JP2005201433A - 動力伝達装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】緩衝ゴムの緩衝効果を低下させることがなく、動力の伝達を常に良好に行うことができる動力伝達装置を提供する。
【解決手段】緩衝ゴム４０を環状に形成するとともに、その外周面及び内周面には互いに周方向に間隔をおいて配置された複数の凸部４１，４２を設け、プーリ３０の内周面及びトルク板５０の外周面には緩衝ゴム４０の外周面及び内周面の凸部４１，４２に嵌合する凹部３１，５１を設けたので、動力伝達時には緩衝ゴム４０を圧縮方向及び剪断方向へ弾性変形させることができ、従来の緩衝ゴムのように、圧縮方向のみの弾性変形により発生する永久歪みによる緩衝効果の低下を防止することができる。また、緩衝ゴム４０をリング状に一体に形成したので、組立作業を容易に行うことができ、生産性の向上を図ることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば車両用空気調和装置に用いられる圧縮機に車両の駆動源からの動力を伝達する動力伝達装置に関するものである。
従来、この種の動力伝達装置としては、動力源からの動力によって回転するプーリと、プーリによって回転する伝動部材と、伝動部材にトルクリミッタを介して連結されたハブとを備え、プーリ及び伝動部材の一方に周方向に間隔をおいて軸方向に突出するように設けた複数の突出部と、他方に周方向に間隔をおいて突出部を受容するように設けた複数の受容部とを互いに対向させるとともに、一方の突出部と他方の受容部との間にそれぞれ径方向断面コ字状に形成された緩衝ゴムを介在させ、各緩衝ゴムを介してプーリの回転力を伝動部材に伝達するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−５４７１１号公報
しかしながら、前記動力伝達装置では、プーリに回転力が加わると、各突出部と各受容部の間の緩衝ゴムが圧縮方向に弾性変形して衝撃を吸収し、伝動部材に回転力が伝達されるようになっているため、緩衝ゴムが圧縮方向の力をくり返し受けることにより緩衝ゴムが永久歪みを生じて各突出部及び各受容部と緩衝ゴムとの間に隙間が生じ、プーリと伝動部材との間で有害な振動が発生したり、緩衝ゴムの硬化により緩衝効果が低下するという問題点があった。
また、複数の突出部及び複数の受容部にそれぞれ緩衝ゴムを介在させているため、部品点数及び組み付け工数が多くなり、製造コストが高くなるという問題点があった。
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、緩衝ゴムの緩衝効果を低下させることがなく、動力の伝達を常に良好に行うことができる動力伝達装置を提供することにある。
本発明は前記目的を達成するために、外部からの動力によって回転する第１の駆動側回転体と、第１の駆動側回転体によって回転する第２の駆動側回転体と、第１及び第２の駆動側回転体の間に配置された緩衝ゴムと、第２の駆動側回転体の回転力が伝達される従動側回転体と、第２の駆動側回転体と従動側回転体との間に所定の大きさ以上のトルクが生ずると、第２の駆動側回転体から従動側回転体に伝達される動力を遮断する動力遮断機構とを備え、第１の駆動側回転体の回転力を緩衝ゴムを介して第２の駆動側回転体に伝達するようにした動力伝達装置において、前記緩衝ゴムを環状に形成するとともに、その外周面及び内周面には互いに周方向に間隔をおいて配置された複数の凸部をそれぞれ設け、第１及び第２の駆動側回転体の一方の内周面に緩衝ゴムの外周面側の各凸部にそれぞれ嵌合する複数の凹部を設けるとともに、第１及び第２の駆動側回転体の他方の外周面には緩衝ゴムの内周面側の各凸部にそれぞれ嵌合する複数の凹部を設けている。これにより、緩衝ゴムが環状に形成されるとともに、その外周面及び内周面には第１及び第２の駆動側回転体に設けられたそれぞれの凹部に嵌合する凸部が設けられていることから、緩衝ゴムは周方向に圧縮されるとともに、その凸部が剪断方向に弾性変形する。
本発明によれば、動力伝達時には緩衝ゴムを圧縮方向及び剪断方向へ弾性変形させることができるので、従来の緩衝ゴムのように、圧縮方向のみの弾性変形により発生する永久歪みによる緩衝効果の低下を防止することができる。また、緩衝ゴムを環状に一体に形成したので、組立作業を容易に行うことができ、生産性の向上を図ることができる。
図１乃至図７は本発明の第１の実施形態を示すもので、図１は動力伝達装置の側面断面図、図２及び図３は動力伝達装置の分解斜視図、図４は動力伝達装置の要部正面断面図、図５はハブの斜視図、図６は一体に形成されたトルク板とハブの側面断面図、図７は動力の伝達を遮断した状態を示す動力伝達装置の要部側面断面図である。
この動力伝達装置は、回転装置としての圧縮機１０の本体を形成するハウジング２０と、動力源から回転力が伝達される第１の駆動側回転体としてのプーリ３０と、プーリ３０に生ずる振動や衝撃またはトルク変動を吸収する緩衝ゴム４０と、緩衝ゴム４０を介してプーリ３０の回転力が伝達される第２の駆動側回転体としてのトルク板５０と、圧縮機１０の回転軸２１にトルク板５０の回転力を伝達する従動側回転体としてのハブ６０とから構成されている。
ハウジング２０は円筒状の部材からなり、一端から突出した回転軸２１にトルクが伝達されることにより、圧縮機１０内の図示しない圧縮機構を回転させるようになっている。
プーリ３０は回転軸２１に対して同軸状に配置され、ハウジング２０に設けられたベアリング２２に回動自在に支持されている。また、プーリ３０の外周部に図示しない動力伝達用のベルトを巻き掛けることにより、動力源からのトルクが伝達されるようになっている。プーリ３０の軸方向一端側の内周面には、図２に示すように、緩衝ゴム４０の凸部４１と嵌合する複数の凹部３１が互いに周方向に間隔をおいて設けられている。
緩衝ゴム４０は、ゴム等の弾性材料からなり、断面四角形状の環状に形成され、外周面には、図２に示すように、プーリ３０の内周面に設けられた各凹部３１と嵌合する軸方向断面四角形状の凸部４１が周方向に交互に設けられている。また、緩衝ゴム４０の内周面には、図３に示すように、トルク板５０の外周面に設けられた後述する複数の凹部５１と嵌合する軸方向断面四角形状の凸部４２が周方向に間隔をおいて設けられている。更に、緩衝ゴム４０の外周面側の各凸部４１と内周面側の各凸部４２は周方向に互い違いにずれるように配置されている。
トルク板５０は、熱硬化性樹脂等の合成樹脂を環状に形成した部材からなり、プーリ３０の軸方向一端側の外周面には、図３に示すように、緩衝ゴム４０の内周面の凸部４２に嵌合する複数の凹部５１が互いに周方向に間隔をおいて設けられている。
このとき、緩衝ゴム４０は、図４に示すように、外周面の各凸部４１間４１′及び内周面の各凸部４２間４２′がそれぞれプーリ３０の各凹部３１間３１′及びトルク板５０の各凹部５１間５１′の面を互いに周方向に摩擦抵抗が生ずるように径方向に接触するように形成されている。
また、トルク板５０とプーリ３０との間には緩衝ゴム４０の膨張を許容する隙間が設けられている。
ハブ６０は、アルミ等の金属製の材料を環状に形成した部材からなり、その径方向中央には回転軸２１を連絡するスプライン構成の連結部６１が設けられ、ボルト２３により回転軸２１に固定されるようになっている。また、ハブ６０の軸方向一端面には、図５に示すように、軸方向に延びる複数の突起部としての係合ピン６２が互いに周方向に間隔をおいて一体に設けられている。また、ハブ６０はトルク板５０を組付けた状態で合成樹脂を成型することによりトルク板５０と一体に形成されている。この場合、図６に示すように、ハブ６０の係合ピン６２は合成樹脂に覆われるので、トルク板５０に対してハブ６０の周方向の移動が規制される。
以上のように構成された動力伝達装置において、動力源からの動力がプーリ３０に伝達されると、プーリ３０と一体にトルク板５０が回転する。その際、プーリ３０の回転力は緩衝ゴム４０を介してトルク板５０に伝達され、緩衝ゴム４０がプーリ３０の凹部３１とトルク板５０の凹部５１との間で弾性変形することにより、急激な回転変動等による衝撃が吸収される。また、トルク板５０の回転力は係合ピン６２を介してハブ６０に伝達され、ハブ６０と共に回転軸２１が回転する。
ここで、例えば圧縮機１０の焼き付きなどにより、プーリ３０側に過大な回転負荷が加わると、図７に示すように、ハブ６０に設けられた係合ピン６２の基端部６２ａが破断し、トルク板５０からハブ６０へのトルクの伝達が遮断される。これにより、プーリ３０と圧縮機１０との連結が解除されてプーリ３０のみが回転することから、動力源に過大な回転負荷が加わることがない。また、ハブ６０に設けられた係合ピン６２の外径または径方向の中心からの距離とその本数によって係合ピン６２が破断するトルクの大きさを任意に設定することが可能となる。
本実施形態の動力伝達装置によれば、緩衝ゴム４０を環状に形成するとともに、その外周面及び内周面には互いに周方向に間隔をおいて配置された複数の凸部４１，４２を設け、プーリ３０の内周面及びトルク板５０の外周面には緩衝ゴム４０の外周面及び内周面の凸部４１，４２に嵌合する凹部３１，５１を設けたので、動力伝達時には緩衝ゴム４０を圧縮方向及び剪断方向へ弾性変形させることができ、従来の緩衝ゴムのように、圧縮方向のみの弾性変形により発生する永久歪みによる緩衝効果の低下を防止することができる。また、緩衝ゴム４０をリング状に一体に形成したので、組立作業を容易に行うことができ、生産性の向上を図ることができる。
また、緩衝ゴム４０の外周面の各凸部４１間４１′及び内周面の各凸部４２間４２′がそれぞれプーリ３０の各凹部３１間３１′及びトルク板５０の各凹部５１間５１′の面と互いに周方向に摩擦抵抗を生ずるように径方向に接触するように形成されているので、緩衝ゴム４０の外周面の各凸部４１間４１′及び内周面の各凸部４２間４２′とプーリ３０の各凸部３１間３１′及びトルク板５０の各凹部５１間５１′との間の周方向の移動を防止することができ、緩衝ゴム４０の外周面及び内周面に設けられた複数の凸部４１，４２に永久歪みが生じた場合でも、緩衝ゴム４０の凸部４１，４２とプーリ３０及びトルク板５０の凹部３１，５１の間の周方向のがたつきによる振動や衝撃音の発生を防止することができる。
また、緩衝ゴム４０の外周面の各凸部４１と内周面の各凸部４２を周方向に互い違いにずれるように配置したので、緩衝ゴム４０に対して確実に剪断力を作用させることができ、より一層圧縮力による永久歪みを防止することができる。
また、トルク板５０及びハブ６０を係合ピン６２によって連結し、所定の大きさ以上のトルクが生ずると係合ピン６２を剪断力によって破断させて、トルク板５０と圧縮機１０との連結を解除するようにしたので、簡単な構造により確実に圧縮機１０とプーリ３０とのトルクの伝達を遮断することができる。
また、係合ピン６２をトルク板５０及びハブ６０の軸方向に延びるように形成したので、係合ピン６２を所定の剪断力によって確実に破断させることができ、トルクの伝達を遮断する回転力を容易に設定することができる。
また、ハブ６０を疲労限度が高い金属材料から形成したので、通常のトルク伝達時の疲労による破断を防止することができ、動力遮断機構の信頼性の向上を図ることができる。
また、トルク板５０を合成樹脂から形成したので、容易に加工することができ、製造コストを低減することができる。
また、トルク板５０をハブ６０の係合ピン６２を係合させた状態で合成樹脂によって成型することによりハブ６０と一体に形成したので、組立工程においてトルク板５０とハブ６０を組付けることなく一部品として扱うことができ、組立工数の低減を図ることができる。
尚、前記実施形態では、金属製のハブ６０をトルク板５０が配置された状態で合成樹脂を成型することによりトルク板５０と一体に形成したものを示したが、トルク板５０に係合孔を設けて係合ピン６２と係合させることにより、ハブ６０をトルク板５０に取付けるようにしてもよい。
また、前記実施形態では、緩衝ゴム４０を外周面の各凸部４１間４１′及び内周面の各凸部４２間４２′がそれぞれプーリ３０の各凹部３１間３１′及びトルク板５０の各凹部５１間５１′の面を互いに周方向に摩擦抵抗が生ずるように径方向に接触させるように形成したものを示したが、緩衝ゴム４０を外周面の各凸部４１間４１′及び内周面の各凸部４２間４２′がそれぞれプーリ３０の各凹部３１間３１′及びトルク板５０の各凹部５１間５１′の少なくとも一部を互いに径方向に接触させるように形成してもよいし、図８及び図９に示すように、緩衝ゴム４０の外周面の各凸部４１間４１′及び内周面の各凸部４２間４２′のそれぞれ少なくとも一部に、プーリ３０の各凹部３１間３１′の面を互いに周方向に摩擦抵抗が生ずるように径方向に接触させるとともに、トルク板５０の各凹部５１間５１′の面を互いに周方向に摩擦抵抗が生ずるように径方向に接触させる突起部４３または軸方向に延びる延出部４４を形成し、図１０に示すように、各突起部４３または延出部４４とプーリ３０の各凹部３１間３１′及びトルク板５０の各凹部５１間５１′を接触させるようにしてもよい。
図１１及び図１２は本発明の第２の実施形態を示すもので、図１１は動力伝達装置の側面断面図、図１２は動力の伝達を遮断した状態を示す動力伝達装置の側面断面図である。尚、前記第１の実施形態と同等の構成部分には同一の符号を付して示す。
本実施形態の圧縮機は、緩衝ゴム４０を介してプーリ３０の回転力が伝達される第２の駆動側回転体としてのトルク板７０と、圧縮機１０の回転軸２１にトルク板５０の回転力を伝達する従動側回転体としてのハブ８０と、トルク板７０の回転力をハブ８０に伝達する複数のボール９０と、各ボール９０を軸方向に押圧する押圧リング１００とを備えている。
トルク板７０は、第１の実施形態と同様に、外周面は緩衝ゴム４０の内周面の凸部４２に嵌合する複数の凹部７１が互いに周方向に間隔をおいて設けられている。トルク板７０の内周面には各ボール９０に径方向外側から係止する係止リング７２が取り付けられている。係止リング７２の内周面には互いに所定角度をなす複数のテーパ面７３が形成され、各ボール９０は互いに隣り合うテーパ面７３に当接することにより、径方向外側に位置するようになっている。
ハブ８０は円板状に形成され、トルク板７０の内周面側に配置されている。ハブ８０の一端面側には回転軸２１を連結する連結部８１が設けられ、回転軸２１はハブ８０の他端面側から螺合するナット８２によってハブ８０に固定されている。ハブ８０の他端面には各ボール９０をそれぞれ径方向に移動自在に係合する複数のボール溝８３が互いに周方向に間隔をおいて設けられ、各ボール９０はボール溝８３の内側面に周方向に係止している。この場合、各ボール溝８３の径方向外側には軸方向に突出する凸部８４が設けられ、凸部８４はボール溝８３の径方向外側に位置するボール９０に軸方向に当接するようになっている。また、ハブ８０の他端面の径方向に中央部には、ナット８２を覆うように軸方向に筒状に延びる延出部８５が設けられている。
押圧リング１００はハブ８０の延出部８５に軸方向に移動自在に係合しており、その一端側は各ボール９０に当接している。押圧リング９０の一端面には径方向外側から内側に向かって徐々に軸方向に突出する傾斜面１０１が設けられ、傾斜面１０１の径方向外側には各ボール溝８３の径方向外側に位置するボール９０がそれぞれ当接している。押圧リング１００の他端面側にはハブ８０の延出部８５に係合する皿バネ１０２が設けられ、皿バネ１０２によって押圧リング１００がボール９０側に付勢されている。皿バネ１０２は延出部８５に螺合する環状のナット１０３と押圧リング１００との間に圧縮状態で配置され、ナット１０３の締め付け力を調整することにより、皿バネ１０２による押圧リング１００の押圧力を任意に設定可能になっている。
以上のように構成された動力伝達装置において、動力源からの動力がプーリ３０に伝達されると、プーリ３０と一体にトルク板７０が回転する。その際、プーリ７０の回転力は緩衝ゴム４０を介してトルク板７０に伝達され、緩衝ゴム４０の凸部４１，４２がプーリ３０の凹部３１とトルク板７０の凹部７１との間で弾性変形することにより、急激な回転変動等による衝撃が吸収される。また、トルク板７０の回転力は係止リング７２及び各ボール９０を介してハブ８０に伝達され、ハブ８０と共に回転軸２１が回転する。その際、各ボール９０は押圧リング１００の傾斜面１０１によって各ボール溝８３の径方向外側に押圧されており、各ボール９０が係止リング７２のテーパ面７３に周方向に係止することにより、トルク板７０の回転力がハブ８０に伝達される。
ここで、例えば圧縮機１０の焼き付きなどにより、プーリ３０側に過大な回転負荷が加わると、係止リング７２のテーパ面７３の押圧により、図１２に示すように各ボール９０が押圧リング１００の押圧力に抗してボール溝８３の径方向内側に移動する。これにより、各ボール９０がボール溝８３の凸部８４と押圧リング１００によりボール溝８３の径方向内側に保持され、各ボール９０が係止リング７２と係止不能な位置に拘束されることから、トルク板７０がハブ８０に対して空転し、プーリ３０側から回転軸２１への動力の伝達が遮断される。
このように、本実施形態の動力伝達装置によれば、トルク板７０に径方向に移動可能な複数のボール９０を係止することによってトルク板７０の動力をハブ８０に伝達し、トルク板７０とハブ８０との間に所定の大きさ以上のトルクが生ずると、各ボール９０をハブ８０の径方向に移動させてトルク板７０との係止を解除するようにしたので、所定のトルクにより確実に動力の伝達を遮断することができ、遮断するトルクを任意に設定することができるとともに、より高精度に動力を遮断することができる。
本発明の第１の実施形態を示す動力伝達装置の側面断面図 動力伝達装置の分解斜視図 動力伝達装置の分解斜視図 動力伝達装置の要部正面断面図 動力伝達装置のハブを示す斜視図 一体に形成されたトルクプレート及びハブの側面断面図 動力を遮断した状態を示す動力伝達装置の要部側面断面図 その他の例を示す緩衝ゴムの斜視図 その他の例を示す緩衝ゴムの斜視図 その他の例を示す動力伝達装置の要部正面断面図 本発明の第２の実施形態を示す動力伝達装置の側面断面図 動力を遮断した状態を示す動力伝達装置の側面断面図
符号の説明
１０…圧縮機、３０…プーリ、３１…凹部、４０…緩衝ゴム、４１…凸部、４２…凸部、５０…トルク板、５１…凹部、６０…ハブ、６２…係合ピン。

Claims (10)

  1. 外部からの動力によって回転する第１の駆動側回転体と、第１の駆動側回転体によって回転する第２の駆動側回転体と、第１及び第２の駆動側回転体の間に配置された緩衝ゴムと、第２の駆動側回転体の回転力が伝達される従動側回転体と、第２の駆動側回転体と従動側回転体との間に所定の大きさ以上のトルクが生ずると、第２の駆動側回転体から従動側回転体に伝達される動力を遮断する動力遮断機構とを備え、第１の駆動側回転体の回転力を緩衝ゴムを介して第２の駆動側回転体に伝達するようにした動力伝達装置において、
    前記緩衝ゴムを環状に形成するとともに、その外周面及び内周面には互いに周方向に間隔をおいて配置された複数の凸部をそれぞれ設け、
    第１及び第２の駆動側回転体の一方の内周面に緩衝ゴムの外周面側の各凸部にそれぞれ嵌合する複数の凹部を設けるとともに、
    第１及び第２の駆動側回転体の他方の外周面には緩衝ゴムの内周面側の各凸部にそれぞれ嵌合する複数の凹部を設けた
    ことを特徴とする動力伝達装置。
  2. 前記緩衝ゴムの外周面側における各凸部間の少なくとも一部の面を第１及び第２の駆動側回転体の一方の内周面側の各凹部間の面に周方向に摩擦抵抗が生ずるように径方向に接触させるとともに、
    緩衝ゴムの内周面側における各凸部間の少なくとも一部の面を第１及び第２の駆動側回転体の他方の外周面側の各凹部間の面に周方向に摩擦抵抗が生ずるように径方向に接触させた
    ことを特徴とする請求項１記載の動力伝達装置。
  3. 前記緩衝ゴムの外周面側における各凸部間の少なくとも一部の面に、第１及び第２の駆動側回転体の一方の内周面側の各凹部間の面に周方向に摩擦抵抗が生ずるように径方向に接触する突起部を設けるとともに、
    緩衝ゴムの内周面側における各凸部間の少なくとも一部の面に、第１及び第２の駆動側回転体の他方の外周面側の各凹部間の面に周方向に摩擦抵抗が生ずるように径方向に接触する突起部を設けた
    ことを特徴とする請求項１記載の動力伝達装置。
  4. 前記緩衝ゴムの外周面側の各凸部と内周面側の各凸部を周方向に互い違いにずれるように配置した
    ことを特徴とする請求項１、２または３記載の動力伝達装置。
  5. 前記動力遮断機構を、第２の駆動側回転体に径方向に移動可能な複数のボールを係止することによって第２の駆動側回転体の動力を従動側回転体に伝達し、第２の駆動側回転体と従動側回転体との間に所定の大きさ以上のトルクが生ずると、各ボールを従動側回転体の径方向に移動させて第２の駆動側回転体との係止を解除するように構成した
    ことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の動力伝達装置。
  6. 前記動力遮断機構を、第２の駆動側回転体及び従動側回転体の一方に設けた少なくとも一つの係合部を第２の駆動側回転体及び従動側回転体の他方に係合することによって第２の駆動側回転体の動力を従動側回転体に伝達し、第２の駆動側回転体と従動側回転体との間に所定の大きさ以上のトルクが生ずると、前記係合部を従動側回転体の周方向の剪断力によって破断させて第２の駆動側回転体との係合を解除するように構成した
    ことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の動力伝達装置。
  7. 前記係合部を第２の駆動側回転体及び従動側回転体の軸方向に延びるように形成した
    ことを特徴とする請求項６記載の動力伝達装置。
  8. 前記係合部を疲労限度が高い金属材料から形成した
    ことを特徴とする請求項６または７記載の動力伝達装置。
  9. 前記係合部と係合する第２の駆動側回転体または従動側回転体を合成樹脂から形成した
    ことを特徴とする請求項６、７または８記載の動力伝達装置。
  10. 第２の駆動側回転体または従動側回転体に係合部を係合させた状態で合成樹脂により成型することにより、第２の駆動側回転体及び従動側回転体を一体に形成した
    ことを特徴とする請求項６、７、８または９記載の動力伝達装置。
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