JP2003343596A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所定の作動範囲にて動力伝達を遮断する動力
伝達装置を提供する。 【解決手段】 伝達経路において、ダンパー１３ｅをト
ルクリミッタ部をなすピン１４より圧縮機１側に位置さ
せる。これにより、圧縮機１で発生したトルク変動はダ
ンパー１３ｅで吸収され、ピン１４に伝達されるトルク
変動は小さくなる。したがって、ピン１４に作用するト
ルク変動幅が小さくなり下限値が小さくなるので、作動
範囲が拡大し、トルクリミッタ機構の設計開発が容易に
なるとともに、製造バラツキによる作動範囲のバラツキ
が発生しても、トルクリミッタ機能が誤作動してしまう
ことを十分に防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、伝達トルクが所定
トルクを超えた時に動力伝達を遮断するトルクリミッタ
機能を有する動力伝達装置に関するもので、空調装置用
の圧縮機に動力を伝達するプーリや電磁クラッチ等に適
用して有効である。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】トルク
リミッタ機能は、例えば圧縮機の摺動部が焼き付く等し
て固着してしまったときに、トルクの伝達を遮断してベ
ルト等の駆動源側の機器を保護するものである。

【０００３】ところで、実際のトルクリミッタ機構は、
伝達トルクが所定値になった瞬間に動力の伝達を遮断さ
れるものではなく、伝達トルクが所定のトルク範囲（以
下、作動範囲と呼ぶ。）内になったときに動力の伝達が
遮断されるものである。

【０００４】このとき、作動範囲の上限は、一般的に、
駆動源側の機器に障害が発生し始めるトルク、例えばベ
ルトが滑り始めるトルクであり、一方、下限値は、実際
に稼従動機を稼動させたときに発生するトルク変動幅の
最大値に所定の値を加算した値である。

【０００５】このため、従動機のトルク変動幅が大きい
と、下限値が上昇してしまうので、作動範囲が狭くな
り、トルクリミッタ機構の設計開発が困難になるととも
に、製造バラツキによる作動範囲のバラツキにより、設
計上の作動範囲と異なるトルクで動力の伝達が遮断され
てしまうという誤作動が発生してしまう。

【０００６】本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来
と異なる新規な構成の動力伝達装置を提供し、第２に
は、所定の作動範囲にて動力伝達を遮断する動力伝達装
置を提供することを目的とする。

【０００７】

【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（３
０１）で発生した動力を従動機（１）に伝達する動力伝
達装置であって、伝達トルクが所定値以上となったとき
に、動力の伝達を遮断するトルクリミッタ部（１４）
と、従動機（１）の負荷変動に起因して発生するトルク
変動を吸収するダンピング部（１３ｅ、１６）とを備
え、駆動源（３０１）から従動機（１）に至る動力の伝
達経路において、ダンピング部（１３ｅ、１６）は、ト
ルクリミッタ部（１４）より従動機（１）側に位置して
いることを特徴とする。

【０００８】これにより、従動機（１）で発生したトル
ク変動はダンピング部（１３ｅ、１６）で吸収され、ト
ルクリミッタ部（１４）に伝達されるトルク変動は小さ
くなる。

【０００９】したがって、従来と異なる新規な構成の動
力伝達装置を得ることができるとともに、トルクリミッ
タ部（１４）に作用するトルク変動幅が小さくなり下限
値が小さくなるので、作動範囲が拡大し、トルクリミッ
タ機構の設計開発が容易になるとともに、製造バラツキ
による作動範囲のバラツキが発生しても、トルクリミッ
タ機能が誤作動してしまうことを十分に防止できる。

【００１０】請求項２に記載の発明では、駆動源（３０
１）で発生した動力を従動機（１）に伝達する動力伝達
装置であって、駆動源（３０１）からのトルクを受けて
回転する駆動側回転体（１１）と、従動機（１）側に接
続されて回転する従動側回転体（１３ａ）と、駆動側回
転体（１１）から従動側回転体（１３ａ）に至る動力の
伝達経路途中に設けられ、伝達トルクが所定値以上とな
ったときに、動力の伝達を遮断するトルクリミッタ部
（１４）と、駆動側回転体（１１）から従動側回転体
（１３ａ）に至る動力の伝達経路のうち、トルクリミッ
タ部（１４）より従動側回転体（１３ａ）側に設けら
れ、従動機（１）の負荷変動に起因して発生するトルク
変動を吸収するダンピング部（１３ｅ、１６）とを備え
ることを特徴とする。

【００１１】これにより、従動機（１）で発生したトル
ク変動はダンピング部（１３ｅ、１６）で吸収され、ト
ルクリミッタ部（１４）に伝達されるトルク変動は小さ
くなる。

【００１２】したがって、従来と異なる新規な構成の動
力伝達装置を得ることができるとともに、トルクリミッ
タ部（１４）に作用するトルク変動幅が小さくなり下限
値が小さくなるので、作動範囲が拡大し、トルクリミッ
タ機構の設計開発が容易になるとともに、製造バラツキ
による作動範囲のバラツキが発生しても、トルクリミッ
タ機能が誤作動してしまうことを十分に防止できる。

【００１３】請求項３に記載の発明では、駆動源（３０
１）で発生した動力を従動機（１）に伝達する動力伝達
装置であって、駆動源（３０１）からのトルクを受けて
回転する駆動側回転体（１１）と、駆動側回転体（１
１）の内周側に位置して駆動側回転体（１１）と同軸上
に配置され、従動機（１）側に接続されて回転する従動
側回転体（１３ａ）と、駆動側回転体（１１）と従動側
回転体（１３ａ）と繋いで動力を伝達するディスク（１
３ｂ）と、ディスク（１３ｂ）に設けられ、伝達トルク
が所定値以上となったときに、動力の伝達を遮断するト
ルクリミッタ部（１４）と、ディスク（１３ｂ）のう
ち、トルクリミッタ部（１４）より従動側回転体（１３
ａ）側に設けられ、従動機（１）の負荷変動に起因して
発生するトルク変動を吸収するダンピング部（１３ｅ、
１６）とを備えることを特徴とする。

【００１４】これにより、従動機（１）で発生したトル
ク変動はダンピング部（１３ｅ、１６）で吸収され、ト
ルクリミッタ部（１４）に伝達されるトルク変動は小さ
くなる。

【００１５】したがって、従来と異なる新規な構成の動
力伝達装置を得ることができるとともに、トルクリミッ
タ部（１４）に作用するトルク変動幅が小さくなり下限
値が小さくなるので、作動範囲が拡大し、トルクリミッ
タ機構の設計開発が容易になるとともに、製造バラツキ
による作動範囲のバラツキが発生しても、トルクリミッ
タ機能が誤作動してしまうことを十分に防止できる。

【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、
本発明に係る動力伝達装置を車両用空調装置の圧縮機１
に動力を伝達するプーリ１０に適用したものであり、図
１（ａ）は車両用空調装置（蒸気圧縮式冷凍機）の模式
図であり、図１（ｂ）は走行用エンジン３０１からプー
リ１０（圧縮機１）に動力を伝達するＶベルト３０３の
レイアウト図であり、図２はプーリ１０を圧縮機１に装
着した状態を示す断面図であり、図３は図２のＡ矢視図
である。

【００１８】なお、車両用空調装置は、図１（ａ）に示
すように、圧縮機１で圧縮された高温・高圧の冷媒と外
気とを熱交換して冷媒を冷却する放熱器２、放熱器２か
ら流出した冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離器して余
剰冷媒を液相冷媒として蓄えるレシーバ３、レシーバ３
から供給された液相冷媒を減圧する減圧器４、及び減圧
された低圧・低温冷媒と室内に吹き出す空気と熱交換し
て液相冷媒を蒸発させる蒸発器５等からなるものであ
る。

【００１９】因みに、本実施形態では、圧縮機１とし
て、吐出容量を可変制御することができる周知の可変容
量型圧縮機を採用するとともに、その吐出容量を電子制
御装置（ＥＣＵ）６にて制御している。

【００２０】また、減圧器４として、圧縮機１の吸入側
における冷媒過熱度が所定値となるように、その絞り開
度を機械的に制御する温度式膨脹弁を採用している。

【００２１】次に、プーリ１０の構造について、図２、
３を用いて述べる。

【００２２】図２中、プーリ本体１１はＶベルト３０３
を介してエンジン３０１から駆動力（トルク）を受けて
回転する略円筒状に形成された駆動側回転体であり、こ
のプーリ本体１１の内周側にはプーリ本体１１を回転可
能に支持するラジアル転がり軸受１２が装着されてい
る。

【００２３】因みに、ラジアル転がり軸受１２の内輪
は、圧縮機１のフロントハウジング１ａに装着又は圧入
される。

【００２４】なお、本実施形態では、プーリ本体１１と
して、複数列のＶ溝１１ａが設けられたポリードライブ
ベルト対応型のプーリを採用しているとともに、プーリ
本体１１を樹脂製としているため、プーリ本体１１のう
ち軸受１２０が装着（圧入）される内周側には、金属製
のスリーブ１３がインサート成形にてプーリ本体１１に
一体化されている。

【００２５】ハブ１３はプーリ本体１１から圧縮機１の
シャフト１ｂにトルクを伝達するものであり、このハブ
１３は、プーリ本体１１の内周側に位置してプーリ本体
１１と同軸上に配置され、かつ、シャフト１ａにネジ結
合されてシャフト１ａと一体的に回転する従動側回転体
をなす円筒部１３ａ、及びプーリ本体１１に連結されて
円筒部１３ａにトルクを伝達する略円盤状のディスク部
１３ｂ等からなるものである。

【００２６】また、ディスク部１３ｂは、円筒部１３ａ
と金属にて一体成形された内周ディスク部１３ｃ、ピン
１４にてプーリ本体１１の外周側に連結された環状の外
周リング１３ｄ、及び内周ディスク部１３ｃと外周リン
グ１３ｄとを繋ぐゴム等の弾性変形可能な材料（例え
ば、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１３ｅ等からなる。

【００２７】なお、ダンパー１６と内周ディスク部１３
ｃ及び外周リング１３ｄとは、加流接合されている。

【００２８】因みに、シャフトシール１ｃは、シャフト
１ｂとフロントハウジング１ａとの隙間から冷媒が外部
に漏れ出ることを封止するシール手段であり、ワッシャ
１５は、ハブ１３をシャフト１ｂに締め付け固定したと
きにの位置決め用のものであり、止め輪１ｄはシャフト
シール１ｃが脱落することを防止するためのリングであ
る。

【００２９】次に、本実施形態に係るプーリ１０の概略
作動をを述べる。

【００３０】プーリ本体１１がＶベルト３０３を介して
エンジン３０１により回転駆動されると、その駆動トル
クは、ピン１４を介してハブ１３の外周リング１３ｄに
伝達される。

【００３１】そして、外周リング１３ｄに伝達されたト
ルクは、ダンパー１３ｅ及び内周ディスク部１３ｃを介
して内筒部１５ｂに伝達され、その後、シャフト１ｂに
伝達される。

【００３２】したがって、トルクは、プーリ本体１１→
ピン１４→外周リング１３ｄ→ダンパー１３ｅ→内周デ
ィスク部１３ｃ→円筒部１３ａの順に伝達され、エンジ
ン３０１から圧縮機１に至る動力の伝達経路において、
ダンパー１３ｅはピン１４より従動機、つまり圧縮機１
側に位置することとなる。

【００３３】また、圧縮機１は、冷媒を吸入圧縮するた
め、圧縮１、つまりシャフト１ｂを回転させるトルクは
周期的に変動するが、ダンパー１３ｅが弾性部材にて構
成されているため、ダンパー１３ｅは、圧縮機１の負荷
変動に起因して発生するトルク変動を吸収するダンピン
グ部として機能する。

【００３４】ところで、ピン１４は伝達トルクが所定の
作動範囲になったときに破断するようにその機械的強度
が設定されているため、例えば圧縮機１の摺動部が焼き
付きにより固着して伝達トルクが急増したときには、ピ
ン１４が他の部品に比べて優先的に破断する。このた
め、本実施形態では、ピン１４が伝達トルクが所定値以
上となったときに、動力の伝達を遮断するトルクリミッ
タ部として機能する。

【００３５】次に、本実施形態の作用効果を述べる。

【００３６】本実施形態では、ピン１４が位置する半径
Ｒ１を、ダンパー１３ｅが位置する半径Ｒ２より大きく
して、エンジン３０１から圧縮機１に至る動力の伝達経
路において、ダンパー１３ｅをピン１４より圧縮機１側
に位置させているので、圧縮機１で発生したトルク変動
はダンパー１３ｅで吸収され、ピン１４に伝達されるト
ルク変動は小さくなる。

【００３７】したがって、図４に示すように、ピン１４
に作用するトルク変動幅が小さくなり下限値が小さくな
るので、作動範囲が拡大し、トルクリミッタ機構の設計
開発が容易になるとともに、製造バラツキによる作動範
囲のバラツキが発生しても、トルクリミッタ機能が誤作
動してしまうことを十分に防止できる。

【００３８】（第２実施形態）第１実施形態では、ダン
パー１３ｅの弾性変形利用してトルク変動を吸収した
が、本実施形態は、断面が円状に形成された穴部１６ｂ
内に、その円周方向において摺動可能に錘部１６ｂを挿
入し、錘部１６ｂの慣性力によってトルク変動（加振
力）を打ち消す振り子式の吸振機構（機械工学便覧第三
編等参照）にてダンピング部１６を構成したものであ
る。

【００３９】そして、ダンピング部１６（穴部１６ｂ）
の中心半径Ｒ２をピン１４の中心半径Ｒ１より小さくす
ることで、伝達経路において、ダンピング部１６をピン
１４より圧縮機１側に位置させている。

【００４０】（その他の実施形態）上述の実施形態で
は、ピン１４を破断させることによりトルクリミッタ部
を構成したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、例えばディスク部１３ｂとプーリ本体１１とをバネ
を介して機械的に係合させて、伝達トルクが所定トルク
となたときに、係合状態が開放されるような機構であっ
てもよい。

【００４１】また、上述の実施形態では、本発明を車両
用空調装置に適用したが、本発明の適用はこれに限定さ
れるものではなく、その他のものにも適用できる。

【００４２】また、上述の実施形態では、駆動側回転体
が従動側回転体より外周側に位置していたが、本発明は
これに限定されるものではなく、駆動側回転体を従動側
回転体より内周側に配置する、又は駆動側回転体と従動
側回転体とを直線状に並べる等してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は車両用空調装置（蒸気圧縮式冷凍機）
の模式図であり、（ｂ）はＶベルトのレイアウト図であ
る。

【図２】本発明の第１実施形態に係るプーリを圧縮機に
装着した状態を示す断面図である。

【図３】図３は図２のＡ矢視図である。

【図４】トルクリミッタの作動範囲を示す説明図であ
る。

【図５】（ａ）は本発明の第２実施形態に係るプーリの
正面図であり、（ｂ）は本発明の第２実施形態に係るプ
ーリの断面図である。

【符号の説明】

１０…プーリ、１１…プーリ本体、１３…ハブ、１３ａ
…円筒部、１３ｂ…ディスク部、１３ｃ…内周ディスク
部、１３ｄ…外周リング１３ｄ、１３ｅ…ダンパー、１
４…ピン。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動源（３０１）で発生した動力を従動
   機（１）に伝達する動力伝達装置であって、 伝達トルクが所定値以上となったときに、動力の伝達を
   遮断するトルクリミッタ部（１４）と、 前記従動機（１）の負荷変動に起因して発生するトルク
   変動を吸収するダンピング部（１３ｅ、１６）とを備
   え、 前記駆動源（３０１）から前記従動機（１）に至る動力
   の伝達経路において、前記ダンピング部（１３ｅ、１
   ６）は、前記トルクリミッタ部（１４）より前記従動機
   （１）側に位置していることを特徴とする動力伝達装
   置。
2. 【請求項２】 駆動源（３０１）で発生した動力を従動
   機（１）に伝達する動力伝達装置であって、 前記駆動源（３０１）からのトルクを受けて回転する駆
   動側回転体（１１）と、 前記従動機（１）側に接続されて回転する従動側回転体
   （１３ａ）と、 前記駆動側回転体（１１）から前記従動側回転体（１３
   ａ）に至る動力の伝達経路途中に設けられ、伝達トルク
   が所定値以上となったときに、動力の伝達を遮断するト
   ルクリミッタ部（１４）と、 前記駆動側回転体（１１）から前記従動側回転体（１３
   ａ）に至る動力の伝達経路のうち、前記トルクリミッタ
   部（１４）より前記従動側回転体（１３ａ）側に設けら
   れ、前記従動機（１）の負荷変動に起因して発生するト
   ルク変動を吸収するダンピング部（１３ｅ、１６）とを
   備えることを特徴とする動力伝達装置。
3. 【請求項３】 駆動源（３０１）で発生した動力を従動
   機（１）に伝達する動力伝達装置であって、 前記駆動源（３０１）からのトルクを受けて回転する駆
   動側回転体（１１）と、 前記駆動側回転体（１１）の内周側に位置して前記駆動
   側回転体（１１）と同軸上に配置され、前記従動機
   （１）側に接続されて回転する従動側回転体（１３ａ）
   と、 前記駆動側回転体（１１）と前記従動側回転体（１３
   ａ）と繋いで動力を伝達するディスク（１３ｂ）と、 前記ディスク（１３ｂ）に設けられ、伝達トルクが所定
   値以上となったときに、動力の伝達を遮断するトルクリ
   ミッタ部（１４）と、 前記ディスク（１３ｂ）のうち、前記トルクリミッタ部
   （１４）より前記従動側回転体（１３ａ）側に設けら
   れ、前記従動機（１）の負荷変動に起因して発生するト
   ルク変動を吸収するダンピング部（１３ｅ、１６）とを
   備えることを特徴とする動力伝達装置。