JP2007270884A - Pulley unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プーリユニットに関する。 The present invention relates to a pulley unit.
例えば、自動車用エンジンのクランクシャフト(クランクプーリ)からベルト、プーリユニット等を介してオルタネータを駆動する場合、エンジンの高性能化・高速回転化に伴ってオルタネータも次第に高速で回転する傾向にある(特許文献1参照)。このため、発電効率を考慮したときに必要となる回転数(例えば5000rpm)をはるかに超える高速(例えば18000rpm)で回転する場合がある。このように、必要以上の高速で回転される結果、軸受、ブラシ等の主として摺動部分に摩耗による寿命低下を生じ、耐久性(信頼性)が低下する問題がある。 For example, when an alternator is driven from a crankshaft (crank pulley) of an automobile engine via a belt, a pulley unit, etc., the alternator also tends to rotate at a higher speed as the engine performance and speed increase ( Patent Document 1). For this reason, it may rotate at a high speed (for example, 18000 rpm) far exceeding the number of rotations (for example, 5000 rpm) required when considering the power generation efficiency. As described above, as a result of being rotated at an unnecessarily high speed, there is a problem that a life reduction due to wear occurs mainly in sliding parts such as a bearing and a brush, and durability (reliability) is lowered.
そして、自動車用エンジンで駆動されるオルタネータ、ウォータポンプ、エアコンプレッサ、パワーステアリングポンプ等の補機に主として用いられるプーリユニットにとって、このような高速領域での過酷な運転状況は、特許文献1等でも想定していなかった新たな課題と言える。 For a pulley unit mainly used in an auxiliary machine such as an alternator, a water pump, an air compressor, and a power steering pump that are driven by an automobile engine, such a severe operating situation in a high speed region is also disclosed in Patent Document 1 and the like. It can be said that this is a new issue that was not anticipated.
本発明の課題は、高速回転領域における動力伝達効率を調整することにより、耐久性を低下させるような異常な高速回転状態の発生を防止するとともに、小型でコンパクトな構造を有するプーリユニットを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a pulley unit having a small and compact structure while preventing occurrence of an abnormal high-speed rotation state that reduces durability by adjusting power transmission efficiency in a high-speed rotation region. There is.
上記課題を解決するために、本発明に係るプーリユニットは、
ベルトが巻掛けられるプーリと、そのプーリと同芯状に配置され一体回転可能な回転軸とのうち一方を原動体、他方を従動体として、それら原動体と従動体との間に回転調整機構が介装されたプーリユニットであって、
前記回転調整機構は、前記原動体と従動体との間に形成され磁性流体が封入された環状室内に配設されるとともに、
前記原動体の回転数に応じ前記従動体側においてアキシャル方向に沿って移動可能で磁性を有するスライド部材と、
そのスライド部材とアキシャル方向に所定の間隔を形成するように対向して前記原動体側に固定された磁石とを備え、
前記原動体の回転数が所定値を超えると前記スライド部材がアキシャル方向に移動して前記間隔を増大させ、その間隔の増大に伴って当該間隔を満たす前記回転調整機構による前記原動体から従動体への動力伝達効率を低下させることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the pulley unit according to the present invention is:
One of the pulley around which the belt is wound and the rotation shaft arranged concentrically with the pulley and capable of rotating integrally is a driving body and the other is a driven body, and a rotation adjusting mechanism between the driving body and the driven body. Is an intervening pulley unit,
The rotation adjusting mechanism is disposed in an annular chamber formed between the driving body and the driven body and enclosing a magnetic fluid,
A slide member having magnetism and movable along the axial direction on the driven body side according to the rotational speed of the driving body;
The slide member and a magnet fixed to the prime mover side so as to face each other so as to form a predetermined interval in the axial direction,
When the rotational speed of the prime mover exceeds a predetermined value, the slide member moves in the axial direction to increase the interval, and as the interval increases, the prime mover to the follower by the rotation adjustment mechanism satisfying the interval. It is characterized in that the power transmission efficiency to is reduced.
このように、高速回転領域においては、磁性を有するスライド部材と磁石との間隔を増大させ、間隔の増大に伴って磁性流体の粘度が低下することを利用して、回転調整機構による原動体(プーリ又は回転軸)から従動体(回転軸又はプーリ)への動力伝達効率を低下させる。これによって、所定値以上の高速回転領域においては、動力伝達効率を低下させることによってそれ以上の高速回転になるのを防止できる。言い換えれば、所定の高速回転領域に至るまでは、高い動力伝達効率を維持して効率よく稼動させることができる。 As described above, in the high-speed rotation region, by using the fact that the gap between the magnetic slide member and the magnet is increased and the viscosity of the magnetic fluid is lowered with the increase in the gap, the prime mover ( The power transmission efficiency from the pulley (rotary shaft) to the driven body (rotary shaft or pulley) is reduced. As a result, in a high-speed rotation region of a predetermined value or higher, it is possible to prevent further high-speed rotation by reducing the power transmission efficiency. In other words, it is possible to operate efficiently while maintaining high power transmission efficiency until reaching a predetermined high-speed rotation region.
したがって、自動車用エンジンで駆動されるオルタネータ、ウォータポンプ、エアコンプレッサ、パワーステアリングポンプ等の補機側のプーリユニットに用いる場合には、高速回転領域におけるプーリから回転軸への動力伝達効率を低下させて、補機側の軸受等の耐久性を維持できる。一方、自動車用エンジンのクランクシャフト・クランクプーリ間のプーリユニットに用いる場合には、高速回転領域における回転軸(クランクシャフト)からプーリ(クランクプーリ)への動力伝達効率を低下させて、上記補機側の軸受等の耐久性を維持できるとともに、エンジンで発生するエネルギー(馬力)が補機側で無駄に消費されることを防止し、燃費の向上にも寄与することができる。 Therefore, when used in an auxiliary pulley unit such as an alternator, water pump, air compressor, power steering pump, etc. driven by an automobile engine, the power transmission efficiency from the pulley to the rotating shaft in the high-speed rotation region is reduced. Thus, it is possible to maintain the durability of the bearings on the auxiliary machine side. On the other hand, when used in a pulley unit between a crankshaft and a crank pulley of an automobile engine, the power transmission efficiency from the rotating shaft (crankshaft) to the pulley (crank pulley) in the high-speed rotation region is reduced, and the auxiliary machine is In addition to maintaining the durability of the side bearings and the like, energy (horsepower) generated in the engine can be prevented from being wasted on the auxiliary machine side, which can contribute to an improvement in fuel consumption.
しかも、回転調整機構は、磁性流体が封入された環状室内に磁性を有するスライド部材と磁石とを設ければよい。これによって、プーリユニットを小型でコンパクトな構造とすることができる。 Moreover, the rotation adjusting mechanism may be provided with a magnetic slide member and a magnet in an annular chamber in which a magnetic fluid is sealed. As a result, the pulley unit can be made compact and compact.
ここで、磁性流体とは、一般によく知られているように、マグネタイト等の強磁性体の固体微粒子を、界面活性剤を用いて液体中に均一に分散させた懸濁液である。磁場(磁界)の中の磁性流体は、固体微粒子が磁界の向きに沿ってクラスター(連鎖状構造)を形成するために、磁界と直交する方向のせん断応力(磁界の直交方向にせん断すべりを生じさせるための内部応力)が大きくなり、粘度が上昇する。可変粘性磁性流体は、磁界の強さに対して粘度が大きく変化する性質を有するので、例えば磁性体間の間隔が変わるだけで粘度が大幅に変動する。なお、MR流体(Magneto Rheological Fluid)も可変粘性磁性流体の一種と考えられる。 Here, the magnetic fluid is a suspension in which solid fine particles of a ferromagnetic material such as magnetite are uniformly dispersed in a liquid using a surfactant, as is generally well known. The ferrofluid in the magnetic field (magnetic field) generates shear stress in the direction perpendicular to the magnetic field (shear slip in the direction perpendicular to the magnetic field) because the solid particles form clusters (chain structure) along the direction of the magnetic field. Internal stress for increasing the viscosity) and the viscosity increases. Since the variable viscosity magnetic fluid has a property that the viscosity greatly changes with the strength of the magnetic field, for example, the viscosity varies greatly only by changing the interval between the magnetic bodies. MR fluid (Magneto Rheological Fluid) is also considered as a kind of variable viscosity magnetic fluid.
したがって、磁性を有するスライド部材が磁石に対向配置され、両者のアキシャル方向の間隔を磁性流体が満たしていればよい。スライド部材は、強磁性体(例えばFe,Ni,Co及びそれらの合金)、常磁性体(例えばAl,Mn,Pb,Pt,K,Na及びそれらの合金)、反磁性体(例えばCu,Ag,Bi,Sb及びそれらの合金)のいずれで構成されていてもよい。ただし、磁性流体の粘度の変動幅を大きくするためには、スライド部材を強磁性体で構成することが望ましい。 Therefore, it is only necessary that the magnetic slide member is disposed opposite to the magnet, and the magnetic fluid satisfies the axial distance between them. The slide member includes a ferromagnetic material (eg, Fe, Ni, Co and alloys thereof), a paramagnetic material (eg, Al, Mn, Pb, Pt, K, Na and alloys thereof), and a diamagnetic material (eg, Cu, Ag). , Bi, Sb, and alloys thereof). However, in order to increase the fluctuation range of the viscosity of the magnetic fluid, it is desirable that the slide member is made of a ferromagnetic material.
ところで、スライド部材には、原動体の回転数に応じて遠心力を発生しラジアル方向に移動可能な移動体が常時接触するように配置され、スライド部材は、その移動体が遠心力によってラジアル方向へ移動するのに追従してアキシャル方向に移動することが望ましい。回転時の遠心力によってラジアル方向に移動可能な移動体(例えば球状ウェイト)に追従移動させることにより、スライド部材はアキシャル方向に円滑に移動することができるようになる。 By the way, the slide member is arranged so that a movable body that generates a centrifugal force according to the number of rotations of the prime mover and can move in the radial direction is always in contact, and the slide member is arranged in the radial direction by the centrifugal force. It is desirable to move in the axial direction following the movement. By following and moving a moving body (for example, a spherical weight) that can move in the radial direction by the centrifugal force during rotation, the slide member can move smoothly in the axial direction.
また、移動体は、従動体からラジアル方向に延出して環状室の一方側の端面を形成する壁部と、その環状室内に配置されて壁部に近づく向きに付勢されたスライド部材との間に保持されていることが望ましい。このように、環状室の一部を形成する壁部を利用して移動体を保持しているので、環状室及びその内部を小型コンパクトに形成することができる。 Further, the moving body includes a wall portion that extends in a radial direction from the driven body and forms an end surface on one side of the annular chamber, and a slide member that is disposed in the annular chamber and is biased toward the wall portion. It is desirable to hold it in between. Thus, since the moving body is held using the wall portion that forms a part of the annular chamber, the annular chamber and the inside thereof can be formed in a compact and compact manner.
さらに、移動体をラジアル方向へ移動するとともにスライド部材をアキシャル方向に移動するために、従動体の壁部とスライド部材との対向面を、ラジアル方向外側へいくほど離間距離が大となるように形成するとよい。このように、外側ほど拡開するように壁部とスライド部材との対向面が形成されているので、移動体のラジアル方向外側への移動が円滑に行なえる。具体的には、壁部側を垂直面とし、スライド部材側をテーパー面とすることで、環状室の容積を十分に確保しつつ、移動体のラジアル方向外側への移動がさらに円滑に行なえる。 Furthermore, in order to move the moving body in the radial direction and move the slide member in the axial direction, the separation distance increases as the opposing surface of the wall portion of the driven body and the slide member moves outward in the radial direction. It is good to form. Thus, since the opposing surface of a wall part and a slide member is formed so that it may spread toward the outer side, the movement to the radial direction outer side of a moving body can be performed smoothly. Specifically, by making the wall portion side a vertical surface and the slide member side a tapered surface, the moving body can move more smoothly in the radial direction while sufficiently securing the volume of the annular chamber. .
ところで、磁石は、スライド部材に対して従動体の位置する側とは反対側において原動体側に固定され、スライド部材は、壁部に近づく向きに移動したときに磁石との間隔を増大させることができる。このように、磁石とスライド部材に関して環状室内部にコンパクトに収納するとともに、磁性流体の粘度を変化させるために両者の間隔を回転数の変化に容易に追従させることができる。これによって、プーリユニットの一層の小型化を図ることができる。 By the way, the magnet is fixed to the driving body side on the side opposite to the side where the driven body is positioned with respect to the sliding member, and the sliding member increases the distance from the magnet when moving in the direction approaching the wall portion. Can do. As described above, the magnet and the slide member can be compactly accommodated in the annular chamber, and the distance between the two can be easily followed by the change in the rotational speed in order to change the viscosity of the magnetic fluid. As a result, the pulley unit can be further reduced in size.
(実施例1)
以下、本発明の実施の形態につき図面に示す実施例を参照して説明する。図1は本発明に係るプーリユニットの一例を示す半断面図、図2はその高速回転時の作動を示す半断面図である。図1は自動車用エンジン(図示せず)で駆動されるオルタネータ(図示せず)のプーリユニット1を示し、エンジンからの駆動力がベルトBから伝達される原動体としてのオルタネータプーリ2(プーリ)と、オルタネータプーリ2と同芯状に配置されて一体回転可能な従動体としてのオルタネータ軸3(回転軸)と、オルタネータプーリ2とオルタネータ軸3との間に介装された回転調整機構4と、を備えている。したがって、図1において、エンジンの駆動力は、ベルトB→オルタネータプーリ2→回転調整機構4→オルタネータ軸3に伝達される。
Example 1
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to examples shown in the drawings. FIG. 1 is a half sectional view showing an example of a pulley unit according to the present invention, and FIG. 2 is a half sectional view showing an operation at the time of high speed rotation. FIG. 1 shows a pulley unit 1 of an alternator (not shown) driven by an automobile engine (not shown), and an alternator pulley 2 (pulley) as a driving body to which driving force from the engine is transmitted from a belt B. An alternator shaft 3 (rotary shaft) as a follower that is arranged concentrically with the
このうち、オルタネータプーリ2は、ベルトBを巻掛するための波状溝2aが外周に形成された円筒状のプーリ本体2bを有する。プーリ本体2bのアキシャル方向一端側(左端側)には、円環状のフランジ部2cがラジアル方向内側に向けて一体的に延出形成されている。
Among these, the
一方、オルタネータ軸3は円筒状の軸本体3aを有し、その内面側に形成される取付軸孔3bにはオルタネータ入力軸(図示せず)が螺合固定されている。また、軸本体3aとプーリ本体2bとのアキシャル方向他端側(右端側)には、玉軸受11(転がり軸受;軸受部)が介装されている。なお、玉軸受11は、軸本体3aの外周面3cに固定された円環状の内輪11a(内側軌道輪)と、プーリ本体2bの内周面2dに固定された円環状の外輪11b(外側軌道輪)と、内輪11aと外輪11bとの間を転動する複数の玉(転動体)とを有する。また、玉軸受11は、アキシャル方向一端側(左端側)を、軸本体3aの外周面3c中央部からラジアル方向外側に向けて一体的に延出形成された円環状の壁部3dで支持されている。したがって、オルタネータプーリ2とオルタネータ軸3とのアキシャル方向の相対移動は玉軸受11及び壁部3dで規制されている。
On the other hand, the
次に、回転調整機構4は、磁性流体Mが封入された環状室5内に配設されている。この環状室5は、プーリ本体2bの内周面2d及び軸本体3aの外周面3cと、上記したプーリ本体2bのフランジ部2c及び軸本体3aの壁部3dとにより、断面が矩形状となるように囲まれて、プーリユニット1の中央部から一端部側(左端部側)にドーナツ状に形成されている。なお、符号12は、プーリ本体2bの内周面2dと壁部3dの先端部との間、及び軸本体3aの外周面3cとフランジ部2cの先端部との間にそれぞれ介装された円環状の密封用シールを示す。
Next, the
この環状室5の内部には、回転に伴う遠心力によりラジアル方向に移動可能なウェイト6(移動体)と、軸本体3aの外周面3c上をアキシャル方向に沿って移動可能なスライド部材7と、プーリ本体2bのフランジ部2cに固定された磁石8とが収納されている。
Inside the
このうち、ウェイト6は球状に形成されて、周方向に所定角度間隔(例えば90°間隔)で複数(例えば4個)配置されている。各ウェイト6は、上記壁部3dの先端部からアキシャル方向一端部側(左端部側)に突出形成された円環状の鍔部3eの内面に、圧縮コイルばね6a(付勢部材)によってラジアル方向中心側に付勢支持されている。また、各ウェイト6は、壁部3dとスライド部材7とに常時接触するように挟まれて保持されている。
Among these, the
スライド部材7は強磁性体(例えば鋼鉄製)で円環状に形成されるとともに、その内径部7aにすべり軸受であるブッシュ7bが固定され、アキシャル方向に沿って移動可能に設けられている。このスライド部材7は、垂直状の壁部3dと対向する対向面7cが、ラジアル方向外側へいくほど離れる(離間距離が大となる)ように、テーパー面状に形成されている。また、スライド部材7とウェイト6とは、壁部3dとスライド部材7との間に掛け渡された引張コイルばね7d(付勢部材)によって壁部3d側に付勢支持されている。
The
したがって、ウェイト6はオルタネータプーリ2の回転が高速になると回転数に応じて遠心力を発生し、圧縮コイルばね6aの付勢力に抗してラジアル方向外側に移動する。スライド部材7は、ウェイト6がラジアル方向外側へ移動するのに追従して、引張コイルばね7dの付勢力によってアキシャル方向の壁部3d側に移動する(図2参照)。
Therefore, when the rotation of the
磁石8は円環状に形成されるとともに、オルタネータプーリ2のアキシャル方向一端部側(左端部側)においてプーリ本体2bのフランジ部2c内面(環状室5側)に固定されている。つまり、磁石8はスライド部材7と、アキシャル方向に磁性流体Mで満たされた間隔L(L1)を挟んで対向配置されている。したがって、スライド部材7がアキシャル方向の壁部3d側に移動すると、磁石8との間隔LはL2に増大する(図2参照)。
The
次に、図1及び図2により、このように構成したプーリユニット1の作動について説明する。図1に示すように、オルタネータプーリ2が設定値(例えば5000rpm)で回転しているとき、スライド部材7と磁石8との間隔Lは初期間隔L1に保持されている。このとき、その間隔L1を満たす磁性流体Mでは、スライド部材7と磁石8との磁界を横切るせん断応力(磁界の直交方向にせん断すべりを生じさせるための内部応力)が大きくなり、粘度が高く維持されている(図5参照)。したがって、回転調整機構4によるオルタネータプーリ2からオルタネータ軸3への動力伝達効率が高く保持され、効率よく動力伝達が行われている。
Next, the operation of the pulley unit 1 configured as described above will be described with reference to FIGS. 1 and 2. As shown in FIG. 1, when the
図2に示すように、オルタネータプーリ2の回転数が上記設定値を超えたとき、回転調整機構4のウェイト6に作用する遠心力が大きくなり、ウェイト6は圧縮コイルばね6aの付勢力に抗して垂直状の壁部3dとスライド部材7のテーパー状の対向面7cとで摺接案内されながらラジアル方向外側へ移動する。同時に、スライド部材7は引張コイルばね7dの付勢力によってアキシャル方向の壁部3d側に追従移動する。そして、スライド部材7が壁部3d側に移動するにつれて、磁石8との間隔Lは最大間隔L2に増大する。
As shown in FIG. 2, when the rotational speed of the
磁石8とスライド部材7との間隔L2の増大に伴って、その間隔L2を満たす磁性流体Mでは、磁界と直交する方向のせん断応力が小さくなり、粘度が低下する(図5参照)。したがって、回転調整機構4によるオルタネータプーリ2からオルタネータ軸3への動力伝達効率が低下して、オルタネータプーリ2の回転数が上記設定値まで低下する。
As the distance L2 between the
このように、オルタネータプーリ2の回転数が設定値を超えたときに、回転調整機構4によるオルタネータプーリ2からオルタネータ軸3への動力伝達効率が低下するので、所定時間経過後にオルタネータプーリ2の回転数は再び設定値まで低下する。したがって、オルタネータプーリ2が異常な高速回転を行うのを防止し、軸受11やブラシ(図示せず)の耐久性が維持される。なお、最大間隔L2はオルタネータによる発電(充電)が支障なく行える範囲内に設定しておけばよい。
As described above, when the rotation speed of the
(実施例2)
図3は本発明に係るプーリユニットの他の例を示す半断面図、図4はその高速回転時の作動を示す半断面図である。図3はオルタネータ(図示せず)を駆動する自動車用エンジン(図示せず)のプーリユニット101を示し、エンジンのクランクシャフトに直結される原動体としてのエンジン出力軸103(回転軸)と、エンジン出力軸103と同芯状に配置されて一体回転可能な従動体としてのエンジンプーリ102(プーリ)と、エンジン出力軸103とエンジンプーリ102との間に介装された回転調整機構4と、を備えている。したがって、図3において、エンジンのクランクシャフトの駆動力は、エンジン出力軸103→回転調整機構4→エンジンプーリ102→ベルトBに伝達される。
(Example 2)
FIG. 3 is a half sectional view showing another example of the pulley unit according to the present invention, and FIG. 4 is a half sectional view showing the operation at the time of high speed rotation. FIG. 3 shows a
このうち、エンジンプーリ102は、ベルトBを巻掛するための波状溝102aが外周に形成された円筒状のプーリ本体102bを有する。プーリ本体102bのアキシャル方向一端側(左端側)には、円環状のフランジ部102cがラジアル方向内側に向けて一体的に延出形成されている。
Among these, the
一方、エンジン出力軸103は円筒状の軸本体103aを有し、その内面側に形成される取付軸孔103bにはクランクシャフト(図示せず)が螺合固定されている。また、軸本体103aとプーリ本体102bとのアキシャル方向他端側(右端側)には、玉軸受11(転がり軸受;軸受部)が介装されている。なお、玉軸受11は、軸本体103aの外周面103cに固定された円環状の内輪11a(内側軌道輪)と、プーリ本体102bの内周面102dに固定された円環状の外輪11b(外側軌道輪)と、内輪11aと外輪11bとの間を転動する複数の玉(転動体)とを有する。また、玉軸受11は、アキシャル方向一端側(左端側)を、プーリ本体102bの内周面102d中央部からラジアル方向内側に向けて一体的に延出形成された円環状の壁部102eで支持されている。したがって、エンジンプーリ102とエンジン出力軸103とのアキシャル方向の相対移動は玉軸受11及び壁部102eで規制されている。
On the other hand, the
次に、回転調整機構4は、磁性流体Mが封入された環状室5内に配設されている。この環状室5は、プーリ本体102bの内周面102d及び軸本体103aの外周面103cと、上記したプーリ本体102bのフランジ部102c及び壁部102eとにより、断面が矩形状となるように囲まれて、プーリユニット101の中央部から一端部側(左端部側)にドーナツ状に形成されている。
Next, the
この環状室5の内部には、回転に伴う遠心力によりラジアル方向に移動可能なウェイト6(移動体)と、プーリ本体102bの内周面102d上をアキシャル方向に沿って移動可能なスライド部材7と、軸本体103aの外周面103cに固定された磁石8とが収納されている。
Inside the
このうち、ウェイト6は球状に形成されて、周方向に所定角度間隔(例えば90°間隔)で複数(例えば4個)配置されている。各ウェイト6は、上記壁部102eの基端部からアキシャル方向一端部側(左端部側)に突出形成された円環状の鍔部102fの内面に、圧縮コイルばね6a(付勢部材)によってラジアル方向中心側に付勢支持されている。また、各ウェイト6は、壁部102eとスライド部材7とに常時接触するように挟まれて保持されている。
Among these, the
スライド部材7は強磁性体(例えば鋼鉄製)で円環状に形成されるとともに、その内径部7aにすべり軸受であるブッシュ7bが固定され、アキシャル方向に沿って移動可能に設けられている。このスライド部材7は、垂直状の壁部102eと対向する対向面7cが、ラジアル方向外側へいくほど離れる(離間距離が大となる)ように、テーパー面状に形成されている。また、スライド部材7とウェイト6とは、壁部102eとスライド部材7との間に掛け渡された引張コイルばね7d(付勢部材)によって壁部102e側に付勢支持されている。
The
したがって、ウェイト6はエンジン出力軸103の回転が高速になると回転数に応じて遠心力を発生し、圧縮コイルばね6aの付勢力に抗してラジアル方向外側に移動する。スライド部材7は、ウェイト6がラジアル方向外側へ移動するのに追従して、引張コイルばね7dの付勢力によってアキシャル方向の壁部102e側に移動する(図4参照)。
Therefore, the
磁石8は円環状に形成されるとともに、エンジン出力軸103のアキシャル方向一端部側(左端部側)において内周面103cに固定されている。つまり、磁石8はスライド部材7と、アキシャル方向に磁性流体Mで満たされた間隔L(L1)を挟んで対向配置されている。したがって、スライド部材7がアキシャル方向の壁部102e側に移動すると、磁石8との間隔LはL2に増大する(図4参照)。
The
次に、図3及び図4により、このように構成したプーリユニット101の作動について説明する。図3に示すように、エンジン出力軸103が設定値(例えば5000rpm)で回転しているとき、スライド部材7と磁石8との間隔Lは初期間隔L1に保持されている。このとき、その間隔L1を満たす磁性流体Mでは、スライド部材7と磁石8との磁界を横切るせん断応力(磁界の直交方向にせん断すべりを生じさせるための内部応力)が大きくなり、粘度が高く維持されている(図5参照)。したがって、回転調整機構4によるエンジン出力軸103からエンジンプーリ102への動力伝達効率が高く保持され、効率よく動力伝達が行われている。
Next, the operation of the
図4に示すように、エンジン出力軸103の回転数が上記設定値を超えたとき、回転調整機構4のウェイト6に作用する遠心力が大きくなり、ウェイト6は圧縮コイルばね6aの付勢力に抗して垂直状の壁部102eとスライド部材7のテーパー状の対向面7cとで摺接案内されながらラジアル方向外側へ移動する。同時に、スライド部材7は引張コイルばね7dの付勢力によってアキシャル方向の壁部102e側に追従移動する。そして、スライド部材7が壁部102e側に移動するにつれて、磁石8との間隔Lは最大間隔L2に増大する。
As shown in FIG. 4, when the rotational speed of the
磁石8とスライド部材7との間隔L2の増大に伴って、その間隔L2を満たす磁性流体Mでは、磁界と直交する方向のせん断応力が小さくなり、粘度が低下する(図5参照)。したがって、回転調整機構4によるエンジン出力軸103からエンジンプーリ102への動力伝達効率が低下して、エンジン出力軸103の回転数が上記設定値まで低下する。
As the distance L2 between the
このように、エンジン出力軸103の回転数が設定値を超えたときに、回転調整機構4によるエンジン出力軸103からエンジンプーリ102への動力伝達効率が低下するので、所定時間経過後にエンジン出力軸103の回転数は再び設定値まで低下する。したがって、エンジン出力軸103が異常な高速回転を行うのを防止し、軸受11やブラシ(図示せず)の耐久性が維持される。また、エンジンで発生するエネルギー(馬力)がオルタネータ側で無駄に消費されることを防止し、燃費の向上にも寄与することができる。なお、最大間隔L2はオルタネータによる発電(充電)が支障なく行える範囲内に設定しておけばよい。
As described above, when the rotational speed of the
1 プーリユニット
2 オルタネータプーリ(プーリ)
3 オルタネータ軸(回転軸)
4 回転調整機構
5 環状室
6 ウェイト(移動体)
7 スライド部材
8 磁石
101 プーリユニット
102 エンジンプーリ(プーリ)
103 エンジン出力軸(回転軸)
B ベルト
M 磁性流体
L 間隔
1
3 Alternator shaft (rotating shaft)
4
7
103 Engine output shaft (rotary shaft)
B Belt M Magnetic fluid L Interval
Claims (5)
前記回転調整機構は、前記原動体と従動体との間に形成され磁性流体が封入された環状室内に配設されるとともに、
前記原動体の回転数に応じ前記従動体側においてアキシャル方向に沿って移動可能で磁性を有するスライド部材と、
そのスライド部材とアキシャル方向に所定の間隔を形成するように対向して前記原動体側に固定された磁石とを備え、
前記原動体の回転数が所定値を超えると前記スライド部材がアキシャル方向に移動して前記間隔を増大させ、その間隔の増大に伴って当該間隔を満たす磁性流体の粘度が低下することにより、前記回転調整機構による前記原動体から従動体への動力伝達効率を低下させることを特徴とするプーリユニット。 One of the pulley around which the belt is wound and the rotation shaft arranged concentrically with the pulley and capable of rotating integrally is a driving body and the other is a driven body, and a rotation adjusting mechanism between the driving body and the driven body. Is an intervening pulley unit,
The rotation adjusting mechanism is disposed in an annular chamber formed between the driving body and the driven body and enclosing a magnetic fluid,
A slide member having magnetism and movable along the axial direction on the driven body side according to the rotational speed of the driving body;
The slide member and a magnet fixed to the prime mover side so as to face each other so as to form a predetermined interval in the axial direction,
When the rotational speed of the prime mover exceeds a predetermined value, the slide member moves in the axial direction to increase the interval, and as the interval increases, the viscosity of the magnetic fluid that satisfies the interval decreases. A pulley unit that reduces power transmission efficiency from the driving body to the driven body by a rotation adjusting mechanism.
前記スライド部材は、その移動体が遠心力によってラジアル方向へ移動するのに追従してアキシャル方向に移動する請求項1に記載のプーリユニット。 The slide member is arranged so that a movable body that generates a centrifugal force according to the number of rotations of the prime mover and is movable in a radial direction is always in contact,
The pulley unit according to claim 1, wherein the slide member moves in the axial direction following the movement of the moving body in the radial direction by centrifugal force.
前記スライド部材は、前記壁部に近づく向きに移動したときに前記磁石との間隔を増大させる請求項3又は4に記載のプーリユニット。 The magnet is fixed to the prime mover side on the side opposite to the side where the follower is positioned with respect to the slide member,
The pulley unit according to claim 3 or 4, wherein the slide member increases a distance between the slide member and the magnet when the slide member moves in a direction approaching the wall portion.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN111043272A (en) * | 2019-11-08 | 2020-04-21 | 河南美力达汽车有限公司 | Engine idling state smooth conversion device for new energy automobile |
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2006
- 2006-03-30 JP JP2006094980A patent/JP2007270884A/en active Pending
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