JP2007107561A - Power transmission device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カーエアコン用コンプレッサ等に用いられる動力伝達装置に関し、特に従動側機器の回転軸に過負荷が加わったときに駆動側回転部材と従動側回転部材との連結を解除するようにした動力伝達装置に関するものである。 The present invention relates to a power transmission device used for a car air conditioner compressor and the like, and particularly, when an overload is applied to a rotating shaft of a driven device, the connection between the driving side rotating member and the driven side rotating member is released. The present invention relates to a power transmission device.
カーエアコン用コンプレッサ等に用いられているこの種の動力伝達装置としては、従来から種々提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Various types of power transmission devices of this type used in car air conditioner compressors have been proposed (see, for example, Patent Document 1).
従来の動力伝達装置の一例を図6〜図9に基づいて概略説明すると、2はカーエアコン用コンプレッサ(従動側機器)、3はコンプレサ2のハウジング、4はハウジング3の円筒部3Aにベアリング5を介して回転自在に装着されたプーリ(駆動側回転部材)、6はコンプレッサ2の回転軸、7は回転軸6に装着されたハブ(従動側回転部材)、8はプーリ4とハブ7とを連結する回転伝達部材、9はプーリ4と回転伝達部材8とを連結するダンパー機構であり、これらによってコンプレッサ2の動力伝達装置1を構成している。
An example of a conventional power transmission device will be schematically described with reference to FIGS. 6 to 9.
前記回転伝達部材8は、図8に示すようにばね用鋼板によって全体が略円板状に形成されており、3つのスリット13を設けることにより環状の本体8Aと、この本体8Aの外側にそれぞれ周方向に等間隔おいて設けられた軸線方向に弾性変形可能な3つの連結片8Bとから構成されている。そして、連結片8Bの基端部23に固定部8Cが設けられ、先端部には接続部8Dが設けられている。また、連結片8Bは本体8Aと平行で、基端部23が傾斜部8Eを形成しており、この傾斜部8Eによってハブ7側に所定量変位している。固定部8Cは本体8Aと同一平面をなすように形成されており、当該部分には止めねじ10が挿通される取付孔14を有し、ダンパー機構9に固定されている。接続部8Dは、連結片8Bと同一平面をなすように形成されており、裏面側に係合部15が突設され、連結片8Bの弾性変形によってハブ7の裏面に密接し、ハブ7と挾持板11とによって離脱可能に挾持されている。挾持板11の挾持部には、前記係合部15が係合し接続部8Dの周方向への離脱を防止する係止孔16が設けられている。
As shown in FIG. 8, the
このような動力伝達装置1において、自動車エンジンからの動力は、プーリ4−ダンパー機構9−回転伝達部材8−ハブ7を経て回転軸6に伝達される。動力伝達中において、ダンパー機構9はプーリ4からハブ7に伝達されるトルク変動や衝撃を効果的に緩衝する。したがって、動力伝達中における所定値以下のトルク変動や衝撃によって回転伝達部材8の接続部8Dに加わる張力が軽減され、接続部8Dがハブ7と挾持板11との間から抜け出るようなことはない。
In such a
過負荷によって回転軸6の回転が抑制されてプーリ4とハブ7との間に所定の大きさ以上の回転力が生じると、この回転力により回転伝達部材8によるプーリ4とハブ7との結合状態が解除される。すなわち、回転軸6の回転が抑制されると、プーリ4とハブ7との間に生じる所定の大きさ以上の回転力により回転伝達部材8の接続部8Dがハブ7と挾持板11との間から離脱してプーリ4とハブ7の結合を解除する。そして、連結片8Bが弾性復帰して接続部8Dを挾持板11の後方側に移動する。したがって、接続部8Dが離脱した後は、回転伝達部材8とハブ7とが干渉することなく、プーリ4の回転伝達を確実に断つことができる。
When the rotation of the
しかしながら、上述した従来の動力伝達装置1においては、制動時や起動時に回転伝達部材8の連結片8Bに衝撃的な引張荷重が作用するため、図9に斜線部Aで示す固定部8Cと傾斜部8Eとの境部の内側部分に引張応力が集中して発生し、傾斜部8Eの折り曲げ線24に沿って破断し易く、耐久性および信頼性に欠けるという問題があった。すなわち、物体に外力を加えたときに応力が集中する箇所は、断面積が変化する部分、例えば穴、切り込み、段などであることが多い。連結片8Bの場合は、スリット13の閉塞端13aを連結片8Bの基端部23、すなわち固定部8Cとの境部に位置付けることにより、連結片8Bを基端部23から全長にわたって回転伝達部材8の軸線方向(板厚方向)に弾性変形させるようにしているため、傾斜部8Eの内側端P(閉塞端13aの内縁と交わる点)が断面積の急激に変化する部分となり、ここに応力が最も集中する。そして、この傾斜部8Eの折り曲げ線24(内側縁Pと外側縁Qとを結ぶ直線)に沿って応力が発生し、最大応力が一定値以上になると内側端Pに亀裂が生じ、ここから傾斜部8Eが折り曲げ線24に沿って破断する。この場合、傾斜部8Eの折り曲げ線24は、回転伝達部材8の中心Oと内側端Pとを結ぶ半径方向の直線Lと一致している。
However, in the conventional
そこで、連結片8Bの基端部23に発生する応力を分散または低減させるにはどのようにすればよいかについて鋭意検討し種々の実験を行った結果、連結片8Bの基端部23を斜めの折り曲げ線に沿って折り曲げて、厳密には折り曲げ線の内側端Pが回転方向前方側で外側端Qが回転方向後方側となる斜めの折り曲げ線に沿って折り曲げればよいことが判った。すなわち、連結片8Bが板厚方向に折り曲げられている場合は、その折り曲げ線に沿って応力が発生するため、半径方向の直線Lと一致する折り曲げ線にすると、その長さが短くて応力の集中の度合いが大きくなるために破断し易く、半径方向の直線Lに対して傾斜した折り曲げ線にすると、長さが長くなるために応力の集中の度合いが低下、言い換えれば応力が分散されるため破断し難くなる。
Thus, as a result of intensive studies on how to disperse or reduce the stress generated at the
また、折り曲げ線24の内側端Pに発生する応力の大きさは、折り曲げ線の24の傾斜角、すなわち前記半径方向の直線Lと折り曲げ線24とのなす角度が零の場合に最も大きく、傾斜角を大きくしていくと応力が徐々に減少し、ある特定の角度において最も小さくなり、それ以上大きくしても減少しない、むしろ増加することが判明した。
Further, the magnitude of the stress generated at the inner end P of the
本発明は上記したような知見に基づいてなされたもので、その目的とするところは応力の集中に起因する回転伝達部材の連結片の破断を防止し、回転伝達部材の耐久性および信頼性を向上させた動力伝達装置を提供することにある。 The present invention has been made on the basis of the knowledge as described above, and its purpose is to prevent the breakage of the connecting piece of the rotation transmission member due to the concentration of stress, and to improve the durability and reliability of the rotation transmission member. An object is to provide an improved power transmission device.
上記目的を達成するために本発明は、外部からの動力によって回転する駆動側回転部材と、従動側機器の回転軸と、この回転軸に設けられた従動側回転部材と、この従動側回転部材と前記駆動側回転部材との間に介装されてこれら両部材を連結し、前記回転軸に過負荷が加わったときに連結を解除する回転伝達部材とを備えた動力伝達装置において、前記回転伝達部材を、環状の本体と、この本体の外周に周方向に等間隔おいて突設された複数の固定部と、これらの固定部より前記本体の外周に沿ってそれぞれ延設されるとともに前記本体の面に対して当該面と直交する方向に折り曲げられた軸線方向に弾性変形可能な複数の連結片と、これらの連結片の先端にそれぞれ延設され、前記従動側回転部材と挾持板とによって離脱可能に挾持される接続部とで構成し、前記連結片の基端部を、折り曲げ線の内側端が回転方向前方側で外側端が回転方向後方側となるように斜めに折り曲げ形成したものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a driving side rotating member that rotates by external power, a rotating shaft of a driven device, a driven side rotating member provided on the rotating shaft, and the driven side rotating member. And a rotation transmission member that is interposed between the rotation member and the drive side rotation member to connect the two members and release the connection when an overload is applied to the rotation shaft. The transmission member includes an annular main body, a plurality of fixing portions projecting from the outer periphery of the main body at equal intervals in the circumferential direction, and extending from the fixing portions along the outer periphery of the main body. A plurality of connecting pieces that are elastically deformable in the axial direction bent in a direction orthogonal to the surface of the main body, and extend at the tips of these connecting pieces, respectively, the driven side rotating member and the holding plate; Is releasably held by Constituted by a connecting portion, the proximal end portion of the connecting piece, the inner end of the fold line in which the outer end in the rotational direction front side to form bent obliquely so that the rotation direction rear side.
また、本発明は、前記回転伝達部材の固定部を駆動側回転部材の代わりに従動側回転部材に固定し、接続部を従動側回転部材の代わりに駆動側回転部材に離脱可能に連結したものである。 In the present invention, the fixed portion of the rotation transmitting member is fixed to the driven side rotating member instead of the driving side rotating member, and the connecting portion is detachably connected to the driving side rotating member instead of the driven side rotating member. It is.
本発明においては、連結片を折り曲げ線が斜めになるように折り曲げて折り曲げ線の長さを長くしたので、応力が折り曲げ線に沿って分散され、応力集中を緩和する。したがって、連結片の基端部に亀裂が生じたり、折り曲げ線に沿って破断するのを防止することができる。 In the present invention, the connecting piece is bent so that the bend line is slanted to increase the length of the bend line, so that the stress is distributed along the bend line and the stress concentration is reduced. Therefore, it is possible to prevent the base end portion of the connecting piece from cracking or breaking along the fold line.
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明をカーエアコン用コンプレッサに適用した一実施の形態を示す動力伝達装置の一部を破断して示す正面図、図2は図1のII−II線断面図、図3は同動力伝達装置の背面図、図4(a)、(b)、(c)は回転伝達部材の正面図およびIV−IV線断面図およびハブに回転伝達部材を取付けた状態を示す図、図5(a)、(b)は挾持板の正面図および断面図である。なお、従来技術と同一の構成部品、部分については同一符号をもって示し、その説明を適宜省略する。また、動力伝達装置30自体の構造は上述した従来の動力伝達装置1と同一であり、異なる点は回転伝達部材31の連結片の形状が従来の回転伝達部材8の連結片と若干異なるところにある。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 is a front view showing a part of a power transmission device showing an embodiment in which the present invention is applied to a compressor for a car air conditioner, FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG. 1, and FIG. 4 (a), 4 (b), and 4 (c) are a front view of the rotation transmission member, a sectional view taken along line IV-IV, and a view showing a state in which the rotation transmission member is attached to the hub, FIG. (A), (b) is the front view and sectional drawing of a clamping board. It should be noted that the same components and parts as those in the prior art are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate. Further, the structure of the
図1〜図3において、駆動側回転部材であるプーリ4は、円板部4Aと、この円板部4Aの一側面に一体に突設された外側円筒部4Bおよび内側円筒部4Cとからなり、外側円筒部4Bの外周面には複数のV溝32が形成されており、この外側円筒部4Bに自動車エンジンの動力が図示を省略したVベルトを介して伝達される。一方、内側円筒部4Cは、コンプレッサ2のハウジング3に設けた突出部3Aにベアリング5を介して回転自在に軸支されている。
1 to 3, a
コンプレッサ2の回転軸6は、一端部がハウジング3の突出部3Aより外部に突出し、その突出端部にハブ7がボルト34によって固定されている。
One end portion of the rotating
前記ハブ7は、回転軸6の軸端にスプライン結合されたボス部7Aと、このボス部7Aから半径方向に延びる円板状のフランジ部7Bとを一体に備えている。フランジ部7Bは、3つの挿通孔35を有し、これらの挿通孔35にそれぞれ挿通されるリベット36により挾持板11が裏面側に取付けられている。また、フランジ部7Bの外周には、挾持板11とともに回転伝達部材31の接続部31Dを挾持する3つの挾持部7Cが周方向に等間隔おいて径方向に一体に突設されている。
The
図1、図2および図4において、前記回転伝達部材31は、ばね用鋼板によって全体が略円板状に形成されており、3つの連結片形成用スリット40を周方向に等間隔おいて設けることにより、スリット40の内側に位置する環状の本体31Aと、この本体31Aの外周を取り囲むように延設された軸線方向に弾性変形可能な3つの連結片31Bとから構成され、プーリ4とハブ7との間に介装されている。そして、前記連結片31Bの基端部33(回転伝達部材8の回転方向側端部)にはダンパー機構9に固定される固定部31Cが設けられ、先端部(反回転方向側端部)には前記ハブ7と挾持板11とによって離脱可能に挾持される接続部31Dが設けられている。
1, 2, and 4, the
また、連結片31Bは、図4(b)に示すように基端部33の内側端Pと外側縁Qとを結ぶ斜めの折り曲げ線41に沿って表面側(ハブ7側)に所定の角度γをもって折り曲げ形成されることにより自然状態において傾斜している。外側縁Qは、内側縁Pよりも回転伝達部材31の回転方向とは反対側(回転方向後方側)に位置している。折り曲げ線41の傾斜角、すなわち回転伝達部材31の中心Oと内側端Pとを結ぶ半径方向の直線Lと折り曲げ線41とのなす角度は角度βに設定されている。なお、前記折り曲げ線41は、説明および図示の都合上、線状に表されるように図示しているが、湾曲した曲線をなすように塑性加工されることが望ましい。
Further, as shown in FIG. 4B, the connecting
前記固定部31Cは本体31Aと連結片31Bを連結する部分であって、本体31Aと同一平面をなしている。固定部31Cの中央には、止めねじ10が挿通される取付孔43が形成されている。そして、この取付孔43を使用して前記止めねじ10をダンパー機構9のナット部材53にねじ込むことにより、固定部31Cがナット部材53の前端面に固定されている。
The fixing
前記接続部31Dは、固定部31Cより回転伝達部材8の回転方向(矢印方向)とは反対方向に位置し、反回転方向側の固定部31Cと近接して対向している。また、接続部31Dは図4(b)に示すように連結片31Bとは反対方向(プーリ4側)に所要の折り曲げ角度をもって折り曲げ形成されている。接続部31Dの裏面中央には、挾持板11との結合強度を高めるために半球状の係合部44が突設されている。なお、図4において、符号45は接続部31Dの折り曲げ線であり、この折り曲げ線45は回転伝達部材31の半径方向の直線でかつ接続部31Dの内側縁を通る直線L1と一致している。
The connecting
図5において、前記挾持板11は、同じくばね用鋼板等によって円板状に形成されており、リング状の本体11Aと、この本体11Aの外周に周方向に等間隔おいて一体に突設された3つの挾持部11Bとで構成されている。本体11Aには、3つの貫通孔46が前記ハブ7の挿通孔35に対応して形成されている。各挾持部11Bの中央には、回転伝達部材31の接続部31Dに突設した係合部44が係合し接続部31Dの周方向の離脱を防止する係止孔47がそれぞれ設けられている。
In FIG. 5, the holding
図2および図3において、運転時のトルク変動、衝撃等を緩衝するダンパー機構9は、前記プーリ4の円板部4Aと、外側円筒部4Bおよび内側円筒部4Cとによって囲まれた環状凹部50内に組み込まれている。このダンパー機構9は、ダンパー保持部材51と、このダンパー保持部材51内に周方向に等間隔おいて組み込まれた3つのダンパーゴム52と、これらのダンパーゴム52がそれぞれ装着された3つのナット部材53等で構成されている。
2 and 3, the damper mechanism 9 for buffering torque fluctuation, impact, etc. during operation includes an
前記ダンパー保持部材51は、円板状の本体51Aと、この本体51Aのコンプレッサ2側の面に周方向に等間隔おいて一体に突設された3つの筒状部51Bと、この筒状部51Bを補強するリブ51Cとからなり、前記本体51Aがリベット55によってプーリ4の円板部4Aの内面に固定されている。
The
前記ダンパーゴム52は、筒状体に形成されてナット部材53とともに前記筒状部51B内に組み込まれており、ハブ7側端面がプーリ4の円板部4Aの内面に密接している。
The
前記ナット部材53は、内周面に雌ねじが形成された鍔付きの円筒体からなり、外周に前記ダンパーゴム52が嵌着されている。ナット部材53の前端部は、ダンパー保持部材51の本体51Aに設けた穴およびプーリ4の円板部4Aに設けた挿通孔57を通ってプーリ4の外部に僅かに突出しており、その突出端面に前記回転伝達部材31の固定部31Cが止めねじ10によって固定されている。そして、ナット部材53は、連結片31Bの反力によってハブ7方向に付勢されることにより、ダンパーゴム52の一端面を前記円板部4Aの内面に押し付けている。なお、固定部31Cとプーリ4とは、非接触な状態に保持されている。
The
このような構造からなる動力伝達装置30の組立に際しては、プーリ4の環状凹部50内にダンパー機構9を組み込んでダンパー保持部材51をプーリ4にリベット55によって固定する。
When assembling the
次に、プーリ4をハウジング3の突出部3Aにベアリング5を介して回転自在に取付ける。
Next, the
次いで、ハブ7、挾持板11および回転伝達部材31を一体化して回転軸6に取付ける。ハブ7、挾持板11および回転伝達部材31を一体化させるには、ハブ7のフランジ部7Bの裏面に挾持板11と回転伝達部材31を重ね合わせて回転伝達部材31の係合部44を挾持板11の係止孔47に係合させる。そして、リベット36をハブ7の挿通孔35と挾持板11の貫通孔46に挿通してかしめることにより、ハブ7、挾持板11および回転伝達部材31を一体化し、ハブ7の挾持部7Cと挾持板11の挾持部11Bとで回転伝達部材31の接続部31Dを挾持する。回転伝達部材31の接続部31Dは、ハブ7と挾持板11とによって挾持されると、ハブ7の挾持部7Cに圧接される。接続部31Dが挾持部7Cに圧接されると、回転伝達部材31の連結片31Bはハブ7側に弾性変形して本体31Aとの交差角度が大きくなり、接続部31Dを本体31Aから離間させる。これにより、本体31Aと接続部31Dは図4(c)に示すように略平行な状態になる。
Next, the
次に、この状態でハブ7のボス部7Aを回転軸6にスプライン結合させてボルト34により固定する。さらに、回転伝達部材31の本体31Aを、連結片31Bの弾性変形によってコンプレッサ2側に変位させて固定部31Cをダンパー機構9のナット部材53の前端面に押し付ける。そして、止めねじ10によって固定部31Cをナット部材53の前端面に固定することにより、動力伝達装置30の組立が完了する。
Next, in this state, the
ここで、回転伝達部材31の製造時の連結片31Bの板厚方向への折り曲げ量または連結片31Bと接続部31Dとの折り曲げ角θを調整して、ナット部材53に固定部31Cを固定する際の連結片31Bの弾性変形量E−D(図4(c))を十分に小さくする、望ましくはDをEと等しくなるようにすると、組付け後の回転伝達部材31の反力を零にすることができるため、回転軸6を軸支するベアリング(図示せず)に対するスラスト荷重も零にすることができる。なお、Eはハブ7のフランジ部裏面からナット部材53の前端面までの距離、Dは回転伝達部材31をハブ7に取付けた状態における本体31Aと接続部31Dとの間隔である。
Here, the fixing
このような構造からなる動力伝達装置30において、エンジンからの動力は、プーリ4−ダンパー保持部材51−ダンパーゴム52−ナット部材53−回転伝達部材31−ハブ7を経て回転軸6に伝達される。
In the
動力伝達中において、ダンパー機構9はプーリ4からハブ7に伝達される回転力の回転変動をダンパーゴム52によって効果的に緩衝する。したがって、動力伝達時の衝撃や動力伝達中における過負荷に至らない程度のトルク変動によって回転伝達部材31の接続部31Dに加わる引張力が軽減され、接続部31Dがハブ7と挾持板11との間から抜け出るようなことはない。
During power transmission, the damper mechanism 9 effectively cushions the rotational fluctuation of the rotational force transmitted from the
また、本発明においては、制動時や起動時に回転伝達部材31の連結片31Bに衝撃的な引張荷重が作用しても連結片31Bの基端部33に亀裂が生じたり折り曲げ線41に沿って破断したりするのを防止することができる。すなわち、本発明は折り曲げ線41を、回転伝達部材31の中心Oと連結片31Bの内側縁Pとを結ぶ半径方向の直線Lに対して角度βだけ傾斜した斜めの折り曲げ線としているので、折り曲げ線41の長さが長く、連結片31Bの基端部33に発生する応力を折り曲げ線41に沿って分散させることができる。それ故、内側縁Pにおける最大応力の値が小さくなり、内側縁Pに亀裂が生じたり、ここから連結片31Bが破断したりするおそれがなく、動力伝達装置30の信頼性および耐久性を向上させることができる。
In the present invention, even if an impact tensile load is applied to the connecting
なお、上記した実施の形態においては、回転伝達部材31の固定部31Cを駆動側回転部材であるプーリ4に固定し、接続部31Dを従動側回転部材であるハブ7に離脱可能に連結した例を示したが、本発明はこれに何ら特定されるものではなく、固定部31Cをハブ7に固定し、接続部31Dを挾持板11によってプーリ4に離脱可能に連結してもよい。
In the above-described embodiment, an example in which the fixed
2…コンプレッサ、3…ハウジング、4…プーリ(駆動側回転部材)、6…回転軸、7…ハブ(従動側回転部材)、11…挾持板、30…動力伝達装置、31…回転伝達部材、31A…本体、31B…連結片、31C…固定部、31D…接続部、40…スリット、41…折り曲げ線、P…内側縁、Q…外側縁。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記回転伝達部材を、環状の本体と、この本体の外周に周方向に等間隔おいて突設された複数の固定部と、これらの固定部より前記本体の外周に沿ってそれぞれ延設されるとともに前記本体の面に対して当該面と直交する方向に折り曲げられた軸線方向に弾性変形可能な複数の連結片と、これらの連結片の先端にそれぞれ延設され、前記従動側回転部材と挾持板とによって離脱可能に挾持される接続部とで構成し、
前記連結片の基端部を、折り曲げ線の内側端が回転方向前方側で外側端が回転方向後方側となるように斜めに折り曲げ形成したことを特徴とする動力伝達装置。 A drive-side rotating member that is rotated by power from the outside, a rotating shaft of a driven device, a driven-side rotating member provided on the rotating shaft, and an intermediate between the driven-side rotating member and the driving-side rotating member. In a power transmission device comprising a rotation transmission member that is mounted and connects these members and releases the connection when an overload is applied to the rotating shaft,
The rotation transmission member includes an annular main body, a plurality of fixing portions projecting from the outer periphery of the main body at equal intervals in the circumferential direction, and extending from the fixing portions along the outer periphery of the main body. And a plurality of connecting pieces that can be elastically deformed in the axial direction bent in a direction perpendicular to the surface of the main body, and extend at the tips of these connecting pieces, It consists of a connection part that is detachably held by a board,
The power transmission device according to claim 1, wherein the base end portion of the connecting piece is formed to be bent obliquely so that the inner end of the folding line is on the front side in the rotational direction and the outer end is on the rear side in the rotational direction.
The fixed portion of the rotation transmitting member is fixed to a driven side rotating member instead of the driving side rotating member, and the connecting portion is detachably connected to the driving side rotating member instead of the driven side rotating member. The power transmission device according to 1.
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