JP4867039B2 - Belt pulley - Google Patents
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Description
本発明は、回転軸を中心として回転可能なベルトプーリであって、ベルト用の載置面と、第1の部材および第2の部材とを備え、該両部材のうち一方が入力側にかつ他方が出力側に配設されており、当該第1の部材および第2の部材が互いに相対回転可能であり、当該第1の部材と第2の部材との間でばねが作用しており、該ばねが、前記第1および第2の部材の相対回転運動時に変形されるものに関する。 The present invention is a belt pulley that is rotatable about a rotation shaft, and includes a belt placement surface, a first member, and a second member, one of the members being on the input side and The other is disposed on the output side, the first member and the second member are rotatable relative to each other, and a spring acts between the first member and the second member, The spring is deformed when the first and second members are relatively rotated.
ベルトプーリは以前から様々な駆動目的に使用されてきた。ベルトプーリの重要な用途は、ユニット、特に、例えば照明機械、ウォーターポンプ、エアコンプレッサといったベルトを利用する補助ユニットの駆動用の動力機械または自動車における使用である。この場合、動力機械が、内燃機関において個々のシリンダ内での規則的な非連続の燃料燃焼に起因しかつベルト駆動の負荷の増大を引き起こしうる回転不均一性を有することを考慮しなければならない。この回転不均一性によって、張力変動が増大し、これにより、ベルト摩耗が増大し、場合によってはベルトきしみ音が増大しうる。 Belt pulleys have long been used for various drive purposes. An important use of belt pulleys is in power machines or motor vehicles for driving units, in particular auxiliary units that utilize belts, for example lighting machines, water pumps, air compressors. In this case, it must be taken into account that the power machine has a rotational non-uniformity due to regular discontinuous fuel combustion in the individual cylinders in an internal combustion engine and which can cause an increase in the belt drive load. . This rotational non-uniformity can increase tension fluctuations, thereby increasing belt wear and possibly increasing belt squeak noise.
入力部と、この入力部と相対的に回転可能である出力部とを有し、これらの入力部および出力部が減衰装置を介して周方向に圧縮可能である圧縮コイルばねと回転結合しているベルト用の駆動ディスクが知られている(例えば、特許文献1を参照)。この駆動ディスクは、振動を低減させるために、マスダンパを有する振動吸収ダンパを備えている。しかし、ベルト力(ベルト張力、Riemenkraefte)は、この形態によってまだ所望の程度までには低減されていない。そのため、この構造では、ベルト摩耗が増大しうる。 An input unit and an output unit that is rotatable relative to the input unit, and the input unit and the output unit are rotationally coupled to a compression coil spring that is compressible in the circumferential direction via a damping device. A known drive disk for a belt is known (see, for example, Patent Document 1). This drive disk includes a vibration absorbing damper having a mass damper in order to reduce vibration. However, the belt force (Riemenkraefte) has not yet been reduced to the desired degree by this configuration. Therefore, with this structure, belt wear can increase.
ベルトプーリ内の回転振動の減衰のために、ベルトプーリにフリーホイール装置を設けることも提案されている(例えば、特に特許文献2を参照)。この構成により、力がベルトプーリから一方の回転方向にのみ伝達され、他方の回転方向ではフリーホイールが作用するようになっている。この公知の形態の欠点は、フリーホイールによるベルト力の変動の最適な低減が依然として達成されていないことである。
本発明の課題は、ベルト力の変動が低く抑制されるようにベルトプーリをさらに改善することである。 An object of the present invention is to further improve the belt pulley so that the fluctuation of the belt force is suppressed to be low.
この課題は、第1の部材および第2の部材を互いに相対的に制限された角度範囲にわたって回転することを可能にし、その際にばねが変形しない自由行程を設けることによって解決される。 This problem is solved by allowing the first member and the second member to rotate over a limited angular range relative to each other, with a free stroke in which the spring does not deform.
ばね作用を、制限された角度範囲内での第1の部材と第2の部材との間での相対運動を可能にする自由行程と組み合せることによって、特に良好なベルト力の低減が達成される。第1の部材および第2の部材が静止位置から出発して第1の方向へ相対運動する時には、ばねが作用し、回転振動の伝達が低減される。これに対して、第1の部材および第2の部材が静止位置から出発して逆の第2の方向へ互いに相対的に移動する時、自由行程があることによって、制限された角度範囲にわたりばねが変形されず、それにより、第1の部材と第2の部材との間での力の伝達が広範に低減される。 A particularly good belt force reduction is achieved by combining the spring action with a free stroke that allows relative movement between the first member and the second member within a limited angular range. The When the first member and the second member move relative to each other in the first direction starting from the rest position, the spring acts and transmission of rotational vibration is reduced. On the other hand, when the first member and the second member move relative to each other in the opposite second direction starting from the rest position, the spring over a limited angular range is due to the free stroke. Is not deformed so that the transmission of force between the first member and the second member is extensively reduced.
本発明の有利な実施形態によれば、ばねは金属ばねとして形成されており、特に周方向に少なくとも第1の部材の円周の一部にわたって延長する少なくとも1つのばね要素を有している。本発明によれば、例えばC字形、弓形、鎌形および/または環状円弧形に形成されかつ曲げねじりばねを形成できるようなばね要素によって、ベルトプーリのコンパクトな構造形状が可能となる。 According to an advantageous embodiment of the invention, the spring is formed as a metal spring, in particular with at least one spring element extending in the circumferential direction over at least part of the circumference of the first member. According to the invention, a compact structural shape of the belt pulley is possible by means of a spring element which is formed, for example, in the shape of a C, an arc, a sickle and / or an annular arc and can form a bending torsion spring.
本発明によれば、さらに、少なくとも1つのばね要素が、第1の接続区分を介して第1の部材に設けた第1の対向支承部と、第2の接続区分を介して第2の部材に設けた第2の対向支承部と接続されうる。 According to the invention, the at least one spring element further comprises a first opposing bearing provided on the first member via the first connection section and a second member via the second connection section. Can be connected to a second counter-supporting portion provided in
この場合、自由行程は、前記角度範囲で第1の部材および第2の部材の互いの相対的な回動がばねの変形なしに行われるように、ばね体の第1の接続区分が第1の対向支承部に対して相対的に可動となっていることによって、特に簡単に達成することができる。さらに、前記自由行程がばねの領域に作られている前記形態により、特にコンパクトなベルトプーリの構造形状が可能となる。 In this case, the free stroke is such that the first connection section of the spring body is the first so that the relative rotation of the first member and the second member can be performed without deformation of the spring in the angular range. This can be achieved particularly easily by being relatively movable with respect to the opposite bearing part. Furthermore, the configuration in which the free stroke is made in the region of the spring allows a particularly compact belt pulley structure.
第1の対向支承部が連行部を有していて、この連行部が、第1および第2の部材の相対運動時に、静止位置から出発して第1の回転方向に第1の接続区分を連行し、逆の回転方向に前記角度範囲にわたって解除されていることにより、第1の部材および第2の部材の間の自由行程を簡単かつ堅牢に実現することができる。 The first opposing bearing portion has an entrainment portion, and the entrainment portion starts with the first connection section in the first rotational direction starting from a stationary position when the first and second members are in relative motion. The free stroke between the first member and the second member can be realized easily and robustly by entraining and releasing the angular range in the opposite rotational direction.
本発明の特に有利な実施形態によれば、前記連行部と前記第1の接続区分は、特に、互いに対向させた(嵌り合う)鉤形開口を有する鉤形に形成されている。 According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the entrainment part and the first connection section are in particular formed in a bowl shape having bowl-shaped openings facing (fitting) to each other.
有利には、第1および第2の部材の間の相対運動の最大角度範囲を制限する、前記第1および第2の部材の間に作用する少なくとも1つのストッパを設けている。 Advantageously, there is provided at least one stopper acting between the first and second members that limits the maximum angular range of relative movement between the first and second members.
本発明により、前記角度範囲が120°未満、特に80°未満、好ましくは50°未満の値に制限されかつ/または前記角度範囲が1°を超える、特に2.5°を超える値に制限されていると有利であることが分かっている。 According to the invention, the angular range is limited to values below 120 °, in particular below 80 °, preferably below 50 ° and / or the angular range is limited to values above 1 °, in particular above 2.5 °. It has proven to be advantageous.
本発明の有利な実施形態によれば、第2の接続区分は、第2の対向支承部の回転運動時に常にばねが移動するように、この第2の対向支承部と接続されている。 According to an advantageous embodiment of the invention, the second connection section is connected to this second counter-bearing part so that the spring always moves during the rotational movement of the second counter-supporting part.
特に、ベルトプーリの振動技術的な特性は、部分空間に分割された中空が設けられており、この部分空間が少なくとも1つの減衰路を介して互いに接続されていて、前記中空が少なくとも部分的に減衰流体で充填されており、第1の部材および第2の部材の相対運動時に、減衰流体が前記部分空間の間の減衰路を通して移動するように前記部分空間の少なくとも1つの体積が変化するようになっていることで改善される。この構成によって第1の部材および第2の部材の間の相対運動の液圧式の減衰が達成される。さらに、この減衰により、例えば第1の接続区分と第1の対向支承部との間で、発生する力ばかりでなく騒音も効果的に低減する。 In particular, the vibration technical characteristics of the belt pulley are that a hollow divided into partial spaces is provided, the partial spaces being connected to each other via at least one damping path, the hollow being at least partially. Filled with a damping fluid so that upon relative movement of the first member and the second member, at least one volume of the subspace changes such that the damping fluid moves through a damping path between the subspaces. It is improved by becoming. With this arrangement, a hydraulic damping of the relative movement between the first member and the second member is achieved. Furthermore, this damping effectively reduces noise as well as the force generated, for example, between the first connection section and the first counter bearing.
有利には、前記部分空間の少なくとも1つは、第1の部材と第2の部材との間に半径方向に配設されている。 Advantageously, at least one of the partial spaces is arranged radially between the first member and the second member.
特に効果的な減衰は、第1の部材および/または第2の部材が、中空内に突出する少なくとも1つの押出体を有していて、この押出体によって、第1の部材および第2の部材の相対運動時に、前記部分空間の少なくとも1つの体積が変化する場合に達成することができる。 A particularly effective damping is that the first member and / or the second member has at least one extrudate projecting into the hollow, by means of which the first member and the second member This can be achieved if at least one volume of the subspace changes during relative movement.
減衰路の横断面の大きさを、第1の部材および第2の部材の相対位置に応じて変化させることによっても改良がなされる。これにより、第1の部材と第2の部材との間での可能な相対運動に沿って変位に依存する減衰を達成することができ、その場合、減衰路横断面が小さいと流動抵抗がより高いので、減衰力は増大し、減衰路の横断面積が大きいと減衰力は減少する。 Improvement can also be achieved by changing the size of the cross section of the attenuation path in accordance with the relative positions of the first member and the second member. This can achieve a displacement-dependent damping along the possible relative movement between the first member and the second member, in which case the flow resistance is less if the damping path cross-section is small. Since the damping force increases, the damping force increases. When the cross-sectional area of the damping path is large, the damping force decreases.
さらに、本発明により、ばねは機能技術的に並列または直列接続で配設されている少なくとも2つのばね要素を有することができる。 Furthermore, according to the invention, the spring can have at least two spring elements which are arranged functionally in parallel or in series.
以下に、本発明を図面に基づき詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
各図に、回転軸Dの周りで回転可能であり、第1の部材11と第2の部材12とを有するベルトプーリ1を示す。入力側の第1の部材11は半径方向内側に配置され、リング状に形成されている。ハブ状のこの第1の部材11を介して、ベルトプーリは駆動軸、例えば自動車(図示せず)のエンジンのクランクシャフトに固定するもしくはそれに被せるように固定することができる。
Each figure shows a
半径方向外側に配置された出力側の第2の部材12は、第1の部材11に対し相対回転可能である。第1および第2の部材の間には、ばね2が作用する。
The
第2の部材12は、ベルト(図示せず)用の載置面4を形成する取り囲む環状の部分3を有する。この場合、載置面4は、周囲に延びる溝5と、ベルト案内用の隆起した縁部6とを有する。
The
第1および第2の部材11、12の相対回転時に変形するばね2は、ばね鋼製の金属ばねとして形成されている。前記ばねは、図示した実施形態では、回転軸Dの軸線方向に並設された4つのばね要素7、7’、7’’、7’’’を有する。前記ばね要素7、7’、7’’、7’’’は互いに同一である。
The
各ばね要素7、7’、7’’、7’’’は、第1の接続区分8を介して第1の部材11に設けられた第1の対向支承部9に、また第2の接続区分10を介して第2の部材12に設けた第2の対向支承部13に接続されている。
Each
ばね要素7、7’、7’’、7’’’の配置および実施形態、ならびにそれらの第1の部材11および第2の部材12との接続については、特にばね要素7の記述で例示的に説明する。その他のばね要素7’、7’’、7’’’も、打抜部品として同一に形成されており、かつばね要素7と同様の方法で第1および第2の部材11、12に固定されている。
The arrangement and embodiments of the
ばね2は、曲げねじりばねとして形成されており、コンパクトな構造形状を特徴とする。ばね2を形成するばね要素7、7’、7’’および7’’’の各々は、C字形、弓形、鎌形および/または環セグメント形に形成することができる。図示の実施形態では、各ばね要素7、7’、7’’、7’’’は270°を超える角度範囲にわたって第1の部材11の周りに延びている。この場合、ばね要素7、7’、7’’、7’’’は、第1の部材11および第2の部材12に対して半径方向外側へ配設されており、これらの部材の周りに延在する。この場合、第1の接続区分8および第2の接続区分10は、半径方向内側へ直角に曲げて形成されている。
The
この場合、個々のばね要素7、7’、7’’、7’’’は、機能技術上、並列に接続されて配置されている。
In this case, the
各図面に示したベルトプーリ1は、いわゆる自由行程を有しており、この自由行程によって、第1の部材11および第2の部材12が、ばね要素7、7’、7’’、7’’’を有するばね2を変形させることなく、制限された角度範囲にわたって少なくとも一方向へ互いに相対回転することが可能となる。ここで、自由行程という語は、特に本質的なばね2の変形なしでの、第1の部材11と第2の部材12との間での自由な運動の機能を表す。この自由行程を得るために、第1の接続区分8は第1の対向支承部9と相対的に可動に形成されており、しかも第1の部材11および第2の部材12の互いに相対的な回転を前記角度範囲内でばね2の変形なしに行うことができるように形成されている。そのために、第1の対向支承部9は連行部14を有する。該連行部は、第1の部材11および第2の部材12の相対運動時に、静止位置から出発して第1の回転方向へ第1の接続区分8がばね要素7を連行するように形成されている。静止位置から出発して逆に設定された第2の回転方向への運動時には、連行部14は第1の接続区分8を連行せず、この第1の接続区分8に対して自由に運動する。
The
第1の部材11において、連行部14は、外側に向く突出部を形成している。その反対の側にも、外側に向く別の突出部が形成されている。この両突出部は、後述の押出体25、25’を形成する。
In the
第2の部材12には、両側に、内側に向く突出部が設けられており、これらの突出部は連行部14のためのストッパ15a、15b、15cおよび15dを形成し、これにより、第1の部材11と第2の部材12との間での自由運動の領域を制限する。この場合、本発明によれば、前記角度範囲は120°未満、特に80°未満、有利には50°未満の値に制限されている。図示の実施形態では、この角度範囲は約50°である。そして、幾つかの適用事例において、角度範囲が1°超える、特に2.5°を超える場合が有利である。
The
図示の実施形態では、第1の対向支承部9の連行部14と第1の接続区分8は鉤形に形成されており、その鉤形開口が互いに相対している。第1の接続区分8および対向支承部9(もしくは連行部14)の突出する部分は、噛み合わせることができる。
In the illustrated embodiment, the entraining
ばね要素7の第2の接続区分10は、図示のように、第2の対向支承部13もしくは第2の部材12の回転運動時に常にばね要素7が移動されるように、第2の対向支承部13と接続されている。第1の接続区分8および第1の対向支承部9の場合と異なり、第2の接続区分10および第2の対向支承部13の構成は、これらの部材間で相対運動することができないようになっている。この場合、第2の接続区分10は拡大された脚体として形成されており、この脚体は、対応して成形された、第2の部材12の、第2の対向支承部13を形成する凹部内に収容されている。この脚体は、ばね要素7から第2の対向支承部13への力の均一な導入を提供する。
As shown, the second connecting
ばね力の吸収および伝達のために、第1の部材11は、ばね要素7、7’、7’’、7’’’の数に相当する数の互いに同一の第1の動力伝達要素16、16’、16’’、16’’’を有し、それらの中には、各ばね要素7、7’、7’’、7’’’のために各1つの対向支承部9が形成されている。第1の動力伝達要素16、16’、16’’、16’’’を有する第1の対向支承部9は、ねじとして形成された結合手段17を介してハブ要素18と接続されている。この場合、図示の実施形態では、円周に4つの結合手段17が配置されている。ハブ要素18は薄板からリング状に形成されており、断面がC字形でほぼ同じ長さでかつ互いに直角に配置された3つのハブ区分19、19’、19’’を有する。前記ハブ区分19、19’、19’’によって形成された空間内には、ばね要素7、7’、7’’、7’’’が収容されている。この場合、ハブ区分19には、内側に向くさらなるハブ区分19’’’が直角に配設されている。
For the absorption and transmission of the spring force, the
ばね力の吸収および伝達のために、第2の部材12は、ばね要素7、7’、7’’、7’’’の数に相当する数の互いに同一の第2の動力伝達要素20、20’、20’’、20’’’を有し、それらの中には、各ばね要素7、7’、7’’、7’’’のために各1つの第2の対向支承部13が形成されている。この場合、第2の動力伝達要素20、20’、20’’、20’’’は、ねじとして形成された結合手段21を介して、周囲に延びるリング22に接続されており、このリングには、半径方向外側に向く直角に曲げられた保持区分23を介して、ベルト用の載置面4を形成する環状の部分3が配設されている。リング22および保持区分23は、この場合ねじとして形成された結合手段31を介して相互に緊定されている。第2の動力伝達要素20、20’、20’’、20’’’の各々は、開いたほぼC字形の形状を有し、かつ第1の動力伝達要素16、16’、16’’、16’’’に隣接してそれぞれ第1の動力伝達要素の円周の部分にわたって延びている。
For the absorption and transmission of the spring force, the
第2の部材12のリング22と第1の部材11との間には、転がり軸受32が設けられており、この軸受を介して第1の部材11および第2の部材12を互いに回転させることができる。別法として滑り軸受を設けることもできる。
A rolling
しかし、静的または動的不平衡を防止するために、内側の2つのばね要素7’および7’’、およびこれらに所属する第1の動力伝達要素16’、16’’および第2の動力伝達要素20’、20’’は、外側の2つのばね要素7、7’’’、およびこれらに所属する第1の動力伝達要素16、16’’’および第2の動力伝達要素20、20’’’に対して回転軸D周りに約180°ずらして配設されている。
However, in order to prevent static or dynamic imbalance, the inner two spring elements 7 'and 7' 'and the first power transmission elements 16', 16 '' and second power belonging thereto The
図示のベルトプーリは、部分空間24、24’、24’’、24’’’、24’’’’に分割された中空を有し、この中空は少なくとも部分的に減衰流体(図示せず)で充填されている。この場合、第1の部材11は、中空の中に突出する押出体25、25’を有し、この押出体は、第1の部材11および第2の部材12の相対運動時に部分空間24、24’の体積を変化させる。部分空間24、24’は、減衰路を介して互いに接続されており、減衰路は、本質的に、押出体25と第2の動力伝達要素20との間のギャップによって形成されている。第1および第2の部材の相対運動時に連行部14がストッパ15cの方向に向かって移動すると、部分空間24の体積は縮小され、同時に部分空間24’の体積は拡大される。その結果、減衰流体が減衰路を通って部分空間24から部分空間24’へ移動する。その際、減衰路の断面積が部分空間24、24’の断面積よりも極めて小さいので、流体の流れは、第1の部材11および第2の部材12の間での運動を減衰する抵抗を生ぜしめる。有利には、その場合の減衰路の断面積の大きさは、第1および第2の部材の相対位置に応じて変化する。本発明によれば、第1の部材11および第2の部材12が、制限された角度範囲の終端領域に相対して位置する場合、中央領域にある場合よりも断面積が小さく、これにより減衰がより大きくなるように、減衰路の断面が構成されている。
The illustrated belt pulley has a hollow divided into
上記の回転減衰と平行して、連行部14によって、部分空間24’’の体積が縮小され、部分空間24’’’の体積が拡大される。連行部14および接続区分8の周囲を流体は、これら両部材8、14によって決定されるギャップを通して流れるので、このことが回転減衰に大きく寄与する。
In parallel with the rotational attenuation, the
前記減衰機構は、第1の部材11および第2の部材12から逆方向への相対運動時にも同様に効果的である。特に、中空24’’’’からの流体の押出しによって、連行部14から第1の接続区分8内への互いに噛み合う方向への減衰された摺動が達成される。
The damping mechanism is also effective during relative movement in the opposite direction from the
減衰機能を改善するために、個々のばね要素7と7’との間、および7’’と7’’’との間にそれぞれリング状のディスク26が設けられている。中空は、外方に向けてシーリング27、28を介して密閉されている。シーリング27はラジアルシャフトシールリングとして形成されており、そのシールリップは外方に向くリング22の側に当接する。シーリング28は第2の部材12に固定されており、第1の部材11でそのシールリップと当接する。
In order to improve the damping function, a ring-shaped
第1の部材11、特にそのハブ区分19’’には、外側に回転振動吸収ダンパが配設されている。該吸収体はゴムばね30を介してハブ区分19’’に固定されたリング状の回転質量体29を有する。
The
1 ベルトプーリ
2 ばね
3 環状の部分
4 ベルト用載置面
5 溝
6 周縁部
7、7’、7’’、7’’’ ばね要素
8 第1の接続区分
9 第1の対向支承部
10 第2の接続区分
11 第1の部材
12 第2の部材
13 第2の対向支承部
14 連行部
15a、15b、15c、15d ストッパ
16、16’、16’’、16’’’ 第1の動力伝達要素
17 結合手段
18 ハブ要素
19、19’、19’’、19’’’ ハブ区分
20、20’、20’’、20’’’ 第2の動力伝達要素
21 結合手段
22 リング
23 保持区分
24、24’、24’’、24’’’、24’’’’ 部分空間
25、25’ 押出体
26 ディスク
27 シーリング
28 シーリング
29 回転質量体
30 ゴムばね
31 結合手段
32 転がり軸受
D 回転軸
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記第1の部材および第2の部材(11、12)を、120°未満の値に制限されかつ/または1°を超える値に制限されている角度範囲にわたってばね(2)の変形なしで互いに相対回転可能にする自由行程が設けられており、
前記ばね(2)が、金属ばねとして形成されており、打抜部品としてC字形に形成されかつ周方向に第1の部材(11)の円周の少なくとも一部にわたって延びる少なくとも1つのばね要素(7、7’、7’’、7’’’)を有しており、ねじりばねを構成している、ベルトプーリ。 A belt pulley that is rotatable about a rotation axis (D), comprising a belt mounting surface (4), a first member and a second member (11, 12), One of the members is disposed on the input side and the other is disposed on the output side, and the first member and the second member (11, 12) are relatively rotatable with respect to each other. A spring (2) acts between the second members (11, 12), and the spring is deformed during the relative rotational movement of the first member and the second member (11, 12). A belt pulley,
The first member and the second member (11, 12) can be connected to each other without deformation of the spring (2) over an angular range that is limited to values less than 120 ° and / or limited to values greater than 1 °. There is a free stroke that allows relative rotation,
The spring (2) is formed as a metal spring, is formed in a C-shape as a punched part and extends at least part of the circumference of the first member (11) in the circumferential direction ( 7, 7 ′, 7 ″, 7 ′ ″) and constituting a torsion spring.
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