(57)【要約】  本発明は、トルクを伝達する装置、特に二次ユニットに内燃機関のトルクを伝達する、内燃機関に結合されたベルト車であって、ロータ（１０）が軸受の軸受部分（２０）と回動不能に結合されている形式のものに関する。  このような形式のトルクを伝達する装置において本発明の構成では、ロータ（１０）と軸受の軸受部分（２０）の周面（２１）との間に、少なくとも部分的に接着結合部（２５）が形成されている。  本発明はさらに、装置を製造する方法にも関する。
2008504503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクを伝達する装置、特に二次ユニットに内燃機関のトルクを伝達する、内燃機関に結合されたベルト車であって、ロータ（１０）が軸受の軸受部分（２０）と回動不能に結合されている形式のものにおいて、ロータ（１０）と軸受の軸受部分（２０）の周面（２１）との間に、少なくとも部分的に接着結合部（２５）が形成されていることを特徴とする、トルクを伝達する装置。
【請求項２】
ロータ（１０）が軸受の軸受部分（２０）に向けられた側（１１）に、周方向に互いに間隔をおいて配置されていて軸受の軸受部分（２０）に向かって突出したリブ（１５）を有している、請求項１記載の装置。
【請求項３】
接着結合部（２５）がリブ（１５）の間における凹設部（１６）に配置されている、請求項２記載の装置。
【請求項４】
リブ（１５）が摩擦力結合式に、軸受の軸受部分（２０）の周面（２１）と結合されている、請求項２又は３記載の装置。
【請求項５】
凹設部（１６）が周方向において、リブ（１５）よりも広幅に形成されている、請求項２から４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
凹設部（１６）からリブ（１５）への移行部のために、ロータ（１０）の前記側（１１）に丸み部が設けられている、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
軸受部分（２０）がころがり軸受の外レースによって形成される、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
軸受の外レース（２０）が、ころがり軸受の内レースに比べて補強されて形成されている、請求項７記載の装置。
【請求項９】
トルクを伝達する装置を製造する方法、特に二次ユニットに内燃機関のトルクを伝達する、内燃機関に結合されたベルト車を製造する方法であって、ロータ（１０）を軸受の軸受部分（２０）と回動不能に結合する形式の方法において、ロータ（１０）の軸受座を、ロータ（１０）の製造時に最初の形を成形するプロセスにおいて形成することを特徴とする、トルクを伝達する装置を製造する方法。
【請求項１０】
ロータ（１０）と軸受（２０）の周面（２１）との摩擦力結合式の結合部を、周面（２１）へのロータ（１０）の焼き嵌め又はロータ（１０）への周面（２１）の焼き嵌めによって形成する、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
ロータ（１０）の凹設部（１６）を、軸受の軸受部分（２０）に向けられた側（１１）において接着剤で満たす、請求項９又は１０記載の方法。
【請求項１２】
ロータ（１０）を、最初の形を成形するプロセスにおいて、射出成形、射出エンボス加工又はコアエンボス加工によって形成する、請求項９から１１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
軸受の軸受部分（２０）に対する最大負荷が最低の使用温度時に得られるように、装置を寸法設定する、請求項９から１２までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
軸受の軸受部分（２０）に対する最小負荷が最高の使用温度時に得られるように、装置を寸法設定する、請求項９から１３までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載された形式のトルクを伝達する装置、並びに請求項９の上位概念部に記載された形式のトルクを伝達する装置を製造する方法に関する。
【０００２】
ＤＥ１９８６０１５０Ａ１に基づいて公知の、内燃機関からコンプレッサにトルクを伝達する装置では、ベルト車がコンプレッサハウジングにころがり軸受を用いて回転可能に支承されている。ベルト車と共に回転可能な連行車とコンプレッサのボスとの形状結合式（formschluessig）及び摩擦力結合式（kraftschluessig）の結合のために、コンプレッサの周囲における接触面には成形部が形成されており、この成形部は、トルクの上昇時例えばコンプレッサのロック時に連行車がボスの上を回動可能であるように設計されている。成形部による摩擦力結合式の結合部の製造は、構成部材の高い加工費用を必要とする。
【０００３】
発明の利点
これに対して、本発明によるトルクを伝達する装置では、ロータが軸受の軸受部分と回動不能に結合されていて、ロータと軸受の周面との間に少なくとも部分的に接着結合部が形成されている。軸受は特にころがり軸受である。接着結合部は、生じる半径方向力に比べて通常数倍も小さい軸方向力の伝達を保証する。接着結合部が設けられている領域のサイズ、特にロータと周面との間の間隙のサイズと、接着剤の弾性度とは有利には、装置の運転時における全温度範囲にわたって接着結合部の損傷が回避され得るように、選択されている。接着剤は有利にはエポキシ樹脂ベースであり、例えば嫌気性の接着剤に比べて高い弾性度を有していて、大きな間隙を満たすことができる。しかしながらまた使用条件に応じて、他の接着剤が適していることもある。
【０００４】
ロータが軸受の軸受部分に向けられた側に、周方向に互いに間隔をおいて配置されていてころがり軸受に向かって突出したリブを有していると、軸受の周面との摩擦力結合式の結合部のための接触面と、接着結合部のために適した領域とを有利に形成することができる。リブがロータの内周部において、軸受のロータを取り囲むように形成されていると有利である。しかしながらまた、リブは択一的に外周面に形成されていて、ロータが軸受の内部に配置されているような構成も可能である。
【０００５】
ロータは有利にはプラスチックから形成されている。適宜な製造方法によって、ロータのこのような成形部は単純な工具を用いて形成することができる。ロータにおける軸受座の面倒な後加工は省くことができる。
【０００６】
有利には接着結合部はリブの間における凹設部に配置されている。すべての凹設部が接着剤によって満たされていると有利である。また、リブがころがり軸受の周面と摩擦力結合式に結合されていると有利である。
【０００７】
このようにすると、半径方向力と軸方向力とを有利に機能面で分けることができる。すなわちこの場合半径方向力は優先的にリブを介して伝達される。これらのリブ又はウェブはこの場合軸受の外レースと直接的に接触している。軸受座は、リブが低温時にも高温時にも常にボール軸受と接触しているように、設計されている。この場合、金属とプラスチックとの間における熱膨張係数の違いが考慮されているので、すべての温度領域にわたって半径方向力はリブを介して吸収されるもしくは受け止められる。
【０００８】
ころがり軸受をその軸方向ポジションにおいて保持する軸方向力は、有利には主として接着結合部を介して受け止められる。そのためにリブの間におけるポケットもしくは凹設部に接着剤が入れられる。
【０００９】
このようにして、接着剤が一般的に引張りと押圧の交番負荷に対して弱いという技術的な問題が考慮される。
【００１０】
凹設部とリブとの周方向における面積比は、基本的には任意であってよい。しかしながら凹設部が周方向において、リブよりも広幅に形成されていると、有利である。
【００１１】
有利な構成では、リブはその幅及び分布がロータの全周にわたって不均一に、特に非対称的に形成されている。
【００１２】
支持領域として働くリブ及び接着剤のためのポケットとして働く凹設部の数は、任意に選択することができる。しかしながらリブの数は有利には素数である。凹設部の数も同様に有利には素数であり、少なくとも奇数である。このようにすると、例えばベルト車として形成されたロータと駆動結合されているベルト伝動装置の振動励起を、有利に阻止することができる。
【００１３】
基本的には凹設部及びリブは任意のジオメトリで形成されることができる。有利な構成では、凹設部からリブへの移行部のために、有利にはプラスチックから形成されたロータに丸み部（Radien）が設けられている。
【００１４】
軸受自体も同様に任意のジオメトリを有することができ、周面でロータと摩擦結合式に接触している軸受レースも、同様に任意のジオメトリを有することができる。軸受の、ロータが接触している側に、補強された軸受レースを設けると有利である。これによって、全面的ではない負荷に基づく軸受の変形を予防することができる。軸受の外レースはその全周にわたって軸受の内レースに対して補強されていてもよく、つまり例えば大きな材料厚さを有していてもよい。このように補強された外レースは同時に、ころがり軸受によって生ぜしめられた摩擦熱に対する熱的な緩衝体としても働く。これによってまた金属製の放射面も増大するので、生ぜしめられた熱のうちの僅かしかプラスチックに伝達されない。
【００１５】
本発明による方法では、トルクを伝達する装置を製造する方法、特に二次ユニットに内燃機関のトルクを伝達する、内燃機関に結合されたベルト車を製造する方法であって、ロータを軸受の軸受部分と回動不能に結合する形式の方法において、ロータの軸受座を、ロータの製造時に最初の形を成形するプロセスにおいて形成するようにした。
【００１６】
本発明による方法のようにすると、軸受座の後加工を省くことができる。有利にはロータと軸受の周面との摩擦力結合式の結合部を、軸受の軸受部分へのロータの焼き嵌めによって又はロータへの軸受の軸受部分の焼き嵌めによって形成する。この形成もしくは製造は、簡単で合理的でかつ安価である。それというのは、ロータにおける軸受座の後加工を省くことができるからである。軸受座はロータの製造時に既に形成される。そして欠陥品の発生がわずかになり、ロータ製造時における別体の挿入部材、例えばころがり軸受を省くことができる。それというのは、ころがり軸受の取付けは、ロータの製造後に初めて行われるからである。有利にはロータは、軸受の周面に、支持構造体として働くリブで接触する。
【００１７】
有利な方法では、ロータの凹設部を、軸受の軸受部分に向けられた側において接着剤で満たす。凹設部は有利には、支持構造体として働くリブの間における間隔によって形成されている。接着剤は軸受の組立て後に、リブの間の凹設部に入れられることができる。充填領域とは反対の側には、空気抜き通路が設けられていると有利であり、これらの空気抜き通路によって、接着剤を充填される凹設部の空気抜きを容易にすることもしくは加速することができ、かつ同時に接着を目視によってコントロールすることができる。
【００１８】
装置の製造は有利には２つの技術で行われ、この場合各技術はそれぞれ特殊な機能が得られる。軸受へのロータの焼き嵌めは相応な寸法設定時に、使用の全温度範囲においてロータと軸受との間における摩擦力結合式のコンタクトが維持されるということを、保証する。
【００１９】
ロータを、最初の形を成形するプロセスにおいて、射出成形、射出エンボス加工又はコアエンボス加工によって特にプラスチックから製造すると、有利である。このように製造すると、簡単な製造と共に重量に関する利点が得られる。軸受との接触面におけるロータの成形は、単純な工具を用いて行うことができ、金属ブシュや玉軸受のような挿入部材を工具内に挿入する必要がなくなる。これによって工具の構造が簡単化され、特に射出成形プロセスが簡単になり、射出成形プロセスを確実に、しかも短いサイクル時間で実施することができる。軸受の押込み、接着剤の調量、接着剤の硬化のような、軸受の完全な組立ては、合理的に、かつ安価に実施可能である。そして軸受座を後から切削加工する工程は省かれる。
【００２０】
軸受の軸受部分とロータとの異なった熱膨張係数によって生ぜしめられて軸受に対して作用する最大負荷が最低の使用温度時に得られるように、装置を寸法設定すると、有利である。ロータが軸受を取り囲む有利な配置形式では、ロータの熱膨張係数は軸受の熱膨張係数よりも大きい。有利な構成では軸受座は、材料において生じる熱応力によるロータの損傷が回避されるように、構成されている。別の有利な構成では軸受は、特にロータと接触している軸受レースは、異なった熱膨張係数によって惹起される圧力が、許容限界値の下に留まり、ころがり軸受の機能及び耐用寿命に対して有利な影響を与えるように、構成されている。
【００２１】
軸受の軸受部分とロータとの異なった熱膨張係数によって生ぜしめられる、軸受に対する最小の負荷が、最高の使用温度時に得られるようになっていると、有利である。最小負荷のために構成は、ロータと軸受との間において剥離が生じないように、選択されている。これによってロータと軸受の軸受部分との間における半径方向力の伝達は常に保証されている。
【００２２】
本発明は、車両におけるエアコンコンプレッサを駆動するのに使用されるベルト車のために適している。本発明は有利にはロータのために使用されることができ、これらのロータは内部において、ロータとは異なった熱膨張係数を有する物体と結合され、この物体の使用時には比較的大きな半径方向力を伝達する必要があるが、比較的小さな軸方向力及びトルクしか伝達する必要がない。
【００２３】
図面
次に図面を参照しながら本発明の実施例を記載する。
【００２４】
図１ａは、製造後におけるロータを示す縦断面図であり、
図１ｂは、図１ａのＩＢ−ＩＢ線に沿って断面した図であり、
図２ａは、ころがり軸受のプレス嵌めされた軸受部分とロータとを示す縦断面図であり、
図２ｂは、図２ａのＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿って断面した図であり、
図３ａは、軸受部分を挿入されたロータを示す縦断面図であり、
図３ｂは、図３ａのＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線に沿って断面した図であり、
図３ｃは、接着結合部の領域を拡大して示す断面図である。
【００２５】
実施例の記載
図１ａ及び図１ｂには、本発明が、製造後におけるロータ１０の縦断面図（図１ａ）と、図１ａのＩＢ−ＩＢ線に沿った断面図（図１ｂ）とで示されている。ロータ１０は、複数のリブ１５を備えた内側面１１を有しており、これらのリブ１５の間には凹設部１６が形成されている。ロータ１０の端面１７には傾斜部１４が設けられており、この傾斜部１４は図示されていないころがり軸受の導入を容易にする。また背側面１８の領域においては内径が段部１３によって減じられている。リブ１５の領域においてロータ１０は第１の半径Ｒ１を有し、かつ凹設部１６の領域にはそれに比べて大きい第２の半径Ｒ２を有している。図示されていない挿入される内側部分は、半径Ｒ１よりも大きいがＲ２よりは小さい外側の半径Ｒ３を有している。これは細い線で示されている。これらの寸法は、ロータ１０がこのような内側部分に焼き嵌めされて、摩擦力結合式の結合部を得ることができるように、設定されている。内側部分は例えばころがり軸受、特に玉軸受もしくはその外レースである。ロータ１０の外側面１２にはベルト駆動装置又はこれに類したものが、ロータ１０を駆動するために設けられている。図面においては、リブ１５及び凹設部１６のそれぞれ１つにだけ符号が付けられている。
【００２６】
軸受部分２０に焼き嵌めされたロータ１０を備えた状態は、図２ａ，図２ｂに示されている。図２ａには、ロータ１０と、例えば玉軸受のようなころがり軸受の圧入された軸受部分２０とが縦断面図で示されており、図２ｂは、図２ａのＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿った断面図である。ころがり軸受自体は図示されておらず、軸受レースとして形成された軸受部分２０によって示されている。この軸受部分２０は例えば、相対回動可能な２つの軸受レースから成るころがり軸受の外レースである。比較可能なエレメントには図１と同じ符号が付けられている。
【００２７】
軸受部分２０に向けられた側１１にロータ１０は、周方向において互いに間隔をおいて配置されていて軸受部分２０に向かって突出した複数のリブ１５を有しており、これらのリブ１５は、焼き嵌めされた状態において支持構造体として、ロータ１０ところがり軸受との間における摩擦力結合式の結合を保証する。
【００２８】
有利には軸受は補強された外レース２０を有しており、これによって、ロータ１０のリブ１５による全面的でない負荷に基づいて生じるおそれのある外レースの変形を回避することができる。外レースは、図示されていない内レースに比べて大きな材料厚さを有している。特に半径方向力が受容されるリブ領域においては、さもないと場合によっては外レースが変形してしまうことがあり、これにより軸受の機能が損なわれるおそれがある。この補強された外レースは同時に、軸受によって生ぜしめられる摩擦熱に対する熱的な緩衝体としても働く。
【００２９】
ロータ１０ところがり軸受の周面２１もしくはころがり軸受の軸受部分２０との間には、接着結合部２５が形成されており、この場合接着結合部２５はリブ１５の間における凹設部１６に配置されている。有利な構成では凹設部１６は周方向において、リブ１５よりも広幅に形成されている。
【００３０】
半径方向力はこの場合優先的にリブ１５を介して伝達される。これらのリブ１５は外レース２０と直接的に接触している。軸受座は、リブ１５が低温時にも高温時にも常に軸受と接触しているように設計されている。この場合金属とプラスチックとの異なった熱膨張係数が考慮されているので、全温度範囲にわたって半径方向力はリブ１５によって吸収されるもしくは受け止められることができる。
【００３１】
ころがり軸受２０をその軸方向ポジションにおいて保持する軸方向力は、この場合有利には主として接着結合部を介して受容される。そのために、リブ１５の間におけるポケット状の凹設部１６に接着剤が入れられる。
【００３２】
凹設部とリブとの周方向における面積比は基本的に任意である。有利な構成では凹設部は周方向においてリブよりも広幅に形成されている。
【００３３】
図３ａ，３ｂ，３ｃには、挿入された軸受部分２０を備えたロータの横断面図（図３ａ）と、ＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線に沿った断面図（図３ｂ）と、接着結合部２５の領域における断面図（図３ｃ）とが示されている。比較可能なエレメントには、図１及び図２におけると同じ符号が使用されている。
【００３４】
背側１８の領域においてロータ１０は段部１３を有しており、この段部１３の、背側１８とは反対側の表面には、半径方向に方向付けられていて溝として形成された空気抜き通路１９が設けられている。これらの空気抜き通路１９は段部１３と軸受部分２０の下側２２との間に配置されている。ロータは反対側の端面１７に拡大部２６を有しており、これらの拡大部２６は、凹設部１６に接着剤を充填するための室として働く。空気抜き通路１９は凹設部への接着剤の充填を容易にし、充填のコントロールを可能にする。空気抜き通路１９の構成は基本的には任意である。
【００３５】
トルクを伝達する装置を製造する本発明による方法では、特に二次ユニットに内燃機関のトルクを伝達する、内燃機関に結合されたベルト車を製造する本発明による方法では、ロータ１０がころがり軸受の軸受部分２０と回動不能に結合され、この場合ロータ１０ところがり軸受の周面２１との摩擦力結合式の結合部は、ころがり軸受の周面２１へのロータ１０の焼き嵌めによって形成される。択一的に、逆にころがり軸受をロータ１０に焼き嵌めすることも可能である。有利にはロータ１０はプラスチックから形成される。ころがり軸受は有利には金属製である。
【００３６】
ロータ１０の内側１１における軸受座の形状は、ロータ１０が生ぜしめられる、最初の形を成形するプロセス（Urform-Prozess）において直接生ぜしめられる。これは有利には射出成形プロセスによって行われ、特に有利にはロータ１０は射出成形によって製造される。択一的にロータ１０を射出エンボス加工（Spritzpraegen）又はコアエンボス加工（Kernpraegen）で製造することも可能である。従って、後で行われるロータ１０の焼き鈍しは、軸受もしくはその外レースとして形成された軸受部分２０に対する負荷なしに可能である。次いでころがり軸受はロータ１０に押し込まれる。この場合ころがり軸受は周囲温度で、加熱されたロータ１０に挿入され、その結果ロータ１０は冷却時にころがり軸受もしくはその外レースに焼き嵌めされる。これによって、冷間状態におけるプレス工程によって生じるおそれのある亀裂形成が回避される。
【００３７】
軸受組立て後に、接着剤が周方向に延在する凹設部１６に入れられる。この作業は、拡大部２６によって形成されていて凹設部１６の上側領域１７に位置する充填室によって、容易に行うことができる。背側１８の反対側に位置するように配置された空気抜き通路１９は、凹設部１６の充填を容易にしかつ加速する。
【００３８】
熱硬化性の接着剤、特にエポキシ樹脂ベースの接着剤を使用する場合には、接着剤を、予め加熱されたロータ１０内に挿入すると、接着剤の粘性が低下して、すべての凹設部１６をそれぞれ接着剤によって完全に満たすことができるので、有利である。さらに、ロータ１０の加熱時間が省かれる又は少なくとも減じられるので、接着剤の後の硬化時間が減じられる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１ａ】製造後におけるロータを示す縦断面図である。
【図１ｂ】図１ａのＩＢ−ＩＢ線に沿って断面した図である。
【図２ａ】ころがり軸受のプレス嵌めされた軸受部分とロータとを示す縦断面図である。
【図２ｂ】図２ａのＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿って断面した図である。
【図３ａ】軸受部分を挿入されたロータを示す縦断面図である。
【図３ｂ】図３ａのＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線に沿って断面した図である。
【図３ｃ】接着結合部の領域を拡大して示す断面図である。
【図１ａ】
2008504503.tif 000003
【図１ｂ】
2008504503.tif 000004
【図２ａ】
2008504503.tif 000005
【図２ｂ】
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【図３ａ】
2008504503.tif 000007
【図３ｂ】
2008504503.tif 000008
【図３ｃ】
2008504503.tif 000009
【国際調査報告】
2008504503.tif 000010
2008504503.tif 000011
2008504503.tif 000012
2008504503.tif 000013
2008504503.tif 000014
2008504503.tif 000015
2008504503.tif 000016
2008504503.tif 000017