JP4803022B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、動力伝達装置に関するもので、特に、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に用いて有効な、動力伝達装置に関するものである。

従来、圧縮機に動力を伝達する動力伝達装置として、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動力伝達装置が知られている（例えば特許文献１）。
特開２００３−３０７２６５号

上記特許文献１における動力伝達装置は、過大なトルクが加わった場合、螺子面とシャフト先端の座面が滑り、螺子が増し締めされた結果、螺子面が設けられた部位を軸方向に引っ張る力（以下、軸力）が高くなり、シャフト先端の座面と接触するフランジ部と螺子面が設けられた部位との間に位置する狭径部を破断させるものである。

また、特許文献２には、インナーハブと動力遮断部材を多角形状でインロー嵌合させて回り止めした動力伝達装置が記載されている。
特開２００６−２６６３７６号

上記特許文献１及び２に記載の動力遮断部材では、インナーハブと動力伝達部材とが、一体となって回転する必要があり、上記特許文献２のように、インナーハブと動力遮断部材を多角形状でインロー嵌合させて回り止めをする構成では、インナーハブの嵌合部を多角形に加工する必要があり、製造コストが高騰するという課題がある。

本発明はこのような課題を改善するために提案されたものであって、螺子締結を利用したリミッタ方式の動力伝達装置において、インナーハブと動力遮断部材とを安価な構成で回り止めする動力伝達装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、動力源と動力的に結合してなるプーリ（２）と、プーリ（２）に接続されて、プーリ（２）と一体で回転するインナーハブ（４）と、インナーハブ（４）に嵌合され、被駆動装置のシャフト（３）と螺子結合する動力遮断部材（５）とを有し、プーリ（２）から前記被駆動装置のシャフト（３）へ、インナーハブ（４）を介して回転動力を伝達する動力伝達装置（１）であって、インナーハブ（４）は、円筒部を備え、動力遮断部材（５）は、円筒部に嵌合され、プーリ（２）からの回転力により過度にねじ込まれることで生じる、過大軸力によって分断する破断部（５０４）を備え、インナーハブ（４）と前記動力遮断部材（５）とは、インナーハブ（４）の円筒部または動力遮断部材（５）の少なくとも一方に塑性加工により形成された回り止め手段（１１）により回り止めされていて、この回り止め手段（１１）を、インナーハブ（４）と動力遮断部材（５）との嵌合箇所において、インナーハブ（４）と動力遮断部材（５）いずれか一方にかしめ加工により突出形成した回り止め（４０２）と、他方に形成した凹形状の逃がし部（５０５）とにより構成し、またインナーハブ（４）の円筒部の先端の表面周縁部に、動力遮断部材（５）の脱落防止用の抜け止め手段（４０３）をかしめ加工により形成したことを特徴とする。
これにより、インナーハブ（４）の動力遮断部材（５）との嵌合部を、多角形に加工する必要がなくなり、製造コストを低く抑えることができる。

また、インナーハブ（４）の動力遮断部材（５）との嵌合箇所において、動力遮断部材（５）の脱落防止用の抜け止め手段（４０３）を、円筒部の周縁部にかしめ加工によって設けたことで、動力遮断部材（５）が分断しても、フランジ部（５０２）が脱落することはない。

また請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、シャフト（３）は、インナーハブ（４）が接触する座面を備え、動力遮断部材（５）は、螺刻した前記シャフト（３）の外周部に螺着する螺子部（５０１）と、インナーハブ（４）の円筒部に嵌合し、螺子部（５０１）がねじ込まれるとインナーハブに圧接するフランジ部（５０２）とを有し、動力遮断部材（５）は、フランジ部（５０２）によってインナーハブをシャフト（３）の座面に圧接させることでプーリ（３）からの回転動力をシャフト（３）に伝達し、破断部（５０４）は、螺子部（５０１）とフランジ部（５０２）との間に位置していることを特徴とする。
これにより、被駆動装置のシャフト（３）が回転不能となったとき、螺子部（５０１）は、さらにシャフト（３）に沿ってねじ込まれが、フランジ部（５０２）は、円筒部に嵌合した状態で保持されている。よって、螺子部（５０１）とフランジ部（５０２）との間に、過大な軸力がかかり、動力遮断部材（５）は、フランジ部（５０２）と螺子部（５０１）との間の破断部（５０４）において、分断される。

また請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、破断部（５０４）に切込溝（ｐ）を形成することを特徴とする。
これにより、動力遮断部材を破断部（５０４）において、確実に分断することができる。

なお、上記各手段、並びに以下に記載する各手段に付した括弧内の参照符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

図１、図２は、エンジン等の動力源の動力を、エアコンを構成する圧縮機などの被駆動装置（図示省略）に伝達する動力伝達装置1を示す図である。
この動力伝達装置１は、動力源から圧縮機のシャフト３へ、回転動力を伝達するものであり、動力源とベルトにより機械的に連結し、回転動力が伝達されるプーリ２と、プーリ２と一体で回転するインナーハブ４と、インナーハブ４に嵌合され、圧縮機のシャフト３と螺子結合する動力遮断部材５とを備えている。

プーリ２は、被駆動装置のハウジング６に、軸受７を介して回転可能に保持されている。軸受７は、被駆動装置のシャフト３と同軸に配置されており、被駆動装置のボス部外周に挿入され、環８、リング部材９によって抜け留めされている。
また、プーリ２の、シャフト３先端に向いた側の外周近傍の凹凸部２０１に、インナーハブ４が、弾性部材よりなる嵌合凸部４０１を介して一体的に嵌合している。

シャフト３は、被駆動装置に図示しないベアリングを介して回転可能に保持されており、ボス部の内側において、径が拡大する座面Ｓを備えている。
座面Ｓは、動力遮断部材５とシャフト３の螺子結合によって発生する軸力で、ワッシャ１０と摩擦接触し、インナーハブ４からワッシャ１０を介して回転動力が伝達される部位である。

インナーハブ４には、インナーハブ４をプーリ２と共にシャフト３に装着した際に、シャフト３の中心軸と中心軸が一致する嵌入口ｈを設けている。
またインナーハブ４の表面側には、動力遮断部材５を受け入れると共に嵌合させるための動力遮断部材５の外形（ここでは円筒形）と同形状の円筒部４０４１を形成し、円筒部４０４１の底部に、動力遮断部材５のフランジ部（後述）を押圧状態で当接させるようにしている。
さらにインナーハブ４は、圧縮機のシャフト３寄りの部位において、シャフト３との結合部位周囲に形成した適宜な素材のワッシャ１０と当接している。

そして動力遮断部材５は、外周部を螺刻したシャフト３に螺入していくことで、インナーハブ４の嵌入口ｈに嵌入させる螺子部５０１と、インナーハブ４表面の円筒部４０４１に嵌合し、螺子部５０１がねじ込まれるとインナーハブ４に圧接するフランジ部５０２とを有している。フランジ部５０２の外形は、インナーハブ４表面の円筒部４０４１と同形状（ここでは円形）の嵌合部５０３としている。
また、螺子部５０１とフランジ部５０２との間には破断部５０４が設けられ、破断部５０４には、微小な切込溝ｐが形成されている。

このような動力遮断部材５を、シャフト３にねじ込むと、インナーハブ４の嵌入口ｈに螺子部５０１を嵌入し、インナーハブ４表面の円筒部４０４１に嵌合させて圧接状態となる。
これにより、シャフト３の座面Ｓが、動力遮断部材５とシャフト３の螺子結合によって発生する軸力で、ワッシャ１０と摩擦接触し、インナーハブ４とシャフト３とがワッシャ１０を介して圧接し、プーリ２からの所定の回転動力が、インナーハブ４からワッシャ１０を介してシャフト３に伝達可能となる構成である（図３参照）。

シャフト３に所定の回転動力を伝達するためには、インナーハブ４と動力遮断部材５とが、一体となってずれなく回転することが必要であるが、そのために、フランジ部５０２の嵌合部５０３とインナーハブ４表面の円筒部４０４１とが回り止め手段１１を介して嵌合する構成としている。
回り止め手段１１として、例えばインナーハブ４側には、インナーハブ４の円筒部４０４１の表面周縁部に、かしめ加工によって、凸形状に形成した回り止め４０２を形成し、動力遮断部材５側には、フランジ部５０２の外縁部に、インナーハブ４の回り止め４０２と噛み合う凹形状の逃がし部５０５を設けている。

さらに、動力遮断部材５には、非常事態によって、螺子部５０１とフランジ部５０２とが分断した際に、フランジ部５０２が飛散しないようにするために、インナーハブ４の円筒部４０４１の周縁部に、かしめ加工によって、抜け止め手段４０３を設けている（図４参照）。

本発明にかかる動力伝達装置1は、以上のように構成されるものであり、次にその作用について説明する。
今、エンジン側から、動力伝達装置1におけるプーリ２に掛け渡されたベルト等の動力伝達部材を介し、回転力が伝えられると、この回転力は、前記プーリ２の凹凸部２０１と嵌合した、インナーハブ４の凹凸部４０１を介してインナーハブ４側に動力伝達される。

インナーハブ４と動力遮断部材５とは、インナーハブ４側の円筒部４０４１の表面周縁部に形成した回り止め４０２と、動力遮断部材５におけるフランジ部５０２の外縁部の逃がし部５０５とが噛み合っている。
その際、動力遮断部材５とシャフト３の螺子結合によって発生する軸力で、シャフト３の座面Ｓがワッシャ１０と摩擦接触しているので、プーリ２からの所定の回転動力が、インナーハブ４、動力遮断部材５を通じて、シャフト３の座面Ｓを介し、エアコンの圧縮機のシャフト３に伝達することができ、エアコンを運転することができる。
圧縮機が正常に機能しているときは、所定のトルクで回転動作することができ、動力伝達装置1は、支障なく回転力を圧縮機に伝達することができる（図１参照）。

ここで、圧縮機が何らかの故障（例えば焼き付き）で、シャフト３の回転が不能となったような場合、このような状況下でも、エンジン側から、動力伝達部材を介してプーリ２に回転力が伝わり、インナーハブ４と動力遮断部材５とは、インナーハブ４側の回り止め４０２と、動力遮断部材５における逃がし部５０５とが噛み合っているため、動力遮断部材５はインナーハブ４と共に回転し続けようとする。
そうすると、動力遮断部材５の螺子部５０１が、シャフト３に過度にねじ込まれることで、フランジ部５０２と螺子部５０１との間に過大な軸力がかかり、この過大な軸力により、破断部５０４の、微小な切込溝ｐにおいて確実に分断させることができる。
これによって、プーリ２から圧縮機への動力を遮断することができる（図５参照）。

動力遮断部材５におけるフランジ部５０２と螺子部５０１とが分断すると、フランジ部５０２はフリーとなり、抜け落ちようとするが、インナーハブ４における円筒部４０４１の表面周縁部に形成した抜け止め手段４０３によって、フランジ部５０２が脱落して、飛散するようなことはない。

以上のように本発明にかかる動力伝達装置1では、インナーハブ４側には、インナーハブ４の円筒部４０４１の表面周縁部に、かしめ加工によって、凸形状に形成した回り止め４０２を形成し、動力遮断部材５側には、フランジ部５０２の外縁部に、インナーハブ４の回り止め４０２と噛み合う凹形状の逃がし部５０５を設けるようにした。
このような構成により、インナーハブ４と動力遮断部材５とが、一体となってずれなく回転することができ、動力遮断部材５における破断部５０４が破断する、限界トルクを、安定したものとすることができる。
しかも、動力遮断部材５が破断したときも、フランジ部５０２の脱落を防止するのを、上述のように、かしめ加工という簡単な加工によって実現させることができ、製造コストを抑制することができる。

本発明にかかる動力伝達装置1は、以下のように構成することもできる。なお、この動力伝達装置1において、前述の動力伝達装置１と実質的に同様の構成要素には、同符号を付して、その説明は省略するものとする。
すなわち、図６、図７に示すように、この動力伝達装置1では、インナーハブ４の円形凹形状の円筒部４０４１に、多角形（ここでは６角形）の動力遮断部材５を設けている。インナーハブ４側には、かしめによる回り止め４０２が形成され、動力遮断部材５の多角形の２面幅を構成する面と噛み合うことにより、回り止めを実現している。

動力遮断部材５が、過大トルクによってシャフト３に過度にねじ込まれることで生じる、過大な軸力によって分断すると、フランジ部５０２が離脱するが、動力遮断部材５の多角形の頂点部に凹形状のかしめの逃がし部５０５を形成し、インナーハブ４をかしめにより凸形状とすることによって、抜け止め手段４０３としている。なお、動力遮断部材５は、図では、６角形としているが、勿論、６角形に限らない。また、図１、図２に示すように、円形でもよい。

本発明にかかる動力伝達装置の一例を示す、断面説明図である。 図１に示す動力伝達装置の、正面説明図である。 図１に示す動力伝達装置の、拡大的要部断面説明図である。 図３に示す動力伝達装置の、要部正面説明図である。 本発明にかかる動力伝達装置の動力遮断部材を作動した状態を示す、断面説明図である。 本発明にかかる動力伝達装置の別例を示す、拡大的要部断面説明図である。 図６に示す動力伝達装置の、要部正面説明図である。

符号の説明

１ 動力伝達装置
２ プーリ
２０１ 凹凸部
３ シャフト
４ インナーハブ
４０１ 嵌合凸部
４０２ 回り止め
４０３ 抜け止めかしめ部
４０４ ハブ先端部
４０４１ 円筒部
５ 動力遮断部材
５０１ 螺子部
５０２ フランジ部
５０３ 破断部
５０４ 逃がし部
Ｓ 被駆動軸
ｈ 嵌入口
ｄ 段差部

Claims (3)

1. 動力源と動力的に結合してなるプーリ（２）と、
   前記プーリ（２）に接続されて、前記プーリ（２）と一体で回転するインナーハブ（４）と、
   前記インナーハブ（４）に嵌合され、被駆動装置のシャフト（３）と螺子結合する動力遮断部材（５）とを有し、
   前記プーリ（２）から前記被駆動装置のシャフト（３）へ、前記インナーハブ（４）を介して回転動力を伝達する動力伝達装置（１）であって、
   前記インナーハブ（４）は、円筒部を備え、
   前記動力遮断部材（５）は、前記円筒部に嵌合され、前記プーリ（２）からの回転力により過度にねじ込まれることで生じる、過大軸力によって分断する破断部（５０４）を備え、
   前記インナーハブ（４）と前記動力遮断部材（５）とは、前記インナーハブ（４）の円筒部または前記動力遮断部材（５）の少なくとも一方に塑性加工により形成された回り止め手段（１１）により回り止めされており、
   前記回り止め手段（１１）は、前記インナーハブ（４）と前記動力遮断部材（５）との嵌合箇所において、
   前記インナーハブ（４）と前記動力遮断部材（５）のいずれか一方に、かしめ加工により突出形成した回り止め（４０２）と、他方に形成した凹形状の逃がし部（５０５）とにより構成されており、また
   前記インナーハブ（４）の前記円筒部の先端の表面周縁部に、前記動力遮断部材（５）の脱落防止用の抜け止め手段（４０３）をかしめ加工により形成したことを特徴とする動力伝達装置。
2. 前記シャフト（３）は、前記インナーハブ（４）が接触する座面を備え、
   前記動力遮断部材（５）は、螺刻した前記シャフト（３）の外周部に螺着する螺子部（５０１）と、前記インナーハブ（４）の円筒部に嵌合し、前記螺子部（５０１）がねじ込まれると前記インナーハブ（４）に圧接するフランジ部（５０２）とを有し、
   前記動力遮断部材（５）は、前記フランジ部（５０２）によって前記インナーハブ（４）を前記シャフト（３）の座面に圧接させることで前記プーリ（２）からの回転動力を前記シャフト（３）に伝達し、
   前記破断部（５０４）は、前記螺子部（５０１）とフランジ部（５０２）との間に位置し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。
3. 前記破断部（５０４）には、切込溝（ｐ）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。

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