JP4107154B2 - トルクリミッタ機能付き回転機器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、トルクリミッタ機能付き回転機器に関するもので、車両用蒸気圧縮式冷凍機の圧縮機に適用して有効である。
【0002】
【従来の技術】
車両用蒸気圧縮式冷凍機の圧縮機は、走行用のエンジンから動力を得て稼動することから、圧縮機の摺動部が焼き付く等して固着してしまったときに、ベルト等の駆動源側の機器を保護すべく、伝達トルクが所定値以上となったときにトルクの伝達を遮断するトルクリミッタ機能を圧縮機又はベルトが掛けられるプーリに設けている。
【0003】
そして、トルクリミッタ機能付き回転機器として、従来は、圧縮機のシャフトに他の部位より小径化された破断部を設け、伝達トルクが所定値以上となったときに破断部を優先的に捩り破断させることによりトルクリミッタ機能を実現している(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平10−009122号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献1に記載の発明のごとく、シャフトに破断(破壊)し易い破断部を設けて動力伝達を遮断する方法は、簡素な構造にて動力伝達を遮断することができるので、製造コスト上は有利であるものの、以下に述べる理由により、その設計開発が難しいという問題を有している。
【0006】
すなわち、破断部は所定トルク(破断トルクと呼ぶ。)T1にて破断する強度とする必要があるが、周知のごとく、疲労破壊(疲労破断)は、破断トルクより小さいトルクで発生する。
【0007】
したがって、破断部に作用する最大トルク、つまり許容トルクT2は、破断トルクT1を安全率Sで除した値より小さくとする必要がある。
【0008】
このとき、伝達しなければならないトルクの最大値(以下、必要伝達トルクと呼ぶ。)T3に対する破断トルクT1の比(=T1/T3)差が、安全率Sより小さいと、必要伝達トルクT3が許容トルクT2を超えてしまうので、動力を伝達することができない。
【0009】
ここで、安全率Sは、一般的に、構造物に発生する応力状態が複雑であり、理論的な応力解析が困難である場合ほど、大きな値とする必要があるので、破断部に発生する応力を正確に予測解析することができれば、安全率Sを小さくして、許容トルクT2を大きくすることができ得る。
【0010】
このとき、特許文献1に記載の破断部は、主に捩り破断、つまり主に剪断力(接線応力)により破断する構成であり、剪断力は表面に集中する傾向があるため、その応力分布を正確に予測解析することが難しい。
【0011】
したがって、特許文献1に記載の発明と同様な構成では、試行錯誤的に破断部の寸法及び材質等を決定する必要があるため、その設計開発が難しいばかりか、実際の破断トルクがばらついてしまい、破断トルク未満で破断部が捩り破断してしまうといったトルクリミッタ機能の誤作動を招くおそれが高い。
【0012】
本発明は、上記点に鑑み、第1には、従来と異なる新規なトルクリミッタ機能付き回転機器を提供し、第2には、所定トルクにて動力伝達を遮断することを目的とする。
【0013】
【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、請求項1に記載の発明では、駆動源(8)から動力を受けて回転する入力側回転体(9)と、入力側回転体(9)とねじ結合され、入力側回転体(9)と一体的に回転する出力側回転体(1a)とを有し、入力側回転体(9)と出力側回転体(1a)とのねじ結合部(10)は、出力側回転体(1a)に形成された雄ねじ部と入力側回転体(9)に形成された雌ねじ部とから構成されるとともに、入力側回転体(9)に駆動源(8)からの動力が作用したときに、締め付けトルクが増大するようにねじが形成されており、さらに、入力側回転体(9)及び出力側回転体(1a)のうち少なくとも一方には、ねじ結合部(10)に作用する締め付けトルクが所定値以上となったときに、締め付けトルクによる引っ張り軸力により破断する破断部(1i)が設けられ、破断部は、出力側回転体(1a)の一部を雄ねじ部のねじ径より小さい相当直径を有する狭径部(1i)により構成されていることを特徴とする。
【0014】
これにより、破断部(1i)を破断させる応力は、剪断応力ではなく、主に引っ張り軸力に伴う引張り応力(法線応力)となる。しかも、引張り応力は、剪断応力と異なり、断面に略均一に分布するので、破断部(1i)の応力分布を比較的正確に予測解析することができる。
【0015】
したがって、試行錯誤的に破断部(1i)の寸法及び材質等を決定する必要性が低下して設計開発が容易になるとともに、破断部(1i)が疲労破壊することなく、所定トルクにて確実に破断させることができ、トルクリミッタ機能の誤作動を未然に防止でき得る。
【0016】
なお、締め付けトルクが増大すると、厳密には、軸力の増大と共に剪断応力も増大するが、剪断応力の影響は引張り応力の影響に比べて十分に小さいので、破断部(1i)は、主に引っ張り軸力に伴う引張り応力にて破断する。
【0018】
請求項2に記載の発明では、出力側回転体(1a)は、小径部(1g)と大径部(1h)とからなる段付き部(1f)が形成された軸状のものであり、雄ねじ部及び破断部(1i)は小径部(1g)に形成され、さらに、入力側回転体(9)は、締め付けトルクによる軸力により段付き部(1f)に圧接していることを特徴とするものである。
【0022】
請求項3に記載の発明では、駆動源(8)から動力を受けて回転する入力側回転体(9)と、入力側回転体(9)とねじ結合され、入力側回転体(9)と一体的に回転する中間回転体(9g)と、中間回転体(9g)とねじ結合され、中間回転体(9g)と一体的に回転する出力側回転体(1a)とを有し、入力側回転体(9)と中間回転体(9g)とのねじ結合部、及び出力側回転体(1a)とのねじ結合部は、入力側回転体(9)に駆動源(8)からの動力が作用したときに、締め付けトルクが増大するようにねじが形成されており、さらに、中間回転体(9g)には、両ねじ結合部に作用する締め付けトルクが所定値以上となったときに、締め付けトルクによる引っ張り軸力により破断する破断部(1i)が設けられていることを特徴とする。
【0023】
これにより、破断部(1i)を破断させる応力は、剪断応力ではなく、主に引っ張り軸力に伴う引張り応力(法線応力)となる。しかも、引張り応力は、剪断応力と異なり、断面に略均一に分布するので、破断部(1i)の応力分布を比較的正確に予測解析することができる。
【0024】
したがって、試行錯誤的に破断部(1i)の寸法及び材質等を決定する必要性が低下して設計開発が容易になるとともに、破断部(1i)が疲労破壊することなく、所定トルクにて確実に破断させることができ、トルクリミッタ機能の誤作動を未然に防止でき得る。
【0025】
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。
【0026】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
本実施形態は、本発明に係るトルクリミッタ機能付き回転機器を車両用蒸気圧縮式冷凍機(車両用空調装置)の圧縮機に適用したものであって、図1は車両用空調装置の模式図であり、図2は圧縮機1の断面図である。
【0027】
なお、車両用空調装置は、図1に示すように、圧縮機1で圧縮された高温・高圧の冷媒と外気とを熱交換して冷媒を冷却する放熱器2、放熱器2から流出した冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離して余剰冷媒を液相冷媒として蓄えるレシーバ3、レシーバ3から供給された液相冷媒を減圧する減圧器4、及び減圧された低圧・低温冷媒と室内に吹き出す空気と熱交換して液相冷媒を蒸発させる室内熱交換器をなす蒸発器5等からなるものである。
【0028】
圧縮機1は、図2に示すように、斜板室(クランクケース)1c内の圧力を制御することによりシャフト1aに対する斜板1bの傾斜角を変化させてピストン1dの行程を変化させ、吐出容量を変化させることができる周知の可変容量斜板型圧縮機である。
【0029】
具体的には、圧縮機1の吸入側と斜板室1cとをオリフィスやキャピラリーチューブ等の所定の圧力損失を発生させる絞り(図示せず。)を介して常に連通させるとともに、圧縮機1の吐出側と斜板室1cとを連通させる圧力導入通路(図示せず。)の連通状態を制御する圧力制御弁6を設け、吐出容量を増大させる場合には、圧力導入通路を絞る又は閉じることにより斜板室1c内の圧力を低下させ、吐出容量を減少させるときには、斜板室1c内の圧力を上昇させる。
【0030】
圧力制御弁6は、図1に示すように、電子制御装置(ECU)7により制御されており、本実施形態では、ECU7は蒸発器5内の圧力(蒸発温度)又は蒸発器5を通過した直後の空気温度が所定の目標温度(TEO)となるように圧力制御弁6をデューティ制御する。
【0031】
因みに、ECU7には、外気温度センサ、内気温度センサ及び蒸発器5を通過した直後の空気温度を検出エバ後センサ等の空調センサ7aの検出信号、及び乗員が操作設定する操作パネル7bの設定値が入力されており、ECU7は、これらの入力値に基づいて目標エバ後温度TEOや目標吹出温度TAOを算出して圧縮機1(圧力制御弁6)等を制御する。
【0032】
また、圧縮機1は、走行用駆動源をなす内燃機関、つまりエンジン8から動力の供給を受けて稼動するもので、Vベルト及び入力側回転体をなすプーリ9を介してエンジン1の始動・停止に機械的に連動して稼動する。
【0033】
このため、圧縮機1は、エンジン8の始動とともに稼動し始め、エンジン8の停止とともに停止する。したがって、操作パネル7bに設けられた空調装置の始動スイッチ(A/Cスイッチ)を遮断した場合であっても、エンジン8が稼動している間は、斜板1bやラグプレート1e(図2参照)等は回転し続ける。
【0034】
次に、プーリ9及び本実施形態に係るトルクリミッタ機能について述べる。
【0035】
図3はプーリ9の拡大断面図であり、プーリ本体9aはVベルトを介してエンジン8から駆動力を受けて回転する略円筒状に形成された金属又は硬質樹脂(本実施形態では、フェノール)製の回転体であり、このプーリ9の内周側にはプーリ本体9aを回転可能に支持するラジアル転がり軸受9bが装着される円筒状のプーリハブ9cが一体成形されている。因みに、ラジアル転がり軸受9bの内輪は、圧縮機1のフロントハウジングに圧入装着される。
【0036】
なお、本実施形態では、プーリ本体9aとして、複数列のV溝9dが設けられたポリードライブベルト対応型のプーリを採用しているとともに、プーリ本体9aを樹脂製としているので、プーリハブ9cのうち軸受9bが装着される内周側には、金属製のスリーブ9eがインサート成形にてプーリハブ9cに一体化されている。
【0037】
また、センターハブ9fは出力側回転体であるシャフト1aにねじ結合されてシャフト1aと共に回転する回転体であり、このセンターハブ9fは、シャフト1aの先端側外周面に形成された雄ねじと結合する雌ねじが形成されたボス部9g、プーリ本体9a側に突出してプーリ本体9aから供給されるトルクを受ける複数個の突起部9hが形成されたプレート部9i、及びプレート部9iとボス部9gとを機械的に連結してプレート部9iからボス部9gにトルクを伝達するブリッジ部9j等から構成されている。
【0038】
因みに、本実施形態では、ボス部9g及びブリッジ部9jは金属粉を焼結することにより一体成形され、プレート部9iは樹脂にて成形されており、ブリッジ部9jとプレート部9iとはインサート成形法により一体化されているが、センターハブ9f全体を樹脂又は金属にて一体成形してもよいことは言うまでもない。
【0039】
ここで、シャフト1aの先端側は、雄ねじ部が形成された小径部1gと段付き部1fを形成する大径部1hとからなる段付き形状となっているため、プーリ9をシャフト1aに対してに締め付けると、プーリ9、つまりボス部9gと段付き部1fとの接触面圧が増大しながら小径部1gに作用する引っ張り軸力、つまりねじ結合部10に発生する締結力及び締め付けトルクが増大する。
【0040】
そして、本実施形態では、プーリ9、つまりボス部9gとシャフト1aとのねじ結合部10には、プーリ9にエンジン8からの動力が作用したときに、ねじ結合部10での締め付けトルクが増大する向きのねじが形成されているとともに、ねじ結合部10に作用する締め付けトルクが所定値以上となったときに、締め付けに伴って発生する引っ張り軸力により破断する破断部1iが設けられている。
【0041】
また、プーリ9をシャフト1aに組み付ける際の締め付けトルクは、破断部1iが破断するトルク、つまり動力を伝達を遮断してトルクリミッタ機能を発揮させる破断トルク以下であって、圧縮機1を駆動するに必要なトルク以上の所定トルク(以下、このトルクを組み付けトルクと呼ぶ。)である。
【0042】
なお、本実施形態では、小径部1gの根元側、つまり小径部1gのうち大径部1h側の一部を、雄ねじ部のねじ径より小さい相当直径を有する狭径部とすることにより破断部1iを構成している。
【0043】
ここで、相当直径とは、断面積を円に換算したときの直径を言うもので、本実施形態では、破断部1iは円形断面であるので、相当直径は破断部1iの直径と一致する。
【0044】
次に、本実施形態に係るトルクリミッタ機能付き回転機器の特徴的作動を述べる。
【0045】
圧縮機1が正常作動しているときには、圧縮機1を駆動させるための駆動トルクは組み付けトルク以下であるので、ねじ結合部10で発生する軸力に伴う摩擦力にてエンジン8から出力されたトルクがシャフト1a、つまり圧縮機1に伝達される。
【0046】
そして、何らかの原因により、圧縮機の摺動部が焼き付く等して固着してしまったときには、プーリ9に伝達されるトルクの増大とともにねじ結合部10での締め付けトルクが増大して引っ張り軸力が増大するので、破断部1iに作用する引っ張り軸力が破断トルク相当の軸力以上となったときに破断部1iが破断してトルクの伝達が遮断される。
【0047】
次に、本実施形態に係るトルクリミッタ機能付き回転機器の作用効果を述べる。
【0048】
破断部1iを破断させる応力は、前述のごとく、剪断応力ではなく、主に引っ張り軸力に伴う引張り応力(法線応力)となる。しかも、引張り応力は、剪断応力と異なり、断面に略均一に分布するので、破断部1iの応力分布を比較的正確に予測解析することができる。
【0049】
したがって、試行錯誤的に破断部1iの寸法及び材質等を決定する必要性が低下して設計開発が容易になるとともに、破断部1iが疲労破壊することなく、所定トルクにて確実に破断させることができ、トルクリミッタ機能の誤作動を未然に防止でき得る。
【0050】
また、試行錯誤的に破断部1iの寸法及び材質等を決定する必要性が低下するので、例えばブリッジ部9jを破断させてトルクリミッタ機能を発揮させる場合に比べて、センターハブ9fの生産性を向上させることができ、プーリ9の製造原価を低減することができる。
【0051】
なお、上述の説明からも明らかなように、本実施形態では、プーリ9が特許請求の範囲に記載された「入力側回転体」に相当し、シャフト1aが特許請求の範囲に記載された「出力側回転体」に相当する。
【0052】
(第2実施形態)
第1実施形態では、破断部1iをシャフト1aのうち圧縮機1外、つまり斜板室1c外に設けていたが、本実施形態は、圧縮機1の内部、つまり斜板室1c内に破断部1i相当を設けたものである。なお、図4、5は本実施形態の特徴を示すもので、図5は図4の拡大図である。
【0053】
具体的には、図4、5に示すように、ラグプレート1eをシャフト1aにねじ結合するとともに、そのねじ結合部1jにプーリ9にエンジン8からの動力が作用したときに、ねじ結合部1jでの締め付けトルクが増大する向きのねじを形成したものである。
【0054】
このため、ねじ結合部1jの締め付けトルクが増大すると、ラグプレート1eとシャフト1aに設けられたフランジ部1kとの接触面圧が増大して締め付けに伴ってシャフト1aに発生する引っ張り軸力が増大するため、シャフト1aからラグプレート1eへのトルク伝達は、主にフランジ部1kとラグプレート1eとの接触面で発生する摩擦力により伝達される。
【0055】
また、ねじ結合部1jの組み付けトルクは、圧縮機1が正常作動しているときの最大トルクに所定の安全率を考慮したトルクであり、圧縮機1が正常作動しているときには、フランジ部1kとラグプレート1eとの接触面で発生する摩擦力によりトルクがシャフト1aからラグプレート1eに伝達される。
【0056】
一方、ねじ結合部1jは、組み付けトルクより大きい所定の締め付けトルクが作用したときに、ねじ山が潰れる(ねじ山がなめる)ようにして破壊する程度の強度に設定されている。
【0057】
次に、本実施形態に係る圧縮機1の特徴的作動を述べる。
【0058】
圧縮機1が正常作動しているときには、圧縮機1を駆動させるための駆動トルクは組み付けトルク以下であるので、ねじ結合部1jで発生する軸力に伴う摩擦力にてエンジン8から出力されたトルクがシャフト1aからラグプレート1eに伝達される。
【0059】
そして、何らかの原因により、圧縮機の摺動部が焼き付く等して固着してしまったときには、プーリ9に伝達されるトルクの増大と共にねじ結合部1jでの締め付けトルクが増大して引っ張り軸力が増大するので、ねじ結合部1jに作用する引っ張り軸力が破断トルク相当の軸力以上となったときにねじ結合部1jが破壊してトルクの伝達が遮断される。
【0060】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【0061】
ねじ結合部1jを破断させる応力は、前述のごとく、剪断応力ではなく、主に引っ張り軸力に伴う引張り応力(法線応力)となる。しかも、引張り応力は、剪断応力と異なり、断面に略均一に分布するので、破断部1iの応力分布を比較的正確に予測解析することができる。
【0062】
したがって、試行錯誤的にねじ結合部1jの寸法及び材質等を決定する必要性が低下して設計開発が容易になるとともに、ねじ結合部1jが疲労破壊することなく、所定トルクにて確実に破断させることができ、トルクリミッタ機能の誤作動を未然に防止でき得る。
【0064】
(第3実施形態)
第2実施形態では、ねじ結合部1jのねじ山を潰すことによりトルクの伝達を遮断したが、本実施形態は、図6に示すように、フランジ部1kの近傍、つまりシャフト1a側の雄ねじ部の根元に雄ねじ部のねじ径より小さい相当直径を有する狭径部を設け、この狭径部を破断部1iとしたものである。
【0065】
これにより、第1、2実施形態と同様に、圧縮機の摺動部が焼き付く等して固着してしまったときには、プーリ9に伝達されるトルクの増大と共にねじ結合部1jでの締め付けトルクが増大して引っ張り軸力が増大するので、破断部1iに作用する引っ張り軸力が破断トルク相当の軸力以上となったときに破断部1iが破断してトルクの伝達が遮断される。
【0066】
(第4実施形態)
本実施形態は、図7に示すように、シャフト1aをねじ結合にて直列接続された2本のシャフト1n、1mに構成するとともに、両シャフト1n、1mのねじ結合部1pの組み付けトルクを圧縮機1が正常作動しているときの最大トルクに所定の安全率を考慮したトルクとしたものである。
【0067】
これにより、第1〜3実施形態と同様に、圧縮機の摺動部が焼き付く等して固着してしまったときには、プーリ9に伝達されるトルクの増大と共にねじ結合部1pでの締め付けトルクが増大して引っ張り軸力が増大するので、破断部1iに作用する引っ張り軸力が破断トルク相当の軸力以上となったときに破断部1iが破断してトルクの伝達が遮断される。
【0068】
なお、本実施形態では、ラグプレート1eはシャフト1nに圧入にて一体化されており、ねじ結合部1pの締め付けを増大させると、シャフト1mに設けられたフランジ部1qとラグプレート1eとの接触面で発生する面圧が増大してシャフト1aに発生する引っ張り軸力が増大するので、トルクプーリ9からシャフト1mに伝達されたトルクは、主にフランジ部1qとラグプレート1eとの接触面で発生する摩擦力により伝達される。
【0069】
因みに、本実施形態では、シャフト1mに破断部1iを設けて引っ張り軸力が破断トルク相当の軸力以上となったときに破断部1iが破断するようにしたが、第2実施形態と同様に、組み付けトルクより大きい所定の締め付けトルクが作用したときに、ねじ結合部1pがねじ山が潰れる(ねじ山がなめる)ようにして破壊する程度の強度に設定し、引っ張り軸力が破断トルク相当の軸力以上となったときにねじ結合部1pが破壊することによりトルクの伝達を遮断してもよい。
【0071】
(第5実施形態)
本実施形態は、図8に示すように、ラグプレート1eの一部に機械的強度を低下させた破断し易い破断部をなすブリッジ部1rを設けたものである。具体的には、シャフト1aに固定されたハブ1s、外周側に位置して斜板1bに連結される外周部1t、及びハブ1sと外周部1tとを連結するブリッジ部1rにてラグプレート1eを構成するとともに、圧縮機の摺動部が焼き付く等して固着してしまったときには、ブリッジ部1rに曲げモーメントが作用するようにしたものである。
【0072】
すなわち、ラグプレート1eは、構造上、スラスト軸受1u(図2等参照)を支点とする曲げモーメントをシャフト1aから受けながら回転する。このため、圧縮機の摺動部が焼き付く等して固着してしまったときには、プーリ9に伝達されるトルクの増大と共にスラスト軸受1uを支点とする曲げモーメントが増大するため、ブリッジ部1rに作用する曲げモーメントが増大し、遂にはブリッジ部1rが破断し、トルクの伝達が遮断される。
【0073】
このとき、曲げモーメントによる曲げ応力は、周知のごとく、剪断応力(接線応力)ではなく、主に引っ張り軸力に伴う引張り応力及び圧縮応力、つまり法線応力となる。しかも、法線応力は、剪断応力と異なり、断面に略均一に分布するので、ブリッジ部1rの応力分布を比較的正確に予測解析することができる。
【0074】
したがって、試行錯誤的にブリッジ部1rの寸法及び材質等を決定する必要性が低下して設計開発が容易になるとともに、ブリッジ部1rが疲労破壊することなく、所定トルクにて確実に破断させることができ、トルクリミッタ機能の誤作動を未然に防止でき得る。
【0076】
(第6実施形態)
第1実施形態では、入力側回転体をなすプーリ9と出力側回転体をなすシャフト1aとを直接的にねじ結合したが、本実施形態は、図9に示すように、ボス部9gをプーリ9(センターハブ9f)と別体として、ボス部9gとプーリ9とをねじ結合することによりボス部9gとプーリ9とを一体化するとともに、中間回転体をなすボス部9gとシャフト1aとを第1実施形態と同様にねじ結合し、ボス部9gに破断部1iを設けたものである。
【0077】
具体的には、ブリッジ部9jのボス部9g側に、六角形状等の二面幅形状を有する筒部9mを溶接又は一体成形により設け、この筒部9mにボス部9gに形成された雄ねじとねじけ結合する雌ねじを設ける。なお、この雄ねじ及び雌ねじは、プーリ9にエンジン8からの動力が作用したときに締め付けトルクが増大する向きに形成されている。
【0078】
また、ボス部9gの雄ねじの根元側は、雄ねじの外径より大きな外径を有する大径部9nが設けられており、プーリ9をボス部9gに締め付ける際の軸力に伴って大径部9nと筒部9mとの接触面で発生する摩擦力によってプーリ9からボス部9gにエンジン8からの動力が伝達される。
【0079】
また、ボス部9gからシャフト1aへの動力伝達は、ボス部9gをシャフト1aに締め付ける際の軸力に伴ってシャフト1aの先端とボス部9gとの接触面で発生する摩擦力により行われる。
【0080】
なお、本実施形態に係る破断部1iも第1実施形態と同様に、ボス部9gの雄ねじの根元側を、雄ねじ部のねじ径より小さい相当直径を有する狭径部とすることにより破断部としている。
【0081】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【0082】
圧縮機1が正常作動しているときには、圧縮機1を駆動させるための駆動トルクは組み付けトルク以下であるので、プーリ9及びボス部9gを介してエンジン8から出力されたトルクがシャフト1a、つまり圧縮機1に伝達される。
【0083】
そして、何らかの原因により、圧縮機の摺動部が焼き付く等して固着してしまったときには、プーリ9に伝達されるトルクの増大とともに締め付けトルクが増大してボス部9gに作用する引っ張り軸力が増大するので、破断部1iに作用する引っ張り軸力が破断トルク相当の軸力以上となったときに破断部1iが破断してトルクの伝達が遮断される。
【0084】
このとき、破断部1iを破断させる応力は、剪断応力ではなく、主に引っ張り軸力に伴う引張り応力(法線応力)となる。しかも、引張り応力は、剪断応力と異なり、断面に略均一に分布するので、破断部1iの応力分布を比較的正確に予測解析することができる。
【0085】
したがって、試行錯誤的に破断部1iの寸法及び材質等を決定する必要性が低下して設計開発が容易になるとともに、破断部1iが疲労破壊することなく、所定トルクにて確実に破断させることができ、トルクリミッタ機能の誤作動を未然に防止でき得る。
【0086】
ところで、第1実施形態では、シャフト1a(小径部1g)の先端に形成された二面幅等に工具係部を設けてプーリ9とシャフト1aとの組み付け及び取り外しを行うが、第1実施形態では、シャフト1a(小径部1g)の先端に形成された二面幅等に工具係部を設けているので、工具係部の寸法は破断部1iの直径寸法より小さくせざるを得なく、工具係部の寸法を大きくすることが難しい。このため、第1実施形態では、工具係部の強度を確保することが難しいことに加えて、組み付け及び取り外しの際の作業性が悪い。
【0087】
これに対して、本実施形態では、プーリ9とボス部9gとの組み付け及び取り外し、並びにボス部9gとシャフト1aとの組み付け及び取り外しは、図9、10示すように、筒部9mの外周に形成された二面幅、ボス部9gの中心に形成された六角穴9p、及びシャフト1aの先端に形成された六角穴1v等の工具係部に工具を装着して行うが、本実施形態では、中間回転体をなすボス部9gを介してプーリ9とシャフト1aとを連結しているので、ボス部9gの寸法を的堰な寸法とすることにより、工具係部の寸法を適切な寸法まで容易に拡大することができる。
【0088】
したがって、工具係部の強度を容易に確保することができるとともに、組み付け及び取り外しの際の作業性を向上させることができる。
【0089】
また、本実施形態では、シャフト1aのうち大気に晒される部位、つまりシャフトシール1xより先端側の多くがボス部9gにより覆われているので、シャフト1aにメッキ処理等の防錆処理を行う必要性が低くなり、シャフト1a、つまり圧縮機1の製造原価を低減することができる。
【0090】
因みに、シャフト1aにメッキ処理を行うと、メッキ処理後、シャフト1aのうちシャフトシール1xとの接触面やベアリングとの摺動面等を研磨する必要があり、圧縮機の製造工数の増大を招く。
【0091】
なお、シャフト1aの先端は、ボス部9g等に防錆処理を行えば、十分な防錆効果を得ることができる。
【0092】
(その他の実施形態)
第1実施形態では、小径部1gの根元側、つまり小径部1gのうち大径部1h側の一部を、雄ねじ部のねじ径より小さい相当直径を有する狭径部1iとすることにより破断部1iを構成したが、本発明はこれに限定されるものでなく、例えば切り欠きを設ける等して破断部1iを構成してもよい。
【0093】
また、上述の実施形態では、斜板型圧縮機を例に本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他形式の圧縮機等に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る車両用空調装置(蒸気圧縮式冷凍機)の模式図である。
【図2】本発明の第1実施形態に係る可変容量型の斜板型圧縮機の断面図である。
【図3】本発明の第1実施形態に係るプーリの拡大断面図である。
【図4】本発明の第2実施形態に係る可変容量型の斜板型圧縮機の断面図である。
【図5】図4の拡大図である。
【図6】本発明の第3実施形態に係る可変容量型の斜板型圧縮機の断面図である。
【図7】本発明の第4実施形態に係る可変容量型の斜板型圧縮機の断面図である。
【図8】本発明の第5実施形態に係るラグプレート1の正面図である。
【図9】本発明の第6実施形態に係る可変容量型の斜板型圧縮機の断面図である。
【図10】図9の左側面図である。
【符号の説明】
1a…シャフト、1f…段付き部、1g…小径部、1h…大径部、
1i…破断部、9…プーリ、9a…プーリ本体、
9f…センターハブ、10…ねじ結合部。
Claims (3)
- 駆動源(8)から動力を受けて回転する入力側回転体(9)と、
前記入力側回転体(9)とねじ結合され、前記入力側回転体(9)と一体的に回転する出力側回転体(1a)とを有し、
前記入力側回転体(9)と前記出力側回転体(1a)とのねじ結合部(10)は、前記出力側回転体(1a)に形成された雄ねじ部と前記入力側回転体(9)に形成された雌ねじ部とから構成されるとともに、前記入力側回転体(9)に前記駆動源(8)からの動力が作用したときに、締め付けトルクが増大するようにねじが形成されており、
さらに、前記入力側回転体(9)及び前記出力側回転体(1a)のうち少なくとも一方には、前記ねじ結合部(10)に作用する締め付けトルクが所定値以上となったときに、前記締め付けトルクによる引っ張り軸力により破断する破断部(1i)が設けられ、
前記破断部は、前記出力側回転体(1a)の一部を前記雄ねじ部のねじ径より小さい相当直径を有する狭径部(1i)により構成されていることを特徴とするトルクリミッタ機能付き回転機器。 - 前記出力側回転体(1a)は、小径部(1g)と大径部(1h)とからなる段付き部(1f)が形成された軸状のものであり、
前記雄ねじ部及び前記破断部(1i)は前記小径部(1g)に形成され、
さらに、前記入力側回転体(9)は、締め付けトルクによる軸力により前記段付き部(1f)に圧接していることを特徴とする請求項1に記載のトルクリミッタ機能付き回転機器。 - 駆動源(8)から動力を受けて回転する入力側回転体(9)と、
前記入力側回転体(9)とねじ結合され、前記入力側回転体(9)と一体的に回転する中間回転体(9g)と、
前記中間回転体(9g)とねじ結合され、前記中間回転体(9g)と一体的に回転する出力側回転体(1a)とを有し、
前記入力側回転体(9)と前記中間回転体(9g)とのねじ結合部、及び前記出力側回転体(1a)とのねじ結合部は、前記入力側回転体(9)に前記駆動源(8)からの動力が作用したときに、締め付けトルクが増大するようにねじが形成されており、
さらに、前記中間回転体(9g)には、前記両ねじ結合部に作用する締め付けトルクが所定値以上となったときに、前記締め付けトルクによる引っ張り軸力により破断する破断部(1i)が設けられていることを特徴とするトルクリミッタ機能付き回転機器。
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