JP2002147486A - 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】 センターハブの突起部１３ｂと第２ダン
パー１４ｂとの間に隙間δを設け、一方、第１ダンパー
１４ａは突起部１３ｂ及びプーリ本体１１の突起部１１
ｂに接触させておく。これにより、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１
１が相対的に回転すると、隙間δが消滅するまでは、第
１ダンパー１４ａのみが圧縮変形していき、隙間δが消
滅すると、第２ダンパー１４ｂにも圧縮荷重（トルク）
が作用して第１ダンパー１４ａと第２ダンパー１４ｂと
が共に圧縮変形していく。したがって、相対回転角と伝
達トルク）との関係は、非線形となるので、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、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、第１回転体（１１）
と第２回転体（１３）とによって形成された円周方向に
複数個並んだ空間（１１ｃ）内それぞれに収納され、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第
１、２トルク伝達部材（１４ａ、１４ｂ）とを備え、第
２トルク伝達部材（１４ｂ）が圧縮変形する前の状態に
おいては、複数個の空間（１１ｃ）のうち、第２トルク
伝達部材（１４ｂ）が収納されている空間（１１２）の
内壁（１１２ａ）は、圧縮荷重方向において第２トルク
伝達部材（１４ｂ）と所定の隙間（δ）を有して離隔し
ており、さらに、第１トルク伝達部材（１４ａ）が所定
量以上圧縮変形したときに、所定の隙間（δ）が消滅し
て第２トルク伝達部材（１４ｂ）に圧縮荷重が作用する
ように構成されていることを特徴とする。

【０００７】これにより、第１回転体（１１）にトルク
が作用し、第２回転体（１３）に対して第１回転体（１
１）が相対的に回転すると、その相対回転角が所定の相
対回転角に達する（隙間（δ）が消滅する）までは、第
１トルク伝達部材（１４ａ）のみが圧縮変形していく。

【０００８】そして、第１トルク伝達部材（１４ａ）が
所定量以上圧縮変形して相対回転角が前記所定の相対回
転角に達する（隙間（δ）が消滅する）と、第２トルク
伝達部材（１４ｂ）にも圧縮荷重（トルク）が作用して
第１トルク伝達部材（１４ａ）と第２トルク伝達部材
（１４ｂ）とが共に圧縮変形していく。

【０００９】したがって、相対回転角と第１回転体（１
１）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（伝達トルク）が大き
くなるほど、トルク伝達部材（１４）の（第１、２トル
ク伝達部材（１４ａ、１４ｂ）の合成）圧縮変形率が大
きくなるような特性（非線形特性）を有することとな
る。

【００１０】ここで、圧縮変形率（ｋ）とは、相対回転
角に対する伝達トルク（圧縮荷重）Ｔの変化率を意味す
るものである。

【００１１】このため、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
４）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。

【００１２】なお、複数個の空間（１１ｃ）のうち第１
トルク伝達部材（１４ａ）が収納されている第１空間
（１１１）と、複数個の空間（１１ｃ）のうち第２トル
ク伝達部材（１４ｂ）が収納されている第２空間（１１
２）とは、請求項２に記載の発明のごとく、円周方向に
交互に並べることが望ましい。

【００１３】また、前記の隙間（δ）を構成するに当た
っては、請求項３に記載の発明のごとく、第２空間（１
１２）のうち円周方向と略平行な部位の寸法（Θ２）
を、第１空間（１１１）のうち円周方向と略平行な部位
の寸法（Θ１）より大きくしてもよい。

【００１４】また、前記の隙間（δ）を構成するに当た
っては、請求項４に記載の発明のごとく、第１トルク伝
達部材（１４ａ）のうち円周方向と略平行な部位の寸法
（θ１）を、第２トルク伝達部材（１４ｂ）のうち円周
方向と略平行な部位の寸法（θ２）より大きくしてもよ
い。

【００１５】さらに、請求項５に記載の発明のごとく、
第１トルク伝達部材（１４ａ）に圧縮荷重が作用したと
きの第１トルク伝達部材（１４ａ）の圧縮変形率（ｋ
１）を、第２トルク伝達部材（１４ｂ）に圧縮荷重が作
用したときの第２トルク伝達部材（１４ｂ）の圧縮変形
率（ｋ２）よりも小さくしてもよい。

【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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】ここで、ダンパー１４は、円周方向と略平
行な部位の寸法θ１、θ２（θ１＞θ２）が異なる第
１、２ダンパー１４ａ、１４ｂを１組として円周方向に
複数組並んでおり、本実施形態では、第１ダンパー１４
ａの円周方向寸法θ１が第２ダンパー１４ｂの円周方向
寸法θ２より大きくなっている。

【００２８】そして、本実施形態では、空間１１ｃのう
ち第１ダンパー１４ａが収納された空間（以下、この空
間を第１空間１１１と表記する。）の円周方向寸法Θ１
と、空間１１ｃのうち第２ダンパー１４ｂが収納された
空間（以下、この空間を第２空間１１２と表記する。）
の円周方向寸法Θ２とを等しくしているので、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１１
２の内壁１１２ａ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。

【００２９】一方、第１ダンパー１４ａは、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）から、圧縮荷重方向（円周方
向）において第１空間１１２の内壁１１１ａと接触して
いる。

【００３０】因みに、１４ｃは２個の第１ダンパー１４
ａ同士、及び２個の第２ダンパー１４ｂ同士を連結する
連結部材である。

【００３１】次に、本実施形態の特徴を述べる。

【００３２】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、第１ダンパー１４ａのみが圧縮変形し
ていく。

【００３３】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２ダンパー１４ｂにも
圧縮荷重（トルク）が作用して第１ダンパー１４ａと第
２ダンパー１４ｂとが共に圧縮変形していく。

【００３４】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、相対回転角α（伝
達トルク）が大きくなるほど、ダンパー１４の（第１、
２ダンパー１４ａ、１４ｂの合成）圧縮変形率ｋが大き
くなるような特性（非線形特性）を有することとなる。
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／Δα）を意味す
るものである。

【００３５】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、第１ダンパー１４ａの円周方向寸法（荷重
方向寸法）θ１が第２ダンパー１４ｂの円周方向寸法
（荷重方向寸法）θ２より大きいので、圧縮変形率ｋ１
は圧縮変形率ｋ２より小さくなる。

【００３６】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。

【００３７】（第２実施形態）本実施形態は、図５に示
すように、第１、２ダンパー１４ａ、１４ｂに、圧縮荷
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１４ｄを設けることより、第１ダンパー１４ａ単独
の圧縮変形率ｋ１、及び第２ダンパー１４ｂ単独の圧縮
変形率ｋ２が非線形特性を有するようにしたものであ
る。

【００３８】具体的には、ダンパー１４に穴部１４ｄを
設けることにより、圧縮荷重が作用してダンパー１４が
圧縮変形していく際に、圧縮変形量が少ないときは、穴
部１４ｄの外側部分のうち圧縮荷重方向と略平行な部分
１４ｅ（以下、この部位を柱部１４ｅと呼ぶ。）が座屈
変形（曲げ変形）するように穴部１４ｄが潰れていく。
そして、穴部１４ｄが潰れると、ダンパー１４が圧縮荷
重方向に単純に圧縮変形していく。

【００３９】このとき、座屈変形（曲げ変形）は、単純
な圧縮変形に比べて小さな圧縮荷重で変形が進行するの
で、穴部１４ｄが潰れる前の圧縮変形率ｋ穴部１４ｄに
比べて、穴部１４ｄが潰れた後の圧縮変形率ｋ大きくな
り、第１、２ダンパー１４ａ、１４ｂ単独であっても非
線形特性を有することとなる。

【００４０】（第３実施形態）上述の実施形態では、第
１ダンパー１４ａの円周方向寸法θ１を第２ダンパー１
４ｂの円周方向寸法θ２より大きくし、かつ、第１空間
１１１の円周方向寸法Θ１と、第２空間１１２の円周方
向寸法Θ２とを等しくすることにより、第２ダンパー１
４ｂ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、第２空間１１２の内壁
１１２ａが圧縮荷重方向（円周方向）において第２ダン
パー１４ｂと所定の隙間δを有して離隔するようにした
が、本実施形態は、これと逆の寸法関係としたものであ
る。

【００４１】具体的には、図６に示すように、第１ダン
パー１４ａの円周方向寸法θ１と第２ダンパー１４ｂの
円周方向寸法θ２とを等しくし、かつ、第１空間１１１
の円周方向寸法Θ１より第２空間１１２の円周方向寸法
Θ２を大きくすることにより、第２ダンパー１４ｂが圧
縮変形する前の状態において、第２空間１１２の内壁１
１２ａが圧縮荷重方向において第２ダンパー１４ｂと所
定の隙間δを有して離隔するようにしたものである。

【００４２】なお、本実施形態では、第１ダンパー１４
ａの円周方向寸法θ１と第２ダンパー１４ｂの円周方向
寸法θ２とを等しくしたので、第１、２ダンパー１４
ａ、１４ｂの圧縮変形率ｋ１、ｋ２は共に等しい。

【００４３】（第４実施形態）上述の実施形態では、第
１ダンパー１４ａ及び第２ダンパー１４ｂは共に、ゴム
製であったが、本実施形態は、図７に示すように、第１
ダンパー１４ａを金属製のコイルバネ１４ｆにて構成し
たものである。なお、図７中、１４ｆは樹脂又はエアラ
ストマー製にて形成された、コイルバネの座りを良くす
るためのバネ座１４ｇである。

【００４４】（その他の実施形態）上述の実施形態で
は、ダンパー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。

【００４５】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。

【００４６】また、上述の実施形態では、穴部１４ｄ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。

【００４７】上述の実施形態では、ダンパー１４を２つ
のダンパー１４ａ、１４ｂから構成したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、３つのダンパーからダン
パー１４を構成してもよい。

【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２実施形態に係るプーリのプーリ本
体の正面図である。

【図６】本発明の第３実施形態に係るプーリのプーリ本
体の正面図である。

【図７】本発明の第３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ダンパー、１４ｂ…第２ダン
パー。

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）と前記第２回転体（１３）とに
   よって形成された円周方向に複数個並んだ空間（１１
   ｃ）内それぞれに収納され、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第１、２トルク伝達
   部材（１４ａ、１４ｂ）とを備え、 前記第２トルク伝達部材（１４ｂ）が圧縮変形する前の
   状態においては、前記複数個の空間（１１ｃ）のうち、
   前記第２トルク伝達部材（１４ｂ）が収納されている空
   間（１１２）の内壁（１１２ａ）は、圧縮荷重方向にお
   いて前記第２トルク伝達部材（１４ｂ）と所定の隙間
   （δ）を有して離隔しており、 さらに、前記第１トルク伝達部材（１４ａ）が所定量以
   上圧縮変形したときに、前記所定の隙間（δ）が消滅し
   て前記第２トルク伝達部材（１４ｂ）に圧縮荷重が作用
   するように構成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】 前記複数個の空間（１１ｃ）のうち前記
   第１トルク伝達部材（１４ａ）が収納されている第１空
   間（１１１）と、前記複数個の空間（１１ｃ）のうち前
   記第２トルク伝達部材（１４ｂ）が収納されている第２
   空間（１１２）とは、円周方向に交互に並んでいること
   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２空間（１１２）のうち円周方向
   と略平行な部位の寸法（Θ２）は、前記第１空間（１１
   １）のうち円周方向と略平行な部位の寸法（Θ１）より
   大きい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】 前記第１トルク伝達部材（１４ａ）のう
   ち円周方向と略平行な部位の寸法（θ１）は、前記第２
   トルク伝達部材（１４ｂ）のうち円周方向と略平行な部
   位の寸法（θ２）より大きいことを特徴とする請求項２
   に記載のトルク伝達装置。
5. 【請求項５】 前記第１トルク伝達部材（１４ａ）に圧
   縮荷重が作用したときの前記第１トルク伝達部材（１４
   ａ）の圧縮変形率（ｋ１）は、前記第２トルク伝達部材
   （１４ｂ）に圧縮荷重が作用したときの前記第２トルク
   伝達部材（１４ｂ）の圧縮変形率（ｋ２）よりも小さい
   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。