JP2002139069A - トルク伝達装置。 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トルク変動を十分に吸収しつつ、大きなトル
クを伝達する。 【解決手段】 第１曲面１５ｂの曲率半径ｒ１及びその
曲率中心Ｏ１と、第２曲面１３ｄの曲率半径ｒ２及びそ
の曲率中心Ｏ２とを相違させ、かつ、第１曲面１５ｂが
第２曲面１３ｄより外径側に位置して、両曲面１５ｂ、
１３ｄがプーリ本体１１及びセンターーハブ１３の回転
中心側に向けて凸となるような構成とする。これによ
り、プーリ本体１１がセンターハブ１３に対して相対的
に回転すると、その相対回転角θが大きくなるほど、第
１曲面１５ｂが第２曲面１３ｄ側に移動する移動量が大
きくなる。したがって、ダンパー１４の圧縮変形量が非
線形的に増大していくので、トルク変動を十分に吸収し
つつ、大きなトルクを伝達することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両のエンジンル
ーム内に配設されるオルタネータや圧縮機等の回転機器
（補機）にエンジン等の駆動源からのトルクを伝達する
トルク伝達装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】エンジ
ンから動力を得て稼働している圧縮機等の回転機器は、
エンジンの負荷が変動すると、圧縮機等に供給されるト
ルクが変動してしまう。そして、供給されるトルクが変
動すると、可動部分が振動してしまい、異音が発生する
おそれがある。

【０００３】この問題に対しては、エンジン等の駆動源
から圧縮機等の回転機器に至る動力の伝達経路中に、ゴ
ム等の弾性材からなトルク伝達部材を介在させることに
より、トルク変動を吸収するといった手段が考えられ
る。

【０００４】このとき、トルク変動を十分に吸収するに
は、トルク伝達部材の弾性係数を小さくすることが望ま
しいが、弾性係数を小さくすると、大きなトルクを伝達
することが難しくなるとともに、トルク伝達部材の弾性
限界を超えてしまうおそれが高いので、トルク伝達部材
の耐久性が低下するおそれがある。

【０００５】本発明は、上記点に鑑み、トルク変動を十
分に吸収しつつ、大きなトルクを伝達することができる
ようにすること目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、請求項１に記載の発明では、駆動源（Ｅ
／Ｇ）からのトルクを受けて回転する第１回転体（１
１）と、回転機器（１）の回転部に連結されて回転部と
共に回転するとともに、第１回転体（１１）と同軸状に
配置された第２回転体（１３）とを有し、第１、２回転
体（１１、１３）それぞれに、互いに対向する曲面（１
５ｂ、１３ｄ）を設け、第１回転体（１１）の曲面（１
５ｂ）と第２回転体（１３）の曲面（１３ｄ）との間に
弾性変形可能な弾性部材（１４）を配置して、この弾性
部材（１４）を両曲面（１５ｂ、１３ｄ）にて圧縮する
ようにして第１回転体（１１）から第２回転体（１３）
にトルクを伝達し、さらに、第１回転体（１１）に設け
られた曲面（１５ｂ）の曲率半径（ｒ１）及び曲率中心
（Ｏ１）と、第２回転体（１３）に設けられた曲面（１
３ｄ）の曲率半径（ｒ２）及び曲率中心（Ｏ２）とを相
違させることにより、第２回転体（１３）に対する第１
回転体（１１）の相対回転角（θ）が所定量以下のとき
の両曲面（１５ｂ、１３ｄ）間の距離（δ）の変化率に
比べて、相対回転角（θ）が前記所定量を上回ったとき
の両曲面（１５ｂ、１３ｄ）間の距離（δ）の変化率が
大きくなるように構成されていることを特徴とする。

【０００７】これにより、第１回転体（１１）にトルク
が作用し、第１回転体（１１）が第２回転体（１３）に
対して相対的に回転すると、その相対回転角（θ）が大
きくなるほど、第１回転体（１１）の曲面（以下、この
曲面を第１曲面（１５ｂ）と表記する。）が第２回転体
（１３）の曲面（以下、この曲面を第２曲面（１３ｄ）
と表記する。）側に移動する移動量が大きくなる。

【０００８】このため、相対回転角（θ）が所定量以下
のときの両曲面（１５ｂ、１３ｄ）間の距離（δ）の変
化率に比べて、相対回転角（θ）が前記所定量を上回っ
たときの両曲面（１５ｂ、１３ｄ）間の距離（δ）の変
化率が大きくなる。このとき、両曲面（１５ｂ、１３
ｄ）間には、弾性部材（１４）が配置されているので、
相対回転角（θ）が大きくなるほど、弾性部材（１４）
の圧縮変形量が非線形的に増大していく。つまり、相対
回転角（θ）が大きくなるほど、第１回転体（１１）か
ら第２回転体（１３）に伝達されるトルク（以下、この
トルクを伝達トルクと呼ぶ。）が非線形的に大きくな
る。

【０００９】したがって、弾性部材（１４）に比較的大
きな弾性係数を有する弾性材料を選択しても、相対回転
角（θ）が所定量以下のときにおける撓み量（圧縮変形
量）を小さくすることができるので、比較的大きな弾性
係数を有する弾性材料を弾性部材（１４）に採用するこ
とができる。

【００１０】延いては、伝達トルクが大きくなったとき
に、弾性部材（１４）が弾性限界を超えてしまうことを
防止できるので、トルク変動を十分に吸収しつつ、大き
なトルクを伝達することができる。

【００１１】なお、請求項２に記載の発明のごとく、第
１回転体（１１）の曲面（１５ｂ）は、第２回転体（１
３）の曲面（１３ｄ）より外径側に位置し、第１回転体
（１１）に設けられた曲面（１５ｂ）の曲率半径（ｒ
１）は、第２回転体（１３）に設けられた曲面（１３
ｄ）の曲率半径（ｒ２）より小さく、さらに、両曲面
（１５ｂ、１３ｄ）を両回転体（１１、１３）の回転中
心側に向けて凸となるようにすることが望ましい。

【００１２】請求項３に記載の発明では、駆動源（Ｅ／
Ｇ）からのトルクを受けて回転する第１回転体（１１）
と、回転機器（１）の回転部に連結されて回転部と共に
回転するとともに、第１回転体（１１）と同軸状に配置
された第２回転体（１３）とを有し、第２回転体（１
３）の外周を複数個の突起部（１３ｂ）を有するような
略星形状とするとともに、各突起部（１３ｂ）間を滑ら
かな曲面（１３ｄ）とし、曲面（１３ｄ）の曲率半径
（ｒ２）より小さな半径（ｒ１）を有する円周面を有す
るピン部材（１５、１５ａ）を第１回転体（１１）に設
けるとともに、ピン部材（１５、１５ａ）を突起部（１
３ｂ）間に位置させ、さらに、曲面（１３ｄ）に弾性変
形可能な弾性部材（１４）を配置したことを特徴とす
る。

【００１３】これにより、請求項１に記載の発明と同様
に、第２回転体（１３）に対する第１回転体（１１）の
相対回転角（θ）が大きくなるほど、弾性部材（１４）
の圧縮変形量が非線形的に増大していく。つまり、相対
回転角（θ）が大きくなるほど、伝達トルクが非線形的
に大きくなる。

【００１４】したがって、弾性部材（１４）に比較的大
きな弾性係数を有する弾性材料を選択しても、相対回転
角（θ）が所定量以下のときにおける撓み量（圧縮変形
量）を小さくすることができるので、比較的大きな弾性
係数を有する弾性材料を弾性部材（１４）に採用するこ
とができる。

【００１５】延いては、伝達トルクが大きくなったとき
に、弾性部材（１４）が弾性限界を超えてしまうことを
防止できるので、トルク変動を十分に吸収しつつ、大き
なトルクを伝達することができる。

【００１６】因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。

【００１７】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）本実施形態は、
走行用エンジンからの動力を車両用空調装置の圧縮機に
伝達するトルク伝達装置に本発明を適用したものであっ
て、図１は車両用空調装置（冷凍サイクル）の模式図で
ある図１中、１は冷媒を吸入圧縮する圧縮機であり、２
は圧縮機１から吐出される冷媒を冷却（凝縮）させる放
熱器（凝縮器）である。３は放熱器２から流出する冷媒
を減圧する減圧器であり、４は減圧器３にて減圧された
冷媒を蒸発させることにより冷凍能力（冷房能力）を発
揮する蒸発器である。

【００１８】なお、本実施形態では、減圧器３として、
蒸発器４の出口側冷媒（圧縮機１の吸入側冷媒）が所定
の加熱度を有するように開度を調節する温度式膨張弁を
採用している。

【００１９】そして、１０は、Ｖベルト（図示せず。）
を介して伝達されたエンジンＥ／Ｇの動力を圧縮機１に
伝達するプーリ一体型のトルク伝達装置（以下、プーリ
と略す。）であり、以下、プーリ１０について述べる。

【００２０】図２は本実施形態に係るプーリを圧縮機１
に装着した状態を示す断面図であり、１１はＶベルトが
掛けられるＶ溝１１ａが形成された金属製のプーリ本体
（第１回転体）であり、このプーリ本体１１はエンジン
Ｅ／Ｇ（駆動源）からトルク（駆動力）を受けて回転す
る。

【００２１】なお、１２はプーリ本体１１（プーリ１
０）を回転可能に支持するラジアルベアリング（軸受）
であり、このラジアルベアリングのアウターレース（外
輪）１２ａ側がプーリ本体１１に圧入固定され、インナ
ーレース（内輪）１２ｂに圧縮機１のフロントハウジン
グ１ａに形成された円筒部１ｂが挿入される。これによ
り、Ｖベルトのテンション（張力）によるラジアル荷重
を、圧縮機１のシャフト１ｃにて受けることなく、圧縮
機１のフロントハウジングにて受けることができる。

【００２２】また、１３は圧縮機（回転機器）１のシャ
フト（回転部）１ｃに連結されてシャフト１ｃと共に回
転するとともに、プーリ本体１１と同軸状に配置された
センターハブ（第２回転体）である。

【００２３】そして、このセンターハブ１３は、シャフ
ト１ｃの外周面に形成された雄ねじと結合する雌ねじが
形成された円筒内周面を有する円筒部１３ａ、及び、図
３に示すように、外周に複数個の突起部１３ｂを有する
ように略星形状に形成されたフランジ部１３ｃからなる
もので、円筒部１３ａとフランジ部１３ｃとは、金属に
て一体成形されている。

【００２４】また、突起部１３ｂ間は、後述するローラ
１５の半径より大きな曲率半径を有する滑らかな曲面１
３ｄが形成されており、この曲面１３ｄには、弾性変形
可能な材質（本実施形態では、ＥＰＤＭ（エチレン・プ
ロピレン・ジエン三元共重合ゴム））からなるダンパー
（図３の斜線部分）１４が配置されている。

【００２５】因みに、本実施形態では、曲面１３ｄの一
部に円筒部１３ａ側に陥没する凹部１３ｅを設けるとと
もに、この凹部１３ｅに填り込む凸部１４ａをダンパー
（弾性部材）１４に設けることにより、ダンパー１４が
フランジ部１３ｃ（センターハブ１３）に対してずれる
ことを防止している。したがって、ダンパー１４を曲面
１３ｄに加硫接着等の接着方法により接着した場合に
は、凹部１３ｅ及び凸部１４ａを廃止してもよい。

【００２６】また、１５は、曲面１３ｄの曲率半径ｒ２
より小さいな半径（曲率半径）ｒ１を有する円周面を有
するように形成された金属製のローラ（ピン部材）であ
り、このローラ１５は、図２に示すように、プーリ本体
１１に圧入固定されたピン１５ａを介して、突起部１３
ｂ間に位置するようにしてプーリ本体１１に回転可能に
支持されている。因みに、１５ｃは、ローラ１５がピン
１５ａから脱落することを防止するＥ型止め輪である。

【００２７】これにより、本実施形態では、ローラ１５
の外周面（第１回転体の曲面）１５ｂと曲面１３ｄ（第
２回転体の曲面）とが互いに対向した状態で、ローラ１
５の外周面１５ｂ（以下、第１曲面１５ｂと表記す
る。）の曲率半径ｒ１及びその曲率中心Ｏ１と、曲面１
３ｄ（以下、第２曲面１３ｄと呼ぶ。）の曲率半径ｒ２
及びその曲率中心Ｏ２とが相違しているとともに、第１
曲面１５ｂが第２曲面１３ｄより外径側に位置して、両
曲面１５ｂ、１３ｄがプーリ本体１１及びセンターーハ
ブ１３の回転中心側にに向けて凸となるような構成とな
る。

【００２８】次に、本実施形態の特徴を述べる。

【００２９】本実施形態では、前述のごとく、第１曲面
１５ｂの曲率半径ｒ１及びその曲率中心Ｏ１と、第２曲
面１３ｄの曲率半径ｒ２及びその曲率中心Ｏ２とが相違
しているとともに、第１曲面１５ｂが第２曲面１３ｄよ
り外径側に位置して、両曲面１５ｂ、１３ｄがプーリ本
体１１及びセンターーハブ１３の回転中心側にに向けて
凸となるような構成となっているので、プーリ本体１１
にトルクが作用し、プーリ本体１１がセンターハブ１３
に対して相対的に回転すると、図４、５に示すように、
その相対回転角θが大きくなるほど、第１曲面１５ｂが
第２曲面１３ｄ側に移動する移動量が大きくなる。

【００３０】因みに、図４はプーリ本体１１にトルクが
作用していないときのとき（センターハブ１３に対する
プーリ本体１１の相対回転角θが０°）を示し、図５は
プーリ本体１１にトルクが作用しているとき（相対回転
角θが例えば約８°のとき）を示するものである。

【００３１】このため、相対回転角θが所定量以下のと
きの両曲面１５ｂ、１３ｄ間の距離δの変化率に比べ
て、相対回転角θが前記所定量を上回ったときの両曲面
１５ｂ、１３ｄ間の距離δの変化率が大きくなる。この
とき、両曲面１５ｂ、１３ｄ間には、ゴム製のダンパー
１４が配置されているので、相対回転角θが大きくなる
ほど、ダンパー１４の圧縮変形量が非線形的に増大して
いく。つまり、相対回転角θが大きくなるほど、図６に
示すように、プーリ本体１１からセンターハブ１３に伝
達されるトルク（以下、このトルクを伝達トルクと呼
ぶ。）が非線形的に大きくなる。

【００３２】したがって、ダンパー１４に比較的大きな
弾性係数を有するゴム（弾性材料）を選択しても、相対
回転角θが所定量以下のときにおける撓み量（圧縮変形
量）を小さくすることができるので、比較的大きな弾性
係数を有するゴム（弾性材料）をダンパー１４に採用す
ることができる。

【００３３】延いては、伝達トルクが大きくなったとき
に、ダンパー１４が弾性限界を超えてしまうことを防止
できるので、トルク変動を十分に吸収しつつ、大きなト
ルクを伝達することができる。

【００３４】（第２実施形態）上述の実施形態では、回
転するローラ１５とダンパー１４とを接触させたが、本
実施形態は、図７、８に示すように、ローラ１５を廃止
してピン１５の外周面をダンパー１４とを接触させたも
のである。なお、本実施形態では、ピン１５の外周面が
第１曲面１５ｂに相当する。

【００３５】因みに、本実施形態では、ダンパー１４の
うちピン１５の外周面（第１曲面１５ｂ）と接触する面
に、摩擦係数が小さい膜（例えばテフロン（登録商標）
シート等）を貼り付けることにより、ダンパー１４とピ
ン１５の外周面（第１曲面１５ｂ）とが滑らかに摺動す
るように構成している。

【００３６】（その他の実施形態）上述の実施形態で
は、第２曲面１３ｄにダンパー１４を配置することによ
り第１曲面１５ｂと第２曲面１３ｄとの間にダンパー１
４を配置したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、第１曲面１５ｂ（ローラ１５の外周面又はピン１５
の外周面）にダンパー１４を巻き付けるように配置する
ことにより第１曲面１５ｂと第２曲面１３ｄとの間にダ
ンパー１４を配置してもよい。

【００３７】上述の実施形態では、ダンパー１４をゴム
（ＥＰＤＭ）製としたが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、樹脂や金属等のその他材料にて構成しても
よい。

【００３８】また、上述の実施形態では、圧縮機１にト
ルクを伝達するプーリ１０に本発明を適用したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、その他のトルク伝
達装置にも適用することができる。

【００３９】また、上述の実施形態では、ローラ１５及
びフランジ部１３ｃを金属製としたが本発明はこれに限
定されるものではなく、樹脂等のその他材料にて製造し
てもよい。

【００４０】また、上述の実施形態では、プーリ本体１
１からセンターハブ１３にトルクが伝達入れたが、セン
ターハブ１３（第２回転体）からプーリ本体１１（第１
回転体）にトルクを伝達するようにしても本発明を実施
することができる。

【００４１】また、本発明は、伝達トルクが所定値以上
となったときに、フランジ部１３ｃが破断する等して所
定以上のトルクが伝達されることを防止するトルクリミ
ッタ機構付きのプーリにも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る車両用空調装置（冷凍
サイクル）の模式図である。

【図２】本発明の第１実施形態に係るプーリの断面図で
ある。

【図３】本発明の第１実施形態に係るプーリの正面図で
ある。

【図４】本発明の第１実施形態に係るプーリの相対回転
角０°の場合における正面図である。

【図５】本発明の第１実施形態に係るプーリの相対回転
角８°の場合における正面図である。

【図６】本発明の第１実施形態に係るプーリの相対回転
角θと伝達トルクとの関係を示すグラフである。

【図７】本発明の第２実施形態に係るプーリの断面図で
ある。

【図８】本発明の第２実施形態に係るプーリの正面図で
ある。

【符号の説明】

１０…プーリ（トルク伝達装置）、１１…プーリ本体
（第１回転体）、１２…軸受、１３…センターハブ（第
２回転体）、１４…ダンパー（弾性部材）、１５…ロー
ラ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 誠 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 田渕 泰生 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 黒畑 清 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3J031 AC10 CA03

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両のエンジンルーム内に配設される回
   転機器（１）に駆動源（Ｅ／Ｇ）からのトルクを伝達す
   るトルク伝達装置であって、 前記駆動源（Ｅ／Ｇ）からのトルクを受けて回転する第
   １回転体（１１）と、 前記回転機器（１）の回転部に連結されて前記回転部と
   共に回転するとともに、前記第１回転体（１１）と同軸
   状に配置された第２回転体（１３）とを有し、 前記第１、２回転体（１１、１３）それぞれに、互いに
   対向する曲面（１５ｂ、１３ｄ）を設け、 前記第１回転体（１１）の曲面（１５ｂ）と前記第２回
   転体（１３）の曲面（１３ｄ）との間に弾性変形可能な
   弾性部材（１４）を配置して、この弾性部材（１４）を
   両曲面（１５ｂ、１３ｄ）にて圧縮するようにして前記
   第１回転体（１１）から前記第２回転体（１３）にトル
   クを伝達し、 さらに、前記第１回転体（１１）に設けられた曲面（１
   ５ｂ）の曲率半径（ｒ１）及び曲率中心（Ｏ１）と、前
   記第２回転体（１３）に設けられた曲面（１３ｄ）の曲
   率半径（ｒ２）及び曲率中心（Ｏ２）とを相違させるこ
   とにより、前記第２回転体（１３）に対する第１回転体
   （１１）の相対回転角（θ）が所定量以下のときの前記
   両曲面（１５ｂ、１３ｄ）間の距離（δ）の変化率に比
   べて、前記相対回転角（θ）が前記所定量を上回ったと
   きの前記両曲面（１５ｂ、１３ｄ）間の距離（δ）の変
   化率が大きくなるように構成されていることを特徴とす
   るトルク伝達装置。
2. 【請求項２】 前記第１回転体（１１）の曲面（１５
   ｂ）は、前記第２回転体（１３）の曲面（１３ｄ）より
   外径側に位置し、 前記第１回転体（１１）に設けられた曲面（１５ｂ）の
   曲率半径（ｒ１）は、前記第２回転体（１３）に設けら
   れた曲面（１３ｄ）の曲率半径（ｒ２）より小さく、 さらに、前記両曲面（１５ｂ、１３ｄ）は、前記両回転
   体（１１、１３）の回転中心側に向けて凸となるような
   曲面であることを特徴とする請求項１に記載のトルク伝
   達装置。
3. 【請求項３】 車両のエンジンルーム内に配設される回
   転機器（１）に駆動源（Ｅ／Ｇ）からのトルクを伝達す
   るトルク伝達装置であって、 前記駆動源（Ｅ／Ｇ）からのトルクを受けて回転する第
   １回転体（１１）と、 前記回転機器（１）の回転部に連結されて前記回転部と
   共に回転するとともに、前記第１回転体（１１）と同軸
   状に配置された第２回転体（１３）とを有し、 前記第２回転体（１３）の外周を複数個の突起部（１３
   ｂ）を有するような略星形状とするとともに、各突起部
   （１３ｂ）間を滑らかな曲面（１３ｄ）とし、 前記曲面（１３ｄ）の曲率半径（ｒ２）より小さな半径
   （ｒ１）を有する円周面を有するピン部材（１５、１５
   ａ）を前記第１回転体（１１）に設けるとともに、前記
   ピン部材（１５、１５ａ）を前記突起部（１３ｂ）間に
   位置させ、 さらに、前記曲面（１３ｄ）に弾性変形可能な弾性部材
   （１４）を配置したことを特徴とするトルク伝達装置。