JP2018132105A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化が可能で、部品点数も低減可能な動力伝達装置を提供すること。
【解決手段】リミッタ１５は、非磁性材製で、インナハブ１６に連結され、アーマチュア１４に取り付けられている。回転軸２１がロックにより停止すると、リミッタ１５が破損してアーマチュア１４からインナハブ１６への動力伝達を断つ。リミッタ１５は非磁性材製であるから、電磁石１２からの電磁力によってアーマチュア１４に捉えられるおそれはない。回転軸２１に連結されているインナハブ１６は、リミッタ１５とアーマチュア１４との連結が解除されようとも脱落しない。リミッタ１５は板バネ１８によってインナハブ１６に連結されているので、アーマチュア１４との連結が解除されても脱落しない。脱落防止のための部品は不要で、体格の小型化と部品点数の低減が可能である。
【選択図】図２

Description

本発明は、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ものである。

従来、駆動源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回転軸と共に回転する従動側回転体と、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とを備える構成で、駆動源から出力される回転駆動力を駆動対象装置へ伝達する動力伝達装置が知られている。

この種の動力伝達装置では、駆動対象装置がロックした場合等に、駆動源側に過大な負荷がかかってしまうことを防止するため、速やかに回転駆動力の伝達を遮断する機能が求められる。

そのために、駆動対象装置がロックした際に破断するリミッタを設け、ロック時にリミッタが破断することで回転駆動力の伝達を遮断するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−１５８００３号公報

しかし、特許文献１の動力伝達装置は、リミッタが破断すると従動側回転体が回転軸から切り離される構成であるため、従動側回転体の脱落を防止するためのカバーを回転軸の先端部に取り付けている。このことは、動力伝達装置の体格の大型化につながり、また部品点数の増加および取り付けに伴う作業工数の増加を招くことから好ましくない。

本発明は上記点に鑑みて、リミッタが破断した際に従動側回転体の脱落を防止可能でありながら、従来よりも体格の小型化が可能で、また部品点数も低減可能な動力伝達装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、
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（１０）であって、
前記駆動源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（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回転軸（２１）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、
前記従動側回転体には、
前記電磁力によって前記駆動側回転体側に吸引されるアーマチュア（１４）と、
前記回転軸に連結されるインナハブ（１６）と、
前記アーマチュアと前記インナハブとの間に介在するリミッタ（１５）と
が含まれ、
前記リミッタは、非磁性材製であり、前記アーマチュアと前記インナハブとに連結されて前記アーマチュアから前記インナハブへの動力伝達を媒介し、
前記リミッタは、前記回転軸がロックにより停止すると破損し、該破損によって前記アーマチュアとの連結が解除されることを特徴とする動力伝達装置である。

アーマチュアとインナハブとの間に介在するリミッタは、アーマチュアからインナハブへの動力伝達を媒介するから、電磁石にて電磁力を発生させて従動側回転体を駆動側回転体に連結させれば、駆動源から出力される回転駆動力によって駆動側回転体が回転すると従動側回転体が駆動対象装置の回転軸と共に回転する。これにより、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ことができる。

一方、駆動対象装置がロックして回転軸が回転を停止したときには、リミッタが破損してリミッタとアーマチュアとの連結が解除されるから、アーマチュアからインナハブへの動力伝達が断たれる。これにより、動力伝達装置から駆動対象装置への回転駆動力の伝達は遮断され、駆動対象装置のロックにより駆動源側に過大な負荷がかかってしまうことは防止される。

なお、リミッタは非磁性材製であるから、電磁石からアーマチュアに及ぼされる電磁力によってアーマチュアに捉えられるおそれはない。

インナハブは回転軸に連結されているので、リミッタとアーマチュアとの連結が解除されようとも脱落しない。そして、リミッタはインナハブに連結されているので、アーマチュアとの連結が解除されても脱落しない。

したがって、特許文献１の動力伝達装置におけるカバーのような脱落防止のための部品を要さない。よって従来よりも体格の小型化が可能で、また部品点数も低減可能な動力伝達装置を提供することができる。

なお、上記および特許請求の範囲における括弧内の符号は、特許請求の範囲に記載された用語と後述の実施形態に記載される当該用語を例示する具体物等との対応関係を示すものである。

実施形態の動力伝達装置が適用される冷凍サイクルの全体構成図である。 実施形態１の動力伝達装置の軸方向断面図である。 実施形態１の動力伝達装置でリミッタが破損した状態の軸方向断面図である。 実施形態２の動力伝達装置の軸方向断面図である。 実施形態３の動力伝達装置の軸方向断面図である。 実施形態４の動力伝達装置の軸方向断面図である。

以下、発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。

（実施形態１）
実施形態１について、図１〜図３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を適用した例を説明する。

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。この冷凍サイクル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て吸熱作用を発揮させる蒸発器５を環状に接続して構成される。

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を採用してもよい。

本実施形態の圧縮機２は、回転軸２１の一部が円筒状のボス部２２を貫通してケーシングの外側に露出している。そして、回転軸２１における外側に露出した部位に対して、動力伝達装置１０が取り付けられている。

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。

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の回転軸２１の軸方向に沿って切断した際の上半部の断面図である。

なお、図２に示すＡＤは、回転軸２１の軸方向に沿って延びる方向として規定した回転軸方向を示している。また、図２に示すＲＤは、回転軸方向と直交する方向として規定した径方向を示している。図２に示すＣＬは、回転軸２１の中心線を示している。

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の回転軸２１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、回転軸２１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、回転軸２１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の回転軸方向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、回転軸２１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、回転軸方向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、回転軸２１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の内周側は前述のボス部２２（図２には示さない）に外嵌されている。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装着されている。

また、端面部１１３における回転軸方向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、当該アーマチュア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、リミッタ１５、インナハブ１６、板バネ１８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の表裏２つの平坦部１４１、１４２のうち、プーリ１１の端面部１１３に対向する平坦部１４１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、径方向の中間部分に磁気遮断用の溝部１４３が形成されている。この溝部１４３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１４３の外周側に位置する外周部１４４と、溝部１４３の内周側に位置する内周部１４５とに区分される。内周部１４５の内周面には全周にわたってねじ山が設けられて、雌ねじ１４６となっている。

リミッタ１５は、アーマチュア１４からインナハブ１６への動力伝達経路において、への動力伝達経路において、アーマチュア１４とインナハブ１６の間に介在する。リミッタ１５は非磁性材で形成される。本実施形態ではＳＵＳ３０４にて形成されているが、他のオーステナイト系ステンレス鋼や銅合金、アルミニウム合金などの金属系材料を用いることができるし、エンジニアリングプラスチック等を用いてもよい。

リミッタ１５は本体部１５１と螺合環部１５２とからなる。本体部１５１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。螺合環部１５２はリング状の部材である。リミッタ１５は本体部１５１の内周部のアーマチュア１４側に螺合環部１５２を連接した形状をしている。

本体部１５１は、アーマチュア１４の電磁石１２に向いた面とは反対側の面に対面している。本体部１５１は、アーマチュア１４に対向する面（内面１５３）も、それとは反対側の面（外面１５４）も共に平坦である。

螺合環部１５２の外周面には全周にわたってねじ山が設けられて、雄ねじ１５５となっている。また、本体部１５１と螺合環部１５２との間に形成される隅部には、断面形状がＣ字状の環状溝１５６が螺合環部１５２を一周するように設けられている。

螺合環部１５２の雄ねじ１５５はアーマチュア１４の雌ねじ１４６と螺合しており、この螺合によってリミッタ１５とアーマチュア１４とが連結されている。なお、本体部１５１の内面１５３はアーマチュア１４の平坦部１４２に密接させられている。

雄ねじ１５５と雌ねじ１４６との螺合形態は右ねじであり、中心線ＣＬを中心としてアーマチュア１４を図２において紙面表側から紙面裏側に向かう方向に、リミッタ１５を図２において紙面裏側から紙面表側に向かう方向に相対回転させると、アーマチュア１４を図２において左方向に、リミッタ１５を図２において右方向に相対移動させる形態である。

また、リミッタ１５の本体部１５１は、リベット等の締結部材３１により後述する板バネ１８の外周環状部１８２に接続されている。

インナハブ１６は従動側回転体１３の一部を成し、アーマチュア１４に連結されたリミッタ１５と圧縮機２の回転軸２１とを連結するための部材でもある。

インナハブ１６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ハブ１６は、円筒部１６１およびフランジ部１６２を有する。

円筒部１６１は、円筒形状に構成されており、回転軸２１に対して同軸上に配置されている。

円筒部１６１には挿通穴１６３が設けられ、挿通穴１６３の内周側には雌ネジ１６３ａが形成されている。挿通穴１６３には回転軸２１の一端側が挿通されている。回転軸２１の外周には雄ネジ（図示せず）が形成されている。その雄ねじが雌ネジ１６３ａと螺合することで回転軸２１とインナハブ１６とが連結されている。回転軸２１の端部は円筒部１６１の内部に収納されており、図２においてフランジ部１６２のフランジフェイスよりも左側に突出してはいない。

なお、挿通穴１６３の雌ネジ１６３ａと回転軸２１との螺合形態は上述のアーマチュア１４（雌ねじ１４６）とリミッタ１５（雄ねじ１５５）との螺合形態とは逆である。つまり、これら２箇所の螺合形態の一方が右ねじであれば他方は左ねじとされる。

円筒部１６１には、円筒部１６１の回転軸方向ＡＤの一端側から径方向ＲＤの外側に広がるフランジ部１６２が一体に形成されている。フランジ部１６２は、径方向ＲＤに広がる円盤形状に構成されている。フランジ部１６２は、リベット等の締結部材３２により後述する板バネ１８の内周環状部１８１に接続されている。

板バネ１８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１４１とプーリ１１の端面部１１３との間に隙間が生ずる。

板バネ１８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１８は、中心部が開口した内周環状部１８１、内周環状部１８１の径方向ＲＤの外側に配置された外周環状部１８２を有する。前述の如く、板バネ１８は、内周環状部１８１がインナハブ１６のフランジ部１６２に接続され、外周環状部１８２がリミッタ１５の本体部１５１に接続されている。

内周環状部１８１と外周環状部１８２との間には、複数の開口窓部１８３が形成されている。複数の開口窓部１８３は、板バネ１８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１８のうち、複数の開口窓部１８３それぞれの間には、径方向ＲＤに延びる連結部１８４が形成される。この連結部１８４によって、内周環状部１８１と外周環状部１８２とが一体に連結されている。

また、板バネ１８には、板状のゴム製の弾性部材３５が装着されている。この弾性部材３５および締結部材３１によって、板バネ１８の外周環状部１８２とリミッタ１５とが一体に結合されている。弾性部材３５は、上述の複数の開口窓部を塞ぐことで、板バネ１８から板バネ１８よりもリミッタ１５、アーマチュア１４側に塵芥が侵入する可能性を低減する。また、弾性部材３５は、板バネ１８とリミッタ１５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。

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１８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、リミッタ１５およびインナハブ１６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。すなわち、駆動対象装置である圧縮機２は停止している。

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１８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１８、リミッタ１５、およびインナハブ１６を含んで構成される従動側回転体１３が回転する。

この際、圧縮機２にロックが生じていなければ、インナハブ１６の回転が圧縮機２の回転軸２１に伝達される。なお、この回転方向は、図２において、中心線ＣＬを中心としてアーマチュア１４を表面から裏面に向かう方向に回転させる方向である。このとき、リミッタ１５は、アーマチュア１４とインナハブと１６に連結されてアーマチュア１４からインナハブ１６への動力伝達を媒介する。

このように回転軸２１が回転駆動されることで、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に焼き付き等によってロックが生じ、回転軸２１が停止して回転できない場合には、インナハブ１６およびリミッタ１５の回転が回転軸２１によって阻まれる。
従って、リミッタ１５とアーマチュア１４との間に作用するトルクが増大する。このトルクが非常に大きくなると、アーマチュア１４がリミッタ１５に対して回転する。この回転によって、アーマチュア１４の雌ねじ１４６とリミッタ１５の雄ねじ１５５との間に軸力が発生する。

この軸力はリミッタ１５の螺合環部１５２をアーマチュア１４側に引き寄せる力として作用する。ところが、リミッタ１５の本体部１５１は、内面１５３がアーマチュア１４の平坦部１４２に密接させられていて、上記軸力による移動を阻まれる。このため、本体部１５１と螺合環部１５２との間に引っ張り応力がかかる。この引っ張り応力が本体部１５１と螺合環部１５２との間の隅部に設けられた環状溝１５６に集中的に作用する。

そして、引っ張り応力が所定以上になると、図３に示すように環状溝１５６を起点としてリミッタ１５が破断して本体部１５１と螺合環部１５２とが切り離される。なお、図３は、リミッタ１５が破断した状態を説明するための動力伝達装置１０の断面図であり、ＡＤ、ＲＤ、ＣＬが示すものは図２と共通である。

この本体部１５１と螺合環部１５２との切り離しによって、リミッタ１５からインナハブ１６にわたる一連の部分がアーマチュア１４から分離される。

なお、リミッタ１５は非磁性材製であるから、電磁石１２からアーマチュア１４に及ぼされる電磁力によって、本体部１５１がアーマチュア１４に捉えられるおそれはない。その結果、リミッタ１５の破断時において、本体部１５１が電磁力によってアーマチュア１４に吸引されてアーマチュア１４と共に回転してしまう可能性が低減される。

このため、プーリ１１の回転が、アーマチュア１４には伝達されるものの、回転軸２１には伝達されず、プーリ１１およびアーマチュア１４とリミッタ１５の螺合環部１５２が回転軸２１上で空転する。すなわち、エンジン６から圧縮機２への回転駆動力の伝達が遮断される。よって、駆動対象装置である圧縮機２のロックにより駆動源側に過大な負荷がかかってしまうことは防止される。

なお、リミッタ１５の破断後にあっても螺合環部１５２とアーマチュア１４との螺合が維持されるから、本体部１５１と切り離された螺合環部１５２はアーマチュア１４によって保持されて脱落を防止される。また、リミッタ１５の本体部１５１は板バネ１８を介してインナハブ１６に連結されており、インナハブ１６は回転軸２１に連結されているので、本体部１５１からインナハブ１６にわたる部分も脱落は防止される。

回転軸２１が回転できない場合にリミッタ１５を破損させる力が、リミッタ１５とアーマチュア１４との螺合によってリミッタ１５に作用する軸力に由来するので、構成が簡単でありながら、アーマチュア１４と回転軸２１との間に作用するトルクが限界値を超えたときには確実にリミッタ１５が破断される。

しかも、リミッタ１５には、断面形状がＣ字状の環状溝１５６が設けられていて、この環状溝１５６が破断の起点となるから、アーマチュア１４と回転軸２１との間に作用するトルクが限界値を超えたときには、より速やかにまた確実にリミッタ１５が破断される。

リミッタ１５が破断して本体部１５１と螺合環部１５２とに分裂するが、本体部１５１、板バネ１８およびインナハブ１６は回転軸２１によって保持される。螺合環部１５２はアーマチュア１４に螺合して一体になっているが、本体部１５１および板バネ１８がカバーの役割を果たしてアーマチュア１４および螺合環部１５２の脱落を防ぐ。これは、アーマチュア１４と板バネ１８とが軸方向ＣＬに部分的に重なっており、かつ、アーマチュア１４と本体部１５１とが軸方向ＣＬに部分的に重なっているからである。したがって、カバーのような部品を要さずに、従動側回転体１３を構成する各部の脱落を防止できる。

以上の通り、本実施形態の動力伝達装置１０によれば、駆動対象装置である圧縮機２が焼き付き等によってロックした場合には、動力伝達装置１０から駆動対象装置への回転駆動力の伝達を速やかに遮断するから、駆動対象装置のロックにより駆動源側に過大な負荷がかかってしまうことは防止される。

また、リミッタ１５が破断されても、破断後の本体部１５１および螺合環部１５２は脱落を防止され、アーマチュア１４やインナハブ１６等も脱落を防止される。したがって、カバーのような部品を要さずに、従動側回転体１３を構成する各部の脱落を防止できる。よって従来よりも体格の小型化が可能である。また部品点数も低減可能できるので、コストダウンが可能である。

（実施形態２）
アーマチュアとリミッタとの螺合をアーマチュアの外周側にて行う例を実施形態２として、図４を参照して説明する。なお、多くの部分が実施形態１と共通であるから、それら共通の部分については同符号を使用して説明を省略する。

本実施形態の動力伝達装置２１０は、実施形態１（図１参照）と同様に、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として、冷凍サイクル１の圧縮機２に対して適用した例である。

図４は、動力伝達装置２１０を圧縮機２の回転軸２１の軸方向に沿って切断した際の上半部の断面図である。なお、図４に示す回転軸方向ＡＤ、径方向ＲＤ、中心線はＣＬは、実施形態１と同等の意味を有する。

図４に示すように、アーマチュア２１４は、実施形態１と同様、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、溝部１４３によって外周部１４４と内周部１４５とに区分されている。そして、外周部１４４の外周面には全周にわたってねじ山が設けられて、雄ねじ２４６となっている。その他は実施形態１のアーマチュア１４と同様である。

リミッタ２１５は、アーマチュア２１４からインナハブ１６への動力伝達経路において、への動力伝達経路において、アーマチュア２１４とインナハブ１６の間に介在する。リミッタ２１５は非磁性材で形成されている。本実施形態ではＳＵＳ３０４にて形成されているが、他のオーステナイト系ステンレス鋼や銅合金、アルミニウム合金などの金属系材料を用いることができるし、エンジニアリングプラスチック等を用いてもよい。

リミッタ１５は本体部１５１と螺合環部２５２とからなる。本体部１５１は実施形態１と同様である。螺合環部２５２はリング状の部材である。リミッタ１５は本体部１５１の外周部のアーマチュア２１４側に螺合環部２５２を連接した形状をしている。

螺合環部２５２の内周面には全周にわたってねじ山が設けられて、雌ねじ２５５となっている。また、本体部１５１と螺合環部２５２との間に形成される隅部には、断面形状がＣ字状の環状溝２５６が螺合環部２５２を一周するように設けられている。

螺合環部２５２の雌ねじ２５５はアーマチュア２１４の外周面に設けられた雄ねじ２４６と螺合しており、この螺合によってリミッタ２１５とアーマチュア２１４とが連結されている。なお、本体部１５１の内面１５３はアーマチュア２１４の平坦部１４２に密接させられている。

雌ねじ２５５と雄ねじ２４６との螺合形態は右ねじであり、中心線ＣＬを中心としてアーマチュア２１４を図４において表面から裏面に向かう方向に、リミッタ２１５を図４において裏面から表面に向かう方向に相対回転させると、アーマチュア２１４を図４において左方向に、リミッタ２１５を図４において右方向に相対移動させる形態である。

なお、螺合環部２５２がアーマチュア２１４の外側に位置するため、アーマチュア２１４の外周面とプーリ１１の外側円筒部１１１との間に形成される空間が螺合環部２５２によって狭められている。

次に、本実施形態の動力伝達装置２１０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２１４は、板バネ１８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２１４、リミッタ２１５およびインナハブ１６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。すなわち、駆動対象装置である圧縮機２は停止している。

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２１４が板バネ１８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２１４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２１４へ伝達されて、板バネ１８、リミッタ１５、およびインナハブ１６を含んで構成される従動側回転体１３が回転する。

この際、圧縮機２にロックが生じていなければ、インナハブ１６の回転が圧縮機２の回転軸２１に伝達される。なお、この回転方向は、図４において、中心線ＣＬを中心としてアーマチュア２１４を表面から裏面に向かう方向に回転させる方向である。このとき、リミッタ２１５は、アーマチュア２１４とインナハブと１６に連結されてアーマチュア２１４からインナハブ１６への動力伝達を媒介する。

このように回転軸２１が回転駆動されることで、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に焼き付き等によってロックが生じ、回転軸２１が停止して回転できない場合には、インナハブ１６およびリミッタ１５の回転が回転軸２１によって阻まれる。
従って、リミッタ２１５とアーマチュア２１４との間に作用するトルクが増大する。このトルクが非常に大きくなると、アーマチュア２１４がリミッタ２１５に対して回転する。この回転によって、アーマチュア２１４の雄ねじ２４６とリミッタ２１５の雌ねじ２５５との間に軸力が発生する。

この軸力はリミッタ２１５（螺合環部２５２）をアーマチュア２１４側に引き寄せる力として作用する。ところが、リミッタ２１５の本体部１５１は、内面１５３がアーマチュア２１４の平坦部１４２に密接させられていて、上記軸力による移動を阻まれる。このため、本体部１５１と螺合環部２５２との間に引っ張り応力がかかる。この引っ張り応力が本体部１５１と螺合環部２５２との間の隅部に設けられた環状溝２５６に集中的に作用する。

そして、引っ張り応力が所定以上になると、環状溝２５６を起点としてリミッタ２１５が破断して本体部１５１と螺合環部２５２とが切り離される。

この本体部１５１と螺合環部２５２との切り離しによって、リミッタ２１５からインナハブ１６にわたる一連の部分がアーマチュア２１４から分離される。

なお、リミッタ１５は非磁性材製であるから、電磁石１２からアーマチュア２１４に及ぼされる電磁力によって、本体部１５１がアーマチュア２１４に捉えられるおそれはない。その結果、リミッタ１５の破断時において、本体部１５１が電磁力によってアーマチュア１４に吸引されてアーマチュア１４と共に回転してしまう可能性が低減される。

このため、プーリ１１の回転が、アーマチュア２１４には伝達されるものの、回転軸２１には伝達されず、プーリ１１およびアーマチュア２１４とリミッタ２１５の螺合環部２５２が回転軸２１上で空転する。すなわち、エンジン６から圧縮機２への回転駆動力の伝達が遮断される。よって、駆動対象装置である圧縮機２のロックにより駆動源側に過大な負荷がかかってしまうことは防止される。

なお、リミッタ２１５の破断後にあっても螺合環部２５２とアーマチュア２１４との螺合が維持されるから、本体部１５１と切り離された螺合環部２５２はアーマチュア２１４によって保持されて脱落を防止される。また、リミッタ２１５の本体部１５１は板バネ１８を介してインナハブ１６に連結されており、インナハブ１６は回転軸２１に連結されているので、本体部１５１からインナハブ１６にわたる部分も脱落は防止される。

回転軸２１が回転できない場合にリミッタ２１５を破損させる力が、リミッタ２１５とアーマチュア２１４との螺合によってリミッタ２１５に作用する軸力に由来するので、構成が簡単でありながら、アーマチュア２１４と回転軸２１との間に作用するトルクが限界値を超えたときには確実にリミッタ２１５が破断される。

しかも、リミッタ２１５には、断面形状がＣ字状の環状溝２５６が設けられていて、この環状溝２５６が破断の起点となるから、アーマチュア２１４と回転軸２１との間に作用するトルクが限界値を超えたときには、より速やかにまた確実にリミッタ２１５が破断される。

リミッタ２１５が破断して本体部１５１と螺合環部２５２とに分裂するが、本体部１５１、板バネ１８およびインナハブ１６は回転軸２１によって保持される。螺合環部２５２はアーマチュア２１４に螺合して一体になっているが、本体部１５１と板バネ１８がカバーの役割を果たしてアーマチュア２１４および螺合環部２５２の脱落を防ぐ。これは、アーマチュア２１４と板バネ１８とが軸方向ＣＬに部分的に重なっており、かつ、アーマチュア２１４と本体部１５１とが軸方向ＣＬに部分的に重なっているからである。したがって、カバーのような追加部品を要さずに、従動側回転体１３を構成する各部の脱落を防止できる。

以上の通り、本実施形態の動力伝達装置２１０によれば、駆動対象装置である圧縮機２が焼き付き等によってロックした場合には、動力伝達装置２１０から駆動対象装置への回転駆動力の伝達を速やかに遮断するから、駆動対象装置のロックにより駆動源側に過大な負荷がかかってしまうことは防止される。

また、リミッタ２１５が破断されても、破断後の本体部１５１および螺合環部２５２は脱落を防止され、アーマチュア２１４やインナハブ１６等も脱落を防止される。したがって、カバーのような部品を要さずに、従動側回転体１３を構成する各部の脱落を防止できる。よって従来よりも体格の小型化が可能である。また部品点数も低減可能できるので、コストダウンが可能である。

また、アーマチュア２１４の外周面とプーリ１１の外側円筒部１１１との間に螺合環部２５２が進入した形態である。つまり、アーマチュア２１４の外周面と外側円筒部１１１との隙間が螺合環部２５２によって狭められているので、塵などがこの隙間を通ってプーリ１１の端面部１１３とアーマチュア２１４の平坦部１４１との間に侵入するのを防止できる。

（実施形態３）
アーマチュアとリミッタとの間に減衰材料を配置する例を実施形態３として、図５を参照して説明する。なお、多くの部分が実施形態１と共通であるから、それら共通の部分については同符号を使用して説明を省略する。

本実施形態の動力伝達装置３１０は、実施形態１（図１参照）と同様に、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として、冷凍サイクル１の圧縮機２に対して適用した例である。

図５は、動力伝達装置３１０を圧縮機２の回転軸２１の軸方向に沿って切断した際の上半部の断面図である。なお、なお、図５に示す回転軸方向ＡＤ、径方向ＲＤ、中心線はＣＬは、実施形態１と同等の意味を有する。

図５に示すように、アーマチュア１４とリミッタ１５との間には減衰材料からなる減衰板３２０が配され、アーマチュア１４とリミッタ１５とによって挟持されている。減衰板３２０を形成する減衰材料としては、制振鋼板、ゴムや合成樹脂などの弾性材を採用できる。本実施形態では制振鋼板を用いている。

アーマチュア１４とリミッタ１５との間に減衰板３２０を挟んであるので、電磁石１２の電磁力でアーマチュア１４を吸引して従動側回転体１３をプーリ１１に連結させたときや、電磁石１２をオフにしてこの連結を解除したときに発生する衝撃を緩和でき、その際に発生する音も静かになる。

また、本実施形態の動力伝達装置３１０は、図５に示す構成から明らかなように、実施形態１と同様に作動し、実施形態１と同様の効果を奏する。

（実施形態４）
実施形態２で説明した螺合環部２５２を延長して防塵、防滴効果を得る例を実施形態４として、図６を参照して説明する。なお、多くの部分が実施形態１または２と共通であるから、それら共通の部分については同符号を使用して説明を省略する。

本実施形態の動力伝達装置４１０は、実施形態１（図１参照）と同様に、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として、冷凍サイクル１の圧縮機２に対して適用した例である。

図６は、動力伝達装置４１０を圧縮機２の回転軸２１の軸方向に沿って切断した際の上半部の断面図である。なお、図６に示す回転軸方向ＡＤ、径方向ＲＤ、中心線はＣＬは、実施形態１と同等の意味を有する。

図６に示すように、本実施形態の動力伝達装置４１０にあっては、プーリ４１１のＶ溝部１１４の数が実施形態１〜３のプーリ１１よりも減数されている。そして、アーマチュア２１４側に位置する縁部４１１ａの外側斜面と端面部１１３との連接部分には断面形状が半円状の凹溝４１２が設けられている。

また、螺合環部２５２の先端部２５２ａがプーリ４１１側に向かって延長され、平坦部１４１の延長面および端面部１１３の表面の延長面を通り越して、凹溝４１２の内側に進入している。ただし、この先端部２５２ａは凹溝４１２の内面に接触してはいない。

このように、螺合環部２５２の先端部２５２ａが凹溝４１２の内側にまで進入していて、端面部１１３の周縁部を覆っているので、平坦部１４１と端面部１１３との隙間に塵や水滴などが侵入するのを防止できる。すなわち、プーリ４１１とアーマチュア２１４との間に塵や水滴などが侵入するのを防ぐ、防塵、防滴効果を有する。

また、本実施形態の動力伝達装置４１０は、図６に示す構成から明らかなように、実施形態２と同様に作動し、実施形態２と同様の効果を奏する。

（他の実施形態）
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、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。また、上記各実施形態において、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るものではない。特に、ある量について複数個の値が例示されている場合、特に別記した場合および原理的に明らかに不可能な場合を除き、それら複数個の値の間の値を採用することも可能である。また、上記各実施形態において、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るものではない。また、本発明は、上記各実施形態に対する以下のような変形例も許容される。なお、以下の変形例は、それぞれ独立に、上記実施形態に適用および不適用を選択できる。すなわち、以下の変形例のうち任意の組み合わせを、上記実施形態に適用することができる。

（変形例１）
実施形態３では、実施形態１と同様にアーマチュアとリミッタとの螺合をアーマチュアの内周側にて行う構成において、アーマチュア１４とリミッタ１５との間に減衰材料からなる減衰板３２０を挟持させる例を説明したが、実施形態２、４と同様にアーマチュア２１４とリミッタ２１５との螺合をアーマチュア２１４の外周側にて行う構成において、アーマチュア２１４とリミッタ２１５との間に減衰材料を挟持させることもできる。実施形態２、４と同様の構成に減衰材料を適用しても実施形態３と同様の衝撃緩和と静音の効果が得られる。

（変形例２）
実施形態１、３ではリミッタ１５の本体部１５１は円環状の板部材としているが、
螺合環部１５２が円形のリング状ないし円筒状であれば、本体部１５１は円環状である必要は無く、例えば外形が多角形であってもよい。また、螺合環部１５２から花弁状に延出した形状であってもよい。実施形態２、４の場合も螺合環部２５２が円形のリング状ないし円筒状であれば、本体部１５１を円環状とする必要はない。

（まとめ）
上記各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、従動側回転体は、電磁力によって駆動側回転体側に吸引されるアーマチュアと、回転軸に連結されるインナハブと、アーマチュアとインナハブとの間に介在するリミッタと、を含む。リミッタは、非磁性材製であり、アーマチュアとインナハブとに連結されてアーマチュアからインナハブへの動力伝達を媒介する。リミッタは、回転軸がロックにより停止すると破損し、該破損によって前記アーマチュアとの連結が解除される。

第２の観点によれば、リミッタとアーマチュアとは螺合しており、回転軸がロックにより停止すると、リミッタとアーマチュアとは相対回転し、その際に螺合に由来する軸力がリミッタに及ぼされてリミッタが破損してアーマチュアからインナハブへの動力伝達を断つ。

このような構成を採用すれば、回転軸がロックにより停止した際に確実にリミッタを破損させることができる。

また、第３の観点によれば、リミッタは、環状の板部材であるアーマチュアの内周部にて、アーマチュアと螺合している。また、第４の観点によれば、リミッタは、環状の板部材であるアーマチュアの外周部にて、アーマチュアと螺合している。

また、第５の観点によれば、リミッタの本体部はアーマチュアの電磁石に向いた面とは反対側の面に対面しており、リミッタの本体部とアーマチュアとの間には減衰材料が挟まれている。

このような構成を採用すれば、電磁石の電磁力でアーマチュアを吸引して従動側回転体を駆動側回転体に連結させたときや、該連結を解除したときに発生する衝撃音を小さくできる。

２ 圧縮機（駆動対象装置）
１０、２１０、３１０、４１０ 動力伝達装置
１１ プーリ
１２ 電磁石
１３ 従動側回転体
１４、２１４ アーマチュア
１５、２１５ リミッタ
１５１ 本体部
１５２、２５２ 螺合環部
３２０ 減衰板（減衰材料）

Claims (5)

1. 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（１０、２１０、３１０、４１０）であって、
   前記駆動源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（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回転軸（２１）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、
   前記従動側回転体は、前記電磁力によって前記駆動側回転体側に吸引されるアーマチュア（１４）と、前記回転軸に連結されるインナハブ（１６）と、前記アーマチュアと前記インナハブとの間に介在するリミッタ（１５）と、を含み
   前記リミッタは、非磁性材製であり、前記アーマチュアと前記インナハブとに連結されて前記アーマチュアから前記インナハブへの動力伝達を媒介し、
   前記リミッタは、前記回転軸がロックにより停止すると破損し、該破損によって前記アーマチュアとの連結が解除されることを特徴とする動力伝達装置。
2. 前記リミッタと前記アーマチュアとは螺合しており、
   前記回転軸がロックにより停止すると、前記リミッタと前記アーマチュアとは相対回転し、その際に前記螺合に由来する軸力が前記リミッタに及ぼされて前記リミッタが破損して前記アーマチュアから前記インナハブへの動力伝達を断つことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 前記リミッタは、環状の板部材である前記アーマチュアの内周部（１４５）にて、前記アーマチュアと螺合していることを特徴とする請求項２に記載の動力伝達装置。
4. 前記リミッタは、環状の板部材である前記アーマチュアの外周部（１４４）にて、前記アーマチュアと螺合していることを特徴とする請求項２に記載の動力伝達装置。
5. 前記リミッタの本体部（１５１）は前記アーマチュアの前記電磁石に向いた面とは反対側の面に対面しており、前記リミッタの本体部と前記アーマチュアとの間には減衰材料（３２０）が挟まれていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の動力伝達装置。

Images