JP6370998B2 - クランク軸アイソレーティングプーリ - Google Patents

Description

本発明はアイソレーティングプーリに関し、特に、プーリがクラッチスプリングに押圧接触するときに、慣性キャリアの内面に解放可能に係合するクラッチスプリングを有するアイソレーティングプーリに関する。

乗用車に利用されるディーゼルエンジンは、良好な燃費という利点により増加している。さらに、ガソリンエンジンは燃焼効率を改善するために圧縮比を増加させている。結果として、ディーゼルおよびガソリンエンジンのアクセサリドライブシステムは、前述したエンジンにおける違いにより、クランク軸からの大きい振動に打ち勝たなければならない。

増加したクランク軸の高い振動と加減速度、およびオルタネータの大きな慣性により、エンジンアクセサリドライブシステムはしばしば、ベルトのスリップによるベルトの軋み音を経験する。これはまた、ベルトの寿命を縮める。

クランク軸のアイソレータ・デカップラとオルタネータのデカップラ・アイソレータは、エンジンの運転範囲における振動を除去し、またベルトの軋み音を制御するために、高い角振動を伴うエンジンに広く使用されてきた。

この技術の代表は米国特許出願番号第１３／５４１２１６号であり、これは、巻き戻し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を一時的に減少させる、アイソレータ・デカップラを開示する。

必要なものは、プーリがクラッチスプリングに押圧接触するときに、慣性キャリアの面に解放可能に係合するクラッチスプリングを有するアイソレーティングプーリである。本発明はこの必要性に合致する。

本発明の主な特徴は、プーリがクラッチスプリングに押圧接触するときに、慣性キャリアの面に解放可能に係合するクラッチスプリングを有するアイソレーティングプーリである。

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、慣性キャリアを有するハブを備え、慣性キャリアは内面を有し、ハブに軸支されたスプリングキャリアを備え、スプリングキャリアは慣性キャリアに解放可能に作動係合し、ハブに軸支されたプーリと、スプリングキャリアとプーリの間に作動的に係合するスプリングと、内面に摩擦係合するクラッチスプリングと備え、摩擦係合が、クラッチスプリングへのプーリの一時的な押圧接触において、部分的に開放可能であるアイソレーティングプーリである。

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。
本発明装置の正面斜視図である。 本装置の断面図である。 本装置の分解図である。 スプリングキャリアの正面図である。 スプリングキャリアの背面図である。 プーリの正面図である。 プーリの背面図である。 本装置の内部の正面図である。 慣性質量部材の正面図である。 慣性質量部材の背面図である。 慣性キャリアの内部の正面図である。 スプリングの詳細図である。 スプリングの詳細図である。 スプリングの詳細図である。

図１は本発明装置の正面斜視図である。本装置は通常、内燃機関（図示せず）のクランク軸に取付けられる。

図２は本装置の断面図である。本発明装置はハブ１を備える。ハブ１はさらに、歯面を有するクランク軸スプロケット１１０を備える。クランク軸スプロケット１１０はエンジンのタイミングベルト９００を駆動するために使用される。タイミングベルト９００は歯付きあるいは同期ベルトと呼ばれる。

スラスト軸受２はハブ１の肩部６０に係合する。プーリ３はブッシュ１１においてハブ１に軸支される。プーリ３はマルチリブドベルト８００に係合するための輪郭形状３００を有する。マルチリブドベルトはエンジンアクセサリシステム（図示せず）を駆動するために使用されてもよい。スプリング４はプーリ３とスプリングキャリア１４の間に係合する。クラッチスプリング５はスプリングキャリア１４と慣性キャリア１６の間に係合する。スプリングキャリア１４はスラスト軸受６に当接する。スプリングキャリア１４はブッシュ７においてハブ１に軸支される。慣性質量部材１７は、ゴム部材８によって慣性キャリア１６に取付けられる。ゴム部材８は、エンジンの作動によって生じる軸方向または捻り振動を減衰させるのに適した天然ゴム、合成ゴム、あるいは高分子弾性材料である。固定具９は慣性キャリア１６をハブ１に取付ける。

図３は本装置の分解図である。ハブ１はエンジンのクランク軸（図示せず）に固定的に取付けられる。ダウエルピン１０はハブ１に固定的に取付けられる。スラスト軸受２はプーリ３とハブ１の間に配置される。ブッシュ１１はプーリ３に固定される。

図４ａはスプリングキャリアの正面図である。図４ｂはスプリングキャリアの背面図である。スプリングキャリア１４はスプリング受容部１４０を備える。スプリング端部４５はスロット１４１に受容される。スプリング面４６はスプリング受容部１４０に係合する。スプリング面４６はスプリング支持部１４０に干渉する。

クラッチスプリング５はスロット１４２に係合する。クラッチスプリング５の端部５６はスロット１４１に係合し、これによりクラッチスプリング５が保持される。

プーリ３はスプリング受容部３０を備える。図５ａ参照。図５ａはプーリの正面図である。図５ｂはプーリの背面図である。スロット３１はスプリング４の端部４０を受容する。スプリング面４１はスプリング受容部３０に干渉する。

図６は本装置の内部の正面図である。リリース１３はプーリ３のスロット３２に係合し、固定具１２によって所定位置に固定される。リリーストルクを調整するために、リリース部材１３の位置がスロット３２内において調整可能である。スロット３２は、回転軸Ａ−Ａを中心とする一定半径の円弧形状である。

バンパー１５は、連結部材１５３によって結合された細長部１５１と細長部１５２を備える。バンパー１９は、連結部材１９３によって結合された細長部１９１と細長部１９２を備える。

図７ａは慣性質量部材の正面図である。図７ｂは慣性質量部材の背面図である。バンパー１５の連結部材１５３は、スロット１６７内であってタブ１６１の周囲に入れ子状に入る。細長部材１５１と細長部材１５２はタブ１６１の反対側の側面に配置される。バンパー１９の連結部材１９３は、スロット１６６内であってタブ１６０の周囲に入れ子状に入る。細長部材１９１と細長部材１９２はタブ１９０の反対側の側面に配置される。バンパー１５とバンパー１９は、タブ３３、３４との係合力を吸収するために、適当な弾性、柔軟あるいは圧縮性材料である。タブ３３、３４は突出部材である。

図８は慣性キャリアの内部の正面図である。慣性キャリア１６はタブ１６０とタブ１６１を有する。タブ１６０とタブ１６１はそれぞれスロット１６６とスロット１６７を形成される。タブ１６０は面１６２と面１６３を備える。タブ１６１は面１６４と面１６５を備える。スプリングキャリアのタブ３３、３４はバンパー１５、１９に係合する。

図９ａはスプリングの詳細図である。スプリング４は第１端部にタブ４５を、また第２端部にタブ４０を備える。平面４６はスプリングコイルの多くの部分がスプリングキャリアに着座することを許容し、これにより捻れを回避する。平面４１はスプリングコイルの多くの部分がプーリに着座することを許容し、これにより捻れを回避する。平面４１、４６のそれぞれにより、スプリング４の各端部はテーパー形状を有する。

図９ｂはスプリングの詳細図である。図９ｃはスプリングの詳細図である。スプリング４はコイルスプリングである。スプリング４は、巻き取り方向あるいは巻き戻し方向のいずれかに負荷をかけられてもよい。捻りスプリング係数は約２Ｎｍ／度から約５Ｎｍ／度の範囲内にある。

通常の動作においてエンジンは、プーリからアクセサリドライブベルトおよびシステムへのトルク伝達によって、アクセサリドライブシステムを駆動する。このシステムは、オルタネータ、ウォーターポンプ、ＡＣコンプレッサーまたはパワーステアリングとを備える。通常の動作の間、オーバオランとして知られている作動状態も発生する。オーバーランは、停止信号に近づいて減速する等のように、相対的に高い回転数からエンジンが減速するときに発生する。エンジンスピードは減速するが、アクセサリは少しの間、それに組合わされた装置の慣性力により、相対的に高い回転スピードにおける動作を継続する。オーバーラン状態はアクセサリベルトに、クランク軸における負荷を反転させて、クランク軸を一時的に駆動する。

駆動動作において、本発明装置におけるトルク伝達は、ハブ１から慣性キャリア１６へ、タブ１６０および１６１へ、バンパー１５および１９へ、そしてスプリング４を介してスプリングキャリア１４へ、プーリ３へ、そしてベルトへ行われ、アクセサリ（図示せず）を駆動する。スプリング４は通常、巻き戻し方向に駆動されるが、同等な作用を伴って巻き取り方向に駆動されてもよい。タブ１６０および１６１はバンパー１５および１９に力をかけ、ひいてはタブ３３および３４を介してスプリングキャリア１４に力をかける。タブ３３、３４はスプリングキャリア１４から突出する。スプリングキャリア１４は、スロット１４１に係合するタブ４５を介してスプリング４に力をかける。スプリング４はタブ４０のスロット３１との係合によりプーリ３に力をかける。

オーバーラン状態において、トルク伝達は逆転する。トルク伝達はプーリ３からスプリング４へ、スプリングキャリア１４へ、クラッチスプリング５へ、慣性キャリア１６へ、ハブ１へ行われる。

オーバーラン状態において本装置は、プーリ３にかかるオーバーラントルクを、所定のリリース値、例えば１５Ｎｍを越えないレベルに制限する。プーリ３はスプリング４へトルクをかける。スプリング４はスプリングキャリア１４へトルクをかけ、これはクラッチスプリング５へ力をかけ、ひいては慣性キャリア１６へ力をかける。プーリ３の逆回転はリリース部材１３を、クラッチスプリングのタブ５５に向かって、接触するまで回転させる。そしてオーバーランの保護が、慣性キャリア１６の内面１６８からクラッチスプリング５の係合を解放することによって達成される。内面１６８は円筒形状を有し、回転軸に向かって径方向の内側を向いている。

クラッチスプリング５は、クラッチスプリングのタブ５５によるリリース１３の圧接によって、面１６８から解放される。これは、クラッチスプリング５が巻き取り方向に巻き取られて、クラッチスプリング５を径方向に収縮させ、ひいてはクラッチスプリング５を慣性キャリア１６の面１６８から解放させるからである。この解放により、プーリ３、スプリング４、スプリングキャリア１４およびクラッチスプリング５は、慣性キャリア１６に対して同調して回転する。これは、ひいてはスプリングキャリアのタブ３３および３４のバンパー１５およびバンパー１９に対する接触を失う。しかし、クラッチスプリング５は慣性キャリア１６から完全には解放されない。摩擦抵抗があるために、クラッチスプリング５を介して慣性キャリア１６にかかるオーバーランあるいはリリーストルクが継続する。このトルクが所定のリリーストルクよりも小さくなると、スプリング５は面１６８をロックし、相対回転移動は停止する。

リリース部材１３の位置はスロット３２内で調整可能である。リリース部材１３の位置は、リリース部材１３が端部５５に係合するトルクを決定する。調整は、クラッチスプリング５の解放が生じるときのトルクの閾値を高めるか低めるために利用される。

オーバートルクが継続すると、プーリ３とスプリング４とスプリングキャリア１４とクラッチスプリング５が慣性キャリア１６に対して回転する。相対運動は、駆動位置から約１８０°回転した後、スプリングキャリアのタブ３３およびタブ３４がバンパー１５、１９の反対側面に接触するまで継続する。タブ３３、３４とバンパー１５、１９の接触は本発明装置のオーバーラン回転の量を制限する。

エンジンがアクセサリを駆動する通常の動作に復帰すると、慣性キャリア１６は、スプリングキャリアのタブ３３およびタブ３４がバンパー１５、１９に再び接触するまで、プーリ３、スプリング４、スプリングキャリア１４およびクラッチスプリング５に対して回転する。これはオーバーラン位置から約１８０°回転することを意味する。

本装置の利点は、ノイズや振動のようなシステムの問題が著しく低減するような、エンジンの減速によるクランク軸プーリにおける全ての被駆動要素の有効慣性トルクの制御である。さらに、動的なベルトの滑り、スパン振動、およびテンショナアームの振動が減少あるいは除去される。さらに、制御されたオーバーランは、ベルトドライブシステムの初期の刺激である、クランク軸の回転振動あるいはスピード変動を減少させる。

数値的な情報は例として挙げられており、本発明の範囲を制限することを意図していない。

本発明の１つの形態が説明されたが、当業者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、構成と部分の関係と方法において変形を施すことは自明である。

Claims (14)

1. 慣性キャリア（１６）を有するハブ（１）を備え、前記慣性キャリアは内面（１６８）を有し、
   前記ハブに軸支されたスプリングキャリア（１４）を備え、前記スプリングキャリアは前記慣性キャリアに解放可能に作動係合し、
   前記ハブに軸支されたプーリ（３）と、
   前記スプリングキャリアと前記プーリの間に作動的に係合するスプリング（４）と、
   前記慣性キャリアの内面に摩擦係合するクラッチスプリング（５）と備え、
   摩擦係合が、前記クラッチスプリングへの前記プーリの一時的な押圧接触において、部分的に解放可能であり、
   前記プーリが、前記クラッチスプリングに対する係合トルクを調整するために調整可能なリリース部材（１３）を備え、
   前記リリース部材が、前記プーリのスロット（３２）に係合し、固定具（１２）によって所定値に固定される
   アイソレーティングプーリ。
2. 前記慣性キャリアに係合する慣性部材と、前記慣性キャリアと前記慣性部材の間に配置された減衰部材とをさらに備える請求項１に記載のアイソレーティングプーリ。
3. 前記ハブがさらに歯面を備える請求項１に記載のアイソレーティングプーリ。
4. 前記スプリングが巻き戻し方向に駆動される請求項１に記載のアイソレーティングプーリ。
5. 慣性キャリアを有するハブを備え、前記慣性キャリアは内面を有し、
   前記ハブに軸支されたスプリングキャリアを備え、前記スプリングキャリアは前記慣性キャリアに解放可能に作動係合し、
   前記慣性キャリアの内面に摩擦係合するクラッチスプリングと、
   前記ハブに軸支されたプーリとを備え、前記プーリは前記クラッチスプリングに対する係合トルクを調整するために調整可能なリリース部材を有し、
   前記スプリングキャリアと前記プーリの間に作動的に係合するスプリングを備え、
   摩擦係合が、前記クラッチスプリングへの前記プーリの一時的な押圧接触において、部分的に解放可能であり、
   前記リリース部材が、前記プーリのスロットに係合し、固定具によって所定値に固定される
   アイソレーティングプーリ。
6. 前記慣性キャリアに係合する慣性部材と、前記慣性キャリアと前記慣性部材の間に配置された減衰部材とをさらに備える請求項５に記載のアイソレーティングプーリ。
7. 前記ハブがさらに歯面を有する請求項５に記載のアイソレーティングプーリ。
8. 前記スプリングが巻き戻し方向に駆動される請求項５に記載のアイソレーティングプーリ。
9. 慣性キャリアを有するハブを備え、前記慣性キャリアは内面を有し、
   前記慣性キャリアに係合する慣性部材と、
   前記慣性キャリアと前記慣性部材の間に配置された減衰部材と、
   前記ハブに軸支されたスプリングキャリアとを備え、前記スプリングキャリアは前記ハブに解放可能に作動係合し、
   前記慣性キャリアの内面に摩擦係合するクラッチスプリングと、
   前記ハブに軸支されたプーリとを備え、前記プーリは前記クラッチスプリングの端部に対する係合トルクを調整するために調整可能なリリース部材を有し、
   前記スプリングキャリアと前記プーリの間に作動的に係合するスプリングとを備え、
   摩擦係合が、巻き取り方向における、前記クラッチスプリングへの前記プーリの一時的な押圧接触において、部分的に解放可能であり、
   前記リリース部材が、前記プーリのスロットに係合し、固定具によって所定値に固定される
   アイソレーティングプーリ。
10. 前記スプリングキャリアが、バンパーに係合可能な突出部材を備える請求項９に記載のアイソレーティングプーリ。
11. 前記バンパーが弾性材料を備える請求項１０に記載のアイソレーティングプーリ。
12. 前記スプリングが巻き戻し方向に駆動される請求項９に記載のアイソレーティングプーリ。
13. 前記ハブが歯面を備える請求項９に記載のアイソレーティングプーリ。
14. 前記プーリがマルチリブド面を備える請求項９に記載のアイソレーティングプーリ。
    

Images