JP4085498B2

JP4085498B2 - 動力伝達装置

Info

Publication number: JP4085498B2
Application number: JP01451099A
Authority: JP
Inventors: 学佐伯; 昭岸淵; 清美奥田; 拓生酒井; 宏之若林
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-01-22
Filing date: 1999-01-22
Publication date: 2008-05-14
Anticipated expiration: 2019-01-22
Also published as: JP2000213554A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、伝達トルク（伝達動力）が所定トルク以上となったときに、トルク（動力）の伝達を遮断することができるトルクリミッタ機構付きの動力伝達装置に関するもので、車両用冷凍サイクルにおいて、走行用エンジンから圧縮機に動力を伝達する動力伝達装置に用いて有効である。
【０００２】
【従来の技術】
トルクリミッタ機構付きの動力伝達装置として、特開平８−１３５７５２号公報に記載の発明では、Ｖベルトを介してエンジンにより回転駆動されるインナープレート（第２の保持部材）と圧縮機のシャフトに連結されるアウタープレート（第１の保持部材）との間にゴム等のエラストマー製の弾性部材を配設するとともに、両プレートのうち弾性部材と接触する部位に波状の凹凸を形成することにより、弾性部材を両プレートに噛み合わせるようにして係止して、インナープレート（エンジン）側からアウタープレート（圧縮機）側にトルク（動力）を伝達している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そして、上記公報に記載の発明では、伝達トルクが所定トルク以上となったときに、弾性部材が変形又は破壊することにより、両プレートと弾性部材との噛み合い状態（係止状態）が解除されてトルクの伝達を遮断するものである。
このため、弾性部材の温度が低下して弾性部材が硬化する（弾性部材のヤング率が大きくなる）と、伝達トルクに対する弾性部材の変形量が小さくなるので、伝達トルクが所定トルク以上となっても、両プレートと弾性部材との噛み合い状態（係止状態）が解除されず、トルクの伝達を遮断することができなくなる可能性がある。
【０００４】
本発明は、上記点に鑑み、弾性部材の温度が低下しても、所定トルクにてトルクの伝達を遮断することができる動力伝達装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、以下の技術的手段を用いる。
【０００６】
請求項１に記載の発明では、回転駆動源（２）の回転動力を従動側機器（１）に伝達する動力伝達装置であって、回転駆動源（２）からの回転力を受けて回転する駆動側回転部材（１１３）と、従動側機器（１）側に連結された従動側回転部材（１２２）と、両回転部材（１１３、１２２）間に配設された弾性変形可能なエラストマー製の弾性部材（１３０）とを備え、駆動側回転部材（１１３）及び従動側回転部材（１２２）のいずれか一方側の回転部材（１２２）には、その回転中心側に向かって突出する突起部（１２２ａ）が形成され、他方側の回転部材（１１３）のうち突起部（１２２ａ）の先端側に位置する部位には、弾性部材（１３０）が接合されている。
【０００７】
そして、弾性部材（１３０）は、突起部（１２２ａ）に噛み合って係止された状態で駆動側回転部材（１１３）の回転力を従動側回転部材（１２２）に伝達し、さらに、他方側の回転部材（１１３）の線膨張係数は、一方側の回転部材（１２２）の線膨張係数より大きいことを特徴とする。これにより、両回転部材（１１３、１２２）及び弾性部材（１３０）の温度が低下すると、突起部（１２２ａ）と弾性部材（１３０）との噛み合い量（δ₁）が減少するので、弾性部材（１３０）の温度が低下しても、所定トルクにてトルクの伝達を遮断することができる。
【０００８】
なお、請求項２に記載の発明のごとく、他方側の回転部材（１１３）をアルミニウム系金属又は樹脂製とし、一方側の回転部材（１２２）を鉄系金属製とすることが望ましい。請求項４に記載の発明では、従動側回転部材（１２２）には、その回転中心側に向かって突出する突起部（１２２ａ）が形成され、駆動側回転部材（１１３）のうち突起部（１２２ａ）の先端側に位置する部位には、弾性部材（１３０）が接合され、弾性部材（１３０）は、突起部（１２２ａ）に噛み合って係止された状態で駆動側回転部材（１１３）の回転力を従動側回転部材（１２２）に伝達し、さらに、駆動側回転部材（１１３）の線膨張係数は、従動側回転部材（１２２）の線膨張係数より大きいことを特徴とする。
【０００９】
これにより、請求項１に記載の発明と同様に、両回転部材（１１３、１２２）及び弾性部材（１３０）の温度が低下すると、突起部（１２２ａ）と弾性部材（１３０）との噛み合い量（δ1 ）が減少するので、弾性部材（１３０）の温度が低下しても、所定トルクにてトルクの伝達を遮断することができる。因みに、上記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を示す一例である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、走行用のエンジンから車両用冷凍サイクルの圧縮機に動力を伝達する動力伝達装置に本発明を適用したもので、図１は冷凍サイクルの模式図である。
【００１１】
図１中、１は冷媒を吸入圧縮する圧縮機（従動側機器）であり、この圧縮機１には、動力伝達装置１００を介してエンジン（回転駆動源）２の回転動力（トルク）が伝達される。３は圧縮機１から吐出される冷媒を冷却する（凝縮させる）放熱器（凝縮器）であり、４は放熱器３から流出する冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離して液相冷媒を流出するとともに、冷凍サイクル中の余剰冷媒を蓄えるレシーバ（気液分離手段）である。
【００１２】
５はレシーバ４から流出する液相冷媒を減圧する減圧器であり、この減圧器５は、液相冷媒を蒸発させて冷凍能力を発揮する蒸発器６の冷媒出口側の冷媒が所定の過熱度を有するように、その開度を調節する温度式膨張弁である。
次に、動力伝達装置１００について述べる。
図２は動力伝達装置１００を圧縮機１に装着した状態を示す図であり、図３は図２のＡ矢視図である。
【００１３】
図２中、１１１はＶベルト（図示せず）を介してエンジン２により回転駆動される鉄系金属製のプーリであり、このプーリ１１１は圧縮機１のフロントハウジング１ａに装着された軸受１１２により圧縮機１に回転可能に保持されている。
そして、プーリ１１１の側面（軸方向端面）には、プーリ１１１と一体的に回転する樹脂又はアルミニウム系金属製のインナープレート（駆動側回転部材）１１３が設けられており、このインナープレート１１３は、ピン１１４によりプーリ１１１に固定されている。
【００１４】
また、１２１は圧縮機１のシャフト１ｂに固定された鉄系金属製のハブであり、１２２はハブ１２１と一体的に回転する鉄系金属製のアウタープレート（従動側回転部材）である。
なお、アウタープレート１２２はピン１２３を介してハブ１２１に固定され、ハブ１２１とシャフト１ｂとはスプライン嵌合されているとともに、ボルト１２４により緩み止めされている。
【００１５】
また、アウタープレート１２２には、図３に示すように、その回転中心側（シャフト１ｂ側）に向かって突出する複数個の突起部１２２ａが形成され、一方、インナープレート１１３は、突起部１２２ａの先端側に対応する部位にてプーリ１１１に固定されているとともに、その回転中心側（シャフト１ｂ側）に向かって陥没する凹部１１３ａが形成されている。
【００１６】
そして、両プレート１１３、１２２間には、突起部１２２ａ及び凹部１１３ａに噛み合うように、両プレート１１３、１２２に係止固定されたゴム等の弾性変形可能なエラストマー製（本実施形態では、ブチルゴム製）の弾性部材１３０が配設されており、この弾性部材１３０は、インナープレート１１３に接合されている。
【００１７】
因みに、１２２ｂは、アウタープレート１２２の剛性を部分的に調節する（低下させる）べく、アウタープレート１２２の一部を切り欠いたスリット（剛性調節手段）である。
次に、本実施形態に係る動力伝達装置の作動及びその特徴を述べる。
プーリ１１１の回転と共にインナープレート１１３が回転すると、インナープレート１１３に伝達されたエンジン２のトルク（動力）は、弾性部材１３０を介してアウタープレート１２２側（シャフト１ｂ）に伝達される。
【００１８】
このとき、弾性部材１３０がインナープレート１１３に接合されているので、本実施形態では、インナープレート１１３からアウタープレート１２２に伝達することができるトルクの最大値（以下、この最大値を伝達トルクと呼ぶ。）は、主に、図３に示すように、突起部１２２ａと弾性部材１３０との噛み合い量（引っかかり代）δ₁の増大に応じて増大する。
【００１９】
ところで、トルク伝達時における噛み合い量δ₁は、主に、弾性部材１３０とアウタープレート１２２との隙間δ₂、及び弾性部材１３０のヤング率Ｅにより決定される。
また、両プレート１１３、１２２及び弾性部材１３０の材質、すなわち線膨張係数が異なるため、両プレート１１３、１２２及び弾性部材１３０の温度に応じて、弾性部材１３０とアウタープレート１２２との隙間δ₂、及び弾性部材１３０のヤング率Ｅが変化する。このため、トルク伝達時における噛み合い量δ₁、すなわち伝達トルクは、図４に示すように、両プレート１１３、１２２及び弾性部材１３０の温度に応じて変化する。
【００２０】
ここで、図４のグラフについて述べる。
仮に、両プレート１１３、１２２の材質（線膨張係数）を等しくすると、両プレート１１３、１２２が略等しく変形すると仮定できるので、弾性部材１３０とアウタープレート１２２との隙間δ₂は、温度に依らず略一定となる。また、弾性部材１３０のヤング率Ｅは、温度の低下に応じて大きくなるため、伝達トルクに対する弾性部材１３０の変形量は温度低下に応じて小さくなる。したがって、両プレート１１３、１２２の材質（線膨張係数）を等しくすると、トルク伝達時における噛み合い量δ₁が両プレート１１３、１２２及び弾性部材１３０の温度低下に応じて大きくなっていく。したがって、伝達トルクは、図４の波線で示すように、両プレート１１３、１２２及び弾性部材１３０の温度低下に応じて大きくなっていく。
【００２１】
一方、本実施形態のごとく、インナープレート１１３をアルミニウム系金属又は樹脂製とし、アウタープレート１２２を鉄系金属とすると、インナープレート１１３の線膨張係数（約２３×１０^-6／℃）がアウタープレート１２２の線膨張係数（約１２×１０^-6／℃）より大きくなるので、両プレート１３３、１２２の温度が低下するに応じて、弾性部材１３０とアウタープレート１２２との隙間δ₂が大きくなっていく。因みに、弾性部材１３０の線膨張係数は約１８０×１０^{- 6}／℃である。
【００２２】
このため、インナープレート１１３の線膨張係数がアウタープレート１２２の線膨張係数より大きくすると、両プレート１１３、１２２及び弾性部材１３０の温度が低下していくと、弾性部材１３０の温度低下により伝達トルクが増大するものの、弾性部材１３０とアウタープレート１２２との隙間δ₂が大きくなっていくので、トルク伝達時における噛み合い量δ₁が減少していく。
【００２３】
したがって、インナープレート１１３の線膨張係数がアウタープレート１２２の線膨張係数より大きくすると、図４の実線に示すように、両プレート１１３、１２２の材質（線膨張係数）を等しくしたとき（波線）にくらべて、弾性部材１３０の温度低下に対する伝達トルクの上昇率を小さくすることができる。延いては、弾性部材１３０の温度が低下しても、所定トルクにてトルクの伝達を遮断することができる。
【００２４】
（第２実施形態）
本実施形態は、図５に示すように、インナープレート１１３、プーリ１１１及び弾性部材１３０をエラストマーにて一体成形したものである。
なお、弾性部材１３０に相当する部位は、その架橋密度を変化させることにより、インナープレート１１３及びプーリ１１１に相当する部位に比べてヤング率を小さくしている。
【００２５】
（第３実施形態）
本実施形態は、図６に示すように、インナープレート１１３とプーリ１１１とを一体化とし、これをアルミニウム系金属又は樹脂製としたものである。
（第４実施形態）
本実施形態は、図７に示すように、第３実施形態に対しインナープレート１１３とプーリ１１１とを一体化とし、軸受１１２の圧入部となる部分に鉄系金属製のリング１１５をインサートしたものである。
【００２６】
（第５実施形態）
本実施形態は、第３実施形態（図６参照）において、インナープレート１１３とプーリ１１１との一体部を樹脂製としたものである。
（第６実施形態）
本実施形態は、第５実施形態において、インナープレート１１３とプーリ１１１との一体品の軸受１１２の圧入部に鉄系金属製のリング１１５をインサートしたものである。
【００２７】
ところで、上述の実施形態では、弾性部材１３０をインナープレート１１３に接合したが、本発明は、両プレート１１３、１２２及び弾性部材１３０の温度が低下するほど、噛み合い量δ₁が減少するように、両プレート１１３、１２２及び弾性部材１３０を構成したものであるので、弾性部材１３０をアウタープレート１２２に接合してもよい。このとき、弾性部材１３０は、凹部１１３ａの側壁によって形成される突起部（凹部１１３ａの底部から見ると、凹部１１３ａの側壁は突起部となる。）と噛み合って係止される。
【００２８】
また、上述の実施形態では、インナープレート（駆動側回転部材）１１３がアウタプレート（従動側回転部材）１２２の回転中心側に位置していたが、その逆に、アウタプレート（従動側回転部材）１２２をインナープレート（駆動側回転部材）１１３の回転中心側に位置させてもよい。
また、上述の実施形態では、アウタプレート１２２にスリット１２２ｂを設けたが、スリット１２２ｂを廃止してもよい。
【００２９】
また、上述の実施形態では、本発明に係る動力伝達装置を冷凍サイクルに適用したが、その他のものに適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】冷凍サイクルの模式図である。
【図２】第１実施形態に係る動力伝達装置の半断面図である。
【図３】図２のＡ矢視図である。
【図４】伝達トルクと温度との関係を示すグラフである。
【図５】第２実施形態に係る動力伝達装置の半断面図である。
【図６】第３実施形態に係る動力伝達装置の半断面図である。
【図７】第４実施形態に係る動力伝達装置の半断面図である。
【符号の説明】
１００…動力伝達装置、１１３…インナープレート（駆動側回転部材）、
１２２…アウタープレート（従動側回転部材）、１３０…弾性部材。

Claims

回転駆動源（２）の回転動力を従動側機器（１）に伝達する動力伝達装置であって、
前記回転駆動源（２）からの回転力を受けて回転する駆動側回転部材（１１３）と、
前記従動側機器（１）側に連結された従動側回転部材（１２２）と、
前記両回転部材（１１３、１２２）間に配設された弾性変形可能なエラストマー製の弾性部材（１３０）とを備え、
前記駆動側回転部材（１１３）及び前記従動側回転部材（１２２）のいずれか一方側の回転部材（１２２）には、その回転中心側に向かって突出する突起部（１２２ａ）が形成され、他方側の回転部材（１１３）のうち前記突起部（１２２ａ）の先端側に位置する部位には、前記弾性部材（１３０）が接合され、
前記弾性部材（１３０）は、前記突起部（１２２ａ）に噛み合って係止された状態で前記駆動側回転部材（１１３）の回転力を前記従動側回転部材（１２２）に伝達し、
さらに、前記他方側の回転部材（１１３）の線膨張係数は、前記一方側の回転部材（１２２）の線膨張係数より大きいことを特徴とする動力伝達装置。
前記他方側の回転部材（１１３）は、アルミニウム系金属又は樹脂製であり、前記一方側の回転部材（１２２）は、鉄系金属製であることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
前記他方側の回転部材（１１３）は、樹脂製であり、前記一方側の回転部材（１２２）は、鉄系金属製であることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
回転駆動源（２）の回転動力を従動側機器（１）に伝達する動力伝達装置であって、
前記回転駆動源（２）からの回転力を受けて回転する駆動側回転部材（１１３）と、
前記従動側機器（１）側に連結された従動側回転部材（１２２）と、
前記両回転部材（１１３、１２２）間に配設された弾性変形可能なエラストマー製の弾性部材（１３０）とを備え、
前記従動側回転部材（１２２）には、その回転中心側に向かって突出する突起部（１２２ａ）が形成され、前記駆動側回転部材（１１３）のうち前記突起部（１２２ａ）の先端側に位置する部位には、前記弾性部材（１３０）が接合され、
前記弾性部材（１３０）は、前記突起部（１２２ａ）に噛み合って係止された状態で前記駆動側回転部材（１１３）の回転力を前記従動側回転部材（１２２）に伝達し、
さらに、前記駆動側回転部材（１１３）の線膨張係数は、前記従動側回転部材（１２２）の線膨張係数より大きいことを特徴とする動力伝達装置。
請求項１ないし４のいずれか１つに記載の動力伝達装置は、車両用冷凍サイクルの圧縮機に用いられることを特徴とする冷凍サイクル用動力伝達装置。