JP2000346136A - プーリカップリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造が容易であると共に、優れた特性を実現
し得るプーリカップリングを提供する。 【解決手段】 ボス１とその外周側にボールベアリング
３を介して支持されたプーリ本体２がダンパユニット４
を介して弾性的に連結される。ダンパユニット４は、ボ
ス１の外周面に圧入嵌着されるインナースリーブ４１及
びプーリ本体２の内周面に圧入嵌着されるアウタースリ
ーブ４２の間に、弾性体４３が円周方向等間隔で加硫接
着され、各弾性体４３間で第二弾性体４５を介してマス
４４がアウタースリーブ４２の内周に弾性的に連結さ
れ、このマス４４が、低速回転域ではインナースリーブ
４１の外周面に接触され、定常回転域では遠心力により
インナースリーブ４１の外周面から離れる構造を有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの補機の
回転軸等に設けられて、伝達トルクの変動を吸収するプ
ーリカップリングに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のエンジンからの駆動力の一部
は、そのクランクシャフトの先端に設けられたプーリか
ら無端ベルトを介して例えばオルタネータやウォーター
ポンプ、コンプレッサ等各種補器の回転軸に与えられ
る。しかしながら、クランクシャフトはエンジンの各行
程によるトルク変動を伴って回転されるので、前記補機
のプーリには、前記トルク変動を吸収して入力トルクの
平滑化を図るためのダンパ機構を有するプーリカップリ
ングが採用される。

【０００３】プーリカップリングは、基本的には回転軸
の軸端に取り付けられるボスと、その外周にベアリング
を介して円周方向相対変位可能な状態に配置されたプー
リ本体とを、エラストマからなる弾性体を介して弾性的
に連結した構成を備え、すなわち弾性体がボスとプーリ
本体との間で捩り変形を受けることによって入力トルク
の変動を吸収するものである。

【０００４】ところが、この種のプーリカップリング
は、弾性体が定常回転時におけるプーリ本体とボスとの
間での振動絶縁性を高めるためにばね定数が低く設定さ
れており、この弾性体と回転軸側で構成される振動系の
捩り方向固有振動数は、例えばアイドル回転時における
トルク変動の周波数以下の低い領域にある。このため、
例えばエンジン始動時に、アイドリングに至る過程で、
プーリ本体に入力されるトルク変動（捩り振動）の周波
数が前記振動系の捩り方向固有振動数域を通過すること
になり、この時に前記振動系が共振するので、ボス側
（回転軸）への伝達振動が増幅されてしまうといった問
題がある。また、これを防止するためにボスに対するプ
ーリ本体の捩り変位量をストッパによって制限した場合
は、ストッパ同士の干渉によって騒音を発生する問題が
ある。

【０００５】このような問題を解決したプーリカップリ
ングとしては、例えば本願の出願人による特開平９−８
８９９２号公報に記載されたカップリングが知られてい
る。このカップリングは、上述したプーリカップリング
としての基本構成に加えて、プーリ本体の内周に第二弾
性体を介して設けられたマスを備え、エンジン始動時等
の低速回転域においては前記マスがボスの外周面に接触
した状態にあることによって高ばね・高ダンピングを得
て、共振による伝達振動の増幅を防止し、アイドル回転
以上の定常回転域では、前記マスが遠心力で前記第二弾
性体の弾性に抗してボスの外周面から離れ、プーリ本体
とボスが弾性体のみで連結された状態となることによっ
て低ばね・低ダンピングとなり、振動伝達率を低減させ
るものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載された従来技術によるカップリングは、プーリ
本体の内周にボスを組み込む際に、プーリ本体の内周面
に加硫接着した第二弾性体にマスを介して所定の圧縮弾
性を与える必要があり、しかもこの作業は、弾性体をプ
ーリ本体とボスとの間に組み込む工程と別に行う必要が
あり、工程が複雑であった。またこのため、弾性体と第
二弾性体が軸方向に並列した構造とせざるを得ず、軸方
向の寸法を小さくすることが困難であった。

【０００７】本発明は、上記のような問題に鑑みてなさ
れたもので、その主な技術的課題とするところは、製造
が容易であると共に、小型化及び優れた特性を実現し得
るプーリカップリングを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した技術的課題を有
効に解決するための手段として、本発明に係るプーリカ
ップリングは、回転軸に取り付けられるボスとその外周
側にベアリングを介して円周方向相対変位可能に支持さ
れたプーリ本体がダンパユニットを介して弾性的に連結
され、前記ダンパユニットは、前記ボスの外周面に圧入
嵌着されるインナースリーブ及び前記プーリ本体の内周
面に圧入嵌着されるアウタースリーブと、前記両スリー
ブの互いの対向周面間に円周方向所定間隔で加硫接着さ
れたエラストマからなる複数の弾性体と、前記インナー
スリーブの外周に前記各弾性体の間に位置して配置され
た複数のマスと、前記アウタースリーブの内周面と前記
各マスとの間に加硫接着されてこのマスを前記インナー
スリーブの外周面に接触させるエラストマからなる第二
弾性体とを備え、前記マスは、所定以上の軸回転数にお
いて遠心力により前記インナースリーブの外周面から離
れるものである。

【０００９】上記構成によれば、ダンパユニットをプー
リ本体とボスの間に組み込むことによって、弾性体、第
二弾性体及びマスの組込みが行われると共に、ボスの外
周面に圧入されるインナースリーブに接触したマスと、
プーリ本体の内周面に圧入されるアウタースリーブとの
間で第二弾性体に予圧縮が与えられる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係るプーリカッ
プリングの好ましい一実施形態をその軸心を通る平面で
切断した断面図、図２は図１におけるII方向矢視図であ
る。この実施形態において、参照符号１は自動車エンジ
ンにおける補機の回転軸（図示省略）の軸端に取り付け
られるボス、２はボス１の外周側にボールベアリング３
を介して同心的にかつ円周方向相対変位可能に支持され
たプーリ本体、４は前記ボス１とプーリ本体２を弾性的
に連結しているダンパユニットである。

【００１１】ボス１は、鋳鉄等の金属材料によって環状
に形成されたものであって、中央に前記回転軸への取付
部である軸孔１１ａが開設された内周円筒部１１と、そ
の外周へ展開する円盤部１２と、更にその外周側に形成
された外周円筒部１３とを有する。そして、前記外周円
筒部１３の外周面には、ベアリング支持面１３ａと、そ
れよりやや大径のダンパ装着面１３ｂが形成されてい
る。

【００１２】プーリ本体２は、鋳鉄等の金属材料によっ
て環状に形成されたものであって、その内周面に、ボス
１のベアリング支持面１３ａと対応する被支持面２１
と、この被支持面２１より大径であって前記ボス１のダ
ンパ装着面１３ｂと対応するダンパ装着面２２が形成さ
れ、外周面に、Ｖベルトが掛けられるＶ溝２３が、前記
被支持面２１の外周に位置して形成されている。

【００１３】ボールベアリング３は、基本的には互いに
同心配置されたインナーレース３１及びアウターレース
３２と、その間に円周方向等間隔で回転自在に保持され
た多数の鋼球３３とからなる既知の構造を有する。この
ボールベアリング３は、インナーレース３１が、ボス１
のベアリング支持面１３ａに嵌着され、アウターレース
３２がプーリ本体２の被支持面２１に嵌着されることに
よって、ボス１とプーリ本体２を互いに同心的かつ円周
方向相対回転自在に保持するものである。

【００１４】ダンパユニット４は、ボス１のダンパ装着
面１３ｂに圧入された金属製のインナースリーブ４１
と、プーリ本体２のダンパ装着面２２に圧入された金属
製のアウタースリーブ４２と、前記両スリーブ４１，４
２の互いの対向周面間に円周方向等間隔で介在されたエ
ラストマ製の複数の弾性体４３と、これら各弾性体４３
の間に位置してインナースリーブ４１の外周に配置され
た金属製の複数のマス４４と、アウタースリーブ４２の
内周面と各マス４４との間に介在されたエラストマ製の
第二弾性体４５とを備える。各マス４４はインナースリ
ーブ４１の外周面と密接可能な円弧形ブロック状に形成
されている。

【００１５】すなわち弾性体４３と、マス４４及び第二
弾性体４５は、円周方向交互に配置されており、各マス
４４及び第二弾性体４５と、その円周方向両側に存在す
る弾性体４３との間には、適当な可動スペースＳが設け
られている。このため、ボス１とプーリ本体２が円周方
向に相対変位した場合、前記マス４４は、インナースリ
ーブ４１に対して所定の範囲内で円周方向に移動するこ
とができる。

【００１６】上記ダンパユニット４は、次のようにして
製作することができる。まず例えばゴム成形用金型内
に、インナースリーブ４１とアウタースリーブ４２を互
いに同心的に配置すると共に、複数のマス４４をインナ
ースリーブ４１の外周面に密接させた状態で円周方向等
間隔で配置する。次に、各マス４４の間から露出したイ
ンナースリーブ４１の外周面とアウタースリーブ４２の
内周面との間に、弾性体４３を加硫成形・加硫接着する
と共に、アウタースリーブ４２の内周面とマス４４の外
周面との間に第二弾性体４５を加硫成形・加硫接着す
る。前記弾性体４３及び第二弾性体４５の加硫成形・加
硫接着は、同時に行うことができる。そして、このよう
にして製作されたダンパユニットは、図３に示されるよ
うに、ボス１における外周円筒部１３のダンパ装着面１
３ｂと、プーリ本体２のダンパ装着面２２との間に圧入
される。

【００１７】ところで、エラストマ材料は加硫成形後に
体積収縮するため、ボス１とプーリ本体２の間にダンパ
ユニット４を組み込む前の状態では、インナースリーブ
４１とアウタースリーブ４２との間で弾性体４３に前記
体積収縮による引張応力が発生し、また、第二弾性体４
５の体積収縮によってマス４４とインナースリーブ４１
の間に隙間Ｇを生じる。しかし、インナースリーブ４１
は、ボス１のダンパ装着面１３ｂに圧入嵌合される際に
その締め代δ１に相当する分だけ拡径変形され、アウタ
ースリーブ４２は、プーリ本体２のダンパ装着面２２に
圧入嵌合される際にその締め代δ２に相当する分だけ縮
径変形され、これらの変形は弾性体４３及び第二弾性体
４５を径方向に圧縮するように作用する。したがって、
弾性体４３の引張応力が解消されて繰り返し変形に対す
る耐久性が向上されると共に、マス４４が適当な面圧で
インナースリーブ４１の外周面に接触され、第二弾性体
４５に適当な予圧縮が与えられる。

【００１８】また、マス４４の重量や、このマス４４を
インナースリーブ４１の外周面に押し付ける第二弾性体
４５の予圧縮による荷重は、回転に伴う遠心力によっ
て、マス４４がアイドル回転以上の定常回転域で前記イ
ンナースリーブ４１の外周面から離れるように設定され
る。

【００１９】上述の構成を備える実施形態のプーリカッ
プリングは、エンジンのクランクシャフトに設けられた
プーリから、回転駆動力がＶベルトを介してプーリ本体
２へ入力され、軸孔１１ａに結合された補器の回転軸を
回転させるものである。

【００２０】そしてエンジン始動からアイドル回転まで
の低速回転域では、図４（Ａ）に示されるように、マス
４４が第二弾性体４５の弾性によってインナースリーブ
４１の外周面に接触している。このため、ボス１とプー
リ本体２がダンパユニット４における弾性体４３及び第
二弾性体４５の双方を介して弾性的に連結された状態に
あるので、高ダンピング・高ばね定数となる。また、ボ
ス１とプーリ本体２が弾性体４３のみで連結されている
場合よりも、当該プーリカップリングの捩り方向固有振
動数が高くなる。

【００２１】したがって、エンジン始動時にクランクシ
ャフト側からプーリ本体２に入力される低周波大振幅の
トルク変動（捩り振動）は、ボス１側への伝達過程で、
弾性体４３及び第二弾性体４５が変形される時の内部摩
擦による減衰と、マス４４がインナースリーブ４１と摺
動することによる減衰を受ける。しかも捩り方向固有振
動数の上昇によって、弾性体４３及び第二弾性体４５と
その内周のボス１及び回転軸等で構成される振動系の共
振自体を抑制することができる。

【００２２】このため図５に吸振特性を示すように、エ
ンジン始動からアイドル回転までの低速回転域では、第
二弾性体４５及びマス４４を備えていない比較例のプー
リカップリングに比較して、この実施形態では振動伝達
率が著しく低減される。また、これによって弾性体４３
の過大変形が抑制されるので、その破損が有効に防止さ
れ、弾性体４３の過大変形を抑制する手段としてストッ
パを設けた場合のような干渉音を生じることもない。

【００２３】なお、上記低周波大振幅の入力時は、弾性
体４３と共に第二弾性体４５もアウタースリーブ４２と
マス４４との間で繰り返し変形を受けるが、この第二弾
性体４５の変形量はインナースリーブ４１に対するマス
４４の摺動によってある程度吸収されるので、過大に変
形されることはない。

【００２４】また、エンジン始動後、回転数が上昇する
につれてマス４４に作用する遠心力が増大するので、イ
ンナースリーブ４１に対するマス４４の接触荷重が低下
し、アイドル回転以上（約６００ｒｐｍ〜）の定常回転
域では、図４（Ｂ）に示されるように、マス４４が第二
弾性体４５の弾性に抗してインナースリーブ４１の外周
面から離れ、ボス１とプーリ本体２がダンパユニット４
における弾性体４３のみを介して弾性的に連結された状
態になる。このため、低ダンピング・低ばね定数とな
り、しかも当該プーリカップリングの捩り方向固有振動
数は、定常回転域におけるトルク変動の周波数より低く
なって、プーリ本体２側からボス１側への伝達振動を有
効に吸収することができる。

【００２５】また、弾性体４３と第二弾性体４５を円周
方向交互に配置した構造としたため、軸方向に並列した
構造とした場合に比較して、弾性体装着スペース、ひい
てはプーリカップリングの軸方向の寸法を小さくするこ
とができる。

【００２６】なお、本発明は上述した各実施形態の構成
に限定されるものではなく、例えばダンパユニット４に
おける弾性体４３（第二弾性体４５及びマス４４）の数
や、ボス１、プーリ本体２等の各部の形状等は、使用条
件等に応じて種々の変更が可能である。

【００２７】

【発明の効果】本発明に係るプーリカップリングによれ
ば、弾性体、マス及び第二弾性体をインナースリーブと
アウタースリーブの間に一体化したダンパユニットとし
て構成したため、製造に際して、低速回転時に前記マス
をインナースリーブに押し付けるのに必要な所定の圧縮
を第二弾性体に与える工程と、弾性体をプーリ本体とボ
スとの間に組み込む工程とを一度に行うことができるの
で、製造が容易になり、弾性体と第二弾性体を円周方向
交互に配置した構造としたため、軸方向の寸法を小さく
することができ、更に、共振による弾性体の過大変形を
抑えて耐久性及び吸振性能に優れた構造とすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプーリカップリングの好ましい第
一実施形態を軸心を通る平面で切断して示す断面図であ
る。

【図２】図１におけるII方向矢視図である。

【図３】上記実施形態におけるボスとプーリ本体との間
にダンパユニットを圧入する過程を示す説明図である。

【図４】上記実施形態による動作を示す説明図である。

【図５】上記実施形態の特性を示す線図である。

【符号の説明】

１ ボス １１ 内周円筒部 １１ａ 軸孔 １２ 円盤部 １３ 外周円筒部 １３ａ ベアリング支持面 １３ｂ ダンパ装着面 ２ プーリ本体 ２１ 被支持面 ２２ ダンパ装着面 ２３ Ｖ溝 ３ ボールベアリング（ベアリング） ３１ インナーレース ３２ アウターレース ３３ 鋼球 ４ ダンパユニット ４１ インナースリーブ ４２ アウタースリーブ ４３ 弾性体 ４４ マス ４５ 第二弾性体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸に取り付けられるボス（１）とそ
   の外周側にベアリング（３）を介して円周方向相対変位
   可能に支持されたプーリ本体（２）がダンパユニット
   （４）を介して弾性的に連結され、 前記ダンパユニット（４）は、 前記ボス（１）の外周面に圧入嵌着されるインナースリ
   ーブ（４１）及び前記プーリ本体（２）の内周面に圧入
   嵌着されるアウタースリーブ（４２）と、 前記両スリーブ（４１，４２）の互いの対向周面間に円
   周方向所定間隔で加硫接着されたエラストマからなる複
   数の弾性体（４３）と、 前記インナースリーブ（４１）の外周に前記各弾性体
   （４３）の間に位置して移動可能に配置された複数のマ
   ス（４４）と、 前記アウタースリーブ（４２）の内周面と前記各マス
   （４４）との間に加硫接着されてこのマス（４４）を前
   記インナースリーブ（４１）の外周面に接触させるエラ
   ストマからなる第二弾性体（４５）とを備え、 前記マス（４４）は、所定以上の軸回転数において遠心
   力により前記インナースリーブ（４１）の外周面から離
   れることを特徴とするプーリカップリング。