JP2017219092A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動側回転体の外形状によらず従動側回転体の脱落を防止可能としつつ、従動側回転体およびシャフトの摩耗を防止可能な動力伝達装置を提供する。
【解決手段】動力伝達装置１０は、従動側回転体１３を構成するインナーハブ１５に、プーリ１１から伝達されるトルクが所定トルク以上となったときに軸力によって破断して従動側回転体１３をシャフト２０から切り離す破断部１５５が設けられている。また、シャフト２０には、破断部１５５の破断によってシャフト２０から切り離された従動側回転体１３を保持する脱落防止部材であるハブホルダ２４が連結されている。そして、ハブホルダ２４と従動側回転体１３との間には、従動側回転体１３を回転可能に支持する軸受部２５が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、駆動源から出力される回転駆動力を駆動対象装置に伝達する動力伝達装置に関する。

従来、車両用空調装置の圧縮機は、駆動源であるエンジンからの駆動力の断続を、動力伝達装置である電磁クラッチを用いて行うものがある。この種の動力伝達装置は、駆動源から出力される回転駆動力によって回転する駆動側回転体、駆動側回転体と連結されることによって回転する従動側回転体、および駆動側回転体と従動側回転体とを連結する電磁力を発生させる電磁石を有している。

このように構成される動力伝達装置において、従動側回転体に対して圧縮機のシャフトがロックした際に破断するリミッタを設けると共に、リミッタが破断した際に従動側回転体の脱落を防止するカバーを設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−１１２０５６号公報

ところで、特許文献１に記載の動力伝達装置では、従動側回転体の脱落を防止するカバーを駆動側回転体の外周側に対して固定する構成となっており、駆動側回転体の外形状に合わせた形状のカバーを用意する必要がある。このため、駆動側回転体の外形状（例えば、外径、溝形状）が変更されると、それに合わせてカバーの形状を変更する必要がある。このことは、製造コストが高くなる要因となることから好ましくない。

さらに、特許文献１に記載の動力伝達装置では、リミッタが破断した際に、従動側回転体が駆動側回転体に連結されている場合、従動側回転体とシャフトとの回転差によって、従動側回転体およびシャフトの双方が摩耗してしまうことが懸念される。このような摩耗は、意図しない不具合の発生要因となることから好ましくない。

本発明は上記点に鑑みて、駆動側回転体の外形状によらず従動側回転体の脱落を防止可能としつつ、従動側回転体およびシャフトの摩耗を防止可能な動力伝達装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、駆動源（６）から出力される回転駆動力を駆動対象装置（２）に伝達する動力伝達装置を対象としている。

請求項１に記載の動力伝達装置は、回転駆動力によって回転する駆動側回転体（１１）と、駆動側回転体に連結されることによって駆動対象装置のシャフト（２０）と共に回転する従動側回転体（１３）と、を備える。また、動力伝達装置は、従動側回転体を駆動側回転体に連結させる電磁力を発生させる電磁石（１２）を備える。

従動側回転体には、駆動側回転体から伝達されるトルクが所定トルク以上となったときに軸力によって破断して従動側回転体をシャフトから切り離す破断部（１５５）が設けられている。また、シャフトには、破断部の破断によってシャフトから切り離された従動側回転体を保持する脱落防止部材（２４）が連結されている。そして、脱落防止部材と従動側回転体との間には、従動側回転体を回転可能に支持する軸受部（２５）が設けられている。

これによると、破断部が破断した際に従動側回転体を保持する脱落防止部材をシャフトに連結する構成としているので、駆動側回転体の外形状によらず、従動側回転体の脱落を防止することができる。

さらに、本構成では、脱落防止部材と従動側回転体との間に、従動側回転体を回転可能に支持する軸受部を設けている。このため、破断部が破断した際に従動側回転体が駆動側回転体に連結されていたとしても、従動側回転体が軸受部にて回転可能に支持されるので、従動側回転体およびシャフトの摩耗を防止することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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の一例を示すものである。

第１実施形態の動力伝達装置が適用された冷凍サイクルの全体構成図である。 第１実施形態の動力伝達装置の軸方向断面図である。 図２に示す動力伝達装置の要部を拡大させた軸方向断面図である。 第１実施形態のハブホルダの軸方向断面図である。 図４の矢印Ｖで示す方向におけるハブホルダの矢視図である。 シャフトがロックした際にインナーハブおよびシャフトに作用する軸力を説明するための説明図である。 インナーハブの破断部が破断した際の動力伝達装置の要部を拡大させた軸方向断面図である。 第２実施形態の動力伝達装置の要部を拡大させた軸方向断面図である。 第３実施形態のハブホルダの軸方向断面図である。 図９の矢印Ｘで示す方向におけるハブホルダの矢視図である。

以下、発明を実施する形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。

（第１実施形態）
本実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。本実施形態では、図１に示す蒸気圧縮式の冷凍サイクル１の圧縮機２に対して、動力伝達装置１０を適用した例について説明する。

冷凍サイクル１は、車室内の空調を行う車両用空調装置において車室内へ送風する空気の温度を調整する装置として機能する。冷凍サイクル１は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機２、圧縮機２から吐出された冷媒を放熱させる放熱器３、放熱器３から流出した冷媒を減圧する膨張弁４、膨張弁４で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器５が環状に接続された閉回路で構成されている。

圧縮機２には、動力伝達装置１０を介してエンジン６から出力される回転駆動力が伝達される。圧縮機２としては、例えば、斜板式可変容量型の圧縮機を採用することができる。なお、圧縮機２としては、回転駆動力の伝達により冷凍サイクル１の冷媒を圧縮して吐出するものであれば、他の形式の可変容量型の圧縮機や、スクロール型、ベーン型などの固定容量型の圧縮機が採用されていてもよい。

本実施形態の圧縮機２は、シャフト２０の一端側が、図示しないハウジングの外側に露出している。そして、動力伝達装置１０は、シャフト２０における外側に露出した部位に取り付けられている。シャフト２０は、圧縮機２の外殻を構成する図示しないハウジングとの間に、ハウジングの内部の冷媒がシャフト２０とハウジングとの隙間から漏れないように、リップシール等のシール部材が介在されている。シール部材は、シャフト２０とハウジングとの間において高いシール性が得られるように材料、形状等が最適化されている。

続いて、動力伝達装置１０は、車両走行用の駆動源であるエンジン６から出力される回転駆動力を駆動対象装置である圧縮機２へ断続的に伝達する装置である。動力伝達装置１０は、Ｖベルト７を介してエンジン６の回転出力部６ａに接続されている。

図２は、動力伝達装置１０を圧縮機２のシャフト２０の軸方ＡＤに沿って切断した際の断面図である。図２では、説明の便宜上、シャフト２０における二点鎖線で囲む部分について断面形状を図示し、シャフト２０における二点鎖線で囲む部分以外について外形状を図示している。なお、図２に示すＡＤは、シャフト２０の軸心ＣＬに沿って延びる方向として規定した軸方向を示している。また、図２に示すＲＤは、軸方向ＡＤと直交する方向として規定した径方向を示している。なお、これらのことは、図２以外の図面においても同様である。

図２に示すように、動力伝達装置１０は、プーリ１１、プーリ１１に連結されることによって圧縮機２のシャフト２０と共に回転する従動側回転体１３、従動側回転体１３とプーリ１１とを連結させる電磁力を発生させる電磁石１２を有する。

プーリ１１は、エンジン６から出力される回転駆動力によって回転する駆動側回転体を構成する。本実施形態のプーリ１１は、外側円筒部１１１、内側円筒部１１２、および端面部１１３を有する。

外側円筒部１１１は、円筒形状に構成されており、シャフト２０に対して同軸上に配置されている。内側円筒部１１２は、円筒形状に構成されており、外側円筒部１１１の内周側に配置されると共に、シャフト２０に対して同軸上に配置されている。

端面部１１３は、外側円筒部１１１と内側円筒部１１２の軸方向ＡＤの一端側同士を結ぶ連結部である。端面部１１３は、円盤形状に構成されている。すなわち、端面部１１３は、シャフト２０の径方向ＲＤに広がると共に、その中央部に表裏を貫通する円形状の貫通穴が形成されている。

本実施形態のプーリ１１は、シャフト２０の軸方向ＡＤの断面がＣ字形状となっている。そして、外側円筒部１１１と内側円筒部１１２との間には、端面部１１３を底面部とする円環状の空間が形成されている。

外側円筒部１１１と内側円筒部１１２との間に形成される空間は、シャフト２０に対して同軸上となっている。外側円筒部１１１と内側円筒部１１２との間に形成される空間には、電磁石１２が配置されている。

ここで、電磁石１２は、ステータ１２１、およびステータ１２１の内部に配置されたコイル１２２等を有する。ステータ１２１は、鉄等の強磁性材料で環状に形成されている。コイル１２２は、エポキシ樹脂等の絶縁性の樹脂材料でモールディングされた状態でステータ１２１に固定されている。なお、電磁石１２への通電は、図示しない空調制御装置から出力される制御電圧によって行われる。

外側円筒部１１１、内側円筒部１１２、および端面部１１３は、鉄等の強磁性材料で一体的に形成されている。外側円筒部１１１、内側円筒部１１２、および端面部１１３は、電磁石１２に通電することによって生じる磁気回路の一部を構成する。

外側円筒部１１１の外周側には、複数のＶ字状の溝が形成された樹脂製のＶ溝部１１４が形成されている。Ｖ溝部１１４には、エンジン６から出力される回転駆動力を伝達するＶベルト７が掛け渡されている。

内側円筒部１１２の内周側には、ボールベアリング１７の外周側が固定されている。そして、ボールベアリング１７の内周側には、図示しない圧縮機２の外殻を構成するハウジングから動力伝達装置１０側へ向けて突出した円筒状のボス部２２が固定されている。これにより、プーリ１１は、圧縮機２のハウジングに対して回転自在に固定されている。なお、ボス部２２は、シャフト２０におけるハウジングの外側に露出した根元部分を覆っている。

また、端面部１１３における軸方向ＡＤの一端側の外側面は、プーリ１１と後述する従動側回転体１３のアーマチュア１４が連結された際に、アーマチュア１４と接触する摩擦面を形成している。

本実施形態では、図示しないが、端面部１１３の表面の一部に、端面部１１３の摩擦係数を増加させるための摩擦部材を配置している。この摩擦部材は、非磁性材料で形成される。摩擦部材としては、アルミナを樹脂で固めたものや、アルミニウム等の金属粉末の焼結体等を採用することができる。

続いて、従動側回転体１３は、アーマチュア１４、インナーハブ１５、板バネ１６等を有している。アーマチュア１４は、径方向ＲＤに広がると共に、その中央部に表裏を貫通する貫通穴が形成された円環状の板部材である。

アーマチュア１４は、鉄等の強磁性材料で形成されている。アーマチュア１４は、プーリ１１と共に、電磁石１２に通電された際に生じる電磁力の磁気回路の一部を構成する。

アーマチュア１４は、所定の微小間隙（例えば、０．５ｍｍ程度）を隔ててプーリ１１の端面部１１３に対向配置されている。アーマチュア１４のうち、プーリ１１の端面部１１３に対向する平坦部は、プーリ１１とアーマチュア１４とが連結された際に、端面部１１３と接触する摩擦面を形成している。

また、本実施形態のアーマチュア１４は、径方向ＲＤの中間部分に磁気遮断用の溝部１４１が形成されている。この溝部１４１は、アーマチュア１４の円周方向に沿って延びる円弧状の形状で複数個形成されている。本実施形態のアーマチュア１４は、溝部１４１の外周側に位置する外周部１４２と、溝部１４１の内周側に位置する内周部１４３とに区分される。アーマチュア１４の外周部１４２は、リベット等の締結部材１８により後述する板バネ１６の外周環状部１６２に接続されている。

インナーハブ１５は、アーマチュア１４と圧縮機２のシャフト２０とを連結する連結部材を構成する。インナーハブ１５は、鉄系の金属材料にて形成されている。本実施形態のインナーハブ１５は、円筒形状の筒状部１５１および連結用フランジ部１５２を有する。

筒状部１５１は、シャフト２０に対して同軸上に配置されている。筒状部１５１には、シャフト２０の一端側の連結用端部２１を挿入可能な挿入穴１５１ａが形成されている。挿入穴１５１ａは、シャフト２０の軸方向ＡＤに沿って延びる貫通穴で構成されている。

本実施形態のインナーハブ１５およびシャフト２０は、シャフト２０の軸方向ＡＤの一端側の連結用端部２１が筒状部１５１の挿入穴１５１ａに挿入された状態でネジ部３０によって連結されている。本実施形態のネジ部３０は、駆動側回転体であるプーリ１１の回転方向と同一方向のトルクによって締まるように構成されている。なお、インナーハブ１５およびシャフト２０の締結構造については、後述する。

筒状部１５１には、筒状部１５１の軸方向ＡＤの一端側から径方向ＲＤの外側に広がる連結用フランジ部１５２が一体に形成されている。連結用フランジ部１５２は、シャフト２０の径方向ＲＤに広がる円盤形状に構成されている。連結用フランジ部１５２は、リベット等の締結部材１９により後述する板バネ１６の内周環状部１６１に接続されている。

板バネ１６は、アーマチュア１４に対してプーリ１１から離れる方向に付勢力を作用させる部材である。この付勢力によって、電磁石１２が非通電状態となっていて電磁力を発生させていないときには、アーマチュア１４の平坦部とプーリ１１の端面部１１３との間に隙間が生ずる。

板バネ１６は、鉄系の金属材料にて構成される円形の板状部材である。板バネ１６は、中心部が開口した内周環状部１６１、内周環状部１６１の径方向ＲＤの外側に配置された外周環状部１６２を有する。前述の如く、板バネ１６は、内周環状部１６１がインナーハブ１５の連結用フランジ部１５２に接続され、外周環状部１６２がアーマチュア１４の外周部１４２に接続されている。

内周環状部１６１と外周環状部１６２との間には、複数の開口窓部１６３が形成されている。複数の開口窓部１６３は、板バネ１６の円周方向に等間隔に形成されている。なお、図示しないが、板バネ１６のうち、複数の開口窓部１６３それぞれの間には、シャフト２０の径方向ＲＤに延びる連結部が形成される。この連結部によって、内周環状部１６１と外周環状部１６２とが一体に連結されている。

また、図示しないが、板バネ１６とアーマチュア１４との間には、板状の弾性部材が介在されている。この弾性部材および締結部材１８によって、板バネ１６の外周環状部１６２とアーマチュア１４の外周部１４２との間が一体に結合されている。弾性部材は、板バネ１６とアーマチュア１４との間のトルク伝達機能を果たすと共に、振動抑制作用を果たすゴム系の弾性材である。

次に、従動側回転体１３を構成するインナーハブ１５とシャフト２０との締結構造について、図３を参照して説明する。図３は、図２におけるインナーハブ１５およびシャフト２０の締結箇所を拡大させた軸方向断面図である。

図３に示すように、本実施形態のネジ部３０は、インナーハブ１５の筒状部１５１の挿入穴１５１ａにおける内周側に形成された雌ネジ３１、およびシャフト２０の連結用端部２１の外周側に形成されて雌ネジ３１に螺合する雄ネジ３２で構成されている。雄ネジ３２が形成されたシャフト２０の連結用端部２１は、所定の締付トルクで雌ネジ３１が形成されたインナーハブ１５の筒状部１５１に締結されている。

本実施形態の筒状部１５１の挿入穴１５１ａは、雌ネジ３１が形成された雌ネジ形成部位１５１ｂと雌ネジ形成部位１５１ｂよりも根元側の根元部位１５１ｃとの間に、内径が縮小された縮小部１５１ｄが設けられている。なお、本実施形態の挿入穴１５１ａにおける根元部位１５１ｃは、連結用フランジ部１５２側の部位である。

本実施形態の縮小部１５１ｄは、雌ネジ形成部位１５１ｂに連なる段差面１５１ｅが、シャフト２０の連結用端部２１の先端部位２１１の先端面２１１ａに対向するように、その内径がシャフト２０の連結用端部２１の外径よりも小さくなっている。本実施形態では、縮小部１５１ｄの段差面１５１ｅが、ネジ部３０を締め付けた際に連結用端部２１に当接する当接部を構成している。

また、インナーハブ１５の連結用フランジ部１５２は、筒状部１５１の根元部位１５１ｃからシャフト２０の径方向外側に延びている。連結用フランジ部１５２は、ネジ部３０を締め付ける際の六角ナットとして機能するように、その外形状が六角形状に形成されている。

続いて、本実施形態のシャフト２０は、連結用端部２１の外周側に、雌ネジ３１に螺合する雄ネジ３２が形成されている。本実施形態の連結用端部２１は、雄ネジ３２が形成された雄ネジ形成部位２１２よりも先端側の先端部位２１１が筒状部１５１の挿入穴１５１ａから突き出ない長さに構成されている。そして、連結用端部２１は、先端部位２１１の先端面２１１ａが、筒状部１５１の縮小部１５１ｄの段差面１５１ｅに対向している。

本実施形態の連結用端部２１の先端面２１１ａには、シャフト２０の軸方向ＡＤに窪んだ有底円柱状の凹部２１３が形成されている。この凹部２１３は、シャフト２０に対して後述するハブホルダ２４を連結するために設けられている。

本実施形態のインナーハブ１５およびシャフト２０は、ネジ部３０を締め付けた際に、連結用端部２１の先端面２１１ａが、後述するシム２３を介して筒状部１５１の縮小部１５１ｄの段差面１５１ｅに当接する構造となっている。そして、本実施形態のシャフト２０は、雄ネジ３２が形成された連結用端部２１の先端面２１１ａにて、ネジ部３０を締め付ける際に生ずる軸力を受ける構造となっている。

具体的には、ネジ部３０を締め付ける際に生ずる軸力は、雄ネジ３２が形成された連結用端部２１を圧縮するように作用し、雌ネジ３１が形成された筒状部１５１を引っ張るように作用する。これにより、本実施形態のインナーハブ１５およびシャフト２０は、シャフト２０がロックした際に、シャフト２０の連結用端部２１に圧縮応力が作用しつつ、インナーハブ１５の筒状部１５１に引張応力が作用する構造となっている。本実施形態では、連結用端部２１の先端面２１１ａがネジ部３０を締め付ける際に生ずる軸力を受ける軸力受部を構成している。

また、本実施形態では、連結用端部２１の先端面２１１ａと筒状部１５１の縮小部１５１ｄの段差面１５１ｅとの間に、円環板状のシム２３が挟み込まれている。シム２３は、アーマチュア１４におけるシャフト２０の軸方向ＡＤの位置を調整する調整部材として機能する。シム２３の厚みは、電磁石１２が非通電状態となった際にプーリ１１とアーマチュア１４との間に適切な隙間が形成され、電磁石１２が通電状態となった際にプーリ１１とアーマチュア１４とが連結されるように設定されている。シム２３は、例えば、ＳＫ５等の合金鋼を焼き入れ、焼き戻し等によって硬化させたものが採用されている。

さらに、本実施形態の従動側回転体１３には、駆動側回転体であるプーリ１１から伝達されるトルクが所定トルク以上となった際に、軸力によって破断して従動側回転体１３をシャフト２０から切り離す破断部１５５が設けられている。

本実施形態の破断部１５５は、従動側回転体１３のインナーハブ１５の筒状部１５１のうち、ネジ部３０を締め付けた際に引張応力が作用する部位に形成されている。より具体的には、本実施形態の破断部１５５は、ネジ部３０を締め付けた際に引張応力が作用する縮小部１５１ｄと雌ネジ形成部位１５１ｂとの間に形成されている。本実施形態の破断部１５５は、その外径が雌ネジ形成部位１５１ｂの外径に比べて小さい薄肉部で構成されている。

ここで、本実施形態のシャフト２０には、インナーハブ１５の破断部１５５の破断した際に、従動側回転体１３が脱落することを防止するハブホルダ２４が連結されている。本実施形態では、ハブホルダ２４が、インナーハブ１５の破断部１５５が破断してシャフト２０から切り離された従動側回転体１３を保持する脱落防止部材を構成している。

ハブホルダ２４は、図４に示すように、シャフト２０の軸方向ＡＤに延びると共にシャフト２０に対して連結された連結部２４１、および連結部２４１からシャフト２０の径方向ＲＤの外側に延びるストッパ部２４２を有している。

図３に戻り、ハブホルダ２４は、連結部２４１がシャフト２０の連結用端部２１に形成された凹部２１３に挿入された状態でネジ締結されることで、シャフト２０に対して連結されている。なお、ハブホルダ２４は、ネジ締結に限らず、連結部２４１がシャフト２０の連結用端部２１に形成された凹部２１３に対して圧入されることで、シャフト２０に対して連結されていてもよい。

ハブホルダ２４の連結部２４１には、連結部２４１の軸方向ＡＤの一端側から径方向ＲＤの外側に広がるストッパ部２４２が一体に形成されている。ストッパ部２４２は、インナーハブ１５の破断部１５５の破断によってシャフト２０から切り離された従動側回転体１３とシャフト２０の軸方向ＡＤに当接するようにシャフト２０の軸方向において従動側回転体１３に対向配置されている。具体的には、ストッパ部２４２は、インナーハブ１５の外側壁面に対向するように連結部２４１に対して立設されている。

本実施形態のハブホルダ２４は、図５に示すように、ストッパ部２４２の中央部分に、シャフト２０の軸方向ＡＤに窪んだ凹部２４２ａが設けられている。この凹部２４２ａの内形状は、ハブホルダ２４をシャフト２０に締結する際に利用する六角棒レンチ等の締め付け工具が係合可能な六角形状に形成されている。

また、本実施形態のハブホルダ２４の連結部２４１とインナーハブ１５の根元部位１５１ｃとの間には、従動側回転体１３を回転可能に支持する軸受部２５が設けられている。この軸受部２５は、インナーハブ１５の破断部１５５が破断した際に、従動側回転体１３とシャフト２０との回転差によって、従動側回転体１３およびシャフト２０の双方が摩耗することを抑えるために設けられている。

本実施形態の軸受部２５は、シャフト２０の径方向ＲＤにおいて、連結部２４１および従動側回転体１３それぞれに重なり合うように、連結部２４１およびインナーハブ１５の根元部位１５１ｃの間に設けられている。本実施形態の軸受部２５は、インナーハブ１５の根元部位１５１ｃの内周側、またはハブホルダ２４の連結部２４１の外周側に圧入固定されている。

本実施形態の軸受部２５は、表面が潤滑性を有する材料で構成された円環状のすべり軸受けで構成されている。なお、軸受部２５は、すべり軸受けに限らず、転がり軸受けで構成されていてもよい。

次に、本実施形態の動力伝達装置１０の作動を説明する。電磁石１２が非通電状態になっている場合には、電磁石１２の電磁力が生じない。このため、アーマチュア１４は、板バネ１６の付勢力によってプーリ１１の端面部１１３から所定間隔離れた位置に保持される。

これにより、エンジン６からの回転駆動力はＶベルト７を介してプーリ１１に伝達されるだけで、アーマチュア１４およびインナーハブ１５へは伝達されず、プーリ１１だけがボールベアリング１７上で空転する。このため、駆動対象装置である圧縮機２は停止した状態となる。

これに対して、電磁石１２が通電状態になっている場合には、電磁石１２の電磁力が発生する。当該電磁力によって、アーマチュア１４が板バネ１６の付勢力に抗してプーリ１１の端面部１１３側に吸引されることで、アーマチュア１４がプーリ１１に吸着される。これにより、プーリ１１の回転がアーマチュア１４へ伝達されて、板バネ１６、インナーハブ１５を構成する従動側回転体１３が回転する。

この際、圧縮機２のシャフト２０がロックしていなければ、インナーハブ１５の回転が、圧縮機２のシャフト２０に伝達されることで、圧縮機２が作動する。すなわち、エンジン６から出力された回転駆動力が、動力伝達装置１０を介して圧縮機２に伝達されることで、圧縮機２が作動する。

一方、圧縮機２のシャフト２０がロックしている場合には、インナーハブ１５が回転することで、ネジ部３０に過大なトルクが発生して過度に締め付けられる。そして、シャフト２０とインナーハブ１５には、過大な軸力が作用する。

この際、インナーハブ１５の筒状部１５１には、圧縮応力ではなく、図６の白抜き矢印で示すように引張応力Ｆｔが作用する。また、シャフト２０の連結用端部２１には、引張応力ではなく、図６の黒矢印で示すように圧縮応力Ｆｃが作用する。

このように、本実施形態の動力伝達装置１０は、圧縮機２のシャフト２０がロックしたとしても、雄ネジ３２が形成された連結用端部２１に対して引張応力が作用しない構造となっている。

また、圧縮機２のシャフト２０がロックしてインナーハブ１５に対して過大な引張応力が作用すると、図７に示すように、インナーハブ１５の筒状部１５１の破断部１５５が破断する。

この際、破断部１５５の破断によってシャフト２０から切り離されたインナーハブ１５は、シャフト２０から離れるように移動したとしても、ハブホルダ２４のストッパ部２４２に当接する。すなわち、本実施形態の動力伝達装置１０は、破断部１５５が破断したとしても従動側回転体１３が脱落しない構造となっている。

また、破断部１５５の破断によってシャフト２０から切り離されたインナーハブ１５は、ハブホルダ２４の連結部２４１との間に設けられた軸受部２５によって回転可能に支持される。このため、破断部１５５が破断した際に従動側回転体１３と駆動側回転体であるプーリ１１とが連結されていたとしても、従動側回転体１３が軸受部２５に回転可能に支持されるので、従動側回転体１３およびシャフト２０の摩耗を防止することができる。

以上説明した本実施形態の動力伝達装置１０は、インナーハブ１５の筒状部１５１における引張応力が作用する部位に破断部１５５を設ける構成としている。これによると、シャフト２０がロックした際に破断部１５５に引張応力が作用するので、シャフト２０がロックした際に、従動側回転体１３をシャフト２０から適切に切り離すことができる。

特に、本実施形態の動力伝達装置１０は、破断部１５５が破断した際に従動側回転体１３を保持するハブホルダ２４をシャフト２０に対して連結している。これによると、駆動側回転体であるプーリ１１の外形状によらず、従動側回転体１３の脱落を防止することができる。

また、本実施形態の動力伝達装置１０では、ハブホルダ２４と従動側回転体１３との間に、従動側回転体１３を回転可能に支持する軸受部２５を設けている。このため、破断部１５５が破断した際に従動側回転体１３がプーリ１１に連結されていたとしても、従動側回転体１３が軸受部２５にて回転可能に支持されるので、従動側回転体１３およびシャフト２０の摩耗を防止することができる。

さらに、本実施形態の動力伝達装置１０は、シャフト２０がロックした際にネジ部３０が締め付けられたとしても、ネジ部３０の締め付けに伴う引張応力が、雄ネジ３２が形成された連結用端部２１ではなく、雌ネジ３１が形成された筒状部１５１に作用する。

このように、本実施形態の動力伝達装置１０では、シャフト２０がロックした際にシャフト２０に引張応力が作用しない構造となっているので、シャフト２０がロックした際に生ずる引張応力からシャフト２０を保護することができる。

ここで、従来の動力伝達装置は、連結用端部２１における雄ネジ形成部位２１２の外径を雄ネジ形成部位２１２よりも根元側の部位の外径に比べて小さくし、雄ネジ形成部位２１２と根元側の部位とを繋ぐ段部で軸力を受ける構成となっていた。

このように構成される従来の動力伝達装置では、連結用端部２１に作用する軸力に対する強度を高くするために、雄ネジ形成部位２１２の外径を大きくすると、雄ネジ形成部位２１２よりも根元側の部位の外径をさらに大きくする必要がある。すなわち、従来の動力伝達装置では、連結用端部２１に作用する軸力に対する強度を高くするために、雄ネジ形成部位２１２の外径を大きくすると、シャフト２０全体の外径が大きくなってしまう。

これに対して、本実施形態では、連結用端部２１の先端面２１１ａが軸力を受ける軸力受部となっており、従来の動力伝達装置の如く、雄ネジ形成部位２１２と根元側の部位との間に段部を設ける必要がない。

このため、本実施形態の動力伝達装置１０では、軸力が作用する連結用端部２１の雄ネジ形成部位２１２の外径を雄ネジ形成部位２１２よりも根元側の部位の外径と同程度とすることができる。つまり、本実施形態の動力伝達装置１０では、シャフト２０全体の外径を大きくすることなく、従来の動力伝達装置に比べて、連結用端部２１に作用する軸力に対する強度を高くすることが可能となっている。

ところで、前述したように、圧縮機２のハウジングとシャフト２０との間には、シール性を高めるために、材料、形状等が最適化されたリップシール等のシール部材が介在されている。

このため、圧縮機２では、引張応力に対する強度を高めるために、シャフト２０の外径を大きくすると、それに合わせてハウジングとシャフト２０との隙間が変化してしまうことで、シール部材のシール性を新たに最適化する必要が生ずる。すなわち、シャフト２０の外径を大きくすると、それに伴って駆動対象装置である圧縮機２の構成要素も再設計する必要があり、ロバスト性に欠けてしまう。

これに対して、本実施形態の動力伝達装置１０は、シャフト２０全体の外径を大きくすることなく、連結用端部２１の強度を高くすることが可能となっている。このため、本実施形態の動力伝達装置１０は、圧縮機２の構成要素（例えば、シール部材）における変更箇所が増加してしまうことを抑えることができる。

また、本実施形態の動力伝達装置１０は、連結用端部２１の先端部位２１１の先端面２１１ａで軸力受部を構成しているので、新たな部材を追加することなく、簡素な構成でシャフト２０がロックした際に生ずる引張応力からシャフト２０を保護可能となる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図８を参照して説明する。図８は、本実施形態のインナーハブ１５およびシャフト２０の締結箇所を拡大させた軸方向断面図である。なお、図８では、説明の便宜上、ハブホルダ２４について断面形状ではなく外形状を図示している。

本実施形態の動力伝達装置１０は、従動側回転体１３とハブホルダ２４との間に形成される隙間を介して、異物や水等が軸受部２５に侵入することを抑えることが可能な構造となっている。

本実施形態のインナーハブ１５の連結用フランジ部１５２には、シャフト２０の軸方向ＡＤにおいて、ハブホルダ２４のストッパ部２４２に対向する部位に、シャフト２０の軸方向ＡＤに窪んだ円環状の溝部１５２ａが形成されている。

また、本実施形態のハブホルダ２４のストッパ部２４２には、連結用フランジ部１５２の溝部１５２ａに対向する部位に、溝部１５２ａと接触しないようにシャフト２０の軸方向ＡＤに突出する円環状の突起部２４２ｂが形成されている。

そして、本実施形態の従動側回転体１３とハブホルダ２４との間には、連結用フランジ部１５２の溝部１５２ａおよびストッパ部２４２の突起部２４２ｂによって、ラビリンス状の隙間が形成されている。

その他の構成は、第１実施形態と同様である。本実施形態の動力伝達装置１０は、第１実施形態と共通の構成から奏される作用効果を第１実施形態と同様に得ることができる。

特に、本実施形態の動力伝達装置１０は、従動側回転体１３とハブホルダ２４との間に、連結用フランジ部１５２の溝部１５２ａおよびストッパ部２４２の突起部２４２ｂによって、ラビリンス状の隙間が形成されている。このため、本実施形態の動力伝達装置１０では、異物や水等の侵入を防止するための専用部品を追加することなく、軸受部２５に異物や水等が侵入してしまうことを抑えることができる。

ここで、本実施形態では、連結用フランジ部１５２に形成された溝部１５２ａ、およびストッパ部２４２に形成された突起部２４２ｂによって、軸受部２５への異物や水等の侵入を抑える構造を例示したが、これに限定されない。軸受部２５への異物や水等の侵入を抑える構造は、例えば、連結用フランジ部１５２に形成された突起部、ストッパ部２４２に形成された溝部によって構成されていてもよい。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について、図９、図１０を参照して説明する。図９、図１０に示すように、本実施形態のハブホルダ２４のストッパ部２４２は、連結部２４１をシャフト２０の凹部２１３に連結する際の六角ナットとして機能するように、その外形状が六角形状に形成されている。なお、本実施形態のストッパ部２４２には、第１実施形態で説明した凹部２４２ａが設けられていない。

その他の構成は、第１、第２実施形態と同様である。本実施形態の動力伝達装置１０は、第１、第２実施形態と共通の構成から奏される作用効果を第１、第２実施形態と同様に得ることができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の代表的な実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のように種々変形可能である。

上述の各実施形態では、ハブホルダ２４が、シャフト２０に連結された連結部２４１、および連結部２４１からシャフト２０の径方向ＲＤの外側に延びるストッパ部２４２を有する構成となっている例を説明したが、これに限定されない。

動力伝達装置１０は、例えば、シャフト２０の連結用端部２１が連結用フランジ部１５２から突き出る長さに設定されている場合、ハブホルダ２４を、連結用端部２１の外周に設けられてシャフト２０の径方向ＲＤの外側に延びる円環状の部材で構成してもよい。

上述の各実施形態の如く、動力伝達装置１０は、シャフト２０がロックした際にネジ部３０の締め付けに伴う引張応力が、雌ネジ３１が形成されたインナーハブ１５側に作用する構造とすることが望ましいが、これに限定されない。

動力伝達装置１０は、例えば、シャフト２０がロックした際にネジ部３０の締め付けに伴う引張応力が、雄ネジ３２が形成されたシャフト２０側に作用する構造となっていてもよい。

上述の各実施形態では、アーマチュア１４とインナーハブ１５とが板バネ１６で連結された構成について説明したが、これに限定されない。動力伝達装置１０は、例えば、ゴム等の弾性部材によってアーマチュア１４とインナーハブ１５とが連結された構成となっていてもよい。

上述の各実施形態では、本発明の動力伝達装置１０をエンジン６から圧縮機２への回転駆動力の断続に適用した例について説明したが、これに限定されない。本発明の動力伝達装置１０は、例えば、エンジン６や電動モータ等の駆動源と回転駆動力によって作動する発電機との動力伝達の断続させる装置に適用してもよい。

上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。

上述の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。

（まとめ）
上述の実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、動力伝達装置は、従動側回転体に、駆動側回転体から伝達されるトルクが所定トルク以上となったときに軸力によって破断して従動側回転体をシャフトから切り離す破断部が設けられている。

また、第２の観点によれば、動力伝達装置は、脱落防止部材が、シャフトの軸方向に延びると共にシャフトに連結された柱状の連結部、連結部からシャフトの径方向外側に延びるストッパ部を有している。そして、ストッパ部は、破断部の破断によってシャフトから切り離された従動側回転体とシャフトの軸方向に当接するように、シャフトの軸方向において従動側回転体に対向配置されている。

これによると、破断部の破断によってシャフトから切り離された従動側回転体は、シャフトの軸方向においてストッパ部に当接するので、従動側回転体の脱落を防止することができる。

また、第３の観点によれば、動力伝達装置は、軸受部が、シャフトの径方向において連結部および従動側回転体それぞれに重なり合うように、連結部と従動側回転体との間に設けられている。そして、従動側回転体およびストッパ部は、一方の部材における他方の部材に対向する部位にシャフトの軸方向に窪んだ溝部が設けられ、他方の部材における溝部に対向する部位に、溝部と接触しないようにシャフトの軸方向に突出する突起部が設けられている。

これによると、従動側回転体とストッパ部との間には、溝部および突起部によってラビリンス状の隙間が形成されるので、異物や水の侵入を防止するための専用部品を追加することなく、軸受部に異物や水が侵入してしまうことを抑えることができる。

また、第４の観点によれば、動力伝達装置は、従動側回転体が、電磁力によって駆動側回転体側に吸入されるアーマチュアと、アーマチュアからシャフトにトルクを伝達するインナーハブと、を有している。

シャフトは、インナーハブに設けられた筒状部の内部に挿入された状態で、駆動側回転体の回転方向と同一方向のトルクによって締まるネジ部によって連結されている。また、ネジ部は、筒状部の内周側に形成された雌ネジ、およびシャフトの外周側に形成されて雌ネジと螺合する雄ネジを含んで構成されている。

さらに、シャフトには、インナーハブに設けられた当接部に当接すると共にネジ部が締まることで生ずる軸力を受ける軸力受部が設けられている。そして、軸力受部は、シャフトがロックした際にネジ部が締まることによってシャフトに圧縮応力が作用しつつ筒状部に引張応力が作用するように、シャフトにおける雄ネジが形成された雄ネジ形成部位よりも先端側の先端部位に設定されている。

これによれば、シャフトがロックした際にネジ部が締め付けられたとしても、ネジ部の締め付けに伴う引張応力が、シャフトではなく、インナーハブの筒状部に作用する。このため、シャフト全体の外径を大きくすることなく、シャフトがロックした際に生ずる引張応力からシャフトを保護することができる。

また、第５の観点によれば、動力伝達装置は、破断部が、筒状部における引張応力が作用する部位に形成されている。これによると、シャフトがロックした際に破断部に引張応力が作用する構成となっているので、シャフトがロックした際に従動側回転体をシャフトから適切に切り離すことができる。

１１ プーリ（駆動側回転体）
１２ 電磁石
１３ 従動側回転体
１５５ 破断部
２ 圧縮機（駆動対象装置）
２０ シャフト
２４ ハブホルダ（脱落防止部材）
２５ 軸受部

Claims (5)

1. 駆動源（６）から出力される回転駆動力を駆動対象装置（２）に伝達する動力伝達装置であって、
   前記回転駆動力によって回転する駆動側回転体（１１）と、
   前記駆動側回転体に連結されることによって前記駆動対象装置のシャフト（２０）と共に回転する従動側回転体（１３）と、
   前記従動側回転体を前記駆動側回転体に連結させる電磁力を発生させる電磁石（１２）と、を備え、
   前記従動側回転体には、前記駆動側回転体から伝達されるトルクが所定トルク以上となったときに軸力によって破断して前記従動側回転体を前記シャフトから切り離す破断部（１５５）が設けられており、
   前記シャフトには、前記破断部の破断によって前記シャフトから切り離された前記従動側回転体を保持する脱落防止部材（２４）が連結されており、
   前記脱落防止部材と前記従動側回転体との間には、前記従動側回転体を回転可能に支持する軸受部（２５）が設けられている動力伝達装置。
2. 前記脱落防止部材は、前記シャフトの軸方向に延びると共に前記シャフトに連結された柱状の連結部（２４１）、前記連結部から前記シャフトの径方向外側に延びるストッパ部（２４２）を有しており、
   前記ストッパ部は、前記破断部の破断によって前記シャフトから切り離された前記従動側回転体と前記シャフトの軸方向に当接するように、前記シャフトの軸方向において前記従動側回転体に対向配置されている請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 前記軸受部は、前記シャフトの径方向において前記連結部および前記従動側回転体それぞれに重なり合うように、前記連結部と前記従動側回転体との間に設けられており、
   前記従動側回転体および前記ストッパ部のうち、一方の部材には、他方の部材に対向する部位に前記シャフトの軸方向に窪んだ溝部（１５２ａ）が設けられており、
   前記他方の部材には、前記溝部に対向する部位に、前記溝部と接触しないように前記シャフトの軸方向に突出する突起部（２４２ｂ）が設けられている請求項２に記載の動力伝達装置。
4. 前記従動側回転体は、前記電磁力によって前記駆動側回転体側に吸入されるアーマチュア（１４）と、前記アーマチュアから前記シャフトにトルクを伝達するインナーハブ（１５）と、を有しており、
   前記シャフトは、前記インナーハブに設けられた筒状部の内部に挿入された状態で、前記駆動側回転体の回転方向と同一方向のトルクによって締まるネジ部（３０）によって連結されており、
   前記ネジ部は、前記筒状部の内周側に形成された雌ネジ（３１）、および前記シャフトの外周側に形成されて前記雌ネジと螺合する雄ネジ（３２）を含んで構成されており、
   前記シャフトには、前記インナーハブに設けられた当接部（１５１ｅ）に当接すると共に前記ネジ部が締まることで生ずる軸力を受ける軸力受部（２１１ａ）が設けられており、
   前記軸力受部は、前記シャフトがロックした際に前記ネジ部が締まることによって前記シャフトに圧縮応力が作用しつつ前記筒状部に引張応力が作用するように、前記シャフトにおける前記雄ネジが形成された雄ネジ形成部位（２１２）よりも先端側の先端部位（２１１）に設定されている請求項１ないし３のいずれか１つに記載の動力伝達装置。
5. 前記破断部は、前記筒状部における前記引張応力が作用する部位に形成されている請求項４に記載の動力伝達装置。

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