JP6034965B2 - アイソレータ・デカップラ - Google Patents

Description

本発明は、解放方向に、ラップスプリング・ワンウェイクラッチの端部に一時的に係合するプーリを有し、ラップスプリング・ワンウェイクラッチの端部とプーリの一時的な接触により、ラップスプリング・ワンウェイクラッチの端部のシャフトとの係合が一時的に減少するアイソレータ・デカップラに関する。

本発明はオルタネータ調整装置に関し、特に、遮断のための捩りバネを有するオルタネータ・アイソレーティング・デカップラ（ＡＩＤ）のプーリに関する。オルタネータ調整装置の機能と役割は周知である。現在商業的に入手可能なＡＩＤ装置は、アイソレーティングバネとワンウェイクラッチとベアリングとプーリといくつかの他の要素を有する。これらの各要素を必要とすることにより、通常、装置の全体的なサイズは、業界が望む大きさを越える。昨今の小さくなる一方のエンジンサイズや高い燃費の要求により、要求される機能性に合致しつつ小型化されたプーリ径を有するＡＩＤ装置が必要とされる。

この技術の代表は、米国特許第７１５３２２７号明細書であり、これは、バネ保持部材を介してハブ構造とともにオルタネータ・プーリに連結された弾性的螺旋バネを有するサーペンタイン型のオルタネータ・プーリのデカップラを開示する。ブッシュはバネ保持部材とハブ構造の間に配置されて、これらの間の摺動係合を容易にする。環状部材は、バネ部材とオルタネータ・プーリの間に配置されて、それらの間の摺動係合を容易にする。バネ部材は、その端部においてハブ構造に連結され、その他端部においてバネ保持部材に連結される。弾性的螺旋バネは、サーペンタインベルトによって、オルタネータ・プーリの被駆動回転運動をハブ構造に伝達し、この動作において、オルタネータのシャフトは、被駆動回転運動においてオルタネータ・プーリに対する反対方向の相対弾性運動を可能にしつつ、オルタネータ・プーリと同じ方向に回転する。

必要とされるのは、解放方向において、ラップスプリング・ワンウェイクラッチの端部に一時的に係合可能なプーリを有し、これによりラップスプリング・ワンウェイクラッチの端部とプーリの間の一時的な接触がラップスプリング・ワンウェイクラッチのシャフトとの摩擦係合が一時的に減少するアイソレータ・デカップラである。本発明はこの必要性に合致する。

本発明の主な特徴は、解放方向において、ラップスプリング・ワンウェイクラッチの端部に一時的に係合可能なプーリを有し、これによりラップスプリング・ワンウェイクラッチの端部とプーリの間の一時的な接触がラップスプリング・ワンウェイクラッチのシャフトとの摩擦係合が一時的に減少するアイソレータ・デカップラである。

本発明の他の特徴は、本発明の次の記述と添付した図面により説明され、明らかになる。

本発明は、プーリと、シャフトを備え、プーリは低摩擦ブッシュを介してシャフトに軸支され、プーリ内に配置されたスプリングキャリアと、プーリとスプリングキャリアの間に連結された捻りバネと、シャフトの周りに巻き回されるとともに摩擦係合し、スプリングキャリアに連結されたラップスプリング・ワンウェイクラッチとを備え、ラップスプリング・ワンウェイクラッチは捻りバネの径方向の内側に配設され、プーリは、解放方向において、ラップスプリング・ワンウェイクラッチの端部に一時的に係合可能であり、これによりラップスプリング・ワンウェイクラッチの端部とプーリの間の一時的な接触がシャフトに対するラップスプリング・ワンウェイクラッチの摩擦係合を一時的に減少させるアイソレータ・デカップラである。

この明細書に組み込まれそ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、説明とともに本発明の原理を説明するために用いられる。
本発明装置の分解図である。 本発明装置の断面図である。 本発明装置の斜視断面図である。 代替的な実施形態の断面図である。 代替的な実施形態の斜視断面図である。

図１は本発明装置の分解図である。本発明はプーリ１０、アイソレーティング捻りバネ２０、スプリングキャリア３０、ラップスプリング・ワンウェイクラッチ４０、低摩擦ブッシュ５０、５１、５２、５３、５５、スラストワッシャ５４、ダストカバー６０、およびシャフト７０を備える。

特に、プーリ１０はブッシュ５０および５５を介してシャフト７０に軸支される。ブッシュは、ニードルベアリングあるいはボールベアリング等の他のタイプのベアリングの代わりに用いられる。これはブッシュによって本装置の全体的な直径が小さくなるからである。この実施形態において、プーリ１０は車両エンジンのフロントエンドアクセサリドライブ（ＦＥＡＤ）におけるベルトに係合するためにマルチリブド形状を有する。

ラップスプリング・ワンウェイクラッチ４０は螺旋状に巻かれたスプリングであり、シャフト７０の外周面７１の回りに巻き付けられる。ラップスプリング・ワンウェイクラッチ４０とシャフト面７１の間は摩擦係合する。ラップスプリング・ワンウェイクラッチ４０の一端４１はスプリングキャリア受容部３２に連結される。ラップスプリング・ワンウェイクラッチ４０は、捻りバネ２０とシャフト７０の間において捻りバネ２０の径方向の内側に配置される。

アイソレーティング捻りバネ２０はプーリ１０とスプリングキャリア３０の間に連結される。作動中、捻りバネ２０はプーリ１０によって解放方向に負荷をかけられる。代替的な実施形態において、捻りバネ２０は巻き付け方向に負荷をかけられる。この実施形態では、捻りバネ２０は矩形の断面形状を有する。図２参照。

ダストカバー６０は異物が本装置に侵入すること、またブッシュを汚すことを防止する。スラストワッシャ５４はプーリ１０の端部に圧入される。ブッシュ５３はシャフトフランジ７２とスラストワッシャ５４の間に配置される。ブッシュ５１はスプリングキャリア３０とシャフトフランジ７２の間に配置される。ブッシュ５２はプーリ１０とシャフトフランジ７２の間に設けられる。

本発明装置におけるトルク伝達はプーリ１０からアイソレーティング捻りバネ２０へ、スプリングキャリア３０へ、ラップスプリング・ワンウェイクラッチ４０へ、そしてシャフト７０へ行われる。作動中、ラップスプリング・ワンウェイクラッチ４０は巻き取り方向へ負荷をかけられる。これにより、ラップスプリング・ワンウェイクラッチ４０はシャフト７０をクランプすることができる。

図２は本装置の断面図である。スラストワッシャ５４はプーリ１０の端部に圧入される。スプリングキャリア３０は、シャフト７０に対し、ブッシュ５１を介して回転可能である。

オルタネータの定格最大トルクが、エンジンの始動時に見られる最大トルクよりも小さいことは知られている。例えば、典型的な自動車のオルタネータは、エンジンの始動時において、定格最大トルク１２Nm，慣性０．００３０kgm²、オルタネータにおける加速度８，４００rad/s²である。式１を用いると、エンジン始動において、本装置はトルク２５．２Nmを扱うことができるが、全ての他の作動状態において、このような高いトルクは見られない。

Ｔ＝トルク
Ｉ＝オルタネータの慣性
α＝加速度
Ｔ＝（0.0030）* 8400 ＝ 25.2 Nm

アイソレーティング捻りバネ２０を最適化するために、始動時に発生し、プーリ１０からアイソレーティング捻りバネ２０に伝達される、過大トルクを防止する過負荷特性を有することが有利である。アイソレーティング捻りバネ２０に作用する過大トルクは、アイソレーティング捻りバネ２０に過大ストレスを与えて早期の損傷を引き起こすかもしれない。本発明装置は、プーリ１０が所定レベルを越えたトルクを伝達しようとするときに過負荷特性が発揮されるように構成される。

ラップスプリング・ワンウェイクラッチは公知である。これは、ラップスプリング内の張力によって作用し、これはラップスプリングをシャフトの回りに巻き取り方向に締め付ける。張力はラップスプリングとシャフトの間に垂直力を生じる。垂直力はラップスプリングとシャフトの間に摩擦力を生じ、これはトルクをシャフトに伝達することを可能にする。ラップスプリングにおける張力の解放により、垂直力を減少あるいは除去し、これにより、クラッチ機能としてラップスプリングを減少させ、あるいは解放する。

本発明装置におけるプーリ１０は、ラップスプリング・ワンウェイクラッチ４０の端部４２に係合するための係合面１１を備える。プーリ１０は端部４２に接触することによりラップスプリング・ワンウェイクラッチに係合し、その動作において、ラップスプリング・ワンウェイクラッチ４０はシャフト１０から解放される。この解放の結果はラップスプリング・ワンウェイクラッチ４０における張力の減少であり、これにより、シャフト表面７１からラップスプリング・ワンウェイクラッチが解放される。

記載された過負荷特性により、ラップスプリング・ワンウェイクラッチ４０が解放して、表面７１においてスリップすることができるようになり、これは式１からオルタネータの慣性を効果的に除去して、伝達されるトルクを減少させ、延いては捻りバネ２０を過剰トルクにさらすことをなくす。ラップスプリング４０の係合する表面７１に対する非係合は、所定のトルクにおいて、アイソレーティング捻りバネ２０の変形によってプーリ１０が十分な量だけ回転して、係合面１１を端部４２に係合させるときに生じる。図３参照。図３は本装置の斜視断面図である。プーリ１０は、ラップスプリングの解放方向において、一時的にラップスプリング・ワンウェイクラッチ端部４２に係合可能であり、これにより、プーリ１０との一時的な接触がシャフト表面７１からラップスプリング・ワンウェイクラッチ４０の摩擦係合を部分的あるいは全体的に解放し、これは、延いてはシャフトをスリップさせ、これによりラップスプリング・ワンウェイクラッチに対して相対回転させる。

アイソレーティング捩りバネ２０は解放方向に負荷をかけられるように装着される。バネ２０の端部２１はプーリ１０の表面１３に係合する。捩りバネ２０は、２つの対となる部分、すなわちプーリ１０の内側面１２とスプリングキャリア３０の内側面３１に対し、内径において干渉して嵌合するように設けられる。この干渉により、車両のトランスミッションシフトのときのように、シャフト７０がプーリ１０に対してオーバーランする状態において、これらの要素の回転位置が維持される。通常の負荷状態では、アイソレーティング捩りバネ２０はプーリからスプリングキャリアへ捩り力を伝達することを遮断する。捩りバネ２０とプーリ１０とスプリングキャリア３０の間の接触の維持は、通常の機能がオーバーラン状態の発生後にこれらの要素を結合させるときに、これらの要素の分離を防止して、関連した潜在的な騒音の発生を除去するために好ましい。干渉した嵌合により、アイソレーティング捩りバネ２０はオーバーラン状態のときにラップスプリングのように作用し、これにより要素の接触が適切に維持される。

図４は代替的な実施形態の断面図である。この実施形態では、ブッシュ５０、５５がベアリング９０、９１に置き換えられる。フランジ７２は、ベアリング９０、９１がシャフト７００に対してプーリを固定する作用を果たすので設けられず、これによりスラストワッシャ５４が除去される。ベアリング９０はニードルベアリングであり、ベアリング９１はボールベアリングである。

図５は代替的な実施形態の斜視断面図である。ラップスプリング４０の端部４１は、ダウウェル３１によってスプリングキャリア３０内に保持される。端部４１はダウウェル３１に係合するためにフック状を有する。スプリングキャリア３０は端部４１を受容するためにスロット３２を有する。

本発明の形態が説明されたが、ここに記載された発明の精神と範囲から逸脱することなく、構成と関連した部分に種々の変形を施すことは、当業者にとって自明である。

Claims (7)

1. プーリと、
   シャフトを備え、
   前記プーリは低摩擦ブッシュを介して前記シャフトに軸支され、
   前記プーリ内に配置されたスプリングキャリアと、
   前記プーリと前記スプリングキャリアの間に連結された捻りバネと、
   前記シャフトの周りに巻き回されるとともに摩擦係合し、前記スプリングキャリアに連結されたラップスプリング・ワンウェイクラッチとを備え、
   前記ラップスプリング・ワンウェイクラッチは前記捻りバネの径方向の内側に配設され、
   前記プーリは、前記捻りバネの径方向の内側に形成された係合面を有し、
   前記係合面は、解放方向において、前記ラップスプリング・ワンウェイクラッチの端部に一時的に係合可能であり、これにより前記ラップスプリング・ワンウェイクラッチの端部と前記プーリの間の一時的な接触が前記シャフトに対する前記ラップスプリング・ワンウェイクラッチの摩擦係合を一時的に減少させる
   アイソレータ・デカップラ。
2. 前記プーリと前記シャフトの間にスラストワッシャを備える請求項１に記載のアイソレータ・デカップラ。
3. 前記捩りバネは前記解放方向に負荷をかけられる請求項１に記載のアイソレータ・デカップラ。
4. プーリと、
   シャフトを備え、
   前記プーリは前記シャフトに軸支され、
   前記プーリ内に配置されたスプリングキャリアと、
   前記プーリと前記スプリングキャリアの間に連結された捻りバネと、
   前記シャフトの周りに巻き回されるとともに摩擦係合し、前記スプリングキャリアに連結されたラップスプリング・ワンウェイクラッチとを備え、
   前記ラップスプリング・ワンウェイクラッチは前記捻りバネの径方向の内側に配設され、
   前記プーリは、前記捻りバネの径方向の内側に形成された係合面を有し、
   前記係合面は、解放方向において、前記ラップスプリング・ワンウェイクラッチの端部に一時的に係合可能であり、これにより前記ラップスプリング・ワンウェイクラッチの端部と前記プーリの間の一時的な接触が前記シャフトから前記ラップスプリング・ワンウェイクラッチの摩擦係合を一時的に解放させる
   アイソレータ・デカップラ。
5. 前記捩りバネは前記解放方向に負荷をかけられる請求項４に記載のアイソレータ・デカップラ。
6. プーリと、
   シャフトを備え、
   前記プーリは前記シャフトに軸支され、
   前記プーリ内に配置されたスプリングキャリアと、
   前記プーリと前記スプリングキャリアの間に連結された捻りバネと、
   前記シャフトの周りに巻き回されるとともに摩擦係合し、前記スプリングキャリアに連結されたラップスプリング・ワンウェイクラッチとを備え、
   前記ラップスプリング・ワンウェイクラッチは前記捻りバネの径方向の内側に配設され、
   前記プーリは、前記捻りバネの径方向の内側に形成された係合面を有し、
   前記係合面は、前記ラップスプリング・ワンウェイクラッチの端部に一時的に係合可能であり、これにより解放方向における前記端部との接触が前記シャフトに対する前記ラップスプリング・ワンウェイクラッチの摩擦係合を一時的に減少させる
   アイソレータ・デカップラ。
7. 前記捩りバネは前記解放方向に負荷をかけられる請求項６に記載のアイソレータ・デカップラ。
   

Images