JP2005172051A - Power transmission device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動力伝達装置に係り、より詳しくは、脈動等の変動を含む入力回転から変動の少ない出力回転を取り出すのに適した動力伝達装置に関する。 The present invention relates to a power transmission device, and more particularly to a power transmission device suitable for extracting an output rotation with little fluctuation from an input rotation including fluctuations such as pulsation.
自動車等には、エンジンのクランクシャフトからベルトを介して駆動される補機が各種装備されている。このような補機としては、オルタネータ、エアコンディショナ用コンプレッサ、ウォーターポンプ、冷却ファン等がある。 Automobiles and the like are equipped with various auxiliary machines that are driven from a crankshaft of an engine via a belt. Such auxiliary machines include an alternator, an air conditioner compressor, a water pump, a cooling fan, and the like.
オルタネータ等の補機が、エンジンのクランクシャフトに連動して回送されるベルトで直接的に駆動されるようにすると、クランクシャフトの回転には、脈動等の変動が含まれているから、回転変動がある度に、ベルトには回転変動に伴う急激なテンションが作用して、ベルトと、補機側のプーリとの間にスリップが生じ、耳障りなきしり音が発生するほか、ベルトやプーリの寿命を短くするおそれがある。 When an auxiliary machine such as an alternator is driven directly by a belt that is fed in conjunction with the crankshaft of the engine, the rotation of the crankshaft includes fluctuations such as pulsation. Each time, the belt is subjected to sudden tension due to rotational fluctuations, causing slippage between the belt and the pulley on the accessory side, generating harsh noises and the life of the belt and pulley. May be shortened.
そのため、従来、オルタネータでは、その入力用回転軸と、ベルトが巻き掛けられるプーリとの間には、一方向クラッチを用いた動力伝達装置が設けられている(特許文献1参照)。
上記のような従来の一方向クラッチを用いた動力伝達装置では、入力回転の変動に応じて、一方向クラッチのロック状態とフリー状態とが繰り返され、伝動状態の間に非伝動状態が介在することになる。入力側の急激な回転変動に伴ってフリー状態からロック状態に切り換わる場合、くさび部材としてのころやスプラグがかみ合うことになって、出力側の回転にも立ち上がりが急峻な、比較的大きな変動が現れ、回転変動の吸収効果が不充分である、という問題がある。 In the conventional power transmission device using the one-way clutch as described above, the one-way clutch is repeatedly locked and free in accordance with fluctuations in the input rotation, and a non-transmission state is interposed between the transmission states. It will be. When switching from the free state to the locked state due to a sudden rotation fluctuation on the input side, the rollers and sprags as the wedge members will be engaged, and there will be a relatively large fluctuation with a sharp rise in the rotation on the output side. There is a problem that the effect of absorbing rotational fluctuation is insufficient.
しかも、上記の動力伝達装置では、増速時のように一方向の変動には対応できても、他方向の減速時での回転変動に充分に対応できず、この点でも、回転変動の吸収効果が不充分である。 In addition, the power transmission device described above can cope with fluctuations in one direction as in the case of acceleration, but cannot sufficiently cope with fluctuations in rotation during deceleration in the other direction. The effect is insufficient.
本発明による動力伝達装置は、相対回転可能に同心配置された2つの回転体間で回転トルクの伝達を行う動力伝達装置であって、両回転体間の環状空間内に封入した粘性流体と、両回転体の環状空間内に配置された流動抵抗部とを備え、流動抵抗部は、両回転体の対向周面の少なくとも一方に軸方向に延びかつ径方向に突出する凸部により構成されていることを特徴とするものである。 A power transmission device according to the present invention is a power transmission device that transmits rotational torque between two rotating bodies arranged concentrically so as to be relatively rotatable, and includes a viscous fluid sealed in an annular space between both rotating bodies, A flow resistance portion disposed in the annular space of both rotating bodies, and the flow resistance portion is configured by a convex portion extending in the axial direction and projecting in the radial direction on at least one of the opposed peripheral surfaces of the both rotating bodies. It is characterized by being.
本発明によると、両回転体の環状空間内に配置された流動抵抗部を、両回転体の対向周面の少なくとも一方に軸方向に延びかつ径方向に突出する凸部により構成したから、原動側の回転体の回転トルクを粘性流体を介して従動側の回転体に伝達するに際して、定常的な回転トルクの伝達に対しては、従動側の回転体は、原動側の回転体と回転方向にほぼ一体化して原動側の回転体とほぼ同速度で回転する一方、回転トルクの変動は、内部に発生するせん断応力による減衰作用で吸収される結果、従動側の回転体への回転トルクの変動の伝達は効果的に遮断ないしは抑制される。 According to the present invention, the flow resistance portion disposed in the annular space of both rotating bodies is constituted by the convex portion that extends in the axial direction and protrudes in the radial direction on at least one of the opposed peripheral surfaces of both rotating bodies. When transmitting the rotational torque of the rotating body on the side to the rotating body on the driven side via the viscous fluid, the rotating body on the driven side is the same as the rotating body on the driving side in the rotational direction. And the rotational torque fluctuation is absorbed by the damping action caused by the shear stress generated inside, so that the rotational torque of the driven rotor is reduced. The transmission of fluctuations is effectively blocked or suppressed.
なお、特開平8−240246号公報には、両回転体間に粘性流体を入れ、両回転体の対向周面にラビリンス部を構成する複数の凸部を設けたものが開示されている。この複数の凸部はラビリンス部を構成するために軸方向には延びておらず、しかも、円周方向に連続したものであるから、両回転体が相対回転しても、粘性流体に対する流動抵抗部としての作用はなんら無い。これに対して本発明での上記凸部は、軸方向に延びているものであり、円周方向には連続したものではないから、両回転体の相対回転に際しては粘性流体に対する流動抵抗部として効果的に作用することができる。粘性流体は、粘性を有する流体であれば、原理的にはすべて実施可能であり、本発明の粘性流体に含めることができるが、シリコンオイルは特に好ましく使用することができる。 JP-A-8-240246 discloses a technique in which a viscous fluid is put between both rotating bodies and a plurality of convex portions constituting a labyrinth portion are provided on opposing circumferential surfaces of both rotating bodies. The plurality of convex portions do not extend in the axial direction in order to form a labyrinth portion, and are continuous in the circumferential direction. There is no action as a part. On the other hand, the convex portion in the present invention extends in the axial direction and is not continuous in the circumferential direction. It can act effectively. Any viscous fluid can be used in principle as long as it is a fluid having viscosity, and can be included in the viscous fluid of the present invention, but silicon oil can be used particularly preferably.
本発明の好ましい実施形態として、凸部を、両回転体の対向周面のそれぞれに、一方では波形形状で、他方ではブレード形状で設け、これら両回転体に設けた凸部それぞれの互いの対向隙間を両回転体の相対回転に伴ない変化する構成とすることができる。 As a preferred embodiment of the present invention, a convex portion is provided on each of the opposed peripheral surfaces of both rotating bodies, on the one hand in a wave shape, and on the other hand in a blade shape, and the convex portions provided on both the rotating bodies are opposed to each other. It can be set as the structure which changes a clearance gap with the relative rotation of both rotary bodies.
こうした場合、粘性流体の流動をより効果的に抑制でき、原動側の回転に対して、従動側の回転体に大きな回転遅れが生じずに済むうえ、回転遅れが少ない状態で大きなトルクを伝達することができる。 In such a case, the flow of the viscous fluid can be suppressed more effectively, and a large rotation delay can be prevented from occurring in the driven rotor relative to the rotation on the driving side, and a large torque can be transmitted with a small rotation delay. be able to.
本発明の動力伝達装置をプーリユニットに適用した場合において、外径側回転体を、プーリと一体に構成しても別体に構成してもよく、また、内径側回転体を、回転軸と一体に構成しても別体に構成してもよい。上記一体の場合では、プーリそのものが外径側回転体となり、その外周面にベルトが巻き掛けられ、回転軸が内径側回転体そのものとなり、プーリの内周面および/または回転軸の外周面に上記凸部を設けるとよい。上記一体とした場合は、別体構成よりもコストダウンが可能となる。 When the power transmission device of the present invention is applied to a pulley unit, the outer diameter side rotating body may be configured integrally with the pulley or separately, and the inner diameter side rotating body may be configured as a rotating shaft. It may be configured integrally or separately. In the above case, the pulley itself becomes the outer diameter side rotator, the belt is wound around the outer peripheral surface thereof, and the rotation shaft becomes the inner diameter side rotator itself, and the pulley inner surface and / or the outer peripheral surface of the rotation shaft. The convex portion may be provided. When integrated, the cost can be reduced as compared with a separate configuration.
本発明によれば、粘性流体の減衰作用により、増速方向の回転変動も減速方向の回転変動も、ともに吸収もしくは抑制され、変動の少ない出力回転が得られる。 According to the present invention, the rotational fluctuation in the acceleration direction and the rotational fluctuation in the deceleration direction are both absorbed or suppressed by the damping action of the viscous fluid, and an output rotation with little fluctuation is obtained.
図1および図2を参照して、本発明の最良の実施形態を説明する。図1は、最良の実施形態に係る動力伝達装置の軸方向に沿った断面図、図2は、図1の(2)−(2)線に沿った断面図である。 The best embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view taken along the axial direction of the power transmission device according to the best embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line (2)-(2) in FIG.
この実施形態に係る動力伝達装置は、その一例であるプーリユニットとして、自動車等のエンジンの補機であるオルタネータの入力部に設けたもので、外径側の回転体1と、内径側の回転体2と、これら回転体1,2の対向する環状空間3に封入した粘性流体4とを備える。
The power transmission device according to this embodiment is provided as an example of a pulley unit at an input portion of an alternator that is an auxiliary machine of an engine such as an automobile, and includes an outer diameter
外径側回転体1は、原動側となる筒状の回転体であって、その外周には、プーリ5が外嵌されて固定されている。プーリ5は、外周側にプーリ溝5aを有する。ベルト6は、エンジンのクランクシャフトに連動して回送されるもので、プーリ溝5aに巻き掛けられる。
The outer
外径側回転体1は、その内周の軸方向両側に、径方向内向きに突出する内鍔部1a,1bを備える。これら内鍔部1a,1bの間に、粘性流体4に対する第1の流動抵抗部として、一方の凸部形状の例として環状空間3内に波形に膨出する波形抵抗部7が形成されている。この波形抵抗部7は、軸方向に延びかつ径方向に突出した複数の凸部を曲線状に連続させた波形形状となしたもので粘性流体4と接触することで、粘性流体4との摩擦抵抗が大きくなっている。波形抵抗部7の突出高さは、内鍔部1a,1bの内周周面と同一、もしくはそれ以下の高さに設定されている。
The outer diameter
両内鍔部1a,1bは、図1の左側の内鍔部1aのように、外径側回転体1の軸方向中間部と一体に形成してもよいが、図1の右側の内鍔部1bのように、外径側回転体1の軸方向中間部とは別体の環状体として構成し、この別体の内鍔部1bを外径側回転体1の軸方向中間部に固着してもよい。
Both the
内径側回転体2は、従動側となるほぼ筒状の回転体であって、その内周には、オルタネータの入力用回転軸8が挿入されて固着されている。この内径側回転体2は、その外周の軸方向両側に、径方向外向きの外鍔部2a,2bを備える。これら外鍔部2a,2bの間に、第2の流動抵抗部として、他方の凸部形状の例として環状空間3を軸方向にブレード状に横切るブレード抵抗部9が設けられている。ブレード抵抗部9は、軸方向に延びかつ径方向に突出する凸部をブレード状となしたもので、波形抵抗部7との対向隙間で、粘性流体4の流動経路を細く絞るようになっている。ブレード抵抗部9は、円周方向等間隔に複数、図示例では3つ設けられているが、単一でもよい。ブレード抵抗部9の突出高さは、波形抵抗部7と干渉しないよう、外鍔部2a,2bの外周面と同一、もしくはそれ以下の高さになっている。
The inner diameter
外鍔部2a,2bは、内径側回転体2の軸方向中間部と一体に形成してもよいし、内径側回転体2の軸方向中間部とは別体に構成した上で、内径側回転体2の軸方向中間部に固着してもよい。
The
内径側回転体2の外周には、外径側回転体1が相対回転可能に外嵌されている。これら内外の両回転体1,2の間では、外鍔部2a,2bの外周面に、内鍔部1a,1bの内周面が潤滑剤による潤滑膜を介して嵌合しており、この嵌合により、内外の両回転体1,2の間に軸方向両側が閉じた環状空間3が形成されている。
On the outer periphery of the inner diameter
外鍔部2a,2bと内鍔部1a,1bとの間には、転がり軸受10もしくはすべり軸受が介装されて、このような軸受10により、内径側回転体2に対して外径側回転体1が軸方向に位置決めされた状態で相対回転可能に支持されている。
Between the
粘性流体4としては、シリコンオイルが好ましい。粘性流体4の他の例としては、せん断や攪拌により粘度が大幅に増すダイラタンシー性の流体を用いてもよい。
As the
上記構成の動力伝達装置では、回転トルクは、外径側回転体1の内周にある波形抵抗部7、粘性流体4、およびブレード抵抗部9を介して、内径側回転体2に伝わる。入力回転が定常的である場合、波形抵抗部7やブレード抵抗部9の流動抵抗が大きいので、内径側回転体2は、外径側回転体1と回転方向にほぼ一体化し、外径側回転体1とほとんど変わらない速度で回転する。入力回転に変動が生じた場合、その変動は、粘性流体4の内部に発生するせん断応力による減衰作用で吸収され、内径側回転体2にはほとんど伝わらない。
In the power transmission device having the above-described configuration, the rotational torque is transmitted to the inner diameter
この場合、粘性流体4の減衰作用はいずれの方向にも働くから、増速方向の回転変動も減速方向の回転変動も、ともに吸収もしくは抑制される。
In this case, since the damping action of the
また、上記実施形態のように、外径側回転体1がプーリ5とは別体の筒体に構成され、内径側回転体2が入力用回転軸8と別体の筒体に構成されていると、これら外径側回転体1と内径側回転体2とを径方向内外に組み合わせるとともに、その間に粘性流体4を充填して封入することで、動力伝達装置の全体を、筒状にまとまったユニットとすることができる。そして、このユニット化した動力伝達装置は、プーリ5の内周面と入力用回転軸8の外周面との間に軸方向外側から嵌め込んで装着することが可能で、装備個所への組み込みが容易にできる。
Further, as in the above embodiment, the outer diameter
上記実施形態では、内外各回転体1,2にそれぞれ流動抵抗部(波形抵抗部7とブレード抵抗部9)を設けたが、必ずしも両回転体1,2に流動抵抗部を設ける必要はなく、図3の他の実施形態に示すように、一方の回転体1(2)にのみ、流動抵抗部を設けるようにしてもよい。
In the above embodiment, the flow resistance portions (
図3の他の実施形態では、外径側回転体1の内周面1cは、凹凸のない一定の内径の内周面に形成されている。一方、内径側回転体2の外周には、環状空間3を軸方向に板状に横切るブレード抵抗部9が設けられている。そして、このブレード抵抗部9の外周面と、外径側回転体1の内周面1cとの間には、環状空間3の径方向幅に比べて狭い幅で、粘性流体4の流動隙間11が形成されている。
In another embodiment of FIG. 3, the inner
この構成では、両回転体1,2の間の狭い流動隙間11により、外径側回転体1に対する粘性流体4の流動が抑えられるとともに、粘性流体4に対するブレード抵抗部9の回転方向の動きも抑えられるから、内径側回転体2が外径側回転体1に回転方向により強力に結合され、外径側回転体1の回転に対して、内径側回転体2には大きな回転遅れが生じない。また、回転遅れが少ない状態で大きなトルクを伝達することができる。
In this configuration, the flow of the
なお、上記の各実施形態では、内外各回転体1,2を、プーリ5や入力用回転軸8とは別体の筒体としたが、これらの回転体1,2を、プーリ5や入力用回転軸8と同一材料の一体物としてもよい。すなわち、プーリ5の内周に直接、外径側回転体1を構成する内鍔部1a,1bと波形抵抗部7とを一体に形成し、入力用回転軸8の外周に直接、内径側回転体2を構成する外鍔部2a,2bとブレード抵抗部9とを一体に形成してもよい。
In each of the above embodiments, the inner and outer
また、図1および図2の実施形態とは逆に、外径側回転体1の内周にブレード抵抗部9を設け、内径側回転体2の外周に波形抵抗部7を設けてもよい。このほか、内鍔部1a,1bおよび外鍔部2a,2bについては、一方の鍔部1a,1b(あるいは2a,2b)の突出高さを高くして、他方の鍔部2a,2b(あるいは1a,1b)を省略してもよい。
In contrast to the embodiment of FIGS. 1 and 2, the
本発明は、エンジンの補機に限らず、回転変動の吸収、抑制が必要な動力伝達部に利用することができる。 The present invention can be used not only for engine auxiliary machines but also for power transmission units that need to absorb and suppress rotational fluctuations.
1 外径側回転体
2 内径側回転体
3 環状空間
4 粘性流体
7 波形抵抗部(第1の流動抵抗部)
9 ブレード抵抗部(第2の流動抵抗部)
DESCRIPTION OF
9 Blade resistance part (second flow resistance part)
Claims (2)
両回転体間の環状空間内に封入した粘性流体と、
両回転体の環状空間内に配置された流動抵抗部とを備え、
流動抵抗部は、両回転体の対向周面の少なくとも一方に軸方向に延びかつ径方向に突出する凸部により構成されている、ことを特徴とする動力伝達装置。 A power transmission device that transmits rotational torque between two rotating bodies arranged concentrically so as to be relatively rotatable,
A viscous fluid sealed in an annular space between both rotating bodies;
A flow resistance portion disposed in the annular space of both rotating bodies,
The flow resistance portion is constituted by a convex portion that extends in the axial direction and protrudes in the radial direction on at least one of the opposed peripheral surfaces of both rotating bodies.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003409966A JP2005172051A (en) | 2003-12-09 | 2003-12-09 | Power transmission device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003409966A JP2005172051A (en) | 2003-12-09 | 2003-12-09 | Power transmission device |
Publications (1)
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JP2005172051A true JP2005172051A (en) | 2005-06-30 |
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JP (1) | JP2005172051A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007078185A (en) * | 2005-09-12 | 2007-03-29 | Carl Freudenberg Kg | Belt pulley |
WO2011085451A1 (en) * | 2010-01-18 | 2011-07-21 | Raymond Waldon | Torque transmitting and braking device |
-
2003
- 2003-12-09 JP JP2003409966A patent/JP2005172051A/en not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007078185A (en) * | 2005-09-12 | 2007-03-29 | Carl Freudenberg Kg | Belt pulley |
WO2011085451A1 (en) * | 2010-01-18 | 2011-07-21 | Raymond Waldon | Torque transmitting and braking device |
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