JPS623334B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、車両の補機駆動用変速装置に関す
る。

従来、四輪自動車の補機、たとえばオルタネー
タ、エアコンデイシヨナ用コンプレツサおよびパ
ワーステアリング用ポンプ等は、エンジンのクラ
ンク軸端部に一体的に固定されたプーリから無端
状ベルトを介して駆動されており、各補機はエン
ジン回転数に比例した回転数で駆動されている。
ところが、各補機の大部分は、適正回転数に達す
ればそれ以上の回転数を不要とするものであり、
エンジンの省動力化のためには、各補機の回転数
をエンジン回転数に拘らず適当な範囲に抑制する
ことが望ましい。そうすれば、単にエンジンの省
動力化にとどまらず、最高回転数低減による補機
の信頼性向上、騒音の低減、小型軽量化等多くの
効果を得ることができる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたも
のであり、クランク軸から入力される駆動力を、
低速および高速に切換えて補機に伝達することが
できるようにした車両の補機駆動用変速装置を提
供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明では、エ
ンジンのクランク軸に連結された入力部材に、相
互間に間隔をあけて円板状の第１および第２回転
体が相対回転自在に支承され、両回転体の外周に
は、補機に駆動力を伝達するための相互に異なる
径を有するプーリがそれぞれ一体的に固定され、
両回転体間には、前記入力部材との相対回転を阻
止されかつ軸方向相対移動を許容されるとともに
一方の回転体に結合すべくばね付勢されたクラツ
チ板が介装され、他方の回転体に関して前記クラ
ツチ板と反対側には、励磁に応じて前記クラツチ
板を他方の回転体に吸引、結合するための電磁コ
イルが配設される。

以下、図面により本発明の実施例について説明
すると、先ず本発明装置を適用する車両の補機駆
動系を示す第１図において、変速装置１にはエン
ジン２（第２図参照）からの駆動力が入力されて
おり、そのエンジン２からの駆動力が、変速装置
１の変速動作に応じて、補機としてのオルタネー
タ３、パワーステアリング用ポンプ４およびエア
コンデイシヨナ用コンプレツサ５に、高速および
低速の２段階に切換えて伝達される。すなわち変
速装置１は、大径プーリ６と、小径プーリ７とを
備えており、変速装置１が備える電磁コイル３１
（第２図参照）の励磁および消磁に応じて、エン
ジン２からの駆動力が両プーリ６，７から切換え
て出力される。

大径プーリ６と、オルタネータ３の入力軸に設
けられたプーリ９と、パワーステアリング用ポン
プ４の入力軸に設けられたプーリ１２と、エアコ
ンデイシヨナ用コンプレツサ５の入力軸に設けら
れたプーリ１３とには、無端状ベルト１４が懸回
される。また小径プーリ７と、第１Ａ図に示すよ
うに前記オルタネータ３の入力軸にプーリ９と同
軸かつ同径に設けられたプーリ１１とには無端状
ベルト１０が懸回される。プーリ１２，１３間で
ベルト１４には、ベルト１４を屈曲させて両プー
リ１２，１３へのベルト１４の懸回角を増大させ
るためのローラ１５が摺接される。さらに、大径
および小径プーリ６，７と、オルタネータ３の両
プーリ９，１１との間で、両ベルト１０，１４に
は適当な張力を与えるためのローラ１６がその位
置を調節可能にして摺接される。

第２図および第３図において、変速装置１は、
エンジン２のクランク軸１７に連結された入力部
材１８と、大径プーリ６と、小径プーリ７と、両
プーリ６，７および入力部材１８間に介装される
電磁クラツチ８とを備える。

シリンダブロツク１９に軸受２０を介して回転
自在に支承されたクランク軸１７の端部１７ａ
は、基本的に円筒状の入力部材１８に嵌入され、
該端部１７ａと入力部材１８とは、キー２１によ
りその相対回転動作を阻止される。また、入力部
材１８の外端部外周に装着される軸受２２の内輪
に当接するワツシヤ２３が入力部材１８の外端部
を覆うように配置され、このワツシヤ２３に挿通
されたボルト２４が前記端部１７ａの外端面に螺
合される。これにより、入力部材１８とクランク
軸１７の端部１７ａとの軸方向相対移動が阻止さ
れ、入力部材１８とクランク軸１７とが実質的に
一体化される。

入力部材１８の外端部には前記軸受２２を介し
て円板状の第１回転体２５が相対回転自在に装着
される。また前記軸受２２から軸方向内方側に間
隔をあけた位置で、入力部材１８の外周には、規
制板２６およびテーパーサークリツプ２７により
軸受２８が装着され、入力部材１８にはその軸受
２８を介して円板状の第２回転体２９が相対回転
自在に装着される。第１回転体２５の外周には小
径プーリ７が固着され、第２回転体２９の外周に
は小径プーリ７よりも大径の大径プーリ６が固着
される。

電磁クラツチ８は、前記両回転体２５，２９
と、両回転体２５，２９間に介装される円板状ク
ラツチ板３２と、該クラツチ板３２を第１回転体
２５側に付勢する皿ばね３３と、第２回転体２９
に関して第１回転体２５と反対側に配置される電
磁コイル３１とから構成される。

第２回転体２９には、シリンダブロツク１９側
に開放した縦断面略Ｕ字状の収容部３４が全周に
わたつて環状に設けられており、シリンダブロツ
ク１９にボルト３５で固定された支持部材３６に
よつて支持されたリング状電磁コイル３１は収容
部３４に収容される。

入力部材１８において両軸受２２，２８間の外
周には、周方向に等間隔をあけて複数の突部３７
が突設されており、クラツチ板皿ばね３３の内周
には前記各突部３７が嵌合する複数の凹部３８が
設けられる。これにより皿ばね３３および入力部
材１８はいわゆるスプライン結合によつて連結さ
れる。また皿ばね３３の外周縁は複数のリベツト
４４でクラツチ板３２に固定される。したがつ
て、クラツチ板３２は、入力部材１８との軸方向
相対移動は許容されるが、相対回転動作は阻止さ
れており、しかも皿ばね３３のばね力により第１
回転体２５側にばね付勢されている。

第１回転体２５と、第２回転体２９における収
容部３４の底部３４ａとの間隔は、両者２５，３
４ａ間にクラツチ板３２を介在させた状態で間隙
δが形成されるように設定される。

第４図を併せて参照して、第２回転体２９にお
ける収容部３４の底部３４ａには、曲率半径の異
なる一対の仮想同心円に沿つてそれぞれ延びる一
対の円弧状長孔３９，４０が周方向に間隔をあけ
て複数個ずつ穿設される。またクラツチ板３２に
は、それらの長孔３９，４０間の仮想円に沿つて
延びる複数の円弧状長孔４１が周方向に間隔をあ
けて穿設される。

このような電磁クラツチ８において、電磁コイ
ル３１が励磁されると、第４図の矢符で示すよう
に磁気回路４３が形成され、クラツチ板３２が皿
ばね３３のばね力に抗して収容部３４すなわち第
２回転体２９に吸引、結合される。したがつて、
入力部材１８からの回転駆動力は、クラツチ板３
２と第２回転体３４との結合により、大径プーリ
６に伝達される。一方、電磁コイル３１が消磁さ
れるとクラツチ板３２が皿ばね３３のばね力によ
つて第１回転体２５に結合され、入力部材１８か
らの回転駆動力が小径プーリ７に伝達される。

皿ばね３３のばね力は、その初期撓み量によつ
て決定されるが、該皿ばね３３の内周縁は規制板
２６に当接されており、したがつて皿ばね３３の
ばね力は規制板２６の板厚を変化させることによ
つて調節される。また前記間隙δは、軸受２２の
内輪に当接して位置を規制すべく入力部材１８に
嵌挿されたリング状当接板４５の板厚を変化させ
ることによつて調節可能である。

次にこの実施例の作用について説明すると、エ
ンジン２の回転数が比較的低い状態では、補機を
エンジン２の回転数と同様、またはそれ以上の回
転数で駆動するために、電磁コイル３１を励磁す
る。これにより、クラツチ板３２と第２回転体２
９とが結合され、エンジン２の駆動力が入力部材
１８、皿ばね３３、クラツチ板３２および第２回
転体２９を介して大径プーリ６に伝達される。し
たがつて、プーリ９，１２，１３がベルト１４を
介して駆動され、オルタネータ３、パワーステア
リング用ポンプ４およびエアコンデイシヨナ用コ
ンプレツサ５がエンジン２の回転数と同等がそれ
以上の回転数で駆動される。この際、小径プーリ
７はベルト１０によつて空転されている。

次にエンジン２の回転数が比較的高い状態で
は、電磁コイル３１を消磁する。これにより、ク
ラツチ板３２は皿ばね３３のばね力によつて第１
回転体２５に結合し、エンジン２の駆動力が入力
部材１８、皿ばね３３、クラツチ板３２および第
１回転体２５を介して小径プーリ７に伝達され
る。したがつて小径プーリ７からベルト１０を介
してプーリ１１に駆動力が伝達され、さらにプー
リ９およびベルト１４を介してプーリ１２，１３
に駆動力が伝達される。したがつてオルタネータ
３、パワーステアリング用ポンプ４およびエアコ
ンデイシヨナ用コンプレツサ５が前記大径プーリ
６で駆動され場合よりも低い回転数で駆動され、
エンジン２の回転数の増大に応じて各補機の回転
数が増大することを回避することができる。

第５図は本発明の他の実施例を示すものであ
り、変速装置１′によつてオルタネータ３のみが
高速および低速に切換えて駆動される。すなわち
変速装置１′は大径プーリ６および小径プーリ７
を備え、大径プーリ６は無端状ベルト４６を介し
てオルタネータ３のプーリ１１に連結され、小径
プーリ７は無端状ベルト４７を介して前記プーリ
１１と同軸のプーリ９に連結される。

第６図において、変速装置１′の構造を詳細に
説明するが、この変速装置１′は前述の実施例の
変速装置１とほぼ同様の構造を有しており、変速
装置１と同様の部分には同一の参照符を付して説
明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

この実施例では、第１回転体２５′が第２回転
体２９′よりも大径に形成されており、第１回転
体２５′に大径プーリ６が固着され、第２回転体
２９′に小径プーリ７が固着される。またクラツ
チ板３２の内周は入力部材１８の外周に設けられ
た突部３７にスプライン結合され、皿ばね３３は
クラツチ板３２および規制板２６間に介装され
る。また、第１回転体２５′には、クラツチ板３
２の長孔４１に対応する位置に複数の円弧状長孔
４２が穿設される。さらに、ワツシヤ２３および
軸受２２はカバー３０で覆われる。この変速装置
１′においては、電磁コイル３１を励磁すること
により、第７図で示すような磁気回路４８が形成
される。

次にこの実施例の作用について第８図を参照し
ながら説明すると、エンジン２の回転数が比較的
低い状態では、電磁コイル３１は消磁される。こ
れにより、クラツチ板３２は皿ばね３３のばね力
P1によつて第１回転体２５′に結合し、大径プー
リ６にエンジン２の駆動力が与えられ、さらにベ
ルト４６およびプーリ１１を介してオルタネータ
３が駆動される。この際、小径プーリ７は空転し
ている。

次にエンジン２の回転数が比較的高くなると、
電磁コイル３１が励磁される。そのためクラツチ
板３２は磁気吸引力P3（＞P1）で第２回転体２
９′側に吸引される。この際、皿ばね３３のばね
力はクラツチ板３２の変位に応じて曲線４９で示
すように減少し、磁気吸引力はクラツチ板３２の
変位に応じて曲線５０で示すように増大する。こ
れらの関係より、クラツチ板３２が距離δだけ変
位して第２回転体２９′と結合するとき、磁気吸
引力は最大値P4となり、ばね力は最小値P2とな
る。したがつて、（P4−P2）の結合力でクラツチ
板３２は第２回転体２９′に結合し、十分なトル
ク伝達能力を最小の電磁コイル３１で得ることが
できる。このとき、オルタネータ３は小径プーリ
７からベルト４７を介して駆動され、したがつて
前述の大径プーリ６で駆動される場合よりも低い
回転数で駆動される。

以上のように本発明によれば、エンジンのクラ
ンク軸に連結された入力部材に、相互間に間隔を
あけて第１および第２回転体が相対回転自在に支
承され、両回転体の外周には、補機に駆動力を伝
達するための相互に異なる径を有するプーリがそ
れぞれ一体的に固定され、両回転体間には、前記
入力部材との相対回転を阻止されかつ軸方向相対
移動を許容されるとともに一方の回転体に結合す
べくばね付勢されたクラツチ板が介装され、他方
の回転体に関して前記クラツチ板と反対側には、
励磁に応じて前記クラツチ板を他方の回転体に吸
引、結合するための電磁コイルが配設されるの
で、補機回転数を両プーリの切換えによつて適切
に抑制することができ、単にエンジンの省動力化
にとどまらず、最高回転数低減による補機の信頼
性向上、騒音の低減、小型、軽量化等多くの効果
を得ることができる。また本発明装置は、基本的
には、入力部材、第１および第２回転体、クラツ
チ板、クラツチ板の付勢手段および電磁コイルで
構成されるので、構造が簡単であつて信頼性が高
い。さらに、潤滑要素が入力部材と、第１および
第２回転体との間の軸受のみであるために耐久性
を向上することができ、しかも該軸受と並列に一
方向クラツチなどの他の要素を配置する必要がな
いので、軸方向寸法を最小に抑えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例を示すもの
であり、第１図は補機駆動系を示す正面図、第１
Ａ図は第１図のオルタネータの入力軸を示す側断
面図、第２図は第１図の変速装置の縦断側面図、
第３図は変速装置の分解斜視図、第４図は第２図
の要部拡大断面図、第５図〜第８図は本発明の他
の実施例を示すもので、第５図は補機駆動系を示
す正面図、第６図は第５図の変速装置の縦断側面
図、第７図は第６図の要部拡大断面図、第８図は
ばね力および磁気吸引力特性を示す図である。 １，１′…変速装置、２…エンジン、３…補機
としてのオルタネータ、４…補機としてのパワー
ステアリング用ポンプ、５…補機としてのエアコ
ンデイシヨナ用コンプレツサ、６…大径プーリ、
７…小径プーリ、２５，２５′…第１回転体、２
９，２９′…第２回転体、３１…電磁コイル、３
２…クラツチ板、３３…皿ばね。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンのクランク軸に連結された入力部材
   に、相互間に間隔をあけて円板状の第１および第
   ２回転体が相対回転自在に支承され、両回転体の
   外周には、補機に駆動力を伝達するための相互に
   異なる径を有するプーリがそれぞれ一体的に固定
   され、両回転体間には、前記入力部材との相対回
   転を阻止されかつ軸方向相対移動を許容されると
   ともに一方の回転体に結合すべくばね付勢された
   クラツチ板が介装され、他方の回転体に関して前
   記クラツチ板と反対側には、励磁に応じて前記ク
   ラツチ板を他方の回転体に吸引、結合するための
   電磁コイルが配設されることを特徴とする車両の
   補機駆動用変速装置。