DE10152424B4

DE10152424B4 - Momentenübertragungsvorrichtung nach Art einer Riemenscheibe

Info

Publication number: DE10152424B4
Application number: DE10152424A
Authority: DE
Inventors: Yasuo Kariya-shi Tabuchi; Junichi Kariya-shi Ohguchi; Makoto Kariya-shi Ito; Manabu Kariya-shi Saiki; Kiyoshi Kariya-shi Kurohata
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-10-27
Filing date: 2001-10-24
Publication date: 2010-04-08
Anticipated expiration: 2021-10-25
Also published as: US6802779B2; US20020052242A1; DE10152424A1

Abstract

Momentenübertragungsvorrichtung (310) zur Übertragung eines Moments von einer Antriebsquelle (E/G) an eine Drehvorrichtung (301), umfassend:
– einen ersten Rotor (311),
– der bei Aufnahme des Moments von der Antriebsquelle (E/G) umläuft;
– einen zweiten Rotor (313),
– der mit einem Drehbereich der Drehvorrichtung (301) verbunden ist und
– zusammen mit dem Drehbereich umläuft,
– wobei der zweite Rotor (313) koaxial zu dem ersten Rotor (311) angeordnet ist;
– ein elastisch deformierbares Momentenübertragungselement (314),
– das zusammengedrückt wird, um das Moment, das der erste Rotor (311) aufgenommen hat, an den zweiten Rotor (313) zu übertragen,
– wobei das Momentenübertragungselement (314) so ausgebildet ist,
– dass das Änderungsausmaß (K) des Übertragungsmoments (T) des elastisch deformierbaren Momentenübertragungselements (314) in Hinblick auf den relativen Drehwinkel (θ) in Vorwärts-Richtung des ersten Rotors (311) oberhalb eines ersten vorbestimmten Winkels (θ1) größer ist, als das Änderungsausmaß (K)...

Description

Die Erfindung betrifft eine Momentenübertragungsvorrichtung nach Art einer Riemenscheibe zum Übertragen eines Moments von einer Antriebsquelle, beispielsweise von einem Motor, an eine Drehvorrichtung, beispielsweise an eine Lichtmaschine oder einen Kompressor, die in dem Motorraum eines Fahrzeugs angeordnet ist.
Eine Drehvorrichtung, beispielsweise ein Kompressor, die mit Kraft von einem Motor aus versorgt wird, erfährt eine Änderung des dieser zugeführten Moments bei Änderungen der Last des Motors. Wenn sich das der Drehvorrichtung zugeführte Moment ändert, schwingen sich bewegende Bauteile hin und her mit der daraus resultierenden Wahrscheinlichkeit der Erzeugung von Geräuschen.
Dieses Problem kann gelöst werden, indem ein Mittel vorgesehen wird, dies derart, dass ein Momentenübertragungselement, das aus einem elastischen Material, d. h. aus Gummi, hergestellt ist, in dem Kraftübertragungsweg angeordnet ist, der sich von einer Antriebsquelle, beispielsweise dem Motor, aus, zu der Drehvorrichtung, beispielsweise einem Kompressor, hin erstreckt.
In diesem Fall ist es für das ausreichende Absorbieren einer Veränderung des Moments wünschenswert, dass der Elastizitätsmodul des Momentenübertragungselements klein ist. Wenn jedoch der Elastizitätsmodul klein ist, wird es schwierig, ein großes Moment zu übertragen, und ist es sehr wahrscheinlich, dass die Elastizitätsgrenze des Momentenübertragungselements überschritten wird. Somit kann die Haltbarkeit des Momentenübertragungselements verschlechtert sein.
Bei der Drehvorrichtung, beispielsweise einem Kompressor oder einer Pumpe für eine Servolenkung, ändert sich das an der Drehvorrichtung benötigte Moment stark, sodass sich das an einem Momentenübertragungselement einwirkende Moment stark unterscheidet zwischen dem Fall, bei dem eine Änderung des Moments bei einem Zustand absorbiert wird, bei dem das benötigte Moment groß ist, und dem Fall, bei dem eine Änderung des Moments in einem Zustand absorbiert wird, bei dem das benötigte Moment klein ist.
Daher ist es durch diese einfache Weise der ausschließlichen Anordnung eines Momentenübertragungselements, das aus einem elastischen Material, beispielsweise aus Gummi, hergestellt ist, in einem Kraftübertragungsweg schwierig, eine Schwankung des Moments in den beiden Fällen, bei denen das benötigte Moment groß und klein ist, ausreichend zu absorbieren.
US 6 045 448 beschreibt eine Momentenübertragungsvorrichtung zur Übertragung eines Moments von einem Verbrennungsmotor an eine Drehvorrichtung, wobei Rotation von einer Motorausgangswelle auf ein Schwungrad und dadurch auf ein an dem Schwungrad angekoppeltes ringartiges Übertragungselement übertragen wird. Das Übertragungselement weist mehrere Finger auf, die sich radial einwärts zu der Drehachse hin erstrecken.
DE 697 02 994 T2 ist eine frühere Anmeldung der Anmelderin und beschreibt eine Momentenübertragungsvorrichtung, mit welcher ein Drehmoment durch Freigabe der Verbindung zwischen zwei Teilen der Vorrichtung begrenzt werden kann. Gleichzeitig ist eine symetrische Dämpfung vorgesehen.
DE 101 46 579 A1 beschreibt eine Momentenübertragungsvorrichtung, bei welcher ein Verdrehen in Rückwärts-Richtung bewußt vermieden wird.
DE 30 38 506 A1 beschreibt eine andere Momentenübertragungsvorrichtung mit Momentenübertragungselementen unterschiedlicher Elastitizität. Diese Druckschrift nimmt keinen Bezug auf eine Verdrehnung in Vorwärts-/Rückwärts-Richtung.
DE 1 475 519 und DE 1 208 566 beschreiben weitere Momentenübertragungsvorrichtungen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Übertragung eines großen Moments zu ermöglichen, während eine Schwankung des Moments in ausrei chendem Ausmaß absorbiert wird.
Diese Aufgabe wird durch die Momentenübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
Bei der vorliegenden Erfindung ist ein Momentenübertragungselement so ausgebildet, dass das Ausmaß der Änderung des Übertragungselements in Hinblick auf den relativen Drehwinkel des ersten Rotors zu der Zeit, zu der der erste Rotor um einen ersten vorbestimmten Winkel oder größer in der Richtung vorwärts bezogen auf den zweiten Rotor umläuft, größer ist als das Ausmaß der Änderung zu der Zeit, zu der der erste Rotor um einen zweiten vorbestimmten Winkel oder weniger in der Richtung rückwärts bezogen auf den zweiten Rotor umläuft, wobei der zweite vorbestimmte Winkel kleiner als der erste vorbestimmte Winkel ist.
Somit ist es sogar dann, wenn das benötigte Moment der Drehvorrichtung groß ist, möglich, ein großes Drehmoment zu übertragen und eine Schwankung des Moments in ausreichender Weise zu absorbieren, während verhindert ist, dass das Momentenübertragungselement seine Elastizitätsgrenze überschreitet.
Andererseits kann, wenn das erforderliche Moment klein ist, eine Schwankung des Moments sogar dann absorbiert werden, wenn das Ausmaß der Änderung klein ist. Somit ist es sogar dann, wenn das benötigte Moment klein ist, möglich, eine Schwankung des Moments in zufriedenstellendem Ausmaß zu absorbieren.
Wie oben angegebenen worden ist, ist es möglich, ein großes Moment zu übertragen, während die Schwankung des Moments in zufriedenstellendem Ausmaß absorbiert wird.
Unter einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Momentenübertragungselement hauptsächlich durch eine Biegedeformation deformiert werden, wenn die Größe der Deformation kleiner als eine vorbestimmte Größe ist, und hauptsächlich im Wege einer Zusammendrückungsdeformation deformiert, wenn die Größe der Deformation größer als die vorbestimmte Größe ist. Der Elastizitätsmodul des Momentenübertragungselements wird zu der Zeit, zu der die Größe der Deformation größer als die vorbestimmte Größe ist, größer als derjenige zu der Zeit, zu der die Größe der Deformation kleiner als die vorbestimmte Größe ist.
Somit wird, wenn das von der Antriebsquelle aus der Drehvorrichtung zugeführte Übertragungsmoment klein ist, der Elastizitätsmodul des Momentenübertra gungselements klein, sodass eine Schwankung des Übertragungselements in ausreichendem Ausmaß absorbiert werden kann. Andererseits wird, wenn das Übertragungselement groß ist, der Elastizitätsmodul des Momentenübertragungselements groß, sodass verhindert werden kann, dass das Momentenübertragungselement seine Elastizitätsgrenze überschreitet.
Somit kann nicht nur die Übertragung eines großen Moments durchgeführt werden, während eine Schwankung des Moments ausreichend absorbiert wird, sondern kann auch verhindert werden, dass das Momentenübertragungselement seine Elastizitätsgrenze überschreitet, wodurch die Haltbarkeit des Momentenübertragungselements verbessert ist.
Hierbei stellt der Elastizitätsmodul des Momentenübertragungselements ein Änderungsausmaß, K (= ΔT/Δθ), eines Übertragungsmoments T dar, das zwischen dem ersten Rotor und dem zweiten Rotor übertragen wird, bezogen auf einen relativen Drehwinkel θ des ersten Rotors mit Hinblick auf den zweiten Rotor.
Unter einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein elastisch deformierbares elastisches Element zwischen einer ersten gekrümmten Fläche des ersten Rotors und einer zweiten gekrümmten Fläche des zweiten Rotors angeordnet sein,. und das elastische Element durch die erste und die zweite gekrümmte Fläche zusammengedrückt werden, um ein Moment von dem ersten Rotor an den zweiten Rotor zu übertragen. Der Krümmungsradius und das Krümmungszentrum der ersten gekrümmten Fläche und der Krümmungsradius und das Krümmungszentrum der zweiten gekrümmten Fläche unterscheiden sich voneinander. Daher ist das Ausmaß der Änderung des Abstandes zwischen der ersten und der zweiten gekrümmten Fläche zu der Zeit, zu der der relative Drehwinkel des ersten Rotors in Hinblick auf den zweiten Rotor eine vorbestimmte Größe überschreitet, größer als das Ausmaß der Änderung des Abstandes zwischen der ersten und der zweiten gekrümmten Fläche zu der Zeit, zu der der relative Drehwinkel die vorbestimmte Größe überschreitet.
Somit nimmt, wenn das Moment an dem ersten Rotor zur Einwirkung kommt und der erste Rotor mit Hinblick auf den zweiten Rotor umläuft, weil der relative Drehwinkel θ zunimmt, die Größe der Bewegung der ersten gekrümmten Fläche in Richtung zu der zweiten gekrümmten Fläche hin zu.
Folglich wird das Ausmaß der Änderung des Abstandes zwischen der ersten und der zweiten gekrümmten Fläche zu der Zeit, zu der der relative Drehwinkel die vorbestimmte Größe überschreitet, größer als dasjenige zu der Zeit, zu der der relative Drehwinkel kleiner als die vorbestimmte Größe ist. In diesem Fall nimmt, weil das elastische Element zwischen der ersten und der zweiten gekrümmten Fläche angeordnet ist, wenn der relative Drehwinkel zunimmt, die Größe der Zusammenpressungsdeformation des elastischen Elements in einer nicht-linearen Weise zu. Das heißt, das von dem ersten Rotor an den zweiten Rotor übertragene Übertragungsmoment nimmt in einer nicht-linearen Weise zu, wenn der relative Drehwinkel größer wird.
Daher ist es sogar dann, wenn ein elastisches Material mit einem verhältnismäßig großen Elastizitätsmodul als elastisches Element ausgewählt wird, möglich, die Größe der Ablenkung bei einem relativen Drehwinkel kleiner als die vorbe stimmte Größe zu verkleinern, sodass ein elastisches Material mit einem verhältnismäßig großen Elastizitätsmodul für das elastische Element verwendet werden kann.
Weiter ist es, weil es möglich ist zu verhindern, dass das elastische Element seine Elastizitätsgrenze überschreitet, wenn das Übertragungsmoment groß wird, möglich, ein großes Moment zu übertragen, während eine Veränderung des Moments ausreichend absorbiert wird.
Unter einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der äußere Umfang des zweiten Rotors im Allgemeinen sternförmig gestaltet sein, damit er eine Vielzahl von Vorsprüngen aufweist, und zwar mit einer glatten gekrümmten Fläche, die zwischen benachbarten Vorsprüngen ausgebildet ist, sind Stifte je mit einer Umfangsfläche mit einem Radius kleiner als der Krümmungsradius der gekrümmten Fläche im ersten Rotor vorgesehen, dies derart, dass sie zwischen benachbarten Vorsprüngen positioniert sind. Ein elastisch deformierbares elastisches Element ist an der gekrümmten Fläche angeordnet.
Auf diese Weise nimmt, wenn der relative Drehwinkel des ersten Rotors in Hinblick auf den zweiten Rotor zunimmt, die Größe der Zusammendrückungsdeformation des elastischen Elements in einer nicht-linearen Weise zu. Das heißt, wenn der relative Drehwinkel zunimmt, nimmt das Übertragungselement in einer nicht-linearen Weise zu.
Auf diese Weise ist es sogar dann, wenn ein elastisches Material mit einem verhältnismäßig großen Elastizitätsmodul für das elastische Element verwendet wird, möglich, die Größe der Ablenkung bei einem relativen Drehwinkel kleiner als ein vorbestimmter Wert zu verkleinern, sodass ein elastisches Material mit einem verhältnismäßig großen Elastizitätsmodul für das elastische Element verwendet werden kann.
Weiter ist es, weil es möglich ist zu verhindern, dass das elastische Element seine Elastizitätsgrenze überschreitet, wenn das Übertragungsmoment groß wird, möglich, die Übertragung eines großen Moments zu bewirken, während eine Veränderung des Moments ausreichend absorbiert wird.
Unter einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Momentenübertragungselement elastisch deformierbar, und weist es ein erstes und ein zweites Übertragungselement auf, die innerhalb des gleichen Raums untergebracht sein können und jeweils Bereiche im Allgemeinen parallel zu der Richtung der Zusammendrückungslast aufweisen und deren Größe unterschiedlich sein können. Wenn der relative Drehwinkel des ersten Rotors in Hinblick auf den zweiten Rotor kleiner als ein vorbestimmter Drehwinkel ist, überträgt das erste Übertragungselement das Moment hauptsächlich, indem es eine Zusammendrückungslast erfährt. Wenn andererseits der relative Drehwinkel den vorbestimmten Drehwinkel überschreitet, übernehmen das erste und das zweite Übertragungselement gemeinsam die Aufnahme einer Zusammendrückungslast, um das Moment zu übertragen
Somit besitzt die Beziehung zwischen dem relativen Drehwinkel und dem von dem ersten Rotor an den zweiten Rotor übertragenen Moment eine nicht-lineare Charakteristik derart, dass das Moment groß wird, wenn der relative Drehwinkel den vorbestimmten relativen Drehwinkel als einen Wendepunkt erreicht.
Das Ausmaß der Zusammenpressungsdeformation, wie es hier bezeichnet wird, bedeutet das Ausmaß der Änderung des Übertragungsmoments in Hinblick auf den relativen Drehwinkel. Wenn das Ausmaß der Zusammendrückungsdeformation zunimmt, wird das Übertragungsmoment T in Hinblick auf den relativen Drehwinkel groß.
Somit ist es sogar dann, wenn ein großes Moment an der Momentenübertragungsvorrichtung zur Einwirkung kommt, möglich zu verhindern, dass das Momentenübertragungselement seine Elastizitätsgrenze überschreitet, sodass eine Schwankung des Moments bei der Übertragung eines großen Moments ausreichend absorbiert werden kann.
Unter einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung können erste und zweite Momentenübertragungselemente jeweils innerhalb mehrerer Räume untergebracht sein, die in Umfangsrichtung innerhalb des ersten und des zweiten Rotors ausgebildet sind. Das erste und das zweite Momentenübertragungselemente sind elastisch deformierbar und erfahren eine Zusammendrückungsdeformation, um das Moment zu übertragen. Vor der Zusammendrückungsdeformation des zweiten Momentenübertragungselements ist die Innenwand des Raums, in dem das zweite Momentenübertragungselement untergebracht ist, von den mehreren Räumen, um einen vorbestimmten Spalt von dem zweiten Momentenübertragungselement in der Richtung der Zusammendrückungslast beabstandet. Wenn das erste Momentenübertragungselement im Wege einer Zusammendrückung um eine vorbestimmte Größe oder mehr deformiert wird, verschwindet der vorbestimmte Abstand, und kommt eine Zusammendrückungslast an dem zweiten Momentenübertragungselement zur Einwirkung.
Somit wird, wenn das Moment an dem ersten Rotor zur Einwirkung kommt und der erste Rotor in Hinblick auf den zweiten Rotor umläuft, nur das erste Momentenübertragungselement im Wege einer Zusammendrückung deformiert, bis der relative Drehwinkel einen vorbestimmten relativen Drehwinkel erreicht.
Wenn das erste Momentenübertragungselement im Wege einer Zusammendrückung um die vorbestimmte Größe oder mehr deformiert wird und der relative Drehwinkel den vorbestimmten relativen Drehwinkel erreicht, wird eine Zusammendrückungslast auch an dem zweiten Momentenübertragungselement zur Einwirkung gebracht, sodass sowohl das erste als auch das zweite Momentenübertragungselement im Wege einer Zusammendrückung deformiert werden.
Somit besitzt die Beziehung zwischen dem relativen Drehwinkel und dem Moment, das von dem ersten Rotor an den zweiten Rotor übertragen wird, eine nicht-lineare Charakteristik derart, dass, wenn der relative Drehwinkel zunimmt, das Ausmaß der Zusammendrückungsdeformation des Momentenübertragungselements zunimmt.
Das Ausmaß der Zusammendrückungsdeformation, wie es hier bezeichnet wird, bedeutet das Ausmaß der Änderung des Übertragungsmoments in Hinblick auf den relativen Drehwinkel.
Somit ist es sogar dann, wenn ein großes Moment an der Momentenübertragungsvorrichtung zur Einwirkung kommt, möglich zu verhindern, dass das Momentenübertragungselement seine Elastizitätsgrenze überschreitet, sodass eine Schwankung des Moments bei Übertragung eines großen Moments ausreichend absorbiert werden kann.
Unter einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Momentenübertragungselement elastisch deformierbar sein, und erfährt es eine Zusammendrückungsdeformation, um das Moment zu übertragen. Wenn der relative Drehwinkel des ersten Rotors in Hinblick auf den zweiten Rotor kleiner als ein vorbestimmter Drehwinkel ist, erfährt das Momentenübertragungselement eine Zusammendrückungsdeformation, sodass die Querschnittsfläche in einem Querschnitt nahezu rechtwinklig zu der Richtung einer Zusammendrückungslast, die an dem Momentenübertragungselement einwirkt, zunimmt. Wenn der relative Drehwinkel kleiner als der vorbestimmte Drehwinkel ist, erfährt das Momentenübertragungselement eine Zusammendrückungsdeformation, wobei eine Vergrößerung der Querschnittsfläche unterbunden ist.
In dem Fall, bei dem die Zusammendrückungsdeformation stattfindet, um eine Vergrößerung der Querschnittsfläche zu Stande zubringen, ist die Freiheit der Deformation im Vergleich mit dem Fall groß, bei dem die Zusammendrückungsdeformation in einem Zustand stattfindet, der eine Vergrößerung der Querschnittsfläche unterbindet. Das Ausmaß der Änderung (Elastizitätsmodul k) der Zusammendrückungslast in Hinblick auf den relativen Drehwinkel des ersten Rotors bezogen auf den zweiten Rotor in dem Fall, dass eine der Zusammen drückungsdeformation stattfindet, um zu einer Vergrößerung der Querschnittsfläche zu führen, ist kleiner als der Elastizitätsmodul k in dem Fall, dass eine Zusammendrückungsdeformation in einem Zustand, der eine Vergrößerung der Querschnittsfläche unterbindet, stattfindet.
Somit ist der Elastizitätsmodul k des Momentenübertragungselements bei einem relativen großen Drehwinkel größer als derjenige bei einem kleinen relativen Drehwinkel.
Somit ist es sogar dann, wenn ein großes Moment an der Momentenübertragungsvorrichtung zur Einwirkung kommt, möglich zu verhindern, dass das Momentenübertragungselement seine Elastizitätsgrenze überschreitet, und ist es daher möglich, eine Schwankung des Moments bei Übertragung eines großen Moments ausreichend zu absorbieren.
Unter einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Momentenübertragungselement innerhalb eines Raums untergebracht sein, der innenseitig des ersten und des zweiten Rotors ausgebildet ist. Das Momentenübertragungselement ist elastisch deformierbar und erfährt eine Zusammendrückungsdeformation, um das Moment zu übertragen. Wenn keine Zusammendrückungslast an dem Momentenübertragungselement zur Einwirkung kommt, ist ein Spalt zwischen einem Bereich der inneren Wand des Raums, die nahezu parallel zu der Richtung der Zusammendrückungslast Zusammendrückungslast verläuft, und dem Übertragungselement ausgebildet.
Auf diese Weise wird, wenn der relative Drehwinkel klein ist, das Momentenübertragungselement im Wege einer Zusammendrückung deformiert, um seine Querschnittsfläche zu vergrößern und dadurch den Spalt aufzufüllen. Nach dem Verschwinden des Spalts ist das Momentenübertragungselement im Wege einer Zusammendrückung in einem Zustand deformiert, die eine Vergrößerung der Querschnittsfläche unterbindet. Daher ist der Elastizitätsmodul k des Momentenübertragungselements groß, wenn der relative Drehwinkel groß ist, im Vergleich mit dem Fall, bei dem der relative Drehwinkel klein ist.
Auf diese Weise ist es sogar dann, wenn ein großes Moment an der Momentenübertragungsvorrichtung ausgeübt wird, möglich zu verhindern, dass das Momentenübertragungselement seine Elastizitätsgrenze überschreitet, und ist es daher möglich, eine Schwankung des Moments bei Übertragung eines großen Moments ausreichend zu absorbieren.
Unter einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Momentenübertragungselement innerhalb eines Raums untergebracht sein, der innenseitig des ersten und des zweiten Rotors ausgebildet ist, ist das Momentenübertragungselement elastisch deformierbar, und erfährt es eine Zusammendrückungsdeformation, um das Moment zu übertragen. Ein Endbereich des Momentenübertragungselements in einer Richtung nahezu parallel zu der Richtung einer Zusammendrückungslast, die an dem Momentenübertragungselement einwirkt, ist eingezogen bzw. verjüngt, damit seine Querschnittsfläche in Richtung auf die Seite seines vorderen Endes kleiner ist. Daher ist, wenn keine Zusammendrückungslast an dem Momentenübertragungselement einwirkt, ein Spalt zwischen der inneren Wand des Raums und dem Momentenübertragungselement gebildet.
Auf diese Weise wird das Momentenübertragungselement im Wege einer Zusammendrückung deformiert, sodass der Spalt kleiner wird, wenn der relative Drehwinkel von dem Zustand aus, bei dem er Null ist, zunimmt. Auf diese Weise besitzt das Momentenübertragungselement eine nicht-lineare Charakteristik derart, dass, wenn der relative Drehwinkel zunimmt, der Elastizitätsmodul k zunimmt.
Daher ist es sogar dann, wenn ein großes Moment an der Momentenübertragungsvorrichtung wirkt, möglich zu verhindern, dass das Momentenübertragungselement seine Elastizitätsgrenze überschreitet, und ist es daher möglich, eine Schwankung des Moments bei Übertragung eines großen Moments ausreichend zu absorbieren.
Unter einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Momentenübertragungselement elastisch deformierbar, und erfährt es eine Zusammendrückungsdeformation, um das Moment zu übertragen. Das Momentenübertragungselement kann im Wege einer Zusammendrückung deformiert werden, sodass mindestens dann, wenn der relative Drehwinkel des ersten Rotors in Hinblick auf den zweiten Rotor kleiner als ein vorbestimmter Drehwinkel ist, wenn der relative Drehwinkel zunimmt, die Berührungsfläche zwischen einem Bereich der inneren Wand des Raums, die nahezu parallel zu der Richtung der Zusammendrückungslast verläuft, und dem Momentenübertragungselement zunimmt.
Somit wird das Momentenübertragungselement im Wege einer Zusammendrückung in einer solchen Weise deformiert, dass die Freiheit der Deformation kleiner wird, wenn der relative Drehwinkel von dem Zustand aus, bei dem er Null ist, zunimmt. Als eine Folge erreicht das Momentenübertragungselement einen Zustand mit einer nicht-linearen Charakteristik derart, dass, wenn der relative Drehwinkel zunimmt, der Elastizitätsmodul k des Momentenübertragungselements zunimmt.
Somit kann sogar dann, wenn ein großes Moment an der Momentenübertragungsvorrichtung wirkt, verhindert werden, dass das Momentenübertragungselement seine Elastizitätsgrenze überschreitet, und ist es somit möglich, eine Schwankung des Moments bei Übertragung eines großen Moments in ausreichendem Ausmaß zu absorbieren.
Unter einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Momentenübertragungselement innerhalb eines Raums untergebracht sein, der innenseitig des ersten und des zweiten Rotors ausgebildet ist. Das Momentenübertragungselement ist elastisch deformierbar und erfährt eine Zusammendrückungsdeformation, um das Moment zu übertragen. Wenn keine Zusammendrückungslast an dem Momentenübertragungselement einwirkt, ist ein Spalt zwischen einer Innenwand des Raums und dem Momentenübertragungselement gebildet.
Somit wird das Momentenübertragungselement im Wege einer Zusammendrückung deformiert, sodass der Spalt kleiner wird, wenn der relative Drehwinkel von dem Zustand aus, bei dem er Null ist, zunimmt. Als eine Folge erreicht das Momentenübertragungselement einen Zustand mit einer nicht-linearen Charakteristik derart, dass, wenn der relative Drehwinkel zunimmt, sein Elastizitätsmodul k zunimmt.
Somit ist es sogar dann, wenn ein großes Moment an der Momentenübertragungsvorrichtung wirkt, möglich zu verhindern, dass das Momentenübertragungselement seine Elastizitätsgrenze überschreitet, und ist es daher möglich, eine Schwankung des Moments bei Übertragung eines großen Moments in einem ausreichenden Ausmaß zu absorbieren.
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich leichter aus der nachfolgenden Detailbeschreibung bevorzugter Ausführungsformen bei gemeinsamer Betrachtung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen zeigen:
1 eine schematische Ansicht mit der Darstellung eines Kühlzyklus einer Fahrzeugklimaanlage (erste Ausführungsform);
2 einen Schnitt mit der Darstellung einer Riemenscheibe (erste Ausführungsform);
3 eine Vorderansicht mit der Darstellung einer zentralen Nabe (erste Ausführungsform);
4 eine Vorderansicht mit der Darstellung eines Riemenscheibenkörpers (erste Ausführungsform);
5 einen vergrößerten Schnitt mit der Darstellung des angebauten Zustandes eines Dämpfergummis (erste Ausführungsform);
6 ein Diagramm mit der Darstellung der Beziehung zwischen der Größe einer Deformation und einer Zusammendrückungslast (erste Ausführungsform);
7 eine Vorderansicht mit der Darstellung eines modifizierten Beispiels des Riemenscheibenkörpers (erste Ausführungsform);
8 eine Vorderansicht mit der Darstellung eines Riemenscheibenkörpers (zweite Ausführungsform);
9 eine Vorderansicht mit der Darstellung eines Riemenscheibenkörpers (dritte Ausführungsform);
10 eine schematische Ansicht mit der Darstellung eines Kühlzyklus für eine Fahrzeugklimaanlage (vierte Ausführungsform);
11 einen Schnitt mit der Darstellung einer Riemenscheibe (vierte Ausführungsform);
12 eine Vorderansicht mit der Darstellung eines Riemenscheibenkörpers (vierte Ausführungsform);
13 eine Vorderansicht mit der Darstellung der Riemenscheibe bei einem relativen Drehwinkel von 0° (vierte Ausführungsform);
14 eine Vorderansicht mit der Darstellung der Riemenscheibe bei einem relativen Drehwinkel von 8° (vierte Ausführungsform);
15 ein Diagramm mit der Darstellung der Beziehung zwischen dem relativen Drehwinkel θ der Riemenscheibe und dem Übertragungsmoments (vierte Ausführungsform);
16 einen Schnitt mit der Darstellung einer Riemenscheibe (fünfte Ausführungsform);
17 eine Vorderansicht mit der Darstellung eines Riemenscheibenkörpers (fünfte Ausführungsform);
18 eine schematische Ansicht mit der Darstellung eines Kühlzyklus für eine Fahrzeugklimaanlage (sechste Ausführungsform);
19 einen Schnitt mit der Darstellung einer Riemenscheibe (sechste Ausführungsform);
20 eine Vorderansicht mit der Darstellung eines Riemenscheibenkörpers (sechste Ausübung);
21 ein Diagramm mit der Darstellung der Kennlinien des Dämpfers (sechste Ausführungsform);
22 eine schematische Ansicht mit der Darstellung eines Kühlzyklus für eine Fahrzeugklimaanlage (siebte Ausführungsform);
23 einen Schnitt mit der Darstellung einer Riemenscheibe (siebte Ausführungsform);
24 eine Vorderansicht mit der Darstellung eines Riemenscheibenkörpers (siebte Ausführungsform);
25 ein Kennliniendiagramm mit der Darstellung der Kennlinie eines Dämpfers (siebte Ausführungsform);
26 eine Vorderansicht mit der Darstellung eines modifizierten Beispiels des Riemenscheibenkörpers (siebte Ausführungsform);
27A eine Vorderansicht mit der Darstellung eines Riemenscheibenkörpers (achte Ausführungsform);
27B einen Schnitt mit der Darstellung des Riemenscheibenkörpers (achte Ausführungsform);
28 eine schematische Ansicht mit der Darstellung eines Kühlzyklus für eine Fahrzeugklimaanlage (neunte Ausführungsform);
29 einen Schnitt mit der Darstellung einer Riemenscheibe (neunte Ausführungsform);
30 eine Vorderansicht mit der Darstellung eines Riemenscheibenkörpers (neunte Ausführungsform);
31 ein Diagramm mit der Darstellung der Kennlinie eines Dämpfers (neunte Ausführungsform);
32 eine Vorderansicht mit der Darstellung eines Riemenscheibenkörpers (zehnte Ausführungsform);
33 eine Vorderansicht mit der Darstellung eines Riemenscheibenkörpers (elfte Ausführungsform);
34 eine Vorderansicht mit der Darstellung eines Riemenscheibenkörpers (zwölfte Ausführungsform);
35 eine schematische Ansicht mit der Darstellung eines Kühlzyklus für eine Fahrzeugklimaanlage (dreizehnte Ausführungsform);
36 einen Schnitt mit der Darstellung einer Riemenscheibe (dreizehnte Ausführungsform);
37 eine Vorderansicht mit der Darstellung eines Riemenscheibenkörpers (dreizehnte Ausführungsform);
38 ein Diagramm mit der Darstellung der Kennlinie eines Dämpfers (dreizehnte Ausführungsform);
39 eine Vorderansicht mit der Darstellung eines modifizierten Beispiels des Riemenscheibenkörpers (dreizehnte Ausführungsform);
40A eine Vorderansicht mit der Darstellung eines zweiten modifizierten Beispiels des Riemenscheibenkörpers (dreizehnte Ausführungsform);
40B einen Schnitt entlang der Linie 40B-40B in 40A.
(Erste Ausführungsform)
Bei der ersten Ausführungsform findet die vorliegende Erfindung bei einer Momentenübertragungsvorrichtung zum Übertragen von Kraft von einem Fahrzeugmotor aus an einem Kompressor für eine Fahrzeugklimaanlage. 1 ist eine schematische Ansicht mit der Darstellung eines Kühlzyklus für die Fahrzeugklimaanlage.
Ein Kompressor 1 saugt ein Kühl- bzw. Kältemittel an und komprimiert es. Ein Kondensator 2 kühlt das von dem Kompressor 1 abgegebene Kühl- bzw. Kältemittel. Eine Druckreduzierungsvorrichtung 3 reduziert den Druck des aus dem Kondensator 2 ausströmenden Kühl- bzw. Kältemittels. Ein Verdampfer 4 verdampft das mittels der Druckreduzierungsvorrichtung 3 im Druck reduzierte Kühl- bzw. Kältemittel, wodurch das Kühl- bzw. Kältemittel Luft, die durch den Verdampfer 4 hindurchtritt, kühlen kann.
Hierbei wird bei der vorliegenden Ausführungsform als Druckreduzierungsvorrichtung 3 ein thermostatisches Expansionsventil zum Einstellen des Öffnungsgrades derselben verwendet, sodass das Kühl- bzw. Kühlmittel an der Auslassseite des Verdampfers 4 eine vorbestimmte Überhitzung aufweist.
Eine Momentenübertragungsvorrichtung 10 nach Art einer Riemenscheibe überträgt eine Kraft von dem Fahrzeugmotor E/G über einen Keilriemen (nicht dargestellt) an den Kompressor 1. Nachfolgend wird die Momentenübertragungsvorrichtung 10 nach Art einer Riemenscheibe beschrieben.
2 ist ein Schnitt mit der Darstellung der Momentenübertragungsvorrichtung 10 nach Art einer Riemenscheibe. Ein metallischer Riemenscheibenkörper 11 besitzt V-förmige Nuten 11a zum Herumlegen eines Keilriemens. Der Riemenscheibenkörper 11 nimmt die Antriebskraft von dem Fahrzeugmotor E/G auf und läuft um.
Ein Radiallager 12 stützt den Riemenscheibenkörper 11 drehbar ab. Der äußere Laufring 12a des Radiallagers ist im Presssitz in dem Riemenscheibenkörper 11 eingesetzt und an diesem befestigt, und ein vorderes Gehäuse des Kompressors 1 ist in den inneren Laufring 12b eingesetzt. Eine durch die Spannung des Keilriemens bewirkte Radiallast kann durch das vordere Gehäuse des Kompressors 1 aufgenommen werden, ohne durch die Welle des Kompressors aufgenommen zu werden.
Ein eine zentrale Nabe 13 ist mit der Welle des Kompressors 1 verbunden und dient zum gemeinsamen Umlauf mit der Welle. Wie in 3 dargestellt ist, weist die zentrale Nabe 13 einen zylindrischen Bereich 13a mit einer zylindrischen, inneren Umfangsfläche, die zum Ankoppeln an einer verkeilten äußeren Umfangsfläche der Welle verkeilt ausgebildet ist, einen ringförmigen Bereich 13c, der mit mehreren Vorsprüngen 13b ausgebildet ist, die das von dem Riemenscheibenkörper 11 aus zugeführte Moment aufnimmt, und einen Brückenbereich 13d auf, der eine mechanische Verbindung zwischen dem ringförmigen Bereich 13c und dem zylindrischen Bereich 13a schafft, um das Moment von dem ringförmigen Bereich 13c an den zylindrischen Bereich 13a zu übertragen.
Die Festigkeit des Brückenbereichs 13d ist auf einen Wert eingestellt, bei dem er bricht, wenn das von dem ringförmigen Bereich 13c aus an den zylindrischen Bereich 13a übertragende Moment zu einem vorbestimmten Moment oder größer wird. Auf diese Weise wirkt der Brückenbereich 13d als eine Momentenbegrenzereinrichtung, die die Grenze für das maximale Moment festgelegt, das von dem Fahrzeugmotor E/G an den Kompressor 1 übertragen werden kann.
Der zylindrische Bereich 13a und der Brückenbereich 13d sind aus Metall hergestellten und einstückig ausgebildet. Der ringförmige Bereich 13c ist im Wege des Gießens aus Kunststoff hergestellt, der Brückenbereich 13d und der ringförmige Bereich 13c sind im Wege des Einsetzgießens zusammenhängend hergestellt.
An demjenigen Bereich des Riemenscheibenkörpers 11, der dem ringförmigen Bereich 13c entspricht, sind mehrere Vorsprünge 11b zusammenhängend ausgebildet, dies derart, dass sie von dem Riemenscheibenkörper 11 aus in Richtung zu dem ringförmigen Bereich 13c hin vorstehen, wie in 4 dargestellt ist. Wenn der Riemenscheibenkörper 11 und die zentrale Nabe 13 an dem Kompressor 1 angebaut sind, sind die Vorsprünge 13b der zentralen Nabe 13 und die Vorsprünge 11b des Riemenscheibenkörpers 11 rund um die Welle herum abwechselnd positioniert, die in 5 dargestellt ist.
Zwischen zwei benachbarten Vorsprüngen 11b und 13b ist ein Dämpfergummi 14 angeordnet. Das Dämpfergummi 14 ist aus EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer-Gummi) bei der vorliegenden Ausführungsform hergestellt, um elastisch deformiert zu werden. Der Gummidämpfer 14 überträgt das durch den Riemenscheibenkörper 11 aufgenommene Moment an die zentrale Nabe 13 auf.
Der Dämpfergummi 14 weist einen Dämpferkörper 14d auf. Der Dämpferkörper 14d weist einen ersten Deformationsbereich 14b mit einem Loch 14a und einen zweiten Deformationsbereich 14c ohne Loch 14a auf. Das Loch 14a ist in seiner Querschnittsfläche nahezu rechtwinklig zu der Richtung einer Zusammendrückungslast verkleinert. Zwei solche Dämpferkörper 14d sind als ein Satz miteinander verbunden, der zwischen zwei Vorsprüngen 11b und 13b in mehreren Positionen eingesetzt ist.
Wenn der Riemenscheibenkörper 11 umläuft, verschiebt, wie in 4 dargestellt ist, der Riemenscheibenkörper 11 seine Position, sodass die Größe zwischen zwei Vorsprüngen 11b und 13b (siehe Pfeil) reduziert wird, sodass eine Zusammendrückungskraft an dem Dämpfergummi 14 wirkt.
Hierbei erfahren, da das Loch 14a in dem ersten Deformationsbereich 14b ausgebildet ist, wenn eine Zusammendrückungslast an dem Dämpfergummi 14 wirkt, Stegbereiche 14e des Lochs 14a, die nahezu parallel zu der Richtung der Last verlaufen, eine Biegedeformation, was zu einer Knickdeformation führt.
Wenn die Zusammendrückungslast weiter zunimmt und die Knickdeformation der Stegbereiche 14e unübersehbarer wird, fällt das Loch 14a zusammen, und erfährt der Dämpfergummi 14 eine Zusammendrückungsdeformation, sodass er selbst zusammenfällt. Hierbei schreitet die Knickdeformation bei einer verhältnismäßig kleinen Zusammendrückungslast weiter, während die Zusammendrückungsdeformation eine größere Zusammendrückungslast im Vergleich zu der Knickdeformation erforderlich macht.
Auf diese Weise wird, wenn die Größe der Deformation nicht größer als eine vorbestimmte Größe ist, der Dämpfergummi 14 hauptsächlich im Wege einer Biegedeformation deformiert. Andererseits wird, wenn die Größe der Deformation die vorbestimmte Größe überschreitet, der Dämpfergummi 14 hauptsächlich im Wege einer Zusammendrückungsdeformation deformiert. Auf diese Weise erfährt, wie in 6 dargestellt ist, der Dämpfergummi 14 eine elastische Deformation, sodass er eine nicht-lineare Charakteristik besitzt, dies derart, dass der Elastizitätsmodul des Dämpfergummis bei einer Größe der Deformation, die die vorbestimmte Größe überschreitet, größer ist als derjenige bei einer Größe der Deformation, die die vorbestimmte Größe nicht überschreitet.
Der Elastizitätsmodul des Dämpfergummis 14 repräsentiert das Ausmaß einer Änderung, K (= ΔT/Δθ), eines Übertragungsmoments, das zwischen dem Riemenscheibenkörper 11 und der zentralen Nabe 13 übertragen wird, bezogen auf den relativen Drehwinkel θ des Riemenscheibenkörpers 11 mit Hinblick auf die zentrale Nabe 13.
Daher wird, wenn das übertragende Moment, das von dem Fahrzeugmotor E/G an den Kompressor 1 übertragen wird, klein ist, der Elastizitätsmodul des Dämpfergummis 14 klein, und damit ist es möglich, eine Veränderung des Übertragungsmoments ausreichend zu absorbieren. Andererseits ist, wenn das Übertragungsmoment groß ist, der Elastizitätsmodul des Dämpfergummis 14 groß, und ist es daher möglich zu verhindern, dass der Dämpfergummi 14 seine Elastizitätsgrenze überschreitet.
Weiter ist es, weil nicht nur die Übertragung eines großen Moments erreicht werden kann, während eine Veränderung des Moments ausreichend absorbiert wird, sondern es auch möglich ist zu verhindern, dass der Dämpfergummi 14 seine Elastizitätsgrenze überschreitet, möglich, die Haltbarkeit des Dämpfergummis 14 verbessern.
Weiter sind, weil eine nicht-lineare Charakteristik mit einer einfachen Gestaltung derart, dass das Loch 14a in einem Dämpfergummi 14 ausgebildet ist, erreicht werden kann, die Herstellungskosten der Momentenübertragungsvorrichtung 10 nach Art einer Riemenscheibe herabgesetzt, während die Übertragung eines großen Moments bei ausreichender Absorption einer Änderung des Moments erreicht wird.
Die Gestalt des Lochs 14a bei der vorliegenden Ausführungsform ist nicht auf eine luffa- bzw. einlegensohlenartige Gestalt, wie in 4 dargestellt ist, beschränkt, sondern kann beispielsweise eine dreieckige Gestalt, wie in 7 dargestellt ist, sein.
(Zweite Ausführungsform)
Bei der zweiten Ausführungsform ist, wie in 8 dargestellt ist, ein Dämpfergummi 14 in einer S-förmigen Gestalt derart ausgebildet, dass er sich in der Richtung einer Zusammendrückungslast erstreckt, wobei er mänanderförmig gestaltet ist, wodurch er eine nicht-lineare Charakteristik bietet.
Bei der zweiten Ausführungsform erfahren wenn die Zusammendrückungslast nicht größer als eine vorbestimmte Größe ist, Schenkelbereiche 14f eine Biegedeformation wie die Zusammendrückung einer Schraubenfeder, und wenn die Zusammendrückungslast die vorbestimmte Größe überschreitet, erfahren die Schenkelbereiche 14f eine Zusammendrückungsdeformation, sodass der Dämpfergummi 14 selbst in einem eng berührten Zustand der Schenkelbereiche 14f zusammenfällt. Die Schenkelbereiche 14f geben Bereiche an, die sich von abgebogenen Bereichen 14g in einer Richtung rechtwinklig zu der Richtung der Zusammendrückungslast erstrecken.
Hierbei schreitet die Knickdeformation bei einer verhältnismäßig geringen Zusammendrückungslast weiter, während die Zusammendrückungsdeformation eine große Zusammendrückungslast im Vergleich mit der Knickdeformation erforderlich macht, wodurch eine nicht-lineare Charakteristik erreicht wird.
Bei der zweiten Ausführungsform sind zwei abgebogene Bereiche 14g ausgebildet, um eine S-förmige Gestalt zu bieten. Alternativ kann ausschließlich ein abgebogener Bereich 14g zur Darbietung einer V-förmigen Gestalt ausgebildet sein, oder können drei oder mehr abgebogene Bereiche 14g ausgebildet sein.
Weiter können, weil eine nicht-lineare Charakteristik durch eine solche einfache Ausbildung wie die Gestaltung des Dämpfergummis 14 in einer S-förmigen Gestalt erreicht werden kann, die Herstellungskosten der Momentenübertragungsvorrichtung 10 nach Art einer Riemenscheibe herabgesetzt werden, während die Übertragung eines großen Moments bei ausreichender Absorption einer Veränderung des Moments erreicht wird.
(Dritte Ausführungsform)
Alle von mehreren Dämpfergummis 14, die bei der oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsform verwendet werden, sind solche mit der gleichen Charakteristik, jedoch werden bei der dritten Ausführungsform, wie in 9 dargestellt ist, zwei Arten von Dämpfern 14A und 14B unterschiedlicher Charakteristik verwendet, um eine gewünschte Charakteristik zu erreichen.
Der Dämpfer 14A besitzt die gleiche Gestalt und die gleiche Charakteristik wie der Dämpfergummi 14, der bei der ersten Ausführungsform verwendet wird. Wie in 9 dargestellt ist, ist der Endbereich des Dämpfers 14B in der Drehrichtung des Riemenscheibenkörpers 11 verjüngt bzw. eingezogen, sodass seine Querschnittsfläche in Richtung zu der Seite seines vorderen Endes hin kleiner wird. Wenn der relative Drehwinkel θ des Riemenscheibenkörpers 11 in Hinblick auf die zentrale Nabe 13 kleiner als ein vorbestimmter Drehwinkel θ1 ist, erfährt der Dämpfer 14B eine Zusammendrückungsdeformation, sodass die Querschnittsfläche eines Abschnitts des Dämpfer 14B rechtwinklig zu der Richtung der Zusammendrückungslast zunimmt. Andererseits erfährt, wenn der relative Drehwinkel θ nicht kleiner als der vorbestimmte Drehwinkel θ1 ist, der Dämpfer 14B eine Zusammendrückungsdeformation in einem Zustand, bei dem eine Vergrößerung der Querschnittsfläche durch einen Raum 11c und eine innere Wand 11d unterbunden ist.
In dem Fall, bei dem der Dämpfer 14B eine Zusammendrückungsdeformation erfährt, um eine Vergrößerung der Querschnittsfläche hervorzurufen, ist der Freiheitsgrad der Deformation größer als in dem Fall, bei dem der Dämpfer 14B eine Zusammendrückungsdeformation in einen eine Vergrößerung der Querschnittsfläche verhindernden Zustand erfährt, sodass der Elastizitätsmodul des Dämpfers 14B in dem erst genannten Fall kleiner als derjenige in dem letztgenannten Fall ist.
Somit erfährt, wenn der relative Drehwinkel θ des Riemenscheibenkörpers 11 kleiner als der vorbestimmte Drehwinkel θ1 ist, der Dämpfer 14B eine Zusammendrückungsdeformation, sodass die Berührungsfläche zwischen dem Raum 11c (der inneren Wandel 11d) und dem Dämpfer 14B zunimmt, wenn der relative Drehwinkel θ zunimmt. Auf diese Weise besitzt der Dämpfer 14B eine nicht-lineare Charakteristik derart, dass der relative Drehwinkel θ umso größer ist je größer der Elastizitätsmodul des Dämpfers ist.
Bei der dritten Ausführungsform besitzt der Dämpfer 14B eine nicht-lineare Charakteristik. Alternativ kann der Dämpfer 14B eine lineare Charakteristik besitzen.
Bei der oben beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsform ist der Dämpfergummi 14 aus EPDM hergestellt. Alternativ kann der Dämpfergummi 14 unter Verwendung eines anderen Materials, beispielsweise eines Elastomers, eines Kunststoffs oder eines Metalls, hergestellt sein.
Bei der oben beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsform findet die vorliegende Erfindung Anwendung bei einer Momentenübertragungsvorrichtung 10 nach Art einer Riemenscheibe, die das Moment an den Kompressor 1 überträgt. Alternativ kann die vorliegende Erfindung bei irgendeiner anderen Momentenübertragungsvorrichtung Anwendung finden.
Bei der oben beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsform ist das Loch 14a ein Durchgangsloch. Alternativ kann das Loch 14a eine Aussparung o. dgl. sein, die kein Durchgangsloch ist.
(Vierte Ausführungsform)
Bei der vierten Ausführungsform findet die vorliegende Erfindung bei einer Momentenübertragungsvorrichtung zum Übertragen der Kraft von einem Fahrzeugmotor an einen Kompressor für eine Fahrzeugklimaanlage Anwendung. 10 ist eine schematische Ansicht mit der Darstellung eines Kühlzyklus für die Fahrzeugklimaanlage.
Ein Kompressor 101 saugt ein Kühl- bzw. Kältemittel an und komprimiert es. Ein Kondensator 102 kühlt das von dem Kompressor 101 abgegebene Kühl- bzw. Kältemittel. Eine Druckreduzierungsvorrichtung 103 reduziert den Druck des aus dem Kondensator 102 ausströmenden Kühl- bzw. Kältemittels. Ein Verdampfer 104 verdampft das mittels der Druckreduzierungsvorrichtung 103 in seinem Druck reduzierte Kühl- bzw. Kältemittel, wodurch das Kühl- bzw. Kältemittel Luft, die durch den Verdampfer 104 hindurchtritt, kühlen kann.
Hierbei wird bei der vorliegenden Ausführungsform als Druckreduzierungsvorrichtung 103 ein thermostatisches Expansionsventil zum Einstellen des Öffnungsgrades derselben verwendet, sodass das Kühl- bzw. Kühlmittel an der Auslassseite des Verdampfers 104 eine vorbestimmte Überhitzung aufweist.
Eine Momentenübertragungsvorrichtung 110 nach Art einer Riemenscheibe überträgt eine Kraft von dem Fahrzeugmotor E/G über einen Keilriemen (nicht dargestellt) an den Kompressor 101. Nachfolgend wird die Momentenübertragungsvorrichtung 110 nach Art einer Riemenscheibe beschrieben.
11 ist ein Schnitt mit der Darstellung der Momentenübertragungsvorrichtung 110 nach Art einer Riemenscheibe. Ein metallischer Riemenscheibenkörper 111 besitzt V-förmige Nuten 111a zum Herumlegen eines Keilriemens. Der Riemenscheibenkörper 111 nimmt die Antriebskraft von dem Fahrzeugmotor E/G auf und läuft um.
Ein Radiallager 112 stützt den Riemenscheibenkörper 111 drehbar ab. Der äußere Laufring 112a des Radiallagers 112 ist im Presssitz in dem Riemenscheibenkörper 111 eingesetzt und an diesem befestigt, und ein zylindrischer Bereich 101b, der in einem vorderen Gehäuse 101a des Kompressors 101 ausgebildet ist, ist in einen inneren Laufring 112b eingesetzt. Eine durch die Spannung des Keilriemens bewirkte Radiallast kann durch das vordere Gehäuse 101a des Kompressors 101 aufgenommen werden, ohne durch die Welle 101c des Kompressors 101 aufgenommen zu werden.
Eine zentrale Nabe 113 ist mit der Welle 101c des Kompressors 101 verbunden und dient zum gemeinsamen Umlauf mit der Welle 101c. Die zentrale Nabe 113 ist koaxial zu dem Riemenscheibenkörper 111 angeordnet.
Die zentrale Nabe 113 weist einen zylindrischen Bereich 113a mit einer zylindrischen, inneren Umfangsfläche, die zum Ankoppeln an äußeren Gewindegängen, die an der äußeren Umfangsfläche der Welle 101c ausgebildet sind, mit inneren Gewindegängen ausgebildet ist, und einen Flanschbereich 113c auf, der in einer sternförmigen Gestalt ausgebildet ist, damit er mehrere Vorsprünge 113b an seinen äußeren Umfang aufweist, wie in 12 dargestellt ist. Der zylindrische Bereich 113a und der Flanschbereich 113c sind aus Metall hergestellt und zusammenhängend ausgebildet.
Zwischen benachbarten Vorsprüngen 113b ist eine glatte gekrümmte Fläche 113d mit einem Krümmungsradius größer als der Radius einer Rolle 115 ausgebildet. Ein Dämpfer 114 (schraffierter Bereich in 12), der aus elastisch deformierbarem Material (EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer-Gummi) hergestellt ist, ist an der gekrümmten Fläche 113d angeordnet.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine Aussparung 113e, die an der Seite des zylindrischen Bereichs 113a konkav ist, in der gekrümmten Fläche 113d ausgebildet, während ein Vorsprung 114a, der in der Aussparung 113e einzusetzen ist, an dem Dämpfer 114 ausgebildet ist, um eine Verschiebung des Dämpfers 114 gegen über dem Flanschbereich 113c zu verhindern. Daher können, wenn der Dämpfer 114 mit der gekrümmten Fläche 113d im Wege eines Verbindungsverfahrens, beispielsweise durch Befestigen infolge einer Vulkanisierung, verbunden ist, die Aussparung 113e und der Vorsprung 114a weggelassen sein.
Die metallische Rolle 115 ist so ausgebildet, dass sie eine Umfangsfläche mit einem Krümmungsradius r1 kleiner als der Krümmungsradius r2 der gekrümmten Fläche 113d besitzt. Wie in 11 dargestellt ist, ist die Rolle 115 durch den Riemenscheibenkörper 111 drehbar abgestützt, sodass sie zwischen benachbarten Vorsprüngen 113b über einen Stift 115a positioniert ist, der im Presssitz in dem Riemenscheibenkörper 111 eingesetzt und an diesem befestigt ist. Eine E-förmiger Rückhaltering 115c verhindert, dass die Rolle 115 von dem Stift 115a frei kommt.
Bei der vierten Ausführungsform mit einer äußeren Umfangsfläche 115b und der gekrümmten Fläche 113d, die einander gegenüberliegen, unterscheiden sich der Krümmungsradius r1 der äußeren Umfangsfläche 115b (nachfolgend bezeichnet als ”erste gekrümmte Fläche 115b”) der Rolle 115 und deren Krümmungszentrum O1 und der Krümmungsradius r2 der gekrümmten Fläche 113d (nachfolgend bezeichnet als ”zweite gekrümmte Fläche 113d”) und deren Krümmungszentrum O2 voneinander, ist die erste gekrümmte Fläche 115b an einer weiter radial äußeren Stelle als die zweite gekrümmte Fläche 113d positioniert, und sind die beiden gekrümmten Flächen 115b und 113d in Richtung auf die Stelle des Drehzentrums des Riemenscheibenkörpers 111 und der zentralen Nabe 113 konvex.
Bei der vierten Ausführungsform unterscheiden sich, wie oben angegebenen worden ist, der Krümmungsradius r1 der äußeren Umfangsfläche 115b und deren Krümmungszentrum O1 und der Krümmungsradius r2 der gekrümmten Fläche 113d und deren Krümmungszentrum O2 voneinander, sodass die erste gekrümmte Fläche 115b an einer weiter radial äußeren Stelle als die zweite gekrümmte Fläche 113d positioniert ist, und sind die beiden gekrümmten Flächen 115b und 113d in Richtung zu der Stelle des Drehzentrums des Riemenscheibenkörpers 111 und der zentralen Nabe 113 konvex. Auf diese Weise wird ein Moment an den Riemenscheibenkörper 111 zur Einwirkung gebracht, und ist, wenn der Riemenscheibenkörper 111 bezogen auf die zentrale Nabe 113 umläuft, der relative Drehwinkel θ um so größer je größer die Größe der Bewegung der ersten gekrümmten Fläche 115b in Richtung auf die zweite gekrümmte Fläche 113d ist, wie in 13 und 14 dargestellt ist.
13 zeigt einen Zustand, bei dem kein Moment an dem Riemenscheibenkörper 111 ausgeübt wird (der relative Drehwinkel θ der Riemenscheibe 111 gegenüber der zentralen Nabe 113 misst 0°). 14 zeigt einen Zustand, bei dem ein Moment an dem Riemenscheibenkörper 111 ausgeübt wird (der relative Drehwinkel θ der Riemenscheibe 111 gegenüber der zentralen Nabe 113 misst etwa 8°).
Auf diese Weise wird das Ausmaß der Änderung des Abstandes δ zwischen den beiden gekrümmten Flächen 115b und 113d,, das festgestellt wird, wenn der relative Drehwinkel θ den vorbestimmten Wert überschreitet, größer als dasjenige, das festgestellt wird, wenn der relative Drehwinkel θ nicht größer als die vorbestimmte Größe ist. In diesem Zusammenhang nimmt, weil der Dämpfergummi 114 zwischen den beiden gekrümmten Flächen 115b und 113d angeordnet ist, die Größe der Zusammendrückungsdeformation des Dämpfers 114 nicht-linear zu, wenn der relative Drehwinkel θ größer wird. Das heißt, wie in 15 dargestellt ist, wird das von dem Riemenscheibenkörper 111 an die zentrale Nabe 113 übertragene Übertragungsmoment nicht-linear größer, wenn der relative Drehwinkel θ größer wird.
Daher kann sogar dann, wenn ein Gummi mit einem verhältnismäßig großen Elastizitätsmodul für das Material des Dämpfers 114 ausgewählt wird, die Ablenkungsgröße bei einem relativen Drehwinkel θ nicht größer als der vorbestimmte Wert klein gemacht werden, und kann daher ein Gummi mit einem verhältnismäßig großen Elastizitätsmodul für den Dämpfer 114 verwendet werden.
Weiter kann, weil es möglich ist zu verhindern, dass der Dämpfer 114 seine Elastizitätsgrenze überschreitet, wenn das Übertragungsmoment groß wird, die Übertragung eines großen Moments durchgeführt werden, während eine Schwankung des Moments ausreichend absorbiert wird.
(Fünfte Ausführungsform)
Bei der vierten Ausführungsform werden die Rolle 115, die in Umlauf steht, und der Dämpfer 114 miteinander in Berührung gebracht. Bei der vorliegenden fünften Ausführungsform ist jedoch, wie in 16 und 17 dargestellt ist, die Rolle 115 weggelassen, und wird stattdessen die äußere Umfangsfläche eines Stifts 115a mit dem Dämpfer 114 in Berührung gebracht. Bei der vorliegenden fünften Ausführungsform entspricht die äußere Umfangsfläche des Stifts 115a der ersten gekrümmten Fläche 115b.
Hier ist eine Folie (beispielsweise ein Teflonblatt) mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten an der Fläche des Dämpfers 114 angebracht, die mit der äußeren Umfangsfläche (der ersten gekrümmten Fläche 115b) des Stifts 115a in Berührung kommt, wodurch es ermöglicht wird, dass der Dämpfer 114 und die äußere Umfangsfläche (die erste gekrümmte Fläche 115b) des Stifts 115a glatt zu einander gleiten bzw. sich verschieben.
Bei der oben beschriebenen vierten und fünften Ausführungsform ist der Dämpfer 114 zwischen der ersten und der zweiten gekrümmten Fläche 115b und 113d durch einen Anordnung des Dämpfers 114 an der zweiten gekrümmten Fläche 113d positioniert. Alternativ kann der Dämpfer 114 zwischen der ersten und der zweiten gekrümmten Fläche 115b und 113d durch Herumlegen des Dämpfers 114 um die erste gekrümmte Fläche 115b (die äußere Umfangsfläche der Rolle 115 oder des Stifts 115a) positioniert sein.
Bei der oben beschriebenen vierten und fünften Ausführungsform ist der Dämpfer 114 aus Gummi (EPDM) hergestellt. Alternativ kann der Dämpfer 114 aus irgendeinem anderen Material, beispielsweise aus Kunststoff oder Metall, hergestellt sein.
Bei der oben beschriebenen vierten und fünften Ausführungsform findet die vorliegende Erfindung Anwendung bei der Momentenübertragungsvorrichtung 10 nach Art einer Riemenscheibe zur Übertragung des Moments an den Kompressor 101. Alternativ kann die vorliegende Erfindung Anwendung bei irgendeiner anderen Momentenübertragungsvorrichtung finden.
Bei der oben beschriebenen vierten und fünften Ausführungsform sind die Rolle 115 und der Flanschbereich 113c aus Metall hergestellt. Alternativ können die Rolle 115 und der Flanschbereich 113c aus einem anderen Material, beispielsweise aus Kunststoff, hergestellt sein.
Bei der oben beschriebenen vierten und fünften Ausführungsform wird das Moment von dem Riemenscheibenkörper 111 an die zentrale Nabe 113 übertragen. Die vorliegende Erfindung ist auch bei dem Fall anwendbar, bei dem das Moment von der zentralen Nabe 113 an den Riemenscheibenkörper 111 übertragen wird.
Weiter ist die vorliegende Erfindung bei einer Riemenscheibe mit einer Momentenbegrenzungsvorrichtung zur Verhinderung der Übertragung eines übermäßigen Moments anwendbar, das beispielsweise durch den Bruch des Flanschbereichs 113c bei einem vorbestimmten oder größeren Wert des Übertragungsmoments verursacht ist.
(Sechste Ausführungsform)
Bei der sechsten Ausführungsform findet die vorliegende Erfindung bei einer Momentenübertragungsvorrichtung zur Übertragung einer Kraft von einem Fahrzeugmotor an einen Kompressor für eine Fahrzeugklimaanlage Anwendung. 18 ist eine schematische Ansicht mit der Darstellung eines Kühlzyklus für die Fahrzeugklimaanlage.
Ein Kompressor 201 saugt ein Kühl- bzw. Kältemittel an und komprimiert es. Ein Kondensator 202 kühlt das von dem Kompressor 201 abgegebene Kühl- bzw. Kältemittel. Eine Druckreduzierungsvorrichtung 203 reduziert den Druck des aus dem Kondensator 202 ausströmenden Kühl- bzw. Kältemittels. Ein Verdampfer 204 verdampft das mittels der Druckreduzierungsvorrichtung 203 im Druck reduzierte Kühl- bzw. Kältemittel, wodurch das Kühl- bzw. Kältemittel Luft, die durch den Verdampfer 204 hindurchtritt, kühlen kann.
Hierbei wird bei der vorliegenden Ausführungsform als Druckreduzierungsvorrichtung 203 ein thermostatisches Expansionsventil zum Einstellen des Öffnungsgrades derselben verwendet, sodass das Kühl- bzw. Kühlmittel an der Auslassseite des Verdampfers 204 eine vorbestimmte Überhitzung aufweist.
Eine Momentenübertragungsvorrichtung 210 nach Art einer Riemenscheibe überträgt eine Kraft von dem Fahrzeugmotor E/G über einen Keilriemen (nicht dargestellt) an den Kompressor 201. Nachfolgend wird die Momentenübertragungsvorrichtung 210 nach Art einer Riemenscheibe beschrieben.
19 ist ein Schnitt mit der Darstellung der Momentenübertragungsvorrichtung 210 nach Art einer Riemenscheibe. Ein metallischer Riemenscheibenkörper 211 besitzt V-förmige Nuten 211a zum Herumlegen eines Keilriemens. Der Riemenscheibenkörper 211 nimmt die Antriebskraft von dem Fahrzeugmotor E/G auf und läuft um.
Ein Radiallager 212 stützt den Riemenscheibenkörper 211 drehbar ab. Der äußere Laufring 212a des Radiallagers 212 ist im Presssitz in dem Riemenscheibenkörper 211 eingesetzt und an diesem befestigt, und ein zylindrischer Bereich, der in dem vorderen Gehäuse des Kompressors 201 ausgebildet ist, ist in den inneren Laufring 212b eingesetzt. Eine durch die Spannung des Keilriemens bewirkte Radiallast kann somit durch das vordere Gehäuse des Kompressors 201 aufgenommen werden, ohne durch die Welle des Kompressors 201 aufgenommen zu werden.
Eine zentrale Nabe 213 ist mit der Welle des Kompressors 201 verbunden und läuft zusammen mit der Welle um. Die zentrale Nabe 213 weist einen zylindrischen Bereich 213a mit einer zylindrischen, inneren Umfangsfläche, die zum Ankoppeln an äußeren Gewindegängen, die an der äußeren Umfangsfläche der Welle 101c ausgebildet sind, mit inneren Gewindegängen ausgebildet ist, einen ringförmigen Bereich 213c, der mit mehreren Vorsprüngen 213b ausgebildet ist, die das von dem Riemenscheibenkörper 211 aus zugeführte Moment aufnehmen, und einen Flanschbereich 213d auf, der eine mechanische Verbindung zwischen dem ringförmigen Bereich 213c und dem zylindrischen Bereich 213a schafft, um das Moment von dem ringförmigen Bereich 213c an den zylindrischen Bereich 213a zu übertragen.
Der zylindrische Bereich 213a und der Flanschbereich 213d sind im Wege des Gießens aus Metall einstückig ausgebildet hergestellt, wobei der ringförmige Bereich 213c ist im Wege des Gießens aus Kunststoff hergestellt ist und der Flanschbereich 213d und der ringförmige Bereich 213c im Wege des Einsetzgießens zusammenhängend hergestellt sind.
An demjenigen Bereich des Riemenscheibenkörpers 211, der dem ringförmigen Bereich 213c entspricht, sind mehrere Vorsprünge 211b zusammenhängend ausgebildet, dies derart, dass sie von dem Riemenscheibenkörper 211 in Richtung zu dem ringförmigen Bereich 213c hin vorstehen, wie in 20 dargestellt ist. Wenn der Riemenscheibenkörper 211 und die zentrale Nabe 213 an dem Kompressor 201 angebaut sind, sind die Vorsprünge 213b der zentralen Nabe 213 und die Vorsprünge 211b des Riemenscheibenkörpers 211 rund um die Welle herum in Umfangsrichtung abwechselnd positioniert.
In einem im Allgemeinen kastenförmigen Raum 211c, der zwischen den beiden Vorsprüngen 211b und 213b ausgebildet ist, ist ein Dämpfer 214 angeordnet, um das von dem Riemenscheibenkörper 211 aufgenommene Moment an die zentrale Nabe 213 zu übertragen. Der Dämpfer 214 ist dadurch ausgebildet, dass innerhalb eines einzelnen Raums 211c eine Schraubenfeder 211a, die in einer Schraubengestalt unter Verwendung eines Metalls ausgebildet ist, und ein blockartiger Gummidämpfer untergebracht sind, der aus einem elastisch deformierbaren Material (EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer-Gummi)) hergestellt ist und der auch als Federsitz zum Halten der Schraubenfeder 214a dient. Die Schraubenfeder 214a und der Gummidämpfer 214b werden nachfolgend als erster Dämpfer 214a bzw. zweiter Dämpfer 214b bezeichnet.
Die Größe θ1 eines Bereichs des ersten Dämpfer 214a im allgemeinen parallel zu der Richtung einer Zusammendrückungslast (der Umfangsrichtung) ist größer als die Größe θ2 eines Bereichs des zweiten Dämpfers 214b im Allgemeinen parallel zu der Richtung der Zusammendrückungslast, und in dem Zustand vor der Zusammendrückungsdeformation des zweiten Dämpfers 214b ist die innere Wand 211d das Raums 211c über eine vorbestimmte Strecke δ von dem zweiten Dämpfer 214b in der Richtung der Zusammendrückungslast beabstandet.
Gemäß der siebten Ausführungsform ist vor der Zusammendrückungsdeformation des zweiten Dämpfers 214b die innere Wand 211d des Raums 211c über einen vorbestimmten Spalt δ von dem zweiten Dämpfer 214b in der Richtung der Zusammendrückungslast beabstandet, sodass dann, wenn ein Moment an dem Riemenscheibenkörper 211 zur Einwirkung kommt und der Riemenscheibenkörper mit Bezug auf die zentrale Nabe 213 umläuft, die Übertragung eines Moments hauptsächlich durch eine Zusammendrückungsdeformation des ersten Dämpfers 214a durchgeführt wird, bis ein relativer Drehwinkel α einen vorbestimmten relativen Drehwinkel α1 erreicht.
Wenn der erste Dämpfer 214a im Wege einer Zusammendrückung mit einer vorbestimmten Größe oder größer deformiert wird und der relative Drehwinkel α den vorbestimmten relativen Drehwinkel α1 erreicht, werden sowohl der erste als auch der zweite Dämpfer 214a, 214b im Wege einer Zusammendrückung deformiert, und teilen sich beide die Zusammendrückungslast, um das Moment zu übertragen.
Auf diese Weise besitzt die Beziehung zwischen dem relativen Drehwinkel α und dem von dem Riemenscheibenkörper 211 an die zentrale Nabe 213 übertragenden Moment eine nicht-lineare Charakteristik derart, dass das Ausmaß k der Zusammendrückungsdeformation des Dämpfers 214 mit dem augenblicklichen Zusammenfallen des Spalt δ (Eintreffen des relativen Drehwinkels α bei dem relativen Drehwinkel α1) als Wendepunkt zunimmt.
Das heißt vor dem Zusammenfallen des Spalts δ ist das Ausmaß k der Zusammendrückungsdeformation des Dämpfers 214 fast gleich dem Ausmaß k1 der Zusammendrückungsdeformation des ersten Dämpfers 214a in Alleinstellung. Weiter wird nach dem Zusammenfallen des Spalts δ das Ausmaß k der Zusammendrückungsdeformation des Dämpfers 214 zu einer parallelen Summe (k = k1 + k2) des Ausmaßes k1 der Zusammendrückungsdeformation des ersten Dämpfers 214a in Alleinstellung und des Ausmaßes k2 der Zusammendrückungsdeformation des zweiten Dämpfers 214b in Alleinstellung. Das Ausmaß k der Zusammendrückungsdeformation bedeutet das Ausmaß der Änderung (ΔT/Δα) des Übertragungsmoments T in Hinblick auf den relativen Drehwinkel α. Das Übertragungsmoment T nimmt mit Hinblick auf den relativen Drehwinkel α zu, wenn das Ausmaß der Zusammendrückungsdeformation zunimmt.
In 21 gibt eine strichpunktierte Linie das Ausmaß k1 der Zusammendrückungsdeformation des ersten Dämpfer 214a in Alleinstellung an, und gibt eine strichpunktierte Linie das Ausmaß k2 der Zusammendrückungsdeformation des zweiten Dämpfers 214b in Alleinstellung an. Bei der sechsten Ausführungsform ist das Ausmaß k1 der Zusammendrückungsdeformation kleiner als das Ausmaß k2 der Zusammendrückungsdeformation.
Gemäß der sechsten Ausführungsform ist es daher sogar dann, wenn ein großes Moment an der Momentenübertragungsvorrichtung 210 nach Art einer Riemenscheibe wirkt, möglich zu verhindern, dass der Dämpfer 214 seine Elastizitätsgrenze überschreitet, und ist es daher möglich, eine Änderung des Moments bei Übertragung eines großen Moments ausreichend zu absorbieren.
Bei der oben beschriebenen sechsten Ausführungsform ist der zweite Dämpfer 214b aus Gummi (EPDM) hergestellt. Alternativ kann der zweite Dämpfer 214b aus irgendeinem anderen Material, beispielsweise einem Elastomer, einem Harz oder einem Metall, hergestellt sein.
Bei der oben beschriebenen sechsten Ausführungsform wird eine metallische Schraubenfeder als erster Dämpfer 214a verwendet. Alternativ können eine andere Gestalt und ein anderes Material verwendet werden.
Bei der oben beschriebenen sechsten Ausführungsform findet die vorliegende Erfindung Anwendung bei der Momentenübertragungsvorrichtung 210 nach Art einer Riemenscheibe, die das Moment an den Kompressor 201 überträgt. Alternativ kann die vorliegende Erfindung bei irgendeiner anderen Momentenübertragungsvorrichtung Anwendung finden.
Bei der oben beschriebenen sechsten Ausführungsform sind das Ausmaß k1 und das Ausmaß k2 der Zusammendrückungsdeformation voneinander unterschiedlich eingestellt, dies derart, das ersteres kleiner als letzteres ist. Alternativ können das Ausmaß k1 und das Ausmaß k2 der Zusammendrückungsdeformation untereinander gleich sind, oder kann ersteres größer als letzteres eingestellt sein.
Bei der oben beschriebenen sechsten Ausführungsform dient der zweite Dämpfer 214b als Federsitz zum Halten des ersten Dämpfers 214a. Alternativ kann ein besonderer Federsitz vorgesehen sein, und kann der zweite Dämpfer 214b als besonderes Element zum Absorbieren einer Schwankung des Moments verwendet werden.
(Siebte Ausführungsform)
Bei der siebten Ausführungsform findet die vorliegende Erfindung bei einer Momentenübertragungsvorrichtung für die Übertragung einer Kraft von einem Fahrzeugmotor an einen Kompressor für eine Fahrzeugklimaanlage Anwendung. 22 ist eine schematische Ansicht mit der Darstellung eines Kühlzyklus für die Fahrzeugklimaanlage.
Ein Kompressor 301 saugt ein Kühl- bzw. Kältemittel an und komprimiert es. Ein Kondensator 302 kühlt das von dem Kompressor 301 abgegebene Kühl- bzw. Kältemittel. Eine Druckreduzierungsvorrichtung 303 reduziert den Druck des aus dem Kondensator 302 ausströmenden Kühl- bzw. Kältemittels. Ein Verdampfer 304 verdampft das mittels der Druckreduzierungsvorrichtung 303 im Druck reduzierte Kühl- bzw. Kältemittel, wodurch das Kühl- bzw. Kältemittel Luft, die durch den Verdampfer 304 hindurchtritt, kühlen kann.
Hierbei wird bei der vorliegenden Ausführungsform als Druckreduzierungsvorrichtung 303 ein thermostatisches Expansionsventil zum Einstellen des Öffnungsgrades derselben verwendet, sodass das Kühl- bzw. Kühlmittel an der Auslassseite des Verdampfers 304 eine vorbestimmte Überhitzung aufweist.
Eine Momentenübertragungsvorrichtung 310 nach Art einer Riemenscheibe überträgt eine Kraft von dem Fahrzeugmotor E/G über einen Keilriemen (nicht dargestellt) an den Kompressor 301. Nachfolgend wird die Momentenübertragungsvorrichtung 310 nach Art einer Riemenscheibe beschrieben.
23 ist ein Schnitt mit der Darstellung der Momentenübertragungsvorrichtung 310 nach Art einer Riemenscheibe. Ein metallischer Riemenscheibenkörper 311 besitzt V-förmige Nuten 311a zum Herumlegen eines Keilriemens. Der Riemenscheibenkörper 311 nimmt die Antriebskraft von dem Fahrzeugmotor E/G auf und läuft um.
Ein Radiallager 312 stützt den Riemenscheibenkörper 311 drehbar ab. Der äußere Laufring 312a des Radiallagers 312 ist im Presssitz in dem Riemenscheibenkörper 311 eingesetzt und an diesem befestigt, und ein zylindrischer Bereich, der in dem vorderen Gehäuse des Kompressors 301 ausgebildet ist, ist in den inneren Laufring 312b eingesetzt. Eine durch die Spannung des Keilriemens bewirkte Radiallast kann somit durch das vordere Gehäuse des Kompressors 301 aufgenommen werden, ohne durch die Welle des Kompressors 301 aufgenommen zu werden.
Eine zentrale Nabe 313 ist mit der Welle des Kompressors 301 verbunden und läuft zusammen mit der Welle um. Die zentrale Nabe 313 weist einen zylindrischen Bereich 313a mit einer zylindrischen, inneren Umfangsfläche, die zum Ankoppeln an äußeren Gewindegängen, die an der äußeren Umfangsfläche der Welle 301c ausgebildet sind, mit inneren Gewindegängen ausgebildet ist, einen ringförmigen Bereich 313c, der mit mehreren Vorsprüngen 313b ausgebildet ist, die das von dem Riemenscheibenkörper 311 aus zugeführte Moment aufnehmen, und einen Flanschbereich 313d auf, der eine mechanische Verbindung zwischen dem ringförmigen Bereich 313c und dem zylindrischen Bereich 313a schafft, um das Moment von dem ringförmigen Bereich 313c an den zylindrischen Bereich 313a zu übertragen.
Der zylindrische Bereich 313a und der Flanschbereich 313d sind im Wege des Gießens aus Metall einstückig ausgebildet hergestellt, wobei der ringförmige Bereich 313c im Wege des Gießens aus Kunststoff hergestellt ist und der Flanschbereich 313d und der ringförmige Bereich 313c im Wege des Einsetzgießens zusammenhängend hergestellt sind.
An demjenigen Bereich des Riemenscheibenkörpers 311, der dem ringförmigen Bereich 313c entspricht, sind mehrere Vorsprünge 311b zusammenhängend ausgebildet, dies derart, dass sie von dem Riemenscheibenkörper 311 in Richtung zu dem ringförmigen Bereich 313c hin vorstehen, wie in 24 dargestellt ist. Wenn der Riemenscheibenkörper 311 und die zentrale Nabe 313 an dem Kompressor 301 angebaut sind, sind die Vorsprünge 313b der zentralen Nabe 313 und die Vorsprünge 311b des Riemenscheibenkörpers 311 rund um die Welle herum in Umfangsrichtung abwechselnd positioniert.
Ein Dämpfer 314 zum Übertragen des von dem Riemenscheibenkörper 311 aufgenommenen Moments an die zentrale Nabe 313 ist zwischen den beiden Vorsprüngen 311b und 313b angeordnet. Der Dämpfer 314 ist aus einem elastisch deformierbaren Material (EPDM (Ethylen-Problem-Dien-Terpolymer-Gummi) hergestellt.
Der Dämpfer 314 weist einen ersten Deformationsbereich 314a, der dann, wenn der Riemenscheibenkörper 311 zum Antrieb des Kompressors 301 in einer Richtung (nachfolgend bezeichnet als ”Vorwärts-Richtung” (Richtung des Pfeils)) des Umlaufs bezogen auf die zentrale Nabe 313 umläuft, ein Moment von dem Vorsprüngen 311b des Riemenscheibenkörpers 311 an die Vorsprünge 313b der zentralen Nabe 313 überträgt, wobei er im Wege der Zusammendrückung unter einer Zusammendrückungslast deformiert wird, und einen zweiten Deformationsbereich 314b auf, der dann, wenn der Riemenscheibenkörper 311 in einer zu der Vorwärts-Richtung umgekehrten Richtung (nachfolgend bezeichnet als ”Rückwärts-Richtung”) bezogen auf die zentrale Nabe 313 umläuft, im Wege einer Zusammendrückung unter einer Zusammendrückungslast deformiert wird. Der erste und der zweite Deformationsbereich 314a, 314b sind als ein Satz über ein Verbindungselement 314c miteinander verbunden. Mehrere solche Sätze von Deformationsbereichen, je mit einer Verbindung über das Verbindungselement 314c, sind in Umfangsrichtung angeordnet.
In dem zweiten Deformationsbereich 314b ist ein Loch 314d zur Verkleinerung der Fläche des Querschnitts nahezu rechtwinklig zu der Richtung der Zusammendrückungslast ausgebildet, sodass der Elastizitätsmodul k2 (der Absolutwert desselben) des zweiten Deformationsbereichs 314b bei abgeschaltetem Kompressor 301 kleiner wird als der Elastizitätsmodul k1 des ersten Deformationsbereichs 314a bei eingeschaltetem Kompressor 301.
Der Elastizitätsmodul k1 und der Elastizitätsmodul k2 des ersten und des zweiten Deformationsbereichs 314a, 314b repräsentieren das Ausmaß K der Änderung des Übertragungsmoments T, das zwischen dem Riemenscheibenkörper 311 und der zentralen Nabe 313 übertragen wird, in Hinblick auf den relativen Drehwinkel θ des Riemenscheibenkörpers 311 bezogen auf die zentrale Nabe 313.
Der erste Deformationsbereich 314a ist in einer im Allgemeinen dreieckigen Gestalt derart ausgebildet, dass seine Querschnittsfläche in Vorwärts-Richtung verkleinert ist, was die Ausbildung eines Spalts 314e an der in Vorwärts-Richtung gelegenen Seite rund um den ersten Deformationsbereich 314a gestattet, welche Spalt 314e in seiner Größe in Rückwärts-Richtung kleiner wird, wodurch eine nicht-lineare Charakteristik des Elastizitätsmoduls k1 des ersten Deformationsbereichs 314a geschaffen wird, dies derart, dass der Elastizitätsmodul k1 um so größer wird je größer der relative Drehwinkel θ in der Richtung vorwärts wird, wie in 25 dargestellt ist.
Es ist nicht notwendig, dass der erste Elastizitätsmodul k1 stets größer als der zweite Elastizitätsmodul k2 ist. Es reicht aus, wenn mindestens der erste Elastizitätsmodul k1 3 bei einem relativen Drehwinkel θ nicht kleiner als ein erster vorbestimmter Winkel θ1 (Bereich A in 25) in der Vorwärts-Richtung größer ist als der zweite Elastizitätsmodul k2 in einem Bereich (Bereich B in 25), in welchem der relative Drehwinkel θ als Absolutwert nicht größer als ein zweiter vorbestimmter Winkel θ2 kleiner als der erste vorbestimmte Winkel θ1 in Rückwärts-Richtung ist. Insbesondere reicht es aus, wenn der Absolutwert des ersten Elastizitätsmoduls k1 im Bereich A größer ist als der Absolutwert des zweiten Elastizitätsmoduls k2 im Bereich B.
Weil bei der siebten Ausführungsform der erste Deformationsbereich 314a eine nicht-lineare Charakteristik besitzt, ist der Elastizitätsmodul k1 des ersten Deformationsbereichs 314a im Bereich C fast gleich dem Absolutwert des zweiten Elastizitätsmoduls k2 im Bereich B.
Der erste vorbestimmte Winkel θ1 entspricht einem unteren Grenzwert des relativen Drehwinkels θ bei eingeschaltetem Kompressor 301, während der zweite vorbestimmte Winkel θ2 einem oberen Grenzwert des Absolutwertes des relativen Drehwinkels θ bei ausgeschaltetem Kompressor 301 entspricht.
Weil gemäß der siebten Ausführungsform der Elastizitätsmodul K so gewählt ist, dass er in dem Bereich größer wird, in dem der relative Drehwinkel θ nicht kleiner ist als der erste vorbestimmte Winkel θ1 als in dem Bereich, in dem der relative Drehwinkel θ nicht größer als der zweite vorbestimmte Winkel θ2 ist, ist es sogar dann, wenn das erforderliche Moment, das der Kompressor 301 erforderlich macht, mit den Betrieb des Kompressors groß wird, möglich, ein großes Moment zu übertragen und eine Veränderung eines Moments in einem zufriedenstellenden Ausmaß zu absorbieren, während verhindert wird, dass der Dämpfer 314 seine Elastizitätsgrenze überschreitet.
Andererseits kann, wenn die Abgabekapazität abnimmt und das erforderliche Moment klein wird, eine Veränderung des Moments durch den zweiten Deformationsbereich 314b, dessen Elastizitätsmodul K klein ist, absorbiert werden. Auf diese Weise ist es sogar dann, wenn das erforderliche Moment klein ist, möglich, das erforderliche Moment in zufriedenstellendem Ausmaß zu absorbieren.
Gemäß der siebten Ausführungsform ist es, wie oben angegebenen worden ist, möglich, ein großes Moment zu übertragen, während eine Veränderung des Moments zufriedenstellend absorbiert wird.
Bei der siebten Ausführungsform besitzen sowohl der erste als auch der zweite Deformationsbereich 314a, 314b eine nicht-lineare Charakteristik. Alternativ können die beiden Deformationsbereich 314a, 314b oder lediglich einer von in diesen eine nicht-lineare Charakteristik besitzen.
Die Gestalten des ersten und des zweiten Deformationsbereichs 314a, 314b sind nicht auf diejenigen beschränkt, wie in 24 dargestellt sind. Beispielsweise können, wie in 26 dargestellt ist, die umfangsseitigen Größen L1, L2 des ersten und des zweiten Deformationsbereichs 314a, 314b zueinander unterschiedlich hergestellt sein.
In 26 ist die Größe L1 größer als die Größe L2 gewählt, und ist eine Aussparung 314f, die von dem ersten Deformationsbereich 314a aus einwärts konkav ist, in einem Endbereich des ersten Deformationsbereich ausgebildet, der an der der Richtung der Zusammendrückung entgegengesetzten Seite angeordnet ist, um eine nicht-lineare Charakteristik derart zu bieten, dass der Elastizitätsmodul k1 im Bereich C so klein wie möglich ist.
(Achte Ausführungsform)
Bei der achten Ausführungsform sind, wie in 27A und 27B dargestellt ist, der erste und der zweite Deformationsbereich 314a, 314b über ein Verbindungselement 314g verbunden, was einen leichten Einbau des Dämpfers 314 in der Momentenübertragungsvorrichtung 310 nach Art einer Riemenscheibe gestattet.
Bei der achten Ausführungsform sind der erste und der zweite Deformationsbereich 314a, 314b und das Verbindungselement 314g im Wege des Gießens zusammenhängend hergestellt. Alternativ können die beiden Deformationsbereiche 314a, 314b und das Verbindungselement 314g separat hergestellt und dann miteinander verbunden werden, dies mittels eines Verbindungsverfahrens, beispielsweise durch Befestigen im Wege einer Vulkanisation.
Bei der oben beschriebenen siebten und achten Ausführungsform ist der Dämpfer 314 aus Gummi (EPDM) hergestellt. Der Dämpfer 314 kann unter Verwendung irgendeines anderen Materials, beispielsweise eines Elastomers, eines Kunststoffs oder eines Metalls, hergestellt sein.
Bei der oben beschriebenen siebten und achten Ausführungsform findet die vorliegende Erfindung bei der Momentenübertragungsvorrichtung 310 nach Art einer Riemenscheibe Anwendungen, die ein Moment an den Kompressor 301 überträgt. Alternativ kann die vorliegende Erfindung bei irgendeiner anderen Momentenübertragungsvorrichtung Anwendung finden.
Bei der oben beschriebenen siebten und achten Ausführungsform ist das Loch 314a ein Durchgangsloch. Alternativ kann das Loch 314a eine Aussparung o. dgl. sein, die kein Durchgangsloch ist.
Bei der oben beschriebenen siebten und achten Ausführungsform ist das Loch 314a in dem zweiten Deformationsbereich 314b ausgebildet. Alternativ kann die umfangsseitige Größe L2 des zweiten Deformationsbereichs 314b vergrößert sein, oder kann das Material des zweiten Deformationsbereichs verändert sein, um den zweiten Elastizitätsmodul k2 klein zu machen.
(Neunte Ausführungsform)
Bei der neunten Ausführungsform findet die vorliegende Erfindung bei einer Momentenübertragungsvorrichtung für die Übertragung einer Kraft von einem Fahrzeugmotor an einen Kompressor für eine Fahrzeugklimaanlage Anwendung. 28 ist eine schematische Ansicht mit der Darstellung eines Kühlzyklus für die Fahrzeugklimaanlage.
Ein Kompressor 401 saugt ein Kühl- bzw. Kältemittel an und komprimiert es. Ein Kondensator 402 kühlt das von dem Kompressor 401 abgegebene Kühl- bzw. Kältemittel. Eine Druckreduzierungsvorrichtung 403 reduziert den Druck des aus dem Kondensator 402 ausströmenden Kühl- bzw. Kältemittels. Ein Verdampfer 404 verdampft das mittels der Druckreduzierungsvorrichtung 403 im Druck reduzierte Kühl- bzw. Kältemittel, wodurch das Kühl- bzw. Kältemittel Luft, die durch den Verdampfer 404 hindurchtritt, kühlen kann.
Hierbei wird bei der vorliegenden neunten Ausführungsform als Druckreduzierungsvorrichtung 403 ein thermostatisches Expansionsventil zum Einstellen des Öffnungsgrades derselben verwendet, sodass das Kühl- bzw. Kühlmittel an der Auslassseite des Verdampfers 404 eine vorbestimmte Überhitzung aufweist.
Eine Momentenübertragungsvorrichtung 410 nach Art einer Riemenscheibe überträgt eine Kraft von dem Fahrzeugmotor E/G über einen Keilriemen (nicht dargestellt) an den Kompressor 401. Nachfolgend wird die Momentenübertragungsvorrichtung 410 nach Art einer Riemenscheibe beschrieben.
29 ist ein Schnitt mit der Darstellung der Momentenübertragungsvorrichtung 410 nach Art einer Riemenscheibe. Ein metallischer Riemenscheibenkörper 411 besitzt V-förmige Nuten 411a zum Herumlegen eines Keilriemens. Der Riemen scheibenkörper 411 nimmt die Antriebskraft von dem Fahrzeugmotor E/G auf und läuft um.
Ein Radiallager 412 stützt den Riemenscheibenkörper 411 drehbar ab. Der äußere Laufring 412a des Radiallagers 412 ist im Presssitz in dem Riemenscheibenkörper 411 eingesetzt und an diesem befestigt, und ein zylindrischer Bereich, der in dem vorderen Gehäuse des Kompressors 401 ausgebildet ist, ist in den inneren Laufring 412b eingesetzt. Eine durch die Spannung des Keilriemens bewirkte Radiallast kann somit durch das vordere Gehäuse des Kompressors 401 aufgenommen werden, ohne durch die Welle des Kompressors 401 aufgenommen zu werden.
Eine zentrale Nabe 413 ist mit der Welle des Kompressors 401 verbunden und läuft zusammen mit der Welle um. Die zentrale Nabe 413 weist einen zylindrischen Bereich 413a mit einer zylindrischen, inneren Umfangsfläche, die zum Ankoppeln an äußeren Gewindegängen, die an der äußeren Umfangsfläche der Welle ausgebildet sind, mit inneren Gewindegängen ausgebildet ist, einen ringförmigen Bereich 413c, der mit mehreren Vorsprüngen 413b ausgebildet ist, die das von dem Riemenscheibenkörper 411 aus zugeführte Moment aufnehmen, und einen Flanschbereich 413d auf, der eine mechanische Verbindung zwischen dem ringförmigen Bereich 413c und dem zylindrischen Bereich 413a schafft, um das Moment von dem ringförmigen Bereich 413c an den zylindrischen Bereich 413a zu übertragen.
Der zylindrische Bereich 413a und der Flanschbereich 413d sind im Wege des Gießens aus Metall einstückig ausgebildet hergestellt, wobei der ringförmige Bereich 313c im Wege des Gießens aus einem Metall hergestellt ist und der ringförmige Bereich 413c im Wege des Gießens aus Kunststoff hergestellt ist und der Flanschbereich 413d und der ringförmige Bereich 413c im Wege des Einsetzgießens zusammenhängend hergestellt sind.
An demjenigen Bereich des Riemenscheibenkörpers 411, der dem ringförmigen Bereich 413c entspricht, sind mehrere Vorsprünge 411b zusammenhängend ausgebildet, dies derart, dass sie von dem Riemenscheibenkörper 411 in Richtung zu dem ringförmigen Bereich 413c hin vorstehen, wie in 30 dargestellt ist. Wenn der Riemenscheibenkörper 411 und die zentrale Nabe 413 an dem Kompressor 401 angebaut sind, sind die Vorsprünge 413b der zentralen Nabe 413 und die Vorsprünge 411b des Riemenscheibenkörpers 411 rund um die Welle herum in Umfangsrichtung abwechselnd positioniert.
In einem kastenförmigen Raum 411c, der zwischen den beiden Vorsprüngen 411b und 413b ausgebildet ist, ist ein Dämpfer 414 angeordnet, um das von dem Riemenscheibenkörper 411 aufgenommene Moment an die zentrale Nabe 413 zu übertragen. Der Dämpfer 414 ist aus einem elastisch deformierbaren Material (EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer-Gummi)) hergestellt.
Der Dämpfer 414 weist einen ersten Dämpfer 414a und einen zweiten Dämpfer 414b mit jeweiligen Bereichen nahezu parallel zu der Umfangsrichtung und mit unterschiedlichen Grüßen θ1, θ2 (θ1 > θ2) auf. Der erste und der zweite Dämpfer 414a, 414b sind als ein Satz in Umfangsrichtung angeordnet, und zwar mit mehreren solchen Sätzen. Bei der neunten Ausführungsform ist die umfangsseitige Größe θ1 des ersten Dämpfers 414a größer als die umfangsseitige Größe θ2 des zweiten Dämpfers 414b.
Bei der neunten Ausführungsform sind in Verbindung mit dem Raum 411c die umfangsseitige Größe Θ1 des Raums (nachfolgend bezeichnet als ”erster Raum 4111”), in dem der erste Dämpfer 414a untergebracht ist, und die umfangsseitige Größe Θ2 des Raums (nachfolgend bezeichnet als ”zweiter Raum 4112”), in dem der zweite Dämpfer 414b untergebracht ist, untereinander gleich. Vor der Zusammendrückungsdeformation des zweiten Dämpfers 414b ist die innere Wand 4112a des zweiten Raums 4112 über einen vorbestimmten Spalt δ von dem zweiten Dämpfer 414b in der Richtung der Zusammendrückungslast (Umfangsrichtung) beabstandet.
Andererseits steht der erste Dämpfer 414a mit der inneren Wand 4111a des ersten Raums 4112 in der Richtung der Zusammendrückungslast (Umfangsrichtung) in Berührung, und zwar bereits vor der Zusammendrückungsdeformation des zweiten Dämpfers 414b.
Ein Verbindungselement 414c verbindet zwei erste Dämpfer 414a und auch zwei zweite Dämpfer 414b.
Gemäß der neunten Ausführungsform ist vor der Zusammendrückungsdeformation des zweiten Dämpfers 414b die innere Wand 4112a das zweiten Raums 4112 über einen vorbestimmten Spalt δ von dem zweiten Dämpfer 414b in der Richtung der Zusammendrückungslast beabstandet. Wenn ein Moment an dem Riemenscheibenkörper 411 einwirkt und der Riemenscheibenkörper in Hinblick auf die zentrale Nabe 413 umläuft, erfährt ausschließlich der erste Dämpfer 414a eine Zusammendrückungsdeformation, bis sein relativer Drehwinkel α einen vorbestimmten relativen Drehwinkel α1 erreicht.
Wenn der erste Dämpfer 414a im Wege einer Zusammendrückung um eine vorbestimmte Größe oder mehr deformiert wird und der relative Drehwinkel α den vorbestimmten relativen Drehwinkel α1 erreicht, wird die Zusammendrückungslast auch an dem zweiten Dämpfer 414b ausgeübt, und werden sowohl der erste als auch der zweite Dämpfer 414a, 414b im Wege einer Zusammendrückung deformiert.
Somit besitzt die Beziehung zwischen dem relativen Drehwinkel α und dem von dem Riemenscheibenkörper 411 an die zentrale Nabe 413 übertragenen Moment eine nicht-lineare Charakteristik, dies derart, dass das Ausmaß k der Zusammendrückungsdeformation des Dämpfers 414, der den ersten und den zweiten Dämpfer 414a, 414b kombiniert, wenn der relative Drehwinkel α größer wird. Das Ausmaß k der Zusammendrückungsdeformation bedeutet das Ausmaß (ΔT/Δα) der Änderung des Übertragungsmoments T in Hinblick auf den Drehwinkel α.
In 31 gibt eine strichpunktierte Linie das Ausmaß k2 der Zusammendrückungsdeformation des zweiten Dämpfers 414b in Alleinstellung an. Bei der neunten Ausführungsform ist, weil die Größe θ1 des ersten Dämpfers 414a in Umfangsrichtung größer ist als θ2 des zweiten Dämpfer 414b, das Ausmaß k1 der Zusammendrückungsdeformation kleiner als das Ausmaß k2 2 der Zusammendrückungsdeformation.
Daher ist es gemäß der neunten Ausführungsform sogar dann, wenn ein großes Moment an der Momentenübertragungsvorrichtung 410 nach Art einer Riemenscheibe wirkt, möglich zu verhindern, dass der Dämpfer 414 seine Elastizitätsgrenze überschreitet, und ist es daher möglich, eine Veränderung des Moments bei Übertragung eines großen Moments ausreichend zu absorbieren.
(Zehnte Ausführungsform)
Bei der zehnten Ausführungsform sind, wie in 32 dargestellt ist, die ersten und die zweiten Dämpfer 414a, 414b je mit einem Loch 414d ausgebildet, dessen Querschnittsfläche in einem Querschnitt nahezu rechtwinklig zu der Richtung der Zusammendrückungslast verkleinert ist, sodass das Ausmaß k1 der Zusammendrückungsdeformation des ersten Dämpfers 414 in Alleinstellung und das Ausmaß k2 der Zusammendrückungsdeformation des zweiten Dämpfers 414b in Alleinstellung eine nicht-lineare Charakteristik besitzen.
Insbesondere mit dem in dem Dämpfer ausgebildeten Loch 414d fällt, wenn eine Zusammendrückungslast an dem Dämpfer 414 einwirkt, die bewirkt, dass der Dämpfer unter Zusammendrückung deformiert wird, und wenn die Größe der Zusammendrückungsdeformation klein ist, das Loch 414d zusammen, sodass die Stegbereiche 411e des Lochs 414d, die nahezu parallel zu der Richtung der Zusammendrückungslast verlaufen, eine Knickdeformation erfahren. Bei dem Zusammenfallen des Lochs 414d wird der Dämpfer 414 in einfacher Weise unter Zusammendrückung in der Richtung der Zusammendrückungslast deformiert.
In dem Falle schreitet die Knickdeformation unter einer kleinen Zusammendrückungslast im Vergleich mit der einfachen Zusammendrückungsdeformation fort, sodass das Ausmaß k der Zusammendrückungsdeformation nach dem Zusammenfallen des Lochs 414d groß wird im Vergleich mit demjenigen vor dem Zusammenfallen des Lochs 414d, wodurch eine nicht-lineare Charakteristik sogar in dem Fall der ersten und der zweiten Dämpfer 414a, 414b je in Alleinstellung geboten wird.
(Elfte Ausführungsform)
Bei der oben beschriebenen neunten und zehnten Ausführungsform ist die Größe θ1 des ersten Dämpfers 414a in Umfangsrichtung größer als θ2 des zweiten Dämpfer 414b, und sind die Größe θ1 in Umfangsrichtung des ersten Raums 4111 und die Größe Θ2 das zweiten Raums 4112 untereinander gleich groß gemacht. Vor der Zusammendrückungsdeformation des zweiten Dämpfer 414b ist die innere Wand 4112a des zweiten Raums 4112 mit einem vorbestimmten Spalt δ von dem zweiten Dämpfer 414b in der Richtung der Zusammendrückungslast beabstandet. Bei dieser elften Ausführungsform ist hierdurch eine umgekehrte Abmessungsbeziehung vorgesehen.
Insbesondere sind, wie in 33 dargestellt ist, die Größe θ1 des ersten Dämpfers 414a in Umfangsrichtung und die Größe θ2 des zweiten Dämpfers untereinander gleich gemacht, und ist die Größe Θ2 das zweiten Raums 4112 in Umfangsrichtung größer als die Größe Θ1 des ersten Raums 4111 gewählt. Vor der Zusammendrückungsdeformation des zweiten Dämpfers 414b ist die innere Wand 4112a des zweiten Raums 4112 um einen vorbestimmten Spalt δ von dem zweiten Dämpfer 414b in der Richtung der Zusammendrückungslast beabstandet.
Bei der elften Ausführungsform sind, weil die Größe θ1 des ersten Dämpfers 414a in Umfangsrichtung und die Größe θ2 des zweiten Dämpfers untereinander gleich gemacht sind, das Ausmaß k1 und das Ausmaß k2 der Zusammendrückungsdeformation des ersten und des zweiten Dämpfer 414a, 414b untereinander gleich.
(Zwölfte Ausführungsform)
Bei der oben beschriebenen neunten bis elften Ausführungsform sind die ersten und die zweiten Dämpfer 414a, 414b aus Gummi hergestellt. Dagegen ist bei der vorliegenden zwölften Ausführungsform der erste Dämpfer 414a durch eine metallische Schraubenfeder 414f gebildet, wie in 34 dargestellt ist. In der gleichen Figur ermöglicht ein Federsitz 414g einen guten Sitz der Schraubenfeder 414f.
Bei der oben beschriebenen neunten bis zwölften Ausführungsform ist der Dämpfer 414 aus Gummi (EPDM) hergestellt. Alternativ kann der Dämpfer 414 aus irgendeinem anderen Material, beispielsweise einem Elastomer, einem Kunststoff oder einem Metall, hergestellt sein.
Bei der oben beschriebenen neunten bis zwölften Ausführungsform findet die vorliegende Erfindung bei einer Momentenübertragungsvorrichtung 410 nach Art einer Riemenscheibe Anwendung, die ein Moment an den Kompressor 401 überträgt. Alternativ kann die vorliegende Erfindung bei irgendeiner anderen Momentenübertragungsvorrichtung Anwendung finden.
Bei der oben beschriebenen neunten bis zwölften Ausführungsform ist das Loch 414d ein Durchgangsloch. Alternativ kann das Loch 414d eine Aussparung o. dgl. sein, die kein Durchgangsloch ist.
Bei der oben beschriebenen neunten bis zwölften Ausführungsform ist der Dämpfer 414 aus zwei Dämpfern 414a und 414b zusammengesetzt. Alternativ kann der Dämpfer 414 aus drei Dämpfern zusammengesetzt sein
(Dreizehnte Ausführungsform).
Bei der dreizehnten Ausführungsform findet die vorliegende Erfindung bei einer Momentenübertragungsvorrichtung zum Übertragen einer Kraft von einem Fahrzeugmotor an einen Kompressor für eine Fahrzeugklimaanlage Anwendung. 39 ist eine schematische Ansicht mit der Darstellung eines Kühlzyklus für die Fahrzeugklimaanlage.
Ein Kompressor 501 saugt ein Kühl- bzw. Kältemittel an und komprimiert es. Ein Kondensator 502 kühlt das von dem Kompressor 501 abgegebene Kühl- bzw. Kältemittel. Eine Druckreduzierungsvorrichtung 503 reduziert den Druck des aus dem Kondensator 502 ausströmenden Kühl- bzw. Kältemittels. Ein Verdampfer 504 verdampft das mittels der Druckreduzierungsvorrichtung 503 im Druck reduzierte Kühl- bzw. Kältemittel, wodurch das Kühl- bzw. Kältemittel Luft, die durch den Verdampfer 504 hindurchtritt, kühlen kann.
Hierbei wird bei der vorliegenden dreizehnten Ausführungsform als Druckreduzierungsvorrichtung 503 ein thermostatisches Expansionsventil zum Einstellen des Öffnungsgrades derselben verwendet, sodass das Kühl- bzw. Kühlmittel an der Auslassseite des Verdampfers 504 eine vorbestimmte Überhitzung aufweist.
Eine Momentenübertragungsvorrichtung 510 nach Art einer Riemenscheibe überträgt eine Kraft von dem Fahrzeugmotor E/G über einen Keilriemen (nicht dargestellt) an den Kompressor 501. Nachfolgend wird die Momentenübertragungsvorrichtung 510 nach Art einer Riemenscheibe beschrieben.
36 ist ein Schnitt mit der Darstellung der Momentenübertragungsvorrichtung 510 nach Art einer Riemenscheibe. Ein metallischer Riemenscheibenkörper 511 besitzt V-förmige Nuten 511a zum Herumlegen eines Keilriemens. Der Riemenscheibenkörper 511 nimmt die Antriebskraft von dem Motor E/G auf und läuft um.
Ein Radiallager 512 stützt den Riemenscheibenkörper 511 drehbar ab. Der äußere Laufring 512a des Radiallagers 512 ist im Presssitz in dem Riemenscheibenkörper 511 eingesetzt und an diesem befestigt, und ein zylindrischer Bereich, der in dem vorderen Gehäuse des Kompressors 501 ausgebildet ist, ist in den inneren Laufring 512b eingesetzt. Eine durch die Spannung des Keilriemens bewirkte Radiallast kann somit durch das vordere Gehäuse des Kompressors 501 aufgenommen werden, ohne durch die Welle des Kompressors 501 aufgenommen zu werden.
Eine zentrale Nabe 513 ist mit der Welle des Kompressors 501 verbunden und läuft zusammen mit der Welle um. Die zentrale Nabe 513 weist einen zylindrischen Bereich 513a mit einer zylindrischen, inneren Umfangsfläche, die zum Ankoppeln an äußeren Gewindegängen, die an der äußeren Umfangsfläche der Welle ausgebildet sind, mit inneren Gewindegängen ausgebildet ist, einen ringförmigen Bereich 513c, der mit mehreren Vorsprüngen 513b ausgebildet ist, die das von dem Riemenscheibenkörper 511 aus zugeführte Moment aufnehmen, und einen Flanschbereich 513d auf, der eine mechanische Verbindung zwischen dem ringförmigen Bereich 513c und dem zylindrischen Bereich 513a schafft, um das Moment von dem ringförmigen Bereich 513c an den zylindrischen Bereich 513a zu übertragen.
Der zylindrische Bereich 513a und der Flanschbereich 513d sind im Wege des Gießens aus Metall einstückig hergestellt, während der ringförmige Bereich 513c im Wege des Gießens aus einem Kunststoff hergestellt ist und der Flanschbereich 513d und der ringförmige Bereich 513c im Wege des Einsetzgießens zusammenhängend hergestellt sind.
An demjenigen Bereich des Riemenscheibenkörpers 511, der dem ringförmigen Bereich 513c entspricht, sind mehrere Vorsprünge 511b zusammenhängend ausgebildet, dies derart, dass sie von dem Riemenscheibenkörper 511 in Richtung zu dem ringförmigen Bereich 513c hin vorstehen, wie in 37 dargestellt ist. Wenn der Riemenscheibenkörper 511 und die zentrale Nabe 513 an dem Kompressor 501 angebaut sind, sind die Vorsprünge 513b der zentralen Nabe 513 und die Vorsprünge 511b des Riemenscheibenkörpers 511 rund um die Welle herum in Umfangsrichtung abwechselnd positioniert.
Ein Dämpfer 514 zum Übertragen des von dem Riemenscheibenkörper 511 aufgenommenen Moments an die zentrale Nabe 513 ist innerhalb eines kastenförmigen Raums 511c angeordnet, der zwischen den beiden Vorsprüngen 511b und 513b ausgebildet ist. Der Dämpfer 514 ist aus einem elastisch deformierbaren Material (EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer-Gummi)) hergestellt.
Der Dämpfer 514 weist einen ersten Deformationsbereich 514a, der dann, wenn der Riemenscheibenkörper 511 zum Antrieb des Kompressors 501 in der Richtung (nachfolgend bezeichnet als ”Vorwärts-Richtung (Richtung des Pfeils)”) der Umlaufbewegung mit Bezug auf die zentrale Nabe 513 umläuft, das Moment von dem Vorsprüngen 511b des Riemenscheibenkörpers 511 aus an die Vorsprünge 513b der zentralen Nabe 513 bei Deformationen unter Zusammendrückung unter einer Zusammendrückungslast überträgt, und einen zweiten Deformationsbereich 514b auf, der dann, wenn der Riemenscheibenkörper 511 in der Richtung (nachfolgend bezeichnet als ”Rückwärts-Richtung”) entgegengesetzt zu der Vorwärts-Richtung mit Bezug auf die zentrale Nabe 513 umläuft, unter Zusammendrückung unter einer Zusammendrückungslast deformiert wird. Der erste und der zweite Deformationsbereich 514a, 514b sind als ein Satz über ein Verbindungselement 514d miteinander verbunden. Mehrere solche Sätze von Deformationsbereichen sind in Umfangsrichtung angeordnet, wobei die Deformationsbereiche jedes Satzes über das Verbindungselement 514d verbunden ist.
Bei dem Dämpfer 514 ist der Endbereich 514c in einer Richtung nahezu parallel zu der Richtung der Zusammendrückungslast, die an dem Dämpfer 514 wirkt, eingezogen bzw. verjüngt, damit die Querschnittsfläche in Richtung zu seiner vorderen Endseite hin kleiner ist. Daher ist, wenn eine Zusammendrückungslast an dem Dämpfer 514 wirkt, ein Spalt 515 zwischen dem inneren Wandbereich 511d des Raums 511c, welcher Bereich nahezu parallel zu der Richtung der Zusammendrückungslast verläuft, und dem Dämpfer 514 ausgebildet.
Bei der dreizehnten Ausführungsform ist der Endbereich 514c des Dämpfer 514 verjüngt bzw. eingezogen, sodass seine Querschnittsfläche in Richtung zu seiner vorderen Seite hin kleiner ist, wodurch es ermöglicht ist, dass der Spalt 515 zwischen der Innenwand des Raums 511c und dem Dämpfer 514 gebildet ist, wenn eine keine Zusammendrückungslast an dem Dämpfer 514 wirkt. Daher erfährt, wenn der relative Drehwinkel θ des Riemenscheibenkörpers 511 in Hinblick auf die zentrale Nabe 513 kleiner ist als der vorbestimmte Drehwinkel θ1, der Dämpfer 514 eine Zusammendrückungsdeformation, sodass die Querschnittsfläche des Dämpfer 514 nahezu rechtwinklig zu der Richtung der Zusammendrückungslast zunimmt. Wenn der relative Drehwinkel θ nicht kleiner als der vorbestimmte Drehwinkel θ1 ist, erfährt der Dämpfer 514 eine Zusammendrückungsdeformation in einem Zustand, der eine Vergrößerung der Querschnittsfläche durch die innere Wand 511d des Raums 511c unterbindet.
In dem Fall, bei dem der Dämpfer 514 eine Zusammendrückungsdeformation erfährt, um seine Querschnittsfläche zu vergrößern, ist die Freiheit der Deformation größer als in dem Fall, bei dem der Dämpfer eine Zusammendrückungsde formation in dem Zustand der Unterbindung einer Vergrößerung der Querschnittsfläche durch den Raum 511c erfährt, sodass das Ausmaß der Änderung (nachfolgend bezeichnet als ”Elastizitätsmodul k”) der Zusammendrückungslast in Hinblick auf den relativen Drehwinkel θ bei der Zusammendrückungsdeformation, die mit einer Vergrößerung der Querschnittsfläche verbunden ist, kleiner ist als der Elastizitätsmodul k bei der Zusammendrückungsdeformation in dem Zustand der Unterbindung der Vergrößerung der Querschnittsfläche.
Somit erfährt, wenn der relative Drehwinkel θ kleiner als der vorbestimmte Drehwinkel θ1 ist, der Dämpfer 514 eine Zusammendrückungsdeformation, sodass die Berührungsfläche zwischen dem Raum 511c und dem Dämpfer 514 zunimmt, wenn der relative Drehwinkel θ zunimmt. Somit erreicht der Dämpfer 514 eine nicht-lineare Charakteristik derart, dass der Elastizitätsmodul k umso größer ist, je größer der relative Drehwinkel θ ist.
Daher kann gemäß der dreizehnten Ausführungsform sogar dann, wenn ein großes Moment an der Momentenübertragungsvorrichtung 510 nach Art einer Riemenscheibe ausgeübt wird, verhindert werden, dass der Dämpfer 514 seine Elastizitätsgrenze überschreitet, und ist es daher möglich, eine Änderung des Moments bei Übertragung eines großen Moments ausreichend zu absorbieren.
Ein Mittel zur Erreichung der nicht-linearen Charakteristik des Dämpfers 514 kann in der Ausbildung eines Lochs in dem Dämpfer bestehen. Mit diesem Mittel wird jedoch der Krümmungsradius des Lochs kleiner, wenn das Loch unter einer Zusammendrückungsdeformation des Dämpfer 514 zusammenfällt, sodass eine Konzentration der Beanspruchung auftreten kann und der Dämpfer 514 reißen kann.
Andererseits ist es, da bei dieser Ausführungsform die nicht-lineare Charakteristik ohne Ausbildung eines Lochs in dem Dämpfer 514 erreicht wird, schwierig, dass eine Konzentration der Beanspruchung in dem Dämpfer auftritt, und ist es daher schwierig, dass sich ein Riss in dem Dämpfer entwickelt.
Bei der oben beschriebenen dreizehnten Ausführungsform ist die vordere Endseite 514c des Dämpfer 514 verjüngt bzw. eingezogen, und ist der Spalt 515 ausschließlich an der vorderen Endseite 514c des Dämpfer ausgebildet. Jedoch ist die Position des Spalts 515 nicht auf die vordere Endseite 514c des Dämpfers 514 beschränkt (siehe 37). Bei der vorliegenden Erfindung wird, wenn der relative Drehwinkel θ klein ist, der Dämpfer 514 im Wege einer Zusammendrückung deformiert, sodass der Spalt 515 aufgefüllt wird, wodurch die Freiheit der Deformation des Dämpfers 514 begünstigt wird und der Elastizitätsmodul k klein gemacht wird. Beispielsweise kann ein Spalt 515a auch in einem Endbereich an einer der verjüngten vorderen Endseite 514c gegenüberliegenden Seite ausgebildet sein, wie in 39 dargestellt ist. Weiter kann ohne Verjüngung des Dämpfers 514 der Raum 511c an der vorderen Endseite 514c des Dämpfer 514 zur Bildung des Spalts 515 erweitert sein.
Bei der oben beschriebenen dreizehnten Ausführungsform ist der Dämpfer 514 aus Gummi (EPDM) hergestellt. Alternativ kann der Dämpfer 514 aus irgendeinem anderen Material, beispielsweise einem Elastomer, einem Harz oder einem Metall, hergestellt sein.
Bei der oben beschriebenen dreizehnten Ausführungsform findet die vorliegende Erfindung bei einer Momentenübertragungsvorrichtung 510 nach Art einer Riemenscheibe Anwendung, die ein Moment an den Kompressor 501 überträgt. Alternativ kann die vorliegende Erfindung bei irgendeiner anderen Momentenübertragungsvorrichtung Anwendung finden.
Bei der oben beschriebenen dreizehnten Ausführungsform ist der Dämpfer 514 so ausgebildet, dass der Spalt 515 bei Betrachtung in der Richtung der Drehachse der Momentenübertragungsvorrichtung 510 nach Art einer Riemenscheibe ausgebildet ist. Alternativ können, wie in 40A und 40B dargestellt ist, der Dämpfer 514 oder der Raum 511c so gestaltet sein, dass der Spalt 515 bei Betrachtung in einer Richtung rechtwinklig zu der Richtung der Drehachse der Momentenübertragungsvorrichtung 510 nach Art einer Riemenscheibe gebildet ist.

Claims

Momentenübertragungsvorrichtung (310) zur Übertragung eines Moments von einer Antriebsquelle (E/G) an eine Drehvorrichtung (301), umfassend: – einen ersten Rotor (311), – der bei Aufnahme des Moments von der Antriebsquelle (E/G) umläuft; – einen zweiten Rotor (313), – der mit einem Drehbereich der Drehvorrichtung (301) verbunden ist und – zusammen mit dem Drehbereich umläuft, – wobei der zweite Rotor (313) koaxial zu dem ersten Rotor (311) angeordnet ist; – ein elastisch deformierbares Momentenübertragungselement (314), – das zusammengedrückt wird, um das Moment, das der erste Rotor (311) aufgenommen hat, an den zweiten Rotor (313) zu übertragen, – wobei das Momentenübertragungselement (314) so ausgebildet ist, – dass das Änderungsausmaß (K) des Übertragungsmoments (T) des elastisch deformierbaren Momentenübertragungselements (314) in Hinblick auf den relativen Drehwinkel (θ) in Vorwärts-Richtung des ersten Rotors (311) oberhalb eines ersten vorbestimmten Winkels (θ1) größer ist, als das Änderungsausmaß (K) des Übertragungsmoments (T) des elastisch deformierbaren Momentenübertragungselement (314) unterhalb eines zweiten vorbestimmten Winkels (θ2) in Rückwärts-Richtung ist, – wobei der zweite Winkel (θ2) kleiner als der erste vorbestimmte Winkel (θ1) ist.
Momentenübertragungsvorrichtung (310) gemäß Anspruch 1, wobei das Momentenübertragungselement (314) einen ersten Deformationsbereich (314a), der eine Zusammendrückungsdeformation erfährt, wenn der erste Rotor (311) in Vorwärts-Richtung in Hinblick auf den zweiten Rotor (313) umläuft, und einen zweiten Deformationsbereich (314b) aufweist, der eine Zusammendrückungsdeformation erfährt, wenn der erste Rotor (311) in Rückwärts-Richtung in Hinblick auf den zweiten Rotor (313) umläuft, und der zweite Deformationsbereich (314b) ein Loch (314d) zur Verkleinerung der Querschnittsfläche in einem Querschnitt nahezu rechtwinklig zu der Richtung der Last aufweist.
Momentenübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei der erste Deformationsbereich (314a) derart ausgebildet ist, dass dann, wenn der relative Drehwinkel (θ) zunimmt, das Änderungsausmaß (K) zunimmt.
Momentenübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei eine Vielzahl von Momentenübertragungselementen (314) in Umfangsrichtung angeordnet ist und die mehreren Momentenübertragungselemente (314) über ein Verbindungselement (314g) verbunden sind.
Momentenübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Momentenübertragungselement (314) aus Gummi oder einem Elastomer hergestellt ist.
Momentenübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 zum Antrieb in einer Drehrichtung bei Aufnahme des Moments von der Antriebsquelle (E/G) über ein zwischen dem ersten Rotor (311) und der Antriebsquelle (E/G) angeordnetes Element, ferner umfassend: ein Radiallager (312), das zwischen dem ersten Rotor (311) und einem Stützelement angeordnet ist, welches den ersten Rotor (311) drehbar auf dem Stützelement drehbar trägt, wobei der erste Rotor (311) einen äußeren ringförmigen Abschnitt, einen inneren ringförmigen Abschnitt, der von dem äußeren ringförmigen Abschnitt einwärts beabstandet ist, und eine Mehrzahl von Vorsprüngen (311b) enthält, welche sich radial und einwärts von dem äußeren ringförmigen Abschnitt zu dem inneren ringförmigen Abschnitt erstrecken und sich im Wesentlichen in axialer Richtung erstrecken; der zweite Rotor (313) eine Mehrzahl von Vorsprüngen (313b) enthält, die sich alle in axialer Richtung erstrecken und jeweils zwischen zwei der Vorsprünge (311b) des ersten Rotors angeordnet sind; das Momentenübertragungselement (314) einen ersten Deformationsbereich (314a) und einen zweiten Deformationsbereich (314b) enthält, die beide elastisch in der Drehrichtung deformierbar sind und jeweils zwischen einem Vorsprung (311b) des ersten Rotors (311) und einem Vorsprung (313b) des zweiten Rotors (313) angeordnet sind.
Momentenübertragungsvorrichtung (310) gemäß Anspruch 6, wobei der erste und der zweite Deformationsabschnitt (314a, 314b) eine nicht-lineare Charakteristik aufweist; der erste und der zweite Deformationsabschnitt (314a, 314b) jeweils bezüglich der Drehrichtung auf gegenüberliegenden Seiten von einem der Vorsprünge (311b) des ersten Rotors (311) angeordnet sind; der erste und der zweite Deformationsabschnitt (314a, 314b) durch ein Verbindungselement (314c) miteinander verbunden sind, welches axial zwischen dem zweiten Rotor (313) und dem einen Vorsprung (311b) auf einer Axialseite des Vorsprungs (311b) positioniert ist.
Momentenübertragungsvorrichtung (310) gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei das Momentenübertragungselement (314) aus Gummi oder Elastomer hergestellt ist, und im Betrieb durch Biegedeformation infolge von Moment in der Drehrichtung deformiert wird, welches kleiner als ein vorbestimmtes Moment ist, und durch Zusammendrückdeformation infolge von Moment in der Drehrichtung deformiert wird, welches größer als das vorbestimmte Moment ist, wobei das Deformationsausmaß der Biegedeformation größer als das Deformationsausmaß der Zusammendrückdeformation ist.
Momentenübertragungsvorrichtung (310) gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei das Momentenübertragungselement (314) aus Gummi oder Elastomer hergestellt ist, und im Betrieb der zweite Deformationsabschnitt (314b) durch Biegedeformation infolge von Moment in der Drehrichtung deformiert wird, welches kleiner als ein vorbestimmtes Moment ist; und der erste Deformationsabschnitt (314a) durch Zusammendrückdeformation infolge von Moment in der Drehrichtung deformiert wird, welches größer als das vorbestimmte Moment ist; wobei das Deformationsausmaß des zweiten Deformationsabschnitts (314b) größer als das Deformationsausmaß des ersten Deformationsabschnitts (314a) ist.
Momentenübertragungsvorrichtung (310) gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei das Momentenübertragungselement (314) aus Gummi oder Elastomer hergestellt ist; der zweite Deformationsabschnitt (314b) in einem ersten Deformationsausmaß durch Biegedeformation infolge von einem Moment in der Drehrichtung deformiert wird; und der erste Deformationsabschnitt (314a) in einem zweiten Deformationsausmaß durch Zusammendrückdeformation infolge von einem Moment in der Drehrichtung deformiert wird, wobei das erste Ausmaß mehr als das zweite Ausmaß mit Erhöhung des Moments in der Drehrichtung erhöht wird, wobei das erste Ausmaß stets größer als das zweite Ausmaß ist.
Momentenübertragungsvorrichtung (310) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Momentenübertragungselement (314) im Betrieb frei von Radiallast ist.
Momentenübertragungsvorrichtung (310) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das zwischen dem ersten Rotor (311) und der Antriebsquelle (E/G) angeordnete Element ein Keilriemen ist.
Momentenübertragungsvorrichtung (310) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Stützelement ein Gehäuse der Drehvorrichtung (301) ist.
Momentenübertragungsvorrichtung (310) gemäß Anspruch 13, wobei die Drehvorrichtung (301) ein Kompressor ist.
Momentenübertragungsvorrichtung (310) gemäß irgendeinem der Ansprüche 6 bis 14, wobei der erste und der zweite Deformationsabschnitt (314a, 314b) in jeweils entgegengesetzten Richtungen verjüngt zulaufend ausgebildet sind.
Momentenübertragungsvorrichtung (310) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der zweite Rotor (313) ferner einen Momentenbegrenzungsmechanismus enthält, welcher Übertragung des Moments von dem ersten Rotor (311) zu der Dreheinrichtung (301) verhindert, wenn das von dem ersten Rotor (311) auf den Momentenbegrenzungsmechanismus übertragene Moment ein vorbestimmtes Moment erreicht; und der Momentenbegrenzungmechanismus derart angeordnet ist, dass eine axiale Erstreckung des Momentenbegrenzungsmechanismus innerhalb einer axialen Erstreckung des ersten Rotors (311) ist.