JP6255387B2 - 動力伝達装置 - Google Patents
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Description
本発明は、動力伝達装置に関する。より具体的には、本発明は、従動側回転体の負荷トルクが増大したとき動力伝達が遮断される動力伝達装置に関するものである。
従来のこの種の動力伝達装置としては、例えば特許文献1に記載されているものがある。特許文献1に開示された動力伝達装置は、動力源から動力がベルトを介して伝達される駆動側回転部材としてのプーリと、このプーリに伝動機構を介して連結された従動側回転部材としてのハブとを備えている。プーリは、圧縮機のハウジングに軸受を介して回転自在に支持されている。ハブは、圧縮機の回転軸の先端部に一体に回転するように装着されている。
伝動機構は、ハブの外周面に固着された円管状ゴムと、この円管状ゴムの外周面に固着された第1の円管状金属と、この第1の円管状金属の外周面に圧入により嵌合された第2の円管状金属とを備えている。第2の円管状金属は、プーリに固定されている。
この動力伝達装置においては、プーリの回転が伝動機構を介してハブに伝達される。この動力伝達状態において、圧縮機の回転軸に過負荷が発生すると、第2の円管状金属に対して第1の円管状金属がスリップし、このスリップにより摩擦熱が発生する。この熱は、第1の円管状金属を介して円管状ゴムに伝達される。そして、第1の円管状金属の内周面と円管状ゴムの外周面との固着部分の温度が上昇し、この固着部分が破断することにより、円管状ゴムが第1の円管状金属から分離して動力伝達が遮断される。
上述した従来の動力伝達装置は、圧縮機に何らかの異常が生じて負荷トルクが増大した後に複数のステップを経て動力伝達が遮断されるものである。これらの複数のステップとは、第1の円管状金属が第2の円管状金属に対してスリップすることにより摩擦熱が発生するステップと、この摩擦熱が第1の円管状金属を介して円管状ゴムの固着部分に伝達されるステップと、固着部分の温度が上昇して円管状ゴムが破断されるステップである。
このため、従来の動力伝達装置では、圧縮機に過負荷が発生してから動力伝達が遮断されるまでの所要時間が長くなるという問題があった。圧縮機に過負荷が生じている状態で動力伝達が長時間にわたって継続されると、プーリに巻き掛けられているベルトが損傷してしまう。
このため、従来の動力伝達装置では、圧縮機に過負荷が発生してから動力伝達が遮断されるまでの所要時間が長くなるという問題があった。圧縮機に過負荷が生じている状態で動力伝達が長時間にわたって継続されると、プーリに巻き掛けられているベルトが損傷してしまう。
本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、従動側回転体の負荷トルクが増大した後に短時間で動力伝達が遮断される動力伝達装置を提供することを目的とする。
この目的を達成するために、本発明に係る動力伝達装置は、動力源に接続されて駆動される駆動側回転体と、この駆動側回転体と同一軸線上に位置する従動側回転体と、前記駆動側回転体と前記従動側回転体とのうち一方の回転体に設けられ、この回転体と同一軸線上で一体に回転する第1の回転部材と、前記第1の回転部材に回転方向へ移動可能にかつ回転軸線と平行な方向へ移動することにより分離可能に嵌合された第2の回転部材と、前記第2の回転部材を前記駆動側回転体と前記従動側回転体とのうち他方の回転体に同一軸線上で一体に回転可能に連結するとともに、前記第1の回転部材に対して前記回転軸線と平行な方向に付勢する弾性部材とを備え、前記第2の回転部材は、前記従動側回転体の負荷の大きさが予め定めた閾値より小さい場合は、前記第1の回転部材との嵌合部に生じる摩擦力によって前記第1の回転部材と一体に回転し、前記従動側回転体の負荷の大きさが前記閾値以上である場合は、前記摩擦力に抗して前記第1の回転部材に対して回転するとともに前記弾性部材のばね力で第1の回転部材に対して前記回転軸線と平行な方向へ移動して前記第1の回転部材から分離されるものである。
本発明に係る動力伝達装置は、従動側回転体に接続された従動側装置の負荷の大きさが予め定めた閾値以上になり、第1の回転部材と第2の回転部材との嵌合部にスリップが発生すると、第1の回転部材と第2の回転部材とが弾性部材のばね力で強制的に分離される。すなわち、この動力伝達装置は、動力伝達を遮断するに当たって摩擦熱で部品を加熱する必要はなく、スリップが発生した直後に動力伝達を遮断できるものである。
したがって、本発明によれば、従動側回転体の負荷トルクが増大した後に短時間で動力伝達が遮断される動力伝達装置を提供することができる。
したがって、本発明によれば、従動側回転体の負荷トルクが増大した後に短時間で動力伝達が遮断される動力伝達装置を提供することができる。
(第1の実施の形態)
以下、本発明に係る動力伝達装置の一実施の形態を図1〜図5によって詳細に説明する。
図1に示す動力伝達装置1は、下記の2つの機能を有するものである。第1の機能は、図2に示すカーエアコン用圧縮機2に自動車エンジン(図示せず)の動力を伝達する機能である。第2の機能は、圧縮機2の回転軸3に過負荷が発生したときに動力伝達を遮断するトルクリミッタの機能である。この実施の形態においては、自動車エンジンが本発明でいう「動力源」に相当する。
以下、本発明に係る動力伝達装置の一実施の形態を図1〜図5によって詳細に説明する。
図1に示す動力伝達装置1は、下記の2つの機能を有するものである。第1の機能は、図2に示すカーエアコン用圧縮機2に自動車エンジン(図示せず)の動力を伝達する機能である。第2の機能は、圧縮機2の回転軸3に過負荷が発生したときに動力伝達を遮断するトルクリミッタの機能である。この実施の形態においては、自動車エンジンが本発明でいう「動力源」に相当する。
自動車エンジンの動力は、図示していないベルトを介して動力伝達装置1のプーリ4に伝達される。
プーリ4は、図2に示すように、ベルトが巻き掛けられる溝5を有する円筒状のベルト掛止部6と、このベルト掛止部6の内側に位置する内側筒状部7と、これら両部どうしを接続する中間部8とによって構成されている。ベルト掛止部6と、内側筒状部7と、中間部8とは、プラスチック材料によって一体成形により一体に形成されている。
プーリ4は、図2に示すように、ベルトが巻き掛けられる溝5を有する円筒状のベルト掛止部6と、このベルト掛止部6の内側に位置する内側筒状部7と、これら両部どうしを接続する中間部8とによって構成されている。ベルト掛止部6と、内側筒状部7と、中間部8とは、プラスチック材料によって一体成形により一体に形成されている。
内側筒状部7は、圧縮機2のハウジング2aに軸受9を介して回転自在に支持されている。このプーリ4は、回転軸3と同一軸線上に位置付けられている。この実施の形態においては、回転軸3によって、本発明でいう「従動側回転体」が構成され、プーリ4によって、本発明でいう「駆動側回転体」が構成されている。
回転軸3の軸端部には、ハブ11が取付けられている。この実施の形態においては、このハブ11が本発明でいう「第1の回転部材」に相当する。ハブ11は、熱間圧延軟鋼板(SPHC)からなる素材を所定の形状に加工して形成されている。
この実施の形態によるハブ11は、回転軸3の軸端部に固定されるボス部11aと、このボス部11aの軸線方向の先端部から径方向の外側に突出する連結部11bとによって構成されている。
この実施の形態によるハブ11は、回転軸3の軸端部に固定されるボス部11aと、このボス部11aの軸線方向の先端部から径方向の外側に突出する連結部11bとによって構成されている。
このハブ11の連結部11bは、詳細は後述するが、図1および図2に示すように、後述するリングプレート12の穴13に回転方向および回転軸線と平行な方向に移動可能に嵌合する形状に形成されている。この実施の形態による連結部11bは、ハブ11の軸線方向から見て三角形状に形成されている。
この連結部11bの3つの頂部には、軸線方向から見て円弧状の壁面を有する外周壁14がそれぞれ形成されている。これらの外周壁14は、ハブ11の回転方向を3等分する位置に設けられている。外周壁14の壁面は、ハブ11の回転方向と、ハブ11の軸線方向(回転軸線と平行な方向)とに延びている。外周壁14の厚みは、予め定めた厚みに形成されている。
連結部11bの3つの頂部どうしの間には、平坦部15が形成されている。この平坦部15は、ハブ11の軸線方向に延びる平坦面によって形成されている。この実施の形態においては、この平坦部15によって、請求項2記載の発明でいう「非嵌合部」が構成されている。
連結部11bの3つの頂部どうしの間には、平坦部15が形成されている。この平坦部15は、ハブ11の軸線方向に延びる平坦面によって形成されている。この実施の形態においては、この平坦部15によって、請求項2記載の発明でいう「非嵌合部」が構成されている。
リングプレート12は、冷間圧延鋼板(SPCC)からなる素材をプレス加工により所定の形状に打ち抜いて形成されている。この実施の形態においては、このリングプレート12によって、本発明でいう「第2の回転部材」が構成されている。
リングプレート12は、穴13が軸心部に形成された円板部12aと、この円板部12aの周方向の3箇所から径方向の外側に突出する3つのフランジ部12bとによって構成されている。これらのフランジ部12bは、円板部12aの周方向を3等分する位置に設けられており、後述する板ばね16を介してプーリ4にそれぞれ接続されている。すなわち、リングプレート12は、プーリ4から板ばね16を介して動力が伝達されてプーリ4と一体に回転する。
リングプレート12は、穴13が軸心部に形成された円板部12aと、この円板部12aの周方向の3箇所から径方向の外側に突出する3つのフランジ部12bとによって構成されている。これらのフランジ部12bは、円板部12aの周方向を3等分する位置に設けられており、後述する板ばね16を介してプーリ4にそれぞれ接続されている。すなわち、リングプレート12は、プーリ4から板ばね16を介して動力が伝達されてプーリ4と一体に回転する。
円板部12aには、周方向に延びる複数の長孔12cが形成されている。これらの長孔12cは、円板部12aにおける3箇所のフランジ部12bどうしの間となる部位に位置付けられている。リングプレート12の穴13は、この長孔12cと隣り合う3箇所の内周壁17と、これらの内周壁17どうしの間に穴径が拡がるように形成された凹部18とによって構成されている。内周壁17の壁面は、ハブ11の回転方向および回転軸線と平行な方向とに延びており、ハブ11の外周壁14が嵌合する形状に形成されている。ハブ11の外周壁14の回転方向の長さは、凹部18の回転方向の長さより短い。
また、内周壁17の壁面における回転軸線と平行な方向の長さは、外周壁14の壁面における回転軸線と平行な方向の長さと略等しい。すなわち、このリングプレート12は、ハブ11に回転方向へ移動可能にかつ回転軸線と平行な方向へ移動することにより分離可能に嵌合されている。リングプレート12にプーリ4から伝達された動力は、この嵌合部21を介してハブ11に伝達される。
この実施の形態において、ハブ11とリングプレート12とは、これら両部材が接触して生じるかじりによって嵌合面が傷付くことを防ぐために、焼き嵌めによって嵌合されている。嵌合面がかじりにより損傷すると、嵌合部21の摩擦力(圧接力)が不必要に高くなってしまう。この実施の形態によるリングプレート12は、加熱されて膨張し、穴13の内径が拡がる状態でハブ11に嵌合されている。この嵌合は、リングプレート12の内周壁17にハブ11の外周壁14を嵌め合わせて行われる。
ハブ11の平坦部15は、この嵌合状態においてリングプレート12の凹部18と対向するために、リングプレート12と接触することはない。この嵌合後にリングプレート12の温度が常温に戻り、リングプレート12が初期の大きさに収縮することにより、ハブ11の外周壁14とリングプレート12の内周壁17とが嵌合状態で結合される。このように一体に結合されたハブ11とリングプレート12の表面には、カチオン塗装などの表面処理が施される。なお、リングプレート12とハブ11との嵌合は、上述した焼き嵌めの他に、冷し嵌めで行うことができる。この冷し嵌めは、ハブ11を冷却し、ハブ11の連結部11bの外径寸法が減少する状態で外周壁14をリングプレート12の内周壁17に嵌合して行われる。
リングプレート12とハブ11との嵌合部21は、リングプレート12に対してハブ11が相対的に移動するときに予め定めた大きさの摩擦力(圧接力)が発生する構成が採られている。この摩擦力の大きさは、圧縮機2の回転軸3の負荷が予め定めた閾値より小さい場合にハブ11に対するリングプレート12の移動を規制できる大きさに設定されている。また、摩擦力の大きさは、回転軸3の負荷が閾値以上である場合は、この摩擦力に抗してリングプレート12がハブ11に対して回転する大きさに設定されている。閾値は、圧縮機2において過負荷が発生したときの負荷の値に相当する。
リングプレート12のフランジ部12bに取付けられた3枚の板ばね16は、リングプレート12をプーリ4に支持させる機能と、後述するようにリングプレート12を回転軸線と平行な方向に付勢する機能とを有している。これらの板ばね16は、ばね材料によって細い帯板状に形成されている。この板ばね16におけるリングプレート12側の端部となるリングプレート側取付部16aは、フランジ部12bにリベット22によって固定されている。
板ばね16の他端部となるプーリ側取付部16bは、プーリ4の中間部8にタッピングねじ23によって固定されている。これらの板ばね16は、リングプレート12をプーリ4に同一軸線上で一体に回転可能に連結している。
板ばね16の他端部となるプーリ側取付部16bは、プーリ4の中間部8にタッピングねじ23によって固定されている。これらの板ばね16は、リングプレート12をプーリ4に同一軸線上で一体に回転可能に連結している。
この実施の形態によるプーリ4の中間部8は、図2に示すように、回転軸3の軸線方向(図2においては左右方向)において、ハブ11の連結部11bと、圧縮機2のハウジング2aとの間に位置付けられている。このため、板ばね16は、軸線方向に弾性変形した状態でリングプレート12とプーリ4とに取付けられている。この板ばね16は、両端が引っ張られる状態で弾性変形しており、弾性復帰力(ばね力)でリングプレート12をハブ11に対して軸線方向(回転軸線と平行な方向)に付勢している。この実施の形態による板ばね16がリングプレート12を付勢する方向は、図2において左方向であって、リングプレート12が圧縮機2のハウジング2aに接近する方向である。
次に、上述したように構成された動力伝達装置1の動作を説明する。
この実施の形態による動力伝達装置1においては、自動車エンジンの動力がベルトを介してプーリ4に伝達され、プーリ4から板ばね16を介してリングプレート12に伝達される。このとき、圧縮機2の負荷の大きさが予め定めた閾値より小さい場合は、リングプレート12とハブ11および回転軸3が一体に回転する。この場合は、圧縮機2がエンジンの動力で駆動される。
この実施の形態による動力伝達装置1においては、自動車エンジンの動力がベルトを介してプーリ4に伝達され、プーリ4から板ばね16を介してリングプレート12に伝達される。このとき、圧縮機2の負荷の大きさが予め定めた閾値より小さい場合は、リングプレート12とハブ11および回転軸3が一体に回転する。この場合は、圧縮機2がエンジンの動力で駆動される。
圧縮機2の負荷の大きさが上述した閾値以上である場合は、リングプレート12が嵌合部21に生じる摩擦力に抗してハブ11に対して回転する(スリップする)。このとき、リングプレート12の内周壁17がハブ11の外周壁14に対して回転する。また、このときには、内周壁17が外周壁14に対して板ばね16のばね力で僅かながらも軸線方向に変位する。
内周壁17が外周壁14に対して回転すると、内周壁17が外周壁14から外れ、この外周壁14がリングプレート12の凹部18と対向するようになる。すなわち、図4に示すように、リングプレート12がハブ11から分離する。リングプレート12は、この分離状態において、図5に示すように、摩擦力が作用することなく板ばね16のばね力で回転軸線と平行な方向(圧縮機2のハウジング2aに近接する方向)へ移動する。このとき、リングプレート12は、ハブ11の連結部11bと接触することがない位置まで移動し、ハブ11から離間する。このため、リングプレート12とハブ11とによって構成されたトルクリミッタが動作して圧縮機2への動力伝達が遮断され、圧縮機2が停止する。
したがって、この実施の形態によれば、圧縮機2の負荷の大きさが予め定めた閾値以上になってハブ11とリングプレート12との嵌合部21にスリップが発生すると、リングプレート12がハブ11から板ばね16のばね力で強制的に分離される。すなわち、この動力伝達装置1は、動力伝達を遮断するに当たって摩擦熱で部品を加熱する必要はなく、スリップが発生した直後に動力伝達を遮断できるものである。
この結果、この実施の形態によれば、圧縮機2の負荷トルクが増大した後に短時間で動力伝達が遮断される動力伝達装置を提供することができる。
この結果、この実施の形態によれば、圧縮機2の負荷トルクが増大した後に短時間で動力伝達が遮断される動力伝達装置を提供することができる。
この実施の形態においては、ハブ11とリングプレート12との嵌合部21にスリップが生じると、ハブ11の外周壁14がリングプレート12の凹部18に入り、摩擦力が作用することなくリングプレート12が板ばね16のばね力で回転軸線と平行な方向へ移動する。
したがって、リングプレート12が摩擦力に抗して板ばね16のばね力で回転軸線と平行な方向へ移動してハブ11から分離する場合と比べて、短時間で動力伝達が遮断される。この結果、この実施の形態によれば、より一層速く動力伝達を遮断可能な動力伝達装置を提供することができる。
したがって、リングプレート12が摩擦力に抗して板ばね16のばね力で回転軸線と平行な方向へ移動してハブ11から分離する場合と比べて、短時間で動力伝達が遮断される。この結果、この実施の形態によれば、より一層速く動力伝達を遮断可能な動力伝達装置を提供することができる。
この実施の形態によるハブ11とリングプレート12とは、焼き嵌めまたは冷し嵌めによって嵌合されている。
このため、ハブ11の嵌合面と、リングプレート12の嵌合面とが損傷することなく嵌合する。ハブ11とリングプレート12とをプレスで圧入して嵌合させると、嵌合面(圧入により嵌め合わされる面)にいわゆる「かじり」が発生し易い。嵌合面にかじりが生じると、嵌合部21の圧接力、すなわち嵌合部21において一方の回転部材が他方の回転部材に対して回転方向へ変位するときの摩擦力が必要以上に大きくなってしまう。
このため、ハブ11の嵌合面と、リングプレート12の嵌合面とが損傷することなく嵌合する。ハブ11とリングプレート12とをプレスで圧入して嵌合させると、嵌合面(圧入により嵌め合わされる面)にいわゆる「かじり」が発生し易い。嵌合面にかじりが生じると、嵌合部21の圧接力、すなわち嵌合部21において一方の回転部材が他方の回転部材に対して回転方向へ変位するときの摩擦力が必要以上に大きくなってしまう。
このように圧接力が大きくなると、負荷の大きさが設計値より大きくなければ動力伝達を遮断できなくなり、動力伝達が遮断される時期が遅れるおそれがある。この実施の形態による動力伝達装置1によれば、嵌合面にかじりが生じることはないから、動力伝達が遮断されるときの負荷の大きさは設計通りの大きさとなる。したがって、この実施の形態によれば、トルクリミッタが動作することなく伝達できるトルクの最大値、いわゆる遮断トルクやリミットトルクと呼称される伝達トルクの限界値の信頼性が高くなり、高い品質の動力伝達装置を提供することができる。
この実施の形態による板ばね16は、引っ張られて弾性変形した状態でリングプレート12とプーリ4との間に設けられている。しかしながら、本発明は、このような限定にとらわれることはない。すなわち、板ばね16は、圧縮された状態でリングプレート12とプーリ4との間に設けることができる。この構成を上述した動力伝達装置1に適用すると、リングプレート12がハブ11から分離された後にプーリ4から離間する方向に変位する。
上述した実施の形態による動力伝達装置1においては、ハブ11の外周壁14の壁面と、リングプレート12の内周壁17の壁面とに表面保護用のコーティングを施すことができる。また、これらの壁面に硬度が高くなる処理を施すこともできる。コーティング処理や硬化処理が壁面に施されることにより、ハブ11からリングプレート12が分離するときに金属どうしのかじりの発生が少なくなる。この結果、動力伝達が遮断されるときの負荷の大きさをより一層高い精度で設定することが可能になる。
(第2の実施の形態)
上述した実施の形態において、リングプレート12の取付位置は、図6Aおよび図6Bに示すように、ハブ11の軸線方向の一方または他方に偏る位置に変更することができる。図6Aおよび図6Bにおいて、図1〜図5によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
上述した実施の形態において、リングプレート12の取付位置は、図6Aおよび図6Bに示すように、ハブ11の軸線方向の一方または他方に偏る位置に変更することができる。図6Aおよび図6Bにおいて、図1〜図5によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
図6Aに示すリングプレート12は、ハブ11の外周壁14に対して圧縮機2(図示せず)のハウジング2aから離間する方向(同図においては右方向)に偏って位置している。また、このリングプレート12は、板ばね16(図示せず)のばね力でハウジング2aから離間する方向(同図中に矢印Rで示す方向)に付勢されている。このリングプレート12の内周壁17におけるハウジング2aとは反対側に位置する端部17aは、軸線方向においてハブ11の連結部11bから突出している。内周壁17の内周縁における矢印Rで示す方向の先端に位置する角部Pは、ハブ11の外周壁14に嵌合していない。
図6Bに示すリングプレート12は、ハブ11の外周壁14に対して圧縮機2のハウジング2aに近接する方向(同図においては左方向)に偏って位置している。また、このリングプレート12は、板ばね16(図示せず)のばね力でハウジング2aに近接する方向(同図中に矢印Rで示す方向)に付勢されている。このリングプレート12の内周壁17におけるハウジング2aに近接する端部17aは、軸線方向においてハブ11の連結部11bから突出している。内周壁17の内周縁における矢印Rで示す方向の先端に位置する角部Pは、ハブ11の外周壁14に嵌合していない。
板ばね16は、リングプレート12の径方向外側の端部を軸線方向に付勢している。このため、図6Cに示すように、内周壁17の全域がハブ11の外周壁14に嵌合している状態においては、リングプレート12は、角部Pが支点となるように荷重(板ばね16のばね力)を受けることになる。この場合、内周壁17における角部Pの近傍の部位と外周壁14との嵌合部分の面圧が他の嵌合部分と比べて高くなる。このような嵌合状態において、リングプレート12が板ばね16のばね力で軸線方向に移動すると、角部Pと外周壁14との接触部分においてかじりが発生し易い。
しかし、上述した図6Aまたは図6Bに示すように、角部Pがハブ11の外周壁14と嵌合しない構成を採ることにより、かじりの発生を確実に防ぐことができる。また、この構成を採る場合は、嵌合部21の圧入深さ(嵌合面の接触面積)が減少するから、嵌合部21の圧接力が低減する。さらに、この構成を採る場合は、図6Aおよび図6B中に示す一点鎖線Lより突出側に位置する端部17aを除いてリングプレート12を薄く形成することができる。
(第3の実施の形態)
本発明に係る動力伝達装置1において、嵌合部21の圧接力を高くするためには、図7に示す構成を採ることができる。図7において、図1〜図5によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
図7に示すリングプレート12の内周壁17には、ハブ11の外周壁14に回転方向において噛み合う複数の突起31が形成されている。
本発明に係る動力伝達装置1において、嵌合部21の圧接力を高くするためには、図7に示す構成を採ることができる。図7において、図1〜図5によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
図7に示すリングプレート12の内周壁17には、ハブ11の外周壁14に回転方向において噛み合う複数の突起31が形成されている。
これらの突起31は、内周壁17にローレット加工を施すことによって断面山形状に形成されている。これらの突起31は、焼き嵌めや冷し嵌めによってハブ11の外周壁14に押し付けられると、いわゆる金属の塑性流動により外周壁14との間の隙間に充填される。この結果、リングプレート12とハブ11との接触面積が増大し、圧接力が高くなる。
(第4の実施の形態)
本発明に係る動力伝達装置は、図8〜図13に示すように構成することができる。図8〜図13において、これらの図において、図1〜図5によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
図8に示す動力伝達装置41のハブ11は、粉末合金(焼結合金)によって所定の形状に形成されている。この粉末合金とは、金属の粉末を加圧成形し、焼き固めて形成されたものである。
本発明に係る動力伝達装置は、図8〜図13に示すように構成することができる。図8〜図13において、これらの図において、図1〜図5によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
図8に示す動力伝達装置41のハブ11は、粉末合金(焼結合金)によって所定の形状に形成されている。この粉末合金とは、金属の粉末を加圧成形し、焼き固めて形成されたものである。
この実施の形態によるハブ11のボス部11aは、図9に示すように、回転軸3にスプライン嵌合によって一体に回転するように接続され、軸心部に位置する固定用ボルト42によって固定されている。固定用ボルト42は、ハブ11の軸心部を貫通し、回転軸3のねじ孔3aに螺着されている。この実施の形態においても、ハブ11によって本発明でいう「第1の回転部材」が構成され、リングプレート12によって本発明でいう「第2の回転部材」が構成されている。
この実施の形態によるハブ11の連結部11bは、図8および図11に示すように、円板状に形成されている。この連結部11bは、3箇所の係合溝43と、複数の外周壁14と、非嵌合部44とを有している。連結部11bの厚みは、図9に示すように、リングプレート12の厚みより厚く形成されている。
係合溝43は、連結部11bの外周部を周方向に3等分する位置に形成されている。これらの係合溝43は、治具45(図9参照)と係合可能に形成されている。この実施の形態においては、この係合溝43によって、請求項3記載の発明でいう「係合部」が構成されている。
係合溝43は、連結部11bの外周部を周方向に3等分する位置に形成されている。これらの係合溝43は、治具45(図9参照)と係合可能に形成されている。この実施の形態においては、この係合溝43によって、請求項3記載の発明でいう「係合部」が構成されている。
係合溝43に係合される治具45は、詳細には図示していないが、締付用治具と分解用治具とのうち少なくともいずれか一方の治具である。締付用治具は、ハブ11を回転軸3に固定用ボルト42によって固定するときに使用するものである。この締付用治具は、係合溝43に挿入されてハブ11に係合するアーム45aを有する。固定用ボルト42を回転軸3のねじ孔3aに締め込むときにこの締付用治具でハブ11を押さえることによって、ハブ11の回転が規制される。
分解用治具は、ハブ11を回転軸3から引き抜くために使用するものである。この分解用治具は、係合溝43に挿入されてハブ11に係合するアーム45aと、固定用ボルト42が抜かれることによって生じたハブ11の貫通孔に挿入されて回転軸3を押すボルト(図示せず)とを有している。
この実施の形態によるハブ11の複数の外周壁14は、上述した係合溝43どうしの間に位置している。非嵌合部44は、これらの外周壁14どうしの間に連結部11bの外径が小さくなるように形成されている。
外周壁14は、図11に示すように、ボス部11aの軸線方向から見て、連結部11bの径方向の外側へ向けて突出する台形状に形成されている。これらの外周壁14は、二つの係合溝43の間の3箇所に、ハブ11の周方向へ所定の間隔をおいて互いに離間する状態で設けられている。
外周壁14は、図11に示すように、ボス部11aの軸線方向から見て、連結部11bの径方向の外側へ向けて突出する台形状に形成されている。これらの外周壁14は、二つの係合溝43の間の3箇所に、ハブ11の周方向へ所定の間隔をおいて互いに離間する状態で設けられている。
これらの外周壁14が嵌合するリングプレート12の内周壁17は、図10に示すように、穴13の中心に向けて突出する台形状に形成されており、外周壁14と対応する位置に配設されている。この実施の形態によるリングプレート12は、炭素工具鋼鋼材(SK材)によって形成されている。外周壁14と内周壁17との嵌合は、第1の実施の形態を採るときと同様に、焼き嵌めや、冷し嵌めによって行うことができる。
また、この実施の形態によるリングプレート12は、板ばね16によって圧縮機2から離間する方向に付勢されている。すなわち、板ばね16のリングプレート側取付部16aは、圧縮機2に接近する方向へ弾性変形した状態でリングプレート12に取付けられている。この板ばね16は、回転軸3を圧縮機2のハウジング2aから引き出す方向へ付勢している。このため、この実施の形態による動力伝達装置41は、いわゆるシャフト引張り仕様のものとなる。板ばね16のプーリ側取付部16bは、プーリ4に埋設されたナット部材46に取付用ねじ47によって取付けられている。
このように構成された動力伝達装置41において、圧縮機2の負荷の大きさが上述した閾値以上である場合は、リングプレート12が嵌合部21に生じる摩擦力に抗してハブ11に対して回転する(スリップする)。このようにスリップが起こるときには、ハブ11とリングプレート12との接触部分において、金属どうしが互いに擦れ合って一方の金属が他方の金属によって削られることがある。粉末合金からなるハブ11が削れられると、切り粉は、繋がった切り粉ではなく、粉状になる。
このため、この実施の形態によれば、ハブ11とリングプレート12の接触部分で「かじり」は発生しないと考えられる。したがって、この実施の形態においては、ハブ11とリングプレート12との接触部分に「かじり」は発生しないか、発生したとしても僅かであるから、リミットトルクと呼称される伝達トルクの限界値の信頼性がより一層高くなり、より一層高い品質の動力伝達装置を提供することができる。
上述したスリップによりリングプレート12がハブ11に対して回転すると、図12に示すように、リングプレート12の凹部18にハブ11の外周壁14が入り、リングプレート12がハブ11から分離する。このようにハブ11とリングプレート12とが分離すると、図13に示すように、リングプレート12が板ばね16のばね力によって回転軸3の軸線方向に移動する。このときにリングプレート12が移動する方向は、圧縮機2から離間する方向である。このため、ハブ11とリングプレート12とによって構成されたトルクリミッタが動作して圧縮機2への動力伝達が遮断され、圧縮機2が停止する。
したがって、この実施の形態を採る場合であっても上述した実施の形態を採る場合と同等の効果が得られる。
したがって、この実施の形態を採る場合であっても上述した実施の形態を採る場合と同等の効果が得られる。
この実施の形態に示す動力伝達装置41は、粉末合金によって形成されたハブ11を備えている。しかし、本発明は、このような限定にとらわれることはない。例えば動力伝達装置41は、熱間圧延軟鋼板(SPHC)によって形成されたハブ11と、粉末合金によって形成されたリングプレート12とを備えることができる。また、動力伝達装置41は、粉末合金によって形成されたハブ11とリングプレート12とを備えることもできる。さらに、図1〜図7に示す動力伝達装置においても、ハブ11やリングプレート12を粉末合金によって形成することができる。
図1〜図5と図8〜図13に図示した実施の形態においては、リングプレート12の穴13に形成された凹部18にハブ11の外周壁14が入ることによりリングプレート12がハブ11から分離する構成が採られている。しかし、本発明は、このような限定にとらわれることはない。すなわち、リングプレート12の穴13の開口形状は、円形に形成することができる。この構成を採る場合は、嵌合部21にスリップが生じて摩擦力が低下した状態でリングプレート12が板ばね16のばね力によって摩擦力に抗して軸線方向に移動し、ハブ11から分離する。
また、図1〜図5と図8〜図13に図示した実施の形態においては、プーリ4を駆動側回転体とし、回転軸3を従動側回転体とする例を示した。しかし、本発明に係る動力伝達装置1は、回転軸3を駆動側回転体とし、プーリ4を従動側回転体として構成することができるものである。すなわち、本発明は、ハブ11からリングプレート12に動力が伝達される構成を採ることが可能である。
1,41…動力伝達装置、2…圧縮機、3…回転軸、4…プーリ、11…ハブ、12…リングプレート、13…穴、14…外周壁、15…平坦部、16…板ばね、17…内周壁、18…凹部、21…嵌合部、42…固定用ボルト、43…係合溝、44…非嵌合部。
Claims (4)
- 動力源に接続されて駆動される駆動側回転体と、
この駆動側回転体と同一軸線上に位置する従動側回転体と、
前記駆動側回転体と前記従動側回転体とのうち一方の回転体に設けられ、この回転体と同一軸線上で一体に回転する第1の回転部材と、 前記第1の回転部材に回転方向へ移動可能にかつ回転軸線と平行な方向へ移動することにより分離可能に嵌合された第2の回転部材と、 前記第2の回転部材を前記駆動側回転体と前記従動側回転体とのうち他方の回転体に同一軸線上で一体に回転可能に連結するとともに、前記第1の回転部材に対して前記回転軸線と平行な方向に付勢する弾性部材とを備え、
前記第2の回転部材は、前記第2の回転部材の軸心部に形成された穴を有し、
前記穴の穴壁は、第1の回転部材と嵌合する複数の内周壁と、これらの内周壁どうしの間に穴径が拡がるように形成された凹部とを有し、
前記第1の回転部材は、前記内周壁に嵌合する複数の外周壁と、これらの外周壁どうしの間に外径が小さくなるように形成された非嵌合部とを有し、
前記外周壁の回転方向の長さは、前記凹部の回転方向の長さより短く、
前記第2の回転部材は、
前記従動側回転体の負荷の大きさが予め定めた閾値より小さい場合は、前記第1の回転部材との嵌合部に生じる摩擦力によって前記第1の回転部材と一体に回転し、
前記従動側回転体の負荷の大きさが前記閾値以上である場合は、前記摩擦力に抗して前記第1の回転部材に対して回転するとともに前記弾性部材のばね力で第1の回転部材に対して前記回転軸線と平行な方向へ移動して前記第1の回転部材から分離されることを特徴とする動力伝達装置。 - 請求項1記載の動力伝達装置において、
前記第1の回転部材は、前記駆動側回転体と前記従動側回転体とのうちいずれか一方を構成する回転軸の軸端部にスプライン嵌合によって接続されかつボルトによって固定され、締付用治具と分解用治具とのうち少なくともいずれか一方の治具と係合可能な係合部を有することを特徴とする動力伝達装置。 - 請求項1または請求項2に記載の動力伝達装置において、
前記第1の回転部材と前記第2の回転部材とは、焼き嵌めまたは冷し嵌めによって嵌合されていることを特徴とする動力伝達装置。 - 請求項1または請求項2に記載の動力伝達装置において、
前記第1の回転部材と前記第2の回転部材とのうち少なくともいずれか一方の部材は、粉末合金によって形成されたものであることを特徴とする動力伝達装置。
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