(57)【要約】【課題】強度及び性能と軽量化とを両立した回転伝達部材の設計の効率化を図ることができる回転伝達部材の設計方法を提供する。【解決手段】駆動軸の回転を相手装置に伝達する回転伝達部材の設計方法であって、先細割合Ｚと基端幅割合Ｙとの関係を、基端幅割合Ｙの値が大きくなるほど先細割合Ｚの値が小さくなる基端幅割合Ｙの一次関数式として設定し、基端幅Ｗ１の値を決定し、基端幅割合Ｙの一次関数式、及び、決定された基端幅Ｗ１の値に基づいて、決定された基端幅Ｗ１の値に対応する先細割合Ｚの値を決定し、決定された基端幅Ｗ１の値、及び、決定された先細割合Ｚの値に基づいて、先端幅Ｗ２の値を決定する、回転伝達部材の設計方法。【選択図】図４
2020094651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸の回転を相手装置に伝達する回転伝達部材の設計方法であって、
前記回転伝達部材は、
前記駆動軸に外嵌され、円筒外周面を有するハブと、
円筒内周面を有するリムと、
前記ハブの外周面と前記リムの内周面とを連結し、放射状に延び、先端ほど細くなるように形成された複数のスポークと、
周方向に隣接する２つの前記スポークの間に形成される複数の開口と、
を備え、
前記回転伝達部材の軸線方向から見た前記複数の開口の各々は、
隣接する２つの前記スポークの側面のうち径方向における中間に位置する２つの直線部と、
前記リムの内周円の一部である第一曲線部と、
前記ハブの外周面に外接する曲線部であって、２つの前記直線部の各々の基端同士を滑らかに接続する第二曲線部と、
２つの前記直線部の各々の先端と前記第一曲線部の各端とを滑らかに接続する第三曲線部と、
により形成され、
前記ハブの外周円の半径に相当する内側半径をＬ１、前記第一曲線部を含む前記リムの内周円の半径に相当する外側半径をＬ２と定義し、
前記スポークの幅寸法であって、１つの前記スポークの両側面に位置する２つの前記直線部の基端同士を結んだ寸法である基端幅をＷ１、前記直線部の先端同士を結んだ寸法である先端幅をＷ２と定義し、
前記基端幅Ｗ１を前記内側半径Ｌ１で除した値に相当する基端幅割合をＹ、前記先端幅Ｗ２を前記基端幅Ｗ１で除した値に相当する先細割合をＺと定義した場合に、
前記回転伝達部材の設計方法は、
前記先細割合Ｚと前記基端幅割合Ｙとの関係を、前記基端幅割合Ｙの値が大きくなるほど前記先細割合Ｚの値が小さくなる前記基端幅割合Ｙの一次関数式として設定し、
前記基端幅Ｗ１の値を決定し、
前記基端幅割合Ｙの一次関数式、及び、決定された前記基端幅Ｗ１の値に基づいて、決定された前記基端幅Ｗ１の値に対応する前記先細割合Ｚの値を決定し、
決定された前記基端幅Ｗ１の値、及び、決定された前記先細割合Ｚの値に基づいて、前記先端幅Ｗ２の値を決定する、回転伝達部材の設計方法。
【請求項２】
前記回転伝達部材の設計方法は、決定された前記基端幅Ｗ１の値において、前記スポークに生じる最大応力が、仮に前記先端幅Ｗ２が前記基端幅Ｗ１と同寸法であるとした場合に前記スポークに生じる最大応力と同等以下となるように、前記先端幅Ｗ２の値を決定する、請求項１に記載の回転伝達部材の設計方法。
【請求項３】
前記回転伝達部材の設計方法は、決定された前記基端幅Ｗ１の値において、前記スポークに生じる最大応力が、仮に前記先端幅Ｗ２が前記基端幅Ｗ１と同寸法であるとした場合に前記スポークに生じる最大応力と同等となるように、前記先端幅Ｗ２の値を決定する、請求項２に記載の回転伝達部材の設計方法。
【請求項４】
前記基端幅割合Ｙの一次関数式の傾きをａと定義し、
前記外側半径Ｌ２を前記内側半径Ｌ１で除した値に相当する半径割合をＸと定義した場合に、
前記傾きａと前記半径割合Ｘとの関係は、
前記半径割合Ｘの値が２．０以上かつ２．５以下の範囲内であって、前記基端幅割合Ｙが１．０以上かつ１．２以下の範囲内である場合に、前記半径割合Ｘの値が大きくなるほど前記傾きａの絶対値が小さくなる前記半径割合Ｘの一次関数式として設定され、
前記半径割合Ｘの値が２．５以上かつ３．０以下の範囲内であって、前記基端幅割合Ｙが１．０以上かつ１．２以下の範囲内である場合に、前記半径割合Ｘの値が大きくなるほど前記傾きａの絶対値が大きくなる前記半径割合Ｘの一次関数式として設定される、請求項３に記載の回転伝達部材の設計方法。
【請求項５】
前記基端幅割合Ｙの一次関数式の切片をｂと定義した場合に、
前記切片ｂと前記半径割合Ｘとの関係は、
前記半径割合Ｘの値が２．０以上かつ２．５以下の範囲内であって、前記基端幅割合Ｙが１．０以上かつ１．２以下の範囲内である場合に、前記半径割合Ｘの値が大きくなるほど前記切片ｂの値が大きくなる前記半径割合Ｘの一次関数式として設定され、
前記半径割合Ｘの値が２．５以上かつ３．０以下の範囲内であって、前記基端幅割合Ｙが１．０以上かつ１．２以下の範囲内である場合に、前記半径割合Ｘの値が大きくなるほど前記切片ｂの値が小さくなる前記半径割合Ｘの一次関数式として設定される、請求項４に記載の回転伝達部材の設計方法。
【請求項６】
前記基端幅割合Ｙの一次関数式は、前記半径割合Ｘの値が２．０以上かつ２．５以下の範囲内であって前記基端幅割合Ｙが１．０以上かつ１．２以下の範囲内である場合に、下記の式（１）で示され、前記半径割合Ｘの値が２．５以上かつ３．０以下の範囲内であって前記基端幅割合Ｙが１．０以上かつ１．２以下の範囲内である場合に、下記の式（２）で示される、請求項４又は５に記載の回転伝達部材の設計方法。
（数１）
Ｚ＝０．７５Ｙ−０．５ＹＸ＋０．４Ｘ−０．０５・・・（１）
（数２）
Ｚ＝−１．７５Ｙ＋０．５ＹＸ−０．８Ｘ＋２．９５・・・（２）
【請求項７】
前記スポークの数は、４つである、請求項４−６の何れか一項に記載の回転伝達部材の設計方法。
【請求項８】
前記回転伝達部材は、車両に用いられるダンパプーリの一部品である、請求項４−７の何れか一項に記載の回転伝達部材の設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転伝達部材の設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動軸の回転を相手装置に伝達する回転伝達部材が知られている。例えば、特許文献１には、駆動軸としてのクランクシャフトに連結される回転伝達部材と、ベルトが巻回されるＶ溝を有する円筒状のダンパマスと、回転伝達部材の外周面とダンパマスの内周面との間に介装される弾性体とを備えたダンパプーリが開示されている。特許文献１に記載の回転伝達部材は、クランクシャフトに外嵌される円筒状のボス部の外周面と、ボス部の径方向外側に配置される円環状のリム部の内周面とが、放射状に延びる４本のハブ部（スポーク）を介して連結されている。そして、特許文献１に記載の回転伝達部材は、周方向に隣接するハブ部の間に開口を設けることで、回転伝達部材の軽量化を図っている。また、特許文献２には、スケルトン部（スポーク）を先細形状にすることで空洞（開口）を大きくした回転伝達部材が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２５２５６７号公報
【特許文献２】実開平５−２５０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１において、回転伝達部材の形状は、クランクシャフトやダンパマスの寸法や必要とされる強度や性能に基づいて決定される。一方、特許文献２に記載された技術のように、スポークを先細形状にすることで回転伝達部材の軽量化を図る場合において、強度及び性能と軽量化とが両立されたスポークの形状を設計するには、膨大な工数が必要とされるため、回転伝達部材の設計の効率化を図りたいとの要請がある。
【０００５】
本発明は、強度及び性能と軽量化とを両立した回転伝達部材の設計の効率化を図ることができる回転伝達部材の設計方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、駆動軸の回転を相手装置に伝達する回転伝達部材の設計方法である。前記回転伝達部材は、前記駆動軸に外嵌され、円筒外周面を有するハブと、円筒内周面を有するリムと、前記ハブの外周面と前記リムの内周面とを連結し、放射状に延び、先端ほど細くなるように形成された複数のスポークと、周方向に隣接する２つの前記スポークの間に形成される複数の開口とを備える。前記回転伝達部材の軸線方向から見た前記複数の開口の各々は、隣接する２つの前記スポークの側面のうち径方向における中間に位置する２つの直線部と、前記リムの内周円の一部である第一曲線部と、前記ハブの外周面に外接する曲線部であって、２つの前記直線部の各々の基端同士を滑らかに接続する第二曲線部と、２つの前記直線部の各々の先端と前記第一曲線部の各端とを滑らかに接続する第三曲線部とにより形成される。
【０００７】
前記ハブの外周円の半径に相当する内側半径をＬ１、前記第一曲線部を含む前記リムの内周円の半径に相当する外側半径をＬ２と定義し、前記スポークの幅寸法であって、１つの前記スポークの両側面に位置する２つの前記直線部の基端同士を結んだ寸法である基端幅をＷ１、前記直線部の先端同士を結んだ寸法である先端幅をＷ２と定義し、前記外側半径Ｌ２を前記内側半径Ｌ１で除した値に相当する半径割合をＸ、前記基端幅Ｗ１を前記内側半径Ｌ１で除した値に相当する基端幅割合をＹ、前記先端幅Ｗ２を前記基端幅Ｗ１で除した値に相当する先細割合をＺと定義する。
【０００８】
この場合に、前記回転伝達部材の設計方法は、前記先細割合Ｚと前記基端幅割合Ｙとの関係を、前記基端幅割合Ｙの値が大きくなるほど前記先細割合Ｚの値が小さくなる前記基端幅割合Ｙの一次関数式として設定し、前記基端幅Ｗ１の値を決定し、前記基端幅割合Ｙの一次関数式、及び、決定された前記基端幅Ｗ１の値に基づいて、決定された前記基端幅Ｗ１の値に対応する前記先細割合Ｚの値を決定し、決定された前記基端幅Ｗ１の値、及び、決定された前記先細割合Ｚの値に基づいて、前記先端幅Ｗ２の値を決定する。
【０００９】
本発明の回転伝達部材の設計方法によれば、先端幅Ｗ２の値は、決定された基端幅Ｗ１の値と、基端幅割合Ｙの値を変数とする一次関数式により決定された先細割合Ｚの値とに基づいて決定される。これにより、設計者は、先端幅Ｗ２の値を定量化できるので、強度及び性能と軽量化とを両立した回転伝達部材の設計を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明を用いて設計された回転伝達部材を軸線方向から見た図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線における回転伝達部材の断面図である。
【図３Ａ】半径割合Ｘが２．０であるときの先細割合Ｚとスポークに加わる最大応力との関係を示すグラフである。
【図３Ｂ】半径割合Ｘが２．５であるときの先細割合Ｚとスポークに加わる最大応力との関係を示すグラフである。
【図３Ｃ】半径割合Ｘが３．０であるときの先細割合Ｚとスポークに加わる最大応力との関係を示すグラフである。
【図４】基端幅割合Ｙと先細割合Ｚとの関係を示すグラフである。
【図５Ａ】半径割合Ｘが２．０以上且つ２．５以下であるときの半径割合Ｘと傾きａとの関係を示すグラフである。
【図５Ｂ】半径割合Ｘが２．０以上且つ２．５以下であるときの半径割合Ｘと切片ｂとの関係を示すグラフである。
【図６Ａ】半径割合Ｘが２．５以上且つ３．０以下であるときの半径割合Ｘと傾きａとの関係を示すグラフである。
【図６Ｂ】半径割合Ｘが２．５以上且つ３．０以下であるときの半径割合Ｘと切片ｂとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（１．ダンパプーリ１の概略構成）
以下、本発明に係る回転伝達部材の設計方法について、図面を参照しながら説明する。まず、図１及び図２を参照して、本発明の設計方法により設計された回転伝達部材２を有するダンパプーリ１の概略構成を説明する。
【００１２】
図１及び図２に示すように、ダンパプーリ１は、車両に搭載された内燃機関等のクランクシャフト（図示せず）の回転を、動力伝達用のベルト（図示せず）を介して補機（図示せず）に伝達しつつ、クランクシャフトの捩り振動を低減させる。ダンパプーリ１は、回転伝達部材２と、ダンパマス３と、弾性体４とを主に備える。
【００１３】
回転伝達部材２は、鋳鉄等の金属材料により形成される。回転伝達部材２は、駆動軸であるクランクシャフトの回転を、弾性体４及びダンパマス３を介して相手装置である補機に伝達する。ダンパマス３は、回転伝達部材２と同一材料（鋳鉄等の金属材料）により形成された円環状の部材であり、回転伝達部材２の径方向外側に配置される。ダンパマス３の外周面には、ベルトが巻回されるＶ溝５が形成される。ダンパマス３の内周面は、回転伝達部材２の外周面に対向配置される。弾性体４は、回転伝達部材２の外周面とダンパマス３の内周面との間に設けられる。
【００１４】
（２．回転伝達部材２の構成）
次に、回転伝達部材２の構成について説明する。回転伝達部材２は、ハブ１０と、リム２０と、４つのスポーク３０と、４つの開口４０とを主に備える。ハブ１０は、駆動軸としてのクランクシャフトに対し、一体回転可能に連結される部位である。ハブ１０の内周面は、クランクシャフトに外嵌される軸孔１１を構成し、軸孔１１には、クランクシャフトに設けられたキーと嵌合するキー溝１２が形成される。
【００１５】
リム２０は、ハブ１０と同軸に配置される円筒状の部位である。リム２０の外周面は、回転伝達部材２の外周面を構成し、リム２０の内周面（円筒内周面）は、ハブ１０の外周面（円筒外周面）に対向配置される。
【００１６】
スポーク３０は、ハブ１０の外周面とリム２０の内周面とを連結する。具体的に、スポーク３０は、ハブ１０の外周面から放射状に延びる部位であり、４つのスポーク３０は、回転伝達部材２の周方向において等間隔に配置される。各々のスポーク３０は、先端側（径方向外側）ほど細くなる先細形状に形成され、スポーク３０の先端は、リム２０の内周面に接続される。
【００１７】
４つの開口４０は、回転伝達部材２における周方向に隣接する２つのスポーク３０の間に形成される。回転伝達部材２の軸線Ｏ方向から見た各々の開口４０は、２つの直線部４１と、第一曲線部４２と、第二曲線部４３と、２つの第三曲線部４４により形成される。２つの直線部４１は、隣接する２つのスポーク３０の側面のうち径方向における中間に位置する部位である。第一曲線部４２は、リム２０の内周円の一部を形成する曲線部である。第二曲線部４３は、ハブ１０の外周面に外接する曲線部であり、２つの直線部４１の各々の基端同士を滑らかに接続する。２つの第三曲線部４４は、２つの直線部４１の各々の先端と第一曲線部４２の各端とを滑らかに接続する曲線部である。
【００１８】
回転伝達部材２の設計において、ハブ１０の形状は、嵌合するクランクシャフトの外径等に基づいて決定され、リム２０の形状は、ダンパマス３の内径に基づいて決定される。また、スポーク３０は、クランクシャフトからの回転が入力される基端において、一定以上の強度が必要とされる。その結果、スポーク３０の基端の幅寸法は、ハブ１０及びリム２０の寸法、及び、設計しようとする回転伝達部材２に必要とされる強度や性能に基づいて自ずと決定される。
【００１９】
一方、スポーク３０の先端は、スポーク３０の基端ほどの強度を必要とされない。そのため、回転伝達部材２は、スポーク３０の先端における幅寸法をスポーク３０の基端における幅寸法よりも小さくすることにより、回転伝達部材２に必要とされる強度及び性能を維持しつつ、回転伝達部材２の軸線方向からみた開口４０の面積を広くすることができ、その分、回転伝達部材２の軽量化を図ることができる。しかしながら、スポーク３０の先端の幅寸法を小さくしすぎると、回転伝達部材２に必要とされる強度及び性能は、却って低下する。そのため、回転伝達部材２の設計者は、スポーク３０の先端の幅寸法を、回転伝達部材２の強度及び性能と軽量化とが両立された最適な寸法に設定することを要求される。
【００２０】
この点に関し、本実施形態において、設計者は、スポーク３０の先端の幅寸法を決定するのに先立ち、スポーク３０の基端の幅寸法を決定する。続いて、設計者は、スポーク３０の先端の幅寸法を基端の幅寸法と同寸法にした場合にスポーク３０の基端に発生する最大応力を基準応力とし、スポーク３０の先端の幅寸法を、スポーク３０の先端に加わる最大応力が基準応力と同等になるような寸法に設定する。このようにしてスポーク３０の先端の幅寸法が決定された回転伝達部材２は、スポーク３０の先端の幅寸法が基端の幅寸法と同等である場合の仮の回転伝達部材２と比べて、回転伝達部材２の強度及び性能を同等しつつ、回転伝達部材２の軽量化を図ることができる。
【００２１】
そしてこの場合において、設計者は、必要とされる強度及び性能と軽量化とが両立された回転伝達部材２を設計する際に、後述する式（６）又は式（９）を用いることで、スポーク３０の先端の幅寸法を効率よく決定することができる。
【００２２】
（３．スポーク３０の先端の幅寸法の決定）
次に、図３から図６Ｂに示すグラフを参照しながら、スポーク３０の先端の幅寸法を決定方法について、根拠を挙げながら説明する。ここで、軸線Ｏ方向から見た回転伝達部材２の形状に関して、ハブ１０の外周円の半径に相当する内側半径をＬ１、第一曲線部４２を含むリム２０の内周円の半径に相当する外側半径をＬ２と定義する。また、スポーク３０の幅寸法であって、１つのスポーク３０の両側面に位置する２つの直線部４１の基端同士を結んだ寸法である基端幅（スポーク３０の基端の幅寸法）をＷ１、直線部４１の先端同士を結んだ寸法である先端幅（スポーク３０の先端の幅寸法）をＷ２と定義する。
【００２３】
さらに、外側半径Ｌ２を内側半径Ｌ１で除した値（Ｌ２／Ｌ１）に相当する半径割合をＸ、基端幅Ｗ１を内側半径Ｌ１で除した値（Ｗ１／Ｌ１）に相当する基端幅割合をＹ、先端幅Ｗ２を基端幅Ｗ１で除した値（Ｗ２／Ｗ１）に相当する先細割合をＺと定義する。なお、本実施形態において、半径割合Ｘの範囲は、２．０以上且つ３．０以下とし、基端幅割合Ｙの範囲は、１．０以上且つ１．２以下とする。なお、上記した半径割合Ｘ及び基端幅割合Ｙの範囲は、車両に用いられるダンパプーリ１の一部品となる回転伝達部材２の寸法として、通常よく採用される寸法値を参考に設定された範囲である。
【００２４】
（３−１：先細割合Ｚとスポーク３０に加わる最大応力との関係）
まず、図３Ａから図３Ｃに示すグラフを参照しながら、先細割合Ｚとスポーク３０に加わる最大応力との関係について説明する。図３Ａから図３Ｃには、内側半径Ｌ１を固定値としつつ、半径割合Ｘの値及び基端幅割合Ｙの値を入れ替えながらスポーク３０に加わる最大応力を解析した結果の１つとして、先細割合Ｚとスポーク３０に加わる最大応力との関係を示すグラフが示されている。
【００２５】
なお、図３Ａから図３Ｃに示すグラフにおいて、横軸は、先細割合Ｚである。縦軸は、スポーク３０に加わる最大応力を、先細割合Ｚが１．０であるときにスポーク３０に加わる最大応力である基準応力σで除した応力比である。つまり、応力比が１００％以下であることは、スポーク３０に加わる最大応力が基準応力σ以下であることを示し、応力比が小さくなることは、スポーク３０に加わる最大応力が小さくなることを示す。
【００２６】
図３Ａには、半径割合Ｘの値を２．０、基端幅割合Ｙの値を１．０、１．１及び１．２の何れかとしたときの先細割合Ｚと応力比との関係を示す３つのグラフがまとめて示されている。図３Ｂには、半径割合Ｘの値を２．５、基端幅割合Ｙの値を１．０、１．１及び１．２の何れかとしたときの先細割合Ｚと応力比との関係を示す３つのグラフがまとめて示されている。図３Ｃには、半径割合Ｘの値を３．０、基端幅割合Ｙの値を１．０、１．１及び１．２の何れかとしたときの先細割合Ｚと応力比との関係を示す３つのグラフがまとめて示されている。
【００２７】
ここで、基端幅Ｗ１は、内側半径Ｌ１及び外側半径Ｌ２や、設計しようとする回転伝達部材２に必要とされる強度及び性能に基づいて導出される既定値である。そして、先細割合Ｚは、先端幅Ｗ２を小さくするほど小さな値をとる。つまり、先細割合Ｚと先端幅Ｗ２とは、比例関係にあり、図３Ａから図３Ｃに示すグラフは、先端幅Ｗ２とスポーク３０に加わる最大応力との関係を示すグラフとみなすこともできる。
【００２８】
図３Ａのグラフによれば、半径割合Ｘが２．０であって基端幅割合Ｙが１．２である場合、先細割合Ｚの値が図３Ａに示す転換値ｚ１１をとるときに、スポーク３０に加わる最大応力は、概ね最小となる。つまり、先細割合Ｚの値が転換値ｚ１１以上且つ１．０以下の範囲において、スポーク３０に加わる最大応力は、先細割合Ｚの値が小さくなるにつれて概ね小さくなっていく。これは、先細割合Ｚが１．０であるときには、応力がスポーク３０の基端に集中するのに対し、先端幅Ｗ２を基端幅Ｗ１よりも小さくすることによって応力が分散されていることに起因する。
【００２９】
一方、先細割合Ｚの値が転換値ｚ１１を下回ると、スポーク３０に加わる最大応力は、先細割合Ｚの値が小さくなるにつれて概ね大きくなっていく。これは、先細割合Ｚの値が転換値ｚ１１であるときに分散されていた応力が、先端幅Ｗ２を更に小さくすることでスポーク３０の先端に集中していくことに起因する。そして、先細割合Ｚの値が図３Ａに示す境界値ｚ１２であるときに、スポーク３０に加わる最大応力は、基準応力σと概ね同等になる。
【００３０】
また、図３Ａのグラフによれば、半径割合Ｘが２．０であって基端幅割合Ｙが１．０である場合のグラフの形状、及び、半径割合Ｘが２．０であって基端幅割合Ｙが１．１である場合のグラフの形状は、概ね半径割合Ｘが２．０であって基端幅割合Ｙが１．２である場合のグラフの形状と同様である。
【００３１】
さらに、図３Ａのグラフによれば、半径割合Ｘが２．０のとき、基端幅割合Ｙの値が大きくなるほど、先細割合Ｚが転換値ｚ１１をとるときにスポーク３０に加わる最大応力が小さくなり、境界値ｚ１２の値が小さくなると考えられる。
【００３２】
次に、図３Ａのグラフと図３Ｂのグラフとを比較する。例えば、基端幅割合Ｙの値が１．２であるときのグラフを見比べた場合、半径割合Ｘが２．５であるときの転換値ｚ２１及び境界値ｚ２２は、半径割合Ｘが２．０であるときの転換値ｚ１１及び境界値ｚ１２よりも小さくなっている。その一方で、半径割合Ｘが２．５であるときに先細割合Ｚが転換値ｚ２１をとるときの最大応力は、半径割合Ｘが２．０であるときに先細割合Ｚが転換値ｚ１１をとるときの最大応力よりも大きくなっている。この傾向は、基端幅割合Ｙの値が１．０であるとき、及び、基端幅割合Ｙが１．１であるときにも概ね当てはまる。
【００３３】
なお、半径割合Ｘが２．５であって基端幅割合Ｙの値が１．０である場合、先細割合Ｚを１．０より小さくしたとしても、スポーク３０に加わる最大応力は、ほぼ低下しない。しかしながら、先細割合Ｚの減少量に対してスポーク３０に加わる最大応力の増加量が大きくなる先細割合Ｚの値を転換値とみなした場合、基端幅割合Ｙの値が１．０であるときの転換値ｚ２１は、半径割合Ｘが２．５であるときの方が、半径割合Ｘが２．０である場合と比べて、小さくなるといえる。
【００３４】
次に、図３Ｂのグラフと図３Ｃのグラフとを比較する。例えば、基端幅割合Ｙの値が１．２であるときのグラフを見比べた場合、半径割合Ｘが３．０であるときの転換値ｚ３１及び境界値ｚ３２は、半径割合Ｘが２．５であるときの転換値ｚ２１及び境界値ｚ２２よりも小さくなっている。この傾向は、基端幅割合Ｙの値が１．０であるとき、或いは、基端幅割合Ｙが１．１であるときにも当てはまる。このことから、少なくとも半径割合Ｘが２．０以上且つ３．０以下の範囲である場合に、転換値及び境界値は、半径割合Ｘが小さくなるほど小さくなると考えられる。
【００３５】
また、基端幅割合Ｙの値が１．２であるときのグラフを見比べた場合、半径割合Ｘが３．０であるときに先細割合Ｚが転換値ｚ３１をとるときの最大応力は、半径割合Ｘが２．５であるときに先細割合Ｚが転換値ｚ２１をとるときの最大応力よりも小さい。この傾向は、基端幅割合Ｙの値が１．０であるとき、或いは、基端幅割合Ｙが１．１であるときにも当てはまる。このように、先細割合Ｚとスポーク３０に加わる最大応力との関係は、少なくとも半径割合Ｘが２．０以上且つ２．５以下の範囲である場合と、半径割合Ｘが２．５以上且つ３．０以下の範囲である場合とで、傾向に違いがあると推測される。
【００３６】
（３−２：基端幅割合Ｙと先細割合Ｚとの関係）
次に、図４に示すグラフを参照しながら、基端幅割合Ｙと先細割合Ｚとの関係について説明する。図４には、図３Ａから図３Ｃに示すグラフを作成する際に利用した解析データに基づいて作成したグラフであって、半径割合Ｘを２．０、２．５及び３．０の何れかに設定したときの基端幅割合Ｙと境界値との関係を示す３つのグラフがまとめて示されている。
【００３７】
図４に示すグラフによれば、半径割合Ｘが２．０、２．５及び３．０の何れかの値をとる場合であっても、境界値は、基端幅割合Ｙの値が大きくなるにつれて小さくなる。つまり、境界値と基端幅割合Ｙとの関係は、基端幅割合Ｙの値が大きくなるほど境界値が小さくなる基端幅割合Ｙの一次関数式で表すことができる。
【００３８】
具体的に、半径割合Ｘが２．０であるとき、基端幅割合Ｙの一次関数式は、下記の式（１）で表すことができる。また、半径割合Ｘが２．５であるとき、基端幅割合Ｙの一次関数式は、下記の式（２）で表すことができ、半径割合Ｘが３．０であるとき、先細割合Ｚの一次関数式は、下記の式（３）で表すことができる。
【００３９】
（数１）
Ｚ＝―０．２５Ｙ＋０．７５・・・（１）
（１．０≦Ｙ≦１．２）
【００４０】
（数２）
Ｚ＝―０．５Ｙ＋０．９５・・・（２）
（１．０≦Ｙ≦１．２）
【００４１】
（数３）
Ｚ＝―０．２５Ｙ＋０．５５（１．０≦Ｙ≦１．２）・・・（３）
（１．０≦Ｙ≦１．２）
【００４２】
ここで、半径割合Ｘが２．０である場合のグラフは、半径割合Ｘが２．５である場合のグラフと比べて、グラフの傾きが小さい。つまり、半径割合Ｘが２．０である場合には、半径割合Ｘが２．５である場合と比べて、基端幅割合Ｙの増加量に対する境界値の減少量が小さい。一方、半径割合Ｘが３．０である場合のグラフは、半径割合Ｘが２．５である場合のグラフと比べて、クラフの傾きが小さい。つまり、半径割合Ｘが３．０である場合には、半径割合Ｘが２．５である場合と比べて、基端幅割合Ｙの増加量に対する境界値の減少量が小さい。なお、半径割合Ｘが２．０である場合のグラフと半径割合Ｘが３．０である場合のグラフとを比べた場合、グラフの傾きは、同等である。
【００４３】
以上の点から、境界値と基端幅割合Ｙとの関係は、半径割合Ｘの値が２．０以上且つ２．５以下である場合と、２．５以上且つ３．０以下の場合とで、傾きが異なる別々の一次関数式で表すことが適当であると考えられる。そこで引き続き、基端幅割合Ｙの一次関数式の傾きをａ、切片をｂと定義（Ｚ＝ａＹ＋ｂと定義）した上で、半径割合Ｘの値と傾きａ及び切片ｂとの関係について説明する。
【００４４】
（３−３：半径割合Ｘの値と傾きａ及び切片ｂとの関係（２．０≦Ｘ≦２．５））
まず、図５Ａ及び図５Ｂに示すグラフを参照しながら、半径割合Ｘの範囲が２．０以上かつ２．５以下であるときの半径割合Ｘの値と傾きａ及び切片ｂとの関係について説明する。図５Ａ及び図５Ｂには、図３Ａから図３Ｃに示すグラフを作成する際に利用した解析データに基づいて作成したグラフであって、図５Ａには、半径割合Ｘと傾きａとの関係を示すグラフが、図５Ｂには、半径割合Ｘと切片ｂとの関係を示すグラフが、それぞれ示されている。
【００４５】
図５Ａのグラフによれば、半径割合Ｘの範囲が２．０以上かつ２．５以下である場合、傾きａの絶対値は、半径割合Ｘの値が大きくなるほど大きくなると考えられる。これは、半径割合Ｘの値が大きくなるほど、基端幅割合Ｙの増加量に対する境界値の減少率が小さくなることを示す。また、図５Ｂのグラフによれば、半径割合Ｘの範囲が２．０以上かつ２．５以下である場合、切片ｂは、半径割合Ｘの値が大きくなるほど大きくなると考えられる。つまり、図５Ｂのグラフは、半径割合Ｘの値が大きくなるほど、境界値が大きくなることを示す。
【００４６】
このように、傾きａは、半径割合Ｘの値が大きくなるほど傾きａの絶対値が大きくなる半径割合Ｘの一次関数式で表すことができる。同様に、切片ｂは、半径割合Ｘの値が大きくなるほど大きくなる半径割合Ｘの一次関数式で表すことができる。具体的に、半径割合Ｘが２．０以上且つ２．５以下であるとき、傾きａは、下記の式（４）で表すことができ、切片ｂは、下記の式（５）で表すことができる。
【００４７】
（数４）
ａ＝―０．５Ｘ＋０．７５・・・（４）
（２．５≦Ｘ≦３．０）
【００４８】
（数５）
ｂ＝０．４Ｘ−０．０５・・・（５）
（２．５≦Ｘ≦３．０）
【００４９】
（３−４：境界値及び基端幅割合Ｙとの関係（２．０≦Ｘ≦２．５））
そして、半径割合Ｘが２．０以上且つ２．５以下であるとき、境界値と基端幅割合Ｙとの関係を表す基端幅割合Ｙの一次関数式（Ｚ＝ａＹ＋ｂ）は、上記した式（４）及び式（５）に基づき、下記の式（６）で表すことができる。
【００５０】
（数６）
Ｚ＝０．７５Ｙ−０．５ＹＸ＋０．４Ｘ−０．０５・・・（６）
（２．０≦Ｘ≦２．５、１．０≦Ｙ≦１．２）
【００５１】
（３−５：半径割合Ｘの値と傾きａ及び切片ｂとの関係（２．５≦Ｘ≦３．０））
続いて、図６Ａ及び図６Ｂに示すグラフを参照しながら、半径割合Ｘの範囲が２．５以上かつ３．０以下であるときの半径割合Ｘの値と傾きａ及び切片ｂとの関係について説明する。図６Ａ及び図６Ｂには、図３Ａから図３Ｃに示すグラフを作成する際に利用した解析データに基づいて作成したグラフであって、図６Ａには、半径割合Ｘと傾きａとの関係を示すグラフが、図６Ｂには、半径割合Ｘと切片ｂとの関係を示すグラフが、それぞれ示されている。
【００５２】
図６Ａのグラフによれば、半径割合Ｘの範囲が２．５以上かつ３．０以下である場合、傾きａの絶対値は、半径割合Ｘの値が大きくなるほど小さくなる。このことは、半径割合Ｘの値が大きくなるほど、基端幅割合Ｙの増加量に対する境界値の減少率が大きくなることを示す。また、図６Ｂのグラフによれば、半径割合Ｘの範囲が２．５以上かつ３．０以下である場合、切片ｂは、半径割合Ｘの値が大きくなるほど小さくなる。このことは、半径割合Ｘの値が大きくなるほど、境界値が小さくなることを示す。
【００５３】
このように、傾きａは、半径割合Ｘの値が大きくなるほど傾きａの絶対値が小さくなる半径割合Ｘの一次関数式で表すことができる。同様に、切片ｂは、半径割合Ｘの値が大きくなるほど小さくなる半径割合Ｘの一次関数式で表すことができる。具体的に、半径割合Ｘが２．５以上且つ３．０以下であるとき、傾きａは、下記の式（７）で表すことができ、切片ｂは、下記の式（８）で表すことができる。
【００５４】
（数７）
ａ＝０．５Ｘ−１．７５・・・（７）
（２．５≦Ｘ≦３．０）
【００５５】
（数８）
ｂ＝−０．８Ｘ＋２．９５・・・（８）
（２．５≦Ｘ≦３．０）
【００５６】
（３−６：境界値及び基端幅割合Ｙとの関係（２．５≦Ｘ≦３．０））
このように、半径割合Ｘが２．５以上且つ３．０以下であるとき、境界値と基端幅割合Ｙとの関係を示す基端幅割合Ｙの一次関数式（Ｚ＝ａＹ＋ｂ）は、上記した式（７）及び式（８）に基づき、下記の式（９）で表すことができる。
【００５７】
（数９）
Ｚ＝−１．７５Ｙ＋０．５ＹＸ−０．８Ｘ＋２．９５・・・（９）
（２．５≦Ｘ≦３．０、１．０≦Ｙ≦１．２）
【００５８】
（３−７：先端幅Ｗ２の決定手順）
次に、式（６）又は式（９）を用いた先端幅Ｗ２の決定手順を説明する。回転伝達部材２の設計者は、決定された内側半径Ｌ１、外側半径Ｌ２及び基端幅Ｗ１に対応する半径割合Ｘ及び基端幅割合Ｙを導出する。次に、設計者は、導出された半径割合Ｘ及び基端幅割合Ｙを変数とする一次関数式である式（６）又は式（９）に基づき、基端幅Ｗ１に対応する先細割合Ｚの値を決定する。そして、設計者は、決定された基端幅Ｗ１の値、及び、決定された先細割合Ｚの値に基づいて、先端幅Ｗ２の値を決定する。
【００５９】
このように決定された先端幅Ｗ２に基づいて設計した回転伝達部材２は、スポーク３０の先端に生じる最大応力が、当該スポーク３０と基端幅Ｗ１が同寸法であって、先端幅Ｗ２が基端幅Ｗ１と同寸法とする仮のスポーク３０の基端に生じる最大応力と同等となる。よって、回転伝達部材２は、上記した仮のスポーク３０を有する仮の回転伝達部材２との比較において、回転伝達部材２の強度及び性能を維持しつつ、回転伝達部材２の軸線Ｏ方向から見た各々の開口４０の面積を大きくできる分、回転伝達部材２の軽量化を図ることができる。
【００６０】
このように、設計者は、決定された基端幅Ｗ１の値と、基端幅割合Ｙを変数とする一次関数式により決定された先細割合Ｚの値とに基づいて先端幅Ｗ２の値を決定する。これにより、設計者は、先端幅Ｗ２の値を定量化できるので、強度及び性能と軽量化とを両立した回転伝達部材２の設計を効率よく行うことができる。
【００６１】
特に本実施形態において、設計者は、スポーク３０の先端の幅寸法として、先細割合Ｚが境界値をとるときの先端幅Ｗ２を用いて回転伝達部材２を決定している。これにより、設計者は、回転伝達部材２として必要とされる強度及び性能を維持しつつ、最大限まで回転伝達部材２を軽量化することができる。そしてこの場合において、設計者は、式（６）又は式（９）を用いることにより、回転伝達部材２の設計を効率よく行うことができる。
【００６２】
また、設計者は、スポーク３０の先端の幅寸法として、先細割合Ｚが転換値をとるときの先端幅Ｗ２を用いて回転伝達部材２を設計することも可能である。つまり、基端幅Ｗ１が決定された状態で、先細割合Ｚが転換値をとるときの先端幅Ｗ２をスポーク３０の先端の幅寸法として用いた場合、スポーク３０に加わる最大応力は、最小となる。従って、設計者は、スポーク３０の先端の幅寸法として、先細割合Ｚが転換値をとるときの先端幅Ｗ２を用いることにより、回転伝達部材２の強度及び性能を最大限まで高めつつ、回転伝達部材２の軽量化を図ることができる。
【００６３】
なお、図３Ａから図３Ｃに示すグラフによれば、先細割合Ｚが大きくなるほど転換値が小さくなる。また、転換値と基端幅割合Ｙとの関係を見た場合、転換値は、基端幅割合Ｙの値が大きくなるほど小さくなっていく。つまり、転換値と基端幅割合Ｙとの関係は、基端幅割合Ｙの値が大きくなるほど転換値が小さくなる基端幅割合Ｙの一次関数式で表すことができる。そして、設計者は、上記した手順、即ち、図３Ａから図３Ｃに示すグラフから導出した式（１）から式（５）、式（７）及び式（８）に基づいて式（１）及び式（２）を導出した手順と同様の手順によって、転換値と基端幅割合Ｙとの関係を表す基端幅割合Ｙの一次関数式を導出できる。よってこの場合においても、設計者は、先端幅Ｗ２の値を定量化できるので、強度及び性能と軽量化とを両立した回転伝達部材２の設計を効率よく行うことができる。
【００６４】
また、設計者は、スポーク３０の先端の幅寸法として、先細割合Ｚが境界値以上であって１．０未満となる先端幅Ｗ２を用いて回転伝達部材２を設計することも可能である。このように設計された回転伝達部材２は、上記した仮のスポーク３０を有する仮の回転伝達部材２との比較において、スポーク３０に加わる最大応力を同等以下としつつ、回転伝達部材２の軸線Ｏ方向から見た各々の開口４０の面積を大きくできる。よって、この場合においても、設計者は、回転伝達部材２の強度及び性能を維持しつつ、回転伝達部材２の軽量化を図ることができる。
【００６５】
なお、式（６）は、半径割合Ｘが２．０以上且つ２．５以下の場合に用いられ、式（９）は、半径割合Ｘが２．５以上且つ３．０以下の場合に用いられる。そして、半径割合Ｘの範囲が２．０以上且つ３．０以下である回転伝達部材２は、車両に用いられるダンパプーリ１の一部品として広く採用される。つまり、式（６）及び式（９）は、車両に用いられるダンパプーリ１の一部品として用いる回転伝達部材２を設計する場合において、とりわけ有効となる。
【００６６】
また、４つのスポーク３０を有する回転伝達部材２を設計する場合において、式（６）及び式（９）は、とりわけ有効となる。なお、スポーク３０の数が４つでない回転伝達部材においても、転換値と基端幅割合Ｙとの関係は、基端幅割合Ｙの値が大きくなるほど転換値が小さくなる基端幅割合Ｙの一次関数式で表すことができると考えられる。
【００６７】
（４．その他）
以上、上記実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変形改良が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、上記実施形態では、回転伝達部材２が、車両に用いられるダンパプーリ１の一部品である場合を例に挙げて説明したが、他の用途に用いる回転伝達部材２の設計においても、本発明を適用することが可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１：ダンパプーリ、  ２：回転伝達部材、  １０：ハブ、  ２０：リム、  ３０：スポーク、  ４０：開口、  ４１：直線部、  ４２：第一曲線部、  ４３：第二曲線部、  ４４：第三曲線部、  ａ：傾き、  ｂ：切片、  Ｌ１：内側半径、  Ｌ２：外側半径、  Ｏ：回転伝達部材の軸線、  Ｗ１：基端幅、  Ｗ２：先端幅、  Ｘ：半径割合、  Ｙ：基端幅割合、  Ｚ：先細割合
【図１】
2020094651.tif 000003
【図２】
2020094651.tif 000004
【図３Ａ】
2020094651.tif 000005
【図３Ｂ】
2020094651.tif 000006
【図３Ｃ】
2020094651.tif 000007
【図４】
2020094651.tif 000008
【図５Ａ】
2020094651.tif 000009
【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
2020094651.tif 000011
【図６Ｂ】
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