JP2009264556A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動力伝達装置において、プーリとハブとの嵌合部の隙間から内部へ侵入する異物を減少させることにより高い動作信頼性を確保する。
【解決手段】動力伝達装置が、回転軸４を有する回転機器のケーシング６に回転可能に装着されるプーリ１と、プーリ１に連結されてプーリ１と一体に回転すると共に、回転軸４に結合されるハブ２とを具備する。プーリ１とハブ２は互いに接触する接触面１０１または互いに近接する近接面１０１をそれぞれ有しており、プーリ側及び／又はハブ側接触面１０１または近接面１０１に少なくとも一つの凹部１０２が環状に形成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、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圧縮機に適用して好適な動力伝達装置に関するものである。

エンジン又は電動機等からベルト等を介して圧縮機に動力を伝達する動力伝達装置として特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載された動力伝達装置は、圧縮機のハウジングから外部に突出する回転軸に結合されるものであり、ベルトが巻き掛けられるプーリと、このプーリの内周側に連結されるハブとを備えていて、プーリが圧縮機のハウジングにベアリングを介して回転可能に支持され、ハブが圧縮機の回転軸に螺合により結合されている。また、プーリとハブは、それらの間でトルク伝達するためにスプライン状に凹凸嵌合するプーリ側係合部と弾性材よりなるハブ側係合部をそれぞれ備えている。

特開２００６−２５８１０９号公報

前記プーリとハブとの間の凹凸嵌合部は圧縮機の前面において外部に露出しており、このため凹凸嵌合部のすきまから塵埃あるいは水等の異物が侵入し、内部のベアリングにまで到達してベアリングの故障を引き起こす恐れがあるだけでなく、凹凸嵌合部の噛み合い部分の異常磨耗を引き起こすこともあった。

本発明は前述した従来技術の課題に鑑みてなされたもので、その目的は、動力伝達装置において、プーリとハブとの嵌合部の隙間から内部へ侵入する異物を減少させることにより高い動作信頼性を確保することである。

本発明は、上記課題を達成するための技術的手段として、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に記載された発明は、回転軸（４）を有する回転機器のケーシング（６）に回転可能に装着されるプーリ（１）と、プーリ（１）に連結されてプーリ（１）と一体に回転すると共に、回転軸（４）に結合されるハブ（２）と、を具備する動力伝達装置であって、プーリ（１）とハブ（２）は互いに接触する接触面（１０１，２０１）または互いに近接する近接面（１０１，２０１）をそれぞれ有しており、プーリ側及び／又はハブ側の接触面（１０１，２０１）または近接面（１０１，２０１）に少なくとも一つの凹部（１０２，２０２，１０５，２０５）が環状に形成されていることを特徴とするものである。

これにより、プーリ（１）とハブ（２）の嵌合部の隙間等から侵入した異物は、接触面（１０１，２０１）または近接面（１０１，２０１）に形成された凹部（１０２，２０２，１０５，２０５）に捕捉され、その結果前記凹部より内周側に配置されている例えば軸受等への異物の侵入が抑えられるという効果が得られる。

本発明では、好適には複数の凹部（１０２，２０２，１０５，２０５）が同心状に配置される。

本発明では、凹部（１０２，２０２）に嵌合する嵌合凸部（１０４，２０４）がプーリ側及び／又はハブ側の接触面（１０１，２０１）または近接面（１０１，２０１）に形成されてよい。これにより、前述した効果がさらに高められる。

請求項４に記載された発明では、プーリ（１）はハブ（２）に接触または近接するプーリ円板部（１３）を有し、凹部（１０２）はプーリ円板部（１３）の表面（１３ａ）に形成されたプーリ側の接触面（１０１）または近接面（１０１）から軸方向に凹んで形成されたプーリ軸方向凹部（１０２）を好適に含んで成ることにより前述した効果が得られる。

請求項５に記載された発明では、ハブ（２）はプーリ（１）に接触または近接するハブ端面（２６ａ）を有し、凹部（２０２）はハブ端面（２６ａ）に形成されたハブ側の接触面（２０１）または近接面（２０１）から軸方向に凹んで形成されたハブ軸方向凹部（２０２）を好適に含んで成ることにより前述した効果が得られる。

請求項６に記載された発明では、ハブ（２）はプーリ（１）に接触または近接する外周面（２６ｂ）を有し、凹部（２０５）はハブ（２）の外周面（２６ｂ）に形成されたハブ側の接触面（２０６）または近接面（２０６）から半径方向に凹んで形成されたハブ半径方向凹部（２０５）を好適に含んで成ることにより前述した効果が得られる。

請求項７に記載された発明では、プーリ（１）はハブ（２）に接触または近接するプーリ円筒部（１４）を有し、凹部（１０５）はプーリ円筒部（１４）の内周面（１４ａ）に形成されたプーリ側の接触面（１０６）または近接面（１０６）から半径方向に凹んで形成されたプーリ半径方向凹部（１０５）を好適に含んで成ることにより前述した効果が得られる。

請求項８に記載された発明では、ハブ（２）が、回転軸（４）に結合されるインナーハブ（２１）と、該インナーハブ（２１）に結合されると共にプーリ（１）に連結されるアウターハブ（２６）とを具備し、アウターハブ（２６）が弾性体から形成され、ハブ側の接触面（２０１、２０６）または近接面（２０１，２０６）がアウターハブ（２６）に形成されている。これにより、アウターハブ（２６）を積極的に弾性変形させて接触面（２０１，２０６）に大きな接触圧力を発生させるように配置構成することが可能になり、その結果前述した効果をさらに高めることが可能になる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、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。

（第１の実施形態）
以下、本発明の好適な第１の実施形態について図面を参照しながら説明する。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て用いるのに好適なものであり、以下の説明では、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は本発明の第１の実施形態に係る動力伝達装置を圧縮機のフロント側から見た側面図であり、図２は図１のＡ−Ａ切断線における縦断面図であり、図３は図２のハブの上端側とそれに接触するプーリを示す拡大縦断面図である。

本発明の第１の実施形態による動力伝達装置は、エンジンや電動機から駆動力を得る駆動側回転部材であるプーリ１と、プーリ１から圧縮機の回転軸４へトルクを伝達する被駆動側回転部材であるハブ２を具備している。このプーリ１及びハブ２は回転軸４に対して同軸に設けられている。

図２に示されるように、プーリ１は、その外周部に図示しないベルトが巻き掛けられて動力を受けるリム部１１と、軸受５を保持するために内周側で円環状に軸方向に延びる軸受保持部１２と、リム部１１と軸受保持部１２とを連結するプーリ円板部１３と、ハブ２を連結するために、プーリ円板部１３から回転軸４の先端側に環状に突出したプーリ円筒部１４とを有している。プーリ１は、圧縮機のケーシング６の一端側に設けられたボス部６１に軸受５及び留輪７を介して回転可能に装着されている。このプーリ１は、好適には熱硬化性の合成樹脂で成形されており、通常はプーリ１、留輪７、及び軸受５はインサート成形により一体化している。また、ケーシング６と回転軸４は、軸封装置８によって密封されており、圧縮機から冷媒やオイル等が外部に漏れるのが防止される。

プーリ円筒部１４の内周側にはハブ２と凹凸嵌合するための、本実施形態の場合、図１に示されるように、２０個の円環状に配置された一連の噛合凸部１５が形成されている。

圧縮機の回転軸４の先端部は、ケーシング６から図２のフロント側へ突出しており、先端側から順に、スプライン軸として成形された先端軸部４１、前記先端軸部４１より小径の小径軸部４２、及び先端軸部４１より大径で平滑な表面を有し軸封装置が装着される基端軸部４３を有している。

ハブ２は、内周側のインナーハブ２１と、このインナーハブ２１に接着等により結合された外周側のトルク伝達及び緩衝用のアウターハブ２６とから構成されており、アウターハブ２６はゴム等の弾性材料から形成されている。インナーハブ２１は、その中心側のボス部２２と、アウターハブ２６に一体に結合された周壁であるリング部２３と、前記ボス部２２とリング部２３との間に半径方向に延在してそれらを連結する円板状の連結部２４とを有している。ボス部２２には回転軸４の先端軸部４１のスプライン軸に嵌合するスプライン穴が設けられている。また、インナーハブの連結部２４には、過大トルクが作用したとき力の伝達経路を遮断するトルクリミッタとして働く易破断部を構成するリミッタ穴２５ａが設けられている。

アウターハブ２６は、プーリ円筒部１４の高さと概ね等しい厚さを有する比較的肉厚の略円盤状に形成されており、円盤の外周部にはプーリ円筒部１４の２０箇所の噛合凸部１５に凹凸嵌合するための２０箇所の噛合凹部２７が形成されている。

ハブ２は、外周側でプーリ１と凹凸嵌合する一方で、中心側でボス部２２に形成されたスプライン穴が圧縮機回転軸４の先端軸部４１のスプライン軸と凹凸嵌合することにより、プーリ１と回転軸４の間のトルクの伝達を可能にする。またハブ２は、回転軸４に装着されて、回転軸４の先端面から中心軸線に沿って形成された雌ねじ穴４４に螺入される固定ボルト９によって締結される。このとき、ボス部２２は、回転軸４の大径軸部が形成する肩部と、固定ボルト９に押さえられたスペーサ９１とによって挟まれて軸方向に固定される。

また、本実施形態では、トルクリミッタの易破断部を構成するインナーハブ２１のリミッタ穴２５ａをカバーするためにハット形のカバー３が設けられており、前記カバー３はインナーハブ２１のボス部２２の先端側に圧入により嵌着固定されている。

次に、プーリ１とアウターハブ２６との間の接触面に形成される凹部について、図２の部分拡大図である図３を参照して説明する。図３に示されるように、アウターハブ２６のリア側端面２６ａとプーリ円板部１３のフロント側表面１３ａとが接触することによりそれぞれプーリ側接触面１０１及びハブ側接触面２０１が形成される。第１の実施形態では、プーリ円板部１３のフロント側表面１３ａのプーリ側接触面１０１に軸方向に凹んだ矩形横断面形状を有するプーリ軸方向凹部１０２が形成されている。このプーリ軸方向凹部１０２は、アウターハブ２６の外周面２６ｂとプーリ円筒部１４の内周面１４ａとの間の隙間から侵入する異物をその凹部１０２に留めることにより、前記凹部１０２より内周側への異物の侵入を抑えるために設けられたものである。プーリ軸方向凹部１０２は、回転の軸線に対して環状に形成されているが、アウターハブ２６の噛合凹部２７の谷径あるいは内径に対応する図３における破線ＢＬより外周側の凹部１０２の部分はプーリ１の隣接する噛合凸部１５の間で部分的に環状に延び、前記破線ＢＬより内周側において回転の軸線に対して完全に環状に延びている。

第１の実施形態及び後述する他の実施形態において、プーリ１とアウターハブ２６との間の接触の程度は様々であってよく、単に触れている程度から、ゴム製のアウターハブ２６の弾性変形を積極的に利用することにより接触面１０１、２０１に圧力を生じさせるようにしてもよい。後者の場合、例えばインナーハブ２１のボス部２２のリア側の端面が回転軸４の段付き部に当接するより前にアウターハブ２６のリア側端面２６ａがプーリ１に接触するように関連部分の寸法を設定することにより実現される。

第１の実施形態においては、プーリ１とアウターハブ２６とは接触してプーリ側接触面１０１及びハブ側接触面２０１を形成していたが、第１の実施形態及び後述する他の実施形態において、前記接触面１０１，２０１が代替的にプーリ１とアウターハブ２６とが接触せずに近接するプーリ側の近接面及びハブ側の近接面であってもよい。このような近接面が近接するほどプーリ軸方向凹部１０２等の凹部の効果が高められるが、本明細書における近接面とは、前記凹部の効果が得られる程度に近接している面のことをいう。また、この近接面に凹部を有する形態は、アウターハブ２６がゴム等の弾性部材ではなく、金属あるいはプラスチックから形成されている場合に特に好適である。

また、前記各近接面を図示した場合前記各接触面と同様に示されるため、図３及び後掲される図における参照符号１０１，２０１，１０６，２０６は各接触面を指し示すと共に各近接面も指し示すものとする。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態の動力伝達装置についてその部分縦断面図である図４を参照して説明する。第２の実施形態の動力伝達装置は、第１の実施形態のものに対して、プーリ側接触面１０１に設けられるプーリ軸方向凹部１０２が複数であることと横断面形状が三角形である点で異なるが、その他は同様の構成を有している。第２の実施形態における複数のプーリ軸方向凹部１０２は、４個設けられており、そのうち破線ＢＬより外周側に配置されたものはプーリ１の隣接する噛合凸部１５の間において部分的に環状に延び、破線ＢＬより内周側に配置されたものは回転の軸線に対して完全に環状に延びて形成されている。また４個のプーリ軸方向凹部１０２は同軸に配置されている。

第２の実施形態において、複数のプーリ軸方向凹部１０２の横断面の形状及び大きさは適宜変更可能であり、例えば図５に示すように、内周側の３個のプーリ軸方向凹部１０２の横断面形状を半円形としまた深さを図４に示されたものより浅くしてもよい。

また、第２の実施形態において、図６に示すように、プーリ円板部１３のフロント側表面１３ａから略三角形の横断面形状を有する３個の環状の凸部１０３を同一高さで突出させ、この突出した３個の凸部１０３の頂部に接する仮想面をプーリ側接触面１０１としてもよい。この場合、環状のプーリ軸方向凹部１０２は隣接する環状の凸部１０３の間に、及びプーリ円筒部１４の内周面１４ａと最も外周側の凸部１０３との間に形成される。

さらに、第２の実施形態において、図７に示すように、アウターハブ２６のリア側端面２６ａの内周側が傾斜している場合、この傾斜面に接触するようにプーリ円板部１３のフロント側表面１３ａから略矩形の横断面形状を有する環状の一つの凸部１０３を突出させることにより環状のプーリ軸方向凹部１０２を形成してもよい。この場合、プーリ側接触面１０１は、前記凸部１０３の頂面と、アウターハブ２６の傾斜開始部に接するプーリ円板部１３の、図７のＡ部とこのＡ部より外周側を含む面により定義され、プーリ軸方向凹部１０２は凸部１０３と前記Ａ部との間に形成される。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態の動力伝達装置について説明する。第３の実施形態の動力伝達装置では、図８に示されるように、ハブ軸方向凹部２０２がアウターハブ２６のリア側端面２６ａにおけるプーリ１との接触面２０１に軸方向に形成される。図８では、略三角形の横断面形状の３個のハブ軸方向凹部２０２が示されていて、破線ＢＬより内周側のハブ軸方向凹部２０２は回転の軸線に対して環状に形成され、破線ＢＬより外側のハブ軸方向凹部２０２は部分的に環状に形成されている。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態の動力伝達装置について図９を参照して説明する。プーリ円筒部１４の内周面１４ａとアウターハブ２６の外周面２６ｂとは接触しており、従ってアウターハブ２６の外周面２６ｂに軸方向に延びる第２のハブ側接触面２０６が形成されている。第４の実施形態の動力伝達装置では、この第２のハブ側接触面２０６に半径方向に凹んだ三角形横断面形状を有するハブ半径方向凹部２０５が環状に形成される。ハブ半径方向凹部２０５は、図９に示されるように３個設けられており、その横断面形状は半円形である。もちろんハブ半径方向凹部２０５は３個に限定されるものではなく他の任意の自然数が可能であり、またその横断面形状も例えば３角形であってもよい。

（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態の動力伝達装置について図１０を参照して説明する。第５の実施形態の動力伝達装置では、プーリ円筒部１４の内周面１４ａに形成されて軸方向に延びる第２のプーリ側接触面１０６に半径方向に凹んだ三角形の横断面形状を有する２個のプーリ半径方向凹部１０５が環状に形成される。

（第６の実施形態）
次に第６の実施形態の動力伝達装置について、図１１を参照して説明する。第６の実施形態の動力伝達装置では、プーリ軸方向凹部１０２は、第２の実施形態の場合と同様にプーリ側接触面１０１に環状に４個形成され、さらにこの４個のプーリ軸方向凹部１０２のうち最外周の１個を除く３個に嵌合する３個の環状の嵌合凸部２０４がハブ側接触面２０１から突出している。

（第７の実施形態）
次に第７の実施形態の動力伝達装置について、図１２を参照して説明する。第７の実施形態の動力伝達装置では、ハブ軸方向凹部２０２は、第３の実施形態の場合と同様にアウターハブ２６のリア側端面２６ａにおけるハブ側接触面２０１に環状に３個形成され、さらにこの３個のハブ軸方向凹部２０２に嵌合する３個の環状の嵌合凸部１０４がプーリ側接触面１０１から突出している。

（第８の実施形態）
前述した各実施形態を組み合わせることができ、例えば第２の実施形態のようにプーリ側接触面１０１にプーリ軸方向凹部１０２が設けられると共に第４の実施形態のようにアウターハブ２６の外周面２６ｂに形成される第２のハブ側接触面２０６にハブ半径方向凹部２０５が設けられる、図１３で示される第８の実施形態も可能である。

（第９の実施形態）
次に第９の実施形態の動力伝達装置について、図１４を参照して説明する。第９の実施形態の動力伝達装置では、アウターハブ２６の外周面２６ｂとプーリ円筒部１４の内周面１４ａとの間に侵入した異物を回転の遠心力によって排出するための排出穴１０７がプーリ円筒部１４の基部に貫通形成される。この排出穴１０７は、図１４では１個のみが示されるが、合計６個の排出穴１０７が６０度の角度間隔でプーリ円筒部１４に設けられている。また、この第９の実施形態と前述した各実施形態とを組み合わせた実施形態も可能である。

（その他の実施形態）
前述した実施形態では、ハブ２はインナーハブ２１とアウターハブ２６の二つの要素からから構成されていたが、本発明による動力伝達装置のハブ２は、例えば単一の要素あるいは三以上の要素から構成されていてもよい。またアウターハブ２６はゴム状の弾性材ではなく例えばプラスチックまたは金属材料から形成されてもよい。

本発明の第１の実施形態に係る動力伝達装置のフロント側の側面図である。 図１のＡ−Ａ切断線による前記動力伝達装置の縦断面図である。 図２の、ハブの上端側とそれに接触するプーリを示す拡大縦断面図である。 第２の実施形態に係る動力伝達装置の図３と同様の拡大縦断面図である。 第２の実施形態に係る動力伝達装置の第１の変更例の図３と同様の拡大縦断面図である。 第２の実施形態に係る動力伝達装置の第２の変更例の図３と同様の拡大縦断面図である。 第２の実施形態に係る動力伝達装置の第３の変更例の図３と同様の拡大縦断面図である。 第３の実施形態に係る動力伝達装置の図３と同様の拡大縦断面図である。 第４の実施形態に係る動力伝達装置の図３と同様の拡大縦断面図である。 第５の実施形態に係る動力伝達装置の図３と同様の拡大縦断面図である。 第６の実施形態に係る動力伝達装置の図３と同様の拡大縦断面図である。 第７の実施形態に係る動力伝達装置の図３と同様の拡大縦断面図である。 第８の実施形態に係る動力伝達装置の図３と同様の拡大縦断面図である。 第９の実施形態に係る動力伝達装置の図３と同様の拡大縦断面図である。

符号の説明

１ プーリ
２ ハブ
４ 回転軸
５ 軸受
１３ プーリ円板部
１３ａ プーリ円板部のフロント側表面
１４ プーリ円筒部
１４ａ プーリ円筒部の内周面
２６ アウターハブ
２６ａ アウターハブのリア側端面２６ａ
２６ｂ アウターハブの外周面
１０１ プーリ側接触面
１０２ プーリ軸方向凹部
２０１ ハブ側接触面

Claims (8)

1. 回転軸（４）を有する回転機器のケーシング（６）に回転可能に装着されるプーリ（１）と、
   前記プーリ（１）に連結されて前記プーリ（１）と一体に回転すると共に、前記回転軸（４）に結合されるハブ（２）と、を具備する動力伝達装置であって、
   前記プーリ（１）と前記ハブ（２）は互いに接触する接触面（１０１，２０１）または互いに近接する近接面（１０１，２０１）をそれぞれ有しており、
   前記プーリ側及び／又は前記ハブ側の前記接触面（１０１，２０１）または前記近接面（１０１，２０１）に少なくとも一つの凹部（１０２，２０２，１０５，２０５）が環状に形成されていることを特徴とする動力伝達装置。
2. 複数の前記凹部（１０２，２０２，１０５，２０５）が同心状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 前記凹部（１０２，２０２）に嵌合する嵌合凸部（１０４，２０４）が前記プーリ側及び／又は前記ハブ側の前記接触面（１０１，２０１）または前記近接面（１０１，２０１）に形成され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. 前記プーリ（１）は前記ハブ（２）に接触または近接するプーリ円板部（１３）を有し、前記凹部（１０２）は前記プーリ円板部（１３）の表面（１３ａ）に形成された前記プーリ側の前記接触面（１０１）または前記近接面（１０１）から軸方向に凹んで形成されたプーリ軸方向凹部（１０２）を含んで成ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
5. 前記ハブ（２）は前記プーリ（１）に接触または近接するハブ端面（２６ａ）を有し、前記凹部（２０２）は前記ハブ端面（２６ａ）に形成された前記ハブ側の前記接触面（２０１）または前記近接面（２０１）から軸方向に凹んで形成されたハブ軸方向凹部（２０２）を含んで成ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
6. 前記ハブ（２）は前記プーリ（１）に接触または近接する外周面（２６ｂ）を有し、前記凹部（２０５）は前記ハブ（２）の前記外周面（２６ｂ）に形成された前記ハブ側の前記接触面（２０６）または前記近接面（２０６）から半径方向に凹んで形成されたハブ半径方向凹部（２０５）を含んで成ることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
7. 前記プーリ（１）は前記ハブ（２）に接触または近接するプーリ円筒部（１４）を有し、前記凹部（１０５）は前記プーリ円筒部（１４）の内周面（１４ａ）に形成された前記プーリ側の前記接触面（１０６）または前記近接面（１０６）から半径方向に凹んで形成されたプーリ半径方向凹部（１０５）を含んで成ることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
8. 前記ハブ（２）が、前記回転軸（４）に結合されるインナーハブ（２１）と、該インナーハブ（２１）に結合されると共に前記プーリ（１）に連結されるアウターハブ（２６）とを具備し、前記アウターハブ（２６）が弾性体から形成され、前記ハブ側の前記接触面（２０１、２０６）または前記近接面（２０１，２０６）が前記アウターハブ（２６）に形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の動力伝達装置。

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