JP3915193B2 - Power transmission device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は過負荷時のトルクリミッターとしての機能を備えた動力伝達装置に関するもので、自動車用空調装置の冷凍サイクルの圧縮機駆動用動力伝達装置として好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、自動車用空調装置における圧縮機として、0容量付近まで容量を変化させることができる可変容量圧縮機を用いる場合には、冷凍サイクルの能力制御のために、圧縮機を断続作動させる必要がなくなる。従って、このような可変容量圧縮機を用いるものでは、エンジンから圧縮機への動力伝達を断続するためのクラッチ機構が不要となる。
【0003】
一方、圧縮機の焼きつき故障等による圧縮機ロック等の異常が発生した時には、圧縮機駆動機構のベルトに過大なトルクが加わり、ベルトが切損する事態が起こる。特に、自動車の圧縮機駆動機構では、圧縮機以外の種々な補機(バッテリ充電発電機、エンジン冷却水用ウォータポンプ、パワーステアリング用油圧ポンプ等)と共通のベルトにて、エンジンからの動力が伝達されるようになっているので、駆動ベルトが一旦切損すると、自動車の走行不能という重大な故障を引き起こすことになる。
【0004】
そこで、圧縮機ロック等の過負荷時に伝達トルクが設定値以上に上昇すると、この伝達トルクの上昇に対応して、圧縮機への動力伝達経路を遮断するトルクリミッター機能を付加したものが特開平8−210250号公報にて提案されている。
この公報記載の中の1つの従来技術では、ベルトが係合され、エンジンの駆動力により回転するプーリに連結された連結基板と、圧縮機回転軸に連結された駆動力受承体とを所定間隔をおいて対向配置するとともに、プーリ側の連結基板と、圧縮機側の駆動力受承体にそれぞれ凹部を形成し、この連結基板の凹部と駆動力受承体の凹部との間にボールを配置している。
【0005】
そして、このボールを駆動力受承体の凹部に押しつけるバネ力を作用させる弾性手段(圧縮バネ)をプーリ側の連結基板に配設している。通常運転時には、上記両凹部の間にボールを収容した状態を保持することにより、このボールを介して、プーリ側の連結基板から圧縮機側の駆動力受承体に動力が伝達されて圧縮機が作動する。
【0006】
一方、圧縮機ロック等の過負荷時に伝達トルクが設定値以上に上昇すると、上記弾性手段のバネ力に抗して、負荷トルクの軸方向成分によりボールが駆動力受承体の凹部から離脱する。すると、このボールと圧縮機側の駆動力受承体との係合状態が解除され、プーリ側の連結基板が空回りするようになり、この結果、圧縮機への動力伝達が遮断される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術では、圧縮機への動力伝達の遮断後の状態において、空回りするプーリ側の連結基板上をボールが摺動するので、このボールの摺動部から異音が発生したり、ボールがプーリ側の連結基板に焼きつく恐れもある。
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、圧縮機等の従動側機器への動力伝達の遮断後の状態において、ボールの摺動に起因する異音の発生やボールの焼きつきを防止することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明では、駆動側回転部材(1、11、12)に備えられた駆動側側板部(1c、11a)の円周方向に、複数の円錐状の第1ボール保持穴(1d)を設け、
従動側回転部材(6)に備えられた従動側側板部(6b)の円周方向には、第1ボール保持穴(1d)に対応して、複数の第2ボール保持穴(6c)を設け、
この第2ボール保持穴(6c)に対して嵌合係止した状態で、第1ボール保持穴(1d)の傾斜壁面に接触可能な複数のボール(8)を備え、
従動側側板部(6b)のうち、第2ボール保持穴(6c)の背面側に凹溝(6d)を形成し、
この凹溝(6d)内に、複数のボール(8)に直接圧接するとともに所定の荷重が加わると形状が反転する皿バネ(9)を配置し、
従動側機器(3)の通常運転時には、皿バネ(9)により複数のボール(8)にバネ力を作用して複数のボール(8)をそれぞれ第1ボール保持穴(1d)の傾斜壁面に所定の荷重で押しつけることにより、駆動側回転部材(1、11、12)から複数のボール(8)の嵌合部を経て従動側回転部材(6)に動力が伝達され、
一方、従動側機器(3)の過負荷時には、第1ボール保持穴(1d)の傾斜壁面からボール(8)に加わる軸方向荷重が皿バネ(9)の所定荷重を上回ることにより、皿バネ(9)の形状がボール(8)から離れる方向に反転して、ボール(8)が第1ボール保持穴(1d)の傾斜壁面から離脱し、この離脱したボール(8)が凹溝(6d)内に移動し、これにより、駆動側回転部材(1、11、12)から従動側回転部材(6)への動力伝達が遮断されるようにしたことを特徴としている。
また、請求項2記載の発明では、従動側回転部材(6)に備えられた従動側側板部(6b)の円周方向に複数の円錐状の第1ボール保持穴(6e)を設け、
駆動側回転部材(1、11、12)に備えられた駆動側側板部(1c、11a)の円周方向には、第1ボール保持穴(6e)に対応して、複数の第2ボール保持穴(1g)を設け、
この第2ボール保持穴(1g)に対して嵌合係止した状態で、第1ボール保持穴(6e)の傾斜壁面に接触可能な複数のボール(8)を備え、
駆動側側板部(1c、11a)のうち、第2ボール保持穴(1g)の背面側に凹溝(1f)を形成し、
この凹溝(1f)内に、複数のボール(8)に直接圧接するとともに所定の荷重が加わると形状が反転する皿バネ(9)を配置し、
従動側機器(3)の通常運転時には、皿バネ(9)により複数のボール(8)にバネ力を作用して複数のボール(8)をそれぞれ第1ボール保持穴(6e)の傾斜壁面に所定の荷重で押しつけることにより、駆動側回転部材(1、11、12)から複数のボール(8)の嵌合部を経て従動側回転部材(6)に動力が伝達され、
一方、従動側機器(3)の過負荷時には、第1ボール保持穴(6e)の傾斜壁面からボール(8)に加わる軸方向荷重が皿バネ(9)の所定荷重を上回ることにより、皿バネ(9)の形状がボール(8)から離れる方向に反転して、ボール(8)が第1ボール保持穴(6e)の傾斜壁面から離脱し、この離脱したボール(8)が凹溝(1f)内に移動し、これにより、駆動側回転部材(1、11、12)から従動側回転部材(6)への動力伝達が遮断されるようにしたことを特徴としている。
【0009】
これによると、従動側機器(3)の過負荷時には皿バネ(9)の形状の反転作用により、ボール(8)に作用するバネ力を完全に解放することができ、そのため、動力伝達の遮断作用(トルクリミッター)作用を設定トルクにて確実に行うことができる。
しかも、ボール(8)に作用するバネ力の完全解放により、ボール(8)を円錐状の第1ボール保持穴(1d、6e)の傾斜壁面から離脱して、皿バネ(9)が配置される凹溝(6d、1f)内にボール(8)を移動させることができるので、動力伝達の遮断後の状態においては、ボール(8)の摺動状態が発生せず、そのため、従来技術のようなボール(8)の摺動状態に起因する焼きつきや異音の発生がなく、実用上極めて有利である。
また、請求項1記載の発明によると、動力伝達の遮断後の状態においては、停止状態にある従動側回転部材(6)の凹溝(6d)内にボール(8)を保持することができ、ボール(8)の保持を安定に行うことができる。
【0012】
特に、請求項3記載の発明では、請求項1または2に記載の動力伝達装置において、駆動側回転部材を、回転駆動源からの回転力がベルトを介して伝達され回転するプーリ(1)と、このプーリ(1)の内周側に間隔をおいて配置された円筒状のロータ(11)と、このプーリ(1)とロータ(11)との間を一体に連結する弾性変形可能なゴム部材(12)とにより構成することを特徴としている。
【0013】
これによると、ゴム部材(12)の弾性変形により圧縮機等の従動側機器(3)のトルク変動を吸収できる。従って、トルクリミッター機能とトルク変動吸収機能とを両立させることができる。
なお、上記各手段の括弧内の符号は、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ものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
(第1実施形態)
図1〜図6は本発明を自動車空調用圧縮機の動力伝達装置に適用した第1実施形態を示すものであり、図1は通常の動力伝達状態を示し、図6は過負荷時の動力伝達遮断状態を示している。1は駆動側回転部材をなすプーリで、図示しないベルトを介して自動車エンジン(回転駆動源)から回転力を受けて回転するものである。
【0015】
このプーリ1は鉄系金属で製作されるものであって、プーリ1には多重Vベルトが係合される多重V溝を持ったプーリ部1aと、内周円筒部1bと、プーリ部1aと内周円筒部1bの間で半径方向に延びる側板部1cが一体に備えられている。プーリ1の内周円筒部1bにはベアリング2が配置され、このベアリング2によりプーリ1は圧縮機(従動側機器)3のフロントハウジング4の円筒突出部4a上に回転自在に支持されている。
【0016】
5は圧縮機3の回転軸、5aは軸シール装置で、圧縮機3のフロントハウジング4の円筒突出部4aの内周側と回転軸5との間に配置され、圧縮機3の内部から外部へ冷媒が漏れるのを防止するためのものである。
6は従動側回転部材をなすハブで、内周円筒部6aと、この内周円筒部6aの一端部(反圧縮機側の端部)から半径方向外側へ延びる円板状の側板部6bとを有する形状に鉄系金属で形成されている。このハブ6の内周円筒部6aは回転軸5に対してインボリュートスプライン結合等により回転方向に回り止めして嵌合し、かつボルト7により回転軸5の先端部に一体に締結されている。
【0017】
プーリ1の側板部1cは、ハブ6の側板部6bに対向するように配置され、この側板部1cには図3に拡大図示するように円錐状の第1ボール保持穴1dが形成されている。このボール保持穴1dの円錐形はハブ6の側板部6b側の径が大きく、圧縮機3側へ行くにつれて小さくなるように設定されている。このボール保持穴1dは金属製のボール8を保持するもので、ボール保持穴1dの円錐形の最大径はボール8の径より若干大きく設定され、円錐形の傾斜壁面の途中部位(図3参照)にボール8が接触する。
【0018】
このボール8は、図2に示すように回転軸5を中心とする円周方向に略等間隔で複数(本例では8個)配置されており、従って、第1ボール保持穴1dもボール8に対応してプーリ1の側板部1cの円周方向に複数(本例では8個)配置されている。
一方、ハブ6の側板部6bの外周側部位は厚肉状に形成されており、この側板部6bの外周側厚肉部には、前記した第1ボール保持穴1dと半径方向の同一位置(図1の半径rの位置)に、第1ボール保持穴1dと対向するように円筒状の第2ボール保持穴6cが開けてある。この第2ボール保持穴6cもボール8に対応してハブ6の側板部6bの円周方向に複数(本例では8個)配置されている。この円筒状の第2ボール保持穴6cの内径は図3に拡大図示するように金属製のボール8の外径より若干大きくして、ボール8を嵌合係止できるようにしてある。
【0019】
また、ハブ6の側板部6bには第2ボール保持穴6cの背面側(反圧縮機側)に環状の凹溝6dが形成されており、この環状の凹溝6dの半径方向の幅寸法は図3に示すようにボール8の径より十分大きくしてある。そして、この環状の凹溝6d内には所定の荷重にて反転する特性を持つ弾性部材として皿バネ9が配置されている。この皿バネ9の内周部はサークリップ10にて環状の凹溝6d内周部に位置決めして保持されている。また、皿バネ9の外周部はボール8に圧接してボール8を第1ボール保持穴1dの傾斜壁面(円錐面)に所定のバネ荷重Fsにて押しつけるようになっている。
【0020】
なお、円錐状の第1ボール保持穴1dの頂部側(小径側)には円筒状穴1e(図3)が形成してある。この円筒状穴1eは、ボール8の球面形状が第1ボール保持穴1dの円錐頂部側に小面積で当接するのを防止するためのものである。
次に、上記構成において第1実施形態の作動を説明する。車両エンジンが運転されると、車両エンジンのクランクプーリからの駆動力が図示しないベルトを介してプーリ1に伝達され、プーリ1がベアリング2上で回転する。ここで、ボール8が皿バネ9のバネ荷重Fsにて第1ボール保持穴1dの傾斜壁面に押しつけられているので、ハブ6の側板部6bの円筒状の第2ボール保持穴6c内にボール8が嵌合係止された状態が保持される。
【0021】
これにより、駆動力はプーリ1からボール8の嵌合係止部を経てハブ6に伝達され、ハブ6から回転軸5に伝達されて圧縮機3が作動する。
ところで、ボール8には図3に示すように、エンジンからの駆動トルクTに応じて第1ボール保持穴1dの傾斜壁面で発生する軸方向成分の荷重Fboと、円錐バネ9によるバネ荷重Fsが作用する。
【0022】
ボール1個当たりに作用する軸方向荷重をFboとし、全体の軸方向荷重をFbとし、円錐状の第1ボール保持穴1dの壁面の傾斜角をθとし、円錐状の第1ボール保持穴1dの傾斜壁面による回転方向成分の荷重をFtとし、ボール8の数をNとすると、軸方向荷重FboおよびFbは次の数式1で表すことができる。
【0023】
【数1】
Fb=N・Fbo
Fbo=Ft・tanθ
そして、回転方向成分の荷重をFtは、ボール8の配置部位の半径であるピッチ半径をr(図1参照)とすると、次の数式2で表すことができる。
【0024】
【数2】
Ft=T/(r・N)
一方、皿バネ9は、一般的によく知られているように、所定の荷重Fmを越えた荷重が作用すると、その皿形状が反転する特性を有するものであり、本例の皿バネ9は図5に示すように、所定の荷重Fm=60Kgf以上の荷重が作用すると、皿形状が反転して大きく変形するように設定されている。また、ボール8の直径は、本例では、皿バネ9の荷重特性が図5において負の特性となる領域、具体的には、図5のD点で示す3mm設定されている。
【0025】
従って、図1の動力伝達装置の組付時に、皿バネ9の変形量を約0.5mmとして、皿バネ9に50Kgfの荷重(図5のA点)を与えるようにしておけば、通常の運転状態では、ボール8は図4(a)に示すように、皿バネ9のバネ荷重Fsにて第1ボール保持穴1dの傾斜壁面に押しつけられ、ボール8を介してプーリ1からハブ6に動力が伝達される。
【0026】
しかし、圧縮機3がロック等を起こして,過大な負荷トルクがボール8の嵌合部に作用すると、第1ボール保持穴1dの傾斜壁面で発生する軸方向成分の荷重Fbが皿バネ9の反転荷重の設定値Fm(60Kgf)を上回るので、この軸方向荷重Fbにより皿バネ9が反転する。この皿バネ9の反転状態は図5ではC点となる。
【0027】
そして、皿バネ9の反転によって、ボール8は図4(a)の状態から図4(b)、図4(c)の中間状態を経由して最終的には図6に示すように、第1、第2ボール保持穴1d、6cから完全に離脱して、ハブ6の環状凹溝6d内に落ち込む。この結果、ボール8を介したプーリ1とハブ6との円周方向の係止状態が解除されるため、プーリ1がハブ6から離脱して空転し、ハブ6側への動力伝達が遮断される。
【0028】
そして、一旦、動力伝達が遮断された後では、ハブ6は停止状態となり、この停止状態のハブ6の環状凹溝6d内にボール8が保持されるので、動力伝達の遮断状態を以後確実に維持できるとともに、ボール8は回転状態を保つプーリ1側から完全に離脱しているので、ボール8の焼きつき等の恐れが全くない。また、ボール8の摺動による異音を発生することもない。
【0029】
なお、ボール8、第1、第2ボール保持穴1d、6c、皿バネ9等の表面には、錆付き防止、耐食性向上、摩擦低減等の目的のために、適宜の表面処理(例えば、フッ素樹脂コーティング等)を施してもよい。
(第2実施形態)
図7は第2実施形態を示すもので、第2実施形態では、第1実施形態のプーリ1を、プーリ1と円筒形状のロータ11に分割し、プーリ1のプーリ部1aの内周側に所定間隔を開けてロータ11を同心状に配置するとともに、このプーリ1のプーリ部1aの内周側とロータ11の外周側との間を、弾性変形可能なゴム部材12により一体に連結している。
【0030】
ここで、ゴム部材12は円筒状に1つに繋がった形状でも、円周方向に複数に分割された形状でもよく、ゴム部材12はプーリ部1aの内周側とロータ11の外周側に焼き付き接着等の方法で固着されている。このゴム部材12の弾性変形により圧縮機3のトルク変動を減衰、吸収し、騒音を低減する。
そして、第2実施形態では、ロータ11の半径方向内側に延びる側板部11aに、第1実施形態の円錐状の第1ボール保持穴1d、円筒状穴1eを設けて、サークリップ10により保持した皿バネ9のバネ荷重Fsにてボール8をプーリ1側の円錐状の第1ボール保持穴1dの傾斜壁面に押しつける点は第1実施形態と同じである。
【0031】
従って、第2実施形態によると、第1実施形態と同じ作動機構にて圧縮機3の過負荷時のトルクリミッター機能を果たすことができ、しかも、圧縮機3の通常運転時にはゴム部材12の弾性変形によりトルク変動吸収機能をも発揮できる。よって、第2実施形態では、圧縮機ロックのような過負荷時のトルクリミッター機能と、通常運転時におけるトルク変動吸収機能とを両立することができる。
【0032】
(第3実施形態)
図8は第3実施形態を示すもので、ハブ6の環状凹溝6dの外周部をテーパ面13としている。このテーパ面13はプーリ1側から遠ざかるにつれて径寸法が大きくなるように傾斜している。これにより、動力伝達の遮断時に、図8の上側位置から下側位置に落下したボール8をテーパ面13の傾斜に沿って反プーリ1側へ移行させて、ボール8を図8の下側に示すように皿バネ9の外周先端部とテーパ面13との間で挟み込むことができる。これにより、ボール8のがたつきを確実に防止するようにしたものである。
【0033】
(第4実施形態)
図9は第4実施形態を示すもので、ハブ6の環状凹溝6dの外周部にサークリップ14を配置することにより、動力伝達の遮断時に、図9の上側位置から下側位置に落下したボール8をサークリップ14と環状凹溝6dの底面部との間で保持して、ボール8のがたつきを確実に防止するようにしたものである。
【0034】
(第5実施形態)
図10、11は第5実施形態を示すもので、皿バネ9の先端部とボール8との間にリング状の保持板15を介在するようにしたもので、この保持板15にはボール8を押圧する部位に、ボール8の半径と同一半径を有する球面状の凹部15aを形成し、この球面状の凹部15aがボール8の表面に面接触するようにしたものである。これにより、ボール8表面での接触部の面圧を低下できるので、トルクリミッタ作動の信頼性を向上できる。
【0035】
(第6実施形態)
図12、13は第6実施形態を示すもので、上記した各実施形態ではいずれもハブ6側に環状凹溝6dを形成して、この環状凹溝6d内に皿バネ9を配置しているが、第6実施形態ではプーリ1の側板部1cに環状凹溝1fを形成し、このプーリ1側の環状凹溝1f内に皿バネ9をサークリップ10により位置決めして配置するとともに、プーリ1の側板部1cに円筒状のボール保持穴1g(上述の円筒状の第2ボール保持穴6cに相当)を設けている。また、環状凹溝1fの外周部には第3実施形態と同様のテーパ面13を設けている。
【0036】
一方、ハブ6の側板部6bには、円錐状のボール保持穴6e(上述の円錐状の第1ボール保持穴1dに相当)および円筒状穴6f(上述の円筒状穴1eに相当)を設けている。
第6実施形態によると、圧縮機ロック時等の過負荷時には、皿バネ9の反転によりボール8がプーリ1の環状凹溝1f内に落ち込んで、プーリ1からハブ6への動力伝達が遮断される。動力伝達の遮断後、ボール8は回転状態にあるプーリ1側に保持されるので、ボール8は遠心力にて環状凹溝1f内の外周部に付着する。そして、ボール8は、環状凹溝1f内の外周部のテーパ面13に沿ってハブ6から遠ざかる方向へ移動するので、第3実施形態と同様に、皿バネ9の外周先端部とテーパ面13との間でボール8を挟み込むことができる。これにより、ボール8のがたつきを確実に防止できる。
【0037】
(他の実施形態)
なお、上記各実施形態では、いずれも反転作用を有する弾性部材として皿バネ9を用いているが、皿バネ9に限らず、反転作用を有する弾性部材であれば、どのようなものでも使用できる。
また、本発明は自動車用空調装置の圧縮機への動力伝達装置に限らず、種々な用途のものに広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態を示す縦断面図で、通常運転時の状態を示す。
【図2】図1の正面図である。
【図3】図1の要部拡大断面図である。
【図4】第1実施形態において、過負荷運転時におけるトルクリミッタ−作動の経過を説明する説明図である。
【図5】第1実施形態において用いる皿バネの特性図である。
【図6】第1実施形態において過負荷運転時のトルクリミッタ−作動後の動力遮断状態を示す縦断面図である。
【図7】本発明の第2実施形態を示す縦断面図で、通常運転時の状態を示す。
【図8】本発明の第3実施形態を示す縦断面図で、トルクリミッタ−作動後の動力遮断状態を示す。
【図9】本発明の第4実施形態を示す縦断面図で、トルクリミッタ−作動後の動力遮断状態を示す。
【図10】本発明の第5実施形態を示す縦断面図で、通常運転時の状態を示す。
【図11】第5実施形態において用いる保持板の正面図である。
【図12】本発明の第6実施形態を示す縦断面図で、通常運転時の状態を示す。
【図13】図12の正面図である。
【符号の説明】
1…プーリ(駆動側回転部材)、1c…側板部、
1d、6e…円錐状の第1ボール保持穴、、3…圧縮機、
5…回転軸、6…ハブ(従動側回転部材)、6b…側板部、
6c、1g…円筒状の第2ボール保持穴、6d、1f…凹溝、8…ボール、
9…皿バネ(弾性手段)。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power transmission device having a function as a torque limiter at the time of overload, and is suitable as a power transmission device for driving a compressor of a refrigeration cycle of an automotive air conditioner.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when a variable capacity compressor capable of changing the capacity to near 0 capacity is used as a compressor in an automobile air conditioner, it is not necessary to intermittently operate the compressor for capacity control of the refrigeration cycle. . Therefore, in the case of using such a variable capacity compressor, a clutch mechanism for intermittently transmitting power from the engine to the compressor becomes unnecessary.
[0003]
On the other hand, when an abnormality such as a compressor lock due to a burn-in failure of the compressor or the like occurs, an excessive torque is applied to the belt of the compressor drive mechanism and the belt is broken. In particular, in the compressor drive mechanism of an automobile, the power from the engine is received by a common belt with various auxiliary devices other than the compressor (battery charging generator, water pump for engine cooling water, hydraulic pump for power steering, etc.). Since it is transmitted, once the drive belt is broken, it causes a serious failure that the automobile cannot run.
[0004]
Therefore, when the transmission torque rises above the set value during overload such as compressor lock, a torque limiter function that cuts off the power transmission path to the compressor is added in response to this increase in transmission torque. This is proposed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 8-210250.
In one prior art described in this publication, a belt is engaged and a connecting substrate connected to a pulley that rotates by a driving force of an engine, and a driving force receiver connected to a compressor rotating shaft are provided in a predetermined manner. The concavities are arranged opposite to each other, and concave portions are respectively formed in the pulley-side connecting board and the compressor-side driving force receiving body, and a ball is formed between the concave portion of the connecting board and the driving force receiving body. Is arranged.
[0005]
And the elastic means (compression spring) which applies the spring force which presses this ball | bowl against the recessed part of a driving force receiving body is arrange | positioned at the connection board | substrate by the side of a pulley. During normal operation, the state in which the ball is accommodated between the two recesses is maintained, so that the power is transmitted from the pulley-side connecting substrate to the compressor-side driving force receiving body via the ball. Operates.
[0006]
On the other hand, when the transmission torque rises to a set value or more during an overload such as a compressor lock, the ball separates from the recess of the driving force receiving body by the axial component of the load torque against the spring force of the elastic means. . Then, the engagement state between the ball and the driving force receiving body on the compressor side is released, and the connecting board on the pulley side is idled. As a result, power transmission to the compressor is interrupted.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above prior art, in a state after the transmission of power to the compressor is interrupted, the ball slides on the connecting board on the idle pulley side, so that abnormal noise is generated from the sliding portion of the ball, There is also a risk that the balls will burn onto the connecting board on the pulley side.
The present invention has been made in view of the above points, and in the state after the transmission of power to a driven device such as a compressor is interrupted, the generation of abnormal noise due to the sliding of the ball and the burning of the ball are prevented. For the purpose.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a plurality of conical shapes are provided in the circumferential direction of the drive side plate (1c, 11a) provided in the drive side rotating member (1, 11, 12). Providing a first ball holding hole ( 1d );
A plurality of second ball holding holes ( 6c ) are provided corresponding to the first ball holding holes ( 1d ) in the circumferential direction of the driven side plate portion (6 b) provided in the driven side rotating member (6). ,
A plurality of balls (8) capable of contacting the inclined wall surface of the first ball holding hole ( 1d ) in a state of being fitted and locked to the second ball holding hole ( 6c ) ,
A concave groove (6d) is formed on the back side of the second ball holding hole (6c) in the driven side plate portion (6b),
In this concave groove (6d), a disc spring (9) that is in direct contact with the plurality of balls (8) and whose shape is reversed when a predetermined load is applied is arranged,
During normal operation of the driven device (3), a spring force is applied to the plurality of balls (8) by the disc spring (9) to place the plurality of balls (8) on the inclined wall surfaces of the first ball holding holes ( 1d ). By pressing with a predetermined load, power is transmitted from the driving side rotating member (1, 11, 12) to the driven side rotating member (6) through the fitting portions of the plurality of balls (8),
On the other hand, when an overload of the driven equipment (3), by an axial load applied from the inclined wall surface of the first ball holding hole (1d) to the ball (8) is above the predetermined load of the disc spring (9), disc springs The shape of (9) is reversed in the direction away from the ball (8), the ball (8) is released from the inclined wall surface of the first ball holding hole ( 1d ), and the released ball (8) is a concave groove (6d ), So that power transmission from the driving side rotating member (1, 11, 12) to the driven side rotating member (6) is cut off.
In the invention according to
In the circumferential direction of the drive side plate portions (1c, 11a) provided in the drive side rotating member (1, 11, 12), a plurality of second ball holdings corresponding to the first ball holding holes (6e). Hole (1g),
A plurality of balls (8) capable of contacting the inclined wall surface of the first ball holding hole (6e) in a state of being fitted and locked to the second ball holding hole (1g),
A concave groove (1f) is formed on the back side of the second ball holding hole (1g) in the drive side plate portion (1c, 11a),
In this concave groove (1f), a disc spring (9) that is in direct contact with the plurality of balls (8) and whose shape is reversed when a predetermined load is applied is arranged,
During normal operation of the driven device (3), a spring force is applied to the plurality of balls (8) by the disc springs (9) to place the plurality of balls (8) on the inclined wall surfaces of the first ball holding holes (6e). By pressing with a predetermined load, power is transmitted from the driving side rotating member (1, 11, 12) to the driven side rotating member (6) through the fitting portions of the plurality of balls (8),
On the other hand, when the driven device (3) is overloaded, the axial load applied to the ball (8) from the inclined wall surface of the first ball holding hole (6e) exceeds the predetermined load of the disc spring (9). The shape of (9) is reversed in the direction away from the ball (8), the ball (8) is detached from the inclined wall surface of the first ball holding hole (6e), and the separated ball (8) is recessed into the groove (1f ), So that power transmission from the driving side rotating member (1, 11, 12) to the driven side rotating member (6) is cut off.
[0009]
According to this, when the driven device (3) is overloaded, the spring force acting on the ball (8) can be completely released by the reversing action of the shape of the disc spring (9). The action (torque limiter) can be reliably performed at the set torque.
Moreover, by completely releasing the spring force acting on the ball (8), the ball (8) is detached from the inclined wall surface of the conical first ball holding hole (1d, 6e), and the disc spring (9) is arranged. Since the ball (8) can be moved into the concave grooves (6d, 1f), the sliding state of the ball (8) does not occur in the state after the power transmission is interrupted. There is no occurrence of seizure or abnormal noise due to the sliding state of the ball (8), which is extremely advantageous in practical use.
According to the first aspect of the present invention, the ball (8) can be held in the concave groove (6d) of the driven side rotating member (6) in a stopped state in a state after the power transmission is interrupted. The ball (8) can be held stably.
[0012]
In particular, in the invention according to
[0013]
According to this, the torque fluctuation of the driven device (3) such as a compressor can be absorbed by the elastic deformation of the rubber member (12). Therefore, both the torque limiter function and the torque fluctuation absorbing function can be achieved.
In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows a corresponding relationship with the specific means of embodiment description later mentioned.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
1 to 6 show a first embodiment in which the present invention is applied to a power transmission device for a compressor for automobile air conditioning. FIG. 1 shows a normal power transmission state, and FIG. 6 shows power during overload. The transmission interruption state is shown.
[0015]
The
[0016]
[0017]
The
[0018]
As shown in FIG. 2, a plurality of (eight in the present example)
On the other hand, the outer peripheral side portion of the
[0019]
Further, the
[0020]
A
Next, the operation of the first embodiment in the above configuration will be described. When the vehicle engine is operated, the driving force from the crank pulley of the vehicle engine is transmitted to the
[0021]
As a result, the driving force is transmitted from the
Incidentally, as shown in FIG. 3, the
[0022]
The axial load acting on per ball and Fbo, the axial load of the whole and Fb, the inclination angle of the wall surface of the conical first ball holding hole 1d and theta, conical first ball holding hole 1d The axial loads Fbo and Fb can be expressed by the following
[0023]
[Expression 1]
Fb = N · Fbo
Fbo = Ft · tanθ
The load of the rotation direction component Ft can be expressed by the following
[0024]
[Expression 2]
Ft = T / (r · N)
On the other hand, as is generally well known, the
[0025]
Therefore, when the power transmission device of FIG. 1 is assembled, if the amount of deformation of the
[0026]
However, when the
[0027]
Then, by the reversal of the
[0028]
Then, once the power transmission is interrupted, the
[0029]
The surfaces of the
(Second Embodiment)
FIG. 7 shows the second embodiment. In the second embodiment, the
[0030]
Here, the rubber member 12 may be formed in a single cylindrical shape or divided into a plurality of portions in the circumferential direction, and the rubber member 12 is seized on the inner peripheral side of the
In the second embodiment, the conical first ball holding hole 1d and the
[0031]
Therefore, according to the second embodiment, the torque limiter function when the
[0032]
(Third embodiment)
FIG. 8 shows a third embodiment in which the outer peripheral portion of the
[0033]
(Fourth embodiment)
FIG. 9 shows the fourth embodiment, and the
[0034]
(Fifth embodiment)
10 and 11 show a fifth embodiment, in which a ring-shaped
[0035]
(Sixth embodiment)
12 and 13 show a sixth embodiment. In each of the above-described embodiments, an
[0036]
On the other hand, the
According to the sixth embodiment, when an overload occurs when the compressor is locked or the like, the
[0037]
(Other embodiments)
In each of the above embodiments, the
The present invention is not limited to a power transmission device to a compressor of an automotive air conditioner, and can be widely applied to various uses.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of the present invention, and shows a state during normal operation.
FIG. 2 is a front view of FIG. 1;
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part of FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the progress of the torque limiter operation during an overload operation in the first embodiment.
FIG. 5 is a characteristic diagram of a disc spring used in the first embodiment.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a power cut-off state after operation of a torque limiter during overload operation in the first embodiment.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the present invention, and shows a state during normal operation.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a third embodiment of the present invention, and shows a power cut-off state after the torque limiter is operated.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a fourth embodiment of the present invention, and shows a power cut-off state after a torque limiter is actuated.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a fifth embodiment of the present invention, and shows a state during normal operation.
FIG. 11 is a front view of a holding plate used in the fifth embodiment.
FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing a sixth embodiment of the present invention, and shows a state during normal operation.
13 is a front view of FIG. 12. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
1d, 6e ... first conical ball holding hole, 3 ... compressor,
5 ... rotating shaft, 6 ... hub (driven side rotating member), 6b ... side plate,
6c, 1g ... cylindrical second ball holding hole, 6d, 1f ... concave groove, 8 ... ball,
9: Disc spring (elastic means).
Claims (3)
従動側機器(3)の回転軸(5)に連結される従動側回転部材(6)に、半径方向に延びる従動側側板部(6b)を備え、
前記駆動側側板部(1c、11a)の円周方向に複数の円錐状の第1ボール保持穴(1d)を設け、
前記従動側側板部(6b)の円周方向には、前記複数の第1ボール保持穴(1d)に対応して、複数の第2ボール保持穴(6c)を設け、
さらに、この第2ボール保持穴(6c)に対して嵌合係止した状態で、前記第1ボール保持穴(1d)の傾斜壁面に接触可能な複数のボール(8)を備え、
前記従動側側板部(6b)のうち、前記第2ボール保持穴(6c)の背面側に凹溝(6d)を形成し、
前記凹溝(6d)内に、前記複数のボール(8)に直接圧接するとともに所定の荷重が加わると形状が反転する皿バネ(9)を配置し、
前記従動側機器(3)の通常運転時には、前記皿バネ(9)により前記複数のボール(8)にバネ力を作用して前記複数のボール(8)をそれぞれ前記第1ボール保持穴(1d)の傾斜壁面に所定の荷重で押しつけることにより、前記駆動側回転部材(1、11、12)から前記複数のボール(8)の嵌合部を経て前記従動側回転部材(6)に動力が伝達され、
一方、前記従動側機器(3)の過負荷時には、前記第1ボール保持穴(1d)の傾斜壁面から前記ボール(8)に加わる軸方向荷重が前記皿バネ(9)の所定荷重を上回ることにより、前記皿バネ(9)の形状が前記ボール(8)から離れる方向に反転して、前記ボール(8)が前記第1ボール保持穴(1d)の傾斜壁面から離脱し、この離脱した前記ボール(8)が前記凹溝(6d)内に移動し、これにより、前記駆動側回転部材(1、11、12)から前記従動側回転部材(6)への動力伝達が遮断されるようにしたことを特徴とする動力伝達装置。The drive side rotation member (1, 11, 12) that rotates by receiving the rotational force from the rotation drive source includes a drive side plate portion (1c, 11a) extending in the radial direction, and
The driven side rotating member (6) connected to the rotating shaft (5) of the driven side device (3) includes a driven side plate portion (6b) extending in the radial direction,
A plurality of conical first ball holding holes ( 1d ) are provided in the circumferential direction of the driving side plate (1c, 11a),
In the circumferential direction of the driven side plate portion (6b), a plurality of second ball holding holes ( 6c ) are provided corresponding to the plurality of first ball holding holes ( 1d ),
And a plurality of balls (8) capable of contacting the inclined wall surface of the first ball holding hole ( 1d ) in a state of being fitted and locked to the second ball holding hole ( 6c ),
A concave groove (6d) is formed on the back side of the second ball holding hole (6c) in the driven side plate portion (6b),
In the concave groove (6d), a disc spring (9) that is in direct contact with the plurality of balls (8) and whose shape is reversed when a predetermined load is applied is disposed,
During normal operation of the driven device (3), a spring force is applied to the plurality of balls (8) by the disc spring (9) to cause the plurality of balls (8) to move to the first ball holding holes ( 1d). ) Is pressed against the inclined wall surface with a predetermined load, power is transmitted from the driving side rotating member (1, 11, 12) to the driven side rotating member (6) through the fitting portions of the plurality of balls (8). Communicated,
On the other hand, when the driven device (3) is overloaded, the axial load applied to the ball (8) from the inclined wall surface of the first ball holding hole ( 1d ) exceeds the predetermined load of the disc spring (9). Accordingly, the shape of the disc spring (9) is inverted in a direction away from said ball (8), said leaves the inclined wall surface of the ball (8) is the first ball holding hole (1d), and this withdrawal the The ball (8) moves into the concave groove (6d), so that power transmission from the driving side rotating member (1, 11, 12) to the driven side rotating member (6) is cut off. A power transmission device characterized by that.
従動側機器(3)の回転軸(5)に連結される従動側回転部材(6)に、半径方向に延びる従動側側板部(6b)を備え、
前記従動側側板部(6b)の円周方向に複数の円錐状の第1ボール保持穴(6e)を設け、
前記駆動側側板部(1c、11a)の円周方向には、前記複数の第1ボール保持穴(6e)に対応して、複数の第2ボール保持穴(1g)を設け、
さらに、この第2ボール保持穴(1g)に対して嵌合係止した状態で、前記第1ボール保持穴(6e)の傾斜壁面に接触可能な複数のボール(8)を備え、
前記駆動側側板部(1c、11a)のうち、前記第2ボール保持穴(1g)の背面側に凹溝(1f)を形成し、
前記凹溝(1f)内に、前記複数のボール(8)に直接圧接するとともに所定の荷重が加わると形状が反転する皿バネ(9)を配置し、
前記従動側機器(3)の通常運転時には、前記皿バネ(9)により前記複数のボール(8)にバネ力を作用して前記複数のボール(8)をそれぞれ前記第1ボール保持穴(6e)の傾斜壁面に所定の荷重で押しつけることにより、前記駆動側回転部材(1、11、12)から前記複数のボール(8)の嵌合部を経て前記従動側回転部材(6)に動力が伝達され、
一方、前記従動側機器(3)の過負荷時には、前記第1ボール保持穴(6e)の傾斜壁面から前記ボール(8)に加わる軸方向荷重が前記皿バネ(9)の所定荷重を上回ることにより、前記皿バネ(9)の形状が前記ボール(8)から離れる方向に反転して、前記ボール(8)が前記第1ボール保持穴(6e)の傾斜壁面から離脱し、この離脱した前記ボ ール(8)が前記凹溝(1f)内に移動し、これにより、前記駆動側回転部材(1、11、12)から前記従動側回転部材(6)への動力伝達が遮断されるようにしたことを特徴とする動力伝達装置。The drive side rotation member (1, 11, 12) that rotates by receiving the rotational force from the rotation drive source includes a drive side plate portion (1c, 11a) extending in the radial direction, and
The driven side rotating member (6) connected to the rotating shaft (5) of the driven side device (3) includes a driven side plate portion (6b) extending in the radial direction,
A plurality of conical first ball holding holes ( 6e ) are provided in the circumferential direction of the driven side plate portion (6 b),
In the circumferential direction of the drive side plate (1c, 11a), a plurality of second ball holding holes ( 1g ) are provided corresponding to the plurality of first ball holding holes ( 6e ),
And a plurality of balls (8) capable of contacting the inclined wall surface of the first ball holding hole ( 6e ) in a state of being fitted and locked to the second ball holding hole ( 1g ),
A concave groove (1f) is formed on the back side of the second ball holding hole (1g) in the driving side plate portion (1c, 11a),
In the concave groove (1f), a disc spring (9) that is in direct contact with the plurality of balls (8) and whose shape is reversed when a predetermined load is applied is disposed,
During normal operation of the driven device (3), a spring force is applied to the plurality of balls (8) by the disc spring (9) to cause the plurality of balls (8) to move to the first ball holding holes ( 6e). ) Is pressed against the inclined wall surface with a predetermined load, power is transmitted from the driving side rotating member (1, 11, 12) to the driven side rotating member (6) through the fitting portions of the plurality of balls (8). Communicated,
On the other hand, when the driven device (3) is overloaded, the axial load applied to the ball (8) from the inclined wall surface of the first ball holding hole ( 6e ) exceeds the predetermined load of the disc spring (9). Accordingly, the shape of the disc spring (9) is inverted in a direction away from said ball (8), said leaves the inclined wall surface of the ball (8) is the first ball holding hole (6e), and this withdrawal the ball Lumpur (8) is moved into said groove (1f), thereby, the power transmission is blocked from said driving side rotational member (1, 11, 12) wherein the driven side rotational member (6) A power transmission device characterized by that.
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