JP5545585B2 - アイソレータ - Google Patents

Description

本発明は、アイソレータに関し、より詳しくは、シャフト上にプーリーを維持するために軸方向の収縮力を働かせる、ねじりばねを有するオルタネータ・アイソレータに関する。

車両の内燃機関は、一般的に、フロントエンド・ベルト駆動補機駆動装置を備える。補機には、パワーステアリング、オルタネータ、ウォータポンプ等が含まれる。ベルトはしばしばエンジンの前面において蛇行する経路を辿るので、補機駆動装置は多軸掛け駆動装置とも言われる。

一般的な多軸掛け駆動システムは、車両の内燃機関のクランクシャフト上の駆動プーリーと、補機に関する一連の従動プーリーと、駆動プーリー及び従動プーリーの周囲に掛けられるＰｏｌｙ−Ｖベルトとを含む。多軸掛け駆動の利点は、ベルトにベルトオートテンショナーを用いることで、補機を確りと取付けられることである。

とりわけ、四気筒型のエンジンでは、駆動プーリーはベルトに高い動的負荷を課す。この高い動的負荷は、クランクシャフトの様々なトルク出力特性によるものである。ベルト・テンショナーは、様々なトルク特性の全てに対応可能ではない。結果として、瞬間的なベルトの滑りによるベルト寿命の短縮及びノイズが生じ得る。

本発明の代表は米国特許５，１３９，４６３号明細書であり、自動車用の多軸掛けベルト駆動システムを開示し、従動アセンブリのシーケンスには、ハウジングとアーマチャー軸回りの回転のためにハウジング内に搭載された電機子組立体とを有するオルタネータ組立体が含まれる。ハブ構造は電機子組立体とともにアーマチャ軸回りに回転するために、電機子組立体によってハウジングの外に保持される。オルタネータ・プーリーの従動回転動作を、多軸掛けベルトを介してハブ構造へ伝達するために、コイルバネがオルタネータ・プーリーとハブ構造との間に協働的な関係で配置されることで、電機子組立体がオルタネータ・プーリーと同じ方向に回転されるとともに、オルタネータ・プーリーの従動回転動作の間、オルタネータ・プーリーとは逆方向への瞬間的な相対弾性回転動作が可能となる。

プーリーをシャフト上に維持するために、軸方向の収縮力を働かせるねじりばねを有するアイソレータが必要とされている。本発明はこの要求を満たす。

本発明の主な目的は、シャフト上にプーリーを保持するために、軸方向の収縮力を働かせるねじりばねを有するアイソレータである。

本発明の他の目的は、添付の図面および以下の詳細な説明によって、指摘されるであろう。

本発明は、シャフトを備えるアイソレータと、第１のブッシュと第２のブッシュを介してシャフトに軸支されるプーリーとを備え、前記シャフトは、シャフト径方向の外面に設けられたシャフト係止部を有し、前記プーリーと前記シャフトは互いに相対的に回転可能であって、前記プーリーは、内側ハブを備え、前記内側ハブは、シャフト係止部に協働的に係合するように配置されたプーリー係止部を有し、更に、前記シャフトと前記プーリーに係合したねじりばねを備え、前記ねじりばねは回転軸に平行な収縮力を働かせて、前記プーリーを前記シャフト上に保持し、更に、前記シャフトに取付けられたカバー部材を備え、前記プーリーは、ねじりばねの軸方向の収縮力によって、前記カバー部材に係合させられ、更に、シャフト係止部に配置されてプーリー係止部と係合するゴム部材とを備える。

添付図面は、明細書に含まれその一部を形成し、本発明の好ましい実施形態を示し、説明と共に本発明の原理を説明する役割を果たす。

本発明のアイソレータの断面図である。 本発明のアイソレータの断面斜視図である。 本発明のアイソレータの分解図である。 本発明のアイソレータの分解図である。 金属間接触によって生じるノイズのグラフである。 ゴム被覆係止部によって生じるノイズのグラフである。

図１は、本発明のアイソレータの断面図である。アイソレータ１００は、シャフト１０とプーリー２０とを備える。プーリー２０は、ブッシュ４０とブッシュ５０を介してシャフト１０に軸支される。プーリー２０は、ねじりばね３０によってシャフト１０に接続される。

ねじりばね３０は、負荷をかけない状態で最小の間隔となる、伸張型のばねである。無負荷状態において、各々のコイルの間隔はいずれも０ｍｍ（接触状態）、最大約０．５ｍｍである。組み立ての間、ねじりばねの一端はプーリー２０の受け部２７に圧入され、他端はシャフト１０の受け部１５に圧入される。ねじりばねが取り付けられると、シャフトとプーリーとは約２〜３ｍｍ引っ張られて離間され、それによって、ねじりばねは約２０〜５０Ｎの軸方向の収縮力を発生する所望の軸方向長さにまで伸ばされる。ねじりばね収縮率は、約５〜２０Ｎ／ｍｍの範囲内である。軸方向のばね収縮力は、Ａ−Ａ回転軸に平行および軸に沿って働く。プーリーは、ねじりばねによって働く収縮力によって、シャフト１０に回転可能に係合支持される。

カバー６０は、シャフト１０の端部１１に圧接され、スエージング又は他の周知の方法によって固定される。カバー６０は、ブッシュ５０のフランジ５１に面と面で接する。フランジ５１には、カバー６０を押圧するために、ねじりばね３０の収縮力によって荷重がかけられる。フランジ２２は、ブッシュフランジ５１上で滑動自在に押圧される。ブッシュ５０は、プーリー２０又はシャフト１０のいずれか一方に対して固定されても良い。

プーリー２０の、径方向に延びるフランジ２１および軸方向に延びるフランジ２２は、カバー６０とともにラビリンスシールを形成し、アイソレータの内部部品を汚染物質等から保護する。

図２は、本発明のアイソレータの斜視図である。３つの係止部２４が、プーリー２０のハブ２３から、軸Ａ−Ａに平行に軸方向に伸びる。また、３つの係止部１２がシャフト１０の径方向の外面１４上に形成される。ゴム部材８０はプーリー係止部２４とシャフト係止部１２との間に配置され、衝撃力を減衰し、これによって、作動ノイズおよび振動を減少する。

プーリー係止部２４の間の空隙２５は協働的に係止部１２を受け、この空隙は、シャフト１０に対するプーリー２０の相対的な回転動作を許容し、アイソレータが駆動部品であるか従動部品であるかによって、アイソレータのねじりばねの巻き上げあるいは巻き戻しが可能である。

部分１３は、レンチやソケットのような工具（図示せず）を受けるためのものである。

図３は、本発明のアイソレータの分解図である。ゴム部材８０は、３つのシャフト係止部１２の各々に係合された単一の部材である。部材８０は、係止部１２を覆うようにシャフト１０に圧入される。プーリー２０は、ベルト（図示せず）と係合するマルチリブ表面２６を備える。プーリー係止部２４はハブ２３上に設けられる。

図４は、本発明のアイソレータの分解図である。ブッシュ４０はシャフト１０とハブ２３との間に摺接する。ブッシュ５０はプーリー２０に圧入される。ブッシュ表面５２は、端部１１の表面１１０に摺接する。ブッシュ表面５１はさらに、カバー表面６１に摺接する。表面５１は、ねじりばね３０の収縮力によって、係合状態とされる。

ハブ２３は、マルチリブ外表面２６の、径方向内側に設けられる。

図５は、金属間接触によって生じるノイズのグラフである。ノイズは、一般的には、負荷が逆転する際に、金属製の係止部が衝突すると生じる。作動中、アイソレータは、例えば減速のような負荷逆転状態におかれる。しかしながら、オルタネータ電機子の慣性は、オルタネータシャフトがベルトをオーバーランさせ、シャフト係止部をプーリー係止部に衝突させる。その逆も然りであり、すなわち、駆動モードにおいて、プーリー係止部がシャフト係止部に係合するまで、プーリーは正転し、そのとき、オルタネータを駆動するために、トルクがプーリーからシャフトへ伝達される。

図６は、ゴムで被覆された係止部によって生じるノイズのグラフである。ゴム部材８０を使用することによって、係止部同士が係合されるときに発生するノイズが大幅に低減される。

本発明の１つの構成を詳述したが、当業者にとって、ここに記載された発明の範囲および趣旨から逸脱しない範囲で、部品の関係および構成を変形しても良いことは明らかであろう。

Claims (5)

1. シャフト（１０）と、
   第１のブッシュ（４０）と第２のブッシュ（５０）を介してシャフトに軸支されるプーリー（２０）とを備え、
   前記シャフトは、シャフト径方向の外面（１４）に設けられたシャフト係止部（１２）を有し、
   前記プーリーと前記シャフトは互いに相対的に回転可能であって、
   前記プーリーは、内側ハブ（２３）を備え、前記内側ハブは、シャフト係止部に協働的に係合するように配置されたプーリー係止部（２４）を有し、
   更に、前記シャフトと前記プーリーに係合したねじりばね（３０）を備え、前記ねじりばねは、前記プーリーの回転軸に平行な収縮力を働かせて、前記プーリーを前記シャフト上に保持し、
   更に、前記シャフトに取付けられたカバー部材（６０）を備え、前記プーリーは、ねじりばねの軸方向の収縮力によって、前記カバー部材に係合され、
   更に、シャフト係止部に配置されてプーリー係止部と係合するゴム部材（８０）とを備えることを特徴とするアイソレータ。
2. 第１のブッシュおよび第２のブッシュが前記プーリーと前記シャフトとの間に設けられることを特徴とする請求項１に記載のアイソレータ。
3. 前記プーリーが、マルチリブ表面を有することを特徴とする請求項１に記載のアイソレータ。
4. 工具受け部を更に備え、前記工具受け部が前記シャフトの端部に設けられることを特徴とする請求項１に記載のアイソレータ。
5. 前記プーリーが、カバー部材とともにラビリンスシールを形成するフランジを有することを特徴とする請求項１に記載のアイソレータ。

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