JP6471908B2 - ディスク型フレキシブルカップリング - Google Patents

Description

本発明は、駆動シャフトと被動シャフトの端部同士を接続するように設計されたディスク型のフレキシブルカップリング用の構成物に関する。本発明によるカップリングは、自動車の分野で特に有用である。

ディスク型フレキシブルカップリングが当技術分野で知られている。ディスク型カップリングによって接続される２つのシャフトは、それぞれボス（スパイダとも呼ばれる）を設けられ、ボスは、互いに対して１２０°で設定された３つの延在部を有する。ディスクは、角度的に互いに均等に間隔を空けて配置されたボルト留め用の６つの貫通穴又はブッシュを有する。各シャフトでのスパイダ延長部は、ディスクにボルト留めされるが、他方のシャフトでのスパイダ延長部とは異なる角度位置にある。使用時、一方のシャフトから他方のシャフトに動力が伝達されるときに、「撓み」又は「破壊」が生じる。これは、特に後輪駆動（ＲＷＤ）車の場合であり、ＲＷＤ車では、プロペラシャフト又はプロップシャフトとギアボックス及び／又はディファレンシャルがカップリングを介して接続され得る。各ブッシュは、一体に結合されたゴムとキャンバス又は糸を介して、隣接するブッシュに接続され、糸は、隣接するブッシュの各組の周りに巻かれ、ゴム内に埋め込まれる又は組み込まれる。

フレキシブルカップリングは、駆動シャフトの動きの不整による衝撃又は振動を吸収することに加えて、一方のシャフトの他方に対する少量の平行移動及び／又は角度的移動を可能にする可撓性の中間要素を構成する。当然、ゴム成分は、効率の面で重要な役割を果たし、ノイズ振動及びハーシュネス（ＮＶＨ）の発生、並びに比較的高温（すなわち最大１２０℃）でさえ信頼性／耐久性の高いトルク伝達が考慮に入れられる。

本発明の主要な目的は、低いノイズ振動及びハーシュネスを保証し、且つ比較的高い作業温度に耐えられるディスク型フレキシブルカップリングに特に適した新規の構成物を提供することである。

本発明の別の目的は、ゴムフレキシブルカップリングで使用されるときに、改良された熱抵抗及び望ましい耐屈曲疲労性を有する構成物を提供することである。

本発明の別の目的は、容易に得ることができ、費用対効果の高い構成物を提供することである。

本発明の別の目的は、特に後輪駆動車において、プロップシャフト又は駆動シャフトとギアボックス及び／又はディファレンシャルを接続するための新規のディスク型フレキシブルカップリングを提供することである。

本発明の第１の態様によれば、以下の成分を含む構成物が提供される：
−少なくとも１つのゴム成分；
−少なくとも１つのゴム成分１００部当たり４９〜５１部のカーボンブラック；
−少なくとも１つのゴム成分１００部当たり１〜６部の変性パラアラミド短繊維；及び
−少なくとも１つのゴム成分１００部当たり１〜６部のヘキサメチレン−１，６−ビス
（チオサルファート）・二ナトリウム塩・脱水物。

有利には、構成物は以下の成分を含む：
−少なくとも１つのゴム成分；
−少なくとも１つのゴム成分１００部当たり５０部のカーボンブラック；
−少なくとも１つのゴム成分１００部当たり３部の変性パラアラミド短繊維；及び
−少なくとも１つのゴム成分１００部当たり３部のヘキサメチレン−１，６−ビス（チオサルファート）・二ナトリウム塩・脱水物。

より有利には、ゴム成分は、ポリイソプレン、天然ゴム、又はそれらの混合物を含む群から選択される。

本発明の別の態様によれば、上述した構成物を得る方法が提供され、この方法は、以下のステップを含む：
−ゴム成分、カーボンブラック、及び変性パラアラミド短繊維を混合するステップ；並びに
−その後、そのように得られた混合物を、ヘキサメチレン−１，６−ビス（チオスルファト）・二ナトリウム塩・脱水物と混合するステップ。

本発明の別の態様によれば、複数のブッシュを有するディスク本体を備えるディスク型フレキシブルカップリングであって、ブッシュが、円周に沿って互いに角度的に間隔を空けて配置されており、隣接するブッシュの各対が、それらの周りに巻かれた糸によって接続され、ブッシュ及び糸が本発明による構成物の内部層中に組み込まれるディスク型フレキシブルカップリングが提供される。

本発明のさらなる態様及び利点は、添付図面を参照して述べる構成物及びカップリングの特定の実施形態の以下の詳細な説明からより明瞭になろう。

本発明によるディスク型フレキシブルカップリングの概略斜視図である。 図１のカップリングの直径断面図である。 本発明によるディスク型フレキシブルカップリングに対する試験結果に関す るグラフを示す図である。 本発明によるディスク型フレキシブルカップリングに対する試験結果に関す るグラフを示す図である。 本発明によるディスク型フレキシブルカップリングに対する試験結果に関す るグラフを示す図である。 本発明によるディスク型フレキシブルカップリングの寿命試験を従来技術の カップリングの寿命試験と比較するグラフを示す図である。 本発明による構成物の特性を従来技術の構成物と比較するグラフを示す図で ある。 本発明による構成物の特性を従来技術の構成物と比較するグラフを示す図で ある。 本発明による構成物の特性を従来技術の構成物と比較するグラフを示す図で ある。 本発明による構成物の特性を従来技術の構成物と比較するグラフを示す図 である。 本発明による構成物の特性を従来技術の構成物と比較するグラフを示す図 である。 本発明による別のカップリングの直径断面図である。 本発明による別のカップリングの直径断面図である。 図１２及び図１３のカップリングの構成要素の斜視図である。 図１４の構成要素の断面図である。

図面中、同等又は同様の部分又は構成要素には同じ参照番号を付してある。

本発明は、好ましくは、以下の成分を混合したポリイソプレンを含む構成物又は配合物（１６１６／１０）に関する：
−Ｔｅｉｊｉｎから入手可能なＳｕｌｆｒｏｎ ３００１（登録商標）化合物など、変性パラアラミド短繊維；
−カーボンブラック；及び
−ヘキサメチレン１，６−ビス（チオスルファト）・二ナトリウム塩・脱水物、例えば、Ｆｌｅｘｓｙｓから入手可能なＤｕｒａｌｉｎｋ（登録商標）化合物。

パラアラミド繊維とヘキサメチレン１，６−ビス（チオスルファト）・二ナトリウム塩・脱水物の存在により、本発明の構成物は、とりわけ、改良された熱抵抗、より良い耐屈曲疲労性、及び長い耐用寿命を有するディスク型フレキシブルカップリングを得ることを可能にする。

カーボンブラックは、ゴム配合物中で補強剤として働く。

以下の表１に、本発明による構成物の成分をそれぞれの許容誤差と共に示す。

Ｐ．Ｐ．Ｈ．Ｒ．は、ポリイソプレンの１００部当たりの部数を意味する。

本発明による構成物ではポリイソプレンが好ましいが、本特許出願の範囲から逸脱することなく、全ての種類のゴム成分及びエラストマーによって、好ましくは（ポリイソプレンと化学的に等価な）天然ゴム又はＥＰＤＭによって置き換えることができる。

ＭＢ １６１６／１０に関して、他の成分は、以下のものを含む群から選択することができる：ステアリン酸 １．５％、酸化亜鉛（ＺｎＯ） ４％、Ａｎｔｉｌｕｘ６５４ １．５％、６ＰＰＤ １．５％、ＩＰＰＤ １％、ＴＭＱ １％、及びＳｕｎｆｌｅｘプロセスオイル ５％。 一方、最終的な混合物に関して、他の成分は、Ｓｕｌｐｈｕｒ １％及びＣＢＳ ２％から選択することができる。

パーセンテージは、重量について、ポリイソプレンなどゴム成分１００部当たりの部数で測定される。

本発明による構成物は、幾つかの試験を受けており、その結果を以下の表２に示す。

上記の表及び図７〜図１１に示されるグラフから、本発明による構成物（１６１６／１０）は、従来技術による構成物（１６１６／２）に比べて改良されたゴム引裂き強度を有していることが分かり、知られているように、これは、それぞれのカップリングでの亀裂を防止するためにゴムの疲労寿命に関して重要である。

１６１６／２として示される構成物は、合成ＮＲ又はポリイソプレンを含む。

さらに、本発明による構成物は、従来技術の構成物よりも良い熱抵抗も有し、これは、４２日目での引張り特性／硬度の変化から分かる。

上述したように、本発明による構成物は、シャフトを駆動可能に相互接続するため、例えば後輪駆動（ＲＷＤ）車におけるプロップシャフトとギアボックス及び／又はディファレンシャルを接続するために設計されるカップリング用の構成要素を提供するために使用することができ、好ましくは使用される。

本発明によるゴムカップリング１は、複数のブッシュ２、好ましくは鋼ブッシュを備え、ブッシュ２は、互いに角度的に間隔を空けて配置されており、中心開口３の周りに延びる円周に沿って位置される。ブッシュ２は、糸１０（図１３参照）を介して隣接するブッシュに接続され、糸１０は、好ましくはナイロンから形成され、ブッシュ側壁の周りに巻き付けられる。より特定的には、ナイロン糸ループが鋼ブッシュ２の周りに巻き付けられ、鋼カラー４、好ましくはそれぞれのブッシュ２の一端にそれぞれ取り付けられた２つの鋼カラー４によって保定される。

ブッシュ及び糸は、本発明による構成物５に埋め込まれる。

より特定的には、各ナイロン糸は、ループ状に巻かれ、車両トルク及び車両移動方向に沿った順方向及び逆方向ループのネスト（すなわち、「ネスト」として重なり合うように構成された糸）に組み立てられる。次いで、そのようにして得られた構成要素が、ポリイソプレンゴム配合物１６１６／１０とオーバーモールドされる。

好ましくは、本発明によるカップリングは、以下のものを含む：９×ナイロンループ、６×鋼ブッシュ、１２×鋼カラー及びゴム。

本発明によるフレキシブルカップリングの重要な特徴は、ポリイソプレンゴム配合物又は構成物を含むことである。

上述したように、本発明によるゴムカップリング構成物は、ポリイソプレン、変性パラアラミド短繊維、及びヘキサメチレン−１，６−ビス（チオスルファト）・二ナトリウム塩・脱水物を含むその組成により、従来技術のカップリング構成要素よりも良い耐屈曲疲労性及び改良された熱抵抗を有する。これは、図３〜図５のグラフに示される。

車両産業では、フレキシブルカップリングでのゴム亀裂の出現は、カップリングの寿命がより長いとしても、カップリングの破壊点とみなされる。これは、一般的な試験基準が、１３度の破壊角度であるからである（図６参照）。

図６は、本発明による２つのカップリング及び従来技術による２つのカップリングの作業サイクルに関する破壊角度のグラフを示す。

このグラフからのデータに示されるように、既知のゴムカップリングと本発明によるカップリングが、逆方向での１３度の破壊角度に対して同じ寿命を有するが、本発明によるカップリングでは、ゴム亀裂は、従来技術のカップリングの２倍の寿命サイクルで始まる。

また、このグラフには、標準的なカップリング、すなわちＮＲ（ポリイソプレン）組成物を含むカップリングにおける亀裂の出現が、３０，０００サイクルで始まり、一方、変性パラアミド短繊維を添加したＮＲ（ポリイソプレン）など本発明による構成物を含む改良されたカップリングを使用したときの亀裂の出現は、５８，０００サイクルで始まることも示されている。したがって、本発明による構成物によって、１００℃の温度での改良が得られることが明らかであり、したがって本発明による構成物は改良された熱抵抗を有する。

図１２〜図１５は、別のカップリングを示し、このカップリングは、図１及び図２のカップリングと同様であるが、ブッシュ１の中間区域に、それぞれのブッシュ１にそれぞれ取り付けられたＵ字形要素６を含み、それにより、各Ｕ字形要素６がそれぞれの鋼カラー４及び受取り区域７、８を画定する。より特定的には、Ｕ字形要素６は、管壁６ｂによって接続された２つの円形平坦要素６ａのブリッジを含み、そのような壁６ｂは、一方の平坦要素６ａの内縁部から他方の要素６ｂの内縁部に長手方向に延在し、それにより、平坦要素６ａ、６ｂの間に、糸のそれぞれの部分のためのチャネル又は区域９が画定される。Ｕ字形要素６は、管壁６ｂがブッシュ１の側壁と同軸になり、且つ円形平坦要素６ａが管壁６ｂから外方向に延びるように取り付けられる。

したがって、Ｕ字形要素の提供により、糸を所定位置に保持するために以下の３つの区域が画定される：
−一方の鋼カラー４とそれぞれの円形平坦要素６ａとの間の第１の区域７；
−円形平坦要素６ａ間の第２の区域９；及び
−それぞれの円形平坦要素６ａと他方の鋼カラー４との間の第３の区域８。

理解されるように、本発明によるカップリングは、耐久性に関して、ゴム亀裂が生じるまでの疲労寿命を場合によっては２倍にまですることができ、これは、保証の減少及び動作の改良といった、顧客にとっての大きな利益をもたらす。

添付の特許請求の範囲によって定義される保護範囲内で、上述した構成物及びカップリングに多くの修正及び変形を施すことができる。

Claims (7)

1. 複数のブッシュ（２）を有するディスク本体を備えるディスク型フレキシブルカップリングであって、前記ブッシュ（２）が、円周に沿って互いに間隔を空けて配置されており、隣接するブッシュの各対が、それらの周りに巻かれた糸（１０）によって接続され、前記ブッシュ（２）及び前記糸（１０）が、構成物（５）の内部層に組み込まれ、
   前記構成物（５）は、
   −少なくとも１つのゴム成分；
   −前記少なくとも１つのゴム成分１００重量部当たり４９〜５１重量部のカーボンブラック；
   −前記少なくとも１つのゴム成分１００重量部当たり１〜６重量部の変性パラアラミド短繊維；及び
   −前記少なくとも１つのゴム成分１００重量部当たり１〜６重量部のヘキサメチレン−１，６−ビス（チオサルファート）・二ナトリウム塩・脱水物を含むことを特徴とするディスク型フレキシブルカップリング。
2. 前記糸（１０）がナイロンからなることを特徴とする請求項１に記載のカップリング。
3. 前記糸（１０）が、隣接するブッシュの各対の周りに巻かれた複数のナイロンループを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のカップリング。
4. ナイロンである前記糸が、前及び後ろのループのネストとして組まれることを特徴とする請求項２又は３に記載のカップリング。
5. 少なくとも１つのブッシュ、２つの端部カラー（４）、及び中間Ｕ字形要素（６）が取り付けられ、それにより、前記糸を所定位置に保持するための３つの区域：−一方の端部カラー（４）と前記Ｕ字形要素（６）との間の第１の区域（７）；−前記Ｕ字形要素（６）の構成要素間の第２の区域（９）；及び−前記Ｕ字形要素（６）の１つの構成要素と他方の端部カラー（４）との間の第３の区域（８）が画定されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のカップリング。
6. 前記構成物（５）は、
   −前記少なくとも１つのゴム成分；
   −前記少なくとも１つのゴム成分１００重量部当たり５０重量部のカーボンブラック；
   −前記少なくとも１つのゴム成分１００重量部当たり３重量部の変性パラアラミド短繊維；及び
   −前記少なくとも１つのゴム成分１００重量部当たり３重量部のヘキサメチレン−１，６−ビス（チオサルファート）・二ナトリウム塩・脱水物を含むことを特徴とする請求項１に記載のカップリング。
7. 前記少なくとも１つのゴム成分が、ポリイソプレンゴム、天然ゴム、又はそれらの混合物を含む群から選択されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のカップリング。