(57)【要約】【課題】増速方向にも減速方向にも変動の少ない出力回転を得る。【解決手段】動力伝達装置は、相対回転可能に同心配置された２つの回転体１，２間で回転トルクの伝達を行うものであり、両回転体間１，２の環状空間３内に封入した粘性流体４と、両回転体１，２の環状空間３内に配置されて粘性流体４に対する流動抵抗となる流動抵抗部７，９とを備える。一方の流動抵抗部７は、波形形状で、他方の流動抵抗部９はブレード形状とされている。【選択図】図２
2005172051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対回転可能に同心配置された２つの回転体間で回転トルクの伝達を行う動力伝達装置であって、
両回転体間の環状空間内に封入した粘性流体と、
両回転体の環状空間内に配置された流動抵抗部とを備え、
流動抵抗部は、両回転体の対向周面の少なくとも一方に軸方向に延びかつ径方向に突出する凸部により構成されている、ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
凸部を、両回転体の対向周面のそれぞれに、一方では波形形状で、他方ではブレード形状で設けてなり、これら両回転体に設けた凸部それぞれの互いの対向隙間が両回転体の相対回転に伴ない変化する構成とした、ことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝達装置に係り、より詳しくは、脈動等の変動を含む入力回転から変動の少ない出力回転を取り出すのに適した動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等には、エンジンのクランクシャフトからベルトを介して駆動される補機が各種装備されている。このような補機としては、オルタネータ、エアコンディショナ用コンプレッサ、ウォーターポンプ、冷却ファン等がある。
【０００３】
オルタネータ等の補機が、エンジンのクランクシャフトに連動して回送されるベルトで直接的に駆動されるようにすると、クランクシャフトの回転には、脈動等の変動が含まれているから、回転変動がある度に、ベルトには回転変動に伴う急激なテンションが作用して、ベルトと、補機側のプーリとの間にスリップが生じ、耳障りなきしり音が発生するほか、ベルトやプーリの寿命を短くするおそれがある。
【０００４】
そのため、従来、オルタネータでは、その入力用回転軸と、ベルトが巻き掛けられるプーリとの間には、一方向クラッチを用いた動力伝達装置が設けられている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−９０７５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような従来の一方向クラッチを用いた動力伝達装置では、入力回転の変動に応じて、一方向クラッチのロック状態とフリー状態とが繰り返され、伝動状態の間に非伝動状態が介在することになる。入力側の急激な回転変動に伴ってフリー状態からロック状態に切り換わる場合、くさび部材としてのころやスプラグがかみ合うことになって、出力側の回転にも立ち上がりが急峻な、比較的大きな変動が現れ、回転変動の吸収効果が不充分である、という問題がある。
【０００６】
しかも、上記の動力伝達装置では、増速時のように一方向の変動には対応できても、他方向の減速時での回転変動に充分に対応できず、この点でも、回転変動の吸収効果が不充分である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による動力伝達装置は、相対回転可能に同心配置された２つの回転体間で回転トルクの伝達を行う動力伝達装置であって、両回転体間の環状空間内に封入した粘性流体と、両回転体の環状空間内に配置された流動抵抗部とを備え、流動抵抗部は、両回転体の対向周面の少なくとも一方に軸方向に延びかつ径方向に突出する凸部により構成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明によると、両回転体の環状空間内に配置された流動抵抗部を、両回転体の対向周面の少なくとも一方に軸方向に延びかつ径方向に突出する凸部により構成したから、原動側の回転体の回転トルクを粘性流体を介して従動側の回転体に伝達するに際して、定常的な回転トルクの伝達に対しては、従動側の回転体は、原動側の回転体と回転方向にほぼ一体化して原動側の回転体とほぼ同速度で回転する一方、回転トルクの変動は、内部に発生するせん断応力による減衰作用で吸収される結果、従動側の回転体への回転トルクの変動の伝達は効果的に遮断ないしは抑制される。
【０００９】
なお、特開平８−２４０２４６号公報には、両回転体間に粘性流体を入れ、両回転体の対向周面にラビリンス部を構成する複数の凸部を設けたものが開示されている。この複数の凸部はラビリンス部を構成するために軸方向には延びておらず、しかも、円周方向に連続したものであるから、両回転体が相対回転しても、粘性流体に対する流動抵抗部としての作用はなんら無い。これに対して本発明での上記凸部は、軸方向に延びているものであり、円周方向には連続したものではないから、両回転体の相対回転に際しては粘性流体に対する流動抵抗部として効果的に作用することができる。粘性流体は、粘性を有する流体であれば、原理的にはすべて実施可能であり、本発明の粘性流体に含めることができるが、シリコンオイルは特に好ましく使用することができる。
【００１０】
本発明の好ましい実施形態として、凸部を、両回転体の対向周面のそれぞれに、一方では波形形状で、他方ではブレード形状で設け、これら両回転体に設けた凸部それぞれの互いの対向隙間を両回転体の相対回転に伴ない変化する構成とすることができる。
【００１１】
こうした場合、粘性流体の流動をより効果的に抑制でき、原動側の回転に対して、従動側の回転体に大きな回転遅れが生じずに済むうえ、回転遅れが少ない状態で大きなトルクを伝達することができる。
【００１２】
本発明の動力伝達装置をプーリユニットに適用した場合において、外径側回転体を、プーリと一体に構成しても別体に構成してもよく、また、内径側回転体を、回転軸と一体に構成しても別体に構成してもよい。上記一体の場合では、プーリそのものが外径側回転体となり、その外周面にベルトが巻き掛けられ、回転軸が内径側回転体そのものとなり、プーリの内周面および／または回転軸の外周面に上記凸部を設けるとよい。上記一体とした場合は、別体構成よりもコストダウンが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、粘性流体の減衰作用により、増速方向の回転変動も減速方向の回転変動も、ともに吸収もしくは抑制され、変動の少ない出力回転が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１および図２を参照して、本発明の最良の実施形態を説明する。図１は、最良の実施形態に係る動力伝達装置の軸方向に沿った断面図、図２は、図１の（２）−（２）線に沿った断面図である。
【００１５】
この実施形態に係る動力伝達装置は、その一例であるプーリユニットとして、自動車等のエンジンの補機であるオルタネータの入力部に設けたもので、外径側の回転体１と、内径側の回転体２と、これら回転体１，２の対向する環状空間３に封入した粘性流体４とを備える。
【００１６】
外径側回転体１は、原動側となる筒状の回転体であって、その外周には、プーリ５が外嵌されて固定されている。プーリ５は、外周側にプーリ溝５ａを有する。ベルト６は、エンジンのクランクシャフトに連動して回送されるもので、プーリ溝５ａに巻き掛けられる。
【００１７】
外径側回転体１は、その内周の軸方向両側に、径方向内向きに突出する内鍔部１ａ，１ｂを備える。これら内鍔部１ａ，１ｂの間に、粘性流体４に対する第１の流動抵抗部として、一方の凸部形状の例として環状空間３内に波形に膨出する波形抵抗部７が形成されている。この波形抵抗部７は、軸方向に延びかつ径方向に突出した複数の凸部を曲線状に連続させた波形形状となしたもので粘性流体４と接触することで、粘性流体４との摩擦抵抗が大きくなっている。波形抵抗部７の突出高さは、内鍔部１ａ，１ｂの内周周面と同一、もしくはそれ以下の高さに設定されている。
【００１８】
両内鍔部１ａ，１ｂは、図１の左側の内鍔部１ａのように、外径側回転体１の軸方向中間部と一体に形成してもよいが、図１の右側の内鍔部１ｂのように、外径側回転体１の軸方向中間部とは別体の環状体として構成し、この別体の内鍔部１ｂを外径側回転体１の軸方向中間部に固着してもよい。
【００１９】
内径側回転体２は、従動側となるほぼ筒状の回転体であって、その内周には、オルタネータの入力用回転軸８が挿入されて固着されている。この内径側回転体２は、その外周の軸方向両側に、径方向外向きの外鍔部２ａ，２ｂを備える。これら外鍔部２ａ，２ｂの間に、第２の流動抵抗部として、他方の凸部形状の例として環状空間３を軸方向にブレード状に横切るブレード抵抗部９が設けられている。ブレード抵抗部９は、軸方向に延びかつ径方向に突出する凸部をブレード状となしたもので、波形抵抗部７との対向隙間で、粘性流体４の流動経路を細く絞るようになっている。ブレード抵抗部９は、円周方向等間隔に複数、図示例では３つ設けられているが、単一でもよい。ブレード抵抗部９の突出高さは、波形抵抗部７と干渉しないよう、外鍔部２ａ，２ｂの外周面と同一、もしくはそれ以下の高さになっている。
【００２０】
外鍔部２ａ，２ｂは、内径側回転体２の軸方向中間部と一体に形成してもよいし、内径側回転体２の軸方向中間部とは別体に構成した上で、内径側回転体２の軸方向中間部に固着してもよい。
【００２１】
内径側回転体２の外周には、外径側回転体１が相対回転可能に外嵌されている。これら内外の両回転体１，２の間では、外鍔部２ａ，２ｂの外周面に、内鍔部１ａ，１ｂの内周面が潤滑剤による潤滑膜を介して嵌合しており、この嵌合により、内外の両回転体１，２の間に軸方向両側が閉じた環状空間３が形成されている。
【００２２】
外鍔部２ａ，２ｂと内鍔部１ａ，１ｂとの間には、転がり軸受１０もしくはすべり軸受が介装されて、このような軸受１０により、内径側回転体２に対して外径側回転体１が軸方向に位置決めされた状態で相対回転可能に支持されている。
【００２３】
粘性流体４としては、シリコンオイルが好ましい。粘性流体４の他の例としては、せん断や攪拌により粘度が大幅に増すダイラタンシー性の流体を用いてもよい。
【００２４】
上記構成の動力伝達装置では、回転トルクは、外径側回転体１の内周にある波形抵抗部７、粘性流体４、およびブレード抵抗部９を介して、内径側回転体２に伝わる。入力回転が定常的である場合、波形抵抗部７やブレード抵抗部９の流動抵抗が大きいので、内径側回転体２は、外径側回転体１と回転方向にほぼ一体化し、外径側回転体１とほとんど変わらない速度で回転する。入力回転に変動が生じた場合、その変動は、粘性流体４の内部に発生するせん断応力による減衰作用で吸収され、内径側回転体２にはほとんど伝わらない。
【００２５】
この場合、粘性流体４の減衰作用はいずれの方向にも働くから、増速方向の回転変動も減速方向の回転変動も、ともに吸収もしくは抑制される。
【００２６】
また、上記実施形態のように、外径側回転体１がプーリ５とは別体の筒体に構成され、内径側回転体２が入力用回転軸８と別体の筒体に構成されていると、これら外径側回転体１と内径側回転体２とを径方向内外に組み合わせるとともに、その間に粘性流体４を充填して封入することで、動力伝達装置の全体を、筒状にまとまったユニットとすることができる。そして、このユニット化した動力伝達装置は、プーリ５の内周面と入力用回転軸８の外周面との間に軸方向外側から嵌め込んで装着することが可能で、装備個所への組み込みが容易にできる。
【００２７】
上記実施形態では、内外各回転体１，２にそれぞれ流動抵抗部（波形抵抗部７とブレード抵抗部９）を設けたが、必ずしも両回転体１，２に流動抵抗部を設ける必要はなく、図３の他の実施形態に示すように、一方の回転体１（２）にのみ、流動抵抗部を設けるようにしてもよい。
【００２８】
図３の他の実施形態では、外径側回転体１の内周面１ｃは、凹凸のない一定の内径の内周面に形成されている。一方、内径側回転体２の外周には、環状空間３を軸方向に板状に横切るブレード抵抗部９が設けられている。そして、このブレード抵抗部９の外周面と、外径側回転体１の内周面１ｃとの間には、環状空間３の径方向幅に比べて狭い幅で、粘性流体４の流動隙間１１が形成されている。
【００２９】
この構成では、両回転体１，２の間の狭い流動隙間１１により、外径側回転体１に対する粘性流体４の流動が抑えられるとともに、粘性流体４に対するブレード抵抗部９の回転方向の動きも抑えられるから、内径側回転体２が外径側回転体１に回転方向により強力に結合され、外径側回転体１の回転に対して、内径側回転体２には大きな回転遅れが生じない。また、回転遅れが少ない状態で大きなトルクを伝達することができる。
【００３０】
なお、上記の各実施形態では、内外各回転体１，２を、プーリ５や入力用回転軸８とは別体の筒体としたが、これらの回転体１，２を、プーリ５や入力用回転軸８と同一材料の一体物としてもよい。すなわち、プーリ５の内周に直接、外径側回転体１を構成する内鍔部１ａ，１ｂと波形抵抗部７とを一体に形成し、入力用回転軸８の外周に直接、内径側回転体２を構成する外鍔部２ａ，２ｂとブレード抵抗部９とを一体に形成してもよい。
【００３１】
また、図１および図２の実施形態とは逆に、外径側回転体１の内周にブレード抵抗部９を設け、内径側回転体２の外周に波形抵抗部７を設けてもよい。このほか、内鍔部１ａ，１ｂおよび外鍔部２ａ，２ｂについては、一方の鍔部１ａ，１ｂ（あるいは２ａ，２ｂ）の突出高さを高くして、他方の鍔部２ａ，２ｂ（あるいは１ａ，１ｂ）を省略してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、エンジンの補機に限らず、回転変動の吸収、抑制が必要な動力伝達部に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の最良の実施形態に係る動力伝達装置の軸方向断面図。
【図２】図１の（２）−（２）線に沿った断面図。
【図３】本発明の他の実施形態に係る動力伝達装置の要部の軸方向断面図。
【符号の説明】
【００３４】
１    外径側回転体
２    内径側回転体
３    環状空間
４    粘性流体
７    波形抵抗部（第１の流動抵抗部）
９    ブレード抵抗部（第２の流動抵抗部）
【図１】
2005172051.tif 000003
【図２】
2005172051.tif 000004
【図３】
2005172051.tif 000005