JPH044323A - スプライン結合部のダンパカップリングおよび補機別置きエンジンのダンパカップリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「技術分野」 本発明は、スプライン結合部を介して回転を伝達するカ
ップリングに関し、さらにエンジンと補機を離して置き
、両者をプロペラシャフトを介して結合する際に用いる
カップリングに関する。

「従来技術およびその問題点」 例えばエンジンの搭載スペースが狭い場合、エンジンを
後方に置いて、前方にクーラ用コンプレッサ、パワステ
アリング用ポンプ、オルタネータ等の補機をおき、この
エンジンの出力軸と補機間をプロペラシャフトを介して
結合することが行なわれている。このような動力伝達系
をとる場合、エンジンの振動による出力軸の軸方向の振
動を吸収するために、その伝達系の一部に、スプライン
結合部を介在させるのが普通である。

第７図に基づき従来例を説明する。エンジン１１の出力
軸１２は、一対のユニバーサルジヨイント１３ａ、１３
ｂを有するプロペラシャフト１３に結合されている。プ
ロペラシャフト１３はスプライン結合部１４を介して補
機ユニット１５の共通回転軸１６に結合され、共通回転
軸１６の回転は、プーリ１７ａ〜１７ｅおよびベルト１
８ａ、１８ｂによって、冷却ファン１９ａ、カークーラ
用コンプレッサ１９ｂ、およびパワステアリング用ポン
プ１９ｃに伝達される。これらの補機の回転数は、プー
リ１７ａ〜１７ｅの径によって設定されている。

スプライン結合部１４は、周知のように、スプライン軸
をスプライン穴に軸方向移動可能に嵌めたもので、この
スプライン結合部１４により、エンジン１１の軸方向の
振動が吸収される。

ところがエンジン１１は、回転変動を有し、プロペラシ
ャフトの共振を生じる。共振時には、スプライン結合部
１４の軸と穴の歯面が激しく接触を繰り返し、異音を発
生することがある。

実開昭５３−１６０５６１号のトーショナルダンパは、
トルク変動を緩衝する目的を有するものであるが、その
ままプロペラシャフトの共振による異音の発生の防止に
適用することはできない。また実開昭６２−１４８７４
６号の水冷式機関の動力取出軸の構造は、スプライン軸
を有するものではなく、同様に上記問題点を解決するた
めに用いることはできない。

「発明の目的」 本発明は、このような補機別置きタイプのエンジンにお
いて、エンジンの回転変動によるスプライン結合部の異
音の発生を防止することができるダンパカップリングを
得ることを目的とする。

また本発明は、より広く、スプライン結合部を介して回
転を伝達する機構において、スプライン軸と穴の衝突に
よる異音を防止することができるダンパカップリングを
得ることを目的とする。

「発明の概要」 本発明は、本出願人が特願昭６３−３０４８０３号で提
案したカップリングを発展させて完成されたものである
。

特願昭６３−３０４８０３号は、エンジンのトルク変動
を弾性部材の弾性変形によって吸収するという発想に基
づいて完成されたもので、そのダンパカップリング部分
は、スプライン軸と、このスプライン軸を嵌合させるス
プライン穴および半径方向外方に突出する回転伝達突起
を有するハブと、このハブと同軸で上記回転伝達突起と
係合可能な、半径方向内方に突出する回転受突起を有す
るハウジングと、ハブの回転伝達突起とハウジングの回
転受突起との間に介在させた弾性部材とから構成されて
いる。

このダンパカップリングによると、エンジン回転変動に
より出力変動が生じると、回転伝達突起と被伝達突起間
の弾性部材が変形してこれを吸収するので、スプライン
軸と穴の衝突による異音の発生を防止することができ、
回転変動の緩和された出力回転を取り出すことができる
。

この先行発明を発展させた本発明は、ハブを軸方向に少
なくとも２つに分割し、かつこれらのハブの各回転伝達
突起の回転方向両側に位置する弾性部材の自由状態にお
ける圧縮量を不均一になすとともに、少なくとも２つの
ハブにおいて、その圧縮量が大きい方の弾性部材の位置
を左右異ならせたことを特徴としている。

このように２つのハブにおいて、回転方向の両側に位置
する弾性部材の圧縮量が左右で異なると、２つのハブは
互いに異なる方向の回転付勢力を受ける。このため各ハ
ブに形成されているスプライン穴の周方向の左右の面は
、スプライン軸の歯（突起）の周方向の左右の別の面に
、予圧をもって接触する。このためスプライン軸と穴の
間の異音の発生をより効果的に防止できる。

このようにハブの回転伝達突起の圧縮量を左右で異なら
せるのは、例えば、各ハブの回転伝達突起の両側の弾性
部材を実質的に同一厚さとし、各ハブの回転伝達突起を
基準とするスプライン穴の位相を、少な（とも２つのハ
ブ間において互いに異ならせることにより達成できる。

あるいは、各ハブの回転伝達突起とスプライン穴の位置
関係は同一とし、各ハブの回転伝達突起の両側の弾性部
材の厚さを異ならせてもよい。

弾性部材は、さらにハブの回転受突起の径方向の端部と
ハウジングの間、および分割されたハブの端面にも設け
ることにより、より確実に異音の発生を防止することが
できる。

本ダンパカップリングを補機別置きエンジンに用いるに
は、スプライン軸とハウジングのいずれか一方をエンジ
ンまたはこのエンジンによって駆動される補機に接続し
、他方をエンジンと補機とを接続するプロペラシャフト
に接続する。

「発明の実施例」 以下図示実施例について本発明を説明する。第１図ない
し第４図は本発明の第一の実施例を示すものである。こ
の実施例は、本発明のダンパカップリング２０を、第７
図のスプライン結合部１４の代わりに用いたものである
。プロペラシャフト１３の端部には、入力スプライン軸
２１が形成されており、この入力スプライン軸２１は、
軸方向に２つに分割されたハブ３０．４０の軸部に形成
したスプライン穴３１．４１とスプライン嵌合している
。このスプライン結合によって、エンジン１１の軸方向
の振動が吸収されるのは、第７図の従来例と同じである
。

軸方向に２つに分割されたハブ３０．４０には、それぞ
れその外周部に、半径方向外方に突出する複数の回転伝
達突起３２．４２が形成されている。この回転伝達突起
３２．４２は、断面扇型の同一断面形状を有し、その周
方向の両側にゴム部材３３．４３を加硫接合している。

また回転伝達突起３２．４２の径方向の端部と、軸方向
の両端部にも、ゴム部材３４．４４、およびゴム部材３
５．４５を加硫接合して有している。これらのゴム部材
３３と４３、ゴム部材３４と４４、およびゴム部材３５
と４５は、ともに実質的に同一厚さに形成されている。

そして、このハブ３０．４０のスプライン穴３１．４１
は、第３図、第４図に示すように、回転伝達突起３２．
４２を基準として、位相なθだけ異ならせて形成されて
いる。第３図、第４図においては、基準線なＸ−Ｘとし
、スプライン穴３１．４１の歯（穴）の間隔を太き（描
（とともに、位相差θを誇張して描いている。

他方補機ユニット１５の保持スリーブ２５に軸受２６を
介して回転自在に支持された共通回転軸１６は、その一
端部にプーリ１７ａ、１７ｂを有し、他端部に、ハブ３
０．４０の外周に位置する筒状の出力軸ハウジング２７
を一体に有している。

この出力軸ハウジング２７には、半径方向の内方に突出
させて、ハブ３０の回転伝達突起３２の間、およびハブ
４０の回転伝達突起４２の間に伸びる回転受突起２８が
一体に形成されている。この回転受突起２８は、回転伝
達突起３２の間、および回転伝達突起４２の間に位置す
る断面扇型をなしている。

上記構成の本ダンパカップリングは、その組み立てに当
たり、ハブ３０．４０の、互いに位相が異なっているス
プライン穴３１．４１に入力スプライン軸２１を挿通す
る。すると、回転伝達突起３２．４２、およびこの回転
伝達突起３２．４２の両側のゴム部材３３．４３は、こ
の位相差に基づき、互いに逆の周方向に突出する関係と
なる。

そしてこれを出力軸ハウジング２７の回転受突起２８の
間に強制的に嵌めると、第３図、第４図において、例え
ば、ハブ３０側においては、回転伝達突起３２の回転方
向左側のゴム部材３３がより圧縮され、ハブ４０側にお
いては、逆に回転伝達突起４２の回転方向右側のゴム部
材４３がより圧縮される。すると、ハブ３０は右回転の
付勢力が与えられ、ハブ４０は左回転の付勢力が与えら
れるから、スプライン穴３１は歯面３１ａが入力スプラ
イン軸２１の対応する歯面と強（接触し、スプライン穴
４１は逆側の歯面４１ａが入力スプライン軸２１の対応
する歯面と接触することとなる。従って人力スプライン
軸２１は、どちらの回転方向に対しても、余計に圧縮さ
れた側のゴム部材３３．４３による付勢力（予圧）を受
け、歯面のがたつきが防止される。

またゴム部材３４．４４は、回転伝達突起３２の径方向
の端部と、出力軸ハウジング２７の内面との間に弾接し
て径方向のガタが防止され、ゴム部材３５．４５は、互
いに、または出力軸ハウジング２７の端壁と接触して、
ハブ３０と４０の軸方向のガタが防止される。

そして、エンジン１１によってプロペラシャフト１３が
回転する運転状態においては、その回転が入力スプライ
ン軸２１を介してハブ３０．４０に伝達され、さらにハ
ブ３０．４０の回転伝達突起３２．４２と出力軸ハウジ
ング２７の回転受突起２８によって、該出力軸ハウジン
グ２７、つまり共通回転軸１６に伝達される。この回転
伝達経路において、入力スプライン軸２１が回転を開始
した直後、および入力スプライン軸２１のトルクが滑ら
かに変化する時には、回転伝達突起３２、４２と回転受
突起２８の間の周方向の両側の隙間に介在しているゴム
部材３３．４３は、その一方が常時圧縮され、他方は常
時圧縮されない。この状態では、入力スプライン軸２１
の歯面とスプライン穴３１．４１の歯面とは、周方向の
一面のみが接触しており、異音は発生しない。

これに対し、エンジン１１の回転数が共振点近傍に達す
ると、入力スプライン軸２１に大きな回転変動が生じる
。すると、入力スプライン軸２１はスプライン穴３１．
４１とのクリアランス内において振動するが、ゴム部材
３３．４３（およびゴム部材３４．４４とゴム部材３５
．４５）がその弾性により、この振動を吸収する。つま
り、入力スプライン軸２１に回転変動が発生すると、回
転伝達突起３２．４２と回転受突起２８の間の周方向の
両側の隙間に介在しているゴム部材３３．４３は、交互
に圧縮され、この圧縮の過程において、回転変動のエネ
ルギを吸収する。

なおダンパカップリング２０の取付位置は、ユニバーサ
ルジヨイント１３ａのエンジン１１側に取り付けるより
も、ユニバーサルジヨイント１３ｂの補機ユニット１５
側に取り付けた方が異音の発生防止には効果がある。そ
の理由として、前者はユニバーサルジヨイント等の異音
が若干残り、その音が補機ユニット１５で増幅されるお
それがあるのに対し、後者の取付位置の場合は、ユニバ
ーサルジヨイント等で発生する異音もゴム部材３３．４
３（およびゴム部材３４．４４とゴム部材３５．４５）
で吸収可能であると考えられる。

第８図にエンジンの回転数とスプライン部の騒音レベル
の関係の一例を示す。実線は従来のスプライン結合であ
る。鎖線は本発明によるダンパカップリングの一例であ
る。

第５図、第６図は本発明の第二の実施例を示すものであ
る。この実施例はハブ３０．４０の回転伝達突起３２．
４２に対するスプライン穴３１．４１の位相を異ならせ
ることなく、つまり機械的なハブ３０と４０の形状を同
一とし、回転伝達突起３２．４２の両側に付着形成する
ゴム部材３３ａ、３３ｂと、ゴム部材４３ａ、４３ｂの
厚さを異ならせ、かつハブ３０と４０で、互いに厚い方
が逆位置になるようにしたものである。この実施例によ
ると、ハブ３０．４ｏのスプライン穴３１．４１に入力
スプライン軸２１を挿通すると、回転伝達突起３２．４
２の両側に付着させたゴム材料のうち、厚い方のゴム材
料３３ａ、４３ａがより周方向に突出する関係となり、
よってこれを出力軸ハウジング２７の回転受突起２８に
嵌めれば、第一の実施例と同様の作用が得られる。

上記実施例のハブ３０　（４０）のゴム部材３３（４３
）、３４　（４４）および３５　（４５）は、型内にハ
ブ３０　（４０）を挿入した状態において、ゴム材料を
加硫接合して形成する。この際のゴム材料の注入口を一
つにするため、これらのゴム部材の型間は、狭い通路で
相互に接続された状態とするのが望ましい。

なお上記実施例は、補機別置きエンジンのダンパカップ
リングに本発明を適用したものであるが、本発明は、よ
り広く、スプライン結合部を介して回転を伝達する機構
に適用することができる。

「発明の効果」 以上のように本発明のダンパカップリングによれば、ハ
ブの回転伝達突起をハウジングの回転受突起間に嵌めた
自由状態において、弾性部材により、スプライン軸とス
プライン穴間に、回転方向両方向の予圧を与えることが
できる。よって、スプライン軸と穴の衝突による異音の
発生をより確実に防止できる。また運転中においては、
これらの弾性部材の弾性によって、同様にスプライン軸
の回転変動を吸収してハウジングに取り出すことができ
る。特にこのダンパカップリングを、エンジンと補機と
をプロペラシャフトを介して結合し、結合部の少なくと
も１カ所はスプライン結合である補機別置きエンジンに
もちいることにより、エンジンの回転変動を弾性部材で
吸収して取り出すとともに、スプライン結合部における
異音の発生をより確実に防止し、フレッティング等の耐
久性に対する悪影響を除くことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるダンパカップリングの第の実施例
を示す、第２図のＩ−Ｉ線に沿う断面図、第２図は第１
図のｎ　−ｎ線に沿う断面図、第３図、第４図は２つに
分割したハブの形状例を示す正面図、第５図、第６図は
２つに分割したハブの他の経条例を示す正面図、第７図
はスプライン結合部を用いたエンジンと補機間の回転伝
達系を示す正面図、第８図はエンジンの回転数と音圧レ
ベルの関係を示すグラフである。 １１・・・エンジン、１２・・・出力軸、１３・・・プ
ロペラシャフト、１５・・・補機ユニット、１６・・・
共通回転軸（出力軸）、２０・・・ダンパカップリング
、２７・・・出力軸ハウジング、２８・・・回転受突起
、３０．４０・・・ハブ、３１．４１・・・スプライン
穴、３２．４２・・・回転伝達突起、３３．３３ａ、’
３３ｂ１３４．３５．４３．４３　ａ、　４３　ｂ、　
４４．４５・・・ゴム部材（弾性材料）、θ・・・位相
差。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）スプライン軸と；このスプライン軸を嵌合させる
   スプライン穴および半径方向外方に突出する回転伝達突
   起を有するハブと；このハブと同軸で上記回転伝達突起
   と係合可能な、半径方向内方に突出する回転受突起を有
   するハウジングと；ハブの各回転伝達突起の回転方向両
   側とハウジングの回転受突起との間に介在させた弾性部
   材とを備え、上記スプライン軸とハウジング間で回転伝
   達を行なうスプライン結合部のダンパカップリングにお
   いて、 上記ハブを軸方向に少なくとも２つに分割し、かつこれ
   らのハブの各回転伝達突起の回転方向両側に位置する弾
   性部材の自由状態における圧縮量を不均一になすととも
   に、少なくとも２つのハブにおいて、その圧縮量が大き
   い方の弾性部材の位置を左右に異ならせたことを特徴と
   するスプライン結合部のダンパカップリング。
2. （２）請求項１において、各ハブの回転伝達突起の両側
   に位置する弾性部材は実質的に同一厚さであり、各ハブ
   の回転伝達突起を基準とするスプライン穴の位相が、少
   なくとも２つのハブ間において互いに異なっているスプ
   ライン結合部のダンパカップリング。
3. （３）請求項１において、各ハブの回転伝達突起の両側
   に位置する弾性部材の厚さが異なっており、各ハブの回
   転伝達突起とスプライン穴の位置関係は同一であるスプ
   ライン結合部のダンパカップリング。
4. （４）請求項１ないし３のいずれか１項において、弾性
   部材は、ハブの回転受突起の径方向の端部とハウジング
   の間にも設けられているスプライン結合部のダンパカッ
   プリング。
5. （５）請求項１ないし４のいずれか１項において、弾性
   部材は、分割されたハブの端面にも設けられているスプ
   ライン結合部のダンパカップリング。
6. （６）請求項１ないし５のいずれか１項において、スプ
   ライン軸とハウジングのいずれか一方がエンジンまたは
   このエンジンによって駆動される補機に接続され、他方
   がエンジンと補機とを接続するプロペラシャフトに接続
   されていることを特徴とする補機別置きエンジンのダン
   パカップリング。