JP4161742B2

JP4161742B2 - トルク伝達装置

Info

Publication number: JP4161742B2
Application number: JP2003055590A
Authority: JP
Inventors: 倫保野坂; 清黒畑
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-03-03
Filing date: 2003-03-03
Publication date: 2008-10-08
Anticipated expiration: 2023-03-03
Also published as: DE102004009965A1; JP2004263795A; US20040176200A1; US7452281B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン等の駆動源のトルクを、圧縮機等の受動側の回転機器（補機）に伝達するトルク伝達装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の圧縮機に動力を伝達するトルク伝達装置では、駆動機器からのトルクを受ける入力部、従動機器側に連結された出力部、及び入力部と出力部とを連結して入力部から出力部にトルクを伝達するブリッジ部を有し、伝達トルクが所定トルク以上となったときに、ブリッジ部が破断することによりトルクの伝達を遮断して、圧縮機の焼き付き等の障害によりロック（回転不可状態となって）しまったときに、駆動源であるエンジンに過大な負荷が発生することを防止している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
そして、出力部であるボス部は圧縮機のシャフトにねじ固定されているのに対して、入力部は、入力部に設けられた突起部とプーリ部に設けられた突起部と噛み合わせているのみであるので、ブリッジ部が破断すると、入力部がトルク伝達装置から脱落してしまうおそれがある。
【０００４】
そこで、特許文献１に記載の発明では、プーリ部に止め輪を装着することにより、ブリッジ部が破断したときに、入力部がトルク伝達装置から脱落してしまうことを未然に防止している。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３４９５９６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１に記載の発明では、プーリ部に止め輪を装着することにより入力部がトルク伝達装置から脱落してしまうことを防止しているので、プーリ部に止め輪を装着するための溝部加工を要するとともに、トルク伝達装置の組み立て時には、止め輪をプーリ部に装着する工程が発生してしまう。
【０００７】
このため、特許文献１に記載の発明は、トルク伝達装置の製造工数の低減を図ることが難しいことに加えて、分解修理性（メンテナンス性）が低いという問題を有している。
【０００８】
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伝達装置を提供し、第２には、止め輪を用いることなく、トルク伝達装置の一部が脱落してしまうことを未然に防止することを目的とする。
【０００９】
【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、駆動機器からのトルクを受ける入力部（１３ｃ）、従動機器側に連結された出力部（１３ａ）、及び入力部（１３ｃ）と出力部（１３ａ）とを連結して入力部（１３ｃ）から出力部（１３ａ）にトルクを伝達するブリッジ部（１３ｄ）を有し、伝達トルクが所定トルク以上となったときに、ブリッジ部（１３ｄ）が破断することによりトルクの伝達を遮断するトルク伝達装置であって、入力部（１３ｃ）側に固定され、ブリッジ部（１３ｄ）が破断したときに、出力部（１３ａ）側に係止されることにより入力部（１３ｃ）と出力部（１３ａ）とを係止連結する破断時連結手段（１３ｅ）を備え、出力部は、従動機器の回転部（１ｂ）に固定されて回転部（１ｂ）に一体化されたボス部（１３ａ）によって構成され、ボス部（１３ａ）の外周側には、外径寸法を変化させた段付き部（１３ｆ）が設けられており、入力部は、樹脂によって成形されており、駆動機器からトルクを受けて回転する駆動側回転部（１１）に形成された突起部（１１ｄ）に対して、回転方向にずれて噛み合うように設けられた突起部（１３ｂ）が形成されたプレート部（１３ｃ）によって構成され、両突起部（１１ｄ、１３ｃ）間には、弾性変形可能なダンパー（１４ａ、１４ｂ）が配置され、両突起部（１１ｄ、１３ｃ）の噛み合い状態は、ボス部（１３ａ）が回転部（１ｂ）に一体化されていることに伴って発生する保持力により保持されており、破断時連結手段は、外径側がプレート部（１３ｃ）のうち突起部（１３ｂ）よりも内周側の部位に前記ブリッジ部（１３ｄ）と共にインサート成形により一体に固定されるとともに、内径側にブリッジ（１３ｄ）が破断したときに段付き部（１３ｆ）と係止する係止部（１３ｇ）が設けられたプレート（１３ｅ）によって構成されていることを特徴とする。
【００１０】
これにより、別部品の止め輪にて脱落防止手段を構成した特許文献１に記載の発明に比べて、トルク伝達装置の製造工数低減を図ることができるとともに、分解修理性（メンテナンス性）を向上させることができる。
【００１３】
これにより、別部品の止め輪にて脱落防止手段を構成した特許文献１に記載の発明に比べて、トルク伝達装置の製造工数低減を図ることができるとともに、分解修理性（メンテナンス性）を向上させることができる。
【００１４】
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。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本実施形態は、走行用エンジンからの動力を車両用空調装置の圧縮機に伝達するトルク伝達装置に本発明を適用したものであって、図１は車両用空調装置（蒸気圧縮式冷凍機）の模式図である。
【００１６】
図１中、圧縮機１は冷媒を吸入圧縮する可変容量型圧縮機であり、放熱器２は圧縮機１から吐出される冷媒を冷却する高圧側熱交換器であり、レシーバ３は放熱器２から流出する冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して液相冷媒を流出する気液分離器である。
【００１７】
なお、本実施形態に係る圧縮機１は、ピストンを往復動させる斜板の傾斜角を変更して圧縮機の吐出容量、つまりシャフトが１回転する際に吐出される理論吐出量を変化させるもので、斜板の傾斜角を変更させるには、電子制御装置１ａにより制御された制御弁１ｂにて斜板が収納された斜板室（クランク室）の圧力を制御することにより行う。
【００１８】
また、減圧器４はレシーバ３から流出した冷媒を減圧するもので、本実施形態では、冷媒を等エンタルピ減圧するとともに、圧縮機１に吸引される冷媒の過熱度が所定値となるように絞り開度を制御する温度式膨脹弁を採用している。蒸発器５は減圧器４にて減圧された冷媒を蒸発させることにより冷凍能力（冷房能力）を発揮する低圧側熱交換器である。
【００１９】
そして、プーリ１０は、駆動源であるエンジン６からＶベルトを介して伝達された動力を回転機器である圧縮機１に伝達するプーリ一体型のトルク伝達装置（以下、プーリと略す。）であり、以下、プーリ１０について述べる。
【００２０】
図２は本実施形態に係るプーリの断面図であり、図３は図２の左側面図（一部断面図）であり、図４は図３のＡ−Ａ断面図であり、図５はセンターハブ１３の正面図であり、図６はセンターハブ１３の裏面図である。
【００２１】
図２中、プーリ本体１１はＶベルトを介してエンジン６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１０の内周側にはプーリ本体１１を回転可能に支持するラジアル転がり軸受１２が装着される円筒状のプーリハブ１１ａが一体成形されている。因みに、ラジアル転がり軸受１２の内輪は、圧縮機１のフロントハウジング１ａに圧入装着されている。
【００２２】
なお、本実施形態では、プーリ本体１１として、複数列のＶ溝１１ｂ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１１を樹脂製としているので、プーリハブ１１ａのうち軸受１２が装着される内周側には、金属製のスリーブ１１ｃがインサート成形にてプーリハブ１１ａに一体化されている。
【００２３】
また、センターハブ１３は圧縮機１の回転部であるシャフト１ｂに連結されてシャフト１ｂと共に回転する回転体である。そして、このセンターハブ１３は、図２〜４に示すように、シャフト１ｂの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１３ａ、プーリ本体１１側に突出してプーリ本体１１から供給されるトルクを受ける複数個の突起部１３ｂが形成されたプレート部１３ｃ、及びプレート部１３ｃとボス部１３ａとを機械的に連結してプレート部１３ｃからボス部１３ａにトルクを伝達するとともに、伝達トルクが所定トルク以上となったときに破断するような強度に設定されたブリッジ部１３ｄ等から構成されたもので、本実施形態では、ボス部１３ａが特許請求の範囲に記載された出力部に相当し、プレート部１３ｃが特許請求の範囲に記載された入力部に相当する。
【００２４】
なお、ボス部１３ａ及びブリッジ部１３ｄ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１３ｃは樹脂にて成形されており、ブリッジ部１３ｄとプレート部１３ｃとはインサート成形法により一体化されている。
【００２５】
プレート１３ｅは、外径側がプレート部１３ｃ側に一体化固定され、内径側にボス部１３ａに形成された段付き部１３ｆと係止する係止部１３ｇが設けられた円盤状の破断時連結手段である。
【００２６】
具体的には、金属製のプレート１３ｅの内径側に段付き部１３ｆの直径φ１より小さい直径φ２を有する穴を設け、この穴にボス部１３ａを挿入した状態でプレート１３ｅの外形側をブリッジ部１３ｄと共にインサート成形にてプレート部１３ｃに一体化したものである。
【００２７】
また、プーリ本体１１のうちプレート部１３ｃに対応する部位には、図４に示すように、プーリ本体１１からプレート部１３ｃ、つまりセンターハブ１３側に向けて突出する複数個の突起部１１ｄが一体形成されており、プーリ本体１１及びセンターハブ１３が圧縮機１に装着された状態においては、センターハブ１３の突起部１３ｂとプーリ本体１１の突起部１１ｄとは、互いにシャフト１ｂの回転方向にずれてシャフト１ｂ周りに交互に位置して噛みあっている。
【００２８】
そして、両突起部１１ｄ、１３ｂ間には、両突起部１１ｄ、１３ｂに挟まれるようにして第１、２ダンパー１４ａ、１４ｂが配置されており、この第１、２ダンパー１４ａ、１４ｂは、弾性変形可能な材質（例えば、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合ゴム））からなるトルク伝達部材である。
【００２９】
ここで、第１ダンパー１４ａは、圧縮機１を駆動する際にプーリ本体１１がセンターハブ１３に対して相対的に回転する向き（以下、この向きを正転の向き（矢印の向き）と呼ぶ。）に回転したときに、圧縮荷重を受けて圧縮変形してプーリ本体１１の突起部１１ｄからセンターハブ１３の突起部１３ｂにトルクを伝達するものである。
【００３０】
一方、第２ダンパー１４ｂは、プーリ本体１１がセンターハブ１３に対して相対的に正転の向きと逆向き（以下、この向きを逆転の向きと呼ぶ。）に回転したとき、圧縮荷重を受けて圧縮変形するものであり、両ダンパー１４ａ、１４ｂを連結部材１４ｃにて連結して２個１組として、円周方向に複数組配置されている。
【００３１】
次に、本実施形態に係るトルク伝達装置（プーリ１０）の特徴的作動を述べる。
【００３２】
エンジン６が稼動し始めると、プーリ本体１１がセンターハブ１３に対して正転の向きに回転し、第１ダンパー１４ａが圧縮変形し、その圧縮反力がトルクとしてセンターハブ１３に伝達される。
【００３３】
このとき、エンジン６で発生するトルク変動及び圧縮機１で発生する負荷変動によりプーリ本体１１とセンターハブ１３との回転角位相差は、第１、２ダンパー１４ａ、１４ｂが弾性変形することにより吸収される。
【００３４】
そして、プーリ本体１１とセンターハブ１３との間で伝達されるトルクが所定トルクを超えると、ブリッジ部１３ｄが破断するため、プーリ本体１１とセンターハブ１３との間のトルク伝達が遮断される。つまり、本実施形態では、ブリッジ部１３ｄが、伝達トルクが所定トルクを超えたときにトルクの伝達を遮断するトルクリミッタ部を構成する。
【００３５】
このとき、センターハブ１３のうちプレート部１３ｃ側は、両ダンパー１４ａ、１４ｂ介して両突起部１１ｄ、１３ｂが噛み合っているのみであり、その噛み合い状態は、ボス部１３ａがシャフト１ｂに一体化されていることに伴って発生する保持力により保持されているので、ブリッジ部１３ｄが破断すると、プレート部１３ｃは、図７に示すように、図２に示す状態から紙面左側、つまりセンターハブ１３を取り外す向きに移動する。
【００３６】
しかし、プレート１３ｅの係止部１３ｇがボス部１３ａの段付き部１３ｆに係止されるので、トルクの伝達が遮断された状態でプレート部１３ｃとボス部１３ａとが係止連結された状態になる。したがって、ブリッジ部１３ｄが破断しても、ボス部１３ａは勿論のこと、プレート部１３ｃ側がプーリ１０から脱落してしまうことを防止できる。
【００３７】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００３８】
本実施形態では、脱落防止手段をなすプレート１３ｅがセンターハブ１３、つまりプーリ１０に一体化されているので、別部品の止め輪にて脱落防止手段を構成した特許文献１に記載の発明に比べて、プーリ１０の製造工数低減を図ることができるとともに、分解修理性（メンテナンス性）を向上させることができる。
【００３９】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、センターハブ１３の成形時にインサート成形法によりプレート１３ｅをセンターハブ１３に一体化したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばネジやリベットにてプレート１３ｅをセンターハブ１３に一体化する、又はプレート１３ｅを含めたセンターハブ１３全体を一体成形してもよい。
【００４０】
また、上述の実施形態では、板状のプレート１３ｅにて破断時連結手段を構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、スキーのワイヤー式流れ止めのごとく、ワイヤーでプレート部１３ｃとボス部１３ａとを連結する等して破断時連結手段を構成してもよい。なお、この際、破断時連結手段をなすワイヤーに伝達トルクが作用しないようにする必要がある。
【００４１】
また、上述の実施形態では、ブリッジ部１３ｄが破断したとき、ボス部１３ａは脱落することなくプーリ１０に残り、プレート部１３ｃがプーリ１０から脱落することから、プレート１３ｅのプレート部１３ｃ側をプレート部１３ｃに固定し、ボス部１３ａ側に係止部１３ｇを設けたが、仮にブリッジ部１３ｄが破断したとき、ボス部１３ａは脱落することなくプーリ１０に残り、プレート部１３ｃがプーリ１０から脱落する場合には、プレート１３ｅのプレート部１３ｃ側に係止部１３ｇを設け、ボス部１３ａ側をボス部１３ａに固定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用空調装置（蒸気圧縮式冷凍機）の模式図である。
【図２】本実施形態に係るプーリの説明図である。
【図３】図２の左側面図（一部断面図）である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】本実施形態に係るセンターハブの正面図である。
【図６】本実施形態に係るセンターハブの裏面図である。
【図７】本実施形態に係るプーリの作動説明図である。
【符号の説明】
１０…プーリ、１１…プーリ本体、１２…ベアリング、
１３…センターハブ、１３ａ…ボス部、１３ｂ…突起部、
１３ｃ…プレート部、１３ｄ…ブリッジ部、１３ｅ…プレート、
１３ｆ…段付き部、１３ｇ…係止部。

Claims

駆動機器からのトルクを受ける入力部（１３ｃ）、従動機器側に連結された出力部（１３ａ）、及び前記入力部（１３ｃ）と前記出力部（１３ａ）とを連結して前記入力部（１３ｃ）から前記出力部（１３ａ）にトルクを伝達するブリッジ部（１３ｄ）を有し、伝達トルクが所定トルク以上となったときに、前記ブリッジ部（１３ｄ）が破断することによりトルクの伝達を遮断するトルク伝達装置であって、
前記入力部（１３ｃ）側に固定され、前記ブリッジ部（１３ｄ）が破断したときに、前記出力部（１３ａ）側に係止されることにより前記入力部（１３ｃ）と前記出力部（１３ａ）とを係止連結する破断時連結手段（１３ｅ）を備え、
前記出力部は、前記従動機器の回転部（１ｂ）に固定されて前記回転部（１ｂ）に一体化されたボス部（１３ａ）によって構成され、
前記ボス部（１３ａ）の外周側には、外径寸法を変化させた段付き部（１３ｆ）が設けられており、
前記入力部は、樹脂によって成形されており、前記駆動機器からトルクを受けて回転する駆動側回転部（１１）に形成された突起部（１１ｄ）に対して、回転方向にずれて噛み合うように設けられた突起部（１３ｂ）が形成されたプレート部（１３ｃ）によって構成され、
前記両突起部（１１ｄ、１３ｃ）間には、弾性変形可能なダンパー（１４ａ、１４ｂ）が配置され、
前記両突起部（１１ｄ、１３ｃ）の噛み合い状態は、前記ボス部（１３ａ）が前記回転部（１ｂ）に一体化されていることに伴って発生する保持力により保持されており、
前記破断時連結手段は、外径側が前記プレート部（１３ｃ）のうち前記突起部（１３ｂ）よりも内周側の部位に前記ブリッジ部（１３ｄ）と共にインサート成形により一体に固定されるとともに、内径側に前記ブリッジ（１３ｄ）が破断したときに前記段付き部（１３ｆ）と係止する係止部（１３ｇ）が設けられたプレート（１３ｅ）によって構成されていることを特徴とするトルク伝達装置。