JP4319811B2

JP4319811B2 - 動力伝達装置

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Publication number: JP4319811B2
Application number: JP2002208103A
Authority: JP
Inventors: 武陽松永; 泰生田渕; 清美奥田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-07-17
Filing date: 2002-07-17
Publication date: 2009-08-26
Anticipated expiration: 2022-07-17
Also published as: JP2004052828A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンや電動モータ等の駆動機器のトルクをポンプや圧縮機等の従動機器に伝達する動力伝達装置に関するものであり、車両用空調装置の圧縮機にエンジンの動力を伝達する動力伝達装置に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
動力伝達装置として、発明者等は、図６に示すものを試作検討した。
【０００３】
しかし、連結フランジ部２１３に駆動シャフトが連結され、この駆動シャフトの自重をカップリング２１０で受けるので、カップリング２１０が微少に歪んでしまうおそれが高い。
【０００４】
そして、カップリング２１０が歪んだまま連結フランジ部２１３及びカップリング２１０が高速で回転すると、連結フランジ部２１３とカップリング２１０ととを連結するリベット２１４周辺に偏心加重による応力が集中し易いため、リベット２１４周辺にてカップリング２１０が疲労破壊するおそれが高い。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来と異なる新規な動力伝達装置を提供し、第２には、動力伝達装置に疲労破壊が発生することを抑制することを目的とする。
【０００６】
【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、駆動側機器（３００）から駆動力を受けて回転するカップリング（２１０）と、カップリング（２１０）と同軸上に配置されて、従動側機器（１００）のシャフト（１０１）が連結されるセンターハブ（２２５）を有する第１ロータ（２２０）と、カップリング（２１０）と同軸上に配置されるとともに、カップリング（２１０）に連結されて、従動側機器（１００）のハウジングに対して回転可能に支持された第２ロータ（２３０）とを備え、第２ロータ（２３０）に伝達された駆動力が、弾性材（２５０）を介して第１ロータ（２２０）へ伝達される動力伝達装置であって、
カップリング（２１０）は、筒状の筒部（２１１）、及び筒部（２１１）の軸方向一端側を閉塞するように筒部（２１１）に連結されたフランジ部（２１２）を有し、フランジ部（２１２）には、駆動側機器（３００）の駆動シャフト（３０１）に連結された連結フランジ（２１３）が、棒状に形成された複数本の締結手段（２１４）を介して固定されており、締結手段（２１４）は、回転中心軸周りに円周状に配置され、
さらに、フランジ部（２１２）には、筒部（２１１）の軸方向に突出するように湾曲した補強リブ（２１７）が設けられており、補強リブ（２１７）は、複数本の締結手段（２１４）を囲むように回転中心を図心とした星形状に形成されるとともに、回転中心から放射状に延びる基準線（Ｌｏ）に対して傾いた方向に延びる部位（２１７ａ）と、基準線（Ｌｏ）に対して略直交する方向に延びる部位（２１７ｂ）とを有し、前記複数本の各締結手段（２１４）は、前記基準線（Ｌｏ）に対して傾いた方向に延びる部位（２１７ａ）と、前記基準線（Ｌｏ）に対して略直交する方向に延びる部位（２１７ｂ）とに囲まれていることを特徴とする。
【０００７】
これにより、動力伝達装置の大型化及び重量増を招くことなく、締結手段（２１４）周辺の剛性を高めることができる。延いては、締結手段（２１４）周辺にて動力伝達装置が疲労破壊することを未然に防止でき得る。
【０００８】
また、締結手段（２１４）は、回転中心軸周りに円周状に配置されており、さらに、補強リブ（２１７）は、複数本の締結手段（２１４）を囲むように回転中心を図心とした星形状に形成されているとともに、回転中心から放射状に延びる基準線（Ｌｏ）に対して傾いた方向に延びる部位（２１７ａ）と、基準線（Ｌｏ）に対して略直交する方向に延びる部位（２１７ｂ）とを有して構成されている。
【０００９】
これにより、補強リブ（２１７）は、回転中心から放射状に延びる基準線（Ｌｏ）に対して傾いた方向に延びる部位（２１７ａ）と、基準線（Ｌｏ）に対して略直交する方向に延びる部位（２１７ｂ）とを有して構成されるので、基準線（Ｌｏ）方向及び基準線（Ｌｏ）に対して略直交する方向の両者に対して剛性を高めることができ、締結手段（２１４）周辺にて動力伝達装置が疲労破壊することを確実に防止でき得る。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、補強リブ（２１７）は、複数本の締結手段（２１４）を囲むように回転中心周りに複数列設けられていることを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明では、連結フランジ（２１３）の外縁側には、連結フランジ（２１３）の回転軸方向に突出した円筒状の連結フランジ筒部（２１８）が形成されていることを特徴とするものである。
これにより、連結フランジ（２１３）側の締結手段（２１４）周辺部の剛性を高めることができ、締結手段（２１４）周辺にて連結フランジ（２１３）が疲労破壊することを未然に防止でき得る。
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。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本実施形態は、本発明に係る動力伝達装置２００を据え置き型の空調装置に適用したものであって、図１は空調装置の模式図である。
【００１４】
図１中、圧縮機１００は、動力伝達装置２００を介して駆動側機器をなす内燃機関３００から動力を得て冷媒を吸入圧縮する従動側機器であり、放熱器１１０は圧縮機１００から吐出した冷媒を冷却する高圧側熱交換器である。減圧器１２０は放熱器１１０から流出した高圧の冷媒を減圧する減圧手段であり、蒸発器１３０は減圧器１２０にて減圧された冷媒を蒸発させることにより冷凍能力を発揮する低圧側熱交換器である。
【００１５】
なお、本実施形態では、減圧器１２０として、オリフィスやキャピラリーチューブ等の開度が固定された固定絞りを採用している。また、冷凍能力（循環冷媒流量）の制御は、内燃機関３００の回転数を制御することにより行っている。
【００１６】
次に、動力伝達装置２００について述べる。
【００１７】
図２は本実施形態に係る動力伝達装置２００を示す図であり、図３は図２のＡ矢視図であり、図４は後述するカップリング２１０の断面図であり、図５はカップリング２１０の正面図である。
【００１８】
カップリング２１０は駆動シャフト３０１（図１参照）を介して内燃機関３００から駆動力を受けて回転する第１回転体である。このカップリング２１０は、図２に示すように、略円筒状のカップリング筒部２１１、及びこのカップリング筒部２１１の軸方向一端側（図２の左側）を閉塞するようにカップリング筒部２１１に一体形成されて連結されたカップリングフランジ部２１２を有して略コップ状に構成されたものである。
【００１９】
また、本実施形態では、カップリング筒部２１１とカップリングフランジ部２１２とは、プレス加工にて１枚の板材から一体形成されているとともに、カップリングフランジ部２１２には、駆動シャフト３０１が連結されて駆動シャフト３０１の動力をカップリング２１０に伝達する第２回転体をなす連結フランジ２１３が棒状の締結手段をなすリベット２１４にて固定されている。
【００２０】
そして、これらのリベット２１４は、図３、５に示すように、回転中心軸周りに円周状に配置されており、リベット２１４の近傍には、図２に示すように、カップリング筒部２１１の軸方向に突出するように湾曲した補強リブ２１７がプレス成形にてカップリングフランジ部２１２に一体形成されている。
【００２１】
また、補強リブ２１７は、図３、５に示すように、複数本のリベット２１４を囲むように回転中心を図心とした星形状（歯車状）に複数例形成されている。なお、図心とは、周知のごとく、平面図形において面積モーメントが釣り合う点を言う。
【００２２】
また、連結フランジ２１３の外縁側には、連結フランジ２１３の回転軸方向に突出した円筒状の連結フランジ筒部２１８が連結フランジ２１３の成形時に一体形成されている。なお、連結フランジ２１３はダイカスト成形後、所定箇所を切削することにより製造される。
【００２３】
第１ロータ２２０はカップリング２１０の内周側にカップリング２１０と同軸上に配置されて回転するものであり、この第１ロータ２２０は、カップリング筒部２１１と同軸上に配置された筒状のロータ筒部２２１、及びこのロータ筒部２２１の軸方向端部のうちカップリングフランジ部２１２と同一側端部を閉塞するようにロータ筒部２２１に連結されたロータフランジ部２２２からなるアウタプレート２２３、並びにロータフランジ部２２２にピン２２４にて固定されたセンターハブ２２５等からなるものである。
【００２４】
なお、センターハブ２２５は、圧縮機１００のシャフト１０１にの外周面に形成されたスプラインにて回り止めされた状態でシャフトに挿入されているとともに、ボルトにてシャフトから脱落することが防止されている。
【００２５】
また、第２ロータ２３０はカップリング筒部２１１の軸方向他端側（紙面右側）を閉塞するようにボルト２３１にてカップリング筒部２１１に連結されたものであり、この第２ロータ２３０は、圧縮機１００のフロントハウジング１０２に設けられた圧縮機１００の円筒部の外周側に装着（圧入）された転がりラジアル軸受け２３２を介して、第１ロータ２２０及びカップリング２１０と同軸上に回転可能に支持されている。
【００２６】
そして、第２ロータ２３０には、第２ロータ２３０と一体的に回転するインナープレート２４０がピン又は溶接にて固定されており、このインナープレート２４０は、第２ロータ２３０からロータフランジ２２２側に突出してロータ筒部２２１の内周側に位置している。
【００２７】
また、アウタプレート２２３の外周面（ロータ筒部２２１）は、複数箇所の凹凸を有すように波打った異形状に形成され、これに対応するようにインナープレート２４０の外周面も、複数箇所の凹凸を有すように波打った異形状に形成されている。
【００２８】
そして、両プレート２２３、２４０間には、アウタプレート２２３の内周面及びインナープレート２４０の外周面接触して両プレート２２３、２４０に凹凸部にて機械的に係合するゴム等の弾性変形可能な弾性材（本実施形態では、塩素化ブチルゴム）製のダンパー２５０が配設されており、第２ロータ２３０に伝達されたトルクは、ダンパー２５０を介して第１ロータ２２０に伝達される。
【００２９】
また、アウタープレート２２３のうち、ダンパー２５０が装着された部位には、アウタープレート２２３の剛性を低下させるための切り欠き（図示せず。）を設けることにより、その他の部位に比べて剛性を低下させた低剛性部が設けられている。
【００３０】
そして、第１ロータ２２０に作用するトルクが所定値以上となったときに、ロータ筒部２２１（アウタープレート２２３）の径寸法が拡大するように低剛性部が変形してダンパー２５０の係合状態が開放される。
【００３１】
つまり、本実施形態では、ダンパー２５０によりインナープレート２４０からアウタープレート２２３に伝達されるトルク変動を吸収するとともに、アウタプレート２２３及びダンパー２５０の変形を利用して所定値以上のトルクが伝達されてしまうことを防止するトルクリミッタ機構を構成している。
【００３２】
ところで、カップリング筒部２１１の軸方向他端側（第２ロータ２３０側）には、第２ロータ２３０を連結するための連結フランジ部２１５が、カップリング筒部２１１から径外方側に延出するようにプレス加工にて一体成形されているとともに、ロータ筒部２２１（アウタープレート２２３）の径寸法が拡大するように変形した際に、ロータ筒部２２１の先端がカップリング筒部２１１に干渉してしまうことを防止する逃がし空間２６０が設けられている。
【００３３】
この逃がし空間２６０は、カップリング筒部２１１と第２ロータ２３０との接合部（連結フランジ部２１５）において、プレス加工にてカップリング２１０を成形する際に、連結フランジ部２１５とカップリング筒部２１１とを繋ぐ繋ぎ部（曲げＲ部）２１６が円弧状に成形されることを利用したものである。
【００３４】
具体的には、繋ぎ部２１６が円弧状に成形されることによって、繋ぎ部２１６と第２ロータ２３０との間に形成される隙間を、カップリングフランジ部２１２側にずらして逃がし空間２６０としたものである。
【００３５】
次に、本実施形態に係る動力伝達装置２００の概略作動を述べる。
【００３６】
カップリング２１０に伝達されたトルクは、第２ロータ２３０、インナープレート２４０及びダンパー２５０を介して第１ロータ２２０に伝達され、センターハブ２２５から圧縮機１００のシャフト１０１に伝達される。
【００３７】
このとき、ダンパー２５０によりトルク変動が吸収されるととともに、伝達トルクが所定値以上となったときには、ロータ筒部２２１の径寸法が拡大するように変形してダンパー２５０の係合状態が開放されてトルクの伝達が遮断される。
【００３８】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００３９】
本実施形態では、リベット２１４の近傍にカップリング筒部２１１の軸方向に突出するように湾曲した補強リブ２１７が設けられているので、カップリング２１０の大型化及び重量増を招くことなく、リベット２１４周辺の剛性を高めることができる。延いては、リベット２１４周辺にてカップリング２１０が疲労破壊することを未然に防止でき得る。
【００４０】
また、補強リブ２１７は、複数本のリベット２１４を囲むように回転中心を図心とした星形状に複数列形成されているので、補強リブ２１７は、図３、５に示すように、回転中心から放射状に延びる基準線Ｌｏに対して傾いた方向に延びる部位２１７ａと、基準線Ｌｏに対して略直交する方向に延びる部位２１７ｂとを有して構成されることとなる。
【００４１】
したがって、基準線Ｌｏ方向及び基準線Ｌｏに対して略直交する方向の両者に対して剛性を高めることができるので、リベット２１４周辺にてカップリング２１０が疲労破壊することを確実に防止でき得る。
【００４２】
また、連結フランジ２１３の外縁側には、連結フランジ２１３の回転軸方向に突出した円筒状の連結フランジ筒部２１８が連結フランジ２１３と一体形成されているので、連結フランジ２１３側のリベット２１４周辺部の剛性を高めることができ、リベット２１４周辺にて連結フランジ２１３が疲労破壊することを未然に防止でき得る。
【００４３】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、据え置き型の空調装置に本発明に係る動力伝達装置を適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、車両用空調装置等のその他のものにも適用することができる。
【００４４】
また、上述の実施形態では、ダンパー２５０をゴム（塩素化ブチルゴム）製としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、樹脂や金属等のその他材料にて構成してもよい。
【００４５】
また、上述の実施形態では、カップリング２１０から第２ロータ２３０を経由して第１ロータ２２０にトルクが伝達されるタイプの継ぎ手であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、これとは逆に第１ロータ２２０から第２ロータ２３０を経由してカップリング２１０にトルクが伝達されるタイプの継ぎ手に適用してもよい。
【００４６】
また、上述の実施形態では、補強リブ２１７は、図２の左側に突出するように湾曲したものであったが、これとは逆に紙面右側に突出するように湾曲させて補強リブ２１７を構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る空調装置の模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る動力伝達装置を示す図である。
【図３】図２のＡ矢視図である。
【図４】本発明の実施形態に係るカップリングの断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るカップリングの正面図である。
【図６】試作検討品に係る動力伝達装置を示す図である。
【符号の説明】
２１０…カップリング、２１１…カップリング筒部、
２１２…カップリングフランジ部、２１４…リベット、
２１３…連結フランジ部、２２０…第１ロータ、
２２１…ロータ筒部、２２２…ロータフランジ部、
２２３…アウタープレート、２３０…第２ロータ、
２４０…インナープレート、２５０…ダンパー。

Claims

駆動側機器（３００）から駆動力を受けて回転するカップリング（２１０）と、
前記カップリング（２１０）と同軸上に配置されて、従動側機器（１００）のシャフト（１０１）が連結されるセンターハブ（２２５）を有する第１ロータ（２２０）と、
前記カップリング（２１０）と同軸上に配置されるとともに、前記カップリング（２１０）に連結されて、前記従動側機器（１００）のハウジングに対して回転可能に支持された第２ロータ（２３０）とを備え、
前記第２ロータ（２３０）に伝達された前記駆動力が、弾性材（２５０）を介して前記第１ロータ（２２０）へ伝達される動力伝達装置であって、
前記カップリング（２１０）は、筒状の筒部（２１１）、及び前記筒部（２１１）の軸方向一端側を閉塞するように前記筒部（２１１）に連結されたフランジ部（２１２）を有し、
前記フランジ部（２１２）には、前記駆動側機器（３００）の駆動シャフト（３０１）に連結された連結フランジ（２１３）が、棒状に形成された複数本の締結手段（２１４）を介して固定されており、
前記締結手段（２１４）は、回転中心軸周りに円周状に配置され、
さらに、前記フランジ部（２１２）には、前記筒部（２１１）の軸方向に突出するように湾曲した補強リブ（２１７）が設けられており、
前記補強リブ（２１７）は、前記複数本の締結手段（２１４）を囲むように回転中心を図心とした星形状に形成されるとともに、回転中心から放射状に延びる基準線（Ｌｏ）に対して傾いた方向に延びる部位（２１７ａ）と、前記基準線（Ｌｏ）に対して略直交する方向に延びる部位（２１７ｂ）とを有し、前記複数本の各締結手段（２１４）は、前記基準線（Ｌｏ）に対して傾いた方向に延びる部位（２１７ａ）と、前記基準線（Ｌｏ）に対して略直交する方向に延びる部位（２１７ｂ）とに囲まれていることを特徴とする動力伝達装置。
前記補強リブ（２１７）は、前記複数本の締結手段（２１４）を囲むように回転中心周りに複数列設けられていることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
前記連結フランジ（２１３）の外縁側には、前記連結フランジ（２１３）の回転軸方向に突出した円筒状の連結フランジ筒部（２１８）が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の動力伝達装置。