皮带轮装置及自动张紧装置的制作方法

专利名称：皮带轮装置及自动张紧装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及皮带轮装置及自动张紧装置。
技术背景汽车等的发动机的辅机类是被由使用了皮带的驱动机构输出的曲 轴的旋转力驱动的。在该驱动机构中巻挂皮带的皮带轮装置中，有安装 于曲轴上的曲轴用的皮带轮装置、安装于交流发电机上的交流发电机用 的皮带轮装置、具有用于将上述皮带的张力维持一定的皮带轮的自动张 紧装置。安装有上述曲轴用的皮带轮装置的发电机的曲轴，由于是由气缸的 爆发力赋予旋转力，因此会在其转速中产生变动。此外， 一旦此种曲轴 的转速的变动经由皮带被传递到辅机类，则因旋转而产生惯性力的辅机 类就无法追随该转速的变动。因此，就会有皮带的张力过大地变动、在 皮带轮装置与皮带之间产生滑移的情况。此种皮带的滑移或张力的过大 的变动成为皮带的异常声响的产生或寿命降低等的原因。另外，为了防 止皮带的滑移，有时将该皮带的初始张力设定得比较高，该情况下，曲 轴的旋转阻力增大，从而会有降低发电机的油耗性能的情况。另外，由于曲轴本身并非在轴向上轴对称地形成，因此上述曲轴的 转速的变动还会成为曲轴本身的扭曲振动或起伏振动的原因。为此，例如像JP特开2003-172403号公报中所述的那样，为了緩 解由曲轴的转速变动造成的对其他部分的影响，提出有具备安装于曲 轴上的皮带轮轮毂、在外周巻挂皮带的筒状的皮带轮构件、夹设于上述 皮带轮轮毂和上述皮带轮构件之间的减振橡胶的曲轴用皮带轮装置。此 种皮带轮装置通过将由弹性体制成的减振橡胶夹设于皮带轮构件与曲 轴之间，且使两者可沿圆周方向弹性地相对旋转，而能够使皮带轮构件 作为针对曲轴的减振物质发挥作用，并获得减振作用。利用该减振作用， 吸收曲轴的振动，并且緩解曲轴的转速变动。利用上述以往的曲轴用皮带轮装置获得的、用于緩解曲轴的转速变动的减振作用很大地依赖于减振橡胶的弹性特性。虽然减振橡胶的弹性 特性能够通过改变构成该减振橡胶的弹性体的材质、其厚度尺寸来变 更，然而利用此种方法得到的弹性特性的可变更的范围不太宽，其自由 度低。从而，利用上述以往的皮带轮装置，有时无法适当地设定减振橡 胶的弹性特性，无法有效地緩解曲轴的振动或转速变动。另外，安装有交流发电机用的皮带轮装置的交流发电机中，在内部 重量比较大的电枢等与该交流发电机用的皮带轮装置的输入轴一体地 旋转，如上所述，当曲轴的转速的变动很激烈时，会有电枢因由自身的 旋转产生的惯性力，而无法追随曲轴的转速的变动的情况。如果交流发 电机无法追随上述转速的变动，则会在曲轴的转速与交流发电机之间暂 时地在转速方面产生差异，从而有在皮带轮装置与皮带之间产生滑移、 皮带的张力过大地变动的情况。此种皮带的滑移或张力的过大的变动会 成为皮带的异常声响的产生或寿命降低等的原因。而且，为了防止皮带 的滑移，有时将该皮带的初始张力设定得比较高，该情况下，曲轴的旋 转阻力增大，从而还会有降低发动机的油耗性能的情况。为此，例如像JP特开平6-207525号公报中所述的那样，在交流 发电机用的皮带轮装置中，为了容许由曲轴传递的转速的变动，提出过 具有在外周面设置有巻挂皮带的皮带轮槽的皮带轮构件、被相对于该 皮带轮构件自由旋转地配设并且可与交流发电机的输入轴一体地旋转 地安装的皮带轮轮毂、将上述皮带轮构件与上述皮带轮轮毂之间连结的 受扭螺旋弹簧的装置。在上述以往的交流发电机用的皮带轮装置中，受 扭螺旋弹簧构成为，将其一端固定于皮带轮构件上，将另一端固定于皮 带轮轮毂上，从而在皮带轮构件与皮带轮轮毂相对旋转时，该受扭螺旋 弹簧会扭转。这样，通过利用因受扭螺旋弹簧被扭转而产生的弹性力，暂时地使皮带轮构件与皮带轮轮毂沿圆周方向弹性地相对旋转，来緩解 转速的变动。根据上述以往例的交流发电机用的皮带轮装置，皮带轮构件相对于 皮带轮轮毂的旋转变动的緩解特性依赖于上述受扭螺旋弹簧，然而由于 该受扭螺旋弹簧受到可装入到该皮带轮装置的程度的大小的限制，因此 其线径或自由长度、圏数等受到限制，无法自由地设定受扭螺旋弹簧的 特性。因此，在设定作为交流发电机用的皮带轮装置的旋转变动的緩解 特性之时的自由度受到限制，有可能无法充分地緩解曲轴的转速变动。如上所述，利用以往的曲轴用的皮带轮装置及交流发电机用的皮带 轮装置，有时无法充分地緩解曲轴的转速变动。另外，上述驱动机构中所用的自动张紧装置，例如像JP特开平7 - 4481号公报中所述的那样，在能够以固定于发动机等上的支承部为中 心摆动的摆动臂的前端，具有巻挂上述皮带的皮带轮，摆动臂可以利用 由安装于该摆动臂与支承部之间的受扭螺旋弹簧产生的弹性力而弹性 地摆动。此种自动张紧装置通过将皮带轮沿规定的摆动方向施力而对皮 带赋予一定的张力。另外，同时能够利用摆动臂的弹性的摆动来吸收因 发动机的转速变动等产生的皮带的张力变动，防止皮带的振动或异常声 响的产生，确保皮带本来的寿命。另外，能够吸收由辅机的安装误差、 温度变化造成的尺寸变化或皮带的长度的波动等。根据上述以往例的自动张紧装置，摆动臂的皮带张力的变动吸收特 性依赖于上述受扭螺旋弹簧，然而由于该受扭螺旋弹簧受到可装入到该 自动张紧装置中的程度的大小的限制，因此其线径或自由长度、團数等 受到限制，无法自由地设定受扭螺旋弹簧的弹性力的特性。因此，在设 定作为自动张紧装置的皮带张力的变动吸收特性之时的自由度会受到 限制，有时无法充分地吸收皮带张力的变动。发明内容本发明是鉴于此种情况而完成的，其目的在于，提供能够有效地緩 解、吸收曲轴的转速变动或皮带张力的变动的皮带轮装置及自动张紧装本发明是用于通过皮带来驱动发动机的辅机类的皮带轮装置，其特 征是，具备在外周巻挂皮带并且在内周侧具有外侧滚道面的圓筒状的 皮带轮构件；在外周侧具有与上述外侧滚道面相对置的内侧滚道面，且 被配设成可相对于上述皮带轮构件相对旋转的内侧构件；可滚动地夹设 于上述外侧滚道面与上述内侧滚道面之间的滚动体，上述内侧滚道面及 外侧滚道面的至少一方在至少一部分具有异形滚道面，该异形滚道面一 边随着上述皮带轮构件与上述内侧构件之间的相对旋转使滚动体滚动， 一边逐渐减小该滚动体的夹持间隔，并对上述皮带轮构件与上述内侧构 件之间赋予转动作用力，该转动作用力是消除因上述相对旋转而产生的 上述皮带轮构件与上述内侧构件之间的相位差的方向的力根据如上所述地构成的皮带轮装置，不使用受扭螺旋弹簧等，能够称作扭簧性)。即，利用该扭簧性，能够使两个构件弹性地相对转动， 能够有效地緩解作用于皮带轮部的皮带的张力变动、转速变动等。另外， 通过改变异形滚道面的形状或滚动体的外径等，来能够使利用上述构成 得到的扭簧性的特性多样地变化，且使其设定的自由度变得极高。上述皮带轮装置也可以通过将上述内侧构件可一体旋转地安装于 交流发电机的输入轴上而作为交流发电机用的皮带轮装置来使用。该情况下，利用上述的扭簧性，能够将皮带轮构件和输入轴沿圆周 方向弹性地相对旋转，能够緩解由曲轴造成的转速的变动，并向交流发 电机的输入轴传递旋转力。另外，通过改变异形滚道面的形状或滚动体 的外径等，能够使利用上述构成得到的扭簧性的特性多样地变化，且使 其设定的自由度变得极高。从而，能够根据安装有该交流发电机用的皮 带轮装置的交流发电机的规格或发动机的特性等，对皮带轮装置赋予合 适的弹性力特性。另外，上述皮带轮装置也可以通过将上述内侧构件可一体旋转地安 装于曲轴上而作为曲轴用的皮带轮装置来使用。该情况下，利用上述的扭簧性，能够使皮带轮构件和曲轴沿圆周方 向弹性地相对旋转，由此能够使皮带轮构件作为针对曲轴的减振物质发 挥作用而緩解曲轴的振动，并且緩解曲轴的转速变动。另外，通过改变异形滚道面的形状或滚动体的外径等，来能够使利 用上述构成得到的扭簧性的特性多样地变化，且使其设定的自由度变得 极高。从而，能够根据安装有该皮带轮装置的发动机的规格或特性等， 对皮带轮装置赋予合适的弹性力特性。上述皮带轮装置中，最好在上述皮带轮构件与上述内侧构件之间， 夹设有将它们相互同心地支承的滚动轴承。该情况下，由于能够利用上述滚动轴承来支承作用于上述皮带轮构 件上的径向的负载载荷，因此能够减少作用于异形滚道面及滚动体上的 来自外部的负载载荷。从而能够更稳定地获得上述扭簧性。另外，本发明的自动张紧装置的特征是，具备摆动臂，其具有在 内周侧形成有外侧滚道面的筒状的基端部、及从该基端部延伸并且将巻 挂皮带的皮带轮固定成自由旋转的臂；支承构件，其在外周侧具有与上 述外侧滚道面相对置的内侧滚道面，通过可相对旋转地支承上述基端部 来自由摆动地支承上述摆动臂；滚动体，其可滚动地夹设于上述外侧滚 道面与上述内侧滚道面之间，而且，上述内侧滚道面及外侧滚道面的至 少一方在至少一部分具有异形滚道面，该异形滚道面一边随着上述基端 部与上述支承构件之间的相对旋转使滚动体滚动， 一边逐渐减小该滚动 体的夹持间隔，并对上述基端部与上述支承构件之间赋予消除因上述相 对旋转而产生的上述基端部与上述支承构件之间的相位差的方向的转 动作用力，利用该转动作用力，将上述摆动臂向规定的摆动方向施力。根据如上所述地构成的自动张紧装置，不使用受扭螺旋弹簧等，能 够用简单的构成对基端部与支承构件之间赋予转动施力功能。即，能够 利用该扭簧性，使摆动臂弹性地摆动，将上述摆动臂向规定的摆动方向 施力。由此能够对巻挂在皮带轮上的皮带赋予张力。另外，通过改变异 形滚道面的形状或滚动体的外径等，来能够使利用上述构成得到的扭簧 性的特性多样地变化，且使其设定的自由度变得极高。从而，能够根据 发动机的特性或规格等，恰当地设定摆动臂摆动之时的弹性力特性。另外，在上述自动张紧装置中，最好在上述基端部与上述支承构件 之间，夹设有将它们相互可相对旋转地支承的滚动轴承。该情况下，由于能够利用上述滚动轴承来支承作用于上述基端部的 径向的负载载荷，因此能够减少作用于异形滚道面及滚动体上的来自外 部的负载载荷。从而，能够更稳定地获得上述扭簧性。


图l是表示作为本发明的第一实施方式的交流发电机用的皮带轮装 置的要部构成的轴向剖视图。图2是图1中II - II线的剖视图。图3是用于说明因皮带轮轮毂与皮带轮构件之间的相对旋转而产生 的转动作用力的剖视图。图4是作为本发明的第二实施方式的皮带轮装置的剖视图。图5是用于说明在根据第二实施方式的皮带轮装置中因皮带轮轮毂 与皮带轮构件之间的相对旋转而产生的转动作用力的剖视图。图6是表示测定了皮带轮构件的转速的时效、轴的转速与时效的结 果的一个例子的曲线图。图7是表示图6中的振幅h和振幅i、与皮带轮构件的转速的周期 变动的频率之间的关系的曲线图。图8是表示作为本发明的第三实施方式的曲轴用的皮带轮装置的要 部构成的轴向剖视图。图9是图8中IX-IX线的剖视图。图IO是表示将内侧滚道面、外侧滚道面及圆柱滚子沿径向配置多 列的曲轴用的皮带轮装置的要部构成的轴向剖视图。图11是图10中XI-XI线的剖视图。图12是根据本发明的第四实施方式的自动张紧装置的剖视图。图13是自动张紧装置的侧视图。图14是图12中D-D线的剖视放大图。图15是施力装置的剖视图(包括轴的剖视图)。图16是图15的A - A线的施力装置的剖视图。图17是图15的B - B线的施力装置的剖视图。图18是用于说明在施力装置中产生弹性的原理的图，是将图15中 所示的初始状态的施力装置的圆柱滚子的附近放大了的剖视图。图19是表示从图18所示的初始状态沿轴向相对位移了距离x的状 态的施力装置的剖视图。图20是变形例的施力装置的剖视图。图21是图20中的C-C线的施力装置的剖视图。
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明的优选实施方式进行^^明。图l是表示作为本发明的第一实施方式的交流发电机用的皮带轮装 置的要部构成的轴向剖视图。交流发电机用的皮带轮装置1 (以下也简 称为皮带轮装置1)是安装于作为汽车等的辅机使用的交流发电机的输 入轴上，且巻桂用于传递来自发动机的曲轴的旋转力的皮带的装置。该皮带轮装置l具备形成为近似圆筒状的作为内侧构件的皮带轮 轮毂2、同轴地配置于该皮带轮轮毂2的外周侧的圆筒状的作为外侧构 件的皮带轮构件3、可滚动地夹设于它们之间的作为滚动体的圆柱滚子 4、在该圆柱滚子4的轴向两侧夹设于皮带轮轮毂2与皮带轮构件3之 间的两个滚动轴承51、 52。其中，在皮带轮构件3的外周面，形成有用于巻挂皮带50的波浪 状槽3a，该波浪状槽用于传递来自汽车发动机的曲轴的旋转力。另夕卜， 在该皮带轮构件3的内周面，形成有圆柱滚子4滚动的外侧滚道面31。在皮带轮轮毂2的外周面，与外侧滚道面31相对置地形成有圆柱 滚子4滚动的内侧滚道面21。另外，在该皮带轮轮毂2的内周侧，插入 有从未图示的交流发电机中突出设置的输入轴S。在皮带轮轮毂2的内 周面的轴向中央部， 一体地形成有内螺紋部25，通过将设于输入轴S 的端部的外螺紋部Sl与内螺紋部25螺紋结合，而将皮带轮轮毂2可与 输入轴S—体地旋转地进行安装。另外，在皮带轮轮毂2的内周侧的端 部，为了插入用于将皮带轮轮毂2与输入轴S螺紋结合的六角扳手，而 形成有将内周面制成为正六角形的扳手插入部26。通过将滚动轴承51、 52夹设于皮带轮轮毂2与皮带轮构件3之间， 可将它们相互地相对旋转，并且支承作用于皮带轮构件3上的径向载荷。下面，对分别设于皮带轮轮毂2及皮带轮构件3上的内侧滚道面21 及外侧滚道面31进行说明。图2是图1中II-II线的剖视图。皮带轮 轮毂2的内侧滚道面21 ，是通过连续地形成与以皮带轮轮毂2及皮带轮 构件3的旋转轴X为中心的圆周面不同的4个作为异形滚道面的内侧异形滚道面2k而构成的。外侧滚道面31，是通过连续地形成4个作为异 形滚道面的外侧异形滚道面3k而构成的。构成内侧滚道面21的各内侧异形滚道面2k全都是相同形状，构成 外侧滚道面31的各外侧异形滚道面3k也全都是相同形状。内侧滚道面 21被沿圓周方向均等地(每隔90度)分割为4份，各分割部分被分别 设为内侧异形滚道面2k。同样地，外侧滚道面31也被沿圆周方向均等 地(每隔90度)分割为4份，各分割部分分别被设为外侧异形滚道面 3k。此外，在各异形滚道面2k、 3k之间各配置一个圆柱滚子4。另外，在皮带轮轮毂2与皮带轮构件3之间，利用内侧异形滚道面 2k及外侧异形滚道面3k,形成滚道面间隔沿圆周方向逐渐变窄的渐缩 空间部(楔状空间部)，且随着皮带轮轮毂2和皮带轮构件3之间的相 对旋转，利用所谓的楔子效应，圆柱滚子4发生压缩弹性变形。如上所 述，通过将内侧滚道面21及外侧滚道面31分别利用异形滚道面2k、 3k的连续来形成，内侧滚道面21及外侧滚道面31分别仅由异形滚道 面2k、 3k占据。而且，各异形滚道面2k、 3k被沿圆周方向均等地配置。 这样，各异形滚道面2k、 3k的圆周方向范围分别被最大限度地扩大， 有助于获得转动作用力的圆周方向范围的扩大。下面，对外侧异形滚道面3k及内侧异形滚道面2k的轮廓形状进行 详述。构成外侧滚道面31的4个外侧异形滚道面3k分别为凹曲面。具体 来说，外侧异形滚道面3k为，以位于比皮带轮轮毂2及皮带轮构件3 的旋转轴X(以下也称作轴中心X)更靠近滚道面(该外侧异形滚道面 3k) —侧的外圏滚道曲率中心Co为中心的圆周面。该外侧异形滚道面 3k的曲率半径gro比外侧滚道基准半径Ro更小，该外侧滚道基准半径 Ro为外侧滚道面31与轴中心X之间的距离的最大值且为与外侧滚道面 31的截面轮廓线外切的圆的半径。另外，在截面视图中，对于3个外侧 异形滚道面3k的各自来说，外侧滚道曲率中心Co处于包含自轴中心X 的距离达到最大值的外侧滚道最大直径位置3m和轴中心X的直线p3 上。构成内侧滚道面21的4个内侧异形滚道面2k分别为凸曲面。具体 来说，内侧异形滚道面2k为，以位于比轴中心X更远离滚道面(该内侧异形滚道面2k) —侧的内侧滚道曲率中心Ci为中心的圆周面。该内 侧异形滚道面2k的曲率半径gri比内侧滚道基准半径Ri更大，该内侧 滚道基准半径Ri为内侧滚道面21与轴中心X之间的距离的最小值且为 与内侧滚道面21的截面轮廓线内切的圆的半径。另外，在截面视图中， 对于3个内侧异形滚道面2k的各自来说，内侧滚道曲率中心Ci处于包 含自轴中心X的距离达到最小值的内侧滚道最小直径位置2m和轴中心 X的直线p2上。具有如上所述的形状的内侧滚道面21和外侧滚道面31的皮带轮装 置l具有转动施力功能(扭簧功能)。下面对这一点进行说明。内侧滚道面21及外侧滚道面31，如上所述，由于都不是以轴中心 X为中心的圆周面，因此内侧滚道面21与外侧滚道面31之间的空间(滚 动空间)的形状会因皮带轮轮毂2与皮带轮构件3之间的相对相位关系 而变化，而图2的状态是外侧滚道面31的外侧滚道最大直径位置3m 与内侧滚道面21的内侧滚道最小直径位置2m被设为相同相位的状态。 以下将该状态称作基准状态。该基准状态下，各圆柱滚子4被配置于与 内侧滚道最小直径位置2m及外侧滚道最大直径位置3m相接的圆周方 向位置。该基准状态是外侧异形滚道面3k与内侧异形滚道面2k对圆柱 滚子4的夹持间隔(圆柱滚子4的接触位置上的滚道面间隔)最大的状 态。这样，该基准状态下，由两个滚道面2k、 3k作用于圆柱滚子4上 的压缩力会达到最小值(例如0)。而且，虽然使基准状态下的内侧滚道最小直径位置2m与外侧滚道 最大直径位置3m之间的径向距离与圆柱滚子4的直径大致一致，然而 也可以留有若干的径向间隙(正间隙或负间隙)。此外，如果从该基准状态开始使皮带轮轮毂2与皮带轮构件3相对 旋转，则圆柱滚子4发生滚动，并且该圆柱滚子4的夹持间隔逐渐变窄。 这样随着该相对旋转，圆柱滚子4被内侧滚道面21及外侧滚道面31压 缩而发生弹性压缩变形，向皮带轮轮毂2与皮带轮构件3之间赋予消除 因该相对旋转而产生的相位差的方向的转动作用力(弹性力；扭簧力)。对产生上述的转动作用力(扭簧力)的方面进行进一步详细说明。 图3是用于说明因皮带轮轮毂2与皮带轮3之间的相对旋转而产生的转 动作用力的剖视图，为了容易理解，仅表示内侧异形滚道面2k及外侧异形滚道面3k与圆柱滚子4的截面线。图3中，表示将皮带轮轮毂2固定，将皮带轮构件3逆时针旋转角度e而静止了的平衡状态。基准状态下，外侧滚道最大直径位置3m位于图3的x轴上的位置3mi处，并 且内侧滚道最小直径位置2m也处于x轴上。另外，该基准状态下，圆 柱滚子4的中心Pr也处于x轴上。当从该基准状态开始将皮带轮构件 3逆时针旋转角度e时，圆柱滚子4会逆时针滚动至图4所示的位置。 由该滚动造成的圆柱滚子4的公转角度相对于内侧滚道曲率中心Ci为 角度小i。此时，当将内侧异形滚道面2k与圆柱滚子4之间的接触位置的中 心设为Pi，将外侧异形滚道面3k与圆柱滚子4之间的接触位置的中心 设为Po时，Pi与Po之间的间隔会比基准状态下的内侧滚道最小直径 位置2m与外侧滚道最大直径位置3m之间的间隔更窄，并且比圆柱滚 子4的直径2Rr (圆柱滚子4的半径Rr的2倍)更窄。这样，圆柱滚 子4从内侧滚道面21受到垂直力Qi，并且从外侧滚道面31受到垂直 力Qo而发生压缩弹性变形。在平衡并静止的状态下，在圆柱滚子4上 基本上不会作用切向力，如图3所示，点Ci、 Co、 Pi、 Pr、 Po排列在 直线L1上。此外，上述垂直力Qi及垂直力Qo的向量的朝向也与直线 Ll相同朝向，皮带轮轮毂2从圆柱滚子4受到的垂直力Qi，及皮带轮构 件3从圆柱滚子4受到的垂直力Qo，也与直线Ll相同朝向。此外，皮 带轮构件3从圆柱滚子4受到的垂直力Qo，与皮带轮装置1的径向(连 结与圆柱滚子4的接触位置的中心Po和轴中心X的方向)不同，因而 不仅具有该径向的成分，还具有顺时针的成分。像这样，皮带轮构件3 会受到产生转动施力构件(扭簧性)的顺时针方向的力矩(以下也称作 转动施力力矩)。转动施力力矩的大小成为〔(向量Qo，的大小)x (轴 中心X到直线Ll的距离Ul)〕。如上所述，内侧异形滚道面2k为凸曲面，并且外侧异形滚道面3k 为凹曲面。而且，内侧异形滚道面2k及外侧异形滚道面3k构成平滑地 连续的曲面。在内侧滚道面21中未成为平滑地连续的曲面的仅为相邻 的内侧异形滚道面2k彼此之间的交界位置21b (参照图2)，在外侧滚 道面31中未成为平滑地连续的曲面的仅为相邻的外侧异形滚道面3k彼 此之间的交界位置31b (参照图2)。从而，只要圆柱滚子4与滚道面之 间的接触位置未达到这些交界位置21b、 31b，则随着皮带轮轮毂2与 皮带轮构件3之间的相对旋转的圆柱滚子4接触位置上的滚道面间隔会逐渐地(慢慢地)变化。这样，通过利用图3所说明的上述机构，对皮 带轮轮毂2与皮带轮构件3之间赋予消除因皮带轮轮毂2与皮带轮构件 3之间的相对旋转而产生的相位差的方向的转动作用力。根据如上所述地构成的皮带轮装置1，可以利用不使用受扭螺旋弹簧等的简单的构成来赋予转动施力功能(扭簧性)。即，利用该扭簧性， 能够使皮带轮构件3与皮带轮轮毂2沿圓周方向弹性地相对旋转，能够 緩解经由皮带50传递的由曲轴造成的转速的变动，并向交流发电机的 输入轴S传递旋转力。另外，能够通过改变两个异形滚道面2k、 3k的 形状或圆柱滚子4的外径等，来使利用上述构成得到的扭簧性的特性多 样地变化，其设定的自由度变得极高。从而，能够根据交流发电机的规 格或发动机的特性等，对该交流发电机用的皮带轮装置1赋予合适的弹 性力特性，能够更有效地緩解从曲轴传递的转速的变动。另外，根据该交流发电机用的皮带轮装置1，如上所述地能够有效 地緩解来自曲轴的转速的变动，因此与使用了以往的皮带轮装置的情况 相比，能够有效地抑制与皮带50之间产生的滑移。从而，与以往的皮 带轮装置的情况相比，可将皮带50的初始张力设定得较低，这样就能 够减少曲轴的负栽，提高发动机的油耗性能。另外，上述实施方式的皮带轮装置1，在将圆柱滚子4与内侧滚道 面21及外侧滚道面31之间的滚动部位用油或油脂等润滑剂润滑了的情 况下，能够利用圆柱滚子4滚动之时的润滑剂的滚动粘性阻力或搅拌阻 力来赋予衰减功能，从而能够不仅具有扭簧性，还兼具衰减所作用的外 力及作为上述外力的反作用力的转动作用力的衰减功能。这样，本实施 方式的皮带轮装置l能够衰减、緩解因扭簧性产生的共振等。另外，在该皮带轮装置l中，在皮带轮轮毂2与皮带轮构件3之间， 夹设有滚动轴承51、 52，利用它们来支承作用于皮带轮构件3上的径向 载荷。这样，由于能够减小作用于两个异形滚道面2k、 3k及圆柱滚子 4上的来自外部的负载载荷，因此能够使为了产生转动作用力所需的负 载稳定地作用于这些两个异形滚道面2k、 3k及圆柱滚子4上。从而， 能够使利用该皮带轮装置l得到的转动作用力更为稳定。另外，与以往的使用了受扭螺旋弹簧的皮带轮装置相比，能够抑制 连续使用或时效所致的老化，可实现长寿命化。另外，能够将周边结构简化，能够实现部件数目或组装成本的减少化、可靠性的提高、该装置 的小型化等。图4是作为本发明的第二实施方式的交流发电机用的皮带轮装置1 的剖视图。本实施方式与第一实施方式的主要不同点在于，以将可获得 扭簧性的相对旋转方向限制为一个方向的方式形成有内侧滚道面21及 外侧滚道面31。对于其它的方面，由于与第一实施方式相同，因此省略 说明。本实施方式的皮带轮装置1的各异形滚道面2k、 3k不是分别由具 有单一的曲率半径的曲面形成，而是由具有两种曲率半径的曲面形成。 即，内侧异形滚道面2k分别由曲率半径为Gri的内侧滚动面2kl、和 具有与圆柱滚子4的半径Rr相同的曲率半径的内侧滚动体保持面2k2 构成。内侧滚动面2kl的一侧的(小径侧的)端部成为内侧滚道最小直 径位置2m，该内侧滚道最小直径位置2m被i更为内侧滚动面2kl与内 侧滚动体保持面2k2之间的交界。另外，在该内侧滚道最小直径位置 2m处，内侧滚动面2kl与内侧滚动体保持面2k2平滑地连续。另外，外侧异形滚道面3k分别由曲率半径为Gro的外侧滚动面 3kl、和具有与圆柱滚子4的半径Rr相同的曲率半径的外侧滚动体保持 面3k2构成。外侧滚动面3kl的一侧的(大径侧的)端部成为外侧滚道 最大直径位置3m，该外侧滚道最大直径位置3m被^L为外侧滚动面3kl 与外侧滚动体保持面3k2之间的交界。另外，在该外侧滚道最大直径位 置3m处，外侧滚动面3kl与外侧滚动体保持面3k2平滑地连续。图4中所示的状态是圆柱滚子4与外侧滚道最大直径位置3m和内 侧滚道最小直径位置2m相接并且与内侧滚动体保持面2k2及外侧滚动 体保持面3k2面接触的状态，该状态是本实施方式的皮带轮装置1中的 基准状态。该基准状态下，从滚道面21、 31作用于圆柱滚子4上的压 缩力达到最小值(例如0)。从该基准状态开始，皮带轮轮毂2和皮带轮 构件3仅可沿一个方向相对旋转。即，例如如果考虑将皮带轮轮毂2固 定并使皮带轮构件3旋转的情况，则能够使皮带轮构件3从图4的基准 状态开始仅向逆时针旋转，而无法使其顺时针旋转。下面，对外侧异形滚道面3k及内侧异形滚道面2k的轮廓形状进行 详述。本实施方式的皮带轮装置1中的异形滚道面2k、 3k内的、作为圆柱滚子4可滚动的滚道面的内侧滚动面2kl及外侧滚动面3kl的曲率 中心位置与第一实施方式中所示的位置不同。图4的基准状态的截面中，将与连结外侧滚道最大直径位置3m和 内侧滚道最小直径位置2m的直线tl平行并且穿过轴中心X的直线设 为第一直线xl及第二直线yl。如图4所示，第一直线xl与第二直线 yl相互正交，利用这些第一直线xl及第二直线yl，图4的剖视图被划 分为与等配数相同数目(也就是4个)的区域(从图4的右上方的区域 开始，顺时针依次为区域A1、右下方的区域A2、左下方的区域A3、 左上方的区域A4)。此时，例如主要属于区域Al的内侧滚动面2kl的 曲率中心Cil属于区域A4。另外，例如主要属于区域A2的外侧滚动面 3kl的曲率中心Col属于区域Al。也就是说，主要属于由上述直线xl 及yl划分的4个区域的某个区域的内侧滚动面2kl的曲率中心，被配 置于沿可获得扭簧性的皮带轮构件旋转方向(在该皮带轮装置1中为逆 时针方向)相邻的其它的区域中。同样，主要属于上述4个区域的某个 区域的外侧滚动面3kl的曲率中心，被配置于沿可获得扭簧性的皮带轮 构件旋转方向相邻的其它的区域中。图5是表示在将处于基准状态的本实施方式的皮带轮装置1的皮带轮轮毂2固定后，将皮带轮构件3逆时针旋转角度e而静止了的平衡状态的图。利用该皮带轮构件3的旋转，圆柱滚子4滚动而相对于内侧滚 动面2kl的曲率中心Cil公转角度d)i。此时，与图4中所说明的相同， 皮带轮构件3从圆柱滚子4受到的垂直力Qo，，会与连接圆柱滚子4与 外團滚道面31之间的接触位置的中心Po和内侧滚动面2kl的曲率中心 Cil的直线Ll相同朝向。这样，垂直力Qo，具有在图5中顺时针的成分， 形成产生扭簧性的转动施力力矩。这里，与图4的情况下的内侧滚道曲 率中心Ci不同，图5中的内侧滚动面2kl (主要属于上述的区域A1的 内侧滚动面2kl)的曲率中心Cil，从轴中心X沿第二直线yl方向错移 距离h。利用该距离h的错移，垂直力Qo，的向量的朝向与图4的情况 相比，更接近于水平。换言之，从轴中心X向直线L1拉下的垂线的长 度成为相对于上述垂直力Qo，的朝向正交的力矩的力臂的长度，与图4 的情况下的力矩的力臂的长度U1相比，图5的情况下的力矩的力臂的 长度U2更长。从而，在垂直力Qo，的大小相同的情况下，与图3的情况下的转动施力力矩〔(垂直力Qo，的大小)x (长度Ul)〕相比，图5的情况下的 转动施力力矩〔(垂直力Qo，的大小)x (长度U2)〕更大。这样，与图 3的情况相比，图5的情况下能够针对外力(转矩)更有效地产生转动 作用力。即，能够通过减少垂直力Qo，的比例而增加转动作用力，来适 当地调整转动作用力和衰减功能的平衡，有效地产生转动作用力。根据如上所述地构成的本实施方式的皮带轮装置1，由于能够针对 外力有效地产生转动作用力，因此能够更有效地緩解转速变动。另外，本实施方式的皮带轮装置l，如上所述，将皮带轮轮毂2与 皮带轮构件3之间的相对旋转限制于仅一个方向。另外，无论皮带轮轮 毂2与皮带轮构件3之间的相位关系如何，消除因皮带轮轮毂2与皮带 轮构件3之间的相对旋转而产生的相位差的方向的转动作用力都仅沿图 4中的顺时针方向产生，而不沿逆时针方向产生。另一方面，安装有该 皮带轮装置1的交流发电机，由于传递仅沿一定方向旋转的发动机的曲 轴的旋转力，因此即使是在仅沿一个方向相对旋转的情况下产生转动作 用力的装置，也可以使用。下面，对本发明人等进行的用于验证本发明的交流发电机用的皮带 轮装置对转速的变动的緩解性能的试验结果进行说明。作为用于本试验的皮带轮装置，准备了图l及图2所示的交流发电 机用的皮带轮装置。该皮带轮装置的皮带轮轮毂、皮带轮构件及圆柱滚 子^f吏用杨氏模量为207卯0MPa、泊^H匕为0.3的钢材，并采用以下所示 的规格制作。内圏滚道基准半径Ri:13.5mm外團滚道基准半径Ro:20mm滚子半径Rr (图2 ):3.25mm滚子有效长度:10mm滚道平均直径:33.5mm径向间隙:Omm内團异形滚道面2k的曲率半径gri: 15.2mm外围异形滚道面3k的曲率半径gro: 18mm作为上述皮带轮装置的转速变动的緩解性能的评价方法，釆用了如 下的方法。即，在与交流发电机具有同等的质量并且被自由旋转地支承 的轴上安装上述皮带轮装置，在作为输入侧的皮带轮构件上巻挂皮带， 并以规定的振幅、频率经时间改变转速地使皮带轮构件旋转。此外，测 定此时随着皮带轮构件的旋转而旋转的轴(皮带轮轮毂)的转速的时效， 掌握该轴的转速的振幅，由此进行转速变动的緩解性能的评价。而且， 皮带轮构件及轴的转速是作为相同直径的圆周速度来测定的。作为试验条件，将作为输入侧的皮带轮构件的转速设定为，具有圆 周速度每分钟320 ~ 370m的振幅且以一定周期变动。图6是表示测定了皮带轮构件的转速的时效、轴的转速和时效的结 果的一个例子的曲线图。图中，纵轴表示转速，横轴表示经过时间。另 外，波形Hl表示皮带轮构件的转速的时效，波形Il表示轴的转速的时 效。如果观察波形Hl，则可知具有圆周速度每分钟320 370m的振幅 且以一定周期变动。另外，如果比较波形Hl和波形Il，则可以清楚地 看到，相对于表示皮带轮构件的转速的波形H的振幅h,表示轴的转速 的波形I的振幅i非常小，可知皮带轮构件所具有的转速的变动被緩解。对于如上述图6所示地得到的振幅h及振幅i，将皮带轮构件的转 速的周期变动中的频率设定在30 ~ 70Hz的范围，测定了相对于各频率 的轴的转速的振幅。图7是绘制了如上所述地得到的相对于各频率的振幅h及振幅i的 曲线图。图中，纵轴表示转速所具有的振幅，横轴表示皮带轮构件的转 速的周期变动中的频率。线图H2表示皮带轮构件的测定结果，线图12 表示轴的测定结果。如果比较两个线图H2、 12，则可知在所测定的各 频率下，相对于皮带轮构件的振幅来说，轴的振幅非常小。根据以上的试验结果，可以确认，根据本发明的交流发电机用的皮 带轮装置在各种条件下，能够使随着向皮带轮构件传递的转速变动的振 幅变得非常小并传递到轴(皮带轮轮毂)，能够有效地緩解转速变动。 即，通过将具有如上所述的特性的该皮带轮装置用于发动机的交流发电机中，能够有效地緩解曲轴的转速变动。图8是表示作为本发明的第三实施方式的曲轴用的皮带轮装置的要 部构成的剖视图。该曲轴用的皮带轮装置101是安装于汽车的发动机的 曲轴上的装置，是巻挂有用于将曲轴产生的旋转力向交流发电机等辅机 类传递并驱动的皮带的装置。该曲轴用的皮带轮装置101具备可一体旋转地安装于发动机的曲 轴CS上的内侧构件102;同轴地配置于该内侧构件102的外周侧的圆 筒状的作为外侧构件的皮带轮构件103;可滚动地夹设于它们之间的作 为滚动体的圆柱滚子104;在该圆柱滚子104的轴向两侧夹i更于内侧构 件102与皮带轮构件103之间的两个滚动轴承151、 152。其中，在皮带轮构件103的外周面，形成有巻挂用于将发动机的曲 轴产生的旋转力向辅机类传递的皮带50的波浪状槽103a。另外，在该 皮带轮构件103的内周面，形成有圆柱滚子104滚动的外侧滚道面131。内侧构件102具备设置有插入曲轴CS的贯通孔126a的轮毂部 126;具有与该贯通孔126a的轴心一致的外周面的环状部125;从轮毂 部126放射状地延伸并支承环状部125的多个辐条构件127。该内侧构 件102通过将曲轴CS插入于贯通孔126a，并利用螺栓CS1固定，而被 可一体旋转地安装于曲轴CS的端部。另外，在环状部125的外周面， 与外侧滚道面131相对置地形成有圆柱滚子104滚动的内侧滚道面121。通过将滚动轴承151、 152夹^L于内侧构件102和皮带轮构件103 之间，不仅可使它们相互地相对旋转，而且还会支承作用于皮带轮构件 103上的径向载荷。下面，对分别设于内侧构件102及皮带轮构件103上的内侧滚道面 121及外侧滚道面131进行说明。图9是图8中IX-IX线的剖视图。 环状部125 (内侧构件102)的内侧滚道面121是通过连续地形成与以 内侧构件102及皮带轮构件103的旋转轴X为中心的圆周面不同的多个 作为异形滚道面的内侧异形滚道面102k而构成的。外侧滚道面131是 通过连续地形成多个作为异形滚道面的外侧异形滚道面103k而构成 的。构成内侧滚道面121的各内侧异形滚道面102k全都是相同形状，构成外侧滚道面131的各外侧异形滚道面103k也全都是相同形状。内 侧滚道面121在圓周方向上被均等地(每个45度)分割为8份，各分 割部分分别被设为内侧异形滚道面102k。同样地，外侧滚道面131在 圆周方向上也被均等地(每个45度)分割为8份，各分割部分分别被 设为外侧异形滚道面103k。此外，在各异形滚道面102k、 103k之间各 配置有1个圆柱滚子104。另外，在内侧构件102与皮带轮构件103之间，利用内侧异形滚道 面102k及外侧异形滚道面103k，形成滚道面间隔在圆周方向上逐渐变 窄的渐缩空间部(楔状空间部)，随着内侧构件102和皮带轮构件103 之间的相对旋转，利用所谓的楔子效应，圆柱滚子104发生压缩弹性变 形。如上所述，通过将内侧滚道面121及外侧滚道面131分别利用异形 滚道面102k、 103k的连续来形成，内侧滚道面121及外侧滚道面131 分别仅由异形滚道面102k、 103k占据。而且，各异形滚道面102k、 103k 被沿圆周方向均等地配置。下面，对外侧异形滚道面103k及内侧异形滚道面102k的轮廓形状 进行详述。构成外侧滚道面131的多个外侧异形滚道面103k分别被"^殳为凹曲 面。具体来说，外侧异形滚道面103k被设为，以位于比内侧构件102 及皮带轮构件103的旋转轴X(以下也称作轴中心X )更靠近滚道面(该 外侧异形滚道面103k) —侧的外圏滚道曲率中心Co为中心的圆周面。 该外侧异形滚道面103k的曲率半径gro比外侧滚道基准半径Ro更小， 该外侧滚道基准半径Ro为外侧滚道面131与轴中心X之间的距离的最 大值且为与外侧滚道面131的截面轮廓线外切的圆的半径。另外，在截 面视图中，对于3个外侧异形滚道面103k的各自来说，外侧滚道曲率 中心Co处于包含自轴中心X的距离达到最大值的外侧滚道最大直径位 置103m和轴中心X的直线p103上。构成内侧滚道面121的多个内侧异形滚道面102k分别被"&为凸曲 面。具体来"^兌，内侧异形滚道面102k被^L为以位于比轴中心X更远离 滚道面(该内侧异形滚道面102k) —侧的内侧滚道曲率中心Ci为中心 的圆周面。该内侧异形滚道面102k的曲率半径gri比内侧滚道基准半 径Ri更大，该内侧滚道基准半径Ri为内侧滚道面121与轴中心X之间 的距离的最小值且为与内侧滚道面121的截面轮廓线内切的圆的半径。另外，在截面视图中，对于3个各内侧异形滚道面102k的各自来说， 内侧滚道曲率中心Ci处于包含自轴中心X的距离达到最小值的内侧滚 道最小直径位置102m和轴中心X的直线p102上。具有如上所述的形状的内侧滚道面121和外侧滚道面131的曲轴用 的皮带轮装置101具有转动施力功能(扭簧功能)。下面将对这一点进 行说明。内侧滚道面121及外侧滚道面131如上所述，由于都不是以轴中心 X为中心的圆周面，因此内侧滚道面121与外侧滚道面131之间的空间 (滚动空间)的形状会因内侧构件102与皮带轮构件103之间的相对相 位关系而变化，而图9的状态是外侧滚道面131的外侧滚道最大直径位 置103m与内侧滚道面121的内侧滚道最小直径位置102m被设为相同 相位的状态。以下将该状态称作基准状态。该基准状态下，各圆柱滚子 104被配置于与内侧滚道最小直径位置102m及外侧滚道最大直径位置 103m相接的圆周方向位置。该基准状态是外侧异形滚道面103k与内侧 异形滚道面102k对圆柱滚子104的夹持间隔(圆柱滚子104的接触位 置上的滚道面间隔)最大的状态。这样，该基准状态下，由两个滚道面 102k、 103k作用于圆柱滚子104上的压缩力达到最小值(例如O)。而且，虽然使基准状态下的内侧滚道最小直径位置102m与外侧滚 道最大直径103m之间的径向距离，与圆柱滚子104的直径大致一致， 但也可以留有若干的径向间隙(正间隙或负间隙)。此外，如果从该基准状态开始使内侧构件102与皮带轮构件103相 对旋转，则圆柱滚子104发生滚动，并且该圆柱滚子104的夹持间隔逐 渐变窄。这样随着该相对旋转，圆柱滚子104被内侧滚道面121及外侧 滚道面131压缩而发生弹性压缩变形，向内侧构件102与皮带轮构件103 之间赋予消除因该相对旋转而产生的相位差的方向的转动作用力(弹性 力；扭簧力)。而且，上述的内侧滚道面121、外侧滚道面131及圆柱滚子104的 关系，与第一实施方式中的内侧滚道面21、外侧滚道面31及圆柱滚子 4的关系相同，内侧构件102与皮带轮构件103之间的转动作用力的产 生机构与上述第一实施方式中的图3的说明相同，因此省略详细说明。根据如上所述地构成的曲轴用的皮带轮装置101,能够通过不使用受扭螺旋弹簧等的简单的构成来赋予转动施力功能(扭簧性)。即，利用该扭簧性，能够使皮带轮构件103和内侧构件102沿圆周方向弹性地 相对旋转，由此能够使皮带轮构件103作为针对曲轴的减振物质发挥作 用并緩解曲轴的振动，而且緩解曲轴的转速变动。另外，通过改变两个异形滚道面102k、 103k的形状或圓柱滚子104 的外径等，能够使利用上述构成得到的扭簧性的特性多样地变化，其设 定的自由度变得极高。从而，能够根据发动机的规格或特性等，对该曲 轴用的皮带轮装置101赋予合适的弹性力特性，能够更有效地緩解曲轴 的振动或转速变动。另外，根据该曲轴用的皮带轮装置101,能够如上所述地有效地緩 解曲轴的振动或转速变动，因此与使用了以往的曲轴用的皮带轮装置的 情况相比，能够有效地抑制与皮带50之间产生的滑移。从而，与以往 的曲轴用的皮带轮装置的情况相比，可将皮带50的初始张力设定得较 低。这样能够减少曲轴的负载，提高发动机的油耗性能。另外，上述实施方式的曲轴用的皮带轮装置IOI中，在将圓柱滚子 104与内侧滚道面121及外侧滚道面131之间的滚动部位用油或油脂等 润滑剂润滑了的情况下，能够利用圆柱滚子104发生滚动之时的润滑剂 的滚动粘性阻力或搅拌阻力来赋予衰减功能，从而能够具有扭簧性，还 兼具衰减所作用的外力及作为上述外力的反作用力的转动作用力的衰 减功能。这样，本实施方式的曲轴用的皮带轮装置101能够衰减、緩解 因扭簧性而产生的共振等。另外，在该曲轴用的皮带轮装置IOI中，在内侧构件102与皮带轮 构件103之间，夹设有滚动轴承151、 152，利用它们来支承作用于皮带 轮构件103上的径向栽荷。这样，由于能够减小作用于两个异形滚道面 102k、 103k及圆柱滚子104上的来自外部的负载载荷，因此能够使为 了产生转动作用力而所需的负载稳定地作用于这两个异形滚道面102k、 103k及圓柱滚子104上。从而，能够使利用该曲轴用的皮带轮装置IOI 得到的转动作用力更为稳定。另外，根据本实施方式的曲轴用的皮带轮装置101,与以往的使用 了由弹性体制成的减振橡胶等的皮带轮装置相比，能够抑制连续使用或时效所致的老化，能够实现长寿命化、可靠性的提高。另外，如图10、图ll所示，也可以将形成有内侧异形滚道面102k 的内侧滚道面121、形成有外侧异形滚道面103k的外侧滚道面131及 圆柱滚子104沿径向配置多列。该情况下，由于扭转刚性降低，并且能 够增大容许旋转角，因此能够进一步提高曲轴的振动或转速变动的緩解 效果。图12及图13分别是根据本发明的第四实施方式的自动张紧装置的 剖视图及侧视图。图12中，摆动臂230是将近似筒状的基端部203、和 从该基端部203中延伸并且固定有巻挂皮带50的皮带轮206的臂207 一体成形的成形构件。皮带轮206在其中心部安装有球轴承208。该球 轴承208的内圏外嵌于臂207的前端部207a，并由螺栓209及螺母210 固定于前端部207a。如这样，皮带轮206被自由旋转地固定于臂207 的前端部207a上。另一方面，支承摆动臂230的支承构件202是具有形成为空心轴状 的轴部225、和用于固定在安装有该自动张紧装置201的发动机上的固 定部226的成形构件。轴部225被同轴地配置于基端部203的内周侧， 在该轴部225与基端部203之间，可滚动地夹设有作为滚动体的圆柱滚 子204。另外，在基端部203的内周面，形成有圆柱滚子204滚动的外 侧滚道面231，并且在轴部225的外周面上，与外侧滚道面231相对置 地形成有圆柱滚子204滚动的内侧滚道面221。在基端部203与轴部225之间，以位于圆柱滚子204的轴向两侧的 方式夹设有滚动轴承251、 252,从而可使基端部203与轴部225相互地 相对旋转，并且支承作用于基端部203上的径向载荷。另外，在轴部225 的端部上，压入嵌合有推压构件253，该推压构件用于固定圆柱滚子204 及滚动轴承251、 252以防止从轴部225中脱出。下面，对分别i殳于轴部225及基端部203上的内侧滚道面221及外 侧滚道面231进行说明。图14是图12中D-D线的剖视放大图。轴部 225的内侧滚道面221是通过连续地形成与以轴部225及基端部203的 旋转轴X为中心的圆周面不同的4个作为异形滚道面的内侧异形滚道面 202k而构成的。外侧滚道面231是通过连续地形成4个作为异形滚道 面的外侧异形滚道面203k而构成的。构成内侧滚道面221的各内侧异形滚道面202k全都是相同形状， 构成外侧滚道面231的各外侧异形滚道面203k也全都是相同形状。内 侧滚道面221被沿圆周方向均等地(每隔90度)分割为4份，各分割 部分被分别设为内侧异形滚道面202k。同样地，外侧滚道面231也被 沿圆周方向均等地(每隔90度)分割为4份，各分割部分被分别设为 外侧异形滚道面203k。此外，在各异形滚道面202k、 203k之间各配置 有一个圆柱滚子204。另外，在轴部225与基端部203之间，利用内侧异形滚道面202k 及外侧异形滚道面203k，形成滚道面间隔沿圆周方向逐渐变窄的渐缩 空间部(楔状空间部)，随着轴部225和基端部203的相对旋转，利用 所谓的楔子效应，圆柱滚子204发生压缩弹性变形。如上所述，通过将 内侧滚道面221及外侧滚道面231分别利用异形滚道面202k、 203k的 连续来形成，内侧滚道面221及外侧滚道面231分别仅由异形滚道面 202k、 203k占据。而且，各异形滚道面202k、 203k被沿圆周方向均等 地配置。下面，对外侧异形滚道面203k及内侧异形滚道面202k的轮廓形状 进行详述。构成外侧滚道面231的4个外侧异形滚道面203k分别被设为凹曲 面。具体来说，外侧异形滚道面203k被设为以位于比轴部225及基端 部203的旋转轴X (以下也称作轴中心X)更靠近滚道面(该外侧异形 滚道面203k) —侧的外围滚道曲率中心Co为中心的圆周面。该外侧异 形滚道面203k的曲率半径gro比外侧滚道基准半径Ro更小，该外侧滚 道基准半径Ro为外侧滚道面231与轴中心X之间的距离的最大值且为 与外侧滚道面231的截面轮廓线外切的圆的半径。另外，在截面视图中， 对于3个各外侧异形滚道面203k的各自来说，外侧滚道曲率中心Co 处于包含自轴中心X的距离达到最大值的外侧滚道最大直径位置203m 和轴中心X的直线p203上。构成内侧滚道面221的4个内侧异形滚道面202k分别被设为凸曲 面。具体来说，内侧异形滚道面202k被设为以位于比轴中心X更远离 滚道面(该内侧异形滚道面202k) —侧的内侧滚道曲率中心Ci为中心 的圆周面。该内侧异形滚道面202k的曲率半径gri比内侧滚道基准半 径Ri更大，该内侧滚道基准半径Ri为内侧滚道面221与轴中心X之间的距离的最小值且为与内侧滚道面221的截面轮廓线内切的圃的半径。 另外，在截面视图中，对于3个各内侧异形滚道面202k的各自来说， 内侧滚道曲率中心Ci处于包含轴中心X的距离达到最小值的内侧滚道 最小直径位置202m和轴中心X的直线p202上。设有如上所述的形状的两个滚道面221、 231的曲轴225及基端部 203，在它们相对旋转时，具有朝向消除随着该相对旋转产生的相位差 的方向的转动施力功能(扭簧功能)。下面将对这一点进行说明。内侧滚道面221及外侧滚道面231如上所述，由于都不是以轴中心 X为中心的圆周面，因此内侧滚道面221与外侧滚道面231之间的空间 (滚动空间)的形状会因轴部225与基端部203之间的相对相位关系而 变化，而图14的状态是外侧滚道面231的外侧滚道最大直径位置203m 与内侧滚道面221的内侧滚道最小直径位置202m被^L为相同相位的状 态。以下将该状态称作基准状态。该基准状态下，各圆柱滚子204被配 置于与内侧滚道最小直径位置202m及外侧滚道最大直径位置203m相 接的圆周方向位置。该基准状态是外侧异形滚道面203k与内侧异形滚 道面202k对圆柱滚子204的夹持间隔(圆柱滚子204的接触位置上的 滚道面间隔)最大的状态。这样，该基准状态下，由两个滚道面202k、 203k作用于圆柱滚子204上的压缩力达到最小值(例如0 )。而且，虽然4吏基准状态下的内侧滚道最小直径位置202m与外侧滚 道最大直径203m之间的径向距离与圆柱滚子204的直径大致一致，但 也可以留有若干的径向间隙(正间隙或负间隙)。此外，如果从该基准状态开始使轴部225与基端部203相对旋转， 则圆柱滚子204发生滚动，并且该圆柱滚子204的夹持间隔逐渐变窄。 这样随着该相对旋转，圆柱滚子204被内侧滚道面221及外侧滚道面231 压缩而发生弹性压缩变形，向轴部225与基端部203之间赋予消除因该 相对旋转而产生的相位差的方向的转动作用力(弹性力；扭簧力)。而且，上述的内侧滚道面221、外侧滚道面231及圆柱滚子204的 关系与第一实施方式中的内侧滚道面21、外侧滚道面31及圆柱滚子4 的关系相同，内侧构件202与基端部203之间的转动作用力的产生机构 与上述第一实施方式中的图3的说明相同，因此省略详细说明。如上所述，轴部225可相对旋转地支承基端部203，摆动臂230可 相对于支承构件202摆动。自动张紧装置201在皮带轮206上巻挂有皮 带50的状态下将摆动臂230利用上述转动作用力沿图13的顺时针方向 施力，对皮带50赋予一定的张力。根据如上所述地构成的自动张紧装置201，能够通过不使用受扭螺 旋弹簧等的简单的构成来对轴部225 (轴支承构件202)与基端部203 之间赋予转动施力功能(扭簧性)。即，利用该扭簧性，能够使摆动臂 230以轴部225为中心弹性摆动，能够对皮带50赋予张力。另外，通过 改变两个异形滚道面202k、 203k的形状或圆柱滚子204的外径等，来 能够使利用上述构成得到的扭簧性的特性多样地变化，其设定的自由度 变得极高。从而，能够根据发动机的规格或特性等，恰当地设定摆动臂 230摆动之时的弹性力特性，能够更有效地吸收皮带50的张力变动。另外，上述实施方式的自动张紧装置201中，在将圆柱滚子204与 内侧滚道面221及外侧滚道面231之间的滚动部位用油或油脂等润滑剂 润滑了的情况下，能够利用圆柱滚子204发生滚动之时的润滑剂的滚动 粘性阻力或搅拌阻力来赋予衰减功能，从而能够具有扭簧性，还兼具衰 减所作用的外力及作为上述外力的反作用力的转动作用力的衰减功能。 这样，本实施方式的自动张紧装置201能够衰减、緩解因扭簧性而产生 的共振等。另外，在该自动张紧装置201中，在轴部225与基端部203之间， 夹设有滚动轴承251、 252，利用它们来支承作用于轴部225与基端部 203之间的径向载荷。这样，由于能够减小作用于两个异形滚道面202k、 203k及圆柱滚子204上的来自外部的负栽载荷，因此能够使为了产生 转动作用力而所需的负载稳定地作用于这两个异形滚道面202k、 203k 及圆柱滚子204上。从而，能够使利用该自动张紧装置201得到的转动 作用力更为稳定。另外，与以往的使用了受扭螺旋弹簧的自动张紧装置相比，能够抑 制连续使用或时效所致的老化，可实现长寿命化。另外，能够简化周边 结构，能够实现部件数目或组装成本的减少化、可靠性的提高、该自动 张紧装置的小型化等。而且，本发明的皮带轮装置及自动张紧装置并不局限于上述各实施方式。例如，在上述各实施方式中所示的交流发电机用的皮带轮装置、 曲轴用的皮带轮装置及自动张紧装置中，虽然作为滚动体使用了圆柱滚 子，然而例如也可以使用球或圆锥滚子等，只要是随着两个滚道面的相 对旋转而滚动的滚动体，则对于滚动体的形状等没有特别限定。另外，为了提高扭转刚性的设定自由度，也可以使用容易弹性压缩变形的空心 的滚动体(例如空心的圆柱滚子或空心的球)等。另外，滚动体的材质 可以与各个皮带轮装置所要求的性能对应地适当地选择。另外，在上述实施方式的交流发电机用的皮带轮装置及曲轴用的皮带 轮装置中，虽然在圆筒状的皮带轮构件的内周面直接形成有外侧滚道面，构件的内周面上而在该皮带轮构件的内周面侧设置外侧滚道面。另外，在 内侧构件(皮带轮轮毂)、上述实施方式的自动张紧装置中的筒状的基端 部或轴部中，也可以同样地通过嵌合形成有各滚道面的内(外)團，来设 置滚道面。另外，本发明的曲轴用的皮带轮装置中的皮带轮构件，能够通过调 整其形状或壁厚，来适当地调整整体重量，并通过提高该皮带轮装置中 的作为减振物体的效果，来进一步提高对曲轴的振动或转速变动的緩解 效果。另外，上述第四实施方式中所示的自动张紧装置中，虽然在摆动臂230中，例示了将基端部203与臂207 —体地成形的例子，但是例如也 可以将基端部203与臂207作为独立构件成形，通过将它们固定为一体 来构成摆动臂。下面，对有关在直动方向(压缩方向或拉伸方向)上具有弹簧弹性 的施力装置的发明进行说明。作为在压缩方向或拉伸方向上赋予弹簧弹性的施力装置，广泛地使 用螺旋弹簧(压缩螺旋弹簧或拉伸螺旋弹簧等)或弹性构件(橡胶等) 等。例如使用了螺旋弹簧的施力装置相对于该螺旋弹簧沿轴向的位移产 生弹性变形，对外部赋予消除该位移的方向的作用力。此种施力装置被 用于需要弹簧弹性的各种用途，例如被装入于JP特开平7 — 224850号 公报中所述的弹簧式弹性轴接头等中而利用。但是，使用了螺旋弹簧等的以往的施力装置中有各种问题。第一，以往的施力构件容易因连续使用或时效而老化，有寿命短的 问题。第二，上述以往的施力装置中，有设计自由度低的问题。例如为了 改变弹簧刚性，对于螺旋弹簧的情况，改变團数或巻绕直径等，对于使 用了橡胶等弹性构件的情况，改变弹性构件的材质或厚度，然而利用这 些改变得到的弹簧刚性的设计范围是有限的。从而，以往的施力构件中， 利用相同的尺寸(体形)所能得到的弹簧刚性的范围极为有限。另外， 以往的施力构件中，位移与弹簧常数之间的关系是线性的，无法如使弹 簧常数相对于位移非线性地变化等那样，使弹簧常数与位移对应地自由 变化。第三，由于以往的施力装置需要将相互地相对移动的第一构件及第 二构件与螺旋弹簧等施力构件接合的接合部，周边结构变得复杂，因此有部件数目或组装成本增加、并且可靠性降低的问题。第四，以往的施力装置中，由于如上所述，设计自由度低，并且周 边结构容易变得复杂，因此施力装置的尺寸(体形)容易变大，在小型 化方面有限制。如上所述，使用了螺旋弹簧等的施力装置有各种问题。相对于此， 本发明是基于与以往完全不同的技术思想完成的新结构的构件，是能够 解决上述各问题的施力装置。即，本发明的目的在于，得到解决了螺旋弹簧等以往的施力构件所 具有的各种问题的划时代的施力装置。本发明提供一种施力装置，其特征是，具备具有第一滚道面的第 一构件、具有与上述第一滚道面相对置的第二滚道面并且可在与上述第 一构件之间相对地直线移动的第二构件、可滚动地夹设于上述第一滚道 面与第二滚道面之间的滚动体，上述第一滚道面及第二滚道面的至少一 方在至少一部分具有异形滚道面，该异形滚道面一边随着上述第一构件 与第二构件的相对直线移动^^滚动体滚动， 一边逐渐减小该滚动体的夹 持间隔，对上述第一构件与第二构件之间赋予消除因上述相对直线移动 而产生的这些构件之间的相对位移的方向的作用力。根据该构成，能够不使用螺旋弹簧等地赋予施力功能(以下也称作 弹簧性)。另外，能够利用滚动体来支承作用于第一构件与第二构件之 间的载荷。另外，能够利用异形滚道面的设计来自由地设计弹簧刚性等， 设计自由度变得极高。在上述的施力装置中，也可以采用如下的构成，即，上述异形滚道 面构成在上述相对直线移动的移动方向上的截面成为凹曲线的曲面。该 情况下，如果如此设置，则随着上述相对直线移动，滚动体很容易更为 平滑地进行滚动接触移动。另外，很容易减小随着上述第一构件与第二 构件之间的相对直线移动逐渐变窄的滚动体夹持间隔的变化率。这样， 容易在更宽的相对位移范围内确保弹簧性。在该施力装置中，也可以采用如下的构成，即，具有上述第一构 件，其具有管状的外侧部，并且该外侧部的内面被"&为上述第一滚道面； 上述第二构件，其具有与上述外侧部同轴且配置于该外侧部的内部的内 侧部，并且该内侧部的外面被^:为上述第二滚道面；在上述外侧部的内 面及上述内侧部的外面的至少一个面上设置的上述异形滚道面，上述第 一滚道面、第二滚道面及上述滚动体被绕着轴均等地配置，上述外侧部 与上述内侧部可在维持同轴状态的同时，沿轴向相对直线移动。如果如此设置，则由于在管状的外侧部、与配置于其内侧的内侧部 之间配置有滚动体，因此通过在外侧部的内面或内侧部的外面设置异形 滚道面，很容易获得利用第一构件与第二构件之间的轴向的相对直线移 动来将滚动体的夹持间隔逐渐变窄的构成。另外，由于将滚道面及滚动 体绕着轴均等地配置，因此随着滚动体的压缩而作用于各构件上的力中 的垂直于轴的方向的力被抵消。这样，很容易获得随着第一构件与第二 构件之间的相对直线移动产生轴向的作用力的构成。如上所述，根据本发明的施力装置，借助利用异形滚道面对可相对 直线移动的构件之间赋予弹簧性这样的与以往完全不同的技术思想，能 够形成具有优良的特性的施力装置。下面，在参照附图的同时，对本发明涉及的施力装置的实施方式进 行说明。图15是施力装置301的剖视图(长边方向剖视图)，图16是图15的A-A线的剖视图，图17是图15的B-B线的剖视图。施力装置301具备具有第一滚道面303f的第一构件303;具有与 第一滚道面303f相对置的第二滚道面305f并且可在与第一构件303之 间相对直线移动(相对并行移动)的第二构件305;可滚动地夹设于第 一滚道面303f与第二滚道面305f之间的作为滚动体的圓柱滚子306。第一构件303的外面为近似长方体状，并且在内部具有空心部t, 而且在其长边方向一端侧被形成为空心部t与外部连通地开放的形状。 也就是说，第一构件303具有截面形状呈近似四角形的环状的管状的外 侧部303a、将该外侧部303a的长边方向另一端侧封堵的底部303b。另一方面，第二构件305具有从该第一构件303的开放端侧插入于 第一构件303的外侧部303a的内部的内侧部305a。此外，在第一构件 303的外侧部303a与第二构件305的内侧部305a之间可滚动地夹i殳有 圆柱滚子306。第一构件303与第二构件305可像活塞运动那样沿轴向(内侧部 305a及外侧部303a的长边方向)相互地相对往复移动。当^^第一构件 303与第二构件305相对直线移动时，夹设于第一构件303与第二构件 305之间的各圆柱滚子306进行滚动接触移动。但是，如图15所示，设于第一构件303上的第一滚道面303f在第 一构件303与第二构件305的相对直线移动方向(即轴z方向)上的截 面被制成不与该相对直线移动方向平行的形状。具体来说，第一滚道面 303f具有异形滚道面303k,该异形滚道面被制成在上述相对直线移动 的移动方向上的截面(即图15的轴向截面)成为凹曲线的曲面。同样地，设于第二构件305上的第二滚道面305f在上述相对直线 移动方向(即轴向)上的截面被制成不与该相对直线移动方向平行的形 状。具体来说，第二滚道面305f具有异形滚道面305k,该异形滚道面 被制成在上述相对直线移动的移动方向上的截面(即图15的轴向截面) 成为凹曲线的曲面。从而，随着笫一构件303与第二构件305之间的相 对直线移动，夹设于这些异形滚道面303k与异形滚道面305k之间的圆 柱滚子306的夹持间隔根据第一构件303与第二构件305之间的相对位 置关系而变化。第一滚道面303f的异形滚道面303k虽然在轴向截面中具有规定的 曲率，然而该曲率被设定一定。另一方面，异形滚道面303k是在与轴 向垂直的截面(图16)中不具有曲率的面。也就是说，异形滚道面303k 被设为圆周面。这一点与异形滚道面305k也是相同的。即，第二滚道 面305f的异形滚道面305k在轴向截面中具有规定的曲率，而该曲率被 设为一定，并且异形滚道面305k是在与轴向垂直的截面(图16)中不 具有曲率的圆周面。通过将异形滚道面303k、 305k设为圆周面，与自 由曲面等情况相比，异形滚道面的设计及加工会更为容易。第一滚道面303f中，异形滚道面303k被沿轴z方向连续地设置。 即，异形滚道面303k被与轴向一端侧(第一构件303的开口侧)和轴 向另一端侧(第一构件303的底部303b侧)连续地设置。这样，可以 最大限度地确保各异形滚道面303k的轴向范围，有助于可获得作用力 的相对移动范围的扩大。同样地，在第二滚道面305f中，异形滚道面305k被沿轴z方向连 续地设置。即，异形滚道面305k被与轴向一端侧(第一构件303的开 口侧)和轴向另一端侧(第一构件303的底部303b侧)连续地设置。 这样，可以最大限度地确保各异形滚道面305k的轴向范围，有助于可 获得作用力的相对移动范围的扩大。异形滚道面303k和异形滚道面305k被^L为在轴向截面上的曲率相 同。另外，在图15所示的初始状态中，异形滚道面303k的轴向范围和 与该异形滚道面303k相对置的异形滚道面305k的轴向范围相同。这一 点也有助于可获得作用力的相对移动范围的扩大。而且，所谓初始状态 是指在第一构件303与第二构件305之间未作用作用力的状态。另外， 图15的轴向截面中，异形滚道面303k的最深位置303m处的切线(未 图示)被设为与轴z平行。同样地，异形滚道面305k的最深位置305m 处的切线被设为与轴z平行。图15的初始状态的剖视图中，异形滚道 面303k及异形滚道面305k的曲率中心(未图示)处于连结异形滚道面 303k上的最深位置303m和异形滚道面305k上的最深位置305m的直 线s (参照图15)上。从图15及图16中可知，本实施方式的施力装置301具有异形滚道 面303k及异形滚道面305k各8个。即，如图16所示，异形滚道面303k被分别设于截面呈近似正方形 的外侧部303a的4个内面上。也就是说，异形滚道面303k被绕着轴z 均等地配置。同样地，异形滚道面305k被分别设于截面呈近似正方形 的内侧部305a的4个外面上。也就是说，异形滚道面305k被绕着轴z 均等地配置。另外，如上所述，由于异形滚道面303k、异形滚道面305k 分别被与轴向一端侧和另一端侧连续地设置，因此异形滚道面303k及 异形滚道面305k分别合计各设有8个，在上述初始状态下，形成8组 异形滚道面303k和异形滚道面305k的组。此外，相对于一组异形滚道 面303k与异形滚道面305k配置有1个滚动体(圆柱滚子306)。这样， 施力装置301合计具有8个圆柱滚子306。从而，分别绕着轴(每隔卯 度)均等地配置有配置于轴向一端侧且由4个圆柱滚子306构成的第 一列圆柱滚子361;配置于轴向另一端侧且由4个圆柱滚子306构成的 第二列圆柱滚子362。在如上所述的构成的施力装置301中，异形滚道面303k及异形滚 道面305k—边随着第一滚道面303f与第二滚道面305f之间的相对直线 移动而使圆柱滚子306滚动， 一边逐渐减小该圆柱滚子306的夹持间隔， 并对第一构件303与第二构件305之间赋予消除因上述相对直线移动而 产生的第一滚道面303f与第二滚道面305f之间的相对位移的方向的作 用力。下面，对这一点进行详细说明。图18是在图15所示的初始状态的施力装置301中，将一个圆柱滚 子306的附近放大了的剖视图。该初始状态下，异形滚道面303k上的 最深位置303m、和异形滚道面305k上的最深位置305m的轴向位置被 设为相同。这样，圆柱滚子306成为与最深位置303m和最深位置305m 相接的状态。如上所述，随着第一构件303与第二构件305的相对直线 移动，圆柱滚子306的夹持间隔发生变化，而该夹持间隔在上述初始状 态下达到最大。这样在初始状态下，由异形滚道面303k、 305k作用于 圆柱滚子306的压缩应力达到最小(例如O)。而且，该初始状态下，异 形滚道面303k上的最深位置303m与异形滚道面305k上的最深位置 305m之间的距离被设为与圆柱滚子306的直径大致相同，各滚道面 303k、 305k与圆柱滚子306之间的间隙大致为零，然而例如也可以设 置-0.03mm-0.03mm左右的间隙(正间隙、负间隙)。当从初始状态开始使第一构件303和第二构件305相对直线移动时，随着该相对直线移动，圆柱滚子306在滚动的同时进行移动。由于 该滚动，圆柱滚子306与两个滚道面303k、 305k的接触位置离开最深 位置303m、 305m，圆柱滚子306的夹持间隔与初始状态相比也逐渐变 窄。这里，对于在将第一构件303固定的状态下对第二构件305施加轴 向的外力，形成从图18所示的初始状态开始将构件303、 305沿轴向以 距离x相对位移的状态，因上述外力与施力装置301的作用力平衡而处 于静止的状态(表示于图19中)进行说明。在上述以距离x相对位移 的图19的状态下，圆柱滚子306的夹持间隔变得比圆柱滚子306的直 径更窄。这样，圆柱滚子306从与两个滚道面303k、 305k的接触位置 的中心G1、 G2受到垂直力F1、 F2而发生弹性压缩变形。另一方面， 第一构件303及第二构件305作为上述垂直力Fl、 F2的反作用力受到 垂直力Fl' 、 F2'。这里，垂直力Fl'具有与轴向垂直的(图19中 的向上的)成分、和朝向轴向一端侧的(图19中的向右的)轴向成分。 另一方面，垂直力F2'具有与轴向垂直的(图19的向下的)成分、和 朝向轴向另一端侧的(图19中的向左的)轴向成分。如这样，从圆柱 滚子306作用于第一构件303的垂直力Fl'具有朝向轴向一端侧的轴 向成分，该轴向成分成为消除第一构件303与第二构件305之间的相对 位移的方向的作用力。而且，图19中，虽然以将第二构件305相对于第一构件303朝向 轴向一端侧移动的例子进行了说明，但是在将第二构件305相对于第一 构件303朝向轴向另一端侧移动的情况下，也与上述说明相同，可获得 消除第一构件303与第二构件305之间的相对位移的方向(与上述图19 的情况相反的方向)的作用力。这样，施力装置301被设为既作为压缩 弹簧发挥作用，又作为伸长弹簧发挥作用的施力装置。而且，由于圆柱滚子306或异形滚道面303k、 305k被绕着轴均等 地配置，因此无论第一构件303与第二构件305之间的相对位移如何， 作用于各构件(圆柱滚子306、第一构件303及第二构件305)的与轴 垂直的方向的力都会被抵消掉。由此，第一构件303与第二构件305能 够相互地沿轴向相对直线移动。如上所述，异形滚道面303k及异形滚道面305k为凹曲面，而且各 异形滚道面303k、 305k构成平滑地连续的曲面。从而，只要圆柱滚子306与滚道面303f、 305f的接触位置没有到达相邻的滚道面彼此之间的 交界位置303b、 305b，则随着第一构件303与笫二构件305的相对位 移的圆柱滚子306的夹持间隔会逐渐地(慢慢地)变化。这样，如上所 述，对两个构件303、 305之间赋予消除因第一构件303与第二构件305 之间的相对移动而产生的两个构件303、 305之间的相对位移的方向的 作用力。由此，该施力装置301成为取代以往的压缩螺旋弹簧或伸长螺 旋弹簧等的装置。也就是说，能够用于对沿直线方向相对移动的构件之 间赋予弹簧弹性的用途中。根据施力装置301，能够用不使用螺旋弹簧等的简单的构成来赋予 施力功能(以下也称作弹簧性)。从而，与以往的施力构件相比能够抑 制连续使用或时效所致的老化，可实现长寿命化。另外，与以往的施力构件不同，不需要将相互地相对直线移动的第 二构件及第一构件与施力构件接合的接合部等周边构件。由此，能够将 周边结构简化，能够抑制部件数目或组装成本，并且提高可靠性，而且 构件的小型化变得容易。另外，施力装置301成为还具有支承第一构件303与第二构件305 之间的栽荷(将圆柱滚子306压缩的方向的栽荷)的功能的构件。另外，施力装置301能够利用圆柱滚子306支承作用于第一构件303 与第二构件305之间的力矩栽荷。即，施力装置301中，由于被设为具 有配置于轴向一端侧的4个第一列圆柱滚子361、和配置于轴向另一端 侧的4个第二列圆柱滚子362的多列结构，因此能够支承上述力矩载荷。 另外，施力装置301中，如图16所示，由于夹设于内侧部305a与外侧 部303a之间的圆柱滚子306被设于内侧部305a的四方，因此被制成能 够支承所有方向的力矩栽荷的施力装置301。而且，本发明并不如上所 述地限定于圆柱滚子306为2列的情况，既可以是1列，也可以是3列 以上。另外，施力装置301中，与以往的施力构件相比，弹簧刚性等设计 自由度变得极高。即，由于能够利用异形滚道面的设计(曲率、曲率中 心的位置等)、各构成构件(圆柱滚子306、第一构件303、第二构件305 ) 的刚性等来自由地设计弹簧刚性等，因此设计自由度变得极高。这样， 即使不改变构件的尺寸(体形)，也能够在很宽范围内设定弹簧刚性等特性。另外，在以往的螺旋弹簧中，相对位移与弹簧刚性之间的关系是线性(一定)的，而施力装置301中，也能够像相对于相对位移使弹簧 刚性非线性地改变等那样根据相对位移来自由地改变弹簧刚性。施力装置301中，采用如下的构成，即，作为滚动体的圆柱滚子306 的夹持间隔随着构件303、305的相对直线移动而在全部的圆柱滚子306 中均等地变化。如果如此设置，则从各滚动体作用于构件303、 305的 作用力变得均等，能够有效地获得弹簧性。另外，由于加在各圆柱滚子 306上的负载变得均等，因此寿命变长。本发明的施力装置中的相对直线移动允许范围(允许行程)取决于 异形滚道面303k、 305k的i殳计及滚动体6及各构件303、 305的弹性变 形范围、异形滚道面303k、 305k的设置范围等。如果在用于使第一构 件303和第二构件305相对位移的力(以下也称作相对位移力)方面没 有限制，则本发明的施力装置通常来说可相对直线移动直至达到以下的 (a) ~ (c)的任意状态。(a) 各构件303、 305或圆柱滚子306达到弹性变形范围的极限。(b) 圆柱滚子306离开滚道面303f、 305f，从施力装置301脱落。(c) 因第一构件303与第二构件305相互干涉等，相对位移受到限制。这样，在滚道面303f、 305f或异形滚道面303k、 305k等的设计过 程中，也可以利用第一构件303与第二构件305之间的相对直线移动使 圆柱滚子306向相邻的异形滚道面移动。上述的施力装置301 (参照图 15)中，如果加大第一构件303与第二构件305之间的相对位移，则第 一构件303与第二构件305发生干涉，或圆柱滚子306脱落，因此不会 有圆柱滚子306跨越交界位置303b、305b而向相邻的异形滚道面303k、 305k移动的情况，然而例如通过在施力装置301中沿轴向连续地设置 多个预备的(未配置圆柱滚子306的)异形滚道面303k、 305k，而能 够实现圆柱滚子306向相邻的异形滚道面移动的构成。该情况下，能够 在作用于第一构件303与第二构件305之间的相对位移力上设定一定的 极P艮值。这样，本发明的施力装置中，还可以附加防止在第一构件303 与第二构件305之间作用过大的相对位移力的功能，本发明中，对滚动体的形状等没有特别限定，只要是随着第一构件 与第二构件的相对直线移动而滚动的形状即可。这样，不像上述的实施方式那样限定于圓柱滚子，例如也可以是球或圆锥滚子，可以适当地应 用以往在滚动轴承中所使用的滚子。另外，为了提高弹簧刚性的设定自 由度，也可以使用容易弹性压缩变形的空心的滚动体(例如空心的圆柱 滚子或空心的球)等。另外，滚动体的材质可以与施力装置中所要求的 性能对应地适当地选择。如上所述，利用本发明的施力装置获得的作用力，可以通过主要考 虑在滚动体相对移动时第一构件及第二构件与滚动体的接触区域中的 局部的弹性变形来说明。但是，也可以通过减小第一构件或第二构件的 壁厚等，来增大第一构件及/或第二构件的宏观的弹性变形。另外，也 可以采用如下的构成，即，滚动体基本上不弹性变形，主要通过使第一 构件或第二构件弹性变形来获得作用力。通过作为设计要素加入第一构 件或第二构件的刚性，本发明的设计自由度会进一步提高。通过改变第一构件或第二构件的壁厚(平均壁厚)、壁厚分布或者 材质，能够改变第一构件或第二构件的刚性(对滚动体所致的推压力的刚性)。例如，可以对上述的施力装置301的第一构件303的外面赋予 凹凸，或将第二构件305制成空心的。作为本发明的变形例，也可以是如下的施力装置。例如，在施力装置301中，也可以是去掉了底部303b的构成(即， 第一构件303仅由外侧部303a形成的构成)。另外，虽然在施力装置301 中，在管状的外侧部303a的内部配置有内侧部305a，然而也可以不是 此种构成。例如也可以是如下构成，即，如图20所示的变形例的施力 装置370，第一构件303是具有相互对置的两个外侧板部303c和将它们 在一方侧连结的连结部303d的截面近似U字形的构件，在这两个外侧 板部303c之间配置有第二构件305的内侧部305a。图20是施力装置 370的轴向剖视图，图21是图20的C-C线的施力装置370的剖视图。另外，施力装置301中，第一滚道面303f及第二滚道面305f的截 面形状为近似正方形，然而也可以采用如下的构成，即，将这些滚道面 303f、 305f的截面形状设为近似正三角形或正五角形等正n角形(n为 3以上的整数)，且在与这些截面形成多角形的各边对应的各个构成面上设置异形滚道面。如果如此设置，则能够将第一滚道面303f、第二滚道 面305f及滚动体绕着轴均等地配置。虽然在施力装置301中，第一滚道面303f全部被异形滚道面303k 占据，然而也可以将第一滚道面303f的一部分设为异形滚道面303k。 同样地，虽然在施力装置301中，第二滚道面305f全部被异形滚道面 305k占据，然而也可以将第二滚道面305f的一部分设为异形滚道面 305k。另外，作为与施力装置301不同的构成的例子，也可以是如下的施 力装置。第一构件与笫二构件是隔着滚动体相对置的板状构件，两个构 件的对置面分别被设为第一滚道面及第二滚道面，并且这些第一滚道面 及第二滚道面的至少一方具有上述异形滚道面。而且，该情况下，需要 能够将第一构件与第二构件相对直线移动地支承的支承部。另外，在上述施力装置301中只能沿相对移动方向(相对并行移动 方向)获得作用力，然而还可以对第一构件303与第二构件305的相对 旋转(扭转)赋予转动作用力。上述实施方式的异形滚道面303k、 305k 中，对第一构件303与第二构件305的相对直线移动方向(轴向)上赋 予曲率，而对与该相对直线移动方向正交的方向上未赋予曲率。但是例 如也可以采用如下的异形滚道面，即，通过在异形滚道面303k及异形 滚道面305k中，除了相对直线移动方向以外，还赋予与相对直线移动 方向正交的方向的曲率，从而对第一构件303与第二构件305之间赋予 消除因第一构件303和第二构件305的相对旋转而产生的上述第一构件 与第二构件之间的相位差的方向的转动作用力。该情况下，通过将滚动体设为球(ball)等，还可以对第一构件303与第二构件305之间赋予 转动施力功能(扭簧性)。
权利要求
1.一种皮带轮装置，用于通过皮带来驱动发动机的辅机类，该皮带轮装置的特征是，具备圆筒状的皮带轮构件，其在外周卷挂皮带并且在内周侧具有外侧滚道面；内侧构件，其在外周侧具有与上述外侧滚道面相对置的内侧滚道面，且被配设成可相对于上述皮带轮构件相对旋转；滚动体，其可滚动地夹设于上述外侧滚道面与上述内侧滚道面之间，上述内侧滚道面及外侧滚道面的至少一方在至少一部分具有异形滚道面，该异形滚道面一边随着上述皮带轮构件与上述内侧构件之间的相对旋转使滚动体滚动，一边逐渐减小该滚动体的夹持间隔，并对上述皮带轮构件与上述内侧构件之间赋予转动作用力，该转动作用力是消除因上述相对旋转而产生的上述皮带轮构件与上述内侧构件之间的相位差的方向的力。
2. 根据权利要求1所述的皮带轮装置，其特征是，通过将上述内 侧构件可一体旋转地安装于交流发电机的输入轴上而作为交流发电机 用的皮带轮装置来使用。
3. 根据权利要求1所述的皮带轮装置，其特征是，通过将上述内 侧构件可一体旋转地安装于曲轴上而作为曲轴用的皮带轮装置来使用。
4. 根据权利要求1所述的皮带轮装置，其特征是，在上述皮带轮 构件与上述内侧构件之间，夹设有将它们可相互相对旋转地支承的滚动 轴承。
5. —种自动张紧装置，其特征是， 具备摆动臂，其具有在内周侧形成有外侧滚道面的筒状的基端部、及从 该基端部延伸且将巻挂皮带的皮带轮固定成自由旋转的臂；支承构件，其在外周侧具有与上述外侧滚道面相对置的内侧滚道 面，且通过可相对旋转地支承上述基端部，来自由摆动地支承上述摆动臂；滚动体，其可滚动地夹设于上述外侧滚道面与上述内侧滚道面之间，上述内侧滚道面及外侧滚道面的至少一方在至少一部分具有异形 滚道面，该异形滚道面一边随着上述基端部与上述支承构件之间的相对 旋转使滚动体滚动， 一边逐渐减小该滚动体的夹持间隔，并对上述基端 部与上述支承构件之间赋予消除因上述相对旋转而产生的上述基端部 与上述支承构件之间的相位差的方向的转动作用力，利用该转动作用 力，将上述摆动臂向规定的摆动方向施力。
6.根据权利要求6所述的自动张紧装置，其特征是，在上述基端 部与上述支承构件之间，夹设有将它们可相互相对旋转地支承的滚动轴 承。
全文摘要
本发明的目的在于，提供能够用简单的构成对内侧构件与外侧构件赋予扭簧性，并能够利用该扭簧性来有效地缓解作用于内侧构件或外侧构件的任意一方设置的皮带轮部的皮带的张力变动或转速变动等的皮带轮装置及自动张紧装置。该皮带轮装置具备在内周侧具有外侧滚道面的外侧构件；在外周侧具有与上述外侧滚道面相对置的内侧滚道面，且被配设成可相对于上述外侧构件相对旋转的内侧构件；可滚动地夹设于上述外侧滚道面与上述内侧滚道面之间的滚动体，上述内侧滚道面及外侧滚道面的至少一方在至少一部分具有异形滚道面，该异形滚道面一边随着上述外侧构件与上述内侧构件之间的相对旋转使滚动体滚动，一边逐渐减小该滚动体的夹持间隔，并赋予消除因上述相对旋转而产生的上述外侧构件与上述内侧构件之间的相位差的方向的转动作用力。
文档编号F16F1/42GK101283203SQ200680037718
公开日2008年10月8日 申请日期2006年10月13日 优先权日2005年10月14日
发明者上野弘, 原田昌宽 申请人:株式会社捷太格特