JP2006220166A - 動力伝達装置 - Google Patents

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【課題】 プーリとハブとの嵌合部への異物の進入を阻止し、嵌合部の異常摩耗等を防止することができる動力伝達装置を提供する。
【解決手段】 動力伝達装置は、プーリ1と、インナーハブ21、アウターハブ23及びトルク伝達用弾性部材22よりなるハブ2を備えていて、該弾性部材の一部がアウターハブのリア側部分を包み込むようにして、その外面が凹凸状に形成されたハブ側係合部24と、プーリのフロント側端面のアウターハブに対応する位置に設けられたポケット部11の内面に形成された凹凸状のプーリ側係合部12とが凹凸嵌合することによって凹凸嵌合部を形成すると共に、該凹凸嵌合部の前面を覆うように環状のダスト進入防止部26を設けている。
【選択図】 図1

Description

本発明は、トルクリミッタの機能を有する動伝達装置に関するものであり、特にエンジン等の外部動力源からベルト等を介して運転される車両用空調装置の常時運転型圧縮機に組み込まれて使用されるのに好適である。
従来、圧縮機に動力を伝達する動力伝達装置において、ゴム等のダンパ減衰機構を備えたハブとプーリとの結合方法は、プーリが鉄等の金属製の場合はプーリにネジ加工してボルト等でプーリとハブとを結合していた。また、材料強度が比較的に金属より低い材料である樹脂等で製造されたプーリにおいては、ネジ嵌合可能な金具等をインサート成形等の方法でプーリに結合させて、ボルト等の手段でこの金具とボルトとを結合させることで、ハブとプーリとを結合させていた。
しかしながら、上述のような結合方法は、ボルト等で螺合するための金具等の部品を新たに追加する必要があり、高コストになるという問題がある。また、例えば樹脂材料のプーリの場合、金具をインサート成形等の手段で設ける必要があるが、樹脂材料のクリープ等の経時変化により、金具と樹脂材との結合強度が著しく低下するという問題もある。
更に、樹脂製プーリの場合、材料強度を向上させるためにガラス繊維等の強化材が混入されているが、金具のインサートによってガラス繊維の配向を狙い通りの配向にするのが難しく、その結果、金具周りの結合強度が得られないという問題もあった。
そのため従来技術では、ハブの外側リングに凸部を、樹脂製プーリの内周には凹部を形成し、各々を嵌合させる構造(特許文献1参照)とすることで、ハブとプーリとの嵌合の際にボルト等を必要としない構造としている。
しかしながら、この従来技術においては、過大トルクまたはトルク変動により、外側リングの凸部とプーリの凹部とが直接接触し、外側リングよりも強度、耐摩耗性に劣る樹脂製プーリの凹部が異常に摩耗してしまうという問題がある。
特開2002−364667号公報
そこで、本出願人は、この問題を解決するために先に図7,8に示すような構造の動力伝達装置を特願2004−304272号において提案している。この構造では、ハブ2のアウターハブ23の外周部分に凹凸状のプロフィール形状のトルク伝達用弾性部材22を設置し、かつプーリ1のポケット部11の内面も凹凸状とすることで、トルク伝達用弾性部材22のプロフィール形状と凹凸嵌合するようにして動力伝達を行うようにしている。
しかしながら、この構造は、トルク伝達用弾性部材22とプーリ1との凹凸状のプロフィールの噛み合い部分が、前面(フロント側)に露出しているため、この噛み合い部分に外部から異物等のゴミや、弾性部材22に悪影響を及ぼす水などの液体が進入し、噛み合い部分が異常摩耗する等の問題がある。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、プーリとハブとの嵌合部への異物の進入を阻止し、この嵌合部の異常摩耗等を防止することができる動力伝達装置を提供することである。
本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載の動力伝達装置を提供する。
請求項1に記載の動力伝達装置は、プーリ1と、インナーハブ21及びトルク伝達用弾性部材22よりなるハブ2を備えていて、トルク伝達用弾性部材22の一部に形成された凹凸状のハブ側係合部24と、プーリ1に形成された凹凸状のプーリ側係合部12とが凹凸嵌合することによって凹凸嵌合部を形成すると共に、この凹凸嵌合部の前面を覆うように環状のダスト進入防止部26を設けたものであり、これにより、凹凸嵌合部へのダスト等の異物や液体の進入を阻止することができ、凹凸嵌合部の異常摩耗等を防止することができる。また、ダスト進入防止部26を設けたことで、凹凸状のハブ側係合部24のバリ取り作業が容易となり、工数が低減でき、コストアップを抑えることが可能である。
請求項2の動力伝達装置は、ハブ2がトルク伝達用弾性部材22の外側に配置されたアウターハブ23を更に有していて、トルク伝達用弾性部材22の一部がアウターハブ23のリア側部分を包み込むようにして、その外面を凹凸状に形成することによってハブ側係合部24としたものであり、これによって、ハブ側係合部24内に芯部材としてアウターハブ23の一部が入っているので、ハブ側係合部24の強度を向上させることができる。
請求項3の動力伝達装置は、ダスト進入防止部26をトルク伝達用弾性部材22と一体に形成したものであり、これにより、異物や液体の進入を完全に阻止することができる。
請求項4の動力伝達装置は、ダスト進入防止部26が、トルク伝達用弾性部材側に設けられ、プーリ1との間に微小な間隙gが形成されているものであり、この場合においても或る程度の異物進入が十分に防止できる。
請求項5の動力伝達装置は、ダスト進入防止部26がプーリ側に設けられ、トルク伝達用弾性部材22との間に微小な間隙gが形成されているものであり、この場合においても或る程度の異物進入が十分に防止できる。
請求項6の動力伝達装置は、ハブ側係合部24に円周方向に間隔をあけて複数のスリット25を設けたものであり、これにより、例えば金属製のプーリよりも比較的強度が低い樹脂等の材料からプーリが形成されている場合、強度を確保するための補強部分(リブ)が必要である場合がある。このような場合、ハブ側係合部24が完全に円環状に形成されていると、樹脂プーリのリブとハブ側係合部24とが干渉してしまい、プーリ1にハブ2が組み付けられないという恐れがあるが、ハブ側係合部24及びアウターハブ23のリア側部分にスリット25を形成することで、組み付けの問題を回避することができる。
以下、図面に従って本発明の実施の形態の動力伝達装置について説明する。本発明の動力伝達装置は、車両用空調装置の圧縮機に組み付けられるのに好適なものである。図1は、本発明の第1実施形態の動力伝達装置の縦断面の上半分を示す図であり、図2は、その要部の拡大図であり、図3は、本発明の第1実施形態の動力伝達装置の上半分正面図である。本発明の動力伝達装置は、エンジンやモータから動力を得る駆動側回転部材であるプーリ1と、圧縮機の回転軸4にトルクリミッタ3を介して固定された被駆動側回転部材であるハブ2との間で動力(トルク)を伝達するものである。このプーリ1とハブ2とは、同軸上に設けられている。
プーリ1は、圧縮機のケーシング8の一端側に設けられた円筒状のボス部81に軸受6及びスリーブリング5を介して回転可能に装着されている。このプーリ1は、好適には熱可塑性の合成樹脂で成型されるが、鉄等の金属材で形成されてもよい。プーリ1が樹脂製の場合は、通常はプーリ1、スリーブリング5及び軸受6はインサート成形により一体化している。プーリ1の外周面にはベルト(図示せず)が巻き掛けられ、エンジンやモータ等の外部からの動力によって回転する。軸受6は、ボス部81に嵌合していて、ボス部81の端部82と、ボス部81の外周面に形成された溝に嵌め込まれた第1留め輪(スナップリング)7Aとによって軸方向の移動が阻止されている。また、ケーシング8と回転軸4とは軸封装置9によって密封されており、冷媒やオイル等が外部に漏れるのを防止している。更に、軸封装置9もまた、ボス部81の内周面に形成された溝に嵌め込まれた第2留め輪(スナップリング)7Bによって軸方向の移動が阻止されている。
圧縮機の回転軸4の先端部はケーシング8から突出しており、その先端部は、先端から順に工具形状に形成された工具形状部41、外周にネジが形成されている螺子部42及び螺子部42より大径の大径軸部43とよりなり、螺子部42と大径軸部43との間に段部44が形成されている。回転軸4の先端部には、ワッシャ10が挿入され、段部44に当接している。また、回転軸4には、後に詳述するトルクリミッタ3が螺合によって螺子部42に固定される。なお、回転軸4へのトルクリミッタ3の固定は、螺合の外にスプライン係合、ボルトによる取付等の他の固定方法を適宜採用することができる。
トルクリミッタ3は、大きな外形の大外径部31と小さな外形の小外径部32とよりなる角筒又は円筒状をしていて、大外径部31の外周面31aが後述するインナーハブ21との嵌合部31aとなっている。小外径部32の内周面には、螺子部33が形成されていて、回転軸4の螺子部42に螺子結合される。大外径部31の内径は、小外径部32の内径よりやや大きく、両者の内周面の移行部分には、切り欠き部34が形成されていて、トルクリミッタ3が過大な軸力を受けたときに容易に破断するようになっている。
ハブ2は、インナーハブ21、トルク伝達用弾性部材22及びアウターハブ23とより構成されている。インナーハブ21は、概略円筒形状をしていて、その内周面21aは、ほぼトルクリミッタ3の外周面に適合する形状に形成されていて、トルクリミッタ3の大外径部31の外周面(嵌合部)31aに嵌合する嵌合部21aが設けられている。本実施形態では、図3に示されるようにインナーハブ21の嵌合部21aとトルクリミッタ3の嵌合部31aとは6角形状に形成されている。この両嵌合部31a,21aは、螺子嵌合のように雌雄ネジ部が形成されていてもよい。このようにして、インナーハブ21とトルクリミッタ3とは嵌合により固定されている。また、インナーハブ21のリア側先端面21bは、ワッシャ10に当接することによって、インナーハブ21は、トルクリミッタ3とワッシャ10とによって挟持されるようにもなっている。インナーハブ21の外周面は、トルク伝達用弾性部材22に接着等により結合されている。
アウターハブ23は、円筒状をしていて、インナーハブ21と同様に鉄等の金属材により形成されている。
トルク伝達用弾性部材22は、ゴムや樹脂等の弾性材から形成され、インナーハブ21とアウターハブ23間に配置して、保持され、インナーハブ21の外周面及びアウターハブ23の内周面に接着等の手段によって接合されている。或いは、これら3者はインサート成形により一体に形成されてもよい。この弾性部材22はトルク伝達用として機能するだけでなく、トルクダンパとしても機能する。
アウターハブ23のリア側にある略半分は、図2,3に示すようにトルク伝達用弾性部材22が包囲する形で延在しており、その上面、側面及び下面の3方の表面(外周面)は凹凸状にされてハブ側係合部24となっている。この場合、上記3方の表面の全てを凹凸状にする必要はなく、いずれか1方又は2方の表面を凹凸状にしてもよい。この凹凸形状は、インボリュートスプラインやトロコイド等からなっている。
また、ハブ側係合部24は、全体として環状になっているが、図3に示すように完全な環になっている訳ではなく、円周方向に所定の間隔をあけて複数のスリット25が形成されている。このスリット25は、プーリ側に設けられる補強部分(補強リブ)(図示されず)に対応させるために設けられているものである。
なお、上記説明においては、ハブ2がインナーハブ21、トルク伝達用弾性部材22及びアウターハブ23の3者より構成されているものとして説明しているが、アウターハブ23を省略して、ハブ2をインナーハブ21とトルク伝達用弾性部材22の2者で構成してもよい。
一方、プーリ1においても、フロント側の端面には、ハブ側係合部24を受け入れるための環状の凹部であるポケット部11が形成されている。ポケット部11の3つの面も、凹凸形状のハブ側係合部24に対応して凹凸形状に形成されることでプーリ側係合部12を形成している。この場合も、プーリ側係合部12は、ハブ側係合部24の場合と同様に3つの面の全てを凹凸形状にする必要はなく、ハブ側係合部24の凹凸面と合わせる形で対応する面だけ凹凸状に形成されていればよい。この凹凸形状も、インボリュートスプラインやトロコイド等からなっている。
このようにして、ハブ側係合部24がプーリ1のポケット部11内に挿入されることで、ハブ側係合部24とプーリ側係合部12とが凹凸嵌合することによって、ハブ2とプーリ1とが結合されている。
上記のように構成されたハブ側係合部24とプーリ側係合部12の凹凸嵌合部のうち、アウターハブ23よりも外周側にある凹凸嵌合部は、そのフロント側が外部に露出しているため、ゴミ等の異物や液が凹凸嵌合部に進入し易い。
そこで本第1実施形態では、凹凸嵌合部の外部への露出を防ぐため、トルク伝達用弾性部材22のハブ側係合部24に隣接したフロント側部位から、径方向外方へ突出する環状のダスト進入防止部26を設けている。このダスト進入防止部26は、トルク伝達用弾性部材22と一体に形成されており、その外周端は、プーリ1の内周面(シール面)1aに当接することで、凹凸嵌合部の前面が完全に覆われるようになっている。
このようにダスト進入防止部26を設けることで、ゴミ等の異物や水等の液体が凹凸嵌合部に進入することを防止でき、この部分の異常摩耗等を防止できる。
また、ハブ2側のハブ側係合部24を弾性部材で凹凸形状に成形する場合に、バリが発生し、このバリの除去工程によって工数が多くなり、コストアップを招いていたが、ダスト進入防止部26を設けることで、このバリ除去工程を簡素化することが可能となり、工数を低減でき、コストアップを抑えることが可能となる利点もある。
図4は、本発明の第2実施形態を示している。この第2実施形態では、ダスト進入防止部26は、その外周端26aはプーリ1の内周面1aに当接しておらず、微小な間隙gが形成されている。このように、微小な間隙gが形成されている場合においても、或る程度の異物の凹凸嵌合部への進入は十分に防止することが可能である。その他の構成は、第1実施形態と同様であるので、説明の重複を避けるため、説明を省略する。
図5は、本発明の第3実施形態を示している。第1、第2実施形態では、ダスト進入防止部26は、トルク伝達用弾性部材22と一体に形成されているが、この第3実施形態では、ダスト進入防止部26はトルク伝達用弾性部材22とは別体に形成されていて、その内周端26bはアウターハブ23に当接し、その外周端25aは、プーリ1の内周面1aとの間に微小な間隙gが設けられている。この場合においても、完全とまでは言えないが或る程度の異物の進入を防止できる。その他の構成は、第1実施形態と同様であるので説明を省略する。
図6は、本発明の第4実施形態を示している。この第4実施形態では、第3実施形態と同様にダスト進入防止部26は別体で形成されているが、その外周端26aがプーリ1の内周面1aに当接し、その内周端26bがアウターハブ23との間に微小な間隙gが設けられている。第3、第4実施形態のようにダスト進入防止部26が別体で形成されている場合の設置方法としては、接着、圧入等の手段のほか、ボルトやリベット等の固定部品により装着することができる。この第4実施形態でも、或る程度の異物の進入を防止することができる。
なお、上記説明においては、ハブ2がトルクリミッタ3を介して回転軸4に固定される構造の動力伝達装置で説明しているが、本発明のダスト進入防止部が、回転軸にトルクリミッタ部を設け、ハブを直接回転軸に固定させる構造の動力伝達装置にも適用可能であることは当然である。
本発明の第1実施形態の動力伝達装置の縦断面の上半分を示す図である。 図1の要部の拡大図である。 本発明の第1実施形態の動力伝達装置の上半分正面図である。 本発明の第2実施形態の要部拡大図である。 本発明の第3実施形態の要部拡大図である。 本発明の第4実施形態の要部拡大図である。 本出願人が先に提案した動力伝達装置の縦断面の上半分を示す図である。 図7の動力伝達装置の上半分正面図である。
符号の説明
1 プーリ
1a 内周面(シール面)
11 ポケット部
12 プーリ側係合部
2 ハブ
21 インナーハブ
21a 内周面(嵌合部)
22 トルク伝達用弾性部材
23 アウターハブ
24 ハブ側係合部
25 スリット
26 ダスト進入防止部
26a 外周端
26b 内周端
3 トルクリミッタ
31 大外径部
31a 外周面(嵌合部)
32 小外径部
33 螺子部
34 切り欠き部
4 回転軸
42 螺子部
44 段部
6 軸受
8 ケーシング
81 ボス部
82 端部
9 軸封装置
10 ワッシャ
g 微小な間隙

Claims (6)

  1. ケーシング(8)に回転可能に装着されるプーリ(1)と、
    前記ケーシングから外部に突出する回転軸(4)に設けられ、前記回転軸と一体に回転するハブ(2)と、を備えていて、
    前記ハブ(2)が、
    前記回転軸に固定されたインナーハブ(21)と、
    前記プーリ(1)の回転駆動力を前記インナーハブ(21)に伝達するトルク伝達用弾性部材(22)と、
    よりなる動力伝達装置において、
    前記トルク伝達用弾性部材(22)の一部に形成された凹凸状のハブ側係合部(24)と、前記プーリ(1)に形成された凹凸状のプーリ側係合部(12)とが凹凸嵌合することによって凹凸嵌合部を形成すると共に、前記凹凸嵌合部の前面を覆うように環状のダスト進入防止部(26)が設けられていることを特徴とする動力伝達装置。
  2. 前記ハブ(2)が、前記トルク伝達用弾性部材(22)の外側に配置されたアウターハブ(23)を更に有していて、前記トルク伝達用弾性部材(22)の一部が前記アウターハブ(23)のリア側部分を包み込むようにして、その外面を凹凸状に形成することによって前記ハブ側係合部(24)としていることを特徴とする請求項1に記載の動力伝達装置。
  3. 前記ダスト進入防止部(26)が、前記トルク伝達用弾性部材(22)と一体に形成されてい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。
  4. 前記ダスト進入防止部(26)が、前記トルク伝達用弾性部材側に設けられ、前記プーリとの間に微小な間隙(g)が設けられていることを特徴とする請求項1,2又は3に記載の動力伝達装置。
  5. 前記ダスト進入防止部(26)が、前記プーリ側に設けられ、前記トルク伝達用弾性部材(22)との間に微小な間隙(g)が設けられてい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。
  6. 前記ハブ側係合部(24)に円周方向に間隔をあけて複数のスリット(25)が設けられていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
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