JP2005273743A - Power transmission - Google Patents
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Description
本発明は、プーリユニット等の動力伝達装置に関する。この種の動力伝達装置は、例えばエンジンのクランクシャフトやクランクシャフトからベルトを介して駆動される補機類に装備することができる。補機類には、例えば自動車のオルタネータ、エアコンディショナ用コンプレッサ、ウオーターポンプ、冷却ファンなどが挙げられる。 The present invention relates to a power transmission device such as a pulley unit. This type of power transmission device can be installed in, for example, an engine crankshaft or accessories driven from the crankshaft via a belt. Examples of the auxiliary machines include an automobile alternator, an air conditioner compressor, a water pump, and a cooling fan.
エンジンの回転駆動力をクランクシャフト(駆動側)からベルトを介して補機(従動側)に伝達する場合、クランクシャフトにおける回転角速度の微小変動に起因して、ベルトに滑りが起こって異音が発生する傾向となる。このことを、補機類の一つであるオルタネータを例にとって説明する。 When the rotational driving force of the engine is transmitted from the crankshaft (driving side) to the auxiliary machine (driven side) via the belt, the belt slips due to minute fluctuations in the rotational angular velocity of the crankshaft, and noise is generated. Tend to occur. This will be described an alternator, which is one of the auxiliaries for example.
エンジンを駆動源とする場合、エンジンの動作工程により、クランクシャフトは、その回転中、常に回転角速度の微小変動がある。一方、オルタネータのロータは、大きな回転慣性(慣性モーメント)を有しているから、当該ロータには慣性トルクがかかっている。このため、オルタネータのロータを、回転角速度の微小変動を伴うクランクシャフトで駆動すると、ベルトに緩みと張り側とが変わって張力変動が発生する一方で、該ベルトには、ロータの慣性トルクがかかる結果、ベルトに滑りが起こって異音が発生したり耐久性が低下したりする傾向となる。 If the engine as a drive source, the operation process of the engine crankshaft during its rotation, there is always a slight change of the rotational angular velocity. On the other hand, since the rotor of the alternator has a large rotational inertia (moment of inertia), inertia torque is applied to the rotor. For this reason, when the alternator rotor is driven by a crankshaft with minute fluctuations in the rotational angular velocity, the belt loosens and tension changes, causing tension fluctuations, while the belt is subjected to the inertia torque of the rotor. As a result, there is a tendency that the belt slips and noise is generated or the durability is lowered.
なお、従来の技術として、ベルトが巻き掛けられるプーリの内周面と、オルタネータのロータに一体回転可能に連結されるロータ軸の外周面とにおける円周数ヶ所に、突片をそれぞれ設け、両突片が円周方向で対向する空間にゴムやばねなどの弾性体を配置した動力伝達装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。
本発明は、上記ベルトの異音の発生の防止や耐久性の向上を図り、長期にわたり、信頼性に優れた動力伝達装置を提供するものである。 The present invention provides a power transmission device that is excellent in reliability over a long period of time by preventing occurrence of abnormal noise in the belt and improving durability.
本発明は、同心配置した内側と外側の両環体間で回転動力の伝達を行う動力伝達装置であって、外側環体の内周面に径方向内向きに突出した可撓性を有する外側突片が、また、内側環体の外周面に径方向外向きに突出した可撓性を有する内側突片が、それぞれ周方向交互に配置され、上記両環体の対向間において上記両突片間に形成される収納空間内に弾性体が収納されていることを特徴としている。 The present invention is a power transmission device that transmits rotational power between both inner and outer rings arranged concentrically, and has a flexible outer side that projects radially inwardly on the inner circumferential surface of the outer ring. The projecting pieces and flexible inner projecting pieces protruding radially outwardly on the outer circumferential surface of the inner ring body are alternately arranged in the circumferential direction, and the both projecting pieces are disposed between the opposed rings. An elastic body is stored in a storage space formed therebetween.
上記構成において、例えば外側環体が駆動側の環体となって外側環体の角速度が増減変動するとき、外側環体の回転に伴い、外側突片が内側突片に周方向で近づいて、外側突片が弾性体をその弾性に抗して押圧して弾性体は外側突片と内側突片との間で圧縮されつつ、また弾性体が内側突片を周方向に押圧する。 In the above configuration, for example, when the outer ring becomes a driving ring and the angular velocity of the outer ring varies, the outer protruding piece approaches the inner protruding piece in the circumferential direction as the outer ring rotates. The outer projecting piece presses the elastic body against its elasticity and the elastic body is compressed between the outer projecting piece and the inner projecting piece, and the elastic body presses the inner projecting piece in the circumferential direction.
この場合、外側突片の移動に伴なって、外側突片はその可撓性により弾性体の弾性に抗されてわずかに撓む。このように、弾性体が圧縮されて弾性変形し、かつ外側突片が撓むことで、外側環体の角速度の増加変動分を吸収することになる。 In this case, as the outer protruding piece moves, the outer protruding piece bends slightly against the elasticity of the elastic body due to its flexibility. In this way, the elastic body is compressed and elastically deformed, and the outer protruding piece bends to absorb the increased fluctuation in the angular velocity of the outer ring body.
外側環体の角速度が減少変動するときは、内側環体の慣性回転に伴い内側突片が外側突片に近づいて、内側突片が弾性体をその弾性に抗して押圧して弾性体は外側突片と内側突片との間で圧縮されつつ、また弾性体が外側突片を周方向に押圧する。 When the angular velocity of the outer ring decreases and fluctuates, the inner protruding piece approaches the outer protruding piece as the inner ring rotates, and the inner protruding piece presses the elastic body against its elasticity, While being compressed between the outer protruding piece and the inner protruding piece, the elastic body presses the outer protruding piece in the circumferential direction.
この場合、内側突片はその移動に伴なって弾性体の弾性に抗されてわずかに撓む。このように、弾性体が圧縮されて弾性変形し、かつ内側突片が撓むことで、外側環体の角速度の減少変動分を吸収することになる。 In this case, the inner protruding piece is slightly bent against the elasticity of the elastic body as it moves. In this way, the elastic body is compressed and elastically deformed, and the inner projecting piece is bent, so that the decrease fluctuation of the angular velocity of the outer ring body is absorbed.
ところで、この種の動力伝達装置では、そのダンパ性能を向上させようとすれば、これまで弾性体の弾性(強度)を低下させる必要があった。しかし、弾性の低い弾性体をこの種の動力伝達装置に用いると、例えば外側環体に増減速変動があった場合に弾性体にエネルギーが蓄積されすぎてしまい、弾性体の経年劣化が早期に発生することが懸念されていた。 By the way, in this type of power transmission device, it has been necessary to reduce the elasticity (strength) of the elastic body so far in order to improve the damper performance. However, if an elastic body with low elasticity is used for this type of power transmission device, for example, if the outer ring body fluctuates in acceleration / deceleration, too much energy is accumulated in the elastic body, and the secular deterioration of the elastic body is accelerated. There was concern about the occurrence.
これに対して、本発明では、外側環体の内周面、および内側環体の外周面それぞれに可撓性を有する突片を形成し、突片間の収納空間に弾性体を収納した構成としたことにより、例えば外側環体の増減速変動があった場合に、弾性体のみではなく、これらの動きに応じて撓む突片とで、外側環体の増減速変動に伴なうエネルギーの負荷を分担して吸収することになるので、弾性体の弾性を低下させる必要がない。あるいは場合によっては、従来に比べて弾性体の弾性(あるいは、ばね常数)を低下させることも可能となり、さらなるダンパ性能の向上を実現できる。 On the other hand, in this invention, the structure which formed the protrusion which has flexibility in each of the inner peripheral surface of an outer ring body, and the outer peripheral surface of an inner ring body, and accommodated the elastic body in the storage space between protrusions Thus, for example, when there is an increase / decrease variation in the outer ring, not only the elastic body but also the protrusions that flex according to these movements, the energy associated with the increase / decrease variation in the outer ring Therefore, it is not necessary to reduce the elasticity of the elastic body. Or depending on the case, the elasticity (or spring constant) of the elastic body can be lowered as compared with the conventional case, and further improvement of the damper performance can be realized.
このように、外側環体の内周面および内側環体の外周面に突片を形成するといった簡単な構成でもって、弾性体の弾性を確保したまま、必要なダンパ性能が得られ、動力伝達装置全体の使用寿命を延長することができる。 In this way, the required damper performance can be obtained while the elasticity of the elastic body is ensured with a simple configuration in which the projecting pieces are formed on the inner peripheral surface of the outer ring and the outer peripheral surface of the inner ring. The service life of the entire device can be extended.
特に、本発明の動力伝達装置を例えばプーリユニットに適用した場合、エンジンのクランクシャフト側からベルトを介して例えば外側環体としてのプーリが駆動されると、上記ばねとダンパーを介して内側環体としてのロータ軸が回転する。 In particular, when the power transmission device of the present invention is applied to, for example, a pulley unit, when a pulley as an outer ring is driven from the crankshaft side of the engine via a belt, for example, an inner ring via the spring and the damper is driven. As the rotor shaft rotates.
そして、ベルトの張力が変動し、この張力変動に対してロータ軸がその慣性トルクにより該張力変動に追随できない状況下において、ベルトの張力変動は弾性体および突片が弾性変形することで受けるから、ベルトはプーリに対して滑らずに済む。これによって、ベルトとプーリとの間で異音の発生等が抑制ないしは解消され、ベルトの耐久性が向上される。 The belt tension fluctuates, and the belt tension fluctuation is received by elastic deformation of the elastic body and the projecting piece in a situation where the rotor shaft cannot follow the tension fluctuation due to the inertia torque. The belt does not slip with respect to the pulley. As a result, the occurrence of abnormal noise between the belt and the pulley is suppressed or eliminated, and the durability of the belt is improved.
本発明によれば、エンジンの回転駆動力をクランクシャフトからベルトを介してオルタネータ等の補機に伝達する動力伝達装置、例えば、プーリユニットにおいて、ベルトの異音の発生の抑制ないし防止や耐久性の向上を図り、長期にわたり、信頼性に優れた動力伝達装置を提供することができる。 According to the present invention, in a power transmission device that transmits the rotational driving force of an engine to an auxiliary machine such as an alternator via a belt from a crankshaft, for example, in a pulley unit, the generation or suppression of the generation of abnormal noise of the belt is improved. Thus, it is possible to provide a power transmission device with excellent reliability over a long period of time.
以下本発明の最良の形態を、図を参照して説明する。この形態では、動力伝達装置を車両の補機に用いるプーリユニットに適用させている。図1はプーリユニットの全体構成を示す側面断面図、図2および図3は同じく正面断面図である。 The best mode of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, the power transmission device is applied to a pulley unit used for a vehicle auxiliary machine. FIG. 1 is a side sectional view showing the overall configuration of the pulley unit, and FIGS. 2 and 3 are front sectional views.
これらの図に示すプーリユニット1は、外側環体としてのプーリ2と、プーリ2の内周側に配置されてプーリ2との間で回転動力の伝達を行う内側環体としてのロータ軸3と、プーリ2とロータ軸3との軸方向中間に配置されて当該プーリ2からロータ軸3に対しての動力伝達の媒介を行う動力伝達媒介部材4と、同じくプーリ2とロータ軸3との軸方向両端間に配設される転がり軸受5,6とを備える。
A pulley unit 1 shown in these drawings includes a
転がり軸受5,6は、プーリ2とロータ軸3との間の環状空間の軸方向両側にそれぞれ1つずつ介装されるもので、それぞれ外輪7、内輪8、複数の玉9、それらを保持する冠形保持器10、およびシールリング11からなる一般的な深溝玉軸受である。
The rolling bearings 5 and 6 are interposed one by one on both sides in the axial direction of the annular space between the
プーリ2の外周面には、ベルトVを巻き掛けるための波状溝2bが形成されている。プーリ2の内周面の軸方向中間における円周数箇所、好ましくは、180°で対向する二箇所には外側突片として、径方向内向きに突出する板状の駆動側第1突片15,駆動側第2突片16が一体形成されている。プーリ2の内周の軸方向他端側(ロータ軸3の自由端側に対応)には、径方向内向きの鍔部2aが設けられている。
On the outer peripheral surface of the
駆動側第1,第2突片15,16の内周面15c,16cは、ロータ軸3の外周面25に非接触ないし摺動可能とされ、駆動側第1突片15の周方向側面15a,15bどうしは径方向に沿って互いに平行に形成され、第2突片16の周方向側面16a,16bどうしは径方向に沿って互いに平行に形成されている。
The inner
ロータ軸3には、例えば自動車に備える補機の回転軸やエンジンのクランクシャフトが一体回転可能に連結される。ロータ軸3の外周面の軸方向中間における円周数箇所、好ましくは、180°で対向する二箇所には、内側突片として径方向外向きに突出する従動側第1突片17,従動側第2突片18がそれぞれ一体形成されている。
The rotor shaft 3, for example the crankshaft axis of rotation and an engine auxiliary machine comprising a vehicle is integrally rotatably coupled. A driven side first projecting
従動側第1,第2突片17,18は、駆動側第1,2突片15,16間に配置されるようロータ軸3の外周面に径方向外向きに突出されて、従動側第1,第2突片17,18と駆動側第1,2突片15,16とは周方向で交互に設けられた配置となっている。従動側第1突片17の周方向側面17a,17bどうしは径方向に沿って互いに平行に形成されている。第2突片18の周方向側面18a,18bどうしは径方向に沿って互いに平行に形成されている。
The driven side first and second projecting
プーリ2とロータ軸3との対向環状空間においてロータ軸3側の各突片17,18とプーリ2側の各突片15,16との円周方向での各対向間(図上で4箇所の対向間)には、収納空間A1,A2,A3,A4が形成されている。
In the opposed annular space between the
動力伝達媒介部材4は、駆動側第1,2突片15,16と、従動側第1,第2突片17,18と、収納空間A1,A2,A3,A4それぞれに収納された弾性体であるゴム体19,20,21,22とから構成されている。
The power
上記構成のプーリユニット1において、図示しないクランクシャフトの回転に伴なってベルトVが回転すると、その回転に伴なってプーリ2が回転駆動する。そうすると、ロータ軸3は、動力伝達媒介部材4を介してプーリ2から動力伝達されて回転する。
In the pulley unit 1 configured as described above, when the belt V rotates with the rotation of a crankshaft (not shown), the
ここでプーリ2が回転し、その回転動力が動力伝達媒介部材4を介してロータ軸3に伝達される過程を、クランクシャフトの脈動回転でプーリ2の角速度が増加変動する場合について説明する。この場合、図2の仮想線で示すように、プーリ2の時計方向の回転に伴い、プーリ2の駆動側第1突片15が従動側第1突片17に近づいて、駆動側第1突片15の周方向側面15aがゴム体19をその弾性に抗して押圧してゴム体19は周方向側面15aと従動側第1突片17の対向側面17bとの間で圧縮されつつ、またゴム体19がロータ軸3の従動側第2突片17を周方向に押圧する。この場合、駆動側第1突片15は時計方向への移動に伴なってその可撓性によりゴム体19の弾性でわずかに撓む。
Here, the process in which the
一方でプーリ2の駆動側第2突片16が従動側第2突片18に近づいて駆動側第2突片16の周方向側面16aがゴム体21をその弾性に抗して押圧してゴム体21は周方向側面16aと従動側第2突片18の対向側面18bとの間で圧縮されつつ、またゴム体21がロータ軸3の従動側第2突片18を周方向に押圧する。
On the other hand, the driving side second projecting
この場合、駆動側第2突片16は時計方向への移動に伴なってその可撓性によりゴム体21の弾性でわずかに撓む。
In this case, the driving-side second projecting
このように、ゴム体19,21が圧縮されて弾性変形し、駆動側第1突片15および駆動側第2突片16が撓むことで、プーリ2の角速度の増加変動分を吸収することになり、プーリ2とベルトVとの間での滑りや異音の発生を防止することができる。
In this way, the
クランクシャフトの脈動回転でプーリ2の角速度が減少変動するときは、図3の仮想線で示すように、ロータ軸3の時計方向の回転に伴い、ロータ軸3の従動側第1突片17が駆動側第2突片16に近づいて、従動側第1突片17の周方向側面17aがゴム体20をその弾性に抗して押圧してゴム体20は周方向側面17aと駆動側第2突片16の対向側面16bとの間で圧縮されつつ、またゴム体20がプーリ2の駆動側第2突片16を周方向に押圧する。
When the angular velocity of the
この場合、従動側第1突片17は時計方向への移動に伴なってその可撓性によりゴム体20の弾性でわずかに撓む。
In this case, the driven first projecting
一方でロータ軸3の従動側第2突片18が駆動側第1突片15に近づいて従動側第2突片18の周方向側面18aがゴム体22をその弾性に抗して押圧してゴム体22は周方向側面18aと駆動側第1突片15の対向側面15bとの間で圧縮されつつ、またゴム体22がプーリ2の駆動側第1突片15を周方向に押圧する。この場合、従動側第2突片18は時計方向への移動に伴なってその可撓性によりゴム体22の弾性でわずかに撓む。
On the other hand, the driven-side
このように、ゴム体20,22が圧縮されて弾性変形し、従動側第1突片17および従動側第2突片18が撓むことで、プーリ2の角速度の減少変動分を吸収することになる。
In this way, the
ところで、この種のプーリユニットでは、プーリの内周面およびロータ軸の外周面に径方向に突出する凸部を形成し、凸部間の収納空間にゴム体を収納する場合がある。しかしこれまでの凸部は剛体であり、プーリに増減速があったとしても、凸部が撓む構成ではない。このため、プーリユニットのダンパ性能を向上させようとすれば、ゴム体の弾性(強度)を低下させる必要がある。しかし、弾性の低いゴム体をこの種のプーリユニットに用いると、プーリに増減速変動があった場合にゴム体にエネルギーが蓄積されすぎ、ゴム体の経年劣化が早期に発生することが考えられる。 By the way, in this type of pulley unit, there are cases where convex portions protruding in the radial direction are formed on the inner peripheral surface of the pulley and the outer peripheral surface of the rotor shaft, and the rubber body is stored in the storage space between the convex portions. However, the conventional convex part is a rigid body, and even if the pulley is accelerated or decelerated, the convex part is not configured to bend. For this reason, if it is going to improve the damper performance of a pulley unit, it is necessary to reduce the elasticity (strength) of a rubber body. However, if a low-elasticity rubber body is used for this type of pulley unit, it is considered that when the pulley is fluctuated in acceleration / deceleration, too much energy is accumulated in the rubber body and the rubber body deteriorates over time. .
そこで本発明の実施の形態のように、プーリ2の内周面、およびロータ軸3の外周面それぞれに可撓性を有する駆動側第1,第2突片15,16、従動側第1,第2突片17,18を形成し、突片15,16,17,18間の収納空間A1,A2,A3,A4にゴム体19,20,21,22を収納した構成とした。
Therefore, as in the embodiment of the present invention, the driving side first and second projecting
この構成により、ゴム体19,20,21,22のみではなく、これらの動きに応じて撓む突片15,16,17,18とで、プーリ2の増減速変動に伴なうエネルギーの負荷を分担して吸収することになるので、ゴム体19,20,21,22の弾性を低下させる必要がない。
With this configuration, not only the
したがって、プーリ2の内周面およびロータ軸3の外周面に突片15,16,17,18を形成するといった簡単な構成でもって、ゴム体19,20,21,22の弾性を確保したまま、必要なダンパ性能が得られ、プーリユニット1全体の使用寿命を延長することができる。さらにプーリユニット1のダンパ性能により、プーリ2とベルトVとの間での滑りや異音の発生を防止することができるから、ベルトVの耐久性を向上させることができる。
Accordingly, the elasticity of the
上記実施の形態では、収納空間A1,A2,A3,A4に弾性体としてゴム体19,20,21,22を収納した構成としたがこれに限定されず、ゴム体19,20,21,22の代わりに突片15,16,17,18をばね座とするコイルばねを用いることも可能である。この場合もコイルばねの弾性(強度)を低下させることなく必要なダンパ性能が得られ、プーリユニット1全体の使用寿命を延長することができ、さらにプーリ2とベルトVとの間での滑りや異音の発生を防止して、ベルトVの耐久性を向上させることができる。
In the above-described embodiment, the
1 プーリユニット
2 プーリ
3 ロータ軸
4 動力伝達媒介部材
5,6 転がり軸受
15 駆動側第1突片
16 駆動側第2突片
17 従動側第1突片
18 従動側第2突片
19〜22 ゴム体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
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2004
- 2004-03-24 JP JP2004086700A patent/JP2005273743A/en not_active Withdrawn
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