JP2008309196A - 動力伝達装置および動力伝達装置用のハブ - Google Patents

Abstract

【課題】フランジ形状に柔軟なシール部材を用いることにより、ハブの外径とプーリの径が異なる場合においても、嵌合部の異常磨耗等を防止できるようにした、動力伝達装置を提供する。
【解決手段】プーリ２とハブ５とを嵌合接続する構成の動力伝達装置１において、ハブ５側の凸部５１ｃとプーリ２側の凸部２２のうち、アウターハブ５３よりも外周側にある凸部２２に、弾性部５２の凸部５１ｃに隣接したフロント側部位から、径方向外方へ拡開するように突出する環状のダストフランジ５１ｄを設ける。このダストフランジ５１ｄの外周端は、弾性部５２の弾性力により、プーリ２のシール部２３に弾発的に当接して密着することで、凸部２２の前面が完全に覆われる構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハブとプーリとを嵌合して動力的に接続した動伝達装置および動力伝達装置用のハブに関するものである。

従来、被駆動機器である圧縮機に駆動源の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を備え、プーリに凹部を設ける一方、ハブ側にも、弾性部材からなり、上記凹部に嵌合される凸部を形成して、双方を軸方向から凹凸嵌合させるものが知られている。
ところで、ハブとプーリの凹凸嵌合部が、プーリの前面（フロント側）に露出している場合、このハブとプーリの凹凸嵌合部に、外部から異物等のごみや、ハブの弾性部材に悪影響を及ぼす水などの液体が浸入し、凹凸嵌合部の異常磨耗を引き起こすなどの問題があった。

そこで、特許文献１に記載の動力伝達装置では、ハブに設けられた凸部に隣接する凸部との隙間を繋ぐ薄肉部を設け、該薄肉部によってハブとプーリの凹凸嵌合部の前面を覆うことで、ハブとプーリの嵌合箇所に異物や液体が浸入することを抑制している。

特開２００６−２２０１６６

しかしながら、特許文献１に記載の動力伝達装置に設けられた薄肉部は、隣接する凸部と凸部の隙間を繋いでいるに過ぎないため、ハブ側の凸部よりもプーリの凹部が径方向に大きい場合には完全にハブとプーリの凹凸嵌合部を覆うことはできず、ハブの大きさをプーリ径に合わせて個別設計する必要があった。
本発明は、以上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、ハブ側の凸部よりもプーリの凹部が径方向に大きい場合であっても、ハブとプーリの凹凸嵌合部の前面を覆うことが可能な動力伝達装置および動力伝達装置用のハブを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、駆動源と動力的に連結するプーリ（２）から、被駆動機器の回転軸（３）に、動力を伝達する動力伝達装置（１）において、プーリ（２）は、凹部（２１）を備え、ハブ（５）は、凹部（２１）と嵌合する凸部（５１ｃ）を備え、さらに、ハブ（５）には、凸部（５１ｃ）よりも径方向外側まで延在し、前記プーリ（２）の縁部に当接して変形することでハブ（５）とプーリ（２）との隙間を封止するダストフランジ（５１ｄ）を備えたことを特徴とする。

これにより、凹部（２１）内へのダスト等の異物や液体の侵入を阻止することができ、ハブ（５）とプーリ（２）との異常摩耗等を防止することができる。

また、請求項２に記載の発明では、ハブ（５）は、インナーハブ（５１）、弾性部（５２）及びアウターハブ（５３）とを具備し、アウターハブ（５３）は弾性部（５２）を包囲する形で延在して、外周面に凸部（５１ｃ）を設け、凸部（５１ｃ）には、ダストフランジ（５１ｄ）を一体的に設ける構成としたことを特徴とする。

プーリ（２）にハブ（５）を嵌合する際、アウターハブ（５３）外周のダストフランジ（５１ｄ）が弾性的に変形した状態で、プーリ（２）内側に接触可能であれば、そのプーリ（２）に特に適合したハブ（５）でなくても、そのプーリ（２）にハブ（５）を使用することができる。

また請求項３に記載の発明では、プーリ（２）の縁部が面取りまたはアール形状をなしていることを特徴とする。

これにより、プーリ（２）側の凸部（２２）がハブ（５）側の凸部（５１ｃ）に近い寸法であっても、ダストフランジ（５１ｄ）がフロント側に折り込まれるように変形してプーリ（２）の縁部に当接しつつ、プーリ（２）とハブ（５）とが嵌合する。
この際、ダストフランジ（５１ｄ）がプーリ（２）の縁部に密着することができるので、シール性が向上し、異物や液体の侵入を完全に阻止することができる。

また請求項４に記載の発明では、凹部（２１）には、円周方向に所定の間隔毎にプーリ（２）側の凸部（２２）と当接するための欠き部（５４）を形成したことを特徴とする。

これにより、ハブ（５）を、プーリ（２）側にがたつくことなく嵌合することができる。

さらに請求項５に記載の発明では、駆動源と動力的に連結するプーリ（２）から被駆動機器の回転軸（３）に動力を伝達する動力伝達装置に用いられるハブ（５）であって、回転軸（３）と一体回転可能に接続可能な接続部（４）と、プーリ（２）側に向かって突出し、プーリ（２）に設けられた凹部（２１）に嵌合する凸部（５１ｃ）と、凸部（５１ｃ）よりも径方向外側まで延在し、プーリ（２）の縁部に当接して変形することでハブ（５）とプーリ（２）との隙間を封止するダストフランジ（５１ｄ）とを備えることを特徴とする。

これにより、ハブ（５）側の凸部（５１ｃ）よりもプーリ（２）の凹部（２１）が径方向に大きい場合であっても、ダストフランジ（５１ｄ）がプーリ（２）の縁部に当接して変形して密着することができれば、そのハブ（５）によりそのプーリ（２）の凹凸嵌合部の前面を覆うことが可能となる。

なお、上記各手段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。

図１に、本発明にかかる動力伝達装置１の縦断面の上半分を示す。
この動力伝達装置１は、駆動源と動力的に連結するプーリ２から、被駆動機器である圧縮機の回転軸３に、ハブ５と接続部４（以下、トルクリミッタ４）とを介して動力を伝達する構成としたものである。このプーリ２とハブ５とは、同軸上に設けられている。なお、本発明では、接続部であるトルクリミッタ４を設けた構成のものに限らず、回転軸３にハブ５を直接的に固定した構成の動力伝達装置１も対象としている。

プーリ２は、圧縮機のケーシング６の一端側に設けられた円筒状のボス部６１に軸受７及びリング８を介して回転可能に装着されている。
このプーリ２は、好適には熱可塑性合成樹脂材で成型されている。また、プーリ２は、金属性素材で形成されてもよい。プーリ２が樹脂製の場合は、通常はプーリ２、リング８及び軸受７はインサート成形により一体化している。プーリ２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７は、ボス部６１に嵌合していて、ボス部６１の端部６２と、ボス部６１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）９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６と回転軸３とは軸封装置１０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１０もまた、ボス部６１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）１１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３の先端部はケーシング６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３１、外周にネジが形成されている螺子部３２及び螺子部３２より大径の大径部位とよりなり、螺子部３２と大径部位との間に段部３３が形成されている。回転軸３の先端部には、ワッシャ１２が挿入され、ワッシャ１２の端部Ａ１２１が段部３３に当接している。また、回転軸３には、後に詳述するトルクリミッタ４が螺合によって螺子部３２に固定される。なお、回転軸３へのトルクリミッタ４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。

接続部としてのトルクリミッタ４は、ここでは、角筒又は円筒状の、大外径部位と小外径部位とを有し、大外径部位の外周面が後述するハブ５との嵌合部４１となっている。小外径部位の内周面には、螺子部４２が形成されていて、回転軸３の螺子部３２に螺子結合される。大外径部位の内径は、小外径部位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４３が形成されていて、トルクリミッタ４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５は、インナーハブ５１、弾性部５２及びアウターハブ５３とより構成されている。
インナーハブ５１の内周面５１ａは、ほぼトルクリミッタ４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４の大外径部位の外周面（嵌合部）４１に嵌合する嵌合部５１ａが設けられている。本実施形態では、図３に示されるようにハブ５の嵌合部５１ａは円形で、トルクリミッタ４の嵌合部４１はハブ５の嵌合部５１ａに内接する、６角形状に形成されている。
このようにして、ハブ５とトルクリミッタ４とは嵌合により固定されている。また、ハブ５のリア側端面５１ｂは、ワッシャ１２の端部Ｂ１２２に当接することによって、ハブ５は、トルクリミッタ４とワッシャ１２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５１の外周面は、弾性部５２に接着等により結合されている。

アウターハブ５３は、円筒状をしていて、インナーハブ５１と同様に金属性素材により形成されている。
弾性部５２は、ゴムや樹脂等の弾性素材から形成され、インナーハブ５１とアウターハブ５３間に配置して、インナーハブ５１の外周面及びアウターハブ５３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５２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５３は弾性部５２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）には凸部５１ｃを設けている。
また、凸部５１ｃは、図３に示すように、円周方向に所定の間隔毎にプーリ２側の凹部（後述）と当接するための欠き部５４が形成されている。この欠き部５４は、プーリ側に設けられる補強部分（補強リブ）（図示省略）に対応させるために設けられているものである。

そして、アウターハブ５３は弾性部５２が包囲する凸部５１ｃには、後述するプーリ２のシール部に隙間なく当接する断面リップ形状のダストフランジ５１ｄを一体的に成形している。
なお、上記説明においては、ハブ５がインナーハブ５１、弾性部５２及びアウターハブ５３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５３を省略して、ハブ５をインナーハブ５１と弾性部５２の２者で構成してもよい。

一方、プーリ２においても、フロント側の端面には、ハブ５における凸部５１ｃを受け入れるための環状の凹部２１が形成されている。
また、プーリ２には、ハブ５側の凸部５１ｃに形成された、円周方向に所定の間隔毎の欠き部５４と嵌合するための、凸部２２が設けられている。
このような構成により、凸部５１ｃがプーリ２の凹部２１内に挿入されることで、ハブ５とプーリ２とが結合されている。

そして、プーリ２の凸部２２が形成された表面側は、外部に露出しているため、ゴミ等の異物や液が凸部２２に侵入し易い。
そこで、凸部２２の外部への露出を防ぐため、プーリ２の凸部２２が形成された表面側から、凸部２２に向かって押込んで、凸部２２をシールするダストフランジ５１ｄが、ハブ５側の弾性部５２の凸部５１ｃに、凸部５１ｃよりも径方向外側まで延在するように設けられている。
このダストフランジ５１ｄは、弾性部５２と一体に形成されており、その外周端は、弾性部５２の弾性力により、プーリ２の凸部２２が形成された、プーリ２の縁部である表面側のシール部２３に弾発的に当接して変形し、ハブ５とプーリ２との隙間を封止することで、凸部２２の前面が完全に覆われるようになっている。
なお、プーリ２の縁部であるシール部２３には、面取り加工が施され、アール形状をなしている。

本発明における動力伝達装置１は、以上のように構成されるので、ハブ５側の凸部５１ｃがプーリ２側の凹部２１内に挿入されることで、ハブ５とプーリ２とが結合される。
この際、弾性部５２の凸部５１ｃに隣接したフロント側部位から、凸部５１ｃよりも径方向外側まで延在するように突出する環状のダストフランジ５１ｄを設けているため、このダストフランジ５１ｄの外周端が、弾性部５２の弾性力により、プーリ２の縁部である表面側のシール部２３に弾発的に当接して変形し、ハブ５とプーリ２との隙間を封止することができる。
その際、プーリ２の縁部であるシール部２３には、面取り加工が施され、アール形状をなしているため、ダストフランジ５１ｄの外周端をシール部２３に密着することができるので、シール性が向上し、凹凸嵌合部の前面が完全に覆われるため、ゴミ等の異物や水等の液体が凸部２２に侵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。

このように、ハブ５とプーリ２とを結合する際、ダストフランジ５１ｄが、プーリ２のシール部２３に密着してゴミ等の異物や水等の液体が凸部２２に侵入するのを防止できるということは、換言すれば、ハブ５とプーリ２との寸法が適合していない場合でも、ダストフランジ５１ｄが変形して、プーリ２のシール部２３に弾発的に当接して密着できる範囲であれば、プーリ２の外径とハブ５の外径とが不一致であっても、ダストフランジ５１ｄによって、ハブ５の外周をシールすることができ、これによって、プーリ２の径に合わせて、ハブを個別設計する必要がなくなり、ハブの設計コストを抑制することが可能となる。

ここで、一例として、上述の実施形態で用いられたハブ５を、別の寸法規格のプーリ２に用いた場合を図４に示す。
図示しているように、プーリ２が上述の実施形態の動力伝達装置１におけるプーリ２よりも寸法が小さい場合を示している。
この場合の動力伝達装置１の実質的な構成要素は、上述の動力伝達装置１と違いはないので、重複する説明は省略している。

この場合の動力伝達装置１では、ハブ５とプーリ２とを結合することにより、プーリ２の内径が上述の動力伝達装置１におけるプーリ２よりも寸法が小さいため、ダストフランジ５１ｄは、プーリ２のシール部２３に、圧縮されるように当接し、密着していることがわかる。
このように、プーリ２のシール部２３に弾発的に当接して密着するから、シール性が確保され、凸部２２の前面が完全に覆われるため、ゴミ等の異物や水等の液体が凸部２２に侵入することを防止できることがわかる。

なお、上記説明においては、ハブ５がトルクリミッタ４を介して回転軸３に固定される構造の動力伝達装置で説明しているが、本発明のダスト侵入防止部が、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実施形態の動力伝達装置の縦断面の上半分を示す図である。 図４の要部の拡大図である。

符号の説明

１ 動力伝達装置
２ プーリ
２１ 凹部
２２ 凸部
２３ シール部
３ 回転軸
３１ 工具形状部
３２ 螺子部
３３ 段部
４ トルクリミッタ
４１ 嵌合部
４２ 螺子部
４３ 切り欠き部
５ ハブ
５１ インナーハブ
５１ａ 嵌合部
５１ｂ リア側端面
５１ｃ 凸部
５１ｄ ダストフランジ
５２ 弾性部
５３ アウターハブ
５４ 欠き部
６ ケーシング
６１ ボス部
６２ 端部
７ 軸受
８ リング
９ 第１留め輪
１０ 軸封装置
１１ 第２留め輪
１２ ワッシャ
１２１ 端部Ａ
１２２ 端部Ｂ

Claims (5)

1. 駆動源と動力的に連結するプーリ（２）から、被駆動機器の回転軸（３）に、動力を伝達する動力伝達装置（１）において、
   前記プーリ（２）は、凹部（２１）を備え、
   前記ハブ（５）は、前記凹部（２１）と嵌合する凸部（５１ｃ）を備え、
   さらに、前記ハブ（５）には、前記凸部（５１ｃ）よりも径方向外側まで延在し、前記プーリ（２）の縁部に当接して変形することで前記ハブ（５）と前記プーリ（２）との隙間を封止するダストフランジ（５１ｄ）を備えたことを特徴とする動力伝達装置。
2. 前記ハブ（５）は、インナーハブ（５１）、弾性部（５２）及びアウターハブ（５３）とを具備し、
   前記アウターハブ（５３）は弾性部（５２）を包囲する形で延在して、外周面に前記凸部（５１ｃ）を設け、
   前記凸部（５１ｃ）には、前記ダストフランジ（５１ｄ）を一体的に設ける構成としたことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 前記プーリ（２）の縁部が面取りまたはアール形状をなしている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。
4. 前記凹部（２１）には、円周方向に所定の間隔毎に前記プーリ（２）側の凸部（２２）と当接するための欠き部（５４）を形成したことを特徴とする請求項１ないし３のうち、いずれか１に記載の動力伝達装置。
5. 駆動源と動力的に連結するプーリ（２）から被駆動機器の回転軸（３）に動力を伝達する動力伝達装置に用いられるハブ（５）であって、
   前記回転軸（３）と一体回転可能に接続可能な接続部（４）と、
   前記プーリ（２）側に向かって突出し、前記プーリ（２）に設けられた凹部（２１）に嵌合する凸部（５１ｃ）と、
   前記凸部（５１ｃ）よりも径方向外側まで延在し、前記プーリ（２）の縁部に当接して変形することで前記ハブ（５）と前記プーリ（２）との隙間を封止するダストフランジ（５１ｄ）とを備えることを特徴とする動力伝達装置用のハブ。

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