JPS6084425A - 良好な特性曲線を有する回転弾性継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、相互に回転可能な２つの継手半分体　、が少
くとも１つの弾性中間部材を介し、かつ継手による力伝
達路に関してこの弾性中間部材に直列に１回転を並進運
動に又はその逆に並進運動を回転に変換する少くとも１
つの中間部材を介して力伝達するように互に結合されて
おり、少くとも１つの支承薄板を有し、この薄板はラジ
アル方向内側に摩擦係合的に支承され、両方の継手半分
体の第一の半分体と結合された少くとも１つの弾性中間
部材上のラジアル方向外側に載置されており、かつこれ
には運動を変換する中間部材が直接又は少くとも１つの
結合部材を介して並進非動するように枢着されており、
第一の継手半分体に対して他方の継手半分体が零位置か
ら相対的に回転する場合に前記支承薄板が少くともラジ
アル方向に、弾性中間部材が緊張したり緩んだりして負
荷がかけられ、その際この他方の継手半分体が運動を変
換する中間部材と回転するようにしっかりと結合されて
いる回転弾性継手に関するものである。

このタイプの継手はヨーロッパ特許出願第８３１０３　
９７７．１号に従って本願前公開されていない先行技術
に属するものであり、繰り返しを避けるために本願の本
来の開示の範囲に属する全体について説明する。

先行技術による継手のトルク−回転角−特性曲線の特徴
は導入された動作が増加して、弾性中間部材の変形が増
すと共に、つまりトルク力く増すと共に、増力１ける復
元力に応じて多かれ、少なかれ軟調に上昇することであ
る。この漸進的な上昇１−１りｉ性中間部材としてエラ
ストマー弾性積層体を使用する場合にトルクが増加する
と共に増巾されて増加する。換言すれば、高度のそして
最高度の負荷トルクの範囲では予め与えられた負荷変動
（１に対するわわみ軸継手の全回転角がすでに充分大き
くなると、わずかな回転角だけしか自由にならないこと
になる。したがって負荷の変動衝撃を士高１．％トルク
の臨界的範囲においては、わずかに緩衝されるだけであ
る。例えば先行技術による特殊範囲に設計された、たわ
み軸継手では平均的に適用可能な回転角範囲及びトルク
範囲において例えｔｆｌＯＮｍの負荷変動があるとこの
負荷変動はたわみ軸継手の１０度の回転によって緩和さ
れうる一方、同じｌＯＮ＋＋の負荷変動値は例えば２度
又ｔま３度の回転角以上でしか緩和されない。このこと
はトルク−回転角−特性曲線の硬化としてＡζされる。

しかしながら、そのようなトルク−回転角−特性曲線の
硬化ないし強化は高いトルクの範囲では全く期待できな
い。というのは任意の装置、例えば自動車の駆動経路は
比較的高いトルク範囲において既に強い負荷を受け、負
荷の変動衝撃はこの範囲で特に軟調に緩衝されるはずだ
からである。

この先行技術から出発して、本発明は始めに述べたタイ
プの継手を改良し、継手の各設置領域におけるトルク−
回転角−特性曲線が比較的高いトルクとこれに相応する
大きな回転角で軟調な経過を示して平らに延び、それに
よって負荷の変動衝撃が大きなトルク範囲で、比較的大
きな回転角を越えて弾性的に緩和しうるようにすること
、つまり効果的に利用可部な回転角範囲を拡大させるこ
とを課題とするものである。

この課題は本発明によって、継手の支承薄板が遠心おも
りとして形成され又は遠心おもりとしっかつりと結合さ
れて形成されていることによって解決される。

支承薄板は遠心おもりとして簡単に作られ、鋼板から製
造される支承薄板の代りに比較的厚さが厚く重い鋳造物
が「支承薄板」として利用される。それはもはや「支承
薄板」としてではなく「支承体」と言うほうがよい位で
ある。しかしながら本発明の用語では明瞭さを最大限に
達成するために、支承体であっても以下これを遠心おも
りとなる「支承薄板」として述べる。

支承薄板は支承体として役立つ鋼板つまり実際の「支承
薄板」に遠心おもりとして、例えば重い金属鋳造物をね
じ止め、リベット止め、ろう付は又は溶接のいずれかの
方法で固く結合させて作られる。

本発明によるたわみ軸継手を動作する場合、支承薄板は
遠心おもりとして、継手の回転数の増加と共に力が加わ
り、結合部材の支承体をラジアル方向外側へ強制移動さ
せるようになる。これはまた弾性中間部材の負荷を除き
、それによってトルクの補償をトルク平衡を作るのに必
要な復元力を低下させる。このことは更に弾性中間部材
の変形を少なくし、従って一定のトルクに対し回転角を
減少させる。換言すると一定の回転角で回転数が増す場
合、増大する比較的大きなトルクはたわみ軸継手によっ
て均一軟調に緩衝され、ないしは一定のトルクで回転弾
性的な緩衝に対して回転数が増すと共に適応可能な回転
角は次第に大きくなる。というのは適応する平衡回転角
は弾性中間部材の負荷を排除することによって小さくな
るからである。したがって負荷の変動衝撃は本発明によ
る継手でもって比較的高いトルク、比較的大きな回転角
と高い回転数の範囲でそれが先行技術による継手で可能
であるよりも実際上より軟調に回転弾性的に緩衝されう
る。

本発明によれば運動を変換する中間部材は有利には偏心
部材であるか、クランクであり、そして結合部材は特に
剛体の連接体又は結合棒であるのが好ましい。その際結
合部材が遠心おもりとして形成された支承薄板に枢着さ
れている支承ピン又両側ではスリット状の長孔内で厳密
にラジアルカー向にガイドされており、この長孔は継手
の側部薄板内あるいは継手の２つの側部薄板内に形成さ
れている。これらの側部薄板はケージ状部材、カバ一部
材６出し薄板の部分か、さもなくばライニング薄板の部
分かでありうる。これらの薄板内にはピン−長孔−ガイ
ドに類似する方法により付加的に支承薄板用のガイドが
設けられる。その様なスリットガイドは継手内での完全
に対称的な力の経過を保証し、かつそれによってアンバ
ランスを最大限に抑圧する。何方薄板内の長孔ガイドは
必要に応して継手が１８０度だけ回転した場合に結合部
材の支承ピン又は支承ポルトが進む行程よりも少くとも
同じ長さか僅かに長く構成されるか。

さもなくばこの行程よりも短かく形成される。つまり継
手の予め与えられた最大許容回転角に応じて短かく形成
される。その場合に両方の継手半分体間の回転弾性的な
摩擦係合は固定した形態と非弾性的な摩擦係合によって
代えられるはずである。

本発明の別の形成によれば、弾性中間部材は好ましくは
圧縮予荷重の遠心おもりとして形成された支承薄板と第
一の継手半分体の支承部との間に張架される。これはそ
れ自体周知の方法でトルク−回転角−特性曲線を始めか
ら適用する結果となり、多くの適用領域、特に自動車構
造において望ましい。

本発明に従う特に回転のゆるやかな回転弾性継手は好ま
しくは自動車構造に使用され、しかもそこでは駆動シス
テム、特に連行ディスクと分離クラッチの被動軸との間
の駆動経路内に使用されるか消去器（Ｔｉｌｇｅｒ）と
して、特に低周波震動の消去器として使用される。

本発明を図面と関連させである実施例に基づいて以下詳
細に説明する。

本発明の実施例として第１図および第２図に示された回
転弾性継手は分離クラッチの一部として構成されている
。図中に示された継手は第一の継手半分体ｌと第二の継
手半分体２とからなり、これらは中間部材を介して回転
弾性的に力を伝達するように互に結合されている。これ
ら両方の継手半分体１．２は同軸的で、少くともほぼ互
に同一平面に、第二の継手半分体がラジアル方向内側に
位置し第一の継手半分体でラジアル方向外側に位置する
ものによって囲まれるように配設されている。

第一の継手半分体ｌは一側上に配設された心出し薄板、
カバー薄板３と、軸方向の向い合う側で同じく心出しし
且つカバーするライニング支持薄板４とを備え、これら
は周辺でリベット５によって互にしっかりと結合されて
いる。このライニング支持薄板４はその外縁に普通の方
法で摩擦ライニングディスク６を担持している。

心出し薄板３とライニング支持薄板４とは両方回転可能
に継手のボスとして形成された内側の継手半分体２上の
軸方向に固定されている。この固定は各側でボス２内に
形成された環状溝に係合する弾性止め座金７によって行
われる。誘導してｌ、％る添付ディスク８と摩擦ディス
ク９とはライニング支持薄板４の軸方向の固定を完全に
行なう。第２図中に図示されていない方法で勿輪心出し
薄板３も同じ方法で固定できる。

ボスとして形成された第二の継手半分体２には普通の方
法で内歯歯車ｌＯが設けられており、これでもって継手
半分体は付属の軸−ヒに回転しないように固定可能であ
る。

ここに述べたたわみ軸継手の実施例においては両方の継
手半分体１．２相互の回転弾性的結合は２つの互に平行
なしかも互に対称的に形成されている力伝達路を介して
行われる。図を見易くするという理由から両方の力伝達
路の一方だけを個々に説明する。

第二の継手半分体と回転しないように、この実施例にお
いてはこれと一体的に偏心ディスク１１が配設されてお
り、その上に一つのコロ軸受け１２を介して結合部材と
して役立つ連接部材１３のド方の目が軸受けされている
。連接部材へツｌ”　１４はそれと向い合う目でもって
ポル）１５を介して支承薄板１７の支持体１６内中央に
枢着されている。支承薄板は互に対称的な２つの弾性体
１８’、１８”上に加硫されて載置され、それらは共通
して協働するゴム弾性体の一部として回転弾性継手の弾
性中間部材１８を形成している。この弾性体で形成され
た弾性中間部材１８は支持部１９上に支承されており、
これはリベット２０を介して心出し薄板３及びライニン
グ支持薄板４としっかりと、従って第一の継手半分体ｌ
と固く結合されている。このエラストマー弾性体は圧縮
予荷重の下に支承薄板１７と支持部１９との間に張架さ
れており、その際支承薄板１７は第一の継手半分体ｌの
ストッパーに接し合っている。

ライニング支持薄板４内と心出し薄板３内にはそれぞれ
１つの長孔２４が切り込まれており、その長孔はライニ
ング支持薄板４から心出し薄板３までの距離よりも長い
ポルト１５によって遊びをもって貫通される。ポルト１
５を軸方向に固定するのはここに示した実施例において
は外側へ差し込まれた弾性止め座金によって行われる。

長孔２４は正確にラジアル方向に向けられており、ポル
ト１５用にスリットカイトとして役立つ。その際ラジア
ル方向外側に位置する長孔２４の一端２５は継手のラジ
アル方向中心線上の弾性体１８’、１８”の間に対称的
に位置し、第一の継手半分体ｌに支承薄板１７が衝突す
る際、支承ポル）１５を丁度衝突しないように収容する
ことができる。これに相対して、ラジアル方向内側に位
置する長孔２４の端部２６は、両方の継手半分体が相互
に１８０の回転角にあるとき、支承ポルト１５が受け入
れられるラジアル方向量も内側に位置する点よりも幾ら
か内側にある。もし継手の可能な最大回転角が例えば確
実性という理由から形状拘束によりある小さな値に制限
する場合は長孔２４のラジアル方向内側に位置する端部
２６はそれに相当する値だけ更にラジアル方向外側へと
移行され、従って長孔２４の長さが短かくされる。

第二の継手半分体２に対して第一の継手半分体ｌが相対
的に回転する場合に偏心ディスクｉｔは第１図及び第２
図に示したゼロ位置から第二の継手半分体２の回転方向
に応じて右側または左側へ回転される。両方の場合第二
の継手半分体の中心線２２と支承ポルト１５の中心線２
３と間のラジアル方向間隔が短縮される。ラジアル方向
内側へのポルト１５の移動は、長孔２４内のポル）１５
が正確にラジアル方向に案内されているため接線分力な
しに行われる。この様にラジアル方向内側ヘポル）１５
を移動することによって、第１図及び第２図の状態の支
承薄板１７は、導入される仕事の蓄積によりさらに圧縮
される弾性体１８の復元力に反して下方へ強制的に動か
される。その際弾性中間部材１８への圧縮仕事の導入は
、両方の弾性中間部材１８．１８’内に全く対称的に設
けられた長孔１５内へポルト１５を導入することによっ
て、剪断力を生じることなく行われる。このことは単に
エラストマー弾性体の寿命を長くするばかりでなく、と
りわけ継手の各アンバランス特に高い回転数の時のそれ
を排除する結果にもなる。あるトルクの久方側継手半分
体が衝突する場合にはこの方法で弾性体内に導入された
変形動作は弾性体によって両方の継手半分体に作用する
トルクが平衡状態になるまで蓄わえられる。換言すれば
、継手の入力半分体と出力半分体の間に力学的モーメン
トの平衡が生ずるまで継手の出力半分体に生ずる慣性モ
ーメントは継手の人力半分体に導入された動作を弾性体
１８の弾性的変形動作への変換によって蓄わえられる。

その際外側の継手゛ト分体ｌと内側の継手半分体２のい
ずれか継手の人力半分体または出力半分体になるかどう
かは明らかにどちらでもよいことで機能的には同じであ
る。両方の場合、ポルト１５は長孔２４によって厳密に
ラジアル方向に案内される。二つの継手半分体相互の相
対的回転角だけは決定的で回転方向に無関係であり且つ
力の流れとも無関係である。

特に第１図から明らかなように支承薄板１７は比較的厚
く、重い鋳造体又は鍛造体として形成されており、全体
が相当の質量のために遠心おもりとして作用する。一つ
の継手半分体ｌと２が相互に回動することによって継手
内に動作を導入する際にはたらく二つの継手半分体ｌと
２の相互の回動による継手内への動作の導入に際し、支
承薄板１７に作用する継手中心点への引き寄せに対抗し
て、支承薄板１７の遠心おもりによって生じる遠心力が
回転角の縮小の意味でラジアル方向外側へ作用し、その
つどトルク平衡に調整される。その際最終的に調整する
回転角をどの位の大きさにするかは、弾性中間部材の予
め与えられた特性データにもとづき、支承薄板１７の質
量を測定することによって簡単に決められる。支承薄板
１７の遠心質量、弾性中間部材１８の弾性特性データお
よび偏心ディスク１１の偏心率並びに連接体１３の支点
と長さとを同調させることによって、組み立てられた継
手は任意の特性曲線で実際上任意に微妙に調整ができる
。各個々の使用例のために簡単な手段でもって各特殊使
用例に対して特性曲線を最適に合せるに充分な可能性が
自在となる。第１図及び第２図に示された回転のゆっく
りとしたここでは、その蒔々の特別な用途に対して、最
も簡単な手段で特性曲線に最もよく適合する、個々のす
べての応用の可能性が与えられる。第１図、第２図に示
す、自動車構造領域のたわみ軸継手のために、第３図に
特性曲線、すなわちパラメータとして一定トルクにおけ
る回転角−回転数−特性曲線が示されている。第３図か
らまず、遠心おもりとして形成された支承薄板１７に基
づいて、一定トルクに平衡させるように調整された回転
角が回転数の増加とともに、小さくなっていくのが直ち
にわかる。この場合も支承薄板１７の遠心質量による遠
心力の作用を受けて弾性中間部材１８の負荷は除かれる
。そこでトルクを平衡させて例えば５ＯＮｍの伝達トル
クで毎分１０００回転の継手回転数の場合に二つの継手
半分体ｌ、２の回転角は相互に約７０度に合わされる。

それに反してその他が同一条件で毎分５０００回転の回
転数では回転角はだだ０度になり、継手は従って遠心質
量の作用を受けて実際にゼロ位置にもどる。

逆に毎分１０００回転の回転数でトルクが平衡状態とな
る場合、約７０度の回転角の時には５ＯＮｍのトルクが
伝達され、毎分５５００回転の回転数の場合は２倍のト
ルク、すなわち１１００Ｎのトルクが伝達されうる。し
かしながら、弾性中間部材の圧縮が回転角の増大ととも
に次第に大きくなると、それにしたがってトルク−回転
角−特性曲線が硬直し、急こう配になる。このことｔ±
１１００Ｎのトルクで毎分５５００回転の回転数の場合
に予め与えられたトルクの負荷変動の１１に対して同じ
回転角変化、つまり同じ回転弾性率力く使えることを意
味し、毎分１０００回転の回転数において５ＯＮｍの半
分の大きさのトルクに対してのみ適用可能である。した
がってこの継手は比較的高い回転数と比較的高い負荷の
範囲、つまり比較的高いトルクで負荷の変動衝撃に対し
て従来技術による継手よりも大きな回転軟調性を示す、
その場合の支承薄板１７は比較的薄い鋼板から作られた
軽いものである。

この関係は第３図からも直接見て取れる。そうすると例
えば毎分１０００回転の回転数で１１００Ｎから１５Ｏ
Ｎｍに負荷が衝撃的に変動するのを把握するために約２
５度の回転角変化が自在となる。毎分６０００回転の回
転数にあってＬ±それに対して同じ負荷が＊＊的に変動
すると約４５度の回転角変化が自在となり、そのために
従ってここでは実施例として説明した継手は公知技術に
おける継手での関係とは逆に低い回転数におけるよりも
高い回転数においてより回転が柔軟にさえなる。その際
専門家には直ちに次のことが明らかである、即ち継手が
全体の回転数範囲に亘って実際に一定の回転が柔軟性を
有するように専門家はこの関係を直ちに例えば適合しう
るちのであるということが明らかである。既に先に述べ
た様に、継手をそれ相応に同調させたりないしは特性曲
線群を適当に調整することは簡単な手段で専門家自身に
よって、個々の使用の状態に合せて実施０ｆ能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は遠心おもりとして形成された支承薄板を有する
継手の実施例をラジアル平面への側面図で部分的に断面
図で示したものであり、第２図は第１図の線ＩＩ−ＩＩ
による断面図であり、第３図はｋｈ　Ｉ　ＩＦＪ　−ｒ
Ｌ　プｔ６Ｍ　Ｏｌｉ！Ａ　Ｉ＋二二　１４表　４−　
ｙ、ＪＪ、Ｍ→；ｎｚ　’Ｊ／　４ｋＩＮに対する多数
の特性曲線をパラメーター図表式に示したものである。 １．２・・・継手半分体。 ３・・・心出し薄板、側部薄板 ４・・・支持薄板。 ６・・・ライニングディスク。 １０・・自内歯歯車。 １１・争・偏心ディスク、中間部材。 １３・・・結合部材、連接体。 １５・・中支承ピンまたは支承ポルト。 １６・・・支持体、　１７・・・支承薄板。 １８−・・弾性中間部材。 １８　、１８　’・・台ゴム弾性体。 １９・・・支承部、　？４＃・唸長孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）相互に回転可能な２つの継手半分体（１゜２）が少
   くとも１つの弾性中間部材（１８）を介し、かつ継手に
   よる力伝達路に関してこの弾性中間部材に直列に、回転
   を並進運動に又はその逆に並進運動を回転に変換する少
   くとも１つの中間部材（ｌ　ｌ）を介して力伝達するよ
   うにカーに結合されており、少くとも１つの支承薄板（
   １７）を有し、この薄板はラジアル方向内側に摩擦係合
   的に支承され二つの継手半分体の第一の半分体（１）と
   結合された少くとも１つの弾性中間部材（１８）」二の
   ラジアル方向外側に載置されており、かつこれには運動
   を変換する中間部材（１１）が直接又は少くとも１つの
   結合部材（１３）を介して並進運動するように枢着され
   ており、第一の継手半分体に対して、運動を変換する中
   間部材（ｌｌ）と回転するようしっかりと結合されてい
   る他方の継手半分体が相対的に回転する場合に前記支承
   薄板（１７）が少くともほぼラジアル方＋６＋に弾性中
   間部材（１８）が緊張したり緩んｔとりして負荷がかけ
   られる１回転弾性継手におＩ／Ｘで、ｉ０記支承薄板（
   １７）が遠心おもりとして形成されてしするか、又は遠
   心おもりと固く結合されてし）ることを特徴とする回転
   弾性継手。 ２）運動を変換する中間部材が偏心ディスクであるかク
   ランクであり、これが剛体であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項による回転弾性継手。 ３）少くとも結合部材の一側上に回転しなし１ように継
   手半分体（１）と結合された側部薄板（３゜４）が設け
   られており、これに−なｔｒ％Ｌ１士複数の弾性中間部
   材（１８）が回転しなｌ、）ようしこ保持されている特
   許請求の範囲第１項又４±第２項による回転弾性継手に
   おいて、ラジアル方向に向し＼た長孔（２４）が側部薄
   板（，３、４）内にａ貨ムナられ、長孔を通して支承ビ
   ン又は支承ポル）（１５）カー貫通係合し、これに結合
   部材（１３）力（枢着されまたは運動を変換する中間部
   材（１１）の並進運動が制御されることを特徴とする回
   転弾性継手。 ４）前記長孔（２４）の長さが、両方の継手半分体が相
   互に０度〜１８０度まで相対的に回転する場合に長孔（
   ２４）内の支承ピン又は支承ポルト（１５）が進む行程
   の長さに少くとも等しいことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項〜第３項のいずれかの項による回転弾性継手。 ５）継手のゼロ位置、つまり両継手半分体が相互に０度
   の回転角において、長孔が支承ピン又は支承ポル）（１
   ５）を、全く無衝突□または無視しうる程度の微衝突で
   収容でき、一方、長孔（２４）の対向する端部（２６）
   は継手の回転角が１８０度になる前に支承ピン又は支承
   ポルトが衝突するように、長孔の一端（２５）を配設す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第３項のい
   ずれかの項による継手。 ６）弾性中間部材（１８）の少くとも一方が支承薄板（
   １７）と第一の継手半分体（１）における支承部との間
   で圧縮予荷重を受けて張架されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項〜第５項のいずれかの項による回
   転弾性継手。 ７）前記結合部材が引張り強さのあるまたは限られた引
   張り弾性をもつ可撓性の引張り部材であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項〜第６項のいずれかの項によ
   る回転弾性継手。 ８）運動を変換する中間部材と結合部材とが互に結合さ
   れ両方の継手半分体が相対的に回転する場合に弾性中間
   部材が互に圧縮力で衝突されることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項〜第７項のり）ずれかの項による回転弾
   性継手。 ９）　自動車製造の駆動システムに、特には連行ディス
   クと分離クラッチの被動軸の間に、消去器、特に低周波
   振動の消去器として特許請求の範囲第１項〜第８項のい
   ずれかの項による回転弾性継手の使用。