JP2009019656A - カップリングダンパー - Google Patents

Abstract

【課題】へたりや歪み、及び亀裂が発生しにくく、製品寿命を延ばすことができるカップリングダンパーを提供する。
【解決手段】駆動側回転部材および従動側回転部材のうちの何れか一方に設けた凹部に装着されるとともに他方に設けた爪と係合し、前記両回転部材が相対回転したときに前記凹部の内面と前記爪との間で回転方向に圧縮されて緩衝作用をなすゴム状弾性体製のカップリングダンパーにおいて、ダンパー１を形成するゴム状弾性体よりもバネ定数の小さな第二弾性体１１を当該ダンパー１の内部に配置する。当該ダンパー１を形成するゴム状弾性体はソリッドウレタンであり、第二弾性体１１は発泡ウレタンである。また当該ダンパー１を形成するゴム状弾性体はソリッドウレタンであり、第二弾性体１１はコイルバネである。
【選択図】図１

Description

本発明は、カップリングダンパーに関する。本発明のカップリングダンパーは自動二輪車の動力伝達部におけるカップリング機構に装着され、またはその他のカップリング機構に装着される。

例えば自動二輪車は、エンジンのスプロケットと後輪のスプロケットとをチェーンを介して連結し、エンジンで後輪を駆動することにより走行する仕組みを有している。そして、後輪のスプロケットを取り付けたスプロケットドラムと後輪のハブとは相対回転可能であって両者の間にカップリングダンパーが介装されており、エンジンに駆動トルクの変動が生じたときにカップリングダンパーが撓むことによりトルク変動を吸収するように構成されている。

図６は、この種のカップリングダンパーを装着した自動二輪車の動力伝達部におけるカップリング機構の従来例を示している（特許文献１参照）。

この図６において、符号５１は後輪のスプロケット５２を取り付けるスプロケットドラム、符号５３は後輪のハブをそれぞれ示しており、このドラム５１とハブ５３との間にセンターピース５４が介装され、ドラム５１とセンターピース５４との間およびセンターピース５４とハブ５３との間にそれぞれカップリングダンパー５５，５６が介装されている。

ドラム５１とセンターピース５４との間に介装されるカップリングダンパー５５は、ドラム５１に設けた凹部５１ａに装着される形状を有し、またセンターピース５４の一面に設けた爪５４ａと係合する溝５５ａを有している。図ではカップリングダンパー５５は一つのみが描かれているが、凹部５１ａおよび爪５４ａが円周上に複数並べられているのに対応してカップリングダンパー５５も円周上に複数配置されている。そして、カップリングダンパー５５はそれぞれ凹部５１ａに装着されるとともに爪５４ａと係合するので、ドラム５１とセンターピース５４とが相対回転すると凹部５１ａの内面と爪５４ａとの間で回転方向に圧縮され、これにより緩衝作用を発揮する。

また、センターピース５４とハブ５３の間に介装されるカップリングダンパー５６も同様に、ハブ５３に設けた凹部５３ａに装着される形状を有し、センターピース５４の他面に設けた爪５４ｂと係合する溝５６ａを有している。図ではカップリングダンパー５６は一つのみが描かれているが、凹部５３ａおよび爪５４ｂが円周上に複数並べられているのに対応してカップリングダンパー５６も円周上に複数配置されている。そして、カップリングダンパー５６はそれぞれ凹部５３ａに装着されるとともに爪５４ｂと係合するので、センターピース５４とハブ５３が相対回転すると凹部５３ａの内面と爪５４ｂとの間で回転方向に圧縮され、これにより緩衝作用を発揮する。

尚、上記したようにドラム５１とハブ５３との間にセンターピース５４を介装するとともにドラム５１とセンターピース５４との間およびセンターピース５４とハブ５３との間にそれぞれカップリングダンパー５５，５６を介装するのは特許文献１に係る考案に独自の構成であって、一般的にはセンターピース５４および一方のカップリングダンパー５６（または５５）は設定されず、ドラム５１とハブ５３との間に直接カップリングダンパー５５が介装される。したがってこの場合、カップリングダンパー５５はドラム５１およびハブ５３の何れか一方に設けた凹部に装着されるとともに他方に設けた爪と係合する。

上記の態様で使用されるカップリングダンパーにおいて、このカップリングダンパーは従来、ソリッドのゴム状弾性体の単体品により形成され、更に具体的にはソリッドウレタンの単体品として形成されている。したがって当該ダンパーの圧縮量が大きくなると（３０％程度）、へたりや歪みが発生し、これが繰り返されるうちに亀裂が発生することから、製品寿命が短くならざるを得ない不都合がある。

実開平３−１０４４９２号公報 特許第３２０６６１０号公報 特開２００５−３２９８２７号公報 特開２００１−６３３０３号公報

本発明は以上の点に鑑みて、へたりや歪みが発生しにくく、亀裂が発生しにくく、もって製品寿命を延ばすことができるカップリングダンパーを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１によるカップリングダンパーは、駆動側回転部材および従動側回転部材のうちの何れか一方に設けた凹部に装着されるとともに他方に設けた爪と係合し、前記両回転部材が相対回転したときに前記凹部の内面と前記爪との間で回転方向に圧縮されて緩衝作用をなすゴム状弾性体製のカップリングダンパーにおいて、当該ダンパーを形成する前記ゴム状弾性体よりもバネ定数の小さな第二弾性体を当該ダンパーの内部に配置したことを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２によるカップリングダンパーは、上記した請求項１記載のカップリングダンパーにおいて、当該ダンパーを形成するゴム状弾性体はソリッドウレタンであり、第二弾性体は発泡ウレタンであることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３によるカップリングダンパーは、上記した請求項１記載のカップリングダンパーにおいて、回転方向に伸縮可能なアジャスター機構を有するケースの内部に第二弾性体を収容し、前記第二弾性体を収容したケースを当該ダンパーの内部に配置したことを特徴とするものである。

更にまた、本発明の請求項４によるカップリングダンパーは、上記した請求項１記載のカップリングダンパーにおいて、当該ダンパーを形成するゴム状弾性体はソリッドウレタンであり、第二弾性体はコイルバネであることを特徴とするものである。

上記構成を備えた本発明のカップリングダンパーのように、ダンパーを形成するゴム状弾性体よりもバネ定数の小さな第二弾性体をダンパーの内部に配置すると、圧縮荷重が作用したときにこの荷重をゴム状弾性体および第二弾性体が分担して受けることから、ゴム状弾性体の負担が軽減する。また、荷重が作用しなくなると第二弾性体の弾性復元力によってゴム状弾性体が復元しやすくなる。したがってゴム状弾性体が大きく弾性変形する場合であっても、従来（ソリッドのゴム状弾性体の単体品）対比で、へたりや歪みが発生しにくく、亀裂が発生しにくくなり、よって製品寿命を延ばすことができる。また、ダンパー一つ当たりのゴム状弾性体の使用量を減らせる利点もある。

尚、本発明は、ゴム状弾性体よりなるダンパーを弾性変形しやすくすることを眼目とするので、第二弾性体の材質はダンパーを形成するゴム状弾性体よりもバネ定数の小さなものとする。ゴム状弾性体よりもバネ定数の小さなものであればその材質は特に限定されないが、上記のとおりゴム状弾性体としてはソリッドウレタンが用いられることが多いので、この場合は、第二弾性体として発泡ウレタンまたはコイルバネを用いるのが好ましい。

また、回転方向に伸縮可能なアジャスター機構を有するケースを用意して、このケースの内部に第二弾性体を収容するとともにこの第二弾性体を収容したケースをダンパーの内部に配置することにより、部品相互の組付作業性および耐摩耗性を向上させることができ、しかも作動時における伸縮方向が一定化されることから作動特性を安定化させることができる。

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

第一実施例・・・
図１は、本発明の第一実施例に係るカップリングダンパー１を示しており、当該カップリングダンパー１は、駆動側回転部材および従動側回転部材のうちの何れか一方に設けた凹部に装着されるとともに他方に設けた爪と係合し、前記両回転部材が相対回転したときに前記凹部の内面と前記爪との間で回転方向に圧縮されて緩衝作用をなすゴム状弾性体製のカップリングダンパーであって、当該ダンパー１を形成する前記ゴム状弾性体よりもバネ定数の小さな第二弾性体１１が当該ダンパー１の内部に配置されている。

従動側回転部材は、例えば自動二輪車の駆動力伝達部のカップリング機構における後輪ハブであって、このハブにおけるスプロケットドラムに対向する面に凹部が設けられているので、当該ダンパー１はこの凹部に装着される。また凹部は円周上に複数設けられているので、ダンパー１も複数（同数）用意されて各凹部に各ダンパー１が装着される（例えば６等配）。凹部間の仕切りは放射状の壁であって各凹部は軸方向からこれを見て概略扇形に設定されているので、これに合わせてダンパー１も軸方向からこれを見て概略扇形に成形されている。またダンパー１は所定の厚み（軸方向幅）ｗを有している。したがってダンパー１はその左右側面（円周方向側面）１ａ，１ｂがそれぞれ放射状の壁すなわち凹部の内面と対面する。

一方、駆動側回転部材は、例えば自動二輪車の駆動力伝達部のカップリング機構におけるスプロケットドラムであって、このドラムにおける後輪ハブに対向する面に突起状の爪が設けられているので、ダンパー１はこの爪と係合する溝２を有している。また爪は円周上に複数設けられているので、各爪が各ダンパー１の溝２に係合する。溝２は、ダンパー１の正面（軸方向一端面）１ｃ、背面（軸方向他端面）１ｄおよび平面（外周面）１ｅに開口するよう形成されており、この溝２に対してその軸方向一方から爪が差し込まれる。したがってダンパー１は溝２の左右内面（円周方向内面）２ａ，２ｂがそれぞれ爪の左右側面（円周方向側面）と対面する。

以上の構成により、装着状態においてドラムおよびハブが相対回転すると、ダンパー１は凹部の内面と爪との間で回転方向に圧縮され、これにより緩衝作用を発揮する。尚、ダンパー１は上記扇形の幅方向中央に溝２を有しているので、溝２の左右にそれぞれ被圧縮部３，４を有することになり、左右の被圧縮部３，４が溝２の底面側（内周側）に設けられた連結部５を介して一体に繋がった形状とされている。被圧縮部３，４は互いに対称形状とされることが多いので、以下、一方の被圧縮部３についてのみ説明する（他方の被圧縮部４については特に断りのないかぎり同一の構造を対称に備えているものとする）。

そして当該第一実施例では、上記基本構成を備えたダンパー１はその全体がソリッドのウレタンゴムにて成形されており、このソリッドウレタンよりなるダンパー１の内部に発泡ウレタンゴムよりなる第二弾性体１１が配置されている。第二弾性体１１の組付け構造は以下のとおりとされている。

すなわち、ダンパー１における被圧縮部３の正面中央に第二弾性体１１を組み込むための空間部６が設けられており、この空間部６に第二弾性体１１が挿入されている。空間部６はダンパー１をその厚み方向に貫通する貫通孔として設けられており、この空間部６に対してその軸方向一方から第二弾性体１１が圧入されている。また空間部６の内面には抜け止め用の突起状の係合部７が設けられており、これに対応して第二弾性体１１の周面には凹部状の係合部１２が設けられている。図では、空間部６が円筒状であるのに伴って第二弾性体１１は円柱状に成形されており、その外周面に環状溝状の係合部１２が設けられている。また第二弾性体１１の軸方向長さはダンパー１の厚みｗと略同じに設定されており、これにより第二弾性体１１はその軸方向両端面がそれぞれダンパー１の表面に表れている。また第二弾性体１１の軸方向端部は、圧入しやすくするため面取り１３されている。

また、その他の構成として、ダンパー１における被圧縮部３の、空間部６の平面側（外周側）および底面側（内周側）にはそれぞれ、ソリッドウレタンよりなるダンパー１自体を弾性変形しやすくするために、軸方向に貫通するすぐり孔８が設けられている。

上記構成のダンパー１においては、ダンパー１を形成するソリッドウレタンよりもバネ定数の小さな発泡ウレタンよりなる第二弾性体１１がダンパー１内部の空間部６に配置されているために、ダンパー１に圧縮荷重が作用するとこの荷重をソリッドウレタンよりなるダンパー１本体と発泡ウレタンよりなる第二弾性体１１とが分担して受けることから、ダンパー１本体の負担が軽減する。また、荷重が作用しなくなると第二弾性体１１の弾性復元力によってダンパー１本体が復元しやすくなる。したがってダンパー１本体が大きく弾性変形する場合であっても従来（ソリッドのゴム状弾性体の単体品）対比で、へたりや歪みが発生しにくく、亀裂が発生しにくくなり、よって製品寿命を延ばすことができる。また、ダンパー一つ当たりのウレタンの使用量を減らすことができる。

第二実施例・・・
尚、上記第一実施例において、空間部６はダンパー１を厚み方向に貫通する貫通孔状とされ、第二弾性体１１は円柱状とされているが、これらの形状は特に限定されるものではない。第二実施例として示す図２では、空間部６はダンパー１の背面（軸方向他端面）１ｄのみに開口する先止まりの穴状とされ、第二弾性体１１は正面扇形のブロック状とされている。

第三実施例・・・
また、第三実施例として図３に示すように、発泡ウレタンよりなる第二弾性体１１をケース２１に入れ、このケース２１をソリッドウレタンよりなるダンパー１の空間部６に装着することも考えられる。ケース２１は、その内部に収容した第二弾性体１１を圧縮し得るようダンパー１の回転方向に伸縮可能なアジャスター機構２４を有しており、具体的には以下のように構成されている。

すなわち図４に示すように、ケース２１は一対のケース部材２２，２３の組み合わせよりなり、この一対のケース部材２２，２３の間にブロック状の第二弾性体１１（但し図４には図示していない）を挟み込んだ状態で収容する。一対のケース部材２２，２３は互いに近付いたり離れたりする方向にアジャスター機構２４により相対変位可能に組み付けられており、よって互いに近付いたときに両者２２，２３の間の第二弾性体１１を圧縮することになる。

一方のケース部材２２は、金属または硬質樹脂等の荷重に耐える強度を持つ材質よりなり、第二弾性体１１を押圧するための押圧面部２５を有し、押圧面部２５の四隅にそれぞれ差し込み突起２６が一体的に設けられている。他方のケース部材２３は、同じく金属または硬質樹脂等の荷重に耐える強度を持つ材質よりなり、第二弾性体１１を押圧するための押圧面部２７を有し、押圧面部２７の四隅にそれぞれ差し込み穴２９を設けた立ち上がり突起２８が一体的に設けられている。差し込み突起２６は差し込み穴２９にスライド自在に差し込まれ、よってこの両者２６，２９によりケース２１の伸縮方向すなわち一対のケース部材２２，２３の相対変位方向を一方向に規定するアジャスター機構２４が設定されている。

差し込み突起２６の先端には、一対のケース部材２２，２３が近付き過ぎて第二弾性体１１を圧縮し過ぎることがないようにピン状のストッパー３０がそれぞれ設けられている（但し、差し込み突起２６の先端部が差し込み穴２９の奥端壁に直接当接してストッパー機能を発揮するときにはこのストッパー３０は無くても良い）。

また、ストッパー３０の回り（もしくは差し込み突起２６の先端）には、互いに近付いた一対のケース部材２２，２３を初期状態に弾性復帰させるためのコイルバネ（スプリング）３１が設けられている（但し、ケース２１内部で圧縮された第二弾性体１１の弾性復帰力で一対のケース部材２２，２３が初期状態に復帰するときにはこのコイルバネ３１は無くても良い）。

また、ケース部材２２，２３の回りには、ケース２１の内部空間を外部空間と仕切り、よって第二弾性体１１をゴム状弾性体と非接触にするための膜状のカバー３２がそれぞれ設けられている（図ではこのカバー３２を仮想線の点線で示している）。

上記ケース２１を用いれば、以下の作用効果が発揮される。
（１） ソリッドウレタンよりなるダンパー１の内部に発泡ウレタンよりなる第二弾性体１１を挿入するときに摩擦で組み込みにくいことが懸念されるが、第二弾性体１１をケース２１に入れてしまえばこのようなことがないので、部品相互の組付作業性を向上させることができる。
（２） ダンパー１の作動時、ソリッドウレタンよりなるダンパー１本体と発泡ウレタンよりなる第二弾性体１１とが摺動して摩耗が発生することが懸念されるが、第二弾性体１１をケース２１に入れてしまえばこのようなことがないので、部品の耐摩耗性を向上させることができる。
（３） 第二弾性体１１の伸縮方向を一定化させることができる。
（４） 第二弾性体１１の抜けを防止することができる。
（５） 荷重を安定させることができる。

更にまた、第四実施例として図５に示すように、ウレタンゴムよりなるダンパー１の空間部６に、発泡ウレタンに代えて、コイルバネ４１を装着するようにしても良く、コイルバネ４１としては市販品を利用可能であることから、部品の調達が容易でバネ定数を調整しやすい利点がある。

尚、本発明において、駆動側回転部材および従動側回転部材の組み合わせとしては、上記ハブとスプロケットドラムの組み合わせのほかに、同じく二輪車の駆動力伝達機構におけるハブとホイールの組み合わせ等とすることが考えられ、この場合、当該カップリングダンパーはホイールダンパーと称されることもある（特許文献４参照）。

本発明の第一実施例に係るカップリングダンパーを示す図で、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）は同図（Ａ）におけるイ−イ線断面図、（Ｃ）は第二弾性体の単品斜視図 本発明の第二実施例に係るカップリングダンパーを示す図で、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）は同図（Ａ）におけるロ−ロ線断面図 本発明の第三実施例に係るカップリングダンパーの一部切欠した正面図 同実施例におけるケースの分解斜視図 本発明の第四実施例に係るカップリングダンパーを示す図で、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）は同図（Ａ）におけるハ−ハ線断面図 従来例に係る自動二輪車の駆動力伝達機構の説明図

符号の説明

１ カップリングダンパー
１ａ，１ｂ 側面
１ｃ 正面
１ｄ 背面
１ｅ 平面
２ 溝
２ａ，２ｂ 内面
３，４ 被圧縮部
５ 連結部
６ 空間部
７，１２ 係合部
８ すぐり孔
１１ 第二弾性体
１３ 面取り
２１ ケース
２２、２３ ケース部材
２４ アジャスター機構
２５，２７ 押圧面部
２６ 差し込み突起
２８ 立ち上がり突起
２９ 差し込み穴
３０ ストッパー
３１，４１ コイルバネ
３２ カバー

Claims (4)

1. 駆動側回転部材および従動側回転部材のうちの何れか一方に設けた凹部に装着されるとともに他方に設けた爪と係合し、前記両回転部材が相対回転したときに前記凹部の内面と前記爪との間で回転方向に圧縮されて緩衝作用をなすゴム状弾性体製のカップリングダンパーにおいて、
   当該ダンパーを形成する前記ゴム状弾性体よりもバネ定数の小さな第二弾性体を当該ダンパーの内部に配置したことを特徴とするカップリングダンパー。
2. 請求項１記載のカップリングダンパーにおいて、
   当該ダンパーを形成するゴム状弾性体はソリッドウレタンであり、第二弾性体は発泡ウレタンであることを特徴とするカップリングダンパー。
3. 請求項１記載のカップリングダンパーにおいて、
   回転方向に伸縮可能なアジャスター機構を有するケースの内部に第二弾性体を収容し、前記第二弾性体を収容したケースを当該ダンパーの内部に配置したことを特徴とするカップリングダンパー。
4. 請求項１記載のカップリングダンパーにおいて、
   当該ダンパーを形成するゴム状弾性体はソリッドウレタンであり、第二弾性体はコイルバネであることを特徴とするカップリングダンパー。

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