JP4613783B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、動力伝達装置に係り、より特別には、エンジン等の外部動力源から、ベルト等を介して運転される車両カーエアコン用圧縮機に組み込まれて使用されるのに好適である。

車両用カーエアコンの冷媒圧縮機は、エンジン等の外部動力源から、ベルト、プーリ等を介して駆動されるが、エンジンと圧縮機の接続を切り離すために、電磁クラッチがそれらの間に挿入されても良い。しかし、電磁クラッチを挿入しなければ、コストダウンになるため電磁クラッチが省略されることも少なくない。この場合、エンジン等の外部動力源から、ベルト等を介して運転されるカーエアコン用の圧縮機の動力伝達装置において、圧縮機が焼き付いた際にベルト切れ等の不具合を回避するためのトルクリミッタが設置される。

トルクリミッタには、動力伝達経路の一部を螺子接合とし、圧縮機が焼き付いた際の過大なトルクにより、前記螺子接合部に発生する過大な軸力を利用するものがある（例えば、特許文献１参照）。このように、圧縮機に動力を伝達する従来の動力伝達装置で、圧縮機が焼き付きを起こした際に動力伝達のためのベルト切れ等の不具合を回避するために動力遮断装置（トルクリミッタ）が設置されている。動力伝達部位の一部分を螺子嵌合させた構造の動力遮断装置（トルクリミッタ）が従来提案されており、この螺子嵌合を利用したトルクリミッタ方式は、圧縮機が焼き付いた際に発生する過大なトルクにより、螺子嵌合部分に発生する過大な軸力を利用して、動力伝達経路の一部を破断することで、動力伝達経路を断つ方式である。つまり、このトルクリミッタ方式は圧縮機の焼き付き現象で発生する過大なトルクを利用し、螺子締結により発生する過大な軸力によって動力遮断部材を引っ張り力により分断する構造である。しかし、動力遮断部材が破断した際に、破断部の形状によっては、動力遮断部材の螺子部分が再締め付けされる場合が発生する可能性がある。この場合、動力遮断部材と、動力遮断部材を収納しているインナーハブの座面とで形成されたギャップ空間が無くなり、前記インナーハブの座面が前記動力遮断部材の螺子部分と圧縮機の軸端面との間で挟みこまれてしまい、動力が遮断できないという不具合があった。

上記の問題を有する従来の動力伝達装置５０について、図８から１０を参照して説明する。図８は、螺子締結を利用した動力伝達装置の従来の実施例の部分側断面図を示し、図９及び１０は、図８の動力伝達装置５０のトルクリミッタ（動力遮断部材）が作動して破断した後の２つの状態を示す部分側断面図である。図８に示す動力伝達装置５０の構成は、エンジン等の動力源の回転が、ベルト等によりプーリに伝達され、更にプーリの組みつけられた動力伝達装置５０に伝達されるものである。この動力伝達装置５０の構成は、基本的には図１等に示す本発明の動力伝達装置と同様であり後述するので、ここでは詳しく説明しない。動力伝達装置５０においては、動力は先ず、ハブに伝達され、その後動力遮断部材、動力遮断部材と螺子締結される圧縮機等の回転軸の順で伝達される。

図８の従来例の動力伝達装置５０において、動力遮断部材３の螺子部３０３を回転軸４の螺子部４０２に螺子結合させ、被駆動装置又は回転軸の方向（図８において右方向）に移動させて組み立てる。これにより、ハブ２のインナーハブ２０４は、動力遮断部材３と回転軸４の間に挟まれて圧縮される。この様に、動力遮断部材３と回転軸４との螺子結合による軸圧縮力により、動力遮断部材３とインナーハブ２０４との当接面、及びインナーハブ２０４と回転軸４との当接面において摩擦力が形成される。この摩擦力により、動力遮断部材３とハブ２は回転軸４と共に一体で回転する。

図９、図１０は、従来の実施例で動力遮断部材５０が作動し、動力遮断部材３が破断した後の構成を説明する図である。図９において、動力遮断部材３が破断部３０１において破断すると、破断面３０８，３０９が形成され、動力遮断部材は、フランジ部３０２と螺子部材３０６に分割される。前記破断面３０８，３０９は平らな面形状とは限らない。従って、図９において、フランジ側破断面３０８が螺子部材側の破断面３０９を回すことで、前記動力遮断部材の螺子部材３０６は、圧縮機（被駆動装置）側に進んでしまう。この現象により、図８、９では形成されていたギャップＢ９が無くなり、動力遮断部材の螺子部材３０６の端面３０７がハブの反当接面２０４ｅに干渉し、更に軸力によってハブ座２０４ｃを、螺子部材３０６の端面３０７と回転軸側の軸当接面４０３との間で挟み込み、動力が伝達されてしまう。つまり、動力遮断部材３が作動して破断しても、動力が遮断出来ずに、動力が回転軸４更には圧縮機等、被駆動装置に再伝達されてしまうという問題があった。

特開２００３−２０６９５０号公報

本発明は、上述した事情に鑑みなされたもので、この螺子締結を利用したトルクリミッタ方式において、トルクリミッタが作動しても動力が遮断出来ないという不具合を回避できる動力伝達装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の形態では、動力伝達装置（１０）は、上述した目的を達成するために、駆動源からの回転駆動力が伝達される回転可能な回転部（１，２）と、前記回転部と被駆動装置の回転軸（４）との間の過大トルクの伝達を遮断する、動力遮断部材（３）とを具備する。動力遮断部材は回転軸に螺子結合して一体に回転可能である。回転部は、動力遮断部材と回転軸との間に挟まれるように設置される。動力遮断部材と前記回転部との間に設置される、弾性部材（８）を更に具備することを特徴とする。弾性部材（８）は、動力遮断部材（３）の軸方向と垂直な面及び回転部（２）の軸方向と垂直な面と当接する。

この様に構成することにより、この螺子締結を利用したトルクリミッタ方式において、動力遮断部材と回転部との間に弾性部材（８）が設置されるため、動力遮断部材が作動して分割されると、弾性部材はその弾性力により、分割された動力遮断部材の一部を回転部から離れるように作用して、分割された動力遮断部材の各部分が干渉し合うことを阻止するので、その結果、前記動力破断部の再締結による、動力遮断出来ないという不具合を回避し、圧縮機が焼き付いた際に確実に動力が遮断できる。

本発明の請求項２に記載の形態では、上記請求項１に記載の形態において、動力遮断部材が作動した場合に、動力遮断部材は、回転軸に螺子結合していない第１の部分（３０２）と回転軸に螺子結合する第２の部分（３０６）とに分割されるように構成される。更にその際、第１の部分が第２の部分に対して自由に移動可能なように構成されることを特徴とする。
本形態によれば、第１の部分が第２の部分に対して自由に移動可能であるので、動力遮断部材作動時に第１の部分が第２の部分に干渉することを回避でき、従って動力遮断部材が破断しても動力が遮断出来ないという不具合を回避できる。

本発明の請求項３に記載の形態では、上記請求項２に記載の形態において、前記第１の部分は、回転軸の軸方向において自由に移動可能であるように構成されることを特徴とする。
本形態によれば、第１の部分は軸方向に移動して、第２の部分から離れることができるので、第１の部分が第２の部分に干渉することを回避できる。

本発明の請求項４に記載の形態では、上記請求項１から３のいずれか一項に記載の形態において、弾性部材の弾性力は、動力遮断部材に対して、回転軸の軸方向に作用することを特徴とする。
本形態によれば、弾性部材の弾性力が、動力遮断部材に対して軸方向に作用するので、動力遮断部材が作動して分割されると、分割された動力遮断部材の一部を軸方向に押して移動させて、分割された動力遮断部材の各部分が干渉し合うことを回避するので、動力遮断部材が破断しても動力が遮断出来ないという不具合を回避できる。

本発明の請求項５に記載の形態では、上記請求項２から４のいずれか一項に記載の形態において、動力遮断部材が作動した場合に、弾性部材は、前記第１の部分が前記第２の部分から離れるように、第１の部分に作用することを特徴とする。
本形態によれば、弾性部材は、分割された第１の部分を第２の部分から離れるように作用するため、第１の部分と第２の部分が干渉し合うことを回避できるので、動力遮断部材が破断しても動力が遮断出来ないという不具合を回避できる。

本発明の請求項６に記載の形態では、上記請求項１から５のいずれか一項に記載の形態において、ストッパー手段（２０４ａ，１０００）が、動力遮断部材の脱落を阻止するように設けられる。前記ストッパー手段と動力遮断部材との間には、間隔（２０４ｂ）が設けられることを特徴とする。
本形態によれば、ストッパー手段により、動力遮断部材の分割された部分（第１の部分）が動力伝達装置から脱落することを防止すると共に、前記間隔が設けられるので、第１の部分と第２の部分が干渉し合うことを回避できる。

本発明の請求項７に記載の形態では、上記請求項１から６のいずれか一項に記載の形態において、前記弾性部材は皿バネ、ゴム又はコイルバネであることを特徴とする。
本形態によれば、弾性部材をより具体化する形態を開示する。

本発明の請求項８に記載の形態では、上記請求項１から７のいずれか一項に記載の形態において、前記回転部は、ハブ（２）を具備する。前記ハブは、動力遮断部材に接続し、更に動力遮断部材と回転軸との間に挟まれるように設置されることを特徴とする。
本形態によれば、回転部がハブを具備する構成により、本発明はより具体化される。

本発明の請求項９に記載の形態では、上記請求項１から８に記載の形態のいずれか一項において、被駆動装置としての車両用カーエアコンの圧縮機に連結されることを特徴とする。
本形態によれば、本発明の用途をより具体化する形態を開示する。
上記の本発明の説明において、カッコ（）内の記号又は数字は、以下に示す実施の形態との対応を示すために添付される。

以下、図面に基づいて本発明に係わる動力伝達装置の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明に係る動力伝達装置の第１の実施の形態の図解的側断面図を示しており、図２は図１の動力遮断部材周辺の部分拡大側断面図である。図３及び４は第１の実施の形態において、動力遮断部材が作動して破断した２つの状態の部分拡大側断面図である。図１から４の要素部分の符号は、図８から１０の従来例の同様な要素部分の符号に対応している。

図１に示す本発明の第１の実施の形態の動力伝達装置１０は、車両用カーエアコンに使用されており、エンジン等の外部駆動源の回転力をカーエアコンの圧縮機に伝達するための装置であり、動力遮断部材（トルクリミッタ）３を具備する。動力伝達装置１０において、外部からの回転動力が図示されていないベルト等を介してプーリ１に伝達され、プーリの凹凸部１０１に、ハブ２の外周に設置された弾性部材からなる、凹凸部２０１が嵌合することによりハブ２のインナーハブ２０４に動力伝達される。プーリ側凹凸部１０１とハブ側凹凸部２０１は例えば、お互いに対応する複数の凹凸により嵌合する構成であって良い。動力は更にハブ２から動力遮断部材３に伝達されるが、本実施の形態においては、インナーハブ２０４と動力遮断部材３とは、インナーハブの嵌合部と動力遮断部材の嵌合部とにおいてインロー嵌合している。ここでプーリ１とハブ２は請求項における回転部に相当する。

インナーハブ２０４と動力遮断部材３とのトルク伝達は、図示されていないが例えば、動力遮断部材３のフランジ部３０２の外周である六角形状の嵌合部とハブ２の六角形状の嵌合部とのインロー嵌合又は回り止めのカシメ構造で動力伝達したり、本実施の形態には示されていないが、四角、二面幅、八角、十角、十二角等の円ではない形状で締結されたり、あるいは双方に設置された螺子で締結されてトルクを伝達しても良い。ハブ２から動力遮断部材３に伝達された動力は、動力遮断部材３から、動力遮断部材３に螺子結合する圧縮機（図示されない）の回転軸４に伝達されて圧縮機を回転駆動する。

図２において、インナーハブ２０４と動力遮断部材３とは、動力遮断部材の螺子部３０３と圧縮機の回転軸４の螺子部４０２で螺子結合されることで発生する軸力で締結されている。この締結の軸方向の荷重は、インナーハブ２０４のハブ座２０４ｃで支えられており、ハブ２のハブ当接面２０４ｄと回転軸４の軸当接面４０３が接している。動力遮断部材３の圧縮機（又は回転軸）側の端面３０７とインナーハブ２０４のハブ座２０４ｃのハブ反当接面２０４ｅとは、その間にギャップＢ９が設定されて、ギャップＢ９を介して対面している。動力遮断部材３のフランジ部３０２の背面３０５（動力遮断部材３のフランジ部３０２とインナーハブ２０４との間）には、皿バネ８が設置されており、ハブ２０４には、フランジ部３０２の軸方向の抜け防止のためのカシメ部２０４ａ（請求項におけるストッパー手段）が設定され、フランジ部３０２とカシメ部２０４ａと間にギャップＡ（間隔）２０４ｂが設定されている。

図３及び４は、第１の実施の形態である図２の、動力遮断部材（トルクリミッタ）３が作動した後の状態を説明する図である。図２において、動力遮断部材３が作動して破断部３０１において破断すると、動力遮断部材３は、フランジ部３０２と螺子部材３０６（請求項における第１の部分と第２の部分）に分離する。従来の実施例のごとく破断部３０１の面は平らな面形状とは限らないので、フランジ側の破断面３０８が、螺子部材側の破断面３０９に接触してお互いに干渉する場合がある。この際、分割された螺子部材３０６は、回されて軸方向（圧縮機側）に進もうとする。しかし、フランジ部３０２とカシメ部２０４ａと間にギャップＡ２０４ｂが設定されているため、このギャップＡ２０４ｂ分だけは、フランジ部３０２は容易に移動可能であるので、動力遮断部材３のフランジ部３０２の背面３０５に設置された皿バネ８の反発力により、カシメ部２０４ａに当接するまで、フランジ部３０２が回転軸４の先端部方向（図２において左方向）に押されて移動する（螺子部材３０６は回転軸４と螺子結合しているため回されない）（図４参照）。

動力遮断部材（トルクリミッタ）３が作動すると、フランジ部３０２は拘束される力を失うため、フランジ部３０２は、皿バネ８により前方（回転軸先端部方向）に押し出されてインナーハブ２０４のカシメ部２０４ａまで移動する。この状態により、フランジ部３０２は、分割された動力遮断部材３の螺子部材３０６の破断面３０９から遠ざかることで、動力遮断部材の螺子部材３０６と再度結合することなく、確実に動力が遮断される。本実施の形態においては、螺子部材３０６に関して、ハブ２を挟み込む方向の動きが規制され、ハブ座２０４ｃを挟み込まずにギャップＢ９が確保され、ハブ座２０４ｃは、回転が拘束されることなく空転が可能となる。インナーハブ２０４のハブ座２０４ｃが、動力遮断部材３の螺子部材３０６と回転軸４の段差状の軸当接面４０３とに挟まれることがないので、動力遮断部材３と回転軸４の螺子結合による軸力が、インナーハブ２０４に作用することはなく、従って動力は完全に遮断される。

図５は、本発明の第２の実施の形態の動力伝達装置の図２に対応する部分拡大側断面図である。上記第１の実施の形態においては、フランジ部３０２の背面には、皿バネが設置されたが、本発明はこれに限定されず、皿バネ以外の弾性部材、例えばゴム等の弾性部材８を設置してもよい。また、図示していないが、コイルバネ等の自由な状態となると、伸びる機構の材料や部品でも同様の効果が得られる。
本第２の実施の形態の上記以外の構成は基本的に、第１の実施の形態と同様であるのでその説明は省略する。

図６は、本発明の第３の実施の形態の動力伝達装置の図２に対応する部分拡大側断面図である。本実施の形態においては、前記第１の実施の形態のカシメ部２０４ａによるカシメ構造ではなく、リベット１０００によってフランジ部３０２の軸方向の抜けを防止したストッパ構造（手段）である。この構成によっても、同様の効果が得られる。
本第３の実施の形態の上記以外の構成は基本的に、第１の実施の形態と同様であるのでその説明は省略する。

図７は、本発明の第４の実施の形態の動力伝達装置の図２に対応する部分拡大側断面図である。本実施の形態においては、前記第１及び第２の実施の形態のカシメ構造及びリベット構造ではなく、ボルト１０００によってフランジ部３０２の軸方向の抜けを防止したストッパ構造である。この構成によっても、同様の効果が得られる。
本第４の実施の形態の上記以外の構成は基本的に、第１の実施の形態と同様であるのでその説明は省略する。

上記の第２から第４の実施の形態の図面に関して、即ち図５から７を参照すると、図１から４に開示される第１の実施の形態の要素部分と同じ又は同様である図５から７の要素部分は、同じ参照符号により指定されている。

次に上記実施の形態の効果及び作用について説明する。
本発明の第１の実施の形態の動力伝達装置により以下の効果が期待できる。
・螺子締結を利用したトルクリミッタ方式において、プーリから動力伝達されるインナーハブと、インナーハブに回転方向に対して結合され、且つ軸方向においては、カシメのストッパ手段でギャップ分だけは移動可能に設置された動力遮断部材を具備する構造で、前記動力遮断部材のフランジ部の背面に、皿バネの弾性部材を設置した構成とすることで、トルクリミッタが作動した際にフランジ部が螺子部材からバネ等の反発力で離れる構成とし、その結果、前記動力破断部の再締結による、動力遮断出来ないという不具合を回避し、圧縮機が焼き付いた際に確実に動力が遮断できる。

本発明の第２から第４の実施の形態の動力伝達装置により上記第１の実施の形態の効果と同様の効果が期待できる。

上記の実施例では本発明が車両用カーエアコンの圧縮機のための動力伝達装置として使用された例を示したが、本発明はこれ以外の用途に適用されても良く、本発明の適用をカーエアコン用に限定するものではない。
上記において記載した、あるいは添付図面に示した実施の形態において、駆動源の動力は、ベルト及びプーリを介して伝達される構成で説明されたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、歯車等の別の機構を介して動力が伝達されても良い。

上記において記載した、あるいは添付図面に示した実施の形態において、例えば第１及び第２の実施の形態においてはそれぞれ、皿バネ８とカシメ部２０４ａ及び弾性部材８とカシメ部２０４ａが組み合わされた構成であったが、弾性部材８と第３の実施の形態のリベット１０００が組み合わされた構成であっても良く、即ち、皿バネ等の弾性部材とカシメ部等のストッパ手段の種々の組み合わせが採用されても良い。

上記の実施の形態は本発明の例であり、本発明は、該実施の形態により制限されるものではなく、請求項に記載される事項によってのみ規定されており、上記以外の実施の形態も実施可能である。

図１は、本発明に係る動力伝達装置の第１の実施の形態の図解的側断面図である。 図２は図１の動力遮断部材周辺の部分拡大側断面図である。 図３は、第１の実施の形態において、動力遮断部材が作動して破断した状態の部分拡大側断面図であり、破断直後の状態を示す。 図４は、第１の実施の形態において、動力遮断部材が作動して破断した状態の部分拡大側断面図であり、フランジ部３０２がカシメ部２０４ａまで進んだ状態を示す。 図５は、本発明に係る動力伝達装置の第２の実施の形態の図２と同様な部分拡大側断面図である。 図６は、本発明に係る動力伝達装置の第３の実施の形態の図２と同様な部分拡大側断面図である。 図７は、本発明に係る動力伝達装置の第４の実施の形態の図２と同様な部分拡大側断面図である。 図８は、従来例の動力伝達装置の図２と同様な部分拡大側断面図である。 図９は、図８の従来例において、動力遮断部材が作動して破断した状態の部分拡大側断面図であり、破断直後の状態を示す。 図１０は、図８の従来例において、動力遮断部材が作動して破断した状態の部分拡大側断面図であり、螺子部材がハブ座まで進んだ状態を示す。

符号の説明

１ プーリ
１０１ （プーリ側）凹凸部
２ ハブ
２０１ （ハブ側）凹凸部
２０４ インナーハブ
２０４ａ カシメ部
２０４ｂ ギャップＡ
２０４ｃ ハブ座
２０４ｄ ハブ当接面
３ 動力遮断部材
３０２ フランジ部
３０３ 螺子部
３０６ 螺子部材
３０７ 端面
４ 回転軸
４０２ 螺子部
４０３ 軸当接面
８ 皿バネ（弾性部材）
９ ギャップＢ
１０ 動力伝達装置

Claims (10)

1. 駆動源からの回転駆動力が伝達される回転可能な回転部（１，２）と、
   前記回転部と被駆動装置の回転軸（４）との間の過大トルクの伝達を遮断する、動力遮断部材（３）であって、前記回転軸に螺子結合して一体に回転可能な動力遮断部材と、
   を具備する動力伝達装置（１０）において、
   前記回転部は、前記動力遮断部材と前記回転軸との間に挟まれるように設置されており、更に
   前記動力遮断部材と前記回転部との間に設置される、弾性部材（８）を更に具備しており、
   前記弾性部材（８）は、前記動力遮断部材（３）の軸方向と垂直な面及び前記回転部（２）の軸方向と垂直な面と当接することを特徴とする動力伝達装置。
2. 前記動力遮断部材が作動した場合に、前記動力遮断部材は、前記回転軸に螺子結合していない第１の部分（３０２）と前記回転軸に螺子結合する第２の部分（３０６）とに分割されるように構成されており、更に
   前記動力遮断部材が作動した際に、前記第１の部分が前記第２の部分に対して自由に移動可能なように構成されることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 前記第１の部分は、前記回転軸の軸方向において自由に移動可能であるように構成されることを特徴とする請求項２に記載の動力伝達装置。
4. 前記弾性部材の弾性力は、前記動力遮断部材に対して、前記回転軸の軸方向に作用することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
5. 前記動力遮断部材が作動した場合に、前記弾性部材は、前記第１の部分が前記第２の部分から離れるように、前記第１の部分に作用することを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
6. ストッパー手段（２０４ａ，１０００）を更に具備しており、前記ストッパー手段は、前記動力遮断部材が作動した場合の前記動力遮断部材の脱落を阻止しており、前記ストッパー手段と前記動力遮断部材との間には、間隔（２０４ｂ）が設けられることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
7. 前記弾性部材は、皿バネ、ゴム又はコイルバネであることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
8. 前記回転部は、ハブ（２）を具備しており、
   前記ハブは前記動力遮断部材に接続しており、
   前記ハブは、前記動力遮断部材と前記回転軸との間に挟まれるように設置されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
9. 被駆動装置としての車両用カーエアコンの圧縮機に連結されることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
10. 前記弾性部材（８）は、前記回転部（１）と前記ハブ（２）との間に設けられた、凹凸部（２０１）とは別の部品として構成されることを特徴とする請求項８または９に記載の動力伝達装置。

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