| 【発明の名称】 |
捩れ振動軸継手 |
| 【発明者】 |
【氏名】マイケル・エス・ヤンガーマン
【氏名】ドナルド・ディー・ピッペル
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| 【要約】 |
【課題】
【解決手段】トルク発生装置とトルクのトランスミッションとの間の振動を減衰する装置は、１対のほぼ平行なプレートを有し、プレート間に配置されたスペーサ・バーを備えた入力部材と、プレート間に配置された出力部材とを有する。入出力部材は、共通軸のまわりで互いにかつ中立位置から互いに角度移動できる。捩れ減衰部材は入出力部材間に配置される。捩れ減衰部材は、スペーサ・バーに接触し、入出力部材間に形成された環状室内に包囲される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】１対のほぼ平行なプレートと該プレート間に配置されたスペーサ・バーとを有し、該スペーサ・バーが少なくとも１つのスペーサ・バー支持面を備えている入力部材と、前記プレート間に配置された出力部材と、ただし前記入出力部材が共通軸のまわりに互いにかつ中立位置から互いに角度移動でき、前記入力部材と前記出力部材との間に配置された少なくとも１つの捩れ減衰部材とからなり、前記捩れ部材が前記スペーサ・バー支持面に接触している、捩れ振動軸継手。
【請求項２】第１の入力部材は複数のチャンネルからさらになり、捩れ減衰部材がこれらのチャンネルの間に配置された、請求項１に記載の捩れ振動軸継手。
【請求項３】前記スペーサ・バー支持面が凹んでいる、請求項１に記載の捩れ振動軸継手。
【請求項４】前記スペーサ・バーが環状リングである、請求項１に記載の捩れ振動軸継手。
【請求項５】前記出力部材は複数の歯と、チャンネルを形成する１対の歯とからさらになり、前記捩れ減衰部材が前記チャンネル内に配置された、請求項１に記載の捩れ振動軸継手。
【請求項６】前記入出力部材間に配置された少なくとも１つの摩擦材料層からさらになる、請求項５に記載の捩れ振動軸継手。
【請求項７】前記歯は棚支持面を有する棚部分をさらに形成し、前記棚支持面が前記チャンネルの一部分上に配置され、前記チャンネルが底面を有し、前記捩れ減衰部材が前記棚支持面と前記底面との間に配置された、請求項５に記載の捩れ振動軸継手。
【請求項８】前記スペーサ・バーはスペーサ凹部とスペーサ・プラットフォームとをさらに形成し、前記スペーサ支持面が前記スペーサ・プラットフォームに配置された、請求項６に記載の捩れ振動軸継手。
【請求項９】前記捩れ減衰部材が前記スペーサ・バーと前記底面との間にさらに配置された、請求項６に記載の捩れ振動軸継手。
【請求項１０】前記捩れ減衰部材がコイルばねからなる、請求項６に記載の捩れ振動軸継手。
【請求項１１】前記捩れ減衰部材が前記スペーサ・バー支持面にさらに接触する、請求項７に記載の捩れ振動軸継手。
【請求項１２】前記入出力部材間に配置された少なくとも１つの摩擦材料層からさらになる、請求項７に記載の捩れ振動軸継手。
【請求項１３】前記出力部材は前記入出力部材と共通軸を有するハブ部分からさらになり、前記入力部材は前方支持面を有するスロットをさらに形成し、該スロットはそこに連結された複数の保持フランジを有し、該スロットは前方チャンネルにほぼ整列されている、請求項１０に記載の捩れ振動軸継手。
【請求項１４】前記コイルばねは前後支持面に接触している、請求項１３に記載の捩れ振動軸継手。
【請求項１５】出力フランジと、保持フランジを有する複数のスロットを形成しかつこれらフランジ間に配置されたスペーサ支持面を有する環状スペーサ・バーを有する１対の入力フランジと、ただし前記出力フランジは複数のチャンネルを形成しかつ１対の入力フランジ間に配置され、前記チャンネルが前記スロットにほぼ隣接して配置され、前記チャンネルおよびスロット内に配置されかつ前記スペーサ支持面に接触する複数の螺旋コイルばねとからなる、捩れ振動軸継手。
【請求項１６】複数の歯を有する出力フランジと、ただし各歯はチャンネルを形成し、底面を有し、棚部分が前記チャンネルの少なくとも一部分上に配置され、複数のスロットを形成し、各スロットが少なくとも１つの保持フランジを有し、該スロットが前記チャンネルにほぼ隣接している１対の入力フランジと、前記入力フランジ間に配置され、スペーサ・プラットフォームとスペーサ支持面とを有する環状スペーサ・リングと、前記環状スペーサ・バーと前記出力フランジとの間で前記チャンネル内に配置された複数のコイルばねとからなる、捩れ振動軸継手。
【請求項１７】前記歯は凹部をさらに含み、前記コイルばねが前記棚支持面と前記底面との間にさらに配置された、請求項１６に記載の捩れ振動軸継手。
【請求項１８】前記コイルばねは前記スペーサ支持面にさらに接触している、請求項１７に記載の捩れ振動軸継手。
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【発明の詳細な説明】【０００１】［発明の背景および要約］本発明は、動力伝達系路において捩れ応力または振動を低減するために用いられるほぼフランジ状の回転要素に関するものである。装置は、原動機（燃焼機関またはその他のトルク発生要素）と可変速度トランスミッションおよび／または被駆動ユニットとの間の動力伝達系路に使用するための捩れ振動軸継手の一部を形成する回転入力と出力部材との間にトルクを伝達するように働くコイルばねからなるエネルギ蓄積装置を含む。さらに詳しく言えば、本発明は、共通軸のまわりで回転できる同軸の入力部材と出力部材との間に置かれた環状エネルギ蓄積装置を一体に形成するコイルばねへまたはそこからトルクを伝達するのに特に適したほぼフランジ状の回転要素の改良に関する。
【０００２】上に概略述べた特徴の環状エネルギ吸収装置を採用することは、周知である。第１フランジは、このような構造を採用する機構が係合されたときに、トルク発生要素に回転自在に連結され、それによって駆動される。平行な第１、第２フランジがフランジ間に配置されたばねのよなエネルギ吸収装置によって連結される。フランジは、共通軸のまわりに互いにかつ中立軸のまわりに互いに関して角度移動できる。
【０００３】第１、第２フランジが同一速度で回転している場合に、ばねは中立位置にある。トルク負荷が入力シャフトまたは出力シャフトのいずれかに加えられているときに、相対角回転速さまたは速度が変えられる。プレートが、まだ回転している間に、中立位置から離れて動き、ばねを圧縮し、負荷をその他の部材に伝達する。軸継手が、トルク発生要素とトルク伝達部材との間の「衝撃」を減じるように働く。
【０００４】上述したように、振動減衰装置に見られる応力によって特定の故障モードが観察されることが、知られている。これらの故障モードは、ばね要素を保持するチャンバの相当な摩耗量のみならず、ばね要素の摩耗をも誘発する。この摩耗は、ばねおよび保持チャンバの効率および耐久性を低下し、内部要素の破滅的故障の潜在性のみならず、雑音を誘発する。
【０００５】それ故に、ここに記載された発明は、トルク発生要素とトルク伝達集合体との間の伝導機構において振動を減衰する装置に実施される。改良された装置は、共通軸のまわりに互いに関して回転でき、かつ、トルク発生要素（例えば、内燃機関のクランクシャフト）に接続可能な第１要素と、トルク伝達集合体（例えば、可変速度トランスミッション）に接続可能な第２要素とを含む少なくとも２つの要素と、第１、第２要素間にトルクを伝達する手段とからなる。ばね要素を保持するチャンバが本装置に含まれる。これらのチャンバは、装置の入力要素と出力要素との間に、さらに詳しく言えば、入力要素と出力要素のスペーサ・リングとの間に配置される。装置は、チャンバに捩れ弾性減衰器またはばねを収容する。ある例においては、ヒステリシスまたはクーロン摩擦を捩れ振動軸継手に与えることによって、振動の減衰を助けるようにフランジ部材間に摩擦材料を含むことが望ましい。前述した形体は、装置のばねおよびフランジ部材の摩耗量を著しく低減することがわかった。
【０００６】選択的棚部分は、スペーサ・リングから捩れ減衰部材の一部分を分離するように設けられうる。これは、軸継手部材の最小変換および／または相対運動がある場合に、ばねとスペーサ・バー要素との間の接触を許し、これにより摩耗を低減する。
【０００７】上述した問題を考慮して、本発明の目的は、軸継手の要素の摩耗量を低減する捩れ振動軸継手を得ることにある。本発明の別の目的は、制御されていないヒステリシスの変化を低減する捩れ振動軸継手を得ることにある。
【０００８】本発明の別の目的は、製品の寿命中に減衰率の変化が最小化される捩れ振動軸継手を得ることにある。本発明のさらに別の目的は、腐食をほとんど受けずかつ要素の頻繁な潤滑を必要としない捩れ振動軸継手を得ることにある。
【０００９】［好適実施例の詳細な説明］図１ａは、従来技術として知られている捩れ振動軸継手を示す。出力フランジ１０を有する捩れ振動軸継手の破断図が示されている。１対の入力フランジ１５は、スペーサ２０によって離間されている。出力フランジ１０は、ばね３０を収容するスロット３８を有する。入力フランジ１５は、ばね３０を保持するスロット３８に続いて配置された１対の保持フランジ２５、前方支持面２８、後方支持面２９を有している。スロット３８は、スロット前方壁５０、スロット頂壁４０、スロット後方壁５５、スロット底壁４５を有している。ばね３０の形体の捩れ減衰部材が、前方支持面２８とスロット後方壁５５との間で圧縮され、出力フランジ１０と入力フランジ１５との間で回転速度がある限り、フランジに力を加える。
【００１０】好適実施例の捩れ振動軸継手の破断側面図が、図２ａに示されている。捩れ振動軸継手は、少なくとも１つの出力フランジ１０、スペーサ・リング２０によって分離された少なくとも１対の平行な入力フランジ１５を有する。出力フランジ１０は、複数のチャンネル６０を有するスペーサ２０によって環状に包囲される。チャンネルは、前方壁６５、後方壁７０、底壁７２を有する。スペーサ２０は、出力フランジ１０に隣接して配置されたスペーサ支持面７５を有する。空所が、チャンネル６０とスペーサ支持面７５とによって形成される。入力フランジ１５は、容積６２をさらに画定するチャンネル６０のまわりに配置された複数の保持フランジ２５を有する。
【００１１】ばね３０は、入力部材と出力部材との間でトルクを伝達するようにチャンネル６０または容積６２内に配置される。本実施例は、前後方向に回転エネルギを伝達させることに注目されたい。単独の出力フランジ１０が１対の入力フランジ１５に連結されるので、複数のこのような構造が図２ｂに示されるように機能することにさらに注目されたい。図２ｂにさらに示されるように、スペーサ支持面７５が示され、そこに湾曲した溝が配置される。スペーサ支持面７５は、チャンネル６０に関してばね３０の相対移動量を減じることによってばね３０に発生する摩耗量を減少するように機能する。溝の半径は、ばね３０の外径であることが好ましい。これは好適面構造ではあるが、平面等のその他の面も機能することに注意されたい。湾曲面は、接触面積を増加することによってばねとスペーサとの間の接触応力を減じ、これにより要素の寿命を延ばす。
【００１２】本発明の別の実施例が、図３ａに示されている。出力部材１０を有する捩れ減衰装置が示される。１対の入力部材１５は、スペーサ・リング２０によって分離される。出力部材は、複数のチャンネル１２０を画定する複数の歯１２５を有する。チャンネル１２０は、底壁１０５、前方壁１１０、後方壁１１５を有する。歯１２５は、凹部９０および棚部分８０を画定する。前方壁１１０および棚面８２に接触する棚支持面８５を有する棚部分８０は、チャンネル１２０を部分的に包囲する。前述の実施例と同様に、入力フランジ１５は複数の保持フランジ２５、前方支持面２８、後方支持面２９を有する。
【００１３】スペーサ・リング２０は、スペーサ空所１０６を画定し、複数のプラットフォーム９５を有する。各プラットフォームは、図２ｂの支持面７５に類似した機能を持つプラットフォーム支持面１００を有する。集合体の中立位置においては、プラットフォーム支持面７５は、チャンネルに隣接し、ばね部材３０に接触して配置される。
【００１４】図３ｂは、図３ａのＡ−Ａ線にそった横断面図である。出力部材１０、１対の入力部材１５、スペーサ・バー２０が示されている。スペーサ・プラットフォーム９５、プラットフォーム支持面１００が示される。湾曲したプラットフォーム支持面１００が示される。湾曲したチャンネルは、ばね３０の外径に等しい直径を有する。図３ｃに示すように、プラットフォーム支持面は、平坦面領域またはその他の幾何学的形状を有する。図３ｄは、図３ａのＢ−Ｂ線にそった横断面図である。出力部材１０、１対の入力フランジ１５、スペーサ・バー２０が示されている。棚支持面８５を有する棚部分８０がさらに示される。図示するように、ばね３０は、底壁１０５と棚支持面８５との間に定置される。図３ｃに示すように、棚支持面８５は、平坦または湾曲面を持つこともできる。ばね３０は複数の保持フランジ２５の間に保持される。
【００１５】図４ａ−４ｃは、本発明の機能を示す。図４ａは、中立位置にある本実施例を示す。図４ｃは、好適回転方向にトルクを受ける本実施例を示す。図示すように、ばね３０は、前方壁１１０と後方支持面２９との間で圧縮される。プラットフォーム９５は、凹部９０から棚８０に向かって回転される。支持面８５、１００は、ばね３０を横切って移る。棚部分８０は、スペーサ空所１０６に移る。棚支持面８５とばね３０との間の最少相対移動があるので、この領域の摩耗を減少することに、注目されたい。
【００１６】図４ｂに示すように、トルクが回転方向Ｒに入力部材１０に加えられ、入力部材１０と出力部材１５との間に相対回転移動を生じる。スペーサ・プラットフォーム９５が凹部９０内に移るように示されている。ばね部材３０が、前方支持面２８と後方壁１１５との間で圧縮される。図示するように、プラットフォーム支持面１００がばね部分３０の頂部にそって移る。同様に、棚支持面８５はばね３０から離れて移る。棚支持面８５は、凹みまたは平坦構造を有することもできる（図４ｂ）ことに注目されたい。ばね３０からの力は、入力部材１０を平行な出力部材１５に整列させる傾向がある。
【００１７】本発明の上記実施例における多くの変化、変更が、本発明の範囲から逸脱せずに実施されうる。例えば、軸継手装置が２つのエンジンを結合するように用いられるとき、入力部材として特定された要素が出力部材として使用されてもよい。それ故に、入力部材および出力部材として命名された要素は、交換でき、二重機能要素の使用を制限するものではない。したがって、本範囲は、添付請求の範囲の範囲のみによって、制限されるように意図されている。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５００２６５７９６
【氏名又は名称】トーション・コントロール・プロダクツ・インコーポレーテッド
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| 【出願日】 |
平成１２年６月７日（２０００．６．７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８９７０５
【弁理士】
【氏名又は名称】社本 一夫 （外５名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２０９６８（Ｐ２００１−２０９６８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１月２３日（２００１．１．２３） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１６９９９８（Ｐ２０００−１６９９９８） |
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