JP4664183B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、カーエアコン用コンプレッサ等に用いられる動力伝達装置に関し、特に従動側機器の回転軸に過負荷が加わったときに駆動側回転部材と従動側回転部材との連結を解除するようにした動力伝達装置に関するものである。

カーエアコン用コンプレッサ等に用いられてい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知られている。この特許文献１の図３６〜図３８に開示されている動力伝達装置について、図６〜図８を用いて概略説明すると、２はカーエアコン用コンプレッサ（従動側機器）、３はコンプレサ２のハウジング、４はハウジング３の円筒部３Ａにベアリング５を介して回転自在に装着されたプーリ（駆動側回転部材）、６はコンプレッサ２の回転軸、７は回転軸６に装着されたハブ（従動側回転部材）、８はプーリ４とハブ７とを連結するトルクリミッタ機構であり、これらによってカーエアコン用コンプレッサ２の動力伝達装置１を構成している。

前記トルクリミッタ機構８は、プーリ４とハブ７との間に介装された弾性部材である回転伝達部材１０と、この回転伝達部材１０をプーリ４に固定する止めねじ１１と、回転伝達部材１０の接続部１０Ｄを前記ハブ７とともに離脱可能に挾持する保持板１２等で構成されている。

前記回転伝達部材１０は、図７（ａ）に示すようにばね用鋼板によって全体が略円板状に形成されており、３つのスリット１３を設けることにより環状の本体１０Ａと、この本体１０Ａの外側にそれぞれ周方向に等間隔おいて設けられた軸線方向に弾性変形自在な３つの連結片１０Ｂとから構成されている。そして、連結片１０Ｂの基端部が固定部１０Ｃを形成し、先端部が接続部１０Ｄを形成している。固定部１０Ｃは本体１０Ａと連結片１０Ｂとを一体に連結しており、当該部分には前記止めねじ１１が挿通される取付孔１４を有し、プーリ４の円板部４Ａに固定される。接続部１０Ｄは、裏面側に突出した係合部１５を有し、連結片１０Ｂの弾性変形によってハブ７の裏面に密接し、ハブ７と前記保持板１２とによって離脱可能に挾持されている。保持板１２の挾持部には、前記係合部１５が係合し連結片１０Ｂの周方向への離脱を防止する溝状の係止部が設けられている。

このような動力伝達装置１において、過負荷によって回転軸６が停止すると、自動車エンジン（駆動側機器）の動力でトルクリミッタ機構８によるプーリ４とハブ７の結合状態が解除される。すなわち、回転軸６が停止しても、プーリ４は回転し続けているため回転伝達部材１０を回転させ続けようとする。このため、接続部１０Ｄがハブ７と保持板１２とによる挾持力に抗して両部材７，１２間から離脱してプーリ４とハブ７との結合が解除され、連結片１０Ｂが弾性復帰して接続部１０Ｄを保持板１２の後方に移動させる。この結果、プーリ４から回転軸６への動力伝達が遮断されることになる。

特許第３４２１６１９号公報

しかしながら、上述した従来の動力伝達装置１においては、制動時や起動時に回転伝達部材１０の連結片１０Ｂに引張・圧縮の繰り返し荷重が作用するため、連結片１０Ｂの基端部１６に応力が集中し、特に図８の斜線部Ａから破断し易く、耐久性および信頼性に欠けるという問題があった。すなわち、物体に外力を加えたときに応力が集中する箇所は、断面積が変化する部分、例えば穴、切り込み、段などであることが多い。連結片１０Ｂの場合は、図８に示すようにスリット１３の閉塞端１３ａを連結片１０Ｂの基端部１６、すなわち固定部１０Ｃとの境部に位置させることにより、連結片１０Ｂを基端部１６から全長にわたって弾性変形させるようにしているため、連結片１０Ｂの基端部１６の内端縁Ｐ（閉塞端１３ａの内縁に交わる点）が断面の急激に変化する部分となり、ここに応力が最も集中して最大となる。そして、最大応力が一定値以上になると内端縁Ｐに亀裂が発生し、ここから連結片１０Ｂが破断するおそれがある。

本発明は上記した従来の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは応力の集中に起因する連結片の破断を防止し、回転伝達部材の耐久性および信頼性を向上させた動力伝達装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、外部からの動力によって回転する駆動側回転部材と、従動側機器の回転軸と、この回転軸に設けられた従動側回転部材と、この従動側回転部材と前記駆動側回転部材との間に介装されてこれら両部材を連結し、前記回転軸に過負荷が加わったときに連結を解除する回転伝達部材とを備えた動力伝達装置において、前記回転伝達部材は、円板状に形成されて外周寄りに複数の連結片形成用スリットを周方向に等間隔おいて形成することにより、環状の本体と、この本体の外周を取り囲むように形成された軸線方向に弾性変形可能な複数の連結片とからなり、前記各連結片は、基端側に前記駆動側回転部材に固定される固定部を有し、先端側に前記従動側回転部材と挾持部材とによって離脱可能に挾持される接続部を有するものであって、特に前記連結片形成用スリットの閉塞端を、前記連結片の基端より回転方向側端部となる前記固定部の中心部の内側に位置付け、前記連結片は、前記基端において前記従動側回転部材側に所要角度折り曲げ形成されることにより傾斜し、この連結片の前記接続部は、前記連結片とは反対方向に所要角度折り曲げられているものである。

また、本発明は、各連結片の固定部を駆動側回転部材の代わりに従動側回転部材に固定し、接続部を従動側回転部材の代わりに駆動側回転部材に離脱可能に連結したものである。

本発明においては、連結片形成用スリットの閉塞端を固定部の中心部内側近傍に位置付けているので、引張・圧縮の繰り返し荷重によりスリットの閉塞端に応力が集中することがない。一方、上記繰り返し荷重により連結片の基端に応力が集中するが、この基端にはスリットの閉塞端が位置ずけられていないため、断面積が急激に変化する箇所が形成されておらず、応力が一点に集中するのを防止する。したがって、連結片が基端から破断するおそれがない。

以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明をカーエアコン用コンプレッサに適用した一実施の形態を示す動力伝達装置の一部を破断して示す正面図、図２は図１のII−II線断面図、図３は回転伝達部材の正面図、図４は応力の発生箇所とスリットの閉塞端部との位置関係を示す図、図５（ａ）、（ｂ）は挾持部材の正面図および断面図である。なお、従来技術と同一の構成部品、部分については同一符号をもって示し、その説明を適宜省略する。

これらの図において、全体を符号２０で示す動力伝達装置は、カーエアコン用コンプレッサ２のハウジング３の突出部３Ａにベアリング５を介して回転自在に装着されたプーリ４と、前記コンプレッサ２の回転軸６と、この回転軸６に装着されたハブ７と、このハブ７と前記プーリ４とを連結するトルクリミッタ機構８と、このトルクリミッタ機構８と前記プーリ４とを接続するダンパー機構２２等を備えている。

前記プーリ４は、円板部４Ａと、この円板部４Ａの従動機器側側面に一体に突設された外側円筒部４Ｂおよび内側円筒部４Ｃとからなり、外側円筒部４Ｂの外周面には複数のＶ溝２３が形成されており、この外側円筒部４Ｂに自動車エンジンからの動力がＶベルトを介して伝達される。一方、内側円筒部４Ｃは、前記ベアリング５によって回転自在に軸支されている。

前記回転軸６は、一端部がハウジング３の突出部３Ａより外部に突出しており、その突出端部に前記ハブ７が固定されている。また、フランジ部７Ｂの外周には、３つの挾持部７Ｃが周方向の等間隔おいて一体に突設されている。

前記ハブ７は、回転軸６の軸端にスプライン結合されたボス部７Ａと、このボス部７Ａから半径方向に延びる円板状のフランジ部７Ｂとからなり、ボルト２５によって前記回転軸６の外端面に固定されている。

前記トルクリミッタ機構８は、前記プーリ４と前記ハブ７との間に介装されこれら両部材を連結する回転伝達部材２１と、この回転伝達部材２１をダンパー機構２２に固定する止めねじ１１と、前記回転伝達部材２１の一部を弾性変形させて前記ハブ７とともに離脱可能に挾持する挾持部材１２等で構成されている。

図３において、前記回転伝達部材２１は、ばね用鋼板によって全体が略円板状に形成されており、３つの連結片形成用スリット３０を設けることにより、環状の本体２１Ａと、この本体２１Ａの外側にそれぞれ周方向に等間隔おいて設けられた軸線方向に弾性変形可能な３つの連結片２１Ｂとから構成されている。そして、連結片２１Ｂの基端部（回転伝達部材２１の回転方向側端部）が前記プーリ４に固定される固定部２１Ｃを形成し、先端部（反回転方向側端部）が前記ハブ７と挾持部材１２とによって離脱可能に挾持される接続部２１Ｄを形成している。

また、前記連結片２１Ｂは、ハブ７側に所要角度折り曲げ形成されることにより傾斜しており、接続部２１Ｄがハブ７と挾持部材１２とで挾持されると、ハブ７側に所定量弾性変形して本体２１Ａと接続部２１Ｄを略平行にする。連結片２１Ｂの折曲部分は、連結片２１Ｂの基端３１ａ、すなわち固定部２１Ｃとの境部と、連結片２１Ｂと接続部２１Ｄとの境部３１ｂの２箇所である。

前記固定部２１Ｃは、本体２１Ａと同一平面をなして本体２１Ａと連結片２１Ｂとを一体に連結しており、当該部分の中央には止めねじ１１が挿通される取付孔１４を有している。そして、この取付孔１４を使って前記止めねじ１１を前記ダンパー機構２２のナット部材４４にねじ込むことにより、前記本体２１Ａおよび固定部２１Ｃをナット部材４４の前端面に固定している。

前記接続部２１Ｄは、固定部２１Ｃより回転伝達部材２１の回転方向（矢印方向）とは反対方向に位置し、反回転方向側の固定部２１Ｃに近接して対向している。また、接続部２１Ｄは、連結片２１Ｂとは反対方向に所要角度折り曲げられており、裏面中央には半球状の係合部３３が突設されている。

前記連結片形成用スリット３０は、本体２１Ａと連結片２１Ｂとを一体に形成するためのスリットであり、その閉塞端３０ａが図４に示すように固定部２１Ｃの中心部Ｏより内側で、かつ止めねじ１１の頭部よりも内側に位置付けられている。図中、固定部２１Ｃの中心部Ｏは取付孔１４の中心を示す。また、上記スリット３０の閉塞端３０ａは回転伝達部材２１の回転方向に凸となる半円形に形成されており、接続部２１Ｄ側端は開放している。

図５において、前記挾持部材１２は、同じくばね用鋼板によって形成されており、円板部１２Ａと、この円板部１２Ａの外周に周方向に等間隔おいて一体に突設された３つの挾持部１２Ｂとで構成されている。円板部１２Ａは、３つの取付孔３４を有し、これらの取付孔３４に挿通されるリベット３５によって前記ハブ７のフランジ部７Ｂの裏面側に固定されている。各挾持部１２Ｂは、ハブ７の挾持部７Ｃとともに回転伝達部材２１の接続部２１Ｄを離脱可能に挾持する部分であり、中央には接続部２１Ｄの係合部３３が係合し連結片２１Ｂの周方向への離脱を防止する係止穴３６が設けられている。

図２において、前記ダンパー機構２２は、前記プーリ４の円筒部４Ｂ，４Ｃ間に設けられた環状の空間部４０内に配設されたダンパー保持部材４１と、このダンパー保持部材４１内に周方向に等間隔おいて組み込まれた３つのダンパーゴム４２とを有している。ダンパー保持部材４１は、円板状の本体４１Ａと、この本体４１Ａのコンプレッサ２側の面に周方向の等間隔おいて一体に突設された３つの筒部４１Ｂとからなり、前記本体４１Ａが複数のリベット４３によってプーリ４の円板部４Ａの内面に固定されている。前記ダンパーゴム４２は、筒状体に形成されており、ナット部材４４とともに各筒部４１Ｂ内にそれぞれ組み込まれている。ナット部材４４は、雌ねじを有する鍔付きの円筒体に形成されて外周に前記ダンパーゴム４２が嵌着されており、前記止めねじ１１が前記回転伝達部材２１の取付孔１４を通ってねじ込まれることにより、ダンパーゴム４２を前記円板部４Ａの内面に押し付けている。

このような構造からなる動力伝達装置２０において、エンジンからの動力がプーリ４にＶベルトを介して伝達されると、このプーリ４の回転はダンパー機構２２、回転伝達部材２１およびハブ７を介して回転軸６に伝達される。

ダンパー機構２２のダンパーゴム４２は、プーリ４からハブ７に伝達されるトルク変動を効果的に緩衝ないし吸収する。したがって、動力伝達時の衝撃や動力伝達中におけるトルク変動により回転伝達部材２１の接続部２１Ｄに加わる張力が軽減され、接続部２１Ｄがハブ７と挾持部材１２との間から抜け出るようなことはない。

また、本発明においては、制動時に回転伝達部材２１の連結片２１Ｂに引張・圧縮の繰り返し荷重が作用しても、連結片２１Ｂの基端部に大きな応力が従来装置に比べて発生せず、連結片２１Ｂの破断を防止することができる。すなわち、本発明は、図６〜図８に示した従来装置と異なり、回転伝達部材２１の連結片形成用スリット３０の閉塞端３０ａを固定部２１Ｃの中心部Ｏの内側近傍に位置付けているので、基端３１ａが断面積が急激に変化する部分に形成されておらず、したがって連結片２１Ｂの基端部に発生する応力が連結片２１Ｂの長手方向および幅方向に広がって応力の集中箇所Ａが広い領域となり、基端３１ａの内端縁Ｐに生じる最大応力を低減する。それ故、基端３１ａの内端縁Ｐに亀裂が発生せず、ここからの連結片２１Ｂの破断を防止することができる。

さらに、連結片２１Ｂが弾性変形しても固定部２１Ｃは止めねじ１１によってナット部材４４に強固に固定されていて変形しないので、スリット３０の閉塞端３０ａに発生する応力を低減することができる。したがって、閉塞端３０ａに亀裂が発生して固定部２１Ｃが破断するおそれもなく、動力伝達装置２０の信頼性および耐久性を向上させることができる。

なお、上記した実施の形態においては、回転伝達部材２１の固定部２１Ｃを駆動側の回転部材４に固定し、接続部２１Ｄを従動側の回転部材７に離脱可能に連結した例を示したが、本発明はこれに何ら特定されるものではなく、固定部２１Ｃを従動側の回転部材７に固定し、接続部２１Ｄを駆動側の回転部材４に離脱可能に連結した構造であってもよい。

本発明をカーエアコン用コンプレッサに適用した一実施の形態を示す動力伝達装置の一部を破断して示す正面図である。 図１のII−II線断面図である。 回転伝達部材の正面図である。 応力の発生箇所とスリットの閉塞端部との位置関係を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は挾持部材の正面図および断面図である。 従来の動力伝達装置の断面図である。 （ａ）、（ｂ）は回転伝達部材の正面図および断面図である。 応力の発生箇所とスリットの閉塞端部との位置関係を示す図である。

符号の説明

１…動力伝達装置、２…コンプレッサ、３…ハウジング、４…プーリ（駆動側回転部材）、６…回転軸、７…ハブ、８…トルクリミッタ機構、１２…挾持部材、２０…動力伝達装置、２１…回転伝達部材、２１Ａ…本体、２１Ｂ…連結片、２１Ｃ…固定部、２１Ｄ…接続部、３０…スリット、３０ａ…スリットの閉塞端。

Claims (2)

1. 外部からの動力によって回転する駆動側回転部材と、従動側機器の回転軸と、この回転軸に設けられた従動側回転部材と、この従動側回転部材と前記駆動側回転部材との間に介装されてこれら両部材を連結し、前記回転軸に過負荷が加わったときに連結を解除する回転伝達部材とを備えた動力伝達装置において、
   前記回転伝達部材は、円板状に形成されて外周寄りに複数の連結片形成用スリットを周方向に等間隔おいて形成することにより、環状の本体と、この本体の外周を取り囲むように形成された軸線方向に弾性変形可能な複数の連結片とからなり、
   前記各連結片は、基端側に前記駆動側回転部材に固定される固定部を有し、先端側に前記従動側回転部材と挾持部材とによって離脱可能に挾持される接続部を有するものであって、前記連結片形成用スリットの閉塞端を、前記連結片の基端より回転方向側端部となる前記固定部の中心部の内側に位置付け、
   前記連結片は、前記基端において前記従動側回転部材側に所要角度折り曲げ形成されることにより傾斜し、
   この連結片の前記接続部は、前記連結片とは反対方向に所要角度折り曲げられていることを特徴とする動力伝達装置。
2. 回転伝達部材の固定部を駆動側回転部材の代わりに従動側回転部材に固定し、接続部を従動側回転部材の代わりに駆動側回転部材に離脱可能に連結したことを特徴とする請求項１記載の動力伝達装置。

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