JP2017155877A - Power transmission device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、エンジンからの動力を自動車補機に伝達する動力伝達装置に関する。 The present invention relates to a power transmission device that transmits power from an engine to an automobile accessory.
一般に、エアコンディショナ用コンプレッサ等の自動車補機の駆動に際しては、エンジンのクランクシャフトの回転をベルト伝動装置によって自動車補機の回転軸に伝達している。このとき、自動車補機の回転軸の回転負荷が大きくなると、ベルトの張力が大きくなって回転軸に取り付けられたプーリとベルトの接触部で滑りが生じ、ベルトが損傷する可能性がある。 In general, when driving an automotive accessory such as an air conditioner compressor, the rotation of the crankshaft of the engine is transmitted to the rotating shaft of the automotive accessory by a belt transmission. At this time, if the rotational load of the rotating shaft of the automobile auxiliary machine increases, the belt tension increases and slippage occurs at the contact portion between the pulley and the belt attached to the rotating shaft, which may damage the belt.
そのような不都合を解消するため、特許文献1においては、トルクリミッタ機構を有する動力伝達装置を提案している。同文献1に記載された動力伝達装置においては、エンジンの動力がベルトを介して伝達されるプーリと、コンプレッサの回転軸に取り付けられたハブと、そのハブとプーリ間に設けられたトルクリミッタ機構とを有している。 In order to eliminate such inconvenience, Patent Document 1 proposes a power transmission device having a torque limiter mechanism. In the power transmission device described in Patent Document 1, a pulley for transmitting engine power via a belt, a hub attached to a rotating shaft of a compressor, and a torque limiter mechanism provided between the hub and the pulley. And have.
トルクリミッタ機構は、プーリに円弧状の連結部材の一端部を連結し、その連結部材の他端部に、連結部材の端縁で開口する幅広部を有するスリットを設け、一方、ハブには、そのハブのフランジを貫通するリベットと、そのリベットが貫通するカラーとによって形成される柱状体を設け、その柱状体を上記スリットの広幅部に挿入し、上記ハブと連結部材間に皿ばねを組み込んで、連結部材の他端部とリベットの頭部を弾性接触し、その弾性接触部において、プーリの回転をハブに伝えるようにしている。また、回転軸の回転負荷が大きくなると、弾性接触部で滑りを生じさせ、スリットからの柱状体の抜け出しによりトルク伝達を遮断して、プーリをフリー回転させるようにしている。 The torque limiter mechanism connects one end of an arc-shaped connecting member to a pulley, and the other end of the connecting member is provided with a slit having a wide portion that opens at the end of the connecting member. A columnar body formed by a rivet that penetrates the flange of the hub and a collar through which the rivet penetrates is provided, the columnar body is inserted into the wide portion of the slit, and a disc spring is incorporated between the hub and the connecting member. Thus, the other end of the connecting member and the head of the rivet are elastically contacted, and the rotation of the pulley is transmitted to the hub at the elastic contact portion. Further, when the rotational load of the rotating shaft increases, slipping occurs at the elastic contact portion, and torque transmission is interrupted by the withdrawal of the columnar body from the slit, so that the pulley is rotated freely.
ところで、上記特許文献1に記載された動力伝達装置においては、コンプレッサの負荷変動やプーリに負荷される回転トルクの変動を連結部材の他端部とリベット頭部の弾性接触部の滑りにより吸収するダンパ効果を有するが、そのダンパ力は皿ばねの弾性力に依存するため、ダンパ力の調整に際しては、皿ばねを取り換える必要があり、ダンパ力の調整に手間がかかる不都合がある。 By the way, in the power transmission device described in Patent Document 1, the load variation of the compressor and the variation of the rotational torque applied to the pulley are absorbed by the slip of the elastic contact portion of the other end of the connecting member and the rivet head. Although it has a damper effect, since the damper force depends on the elastic force of the disc spring, it is necessary to replace the disc spring when adjusting the damper force, and there is an inconvenience that it takes time to adjust the damper force.
また、連結部材がプーリとハブとを連結する状態で変形状態にあるため、長期間にわたって連結状態に保持されていると塑性変形し、柱状体がスリットの広幅部から抜け出すトルクリミッタ機構の動作状態で、プーリと共に回転する連結部材がリベットの頭部と干渉して異音を発生し続け、不快感を与える可能性がある。 In addition, since the connecting member is in a deformed state in which the pulley and the hub are connected, the operation state of the torque limiter mechanism in which the columnar body is pulled out from the wide portion of the slit is plastically deformed when held in a connected state for a long period of time. Thus, the connecting member that rotates together with the pulley may interfere with the head of the rivet and continue to generate noise, which may cause discomfort.
この発明の課題は、コンプレッサ等の自動車補機の負荷変動やプーリに負荷される回転トルクの変動を吸収するダンパ力を容易に調整することができ、自動車補機の故障を知らせる異音を時間の経過と共に低減させることができるようにした動力伝達装置を提供することである。 An object of the present invention is to easily adjust a damper force that absorbs a load fluctuation of an automobile auxiliary machine such as a compressor and a fluctuation of a rotational torque applied to a pulley, and an abnormal noise that informs a failure of the automobile auxiliary machine is time-sensitive. It is an object of the present invention to provide a power transmission device that can be reduced as time passes.
上記の課題を解決するため、この発明においては、自動車補機の回転軸と同軸上に設けられたプーリ支持軸を中心にして回転自在に支持されたプーリと、そのプーリと前記回転軸との間に設けられてプーリの回転を前記回転軸に伝達し、その回転軸の回転負荷が設定値を超えた際にプーリから回転軸への回転伝達を遮断するトルクリミッタ機構とを有してなる動力伝達装置において、前記トルクリミッタ機構が、前記プーリの外側面に連結された環状のカバーと、前記回転軸の軸端部に取り付けられ、外周に鋸歯が形成されたハブとを備え、前記カバーの内周には前記ハブを収容可能な円筒部が形成され、その円筒部に前記鋸歯と回転方向に係合する係合片が設けられ、その係合片が、鋸歯を乗り越えるまでは弾性変形し、鋸歯を乗り越えると塑性変形する弾性変形能を有してなる構成を採用したのである。 In order to solve the above problems, in the present invention, a pulley supported rotatably around a pulley support shaft provided coaxially with a rotation shaft of an automobile accessory, and the pulley and the rotation shaft A torque limiter mechanism which is provided between the pulley and transmits the rotation of the pulley to the rotating shaft and cuts off the rotation transmission from the pulley to the rotating shaft when the rotational load of the rotating shaft exceeds a set value. In the power transmission device, the torque limiter mechanism includes an annular cover coupled to an outer surface of the pulley, and a hub attached to an end portion of the rotating shaft and having a sawtooth formed on an outer periphery thereof. A cylindrical portion that can accommodate the hub is formed on the inner periphery of the rim, and an engagement piece that engages with the saw blade in the rotation direction is provided on the cylindrical portion, and elastic deformation is performed until the engagement piece gets over the saw blade. And get over the saw blade It was adopted comprising a resilient deformability to the plastic deformation configuration.
上記の構成からなる動力伝達装置において、プーリが回転すると、そのプーリと共にカバーが回転し、その回転が係合片と鋸歯の係合部からハブに伝達されて回転軸が回転し、自動車補機が作動する。 In the power transmission device configured as described above, when the pulley rotates, the cover rotates together with the pulley, the rotation is transmitted from the engagement piece and the engagement portion of the sawtooth to the hub, and the rotation shaft rotates. Operates.
自動車補機の負荷変動やエンジンからプーリに負荷される回転トルクの変動が生じると、係合片が弾性変形し、その弾性変形によるダンパ作用によって自動車補機の負荷変動やエンジンからのトルク変動が吸収される。ダンパ作用によるダンパ力は、係合片の数や、鋸歯に対する接触角度を変えることによって調整することができる。 When a fluctuation in the load of the automobile auxiliary machine or a fluctuation in the rotational torque applied to the pulley from the engine occurs, the engagement piece elastically deforms, and a damper action due to the elastic deformation causes a load fluctuation of the automobile auxiliary machine or a torque fluctuation from the engine. Absorbed. The damper force due to the damper action can be adjusted by changing the number of engaging pieces and the contact angle with the sawtooth.
自動車補機の作動状態において、トラブルの発生等で回転軸の回転負荷が大きくなると、係合片に大きな負荷がかかり、その負荷により係合片が変形して鋸歯を乗り越え、プーリから回転軸への回転伝達が遮断され、プーリおよびカバーがフリー回転する。そのプーリのフリー回転により、プーリに掛かるベルトが過張力になるのが防止される。 When the rotational load of the rotary shaft increases due to troubles, etc. in the operating state of the automobile auxiliary equipment, a large load is applied to the engagement piece, and the engagement piece is deformed by the load and overcomes the saw blade, from the pulley to the rotary shaft The rotation transmission of is interrupted, and the pulley and the cover rotate freely. The free rotation of the pulley prevents the belt on the pulley from becoming over-tensioned.
また、係合片が鋸歯を乗り越えると、係合片は塑性変域に達して永久変形し、係合片はハブの鋸歯の歯先面に衝突して異音が発生する。その異音の発生により、自動車補機が故障していることを知ることができる。 Further, when the engagement piece gets over the saw blade, the engagement piece reaches the plastic region and is permanently deformed, and the engagement piece collides with the tooth tip surface of the saw blade of the hub and noise is generated. The occurrence of the abnormal noise makes it possible to know that the automobile auxiliary equipment has failed.
ここで、係合片がハブの鋸歯を乗り越えるたびに異音が発生するが、鋸歯の歯先面に対する接触によって係合片の先端部が摩耗し、干渉量の低減によって異音が次第に小さくなる。 Here, every time the engagement piece gets over the saw blade of the hub, an abnormal noise is generated. However, the tip of the engagement piece is worn by the contact of the saw blade with the tooth tip surface, and the abnormal noise is gradually reduced by reducing the amount of interference. .
ハブの鋸歯に対して係合する係合片は、先端部に外向きの屈曲部を設けておくのがよい。係合片の先端部に外向きの屈曲部を設けておくと、鋸歯の歯先面に対する接触回転時に屈曲部を線接触させることができるため、屈曲部が摩耗し易くなって、異音が早期に消音し、ドライバに与える不快感の低減を図ることができる。 The engaging piece that engages with the saw blade of the hub is preferably provided with an outwardly bent portion at the tip. If an outwardly bent portion is provided at the tip of the engagement piece, the bent portion can be brought into line contact during contact rotation with the tooth tip surface of the saw blade, so that the bent portion is easily worn and abnormal noise is generated. It is possible to mute the sound at an early stage and reduce the discomfort given to the driver.
また、ハブの素材を焼結材とし、あるいは、樹脂とするのがよい。ハブを焼結材とし、あるいは、樹脂とすることにより、ハブを成形によって簡単に形成することができ、コストの安いハブを得ることができる。 The hub material may be a sintered material or a resin. When the hub is made of a sintered material or resin, the hub can be easily formed by molding, and a low-cost hub can be obtained.
この発明においては、上記のように、自動車補機の負荷変動やエンジンからの回転トルクの変動が生じると、係合片が弾性変形し、その変形によるダンパ作用によって自動車補機の負荷変動やエンジンからのトルク変動を吸収することができるため、自動車補機を円滑に回転駆動することができる。 In the present invention, as described above, when a load fluctuation of the automobile auxiliary machine or a fluctuation of the rotational torque from the engine occurs, the engagement piece elastically deforms, and a damper action caused by the deformation causes a load fluctuation of the automobile auxiliary machine or the engine. Torque fluctuations from the vehicle can be absorbed, so that the auxiliary vehicle can be smoothly rotated.
また、係合片の数や、ハブの鋸歯に対する接触角度を変えることによってダンパ作用によるダンパ力を調整することができ、ダンパ力の調整が容易である。 Further, the damper force by the damper action can be adjusted by changing the number of engagement pieces and the contact angle of the hub with the saw blade, and the damper force can be easily adjusted.
さらに、自動車補機の作動状態において、回転軸の回転負荷が大きくなると、係合片が変形して鋸歯を乗り越えて鋸歯に対する係合が解除し、プーリから回転軸への回転伝達が遮断されて、プーリがフリー回転するため、ベルトが過張力になって損傷するのを防止することができる。 In addition, when the rotational load on the rotating shaft increases in the operating state of the automotive accessory, the engaging piece is deformed and gets over the saw blade, the engagement with the saw blade is released, and the rotation transmission from the pulley to the rotating shaft is interrupted. Since the pulley rotates freely, the belt can be prevented from being damaged due to excessive tension.
また、係合片が鋸歯を乗り越えると、係合片は塑性変域に達して永久変形し、係合片はハブの鋸歯の歯先面に衝突して異音が発生するため、その異音によって自動車補機が故障していることを知ることができる。 Further, when the engagement piece gets over the saw blade, the engagement piece reaches the plastic region and is permanently deformed, and the engagement piece collides with the tooth tip surface of the saw blade of the hub and generates an abnormal noise. By this, it can be known that the automobile auxiliary equipment is out of order.
ここで、係合片がハブの鋸歯を乗り越えるたびに異音が発生するが、鋸歯の歯先面との接触により係合片の先端部が摩耗するため、時間の経過と共に異音を低減させることができる。 Here, every time the engagement piece gets over the saw blade of the hub, an abnormal noise is generated. However, since the tip of the engagement piece is worn due to contact with the tooth tip surface of the saw blade, the abnormal noise is reduced with time. be able to.
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1および図2に示すように、動力伝達装置は、図示省略されたエンジンからの動力が伝達されるプーリ10と、自動車補機20の回転軸21と、上記プーリ10と回転軸21の相互間に設けられてプーリ10の回転を回転軸21に伝達し、回転軸21の回転負荷が大きくなった場合にプーリ10から回転軸21への回転伝達を遮断するトルクリミッタ機構30からなる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, the power transmission device includes a
プーリ10は、ベルト案内輪11と、そのべルト案内輪11の内周に設けられた環状板12と、その環状板12の内周に設けられた円筒状のボス部13を有し、上記ベルト案内輪11の外周両側に一対のフランジ14が設けられ、その一対のフランジ14間にVベルトが巻き掛けられる複数条のV溝15が設けられている。
The
ボス部13の内側には軸受ハウジング16が組み込まれている。軸受ハウジング16はボス部13の一端部内周に設けられた環状突出部13aによって抜止めされている。また、軸受ハウジング16は一端部の外周とボス部13の一端部内周に形成されたセレーション17によって回り止めされ、その軸受ハウジング16内に転がり軸受18が組み込まれている。
A bearing
転がり軸受18として、ここでは、複列玉軸受が採用されている。転がり軸受18は、自動車補機20のハウジング22に設けられた筒状のプーリ支持軸23に圧入され、そのプーリ支持軸23の端部外周に取り付けた止め輪24によって抜止めされている。
Here, a double row ball bearing is employed as the rolling bearing 18. The rolling
自動車補機20として、ここでは、エアコンディショナ用のコンプレッサが採用されている。その自動車補機20のハウジング22に設けられた上述のプーリ支持軸23は回転軸21と同軸上に設けられ、上記プーリ支持軸23を中心にしてプーリ10が回転自在に支持されている。
Here, a compressor for an air conditioner is employed as the automobile
トルクリミッタ機構30は、プーリ10の外側面に設けられた環状のカバー31と、回転軸21の軸端部に取付けられたハブ41とからなる。カバー31は、環状板部32の内周部に一側面側に張り出す環状膨出部33を設けた金属薄板のプレス成形品からなり、上記環状膨出部33は断面コの字状とされて径の異なる円筒部34、35を内外に有し、その小径側円筒部35の内側に、図3に示すように、複数の係合片36が周方向に等間隔に形成され、各係合片36の先端部に外向きに屈曲部37が設けられている。
The
ここで、係合片36は、小径側円筒部35にコの字状の切り込みを形成し、その切り込みの内側部分の、内径側への切り起こしにより形成されている。
Here, the
図1に示すように、カバー31は、環状板部32がプーリ10における環状板12の外側面に衝合する取り付けとされる。その取り付けによって転がり軸受18の外側端部が環状膨出部33で覆われる。
As shown in FIG. 1, the
カバー31の取り付けに際し、ここでは、プーリ10の環状板12にナット嵌合孔38を設け、そのナット嵌合孔38にナット39を嵌着し、そのナット39にねじ込まれるビス40の締め付けによりカバー31を取り付けるようにしているが、プーリ10の環状板12にねじ孔を直接形成し、そのねじ孔にビス40をねじ込むようにしてもよい。
When attaching the
ハブ41は、円板部41aの一側面に小径軸部41bを設けた構成とされ、上記小径軸部41bの端面で開口する軸孔43が形成されている。ハブ41は、軸孔43内に回転軸21の軸端部に形成された小径軸部21aが嵌合されるようにして小径軸部21a上にセットされ、上記ハブ41の軸心上に形成された挿入孔44から小径軸部21aに設けられたねじ孔45にねじ込まれるボルト46の締め付けによって回転軸21に取り付けられる。このとき、軸孔43と小径軸部21aの嵌合はセレーション47の嵌合とされて回転軸21にハブ41が回り止めされている。
The
回転軸21に対するハブ41の取り付けによって円板部41aがカバー31の小径側円筒部35内に収容され、その円板部41aの外径面に複数の鋸歯42が等ピッチで形成されている。
By attaching the
図4に示すように、鋸歯42の周方向の前後に設けられた歯面42a、42bのうち、ハブ41の順方向回転時における後行側の歯面42bの傾斜角は先行側の歯面42aの傾斜角より小さく、その傾斜角の小さな後行側の歯面42bにカバー31の円筒部35に設けられた前述の係合片36の屈曲部37が係合している。
As shown in FIG. 4, of the tooth surfaces 42 a and 42 b provided on the front and rear in the circumferential direction of the
ここで、ハブ41の順方向回転とは、エンジンによって駆動されるプーリ10の回転がトルクリミッタ機構30を介して回転軸21に伝達された際のハブ41の回転方向をいう。また、歯面42a、42bの傾斜角とは、各歯面と歯底の交点を通る接線に対する角度をいう。
Here, the forward rotation of the
ハブ41は部品コストの低減を図るため、焼結材による成形品としているが、樹脂による成形品としてもよい。
The
図4(a)に示すように、ハブ41の鋸歯42に係合する係合片36は、鋸歯42を乗り越えるまでは弾性変形し、図4(b)に示すように、鋸歯42を乗り越えると塑性変形する弾性変形能を有している。
As shown in FIG. 4A, the engaging
実施の形態で示す動力伝達装置は上記の構造からなり、エンジンからの回転が伝達されてプーリ10が図2の矢印で示す順方向に回転すると、そのプーリ10と共にカバー31が回転し、その回転が図3に示す係合片36と鋸歯42の係合部からハブ41に伝達されて回転軸21が回転し、自動車補機20が作動する。
The power transmission device shown in the embodiment has the above-described structure. When the rotation from the engine is transmitted and the
自動車補機20の負荷変動やエンジンからプーリ10に負荷される回転トルクの変動が生じると、図4(a)に示すように、係合片36が鋸歯42の回転方向後行側の歯面42bに沿ってずれ動きつつ弾性変形し、その弾性変形によるダンパ作用によって自動車補機の負荷変動やエンジンからのトルク変動が吸収される。このため、回転変動が生じたとしても、回転軸21は円滑に回転する。
When fluctuations in the load of the automobile
なお、ダンパ作用によるダンパ力は、係合片36の数や、係合片36の鋸歯42に対する接触角度を変えることによって簡単に調整することができる。
The damper force due to the damper action can be easily adjusted by changing the number of the
自動車補機の作動状態において、自動車補機20が故障し、回転軸21の回転負荷が大きくなると、係合片36に大きな負荷がかかり、その負荷により係合片36が変形して、図4(b)に示すように、鋸歯42を乗り越え、鋸歯42に対する係合片36の係合が解除する。その係合解除により、プーリ10から回転軸21への回転伝達が遮断され、プーリ10およびカバー31がフリー回転する。そのプーリ10のフリー回転により、プーリ10に掛かる図示省略されたベルトが過張力になるのが防止される。
When the automobile
ここで、図4(b)に示すように、係合片36が鋸歯42を乗り越えると、係合片36は塑性変域に達して永久変形し、その変形状態で回転して、ハブ41の鋸歯42の歯先面に衝突して異音が発生する。
Here, as shown in FIG. 4B, when the
このように、自動車補機20が故障すると、係合片36はハブ41の鋸歯42の歯先面に衝突して異音を発生させる。その発生する異音によって自動車補機が故障していることを知ることができる。
Thus, when the automobile
ここで、係合片36がハブ41の鋸歯42を乗り越えるたびに異音が発生するが、鋸歯42の歯先面に対する接触によって係合片36の先端部が摩耗し、干渉量の低減によって異音が次第に小さくなる。
Here, every time the engaging
このように、ハブ41の鋸歯42の歯先面に対する係合片36の衝突によって発生する異音は、時間の経過と共に低減するため、ドライバに与える不快感も次第に薄れ、安全運転を可能とする。
As described above, since the noise generated by the collision of the
10 プーリ
20 自動車補機
21 回転軸
23 プーリ支持軸
30 トルクリミッタ機構
31 カバー
35 円筒部
36 係合片
37 屈曲部
41 ハブ
42 鋸歯
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記トルクリミッタ機構が、前記プーリの外側面に連結された環状のカバーと、前記回転軸の軸端部に取り付けられ、外周に鋸歯が形成されたハブとを備え、前記カバーの内周には前記ハブを収容可能な円筒部が形成され、その円筒部に前記鋸歯と回転方向に係合する係合片が設けられ、その係合片が、鋸歯を乗り越えるまでは弾性変形し、鋸歯を乗り越えると塑性変形する弾性変形能を有してなることを特徴とする動力伝達装置。 A pulley supported rotatably about a pulley support shaft provided coaxially with a rotation shaft of an automobile accessory, and a pulley provided between the pulley and the rotation shaft to rotate the pulley to the rotation shaft In a power transmission device having a torque limiter mechanism that transmits and interrupts rotation transmission from the pulley to the rotating shaft when the rotational load of the rotating shaft exceeds a set value,
The torque limiter mechanism includes an annular cover connected to the outer surface of the pulley, and a hub attached to the shaft end of the rotating shaft and formed with a sawtooth on the outer periphery, and on the inner periphery of the cover A cylindrical portion that can accommodate the hub is formed, and an engagement piece that engages with the saw blade in the rotation direction is provided on the cylindrical portion, and the engagement piece is elastically deformed and climbs over the saw blade until it gets over the saw blade. A power transmission device characterized by having an elastic deformability capable of plastic deformation.
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