-
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftübertragung,
z. B. auf eine Kraftübertragung, die geeignet ist, eine
Antriebskraft von einem Fahrzeugmotor auf ein Gerät, das
in dem Fahrzeug angebracht ist (z. B. ein Kompressor, der in einem Klimaanlagensystem
für das Fahrzeug verwendet wird), zu übertragen.
-
STAND DER TECHNIK DER ERFINDUNG
-
Eine
Funktion eines Drehmomentbegrenzers zum Unterbrechen einer übermäßigen
Antriebskraftübertragung wird für eine Kraftübertragung
häufig benötigt. Zum Beispiel ist es in dem Fall,
in dem die Antriebsbelastung auf Seiten des Kompressors als ein angetriebener
Körper aus irgendwelchen Gründen übermäßig
wird, notwendig, die Übertragung der Antriebskraft (Übertragung
des Drehmoments) zu unterbrechen, um den Fahrzeugmotor oder einen
Riemen zu schützen, wenn eine Antriebskraft von einem Fahrzeugmotor
auf einen Kompressor übertragen wird, der in einem Klimaanlagensystem
für ein Fahrzeug zum Antreiben des Kompressors verwendet wird.
-
Es
sind verschiedene Mechanismen als solch ein Mechanismus zum Unterbrechen
der Übertragung des Drehmoments bekannt, und es ist zum Beispiel
ein Bruch-Drehmomentbegrenzer bekannt, der mit einem Bauteil oder
einem Abschnitt vorgesehen ist, das/der brechen soll, wenn eine Übertragungsbelastung über
einem vorbestimmten Wert zwischen einem Bauteil auf der Antriebsseite
und einem Bauteil auf der angetriebenen Seite angelegt wird. Zum Beispiel
wird in der Kraftübertragung, die in Patentdokument 1 offenbart
ist, ein Bruch-Drehmomentbegrenzer zur Verfügung gestellt,
wobei ein Koppelbauteil zerbrochen wird, das zwischen einer Riemenscheibe
auf der Seite der Antriebsquelle und einer Drehungs-Übertragungsplatte,
die an einer Welle des Kompressors auf der angetriebenen Seite angebracht
ist, vorgesehen ist, wenn ein Kompressor durch eine Störung,
etc., abnormal gestoppt wird.
- Patentdokument 1: Japanisches Gebrauchsmuster 6-39105
-
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
-
Probleme, die mit der Erfindung gelöst
werden sollen
-
In
dem oben beschriebenen herkömmlichen Bruch-Drehmomentbegrenzer
treten jedoch, insbesondere in dem Fall, in dem die Antriebsquelle
eine Antriebsquelle wie ein Motor ist, der Ausgabeschwankungen unterliegt,
im Allgemeinen die folgenden Probleme auf. Wie beispielhaft anhand
der Struktur in dem oben beschriebenen Patentdokument 1 erläutert
ist, ist in der Struktur, die in Patentdokument 1 beschrieben ist,
wie in 7 gezeigt ist, eine Drehungs-Übertragungsplatte 103 an
dem Endabschnitt einer Hauptwelle 102 eines Kompressors 101 angebracht
und die Antriebskraft von einem Motor (nicht gezeigt) wird durch
ein Koppelbauteil 105 von einer Riemenscheibe 104 auf
die Drehungs-Übertragungsplatte 103 übertragen,
das so vorgesehen ist, dass es eine Verbindung zwischen der Riemenscheibe 104 und
der Drehungs-Übertragungsplatte 103 herstellt,
und dadurch die Hauptwelle 102 dreht. In der Kraftübertragung
für einen Kompressor, der somit aufgebaut ist, wird an
dem Koppelbauteil 105 als ein Scherbelasung-haltender Drehmomentunterbrechungskörper
(oder Drehmomentübertragungskörper) eine Belastung,
die mit einer Motordrehmomentschwankung einhergeht, angelegt, und
die Scherbean spruchung wird an das Koppelbauteil 105 abwechselnd
in den Vorwärts-/Rückwärtsrichtungen
bezüglich der Drehrichtung angelegt. Durch das Anlegen
von solch einer wechselnden Belastung kann eine Ermüdung
in dem Koppelbauteil 105 erzeugt werden, kann das Koppelbauteil 105 bei
einem Drehmoment brechen, das geringer ist als ein Soll-Unterbrechungsdrehmomentwert,
und ist es zu befürchten, dass die Drehmomentunterbrechung
nicht bei einem vorbestimmten Wert durchgeführt wird. Des
Weiteren kann, obwohl ein System vorstellbar ist, ausgenommen das
Bilden des oben beschriebenen Koppelbauteils 105, an dem
die Scherbelastung angelegt wird, wobei ein plattenartiges Bauteil,
das sich lediglich entlang der Drehrichtung erstreckt, eine Verbindung
zwischen einer Riemenscheibe und einer Nabe der Hauptwellenseite des
Kompressors herstellt, und in solch einem Fall eine Zugbelastung
und eine Druckbelastung als eine wechselnde Belastung an das plattenartige
Bauteil angelegt wird, also eine Metallermüdung in dem
plattenartigen Bauteil erzeugt werden, und ein Unterbrechungsdrehmoment
kann nicht präzise eingestellt werden.
-
Solch
ein Problem in der herkömmlichen Vorrichtung kann grafisch
wie folgt ausgedrückt werden. Obwohl nämlich durch
eine Drehungsschwankung eine Schwankung der Ausgabe eines Motors
erzeugt wird, die einen Hubwechsel von Explosion/Kompression des
Motors begleitet, wird, wenn ein maximaler Drehmomentwert auf Seiten
des positiven Drehmoments, das eine Drehmomentschwankung in der oben
beschriebenen Kraftübertragung enthält, als Wp
bezeichnet wird, und ein maximaler Drehmomentwert auf Seiten des
negativen Drehmoments als Wn bezeichnet wird, wie in 8 gezeigt
ist, die gesamte Amplitude zu (Wp + Wn). In dem Scherbelastung-haltenden
Drehmomentunterbrechungskörper, der in 7 gezeigt
ist, kann eine ähnliche Erläuterung angewendet
werden, weil die Scherbeanspruchung abwechselnd in beiden Richtungen,
der Vorwärtsrichtung (normale Richtung) und der Rückwärtsrich tung,
angelegt wird. Somit verursacht in der herkömmlichen Bruch-Drehmomentübertragungsvorrichtung
das Drehmomentübertragungsbauteil, das als ein Drehmomentunterbrechungskörper
verwendet werden soll, ein Ermüdungsphänomen,
da die oben beschriebene Schwankungsbelastung aufgrund der Drehmomentamplitude
als ein Ganzes auftritt, und daher wird ein Drehmoment bei einem
Drehmomentwert unterbrochen, der geringer ist als ein Soll-Unterbrechungsdrehmomentwert.
Wenn der Bruch-Drehmomentbegrenzer unter Beachtung dieser Materialermüdung
gestaltet wird, wird das momentane Unterbrechungsdrehmoment ein
großer Wert, und es ist nicht geeignet zum Schutz eines
Riemens oder eines Motors, was ein ursprünglicher Zweck
ist.
-
Mit
solchen Problemen in der herkömmlichen Vorrichtung hat
der Anmelder der vorliegenden Erfindung, auch wenn dies noch nicht
publiziert wurde, zuvor eine Kraftübertragung vorgeschlagen,
in der ein Antriebskörper und ein angetriebener Körper über
einen Koppelabschnitt verbunden sind, der durch Bauteile gebildet
wird, die sich voneinander in einem positiven Drehmomentübertragungsbauteil und
einem negativen Drehmomentübertragungsbauteil unterscheiden,
und ein übermäßig übertragenes Drehmoment
wird durch Brechen des positiven Drehmomentübertragungsbauteils
unterbrochen (
japanische
Patentanmeldung Nr. 2006-241277 ). Auch wenn die meisten
der oben beschrieben Probleme in der herkömmlichen Vorrichtung
durch diese vorgeschlagene Struktur gelöst werden können,
bleiben in der vorgeschlagenen Struktur solche Probleme übrig,
dass eine Zusammenbaubarkeit nicht gut ist, dass ein Anlegen einer
Vorbelastung kompliziert wird und dass eine Vielzahl von Teilen
mit einer hohen Genauigkeit notwendig werden, da das positive Drehmomentübertragungsbauteil
und das negativ Drehmomentübertragungsbauteil aus voneinander
unterschiedlichen Bauteilen zusammengesetzt sind.
-
Entsprechend
ist es, um die oben beschriebenen Probleme in den herkömmlichen
Vorrichtungen zu lösen, zunächst eine Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, eine Kraftübertragung zur Verfügung zu
stellen, die, selbst wenn es eine Drehmomentschwankung auf Seiten
eines Antriebskörpers gibt (zum Beispiel sogar, wenn es
eine Ausgabedrehmomentschwankung eines Motors gibt), ihren Einfluss so
wenig wie möglich unterdrücken kann, und eine Drehmomentunterbrechung
richtig bei einem Soll-Unterbrechungsdrehmomentwert durchführen kann.
-
Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Struktur
eines Koppelbauteils zwischen einem Antriebskörper und
einem angetriebenen Körper im Vergleich mit der von dem
Anmelder zuvor vorgeschlagenen Struktur der vorliegenden Erfindung
zu vereinfachen (die Struktur, die in der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2006-241277 beschrieben
ist), wodurch eine Kostensenkung und eine Verbesserung der Zusammenbaubarkeit
erreicht wird.
-
MITTEL ZUM LÖSEN
DER PROBLEME
-
Um
die oben beschriebenen Aufgaben zu lösen, ist eine erfindungsgemäße
Kraftübertragung, in der ein angetriebener Körper
und ein Antriebskörper zum Antreiben des angetriebenen
Körpers in derselben Richtung gedreht werden und über
ein Koppelbauteil gekoppelt sind, wobei ein Drehmoment des Antriebskörpers
auf den angetriebenen Körper übertragen wird und
die Übertragung des Drehmoments von dem Antriebskörper
unterbrochen wird, wenn eine Antriebsbelastung des angetriebenen
Körpers einen vorbestimmten Wert überschreitet,
dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelbauteil sowohl einen positiven
Drehmomentübertragungsabschnitt, zum Erhalten des Drehmoments
in einer Vorwärts-Drehrichtung und Unterbrechen der Drehmomentübertragung
von dem Antriebskörper durch sein eigenes Brechen, wenn
eine Antriebsbelastung des angetriebenen Körpers den vorbestimmten
Wert überschreitet, als auch einen negativen Drehmomentübertragungsabschnitt,
zum Erhalten des Drehmoments in einer Rückwärts-Drehrichtung,
als separate Abschnitte in dem Koppelbauteil besitzt. Der Koppelabschnitt
ist nämlich nicht durch Kombinationen eines positiven Drehmomentübertragungsbauteils
und eines negativen Drehmomentübertragungsbauteils ausgebildet,
die als voneinander unterschiedliche Bauteile vorgesehen sind, wie
in der zuvor von dem Anmelder vorgeschlagenen Struktur der vorliegenden
Erfindung (die Struktur, die in der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2006-241277 beschrieben
ist), sondern die Struktur wird derart gebildet, dass sie sowohl
den positiven Drehmomentübertragungsabschnitt als auch
den negativen Drehmomentübertragungsabschnitt als voneinander
verschiedene Abschnitte in dem Koppelbauteil hat, und in der Struktur empfangen
die entsprechenden Drehmomentübertragungsabschnitte ein
positives Drehmoment bzw. ein negatives Drehmoment. Durch diese
Struktur kann eine Funktion zum präzisen Unterbrechen bei einem
Soll-Drehmomentunterbrechungswert auf den positiven Drehmomentübertragungsabschnitt übertragen
werden, während es unterdrückt wird, dass ein
Ermüdungsphänomen durch eine wechselnde Belastung
in nur einem einzigen Teil auftritt, und es kann verhindert werden,
dass ein Drehmomentübertragungsbauteil bei einem Drehmoment
bricht, das viel kleiner ist als der Soll-Drehmomentübertragungswert.
Des Weiteren ist die Struktur vereinfacht, die Kosten davon können
reduziert werden und die Zusammenbaubarkeit des Koppelbauteils selbst
und die Einbaubarkeit des Koppelbauteils in eine vorgesehene Stelle
kann verbessert werden, da der positive Drehmomentübertragungabschnitt
und der negative Drehmomentübertragungsabschnitt beide
in dem Koppelbauteil gebildet werden.
-
In
dieser Kraftübertragung gemäß der vorliegenden
Erfindung wird es bevorzugt, dass Vorbelastungen in zueinander entgegengesetzten
Richtungen an dem positiven Drehmomentübertragungsabschnitt
und dem negativen Drehmomentübertragungsabschnitt angelegt
werden, und beide Vorbelastungen aufgrund einer Beziehung von Aktion/Reaktion
in etwa in einem ausgeglichenen Zustand zueinander sind. Durch Anlegen
solcher Vorbelastungen, wie später beschrieben wird, wird
es möglich, die Amplitude der Schwankung des Drehmoments, das übertragen
wird, deutlich zu reduzieren, wodurch der Einfluss aufgrund von
Materialermüdung so gering wie möglich unterdrückt
wird.
-
Als
die Gestaltung der oben beschriebenen Vorbelastungen kann eine Gestaltung
verwendet werden, wobei eine Zugvorbelastung an dem positiven Drehmomentübertragungsabschnitt
angelegt wird, und eine Druckvorbelastung an dem negativen Drehmomentübertragungsabschnitt
angelegt wird. Durch dieses Anlegen sowohl der Zugvorbelastung als
auch der Druckvorbelastung bezüglich der Drehrichtung der
Vorrichtung, können die Zugvorbelastung und die Druckvorbelastung
in etwa in genau entgegengesetzten Richtungen wirken, wenn die Amplitude
der Drehmomentschwankung reduziert wird, und damit wird es möglich,
die Amplitude der Schwankung des Drehmoments effizient und extrem effektiv
stark zu verringern.
-
Des
Weiteren wird es bevorzugt, dass eine Steifigkeit des oben beschriebenen
positiven Drehmomentübertragungsabschnitts geringer eingestellt ist
als eine Steifigkeit des oben beschriebenen negativen Drehmomentübertragungsabschnitts.
Wenn eine Drehmomentunterbrechung bei einem Soll-Unterbrechungsdrehmomentwert
ausgeübt wird, wird es, da es wünschenswert ist,
dass die Drehmomentunterbrechung relativ zu einem übermäßigen
Drehmoment auf Seiten des positiven Drehmoments aus Sicht des Schutzes
der Vorrichtung durchgeführt wird, bevorzugt, den positiven
Drehmomentübertragungsabschnitt zu brechen, wenn ein übermäßiges Drehmoment
erzeugt wird, und die oben beschriebene Struktur ist eine Struktur,
um dies sicher zu realisieren.
-
Des
Weiteren wird es in der Kraftübertragung gemäß der
vorliegenden Erfindung, wie auch in der später beschriebenen
Ausführungsform beschrieben ist, insbesondere bevorzugt,
dass der negative Drehmomentübertragungsabschnitt auf jeder
Seite des positiven Drehmomentübertragungsabschnitts angeordnet
wird. Durch Verwenden solch einer angeordneten Struktur können
in dem Koppelbauteil, das sowohl den positiven Drehmomentübertragungsabschnitt
als auch den negativen Drehmomentübertragungsabschnitt
hat, Vorbelastungen in zueinander entgegengesetzten Richtungen an
den positiven Drehmomentübertragungsabschnitt und den negativen
Drehmomentübertragungsabschnitt einfacher und in guter
Balance gegeben werden.
-
Des
Weiteren wird es bevorzugt, dass der positive Drehmomentübertragungsabschnitt
als eine durchgängige Struktur (eine sich durchgängig
erstreckende Struktur) ausgebildet ist, und der negative Drehmomentübertragungsabschnitt
als eine geteilte Struktur (eine Struktur, die einen Teilungsabschnitt auf
dem Weg in die Erstreckungsrichtung hat) ausgebildet ist. Durch
Ausbilden des positiven Drehmomentübertragungsabschnitts
als eine durchgängige Struktur kann sein eigenes Brechen
relativ zu einem übermäßigen Drehmoment
ermöglicht werden, und kann eine Unterbrechung einer Drehmomentübertragung
sicher bei einem Soll-Drehmomentwert durchgeführt werden,
und durch Ausbilden des negativen Drehmomentübertragungsabschnitts
als eine geteilte Struktur wird es möglich, die Druckvorbelastung leicht
an den negativen Drehmomentübertragungsabschnitt anzulegen
und letzt endlich kann als eine Reaktion auf die Druckvorbelastung
eine Zugvorbelastung auch leicht an dem positiven Drehmomentübertragungsabschnitt
angelegt werden.
-
Solch
eine Struktur kann zum Beispiel als eine Struktur ausgebildet werden,
wobei Kontaktabschnitte zwischen den beiden getrennten Teilen in dem
negativen Drehmomentübertragungsabschnitt, der als geteilte
Struktur ausgebildet ist, vorgesehen sind, und über die
Kontaktabschnitte eine Druckvorbelastung angelegt wird.
-
Konkreter
kann zum Beispiel eine Struktur verwendet werden, wobei ein angenäherter
Lochformabschnitt zwischen den Kontaktabschnitten beider getrennten
Teile ausgebildet ist, und eine Druckvorbelastung, durch Einbringen
eines Lochvergrößerungsbauteils in den angenäherten
Lochformabschnitt und Vergrößern einer Entfernung
zwischen den Kontaktabschnitten, an dem negativen Drehmomentübertragungsabschnitt
angelegt wird, und eine Zugvorbelastung durch Verlängern
des positiven Drehmomentübertragungsabschnitts aufgrund
der Druckvorbelastung an dem positiven Drehmomentübertragungsabschnitt
angelegt wird. In solch einer Struktur werden sowohl die gewünschte Druckvorbelastung
als auch Zugvorbelastung leicht angelegt.
-
In
solch einer Struktur wird es bevorzugt, dass ein Abfallverhinderungsbauteil
zum Verhindern des Abfallens des Lochvergrößerungsbauteils
nach einer Drehmomentunterbrechung vorgesehen ist, da es in Erwägung
gezogen wird, dass das oben beschriebene Lochvergrößerungsbauteil
abfallen kann, wenn der positive Drehmomentübertragungsabschnitt
zur Drehmomentunterbrechung gebrochen wird.
-
Des
Weiteren kann, als eine weitere Ausführungsform, eine Struktur
verwendet werden, wobei ein gefalteter Abschnitt auf einem der beiden
getrennten Teile in dem negativen Drehmomentübertragungsabschnitt,
der als geteilte Struktur ausgebildet ist, ausgebildet ist, um in
Richtung des anderen getrennten Teils gefaltet zu werden, wobei
der gefaltete Abschnitt so ausgebildet ist, dass eine Interferenz zwischen
einem Endteil des gefalteten Abschnitts und einem Endteil des anderen
getrennten Teils erzeugt wird, wenn es gefaltet ist, durch Verschwindenlassen
der Interferenz aufgrund von Falten des gefalteten Abschnitts und
durch Bringen einer Endfläche des Endteils des gefalteten
Abschnitts in Oberflächenkontakt mit einer Endfläche
des Endteils des anderen getrennten Teils, eine Druckvorbelastung
an dem negativen Drehmomentübertragungsabschnitt angelegt
wird, und, durch Verlängern des positiven Drehmomentübertragungsabschnitts
augrund der Druckvorbelastung, eine Zugvorbelastung an dem positiven
Drehmomentübertragungsabschnitt angelegt wird. Auch in
solch einer Struktur werden sowohl die gewünschte Druckvorbelastung
als auch Zugvorbelastung einfach angelegt.
-
Weiterhin
wird in der erfindungsgemäßen Kraftübertragung
bevorzugt, dass der negative Drehmomentübertragungsabschnitt
auf jeder Seite des positiven Drehmomentübertragungsabschnitts
angeordnet wird, wobei der positive Drehmomentübertragungsabschnitt
als eine durchgängige Struktur ausgebildet ist und der
negative Drehmomentübertragungsabschnitt als eine geteilte
Struktur ausgebildet ist, und in solch einer Struktur die Teilabschnitte
beider negativen Drehmomentübertragungsabschnitte in zueinander
in einer Erstreckungsrichtung des positiven Drehmomentübertragungsabschnitts
verschobenen Positionen (in der Links/Rechtsrichtung verschoben)
angeordnet sind. Dadurch wird es möglich, unnötige
Interferenz zwischen den entsprechenden Drehmomentübertragungsabschnitten
nach einer Drehmomentunterbrechung zu unterdrücken.
-
ERFINDUNGSGEMÄSSE
WIRKUNG
-
Somit
wird es in der erfindungsgemäßen Kraftübertragung
selbst in einem Fall möglich, in dem es eine Drehmomentschwankung
auf Seiten einer Antriebsquelle oder des Antriebskörpers
gibt, zum Beispiel selbst in einem Fall, in dem eine Motordrehmomentschwankung
existiert, seinen Einfluss so wenig wie möglich zu unterdrücken,
und ein Auftreten von Materialermüdung in dem Koppelbauteil
kann unterdrückt werden, und die Unterbrechung des Drehmoments
kann genau bei einem Soll-Unterbrechungsdrehmomentwert durchgeführt
werden.
-
Des
Weiteren ist in der erfindungsgemäßen Kraftübertragung
die Struktur des Koppelbauteils sehr einfach, die Anzahl ihrer Teile
ist gering und sie kann mit geringen Kosten ausgeführt
werden, da die Struktur angewendet wird, wobei das Koppelbauteil sowohl
den positiven Drehmomentübertragungsabschnitt als auch
den negativen Drehmomentübertragungsabschnitt besitzt.
-
KURZE ERLÄUTERUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist
eine Draufsicht einer Kraftübertragung gemäß Beispiel
1 der vorliegenden Erfindung.
-
2 ist
eine Draufsicht der Vorrichtung, die in 1 dargestellt
ist, welche einen Zustand zum Zeitpunkt einer Drehmomentunterbrechung
zeigt.
-
3 zeigt
Draufsichten eines Koppelbauteils der Vorrichtung, die in 1 dargestellt
ist.
-
4 zeigt
Draufsichten des Koppelbauteils, das in 3 dargestellt
ist, die dessen zusammengebauten Zustand zeigen.
-
5 zeigt
Draufsichten eines Koppelbauteils einer Kraftübertragung
gemäß Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung.
-
6 ist
ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Betrag einer elastischer
Verformung und einer Belastung wiedergibt, welches ein Konzept eines
Drehmomentübertragungszustands im Falle einer Drehmomentschwankung
in der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
7 zeigt
eine herkömmliche Kraftübertragung, (A) eine vertikale
Schnittansicht davon, (B) eine Teildraufsicht davon und (C) eine
Teilschnittansicht davon.
-
8 ist
ein Erläuterungsdiagramm, das ein Konzept einer übertragenen
Drehmomentamplitude in einem Fall zeigt, in dem eine Drehmomentschwankung
in der herkömmlichen Kraftübertragung existiert.
-
- 1
- Kraftübertragung
- 2
- Riemenscheibe
als Antriebskörper
- 3
- Nabe
als angetriebener Körper
- 4
- Hauptwelle
des Kompressors
- 5
- Schraubabschnitt
der Hauptwelle
- 6
- Mutter
- 7,
21
- Koppelbauteil
- 8,
22
- positiver
Drehmomentübertragungsabschnitt
- 9,
23
- negativer
Drehmomentübertragungsabschnitt
- 10,
11
- Zapfen
oder Niete
- 12
- Teilungsabschnitt
- 13
- Kontaktabschnitt
- 14
- angenäherter
Lochformabschnitt
- 15
- Lochvergrößerungsbauteil
- 16
- Abfallverhinderungsbauteil
- 17
- Loch
- 18,
25
- Loch
für Kopplung
- 24
- gefalteter
Abschnitt
-
BESTE WEISE ZUR AUSÜBUNG
DER ERFINDUNG
-
Im
Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert.
-
1–4 zeigen
eine Kraftübertragung gemäß Beispiel
1 der vorliegenden Erfindung. In 1 (zu dem
Zeitpunkt der Drehmomentübertragung) und 2 (zu
dem Zeitpunkt der Drehmomentunterbrechung) kennzeichnet Bezugszeichen 1 eine
gesamte Kraftübertragung, und die Kraftübertragung 1 hat
beispielsweise eine Riemenscheibe 2 als einen Antriebskörper,
dem von einem Motor eine Antriebskraft übertragen wird,
und als einen angetriebenen Körper beispielsweise eine
Nabe 3, die über einen Schraubabschnitt 5 von
einer Hauptwelle 4 und eine Mutter 6 mit dem Endabschnitt
der Hauptwelle 4 eines Kompressors verbunden und daran
fixiert ist, die in die Richtung gedreht werden, die von dem Pfeil in 1 gezeigt
wird. Diese Riemenscheibe 2 und Nabe 3 sind durch
ein Koppelbauteil 7 gekoppelt, wobei das Drehmoment der
Riemenscheibe 2, die als ein Antriebskörper vorgesehen
ist, auf die Nabe 3 übertragen wird, die als ein
angetriebener Körper vorgesehen ist, und wenn die Antriebsbelastung
des angetriebenen Körpers einen vorbestimmten Wert überschreitet,
wird die Drehmomentübertragung durch Brechen eines positiven
Drehmomentübertragungsabschnitts des Koppelbauteils 7 unterbrochen,
wie später beschrieben wird. In diesem Beispiel wird eine Vielzahl
von Koppelbauteilen 7, insbesondere drei Koppelbauteile 7 (drei
Sätze) mit einem gleichen Intervall in der Umfangsrichtung
angeordnet.
-
Jedes
Koppelbauteil 7 selbst hat sowohl einen positiven Drehmomentübertragungsabschnitt 8 zum Übertragen
eines Drehmoments in einer Richtung der Vorwärtsdrehung
(Pfeilrichtung in 1) und zum Unterbrechen der
Drehmomentübertragung von dem Antriebskörper durch
sein eigenes Brechen, wenn die Antriebsbelastung des angetriebenen
Körpers den vorbestimmten Wert überschreitet,
als auch einen negativen Drehmomentübertragungsabschnitt 9,
der in der Lage ist, ein Drehmoment in der Rückwärts-Drehrichtung
zu übertragen, die als voneinander getrennte Abschnitte
in dem Koppelbauteil 7 vorgesehen sind. Die Steifigkeit
des positiven Drehmomentübertragungsabschnitts 8 wird
geringer eingestellt als die Steifigkeit des negativen Drehmomentübertragungsabschnitts 9,
und wenn ein übermäßiges Drehmoment erzeugt
wird, wird die Seite des positiven Drehmomentübertragungsabschnitts 8 sicher gebrochen.
In diesem Beispiel ist jedes Koppelbauteil 7 zwischen der
Riemenscheibe 2, die als Antriebskörper vorgesehen
ist, und der Nabe 3, die als angetriebener Körper
vorgesehen ist, angeordnet, und die entsprechenden Endabschnitte
davon sind über einen Zapfen oder eine Niete 10, 11 mit
der Seite der Riemenscheibe 2 bzw. der Seite der Nabe 3 gekoppelt.
-
Wie
in 3(A) dargestellt ist, hat jedes Koppelbauteil 7 sowohl
den positiven Drehmomentübertragungsabschnitt 8,
der einen dünnen Teilabschnitt mit einer Zugvorbelastung
in Richtung des positiven Drehmoments aufweist, als auch die negativen
Drehmomentübertragungsabschnitte 9, die auf beiden
Seiten des positiven Drehmomentübertragungsabschnitts 8 angeordnet
sind, und die Zugvorbelastung wird als Reaktion auf die Druckvorbelastung,
die an den negativen Drehmomentübertragungsabschnitten 9 angelegt
wird, an dem positiven Drehmomentübertragungsabschnitt 8 angelegt.
Konkreter erstreckt sich der positive Drehmomentübertragungsabschnitt 8 als
ein dünner Teilabschnitt in Form einer durchgängigen
Struktur in den Zentralabschnitt des Koppelbauteils 7 und
jeder negative Drehmomentübertragungsabschnitt 9 wird
als eine geteilte Struktur ausgebildet, die einen Teilungsabschnitt 12 auf
dem Weg in die Erstreckungsrichtung des positiven Drehmomentübertragungsabschnitts 8 hat.
In dem Teilungsabschnitt 12 jedes negativen Drehmomentübertragungsabschnitts 9,
der als geteilte Struktur ausgebildet ist, also in einer Position
zwischen beiden getrennten Teilen, wird ein Kontaktabschnitt 13 gebildet,
und die Struktur wird gebildet, wobei durch den Kontaktabschnitt 13 eine
Druckvorbelastung ausgeübt wird.
-
In
diesem Beispiel ist ein angenäherter Lochformabschnitt 14 zwischen
den Kontaktabschnitten 13 der beiden getrennten Teile ausgebildet,
es wird eine Druckvorbelastung, durch Einbringen eines Lochvergrößerungsbauteils 15 (das
beispielsweise eine Niete aufweist und nach dem Anbringen verstemmt
wird) in den angenäherten Lochformabschnitt 14 und
durch Vergrößern des Abstands zwischen den Kontaktabschnitten 13,
an jedem negativen Drehmomentübertragungsabschnitt 9 angelegt.
Mit anderen Worten wird, durch einen Zustand, in dem das Lochvergrößerungsbauteil 15 in den
angenäherten Lochformabschnitt 14 eingebracht wird
und das Lochvergrößerungsbauteil 15 in
seiner axialen Richtung gebrochen wird und in seiner radialen Richtung
vergrößert wird, die Weite des angenäherten
Lochformabschnitts 15 angemessen vergrößert,
es wird eine Druckbelastung an beiden Seiten von jedem der Kontaktabschnitte 13 angelegt,
die den angenäherten Lochformabschnitt 14 bilden,
wodurch eine Druckvorbelastung an jedem negativen Drehmomentübertragungsabschnitt 9 angelegt
wird. Als Reaktion auf diese Druckvorbelastung wird der positive
Drehmomentübertragungsabschnitt 8, der zwischen
beiden negativen Drehmomentübertragungsabschnitten 9 angeordnet
ist, verlängert, und eine Zugvorbelastung wird an dem positiven
Drehmomentübertragungsabschnitt 8 angelegt. Um
eine übermäßige Vergrößerung
des Abstands zwischen den Kontaktabschnitten 13 aufgrund
der Einbringung und Verstemmung des Lochvergrößerungsbauteils 15,
zu verhindern (übermäßige Vergrößerung
der Breite des angenäherten Lochformabschnitts 14)
und um ein übermäßiges Anlegen einer
Zugvorbelastung an dem positiven Drehmomentübertragungsabschnitt 8 zu
verhindern, wird die Ausgangsentfernung zwischen den Kontaktabschnitten 13 (Ausgangsbreite
des angenäherten Lochformabschnitts 14) optimiert.
Durch diese Struktur sind leicht sowohl die gewünschte
Druckvorbelastung als auch Zugvorbelastung gegeben. Dabei ist in
diesem Beispiel ein Abfallverhinderungsbauteil 16 vorgesehen,
zum Verhindern eines Abfallens des Lochvergrößerungsbauteils 15 nach
einer Drehmomentunterbrechung, und das Lochvergrößerungsbauteil 15 wird
in einem Loch 17 gehalten, das in dem Abfallverhinderungsbauteil 16 ausgebildet
ist.
-
Der
zusammengebaute Zustand der entsprechenden Bauteile, die in 3(A) gezeigt sind, inklusive jedes Koppelbauteils 7,
wird zu dem Zustand, der in 4(A) und
(B) gezeigt ist. Wenn die entsprechenden Abmessungen des Koppelbauteils 7 vor
einem Zusammenbau so bezeichnet werden, wie es in 3(B) gezeigt
ist, ist der Abstand zwischen den Löchern zum Koppeln 18:
L, der Abstand zwischen einem Loch zum Koppeln 18 und jedem
Teilungsabschnitt 12: a1, a2 und die Distanz zwischen den Kon taktabschnitten 13 in
jedem Teilungsabschnitt 12 (Ausgangsbreite des angenäherten
Lochformabschnitts 14): b, und nach einem Zusammenbau,
wie in 4(C) gezeigt ist, wird durch
Einbringen und Verstemmen des Lochvergrößerungsbauteils 15 der
Abstand zwischen den Kontaktabschnitten 13 in jedem Teilungsabschnitt 12 (Ausgangsbreite
des angenäherten Lochformabschnitts 14) um dL vergrößert,
und es stellt sich ein Zustand ein in dem der Abstand zwischen den
Löchern zum Koppeln 18: L + dL, der Abstand zwischen
einem Loch zum Koppeln 18 und jedem Teilungsabschnitt 12:
a1 + dL/2, a2 +
dL/2 und der Abstand zwischen den Kontaktabschnitten 13 in
jedem Teilungsabschnitt 12: b + dL ist. Dadurch wird durch
den Betrag dieser Vergrößerung eine Druckvorbelastung
auf jeden negativen Drehmomentübertragungsabschnitt 9 ausgeübt,
und als eine Reaktion darauf wird eine Zugvorbelastung auf den positiven
Drehmomentübertragungsabschnitt 8 ausgeübt,
und durch genaues Einstellen dieses Betrags der Vergrößerung
werden entsprechende gewünschte Vorbelastungen leicht gegeben.
Dabei ist der Lochdurchmesser des Lochs 17, das in dem
Abfallverhinderungsbauteil 16 ausgebildet ist, vorzugsweise
zu b + dL gesetzt.
-
In
der Kraftübertragung 1, die somit aufgebaut wird,
wird die Drehmomentübertragung wie folgt durchgeführt.
Zu dem Zeitpunkt der normalen Drehmomentübertragung ist
die Vorrichtung in dem Zustand, der in 1 gezeigt
ist. Wie unter Verwendung von 6 erklärt
wurde, wird eine Druckbeanspruchung nicht bei der üblichen Übertragungsbedingung
erzeugt, wenn die Amplitude der Drehmomentschwankung, die dem positiven
Drehmomentübertragungsabschnitt 8 hinzugefügt
wird, die beispielsweise einer Motordrehmomentschwankung entspringt, berechnet
wird, weil eine Zugvorbelastung, die größer ist
als ein Drehmomentwert der beispielsweise der Motordrehmomentschwankung
entspricht, an dem positiven Drehmomentübertragungsabschnitt 8 angelegt
wird, und die Schwankung der Belastung wird φ mal (φ << 1) die Amplitude der Drehmomentschwankung
(Wp + Wn), die Schwankung der Belastung wird sehr klein (sie wird
nämlich um φ mal kleiner im Vergleich zu der zuvor
erwähnten herkömmlichen Amplitude der Drehmomentschwankung
(Wp + Wn)). Dies kommt daher, dass die Federkonstante Kb des positiven
Drehmomentübertragungsabschnitts 8 ausreichend
klein eingestellt ist, im Vergleich zu der Federkonstanten Kc des
negativen Drehmomentübertragungsabschnitts 9.
Hier kennzeichnet Wp einen Maximalwert auf Seiten des positiven
Drehmoments unter den Motordrehmomentschwankungen, und Wn kennzeichnet
einen Maximalwert auf Seiten des negativen Drehmoments unter den
Motordrehmomentschwankungen. Des Weiteren wird φ berechnet
als φ = Kb/(Kb + Kc).
-
Somit
kann, selbst wenn es eine Motordrehmomentschwankung gibt, ihr Einfluss
so wenig wie möglich unterdrückt werden. Konkreter
kann die Amplitude der Schwankung des übertragenen Drehmoments
stark verringert werden, Metallermüdung, insbesondere Ermüdung
des positiven Drehmomentübertragungsabschnitts 8,
minimiert werden, und es kann richtig bei einem Soll-Unterbrechungsdrehmoment
arbeiten, wenn ein übermäßiges Drehmoment erzeugt
wird.
-
Andererseits
wird der positive Drehmomentübertragungsabschnitt 8,
dessen Steifigkeit geringer ist als die des negativen Drehmomentübertragungsabschnitts 9,
gebrochen, wenn ein übermäßiges Drehmoment
erzeugt wird, wie in 2 gezeigt ist, und die Drehmomentübertragung
wird gestoppt. Als ein Resultat wird die Drehung der Nabe 3 gestoppt, wird
die Drehung der Hauptwelle 4 gestoppt und die Antriebsquellen-Seite,
also die Riemenscheibe 2 oder ein Riemen, etc. zum Übertragen
einer Antriebskraft auf die Riemenscheibe 2, kann richtig
geschützt werden. Dann, wenn der positive Drehmomentübertragungsabschnitt 8 gebrochen
wird, wird der negative Drehmomentübertragungsab schnitt 9 schnell
an dem Teilungsabschnitt 12 zu den linken/rechten Seiten
getrennt, und es stellt sich ein Zustand ein, in dem nur die Seite
der Riemenscheibe 2 frei läuft. Zu diesem Zeitpunkt
wird ein Abfallen des Lochvergrößerungsbauteils 15 durch
das Abfallverhinderungsbauteil 16 verhindert. Daher wird
eine gewünschte Drehmomentunterbrechung gleichmäßig
und sicher durchgeführt.
-
Da
solch ein Betrieb und Vorteil durch die Struktur erreicht werden
kann, in der der positive Drehmomentübertragungsabschnitt 8 und
der negative Drehmomentübertragungsabschnitt 9 beide
in dem Koppelbauteil 7 vorgesehen sind und das positive
Drehmoment bzw. das negative Drehmoment durch die entsprechenden
Drehmomentübertragungsabschnitte 8, 9 empfangen
werden, wird es möglich, gewünschte, im Wesentlichen
unabhängige Funktionen des positiven Drehmomentübertragungsabschnitts 8 bzw.
des negativen Drehmomentübertragungsabschnitts 9 zu
erreichen, im Vergleich zu der herkömmlichen Struktur,
in der eine wechselnde Belastung von Zug- und Druckbelastung auf
nur einen einzigen Teil ausgeübt wird und ein Ermüdungsphänomen
verursacht und insbesondere wird es möglich, den positiven
Drehmomentübertragungsabschnitt 8 präzise
bei einem Soll-Unterbrechungsdrehmomentwert zu brechen. Daher kann,
während eine gewünschte Drehmomentunterbrechung
mit hoher Genauigkeit erreicht werden kann, durch die Struktur des
Koppelbauteils 7, das sowohl den positiven Drehmomentübertragungsabschnitt 8 als
auch den negativen Drehmomentübertragungsabschnitt 9 enthält,
eine Vereinfachung der Struktur und eine Verringerung der Kosten
erreicht werden, und des Weiteren kann die Zusammenbaubarkeit des
Koppelbauteils selbst und die Einbaubarkeit des Koppelbauteils in
eine vorbestimmte Stelle verbessert werden.
-
5 zeigt
ein Koppelbauteil 21 einer Kraftübertragung gemäß Beispiel
2 der vorliegenden Erfindung, (A) beschreibt eine Ausgangsteilform
des Koppelbauteils 21, (B) beschreibt eine entsprechende
Form, in der Teile des Koppelbauteils 21 zusammengefaltet
sind, um eine vorbestimmte Vorbelastung an dem Koppelbauteil 21 anzulegen,
und (C) beschreibt eine entsprechende Form zu dem Zeitpunkt der
Drehmomentunterbrechung. In der Ausgangsteilform des Koppelbauteils 21,
wie in 5(A) gezeigt ist, enthält
es ein plattenartiges Bauteil, das mit einer Presse, etc. geformt
ist, hat es in seinem zentralen Abschnitt einen positiven Drehmomentübertragungsabschnitt 22,
der als ein dünner Teilabschnitt ausgebildet ist, sind
auf beiden Seiten davon negative Drehmomentübertragungsabschnitte 23 ausgebildet, wobei
jeder negative Drehmomentübertragungsabschnitt 23 als
eine geteilte Struktur ausgebildet ist, und ist eine Seite von jedem
getrennten teil-gefalteten Abschnitt 24, der in Richtung
des anderen Teils gefaltet werden soll, vorgesehen. Dieser gefaltete Abschnitt 24 ist
so eingestellt, dass, wenn er gefaltet ist, eine Interferenz von
dL erzeugt wird. Wenn der gefaltete Abschnitt 24 gefaltet
wird, wird die Endfläche des Endteils des gefalteten Abschnitts 24 in Oberflächenkontakt
mit der Endfläche des Endteils des anderen getrennten Teils
gebracht, um die Interferenz dL verschwinden zu lassen, und dadurch
wird jeder negative Drehmomentübertragungsabschnitt 23 um
den Betrag dL vergrößert (in 5(B) wird
ein Zustand gezeigt, in dem der Abstand zwischen Löchern
zum Koppeln 25 von L auf L + dL vergrößert ist),
und eine Druckvorbelastung wird an dem negativen Drehmomentübertragungsabschnitt 23 angelegt. Durch
diese Druckvorbelastung wird der positive Drehmomentübertragungsabschnitt 22 verlängert und
eine Zugvorbelastung wird an den positiven Drehmomentübertragungsabschnitt 22 angelegt. Durch
korrektes Einstellen des oben beschriebenen Betrags der Interferenz
dL werden gewünschte Vorbelastungen sowohl als Druckvorbelastung
als auch als Zugvorbe lastung gegeben. Wenn ein übermäßiges
Drehmoment wirkt, wie in 5(C) gezeigt
ist, wird der positive Drehmomentübertragungsabschnitt 22 gebrochen,
jeder negative Drehmomentübertragungsabschnitt 23 wird
an dem Teilungsabschnitt auf dem Weg geteilt, und eine Drehmomentunterbrechung
wird genau durchgeführt.
-
Auch
in diesem Beispiel 2, ähnlich wie in Beispiel 1, kann der
Betrieb und der Vorteil der unter Verwendung von 6 erläutert
wird, erreicht werden. Wenn nämlich die Amplitude der Drehmomentschwankung,
die dem positiven Drehmomentübertragungsabschnitt 22 hinzugefügt
wird, die aus einer Motordrehmomentschwankung entspringt, berechnet
wird, wird eine Druckbeanspruchung nicht bei dem üblichen Übertragungszustand
erzeugt, weil eine Zugvorbelastung, die größer
ist als ein Drehmomentwert, der der Motordrehmomentschwankung entspricht,
an dem positiven Drehmomentübertragungsabschnitt 22 angelegt
wird, und die Schwankung der Belastung wird φ mal (φ << 1) die Amplitude der Drehmomentschwankung
(Wp + Wn), die Schwankung der Belastung wird sehr klein (sie wird nämlich φ mal
kleiner im Vergleich zu der oben erwähnten herkömmlichen
Amplitude der Drehmomentschwankung (Wp + Wn)). Ähnlich
wie in Beispiel 1 kommt dies von dem Zustand, in dem die Federkonstante
Kb des positiven Drehmomentübertragungsabschnitts 22 ausreichend
klein im Vergleich zu der Federkonstanten Kc des negativen Drehmomentübertragungsabschnitts 23 gesetzt
wird.
-
Dabei
dient in beiden Beispielen 1 und 2, auch wenn die Teilungsabschnitte
der negativen Drehmomentübertragungsabschnitte so vorgesehen sind,
dass sie in den Links-/Rechtsrichtungen verschiebbar sind, dies
für den Zweck der Verringerung des Betrags der Interferenz
zwischen entsprechenden Teilen in dem Koppelbauteil nach einer Unterbrechung.
-
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT DER ERFINDUNG
-
Die
Struktur der Kraftübertragung gemäß der vorliegenden
Erfindung kann auf irgendeine Kraftübertragung angewendet
werden, in der eine Drehmomentunterbrechung durch Brechen eines
Koppelbauteils zwischen einem drehbaren Antriebskörper
und einem angetriebenen Körper durchgeführt wird,
insbesondere ist sie geeignet für einen Fall, in dem ein Fahrzeugmotor
als eine Antriebsquelle verwendet wird, beispielsweise in einem
Fall der Übertragung von Kraft auf einen Kompressor, der
in einem Klimaanlagensystem für Fahrzeuge verwendet wird.
-
Zusammenfassung
-
Eine
Kraftübertragung verbindet einen Antriebskörper
und einen angetriebenen Körper über ein Koppelbauteil, überträgt
ein Drehmoment von dem Antriebskörper auf den angetriebenen
Körper, und unterbricht das Drehmoment, wenn eine Antriebsbelastung
auf den angetriebenen Körper einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Das Koppelbauteil hat als separate Abschnitte in dem Koppelbauteil sowohl
einen positiven Drehmomentübertragungsabschnitt als auch
einen negativen Drehmomentübertragungsabschnitt. Der positive
Drehmomentübertragungsabschnitt hält ein Drehmoment
in der Vorwärts-Drehrichtung und, wenn eine Antriebsbelastung
des angetriebenen Körpers den vorbestimmten Wert überschreitet,
unterbricht es die Übertragung des Drehmoments von dem
Antriebskörper durch sein eigenes Brechen. Der negative
Drehmomentübertragungsabschnitt hält ein Drehmoment
in der Rückwärts-Drehrichtung. Selbst wenn es
eine Drehmomentschwankung auf dem Antriebskörper gibt, kann
ihr Einfluss so wenig wie möglich unterdrückt werden,
und eine Unterbrechung des Drehmoments kann korrekt bei einem Soll-Unterbrechungsdrehmomentwert
durchgeführt werden. Die Kraftübertragung kann
mit einer einfachen Struktur und einer exzellenten Zusammenbaubarkeit
zur Verfügung gestellt werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 6-39105 [0003]
- - JP 2006-241277 [0006, 0008, 0009]