JP4447465B2 - 摩擦減衰ストラット - Google Patents

Description

本発明は減衰ストラットに関し、特に、移動を減衰させるために負荷バネに協働的に連結された摩擦楔部材を有する減衰ストラットに関する。

ショックアブソーバーおよびストラット、特に摩擦減衰ストラットは、多くのアプリケーションにおいて振動を吸収し、減衰させるために用いられる。アプリケーションは、繰り返す往復運動と振動を受ける車両および機械を含む。一般に、負荷はバネにより吸収され、一方振動は協働する部材の粘性あるいは摩擦運動により減衰される。

摩擦減衰ストラットアセンブリはテンショナアセンブリの中に組み入れられてもよい。テンショナは、ベルトの動作時に、動作効率を最大化し、かつノイズと振動を最小化するためにエンジン駆動ベルトに予負荷をかけるために用いられてもよい。

従来技術の代表はボーデンステイナー（Bodensteiner）に付与されたヨーロッパ特許第812999B1号(2002年)であり、これは、凸状楔形面を備えた減衰要素を有する二重バネテンションユニットを開示し、凸状楔形面はプランジャ上の同様な面に接触する。

減衰ストラットを開示する、2001年9月17日に出願された係属中の米国特許出願第09/954,993も参照される。

必要なものは、対応した摩擦減衰を発生するために半径方向に拡張可能な摩擦減衰部材に協働的に連結されたバネを有する減衰ストラットである。本発明はこのニーズに合致する。

本発明の特徴は、対応した摩擦減衰を発生するために半径方向に拡張可能な摩擦減衰部材に協働的に連結されたバネを有する減衰ストラットを提供することである。

本発明の他の特徴は、本発明の後述の説明と添付画面により示され、明らかにされる。

本発明は摩擦減衰ストラットを備える。インナー減衰部材はアウターハウジングに軸方向に係合する。アウターハウジングはテンショナアームに連結される。移動不能な取付部材に連結された楔部材は、インナー減衰部材の内部に軸方向に係合する。アウターハウジングは楔部材に関して軸方向に移動可能である。バネはアウターハウジングに係合し、端部キャップから離れるように付勢する。端部キャップはロッドを有し、ロッドは楔部材の中において軸方向に延び、そしてインナー減衰部材に連結された端部を有する。ロッドは端部キャップからインナー減衰部材にバネ負荷力を伝達し、これによりインナー減衰部材はバネ負荷力に応じてアウターハウジングに対して半径方向に拡張し、これによりインナー減衰部材とアウターハウジングの間に、バネ力に比例したアウターハウジングの移動を減衰させる摩擦力を発生させる。

明細書に組み込まれて明細書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、記述とともに、本発明の原理を説明するために役立つ。

図１はストラットの断面斜視図である。本発明のストラット１００はインナー減衰部材２０を備える。インナー減衰部材２０は外面２１を備える。外面２１は所定の摩擦係数を有する。インナー減衰部材は、例えばＰＴＦＥのようなプラスチックを備えてもよい。インナー減衰部材は、従来知られている他の様々な適切な摩擦部材、あるいは摩擦部材の組み合わせであってもよい。

インナー減衰部材２０はアウターハウジング１０に対して同軸的に係合する。アウターハウジング１０は実質的に円筒形であり、内面１２を備える。アウターハウジング１０はテンショナアーム１１に連結可能である。図４参照。

内面１２は所定の摩擦係数を有し、例えばＰＴＦＥのようなプラスチック材料を備えてもよい。内面は従来知られている他の様々な適切な摩擦材料、あるいは摩擦材料の組み合わせであってもよい。

内面１２は外面２１に摺動的かつ摩擦的に係合する。内面１２および外面２１は協働的な輪郭を有し、これは、例えば円形、星形、ひだ（プリーツ）付き、あるいは摺動係合になじむ他の形状である。図１に示される例の形状はひだ付きである。

楔部材３０はインナー減衰部材２０のインナー円錐面２２に同軸的に係合する。楔部材３０は実質的に円筒形で、アウターハウジング１０に対して同軸的に整列する。楔部材３０の端部３２は不動取付部材４０に固定される。取付部材４０は、ねじ付き締め具４１により、エンジンブロック（図示せず）のような面に取付けられる。ダストキャップ１３および１４は、内面１２および外面２１の汚染を防止する。

楔部材３０の端部３１は、インナー円錐部２２１に協働的に係合する先細すなわち円錐形状を有する。端部３１は円錐部２２１の内部に移動可能に係合する。

トーションバネ５０はアウターハウジング１０と端部キャップ６０に係合する。アーム１１はアウターハウジング１０に固定される。バネ５０は、ストラットがその一部であるベルトシステムのベルト（図示せず）に負荷を与える。図６参照。バネ５０は、楔部材３０および端部キャップ６０から軸方向に離れるようにアウターハウジング１０を付勢するように作用する。端部キャップ６０はロッド７０に連結される。ロッド７０は楔部材３０のボアを通って同軸的に延びる。ロッド７０は、端部７１においてインナー減衰部材２０に連結される。端部７１は、インナー減衰部材２０を端部７１と先細端部３１の間に拘束する。ロッド７０と端部キャップ６０は、楔部材３０を介して取付部材４０に移動自在に係合する。リム６１、端部キャップ６０、およびロッド７０に作用するバネ５０は、端部３１に対してインナー減衰部材２０を押圧する。

インナー減衰部材２０、端部７１、およびロッド７０は、鋳造される単一の部材であってもよい。その単一の部材は楔部材３０に簡単に挿入されて貫通し、組み立て工程において、簡単に圧入され、あるいは端部キャップ６０に連結される。

動作中、ベルト負荷がプーリ２０１に架け回されたベルトによって部材１１に付与される。図６参照。ベルト負荷は、リム６１および端部キャップ６０においてバネ負荷力を付与するバネ５０の圧縮荷重の結果である。トーションバネの特性は従来公知である。

ロッド７０は、インナー減衰部材２０が楔部材の端部３１に対して軸方向に圧縮されるように、端部キャップ６０からインナー減衰部材２０に向かってバネ負荷力を伝達する。インナー減衰部材２０が端部３１に対して圧縮されるので、インナー減衰部材はアウターハウジングの内面１２に対して径方向に広がり、インナー減衰部材の外面２１とアウターハウジングの内面１２の間に摩擦力を発生させる。外面２１と内面１２の間に発生した摩擦力はアウターハウジングの動きを減衰させる。

摩擦減衰力は、バネ力すなわちベルト負荷に比例する。これは、インナー減衰部材の半径方向の拡張の程度および、これによる内面１２と外面２１の間の摩擦力の大きさが、ロッド７０を介してインナー減衰部材２０に付与されるバネ負荷力に比例するからである。ベルト負荷とバネ負荷力が増加すると、インナー減衰部材２０に作用する軸方向圧縮力は同じ量だけ増加する。これは、延いては外面２１により内面１２に及ぼされる垂直力（N）を増加させるインナー減衰部材の半径方向の拡張を増加させる。図３参照。結果として生じる摩擦力したがって減衰力は、内面および外面の摩擦係数と垂直力（Ｎ）との積である。バネ力つまりベルト負荷が増加すると、アウターハウジングに作用する減衰力が増加する。バネ力つまりベルト負荷が減少すると、アウターハウジングに作用する減衰力が減少する。

図２はストラットの端部の斜視図である。図２では、端部キャップ６０は除かれている。リム６１はバネ５０の端部を受ける。ロッド７０の端部は楔部材３０の端部３２から突出して示されている。端部３２は取付け部材４０に固定して連結される。

ロッド７０、端部キャップ６０（図１参照）およびリム６１は、外面２１が使用により摩耗すると、方向Ｍにおいて軸方向に移動可能になる。つまり外面２１が内面１２との摩擦係合により摩耗したとき、ロッド７０は、外面２１の摩耗の量に対応して、方向Ｍにおいてわずかに移動する。ロッド７０の移動量は約５mmまでの範囲にある。このようなロッド７０の移動は、ストラットの負荷耐久性能にあまり影響しない。

図３はストラットの詳細部分の断面図である。初めて使用されるとき、クリアランス（Ｃ）がリム６１と取付部材４０の間に存在する。端部キャップ６０は実際、取付部材４０の底部であってもよい。インナー減衰部材２０が摩耗するにしたがって、クリアランス（Ｃ）は徐々に減少する。カラー６２は、端部キャップ６０とロッド７０を、楔部材３０の端部３２の中に適切に整列させて維持する。

図４はインナー減衰部材の平面図である。インナー減衰部材２０は半径方向に延びる複数のデルタ形状部材２５１を備える。外面２１（図１参照）は、内面１２の協働面に係合する面２１４を備える。スロット２５０は、インナー減衰部材２０の実質的部分にわたって軸方向および半径方向に延びる。スロット２５０は、楔部材３０の端部３１に押し付けられたとき、インナー減衰部材２０が半径方向に広がることを許容する。

図５は、図４における５−５線でのインナー減衰部材の横断面図である。円錐部２２１は楔部材３０の端部３１に係合する。ロッド７０は穴２５２を貫通して延びる。円錐部２２１は約５°から５０°の範囲の角度αを有する。スロット２５０は、インナー減衰部材において半径方向および軸方向に延び、インナー減衰部材２０の半径方向の拡張を容易にする。

図６はテンショナとともに使用されるストラットの斜視図である。アーム１１の端部は、ピボット２０３においてテンショナアーム２０４に回動自在に連結される。アーム２０４は、ピボット２０２においてベース２００に回動自在に連結される。ベース２００は、例えば、図示しないエンジンブロックのようないずれかの面に取付け可能である。プーリ２０１はアーム２０４に軸支される。プーリ２０１は、図６に示される平らな断面形状のように、いかなる所望のベルト受け面を備えていてもよい。ベルトドライブシステム（図示せず）におけるベルトは、典型的にはプーリ２０１の周りに架け回される。本発明のストラットはベルトおよびテンショナアームの振動を減衰させると同時に、ベルトに負荷をかける。

図７はインナー減衰部材の平面図である。スロット２５０は、円錐部２２１から径方向に延び、インナー減衰部材の半径方向の拡張を許容する。

本発明の形態が記載されたが、ここに記載された発明の精神と範囲から逸脱しない範囲において、構成と関連部分に変形が施されることは当業者にとって自明である。

ストラットの断面斜視図である。 ストラットの端部の斜視図である。 ストラットの詳細部分の断面図である。 インナー減衰部材の平面図である。 図４の５−５線におけるインナー減衰部材の横断面図である。 テンショナとともに用いられるストラットの斜視図である。 インナー減衰部材の平面図である。

Claims (22)

1. 端部部材と、
   前記端部部材に対して移動可能であり、内面を有する第１部材と、
   移動不能に固定された楔部材とを備え、
   前記楔部材は先細の端部を有し、
   前記内面と前記先細の端部に摩擦係合し、半径方向に拡張可能な第２部材と、
   前記第１部材および端部部材の間に係合するバネとを備え、
   前記端部部材は前記第２部材に連結され、これによりバネ力が前記内面に対して前記第２部材を半径方向に拡張させ、これにより第１部材の移動を対応して減衰させる
   ストラット。
2. 前記第１部材が円筒形である請求項１に記載のストラット。
3. 前記内面がひだ付きの形状を有する請求項１に記載のストラット。
4. 前記第２部材がひだ付きの形状を有し、前記内面に協働的に係合する請求項３に記載のストラット。
5. 前記端部部材を前記第２部材に連結するためのロッドをさらに備え、
   前記ロッドが前記楔部材の中に同軸に配置され、
   前記ロッドが前記楔部材に関して移動可能である
   請求項１に記載のストラット。
6. 前記第２部材がさらに、少なくとも１つのスロットを備え、これにより前記第２部材が半径方向に拡張可能である請求項１に記載のストラット。
7. 端部部材と、
   前記端部部材に対して移動可能であり、内面を有する第１部材と、
   移動不能に固定された先細部材と、
   前記内面および前記先細部材に同時に摩擦係合する減衰部材と、
   前記第１部材および端部部材の間に係合して前記減衰部材にバネ力を及ぼし、それにより前記減衰部材が前記先細部材を介して半径方向に広がって前記第１部材の移動を減衰させるバネを備える
   ストラット。
8. 前記先細部材が減衰部材に関して移動可能であり、
   前記バネが前記第１部材と前記減衰部材に連結されている
   請求項７に記載のストラット。
9. 前記内面がひだ付きの形状を有する請求項７に記載のストラット。
10. 前記減衰部材がさらに、少なくとも１つのスロットを備える請求項７に記載のストラット。
11. 端部部材と、
    バネと、
    前記端部部材に対して移動可能であり、内部摩擦面を有する円筒状第１部材と、
    移動不能に固定された先細部材と、
    前記先細部材に係合する減衰部材であって、バネ力によって前記先細部材に向かって付勢されることにより前記内部摩擦面に対して半径方向に広がり、それにより第１部材の移動を減衰させる減衰部材とを備え、
    前記減衰部材が前記端部部材および連結部材を介して前記バネに連結される
    ストラット。
12. 前記内部摩擦面がひだ付き形状を有する請求項１１に記載のストラット。
13. 前記先細部材が前記減衰部材に関して移動可能である請求項１１に記載のストラット。
14. 前記減衰部材に前記バネを連結するための手段が前記先細部材と同軸的である請求項１１に記載のストラット。
15. 前記減衰部材が前記第１部材と同軸的である請求項１１に記載のストラット。
16. 前記バネが前記第１部材に連結される請求項１１に記載のストラット。
17. 前記減衰部材がさらに、少なくとも１つのスロットを備える請求項１１に記載のストラット。
18. 端部部材と、
    前記端部部材に対して移動可能であり、内面を有する第１部材と、
    先細の端部を有する固定部材と、
    前記内面に摩擦係合し、かつ前記先細の端部に協働的に結合する減衰部材であって、前記先細の端部への移動によって半径方向に拡張可能である減衰部材と、
    前記端部部材および連結部材を介して前記減衰部材と前記第１部材の間に連結され、前記第１部材の軸方向の移動に抵抗する付勢部材であって、前記減衰部材を前記先細の端部に向かって付勢し、これにより前記減衰部材が第１部材の移動に対応して減衰する付勢部材とを備える
    ストラット。
19. 前記減衰部材がさらに、少なくとも１つのスロットを備える請求項１８に記載のストラット。
20. 取付面に固定された先細部材と、
    前記取付面に固定された端部部材と、
    前記先細部材に関して移動可能であり、かつ同軸的に整列した円筒部材と、
    前記先細部材に係合する減衰部材であって、前記円筒部材に摩擦係合し、前記先細部材に向かって押圧されるとき半径方向に拡張可能な減衰部材と、
    前記端部部材と前記円筒部材の間に係合し、前記円筒部材を前記先細部材から離れるように軸方向に付勢するバネであって、前記先細部材に向かって前記減衰部材を押圧することにより、前記円筒部材の移動が対応して減衰するバネとを備える
    減衰ストラット。
21. 前記減衰部材がさらに、少なくとも１つのスロットを備える請求項２０に記載のストラット。
22. 前記減衰部材が、前記先細部材に係合するための円錐部をさらに備える請求項２０に記載のストラット。

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