JP2002147484A - トルク伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トルク変動を十分に吸収しつつ、大きなトル
クを伝達することができるようにする。 【解決手段】 センターハブ１３に対してプーリ本体１
１が相対的に回転して、その相対回転角αが所定の相対
回転角α１に達する（隙間δが消滅する）までは、主に
第１ダンパー１４ａを圧縮変形させ、相対回転角αが所
定の相対回転角α１に達した（隙間δが消滅した）後
は、第１ダンパー１４ａと第２ダンパー１４ｂとで圧縮
荷重（伝達トルク）を分担してトルクを伝達する。これ
により、相対回転角αと伝達トルクとは、非線形特性を
有することとなるので、大きなトルクがプーリ１０に作
用しても、ダンパー１４が弾性限界を超えてしまうこと
を防止できる。延いては、大きなトルクを伝達しつつ、
トルク変動を十分に吸収することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両に配設される
オルタネータや圧縮機等の回転機器（補機）にエンジン
等の駆動源からのトルクを伝達するトルク伝達装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】エンジ
ンから動力を得て稼働している圧縮機等の回転機器は、
エンジンの負荷が変動すると、圧縮機等に供給されるト
ルクが変動してしまう。そして、供給されるトルクが変
動すると、可動部分が振動してしまい、異音が発生する
おそれがある。

【０００３】この問題に対しては、エンジン等の駆動源
から圧縮機等の回転機器に至る動力の伝達経路中に、ゴ
ム等の弾性材からなトルク伝達部材を介在させることに
より、トルク変動を吸収するといった手段が考えられ
る。

【０００４】このとき、トルク変動を十分に吸収するに
は、トルク伝達部材の弾性係数を小さくすることが望ま
しいが、弾性係数を小さくすると、大きなトルクを伝達
することが難しくなるとともに、トルク伝達部材の弾性
限界を超えてしまうおそれが高いので、トルク伝達部材
の耐久性が低下するおそれがある。

【０００５】本発明は、上記点に鑑み、トルク変動を十
分に吸収しつつ、大きなトルクを伝達することができる
ようにすること目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、請求項１に記載の発明では、駆動源（Ｅ
／Ｇ）からのトルクを受けて回転する第１回転体（１
１）と、回転機器（１）の回転部に連結されて回転部と
共に回転するとともに、第１回転体（１１）と同軸状に
配設された第２回転体（１３）と、圧縮変形することに
より第１回転体（１１）が受けたトルクを第２回転体
（１３）に伝達する弾性変形可能なトルク伝達部材（１
４ａ、１４ｂ）とを備え、トルク伝達部材（１４ａ、１
４ｂ）は、同一の空間（１１ｃ）内に収納された、圧縮
荷重方向と略平行な部位の寸法が異なる第１、２伝達部
材（１４ａ、１４ｂ）を有し構成され、さらに、第２回
転体（１３）に対する第１回転体（１１）の相対回転角
（α）が所定回転角（α１）以下のときには、主に第１
伝達部材（１４ａ）が圧縮変形することによりトルクを
伝達し、相対回転角（α）が所定回転角（α１）を上回
ったときには、第１、２伝達部材（１４ａ、１４ｂ）に
て圧縮荷重を分担して受けることによりトルクを伝達す
ることを特徴とする。

【０００７】これにより、相対回転角（α）と第１回転
体（１１）から第２回転体（１３）に伝達されるトルク
（伝達トルク）との関係は、相対回転角（α）が所定の
相対回転角（α１）に達した時を境に大きくなるような
特性（非線形特性）を有することとなる。

【０００８】ここで、圧縮変形率とは、相対回転角
（α）に対する伝達トルク（圧縮荷重）Ｔの変化率を意
味するもので、圧縮変形率が大きくなると、相対回転角
（α）に対する伝達トルクＴが大きくなる。

【０００９】したがって、本発明によれば、大きなトル
クがトルク伝達装置に作用しても、トルク伝達部材（１
４ａ、１４ｂ）が弾性限界を超えてしまうことを防止で
きるので、大きなトルクを伝達しつつ、トルク変動を十
分に吸収することができる。

【００１０】なお、請求項２に記載の発明のごとく、第
２伝達部材（１４ｂ）の圧縮変形率（ｋ２）と、第１伝
達部材（１４ａ）の圧縮変形率（ｋ１）とを相違させて
もよい。

【００１１】また、請求項３に記載の発明のごとく、第
１伝達部材（１４ａ）をコイル状に形成された金属バネ
とし、さらに、第２伝達部材（１４ｂ）をゴム又はエラ
ストマーにて形成してバネ座を兼ねさせてもよい。

【００１２】因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。

【００１３】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）本実施形態は、
走行用エンジンからの動力を車両用空調装置の圧縮機に
伝達するトルク伝達装置に本発明を適用したものであっ
て、図１は車両用空調装置（冷凍サイクル）の模式図で
ある。

【００１４】図１中、１は冷媒を吸入圧縮する可変容量
型の圧縮機であり、２は圧縮機１から吐出される冷媒を
冷却（凝縮）させる放熱器（凝縮器）である。３は放熱
器２から流出する冷媒を減圧する減圧器であり、４は減
圧器３にて減圧された冷媒を蒸発させることにより冷凍
能力（冷房能力）を発揮する蒸発器である。

【００１５】なお、本実施形態では、減圧器３として、
蒸発器４の出口側冷媒（圧縮機１の吸入側冷媒）が所定
の加熱度を有するように開度を調節する温度式膨張弁を
採用している。

【００１６】そして、１０は、Ｖベルト（図示せず。）
を介して伝達されたエンジンＥ／Ｇの動力を圧縮機１に
伝達するプーリ一体型のトルク伝達装置（以下、プーリ
と略す。）であり、以下、プーリ１０について述べる。

【００１７】図２は本実施形態に係るプーリの断面図で
あり、１１はＶベルトが掛けられるＶ溝１１ａが形成さ
れた金属製のプーリ本体（第１回転体）であり、このプ
ーリ本体１１はエンジンＥ／Ｇ（駆動源）からトルク
（駆動力）を受けて回転する。

【００１８】なお、１２は圧縮機１のシャフト（図示せ
ず。）と同軸状にプーリ本体１１（プーリ１０）を回転
可能に支持するラジアルベアリング（軸受）であり、こ
のラジアルベアリングのアウターレース（外輪）１２ａ
側がプーリ本体１１に圧入固定され、インナーレース
（内輪）１２ｂに圧縮機１のフロントハウジング（図示
せず。）が挿入される。これにより、Ｖベルトのテンシ
ョン（張力）によるラジアル荷重をシャフトにて受ける
ことなく、圧縮機１のフロントハウジングにて受けるこ
とができる。

【００１９】また、１３は圧縮機（回転機器）１のシャ
フト（回転部）に連結されてシャフトと共に回転するセ
ンターハブ（第２回転体）である。そして、このセンタ
ーハブ１３は、シャフトの外周面に形成された雄ねじと
結合する雌ねじが形成された円筒内周面を有する円筒部
１３ａ、プーリ本体１１から供給されるトルクを受ける
複数個の突起部１３ｂが形成された環状部１３ｃ、及び
環状部１３ｃと円筒部１３ａとを機械的に連結して環状
部１３ｃから円筒部１３ａにトルクを伝達するフランジ
部１３ｄから構成されている。

【００２０】なお、円筒部１３ａ及びフランジ部１３ｄ
は金属にて一体成形され、環状部１３ｃは樹脂にて成型
されており、フランジ部１３ｄと環状部１３ｃとはイン
サート成形法により一体化されている。

【００２１】ところで、プーリ本体１１のうち環状部１
３ｃに対応する部位には、図３に示すように、プーリ本
体１１から環状部１３ｃ（センターハブ１３）側に向け
て突出する複数個の突起部１１ｂが一体形成されてお
り、プーリ本体１１及びセンターハブ１３（プーリ１
０）が圧縮機１に装着された状態においては、センター
ハブ１３の突起部１３ｂとプーリ本体１１の突起部１１
ｂとは、シャフト（回転軸）周り（円周方向）に交互に
位置する。

【００２２】そして、両突起部１１ｂ、１３ｂ間に形成
された略箱状の空間１１ｃには、プーリ本体１１が受け
たトルクをセンターハブ１３に伝達するトルク伝達部材
（以下、ダンパーと呼ぶ。）１４が配設されており、こ
のダンパー１４は、金属にてコイル状に形成されたコイ
ルバネ１４ａ（第１伝達部材）、及びコイルバネ１４ａ
を保持するバネ座を兼ねる弾性変形可能な材質（本実施
形態では、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン三
元共重合ゴム））からなブロック体（固まり）状のゴム
ダンパー（第２伝達部材）１４ｂを１つの空間１１ｃに
収納することにより構成されいる。なお、以下、コイル
バネ１４ａを第１ダンパー１４ａと呼び、ゴムダンパー
１４ｂを第２ダンパー１４ｂと呼ぶ。

【００２３】このとき、第１ダンパー１４ａのうち圧縮
荷重方向（円周方向）と略平行な部位の寸法θ１は、第
２ダンパー１４ｂのうち圧縮荷重方向（円周方向）と略
平行な部位の寸法θ２より大きくなっているとともに、
第２ダンパー１４ｂが圧縮変形する前の状態（プーリ本
体１１にトルクが作用する前の状態）においては、空間
１１ｃの内壁１１ｄは、圧縮荷重方向（円周方向）にお
いて第２ダンパー１４ｂと所定の隙間δを有して離隔し
ている。

【００２４】次に、本実施形態の特徴を述べる。

【００２５】本実施形態によれば、第２ダンパー１４ｂ
が圧縮変形する前の状態（プーリ本体１１にトルクが作
用する前の状態）においては、第２空間１１２の内壁１
１２ａは、圧縮荷重方向（円周方向）において第２ダン
パー１４ｂと所定の隙間δを有して離隔しているので、
プーリ本体１１にトルクが作用し、センターハブ１３に
対してプーリ本体１１が相対的に回転すると、その相対
回転角αが所定の相対回転角α１に達する（隙間δが消
滅する）までは、主に第１ダンパー１４ａが圧縮変形す
ることによりトルクが伝達される。

【００２６】そして、第１ダンパー１４ａが所定量以上
圧縮変形して相対回転角αが所定の相対回転角α１に達
する（隙間δが消滅する）と、第１ダンパー１４ａと第
２ダンパー１４ｂとが共に圧縮変形して、両ダンパー１
４ａ、１４ｂにて圧縮荷重（伝達トルク）を分担してト
ルクを伝達する。

【００２７】したがって、相対回転角αとプーリ本体１
１からセンターハブ１３に伝達されるトルク（伝達トル
ク）との関係は、図４に示すように、ダンパー１４の圧
縮変形率ｋが隙間δが潰れた時（相対回転角αが所定の
相対回転角α１に達した時）を境に大きくなるような特
性（非線形特性）を有することとなる。

【００２８】つまり、隙間δが潰れ前はダンパー１４の
圧縮変形率ｋは、第１ダンパー１４ａ単体の圧縮変形率
ｋ１と略等しくなり、隙間δが潰れた後は、第１ダンパ
ー１４ａ単体の圧縮変形率ｋ１と第２ダンパー１４ｂ単
体の圧縮変形率ｋ２と並列和（ｋ＝ｋ１＋ｋ２）とな
る。

【００２９】ここで、圧縮変形率ｋとは、相対回転角α
に対する伝達トルク（圧縮荷重）Ｔの変化率（ΔＴ／Δ
α）を意味するもので、圧縮変形率が大きくなると、相
対回転角αに対する伝達トルクＴが大きくなる。

【００３０】なお、図４中、一転鎖線は第１ダンパー１
４ａ単独の圧縮変形率ｋ１を示して、二転鎖線は第２ダ
ンパー１４ｂ単独の圧縮変形率ｋ２を示しており、本実
施形態では、圧縮変形率ｋ１は圧縮変形率ｋ２より小さ
い。

【００３１】このため、本実施形態によれば、大きなト
ルクがプーリ１０に作用しても、ダンパー１４が弾性限
界を超えてしまうことを防止できるので、大きなトルク
を伝達しつつ、トルク変動を十分に吸収することができ
る。

【００３２】（その他の実施形態）上述の実施形態で
は、第２ダンパー１４ｂをゴム（ＥＰＤＭ）製とした
が、本発明はこれに限定されるものではなく、エラスト
マー、樹脂及び金属等のその他材料にて構成してもよ
い。

【００３３】また、上述の実施形態では、第１ダンパー
１４ａをコイル状の金属バネとしたが本発明はこれに限
定されるものではなく、その他の形状及び材質としても
よい。

【００３４】また、上述の実施形態では、圧縮機１にト
ルクを伝達するプーリ１０に本発明を適用したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、その他のトルク伝
達装置にも適用することができる。

【００３５】また、上述の実施形態では、圧縮変形率ｋ
１が圧縮変形率ｋ２より小さくなるように、両圧縮変形
率ｋ１、ｋ２を相違させたが、本発明はこれに限定され
るものではなく、両圧縮変形率ｋ１、ｋ２を同一とす
る、又は圧縮変形率ｋ１を圧縮変形率ｋ２より大きくし
てもよい。

【００３６】また、上述の実施形態では、第２ダンパー
１４ｂは、第１ダンパー（コイルバネ）１４ａを保持す
るバネ座を兼ねていたが、本発明はこれに限定されるも
のでななく、専用のバネ座を設けて第２ダンパー１４ｂ
をトルク変動を吸収する専用部材としてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る車両用空調装置（冷凍
サイクル）の模式図である。

【図２】本発明の第実施形態に係るプーリの断面図であ
る。

【図３】本発明の第実施形態に係るプーリのプーリ本体
の正面図である。

【図４】本発明の第実施形態に係るダンパーの特性を示
す特性図である。

【符号の説明】

１０…プーリ、１１…プーリ本体、１１ｂ…プーリ側突
起部、１３ｂ…ハブ側突起部、１４…ダンパー（トルク
伝達部材）、１４ａ…第１ダンパー（第１伝達部材）、
１４ｂ…第２ダンパー（第２伝達部材）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 誠 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 佐伯 学 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 黒畑 清 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に配設される回転機器（１）に駆動
   源（Ｅ／Ｇ）からのトルクを伝達するトルク伝達装置で
   あって、 前記駆動源（Ｅ／Ｇ）からのトルクを受けて回転する第
   １回転体（１１）と、 前記回転機器（１）の回転部に連結されて前記回転部と
   共に回転するとともに、前記第１回転体（１１）と同軸
   状に配設された第２回転体（１３）と、 圧縮変形することにより前記第１回転体（１１）が受け
   たトルクを前記第２回転体（１３）に伝達する弾性変形
   可能なトルク伝達部材（１４ａ、１４ｂ）とを備え、 前記トルク伝達部材（１４ａ、１４ｂ）は、同一の空間
   （１１ｃ）内に収納された、圧縮荷重方向と略平行な部
   位の寸法が異なる第１、２伝達部材（１４ａ、１４ｂ）
   を有し構成され、 さらに、前記第２回転体（１３）に対する前記第１回転
   体（１１）の相対回転角（α）が所定回転角（α１）以
   下のときには、主に前記第１伝達部材（１４ａ）が圧縮
   変形することによりトルクを伝達し、前記相対回転角
   （α）が前記所定回転角（α１）を上回ったときには、
   前記第１、２伝達部材（１４ａ、１４ｂ）にて圧縮荷重
   を分担して受けることによりトルクを伝達することを特
   徴とするトルク伝達装置。
2. 【請求項２】 前記第２伝達部材（１４ｂ）の圧縮変形
   率（ｋ２）と、前記第１伝達部材（１４ａ）の圧縮変形
   率（ｋ１）とが相違していることを特徴とする請求項１
   に記載のトルク伝達装置。
3. 【請求項３】 前記第１伝達部材（１４ａ）はコイル状
   に形成された金属バネであり、 さらに、前記第２伝達部材（１４ｂ）はゴム又はエラス
   トマーにて形成されて、前記金属バネを保持するバネ座
   を兼ねていることを特徴とする請求項１又は２に記載の
   トルク伝達装置。