JP2002147485A - 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】 ダンパー１４のうち、正転の向きのトル
クが作用する第１変形部１４ａの第１弾性係数ｋ１（＝
ΔＴ／Δθ）を逆転の向きのトルクが作用する第２変形
部１４ａの第２弾性係数ｋ２より大きくする。これによ
り、圧縮機１が稼動して必要トルクが大きくなっても、
ダンパー１４が弾性限界を超えてしまうことを防止しな
がら大きなトルクを伝達し、かつ、トルク変動を十分に
吸収することができる。一方、吐出容量が減少して必要
トルクが小さくなったときには、弾性係数Ｋが小さい第
２変形部１４ｂにてトルク変動を吸収することができ
る。したがって、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。

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】また、圧縮機やパワーステアリング用ポン
プ等の回転機器（補機）は、回転機器側で必要とするト
ルク（以下、このトルクを必要トルクと呼ぶ。）が大き
く変化するので、必要トルクが大きい状態でトルク変動
を吸収する場合と必要トルクが小さい状態でトルク変動
を吸収する場合とで、トルク伝達部材に作用するトルク
（圧縮負荷）が大きく異なる。

【０００６】このため、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単純に配設するといった
手段では、必要トルクが大きい場合及び必要トルクが小
さい場合の両場合において、トルク変動を十分に吸収す
ることが難しい。

【０００７】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。

【０００８】

【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、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（１４）とを備え、トルク伝達
部材（１４）は、第１回転体（１１）が第２回転体（１
３）に対して正転の向きに第１所定角度（θ１）以上回
転したときにおける、第１回転体（１１）の相対回転角
（θ）に対する伝達トルクの変化率（Ｋ）が、第１回転
体（１１）が第２回転体（１３）に対して逆転の向き
に、第１所定角度（θ１）より小さい第２所定値（θ
２）以下回転したときにおける変化率（Ｋ）に比べて大
きくなるように設定されていることを特徴とする。

【０００９】これにより、回転機器（１）の必要トルク
が大きくなっても、トルク伝達部材（１４）が弾性限界
を超えてしまうことを防止しながら大きなトルクを伝達
し、かつ、トルク変動を十分に吸収することができる。

【００１０】一方、必要トルクが小さくなったときに
は、変化率（Ｋ）が小さい状態となってトルク変動を吸
収することができるので、必要トルクが小さいときであ
っても、トルク変動を十分に吸収することができる。

【００１１】以上に述べたように、本発明によれば、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。

【００１２】なお、請求項２に記載の発明のごとく、ト
ルク伝達部材（１４）は、第２回転体（１３）に対して
第１回転体（１１）が正転の向きに回転したときに圧縮
変形する第１変形部（１４ａ）と、第２回転体（１３）
に対して第１回転体（１１）が逆転の向きに回転したと
きに圧縮変形する第２変形部（１４ｂ）とを有して構成
し、さらに、第２変形部（１４ｂ）に穴部（１４ｄ）を
設けて、請求項１に記載の発明を実施してもよい。

【００１３】また、請求項３に記載の発明のごとく、相
対回転角（θ）が大きくなるほど、変化率（Ｋ）が大き
くなるように第１変形部（１４ａ）を設定すれば、必要
トルクが小さいときのトルク変動をより確実に吸収する
ことができる。

【００１４】請求項４に記載の発明では、トルク伝達部
材（１４）は円周方向に複数個配設されており、これら
複数個のトルク伝達部材（１４）は、連結部材（１４
ｇ）を介して連結されていることを特徴とする。

【００１５】これにより、トルク伝達部材（１４）を容
易に（少ない組み付け工数にて）トルク伝達装置に組み
込むことができるなお、トルク伝達部材（１４）は、請
求項５に記載の発明のごとく、ゴム又はエラストマー製
とすることが望ましい。

【００１６】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。

【００１７】

【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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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
れた金属又は樹脂製のプーリ本体（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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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）周りに交互に位置する。

【００２５】そして、両突起部１１ｂ、１３ｂ間には、
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
らなるトルク伝達部材（以下、ダンパーと呼ぶ。）１４
が配設されている。

【００２６】ここで、ダンパー１４は、圧縮機１を駆動
する際にプーリ本体１１がセンターハブ１３に対して相
対的に回転する向き（以下、この向きを正転の向き（矢
印の向き）と呼ぶ。）に回転したときに、圧縮荷重を受
けて圧縮変形しながらプーリ本体１１の突起部１１ｂか
らセンターハブ１３の突起部１３ｂにトルクを伝達する
第１変形部１４ａと、プーリ本体１１がセンターハブ１
３に対して相対的に正転の向きの逆向き（以下、この向
きを逆転の向きと呼ぶ。）に回転するしたとき、圧縮荷
重を受けて圧縮変形する第２変形部１４ｂとを１組とし
て、両変形部１４ａ、１４ｂを連結部材１４ｃにて連結
した状態で円周方向に複数組配設されている。

【００２７】そして、第２変形部１４ｂに、圧縮荷重の
方向に対して略直交する断面の断面積がを縮小させる穴
部１４ｄを設けて、圧縮機１が停止しているとき（圧縮
機１の吐出容量が略０となっているとき）における第２
変形部１４ｂの弾性係数ｋ２（の絶対値）を、圧縮機１
が稼動しているとき（圧縮機１の吐出容量が最大となっ
ているとき）における第１変形部１４ａの弾性係数ｋ１
より小さくなるようにしている。

【００２８】ここで、第１、２変形部１４ａ、１４ｂ
（ダンパー１４）の弾性係数ｋ１、ｋ２とは、センター
ハブ１３に対するプーリ本体１１の相対回転角θに対す
る、プーリ本体１１とセンターハブ１３との間で伝達さ
れる伝達トルクＴの変化率Ｋを言いう。

【００２９】また、第１変形部１４ａを正転の向きに向
かうほど断面積を縮小させるように略三角状とすること
により、第１変形部１４ａ周りのうち正転の向き側に逆
転の向きに向かうほど隙間寸法が縮小するような隙間１
４ｅを設けて、第１変形部１４ａの弾性係数ｋ１の特性
を、図４に示すように、正転の向きの相対回転角θが大
きくなるほど、弾性係数ｋ１が大きくなるような非線形
特性としている。

【００３０】ここで、第１弾性係数ｋ１は、常に第２弾
性係数ｋ２より大きくする必要はなく、少なくとも、正
転の向きにおいて、相対回転角θが第１所定角度θ１以
上のとき（図４の領域Ａ）における第１弾性係数ｋ１
が、逆転の向きにおいて、相対回転角θが絶対値で第１
所定角度θ１より小さい第２所定角度θ２以下となる領
域（図４の領域Ｂ）における第２弾性係数ｋ２より大き
ければよい。具体的には、領域Ａの第１弾性係数ｋ１の
絶対値が領域Ｂにおける第２弾性係数ｋ２の絶対値より
大きければよい。

【００３１】なお、本実施形態では、第１変形部１４ａ
は非線形特性を有しているので、領域Ｃにおける第１変
形部１４ａの弾性係数ｋ１は、域Ｂにおける第２弾性係
数ｋ２の絶対値と略同等となっている。

【００３２】因みに、第１所定角度θ１は、圧縮機１が
稼動しているときの相対回転角θの下限値相当のもので
あり、第１所定値θ２は、圧縮機１が停止しているとき
の相対回転角θの絶対値の上限値相当のものである。

【００３３】次に、本実施形態の特徴を述べる。

【００３４】本実施形態によれば、相対回転角θが第１
所定角度θ１以上の領域では、相対回転角θが第２所定
角度θ２以下の領域に比べて弾性係数Ｋが大きくなるよ
うに設定されているので、圧縮機１が稼動して圧縮機１
が必要とするトルク（以下、このトルクを必要トルクと
呼ぶ。）が大きくなっても、ダンパー１４が弾性限界を
超えてしまうことを防止しながら大きなトルクを伝達
し、かつ、トルク変動を十分に吸収することができる。

【００３５】一方、吐出容量が減少して（略０となっ
て）必要トルクが小さくなった（必要トルクが略０とな
った）ときには、弾性係数Ｋが小さい第２変形部１４ｂ
にてトルク変動を吸収することができるので、必要トル
クが小さいときであっても、トルク変動を十分に吸収す
ることができる。

【００３６】以上に述べたように、本実施形態によれ
ば、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。

【００３７】なお、本実施形態では、第１、２変形部１
４ａ、１４ｂは共に非線形特性を有していたが、本発明
はこれに限定されるものではなく、第１、２変形部１４
ａ、１４ｂの両者又はいずれか一方側のみを線形特性を
有するものとしてもよい。

【００３８】また、第１、２変形部１４ａ、１４ｂの形
状は、図３に示された形状に限定されるものではなく、
例えば図５に示すように、第１変形部１４ａの円周方向
寸法Ｌ１と第２変形部１４ｂの円周方向寸法Ｌ２とを相
違させてもよい。

【００３９】なお、図５では、寸法Ｌ１を寸法Ｌ２より
大きくするとともに、第１変形部１４ａのうち圧縮の向
きと反対側の端部に、第１変形部１４ａの内方側に向け
て陥没する凹部１４ｆを設けて、領域Ｃにおける弾性係
数ｋ１ができるだけ小さくなるような非線形特性を得る
ようにしている。

【００４０】（第２実施形態）本実施形態は、図６に示
すように、第１、２変形部１４ａ、１４ｂを連結部材１
４ｇを介して連結することにより、ダンパー１４を容易
に（少ない組み付け工数にて）プーリ１０に組み込むこ
とができるようにしたものである。

【００４１】なお、本実施形態では、第１、２変形部１
４ａ、１４ｂ及び連結部材１４ｇが一体成形されていた
が、本発明はこれに限定されるものではなく、第１、２
変形部１４ａ、１４ｂと連結部材１４ｇとを別体にて成
形し、加硫接合等の接合方法により連結してもよい。

【００４２】（その他の実施形態）上述の実施形態で
は、ダンパーゴム１４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。

【００４３】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。

【００４４】また、上述の実施形態では、穴部１４ａは
貫通穴であったが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、貫通しない凹部のような穴であってもよい。

【００４５】また、上述の実施形態では、第２変形部１
４ｂに穴部１４ａを設けたが、本発明はこれに限定され
るものではなく、第２変形部１４ｂの円周方向寸法Ｌ２
を大きくする、又は材質を変更する等して第２弾性係数
ｋ２を小さくてもよい。

【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１実施形態に係るプーリの断面図で
ある。

【図３】本発明の第１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１実施形態に係るダンパーの特性を
示す特性図である。

【図５】本発明の第１実施形態に係るプーリのプーリ本
体の変形例を示す正面図である。

【図６】（ａ）は本発明の第２実施形態に係るプーリの
断面図であり、（ｂ）は本発明の第２実施形態に係るプ
ーリのプーリ本体の正面図である。

【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変形部、１４ｂ…第２変形
部。

───────────────────────────────────────────────────── 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 (5)

【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、 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
   （１４）とを備え、 前記トルク伝達部材（１４）は、前記第１回転体（１
   １）が前記第２回転体（１３）に対して正転の向きに第
   １所定角度（θ１）以上回転したときにおける、前記第
   １回転体（１１）の相対回転角（θ）に対する伝達トル
   クの変化率（Ｋ）が、前記第１回転体（１１）が前記第
   ２回転体（１３）に対して逆転の向きに、前記第１所定
   角度（θ１）より小さい第２所定値（θ２）以下回転し
   たときにおける前記変化率（Ｋ）に比べて大きくなるよ
   うに設定されていることを特徴とするトルク伝達装置。
2. 【請求項２】 前記トルク伝達部材（１４）は、 前記第２回転体（１３）に対して前記第１回転体（１
   １）が正転の向きに回転したときに圧縮変形する第１変
   形部（１４ａ）と、 前記第２回転体（１３）に対して前記第１回転体（１
   １）が逆転の向きに回転したときに圧縮変形する第２変
   形部（１４ｂ）とを有して構成されており、 さらに、前記第２変形部（１４ｂ）には、荷重の方向に
   対して略直交する断面の断面積を縮小させる穴部（１４
   ｄ）が設けられ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変形部（１４ａ）は、前記相対
   回転角（θ）が大きくなるほど、前記変化率（Ｋ）が大
   きくなるように設定されていることを特徴とする請求項
   ２に記載のトルク伝達装置。
4. 【請求項４】 前記トルク伝達部材（１４）は円周方向
   に複数個配設されており、これら複数個の前記トルク伝
   達部材（１４）は、連結部材（１４ｇ）を介して連結さ
   れていることを特徴とする請求項２又は３に記載のトル
   ク伝達装置。
5. 【請求項５】 前記トルク伝達部材（１４）は、ゴム又
   はエラストマー製であることを特徴とする請求項１ない
   し４のいずれか１つに記載のトルク伝達装置。