JP2002206564A - 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。 【解決手段】 ダンパーゴム１４に穴部１４ａを設け
る。これにより、圧縮荷重（トルク）は小さいとき柱部
１４ｅが座屈変形するように曲げ変形し、圧縮荷重が大
きくなると、穴部１４ｂが潰れてダンパーゴム１４自身
が潰れるように圧縮変形していく。したがって、ダンパ
ーゴム１４は、変形量（圧縮荷重）が所定量以下のとき
の弾性係数に比べて、変形量（圧縮荷重）が所定量を上
回ったときの弾性係数が大きくなるような非線形特性を
有するので、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、車両のエンジンル
ーム内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る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、車両のエン
ジンルーム内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、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、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）とを有
し、トルク伝達部材（１４）は、変形量が所定量以下の
ときは、主に曲げ変形により変形し、変形量が所定量を
上回ったときには、主に圧縮変形により変形することに
より、変形量が所定量以下のときの弾性係数に比べて、
変形量が所定量を上回ったときの弾性係数が大きくなる
ように構成されていることを特徴とする。

【０００７】これにより、駆動源（Ｅ／Ｇ）から回転機
器（１）に供給されるトルク（以下、このトルクを伝達
トルクと呼ぶ。）が小さいときには、トルク伝達部材
（１４）の弾性係数が小さくなるので、伝達トルクのト
ルク変動を十分に吸収することができ、一方、伝達トル
クが大きいときには、トルク伝達部材（１４）の弾性係
数が大きくなるので、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できる。

【０００８】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とともに、ト
ルク伝達部材（１４）が弾性限界を超えてしまうことを
防止できるので、トルク伝達部材（１４）の耐久性を向
上させることができる。

【０００９】ここで、トルク伝達部材（１４）の弾性係
数とは、第２回転体（１３）に対する第１回転体（１
１）の相対回転角θに対する、第１回転体（１１）と第
２回転体（１３）との間で伝達される伝達トルクＴの変
化率Ｋ（＝ΔＴ／Δθ）を言いう。

【００１０】請求項２に記載の発明では、トルク伝達部
材（１４）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（１４ａ）が設けられたゴム製又
はエラストマー製のものであることを特徴とする。

【００１１】これにより、簡単な構成にて、変形量が所
定量を上回ったときの弾性係数が大きくなるような特性
（以下、この特性を非線形特性と呼ぶ。）を得ることが
できるので、トルク変動を十分に吸収しつつ、大きなト
ルクを伝達しながら、トルク伝達装置の製造原価低減を
図ることができる。

【００１２】請求項３に記載の発明では、トルク伝達部
材（１４）は、蛇行しながら荷重方向に延びた形状を有
するゴム製又はエラストマー製のものであることを特徴
とする。

【００１３】これにより、簡単な構成にて、変形量が所
定量を上回ったときの弾性係数が大きくなるような特性
（以下、この特性を非線形特性と呼ぶ。）を得ることが
できるので、トルク変動を十分に吸収しつつ、大きなト
ルクを伝達しながら、トルク伝達装置の製造原価低減を
図ることができる。

【００１４】請求項４に記載の発明では、トルク伝達部
材（１４）は、Ｖ字状又はＳ字状に形成されたゴム製又
はエラストマー製のものであることを特徴とする。

【００１５】これにより、簡単な構成にて、非線形特性
を得ることができるので、トルク変動を十分に吸収しつ
つ、大きなトルクを伝達しながら、トルク伝達装置の製
造原価低減を図ることができる。

【００１６】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、弾性係数の異なる複数種類の
部材（Ａ、Ｂ）から構成してもよい。

【００１７】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。

【００１８】

【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はプーリ本体１１（プーリ１
０）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、圧縮機１
のシャフト（図示せず。）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、図３に示すように、シャフトの外周面に
形成されたスプラインと結合するスプラインが形成され
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１３
ａ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ブリッジ部１３ｄから構成されてい
る。

【００２４】ここで、ブリッジ部１３ｄは、環状部１３
ｃから円筒部１３ａに伝達されるトルクが所定トルク以
上となったときに破断するような強度に設定されてい
る。このため、本実施形態では、ブリッジ部１３ｄは、
エンジンＥ／Ｇから圧縮機１に伝達可能な最大トルクを
規制するトルクリミッタ機構として機能する。

【００２５】なお、円筒部１３ａ及びブリッジ部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、ブリッジ部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。

【００２６】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４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、図５に示すように、シャフト（回転軸）周りに
交互に位置する。

【００２７】そして、両突起部１１ｂ、１３ｂ間には、
図３、４に示すように、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、
ダンパーゴムと呼ぶ。）１４が配設されている。

【００２８】ここで、ダンパーゴム１４は、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
１４ａが設けられた第１変形部１４ｂ、及び穴部１４ａ
が設けられていない第２変形部１４ｃからなるダンパー
本体１４ｄを、２個の１組として連結して複数箇所の突
起部１１ｂ、１３ｂ間に挿入（装着）されている。

【００２９】次に、本実施形態の特徴を述べる。

【００３０】プーリ本体１１が回転すると、図４に示す
ように、両突起部１１ｂ、１３ｂ間の寸法が縮まるよう
にプーリ本体１１が変位しようとするので、ダンパーゴ
ム１４には、圧縮力が作用する。

【００３１】このとき、第１変形部１４ｂには穴部１４
ａが形成されているので、圧縮荷重がダンパーゴム１４
に作用すると、穴部１４ａの外縁部分のうち荷重方向と
略平行な部位１４ｅ（以下、この部位は柱部１４ｅと呼
ぶ。）が座屈変形するように曲げ変形する。

【００３２】そして、圧縮荷重がさらに大きくなり、柱
部１４ｅの座屈変形（曲げ変形）が進行すると、穴部１
４ｂが潰れて、ダンパーゴム１４自身が潰れるように圧
縮変形していく。このとき、座屈変形（曲げ変形）は比
較的小さな圧縮荷重にて変形が進行していくのに対し
て、圧縮変形は、座屈変形（曲げ変形）時に比べて大き
な圧縮荷重を要する。

【００３３】これにより、ダンパーゴム１４は、変形量
（圧縮荷重）が所定量以下のときは、主に曲げ変形によ
り変形し、変形量（圧縮荷重）が所定量を上回ったとき
には、主に圧縮変形により変形するので、ダンパーゴム
１４は、図６に示すように、変形量（圧縮荷重）が所定
量以下のときの弾性係数に比べて、変形量（圧縮荷重）
が所定量を上回ったときの弾性係数が大きくなるような
特性（以下、この特性を非線形特性と呼ぶ。）を有する
ように弾性変形する。

【００３４】ここで、ダンパー１４の弾性係数とは、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（＝ΔＴ／Δθ）を
言いう。

【００３５】したがって、エンジンＥ／Ｇから圧縮機１
に供給されるトルク（以下、このトルクを伝達トルクと
呼ぶ。）が小さいときには、ダンパーゴム１４の弾性係
数が小さくなるので、伝達トルクのトルク変動を十分に
吸収することができ、一方、伝達トルクが大きいときに
は、ダンパーゴム１４の弾性係数が大きくなるので、ダ
ンパーゴム１４が弾性限界を超えてしまうことを防止で
きる。

【００３６】延いては、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とともに、ダ
ンパーゴム１４が弾性限界を超えてしまうことを防止で
きるので、ダンパーゴム１４の耐久性を向上させること
ができる。

【００３７】また、ゴム材（ダンパーゴム１４）に穴部
１４を設けると言った簡単な構成にて非線形特性を得る
ことができるので、トルク変動を十分に吸収しつつ、大
きなトルクを伝達しながら、プーリ１０の製造原価低減
を図ることができる。

【００３８】なお、本実施形態に係る穴部１４ａの形状
は、図４に示されたダルマ状に限定されるものではな
く、例えば図７に示すような、三角状のもととしてもよ
い。

【００３９】（第２実施形態）本実施形態は、図８に示
すように、ダンパーゴム１４を蛇行しながら圧縮荷重方
向に延びるようなＳ字状に形成することにより非線形特
性を得られるようにしたものである。

【００４０】そして、本実施形態では、圧縮荷重が所定
量以下のときには、コイルバネが縮むように各梁部１４
ｆが曲げ変形していき、圧縮荷重が所定量を超えると、
各梁部１４ｆが密着した状態でダンパーゴム１４自身が
潰れるように圧縮変形していく。なお、梁部１４ｆと
は、屈曲部位１４ｇから圧縮荷重方向と交差する方向に
延びる部位を言う。

【００４１】このとき、座屈変形（曲げ変形）は比較的
小さな圧縮荷重にて変形が進行していくのに対して、圧
縮変形は、座屈変形（曲げ変形）時に比べて大きな圧縮
荷重を要するので、非線形特性を得ることができる。

【００４２】また、本実施形態では、屈曲部位１４ｇを
２箇所としてＳ字状としたが、本実施形態はこれに限定
されるものではなく、屈曲部位１４ｇを１箇所としてＶ
字状とする、又は屈曲部位１４ｇを３箇所以上としても
よい。

【００４３】また、ゴム材（ダンパーゴム１４）をＳ字
状にすると言った簡単な構成にて非線形特性を得ること
ができるので、トルク変動を十分に吸収しつつ、大きな
トルクを伝達しながら、プーリ１０の製造原価低減を図
ることができる。

【００４４】（第３実施形態）上述の実施形態では、複
数個のダンパーゴム１４は全て同一特性（弾性係数）を
有するものであってが、本実施形態は、図９に示すよう
に、特性（弾性係数）の異なる複数種類（本実施形態で
は、２種類）のダンパー１４（以下、ダンパーＡとダン
パーＢと表記する。）を配設することにより所望の特性
（弾性係数）を得るように構成たものである。

【００４５】ここで、ダンパーＡは、第１実施形態に係
るダンパーゴム１４と同様な形状（特性）を有するもの
で、ダンパーＢは、図９に示すように、ダンパーＢのう
ちプーリ１０の回転方向端部を、その先端側に向かうほ
ど断面積が縮小するようにテーパ形状とすることによ
り、センターハブ１３に対するプーリ本体１１の相対回
転角θが所定回転角θ１未満ときには、ダンパーＢのう
ち圧縮荷重の方向に対して略直交する断面の断面積が増
大するようにダンパーＢが圧縮変形し、相対回転角θ１
が所定回転角θ１以上のときには、空間１１ｃ（内壁１
１ｄ）により断面積が増大することが規制された状態で
ダンパー１４が圧縮変形していく。

【００４６】このとき、断面積が増大するように圧縮変
形する場合は、空間１１ｃ（内壁１１ｄ）により断面積
が増大することが規制された状態で圧縮変形する場合に
比べて、変形の自由度が大きいので、断面積が増大する
ように圧縮変形する場合におけるダンパ−Ｂ弾性係数
は、断面積が増大することが規制された状態で圧縮変形
する場合のダンパーＢの弾性係数に比べて小さくなる。

【００４７】このため、ダンパーＢは、相対回転角θが
所定回転角θ１未満ときには、相対回転角θが増大する
ほど、空間１１ｃ（内壁１１ｄ）とダンパー１４との接
触面積が増大していくようにダンパー１４が圧縮変形し
ていくので、ダンパーＢは、相対回転角θ（トルク）が
大きくなるほど、弾性係数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。

【００４８】なお、本実施形態では、ダンパーＢも非線
形特性を有するものであったが、本実施形態はこれに限
定されるものではなく、ダンパーＢも線形特性を有する
ものとしてもよい。

【００４９】（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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【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センター
ハブの正面図である。

【図４】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５】本発明の第１実施形態に係るプーリにおけるダ
ンパーゴムの装着状態を示す説明図である。

【図６】本発明の第１実施形態に係るプーリにおける変
形量と圧縮荷重（トルク）との関係を示すグラフであ
る。

【図７】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８】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９】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…突起部、１
４…ダンパーゴム（トルク伝達部材）、１４ａ…穴部。

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｆターム(参考） 3J031 AA02 BA09 CA03

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両のエンジンルーム内に配設される回
   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）とを有し、 前記トルク伝達部材（１４）は、変形量が所定量以下の
   ときは、主に曲げ変形により変形し、変形量が前記所定
   量を上回ったときには、主に圧縮変形により変形するこ
   とにより、変形量が前記所定量以下のときの弾性係数に
   比べて、変形量が前記所定量を上回ったときの弾性係数
   が大きくな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】 前記トルク伝達部材（１４）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
   （１４ａ）が設けられたゴム製又はエラストマー製のも
   のであ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】 前記トルク伝達部材（１４）は、蛇行し
   ながら荷重方向に延びた形状を有するゴム製又はエラス
   トマー製のものであることを特徴とする請求項１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、Ｖ字状
   又はＳ字状に形成されたゴム製又はエラストマー製のも
   のであることを特徴とする請求項１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、弾性係
   数の異なる複数種類の部材（Ａ、Ｂ）から構成されてい
   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。