(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一体的な回転のためのプーリボディと一体化されたハブであって、前記プーリボディは外側ベルト係合面を備えたハブと；
前記外側ベルト係合面と前記ハブとの間で前記プーリボディに当接し、前記プーリボディに接続された第１慣性部材によって、一体的な回転のためにそこに保持された第１環状エラストマ部材と；
第２慣性部材により、前記プーリボディに対して当接した第２環状エラストマ部材と；を具備し、
前記第１慣性部材の１つ以上の部分、および前記第１環状エラストマ部材と接触した前記プーリボディの部分は、径方向外向きに傾斜され、それにより、回転軸から最も離れた位置よりも回転軸により近位の位置において、第１環状エラストマ部材のためのより小さいギャップを形成しており、前記第２慣性部材の１つ以上の部分、および前記第２環状エラストマ部材と接触した前記プーリボディの部分は、径方向外向きに傾斜され、それにより、回転軸から最も離れた位置よりも回転軸により近位の位置において、第２環状エラストマ部材のためのより小さいギャップを形成しており、
前記第１慣性部材を前記第２慣性部材に接続するための、１つ以上のファスナをさらに具備していることを特徴とするねじり振動ダンパ。
【請求項２】
一体的な回転のためのプーリボディと一体化されたハブであって、前記プーリボディは外側ベルト係合面を備えたハブと；
前記外側ベルト係合面と前記ハブとの間で前記プーリボディに当接し、前記プーリボディに接続された第１慣性部材によって、一体的な回転のためにそこに保持された第１環状エラストマ部材と；
前記プーリボディに接続されたキャップに接触して載置され、且つ前記第１環状エラストマ部材の反対側において前記第１慣性部材に対して圧縮された第２環状エラストマ部材と；を具備し、
前記第１慣性部材の１つ以上の部分、および前記第１環状エラストマ部材と接触した前記プーリボディの部分は、径方向外向きに傾斜され、それにより、回転軸から最も離れた位置よりも回転軸により近位の位置において、第１環状エラストマ部材のためのより小さいギャップを形成しており、前記第１慣性部材の１つ以上の部分、および前記第２環状エラストマ部材と接触した前記プーリボディまたは前記キャップの部分は、径方向外向きに傾斜され、それにより、回転軸から最も離れた位置よりも回転軸により近位の位置において、第２環状エラストマ部材のためのより小さいギャップを形成しており、
前記キャップを前記ハブに接続するための、１つ以上のファスナをさらに具備していることを特徴とするねじり振動ダンパ。
【請求項３】
前記第２環状エラストマ部材は、前記プーリボディのプレートに関して前記第１環状エラストマ部材とは反対側において、前記外側ベルト係合面と前記ハブとの間で前記プーリボディに当接し、前記第２慣性部材によって、一体的な回転のためにそこに保持されていることを特徴とする請求項１に記載のねじり振動ダンパ。
【請求項４】
前記第１および第２環状エラストマ部材は、組み立てられた状態の回転軸に沿った断面において、台形断面を有することを特徴とする請求項１または２に記載のねじり振動ダンパ。
【請求項５】
前記第１環状エラストマ部材は、第１Ｏリングおよび第２Ｏリングを具備し、前記第１Ｏリングは、前記第２Ｏリングの外径よりも大きい内径を有し、前記第１Ｏリングは前記第２Ｏリングと同心に、且つ前記第２Ｏリングの径方向外側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のねじり振動ダンパ。
【請求項６】
前記第１Ｏリングは、前記第２Ｏリングに対して当接していることを特徴とする請求項５に記載のねじり振動ダンパ。
【請求項７】
第２環状エラストマ部材は、前記第１環状エラストマ部材の反対側において、前記第１慣性部材と前記キャップとの間で前記第１慣性部材に当接し、一体的な回転のために前記キャップによって前記第１慣性部材に対して圧縮されていることを特徴とする請求項２に記載のねじり振動ダンパ。
【請求項８】
前記プーリボディに接続されたトーンホイールをさらに具備していることを特徴とする請求項１または２に記載のねじり振動ダンパ。
【請求項９】
ねじり振動ダンパであって、
一体的な回転のためのプーリボディと一体化されたハブであって、前記プーリボディは外側ベルト係合面を備えたハブと；
前記外側ベルト係合面と前記ハブとの間で前記プーリボディに当接し、前記プーリボディに接続された第１慣性部材によって、一体的な回転のためにそこに保持された第１環状エラストマ部材であって、前記プーリボディはクランクシャフトを受容可能なハブを備え、該ハブは前記クランクシャフトと同心に、且つ前記クランクシャフトから径方向外向きに離間されて配置された、第１環状エラストマ部材と；
第２慣性部材により、前記プーリボディに対して当接した第２環状エラストマ部材と；を具備し、
前記第１慣性部材の１つ以上の部分、および前記第１環状エラストマ部材と接触した前記プーリボディの部分は、径方向外向きに傾斜され、それにより、回転軸から最も離れた位置よりも回転軸により近位の位置において、第１環状エラストマ部材のためのより小さいギャップを形成しており、前記第２慣性部材の１つ以上の部分、および前記第２環状エラストマ部材と接触した前記プーリボディの部分は、径方向外向きに傾斜され、それにより、回転軸から最も離れた位置よりも回転軸により近位の位置において、第２環状エラストマ部材のためのより小さいギャップを形成したねじり振動ダンパと、
前記第１慣性部材を前記第２慣性部材に接続するための、１つ以上のファスナと、
前記プーリボディの外側ベルト係合面に関連して動作可能な無端駆動ベルトと、
自動車エンジンのための１つ以上のアクセサリであって、該１つ以上のアクセサリの各々は、シャフトと、前記無端駆動ベルトに関連して動作可能な、対応したプーリと、を具備した、１つ以上のアクセサリと、
を具備していることを特徴とするフロントエンドアクセサリドライブシステム。
【請求項１０】
ねじり振動ダンパであって、
一体的な回転のためのプーリボディと一体化されたハブであって、前記プーリボディは外側ベルト係合面を備えたハブと；
前記外側ベルト係合面と前記ハブとの間で前記プーリボディに当接し、前記プーリボディに接続された第１慣性部材によって、一体的な回転のためにそこに保持された第１環状エラストマ部材であって、前記プーリボディはクランクシャフトを受容可能なハブを備え、該ハブは前記クランクシャフトと同心に、且つ前記クランクシャフトから径方向外向きに離間されて配置された、第１環状エラストマ部材と；
前記プーリボディに接続されたキャップに対して当接し、且つ前記第１環状エラストマ部材の反対側において前記第１慣性部材に対して圧縮された第２環状エラストマ部材と；を具備し、
前記第１慣性部材の１つ以上の部分、および前記第１環状エラストマ部材と接触した前記プーリボディの部分は、径方向外向きに傾斜され、それにより、回転軸から最も離れた位置よりも回転軸により近位の位置において、第１環状エラストマ部材のためのより小さいギャップを形成しており、前記第１慣性部材の１つ以上の部分、および前記第２環状エラストマ部材と接触した前記プーリボディまたは前記キャップの部分は、径方向外向きに傾斜され、それにより、回転軸から最も離れた位置よりも回転軸により近位の位置において、第２環状エラストマ部材のためのより小さいギャップを形成したねじり振動ダンパと、
前記キャップを前記ハブに接続するための、１つ以上のファスナと、
前記プーリボディの外側ベルト係合面に関連して動作可能な無端駆動ベルトと、
自動車エンジンのための１つ以上のアクセサリであって、該１つ以上のアクセサリの各々は、シャフトと、前記無端駆動ベルトに関連して動作可能な、対応したプーリと、を具備した、１つ以上のアクセサリと、を具備し、
前記第１環状エラストマ部材は、第１Ｏリングおよび第２Ｏリングを具備し、前記第１Ｏリングは、前記第２Ｏリングの外径よりも大きい内径を有し、前記第１Ｏリングは前記第２Ｏリングと同心に、且つ前記第２Ｏリングの径方向外側に配置されていることを特徴とするフロントエンドアクセサリドライブシステム。
【請求項１１】
前記第２環状エラストマ部材は、前記プーリボディのプレートに関して前記第１環状エラストマ部材とは反対側において、前記外側ベルト係合面と前記ハブとの間で前記プーリボディに当接し、前記プーリボディに接続された前記第２慣性部材によって、一体的な回転のためにそこに保持されていることを特徴とする請求項９に記載のフロントエンドアクセサリドライブシステム。
【請求項１２】
前記第２環状エラストマ部材は、組み立てられた状態の回転軸に沿った断面において、台形断面を有することを特徴とする請求項１１に記載のフロントエンドアクセサリドライブシステム。
【請求項１３】
前記第２環状エラストマ部材は、前記第１環状エラストマ部材の反対側において、前記第１慣性部材と前記キャップとの間で前記第１慣性部材に当接し、一体的な回転のために前記キャップによって前記第１慣性部材に対して圧縮されていることを特徴とする請求項１０に記載のフロントエンドアクセサリドライブシステム。
【請求項１４】
前記プーリボディに接続されたトーンホイールをさらに具備していることを特徴とする請求項９または１０に記載のフロントエンドアクセサリドライブシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１４年３月５日に出願された米国仮出願第６１／９４８，１３５号明細書および２０１４年５月２日に出願された米国仮出願第６１／９８７，７８４号明細書の利得を主張しており、両方の内容は、参照によりここに含まれている。
【０００２】
本発明は、自動車エンジンのためのねじり振動ダンパ、より詳細には、クランクシャフトに搭載された１つのねじり振動ダンパを備えたフロントエンドアクセサリドライブシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
本来は、クランクシャフトは、エンジンのロントエンドアクセサリドライブシステム（ＦＥＡＤ）を駆動していた。クランクシャフトはピストンの燃焼によって回転され、その燃焼は、連続的な燃焼よりもクランクシャフトに律動的なトルクを与える。揺動に起因したこの一定のトルクの負荷および解放は、破壊に至るまでクランクシャフトに応力を与える。言い換えると、クランクシャフトは、単純なトーションバーに類似しており、質量およびねじりバネ率を備え、それはクランクシャフトに固有のねじり共振周波数を与えている。往復部品の加速度からの慣性荷重に加えて、トルクのピークおよび谷は、作動中に、クランクシャフト自身を回転的に前向きおよび後向きに偏向させている。それらのパルスがクランクシャフトの共振周波数に近い場合、それらはクランクシャフトを制御不能に振動させて、最終的に破壊させる。したがって、ねじり振動ダンパ（時々クランクシャフトダンパとして参照される）がクランクシャフトに搭載され、逆向きに作用するトルクをクランクにかけて、周期的な燃焼衝撃によってクランクシャフトに存在するトルクのねじり強さを打消すことによって、および一般的に無端動力伝達ベルトを駆動することによってＦＥＡＤシステム内へ回転動作を伝達することによって、この問題を解決している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ねじり振動ダンパの存在は、クランクシャフトの寿命を延長し、且つＦＥＡＤシステムを駆動するために有効である一方で、燃料消費を節約するためのスタート−ストップシステムの導入のような、自動車エンジンの動作の変化は、システムに複雑さを追加し、それはねじり振動ダンパの存在が検討された設計ではない。例えば、スタート−ストップシステムは、ベルトを始動させることによる衝撃力を誘導し、その力は従来のねじり振動ダンパ内のエラストマ−金属界面における潜在的な滑りを誘導する。別の懸案事項は、金属部品間の軸方向および径方向の良好なランアウトを維持することである。
【０００５】
ここに開示された新規のねじり振動ダンパは、ベルトのスタート−ストップ工程の際のダンパ内のエラストマ−金属界面における潜在的な滑りを排除または減少し、軸方向および径方向のランアウト、ならびにシールノーズとベルト係合面との間の配置を向上させている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様において、一体的な回転のためのプーリボディを統合したハブを備えたねじり振動ダンパが開示されており、そのダンパは、外側ベルト係合面とハブとの間でプーリボディに当接し、プーリボディに接続された第１慣性リングによって、一体的な回転のためにそこに保持された、少なくとも１つの第１環状エラストマ部材を備えている。プーリボディは、外側ベルト係合面を備えている。一実施形態においては、ねじり振動ダンパは、第１環状エラストマ部材とは反対側において、外側ベルト係合面とハブとの間でプーリボディに当接した第２環状エラストマ部材も具備し、この第２環状エラストマ部材は、プーリボディに接続された第２慣性リングによって、一体的な回転のためにそこに保持されている。１つ以上のファスナが、第１慣性部材を第２慣性部材に接続している。
【０００７】
一実施形態においては、ねじり振動ダンパは、ハブ部およびプーリボディ部を備えたプーリボディ−ハブモノリシック部材を備え、第１慣性部材および第２慣性部材は、各慣性部材とプーリボディとの間のエラストマ部材との一体的な回転のために、全体的に平行なプーリボディ部の適合面に固定的にまたは取り外し可能に取り付けられて、振動周波数を抑制している。
【０００８】
別の実施形態においては、第１環状エラストマ部材は、組み立てられた状態の回転軸に沿った断面において台形断面を有し、第２環状エラストマ部材も同様であり得る。台形断面形状のエラストマ部材を収容するために、第１慣性リングの１つ以上の部分、および第１環状エラストマ部材と接触したプーリボディの部分は、径方向外向きに傾斜されてもよく、それにより回転軸から最も離れた位置よりも回転軸により近位の位置において、第１環状エラストマ部材のためのより小さいギャップを形成しており、それに類似して、第２慣性リングの１つ以上の部分、および第２環状エラストマ部材と接触した前記プーリボディの部分は、径方向外向きに傾斜されてもよく、それにより回転軸から最も離れた位置よりも回転軸により近位の位置において、第２環状エラストマ部材のためのより小さいギャップを形成している。
【０００９】
別の実施形態においては、第１環状エラストマ部材は、第１Ｏリングおよび第２Ｏリングを具備し、第１Ｏリングは、第２Ｏリングの外径よりも大きい内径を有し、第１Ｏリングは第２Ｏリングと同心に、且つ第２Ｏリングの径方向外側に配置されている。第１Ｏリングは、第２Ｏリングに対して当接されていてもよい。
【００１０】
別の態様においては、一体的な回転のためのプーリボディを統合したハブを備えたねじり振動ダンパが開示されており、そのダンパでは、少なくとも１つの第１環状エラストマ部材が、外側ベルト係合面とハブとの間でプーリボディに当接し、プーリボディに接続された第１慣性リングによって、一体的な回転のためにそこに保持されている。
【００１１】
追加的に、ねじり振動ダンパは、第１エラストマ部材の反対側において、第１慣性部材と前端キャップとの間で第１慣性部材に当接した第２環状エラストマ部材を含み、前端キャップは、第２環状エラストマ部材を第１環状エラストマ部材に対して圧縮するように配置している。一実施形態においては、このねじり振動ダンパは、プーリボディに接続されたトーンホイールも含み得る。
【００１２】
別の態様においては、ここに開示されたねじり振動ダンパの１つを備えたフロントエンドアクセサリドライブ（ＦＥＡＤ）システムが開示されている。ＦＥＡＤシステムは、プーリボディの外側ベルト係合面に関連して動作可能な無端駆動ベルトと、自動車エンジンのための１つ以上のアクセサリであって、１つ以上のアクセサリの各々は、シャフトと、無端駆動ベルトに関連して動作可能な、対応したプーリと、備えた、１つ以上のアクセサリと、も含んでいる。
【００１３】
別の態様においては、いずれか１つのねじり振動ダンパ内の、エラストマ部材を交換するための方法が開示されている。その方法は、一体的に回転するためのシャフトに取り付けられた、ここに開示された１つのねじり振動ダンパを設けるステップであって、このねじり振動ダンパは、シャフトに取り付けられている一方で、（ａ）第１慣性部材をプーリボディ−ハブモノリシック部材から接続解除し、それにより少なくとも第１エラストマ部材へのアクセスを提供するステップと、（ｂ）第１エラストマ部材を取り外すステップと、（ｃ）第１エラストマ部材を新しいエラストマ部材に交換するステップと、（ｄ）第１慣性部材を前記プーリボディ−ハブモノリシック部材に再接続するステップと、を含み得る。
【００１４】
開示の多くの態様は、以下の図を参照してより良好に理解されることが可能である。図中の部品は必ずしも正確な縮尺ではなく、本開示の原理を明確に描写する際に強調されている。
【００１５】
さらに、図において、類似の参照符号はいくつかの図を通して対応した部品を示している。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】フロントエンドアクセサリドライブ内の部品を示した斜視図である。
【図２】エンジンのクランクシャフトに搭載可能なねじり振動ダンパの部分断面を示した斜視図である。
【図３】図１のねじり振動ダンパを示した分解斜視図である。
【図４Ａ】所定の位置に第１エラストマ部材を保持した、対向した面に関する異なった実施形態を図示するための、プーリボディ、第１エラストマ部材、および１つの慣性部材の一部を示した、ねじり振動ダンパの回転軸に平行な断面を示した図である。
【図４Ｂ】所定の位置に第１エラストマ部材を保持した、対向した面に関する異なった実施形態を図示するための、プーリボディ、第１エラストマ部材、および１つの慣性部材の一部を示した、ねじり振動ダンパの回転軸に平行な断面を示した図である。
【図４Ｃ】所定の位置に第１エラストマ部材を保持した、対向した面に関する異なった実施形態を図示するための、プーリボディ、第１エラストマ部材、および１つの慣性部材の一部を示した、ねじり振動ダンパの回転軸に平行な断面を示した図である。
【図５Ａ】所定の位置に第１エラストマ部材を保持した、対向した面に関する異なった実施形態を図示するための、プーリボディ、同心のＯリングとしての第１エラストマ部材、および１つの慣性部材の一部を示した、ねじり振動ダンパの回転軸に平行な断面を示した図である。
【図５Ｂ】所定の位置に第１エラストマ部材を保持した、対向した面に関する異なった実施形態を図示するための、プーリボディ、同心のＯリングとしての第１エラストマ部材、および１つの慣性部材の一部を示した、ねじり振動ダンパの回転軸に平行な断面を示した図である。
【図５Ｃ】所定の位置に第１エラストマ部材を保持した、対向した面に関する異なった実施形態を図示するための、プーリボディ、同心のＯリングとしての第１エラストマ部材、および１つの慣性部材の一部を示した、ねじり振動ダンパの回転軸に平行な断面を示した図である。
【図６】典型的な先行技術の「間接」ダンパの変位プロファイルを示したグラフである。
【図７】エンジンのクランクシャフトに搭載可能なねじり振動ダンパの第２実施形態の部分断面を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
ここで、図中に図示されたような実施形態の記載が、詳細に参照されている。複数の実施形態が、これらの図に関連して記載され、一方で個々に記載された１つまたは複数の実施形態の開示を限定するものではない。それに対して、その意図は、フロントキャップのすべての代替品、改良品、および等価品に当てはまる。
【００１８】
図１を参照すると、単に図示の目的でＦＥＡＤシステム１８の一実施形態の例が示されており、そのシステムは、前面３０および後面２７を備えた統合ハウジング１５を含んでいる。統合ハウジング１５の後面２７は、エンジンに好適に搭載されている。ＦＥＡＤシステム１８は、自動車、船舶、および固定エンジンを含んだ任意のエンジンと共に使用され得る。統合ハウジング１５の形状および構成は、それが搭載される自動車エンジンに依存している。したがって、統合ハウジング１５およびより詳細にはＦＥＡＤシステム１８は、エンジンドライブアクセサリ９の配置に従って変化し、本発明の目的を達成する。エンジンドライブアクセサリ９の配置および数は変化し得ることが、理解されるべきである。例えば真空ポンプ、燃料噴射ポンプ、オイルポンプ、水ポンプ、パワーステアリングポンプ、空調ポンプ、およびカムドライブは、他のエンジンドライブアクセサリ９の例であり、それらはＦＥＡＤシステム１８内に組み込まれるために、統合ハウジング１５に装着され得る。エンジンドライブアクセサリ９は、面に沿った位置にボルトまたは同様のものによって、統合ハウジング１５に好適に搭載されており、その面は、容易な搭載のための工具がアクセス可能、且つサービスがアクセス可能である。図１において、統合ハウジング１５は、オルタネータ１２およびベルトテンショナ２１を含んだ複数のエンジンドライブアクセサリ９を備えている。
【００１９】
エンジンドライブアクセサリ９は、少なくとも１つの無端ベルト６によって駆動され、そのベルトは平ベルト、丸ベルト、Ｖベルト、多溝ベルト、リブ付きベルト等であるか、またはそれらのベルトの組み合わせであってよく、シングルサイドまたはダブルサイドであってもよい。無端駆動ベルト６はサーペンタインベルトであってよく、そのベルトはエンジンドライブアクセサリ９、オルタネータ１２、およびクランクシャフト８のノーズ１０に接続されたねじり振動ダンパ３に巻付けられている。クランクシャフトはねじり振動ダンパ３を駆動し、それにより無端駆動ベルト６を駆動し、次いで残りのエンジンドライブアクセサリ９およびオルタネータ１２を駆動している。
【００２０】
ここでのＦＥＡＤシステム１８の改良は、新規のねじり振動ダンパであり、全体的に図２および図３に例示され、参照符号１００で示されている。ねじり振動ダンパ１００は、ハブ部１０２、プーリボディ部１０３、および１つ以上の慣性部材１０８、１１０を備えたプーリボディ−ハブモノリシック部材１０１を備え、慣性部材は、それらの間のプーリボディ１０３の１つ以上の全体的に平行な適合面１３４、１３６に、エラストマ部材１０４、１０６と共に各々固定的に、または取り外し可能に取り付けられて、クランクシャフトのような回転部材の振動周波数を抑制または減衰させる。エラストマ部材１０４、１０６（両方が存在している場合）および１つ以上の慣性部材１０８、１１０は、プーリボディ部１０３の外側ベルト係合面１１２の後側１１５に隣接して配置され、慣性部材１０８、１１０は、プーリボディ部１０３に対して個々に押し付けられたエラストマ部材１０４、１０６を保持している。プーリボディ−ハブモノリシック部材１０１は「直接」駆動システム、すなわち無端ベルトがハブのベルト係合面１１２上に乗るシステムを提供している。この構造の利点は、ベルト係合面１１２が、「間接」駆動システム、すなわち無端ベルトが、ハブに間接的に連結され且つ回転してハブ／クランクシャフトの振動の角度振幅に対して位相の不一致となる拡張振幅となるように揺動する慣性部材に乗るシステムと比較して、減少振幅となるように揺動することにある。ここに開示された構成は有利であり、それらはエラストマ−プーリボディ界面および／またはエラストマ−慣性リング界面における潜在的滑りを排除または減少している。その滑りは既存のねじり振動ダンパ、特に開示された軸構造よりも集中的な構造を備えた、および／または「間接駆動システム」であるねじり振動ダンパにおけるベルトの起動−停止の過程の際に生じ、本発明においては、シールノーズ１０（図１）とベルト係合面１１２との間の軸方向および径方向ランアウトを改良している。さらに、その構造は、少なくとも６つの異なったエラストマ部材構造のためのオプションを提供しており、それは先行技術の間接駆動システムよりも、複雑さが少なく、コストが安く、且つ組み立ておよび分解がより容易である。
【００２１】
それに加えて、ここに開示されたねじり振動ダンパは、約１０の係数までの約６の係数によって、ＦＥＡＤシステムへの角度振動の伝達を減少している。この減少は、一般的なダンパと、図６のグラフに示されたここに開示されたダンパの実施形態と、の挙動の比較によって説明することが可能である。図６は、周波数に対する変位の描画である。周波数２５０Ｈｚにおいて見られているように、要求は０．３°であり、応答は１．９°である。直接駆動システムにおいては、ＦＥＡＤへの角度振動は、この例においては要求、すなわち０．３°に等しくなる。間接駆動システムにおいては、ＦＥＡＤへの角度振動は応答、すなわち１．９°に等しくなる。これら２つの数値の比較は、１．９／０．３の拡大係数を提供し、それは約６の係数である。選択されたエラストマ材料のような、システムおよびダンパの特性に依存して、慣性リングの質量、クランクシャフトの角度振動、およびＦＥＡＤに伝達される角度振動の減少は、係数１０の高さになり得る。
【００２２】
図２および図３を参照すると、ねじり振動ダンパ１００は、ページに対する図の向きに対して左から右へと、ファスナ１１４、第１慣性部材１０８、第１エラストマ部材１０４、プーリボディ−ハブモノリシック部材１０１、第２エラストマ部材１０６、および第２慣性部材１１０を含んでいる。これらの構成部品は、一体的な回転のために、ファスナ１１４によって一体に動作可能に連結されている。任意の構成部品の相対回転は無く、且つ任意の構成部品の別の構成部品に対する並進は無い。
【００２３】
さらに図２および図３を参照すると、プーリボディ−ハブモノリシック部材１０１は、ハブ部１０２およびプーリボディ部１０３を含んでいる。ハブ部１０２は、ねじり振動ダンパ１００のための回転軸Ａを形成し、一体的な回転動作のためのシャフトを受容し且つシャフトに連結されるために構成された、自身を通じたボア１１６を備えている。一実施形態においては、ボア１１６は、エンジンのクランクシャフトを受容している。プーリボディ部１０３は、ハブ部１０２に関して径方向外向きに延びたプレート１１８と、プレート１１８の最外側を形成した外側ベルト係合面１１２を備えた環状リング１１１と、を含んでいる。プレート１１８は、自身を通じて軸方向に延び、それによりハブ部１０２から延びた複数のスポーク１５０を形成した複数の開口部１４８を含み得る。開口部１４８は、全体的にプーリボディ−ハブモノリシック部材１０１の総重量を減少させ、ファスナが第１慣性部材１０８を第２慣性部材１１０に接続するための穴を提供している。プーリボディ部１０３のベルト係合面１１２は平坦であるか、丸まったベルトを受容する輪郭を有するか、もしくはＶリブベルトのＶリブと係合するためのＶ字溝を備えていてもよく、または無端ベルトと係合するための他の任意の必要な輪郭の溝を備え得る。
【００２４】
図２に見られているように、ハブ部１０２は、プレート１１８から一方向にのみ軸方向に延び、それによりエンジンに向いたクランクシャフトに搭載される、ねじり振動ダンパ１００の後面を形成し得る。その反対側において、プレート１１８の適合面１３４はねじり振動ダンパ１００の前面を形成し、その面は、ねじり振動ダンパ１００を一体的な回転のためのシャフトに締結したノーズシール１０（図１）を受容する。
【００２５】
プーリボディ−ハブモノリシック部材１０１は、既知の鋳造、撚り、鍛造、機械加工もしくはモールドを使用して、またはこれ以降に発展した技術を使用して製造され得る。プーリボディ−ハブモノリシック部材１０１に適した材料は鉄、鋼、アルミニウム、他の適切な金属、プラスチック、または複合材料を含んだそれらの組み合わせを含んでいる。
【００２６】
ここで、図２および図３の第１および第２エラストマ部材１０４および１０６、ならびに第１および第２慣性部材１０８および１１０に戻ると、これらの部材は、反対向きの主面１４０、１４２、内側１４４、および外側１４６を備えた環状体として示されており、それらの符号は図３において第１および第２慣性部材１０８、１１０に対して付されているが、それらに限定されない。第１および第２慣性部材１０８、１１０は、通常は鋳鉄である十分な質量を有する任意の材料から形成され得る。図４Ａおよび図４Ｃに見られているように、第１慣性リング１０８の第１主面１４０は、第１エラストマ部材１０４に対して少なくとも部分的に当接するために傾斜されていてもよく、または図４Ｂに見られているように、直線状、すなわち回転軸Ａ対して全体的に直交していてもよい。同様に、第２慣性リング１１０の第２主面１４２も、第２エラストマ部材１０６に対して嵌合するために傾斜されまたは直線状とし得る。図４Ａ〜図４Ｃの実施形態においては、個々のエラストマ部材１０４、１０６に対して結合した、プレート１１８の適合面１３４、１３６の一部も、傾斜されまたは直線状とされ得る。傾斜した面は径方向外向きに傾斜され、それにより回転軸から最も離れた位置よりも回転軸により近位の位置において、エラストマ部材のためのより小さいギャップを形成している。したがって、ギャップ１５６の形成のために多様な変化が可能であり、そのギャップ内に、第１および第２エラストマ部材１０４、１０６は個々に保持されるが、その結果、エラストマ部材は全体的に回転軸に対して台形の長手方向断面を備えている。
【００２７】
図５Ａ〜図５Ｃに開示された実施形態においては、プレート１１８の適合面１３４、１３６および第１慣性部材１０８の第１主面１４０（および第２慣性部材１１０（図示略）の第２主面１４２）の一部は、一方または両方が前述のように傾斜されてもよく、エラストマ部材１０４、１０６は、エラストマ材料の複数のＯリング、Ｘリング、Ｖリング、正方形リング、または他のリングであってよい。これらに実施形態に関して、各エラストマ部材１０４、１０６は、第１Ｏリング１６０および第２Ｏリング１６２を含んでいてもよく、第１Ｏリング１６０は、第２Ｏリング１６２の外径よりも大きい内径を有し、第１Ｏリング１６０は、第２Ｏリングと同心に且つ第２Ｏリングの径方向外側に配置されている。Ｏリングタイプのエラストマ部材の使用は、その製造および組み立てにより大きいコスト効果を提供し得る。
【００２８】
第１および第２エラストマ部材１０４、１０６は、任意の適切なエラストマであってよく、ねじり振動ダンパ１００が搭載された回転シャフトによって発生したねじり振動を減衰および／または抑制する。エラストマ部材は、全体的に低引張係数および高降伏ひずみを有し得る。エラストマ部材は、同一のまたは異なったエラストマから形成され得る。エラストマは、好適に自動車エンジン機器に好適なものであり、すなわちエンジン内で受ける温度、路面温度、および状態に対抗することに適している。一実施形態においては、エラストマ部材はスチレンブタジエンゴム、天然ゴム、ニトリルブタジエンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、エチレンアクリルエラストマ、水素化ニトリルブタジエンゴム、およびポリクロロプレンゴムの１つ以上から形成されるか、またはそれらの１つ以上を含んでいる。エチレンアクリルエラストマの一例は、E. I. du Pont de Nemours and CompanyのＶＡＭＡＣ（登録商標）エチレンアクリルエラストマである。エラストマ部材は、その内部に複数の分散したファイバを随意的に含んだ複合材料であってよい。ファイバは、ＴＥＣＨＮＯＲＡ（登録商標）ファイバの名称の下に販売されたファイバに類似した、連続または分裂（細切れ）したアラミドファイバであってもよい。
【００２９】
ファスナ１１４は、ボルト、ネジ、リベット、またはそれらに類似したものであってよい。一実施形態においては、ファスナは、段付きボルトのようなボルトである。図２および図３に見られているように、ボルト１１４の段１７０は、慣性部材の１つに対して硬い停止部を当て、図２の第２慣性部材１１０は、ボルトのネジ端部１７４を受容するためのネジボア１７２を含んでいてもよい。したがって、各ファスナ１１４は、頭部１７６、段１７０を含んだシャフト１７８、およびネジ端部１７４を含み得る。図３の組み立てられたねじり振動ダンパ１００に見られているように、ファスナ１１４は、第１慣性部材内の（ネジの無い）ボア１８０を通じて延び、プーリボディ部１０３のプレート１１８の開口部１４８を通じて、第２慣性部材１１０のネジボア１７２にネジ留めされる。ファスナ１１４は、頭部１７６が第１慣性部材１０８内に皿穴を開けられたようになっていてもよい。
【００３０】
ここで図７を参照すると、ねじり振動ダンパの別の実施形態が、全体的に参照符号２００で示されており、ページ上の図の向きに対して左から右へと、前端キャップ２０８、第１エラストマ部材２０４、慣性部材２１０、第２エラストマ部材２０６、およびプーリボディ−ハブモノリシック部材２０１を含んでいる。これらの構成部品は、一体の回転のためにハブファスナ１１４によって一体に動作可能に連結されている。ねじり振動ダンパ２００は、さらに左から右に移動して、一体の回転のためにホイールファスナ２１９によってプーリボディ−ハブモノリシック部材２０１に取り付けられた、随意的なトーンホイール２１７を含んでいてもよい。任意の構成部品の相対回転は無く、且つ任意の構成部品の別の構成部品に対する並進は無い。
【００３１】
プーリボディ−ハブモノリシック部材２０１は、ハブ部２０２およびプーリボディ部２０３を含んでいる。ハブ部２０２は、ねじり振動ダンパ２００のための回転軸Ａを形成し、一体的な回転動作のためのシャフトを受容し且つシャフトに連結されるために構成された、自身を通じたボア２１６を備えている。一実施形態においては、ボア２１６は、エンジンのクランクシャフトを受容している。プーリボディ部２０３は、ハブ部２０２に関して径方向外向きに延びたプレート２１８と、プレート２１８の最外側を形成した外側ベルト係合面２１２を備えた環状リング２１１と、を含んでいる。プレート２１８は、自身を通じた複数の開口部２４８を含んでいてもよく、これらの開口部内にハブファスナ２１４を受容して、そこに前端キャップ２０８を接続し、それらの間に第１および第２エラストマ部材２０４、２０６、ならびに慣性部材２１０を維持している。プーリボディ部２０３のベルト係合面２１２は平坦であるか、丸まったベルトを受容する輪郭を有するか、もしくはＶリブベルトのＶリブと係合するためのＶ字溝を備えていてもよく、または無端ベルトと係合するための他の任意の必要な輪郭の溝を備え得る。
【００３２】
図７に見られているように、ハブ部２０２は、プレート２１８から一方向にのみ軸方向に延び、それによりエンジンに向いたクランクシャフトに搭載される、ねじり振動ダンパ２００の後面ＢＦを形成し得る。その反対側において、プレート２１８は、ねじり振動ダンパ２００の前面ＦＦを形成し、その面は、ねじり振動ダンパ２００を一体的な回転のためのシャフトに締結したノーズシール１０（図１）を受容する。
【００３３】
プーリボディ−ハブモノリシック部材２０１および前端カバー２０８は、両方とも既知の鋳造、撚り、鍛造、機械加工もしくはモールドを使用して、またはこれ以降に発展した技術を使用して製造され得る。プーリボディ−ハブモノリシック部材２０１に適した材料は鉄、鋼、アルミニウム、他の適切な金属、プラスチック、または複合材料を含んだそれらの組み合わせを含んでいる。
【００３４】
さらに図７を参照すると、慣性部材２１０は、反対向きの前面２４０、後面２４２、内面２４４、および外面２４６を備えた環状体であり、十分な質量を有する任意の材料、通常は鋳鉄から形成され得る。前面２４０は、第１エラストマ部材２０４に当接する少なくとも一部に関して傾斜されていてもよく、または図４Ｂに見られているように直線状、すなわち回転軸Ａに対して全体的に直交していてもよい。同様に、第２慣性リング２１０の後面２４２も、第２エラストマ部材２０６に対して嵌合するために、傾斜され若しくは直線状であってもよい。さらに、慣性部材２１０は、第１エラストマ部材２０４の少なくとも一部のための受容部として、前面２４０内に第１環状溝２５０を含んでいてもよく、且つ第２エラストマ部材２０６の少なくとも一部のための受容部として、後面２４２内に第２環状溝２５２を含んでいてもよい。
【００３５】
第１および第２エラストマ部材２０４、２０６のいずれかまたは両方は、図７に示されたように組み立てられた場合、台形の幾何形状の断面を備え得る。ここで、第１エラストマ部材２０４は、プーリボディプレート２１８および前端キャップ２０８と慣性部材２１０との間で圧縮され、それらの一方または両方は、第１エラストマ部材に対して嵌合した角度付き面を備え得る。それに類似して、第２エラストマ部材２０６は、１つ以上の角度付き面に対して圧縮されるが、それらの面は、慣性部材２１０およびプーリボディプレート２１８の面である。そのような構成は、全体的に図４Ａ〜図４Ｃに示されている。別の実施形態においては、第１および第２エラストマ部材２０４、２０６は、前述の図５Ａ〜図５Ｃで説明された、２つの同心リングから成り得る。図４Ａ〜図４Ｃおよび図５Ａ〜図５Ｃに見られているように、角度付き面は径方向外向きに傾斜され、それにより回転軸から最も離れた位置よりも回転軸により近位の位置において、エラストマ部材のためのより小さいギャップを形成している。第１および第２エラストマ部材２０４および２０６は、先の図２〜図３に関して記載された材料と同一の材料から形成され得る。
【００３６】
再度図７を参照すると、前端キャップ２０８は、ハブファスナ２１４または他の方法によってプーリボディ−ハブモノリシック部材２０１に固定的にまたは取り外し可能に取り付けられている。ハブファスナ２１４はボルト、ネジ、リベットまたはそれらに類似したものとし得る。一実施形態においては、図７に示され且つ前述の図２および図３に関して記載されたような、段付きボルトのようなボルトである。別の実施形態においては、ハブファスナ２１４は省略されてもよく、代わりに前端キャップ２０８が、プーリボディ−ハブモノリシック部材２０１に、ロール成形もしくは軌道成形（orbit forming）、プレスフィット接続、または溶接によって接続され得る。前端キャップ２０８は、初期においては外側２６１を備えた全体的に平坦なリング２６０であり、外側２６１に最も近位の後面２６２の部分は、ベルト係合面２１２を形成した環状リング２１１に対して当接し、前端キャップは、平坦なリング２６０からプーリボディ−ハブモノリシック部材２０１の前面ＦＦに向かって離れるように延びた中空ネック２６４を備えている。ネック２６４は、回転軸Ａに向かって径方向内向きに突出した環状フランジ２６６を含んでいる。環状フランジ２６６内には複数の穴６８が形成され、ハブファスナ２１４を受容する。図７に見られているように、この実施形態においては、前端キャップ２０８は、第１および第２エラストマ部材２０４、２０６を圧縮し且つねじり振動ダンパ２００の構成部品のアセンブリを維持する手段である。
【００３７】
さらに図７を参照すると、ねじり振動ダンパ２００は、トーンホイールファスナ２１９によって環状リング２１１の後面側に固定的にまたは取り外し可能に取り付けられた、トーンホイール２１７を随意的に含んでいる。ファスナ２１９は、前述のハブファスナ２１４に関する記載のようなものとし得る。別の実施形態においては、トーンホイール２１７は、これまでに論じられた別の任意の接続代替品によって、環状リング２１１に取り付けられ得る。トーンホイール２１７は、環状ベース２７２から軸方向に延びた、複数の離間された歯２７０を備え、環状ベースはトーンホイールファスナ２１９を受容するための複数の穴を備えているか、または別の実施形態においては、環状リング２１１にロール成形もしくは軌道成形されたコネクタを備えているか、またはプレスフィット接続もしくは溶接されている。図７に示された歯２７０は、ベース２７２の外周に接続された不連続な環状フランジを形成している。ベース２７２の内周はリップもしくは連続的なフランジ２７４を含んでいてもよく、それらはトーンホイール２１７をプーリボディ−ハブモノリシック部材２０１により安定して接続する。
【００３８】
図７の実施形態は、図２および図３の実施形態と同じ利点を提供しているが、プーリボディ−ハブモノリシック部材２０１の前面ＦＦ側に慣性部材２１０を備えることにより、トーンホイールをプーリボディ部２０３の環状リング２１１に搭載または接続するための空間を追加的に提供している。
【００３９】
ここに開示されたねじり振動ダンパ１００、２００の別の利点は、ハブファスナ１１４、２１４を取り外すことによって分解可能なことであり、一方で、プーリボディ−ハブモノリシック部材１０１、２０１は、摩耗後にエラストマ部材１０４、１０６、２０４、２０６を取り外しおよび交換のために、クランクシャフトに取り付けられたままである。したがって、一態様においては方法が開示されており、その方法は、一体に回転するためのシャフトに取り付けられたねじり振動ダンパ１００または２００、を提供することを含み、第１および第２エラストマ部材１０４、１０６、２０４、２０６の摩耗後に、１つ以上のハブファスナ１１４、２１４を取り外し、１つ以上の慣性部材１０６、１１０、２１０（およびねじり振動ダンパ２００のための前端キャップ２０８）ならびに第１および第２エラストマ部材１０４、１０６、２０４、２０６を取り外し、それに続いて第１および第２エラストマ部材を新しいエラストマ部材に交換し、且つねじり振動ダンパを再組立てし、１つ以上のハブファスナ１１４、２１４によって構成部品を一体に締結しなおすことを含んでいる。
【００４０】
本発明は、所定の実施形態に関して示されおよび記載されたが、明細書を読み且つ理解した上で、改良が当業者に生じ、本発明はそのような改良をすべて含んでいることは明確である。
【符号の説明】
【００４１】
３  ・・・ねじり振動ダンパ
６  ・・・無端駆動ベルト
８  ・・・クランクシャフト
９  ・・・エンジンドライブアクセサリ
１０  ・・・シールノーズ
１２  ・・・オルタネータ
１５  ・・・統合ハウジング
１８  ・・・ＦＥＡＤシステム
２１  ・・・ベルトテンショナ
２７  ・・・後面
３０  ・・・前面
１００  ・・・ねじり振動ダンパ
１０１、２０１  ・・・プーリボディ−ハブモノリシック部材
１０２、２０２  ・・・ハブ部
１０３、２０３  ・・・プーリボディ部
１０４、２０４  ・・・第１エラストマ部材
１０６、２０６  ・・・第２エラストマ部材
１０８  ・・・第１慣性部材
１１０  ・・・第２慣性部材
１１１  ・・・環状リング
１１２、２１２  ・・・ベルト係合面
１１４  ・・・ファスナ
１１６、２１６  ・・・ボア
１１８、２１８  ・・・プレート
１３４、１３６  ・・・適合面
１４０  ・・・第１主面
１４２  ・・・第２主面
１４４  ・・・内側
１４６  ・・・外側
１４８  ・・・開口部
１５０  ・・・スポーク
１５６  ・・・ギャップ
１６０  ・・・第１Ｏリング
１６２  ・・・第２Ｏリング
１７０  ・・・段
１７２  ・・・ネジボア
１７４  ・・・ネジ端部
１７６  ・・・頭部
１７８  ・・・シャフト
２０８  ・・・前端キャップ
２１０  ・・・慣性部材
２１１  ・・・環状リング
２１７  ・・・トーンホイール
２１９  ・・・トーンホイールファスナ
２１４  ・・・ハブファスナ
２４０  ・・・前面
２４２  ・・・後面
２４４  ・・・内面
２４６  ・・・外面
２５０  ・・・第１環状溝
２５２  ・・・第２環状溝
２６０  ・・・平坦なリング
２６４  ・・・中空ネック
２６６  ・・・環状フランジ
２７０  ・・・歯
２７２  ・・・環状ベース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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