(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダンパーアイソレーターであって、
シャフトを受け入れるための貫通孔を画定するハブと、
前記ハブの前記孔と同心の磁気トラックを協働で画定するために前記ハブに対して係合させられるプーリー本体と、
前記ハブと前記プーリー本体のベルト係合部分との間に作用的に配置されたダンパーアセンブリと、
前記磁気トラック内に配置されると共に前記ハブと共に回転するように前記ハブに対して連結された第１のマグネットと、
前記磁気トラック内に配置されると共に前記プーリー本体と共に回転するように前記プーリー本体に対して連結された第２のマグネットと、
を具備し、    
前記第１のマグネットと前記第２のマグネットとは同じ極性が互いに向き合うように配置され、
前記ハブは、その中に前記第１のマグネットが着座させられる第１のポケットをさらに備え、かつ、前記プーリー本体は、その中に前記第２のマグネットが着座させられる第２のポケットをさらに備え、前記第１のポケットは前記磁気トラック内の一対の第１の隔壁によって画定され、かつ、前記第２のポケットは前記磁気トラック内の一対の第２の隔壁によって画定される、ダンパーアイソレーター。
【請求項２】
前記ダンパーアセンブリは、
前記ハブの半径方向外側にあってかつ前記ハブと同心のエラストマーダンパー部材と、
前記エラストマーダンパー部材に対して着座させられた慣性部材であって、これによって前記ハブと共に回転するように前記ハブに対して前記慣性部材を作用的に結合する、慣性部材と
を備える、請求項１に記載のダンパーアイソレーター。
【請求項３】
複数の第１のマグネットおよび複数の第２のマグネットを備え、前記複数の第１のマグネットは、前記磁気トラック内で、前記複数の第２のマグネットに対して交互に並ぶように配置される、請求項１に記載のダンパーアイソレーター。
【請求項４】
前記第１のマグネットは、前記磁気トラック内の前記第２のマグネットから均等に離間させられている、請求項１に記載のダンパーアイソレーター。
【請求項５】
前記第１のマグネットは第１のファスナーによって前記ハブに対して連結され、かつ、前記第２のマグネットは第２のファスナーによって前記プーリー本体に対して連結される、請求項１に記載のダンパーアイソレーター。
【請求項６】
前記第１のファスナーおよび前記第２のファスナーの少なくとも一方が強磁性材料を含む、請求項５に記載のダンパーアイソレーター。
【請求項７】
互いに回転可能な前記ハブおよび前記プーリー本体の、係合する半径方向を向く面同士の間に配置されたスライドベアリングをさらに備える、請求項１に記載のダンパーアイソレーター。
【請求項８】
前記ハブと前記プーリー本体とは、協働で、前記磁気トラック内のそれぞれの各移動ラインに沿って、前記第１のマグネットと前記プーリー本体との間の第１のクリアランス間隙と、前記第２のマグネットと前記ハブとの間の第２のクリアランス間隙と、を画定する、請求項１に記載のダンパーアイソレーター。
【請求項９】
前記ハブおよび前記プーリー本体は、それぞれ非強磁性材料から形成される、請求項１に記載のダンパーアイソレーター。
【請求項１０】
ダンパーアイソレーターであって、
シャフトを受け入れるための貫通孔を画定するハブと、
前記ハブの対向する半径方向を向く面に当接して配置された第１のスライドベアリングおよび第２のスライドベアリングと、
前記第１および前記第２のスライドベアリングに当接して、前記ハブに、それに対して作用的な回転係合状態で係合させられたプーリー本体であって、前記プーリー本体と前記ハブとは、密閉状態で取り囲まれると共に前記ハブの前記孔と同心の磁気トラックを協働で画定する、プーリー本体と、
前記ハブと前記プーリー本体のベルト係合部分との間に作用的に配置されたダンパーアセンブリと、
アイソレーターアセンブリであって、
前記磁気トラック内に配置されると共に前記ハブと共に回転するように前記ハブに対して連結された第１のマグネットと、
前記磁気トラック内に配置されると共に前記プーリー本体と共に回転するように前記プーリー本体に対して連結された第２のマグネットと、を備えたアイソレーターアセンブリと
を具備し、
前記第１のマグネットと前記第２のマグネットとは同じ極性が互いに向き合うように配置される、ダンパーアイソレーター。
【請求項１１】
フロントエンドアクセサリー駆動システムであって、
クランクシャフトと共に回転するように前記クランクシャフトにマウントされた請求項１０に記載のダンパーアイソレーターを備える、フロントエンドアクセサリー駆動システム。
【請求項１２】
前記ダンパーアイソレーターは、複数の第１のマグネットおよび複数の第２のマグネットを備え、前記複数の第１のマグネットは、前記磁気トラック内で、前記複数の第２のマグネットに対して交互に並ぶように配置されている、請求項１１に記載のフロントエンドアクセサリー駆動システム。
【請求項１３】
前記第１のマグネットは第１のファスナーによって前記ハブに対して連結され、かつ、前記第２のマグネットは第２のファスナーによって前記プーリー本体に対して連結される、請求項１１に記載のフロントエンドアクセサリー駆動システム。
【請求項１４】
前記ハブと前記プーリー本体とは、協働で、前記磁気トラック内のそれぞれの各移動ラインに沿って、前記第１のマグネットと前記プーリー本体との間の第１のクリアランス間隙と、前記第２のマグネットと前記ハブとの間の第２のクリアランス間隙と、を画定する、請求項１１に記載のフロントエンドアクセサリー駆動システム。
【請求項１５】
前記ダンパーアセンブリは、
前記ハブの半径方向外側にあってかつ前記ハブと同心のエラストマーダンパー部材と、
前記エラストマーダンパー部材に対して着座させられた慣性部材であって、これによって前記ハブと共に回転するように前記ハブに対して前記慣性部材を作用的に結合する、慣性部材と
を備える、請求項１０に記載のダンパーアイソレーター。
【請求項１６】
前記第１のマグネットは、前記磁気トラック内の前記第２のマグネットから均等に離間させられている、請求項１０に記載のダンパーアイソレーター。
【請求項１７】
前記ハブと前記プーリー本体とは、協働で、前記磁気トラック内のそれぞれの各移動ラインに沿って、前記第１のマグネットと前記プーリー本体との間の第１のクリアランス間隙と、前記第２のマグネットと前記ハブとの間の第２のクリアランス間隙と、を画定する、請求項１０に記載のダンパーアイソレーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両エンジン用のねじり振動ダンパーに、特に、磁気アイソレータースプリングを有する、ねじり振動ダンパー、デカップラーまたはプーリーに関する。
【背景技術】
【０００２】
本来的にクランクシャフトは、エンジンのフロントエンドアセンブリ駆動（ＦＥＡＤ）システムを駆動する。クランクシャフトは、ピストンのファイアリングによって回転させられるが、これは、連続的ではなくリズミカルなトルクをクランクシャフトに加える。この一定のトルクの印加および解放は、破損点へとクランクシャフトに応力を加えるであろう変化振動を引き起こす。別の言い方をすれば、クランクシャフトは、質量およびねじりスプリングレートを有するプレーントーションバーのようなものであり、これによってクランクシャフトはそれ自身のねじり共振周波数を有する。トルクのピークおよび谷に、往復運動するコンポーネントの加速度からの慣性負荷を加えたものは、それが動作している間に、クランクシャフト自体を（回転方向に）前後にたわませる。これらのパルスがクランクシャフト共振周波数に近いとき、クランクシャフトは制御不能に振動し、最終的には破損する。したがって、クランクシャフトへのトルクを相殺し、これにより周期的な点火インパルスによってクランクシャフトに課されるトルクねじり振幅を打ち消すことによって、この問題を解決し、そして通常は無端動力伝達ベルトを駆動することによってＦＥＡＤシステムへと回転動作を伝達するために、クランクシャフト上には、ねじり振動ダンパー（ときにはクランクシャフトダンパーとも呼ばれる）がマウントされる。
【０００３】
既存のねじり振動ダンパーは、クランクシャフトの寿命を延ばしかつＦＥＡＤシステムを駆動するのに有効であったが、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などの車両エンジンの動作の変化は、既存のねじり振動ダンパーが対処するようには設計されていない複雑さをシステムに付加する。例えば、スタート・ストップシステムは、従来のねじり振動ダンパーのエラストマー金属界面に潜在的なスリップをもたらすベルト始動による衝撃力を導入する。別の懸案事項は、金属部品間の良好な軸方向および半径方向の振れを維持することである。
【０００４】
いくつかのねじり振動ダンパーはまた、アイソレーターシステムを含む。これらのアイソレーターシステムのいくつかは、極めて非線形なスプリングレートを提供するエラストマーゴムスプリングを使用する。しかしながら、これらのエラストマーベースのアイソレーターシステムは、長時間の使用後に破損する傾向があり、したがって有限の疲労寿命を有する。エラストマースプリングを備えたアイソレーターはまた、高い温度対周波数依存性も有しており、これはエラストマースプリングの性能が温度によって変化する可能性があることを意味する。エラストマースプリング材料は、高い温度よりも低い温度で「より軟らか」となる傾向があり、これは材料のエラストマー特性を変化させる。したがって、エラストマースプリングは、通常、公称温度範囲内で動作するように設計されており、場合によっては、公称温度範囲から外れた温度条件で使用すると適切に機能しなくなる可能性がある。
【０００５】
他のアイソレーターシステムは、車両の発進／停止のために大きな自由角度を提供する機械的スプリングを使用する。しかしながら、これらのシステムは、金属スプリングがそのキャリッジに対して擦れ合うときに望ましくない可聴ノイズを発生する傾向がある。騒音を軽減するために、スプリングキャビティにグリースを充填するのが一般的である。これらの機械式スプリング装填アイソレーターは、スプリングの重量、シート配置などのために重くなる傾向がある。これらのシステムはまた、材料コストおよび製造コストの両方に関して高価になる可能性がある（例えば、スプリングはスプリングキャビティに対する耐摩耗性のために、たいてい、窒化処理される）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、動作に関して比較的静かであり、構造に関して軽量かつコンパクトであり、かつ安価であるが、車両の発進／停止のための比較的大きな自由角度および非線形スプリング機能を提供する、アイソレーター、デカップラーまたはプーリーとも呼ばれるアイソレーターを有する、ねじり振動ダンパーのための改良された設計が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書に開示されたダンパーアイソレーターは、上記の背景技術の箇所で説明した制限および問題を克服する。ダンパーアイソレーターは、エラストマーまたは機械的スプリングではなく、アイソレーター機能を提供するために同じ極性が互いに向き合う複数のマグネットを含むことによってそれを行う。複数のマグネット間の反発力は、プーリーに対してハブの特定の回転量または回転度を可能し、逆の場合も同じである。
【０００８】
一態様ではダンパーアイソレーターが開示される。シャフトを受け入れるための孔を画定するハブと、孔と同心の磁気トラックを協働で画定するためにハブと係合させられたプーリー本体と、ハブとプーリー本体のベルト係合部分との間に作用的に配置されたダンパーアセンブリと、磁気トラック内に配置されると共にハブと共に回転するようにハブに対して結合された第１のマグネットと、磁気トラック内に配置されると共にプーリー本体とと共に回転するようにプーリー本体に対して結合された第２のマグネットとを有するダンパーアイソレーターが開示される。第１のマグネットと第２のマグネットとは同じ極性が互いに向き合うように配置される。
【０００９】
ダンパーアセンブリは、ハブの半径方向外側にあってかつハブと同心のエラストマーダンパー部材と、エラストマーダンパー部材に対して着座させられた慣性部材であって、これによってハブと共に回転するようにハブに対して慣性部材を作用的に結合する慣性部材とを有する。
【００１０】
ハブは、その中に第１のマグネットが着座させられる第１のポケットを有し、かつ、プーリー本体は、その中に第２のマグネットが着座させられる第２のポケットを有する。第１のポケットは、磁気トラック内の一対の第１の隔壁によって画定されてもよく、かつ、第２のポケットは、磁気トラック内の一対の第２の隔壁によって画定されてもよい。第１のマグネットおよび第２のマグネットはいずれも、ファスナーによってそのそれぞれのハブまたはプーリー本体に連結されるが、ファスナーは強磁性材料を含んでいてもよく、一方、ハブおよびプーリー本体は非強磁性材料からなる。さらに、ハブおよびプーリー本体は、協働で、磁気トラック内のそれぞれの各移動ラインに沿って、第１のマグネットとプーリー本体との間の第１のクリアランス間隙と、第２のマグネットとハブとの間の第２のクリアランス間隙とを形成する。
【００１１】
一つ以上のスライドベアリングがダンパーアイソレーターのいずれかまたは全てに存在し、デブリを磁気トラックから排除する。各スライドベアリングは、互いに回転可能なハブおよびプーリー本体の係合する半径方向を向く面同士の間に配置される。
【００１２】
ダンパーアイソレーターは複数の第１のマグネットおよび複数の第２のマグネットを含むことができるが、これは、磁気トラック内に互いに交互に並ぶように配置され、そしてそれぞれ磁気トラック内で互いに均等に離間するよう配置されてもよい。
【００１３】
別の態様では、上記ダンパーアイソレーターのいずれか一つは、例えはねじり振動ダンパーとしてクランクシャフト上でまたは駆動シャフト上で、車両のフロントエンドアクセサリー駆動システムに組み込まれる。
【００１４】
本発明のその他の態様は、本明細書に提示される説明および実施例を考慮することで容易に明らかとなるであろう。
【００１５】
本開示の多くの態様は、以下の図面を参照することにより、よりよく理解することができる。図面のコンポーネントは必ずしも一定の縮尺ではなく、代わりに、本開示の原理を明瞭に説明することに重点が置かれている。さらに、図面において、同様の参照数字は、いくつかの図を通して対応する部分を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】フロントエンドアクセサリードライブのコンポーネントの斜視図である。
【図２】磁気スプリングアイソレーターシステムを有する、ねじり振動ダンパーの分解部分破断斜視図である。
【図３】図２のねじり振動ダンパーの組み立て図である。
【図４】図２のねじり振動ダンパーのスプリングアイソレーターシステムのマグネットの相対的な極性を示す概略平面図である。
【図５】図２のねじり振動ダンパーのハブの部分底面図である。
【図６】図２のねじり振動ダンパーのプーリー本体の部分平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図示された実施形態について詳細に説明する。いくつかの実施形態がこれらの図面に関連して説明されているが、本発明を本明細書に開示された一つまたは複数の実施形態に限定する意図はない。それどころか、全ての代替物、変更物および等価物を包含することが意図される。
【００１８】
ここで図１を参照すると、前面３０および後面２７を有する一体型ハウジング１５を含むＦＥＡＤシステム１８の一実施形態の一例が、単に説明のために示されている。一体型ハウジング１５の後面２７は、好ましくは、エンジンにマウントされる。ＦＥＡＤシステム１８は、車両、船舶および固定エンジンを含む、いかなるエンジンと共に利用されてもよい。一体型ハウジング１５の形状および形態は、それがマウントされる車両エンジンに依存する。したがって、一体型ハウジング１５、より具体的にはＦＥＡＤシステム１８は、エンジン駆動アクセサリー９の位置と共に変化し、依然として本発明の目的を達成することができる。エンジン駆動アクセサリー９の位置および数は変更可能であることを理解されたい。図１において、一体型ハウジング１５は、片面または両面の、少なくとも一つの無端駆動ベルト６、フラットベルト、ラウンドベルト、Ｖベルト、マルチグルーブベルト、リブ付きベルト等、あるいはこれらのベルトの組み合わせによって駆動される、オルタネータ１２、プーリー、ファン等の複数のエンジン駆動アクセサリー９と、ベルトテンショナー２１とを有する。クランクシャフトは、クランクシャフト８のノーズ１０に連結された、ねじり振動ダンパー３を駆動し、これによって、今度は残りのエンジン駆動アクセサリー９を駆動する、無端駆動ベルト６を駆動する。
【００１９】
本明細書のＦＥＡＤシステム１８への改良は、アイソレーターとしてマグネットを使用する、概して図２および図３において参照数字１００で示されるダンパーアイソレーターである。ＦＥＡＤシステム１８のコンテクストにおいて図示説明されているが、当業者であれば、ダンパーアイソレーター１００はまた、さまざまな車両または機械装置における、さまざまな類似のコンテクストのいずれかのために適していることを認識するであろう。図２に示すダンパーアイソレーター１００は、紙面上での図面の向きに関して、上端から下端に向って、慣性部材１１８、エラストマーダンパー部材１２０、ハブ１０２、第１および第２のハブマグネット１２３、第１のスライドベアリング１１４、第１および第２のプーリー本体マグネット１２５、プーリー本体１１６および第２のスライドベアリング１２４を含む。ハブ１０２は、その中心孔１０３を経てクランクシャフトを受け入れることによって、クランクシャフトに対してマウント可能である。
【００２０】
図２、図３および図５を参照すると、ハブ１０２は、中心孔１０３を画定するフランジ１０１を有する。フランジ１０１は、中心孔１０３を画定する半径方向内面１０４および対向する半径方向外面１５０を有する。また、ハブ１０２は、それによって両者間に環状レセプタクル１０８を画定するようにプレート１０５によってフランジ１０１から半径方向外側に離間させられた第２のフランジ１５２によって画定される半径方向最外面１０６を含む。第２のフランジ１５２はまた半径方向内面１５４を有する。プレート１０５は、中心孔１０３および第１のフランジ１０１の周りで半径方向に同心の円弧状の第１の溝１０７を画定する半径方向に円弧状の、軸方向に湾曲した部分１１３を含む。一実施形態では、溝１０７は断面が略半円形である。湾曲部分１１３および対応する溝１０７は、完全なリング、あるいは完全ではないリングを形成してもよい。湾曲部分１１３は、図示のようにプレート１０５の輪郭取りされた面であってもよく、あるいは（プレート１０５と一体であるかあるいはそれに対して取り付けられた）プレート１０５から延在する輪郭取りされたリッジ（図示せず）間に形成されてもよい。図３に示すように、中心孔１０３を画定するハブ１０２のフランジ１０１は、プレート１０５から一方向にのみ軸方向に延びることができる。ここで、プレート１０５はダンパーアイソレーター１００の前面ＦＦを画定するが、これは、それと共に回転するようにクランクシャフトなどのシャフトに対してダンパーアイソレーター１００を固定するノーズシール１０（図１）を受け入れる。
【００２１】
ハブ１０２は、既知の技術または以後に開発される技術を用いて、鋳造、スピニング加工、鍛造、機械加工または成形されてもよい。ハブに適した材料としては、アルミニウム、プラスチックおよびその他の適切な非強磁性材料、または複合材料を含むそれらの組み合わせが挙げられる。
【００２２】
ここで図２、図３および図６を参照すると、プーリー本体１１６は、ベルト係合部分１３６と、ベルト係合面から半径方向内向きに配置されると共に複数のスポーク１３９または中実であるかあるいは材料コストおよび重量を低減するために複数の空洞１５６を含んでいてもよいプレートによって、それに対して連結されたフェイスガード１３８とを含む。フェイスガード１３８は、プーリー本体１１６における中心孔１４７を画定するスリーブ１２２におけるその半径方向最内側で終端する。フェイスガード１３８は、ダンパーアイソレーター１００の背面ＢＦを画定し、かつ、裏面ＢＦと対向する半径方向に円弧状の、軸方向に湾曲した部分１１５を含む。したがって、半径方向に円弧状の、軸方向に湾曲した部分１１５は、ハブ１０２に面し、特に、ハブ１０２の半径方向に円弧状の、軸方向に湾曲した部分１１３に面する。半径方向に円弧状の、軸方向に湾曲した部分１１５は、スリーブ１２２の周りで半径方向に同心の、フェイスガード１３８における円弧状の、第２の溝１１１を画定する。一実施形態では、第２の溝１１１は断面が略半円形である。半径方向に円弧状の、軸方向に湾曲した部分１１５および対応する第２の溝１１１は、完全なリングまたは完全ではないリングを形成することができる。半径方向に円弧状の、軸方向に湾曲した部分１１５は、背面ＢＦから離れるようにフェイスガード１３８から軸方向に延びる（一体型または取り付けられた）一つ以上の円弧状の、曲線状のリッジ１４９によって画定されてもよく、あるいは、代替的に、湾曲した部分１１５は、それ自体の凹状溝といった、フェイスガード１３８それ自体の曲線状の部分あるいは二つの組み合わせによって画定されてもよい。例えば、図示の実施形態では、第２の溝１１１の半径方向外面は、溝１１１の半分を形成するように、一体的に取り付けられたリッジ１４９の凹状内面によって画定され、かつ、第２の溝１１１の半径方向内側境界は、フェイスガード１３８のリム１２１の幅だけスリーブ１２２から離間させられた、フェイスガード１３８それ自体の湾曲セグメント１１７によって画定される。
【００２３】
プーリー本体１１６に適した材料としては、アルミニウム、プラスチック、およびその他の適切な非磁性材料、または複合材料を含むそれらの組み合わせが挙げられる。ベルト係合部分１３６は、ダンパーアイソレーター１００の回転中心軸線Ａに対して半径方向外側に位置する外側環状面であり、外側ベルト係合面を含むが、これは、平坦であっても、ラウンドベルトを受け入れるように輪郭取りされても、あるいはＶリブ付きベルトのＶリブと係合するためのＶ溝を有していても、あるいは無端ベルトと係合するために必要なその他の輪郭取りされた溝を有していてもよい。
【００２４】
ここで図３を参照すると、ダンパーアイソレーター１００が組み立てられたとき、ハブ１０２およびプーリー本体１１６の半径方向に円弧状の、軸方向に湾曲した部分１１３，１１５は整列させられかつ互いに係合させられ、ハブの周囲で同心の磁気トラック１０９の第１および第２の部分を画定する。一実施形態では、半径方向に円弧状の、軸方向に湾曲した部分１１３，１１５は、それぞれ、ハブ１０２の周囲で半径方向に同心の完全なリングを形成し、したがって磁気トラック１０９は、取り囲まれた略環状のキャビティを画定する。代替実施形態では、磁気トラック１０９は完全なリングではなく、むしろ円弧状の筒状セグメントを画定する。
【００２５】
一つ以上のハブマグネット１２３および一つ以上のプーリーマグネット１２５が磁気トラック１０９内に配置される。マグネット１２３，１２５は、希土類マグネットであってもよく、より具体的にはネオジムマグネットであってもよい。ハブマグネット１２３は、磁気トラック１０９のハブ側部分の湾曲部分１１３に固定され、そしてプーリーマグネット１２５は、磁気トラック１０９のプーリー側部分に固定される。クリアランス間隙１３７が、磁気トラック１０９のハブ側部分においてプーリーマグネット１２５と湾曲部分１１３との間で維持され、かつ、クリアランス間隙１４１が、ハブマグネット１２３と磁気トラック１０９のプーリー側部分の湾曲部分１１５との間で維持される。
【００２６】
さらに図５および図６を参照すると、一実施形態では、ハブ１０２の湾曲部分１１３は、それ自体に形成された孔１３３を有し、プーリー本体１１６の湾曲部分１１５は、それ自体に形成された孔１３５を有する。鋼のような強磁性材料で形成されるかあるいはそれを含むグラブスクリュー１３１が孔１３３，１３５内に収容され、マグネット１２３，１２５を磁気吸引によって磁気トラックのそのそれぞれの固定位置で保持する。代替的に、マグネット１２３，１２５を適切な湾曲部分１１３，１１５に機械的に固定するために機械的ファスナーが使用されてもよい。
【００２７】
ハブ１０２およびプーリー本体１１６の半径方向に円弧状の、軸方向に湾曲した部分１１３，１１５の両方は、それらが磁気トラック１０９の筒状通路内で自由に動くことを防止するために、かつ／またはそれらが磁極の向きを変えるように位置を変えることを防止するために、マグネット１２３，１２５を受け入れて適切に位置決めするために、シートまたはポケット１２７をさらに含むことができる。一実施形態では、各ポケット１２７は、少なくとも部分的に磁気トラックを横断するように湾曲部分１１３，１１５の内部から軸線方向に延びる一対の隔壁１２９（それぞれのマグネット１２３，１２５のいずれかの側に位置決めされるもの）によって画定される。
【００２８】
したがって、マグネット１２３，１２５は磁気トラック１０９内で自由に動かない。むしろ、ハブマグネット１２３は、それと共に回転するようにハブ１０２に連結されており、かつ、プーリーマグネット１２５は、それと共に回転するようにプーリー本体１１６に連結されている。ハブ１０２がプーリー本体１１６に対して回転すると、ハブマグネット１２３は、湾曲部分１１５に対して、磁気トラック１０９の第２の溝１１１部分内でのみ移動し、湾曲部分１１３に対しては移動しない。同様に、プーリーマグネット１２５は、湾曲部分１１３に対して、磁気トラック１０９の第１の溝１０７部分内でのみ移動し、湾曲部分１１５に対しては移動しない。クリアランス間隙１３７，１４１は、各マグネット１２３，１２５がそれに対してマグネットが連結される湾曲部分１１３，１１５と向き合う湾曲部分１１３，１１５と摩擦係合しないことを保証する。したがって磁気トラック１０９内に潤滑剤は必要ではない。というのは、磁気トラック１０９の両側においてコンポーネント間に物理的接触が存在しないからである。
【００２９】
ここで図３および図４を参照すると、一実施形態では、ダンパーアイソレーター１００は、互いに９０度の間隔をおいて均等に配置された全部で四つのマグネット（二つのハブマグネット１２３および二つのプーリーマグネット１２５）を含む。二つのハブマグネット１２３は互いに１８０°離間して配置され、二つのプーリーマグネット１２５は互いに１８０°離間して配置される。したがって、ハブマグネット１２３およびプーリーマグネット１２５は、磁気トラック１０９内で交互に並ぶパターンで等間隔に配置されている。マグネット１２３，１２５は、各マグネット１２３，１２５の各面が、隣接するマグネット１２３，１２５の面としての極性（北または南）と同じ極性を有するように配向されている（例えば図４参照）。この点に関して、実際の極性（北対南）ではなく、相対的な極性（同種対異種）が関連する。当業者であれば、特定の用途のために望まれるように、使用されるマグネットの数および強度、マグネットの間隔、およびマグネットの極性の向きに関して、ハブ１０２とプーリー本体１１６との間の異なる角度動作およびスプリング機能を可能とするために、マグネット１２３，１２５の異なる配置が可能であることを理解するであろう。例えば、一つの代替実施形態では、ダンパーアイソレーターは、互いに１２０度離れて配置された三つのハブマグネット１２３と、互いに１２０度離れて配置された三つのプーリーマグネット１２５とを含み、各ハブマグネット１２３は、二つの隣接するプーリーマグネット１２５のそれぞれから６０度だけ離間させられる。
【００３０】
別の実施形態では、ダンパーアイソレーターは、ただ一つのハブマグネット１２３および／または一つのプーリーマグネット１２５（すなわち全部で２つまたは３つのマグネット）を含む。例えば、図４を参照すると、ハブマグネット１２３の一つを省略でき、そして二つのプーリーマグネット１２５を保持することができる。あるいは、（例えば、約９０度を超える回転を容易にするためにマグネットの離間配置を容易にするために）ハブマグネット１２３およびプーリーマグネット１２５のそれぞれ一つを省略することができる。そのような実施形態では、また、不均一な数のハブおよびプーリーマグネット１２３，１２５を組み込んだ実施形態では、望ましくない回転をさらに制限しかつ／または緩和状態においてハブ１０２とプーリー本体１１６との間の適切な位置決めを保証するために、隔壁１２９と同様の追加の構造的障壁（図示せず）を磁気トラック１０９内に組み込むことができる。磁気トラック１０９は、所望の回転パラメーターを促進するために必要な最小限度に制限された円弧状の長さを有することができる。
【００３１】
したがって、マグネット１２３，１２５および磁気トラック１０９は、ダンパーアイソレーター１００のアイソレーターアセンブリ１４３を形成する。ハブ１０２とプーリー本体１１６とが相対的に回転するとき、隣り合うマグネット同士が接近し、マグネットが互いに近づくにつれて漸進的に強くなる（非線形）反発力が生じる。したがって、マグネット１２３，１２５は、ハブ１０２とプーリー本体１１６との間の角運動に対抗するための磁気スプリングとして働き、これにより、上記従来のアイソレーター設計に付随する多くの欠点を伴わずに、従来の機械的または弾性スプリングと類似した方式でハブ１０２およびプーリー本体１１６の互いに対する回転が衝撃緩和される。マグネット１２３，１２５に作用するねじり力が隣接するマグネット１２３，１２５間の反発磁気力に打ち勝つのに十分なほど強い場合、マグネットシート１２７の隔壁１２９は機械的安全手段として機能し、所定の最大回転量（図示の実施形態では約９０度）を超えたプーリー本体１１６に対するハブ１０２の過回転を防止する。
【００３２】
再び図２および図３を参照すると、第１のスライドベアリング１１４および第２のスライドベアリング１２４は、ハブ１０２とプーリー本体１１６との間の滑らかな角運動を容易にするベアリングシステムを形成するように磁気トラックの両側（半径方向）に配置される。このベアリングシステムは、磁気トラック１０９のためのシールとしても機能し、汚染物質および破片が磁気トラック１０９に入り込み、アイソレーターアセンブリ１４３の円滑な動作に干渉するのを防止する。第１のスライドベアリング１１４は、プーリー本体１１６の円弧状リッジ１４９の半径方向外側縁部１４５とハブ１０２の第２のフランジ１５２の半径方向内面１５４との間で、ハブ１０２の環状レセプタクル１０８内に配置される。第１のスライドベアリング１１４は、ハブ１０２とプーリー本体１１６との間に圧入された円筒形スチールリングであってもよい。第１のスライドベアリング１１４は、非磁性金属、合金またはその他の材料またはナイロン複合材料のような複合材料から形成されてもよい。
【００３３】
第２のスライドベアリング１２４は、プーリー本体１１６のスリーブ１２２とハブ１０２の第１のフランジ１０１の半径方向外面１５０との間で、ハブ１０２の環状レセプタクル１０８内に配置される。第２のスライドベアリング１２４はハブ１０２とプーリー本体１１６との間に圧入された円筒形スチールリングであってもよく、そしてそれは、高められたシーリング機能を提供するためにスリーブ１２２の底縁部１４８を受け入れる半径方向外向きに延在するフランジ１４６を含んでいてもよい。第２のスライドベアリング１２４は、代替的に、非磁性金属、合金またはその他の材料またはナイロン複合材料のような複合材料から形成されてもよい。
【００３４】
ダンパーアイソレーター１００は、ハブ１０２の第２のフランジ１５２の半径方向最外面１０６と慣性部材１１８との間に配置されたエラストマーダンパー部材１２０を含む。慣性部材１１８はエラストマーダンパー部材１２０に着座し、これによって慣性部材１１８をハブ１０２に対してそれと共に回転するよう作用的に連結する。慣性部材１１８は、十分な慣性を有する材料、通常は鋳鉄、スチールまたは類似の高密度材料から製造されてもよい。図３に示すように、慣性部材１１８は、ハブ１０２の第２のフランジ１５２の半径方向最外面１０６が慣性部材１１８の内面１１９に面し、それらの間に間隙を形成するように、ハブ１０２と同心でありかつハブ１０２から半径方向外向きに離間させられている。エラストマーダンパー部材１２０は、ハブ１０２と慣性部材１１８とを非剛体結合するように、この間隙内に圧入されるかまたは注入されてもよい。
【００３５】
エラストマーダンパー部材１２０は、その上にダンパーアイソレーター１００がマウントされる回転シャフトによって生成される、ねじり振動を吸収および／または減衰させるのに適したエラストマーであってもよい。エラストマー部材は、一般に低い引っ張り弾性率および高い降伏歪みを有し得る。エラストマーは、好ましくは、自動車エンジン用途に適したもの、すなわち、エンジンおよび路面の温度および条件で経験する温度に耐えるのに適したものである。しかしながら、エラストマーダンパー部材１２０は、参照によりその全体が本明細書中に組み込まれる米国特許第７，６５８，１２７号に記載されたようなものであってもよい。一実施形態では、エラストマー部材は、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ー、水素化ニトリルブタジエンゴム、ポリクロロプレンゴムの一つ以上から形成されてもあるいはそれを含んでいてもよい。エチレンアクリルエラストマーの一例は、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ーである。エラストマー部材は、任意選択でその中に分散された複数の繊維を含む複合材料であってもよい。繊維は、TECHNORA（登録商標）繊維の名称で販売されている繊維のような連続または断片化（チョップド）アラミド繊維であってもよい。一実施形態では、エラストマーダンパー部材１２０は、振動減衰システムで使用するために知られている従来の接着剤を使用して半径方向最外面１０６に取り付けることができる。好適な接着剤のいくつかの例は、Lord Corporation, Henkel AG & Co.あるいはMorton International Incorporated Adhesives & Specialty Companyによって販売されているゴム接着剤を含む。
【００３６】
いったん組み立てられると、図３に示すように、エラストマーダンパー部材１２０および慣性部材１１８は、ハブ１０２の第２のフランジ１５２の半径方向最外面１０６とプーリー本体１１６のベルト係合部分１３６との間に配置される。アイソレーターアセンブリ１４３はエラストマーダンパー部材１２０の半径方向内側に配置されるが、ここで、ハブ１０２の半径方向に円弧状で、軸方向に湾曲した部分１１３と、プーリー本体１１６の半径方向に円弧状で、軸方向に湾曲した部分１１５とがマグネット１２３，１２５を受け入れる磁気トラック１０９の一部を画定し、そしてここに、スライドベアリング１１４，１２４が、プーリー本体１１６に対するハブ１０２の回転を容易にするためにハブ１０２の環状レセプタクル１０８内に配置される。ベルト係合部分１３６はハブ１０２に関して半径方向に同心であり、かつ、プーリー本体１１６の中心孔１４７は、ハブ１０２の第１のフランジ１０１の半径方向内面１０４の周りに着座させられ、より詳細には、ハブ１０２の半径方向内面１０４に圧入された第２のスライドベアリング１２４の周りに着座させられる。
【００３７】
本明細書に開示されたダンパーアイソレーターは、同じ極性が互いに向き合うように配向された磁気トラック内でのマグネットの近接から生じる反発力によってＦＥＡＤトルクが作用するにつれて徐々に硬くなる磁気スプリングを提供する一方で、エンジンの始動および停止のための大きな自由角度を有するアイソレーターシステムを提供する。ハブマグネット１２３がプーリーマグネット１２５に近づくとき、比例的に（非線形に）増大すると共にマグネット１２３，１２５間の相対的な角度距離に反比例的に関連する反発力が存在する。したがって、開示されたダンパーアイソレーターのアイソレーターアセンブリは機械的スプリングのような大きな自由角度を提供するが、騒音が少なく、構造が軽く、材料コストが安い。開示されたアイソレーターアセンブリはまた、エラストマースプリングのような非線形スプリングレートを提供するが、エラストマースプリングを有するアイソレーターよりも、はるかに優れた疲労寿命と、はるかに優れた温度対周波数特性を備える。開示されたダンパーアイソレーターはまた、よりタイトにパッケージングすることができるので、機械的またはエラストマースプリングベースの設計よりも小さな構造とすることができる。
【００３８】
本発明を特定の実施形態に関して図示説明したが、本明細書を読んで理解したとき当業者であればその変更を思い付くことは明らかであり、本発明はそのような変更の全てを含んでいる。
【符号の説明】
【００３９】
３  振動ダンパー
６  無端駆動ベルト
８  クランクシャフト
９  エンジン駆動アクセサリー
１０  ノーズ
１２  オルタネータ
１５  一体型ハウジング
１８  システム
２１  ベルトテンショナー
２７  後面
３０  前面
１００  ダンパーアイソレーター
１０１  第１のフランジ
１０２  ハブ
１０３  中心孔
１０４  半径方向内面
１０５  プレート
１０６  半径方向最外面
１０７  第１の溝
１０８  環状レセプタクル
１０９  磁気トラック
１１１  第２の溝
１１３  湾曲部分
１１４  第１のスライドベアリング
１１５  湾曲部分
１１６  プーリー本体
１１７  湾曲セグメント
１１８  慣性部材
１１９  内面
１２０  エラストマーダンパー部材
１２１  リム
１２２  スリーブ
１２３  ハブマグネット
１２４  第２のスライドベアリング
１２５  プーリーマグネット
１２７  ポケット
１２９  隔壁
１３１  グラブスクリュー
１３３，１３５  孔
１３６  ベルト係合部分
１３７  クリアランス間隙
１３８  フェイスガード
１３９  スポーク
１４１  クリアランス間隙
１４３  アイソレーターアセンブリ
１４５  半径方向外側縁部
１４６  フランジ
１４７  中心孔
１４８  底縁部
１４９  円弧状リッジ
１５０  半径方向外面
１５２  第２のフランジ
１５４  半径方向内面
１５６  空洞
【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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