(57)【要約】【課題】エンジン等の駆動装置の回転数の高低に関わらず、生じる回転脈動を減衰させることを目的とする。【解決手段】入力軸からの回転を伝達する構造部材に、少なくとも２つの弾性部材を内挿し、前記入力軸の回転数の変化に応じて、前記構造部材に作用する弾性部材のばね定数の可変機構が設けられた回転伝達装置を用いる。【選択図】図１（ｂ）
2017057924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸からの回転を伝達する構造部材に、少なくとも２つの弾性部材を内挿し、
前記入力軸の回転数の変化に応じて、前記構造部材に作用する弾性部材のばね定数の可変機構が設けられた回転伝達装置。
【請求項２】
前記構造部材は、前記入力軸の回転が伝達される内包部材、及び前記回転を外部に伝達するためのプーリを構成する外包部材からなり、
前記内包部材は、少なくとも２つの部材から構成されており、
前記の内包部材を構成する各部材は、それぞれ、前記外包部材と弾性部材を介して連接されており、
前記ばね定数の可変機構は、前記入力軸の回転数の変化に応じて、前記内包部材の各部材の少なくとも２つの連結・分離を行う内包部材連結・分離機構である請求項１に記載の回転伝達装置。
【請求項３】
前記内包部材連結・分離機構は、遠心力により前記内包部材の各部材の少なくとも２つの連結・分離が行われる機構である請求項２に記載の回転伝達装置。
【請求項４】
前記内包部材連結・分離機構は、スプラグ式ワンウェイクラッチである請求項３に記載の回転伝達装置。
【請求項５】
前記内包部材連結・分離機構は、遠心式摩擦クラッチである請求項３に記載の回転伝達装置。
【請求項６】
前記内包部材連結・分離機構は、遠心式かみ合いクラッチである請求項３に記載の回転伝達装置。
【請求項７】
前記弾性部材が円弧状のコイルばねである請求項１乃至６のいずれか一項に記載の回転伝達装置。
【請求項８】
前記プーリは、Ｖリブプーリである請求項２乃至７のいずれか一項に記載の回転伝達装置。
【請求項９】
前記プーリは、スプロケット形状を有する請求項２乃至７のいずれか一項に記載の回転伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転伝達装置に関し、詳しくは、少なくとも２つの弾性部材を用い、回転脈動を減衰可能とする回転伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン等の駆動装置からの回転を伝達する際において、同時に発生する回転脈動を除去する機構として、例えば特許文献１に示されているような、プーリの内径側に環状の湾曲ばねを挿置し、この湾曲ばねによって脈動を減衰させて、回転のみを補機類に伝達する回転伝達機構が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１３−５１９１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１に記載の機構は、１つの湾曲ばねを用いており、エンジン等の駆動装置の低回転において生じる回転脈動を減衰しようとすると、当該湾曲ばねのばね定数を低くする必要がある。しかし、ばね定数を低くすると、固定振動数が低下することとなり、エンジン等の駆動装置が高回転となった際に共振が発生しやすくなる。
一方、この共振の発生を抑制するため、ばね定数を比較的高めに設定すると、エンジン等の駆動装置の低回転域での回転脈動を十分に減衰できなくなるという問題点を有する。
【０００５】
そこで、この発明は、エンジン等の駆動装置の回転数の高低に関わらず、生じる回転脈動を減衰させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、この発明は、入力軸からの回転を伝達する構造部材に、少なくとも２つの弾性部材を内挿し、前記入力軸の回転数の変化に応じて、前記構造部材に作用する弾性部材のばね定数の可変機構が設けられた回転伝達装置を用いることにより、前記の課題を解決したのである。
【０００７】
また、前記構造部材として、前記入力軸の回転が伝達される内包部材、及び前記回転を外部に伝達するためのプーリを構成する外包部材を用い、前記内包部材を少なくとも２つの部材から構成し、前記の内包部材を構成する各部材をそれぞれ、前記外包部材と弾性部材を介して連接し、前記ばね定数の可変機構として、前記入力軸の回転数の変化に応じて、前記内包部材の各部材の少なくとも２つの連結・分離を行う内包部材連結・分離機構を用いてもよい。
この内包部材連結・分離機構としては、スプラグ式ワンウェイクラッチ、遠心式摩擦クラッチ、遠心式かみ合いクラッチ等の遠心力により前記内包部材の各部材の少なくとも２つの連結・分離が行われる機構をもちいることができる。
【発明の効果】
【０００８】
この発明は、構造部材内に少なくとも２つの弾性部材を用いるので、この構造部材の状態によっては、複数の弾性部材が共同して作用し、各弾性部材が別々に作用する場合に比べて、ばね定数を変化させることができる。このばね定数の変化により、駆動装置の回転数の高低の変化に対応して、生じる回転脈動を減衰させることが可能となる。
特に、構造部材として、入力軸の回転が伝達される内包部材と前記回転を外部に伝達するためのプーリを構成する外包部材からなり、この内包部材が少なくとも２つの部材から構成されている場合、各弾性部材を、内包部材の各部材と外包部材との間に配することにより、内包部材の各部材と外包部材とが弾性部材を介して連接することができる。また、内包部材連結・分離機構を用いることによって、内包部材の複数の部材が連結したり、離脱させることが可能となる。このため、内包部材の複数の部材同士が連結すると、その各部材に配されている弾性部材は、構造部材全体として見ると１つの弾性部材として働くこととなり、ばね定数が変化することとなる。これにより、駆動装置の回転数の高低の変化に対応して、生じる回転脈動を減衰させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１（ａ）】この発明の回転伝達装置の実施形態を示す断面図
【図１（ｂ）】図１（ａ）のｂ−ｂ断面図
【図１（ｃ）】図１（ａ）のｃ−ｃ断面図
【図１（ｄ）】（ｄ−１）（ｄ−２）図１（ｃ）に示すスプラグ式ワンウェイクラッチの動きを示す部分拡大断面図
【図１（ｅ）】図１（ｂ）のｅ−ｅ断面図
【図２】（ａ）（ｂ）図１（ａ）〜（ｅ）に示す回転伝達装置のばね定数の可変機構の機作を示す作用図
【図３】この発明の回転伝達装置の外包部材であるプーリとして、スプロケットを用いた場合の例を示す断面図
【図４】（ａ）回転数とばね荷重との関係を示すグラフ、（ｂ）回転数と第１弾性部材、又は第１弾性部材＋第２弾性部材のばね荷重との関係を示すグラフ
【図５】（ａ）（ｂ）遠心式摩擦クラッチの動きを示す部分拡大断面図
【図６】（ａ）（ｂ）遠心式かみ合いクラッチの動きを示す部分拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面に基づき、本発明の第１の実施形態について説明する。
この発明にかかる回転伝達装置は、入力軸２３からの回転を補機等の外部に伝達する構造部材に、少なくとも２つの弾性部材を内挿し、前記入力軸２３の回転数の変化に応じて、前記構造部材に作用する弾性部材のばね定数の可変機構が設けられた装置である。
【００１１】
この回転伝達装置１１の具体例として、図１（ａ）〜（ｅ）に示す装置をあげることができる。
この回転伝達装置１１においては、入力軸２３からの回転を伝達する構造部材として、内周面側に前記入力軸２３が挿通され、直接、回転が伝達される内包部材１２、及び前記回転を外部に伝達するためのプーリを構成する外包部材１３からなる。そして、この内包部材１２は、少なくとも２つの部材から構成される。
この内包部材は、図１（ａ）〜（ｅ）の回転伝達装置１１においては、２つの部材から構成されており、入力軸２３と連接する位置に第１内包部材１２ａが配され、また、外包部材１３と主に接する位置に第２内包部材１２ｂが配される。
【００１２】
図１（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｅ）に示すように、前記の第１内包部材１２ａと第２内包部材１２ｂとは、第２内包部材１２ｂの内周面が第１内包部材１２ａの外周面の一部と対向するように配される。さらに、第２内包部材１２ｂと外包部材１３とは、第２内包部材１２ｂの外周面が外包部材１３の内周面の一部と対向するように配される。
【００１３】
また、外包部材１３の内周面のうち、第２内包部材１２ｂと対向しない面の一部に、複数の凸部が形成され、かつ、この凸部の一部に凹部が形成された凹凸部１６を有する。さらに、第１内包部材１２ａの外周面のうち、第２内包部材１２ｂの内周面と対向しない面の一部に第１凸部１７が形成される。そして、前記凹凸部１６には、前記第１凸部１７と第１弾性部材１４ａが配される。これにより、外包部材１３と第１内包部材１２ａとは、第１弾性部材１４ａを介して円周方向に連接される。
【００１４】
さらに、外包部材１３の内径面の一部に設けられる凹凸部１６と隣の凹凸部１６との間には空間部１８が設けられ、この空間部１８に、第２内包部材１２ｂの軸方向に形成される第２凸部１９と第２弾性部材１４ｂが配される。これにより、外包部材１３と第２内包部材１２ｂとは、第２弾性部材１４ｂを介して円周方向に連接される。
【００１５】
前記第１弾性部材１４ａや第２弾性部材１４ｂは、弾性を有するものであれば用いることができ、その具体例としては、円弧状のコイルばね等をあげることができる。
【００１６】
前記ばね定数の可変機構としては、内包部材１２の各部材の少なくとも２つの連結・分離を行う内包部材連結・分離機構があげられる。この内包部材連結・分離機構として、遠心力により前記内包部材の各部材の少なくとも２つの連結・分離が行われる機構を用いると、前記入力軸２３の回転数の変化に応じて、各内包部材を連結させたり、分離させたりすることが可能となり、好ましい。
【００１７】
このような遠心力による内包部材連結・分離機構の具体例としては、図１（ｃ）に示すような、第１内包部材１２ａの外周面と第２内包部材１２ｂの内周面とが対向する部分に設けられる、スプラグ１５ａとばね等の弾性部材１５ｂとから構成されるスプラグ式ワンウェイクラッチ１５があげられる。
【００１８】
次に、このスプラグ式ワンウェイクラッチ１５の機作について説明する。
入力軸２３が回転すると、その回転は、まず、入力軸２３と連結される第１内包部材１２ａに伝達される。
入力軸２３から伝達される回転数が小さいとき（低回転のとき）は、図１（ｄ）の（ｄ−１）に示すように、スプラグ式ワンウェイクラッチ１５を構成するスプラグ１５ａは、弾性部材１５ｂに押された状態を保持し、第１内包部材１２ａと第２内包部材１２ｂは分離した状態のままとなる。このため、図２（ａ）に示すように、第１内包部材１２ａの回転は、第１弾性部材１４ａを介して外包部材１３に伝達される。一方、第１内包部材１２ａと第２内包部材１２ｂとは連結されていないので、第１内包部材１２ａの回転は、第２内包部材１２ｂに伝達されない。このため、入力軸２３から伝達される回転は、第１内包部材１２ａ、第１弾性部材１４ａを介して外包部材１３に伝達される。
このとき、エンジン等の駆動装置で回転と共に生じる脈動は、入力軸２３から第１内包部材１２ａ、第１弾性部材１４ａに伝達されるが、この第１弾性部材１４ａとして、適切なばね定数を有する弾性部材を用いることにより、脈動を減衰させることができる。
【００１９】
次に、入力軸２３から伝達される回転数が大きくなったとき（高回転のとき）、遠心力が大きくなり、図１（ｄ）の（ｄ−２）に示すように、スプラグ１５ａが弾性部材１５ｂの付勢力に抗して動き、第１内包部材１２ａと第２内包部材１２ｂとの間で噛み込みが生じる。このため、第１内包部材１２ａと第２内包部材１２ｂとは、スプラグ１５ａを介して連結される。このとき、図２（ｂ）に示すように、入力軸２３から伝達される回転は、第１内包部材１２ａと共に第２内包部材１２ｂに伝達される。第１内包部材１２ａに伝達された回転は、第１弾性部材１４ａを介して外包部材１３に伝達され、また、第２内包部材１２ｂに伝達された回転は、第２弾性部材１４ｂを介して外包部材１３に伝達される。
このとき、エンジン等の駆動装置で回転と共に生じる脈動は、入力軸２３から第１内包部材１２ａ、第１弾性部材１４ａに伝達されると共に、入力軸２３から第１内包部材１２ａ、第２内包部材１２ｂ、第２弾性部材１４ｂに伝達される。すなわち、第１弾性部材１４ａと第２弾性部材１４ｂの両方に回転と共に脈動が伝達される。このとき、第１弾性部材１４ａと第２弾性部材１２ｂとは同時に動くので、２つの弾性部材は１つの弾性部材として働くこととなり、全体としてばね定数は変化することとなる。このため、第２弾性部材１４ｂとして、適切なばね定数を有する弾性部材を用いることにより、第１弾性部材１４ａと第２弾性部材１４ｂとを組み合わせたときのばね定数を適切な値とすることができ、高回転における脈動を減衰させることができる。
【００２０】
回転数が増加していくと、第１弾性部材１４ａのみが働いている状態から、第１弾性部材１４ａと第２弾性部材１４ｂの両方が働いている状態に移行することは、図４（ａ）に示すグラフからも明らかである。すなわち、図４（ａ）のグラフに示すように、回転数が上昇していくにしたがって、ばね荷重が直線的に増加し、途中で折れ曲がり、増加度がさらに上がる。ところで、図４（ｂ）のグラフに示すように、内包部材１２と外包部材１３との位相差が大きくなると、第１弾性部材１４ａのみが働いているときより、第１弾性部材１４ａと第２弾性部材１４ｂの両方が働いているときの方が、ばね荷重が大きくなることから、図４（ａ）のグラフにおいては、途中で折れ曲がった箇所で、スプラグ１５ａが第１内包部材１２ａと第２内包部材１２ｂとの間で噛み込み、第１内包部材１２ａの第１弾性部材１４ａのみならず、第２内包部材１２ｂの第２弾性部材１４ｂも同時に働き始めたといえるのである。
【００２１】
このような機作により、この発明に係る回転伝達装置は、伝達される回転数の変化に応じて、内挿された弾性部材のばね定数を変化させることができる。このため、エンジン等の駆動装置の回転数の変化によって生じる脈動の変化に対応することができ、低回転時であっても、高回転時であっても、生じる脈動を有効に減衰させることが可能となる。
【００２２】
この遠心力による内包部材連結・分離機構の他の例としては、図５（ａ）（ｂ）に示す遠心式摩擦クラッチ２１や、図６（ａ）（ｂ）に示す遠心式かみ合いクラッチ２２等をあげることができる。
前記遠心式摩擦クラッチ２１は、第１内包部材１２ａに取り付けられており、シュー２１ａと弾性部材２１ｂとから構成される。
この遠心式摩擦クラッチ２１の機作は、スプラグ１５ａとシュー２１ａとが異なる以外は、スプラグ式ワンウェイクラッチ１５の機作と同様である。すなわち、低回転のときは、図５（ａ）に示すように、シュー２１ａが弾性部材２１ｂに押された状態に保持され、第１内包部材１２ａと第２内包部材１２ｂは分離した状態のままとなる。一方、高回転のときは、遠心力が大きくなり、図５（ｂ）に示すように、シュー２１ａが弾性部材２１ｂの付勢力に抗して動き、第２内包部材１２ｂと接触が生じる。このシュー２１ａの第２内包部材１２ｂとの接触部分は摩擦係数が高いため、シュー２１ａが第２内包部材１２ｂと共に回転することとなる。このため、第１内包部材１２ａと第２内包部材１２ｂとは、シュー２１ａを介して連結される。このシュー２１ａの動きにより、前記したスプラグ式ワンウェイクラッチ１５の機作と同様の機作が生じる。
【００２３】
次に、前記遠心式かみ合いクラッチ２２は、第１内包部材１２ａに取り付けられており、先端部に突起状の係合子２２ｃを有するラチェット爪２２ａと、弾性部材２２ｂとから構成される。また、この遠心式かみ合いクラッチ２２が配される第１内包部材１２ａの外径面と対向する第２内包部材１２ｂの内径面には、前記係合子２２ｃとかみ合う歯２２ｄが設けられる。
この遠心式かみ合いクラッチ２２の機作は、スプラグ１５ａとラチェット爪２２ａとが異なる点、及び第２内包部材１２ｂの内径面にラチェット爪２２ａの係合子２２ｃとかみ合う歯２２ｄが設けられる点以外は、スプラグ式ワンウェイクラッチ１５の機作と同様である。すなわち、低回転のときは、図６（ａ）に示すように、ラチェット爪２２ａが弾性部材２２ｂに押された状態に保持され、第１内包部材１２ａと第２内包部材１２ｂは分離した状態のままとなる。一方、高回転のときは、遠心力が大きくなり、図６（ｂ）に示すように、ラチェット爪２２ａが弾性部材２２ｂの付勢力に抗して動き、係合子２２ｃが第２内包部材１２ｂに向かって突き出る状態となる。そして、第２内包部材１２ｂの歯２２ｄとかみ合う。このため、ラチェット爪２２ａが第２内包部材１２ｂと共に回転することとなる。このため、第１内包部材１２ａと第２内包部材１２ｂとは、ラチェット爪２２ａを介して連結される。このラチェット爪２２ａの動きにより、前記したスプラグ式ワンウェイクラッチ１５の機作と同様の機作が生じる。
【００２４】
ところで、前記外包部材１３であるプーリとしては、入力軸２３から伝達される回転を補機に伝える機能を有していればよく、Ｖリブプーリや、図３に示すようなスプロケット形状を有するプーリ等、種々のプーリを用いることができる。このスプロケット形状を有するプーリを用いる場合は、この発明に係る回転伝達装置をタイミングチェーン等のシステム等に採用することが可能となる。
【００２５】
この発明にかかる回転伝達装置は、エンジン等の駆動装置から回転とともに出力された脈動を減衰することができ、回転のみを補機に伝えることが可能となる。
【符号の説明】
【００２６】
１１  回転伝達装置
１２  内包部材
１２ａ  第１内包部材
１２ｂ  第２内包部材
１３  外包部材
１４ａ  第１弾性部材
１４ｂ  第２弾性部材
１５  スプラグ式ワンウェイクラッチ
１５ａ  スプラグ
１５ｂ  弾性部材
１６  凹凸部
１７  第１凸部
１８  空間部
１９  第２凸部
２１  遠心式摩擦クラッチ
２１ａ  シュー
２１ｂ  弾性部材
２２  遠心式かみ合いクラッチ
２２ａ  ラチェット爪
２２ｂ  弾性部材
２２ｃ  係合子
２２ｄ  歯
２３  入力軸
【図１（ａ）】
2017057924.tif 000003
【図１（ｂ）】
2017057924.tif 000004
【図１（ｃ）】
2017057924.tif 000005
【図１（ｄ）】
2017057924.tif 000006
【図１（ｅ）】
2017057924.tif 000007
【図２】
2017057924.tif 000008
【図３】
2017057924.tif 000009
【図４】
2017057924.tif 000010
【図５】
2017057924.tif 000011
【図６】
2017057924.tif 000012