(57)【要約】【課題】フレキシブルカップリングの組み付け方法の観点から、許容伝達トルクを高めつつ、ねじり剛性を低下させることを可能とすることを目的とした。【解決手段】プロペラシャフト２０及び入力軸３１の間にフレキシブルカップリング１０が介在するように組み付けられる。フレキシブルカップリング１０は、回転軸線を中心とした円周上に等間隔に配置された複数個の線材巻部材１１と、円周方向に隣り合う線材巻部材１１同士に巻き掛けられたトルク伝達線材１２と、線材巻部材１１、及びトルク伝達線材１２を埋設した環状弾性体１３とを備えている。フレキシブルカップリング１０は、径方向に圧縮し、線材巻部材１１を径方向内側にずらした状態としてプロペラシャフト２０及び入力軸３１に固定することにより組み付けられる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一軸及び第二軸の間に介在するフレキシブルカップリングの組み付け方法であって、
前記フレキシブルカップリングが、
回転軸線を中心とした円周上に等間隔に配置された複数個の線材巻部材と、
円周方向に隣り合う線材巻部材同士に巻き掛けられたトルク伝達線材と、
前記線材巻部材及び前記トルク伝達線材を埋設した環状弾性体とを備えたものであり、
前記フレキシブルカップリングを径方向に圧縮し、前記線材巻部材を径方向内側にずらした状態として前記第一軸及び前記第二軸に固定されることを特徴とするフレキシブルカップリングの組み付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロペラシャフト及びディファレンシャルの間、あるいはプロペラシャフト及びトランスミッションの間のように、第一軸及び第二軸の間に介在して両者を連結するフレキシブルカップリングの組み付け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＦＲ駆動（フロントエンジン・リヤドライブ）方式の自動車において、下記特許文献１及び特許文献２に開示されているように、プロペラシャフト及びディファレンシャルの間や、プロペラシャフト及びトランスミッションの間にフレキシブルカップリングを介在させて連結した構造のものが提供されている。
【０００３】
フレキシブルカップリングは、周方向に等間隔に配置された複数個の線材巻部材と、円周方向に隣り合う線材巻部材同士に巻き掛けられたトルク伝達線材とを有し、ゴム等によって形成された環状弾性体に線材巻部材及びトルク伝達線材を埋設させた構造とされている。フレキシブルカップリングにねじりトルクを加えると、線材巻部材に巻き付けられたトルク伝達線材が引っ張られる。これにより、トルクを伝達しつつ、所定のねじり剛性を発揮することができる。従って、フレキシブルカップリングを介在させることにより、過大トルクにより発生するトルクの吸収効果が得られることに加え、ねじり剛性を低下させ、いわゆるデフノイズの低減等に資することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−４２１７９号公報
【特許文献２】特開２０１１−１３３０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、フレキシブルカップリングを設けることによりトルク吸収特性（許容伝達トルク）を向上させようとした場合、隣接する線材巻部材間に巻き掛けられたトルク伝達線材の巻数を増加させねばならず、ねじり剛性が高くなってしまう。一方、ノイズ低減等の観点からねじり剛性を低下させようとすると、トルク伝達線材の巻数が減少し、許容伝達トルクが低下してしまい、動力伝達できなくなってしまうという問題がある。すなわち、従来技術のフレキシブルカップリングにおいては、許容伝達トルクを高めつつ、ねじり剛性を低下させるという二律背反した課題を解決することはできない。
【０００６】
そこで、本発明は、フレキシブルカップリングの組み付け方法の観点から、許容伝達トルクを高めつつ、ねじり剛性を低下させることを可能とすることを目的とした。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決すべく提供される本発明は、第一軸及び第二軸の間に介在するフレキシブルカップリングの組み付け方法であって、前記フレキシブルカップリングが、回転軸線を中心とした円周上に等間隔に配置された複数個の線材巻部材と、円周方向に隣り合う線材巻部材同士に巻き掛けられたトルク伝達線材と、前記線材巻部材、及び前記トルク伝達線材を埋設した環状弾性体とを備えたものであり、前記フレキシブルカップリングを径方向に圧縮し、前記線材巻部材を径方向内側にずらした状態として前記第一軸及び前記第二軸に固定されることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明のように、フレキシブルカップリングを径方向に圧縮し、線材巻部材を径方向内側にずらした状態として固定すると、環状弾性体の内部においてトルク伝達線材にたるみが生じる。このようにしてフレキシブルカップリングを取り付けた場合、低負荷時には、環状弾性体のみによってトルク伝達が行われる。すなわち、低負荷時には、トルクに対して環状弾性体のみが機能し、低ねじり剛性となる。一方、負荷が一定以上の高負荷となると、トルク伝達線材が引っ張られた状態になり、トルク伝達線材によってトルク伝達が行われる。すなわち、高負荷時には、トルク伝達線材が引っ張られることで高ねじり剛性となり、許容伝達トルクが高くなる。
【０００９】
上述したように、本発明のように組み付け方法を改良するのみでフレキシブルカップリングの許容伝達トルクを適正化しつつ、ねじり剛性を低下させることができる。これにより、第一軸側あるいは第二軸側において発生する振動に起因するノイズを最小限に抑制することができる。
【００１０】
また、上述したように、本発明に係る組み付け方法を採用することにより、負荷の大小に応じてトルク伝達線材がたるんだ状態と、引っ張られた状態とに切り替え、異なるねじり剛性特性が得られる。すなわち、本発明によれば、フレキシブルカップリングのねじり剛性値を二段特性化することが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、許容伝達トルクを高めつつ、ねじり剛性を低下させることを可能とすることが可能なフレキシブルカップリングの組み付け方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両用動力伝達装置が自動車に搭載された例を示す概略平面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るフレキシブルカップリングによって、プロペラシャフトとディファレンシャルの入力軸とが連結された状態を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るフレキシブルカップリングによって、プロペラシャフトとディファレンシャルの入力軸とが連結された状態を示す断面図である。
【図４】（ａ）はフレキシブルカップリングの構造を示す断面図であり、（ｂ）はトルク伝達線材が弛緩した状態、及び張った状態を示す説明図である。
【図５】本発明に係る組み付け方法によりフレキシブルカップリングを組み付けた際のねじれ角とトルクの関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１に示すように、ＦＲ駆動（フロントエンジン・リヤドライブ）方式の自動車５０においては、車両前方側に設けられたエンジン７０（駆動源）と、駆動輪８０（後輪）との間を動力伝達装置１００によって連結して駆動可能とした構成とされている。動力伝達装置１００は、エンジン７０から駆動輪８０まで動力を伝達するためのものであり、トランスミッション６０、プロペラシャフト２０、ディファレンシャル３０などを備えている。
【００１４】
トランスミッション６０とプロペラシャフト２０との間、及びプロペラシャフト２０とディファレンシャル３０との間は、それぞれフレキシブルカップリング１０を介在させて連結されている。これにより、プロペラシャフト２０は、トランスミッション６０の出力軸、及びディファレンシャル３０の入力軸に対して回転一体に連結されている。
【００１５】
図２に示すように、プロペラシャフト２０の後端部と、ディファレンシャル３０の入力軸３１とがフレキシブルカップリング１０を介して回転一体に連結されている。プロペラシャフト２０の後端部には、周方向に等間隔（図２においては１２０°の等間隔）に、径方向外側に延びた３つの連結用フランジ２４が設けられている。同様に、ディファレンシャルの入力軸３１の前端部にも連結用フランジ３２が３つ設けられている。これらの連結用フランジ２４，３２は、互いに周方向に６０°位相を違えて対向しており、フレキシブルカップリング１０の各面にボルト４１、及びナット４２にて固定されている。なお、図示しないが、トランスミッション６０の出力軸、及びプロペラシャフト２０の前端部にも、既述の連結用フランジ２４，３２と同様のものが設けられており、これらの連結用フランジも、互いに周方向に６０°位相を違えて対向した状態で、フレキシブルカップリング１０の各面にボルト、及びナットにて固定されている。
【００１６】
≪フレキシブルカップリング１０の構成及び連結構造について≫
続いて、フレキシブルカップリング１０の構成及びこれを用いた連結構造について説明する。なお、フレキシブルカップリング１０を用いた連結構造については、トランスミッション６０とプロペラシャフト２０との間、及びプロペラシャフト２０とディファレンシャル３０との間のいずれも略同一であるため、以下においては後者（プロペラシャフト２０とディファレンシャル３０との連結構造）を例に挙げて説明する。
【００１７】
図３は、プロペラシャフト２０の後端部と、ディファレンシャル３０の入力軸３１とがフレキシブルカップリング１０を介して回転一体に連結された状態を示している。図３及び図４に示すように、フレキシブルカップリング１０は、回転軸線Ｎを中心とした円周上に等間隔に配置された６個の線材巻部材１１と、円周方向に隣り合う各２個の線材巻部材１１にループ状に巻き掛けられたトルク伝達線材１２と、線材巻部材１１及びトルク伝達線材１２を埋設して成形された環状弾性体１３とを備えている。
【００１８】
線材巻部材１１は、トルク伝達線材１２を巻き掛けるためのものである。この線材巻部材１１は、例えば図３に示すように、筒状のスリーブ１１１と、トルク伝達線材１２がフレキシブルカップリング１０の厚さ方向へ移動することを規制する、上記スリーブ１１１の外周に設けられた鍔部材１１２とで構成されている。
【００１９】
線材巻部材１１は、プロペラシャフト２０の後端部に設けられた連結用フランジ２１又はディファレンシャル３０の連結用フランジ３２にボルト４１及びナット４２等の固定具にてそれぞれ固定されている（図２参照）。
【００２０】
図３に示すように、線材巻部材１１の内径側には、筒状の接続部材１４が圧入されている。この接続部材１４の一端部は、プロペラシャフト２０の後端部に設けられた連結用フランジ２１のボルト挿通穴２１１の周囲に形成された円形凹部２１２、又はディファレンシャル３０のの前端部に設けられた連結用フランジ３２のボルト挿通穴３２１の周囲に形成された円形凹部３２２に嵌入されている。これにより、線材巻部材１１は、接続部材１４を介してプロペラシャフト２０及びディファレンシャル３０に対して周方向に位置決めされる。
【００２１】
図３及び図４に示すように、上記６個の線材巻部材１１は、プロペラシャフト２０の後端部の連結用フランジ２４に固定された３個の駆動源側線材巻部材１１Ａと、ディファレンシャル３０の入力軸３１に設けられた連結用フランジ３２に固定された３個の駆動輪側線材巻部材１１Ｂとからなる。これらの駆動源側線材巻部材１１Ａ、及び駆動輪側線材巻部材１１Ｂは円周方向に交互に配置されている。
【００２２】
フレキシブルカップリング１０のトルク伝達線材１２は、円周方向に隣り合う駆動源側線材巻部材１１Ａと駆動輪側線材巻部材１１Ｂとに跨ってループ状かつ多層状に巻き掛けられている。このトルク伝達線材１２としては、例えば、ポリエステル、ナイロン等の所要の引張強度を有する高分子材料からなる線材が使用される。
【００２３】
また、トルク伝達線材１２は、正トルクの伝達を担い、正トルク伝達時に張力を発生する正トルク伝達線材１２Ａ（第一トルク伝達線材）と、負トルクの伝達を担い、負トルク伝達時に張力を発生する負トルク伝達線材１２Ｂ（第二トルク伝達線材）とから構成されている。正トルク伝達線材１２Ａ、及び負トルク伝達線材１２Ｂは周方向に交互に配設されている。図３及び図４に示すフレキシブルカップリング１０では、正トルク伝達線材１２Ａは、線材巻部材１１の幅方向中央位置に巻き掛けられており、負トルク伝達線材１２Ｂは、線材巻部材１１の幅方向両側位置に巻き掛けられている。
【００２４】
環状弾性体１３は、ゴムなどのエラストマ材料等からなり、線材巻部材１１及びトルク伝達線材１２を埋設して環状に成形されている。なお、この環状弾性体１３の中心部に形成されている穴は、後述するブッシュ２２などを挿通するためのブッシュ挿通穴１３１である。
【００２５】
また、図３において、符号２２はプロペラシャフト２０の端部に固設された円筒状のブッシュであり、符号３３はディファレンシャル３０の入力軸３１の一部である内軸である。これらブッシュ２２及び内軸３３は、プロペラシャフト２０及びディファレンシャル３０の入力軸３１をフレキシブルカップリング１０にて連結する際の軸芯合わせ作業において利用される。
【００２６】
≪フレキシブルカップリング１０の組み付け方法について≫
続いて、フレキシブルカップリング１０の組み付け方法について、プロペラシャフト２０とディファレンシャル３０との連結を例に挙げて説明する。組み付け前におけるフレキシブルカップリング１０のピッチ径ｒ１は、プロペラシャフト２０やディファレンシャルの入力軸３１の連結用フランジ２４，３２にボルト４１の挿通用に形成された挿通孔のピッチ径ｒ２よりも大きい。フレキシブルカップリング１０を組み付ける際には、図４に矢印で示すように、治具等を用いてフレキシブルカップリング１０を径方向径方向に圧縮し、各線材巻部材１１が径方向内側にずれた状態とする。これにより、フレキシブルカップリング１０側のピッチ径ｒ３を、連結用フランジ２４，３２側のピッチ径ｒ２と略同一とする。
【００２７】
フレキシブルカップリング１０は、上述したようにして径方向に圧縮した状態で、ボルト４１及びナット４２を用いてプロペラシャフト２０及びディファレンシャル３０に対して固定される。その後、フレキシブルカップリング１０に装着されていた治具を取り外す等して、径方向に作用していた圧縮力を解放する。
【００２８】
上述したように、フレキシブルカップリング１０を径方向に圧縮し、線材巻部材１１を径方向内側にずらした状態として固定すると、図４（ｂ）において実線で示すように、環状弾性体１３の内部においてトルク伝達線材１２にたるみが生じた状態となる。従って、プロペラシャフト２０から入力される負荷が低負荷である場合には、トルク伝達線材１２がトルク伝達に寄与せず、環状弾性体１３のみによってトルク伝達が行われる。これにより、低負荷時には、フレキシブルカップリング１０のねじり剛性が低くなる。
【００２９】
一方、プロペラシャフト２０から入力される負荷が一定以上の高負荷となると、図４（ｂ）において二点鎖線で示すようにトルク伝達線材１２が引っ張られ、たるみが解消された状態になり、トルク伝達線材１２によってトルク伝達が行われる。従って、プロペラシャフト２０から入力される負荷が高負荷である場合には、トルク伝達線材１２がトルク伝達に寄与し、ねじり剛性及び許容伝達トルクが高くなる。
【００３０】
上述したように、本実施形態のように組み付け方法を改良することで、フレキシブルカップリング１０の許容伝達トルクを適正化しつつ、ねじり剛性を低下させることができる。これにより、プロペラシャフト２０側あるいは入力軸３１側において発生する振動に起因するノイズを最小限に抑制することができる。
【００３１】
また、上述したように、上述したフレキシブルカップリング１０の組み付け方法を採用することにより、負荷の大小に応じてトルク伝達線材１２がたるんだ状態と、引っ張られた状態とに切り替え、異なるねじり剛性特性を得ることが可能となる。従って、本実施形態の組み付け方法を採用することにより、フレキシブルカップリング１０のねじり剛性値を二段特性化することが可能となる（図５参照）。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、例えば、自動車のプロペラシャフトの連結部に介装するフレキシブルカップリングおよびこのフレキシブルカップリングを有する動力伝達装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  フレキシブルカップリング
１１  線材巻部材
１２  トルク伝達線材
１３  環状弾性体
２０  プロペラシャフト
３１  入力軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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