JP2003172428A - 動力伝達機構 - Google Patents

動力伝達機構

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JP2003172428A JP2001369592A JP2001369592A JP2003172428A JP 2003172428 A JP2003172428 A JP 2003172428A JP 2001369592 A JP2001369592 A JP 2001369592A JP 2001369592 A JP2001369592 A JP 2001369592A JP 2003172428 A JP2003172428 A JP 2003172428A
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    • F16D43/20—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure
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    • F16D43/204—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure of the ratchet type with intermediate balls or rollers
    • F16D43/208—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure of the ratchet type with intermediate balls or rollers moving radially between engagement and disengagement

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 トルクの遮断の精度が低下せずに、ゴムリン
グとハブ及びボール押圧リングとの間に封入された防錆
材又は潤滑材をシールする機能が向上し、また、シール
機能を維持し、しかも、ハブの回転軸に発生するスラス
ト力を支持できる動力伝達機構を提供する。 【解決手段】 インナーリング８における回転軸の各径
方向テーパ状凹部８ａの両側には、各ボール９が当接す
る回転軸の軸方向当接部８ｃ，８ｄが形成されている。
圧縮機等の回転軸２がその軸方向に移動しようとして
も、各軸方向当接部は各ボールの軸方向の移動を規制す
る。したがって、回転軸に発生するスラストを支持でき
る。また、ゴムリング７の内周面におけるインナーリン
グに接する２つの部分からリップ状シール７ａが傾斜し
て突出するように全周にわたって形成される。両リップ
状シールの先端は、ハブ１０のフランジ１０ｈの先端内
面とボール押圧リング１２の先端内面とに、それぞれ圧
接する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、トルクリミッタの
機能を有する動力伝達機構に関するものであり、圧縮機
及び一般産業用機器等の分野に広範に用いることができ
る。
【０００２】
【従来の技術】この種の動力伝達機構は、多数提案され
ているが、一例として特開２００１−１５３１５２号公
報に記載された動力伝達機構について図４と図５を参照
して説明する。
【０００３】圧縮機１のハウジングには、球軸受３の内
輪が固定され、球軸受３の外輪には、プーリ４が固定さ
れている。プーリ４の側面には、アウターリング５が３
本のボルト６によって固定され、アウターリング５の内
側には、加硫接着された弾性変形可能なゴムリング７を
介してインナーリング８が固定されている。ゴムリング
７は、緩衝作用を営む。インナーリング８には、１個の
ボール９を収容するための回転軸の径方向テーパ状凹部
８ａが、同一径上に等間隔で数箇所形成されている。回
転軸の各径方向テーパ状凹部８ａには、一対のテーパ面
８ｂが左右対称に形成されている。
【０００４】圧縮機の回転軸２には、ハブ１０の軸取付
部１０ａがナット１１によって固定されている。ハブ１
０には、１個のボール９を収容するための回転軸の径方
向及び軸方向凹部１０ｂが、同一径上に等間隔で数箇所
形成されている。また、回転軸の各径方向及び軸方向凹
部１０ｂに連続して各回転軸方向奥凹部１０ｃが形成さ
れている。
【０００５】各ボール９は、トルクの伝達時には、図５
（ａ）に示されるように、回転軸の各径方向テーパ状凹
部８ａと回転軸の各径方向及び軸方向凹部１０ｂとにま
たがって位置する。しかし、トルクの遮断時には、各ボ
ール９は、図５（ｂ）に示されるように、回転軸の各径
方向及び軸方向凹部１０ｂに移動して、更に、各回転軸
方向奥凹部１０ｃに移動する。各ボール９の移動につい
ては、後述する。
【０００６】ハブ１０の突出円筒部１０ｄには、ボール
押圧リング１２と皿ばね１３とをはめて、ナット１４に
よって固定する。ナット１４の締め付け度を加減するこ
とによって、ボール押圧リング１２に対する皿ばね１３
の付勢力を設定することができる。ボール押圧リング１
２には、各ボール９を径方向外側に配置されるインナー
リング８と回転軸方向に配置されるハブ１０とに対して
圧接させるための傾斜面１２ａが形成されている。イン
ナーリング８、ハブ１０及びボール押圧リング１２によ
って密閉された空間に、防錆材又は潤滑材を封入する。
【０００７】トルクの伝達時における動力伝達機構の作
用について説明する。各ボール９は、インナーリング８
の回転軸の各径方向テーパ状凹部８ａの一対のテーパ面
８ｂと、ハブ１０の突出部１０ｅと、ボール押圧リング
１２の傾斜面１２ａとに圧接しているため、プーリ４の
回転は、３本のボルト６、アウターリング５、ゴムリン
グ７、インナーリング８、各ボール９、ハブ１０の突出
部１０ｅ及びハブ１０の軸取付部１０ａを経て圧縮機の
回転軸２に伝達される。
【０００８】圧縮機１の焼付き事故等に起因する設定値
を超過したトルクが発生した際には、図５（ａ）の状態
が維持されずに、インナーリング８の回転軸の各径方向
テーパ状凹部８ａの一方のテーパ面８ｂ（プーリ４の回
転方向に応じていずれか一方）が、各ボール９を押圧し
て図５（ｂ）に示されるようにハブ１０の回転軸の各径
方向及び軸方向凹部１０ｂに移動する。この移動後の状
態では、各ボール９は、径方向外側に戻る若干の恐れが
あるため、各一方のテーパ面８ｂとボール押圧リング１
２の傾斜面１２ａとは、各ボール９を各回転軸方向奥凹
部１０ｃに更に移動する。この結果、各ボール９は、径
方向外側に戻ることを確実に阻止される。このとき、ボ
ール押圧リング１２は、傾斜面１２ａが各ボール９に押
圧されることによって、皿ばね１３に抵抗しながら図４
において一時的に若干左方向に移動した後に復元する。
したがって、インナーリング８と各ボール９とは、離間
するため、プーリ４の回転は、圧縮機の回転軸２に伝達
されない。
【０００９】図４において、ハブ１０のフランジ１０ｈ
の外周面はゴムリング７の内周面に圧接し、また、ボー
ル押圧リング１２の外周面もゴムリング７の内周面に圧
接する。したがって、ハブ１０とゴムリング７とボール
押圧リング１２とによって密閉された空間には、外部か
ら異物が侵入しないので、動力伝達機構の遮断機能に支
障が生じない。また、グリース等の潤滑材又は防錆材を
密閉された空間に封入すると、動力伝達機構における遮
断構造の摩耗防止及び防錆を図ることができる。
【００１０】次に、圧縮機１の一例として特公平２−６
１６２７号公報に記載された可変容量型斜板式圧縮機の
回転軸に生じるスラストについて図６を参照して説明す
る。
【００１１】圧縮機１の回転軸２の一端側は、シリンダ
ブロック２４に設置されたラジアル軸受２７とスラスト
軸受３３及び調整ねじ３４とにより支持される。回転軸
２には、斜板支持体２９が所定の角度の範囲内で傾斜可
能にはめられ、斜板支持体２９には、斜板３１が固定さ
れる。圧縮機１が運転され、車両を急加速するときな
ど、圧縮機のクランク室内に吐出ガスを導入して、強制
的に斜板の傾斜角を最小に維持すると、回転軸２に右方
向のスラストが生じるが、スラスト軸受３３はこのスラ
ストを受ける。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の動力伝達機
構におけるシール構造では、ゴムリング７の内周面とハ
ブ１０のフランジ１０ｈの外周面との圧接面の摩擦力、
及び、ゴムリング７の内周面とボール押圧リング１２の
外周面との圧接面の摩擦力が、遮断トルクに影響し、結
果としてトルクの遮断の精度が低下する。また、圧接面
の面圧を弱くすれば、トルクの遮断の精度は向上する
が、封入された防錆材又は潤滑材をシールする機能が低
下する。
【００１３】更に、ハブ１０及びボール押圧リング１２
がゴムリング７及びインナーリング８に対して位置がず
れることにより、シールの機能が低下する。位置ずれ
は、圧縮機１のクランク室に吐出ガスを導入して、強制
的に斜板の傾斜角を最小に維持するときに、スラスト力
が発生する。このスラスト力を支持するためにスラスト
軸受３３は設置されているが、組み付けの煩雑さやコス
トアップの問題があった。
【００１４】そこで、本発明は、前記従来の動力伝達機
構の欠点を改良し、トルクの遮断の精度が低下せずに、
ゴムリングとハブ及びボール押圧リングとの間に封入さ
れた防錆材又は潤滑材をシールする機能が向上し、ま
た、シール機能を維持し、しかも、圧縮機等のスラスト
力を支持する機能を有する動力伝達機構を提供しようと
するものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、次の手段を採用する。
【００１６】１．複数の回転軸の径方向テーパ状凹部を
有する駆動側回転部材と、回転軸に連結され、かつ、複
数の回転軸の径方向及び軸方向凹部を有する従動側回転
部材と、前記回転軸の各径方向テーパ状凹部から前記回
転軸の各径方向及び軸方向凹部に移動することができる
各ボールと、前記従動側回転部材に取り付けられたばね
及び前記ばねによって付勢されたボール押圧リングとか
ら構成される動力伝達機構において、前記駆動側回転部
材に、前記各ボールが前記回転軸の軸方向に移動するこ
とを規制する手段が設けられる動力伝達機構。
【００１７】２．前記各ボールが前記回転軸の方向に移
動することを規制する前記手段は、前記回転軸の各径方
向テーパ状凹部の側部に設けられる回転軸の軸方向当接
部である前記１記載の動力伝達機構。
【００１８】３．前記回転軸の軸方向当接部は前記回転
軸の各径方向テーパ状凹部の両側部に設けられる前記２
記載の動力伝達機構。
【００１９】４．前記回転軸の軸方向当接部は前記回転
軸の各径方向テーパ状凹部の従動機器側のみに設けられ
る前記２記載の動力伝達機構。
【００２０】５．前記駆動側回転部材に、前記回転軸の
軸方向に対して平行な方向に、又は、前記回転軸の軸方
向及び径方向に対して傾斜した方向に、シール部材が設
けられ、前記シール部材が前記従動側回転部材に圧接す
る前記１，２，３又は４記載の動力伝達機構。
【００２１】６．前記シール部材が弾性変形可能なリッ
プ状シールである前記５記載の動力伝達機構。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明の３つの実施の形態例の動
力伝達機構について説明する。
【００２３】まず、第１実施の形態例について図１を参
照して説明する。ただし、第１実施の形態例の説明は、
主として前記従来の動力伝達機構の説明と相違する点の
みについて行い、同様な点については省略する。
【００２４】圧縮機等のハウジング（図示せず）には、
球軸受３の内輪が固定され、球軸受３の外輪には、プー
リ４が固定されている。プーリ４の側面には、アウター
リング５が数本のボルト（図示せず）によって固定さ
れ、アウターリング５の内側には、加硫接着された弾性
変形可能なゴムリング７を介してインナーリング８が固
定されている。ゴムリング７は、緩衝作用を営む。イン
ナーリング８には、１個のボール９を収容するための回
転軸の径方向テーパ状凹部８ａが、同一径上に等間隔で
数箇所形成されている。また、インナーリング８におけ
る回転軸の各径方向テーパ状凹部８ａの圧縮機等の回転
軸２方向の両側には、各ボール９が当接する回転軸の軸
方向当接部８ｃ，８ｄが形成されている。
【００２５】ゴムリング７の内周面は、ハブ１０のフラ
ンジ１０ｈの外周面とボール押圧リング１２の外周面と
に、それぞれ圧接する。ゴムリング７、ハブ１０及びボ
ール押圧リング１２によって密閉された空間に、防錆材
又は潤滑材を封入する。圧縮機等の回転軸２が、その軸
方向に移動しようとしても、インナーリング８の回転軸
の軸方向当接部８ｃ，８ｄは、各ボール９の軸方向の移
動を規制する。したがって、回転軸２に発生するスラス
ト力を支持することができる。
【００２６】次に、第２実施の形態例について図２を参
照して説明する。ただし、第２実施の形態例の説明は、
第１実施の形態例の説明と相違する点のみについて行
い、同様な点については省略する。
【００２７】ゴムリング７の内周面とハブ１０のフラン
ジ１０ｈの外周面との間、及び、ゴムリング７の内周面
とボール押圧リング１２の外周面との間には、クリアラ
ンスが設置されている。また、ゴムリング７の内周面に
おけるインナーリング８に接する２つの部分からリップ
状シール７ａが傾斜して突出するように全周にわたって
形成される。各リップ状シール７ａの方向は、回転軸２
の方向に対して平行に形成することもできる。両リップ
状シール７ａの先端は、ハブ１０のフランジ１０ｈの先
端内面とボール押圧リング１２の先端内面とに、それぞ
れ圧接する。したがって、ゴムリング７の両リップ状シ
ール７ａ、ハブ１０のフランジ１０ｈの先端内面及びボ
ール押圧リング１２の先端内面によって密閉された空間
に防錆材又は潤滑材を封入することができる。
【００２８】続いて、第３実施の形態について図３を参
照して説明する。ただし、第３実施の形態例の説明は、
第２実施の形態例の説明と相違する点のみについて行
い、同様な点については省略する。
【００２９】第２実施の形態例では、インナーリング８
における回転軸の各径方向テーパ状凹部８ａの圧縮機１
等の回転軸２方向の両側に、回転軸の軸方向当接部８
ｃ，８ｄが形成されている。これに対して、第３実施の
形態では、図３（ｂ）に示されるように、インナーリン
グ８における回転軸の各径方向テーパ状凹部８ａの圧縮
機１側のみに、回転軸の軸方向当接部８ｃが形成されて
いる。その理由は、圧縮機１の回転軸２に生じるスラス
トは、主として圧縮機１の右側へ向かうためである。
【００３０】本実施の形態例の動力伝達機構を圧縮機１
に使用した場合の要点について図３（ａ）を参照して説
明する。
【００３１】圧縮機１の種類は、可変容量型斜板式圧縮
機である。圧縮機１の内部機構は、シリンダブロック２
４とフロントハウジング２３とに収納され、フロントハ
ウジング２３に動力伝達機構の球軸受３の内輪が固定さ
れる。シリンダブロック２４には、数個のシリンダ２４
ａが設けられ、各シリンダ２４ａにピストン２５が往復
運動可能に挿入されている。圧縮機１の回転軸２の左右
両側は、フロントハウジング２３に設置されたラジアル
軸受２６とシリンダブロック２４に設置されたラジアル
軸受２７とにより支持される。回転軸２には、ロータ２
８が固定され、また、斜板支持体２９が所定の角度の範
囲内で傾斜可能にはめられ、ロータ２８のアーム２８ａ
に設けられたトラック状孔２８ｂに斜板支持体２９のア
ーム２９ａに設けられたピン２９ｂが移動可能に挿入さ
れている。ロータ２８と斜板支持体２９との間の回転軸
２には、圧縮コイルばね３０が巻き付けられている。斜
板支持体２９には、斜板３１が固定され、各ピストン２
５と斜板３１の表裏両面との間にスライディングシュー
３２が設置される。
【００３２】プーリ４が回転すると、回転軸２は回転
し、ロータ２８、斜板支持体２９、斜板３１及び各スラ
イディングシュー３２を介して各ピストン２５を左右に
往復運動させる。各ピストン２５のストロークは、斜板
３１の傾斜角度により変化し、これによってガスの圧縮
容量が制御される。
【００３３】回転軸２に生じる右方向のスラストは、イ
ンナーリング８の回転軸方向当接部８ｃにより受けるこ
とができるので、本発明は、従来の圧縮機に設置される
シリンダブロック側のスラスト軸受を必要としない。な
お、ロータ２８とフロントハウジング２３との間にスラ
スト軸受３５を設置して、ロータ２８にかかる左方向の
スラストを受ける。
【００３４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、次の効果を奏する。
【００３５】１．回転軸の軸方向当接部及びシール構造
の採用により、トルクの遮断機構内部に防錆材又は潤滑
材を封入することができ、また、異物がトルクの遮断機
構内部に侵入することを防止できる。
【００３６】２．シール構造にリップ状シールを採用す
ることにより、トルクの遮断精度を向上することができ
る。
【００３７】３．複数の径方向テーパ状凹部を有する駆
動側回転部材に、各ボールの回転軸方向の移動を規制す
る手段が設けられるので、回転軸のスラスト軸受が不要
となる。したがって、圧縮機等の組立が簡易となり、ま
た、コストが安価になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態例の動力伝達機構の断
面図である。
【図２】本発明の第２実施の形態例の動力伝達機構の断
面図である。
【図３】本発明の第３実施の形態例の動力伝達機構が可
変容量型斜板圧縮機に使用された状態の断面図であり、
（ａ）は全体図、（ｂ）は（ａ）における円内の拡大図
を、それぞれ示す。
【図４】従来の動力伝達機構の断面図である。
【図５】（ａ）は図４における線Ａ−Ａによる断面図、
（ｂ）は（ａ）においてボールが移動してトルクが遮断
された状態の断面図を、それぞれ示す。
【図６】従来の可変容量型斜板式圧縮機における回転軸
に生じるスラストを受けるスラスト軸受とその付近の断
面図である。
【符号の説明】
１ 圧縮機 ２ 回転軸 ３ 球軸受 ４ プーリ ５ アウターリング ７ ゴムリング ７ａ リップ状シール ８ インナーリング ８ａ 回転軸の径方向テーパ状凹部 ８ｂ テーパ面 ８ｃ，８ｄ 回転軸の軸方向当接部 ９ ボール １０ ハブ １０ｂ 回転軸の径方向及び軸方向凹部 １０ｈ フランジ １２ ボール押圧リング

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の回転軸の径方向テーパ状凹部を有
    する駆動側回転部材と、回転軸に連結され、かつ、複数
    の回転軸の径方向及び軸方向凹部を有する従動側回転部
    材と、前記回転軸の各径方向テーパ状凹部から前記回転
    軸の各径方向及び軸方向凹部に移動することができる各
    ボールと、前記従動側回転部材に取り付けられたばね及
    び前記ばねによって付勢されたボール押圧リングとから
    構成される動力伝達機構において、 前記駆動側回転部材に、前記各ボールが前記回転軸の軸
    方向に移動することを規制する手段が設けられることを
    特徴とする動力伝達機構。
  2. 【請求項２】 前記各ボールが前記回転軸の軸方向に移
    動することを規制する前記手段は、前記回転軸の各径方
    向テーパ状凹部の側部に設けられる回転軸の軸方向当接
    部であることを特徴とする請求項１記載の動力伝達機
    構。
  3. 【請求項３】 前記回転軸の軸方向当接部は前記回転軸
    の各径方向テーパ状凹部の両側部に設けられることを特
    徴とする請求項２記載の動力伝達機構。
  4. 【請求項４】 前記回転軸の軸方向当接部は前記回転軸
    の各径方向テーパ状凹部の従動機器側のみに設けられる
    ことを特徴とする請求項２記載の動力伝達機構。
  5. 【請求項５】 前記駆動側回転部材に、前記回転軸の軸
    方向に対して平行な方向に、又は、前記回転軸の軸方向
    及び径方向に対して傾斜した方向に、シール部材が設け
    られ、前記シール部材が前記従動側回転部材に圧接する
    ことを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の動力伝
    達機構。
  6. 【請求項６】 前記シール部材が弾性変形可能なリップ
    状シールであることを特徴とする請求項５記載の動力伝
    達機構。
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