JP4148641B2

JP4148641B2 - Flexible joint

Info

Publication number: JP4148641B2
Application number: JP2000325722A
Authority: JP
Inventors: 泰生田渕; 正夫中野; 純一大口; 清美奥田; 学佐伯
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-10-25
Filing date: 2000-10-25
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2020-10-25
Also published as: JP2002130318A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンや電動モータ等の駆動機器のトルクをポンプや圧縮機等の従動機器に伝達するたわみ継ぎ手に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
駆動機器により駆動される駆動シャフトと従動機器側の従動シャフトとの芯ずれを吸収しながらトルク（回転力）を伝達するには、一般的に、たわみ軸継ぎ手を採用する。
【０００３】
しかし、たわみ軸継ぎ手（以下、継ぎ手と略す。）の一般的な構造は、例えば「機構学（山海堂）」に記載されているように、フランジ形継ぎ手（つば継ぎ手）の締め付けボルトの周囲にゴム等の弾性変形可能なブッシングを配置したものであるので、継ぎ手の自重が比較的大きくなる。
【０００４】
このため、上記文献に記載されているように、継ぎ手をシャフトに直接固定すると、継ぎ手の回転に伴う偏芯力がシャフトに作用するので、シャフトに曲げモーメントが作用するとともに、シャフトを回転可能に支持する軸受に大きな荷重が作用してしまう。
【０００５】
そして、継ぎ手の回転数（回転速度）が大きくなるほど、シャフトに作用する曲げモーメント及び軸受に作用する荷重が大きくなるので、上記文献に記載された継ぎ手では、高速回転時の信頼性及び耐久性を確保することが難しい。
【０００６】
また、所定値以上のトルクが継ぎ手に作用したときにトルクの伝達を遮断するトルクリミッタ機構を備える継ぎ手では、回転数（回転速度）が大きくなって偏芯荷重が大きくなると、トルクリミッタ機構が誤作動してしまうおそれが高くなる。ここで、「トルクリミッタ機構が誤作動してしまう」とは、所定値以上のトルクが継ぎ手に作用していないのにトルクの伝達を遮断してしまうことを言う。
【０００７】
なお、この問題に対しては、シャフトを太くしてシャフトの剛性を高める、又は保証荷重の高い軸受を採用する等の手段が考えられるが、これらの手段では、継ぎ手に接続される駆動機器及び従動機器の大型化及び製造原価上昇を招いてしまう。
【０００８】
本発明は、上記点に鑑み、駆動機器及び従動機器の大型化及び製造原価上昇を招くことなく、芯ずれを吸収しながらトルクを伝達することができる継ぎ手を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、駆動機器（３００）により回転駆動される駆動シャフト（３１０）と機械的に結合された第１回転体（２１１）と、従動機器（１００）のハウジング（１０１）にラジアル転がり軸受（２２１）によって回転可能に支持され、第１回転体（２１１）と一体的に回転する第２回転体（２１２、２２０）と、第１回転体（２１１）のトルクを第２回転体（２１２、２２０）に伝達する弾性変形可能な第１トルク伝達部材（２１３）と、第２回転体（２２０）のトルクを従動機器（１００）に伝達するとともに、その伝達するトルクが所定値以上となったときに、従動機器（１００）へのトルクの伝達を遮断するトルクリミッタ機構（２３０）と、第２回転体（２１２、２２０）のトルクをトルクリミッタ機構（２３０）に伝達する弾性変形可能な第２トルク伝達部材（２４０）とを有し、第１回転体（２１１）は、駆動シャフト（３１０）に直接連結され、駆動シャフト（３１０）と同軸上で回転駆動されるようになっており、第２回転体（２１２、２２０）は、第１回転体（２１１）の外周を取り巻くように形成された環状部（２１２、２２０）を備えており、第１トルク伝達部材（２１３）は、第１回転体（２１１）の外周部と環状部（２１２、２２０）の内周部との間に介在し、第２回転体（２１２、２２０）は従動機器（１００）側に陥没し、内部に回転体側突起部（２２２）が形成された凹部（２２３）を備え、該凹部は、前記ラジアル転がり軸受（２２１）と径方向に重複する位置に形成され、トルクリミッタ機構は、トルクの伝達を遮断するブリッジ部（２３４）と、凹部内に延びるトルクリミッタ側突起部（２３２）とを備え、第２トルク伝達部材（２４０）は、凹部内に填め込まれてトルクリミッタ側突起部（２３２）と回転体側突起部（２２２）との間に配設され、従動機器（１００）の回転軸（１０３）の端部は、第１回転体（２１１）内の空間に位置していることを特徴とする。
【００１０】
これにより、第２回転体（２１２、２２０）が従動機器（１００）のハウジング（１０１）に支持されているので、継ぎ手の回転に伴う偏芯力の多くを剛性が高いハウジング（１０１）にて受けることができる。
【００１１】
したがって、偏芯力に伴って発生する曲げモーメント及び荷重を低減することができるので、低速回転時は勿論、高速回転時においても、従動機器（１００）の信頼性及び耐久性を確保することができる。
【００１２】
また、継ぎ手の回転に伴う偏芯力の多くをハウジング（１０１）にて受けるので、トルクリミッタ機構（２３０）に偏芯力が作用することを防止でき、トルクリミッタ機構（２３０）の誤作動を防止できる。
【００１３】
また、トルクリミッタ機構（２３０）は第２トルク伝達部材（２４０）を介して第２回転体（２１２、２２０）からトルクを受けているので、トルクリミッタ機構（２３０）には、第２トルク伝達部材（２４０）にて変動が吸収された（平滑化された）トルクが伝達されることとなり、トルクリミッタ機構（２３０）がトルク変動により誤作動してしまうことを防止できる。
【００１４】
また、請求項１に記載の発明では、第１回転体（２１１）のトルクを第２回転体（２１２、２２０）に伝達する弾性変形可能な第１トルク伝達部材（２１３）を有している。
【００１５】
これにより、トルクの伝達経路中に２つのトルク伝達部材（２１３、２４０）が直列に配設されていこととなるので、２つのトルク伝達部材（２１３、２４０）による合成弾性係数が小さくなり、駆動機器（３００）のトルク変動を十分に吸収することができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明では、第２トルク伝達部材（２４０）は、トルクリミッタ機構（２３０）が従動機器（１００）の回転軸と直交する方向に変位することを規制しつつ、第２回転体（２１２、２２０）の回転方向に伸縮するように構成されていることを特徴とする。
【００１７】
これにより、継ぎ手の回転とともにトルクリミッタ機構（２３０）自体が過度に偏芯してしまうことを防止することができるので、トルクリミッタ機構（２３０）の偏芯に伴うトルクリミッタ機構（２３０）の誤作動を防止することができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明では、駆動機器（３００）により回転駆動される駆動シャフト（３１０）の先端側に雄ねじ部（３１１）を設け、第１回転体（２１１）を小径部（２１１ｂ）と大径部（２１１ｃ）とを有するように段付き状とするとともに、小径部（２１１ｂ）に雄ねじ部（２１１ｄ）を設け、さらに、駆動シャフト（３１０）の先端と小径部（２１１ｂ）の先端を接触させた状態で、内周部に雌ねじ部（２５１）が形成された１個のナット部材（２５０）にて駆動シャフト（３１０）と第１回転体（２１１）とを接続するように、雌ねじ部（２５１）と両雄ねじ部（３１１、２１１ｄ）とをネジ結合したことを特徴とする。
【００１９】
これにより、駆動シャフト（３１０）にトルクが作用すると、ナット部材（２５０）と大径部（２１１ｃ）とが接触した状態でトルクが第１回転体（２１１）に伝達されるので、確実にトルクを伝達することができる。
【００２０】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係るたわみ継ぎ手（以下、継ぎ手と略す。）２００を据え置き型の空調装置に適用したものであって、図１は空調装置の模式図である。
【００２２】
図１中、１００は、継ぎ手２００を介して内燃機関（駆動側機器）３００から動力を得て冷媒を吸入圧縮する圧縮機（従動側機器）であり、１１０は圧縮機１００から吐出した冷媒を冷却（凝縮）する放熱器（凝縮器）である。１２０は放熱器１１０から流出した高圧の冷媒を減圧する減圧器であり、１３０は減圧器１２０にて減圧された冷媒を蒸発させることにより冷凍能力を発揮する蒸発器である。
【００２３】
なお、本実施形態では、減圧器１２０として、オリフィスやキャピラリーチューブ等の開度が固定された固定絞りを採用している。また、冷凍能力（循環冷媒流量）の制御は、内燃機関３００の回転数を制御することにより行っている。
【００２４】
次に、継ぎ手２００について述べる。
【００２５】
図２は圧縮機１００に本実施形態に係る継ぎ手２００を装着した状態を示す継ぎ手２００の断面図であり、図３は継ぎ手２００の拡大断面図である。
【００２６】
図２中、３１０は内燃機関３００により回転駆動される駆動シャフトであり、３２０は駆動シャフト３１０を回転可能に支持するラジアル転がり軸受である。３３０はラジアル転がり軸受３２０を支持するブラケットであり、このブラケット３３０は圧縮機１００が固定されたベース（図示せず。）にボルト固定されている。
【００２７】
また、図３中、２１０は内燃機関３００（駆動シャフト３１０）により回転駆動される駆動側部材であり、この駆動側部材２１０は、図４に示すように、駆動シャフト３１０に機械的に（ネジ）結合された金属製の駆動ハブ（第１回転体）２１１、この駆動ハブ２１１の外周を取り巻くようにリング状に形成された金属製の駆動ロータ（環状部）２１２、及び駆動ハブ２１１と駆動ロータ２１２とを連結して駆動ハブ２１１に伝達されたトルクを駆動ロータ２１２に伝達する弾性変形可能な材質（本実施形態では、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合ゴム））製の第１ダンパー（第１トルク伝達部材）２１３を有して構成されている。なお、駆動ハブ２１１及び駆動ロータ２１２と第１ダンパー２１３とは、加硫接着にて一体化されている。
【００２８】
２２０は駆動側部材２１０（駆動ロータ２１２）とボルト結合されて駆動側部材２１０と一体的に回転する金属製の従動ロータで、駆動ロータ２１２とともに第２回転体を構成しており、この従動ロータ２２０は、圧縮機１００のフロントハウジング１０１に形成された円筒状の円筒部１０２に装着されたラジアル転がり軸受２２１を介して圧縮機１００フロントハウジング１０１に回転可能に支持されている。
【００２９】
２３０は従動ロータ２２０のトルク（回転）を圧縮機１００のシャフト１０３に伝達するとともに、その伝達するトルクが所定値以上となったときに、シャフト１０３（圧縮機１００）へのトルクの伝達を遮断するトルクリミッタ機構（以下、リミッタと略す。）である。
【００３０】
そして、このリミッタ２３０は、図５に示すように、シャフト１０３の外周面に形成されたスプラインと結合するスプラインが形成された円筒内周面を有する円筒部２３１、従動ロータ２２０から供給されるトルクを受ける複数個の突起部２３２が形成された環状部２３３、及び環状部２３３と円筒部２３１とを機械的に連結して環状部２３３から円筒部２３１にトルクを伝達するとともに、環状部２３３から円筒部２３１に伝達されるトルクが所定トルク以上となったときに破断するような強度に設定された複数本のブリッジ部２３４から構成されている。
【００３１】
なお、円筒部２３１及びブリッジ部２３４は金属にて一体成形され、環状部２３３は樹脂にて成型されており、ブリッジ部２３４と環状部２３３とはインサート成形法により一体化されている。
【００３２】
ところで、従動ロータ２２０のうち突起部２３２に対応する部位には、突起部２３２と所定の間隔を隔てて突起部２３２間に位置する複数個の突起部２２２が一体形成されており、従動ロータ２２０及びリミッタ２３０が圧縮機１００に装着された状態においては、リミッタ２３０の突起部２３２と従動ロータ２２０の突起部２２２とが、シャフト１０３（回転軸）周りに交互に位置する。
【００３３】
そして、両突起部２３２、２２２間には、従動ロータ２２０が受けたトルクをリミッタ２３０（突起部２３２）に伝達する弾性変形可能な材質（本実施形態では、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合ゴム））からなる第２ダンパー（第２トルク伝達部材）２４０が配設されている。
【００３４】
ここで、第２ダンパー２４０は、両突起部２３２、２２２間に位置して圧縮荷重を受けることにより従動ロータ２２０のトルクをリミッタ２３０に伝達するとともに、環状部２３３の外周面と従動ロータ２２０の内周面との間に位置してリミッタ２３０がシャフト１０３の長手方向と直交する方向（第１、２ロータ２１０、２２０の径方向）に変位することを規制している。
【００３５】
次に、本実施形態の特徴を述べる。
【００３６】
本実施形態によれば、従動ロータ２２０が圧縮機１００のフロントハウジング１０１（円筒部１０２）に支持されているので、継ぎ手２００の回転に伴う偏芯力の多くをシャフト１０３、３１０に比べて剛性が高いフロントハウジング１０１にて受けることができる。
【００３７】
したがって、シャフト１０３、３１０に作用する曲げモーメント、並びに軸受（ラジアル転がり軸受３２０及び圧縮機１００内に配設されたシャフト１０３を回転可能に支持する軸受）に作用する荷重を低減することができるので、低速回転時は勿論、高速回転時においても、圧縮機１００の信頼性及び耐久性を確保することができる。
【００３８】
また、継ぎ手２００の回転に伴う偏芯力の多くをフロントハウジング１０１にて受けるので、リミッタ２３０に偏芯力が作用することを防止でき、リミッタ２３０の誤作動を防止できる。
【００３９】
また、リミッタ２３０は第２ダンパー２４０を介して従動ロータ２２０からトルクを受けているので、リミッタ２３０には、第２ダンパー２４０にて変動が吸収された（平滑化された）トルクが伝達されることとなり、リミッタ２３０がトルク変動により誤作動してしまうことを防止できる。
【００４０】
また、第２ダンパー２４０によりリミッタ２３０がシャフト１０３の長手方向と直交する方向（回転部材２１０、２２０の径方向）に変位することを規制されているので、継ぎ手２００の回転とともにリミッタ２３０自体が過度に偏芯してしまうことを防止することができ、リミッタ２３０の偏芯に伴うリミッタ２３０の誤作動を防止することができる。
【００４１】
また、駆動シャフト３１０からシャフト１０３に伝達されるトルクの伝達経路中に２つのダンパー（第１、２ダンパー２１３、２４０）が直列に配設されているので、２つのダンパー（第１、２ダンパー２１３、２４０）による合成弾性係数が小さくなり、内燃機関３００のトルク変動を十分に吸収することができる。
【００４２】
（第２実施形態）
第１実施形態では、従動ロータ２２０を鍛造（鋳造）又は削り出しにて製造したが、本実施形態は、図６、７に示すように、突起部２２２を含めて板材にプレス加工を施すことにより従動ロータ２２０を製造したものである。
【００４３】
これにより、従動ロータ２２０の軽量化を図りつつ、従動ロータ２２０（継ぎ手２００）の製造原価低減を図ることができる。
【００４４】
また、従動ロータ２２０の軽量化を図ることができるので、継ぎ手２００の回転に伴う偏芯力を小さくすることができ、圧縮機１００の信頼性及び耐久性をより向上させつつ、リミッタ２３０の誤作動を防止できる。
【００４５】
ところで、第１実施形態では、図３に示すように、駆動シャフト３１０の先端に形成された雄ねじ部３１１を駆動ハブ２１１に形成された雌ねじ部２１１ａにネジ結合していたが、本実施形態では、これと異なり以下のようにして駆動シャフト３１０と駆動側部材２１０（継ぎ手２００）とを連結している。
【００４６】
すなわち、本実施形態では、図６に示すように、駆動ハブ２１１（駆動側部材２１０）に、小径部２１１ｂと大径部２１１ｃとを有するように段付き状とするとともに、小径部２１１ｂに雄ねじ部２１１ｄを設け、さらに、駆動シャフト３１０の先端と小径部２１１ｂの先端を接触させた状態で、内周部に雌ねじ部２５１が形成された１個のジョイントナット（ナット部材）２５０にて駆動シャフト３１０と駆動側部材２１０（小径部２１１ｂ）を接続するように、雌ねじ部２５１と両雄ねじ部３１１、２１１ｄとをネジ結合している。
【００４７】
これにより、駆動シャフト３１０にトルクが作用すると、ジョイントナット２５０と大径部２１１ｃとが接触した状態でトルクが駆動側部材２１０（駆動ハブ２１１）に伝達されるので、確実にトルクを伝達することができる。
【００４８】
なお、雌ねじ部２５１及び両雄ねじ部３１１、２１１ｄは、駆動シャフト３１０（トルク）の回転の向きに締まっていくようなネジとする必要がある。
【００４９】
因みに、ジョイントナット２５０を締め付ける際には、ブラケット３３０はベース固定せずに、ジョイントナット２５０を締め付けながらブラケット３３０を図６の２点差線の位置から実線の位置移動させて、ジョイントナット２５０の締め付けが完了した時にブラケット３３０をベースに固定する。
【００５０】
（第３実施形態）
上述の実施形態では、駆動側部材２１０と従動ロータ２２０とはボルトにて連結されていたが、本実施形態は、第１ダンパー２１３を介して駆動側部材２１０と従動ロータ２２０と係合させたものである。
【００５１】
具体的には、図８に示すように、従動ロータ２２０の外周部分を駆動側部材２１０側まで延ばして駆動ロータ２１２を廃止するとともに、図９に示すように、従動ロータ２２０の駆動側部材２１０側の内周に突起部２２２をプレス加工（絞り加工）にて一体成形し、かつ、駆動側部材２１０の駆動ハブ２１１を星形（歯車）状として、ゴム製の第１ダンパー２１３を駆動ハブ２１１に加硫接着した状態で駆動側部材２１０（駆動ハブ２１１）と従動ロータ２２０との間に第１ダンパー２１３を配設したものである。
【００５２】
（第４実施形態）
本実施形態は、第１実施形態に係る継ぎ手２００において、駆動側部材２１０部分をナイトハルト式に変更したものである。
【００５３】
具体的には、図１０に示すように、駆動ロータ２１２を従動ロータ２２０にボルト固定された大径パイプ部２１２ａと小径パイプ部２１２ｂとを有するような段付きパイプ状とするとともに、図１１に示すように、小径パイプ部２１２ｂを略角パイプ状とし、かつ、駆動ハブ２１１も略角パイプ状とする。
【００５４】
そして、小径パイプ部２１２ｂと駆動ハブ２１１の位相（小径パイプ部２１２ｂの対角線と駆動ハブ２１１の対角線と）を略４５°ずらした状態で、小径パイプ部２１２ｂと駆動ハブ２１１との間の空間のうち、小径パイプ部２１２ｂの四隅（角部）にゴム製の第１ダンパー２１３を配設したものである。
【００５５】
なお、本実施形態では、駆動シャフト３１０を廃止してパイプ状の駆動ハブ２１１を直接に内燃機関３００側に連結している。
【００５６】
（第５実施形態）
第１実施形態では、リミッタ２３０の突起部２３２及び従動ロータ２２０の突起部２２２は、図５に示すように、ブリッジ部２３４を境に駆動側部材２１０側に延びていたが、本実施形態は、図１２に示すように、両突起部２２２、２３２をブリッジ部２３４を境に圧縮機１００（ラジアル転がり軸受２２１）側に延ばすことにより、継ぎ手２００の軸方向寸法Ｌを小さくしたものである。
【００５７】
なお、図１３は、従動ロータ２２０を駆動側部材２１０側から見た上面図であり、突起部２２２は、圧縮機１００（ラジアル転がり軸受２２１）側に陥没する凹部２２３内に形成されている。そして、第２ダンパー２４０は、凹部２２３内に填め込まれるように両突起部２２２、２３２間に配設される。
【００５８】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、据え置き型の空調装置に本発明に係る継ぎ手２００を適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、車両用空調装置等のその他のものにも適用することができる。
【００５９】
上述の実施形態では、ダンパーをゴム（ＥＰＤＭ）製としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、樹脂や金属等のその他材料にて構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る空調装置の模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る継ぎ手の断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る継ぎ手の拡大断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る継ぎ手の断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る継ぎ手に採用される従動ロータの断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る継ぎ手の断面図である。
【図９】図８のＡ−Ａ断面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る継ぎ手の断面図である。
【図１１】図１０のＡ−Ａ断面図である。
【図１２】本発明の第５実施形態に係る継ぎ手の断面図である。
【図１３】本発明の第５実施形態に係る継ぎ手に採用される駆動側部材の正面図である。
【符号の説明】
２００…たわみ継ぎ手、２１０…駆動側部材、
２１１…駆動ハブ、２１２…駆動ロータ、
２１３…第１ダンパー、
２２０…従動ロータ、２２１…ラジアル転がり軸受、
２３０…トルクリミッタ機構、
２４０…第２ダンパー。 [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a flexible joint that transmits torque of a driving device such as an engine or an electric motor to a driven device such as a pump or a compressor.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
In order to transmit torque (rotational force) while absorbing the misalignment between the drive shaft driven by the drive device and the driven shaft on the driven device side, a flexible shaft joint is generally employed.
[0003]
However, the general structure of a flexible shaft joint (hereinafter abbreviated as “joint”) is, for example, described in “Mechanism (Sankaido)” around the fastening bolt of a flange-type joint (span joint). Since the elastically deformable bushing such as rubber is arranged, the weight of the joint becomes relatively large.
[0004]
For this reason, as described in the above document, when the joint is directly fixed to the shaft, the eccentric force accompanying the rotation of the joint acts on the shaft, so that a bending moment acts on the shaft and the shaft can be rotated. A large load acts on the bearing to be supported.
[0005]
And as the number of rotations (rotational speed) of the joint increases, the bending moment acting on the shaft and the load acting on the bearing increase. Therefore, the joint described in the above literature has high reliability and durability during high-speed rotation. It is difficult to secure.
[0006]
Also, in a joint having a torque limiter mechanism that cuts off the transmission of torque when a torque exceeding a predetermined value acts on the joint, if the rotational speed (rotational speed) increases and the eccentric load increases, the torque limiter mechanism will malfunction. There is a high risk of operation. Here, "resulting in actuation torque limiter mechanism false", refers to that blocks the transmission of torque to a predetermined value or more of torque is not applied to the joint.
[0007]
For this problem, means such as thickening the shaft to increase the rigidity of the shaft or adopting a bearing with a high guaranteed load can be considered. However, in these means, the drive device connected to the joint and This will increase the size of the driven equipment and increase the manufacturing cost.
[0008]
In view of the above points, an object of the present invention is to provide a joint capable of transmitting torque while absorbing misalignment without causing an increase in size and manufacturing cost of driving devices and driven devices.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, in the first aspect of the present invention, the first rotating body (211) mechanically coupled to the drive shaft (310) rotated by the drive device (300). A second rotating body (212, 220) rotatably supported by a radial rolling bearing (221 ) on the housing (101) of the driven device (100) and rotating integrally with the first rotating body (211); An elastically deformable first torque transmission member (213) that transmits the torque of the first rotating body (211) to the second rotating body (212, 220) and the torque of the second rotating body (220) are driven devices (100). ) And a torque limiter mechanism (230) for interrupting transmission of torque to the driven device (100) when the transmitted torque exceeds a predetermined value, and the second rotating body (212, 220) A second torque transmission member (240) that is elastically deformable to transmit torque to the torque limiter mechanism (230), and the first rotating body (211) is directly connected to the drive shaft (310), and the drive shaft ( 310) and the second rotating body (212, 220) is an annular portion (212, 220) formed so as to surround the outer periphery of the first rotating body (211). The first torque transmission member (213) is interposed between the outer peripheral portion of the first rotating body (211) and the inner peripheral portion of the annular portion (212, 220) , and the second rotating body (212). , 220) is recessed on the driven device (100) side, and has a recess (223) in which a rotating body side protrusion (222) is formed, and the recess overlaps with the radial rolling bearing (221) in the radial direction. Formed at the position where The cutter mechanism includes a bridge portion (234) that interrupts transmission of torque and a torque limiter-side protrusion (232) that extends into the recess, and the second torque transmission member (240) is fitted in the recess. The end portion of the rotating shaft (103) of the driven device (100) is disposed between the torque limiter side protrusion (232) and the rotating body side protrusion (222). and features that you have located in space.
[0010]
Accordingly, since the second rotating body ( 212, 220) is supported by the housing (101) of the driven device (100), most of the eccentric force accompanying the rotation of the joint is caused by the highly rigid housing (101). Can receive.
[0011]
Therefore, since the bending moment and load generated with the eccentric force can be reduced, the reliability and durability of the driven device (100) can be ensured not only at low speed rotation but also at high speed rotation. it can.
[0012]
Further, since the housing (101) receives most of the eccentric force accompanying the rotation of the joint, the eccentric force can be prevented from acting on the torque limiter mechanism (230), and malfunction of the torque limiter mechanism (230) can be prevented. Can be prevented.
[0013]
Moreover, since the torque limiter mechanism (230) receives torque from the second rotating body ( 212, 220) via the second torque transmission member (240), the torque limiter mechanism (230) receives the second torque transmission. The torque in which the fluctuation is absorbed (smoothed) by the member (240) is transmitted, and it is possible to prevent the torque limiter mechanism (230) from malfunctioning due to the torque fluctuation.
[0014]
In the first aspect of the present invention, the first torque transmission member (213) that is elastically deformable and transmits the torque of the first rotation body (211) to the second rotation body (212, 220) is provided. .
[0015]
As a result, since the two torque transmission members (213, 240) are arranged in series in the torque transmission path, the combined elastic modulus of the two torque transmission members (213, 240) is reduced, and the drive The torque fluctuation of the device (300) can be sufficiently absorbed.
[0016]
In the invention according to claim 2 , the second torque transmission member (240) performs the second rotation while restricting the displacement of the torque limiter mechanism (230) in the direction orthogonal to the rotation axis of the driven device (100). The body ( 212, 220) is configured to expand and contract in the rotation direction.
[0017]
As a result, it is possible to prevent the torque limiter mechanism (230) itself from becoming excessively eccentric with the rotation of the joint, so that an error of the torque limiter mechanism (230) accompanying the eccentricity of the torque limiter mechanism (230) can be prevented. The operation can be prevented.
[0018]
In the third aspect of the present invention, the external thread portion (311) is provided on the distal end side of the drive shaft (310) that is rotationally driven by the drive device (300), and the first rotating body (21 1 ) is replaced by the small diameter portion (211b). And a large-diameter portion (211c) having a stepped shape, a small-diameter portion (211b) is provided with a male screw portion (211d), and the tip of the drive shaft (310) and the tip of the small-diameter portion (211b) The drive shaft (310) and the first rotating body (21 1 ) are connected by a single nut member (250) having an internal thread portion (251) formed on the inner peripheral portion in a state where they are in contact with each other. The female screw part (251) and both male screw parts (311 and 211d) are screw-coupled.
[0019]
As a result, when torque acts on the drive shaft (310), the torque is transmitted to the first rotating body (21 1 ) in a state where the nut member (250) and the large diameter portion (211c) are in contact with each other. Torque can be transmitted.
[0020]
Incidentally, the reference numerals in parentheses of each means described above are an example showing the correspondence with the specific means described in the embodiments described later.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
In this embodiment, a flexible joint (hereinafter abbreviated as a joint) 200 according to the present invention is applied to a stationary air conditioner, and FIG. 1 is a schematic diagram of the air conditioner.
[0022]
In FIG. 1, reference numeral 100 denotes a compressor (driven device) that obtains power from the internal combustion engine (drive side device) 300 via the joint 200 and sucks and compresses the refrigerant, and 110 denotes the refrigerant discharged from the compressor 100. A radiator (condenser) that cools (condenses). Reference numeral 120 denotes a decompressor that decompresses the high-pressure refrigerant that has flowed out of the radiator 110, and reference numeral 130 denotes an evaporator that exhibits the refrigerating capacity by evaporating the refrigerant decompressed by the decompressor 120.
[0023]
In the present embodiment, a fixed throttle with a fixed opening degree such as an orifice or a capillary tube is employed as the decompressor 120. The refrigerating capacity (circulating refrigerant flow rate) is controlled by controlling the rotation speed of the internal combustion engine 300.
[0024]
Next, the joint 200 will be described.
[0025]
FIG. 2 is a cross-sectional view of the joint 200 showing a state in which the joint 200 according to this embodiment is attached to the compressor 100, and FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the joint 200.
[0026]
In FIG. 2, 310 is a drive shaft that is rotationally driven by the internal combustion engine 300, and 320 is a radial rolling bearing that rotatably supports the drive shaft 310. Reference numeral 330 denotes a bracket for supporting the radial rolling bearing 320, and the bracket 330 is bolted to a base (not shown) to which the compressor 100 is fixed.
[0027]
In FIG. 3, reference numeral 210 denotes a drive side member that is rotationally driven by the internal combustion engine 300 (drive shaft 310), and this drive side member 210 is mechanically (screwed) to the drive shaft 310 as shown in FIG. 4. ) Combined metal drive hub (first rotating body) 211, metal drive rotor (annular portion) 212 formed in a ring shape so as to surround the outer periphery of the drive hub 211, and drive with the drive hub 211 An elastically deformable material (in this embodiment, EPDM (ethylene / propylene / diene terpolymer rubber)) that connects the rotor 212 and transmits the torque transmitted to the drive hub 211 to the drive rotor 212 is the first. 1 damper (first torque transmission member) 213 is provided. The drive hub 211, the drive rotor 212, and the first damper 213 are integrated by vulcanization adhesion.
[0028]
220 is a metallic driven rotor that rotates by bolts coupled with the drive-side member 210 (the driving rotor 212) integrally with the drive-side member 210, Ri Contact constitute a second rotary member with the drive rotor 212, the driven The rotor 220 is rotatably supported by the compressor 100 front housing 101 via a radial rolling bearing 221 attached to a cylindrical cylindrical portion 102 formed on the front housing 101 of the compressor 100.
[0029]
230 transmits the torque (rotation) of the driven rotor 220 to the shaft 103 of the compressor 100, and interrupts the transmission of torque to the shaft 103 (compressor 100) when the transmitted torque exceeds a predetermined value. A torque limiter mechanism (hereinafter abbreviated as a limiter).
[0030]
As shown in FIG. 5, the limiter 230 includes a cylindrical portion 231 having a cylindrical inner peripheral surface on which a spline coupled to a spline formed on the outer peripheral surface of the shaft 103 is formed, and torque supplied from the driven rotor 220. The annular portion 233 formed with a plurality of projections 232 for receiving and the annular portion 233 and the cylindrical portion 231 are mechanically connected to transmit torque from the annular portion 233 to the cylindrical portion 231, and from the annular portion 233. It is composed of a plurality of bridge portions 234 set so as to be broken when the torque transmitted to the cylindrical portion 231 exceeds a predetermined torque.
[0031]
The cylindrical portion 231 and the bridge portion 234 are integrally formed of metal, the annular portion 233 is molded of resin, and the bridge portion 234 and the annular portion 233 are integrated by an insert molding method.
[0032]
Meanwhile, a portion corresponding to the protrusion 232 of the driven rotor 220, a plurality of protrusions 222 located between the protrusion 232 at a predetermined interval and the protrusion 232 is integrally formed, the driven rotor 220 When the limiter 230 is mounted on the compressor 100, the protrusions 232 of the limiter 230 and the protrusions 222 of the driven rotor 220 are alternately positioned around the shaft 103 (rotation axis).
[0033]
An elastically deformable material (EPDM (ethylene / propylene / diene ternary in this embodiment) that transmits torque received by the driven rotor 220 to the limiter 230 (projection 232) is provided between the projections 232 and 222. A second damper ( second torque transmission member) 240 made of copolymer rubber)) is disposed.
[0034]
Here , the second damper 240 is positioned between the two protrusions 232 and 222 and receives the compressive load to transmit the torque of the driven rotor 220 to the limiter 230, and the outer peripheral surface of the annular portion 233 and the driven rotor 220. The limiter 230 located between the inner peripheral surface and the displacement of the limiter 230 in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the shaft 103 (the radial direction of the first and second rotors 210 and 220) is restricted.
[0035]
Next, features of the present embodiment will be described.
[0036]
According to the present embodiment, since the driven rotor 220 is supported by the front housing 101 (cylindrical portion 102) of the compressor 100, much of the eccentric force accompanying the rotation of the joint 200 is larger than that of the shafts 10 3 and 310. It can be received by the front housing 101 having high rigidity.
[0037]
Accordingly, the shaft 103, the bending moment acting on the 310, as well as reducing the load acting on the bearing (bearing for rotatably supporting the shaft 10 3 disposed in the radial rolling bearing 320 and the compressor 10 in 0) Therefore, the reliability and durability of the compressor 100 can be ensured not only during low-speed rotation but also during high-speed rotation.
[0038]
Further, since most of the eccentric force accompanying rotation of the joint 200 is received by the front housing 101, it is possible to prevent the eccentric force from acting on the limiter 230 and to prevent the limiter 230 from malfunctioning.
[0039]
Further, since the limiter 230 receives torque from the driven rotor 220 via the second damper 240, the torque that has been absorbed (smoothed) by the second damper 240 is transmitted to the limiter 230. Thus, it is possible to prevent the limiter 230 from malfunctioning due to torque fluctuation.
[0040]
Further, since the limiter 230 is restricted from being displaced in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the shaft 103 (the radial direction of the rotating members 210 and 220) by the second damper 240, the limiter 230 itself becomes excessive as the joint 200 rotates. Therefore, the limiter 230 can be prevented from malfunctioning due to the eccentricity of the limiter 230.
[0041]
Further, since the two dampers from the drive shaft 310 in the transmission path of the torque transmitted to the shaft 10 3 (first and second damper 213,240) are disposed in series, two dampers (first and second The composite elastic modulus by the dampers 213 and 240) is reduced, and the torque fluctuation of the internal combustion engine 300 can be sufficiently absorbed.
[0042]
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the driven rotor 220 is manufactured by forging (casting) or cutting, but in the present embodiment, as shown in FIGS. 6 and 7, the plate material including the protrusions 222 is pressed. Thus, the driven rotor 220 is manufactured.
[0043]
Thus, while reducing the weight of the driven rotor 220, it is possible to reduce manufacturing costs of the driven rotor 220 (coupling 200).
[0044]
Further, since the driven rotor 220 can be reduced in weight, the eccentric force accompanying the rotation of the joint 200 can be reduced, and the reliability and durability of the compressor 100 can be further improved, and the error of the limiter 230 can be improved. Operation can be prevented.
[0045]
Incidentally, in the first embodiment, as shown in FIG. 3, the male screw portion 311 formed at the tip of the drive shaft 310 is screwed to the female screw portion 211 a formed in the drive hub 211, but in this embodiment, Unlike this, the drive shaft 310 and the drive side member 210 (joint 200) are coupled as follows.
[0046]
That is, in this embodiment, as shown in FIG. 6, the driving hub 211 (driving side member 210) is stepped so as to have a small diameter portion 211b and a large diameter portion 211c, and the small diameter portion 211b has a male screw. The drive shaft is provided by a single joint nut (nut member) 250 having a female thread portion 251 formed on the inner peripheral portion in a state where the portion 211d is provided and the tip of the drive shaft 310 and the tip of the small diameter portion 211b are in contact with each other. The female screw portion 251 and the male screw portions 311 and 211d are screw-coupled so that 310 and the drive side member 210 (small diameter portion 211b) are connected.
[0047]
Thus, when torque acts on the drive shaft 310, the torque is transmitted to the drive side member 210 (drive hub 211) in a state where the joint nut 250 and the large diameter portion 211c are in contact with each other, so that the torque can be reliably transmitted. Can do.
[0048]
The female screw portion 251 and the male screw portions 311 and 211d need to be screws that are tightened in the direction of rotation of the drive shaft 310 (torque).
[0049]
Incidentally, when the joint nut 250 is tightened, the bracket 330 is not fixed to the base, and the bracket 330 is moved from the position of the two-dotted line in FIG. When the process is completed, the bracket 330 is fixed to the base.
[0050]
(Third embodiment)
In the above-described embodiment, the driving side member 210 and the driven rotor 220 are connected by bolts, but in this embodiment, the driving side member 210 and the driven rotor 220 are engaged via the first damper 213. Is.
[0051]
Specifically, as shown in FIG. 8, the outer peripheral portion of the driven rotor 220 is extended to the drive side member 210 side to eliminate the drive rotor 212, and as shown in FIG. 9, the drive side member 210 of the driven rotor 220. The protrusion 222 is integrally formed by press working (drawing) on the inner periphery of the side, the drive hub 211 of the drive side member 210 is formed in a star shape (gear), and the rubber first damper 213 is the drive hub. A first damper 213 is disposed between the driving side member 210 (driving hub 211) and the driven rotor 220 in a state of being vulcanized and bonded to 211.
[0052]
(Fourth embodiment)
In this embodiment, in the joint 200 according to the first embodiment, the drive side member 210 portion is changed to a Knighthard type.
[0053]
Specifically, as shown in FIG. 10, the drive rotor 212 is shaped like a stepped pipe having a large-diameter pipe portion 212a and a small-diameter pipe portion 212b that are bolted to the driven rotor 220, and FIG. As shown, the small-diameter pipe portion 212b has a substantially square pipe shape, and the drive hub 211 also has a substantially square pipe shape.
[0054]
The phase between the small-diameter pipe portion 212b and the drive hub 211 is shifted by about 45 ° (the diagonal line of the small-diameter pipe portion 212b and the diagonal line of the drive hub 211). Among these, rubber-made first dampers 213 are disposed at the four corners (corner portions) of the small-diameter pipe portion 212b.
[0055]
In this embodiment, the drive shaft 310 is eliminated and the pipe-shaped drive hub 211 is directly connected to the internal combustion engine 300 side.
[0056]
(Fifth embodiment)
In the first embodiment, the protrusion 222 of the protrusion 232 and the driven rotor 220 of the limiter 230, as shown in FIG. 5, but extends to the drive-side member 210-side bridge portion 234 as a boundary, the present embodiment As shown in FIG. 12, the axial dimension L of the joint 200 is reduced by extending both protrusions 222 and 232 toward the compressor 100 (radial rolling bearing 221) with the bridge portion 234 as a boundary. .
[0057]
FIG. 13 is a top view of the driven rotor 220 as viewed from the drive side member 210 side, and the protrusion 222 is formed in a recess 223 that is recessed toward the compressor 100 (radial rolling bearing 221). The second damper 240 is disposed between the protrusions 222 and 232 so as to be fitted into the recess 223.
[0058]
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the joint 200 according to the present invention is applied to a stationary air conditioner. However, the present invention is not limited to this, and may be applied to other types such as a vehicle air conditioner. it can.
[0059]
In the above-described embodiment, the damper is made of rubber (EPDM), but the present invention is not limited to this and may be made of other materials such as resin and metal.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a joint according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a joint according to the first embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
5 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a joint according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a driven rotor employed in a joint according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a joint according to a third embodiment of the present invention.
9 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
FIG. 10 is a cross-sectional view of a joint according to a fourth embodiment of the present invention.
11 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
FIG. 12 is a cross-sectional view of a joint according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a front view of a drive side member employed in a joint according to a fifth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
200 ... flexible joint, 210 ... drive side member,
211 ... Drive hub, 212 ... Drive rotor ,
213 ... first damper ,
220 ... driven rotor , 221 ... radial rolling bearing,
230 ... Torque limiter mechanism,
240: Second damper .

Claims

A flexible joint for transmitting the torque of the drive device (300) to the driven device (100),
A first rotating body (211) mechanically coupled to a driving shaft (310) that is rotationally driven by the driving device (300);
A second rotating body (212, 220) rotatably supported by a housing (101) of the driven device (100) by a radial rolling bearing (221) and rotating integrally with the first rotating body (211);
An elastically deformable first torque transmitting member (213) for transmitting torque of the first rotating body (211) to the second rotating body (212, 220);
The torque of the second rotating body (212, 220) is transmitted to the driven device (100), and when the transmitted torque exceeds a predetermined value, the torque is transmitted to the driven device (100). A torque limiter mechanism (230) for shutting off;
An elastically deformable second torque transmitting member (240) that transmits the torque of the second rotating body (212, 220) to the torque limiter mechanism (230);
The first rotating body (211) is directly connected to the driving shaft (310) and is driven to rotate coaxially with the driving shaft (310), and the second rotating body (212, 220). ) Includes annular portions (212, 220) formed so as to surround the outer periphery of the first rotating body (211), and the first torque transmitting member (213) includes the first rotating body (211). ) Between the outer peripheral portion of the annular portion (212, 220),
The second rotating body (212, 220) is recessed on the driven device (100) side, and includes a recess (223) in which a rotating body side protrusion (222) is formed.
The recess is formed at a position overlapping with the radial rolling bearing (221) in the radial direction,
The torque limiter mechanism includes a bridge portion (234) that blocks transmission of torque, and a torque limiter side protrusion (232) that extends into the recess,
The second torque transmission member (240) is fitted in the recess (223) and disposed between the torque limiter side protrusion (232) and the rotating body side protrusion (222).
The flexible joint is characterized in that an end of the rotating shaft (103) of the driven device (100) is located in a space in the first rotating body (211).

The second torque transmission member (240) regulates the displacement of the torque limiter mechanism (230) in a direction perpendicular to the rotation axis of the driven device (100), and the second rotating body (212, 220). The flexible joint according to claim 1, wherein the flexible joint is configured to expand and contract in the rotation direction.

A male screw part (311) is provided on the tip side of the drive shaft (310),
The first rotating body (211) is stepped so as to have a small diameter part (211b) and a large diameter part (211c), and a male screw part (211d) is provided on the small diameter part (211b),
Further, in a state where the tip of the drive shaft (310) and the tip of the small diameter portion (211b) are in contact with each other, the nut member (250) having an internal thread portion (251) formed on the inner peripheral portion is used. The female screw part (251) and both male screw parts (311, 211d) are screw-coupled so as to connect the drive shaft (310) and the first rotating body (211). 2. The flexible joint according to 2.

The annular portion (220) has a protrusion (222) formed on the inner peripheral side, and the first rotating body (211) has a gear shape. Item 3. The flexible joint according to Item 2.

The annular part (212) has a pipe part (212b), and the pipe part (212b) and the first rotating body (211) are both in the shape of a square pipe, and the pipe part (212b) The diagonal line and the diagonal line of the first rotating body (211) are shifted by 45 °, and the first torque transmission member (213) is located at the four corners of the pipe part (212b). The flexible joint according to claim 1, wherein the flexible joint is disposed between the first rotating body and the first rotating body.