(57)【要約】【課題】  回転変動を、流体のダンパー作用により、効果的に吸収する。【解決手段】  本発明の動力伝達装置は、互いに径方向内外に配設された２つの回転体１，２と、これら両回転体１，２の対向部間の環状空間５に対して設けられ、両回転体１，２とは嵌合した状態で軸方向に変位可能な環状伝動体４とを備え、環状空間５内には流体７が充填密封され、環状伝動体４のように、流体７に接する部材には、流体７を環状伝動体４の軸方向一方側から他方側に流通させるオリフィス４ａが形成されている。【選択図】図１
2005337378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
径方向内側と外側に対向配置した２つの回転体と、両回転体間の環状空間内に設けられた動力伝達部とを備えた動力伝達装置であって、
上記外側の回転体は、内周面に螺旋状および直線状のうちの一方の形状をなす第１嵌合部を備え、上記内側の回転体は、外周面に螺旋状および直線状のうちの他方の形状をなす第２嵌合部を備え、
上記動力伝達部は、外周面には上記第１嵌合部に対応した形状の第３嵌合部を、内周面には上記第２嵌合部に対応した形状の第４嵌合部をそれぞれ備えた環状伝動体と、該環状伝動体の軸方向両側に存在するよう上記環状空間内に充填密封された流体とからなり、
上記流体に接する部材には、上記流体を上記環状伝動体の軸方向一方側から他方側に流通させるオリフィスが形成されている、
ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
上記オリフィスは、上記環状伝動体を軸方向に貫通する孔である、請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項３】
上記流体は潤滑油である、請求項１または請求項２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、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が取り出せるようにした動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両には、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として、オルタネータ、エアコンディショナ用コンプレッサ、ウオーターポンプ、冷却ファン等が装備されている。このような補機に、エンジンの回転動力をクランクシャフトからベルトを介して伝達する場合、クランクシャフトの回転速度の変動に起因して、ベルトに滑りが起こって異音が発生する傾向となる。
【０００３】
このことを、補機の一つであるオルタネータを例にとって説明すると、エンジンの動作工程により、クランクシャフトは、その回転中、常にその回転速度に変動がある。一方、オルタネータのロータは大きな回転慣性を有しているから、当該ロータには慣性トルクがかかっている。このため、オルタネータのロータを、回転速度の変動を伴うクランクシャフトで駆動すると、ベルトの緩み側と張り側とが交互に入れ替わって張力変動が発生し、該ベルトには、ロータの慣性トルクがかかる結果、ベルトに滑りが起こって異音が発生したり、耐久性が低下したりする傾向となりやすい。
【０００４】
そのため、従来、オルタネータのロータ軸と、上記のベルトが巻き掛けられるプーリとの間に、動力伝達部材として一方向クラッチを設けた動力伝達装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、一方向クラッチ式の動力伝達装置では、入力回転の変動に応じて、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。入力側の大き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急激にかみ合うから、出力側の回転にも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。
【０００６】
このような一方向クラッチ式の動力伝達装置に対して、動力伝達部材を、プーリとロータ軸との間に当該両者と回転方向に嵌合した状態で軸方向に変位可能な環状伝動体と、該環状伝動体の軸方向両側に配置したコイルバネとで構成し、入力回転の変動に応じて環状伝動体をコイルバネのバネ力に抗して軸方向に変位させて回転変動を吸収する構成としたバネ式の動力伝達装置が提案されている。
【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】
【０００７】
上記バネ式の動力伝達装置の場合、環状伝動体を軸方向に押圧するコイルバネの押圧力を所要値に設定するために、そのバネ定数を調整する必要があるが、コイルバネのバネ定数の変更は、必ずしも容易ではなく、バネ定数を大きな値にする場合は、プーリやロータ軸の径寸法を変更する必要が生じる。また、バネ定数が適正に調整されていないと、軸方向に変位する環状伝動体により、コイルバネが塑性変形されるなどして破損するおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による動力伝達装置は、径方向内側と外側に対向配置した２つの回転体と、両回転体間の環状空間内に設けられた動力伝達部とを備えた動力伝達装置であって、上記外側の回転体は、内周面に螺旋状および直線状のうちの一方の形状をなす第１嵌合部を備え、上記内側の回転体は、外周面に螺旋状および直線状のうちの他方の形状をなす第２嵌合部を備え、上記動力伝達部は、外周面には上記第１嵌合部に対応した形状の第３嵌合部を、内周面には上記第２嵌合部に対応した形状の第４嵌合部をそれぞれ備えた環状伝動体と、該環状伝動体の軸方向両側に存在するよう上記環状空間内に充填密封された流体とからなり、上記流体に接する部材には、上記流体を上記環状伝動体の軸方向一方側から他方側に流通させるオリフィスが形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
上記構成によれば、駆動側の回転体の回転が定常的で、その回転が環状伝動体を介して従動側の回転体に伝動されている状態では、環状伝動体は、環状空間内のほぼ軸方向中間位置にあって、その軸方向両側に流体が存在する。
【００１０】
ここで、駆動側の回転体の回転速度に変動があると、環状伝動体は軸方向の一方側に変位させられる。このとき、環状伝動体は、シリンダ内のピストンのように、環状空間内の一方側に存在する流体を加圧することになるから、一方側に存在する流体は環状伝動体等に形成されているオリフィスを通じて、環状伝動体の他方側に流動する。このとき、流体がオリフィスを流動する際の流動抵抗が、環状伝動体の軸方向の変位に対する抵抗となり、この抵抗により回転変動を減衰させる。
【００１１】
この回転変動に対する減衰作用は、オリフィスの径や本数、流体の粘度等を適宜設定することで、容易に調整することができる。
【００１２】
上記構成の動力伝達装置において、オリフィスは、上記流体に接する部材、例えば、外側の回転体や内側の回転体に形成することができるが、環状伝動体を軸方向に貫通する孔であることが望ましい。環状伝動体に形成されるオリフィスは、直線状で短くて済み、形成に面倒な加工を行う必要がない。
【００１３】
また、上記流体としては潤滑油を用いることが望ましい。潤滑油は、環状伝動体と回転体との螺旋状嵌合部や直線状嵌合部に浸透して該部を潤滑することになり、各嵌合部の摩耗を防止するとともに、環状伝動体等の動きをスムーズにする効果がある。
【００１４】
入力回転の一方向の変動には、通常、他方向の変動が伴うので、環状伝動体は、多くの場合、軸方向の中間位置に戻ることになるが、環状空間内には、環状伝動体を所定の中間位置に復帰させる復帰バネが設けられていることが望ましい。このような復帰バネがあると、環状伝動体は必ず、所定の中間位置に押し戻されることになり、環状伝動体が環状空間内の軸方向の一方に片寄り、その軸方向の動きが制限されるようなことがない。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、流体の流動抵抗によるダンパー作用で、回転変動が効果的に吸収され、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】
【００１６】
以下、本発明の最良の形態を、図１および図２を参照して説明すると、図１は、最良の実施形態に係る動力伝達装置の半部の断面図、図２は、図１の装置の一部である環状伝動体の斜視図である。上記動力伝達装置は、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装備されるものである。
【００１７】
これらの図を参照して、プーリ（駆動側回転体）１は、外周面に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(図示省略)が巻き掛けられるプーリ溝１ａを有するとともに、内周面に、第１嵌合部として軸方向に直線状をなす直線スプライン（直線状嵌合部）１ｓを備える。ロータ軸（従動側回転体）２は、プーリ１の径方向内側に配置され、外周面に、第２嵌合部として螺旋スプライン（螺旋状嵌合部）２ｎを備える。
【００１８】
転がり軸受３は、ロータ軸２をプーリ１に支持するシール３ａ付きの深溝玉軸受であり、ロータ軸２の外周面の段部２ａに設けられて、止め環２ｂにより軸方向不動に固定され、ロータ軸２に対してプーリ１の軸方向の位置決めをするとともに、軸方向一方側（図１で右側）でプーリ１とロータ軸２との対向部間を密封している。軸方向他方側（図１で左側）では、プーリ１の内径縁１ｂに、ロータ軸２との間の隙間を密封するシール６が設けられている。
【００１９】
環状伝動体４は、ロータ軸２の外周面とプーリ１の内周面との間の環状空間５内に軸方向に一定範囲変位しうる状態で設けられ、後述する構成により、プーリ１への入力回転に含まれる脈動等の変動を吸収しつつ、当該プーリ１の回転動力をロータ軸２に伝達できるようになっている。
【００２０】
すなわち、環状伝動体４は、内周面に第３嵌合部として、ロータ軸２の螺旋スプライン２ｎに対応して軸方向に螺旋状をなす螺旋スプライン（螺旋状嵌合部）４ｎを備え、外周面には第４嵌合部として、プーリ１の直線スプライン１ｓに対応して軸方向に直線状をなす直線スプライン（直線状嵌合部）４ｓを備える。
【００２１】
以上の構成において、本実施形態では、プーリ１とロータ軸２との間に設けられる動力伝達部を、上記環状伝動体４と、環状伝動体４の軸方向両側に存在するよう環状空間５内に充填密封された流体７とにより構成している。
【００２２】
環状空間５内に充填する流体７としては、シリコン油もしくはエステル油のような合成潤滑油や、鉱油系の潤滑油が使用される。このほか、エチレングリコールのような粘性流体でもよいし、高度の密封性を確保しうる場合は、ガスを用いてもよい。なお、オルタネータの入力部は比較的高温になる可能性があるので、使用する流体７は耐熱性を有することが望ましい。
【００２３】
環状伝動体４には、一方の側面から他方の側面へ軸方向に貫通するオリフィス４ａが形成されている。このオリフィス４ａは、環状伝動体４の軸方向の一方側に存在する流体７を他方側に流通させるためのもので、環状伝動体４の円周方向等間隔に複数、図示例では３個、形成されている。
【００２４】
環状空間５内において、環状伝動体４の軸方向両側には、環状伝動体４を軸方向の中間位置に復帰させるための復帰バネ８，９が設けられている。復帰バネ８，９は、皿バネ等、他の種類のバネであってもよいが、図示例ではコイルバネが用いられている。軸方向両側の復帰バネ８，９のうち、環状伝動体４の一方側（図１では左側）に設けられている復帰バネ８の外端は、プーリ１の内径縁１ｂに当接するバネ受け１０に受け止められている。他方側（図１では右側）に設けられている復帰バネ９は、転がり軸受３の内輪に当接するバネ受け１１に受け止められている。
【００２５】
上記構成において、プーリ１が回転すると、その回転は環状伝動体４を介してロータ軸２に伝わり、ロータ軸２は同方向に回転する。プーリ１が定常的に回転しているときは、環状伝動体４は図１に示す軸方向中間位置にあって、プーリ１の回転をそのままロータ軸２に伝達しており、ロータ軸２はプーリ１と同期して回転する。
【００２６】
今、プーリ１の回転が増速方向（図１の矢印イで示す手前側）に急激に変動すると、環状伝動体４は、プーリ１の回転に追随しようとして、環状伝動体４とロータ軸２との間の螺旋スプライン４ｎ，２ｎに沿って回転方向イ前方に移動し、その結果、軸方向一方（図１で左方）に変位する。
【００２７】
この際、環状伝動体４は、環状空間５内の一方側（左側）に存在する流体７を加圧し、同側に存在する流体７は、環状伝動体４に形成されているオリフィス４ａを通じて、環状伝動体４の他方側（右側）に流動する。このとき、流体７がオリフィス４ａを流動する際の流動抵抗が、環状伝動体４の軸方向の変位に対する抵抗となり、環状伝動体４の軸方向の変位を抑制する。また、環状伝動体４には、螺旋スプライン４ｎおよび直線状スプライン４ｓでの摺動抵抗や、一方側の復帰バネ８の復元弾力が作用する。
【００２８】
上記のように、環状伝動体４は、流体７の流動抵抗や、螺旋スプライン４ｎ等での摺動抵抗、復帰バネ８の復元弾力に抗して軸方向に変位し、この変位の間、プーリ１に対してロータ軸２の回転に遅れが生じ、プーリ１の回転のうち、急激な増速分はロータ軸２にはほとんど伝わらない。要するに、入力回転に含まれる回転変動は、環状伝動体４が軸方向に変位するエネルギーとして吸収される。したがって、回転変動に伴うベルトへの急激なテンションの作用を防止でき、ベルトやプーリ１の寿命を長くできる。
【００２９】
プーリ１の回転が減速方向（図１に矢印ロで示す方向）に急激に変動すると、環状伝動体４は、プーリ１の回転に追随しようとして、流体７が環状伝動体４のオリフィス４ａを流動する際の流動抵抗や、螺旋スプライン４ｎ等での摺動抵抗、復帰バネ９の復元弾力に抗して、螺旋スプライン４ｎ，２ｎに沿って減速方向ロに移動して、軸方向他方（図１で右方）に変位し、この変位により、プーリ１の回転に含まれる変動を吸収する。
【００３０】
流体７を環状伝動体４の軸方向一方側から他方側に流通させるオリフィスは、図１および図２の実施形態では、環状伝動体４に形成されるが、同オリフィスは、図３に示すように、流体７に接する部材、すなわち、プーリ１やロータ軸２に形成することができる。
【００３１】
図３は、本発明の他の実施形態に係る動力伝達装置の要部の断面図である。図３において、オリフィス１ｃは、プーリ１の内周側に形成され、環状伝動体４の軸方向の変位範囲の外側で環状空間５内に開く開口１ｃｓ，１ｃｔを有する。この場合、環状伝動体４を軸方向に貫通するオリフィス４ａは省略するが、環状伝動体４にもオリフィス４ａを形成して、このオリフィス４ａと、プーリ１側のオリフィス１ｃとを通じて、流体７を環状伝動体４の軸方向一方側から他方側に流通させるようにしてもよい。
【００３２】
上記構成においても、プーリ１の回転が増速もしくは減速の方向に急激に変動した場合、環状伝動体４は、流体７がプーリ１のオリフィス１ｃを流動する際の流動抵抗に抗して軸方向の一方に変位することになり、この変位により、プーリ１の回転に含まれる変動を吸収する。
【００３３】
なお、流体７を環状伝動体４の軸方向一方側から他方側に流通させるオリフィスは、図３に鎖線で示すように、ロータ軸２に形成してもよい。そのオリフィス２ｃは、環状伝動体の軸方向の変位範囲の外側で環状空間５内に開く開口２ｃｓ，２ｃｔを有する。
【００３４】
環状伝動体４は、図１および図２の実施形態とは逆に、内周側のロータ軸２とは軸方向に沿った直線スプラインで嵌合し、外周側のプーリ２とは、螺旋スプラインで嵌合するようにしてもよい。また、環状伝動体４は、ロータ軸２とは螺旋スプライン４ｎで嵌合し、プーリ１とは、ロータ軸２との螺旋スプライン４ｎとは逆ねじ方向の螺旋スプラインで嵌合するようにしてもよい。さらに、伝動体４とロータ軸２との間、もしくは伝動体４とプーリ１との間に設けられる螺旋スプラインに替えて、リード角が大きなねじで嵌合するようにしてもよい。要するに、環状伝動体４に対して、外径側の回転体および内径側の回転体の少なくとも一方が、螺旋状嵌合部で嵌合していればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の最良の実施の形態に係る動力伝達装置の半部の断面図。
【図２】図１の装置の一部である環状伝動体の斜視図。
【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断面図。
【符号の説明】
【００３６】
１      プーリ（駆動側回転体）
１ｓ    直線スプライン（直線状嵌合部）
２      ロータ軸（従動側回転体）
２ｎ    螺旋スプライン（螺旋状嵌合部）
４      環状伝動体
４ｓ    直線スプライン（直線状嵌合部）
４ｎ    螺旋スプライン（螺旋状嵌合部）
４ａ    オリフィス
５      環状空間
７      流体
８，９  復帰バネ
【図１】
2005337378.tif 000003
【図２】
2005337378.tif 000004
【図３】
2005337378.tif 000005