JP2007120611A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動力伝達装置において、トルクリミッタ作動後のハブの脱落を、簡易な構成で防止する。
【解決手段】プーリ１、ハブ２及びトルクリミッタ３を備える動力伝達装置であって、プーリ１のポケット部１０２に周方向に形成されたプーリ側凹凸部１０１と、アウターリング２０２上に周方向に設けられた、弾性部材からなるハブ側凹凸部２０１とを備え、両者の軸方向の凹凸嵌合により、プーリ１とハブ２とが結合している。アウターリング２０２の一部が軸方向に突出して、先端に爪部２０２ｂを有する突起部２０２ａを形成し、この突起部２０２ａが、プーリ１に設けられた挿入孔１０７を貫通している。トルクリミッタ３が作動し破断しても、爪部２０２ｂが挿入孔１０７に係合するので、ハブ１がプーリ２から脱落することがない。
【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力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として、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構造を有するもの知られている。本出願人は、このような動力伝達装置の結合構造として、図６に示されるような結合構造を先に提案している。本出願人が提案した結合構造では、プーリ１のポケット部１０２にプーリ側係合部としてプーリ側凹凸部１０１が周方向に形成されている一方で、ハブ２にもハブ側係合部としてハブ側凹凸部２０１がポケット部１０２に挿入可能なように周方向に形成されていて、双方の凹凸部１０１，２０１を軸方向に嵌合させることで、凹凸部１０１，２０１が噛み合い結合して、動力を伝達するようになっている。

また、本出願人の提案した動力伝達装置では、圧縮機が焼き付きを起した際に動力伝達のためのベルト切れ等の不具合を回避するために、図６に示されるような動力伝達部位の一部分を螺子嵌合させるトルクリミッタ（動力遮断部材）３が設けられている。このトルクリミッタ３は、圧縮機の回転軸４とハブ２との間に介在していて、過大なトルクが発生したときに動力伝達経路を断つように、切り欠きが形成された破断部３０１を有している。破断部３０１は、切り欠きを有するので、過大なトルクが発生すると、この切り欠きから容易に破断することになる。

このように、本出願人の提案した動力伝達装置においては、圧縮機が焼き付きを起し、過大なトルクが発生したときには、トルクリミッタ３が作動して破断部３０１が切り欠きから破断し、駆動源に過大な負荷がかからないようになっている。しかしながら、このようにトルクリミッタ３が破断した後は、プーリ１とハブ２は互いの凹凸部１０１，２０１で軸方向に挿入されているだけであるので、ハブ２がプーリ１から容易に脱落してしまうという問題があった。

このハブの脱落防止対策として、特許文献１による方法が公知である。この特許文献１には、脱落防止対策として、樹脂製のハブの外縁部に係合突起片を形成し、これをプーリの内周に形成した溝に嵌合させる方法が開示され、また樹脂製のリブの後端に係合突起片を形成し、プーリのフランジ部に形成した係合穴にこの係合突起片を嵌合させる方法が開示されている。しかしながら、樹脂製の係合突起片は樹脂成形では製造不可能であり、別体で設置するか、機械加工で加工するしかなく、製造に手間がかかるという問題がある。なお、特許文献１のトルク伝達装置は、プーリとハブとの結合構造及びトルクリミッタの構造等において、本出願人が先に提案した動力伝達装置と異なるものである。

特開２００２−３４９５９６号公報

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、プーリに形成されるプーリ側凹凸部と、ハブに設けられるハブ側凹凸部とが軸方向に挿入されて凹凸噛合されるプーリとハブとの結合構造を有する動力伝達装置において、トルクリミッタ作動後のハブの脱落を、簡単な構成により防止することができる脱落防止手段を備えた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）のポケット部（１０２）に、ハブ（２）のハブ側凹凸部（２０１）とアウターリング（２０２）とが挿入され、ハブ側凹凸部（２０１）と前記プーリ側凹凸部（１０１）とが嵌合することにより前記プーリ（１）と前記ハブ（２）が結合され、アウターリング（２０２）は、軸方向に突出し、先端に爪部（２０２ｂ）を有する少なくとも一つの突起部（２０２ａ）を有し、プーリ（１）は、突起部（２０２ａ）が貫通する挿入孔（１０７）を有することを特徴とする。このように、ハブ（２）のアウターリング（２０２）の突起部（２０２ａ)とプーリ（１）の挿入孔を用いる簡易な構成で、動力遮断部材３が破断した場合にハブがプーリから脱落することが防止できる。
請求項２に記載の動力伝達装置は、爪部（２０２ｂ）を、突起部（２０２ａ）の先端をアウターリング（２０２）の外周又は内周に向かって曲げることによって形成することを特徴とする。これによれば、爪部（２０２ｂ）を容易に形成できる。

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り、以下の説明では、該圧縮機に組み付けられたものとして説明するが、本発明の動力伝達装置は圧縮機以外の回転機器にも適宜利用可能である。図１は、本発明の実施の形態に係る動力伝達装置の縦断面図であり、図２は、その正面図である。本発明の動力伝達装置は、エンジンやモータから駆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にトルクリミッタである動力遮断部材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７の一端側に設けられた円筒状のボス部７０１に、軸受５及びスリーブリング付き留輪１０４を介して回転可能に装着されている。プーリ１は、好適には熱可塑性の合成樹脂で成型されており、通常はプーリ１、スリーブ付き留輪１０４及び軸受５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５は、ボス部７０１の外周面に形成された溝に嵌め込まれたスリーブリング付き留輪（スナップリング）１０４と、ボス部７０１の端部及びスリーブリング付き留輪１０４内に嵌め込まれたリング材１０３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７と回転軸４とは、軸封装置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。この軸封装置もまた、ボス部７０１の内周面に形成された溝に嵌め込まれた留輪（スナップリング）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から突出しており、その先端部は、先端から順に工具に適合するように形成された工具形状部４０１、外周にネジが形成されている螺子部４０２及びこの螺子部４０２より大径の軸部４０３とよりなり、螺子部４０２と軸部４０３との移行部に段部が形成されて軸側座面４０４となっている。工具形状部４０１は、通常は多角形状をしている。回転軸４にはワッシャ８が挿入され、軸側座面４０４とハブ２のリア側の面との間で挟み込まれている。また、回転軸４の螺子部４０２には、動力遮断部材３が螺合によって固定されている。

トルクリミッタとしての役割をもつ動力遮断部材３は、大きな外径の筒状部と小さな外径の筒状部とを一体に連結した構造をしていて、後述するインナーハブ２０４と回転軸４との間に介装されている。即ち、動力遮断部材３の内周面のリア側の略後半部分には雌ネジが形成されて螺子部３０３となっていて、回転軸４の螺子部４０２と螺子嵌合により結合されている。一方、動力遮断部材３の大径の筒状部側には、フランジ部３０２が設けられて、このフランジ部３０２がインナーハブ２０４とカシメにより結合されている。また、動力遮断部材３の両筒状部の結合部には切り欠きが形成されていて、破断部３０１なっている。したがって、動力遮断部材３が過大な軸力を受けたときに、図５に示すように、破断部３０１すなわち切り欠きから容易に破断されるようになっている。

ハブ２は、回転軸４側から外方に順に、インナーハブ２０４、弾性部材よりなる円筒部２０３、アウターリング２０２及び弾性部材よりなるハブ側凹凸部２０１より構成されている。

インナーハブ２０４は、概略円筒形状をしていて、その内周面は、ほぼ動力遮断部材３の外周面に適合する形状に形成されていて、両者は、カシメ部２０４ａをカシメることによって結合されている。なお、両者の結合は、カシメによる結合方法以外に、インナーハブ２０４の内周面と動力遮断部材３の外周面とを同じ多角形状に形成して両者を嵌合して固定してもよいし、或いは、回転軸４と動力遮断部材３との結合と同じように螺子嵌合によって結合してもよい。また、インナーハブ２０４のリア側先端面（圧縮機側の端面）がハブ側座面２０４ｂとなっていて、ワッシャ８に当接することによって、インナーハブ２０４は、動力遮断部材３とワッシャ８とによって挟持されるようにもなっている。

円筒部２０３は、ゴムや樹脂等の弾性部材から形成され、インナーハブ２０４とアウターリング２０２間に配置して保持され、インナーハブ２０４の外周面及びアウターリング２０２の内周面に接着等の手段によって結合されている。

アウターリング２０２は、円筒状をしていて、インナーハブ２０４と同様に鉄等の金属材により形成されている。アウターリング２０２の上面には、円筒部２０３と同様の弾性部材からなるハブ側凹凸部２０１が設けられている。ハブ側凹凸部２０１もアウターリング２０２の上面に接着等の手段によって結合されている。ここで、本実施形態では、アウターリング２０２は、その端面から軸方向に延長され、ハブ２から突出する突起部２０２ａを有している。突起部２０２ａは、プーリ１に設けられた挿入孔１０７を貫通している。突起部２０２ａと挿入孔１０７は、後に詳述する脱落防止手段を構成している。

なお、ハブ３を構成するインナーハブ２０４、円筒部２０３、アウターリング２０２及びハブ側凹凸部２０１の４者は、インサート成形により一体に形成されてもよい。この場合、アウターリング２０２の突出部２０２ａを除く全面が弾性部材で覆われるようにすることが好ましい。円筒部２０３及びハブ側凹凸部２０１の弾性部材は、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。

ハブ側凹凸部２０１は、周方向に凹凸が形成された環状をしており、図２に示されるように周方向に間隔をあけて複数のスリット２１０（図２では６つのスリット）が形成されている。また、ハブ側凹凸部２０１の凹凸は、後述するプーリ１のポケット部１０２内にほぼ収まる程の軸方向長さを有している。

一方、プーリ１のフロント側には、環状にポケット部１０２が形成されている。プーリ１は、外周部にベルトが掛けられて動力を受ける外筒と、ハウジングに回転可能に支持される内筒と、外筒と内筒とをつなぐ連結部とからなり、ポケット部１０２は、プーリのフロント側において、外筒、内筒、連結部とに囲まれた領域である。このポケット部１０２の上側面（内周面）１０２ａには、周方向に凹凸が形成されたプーリ側凹凸部１０１が設けられている。更にポケット部１０２には、周方向に複数の補強用リブ１１０が設けられている。これらプーリ側凹凸部１０１の凹凸及びリブ１１０は、それぞれリブ側凹凸部２０１の凹凸及びスリット２１０に対応する周方向の位置に形成されており、ハブ２を軸方向に移動することで、図２に示すようにハブ側凹凸部２０１とプーリ側凹凸部１０１とが凹凸嵌合し、同時にスリット２１０とリブ１１０とが嵌合するようになっている。このようにして、プーリ１とハブ２とが結合されている。

このような動力遮断部材３を有する動力伝達装置においては、上述のように、圧縮機の焼き付き等が起こると過大なトルクが発生し、動力遮断部材３が作動して動力遮断部材３の破断部３０１が破断する。このときハブ２がプーリ１から脱落するのを防止するための脱落防止手段として、本実施形態では、アウターリング２０２の突起部２０２ａがプーリ１の挿入孔１０７に挿入されている。

すなわち、アウターリング２０２の一部を軸方向に延長して構成される突起部２０２ａは、ハブ側凹凸部２０１のリア側端面から軸方向に突出し、プーリ１の挿入孔１０７は、プーリ１のポケット部１０２の底部１０２ｂに穿設され、軸方向に延在し、プーリ１を貫通している。したがって、プーリ側凹凸部１０１とハブ側凹凸部２０１とが凹凸嵌合されるときに、突起部２０２ａは挿入孔１０７に挿入されることになる。

図３は、本実施形態の脱落止手段を拡大して示す拡大図である。上面にハブ側凹凸部２０１が形成されたアウターリング２０２の一部は、ハブ２から軸方向に突出するように延長されて、その延長部分は突起部２０２ａを形成し、さらに突起部２０２ａの先端には、アウターリング２０２の外方に向かって曲げられた爪部２０２ｂが形成されている。突起部２０２ａは、一つだけ設けることもできるが、複数設けることもできる。また、突起部２０２ａを形成する個所も適宜の個所を選択することができる。さらに一方、プーリ１には、ポケット部１０２の底部１０２ｂからから軸方向に貫通する挿入孔１０７が設けられている。プーリ１とハブ２とが凹凸嵌合するときに、アウターリング２０２の突起部２０２ａは、挿入孔１０７を貫通し、先端の爪部２０２ｂが挿入孔１０７の外に突出するようになる。

このように、ハブ２のアウターリング２０２の爪部２０２ｂが、プーリ１の挿入孔１０７を貫通して、挿入孔１０７の外に位置するようにされているので、動力遮断部材（トルクリミッタ）３が作動しても、ハブ２は爪部２０２ｂに係合して、プーリ１から脱落することはない。本実施形態では、ハブ２のアウターリングの突起部２０２ａの先端を曲げて形成された爪部２０２ｂとプーリの挿入孔１０７とで脱落を防止できるので、脱落防止手段の形成が容易である。

図４に示すように、アウターリング２０２の突起部２０２ａの爪部２０２ｂは、アウターリング２０２の内側すなわち内周側に向けて曲げられているものでもよい。なお、突起部２０２ａの先端を曲げて爪部２０２ｂを形成する場合、その曲げ方向はいずれの方向でも脱落防止手段として機能する。ただし、製造工程を考慮すると、図３、４に示すように、アウターリング２０２の内側あるいは外側に向けて曲げるほうが製造容易である。

さらに、爪部２０２ｂの役割は、動力遮断部材の破断部が破断した際に、プーリ１からハブ２が脱落しないように、挿入孔に係合することであるから、爪部２０２ｂを、アウターリング２０２の突起部２０２ａを曲げて形成するのに代えて、別の例えば樹脂あるいは金属からなる部材をアウターリング２０２に固着して形成してもよい。また、その形状も任意のものが選択できる。例えば、アウターリング２０２の突起部２０２ａに嵌着するリング状のものでもよい。

上述のように、アウターリング２０２は、インナーハブ２０４に接着等により一体化した弾性部材からなる円筒部２０３の外部すなわち外周部に配置してもよく、インサート成形により円筒部２０３の内部に配置してもよい。また、アウターリング２０２は、円筒部の周囲に環状に連続して設けてもよく、分離された複数の円弧状の部材を設けたものでもよい。さらに、アウターリング２０２は、鉄等の金属で形成されているが、これ以外にも凹凸部２０１や円筒部２０３に用いられるような弾性部材以外の剛性のある材料で形成することができ、その材質は、金属・樹脂を問わない。

本発明の実施形態の動力伝達装置の縦断面図である。 本発明の実施形態の動力伝達装置の正面図である。 本発明の実施形態の脱落防止手段の部分拡大図である。 本発明の実施形態の他の脱落防止手段の部分拡大図である。 動力遮断部材が作動した時の動力伝達装置の状態を示す縦断面図である。 本出願人が先に提案した動力伝達装置の縦断面図である。

符号の説明

１ プーリ
１０１ プーリ側凹凸部
１０２ ポケット部
１０７ 挿入孔
２ ハブ
２０１ ハブ側凹凸部
２０２ アウターリング
２０２ａ 突起部
２０２ｂ 爪部
２０３ 円筒部
２０４ インナーハブ
３ 動力遮断部材（トルクリミッタ）
３０１ 破断部
３０３ 螺子部
４ 回転軸
４０２ 螺子部
５ 軸受
７ ハウジング
８ ワッシャ

Claims (2)

1. 凹凸が周方向に形成されたプーリ側凹凸部（１０１）を備えるポケット部（１０２）を有するプーリ（１）と、
   凹凸が周方向に形成されたハブ側凹凸部（２０１）を設けたアウターリング（２０２）と回転軸（４）とを有するハブ（２）と、
   前記ハブ（２）と前記回転軸（４）間に介装され、前記回転軸（４）と前記プーリ（１）間の過大なトルクの伝達を遮断する動力遮断部材（３）とを備え、
   前記プーリ（１）の前記ポケット部（１０２）に、前記ハブ（２）のハブ側凹凸部（２０１）とアウターリング（２０２）とを挿入し、前記ハブ側凹凸部（２０１）と前記プーリ側凹凸部（１０１）とが嵌合することにより前記プーリ（１）と前記ハブ（２）が結合する動力伝達装置において、
   前記アウターリング（２０２）は、軸方向に突出し、先端に爪部（２０２ｂ）を有する少なくとも一つの突起部（２０２ａ）を有し、
   前記プーリ（１）は、前記突起部（２０２ａ）が貫通する挿入孔（１０７）を有することを特徴とする動力伝達装置。
2. 前記爪部（２０２ｂ）は、前記突出部（２０２ａ）の先端をアウターリング（２０２）の外周又は内周に向かって曲げることによって形成されることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。

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