JP4606347B2 - 動力伝達プーリー - Google Patents

Description

本発明は、速度変動に伴うトルク変動を引き起こすオルタネーターのような付属装置を連結解除するのに使用し得る動力伝達プーリーに関する。これらの速度変動は、周期的であり、例えば、あるいは、衝撃であったり、あるいは、減速であったり、加速であったりする。

自動車の分野では、付属装置を連結解除することができる数種類の動力伝達装置が存在する。

第１のタイプは、フリーホイールプーリーによって構成され、それは、一方向にのみ動力を伝達して反対方向へはオーバーランニングすることによって連結解除し、駆動部と従動部との間に速度差を生じさせる。噛み合うボール、カム、あるいはニードルが金属製で硬いため、硬い結合を提供する。

その内側部分は、好ましくは、トルク伝達のために連結要素に対してくさび留めするのに適したカムの形態である。

そのようなプーリーは、米国特許第４７２５２５９号明細書及び米国特許第５６７６２２５号明細書に詳細に記述されている。

前記連結解除状態にあるときに、万一、外側部分が急激に減速した場合には、慣性のみによって駆動される内側部分は、全体として接触が無いので、高速を維持する。外側の駆動部と内側の従動部との間の速度差は、十分に大きく、速度超過をもたらす。

米国特許第４７２５２５９号明細書の図２（ここでは、図１として再現している。）は、時間軸（横軸）上での速度（縦軸）の変動を示しており、外側部分の速度が実線で示される一方、内側部分の速度が破線で示されている。

外側部分の速度が急激に変動すると、従動システムは切断され、その後、外側部分と再接続する。

もし、摩擦がなければ、内側の要素の速度は、殆ど一定であり；
もし、反トルクがあれば、内側の要素の速度はわずかに変動する；そして、
内側（従動）部分によって生じる速度変動のレベルは、その減速に依存し、更に、その反トルクに依存し、そして、その反トルクが大きいとこの減速は非常に大きいものとなり得る（例えば、オルタネーターが、最高効率で電流を発生させる場合である。）。

内側部分によって駆動するフリーホイールも存在し、それについて上記の説明は有効であるが、逆にすべきである。

フリーホイールプーリーは、幾つかの欠点がある。
（１）連結モードでは、ボールが、外側部分と内側部分との間に押し込まれる。連結が生じている間（Ｐ位置）、硬い機械的接触が衝撃を発生させ、瞬間的に力の上昇を引き起こす。一旦連結すると、フリーホイールは、駆動部分から全ての運動を伝達し、ともすれば激しい振動を伴う。

このことは、ベルト、チェーン、ギア、あるいは、直結の何れであっても、動的な力をその伝動装置に分与した結果であり、関連づけられるダメージ（スリップ、疲労、脆弱）を生じさせる。
（２）図１は、高い周波数での２つの作動モード間の反復を示している。従動部分の減速は、反トルクに依存し、反トルクが大きければ大きいほど、減速が激しくなり、その結果、減速は、駆動部分の運動にさらに近づく。

従動部材（オルタネーター、コンバータ、回転装置、ツール等）が奪う力によって反トルクが生じる場合、従動部材の運動は、駆動部分の運動にほぼ正確に追従する。このような状況下では、動的な加速力／減速力は、すべて伝達される（スリップ、疲労、脆弱）。

この状態は、次のように要約することができる：もし従動部材が反トルクを発生したなら（または、もし変動の増幅が小さいなら）、フリーホイールはブロックされたままであり、決して非係合モードに切り替わらない。

ディーゼルエンジンのオルタネーターを駆動するＶ溝付き車両用ベルトに対し：
ディーゼルエンジンが低速で回転している間、その速度変動は、周波数３０Ｈｚでは多くとも±２０％までである。；
前記ベルトが駆動プーリー（クランクシャフトプーリー）からこの運動をピックアップし、それをオルタネーターに運ぶ。；
オルタネーターは、フリーホイールを介して駆動させられ、このフリーホイールは、減速時にはその慣性を切り離し、各加速時には慣性を再接続する。；
もし電力がオルタネーターから取り出されると、そのトルクは１０Ｎｍから１５Ｎｍに達し、それはオーバーランニング状態を阻止するのに十分であり、従って、フリーホイールは連結モードを維持し、もはやオルタネーターを切り離すことはない。；そして、
もし、フリーホイールがロック解除されると、次の加速時に、そのロックが突然生じ、ベルトをスリップさせる。

その慣性が原因で、オルタネーターは、動的トルクを発生させ、その動的トルクが増加し、それに伴って振動が増し、ベルトのスリップ、ベアリングの摩耗、騒音、及び／又は疲労を連続的に発生させる。

第２のタイプは、弾性要素を有するプーリーによって構成され、可撓性のもとに捩れ状態にある要素が、内側部分と外側部分との間に介在されている。この要素は、リング状、円盤状、スプリング状、パッド状等である。この要素の剛性は、静的状態下及び動的状態下で伝達されるトルクの関数としてのディメンジョンを有する。前記弾性要素は、トルク変動を吸収するように変形することができるが、駆動部分と従動部分との間の差動回転を吸収することはできはい。

弾性要素を備えるプーリーの一種は、ある一定の励起振動を超える速度変動を全てフィルターにかけるように選ばれている剛性のいわゆる“連結解除”プーリーである。

図２は公知の弾性プーリーの一例を示し、図３はその周波数応答を示しており、ｆｒが（１分当たりの回転数（ｒｐｍ）での）その共鳴周波数であり、ｆｃは（ｒｐｍでの）その遮断周波数である。振幅は、フィルター比として縦座標上にデシベル（ｄＢ）でプロットされており、０ｄＢレベルは、遮断周波数ｆｃでの振幅に相当する。

このトランスミッションプーリーは図２に示されており、リブ付きＶベルトのリブの輪郭に適合させられた外側アウトライン１を有するプーリー要素を備えている。このプーリー要素は、ベアリング２の周りを回転し、弾性体６の外側アウトライン６′の部材７′を介して固定された延設部１′を備え、弾性体６の内側アウトラインは、他の部材７″を介して部材３に固定されており、部材３は例えばオルタネーターの受動シャフトと接続されている。

この種のプーリーは、その外側と内側とが常に接続されているから、中間位置周りでのみ振動する。

(外側)駆動部の変動の振幅と（内側）従動部との変動の振幅との比率が、その変動の周波数の関数を変える。

それとともに、駆動されるべき剛性及び慣性は、共振システムを構築する。弾性プーリーの遮断周波数ｆｃを超えると、従動内側部分は、駆動外側部分より小さく変動する。

これらのプーリーもまた、幾つかの欠点を有している。：
１） 最初の欠点は、それらのプーリーもまたベアリング（一般には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）に基づく）を備え、該ベアリングは半径方向の力を受ける。この摩擦は、プーリーが静止状態を保つ（従って硬い）閾値を超える粘着力を生じさせるため、フィルタリングを阻害する。

２） もし速度変動が共振周波数ｆｒより十分低い周波数であるか、あるいは、もし、急激な変動が進行すれば、前記弾性要素は、殆ど変形せず、その力は伝達される。その周波数スペクトル（図３参照）は、設計時には十分に知られていることを要する。さもなければ、弾性プーリーが作動され得ないからである。

３） もし速度変動が遮断周波数ｆｃより高い周波数であるか、或いはその急激な変動が短期間であれば、前記弾性要素は変形する。この変形は、双方向において発生し、正方向に蓄えられたエネルギーは、その反対方向に弾性復帰によって回復させられる、などである。このことは、プーリーを加熱し、ダメージを与えることになる。

４） もし速度変動が共振周波数ｆｒに極めて近似すれば（図３参照）、弾性プーリーは、変動を増幅させる（フィルター比＞０ｄＢ）。このことは、望まれる効果と反する効果を生み出す。この増幅は、双方向における極めて高レベルの変形によって伴われ、正方向に蓄えられたエネルギーは、その反対方向の弾性復帰等によって回復させられる。このこともまた、加熱とダメージを生じさせる。

・（Ｎ＝４のシリンダーを有している）エンジンは、低速（Ｖ_ｍ＝９００ｒｐｍでアイドリング）で回転しており、その速度は、３０Ｈｚの周波数Ｆ_ｅｘｃで±２０％迄で変動している、自動車への適用を考えてみる。

Ｆ_ｅｘｃ＝Ｖ_ｍＮ／１２０ということを思い出されるべきである。

オルタネーターは、７００ｒｐｍ（２３．３Ｈｚ）からフィルタリングを実行するように支持されている連結解除プーリーによって駆動される。

アイドリング速度は、Ｖ_ｍ＝９００ｒｐｍ（Ｆ_ｅｘｃ＝３０Ｈｚ）であるから、そのプーリーは当然にフィルターする。

この吸収のために、（ゴム製の）前記弾性要素は、±２０％近くまで変形し、加熱し、硬化し、すぐに壊れる。

スタート時、エンジンは、速度０からアイドリング速度（９００ｒｐｍ）まですぐに達する。このことから、共振周波数ｆｒが短時間であることが分かる。この瞬間、弾性要素に起因する変形は±４０％に達することができ、スタートが数回繰り返されたら、すぐに壊れてしまう。

最後に、もしエンジンが突然減速するか或いは停止すると、クランクシャフトに接続されているベルトは、回転を停止するが、オルタネーターはその慣性のために回転を持続する。従って、ベルトは突然引っ張られ、緩められ、急に形状を戻す。

第３のタイプのプーリーは、スプリングを用いた弾性クラッチプーリーによって構成されている。

弾性クラッチプーリーは、例えば、米国特許第６０８３１３０号明細書にも記載されているように（そこでは図２に示されているが、ここでは図４として再現されている。）、一次トーションスプリング８８は、外側部分１２０と内側部分５２との間に挿入され、該トーションスプリング（捩りバネ）は、径方向へ拡張することによってクラッチ機能を提供する。このクラッチは、続いて弾性要素に接続され、該弾性要素は２次トーションスプリング８５−８６とすることができる。

一次トーションスプリングが縮むと、駆動部分と従動部分との間の接続に過度の圧力が生じる。それにも拘わらず、接続を維持する摩擦限界があり、その結果スリップ現象となる。

一次トーションスプリングが広がる方向では、強い接続となり、弾性要素（この場合はスプリング）が力を伝達するためにその力を引き継ぐ。

ある一定の捩れ角を超えると、弾性要素はもはや変形することができない（接触になる）。前記スプリングは、従って、非常に引き延ばされなければならず、そのことが、プーリーの軸方向長さを増加させ、その結果、嵩張る。

ボールベアリング１１８は大きな偏りを伴って作用し、そのことが耐用期間を縮める。半径方向への力の変動を取り除くために、ＰＴＦＥベアリング１１０−１１２が前記ボールベアリングと反対側の端に挿入されている。このＰＴＦＥベアリングは、摩擦を発生し、その摩擦はクラッチの摩擦に付加され、非係合モードでの効率を低下させる。

この第３のタイプのプーリーの変形が、米国特許第６３９４４２８号明細書の特に図２及び図３に記述されており、ここでは、図５ａ及び図５ｂとして再現している。拡張スプリング２２の原理は、維持されている。しかしながら、弾性要素は、連続した圧縮スプリングであって、フィン２７とフィン４７との間に挿入されている。

スプリングを完全に圧縮することができないため、変形の大きさは、必然的に制限される。

更に、要素１７及び要素２６は、低摩擦でガイドするべきであるが、そうしていないため、動かなくなるという高い危険性を有する。

この構造では、ベルトの半径方向の力は、大きく偏心したボールベアリング５０によって支持されている。
米国特許第４７２５２５９号明細書 米国特許第５６７６２２５号明細書 米国特許第６０８３１３０号明細書 米国特許第６３９４４２８号明細書

上記従来技術の分析は、次のことを示している。：
・フリーホイール装置は、一度ロックしてしまうと固くなりすぎ、その効力は反トルクに依存する。；
・弾性プーリーは、従動部材が減速時においてもその運動を持続させることができない。；内部摩擦はフィルタリングに有害である。；そして、
・スプリングを利用した弾性クラッチを備えるプーリーは、複雑であり、同様の摩擦の問題を有している。；それらはまた、嵩張る。

本発明は、フリーホイールと、連結解除に適した剛性の弾性要素とを、（例えば、ボールやニードルを用いて）連続的に関連させことにより、上記欠点の少なくとも幾つかを回避することができる。半径方向の負荷は、ベルトの略中心に配置されたボールベアリングによって支持されており、その結果、偏りが僅かになっている。この機械的連結は、フリーホイールがそのロックモードにある時にのみ、弾性要素を介して成立する。非ロックモードでは、例えば、駆動要素が減速している時に、従動部材は、それ自身の慣性の作用のために、自由に回転し続ける。

従って、本発明は、ベルト従動式付属装置との連結を解除するための動力伝達プーリーであって、前記動力伝達プーリーは、前記ベルトを受け入れるようにされたリブ付き外側アウトラインを有する駆動プーリー要素と、前記ベルト従動式付属装置に連結されるための受動部材と前記駆動プーリー要素との間に介在された弾性要素と、を有し、前記駆動プーリー要素と前記受動部材との間に、ボール式、ニードル式、又はカム式のフリーホイール装置が、前記弾性要素と連続して配置されている。

前記フリーホイール装置は、前記駆動プーリー要素と前記受動装置に固定されている前記弾性要素との間に配置されるか、或いは、前記受動部材と前記駆動プーリー要素（２００）に固定されている前記弾性要素との間に配置されていることが好ましい。

さらに、少なくとも一つの軸受け（例えば、ボールベアリング又はニードルベアリング）が、リブが形成された前記外側アウトライン（２０１）と、前記ベルト従動式付属装置に結合されたシャフト（２２０）を受け入れるためのナット（２０３）か又は前記ベルト従動式付属装置に結合されたシャフトとの間に、介在されることが好ましい。

前記弾性要素（２０６）は、少なくとも一つのエラストマー部分を有することが好ましい。前記弾性要素は、スプリング（２０８）とすることができ、特に、スパイラルスプリングであることが好ましい。

本発明は、上記の何れかに記載の付属装置連結解除用動力伝達プーリー少なくとも一つ含むシステムに関する。

本発明のその他の特徴及び利点は、図面を参照して以下の説明を読めば明らかになるであろう。

図６ａ〜図６ｃ、及び図７において、部品２００は、受動プーリー要素であり、リブ付きＶベルトや台形ベルトなどのベルトのリブを受け入れる外側アウトライン２０１を備えている。部品２０２は、ボールベアリングである。このボールベアリングは、いかなる軸方向偏倚をも避けるように、部品２００のリブ２０１の下部に配置されることが好ましい。ボールベアリング２０２は、半径方向及び軸方向の全ての力を受ける。２以上のベアリングを用いることが好ましいであろう。部品２０３はナットであり、第１に、付属装置（例えば、リブ２０１付きの受動プーリー要素のそばに配置された一端部を有するオルタネーター）の受動シャフト２２０と、連結解除体２０６とナット２０３との間に配置された、ボール式、ニードル式、或いはカム式のフリーホイール２０４と、の接続を提供する。この目的のために、連結解除体２０６の外側アウトライン２０６′は部品２０７に接着されており、部品２０７は受動プーリー２００の延設部２１１に固定され、その内側アウトライン２０６″は連結解除体２０６の内側補強部材２０９に接着されている。

この構造を備えることで、前記フリーホイール機能及び前記負荷受け機能が完全に連結解除される。フリーホイール２０４が軸方向の力も半径方向に力も受けない点が、従来のフリーホイールプーリーと異なる。

部品２０９上に圧設する任意の挿入物（例えば、リップシール２３０（図６ａ））が、フリーホイールの外枠と連結解除体２０６の補強部材２０９との間の長手方向の緩みを吸収する。

こうして、同じフリーホイール要素２０４を、異なる形状をした連結解除体に適合させることができる。

ゴム製の連結解除体２０６は、作動中、（弾性体であるから）弾性機能を有するとともに、粘性効果による減衰機能（ヒステリシス）をも有する。

図６ａ〜６ｃは、フリーホイール２０４とベアリング２０２ための異なる配置を備えた変更態様を示している。

図６ｃに示されているように、保護キャップ２１０及び適当なガスケットが、フリーホイール２０４及び連結解除体２０６が配置されている自由端に、配置され得る。

前記連結解除機能は、スパイラルスプリング２０８（図７）等の金属製スプリングによって形成することもできる。

図６ａ〜６ｃ及び図７は、種々形態のころがり軸受け（ボールベアリング、ニードルベアリング等）を使用することができることを示している。この軸受けは、（図６ａ、６ｃ、及び７に示されているように）ナット２０３上に配置されるか、或いは、その内側アウトライン２０２′を介して受動シャフト２２０上に直接案内されるか（図６ｂ）、の何れかである。

ゴム製の連結解除体２０６の外周、即ち、連結解除体２０６と延設部２１１との間に、フリーホイール２０４を配置することも可能である。

この構造は、簡単で且つ部品点数が少なくてすむ。

あらゆる状況下において、記述されたこの装置は、受動部材が反トルクを生じさせる時でさえも、連結解除効果を得られることを可能にし、このことは、従来のフリーホイールには当てはまらない。

フリーホイールがオーバーランニングすると、連結解除体と受動シャフトとの間の接続を解除し、共振を除去する。

もし連結解除効果が本質的でなければ、弾性要素に対して、フリーホイールの状態の変化を緩衝するために適した剛性を与えられることが可能である。

半径方向の負荷が、滑り軸受けを介さず、ころがり軸受け（ボールベアリング等）を介して吸収されるため、内部摩擦が生じない。

本発明の装置は、（半径方向及び軸方向の）負荷を吸収する機能とフリーホイール機能とを連結解除することを可能にする。

連結解除要素の形状と機械的特性は、フリーホイールやころがり軸受けを再設計する必要無しに、適合させることが出来る。

本発明は、再利用されている共通の部品を用いて、標準化された方法で組み込まれ得る。

接続部分を有する従来のプーリーや、湾曲部と接触しているスプリングを持った従来のプーリーとは異なり、弾性要素の撓み量は制限されない。

更に、フリーホイールがオーバーランニングするため、その変形量は、フィルタリングの目的のために使用される部分だけに限定され、そのため、その弾性要素の疲労は減少させられる。

本発明は、ベルトを使用するパワートランスミッション（ディーゼルエンジン又はガソリンエンジン）に適用可能であり、より一般的には、速度変動及びトルク変動が生じる全ての環境に適用可能である。

フリーホイールがロックされた時、弾性要素が作動し始める。それによって、従動部材によって発生する反トルクに対抗する。これによって、弾性要素の変形に加えて、速度変化による動的トルク変動を幾らかの平均レベルにする。これらの変動は、中間位置付近の弾性要素の変形に変動をもたらす。

非ロックモードでは、フリーホイールはトルクを伝達できず、従って、弾性要素の角変形の大きさを（ピーク制限によって）を制限することができる。

このオーバーランニングは、連結解除装置内で観察される共振効果を除去するのに役立つ。弾性要素の変形幅が０を通り越すと、フリーホイールはロック解除し、弾性要素はもはや弾性的にエネルギーを蓄えない。

最終的に、駆動部の速度が突然落ちた時に、弾性要素が先ずその中立位置に戻り、その結果、フリーホイールがオーバーランニングし始めた瞬間には弾性要素にはエネルギーが蓄積されていないから、無摩擦のオーバーランニングによって、従動要素が、それ自身の慣性により回転し続けることをことができる。

図８は、変形例を示し、フリーホイール装置２０４及び弾性要素は、プーリーと従動装置のシャフト２２０との間の連結部分のそばに配置されているが、受動プーリー要素２００は、リブ２０１が形成され、プーリー要素２００とシャフト２２０との間の連結部分から離れて配置されている。

驚いたことに、本発明は、弾性要素の剛性を減少させることができる。

自動車のベルト伝動装置では、慣性と剛性の連続性が、一連の共振を持つ往復機構を作り出す。“共振”の語は、回転体の角速度が増幅される事実を示す。

エンジンの速度不安定性のために駆動が擬正弦波となるから、現れる周波数は、エンジンスピードの変化に伴って変化し、且つ、広範囲の周波数領域をさっと過ぎ去ることによって、伝動装置の共振周波数を通り過ぎる。

この“共振”の語は、伝動装置の挙動の動的表示の全てを表す。共振は、大きな動的作用又は標準的な伝動ベルトのばたつきにつながるか、或いは、それどころかテンショナーを移動させてしまい、時には、同時にそれらの全てを生じさせてしまう。

図９の曲線は、励起周波数の関数として応答の一般的な様子を示している。励起周波数は、シリンダーの数と、クランクシャフトの平均回転速度とに、比例する。

臨界周波数ｆ^＊は、伝動装置の共振周波数の一周波数であり得る。エンジンによって発生させられる励振が共振時にある伝達装置にエネルギーを与えるので、共振は、大きな振幅を持っている。

他の状況では、臨界周波数ｆ^＊は、エンジンから励起される振幅が最大周波数となり得る。

特に直接噴射エンジンを持ったディーゼルエンジンでは、速度不安定性の最大レベルは、一般には、２０Ｈｚから６０Ｈｚの範囲内に見られる。

ベルト伝動装置において共通して見られる共振周波数もまた、この周波数領域にある。

従って、２つの周波数が同時に発生するという高い危険性が存在する。励振が大きく且つ共振周波数と同時に発生すると、その伝動装置は実行不可能である。

図９では、臨界周波数ｆ^＊での応答は、その伝動装置の許容レベルを超えると考えられる（その機能が減少するか或いは完全に無くなる、危険性）。従って、当業者に知られた解決策の一つは、その伝動装置においてこの増幅の原因となっている部分を弾性的に連結解除することにある。

この弾性要素のために選ばれた剛性は、連結解除することと耐久性の両方に関する要求を満足しなければならない。

従来技術では、この連結解除システムの剛性は、弾性プーリーの遮断周波数ｆｃが常に臨界周波数ｆ^＊を超えないように選ばれている。これは、“周波数ブロック”として言及される。従って、エンジンが臨界周波数ｆ^＊辺りで走行している時に、その伝動装置の応答は、連結解除装置を持たない伝動装置よりもずっと小さい。

この状況は、次式と等しい。
（１） ｆｃ＜ｆ^＊
さらに、当業者によく知られた法則（振動システム理論）は、ｆｒとｆｃを以下のように関係づける。

さらにまた、ｆｒ、連結解除装置の剛性ｋ、及び、連結解除される付属装置の慣性Ｉを関係づける周知の関係がある。

これらの２つの関係から、当業者は、一般に、連結解除が効果的に継続することを確保するために超えてはならない最大剛性ｋに関する実用的基準を得る。
（４） ｋ≦２π^２（ｆ^＊）^２Ｉ
それから、耐久性に対する要求は、剛性ｋの下限値を設定することを可能にし、それは、伝達されるべきトルクに依存するとともに、剛性に寄与する部材（ゴムディスク、金属スプリング）の挙動にも依存する。

従来技術では、特に連結解除されたオルタネーターを含む自動車のベルト伝動装置の分野では特に、ｋを０．１５Ｎｍ／°に下げることができるが、そのための変形が大きく、弾性要素の強度的を危険にさらすことが分かっている。

このような状況下において、前記部材（高出力オルタネーター）によって発生させられる反トルクは、関係式（４）によって定義された剛性ｋが、実行可能なシステムを定義できないようなものである。

例として、周波数２０Ｈｚで６００ｒｐｍで走行している４サイクルエンジン考えてみる。周波数２０Ｈｚは、特に問題を引き起こす。

オルタネーターは、３ｇ・ｍ^２の慣性を有しており、１４Ｎｍの公称電気的トルクを発生する。

数式（４）に従う機能的剛性ｋは、２３．７Ｎｍ／ラジアン未満であるか、或いは従来の単位では０．４１Ｎｍ／°未満であることを必要とする。

１４Ｎｍのトルクが作用している状態で、且つ、そのような剛性では、公称角変形は、３４°になるだろう（その慣性と正弦信号の角加速度とが関係づけられた公称値あたりの付加的動的変形は計算していない。）。連結解除要素の形状は、そのような角度に対して、その材料中の伸びがその材料の許容量を超えるような形状である。従って、公称変形角度及び付加的動的効果によって与えられる角度を減少させるように、その剛性を増加することが重要である。残念ながら、数式（１）によって定義されるような連結解除を提供する必要があるために、剛性（及び従って、ｆｒ又はｆｃ）を増加することが不可能である。

本発明の一つの利点は、共振現象のピークを制限することにある。

動きは無限に増加できないので、僅かな振動を超えるオーバーランニングによって、その振幅の過度の増幅を直ちに遮断する。

従来の連結解除プーリーが（破損につながる）共振に入る状況では、本発明のプーリーは、弾性要素の共振ピークを制限するとともに、オーバーランニングによるダメージから保護される。

従って、弾性連結解除装置の遮断周波数ｆｃは、上記数式（１）を満たす必要がない。

本発明は、周波数に関してはあまり“ブロック”されないことを可能にしつつ、前記連結解除装置の共振周波数を位置決めするための基準を広げる。

弾性連結解除装置に連続して直列的にフリーホイールを挿入することにより、この弾性連結解除装置のために、従来において可能な剛性ｋより高い剛性ｋを選択することが可能である。

結果として、反トルクの影響下では、前記弾性連結解除要素が受ける変形量が小さくなり、それによって、その耐久性が増加する。

当然に、フリーホイールの許容ピークを制限することは、制限される。特に、もしも従動部材の反トルクが動的トルクに上乗せされると、オーバーランニングの頻度が減少し、振動の部分だけがピーク制限される。

剛性ｋが大きすぎると好ましくないのは、従来のフリーホイールプーリーにおいて発生するのと同じ欠点を生じるからである（ｋに対する無限値に相当する。）。

この２つの状況における好適な折衷案は、ｆｃに対して以下のような新しい最大限界を設定することである。
（５） ｆｃ≦２ｆ^＊、即ち、ｋ≦８π^２（ｆ^＊）^２Ｉ
さらに好ましくは、
（６） ｆｃ≦１．５ｆ^＊、即ち、ｋ≦４．５π^２（ｆ^＊）^２Ｉ
そして、どちらの場合でも、ｋは好ましくは、２π^２（ｆ^＊）^２Ｉより大きくすることができる。

特に問題を引き起こす周波数ｆ^＊である周波数２０Ｈｚ，６００ｒｐｍで回転している４サイクルディーゼルエンジンの例に戻る。

・ オルタネーターは、３ｇ・ｍ^２の慣性を有し、１４Ｎｍのトルクを分配する。：そして、
・ 数式（６）に従う機能的剛性ｋは、５３．３Ｎｍ・ｒａｄ（従来の単位では０．９３Ｎｍ／°）未満でなければならない。

そのような剛性を持ち、１４Ｎｍのトルクの作用下では、角変形は、上述の３４°に代わり、１５°である。従って、連結解除要素は、従来より小さい伸びになる。

高速での騒音現象を避けるために、国際公開０３／０３６１１４号公報からそれ自体よく知られた方法で、フリーホイールに少しブレーキをかけることが望まれ得ることが、観察されるべきである。

米国特許第４７２５２５９号明細書の図２を再現した図であり、米国特許第４７２５２５９号明細書に記載されたプーリーの時間軸（横軸）上の速度（縦軸）変化を示すグラフである。 公知の弾性プーリーの一例を示す断面図である。 横軸に沿ってプロットされたクランクシャフトの速度（ｒｐｍ）の関数として縦軸にプロットされたフィルター比（ｄＢ）を用いて、図２の弾性プーリーの周波数応答を示すグラフである。 米国特許第６０８３１３０号明細書の図２を再現した図であり、従来の弾性クラッチプーリーを示す断面図である。 米国特許第６３９４２４８号明細書の図２を再現した図であり、クラッチプーリーの縦断側面図である。 米国特許第６３９４２４８号明細書の図３を再現した図であり、クラッチプーリーの縦断正面図である。 本発明に係るプーリーの一実施形態を示す断面図である。 本発明に係るプーリーの一実施形態を示す断面図である。 本発明に係るプーリーの一実施形態を示す断面図である。 本発明に係るプーリーの一実施形態を示す断面図である。 本発明に係るプーリーの一実施形態を示す断面図である。 トランスミッションシステムの典型的な応答曲線を示すグラフである。

符号の説明

２００ プーリー要素
２０３，２２０ 受動部材
２０４ フリーホイール装置
２０６，２０８ 弾性要素

Claims (13)

1. 伝動システムにおいて、慣性Ｉを有するベルト従動式付属装置との連結を解除するための動力伝達プーリーであって、
   前記動力伝達プーリーは、
   前記ベルトを受け入れる外側アウトラインを有する駆動プーリー要素と、
   前記ベルト従動式付属装置に連結されるための受動部材と前記駆動プーリー要素との間に介在された弾性要素と、を有し、
   前記駆動プーリー要素（２００）と前記受動部材（２０３，２２０）との間に、ボール式、ニードル式、又はカム式のフリーホイール装置（２０４）が、前記弾性要素（２０６，２０８）と連続して配置され、
   前記フリーホイール装置（２０４）は、前記駆動プーリー要素が前記ベルトによって駆動される限り動力を伝達し、駆動プーリー要素が前記ベルトによって駆動されていないと該フリーホイール装置を連結解除し、
   弾性要素（２０６，２０８）の剛性ｋが、
   ２π ^２ （ｆ ^＊ ） ^２ I＜ｋ≦８π^２（ｆ^＊）^２Ｉ
   なる関係式を満たし、該関係式において、ｆ^＊は前記伝動システムの臨界周波数であることを特徴とする動力伝達プーリー。
2. 前記フリーホイール装置（２０４）が、前記弾性要素（２０６，２０８）と前記受動部材（２０３，２２０）との間に配置され、
   前記弾性要素が、前記駆動プーリー要素（２００）に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達プーリー。
3. 前記フリーホイール装置（２０４）が、前記ベルト従動式付属装置に結合されたシャフト受け入れるためのナット（２０３）上に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の動力伝達プーリー。
4. 前記フリーホイール装置（２０４）が、前記駆動プーリー要素（２００）と前記弾性要素（２０６，２０８）との間に配置され、該弾性要素が前記受動装置（２０３，２２０）に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達プーリー。
5. 前記弾性要素（２０６，２０８）は、前記ベルト従動式付属装置に結合されたシャフト（２２０）を受け入れるためのナット（２０３）に固定されていることを特徴とする請求項４に記載の動力伝達プーリー。
6. リブが形成された前記外側アウトライン（２０１）と、前記ベルト従動式付属装置に結合されたシャフト（２２０）を受け入れるためのナット（２０３）と、の間に、少なくとも一つの転がり軸受け（２０２）が介在されていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の動力伝達プーリー。
7. 少なくとも一つの転がり軸受け（２０２）が、リブが形成された前記外側アウトライン（２０１）の内側に配置されるとともに、前記ベルト従動式付属装置に結合されたシャフト（２２０）上を案内されるのに適した内形（２０２′）を備えていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の動力伝達プーリー。
8. 少なくとも一つの前記転がり軸受け（２０２）が、ボールベアリング又はニードルベアリングであることを特徴とする請求項６又は７に記載の動力伝達プーリー。
9. 前記弾性要素（２０６）は、少なくとも一つのエラストマー部分を有することを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の動力伝達プーリー。
10. 前記弾性要素は、スプリング（２０８）であることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の動力伝達プーリー。
11. 前記スプリング（２０８）は、スパイラルスプリングであることを特徴とする請求項１０に記載の動力伝達プーリー。
12. 前記ベルト従動式付属装置は、自動車のオルタネーターであることを特徴とする請求項１〜１１の何れかに記載の動力伝達プーリー。
13. 請求項１〜１２の何れかに記載の付属装置連結解除用動力伝達プーリーを少なくとも一つ含む伝動システム。

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