JP2008240879A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、過大トルク発生時にアダプタが入力軸に再圧入するのを防止し、所定のトルクで動力伝達を確実に遮断できる動力伝達装置を提供する。
【解決手段】この動力伝達装置４１は、スペーサ６９を入力軸５７の雄ねじ部６３のリア側に圧入し、アダプタ８３を入力軸５７の雄ねじ部６３に螺合するとともに、その大径部８９をスペーサ６９の大径部７７に当接させ、ハブ９９をアダプタ８３の大径部８９のフロント側に当接させ、動力遮断部材１１３をそのフランジ部１１９をハブ９９に当接させるとともにその筒状部１１７をアダプタ８３の外周に螺合し、アダプタ８３の大径部８９とハブ９９の内周部との間の摩擦係数μｗ１を、アダプタ８３の大径部８９とスペーサ６９の大径部７７との間の摩擦係数μｗ２より小さく設定している。
【選択図】図１

Description

本発明は、外部動力から被駆動装置へ動力を伝達するトルクリミッタを有する動力伝達装置用に関する。

一般に、カーエアコン用の圧縮機は、エンジン等の外部動力源からベルト、プーリ等を介して動力伝達されるが、このベルトと圧縮機の入力軸との間には、過大トルク発生時に動力を遮断しうる動力伝達装置が設けられている。

この種の動力伝達装置としては、特許文献１に開示されているものが知られており、これは、図１９及び図２０に示すようなものである。この動力伝達装置１１は、圧縮機のハウジング１３に軸受１５を介して回転自在に設けられたプーリ１７と、ハウジング１３に軸支された入力軸１９とを有している。この入力軸１９のフロント側には雄ねじ部２１が形成され、この入力軸１９には筒状のアダプタ２３が嵌合されている。このアダプタ２３は、そのフロント側内周面に雌ねじ部２５を有し、この雌ねじ部２５を入力軸１９の雄ねじ部２１に螺合させて入力軸１９に圧入されている。

アダプタ２３のフロント側の外周には雄ねじ部２７が形成され、この雄ねじ部２７には、動力遮断部材２９のスプール部２９ａが螺合されている。一方、アダプタ２３のリア側外周には拡径部３１が設けられ、この拡径部３１のフロント側には、ハブ３３が当接されている。そして、動力遮断部材２９を締め込むことによって、動力遮断部材２９の外周部２９ｂでハブ３３を拡径部３１に向かって押圧し、ハブ３３からアダプタ２３への動力伝達を行うようになっている。

ハブ３３の外周にはハブ側凹凸部３５が形成され、このハブ側凹凸部３５はプーリ１７に形成されたプーリ側凹凸部３７に係合している。

そして、ベルト等によってプーリ１７に伝達された動力は、ハブ３３、アダプタ２３を介して入力軸１９に伝達されるようになっている。

また、圧縮機の焼き付き等によって過大な負荷がかかると、動力遮断部材２９とアダプタ２３との間に相対回転が生じ、この相対回転によって動力遮断部材２９の外周部２９ｂとスプール部２９ａとの間に大きな引張力が加わり破断する。これによって、ハブ３３のアダプタ２３の拡径部３１への押圧がなくなり、動力伝達が遮断されて、動力源へのダメージを防止するようになっている。

このような動力伝達装置１１は、通常エアコン運転時には、動力伝達トルクによって螺子締結部に発生する軸方向の軸力を、アダプタ２３で保持する構造になっている。このため、圧縮機の焼き付き等の過大トルク発生時には、アダプタ２３の入力軸１９への圧入部が塑性変形し再圧入を起こしてしまう。

この部分で再圧入が発生すると、特許文献２にも示されているように、動力遮断部材２９に加わる軸方向引張力が逃げてしまい、所定のトルクを超えているにもかかわらずリミッタが作動せず、動力伝達を遮断できないという問題があった。

また、再圧入が発生すると、アダプタ２３がリア側に移動してしまい、これに伴いハブ３３もリア側に移動する。このため、ハブ３３がプーリ１７をリア側に押圧して軸受１５にスラスト荷重がかかり、軸受の耐久性が大幅に低下するという問題があった。

さらに、ハブ３３とプーリ１７が弾性部材を介して係合しているような構造の場合、ハブ３３とプーリ１７が干渉してしまうという問題があった。
特開２００６−２９２０４２ 特開２００３−３５２５５

本発明は、上記問題点を解決することをその課題とし、過大トルク発生時にアダプタが入力軸に再圧入するのを防止し、したがって所定のトルクで動力伝達を確実に遮断できる動力伝達装置を提供する。

上記課題を解決するため、フロント側外周に雄ねじ部（６５）を有する入力軸（５７）と、この入力軸（５７）の雄ねじ部（６５）のリア側に圧入固定されたスペーサ（６９）と、入力軸（５７）の雄ねじ部（６５）に螺合されスペーサのフロント側に当接されて配設されるとともに、外周に雄ねじ部（９３）を有する筒状のアダプタ（８３）と、内周部（１０１）をアダプタ（８３）のフロント側に当接し、外部動力をアダプタ（８３）に伝達するハブ（９９）と、フランジ部（１１９）をハブ（９９）に係合させ、筒状部（１１７）をアダプタ（８３）の雄ねじ部（９３）に螺合し、ハブ（９９）の内周部をアダプタ（８３）に押圧して動力をハブ（９９）から入力軸（５７）に伝達する動力遮断部（１１３）とを備え、動力遮断部（１１３）は、被駆動装置に過大な負荷が加わったときに、筒状部（１１７）がアダプタ（８３）と相対回転して、筒状部（１１７）とフランジ部（１１９）との間に引張り力を加え、筒状部（１１７）をフランジ部（１１９）から破断して、アダプタ（８３）への押圧力を消失させて動力を遮断するようになされた動力伝達装置であって、アダプタ（８３）とハブ（９９）の内周部（１０１）との間の摩擦機構、およびアダプタ（８３）とスペーサ（６９）との間の摩擦機構は、過大トルクが加わった状態において、アダプタ（８３）とハブ（９９）の内周部（１０１）との間が滑り始めても、アダプタ（８３）とスペーサ（６９）との間は滑らず保持されているようになされた手段を採用することができる。

この手段によれば、過大トルクが加わり大きな軸力がアダプタ（８３）上で動力遮断部材（１１３）に加わっても、アダプタ（８３）とスペーサ（６９）とが滑らない以上、アダプタ（８３）とは軸力が作用せず、従来のように圧入されたアダプタが再圧入されることを防止することができる。また、過大トルクが加わった状態において、アダプタ（８３）とハブ（９９）の内周部（１０１）との間が滑り始めても、アダプタ（８３）とスペーサ（６９）との間は滑らず保持されているので、アダプタ（８３）と動力遮断部材（１１３）との間に確実に相対回転を生じさせて動力遮断部材（１１３）を破断することができる。

また、上記課題を解決するため、アダプタ（８３）とスペーサ（６９）との当接面の間にワッシャ（２０３）を介装させた手段を採用している。したがって、アダプタ（８３）のリア側座面の軸線に対する直角度や平面度に若干のばらつきがあったり、スペーサ（６９）のフロント側座面の軸線に対する直角度や平面度に若干のばらつきがあっても、ワッシャ（２０３）でそのばらつきを吸収することができ、したがって、偏荷重や片当たり等による部品の破損、損耗を防止することができる。

また、上記課題を解決するため、アダプタ（８３）とスペーサ（６９）との当接面（３１１）をテーパー状に形成した手段を採用することができる。したがって、圧縮機の焼付き等で過大な軸力が加わるとテーパ部が強く嵌合され、拘束力は増加するとともに、テーパ部の楔効果によって当接面の不均衡が是正され偏荷重の発生を防止することができる。

なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

以下、本発明の実施の形態について、図１ないし図１８を参照して説明する。

図１及び図２は、本発明の第１の実施形態である動力伝達装置４１を示す。この動力伝達装置４１は、圧縮機のハウジング４３に組みつけられており、このハウジング４３のフロント側には、筒状の軸受支持部４５が設けられている。この軸受支持部４５の外周には、ラジアルベアリング４７を介してプーリ４９が軸支されている。このプーリ４９の外周にはベルト溝５１が形成されており、このベルト溝５１にベルトが巻回されて車両のエンジン等から回転トルクが伝達される。プーリ４９のフロント側には、環状のポケット５３が形成され、この環状のポケット５３の内周面には、半径方向に凹凸を有するプーリ側係合部５５が形成されている。

一方、筒状の軸受支持部４５の内側には、ハウジング４３内の圧縮機に動力を伝達する入力軸５７が軸支されている。この入力軸５７は、圧縮機側の大径部５９と、この大径部５９より僅かに小径の小径部６１と、この小径部６１と大径部５９との間に形成され、フロント側からリア側に向かうにしたがい拡径する肩部６３とを有している。そして、小径部６１のフロント寄りの外周には雄ねじ部６５が形成され、リア寄りには小径部外周面６７が形成されている。

小径部６１の小径部外周面６７から大径部５９のフロント寄りには、環状のスペーサ６９が外挿されている。このスペーサ６９は、その内周側に、フロント寄りに形成された小径内周面７１と、リア寄りに形成された大径内周面７３と、小径内周面７１と大径内周面７３との間に形成されフロント側からリア側に向かうにしたがい拡径する肩部７５とを有している。また、このスペーサ６９は、その外周側のリア寄りに形成された大径部７７と、フロント寄りに形成されたフック部７９とを有しており、大径部７７のフロント側にはスペーサ座面８１が形成されている。

そして、このスペーサ６９は、その小径内周面７１を小径部外周面６７に嵌合させ、肩部７５を肩部６３に係合させ、大径内周面７３を大径部５９に圧入させて配設されている。

また、入力軸５７の雄ねじ部６５には、アダプター８３が設けられている。このアダプタ８３は、筒状の小径部８５と、この筒状の小径部８５のリア側に形成された拡径部８７と、この拡径部８７の外周からリア側に筒状に延在する大径部８９とを有している。

筒状の小径部８３の内周面には雌ねじ部９１が形成されており、外周面には雄ねじ部９３が形成されている。また、大径部８９のフロント側には、フロント側アダプタ座面９５が形成され、大径部８９のリア側には、リア側アダプタ座面９７が形成されている。

そして、このアダプタ８３は、その雌ねじ部９１を入力軸５７の雄ねじ部６５に螺合させ、リア側アダプタ座面９７をスペーサ座面８１に当接させて、入力軸５７に装着されている。

このようなアダプタ８３の小径部８５には、ハブ９９が外挿されている。このハブ９９は、最も内周側に設けられたスプール１０１と、このスプールの外周側に配設されたインナーハブ１０３と、このインナーハブ１０３の外周側に形成された弾性体からなる円筒状減衰装置１０５と、この円筒状減衰装置１０５の外側に設けられたアウターリング１０７と、このアウターリング１０７のリア側に形成された弾性体からなるハブ側係合部１０９とを有している。スプール１０１は筒状に形成され、そのリア側にはハブ側座面１１１が形成されている。

そして、このハブ９９は、そのスプール１０１をアダプタ８３の小径部８５に外挿させ、ハブ側座面１１１をアダプタ８３のフロント側アダプタ座面９５に当接させて、配設されている。また、このハブ９９は、そのハブ側係合部１０９をプーリ側係合部５５に係合させており、プーリ４９からの動力を受けるようになっている。

アダプタ８３の小径部８５には、動力遮断部材１１３が外挿されている。この動力遮断部材１１３は、内周側に雌ねじ部１１５が形成された筒状部１１７と、この筒状部１１７のフロント側に設けられたフランジ部１１９と、このフランジ部１１９と筒状部１１７との間に形成された破断部１２１とを有している。

そして、この動力遮断部材１１３は、その雌ねじ部１１５をアダプタ８３の雄ねじ部９３に螺合させ、フランジ部１１９をハブ５７のスプール１０１のフロント側に押圧して、ハブ５７のハブ側座面１１１をアダプタ８３のフロント側アダプタ座面９５に押圧して装着されている。

このような、動力伝達部材１１３は次のように作動する。すなわち、圧縮機の焼き付き等によって過大な負荷がかかると、動力遮断部材１１３とアダプタ８３との間に相対回転が生じ、この相対回転によって雄ねじ部９３と雌ねじ部１１５との螺合により動力遮断部材１１３のフランジ部１１９と筒状部１１７との間に大きな引張力が加わる。この引張力によってフランジ部１１９と筒状部１１７との間の破断部１２１が破断し、ハブ５７のアダプタ８３への押圧がなくなる。これによって、ハブ５７からアダプタ８３への動力伝達が遮断され、動力源へのダメージを防止するようになっている。

このような構成において、この動力伝達装置４１にあっては、ハブ側座面１１１とフロント側アダプタ座面９５との間のフロント側当接面１５１の摩擦係数をμｗ１とし、リア側アダプタ座面９７とスペーサ座面８１との間のリア側当接面１５３の摩擦係数をμｗ２としたとき、μｗ１＜μｗ２となるようになされている。

これは、図１及び図２に示す動力伝達装置４１では、スペーサ６９のフロント側に、分解時に必要となるフック部７９が形成されているため、図３に示すように、フロント側当接面１５１の等価摩擦直径ｄｗ１と、リア側当接面１５３の等価摩擦直径ｄｗ２とがほぼ同等になる。このため、μｗ１＝μｗ２とすると、下記式（１）によって、リミッタトルクＴが同等になってしまう。

このため、過大トルクが加わった場合、フロント側当接面１５１が滑り始めると同時にリア側当接面１５３がすべり始めてしまい、アダプタ８３と動力遮断部材１１３との間に相対回転が生じない。それ故、動力遮断部材１１３の破断部１２１が破断せず、遮断機構が作動しなくなってしまうのである。このような事態を回避するため、この動力伝達装置４１では、フロント側当接面１５１の摩擦係数をμｗ１とし、リア側当接面１５３をμｗ２としたとき、μｗ１＜μｗ２となるようにしている。

なお、図３において、ｄ₂１は、動力遮断部材１１３とアダプタ８３間のねじ部の有効径、ｄ₂２は、入力軸５７とアダプタ８３間のねじ部の有効径、μｓ１は動力遮断部材１１３とアダプタ８３間のねじ部の摩擦係数、μｓ２は入力軸５７とアダプタ８３間のねじ部の摩擦係数を示す。

具体的には、図４示すアダプタ８３については、フロント側アダプタ座面９５の面粗さはリア側アダプタ座面９７の面粗さより良好にしてもよく、また、フロント側アダプタ座面９５のみ表面処理を施してリア側アダプタ座面９７より摩擦係数を低くしてもよい。ここで、表面処理としては、ＰＴＦＥ，二硫化モリブデン、亜鉛メッキ、ダクロ等の塗装、化成皮膜処理、アルマイト処理等がある。また、組み付け時に、摩擦係数がμｗ１＜μｗ２となるように、フロント側当接面１５１にグリース等の油脂を塗布してもよい。

なお、上記実施例は、アダプタ８３側の当接面であるフロント側アダプタ座面９５、リア側アダプタ座面９７について述べているが、ハブ９９側のハブ側座面１１１、スペーサ６９側のスペーサ側座面８１についても、同様の処理が可能であり、同様の効果が得られる。

以上説明したように、この第１の実施形態である動力伝達装置４１にあっては、入力軸５７に、スペーサ６９を、その小径内周面７１を小径部外周面６７に嵌合させ、肩部７５を肩部６３に係合させ、大径内周面７３を大径部５９に圧入して装着している。また、アダプタ８３を、そのリア側アダプタ座面９７をスペーサ６９のスペーサ座面８１に当接させて入力軸５７に装着している。そして、このような構成において、ハブ側座面１１１とフロント側アダプタ座面９５との間のフロント側当接面１５１の摩擦係数をμｗ１とし、リア側アダプタ座面９７とスペーサ座面８１との間のリア側当接面１５３の摩擦係数をμｗ２としたとき、μｗ１＜μｗ２となるようにしている。

したがって、過大トルクが加わり大きな軸力がアダプタ８３上で動力遮断部材１１３に加わっても、アダプタ８３とスペーサ６９とが滑らない以上、アダプタ８３には軸力が作用せず、従来のように圧入されたアダプタの再圧入されることを防止することができる。

また、フロント側当接面１５１の摩擦係数をμｗ１をリア側当接面１５３の摩擦係数をμｗ２より小さく設定しているから、フロント側当接面１５１が滑り始めると同時又はそれより前にリア側当接面１５３がすべり始めてしまうことを防止することができる。したがって、アダプタ８３と動力遮断部材１１３との間に確実に相対回転を生じさせて破断部１２１を破断することができる。

また、アダプタ８３の再圧入を防止できることによって、ハブ９９がリア側に移動することを防止でき、これに伴う軸受の耐久性の低下を防止することができる。さらに、ハブ９９プーリ４９が弾性部材を介して係合しているような構造の場合、ハブ９９のリア側への移動によるハブ９９とプーリ４９の干渉を防ぐことができ、発煙等の不具合が生じることを防止できる。

上記、図１ないし図４に記載の第１の実施の形態である動力伝達装置４１では、アダプタ８３の再圧入を防止し、所定のトルクに対して動力を確実に遮断することができる。しかしながら、この構造では、入力軸５７とスペーサ６９の加工精度により、スペーサ座面８１の入力軸５７の軸線に対する直角度や平面度が影響を受けやすい。さらに、入力軸５７の先端の雄ねじ部６５に螺合されるアダプタ８３の精度によって、リア側アダプタ座面９７の入力軸５７の軸線に対する直角度や平面度が影響される。これら加工精度によって直角度等が変動するスペーサ座面８１とリア側アダプタ座面９７とが当接するため、当接面の接触が不均一になり偏荷重が発生しやすい。また、これらアダプタ８３やスペーサ６９は高硬度材を使用しているため、偏荷重により過大な応力が発生しやすく破損に到る可能性があった。

図５ないし図１１は、これら第１の実施の形態の問題を克服すべくなされた第２の実施の形態の動力伝達装置２０１を示すものである。これらの図において、図１ないし図４に示す動力伝達装置４１と同一構成の部分については同一符号を付してその説明を省略する。

図５は、動力伝達装置２０１の要部を示す。この動力伝達装置２０１は、アダプタ８３のリア側アダプタ座面９７とスペーサ６９のスペーサ座面８１との間に、ワッシャ２０３が介装されている。そして、このワッシャ２０３のフロント側のフロント側ワッシャ座面２０５とリア側アダプタ座面９７との間にはフロント側接触面２０７が形成され、ワッシャ２０３のリア側のリア側ワッシャ座面２０９とスペーサ側座面８１との間にはリア側接触面２１１が形成されている。

このワッシャ２０３とアダプタ８３、スペーサ６９との硬さの関係は、リア側アダプタ座面９７の硬さ＞ワッシャ２０３の硬さ、及び／又は、ワッシャ２０３の硬さ＜スペーサ座面８１の硬さ、もしくは、リア側アダプタ座面９７の硬さ＜ワッシャ２０３の硬さ、及び／又は、ワッシャ２０３の硬さ＞スペーサ座面８１の硬さに設定されている。

ここで、アダプタ８３は、入力軸５７の雄ねじ部６５とアダプタ８３の雌ねじ部９１との螺合によって固定されている。したがって、アダプタ８３のリア側アダプタ座面９７の入力軸５７の軸線に対する直角度や平面度は各部品の精度に左右される。また、スペーサ６９は、入力軸５７に圧入されているので、スペーサ６９のスペーサ座面８１と入力軸５７の軸心との直角度、平面度も各部品の精度に左右される。したがって、このままアダプタ８３をスペーサ６９に当接させると、直角度や平面度のばらつきにより接触面に均等に荷重がかからず、偏荷重によって過大な応力が発生し部品が破損してしまう可能性がある。

そこで、この動力伝達装置２０１にあっては、ワッシャ２０３をアダプタ８３やスペーサ６９より軟らかくするか、逆に、ワッシャ２０３をアダプタ８３やスペーサ６９より硬くすることによって直角度や平面度のばらつきを吸収できるようにしている。

また、ハブ側座面１１１とフロント側アダプタ座面９５との間のフロント側当接面１５１の摩擦係数μｗ１、フロント側ワッシャ座面２０５とリア側アダプタ座面９７との間のフロント側接触面２０７の摩擦係数μｗ３、リア側ワッシャ座面２０９とスペーサ座面８１との間のリア側接触面２１１の摩擦係数μｗ４との関係は、μｗ１＜μｗ３、及び／又は、μｗ１＜μｗ４とされている。

これは、図５及び図７に示す動力伝達装置２０１では、スペーサ６９のフロント側に、分解時に必要となるフック部７９が形成されているため、図７に示すように、フロント側当接面１５１の等価摩擦直径ｄｗ１、フロント側接触面２０７の等価摩擦直径ｄｗ３、リア側接触面２１１の等価摩擦直径ｄｗ４とがほぼ同等になる。このため、μｗ１＝μｗ３＝μｗ４とすると、数式１によって、リミッタトルクＴが同等になってしまう。このため、過大トルクが加わった場合、フロント側当接面１５１が滑り始めると同時にフロント側接触面２０７やリア側接触面２１１がすべり始めてしまい、アダプタ８３と動力遮断部材１１３との間に相対回転が生ぜず、遮断機構が作動しなくなってしまうのである。そこで、このような事態を回避するため、この動力伝達装置２０１では、フロント側当接面１５１の摩擦係数をμｗ１とし、フロント側接触面２０７の摩擦係数をμｗ３とし、リア側接触面２１１の摩擦係数をμｗ４としたとき、μｗ１＜μｗ３、及び／又は、μｗ１＜μｗ４としている。

この摩擦係数の条件を満足させるには、ワッシャ２０３に摩擦係数の高い素材を採用すれば容易に達成できる。また、ワッシャ２０３の表面粗さをスプール１０１のハブ側座面１１１より粗くしてもよいし、ワッシャに塗装、メッキ等の表面処理や化成皮膜処理を施してもよい。さらに、ワッシャの材質をアルミニウム、銅等の非鉄金属や合金鋼、ゴムや樹脂をコーティングした部材、非金属材料にするのも有効である。

図８及び図９はワッシャの固定方法を示す。図８は、スペーサ６９に形成されたワッシャ嵌合部２２１に対して微小隙間を介してインロー嵌合した場合を示していおり、図９は、圧入嵌合した場合を示す。このようにすることによって、ワッシャ２０３とスペーサ６９とを同軸にすることができる。

図１０及び図１１は、ワッシャをアダプタ側に固定した場合を示す。図１０は、アダプタ８３のリア側アダプタ座面９７に形成されたワッシャ嵌合部２２３に対して微小隙間を介してインロー嵌合した場合を示しており、図１１は、圧入嵌合した場合を示す。このようにすれば、図９及び図１０に示す場合と同様に、ワッシャ２０３とアダプタ８３とを同軸にすることができる。

以上説明したように、この動力伝達装置２０１にあっては、アダプタ８３のリア側アダプタ座面９７とスペーサ６９のスペーサ座面８１との間に、ワッシャ２０３が介装されている。したがって、アダプタ８３のリア側アダプタ座面９７の軸線に対する直角度や平面度に若干のばらつきがあったり、スペーサ６９のスペーサ座面８１の軸線に対する直角度や平面度に若干のばらつきがあっても、ワッシャ２０３でそのばらつきを吸収することができ、したがって、偏荷重や片当たり等による部品の破損、損耗を防止することができる。

また、この動力遮断装置２０１では、フロント側当接面１５１の摩擦係数をμｗ１とし、フロント側接触面２０７の摩擦係数をμｗ３とし、リア側接触面２１１の摩擦係数をμｗ４としたとき、μｗ１＜μｗ３、及び／又は、μｗ１＜μｗ４としているので、過大トルクが加わった場合、フロント側当接面１５１が滑り始めると同時にフロント側接触面２０７やリア側接触面２１１がすべり始めてしまい、遮断機構が作動しなくなってしまうのを防止することができる。

図１２ないし図１８は、本発明の第３の実施の形態である動力伝達装置３０１を示すものである。この第３の実施の形態も、図５ないし図１１に示す第２の実施形態と同様に、当接面の接触が不均一になり偏荷重が発生しやすいアダプタとスペーサとの接触部分を改良したものである。これらの図において、図１ないし図４に示す動力伝達装置４１と同一構成の部分については同一符号を付してその説明を省略する。

図１２は、動力伝達装置３０１の要部を示すものである。図１２及び図１３に示すように、アダプタ８３のリア側アダプタ座面３０３とスペーサ６９のスペーサ座面３０５とをリア側に向かうにしたがい拡径するテーパ状に形成している。このようにリア側アダプタ座面３０３、スペーサ座面３０５がテーパ状に形成されているから、圧縮機の焼付き等で過大な軸力が加わるとテーパ部が強く嵌合され、拘束力は増加する。また、テーパ部の楔効果によって当接面の不均衡が是正され偏荷重の発生を防止することができる。

ところで、図１２及び図１３に示す動力伝達装置３０１では、スペーサ６９のフロント側に分解時に必要となるフック部７９が形成されているため、図１２に示すように、フロント側当接面１５１の等価摩擦直径ｄｗ１と、リア側当接面３１１の等価摩擦直径ｄｗ５とがほぼ同等になる。このため、フロント側当接面１５１の摩擦係数μｗ１、リア側当接面３１１の摩擦係数μｗ５が等しいとすると、数式１によって、リミッタトルクＴが同等になってしまう。このため、過大トルクが加わった場合、フロント側当接面が滑り始めると同時にリア側当接面がすべり始めてしまい、遮断機構が作動しなくなってしまう。

これに対して、この動力伝達装置３０１では、リア側アダプタ座面３０３、スペーサ座面３０５がテーパ状に形成されているから、図１５に示すように、圧縮機が焼き付いた際の過大トルクによって発生する軸力Ｆは、座面に垂直な抗力Ｆ１と半径方向の緊迫力Ｆ２に分解できる。テーパ角をθとすると、
Ｆ１＝Ｆ／ｃｏｓθ，Ｆ２＝Ｆｔａｎθとなる。

座面の摩擦力ｆ５は、座面の摩擦係数μｗ５と軸力Ｆ１との積によって求められ、
ｆ５＝μｗ５Ｆ１＝μｗ５Ｆ／ｃｏｓθ
となりＦ１はＦより大きくなる。このため、μｗ１＝μｗ５としても、リア側当接面３１１の摩擦力ｆ５はフロント側当接面１５１の摩擦力ｆ１より大きくなる。したがって、過大トルクが加わった際に、フロント側当接面１５１が滑り始めると同時にリア側当接面３１１がすべり始めてしまうことを防止することができ、遮断機構を適切に作動することができる。

また、リア側アダプタ座面３０３、スペーサ座面３０５がテーパ状に形成されていることにより半径方向の緊迫力Ｆ２が発生し、この緊迫力Ｆ２がテーパ部を押し込む圧入荷重となる。したがって、このテーパ部は、抗力Ｆ１と緊迫力Ｆ２によって強く拘束されることになる。

図１４は、リア側アダプタ座面３０３、スペーサ座面３０５がテーパ状に形成されていない場合の状態を示すもので、この場合の拘束力は、軸力Ｆとμｗ２との積μｗ２Ｆのみであり、テーパ状に形成した場合のように大きな拘束力を期待することはできない。

なお、図１５に示すテーパ角θは、−８５°から−５°又は＋５°から＋８５°まで有効であり、図１６は、リア側に向かうにしたがい縮径するテーパ状に形成した場合で、同様の作用効果を有する。

図１７は、テーパ状のリア側当接面３１１の一部にフラット部を形成した場合を示す。すなわち、リア側アダプタ座面３０３の内周部にアダプタ８３の軸線に垂直なアダプタ側フラット面３５１を形成し、スペーサ座面３０５の内周部にスペーサ６９の軸線に垂直なスペーサ側フラット面３５３を形成している。

これは、圧縮機の焼付き等により過大トルクが発生し、過大軸力によってアダプタ８３がスペーサ６９に押し付けられると、アダプタ８３やスペーサ６９の変形によってアダプタ８３がスペーサ６９に対して軸方向に僅かに変位し、これに伴いアダプタに当接しているハブが変位する。特に、テーパ角θが大きいと楔効果によって変位が多くなり、ハブがプーリやハウジングと干渉する可能性がででくる。そこで、リア側アダプタ座面３０３にアダプタ側フラット面３５１、スペーサ座面３０５にスペーサ側フラット面３５３を形成して互いに当接させ、アダプタとスペーサの軸方向変位を規制している。

なお、圧縮機の通常運転時には、図１８に示すように、アダプタ側フラット面３５１、とスペーサ側フラット面３５３との間に僅かな隙間があり、過大負荷時に両者が当接して軸方向移動を規制するようにしてもよい。

以上説明したように、この動力伝達装置３０１にあっては、アダプタ８３のリア側アダプタ座面３０３とスペーサ６９のスペーサ座面３０５とをテーパ状に形成しているから、圧縮機の焼付き等で過大な軸力が加わるとテーパ部が強く嵌合され、拘束力は増加するとともに、テーパ部の楔効果によって当接面の不均衡が是正され偏荷重の発生を防止することができる。

また、リア側アダプタ座面３０３とスペーサ座面３０５が当接するリア側当接面３１１が軸線に対して傾斜しているから、フロント側当接面１５１の摩擦係数μｗ１がリア側当接面３１１の摩擦係数μｗ５に等しくても、リア側当接面３１１の摩擦力ｆ５はフロント側当接面１５１の摩擦力ｆ１より大きくなる。したがって、過大トルクが加わった際に、フロント側当接面１５１が滑り始めると同時にリア側当接面１５３がすべり始めてしまうことを防止することができ、遮断機構を適切に作動することができる。
尚、図５ないし図１１に示す第２の実施形態では、リア側アダプタ座面９７とスペーサ座面８１との間にワッシャ２０３を介装するようにし、図１２ないし図１８に示す第３の実施形態では、リア側アダプタ座面３０３とスペーサ座面３０５をテーパ状に形成するようにしたが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、リア側アダプタ座面とスペーサ座面をテーパ状に形成したものにおいて、更にワッシャを介装するようにしてもよい。

本発明の第１の実施の形態である動力伝達装置を示す縦断面図。 図１に示す動力伝達装置の要部を示す縦断面図。 図２に示す動力伝達装置の要部において、等価摩擦直径、ねじ部有効径を示す縦断面図。 図１に示す動力伝達装置に使用されるアダプタを示す縦断面図。 本発明の第２の実施の形態である動力伝達装置の要部を示す縦断面図。 図５に示す動力伝達装置の要部の一部を示す拡大断面図。 図５に示す動力伝達装置の要部において等価摩擦直径を示す縦断面図。 図５に示す動力伝達装置においてワッシャのスペーサへの固定の仕方の一例を示す縦断面図。 図５に示す動力伝達装置においてワッシャのスペーサへの固定の仕方の他の一例を示す縦断面図。 図５に示す動力伝達装置においてワッシャのアダプタへの固定の仕方の一例を示す縦断面図。 図５に示す動力伝達装置においてワッシャのアダプタへの固定の仕方の他の一例を示す縦断面図。 本発明の第３の実施の形態である動力伝達装置の要部を示す縦断面図。 図１２に示す動力伝達装置の要部の一部を示す拡大断面図。 動力伝達装置において、アダプタとスペーサとの間の摩擦面が軸線に直角の場合を示す断面図。 図１２に示す動力伝達装置において、アダプタとスペーサとの間のテーパ状摩擦面に加わる力成分を示す断面図。 図１２に示す動力伝達装置において、アダプタとスペーサとの間の摩擦面が逆テーパ状に形成されている一例を示す縦断面図。 図１２に示す動力伝達装置において、テーパ状摩擦面に軸直角平面が形成されている例を示す断面図。 図１７に示すテーパ状摩擦面において、過大軸力が加わっていない状態を示す断面図。 従来の動力伝達装置を示す縦断面図。 図１９に示す動力伝達装置の要部を示す縦断面図。

符号の説明

４１ 動力伝達装置
５７ 入力軸
６５ 雄ねじ部
６９ スペーサ
８３ アダプタ
９３ 雄ねじ部
９９ ハブ
１０１ スプール
１１３ 動力遮断部材
１１７ 筒状部
１１９ フランジ部
２０３ ワッシャ
３１１ リア側当接面

Claims (3)

1. フロント側外周に雄ねじ部（６５）を有する入力軸（５７）と、
   この入力軸（５７）の雄ねじ部（６５）のリア側に圧入固定されたスペーサ（６９）と、
   前記入力軸（５７）の雄ねじ部（６５）に螺合され前記スペーサのフロント側に当接されて配設されるとともに、外周に雄ねじ部（９３）を有する筒状のアダプタ（８３）と、
   内周部（１０１）を前記アダプタ（８３）のフロント側に当接し、外部動力を前記アダプタ（８３）に伝達するハブ（９９）と、
   フランジ部（１１９）を前記ハブ（９９）に係合させ、筒状部（１１７）を前記アダプタ（８３）の雄ねじ部（９３）に螺合し、前記ハブ（９９）の内周部を前記アダプタ（８３）に押圧して動力を前記ハブ（９９）から前記入力軸（５７）に伝達する動力遮断部（１１３）と、を備え、
   前記動力遮断部（１１３）は、前記被駆動装置に過大な負荷が加わったときに、前記筒状部（１１７）が前記アダプタ（８３）と相対回転して、前記筒状部（１１７）と前記フランジ部（１１９）との間に引張り力を加え、前記筒状部（１１７）を前記フランジ部（１１９）から破断して、前記アダプタ（８３）への押圧力を消失させて動力を遮断するようになされた動力伝達装置であって、
   前記アダプタ（８３）と前記ハブ（９９）の内周部（１０１）との間の摩擦機構、および前記アダプタ（８３）と前記スペーサ（６９）との間の摩擦機構は、過大トルクが加わった状態において、前記アダプタ（８３）と前記ハブ（９９）の内周部（１０１）との間が滑り始めても、前記アダプタ（８３）と前記スペーサ（６９）との間は滑らず保持されているようになされていることを特徴とする動力伝達装置。
2. 前記アダプタ（８３）と前記スペーサ（６９）との当接面の間にワッシャ（２０３）を介装させたことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 前記アダプタ（８３）と前記スペーサ（６９）との当接面（３１１）をテーパー状に形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の動力伝達装置。

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