JP2017523364A - アイソレーティングプーリ - Google Patents

Abstract

ハブと、ハブに軸支されたプーリと、ハブに軸支されたスプリングキャリアと、プーリとスプリングキャリアの間に係合する捻りバネと、スプリングキャリアとハブの間に係合する摩擦部材とを備え、摩擦部材がスプリングキャリアに係合するための第１の多重リブ面とハブに係合するための第２の多重リブ面とを備え、第１の多重リブ面と第２の多重リブ面が回転軸Ａ−Ａに垂直な径方向に広がる、アイソレーティングプーリ。

Description

本発明はアイソレーティングプーリに関し、特に、スプリングキャリアとハブの間に係合する摩擦部材を備えるアイソレーティングプーリに関し、摩擦部材はスプリングキャリアに係合するための第１の多重リブ面とハブに係合するための第２の多重リブ面とを備え、各リブ面は回転軸から径方向に広がる。

乗用車に利用されるディーゼルエンジンは、良好な燃費という利点により増加している。さらに、ガソリンエンジンは燃焼効率を改善するために圧縮比を増加させている。結果として、ディーゼルおよびガソリンエンジンのアクセサリドライブシステムは、前述したエンジンにおける違いにより、クランクシャフトからの大きい振動に打ち勝たなければならない。

増加したクランクシャフトの振動と高い加減速度、およびオルタネータの大きな慣性により、エンジンアクセサリ駆動システムはしばしば、ベルトのスリップによるベルトの軋み音を経験する。これはまた、ベルトの寿命を縮める。

クランクシャフトのアイソレータ・デカップラとオルタネータのデカップラ・アイソレータは、エンジンの運転範囲における振動を除去し、またベルトの軋み音を制御するために、高い角振動を伴うエンジンに広く使用されてきた。

この技術の代表は米国特許出願番号第２０１３／０１５０１９１号であり、これは、円筒状プーリ部材と、プーリ部材に対して相対回転するようにプーリ部材の内側に設けられたハブ構造と、ハブ構造に固定されたコイルスプリングと、軸がハブ構造の回転軸Ｊにより構成される円錐の円錐状表面を有するテーパーリングと、テーパーリングの円錐状表面とプーリ部材の間に介在するように挿入された摩擦部材とを有し、ハブ構造の回転軸の方向に圧縮されてコイルスプリングが所定の位置に介在するように挿入され、テーパーリング、摩擦部材、およびプーリ部材がコイルスプリングの復原力Ｐによって相互に圧接するドライブプーリ構造を開示する。

必要なものは、スプリングキャリアとハブの間に係合する摩擦部材を備え、摩擦部材がスプリングキャリアに係合するための第１の多重リブ面とハブに係合するための第２の多重リブ面とを備え、それぞれのリブ面が回転軸から径方向に広がる、アイソレーティングプーリである。本発明はこの必要性に合致する。

本発明の主な特徴は、スプリングキャリアとハブの間に係合する摩擦部材を備え、摩擦部材がスプリングキャリアに係合するための第１の多重リブ面とハブに係合するための第２の多重リブ面とを備え、それぞれのリブ面が回転軸から径方向に広がるアイソレーティングプーリである。

本発明の他の特徴は、本発明の次の記述と添付した図面により説明され、明らかになる。

本発明は、ハブと、ハブに軸支されたプーリと、ハブに軸支されたスプリングキャリアと、プーリとスプリングキャリアの間に係合する捻りバネと、スプリングキャリアとハブの間に係合する摩擦部材とを備え、摩擦部材は、スプリングキャリアに係合するための第１の多重リブ面とハブに係合するための第２の多重リブ面とを備え、第１の多重リブ面と第２の多重リブ面は、回転軸Ａ−Ａに垂直な径方向に広がるアイソレーティングプーリである。

この明細書に組み込まれその一部を構成する添付図面は、本発明の好ましい実施形態を示し、説明とともに本発明の原理を説明するために用いられる。
本装置の断面図である。 本装置の分解図である。 摩擦部材の詳細図である。

図１は本装置の断面図である。本装置はハブ９を備える。プーリ４はハブ９に軸支されて、ブッシュ２およびブッシュ７において、ハブ９の周りに回転可能である。捻りバネ３はプーリ４とスプリングキャリア５に係合する。スプリングキャリア５はハブ９に軸支されて、ブッシュ８を介してハブ９に回転自在に係合する。摩擦部材６はハブ９とスプリングキャリア５の間に摺動自在に配設される。キャップ１はプーリ４をハブ９に対して保持する。

プーリ４はベルトに直接的に相互作用して本装置を駆動する。動力はプーリ４から、締り嵌めを介して、捻りバネ３の一端３１に伝わる。バネ３は、トルクを伝達し、振動を減衰させ、本装置の遮断機能を発揮する付勢部材である。バネ３は、巻戻し方向に駆動される間、トルクを伝達するが、代替的な実施形態では巻取り方向にトルクを伝達してもよい。

バネ３の他端３２はスプリングキャリア５に接続される。スプリングキャリア５は締り嵌めにより、バネ３の端部３２を受容する。スプリングキャリア５は、バネ３の受容部分とは反対側に、リブ形状５７を有する。バネ３は約０．３６Ｎｍ／度のばね定数を有する。

スプリングキャリア５はリブ形状部分５７を介して摩擦部材６に作用し、摩擦によりトルクを伝達する。表面５１、５２、５３、５４、５５、および５６は、スプリングキャリア５を摩擦部材６に摺動自在に係合させる表面である。摩擦部材６は、表面９１、９２、９３、９４、９５、および９６を介してトルクをハブ９に伝達する。

摩擦部材６は表面６１、６２、６３、６４、６５、６６を有し、表面５１、５２、５３、５４、５５、５６に摺動自在に係合する。摩擦部材６は表面６１０、６２０、６３０、６４０、６５０、６６０を有し、表面９１、９２、９３、９４、９５、９６に摺動自在に係合する。表面９１、９２、９３、９４、９５、９６は径方向に延びるフランジ９７に配設される。

スプリングキャリア５と摩擦部材６とハブ９におけるリブ面は全て、ハブ９の回転軸Ａ−Ａに垂直かつ外方に、径方向に広がる。さらに、スプリングキャリア５と摩擦部材６とハブ９のリブ面はそれぞれ、回転軸Ａ−Ａに対して軸合わせされた１以上の同心円の形状を有する。

ハブ９は、オルタネータ（図示せず）等の被駆動要素を駆動するために直接的に接続される。

図２は本装置の分解図である。

図３は摩擦部材の詳細図である。エンジンを始動するときに見られる最大トルクよりもオルタネータの定格最大トルクがときどき小さくなることは知られている。例えば、典型的な車両のオルタネータは、エンジンの始動において、１２Ｎｍの定格最大トルク、０．０００３０ｋｇｍ^２の慣性、１００，０００ｒａｄ／ｓ^２のオルタネータの加速度を有する。しかし、エンジンの始動において、本装置は３０Ｎｍのトルクに曝され得るが、他の作動条件では、このようなトルクの急増は起きない。

高い始動トルクを扱う捻りバネの使用を避けるために、本発明装置は摩擦クラッチを使用し、所定のレベルを越えたトルクの急増を受けることから捻りバネ３を保護する。摩擦部材６はハブのフランジ９７に対する捻りバネ３の軸方向の圧縮によって押圧され偏移され、プーリ４からハブ９へトルクが伝達される原因となる垂直力Ｆを付与する。垂直力Ｆは約１００Ｎから２００Ｎの範囲にある。ここに記載された実施形態は、一例として約１４０Ｎの力Ｆを有する。

摩擦部材６に対するリブ面の使用は表面の数、ひいては表面積を最大にし、これは多重摩擦ディスクあるいは径方向に大きい係合面の必要性をなくす。リブの角度θにより、摩擦部材６がスムーズに係合および解放してグラビングあるいはスティックスリップを回避することが確保される。

リブ形状はまた、式１により示されるように円錐摩擦クラッチと同様なウェッジロック作用を発揮する。その利点は、円錐摩擦クラッチでは１以上の面を用いることが実現困難であり、円錐摩擦クラッチがグラビングしやすく、クラッチを解放する機構を必要とすることである。これに対して、約２０°の相対的に大きいウェッジ（リブ）角度θを有し、多重リブ面を有するリブ形状は、スムーズに係合、解放する能力を有し、必要な場合に、スプリングキャリア５と摩擦部材６とハブ９の間の全体的なスリップを許容する。リブ角度θは約１８°から２２°の範囲であってもよい。

μ：摩擦係数
Ｆ：付与された垂直力
ｒ₀：外径
ｒ_i：内径
θ／２：ウェッジ角度

摩擦部材６は、プラスティック、複合材料、紙、樹脂接着材料、エラストマ材料、および焼結材料を含み、いかなる摩擦材料であってもよい。摩擦材料６とスプリングキャリア５の間の摩擦係数は約０．１７よりも大きい。この実施形態は約０．５０の摩擦係数を有する。摩擦部材６とハブ９の間の摩擦係数は約０．１７よりも大きい。この実施形態は約０．５０の摩擦係数を有する。

一例は以下の通りである。
仮定
μ_static＝０．５
バネから付与された力（Ｆ）：１４０Ｎ
摩擦部材６の各側面に６個の円錐面を有するリブ形状

式は、例えば表面６１のような、ひとつの表面に対するものである。スリップはＴ_Input＞Ｔ_{Friction Member}のとき発生する。

変数の例は以下の表に示される。

本発明の１つの形態が説明されたが、当業者がここに記載された発明の精神と範囲から逸脱することなく、構成と部分の関係において変形を施すことは自明である。

Claims (12)

1. ハブと、
   前記ハブに軸支されたプーリと、
   前記ハブに軸支されたスプリングキャリアと、
   前記プーリと前記スプリングキャリアの間に係合する捻りバネと、
   前記スプリングキャリアと前記ハブの間に係合する摩擦部材とを備え、前記摩擦部材は、前記スプリングキャリアに係合するための第１の多重リブ面と前記ハブに係合するための第２の多重リブ面とを備え、
   前記第１の多重リブ面と前記第２の多重リブ面は、回転軸Ａ−Ａに垂直な径方向に広がる
   アイソレーティングプーリ。
2. 前記第１の多重リブ面と前記第２の多重リブ面はそれぞれ、回転軸Ａ−Ａを中心とする１以上の同心円である請求項１に記載のアイソレーティングプーリ。
3. 前記捻りバネは前記プーリと前記ハブの間において軸方向に圧縮される請求項２に記載のアイソレーティングプーリ。
4. 前記捻りバネは巻き戻し方向に負荷をかけられる請求項３に記載のアイソレーティングプーリ。
5. ハブと、
   前記ハブに軸支されたプーリと、
   前記ハブに軸支されたスプリングキャリアと、
   前記プーリと前記スプリングキャリアの間に係合する捻りバネと、
   前記スプリングキャリアと前記ハブの間に係合する摩擦部材とを備え、前記摩擦部材は、スプリングキャリア多重リブ面に係合するための多重リブ面を備え、
   前記多重リブ面は、回転軸Ａ−Ａに垂直な径方向に広がる
   アイソレーティングプーリ。
6. 前記多重リブ面は、回転軸Ａ−Ａを中心とする１以上の同心円である請求項５に記載のアイソレーティングプーリ。
7. 前記捻りバネは前記プーリと前記ハブの間において軸方向に圧縮される請求項６に記載のアイソレーティングプーリ。
8. 前記捻りバネは巻き戻し方向に負荷をかけられる請求項７に記載のアイソレーティングプーリ。
9. ハブと、
   前記ハブに軸支されたプーリと、
   前記ハブに軸支されたスプリングキャリアと、
   前記プーリと前記スプリングキャリアの間に係合する捻りバネと、
   前記スプリングキャリアと前記ハブの間に係合する摩擦部材とを備え、前記摩擦部材は、ハブ多重リブ面に係合するための多重リブ面を備え、
   前記多重リブ面は、回転軸Ａ−Ａに垂直な径方向に広がる
   アイソレーティングプーリ。
10. 前記多重リブ面は、回転軸Ａ−Ａを中心とする１以上の同心円である請求項９に記載のアイソレーティングプーリ。
11. 前記捻りバネは前記プーリと前記ハブの間において軸方向に圧縮される請求項１０に記載のアイソレーティングプーリ。
12. 前記捻りバネは巻き戻し方向に負荷をかけられる請求項１１に記載のアイソレーティングプーリ。

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