JP2005337398A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トルク変動吸収機能に優れ、ベルトの摩耗および破損を効果的に防止することができるようにした動力伝達装置を提供することである。
【解決手段】圧縮機１の回転軸４上にエンジンの駆動によって回動されるプーリ５を設け、そのプーリ５から回転軸４に至るトルク伝達経路に一方向クラッチ２０と弾性部材１３の滑りによってトルク伝達を遮断するトルクリミッタ１０とを組込む。圧縮機１の正常運転時に、エンジンから回転軸４に至るトルク伝達路でトルク変動が生じた場合に弾性部材１３の弾性変形および一方向クラッチ２０の係合解除によりそのトルク変動を吸収する。また、圧縮機１の焼付き等により過負荷が生じた場合に、トルクリミッタ１０によりプーリ５から回転軸４へのトルク伝達を遮断して、ベルト７により駆動される他の補機が運転不能になるのを防止する。
【選択図】図１

Description

この発明は、自動車用空調装置における圧縮機等の補機を駆動する動力伝達装置に関するものである。

一般に、自動車用空調装置における圧縮機は、エンジンのクランク軸上に設けられたクランクプーリからベルトを介して駆動される。

ここで、ベルト駆動される圧縮機においては、圧縮行程時の負荷が大きく、またその圧縮機を駆動するエンジンのクランク軸も１回転中において角速度が変化するため、エンジンから圧縮機の回転軸に至るトルク伝達系においてトルク変動が生じ、そのトルク変動によってベルトに張力変化が生じる。

このため、圧縮機の回転軸にプーリを固定していると、ベルトの張力変動を吸収することができず、プーリとベルトの接触部で滑りが生じてベルトが摩耗し、あるいは破損するおそれがある。

また、圧縮機が焼付き等によって回転軸がロックすると、ベルトの張力が異常に上昇してベルトが破損したり、ベルトによって駆動される他の補機が運転不能になるという不都合が生じる。

そのような不都合を解消するため、特許文献１に記載された動力伝達装置においては、圧縮機の回転軸とその回転軸上に設けられたプーリ間のトルク伝達経路に弾性部材を組込み、その弾性部材の弾性変形によりトルク変動を吸収し、上記圧縮機がロックした場合に、弾性部材とその弾性部材を保持する保持部材との接触部で滑りを生じさせて、プーリから圧縮機の回転軸への回転トルクの伝達を遮断するようにしている。
特開平９−２９２００３号公報

ところで、弾性部材を用いた従来の動力伝達装置においては、弾性部材の弾性変形によってのみトルク変動を吸収する構成であるため、トルク変動の吸収能が比較的小さく、圧縮機やエンジンの特性によっては不充分な場合があり、ベルトの早期破損やベルトの滑りにより異音の発生を招く可能性がある。

この発明の課題は、エンジンから圧縮機等の補機の回転軸に至る動力伝達経路でのトルク変動を効果的に吸収することができるようにして、ベルトの早期破損やベルトの滑りによる異音の発生を確実に防止することができるようにした動力伝達装置を提供することである。

上記の課題を解決するために、この発明においては、補機の回転軸上にエンジンによって回転されるプーリを設け、そのプーリの回転を前記回転軸に伝達して補機を駆動するようにした動力伝達装置において、前記プーリから回転軸に至るトルク伝達経路にプーリの一方向の回転を回転軸に伝達する一方向クラッチと、補機の過負荷時にプーリから回転軸への回転伝達を遮断するトルクリミッタとを組込んだ構成を採用したのである。

ここで、一方向クラッチは、高速回転においてもプーリの回転を圧縮機の回転軸に伝達する必要があり、しかも、その組込みはプーリと回転軸間の比較的小さな限られたスペース内であることから、ローラを係合子とし、内輪の外周にカム面を形成した内輪カムタイプの一方向ローラクラッチを用いるのが好ましい。

この発明に係る動力伝達装置において、トルクリミッタとして、プーリに連結された駆動ハブと、その駆動ハブと同軸上に配置されて前記回転軸に回転トルクを伝達する従動ハブと、その両ハブ間に組込まれて駆動ハブの回転を従動ハブに伝達すると共に、駆動ハブから従動ハブへの伝達トルクが所定値を超える過負荷時に一方のハブに対する接触面で滑りを生じさせる弾性部材とから成るものを採用することができる。

上記のように、エンジンによって回転されるプーリから補機の回転軸へのトルク伝達経路に一方向クラッチを組込んだことにより、補機の正常運転状態でトルク変動が生じ、負荷トルクの減少によって回転軸の回転速度がプーリの回転速度を上回ると、上記一方向クラッチが係合解除して回転軸への回転トルクの伝達を遮断することになり、その一方向クラッチによってトルク変動を吸収することができる。このため、プーリとベルトの接触部で滑りが生じるのを防止することができ、ベルトの摩耗や破損を防止し、ベルトの耐久性の向上を図ることができる。

また、エンジンを急減速すると、一方向クラッチは係合解除状態になるため、エンジンの急減速時にプーリとベルトの接触部で滑りが生じるのを防止することができ、ベルトの滑りによる異音の発生を防止することができる。

さらに、プーリと回転軸との間にトルクリミッタを組込んだことにより、補機が焼付き等でロックする過負荷時、上記トルクリミッタが作動してプーリから回転軸へのトルク伝達を遮断する。このため、ベルトの損傷を防止することができると共に、そのベルトによって駆動される他の補機が作動不能になるのを防止することができる。

ここで、トルクリミッタとして、ハブと弾性部材の接触部で滑りを生じさせるタイプのトルクリミッタを採用すると、補機の正常運転時のトルク変動を弾性部材の弾性変形によっても吸収することができ、トルク変動の吸収機能をさらに向上させることができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図示のように、圧縮機１のハウジング２は円筒部３を有し、その円筒部３の内側に回転軸４が設けられている。

円筒部３の外側にはプーリ５が設けられ、そのプーリ５は上記円筒部３との間に組込まれた軸受６によって回転自在に支持されている。

プーリ５は図示省略したエンジンによりベルトを介して回転駆動される。７はベルトを示す。

プーリ５と圧縮機１における回転軸３の相互間にはトルクリミッタ１０および一方向クラッチ２０が組込まれている。

トルクリミッタ１０は、駆動ハブ１１と、従動ハブ１２と、その両ハブ１１、１２間に組込まれた弾性部材１３とから成り、上記駆動ハブ１１は一端に外向きのフランジ１１ａを有し、そのフランジ１１ａがプーリ５に固定されている。

従動ハブ１２は、第１ハブ１４と、その第１ハブ１４より大径の第２ハブ１５とから成り、上記第１ハブ１４の外周には外向きフランジ１４ａが形成され、一方、第２ハブ１５の一端には上記外向きフランジ１４ａと軸方向で対向する内向きフランジ１５ａが設けられ、その内向きフランジ１５ａと外向きフランジ１４ａが連結ピン１６によって互に結合されている。

上記従動ハブ１２は、第１ハブ１４が回転軸４と駆動ハブ１１間に位置すると共に、第２ハブ１５が駆動ハブ１１の外側に位置する組付けとされ、その組付けによって第１ハブ１４の内周に設けられた内向きフランジ１４ｂが回転軸４の端面にボルト１７の締付けにより取付けられた押え板１８と軸方向で対向し、上記押え板１８によって従動ハブ１２は回転軸４上の定位置で回転自在とされている。

弾性部材１３は駆動ハブ１１と第２ハブ１５間に組込まれてその内周および外周が駆動ハブ１１の外周および第２ハブ１５の内周に摩擦係合しており、その摩擦係合によってプーリ５と共に回転する駆動ハブ１１の回転を従動ハブ１２に伝達し、上記従動ハブ１２の負荷が所定値より大きくなると、駆動ハブ１１又は第２ハブ１５との接触面で滑りが生じて駆動ハブ１１から従動ハブ１２への伝達を遮断するようになっている。

一方向クラッチ２０は、第１ハブ１４と回転軸４との間に組込まれている。この一方向クラッチ２０は、第１ハブ１４をクラッチ外輪とし、その第１ハブ１４の内周に円筒面２１を形成し、回転軸４の外周に圧入したクラッチ内輪２２の外周には上記円筒面２１との間でくさび形空間を形成する複数のカム面２３を周方向に間隔をおいて設け、各カム面２３と円筒面２１間にローラ２４を組込み、そのローラ２４を第１ハブ１４とクラッチ内輪２２間に組込まれた保持器２５で保持し、その保持器２５に形成されたポケット２６内にばね部材２７を組込んでローラ２４をくさび形空間の狭小部に押し込むようにした内輪カムタイプの一方向ローラクラッチから成っている。

実施の形態で示す動力伝達装置は上記の構造から成り、エンジンの駆動によってプーリ５を一方向に回転すると、その回転は弾性部材１３を介して従動ハブ１２に伝達され、その従動ハブ１２の第１ハブ１４が図２の矢印方向に回転する。

このとき、一方向クラッチ２０のローラ２４が円筒面２１およびカム面２３に係合するため、従動ハブ１２の回転はローラ２４を介してクラッチ内輪２２から回転軸４に伝達され、圧縮機１が運転状態とされる。

圧縮機１の正常運転状態において、その圧縮機１は圧縮行程と吸入行程を交互に繰り返すため、負荷が変動すると共に、圧縮機１を駆動するエンジンのクランク軸も１回転中において角速度が変化するため、エンジンから圧縮機１の回転軸４に至るトルク伝達経路においてトルク変動が生じる。そのトルク変動によって回転軸４の回転速度がプーリ５の回転速度を上回ると、その相対的な回転速度差が小さい場合、弾性部材１３が弾性変形してトルク変動を吸収する。また、相対的な回転速度差が大きくなると、一方向クラッチ２０のローラ２４が円筒面２１およびカム面２３に対して係合解除してプーリ５から回転軸４への回転伝達を遮断し、プーリ５と、そのプーリ５にかけられたベルト７の接触部で滑りを生じるのが防止される。

一方、圧縮機１が圧縮行程に移行し、負荷の増大によってトルク変動が生じると、弾性部材１３が弾性変形してトルク変動を吸収する。

また、エンジンが急減速して、回転軸４の回転速度がプーリ５の回転速度を上回ると、一方向クラッチ２０のローラ２４は円筒面２１およびカム面２３に対して係合解除してプーリ５から回転軸４への回転伝達を遮断し、プーリ５とベルト７の接触部で滑りが生じるのを防止する。

このように、圧縮機１の正常運転状態でトルク変動が生じると、弾性部材１３と一方向クラッチ２０の双方でそのトルク変動を吸収するため、トルク変動吸収機能に優れ、ベルト７の摩耗や破損を防止し、ベルト７の滑りによる異音の発生を効果的に防止することができる。

圧縮機１が焼付け等によって回転軸４がロックすると、弾性部材１３と第２ハブ１５の接触部又は弾性部材１３と駆動ハブ１１の接触部が滑りが生じ、プーリ５から回転軸４への回転伝達が遮断される。

このように、駆動ハブ１１と第２ハブ１５間に組込まれた弾性部材１３はトルクリミッタとしての機能を発揮するため、ベルト７の張力が異常に高くなるのを防止することができると共に、ベルト７によって駆動される他の補機が作動不良になるのを防止することができる。

実施の形態では補機として圧縮機１を示したが、補機は圧縮機に限定されず、オルタネータやパワーステアリング用の油圧ポンプであってもよい。

この発明に係る動力伝達装置の実施形態を示す縦断正面図 図１のII−II線に沿った断面図

符号の説明

１ 圧縮機
４ 回転軸
５ プーリ
１０ トルクリミッタ
１１ 駆動ハブ
１２ 従動ハブ
１３ 弾性部材
２０ 一方向クラッチ
２２ クラッチ内輪
２３ カム面
２４ ローラ

Claims (3)

1. 補機の回転軸上にエンジンによって回転されるプーリを設け、そのプーリの回転を前記回転軸に伝達して補機を駆動するようにした動力伝達装置において、前記プーリから回転軸に至るトルク伝達経路にプーリの一方向の回転を回転軸に伝達する一方向クラッチと、補機の過負荷時にプーリから回転軸への回転伝達を遮断するトルクリミッタとを組込んだことを特徴とする動力伝達装置。
2. 前記一方向クラッチが、ローラを係合子とし、内輪の外周にカム面を形成した内輪カムタイプの一方向ローラクラッチから成る請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 前記トルクリミッタが、プーリに連結された駆動ハブと、その駆動ハブと同軸上に配置されて前記回転軸に回転トルクを伝達する従動ハブと、その両ハブ間に組込まれて駆動ハブの回転を従動ハブに伝達すると共に、駆動ハブから従動ハブへの伝達トルクが所定値を超える過負荷時に一方のハブに対する接触面で滑りを生じさせる弾性部材とから成る請求項１又は２に記載の動力伝達装置。

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