CN107076281B

CN107076281B - 传动辊

Info

Publication number: CN107076281B
Application number: CN201580058579.XA
Authority: CN
Inventors: 井筒智善
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2015-10-23
Publication date: 2019-06-21
Anticipated expiration: 2035-10-23
Also published as: JP6352148B2; WO2016068035A1; EP3214343B1; US20170314653A1; JP2016089886A; EP3214343A4; CN107076281A; US10295027B2; EP3214343A1

Abstract

本发明提供传动辊，其稳定地进行基于驱动辊与从动辊之间的摩擦的动力传递，并且实现动力传递机构的小型化。该传动辊具备：辊主体(2)，其与驱动辊(D)以及从动辊(S)接触；摆动轴(3)，其固定于车辆主体侧；摆动臂(4)，其配置于辊主体(2)的内径侧，并且以能够摆动的方式设置于摆动轴(3)；辊轴承(5)，其使辊主体(2)能够旋转；一对施力部件(6、6)，它们设置于摆动臂(4)，并且对辊轴承施力使得在驱动辊(D)与从动辊(S)之间的规定位置与两辊(D、S)的抵接力保持平衡；以及滑动部件(9)，其被插通于施力部件(6)的轴(6a)，并且在与该轴(6a)之间产生摩擦。

Description

传动辊

技术领域

本发明涉及夹设于驱动辊与从动辊之间从而将驱动辊的旋转力通过摩擦力向从动辊传递的传动辊。

背景技术

以往，在发动机的动力传递机构中，将发动机的曲柄与水泵(WP)、怠速停止发电机(ISG)等的辅机类之间的动力的传递，通过经由惰轮进行了架设的辅机带进行。在该情况下，由于伴随着曲柄的旋转，辅机类也始终旋转，所以例如在如发动机的暖机运转那样不必使WP旋转时也不必要地进行旋转，由带损失与带轮的不必要的旋转引起的燃油利用率的降低成为问题。

为了解决该问题，例如，如下述专利文献1的图1所示，公开有如下技术：取代使用辅机带，在驱动辊(曲轴带轮4)与从动辊(摩擦带轮14)之间夹设动力传递用的惰辊(摩擦轮17)，将驱动辊的旋转力通过惰辊的摩擦力向从动辊传递。该惰辊与辅机带不同，通过使其位置进退，能够自由地改变与驱动辊、从动辊之间的接近离开状态。

针对使该惰辊进退与驱动辊以及从动辊均衡地抵接的机构(凸轮促动器)，例如，使用下述专利文献2的图1进行说明。本图所示的凸轮促动器将马达1的旋转通过行星减速机R减速，将该减速后的旋转通过偏心凸轮3变换为连接棒201的往复运动，使通过该连接棒201的端部被支承的带轮300进退。通过使该带轮300进退，从而对应于发动机的运转状况等的各条件，控制从驱动辊向从动辊的动力的传递或者切断该传递，实现燃油利用率的提高。

该连接棒201构成为能够在其中部附近从轴向摆动若干量。这样，通过能够摆动，在带轮300与驱动辊以及从动辊进行抵接时，以带轮300与各辊之间的抵接力大致相等的方式连接棒201摆动，带轮300被定位于最佳的位置。

专利文献1：日本专利第4891914号公报

专利文献2：日本专利第4809341号公报

专利文献2的凸轮促动器构成为抓住带轮300(惰辊)的旋转轴，其摆动支点位于带轮300的外侧(连接棒201的长度方向中央附近)。因此，必须在带轮300的周围确保用于其摆动的空间，对动力传递机构的小型化产生妨碍，存在系统布局的自由度受损的问题。另外，由于通过一根连接棒201的摆动实现带轮300的定位，所以存在产生连接棒201的绕轴的扭曲的担忧，产生带轮300与驱动辊以及从动辊之间的抵接不良，也存在基于摩擦的动力传递容易不稳定的问题。

另外，驱动辊以及从动辊并不限定为完全的正圆，在该情况下，伴随着它们的旋转，容易产生自激振动、共振。因此，驱动辊以及从动辊与带轮300的接触状态变得不稳定，也存在无法稳定实现动力传递的问题。

发明内容

因此，本发明的课题在于稳定地进行基于驱动辊与从动辊之间的摩擦的动力传递并且实现该动力传递机构的小型化。

为了解决该课题，在本发明中构成有如下传动辊，其夹设于驱动辊与从动辊之间，利用摩擦力将上述驱动辊的旋转力向上述从动辊侧传递，上述传动辊的特征在于，具备：辊主体，其由支承部件保持，并且能够相对于上述驱动辊以及上述从动辊接触或离开；摆动轴，其固定于车辆主体侧；摆动臂，其配置于上述辊主体的内径侧，并且以能够摆动的方式设置于上述摆动轴；辊轴承，其将上述辊主体支承为能够旋转；一对施力部件，它们具有轴以及弹性体，上述轴固定于上述摆动臂，上述弹性体与该轴同轴设置，并且以使上述支承部件相对于上述摆动臂离开的方式对该支承部件施力，上述一对施力部件对上述辊轴承施力，使得在上述驱动辊与上述从动辊之间的规定位置与上述驱动辊和上述从动辊的抵接力保持平衡；以及滑动部件，其被插通于上述轴，通过上述弹性体的作用力维持与上述支承部件抵接的状态，并且通过上述作用力以及伴随着上述支承部件向上述摆动臂侧移位产生的、来自上述支承部件的、与上述作用力相向产生的反作用力，被沿上述轴的轴向按压，上述滑动部件通过该按压向上述轴侧变形从而在与该轴之间产生摩擦。

基于该结构，若驱动辊或者从动辊的至少一方与传动辊的辊主体抵接，则通过其抵接力，一对施力部件独立地伸缩，并且摆动臂绕摆动轴摆动。通过该摆动，摆动臂向与各辊的位置对应的位置移位，驱动辊与传动辊之间以及从动辊与传动辊之间的彼此的抵接力几乎相等，在该状态下能够从驱动辊向从动辊稳定地传递动力。

并且，通过将摆动臂配置于辊主体的内径侧，使得摆动该摆动臂的摆动轴、辊轴承也同样配置于辊主体的内径侧，能够实现包含摆动机构的该传动辊的小型化。并且，通过成对地构成施力部件，难以产生施力时的施力部件的扭转，能够相对于驱动辊以及从动辊使传动辊可靠地抵接。因此，能够稳定地进行基于驱动辊与从动辊之间的摩擦的动力传递。并且，能够在一对施力部件的中间设置辊轴承，该辊轴承的旋转时的稳定性也能够确保。

另外，通过采用在轴设置有滑动部件的结构，在辊主体以朝向驱动辊以及从动辊的方式动作时(即，在支承部件以从摆动臂突出的方式动作时)，来自弹性体的作用力与作用于支承部件的力成为相同的方向，轴向的按压力几乎不作用于滑动部件，该滑动部件的向轴侧的变形较小。因此，摩擦力几乎不作用于滑动部件与轴之间，能够使辊主体迅速突出并抵接于驱动辊以及从动辊。

另一方面，在辊主体以从驱动辊以及从动辊离开的方式动作时(即，在支承部件以被压入摆动臂侧的方式动作时)，来自弹性体的作用力和与该作用力相向产生的来自支承部件的反作用力作用于滑动部件，轴向的反向的按压力作用于该滑动部件。通过该按压力，滑动部件向轴侧较大地变形，滑动部件与轴之间的摩擦力提高。因此，在辊主体欲从驱动辊以及从动辊离开的力进行了作用时，发挥作为使辊主体的动作延迟的减震器的作用。

这样，通过具有减震功能，例如在驱动辊以及从动辊并不是完全的正圆从而伴随着其旋转产生自激振动、共振的情况下，也能够稳定地保持该驱动辊以及从动辊与辊主体的接触状态，能够可靠地进行从驱动辊向从动辊的动力的传递。

在上述结构中，优选构成为在上述滑动部件的与上述支承部件抵接的面侧形成有相对于上述轴的轴向倾斜的倾斜面，并且在上述支承部件的与上述滑动部件抵接的面侧形成有具有与形成在上述滑动部件的上述倾斜面的倾斜角相同的倾斜角的倾斜面。

这样，通过使倾斜面彼此抵接，能够促进滑动部件向轴侧的变形，迅速发挥轴与滑动部件之间的摩擦力，能够可靠地防止辊主体从驱动辊以及从动辊离开。因此，能够进一步提高从驱动辊向从动辊的动力的传递效率。通过适当地改变该倾斜面的角度，能够调节减震力，能够确保辊主体的顺畅的动作并且能够可靠地抑制辊主体的振动。

在上述各结构中，优选构成为在上述滑动部件的相对于上述轴滑动的面设置有树脂材料。

通过这样设置树脂材料，能够实现轴与滑动部件之间的摩擦阻力的稳定化，能够使辊主体顺畅地进退。该树脂材料能够通过在滑动部件的滑动面利用涂布形成，或者将滑动部件本身由树脂材料构成。另外，也能够采用树脂材料与其他材料的复合材料。

在上述各结构中，也能够在上述滑动部件的周向的一部分形成切口部而成为剖面C字形或者成为将滑动部件在周向分割为多个的分割滑动体。

这样，通过形成切口部或者成为分割滑动体，即便是如树脂材料、金属材料等那样在受到来自弹性体的作用力、来自支承部件的反作用力时难以变形的材料，也能够顺畅地产生轴与滑动部件之间的摩擦力。此外，切口部的形状、分割滑动体的分割数量只要能够产生与滑动部件之间的摩擦力即可，能够适当地变更。

发明的效果

在本发明中构成有如下传动辊，其具备：辊主体，其与驱动辊以及从动辊接触；摆动轴，其固定于车辆主体侧；摆动臂，其配置于上述辊主体的内径侧，并且以能够摆动的方式设置于上述摆动轴；辊轴承，其使上述辊主体能够旋转；一对施力部件，其设置于上述摆动臂，并且对上述辊轴承施力，使得在上述驱动辊与上述从动辊之间的规定位置与两辊的抵接力平衡；以及滑动部件，其被插通于上述施力部件的轴，并且在与该轴之间产生摩擦。

这样，通过摆动臂绕摆动轴摆动，传动辊的相对于驱动辊以及从动辊的大致位置被决定，并且在该位置，对应于驱动辊与传动辊之间以及从动辊与传动辊之间的彼此的抵接力，一对施力部件分别独立地伸缩，彼此的抵接力大致相等，由此能够容易并且顺畅地进行传动辊的定位。

另外，通过将摆动臂配置于辊主体的内径侧，使得摆动该摆动臂的摆动轴、辊轴承也同样配置于辊主体的内径侧，能够实现包含摆动机构的该传动辊的小型化。并且，通过成对地构成有施力部件，难以产生施力时的施力部件的扭转，能够相对于驱动辊以及从动辊使传动辊可靠地抵接。因此，能够稳定地进行基于驱动辊与从动辊之间的摩擦的动力传递。并且，能够在一对施力部件的中间设置辊轴承，该辊轴承的旋转时的稳定性也能够确保。

并且，通过采用在轴设置有滑动部件的结构并且具有减震功能，在驱动辊以及从动辊并不是完全的正圆从而伴随着其旋转产生自激振动、共振的情况下，也能够稳定地保持该驱动辊以及从动辊与辊主体的接触状态，能够可靠地进行从驱动辊向从动辊的动力的传递。

附图说明

图1A是表示本发明的传动辊的实施方式的主视图。

图1B是沿图1A中的b－b线的剖视图。

图2A是图1A所示的传动辊的侧视图。

图2B是图1A所示的传动辊的后视图。

图3是图1A所示的传动辊的沿图1B中的III－III线的剖视图。

图4是图1A所示的传动辊的立体图。

图5是图1A所示的传动辊的分解立体图。

图6是表示图1A所示的传动辊的作用的俯视图。

图7A是表示图1A所示的传动辊的减震器的作用的纵剖视图，是减震器通过摩擦力发挥功能的状态。

图7B是表示图1A所示的传动辊的减震器的作用的纵剖视图，是摩擦力较小且作为减震器的功能未被发挥的状态。

图8A是在传动辊并列设置有偏心凸轮机构的状态的俯视图，是动力传递状态。

图8B是在传动辊并列设置有偏心凸轮机构的状态的俯视图，是动力切断状态。

具体实施方式

在图1A至图5中示出本发明的传动辊1的实施方式。该传动辊1是夹设于曲柄等的驱动辊D与使水泵(WP)、怠速停车发电机(ISG)等的辅机类工作的从动辊S之间且用于通过摩擦力使驱动辊D的旋转力向从动辊S侧传递的部件，并且将辊主体2、摆动轴3、摆动臂4、辊轴承5、一对施力部件6、6以及在与该施力部件6的轴6a之间产生摩擦力的滑动部件9作为主要结构。此外，作为驱动辊D以及从动辊S的功能，并非曲柄等的各辊所固有的功能，例如，也可以由ISG作为驱动辊D发挥功能、曲柄作为从动辊S发挥功能。

辊主体2是与驱动辊D以及从动辊S直接接触的有底圆筒状的部件。该辊主体2的与驱动辊D以及从动辊S的接触面成为用于提高摩擦力的滚花加工部2a(参照图2A)。另外，在辊主体2的圆筒底部形成有多个孔2b，从而实现了该辊主体2的轻型化。在该辊主体2的旋转中心形成有轴承孔2c，通过在辊轴承5(在该实施方式中为球轴承)的内圈5a以及轴承孔2c插入轴承保持部件7，设置于内圈5a侧的辊主体2与辊轴承5的外圈5b能够相对旋转(参照图1B)。这样，通过构成为使辊主体2与内圈5a一起旋转，对于辊轴承5的负载变小，能够实现其长寿化。

在该辊轴承5的外圈5b嵌入有支承部件8。在该支承部件8，且在以辊轴承5为中心的对称位置形成有一对贯通孔8a、8a。在各贯通孔8a，施力部件6的轴6a被插入，其头部侧(在图3中为轴6a的下端侧)固定于以通过摆动轴3能够摆动的方式设置的摆动臂4。另一方面，轴6a的前端部(在图3中为轴6a的上端侧)通过卡环6c防脱并且能够从支承部件8突出。

作为弹性体的螺旋弹簧6b设置为与轴6a同轴。若驱动辊D或者从动辊S的至少一方与图1A所示的辊主体2的上半部分抵接，则与驱动辊D以及从动辊S的各自的抵接力对应地，该螺旋弹簧6b的一对螺旋弹簧6b、6b分别独立地伸缩，并且摆动臂4绕摆动轴3摆动，使辊主体2和驱动辊D与从动辊S双方抵接，保持抵接力。

通过成对地构成施力部件6，使得在施力时施力部件6不易产生扭曲，能够使传动辊1相对于驱动辊D以及从动辊S可靠地抵接。因此，能够稳定地进行基于驱动辊D与从动辊S之间的摩擦的动力传递。并且，能够在一对施力部件6、6的中间设置辊轴承5，该辊轴承5的旋转时的稳定性也能够确保。

在轴6a设置有夹设于螺旋弹簧6b与支承部件8的滑动部件9。在该滑动部件9的与支承部件8抵接的面侧形成有相对于轴6a的轴向倾斜的倾斜面9a。另一方面，在支承部件8的与滑动部件9抵接的面侧形成有与在该滑动部件9形成的倾斜面9a的倾斜角相同的倾斜角的倾斜面8b。

在对滑动部件9使用橡胶材料等的具有柔软性的材料的情况下，即便如该实施方式那样是在周向没有缝隙的形状，也能够使滑动部件9进行可在与轴6a之间产生摩擦力的程度的变形，但在使用如树脂材料、金属材料等即便受到来自螺旋弹簧6b的作用力、来自支承部件8的反作用力也难以产生变形的材料的情况下，优选在滑动部件9的周向的一部分形成切口部而成为剖面C字形、或者成为将滑动部件在周向分割为多个的分割滑动体。通过这样形成切口部或者成为分割滑动体，即便是如树脂材料、金属材料等那样受到来自螺旋弹簧6b的作用力、来自支承部件8的反作用力也难以产生变形的材料，也能够容易产生轴6a与滑动部件9之间的摩擦力。

在该实施方式中，辊轴承5以及施力部件6配置于通过辊主体2的摩擦面(滚花形成部2a)的宽度方向中央的面内。通过这样配置，在通过施力部件6对辊轴承5进行了施力时，能够防止因该作用力产生力矩，防止辊主体2因该力矩倾斜。因此，能够使传动辊1相对于驱动辊D以及从动辊S可靠地抵接，能够稳定地进行基于驱动辊D与从动辊S之间的摩擦的动力传递，并且能够防止由各辊D、S的抵接不良引起的辊主体2的摩耗等缺陷。

摆动轴3、摆动臂4、辊轴承5以及施力部件6全部配置于辊主体2的内径侧(圆筒内)。因此，能够实现包含该传动辊1的动力传递机构的小型化。该传动辊1通过将其摆动轴3经由隔离物10固定于覆盖驱动辊D以及从动辊S的盖(未图示)，并且将该盖嵌入规定位置，配置于驱动辊D与从动辊S之间的规定位置。在该情况下，通过在传动辊1设置能够自由地进行对于施力部件6的收缩后的状态下的保持以及收缩状态的解除的机构(未图示)，能够防止在盖嵌合时传动辊1与驱动辊D以及从动辊S接触，从而容易并且顺畅地进行该传动辊1的安装。

在上述中，对在盖侧设置传动辊1的结构进行了叙述，但若在发动机缸体侧能够确保安装空间，则也能够构成为在该发动机缸体设置传动辊1。

如上述所述，若驱动辊D或者从动辊S的至少一方与传动辊1的辊主体2抵接，则通过该抵接力，一对施力部件6、6的螺旋弹簧6b、6b分别独立地伸缩，并且摆动臂4绕摆动轴3摆动。通过该摆动，如图6所示，摆动臂4移位至与各辊D、S的位置对应的位置，驱动辊D与传动辊1之间以及从动辊S与传动辊1之间的各自的抵接力大致相等，并且能够在该状态下从驱动辊D向从动辊S稳定地传递动力。

针对设置于传动辊1的滑动部件9的作为减震器的作用，使用图7A、图7B进行说明。在辊主体2(支承部件8)以朝向驱动辊D以及从动辊S的方式动作时(即，在支承部件8以从摆动臂4突出的方式动作时)，来自螺旋弹簧6b的作用力F与作用于支承部件8的力W成为相同方向(参照图7B)，在滑动部件9几乎不作用轴向的按压力，其变形较小(参照图7B中的箭头P)，因此在滑动部件9与轴6a之间几乎不作用摩擦力。因此，能够使辊主体2迅速突出并抵接于驱动辊D以及从动辊S。

另一方面，在辊主体2(支承部件8)以从驱动辊D以及从动辊S离开的方式动作时(即，在支承部件8以被压入摆动臂4侧的方式动作时)，来自螺旋弹簧6b的作用力F、以及与该作用力F相向产生的来自支承部件8的反作用力W作用于滑动部件9，在该滑动部件9作用轴向的按压力。通过该按压力，滑动部件9较大地变形(参照图7A中的箭头P)，滑动部件9与轴6a之间的摩擦力提高。因此，在辊主体2欲从驱动辊D以及从动辊S离开的力发生作用时，作为使辊主体2的动作延迟的减震器发挥作用。

通过这样具有减震功能，例如在驱动辊D以及从动辊S并不是完全的正圆从而伴随着其旋转产生自激振动、共振的情况下，也能够稳定地保持该驱动辊D以及从动辊S与辊主体2的接触状态，能够可靠地进行从驱动辊D向从动辊S的动力的传递。

在该传动辊1的辊轴承5的附近，如图8A、图8B所示，设置能够与该辊轴承5抵接的、绕偏心轴11a转动的偏心凸轮11。该偏心轴11a经由行星齿轮机构等的减速机构12与马达(未图示)连接。在偏心凸轮11未与辊轴承5抵接的状态下(参照图8A)，传动辊1分别抵接于驱动辊D与从动辊S，实现从驱动辊D向从动辊S的动力传递。另一方面，若偏心凸轮11与辊轴承5抵接，克服设置于传动辊1的施力部件6的作用力(以压缩施力部件6的方式)压入该辊轴承5，则传动辊1与驱动辊D以及从动辊S分别分离(参照图8B)，从驱动辊D向从动辊S的动力传递被切断。

通过这样设置偏心凸轮11，能够容易并且顺畅地进行驱动辊D与从动辊S之间的动力的传递以及切断。取代使用偏心凸轮11，转而采用各种促动器，通过该促动器压入辊轴承5，也能够获得相同的作用。此外，偏心凸轮11对辊轴承5的压入并不一定要直接压入辊轴承5，也可以经由设置于该辊轴承5的按压部件(未图示)压入。

上述实施方式的传动辊1仅是一个例子，只要能够解决稳定地进行基于驱动辊D与从动辊S之间的摩擦的动力传递并且实现该动力传递机构的小型化这一本申请发明的课题，允许变更各构成部件的形状、配置或另外追加部件。

附图标记说明：

1…传动辊；2…辊主体；2a…滚花加工部；2b…孔；2c…轴承孔；3…摆动轴；4…摆动臂；5…辊轴承；5a…内圈；5b…外圈；6…施力部件；6a…轴；6b…弹性体(螺旋弹簧)；6c…卡环；7…轴承保持部件；8…支承部件；8a…贯通孔；8b…倾斜面；9…滑动部件；9a…倾斜面；10…隔离物；11…偏心凸轮；11a…偏心轴；12…减速机构；D…驱动辊；S…从动辊。

Claims

1.一种传动辊，其夹设于驱动辊(D)与从动辊(S)之间，利用摩擦力将所述驱动辊(D)的旋转力向所述从动辊(S)侧传递，

所述传动辊的特征在于，具备：

辊主体(2)，其由支承部件(8)保持，并且能够相对于所述驱动辊(D)以及所述从动辊(S)接触或离开；

摆动轴(3)，其固定于车辆主体侧；

摆动臂(4)，其配置于所述辊主体(2)的内径侧，并且以能够摆动的方式设置于所述摆动轴(3)；

辊轴承(5)，其将所述辊主体(2)支承为能够旋转；

一对施力部件(6、6)，该一对施力部件(6、6)具有轴(6a)以及弹性体(6b)，所述轴(6a)固定于所述摆动臂(4)，所述弹性体(6b)与该轴(6a)同轴设置，并且以使所述支承部件(8)相对于所述摆动臂(4)离开的方式对该支承部件(8)施力，所述一对施力部件(6、6)对所述辊轴承(5)施力，使得在所述驱动辊(D)与所述从动辊(S)之间的规定位置与所述驱动辊(D)和所述从动辊(S)的抵接力保持平衡；以及

滑动部件(9)，其被插通于所述轴(6a)，通过所述弹性体(6b)的作用力维持与所述支承部件(8)抵接的状态，并且通过所述作用力以及伴随着所述支承部件向所述摆动臂(4)侧移位产生的、来自所述支承部件(8)的、与所述作用力相向产生的反作用力，被沿所述轴(6a)的轴向按压，所述滑动部件(9)通过该按压向所述轴(6a)侧变形，从而在与该轴(6a)之间产生摩擦。

2.根据权利要求1所述的传动辊，其中，

在所述滑动部件(9)的与所述支承部件(8)抵接的面侧形成有相对于所述轴(6a)的轴向倾斜的倾斜面(9a)，并且在所述支承部件(8)的与所述滑动部件(9)抵接的面侧形成有具有与形成在所述滑动部件(9)的所述倾斜面(9a)的倾斜角相同的倾斜角的倾斜面(8b)。

3.根据权利要求1所述的传动辊，其中，

在所述滑动部件(9)的相对于所述轴(6a)滑动的面设置有树脂材料。

4.根据权利要求2所述的传动辊，其中，

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的传动辊，其中，

在所述滑动部件(9)的周向的一部分形成切口部，从而所述滑动部件(9)成为剖面C字形。

6.根据权利要求1～4中的任一项所述的传动辊，其中，

由沿周向分割为多个的分割滑动体构成所述滑动部件(9)。