JP3682783B2

JP3682783B2 - カップリング

Info

Publication number: JP3682783B2
Application number: JP19627794A
Authority: JP
Inventors: 裕之植草
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 1994-07-29
Filing date: 1994-07-29
Publication date: 2005-08-10
Anticipated expiration: 2020-08-10
Also published as: JPH0842634A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車や一般機械の駆動系の回転軸から他の回転軸への回転伝達部に取り付けられて防振を行うカップリングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のカップリングの典型的な従来例が、例えば実開平６−４５１３２号公報に開示されている。すなわち上記カップリングは、エンジンのクランクシャフト等の回転軸に取り付けられるボスと、このボスの外周にベアリングを介して相対回転自在に同心配置され外周面にプーリ溝又はギヤ歯が形成された剛性リング（以下、外周リングという）と、前記ボス及び外周リングの対向周面間を弾性的に連結するエラストマ製の弾性体からなるものであり、前記プーリ溝又はギヤ歯から補機への回転力の伝達を行うと共に、前記弾性体の円周方向の変形（捩り変形）によって、回転力と共に入力される捩り振動（トルク変動）を吸収絶縁し、伝達トルクの平滑化を図るものである。また、アイドル時に最大となる変動トルクによって、前記弾性体が過大に捩り変形されて破損するのを防止するため、ボス側及び外周リング側にそれぞれ設けられた突部同士の干渉によってボスと外周リングの角変位を規制する回転ストッパが設けられており、前記突部同士の干渉に伴って発生する打音は、この突部の衝合面に緩衝部材を設けることによって緩和している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のカップリングによれば、回転ストッパの作動によって発生する干渉音をある程度小さくすることはできるが、十分ではなく、しかも、回転ストッパの突部と緩衝部材が干渉した時点でバネ定数が急激に上昇するため、大きなトルク変動を十分に吸収することができないといった問題が指摘される。したがって本発明が解決しようとする主な技術的課題は、ストッパの作動によって発生する干渉音を有効に低減し、かつトルク変動吸収性能を向上させることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上述した技術的課題は、本発明によって有効に解決することができる。
すなわち本発明に係るカップリングは、ボスの外周面及び外周リングの内周面のうちの一方に突設された複数の突起部と、前記突起部に対して円周方向に所定の離間距離で対向され環状に連結された複数の合成樹脂製ストッパと、前記ボスの外周面及び外周リングの内周面のうちの他方の、前記主弾性体と軸方向異なる位置に嵌着したスリーブとこれに径方向に対向する前記合成樹脂製ストッパとの間に介在する第二の弾性体とを備える。
また、この構成において、前記ボスの外周面及び外周リングの内周面のうち合成樹脂製ストッパを有する側に、この合成樹脂製ストッパと軸方向に隣接した第二の突起部を突設し、この第二の突起部を、前記突起部と合成樹脂製ストッパの離間距離よりも大きな離間距離で前記突起部と円周方向に対向させることも一層好ましい。
【０００５】
【作用】
回転軸のトルク変動の増大によって、ボスと外周リングの相対的な角変位（捩り角）が所定値を超えて増大すると、ボスの外周面及び外周リングの内周面のうちの一方に突設された突起部と、他方に第二の弾性体を介して突設された合成樹脂製ストッパが互いに干渉することによって、前記捩り角の増大に対する抑止力が発生し、前記ボスと外周リングとの間に介在された主弾性体の捩り変形量の増大を緩和する。そしてこの時点で、第二の弾性体も前記主弾性体と共にトルク変動吸収手段として機能する。また、前記第二の弾性体は、その弾性によって前記突起部と合成樹脂製ストッパの干渉時の衝撃を吸収し、合成樹脂製ストッパ自体も干渉音を有効に減衰する。
【０００６】
合成樹脂製ストッパと軸方向に隣接して突設した第二の突起部を、前記突起部と合成樹脂製ストッパとの離間距離よりも大きな離間距離で前記突起部と円周方向に対向させた構成を有するものにおいては、前記突起部と合成樹脂製ストッパの干渉後におけるボスと外周リングの捩り角が所定の大きさまで増大した時点で、更に前記突起部と第二の突起部が干渉することによって、主弾性体及び第二の弾性体の過大な捩り変形を防止する。
【０００７】
【実施例】
図１は、本発明に係るカップリングの第一の実施例を示すもので、図中の参照符号１は金属製のボス、２はこのボス１の外周に同心的に離間配置され外周面にギヤ歯２１が形成された金属製の外周リング、３はボス１と外周リング２とを互いに捩り変位自在に連結する主弾性体である。ボス１は、内径孔１１においてクランクシャフト等の回転軸に取り付けられるもので、外周形状が第一段部１２と、それより大径の第二段部１３を有する段差状を呈し、主弾性体３は、このボス１の第一段部１２の外周面に圧入嵌着されたスリーブ３１と、外周リング２の内周面のうち前記第一段部１２と径方向に対向する側に圧入嵌着されたスリーブ３２の間に加硫成形・加硫接着された環状のエラストマ材からなる。
【０００８】
外周リング２の内周面のうち、ボス１の第二段部１３と径方向に対向する側、すなわち主弾性体３のスリーブ３２が嵌着されていない側には、円周方向等間隔で複数（例えば四個）の突起部４が設けられている。一方、複数（突起部４と同数）の、かつ内径側において互いに環状に連結された合成樹脂製ストッパ５が、前記各突起部４の円周方向両側面に対してそれぞれ所定の離間距離δ₁ をもって対向配置されており、この合成樹脂製ストッパ５と、ボス１の第二段部１３の外周面に嵌着されたスリーブ６１との間に、エラストマ材からなる第二の弾性体６が加硫成形・加硫接着されている。
【０００９】
すなわちこの第一の実施例によるカップリングは、図２にボス１と外周リング２の相対的な角変位（捩り角）とトルクとの関係を示すように、回転軸の反復的なトルク変動の増大によって、前記捩り角が所定の角度θ₁ ，−θ₁ を超えて増大すると、外周リング２側に設けられた突起部４と、ボス１側に設けられた合成樹脂製ストッパ５が互いに干渉し、ボス１と外周リング２の間に介在された主弾性体３の捩り変形に加えてボス１側のスリーブ６１と合成樹脂製ストッパ５の間に介在された第二の弾性体６も捩り変形を受けてバネ定数が上昇するので、捩り角の増大に対する抑止力が発生し、主弾性体３の過大な捩り変形を防止する。そして、この状態では、第二の弾性体６も主弾性体３と共に捩り変形されるため、図２に破線で示す従来のカップリングの特性との比較から明らかなように、捩り角がθ₁，−θ₁を超えるような大きなトルク変動の入力においても、優れたトルク変動吸収（防振）機能を奏する。また、突起部４と合成樹脂製ストッパ５の干渉時における衝撃は、第二の弾性体６の捩り変形によって吸収され、しかも合成樹脂製ストッパ５自体が音波に対する高減衰特性を有するため、干渉音が有効に低減される。
【００１０】
図３は、本発明に係るカップリングの第二の実施例を示すもので、ボス１の第二段部１３の外周面に、円周方向等間隔で複数（例えば四個）の突起部４が設けられており、複数（突起部４と同数）の、かつ外径側において互いに環状に連結された合成樹脂製ストッパ５が、前記各突起部４の円周方向両側面に対して円周方向にそれぞれ所定の離間距離δ _１をもって対向配置され、この合成樹脂製ストッパ５と、前記外周リング２の内周面のうち前記第二段部１３と対向する側に嵌着されたスリーブ６２との間に、エラストマ材からなる第二の弾性体６が加硫成形・加硫接着されている。その他の部分の構成は、図１に示す第一の実施例と略同様である。
【００１１】
すなわちこの第二の実施例は、突起部４と、合成樹脂製ストッパ５及び第二の弾性体６の位置関係を、図１に示す第一の実施例と逆にしたものであって、略同等の効果を奏することができる。
【００１２】
図４は、本発明に係るカップリングの第三の実施例を示すもので、すなわちこの実施例においては、ボス１の外周形状が、第一段部１２と、それより大径の第二段部１３と、更にそれより大径の第三段部１４を有する段差状を呈し、外周リング２の内周面のうち、ボス１の第二段部１３及び第三段部１４と径方向に対向する側に、図１に示す第一実施例と同様の突起部４が設けられている。一方、複数（突起部４と同数）の、かつ内径側において互いに環状に連結された合成樹脂製ストッパ５が、前記各突起部４における主弾性体３側に偏在した部分の円周方向両側面に対して、それぞれ所定の離間距離δ₁ をもって対向配置されており、この合成樹脂製ストッパ５と、ボス１の第二段部１３の外周面に嵌着されたスリーブ６３との間に、エラストマ材からなる第二の弾性体６が加硫成形・加硫接着されている。また、ボス１の第三段部１４には、前記合成樹脂製ストッパ５と軸方向に隣接した第二の突起部７が形成されており、この第二の突起部７は、前記突起部４における前記主弾性体３と反対側部分の円周方向両側面に対して、前記突起部４と合成樹脂製ストッパ５との離間距離δ₁ よりも大きな離間距離δ₂ をもって対向されている。その他の部分の構成は、図１に示す第一の実施例と略同様である。
【００１３】
すなわちこの第三の実施例によるカップリングは、図５にボス１と外周リング２の相対的な角変位（捩り角）とトルクとの関係を示すように、回転軸の反復的なトルク変動の増大によって、前記捩り角が所定の角度θ₁ ，−θ₁ を超えて増大すると、外周リング２側に設けられた突起部４と、ボス１側に設けられた合成樹脂製ストッパ５が互いに干渉し、主弾性体３の捩り変形に加えて第二の弾性体６も合成樹脂製ストッパ５とボス１側のスリーブ６３との間で捩り変形を受けてバネ定数が上昇するので、捩り角の増大に対する抑止力が発生し、このため、先に述べた第一及び第二の実施例と同様の効果を奏することができる。
【００１４】
突起部４と合成樹脂製ストッパ５の干渉後も主弾性体３及び第二の弾性体６の捩り変形を伴いながらボス１と外周リング２の捩り角が更に増大し、その捩り角がθ_２，−θ_２に達した場合は、その時点で更に第二の突起部７が突起部４と干渉する。したがって、捩り角がθ_２，−θ_２を超えて増大することはなく、主弾性体３及び第二の弾性体６の過大な捩り変形が防止される。また、第二の突起部７と突起部４が干渉される時点では、主弾性体３及び第二の弾性体６の弾性によって、ボス１と外周リング２の相対変位速度が十分に緩和されているため、干渉音の発生が有効に抑制される。
【００１５】
図６は、本発明に係るカップリングの第四の実施例を示すもので、ボス１の外周形状が、第一段部１２と、それより大径の第二段部１３とを有する段差状を呈し、前記第二段部１３の外周面に、図３に示す第二の実施例と同様の複数の突起部４が設けられている。一方、複数（突起部４と同数）の、かつ外径側において互いに環状に連結された合成樹脂製ストッパ５が、前記各突起部４における主弾性体３側に偏在した部分の円周方向両側面に対して、それぞれ所定の離間距離δ₁ をもって対向配置されており、この合成樹脂製ストッパ５と、外周リング２の内周面に主弾性体３側に隣接して嵌着されたスリーブ６４との間に、エラストマ材からなる第二の弾性体６が加硫成形・加硫接着されている。また、外周リング２の主弾性体３と反対側部分の内周には、前記合成樹脂製ストッパ５と軸方向に隣接した第二の突起部７が形成されており、この第二の突起部７は、前記突起部４の前記主弾性体３と反対側部分の円周方向両側面に対して、前記突起部４と合成樹脂製ストッパ５との離間距離δ₁ よりも大きな離間距離δ₂ をもって対向されている。その他の部分の構成は、図１に示す第一の実施例と略同様である。
【００１６】
すなわちこの第四の実施例は、突起部４と、合成樹脂製ストッパ５、第二の弾性体６及び第二の突起部７の位置関係を、図４に示す第三の実施例と逆にしたものであって、略同等の効果を奏することができる。
【００１７】
なお、上記各実施例は、外周リング２の外周面に形成したギヤ歯２１で補機等への回転力を供給するものであるが、本発明は、外周リング２の外周面にプーリ溝を形成したものについても同様に適用することができる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明のカップリングによると、次のような効果が実現される。
(1) 捩り角の増大によって突起部と合成樹脂製ストッパが干渉した時の衝撃が、前記合成樹脂製ストッパを支持している第二の弾性体の弾性によって吸収され、合成樹脂製ストッパ自体も音波に対する高減衰特性を有するため、干渉音を有効に低減することができる。
(2) 捩り角の増大によって突起部と合成樹脂製ストッパが干渉した状態では、第二の弾性体も主弾性体と共に捩り変形されるため、前記突起部と合成樹脂製ストッパが干渉するような大きなトルク変動の入力に対しても、優れたトルク変動吸収機能を奏することができる。
(3) 突起部と合成樹脂製ストッパの干渉後に更に捩り角が増大して所定の大きさに達した時点で、前記突起部と第二の突起部が干渉する構成とすることによって、干渉音の発生を有効に抑制すると共に主弾性体及び第二の弾性体の過大な捩り変形を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るカップリングの第一の実施例を示す図で、（Ａ）は軸心を通る平面で切断した半断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩ−Ｉ’線上で軸心と直角に切断した半断面図である。
【図２】上記第一の実施例における捩り角とトルクとの関係を示す説明図である。
【図３】本発明に係るカップリングの第二の実施例を示す図で、（Ａ）は軸心を通る平面で切断した半断面図、（Ｂ）は（Ａ）における III−III'線上で軸心と直角に切断した半断面図である。
【図４】本発明に係るカップリングの第三の実施例を示す図で、（Ａ）は軸心を通る平面で切断した半断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるIV−IV' 線上で軸心と直角に切断した半断面図である。
【図５】上記第三の実施例における捩り角とトルクとの関係を示す説明図である。
【図６】本発明に係るカップリングの第四の実施例を示す図で、（Ａ）は軸心を通る平面で切断した半断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるVI−VI' 線上で軸心と直角に切断した半断面図である。
【符号の説明】
１ボス
１１内径孔
１２第一段部
１３第二段部
１４第三段部
２外周リング
２１ギヤ歯
３主弾性体
３１，３２，６１，６２，６３，６４スリーブ
４突起部
５合成樹脂製ストッパ
６第二の弾性体
７第二の突起部

Claims

回転軸に取り付けられるボス（１）と、
このボス（１）の外周に同心的に離間配置された外周リング（２）と、
前記ボス（１）と外周リング（２）とを互いに捩り変位自在に連結する主弾性体（３）と、
前記ボス（１）の外周面及び外周リング（２）の内周面のうちの一方に設けられた複数の突起部（４）と、
前記突起部（４）に対して円周方向に所定の離間距離（δ_１）で対向され環状に連結された複数の合成樹脂製ストッパ（５）と、
前記ボス（１）の外周面及び外周リング（２）の内周面のうちの他方の、前記主弾性体（３）と軸方向異なる位置に嵌着したスリーブ（６１，６２，６３，６４）とこれに径方向に対向する前記合成樹脂製ストッパ（５）との間に介在する第二の弾性体（６）と、
を備えることを特徴とするカップリング。
請求項１の記載において、
ボス（１）の外周面及び外周リング（２）の内周面のうち合成樹脂製ストッパ（５）を有する側に、この合成樹脂製ストッパ（５）と軸方向に隣接した第二の突起部（７）が形成され、
この第二の突起部（７）は突起部（４）と合成樹脂製ストッパ（５）との離間距離（δ₁ ）よりも大きな離間距離（δ₂ ）で前記突起部（４）と円周方向に対向されたことを特徴とするカップリング。