JP3177056U - エラストマーねじれ減衰システムを有するオーバーランニングプーリー - Google Patents

Abstract

【課題】自動車のオルタネータにおいて、エラストアーねじれ減衰システムを有したオーバーランニングプーリーを提供する。
【解決手段】エラストマーねじれ減衰システムを有するオーバーランニングプーリーは、たわみワッシャＡと、平行に整列された二つのローラーＢと、一つのワッシャＣを備える。好適には自動車のオルタネータに結合されるプーリー１と、ローラー３Ａ、楕円形バネ３Ｂ及びプラスチックケージ３Ｃを有するオーバーランアセンブリ３を形成する外部リング２Ｂ及びカム２Ｃを有し、単一の部分に作られた外部多数Ｖ字形状２Ａを含む中央一体鋳造部２から構成する。さらに、保持リング４Ａと、外部シャフト４Ｂと、エラストマー４Ｃと、二つの円筒型ブッシング４Ｄと、取り付け用具のためのキー溝挿入部４Ｆを有する内部シャフト４Ｅを備えているエラストマーねじれ減衰システム４を備える。
【選択図】図４

Description

（概要説明）
本考案は、自動車部門のための部品の技術的分野に関し、より具体的には好適にはベルトを通じてクランクシャフトに結合されたオルタネータにおいて使用される、前記ベルトに結合された全体のシステムが受けるねじり振動を吸収及び削減する目的と共に、一方クラッチを通じてオルタネータに伝達されるローラーによる回転変化を軽減する目的を有するエラストマーねじれ減衰システムを有するオーバーランニングプーリーに関する。

（技術の状態）
オルタネータプーリーは、エンジンクランクシャフトに固定されたプーリーを通過するベルトを通じて、内燃エンジンからのトルクをオルタネータに伝達する機能を有する。ベルトとプーリーの間の摩擦は、オルタネータ回転子軸にトルクを伝達する。（オーバーランニングシステムなしに）オルタネータ回転子軸上に堅固に結合されたオルタネータプーリーには、オーバーランニングシステムの包含による大きな技術進歩があった。

しかし、排気を削減して消費を削減することを試みた、部分的シリンダ不活性化システム（partial cylinder deactivation system）の包含及び／又は削減されたエンジンの低速の動作に起因して、前記ベルトに結合された補機の全体のシステムについて、ねじり振動のより良い分離が必要となる。

そのため、この追加の機能を実行することができるように、新たなオルタネータプーリー設計が開発された。この新たな機能ラインにおいては、オルタネータプーリーにおけるこの減衰特性に二つのシステムが追加され得る。

ここで最初に説明されるものは、圧縮されたときにシャフトとプーリーの間の小さな度合の回転を一回のみ可能にする減衰要素により、一旦クランクシャフトプーリーからのトルクの伝達に関与するプーリーの外部形状とオルタネータに結合されたシャフト間の接続が行われると、オーバーランニング機能を有しない。このことは、エンジンの加速と減速により与えられる大きな回転変化において発生する、プーリーとベルトの間の移動（スリップ）により生成される雑音を削減するのに、構成要素が効果を有しないことを招く。

このシステムは、一旦減速の際にオルタネータの回転慣性を保存しないと、補機のベルトの摩耗をも削減しない。そのため、オーバーランニングを有するシステムにおいて必要よりも大きいトルクを要求する。

別の既存の概念は、エンジンからのトルクの伝達に関与する、プーリーの外側部分とオルタネータに接続されたシャフトの間の結合の形態として、螺旋状バネを使用する。

このシステムは、一旦減速中のオルタネータの慣性によりシャフトが前記バネに対して外側部分とシャフトの間の相対的な移動を可能にする方法により力を働かせると、前記プーリーがオーバーランニング機能を有することを可能にする。しかし、このバネについての前記移動が存在するために必要なねじれに達するための増加させられた最小の力は、オーバーランの効率性を低いものにし、この特性は堅固なプーリーにおいて観察されたものと同一の欠点を招き得る。

バネが振動を減衰するのに必要な特性を有しないと、オルタネータへのトルク伝達中にバネの圧縮からのエネルギーを摩擦によって消散させるプラスチック要素をシステムに追加する必要がある。このシステムは深刻な摩耗を受ける欠点を有し、そのため限られた耐用年数を有し、あるいは早期の故障さえ経験する。

同一の出願人によるブラジル特許出願ＰＩ０６０４０９３−４「オーバーランを有するプーリー」は、ローラーによるオーバーランシステムを有するプーリーに言及する。前記プーリーは、プーリーの外部形状を有する単一の部分を規定する外部リングに内部的に作られた複数のカム表面を使用する。すなわち、後者とカム表面は同一の部分上に作られ、遠心力が回転の増加によりオーバーランするトルクを削減して動作するように構造的装置を提示する。この構造モデルは（三つの部品のアセンブリを使用する）以前のモデルとは異なり、（アセンブリの干渉が温度変化により変化し得るため）オーバーランニングプーリーが環境内の熱変化により影響を受けることを防ぎ、エンジンからオルタネータへの完全なトルクの伝達、すなわちオルタネータプーリーの外部形状と外部リングの間の相対的な移動の消去を保証する。さらに、この構造モデルはより単純な製造工程を提示し、機械加工及び装着段階をなくし、プーリーをより堅固かつ耐久性のあるものにする。このシステムは技術の状態において見受けられるモデルよりも効率的であり、同一の原理により動作する他のプーリーの構成工程を完全なものにもする。

ローラーによりオーバーランニングシステムを有するプーリーはより効率的であるが、低回転において燃焼エンジンに固有の強いアサイクリズム（acyclism）により生成されたねじり振動に起因して、アセンブリを摩耗させる過度の振動を結果として生じ、その結果プーリーの耐用年数を減少させる。

（現在の技術の状態についての改善）
自動車産業の焦点は、常に構成部品の耐久性及び効率性を増加させ得る革新的な解決法の探索である。提示された問題への解決法及び必要性に合致して、エラストマーねじれ減衰システムを有するオーバーランニングプーリーが開発された。

このモデルは、同一の出願人によるブラジル特許出願ＰＩ０６０４０９３−４と同一の構成原理及び利点を提示し、ここではオーバーランニングシステムを構成するカム、外部リング及び外部形状が単一の一体鋳造により形成され、エラストマーねじれ減衰システムという革新を有する。アセンブリにおいては、二つのシステムは最も厳しい耐久性要求を満たし、エラストマーによるエネルギー吸収に起因するシステムのより効率的なオーバーランとより効果的な減衰にも起因して、オルタネータの回転慣性の保存においてより高い効率性を有する。

オーバーランニングシステムがトルクを一方向に伝達するためにカムに関連付けられたローラーを使用すると、低いオーバーランニングトルクを得ることが可能である。そのため、オルタネータの回転慣性はエンジンの減速の際により大きな効率性を有して保存される。このことは、補機（accessory）ベルトのより高い耐久性を保証すると共に、これらの構成部品の発注を削減する。このことはまた、突然の速度変化において前記ベルトのスリップにより生成される、乗物の速度変化又は乗物のスイッチを切る時に共通に関連する、可能性のある雑音をも回避する。プーリーは高周波かつ低振幅の振動を吸収するのにより感受性が高くなるため、より小さいオーバーランニングトルクは雑音の消去においてプーリーをより効率的にする。

革新的なエラストマー減衰システムに起因して、かつ／又はシリンダー不活性化システムに起因して、低回転において燃焼エンジンに固有の強いアサイクリズムにより生成されたねじり振動は効果的に吸収され、エネルギーはヒステリシス効果により消散させられる。この原理は過度の摩耗を引き起こさず、オルタネータを通過するベルトに接続された全ての補機について振動の分離における優れた結果を有し、インシュレータは摩擦によるエネルギーの消散により生成されるものよりかなり優れている。

上記理由のため、本明細書における考案は市場に今日存在する構成部品について大きな進化を提示する。

本考案によるオーバーランニングプーリーは、たわみワッシャと、平行に整列された二つのローラーと、一つのワッシャを備えている、好適には自動車のオルタネータに結合されるプーリーと、ローラー、楕円形（oblong）バネ及びプラスチックケージを有するオーバーランアセンブリを形成する外部リング及びカムを有し、単一の部分に作られた外部多数Ｖ字（poly-v）形状を含む中央一体鋳造部から構成され、保持リングと、外部シャフトと、エラストマーと、二つの円筒型ブッシングと、取り付け用具のためのキー溝挿入部を有する内部シャフトを備えているエラストマーねじれ減衰システムを特徴とする、エラストマーねじれ減衰システムを有し、これにより上記課題を解決する。

前記エラストマーねじれ減衰システムを有するオーバーランニングプーリーは、適用される動的システムにおけるねじり振動の適切な分離を実行するように、任意のプーリーモデル及び／又は機械的要件に適応するために、異なる寸法、位置及び構成により作られてもよい。

前記エラストマーねじれ減衰システムを有するオーバーランニングプーリーは、共にプーリーの動作中に同時に動作する、前記エラストマーねじれ減衰システムと、ローラー及びカムによるオーバーランニングシステムの組み合わせを特徴としてもよい。

（考案の説明）
本考案のモデルは、自動車のオルタネータに結合されるべきプーリーから構成され、これは今度は（in turn）たわみワッシャと、平行に整列された二つのローラーと、一つのワッシャと、ローラー、楕円形バネ及びプラスチックケージを有するオーバーランニングアセンブリを形成する外部リング及びカムを有し、単一の部分に作られた外部形状を含む中央一体鋳造部により構成される。エラストマーねじれ減衰システムの構成は、保持リングと、中央壁上の通路を有する前方円筒状カップ（cup）と円筒状管から構成される外部シャフトと、円筒状カップ上に挿入される外部リッジ（ridge）と内部通路を包含するリングの形状のエラストマーと、二つの円筒状ブッシングと、エラストマー要素内に挿入される外部リッジと装着用具のためのキー溝挿入部を有する、リング上のヘッドと円筒状管から構成される一つの内部シャフトを備えている。

減衰システムを構成する要素は、適用される動的システム内のねじり振動の適切な分離を実行すべく、任意のプーリーモデル及び／又は機械的必要性に適応するために異なる寸法、位置及び構成により作成され得る。

（動作の説明）
本考案のモデルは、乗物の内燃エンジンの作動からその動作を有する。エンジンが動作を開始するとき、クランクシャフトに接続されたプーリーはベルトを通じて全ての補機にクランクシャフトからのトルクを伝達する。より大きい慣性を有するオルタネータは、全体のシステムの動的挙動により大きな影響を有する。

ローラー及びウェッジ（wedge）によりオーバーランニングシステムを通じて、減速中にシステムはオルタネータ回転子の自由回転を可能にし、この方法によりその回転慣性を保存する。

モーターの回転の減少が発生するとき、プーリーの外側部分はこの挙動に同調する（accompany）。オルタネータシャフトは回転子の慣性に起因してその回転を維持する傾向があり、その回転をプーリーの外側部分の回転よりもより高くさせ、オーバーランニングシステムのローラーをトルク伝達がない位置に引き寄せる。そのため、プーリーはオーバーランにて動作し、オルタネータの回転慣性の保存を可能にし、本願において上述した全ての利益をもたらす。

加速中には、プーリーの外側部分はオルタネータシャフトの回転より大きい回転を得る傾向があり、ローラーをロック位置に引っ張り、結果としてトルク伝達を生じる。これらのローラーは外部シャフトの外側部分に対して引っ張られ、一方外部シャフトはエラストマー要素のみによって内部シャフトに接続される。

内部シャフトはオルタネータに有効に結合されているものであるため、全体のトルク伝達は、加速又は減速のいずれにおいても（be it in）、エラストマーによって減衰される。それによってねじり振動の分離を有効にし、オルタネータを保護すると共にベルトへの前記振動の伝達を削減し、結果としてベルトに結合された全ての補機への前記振動の伝達を削減する。

エラストマーはねじり振動によるシステムの励振からのエネルギーを吸収し、ヒステリシスを通じてねじり振動を消散させるため、高い減衰度にて前記励振を伝達する。前記要素は、適用される各動的システムにおける振動のより良い分離範囲を確実にするために、異なる寸法及び機械的特性において使用され得る。

上述した機能的特性に起因して、エラストマーねじれ減衰システムを有するオーバーランニングプーリーは、内燃エンジンを有する乗物の補機のシステムに大きな利益をもたらすモデルから構成され、ねじり振動の減衰と共にオーバーランニングシステムにより提供される利益に関して、優れた耐久性と共に優れた性能を提供する。

本考案の目的、利点及び他の重要な特徴は、添付の図面と共に読まれたときに容易に理解され得る。

本考案の「エラストマーねじれ減衰システムを有するオーバーランニングプーリー」を図示し統合する添付の図面に示されるように、エラストマーねじれ減衰システムを有するオーバーランニングプーリーは、たわみワッシャ（Ａ）と、平行に整列された二つのローラー（Ｂ）と、一つのワッシャ（Ｃ）を備えている、好適には自動車のオルタネータに結合されるプーリー（１）と、ローラー（３Ａ）、楕円形バネ（３Ｂ）及びプラスチックケージ（３Ｃ）を有するオーバーランアセンブリ（３）を形成する外部リング（２Ｂ）及びカム（２Ｃ）を有し、単一の部分に作られた外部多数Ｖ字（poly-v）形状（２Ａ）を含む中央一体鋳造部（２）から構成され、保持リング（４Ａ）と、外部シャフト（４Ｂ）と、エラストマー（４Ｃ）と、二つの円筒型ブッシング（４Ｄ）と、取り付け用具のためのキー溝挿入部（４Ｆ）を有する内部シャフト（４Ｅ）を備えているエラストマーねじれ減衰システム（４）から構成される。

図１及び図２は、たわみワッシャ（Ａ）と、二つのローラー（Ｂ）と、ワッシャ（Ｃ）と、外部リング（２Ｂ）及びカム（２Ｃ）を有して単一の部分に作られた外部多数Ｖ字形状（２Ａ）を有する中央一体鋳造部（２）と、ローラー（３Ａ）、楕円形バネ（３Ｂ）及びプラスチックケージ（３Ｃ）を有するオーバーランニングアセンブリ（３）と、保持リング（４Ａ）、外部シャフト（４Ｂ）、エラストマー（４Ｃ）、二つの円筒型ブッシング（４Ｄ）及び取り付け用具のためのキー溝挿入部（４Ｆ）を有する内部シャフト（４Ｅ）を有するエラストマーねじれ減衰システム（４）を有するプーリー（１）を示す。

図３は、中央一体鋳造部（２）と、エラストマーねじれ減衰システム（４）と、外部シャフト（４Ｂ）と、エラストマー（４Ｃ）と、取り付け用具のキー溝挿入部（４Ｆ）を有する内部シャフト（４Ｅ）を示すプーリー（１）を示す。

図４は、たわみワッシャ（Ａ）と、二つのローラー（Ｂ）と、ワッシャ（Ｃ）と、外部リング（２Ｂ）及びカム（２Ｃ）を有して単一の部分に作られた外部多数Ｖ字形状（２Ａ）を有する中央一体鋳造部（２）と、ローラー（３Ａ）、楕円形バネ（３Ｂ）及びプラスチックケージ（３Ｃ）を有するオーバーランニングアセンブリ（３）と、保持リング（４Ａ）と、外部シャフト（４Ｂ）と、エラストマー（４Ｃ）と、二つの円筒型ブッシング（４Ｄ）と、取り付け用具のためのキー溝挿入部（４Ｆ）を有する内部シャフト（４Ｅ）を有するエラストマーねじれ減衰システム（４）から構成される装着されたアセンブリを示す、プーリー（１）の断面図を示す。

図５は、外部シャフト（４Ｂ）と、エラストマー（４Ｃ）と、取り付け用具のためのキー溝挿入部（４Ｆ）を有する内部シャフト（４Ｅ）を有するエラストマーねじれ減衰システム（４）を示す、プーリー（１）の平面断面図を示す。

本考案のモデルは燃焼エンジンに固有の強いアサイクリズムを受ける自動車のオルタネータに結合されるべきプーリーから構成されており、前記プーリーは全ての補機のシステムの中で最も大きい慣性を有し、ベルトに結合された全ての補機における動的挙動において大きな影響を有する。前記プーリーは低いオーバーランニングトルクを有し、当該オルタネータの回転慣性の保存を結果として生じ、ベルトの耐久性に利益を与え、プーリー上のベルトのスリップにより引き起こされる雑音を回避し、特に内燃エンジンのアサイクリズムにより生成された低周波ねじり振動を吸収する。このアサイクリズムは、エンジンの遅い動作減少の増加する傾向、及び／又は、汚染ガスの放出の削減と共に燃料消費の削減を目的とするシリンダー不活性化システムの包含に起因してさらにより多く観察される。

上記アセンブリの部品は任意のタイプの自動車オルタネータシステムに適合するために寸法、形状及び材料において変化し得るが、常に本考案の同一の特徴を保持する。

本明細書において述べられた議論を考慮すると、本考案による製品は、現在のシステムに対して数個の改善を有する極めて効率的かつ経済的な製品であるため、組み立て人及び最終消費者によって良好に受領されるであろう。

エラストマーねじれ減衰システムを有するオーバーランニングプーリーの正面展開図を示す。 エラストマーねじれ減衰システムを有するオーバーランニングプーリーの背面展開図を示す。 エラストマーねじれ減衰システムを有するオーバーランニングプーリーの斜視図を示す。 エラストマーねじれ減衰システムを有するオーバーランニングプーリーの側面断面図を示す。 エラストマーねじれ減衰システムを有するオーバーランニングプーリーの平面断面図を示す。

Claims (3)

1. たわみワッシャ（Ａ）と、平行に整列された二つのローラー（Ｂ）と、一つのワッシャ（Ｃ）を備えている、好適には自動車のオルタネータに結合されるプーリー（１）と、
   ローラー（３Ａ）、楕円形（oblong）バネ（３Ｂ）及びプラスチックケージ（３Ｃ）を有するオーバーランニングアセンブリ（３）を形成する外部リング（２Ｂ）及びカム（２Ｃ）を有し、単一の部分に作られた外部多数Ｖ字（poly-v）形状を含む中央一体鋳造部（２）
   から構成され、
   保持リング（４Ａ）と、外部シャフト（４Ｂ）と、エラストマー（４Ｃ）と、二つの円筒型ブッシング（４Ｄ）と、取り付け用具のためのキー溝挿入部（４Ｆ）を有する内部シャフト（４Ｅ）を備えているエラストマーねじれ減衰システム（４）を特徴とする、
   エラストマーねじれ減衰システムを有するオーバーランニングプーリー。
2. 適用される動的システムにおけるねじり振動の適切な分離を実行するように、任意のプーリーモデル及び／又は機械的要件に適応するために、異なる寸法、位置及び構成により作られる前記エラストマーねじれ減衰システムを特徴とする、請求項１に記載のエラストマーねじれ減衰システムを有するオーバーランニングプーリー。
3. 共にプーリーの動作中に同時に動作する、前記エラストマーねじれ減衰システムと、ローラー及びカムによるオーバーランニングシステムの組み合わせを特徴とする、請求項１に記載のエラストマーねじれ減衰システムを有するオーバーランニングプーリー。