JP2010519464A - 安全装置を備えるダンパープーリアセンブリ - Google Patents

Abstract

ダンパープーリアセンブリ（１、３０）は、ハブ（２）と、ハブに結合されて動的ねじり振動ダンパーを構成する振動質量体（４）と、ハブ（２）に結合されたプーリ（３）と、プーリ（３）をハブ（２）にトルク伝達状態で結合するための弾性手段（１０）と、弾性手段（１０）が予め定められたねじり荷重に達したときに、プーリ（３）をハブ（２）に対する第１の停止位置に停止させるか、または、振動質量体（４）を第１の方向に停止させるための一方向停止手段（２２、２３）とを有する。

Description

本発明は、安全装置を備えると共に、好ましくは、内燃機関クランクシャフトに取り付けられて自動車のアクセサリデバイスドライバを制御するダンパープーリアセンブリに関する。

ダンパープーリアセンブリは、通常、内燃機関クランクシャフトに強固に結合されたハブと、ハブに結合されたプーリと、ハブに結合されて動的ねじり振動ダンパーを構成する振動質量体を含む。

より具体的には、このプーリは、プーリとハブとの間に介挿された弾性部材により、ハブに対して回転するよう結合されている。最も普通に用いられる弾性部材は、エラストマー材料のリング、または1個かそれ以上の金属製うず巻バネまたはコイルバネである。

アクセサリドライブによって駆動されるアクセサリデバイスによる出力吸収の増加のために、このプーリは、現在では、これまでよりも過酷な応力にさらされている。

出力吸収が所与の閾値を超える場合、エラストマーリングは必要なトルクの伝達を保証することができず、従って、金属バネで置き換えられる。

金属バネはより高い耐熱性を有し、特に、エラストマーリングより高い動作温度で用いられることが可能である。

しかも、ダンパープーリアセンブリの弾性部材の破壊は、アクセサリドライブの作動を停止させ得、従って、乗客を危険にさらすと共に、深刻な損傷を車両にもたらす。

本発明は、前述の欠点を排除するよう設計されたダンパープーリアセンブリを提供することを目的とする。

本発明によれば、請求項１に請求されているダンパープーリアセンブリが提供されている。

本発明の好ましい、非限定的な実施形態を、添付の図面を参照して一例として説明する。

図１は、本発明によるダンパープーリアセンブリの片側軸方向断面を示す。 図２は、図１におけるラインＩＩ−ＩＩに沿った径方向断面を示す。 図３は、本発明によるダンパープーリアセンブリのさらなる実施形態の、分解斜視図を示す。

図１における番号１は、クランクシャフトに強固に結合されたハブ２と、ハブ２により支持された環状プーリ３と、エラストマー材料のバンド５によりハブ２に結合されて動的ねじり振動ダンパーを構成する振動質量体４とを含むダンパープーリアセンブリを全体として示す。

より具体的には、ハブ２は、軸Ａを有する管状部分６と、管状部分６から延在する壁部７と、管状部分６と同心状の円筒状壁部８とを含む。

より具体的には、管状部分６、壁部７および円筒状壁部８は、Ｃ形状の断面および対応する空隙９を画定して配置されている。

空隙９は、管状部分６に強固に結合された末端部分１１と、プーリ３に摩擦により結合された自由端部分１２と、末端部分１１と１２との間に介在する多数の巻回部１０ｃとを含む弾性部材、好ましくは金属製うず巻バネ１０を収容している。

プーリ３はＣ形状断面を有すると共に、径方向で末端部分１２と円筒状壁部８との間に挿入された円筒状壁部１３と、ドライブベルトと協動する多溝壁１４と、円筒状壁部１３と多溝壁１４とを結合する側壁１５とを含む。

より具体的には、多溝壁１４は、バンド５によって円筒状壁部８に結合されて、側方が側壁１５によって区切られたギャップＳを画定する振動質量体４を囲む。

ダンパープーリアセンブリ１はまた、減摩材製であると共に、末端部分１２と円筒状壁部１３との間に接触して位置されるブッシュ１６と、減摩材製であると共に軸方向で円筒状壁部８と側壁１５との間に挿入されるリング１７とを含む。

プーリ３をハブ２に軸方向に固定するために、ダンパープーリアセンブリ１は、壁部７の軸方向反対側に、管状部分６に強固に結合された環状プレート１８を含む。

より具体的には、環状プレート１８は減摩材製のリング１９を支持すると共に、リング１９がプーリ３に接触して位置されるような直径のものである。環状プレート１８の最大直径は、円筒状壁部１３のそれより大きいことが好ましい。

図２は、うず巻バネ１０がプーリに結合されている方式を示す。

より具体的には、ダンパープーリアセンブリ１は、うず巻バネ１０に強固に結合された第１および第２のシュー１９、２０を含む。シュー１９は末端部分１２に結合されており、シュー２０は、シュー１９、２０の対応する部分間で計測すると、１４０°から１９０°の間、好ましくは１５０°から１８０°の間の範囲の角度だけシュー１９から角度的に離間されている。

シュー１９、２０はプーリ３の円筒状壁部１３に接触し、円筒状壁部１３に対してうず巻バネ１０によって径方向に予圧されている。

ハブ２とプーリ３との間のトルクの少なくとも一部を伝達するために、プーリ３は、円筒状壁部１３から管状部分６に向かって径方向に伸びて、末端部分１２に対するストッパを画定するストッパ２１を含む。

ダンパープーリアセンブリ１はまた、弾性部材１０への過負荷を防止する安全装置を含む。

より具体的には、この安全装置は、側壁１５に強固に結合されていると共に、使用される際にはギャップＳ内を移動可能である軸方向凸部２２を含む。

ギャップＳは、振動質量体４に対して両回転方向にプーリ３の角度位置を定める第１および第２のストッパ２３、２４によって、円周方向に画定されている。

より具体的には、ストッパ２３、凸部２２のサイズ、およびうず巻バネ１０の幾何学的形状は、末端部分１２が、ハブ２とプーリ３との間の第１の相対的な回転方向でストッパ２１に接触する場合には、ストッパ２３が相当量のトルクを伝達するようには協動しないようにされている。

ストッパ２４、シュー２０の位置およびサイズ、およびストッパ２１のサイズは、ハブ２とプーリ３との間の相対的な回転方向が上記の第１の回転方向と反対である場合には、シュー２０がストッパ２１から脱離するか、または、とにかくストッパ２１に対して噛合しないようにされている。

図３は本発明の第２の実施形態を示し、ここで、既述のものと構造的にまたは機能的に同等の部品は、ダンパープーリアセンブリ１の記載と同一の符号を用いて示されている。

より具体的には、図３は、以下の点以外についてはダンパープーリアセンブリ１と同様のダンパープーリアセンブリ３０を示す。

ダンパープーリアセンブリ３０において、ハブ２は、振動質量体４に対して軸方向に突出する締結部３１を含む。プーリ３は、振動質量体４によって支持されており、ならびに、ブッシュ３２が径方向で多溝壁１４と振動質量体４との間に挿入されている。

加えて、ダンパープーリアセンブリ３０は、振動質量体４に並んで締結部３１に結合されている、相互に同一である第１および第２のうず巻バネ１０ａ、１０ｂを含む。

各バネ１０ａ、１０ｂの末端部分１１は、その目的のために軸Ａに対して軸方向に対称な第１および第２の溝３３、３４を画定する締結部３１に強固に結合されている。

シュー１９、２０はバネ１０ａ、１０ｂの末端部分１２のそれぞれに支持されて、多溝壁１４の内表面（図示せず）と摩擦的に協動する。

ダンパープーリアセンブリ３０はまた、多溝壁１４の内表面に取り付けられて、バネ１０ａ、１０ｂの末端部分１２のそれぞれと選択的に協動するそれぞれのストッパを画定する第１および第２のストッパ２１ａ、２１ｂを含む。

加えて、ダンパープーリアセンブリ３０の安全装置は、ハブ２に強固に結合されており、プーリ３により画定されると共に周方向に囲まれた溝３６内を、ストッパ２３、２４の機能を発揮するために移動可能であるピン３５を含む。

より具体的には、ダンパープーリアセンブリ３０のプーリ３は、多溝壁１４の端縁から突出すると共に、溝３６を画定するように、ピン３５の径方向位置より小さい内径を有する側壁３７を含む。

加えて、ダンパープーリアセンブリ３０は、側壁３７に取り付けられると共に、溝３６と一致し、その上に重畳する溝を画定する補強用部材３８を含む。

使用において、補強用部材３８は、ピン３５が及ぼす接触圧力に対する耐性を提供する。

加えて、ダンパープーリアセンブリ３０は、末端部分１１をそれぞれ溝３３、３４内に強固に固定させると共に、ダンパープーリアセンブリ３０の組立を簡単にする２本のピン３９を含む。組立の最中には、実際には、これらの末端部分１１は、それぞれの溝３３、３４から抜ける傾向にある。

ハブ２に対するプーリ３の軸方向位置は、ブッシュ３２により、および軸方向で締結部３１と側壁３７との間に介挿されている減摩材製のリング４０により定められる。より具体的には、ブッシュ３２は、軸Ａに対向するフランジ４１を含むと共に、プーリ３と一体的に、かつ、径方向に振動質量体４に対してはあそびをもつよう、多溝壁１４の内に取り付けられている。

ダンパープーリアセンブリ１は以下のとおり作動する。

ダンパープーリアセンブリ１がアクセサリドライブを作動させると、末端部分１２がストッパ２１に対して留まって、生成されたトルクがうず巻バネ１０を巻き戻そうとし、トルクの一部がストッパ２１との接触により伝達されると共に残りがシュー１９、２０と円筒状壁部１３との間の摩擦により伝達されるよう、シュー１９、２０に対する径方向の負荷を増加させる。

この動作条件においては、伝達されるトルクが所与の値未満のままである場合には、凸部２２はストッパ２３に接触しない。

うず巻バネ１０に特に激しい応力が入力されると、凸部２２がストッパ２３に接触してうず巻バネ１０に対するトルクを制限する。

プーリ３が上記の第１の停止位置にある場合、うず巻バネ１０の巻回部１０ｃは互いに離れている。

プーリ３がハブ２を追い越そうとするに伴って、末端部分１２およびストッパ２１が分離してシュー１９、２０が円筒状壁部１３を滑り、これにより、集中的な強い瞬間的な応力がベルトに伝達されることを防止する。

プーリ３は、シュー２０がストッパ２１に接近するまでハブ２と相対的に回転することが可能である。プーリ３のさらなる回転は、第２の停止位置を定めるストッパ２４に接触する凸部２２により防止される。凸部２２によるストッパ２３の接触がシュー２０のストッパ２１に対する噛合を防止する。

より具体的には、プーリ３が第２の停止位置にあるときに、トルクが、主に凸部２２およびストッパ２３によってハブ２とプーリ３との間で伝達される場合には、シュー２０は損傷を受けない。

うず巻バネ１０が損傷または破損した場合には、凸部２２がストッパ２３、２４に接触して、アクセサリドライブの緊急動作を保障することが可能である。

ダンパープーリアセンブリ１はまた、始動停止内燃機関に配設されることが可能である。

始動停止内燃機関は、例えば赤信号といった車両が一時的に停止しているときに停止され、ならびに、ドライバーがアクセルを踏んだときに自動的に始動されることが可能である。しかも、始動停止エンジンのアクセサリドライブは、バッテリーの充電およびエンジンの始動の両方のために、可逆式電気機械に結合され得る。この場合には、クランクシャフトに結合されたプーリに対するトルクは、クランクシャフトがドライブを駆動しているかどうか、または、可逆的電気機械がエンジンを始動させるために駆動されているかに応じて方向を変更し得る。

ダンパープーリアセンブリ１は可逆的電気機械に結合された始動停止エンジンにおいて用いられ得、クランクシャフトがドライブを駆動するときには末端部分１２がストッパ２１に接触し、その一方で、可逆的電気機械がエンジンを始動させるために駆動されている場合には凸部２２がストッパ２４に接触して、クランクシャフトが回転される。

ダンパープーリアセンブリ３０の作動原理はダンパープーリアセンブリ１のそれと同一であり、その上記の説明はダンパープーリアセンブリ３０にも適用される。

より具体的には、プーリ３の停止位置は溝３６により定められ、その周端はストッパ２３、２４と同じ機能を発揮する。

本発明によるダンパープーリアセンブリ１、３０の利点は以下のとおりである。

凸部２２およびピン３５は、ストッパ２３と一緒に、エンジンの異常な動作状態におけるうず巻バネの過負荷を防止する。

ストッパ２４は、プーリ３が第２の停止位置に到達した場合にシュー１９、２０の損傷を防止し、ならびに、始動停止エンジンでのダンパープーリアセンブリ１、３０の使用も可能にする。

ストッパ２３、２４の両方は、うず巻バネ１０、１０ａ、１０ｂが損傷を受けた際のアクセサリドライブの緊急作動を許容し、これにより、弾性部材１０が故障した場所で立ち往生してしまうのとは対照的に、ユーザーが一番近いサービスステーションまでたどりつくことを可能とする。

ダンパープーリアセンブリ１の特定の構成は最大軸方向寸法の低減もたらし、ダンパープーリアセンブリ３０では最大径方向寸法の低減をもたらす。

金属製巻回部１０ｃの非接触性がそれぞれの表面に対する損傷を防止し、うず巻バネ１０の可使時間の短縮をもたらす。うず巻バネの表面上の小さな切れ目であっても、実際には、クラックを悪化させるか、または、化学的腐食を伝播させて、バネの早期の破壊をもたらすことが見出されている。

明らかに、上述し、本明細書において例示したダンパープーリアセンブリ１、３０には、しかしながら、添付の特許請求の範囲に定義されている範囲から逸脱しない限りにおいて変更をなすことが可能である。

低い出力の伝達が関与する場合には、プーリ３はストッパ２１、２１ａ、２１ｂを含んでいる必要はなく、うず巻バネ１０はプーリ３に摩擦的によってのみ結合されていてもよい。

隣接する巻回部１０ｃの金属−金属接触を回避するために、うず巻バネ１０、またはその一部はコートされていてもよいが、この解決策は例示のものより高価である。

コーティングの機械的特徴は金属ベースの材料のものに劣り、従って、使用に際しては、トルクは主に金属材料によって伝達される。

この場合、コーティングが隣接する巻回部１０ｃに直接的に接触し得るが、隣接する巻回部の金属部分はそれでも径方向に離れている。

優れた機械的特徴の材料は金属である必要はない。

ダンパープーリアセンブリ１が多数のバネを含み得るのと同様に、ダンパープーリアセンブリ３０は単一のうず巻バネを含むよう容易に適合され得、これにより、ダンパープーリアセンブリのより容易な動的バランスをもたらす軸方向に対称な構造が達成され得る。

Claims (14)

1. ハブ（２）と、前記ハブに結合されて動的ねじり振動ダンパーを構成する振動質量体（４）と、前記ハブ（２）に結合されたプーリ（３）と、前記プーリ（３）を前記ハブ（２）にトルク伝達状態で結合するための弾性手段（１０；１０ａ、１０ｂ）とを含み、前記弾性手段（１０；１０ａ、１０ｂ）が予め定められたねじり荷重に達したときに、前記プーリ（３）を前記ハブ（２）に対する第１の停止位置に停止させるか、または、前記振動質量体（４）を第１の方向に拘束させるための第１の一方向停止手段（２２、２３；３５、３６、２３）を含むことを特徴とするダンパープーリアセンブリ（１、３０）。
2. 前記プーリ（３）を前記ハブ（２）に対して第２の停止位置に停止させるか、または、前記振動質量体（４）を前記第１の方向とは逆の第２の方向に拘束させるための第２の一方向停止手段（２２、２４；３５、３６、２４）を含むことを特徴とする請求項１に記載のダンパープーリアセンブリ。
3. 前記一方向停止手段が、前記プーリ（３）および前記ハブ（２）の一方、または、前記振動質量体（４）によって支持される凸部（２２；３５）と、前記プーリ（３）および前記ハブ（２）の他方、または、前記振動質量体（４）によって支持されるストッパ（２３）を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のダンパープーリアセンブリ。
4. 前記第２の一方向停止手段が、前記凸部（２２；３５）と選択的に協動する第２のストッパ（２４）を含むことを特徴とする請求項２および３に記載のダンパープーリアセンブリ。
5. 前記弾性手段（１０；１０ａ、１０ｂ）が、前記プーリ（３）が前記第１の停止位置にあるときに、少なくとも、前記ハブ（２）と前記プーリ（３）との間で伝達されるトルクによって主に応力印加される材料により形成された螺旋状部材を含み、前記螺旋状部材の隣接する巻回部（１０ｃ）が前記プーリ（３）が前記第１の停止位置にあるときには径方向に離れていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のダンパープーリアセンブリ。
6. 前記螺旋状部材（１０；１０ａ、１０ｂ）によって支持される第１および第２のシュー（１９、２０）を含み、前記プーリ（３）が前記第２の停止位置にあるときに、前記ハブ（２）と前記プーリ（３）との間のトルクが主に前記第２のストッパ（２４）によって伝達されるよう、前記第２のストッパ（２４）が固定角度位置を有することを特徴とする請求項４および５に記載のダンパープーリアセンブリ。
7. 隣接する巻回部（１０ｃ）が、前記プーリ（３）が前記第１の停止位置にあるときに離れていることを特徴とする請求項５または６に記載のダンパープーリアセンブリ。
8. 前記プーリがストッパ部材（２１；２１ａ、２１ｂ）を含み、前記螺旋状部材（１０；１０ａ、１０ｂ）が、前記ストッパ部材（２１；２１ａ、２１ｂ）と協動する自由端部分（１２）を含むことを特徴とする請求項５から７のいずれか一項に記載のダンパープーリアセンブリ。
9. 前記ストッパ部材（２１）が、前記プーリ（３）が前記第２の停止位置にあるときに、前記第１および前記第２のシュー（１９、２０）から角度的に離間していることを特徴とする請求項６および８に記載のダンパープーリアセンブリ。
10. 前記プーリ（３）が前記振動質量体（４）によって径方向に支持されており、前記第１の一方向停止手段（３５、３６、２３）が前記ハブ（２）と前記プーリ（３）との間に介挿されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のダンパープーリアセンブリ。
11. 前記第１の一方向停止手段（２２、２３）が、前記ハブ（２）と前記振動質量体（４）との間に介挿されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のダンパープーリアセンブリ。
12. 前記弾性手段（１０ａ、１０ｂ）が前記振動質量体（４）と並設されていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載のダンパープーリアセンブリ。
13. 前記振動質量体（４）が前記弾性手段（１０）を囲っていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載のダンパープーリアセンブリ。
14. 前記プーリ（３）が多溝壁（１４）を含むとともに、前記多溝壁（１４）の内部に取り付けられ、前記ハブ（２）または前記振動質量体（４）と協動することにより、前記プーリ（３）の軸方向位置を定めるストッパ部材（３２、４０）を含むことを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載のダンパープーリアセンブリ。

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