JP4579808B2 - 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この種の動力伝達装置としては、従来から種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。

従来の動力伝達装置の一例を図３〜図６に基づ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とを連結する回転伝達部材、９はプーリ４と回転伝達部材８とを連結するダンパー機構であり、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。

前記回転伝達部材８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つのスリット１３を設けることによりスリット１３の内側に位置する環状の本体８Ａと、この本体８Ａの外周を取り囲むように延設された軸線方向に弾性変形可能な３つの連結片８Ｂとを備えている。

前記連結片８Ｂは、基端部（回転伝達部材８の回転方向側端部）が前記ダンパー機構９に固定される固定部８Ｃを形成し、先端部（反回転方向側端部）が前記ハブ７と挾持板１２とによって離脱可能に挾持される接続部８Ｄを形成している。また、連結片８Ｂの固定部８Ｃ側は、自然状態において表面側（ハブ７側）に所要角度（β）折り曲げられている。

前記固定部８Ｃは本体８Ａと連結片８Ｂとを連結する部分であり、止めねじ１１によってダンパー機構９に固定されている。

前記接続部８Ｄはハブ７に固定される部分であって、連結片８Ｂとは反対方向、すなわち本体８Ａ側に所定角度折り曲げられており、裏面中央には突状体からなる係合部１５を有し、ハブ７と挾持板１２とによって離脱可能に挾持されている。挾持板１２には、前記係合部１５が係合し過負荷に至らない程度のトルク変動によって連結片８Ｂの周方向への離脱を防止するための係止孔１６が設けられている。

回転伝達部材８の取付けに際しては、先ず接続部８Ｄを僅かに弾性変形させてハブ７と挾持板１２とによって挾持することにより、ハブ７と回転伝達部材８と挾持板１２を一体化する。次いで、ハブ７を回転軸６に取付けて回転伝達部材８の連結片８Ｂをコンプレッサ２側に弾性変形させ、止めねじ１１を回転伝達部材８の取付孔１４に挿通してダンパー機構９のナット部材１７にねじ込むことにより、回転伝達部材８の固定部８Ｃをナット部材１７に固定する。この結果、プーリ４とハブ７が回転伝達部材８とダンパー機構９を介して連結される。

さらに詳述すると、従来の動力伝達装置１においては、ハブ７に対する回転伝達部材８の取付けに際して治具を用いてハブ７と挾持板１２とで回転伝達部材８の接続部８Ｄを挾持し、この状態でリベット２５をハブ７と挾持板１２の孔に挿通してかしめることにより、ハブ７、回転伝達部材８および挾持板１２を一体化している。回転伝達部材８の接続部８Ｄをハブ７と挾持板１２とによって挟持すると、連結片８Ｂが本体８Ａから離間する方向に弾性変形して本体８Ａと連結片８Ｂの交差角度αが初期状態における交差角度βよりも大きくなり（α＞β）、本体８Ａと接続部８Ｄが図６（ｂ）に示すように略平行になる。この場合、ハブ７と挾持板１２によって接続部８Ｄを挟持するときの連結片８Ｂの弾性変形量を大きくすると、その復元力に見合った大きな挾持力で接続部８Ｄを挟持する必要があることから、従来は組立作業を容易にするために挾持力と連結片８Ｂの弾性変形量を小さくし、ナット部材１７に回転伝達部材８の固定部８Ｃを固定する際に連結片８ＢをさらにＥ−Ｂ（図６（ｂ））だけ弾性変形させていた。ここで、Ｅはプーリ４とハブ７の対向面間の間隔、Ｂは接続部８Ｄのみをハブ７と挾持板１２とによって挟持し、固定部８Ｃをナット部材１７に固定する前の状態における本体８Ａの裏面から接続部８Ｄの表面までの間隔である。

このような動力伝達装置１において、プーリ４の回転は、ダンパー機構９、回転伝達部材８およびハブ７を介して回転軸６に伝達される。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）からの動力で回転伝達部材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が停止した後も、プーリ４は回転し続けているため回転伝達部材８を回転させ続けようとする。このため、接続部８Ｄがハブ７と挾持板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８Ｂが弾性復帰して接続部８Ｄを挾持板１２の後方側に移動させる。この結果、接続部８Ｄが離脱した後は回転伝達部材８とハブ７とが干渉することなく、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、回転軸６を軸支しているベアリング（図示せず）の回転抵抗が高くなりコンプレッサ２の駆動エネルギーの損失を来すという問題があった。そこで、その原因について鋭意検討した結果、回転伝達部材８に起因して回転軸６に常時スラスト荷重が加わっていることが判明した。すなわち、従来はハブ７に回転伝達部材８を取付けるときの連結片８Ｂの弾性変形量を小さくし、回転伝達部材８の固定部８Ｃをダンパー機構９に固定する際の連結片８Ｂの弾性変形量Ｅ−Ｂを大きくしていた。このため、回転伝達部材８をダンパー機構９に固定した後の連結片８Ｂの弾性変形Ｅ−Ｂによる反力が大きくなり、この力が回転軸６を軸支しているベアリングにスラスト荷重として加わり、結果として回転軸６のベアリングの回転抵抗が高くなることが判った。なお、上記スラスト荷重は、方向が異なるがプーリ４を軸支しているベアリング５にも加わっている。

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、主に回転軸を軸支するベアリングに加わるスラスト荷重を低減してベアリングの回転抵抗を低減させ、従動機器の駆動エネルギーの損失を低減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、駆動側機器の動力によって回転する駆動側回転部材と、この駆動側回転部材の回転が伝達される従動側機器の従動側回転部材と、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、前記従動側機器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前記本体に延設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、前記本体の面に対して傾斜した傾斜片からなり、基端側が前記駆動側回転部材に固定される固定部を有し、先端側に前記連結片とは反対方向に傾斜し前記従動側回転部材と挾持板とによって離脱可能に挾持される接続部を有し、前記接続部を前記従動側回転部材と前記挾持板によって挾持して前記各連結片が前記駆動側回転部材側に弾性変形した状態において、前記本体と前記接続部との間隔が駆動側回転部材と従動側回転部材の間隔と略等しくなるように、前記連結片と前記接続部との折り曲げ角を設定したものである。

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、回転伝達部材の接続部を従動側回転部材と挾持板とによって挾持した状態において、本体と接続部との間隔が駆動側回転部材と従動側回転部材の間隔と略等しくなるように、連結片と接続部との折り曲げ角を設定したので、固定部を駆動側回転部材に固定するときに連結片を殆ど弾性変形させる必要がなく、回転軸を軸支するベアリングおよび駆動側回転部材を軸支するベアリングに加わるスラスト荷重が低減するから、ベアリングの回転抵抗を低減することができる。また、連結片を殆ど弾性変形させなければ、小さな操作力で回転伝達部材を駆動側回転部材に取付けることができるから、駆動側回転部材に対する回転伝達部材の取付作業が容易になる。

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は本発明に係る動力伝達装置に用いられる回転伝達部材の正面図、図２（ａ）は同回転伝達部材の自然状態における側面図、（ｂ）は同回転伝達部材をハブに取付けた状態を示す断面図、（ｃ）は同回転伝達部材をハブに取付けた状態におけるハブの図示を省略して示す側面図、図３は同回転伝達部材を備えた動力伝達装置の一部を破断して示す正面図、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。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。また、動力伝達装置１’自体の構造は上述した従来の動力伝達装置１と全く同一であり、異なる点は回転伝達部材２０に起因するスラスト荷重の低減化を実現したところにあるから同一の図面を使用した。

図４において、プーリ４は、円板部４Ａと、この円板部４Ａの一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に自動車エンジンの動力が図示を省略したＶベルトを介して伝達される。一方、内側円筒部４Ｃは、コンプレッサ２のハウジング３に設けた突出部３Ａにベアリング５を介して回転自在に軸支されている。

コンプレサ２の回転軸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、その突出端部にハブ７がボルト２４によって固定されている。

図３および図４において、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とを一体に備えている。フランジ部７Ｂには、リベット２５が挿通される３つの挿通孔２６が形成されており、前記リベット２５により挾持板１２が裏面側に取付けられている。フランジ部７Ｂの外周には、３つの挾持部７Ｃが周方向に等間隔おいて一体に突設されている。

前記挾持板１２は、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の外周に前記ハブ７の挾持部７Ｃに対応して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つの挿通孔２７を有し、これらの挿通孔２７に挿通されるリベット２５によってハブ７のフランジ部７Ｂの裏面側に固定されている。挾持部１２Ｂは、ハブ７の挾持部７Ｃとともに回転伝達部材２０の接続部２０Ｄを離脱可能に挟持する部分であり、中央には係止孔１６が形成されている。

図４において、前記プーリ４の円筒部４Ｂ，４Ｃ間には環状の空間部４０が設けられており、この空間部４０にダンパー機構９が組み込まれている。ダンパー機構９は、ダンパー保持部材４１と、このダンパー保持部材４１内に周方向に略等間隔おいて組み込まれた３つのダンパーゴム４２等で構成されている。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側の面に周方向に等間隔おいて一体に突設された３つの筒部４１Ｂとを備え、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１７とともに前記筒部４１Ｂ内に組み込まれている。ナット部材１７は、内周面に雌ねじが形成された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、前記回転伝達部材２０の固定部２０Ｃが止めねじ１１によって固定されることにより、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。

図１、図２および図４において、プーリ４とハブ７との間に介装されこれら両部材を接離可能に連結する前記回転伝達部材２０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１３を周方向に等間隔おいて設けることにより、スリット１３の内側に位置する環状の本体２０Ａと、この本体２０Ａの外周に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２０Ｂとから構成されている。そして、連結片２０Ｂの基端部（回転伝達部材２０の回転方向側端部）が前記ナット部材１７に固定される固定部２０Ｃを形成し、先端部（反回転方向側端部）が前記ハブ７と挾持板１２とによって離脱可能に挾持される接続部２０Ｄを形成している。

また、連結片２０Ｂは、表面側（ハブ７側）に所要角度（β）折り曲げ形成されていることにより本体２０Ａの対して傾斜している。この折り曲げ角度βは、従来の回転伝達部材８の連結片８Ｂの折り曲げ角度βと等しい。このため、本体２０Ａの表面からの連結片２０Ｂの突出寸法も回転伝達部材８の本体８Ａからの連結片８Ｂの突出寸法と等しい。連結片２０Ｂの折曲部は、連結片２０Ｂの基端３１ａ、すなわち固定部２０Ｃとの境部と、連結片２０Ｂと接続部２０Ｄとの境部３１ｂの２箇所である。

前記固定部２０Ｃは本体２０Ａと連結片２０Ｂを連結する部分であって、本体２０Ａと同一平面をなしている。固定部２０Ｃの中央には、止めねじ１１が挿通される取付孔１４が形成されている。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９のナット部材１７にねじ込むことにより、前記本体２０Ａおよび固定部２０Ｃをハブ４の円板部４Ａにダンパー機構９を介して固定している。

前記接続部２０Ｄは、固定部２０Ｃより回転伝達部材２０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２０Ｃに近接して対向している。また、接続部２０Ｄは、連結片２０Ｂとは反対方向（プーリ４側）に所要角度折り曲げられることにより、図２（ａ）に示す自然状態において、先端が本体２０Ａの裏面側に位置している。連結片２０Ｂと接続部２０Ｄの折り曲げ角Ｃは、図６に示した従来の回転伝達部材８の折り曲げ角Ａよりも小さく設定されている（Ｃ＜Ａ）。そして、接続部２０Ｄの裏面中央には、挾持板１２の係止孔１６に係合する半球状の係合部１５が突設されている。

各連結片２０Ｂの接続部２０Ｄをハブ７の挾持部７Ｃと挾持板１２の挾持部１２Ｂによって挾持して挾持部７Ｃの裏面に圧接すると、連結片２０Ｂはプーリ４側に弾性変形する。このため、回転伝達部材２０をハブ７に取付けた状態においては、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように本体２０Ａと接続部２０Ｄとが略平行な状態に変形し、ハブ７から本体２０Ａの裏面までの間隔、言い換えれば本体２０Ａから接続部２０Ｄまでの間隔がＤに広がる。この間隔Ｄは、連結片２０Ｂと接続部２０Ｄの折り曲げ角Ｃを従来の回転伝達部材８における折り曲げ角Ａよりも小さくしたことによる効果であり（Ｃ＜Ａ）、これにより間隔Ｄを従来の回転伝達部材８の本体８Ａと接続部８Ｄの間隔Ｂよりも大きくすることができる（Ｂ＜Ｄ）。言い換えれば、間隔Ｄをプーリ４とハブ７の対向面間の距離Ｅと略等しいかまたは距離Ｅより若干小さくすることができる。この結果として、固定部２０Ｃをプーリ４に固定する際の連結片２０Ｂの弾性変形量（Ｅ−Ｄ）を従来の回転伝達部材８の連結片８Ｂの弾性変形量（Ｅ−Ｂ）よりも小さくすることができる（Ｅ−Ｂ＞Ｅ−Ｄ）。なお、連結片２０Ｂと接続部２０Ｄの折り曲げ角Ｃは、図２（ａ）に示す自然状態と、図２（ｂ）に示すハブ７に取付けた状態と殆ど同じである（従来の回転伝達部材８も同様）。

このような構造からなる動力伝達装置１’において、回転伝達部材２０の取付けに際しては、予め挾持板１２をハブ７のフランジ部７Ｂの裏面側にリベット２５によって固定してハブ７の挾持部７Ｃと挾持板１２の挾持部１２Ｂとで回転伝達部材２０の接続部２０Ｄを挾持することにより、ハブ７と挾持板１２と回転部材２０を一体化する。ハブ７と挾持板１２とで回転伝達部材２０の接続部２０Ｄを挾持すると、接続部２０Ｄの係合部１５は挾持板１２の係止孔１６に係合する。

次に、ハブ７を回転軸６にスプライン結合させた後、ボルト２４を締め付けて回転伝達部材２０の本体２０Ａと固定部２０Ｃをナット部材１７の前端面に押し付け、プーリ４とハブ７との間隔がＥになるようにハブ７を回転軸６に固定する。そして、止めねじ１１を取付孔１４に挿通してナット部材１７に螺合して固定部２０Ｃをナット部材１７に固定すると、プーリ４とハブ７がダンパー機構９および回転伝達部材２０を介して連結される。これにより、連結片２０ＢはＥ−Ｄだけハブ７側に弾性変形させられる。このときの連結片２０Ｂの弾性変形量Ｅ−Ｄは、従来の回転伝達部材８の弾性変形量Ｅ−Ｂよりも十分に小さい。したがって、組付け後の回転伝達部材２０の反力も小さく、回転軸６を軸支するベアリング（図示せず）に対するスラスト荷重を低減することができる。その結果として、ベアリングの回転抵抗の低減、さらには動力伝達装置１’の耐久性および信頼性を向上させることができる。

ここで、本実施の形態においては、間隔Ｄを間隔Ｅよりも若干小さく設定した例を示しているため、回転伝達部材２０の組付け後においては、回転軸６にコンプレッサ２方向のスラスト荷重が加わるが、間隔Ｄを間隔Ｅと略等しくなるように折り曲げ角Ｃを決めると、回転軸６に対するスラスト荷重を略零にすることができる。

さらに、連結片２０Ｂの弾性変形量Ｅ−Ｄが小さくなれば、固定部２０Ｃをナット部材１７に固定する際に大きな操作力を必要とせず、回転伝達部材２０のナット部材１７に対する取付作業も容易である。

エンジンからの動力がプーリ４に伝達されると、プーリ４の回転はダンパー機構９、回転伝達部材２０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９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２０の接続部２０Ｄに加わる張力が軽減され、接続部２０Ｄがハブ７と挾持板１２との間から抜け出るようなことはない。

コンプレッサ２に加わる過負荷によって回転軸６が停止すると、自動車エンジンからの動力で回転伝達部材２０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が停止した後も、プーリ４は回転し続けているため回転伝達部材２０を回転させ続けようとする。このため、接続部２０Ｄがハブ７と挾持板１２との間から離脱してプーリ４とハブ７の結合を解除する。回転伝達部材２０はプーリ４とハブ７の係合を解除すると、連結片２０Ｂの弾性復帰により図２（ａ）に示す自然な状態に戻り、接続部２０Ｄを挾持板１２の後方側に位置させる。この結果、接続部２０Ｄが離脱した後は回転伝達部材２０とハブ７とが干渉することなく、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。

なお、上記した実施の形態においては、回転伝達部材２０をハブ７に取付けた状態において、本体２０Ａから接続部２０Ｄまでの間隔Ｄをプーリ４とハブ７の対向面間の距離Ｅより僅かに小さくした例を示したが、本発明はこれに限らず間隔Ｄを距離Ｅより僅かに大きくしてもよく（Ｄ＞Ｅ）、この場合は回転軸６に加わるスラスト荷重の方向が上記実施の形態とは反対方向となる。

また、上記した実施の形態においては、ダンパー機構９を備えた動力伝達装置に適用したが、ダンパー機構９を備えない場合は、回転伝達部材２０の固定部２０Ｃをプーリ４に直接固定すればよい。

さらに、上記した実施の形態においては、回転伝達部材２０の固定部２０Ｃを駆動側回転部材であるプーリ４に固定し、接続部２０Ｄを従動側回転部材であるハブ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２０Ｃをハブ７に固定し、接続部２０Ｄを挾持板１２によってプーリ４に離脱可能に連結した構造であってもよい。

本発明に係る動力伝達装置に用いられる回転伝達部材の正面図である。 （ａ）は同回転伝達部材の自然状態における側面図、（ｂ）は同回転伝達部材をハブに取付けた状態を示す断面図、（ｃ）は同回転伝達部材をハブに取付けた状態におけるハブの図示を省略して示す側面図である。 同回転伝達部材を備えた動力伝達装置の一部を破断して示す正面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 回転伝達部材の従来例を示す正面図である。 （ａ）は従来の回転伝達部材の自然状態における側面図、（ｂ）は同回転伝達部材をハブに取付けた状態の断面図、（ｃ）は同回転伝達部材をハブに取付けた状態におけるハブの図示を省略して示す側面図である。

符号の説明

１，１’…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（従動側回転部材）、１２…挾持板、２０…回転伝達部材、２０Ａ…本体、２０Ｂ…連結片、２０Ｃ…固定部、２０Ｄ…接続部。

Claims (2)

1. 駆動側機器の動力によって回転する駆動側回転部材と、この駆動側回転部材の回転が伝達される従動側機器の従動側回転部材と、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、前記従動側機器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前記本体に延設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、前記本体の面に対して傾斜した傾斜片からなり、基端側が前記駆動側回転部材に固定される固定部を有し、先端側に前記連結片とは反対方向に傾斜し前記従動側回転部材と挾持板とによって離脱可能に挾持される接続部を有し、
   前記接続部を前記従動側回転部材と前記挾持板によって挟持して前記各連結片が前記駆動側回転部材側に弾性変形した状態において、前記本体と前記接続部との間隔が駆動側回転部材と従動側回転部材の間隔と略等しくなるように、前記連結片と前記接続部との折り曲げ角を設定した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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