JP2003074586A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動力伝達装置にトルクリミッタ機能を与える
ことにより、回転軸１２のロック等による過負荷の発生
を防止する。 【解決手段】 エンジンからの駆動力により回転するプ
ーリに設けられたアウターリング１５に、可動ハブ１６
が軸方向移動可能に係合され、可動ハブ１６のリブ１６
３から、回転軸１２に固定されると共に可動ハブ１６と
軸方向に対向された固定ハブ１７のリブへ、ゴム状弾性
体からなるダンパ１８を介してトルクが伝達される。プ
ーリに入力された捩り振動は、ダンパ１８の変形によっ
て吸収される。設定値を超えるトルクが作用した時に
は、可動ハブ１６のリブと固定ハブ１７のリブの間でダ
ンパ１８が圧縮されることにより軸方向へ膨出し、可動
ハブ１６を軸方向へ押圧してアウターリング１５との係
合を解除する。これによってアウターリング１５と可動
ハブ１６との間でトルクの伝達が遮断される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の車室空調
装置用コンプレッサ等に使用され、過大トルクの発生時
にトルクリミッタとして機能する動力伝達装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車の車室空調装置の冷凍サイクルに
おいて、冷媒コンプレッサは、エンジンのクランクプー
リからプーリベルトを介して入力される回転トルクを、
動力伝達装置を介して回転軸に伝達し、この回転軸を回
転させることにより、回転軸に設けられた斜板を介し
て、冷媒ガスを圧縮する円周方向複数のピストンを往復
動作させるようになっている。

【０００３】ところで、冷媒コンプレッサの作動部が焼
き付き等を発生してその回転軸がロックしたような場
合、動力伝達装置を介してプーリの回転もロック状態に
なるため、エンジンからプーリへ動力を伝達するプーリ
ベルトが、過大な張力や摩擦により破損する。しかも、
プーリベルトがいったん破損すると、このベルトによっ
てエンジンの動力が供給されているエンジン冷却水循環
ポンプやオルタネータ等、他の補機も停止してしまうの
で、エンジンが停止して自動車の走行不能という重大な
事態を引き起こしてしまう問題がある。

【０００４】したがって、このような事態を回避するに
は、回転軸が冷媒コンプレッサの作動部の焼き付き等に
よってロックした場合には、プーリから回転軸への動力
伝達装置がトルクリミッタとして機能し、トルク伝達を
解除することにより、プーリを回転可能な状態に保持し
て、プーリベルトの破損を防止する必要がある。そして
このような動力伝達装置の典型的な従来技術としては、
例えば特開平１０−２５２８５７号公報に開示されたも
のがある。

【０００５】この技術においては、駆動側に反復形成し
た斜面からなる歯形部と、従動側に反復形成した斜面か
らなる歯形部とを、ばねで弾性的に押し付けて互いに係
合させることによって、回転軸へのトルク伝達が行われ
る。また、コンプレッサの焼き付き等により回転軸がロ
ック状態となることによって、過大トルクが作用した場
合には、駆動側の歯形部と従動側の歯形部が、斜面同士
で互いに滑ることによって、従動側の歯形部がばねを反
転させて軸方向に変位し、歯形部の係合が解除されて、
トルク伝達を解除する構造となっている。

【０００６】しかし、上記従来の技術によれば、通常運
転時における駆動側から従動側へのトルクの伝達が、歯
形部同士の係合によって行われているため、駆動側に入
力された捩り振動が、そのまま従動側の回転軸に伝達さ
れてしまい、コンプレッサに騒音や振動を発生する問題
がある。したがって、このような騒音や振動を防止する
には、捩り振動を吸収するためのダンパを別途に設ける
必要があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のよう
な問題に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、動
力伝達装置にトルクリミッタ機能を与えることにより、
回転軸のロック等による過負荷の発生を防止し、ひいて
は過負荷の発生に起因する重大事故を防止し得る動力伝
達装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】従来の技術的課題は、本
発明によって有効に解決することができる。すなわち請
求項１の発明に係る動力伝達装置は、駆動側回転体に設
けられた第一係合部材と、この第一係合部材に軸方向移
動可能に係合された第二係合部材と、回転軸に固定され
ると共に前記第二係合部材と軸方向に対向された従動部
材と、前記第二係合部材及び従動部材のそれぞれに形成
されて円周方向に互いに隣接するリブ間に介在されたゴ
ム状弾性体からなるダンパとを備え、このダンパは、前
記リブ間での伝達トルクを受けて圧縮されることにより
軸方向へ膨出して前記第二係合部材を軸方向へ押圧し、
設定値を超えるトルクが作用した時に前記第二係合部材
を前記第一係合部材との係合解除位置まで変位させるも
ので、これによって、回転軸側へのトルク伝達を遮断す
るものである。

【０００９】請求項２の発明に係る動力伝達装置は、請
求項１における一層好ましい構成として、第二係合部材
を、第一係合部材との係合を維持する方向へ付勢する付
勢手段を備えるものである。

【００１０】請求項３の発明に係る動力伝達装置は、請
求項１又は２における一層好ましい構成として、第二係
合部材を、第一係合部材との係合が解除された状態で
は、この第一係合部材に対して偏心可能としたもので、
これによって、回転軸側へのトルク伝達を遮断した時
に、遮断状態を維持することができるものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る動力伝達装
置の第一の実施の形態を示す断面図、図２は図１におけ
るII−II’断面図である。なお、以下の説明において、
正面とは、図１における左側をさし、背面とは、図１に
おける右側をさす。

【００１２】まず図１において、参照符号１１は自動車
の車室空調装置における可変容量型コンプレッサのハウ
ジングの筒状端部を示しており、１２はこの筒状端部１
１の内周からハウジング内部に挿通されコンプレッサの
内部機構を動作させる回転軸である。本形態による動力
伝達装置は、図１及び図２に示されるように、ハウジン
グ筒状端部１１の外周にボールベアリング１３を介して
回転自在に保持された駆動側回転体としてのプーリ１４
と、このプーリ１４の正面側の端面１４ａに円周方向複
数のボルト１４１を介して取り付けられたアウターリン
グ１５と、このアウターリング１５に軸方向移動可能に
係合された可動ハブ１６と、回転軸１２の軸端１２ａに
固定されると共に可動ハブ１６と軸方向に対向された固
定ハブ１７と、この可動ハブ１６と固定ハブ１７の間に
介在された複数のダンパ１８とを備える。

【００１３】プーリ１４は、請求項１における駆動側回
転体に相当するものであって、その外周面にはポリＶ溝
１４ｂが形成されており、このポリＶ溝１４ｂにはエン
ジンのクランクプーリからの駆動力を伝達するためのプ
ーリベルト（図示省略）が、エンジン冷却水循環ポンプ
やオルタネータ等、他の補機のプーリを経由して巻き掛
けられている。また、プーリ１４の正面側の内周部に
は、軸心を中心とする円形の凹部１４ｃが形成されてお
り、固定ハブ１７は、この正面凹部１４ｃ内に収容され
た状態となっている。

【００１４】なお、可変容量型コンプレッサは、冷媒を
圧縮するピストンのストロークを、回転軸１２に設けた
斜板の傾斜角度等により変化させて、吐出容量を無段階
で制御可能としたものであるため、本形態の動力伝達装
置では、回転軸１２への動力伝達を断続するための電磁
クラッチが不要となっている。

【００１５】アウターリング１５は、請求項１における
第一係合部材に相当するものであって、鉄系の金属板か
らなる平坦な環状をなし、プーリ１４の円形凹部１４ｃ
の外周部正面に位置するこのアウターリング１５の内周
部には、図２にも示されるように、係合孔１５ａが円周
方向１２０°間隔で開設されている。

【００１６】可動ハブ１６は、請求項１における第二係
合部材に相当するものであって、金属又は合成樹脂材か
らなり、プーリ１４の円形凹部１４ｃを正面側から覆う
大きさの円盤部１６１を有し、その外周部背面に円周方
向１２０°間隔で形成された係合突起１６２が、それぞ
れアウターリング１５の係合孔１５ａにそれぞれ軸方向
に挿入されると共に、円盤部１６１の内周孔１６１ａ
が、回転軸１２の軸端外周に遊嵌されている。このた
め、可動ハブ１６は、係合突起１６２と係合孔１５ａと
の係合によってアウターリング１５と同心的に保持され
ており、係合突起１６２と係合孔１５ａとの係合が解除
された状態では、アウターリング１５に対して偏心可能
となっている。また、可動ハブ１６の円盤部１６１の背
面には、１２０°の位相間隔で半径方向に延びる板状の
押圧リブ１６３が形成されている。

【００１７】固定ハブ１７は、請求項１における従動部
材に相当するものであって、金属又は合成樹脂材からな
り、回転軸１２の軸端１２ａの外周にスプライン嵌合さ
れたボス部１７１と、その背面側の端部からプーリ１４
の正面凹部１４ｃ内へ向けて外周側へ展開した円盤部１
７２と、この円盤部１７２の外周縁に周設され正面側へ
突出したリム部１７３と、円盤部１７２の正面に形成さ
れ１２０°の位相間隔で半径方向に延びる板状の被押圧
リブ１７４からなる。

【００１８】可動ハブ１６の正面内周部には、皿ばね１
９が配置されている。この皿ばね１９は、請求項１にお
ける付勢手段に相当するものであって、回転軸１２の軸
端１２ａに形成された雄螺子部１２ｂに螺合されたナッ
ト１２１の締め付けによって、軸方向への適当な付勢力
が付与されている。

【００１９】可動ハブ１６は、皿ばね１９の付勢力によ
って、係合突起１６２をアウターリング１５の係合孔１
５ａへ挿入する方向に付勢されると共に、円盤部１６１
の内周部及び外周部が、固定ハブ１７のボス部１７１及
びリム部１７３の正面端部に押し付けられ、これによっ
て、固定ハブ１７のボス部１７１の背面が回転軸１２の
環状段差部１２ｃに押し付けられている。また、ナット
１２１と可動ハブ１６の円盤部１６１との対向距離から
皿ばね１９の肉厚を差し引いた、図１に示される距離δ
は、アウターリング１５の係合孔１５ａに対する可動ハ
ブ１６の係合突起１６２の軸方向挿入深さ（図３に示さ
れる係合突起１６２の高さｈ）より大きなものとなって
いる。

【００２０】可動ハブ１６の押圧リブ１６３と固定ハブ
１７の被押圧リブ１７４は、両ハブ１６，１７の互いに
対向する円盤部１６１，１７２間で、図２に示されるよ
うに円周方向交互に存在しており、ダンパ１８が、円周
方向に隣接する押圧リブ１６３と被押圧リブ１７４との
間にそれぞれ介在されている。このダンパ１８は、正面
形状が６０°の扇形をなすもので、ゴム状弾性体によっ
て成形されており、その正面側及び背面側の端面が、そ
れぞれ可動ハブ１６の円盤部１６１及び固定ハブ１７の
円盤部１７２に密接され、円周方向両側面が、押圧リブ
１６３及び被押圧リブ１７４に密接されている。

【００２１】図３は、本形態による動力伝達装置がトル
クリミッタとして作動した状態を、軸心を通る平面で切
断して示す断面図である。すなわち、ダンパ１８は、押
圧リブ１６３と被押圧リブ１７４との間で、伝達トルク
による円周方向への圧縮を受けることによって、軸方向
へ膨張するように応力Ｆを生じるため、可動ハブ１６の
円盤部１６１を、皿ばね１９による付勢力に抗して正面
側へ押し出すように作用する。

【００２２】そして、可動ハブ１６の軸方向可動距離δ
は係合突起１６２の軸方向高さｈより大きいため、押圧
リブ１６３と被押圧リブ１７４との間での伝達トルクに
よるダンパ１８への圧縮荷重が、許容される設定値を超
えると、その時点でダンパ１８の軸方向膨張による可動
ハブ１６の移動量が、係合突起１６２の軸方向高さｈを
超え、この係合突起１６２がアウターリング１５の係合
孔１５ａから完全に抜け出して係合状態が解除されるよ
うになっている。すなわち、ダンパ１８は、入力された
過大なトルクを、可動ハブ１６に対する軸方向の係合解
除力に変換する作用を有する。

【００２３】以上のように構成された動力伝達装置によ
れば、プーリ１４は、その外周に巻き掛けられたプーリ
ベルト（図示省略）を介してエンジンの駆動力が伝達さ
れ、図２における反時計回りの方向へ回転する。そし
て、その回転トルクは、アウターリング１５を介して、
このアウターリング１５の係合孔１５ａに係合突起１６
２において係合している可動ハブ１６に伝達され、この
可動ハブ１６の押圧リブ１６３から、ダンパ１８を介し
て固定ハブ１７の被押圧リブ１７４へ伝達され、この固
定ハブ１７から回転軸１２に伝達され、これによって回
転軸１２がプーリ１４と同一回転数で回転される。

【００２４】通常運転状態においてエンジン側から入力
される最大４０Ｎｍ程度までのトルク変動は、可動ハブ
１６の押圧リブ１６３と固定ハブ１７の被押圧リブ１７
４との間で、ゴム状弾性体からなるダンパ１８が圧縮変
形を受けることによって有効に吸収される。このとき、
ダンパ１８の円周方向圧縮による軸方向膨張変形に対し
ては、皿ばね１９による付勢力が抗力として作用するた
め、通常運転時におけるダンパ１８の見かけ上のばね定
数や、トルクリミッタが機能するトルク値を、皿ばね１
９によって適切に設定することができる。

【００２５】また、例えば回転軸１２がコンプレッサの
内部機構の焼き付き等によりロックした場合のように、
エンジンからの動力を受けて強制回転されるプーリ１４
との間で、８０〜１００Ｎｍ以上の過大なトルクが作用
すると、回転軸１２と共に停止した固定ハブ１７の被押
圧リブ１７４と、プーリ１４にアウターリング１５を介
して係合されプーリ１４と共に回転を継続しようとする
可動ハブ１６の押圧リブ１６３との間で、ダンパ１８に
作用する圧縮荷重が許容される設定値を超えるので、ダ
ンパ１８の軸方向膨張によって正面側へ押し出された可
動ハブ１６の係合突起１６２が、アウターリング１５の
係合孔１５ａから抜け出して係合が解除され、すなわち
本形態の動力伝達装置がトルクリミッタとして機能す
る。このため、プーリ１４からのトルク伝達が、アウタ
ーリング１５と可動ハブ１６との間で遮断される。

【００２６】ここで、プーリ１４からのトルク伝達が遮
断されると、その時点でダンパ１８に作用する圧縮荷重
が解消されるため、このダンパ１８の軸方向膨張状態も
解消され、したがって、可動ハブ１６は皿ばね１９の付
勢力によって、図３の状態から図１の状態へ復帰動作し
ようとする。しかし、可動ハブ１６の内周孔１６１ａ
は、回転軸１２の軸端外周に遊嵌されているため、係合
突起１６２と係合孔１５ａとの係合が解除されると、可
動ハブ１６が自らの重量によって回転軸１２に対して偏
心する。このため、可動ハブ１６の係合突起１６２が、
皿ばね１９の付勢力によって係合孔１５ａに再び挿入さ
れて係合状態となることはなく、トルク伝達の遮断状態
が確実に維持される。

【００２７】したがって、回転軸１２がロックされても
プーリ１４はロック状態にはならず、エンジンからプー
リベルトを介して伝達される動力によって、プーリ１４
の回転が継続される。このため、回転軸１２のロック時
にプーリベルトが過大なトルクによって破損するような
ことがなく、このプーリベルトによって作動しているエ
ンジン冷却水循環ポンプやオルタネータ等、他の補機も
継続して運転されるので、エンジンが停止して自動車の
走行不能といった事態の発生を防止することができる。

【００２８】なお、上述した実施の形態においては、電
磁クラッチを用いない可変容量型コンプレッサの動力伝
達装置について説明したが、本発明は、電磁クラッチを
備える動力伝達装置についても適用することができる。

【００２９】

【発明の効果】請求項１の発明に係る動力伝達装置によ
ると、トルクが、駆動側回転体に設けられた第一係合部
材に軸方向移動可能に係合された第二係合部材のリブか
ら、回転軸に固定された従動部材のリブへ、ゴム状弾性
体からなるダンパを介して伝達されるため、通常運転時
に入力されるトルク変動や捩り振動を、ダンパの変形動
作によって有効に吸収することができ、設定値を超える
トルク入力時に、ダンパがこのトルクを第二係合部材に
対する軸方向の係合解除力に変換して、回転軸側へのト
ルク伝達を遮断するトルクリミッタ機能を奏するため、
過負荷による不具合の発生を防止することができる。

【００３０】請求項２の発明に係る動力伝達装置による
と、請求項１における第二係合部材を、付勢手段によっ
て、第一係合部材との係合を維持する方向へ付勢してい
るため、通常運転時におけるダンパの見かけ上のばね定
数や、トルクリミッタが機能するトルク値を、適切に設
定することができる。

【００３１】請求項３の発明に係る動力伝達装置による
と、設定値を超えるトルク入力によって、請求項１又は
２における第一係合部材と第二係合部材の係合がいった
ん解除されると、第二係合部材が偏心し、再び第一係合
部材と第二係合部材が係合状態に復帰することはないの
で、トルク伝達の遮断状態が維持され、過負荷による不
具合の発生を確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る動力伝達装置の好ましい実施の形
態を、軸心を通る平面で切断して示す断面図である。

【図２】図１におけるII−II’断面図である。

【図３】上記実施の形態において、トルクリミッタとし
て作動した状態を軸心を通る平面で切断して示す断面図
である。

【図４】従来の技術による車室空調装置用コンプレッサ
の動力伝達装置を、軸心を通る平面で切断して示す断面
図である。

【符号の説明】

１１ ハウジング筒状端部 １２ 回転軸 １３ ボールベアリング １４ プーリ（駆動側回転体） １５ アウターリング（第一係合部材） １５ａ 係合孔 １６ 可動ハブ（第二係合部材） １６２ 係合突起 １６３ 押圧リブ １７ 固定ハブ（従動部材） １７４ 被押圧リブ １８ ダンパ １９ 皿ばね（付勢手段）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動側回転体（１４）に設けられた第一
   係合部材（１５）と、この第一係合部材（１５）に軸方
   向移動可能に係合された第二係合部材（１６）と、回転
   軸（１２）に固定されると共に前記第二係合部材（１
   ６）と軸方向に対向された従動部材（１７）と、前記第
   二係合部材（１６）及び従動部材（１７）のそれぞれに
   形成されて円周方向に互いに隣接するリブ（１６３，１
   ７４）間に介在されたゴム状弾性体からなるダンパ（１
   ８）とを備え、このダンパ（１８）は、前記リブ（１６
   ３，１７４）間での伝達トルクを受けて圧縮されること
   により軸方向へ膨出して前記第二係合部材（１６）を軸
   方向へ押圧し、設定値を超えるトルクが作用した時に前
   記第二係合部材（１６）を前記第一係合部材（１５）と
   の係合解除位置まで変位させることを特徴とする動力伝
   達装置。
2. 【請求項２】 第二係合部材（１６）を、第一係合部材
   （１５）との係合を維持する方向へ付勢する付勢手段
   （１９）を備えることを特徴とする請求項１に記載の動
   力伝達装置。
3. 【請求項３】 第二係合部材（１６）が、第一係合部材
   （１５）との係合が解除された状態では、この第一係合
   部材（１５）に対して偏心可能であることを特徴とする
   請求項１又は２に記載の動力伝達装置。