JP4617584B2

JP4617584B2 - 動力伝達装置

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Publication number: JP4617584B2
Application number: JP2001074898A
Authority: JP
Inventors: 清美奥田; 純一大口; 泰生田渕
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-03-15
Filing date: 2001-03-15
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2021-03-15
Also published as: JP2002276776A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部にトルク変動を吸収するゴムやエラストマ等の弾性材からなるをダンパーを有する動力伝達装置（以下、Ｄプーリと呼ぶ。）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Ｄプーリに適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は、従来型のＤプーリの断面模式図であり、Ｐは駆動源（エンジン等）からの動力を受けるプーリ部であり、Ｈは従動機器（圧縮機等）のシャフトに連結されるセンターハブである。Ｄはトルク変動を吸収するゴムやエラストマ等の弾性材からなるをダンパーであり、このダンパーＤは、プーリ部Ｐに溶接された金属製のダンパーカップＤｃ内に収納されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、トルク変動を十分に吸収するには、ダンパーの弾性係数（バネ定数）を小さくすることが望ましいが、ダンパー自身のヤング率を変更することなく、ダンパーの弾性係数を小さくするには、ダンパー自身を大きくする必要がある。しかし、ダンパーを大きくすると、Ｄプーリの外径寸法が大きくなってしまうので、Ｄプーリの車両への搭載性が悪化してしまう。
【０００４】
また、Ｄプーリの外形寸法を単純に小さくすると、ダンパーの収納スペースが小さくなり、ダンパーの弾性係数が大きくなるとともに、トルク伝達時にダンパーに発生する応力が大きくなるため、ダンパーの耐久性が悪化するおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑み、ダンパーを有する動力伝達装置において、外径寸法が大きくなることを抑制しつつ、ダンパーの収納スペースを拡大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、円筒状の円筒部（２２１）内に装着された軸受（２２５）を介して回転可能に支持された第１回転体（２２０）と、第１回転体（２２０）と同軸上に配置されて回転する第２回転体（２３０）と、第１回転体（２２０）と一体的に回転する第１ロータ（２１０）とを有し、第１ロータ（２１０）は、駆動源（３００）により回転駆動される駆動シャフト（３１０）に機械的に結合された駆動ハブ（２１１）と、駆動ハブ（２１１）の外周を取り巻くようにリング状に形成され且つ第１回転体（２２０）と結合された駆動リング（２１２）と、駆動ハブ（２１１）と駆動リング（２１２）とを連結し且つ駆動ハブ（２１１）に伝達されたトルクを駆動リング（２１２）に伝達する第１ダンパー（２１３）とを有し、第１回転体（２２０）には、円筒部（２２１）と一体的に回転するとともに、円筒部（２２１）の径方向に略平行に延びる第１突起部（２２３ａ）が設けられ、第２回転体（２３０）には、円筒部（２２１）の径方向に略平行に延びる第２突起部（２３２）が設けられており、両突起部（２２３ａ、２３２）間には、弾性変形可能な弾性材からなる第２ダンパー（２４０）が円筒部（２２１）の外周面（２２１ａ）に面した状態で配設され、円筒部（２２１）の径方向から見たときに、第２ダンパー（２４０）の位置が軸受（２２５）の位置と重なっていることを特徴とする。
【０００７】
これにより、円筒部（２２１）の外周面（２２１ａ）がダンパー（２４０）を収納するための空間（ダンパーの収納スペース）の一部を構成することとなるので、ダンパーを収納するためのダンパーカップＤｃを廃止することができる。
【０００８】
したがって、動力伝達装置の外径寸法が大きくなることを抑制しつつ、ダンパーの収納スペースを拡大することができるので、ダンパー（２４０）の弾性係数を小さくすることができるとともに、トルク伝達時にダンパー（２４０）に発生する応力が小さくなるため、トルク変動を十分に吸収しつつ、ダンパー（２４０）の耐久性を向上させることができる。
【０００９】
なお、請求項２に記載の発明のごとく、円筒部（２２１）に駆動源（３００）からのトルクを受けるトルク受け部（２２４）を設け、第２回転体（２３０）にトルク受け部（２２４）にて受けたトルクを従動機器に向けて出力するトルク出力部（２３１）を設けてよい。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明のごとく、トルク受け部（２２４）と円筒部（２２１）とは、板材に塑性加工を施すことにより一体形成してもよい。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明のごとく、トルク受け部（２２４）と円筒部（２２１）とは、溶接又は圧入により一体形成してもよい。
【００１２】
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】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係るダンパーを有する動力伝達装置（以下、継ぎ手呼ぶ。）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、１００は、継ぎ手２００を介して内燃機関（駆動側機器）３００から動力を得て冷媒を吸入圧縮する圧縮機（従動側機器）であり、１１０は圧縮機１００から吐出した冷媒を冷却（凝縮）する放熱器（凝縮器）である。１２０は放熱器１１０から流出した高圧の冷媒を減圧する減圧器であり、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蒸発器である。
【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、継ぎ手２００について述べる。
【００１７】
図２は圧縮機１００に本実施形態に係る継ぎ手２００を装着した状態を示す継ぎ手２００の断面図であり、図３は継ぎ手２００の拡大断面図である。
【００１８】
図２中、３１０は内燃機関３００により回転駆動される駆動シャフトであり、３２０は駆動シャフト３１０を回転可能に支持するラジアル転がり軸受である。３３０はラジアル転がり軸受３２０を支持するブラケットであり、このブラケット３３０は圧縮機１００が固定されたベース（図示せず。）にボルト固定されている。
【００１９】
また、図３中、２１０は内燃機関３００（駆動シャフト３１０）により回転駆動される第１ロータであり、この第１ロータ２１０は、駆動シャフト３１０に機械的に（ネジ）結合された金属製の駆動ハブ２１１、この駆動ハブ２１１の外周を取り巻くようにリング状に形成された金属製の駆動リング２１２、及び駆動ハブ２１１と駆動リング２１２とを連結して駆動ハブ２１１に伝達されたトルクを駆動リング２１２に伝達する弾性変形可能な材質（本実施形態では、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合ゴム））製の第１ダンパー２１３を有して構成されている。なお、駆動ハブ２１１及び駆動リング２１２と第１ダンパー２１３とは、加硫接着にて一体化されている。
【００２０】
２２０は第１ロータ２１０（駆動リング２１２）とボルト結合されて第１ロータ２１０と一体的に回転する金属製の第２ロータ（第１回転体）であり、この第２ロータ２２０は、円筒状の円筒部２２１の内周側に装着（圧入）されたラジアル転がり軸受２２５を介して圧縮機１００フロントハウジング１０１に回転可能に支持されている。
【００２１】
因みに、図４は第２ロータ２２０の軸方向断面を示しており、図５は第２ロータ２２０を図４の右側から見た右側を示しおり、図６は第２ロータ２２０を図４の左側から見た左側面を示している。
【００２２】
そして、第２ロータ２２０は、図４〜６に示すように、円筒部２２１（図４参照）に加えて、後述する第２ダンパー２４０が装着される複数個のダンパ収納部２２２（図５参照）等が設けられた波状にうねった外周部２２３、及び駆動リング２１２と第２ロータ２２０とを機械的に結合（本実施形態では、ボルト結合）するための結合リング部（トルク受け部）２２４等からなるものであり、これら円筒部２２１、外周部２２３及び結合リング２２４は、プレス加工（塑性加工）にて一枚の板材から一体成形されている。
【００２３】
２３０は第２ロータ２２０のトルク（回転）を圧縮機１００のシャフト１０３に伝達するとともに、その伝達するトルクが所定値以上となったときに、シャフト１０３（圧縮機１００）へのトルクの伝達を遮断するトルクリミッタ機構（以下、リミッタと略す。）である。
【００２４】
そして、このリミッタ（第２回転体）２３０は、図７に示すように、シャフト１０３の外周面とスプライン又はネジにて結合する円筒部（トルク出力部）２３１、第２ロータ２２０から供給されるトルクを第２ダンパー２４０を介して受ける複数個の突起部（第２突起部）２３２が形成された環状部２３３、及び環状部２３３と円筒部２３１とを機械的に連結して環状部２３３から円筒部２３１にトルクを伝達するとともに、環状部２３３から円筒部２３１に伝達される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複数本のブリッジ部２３４から構成されている。
【００２５】
因みに、円筒部２３１及びブリッジ部２３４は金属にて一体成形され、環状部２３３は樹脂にて成型されており、ブリッジ部２３４と環状部２３３とは、接合部において機械的な係合部を有するようにインサート成形法により一体化されている。
【００２６】
ところで、第２ロータ２２０のうち突起部２３２に対応する部位には、突起部２３２と所定の間隔を隔てて突起部２３２間に位置して円筒部２２１の外周面から径外方側に突出する複数個の突起部（第１突起部）２２６が設けられており、本実施形態では、この突起部２２６は、波状にうねった外周部２２３のうち円筒部２２１の径方向に略平行に延びる壁面２２３ａによって構成されている。
【００２７】
また、第２ロータ２２０及びリミッタ２３０が圧縮機１００に装着された状態においては、リミッタ２３０の突起部２３２と第２ロータ２２０の突起部２２６（壁面２２３ａ）とが、シャフト１０３（回転軸）周りに交互に位置しているとともに、両突起部２３２、２２６間には、第２ロータ２２０が受けたトルクをリミッタ２３０（突起部２３２）に伝達する弾性変形可能な材質（本実施形態では、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合ゴム））からなる第２ダンパー（第１トルク伝達部材）２４０が配設されている。
【００２８】
ここで、第２ダンパー２４０は、両突起部２３２、２２２間に位置して圧縮荷重を受けることにより第２ロータ２２０のトルクをリミッタ２３０に伝達するとともに、円筒部２２１の外周面２２１ａ（図４参照）に直接に面するようにダンパ収納部２２２内に収納（配設）されている。
【００２９】
なお、「第２ダンパー２４０が、円筒部２２１の外周面２２１ａに面するようにダンパ収納部２２２内に配設されている」とは、第２ダンパー２４０と外周面２２１ａとの間に空隙のみが存在する、又は第２ロータ２２０を構成する板材などに比べて薄い部材が存在する、又は第２ダンパー２４０と外周面２２１ａとが接触するしている状態等の第２ダンパー２４０と外周面２２１ａが近接している状態をいうもである。
【００３０】
因みに、本実施形態では、第２ダンパー２４０及びリミッタ２３０を第２ロータ２２０に組み付けた直後の状態においては、第２ダンパー２４０と外周面２２１ａとの間には、微少な空隙が存在する。
【００３１】
次に、本実施形態に係る継ぎ手２００の概略作動について述べる。
【００３２】
第１ロータ２１０に伝達されたトルクは、第２ロータ２２０を経由してリミッタ２３０に伝達される。このとき、トルク変動は第１ダンパー２１３及び第２ダンパー２４０にて吸収されるとともに、所定位置以上のトルクが作用したときには、ブリッジ部２３４が破断してトルクの伝達が遮断される。
【００３３】
次に、本実施形態の特徴（作用効果）を述べる。
【００３４】
第２ダンパー２４０が円筒部２２１の外周面２２１ａに面するようにダンパ収納部２２２内に収納されているので、円筒部２２１の外周面２２１ａがダンパ収納部２２２の一部を構成することとなる。したがって、ダンパーを収納するためのダンパーカップＤｃを廃止することができるので、継ぎ手２００の外径寸法が大きくなることを抑制しつつ、ダンパーの収納スペースを拡大することができる。
【００３５】
延いては、第２ダンパー２４０の弾性係数を小さくすることができるとともに、トルク伝達時に第２ダンパー２４０に発生する応力が小さくなるため、トルク変動を十分に吸収しつつ、第２ダンパー２４０の耐久性を向上させることができる。
【００３６】
（第２実施形態）
第１実施形態では、円筒部２２１、外周部２２３及び結合リング２２４（第２ロータ２２０）は、プレス加工（塑性加工）にて一枚の板材から一体成形したが、本実施形態は、図８に示すように、外周部２２３と結合リング２２４とはプレス加工（塑性加工）にて一枚の板材から一体成形し、このプレス加工にて形成したものと円筒部２２１とを溶接することにより第２ロータ２２０を形成したものである。
【００３７】
（第３実施形態）
上述の実施形態では、内燃機関（駆動源）３００からの駆動力が駆動シャフト３１０にて継ぎ手２００に伝達されていたが、本実施形態はＶベルトや歯付きベルト等のベルト手段により継ぎ手２００に駆動力を伝達するようにしたものである。
【００３８】
具体的には、図９に示すように、第１ロータ２１０を廃止して、第２ロータ２２０にベルトが掛けられるプーリ（トルク受け部）Ｐを接合したものである。
【００３９】
（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継ぎ手２００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。
【００４０】
また、上述の実施形態では、ダンパーをゴム（ＥＰＤＭ）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。
【００４１】
また、上述の実施形態では、第２ロータ（第１回転体）２２０からリミッタ（第２回転体）２３０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、これとは逆にリミッタ（第２回転体）２３０から第２ロータ（第１回転体）２２０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。
【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】本発明の第１実施形態に係る継ぎ手の断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る継ぎ手の拡大断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る継ぎ手に用いられる第２ロータの断面図である。
【図５】図４の右側側面図である。
【図６】図４の左側側面図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る継ぎにおけるリミッタ及び第２ダンパーを組み付けた状態を示す正面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る継ぎ手の断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る継ぎ手の断面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る継ぎ手の断面図である。
【符号の説明】
２００…継ぎ手（動力伝達装置）、２１０…第１ロータ、
２２０…第２ロータ（第１回転体）、２２１…円筒部、
２２２…ダンパー収納部、２２３…外周部、２２４…結合リング、
２２５…ラジアル転がり軸受、２２６…突起部（第１突起部）、
２３０…トルクリミッタ機構（第２回転体）、
２３２…突起部（第２突起部）、２４０…第２ダンパー。

Claims

円筒状の円筒部（２２１）内に装着された軸受（２２５）を介して回転可能に支持された第１回転体（２２０）と、
前記第１回転体（２２０）と同軸上に配置されて回転する第２回転体（２３０）と、
前記第１回転体（２２０）と一体的に回転する第１ロータ（２１０）とを有し、
前記第１ロータ（２１０）は、
前記駆動源（３００）により回転駆動される駆動シャフト（３１０）に機械的に結合された駆動ハブ（２１１）と、
前記駆動ハブ（２１１）の外周を取り巻くようにリング状に形成され且つ前記第１回転体（２２０）と結合された駆動リング（２１２）と、
前記駆動ハブ（２１１）と前記駆動リング（２１２）とを連結し且つ前記駆動ハブ（２１１）に伝達されたトルクを前記駆動リング（２１２）に伝達する第１ダンパー（２１３）とを有し、
前記第１回転体（２２０）には、前記円筒部（２２１）と一体的に回転するとともに、前記円筒部（２２１）の径方向に略平行に延びる第１突起部（２２３ａ）が設けられ、
前記第２回転体（２３０）には、前記円筒部（２２１）の径方向に略平行に延びる第２突起部（２３２）が設けられており、
前記両突起部（２２３ａ、２３２）間には、弾性変形可能な弾性材からなる第２ダンパー（２４０）が前記円筒部（２２１）の外周面（２２１ａ）に面した状態で配設され、
前記円筒部（２２１）の径方向から見たときに、前記第２ダンパー（２４０）の位置が前記軸受（２２５）の位置と重なっていることを特徴とする動力伝達装置。
前記円筒部（２２１）には、前記駆動源（３００）からのトルクを受けるトルク受け部（２２４）が設けられ、
前記第２回転体（２３０）には、前記トルク受け部（２２４）にて受けたトルクを従動機器に向けて出力するトルク出力部（２３１）が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。
前記トルク受け部（２２４）と前記円筒部（２２１）とは、板材に塑性加工を施すことにより一体形成されていることを特徴とする請求項２に記載の動力伝達装置。
前記トルク受け部（２２４）と前記円筒部（２２１）とは、溶接又は圧入により一体形成されていることを特徴とする請求項２に記載の動力伝達装置。