JPH11173341A - 動力伝達機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】動力遮断特性の安定性及び信頼性に優れ、遮断
限界の設定自由度の大きい動力伝達機構を提供する。 【解決手段】被動機器としての圧縮機のハウジング１１
には駆動軸１６及びブッシュ５０が回動可能に支持さ
れ、ハウジング１１の支持筒部４１にはアンギュラベア
リング４２によって動力源側のプーリ４３が回動可能に
支持されている。プーリ４３の環状凹部４６内には二つ
のコイルバネ６０Ａ，６０Ｂからなるリミットバネ６０
が配設され、このバネ６０がプーリ４３とブッシュ５０
とを係脱可能に連結している。通常、各コイルバネの端
部６２はブッシュ５０に形成された係合凹部５３Ａ，５
３Ｂに係合しているが、被動機器側に過大な負荷トルク
が発生すると、両コイルバネ６０Ａ，６０Ｂが拡径し、
各端部６２が係合凹部５３Ａ，５３Ｂから離脱して動力
伝達が遮断される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被動機器側の第１
回転体と動力源側の第２回転体とを動力伝達可能に連結
する動力伝達機構に関する。より詳しくは、被動機器側
に何らかの不具合が生じて過大な反発負荷トルクが発生
した際に、動力伝達を遮断することができる動力伝達機
構に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の動力伝達機構は、例えば特開平
８−１５９０２８号公報に開示されている。その公開公
報に開示された動力伝達機構によれば、動力源にベルト
を介して作動連結されたプーリと、被動機器側の回転軸
（駆動軸）に止着された駆動力受承体との間には、複数
の転動ボールが設けられている。これらの転動ボール
は、駆動力受承体上に形成された収容凹部に常時嵌まり
込むのみならず、プーリ上の保持凹部にも常に嵌まり込
んでいる。プーリは、ハウジング上に配設されたアンギ
ュラベアリングとともに、皿バネ型の予荷重付与バネに
よって駆動力受承体側へ付勢されている。プーリの回転
は転動ボール及び駆動力受承体を介して回転軸に伝達さ
れる。そして、この動力伝達機構は、被動機器側の負荷
トルクが過大になった場合に、転動ボールが前記保持凹
部から離脱してプーリと駆動力受承体との間の動力伝達
を遮断するように構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の動力伝達機
構では、転動ボールが駆動力受承体の外周部の近傍に配
置されているため、その転動ボールは、プーリの回転に
同期して回転される際に遠心力の影響を受けやすい。こ
のため、プーリの高速回転時には、転動ボールが遠心力
によって駆動力受承体の収容凹部とプーリの保持凹部と
の間から離脱するおそれがある。換言すれば、被動機器
側において特に過大な負荷トルクが発生していないにも
かかわらず、意に反して動力伝達が遮断されるおそれが
ある。本発明は、このような従来技術に内在する問題点
に着目してなされたものである。

【０００４】本発明の目的は、高速回転時にも不用意に
動力伝達が遮断されることがなく、動力遮断特性の安定
性及び信頼性に優れた動力伝達機構を提供することにあ
る。又、遮断限界の設定自由度の大きい動力伝達機構を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、被動
機器側に設けられた第１回転体と、動力源側に設けられ
た第２回転体とを動力伝達可能に連結するための動力伝
達機構であって、前記第１回転体と第２回転体とを係脱
可能に連結し、且つ、該第１及び第２回転体間における
動力伝達の際に被動機器側に生じた負荷トルクに基づい
て捩じり変形可能な弾性部材を設け、前記負荷トルクが
前記弾性部材の弾性によって決定される所定の限界値を
超えたときに、弾性部材はその捩じり変形に起因した自
身の径変化によって前記第１及び第２回転体間の係合を
解除することを特徴とする。

【０００６】この構成によれば、第２回転体から第１回
転体への動力伝達の最中に被動機器側に生ずる負荷トル
クが、両回転体を係脱可能に連結している弾性部材の当
該弾性によって決定される所定の限界値を下回っている
限り、弾性部材を介しての両回転体間の係合は解除され
ない。故に、この場合は、第２回転体から第１回転体へ
の動力伝達機能が維持され、動力源から被動機器への動
力伝達が保たれる。

【０００７】これに対し、被動機器側に生ずる負荷トル
クが何らかの原因で前記弾性部材の弾性によって決定さ
れる所定の限界値を超えたとき、該弾性部材はその捩じ
り変形に起因した自身の径変化によって第１及び第２回
転体間の係合を解除する。従って、この場合には、第２
回転体から第１回転体への動力伝達が遮断される。この
ように弾性部材の自律的な遮断作用により、所定の限界
値を超えるほど過大な負荷トルクの影響は、動力源側に
は及ばない。このため、動力源側の機構が被動機器側か
らの過大な負荷によって悪影響を受けることが回避され
る。

【０００８】また、この構成によれば、動力伝達遮断の
ための負荷トルクの限界値を、主として弾性部材の弾性
によって設定することができる。よって、限界値設定の
自由度が増すとともに、動力伝達の遮断特性が安定した
ものとなる。また、弾性部材は、従来例の転動ボールと
異なり遠心力の影響で誤動作することがなく、高速回転
時に不用意に動力伝達を遮断するおそれがない。

【０００９】なお、第２回転体がその回転軸線の周りに
形成された環状の凹部を有する場合には、弾性部材をそ
の環状凹部内に配設することができ、動力伝達機構全体
のコンパクト化や省スペース化が図られる。

【００１０】請求項２の発明は、請求項１に記載の動力
伝達機構において、前記弾性部材は少なくとも一つのコ
イルバネによって構成されることを特徴とする。このよ
うに弾性部材をコイルバネで構成すれば、弾性部材の捩
じり変形の度合い（即ち弾性）の設定が容易となり、本
発明を実施品に具体化する際に極めて好都合である。

【００１１】請求項３の発明は、請求項２に記載の動力
伝達機構において、前記第１及び第２回転体のいずれか
一方には前記弾性部材としてのコイルバネとの係脱のた
めの係合部が形成されており、前記コイルバネは、前記
第１及び第２回転体のうちの一方に形成された前記係合
部と係合する第１端部と、前記第１及び第２回転体のう
ちの残る一方に対して動力伝達可能に連結される第２端
部とを有してなることを特徴とする。

【００１２】この構成では、係合部が形成された回転体
との間においてコイルバネの第１端部が係脱を行い、残
る一方の回転体に対してコイルバネの第２端部が動力伝
達可能に連結されている。従って、弾性部材としてのコ
イルバネは、その第２端部が連結されている方の回転体
と一体回転すると共に、前述のような過大な負荷トルク
の影響がいずれかの回転体から自身に及んだときに、自
己の第１端部を前記係合部から離脱させて両回転体間の
作動連結状態を速やかに遮断する。

【００１３】請求項４の発明は、請求項３に記載の動力
伝達機構において、前記弾性部材は複数のコイルバネを
重ね合わせて構成されており、前記複数のコイルバネの
各第１端部は、これらコイルバネに共通の中心軸線の周
りに等角度間隔にて配置されると共にそれぞれの位置に
て前記係合部に対し係脱可能に連結され、更に、前記複
数のコイルバネの各第２端部は、これらコイルバネに共
通の中心軸線の周りに等角度間隔にて配置されると共に
それぞれの位置にて動力伝達可能に連結されていること
を特徴とする。

【００１４】複数あるコイルバネの各々が第１端部と第
２端部とを有することは言うまでもないが、上記構成に
よれば、これら第１端部群は共通の中心軸線の周りに等
角度間隔にて配置されて係合部に対応され、かつ同様
に、第２端部群も等角度間隔にて配置されている。この
ような配置関係にあるため、複数のコイルバネは相互に
バランスし、これらコイルバネに共通の中心軸線に対し
て偏向するようなモーメントや偏荷重を生じさせない。
従って、複数のコイルバネを重ね合わせて弾性部材を構
成した場合には、単一のコイルバネで弾性部材を構成す
る場合に起こり得る偏モーメントや偏荷重による周辺機
器への悪影響という事態が未然に回避される。

【００１５】請求項５の発明は、請求項２〜４のいずれ
か一項に記載の動力伝達機構において、前記弾性部材と
してのコイルバネは、第１回転体と第２回転体との間に
圧縮状態で介装されていることを特徴とする。

【００１６】この構成によれば、圧縮介装されたコイル
バネは、第１回転体と第２回転体とを相互に離間させる
付勢手段として機能する。それ故、この付勢作用をうま
く利用すれば、例えば第１回転体を介してコイルバネの
付勢作用を被動機器の内部機構に作用させることがで
き、被動機器の内部機構を簡略化したり、被動機器の構
成部品点数を減少させたりすることが可能となる。コイ
ルバネの付勢作用を第２回転体に及ぼして利用する場合
も、また然りである。

【００１７】請求項６の発明は、請求項３又は４に記載
の動力伝達機構において、前記係合部には係合凹部が形
成されており、この係合凹部内には、前記弾性部材の第
１端部が接触して駆動源からの駆動力を受け止める係止
面が形成されていることを特徴とする。

【００１８】この構成によれば、係合凹部内に形成され
た係止面によって、動力源から伝達される駆動力が受け
止められ、その駆動力は第１回転体を介して被動機器に
伝達される。又、被動機器側に生ずる負荷トルクが前記
所定の限界値を超えたとき、弾性部材の捩じり変形によ
ってその一部が係合凹部から離脱し、該弾性部材と前記
係止面との接触が解消される。その結果、第１及び第２
回転体間の作動連結が解除され、第２回転体から第１回
転体への動力伝達が遮断される。

【００１９】請求項７の発明は、請求項６に記載の動力
伝達機構において、前記係止面は、第１回転体の半径方
向に対して所定角度だけ傾斜して設けられていることを
特徴とする。

【００２０】この構成によれば、傾斜した係止面が、該
係止面と接触する弾性部材の第１端部を係合凹部からの
離脱方向にガイドする関係となるため、前記弾性部材の
第１端部が前記係合凹部から離脱する際の動きが円滑化
される。それ故、被動機器側に生ずる負荷トルクが前記
所定の限界値を超えたときの動力伝達の遮断レスポンス
（遮断の応答性）が向上する。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を自動車の空調装
置用の可変容量圧縮機に具体化した実施形態を図面を参
照しつつ説明する。以下に述べる圧縮機は、動力源たる
エンジンとの動力伝達手段として電磁クラッチ等のクラ
ッチ機構を必要としないため、クラッチレス圧縮機と呼
ばれる範疇に属するものである。そして、本発明の動力
伝達機構は、そのようなクラッチ機構の代わりに用いら
れ、定常時の動力伝達及び非常時の動力伝達遮断の双方
の役割を担うものである。

【００２２】（圧縮機本体の構成）被動機器としてのク
ラッチレス可変容量圧縮機の本体について説明する。
尚、図１において、左側を圧縮機の前部、右側を圧縮機
の後部と呼ぶ。

【００２３】図１に示すように、フロントハウジング１
１は、シリンダブロック１２の前部に接合固定されてい
る。リヤハウジング１３は、バルブプレート１４を介し
てシリンダブロック１２の後部に接合固定されている。
そして、フロントハウジング１１、シリンダブロック１
２及びリヤハウジング１３により、圧縮機全体のハウジ
ングが構成される。

【００２４】リヤハウジング１３内には、吸入室１３ａ
と、それを取り囲む吐出室１３ｂとが区画形成されてい
る。バルブプレート１４には吸入弁１４ａ及び吐出弁１
４ｂが設けられている。シリンダブロック１２によって
塞がれたフロントハウジング１１内には、クランク室１
５が形成されている。そのクランク室１５内を貫通する
ように、フロントハウジング１１及びシリンダブロック
１２には、駆動軸１６が前後一対のラジアルベアリング
１７を介して回転可能に支持されている。駆動軸１６の
前端外周とフロントハウジング１１との間には、リップ
シール２７が介装されている。尚、この駆動軸１６は後
述するブッシュ５０と共に、第１回転体を構成する。

【００２５】駆動軸１６にはラグプレート１８が止着さ
れている。このラグプレート１８はスラストベアリング
２８を介してフロントハウジング１１の内面に接してい
る。又、カムプレートをなす斜板１９が、クランク室１
５内において駆動軸１６に対しその軸線Ｌ１方向へのス
ライド移動可能かつ傾動可能に支持されている。この斜
板１９はヒンジ機構２０を介してラグプレート１８に作
動連結されている。そして、そのヒンジ機構２０は、斜
板１９が軸線Ｌ１方向へのスライド移動及び傾動するの
を許容しつつ斜板１９と駆動軸１６との一体回転を可能
としている。

【００２６】シリンダブロック１２には複数のシリンダ
ボア１２ａ（一つのみ図示）が形成されている。各シリ
ンダボア１２ａは駆動軸１６と平行に延びると共に、こ
の駆動軸１６を取り囲んで等角度間隔にて配置されてい
る。各シリンダボア１２ａ内には片頭ピストン２１が往
復動可能に収容されている。片頭ピストン２１は、中空
状のヘッド部と、そのヘッド部の後端部から後方に突出
する尾部とを有している。各片頭ピストン２１の尾部に
は、前後に対向する一対の球面状凹部２１ａが形成され
ている。

【００２７】斜板１９の外周部は、それぞれの片頭ピス
トン２１における一対の球面状凹部２１ａの間に進入し
ている。そして、その斜板１９は、各球面状凹部２１ａ
に支持された前後一対のシュー２２を介してそれぞれの
片頭ピストン２１の尾部に係留されている。従って、傾
斜状態にある斜板１９が駆動軸１６と共に回転すると、
その回転に伴う斜板の波打ち運動がシュー２２を介して
各片頭ピストン２１の往復運動を生じさせる。これに伴
い、吸入室１３ａ内の冷媒ガスが吸入弁１４ａを押し開
けて各シリンダボア１２ａ内へ吸入されると共に、その
後ピストンによって圧縮され、圧縮された冷媒ガスが吐
出弁１４ｂを押し開けて吐出室１３ｂへ吐出される。

【００２８】シリンダブロック１２、リヤハウジング１
３及びバルブプレート１４内には、圧力供給通路２３
が、クランク室１５と吐出室１３ｂとを接続するように
形成されている。そして、圧力供給通路２３の途中に
は、リヤハウジング１３内に組み込まれる形で容量制御
弁２４が介在されている。この容量制御弁２４は、ソレ
ノイド２４ａ、スプール２４ｂ及びポート２４ｃを少な
くとも備えてなる電磁弁として構成されている。この容
量制御弁２４では、ソレノイド２４ａが励磁されるとス
プール２４ｂがポート２４ｃを閉鎖する。他方、ソレノ
イド２４ａが消磁されるとスプール２４ｂがポート２４
ｃを開放する。

【００２９】この可変容量圧縮機では、各片頭ピストン
２１の後部に作用されるクランク室１５内の圧力と各シ
リンダボア１２ａ内の圧力との差圧を調整することによ
り、斜板１９の傾斜角（傾角ともいう）が制御される。
その結果、各々の片頭ピストン２１のストロークが斜板
１９の傾斜角に応じて決定され、吐出容量が調整され
る。クランク室１５内の圧力は、容量制御弁２４の消励
磁による圧力供給通路２３の開閉に基づいて制御され
る。

【００３０】この点を更に詳細に説明すると、まず、駆
動軸１６内には、その中心軸線Ｌ１に沿って放圧通路１
６ａが形成されている。その放圧通路１６ａの前端部は
クランク室１５内に開口する一方、放圧通路１６ａの後
端部はシリンダブロック１２の略中央に形成された収納
凹部１２ｂに開口している。この収納凹部１２ｂは、シ
リンダブロック１２及びバルブプレート１４のほぼ中心
に形成された放圧孔２５を介して吸入室１３ａと連通さ
れている。この放圧孔２５の連通断面積は、圧力供給通
路２３の連通断面積よりも小さく設定されている。

【００３１】従って、圧力供給通路２３が容量制御弁２
４によって閉鎖された状態では、放圧通路１６ａ、収納
凹部１２ｂ及び放圧孔２５を介して、クランク室１５内
の圧力が吸入室１３ａに放圧されるのみとなり、その結
果、クランク室１５の圧力が吸入室１３ａの圧力（吐出
室１３ｂよりも相対的に低圧）に近づいていく。この場
合、図１に示すように、斜板１９の傾斜角が最大傾角と
なって圧縮機の吐出容量が大きくなる。他方、圧力供給
通路２３が開放された状態では、前記放圧量に勝って吐
出室１３ｂ内の高圧力がクランク室１５に導入される。
この場合、そのクランク室１５の内圧上昇に呼応して、
斜板１９の傾斜角が最小傾角となり、圧縮機の吐出容量
が小さくなる。尚、前記斜板１９の最大傾角は、その斜
板１９に設けられたストッパ１９ａがラグプレート１８
に当接することで規定される。また、斜板１９の最小傾
角は、駆動軸１６の略中央部に装着されたリング２６に
斜板１９が当接することによって規定される。この最小
傾角は、０°よりも僅かに大きく設定されている。

【００３２】尚、この可変容量圧縮機の吸入室１３ａと
吐出室１３ｂとは、自動車の空調装置の一部（冷房装
置）を構成する外部冷媒回路３０によって接続されてい
る。この外部冷媒回路３０は、凝縮器３１、膨張弁３２
及び蒸発器３３を少なくとも備えてなる。又、蒸発器３
３は制御装置２９を介して容量制御弁２４と接続されて
いる。制御装置２９は、蒸発器３３からの入力情報に基
づいて容量制御弁２４のソレノイド２４ａへの通電を制
御する。

【００３３】（動力伝達機構）次に、本実施形態におけ
る動力伝達機構を説明する。図１並びに図２（Ａ）及び
（Ｂ）に示すように、フロントハウジング１１の前端部
（リップシール２７よりも前端側）はスリーブ状に形成
されて支持筒部４１を構成している。この支持筒部４１
の周りにはアンギュラベアリング４２が設けられてい
る。このアンギュラベアリング４２の外輪には、第２回
転体としてのプーリ４３が止着されており、その結果、
プーリ４３は支持筒部４１に対して回転可能に支持され
ている。このプーリ４３は、Ｖベルト等のベルト４４を
介して、動力源としての車輌エンジン４５に連結されて
いる。

【００３４】プーリ４３は、アンギュラベアリング４２
の外輪に取着される内側リング状部４３ａと、ベルト４
４が掛装される外側リング状部４３ｂと、前記両リング
状部４３ａ，４３ｂを連結するフランジ部４３ｃとを有
している。従って、内側リング状部４３ａ、外側リング
状部４３ｂ及びフランジ部４３ｃによって囲まれた領域
が環状の凹部（又は溝）４６を形成する。

【００３５】駆動軸１６の前端部には、駆動力受承体と
してのブッシュ５０がロックボルト４７によって固定さ
れている。即ち、駆動軸１６とブッシュ５０とは一体回
転可能となっており、ともに第１回転体を構成する。

【００３６】ブッシュ５０は、駆動軸１６の前端部外周
面に嵌合する円筒状のボス部５１と、そのボス部から半
径方向に膨出する円盤部５２とを有している。ブッシュ
５０の円盤部５２には、特に図２（Ａ）に示されるよう
に、その円盤部５２の外周縁部あたりに一対の係合部と
しての係合凹部５３Ａ，５３Ｂが形成されている。図２
（Ａ）では、これら係合凹部５３Ａ，５３Ｂがわかりや
すいように、円盤部５２の外側面の一部（後述する封止
面５６）を切り欠いて示している。各係合凹部５３Ａ，
５３Ｂの内部には、ブッシュ５０のほぼ半径方向に延び
る第１係止面５４と、その第１係止面とほぼ直角に形成
された第２係止面５５とが形成されている。そして、こ
れらの係合凹部５３Ａ，５３Ｂは、円盤部５２の外周縁
側に対しては第１係止面５４と第２係止面５５との間の
範囲において開口しており、且つ、円盤部５２の内側面
（アンギュラベアリング４２と対向する面）側にも開口
している。

【００３７】但し、これら係合凹部５３Ａ，５３Ｂに隣
接する円盤部５２の外側面側には、円盤部５２の比較的
肉薄な部分として封止面（第３係止面）５６が提供され
ている。このため、係合凹部５３Ａ，５３Ｂは、円盤部
５２の外側面側には完全に開口しておらず、前記封止面
５６によって部分的に封止されている。この封止面５６
が係合凹部５３Ａ又は５３Ｂを封止する範囲は、図５に
梨地模様で示した領域ＣＡ（後ほど詳述）と対応してい
る。このように、係合凹部５３Ａ，５３Ｂの各々は、第
１係止面５４、第２係止面５５及び封止面（第３係止
面）５６の三面によって区画されている。

【００３８】ブッシュ５０の円盤部５２に形成された一
対の係合凹部５３Ａ，５３Ｂは、ブッシュ５０の中心に
取り付けられるロックボルト４７を挟んで相対向する位
置に配置されている。換言すれば、一対の係合凹部５３
Ａ，５３Ｂは、円盤部５２において互いに１８０°の角
度位置に存在する。

【００３９】図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、プー
リ４３の内側リング状部４３ａの周囲には、弾性部材と
してのリミットバネ６０が配設されている。リミットバ
ネ６０は二つの捩じりコイルバネ６０Ａ，６０Ｂからな
り、コイルバネ６０Ａ，６０Ｂのそれぞれは図３及び図
４に示すような形状をなしている。即ち、コイルバネ６
０Ａ，６０Ｂの各々は、螺旋状に形成された本体部６１
と、その本体部６１によって形成される螺旋円（図４参
照）よりも内側に屈曲された第１端部６２と、その第１
端部６２の反対側の端部であって前記本体部６１の螺旋
円に対して接線方向外側に延出された第２端部６３とを
有している。特に図３に示すように、第１端部６２及び
第２端部６３のそれぞれには、互いに平行となる端面６
２ａ，６３ａが形成されている。これらの端面６２ａ，
６３ａは、各コイルバネ６０Ａ，６０Ｂの中心軸線Ｌ２
に対して直交する面となっている。又、コイルバネ６０
Ａ，６０Ｂの各々の第２端部６３には、止め具挿通用の
取付孔６４が形成されている。

【００４０】前記二つのコイルバネ６０Ａ，６０Ｂは、
図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、それぞれ対応する
端部（６２又は６３）が中心軸線Ｌ２の周りに１８０°
の角度位置関係となるように重ね合わされて、一つのリ
ミットバネ６０を構成している。それ故、このリミット
バネ６０は、二本の素線が互いに平行となるように巻回
された二重の捩じりコイルバネとも言うべきものであ
る。

【００４１】リミットバネ６０は、プーリ４３の環状凹
部４６内に収容されるかたちで内側リング状部４３ａの
周囲に配設されている。二つの捩じりコイルバネ６０
Ａ，６０Ｂ及びブッシュ５０の取り付けに際しては、ま
ず、各々のコイルバネ６０Ａ，６０Ｂの第２端部６３
が、その取付孔６４内に挿入されるリベット４８によっ
てプーリ４３のフランジ部４３ｃに対して回動可能に支
持される。この支持によりプーリ４３からリミットバネ
６０への動力伝達が可能となる。なお、第２端部６３の
フランジ部４３ｃに対する連結は、必ずしも回動可能で
ある必要はなく、完全固定であってもよい。

【００４２】このとき、各コイルバネ６０Ａ，６０Ｂの
端面６３ａがフランジ部４３ｃの表面に摺接する。ま
た、二つのリベット４８による支持位置は、ロックボル
ト４７を挟んで対称な位置関係にある。

【００４３】各第２端部６３をプーリ４３に支持した上
で、二つのコイルバネ６０Ａ，６０Ｂを圧縮しつつ、ブ
ッシュ５０を駆動軸１６に対してロックボルト４７によ
って固定している。このとき、二つのコイルバネ６０
Ａ，６０Ｂの第１端部６２のそれぞれが、ブッシュ５０
の円盤部５２に形成された係合凹部５３Ａ，５３Ｂに係
合される。即ち、図２（Ａ）に示されるように、コイル
バネ６０Ａ，６０Ｂの第１端部６２は、第１係止面５４
及び第２係止面５５に接するかたちで、それぞれ対応す
る係合凹部５３Ａ，５３Ｂ内に収容されている。また、
各第１端部６２の端面６２ａの一部は、円盤部５２の封
止面５６に摺接し、リミットバネ６０の軸方向の荷重が
受け止められている。

【００４４】このように、リミットバネ６０を構成する
一対の捩じりコイルバネ６０Ａ，６０Ｂは、プーリ４３
のフランジ部４３ｃとブッシュ５０の円盤部５２との間
において圧縮された状態で取着されている。そして、通
常の運転状態においては、車輌エンジン４５からの動力
は、ベルト４４、プーリ４３、両コイルバネ６０Ａ，６
０Ｂ及びブッシュ５０を介して駆動軸１６に伝達され
る。故に、リミットバネ６０は第１回転体と第２回転体
とを連結する連結部材の役目も果たす。

【００４５】（可変容量圧縮機の基本動作）図１は容量
制御弁２４が閉止されて圧力供給通路２３が閉鎖された
状態を示している。この状態では前述のように、放圧通
路１６ａ、放圧孔２５等を介してクランク室１５の圧力
が吸入室１３ａに逃がされるため、斜板１９が最大傾角
に保持されて最大吐出容量での圧縮運転が行われる。最
大吐出能力での圧縮機の運転によって車室内の冷房が達
成され、冷房負荷が小さくなると、蒸発器３３の温度が
次第に低下する。そして、蒸発器３３の温度がフロスト
を発生しはじめる設定温度Ｔ１を下回ると、制御装置２
９により容量制御弁２４が開放され、吐出室１３ｂから
高圧の圧縮冷媒ガスが圧力供給通路２３を介してクラン
ク室１５に供給される。すると、クランク室１５内圧の
上昇に伴って、斜板１９の傾角が最大傾角から最小傾角
に向けて減少する。

【００４６】斜板１９が最小傾角状態のとき、この圧縮
機は最小吐出容量で運転される。その後、圧縮機の吐出
能力抑制に起因して冷房負荷が増大すると、蒸発器３３
の温度が上昇傾向となる。そして、蒸発器３３の温度が
前記設定温度Ｔ１を超えると、制御装置２９により容量
制御弁２４が閉止され、吐出室１３ｂからクランク室１
５への高圧圧縮ガスの供給が遮断される。その結果、ク
ランク室１５から吸入室１３ａへの放圧に伴い、斜板１
９が再び最大傾角状態に移行され、吐出容量が増大す
る。

【００４７】このように、この可変容量圧縮機において
は、冷房負荷の変化に応じた斜板１９の傾角制御に基づ
き、吐出容量（圧縮能力）がフィードバック的に可変制
御される。

【００４８】（動力伝達機構の動作）通常の運転状態に
おいては、車輌エンジン（動力源）４５からの動力は、
ベルト４４、プーリ４３、リミットバネ６０（コイルバ
ネ６０Ａ，６０Ｂ）及びブッシュ５０を介して駆動軸１
６に伝達される。即ち、図２（Ａ）に示すように、プー
リ４３の回転に伴い、各第２端部６３が該プーリ４３に
固定された二つのコイルバネ６０Ａ，６０Ｂも一体回転
される。このとき、回転しようとする両コイルバネ６０
Ａ，６０Ｂの各第１端部６２がブッシュ５０の第１係止
面５４を押圧する。このため、この押圧作用が、ブッシ
ュ５０及びそれと連結された駆動軸１６をプーリ４３の
回転方向と同方向に回転させようとするモーメントを生
みだし、結果的にブッシュ５０及び駆動軸１６がプーリ
４３と共に一体回転される。

【００４９】この動力伝達時には、駆動軸１６に作動連
結された斜板１９が個々のピストン２１に冷媒ガスの吸
入及び圧縮という仕事をさせているので、この仕事状況
（負荷発生状況）に相応して、駆動軸１６及びブッシュ
５０にはプーリ４３の回転方向と逆向きの負荷トルクが
作用する。

【００５０】しかしながら、その負荷トルクが所定の限
界値を超えず、ベルト４４及び車輌エンジン４５に対し
て許容できないような影響を及ぼし得ない程度のもので
あるならば、両コイルバネ６０Ａ，６０Ｂを介してのプ
ーリ４３からブッシュ５０及び駆動軸１６への動力伝達
は維持される。尚、この動力伝達が維持される限りにお
いて、各シリンダボア１２ａでの圧力変化の位相ずれや
圧縮負荷の変動等の原因によって前記負荷トルクが所定
の限界値以下で変動したとしても、その程度の負荷トル
クの変動は、両コイルバネ６０Ａ，６０Ｂのバネ弾性に
よって十分に緩和される。

【００５１】これに対し、圧縮機本体側に何らかの不都
合（例えばデッドロック）が生じ、駆動軸１６及びブッ
シュ５０の負荷トルクが前記所定の限界値を超えて過大
となった場合には、リミットバネ６０は、図５の状態か
ら図６の状態に移行する。なお、図５及び図６では図面
の複雑化を避けるために、リミットバネ６０を構成する
二つのコイルバネのうちの一つ（６０Ａ）と、それに対
応する係合凹部（５３Ａ）のみを図示している。そし
て、図５は負荷トルクが所定の限界値を超えない場合
（動力伝達状態）を示し、図６は負荷トルクが所定の限
界値を超えた場合（動力遮断状態）を示す。次段落から
は、コイルバネ６０Ａに注目してリミットバネ６０の作
用を説明する。

【００５２】動力伝達状態では、図５に示すように、コ
イルバネ６０Ａの第１端部６２は、ブッシュ５０の第２
係止面５５にほぼ接触した状態で係合凹部５３Ａ内に収
容されている。又、第１端部６２の端面６２ａの一部
は、図５に梨地模様で示した接触領域ＣＡにおいて、ブ
ッシュ円盤部５２の封止面５６と接触している。

【００５３】さて、駆動軸１６の負荷トルクが所定の限
界値を超えた場合、プーリ４３及びコイルバネ６０Ａは
依然として一体回転しようとするのに対し、ブッシュ５
０及び駆動軸１６はプーリ４３との一体回転に強く逆ら
い、プーリ４３との間に回転角速度差を生じようとす
る。すると、コイルバネ６０Ａは、そのような過大な負
荷トルクに抗しきれなくなり、コイルの巻回を巻き戻す
方向へ弾性変形を強いられる。即ち、コイルバネ６０Ａ
は、プーリ４３に支持された第２端部６３と係合凹部５
３Ａ内の第１端部６２とが互いに近づく方向での捩じり
を受け、その結果コイルバネ本体部６１の全体が径を拡
大するように弾性変形される。

【００５４】コイルバネ本体部６１の拡径（径変化）に
伴い、そのコイルバネ６０Ａの第１端部６２は、係合凹
部５３Ａの第２係止面５５から離間すると共に、第１係
止面５４に沿って外方向に変位する。そして、第１端部
６２の端面６２ａと封止面５６との接触面積（前記ＣＡ
に相当）が次第に減少し、ついには図６に示すように、
第１端部６２の全体が接触領域ＣＡの域外に移動して、
ブッシュ５０の封止面５６と第１端部６２との係合が外
れることになる。

【００５５】封止面５６と第１端部６２との係合が外れ
れば、圧縮状態で装着されていたコイルバネ６０Ａがそ
の原形を回復すべく、第１端部６２がブッシュ５０の円
盤部５２よりも更に前方に飛び出す。こうして、第１端
部６２を介してのコイルバネ６０Ａとブッシュ５０との
係合関係が完全に解消され、プーリ４３から駆動軸１６
への動力伝達が遮断される。

【００５６】尚、図５及び図６を参照してコイルバネ６
０Ａの作用のみを説明したが、もう一つのコイルバネ６
０Ｂについても事情は同じである。所定の限界値を超え
る過大な負荷トルクが生じたとき、両コイルバネ６０
Ａ，６０Ｂはほぼ同時にブッシュ５０との係合を解除し
て動力伝達を遮断する。

【００５７】本実施形態によれば、以下のような効果を
奏することができる。 ・ 圧縮機本体側において過大な負荷トルクが生じた場
合には、動力伝達機構の自律的作用により、車輌エンジ
ン４５及びプーリ４３側から、ブッシュ５０及び駆動軸
１６側への動力伝達が遮断される。結果として、圧縮機
本体側から動力源側へ過大な反発負荷トルクの影響が及
ぶことが回避され、動力源側の機構が保護される。

【００５８】・ 本実施形態の構成によれば、負荷トル
クの限界値（動力伝達遮断のしきい値）を、リミットバ
ネ６０の捩じり剛性の調節によって設定できるため、動
力伝達機構の伝達遮断特性を安定したものとすることが
できる。又、リミットバネ６０は遠心力の影響で誤動作
することがないため、プーリ４３の高速回転時に不用意
に動力伝達が遮断されるのを防止できる。

【００５９】・ 本実施形態の動力伝達機構は、防振ゴ
ムのような防振材をあえて必要としないため、部品点数
が少なく構造が簡略化されている。又、リミットバネ６
０のバネ定数の設定如何により、騒音、振動、ハーシュ
ネスの低減に貢献することができる。

【００６０】・ 圧縮機本体側で生ずる負荷トルクが所
定の限界値を超えない限り、駆動軸１６に作用するトル
クの変動をリミットバネ６０の捩じり変形により緩和す
ることができる。

【００６１】・ リミットバネ６０（コイルバネ６０
Ａ，６０Ｂ）は圧縮状態でプーリ４３とブッシュ５０と
の間に介装される結果、このバネ６０は、ブッシュ５０
と共に駆動軸１６を圧縮機のフロント側に付勢するとい
う機能をも有している。換言すれば、リミットバネ６０
がその付勢作用によりて駆動軸１６をフロント側に引っ
張っているため、シリンダブロック１２の収納凹部１２
ｂ内に、駆動軸１６の後端を収納凹部１２ｂの後端壁か
ら離間させるためのバネ材を配設する等の配慮は必要が
ない。即ち、リミットバネ６０は、動力伝達機構自体の
構造の簡略化のみならず、圧縮機本体の構造の簡素化に
も貢献する。

【００６２】・ リミットバネ６０は、プーリ４３に形
成された環状の凹部（又は溝）４６内に配設されるの
で、動力伝達機構のプーリ４３の幅（前後長）を短くす
ることができる。又、リミットバネ６０を収納するため
の空間がプーリ４３の凹部４６に確保されることは、バ
ネ６０の選択（設計）の自由度を大きくするという利点
をもたらす。

【００６３】・ 動力伝達機構の主要な部材であるリミ
ットバネ６０は二つの捩じりコイルバネ６０Ａ，６０Ｂ
から構成されると共に、各コイルバネ６０Ａ，６０Ｂの
対応する各端部６２，６３は等角度間隔（本実施形態で
は１８０°間隔）で配置されて他部材に連結されてい
る。このため、車輌エンジン４５側からの動力伝達に際
して、ブッシュ５０及び駆動軸１６を軸線Ｌ１に対して
傾けるようなモーメントが発生せず、ブッシュ５０及び
駆動軸１６の回転が安定する。このことは、部材の磨耗
を極力回避するのみならず無駄な動力の損失を抑制す
る。又、二つの捩じりコイルバネ６０Ａ，６０Ｂは互い
に支え合う関係となるので、両コイルバネを組み合わせ
た際に、バネの姿勢が安定する。

【００６４】・ 本実施形態の動力伝達機構はクラッチ
レス圧縮機に適用された場合に大きな有用性を発揮す
る。即ち、簡素でコンパクトな構成の動力伝達機構であ
るにもかかわらず、非常時には動力伝達を確実に遮断す
ることができるので、高価で嵩高で且つ重い電磁クラッ
チをあえて採用する必要がなくなる。

【００６５】尚、前記実施形態は、次のような態様に変
更することもできる。 ・ 図１〜図６に示した例では電磁クラッチを採用して
いないが、図１〜図６に示した動力伝達機構に対して電
磁クラッチをあえて併設し、新たな動力伝達機構を構成
してもよい。この場合、リミットバネ６０のフロント側
への付勢作用を利用して電磁クラッチにおけるアーマチ
ュアを特定方向に付勢することで、アーマチュアとプー
リとの間のギャップ調節の保守管理を不要としてもよ
い。

【００６６】・ 図２（Ａ）の例では、ブッシュ５０の
各係合凹部５３Ａ，５３Ｂを区画する第１係止面５４と
第２係止面５５とのなす角度がほぼ直角（９０°）とな
るようにした。これに対して、図７に示すように、両係
止面５４，５５のなす角度が鈍角θとなるように構成し
てもよい。この場合、各コイルバネ６０Ａ，６０Ｂの第
１端部６２の先端と接触する第１係止面５４は、ブッシ
ュ５０の半径方向に対して（θ−９０°）だけ傾斜した
面となり、この傾斜故に、動力伝達遮断時において、第
１端部６２の各係合凹部５３Ａ，５３Ｂからの離脱が迅
速且つ円滑化され、遮断レスポンスが向上する。

【００６７】・ 図１〜図６の例及び図７の別例におい
て、二つの捩じりコイルバネ６０Ａ，６０Ｂのうちの一
方を省いて、一つのコイルバネだけでリミットバネ６０
を構成してもよい。逆に、三つ以上のコイルバネを用い
てリミットバネ６０を構成してもよい。即ち、リミット
バネ６０は、少なくとも一つ以上のコイルバネから構成
されることは好ましい。

【００６８】・ 図１〜図６の例及び図７の別例におい
ては、各コイルバネ６０Ａ，６０Ｂの第２端部６３をプ
ーリ４３に支持し、第１端部６２をブッシュ５０に対し
て係脱可能としていた。これとは逆に、各コイルバネ６
０Ａ，６０Ｂの第２端部６３をブッシュ５０に対して回
動可能に支持すると共に、プーリ４３のフランジ部４３
ｃに係合凹部５３Ａ，５３Ｂや封止面５６に相当する部
位を形成し、各コイルバネ６０Ａ，６０Ｂの第１端部６
２をプーリ４３に対し係脱可能となるように、動力伝達
機構を構成してもよい。

【００６９】・ 図１〜図６の例及び図７の別例におい
ては、リミットバネ６０を構成する一対の捩じりコイル
バネ６０Ａ，６０Ｂは、プーリ４３のフランジ部４３ｃ
とブッシュ５０の円盤部５２との間に圧縮状態で介装さ
れているが、両コイルバネ６０Ａ，６０Ｂを圧縮状態と
は逆の伸張状態で両部材４３，５０間に介装してもよ
い。

【００７０】前述した実施形態から把握される技術的思
想として、更に以下に述べるものがあげられる。 ・「前記請求項１〜７のいずれか一項に記載の動力伝達
機構において、前記第２回転体は、動力源とベルトを介
して連結されたプーリであり、このプーリの内側リング
状部と外側リング状部との間に環状凹部が形成されてい
る」こと。この構成によれば、プーリ内に形成された環
状凹部が、弾性部材の収納空間として有効利用され、動
力伝達機構のコンパクト化を図ることができる。

【００７１】・「前記請求項１〜７のいずれか一項に記
載の動力伝達機構において、前記第１回転体は、被動機
器内に設けられた駆動軸と、その駆動軸の端部に固定さ
れたブッシュ（又は駆動力受承体）とを備えてなる」こ
と。この構成によれば、被動機器のハウジングに可能な
限り接近させて、ブッシュを駆動軸の端部に固定するこ
とができる。このため、第２回転体を被動機器のハウジ
ングの一部に回転可能に支持する場合、ブッシュと第２
回転体との距離を極力短くすることが可能となり、動力
伝達機構の更なるコンパクト化を図ることができる。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように各請求項に記載した
本発明によれば、高速回転時にも不用意に動力伝達が遮
断されることがなく、動力遮断特性の安定性及び信頼性
を高めることができる。更に、弾性部材の自身の径変化
によって被動機器側及び駆動源側の回転体を係脱可能に
連結すると共に、その弾性部材を動力伝達の際に被動機
器側に生じた負荷トルクに基づいて捩じり変形可能なも
のとすることにより、遮断限界の設定の自由度が大きい
動力伝達機構とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 可変容量圧縮機の全体を示す縦断面図。

【図２】 可変容量圧縮機に適用された動力伝達機構の
要部を示し、（Ａ）はその一部を切り欠いて示す正面
図、（Ｂ）は２Ｂ−２Ｂ線での縦断面図。

【図３】 捩じりコイルバネの側面図。

【図４】 図３に示す捩じりコイルバネの正面図。

【図５】 動力伝達状態におけるコイルバネの状態を示
す作用説明図。

【図６】 動力遮断状態におけるコイルバネの状態を示
す作用説明図。

【図７】 動力伝達機構の別例の正面図（図２（Ａ）相
当の図）。

【符号の説明】 １１…フロントハウジング、１２…シリンダブロック、
１３…リヤハウジング、１５…クランク室、１６…駆動
軸、１９…斜板、２１…ピストン、２４…容量制御弁
（１１，１２，１３，１５，１６，１９，２１，２４は
被動機器としての圧縮機本体を構成する）、４３…プー
リ（第２回転体）、４４…ベルト、４５…車輌エンジン
（駆動源）、４６…環状の凹部、５０…ブッシュ（１
６，５０は第１回転体を構成する）、５３Ａ，５３Ｂ…
係合凹部（係合部）、５４…第１係止面（駆動力を受け
止める係止面）、５５…第２係止面、、５６…封止面
（第３係止面）、６０…リミットバネ（弾性部材）、６
０Ａ，６０Ｂ…捩じりコイルバネ（弾性部材）、６２…
第１端部、６３…第２端部、Ｌ１…駆動軸の中心軸線
（回転軸線でもある）、Ｌ２…コイルバネの中心軸線。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被動機器側に設けられた第１回転体と、
   動力源側に設けられた第２回転体とを動力伝達可能に連
   結するための動力伝達機構であって、 前記第１回転体と第２回転体とを係脱可能に連結し、且
   つ、該第１及び第２回転体間における動力伝達の際に被
   動機器側に生じた負荷トルクに基づいて捩じり変形可能
   な弾性部材を設け、前記負荷トルクが前記弾性部材の弾
   性によって決定される所定の限界値を超えたときに、弾
   性部材はその捩じり変形に起因した自身の径変化によっ
   て前記第１及び第２回転体間の係合を解除する動力伝達
   機構。
2. 【請求項２】 前記弾性部材は、少なくとも一つのコイ
   ルバネによって構成される請求項１に記載の動力伝達機
   構。
3. 【請求項３】 前記第１及び第２回転体のいずれか一方
   には前記弾性部材としてのコイルバネとの係脱のための
   係合部が形成されており、前記コイルバネは、前記第１
   及び第２回転体のうちの一方に形成された前記係合部と
   係合する第１端部と、前記第１及び第２回転体のうちの
   残る一方に対して動力伝達可能に連結される第２端部と
   を有してなる請求項２に記載の動力伝達機構。
4. 【請求項４】 前記弾性部材は複数のコイルバネを重ね
   合わせて構成されており、前記複数のコイルバネの各第
   １端部は、これらコイルバネに共通の中心軸線の周りに
   等角度間隔にて配置されると共にそれぞれの位置にて前
   記係合部に対し係脱可能に連結され、更に、前記複数の
   コイルバネの各第２端部は、これらコイルバネに共通の
   中心軸線の周りに等角度間隔にて配置されると共にそれ
   ぞれの位置にて動力伝達可能に連結されている請求項３
   に記載の動力伝達機構。
5. 【請求項５】 前記弾性部材としてのコイルバネは、第
   １回転体と第２回転体との間に圧縮状態で介装されてい
   る請求項２〜４のいずれか一項に記載の動力伝達機構。
6. 【請求項６】 前記係合部には係合凹部が形成されてお
   り、この係合凹部内には、前記弾性部材の第１端部が接
   触して駆動源からの駆動力を受け止める係止面が形成さ
   れている請求項３又は４に記載の動力伝達機構。
7. 【請求項７】 前記係止面は、第１回転体の半径方向に
   対して所定角度だけ傾斜して設けられている請求項６に
   記載の動力伝達機構。