BR112012000306B1

BR112012000306B1 - mecanismo de transmissão de energia

Info

Publication number: BR112012000306B1
Application number: BR112012000306-2A
Authority: BR
Inventors: Tomokazu Ishida; Hayato Shimamura
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 2009-06-19
Filing date: 2010-06-18
Publication date: 2020-12-29
Also published as: EP2444685A4; WO2010147220A1; US8951153B2; BR112012000306A2; EP2444685A1; CA2765554C; CA2765554A1; EP2444685B1; JP2011002044A; CN102803775A; CN102803775B; US20120100945A1; JP5227269B2

Abstract

MECANISMO DE TRANSMISSÃO DE ENERGIA. O presente mecanismo de transmissão de energia compreende: um primeiro membro de rotação montado integralmente de maneira giratória no eixo de rotação de um aparelho acionador; um segundo membro de rotação integralmente giratório ou em relação ao primeiro ,membro de rotação; um membro elástico interposto entre o primeiro e o segundo membros de rotação que, quando o primeiro e o segundo membros de rotação girarem em relação um ao outro, absorve a diferença de rotação entre eles; e uma parcela de comutação que inclui um membro de massa montado em um do primeiro e do segundo membros de rotação e que gira integralmente com eles, e um membro de energização para energizar o membro de massa em uma direção em que ele pode entrar em contato com o outro do primeiro e do segundo membros de rotação. Na parcela de comutação, quando o número de rotações do eixo de rotação for um número dado de rotações ou menos, o membro de massa entra em contato com o outro membro de energização para gerar uma força de atrito entre suas superfícies em contato, assim impedindo a rotação relativa entre o primeiro e o segundo membros de (...).

Description

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção relaciona-se a um mecanismo de transmissão de energia que inclui dois membros de rotação girando em relação um ao outro e pode ser aplicado, por exemplo, ao sistema de acionamento de máquina auxiliar de um motor para um automóvel.

HISTÓRICO DA TECNOLOGIA

No mecanismo de transmissão de energia do tipo acima, é conhecida a tecnologia em que um membro elástico é interposto entre uma roldana e uma luva, respectivamente, servindo como membros de rotação e o membro elástico é utilizado para absorver a diferença de rotação entre a roldana e a luva quando elas são giradas uma em relação à outra (ver a referencia de patente 1).

DOCUMENTOS DA TÉCNICA RELACIONADOS DOCUMENTOS DE PATENTE:

Referência de Patente 1: Patente Japonesa N° 3268007

SUMÁRIO DA INVENÇÃO Problemas que a invenção deve resolver

No entanto, no início da rotação de um motor, devido à ressonância, uma grande diferença de rotação relativa é fácil de ocorrer entre a roldana e a luva. Na tecnologia revelada na referência de patente 1, o membro elástico é fatigado com a absorção de uma grande diferença na rotação, e assim a durabilidade do membro elástico piora.

É um objetivo da invenção fornecer um mecanismo de transmissão de energia que pode reduzir a fadiga de um membro elástico em absorver a diferença de rotação entre o primeiro e o segundo membros de rotação.

MEIO PARA RESOLVER O PROBLEMA

Ao atingir o objeto acima, de acordo com um primeiro aspecto da invenção, é fornecido um mecanismo de transmissão de energia que compreende: um primeiro membro de rotação montado integralmente de modo rotacional no eixo de rotação de um aparelho de acionamento; um segundo membro de rotação integralmente giratório ou relativo ao primeiro membro de rotação; um membro elástico interposto entre o primeiro e o segundo membros de rotação que, quando o primeiro e o segundo membros de rotação são girados um em relação ao outro, absorve a diferença de rotação entre eles; e, uma parcela de comutação que inclui um membro de massa montado em um dos primeiro e segundo membros de rotação para ser girado integralmente com eles, e um membro de energização para energizar o membro de massa em uma direção onde ele pode ser contatado com o outro dos primeiro e segundo membros de rotação. Na parcela de comutação, quando o número de rotações do eixo de rotação for um número dado de rotações ou menos, o membro de massa é contatado com o outro membro de rotação devido à força de energização do membro de energização para gerar uma força de atrito entre suas respectivas superfícies em contato, assim impedindo a rotação relativa entre o primeiro e o segundo membros de rotação através do membro elástico.

De acordo com o primeiro aspecto, quando o número de rotações do eixo de rotação do aparelho acionador for um número dado de rotações ou menos (por exemplo, no início da rotação do eixo de rotação), a parcela de comutação impede a rotação relativa entre o primeiro e o segundo membros de rotação (isto é, permite sua rotação integral), assim impedindo a ocorrência da diferença de rotação entre esses membros de rotação. Portanto, como uma grande tensão na é aplicada ao membro elástico, a fadiga do membro elástico pode ser reduzida.

A parcela de comutação também poderá incluir um membro de atrito disposto na superfície do membro de massa e tendo uma primeira superfície a entrar em contato com o outro membro de rotação, enquanto a primeira superfície poderá ter um coeficiente maior de atrito do que a superfície do membro de massa. Quando o número de rotações do eixo de rotação for um número dado de rotações ou menos, o membro de atrito poderá entrar em contato com o outro membro de rotação e, quando o número de rotações do eixo de rotação superar um número dado de rotações, o membro de atrito poderá ser deslocado junto com o membro de massa e poderá assim ser separado do outro membro de rotação. Nesta estrutura, a existência do membro de atrito pode reforçar a conexão entre o primeiro e o segundo membros de rotação quando o número de rotações do eixo de rotação for um número dado de rotações ou menos, assim sendo capaz de impedir sua rotação relativa (para permitir sua rotação integral) mais positivamente. Assim, a durabilidade do membro elástico pode ser aprimorada ainda mais.

O membro de atrito pode ser feito de borracha ou de resina. Neste caso, os efeitos acima (o efeito preventivo da rotação relativa e o efeito da durabilidade aprimorada do membro elástico fornecido pelo efeito anterior) podem ser fornecidos utilizando o membro de atrito que pode ser produzido a um custo relativamente baixo e tem uma estrutura simples.

A primeira superfície poderá incluir uma superfície curva correspondente à superfície curva do outro membro de rotação. Neste caso, como as áreas de contato do membro de massa e o outro membro de rotação são superfícies curvas correspondendo mutuamente, a conexão entre o primeiro e o segundo membros de rotação quando o número de rotações do eixo de rotação for um número dado de rotações ou menos pode ser reforçada. Isto pode realizar a prevenção de sua rotação relativa (permissão de sua rotação integral) mais positivamente. Assim, a durabilidade do membro elástico pode ser aprimorada ainda mais.

Como o membro de massa está conectado pelo membro de energização, ele possui um formado assemelhado a uma coroa ao longo da periferia exterior do primeiro membro de rotação, e o membro de massa também é montado no segundo membro tal que ele pode ser girado integralmente com o segundo membro de rotação e o diâmetro da coroa a ser formada pelo membro de massa pode ser aumentado ou diminuído. E, o membro de energização poderá aplicar ao membro de massa uma força de energização indo na direção para diminuir o diâmetro da coroa a ser formada pelo membro de massa. Neste caso, quando o número de rotações do eixo de rotação for um número dado das rotações ou menos, devido à força de energização do membro de energização, o membro de massa anular entra em contato com o primeiro membro de rotação de maneira tal que ele é pressionado contra a periferia exterior deste último. Isso pode reforçar a conexão entre o primeiro e o segundo membros de rotação, assim sendo capaz de realizar a prevenção de sua rotação relativa (permissão de sua rotação integral) mais positivamente. Assim, a durabilidade do membro elástico pode ser aprimorada ainda mais.

O membro de massa é formado em formato assemelhado a coroa e se estende ao longo da periferia externa do primeiro membro de rotação e também é montado na periferia exterior do primeiro membro de rotação tal que ele pode ser girado integralmente com o primeiro membro de rotação e pode ser deslocado na direção axial do eixo de rotação. E, o membro de energização poderá aplicar ao membro de massa uma força de energização indo ao longo da direção axial do eixo de rotação. Neste caso, quando o número de rotações do eixo de rotação for um número dado de rotações ou menos, devido à força de energização do membro de energização, o membro de massa anular é energizado na direção axial e assim entra em contato de modo anular com o segundo membro de rotação. Outrossim, quando o número de rotações do eixo de rotação superar um número dado de rotações, a força composta constituída de uma força centrífuga e uma força de energização é aplicada ao membro de massa para assim separá-lo do segundo membro de rotação. Assim, utilizando a força centrífuga e a força de energização, a comutação da prevenção e permissão da rotação relativa pode ser realizada com uma estrutura relativamente simples.

O membro elástico poderá ser uma mola helicoidal ou uma mola espiral. Neste caso, a durabilidade do membro elástico pode ser aprimorada ainda mais.

O membro elástico poderá ser feito de borracha. Neste caso, o membro elástico pode ser produzido de maneira comparativamente simples e barata.

O membro elástico poderá incluir um imã. Neste caso, a utilização da repulsão do imã pode impedir a produção de som que poderia de outra forma ser causado pelos movimentos de deslocamento dos membros da composição.

O número dado de rotações poderá ser de 600 rpm.

De acordo com um segundo aspecto da invenção, é fornecido um mecanismo de transmissão de energia que compreende: um primeiro membro de rotação montado integralmente e rotativamente no eixo de rotação de um aparelho de acionamento; um segundo membro de rotação integralmente giratório ou relativo ao primeiro membro de rotação; um membro elástico que é interposto entre o primeiro e o segundo membros de rotação e, quando o primeiro e o segundo membros de rotação são girados em relação um ao outro, absorve a diferença de rotação entre eles; e uma parcela de comutação que, quando o número de rotações do eixo de rotação for um número dado de rotações ou menos, entra em contato com o primeiro e o segundo membros de rotação para conectá-los juntos, assim impedindo a rotação relativa entre o primeiro e o segundo membros de rotação e, quando o número de rotações do eixo de rotação superar um número dado de rotações, é separado de pelo menos um dos primeiro e segundo membros de rotação devido a uma força centrífuga gerada da rotação do eixo de rotação para remover a conexão acima, assim permitindo a rotação relativa dos primeiro e segundo membros de rotação tanto na direção à frente como para trás através do membro elástico.

No segundo aspecto também, de maneira similar ao primeiro aspecto, quando o número de rotações do eixo de rotação for um número dado de rotações ou menos, a parcela de comutação impede a rotação relativa entre o primeiro e o segundo membros de rotação (isto é, permite sua rotação integral). Portanto, uma grande tensão não será aplicada ao membro elástico e assim a fadiga do membro elástico pode ser reduzida.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 é uma visão da estrutura esquemática de um sistema de acionamento de máquina auxiliar incluindo um mecanismo de transmissão de energia de acordo com uma primeira versão da invenção.

A Figura 2 é uma visão seccional do mecanismo de transmissão de energia mostrado na Figura 1 em seu estado travado.

A Figura 3 é uma visão seccional tomada ao longo da linha III-III mostrada na Figura 2.

A Figura 4 é uma visão seccional do mecanismo de transmissão de energia mostrado na Figura 1 em seu estado destravado.

A Figura 5 é uma visão seccional tomada ao longo da linha V-V mostrada na Figura 4.

A Figura 6 é uma visão seccional, correspondente à Figura 2, de um sistema de acionamento de máquina auxiliar incluindo um mecanismo de transmissão de energia de acordo com uma segunda versão da invenção, mostrando seu estado travado.

A Figura 7 é uma visão seccional tomada ao longo da linha VII-VII mostrada na Figura 6.

A Figura 8 é uma visão seccional do mecanismo de transmissão de energia mostrado na Figura 6 em seu estado destravado.

A Figura 9 é uma visão parcial da Figura 8, mostrando uma força para ser aplicada à gravidade de um membro de massa no estado destravado.

MODO PARA REALIZAR A INVENÇÃO

Agora, será dada uma descrição abaixo de versões preferidas da invenção com referência aos desenhos acompanhantes.

Primeiramente, será dada abaixo uma descrição da estrutura inteira de um sistema de acionamento de máquina auxiliar de motor de automóvel 1 de acordo com a primeira versão da invenção com referência à Figura 1.

Como é mostrado na Figura 1, o sistema de acionamento de máquina auxiliar 100 inclui o eixo de saída 101 de um motor (como o virabrequim de um motor alternado e o eixo excêntrico de um motor rotativo), uma roldana de acionamento 105 conectada ao eixo de saída 101, eixos acionados 102, 103 respectivamente conectados a várias máquinas auxiliares (como a bomba d’água e o alternador), uma roldana acionada 104 montada no eixo acionado 102, uma roldana acionada 2 montada no eixo acionado 103 e incluído no mecanismo de transmissão de energia 1 da presente versão, e uma correia de acionamento 106 estendida sobre as roldanas 2, 104, 105. Nesta versão, como o cinto de acionamento 6, é utilizado um cinto com costelas em V que inclui múltiplas costelas em V 106aque se estendem paralelas umas às outras ao longo da direção longitudinal do cinto (ver a Figura 2).

Ao ser a roldana de acionamento 105 girada devido ao torque do eixo de saída 101, o cinto de acionamento 106 é forçado a correr. Com o corrimento do cinto de acionamento 106, as roldanas acionadas 2 e 104 são respectivamente giradas para assim acionar várias máquinas auxiliares conectadas aos eixos acionados 102 e 103. Assim, o mecanismo de transmissão de energia 1 desta versão tem a função de transmitir ao eixo acionado 103 o torque transmitido do eixo de saída 101 através do cinto de acionamento 106.

A seguir, será dada abaixo a descrição do mecanismo de transmissão de energia desta versão com referência às Figuras 2 a 5. As Figuras 2 a 4 são respectivamente visões de seção do mecanismo de transmissão de energia 1, tomada ao longo de sua superfície incluindo o eixo central de rotação C do eixo acionado 3. Na descrição seguinte, o lado direito das Figuras 2 a 4 é denominado o lado terminal frontal, enquanto o lado esquerdo é denominado o lado terminal base.

Como é mostrado nas Figuras 2 a 5, o mecanismo de transmissão de energia 1 inclui uma roldana 2 tendo um formato cilíndrico com um eixo C em seu centro, uma luva 3, similarmente à roldana 2, tendo um formato cilíndrico com um eixo C em seu centro, mas um tamanho menor que a roldana 2 e disposta dentro da roldana 2, uma mola espiral 4 interposta entre a roldana 2 e a luva 3, e uma parcela de comutação 10 para seletivamente comutar a roldana 3 e a luva 2 entre seu estado travado em que sua rotação relativa é impedida (isto é, sua rotação integral é permitida) e seu estado não travado em que sua rotação relativa é permitida (isto é, sua rotação relativa é impedida). Agora, será dada a descrição abaixo das estruturas destas respectivas peças componentes.

Na superfície periférica externa da roldana 2, como é mostrado na Figura 2, há formados múltiplos sulcos V 2a respectivamente se estendendo ao longo da direção periférica da roldana 2. O cinto acionador 106 é enrolado ao redor da periferia exterior da roldana 2 com suas costelas 106a inseridas dentro dos sulcos V 2a da roldana 2, respectivamente. A roldana 2 inclui em sua extremidade dianteira uma tampa 2b que se estende da superfície periférica no sentido do eixo C em uma direção perpendicular ao eixo C. A parcela de comutação 10 está disposta no lado traseiro da tampa 2b.

A luva 3 inclui um cilindro interno 3a e um cilindro externo 3b fixado a essa parcela da superfície periférica externa da luva 3 como existe na vizinhança da extremidade dianteira do cilindro interno 3a. A vizinhança da extremidade dianteira do eixo acionado 103 é inserida através do cilindro interno 3a e, utilizando um membro de fixação apropriado como um pino, a luva 3 e o eixo acionado 103 são conectados um ao outro em uma maneira impedida de rotação relativa. Isto é, a luva 3 é montada no eixo acionado 103 de maneira tal que ela pode ser girada integralmente com o mesmo.

A mola espiral 4 é produzida ao enrolar em espiral um arame de metal ou assemelhado e é armazenado dentro de uma câmara de armazenamento 4x formada entre a roldana 2 e a luva 3. A câmara de armazenamento 4x é um espaço existente entre um sulco 2x formado por uma seção em formato de L que se projeta da superfície periférica interna da roldana 2 no sentido do eixo C e um sulco 3x formado na base e lateral do cilindro exterior 3b. Os sulcos 2x e 3x são formados respectivamente para ter formato anelar que se estende ao longo da superfície periférica interna da roldana 2 e a base e superfície lateral do cilindro exterior 3b. Isto é, a câmara de armazenamento 4x é um espaço anular tendo o eixo C como seu centro, enquanto a mola espiral 4 está disposta em espiral tal que ela está situada dentro da câmara de armazenamento anular 4x. As duas extremidades da mola espiral 4 são conectadas respectivamente a superfícies de parede respectivamente dotadas ou que definem os sulcos 2x e 3x, pelo que elas são fixadas à roldana 2 e à luva 3. Amola espiral 4 conecta juntos a roldana 2 e a luva 3 nesta maneira e, quando a roldana 2 e a luva 3 são giradas em relação uma a outra no estado não travado, ela absorve a diferença de rotação entre elas devido à sua elasticidade.

Aqui, a roldana 2 e a luva 3 podem ser conectadas juntas indiretamente pela mola espiral 4 no estado travado e pela parcela de comutação 10 no estado não travado, mas nenhuma parcela delas nunca terá contato diretamente.

A parcela de comutação 10, como é mostrada nas Figuras 2 e 3, inclui um membro de massa 11, um membro de atrito 12 e molas 13.

O membro de massa 11, como é mostrado na Figura 3, inclui dois membros em formato de arco 11a e 11b conectados juntos pelas duas molas 13 e formados de maneira anular ao longo da periferia exterior do cilindro externo 3b da luva 3. Os membros respectivos 11a e 11b são montados na superfície traseira da tampa 2b da roldana 2 tal que o membro de massa 1 pode ser girado integralmente com a roldana 2 e o diâmetro do anel a ser formado pelo membro de massa 11 pode ser aumentado ou reduzido. Especificamente, na superfície traseira da tampa 2b da roldana 2, são formadas múltiplas porções projetadas 2y (ver a Figura 3) que se estende respectivamente ao longo da direção do diâmetro de um círculo com o eixo C como seu centro e espaçado um do outro ao longo da circunferência do círculo; e, nessas superfícies dos dois membros 11a e 11b do membro de massa 11 como têm contato com a superfície traseira da tampa 2b, são formados múltiplos sulcos 11x respectivamente correspondentes às parcelas de projeção 2y e que se estendem ao longo da direção do diâmetro acima. O membro de massa 11 pode ser girado integralmente com a roldana 2 devido ao engajamento entre os sulcos 11x e as parcelas de projeção 2y e, devido aos movimentos de deslizamento das parcelas de projeção 2y dentro dos sulcos 11x, o diâmetro do anel a ser formado dentro de uma superfície perpendicular ao eixo C pelo membro de massa 11 pode ser aumentado ou reduzido.

O membro de atrito 12 inclui dois membros com formato de folha 12a e 12b respectivamente colocados e afixados às superfícies periféricas internas dos membros 11a e 11b do membro de massa 11. Os membros 12a e 12b do membro de atrito 12 são respectivamente feitos de borracha ou resina e suas superfícies possuem coeficientes de atrito maiores do que os membros 11a e 11b do membro de massa 11. As superfícies periféricas internas dos membros 12a e 12b do membro de atrito 12 têm respectivamente contato com a superfície periférica externa do cilindro externo 3b da luva 3 no estado travado mostrado nas Figuras 2 e 3.

A mola 12 é produzida ao enrolar em espiral um arame de metal ou assemelhado similarmente na mola espiral 4. Duas molas 13 são fornecidas em posições opostas através do eixo C tal que elas podem conectar juntas os membros 11a e 11b do membro de massa 11. As molas 13 conectam respectivamente juntas as parcelas terminais verticalmente opostas dos membros 11a e 11b, e se aplicam ao membro de massa 11 uma força de energização indo em direção onde essas parcelas terminais se aproximam uma da outra. Isto é, as molas 13 aplicam ao membro de massa 1 uma força de energização na direção em que o anel a ser formado pelo membro de massa 11 é reduzido no diâmetro (a direção indo no sentido do eixo C para contato com a mola 3).

Aqui, será dada descrição das operações das partes respectivas do mecanismo de transmissão de energia 1 a ser realizada quando o sistema de acionamento de máquina auxiliar 100 (ver a Figura 1) é acionado.

Primeiramente, quando o cinto de acionamento 106 é feito correr devido ao torque do eixo de saída 101 mostrado na Figura 1, a roldana 2 é girada. A energia gerada pela rotação da roldana 2 é transmitida até a luva 3 e ao eixo acionado 103, enquanto a rota de transmissão da energia pode ser variada pela parcela de comutação 10 comutando o mecanismo de transmissão de energia 1 entre os estados travado e não-travado de acordo com o número de rotações do eixo acionado 103.

Quando o número de rotações do eixo acionado 103 for um número dado de rotações (por exemplo, 600 rpm (revoluções por minuto) ou menos, (por exemplo, logo após o início da rotação da roldana 2), o mecanismo de transmissão de energia 1, como está mostrado nas Figuras 2 e 3, é mantido pela parcela de comutação 10 em seu estado travado em que a roldana 2 e a luva 3 não podem ser giradas uma em relação à outra. Neste caso, o membro de massa 11 da parcela de comutação 10 tem contato através do membro de atrito 12 com a luva 3 devido à força de energização da mola 13. A superfície periférica interior do membro de atrito 12 tem contato com a superfície periférica externa do cilindro externo 3b da luva 3 e, devido à força de atrito gerada entre as superfícies em contato destes, a roldana 2 e a luva 3 são conectadas (travadas) uma a outra de maneira tal que elas podem ser giradas integralmente tanto na direção à frente como para trás de suas direções de rotação. No estado travado, como é mostrado por uma seta P1 na Figura 2, a energia é transmitida do cinco de acionamento 106 através da roldana e do membro de massa 11 e o membro de atrito 12 da parcela de comutação 10 para a luva 3 e o eixo acionado 103. Neste caso, as partes componentes respectivas 2, 11, 12, 103 podem ser giradas integralmente ao redor do eixo C.

No caso que o número de revoluções do eixo acionado 103 supera um número dado de revoluções (por exemplo, após um tempo dado haver percorrido logo após a hora do início da rotação da roldana 2), o mecanismo de transmissão de energia 1, como é mostrado nas Figuras 4 e 5, é mantido em seu estado não travado quando a roldana 2 e a luva 3 puderem ser giradas uma em relação à outra. Neste estado, o membro de massa 11 e o membro de atrito 12 da parcela de comutação 10 são separados da luva 3. A razão para isso é que, quando o número de revoluções do eixo acionado 103 superar um número dado de revoluções, devido a uma força centrífuga gerada pela revolução do eixo acionado 103, o membro de massa 11, enquanto desliza com os sulcos 11x engajados com as parcelas de projeção 2y, é obrigado a deslocar junto com o membro de atrito 12 no sentido do exterior do eixo C contra a força de energização da mola 13. Assim, no estado travado mostrado nas Figuras 2 e 3, um vão livre 31 é formado entre a superfície periférica externa do membro de massa 11 e a superfície periférica interna da roldana 2 substancialmente desaparece e, em vez disso, um vão livre S2 é formado entre a superfície periférica externa do membro de massa 11 e a superfície periférica interna da roldana 2. Como o membro de massa 11 e o membro de atrito 12 estão separados da luva 3 desta maneira, a conexão entre a roldana 2 e a luva 3 é removida (não travada), pelo que a roldana 2 e a luva 3 têm permissão de girar em relação uma a outra tanto na direção a frente como para trás de suas direções de rotação. No estado não travado, como é mostrado pela seta 32 mostrada na Figura 4, a energia é transmitida do cinto de acionamento 106 através da roldana 2 e da mola espiral 4 até a luva 3 e o eixo acionado 103. A diferença de rotação gerada entre a roldana 2 e a luva 3 no tempo de então pode ser absorvida pela mola espiral 4, assim sendo capaz de impedir vibrações ou assemelhados que poderiam de outra forma ser causados devido a diferença na rotação.

Como foi descrito acima, no mecanismo de transmissão de energia 1 desta versão, quando o número de revoluções do eixo acionado 103 é um número dado de revoluções ou menos (por exemplo, na hora do início da rotação do eixo de rotação), a roldana 2 e a luva 3 são impedidas contra a rotação em relação uma a outra pela parcela de comutação 10 (isto é, eles podem ser girados integralmente), assim sendo capazes de impedir a geração da diferença de rotação entre elas. Isso pode impedir uma grande tensão de agir sobre a mola espiral 4 e assim pode reduzir a fadiga da mola espiral 4.

A parcela de comutação 10 inclui o membro de atrito 12. Quando o número de revoluções do eixo acionado 103 for um número dado de revoluções ou menos, o membro de massa 11 é contatado através do membro de atrito 12 com a mola 3 e, quando o número de revoluções do eixo acionado 103 superar um número dado de revoluções, o membro de atrito 12, junto com o membro de massa 1, é causado a deslocar e, assim, é separado da luva 3. Portanto, devido a existência do membro de atrito 12, a conexão entre a roldana 2 e a luva 3 quando o número de revoluções do eixo acionado 103 for um número de revoluções ou menos é reforçada, assim sendo capaz de mais positivamente impedir sua rotação relativa (permitir sua rotação integral) e assim ainda mais aprimorar a durabilidade da mola espiral 4.

O membro de atrito 12 é feito de um de borracha e resina. Portanto, utilizando o membro de atrito 12 que é relativamente barato e tem uma estrutura simples, os efeitos acima (o efeito preventivo da rotação relativa e o efeito resultante do efeito de aprimoramento da durabilidade da mola espiral 4) pode ser fornecido.

Essa parcela do membro de massa 11 que pode ser contatada com a luva 3 quando o número de revoluções do eixo acionado 103 for um número dado de rotações ou menos é formado para ter um formato anelar (ver a Figura 3). Isto é, como a área de contato entre o membro de massa 11 e a luva 3 é formado um anel, a conexão entre a roldana 2 e a luva 3 quando o número de revoluções do eixo acionado 103 for um número dado de revoluções ou menos é reforçado, assim sendo capaz de mais positivamente impedir sua rotação relativa (permitir sua rotação integral). Isso também pode aprimorar a durabilidade da mola espiral 4 ainda mais.

O membro de massa 11 está conectado à luva 3 pela mola 13 e também se estende de maneira anular ao longo da periferia externa da mola 3. E, o membro de massa 1 é montado na roldana 2 de maneira tal que ele pode ser girado integralmente com a roldana 2 e o diâmetro de um anel anel a ser formado pelo membro de massa 11 pode ser aumentado ou reduzido. A mola 13 aplica ao membro de massa 11 uma força de energização indo na direção para reduzir o diâmetro do anel a ser formado pelo membro de massa 11. Portanto, quando o número de revoluções do eixo acionado 103 for um número dado de rotações, devido à força de energização da mola 13, o membro de massa anular 11 é contatado com a luva 3 enquanto ele é pressionado contra a periferia externa da luva 3. Isto reforça a conexão entre o primeiro e o segundo membros de rotação, assim sendo capazes de ainda realizar positivamente sua prevenção de rotação relativa (sua permissão de rotação integral). Outrossim, a durabilidade da mola espiral 4 pode ser aprimorada ainda mais.

Como a mola espiral 4 é utilizada como um membro elástico, a durabilidade do membro elástico pode ser aprimorada ainda mais.

Será dada a seguir, uma descrição abaixo de um mecanismo de transmissão de energia 201 de acordo com uma segunda versão da invenção com referência às Figuras 6 a 9. As Figuras 6 e 9 são respectivamente uma visão seccional do mecanismo de transmissão de energia 201 tomada ao longo de uma superfície da mesma incluindo o centro do eixo C de rotação do mesmo. Na descrição seguinte, o lado direito nas Figuras 6 a 8 é considerado como o lado da extremidade dianteira, enquanto o lado esquerdo é considerado como o lado da extremidade de base.

O mecanismo de transmissão de energia 201 é diferente da primeira versão apenas nas estruturas de uma luva 203 e da parcela de comutação 210. Portanto, os mesmos elementos de composição que na primeira versão são dados os mesmos números de referência e, assim, a descrição dos mesmos é omitida.

A luva 203 de acordo com esta versão inclui um cilindro interno 203a que se estende ao longo do eixo C e um cilindro externo 203b fixado à superfície periférica externa da vizinhança da parcela da extremidade dianteira do cilindro interno 203a. Dentro do cilindro interno 203a, de maneira similar ao cilindro interno 3a da primeira versão, é inserida a vizinhança da parcela de extremidade dianteira do eixo acionado 103 e, por um membro de fixação apropriado como um pino, a luva 203 e o eixo acionado 103 são conectados juntos de maneira a prevenir a rotação relativa.

Na superfície periférica externa da vizinhança da parcela de extremidade dianteira do cilindro interno 203a, há quatro parcelas de recesso formadas 203x que, como é mostrado na Figura 6, possuem respectivamente uma largura dada ao longo da direção do eixo C da extremidade dianteira do mesmo, como é mostrado na Figura 7, e se estende ao longo da superfície periférica externa do cilindro interno 203a e são espaçados um do outro.

O cilindro externo 203b é menor no comprimento da direção do eixo C por uma quantidade equivalente à área de disposição da parcela de comutação 210 do que o cilindro externo 3b da primeira versão, e está situado a uma posição espaçada por uma distância dada (distância equivalente à área de disposição acima) da extremidade dianteira do cilindro interno 203a. O cilindro externo 203b inclui, além dos sulcos laterais de sua extremidade base 3x, sulcos em formato anelar 203y formados em seu lado da extremidade dianteira.

A parcela de comutação 210 desta versão inclui um membro de massa 211, um membro de atrito 212 e uma mola 213.

O membro de massa 211, como é mostrado na Figura 7, tem um formato anelar que se estende ao longo da periferia externa da vizinhança da extremidade dianteira do cilindro interno 203a da luva 203, e é montada na superfície periférica externa do cilindro interno 203a. Especificamente, quatro parcelas em projeção 211x formadas no interior e na face do membro de massa 211 são respectivamente encaixadas dentro das parcelas do recesso 203x do cilindro interno 203a, pelo que o membro de massa 211 pode ser girado integralmente com o cilindro interno 203a e pode ser deslocado (deslizado) na direção do eixo C.

O membro de massa 211, como está mostrado na Figura 6, é inclinado de seu lado de extremidade base no sentido de seu lado de extremidade dianteira, a saber, do interior no sentido de seu exterior. A parcela da extremidade exterior do membro de massa 211 inclui uma seção 211a que se estende ao longo de uma direção perpendicular ao eixo C e, similarmente a primeira versão, um membro de atrito formatado como lençol 212 é colocado e aderido à superfície do lado de extremidade dianteira desta seção 211a. A seção 211a tem formato anelar com uma largura dada.

O membro de atrito 212 é feito de borracha ou de resina e sua superfície tem um coeficiente de atrito maior do que o membro de massa 211. A superfície do membro de atrito 212 (a superfície oposta à superfície aderida à seção 211a), em seu estado travado mostrado nas Figuras 6 e 7, tem contato com a superfície traseira da tampa 2b da roldana 2.

A seção 211a da parcela de extremidade externa do membro de massa 211 inclui uma parcela de recesso anular 211y em seu lado de extremidade base, enquanto a mola 213 está disposta em um espaço anular formado entre a seção de recesso 211y e o sulco 203y do cilindro externo 203b da luva 203.

A mola 213 é produzida ao enrolar em espiral um arame de metal ou assemelhado. Uma extremidade e a outra extremidade da mola 213 são respectivamente encaixadas dentro do sulco 203y da luva 203 e a seção de recesso 211y do membro de massa 211, ou são conectadas a superfícies da parede que define o sulco 203y e a seção de recesso 211y, pelo que a mola 213 é fixada a luva 203 e ao membro de massa 211. A mola 213 aplica ao membro de massa 211 uma força de energização indo ao longo da direção do eixo C.

Agora, será dada abaixo a descrição das operações das partes componentes do mecanismo de transmissão de energia 201 quando ele for acionado.

De maneira similar à primeira versão, a geração de energia devido a rotação da roldana 2 é transmitida para a luva 203 e eixo acionado 103, enquanto a rota de transmissão da energia é variada pela parcela de comutação 210 comutando o mecanismo de transmissão de energia 201 entre o estado travado e o estado não travado de acordo com o número de rotações do eixo acionado 103.

Quando o número das revoluções do eixo acionado 103 for um número dado de revoluções ou menos (por exemplo, logo após a hora do início da rotação da roldana 2), o mecanismo de transmissão de energia 201, como é mostrado nas Figuras 6 e 7, é mantido pela parcela de comutação 210 no estado travado em que a roldana 2 e a luva 203 são impedidos contra a rotação relativa. Neste caso, o membro de massa 211 da parcela de comutação 210 tem contato através do membro de atrito 212 com a roldana 2 devido à força de energização da mola 213. A superfície do membro de atrito 212 e a superfície traseira da tampa 2b da roldana 2 entram em contato uma com a outra e, devido à força de atrito gerada entre as superfícies em contato, a roldana 2 e a luva 203 são conectadas (travadas) em estado permitido de rotação integral. Outrossim, neste caso, a vizinhança da parcela da extremidade interior do lado da extremidade base do membro de massa 211 não tem contato com a parede que define o sulco 203y, mas é espaçada desta parede. No estado travado, como é mostrado pela seta P3 na Figura 6, a energia é transmitida do cinto acionador 106 através da roldana 2, o membro de atrito 212 e o membro de massa 211 da parcela de comutação 210 da luva 203 e eixo acionado 103. Neste caso, as peças respectivas 2, 211, 212, 203 e 103 são giradas integralmente ao redor do eixo C.

Quando o número das rotações do eixo acionado 103 superar um número dado de rotações (por exemplo, após o decurso de um tempo dado logo após o tempo do início da rotação da roldana 2), o mecanismo de transmissão de energia 201, como está mostrado nas Figuras 6 e 7, é mantido pela parcela de comutação 210 no estado destravado em que a roldana 2 e a luva 203 podem ser giradas uma em relação a outra. Neste caso, o membro de massa 211 e o membro de atrito 212 da parcela de comutação 210 são espaçados da roldana 2. A razão para isso é que, quando o número de rotações do eixo acionado 103 superar um número dado de rotações, devido a uma força centrífuga gerada pela rotação do eixo acionado 103, o membro de massa 211, junto com o membro de atrito 212, é deslocado (deslizado) no sentido do lado da extremidade base ao longo do eixo C contra a força de energização da mola 213.

Consequentemente, a parcela de extremidade interior do lado de extremidade base do membro de massa 211 tem contato com a parede que define o sulco 203y da luva 203 para assim formar um vão livre S3 entre a superfície do membro de atrito 212 e a superfície traseira da tampa 2b da roldana 2. Quando o membro de massa 211 e o membro de atrito 212 forem separados da roldana 2 desta maneira, a conexão entr5e a roldana 2 e a luva 203 é removida (destravada), pelo que a roldana 2 e a luva 203 podem ser giradas uma em relação à outra. No estado destravado, como é mostrado pela seta P4 na Figura 8, a energia é transmitida do cinto de acionamento 106 através da roldana 2 e mola espiral 4 para a luva 203 e eixo acionado 103. A diferença de rotação gerada entre a roldana 2 e a luva 203 neste caso é absorvida pela mola espiral 4, assim sendo capaz de impedir as vibrações que de outra forma seriam causadas pela diferença na rotação.

Aqui, no estado destravado, forças que agem na gravidade G do membro de massa 211 são como é mostrado na Figura 9. Na Figura 9, m expressa a massa do membro de massa 211, r a distância do eixo C para a gravidade C ao longo da direção do eixo y, θ uma velocidade angular, k a constante de mola da mola 213, δ a quantidade de compressão da mola 213, T a resistência à tração gerada dentro do membro de massa 211, e θ o ângulo de inclinação do membro de massa 211 com relação ao y, respectivamente. Isto é, na gravidade G do membro de massa 211, agem a força de energização kδ da mola 213 na direção do eixo x, e uma força centrífuga mru2 na direção do eixo y, enquanto como reação contra essas forças, uma força de resistência T é gerada pelo membro de massa 211. O componente na direção x (Tx) e o componente na direção y (Ty) da força de resistência T são expressos pelas seguintes expressões (1) e (2), respectivamente. [Expressão numérica 1] Tx = T sinθ = kδ (1) {Expressão numérica 2] Ty = T cosθ = myw2 (2)

Como foi descrito acima, o mecanismo de transmissão de energia 201 desta versão pode fornecer efeitos similares à primeira versão com a estrutura similar a ela e também pode fornecer os efeitos seguintes. Isto é, nesta versão, o membro de massa 211 é formado ao longo da periferia externa da luva 203 dentro de um anel e é montado na periferia externa da luva 203 tal que ele pode ser girado integralmente com a luva 203 e também ele pode ser deslocado na direção do eixo C, enquanto a mola 213 aplica ao membro de massa 211 uma força de energização indo ao longo da direção do eixo C. Portanto, quando o número de rotações do eixo acionado 103 for um número dado de rotações ou menos, devido à força de energização da mola 213, o membro de massa 211 é energizado na direção do eixo C e é contido no anel com a roldana 2. Por outro lado, quando o número de revoluções do eixo acionado 103 superar um número dado de rotações, uma força composta constituída da força centrífuga e da força de energização age no membro de massa 211 para assim separar o membro de massa 211 da força centrífuga e da força de energização, a comutação da permissão e prevenção da rotação relativa da roldana e luva podem ser realizadas com uma estrutura relativamente simples.

Embora uma descrição tenha sido dada anteriormente das versões preferidas da invenção, a invenção não é limitada às versões acima, mas várias mudanças no projeto também são possíveis sem desviar do escopo das reivindicações apensas.

O mecanismo de transmissão de energia da invenção não é limitado às versões acima em que o primeiro membro de rotação é montado no eixo acionado 103 conectado à máquina auxiliar aplicado ao sistema de acionamento da máquina auxiliar de um motor de automóvel, mas, por exemplo, o primeiro membro de rotação poderá também ser montado no eixo de saída 101 do motor.

A aplicação do mecanismo de transmissão de energia da invenção não é limitada ao sistema de acionamento da máquina auxiliar de um motor de automóvel como nas versões acima, mas ele também pode ser aplicado a outros sistemas de transmissão de energia apropriados, por exemplo, um sistema que varia o torque de acordo com o ângulo de um membro de abertura/fechamento como uma janela, uma porta e uma tampa.

Nas versões acima, o cinto de acionamento 106 é enrolado ao redor da roldana 2 servindo como o segundo membro de rotação. No entanto, isso não é limitativo, mas, por exemplo, uma cadeia também poderá ser enrolada ao redor do segundo membro de rotação, ou uma engrenagem poderá ser engajada com o segundo membro de rotação.

Como o membro de energização incluído na parcela de comutação, além da mola como nas versões acima, também poderá ser aplicados vários membros desde que eles possam aplicar uma força de energização. Por exemplo, também poderá ser aplicada um membro sólido (borracha ou assemelhado) feita de material elástico, ou um imã.

O material do membro de atrito não é limitado a qualquer um de borracha e resina, mas ele também pode ser feito de qualquer um de vários outros materiais.

O membro de atrito não é um elemento de composição essencial para o mecanismo de transmissão de energia da invenção. Mas ele também pode ser omitido.

O formato do membro de massa não é limitado a um anel, mas pode ser modificado de maneira variada. Por exemplo, o membro de massa também poderá ter contato com apenas uma parcela, como a extremidade superior ou a extremidade inferior do primeiro ou do segundo membro de rotação.

O membro elástico não é limitado à mola espiral 4, mas, por exemplo, ele também poderá ser uma mola helicoidal. Outrossim, o material de composição do membro elástico não é limitado ao arame de metal, mas ele também poderá ser qualquer um de vários materiais, por exemplo, ele também poderá ser feito de borracha ou um imã. Quando o membro elástico for feito de borracha, ele pode ser feito com relativa facilidade e de maneira barata. Outrossim, quando o membro elástico incluir um imã, como a repulsão do imã é utilizada, é possível evitar a produção de som que pode ser causada pelo movimento de deslocamento do membro elástico.

Um dado número de rotações não é limitado a 600 rpm, mas ele pode ser fixado de maneira apropriada.

Embora a presente solicitação de patente tenha sido descrita anteriormente especificamente com referência a versões específicas, é óbvio para as pessoas habilitadas na tecnologia que várias mudanças e modificações também são possíveis sem desviar do escopo e espírito da invenção.

A presente solicitação tem por base o Pedido de Patente do Japão (Pedido de Patente do Japão número 2009- 146082) requerido em 19 de junho de 2000 e assim o conteúdo do mesmo são aqui incorporados como referência. DESCRIÇÃO DOS NÚMEROS DE REFERÊNCIA 1. 201: mecanismo de transmissão de energia 2. Roldana (segundo membro de rotação) 3. 203: Luva (primeiro membro de rotação) 4. Mola espiral (membro elástico) 10.210: : Parcela de comutação 11. 211: membro de massa 12. 212: membro de atrito 13. 213: Mola (membro de energização) 103. Eixo acionado (eixo de rotação do aparelho acionador)

Claims

1. Mecanismo de transmissão de energia que compreende: um primeiro membro de rotação (3) montado integralmente de maneira rotacional em um eixo de rotação (103) de um aparelho de acionamento; um segundo membro de rotação (2) integralmente girável com ou em relação ao primeiro membro de rotação durante a transmissão de energia do primeiro membro de rotação (3) para o segundo membro de rotação (2); um membro elástico (4) interposto entre e conectado ao primeiro e ao segundo membros de rotação (3, 2) para, quando o primeiro e o segundo membros de rotação (3, 2) girarem um em relação ao outro durante a dita transmissão de energia, absorver a diferença de rotação entre eles; e uma parcela de comutação (10) para, quando a velocidade de rotação do eixo de rotação (103) for um número dado de rotações ou menos, para entrar em contato com o primeiro e o segundo membros de rotação (3, 2) para conectá-los juntos, assim impedindo a rotação relativa entre o primeiro e o segundo membros de rotação (3, 2) e, quando a velocidade rotacional do eixo de rotação (103) superar um dado número de rotações, para separar de pelo menos um dos primeiro e segundo membros de rotação (3, 2) tanto nas direções para frente e para trás através do membro elástico (4) durante a dita transmissão de energia, mecanismo de transmissão de energia caracterizadopelo fato de o membro elástico (4) tendo uma primeira extremidade fixada no primeiro membro de rotação (3) e uma segunda extremidade fixada no segundo membro de rotação.

2. Mecanismo de transmissão de energia, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de a parcela de comutação (10) incluir um membro de massa (11) montado em um dos primeiro e segundo membros de rotação e integralmente girável com eles, e um membro de energização para energizar o membro de massa em uma direção em que o membro de massa pode ter contato com o outro dos primeiro e segundo membros de rotação, a parcela de comutação (10) sendo estruturada tal que, quando a velocidade de rotação no eixo de rotação (103) for um número dado ou menos, o membro de massa (11) tem contato com o outro membro de rotação (2) devido à força de energização do membro de energização para gerar uma força de atrito entre suas respectivas superfícies em contato, assim impedindo a rotação relativa entre o primeiro e o segundo membros de rotação, e quando o número de rotações do eixo de rotação superar o dito número dado, devido à força centrífuga gerada pela rotação do eixo de rotação, o membro de massa (11) é deslocado contra a força de energização do membro de energização (13) e é separado do outro membro de rotação (3), assim permitindo a rotação relativa entre o primeiro e o segundo membros de rotação através do membro elástico (4) durante a dita transmissão de energia.

3. Mecanismo de transmissão de energia, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que: a parcela de comutação inclui um membro de atrito (12) disposto na superfície do membro de massa e tendo uma primeira superfície que entra em contato com o outro membro de rotação, a primeira superfície tendo um coeficiente de atrito maior do que a superfície do membro de massa; e quando a velocidade rotacional do eixo de rotação for um número dado ou menos, o membro de atrito (12) entra em contato com o outro membro de rotação (3) e, quando a velocidade rotacional do eixo de rotação superar um número dado, o membro de atrito (12) é deslocado junto com o membro de massa (11) e, assim, é separado do outro membro de rotação (3).

4. Mecanismo de transmissão de energia, de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato de que: o membro de atrito (12) é feito de borracha ou resina.

5. Mecanismo de transmissão de energia, de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato de que: a primeira superfície inclui uma superfície curva correspondente à superfície do outro membro de rotação.

6. Mecanismo de transmissão de energia, de acordo com a reivindicação 5, caracterizadopelo fato de que: o membro de massa (11) é conectado pelo membro de energização (13) de modo a ter um formato anelar ao longo da periferia externa do primeiro membro de rotação (3), e também o membro de massa é montado no segundo membro de rotação (2) tal que ele pode ser girado integralmente com o segundo membro de rotação e o anel a ser formado pelo membro de massa pode ser aumentado ou diminuído no diâmetro; e o membro de energização (13) aplica ao membro de massa uma força de energização que vai em uma direção para diminuir o diâmetro do anel a ser formado pelo membro de massa.

7. Mecanismo de transmissão de energia, de acordo com a reivindicação 5, caracterizadopelo fato de que: o membro de massa (211) é formado em formato anelar que se estende ao longo da periferia externa do primeiro membro de rotação (3) e também é montado na periferia externa do primeiro membro de rotação tal que ele pode ser girado integralmente com o primeiro membro de rotação e pode ser deslocado na direção axial do eixo de rotação (103); e o membro de energização (213) aplica ao membro de massa (211) uma força de energização indo ao longo da direção axial do eixo de rotação.

8. Mecanismo de transmissão de energia, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que: o membro elástico (4) é uma mola helicoidal ou uma mola espiral.

9. Mecanismo de transmissão de energia, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que: o membro elástico é feito de borracha.

10. Mecanismo de transmissão de energia, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que: o membro elástico inclui um imã.

11. Mecanismo de transmissão de energia, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que: o número dado da velocidade rotacional é de 600 rpm.