JP2006083953A

JP2006083953A - トルク伝達装置

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Publication number: JP2006083953A
Application number: JP2004269591A
Authority: JP
Inventors: Michiyuki Mitsui; 理志三井
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2004-09-16
Filing date: 2004-09-16
Publication date: 2006-03-30
Anticipated expiration: 2024-09-16
Also published as: JP4320627B2

Abstract

【課題】駆動側回転体１０と従動側回転体２０の間で、トルクを平滑化しつつ伝達するトルク伝達装置において、円周方向交互に配置された駆動側突起１３と従動側突起２１との間での伝達トルクによる亀裂の発生を有効に防止する。
【解決手段】ゴム状弾性材料からなりブリッジ部３１及びその円周方向両端の圧縮部３２，３３を有するセグメント３０が、駆動側回転体１０と従動側回転体２０の間で、圧縮部３２とブリッジ部３１を軸方向に対向させるように軸方向両側から円周方向交互に嵌合して環状に組み合わされる。駆動側突起１３の先端の円周方向両側及び従動側突起２１の先端の円周方向両側で、従来伝達トルクによる剪断応力が与えられていた部分が、ブリッジ部３１と圧縮部３２に軸方向に分割されているので、亀裂を発生しない。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両のパワーウィンドウにおける駆動トルク伝達手段や、あるいは産業機器におけるトルク伝達手段等に用いられ、トルク変動（捩り振動）及び衝撃入力に対する吸収機能をもったトルク伝達装置に関する。

回転機器の駆動トルクは、内燃機関によるものであれ、電気モータによるものであれ、回転に伴って周期的なトルク変動を生じている。図５は、このようなトルク変動を吸収して平滑化したトルクを伝達するために用いられる従来のトルク伝達装置を示す分離斜視図、図６は図５に示される弾性体１０３を外周側から見た側面図、図７は他の従来技術における弾性体を外周側から見た側面図である。

まず図５において、参照符号１０１は駆動側回転体、１０２は従動側回転体、１０３はゴム状弾性材料からなる弾性体である。駆動側回転体１０１と従動側回転体１０２を、弾性体１０３を介してカップリングした状態では、駆動側回転体１０１の端部に形成された複数の駆動側突起１０１ａと、従動側回転体１０２の端部に形成された複数の従動側突起１０２ａが、円周方向交互に配置される。弾性体１０３は、突起１０１ａ，１０２ａの間に介在される複数のダンパ部１０３ａ，１０３ｂを、その組み付け性を良くするために、突起１０１ａ，１０２ａの先端を交互に跨ぐブリッジ部１０３ｃ，１０３ｄを介して環状に連結した形状に成形されている。

すなわちこの種のトルク伝達装置は、駆動側回転体１０１の駆動側突起１０１ａと従動側回転体１０２の従動側突起１０２ａとの間で、弾性体１０３のダンパ部１０３ａ又は１０３ｂが圧縮変形を受けることによって、トルク変動を吸収しつつ、このトルクを駆動側回転体１０１から従動側回転体１０２へ伝達するものである。

なお、同様のトルク伝達装置としては、例えば下記の特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１によるトルク伝達装置は、上述のダンパ部に相当する部分を、２個１組として連結したものである。
特開２００２−２０６５６４（第４図，第５図参照）

しかしながら、上記従来のトルク伝達装置によれば、駆動側突起１０１ａの側面先端部がブリッジ部１０３ｃの付け根に当接して、この部分に剪断応力を与え、従動側突起１０２ａの側面先端部がブリッジ部１０３ｄの付け根に当接して、この部分に剪断応力を与える。このため、長期使用によって、ブリッジ部１０３ｃ，１０３ｄの付け根に、図６に示されるような亀裂Ｃが発生する問題があった。前記剪断応力は、突起１０１ａ，１０２ａの先端を丸く形成することによって緩和することは可能であるが、根本的な対策には到らなかった。

また、ブリッジ部１０３ｃ，１０３ｄの付け根部分に、図７に示されるようなＲ状の凹部１０３ｅ，１０３ｆを形成することによって、剪断応力を緩和し、亀裂Ｃの発生を防止することは可能である。しかしこの場合は、弾性体１０３の成形において、凹部１０３ｅ，１０３ｆの存在がアンダーカットとなるため、成形後の離型が困難になり、対策の実現性が低い。

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、駆動側回転体と従動側回転体の間で、トルクを平滑化しつつ伝達するトルク伝達装置において、円周方向交互に配置された駆動側突起と従動側突起との間での伝達トルクによる亀裂の発生を有効に防止することにある。

上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係るトルク伝達装置は、ゴム状弾性材料からなりブリッジ部及びその円周方向両端から軸方向へ突出した一対の圧縮部を有する偶数個のセグメントが、互いに対向する駆動側回転体と従動側回転体との間で、前記圧縮部と前記ブリッジ部を軸方向に対向させるように軸方向両側から円周方向交互に嵌合して環状に組み合わされ、前記駆動側回転体に円周方向所定間隔で形成された複数の駆動側突起と、前記従動側回転体に円周方向所定間隔で形成されると共に前記駆動側突起と円周方向交互に配置された複数の従動側突起との間に、軸方向一側のセグメントの圧縮部と軸方向他側のセグメントの圧縮部が円周方向に互いに重合した状態で介在されたものである。

すなわち、この構成によれば、駆動側突起の先端の円周方向両側及び従動側突起の先端の円周方向両側で、互いに組み合わされたセグメントの圧縮部とブリッジ部が軸方向に対向しており、言い換えれば、従来剪断応力が与えられていた部分がブリッジ部と圧縮部に分割されているので、駆動側突起と従動側突起との間の伝達トルクによって圧縮を受ける圧縮部が、これに軸方向に対向する前記ブリッジ部と円周方向へ相対変位可能であり、剪断応力を発生することがない。

請求項１の発明に係るトルク伝達装置によれば、駆動側突起と従動側突起の側面先端部との当接部分に、円周方向の剪断応力が作用しないため、この剪断応力による亀裂の発生を有効に防止することができ、耐久性を大幅に向上することができる。しかも各セグメントは、成形時のアンダーカットとなる部分が存在しないため、成形を容易に行うことができる。

以下、本発明に係るトルク伝達装置を、例えば車両のパワーウィンドウにおける駆動トルク伝達部に適用した好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、この形態によるトルク伝達装置と駆動側回転体及び従動側回転体との関係を示す斜視図、図２は、図１の形態によるトルク伝達装置の組付け状態を、軸心と直交する平面で切断して示す断面図、図３は、図２におけるIII−III断面図、図４は、図１の形態によるトルク伝達装置を構成するセグメントの分離斜視図である。

まず図１において、参照符号１０は駆動側回転体、２０は駆動側回転体１０と同心的に、かつ軸方向に互いに対向して配置された従動側回転体である。駆動側回転体１０における従動側回転体２０との対向端部には、円筒状のハウジング１１と、円柱状の内周突部１２が同心的に形成されており、更に、ハウジング１１と内周突部１２との間には、軸方向かつ径方向へ延びる３個の駆動側突起１３が、円周方向１２０度間隔で形成されている。

一方、従動側回転体２０における駆動側回転体１０との対向端部には、軸方向かつ径方向へ延びる３個の従動側突起２１が、円周方向１２０度間隔で形成されている。また、図２に示されるように、各従動側突起２１の外周側の端部に対する外接円が、駆動側回転体１０のハウジング１１の内径より僅かに小径であり、各従動側突起２１の内周側の端部に対する内接円が、駆動側回転体１０の内周突部１２の外径よりも僅かに大径であり、すなわち、従動側回転体２０における従動側突起２１は、駆動側回転体１０におけるハウジング１１と内周突部１２との間に挿入されるようになっている。そしてこの状態では、駆動側突起１３と従動側突起２１が、円周方向交互に配置されることになる。

図３に示されるように、ハウジング１１及び内周突部１２は互いに等しい軸方向高さｈ_１に形成されており、駆動側突起１３及び従動側突起２１は互いに等しい軸方向高さｈ_２であって、かつハウジング１１及び内周突部１２の軸方向高さｈ_１より低く形成されている。

図１における参照符号３０はゴム状弾性材料によって成形されたセグメントであって、この形態においては、６個のセグメント３０が、軸方向両側から円周方向交互に嵌合して環状に組み合わされており、駆動側回転体１０と従動側回転体２０の間に介在して、両者を弾性的にカップリングするものである。

各セグメント３０は、図４に示されるように、円弧状（扇形）に延びるブリッジ部３１と、その円周方向両端から軸方向へ突出した一対の圧縮部３２，３３を有するものであって、駆動側回転体１０におけるハウジング１１と内周突部１２の間の、各駆動側突起１３で仕切られた扇形空間１０ａに嵌め込むことができる大きさに形成されている。なお、圧縮部３２，３３は同一形状（対称形状）のものであるが、説明の便宜上、異なる符号を用いている。

各セグメント３０において、ブリッジ部３１は、図３に示されるハウジング１１及び内周突部１２の高さｈ_１と駆動側突起１３又は従動側突起２１の高さｈ_２との差に相当あるいはそれ以上の軸方向肉厚に形成され、圧縮部３２，３３は、駆動側突起１３又は従動側突起２１の高さｈ_２に相当あるいはそれ以上の軸方向肉厚に形成されている。図２に示される装着状態において円周方向交互に存在する駆動側回転体１０の駆動側突起１３と従動側回転体２０の従動側突起２１との間に、各一対ずつ円周方向に互いに重合した状態で介在可能な円周方向肉厚で形成されている。

各セグメント３０は同形同大であるが、ここで説明の便宜上、相対的に駆動側回転体１０側に配置されるものを３０Ａ、従動側回転体２０側に配置されるものを３０Ｂとすると、セグメント３０Ａは、ブリッジ部３１及びその円周方向両端の圧縮部３２，３３が、従動側突起２１とその円周方向両側に存在する従動側回転体２０側のセグメント３０Ｂ，３０Ｂの圧縮部３２，３３を駆動側回転体１０側から跨ぐように嵌合しており、同様に、セグメント３０Ｂは、ブリッジ部３１及びその円周方向両端の圧縮部３２，３３が、駆動側突起１３とその円周方向両側に存在する駆動側回転体１０側のセグメント３０Ａ，３０Ａの圧縮部３２，３３を従動側回転体２０側から跨ぐように嵌合している。したがって、この状態では、円周方向交互に存在する駆動側突起１３と従動側突起２１との間に、セグメント３０Ａの圧縮部３２とセグメント３０Ｂの圧縮部３２、あるいはセグメント３０Ａの圧縮部３３とセグメント３０Ｂの圧縮部３３が、円周方向に互いに重合した状態で介在されている。

なお、図４から明らかなように、各セグメント３０は単純な形状であってアンダーカットとなるような部分がなく、これを加硫成形する金型を、軸方向に離型動作するような分割形状とすることができるので、成形後の離型の困難性を生じることはない。

以上の構成において、セグメント３０（３０Ａ，３０Ｂ）の組付けに際しては、例えばまずセグメント３０（３０Ａ）を、その圧縮部３２，３３が従動側回転体２０側を向くように、駆動側回転体１０の駆動側突起１３で仕切られた各扇形空間１０ａに嵌め込む。次に、別のセグメント３０（３０Ｂ）の圧縮部３２，３３によって、駆動側回転体１０の各駆動側突起１３とその円周方向両側に嵌め込まれたセグメント３０Ａ，３０Ａの圧縮部３２，３３を、円周方向両側から挟むように、前記セグメント３０Ｂを嵌め込む。そして、各セグメント３０Ｂ，３０Ｂ間に形成された溝状の隙間Ｇ（図１参照）に、従動側回転体２０の各従動側突起２１を嵌合させれば良い。このため、図２及び図３に示される状態への組付け作業を容易に行うことができる。

なお、セグメント３０を予め図１に示されるように環状に組み立ててから、駆動側回転体１０と従動側回転体２０の間に組み込むことも可能である。

そして、この組付け状態において、例えば駆動側回転体１０が図１における矢印Ｒ方向（図２における時計回りの方向）へ回転した場合、その駆動トルクは、駆動側突起１３からセグメント３０Ａの一方の圧縮部３２及びこれに円周方向に重合したセグメント３０Ｂの一方の圧縮部３２を介して従動側突起２１に伝達され、従動側回転体２０が同方向へ回転する。このため、伝達トルクが増大した場合、圧縮部３２，３２は駆動側突起１３と従動側突起２１との間で円周方向圧縮力を受けることになる。

このとき、回転時の遠心力によるセグメント３０Ａ，３０Ｂの外周側への変位は、駆動側回転体１０における円筒状のハウジング１１によって制限される。

ここで、駆動側突起１３の側面先端部からのトルク伝達部分は、セグメント３０Ａの圧縮部３２とセグメント３０Ｂのブリッジ部３１が軸方向に互いに対向した構造になっており、同様に、従動側突起２１の側面先端部へのトルク伝達部分は、セグメント３０Ｂの圧縮部３２とセグメント３０Ａのブリッジ部３１が軸方向に互いに対向された構造になっている。言い換えれば、従来、駆動側突起１３の側面先端部又は従動側突起２１の側面先端部から剪断応力が与えられていた部分が、ブリッジ部３１と圧縮部３２に分割されているので、伝達トルクによって円周方向へ圧縮を受ける圧縮部３２，３２が、これに軸方向に対向するブリッジ部３１，３１と円周方向へ相対変位可能であり、両者間には剪断応力は発生し得ない。したがって、セグメント３０Ａ，３０Ｂには、剪断応力による円周方向の亀裂が発生することがない。

なお、駆動側回転体１０が図１における矢印Ｒと逆方向へ回転した場合は、その駆動トルクは、駆動側突起１３からセグメント３０Ａの他方の圧縮部３３及びこれに円周方向に重合したセグメント３０Ｂの他方の圧縮部３３を介して従動側突起２１に伝達されることになり、この場合も、上述と同様の作用を奏する。

また、上述の形態においては、駆動側回転体１０側にハウジング１１を有するものとして説明したが、逆に、従動側回転体２０側にハウジングを有し、駆動側回転体１０にはハウジングが存在しないものであっても良く、すなわち、上述の形態の説明において、駆動側回転体を従動側回転体と読み替え、従動側回転体を駆動側回転体と読み替えても良い。

本発明の好ましい実施の形態によるトルク伝達装置と駆動側回転体及び従動側回転体との関係を示す斜視図である。図１の形態によるトルク伝達装置の組付け状態を、軸心と直交する平面で切断して示す断面図である。図２におけるIII−III断面図である。図１の形態によるトルク伝達装置を構成するセグメントの分離斜視図である。トルク伝達装置の典型的な従来技術を示す分離斜視図である。図５に示される弾性体を外周側から見た側面図である。他の従来技術における弾性体を外周側から見た側面図である。

符号の説明

１０駆動側回転体
１０ａ扇形空間
１１ハウジング
１２内周突部
１３駆動側突起
２０従動側回転体
２１従動側突起
３０（３０Ａ，３０Ｂ）セグメント
３１ブリッジ部
３２，３３圧縮部

Claims

ゴム状弾性材料からなりブリッジ部（３１）及びその円周方向両端から軸方向へ突出した一対の圧縮部（３２，３３）を有する偶数個のセグメント（３０）が、互いに対向する駆動側回転体（１０）と従動側回転体（２０）との間で、前記圧縮部（３２，３３）と前記ブリッジ部（３１）を軸方向に対向させるように軸方向両側から円周方向交互に嵌合して環状に組み合わされ、前記駆動側回転体（１０）に円周方向所定間隔で形成された複数の駆動側突起（１０）と、前記従動側回転体（２０）に円周方向所定間隔で形成されると共に前記駆動側突起（１３）と円周方向交互に配置された複数の従動側突起（２１）との間に、軸方向一側のセグメント（３０Ａ）の圧縮部（３２，３３）と軸方向他側のセグメント（３０Ｂ）の圧縮部（３２，３３）が円周方向に互いに重合した状態で介在されたことを特徴とするトルク伝達装置。