JP5414795B2 - ダンパと補償器とを備えたスプロケット - Google Patents

Description

本発明は、スプロケットの分野に関する。より具体的には、本発明は、ダンパと補償器とを備えたスプロケットに関する。

最近の車両およびエンジンルームがより小さくなるにしたがい、より小型のエンジンを得る要求がより高まっている。これを実現するための一方法は、タイミングドライブカバー（ｔｉｍｉｎｇ ｄｒｉｖｅ ｃｏｖｅｒ）の内部にクランクダンパを設置することである。これは油条件にさらされる環境であるため、ダンパは、こうした厳しい条件に耐えることができなければならない。ゴムを含む現在のダンパは、車両の寿命の間、高温の油環境に耐えることができないであろう。また、付属品の電化が一般的になるにしたがい、クランクシャフトがエンジンの外に延在する必要性が最小限になる。

シャフトに取り付けられたスプロケットユニットであって、凹部とバネ荷重の重りを受け入れるためのチャンバとを備えたダンパと；少なくとも１つの開口部および所定の長さを有する少なくとも１つのスロットを画定するハブを有する、ダンパに隣接して取り付けられたスプロケットと；スプロケットの開口部と一致する開口部を画定するハブを有する、スプロケットに隣接して第１のシャフトに取り付けられたフロントエンドプレートと；スプロケットの開口部、フロントエンドプレートの開口部、およびダンパの凹部内に受け入れられたばねとを含むスプロケットユニット。シャフトが回転し、エンジンの点火周波数が第１のシャフトの共振周波数と同調したとき、バネ荷重の重りは、ダンパのチャンバに滑り込んで、第１のシャフトの共振周波数を減衰させる。第２のシャフトにかかる第１のシャフトのねじり負荷は、スプロケットがスロットの長さ以下の量だけ回転することによって低減され、ダンパ、スプロケット、およびエンドプレート内に受け入れられたばねは、伸縮して、第１のシャフトから第２のシャフトへのねじり負荷を低減する。

本発明の補償器とダンパとを備えたスプロケットを備えた駆動系の図を示す。 シャフトにおける、本発明の補償器とダンパとを備えたスプロケットの断面図を示す。 図２の線Ａ−Ａに沿った、補償器とダンパとを備えたスプロケットのダンパ部分の断面図を示す。 本発明のダンパと補償器とを備えたスプロケットの分解図を示す。 スプロケットおよびフロントプレートの正面図および側面図を示す。

本発明のスプロケットユニット５０には、第１のシャフト上に、補償器およびダンパが単一のユニットとして一緒に取り付けられている。補償器は、第２のシャフトに対する第１のシャフトのねじり負荷を低減し、ダンパは、エンジンの点火周波数の共振が第１のシャフトの共振と一致したとき、第１のシャフトの振動およびねじり運動を減衰させる。本発明のスプロケットユニット５０のダンパは、車両の寿命の間、高温の油環境において動作することが可能である。スプロケットユニット５０は、従動軸の駆動軸に取り付けられ得る。スプロケットユニット５０のスプロケットが係合するチェーンドライブまたはチェーンベルトを用いて、カムシャフト、電動機、またはバランスシャフト系を含むがこれらに限定されない、エンジン中の多くのデバイスを駆動し得る。

図１〜５は、本発明のスプロケットユニット５０を示す。図１において、分かりやすくするために、チェーンの蓋が図から除かれていることに留意されたい。スプロケットユニット５０は、シャフト２の直径が低減された部分２ｂに取り付けられ、第１のシャフト２のボア２ａ内に受け入れられるボルト４および座金４０によって所定の位置に保持される。

スプロケット１０は、直径が低減された部分２ｂにおいて第１のシャフト２に取り付けられる。スプロケット１０は歯付きの外周１０ａを有し、歯付きの外周１０ａは、エンドレスチェーン（図示せず）と噛み合いかつ係合して、回転運動およびトルクを伝達する。あるいは、スプロケット１０は、ベルトと係合するように設計され得る。エンドレスチェーン（図示せず）はまた、スプロケット１０から所定の距離を空けて配置される、第２のシャフト６における第２のスプロケット８の周りにも巻き付けられる。スプロケット１０は、少なくとも１つの半円形の開口部１０ｂを有するが、図示されるように、好ましくは少なくとも２つの開口部が、補償器ばね１２を受け入れるハブ１０ｄまたはスプロケット面において存在する。本明細書において用いられるスプロケット面またはハブ１０ｄは、スプロケットにおける、スプロケット歯１０ａを含まない部分を意味する。スプロケットのハブ１０ｄにはまた、スロット１０ｃが所定の長さで延在している。スロット１０ｃはボルト５を受け入れる。スロット１０ｃの長さは、第１のシャフト２から第２のシャフト６へのねじり負荷を低減するためにスプロケット１０が回転するのに伴い、ボルト５が前後に摺動するための隙間を提供する。

スプロケット１０の第１の側には、フロントエンドプレート１７が、直径が低減された部分２ｂにおいて第１のシャフト２に取り付けられる。フロントプレート１７は、ボルト５によってスプロケット１０に留め付けられ、固定される。ボルト５は、フロントエンドプレート１７のハブに沿って存在する孔１７ｂによって受け入れられる。フロントエンドプレート１７の面には、少なくとも１つの半円形の開口部１７ａも配置されているが、図示されるように好ましくは２つの開口部が存在し、この開口部は、スプロケット１０の半円形の開口部１０ｂに相当し、かつそれと一致し、補償器ばね１２の一部を受け入れる。フロントエンドプレート１７における、スプロケット１０に隣接する側と反対側の他の側には、座金４０が存在する。

スプロケット１０の第１の側と反対側の第２の側には、スプロケット１０に隣接する第１の面と、バックプレート３２に隣接する第２の面とを有するダンパ２０がある。ダンパ２０の第１の面には、少なくとも１つの半円形の凹部２０ａがあるが、図示されるように好ましくは２つの凹部が存在し、この凹部は、スプロケット１０の半円形の開口部１０ｂ、およびフロントエンドプレート１７の半円形の開口部１７ａに相当し、かつそれと一致し、補償器ばね１２の一部を受け入れる。ダンパ２０は、座金４０によって第１のシャフト２において所定の位置に保持される。ボルト５が、スプロケット１０およびダンパ２０に対してフロントエンドプレート１７を保持する。ボルト５は、ダンパ２０のハブに沿って存在する孔２０ｂによって受け入れられる。ダンパ２０は、内側環状壁２１、外側環状壁２２、および端壁２３によって画定される。内側壁２１は、第１のシャフト２の直径が低減された部分２ｂに沿って、ダンパ２０の第１の面から半径方向に延在している。軸受面４２が、スプロケット１０と、第１のシャフト２の直径が低減された部分に沿って半径方向に延在する内側壁２１の一部との間に形成される。外側環状壁２２は、ダンパ２０の外周に延在してそれを画定し、チャンバ２５を画定する一部をなす。ダンパ２０の端壁２３は、内側壁２１と外側壁２２との間に横断方向に延在し、仕切り２４が、ダンパ２０の第２の面の一部を分割してチャンバ２５にするために内側壁２１と外側壁２２との間に直径方向に延在した状態になっている。慣性重り２８およびばね３０が、チャンバ２５内に受け入れられる。慣性重り２８の両側のばね３０により、慣性重り２８は、外側壁２２の内側２２ａに沿って移動または摺動して、第１のシャフト２における共振または共振周波数を減衰させることができる。バックプレート３２が、慣性重り２８がチャンバ２５から外れて半径方向に移動するのを防ぐ。

第１のシャフト２が回転すると、スプロケットユニット５０は、第１のシャフト２とともに回転する。エンジンの点火周波数が、第１のシャフト２の共振周波数と一致する、すなわち等しい場合、ダンパ２０の第２の面におけるチャンバ２５内の慣性重りは、外側壁２２の内側２２ａに沿って摺動して、第１のシャフト２の共振励起を減衰させる。さらに、スプロケット１０は、スロット１０ｃの長さ以下の量だけ回転して、補償器ばね１２を伸縮させることによって、第２のシャフト６にかかる第１のシャフト２のねじり負荷を低減し得る。

スプロケット１０における２つの半円形開口部１０ｂが示されているが、スプロケット１０の面またはハブに沿って等間隔を空けて配置された４つまたは６つの半円形開口部も使用してもよい。この開口部の数を増加させるかまたは減少させた場合、対応する数の開口部が、ダンパ２０のフロントプレート１７および前面に存在する必要があるであろうことに留意されたい。

スプロケットユニット５０のダンパ２０は、摩擦吸収器または同調吸収器（ｔｕｎｅｄ ａｂｓｏｒｂｅｒ）であるのが好ましいが、クーロンダンパも使用してもよい。本発明の範囲から逸脱せずに、他の補償方法を使用してもよい。

必要に応じて、摩擦材料を慣性重りに加えて、減衰特性を変更してもよい。

スプロケットユニット５０は、回転し、かつねじれ振動を有するとともに、チェーン、ベルトまたはギアのいずれかによって別のシャフトを駆動するいかなるシャフトとともに使用してもよい。

スプロケットユニット５０は、高温または低温の油中で動作することができる。

また、スプロケットユニット５０は、その構成要素がさびを防ぐためにめっきされ、摩擦材料が非潤滑環境において機能するようなものである場合、非潤滑環境においても機能し得る。

したがって、本明細書に記載される本発明の実施形態は、本発明の原理の適用の例示に過ぎないことを理解されたい。本明細書における、例示された実施形態の詳細への言及は、それ自体が本発明に必須であるとみなされるそれらの特徴を記載する特許請求の範囲を限定するものではない。

Claims (8)

1. 第１のシャフトと、第２のシャフトと、少なくとも前記第１のシャフトに取り付けられた単一のスプロケットユニットとを含むエンジン系において、前記スプロケットユニットが：
   第１の面と第２の面とを有する、前記第１のシャフトに取り付けられたダンパであって、前記第１の面が、少なくとも１つの凹部を画定し、前記第２の面が、重り及び当該重りに荷重を与えるばねを受け入れるチャンバを画定するダンパと；
   前記ダンパの第１の面に隣接して、前記第１のシャフトに取り付けられたスプロケットであって、駆動力を受けるための外周と、少なくとも１つの開口部および所定の長さを有する少なくとも１つのスロットを画定するハブとを有するスプロケットと；
   前記スプロケットに隣接して、前記第１のシャフトに取り付けられたフロントエンドプレートであって、前記スプロケットの前記少なくとも１つの開口部と一致する少なくとも１つの開口部を画定するハブを有するフロントエンドプレートと；
   前記スプロケットの前記少なくとも１つの開口部、前記フロントエンドプレートの前記少なくとも１つの開口部、および前記ダンパの前記少なくとも１つの凹部内に受け入れられた少なくとも１つのばねと
   を含み；
   前記第１のシャフトが回転し、前記エンジンの点火周波数が前記第１のシャフトの共振周波数と一致したとき、前記ばねが、前記ダンパの前記チャンバを画定する外側壁の内側に沿って前記重りを移動または摺動させて、前記第１のシャフトの共振周波数を減衰させ；
   前記スプロケットが、前記スロットの長さ以下の量だけ回転し、前記少なくとも１つのばねを伸縮させて、前記第２のシャフトにかかる前記第１のシャフトのねじり負荷を低減するエンジン系。
2. 前記ダンパの第２の面に取り付けられるとともに、前記重りが、前記チャンバから外側に半径方向に移動するのを防ぐバックプレートをさらに含む、請求項１に記載のエンジン系。
3. 前記ダンパが、外側壁によって画定された外周をさらに含み、前記第１の面が、前記第１のシャフトの一部に沿って半径方向に延在する内側壁を含み、前記第２の面が、前記内側壁と外側壁との間に直径方向に延在する仕切りを含む、前記内側壁と外側壁との間に横断方向に延在する端壁を含むことで、前記仕切りと、前記外側壁と、前記端壁とが、前記ばね及び重りを受け入れるためのチャンバを画定するようになっている、請求項１に記載のエンジン系。
4. 軸受面が、前記スプロケットと前記ダンパの内側壁との間に存在する、請求項３に記載のエンジン系。
5. 前記第２のシャフトに取り付けられた第２のスプロケットユニットをさらに含む、請求項１に記載のエンジン系。
6. 前記重りが摩擦材料をさらに含む、請求項１に記載のエンジン系。
7. 前記ダンパが摩擦同調吸収器である、請求項１に記載のエンジン系。
8. 前記ダンパがクーロンダンパである、請求項１に記載のエンジン系。

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