JP3939393B2 - 動力伝達機構 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機、一般産業用機器等のトルクリミッターとして使用する動力伝達機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
まず、実公平６−３９１０５号公報に記載された圧縮機の動力伝達機構について図４を参照して説明する。
【０００３】
圧縮機２１のハウジング２２のフロントノーズ２３に軸受２４を介してプーリ２５を回転可能に装着する。圧縮機２１のシャフト２６に回転伝達板２７を固定し、回転伝達板２７の４箇所に合成樹脂製の過負荷可破断材２８を固定する。各過負荷可破断材２８の先端をプーリ２５の４箇所に設けられた穴２５Ａにそれぞれ挿入する。
【０００４】
このように構成すると、圧縮機２１に異常が発生し、回転伝達板２７に設定値を越えた回転力がかかると、過負荷可破断材２８は破断する。したがって、動力はプーリ２５から回転伝達板２７へ伝達されないので、動力伝達機構が保護される。
【０００５】
次に、実開昭６３−１４２４６０号公報に記載された圧縮機の動力伝達機構について図５を参照して説明する。
【０００６】
圧縮機３１のハウジング３２のフロントノーズ３３に軸受３４を介してプーリ３５を回転可能に装着する。圧縮機３１のシャフト３６にハブ３７を固定し、ハブ３７の４箇所にリベット３８を中心としてドライブレバー３９を回転可能に取り付ける。ハブ３７の外周には、４箇所の係合凹部３７Ａが設けられ、環状の金属製板ばね４０がハブ３７の外周に係合凹部３７Ａに陥入するように配設されている。各ドライブレバー３９の内端円形係合部３９Ａは、板ばね４０を介してハブ３７の各係合凹部３７Ａに係合し、各ドライブレバー３９の外端円形係合部３９Ｂは、プーリ３５の各係合凹部３５Ａに係合する。
【０００７】
このように構成すると、圧縮機３１に異常が発生し、ハブ３７に設定値を越えた回転力がかかると、各ドライブレバー３９が各リベット３８を中心として回転するから、各内端円形係合部３９Ａと各外端円形係合部３９Ｂは、それぞれハブ３７の各係合凹部３７Ａとプーリ３５の各係合凹部３５Ａから離脱する。したがって、動力はプーリ３５からハブ３７へ伝達されないので、動力伝達機構が保護される。
【０００８】
更に、特開平８−１３５７５２号公報に記載された圧縮機等駆動用動力伝達装置について図６を参照して説明する。
【０００９】
圧縮機５１のフロントハウジング５２の円筒突出部５２Ａ上に球軸受５３の内輪が固定され、球軸受５３の外輪にロータ５４が固定され、ロータ５４にプーリ５５が固定されている。ロータ５４の円周×上の３箇所に開けられた穴５４Ａには、それぞれピン５６が圧入固定されている。各ピン５６には、種々のゴム製の弾性リング体５７が嵌合固定されている。圧縮機５１のシャフト５８にナット６０により固定された第１のハブ５９のフランジ５９Ａには、３本のリベット６２により第２のハブ６１が固定されている。第２のハブ６１上の３箇所には、それぞれ保持部材６３が固定されている。各保持部材６３は一対の保持片６３Ａと６３Ｂから構成され、一対の保持片６３Ａと６３Ｂのプーリ５１の回転方向Ｒの先方側の出口開口部の間隔Ａは、後方側の入口開口部の間隔Ｂより狭く配設されている。一対の保持片６３Ａと６３Ｂは、弾性リング体５７を挟持する。
【００１０】
圧縮機５１の正常運転時には、動力は、エンジンからプーリ５５、ロータ５４、ピン５６、弾性リング体５７、第２のハブ６１及び第１のハブ５９を経て、シャフト５８に伝達されるので、圧縮機５１が作動する。このとき、弾性リング体５７は、トルクの変動吸収の作用も営む。
【００１１】
一方、圧縮機５１のロック時のような過負荷が生じる異常時には、弾性リング体５７が弾性変形して、一対の保持片６３Ａと６３Ｂの出口開口部を通り抜けるので、動力伝達は遮断される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
前記第１の従来の技術では、圧縮機の駆動によって、繰り返し応力が過負荷可破断材に発生し、破断回転力が一定値を維持し難く、経時的に低下するという欠点がある。
【００１３】
前記第２の従来の技術は、部品点数が多く、また、構造が複雑である。更に、ドライブレバーが長いため、プーリ径の小型化が困難である。更に、圧縮機の駆動によって、ドライブレバーには曲げ応力が加わるので、ドライブレバーの適宜な設計が困難である。
【００１４】
前記第３の従来の技術では、回転力が設定値を越えた際、弾性リング体が変形して保持部材の出口開口部を通り抜けるから、動力伝達は遮断される。しかし、弾性リング体の軌跡は同一円周であるため、弾性リング体が一度保持部材の出口開口部を通り抜けても、入口開口部から保持部材に入り込むので、再度動力を若干伝達する。したがって、動力伝達の遮断の信頼性が低い。また、弾性リング体が保持部材に対して接触離脱する度に、騒音や振動が発生していた。更に、弾性リング体が出口開口部から保持部材に入り込むことは、困難であるため、動力を一方向にしか伝達することができない。
【００１５】
そこで、本発明は、前記従来の技術の欠点を改良し、回転力が設定値を越えた際、動力伝達を完全に遮断して信頼性が高く、構造が簡単で、コストが安価で、しかも、両方向に回転可能な動力伝達機構を提供しようとするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、次の手段を採用する。
【００１７】
（１）保持部を有するプーリと、前記プーリと同心に配置され、シャフトに固定され、かつ、保持部を有するハブと、前記プーリと前記ハブの間で動力を伝達遮断することができる弾性部材とから構成され、回転力が設定値以下では、前記弾性部材は前記両保持部の間にまたがって収容され、前記回転力が前記設定値を越えると、前記弾性部材は前記両保持部の一方に設けられたくびれ部をラジアル方向に通過して前記両保持部の一方に設けられた奥部に収容される動力伝達機構。
【００１８】
（２）前記弾性部材は金属管である前記（１）記載の動力伝達機構。
【００１９】
（３）前記弾性部材は柱状ラバーである前記（１）記載の動力伝達機構。
【００２０】
（４）前記弾性部材は金属管中に柱状ラバーを挿入されて構成されている前記（１）記載の動力伝達機構。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態について図１〜図３を参照して説明する。
【００２２】
プーリ１の内周面と側面が交差する箇所の付近に、３個の円板状の弾性部材２を１２０度の間隔でそれぞれ保持する保持部３を設ける。プーリ１は、圧縮機１１のケーシング１２に軸受１３により回転自在に支持されている。
【００２３】
圧縮機１１のケーシング１２には、シャフト４が軸受１４により回転自在に支持され、また、シャフト４にハブ５が固定されている。ハブ５の外周面と側面が交差する箇所の付近に、３個の円板状の弾性部材２を１２０度の間隔でそれぞれ保持する保持部６を設ける。
【００２４】
設定値以下の回転力がプーリ１からシャフト４へ正常に伝達されているときには、３個の弾性部材２は、図１（ａ）と（ｂ）に示されるように、プーリ１の保持部３とハブ５の保持部６の間にまたがって収容されている。更に、３個の弾性部材２のシャフト４の方向の飛び出しを防止するため、保持円板７がシャフト４にナット１５により固定されている。
【００２５】
プーリ１に外部駆動源から図１（ａ）における右回りの回転力が作用すると、回転力は、各弾性部材２を介し、また、ハブ５を経てシャフト４に伝達される。
【００２６】
プーリ１に設定値を越えた過大な回転力が作用すると、各弾性部材２は、プーリ１からラジアル方向にかかる圧縮力により次第に弾性変形を増大してラジアル方向に移動する。更に進んで、各弾性部材２は、プーリ１の保持部３から離脱し、また、ハブ５の保持部６に設けられたくびれ部８を通過し、最後に図２に示されるように、保持部６の奥部９に収容される。したがって、プーリ１からハブ５への回転力の伝達は、完全に遮断される。
【００２７】
各弾性部材２は、保持部６の奥部９に収容されているので、保持部６に設けられたくびれ部８にひっかかるため、保持部６の奥部９から脱出することができない。したがって、各弾性部材２は、回転しているプーリ１と接触しない。
【００２８】
図２の回転力の遮断状態から図１の回転力の伝達状態に復旧させるには、プーリ１を停止後、ナット１５と保持円板７をシャフト４からはずし、各弾性部材２を保持部６の奥部９から、保持部６とプーリ１の保持部３の間にまたがる位置に移動させることにより行う。
【００２９】
本実施の形態例に用いる弾性部材２としては、図３（ａ）に示される金属円管状弾性部材２ａ、図３（ｂ）に示される円柱ラバー状弾性部材２ｂ及び図３（ｃ）に示される金属円管中に円柱ラバーを挿入された弾性部材２ｃを採用することができる。
【００３０】
本実施の形態例においては、ハブ５の保持部６にくびれ部８と奥部９を設けたが、設計変更を施して、プーリ１の保持部３にくびれ部と奥部を設けることもできる。また、弾性部材２を３個としたが、随意の個数に設計変更することもできる。更に、弾性部材２の形状は、円柱又は円筒に限るものでなく、角柱又は角筒に設計変更することもできる。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、次の効果を奏することができる。
【００３２】
（１）回転力が設定値を越えた場合には、弾性部材がプーリ又はハブの保持部に設けられたくびれ部を通過して奥部に収容されるので、動力伝達の遮断の信頼性を向上することができる。また、騒音、発熱や振動が発生しない。
【００３３】
（２）回転力を左右いずれの方向にも伝達することができる。
【００３４】
（３）動力伝達の遮断後、簡単な操作で動力伝達の可能な状態に復旧することができ、また、部品交換が不要であるから、過負荷保護機能付きの動力伝達機構として好適である。
【００３５】
（４）構造が簡単で、コストが安価である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態例の動力伝達時の状態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態例の動力伝達の遮断時の正面図である。
【図３】本発明の一実施の形態例に用いられる３種類の弾性部材の斜視図であり、順次（ａ）〜（ｃ）に示す。
【図４】第１の従来の圧縮機の動力伝達機構を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は要部の正面図、（ｃ）は要部の断面図である。
【図５】第２の従来の圧縮機の動力伝達機構を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は正面図である。
【図６】第３の従来の圧縮機等駆動用動力伝達装置を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は正面図である。
【符号の説明】
１ プーリ
２，２ａ，２ｂ，２ｃ 弾性部材
３ 保持部
４ シャフト
５ ハブ
６ 保持部
７ 保持円板
８ くびれ部
９ 奥部
１１ 圧縮機
１２ ケーシング
１３ 軸受
１４ 軸受
１５ ナット
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機、一般産業用機器等のトルクリミッターとして使用する動力伝達機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
まず、実公平６−３９１０５号公報に記載された圧縮機の動力伝達機構について図４を参照して説明する。
【０００３】
圧縮機２１のハウジング２２のフロントノーズ２３に軸受２４を介してプーリ２５を回転可能に装着する。圧縮機２１のシャフト２６に回転伝達板２７を固定し、回転伝達板２７の４箇所に合成樹脂製の過負荷可破断材２８を固定する。各過負荷可破断材２８の先端をプーリ２５の４箇所に設けられた穴２５Ａにそれぞれ挿入する。
【０００４】
このように構成すると、圧縮機２１に異常が発生し、回転伝達板２７に設定値を越えた回転力がかかると、過負荷可破断材２８は破断する。したがって、動力はプーリ２５から回転伝達板２７へ伝達されないので、動力伝達機構が保護される。
【０００５】
次に、実開昭６３−１４２４６０号公報に記載された圧縮機の動力伝達機構について図５を参照して説明する。
【０００６】
圧縮機３１のハウジング３２のフロントノーズ３３に軸受３４を介してプーリ３５を回転可能に装着する。圧縮機３１のシャフト３６にハブ３７を固定し、ハブ３７の４箇所にリベット３８を中心としてドライブレバー３９を回転可能に取り付ける。ハブ３７の外周には、４箇所の係合凹部３７Ａが設けられ、環状の金属製板ばね４０がハブ３７の外周に係合凹部３７Ａに陥入するように配設されている。各ドライブレバー３９の内端円形係合部３９Ａは、板ばね４０を介してハブ３７の各係合凹部３７Ａに係合し、各ドライブレバー３９の外端円形係合部３９Ｂは、プーリ３５の各係合凹部３５Ａに係合する。
【０００７】
このように構成すると、圧縮機３１に異常が発生し、ハブ３７に設定値を越えた回転力がかかると、各ドライブレバー３９が各リベット３８を中心として回転するから、各内端円形係合部３９Ａと各外端円形係合部３９Ｂは、それぞれハブ３７の各係合凹部３７Ａとプーリ３５の各係合凹部３５Ａから離脱する。したがって、動力はプーリ３５からハブ３７へ伝達されないので、動力伝達機構が保護される。
【０００８】
更に、特開平８−１３５７５２号公報に記載された圧縮機等駆動用動力伝達装置について図６を参照して説明する。
【０００９】
圧縮機５１のフロントハウジング５２の円筒突出部５２Ａ上に球軸受５３の内輪が固定され、球軸受５３の外輪にロータ５４が固定され、ロータ５４にプーリ５５が固定されている。ロータ５４の円周×上の３箇所に開けられた穴５４Ａには、それぞれピン５６が圧入固定されている。各ピン５６には、種々のゴム製の弾性リング体５７が嵌合固定されている。圧縮機５１のシャフト５８にナット６０により固定された第１のハブ５９のフランジ５９Ａには、３本のリベット６２により第２のハブ６１が固定されている。第２のハブ６１上の３箇所には、それぞれ保持部材６３が固定されている。各保持部材６３は一対の保持片６３Ａと６３Ｂから構成され、一対の保持片６３Ａと６３Ｂのプーリ５１の回転方向Ｒの先方側の出口開口部の間隔Ａは、後方側の入口開口部の間隔Ｂより狭く配設されている。一対の保持片６３Ａと６３Ｂは、弾性リング体５７を挟持する。
【００１０】
圧縮機５１の正常運転時には、動力は、エンジンからプーリ５５、ロータ５４、ピン５６、弾性リング体５７、第２のハブ６１及び第１のハブ５９を経て、シャフト５８に伝達されるので、圧縮機５１が作動する。このとき、弾性リング体５７は、トルクの変動吸収の作用も営む。
【００１１】
一方、圧縮機５１のロック時のような過負荷が生じる異常時には、弾性リング体５７が弾性変形して、一対の保持片６３Ａと６３Ｂの出口開口部を通り抜けるので、動力伝達は遮断される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
前記第１の従来の技術では、圧縮機の駆動によって、繰り返し応力が過負荷可破断材に発生し、破断回転力が一定値を維持し難く、経時的に低下するという欠点がある。
【００１３】
前記第２の従来の技術は、部品点数が多く、また、構造が複雑である。更に、ドライブレバーが長いため、プーリ径の小型化が困難である。更に、圧縮機の駆動によって、ドライブレバーには曲げ応力が加わるので、ドライブレバーの適宜な設計が困難である。
【００１４】
前記第３の従来の技術では、回転力が設定値を越えた際、弾性リング体が変形して保持部材の出口開口部を通り抜けるから、動力伝達は遮断される。しかし、弾性リング体の軌跡は同一円周であるため、弾性リング体が一度保持部材の出口開口部を通り抜けても、入口開口部から保持部材に入り込むので、再度動力を若干伝達する。したがって、動力伝達の遮断の信頼性が低い。また、弾性リング体が保持部材に対して接触離脱する度に、騒音や振動が発生していた。更に、弾性リング体が出口開口部から保持部材に入り込むことは、困難であるため、動力を一方向にしか伝達することができない。
【００１５】
そこで、本発明は、前記従来の技術の欠点を改良し、回転力が設定値を越えた際、動力伝達を完全に遮断して信頼性が高く、構造が簡単で、コストが安価で、しかも、両方向に回転可能な動力伝達機構を提供しようとするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、次の手段を採用する。
【００１７】
（１）保持部を有するプーリと、前記プーリと同心に配置され、シャフトに固定され、かつ、保持部を有するハブと、前記プーリと前記ハブの間で動力を伝達遮断することができる弾性部材とから構成され、回転力が設定値以下では、前記弾性部材は前記両保持部の間にまたがって収容され、前記回転力が前記設定値を越えると、前記弾性部材は前記両保持部の一方に設けられたくびれ部をラジアル方向に通過して前記両保持部の一方に設けられた奥部に収容される動力伝達機構。
【００１８】
（２）前記弾性部材は金属管である前記（１）記載の動力伝達機構。
【００１９】
（３）前記弾性部材は柱状ラバーである前記（１）記載の動力伝達機構。
【００２０】
（４）前記弾性部材は金属管中に柱状ラバーを挿入されて構成されている前記（１）記載の動力伝達機構。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態について図１〜図３を参照して説明する。
【００２２】
プーリ１の内周面と側面が交差する箇所の付近に、３個の円板状の弾性部材２を１２０度の間隔でそれぞれ保持する保持部３を設ける。プーリ１は、圧縮機１１のケーシング１２に軸受１３により回転自在に支持されている。
【００２３】
圧縮機１１のケーシング１２には、シャフト４が軸受１４により回転自在に支持され、また、シャフト４にハブ５が固定されている。ハブ５の外周面と側面が交差する箇所の付近に、３個の円板状の弾性部材２を１２０度の間隔でそれぞれ保持する保持部６を設ける。
【００２４】
設定値以下の回転力がプーリ１からシャフト４へ正常に伝達されているときには、３個の弾性部材２は、図１（ａ）と（ｂ）に示されるように、プーリ１の保持部３とハブ５の保持部６の間にまたがって収容されている。更に、３個の弾性部材２のシャフト４の方向の飛び出しを防止するため、保持円板７がシャフト４にナット１５により固定されている。
【００２５】
プーリ１に外部駆動源から図１（ａ）における右回りの回転力が作用すると、回転力は、各弾性部材２を介し、また、ハブ５を経てシャフト４に伝達される。
【００２６】
プーリ１に設定値を越えた過大な回転力が作用すると、各弾性部材２は、プーリ１からラジアル方向にかかる圧縮力により次第に弾性変形を増大してラジアル方向に移動する。更に進んで、各弾性部材２は、プーリ１の保持部３から離脱し、また、ハブ５の保持部６に設けられたくびれ部８を通過し、最後に図２に示されるように、保持部６の奥部９に収容される。したがって、プーリ１からハブ５への回転力の伝達は、完全に遮断される。
【００２７】
各弾性部材２は、保持部６の奥部９に収容されているので、保持部６に設けられたくびれ部８にひっかかるため、保持部６の奥部９から脱出することができない。したがって、各弾性部材２は、回転しているプーリ１と接触しない。
【００２８】
図２の回転力の遮断状態から図１の回転力の伝達状態に復旧させるには、プーリ１を停止後、ナット１５と保持円板７をシャフト４からはずし、各弾性部材２を保持部６の奥部９から、保持部６とプーリ１の保持部３の間にまたがる位置に移動させることにより行う。
【００２９】
本実施の形態例に用いる弾性部材２としては、図３（ａ）に示される金属円管状弾性部材２ａ、図３（ｂ）に示される円柱ラバー状弾性部材２ｂ及び図３（ｃ）に示される金属円管中に円柱ラバーを挿入された弾性部材２ｃを採用することができる。
【００３０】
本実施の形態例においては、ハブ５の保持部６にくびれ部８と奥部９を設けたが、設計変更を施して、プーリ１の保持部３にくびれ部と奥部を設けることもできる。また、弾性部材２を３個としたが、随意の個数に設計変更することもできる。更に、弾性部材２の形状は、円柱又は円筒に限るものでなく、角柱又は角筒に設計変更することもできる。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、次の効果を奏することができる。
【００３２】
（１）回転力が設定値を越えた場合には、弾性部材がプーリ又はハブの保持部に設けられたくびれ部を通過して奥部に収容されるので、動力伝達の遮断の信頼性を向上することができる。また、騒音、発熱や振動が発生しない。
【００３３】
（２）回転力を左右いずれの方向にも伝達することができる。
【００３４】
（３）動力伝達の遮断後、簡単な操作で動力伝達の可能な状態に復旧することができ、また、部品交換が不要であるから、過負荷保護機能付きの動力伝達機構として好適である。
【００３５】
（４）構造が簡単で、コストが安価である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態例の動力伝達時の状態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態例の動力伝達の遮断時の正面図である。
【図３】本発明の一実施の形態例に用いられる３種類の弾性部材の斜視図であり、順次（ａ）〜（ｃ）に示す。
【図４】第１の従来の圧縮機の動力伝達機構を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は要部の正面図、（ｃ）は要部の断面図である。
【図５】第２の従来の圧縮機の動力伝達機構を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は正面図である。
【図６】第３の従来の圧縮機等駆動用動力伝達装置を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は正面図である。
【符号の説明】
１ プーリ
２，２ａ，２ｂ，２ｃ 弾性部材
３ 保持部
４ シャフト
５ ハブ
６ 保持部
７ 保持円板
８ くびれ部
９ 奥部
１１ 圧縮機
１２ ケーシング
１３ 軸受
１４ 軸受
１５ ナット
Claims (4)
- 保持部を有するプーリと、前記プーリと同心に配置され、シャフトに固定され、かつ、保持部を有するハブと、前記プーリと前記ハブの間で動力を伝達遮断することができる弾性部材とから構成され、回転力が設定値以下では、前記弾性部材は前記両保持部の間にまたがって収容され、前記回転力が前記設定値を越えると、前記弾性部材は前記両保持部の一方に設けられたくびれ部をラジアル方向に通過して前記両保持部の一方に設けられた奥部に収容されることを特徴とする動力伝達機構。
- 前記弾性部材は金属管であることを特徴とする請求項１記載の動力伝達機構。
- 前記弾性部材は柱状ラバーであることを特徴とする請求項１記載の動力伝達機構。
- 前記弾性部材は金属管中に柱状ラバーを挿入されて構成されていることを特徴とする請求項１記載の動力伝達機構。
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