JP2007506056A - クランクシャフトデカプラー - Google Patents

Abstract

自動車エンジンの駆動シャフト（１６）とエンドレス駆動エレメント（１８）の間に回転トルクを伝達するためのデカプラーアセンブリ（２０）を提供する。デカプラーアセンブリは、駆動シャフトに固定して取り付けられるように構成された駆動ハブ（４０）を有する。プーリ（２２）が駆動ハブ（４０）に回転可能に取り付けられ、駆動ベルト（１８）と駆動的に係合されるようになっている。スプリングシェル（７０、１００）が駆動ハブとプーリの間に、選択的な回転可能に作動的に連結され、駆動シャフトの回転によって引き起こされる駆動ハブとプーリの間の揺動振動を隔絶するための付勢部材（１３０）がスプリングシェルと駆動ハブの間に作動的に連結される。駆動ハブからプーリに回転トルクを選択的に伝達するためのクラッチエレメント（１４０）がスプリングシェル（７０、１００）とプーリ（２２）の間に着座される。プーリ（２２）は内クラッチ面（２６）を有し、クラッチエレメントは、内クラッチ面と摩擦係合している複数の螺旋コイルと、スプリングシェルに連結された端と、を含み、駆動ハブとともにスプリングシェルの回転時にコイルをプーリに向かって拡張してトルクを駆動ハブ（４０）とプーリ（２２）の間に選択的に伝達する。

Description

本発明は、自動車のクランクシャフト及び駆動アセンブリに関し、特に、駆動アセンブリを一時的にクランクシャフトの速度と異なる速度で作動させ且つ駆動アセンブリをクランクシャフトから分断し又は機械的に隔絶し、駆動アセンブリとクランクシャフトの間のねじり振動を減ずる、デカップリング（分断）アセンブリに関する。

自動車エンジンでは、エンジンの出力の一部分を、曲がりくねったエンドレスベルトを利用する複数のベルト駆動附属構成部品に伝達することが広く知られている。典型的には、各ベルト駆動附属構成部品は、ベルトと駆動的に係合されるプーリを含み、ベルトはクランクシャフトに直接連結された出力プーリによって駆動される。

内燃エンジンは、絶えず加速し、減速し、エンジン振動を引き起こすパルスシステムとして作動する。これらの変化する速度の結果として、クランクシャフトによって駆動されるベルト駆動附属構成部品は、連続的に、加速したり減速したりしている。この結果、高い変動荷重及び振動により駆動附属構成部品の耐久性を減じるとともに容認できない騒音レベルをもたらす。加えて、トランスミッションシフト中、エンジンの始動及び運転停止中のような急速なエンジンの加速及び減速は、ベルトとプーリの間のスリップからベルトのキーキー音並びにベルトに加わる大きな衝撃荷重を引き起こす。

ベルト駆動附属構成部品とプーリの間に、プーリがエンジンの速度で揺動するときベルト駆動附属構成部品をより高い速度で一時的に作動させ、或いはプーリを「オーバーラン」させるデカプラーアセンブリを設けることが知られている。このようなデカプラーの例は２０００年７月４日メビセン等に対して付与された米国特許第６，０８３，１３０号及び１９９２年８月１８日にバイゼック等に対して付与された米国特許第５，１３９，４６３号に開示されている。

ベルト駆動附属物とプーリの間に、これらの間の振動を隔絶し且つオーバーランニングを許し、且つ騒音及び衝撃荷重を減ずるデカプラーアセンブリを設けることも知られている。この様なデカプラーアセンブリは、２０００年４月４日にバイゼックに対して付与された米国特許第６，０４４，９４３号に開示されている。

しかしながら、摩擦荷重に耐えるに十分に耐久性であり、エンジンの速度が加速したり減速したりするときクランクシャフトの出力プーリをより高い速度で一時的に作動させ、或いはクランクシャフトを「オーバーラン」させ、クランクシャフトが、正常な作動中揺動するので出力プーリのねじり振動を分断し又は隔絶するデカプラーアセンブリを設けることが望ましいとしている。

米国特許第６，０８３，１３０号 米国特許第５，１３９，４６３号 米国特許第６，０４４，９４３号

本発明の１つの側面によれば、自動車エンジンの駆動シャフトとエンドレス駆動エレメントの間に回転トルクを伝達するためのデカプラーアセンブリを提供することにある。

デカプラーアセンブリは、駆動シャフトに固定して取り付けられるように構成された駆動ハブを有する。プーリが駆動ハブに回転可能に取り付けられ、エンドレス駆動エレメントと駆動的に係合されるようになっている。スプリングシェルが駆動ハブとプーリの間に、選択的な回転可能に作動的に連結される。付勢部材がスプリングシェル及び駆動ハブを弾性的に連結して両者間の揺動振動を隔絶する。クラッチエレメントがスプリングシェルとプーリの間に着座されて駆動ハブからプーリに回転トルクを選択的に伝達し、駆動ハブに対するプーリのオーバーランを可能にする。クラッチエレメントは、プーリと摩擦係合している複数の螺旋コイルと、スプリングシェルに連結された端と、を含む。クラッチエレメントは、スプリングシェルに対する駆動ハブの駆動回転時にプーリに向かって拡張して駆動ハブとプーリを選択的に連結する。

本発明の利点は、添付図面と関連して考慮されるとき以下の詳細な説明を参照してより良く理解されるようになるので容易に理解されよう。

図１を参照すると、自動車の内燃エンジンを全体的に１０で指示する。エンジン１０は、同期発電機、圧縮機等のような複数のベルト駆動附属構成部品１２を含む。プーリ１４が、ベルト駆動附属構成部品１２の各々に作動的に結合され、構成部品１２をプーリ１４の回転を経て駆動する。エンジン１０はまたクランクシャフト１６を含み、該クランクシャフトは、一般的には、エンジン１０の作動から生じる機械的なトルク出力をもたらす。曲がりくねったエンドレスベルト１８がクランクシャフト１６の回転によって駆動方向に駆動され、プーリ１４の回転を生じさせる。クランクシャフトトルクモジュレータ又はデカプラーアセンブリ２０がクランクシャフト１６とベルト１８の間に作動的に結合される。

図２を参照すると、デカプラーアセンブリ２０が分解図でしめされ、そして一対の間隔を隔てた平行な隆起リム２５の間に構成された環状外トラック２４を有する出力プーリ２２を含み、環状外トラック２４はその中にベルト１８を着座させる。出力プーリ２２はまた、環状外トラック２４と反対側で環状外トラックと同心の環状内クラッチ面２６を含む。出力プーリ２２は、環状外トラック２４と内クラッチ面２６の間に延びるフェースプレート２８を更に含む。中空の円筒ハブ３０が内クラッチ面２６と同心でフェースプレート２８の中心から軸線方向に突出し、ハブ支持面３２を構成する。

図２−４を参照すると、デカプラーアセンブリ２０はまた、適当な締結具又は連結手段によって、クランクシャフトとの回転のためにクランクシャフトに固定して取り付けられた、好ましくは金属製の駆動ハブ４０を含む。駆動ハブ４０は、内面４４を構成しかつ円周ラジアルリム４５を有するほぼカップ形円筒主ボディ４２を含む。支持ポスト４６が主ボディ４２から遠位端まで軸線方向に延びる。少なくとも１つの、好ましくは複数のタブ４８、５０が主ボディ４２のラジアルリム４５から半径方向外方に延びる。各タブ４８、５０は、主ボディ４２からほぼ垂直に延びる前縁５２及び主ボディ４２から斜めに延びる後縁５４を含む。

ベアリングアセンブリ６０が出力プーリ２２と駆動ハブ４０を回転自在に連結する。ベアリングアセンブリ６０は円形外レース６４によって囲まれた円形内レース６６を含む。内レース６６と外レース６４との間に複数のボールベアリング６６が着座する。内レース６２は駆動ハブ４０の支持ポスト４６のまわりに着座され、外レース６４は出力プーリ２２の支持面３２にプレス嵌めされて出力プーリと駆動ハブとの間に回転可能な連結をもたらす。好ましい実施形態では、以下で一層詳細に説明するように、中レース６２は外レース６４を超えて軸線方向に突出して、中レース６２と外レース６４の間のボールベアリングをシールし、且つベアリングアセンブリ６０内のオイル又はグリース潤滑材をシールするディスク形シール６８を受け入れる肩を形成する。しかしながら、中レース６２は外レース６４の端と軸線方向に面一であってもよい。このような場合には、シール６８は、中レース６２と外レース６４の両方の端に対してシールするために支持ポスト４６の延長したカラー部分のまわりにシールされる。シール６８は、ベアリングアセンブリ６０のベッ体部品でもよいし、或いは一体部品でもよい。変形例では、ベアリングアセンブリ６０の代わりにブッシングを使用してもよい。一般的には、ブッシングは、ベアリングアセンブリ６０に大きな減衰を与える。

図２及び４−７を参照すると、デカプラーアセンブリ２０は、駆動ハブ４０に作動的に連結される下スプリングシェル７０及び上スプリングシェル１００を更に含む。シェル７０、１００の各々は、好ましくは、有機プラスチック材料で成形される。下スプリングシェル７０は、ほぼディスク形をなし、円筒形でほぼ同心の内面７２と外面７４の間に延びる。ラジアルリムエレメント７５が外面７４の少なくとも一部分から半径方向に突出して、出力プーリ２２の内クラッチ面２６に摩擦的に係合しかつこれを支持するための棚又は肩及び外周支持面７７を形成する。好ましい実施形態に示すように、ラジアルリムエレメント７５は外面の周囲の一部分に沿ってのみ延びて下スプリングシェル７０の重量を減じる。しかしながら、リムエレメント７５は外面７４の全周に延びる連続円周リムであってもよい。更に、ラジアルリムエレメント７５は、その軸線方向厚さが、螺旋外形面又は傾斜支持面７９を形成するように外面７４の円周のまわりに増分的に且つ連続的に増す。少なくとも１つ、好ましくは、複数のトレンチ７６が内面７２と外面７４の間で下スプリングシェル７０に形成され且つ凹まされている。各トレンチ７６は、第１端７８と第２端８０の間で円弧状に延びる。トレンチ７６は端と端が整列され、かつ下スプリングシェル７０の周に沿って略円形に構成される。保持スロット８２が外面７４から略長方形のキャビティ８４までトレンチ７６の隣接した端間に対角線方向に延びる。好ましくは、打ち抜き金属で形成されたＬ形又はＵ形阻止タブ又はクラッチストップ８５がキャビティ８４内に着座される。外面７４には、下スプリングシェル７０の重量を減じかつ外面７４に波形部を形成する複数の切除部８６が形成される。加えて、出力プーリ２２の内クラッチ面２６を潤滑するための潤滑材を切除部８６内に支持させることができる。波形部８８は各々、下スプリングシェル７０を上スプリングシェル１００に固定して取り付けるリベット又はねじのような締結具９４を受け入れるためのボア９２を有する。波形部９０は各々、以下に更に説明するように、上スプリングシェル１００と整合しかつこれと係合するための細長いスロット９６を有する。更に、下スプリングシェル７０は、該下スプリングシェル７０を回転的にバランスさせるために、内面７２と外面７４の間に形成され、保持スロット８２及びキャビティ８４と半径方向に対向して位置決めされた拡大カウンターバランスブロック９８を含む。

図２、４及び８を参照すると、上スプリングシェル１００もほぼディスク形であり、円筒形でほぼ同心の内面１０２と外面１０４の間に延びる。少なくとも１つ、好ましくは複数のトレンチ１０６が内面１０２と外面１０４の間で上スプリングシェル１００に形成され且つ凹まされる。各トレンチ１０６は第１端１０８と第２端１１０の間で円弧状に延びる。トレンチ１０６は端と端が整列され、かつ上スプリングシェル１００の周に沿って略円形に構成される。駆動ハブ４０のそれぞれのタブ４８、５０の後縁と当接するための隆起阻止壁１１２、１１４が、トレンチ１０６の一対の隣接した端の間で外面１０２から各トレンチ１０６の第２の端１１０間で対角線方向に延びる。更に、阻止壁１１２、１１４の１つは、クラッチストップ８５を下スプリングシェル７０のキャビティ８４内に保持するためにクラッチストップ８５の上に位置するように配置される。上スプリングシェル１００は、内面１０２と外面１０４の間で対角線方向に延びる軸線方向に延びた整合タブ１１５を更に含む。整合タブ１１５は、下スプリングシェル７０と上スプリングシェル１００の間の正しい向きを確保するために保持スロット８２内に受け入れられるように寸法決めされている。外面１０４には、上スプリングシェル１００の重量を減じかつ外面１０４に一連の交互の波形部１２０を形成する複数の切除部１１６が形成されている。加えて、出力プーリ２２の内クラッチ面２６を潤滑するための潤滑材を切除部１１６内に支持させることができる。波形部１１８は各々、下スプリングシェル７０を上スプリングシェル１００に固定して取り付ける締結具９４を受け入れるための、下スプリングシェル７０のボア９２と軸線方向に整合したボア９２を有する。波形部１２０は各々、下スプリングシェル７０の細長いスロット９６と軸線方向に整合するための及び下スプリングシェル７０と上スプリングシェル１００の間にトルクを伝達する剛性連結部を提供するための軸線方向に突出し且つ僅かにテーパしたタブ１２４を含む。更に、上スプリングシェル１００は、該下スプリングシェル７０及び上スプリングシェル１００を回転的にバランスさせるために、内面１０２と外面１０４の間に形成され、下スプリングシェル７０の保持スロット８２及びキャビティ８４と半径方向に対向して位置決めされた拡大カウンターバランスブロック１２６を含む。

デカプラーアセンブリ２０はまた螺旋コイルスプリングの形態の複数の付勢部材１３０を含む。付勢部材１３０は下スプリングシェル７０と上スプリングシェル１００の間で半径方向軸線方向に整合したトレンチ７６，１０６の各々で支持される。各付勢部材１３０は第１スプリング端１３２と第２スプリング端１３４の間で円弧状に延びる。第１及び第２スプリング端１３２，１３４のほぼ１／２が下スプリングシェル７０のトレンチ７６の第１及び第２端７８，８０に当接し、他の１／２は上スプリングシェル１００のトレンチ１０６の第１及び第２端１０８，１１０に当接する。下及び上スプリングシェル７０，１００が軸線方向且つ半径方向に整合され、そして互いに対して押し付けられるとき、付勢部材１３０は下スプリングシェル７０と上スプリングシェル１００の間でトレンチ７６，１０６内に着座される。付勢部材１３０はトレンチ７６，１０６の円弧形状に対応する円弧形状に予め形成されても良いし、或いは真っ直ぐであり、次いでトレンチ７６，１０６内に着座されるとき所定形状に曲げられても良い。付勢部材１３０は、トレンチ７６，１０６内に着座された、ゴムストラット型部材又は圧縮可能な流体のような、圧縮可能な又は弾力性部材を含んでも良い。好ましくは、グリース又はオイルのような潤滑材がトレンチ７６,１０６内に配置されて付勢部材１３０とスプリングシェル７０，１００の間の摩擦を減じる。一般に、潤滑材はまたデカプラーの減衰特性を高める。減衰特性を或る特定な適用のために調整することができる。即ち、減衰特性をトレンチ７６，１０６及びデカプラーアセンブリ２０内に置かれる潤滑材の種類に応じて減衰特性を増減させることができる。

クラッチエレメント１４０が出力プーリ２２の内クラッチ面２６に隣接して配置される。特に、クラッチエレメント１４０は、近位端１４４と遠位端１４６の間で螺旋状に延びる複数のコイル１４２を有するコイルスプリングである。クラッチエレメント１４０の近位端１４４は下スプリングシェル７０の保持スロット８２に固定的に保持される。クラッチエレメント１４０の近位端１４４の先端はキャビティ８４の中へ延び、そしてクラッチストップ８５に当接する。クラッチエレメント１４０は、リムエレメント７５の傾斜支持面７９が螺旋コイル１４２の外形と対応的に合致するようにラジアルリムエレメント７５によって支持される。コイル１４２は内クラッチ面２６と外方に摩擦的に係合され、ドライブハブ４０を出力プーリ２２に対してクランクシャフト１６の駆動方向に回転加速させることにより、コイル１４２を半径方向外方に拡張させてドライブハブ４０と出力プーリ２２を連結する。コイル１４２が内クラッチ面を把持するので、出力プーリ２２はドライブハブ４０と一緒に回転する。反対に、ドライブハブ４０の出力プーリ２２に対する減速により、コイル１４２を半径方向内方に収縮させる。コイル１４２は内クラッチ面２６の把持を解放し、出力プーリ２２がドライブハブ４０をオーバーランさせる。好ましくは、コイル７２は長方形の横断面を有する。

図２を再び参照すると、付勢部材１３０を下スプリングシェル７０のトレンチ７６内に着座させることによってデカプラーアセンブリ２０を組立てる。クラッチストップ８５をキャビティ８４内に置く。クラッチエレメント１４０を下スプリングシェル７０のまわりに位置決めし、近位端１４４を、保持スロット８２内に押し込め、その端をクラッチストップ８５に当接させる。クラッチエレメント１４０を、螺旋コイル１４２がリムエレメント７５に形成された傾斜支持面７９の螺旋外形と合致するようにラジアルリムエレメント７５によって支持する。次いで、ラジアルリム４５が内面７２のまわりの周囲に着座され、タブ４８，５０がトレンチ７６の隣接した端間に位置決めされるようにドライブハブ４０を下スプリングシェル７０の中心に位置決めする。次いで、上スプリングシェル１００を、付勢部材１３０がトレンチ１０６内に着座され、タブ４８，５０がトレンチ１０６の隣接した端間に位置決めされるように下スプリングシェル７０と軸線方向且つ半径方向に整合させる。整合タブ１１５は、保持スロット８２内に受け入れられるように配置されてシェル７０，１００間の正しい向きを確保し、且つカウンターバランスブロック９８，１２６をクラッチエレメント１４０の近位端１４４と反対に位置決めする。カウンターバランスブロック１２６は、クラッチエレメント１４０の近位端１４４と反対にほぼ１８０度に配置されるべきである。整合タブ１１５もクラッチエレメント１４０の近位端１４４に係合してこれに押し付けられ、端１４４を保持スロット８２内に保持する。上スプリングシェル１００もクラッチエレメント１４０の円周内に同様に着座される。軸線方向に突出したテーパタブ１２４は下スプリングシェル７０のスロット９６内に受け入れられてシェル７０と１００の間の剛性連結を行い、シェル７０と１００の間にトルクを伝達する。上スプリングシェル１００と下スプリングシェル７０は、締結具９４を軸線方向に整合したボア９２，１２２の各々に通すことによって固定的に連結される。

ベアリングアセンブリ６０を出力プーリ２２のハブ支持面３２にプレス嵌めし、シール６８を出力プーリ２２のハブ支持面６２のまわりで、外レース６４で形成された肩に押し付けてベアリングアセンブリ６０及び出力プーリ２２をシールする。

次いで、ドライブハブ４０、下及び上スプリングシェル７０，１００及びクラッチエレメント１４０を環状内クラッチ面２６内に位置決めし、ドライブハブ４０の支持ポスト４０がベアリングアセンブリ６０の内レース６２を貫いて延びてドライブハブ４０と出力プーリ２２を回転自在に連結する。クラッチエレメント１４０は内クラッチ面２６と僅かな摩擦係合をし、ラジアルリムエレメント７５の外支持面７７は出力プーリ２２の内クラッチ面２６に摩擦的に係合してこれを支持する。

出力プーリ２２の内キャビティに望み通りにグリース又はオイルのような潤滑材を充填して構成部品間の摩擦を減じ且つ減衰をもたらす。ディスク形カバープレート１５０が出力プーリ２２を閉鎖し且つ上スプリングシェル１００をカバーする。好ましくは、カバープレート１５０は、ドライブハブ４０の主ボディ４２との密封係合のための内シール１５２と、出力プーリ２２に対してシールするための外周ガスケット１５４と、を含み、一緒になって流体密封のデカプラーアセンブリ２０を提供する。出力プーリ２２のリップ１５６の周囲をカバープレート１５０の外円周面に巻き込み形成することによってカバープレート１５０を出力プーリ２２に固定して取付ける。

図９を参照すると、当業者によって知られているように、エンジン１０の作動中クランクシャフト１６に経験される振動を減衰するためのねじり振動ダンパ１６０がハブ４０に固定して取付けられるのが良い。図９の好ましい実施形態のねじり振動ダンパ１６０は駆動ハブ４０取付けられたダンパ取付ハブ１６２を含む。エラストマーリング１６４が慣性リング１６６によってダンパハブ１６２に取付けられて組立てを完了する。

図２及び１０を参照すると、作動中、エンジン１０は、クランクシャフト１６及び駆動ハブ４０を出力プーリ２２に対して駆動方向Ｖに回転的に加速し又は減速する。先ず、正常加速中、タブ４８、５０は、付勢部材１３０の第１スプリング端１３２に係合する。初期には、第１スプリング端１３２は、付勢部材１３０がトレンチ７６、１０６の第２端８０、１１０に向かって圧縮されるので、それぞれの第２スプリング端１３４に対して回転的に移動される。加速中、第２スプリング端１３４の移動量は駆動ハブ４０の加速度及び及び付勢部材１３０の硬さに正比例する。遂には、圧縮された付勢部材１３０によって押された下スプリングシェル７０及び上スプリングシェル１００は駆動ハブ４０と一緒に加速する。即ち、駆動ハブ４０から下スプリングシェル７０及び上スプリングシェル１００へのトルク又は加速の伝達は付勢部材１３０の圧縮中僅かに遅らされる。出力プーリ２２に対する下スプリングシェル７０及び上スプリングシェル１００の加速により、コイル１４２を内クラッチ面２６に向かって半径方向外方に拡張させる。もっと詳細には、下スプリングシェル７０の回転は阻止タブ８５をクラッチエレメント１４０お近位端１４４に押しつけてコイル１４２を内クラッチ面２６に向かって半径方向に拡張させる。下スプリングシェル７０の保持スロット８２の形状はクラッチエレメント１４０の近位端１４４を支持してコイル１４２の局部曲がりを防止し、螺旋コイル１４２の全長に沿う均一な半径方向の拡張を内クラッチ面２６に押しつける。コイル１４２は、出力プーリ２２が駆動ハブ４０と一緒に回転してベルト１８を駆動する程の摩擦でクラッチ面２６を把持する。

図２及び１１を参照すると、トランスミッションシャフト、エンジンの始動、運転停止等によって引き起こされるクランクシャフト１６及び駆動ハブ４０の急速な減速中、出力プーリ２２を選択的に駆動ハブ４０よりも大きな速度で回転させ、或いは、駆動ハブ４０及びクランクシャフト１６をオーバーランさせて、ベルトのキーキー音即ち騒音を引き起こす、出力プーリ２２でのベルトのスリップを防止することが望ましい。このような減速中、タブ４８、５０減速して付勢部材１３０の第１端１３２に及ぼされた荷重又はトルクを減じる。付勢部材１３０をタブ４８、５０に向かって伸長させ又は反発させ、かくして下スプリングシェル７０、上スプリングシェル１００のトルクを減ずる。タブ４８、５０の後縁５４は上スプリングシェル１００の阻止壁１１２、１１４に係合してハブ４０の加速でスプリングシェル７０、１００の加速を維持する。出力プーリ２２に対するスプリングシェル７０、１００の減速により、コイル１４２を内クラッチ面２６に対して半径方向内方に収縮させる。コイル１４２の収縮により、内クラッチ面２６をクラッチ機構１４０に対してスリップさせ、それにより、出力プーリ２２を駆動ハブ４０及びクランクシャフト１６（Ｖーδ）よりも高い速度（Ｖ）で作動させ、クランクシャフト１６をオーバーランさせ、出力プーリ２２でのベルトのスリップ及アセンブリでの騒音を防止する。

加えて、クランクシャフト１６の正常な加速及び減速中、エンジンの燃焼過程の結果として、高周波振動のねじり振動及び高衝撃荷重をクランクシャフト１６に発生させる。デカプラーアセンブリ２０もクランクシャフト１６と出力プーリ２２の間のこれらのねじり振動を分断し、減衰し、そして機械的に隔絶する。特に、クランクシャフト１６からの振動のねじり振動を付勢部材１３０によって減衰し或いは出力プーリ２２から隔絶する。クランクシャフト１６の振動、かくしてハブ４０の振動は付勢部材１３０の第１端１３２に作用して付勢部材１３０をトレンチ７６、１０６の第２の端８０、１１０に向かって圧縮させる。付勢部材１３０、即ち円弧のコイルスプリングは駆動ハブ４０のねじり振動で連続的に圧縮し且つ拡張し、ねじり振動で引き起こされる振動を減衰し、隔絶し及び吸収する。隠して、付勢部材１３０は、エンジン内で発生した衝撃荷重を減じる。この衝撃荷重は、通常は、クランクシャフト１６を介して出力プーリ２２に、その結果ベルト附属構成部品に直接伝達される。換言擦れば、付勢部材１３０は、振動加速度及び減速度を下げ、駆動ハブ４０による入力の力と出力プーリ２２での出力応答との間に位相シフトを導入する。この位相シフトは、システム共振の低下として証明する。駆動アセンブリの共振を下げることによって、欲しない振動を減衰し、システム共振によって誘導されるねじり移動を除去し又は回避する。

かくして、クランクシャフト１６の回転速度がエンジン１０の速度で変化するので、デカプラーアセンブリ２０により、ベルト駆動附属構成部品１２をより高い速度で一時的に作動させ或いはクランクシャフト１６を「オーバーラン」させ、エンジンの作動をより円滑にさせ、騒音を少なくし、ベルトの寿命を増大させる。デカプラーアセンブリ２０はまた、エンジン１０の作動中クランクシャフト１６とベルト１８の間に経験されるねじり振動を減衰しかつ隔絶する。

デカプラーアセンブリ２０を内燃エンジンの一部として上で説明したけれども、デカプラーアセンブリ２０を、発電機又はコンベヤベルト装置のようなロータリー又はプーリタイプのベルト駆動装置において、あるいは、プーリー付の剛性シャフト又はハブ荷重が必ずしも付与されない不整合カップリングのシステムにおいて実行することができることは理解すべきである。

出力プーリ２２を、プラスチック又はゴム多リブベルト、「Ｖ」ベルト、又は同期ベルトのような如何なるタイプの駆動エレメントに順応するようになっていてもよいことも理解すべきである。出力プーリ２２を、例えば連続可変トランスミッションに使用されるようなスチールフラットベルト又はスチールで作られた多リンクチェーンのような他の駆動エレメントに順応するようになっていてもよい。

本発明を例示の方法で説明した。使用されている用語は限定のものではなく説明語のものである。上記の教示に照らして発明の多くの修正及び変更が可能である。従って、添付の請求の範囲内で、発明を特別に説明した以外で実施してもよいことを理解すべきである。

本発明の１つの側面によるデカプラーアセンブリを有する自動車のエンジンの正面図である。 デカプラーアセンブリの分解斜視図である。 デカプラーアセンブリの駆動ハブ及びベアリングアセンブリの分解斜視図である。 デカプラーアセンブリの上及び下スプリングシェルとクラッチエレメントの間に連結された駆動ハブの分解斜視図である。 下スプリングシェル、付勢部材、及びクラッチエレメントの平面図である。 下スプリングシェルの平面図である。 図６の線７−７に沿って取った横断面図である。 上スプリングシェル、付勢部材、及びクラッチエレメントの平面図である。 ねじり振動ダンパを有するデカプラーアセンブリの分解斜視図である。 出力プーリの駆動係合のために加速するデカプラーアセンブリの平面図である。 出力プーリが駆動ハブをオーバーランさせるために減速するデカプラーアセンブリの平面図である。

Claims (22)

1. 自動車エンジンの駆動シャフトとエンドレス駆動エレメントの間に回転トルクを伝達するためのデカプラーアセンブリであって、
   駆動シャフトに固定して取り付けられるように構成された駆動ハブと、
   前記駆動ハブに回転可能に取り付けられ、エンドレス駆動エレメントと駆動的に係合されるようになっているプーリと、
   前記駆動ハブと前記プーリの間に、選択的な回転可能に作動的に連結されたスプリングシェルと、
   前記スプリングシェル及び前記駆動ハブを弾性的に連結して両者間の振動を隔絶する付勢部材と、
   前記スプリングシェルと前記プーリの間に着座されて前記駆動ハブから前記プーリに回転トルクを選択的に伝達し、前記駆動ハブに対する前記プーリのオーバーランを可能にするクラッチエレメントと、を有し、前記クラッチエレメントは、前記プーリと摩擦係合している複数の螺旋コイルと、前記スプリングシェルに連結された端と、を含み、前記クラッチエレメントは、前記スプリングシェルに対する前記駆動ハブの駆動回転時に前記プーリに向かって拡張して前記駆動ハブと前記プーリを選択的に連結する、デカプラーアセンブリ。
2. 前記スプリングシェルはラジアルリムエレメントを有し、前記ラジアルリムエレメントは前記プーリに摩擦的に係合しかつこれを支持し、前記ラジアルリムエレメントは前記螺旋コイルに相当する螺旋形状を有する、請求項１に記載のデカプラーアセンブリ。
3. 前記スプリングシェルは有機プラスチック材料で成形される、請求項１に記載のデカプラーアセンブリ。
4. 前記スプリングシェル内に収容された潤滑材を更に有する請求項１に記載のデカプラーアセンブリ。
5. 前記プーリは、トルクを前記駆動ハブと前記プーリの間に選択的に伝達するために、前記駆動ハブとともに前記スプリングシェルの回転時に前記コイルと摩擦係合するための内クラッチ面を有する、請求項１に記載のデカプラーアセンブリ。
6. 前記スプリングシェルは、間に前記付勢部材を支持するための、上スプリングシェルに固定して取り付けられた下スプリングシェルを含む、請求項１に記載のデカプラーアセンブリ。
7. 前記下及び上スプリングシェルの各々は、前記下スプリングシェルと上スプリングシェルの間で前記付勢部材の各々を支持するための一対のトレンチを有する、請求項６に記載のデカプラーアセンブリ。
8. 前記下及び上スプリングシェルの各々は、前記駆動ハブを回転的にしじするための円筒内面と、前記クラッチエレメント内に同心的に着座された円筒外面と、を含む、請求項７に記載のデカプラーアセンブリ。
9. 前記付勢部材は第１端と第２端の間で円弧状に延び、前記トレンチは、前記付勢部材の前記第１及び第２端に当接するための第１端と第２端の間で円弧状に延びる、請求項８に記載のデカプラーアセンブリ。
10. 前記駆動ハブは、駆動シャフトに固定して取り付けられるように構成された主ボディと、前記主ボディから半径方向に延び、前記下スプリングシェルと前記上スプリングシェルの間で前記内面によって回転可能に支持された円筒リムと、を含む、請求項９に記載のデカプラーアセンブリ。
11. 前記駆動ハブは、前記リムから半径方向に突出し、前記トレンチの隣接した端間に着座された一対の直径方向に対向したタブを含む、請求項１０に記載のデカプラーアセンブリ。
12. 前記駆動ハブの前記タブの各々は、前記トレンチ内の前記付勢部材を圧縮し、且つ前記駆動ハブと前記プーリの間で駆動シャフトの回転からの振動を隔絶するために前記付勢部材の前記第１端に係合するための前縁を有する、請求項１１に記載のデカプラーアセンブリ。
13. 前記駆動ハブの前記タブの各々は、前記駆動ハブとともに前記スプリングシェルの回転を制御するために前記少なくとも１つの下及び上スプリングシェルの一部分に係合するための、前記前縁と反対側の後縁を有する、請求項１２に記載のデカプラーアセンブリ。
14. 前記下及び上スプリングシェルの一方は前記クラッチエレメントの前記端を受け入れ且つ保持するための保持スロットを有する、請求項１３に記載のデカプラーアセンブリ。
15. 前記プーリは、環状内クラッチ面と同心で、ベルトを支持するようになった環状外トラックと、前記外クラック及び前記内クラッチ面を支持するフェースプレートと、前記フェースプレートの中心から軸線方向に突出し、且つハブ支持面を構成する円筒ハブと、を含む、請求項１４に記載のデカプラーアセンブリ。
16. 前記駆動ハブは、前記主ボディから軸線方向に延び、前記ハブの前記円筒ハブ内に着座される円筒支持ポストを含む、請求項１５に記載のデカプラーアセンブリ。
17. 前記駆動ハブと前記プーリを回転可能に連結するための、前記支持ポストと前記プーリの前記ハブ支持面との間にプレス嵌めされたベアリングアセンブリをさらに含む、請求項１６に記載のデカプラーアセンブリ。
18. 前記下スプリングシェルは、クラッチストップを支持するための、前記保持スロットに隣接して形成されたキャビティを含み、前記クラッチストップは、前記回転トルクを前記駆動ハブから前記プーリに伝達するとき前記コイルを前記プーリの前記クラッチ内面に向かって弾性的に拡張するため、前記クラッチエレメントの前記端に係合する、請求項１７に記載のデカプラーアセンブリ。
19. 前記上及び下スプリングシェルの前記少なくとも一方は、前記保持スロットと半径方向に対向して前記内面と外面の間に形成された、前記スプリングシェルの回転をバランスさせるためのカウンターバランスブロックを含む、請求項１８に記載のデカプラーアセンブリ。
20. 前記下スプリングシェルは前記内面と外面の間で下スプリングシェルに形成された複数の細長いスロットを有し、前記上スプリングシェルは、整合して前記下スプリングシェルと前記上スプリングシェルの間に回転トルクを伝達するために、前記下スプリングシェルの前記スロットとの係合のための、前記内面と外面の間で前記上スプリングシェルから軸線方向に突出する複数のテーパタブを有する、請求項１９に記載のデカプラーアセンブリ。
21. 前記プーリ及び前記ベアリングアセンブリをシールするための、前記プーリの前記ハブ支持面内に着座されたディスク形シールを更に含む、請求項２０に記載のデカプラーアセンブリ。
22. 前記駆動ハブに係合してこれをシールするための内シールを有し、かつ前記ディスク形シールと対向して前記プーリをシールし且つ前記アセンブリないに潤滑材を維持するための外ガスケットを有する、請求項２１に記載のデカプラーアセンブリ。

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