JP2016061299A - 動力伝達装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 動力伝達装置は、駆動側回転体7と従動側回転体8との間のトルク変動または衝撃を吸収する衝撃吸収ゴム9の各第2ブリッジ部26を衝撃吸収ゴム9の軸方向に貫通し、且つ衝撃吸収ゴム9の半径方向に延びる複数の切込み部63、64を設けることにより、駆動側回転体7から従動側回転体8に伝達されるトルクが比較的大きい場合でも、衝撃吸収ゴム9の第1、第2ダンパ部23、24における衝撃吸収能力が不足することはない。これにより、衝撃吸収ゴム9の第2保持用凹部22等に亀裂が入る等の不具合を防止することができる。
【選択図】 図5
Description
従来より、駆動側回転体から従動側回転体に回転により動力(トルク)を伝達する動力伝達装置として、駆動側回転体と従動側回転体との間のトルク変動や衝撃を吸収するダンパ機能を備えたトルク伝達装置が公知である(例えば、特許文献1参照)。
このトルク伝達装置は、駆動側回転体と従動側回転体との間に、ゴム状弾性材料を環状に成形されたゴム状弾性体を備えている。
駆動側回転体および従動側回転体は、回転軸線周りの円周方向に交互に配置される複数の駆動側、従動側突起を備えている。
このトルク伝達装置は、駆動側回転体の駆動側突起と従動側回転体の従動側突起との間で、各第1ダンパ部または第2ダンパ部が圧縮変形を受けることによって、トルク変動を吸収しつつ、このトルクを駆動側回転体から従動側回転体へ伝達する。
このように、各第1、第2ブリッジ部の周方向両側に一対の第1、第2凹部をそれぞれ形成したことにより、ゴム状弾性体に作用する繰り返し応力(圧縮応力)によって亀裂が発生しないようにしている。
ところが、従来の動力伝達装置においては、駆動側回転体から従動側回転体に伝達されるトルクに応じて駆動側回転体と従動側回転体との間でゴム状弾性体が捩じれた際に、ゴム状弾性体における第1、第2係合溝に発生する応力を緩和するため、第1、第2ブリッジ部に各第1、第2凹部をそれぞれ設けているが、駆動側回転体から従動側回転体に伝達されるトルクが比較的大きい場合、ゴム状弾性体の第1、第2ダンパ部における衝撃吸収能力が不足し、ゴム状弾性体の第1、第2係合溝に亀裂が入るという可能性がある。
したがって、ゴム状弾性体の第1、第2ダンパ部における衝撃吸収性能やゴム状弾性体の耐久性が低下するという課題がある。
以上のように、衝撃吸収体の第1ダンパ部または第2ダンパ部に亀裂が入る等の不具合を防止できるので、衝撃吸収体の第1ダンパ部または第2ダンパ部における衝撃吸収性能および衝撃吸収体の耐久性を高めることができる。
図1ないし図7は、本発明を適用した動力伝達装置を備えたアクチュエータ(実施例1)を示したものである。
この電動アクチュエータは、吸気システムのタンブル制御弁(タンブルバルブ3およびバルブシャフト4)を回転駆動する動力を発生する電動モータ(以下モータM)と、このモータMの回転をバルブシャフト4に伝えるギアトレーン(ウォームギア5、中間ギア6、動力伝達装置)とを備えている。
駆動側回転体7および従動側回転体8は、同一の回転軸線上に配置されて、衝撃吸収ゴム9の捩じれに応じて互いに相対回転するもので、動力伝達装置の円周方向に交互に配置される複数(本例では2つ)の駆動側、従動側突起(障壁)11、12をそれぞれ備えている。
衝撃吸収ゴム9は、各駆動側突起11がそれぞれ挿入される複数の第1保持用凹部21、および各従動側突起12がそれぞれ挿入される複数の第2保持用凹部22を有している。各第1保持用凹部21の周方向の両側には、複数の第1、第2ダンパ部23、24が配置されている。
また、隣接する2つの第1、第2ダンパ部23、24は、複数の第1ブリッジ部25によってそれぞれ繋げられている。また、隣接する2つの第2、第1ダンパ部24、23は、複数の第2ブリッジ部26によってそれぞれ繋げられている。
なお、本実施例の動力伝達装置の詳細は、後述する。
複数の吸気分岐管には、各吸気分岐管の内部空間(エンジンの吸気分岐流路)を2つの第1、第2吸気分岐流路31、32に区画形成する隔壁等の区画部(仕切り部)33が設けられている。
なお、複数の吸気分岐管の各第1、第2吸気分岐流路31、32は、上述したエンジンの各気筒の燃焼室に連通する流路を構成する。
ハウジングは、モータM、ギアトレーン、動力伝達装置およびリターンスプリング等を収容する有底筒状のアクチュエータケース(以下ケース)34と、中間ギアシャフト(後述する)を圧入嵌合によって固定するモータギアカバー(以下カバー)35と、ケース34とカバー35との間でモータMを弾性支持する弾性部材36と、インテークマニホールド1の支持部2とケース34との間の微小隙間を気密シールする環状のガスケット37とを備えている。
ここで、電動アクチュエータの動力源であるモータMは、エンジン制御ユニット(電子制御装置:以下ECU)によって電子制御されるモータ駆動回路を介して、自動車等の車両に搭載された外部電源(バッテリ)に電気接続されている。
ECUは、イグニッションスイッチがオン(IG・ON)されると、マイクロコンピュータのメモリ(ROM等)に格納された制御プログラムに基づいて、タンブル制御弁のモータMを通電制御するように構成されている。
ECUは、エアフロメータ、クランク角度センサ、アクセル開度センサ、スロットル開度センサ、吸気温度センサ、冷却水温度センサおよび排気ガスセンサ(空燃比センサ、酸素濃度センサ)等の各種センサからのセンサ出力信号が、A/D変換回路によってA/D変換された後に、マイクロコンピュータに入力されるように構成されている。
ギアトレーンは、モータMのモータシャフト42の外周に固定された円筒状のウォームギア5、このウォームギア5と噛み合って回転する円筒状の中間ギア6、この中間ギア6と噛み合って回転する出力ギアを構成する駆動側回転体7等を備え、モータMのモータシャフト42の回転を減速する減速ギア機構として使用される。これらのウォームギア5、中間ギア6および駆動側回転体7は、ケース34の収容室内に収容保持されている。
中間ギア6は、ウォームギア5と噛み合って回転する円筒状のヘリカルギア43、およびこのヘリカルギア43に直接連結された円筒状のピニオンギア44等を有している。この中間ギア6は、中間ギアシャフト45の外周に回転自在に支持されている。
ヘリカルギア43は、中間ギアシャフト45の周囲を円周方向に取り囲む円筒ボス部を有している。この円筒ボス部の外周には、ウォームギア5のウォームギア歯との噛み合いが可能なヘリカルギア歯が周方向全体に形成(列設)されている。
中間ギアシャフト45の軸線方向の一端部は、ケース34の底部に形成された第1嵌合凹部(図示せず)に圧入固定されている。また、中間ギアシャフト45の軸線方向の他端部は、カバー35に形成された第2嵌合凹部(図示せず)に嵌め込まれている。
駆動側回転体7および従動側回転体8は、合成樹脂または金属によって一体的に形成されている。また、駆動側回転体7および従動側回転体8は、衝撃吸収ゴム9を内蔵するクッション収納室を隔てて対向配置される対向部51、52をそれぞれ有している。対向部51、52は、互いに所定距離(軸方向距離)を隔てて対向する対向面を有している。
ギア歯形成部53の内部(内周側)には、円筒状のクッション収納室が形成されている。また、ギア歯形成部53の外周には、ピニオンギア44のピニオンギア歯と噛み合う複数の出力ギア歯55が円周方向全体に形成されている。
対向部51の対向面の中央部には、対向部51の対向面から対向部52側に向かって突出する突出軸部54が一体的に形成されている。
突出軸部54は、従動側回転体8の突出軸部56の周囲を周方向に取り囲むように円筒形状に形成されている。また、対向部51および突出軸部54の内部には、突出軸部54の回転軸方向の両端面を連通する丸孔形状の貫通孔57が貫通形成されている。
複数の駆動側突起11は、駆動側回転体7の円周方向に所定の間隔(等間隔:例えば180°間隔)で形成されている。また、複数の駆動側突起11は、複数の従動側突起12のうちの隣接する2つの従動側突起12間にそれぞれ挿入配置されている。
従動側回転体8は、対向部52の中央部から図4において図示下方側へ向かって突出するように設けられた中空筒状の突出軸部58を備えている。
突出軸部58の内部には、バルブシャフト4の嵌合軸部59を圧入嵌合することが可能な多角孔(四角孔)形状の嵌合孔(図示せず)が形成されている。
なお、突出軸部58の外周に、複数の突条リブ60を設けても良い。
なお、図4に示したよう
に、複数の従動側突起12を、突出軸部56よりも半径方向の外側に所定距離(周方向距離)隔てた位置から半径方向の外側へ向かって放射状に突出するように設けても良い。
これにより、複数(2つ)の駆動側、従動側突起11、12間には、クッション収納室の一部(複数の第1空間部分)が形成される。また、複数(2つ)の従動側、駆動側突起12、11間には、クッション収納室の残部(複数の第2空間部分)が形成される。
衝撃吸収ゴム9は、ゴム状弾性材料によって一体的に形成されている。この衝撃吸収ゴム9は、その軸方向に所定の肉厚を有する円環状を呈し、突出軸部54、56の周囲を円周方向に取り囲むように配置されている。
なお、ゴム状弾性材として複数種の合成ゴムや天然ゴムをブレンドしたものを使用しても良い。また、衝撃吸収ゴム9の外形形状や断面形状は、駆動側回転体7の対向部51と従動側回転体8の対向部52との間に形成されるクッション収納室の形状(空間形状)に対応して任意に変更できる。
複数の第2保持用凹部22は、従動側回転体8の対向部52の対向面から突出した複数の従動側突起12がそれぞれ嵌まり込む有底の第2係合溝である。これらの第2保持用凹部22は、隣接する第2、第1ダンパ部24、23および第2ブリッジ部26によって囲まれた空間で、衝撃吸収ゴム9の軸方向の他端側に複数の従動側突起12を嵌合させるための第2開口部が設けられている。
なお、複数の第1ダンパ部23の周方向片側壁面(衝撃吸収ゴム9の半径方向に延びる平面状の第1壁面)61には、後述する切込み部が貫通形成された第2ブリッジ部25の付け根(第1ダンパ部側の付け根)が接続されている。
なお、複数の第2ダンパ部24の周方向片側壁面(衝撃吸収ゴム9の半径方向に延びる平面状の第2壁面)62には、後述する切込み部が貫通形成された第2ブリッジ部25の付け根(第2ダンパ部側の付け根)が接続されている。
また、第1ブリッジ部25は、衝撃吸収ゴム9の軸方向の肉厚が大きい第1、第2ダンパ部23、24よりも薄板状の第1連結部(薄肉部)である。また、第1ブリッジ部25は、第1、第2ダンパ部23、24と同様に、動力伝達装置の円周方向に弾性変形可能である。
また、第2ブリッジ部26は、衝撃吸収ゴム9の回転軸方向の肉厚が大きい第1、第2ダンパ部23、24よりも薄板状の第2連結部(薄肉部)である。また、第2ブリッジ部26は、第1、第2ダンパ部23、24および第1ブリッジ部25と同様に、動力伝達装置の円周方向に弾性変形可能である。
また、第2ブリッジ部26は、第2、第1ダンパ部24、23との連結位置が、衝撃吸収ゴム9の内周側に設けられている。
また、切込み部93は、第2ブリッジ部26の半径方向内側から半径方向外側へ向かって切り込みを入れた有底溝形状の第2切込み部である。
そして、各第2ブリッジ部26は、3箇所の切込み部63、64を備え、且つ衝撃吸収ゴム9の半径方向の幅寸法が略同一(均一)であり、切込み部63、64の円周方向両側に引っ張り伸び代27、28を備えている。
なお、第1ブリッジ部25の肉厚(板厚)は、第2ブリッジ部26の肉厚(板厚)と同じか、あるいは異なっていても構わない。
次に、本実施例のタンブル制御弁を開閉駆動する電動アクチュエータの動作を図1ないし図7に基づいて簡単に説明する。
なお、エンジンの運転状況、例えばエンジン回転数とエンジン負荷に基づいて要求タンブル比を求めて、要求タンブル比が所定値以上の時にタンブル制御弁を全閉し、要求タンブル比が所定値未満の時にタンブル制御弁を全開しても良い。
タンブル制御弁の全閉時には、第1吸気分岐流路31が閉塞される。このとき、エンジンの各気筒の燃焼室に供給される吸気は、開放されている第2吸気分岐流路32のみを通ることで、エンジンの各気筒の吸気ポートの上部に偏流し、エンジンの各気筒の燃焼室内において縦方向の旋回流(タンブル流)が生成される。このため、例えばエンジン始動時またはアイドル運転時における燃焼室内での燃焼効率が向上し、燃費や排気エミッション(例えばHC低減効果)等が改善される。
タンブル制御弁の全開時には、第1吸気分岐流路31が開放されるため、複数の吸気分岐管の各第1、第2吸気分岐流路31、32が全開する。
なお、タンブル制御弁の各タンブルバルブ3を中間位置にて半開きした中間開度となるように設定しても良い。
以上のように、本実施例の電動アクチュエータにおいては、モータMのトルクをタンブル制御弁のバルブシャフト4へ伝達する動力伝達装置を備えている。
この動力伝達装置は、駆動側回転体7と従動側回転体8との間のトルク変動または衝撃を吸収する衝撃吸収ゴム9の各第2ブリッジ部26を衝撃吸収ゴム9の軸方向に貫通し、且つ衝撃吸収ゴム9の半径方向に延びる複数の切込み部63、64を設けることにより、駆動側回転体7から従動側回転体8に伝達されるトルクが比較的大きい場合でも、衝撃吸収ゴム9の第1、第2ダンパ部23、24における衝撃吸収能力が不足することはない。これにより、衝撃吸収ゴム9の第2保持用凹部22等に亀裂が入る等の不具合を防止することができる。
また、衝撃吸収ゴム9の各第2ブリッジ部26のみに複数の切込み部63、64を設け、2つの第2ブリッジ部26のみで圧縮応力と引っ張り応力との両方に対応できるので、衝撃吸収ゴム9の各第1ブリッジ部25には切込みを設けなくても構わない。
なお、万が一、第2ブリッジ部26の応力発生部に亀裂が入ったり、また、切断したりした場合でも、第1、第2ダンパ部23、24には亀裂が入らず、第1、第2ダンパ部23、24によって衝撃を吸収できるので、衝撃吸収ゴム9の衝撃吸収機能上問題はない。
図8は、本発明の動力伝達装置を適用した動力伝達装置(実施例2)を示したものである。
ここで、実施例1と同じ符号は、同一の構成または機能を示すものであって、説明を省略する。
また、衝撃吸収ゴム9は、図8(c)に示したように、第2ブリッジ部26の半径方向内側から半径方向外側へ向かって切り込みを入れたスリット形状の切込み部69を備えている。
以上のように、本実施例の動力伝達装置においては、実施例1と同様な効果を奏する。その他、衝撃吸収ゴム9を加硫成形する金型構造の簡素化、成形性を向上させることがき、コストダウンを図ることができる。
なお、実施例1における衝撃吸収機能を満足することができれば、衝撃吸収ゴム9の第2ブリッジ部26の形状(千鳥配列等)や、切り込み数は問わない。また、切込み部の形状として、スリット形状、有底溝形状、V字溝形状、多角溝形状または部分円形状を採用しても良い。
図9は、本発明の動力伝達装置を適用した動力伝達装置(実施例3)を示したものである。
ここで、実施例1及び2と同じ符号は、同一の構成または機能を示すものであって、説明を省略する。
以上のように、本実施例の動力伝達装置においては、実施例1及び2と同様な効果を奏する。その他、衝撃吸収ゴム9を加硫成形する金型構造の簡素化、成形性を向上させることがき、コストダウンを図ることができる。
なお、ピン角の角部71、72とR面取り形状の角部の両方を第2ブリッジ部26に設けても良い。
本実施例では、本発明の動力伝達装置を、内燃機関の吸気装置(吸気システム)に使用されるタンブル制御弁のバルブシャフト4を回転駆動する電動アクチュエータに組み込まれる動力伝達装置に適用しているが、本発明の動力伝達装置を、内燃機関(エンジン)の運転状況(運転状態)に対応して、弁孔からエンジンの各気筒の吸気ポートまでの流路長または流路断面積を変更し、エンジンの吸気通路内に発生する吸気脈動効果および慣性過給効果を有効利用して、エンジン出力トルクの向上を図るようにした可変吸気システムに使用される可変吸気制御弁のシャフトを回転駆動する電動アクチュエータに組み込まれる動力伝達装置に適用しても良い。
また、従動側回転体8の構造を、モータMの動力を受けて回転するモータ側ギアとの噛み合いが可能なギア歯形成部を有する駆動側回転体に採用しても良い。
また、駆動側回転体7の構造を、駆動対象のシャフトと一体回転可能に連結する従動側回転体に採用しても良い。
また、駆動対象のシャフトとしては、タンブルバルブ等のバルブのシャフトの他に、圧縮機、送風機、ポンプ、カム、ロータ、車輪等の回転移動体(回転体)のシャフトが考えられる。また、駆動対象のシャフトの代わりに、ピストンやバルブ等の直線移動体のシャフトやロッドが考えられる。
また、駆動側突起11および従動側突起12は、それぞれ単数であっても、また、それぞれ3個以上であっても構わない。
また、衝撃吸収体を、ゴム状弾性材料以外の弾性体(例えばスプリング等)で構成しても良い。
8 従動側回転体
9 衝撃吸収ゴム(衝撃吸収体)
11 駆動側突起
12 従動側突起
23 第1ダンパ部
24 第2ダンパ部
26 第2ブリッジ部
63 切込み部
64 切込み部
Claims (6)
- 駆動側回転体(7)から従動側回転体(8)へ動力を伝達する動力伝達装置において、 前記駆動側回転体(7)と前記従動側回転体(8)との間に配置されて、前記駆動側回転体(7)と前記従動側回転体(8)との間のトルク変動または衝撃を吸収可能な衝撃吸収体(9)を備え、
前記駆動側回転体(7)および前記従動側回転体(8)は、それぞれ周方向に交互に配置される駆動側突起(11)および従動側突起(12)を有し、
前記衝撃吸収体(9)は、環状を呈し、前記駆動側突起(11)または前記従動側突起(12)が挿入されて、前記衝撃吸収体(9)の軸方向の一端面で開口し、この開口側から奥側まで前記衝撃吸収体(9)の軸方向に延びる保持用凹部(22)、この保持用凹部(22)の周方向の両側に配置される第1ダンパ部(23)および第2ダンパ部(24)、前記保持用凹部(22)の奥側に配置されて、前記第1ダンパ部(23)と前記第2ダンパ部(24)とを連結するブリッジ部(26)、およびこのブリッジ部(26)を前記衝撃吸収体(9)の軸方向に貫通するように形成されて、前記衝撃吸収体(9)の径方向に延びる切込み部(63〜68)を有していることを特徴とする動力伝達装置。 - 請求項1に記載の動力伝達装置において、
前記第1ダンパ部(23)および前記第2ダンパ部(24)の周方向片側壁面には、前記ブリッジ部(26)の付け根が接続されており、
前記切込み部(63〜68)は、前記第1ダンパ部(23)および前記第2ダンパ部(24)の周方向片側壁面延長上で前記衝撃吸収体(9)の径方向に切り込みを入れることで設けられていることを特徴とする動力伝達装置。 - 請求項1または請求項2に記載の動力伝達装置において、
前記ブリッジ部(26)は、前記第1ダンパ部(23)と前記第2ダンパ部(23)との連結位置が、前記衝撃吸収体(9)の内周側に設けられていることを特徴とする動力伝達装置。 - 請求項1から3のうちのいずれか1つに記載の動力伝達装置において、
前記ブリッジ部(26)は、少なくとも前記切込み部(63〜68)の周方向片側に引っ張り伸び代(27、28)を有していることを特徴とする動力伝達装置。 - 請求項1から4のうちのいずれか1つに記載の動力伝達装置において、
前記ブリッジ部(26)は、前記切込み部(63〜68)を2箇所以上備えていることを特徴とする動力伝達装置。 - 請求項1から5のうちのいずれか1つに記載の動力伝達装置において、
前記切込み部(63〜68)は、スリット形状、有底溝形状、V字溝形状、多角溝形状または部分円形状を呈することを特徴とする動力伝達装置。
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