DE102019131969A1

DE102019131969A1 - Ausgleichswelle

Info

Publication number: DE102019131969A1
Application number: DE102019131969.2A
Authority: DE
Inventors: Shunji MORIHIRO
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2019-11-26
Publication date: 2020-06-25
Also published as: JP2020101201A; US20200200250A1; CN111350790A; US11149835B2; CN111350790B

Abstract

Eine Ausgleichswelle umfasst einen Wellenkörper, ein angetriebenes Zahnrad bzw. Abtriebsrad, ein feststehendes Element, das am Wellenkörper befestigt ist, und ein elastisches Element, das zwischen dem Abtriebsrad und dem feststehenden Element angeordnet ist. Aus dem Abtriebsrad ragt ein Vorsprung heraus. Das feststehende Element enthält eine Aufnahmevertiefung bzw. -aussparung, die den Vorsprung aufnimmt. Das elastische Element ist in der Aufnahmevertiefung neben dem Vorsprung angeordnet. Der Vorsprung umfasst eine Anlageseitenfläche, die ein äußeres Ende aufweist. Das äußere Ende und das elastische Element sind in Umfangsrichtung um einen ersten Abstand voneinander beabstandet, wenn die Anlageseitenfläche und das elastische Element aneinander anliegen, ohne das elastische Element elastisch zu verformen. Der erste Abstand ist größer als ein Maximalwert eines elastischen Verformungsbetrags des elastischen Elements in Umfangsrichtung, wenn das elastische Element zwischen dem Vorsprung und einer Wand der Aufnahmevertiefung gedrückt wird.

Description

TECHNISCHER HINTERGRUND
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ausgleichswelle.
Die japanische Offenlegungsschrift JP 2010-101473 A offenbart einen Verbrennungsmotor, der eine Ausgleichswelle verwendet, um die Vibrationen des Motors zu reduzieren. Die Ausgleichswelle umfasst einen stabförmigen Wellenkörper. Eine Ausgleichsmasse bzw. Unwucht ist mit dem Wellenkörper gekoppelt. Der Schwerpunkt der Ausgleichsmasse befindet sich an einer von der Mittelachse des Wellenkörpers beabstandeten Stelle. Ein ringförmiges angetriebenes Zahnrad bzw. Abtriebsrad, das von einer Kurbelwelle gedreht und angetrieben wird, ist zu einer Seite der Ausgleichsmasse in axialer Richtung des Wellenkörpers hin angeordnet. Das Abtriebsrad hat eine Durchgangsbohrung, die den Wellenkörper aufnimmt. Das Abtriebsrad ist relativ zum Wellenkörper drehbar. Das Abtriebsrad hat eine Endfläche, die zu einer Seite in axialer Richtung hin angeordnet ist, und Vorsprünge, die von der Endfläche vorstehen. Die Vorsprünge sind in Intervallen in Umfangsrichtung angeordnet.
Ein festes bzw. feststehendes Element ist in axialer Richtung des Wellenkörpers zu einer Seite des Abtriebsrads hin angeordnet. Das feststehende Element ist am Wellenkörper befestigt und wird integral mit dem Wellenkörper gedreht. Das feststehende Element umfasst Aussparungen bzw. Vertiefungen, die in axialer Richtung des Wellenkörpers zu einer Seite hin vertieft sind, um die Vorsprünge des Abtriebsrads aufzunehmen. Die Vertiefungen sind in Intervallen in Umfangsrichtung angeordnet. Die Anzahl der Vertiefungen ist gleich der Anzahl der Vorsprünge. In jeder Vertiefung ist neben dem entsprechenden Vorsprung ein elastisches Element in Umfangsrichtung untergebracht.
Wenn sich die Rotationsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl der Kurbelwelle ändert, wird das elastische Element zwischen dem Vorsprung des Abtriebsrads und der Wand der Vertiefung im feststehenden Element gedrückt bzw. gepresst. Dadurch wird das elastische Element elastisch verformt. Wenn sich in diesem Fall die Kraft vom Abtriebsrad an einer bestimmten Stelle im elastischen Element konzentriert, kann das elastische Element an dieser Stelle reißen.
KURZFASSUNG
Diese Kurzfassung dient zur Vorstellung einer Auswahl von Konzepten in vereinfachter Form, die weiter unten in der detaillierten Beschreibung beschrieben werden. Diese Kurzfassung soll weder die Hauptmerkmale oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Gegenstandes identifizieren, noch soll sie als Hilfe bei der Bestimmung des Umfangs des beanspruchten Gegenstandes dienen.
Gemäß einem allgemeinen Aspekt umfasst eine Ausgleichswelle einen Wellenkörper, an dem eine Ausgleichsmasse befestigt ist. Ein Abtriebsrad, durch das der Wellenkörper eingesetzt ist, ist so konfiguriert, dass es relativ zum Wellenkörper drehbar ist. Ein festes bzw. feststehendes Element ist am Wellenkörper befestigt und so konfiguriert, dass es integral mit dem Wellenkörper drehbar ist. Ein elastisches Element ist zwischen dem Abtriebsrad und dem feststehenden Element angeordnet und ist so konfiguriert, dass es das das von einem von dem Abtriebsrad und dem feststehenden Element eingebrachte Drehmoment auf das andere von dem Abtriebsrad und dem feststehenden Element überträgt. Das Abtriebsrad umfasst eine Endfläche, die in axialer Richtung des Wellenkörpers zu einer Seite hin angeordnet ist, und einen Vorsprung, der von der Endfläche des Abtriebsrads in axialer Richtung zu der einen Seite hin vorsteht. Das feststehende Element umfasst eine Aufnahmevertiefung, die in axialer Richtung zu der einen Seite hin vertieft ist, um den Vorsprung aufzunehmen. Das elastische Element ist in der Aufnahmevertiefung neben dem Vorsprung in Umfangsrichtung des Wellenkörpers angeordnet. Der Vorsprung umfasst eine sich in axialer Richtung erstreckende Anlageseitenfläche, und das elastische Element kann an der Anlageseitenfläche anliegen. Die Anlageseitenfläche umfasst ein Ende in axialer Richtung, das ein äußeres Ende definiert. Das äußere Ende und das elastische Element sind in Umfangsrichtung um einen ersten Abstand voneinander beabstandet, wenn die Anlageseitenfläche und das elastische Element aneinander anliegen, ohne das elastische Element elastisch zu verformen. Der erste Abstand ist größer als ein Maximalwert eines elastischen Verformungsbetrags des elastischen Elements in Umfangsrichtung, wenn das elastische Element zwischen dem Vorsprung und einer Wand der Aufnahmevertiefung gedrückt wird.
Gemäß einem weiteren allgemeinen Aspekt umfasst eine Ausgleichswelle einen Wellenkörper, an dem eine Ausgleichsmasse befestigt ist. Ein Abtriebsrad, durch das der Wellenkörper eingesetzt ist, ist so konfiguriert, dass es relativ zum Wellenkörper drehbar ist. Von einer Endfläche des Abtriebsrads steht ein Vorsprung zu einer Seite in axialer Richtung des Wellenkörpers vor. Ein elastisches Element befindet sich in Umfangsrichtung des Wellenkörpers neben dem Vorsprung. Ein festes bzw. feststehendes Element ist, vom Abtriebsrad aus gesehen, auf der einen Seite in axialer Richtung angeordnet. Das feststehende Element ist am Wellenkörper befestigt. Das feststehende Element umfasst eine Aufnahmevertiefung, die zumindest einen Teil des Vorsprungs und des elastischen Elements aufnimmt. Das feststehende Element ist so konfiguriert, dass es integral mit dem Wellenkörper drehbar ist. Der Vorsprung umfasst eine sich in axialer Richtung erstreckende Anlageseitenfläche. Wenn das Abtriebsrad gedreht wird, liegt die Anlageseitenfläche des Vorsprungs an dem elastischen Element an und drückt das elastische Element gegen eine Wand der Aufnahmevertiefung, um das Drehmoment vom Abtriebsrad auf das feststehende Element zu übertragen. Die Anlageseitenfläche umfasst einen basalen Endbereich, der sich an die Endfläche des Abtriebsrads anschließt, einen Zwischenbereich, der sich an den basalen Endbereich anschließt, und einen distalen Endbereich, der sich an den Zwischenbereich anschließt. Der distale Endbereich der Anlageseitenfläche umfasst ein äußeres Ende auf der einen Seite in axialer Richtung. Das äußere Ende und das elastische Element sind in Umfangsrichtung um einen ersten Abstand voneinander beabstandet, wenn der Zwischenbereich der Anlageseitenfläche und das elastische Element aneinander anliegen, ohne das elastische Element elastisch zu verformen. Der erste Abstand ist so eingestellt, dass das elastische Element nicht am äußeren Ende anliegt, auch wenn das elastische Element um einen maximalen Betrag elastisch verformt wird.
Weitere Merkmale und Aspekte werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen ersichtlich.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung, die eine Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors zeigt.
2 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die einen Abschnitt einer Ausgleichswelle zeigt, der zu einer Seite in axialer Richtung hin angeordnet ist.
3 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die einen Abschnitt der Ausgleichswelle zeigt, der zu einer Seite in axialer Richtung hin angeordnet ist.
4 ist eine Draufsicht auf die Ausgleichswelle von einer Seite in axialer Richtung.
5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 5-5 in 4.

In den Zeichnungen und der detaillierten Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente. Die Zeichnungen sind möglicherweise nicht maßstabsgetreu, und die relative Größe, die Proportionen und die Darstellung der Elemente in den Zeichnungen können aus Gründen der Klarheit, Veranschaulichung und Bequemlichkeit übertrieben sein.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Diese Beschreibung bietet ein umfassendes Verständnis der beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und/oder Systeme. Modifikationen und Äquivalente der beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und/oder Systeme sind für einen Fachmann offensichtlich. Reihenfolgen von Vorgängen sind beispielhaft und können so verändert werden, wie es für einen Fachmann offensichtlich ist, mit Ausnahme von Vorgängen, die notwendigerweise in einer bestimmten Reihenfolge stattfinden. Beschreibungen von Funktionen und Konstruktionen, die dem Fachmann geläufig sind, können weggelassen werden.
Beispielhafte Ausführungsformen können unterschiedliche Formen haben und sind nicht auf die beschriebenen Beispiele beschränkt. Die beschriebenen Beispiele sind jedoch gründlich und vollständig und vermitteln dem Fachmann den vollen Umfang der Erfindung.
Eine Ausführungsform einer Ausgleichswelle wird nun anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese Ausführungsform ist ein Beispiel für einen Reihen-Vierzylinder-Verbrennungsmotor, und die Ausgleichswelle ist für die Verwendung mit einem solchen Verbrennungsmotor vorgesehen. In dieser Beschreibung wird die eine Seite in axialer Richtung des Wellenkörpers 22 auch als erste Seite in axialer Richtung bezeichnet und die andere Seite in axialer Richtung des Wellenkörpers 22 auch als zweite Seite in axialer Richtung bezeichnet.
Zunächst wird die Struktur um eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors beschrieben. Unter Bezugnahme auf 1 ist eine Kurbelwelle 100 am unteren Ende eines Zylinderblocks 110 des Verbrennungsmotors angeordnet. Die Kurbelwelle 100 umfasst Lagerzapfen 102, die koaxial zur Kurbelwelle 100 angeordnet sind, Kurbelzapfen 104, die mit in Zylindern hin- und hergehenden Kolben gekoppelt sind, und Kurbelarme 106, die die Lagerzapfen 102 und die Kurbelzapfen 104 verbinden. Die Kurbelwelle 100 ist wiederholt gebogen und erstreckt sich insgesamt in der gleichen Richtung. Die Lagerzapfen 102 der Kurbelwelle 100 sind durch den Zylinderblock 110 und einen Kurbelwellenlagerdeckel 112, der am Zylinderblock 110 befestigt ist, drehbar gelagert. In dieser Ausführungsform umfasst der Verbrennungsmotor vier Sätze bestehend aus einem Lagerzapfen 102, einem Kurbelzapfen 104 und einem Paar von Kurbelarmen 106, wobei jeder Satz einem der vier Zylinder des Verbrennungsmotors entspricht. Zusätzlich zu den oben beschriebenen vier Sätzen ist ein Lagerzapfen 102 an einem Ende der Kurbelwelle 100 angeordnet. Die Anzahl der Lagerzapfen 102 ist also um eins höher als die Anzahl der Zylinder.
Ein Antriebsrad 108, das in der Draufsicht kreisförmig ist, ist mit der Kurbelwelle 100 gekoppelt. Das Antriebszahnrad 108 befindet sich zwischen einem dritten und einem vierten der vier Sätze aus Lagerzapfen 102 und dergleichen von dem zur zweiten Seite hin gelegenen Ende in axialer Richtung der Kurbelwelle 100. Das Antriebszahnrad 108 ist an dem entsprechenden Lagerzapfen 102 befestigt und wird zusammen mit dem Lagerzapfen 102 gedreht. An der äußeren Umfangsfläche des Antriebsrads 108 sind Zähne ausgebildet.
Eine Ausgleichsvorrichtung 10 ist unterhalb der Kurbelwelle 100 im Verbrennungsmotor angeordnet, um die Vibrationen des Verbrennungsmotors zu reduzieren. Die Ausgleichsvorrichtung 10 umfasst ein Gehäuse 12, das als Ganzes kastenförmig ist. Das Gehäuse 12 ist mit Schrauben oder dergleichen am unteren Ende des Zylinderblocks 110 befestigt. Eine erste Ausgleichswelle 20 und eine zweite Ausgleichswelle sind im Gehäuse 12 untergebracht. 1 zeigt einen Teil des Gehäuses 12 und zeigt nicht die zweite Ausgleichswelle.
Die erste Ausgleichswelle 20 umfasst einen Wellenkörper 22, der insgesamt stangenförmig ist. Die Mittelachse des Wellenkörpers 22 ist parallel zur Mittelachse der Kurbelwelle 100. Der Wellenkörper 22 wird vom Gehäuse 12 drehbar gelagert. Der Wellenkörper 22 umfasst ein Ende, das sich im Gehäuse 12 befindet, und ein anderes Ende, das sich durch eine Außenwand des Gehäuses 12 erstreckt.
Ein Verbindungsrad 24, das in der Draufsicht kreisförmig ist, ist an der Umfangsfläche des Wellenkörpers 22 befestigt. In der axialen Richtung des Wellenkörpers 22 (nachfolgend einfach als axiale Richtung bezeichnet) ist das Verbindungsrad 24 von der Mitte des Wellenkörpers 22 zur zweiten Seite (linke Seite in 1) hin angeordnet. Die Mittelachse des Verbindungsrades 24 fällt mit der Mittelachse des Wellenkörpers 22 zusammen. An der äußeren Umfangsfläche des Verbindungsrades 24 sind Zähne ausgebildet. Das Verbindungsrad 24 ist am Wellenkörper 22 befestigt und wird integral mit dem Wellenkörper 22 gedreht.
Eine Ausgleichsmasse bzw. Unwucht 26 ist an der Umfangsfläche des Wellenkörpers 22 zur ersten Seite in axialer Richtung vom Verbindungsrad 24 aus befestigt. Die Ausgleichsmasse 26 hat in der Draufsicht in axialer Richtung die Form eines Kreissektors. Die Ausgleichsmasse 26 ist an der Umfangsfläche des Wellenkörpers 22 so befestigt, dass der kleinere Abschnitt des Kreissektors näher an der Achse des Wellenkörpers 22 liegt. Dadurch liegt der Schwerpunkt der Ausgleichsmasse 26 an einer von der Mittelachse des Wellenkörpers 22 entfernten Stelle.
Ein Kraftübertragungsmechanismus 30 ist an der äußeren Umfangsfläche des Wellenkörpers 22 zur ersten Seite in axialer Richtung von der Ausgleichsmasse 26 angeordnet, um die Drehkraft der Kurbelwelle 100 auf den Wellenkörper 22 zu übertragen. Der Kraftübertragungsmechanismus 30 wird später ausführlich beschrieben.
Die zweite Ausgleichswelle ist neben der ersten Ausgleichswelle 20 angeordnet. Die erste Ausgleichswelle 20 und die zweite Ausgleichswelle verlaufen parallel zueinander. Die zweite Ausgleichswelle hat den gleichen Aufbau wie die erste Ausgleichswelle 20, mit der Ausnahme, dass die zweite Ausgleichswelle nicht den Kraftübertragungsmechanismus 30 umfasst. Die zweite Ausgleichswelle umfasst ein Verbindungsrad, das mit dem Verbindungsrad 24 der ersten Ausgleichswelle 20 in Eingriff steht. Dementsprechend wird die Drehung der Kurbelwelle 100 auf die erste Ausgleichswelle 20 übertragen. Diese dreht die erste Ausgleichswelle 20 zusammen mit der zweiten Ausgleichswelle.
Der Kraftübertragungsmechanismus 30 wird nun beschrieben.
Wie in 2 und 3 gezeigt, umfasst der Kraftübertragungsmechanismus 30 ein Abtriebsrad 40, das vom Antriebsrad 108 gedreht und angetrieben wird. Gemäß 2 ist das Abtriebsrad 40 ein außenverzahntes Rad. Eine Durchgangsbohrung 42 verläuft durch die Mitte des Abtriebsrads 40. Der Wellenkörper 22 ist durch die Durchgangsbohrung 42 des Abtriebsrads 40 eingesetzt. Die Mittelachse des Abtriebsrads 40 fällt mit der Mittelachse des Wellenkörpers 22 zusammen. In dieser Ausführungsform ist die Innenseite des Abtriebsrads 40 in radialer Richtung des Wellenkörpers 22 (nachfolgend einfach als radiale Richtung bezeichnet) aus einem Metall geformt, und die Zähne, die den Abschnitt an der Außenseite des Abtriebsrads 40 in radialer Richtung bilden, sind aus einem Harz geformt.
Ein ringförmiger Reibungsdämpfer 48 befindet sich zwischen der inneren Umfangsfläche des Abtriebsrads 40 und der äußeren Umfangsfläche des Wellenkörpers 22. Der Reibungsdämpfer 48 begrenzt die Reibung zwischen dem Abtriebsrad 40 und dem Wellenkörper 22. Das Abtriebsrad 40 ist nicht fest mit dem Wellenkörper 22 verbunden und relativ zum Wellenkörper 22 drehbar.
Wie in 3 dargestellt, umfasst die Endfläche des Abtriebsrads 40, die auf der ersten Seite in axialer Richtung angeordnet ist, Vorsprünge 50, die in axialer Richtung zur ersten Seite hin vorstehen. Jeder Vorsprung 50 ist als Ganzes kastenförmig. Es gibt vier Vorsprünge 50, die in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung des Wellenkörpers 22 (nachfolgend einfach als Umfangsrichtung bezeichnet) angeordnet sind.
Wie in 2 dargestellt, ist auf dem Wellenkörper 22 ein festes bzw. feststehendes Element 60 in Richtung der ersten Seite in axialer Richtung vom Abtriebsrad 40 aus angeordnet. Wie in 3 dargestellt, ist das feststehende Element 60 insgesamt ringförmig. Eine Durchgangsbohrung 61 erstreckt sich durch den mittleren Abschnitt des feststehenden Elements 60. Der Wellenkörper 22 ist durch die Durchgangsbohrung 61 eingesetzt. Die Mittelachse des feststehenden Elements 60 fällt mit der Mittelachse des Wellenkörpers 22 zusammen. Die innere Umfangsfläche des feststehenden Elements 60 ist an der äußeren Umfangsfläche des Wellenkörpers 22 befestigt. Dementsprechend wird das feststehende Element 60 integral mit dem Wellenkörper 22 gedreht. Die doppelt gestrichelten Linien in 3 zeigen hypothetisch das feststehende Element 60 in einem am Wellenkörper 22 befestigten Zustand.
Wie in 3 dargestellt, umfasst die Endfläche des feststehenden Elements 60, die sich auf der zweiten Seite in axialer Richtung befindet, Aufnahmevertiefungen 62, die zur ersten Seite in axialer Richtung an Positionen, die den Vorsprüngen 50 des Abtriebsrads 40 gegenüberliegen, vertieft sind. Die Anzahl der Aufnahmevertiefungen 62 ist gleich der Anzahl der Vorsprünge 50 des Abtriebsrads 40. Das heißt, die Aufnahmevertiefungen 62 sind in Umfangsrichtung in gleichen Abständen angeordnet. Die Abmessung jeder Aufnahmevertiefung 62 in Umfangsrichtung ist größer als die Abmessung jedes Vorsprungs 50 in Umfangsrichtung. Außerdem ist die Abmessung jeder Aufnahmevertiefung 62 in radialer Richtung größer als die Abmessung jedes Vorsprungs 50 in radialer Richtung. In dieser Ausführungsform sind die Aufnahmevertiefungen 62 mit der Durchgangsbohrung 61 verbunden. Das heißt, die Aufnahmevertiefungen 62 erstrecken sich in radialer Richtung bis zur Durchgangsbohrung 61. Ferner befindet sich in axialer Richtung gesehen der radial äußere Rand jeder Aufnahmevertiefung 62 in radialer Richtung außerhalb des radial äußeren Randes jedes Vorsprungs 50. Die Vertiefungstiefe (Abmessung in axialer Richtung) jeder Aufnahmevertiefung 62 ist größer als die projizierte Länge jedes Vorsprungs 50.
Eine Positionierungsbohrung 66 erstreckt sich von der Bodenfläche (Fläche auf der ersten Seite in axialer Richtung) jeder Aufnahmevertiefung 62. Die Positionierungsbohrungen 66 erstrecken sich bis zur Endfläche des feststehenden Elements 60, das auf der ersten Seite in axialer Richtung angeordnet ist. Das heißt, die Positionierungsbohrungen 66 erstrecken sich durch das feststehende Element 60 in axialer Richtung. Für jede Aufnahmevertiefung 62 sind zwei Positionierungsbohrungen 66 vorgesehen. Die beiden Positionierungsbohrungen 66 sind in Umfangsrichtung von der Mitte der Aufnahmevertiefung 62 zu den beiden Seiten hin angeordnet.
Wie in 2 dargestellt, ist das feststehende Element 60 am Wellenkörper 22 an einer Stelle in Umfangsrichtung befestigt, an der die Vorsprünge 50 des Abtriebsrads 40 in den Aufnahmevertiefungen 62 aufgenommen sind. Das feststehende Element 60 ist am Wellenkörper 22 so befestigt, dass die Endfläche auf der zweiten Seite in axialer Richtung das Abtriebsrad 40 nicht berührt.
Wie in 4 dargestellt, sind die elastischen Elemente 70 zusammen mit den Vorsprüngen 50 in den Aufnahmevertiefungen 62 aufgenommen. Im Detail sind die elastischen Elemente 70 in den Aufnahmevertiefungen 62 neben den Vorsprüngen 50 in Umfangsrichtung aufgenommen. Jedes elastische Element 70 ist als Ganzes kastenförmig. Auf jeder der beiden Seiten eines jeden Vorsprungs 50 in Umfangsrichtung ist ein elastisches Element 70 angeordnet. Dementsprechend umfasst jede Aufnahmevertiefung 62 zwei Wände in Umfangsrichtung, und jedes elastische Element 70 befindet sich zwischen einem der Vorsprünge 50 und einer entsprechenden Wand. Wenn sich die Rotationsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl der Kurbelwelle 100 ändert und das Abtriebsrad 40 relativ zum feststehenden Element 60 dreht, werden die elastischen Elemente 70 zwischen den Vorsprüngen 50 und den Wänden der Aufnahmevertiefungen 62 gedrückt. Dadurch werden die elastischen Elemente 70 elastisch verformt. Die elastischen Elemente 70 reduzieren das von einem von dem Abtriebsrad 40 und dem feststehenden Element 60 eingebrachte Drehmoment und übertragen das reduzierte Drehmoment auf das andere von dem Abtriebsrad 40 und dem feststehenden Element 60. Die elastischen Elemente 70 sind z.B. aus Fluorkautschuk hergestellt. In 4 ist das feststehende Element 60 durch die doppelt gestrichelten Linien dargestellt. Der äußere Umfangsabschnitt des Abtriebsrads 40 ist in 4 nicht dargestellt.
Es gibt vier Vorsprünge 50 und insgesamt acht elastische Elemente 70. Die acht elastischen Elemente 70 sind in vier Gruppen unterteilt. Wie in 4 dargestellt, umfasst jede Gruppe zwei elastische Elemente 70, die in Umfangsrichtung nebeneinander liegen und durch ein Verbindungselement 80 verbunden sind. Genauer gesagt sind die beiden elastischen Elemente 70 in jeder Gruppe an einem radial inneren Abschnitt miteinander verbunden. Ferner sind die beiden elastischen Elemente 70 in jeder Gruppe in separaten Aufnahmevertiefungen 62 untergebracht. Die Verbindungselemente 80 sind aus dem gleichen Material wie die elastischen Elemente 70 geformt.
Wie in 2 dargestellt, umfasst jedes elastische Element 70 eine Oberseite 72, die die Außenfläche des elastischen Elements 70 auf der ersten Seite in axialer Richtung darstellt. Die Oberseite 72 liegt an der Unterseite der entsprechenden Aufnahmevertiefung 62 des feststehenden Elements 60 an. Ein zylindrischer Positionierungsvorsprung 72a ragt aus der Oberseite 72 heraus. Der Positionierungsvorsprung 72a wird in die entsprechende Positionierungsbohrung 66 des feststehenden Elements 60 eingeführt. Dadurch wird das elastische Element 70 in der entsprechenden Aufnahmevertiefung 62 positioniert.
Wie in 4 gezeigt, umfasst jedes elastische Element 70 außerdem zwei Seitenflächen in Umfangsrichtung, nämlich eine erste Seitenfläche 74 und eine zweite Seitenfläche 76. Die erste Seitenfläche 74 befindet sich in Richtung des entsprechenden Vorsprungs 50 des Abtriebsrads 40 und liegt an dem Vorsprung 50 an. Die zweite Seitenfläche 76 liegt gegenüber der ersten Seitenfläche 74 und liegt an der Wand der entsprechenden Aufnahmevertiefung 62 des feststehenden Elements 60 an. Die erste Seitenfläche 74 ist so gekrümmt, dass sie weiter vom Vorsprung 50 entfernt ist, wenn sich die beiden Enden in radialer Richtung nähern. Genauer gesagt ist die erste Seitenfläche 74 so gekrümmt, dass sie von dem Vorsprung 50 weiter in radialer Richtung zur Innenseite hin entfernt ist und von dem Vorsprung 50 weiter in radialer Richtung zur Außenseite hin entfernt ist.
Wie in 5 dargestellt, befindet sich eine abgeschrägte Fläche 77 zwischen der ersten Seitenfläche 74 und der Oberseite 72 jedes elastischen Elements 70. Die abgeschrägte Fläche 77 erstreckt sich von der Oberseite 72 in Richtung des entsprechenden Vorsprungs 50. Genauer gesagt erstreckt sich die abgeschrägte Fläche 77 weiter vom Vorsprung 50 zur ersten Seite in axialer Richtung. In dieser Ausführungsform ist die abgeschrägte Fläche 77 im Wesentlichen eben und sowohl zur ersten Seitenfläche 74 als auch zur Oberseite 72 geneigt.
Wie in 5 dargestellt, umfasst jeder Vorsprung 50 zwei Anlageseitenflächen 52, die die beiden Seitenflächen in Umfangsrichtung darstellen. Jede Anlageseitenfläche 52 liegt an dem entsprechenden elastischen Element 70 an. Die Anlageseitenflächen 52 steigen im Wesentlichen rechtwinklig von der Endfläche des Abtriebsrads 40 auf der ersten Seite in axialer Richtung an. Somit erstrecken sich die Anlageseitenflächen 52 in axialer Richtung.
Wie in 4 dargestellt, umfasst jede Anlageseitenfläche 52 einen flachen Mittelabschnitt in radialer Richtung. Die Anlageseitenfläche 52 umfasst einen ersten Endbereich, der sich in radialer Richtung an der Innenseite befindet, und einen zweiten Endbereich, der sich in radialer Richtung an der Außenseite befindet. Ferner umfasst die Anlageseitenfläche 52 ein erstes Ende, das sich in radialer Richtung an der Innenseite befindet, und ein zweites Ende, das sich in radialer Richtung an der Außenseite befindet. Der erste Endbereich ist durch eine gekrümmte Fläche definiert, die so gekrümmt ist, dass sie weiter von dem entsprechenden elastischen Element 70 entfernt ist, wenn das erste Ende näher kommt. Genauer gesagt ist der erste Endbereich durch eine gekrümmte Fläche definiert, die so gekrümmt ist, dass sie in radialer Richtung weiter von dem entsprechenden elastischen Element 70 zur Innenseite hin gekrümmt ist. Der zweite Endbereich wird durch eine gekrümmte Fläche definiert, die so gekrümmt ist, dass sie weiter vom entsprechenden elastischen Element 70 entfernt ist, wenn das zweite Ende näher kommt. Genauer gesagt ist der zweite Endbereich durch eine gekrümmte Fläche definiert, die so gekrümmt ist, dass sie in radialer Richtung weiter von dem entsprechenden elastischen Element 70 zur Außenseite hin gekrümmt ist. Das erste Ende und das zweite Ende der Anlageseitenfläche 52 sind jeweils mit zwei Seitenflächen 54 des entsprechenden Vorsprungs 50 in radialer Richtung verbunden. In dieser Ausführungsform ist jede Seitenfläche 54 im Wesentlichen eben.
Das Ende jeder Anlageseitenfläche 52 an der ersten Seite in axialer Richtung wird als das äußere Ende 52a bezeichnet. Wie in 5 dargestellt, befindet sich das äußere Ende 52a in einem Bereich in axialer Richtung, in dem sich die abgeschrägte Fläche 77 des entsprechenden elastischen Elements 70 befindet. Das äußere Ende 52a liegt also in Umfangsrichtung der abgeschrägten Fläche 77 des entsprechenden elastischen Elements 70 gegenüber. Jede Anlageseitenfläche 52 umfasst einen basalen Endbereich, der sich an die Endfläche des Abtriebsrads 40 anschließt, einen Zwischenbereich, der sich an den basalen Endbereich anschließt, und einen distalen Endbereich, der sich an den Zwischenbereich anschließt. Der distale Endbereich der Anlageseitenflächen 52 umfasst das äußere Ende 52a auf der ersten Seite in axialer Richtung.
Jeder Vorsprung 50 umfasst eine distale Endfläche 58, die sich orthogonal zu den Anlageseitenflächen 52 erstreckt. Der angrenzende Abschnitt der distalen Endfläche 58 und jeder Anlageseitenfläche 52 ist als bogenförmige Fläche 56 abgerundet. Somit umfasst jeder Vorsprung 50 die distale Endfläche 58, die dem feststehenden Element 60 in axialer Richtung gegenüberliegt, und die bogenförmige Fläche 56, die die distale Endfläche 58 und das äußere Ende 52a verbindet. Die bogenförmige Fläche 56 ist durch eine gekrümmte Fläche definiert, die so gekrümmt ist, dass sie vom entsprechenden elastischen Element 70 in axialer Richtung weiter zur ersten Seite hin gekrümmt ist.
Bezug nehmend auf 5 ist das äußere Ende 52a jedes Vorsprungs 50 vom entsprechenden elastischen Element 70 in Umfangsrichtung um einen ersten Abstand H1 beabstandet, der entsprechend dem elastischen Verformungsbetrag des elastischen Elements 70 festgelegt ist. Genauer gesagt ist der erste Abstand H1, unter der Annahme, dass die Anlageseitenflächen 52 der Vorsprünge 50 und die ersten Seitenflächen 74 der elastischen Elemente 70 aneinander anliegen, ohne die elastischen Elemente 70 elastisch zu verformen, der Abstand in Umfangsrichtung vom äußeren Ende 52a jedes Vorsprungs 50 zum entsprechenden elastischen Element 70. Der erste Abstand H1 ist größer als ein Maximalwert des Betrags der elastischen Verformung bzw. elastischen Verformungsbetrags des elastischen Elements 70 in Umfangsrichtung, wenn das elastische Element 70 zwischen den Vorsprung 50 und die Wand der entsprechenden Aufnahmevertiefung 62 gepresst wird. Folglich ist unter der obigen Annahme der Abstand vom Ende der bogenförmigen Fläche 56 an der ersten Seite in axialer Richtung zum elastischen Element 70 in Umfangsrichtung ebenfalls größer als der Maximalwert des elastischen Verformungsbetrags des elastischen Elements 70 in Umfangsrichtung, wenn das elastische Element 70 zwischen dem Vorsprung 50 und der Wand der entsprechenden Aufnahmevertiefung 62 gepresst bzw. gedrückt wird.
Der Maximalwert des elastischen Verformungsbetrags des elastischen Elements 70 ist durch das maximale Drehmoment, das auf das elastische Element 70 in Umfangsrichtung wirkt, die Form und die Abmessungen des elastischen Elements 70, das Material des elastischen Elements 70 und ähnliches bestimmt. Das maximale Drehmoment, das auf das elastische Element 70 wirkt, ist das Drehmoment, das auf das elastische Element 70 aufgebracht wird, wenn die Steigerungsrate der Drehzahl der Kurbelwelle 100 (Abtriebsrad 40) im normalen Betriebsbereich des Verbrennungsmotors maximal ist, z.B. wenn das Fahrzeug plötzlich beschleunigt wird. Somit entspricht der Maximalwert des elastischen Verformungsbetrags des elastischen Elements 70 dem elastischen Verformungsbetrag des elastischen Elements 70, wenn das durch den Vorsprung 50 oder die Wand der Aufnahmevertiefung 62 in das elastische Element 70 eingeleitete Drehmoment das maximale Drehmoment ist.
Wie oben beschrieben, sind die ersten Seitenflächen 74 des elastischen Elements 70 gekrümmt. Der erste Abstand H1 variiert also in radialer Richtung des elastischen Elements 70. In dieser Ausführungsform ist der erste Abstand H1 selbst an einer Stelle, an der der erste Abstand H1 das Minimum in radialer Richtung ist, auf 10% oder mehr als die maximale Umfangsabmessung jedes elastischen Elements 70 eingestellt.
Wie in 4 weiter dargestellt, umfasst jede Anlageseitenfläche 52 das erste Ende, das sich in radialer Richtung an der Innenseite befindet, und das zweite Ende, das sich in radialer Richtung an der Außenseite befindet. Der Abstand vom ersten Ende und vom zweiten Ende zum entsprechenden elastischen Element 70 in Umfangsrichtung wird als zweiter Abstand H2 bezeichnet. Der zweite Abstand H2 wird in Übereinstimmung mit dem elastischen Verformungsbetrag jedes elastischen Elements 70 festgelegt. Genauer gesagt ist der zweite Abstand H2, unter der Annahme, dass die Anlageseitenflächen 52 der Vorsprünge 50 und die ersten Seitenflächen 74 der elastischen Elemente 70 aneinander anliegen, ohne die elastischen Elemente 70 elastisch zu verformen, der Abstand in Umfangsrichtung von dem ersten Ende und dem zweiten Ende zu dem entsprechenden elastischen Element 70. Der zweite Abstand H2 ist größer als ein Maximalwert des elastischen Verformungsbetrags des elastischen Elements 70 in Umfangsrichtung, wenn das elastische Element 70 zwischen dem Vorsprung 50 und der Wand der entsprechenden Aufnahmevertiefung 62 gepresst wird. Der Maximalwert ist oben beschrieben. In dieser Ausführungsform ist der zweite Abstand H2 vom ersten Ende der Anlageseitenfläche 52 an der radial inneren Seite zum elastischen Element 70 auf 10% oder mehr als die maximale Umfangsabmessung des elastischen Elements 70 eingestellt. Ferner ist der zweite Abstand H2 vom zweiten Ende der Anlageseitenfläche 52 an der radial äußeren Seite zum elastischen Element 70 auf 10% oder mehr als die maximale Umfangsabmessung des elastischen Elements 70 eingestellt.
Die Funktionsweise und die Vorteile der vorliegenden Ausführungsform werden nun beschrieben.
(1) Wenn sich die Drehzahl der Kurbelwelle 100 ändert und dadurch die elastischen Elemente 70 zwischen die Anlageseitenflächen 52 der Vorsprünge 50 und die Wände der Aufnahmevertiefungen 62 gepresst und elastisch verformt werden, werden die elastischen Elemente 70 und die Anlageseitenflächen 52 der Vorsprünge 50 gegeneinander gepresst. Wenn sich in diesem Fall die Belastung an einer bestimmten Stelle eines elastischen Elements 70 konzentriert, kann das elastische Element 70 an dieser Stelle reißen.
Bei der obigen Struktur umfassen die Anlageseitenfläche 52 der Vorsprünge 50 jeweils den ersten Endbereich, der sich in radialer Richtung an der Innenseite befindet, und den zweiten Endbereich, der sich in radialer Richtung an der Außenseite befindet. Jede Anlageseitenfläche 52 umfasst einen flachen Mittelabschnitt, der die beiden Endbereiche ausschließt. Das äußere Ende 52a jeder Anlageseitenfläche 52 ist die Grenze zwischen der flachen Fläche der Anlageseitenfläche 52 und der gekrümmten Fläche der bogenförmigen Fläche 56. Wie in 5 dargestellt, sind die flache Fläche, die die Anlageseitenfläche 52 bildet, das äußere Ende 52a der Anlageseitenflächen 52 und die gekrümmte Fläche, die die bogenförmige Fläche 56 bildet, in axialer Richtung gezogen. Dementsprechend ist das äußere Ende 52a der Anlageseitenfläche 52 dort, wo sich die Form der Fläche ändert, und relativ schärfer als die flache Anlageseitenfläche 52. Wenn also das elastische Element 70 an dem äußeren Ende 52a der Anlageseitenfläche 52 anliegt, konzentriert sich die Belastung an der Stelle, an der das elastische Element 70 an dem äußeren Ende 52a anliegt.
In der obigen Struktur ist der erste Abstand H1, der der Abstand zwischen dem äußeren Ende 52a der Anlageseitenfläche 52 und dem entsprechenden elastischen Element 70 in Umfangsrichtung ist, größer als der Maximalwert des elastischen Verformungsbetrags des elastischen Elements 70. Dementsprechend liegt das elastische Element 70 bei der elastischen Verformung des elastischen Elements 70 nicht an dem äußeren Ende 52a der Anlageseitenfläche 52 an.
Wenn sich beispielsweise die Eigenschaften des elastischen Elements 70 im Laufe der Zeit ändern und dadurch der elastische Verformungsbetrag des elastischen Elements 70 zunimmt, kann das elastische Element 70 am äußeren Ende 52a des Vorsprungs 50 oder der bogenförmigen Fläche 56, die sich in axialer Richtung vom äußeren Ende 52a zur ersten Seite hin befindet, anliegen. In der vorliegenden Ausführungsform ist jedoch die bogenförmige Fläche 56, die sich auf dem Vorsprung 50 in Richtung der ersten Seite in axialer Richtung vom äußeren Ende 52a aus befindet, gekrümmt. Selbst wenn das elastische Element 70 an der bogenförmigen Fläche 56 des Vorsprungs 50 anliegt, wird das elastische Element 70 daher höchstwahrscheinlich nicht von der Stelle, an welcher es an der bogenförmigen Fläche 56 anliegt, brechen.
(2) In der obigen Struktur umfassen die Anlageseitenflächen 52 der Vorsprünge 50 jeweils den ersten Endbereich, der sich in radialer Richtung an der Innenseite befindet, und den zweiten Endbereich, der sich in radialer Richtung an der Außenseite befindet, und der erste Endbereich und der zweite Endbereich sind gekrümmte Flächen. Ferner umfasst in der obigen Struktur jedes elastische Element 70 die erste Seitenfläche 74, die an dem entsprechenden Vorsprung 50 anliegt und so gekrümmt ist, dass sie weiter von dem Vorsprung 50 entfernt ist, wenn die Enden in radialer Richtung näher kommen. Genauer gesagt ist die erste Seitenfläche 74 so gekrümmt, dass sie in radialer Richtung weiter von dem Vorsprung 50 zur Innenseite und in radialer Richtung weiter von dem Vorsprung 50 zur Außenseite hin gekrümmt ist. Selbst wenn sich die elastischen Elemente 70 elastisch verformen, werden die elastischen Elemente 70 daher höchstwahrscheinlich nicht die beiden Endbereiche der Anlageseitenflächen 52 der Vorsprünge 50 erreichen. Zusätzlich umfasst in der obigen Struktur jede Anlageseitenfläche 52 das radial innere erste Ende und das radial äußere zweite Ende. Der zweite Abstand H2, der der Abstand von jedem von dem ersten Ende und dem zweiten Ende zum entsprechenden elastischen Element 70 in Umfangsrichtung ist, ist größer als der maximale Wert des elastischen Verformungsbetrags des elastischen Elements 70. Somit haben der erste Endbereich und der zweite Endbereich der Anlageseitenfläche 52 jeweils einen Krümmungsradius, der groß genug ist, dass das elastische Element 70 das erste Ende und das zweite Ende der Anlageseitenfläche 52 nicht erreicht, selbst wenn das elastische Element 70 um den maximalen Betrag elastisch verformt wird. Bei einer solchen gekrümmten Fläche wird die Belastung höchstwahrscheinlich nicht an einer bestimmten Stelle auf das elastische Element 70 konzentriert, wenn das elastische Element 70 elastisch verformt wird und gegen die beiden Endbereiche der Anlageseitenfläche 52 stößt.
(3) Die elastischen Elemente 70 sind so ausgelegt, dass keine plastische Verformung auftritt. Wenn die elastischen Elemente 70 aus Fluorkautschuk gebildet werden und der elastische Verformungsbetrag (Kompressionsbetrag) der elastischen Elemente 70 mehrere Prozent übersteigt, kann eine plastische Verformung in den elastischen Elementen 70 auftreten. Wenn die elastischen Elemente 70 aus Fluorkautschuk hergestellt sind, beträgt der elastische Verformungsbetrag der elastischen Elemente 70 in Umfangsrichtung maximal etwa einige Prozent. Dementsprechend können in der obigen Struktur die äußeren Enden 52a jedes Vorsprungs 50 so gestaltet werden, dass sie in Umfangsrichtung von den entsprechenden elastischen Elementen 70 um einen Abstand (erster Abstand H1) beabstandet sind, der 10% oder mehr als die maximale Umfangsabmessung jedes elastischen Elements 70 beträgt. Dadurch wird sichergestellt, dass die elastischen Elemente 70 nicht gegen die äußeren Enden 52a der Vorsprünge 50 stoßen, wenn die elastischen Elemente 70 elastisch verformt werden, und es ist nicht notwendig, komplizierte Tests und Simulationen durchzuführen. Auf die gleiche Weise können das erste Ende und das zweite Ende jeder Anschlagseitenfläche 52 so gestaltet werden, dass sie in Umfangsrichtung von dem entsprechenden elastischen Element 70 um einen Abstand (zweiter Abstand H2) beabstandet sind, der 10% oder mehr als die maximale Umfangsabmessung jedes elastischen Elements 70 beträgt. Dadurch können sowohl der erste Endbereich als auch der zweite Endbereich der Anlageseitenfläche 52 einen Krümmungsradius aufweisen, der groß genug ist, dass das elastische Element 70 die Enden der Anlageseitenfläche 52 nicht erreicht, wenn das elastische Element 70 elastisch verformt wird, und die Durchführung komplizierter Tests und Simulationen wird überflüssig.
(4) Beim Ankoppeln des feststehenden Elements 60 an den Wellenkörper 22 werden die Positionierungsbohrungen 66 des feststehenden Elements 60 verwendet, um die elastischen Elemente 70 im Voraus in den Aufnahmevertiefungen 62 des feststehenden Elements 60 zu positionieren. In diesem Zustand werden das feststehende Element 60 und der Wellenkörper 22 in axialer Richtung so bewegt, dass sich die Vorsprünge 50 zwischen den beiden elastischen Elementen 70 in jeder Aufnahmevertiefung 62 befinden. Jeder Vorsprung 50 tritt von der distalen Endfläche 58 in den Raum zwischen den beiden entsprechenden elastischen Elementen 70 ein. In der obigen Struktur befinden sich die bogenförmigen Flächen 56 zwischen den Anlageseitenflächen 52 und der distalen Endfläche 58 in jedem Vorsprung 50. Infolgedessen verengt sich der distale Endabschnitt des Vorsprungs 50 in Vorsprungsrichtung zum Ende hin. Dadurch kann der Vorsprung 50 problemlos in den Raum zwischen den beiden entsprechenden elastischen Elementen 70 eindringen.
Die obige Ausführungsform kann wie unten beschrieben modifiziert werden. Die obige Ausführungsform und die unten beschriebenen Abwandlungen können kombiniert werden, solange es keinen technischen Widerspruch gibt.
Die Form der Vorsprünge 50 ist nicht auf die Form der obigen Ausführungsform beschränkt, solange der erste Abstand H1 auf der Grundlage des maximalen elastischen Verformungsbetrags der elastischen Elemente 70 erhalten wird. Zum Beispiel können die beiden Anlageseitenflächen 52 eines jeden Vorsprungs 50 direkt mit den beiden Endbereichen in radialer Richtung verbunden werden. Mit anderen Worten, die beiden Anlageseitenflächen 52 des Vorsprungs 50 können an der radial inneren Seite und der radial äußeren Seite direkt verbunden werden.
Die bogenförmige Fläche 56 zwischen jeder Anlageseitenfläche 52 und der entsprechenden distalen Endfläche 58 kann weggelassen werden. Das heißt, der angrenzende Abschnitt zwischen jeder Anlageseitenfläche 52 und der distalen Endfläche 58 muss nicht abgerundet werden. In diesem Fall wird das äußere Ende 52a jeder Anlageseitenfläche 52 mit der distalen Endfläche 58 verbunden.
Jede Anlageseitenfläche 52 kann einen flachen Abschnitt oder Ähnliches enthalten, der sich in axialer Richtung erstreckt. Ein Teil der Anlageseitenfläche 52 kann ein flacher Abschnitt sein, der sich in axialer Richtung erstreckt, und der verbleibende Teil der Anlageseitenfläche 52 kann in seiner Form verändert werden. Zum Beispiel kann der Endbereich jeder Anlageseitenfläche 52 auf der zweiten Seite in axialer Richtung so geneigt sein, dass er weiter von dem Vorsprung 50 nach außen liegt, wenn das Ende auf der zweiten Seite näher kommt.
Die beiden Endbereiche jeder Anlageseitenfläche 52 an der radial inneren Seite und der radial äußeren Seite müssen nicht gekrümmt sein. Die gekrümmte Form der radial inneren Seite und der radial äußeren Seite der Anlageseitenfläche 52 kann in eine flache Form geändert werden.
Jede Anlageseitenfläche 52 umfasst das erste Ende, das sich an der radial inneren Seite befindet, und das zweite Ende, das sich an der radial äußeren Seite befindet. Der zweite Abstand H2 von jedem von dem ersten Ende und dem zweiten Ende zum entsprechenden elastischen Element 70 ist nicht auf das Beispiel der obigen Ausführungsform beschränkt. Der zweite Abstand H2 kann z.B. 10% größer als oder kleiner als die maximale Umfangsabmessung des elastischen Elements 70 sein. Ferner kann der zweite Abstand H2 kleiner oder gleich dem Maximalwert des elastischen Verformungsbetrags der elastischen Elemente 70 sein. Unabhängig vom zweiten Abstand H2 kann die Konzentration der Belastung an einer bestimmten Stelle in jedem elastischen Element 70 vermieden werden, solange der erste Abstand H1 größer als der Maximalwert des elastischen Verformungsbetrags des elastischen Elements 70 ist.
Der erste Abstand H1 ist nicht auf denjenigen der obigen Ausführungsform beschränkt. Zum Beispiel kann der erste Abstand H1 10% größer oder 10% kleiner als die maximale Umfangsabmessung des elastischen Elements 70 sein. Selbst wenn die elastischen Elemente 70 aus Fluorkautschuk gebildet werden, kann, wenn sich z.B. die Eigenschaften des elastischen Elements 70 im Laufe der Zeit ändern, der elastische Verformungsbetrag (Kompressionsbetrag) der elastischen Elemente 70 in Umfangsrichtung 10% überschreiten. Der erste Abstand H1 kann auf der Grundlage des elastischen Verformungsbetrags der elastischen Elemente 70 festgelegt werden. Ferner muss der erste Abstand H1 nur größer als der maximale Wert des elastischen Verformungsbetrags der elastischen Elemente 70 sein.
Wenn der erste Abstand H1 zu groß ist, kann sich in den Aufnahmevertiefungen 62 ein Totraum bilden. Wenn die elastischen Elemente 70 aus Fluorkautschuk gebildet werden, sollte der erste Abstand H1 50% oder weniger der maximalen Umfangsabmessung der elastischen Elemente 70 betragen. Dasselbe gilt für den zweiten Abstand H2.
Das Material der elastischen Elemente 70 ist nicht auf das Beispiel der obigen Ausführungsform beschränkt. Die elastischen Elemente 70 können aus jedem Material gebildet werden, das das von einem von den Vorsprüngen 50 (Abtriebsrad 40) und den Wänden der Aufnahmevertiefungen 62 (feststehendes Element 60) eingebrachte Drehmoment reduzieren kann und das reduzierte Drehmoment auf das andere von den Vorsprüngen 50 und die Wände der Aufnahmevertiefungen 62 übertragen kann. Beim Wechsel des Materials der elastischen Elemente 70 kann der erste Abstand H1 und der zweite Abstand H2 entsprechend geändert werden.
Die Form der elastischen Elemente 70 ist nicht auf das Beispiel der obigen Ausführungsform beschränkt. Die elastischen Elemente 70 können so geformt werden, dass sie ein Drehmoment zwischen den Vorsprüngen 50 und den Wänden der Aufnahmevertiefungen 62 übertragen. Zum Beispiel können die ersten Seitenflächen 74 der elastischen Elemente 70 flach sein.
Drei oder mehr elastische Elemente 70 können durch das Verbindungselement 80 verbunden werden. Zum Beispiel können die benachbarten elastischen Elemente 70 alle durch das Verbindungselement 80 verbunden werden, so dass die acht elastischen Elemente 70 alle ein integriertes Formteil bilden. Ferner können die Verbindungselemente 80 der obigen Ausführung entfallen und es können stattdessen acht separate Verbindungselemente 80 verwendet werden.
Die Form des feststehenden Elements 60 ist nicht auf das Beispiel der obigen Ausführungsform beschränkt. Das feststehende Element 60 kann die Durchgangsbohrung 61, die Aufnahmevertiefungen 62 und dergleichen enthalten. Zum Beispiel kann sich eine Wand zwischen den Aufnahmevertiefungen 62 und der Durchgangsbohrung 61 erstrecken, um die radial innere Seite der Aufnahmevertiefungen 62 zu verschließen.
Wenn die Vorsprünge 50, die elastischen Elemente 70 oder die Aufnahmevertiefungen 62 wie in der obigen Abwandlung in einem Zustand, in dem die elastischen Elemente 70 nicht elastisch verformt sind, in ihrer Form verändert werden, kann sich ein offener Raum zwischen den ersten Seitenflächen 74 der elastischen Elemente 70 und den Vorsprüngen 50 erstrecken. In der gleichen Weise kann sich der offene Raum zwischen den zweiten Seitenflächen 76 der elastischen Elemente 70 und den Wänden der Aufnahmevertiefungen 62 erstrecken.
Der Abstand zwischen benachbarten Aufnahmevertiefungen 62 in Umfangsrichtung kann gegenüber der obigen Ausführungsform geändert werden. Genauer gesagt können die vier Aufnahmevertiefungen 62 in Umfangsrichtung so positioniert werden, dass der Abstand zwischen den Aufnahmevertiefungen 62 nicht gleich ist. Die Aufnahmevertiefungen 62 brauchen nur dort angeordnet zu werden, wo die Vorsprünge 50 und die elastischen Elemente 70 aufgenommen werden können.
Der Abstand zwischen benachbarten Vorsprüngen 50 in Umfangsrichtung kann gegenüber der obigen Ausführungsform geändert werden. Beispielsweise können die vier Vorsprünge 50 in Umfangsrichtung so positioniert werden, dass der Abstand zwischen benachbarten Vorsprüngen 50 nicht gleich ist.
Die Anzahl der Vorsprünge 50 kann geändert werden, und die Anzahl der Aufnahmevertiefungen 62 und der elastischen Elemente 70 kann entsprechend der Anzahl der Vorsprünge 50 geändert werden.
Der radial innere Abschnitt und der radial äußere Abschnitt des Abtriebsrads 40 können aus demselben Material geformt werden.
Der Kraftübertragungsmechanismus 30 kann auf eine Ausgleichswelle eines Verbrennungsmotors angewendet werden, der kein Reihen-Vierzylinder-Verbrennungsmotor ist. Zum Beispiel kann der Kraftübertragungsmechanismus 30 auf eine Ausgleichswelle eines Reihen-Dreizylinder-Verbrennungsmotors angewendet werden.
An den obigen Beispielen können verschiedene Änderungen in Form und Einzelheiten vorgenommen werden, ohne von der Idee und dem Umfang der Ansprüche und ihrer Äquivalente abzuweichen. Die Beispiele dienen nur der Beschreibung und nicht der Beschränkung. Beschreibungen von Merkmalen in jedem Beispiel sind so zu verstehen, dass sie auf ähnliche Merkmale oder Aspekte in anderen Beispielen anwendbar sind. Geeignete Ergebnisse können erzielt werden, wenn die Sequenzen in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden und/oder wenn Komponenten in einem beschriebenen System, einer Architektur, einer Vorrichtung oder einer Schaltung unterschiedlich kombiniert und/oder durch andere Komponenten oder deren Äquivalente ersetzt oder ergänzt werden. Der Umfang der Erfindung ist nicht durch die detaillierte Beschreibung, sondern durch die Ansprüche und deren Äquivalente definiert. Alle Abweichungen innerhalb des Umfangs der Ansprüche und ihrer Äquivalente gelten als von der Erfindung umfasst.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2010101473 A [0002]

Claims

Ausgleichswelle, aufweisend: einen Wellenkörper, an dem eine Ausgleichsmasse befestigt ist; ein Abtriebsrad, durch das der Wellenkörper eingesetzt ist und das so konfiguriert ist, dass es relativ zum Wellenkörper drehbar ist; ein feststehendes Element, das an dem Wellenkörper befestigt und das so konfiguriert ist, dass es integral mit dem Wellenkörper drehbar ist; und ein elastisches Element, das zwischen dem Abtriebsrad und dem feststehenden Element angeordnet ist und das so konfiguriert ist, dass es das von einem von dem Abtriebsrad und dem feststehenden Element eingebrachte Drehmoment auf das andere von dem Abtriebsrad und dem feststehenden Element überträgt, wobei das Abtriebsrad eine Endfläche umfasst, die in axialer Richtung des Wellenkörpers zu einer Seite hin angeordnet ist, und einen Vorsprung, der von der Endfläche des Abtriebsrads in axialer Richtung zu der einen Seite hin vorsteht, das feststehende Element zur Aufnahme des Vorsprungs eine Aufnahmevertiefung umfasst, die in axialer Richtung zu der einen Seite hin vertieft ist, das elastische Element in der Aufnahmevertiefung neben dem Vorsprung in Umfangsrichtung des Wellenkörpers angeordnet ist, der Vorsprung eine sich in axialer Richtung erstreckende Anlageseitenfläche umfasst und das elastische Element an der Anlageseitenfläche anliegen kann, die Anlageseitenfläche ein Ende in axialer Richtung umfasst, das ein äußeres Ende definiert, das äußere Ende und das elastische Element in Umfangsrichtung um einen ersten Abstand voneinander beabstandet sind, wenn die Anlageseitenfläche und das elastische Element aneinander anliegen, ohne das elastische Element elastisch zu verformen, und der erste Abstand größer ist als ein Maximalwert eines elastischen Verformungsbetrags des elastischen Elements in Umfangsrichtung, wenn das elastische Element zwischen dem Vorsprung und einer Wand der Aufnahmevertiefung gedrückt wird.
Ausgleichswelle nach Anspruch 1, wobei das elastische Element aus Fluorkautschuk gebildet ist, und der erste Abstand 10 % oder mehr als eine maximale Abmessung des elastischen Elements in Umfangsrichtung beträgt.
Ausgleichswelle nach Anspruch 1 oder 2, wobei: die Anlageseitenfläche einen ersten Endbereich umfasst, der an einer Innenseite in radialer Richtung des Wellenkörpers angeordnet ist, und einen zweiten Endbereich, der an einer Außenseite in radialer Richtung des Wellenkörpers angeordnet ist; die Anlageseitenfläche ein erstes Ende umfasst, das an der Innenseite in radialer Richtung des Wellenkörpers angeordnet ist, und ein zweites Ende, das an der Außenseite in radialer Richtung des Wellenkörpers angeordnet ist; der erste Endbereich derart gekrümmt ist, dass er weiter von dem elastischen Element entfernt ist, wenn das erste Ende näher kommt, und der zweite Endbereich derart gekrümmt ist, dass er weiter von dem elastischen Element entfernt ist, wenn das zweite Ende näher kommt; sowohl das erste Ende als auch das zweite Ende in Umfangsrichtung um einen zweiten Abstand von dem elastischen Element beabstandet sind, wenn die Anlageseitenfläche und das elastische Element aneinander anliegen, ohne das elastische Element elastisch zu verformen; und der zweite Abstand größer als der Maximalwert ist.
Ausgleichswelle nach Anspruch 3, wobei das elastische Element aus Fluorkautschuk gebildet ist, und der zweite Abstand 10 % oder mehr als eine maximale Abmessung des elastischen Elements in Umfangsrichtung beträgt.
Ausgleichswelle, aufweisend: einen Wellenkörper, an dem eine Ausgleichsmasse befestigt ist; ein Abtriebsrad, durch das der Wellenkörper eingesetzt ist und das so konfiguriert ist, dass es relativ zum Wellenkörper drehbar ist; einen Vorsprung, der von einer Endfläche des Abtriebsrads zu einer Seite in axialer Richtung des Wellenkörpers vorsteht; ein elastisches Element neben dem Vorsprung in einer Umfangsrichtung des Wellenkörpers; und ein feststehendes Element, das, vom Abtriebsrad aus gesehen, auf der einen Seite in axialer Richtung angeordnet ist, wobei das feststehende Element an dem Wellenkörper befestigt ist, das feststehende Element eine Aufnahmevertiefung umfasst, die zumindest einen Teil des Vorsprungs und des elastischen Elements aufnimmt, und das feststehende Element so konfiguriert ist, dass es integral mit dem Wellenkörper drehbar ist, wobei der Vorsprung eine in axialer Richtung verlaufende Anlageseitenfläche umfasst, wenn das Abtriebsrad gedreht wird, die Anlageseitenfläche des Vorsprungs an dem elastischen Element anliegt und das elastische Element gegen eine Wand der Aufnahmevertiefung drückt, um das Drehmoment vom Abtriebsrad auf das feststehende Element zu übertragen, die Anlageseitenfläche einen basalen Endbereich umfasst, der sich an die Endfläche des Abtriebsrads anschließt, einen Zwischenbereich, der sich an den basalen Endbereich anschließt, und einen distalen Endbereich, der sich an den Zwischenbereich anschließt, der distale Endbereich der Anlageseitenfläche ein äußeres Ende auf der einen Seite in axialer Richtung aufweist, das äußere Ende und das elastische Element in Umfangsrichtung um einen ersten Abstand voneinander beabstandet sind, wenn der Zwischenbereich der Anlageseitenfläche und das elastische Element aneinander anliegen, ohne das elastische Element elastisch zu verformen, und der erste Abstand so eingestellt ist, dass das elastische Element nicht am äußeren Ende anliegt, auch wenn das elastische Element um einen maximalen Betrag elastisch verformt wird.
Ausgleichswelle nach Anspruch 5, wobei der Vorsprung eine distale Endfläche umfasst, die dem feststehenden Element in axialer Richtung gegenüberliegt, und eine bogenförmige Fläche, die die distale Endfläche und das äußere Ende verbindet.
Ausgleichswelle nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Anlageseitenfläche einen ersten Endbereich umfasst, der an einer Innenseite in radialer Richtung des Wellenkörpers angeordnet ist, und einen zweiten Endbereich, der an einer Außenseite in radialer Richtung des Wellenkörpers angeordnet ist, sich der erste Endbereich vom elastischen Element weiter zur Innenseite in radialer Richtung erstreckt, sich der zweite Endbereich vom elastischen Element weiter zur Außenseite in radialer Richtung erstreckt, die Anlageseitenfläche ein erstes Ende umfasst, das an der Innenseite in radialer Richtung des Wellenkörpers angeordnet ist, und ein zweites Ende, das an der Außenseite in radialer Richtung des Wellenkörpers angeordnet ist; sowohl das erste als auch das zweite Ende von dem elastischen Element in der Umfangsrichtung um einen zweiten Abstand beabstandet sind, wenn die Anlageseitenfläche und das elastische Element aneinander anliegen, ohne das elastische Element elastisch zu verformen; und der zweite Abstand so eingestellt ist, dass das elastische Element auch dann nicht an dem ersten und dem zweiten Ende anliegt, wenn das elastische Element um einen maximalen Betrag elastisch verformt wird.