JP4021229B2 - 動力伝達機構 - Google Patents
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- F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
- F16H55/32—Friction members
- F16H55/36—Pulleys
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、トルクリミッターとしての機能を有する動力伝達機構に関し、とくに圧縮機なかでも自動車等の車両用空調装置の圧縮機に用いて最適な動力伝達機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、トルクリミッターとしての機能を有する動力伝達機構としては、たとえば圧縮機のシャフトに固定された板ばねとプーリの内周側に設けられたドライブレバーとをリベットで連結し、シャフトに過大なトルクが加わった場合には上記リベットが脱落することによりシャフトへの動力の伝達が遮断され圧縮機を保護するようにした提案(実開昭63−142460号公報)、あるいは圧縮機のシャフトに設けられた回転伝達板とプーリの側面とを負荷破断材を介して連結させ、シャフトに過大なトルクが加わった場合には上記負荷破断材が破断されてシャフトへの動力伝達が遮断され圧縮機を保護するようにした提案がなされている(たとえば、実公平6−39105号公報)。
【0003】
しかし、実開昭63−142460号公報に記載の提案においては、部品点数の増加によりコストアップを招くおそれがあるとともに、機構が複雑化する。また、プーリの内周側にドライブレバーを設けたのではプーリ径の大型化、ひいては圧縮機の大型化を招くおそれがある。一方、実公平6−39105号公報に記載の提案においては破断部材にくり返し応力が加わるため、破断部材が経時的に変化し、所定以下のトルク負荷において、破断部材が破断されるおそれもあり、動力伝達機構の信頼性が低下するおそれがある。
【0004】
このような従来の動力伝達機構の問題点を解消すべく、先に本出願人により、図6に示すようにプーリ101の内周面側に設けられた一対の板ばね取付部102に板ばね103の端部を係合させ、該板ばねの中央を撓ませてハブの外周面に設けられた湾曲凹部104に圧接させプーリ101からハブ105への動力伝達を行うとともに、シャフトに過大なトルクが作用した場合には、ハブとプーリとの位相ずれが生じハブの湾曲凹部104の端部により板ばね103をプーリ側に撓ませることによりハブ105とプーリ101との連結を解除して動力伝達の遮断を可能にした提案がなされている(特開2000−249160)。該本出願人による先の提案によれば、構造の簡素化、コストダウンを達成しつつ、優れた信頼性を有する動力伝達機構を実現することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本出願人による先の提案にもさらなる改良の余地は残されている。つまり、本出願人による先の提案においては、板ばねの端部は、板ばね取付部102に設けられた略V字状の切欠部106に係合されているが、トルク伝達の際に板ばね103の端部が微振動するおそれがある。このような微振動が加わると、板ばね103の端部と板ばね取付部102の切欠部106とが溶着したり摩耗したりするおそれがある。また、板ばね103の端部および切欠部106に錆びが発生するおそれがある。上記のような溶着や摩耗や錆び等が発生すると、装置の耐久性が低下するおそれがある。また、ハブ105の湾曲凹部104に圧接される遮断トルクにばらつきが発生するおそれがある。
【0006】
本発明の課題は、上述のような従来の動力伝達機構の諸問題を解決した本出願人による先の提案を前提とし、板ばねの端部と板ばね取付部の溶着や摩耗や錆びの発生を防止し、耐久性、信頼性を向上できる動力伝達機構を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の動力伝達機構は、プーリと、該プーリと同心に配置されたシャフトと、該シャフトに固定されたハブとを有し、前記プーリの内周面に板ばねの端部と係合する一対の板ばね取付部と、前記ハブの外周面に板ばねが圧接される湾曲凹部とを設け、前記板ばねの中央部を撓ませてハブの湾曲凹部に圧接させることによりプーリからハブに動力が伝達される動力伝達機構において、前記板ばね取付部の板ばねが係合される取付部側係合面と、該係合面に係合される板ばね端部の板ばね側係合面とを実質的な円筒面に形成したことを特徴とするものからなる。
【0008】
上記板ばね側係合面は、板ばねの端部に設けられた円筒部の外面から形成することができる。該円筒部は板ばねの端部に別体の円筒状部材を接合して設けることができるが、板ばねの端部に一体に設けることもできる。板ばねの端部に円筒部を一体に設ければ、部品点数の増加を防止できる。
【0009】
板ばね側係合面と取付部側係合面との間には、板ばね側係合面や取付部側係合面とは異種の表面層を介在させることが好ましい。このような表面層は板ばね側の係合面上、または取付部側係合面上、または板ばね側係合面上および取付部側係合面上に設けることができる。
【0010】
上記表面層は、たとえば樹脂層から形成することができる。該樹脂層を形成する樹脂はとくに限定されるものではないが、滑り性がよく低摩擦係数である樹脂、たとえばフッ素系樹脂を用いることが好ましい。
【0011】
また、上記表面層は窒化処理層として形成することもできる。窒化処理方法はとくに限定されるものではないが塩浴窒化処理たとえば浸硫窒化処理等を適用することができる。
【0012】
本発明に係る動力伝達機構は、広範囲の産業分野に利用することができるが、とくに圧縮機たとえば車両(自動車)用空調装置の圧縮機に用いて最適なものである。
【0013】
上記のような動力伝達機構においては、取付部側係合面と板ばね側係合面はともに実質的な円筒面から形成されているので、上記両係合面の滑り性を向上できる。したがって、トルク伝達時に板ばねに微振動が発生しても両係合面の溶着や摩耗が確実に防止され、板ばねの湾曲凹部への圧接力の変動が防止され、遮断トルクが一定に維持されるので、耐久性、信頼性に優れた動力伝達機構を実現することができる。また、取付部側係合面と板ばね側係合面との間に異種の表面層を介在させれば、溶着や摩耗をより効果的に防止できるとともに、錆びの発生を防止できる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の動力伝達機構の望ましい実施の形態を図面を参照して説明する。また、以下の実施の形態においては、動力伝達機構を圧縮機(たとえば、自動車用空調装置に用いられる斜板式圧縮機等)に適用した場合について説明する。図1ないし図5は、本発明の一実施態様に係る動力伝達機構を示している。図において、1は動力伝達機構を示している。動力伝達機構1は、圧縮機のハウジング2に取り付けられている。ハウジング2には球軸受3の内輪が固定されている。球軸受3の外輪にはプーリ4が固定されている。ハブ5の中央部6には、プーリ4と同心に配置された圧縮機のシャフト7の小径部8が嵌合されている。そして、シャフト7の端部に螺刻されたねじ溝にナット10を螺合させることにより、ハブ5にシャフトが固定されるようになっている。
【0015】
プーリ4の内周面、より具体的にはプーリ4のリム11の内周面には、板ばね12の端部13を固定する一対の板ばね取付部14が、等間隔に3組設けられている。板ばね取付部14には板ばね12の端部13に設けられた円筒部20が係合される取付部側係合面15が設けられている。係合面15には、円筒部20の外周面として形成される板ばね側係合面21が係合されている。つまり、係合面21は円筒面として形成されており、該係合面21を有する円筒部20が係合される係合面15も円筒面として形成されている。すなわち、本実施態様においては、取付部側係合面15および板ばね側係合面21は実質的な円筒面に形成されている。なお、本実施態様においては、板ばね12と円筒部20は別部材から構成されているが、円筒部20は板ばね12の端部13に一体に設けることもできる。
【0016】
上記係合面15と係合面21との間には、円筒部20や取付部14が一体形成されたプーリ4とは異種の表面層22、23が介在されている。本実施態様においては、図5に示すように係合面15上に表面層22が形成されており、係合面21上に表面層23が形成されている。表面層22、23は、フッ素系樹脂からなる樹脂層からなっている。なお、本実施態様においては、両係合面15、21上に表面層22、23が形成されているが、いずれか一方の係合面にのみ表面層を形成するようにしてもよい。
【0017】
ハブ5のリム16の外周面には、ハブ5の内側に向かって湾曲する湾曲凹部17が板ばね12に対応して設けられている。また、リム16とその内側に設けられる円周上の壁18との間には、ゴムまたは低剛性樹脂からなる弾性部材19が設けられている。該弾性部材19により、ハブ5が回転する際のリム16の微振動が吸収されるようになっている。ただし、弾性部材19、壁18は省略することもできる。弾性部材19等を省略しても本発明の目的は達成でき、同一の作用、効果を奏することができる。
【0018】
本実施態様においては、板ばね取付部14の係合面15に板ばね12の端部13の円筒部20を係合させて、ばね12の中央部をハブ5側に撓ませると、係合面15に沿って円筒部20が回動してばね12の面12aが湾曲凹部17の面17aに圧接され、プーリ4からの駆動力がハブ5を介してシャフト7に伝達されるようになっている。
【0019】
本実施態様においては、たとえば圧縮機に何らかの異常が発生しハブ5に設定値を超えたトルクが加わると、プーリ4とハブ5とは位相ずれを起こし湾曲凹部17の端部が板ばね12に当接し、該板ばね12が図3に示すように湾曲凹部17側からプーリ4の内周面側に撓み方向が反転されプーリ4とハブ5の連結が解除され、動力が遮断される。したがって、圧縮機にそれ以上過大な負荷が加わることはなくなるので圧縮機が保護される。また、圧縮機に焼付き等のトラブルが発生しロックした場合においては、車両側駆動ベルトのスリップによるベルト損傷を防止できる。なお、異常箇所の修理後は、プーリ4とハブ5の位相を合わせて板ばね12を湾曲凹部17側に撓ませるだけで簡単に連結状態に復帰させることができる。
【0020】
また、本実施態様においては、板ばね12の板ばね側係合面21と取付部14の取付部側係合面15は実質的に円筒面から形成されているので、両係合面間の滑り性を大幅に向上できる。したがって、板ばね12を湾曲凹部17側あるいは反湾曲凹部側に撓ませる際の板ばね12と取付部14との間の摩擦を大幅に低減できる。また、係合面15と係合面21巻の摩擦抵抗が大幅に低減される結果、トルク伝達時に板ばね12が振動しても係合面15と係合面21の溶着や摩耗を防止できる。したがって、板ばね12の湾曲凹部17への圧接力の変動を防止できるので、遮断トルクが一定に維持され、装置の信頼性、耐久性を向上できる。
【0021】
また、係合面15上には表面層22が形成されるとともに、係合面21上には表面層23が形成されているので、係合面15と係合面21との溶着や摩耗をより効果的に防止できるとともに、両係合面上への錆びの発生を防止することができる。したがって、板ばね12の湾曲凹部への圧接力をより安定させることができ、装置の信頼性、耐久性を一層向上することができる。
【0022】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の動力伝達機構によるときは、板ばね取付部の取付部側の係合面と、板ばねの端部の板ばね側係合面とがともに実質的な円筒面から形成されているので、係合面同士の滑り性が向上され係合面の溶着や摩耗等を効果的に防止できる。したがって、板ばねの湾曲凹部への圧接力を安定させることができるので、信頼性、耐久性に優れた動力伝達機構を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施態様に係る動力伝達機構の動力伝達状態における正面図である。
【図2】図1の状態の動力伝達機構のII−II線に沿う断面図である。
【図3】本発明の一実施態様に係る動力伝達機構の動力遮断状態における正面図である。
【図4】図3の状態の動力伝達機構のIV−IV線に沿う断面図である。
【図5】図1のA部の拡大図である。
【図6】本出願人の先の提案に係る動力伝達機構の正面図である。
【符号の説明】
1 動力伝達機構
2 ハウジング
3 球軸受
4 プーリ
5 ハブ
6 ハブの中央部
7 圧縮機のシャフト
8 シャフトの小径部
9 ねじ溝
10 ナット
11 リム
12 板ばね
12a 面
13 板ばねの端部
14 板ばね取付部
15 板ばね取付部側係合面
16 リム
17 湾曲凹部
17a 面
18 壁
19 弾性部材
20 円筒部
21 板ばね側係合面
22、23 表面層
Claims (9)
- プーリと、該プーリと同心に配置されたシャフトと、該シャフトに固定されたハブとを有し、前記プーリの内周面に板ばねの端部と係合する一対の板ばね取付部と、前記ハブの外周面に板ばねが圧接される湾曲凹部とを設け、前記板ばねの中央部を撓ませてハブの湾曲凹部に圧接させることによりプーリからハブに動力が伝達される動力伝達機構において、前記板ばね取付部の板ばねが係合される取付部側係合面と、該係合面に係合される板ばね端部の板ばね側係合面とを実質的な円筒面に形成したことを特徴とする動力伝達機構。
- 前記板ばねの端部に円筒部が設けられており、該円筒部の外周面により前記板ばね側係合面が形成されている、請求項1の動力伝達機構。
- 前記円筒部が板ばねに一体に設けられている、請求項2の動力伝達機構。
- 前記板ばね側係合面と取付部側係合面との間に、板ばね側係合面、取付部側係合面とは異種の表面層が介在されている、請求項1ないし3のいずれかに記載の動力伝達機構。
- 前記表面層が、板ばね側係合面上、または取付部側係合面上、または板ばね側係合面上および取付部側係合面上に形成されている、請求項4の動力伝達機構。
- 前記表面層が樹脂層からなる、請求項4または5の動力伝達機構。
- 前記樹脂層がフッ素系樹脂からなる、請求項6の動力伝達機構。
- 前記表面層が窒化処理層からなる、請求項4または5の動力伝達機構。
- 前記動力伝達機構が圧縮機の動力伝達機構である、請求項1ないし8のいずれかに記載の動力伝達機構。
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