JP2008082388A - Power transmission mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動力伝達機構に関するもので、特に、カーエアコン用の常時回転タイプ(電磁クラッチレス)の圧縮機に用いて有効な、動力伝達機構に関するものである。 The present invention relates to a power transmission mechanism, and more particularly to a power transmission mechanism that is effective for use in a normally rotating type (electromagnetic clutchless) compressor for a car air conditioner.
従来、トルクリミッタ機能を有する動力伝達機構として、例えばプーリの円盤部に、環状の溝を設けると共に、この溝部に一定間隔で貫通穴を設けて、円盤部の強度を低下させることにより、伝達トルクが所定トルクを超えた時に溝部を破断させて、動力伝達を遮断している。
しかしながら、このような構成では、構造が簡単であるため、製造コスト上、有利ではあるものの、試行錯誤的に破断部の寸法及び材質等を決定する必要があるため、設計上の困難さがある。
そこで、疲労破壊することなく動力伝達を遮断することのできる構成のものが、以下のように提案されている。
Conventionally, as a power transmission mechanism having a torque limiter function, for example, an annular groove is provided in a disk part of a pulley, and through holes are provided at regular intervals in this groove part to reduce the strength of the disk part, thereby transmitting torque. When the torque exceeds a predetermined torque, the groove is broken to interrupt power transmission.
However, in such a configuration, the structure is simple and advantageous in terms of manufacturing cost. However, since it is necessary to determine the size and material of the fractured portion by trial and error, there is a difficulty in design. .
Therefore, a configuration that can cut off power transmission without causing fatigue failure has been proposed as follows.
この文献における動力伝達機構では、過大なトルクが加わった場合は、螺子面と座面が滑り、螺子が増し締めされた結果、軸力が高くなり、狭径部を破断させるとしたものである。 In the power transmission mechanism in this document, when an excessive torque is applied, the screw surface and the seat surface slide, and the screw is tightened, resulting in an increase in axial force and breaking of the narrow-diameter portion. .
このような構成の動力伝達機構によれば、疲労の影響は受けにくいという利点があるが、作動トルクのばらつきが大きいという課題がある。 According to the power transmission mechanism having such a configuration, there is an advantage that it is difficult to be affected by fatigue, but there is a problem that variation in operating torque is large.
ところで作動トルクを決定する要素としては、螺子面の摩擦係数、狭径部の寸法精度、狭径部の材料強度がある。特に、狭径部の材料強度は、製造ロット、メーカーに左右され、ばらつきが大きく、その結果、トルクリミッタの作動トルクの保証幅は、例えば50以上120Nm等と広く設定することが余儀なくされている。
作動トルクの保証幅の下限は、圧縮機の正常運転時の最大トルク以上である必要があり、上限は駆動ベルト保護やエンジンストール防止の観点から、ベルトがすべるトルクとエンジンがストールするトルクよりも小さいことが必須である。
By the way, factors determining the operating torque include the friction coefficient of the screw surface, the dimensional accuracy of the narrow diameter portion, and the material strength of the narrow diameter portion. In particular, the material strength of the narrow-diameter portion depends on the manufacturing lot and the manufacturer, and varies widely. As a result, the guaranteed range of the operating torque of the torque limiter must be set as wide as, for example, 50 to 120 Nm. .
The lower limit of the guaranteed operating torque range must be greater than or equal to the maximum torque during normal operation of the compressor, and the upper limit is higher than the torque at which the belt slips and the torque at which the engine stalls from the viewpoints of drive belt protection and engine stall prevention. Small is essential.
しかしながら、近年、圧縮機は低コスト化のため、ピストン本数を減らすなどの施策が採られ、駆動トルクの変動は上昇傾向にある。また、駆動ベルトは燃費節減の要求から、張力低減を行っており、ベルトスリップトルクは下降傾向にある。
作動トルクの保証幅が小さくなければ、車両として成立しなくなることから、ばらつきの小さいトルクリミッタの実現が希求されている。
本発明はこのような課題を改善するために提案されたものであって、部材を破断させることで、過大トルクを逃がすのではなく、過大なトルクが加わると部材螺子面と座面が滑り、部材を緩める方向に移動させることで、動力伝達側を空転させ、軸力を遮断することができる、動力伝達機構を提供することを目的とする。
However, in recent years, compressors have been reduced in cost, and measures such as reducing the number of pistons have been taken, and fluctuations in drive torque have been increasing. In addition, the drive belt is reducing the tension in order to reduce fuel consumption, and the belt slip torque tends to decrease.
If the guaranteed range of the operating torque is not small, it will not be established as a vehicle. Therefore, it is desired to realize a torque limiter with a small variation.
The present invention has been proposed to improve such a problem, and by breaking the member, the excessive torque is not released, but when the excessive torque is applied, the member screw surface and the seat surface slip, It is an object of the present invention to provide a power transmission mechanism that can idle a power transmission side and block an axial force by moving a member in a loosening direction.
上記の課題を解決するために、本発明における請求項1では、被駆動装置と連なるシャフト(3)が回転不能時、ナット(5)とシャフト(3)の外周部との螺着面にかかる所定の伝達トルクを超えた過大トルクにより、前記ナット(5)を緩む方向に滑らせることで前記シャフト(3)の外周部を移動させて、前記プーリ(2)からの回転動力を遮断するようにしたので、これまでのように、部材を破断させることで、過大トルクを逃がしていた構成と異なり、復旧時、破断させた部品に変わって、交換部品を組み付けるという手間も不要であり、交換部品も不要である。
In order to solve the above-mentioned problems, in
なお、上記各手段、並びに以下に記載する各手段に付した括弧内の参照符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 In addition, the reference numerals in parentheses attached to each of the above means and each means described below are an example showing a correspondence relationship with specific means described in the embodiment described later.
また本発明における請求項2では、前記ハブ(4)は、前記被駆動装置寄りのシャフト(3)に接触させてなるスペーサ(6)を備え、前記被駆動装置と連なるシャフト(3)が回転不能時、前記ナット(5)とシャフト(3)の外周部との螺着面と、前記スペーサ(6)とシャフト(3)との接触面にかかる、前記所定の伝達トルクを超えた過大トルクにより、前記ナット(5)を緩む方向に滑らせることで前記シャフト(3)の外周部を移動させて、前記プーリ(2)からの回転動力を遮断する構成としたので、前記プーリ(2)から前記シャフト(3)に至る回転動力を遮断することができる。 According to a second aspect of the present invention, the hub (4) includes a spacer (6) in contact with the shaft (3) near the driven device, and the shaft (3) connected to the driven device rotates. Excessive torque exceeding the predetermined transmission torque applied to the screwed surface between the nut (5) and the outer periphery of the shaft (3) and the contact surface between the spacer (6) and the shaft (3). Thus, the outer peripheral portion of the shaft (3) is moved by sliding the nut (5) in the loosening direction, and the rotational power from the pulley (2) is cut off. Therefore, the pulley (2) To the shaft (3) can be cut off.
また本発明における請求項3、4では、シャフト(3)先端側とアダプタ(10)とをスプライン結合部(Sp)、またはセレーション結合部(Sr)として構成する一方、前記アダプタ(10)外周には螺刻して、ナット(5)を螺入し、このナット(5)と、前記ハブ(4)とを、動力的に連結、遮断可能に嵌合する構成として、前記プーリ(2)からの回転動力を所定の伝達トルク内で前記シャフト(3)に伝達可能に構成し、前記ボルト(11)と前記アダプタ(10)とを接触させる構成としたので、過大なトルクによって、シャフト(3)先端側のボルト(11)と前記アダプタ(10)との接触面が滑り始め、プーリ(2)およびハブ(4)と共に、ナット(5)が回転する。これによって、前記ナット(5)は、緩み方向に前記アダプタ(10)外周を移動し、前記ハブ(4)のハブ側回止嵌合部(4b)から離脱するので、これによって、動力を遮断することができる。 In the third and fourth aspects of the present invention, the tip end of the shaft (3) and the adapter (10) are configured as a spline coupling portion (Sp) or a serration coupling portion (Sr), while the adapter (10) has an outer periphery. Is screwed into the nut (5), and the nut (5) and the hub (4) are connected to each other so that they can be connected dynamically and disconnected from the pulley (2). The rotational power of the shaft (3) can be transmitted to the shaft (3) within a predetermined transmission torque, and the bolt (11) and the adapter (10) are brought into contact with each other. ) The contact surface between the bolt (11) on the tip side and the adapter (10) starts to slide, and the nut (5) rotates together with the pulley (2) and the hub (4). As a result, the nut (5) moves on the outer periphery of the adapter (10) in the loosening direction and is detached from the hub-side rotation fitting portion (4b) of the hub (4). can do.
また本発明における請求項5、6では、シャフト(1)またはボルト(11)先端に、前記ナット(5)の脱落防止用の脱落防止手段(7)を設けたことで、前記ナット(5)が緩んでも、脱落することはない。 Further, in the fifth and sixth aspects of the present invention, the nut (5) is provided by providing a drop prevention means (7) for preventing the nut (5) from dropping at the tip of the shaft (1) or the bolt (11). Even if it is loose, it will not fall out.
以下、本発明にかかる動力伝達機構につき、一つの実施の態様を示し、添付の図面に基づいて説明する。
図1に、本発明にかかる動力伝達機構を用いた、エンジン等の動力源からの動力を、被駆動装置である、例えばエアコンを構成する圧縮機Pに伝達するための動力伝達機構1を示す。
すなわち、この動力伝達機構1は、動力源から、前記圧縮機Pへベルト等の動力伝達部材(図示省略)を介し回転力を伝達するもので、前記動力伝達部材を架け渡してなるプーリ2と、前記圧縮機Pの被駆動軸Sと軸方向に延設するように連結するシャフト3とを有する。
前記プーリ2は、前記シャフト3周囲にあって、プーリ2内周側にプーリ2と一体構造のハブ4を有している。
Hereinafter, an embodiment of the power transmission mechanism according to the present invention will be described and described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a
That is, the
The
一方、前記圧縮機Pの被駆動軸Sに、軸方向に延設したシャフト3は、外周部を螺刻しており、ここにナット5を螺入している。
そして、このナット5と前記ハブ4とには、ナット5とハブ4とが互いに密接状態で嵌合するように、それぞれナット側回止嵌合部5b、ハブ側回止嵌合部4bを設けている。
この場合、ハブ側回止嵌合部4bは、ハブ4に、多角形状(例えば6角形)の凹部として形成され、前記ナット側回止嵌合部5bは、ナット5の頭部フランジ部5fの外形を、前記6角形凹部のハブ側回止嵌合部4bに対応する、6角形の角筒として形成している(図2参照)。
すなわち、前記ナット5とハブ4とは、前記ナット側回止嵌合部5b、ハブ側回止嵌合部4bを介して密接状態で嵌合することで、前記プーリ2からの回転動力を、前記シャフト3、すなわち前記圧縮機Pの被駆動軸Sに伝達する構成としている。
On the other hand, the
The
In this case, the hub-side
That is, the
また、前記ハブ4は、前記圧縮機Pの被駆動軸S寄りの部位において、シャフト3との結合部位周囲に形成した適宜な素材のスペーサ6と密接した状態とすることができる。
なお、このスペーサ6はなくてもよい。
さらに、前記シャフト3の先端には、前記ナット5の脱落防止用の脱落防止手段7を設けている。この脱落防止手段7としては、図示するように、C型止輪を用いることができる。
Further, the
The spacer 6 may not be provided.
Further, a drop prevention means 7 for preventing the
本発明にかかる動力伝達機構1は、以上のように構成されるものであり、次にその作用について説明する。
今、エンジン側から、動力伝達機構1におけるプーリ2に掛け渡されたベルト等の動力伝達部材を介し、回転力が伝えられると、この回転力は、前記プーリ2内側のハブ4、ナット5を通じて、シャフト3を介し、エアコンを構成する圧縮機Pの被駆動軸Sに伝達することができ、エアコンを運転することができる。前記圧縮機Pが正常に機能しているときは、所定のトルクで回転動作することができ、前記動力伝達機構1は、支障なく回転力を前記圧縮機Pに伝達することができる(図1参照)。
The
Now, when the rotational force is transmitted from the engine side via a power transmission member such as a belt stretched around the
ここで、前記圧縮機Pが何らかの故障で、被駆動軸Sの回転が不能となったような場合、このような状況下でも、エンジン側から、動力伝達部材を介してプーリ2に回転力が伝わり、ハブ4と共に回転し続けようとする。
そうすると、シャフト3の螺子面とナット5の螺子面、さらには、前記圧縮機Pの被駆動軸S寄りのシャフト3とスペーサ6との密接面に、通常の回転トルク以上の過大なトルクがかかることになる。
そのため、前記シャフト3の螺子面とナット5の螺子面、並びに圧縮機Pの被駆動軸S寄りのシャフト3とスペーサ6との密接面とが滑り始める。
その際、前記ナット5は前記ハブ4と、ナット側回止嵌合部5b、ハブ側回止嵌合部4bを介して密接嵌合しているので、プーリ2およびハブ4と共に、前記ナット5は、回転し続ける。これにより、前記シャフト3の螺子面をナット5が、緩む方向に滑ることになり、次第に、前記ナット5のみが前記シャフト3上を、シャフト3先端側に移動していき、前記ナット5が前記ハブ4のハブ側回止嵌合部4bから離脱して、前記ナット5は前記ハブ4との結合状態が解消され、この結果、前記プーリ2およびハブ4が空回りすることになり、これによって回転動力が遮断された状態となるのである(図3参照)。
なお、前記ナット5がシャフト3上を先端側に向かって移動していっても、シャフト3の先端には、脱落防止手段7であるC型止輪を設けているので、前記ナット5が脱落するというようなことはない。
以上のように、上記動力伝達機構1では、動力伝達側である、プーリ2およびハブ4と、動力受容側であるシャフト3に螺着したナット5とを、ナット5を相対的に緩む方向に滑らして動力結合状態を遮断することで達成したので、これまでのように、部材を破断させることで、過大トルクを逃がしていた構成と異なり、復旧時、破断させた部品に変わって、交換部品を組み付けるという手間も不要であり、交換部品も不要である。
Here, when the compressor P is unable to rotate due to some failure of the compressor P, the rotational force is applied to the
As a result, an excessive torque greater than the normal rotational torque is applied to the screw surface of the
Therefore, the screw surface of the
At that time, since the
Even if the
As described above, in the
なお、前記シャフト3の螺子面とナット5の螺子面、並びに圧縮機Pの被駆動軸S寄りのシャフト3とスペーサ6との密接面とが滑り始まる作動トルクは、摩擦係数、および組み付けトルクのみで決まるものであるから、前記作動トルクのばらつきを抑制することができる。
このことは、言い換えれば、ナット5の滑り、すなわち緩みトルクは、製造段階で測定することができるため、作動トルクの保証が容易となる。
The operating torque at which the screw surface of the
In other words, the slip of the
本発明にかかる動力伝達機構1は、次のように構成することもできる。
この場合の動力伝達機構1では、プーリ2単品で作動トルクを決定付けるようにしたもので、動力伝達側であるプーリ2およびハブ4とを、動力受容側であるシャフト3先端側に、アダプタ10を介して、シャフト3先端側からボルト11で組み付ける構成としている(図4参照)。
この場合、前記シャフト3先端側と前記アダプタ10とは、図示は省略するが、スプライン加工が施され、スプライン結合部Spとして構成している。なお、前記シャフト3先端側と前記アダプタ10とは、セレーション加工を施して、セレーション結合部Srとしてもよい。
そして、前記アダプタ10外周には螺刻して、ナット5を螺着している。このナット5は、前記ハブ4と、ナット側回止嵌合部5b、ハブ側回止嵌合部4bを介して密接嵌合している。
The
In the
In this case, although the illustration is omitted, the tip end side of the
Then, the
このような動力伝達機構1において、過大なトルクによって、シャフト3先端側のボルト11と前記アダプタ10との接触面が滑り始め、プーリ2およびハブ4と共に、ナット5が回転する。これによって、前記ナット5は、緩み方向に前記アダプタ10外周を移動し、前記ハブ4のハブ側回止嵌合部4bから離脱するので、これによって、動力を遮断することができる。
In such a
1 動力伝達機構
2 プーリ
3 シャフト
4 ハブ
4b ハブ側回止嵌合部
5 ナット
5b ナット側回止嵌合部
5f フランジ部
6 スペーサ
7 脱落防止手段
10 アダプタ
11 ボルト
P 圧縮機
S 被駆動軸
Sp スプライン結合部
Sr セレーション結合部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記シャフト(3)の外周部に螺刻してナット(5)を螺入し、
このナット(5)と、前記プーリ(2)内周側に位置するハブ(4)とを、動力的に連結、遮断可能に嵌合する構成として、前記プーリ(2)からの回転動力を所定の伝達トルク内で前記シャフト(3)に伝達可能に構成し、
前記被駆動装置と連なるシャフト(3)が回転不能時、前記ナット(5)とシャフト(3)の外周部との螺着面にかかる前記所定の伝達トルクを超えた過大トルクにより、前記ナット(5)を緩む方向に滑らせることで前記シャフト(3)の外周部を移動させて、前記プーリ(2)からの回転動力を遮断する構成としたことを特徴とする動力伝達機構。 A power transmission mechanism (1) for transmitting rotational power to a shaft (3) connected to the driven device to a driven device via a pulley (2) motively coupled to a power source;
Screw the nut (5) into the outer periphery of the shaft (3),
This nut (5) and the hub (4) located on the inner peripheral side of the pulley (2) are configured to be fitted so as to be able to be connected and disconnected in a power manner, and rotational power from the pulley (2) is predetermined. Configured to transmit to the shaft (3) within the transmission torque of
When the shaft (3) connected to the driven device cannot be rotated, an excessive torque exceeding the predetermined transmission torque applied to the screwing surface between the nut (5) and the outer peripheral portion of the shaft (3) causes the nut ( 5) A power transmission mechanism in which the outer peripheral portion of the shaft (3) is moved by sliding it in a loosening direction to block the rotational power from the pulley (2).
前記プーリ(2)内周側に位置するハブ(4)を、前記シャフト(3)先端側に、アダプタ(10)を介して、シャフト(3)先端側からボルト(11)で組み付ける構成とし、
前記シャフト(3)先端側と前記アダプタ(10)とをスプライン結合部(Sp)として構成する一方、前記アダプタ(10)外周には螺刻して、ナット(5)を螺入し、
このナット(5)と、前記ハブ(4)とを、動力的に連結、遮断可能に嵌合する構成として、前記プーリ(2)からの回転動力を所定の伝達トルク内で前記シャフト(3)に伝達可能に構成し、
前記ボルト(11)と前記アダプタ(10)とを接触させ、
前記被駆動装置と連なるシャフト(3)が回転不能時、前記アダプタ(10)外周とナット(5)との螺着面と、前記ボルト(11)と前記アダプタ(10)との接触面にかかる前記所定の伝達トルクを超えた過大トルクにより、前記ナット(5)を緩む方向に滑らせることで前記アダプタ(10)外周を移動させて、前記プーリ(2)からの回転動力を遮断する構成としたことを特徴とする動力伝達機構。 A power transmission mechanism (1) for transmitting rotational power to a shaft (3) connected to the driven device to a driven device via a pulley (2) motively coupled to a power source;
The hub (4) located on the inner peripheral side of the pulley (2) is assembled to the distal end side of the shaft (3) with the bolt (11) from the distal end side of the shaft (3) via the adapter (10).
The shaft (3) tip side and the adapter (10) are configured as a spline coupling part (Sp), while the adapter (10) is threaded around the outer periphery and a nut (5) is screwed in
The nut (5) and the hub (4) are connected to each other so that they can be connected and cut off dynamically. The rotational power from the pulley (2) is transmitted within a predetermined transmission torque to the shaft (3). To be able to communicate
Bringing the bolt (11) and the adapter (10) into contact;
When the shaft (3) connected to the driven device cannot be rotated, it is applied to the screwed surface between the outer periphery of the adapter (10) and the nut (5), and the contact surface between the bolt (11) and the adapter (10). A configuration in which the outer periphery of the adapter (10) is moved by sliding the nut (5) in a loosening direction by an excessive torque exceeding the predetermined transmission torque, and the rotational power from the pulley (2) is cut off; A power transmission mechanism characterized by that.
前記プーリ(2)内周側に位置するハブ(4)を、前記シャフト(3)先端側に、アダプタ(10)を介して、シャフト(3)先端側からボルト(11)で組み付ける構成とし、
前記シャフト(3)先端側と前記アダプタ(10)とをセレーション結合部(Sr)として構成する一方、前記アダプタ(10)外周には螺刻して、ナット(5)を螺入し、
このナット(5)と、前記ハブ(4)とを、動力的に連結、遮断可能に嵌合する構成として、前記プーリ(2)からの回転動力を所定の伝達トルク内で前記シャフト(3)に伝達可能に構成し、
前記ボルト(11)と前記アダプタ(10)とを接触させ、
前記被駆動装置と連なるシャフト(3)が回転不能時、前記アダプタ(10)外周とナット(5)との螺着面と、前記ボルト(11)と前記アダプタ(10)との接触面にかかる前記所定の伝達トルクを超えた過大トルクにより、前記ナット(5)を緩む方向に滑らせることで前記アダプタ(10)外周を移動させて、前記プーリ(2)からの回転動力を遮断する構成としたことを特徴とする動力伝達機構。 A power transmission mechanism (1) for transmitting rotational power to a shaft (3) connected to the driven device to a driven device via a pulley (2) motively coupled to a power source;
The hub (4) located on the inner peripheral side of the pulley (2) is assembled to the distal end side of the shaft (3) with the bolt (11) from the distal end side of the shaft (3) via the adapter (10).
The shaft (3) tip side and the adapter (10) are configured as a serration coupling part (Sr), while the adapter (10) is threaded around the outer periphery, and a nut (5) is screwed in,
The nut (5) and the hub (4) are connected to each other so that they can be connected and cut off dynamically. The rotational power from the pulley (2) is transmitted within a predetermined transmission torque to the shaft (3). To be able to communicate
Bringing the bolt (11) and the adapter (10) into contact;
When the shaft (3) connected to the driven device cannot be rotated, it is applied to the screwed surface between the outer periphery of the adapter (10) and the nut (5), and the contact surface between the bolt (11) and the adapter (10). A configuration in which the outer periphery of the adapter (10) is moved by sliding the nut (5) in a loosening direction by an excessive torque exceeding the predetermined transmission torque, and the rotational power from the pulley (2) is cut off; A power transmission mechanism characterized by that.
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