專利名稱：皮帶輪單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及皮帶輪單元。
背景技術(shù)：
例如，當交流發(fā)電機經(jīng)由皮帶、皮帶輪單元等由自動發(fā)動機的曲軸驅(qū)動時，由于進 氣沖程、壓縮沖程、燃燒和膨脹沖程以及排氣沖程的循環(huán)，可能在曲軸上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)跳動變化 (在轉(zhuǎn)動期間的加速度變化)。當產(chǎn)生這樣的旋轉(zhuǎn)變化時，在皮帶輪、轉(zhuǎn)軸或皮帶上可能產(chǎn) 生過大的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩(扭矩)或張力。作為例子，存在曲軸的旋轉(zhuǎn)在壓縮沖程等時瞬時下降 的趨勢。然而，由于交流發(fā)電機具有大慣量，其轉(zhuǎn)軸不能夠立即緊隨曲軸(交流發(fā)電機皮帶 輪)的旋轉(zhuǎn)下降，因而在轉(zhuǎn)軸和皮帶輪之間產(chǎn)生了過大的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。結(jié)果，皮帶在轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生 的方向上受拉且產(chǎn)生張力變化，這可能產(chǎn)生皮帶過載或者可能降低皮帶的壽命。于是，考慮 到防止產(chǎn)生皮帶過載或者皮帶壽命降低，在已存在已知的技術(shù)中，使彈簧式單向離合器和 扭矩卷簧介于皮帶輪和轉(zhuǎn)軸之間(例如見W098/50709(JP-T-2001-523325))。如圖9中所示，根據(jù)W098/50709的技術(shù)，能夠通過由彈簧式單向離合器76使動力 中斷或使扭矩卷簧74以彈性方式扭矩變形，來減小如上所述的由這種旋轉(zhuǎn)變化在皮帶中 產(chǎn)生的過載。在W098/50709中，來自發(fā)動機的動力沿著從皮帶輪106到軸36的路徑經(jīng)由彈 簧式單向離合器76和扭矩卷簧74傳遞。另外，皮帶輪106和扭矩卷簧74的內(nèi)周表面(外 套筒64的外周表面)連接在一起，以能夠通過介于其之間的套筒襯套112實現(xiàn)周向相對位 移。因此，每次由離合器76中斷動力時，套筒襯套112受到外套筒64的旋轉(zhuǎn)滑動而磨損， 且可能存在套筒襯套112被破壞的情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種通過防止磨損的出現(xiàn)而具有長壽命的皮帶輪單元，所述 磨損的出現(xiàn)例如是介于皮帶纏繞的皮帶輪與基于旋轉(zhuǎn)變化而彈性變形的彈性元件之間的 構(gòu)件中(襯套等)。解決問題的手段為了解決該問題，在本發(fā)明的皮帶輪單元中，皮帶纏繞的皮帶輪和與皮帶輪同心 設(shè)置且可隨皮帶輪一起旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸中的一個用作驅(qū)動構(gòu)件且另一個用作從動構(gòu)件，并且旋 轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)介于從驅(qū)動構(gòu)件到從動構(gòu)件的傳動路徑中，其中，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)包括彈性構(gòu)件，所述彈性構(gòu)件設(shè)置在傳動路徑的中間位置，且被構(gòu)造成基于在驅(qū)動構(gòu) 件和從動構(gòu)件中的至少一個中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)變化而彈性變形；以及離合器機構(gòu)，所述離合器機構(gòu)設(shè)置在從彈性構(gòu)件到從動構(gòu)件的傳動路徑的中間位 置，且被構(gòu)造成當驅(qū)動構(gòu)件的轉(zhuǎn)速降低至轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速之下預定值或更多時，中斷從驅(qū)動構(gòu) 件到從動構(gòu)件的動力傳遞，
其中，主要在驅(qū)動構(gòu)件側(cè)產(chǎn)生的微小旋轉(zhuǎn)變化通過彈性構(gòu)件的彈性變形來減小， 以及其中，主要在驅(qū)動構(gòu)件側(cè)產(chǎn)生的、大于所述微小旋轉(zhuǎn)變化的旋轉(zhuǎn)變化通過由離合 器機構(gòu)產(chǎn)生的動力中斷來消除。另外，為了解決該問題，在本發(fā)明的皮帶輪單元的具體方面，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)介于從 皮帶纏繞的皮帶輪到與皮帶輪同心設(shè)置且可隨皮帶輪一起旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸的傳動路徑中，其中，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)包括彈性構(gòu)件，所述彈性構(gòu)件設(shè)置在傳動路徑的中間位置，且被構(gòu)造成基于在皮帶輪 和轉(zhuǎn)軸中的至少一個中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)變化而彈性變形；以及離合器機構(gòu)，所述離合器機構(gòu)設(shè)置在從彈性構(gòu)件到轉(zhuǎn)軸的傳動路徑的中間位置， 且被構(gòu)造成當皮帶輪的轉(zhuǎn)速降低至轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速之下預定值或更多時，中斷從皮帶輪到轉(zhuǎn)軸 的動力傳遞，其中，主要在皮帶輪側(cè)產(chǎn)生的微小旋轉(zhuǎn)變化通過彈性構(gòu)件的彈性變形來減小，以 及其中，主要在皮帶輪側(cè)產(chǎn)生的、大于所述微小旋轉(zhuǎn)變化的旋轉(zhuǎn)變化通過由離合器 機構(gòu)產(chǎn)生的動力中斷來消除。這樣，形成了從驅(qū)動構(gòu)件(皮帶輪或轉(zhuǎn)軸)到從動構(gòu)件(轉(zhuǎn)軸或皮帶輪)的傳動 路徑，例如，從皮帶輪經(jīng)由彈性構(gòu)件和離合器機構(gòu)到轉(zhuǎn)軸，且基于旋轉(zhuǎn)變化而彈性變形的彈 性構(gòu)件比中斷動力傳遞的離合器機構(gòu)設(shè)置在動力傳遞的更上側(cè)(動力傳遞的更上游側(cè))。 因此，例如，即使在由離合器機構(gòu)中斷動力的情況下，也防止介于皮帶輪和彈性構(gòu)件之間的 襯套(保持構(gòu)件)受到彈性構(gòu)件(或用于彈性構(gòu)件的容納殼體)的旋轉(zhuǎn)滑動，并因此難以 磨損，據(jù)此延長了襯套的壽命并因此延長了皮帶輪單元的壽命。另外，在彈性構(gòu)件包括由具體在日本工業(yè)標準(JIS)G480101984(彈簧鋼材料)下 的彈簧鋼制成的卷簧的情況下，能夠容易得到足夠好以降低皮帶上的張力變化的扭矩彈簧 常數(shù)。此外，除了彈簧式單向離合器之外，滾柱式單向離合器或斜撐式單向離合器也可以用 于離合器機構(gòu)。因此，保持構(gòu)件可以設(shè)置在皮帶輪和彈性構(gòu)件之間，當允許皮帶輪和彈性構(gòu)件之 間的周向相對位移時，所述保持構(gòu)件限制彈性構(gòu)件的徑向相對位移。即使在由離合器機構(gòu) 中斷動力的情況下也防止保持構(gòu)件受到彈性構(gòu)件(或用于彈性構(gòu)件的容納殼體)的旋轉(zhuǎn)滑 動，由此延長了保持構(gòu)件的壽命并因此延長了皮帶輪單元的壽命。除了由具體在日本工業(yè)標準(JIS)B1582-1996 (滑動軸承襯套)下的軸承合金的 鑄造合金或板材合金制成的襯套之外，不同類型的滾動軸承也能夠用于保持構(gòu)件。于是，希望的是離合器機構(gòu)沿轉(zhuǎn)軸的周向方向設(shè)置在轉(zhuǎn)軸的徑向外部，且彈性構(gòu) 件沿離合器機構(gòu)的周向方向設(shè)置在離合器機構(gòu)的徑向外部。通過設(shè)置并圓柱形重疊離合器 機構(gòu)和彈性構(gòu)件以便圍繞轉(zhuǎn)軸，能夠相對縮短皮帶輪單元的軸向長度。這時，設(shè)置成圍繞離合器機構(gòu)的彈性構(gòu)件優(yōu)選由具有長方形橫截面的卷簧制成。 卷簧的橫截面具有長方形與具有圓形橫截面相比，卷簧可以被卷繞成壓縮更大的狀態(tài)(具 有更小的間隙)，因此，通過提高其橫截面積能夠容易提高能夠儲存的能量。在卷簧具有橫 向延長的截面的情況下，能夠減小彈性構(gòu)件的直徑，而在卷簧具有豎直延長的截面的情況
5下，能夠減小彈性構(gòu)件的寬度。另一方面，離合器機構(gòu)可以沿周向方向設(shè)置在轉(zhuǎn)軸的徑向外部，且進一步地，彈性 構(gòu)件可以設(shè)置在離合器機構(gòu)的一個軸向端部處，以便在與轉(zhuǎn)軸的軸線相交的平面中彈性變 形。通過將離合器機構(gòu)設(shè)置成圍繞轉(zhuǎn)軸和將彈性構(gòu)件設(shè)置在離合器機構(gòu)(轉(zhuǎn)軸)的端部處， 能夠相對縮短皮帶輪單元的徑向長度。這時，彈性構(gòu)件可以包括設(shè)置在與轉(zhuǎn)軸的軸線垂直的平面上的螺旋形卷簧。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的皮帶輪單元的前剖面圖。
圖2是在圖1中所使用的卷簧的透視圖和運轉(zhuǎn)圖。
圖3是在圖1中所使用的滾柱式單向離合器部的剖面圖和運轉(zhuǎn)圖。
圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的皮帶輪單元的前剖面圖。
圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的皮帶輪單元的前剖面圖。
圖6是圖5的前剖面圖。
圖7是斜撐式單向離合器部的運轉(zhuǎn)圖。
圖8以橫截面圖示出了根據(jù)圖3的改進的主要部分。
圖9是示出了傳統(tǒng)的皮帶輪單元的前剖面圖。
具體實施例方式(實施例1)在下文中，將通過參考在附圖中示出的實施例描述用于實現(xiàn)本發(fā)明的方式。圖1 是示出了根據(jù)本發(fā)明的皮帶輪單元的實施例的前剖面圖。圖1是示出了由自動發(fā)動機(未 示出)驅(qū)動的交流發(fā)電機(未示出)的皮帶輪單元1，并且皮帶輪單元1包括交流發(fā)電機 皮帶輪2 (皮帶輪)，所述交流發(fā)電機皮帶輪2作為驅(qū)動構(gòu)件，來自發(fā)動機的驅(qū)動力從皮帶B 傳送到所述交流發(fā)電機皮帶輪2 ；交流發(fā)電機軸3 (轉(zhuǎn)軸)，所述交流發(fā)電機軸3作為從動構(gòu) 件，所述交流發(fā)電機軸3與交流發(fā)電機皮帶輪2同心設(shè)置以便與其一起旋轉(zhuǎn)；以及旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié) 機構(gòu)4，所述旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)4介于交流發(fā)電機皮帶輪2和交流發(fā)電機軸3之間。旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)4設(shè)置在從交流發(fā)電機皮帶輪2延伸到交流發(fā)電機軸3的動力傳動 路徑中，且主要包括作為彈性構(gòu)件的卷簧5和具有在動力的傳遞和中斷之間的切換功能的 離合器機構(gòu)6。于是，交流發(fā)電機皮帶輪2的動力通過處于動力傳遞狀態(tài)的離合器機構(gòu)6從 卷簧5傳遞到交流發(fā)電機軸3。卷簧5基于在交流發(fā)電機皮帶輪2和交流發(fā)電機軸3中的至少任一個中產(chǎn)生的旋 轉(zhuǎn)變化而彈性變形。卷簧5通過其彈性變形減小主要在交流發(fā)電機皮帶輪2側(cè)產(chǎn)生的微小 旋轉(zhuǎn)變化。離合器機構(gòu)6設(shè)置在從卷簧5延伸到交流發(fā)電機軸3的動力傳動路徑的中間位 置中，且當交流發(fā)電機皮帶輪2的轉(zhuǎn)速降低至交流發(fā)電機軸3的轉(zhuǎn)速之下預定值或更多時， 中斷從交流發(fā)電機皮帶輪2到交流發(fā)電機軸3的動力傳遞。該離合器機構(gòu)6沿交流發(fā)電機軸3的周向方向設(shè)置在交流發(fā)電機軸3的徑向外 部。此外，卷簧5沿離合器機構(gòu)6的周向方向設(shè)置在離合器機構(gòu)6的徑向外部以便圍繞離 合器機構(gòu)6，所述卷簧5具有長方形橫截面。
襯套9 (保持構(gòu)件)設(shè)置在交流發(fā)電機皮帶輪2和交流發(fā)電機軸3之間，且被構(gòu)造 成當允許交流發(fā)電機皮帶輪2和卷簧5之間的周向相對位移時限制卷簧5的徑向相對位 移。襯套9被形成為圓柱形作為滑動軸承。交流發(fā)電機皮帶輪2包括圓柱形皮帶輪主體2b，其中，波形槽2a形成在所述皮帶 輪主體2b的外周側(cè)上使得皮帶B繞其纏繞，襯套安裝臺階部2c在所述皮帶輪主體2b的軸 向端側(cè)(左端側(cè))形成在所述皮帶輪主體2b的內(nèi)周側(cè)上。另外，軸承安裝臺階部2d形成 在另一軸向端側(cè)(右端側(cè))。此外，擠壓壁部2e形成在襯套安裝部2c和軸承安裝部2d之 間，所述擠壓壁部2e擠壓卷簧5的接納部5a，所述卷簧5的接納部5a處于用于彈性變形的 始端側(cè)。交流發(fā)電機軸3包括形成為圓柱形的軸主體3a，且凸輪面3c形成在軸主體3a的 外周表面3b的軸向中間部上以便構(gòu)成離合器機構(gòu)6。交流發(fā)電機輸入軸(未示出)固定旋 入到形成在軸主體3a的中心部中的安裝軸孔3d中。交流發(fā)電機皮帶輪2定位在交流發(fā)電機軸3的外部且與交流發(fā)電機軸3同心，以 便限定在交流發(fā)電機軸3與交流發(fā)電機皮帶輪2之間的環(huán)形容納空間部S。球軸承31 (滾動軸承、軸承部)在交流發(fā)電機軸3和交流發(fā)電機皮帶輪2的另一 軸向端側(cè)(右端側(cè))介于皮帶輪主體2b的軸承安裝臺階部2d和軸主體3a的外周表面3b 之間。球軸承31具有固定到軸主體3a的外周表面3b上的環(huán)形內(nèi)環(huán)31a(內(nèi)軸承環(huán))，固 定到皮帶輪主體2b的軸承安裝臺階部2d上的環(huán)形外環(huán)31b (外軸承環(huán))，以及在內(nèi)環(huán)31a 與外環(huán)31b之間滾動的多個球31c (滾動構(gòu)件)。除了在圖中示出的單排之外，球軸承31的 球31c還可以布置成雙排。支撐構(gòu)件7設(shè)置于限定在交流發(fā)電機軸3與交流發(fā)電機皮帶輪2之間的容納空間 部S內(nèi)，所述支撐構(gòu)件7保持卷簧5并構(gòu)成離合器機構(gòu)6。該支撐構(gòu)件7包括形成為圓柱 形的圓柱形部7a，和從圓柱形部7a的軸向端側(cè)(左手側(cè))朝外突出的盤形凸緣部7b ；圓柱 形部7a和盤形凸緣部7b 一體形成。環(huán)形彈簧容納凹槽部7d形成在凸緣部7b的另一軸向 端側(cè)(右手側(cè))的端面7c的徑向內(nèi)側(cè)上，所述環(huán)形彈簧容納凹槽部7d具有在高度上連續(xù) 到圓柱形部7a的外周表面上的內(nèi)周壁表面。旋轉(zhuǎn)限制壁部7e(參考圖2)形成在彈簧容納 凹槽部7d內(nèi)，所述旋轉(zhuǎn)限制壁部7e與在卷簧5的終端側(cè)的接納部5b形成鄰接以便限制卷 簧5的旋轉(zhuǎn)。該支撐構(gòu)件7在容納空間部S內(nèi)與交流發(fā)電機軸3和交流發(fā)電機皮帶輪2同心設(shè) 置。支撐構(gòu)件7的圓柱形部7a起分割容納空間部S的分割構(gòu)件的作用，并將圓柱形部7a 的內(nèi)側(cè)分割和限定成離合器容納空間部Si，將圓柱形部7a的外側(cè)分割和限定成彈簧容納 空間部S2。襯套9設(shè)置在圓柱形部7a的凸緣部7b的外周表面與處于交流發(fā)電機皮帶輪2的 軸向端側(cè)(左端側(cè))的交流發(fā)電機皮帶輪2的襯套安裝臺階部2c之間。襯套9的外周側(cè) 固定壓配合在襯套安裝臺階部2c中，且其內(nèi)周側(cè)設(shè)置在支撐構(gòu)件7的凸緣部7b的外周表 面上以便在其上自由滑動。通過該構(gòu)造，使支撐構(gòu)件7相對于交流發(fā)電機軸3和交流發(fā)電 機皮帶輪2自由旋轉(zhuǎn)。球軸承部32在軸向端側(cè)(左手側(cè))設(shè)置在支撐構(gòu)件7的圓柱形部7a和交流發(fā)電 機軸3之間。該球軸承部32包括外環(huán)滾道32a，所述外環(huán)滾道32a形成在支撐構(gòu)件7的
7圓柱形部7a的內(nèi)周表面上；內(nèi)環(huán)滾道32b，所述內(nèi)環(huán)滾道32b形成在交流發(fā)電機軸3的外 周表面3b上；和多個球32c (滾動元件)，所述多個球32c在內(nèi)環(huán)滾道32b和外環(huán)滾道32a 之間滾動。當允許支撐構(gòu)件7與交流發(fā)電機軸3之間的旋轉(zhuǎn)時，球軸承部32限制其之間的 軸向相對位移。除了如圖中所示的單排之外，球軸承部32的球32c還可以布置成雙排。如圖3中所示，在離合器機構(gòu)6中，單向離合器部8設(shè)置在處于交流發(fā)電機軸3的 徑向外部的離合器容納空間部Sl內(nèi)(參考圖1)，所述單向離合器部8具有在動力傳遞和動 力中斷之間切換的功能。采用滾柱式離合器用于單向離合器部8。單向離合器部8包括 支撐構(gòu)件7的圓柱形部7a，所述圓柱形部7a起外環(huán)8a的作用；交流發(fā)電機軸3，所述交流 發(fā)電機軸3具有起內(nèi)環(huán)8b作用的凸輪面3c ；多個(例如八個)圓柱形滾柱8c，所述多個圓 柱形滾柱8c設(shè)置在限定于外環(huán)8a和內(nèi)環(huán)8b之間的環(huán)形空間內(nèi)，其中其軸線沿軸線方向定 向；環(huán)形保持架8d，所述環(huán)形保持架8d由合成樹脂制成，且適于在環(huán)形空間內(nèi)保持滾柱8c ； 以及壓縮卷簧8e (偏壓構(gòu)件)，所述壓縮卷簧8e在環(huán)形空間內(nèi)朝與外環(huán)8a的旋轉(zhuǎn)方向相反 的方向(例如順時針方向)偏壓。保持架8d作為壓配合部裝配在交流發(fā)電機軸3的凸輪面3c之間的角部上，以便 限制滾柱8c的周向和軸向相對位移。此處，凸輪面3c是其旋轉(zhuǎn)半徑沿著周向方向變化的 凸輪面，且包括構(gòu)成具有兩面寬度W的正多邊形(正八邊形)的矩形面。于是，楔形的空間 K形成在作為外環(huán)8a的支撐構(gòu)件7的圓柱形部7a的內(nèi)周表面7f和作為內(nèi)環(huán)8b的凸輪面 3c之間，所述空間K的徑向間隙在周向方向上變化。多個(例如八個)袋部8f沿保持架8d的周向方向形成，所述多個袋部8f徑向經(jīng) 過保持架8d。滾柱8c可旋轉(zhuǎn)地容納在袋部8f中。此外，壓縮卷簧8e每個都在一端側(cè)附接 到突起8h上且每個都在另一端處與滾柱8c形成鄰接，所述突起8h形成為從限定袋部8f的 柱部8g延伸到袋部8f內(nèi)。于是，滾柱8c在楔形空間K變窄的方向上(例如逆時針方向) 被壓縮卷簧8e偏壓，并且通過偏壓力允許在其相應的凸輪面3c上移動。卷簧5被形成為具有在圖2中所示的長方形橫截面的彈簧鋼材料的卷形狀。卷簧 5包括接納部5a、5b，分別在卷簧5的始端和終端所述接納部5a、5b各形成為平面表面形 狀。在自由狀態(tài)下，卷簧5在其直徑延伸的方向上施加彈性力。長方形截面的形式包括橫 向延長的長方形和豎直延長的長方形。返回參考圖1，卷簧5沿離合器機構(gòu)6的周向方向設(shè)置在離合器機構(gòu)6的徑向外部 以便圍繞離合器機構(gòu)6。此外，在交流發(fā)電機皮帶輪2與支撐構(gòu)件7的圓柱形部7a之間的 彈簧容納空間部S2內(nèi)，卷簧5松配合在支撐構(gòu)件7的圓柱形部7a的外側(cè)上。卷簧5的終 端側(cè)插入到支撐構(gòu)件7的凸緣部7b的彈簧容納凹槽部7d中。如圖2中所示，在終端處的 接納部5b與旋轉(zhuǎn)限制壁部7e形成鄰接(參考圖2)，且在始端處的接納部5a與交流發(fā)電機 皮帶輪2的擠壓壁部2e形成鄰接。然后，參考圖1至圖3，將描述如此前已經(jīng)描述的那樣構(gòu)造的皮帶輪單元1的運轉(zhuǎn)。 圖1中示出的交流發(fā)電機皮帶輪2以設(shè)定的轉(zhuǎn)速(例如5000轉(zhuǎn)/分)以當從圖中的箭頭A 所指示的方向看時的順時針方向旋轉(zhuǎn)。這時，如圖2(c)中所示，定位在動力傳動路徑的上 游側(cè)上的卷簧5通過與支撐構(gòu)件7的旋轉(zhuǎn)限制壁部7e鄰接的在始端處的接納部5b限制旋 轉(zhuǎn)。因此，當在卷簧5的始端處的接納部5a與交流發(fā)電機皮帶輪2的擠壓壁部2e形成鄰接 時，卷簧5通過施加到其上的擠壓力彈性變形，且動力通過變形傳遞到構(gòu)造單向離合器部8
8的支撐構(gòu)件7上。彈性變形以增大其直徑的卷簧5的外周不與支撐構(gòu)件7的凸緣部7b和 交流發(fā)電機皮帶輪2形成接觸。如圖3中所示，當交流發(fā)電機皮帶輪2以順時針方向(以由箭頭指示的方向)旋 轉(zhuǎn)時，產(chǎn)生了滾柱8c被壓縮卷簧8e的彈簧力擠進到楔形空間K的窄側(cè)中的鎖定狀態(tài)(動 力傳遞狀態(tài))。因此，由交流發(fā)電機皮帶輪2的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的動力以下述順序依次傳遞到卷簧 5、支撐構(gòu)件7、離合器機構(gòu)6和交流發(fā)電機軸3。這里，當交流發(fā)電機皮帶輪2的轉(zhuǎn)速超過交流發(fā)電機軸3的轉(zhuǎn)速時(當交流發(fā)電 機軸3的轉(zhuǎn)速降低到交流發(fā)電機皮帶輪2的轉(zhuǎn)速之下時)，單向離合器部8 (離合器機構(gòu)6) 保持鎖定狀態(tài)，由此使從交流發(fā)電機皮帶輪2到交流發(fā)電機軸3的動力傳遞繼續(xù)。另一方面，當交流發(fā)電機皮帶輪2的轉(zhuǎn)速降低至交流發(fā)電機軸3的轉(zhuǎn)速之下預定 值或更多時(當交流發(fā)電機軸3的轉(zhuǎn)速超過交流發(fā)電機皮帶輪2的轉(zhuǎn)速該預定值或更多 時)，如圖3(b)中所示，交流發(fā)電機軸3看上去以逆時針方向旋轉(zhuǎn)。于是，已經(jīng)被擠進到單 向離合器部8的楔形空間K的窄側(cè)中的滾柱8c移動到楔形空間K的寬側(cè)中，從而釋放了鎖 定狀態(tài)。通過鎖定狀態(tài)的釋放，使離合器機構(gòu)6處于自由狀態(tài)(動力中斷狀態(tài))，由此單向 離合器部8中斷從交流發(fā)電機皮帶輪2到交流發(fā)電機軸3的動力傳遞。然而，由于襯套9 設(shè)置在交流發(fā)電機皮帶輪2和卷簧5(支撐構(gòu)件7)之間，所以甚至在單向離合器部8中斷 動力傳遞的情況下，還允許襯套9與交流發(fā)電機皮帶輪2 —起旋轉(zhuǎn)，并且使由于卷簧5 (支 撐構(gòu)件7)的旋轉(zhuǎn)滑動而產(chǎn)生的襯套9的磨損難以出現(xiàn)。在發(fā)動機的進氣沖程、壓縮沖程、燃燒和膨脹沖程以及排氣沖程中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)的 跳動微小變化由卷簧5的彈性變形吸收(減小)。(變型)在實施例1中的單向離合器部8 (離合器機構(gòu)6)中，取代圖3中所示的具有多邊 形截面的交流發(fā)電機軸3，可以使用具有由一系列的凹入表面形狀成形的截面的交流發(fā)電 機軸3'(內(nèi)環(huán)8b)，其中，具有凹入彎曲的或弧形表面的凸輪面3c'如圖8中示出的那樣 形成。(實施例2)接著，圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的皮帶輪單元的前剖面圖。在圖4 中的皮帶輪單元Ia中，構(gòu)造離合器機構(gòu)6的滾柱式單向離合器部8被改變成彈簧式單向離 合器部18。該單向離合器部18包括圓形離合器面18a，所述圓形離合器面18a在球軸承31 與球軸承部32之間的交流發(fā)電機軸3 (轉(zhuǎn)軸、驅(qū)動構(gòu)件)的軸主體3a的外周表面3b上。離合器彈簧18b沿該離合器面18a的周向方向設(shè)置在離合器面18a的徑向外部。 該離合器彈簧18b被形成為具有長方形橫截面的彈簧鋼材料的卷形狀，且被用在其直徑在 自由狀態(tài)下減小的方向上。該離合器彈簧18a的始端側(cè)(右手側(cè))以其周向位移受限制的 狀態(tài)連接到交流發(fā)電機軸3上。另外，離合器彈簧18a的終端側(cè)(左手側(cè))連接到支撐構(gòu) 件7的圓柱形部7a上，所述支撐構(gòu)件7的圓柱形部7a由交流發(fā)電機皮帶輪2 (皮帶輪、驅(qū) 動構(gòu)件)的動力經(jīng)由卷簧5 (彈性構(gòu)件)驅(qū)動以旋轉(zhuǎn)。于是，當交流發(fā)電機軸3的轉(zhuǎn)速降低到在交流發(fā)電機皮帶輪2的轉(zhuǎn)速之下時，離合 器彈簧18b的內(nèi)周表面在直徑上收縮以與交流發(fā)電機軸3的離合器面18a形成接觸，且通 過施加到該接觸面上的摩擦力使鎖定狀態(tài)(動力傳遞狀態(tài))繼續(xù)。另一方面，相反地，當交
9流發(fā)電機軸3的轉(zhuǎn)速超過交流發(fā)電機皮帶輪2的轉(zhuǎn)速預定的值或更大的值時，離合器彈簧 18b的內(nèi)周表面在直徑上膨脹以與交流發(fā)電機軸3的離合器面18a分離。這時，摩擦力解除 且產(chǎn)生了自由狀態(tài)，由此單向離合器部8切換成中斷動力傳遞。在圖4中(實施例2)，對具 有與圖1中(實施例1)的部分相同功能的部分給出相同的附圖標記，且省略了其描述。(實施例3)接著，圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的皮帶輪單元的另外的實施例的前剖面圖。在圖 5中的皮帶輪單元Ib中，改變了圖1中(實施例1)所示的在皮帶輪單元1中的彈性構(gòu)件 (卷簧5)的設(shè)置位置，所述彈性構(gòu)件設(shè)置在設(shè)于動力傳動路徑中的離合器機構(gòu)6的徑向外 部以便圍繞離合器機構(gòu)6。也就是說，容納螺旋形卷簧15 (螺旋形彈簧、彈性構(gòu)件)的環(huán)形彈性構(gòu)件保持構(gòu)件 20附接到包括離合器機構(gòu)6的皮帶輪單元Ib的軸向端(左端)上。此外，在環(huán)形彈性構(gòu)件 保持構(gòu)件20內(nèi)與卷簧15聯(lián)接的支撐構(gòu)件17設(shè)置在限定于交流發(fā)電機軸3和同心設(shè)置的 交流發(fā)電機皮帶輪2之間的容納空間S內(nèi)。該支撐構(gòu)件17具有圓柱形部17a，所述圓柱形部17a形成為圓柱形；和安裝壁表 面17b，所述安裝壁表面17b—體形成，以在圓柱形部17a的軸向端側(cè)(左手側(cè))處與交流 發(fā)電機軸3的軸線垂直。此外，圓柱形凸起17c —體形成在安裝壁表面17b的軸向端面(左 端面)的中心以便以相同的方向突出，且鎖定狹縫17d在圓柱形凸起17c中切出以便沿徑 向方向?qū)⑵湄灤?參考圖6)。襯套19 (保持構(gòu)件)設(shè)置在支撐構(gòu)件17的圓柱形部17a的外周表面與在交流發(fā) 電機皮帶輪2的軸向端側(cè)(左端側(cè))處的襯套安裝臺階部2c之間。該襯套19形成為環(huán)套 圓柱形作為滑動軸承。襯套19在其外周側(cè)上固定壓配合在襯套安裝臺階部2c中，且在其 內(nèi)周側(cè)上滑動設(shè)置在支撐構(gòu)件17的圓柱形部17a的外周表面上。通過采用該構(gòu)造，支撐構(gòu) 件17相對于交流發(fā)電機軸3和交流發(fā)電機皮帶輪2自由旋轉(zhuǎn)。 彈性構(gòu)件保持構(gòu)件20包括作為底的圓柱形主體20c，在所述圓柱形主體20c中，底 壁20b在圓柱形部20a的一端一體形成。支撐構(gòu)件17的凸起17c插過的貫通孔20d在底 壁20b的中心是打開的，以使支撐構(gòu)件17的凸起17c設(shè)置在圓柱形部20a內(nèi)(參考圖6)。 此外，周向壁部20e —體形成在底壁20b上以便從其突出到另一軸向端側(cè)。擠壓突起20f 一體形成在主體20c內(nèi)的周向壁部20e上以便朝著中心側(cè)延伸(參考圖6)。于是，交流發(fā)電機皮帶輪2的軸向端側(cè)的外周表面壓配合在彈性構(gòu)件保持構(gòu)件20 的周向壁部20e中。因此，彈性構(gòu)件保持構(gòu)件20和交流發(fā)電機皮帶輪2連接在一起以從而 限制相對旋轉(zhuǎn)(從而使其一起旋轉(zhuǎn))。卷簧15形成為如圖6中示出的具有長方形橫截面的彈簧鋼材料的螺旋形形狀。卷 簧15的始端具有鉤段15a且其終端被制成接合部15b。長方形截面形式包括橫向延長的長 方形和豎直延長的長方形。該卷簧15容納在彈性構(gòu)件保持構(gòu)件20內(nèi)，其中，鉤段15a插入到在凸起17c上的 鎖定狹縫18d中，且接合部15b與擠壓突起20f形成鄰接。返回參考圖5，構(gòu)成球軸承部32的外環(huán)滾道32a在交流發(fā)電機皮帶輪2的皮帶輪 主體2b的另一軸向端側(cè)(右手側(cè))形成在所述交流發(fā)電機皮帶輪2的皮帶輪主體2b的內(nèi) 周側(cè)上。此外，構(gòu)成離合器機構(gòu)6的凸輪面3c在軸向端側(cè)(左端側(cè))形成在交流發(fā)電機軸3的軸主體3a的外周表面3b上。構(gòu)成軸承部32的內(nèi)環(huán)滾道32b形成在其另一軸向端側(cè) (右手側(cè))處。多個球32c (滾動元件)設(shè)置在外環(huán)滾道32a和內(nèi)環(huán)滾道32b之間以能夠在 交流發(fā)電機皮帶輪2和交流發(fā)電機軸3之間相對旋轉(zhuǎn)。除了在圖中示出的雙排之外，球軸 承部32的球32c還可以布置成單排。在離合器機構(gòu)6中，如在圖1(實施例1)中的單向離合器部8的那樣，具有在動力 傳遞和動力中斷之間切換的功能的單向離合器部18設(shè)置在交流發(fā)電機軸3的徑向外部。然后，將基于圖5和圖6描述如上文已經(jīng)描述的那樣構(gòu)造的皮帶輪單元Ib的運 轉(zhuǎn)。圖5中示出的交流發(fā)電機皮帶輪2以設(shè)定的轉(zhuǎn)速(例如5000轉(zhuǎn)/分)以當從圖中的箭 頭A所指示的方向看時的順時針方向旋轉(zhuǎn)。這時，如圖6中所示，設(shè)置在動力傳動路徑的上 游側(cè)上的卷簧15在鉤段15a處通過支撐構(gòu)件7的凸起17c限制旋轉(zhuǎn)。因此，當卷簧15的 接合部15b與隨交流發(fā)電機皮帶輪2 —起旋轉(zhuǎn)的彈性構(gòu)件保持構(gòu)件20的擠壓突起20f形 成鄰接時，卷簧15通過施加到接合部15b上的擠壓力彈性變形。通過該變形，將動力傳遞 到構(gòu)成單向離合器部18的支撐構(gòu)件17上。如圖1 (實施例1)中的單向離合器部8的那樣，在該單向離合器部18中，當交流 發(fā)電機皮帶輪2以順時針方向旋轉(zhuǎn)時，產(chǎn)生了鎖定狀態(tài)(動力傳遞狀態(tài))。因此，由交流發(fā) 電機皮帶輪2的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的動力以下述順序依次傳遞到卷簧15、支撐構(gòu)件17、離合器機構(gòu) 6和交流發(fā)電機軸3。這里，當交流發(fā)電機皮帶輪2的轉(zhuǎn)速超過交流發(fā)電機軸3的轉(zhuǎn)速時(當交流發(fā)電 機軸3的轉(zhuǎn)速降低到交流發(fā)電機皮帶輪2的轉(zhuǎn)速之下時)，由于單向離合器部18 (離合器機 構(gòu)6)保持鎖定狀態(tài)，所以使從交流發(fā)電機皮帶輪2到交流發(fā)電機軸3的動力傳遞繼續(xù)。另一方面，當交流發(fā)電機皮帶輪2的轉(zhuǎn)速降低預定的值或更大的值而在交流發(fā)電 機軸3的轉(zhuǎn)速之下時(當交流發(fā)電機軸3的轉(zhuǎn)速超過交流發(fā)電機皮帶輪2的轉(zhuǎn)速預定的值 或更大的值時)，如圖3(b)中所示，交流發(fā)電機軸3看上去以逆時針方向旋轉(zhuǎn)。于是，已經(jīng) 被擠進到楔形空間K的窄側(cè)中的滾柱8c移動到同一空間的寬側(cè)中，從而釋放了鎖定狀態(tài)。 通過以此方式釋放鎖定狀態(tài)，使離合器機構(gòu)6處于自由狀態(tài)(動力中斷狀態(tài))，由此單向離 合器部18中斷從交流發(fā)電機皮帶輪2到交流發(fā)電機軸3的動力傳遞。然而，由于襯套19 設(shè)置在交流發(fā)電機皮帶輪2和卷簧15(支撐構(gòu)件17)之間，所以甚至在單向離合器部8中 斷動力傳遞的情況下，襯套19還能夠與交流發(fā)電機皮帶輪2 —起旋轉(zhuǎn)，使通過卷簧15 (支 撐構(gòu)件17)的旋轉(zhuǎn)滑動而產(chǎn)生的襯套19的磨損難以出現(xiàn)。注意到進氣沖程、壓縮沖程、燃燒和膨脹沖程以及排氣沖程中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)的跳動 微小變化由卷簧15的彈性變形吸收(減小)。(實施例4)下面，圖7是示出了使用斜撐式單向離合器的皮帶輪單元的運轉(zhuǎn)的說明性視圖。 在圖7中，將圖3 (實施例1)中示出的滾柱式單向離合器部8改變成斜撐式單向離合器部 28。在單向離合器部28中，支撐構(gòu)件7的圓柱形部7a被制成起外環(huán)28a的作用，且交流發(fā) 電機軸3被制成起內(nèi)環(huán)28b的作用。單向離合器部28包括多個斜撐28c，所述多個斜撐 28c設(shè)置在限定于外環(huán)28a和內(nèi)環(huán)28b之間的環(huán)形空間內(nèi)，其中其軸線被定向成沿軸線方 向；環(huán)形內(nèi)環(huán)側(cè)保持架28d和環(huán)形外環(huán)側(cè)保持架28e，所述環(huán)形內(nèi)環(huán)側(cè)保持架28d和環(huán)形外 環(huán)側(cè)保持架28e將斜撐28c保持在環(huán)形空間內(nèi)的適當位置處；以及環(huán)形彈簧28f。
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斜撐28c相對于面對外環(huán)28a和內(nèi)環(huán)28b的面傾向一方設(shè)置，且其傾向一方的狀 態(tài)由內(nèi)環(huán)側(cè)保持架28d和外環(huán)側(cè)保持架28e維持。于是，當外環(huán)28a以順時針方向旋轉(zhuǎn)時， 通過施加到外環(huán)28a和斜撐28c之間的接觸部的摩擦力，斜撐28c沿向右的方向進一步傾 斜，這產(chǎn)生了斜撐28c牢固擠在外環(huán)28a和內(nèi)環(huán)28b之間的鎖定狀態(tài)，由此傳遞動力。另一 方面，相反地，當外環(huán)28a以逆時針方向旋轉(zhuǎn)時，斜撐28c沿向左的方向傾斜，這產(chǎn)生了斜撐 28c從其擠在外環(huán)28a和內(nèi)環(huán)28b之間的狀態(tài)釋放的自由狀態(tài)，由此中斷動力傳遞。
權(quán)利要求
一種皮帶輪單元，在所述皮帶輪單元中，皮帶纏繞的皮帶輪和與所述皮帶輪同心設(shè)置且可隨所述皮帶輪一起旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸中的一個用作驅(qū)動構(gòu)件且另一個用作從動構(gòu)件，并且旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)介于從所述驅(qū)動構(gòu)件到所述從動構(gòu)件的傳動路徑中，其中所述旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)包括彈性構(gòu)件，所述彈性構(gòu)件設(shè)置在所述傳動路徑的中間位置，且被構(gòu)造成基于在所述驅(qū)動構(gòu)件和所述從動構(gòu)件中的至少一個中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)變化而彈性變形；以及離合器機構(gòu)，所述離合器機構(gòu)設(shè)置在從所述彈性構(gòu)件到所述從動構(gòu)件的所述傳動路徑的中間位置，且被構(gòu)造成當所述驅(qū)動構(gòu)件的轉(zhuǎn)速降低至所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速之下預定值或更多時，中斷從所述驅(qū)動構(gòu)件到所述從動構(gòu)件的動力傳遞，其中通過所述彈性構(gòu)件的彈性變形來減小在所述驅(qū)動構(gòu)件和所述從動構(gòu)件之間產(chǎn)生的微小旋轉(zhuǎn)變化，并且其中通過所述離合器機構(gòu)進行的動力中斷來消除在所述驅(qū)動構(gòu)件和所述從動構(gòu)件之間產(chǎn)生的比所述微小旋轉(zhuǎn)變化大的旋轉(zhuǎn)變化。
2.一種皮帶輪單元，在所述皮帶輪單元中，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)介于從皮帶纏繞的皮帶輪到 與所述皮帶輪同心設(shè)置且可隨所述皮帶輪一起旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸的傳動路徑中，其中所述旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)包括彈性構(gòu)件，所述彈性構(gòu)件設(shè)置在所述傳動路徑的中間位置，且被構(gòu)造成基于在所述皮 帶輪和所述轉(zhuǎn)軸中的至少一個中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)變化而彈性變形；以及離合器機構(gòu)，所述離合器機構(gòu)設(shè)置在從所述彈性構(gòu)件到所述轉(zhuǎn)軸的所述傳動路徑的中 間位置，且被構(gòu)造成當所述皮帶輪的轉(zhuǎn)速降低至所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速之下預定值或更多時，中 斷從所述皮帶輪到所述轉(zhuǎn)軸的動力傳遞，其中通過所述彈性構(gòu)件的彈性變形來減小在所述皮帶輪和所述轉(zhuǎn)軸之間產(chǎn)生的微小 旋轉(zhuǎn)變化，并且其中通過所述離合器機構(gòu)進行的動力中斷來消除在所述皮帶輪和所述轉(zhuǎn)軸之間產(chǎn)生 的比所述微小旋轉(zhuǎn)變化大的旋轉(zhuǎn)變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的皮帶輪單元，其中保持構(gòu)件設(shè)置在所述皮帶輪和所述轉(zhuǎn)軸之間，且被構(gòu)造成在允許所述皮帶輪和所 述彈性構(gòu)件之間的周向相對位移的同時限制所述彈性構(gòu)件的徑向相對位移。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的皮帶輪單元，其中所述離合器機構(gòu)沿周向方向設(shè)置在所述轉(zhuǎn)軸的徑向外部，并且 其中所述彈性構(gòu)件沿所述周向方向設(shè)置在所述離合器機構(gòu)的徑向外部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的皮帶輪單元，其中所述彈性構(gòu)件設(shè)置成圍繞所述離合器機構(gòu)，且所述彈性構(gòu)件包括具有長方形橫截 面的卷簧。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的皮帶輪單元，其中所述離合器機構(gòu)沿周向方向設(shè)置在所述轉(zhuǎn)軸的徑向外部，并且 其中所述彈性構(gòu)件設(shè)置在所述離合器機構(gòu)的一個軸向端部處，以便在與所述轉(zhuǎn)軸的軸 線相交的平面中彈性變形。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的皮帶輪單元，其中所述彈性構(gòu)件包括設(shè)置在與所述轉(zhuǎn)軸的軸線垂直的平面上的螺旋形卷簧。
全文摘要
旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)設(shè)置在從交流發(fā)電機皮帶輪到交流發(fā)電機軸的動力傳動路徑中，且主要包括作為彈性構(gòu)件的卷簧和具有在動力的傳遞和中斷之間切換的功能的離合器機構(gòu)。交流發(fā)電機皮帶輪的動力經(jīng)由處于動力傳遞狀態(tài)的離合器機構(gòu)從卷簧傳遞到交流發(fā)電機軸。卷簧通過其彈性變形減小了在交流發(fā)電機皮帶輪和交流發(fā)電機軸中的至少一個中產(chǎn)生的微小旋轉(zhuǎn)變化。離合器機構(gòu)設(shè)置在從卷簧到交流發(fā)電機軸的動力傳動路徑的中間位置中，且當交流發(fā)電機皮帶輪的轉(zhuǎn)速降低至交流發(fā)電機軸的轉(zhuǎn)速之下預定值或更多時，中斷從交流發(fā)電機皮帶輪到交流發(fā)電機軸的動力傳遞。
文檔編號F16H55/36GK101981351SQ200880128290
公開日2011年2月23日 申請日期2008年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月26日
發(fā)明者山谷知也, 渡邊肇, 藤原英樹 申請人:株式會社捷太格特