DE112010004985T5

DE112010004985T5 - Flexible Kopplung und Fahrzeugbewegungsleistungs-Übertragungsgerät

Info

Publication number: DE112010004985T5
Application number: DE112010004985T
Authority: DE
Inventors: Takayuki Abe
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-12-25
Filing date: 2010-12-08
Publication date: 2013-03-07
Also published as: CN102725551A; WO2011077210A2; JP2011133084A; US20120283028A1; WO2011077210A3

Abstract

Eine flexible Kopplung (10) hat: -Spulenbauteile (11), die in gleichen Abständen an einem Umfang angeordnet sind; Momentübertragungsleitungen (12), die um benachbarte Paare der Spulenbauteile (11) herum angeordnet sind; und einen ringförmigen elastischen Körper (13), in dem die Spulenbauteile (11) und die Momentübertragungsleitungen (12) eingebettet sind. Die Momentübertragungsleitungen (12) bestehen aus ersten Momentübertragungsleitungen (12A) und zweiten Momentübertragungsleitungen (12B), deren Querschnittsflächengesamtsumme eine Hälfte von der der ersten Momentübertragungsleitungen (12A) ist. Die flexible Kopplung (10) ist so aufgebaut, dass die ersten Momentübertragungsleitungen (12A) ein positives Moment übertragen und die zweiten Momentübertragungsleitungen (12B) ein negatives Moment übertragen, und ist in einem Fahrzeugbewegungsleistungsübertragungsgerät beinhaltet, das ein Hypoidrad hat, dessen Eingriffsübertragungsfehler während einer Übertragung eines negativen Moments größer ist als während einer Übertragung eines positiven Moments.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine flexible Kopplung, die Drehwellen verbindet, um ein Drehmoment zu übertragen, und die eine Schwingung und eine Biegung absorbiert, und ein Fahrzeugbewegungsleistungsübertragungsgerät, das die flexible Kopplung hat.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Eine flexible Kopplung wird manchmal verwendet, um Drehwellen eines Fahrzeugs, wie eine Antriebswelle oder dergleichen, miteinander zu verbinden (siehe beispielsweise japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2003-28189 ( JP-A-2003-28189 )).
Diese flexible Kopplung ist aufgebaut aus: Spulenbauteilen (auf die als „Fadenspulen” in der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2003-28189 ( JP-A-2003-28189 ) Bezug genommen wird), die in gleichen Abständen an einem Umfang um die Drehachse als eine Mitte herum angeordnet sind; Momentübertragungsleitungen (als „Verbindungsriemen” in der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2003-28189 ( JP-A-2003-28189 ) bezeichnet), die in einer Schlaufenweise um jeweils zwei der Spulenbauteile herum gewickelt sind, die in der Umfangsrichtung zueinander benachbart sind; und einem ringförmigen Gummibauteil, in dem die Spulenbauteile und die Momentübertragungsleitungen eingebettet sind.
Die Spulenbauteile bestehen aus antriebsquellenseitigen Spulenbauteilen, die an einer antriebsquellenseitigen Drehwelle fixiert sind, und antriebsradseitigen Spulenbauteilen, die an einer antriebsradseitigen Drehwelle fixiert sind. Darüber hinaus bestehen die Momentübertragungsleitungen aus positiven Momentübertragungsleitungen, die eine Spannung tragen, wenn die Antriebswelle ein positives Moment überträgt, und negativen Übertragungsleitungen, die eine Spannung tragen, wenn die Antriebswelle ein negatives Moment überträgt, und die Anzahl von Wicklungen der positiven Momentübertragungsleitungen und die Anzahl von Wicklungen der negativen Momentübertragungsleitungen sind gleich (siehe beispielsweise Paragraph [0021] und 1 in der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2003-28189 ( JP-A-2003-28189 )). Es sei hier angemerkt, dass das positive Moment ein Moment in solch einer Richtung ist, um das Fahrzeug nach vorne zu beschleunigen, und ist entgegengesetzt in der Richtung zu dem positiven Moment.
Beispielsweise ist, wie in 10 gezeigt ist, die flexible Kopplung 90 zwischen einer Eingangswelle 31 einer Differenzialgetriebevorrichtung 30 und einer Antriebswelle 20 verbunden. Eine Pfeillinie T1 in 10 zeigt die Drehrichtung, in die die Eingangswelle 31 und ein Hypoidritzel 34 drehen, das an einem Endabschnitt der Eingangswelle 31 vorgesehen ist, um zusammen mit der Eingangswelle 31 zu drehen, wenn die Antriebswelle 20 in der normalen Richtung dreht. Darüber hinaus zeigt eine Pfeillinie T2 die Drehrichtung, in der ein Hypoidhohlrad 35 dreht, das im Eingriff mit dem Hypoidritzel 34 ist, wenn das Hypoidritzel 34 in der normalen Richtung dreht. Die Drehrichtung, die durch die Pfeillinie T2 gezeigt ist, ist auch eine Richtung, in der das Hypoidhohlrad 35 dreht, wenn das Fahrzeug vorwärts fährt.
Jedes von dem Hypoidritzel 34 und dem Hypoidhohlrad 35 hat, wie bekannt ist, eine asymmetrische Zahnform in Bezug auf dessen Drehrichtung. In der Ansicht von 10 erstreckt sich die Achslinie N1 des Hypoidritzels 34 unterhalb der Achslinie N2 des Hypoidhohlrads 35, die sich senkrecht zu dem Blatt der Zeichnung von 10 erstreckt.
Deshalb sind bei den Hypoidrädern 34 und 35 die Richtung der Eingriffswirklinie zu der Zeit des Übertragens eines positiven Moments und die Richtung der Eingriffswirklinie zu der Zeit des Übertragens eines negativen Moments asymmetrisch zueinander. Dies wird mit Bezug auf 11A, 11B, 12A und 12B erklärt. In 11A, 11B, 12A und 12B stimmt die X-Achse mit der Längsrichtung eines Fahrzeugs überein, und die Y-Achse stimmt mit der Oben-Unten-Richtung des Fahrzeugs überein, und die Z-Achse stimmt mit der Achslinie des Hypoidhohlrads 35 überein. Darüber hinaus kennzeichnet Bezugszeichen 36 ein Lager, das die Eingangswelle 31 stützt.
11A und 11B zeigen Darstellungen, in denen ein Vektor V1 die Kraft darstellt, die das Hypoidritzel 34 von dem Hypoidhohlrad 35 empfängt, wenn die Differenzialgetriebevorrichtung 30 ein positives Moment überträgt. Wie in diesen Darstellungen gezeigt ist, sind die X-Komponente, die Y-Komponente und die Z-Komponente des Vektors V1 0,8, 0,7 bzw. 0,1. 12A und 12B sind Darstellungen, in denen ein Vektor V2 die Kraft darstellt, die das Hypoidritzel 34 von dem Hypoidhohlrad 35 empfängt, wenn die Differenzialgetriebevorrichtung 30 ein negatives Moment überträgt. Wie in diesen Darstellungen gezeigt ist, sind die X-Komponente, die Y-Komponente und die Z-Komponente –0,4, –0,7 bzw. –0,6. Im Übrigen wurden die Vektoren V1 und V2 als Ergebnis einer Simulation erhalten, die im Hinblick auf ein Beispiel der Differenzialgetriebevorrichtung 30 durchgeführt wurde.
Während die absoluten Werte der Y-Komponente des Vektors V1 und des Vektors V2 gleich sind, ist der absolute Wert der Z-Komponente in dem Vektor V2 viel größer als in dem Vektor V1. Die Y-Komponente und die Z-Komponente sind Komponenten der Kraft, die senkrecht zu der Achslinie der Eingangswelle 31 der Differenzialgetriebevorrichtung 30 ist, und sind Komponenten, die als ein Biegemoment auf die Eingangswelle 31 wirken. Deshalb, falls der Eingangsmomentwert fixiert ist, tritt ein größeres Biegemoment an der Eingangswelle 31 auf, wenn die Hypoidräder 34 und 35 ein negatives Moment übertragen, als wenn die Hypoidräder 34 und 35 ein positives Moment übertragen. Das heißt, wenn ein negatives Moment übertragen wird, biegt sich die Eingangswelle 31 stärker und der Eingriffsübertragungsfehler der Hypoidräder 34 und 35 wird größer als wenn ein positives Moment übertragen wird.
Im Allgemeinen gilt, dass je größer der Eingriffsübertragungsfehler von Rädern ist, desto größer ist das Radgeräusch, so dass es wahrscheinlich ist, dass die Geräuschschwingung (NV), die in den Insassenraum eines Fahrzeugs von der Differenzialgetriebevorrichtung 30a und von einem Fahrzeugbewegungsleistungsübertragungsgerät übertragen wird, das die Differenzialgetriebevorrichtung 30 hat, während einer Übertragung eines negativen Moments größer ist als während einer Übertragung eines positiven Moments. Des Weiteren sind in vielen Fällen ein Abgasgeräusch, eine Maschinenschwingung, etc. während einer Übertragung eines negativen Moments kleiner als während einer Übertragung eines positiven Moments. Deshalb gibt es ein Problem, dass es wahrscheinlich ist, dass die NV durch Insassen in dem Insassenraum wahrgenommen werden, wenn ein negatives Moment übertragen wird.
Im Übrigen hat die flexible Kopplung des Stands der Technik ein weiteres Problem, das wie folgt ist. Das heißt gemäß dem Stand der Technik, wenn eine flexible Kopplung zu gestalten ist, wird die Anzahl von Wicklungen einer Momentübertragungsleitung bestimmt, die eine Auslegungsfestigkeit erfüllt, die erfordert ist, um ein positives Moment in einem Fahrzeugbewegungsleistungsübertragungsgerät zu übertragen, und die gleiche Anzahl von Wicklungen wird für die positive Momentübertragungsleitung und für die negative Momentübertragungsleitung verwendet. Das heißt die positive Momentübertragungsleitung und die negative Momentübertragungsleitung sind nicht unterschiedlich in der Anzahl von Wicklungen gestaltet worden. Da jedoch der absolute Wert des Maximalwerts des Moments, das durch eine flexible Kopplung in einem Fahrzeugbewegungsleistungsübertragungsgerät übertragen wird, für ein positives Moment viel größer ist als für ein negatives Moment, ist die Auslegungsfestigkeit der negativen Momentübertragungsleitungen im Stand der Technik größer als notwendig.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung ist in Anbetracht der vorstehenden Probleme gemacht worden, und sieht eine flexible Kopplung vor, die den Spitzenwert einer NV verringert, die auftritt, wenn ein Fahrzeugbewegungsleistungsübertragungsgerät ein negatives Moment überträgt, und die es ermöglicht, die größer-als-notwenig Auslegungsfestigkeit der negativen Momentübertragungsleitung zu verringern, und sieht auch ein Fahrzeugbewegungsleistungsübertragungsgerät vor, das mit der flexiblen Kopplung ausgestattet ist.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine flexible Kopplung vorgesehen, die folgendes hat: wenigstens vier Spulenbauteile, die in gleichen Abständen an einem Umfang um eine Drehachse herum vorgesehen sind; Momentübertragungsleitungen, die um Spulenbauteile der wenigstens vier Spulenbauteile gewickelt sind, die in einer Umfangsrichtung benachbart zueinander sind; und einen ringförmigen elastischen Körper, in dem die Spulenbauteile und die Momentübertragungsleitungen eingebettet sind, wobei die Momentübertragungsleitungen erste Momentübertragungsleitungen und zweite Momentübertragungsleitungen umfassen, die abwechselnd in der Umfangsrichtung angeordnet sind, und Charakteristiken der ersten Momentübertragungsleitungen und der zweiten Momentübertragungsleitungen so festgelegt sind, dass eine Torsionssteifigkeit niedriger ist, wenn die zweiten Momentübertragungsleitungen ein Moment übertragen, als wenn die ersten Momentübertragungsleitungen ein Moment übertragen.
Falls die flexible Kopplung mit dem vorstehenden Aufbau auf ein Fahrzeugbewegungsleistungsübertragungsgerät angewendet wird, das eine Getriebevorrichtung hat, die ein Hypoidrad hat, dessen Eingriffsübertragungsfehler sich während einer Übertragung eines positiven Moments und während einer Übertragung eines negativen Moments unterscheidet, und falls ein Aufbau derart ist, dass die ersten Momentübertragungsleitungen ein positives Moment übertragen und die zweiten Momentübertragungsleitungen ein negatives Moment übertragen, ist es möglich, den Spitzenwert der NV zu verringern, die in dem Bewegungsleistungsübertragungsgerät auftritt. Darüber hinaus sind in dem vorstehenden Aufbau Charakteristiken der ersten Momentübertragungsleitungen und der zweiten Momentübertragungsleitungen so festgelegt, dass eine Torsionssteifigkeit geringer ist, wenn die zweiten Momentübertragungsleitungen ein Moment übertragen, als wenn die ersten Momentübertragungsleitungen ein Moment übertragen. Gewöhnlich, da die Festigkeit der zweiten Momentübertragungsleitungen kleiner ist als die Festigkeit der ersten Momentübertragungsleitungen, kann die größer-als-notwendig Auslegungsfestigkeit der negativen Momentübertragungsleitungen verringert werden. Im Übrigen umfassen die vorstehenden Charakteristiken beispielsweise den Durchmesser der Momentübertragungsleitungen, das Material von diesen, die Anzahl von Wicklungen von diesen, etc.
Im Übrigen kann eine Gesamtsumme einer Querschnittsfläche der zweiten Momentübertragungsleitungen geringer gemacht sein als eine Gesamtsumme einer Querschnittsfläche der ersten Momentübertragungsleitungen, so dass die Torsionssteifigkeit niedriger ist, wenn die zweiten Momentübertragungsleitungen ein Moment übertragen, als wenn die ersten Momentübertragungsleitungen ein Moment übertragen.
Die flexible Kopplung mit diesem Aufbau kann den vorstehenden Betrieb und die vorstehenden Effekte erreichen, wenn sie auf ein Fahrzeugbewegungsübertragungsgerät angewendet ist, das eine Getriebevorrichtung hat, die ein Hypoidrad hat, dessen Eingriffsübertragungsfehler sich während einer Übertragung eines positiven Moments und während einer Übertragung eines negativen Moments unterscheidet.
Im Übrigen kann in dem vorstehenden Aufbau der flexiblen Kopplung ein Durchmesser der ersten Momentübertragungsleitungen und ein Durchmesser der zweiten Momentübertragungsleitungen gleich zueinander sein, und eine Anzahl von Wicklungen der zweiten Momentübertragungsleitungen kann geringer sein als eine Anzahl von Wicklungen der ersten Momentübertragungsleitungen.
Gemäß der flexiblen Kopplung mit dem vorstehenden Aufbau, da die Anzahl von Wicklungen der zweiten Momentübertragungsleitungen geringer als die Anzahl von Wicklungen der ersten Momentübertragungsleitungen ist, kann die Anzahl von Mannstunden, die erfordert ist, um die zweiten Momentübertragungsleitungen bei der Herstellung der flexiblen Kopplung zu wickeln, im Vergleich zu der Herstellung der flexiblen Kopplung des Stands der Technik verringert werden, in der die Anzahl von Wicklungen der zweiten Momentübertragungsleitungen gleich zu der der ersten Momentübertragungsleitungen ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Bewegungsleistungsübertragungsgerät vorgesehen, das folgendes hat: die flexible Kopplung, die vorstehend beschrieben ist; eine antriebsquellenseitige Drehwelle und eine antriebsradseitige Drehwelle, die durch die flexible Kopplung verbunden sind, um miteinander zu drehen; und eine Getriebevorrichtung, die mit einer Drehwelle verbunden ist, die eine von der antriebsquellenseitigen Drehwelle und der antriebsradseitigen Drehwelle ist, um zusammen mit der Drehwelle zu drehen, wobei die Spulenbauteile abwechselnd in der Umfangsrichtung an der antriebsquellenseitigen Drehwelle und an der antriebsradseitigen Drehwelle so fixiert sind, dass die ersten Momentübertragungsleitungen ein positives Moment übertragen und die zweiten Momentübertragungsleitungen ein negatives Moment übertragen. In diesem Gerät kann die Getriebevorrichtung ein Hypoidrad haben, dessen Eingriffsübertragungsfehler während einer Übertragung des negativen Moments größer ist als während einer Übertragung des positiven Moments.
Gemäß dem Fahrzeugbewegungsleistungsübertragungsgerät mit dem vorstehenden Aufbau ist es möglich, den Spitzenwert der NV zu verringern, die in dem Bewegungsleistungsübertragungsgerät auftritt.
Darüber hinaus kann in dem vorstehenden Aufbau des Fahrzeugbewegungsleistungsübertragungsgeräts gemäß der Erfindung die Gesamtsumme einer Querschnittsfläche der zweiten Momentübertragungsleitungen festgelegt sein, um einen Spitzenwert einer Frequenzantwortcharakteristik einer eingriffspunkterzeugten Kraft des Hypoidrads zu minimieren.
Gemäß dem Fahrzeugbewegungsleistungsübertragungsgerät mit diesem Aufbau ist es möglich, den Spitzenwert der NV des Bewegungsleistungsübertragungsgeräts in sehr großem Umfang zu verringern.
Darüber hinaus kann in dem vorstehenden Aufbau des Fahrzeugbewegungsleistungsübertragungsgeräts die Getriebevorrichtung ein Getriebe sein, das zwischen einer Antriebsquelle und der Antriebsquellendrehwelle vorgesehen ist. Des Weiteren kann die flexible Kopplung auch angeordnet sein, um die antriebsradseitige Drehwelle und die antriebsquellenseitige Drehwelle zu verbinden, die mit dem Getriebe verbunden ist.
Des Weiteren kann die Getriebevorrichtung eine Differenzialgetriebevorrichtung sein, die zwischen der antriebsradseitigen Drehwelle und einem Antriebsrad vorgesehen ist. Des Weiteren kann die flexible Kopplung angeordnet sein, um die antriebsquellenseitige Drehwelle und die antriebsradseitige Drehwelle zu verbinden, die mit der Differenzialgetriebevorrichtung verbunden ist.
Darüber hinaus kann das Bewegungsleistungsübertragungsgerät zwei flexible Kopplungen haben, die folgende sind: die flexible Kopplung, die angeordnet ist, um die antriebsquellenseitige Drehwelle und die antriebsradseitige Drehwelle zu verbinden, die mit der Differenzialgetriebevorrichtung verbunden ist; und die flexible Kopplung, die angeordnet ist, um die antriebsradseitige Drehwelle und die antriebsquellenseitige Drehwelle zu verbinden, die mit dem Getriebe verbunden ist. Aufgrund des Vorsehens der zwei flexiblen Kopplungen der Erfindung zwischen dem Getriebe und der Differenzialgetriebevorrichtung wird es möglich, die NV-Charakteristik des Fahrzeugbewegungsleistungsübertragungsgeräts weiter zu verbessern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der maximale Wert der NV, die in dem Fahrzeugbewegungsleistungsübertragungsgerät auftritt, verringert. Darüber hinaus wird gemäß der Erfindung die größer-als-notwendig Auslegungsfestigkeit der negativen Momentübertragungsleitungen der flexiblen Kopplung zur Verwendung in einem Fahrzeugbewegungsleistungsübertragungsgerät abgemildert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Merkmale, Vorteile und technische und industrielle Bedeutung dieser Erfindung werden in der folgenden detaillierten Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen:
1 ist eine allgemeine Draufsicht, die ein Beispiel zeigt, in dem ein Fahrzeugbewegungsleistungsübertragungsgerät gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einem Motorfahrzeug montiert ist;
2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem eine Antriebswelle und eine Eingangswelle einer Differenzialgetriebevorrichtung durch eine flexible Kopplung gemäß der Ausführungsform der Erfindung verbunden sind;
3 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in der eine Ausgangswelle des Getriebes und eine Antriebswelle durch eine flexible Kopplung gemäß der Ausführungsform der Erfindung verbunden sind;
4 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A in 3 und 5, wobei eine Darstellung von Komponenten und dergleichen, die anders als die flexible Kopplung und Verbindungsbauteile sind, weggelassen ist;
5 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem eine Antriebswelle und eine Eingangswelle einer Differenzialgetriebevorrichtung durch eine flexible Kopplung gemäß der Ausführungsform der Erfindung verbunden sind;
6 ist ein Graph, der Frequenzcharakteristiken der Schwingungspunkt-Compliance von Hypoidritzeln und einem Hypoidhohlrad zeigt.
7 ist ein Graph, der Frequenzcharakteristiken der Eingriffspunkt-Compliance von Hypoidrädern zeigt;
8 zeigt Frequenzcharakteristiken der eingriffspunkterzeugten Kräfte von Hypoidrädern;
9 zeigt Frequenzcharakteristiken der eingriffspunkterzeugten Kräfte von Hypoidrädern in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
10 ist ein Graph, der eine positionale Beziehung zwischen einer Antriebswelle, einer flexiblen Kopplung und einer Differenzialgetriebevorrichtung zeigt;
11A und 11B sind Diagramme, die als ein Vektor und dergleichen eine Kraft zeigen, die ein Hypoidritzel von einem Hypoidhohlrad empfängt, wenn eine Differenzialgetriebevorrichtung ein positives Moment überträgt; und
12A und 12B sind Diagramme, die als ein Vektor und dergleichen eine Kraft zeigen, die ein Hypoidritzel von einem Hypoidhohlrad empfängt, wenn eine Differenzialgetriebevorrichtung ein negatives Moment überträgt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine flexible Kopplung und ein Fahrzeugbewegungsleistungsübertragungsgerät gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine Draufsicht eines Motorfahrzeugs 50 der FR (Frontmaschine, Heckantrieb)-Bauart und zeigt eine Maschine (Antriebsquelle) 70, ein Getriebe 60, eine Antriebswelle 20, eine Differenzialgetriebevorrichtung 30, angetriebene Räder 80, etc. Die Antriebswelle 20 ist mit einer Ausgangswelle des Getriebes 60 und einer Eingangswelle der Differenzialgetriebevorrichtung 30 über flexible Kopplungen 10 verbunden, um einstückig mit der Ausgangswelle und der Eingangswelle zu drehen.
Im Übrigen ist ein Bewegungsleistungsübertragungsgerät (Fahrzeugbewegungsleistungsübertragungsgerät) 100, das eine Bewegungsleistung der Maschine 70 zu den angetriebenen Rädern 80 überträgt, aus dem Getriebe 60, der vorderseitigen flexiblen Kopplung 10, der Antriebswelle 20, der rückseitigen flexiblen Kopplung 10, der Differenzialgetriebevorrichtung 30, etc. aufgebaut, die zwischen der Maschine 70 und den angetriebenen Rädern 80 vorgesehen sind.
2 zeigt einen Zustand, in dem ein hinterer Endabschnitt der Antriebswelle 20 und die Eingangswelle 31 der Differenzialgetriebevorrichtung 30 über die flexible Kopplung 10 verbunden sind, um miteinander zu drehen. Der hintere Endabschnitt der Antriebswelle 20 ist mit einem Bauteil versehen, das drei Verbindungsflansche 21 hat, die in gleichen Abständen in einer Umfangsrichtung ausgebildet sind (in gleichen Abständen von 120° in 2) und die sich radial nach außen erstrecken.
In gleicher Weise ist ein vorderer Endabschnitt der Eingangswelle 31 der Differenzialgetriebevorrichtung 30 mit einem Bauteil versehen, das drei Verbindungsflansche 32 ähnlich zu den Verbindungsflanschen 21 hat. Die Verbindungsflansche 21 und die Verbindungsflansche 32 sind mit einem Phasenunterschied von 60° in der Umfangsrichtung einander zugewandt und sind an den entsprechenden von den zwei entgegengesetzten Flächen der rückseitigen flexiblen Kopplung 10 durch Schrauben 41 und Muttern 42 fixiert. Im Übrigen, obwohl es nicht in den Zeichnungen gezeigt ist, sind die Ausgangswelle des Getriebes 60 und ein vorderer Endabschnitt der Antriebswelle 20 auch mit Verbindungsflanschen versehen, die ähnlich zu den vorstehenden Verbindungsflanschen 21 und 32 sind, und die auch mit einem Phasenunterschied von 60° in der Umfangsrichtung einander zugewandt sind und an den entgegengesetzten Flächen der vorderseitigen flexiblen Kopplung 10 durch Schrauben und Muttern fixiert sind.
3 zeigt einen Zustand, in dem die Ausgangswelle 61 des Getriebes 60 und der vordere Endabschnitt der Antriebswelle 20 über die flexible Kopplung 10 verbunden sind, um miteinander zu drehen. 4 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A in 3.
Wie in 3 und 4 gezeigt ist, hat die flexible Kopplung 10: sechs Spulenbauteile 11, die in gleichen Abständen an einem Umfang um die Drehachse N als die Mitte angeordnet sind; Momentübertragungsleitungen 12, die um jeweils zwei der Spulenbauteile 11 herum gewickelt sind, die in der Umfangsrichtung benachbart zueinander sind; und einen ringförmigen elastischen Körper 13, in dem die Spulenbauteile 11 und die Momentübertragungsleitungen 12 eingebettet sind.
Die Spulenbauteile 11 sind als Bauteile vorgesehen, an denen die Momentübertragungsleitungen 12 zu umwickeln bzw. zu wickeln sind. Jedes der Spulenbauteile 11 ist beispielsweise, wie in 3 gezeigt ist, aus einer zylindrischen Hülse 111 und einem Bundbauteil 112 gebildet, das an einem Außenumfang der Hülse 111 vorgesehen ist, um eine Bewegung der Momentübertragungsleitung 12 in der Dickenrichtung der flexiblen Kopplung 10 zu beschränken.
Die Spulenbauteile 11 sind an den Verbindungsflanschen 62 der Ausgangswelle 61 des Getriebes 60 oder den Verbindungsflanschen 21 der Antriebswelle 20 über Fixierungshilfsmittel wie Schrauben 41 und Muttern 42, etc. fixiert.
Zylindrische Verbindungsbauteile 14 sind jeweils in eine radial innenwärtige Seite von einem der Spulenbauteile 11 pressgepasst. Ein Endabschnitt von jedem Verbindungsbauteil 14 ist in einen kreisförmigen Aussparungsabschnitt 622 eingepasst, der um ein entsprechendes von Schraubeneinsetzlöchern 621 herum ausgebildet ist, die in den Verbindungsflanschen 62 ausgebildet sind, die an dem hinteren Endabschnitt der Ausgangswelle 61 vorgesehen sind, oder in einen kreisförmigen Aussparungsabschnitt 212, der um ein entsprechendes von Schraubeneinsetzlöchern 211 herum ausgebildet ist, die in den Verbindungsflanschen 21 ausgebildet sind, die an dem vorderen Endabschnitt der Antriebswelle 20 vorgesehen sind. Somit ist eine Position der Spulenbauteile 11 in der Umfangsrichtung relativ zu der Antriebswelle 20 oder der Ausgangswelle 61 über die Verbindungsbauteile 14 definiert.
Wie in 3 gezeigt ist, bestehen die vorstehenden sechs Spulenbauteile 11 aus drei antriebsquellenseitigen Spulenbauteilen 11A, die an den Verbindungsflanschen 62 der Ausgangswelle 61 fixiert sind, und drei antriebsradseitigen Spulenbauteilen 11B, die an den Verbindungsflanschen 21 des vorderen Endabschnitts der Antriebswelle 20 fixiert sind. Die antriebsquellenseitigen Spulenbauteile 11A und die antriebsradseitigen Spulenbauteile 11B sind abwechselnd in der Umfangsrichtung angeordnet.
Die Momentübertragungsleitungen 12 der flexiblen Kopplung 10 sind jeweils in einer Schlaufenweise und in einer mehrlagigen Weise um eines der antriebsquellenseitigen Spulenbauteile 11A und eines der antriebsradseitigen Spulenbauteile 11B gewickelt, das benachbart zu dem vorstehenden einen der antriebsquellenseitigen Spulenbauteile 11A in der Umfangsrichtung ist. Die Momentübertragungsleitungen 12, die hier verwendet werden, sind beispielsweise Leitungen, die aus einem makromolekularen Material gebildet sind, wie beispielsweise Polyester, Nylon, etc., und die eine vorbestimmte Zugfestigkeit haben.
Die Drehmomentübertragungsleitungen 12 bestehen aus positiven Momentübertragungsleitungen 12A (erste Momentübertragungsleitungen), die ein positives Moment übertragen und die eine Spannung tragen, wenn sie ein positives Moment übertragen, und negativen Momentübertragungsleitungen 12B (zweite Momentübertragungsleitungen), die ein negatives Moment übertragen und die eine Spannung tragen, wenn sie ein negatives Moment übertragen. Die positiven Momentübertragungsleitungen 12A und die negativen Momentübertragungsleitungen 12B sind abwechselnd in der Umfangsrichtung angeordnet. In der flexiblen Kopplung 10, die in 3 und 4 gezeigt ist, sind die positiven Momentübertragungsleitungen 12A an einer zentralen Position in der Breite der Spulenbauteile 11 herumgewickelt und die negativen Momentübertragungsleitungen 12B sind an zwei entgegengesetzten Seitenpositionen in der Breite der Spulenbauteile 11 herumgewickelt.
Der ringförmige elastische Körper 13 ist aus beispielsweise einem elastomerischen Material wie Gummi oder dergleichen hergestellt, und ist in eine Ringform geformt, wobei die Spulenbauteile 11 und die Momentübertragungsleitungen 12 in diesem eingebettet sind. Das Loch, das in einem zentralen Abschnitt des ringförmigen elastischen Körpers 13 ausgebildet ist, ist ein Buchseneinsetzloch 131, durch das hindurch eine Buchse 22 und dergleichen einzusetzen ist, wie vorstehend beschrieben ist.
Wie in 3 gezeigt ist, kennzeichnet Bezugszeichen 22 eine zylindrische Buchse, die an einem Endabschnitt der Antriebswelle 20 fixiert ist, und Bezugszeichen 63 kennzeichnet eine innere Welle, die ein Abschnitt der Ausgangswelle 61 des Getriebes 60 ist. Die Buchse 22 und die innere Welle 63 werden in einem Achsenausrichtungsvorgang verwendet, wenn die Ausgangswelle 61 des Getriebes 60 und die Antriebswelle 20 durch die flexible Kopplung 10 verbunden werden.
Die flexible Kopplung 10 hat positive Momentübertragungsleitungen 12A und negative Momentübertragungsleitungen 12B, die gleiche Leitungsdurchmesser haben und aus demselben Material hergestellt sind. Jedoch unterscheiden sich die positiven Momentübertragungsleitungen 12A und die negativen Momentübertragungsleitungen 12B in der Anzahl von Wicklungen und in der Gesamtsumme einer Querschnittsfläche. Es sei hier angemerkt, dass die Gesamtsumme einer Querschnittsfläche (die Querschnittsfläche jeder Momentübertragungsleitung) × (die Anzahl von Wicklungen) × 2 ist. Konkret ist die Anzahl von Wicklungen (die Gesamtsumme einer Querschnittsfläche) der positiven Momentübertragungsleitungen 12A auf der Basis des maximalen Werts des positiven Moments, das die flexible Kopplung 10 überträgt, und eines Sicherheitsfaktors festgelegt. Andererseits ist die Anzahl von Wicklungen (die Gesamtsumme einer Querschnittsfläche) der negativen Momentübertragungsleitungen 12B gestaltet, um weniger als die Anzahl von Wicklungen (die Gesamtsumme der Querschnittsfläche) der positiven Momentübertragungsleitungen 12A zu sein und ist auf der Basis des maximalen Werts des negativen Moments und eines Sicherheitsfaktors festgelegt. Im Allgemeinen ist der maximale Wert des negativen Moments, der bei der Auslegung angenommen wird, weniger als oder gleich wie 1/2 des maximalen Werts des positiven Moments. Deshalb ist in dieser Ausführungsform die Anzahl von Wicklungen (die Gesamtsumme der Querschnittsfläche) der negativen Momentübertragungsleitungen 12B die Hälfte der Anzahl von Wicklungen (die Gesamtsumme der Querschnittsfläche) der positiven Momentübertragungsleitungen 12A.
5 zeigt einen Zustand, in dem der hintere Endabschnitt der Antriebswelle 20 und die Eingangswelle 31 der Differenzialgetriebevorrichtung 30 durch die flexible Kopplung 10 verbunden sind, um miteinander zu drehen.
Die sechs Spulenbauteile 11 der flexiblen Kopplung 10, die in 5 gezeigt sind, bestehen aus drei antriebsquellenseitigen Spulenbauteilen 11A, die an den Verbindungsflanschen 24 des hinteren Endabschnitts der Antriebswelle 20 fixiert sind, und drei antriebsradseitigen Spulenbauteilen 11B, die an den Verbindungsflanschen 32 fixiert sind, die an der Eingangswelle 31 der Differenzialgetriebevorrichtung 30 vorgesehen sind. Darüber hinaus ist die flexible Kopplung 10 mit der Antriebswelle 20 und mit der Eingangswelle 31 so verbunden, dass, wenn die Antriebswelle 20 ein positives Moment überträgt, eine Spannung in den positiven Momentübertragungsleitungen 12A (den ersten Momentübertragungsleitungen) auftritt, deren Anzahl von Wicklungen größer als die der negativen Momentübertragungsleitungen 12B ist, und so, dass, wenn die Antriebswelle 20 ein negatives Moment überträgt, eine Spannung in den negativen Momentübertragungsleitungen 12B (den zweiten Momentübertragungsleitungen) auftritt, deren Anzahl von Wicklungen die kleinere ist.
In 5 stellen Bezugszeichen 211 und 321 Einsetzlöcher für Schrauben 41 dar, die in den Verbindungsflanschen 24 und 32 vorgesehen sind, und Bezugszeichen 212 und 322 stellen kreisförmige Aussparungsabschnitte dar, die um die Einsetzlöcher 24 und 32 herum vorgesehen sind. Wie vorstehend mit Bezug auf 3 beschrieben ist, ist ein Endabschnitt jedes Verbindungsbauteils 14 in einen entsprechenden Abschnitt der kreisförmigen Aussparungsabschnitte 212 und 322 eingepasst. Somit ist in gleicher Weise die Position der Spulenbauteile 11, die über die Verbindungsbauteilen 11 befestigt sind, in der Umfangsrichtung relativ zu der Antriebswelle 20 und der Eingangswelle 31 definiert.
Im Übrigen stellt in 5 ein Bezugszeichen 22 eine zylindrische Buchse dar, die an dem Endabschnitt der Antriebswelle 20 fixiert ist, und Bezugszeichen 33 stellt eine innere Welle dar, die ein Abschnitt der Eingangswelle 31 der Differenzialgetriebevorrichtung 30 ist. Die Buchse 22 und die innere Welle 33 werden in einem Achsenausrichtungsvorgang verwendet, wenn die Antriebswelle 20 und die Eingangswelle 31 der Differenzialgetriebevorrichtung 30 durch die flexible Kopplung 10 verbunden werden.
Im Hinblick auf die anderen in 5 gezeigten Aufbauten, sind die Aufbauten, die im Wesentlichen gleich zu denjenigen sind, die mit Bezug auf 3 beschrieben sind, durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, und die Beschreibung von diesen wird nachstehend weggelassen.
Die Differenzialgetriebevorrichtung 30 ist im Wesentlichen die Gleiche, wie die, die vorstehend in „Beschreibung des Stands der Technik” mit Bezug auf 10 beschrieben ist. Jedoch ist in dieser Ausführungsform die flexible Kopplung 90 des Stands der Technik mit dem Aufbau, der vorstehend mit Bezug auf 10 beschrieben ist, durch die flexible Kopplung 10 gemäß der Erfindung ersetzt, d. h. durch eine flexible Kopplung, in der die Gesamtsumme der Querschnittsfläche der positiven Momentübertragungsleitungen 12A geringer als die Gesamtsumme der Querschnittsfläche der negativen Momentübertragungsleitungen 12B ist.
Wenn das Bewegungsleistungsübertragungsgerät 100, das die flexible Kopplung 10 beinhaltet, ein Drehmoment überträgt, tritt ein Eingriffsübertragungsfehler zwischen dem Hypoidritzel 34 und dem Hypoidhohlrad 35 auf, und der Eingriffsübertragungsfehler verursacht eine eingriffspunkterzeugte Kraft, die als eine schwingungsbewegende Kraft wirkt.
Die eingriffspunkterzeugte Kraft versetzt das Hypoidritzel 34 und das Hypoidhohlrad 35 in Schwingung und versetzt des Weiteren die Antriebswelle 20 in Schwingung, die ein Bewegungsleistungsübertragungsbauteil ist, das mit dem Hypoidritzel 34 und dem Hypoidhohlrad 35 verbunden ist, und versetzt auch die flexible Kopplung 10 und dergleichen in Schwingung, und erregt deshalb eine Torsionsschwingung von diesen. Diese Torsionsschwingung wandelt sich in ausgestrahlten Schall um, der sich in Luft in den Insassenraum ausbreitet, und der sich auch in diesen über Lager der Antriebswelle 20 und dergleichen als ausbreitender Körperschall ausbreitet.
Deshalb, um den Spitzenwert der NV zu dämpfen oder zu verringern, die sich in den Insassenraum ausbreitet, genügt es, den Spitzenwert der eingriffspunkterzeugten Kraft an den Hypoidrädern 34 und 35 zu verringern.
Im Übrigen ist die eingriffspunkterzeugte Kraft Fmesh [N] in der folgenden Gleichung (1) unter Verwendung des Eingriffübertragungsfehlers δTE [m] und der Eingriffspunkt-Compliance Hmesh [m/N] ausgedrückt. Fmesh = δTE/Hmesh (1)
Darüber hinaus ist die Eingriffspunkt-Compliance Hmesh in der folgenden Gleichung (2) unter Verwendung einer Schwingungspunkt-Compliance Hpini, die auftritt, wenn nur das Hypoidritzel 34 durch eine Einheitsschwingungskraft in der Richtung der Eingriffswirklinie in Schwingung versetzt wird, und einer Schwingungspunkt-Compliance Hring ausgedrückt, die auftritt, wenn nur das Hypoidhohlrad 35 in gleicher Weise in Schwingung versetzt wird. Hmesh = Hpini + Hring (2)
Die Schwingungspunkt-Compliance ist eine Frequenzantwortfunktion und hängt von einer Torsionssteifigkeit eines Bauteils ab, das verbunden ist, um einstückig mit dem Hypoidritzel 34 oder dem Hypoidhohlrad 35 zu drehen. Deshalb hängt in dieser Ausführungsform die Schwingungspunkt-Compliance Hpini von der Torsionssteifigkeit der flexiblen Kopplung 10 ab, die mit dem Hypoidritzel 34 verbunden ist, um einstückig mit diesem zu drehen.
Wie es von dem Ausdruck (1) offensichtlich ist, ist es wirksam, den Tiefpunktwert der Eingriffspunkt-Compliance Hmesh zu erhöhen, um den Spitzenwert der eingriffspunkterzeugten Kraft Fmesh zu verringern. In dieser Ausführungsform, um die NV zu verringern, die während einer Übertragung eines negativen Moments auftritt, ist die Torsionssteifigkeit der flexiblen Kopplung 10 während einer Übertragung eines negativen Moments verringert, indem die Gesamtsumme der Querschnittsfläche (Anzahl von Wicklungen) der negativen Momentübertragungsleitungen 12B der flexiblen Kopplung 10 geringer gemacht ist als die Gesamtsumme der Querschnittsfläche (Anzahl von Wicklungen) der positiven Momentübertragungsleitungen 12A (äquivalent zu den negativen Momentübertragungsleitungen der flexiblen Kopplung des Stands der Technik), so dass der Tiefpunktwert der Eingriffspunkt-Compliance Hmesh erhöht wird.
Als Nächstes wird der Grund erklärt, warum der Tiefpunktwert der Eingriffspunkt-Compliance Hmesh durch Verringern der Torsionssteifigkeit der flexiblen Kopplung 10 erhöht wird, die während einer Übertragung eines negativen Moments auftritt. Im Übrigen kennzeichnet in der folgenden Erklärung „n” die Gesamtsumme der Querschnittsfläche der positiven Momentübertragungsleitungen 12A der flexiblen Kopplung 10 gemäß der Erfindung und „n/2” kennzeichnet die Gesamtsumme der Querschnittsfläche der negativen Momentübertragungsleitungen 12B der flexiblen Kopplung 10 gemäß der Erfindung, und „n” kennzeichnet auch die Gesamtsumme der Querschnittsfläche der positiven Momentübertragungsleitungen der flexiblen Kopplung 90 des Stands der Technik, und „n/2” kennzeichnet auch die Gesamtsumme der Querschnittsfläche der negativen Momentübertragungsleitungen der flexiblen Kopplung 90 des Stands der Technik. Der Wert „n” ist ein vorbestimmter Wert.
6 zeigt Frequenzcharakteristiken der Schwingungspunkt-Compliance Hpini des Hypoidritzels 34 und der Schwingungspunkt-Compliance Hring des Hypoidhohlrads 35 während einer Übertragung eines negativen Moments, die mit Hilfe von FEM (finite Elemente Methode) bestimmt wurden. In 6 zeigt die vertikale Achse den logarithmischen Wert der Schwingungspunkt-Compliance (20log₁₀Hpini oder 20log₁₀Hring), und die horizontale Achse zeigt die Frequenz (Hz).
In 6 zeigt die Kurve Hring die Frequenzcharakteristik der Schwingungspunkt-Compliance Hring des Hypoidhohlrads 35. Diese Kurve Hring bildet einen Spitzenwert bei einer Frequenz H1 und nimmt im Allgemeinen ab, wenn sich die Frequenz über die Frequenz H1 erhöht. Darüber hinaus zeigt die Kurve Hpini1, die durch eine Zweipunktstrichlinie gezeigt ist, die Frequenzcharakteristik der Schwingungspunkt-Compliance des Hypoidritzels 34 in dem Fall, in dem in dem Bewegungsleistungsübertragungsgerät 100 gemäß der Erfindung die flexiblen Kopplungen 10 gemäß der Erfindung, die zum Verbinden der zwei entgegengesetzten Enden der Antriebswelle 20 mit anderen Übertragungsbauteilen vorgesehen sind, durch die flexiblen Kopplungen 90 des Stands der Technik ersetzt sind. Diese Kurve Hpini1 bildet einen Tiefpunktwert bei einer Frequenz H2 und bildet einen Spitzenwert bei einer Frequenz H3. Die Kurve Hpini2, die durch eine durchgehende Linie gezeigt ist, zeigt die Frequenzcharakteristik der Schwingungspunkt-Compliance des Hypoidritzels 34 in dem Fall, in dem die flexiblen Kopplungen 10 gemäß der Erfindung als flexible Kopplungen zum Verbinden der zwei Endabschnitte der Antriebswelle 20 mit anderen Übertragungsbauteilen angewendet sind (d. h. in dem Fall, in dem das Bewegungsleistungsübertragungsgerät 100 gemäß der Erfindung ausgebildet ist). Diese Kurve Hpini 2 bildet einen Tiefpunktwert bei einer Frequenz H4 und bildet einen Spitzenwert bei einer Frequenz H5.
Dann ändert sich die Frequenzcharakteristik der Schwingungspunkt-Compliance des Hypoidritzels 34 von der Kurve Hpini1 zu der niedrigeren Frequenzseite und wird so, wie durch die Kurve Hpini2 gezeigt ist, falls die Gesamtsumme der Querschnittsfläche der negativen Momentübertragungsleitungen halbiert ist und die Torsionssteifigkeit der flexiblen Kopplung 10 während einer Übertragung eines negativen Moments verringert ist. Als eine Folge ändert sich auch die Frequenzcharakteristik der Eingriffspunkt-Compliance Hmesh, die die Beziehung des Ausdrucks (2) erfüllt.
7 ist ein Graph, der die vorstehende Änderung der Frequenzcharakteristik der Eingriffspunkte-Compliance Hmesh darstellt. Eine Kurve S1 in 7 zeigt die Frequenzcharakteristik der Eingriffspunkt-Compliance der Hypoidräder 34 und 35 in dem Bewegungsleistungsübertragungsgerät 100 gemäß der Erfindung. Darüber hinaus zeigt eine Kurve S2 die Frequenzcharakteristik der Eingriffspunkt-Compliance der Hypoidräder 34 und 35 in dem Fall, in dem in dem Bewegungsleistungsübertragungsgerät 100 gemäß der Erfindung die zwei flexiblen Kopplungen 10 durch flexible Kopplungen 10 des Stands der Technik ersetzt sind. Im Übrigen zeigt in 7 die vertikale Achse den logarithmischen Wert der Eingriffspunkt-Compliance (20log₁₀Hmesh) und die horizontale Achse zeigt die Frequenz (Hz).
Falls die Frequenzcharakteristik der Schwingungspunkt-Compliance des Hypoidritzels 34 sich von der Kurve Hpini1 zu der Seite der niedrigeren Frequenz ändert und wird, wie durch die Kurve Hpini2 gezeigt ist, wie in 6 gezeigt ist, ändert sich die Frequenzcharakteristik der Eingriffspunkt-Compliance Hmesh, die in 7 gezeigt ist, von der Kurve S2 zu der Kurve S1, was eine Änderung von einem Tiefpunktwert bei einer Frequenz H6 zu einem erhöhten Tiefpunktwert bei einer Frequenz H7 beinhaltet.
Falls der Tiefpunktwert der Frequenzcharakteristik der Eingriffspunkt-Compliance Hmesh in der vorstehenden Weise erhöht wird, wird der Spitzenwert der eingriffspunkterzeugten Kraft Fmesh, die eine reziproke Zahl der Eingriffspunkt-Compliance Hmesh ist, verringert, wie in 8 gezeigt ist. Das heißt 8 zeigt die Frequenzcharakteristik der eingriffspunkterzeugten Kraft Fmesh der Hypoidräder 34 und 35, die während einer Übertragung eines negativen Moments auftritt. 8 zeigt eine Kurve S1A die Frequenzcharakteristik der eingriffspunkterzeugten Kraft Fmesh der Hypoidräder 34 und 35 in dem Bewegungsleistungsübertragungsgerät 100 gemäß der Erfindung. Darüber hinaus zeigt eine Kurve S2A die Frequenzcharakteristik der eingriffspunkterzeugten Kraft Fmesh der Hypoidräder 34 und 35 in dem Fall, in dem in dem Bewegungsleistungsübertragungsgerät 100 gemäß der Erfindung die zwei flexiblen Kopplungen 10 durch flexible Kopplungen 90 des Stands der Technik ersetzt sind. Im Übrigen ist beim Finden der Frequenzcharakteristik der Eingriffspunkt-Compliance Hmesh, die in 8 gezeigt ist, der Eingriffsübertragungsfehler δTE als eine Konstante (beispielsweise „1”) festgelegt. Im Übrigen zeigt in 8 die vertikale Achse den logarithmischen Wert der eingriffspunkterzeugten Kraft (20log₁₀Fmesh) und die horizontale Achse zeigt die Frequenz (Hz).
Wie es von der vorstehenden Beschreibung offensichtlich ist, wird die Torsionssteifigkeit der flexiblen Kopplung 10 während einer Übertragung eines negativen Moments durch Verringern der Gesamtsumme der Querschnittsfläche der negativen Momentübertragungsleitungen der flexiblen Kopplung auf die Hälfte von der im Stand der Technik verringert, so dass der Spitzenwert der eingriffspunkterzeugten Kraft Fmesh beschränkt wird. Als eine Folge wird der Spitzenwert der NV, die sich in den Insassenraum ausbreitet, auch beschränkt.
Im Übrigen, falls die Kurve Hpini2, die die Frequenzcharakteristik der Schwingungspunkt-Compliance des Hypoidritzels 34 darstellt, wie in 6 gezeigt ist, weiter zu der Seite der niedrigeren Frequenz durch weiteres Verringern der Gesamtsumme der Querschnittsfläche der negativen Momentübertragungsleitungen 12B verschoben wird, verringert sich der Tiefpunktwert der Eingriffspunkt-Compliance Hmesh zu einem gewissen Ausmaß. Falls jedoch die Gesamtsumme der Querschnittsfläche der negativen Momentübertragungsleitungen 12B weiter über einen gewissen Bereich hinaus kleiner gemacht wird, kann der Tiefpunktwert der Eingriffspunkt-Compliance Hmesh manchmal eine Umkehr nach oben annehmen.
Deshalb ist es wünschenswert, die Gesamtsumme der Querschnittsfläche der negativen Momentübertragungsleitungen 12B so festzulegen, dass der Tiefpunktwert der eingriffspunkterzeugten Compliance Hmesh sich innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereichs maximiert (beispielsweise von 200 Hz bis 1000 Hz), d. h. so, dass der Spitzenwert der eingriffspunkterzeugten Kraft Fmesh einen Minimumwert innerhalb des gleichen Frequenzbereichs erreicht, und zwar durch Ausführen einer Berechnungstechnik gemäß der FEM oder dergleichen oder durch Durchführen von Experimenten oder dergleichen. Natürlich ist es eine Voraussetzung, dass die festgelegte Gesamtsumme der Querschnittsfläche der negativen Momentübertragungsleitungen 12B innerhalb eines Bereichs ist, der die Auslegungsfestigkeit erfüllt, die für die negativen Momentübertragungsleitungen 12B erfordert ist.
Darüber hinaus übertragen in der flexiblen Kopplung 10 gemäß der Erfindung die Momentübertragungsleitungen 12A, deren Gesamtsumme der Querschnittsfläche die größere ist, ein positives Moment, und die Momentübertragungsleitungen 12B, deren Gesamtsumme der Querschnittsfläche die kleinere ist, übertragen ein negatives Moment; deshalb wird die größer-als-notwendig Auslegungsfestigkeit der negativen Momentübertragungsleitungen, die vorstehend als ein Problem der flexiblen Kopplung 90 des Stands der Technik genannt ist, abgemildert.
In 9 zeigt eine Kurve S3A die Frequenzcharakteristik der eingriffspunkterzeugten Kraft Fmesh der Hypoidräder 34 und 35 in dem Fall, in dem, in dem Bewegungsleistungsübertragungsgerät 100 gemäß der Erfindung, die flexible Kopplung 10 gemäß der Erfindung zwischen der Antriebswelle 20 und der Ausgangswelle 61 des Getriebes 60 angewendet ist und die flexible Kopplung 90 des Stands der Technik zwischen der Antriebswelle 20 und der Eingangswelle 31 der Differenzialgetriebevorrichtung 30 angewendet ist. Darüber hinaus zeigt eine Kurve S4A in 9 die Frequenzcharakteristik der eingriffspunkterzeugten Kraft Fmesh der Hypoidräder 34 und 35 in dem Fall, in dem, in dem Bewegungsleistungsübertragungsgerät 100 gemäß der Erfindung, die flexible Kopplung 90 des Stands der Technik zwischen der Antriebswelle 20 und der Ausgangswelle 61 des Getriebes 60 angewendet ist und die flexible Kopplung 10 gemäß der Erfindung zwischen der Antriebswelle 20 und der Eingangswelle 31 der Differenzialgetriebevorrichtung 30 angewendet ist. Darüber hinaus ist die Kurve S2A in 9 die gleiche wie die Kurve S2A, die vorstehend mit Bezug auf 8 beschrieben ist. Im Übrigen werden die Frequenzcharakteristiken der vorstehenden eingriffspunkterzeugten Kräfte Fmesh in 9 auch mit Hilfe von FEM herausgefunden. Die vertikale Achse repräsentiert den logarithmischen Wert der eingriffspunkterzeugten Kraft (20log₁₀Fmesh) und die horizontale Achse zeigt die Frequenz (Hz), wie in 8.
Wie in 9 gezeigt ist, sind im Hinblick auf die Spitzenwerte der Kurve S2A und der Kurven S3A und S4A, der Spitzenwert der Kurve S3A bei einer Frequenz H9 und der Spitzenwert der Kurve S4A bei einer Frequenz H10 niedriger als der Spitzenwert der Kurve S2A bei der Frequenz H6. Daher kann man sagen, dass es möglich ist, den Spitzenwert der NV durch Anwenden der flexiblen Kopplung 10 gemäß der Erfindung auf wenigstens eine der zwei flexiblen Kopplungen zu verringern, die zum Verbinden der zwei entgegengesetzten Enden der Antriebswelle 20 mit Übertragungsbauteilen wie einer Welle und dergleichen vorgesehen sind.
In der vorstehenden Ausführungsform, obwohl in der flexiblen Kopplung 10 gemäß der Erfindung die Gesamtsumme der Querschnittsfläche der negativen Momentübertragungsleitungen 12B kleiner festgelegt ist als die Gesamtsumme der Querschnittsfläche der positiven Momentübertragungsleitungen 12A, so dass die Torsionssteifigkeit während der Übertragung eines negativen Moments geringer als die Torsionssteifigkeit während einer Übertragung eines positiven Moments ist, kann der vorstehende Unterschied der Torsionssteifigkeit zwischen während einer Übertragung eines positiven Moments und während einer Übertragung eines negativen Moments auch dadurch realisiert werden, dass die anderen Charakteristiken oder Merkmale (beispielsweise das Material der Momentübertragungsleitungen 12, die Anzahl von Wicklungen von diesen, etc.) zwischen den positiven Momentübertragungsleitungen 12A und den negativen Momentübertragungsleitungen 12B unterschiedlich gemacht wird.
Die Erfindung ist auf beispielsweise flexible Kopplungen, die an den Verbindungsabschnitten der Antriebswelle eines Motorfahrzeugs angeordnet sind, und auf ein Bewegungsleistungsübertragungsgerät anwendbar, das solche flexiblen Kopplungen hat.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2003-28189 [0002, 0003, 0003, 0004]
JP 2003-28189 A [0002, 0003, 0003, 0004]

Claims

Flexible Kopplung mit: wenigstens vier Spulenbauteilen, die in gleichen Abständen an einem Umfang um eine Drehachse herum angeordnet sind; Momentübertragungsleitungen, die um Spulenbauteile der wenigstens vier Spulenbauteile gewickelt sind, die in einer Umfangsrichtung benachbart zueinander sind; und einem ringförmigen elastischen Körper, in dem die Spulenbauteile und die Momentübertragungsleitungen eingebettet sind, wobei die flexible Kopplung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Momentübertragungsleitungen erste Momentübertragungsleitungen und zweite Momentübertragungsleitungen umfassen, die in der Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet sind, und Charakteristiken der ersten Momentübertragungsleitungen und der zweiten Momentübertragungsleitungen so festgelegt sind, dass eine Torsionssteifigkeit niedriger ist, wenn die zweiten Momentübertragungsleitungen ein Moment übertragen, als wenn die ersten Momentübertragungsleitungen ein Moment übertragen.
Flexible Kopplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gesamtsumme einer Querschnittsfläche der zweiten Momentübertragungsleitungen geringer gemacht ist als eine Gesamtsumme einer Querschnittsfläche der ersten Momentübertragungsleitungen, so dass die Torsionssteifigkeit niedriger ist, wenn die zweiten Momentübertragungsleitungen ein Moment übertragen, als wenn die ersten Momentübertragungsleitungen ein Moment übertragen.
Flexible Kopplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser der ersten Momentübertragungsleitungen und ein Durchmesser der zweiten Momentübertragungsleitungen gleich zueinander sind und eine Anzahl von Wicklungen der zweiten Momentübertragungsleitungen geringer ist als eine Anzahl von Wicklungen der ersten Momentübertragungsleitungen.
Bewegungsleistungsübertragungsgerät mit: der flexiblen Kopplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3; einer antriebsquellenseitigen Drehwelle und einer antriebsradseitigen Drehwelle, die durch die flexible Kopplung verbunden sind, um miteinander zu drehen; und einer Getriebevorrichtung, die mit einer Drehwelle verbunden ist, die eine Welle von der antriebsquellenseitigen Drehwelle und der antriebsradseitigen Drehwelle ist, um zusammen mit der Drehwelle zu drehen, wobei das Bewegungsleistungsübertragungsgerät dadurch gekennzeichnet ist, dass die Spulenbauteile in der Umfangsrichtung abwechselnd an der antriebsquellenseitigen Drehwelle und der antriebsradseitigen Drehwelle fixiert sind, so dass die ersten Momentübertragungsleitungen ein positives Moment übertragen und die zweiten Momentübertragungsleitungen ein negatives Moment übertragen.
Bewegungsleistungsübertragungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebevorrichtung ein Hypoidrad hat, dessen Eingriffsübertragungsfehler während einer Übertragung des negativen Moments größer ist als während einer Übertragung des positiven Moments.
Bewegungsleistungsübertragungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtsumme der Querschnittsfläche der zweiten Momentübertragungsleitungen festgelegt ist, um einen Spitzenwert einer Frequenzantwortcharakteristik einer eingriffspunkterzeugten Kraft des Hypoidrads zu minimieren.
Bewegungsleistungsübertragungsgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebevorrichtung ein Getriebe ist, das zwischen einer Antriebsquelle und der Antriebsquellendrehwelle vorgesehen ist.
Bewegungsleistungsübertragungsgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die flexible Kopplung angeordnet ist, um die antriebsradseitige Drehwelle und die antriebsquellenseitige Drehwelle zu verbinden, die mit dem Getriebe verbunden ist.
Bewegungsleistungsübertragungsgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebevorrichtung eine Differenzialgetriebevorrichtung ist, die zwischen der antriebsradseitigen Drehwelle und einem Antriebsrad vorgesehen ist.
Bewegungsleistungsübertragungsgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die flexible Kopplung angeordnet ist, um die antriebsquellenseitige Drehwelle und die antriebsradseitige Drehwelle zu verbinden, die mit der Differenzialgetriebevorrichtung verbunden ist.
Bewegungsleistungsübertragungsgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungsleistungsübertragungsgerät zwei flexible Kopplungen hat, die folgende sind: die flexible Kopplung, die angeordnet ist, um die antriebsquellenseitige Drehwelle und die antriebsradseitige Drehwelle zu verbinden, die mit der Differenzialgetriebevorrichtung verbunden ist; und die flexible Kopplung, die angeordnet ist, um die antriebsradseitige Drehwelle und die antriebsquellenseitige Drehwelle zu verbinden, die mit dem Getriebe verbunden ist.