JP2009281549A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ねじ締結部に塗布した油脂を持続的に保持することができる動力伝達装置を提供する。
【解決手段】ハウジング（１３）に回転可能に装着されるプーリ（１７）と、ハウジング（１３）から外部に突出する入力軸（１９）の先端部（２３）に設けられ、前記入力軸（１９）と一体に回転するハブ（３１）と、前記プーリ（１７）と前記入力軸（１９）との間の過大なトルクの伝達を遮断する動力遮断部材（４１）とを具備する動力伝達装置において、前記動力遮断部材（４１）の内周面に形成された雌ねじ部（４３）と、前記入力軸（１９）の前記先端部（２３）の外周面に形成された雌ねじ部（４３）とが、ねじ締結されるとともに、前記雌ねじ部（４３）と前記雌ねじ部（４３）との間に油溜り部（１１３、１１８、１２５、１３０）を設けたことを特徴とする。
【選択図】図４

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る。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カーエアコン用の圧縮機に使用されるのに好適である。

圧縮機に動力をベルトで伝達する従来の動力伝達装置において、圧縮機が焼き付きを起こした際に、ベルト切れ等の不具合を回避するために、トルクリミッタが設置されている。このようなトルクリミッタとしては、例えば、特許文献１に開示されている。

これらのトルクリミッタは、動力伝達部位の一部分をねじ嵌合させた構造を有している。このねじ嵌合を利用したトルクリミッタシステムでは、圧縮機が焼き付いた際に発生する過大なトルクにより、ねじ嵌合部分に発生する過大な軸方向の力は発生し、その力が動力伝達経路の一部を破断し、その結果、動力伝達経路が遮断される。このようなトルクリミッタシステムにおいては、圧縮機が焼き付いた際に発生するトルクの大きさと、ねじ部と座面との摩擦係数とにより、リミッタの作動する限界トルクの精度が影響を受ける。

例えば、外部からの水分の付着等により、ねじ嵌合部が腐食等を起こし、その結果、摩擦係数が変化し、リミッタ作動トルクが経時的に変化してしまうことがある。特に、高温下では、ねじ嵌合部を構成する雌ねじも雄ねじも凝着を発生し易い状況となり、ねじ締結が凝着を起こしてしまう。この場合、ねじ締結部の雌ねじと雄ねじが相対移動しないため、リミッタ作動トルクを超えても軸方向力が発生しない。このため、トルクリミッタを作動させる軸方向の荷重が得られず、最悪の場合、ベルト切れや動力源が過トルクで停止してしまうといった問題があった。
さらに、特許文献２に示されるように、このような問題を回避するための手段として、摩擦係数の安定化を図るためにねじ嵌合部に油脂等を塗布することが考えられるが、使用中に油脂が経時的に流出することで摩擦係数が変化し、安定した作動トルクが得られ難いことがあった。

特開平２００３−２０６９５０号公報 特開平２００６−１５３２５８号公報

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、ねじ締結部の摩擦係数の安定化と高温下での凝着を防止することを目的として、ねじ締結部に塗布した油脂を持続的に保持することができる動力伝達装置を提供することである。

本発明は、上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の発明は、 ハウジング（１３）に回転可能に装着されるプーリ（１７）と、
ハウジング（１３）から外部に突出する入力軸（１９）の先端部（２３）に設けられ、前記入力軸（１９）と一体に回転するハブ（３１）と、
前記プーリ（１７）と前記入力軸（１９）との間の過大なトルクの伝達を遮断する動力遮断部材（４１）とを具備する動力伝達装置において、
前記動力遮断部材（４１）の内周面に形成された雌ねじ部（４３）と、前記入力軸（１９）の前記先端部（２３）の外周面に形成された雌ねじ部（４３）とが、ねじ締結されるとともに、前記雌ねじ部（４３）と前記雌ねじ部４３との間に油溜り部（１１３、１１８、１２５、１３０）を設けたことを特徴とする。
これにより、ねじ締結部（２１、４３）に、ねじ部の摩擦係数安定化のために油脂等が塗布される場合、使用中にねじ締結部（２１、４３）から油脂が経時的に流出しても、油脂が油溜り部（１１３、１１８、１２５、１３０）に保持されているので、摩擦係数が変化することが防止できる。さらに、ねじ締結部（２１、４３）での凝着を完全に防ぐことができる。この場合、螺旋状に溝が連続していることから、溝内での油脂の流動性により油脂の保持が良好である。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記油溜り部が、前記雌ねじ部（４３）と前記雄ねじ部（２１）の少なくとも一方のねじ山の斜面に沿って螺旋状に設けた凹部（１１３）であることを特徴とする。これにより、請求項１の発明と同様な効果に加え、さらに、螺旋状に溝が連続していることから、溝内での油脂の流動性により油脂の保持が良好である。

請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記油溜り部が、前記雌ねじ部（４３）と前記雄ねじ部２１の少なくとも一方のねじ山の斜面に沿って、前記入力軸（１９）の半径方向に設けた凹部（１１３）であることを特徴とする動力伝達装置。
これにより、請求項１の発明と同様な効果に加え、さらに、溝がねじの谷から山に亘って設けられているので斜面全体において油脂の保持が良好である。

請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記油溜り部が、前記雌ねじ部（４３）と前記雄ねじ部（２１）の少なくとも一方のねじ山の谷に設けた凹部（１２５）であることを特徴とする。これにより、請求項１の発明と同様な効果に加え、さらに、加工が容易で、油脂の保持を保つことができる。

請求項５の発明は、請求項１の発明において、 前記雌ねじ部（４３）と前記雄ねじ部（２１）の少なくとも一方のねじ山に高低差を設け、前記油溜り部が、当該ねじ山の低位頂部（１２６）と他方のねじの谷で囲まれた空間であることを特徴とする。これにより、請求項１の発明と同様な効果に加え、さらに、加工が容易で、油脂の保持を保つことができる。

なお、上記に付した符号は、後述する実施形態に記載の具体的実施態様との対応関係を示す一例である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。各実施態様について、同一構成の部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。図１は、本発明の一実施態様である動力伝達装置１１の全体構造を示す断面図であり、図２はその要部拡大断面図である。

動力伝達装置１１は、エンジンやモータから駆動を得る駆動側回転部材であるプーリ１７と、圧縮機の入力軸１９に連結された被駆動側回転部材であるハブ３１との間で動力（トルク）を伝達するものである。圧縮機のハウジング１３には、軸受１５を介してプーリ１７が回転自在に設けられており、ハウジング１３には、入力軸１９が軸支されている。この入力軸１９は、入力軸１９の先端部である、フロント側の雄ねじ部２１が形成された小径部２３と、リア側の大径部２５と、これら小径部２３と大径部２５との間に形成された段差部２７とを有している。これらハウジング１３、軸受１５、プーリ１７、入力軸１９は、圧縮機側ユニットを構成する。上記入力軸１９の段差部２７には、環状のワッシャ２９が嵌合されており、このワッシャ２９には、環状のハブ３１が嵌合されている。

このハブ３１は、インナハブ３３と、円筒部３５と、筒状のアウタリング３７と、ハブ側係合部３９を具備している。インナハブ３３は、ワッシャ２９に当接嵌合する。このインナハブ３３の外周に、円環状のゴム等の弾性体からなる円筒部３５が形成されている。この円筒部３５の外周に、設けられた筒状のアウタリング３７が設けられている。ハブ側係合部３９は、このアウタリング３７の外周に形成され、プーリ１７側の係合部１７ａと係合している。

入力軸１９の雄ねじ部２１には、動力遮断部材４１が螺合している。この動力遮断部材４１は、筒状部４５と、フランジ部４７と、破断部４９とを有している。筒状部４５は、内周に雄ねじ部２１と螺合する雌ねじ部４３を有する。フランジ部４７は、この筒状部４５のフロント側から外方に拡径している。これら筒状部４５とフランジ部４７との間には、破断部４９が形成されている。この動力遮断部材４１は、雄ねじ部２１に螺合されている。フランジ部４７は、インナハブ３３をワッシャ２９に向かって押圧している。このようにして、ハブ３１は、ワッシャ２９を介して段差部２７に押圧固定されている。動力遮断部材４１のフロント側の穴部５１には、異物等の侵入を防止するキャップ５３が装着されている。

圧縮機が焼き付きを起こすと、圧縮機の入力軸１９が停止し、インナハブ３３と動力遮断部材４１が回転する。動力遮断部材４１と圧縮機の入力軸１９とのねじ結合において、ねじが締まる方向に進み、動力遮断部材４１は雌ねじ部４３に引っ張られ、破断部が破断することで動力が遮断される。

次に、図３〜８を参照して、本発明の複数の実施形態に関し、ねじ締結部における油脂溜り部を説明する。油脂溜り部は、ねじ締結部２１、４３から油脂が経時的に流出し、摩擦係数が変化することを防ぐために、動力遮断部材３３の雌ねじ部４３と圧縮機の入力軸１９の雄ねじ部２１との間の間隙よりも広い空間を設けたものである。

図３、４は、油溜り部の一実施形態を示すものである。図３の（Ａ）は、雌ねじ部４３の一ピッチ分を模式的に表した正面図を示すものであり、図３の（Ｂ）は、雄ねじ部２１の一ピッチ分を模式的に表した正面図を示すものであり、図４は、雌ねじ部４３と雄ねじ部２１の側面図を示すものである。雌ねじの山の頂部は１１１、雌ねじの谷は１１２、雄ねじの山の頂部は１１４であり、雄ねじの谷は１１５である。この実施態様では、雌ねじ部４３と雄ねじ部２１の双方のねじ山の両斜面に螺旋状に連続する溝１１３をそれぞれ設けたものである。雌ねじ部４３と雄ねじ部２１のいずれか一方のねじ山の両斜面に螺旋状に連続する溝１１３をそれぞれ設けてもよい。連続する溝の代わりに、螺旋状に連続して設けられた穴部であってもよい。また、ねじ山の一方の斜面にのみ溝を設けてもよいし、各斜面の溝の条数を複数としてもよい。溝部、穴部の断面形状は、三角、四角、半円等任意の形状を選択することができる。

このような構成を採用すれば、ねじ締結部２１、４３に、ねじ部の摩擦係数安定化のために油脂等が塗布される場合、使用中にねじ締結部２１、４３から油脂が経時的に流出しても、油脂が油溜り部に保持されているので、摩擦係数が変化することが防止できる。さらに、ねじ締結部２１、４３での凝着を完全に防ぐことができる。この場合、螺旋状に溝が連続していることから、溝内での油脂の流動性により油脂の保持が良好である。

図５、６は、油溜り部の別の一実施形態を示すものである。図５の（Ａ）は、雌ねじ部４３の一ピッチ分を模式的に表した正面図を示すものであり、図５の（Ｂ）は、雄ねじ部２１の一ピッチ分を模式的に表した正面図を示すものであり、図６は、雌ねじ部４３と雄ねじ部２１の側面図を示すものである。雌ねじの山の頂部は１１６、雌ねじの谷は１１７、雄ねじの山の頂部は１１９であり、雄ねじの谷は１２０である。この実施態様では、ねじ山の各斜面において、半径方向に放射状に溝１１８が複数設けられている。ねじ山の一方の斜面にのみ溝を設けてもよいし、各斜面の溝を一ピッチあたり単数としてもよい。溝部の断面形状は、三角、四角、半円等任意の形状を選択することができる。

このような構成を採用すれば、ねじ締結部２１、４３に、ねじ部の摩擦係数安定化のために油脂等が塗布される場合、使用中にねじ締結部２１、４３から油脂が経時的に流出しても、油脂が油溜り部に保持されているので、摩擦係数が変化することが防止できる。さらに、ねじ締結部２１、４３での凝着を完全に防ぐことができる。この場合、溝がねじの谷から山に亘って設けられているので斜面全体において油脂の保持が良好である。

図７、８は、油溜り部の別の一実施形態を示すもので、いずれも、雌ねじ部４３と雄ねじ部２１が締結された状態の側面図を示すものである。図７、８において、それぞれ、雌ねじの山の通常の頂部は１２１、１２７、雌ねじの通常の谷は１２２、１２８であり、雄ねじの山の通常の頂部は１２３、１２９、雄ねじの通常の谷は１２４、１３０である。図７のように雌ねじの谷を深く掘り下げた凹部１２５を設けることで他の部位よりも広い空間ができ、油溜り部ができる。凹部１２５は、雄ねじ側に設けてもよい。図８のように所々でねじ山の頂部１２７とねじ山の頂部１２６のように、ねじ山の高低差を設け、ねじ山の低位頂部１２６と他方のねじの谷１３０で囲まれた空間を油溜り部としてもよい。これにより、他部位よりも広い空間ができ、油脂はこれらの空間に溜り、保持される。このような構成を採用すれば、加工が容易で、油脂の保持を保つことができる。

以上述べたように、動力遮断部材３３の雌ねじ部４３と圧縮機の入力軸１９の雄ねじ部２１との間の間隙部の何れかの場所に、通常生じるスペースより、広い空間が設けられていればよい。

以上の構成の本発明によれば、油溜り部には、他部位よりも広い空間ができ、油脂の保持性を高めることができる。これにより安定したトルクリミッタの作動特性を得ることができる。

図１は、本発明の一実施態様である動力伝達装置１１の全体構造を示す断面図である。 図２は、図１の要部拡大断面図である。 図３は、別の一実施形態を示すもので、図３の（Ａ）は、雌ねじ部４３の一ピッチ分を模式的に表した正面図を示すものであり、図３の（Ｂ）は、雄ねじ部２１の一ピッチ分を模式的に表した正面図を示すものである。 図４は、図３の雌ねじ部４３と雄ねじ部２１の側面図を示すものである。 図５の（Ａ）は、雌ねじ部４３の一ピッチ分を模式的に表した正面図を示すものであり、図５の（Ｂ）は、雄ねじ部２１の一ピッチ分を模式的に表した正面図を示すものである。 図６は、雌ねじ部４３と雄ねじ部２１の側面図を示すものである。 図７は、油溜り部の別の一実施形態を示すもので、雌ねじ部４３と雄ねじ部２１が締結された状態の側面図を示すものである。 図８は、油溜り部の別の一実施形態を示すもので、雌ねじ部４３と雄ねじ部２１が締結された状態の側面図を示すものである。

符号の説明

１１ 動力伝達装置
１３ ハウジング
１７ プーリ
１９ 入力軸
２１ 雄ねじ部
３１ ハブ
３３ インナハブ
３５ 円筒部
３７ アウタリング
３９ ハブ側係合部
４１ 動力遮断部材
４３ 雌ねじ部
１１１、１１６、１２１，１２７ 雌ねじの山の頂部
１１２、１１７、１２２、１２８ 雌ねじの谷
１１４、１１９、１２３、１２９ 雄ねじの山の頂部
１１５、１２０、１２４、１３０ 雄ねじの谷
１１３、１１８ 溝
１２５ 凹部
１２６ ねじ山の低位頂部

Claims (5)

1. ハウジング（１３）に回転可能に装着されるプーリ（１７）と、
   ハウジング（１３）から外部に突出する入力軸（１９）の先端部（２３）に設けられ、前記入力軸（１９）と一体に回転するハブ（３１）と、
   前記プーリ（１７）と前記入力軸（１９）との間の過大なトルクの伝達を遮断する動力遮断部材（４１）とを具備する動力伝達装置において、
   前記動力遮断部材（４１）の内周面に形成された雌ねじ部（４３）と、前記入力軸（１９）の前記先端部（２３）の外周面に形成された雌ねじ部（４３）とが、ねじ締結されるとともに、前記雌ねじ部（４３）と前記雌ねじ部（４３）との間に油溜り部（１１３、１１８、１２５、１３０）を設けたことを特徴とする動力伝達装置。
2. 前記油溜り部が、前記雌ねじ部（４３）と前記雄ねじ部（２１）の少なくとも一方のねじ山の斜面に沿って螺旋状に設けた凹部（１１３）であることを特徴とする動力伝達装置。
3. 前記油溜り部が、前記雌ねじ部（４３）と前記雄ねじ部（２１）の少なくとも一方のねじ山の斜面に沿って、前記入力軸（１９）の半径方向に設けた凹部（１１３）であることを特徴とする動力伝達装置。
4. 前記油溜り部が、前記雌ねじ部（４３）と前記雄ねじ部（２１）の少なくとも一方のねじ山の谷に設けた凹部（１２５）であることを特徴とする動力伝達装置。
5. 前記雌ねじ部（４３）と前記雄ねじ部（２１）の少なくとも一方のねじ山に高低差を設け、前記油溜り部が、当該ねじ山の低位頂部（１２６）と他方のねじの谷で囲まれた空間であることを特徴とする動力伝達装置。

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