(57)【要約】アイソレータ分離器は、駆動シャフトと接続する第１のテーパー部分と、第１のテーパー部分と互いに係合するとともにプーリと摩擦係合し、第２のテーパー部分と、第２のテーパー部分とプーリとの間で機能的に配置される弾性部材とを備える。
2011501077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動シャフトと接続する第１のテーパー部分（１０）と、
前記第１のテーパー部分と協働しながら係合するとともに、プーリ（５０）と摩擦係合する第２のテーパー部分（２０）と、
前記第２のテーパー部分と前記プーリとの間で動作的に配置される弾性部材（７０）と
を備えたことを特徴とするアイソレータ分離器。
【請求項２】
前記第１のテーパー部分と前記第２のテーパー部分との間に配置されるバネ（６０）をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のアイソレータ分離器。
【請求項３】
前記バネが、コイルスプリングを有することを特徴とする請求項２に記載のアイソレータ分離器。
【請求項４】
前記第１のテーパー部分の角度αが、回転軸（Ａ−Ａ）に対し垂直に延びる平面に対し垂直な方向に定められることを特徴とする請求項１に記載のアイソレータ分離器。
【請求項５】
角度αが、回転軸（Ａ−Ａ）に対し垂直に延びる平面に対し平行に定められることを特徴とする請求項１に記載のアイソレータ分離器。
【請求項６】
前記第１のテーパー部分、前記第２のテーパー部分、そして前記弾性部材が、前記プーリに収容されていることを特徴とする請求項１に記載のアイソレータ分離器。
【請求項７】
前記第１のテーパー部材に取り付けられる第２のハブ部材をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のアイソレータ分離器。
【請求項８】
駆動シャフトと接続する第１のテーパー部分（１０）を備え、
前記第１のテーパー部分の角度αが、回転軸（Ａ−Ａ）に対し垂直に延びる平面に対し垂直な方向に定められており、そして、
前記第１のテーパー部分と協働しながら係合するとともに、プーリ（５０）と摩擦係合する第２のテーパー部分（２０）を備えたことを特徴とするアイソレータ分離器。
【請求項９】
前記第１のテーパー部分と前記第２のテーパー部分との間に配置されるバネをさらに有することを特徴とする請求項８に記載のアイソレータ分離器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アイソレータ分離器（Isolator Decoupler）に関し、特に、互いに協働的な第１および第２テーパー部材を備えたアイソレータ分離器に関する。
【背景技術】
【０００２】
優れた燃費のメリットがあることから、乗用車へのディーゼルエンジン使用が増加している。さらに、燃料効率を改善するため、ガソリンエンジンの圧縮比も上がってきている。その結果、ディーゼル、ガソリンエンジンの補機駆動システムは、エンジン仕様の変更に起因するこれまでより大きなクランクシャフト振動を克服しなければならない。
【０００３】
高加速／減速の割合および大きなオルタネータ慣性に加えてクランクシャフト振動が増加するのに伴い、エンジン補機駆動システムは、しばしベルトスリップに起因するベルト鳴きに見舞われる。これによってベルトの動作寿命が縮まる。
【０００４】
クランクシャフトアイソレータおよびオルタネータ分離器／アイソレータは、エンジン動作速度範囲における振動を除去するため、大きな角速度振動を伴うエンジンに対して広く使用されている。しかしながら、クランクシャフトアイソレータはエンジン走行速度範囲ではとても機能するが、エンジンの始動時もしくは停止時には、アイソレータ自身の固有振動に起因する問題をいまだ抱えている。
【０００５】
オルタネータの分離器／アイソレータは、オルタネータプーリにおけるベルトの滑りを解消することはできるが、クランクシャフトプーリに生じるベルトスリップを解決することができない。いくつかのエンジンでは、クランクシャフトアイソレータとオルタネータ分離器／アイソレータを一緒に使用しなければならない。あいにく、これによって補機駆動システムのコストが顕著に増加し、自動車メーカーはたいていこのようなコストをかけようとしない。
【０００６】
従来技術の代表的なものとして、米国特許第６０４４９４３号明細書には、クランクシャフト分離器が開示されており、マウントハブと、マウントハブに回転自在に取り付けられたプーリと、プーリ内にマウントされた環状キャリアと、その間に取り付けられた偏倚装置と、環状キャリアとプーリとの間でマウントされるワンウェイクラッチとを備えている。バイアス装置は、クランクシャフト脈動からのベルト駆動を緩和するとともに、ベルトシステムの角速度共振周波数を低下させる。ワンウェイクラッチは、エンジンの始動／停止あるいはエンジンの突然の減速に起因する駆動中での突発的なベルトテンションの反転を防ぎ、反転モードでのテンショナの不適切な出力の結果として瞬間的に逆方向へスリップするベルトがきしみ音を出すのを防ぐ。ワンウェイクラッチは、瞬間的に過負荷状態の間ベルトの滑りを防ぎながら伝達されることが可能なトルク最大値を制限する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
互いに協働する第１および第２のテーパー部材を備えたアイソレータ分離器が必要とされる。本発明は、この要求を満たす。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の主な局面は、協働的な第１、第２のテーパー部材を備えたアイソレータ分離器を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の局面は、以下の本発明の記載および添付図面によって指摘され、明らかになる。
【００１０】
本発明は、駆動シャフトと接続する第１のテーパー部分と、第１のテーパー部分と互いに協働しながら係合するとともに、プーリと摩擦係合する第２のテーパー部分と、第２のテーパー部分とプーリとの間で動作的に配置される弾性部材とを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】アイソレータ分離器の切り出し斜視図である。
【図２】図１のアイソレータ分離器の分解組立図である。
【図３】他の実施形態の組立分解図である。
【図４】さらにその他の実施形態の組立分解図である。
【図５】図４の実施形態の切り出し断面図である。
【図６】他の実施形態の切り出し斜視図である。
【図７】図６の実施形態の分解組立図である。
【図８】図６の実施形態の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、アイソレータ分離器の切り出し斜視図である。アイソレータ分離器は、エンジンの減速に起因するベルト滑りを除去し、また、エンジンを始動／停止するときのリバース振動を取り除く。
【００１３】
アイソレータ分離器１００は、コンパクトなデザインになっている。アイソレータ分離器のコンポーネントは、プーリ５０内に収容されている。楔状ディスク１０は、協同して楔状ディスク２０と係合する。楔状ディスク２０は、ハブ３０に取り付けられている。
【００１４】
楔状ディスク１０は、複数のテーパー部分１１を備え、複数のテーパー部分１１はディスク１０の周方向付近に配置されている。各テーパー部分１１は協働的に楔状ディスク２０のテーパー部分２１と係合する。各テーパー部分は、挟角αを有する回転軸Ａ−Ａに沿って延びている。テーパー部分１１、１２の数および各テーパー部分の挟角αは、補機駆動のトルク荷重要求および切り離し応答時間に基づいて選択される。角度αは、回転軸に垂直な方向に延びる垂直面を基準に決定される。角度αは、垂直面に対して垂直な方向に位置づけられている。垂直面は、実質的に表面１３に平行である。
【００１５】
バネ６０は、楔状ディスク１０と楔状ディスク２０との間に配置されている。バネ６０は、楔状ディスク１０と楔状ディスク２０との間のあらかじめ定められた関係を弾力的に維持する、すなわち、楔状１０がアイソレータプレート４０に接触するのを維持する。バネの形状、数は、動作要求に従って変えることが可能であり、例えば、リーフスプリング、ゴム部材、コイルスプリングなどが使用される。
【００１６】
楔状ディスク１０は、プラスチック材料、あるいは金属を組み合わせたプラスチック、あるいは十分な強度をもつ他の適切な金属インサート成型によって構成することが可能である。楔状ディスク２０は、プレス加工されたシート状金属、鋳造鉄、流し込み成型アルミニウム、プラスチックあるいは同様の材料から成型可能である。
【００１７】
楔表面１２、２２は、摺動しながら互いに接触する。楔表面１２、２２各々は、およそ０．２より小さい非常に低い摩擦係数（ＣＯＦ）を有し、相対的移動を容易にする。一方、表面１３は、およそ０．５〜３．０の範囲内の高摩擦係数材料でコーティングあるいは成形されている。表面１３は、金属やプラスチックなどの耐久材料からなる。
【００１８】
楔状ディスク表面１３は、アイソレータプレート４０と摺動しながら係合する。弾性ばね部材７０が、アイソレータ４０とプーリとの間に配置されている。弾性ばね部材７０が、アイソレータ４０とプーリとの間に取り付けられている。ばね部材７０は、天然ゴム、合成ポリマー、金属ばね、あるいはそれら２つ以上の組み合わせから成る。ばね部材７０は、プーリならびにベルト被駆動アクセサリー（図示せず）に伝達されようとするクランクシャフトのパルスを分断、吸収する。
【００１９】
ハブ３０は、穴３１を通してボルトなどの固定具（図示せず）を使ったエンジンクランクシャフト（図示せず）に取り付けられる。ハブ３０は、エンジンハブ部材３２に押し込まれながら嵌合可能である。
【００２０】
以下の表は、デザインの一例を示す。
テーパー部分（１１、２１）の数：４
楔角（α）：２５°
ばね定数：３〜１０Ｎ／ｍ
ばね（６０）の数：４
トルク荷重要求：１００Ｎｍ
楔状ディスク切り離し応答時間：＜０．１秒
【００２１】
クランクシャフトがエンジン回転方向へ楔状ディスク２０を回転させるエンジン始動時において、楔状ディスク１０は、テーパー部分１１、２１の相互作用によってアイソレータプレート４０に押される。楔状ディスク１０は、アイソレータプレート４０に伝えられ、そして弾性部材７０を通じてプーリ５０に伝達される摩擦力によって、プーリ５０を駆動する。そしてプーリ５０は、図２に示すように、プーリ表面５１に係合するベルトを通じてエンジン補機システムを駆動する。
【００２２】
エンジンの減速あるいは停止時、ベルトを介したベルト駆動システムの勢いによって、プーリ５０が逆方向に駆動されようとする。楔状ディスク１０、２０は、テーパー部分１１が互いにスライドするのに伴って同軸的に動く。楔状ディスク２０に対する楔状ディスク１０の相対的な軸動きは、表面１３がアイソレータ４０から引き離すのを生じさせ、これによってプーリが一時的にクランクシャフトと係合しなくなる。このトルク伝達方向の瞬間的な反転によって、プーリが一時的にクランクシャフト回転をオーバーランすることを可能にする。ばね６０は、逆進あるいは停止時の間、楔状ディスク１０とアイソレータプレート４０との間の柔らかい係合を可能にする。
【００２３】
図２は、図１のアイソレータの正面側分解図である。楔状ディスク２０は、ハブ３０内にきっちりと収められている。楔状ディスク１０は、協同的に楔状ディスク２０と係合する。スプリング６０は、楔状ディスク１０、２０の間のテーパー部分１１、１２それぞれの端部に配置されている。
【００２４】
表面１３は、摩擦しながらアイソレータ４０と係合している。ばね部材７０は、アイソレータプレート４０とプーリ５０に取り付けられている。低摩擦ブッシュ８０が、ハブ３０とプーリ５０との間に配置されており、アライメント保持および瞬間的な相互間での相対移動を可能にする。プーリ５０は、ベルト（図示せず）に係合するのに適した表面５１を有する。
【００２５】
ハブ部材３２は、固定具３３によって、あるいはくい打ち、溶接、リベットなどの適切な他の手段によって、ハブ３０に取り付けられる。ハブ部材３２のリム３４は、プーリ５０、ブッシュ８０、弾性部材７０、アイソレータプレート４０、ブッシュ８２、楔状ディスク１０、楔状ディスク２０を、ハブ部材３２とハブ３０との間で捕捉する。低摩擦ブッシュ８１が、ハブ部材３２とプーリ５０との間に配置されており、アライメントを維持し、そして相互間での相対的移動を可能にする。ブッシュ８２は、プーリ５０とアイソレータプレート４０との間に配置されており、アライメントを維持し、そして相互間での相対的移動を可能にする。ブッシュ８３は、アイソレータプレート４０とハブ３０との間に配置されており、アライメントを維持し、そして相互間での相対的移動を可能にする。これらブッシュは、低摩擦ブッシュあるいは整備に良好なベアリングによって構成できる。
【００２６】
図３は、他の実施形態の分解組立図である。この実施形態の構成要素は、バネ６１を除いて図１、２に記載されたものと同じである。本実施形態では、バネ６１が、動作中に楔状ディスク１０と楔状ディスク２０との間で圧縮されるコイルスプリングを備える。凹部６２は、各バネ６１を受ける。
【００２７】
図４は、他の実施形態の分解組立図である。本実施形態では、楔状ディスク１０、２０が、円形状楔部分２００、３００と協働しながら離れている。円形状楔部分２００、３００各々は、テーパー部分を有する。バネ７００が、円形状楔部分２００、３００の間に配置されている。各バネ７００は、円形状楔部分２００を支持し、各楔部分３００を付勢してハブプレート面４０３に接触させる。
【００２８】
各楔部分は、角度αを有する。回転軸Ａ−Ａに垂直に延びる平面に対して平行になるように位置づけられている。ハブ部分３２０は固定具３３０を使ってハブ３０１に取り付けられている。弾性部材４０２は、プーリ５００とハブプレート４００に取り付けられている。ブッシュ４０１は、ハブプレート４００とハブ部分３０１との間に配置されている。ブッシュ４０４は、ハブ部分３０１とプーリ５００との間に配置されている。ブッシュ６０１、６０２、６０３各々は、低摩擦であって、隣接するコンポーネントとの間の相対的動きを可能にする。
【００２９】
楔面３０４は、約０．５から３．０の範囲にある高摩擦係数をもってコーティングあるいは成形され、金属やプラスチックなどの耐久材料から成る。楔部分２００、３００の数および各楔部分の角度αは、アクセサリードライブのトルク荷重要求および切り離し応答時間に基づいて選択される。各楔部分２００、３００は、およそ０．２よりも小さい摩擦係数を有する。
【００３０】
円形状楔部分２００は、ハブ３０１に固定され、その一部を形成する。楔部分３００は、ハブ３０１に取り付けられていない。各楔部分３００は、隣接する楔部分２００と表面４０３との間で“遊動し”、その間で動きが抑えられる。円形状楔部分については、楔部分２００と楔部分３００との間の相対的な動き（押し込み）の結果として、摩擦駆動力が楔部分３００の表面３０４と外径補湯面４０１との間で生じる。ハブ３０１の回転によって起こる楔部分３００に対する楔部分２００の動きの結果として、楔部分３００が径方向内側のアイソレータ表面４０３に向けて押され、ハブ３０１からのトルクが楔部分３００を通じてアイソレータプレート４００に伝わる。そしてトルクは、通常運転、すなわち非加速走行中の間、弾性部材４０２を通じてプーリ５００に伝達される。プーリ５００は、ベルト（図示せず）を駆動する。
【００３１】
エンジンがオーバーラン状態になる減速中、楔部分３００は楔部分２００に対して相対移動し、楔部分３００が表面４０３から離れる。これは、楔部分３００と表面４０３との間の摩擦力を開放し、これによって、減速（停止）あるいは始動の間、アイソレータがベルトをクランクシャフトから分断、分離させ、クランクシャフトをオーバーランさせる。
【００３２】
図５は、図４に示す実施形態の切り出し断面図である。ハブ部分３０１は、明確な構成を示すため省略されている。バネ部材５０１は、各楔部分３００をハブ部分３０１から離して保持する。ハブ部分３０１が楔部材３００に関して相対的動きがわずかであるため、バネ部材５０１の間隔空け効力が、楔部材３００とハブ部分３０１との間の不適切なこすれ、擦り切れ、摩擦熱、そしてダンピングを防ぐ。
【００３３】
図６は、他の実施形態の切り出し斜視図である。この実施形態では、弾性バネ部材７０が使用されない。本実施形態のコンポーネントは、図６において特別に提供されたもの以外は図１から図５に記載されたものと同じである。
【００３４】
低摩擦ブッシュ５０２が、フランジ５０１とプーリフランジ５０３との間に配置されている。フランジ５０１は、例えば押し嵌めによって、ハブ３００の端部３０１に固定接続されている。楔状ディスク２０は、ハブ３００に対して回転しない。テーパー部分１１と楔状ディスク２０は、図１〜図５に記載されたように動作する。テーパー部分１１の表面１３は、摩擦しながら楔状ディスク２０およびフランジ５０３と係合する。ベルト係合面５０４は、ベルト（図示せず）係合用である。
【００３５】
図７は、図６における他の実施形態の分解組立図である。ハブ３００は、オルタネータ軸（図示せず）のような軸に固定されている。楔状ディスク２０はハブ３００に合わせて回転する。楔状ディスク１０と楔状ディスク２０とテーパー部分１１は、図１〜図５に記載されたように動作する。
【００３６】
図８は図６における他の実施形態の斜視図である。切り欠き２０１がハブ３００における協同的タブ３０１と係合し、楔状ディスク２０がハブ３００に固定して回転することを確実にする。
【００３７】
発明の実施形態の構成がここに記載されたが、ここに記載した本発明の精神及び範囲から離れることなく、構成および関連するパーツにおいて他のバリエーションが作り出されることは、当業者にとって明らかである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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