JP4085498B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

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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】
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 (5)

  1. 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。
  2. 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に記載の動力伝達装置。
  3. 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に記載の動力伝達装置。
  4. 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。
  5. 請求項1ないしのいずれか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。
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