JP6510847B2 - 回転変動吸収プーリ - Google Patents

Description

本発明は、エンジンのクランクシャフトの軸端に取り付けられてトルクを伝達すると共にその回転変動を吸収する回転変動吸収プーリであって、特に、回転検出用のセンシングプレートを備えるものに関する。

回転変動吸収プーリは、エンジンのクランクシャフトと共に回転するハブと、このハブの外周側に配置されてベルトが巻き掛けられるプーリ本体と、これらハブ側とプーリ本体側とを弾性的に連結する環状のカップリングゴムと、ハブの外周に環状のダンパゴムを介して環状の質量体を弾性的にかつ同心的に連結した構造のダイナミックダンパにより構成されている。また、クランク角検出や回転数検出用の金属円盤からなるセンシングプレートを備えるものもある。

すなわち回転変動吸収プーリは、ハブの外周にダンパゴムを介して環状の質量体を弾性的に連結した構造のダイナミックダンパが、所定の振動周波数帯域において円周方向へ共振することによる動的吸振効果によって、クランクシャフトの捩り振動を低減すると共に、クランクシャフトからハブへ入力された駆動トルクを、カップリングゴムの円周方向剪断変形作用によって反復的な回転変動（伝達トルクの変動）を吸収しながらプーリ本体へ伝達するものである。

また、この種の回転変動吸収プーリでは、プーリ本体をハブ側に対して回転自在に支持するベアリングの摺動部へダストが介入すると、ベアリングが早期に摩耗するおそれがあるため、それを防止する手段としてシールリップを設けることが知られている（例えば下記の特許文献１参照）。

特開２００７−１７０４７７号公報

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、回転変動吸収プーリにおいて、シールリップに依存せずにベアリング摺動部へのダストの浸入を防止することにある。

本発明に係る回転変動吸収プーリは、回転軸に取り付けられるハブと、このハブに取り付けられ回転検出用の被検出部を有するセンシングプレートと、前記センシングプレートにラジアルベアリングを介して支持されたプーリ本体と、前記プーリ本体と前記ハブ側の部材とを円周方向相対変位可能に互いに連結するカップリングゴムとを備え、前記センシングプレートの外周部が、前記プーリ本体の外周側へ向けて屈曲された。

上記構成の回転変動吸収プーリは、回転軸からハブへ入力された駆動トルクを、カップリングゴムの円周方向剪断変形作用によって反復的な回転変動を吸収して平滑化しながらプーリ本体へ伝達するものであり、センシングプレートは回転軸の回転角又は回転数を計測するためのものであって、ハブと共に回転する。そしてこのセンシングプレートは、外周部がプーリ本体の外周側へ向けて屈曲されていることによってダストカバーとして機能し、プーリ本体を支持するラジアルベアリングへ、プーリ本体の外周側の空間からダストが浸入するのを有効に防止する。

本発明に係る回転変動吸収プーリによれば、回転軸の回転角又は回転数を計測するために取り付けられたセンシングプレートの外周部が、プーリ本体の外周側へ向けて屈曲されていることによってダストカバーとして機能するので、プーリ本体の外周側からのダストの浸入によるラジアルベアリングの耐久性の低下を、シールリップに依存することなく有効に防止することができる。

回転変動吸収プーリの好ましい第一の実施の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す断面図である。 回転変動吸収プーリの好ましい第二の実施の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す断面図である。 回転変動吸収プーリの好ましい第三の実施の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。

以下、回転変動吸収プーリの好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において用いられる「正面側」とは、図における左側であって車両のフロント側のことであり、「背面側」とは、図における右側であって不図示のエンジンが存在する側のことである。

まず図１は、回転変動吸収プーリの好ましい第一の実施の形態を示すもので、参照符号１は、自動車用エンジンのクランクシャフト（不図示）の軸端に取り付けられるハブである。このハブ１は、金属材料の鋳造等により製作されたものであって、クランクシャフトに外挿固定されるボス部１１と、このボス部１１の正面側の端部から外径側へ延びる環状段差部１２と、その外径端から正面側へ向けてボス部１１と同心の円筒状に延びる支持筒部１３からなる。なお、クランクシャフトは回転軸に相当する。

ハブ１にはセンシングプレート２が取り付けられている。このセンシングプレート２は鋼板などの磁性体金属板からなるものであって、ハブ１の支持筒部１３の外周面に圧入嵌合された嵌合筒部２１と、その背面側の端部から正面側へ傾斜しつつ外径側へ延びるフランジ部２２と、その外径端から背面側へ円筒状に延びる支持筒部２３と、この支持筒部２３の背面側の端部から円盤状に展開した外径フランジ部２４を有し、外径フランジ部２４の外周部には、多数の被検出突起２５が円周方向所定間隔で形成されている。また、このセンシングプレート２の外周側における円周方向１か所には、磁気式あるいはホール効果型などのセンサ（不図示）が近接配置される。

センシングプレート２の支持筒部２３の外周には、ラジアルベアリング３を介してプーリ本体４が同心的かつ相対回転可能に支持されている。ラジアルベアリング３は、ＰＴＦＥ（polytetrafluoroethylene）等、耐摩耗性に優れた低摩擦係数の合成樹脂材料で円筒状に成形され、センシングプレート２の支持筒部２３の外周に保持されている。また、プーリ本体４は金属からなるものであって、ラジアルベアリング３の外周側に位置するベルト巻回部４１と、その正面側の嵌合筒部４２を有する。ベルト巻回部４１の外周面には不図示の伝動ベルトが巻き掛けられるポリＶ溝４１ａが形成されている。

プーリ本体４の嵌合筒部４２と、ハブ１側の部材であるセンシングプレート２の嵌合筒部２１は、カップリングゴム５を介して円周方向相対変位可能に互いに連結されている。このカップリングゴム５は、センシングプレート２の嵌合筒部２１の外周面に圧入嵌着された内筒５２と、プーリ本体４の嵌合筒部４２の内周面に圧入嵌着された外筒５３と、これら内筒５２と外筒５３の間に一体的に加硫接着（加硫成形）されたゴム弾性体からなるカップリングゴム本体５１を有する。

センシングプレート２の外径フランジ部２４は、プーリ本体４のベルト巻回部４１における背面端部４１ｂの背面側にあって、この背面端部４１ｂと軸方向に近接しており、円周方向所定間隔で通気孔２４ａが開設されている。そしてこの外径フランジ部２４の外周部（センシングプレート２の外周部）に位置する被検出突起２５は、プーリ本体４のベルト巻回部４１における背面端部４１ｂの外周側へ向けて傾斜した形状に屈曲されている。なお、被検出突起２５の傾斜角度は、プーリ本体４のベルト巻回部４１に巻き掛けられる伝動ベルトと干渉しないように適切に設定される。

以上の構成を備える第一の実施の形態の回転変動吸収プーリは、例えば小気筒数化エンジンのクランクシャフトに好適に設けられる。すなわち、燃費改善のために気筒数を少なくしたエンジンは、その分、回転変動が大きい反面、クランクシャフトの長さが短いため、共振による捩り振動の振幅が極端に小さくなるといった特徴がある。このため、第一の実施の形態の回転変動吸収プーリは、所定の振動周波数域において円周方向へ共振することによる動的吸振効果によってクランクシャフトの捩り振動を低減するダイナミックダンパを不要にし、その分、軽量化及び価格の低廉化を実現したものである。

そしてクランクシャフトの駆動トルクは、ハブ１からセンシングプレート２の嵌合筒部２１、カップリングゴム５を介してプーリ本体４へ伝達され、さらに、プーリ本体４のベルト巻回部４１に巻き掛けられた不図示の伝動ベルトを介して、補機の回転軸に伝達される。ここで上述のように、小気筒数化エンジンには大きな回転変動が発生するが、このような回転変動は、カップリングゴム５のカップリングゴム本体５１が低ばねで円周方向へ剪断変形されることによって有効に吸収される。また、ラジアルベアリング３は、回転変動によるハブ１側（センシングプレート２）とプーリ本体４の円周方向相対変位に伴って摺動し、これによって摩擦減衰力を生じるものである。

一方、センシングプレート２はハブ１と一体的に回転し、その外周部に形成された多数の被検出突起２５が、外周側に近接配置された不図示のセンサの読み取りヘッドの前を通過することによって、このセンサからクランク角あるいは回転数の計測のためのパルス状の検出信号が出力されるようになっている。

また、センシングプレート２は、多数の被検出突起２５が形成された外周部がプーリ本体４のベルト巻回部４１における背面端部４１ｂの外周側へ向けて傾斜した形状に屈曲されていることによって、静止時には、プーリ本体４の外周側の空間からラジアルベアリング３側へダストが浸入しにくくするダストカバーとして機能し、回転時には、傾斜した多数の被検出突起２５が回転することによって、センシングプレート２の外径フランジ部２４に開設された通気孔２４ａから、空気をプーリ本体４のベルト巻回部４１とセンシングプレート２の外径フランジ部２４の間の隙間を通ってその外周側へ向けて送り出すポンピング機能を奏するので、これによって創出される空気の流れも、ダストの浸入防止に有効に作用する。このため、ラジアルベアリング３の耐久性を向上させることができる。

そしてこのセンシングプレート２は、クランク角あるいは回転数の計測のための手段としての機能のほか、ラジアルベアリング３の支持機能と、ダストの浸入防止機能を兼備するものであるため、ラジアルベアリング３の支持手段と、ダストの浸入防止手段を別途に設ける場合に比較して低コスト化を図ることができる。

次に図２は、回転変動吸収プーリの好ましい第二の実施の形態を示すもので、上述した第一の実施の形態と異なるところは、ハブ１の支持筒部１３の外周にゴム弾性体からなるダンパゴム６を介して金属製のスリーブ６１が弾性的にかつ同心的に連結され、センシングプレート２の嵌合筒部２１が、このスリーブ６１の外周面に圧入嵌合された点にある。ダンパゴム６は、ハブ１の支持筒部１３とスリーブ６１の間に一体的に加硫接着（加硫成形）されたものである。

この第二の実施の形態において、スリーブ６１及びこれに一体的に嵌着されたセンシングプレート２とカップリングゴム５の内筒５２等は、ダンパゴム６をばねとするダイナミックダンパの質量体として機能するものであり、このダイナミックダンパの捩り方向共振周波数は、クランクシャフトの捩れ角が最大となる所定の振動数域、すなわちクランクシャフトの捩り方向共振周波数域と合致するようにチューニングされている。

したがってこの第二の実施の形態の回転変動吸収プーリは、カップリングゴム５におけるカップリングゴム本体５１の円周方向剪断変形動作及びラジアルベアリング３の摩擦減衰力による回転変動吸収機能に加え、ダイナミックダンパの動的吸振効果によってクランクシャフトの共振による捩り振動を低減する機能を有するものである。

そしてセンシングプレート２は、第一の実施の形態と同様、クランク角あるいは回転数の計測のための手段としての機能のほか、ラジアルベアリング３の支持機能と、ダストの浸入防止機能を兼備するものであり、被検出突起２５が形成された外周部がプーリ本体４のベルト巻回部４１における背面端部４１ｂの外周側へ向けて傾斜した形状に屈曲されていることによって、静止時には、プーリ本体４の外周側の空間からラジアルベアリング３側へダストが浸入しにくくするダストカバーとして機能し、回転時には、傾斜した多数の被検出突起２５が回転することによって、センシングプレート２の外径フランジ部２４に開設された通気孔２４ａから、空気をプーリ本体４のベルト巻回部４１とセンシングプレート２の外径フランジ部２４の間の隙間を通ってその外周側へ向けて送り出すポンピング機能を奏する。

次に図３は、回転変動吸収プーリの好ましい第三の実施の形態を示すもので、上述した第一の実施の形態と異なるところは、ダンパゴム６と質量体７からなるダイナミックダンパを備え、カップリングゴム５のカップリングゴム本体５１が円筒状をなし、プーリ本体４のベルト巻回部４１が、質量体７の一部である金属製の保持環７１にラジアルベアリング３を介して支持された点にある。

詳しくは、ダイナミックダンパは、センシングプレート２の嵌合筒部２１の外周面に圧入嵌着された金属製のスリーブ６２と、その外周側に配置された保持環７１と、この保持環７１における正面側の外周面に圧入嵌合された金属製のリテーナ７２と、スリーブ６２と保持環７１の間にゴム弾性体で一体的に加硫成形されたダンパゴム６を備えるものであって、その捩り方向共振周波数は、クランクシャフトの捩れ角が最大となる所定の振動数域、すなわちクランクシャフトの捩り方向共振周波数域と合致するようにチューニングされている。

センシングプレート２は、ハブ１の外周面に圧入された嵌合筒部２１と、その背面側の端部から円盤状に展開したフランジ部２２を有し、その外周部は、多数の被検出突起２５が円周方向所定間隔で形成され、プーリ本体４のベルト巻回部４１における背面端部４１ｂの外周側へ向けて傾斜した形状に屈曲されている。

保持環７１は、ダンパゴム６の外周に加硫接着により一体に接合された内周筒部７１１と、その背面側の端部から外周側へ展開する円盤部７１２と、更にこの円盤部７１２の外周から正面側へ延びる支持筒部７１３からなる二重筒状の中空形状をなし、すなわち軸心Ｏを通る平面で切断した形状が略コ字形をなす。この保持環７１の円盤部７１２は、センシングプレート２のフランジ部２２の正面側に隣接している。

保持環７１の円盤部７１２の外側面には、ダンパゴム６から連続したゴム弾性体からなり円周方向へ連続したスラストリップ６３，６４が一体的に加硫接着され、その先端が、センシングプレート２のフランジ部２２の内側面に、適当な面圧で摺動可能に密接している。また、保持環７１の円盤部７１２の外周部には、スラストリップ６３，６４から連続したゴム弾性体からなり円周方向へ連続したラジアルリップ６５が一体的に加硫接着され、その先端が、ラジアルベアリング３の外側（背面側）の位置でプーリ本体４のベルト巻回部４１の内周面に摺動可能に密接されている。

プーリ本体４は、ベルト巻回部４１の正面側の端部から内径側へ延びる内向きフランジ４３からなり、ベルト巻回部４１は、保持環７１の支持筒部７１３の外周に、ラジアルベアリング３を介して支持されている。

カップリングゴム５は、保持環７１の内周筒部７１１の外周面にリテーナ７２の背面側に位置して圧入嵌合された金属製の結合フランジ部材５４と、プーリ本体４における内向きフランジ４３の間に一体的に加硫成形された円筒状のカップリングゴム本体５１からなる。すなわちカップリングゴム５は、プーリ本体４と、このプーリ本体４から見てハブ１側の部材である保持環７１とを、円周方向相対変位可能に互いに連結するものである。

リテーナ７２と結合フランジ部材５４の軸方向対向面間には、スラストベアリング８が摺動可能に介在されている。このスラストベアリング８は、ＰＴＦＥ等の耐摩耗性に優れた低摩擦係数の合成樹脂材料で成形されている。

以上の構成を備える第三の実施の形態の回転変動吸収プーリも、カップリングゴム５におけるカップリングゴム本体５１の円周方向剪断変形動作と、ラジアルベアリング３及びスラストベアリング８の摩擦減衰力による回転変動吸収機能に加え、ダイナミックダンパの動的吸振効果によってクランクシャフトの共振による捩り振動を低減する機能を有するものである。

そしてセンシングプレート２は、クランク角あるいは回転数の計測のための手段としての機能のほか、ダストの浸入防止機能を兼備するものであり、ラジアルベアリング３（プーリ本体４）に対する支持機能を保持環７１に担わせている。すなわちセンシングプレート２は、被検出突起２５が形成された外周部がプーリ本体４のベルト巻回部４１における背面端部４１ｂの外周側へ向けて傾斜した形状に屈曲されていることによって、静止時には、プーリ本体４の外周側の空間からラジアルベアリング３側へダストが浸入しにくくするダストカバーとして機能し、回転時には、傾斜した多数の被検出突起２５が回転することによるポンピング機能によって、ダストの浸入を有効に防止することができる。

１ ハブ
２ センシングプレート
２３ 支持筒部
２４ａ 通気孔
２５ 被検出突起
３ ラジアルベアリング
４ プーリ本体
５ カップリングゴム

Claims (2)

1. 回転軸に取り付けられるハブと、
   このハブに取り付けられ回転検出用の被検出部を有するセンシングプレートと、
   前記センシングプレートにラジアルベアリングを介して支持されたプーリ本体と、
   前記プーリ本体と前記ハブ側の部材とを円周方向相対変位可能に互いに連結するカップリングゴムと、
   を備え、前記センシングプレートの外周部が、前記プーリ本体の外周側へ向けて屈曲されたことを特徴とする回転変動吸収プーリ。
2. 回転検出用の被検出部が、センシングプレートの外周部に円周方向へ並んで形成された多数の突起からなり、前記センシングプレートに、前記被検出部の内周側に位置して所要数の通気孔が開設されたことを特徴とする請求項１に記載の回転変動吸収プーリ。

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