JPWO2007145077A1 - トルク伝達装置 - Google Patents

Abstract

トルクリミッタが作動した後に破損により生じた部材の脱落を確実に防止すると共に、トルクリミッタの作動前に破断部が破損したり腐食したりすることを防止し、破断部が形成された部品の経時劣化を回避することでトルクリミッタに対する信頼性を向上させ、更には高い放熱効果を有するようにする。ハブ部３にストッパ１６を外嵌することで、ストッパ１６は円板部４に対し駆動軸６の軸方向の外側となる位置に、破断部１４を覆うかたちで取り付けられたものとする。そして、ストッパ１６のフランジ１８の駆動軸６の径方向の突出量を破断部１４よりも突出させることで、トルクリミッタが作動し円板部４の破断部１４より外側の部位が破損部材４Ａとなっても、破損部材４Ａの落下がストッパ１６により規制されるようにする。更に、ストッパ１６は放熱効果の高い金属材料で形成されたものとする。

Description

この発明は、電磁クラッチを必要としないクラッチレス圧縮機のトルクを伝達するための装置に関する。

車両搭載型のクラッチレス圧縮機において、簡素な構造としつつ圧縮機側の負荷トルクの変動の波及を抑制するために、駆動軸の径方向の外側に位置するプーリと駆動軸の径方向の内側に位置する駆動力伝達体とを環状の弾性部材を介して連結する構成は既に公知となっている（例えば、特許文献１を参照。）。

一方、近年において、エンジンルームの小型化のために例えばオルタネータや冷媒圧縮機等の補機を一つのベルトで駆動させる傾向があるが、この構成では、クラッチレス圧縮機が回転不能になったときに、他の補機も機能しなくなるおそれがあるという問題点があった。

このため、本願出願人は、プーリを構成する第１の円板部に駆動軸を中心とする仮想円に沿う溝を設け、この溝に沿って一定間隔おきに複数の孔を設けて孔間を破断部とし、斜板が回転不能になって破断部に所定値以上の負荷トルクが作用した場合に、破断部が破断してベルトから駆動軸への回転動力の伝達を絶つ一方で、ラジアル軸受によりプーリのリムは回転し続けるので、ベルトで駆動される補機の機能を損なわせないとする圧縮機のトルク伝達装置を開発し、公知としている（例えば、特許文献２を参照）。また、上記特許文献１においても、圧縮機側の負荷トルクが過大になった場合にプーリと駆動力伝達体とを連結する環状の弾性ゴムがその径方向に沿って破断するようにしている。

しかし、トルク伝達装置の構造によっては、例えばクラッチレス圧縮機の破断部を有する部材がその破断部において破断（以下、「トルクリミッタが作動」と言う。）したときは、当該部材の破断部よりも径方向外側の遊離部材がトルク伝達装置から駆動軸を抜けて脱落し、圧縮機やその周囲の機器、部材を損傷させ破壊することも考えられる。

従って、前記特許文献２に示されるように第１の円板部と第２の円板部とをリベットにより連結し、更に破断部が破断してもその残存部に第２の円板部の孔の周縁部位が突当することで、第１の円板部の遊離側部材及び第２の円板部が抜け落ちないようにする構成が考えられている。また、前記特許文献１でもプーリに対し駆動軸の径方向の内側に向って延出した脱落防止用フランジを形成し、環状の弾性部材やプーリ等が破損して駆動軸から遊離した部材の脱落を防止せんとしている。

尚、上記特許文献１に示されるような構造の場合には、本願の図６に示されるように、プーリ１００と回転部１０１とを、環状の弾性部材１０２を介して連接すると共に前記弾性部材１０２に対し圧縮機本体１０３の駆動軸１０４の軸方向から見て圧縮機本体１０３の内側となる部位にプーリ１００の側面１００Ａに係止されるストッパ１０５を複数突出形成することも考えられる。
特開平８−１２１３３２号公報 特開２００５−２２６４５１号公報

しかしながら、特許文献１のように破断する対象が環状の弾性部材であるところ、当該弾性部材がゴム等で形成されている場合には経時劣化により圧縮機側の負荷トルクが本来の破断する所定値に達しなくても破断するおそれがあり、トルクリミッタとしての信頼性が低いという問題がある。また、特許文献２の構成では、円板部の破断部を形成するための孔部よりも駆動軸の軸方向の前方には遮蔽物がないので、破断部まで並びに孔部より圧縮機の奥側にまで水や砂塵等が侵入することが考えられる。このため、破断部が傷つけられて破断部の疲労破壊を招いたり、破断部の腐食を生じたり、或いは、孔部よりも圧縮機の内側にある軸受やシール機構等が損傷しないような構成を別途に採る必要がある。

一方、本願の図６に示されるストッパ１０５の構成でも、弾性部材１０２がゴム等で形成されている場合には、弾性部材１０２と一体形成されたストッパ１０５も経時劣化してその係止手段としての機能が低下することが懸念される。また、弾性部材１０２にストッパ１０５が一体形成されているので、プーリ１００に弾性部材１０２を組み付ける際の障害となり、組み付け性が悪いという不具合も考えられる。

そこで、本発明は、トルクリミッタが作動した後において、破損により生じた部材の脱落を確実に防止すると共に、トルクリミッタの作動前に破断部が破損したり腐食したりすることを防止し、破断部が形成された部品の経時劣化を回避することで、トルクリミッタに対する信頼性を向上させ、更には高い放熱効果を有するようにした圧縮機のトルク伝達装置を提供することを目的とする。

本発明に係る圧縮機のトルク伝達装置は、駆動源からのトルクを受けて回動するプーリと、圧縮機本体の駆動軸に連結されてこの駆動軸と同調して回転するハブ部と、前記プーリが受けたトルクを前記ハブ部に伝達する円板部とを有して構成され、前記円板部には前記プーリが受けたトルクが所定値以上になった場合に破断して前記プーリから前記ハブ部へのトルクの伝達を規制する破断部が形成されていると共に、前記破断部の破断時に破損した部材が脱落するのを防止するためのストッパを前記円板部に対し前記駆動軸の軸方向において前記破断部を覆うように配置してなることを特徴としている（請求項１）。そして、前記ストッパは前記駆動軸側から当該駆動軸の径方向に延出したフランジを有しており、このフランジの延出方向端は前記円板部の破断部よりも前記駆動軸の径方向外側に位置している（請求項５）。また、前記円板部と前記プーリとは環状の弾性部材を介して連接されている。これにより、ストッパが円板部の破断部に対する遮蔽物となるので、破断部まで水や砂塵等が侵入するのを抑止することができる。

また、前記ストッパは金属材料により形成されている（請求項２）。これにより、経時劣化を生ずるゴム等の弾性部材を材料とする場合よりもストッパに対する信頼性が向上する。更には、金属材料とすることで高い放熱効果を得ることができるので、ストッパによる駆動軸の冷却も図ることができる。

更に、前記ストッパは前記駆動軸の軸方向に開口した通孔が形成されている（請求項３）。この通孔を駆動軸に対するセンターボルトの締め付け時の固定用として用いることにより、組み付け性も向上する。また、ストッパにセンターボルトの締め付け時の固定用となる通孔が形成されることで、プーリに通孔を形成する必要がなくなり、プーリが樹脂材料で成形されている場合に、使用状況によっては通孔の周縁から割れてしまうというおそれがなくなる。

更にまた、前記ストッパは冷却用フィンが設けられている（請求項４）。これにより、駆動軸に対する冷却作用もより一層向上し、シャフトシールの耐久性も改善される。

これらの発明によれば、円板部の破断部を覆うように配置してなるストッパが外部に対し遮蔽物として機能するので、破断部まで水や塵芥が侵入するのを抑止することができる。これにより、破断部が傷つけられて破断部の疲労破壊を招いたり、破断部の腐食を生じたり、或いは、圧縮機のベアリングやシール機構が損傷したりする可能性を低減することができる。

特に請求項２に記載の発明によれば、ストッパの素材をゴム等の経時劣化しやすい弾性部材とする場合に比しストッパとしての信頼性を向上させることができる。また、クランク室内は圧縮機の内部でも特に高温化しやすいところ、ストッパの材料として放熱効果の高い金属材料を用いることでストッパ自体が冷却手段として機能するので、回転体と弾性部材との接着部分が熱により劣化するのを抑止でき、軸受部等の耐久性も改善される。

特に請求項３に記載の発明によれば、ストッパの通孔を駆動軸に対するセンターボルトの締め付け時の固定用として用いることにより、組み付け性も向上する。また、ストッパ側にセンターボルトの締め付け時の固定用となる通孔を形成したことにより、プーリにはンターボルトの締め付け時の固定用となる通孔を形成する必要がなくなり、プーリが樹脂材料で形成されている場合に使用状況によってはプーリがその通孔の周縁から割れてしまうのを防止することができる。

特に請求項４に記載の発明によれば、高い放熱効果を有する金属材料を用いることと相まって駆動軸に対する冷却作用もより一層向上し、軸受部等の耐久性も改善される。

図１は、この発明に係る圧縮機のトルク伝達装置等を駆動軸の軸方向から見た状態を示す説明図である。 図２は、同上の圧縮機のトルク伝達装置等に対する図１のＩ−Ｉ線断面図である。 図３（Ａ）は、圧縮機のトルク伝達装置を構成する回転部の構成を示す説明図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のII−II線断面図である。 図４（Ａ）は、圧縮機のトルク伝達装置を構成するストッパの構成を示す説明図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のIII −III 線断面図である。 図５（Ａ）は、破断部が破断した時点の状態を示す拡大図であり、図５（Ｂ）は、破断部が破断したことにより回転部の遊離した部材がストッパにより停止された状態を示す拡大図である。 図６は、発明に係る圧縮機のトルク伝達装置の破断部が破断した際の遊離した部材の脱落防止手段として弾性部材にストッパを形成した構成を示す説明図である。

符号の説明

１ トルク伝達装置
２ プーリ
３ ハブ部
４ 円板部
４Ａ 破損部材
６ 駆動軸
１０ 圧縮機本体
１４ 破断部
１５ 孔
１６ ストッパ
１７ キャップ
１８ フランジ
１９ 通孔（センターボルトの締め付け時の固定用）
２０ 冷却用フィン
２１ 通孔（センターボルトの挿通用）

以下、この発明の実施形態を図面により説明する。

図１及び図２において、この発明に係るクラッチレス圧縮機のトルク伝達装置１の一例が示されている。このトルク伝達装置１は、プーリ２と、ハブ部３と、円板部４と、トルクダンパとして機能する略環状の弾性部材５とを有して基本的に構成されている。

プーリ２は、例えばプラスチック等の樹脂材料で形成されたもので、図２に示されるように、圧縮機本体１０のハウジングのボス部１０Ａに対し、プーリ２の内周面に固定されたラジアル軸受１３を介して回転可能に装着されている。また、プーリ２の外周面２Ａには、ベルト（図示せず）が巻回されており、これにより、プーリ２は駆動軸６を回転中心としてエンジン（図示せず）からの駆動力により回転することができる。そして、プーリ２は、駆動軸６の軸方向の外側に向けて大きく開口した孔部２２が形成されている。この孔部２２の周縁は径方向に延びる窪みが複数形成されることにより凹凸を有しており、この孔部２２に当該孔部２２の周縁形状と略同じ外形状の弾性部材５が挿嵌されるようになっている。

ハブ部３と円板部４とは、この実施形態では、例えば低炭素鋼、ステンレス鋼、アルミニウム等の金属材料により一体的に形成されたものとなっている。

このうち、ハブ部３は、図２及び図３に示されるように、駆動軸６を圧縮機本体１０のハウジングよりも突出させてその先端部にセンターボルト７を介して固定されている。また、ハブ部３は駆動軸６の先端部を覆うことができるように内部に通孔３Ａが形成された円筒状をなしている。そして、センターボルト７は、フランジ７Ａを有するもので、環状器具８を介して駆動軸６の先端部に開口したネジ孔９にねじ込まれている。

これに対し、円板部４は、図２及び図３に示されるように、ハブ部３の側方から駆動軸６の径方向に沿って略直線状に延出した薄板状の円板本体１１と、この円板本体１１の外縁から駆動軸６の軸方向に沿って圧縮機本体１０の外側に向けて延出した薄板状の突出部１２とを有して構成されている。円板本体１１の延出量は弾性部材５を適宜プーリ２との間に挟持することができる寸法である。また、突出部１２の突出量は弾性部材５の軸方向の厚み幅と略同じ寸法となっている。

そして、円板部４の円板本体１１には、図３に示されるように、破断部１４が設けられている。この破断部１４は、この実施形態では、円板部４に駆動軸６を中心とした所定半径の仮想円を想定し、この仮想円の円周に沿って一定間隔おきに複数（この実施形態では３つ）の円弧状の長孔１５を設けることで、長孔１５、１５間に形成されたものとなっている。

ハブ部３と円板部４に対し駆動軸６の軸方向の外側においてストッパ１６が配されている。このストッパ１６は、アルミニウム等、相対的に放熱効果の高い金属材料により形成されたもので、図２及び図４に示されるように、キャップ１７とフランジ１８とより構成されている。

キャップ１７は、ハブ部３の先端側が圧入可能な内孔を有してその断面が逆Ｕ字形状のもので、その先端はセンターボルト７の挿通可能な通孔２１が形成されている。フランジ１８はキャップ１７の駆動軸６の軸方向の終端から当該駆動軸６の径方向に延出している薄板状のもので、その突出量は円板部４の破断部１４よりも駆動軸６の径方向外側となる寸法である。これにより、ストッパ１６のキャップ１７は、ハブ部３に対し圧入により堅固に連結されており、破断部１４が破断して円板部４が抜けてきてもこのキャップ１７で円板部４の脱落を防止することが可能となっている。

そして、この実施形態では、ストッパ１６のフランジ１８に通孔１９が複数（図４上では３つ）形成されている。この通孔１９は、駆動軸６に対するセンターボルト７の締め付け時の固定用として用いられる。すなわち、それ自体が回動可能な駆動軸６のネジ孔９にセンターボルト７を挿着し締結するにあたり、駆動軸６の回転を防止するために駆動軸６を固定する必要があるところ、ストッパ１６のフランジ１８に形成された通孔１９に図示しない固定具を装着することで、駆動軸６の一時的な固定を可能としている。

更に、ストッパ１６の通孔１９の位置は、図１に示されるように、円板部４の隣り合う破断部１４、１４の間となっており、これにより、通孔１９から砂塵等が侵入しても破断部１４に直接には当たらないようになっている。

更にまた、この実施形態では、図４に示されるように、ストッパ１６のフランジ１８に冷却用フィン２０を有したものとしても良い。この冷却用フィン２０は、フランジ１８の面から条状の突起部がキャップ１７を中心として放射状に延びることで形成されている。もっとも、冷却用フィンをストッパ１６に形成する形状及び位置は上記の構成に限定されず、冷却用フィンとしての機能を十分に発揮することができる形状、位置であれば足りる。

しかるに、このような構成とすることにより、図５（Ａ）に示されるように、円板部４の円板本体１１に形成された破断部１４がトルクリミッタの作動により破断した場合でも、図５（Ｂ）に示されるように、円板部４のうち破断部１４よりも径方向外側の部位（以下、破損部材４Ａという。）は、駆動軸６の軸方向の外側に移動してもストッパ１６によりそれ以上の移動が規制されるので、破損部材４Ａが駆動軸６から抜け落ちるのを防止することができる。

一方、トルクリミッタの作動前においても、ストッパ１６が円板部４に対し駆動軸６の軸方向の外側において、破断部１４を覆うように配置されているので、ストッパ１６は破断部１４の防護カバーとしても機能することができる。また、ストッパ１６はハブ部３に外挿されてハブ部３と密着状態にあるので、ストッパ１６が放熱性に優れた金属材料により形成されていることから、駆動軸６からハブ部３を介して熱がストッパ１６まで伝達された後、外部に放射されるので、駆動軸６及びラジアル軸受１３等の機器の冷却を図ることができ、これらの部品の耐久性の改善を図ることが可能となる。

Claims (5)

1. 駆動源からのトルクを受けて回動するプーリと、圧縮機本体の駆動軸に連結されてこの駆動軸と同調して回転するハブ部と、前記プーリが受けたトルクを前記ハブ部に伝達する円板部とを有して構成され、
   前記円板部には前記プーリが受けたトルクが所定値以上になった場合に破断して前記プーリから前記ハブ部へのトルクの伝達を規制する破断部が形成されていると共に、
   前記破断部の破断時に破損した部材が脱落するのを防止するためのストッパを前記円板部に対し前記駆動軸の軸方向において前記破断部を覆うように配置してなることを特徴とする圧縮機のトルク伝達装置。
2. 前記ストッパは金属材料により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機のトルク伝達装置。
3. 前記ストッパは前記駆動軸の軸方向に開口した通孔が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧縮機のトルク伝達装置。
4. 前記ストッパは冷却用フィンが設けられていることを特徴とする請求項１、２又は３のいずれかに記載の圧縮機のトルク伝達装置。
5. 前記ストッパは前記駆動軸側から当該駆動軸の径方向に延出したフランジを有しており、このフランジの延出方向端は前記円板部の破断部よりも前記駆動軸の径方向外側に位置していることを特徴とする請求項１、２、３又は４のいずれかに記載の圧縮機のトルク伝達装置。

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