WO2017212784A1

WO2017212784A1 - 動力伝達装置

Info

Publication number: WO2017212784A1
Application number: PCT/JP2017/015189
Authority: WO
Inventors: 陽平櫛田; 浩一橋長; 雅文中島; 陽介中村; 有剛山田
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2016-06-06
Filing date: 2017-04-13
Publication date: 2017-12-14
Also published as: JP2019132281A

Abstract

動力伝達装置（１０）は、駆動側回転体（１１）、従動側回転体（１３）、電磁石（１２）を含んでいる。従動側回転体およびシャフトは、一方の部材に設けられた筒状部（１５１、２１４）の内部に他方の部材の柱状部（１５４、２１）が挿入された状態で、駆動側回転体の回転方向と同一方向のトルクによって締まるネジ部（３０、３０Ａ）で連結されている。ネジ部は、筒状部の内周側に形成された雌ネジ（３１、３１Ａ）、および柱状部の外周側に形成された雄ネジ（３２、３２Ａ）を含んでいる。柱状部には、ネジ部を締め付けた際に生ずる軸力を受ける軸力受部（１５４ｃ、２１１ａ、２１１ｃ、２１３ａ）が設けられている。軸力受部は、シャフトがロックした際に柱状部に圧縮応力が作用し、筒状部に引張応力が作用するように、柱状部における雄ネジ形成部位（１５４ａ、２１２）よりも先端側の先端部位（１５４ｂ、２１１）に設定されている。

Description

動力伝達装置

関連出願への相互参照

　本出願は、２０１６年６月６日に出願された日本出願番号２０１６－１１２９４９号に基づくものであって、ここにその記載内容を援用する。

　本開示は、駆動源から出力される回転駆動力を駆動対象装置に伝達する動力伝達装置に関する。

　従来、動力伝達装置の従動側回転体と圧縮機のシャフトとをネジ部で連結する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１には、従動側回転体を構成するインナーハブの内輪の内周に形成された雌ネジと、シャフトの外周に設けられた雄ネジを螺合することで、従動側回転体およびシャフトを連結する構成が開示されている。

特開２００１－１７３７５９号公報

　ところで、特許文献１に記載の動力伝達装置では、シャフトのロック等によりネジ部に過大なトルクが作用した際に、ネジ部が締め付けられることで、雄ネジが形成されたシャフトに対して過大な引張応力が作用してしまうことがある。このため、雄ネジが形成されたシャフトを保護する対策が必要となっている。なお、従動側回転体に雄ネジが形成され、シャフトに雌ネジが形成された構成では、従動側回転体における雄ネジが形成された部位に対して過大な引張応力が作用することから、雄ネジが形成された従動側回転体を保護する対策が必要となる。

　これに対して、雄ネジが形成された部材の外径を大きくすることで、ネジ部が締め付けられることで生ずる引張応力に対する雄ネジが形成された部材の強度を高くすることが考えられる。

　しかしながら、単に雄ネジが形成された部材全体の外径を大きくすると、雌ネジが形成された部材の大型化が必要となる等、他の部材を含めた大幅な設計変更が必要となってしまうといった背反がある。

　本開示は、従動側回転体とシャフトとがネジ部で連結される動力伝達装置おいて、雄ネジが形成された部材全体の外径を大きくすることなく、シャフトがロックした際に生ずる引張応力から雄ネジが形成された部材を保護可能とすることを目的とする。

　本開示の１つの観点によれば、動力伝達装置は、駆動源から出力される回転駆動力を駆動対象装置に伝達する装置である。

　動力伝達装置は、回転駆動力によって回転する駆動側回転体と、駆動側回転体に連結されることによって駆動対象装置のシャフトと共に回転する従動側回転体と、を備える。また、動力伝達装置は、従動側回転体を駆動側回転体に連結させる電磁力を発生させる電磁石を備える。

　従動側回転体およびシャフトは、一方の部材に設けられた筒状部の内部に他方の部材の柱状部が挿入された状態で、駆動側回転体の回転方向と同一方向のトルクによって締まるネジ部によって連結されている。ネジ部は、筒状部の内周側に形成された雌ネジ、および柱状部の外周側に形成されて雌ネジと螺合する雄ネジを含んで構成されている。

　また、柱状部には、一方の部材に設けられた当接部に当接すると共にネジ部を締め付ける際に生ずる軸力を受ける軸力受部が設けられている。そして、軸力受部は、シャフトがロックした際にネジ部が締まることによって柱状部に圧縮応力が作用しつつ筒状部に引張応力が作用するように、柱状部における雄ネジが形成された雄ネジ形成部位よりも先端側の先端部位に設定されている。

　これによれば、シャフトがロックした際にネジ部が締め付けられたとしても、ネジ部の締め付けに伴う引張応力が、雄ネジが形成された柱状部ではなく雌ネジが形成された筒状部に作用する。このため、雄ネジが形成された部材全体の外径を大きくすることなく、シャフトがロックした際に生ずる引張応力から雄ネジが形成された部材を保護することができる。

第１実施形態の動力伝達装置が適用された冷凍サイクルの全体構成図である。第１実施形態の動力伝達装置の軸方向断面図である。図２に示す動力伝達装置の要部を拡大させた軸方向断面図である。第１実施形態のインナーハブの軸方向断面図である。図４の矢印Ｖで示す方向におけるインナーハブの矢視図である。第１実施形態のシャフトの軸方向断面図である。図６の矢印ＶＩＩで示す方向におけるシャフトの矢視図である。シャフトがロックした際にインナーハブおよびシャフトに作用する軸力を説明するための説明図である。第２実施形態の動力伝達装置の要部を拡大させた軸方向断面図である。第３実施形態の動力伝達装置の要部を拡大させた軸方向断面図である。第４実施形態の動力伝達装置の要部を拡大させた軸方向断面図である。第５実施形態の動力伝達装置の要部を拡大させた軸方向断面図である。第６実施形態の動力伝達装置の要部を拡大させた軸方向断面図である。

　以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。

　（第１実施形態）
　本実施形態について、図１～図８を参照して説明する。本実施形態では、図１に示す蒸気圧縮式の冷凍サイクル１の圧縮機２に対して、動力伝達装置１０を適用した例について説明する。

　冷凍サイクル１は、車室内の空調を行う車両用空調装置において車室内へ送風する空気の温度を調整する装置として機能する。冷凍サイクル１は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機２、圧縮機２から吐出された冷媒を放熱させる放熱器３、放熱器３から流出した冷媒を減圧する膨張弁４、膨張弁４で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器５が環状に接続された閉回路で構成されている。

　圧縮機２には、動力伝達装置１０を介してエンジン６から出力される回転駆動力が伝達される。圧縮機２としては、例えば、斜板式可変容量型の圧縮機を採用することができる。なお、圧縮機２としては、回転駆動力の伝達により冷凍サイクル１の冷媒を圧縮して吐出するものであれば、他の形式の可変容量型の圧縮機や、スクロール型、ベーン型などの固定容量型の圧縮機が採用されていてもよい。

　本実施形態の圧縮機２は、シャフト２０の一端側が、図示しないハウジングの外側に露出している。そして、動力伝達装置１０は、シャフト２０における外側に露出した部位に取り付けられている。シャフト２０は、圧縮機２の外殻を構成する図示しないハウジングとの間に、ハウジングの内部の冷媒がシャフト２０とハウジングとの隙間から漏れないように、リップシール等のシール部材が介在されている。シール部材は、シャフト２０とハウジングとの間において高いシール性が得られるように材料、形状等が最適化されている。

　続いて、動力伝達装置１０は、車両走行用の駆動源であるエンジン６から出力される回転駆動力を駆動対象装置である圧縮機２へ断続的に伝達する装置である。動力伝達装置１０は、Ｖベルト７を介してエンジン６の回転出力部６ａに接続されている。

　図２は、動力伝達装置１０を圧縮機２のシャフト２０の軸方向に沿って切断した際の断面図である。なお、図２に示すＡＤは、シャフト２０の軸心ＣＬに沿って延びる方向として規定した軸方向を示している。また、図２に示すＲＤは、軸方向ＡＤと直交する方向として規定した径方向を示している。なお、これらのことは、図２以外の図面においても同様である。

　図２に示すように、動力伝達装置１０は、プーリ１１、プーリ１１に連結されることによって圧縮機２のシャフト２０と共に回転する従動側回転体１３、従動側回転体１３とプーリ１１とを連結させる電磁力を発生させる電磁石１２を有する。

　プーリ１１は、エンジン６から出力される回転駆動力によって回転する駆動側回転体を構成する。本実施形態のプーリ１１は、外側円筒部１１１、内側円筒部１１２、および端面部１１３を有する。

　外側円筒部１１１は、円筒形状に構成されており、シャフト２０に対して同軸上に配置されている。内側円筒部１１２は、円筒形状に構成されており、外側円筒部１１１の内周側に配置されると共に、シャフト２０に対して同軸上に配置されている。

　端面部１１３は、外側円筒部１１１と内側円筒部１１２の軸方向ＡＤの一端側同士を結ぶ連結部である。端面部１１３は、円盤形状に構成されている。すなわち、端面部１１３は、シャフト２０の径方向ＲＤに広がると共に、その中央部に表裏を貫通する円形状の貫通穴が形成されている。

　本実施形態のプーリ１１は、シャフト２０の軸方向ＡＤの断面がＣ字形状となっている。そして、外側円筒部１１１と内側円筒部１１２との間には、端面部１１３を底面部とする円環状の空間が形成されている。

　外側円筒部１１１と内側円筒部１１２との間に形成される空間は、シャフト２０に対して同軸上となっている。外側円筒部１１１と内側円筒部１１２との間に形成される空間には、電磁石１２が配置されている。

　ここで、電磁石１２は、ステータ１２１、およびステータ１２１の内部に配置されたコイル１２２等を有する。ステータ１２１は、鉄等の強磁性材料で環状に形成されている。コイル１２２は、エポキシ樹脂等の絶縁性の樹脂材料でモールディングされた状態でステータ１２１に固定されている。なお、電磁石１２への通電は、図示しない空調制御装置から出力される制御電圧によって行われる。

　外側円筒部１１１、内側円筒部１１２、および端面部１１３は、鉄等の強磁性材料で一体的に形成されている。外側円筒部１１１、内側円筒部１１２、および端面部１１３は、電磁石１２に通電することによって生じる磁気回路の一部を構成する。

　外側円筒部１１１の外周側には、複数のＶ字状の溝が形成された樹脂製のＶ溝部１１４が形成されている。Ｖ溝部１１４には、エンジン６から出力される回転駆動力を伝達するＶベルト７が掛け渡されている。

　内側円筒部１１２の内周側には、ボールベアリング１７の外周側が固定されている。そして、ボールベアリング１７の内周側には、図示しない圧縮機２の外殻を構成するハウジングから動力伝達装置１０側へ向けて突出した円筒状のボス部２２が固定されている。これにより、プーリ１１は、圧縮機２のハウジングに対して回転自在に固定されている。なお、ボス部２２は、シャフト２０におけるハウジングの外側に露出した根元部分を覆っている。

　また、端面部１１３における軸方向ＡＤの一端側の外側面は、プーリ１１と後述する従動側回転体１３のアーマチュア１４が連結された際に、アーマチュア１４と接触する摩擦面を形成している。

　本実施形態では、図示しないが、端面部１１３の表面の一部に、端面部１１３の摩擦係数を増加させるための摩擦部材を配置している。この摩擦部材は、非磁性材料で形成される。摩擦部材としては、アルミナを樹脂で固めたものや、アルミニウム等の金属粉末の焼結体等を採用することができる。

　続いて、従動側回転体１３は、アーマチュア１４、インナーハブ１５、板バネ１６等を有している。アーマチュア１４は、径方向ＲＤに広がると共に、その中央部に表裏を貫通する貫通穴が形成された円環状の板部材である。

　アーマチュア１４は、鉄等の強磁性材料で形成されている。アーマチュア１４は、プーリ１１と共に、電磁石１２に通電された際に生じる電磁力の磁気回路の一部を構成する。

　アーマチュア１４は、所定の微小間隙（例えば、０．５ｍｍ程度）を隔ててプーリ１１の端面部１１３に対向配置されている。アーマチュア１４のうち、プーリ１１の端面部１１３に対向する平坦部は、プーリ１１とアーマチュア１４とが連結された際に、端面部１１３と接触する摩擦面を形成している。

　また、本実施形態のアーマチュア１４は、径方向ＲＤの中間部分に磁気遮断用の溝部１４１が形成されている。この溝部１４１は、アーマチュア１４の円周方向に沿って延びる円弧状の形状で複数個形成されている。本実施形態のアーマチュア１４は、溝部１４１の外周側に位置する外周部１４２と、溝部１４１の内周側に位置する内周部１４３とに区分される。アーマチュア１４の外周部１４２は、リベット等の締結部材１８により後述する板バネ１６の外周環状部１６２に接続されている。

　インナーハブ１５は、アーマチュア１４と圧縮機２のシャフト２０とを連結する連結部材を構成する。インナーハブ１５は、鉄系の金属材料にて形成されている。本実施形態のインナーハブ１５は、円筒形状の筒状部１５１および連結用フランジ部１５２を有する。

　筒状部１５１は、シャフト２０に対して同軸上に配置されている。筒状部１５１には、シャフト２０の一端側の柱状部２１を挿入可能な挿入穴１５１ａが形成されている。挿入穴１５１ａは、シャフト２０の軸方向ＡＤに沿って延びる貫通穴で構成されている。

　本実施形態のインナーハブ１５およびシャフト２０は、シャフト２０の軸方向ＡＤの一端側の柱状部２１が筒状部１５１の挿入穴１５１ａに挿入された状態でネジ部３０によって連結されている。本実施形態のネジ部３０は、駆動側回転体であるプーリ１１の回転方向と同一方向のトルクによって締まるように構成されている。なお、インナーハブ１５およびシャフト２０の締結構造については、後述する。

　筒状部１５１には、筒状部１５１の軸方向ＡＤの一端側から径方向ＲＤの外側に広がる連結用フランジ部１５２が一体に形成されている。連結用フランジ部１５２は、シャフト２０の径方向ＲＤに広がる円盤形状に構成されている。連結用フランジ部１５２は、リベット等の締結部材１９により後述する板バネ１６の内周環状部１６１に接続されている。

　板バネ１６は、アーマチュア１４に対してプーリ１１から離れる方向に付勢力を作用させる部材である。この付勢力によって、電磁石１２が非通電状態となっていて電磁力を発生させていないときには、アーマチュア１４の平坦部とプーリ１１の端面部１１３との間に隙間が生ずる。

　板バネ１６は、鉄系の金属材料にて構成される円形の板状部材である。板バネ１６は、中心部が開口した内周環状部１６１、内周環状部１６１の径方向ＲＤの外側に配置された外周環状部１６２を有する。前述の如く、板バネ１６は、内周環状部１６１がインナーハブ１５の連結用フランジ部１５２に接続され、外周環状部１６２がアーマチュア１４の外周部１４２に接続されている。

　内周環状部１６１と外周環状部１６２との間には、複数の開口窓部１６３が形成されている。複数の開口窓部１６３は、板バネ１６の円周方向に等間隔に形成されている。なお、図示しないが、板バネ１６のうち、複数の開口窓部１６３それぞれの間には、シャフト２０の径方向ＲＤに延びる連結部が形成される。この連結部によって、内周環状部１６１と外周環状部１６２とが一体に連結されている。

　また、図示しないが、板バネ１６とアーマチュア１４との間には、板状の弾性部材が介在されている。この弾性部材および締結部材１８によって、板バネ１６の外周環状部１６２とアーマチュア１４の外周部１４２との間が一体に結合されている。弾性部材は、板バネ１６とアーマチュア１４との間のトルク伝達機能を果たすと共に、振動抑制作用を果たすゴム系の弾性材である。

　次に、従動側回転体１３を構成するインナーハブ１５とシャフト２０との締結構造について、図３を参照して説明する。図３は、図２におけるインナーハブ１５およびシャフト２０の締結箇所を拡大させた軸方向断面図である。なお、図３では、説明の便宜上、シャフト２０における二点鎖線で囲む部分について断面形状を図示し、シャフト２０における二点鎖線で囲む部分以外について外形状を図示している。

　図３に示すように、本実施形態のネジ部３０は、インナーハブ１５の筒状部１５１の挿入穴１５１ａにおける内周側に形成された雌ネジ３１、およびシャフト２０の柱状部２１の外周側に形成されて雌ネジ３１に螺合する雄ネジ３２で構成されている。雄ネジ３２が形成されたシャフト２０の柱状部２１は、所定の締付トルクで雌ネジ３１が形成されたインナーハブ１５の筒状部１５１に締結されている。

　本実施形態の筒状部１５１の挿入穴１５１ａは、図４に示すように、雌ネジ３１が形成された雌ネジ形成部位１５１ｂよりも根元側の根元部位１５１ｃの内径Ｄａが雌ネジ形成部位１５１ｂの内径Ｄｂよりも小さくなっている。本実施形態の挿入穴１５１ａにおける根元部位１５１ｃは、連結用フランジ部１５２側の部位である。

　また、筒状部１５１の挿入穴１５１ａには、雌ネジ形成部位１５１ｂと根元部位１５１ｃとを繋ぐ部位に、シャフト２０の軸方向ＡＤに対して交差する方向に延びる段差面１５３ａを有する雌ネジ側段部１５３が形成されている。本実施形態の雌ネジ側段部１５３は、段差面１５３ａがシャフト２０の径方向ＲＤに沿って延びている。

　本実施形態の根元部位１５１ｃは、雌ネジ側段部１５３の段差面１５３ａがシャフト２０の柱状部２１の先端部位２１１の先端面２１１ａに対向するように、その内径Ｄａがシャフト２０の柱状部２１における外径よりも小さくなっている。本実施形態では、雌ネジ側段部１５３の段差面１５３ａが、ネジ部３０を締め付けた際に柱状部２１に当接する当接部を構成している。

　また、インナーハブ１５の連結用フランジ部１５２は、図５に示すように、ネジ部３０を締め付ける際の六角ナットとして機能するように、その外形状が六角形状に形成されている。

　図６に示すように、本実施形態のシャフト２０は、図示しないハウジングから露出した円柱状の柱状部２１を有する。柱状部２１の外周側には、雌ネジ３１に螺合する雄ネジ３２が形成されている。

　本実施形態の柱状部２１は、その先端部位２１１が筒状部１５１の挿入穴１５１ａから突き出ない長さに構成されている。そして、柱状部２１は、雄ネジ３２が形成された雄ネジ形成部位２１２よりも先端側の先端部位２１１の先端面２１１ａが、筒状部１５１の雌ネジ側段部１５３の段差面１５３ａに対向している。本実施形態の先端面２１１ａは、段差面１５３ａと同様に、シャフト２０の径方向ＲＤに沿って延びている。

　また、本実施形態の柱状部２１の先端面２１１ａには、図７に示すように、軸方向ＡＤに窪んだ凹部２１１ｂが形成されている。この凹部２１１ｂの内形状は、ネジ部３０を締め付ける際に利用する六角棒レンチ等の締め付け工具が係合可能な六角形状に形成されている。

　図３に戻り、本実施形態のインナーハブ１５およびシャフト２０は、ネジ部３０を締め付けた際に、柱状部２１の先端面２１１ａが、後述するシム２３を介して筒状部１５１の雌ネジ側段部１５３の段差面１５３ａに当接する構造となっている。そして、本実施形態のシャフト２０は、雄ネジ３２が形成された柱状部２１の先端面２１１ａにて、ネジ部３０を締め付ける際に生ずる軸力を受ける構造となっている。

　具体的には、ネジ部３０を締め付ける際に生ずる軸力は、雄ネジ３２が形成された柱状部２１を圧縮するように作用し、雌ネジ３１が形成された筒状部１５１を引っ張るように作用する。これにより、本実施形態のインナーハブ１５およびシャフト２０は、シャフト２０がロックした際に、柱状部２１に圧縮応力が作用しつつ、筒状部１５１に引張応力が作用する構造となっている。

　ここで、本実施形態では、柱状部２１の先端面２１１ａがネジ部３０を締め付ける際に生ずる軸力を受ける軸力受部を構成している。また、本実施形態では、柱状部２１の先端面２１１ａがシャフト２０の軸方向ＡＤに対して交差する方向に延びる交差壁面を構成している。

　また、本実施形態では、柱状部２１の先端面２１１ａと筒状部１５１の雌ネジ側段部１５３の段差面１５３ａとの間に、円環板状のシム２３が挟み込まれている。シム２３は、アーマチュア１４におけるシャフト２０の軸方向ＡＤの位置を調整する調整部材として機能する。シム２３の厚みは、電磁石１２が非通電状態となった際にプーリ１１とアーマチュア１４との間に適切な隙間が形成され、電磁石１２が通電状態となった際にプーリ１１とアーマチュア１４とが連結されるように設定されている。シム２３は、例えば、ＳＫ５等の合金鋼を焼き入れ、焼き戻し等によって硬化させたものが採用されている。

　次に、本実施形態の動力伝達装置１０の作動を説明する。電磁石１２が非通電状態になっている場合には、電磁石１２の電磁力が生じない。このため、アーマチュア１４は、板バネ１６の付勢力によってプーリ１１の端面部１１３から所定間隔離れた位置に保持される。

　これにより、エンジン６からの回転駆動力はＶベルト７を介してプーリ１１に伝達されるだけで、アーマチュア１４およびインナーハブ１５へは伝達されず、プーリ１１だけがボールベアリング１７上で空転する。このため、駆動対象装置である圧縮機２は停止した状態となる。

　これに対して、電磁石１２が通電状態になっている場合には、電磁石１２の電磁力が発生する。当該電磁力によって、アーマチュア１４が板バネ１６の付勢力に抗してプーリ１１の端面部１１３側に吸引されることで、アーマチュア１４がプーリ１１に吸着される。これにより、プーリ１１の回転がアーマチュア１４へ伝達されて、板バネ１６、インナーハブ１５を構成する従動側回転体１３が回転する。

　この際、圧縮機２のシャフト２０がロックしていなければ、インナーハブ１５の回転が、圧縮機２のシャフト２０に伝達されることで、圧縮機２が作動する。すなわち、エンジン６から出力された回転駆動力が、動力伝達装置１０を介して圧縮機２に伝達されることで、圧縮機２が作動する。

　一方、圧縮機２のシャフト２０がロックしている場合には、インナーハブ１５が回転することで、ネジ部３０に過大なトルクが発生して過度に締め付けられる。そして、シャフト２０とインナーハブ１５には、過大な軸力が作用する。

　この際、インナーハブ１５の筒状部１５１には、圧縮応力ではなく、図８の白抜き矢印で示すように引張応力Ｆｔが作用する。また、シャフト２０の柱状部２１には、引張応力ではなく、図８の黒矢印で示すように圧縮応力Ｆｃが作用する。

　このように、本実施形態の動力伝達装置１０は、圧縮機２のシャフト２０がロックしたとしても、雄ネジ３２が形成された柱状部２１に対して引張応力が作用しない構造となっている。

　以上説明した本実施形態の動力伝達装置１０は、シャフト２０がロックした際にネジ部３０が締め付けられたとしても、ネジ部３０の締め付けに伴う引張応力が、雄ネジ３２が形成された柱状部２１ではなく、雌ネジ３１が形成された筒状部１５１に作用する。

　このように、本実施形態の動力伝達装置１０では、シャフト２０がロックした際に雄ネジ３２が形成された部材に引張応力が作用しない構造となっているので、シャフト２０がロックした際に生ずる引張応力から雄ネジ３２が形成された部材を保護することができる。

　ここで、従来の動力伝達装置は、柱状部２１における雄ネジ形成部位２１２の外径を雄ネジ形成部位２１２よりも根元側の部位の外径に比べて小さくし、雄ネジ形成部位２１２と根元側の部位とを繋ぐ段部で軸力を受ける構成となっていた。

　このように構成される従来の動力伝達装置では、柱状部２１に作用する軸力に対する強度を高くするために、雄ネジ形成部位２１２の外径を大きくすると、雄ネジ形成部位２１２よりも根元側の部位の外径をさらに大きくする必要がある。すなわち、従来の動力伝達装置では、柱状部２１に作用する軸力に対する強度を高くするために、雄ネジ形成部位２１２の外径を大きくすると、柱状部２１全体の外径が大きくなってしまう。

　これに対して、本実施形態では、柱状部２１の先端面２１１ａが軸力を受ける軸力受部となっており、従来の動力伝達装置の如く、雄ネジ形成部位２１２と根元側の部位との間に段部を設ける必要がない。

　このため、本実施形態の動力伝達装置１０では、軸力が作用する柱状部２１の雄ネジ形成部位２１２の外径を雄ネジ形成部位２１２よりも根元側の部位の外径と同程度とすることができる。つまり、本実施形態の動力伝達装置１０では、柱状部２１全体の外径を大きくすることなく、従来の動力伝達装置に比べて、柱状部２１に作用する軸力に対する強度を高くすることが可能となっている。

　ところで、前述したように、圧縮機２のハウジングとシャフト２０との間には、シール性を高めるために、材料、形状等が最適化されたリップシール等のシール部材が介在されている。

　このため、圧縮機２では、引張応力に対する強度を高めるために、シャフト２０の外径を大きくすると、それに合わせてハウジングとシャフト２０との隙間が変化してしまうことで、シール部材のシール性を新たに最適化する必要が生ずる。すなわち、シャフト２０の外径を大きくすると、それに伴って駆動対象装置である圧縮機２の構成要素も再設計する必要がある。

　これに対して、本実施形態の動力伝達装置１０は、シャフト２０の柱状部２１全体の外径を大きくすることなく、柱状部２１の強度を高くすることが可能となっている。このため、本実施形態の動力伝達装置１０は、圧縮機２の構成要素（例えば、シール部材）における変更箇所が増加してしまうことを抑えることができる。

　また、本実施形態の動力伝達装置１０は、柱状部２１の先端部位２１１の先端面２１１ａで軸力受部を構成しているので、新たな部材を追加することなく、簡素な構成でシャフト２０がロックした際に生ずる引張応力からシャフト２０を保護可能となる。

　（第２実施形態）
　次に、第２実施形態について、図９を参照して説明する。図９は、本実施形態の動力伝達装置１０におけるインナーハブ１５およびシャフト２０の締結箇所を拡大させた軸方向断面図である。

　図９に示すように、本実施形態のシャフト２０は、柱状部２１の先端部位２１１の一部が筒状部１５１の挿入穴１５１ａから突き出る長さに構成されている。また、柱状部２１は、先端部位２１１が雄ネジ形成部位２１２に比べて、シャフト２０の軸方向ＡＤの外径が小さくなっている。

　そして、柱状部２１には、雄ネジ形成部位２１２と先端部位２１１とを繋ぐ部位に、シャフト２０の軸方向ＡＤに対して交差する方向に延びる段差面２１３ａを有する雄ネジ側段部２１３が形成されている。本実施形態の雄ネジ側段部２１３は、段差面２１３ａがシャフト２０の径方向ＲＤに沿って延びている。

　また、本実施形態の柱状部２１の先端部位２１１の端部は、ネジ部３０を締め付ける際の六角ナットとして機能するように、その外形状が六角形状に形成されている。なお、本実施形態の柱状部２１の先端部位２１１は、その外径が筒状部１５１の根元部位１５１ｃの内径よりも小さくなっている。

　その他の構成は、第１実施形態と同様である。本実施形態の動力伝達装置１０は、第１実施形態と共通の構成から奏される作用効果を第１実施形態と同様に得ることができる。

　特に、本実施形態の動力伝達装置１０は、柱状部２１の雄ネジ側段部２１３の段差面２１３ａで軸力受部を構成しているので、新たな部材を追加することなく、簡素な構成でシャフト２０がロックした際に生ずる引張応力からシャフト２０を保護可能となる。

　ここで、本実施形態では、柱状部２１の先端部位２１１の一部が筒状部１５１の挿入穴１５１ａから突き出るように柱状部２１の長さが設定される例について説明したが、これに限定されない。柱状部２１に雄ネジ側段部２１３が設けられている構成であれば、例えば、柱状部２１の先端部位２１１が筒状部１５１の挿入穴１５１ａから突き出でないように、柱状部２１の長さが設定された構成となっていてもよい。

　（第３実施形態）
　次に、第３実施形態について、図１０を参照して説明する。図１０は、本実施形態の動力伝達装置１０におけるインナーハブ１５およびシャフト２０の締結箇所を拡大させた軸方向断面図である。

　図１０に示すように、本実施形態の雌ネジ側段部１５３は、その段差面１５３ａがシャフト２０の軸方向ＲＤおよび径方向ＲＤの双方に対して交差する方向に延びている。すなわち、本実施形態の雌ネジ側段部１５３は、段差面１５３ａがテーパ形状となっている。

　また、本実施形態の柱状部２１は、その先端面２１１ａが、雌ネジ側段部１５３の段差面１５３ａと並行に延びている。すなわち、本実施形態の柱状部２１は、その先端面２１１ａは、雌ネジ側段部１５３の段差面１５３ａと同様にテーパ形状となっている。

　また、本実施形態のシム２３は、柱状部２１の先端面２１１ａおよび雌ネジ側段部１５３の段差面１５３ａの形状に合わせて、内側および外側の双方がテーパ形状となっている円環板状の部材で構成されている。

　特に、本実施形態では、柱状部２１の先端面２１１ａ、および雌ネジ側段部１５３の段差面１５３ａをテーパ形状としている。これによれば、シャフト２０がロックした際に生ずる軸力をシャフト２０の軸方向ＡＤだけでなくシャフト２０の径方向ＲＤにも分散させることができるので、シャフト２０をより適切に保護することができる。

　（第４実施形態）
　次に、第４実施形態について、図１１を参照して説明する。図１１は、本実施形態の動力伝達装置１０におけるインナーハブ１５およびシャフト２０の締結箇所を拡大させた軸方向断面図である。なお、図１１では、説明の便宜上、シャフト２０における二点鎖線で囲む部分について断面形状を図示し、シャフト２０における二点鎖線で囲む部分以外について外形状を図示している。

　図１１に示すように、本実施形態の筒状部１５１の挿入穴１５１ａは、雌ネジ形成部位１５１ｂの内径と根元部位１５１ｃの内径とが同等の大きさとなっている。すなわち、本実施形態の筒状部１５１は、挿入穴１５１ａに第１実施形態で説明した雌ネジ側段部１５３が設けられていない構成となっている。

　また、本実施形態のシャフト２０は、柱状部２１の先端部位２１１における軸方向ＡＤの長さが、筒状部１５１の根元部位１５１ｃにおける軸方向ＡＤの長さと同等となっている。なお、シャフト２０は、柱状部２１の先端部位２１１における軸方向ＡＤの長さが、筒状部１５１の根元部位１５１ｃにおける軸方向ＡＤの長さとは異なる長さになっていてもよい。

　そして、本実施形態のシャフト２０は、柱状部２１の先端部位２１１の外周側部位２１１ｃが、筒状部１５１の根元部位１５１ｃの内周側部位１５１ｄに対して締り嵌めによって嵌合されている。具体的には、本実施形態のシャフト２０は、柱状部２１の先端部位２１１が筒状部１５１の根元部位１５１ｃに圧入されている。

　本実施形態では、筒状部１５１の根元部位１５１ｃの内周側部位１５１ｄが、ネジ部３０を締め付けた際に柱状部２１に当接する当接部を構成している。また、本実施形態では、柱状部２１の先端部位２１１における筒状部１５１に圧入された部位、すなわち柱状部２１の先端部位２１１の外周側部位２１１ｃがネジ部３０を締め付ける際に生ずる軸力を受ける軸力受部を構成している。

　また、本実施形態の柱状部２１の先端面２１１ａには、軸方向ＡＤに窪んだ凹部２１１ｂが形成されている。この凹部２１１ｂの内形状は、ネジ部３０を締め付ける際の六角棒レンチ等の締め付け工具が係合可能な六角形状に形成されている。

　本実施形態の動力伝達装置１０は、柱状部２１の先端部位２１１における筒状部１５１に圧入された部位でネジ部３０を締め付ける際に生ずる軸力を受ける構造となっている。これによれば、新たな部材を追加することなく、簡易な構成でシャフト２０がロックした際に生ずる引張応力からシャフト２０を保護することができる。

　（第５実施形態）
　次に、第５実施形態について、図１２を参照して説明する。図１２は、本実施形態の動力伝達装置１０におけるインナーハブ１５およびシャフト２０の締結箇所を拡大させた軸方向断面図である。なお、図１２では、説明の便宜上、シャフト２０における二点鎖線で囲む部分について断面形状を図示し、シャフト２０における二点鎖線で囲む部分以外について外形状を図示している。

　図１２に示すように、本実施形態の動力伝達装置１０は、インナーハブ１５にシャフト２０の軸方向ＡＤに延びる円柱状の柱状部１５４が設けられ、シャフト２０にインナーハブ１５の柱状部１５４が挿入される筒状部２１４が設けられている。

　そして、本実施形態のインナーハブ１５およびシャフト２０は、インナーハブ１５の柱状部１５４が、シャフト２０の筒状部２１４の挿入穴２１４ａに挿入された状態でネジ部３０Ａによって連結されている。

　本実施形態のネジ部３０Ａは、シャフト２０の筒状部２１４の挿入穴２１４ａにおける内周側に形成された雌ネジ３１Ａ、およびインナーハブ１５の柱状部１５４の外周側に形成されて雌ネジ３１Ａに螺合する雄ネジ３２Ａで構成されている。雄ネジ３２Ａが形成されたインナーハブ１５の柱状部１５４は、所定の締付トルクで雌ネジ３１Ａが形成されたシャフト２０の筒状部２１４に締結されている。

　本実施形態の筒状部２１４の挿入穴２１４ａは、シャフト２０の軸方向ＡＤに延びる有底円筒状の穴で構成されている。そして、筒状部２１４の挿入穴２１４ａには、雌ネジ３１Ａが形成された雌ネジ形成部位２１４ｂよりも根元側に、シャフト２０の径方向ＲＤに沿う底壁面２１４ｃが形成されている。本実施形態では、シャフト２０の筒状部２１４の底壁面２１４ｃが、ネジ部３０を締め付けた際にインナーハブ１５の柱状部１５４の先端面１５４ｃに当接する当接部を構成している。

　また、本実施形態の柱状部１５４は、シャフト２０の軸方向ＡＤにおける長さが、筒状部２１４の挿入穴２１４ａにおけるシャフト２０の軸方向ＡＤにおける長さよりも長くなっている。本実施形態の柱状部１５４には、雄ネジ３２Ａが形成された雄ネジ形成部位１５４ａよりも先端側の先端部位１５４ｂに、シャフト２０の径方向ＲＤに沿う先端面１５４ｃが形成されている。そして、柱状部１５４の先端面１５４ｃは、筒状部２１４の底壁面２１４ｃに対向している。

　本実施形態のインナーハブ１５およびシャフト２０は、ネジ部３０Ａを締め付けた際に、柱状部１５４の先端面１５４ｃが、筒状部２１４の底壁面２１４ｃに当接する構造となっている。そして、本実施形態のインナーハブ１５は、雄ネジ３２Ａが形成された柱状部１５４の先端面１５４ｃにて、ネジ部３０を締め付ける際に生ずる軸力を受ける構造となっている。

　具体的には、ネジ部３０を締め付ける際に生ずる軸力は、雄ネジ３２Ａが形成された柱状部１５４を圧縮するように作用し、雌ネジ３１Ａが形成された筒状部２１４を引っ張るように作用する。これにより、本実施形態のインナーハブ１５およびシャフト２０は、シャフト２０がロックした際に、柱状部１５４に圧縮応力が作用しつつ、筒状部２１４に引張応力が作用する構造となっている。なお、本実施形態では、柱状部１５４の先端面１５４ｃがネジ部３０を締め付ける際に生ずる軸力を受ける軸力受部を構成している。

　本実施形態の動力伝達装置１０は、ネジ部３０がインナーハブ１５の柱状部１５４に形成された雄ネジ３２Ａ、およびシャフト２０の筒状部２１４に形成された雌ネジ３１Ａで構成されている。このような構成とすれば、シャフト２０がロックした際に生ずる引張応力から従動側回転体１３を構成するインナーハブ１５の柱状部１５４を保護することができる。

　（第６実施形態）
　次に、第６実施形態について、図１３を参照して説明する。図１３は、本実施形態の動力伝達装置１０におけるインナーハブ１５およびシャフト２０の締結箇所を拡大させた軸方向断面図である。

　図１３に示すように、本実施形態の従動側回転体１３には、駆動側回転体であるプーリ１１から伝達されるトルクが所定トルク以上となった際に、軸力によって破断して従動側回転体１３をシャフト２０から切り離す破断部１５５が設けられている。本実施形態では、従動側回転体１３のインナーハブ１５における筒状部１５１と連結用フランジ部１５２とを繋ぐ部位に破断部１５５が設けられている。

　より具体的には、本実施形態の破断部１５５は、ネジ部３０を締め付けた際に引張応力が作用するように、根元部位１５１ｃと雌ネジ形成部位１５１ｂとの間の部位に形成されている。本実施形態の破断部１５５は、その外径Ｄｃが雌ネジ形成部位１５１ｂの外径Ｄｄに比べて小さい薄肉部で構成されている。

　本実施形態の動力伝達装置１０は、従動側回転体１３に破断部１５５が設けられている。これによれば、プーリ１１から伝達されるトルクが所定トルク以上となった際に従動側回転体１３をシャフト２０から切り離されるので、シャフト２０側に対して過大な軸力が作用してしまうことを抑えることができる。

　ここで、本実施形態では、第１実施形態で説明したインナーハブ１５に対して破断部１５５を設けた構成を例示したが、これに限らず、第２～第４実施形態で説明したインナーハブ１５に対して破断部１５５を設ける構成としてもよい。

　（他の実施形態）
　以上、本開示の代表的な実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のように種々変形可能である。

　上述の各実施形態では、アーマチュア１４とインナーハブ１５とが板バネ１６で連結された構成について説明したが、これに限定されない。動力伝達装置１０は、例えば、ゴム等の弾性部材によってアーマチュア１４とインナーハブ１５とが連結された構成となっていてもよい。

　上述の各実施形態では、本開示の動力伝達装置１０をエンジン６から圧縮機２への回転駆動力の断続に適用した例について説明したが、これに限定されない。本開示の動力伝達装置１０は、例えば、エンジン６や電動モータ等の駆動源と回転駆動力によって作動する発電機との動力伝達の断続させる装置に適用してもよい。

　上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

　上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。

　上述の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。

　（まとめ）
　上述の実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、動力伝達装置は、従動側回転体およびシャフトの一方の部材の筒状部に他方の部材の柱状部が挿入された状態で、駆動側回転体の回転方向と同一方向のトルクによって締まるネジ部で連結されている。また、柱状部には、一方の部材に設けられた当接部に当接すると共にネジ部を締め付ける際に生ずる軸力を受ける軸力受部が設けられている。そして、軸力受部は、シャフトがロックした際にネジ部が締まることによって柱状部に圧縮応力が作用しつつ筒状部に引張応力が作用するように、柱状部における雄ネジが形成された雄ネジ形成部位よりも先端側の先端部位に設定されている。

　また、第２の観点によれば、動力伝達装置は、従動側回転体に筒状部が設けられ、シャフトに柱状部が設けられている。そして、ネジ部は、シャフトに形成された雄ネジ、および従動側回転体に形成された雌ネジで構成されている。これによると、シャフトの外径を大きくする必要がないので、駆動対象装置の構成要素における変更箇所が増加することを抑えることができる。

　また、第３の観点によれば、動力伝達装置は、筒状部における雌ネジが形成された雌ネジ形成部位よりも根元側の根元部位の内径が雌ネジ形成部位の内径に比べて小さくなっている。そして、当接部は、筒状部における雌ネジ形成部位と根元部位とを繋ぐ雌ネジ側段部の段差面で構成されている。

　このように、従動側回転体の筒状部における雌ネジ形成部位と根元部位とを繋ぐ部位に当接部を設定する構成とすれば、新たな部材を追加することなく、簡素な構成でシャフトがロックした際に生ずる引張応力を筒状部に作用させることができる。

　また、第４の観点によれば、動力伝達装置は、軸力受部が、柱状部の先端部位に形成されたシャフトの軸方向に対して交差する方向に延びる交差壁面に設定されている。このように、柱状部の先端部位におけるシャフトの軸方向に交差する方向に延びる交差壁面に軸力受部を設定する構成とすれば、簡素な構成でシャフトがロックした際に生ずる引張応力から雄ネジが形成された部材を保護することができる。

　また、第５の観点によれば、動力伝達装置は、交差壁面が先端部位の先端面で構成されている。このように、交差壁面を柱状部の先端部位の先端面で構成すれば、新たな部材を追加することなく、簡易な構成でシャフトがロックした際に生ずる引張応力からシャフトを保護することができる。

　また、第６の観点によれば、動力伝達装置は、柱状部の先端部位の外径が雄ネジ形成部位の外径に比べて小さくなっている。そして、交差壁面は、柱状部における雄ネジ形成部位と先端部位とを繋ぐ雄ネジ側段部の段差面で構成されている。このように、交差壁面を柱状部の雄ネジ側段部の段差面で構成すれば、新たな部材を追加することなく、簡易な構成でシャフトがロックした際に生ずる引張応力からシャフトを保護することができる。

　また、第７の観点によれば、動力伝達装置は、先端部位が筒状部に圧入されている。そして、軸力受部は、先端部位における筒状部に圧入された部位で構成されている。このように、シャフトの柱状部の先端部位における筒状部に圧入された部位で軸力受部を設定する構成とすれば、簡素な構成でシャフトがロックした際に生ずる引張応力からシャフトを保護することができる。

　また、第８の観点によれば、動力伝達装置は、シャフトに筒状部が設けられ、従動側回転体に柱状部が設けられている。そして、ネジ部は、従動側回転体に形成された雄ネジ、およびシャフトに形成された雌ネジで構成されている。これによると、シャフトがロックした際に生ずる引張応力から従動側回転体の柱状部を保護することができる。

　また、第９の観点によれば、動力伝達装置は、従動側回転体に、駆動側回転体から伝達されるトルクが所定トルク以上となった際に軸力によって破断して、従動側回転体をシャフトから切り離す破断部が設けられている。これによれば、駆動側回転体から伝達されるトルクが所定トルク以上となった際に従動側回転体をシャフトから切り離されるので、シャフト側に対して過大な軸力が作用してしまうことを抑えることができる。

Claims

　駆動源（６）から出力される回転駆動力を駆動対象装置（２）に伝達する動力伝達装置であって、
　前記回転駆動力によって回転する駆動側回転体（１１）と、
　前記駆動側回転体に連結されることによって前記駆動対象装置のシャフト（２０）と共に回転する従動側回転体（１３）と、
　前記従動側回転体を前記駆動側回転体に連結させる電磁力を発生させる電磁石（１２）と、を備え、
　前記従動側回転体および前記シャフトは、一方の部材に設けられた筒状部（１５１、２１４）の内部に他方の部材の柱状部（１５４、２１）が挿入された状態で、前記駆動側回転体の回転方向と同一方向のトルクによって締まるネジ部（３０、３０Ａ）によって連結されており、
　前記ネジ部は、前記筒状部の内周側に形成された雌ネジ（３１、３１Ａ）、および前記柱状部の外周側に形成されて前記雌ネジと螺合する雄ネジ（３２、３２Ａ）を含んで構成されており、
　前記柱状部には、前記一方の部材に設けられた当接部（１５１ｄ、１５３ａ、２１４ｃ）に当接すると共に前記ネジ部を締め付ける際に生ずる軸力を受ける軸力受部（１５４ｃ、２１１ａ、２１１ｃ、２１３ａ）が設けられており、
　前記軸力受部は、前記シャフトがロックした際に前記ネジ部が締まることによって前記柱状部に圧縮応力が作用しつつ前記筒状部に引張応力が作用するように、前記柱状部における前記雄ネジが形成された雄ネジ形成部位（１５４ａ、２１２）よりも先端側の先端部位（１５４ｂ、２１１）に設定されている動力伝達装置。
　前記従動側回転体には、前記筒状部（１５１）が設けられており、
　前記シャフトには、前記柱状部（２１）が設けられており、
　前記ネジ部（３０）は、前記シャフトに形成された前記雄ネジ（３２）、および前記従動側回転体に形成された前記雌ネジ（３１）で構成されている請求項１に記載の動力伝達装置。
　前記筒状部には、前記雌ネジが形成された雌ネジ形成部位（１５１ｂ）よりも根元側の根元部位（１５１ｃ）の内径が前記雌ネジ形成部位の内径に比べて小さくなっており、
　前記当接部は、前記筒状部における前記雌ネジ形成部位と前記根元部位とを繋ぐ雌ネジ側段部（１５３）の段差面（１５３ａ）で構成されている請求項２に記載の動力伝達装置。
　前記軸力受部は、前記柱状部の前記先端部位に形成された前記シャフトの軸方向に対して交差する方向に延びる交差壁面（２１１ａ、２１３ａ）に設定されている請求項３に記載の動力伝達装置。
　前記交差壁面は、前記先端部位（２１１）の先端面（２１１ａ）で構成されている請求項４に記載の動力伝達装置。
　前記柱状部は、前記先端部位の外径が前記雄ネジ形成部位の外径に比べて小さくなっており、
　前記交差壁面は、前記柱状部における前記雄ネジ形成部位（２１２）と前記先端部位（２１１）とを繋ぐ雄ネジ側段部（２１３）の段差面（２１３ａ）で構成されている請求項４に記載の動力伝達装置。
　前記先端部位（２１１）は、前記筒状部に圧入されており、
　前記軸力受部は、前記先端部位における前記筒状部に圧入された部位（２１１ｃ）で構成されている請求項２に記載の動力伝達装置。
　前記シャフトには、前記筒状部（２１４）が設けられており、
　前記従動側回転体には、前記柱状部（１５４）が設けられており、
　前記ネジ部（３０Ａ）は、前記従動側回転体に形成された前記雄ネジ（３２Ａ）、および前記シャフトに形成された前記雌ネジ（３１Ａ）で構成されている請求項１に記載の動力伝達装置。
　前記従動側回転体には、前記駆動側回転体から伝達されるトルクが所定トルク以上となった際に軸力によって破断して、前記従動側回転体を前記シャフトから切り離す破断部（１５５）が設けられている請求項１ないし８のいずれか１つに記載の動力伝達装置。