JP4973606B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハブとプーリとを嵌合して動力的に接続した動力伝達装置に関し、特には、リミッタ機能を有するものにおいて、リミッタ作動後のハブの脱落を防止するようにした、動力伝達装置に関するものである。

従来、被駆動機器である圧縮機に駆動源の動力を伝達する動力伝達装置において、ゴム等のダンパ減衰機構を備えたハブとプーリを備え、プーリに凹部を設ける一方、ハブ側にも、弾性部材からなり、上記凹部に嵌合される凸部４４を形成して、双方を軸方向から凹凸嵌合させるものがある。
また、かかる動力伝達装置では、圧縮機が焼き付きを起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、動力伝達部位の一部分を螺子嵌合させるトルクリミッタ（動力遮断部材）を設けている。

ところで、このような構造の動力伝達装置において、圧縮機が焼き付きを起し、過大なトルクが発生したときに、トルクリミッタが破断する。トルクリミッタが破断すると、プーリとハブは互いの凹凸部４４で軸方向に挿入されているだけであるので、ハブがプーリから容易に脱落してしまう。

また、特許文献１では、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、ハブのダンパー部に突起形状を設けて、その突起部分をプーリに形成された孔部分に装着する構造により、ハブの脱落を防止している。

特開２００７−１１３６４６

この他、ハブの脱落防止機構をハブとプーリの嵌合部側面に設ける構成も提案されているが、樹脂プーリの型構造が複雑かつ型合わせ面のバリ取りなど、コストアップの要因となるおそれがある。
本発明は、以上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、型構造が複雑化せず、かつハブの脱落を効果的に回避することのできる、動力伝達装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、駆動源と動力的に連結するプーリ（２）と、プーリ（２）に凹凸嵌合により結合されるハブ（４）と、ハブ（４）と被駆動機器の回転軸（３）との間に介在して、過大トルクの伝達を遮断する動力遮断部材（５）とを具備する動力伝達装置（１）において、プーリ（２）は、凹部（２１）を備え、ハブ（４）は、弾性部（４２）と、この弾性部により包囲される形のアウターリング（４３）と、凹部（２１）と嵌合する凸部（４４）を備え、さらに、ハブ（４）には、凸部（４４）よりも径方向外側まで延在し、プーリ（２）の凹部（２１）に圧入することでハブ（４）とプーリ（２）との結合状態を維持するダンパーリップ（４５）が設けられていて、このダンパーリップ（４５）は、プーリ側の凹部（２１）の壁面により圧接されることで、アウターリング（４３）に向かって折畳まれた状態となることを特徴とする。

これにより、過大トルクにより、動力遮断部材（５）が作用して、ハブ（４）と被駆動機器の回転軸（３）との拘束状態が断たれても、ハブ（４）はプーリ（２）とダンパーリップ（４５）により凹凸嵌合状態を維持することができるので、ハブ（４）の脱落を防止することができる。

また、請求項２に記載の発明では、ハブ（４）は、さらにインナーハブ（５１）を具備し、ダンパーリップ（４５）は、アウターリング（４３）の外周面に一体的に設けて、拡径的に且つ弾性的に突出するように構成されていることを特徴とする。

プーリ（２）にハブ（４）を嵌合する際、アウターリング（４３）外周のダンパーリップ（４５）が弾性的に変形した状態で、プーリ（２）における凹部（２１）に圧入されるため、プーリ（２）にハブ（４）を脱落することなく保持する保持力を確保することができる。
この際、ダンパーリップ（４５）は、プーリ（２）の凹部（２１）に圧接した状態で密着することができるので、シール性が向上し、異物や液体の侵入を完全に阻止することができる。

また請求項３に記載の発明では、ハブ（４）は、ダンパーリップ（４５）を、所定間隔毎にアウターリング（４３）外側の弾性部（４２）に突設し、ダンパーリップ（４５）には、嵌合すべきプーリ（２）側に向けて、突部（４５ａ）を形成したしたことを特徴とする。

これにより、プーリ（２）に対して、より組みつけやすくなる。
また、ダンパーリップ（４５）をプーリ（２）の凹部（２１）に圧入時、ダンパーリップ（４５）の突部（４５ａ）がダンパーリップ（４５）の弾性力に加えて、ハブ（４）を脱落しないように圧接し、保持力を確保することができる。これにより、シール性が向上し、ゴミ等の異物や水等の液体が、プーリ（２）の凹部（２１）の奥深く侵入することを防止することができる。

さらに請求項４に記載の発明では、プーリ（２）の縁部が面取りまたはアール形状をなしていることを特徴とする。

これにより、ハブ（４）をプーリ（２）の凹部（２１）に嵌合する際、アウターリング（４３）の外周面に、拡径的に且つ弾性的に突出するダンパーリップ（４５）が、プーリ（２）の凹部（２１）に至る、面取りされたプーリ（２）の縁部により、ストレスなく、変形が促され、円滑にプーリ（２）とハブ（４）とが嵌合する。

なお、上記各手段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。

（第１実施形態）
図１に、動力伝達装置１の第１実施形態を示す。
この動力伝達装置１は、駆動源と動力的に連結するプーリ２から、被駆動機器である圧縮機の回転軸３に、ハブ４と動力遮断部材５（以下、トルクリミッタ５）とを介して動力を伝達する構成としたものである。このプーリ２とハブ４とは、同軸上に設けられている。なお、本発明では、動力遮断部材であるトルクリミッタ５を設けた構成のものに限らず、回転軸３にハブ４を直接的に固定した構成の動力伝達装置１も対象としている。

プーリ２は、圧縮機のケーシング６の一端側に設けられた円筒状のボス部６１に軸受７及びリング８、環部材９を介して回転可能に装着されている。
このプーリ２は、好適には熱可塑性合成樹脂材で成型されていて、後述するハブ４を嵌合するための複数の凹部２１がリブ２２で等間隔毎に区画形成されている。なお、プーリ２は、金属性素材で形成されてもよい。
プーリ２が樹脂製の場合は、通常はプーリ２、環部材９及び軸受７はインサート成形により一体化することができる。プーリ２の外周面にはベルト（図示せず）が巻き掛けられ、プーリ２は、エンジンやモータ等の外部からの動力によって回転する。
軸受７は、ボス部６１に嵌合していて、ボス部６１の端部６２と、ボス部６１の外周面に形成された溝に嵌め込まれた第１留め輪（スナップリング）１０とによって軸方向の移動が阻止されている。また、ケーシング６と回転軸３とは軸封装置１１によって密封されており、冷媒やオイル等が外部に漏れるのを防止している。さらに、軸封装置１１もまた、ボス部６１の内周面に形成された溝に嵌め込まれた第２留め輪（スナップリング）１２によって軸方向の移動が阻止されている。

圧縮機の回転軸３の先端部はケーシング６から突出しており、その先端部は、先端から順に工具形状に形成された工具形状部３１、外周にネジが形成されている螺子部３２及び螺子部３２より大径の大径部位とよりなり、螺子部３２と大径部位との間に段部３３が形成されている。回転軸３の先端部には、ワッシャ１３が挿入され、ワッシャ１３の端部Ａ１３１が段部３３に当接している。また、回転軸３には、後に詳述するトルクリミッタ５が螺合によって螺子部３２に固定される。なお、回転軸３へのトルクリミッタ５の固定は、螺合の外にスプライン係合、ボルトによる取付等の他の固定方法を適宜採用することができる。

動力遮断部材としてのトルクリミッタ５は、ここでは、角筒又は円筒状の、大外径部位と小外径部位とを有し、大外径部位の外周面が後述するハブ４との嵌合部５１となっている。小外径部位の内周面には、螺子部５２が形成されていて、回転軸３の螺子部３２に螺子結合される。大外径部位の内径は、小外径部位の内径よりやや大きく、両者の内周面の移行部分には、切り欠き部５３が形成されていて、トルクリミッタ５が過大な軸力を受けたときに容易に破断するようになっている。

ハブ４は、インナーハブ４１、弾性部４２及びアウターリング４３とより構成されている。
インナーハブ４１の内周面４１ａは、ほぼトルクリミッタ５の外周面に適合する形状に形成されていて、トルクリミッタ５の大外径部位の外周面（嵌合部）５１に嵌合するかしめ部４１ａが設けられている。本実施形態では、図２に示されるようにハブ４のかしめ部４１ａは二箇所形成されていて、６角形状に形成されているトルクリミッタ５の嵌合部５１のうちの、対角線上で対向する２つの角部に対向して形成されている。
このようにして、ハブ４とトルクリミッタ５とは嵌合により固定されている。また、ハブ４のリア側端面４１ｂは、ワッシャ１３の端部Ｂ１３２に当接することによって、ハブ４は、トルクリミッタ５とワッシャ１３とによって挟持されるようにもなっている。インナーハブ４１の外周面は、弾性部４２に接着等により結合されている。
なお、上記説明においては、ハブ４がインナーハブ４１、弾性部４２及びアウターリング４３の３者より構成されているものとして説明しているが、アウターリング４３を省略して、ハブ４をインナーハブ４１と弾性部４２の２者で構成してもよい（後述）。

アウターリング４３は、円筒状をしていて、インナーハブ４１と同様に金属性素材により形成されている。
弾性部４２は、ゴムや樹脂等の弾性素材から形成され、インナーハブ４１とアウターリング４３間に配置して、インナーハブ４１の外周面及びアウターリング４３の内周面に接着等の手段によって接合されている。或いは、これら３者はインサート成形により一体に形成されてもよい。この弾性部４２はトルク伝達用として機能するだけでなく、トルクダンパとしても機能する。

アウターリング４３は弾性部４２および弾性部足部４２ａが包囲する形で、プーリ２の凹部２１に向けて延在しており、その上面、側面及び下面の３方の表面（外周面）を、プーリ２側の凹部２１に嵌合させる凸部４４としている。

そして、かかる凸部４４には、凸部４４よりも径方向外側まで延在し、プーリ２の凹部２１に圧入することで、ハブ４とプーリ２との結合状態を維持するダンパーリップ４５を設けている。
かかるダンパーリップ４５は、アウターリング４３を包囲する弾性部４２の外周面に一体的に設けて、拡径的、すなわち鉛直状に、且つ弾性的に突出するように構成している。
なお、プーリ２のリブ２２が形成された表面側は、外部に露出しているため、ゴミ等の異物や液がプーリ２の凹部２１内に侵入し易い。

またダンパーリップ４５は、図３に示すように、その外周端は、弾性部４２の弾性力により、プーリ２のリブ２２間の凹部２１に向かって圧入することで、ハブ４をプーリ２に保持する保持力を確保するようにしている。その際、ダンパーリップ４５は、プーリ２のリブ２２間の凹部２１を封止することで、リブ２２の前面が完全に覆われるようになっている。
なお、かかるプーリ２のリブ２２の前面の縁部には、面取り加工が施され、アール形状をなしている。

以上のように構成される動力伝達装置１において、ハブ４側の凸部４４がプーリ２側の凹部２１内に挿入されることで、ハブ４とプーリ２とが結合される（図４参照）。
この際、弾性部４２の凸部４４に隣接したフロント側部位から、凸部４４よりも径方向外側まで延在するように突出する環状のダンパーリップ４５を設けているため、このダンパーリップ４５は、弾性部４２の弾性力により、プーリ２の縁部側からプーリ２側の凹部２１の壁面に弾発的に当接しながら圧入され、ハブ４とプーリ２とが嵌合状態となる（図５参照）。
その際、ダンパーリップ４５は、プーリ２側の凹部２１の壁面に、折畳まれた状態で圧接状態にあるため、シール性が向上し、凹凸嵌合部の前面が完全に覆われるため、ゴミ等の異物や水等の液体が、プーリ２の凹部２１の奥深く侵入することを防止でき、この部分の異常摩耗等を防止できる。

このように、ハブ４とプーリ２とは、ダンパーリップ４５は、弾性部４２の弾性力により、プーリ２の凹部２１の壁面に弾発的に圧接した状態で結合するため、例え、トルクリミッタ５が過大な軸力を受けて破断したり、圧縮機の回転軸３との凝着による回転軸３が折損するようなことがあっても、ダンパーリップ４５により、ハブ４をプーリ２から脱落することなく、保持することができる。

（第２実施形態）
図６は、第２実施形態にかかるプーリ２に嵌合されるハブ４を示している。
ここでのハブ４の構成要素において、第１実施形態におけるハブ４と実質的に同様の構成要素には、同符号を付すものとする。

図６、図７におけるハブ４では、ダンパーリップ４５を、所定間隔毎にアウターリング４３外側の弾性部４２に突設している。ダンパーリップ４５には、嵌合すべきプーリ２側に向けて、連続不連続を問わず適宜な突部４５ａを形成することができる（図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）参照）。

このような構成とすれば、プーリ２に対して、より組みつけやすく、しかも、ダンパーリップ４５をプーリ２の凹部２１に圧入時、ダンパーリップ４５の突部４５ａがダンパーリップ４５の弾性力に加えて、ハブ４を脱落しないように圧接し、保持力を確保すると共に、シール性が向上し、ゴミ等の異物や水等の液体が、プーリ２の凹部２１の奥深く侵入することを防止することができる（図９参照）。

（第３実施形態）
図１０は、第３実施形態にかかる動力伝達装置１を示している。
ここでの動力伝達装置１では、ハブ４を、アウターリング４３を省略して、インナーハブ４１と弾性部４２と２者で構成して、プーリ２における凹部２１の底部側に、ハブ４における凸部４４を嵌合する嵌合孔２３を設ける構成としている。

このような構成としたことにより、ハブ４の軽量化が図られ、凸部４４である弾性部４２と弾性部４２における足部４２ａが、プーリ２における凹部２１の底部側における嵌合孔２３に、嵌合係止されることで、動力伝達装置１の前面側、後面側から防水防塵機能を確保することができる。しかも、ハブ４の保持力が確保され、ハブ４の取外しの際には、嵌合孔２３から、ハブを押出しすることにより、メンテナンス向上が可能となる。

なお、上記説明においては、ハブ４がトルクリミッタ５を介して回転軸３に固定される構造の動力伝達装置で説明しているが、本発明のダスト侵入防止部が、回転軸にトルクリミッタ部を設け、ハブを直接回転軸に固定させる構造の動力伝達装置にも適用可能であることは勿論である。

本発明の第１実施形態の動力伝達装置の縦断面説明図である。 本発明の第１実施形態の動力伝達装置の全体正面図である。 図１の要部の拡大図である。 図１に示す動力伝達装置におけるプーリにハブを組み付ける際の上半分縦断面図である。 図４に示す組付け工程後の上半分縦断面図である。 本発明の第２実施形態の動力伝達装置におけるハブの全体正面図である。 図６に示す、Ｈ−Ｈで切断した切断矢視図である。 図７に示すダンパーリップをＩ方向から見た、異なる３つの実施形態を示した、側面図である。 図８で示したハブをプーリに組み付けた際の上部縦断面図である。 本発明の第３実施形態の動力伝達装置の上半分縦断面説明図である。

符号の説明

１ 動力伝達装置
２ プーリ
２１ 凹部
２２ リブ
２３ 嵌合孔
３ 回転軸
３１ 工具形状部
３２ 螺子部
３３ 段部
４ ハブ
４１ インナーハブ
４１ａ 嵌合部
４１ｂ リア側端面
４２ 弾性部
４３ アウターリング
４４ 凸部
４５ ダンパーリップ
４５ａ 突部
５ トルクリミッタ
５１ 嵌合部
５２ 螺子部
５３ 切り欠き部
６ ケーシング
６１ ボス部
６２ 端部
７ 軸受
８ リング
９ 環部材
１０ 第１留め輪
１１ 軸封装置
１２ 第２留め輪
１３ ワッシャ
１３１ 端部Ａ
１３２ 端部Ｂ

Claims (4)

1. 駆動源と動力的に連結するプーリ（２）と、
   前記プーリ（２）に凹凸嵌合により結合されるハブ（４）と、
   前記ハブ（４）と被駆動機器の回転軸（３）との間に介在して、過大トルクの伝達を遮断する動力遮断部材（５）とを具備する動力伝達装置（１）において、
   前記プーリ（２）は、凹部（２１）を備え、
   前記ハブ（４）は、弾性部（４２）と、前記弾性部により包囲される形のアウターリング（４３）を有すると共に、前記プーリ（２）の前記凹部（２１）と嵌合する凸部（４４）を備えており、
   さらに、前記ハブ（４）には、前記凸部（４４）よりも径方向外側まで延在し、前記プーリ（２）の凹部（２１）に圧入することで前記ハブ（４）と前記プーリ（２）との結合状態を維持するダンパーリップ（４５）が設けられていて、前記ダンパーリップ（４５）は、前記プーリ側の前記凹部（２１）の壁面により圧接されることで、前記アウターリング（４３）に向かって折畳まれた状態となることを特徴とする動力伝達装置。
2. 前記ハブ（４）は、更にインナーハブ（４１）を具備し、
   前記ダンパーリップ（４５）は、前記アウターリング（４３）の外周面に一体的に設けて、拡径的に且つ弾性的に突出するように構成さ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。
3. 前記ハブ（４）は、前記ダンパーリップ（４５）を、所定間隔毎に前記アウターリング（４３）外側の前記弾性部（４２）に突設し、前記ダンパーリップ（４５）には、嵌合すべきプーリ（２）側に向けて、突部（４５ａ）を形成した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。
4. 前記プーリ（２）の縁部が面取りまたはアール形状をなしていることを特徴とする請求項１〜３に記載のうちいずか一項に記載の動力伝達装置。

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