JP2000205293A

JP2000205293A - 動力伝達機構

Info

Publication number: JP2000205293A
Application number: JP11007768A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kawaguchi; 真広川口; Hirohiko Tanaka; 洋彦田中; Akihito Uryu; 明史瓜生; Masahiko Okada; 昌彦岡田
Original assignee: Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1999-01-14
Filing date: 1999-01-14
Publication date: 2000-07-25
Also published as: DE10001258A1; US6234904B1

Abstract

(57)【要約】【課題】解放手段によってねじりバネの第１端部が規
制面から外された時に、解放された付勢手段の付勢力で
は第１端部の移動が停滞する状況において、この第１端
部に付与される移動力の不足を補うことが可能な動力伝
達機構を提供すること。【解決手段】乗り上げ部５１はロータ４１に形成され
ている。そして、過大な負荷トルクの解放時に、渦巻バ
ネ４７の外端部４７ａが、ロータ４１の内周面４１ｅに
引っ掛かって軸線Ｌ方向への移動が停滞する状況では、
ロータ４１と回転軸１６との相対回動によって、渦巻バ
ネ４７が乗り上げ部５１に乗り上げる。従って、外端部
４７ａに対して軸線Ｌ方向前方側への移動力が付与さ
れ、渦巻バネ４７の付勢手段としての付勢力のみによる
移動力の不足が補われ、外端部４７ａが軸線Ｌ方向前方
側へ移動される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転運動する動力
源側の第１回転体と被動機器側の第２回転体とを動力伝
達可能に連結する動力伝達機構に関する。詳しくは、例
えば、車両空調装置を構成する圧縮機に何らかの不具合
が生じて過大な負荷トルクが発生した場合に、車両エン
ジンからの動力伝達を遮断して過大な負荷トルクを解放
するための遮断機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の動力伝達機構としては、本出願
人によって、図８〜図１２に示すような、圧縮機に適用
されるトルクリミット機能を備えたプーリ100 が提案さ
れている（特願平９−３４２８５３号）。

【０００３】すなわち、図８及び図９に示すように、ロ
ータ101 は、圧縮機のハウジング201 に回転可能に支持
されている。車両エンジン202 からのベルト203 は、ロ
ータ101 に掛けられている。係合爪102 は、ロータ101
においてロータ内空間101aに設けられ、一部がロータ内
空間101a外に突出されている。係合凹所103 は、係合爪
102 においてプーリ100 の回転方向前方側の端面に、ロ
ータ内空間101aの内外にかけて凹設されている。係合凹
所103 は、プーリ100 の半径方向には開放されている
が、プーリ100 の軸線Ｌ方向には閉じられている。動力
伝達面103aは、係合凹所103 内において回転方向前方側
に向かって形成されている。規制面103bは、係合凹所10
3 内において軸線Ｌ方向後方側に向かって形成されてい
る。

【０００４】渦巻バネ104 は、ロータ101 と圧縮機の回
転軸204 との間に介在されている。渦巻バネ104 の外端
部104aは係合爪102 の係合凹所103 に嵌まり込み、動力
伝達面103aに当接係合されている。渦巻バネ104 の内端
部104bは、ロータ内空間101a外において回転軸204 に回
り止めされている。

【０００５】前記渦巻バネ104 は、図１１に示す状態が
自然状態であり、この渦巻が平面内に収まっている形態
では、外端部104aが係合爪102 に対して軸線Ｌ方向前方
側にずれている。従って、図８に示すように、プーリ10
0 の組み立て時には、渦巻バネ104 を軸線Ｌ方向に弾性
変形させる。これにより、渦巻バネ104 の外端部104a
を、内端部104bに対して軸線Ｌ方向後方側に移動させて
係合凹所103 に嵌め込んでいる。この状態で渦巻バネ10
4 は、自身によって外端部104aが軸線Ｌ方向前方側に付
勢され、この付勢力は外端部104aが規制面103bに当接す
ることで蓄積されている。

【０００６】解放プレート105 は、渦巻バネ104 よりも
軸線Ｌ方向前方側において回転軸204 に固定されてい
る。解放凸部105aは解放プレート105 に突設されてい
る。解放プレート105 は、解放凸部105aの軸線Ｌ周りで
の位置が、係合爪102 に対して回転方向前方側へずれる
ようにして回転軸204 に固定されている。

【０００７】さて、車両エンジン202 からの動力は、ベ
ルト203 、ロータ101 、係合爪102（動力伝達面103a）
及び渦巻バネ104 （外端部104aから内端部104b）を介し
て回転軸204 に伝達される。この動力伝達により、回転
軸204 には回転方向と逆側の負荷トルクが発生する。渦
巻バネ104 は、この負荷トルクの作用によりねじり変形
される。従って、ロータ101 と回転軸204 とは、ロータ
101 が回転軸204 に対して回転方向前方側に回動するよ
うにして相対回動される。その結果、ロータ101 側であ
る係合爪102 と、回転軸204 側である解放凸部105aとが
近づこうとする。

【０００８】前述した負荷トルクが、予め設定された所
定値を超えないような状況では、渦巻バネ104 のねじり
変形量が少なく、ロータ101 と回転軸204 との相対回動
量は少ない。このため、解放凸部105aは渦巻バネ104 の
外端部104aに近づき、さらには当接するものの圧接力が
過大となるには至らない。従って、渦巻バネ104 （外端
部104a）とロータ101 （動力伝達面103a）との当接係合
が維持され、車両エンジン202 から回転軸204 への動力
伝達は継続される。所定値を超えない範囲での負荷トル
クの変動は、渦巻バネ104 のねじり変形により緩和され
る。

【０００９】しかし、図１０に示すように、圧縮機側の
負荷トルクが何らかの要因により過大となって所定値を
超えると、渦巻バネ104 のねじり変形量が多くなり、ロ
ータ101 と回転軸204 との相対回動量が多くなる。ロー
タ101 と回転軸204 との相対回動量が多くなると、解放
凸部105aと渦巻バネ104 の外端部104aとの圧接力が過大
となり、動力伝達面103aの傾斜によって外端部104aに付
与される半径方向内側への移動力が大きくなる。従っ
て、渦巻バネ104 の外端部104aが、動力伝達面103aに沿
って半径方向内側に移動され、規制面103bから外れて渦
巻バネ104 の蓄積された付勢力が解放される。

【００１０】付勢力が解放された渦巻バネ104 は、図１
１に示す自然状態に復帰され、外端部104aが係合爪102
に対して軸線Ｌ方向前方側に移動して、ロータ内空間10
1a外へ完全に飛び出される。従って、ロータ101 （動力
伝達面103a）と渦巻バネ104（外端部104a）とが完全に
離脱され、プーリ100 におけるロータ101 側と回転軸20
4 側との間での動力伝達が遮断されて、過大な負荷トル
クが解放される。その結果、過大な負荷トルクの影響
が、車両エンジン202 に波及されることはない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図１１に示
すように前記渦巻バネ104 は、外径（軸線Ｌとこの軸線
Ｌから最も離れた外端部104aの外縁との間の距離）R1が
ロータ内空間101aの半径R2以上のものが、プーリ100 の
設計上の都合で積極的又は消極的に用いられる場合があ
る。この場合、渦巻バネ104 は、弾性変形により縮径変
化した状態で組み付けられて、外端部104aがロータ内空
間101aにおいて動力伝達面103aに当接係合されることと
なる。従って、圧縮機側の負荷トルクが所定値を超え、
渦巻バネ104 の軸線Ｌ方向前方側への付勢力が解放され
ると、渦巻バネ104 が縮径状態から復帰しようとし、外
端部104aがロータ101 の内周面101bに圧接しつつ軸線Ｌ
方向前方側に移動され、やがてはロータ内空間101a外へ
飛び出すこととなる。

【００１２】しかし、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に
示すように、渦巻バネ104 の軸線Ｌ方向前方側への付勢
力が弱かったり、外端部104aとロータ101 の内周面101b
との摩擦抵抗が大なること等から、外端部104aがロータ
101 の内周面101bに引っ掛かってしまうことがあった。
つまり、外端部104aは、解放された渦巻バネ104 の付勢
力では移動力不足で、軸線Ｌ方向前方側への移動が停滞
されていた。従って、外端部104aは、ロータ内空間101a
外に飛び出すことができなくて、ロータ101 と回転軸20
4 との相対回動によりロータ101 の内周面101b上を軸線
Ｌ回りでずり動き、異音や振動を発生させていた。さら
には、外端部104aが、反対側の係合爪102 の係合凹所10
3 に再係合してしまい、過大な負荷トルクを確実に解放
することができない問題も生じていた。

【００１３】本発明は、上記従来技術に存在する問題点
に着目してなされたものであって、その目的は、解放手
段によってねじりバネの第１端部が規制面から外された
時に、解放された付勢手段の付勢力では第１端部の移動
が停滞する状況において、この第１端部に付与される移
動力の不足を補うことが可能な動力伝達機構を提供する
ことにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明では、同軸位置に配置された動力源側
の第１回転体と被動機器側の第２回転体とを動力伝達可
能に連結する構成の動力伝達機構であって、一方の回転
体において回転方向に向かって形成された動力伝達面
と、第１端部が動力伝達面に当接係合されるとともに、
第２端部が他方の回転体に回り止めされ、動力伝達に際
して被動機器側に発生する負荷トルクによってねじり変
形することで、第１回転体と第２回転体との相対回動を
許容するねじりバネと、ねじりバネの第１端部を動力伝
達面から外れる方向に付勢する付勢手段と、一方の回転
体においてねじりバネの第１端部と対向形成され、付勢
手段に基づく第１端部の移動を当接規制する規制面と、
負荷トルクが所定値を超えて高まった場合には、ねじり
バネのねじり変形に基づいて第１端部を規制面に対して
移動させて規制面から外すことで付勢手段の付勢力を解
放する解放手段とを備え、前記一方の回転体には乗り上
げ部が設けられ、解放手段によってねじりバネの第１端
部が規制面から外された時に、解放された付勢手段の付
勢力では第１端部の移動が停滞する状況において、第１
回転体と第２回転体との相対回動によってねじりバネが
乗り上げ部に乗り上げることで、第１端部に対して付勢
手段の付勢力と同じ方向への移動力を付与する構成の動
力伝達機構である。

【００１５】請求項２の発明では、前記一方の回転体は
ロータよりなり、一方の回転体の内部には軸線回りにロ
ータ内空間が形成され、動力伝達面は一方の回転体にお
いてロータ内空間に形成され、ねじりバネは渦巻バネよ
りなり、付勢手段は渦巻バネの第１端部としての外端部
を回転体の軸線方向に付勢し、渦巻バネは外径がロータ
内空間の半径以上のものが弾性変形により縮径変化した
状態で、外端部が動力伝達面に当接係合されている構成
である。

【００１６】請求項３の発明では、前記乗り上げ部又は
ねじりバネにはガイド斜面が形成され、ねじりバネは第
１回転体と第２回転体との相対回動によってガイド斜面
を介して乗り上げ部に当接するとともに、ガイド斜面の
傾斜に案内されて乗り上げ部に乗り上げる構成である。

【００１７】（作用）上記構成の請求項１の発明におい
ては、被動機器側に発生する負荷トルクが、予め設定さ
れた所定値を超えないような状況では、ねじりバネのね
じり変形量は少ない。従って、解放手段がねじりバネの
第１端部を規制面から外すことはなく、第１端部と動力
伝達面との当接係合が維持され、動力源から被動機器へ
の動力伝達は継続される。所定値を超えない範囲での負
荷トルクの変動は、ねじりバネのねじり変形により緩和
される。

【００１８】ところが、被動機器側の負荷トルクが何ら
かの原因により過大となって所定値を超えると、ねじり
バネのねじり変形量が多くなる。従って、解放手段は、
ねじりバネの第１端部を規制面から外し、付勢手段の蓄
積された付勢力を解放する。この付勢手段の付勢力の解
放によって、第１端部が動力伝達面に対して移動され、
第１端部と動力伝達面との当接係合が解除されて、第１
回転体と第２回転体とが完全に離脱される。その結果、
動力源から被動機器への動力伝達が遮断されて、過大な
負荷トルクが解放される。

【００１９】さて、解放手段によってねじりバネの第１
端部が規制面から外された時に、解放された付勢手段の
付勢力では移動力不足で、第１端部の移動が停滞するこ
とがある。このような状況においては、第１回転体と第
２回転体との相対回動によってねじりバネが乗り上げ部
に乗り上げることで、第１端部に付勢手段と同じ方向へ
の移動力が付与され、付勢手段のみによる移動力の不足
が補われる。

【００２０】請求項２の発明においては、解放手段によ
って渦巻バネの外端部が規制面から外され、付勢手段の
付勢力が解放されると、渦巻バネが縮径状態から復帰し
ようとし、外端部が一方の回転体のロータ内空間におい
てその内周面に圧接しつつ軸線方向に移動されることと
なる。

【００２１】しかし、解放された付勢手段の付勢力では
移動力不足で、外端部がロータの内周面に引っ掛かって
しまい、外端部の軸線方向への移動が停滞することがあ
る。このような状況においては、第１回転体と第２回転
体との相対回動によって渦巻バネが乗り上げ部に乗り上
げることで、外端部に軸線方向への移動力が付与され、
付勢手段のみによる移動力の不足が補われる。

【００２２】請求項３の発明においては、解放手段によ
ってねじりバネの第１端部が規制面から外された時に、
解放された付勢手段の付勢力では移動力不足で、第１端
部の移動が停滞することがある。このような状況におい
ては、ねじりバネが、第１回転体と第２回転体との相対
回動によってガイド斜面を介して乗り上げ部に当接する
とともに、ガイド斜面の傾斜に案内されて乗り上げ部に
乗り上げることで、第１端部に付勢手段と同じ方向への
移動力が付与され、付勢手段のみによる移動力の不足が
補われる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の動力伝達機構を、
車両空調装置を構成して冷媒ガスの圧縮を行なう圧縮機
に適用されるトルクリミット機能を備えたプーリにおい
て具体化した第１及び第２実施形態について説明する。
なお、第２実施形態においては第１実施形態との相違点
についてのみ説明し、同様な部材には同じ番号を付して
説明を省略する。

【００２４】（第１実施形態）先ず、被動機器としての
圧縮機について説明する。図１に示すように、フロント
ハウジング１１はシリンダブロック１２の前端部に接合
固定されている。リヤハウジング１３はシリンダブロッ
ク１２の後端部に接合固定されている。クランク室１５
は、フロントハウジング１１とシリンダブロック１２と
により囲まれて区画形成されている。

【００２５】回転軸１６は、クランク室１５を通るよう
にフロントハウジング１１とシリンダブロック１２との
間で回転可能に架設支持されている。回転軸１６の前端
部は、フロントハウジング１１の前壁を貫通して外部へ
突出されている。ボス部１１ａはフロントハウジング１
１の外壁面に一体に突設され、回転軸１６の前端部を取
り囲む。

【００２６】本実施形態の特徴点であるトルクリミット
機能を備えたプーリ１８は、ボス部１１ａの外周側にア
ンギュラベアリング１９を介して回転可能に支持されて
いる。プーリ１８は回転軸１６に連結されている。プー
リ１８はベルト２０を介して、動力源としての車両エン
ジン２１に、電磁クラッチ等のクラッチ機構を介するこ
となく直結されている。従って、車両エンジン２１の起
動時には、ベルト２０及びプーリ１８を介して回転軸１
６が回転駆動される。

【００２７】斜板２３は、クランク室１５において回転
軸１６に一体回転可能に連結されている。シリンダボア
１２ａはシリンダブロック１２に貫設形成されている。
片頭型のピストン２５はシリンダボア１２ａに収容され
ている。ピストン２５は、シュー２６を介して斜板２３
の外周部に係留されている。回転軸１６の回転運動は、
斜板２３及びシュー２６を介してシリンダボア１２ａで
のピストン２５の往復運動に変換される。ピストン２５
のシリンダボア１２ａでの往復運動によって、冷媒ガス
の圧縮が行われる。

【００２８】回転軸付勢バネ１７はコイルバネよりな
り、回転軸１６の後端（図面右方）とシリンダブロック
１２との間に介在されている。回転軸付勢バネ１７は、
回転軸１６を軸線Ｌ方向前方側に付勢することで、各部
品の製造公差を吸収して軸線Ｌ方向前後のがたつきを抑
制する役割を担っている。

【００２９】次に、前記プーリ１８について詳述する。
図１及び図２に示すように、第１回転体としてのロータ
４１は、外周側に配置された外筒部４１ａと、内周側に
おいて外筒部４１ａと同軸位置に配置された内筒部４１
ｂとが、盤部４１ｃにより連結されてなる。ロータ４１
は、内筒部４１ｂを介してアンギュラベアリング１９の
外輪に止着されている。車両エンジン２１からのベルト
２０は、外筒部４１ａの外周に掛けられている。ロータ
内空間４１ｄは、外筒部４１ａ、内筒部４１ｂ及び盤部
４１ｃによって囲まれることで軸線Ｌ回りに形成され、
前方側に開放されている。

【００３０】係合部材４２は、基部４２ａの縁部に壁部
４２ｂが立設されてなり、この基部４２ａと壁部４２ｂ
とで断面「Ｌ」字形をなしている。一対の係合部材４２
は、ロータ内空間４１ｄに収容されるとともに、盤部４
１ｃの前端面において最外周位置に基部４２ａを以って
固定されている。従って、係合部材４２は、壁部４２ｂ
が基部４２ａの外縁部から軸線Ｌ方向前方側に突出する
ようにして配置されている。一対の係合部材４２は、軸
線Ｌ周りに１８０°の等間隔で配置されている。

【００３１】係合凹所４３は、係合部材４２において壁
部４２ｂに凹設されている。係合凹所４３は、プーリ１
８の半径方向には開放されているが、プーリ１８の回転
方向及び軸線Ｌ方向には閉じられている。従って、係合
部材４２において係合凹所４３内には、動力伝達面４３
ａ及び規制面４３ｂが形成されている。動力伝達面４３
ａは、ロータ内空間４１ｄにおいて回転方向前方側に向
かうとともに、係合凹所４３を半径方向内側に向かって
拡開するようにして、回転方向前後に傾斜されている。
規制面４３ｂは軸線Ｌ方向後方側に向かう。

【００３２】ブッシュ４６は回転軸１６の前端部に外嵌
固定されている。解放プレート４５は、ブッシュ４６よ
りも前方側において回転軸１６に固定されている。フラ
ンジ部４６ａは、ブッシュ４６においてロータ内空間４
１ｄ外に形成されている。一体回転可能な回転軸１６、
ブッシュ４６及び解放プレート４５は、第２回転体をな
している。

【００３３】解放凸部４５ａは、解放プレート４５にお
いて後端面の偏心位置に、軸線Ｌ方向後方側に向かって
突設されている。解放凸部４５ａは、軸線Ｌ周りにおい
て１８０°の等間隔で一対が設けられている。解放プレ
ート４５は、解放凸部４５ａの先端側が係合部材４２に
対して軸線Ｌ方向にずれなく、回転方向には前方側へず
れるようにして回転軸１６に固定されている。そして、
解放凸部４５ａは、係合部材４２に対する回転方向のず
れが解消された場合、軸線Ｌ方向の先端側が壁部４２ｂ
（動力伝達面４３ａ）の内周側近傍に位置される。

【００３４】ねじりバネとしての渦巻バネ４７は、第２
端部としての内端部４７ｂがブッシュ４６のフランジ部
４６ａに連結されている。つまり、内端部４７ｂは、ロ
ータ内空間４１ｄ外で回転軸１６に回り止めされてい
る。渦巻バネ４７は同じものが二つ使用され、一方の渦
巻バネ４７と他方の渦巻バネ４７は、軸線Ｌ回りに１８
０°ずれた位置関係にある。従って、両渦巻バネ４７間
では、第１端部としての外端部４７ａ、及び内端部４７
ｂが、それぞれ軸線Ｌ周りに１８０°の等間隔で配置さ
れている。

【００３５】図２に示すように、前記各渦巻バネ４７
は、外端部４７ａから内端部４７ｂに向かって反時計回
り方向に渦を描いている。従って、渦巻バネ４７は、例
えば、内端部４７ｂを固定した状態で外端部４７ａに時
計回り方向への力が作用されると、渦のピッチが狭まっ
て縮径変化する。

【００３６】前記各渦巻バネ４７の外端部４７ａは、渦
巻線から半径方向外側に突出する凸状をなしている。各
渦巻バネ４７は、外端部４７ａが係合部材４２の係合凹
所４３に嵌まり込み、係合凹所４３の動力伝達面４３ａ
に当接することで、ロータ４１に対して動力伝達可能に
係合されている。

【００３７】前記渦巻バネ４７は、図５に示す状態が自
然状態であり、この渦巻が平面内に収まっている形態で
は、外端部４７ａが係合凹所４３に対して軸線Ｌ方向前
方側にずれてロータ内空間４１ｄ外に位置されている。
従って、図１に示すように、プーリ１８の組み立て時に
は、各渦巻バネ４７を軸線Ｌ方向に弾性変形させる。こ
れにより、各渦巻バネ４７の外端部４７ａを、フランジ
部４６ａに対して軸線Ｌ方向後方側に移動させて、対応
する係合凹所４３に嵌め込んでいる。渦巻バネ４７は、
軸線Ｌ方向に弾性変形された状態で組み込まれることで
付勢手段を構成する。この状態で渦巻バネ４７は、外端
部４７ａが軸線Ｌ方向前方側に付勢され、この付勢力は
外端部４７ａが規制面４３ｂに当接することで蓄積され
ている。図５に示すように、前記渦巻バネ４７は、自然
状態ではロータ内空間４１ｄの半径R2以上に外径（軸線
Ｌとこの軸線Ｌから最も離れた外端部４７ａの外縁との
間の距離）R1の大きいものが用いられている。従って、
渦巻バネ４７は、ねじり変形により縮径変化した状態で
組み付けられて、外端部４７が係合凹所４３に嵌め込ま
れている。

【００３８】さて、車両エンジン２１からの動力は、ベ
ルト２０、ロータ４１、係合部材４２、渦巻バネ４７及
びブッシュ４６を介して回転軸１６に伝達される。この
動力伝達により、回転軸１６には回転方向と逆側の負荷
トルクが発生する。各渦巻バネ４７は、この負荷トルク
の作用によりねじり変形される。

【００３９】図３に示すように、前述した負荷トルク
が、予め設定された所定値を超えないような状況では、
渦巻バネ４７のねじり変形量は少ない。従って、渦巻バ
ネ４７の縮径変化量は少なく、外端部４７ａに付与され
る半径方向内側への移動力は小さい。また、動力伝達面
４３ａから外端部４７ａへの伝達トルク（前記負荷トル
クに比例する）が、動力伝達面４３ａの回転方向前後の
傾斜によって、外端部４７ａに付与する半径方向内側へ
の移動力も小さい。さらには、ロータ４１と回転軸１６
との相対回動量が少ないと、解放凸部４５ａと外端部４
７ａとが当接しないか、或いは当接したとしても圧接力
が過大となることはない。

【００４０】このため、外端部４７ａが動力伝達面４３
ａから外れる程に半径方向内側へ移動することはなく、
外端部４７ａと動力伝達面４３ａとの当接係合が維持さ
れ、車両エンジン２１から回転軸１６への動力伝達は継
続される。所定値を超えない範囲での負荷トルクの変動
は、渦巻バネ４７のねじり変形により緩和される。

【００４１】ところが、図４に示すように、圧縮機側の
負荷トルクが何らかの要因により過大となって所定値を
超えると、渦巻バネ４７のねじり変形量が多くなり、渦
巻バネ４７の縮径変化量が多くなる。渦巻バネ４７の縮
径変化量が多くなると、それにより外端部４７ａに付与
される半径方向内側への移動力が大きくなる。また、伝
達トルクが、動力伝達面４３ａの傾斜によって外端部４
７ａに付与する半径方向内側への移動力が大きくなる。
さらには、ロータ４１と回転軸１６との相対回動量が多
くなると、解放凸部４５ａと外端部４８との圧接力が過
大となる。

【００４２】このため、外端部４７ａが、半径方向内側
に大きく移動されて動力伝達面４３ａから外れる。図４
において二点鎖線で示すように、動力伝達面４３ａから
外れた外端部４７ａは、ロータ４１と回転軸１６との相
対回動によって規制面４３ｂから回転方向後方側に外
れ、従って、蓄積されていた渦巻バネ４７の軸線Ｌ方向
前方側への付勢力が解放される。つまり、本実施形態に
おいては、負荷トルクの作用により縮径変化可能な巻き
方向を有する渦巻バネ４７、回転方向前後に傾斜された
動力伝達面４３ａ、及び解放凸部４５ａが解放手段を構
成している。

【００４３】付勢力が解放された渦巻バネ４７は、図５
に示す自然状態に復帰され、外端部４７ａが係合部材４
２に対して軸線Ｌ方向前方側に移動される。このとき、
渦巻バネ４７は、半径方向内側に移動されていた外端部
４７ａが外側に向かって復帰移動するが、外端部４７ａ
はロータ内空間４１ｄ外に位置して係合凹所４３（動力
伝達面４３ａ）とは軸線Ｌ方向にずれた状態にあるため
に再係合することはない。このように、渦巻バネ４７と
係合凹所４３とが完全に離脱され、プーリ１８における
ロータ４１側と回転軸１６側との間での動力伝達が遮断
されて、過大な負荷トルクが解放される。その結果、過
大な負荷トルクの影響が、車両エンジン２１に波及され
ることはない。

【００４４】次に、本実施形態の特徴点について説明す
る。上述したように渦巻バネ４７は、ねじり変形により
縮径変化した状態で組み付けられて、外端部４７ａが係
合凹所４３に嵌め込まれている。従って、過大な負荷ト
ルクの解放時に、外端部４７ａが規制面４３ｂから外さ
れると、渦巻バネ４７が縮径状態から復帰しようとする
力で、外端部４７ａがロータ４１の内周面４１ｅに圧接
しつつ軸線Ｌ方向前方側に移動され、やがてはロータ内
空間４１ｄ外へ飛び出すこととなる。

【００４５】しかし、渦巻バネ４７の軸線Ｌ方向前方側
への付勢力が弱かったり、外端部４７ａとロータ４１の
内周面４１ｅとの摩擦抵抗が大なること等から、外端部
４７ａがロータ４１の内周面４１ｅに引っ掛かってしま
うことがある。このため、外端部４７ａは、解放された
渦巻バネ４７の付勢力では移動力不足で、軸線Ｌ方向前
方側に移動することができずに、従って、ロータ内空間
４１ｄ外へ飛び出すことができない。

【００４６】なお、渦巻バネ４７の軸線Ｌ方向前方側へ
の付勢力が弱く設定されている理由としては、例えば、
この付勢力（回転軸１６を軸線Ｌ方向後方側に付勢す
る）に対抗して回転軸１６を軸線Ｌ方向前方側に付勢す
る回転軸付勢バネ１７の付勢力を弱く設定することがで
きるからである。回転軸付勢バネ１７の付勢力を弱く設
定できれば、その小型化を図ることができて圧縮機の小
型化に貢献される。また、外端部４７ａとロータ４１の
内周面４１ｅとの摩擦抵抗が大なる理由としては、例え
ば、製造コスト低減のために、外端部４７ａ及びロータ
４１の少なくとも一方の接触面が、至極滑らかに処理さ
れていないこと等が挙げられる図２及び図５に示すよう
に、本実施形態においては、乗り上げ部５１がロータ４
１に形成されている。乗り上げ部５１は、係合部材４２
においてロータ内空間４１ｄ外に突出する壁部４２ｂの
先端内縁部を、半径方向内側に延出することで一体形成
されている。ガイド斜面５２は渦巻バネ４７に形成され
ている。ガイド斜面５２は、軸線Ｌ方向後方側への弾性
変形により軸線Ｌに対して渦巻方向前後に傾斜した渦巻
バネ４７の後端面が構成する。

【００４７】図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、
過大な負荷トルクの解放時に、渦巻バネ４７の外端部４
７ａが、ロータ４１の内周面４１ｅに引っ掛かって軸線
Ｌ方向前方側への移動が停滞する状況では、ロータ４１
（係合部材４２）と回転軸１６（渦巻バネ４７）との相
対回動によって、渦巻バネ４７が係合部材４２の乗り上
げ部５１に乗り上げる。つまり、渦巻バネ４７において
外端部４７ａに近い渦巻部分が、ロータ４１と回転軸１
６との相対回動によって、ガイド斜面５２を介して乗り
上げ部５１の角部５１ａに当接するとともに、ガイド斜
面５２の傾斜に案内されて軸線Ｌ方向前方側へ強制的に
移動させられる。従って、この強制移動部分に連結する
外端部４７ａに対しても軸線Ｌ方向前方側への移動力が
付与され、渦巻バネ４７の付勢手段としての付勢力のみ
による移動力の不足が補われる。その結果、外端部４７
ａが軸線Ｌ方向前方側へ移動され、やがては外端部４７
ａ自身が乗り上げ部５１に直接乗り上げて内周面４１ｅ
との接触状態が解除され、渦巻バネ４７の付勢力によっ
てロータ内空間４１外へ飛び出される。

【００４８】なお、本実施形態において渦巻バネ４７及
び係合部材４２は、同じもの二つが軸線Ｌ回りにおいて
１８０°ずれた状態で配置されている。従って、各渦巻
バネ４７が乗り上げる乗り上げ部５１は、自身が先ほど
まで係合していた係合部材４２のものではなく、他方の
渦巻バネ４７が係合していた係合部材４２のものであ
る。

【００４９】上記構成の本実施形態においては、次のよ
うな効果を奏する。（１）上述したように、過大な負荷トルクの解放時に
は、確実に外端部４７ａを軸線Ｌ方向前方側に移動させ
てロータ内空間４１ｄ外へ飛び出させることができる。
従って、外端部４７ａが、ロータ４１の内周面４１ｅに
対して軸線Ｌ回りでずり動くことに伴う、異音や振動の
発生を短時間で解消することができるし、係合凹所４３
から一旦離脱した外端部４３ａが、反対側の係合部材４
２の壁部４２ｂに乗り上げて係合凹所４３に再係合して
しまうこともなく、過大な負荷トルクを確実に解放する
ことができる。

【００５０】（２）ガイド斜面５２が渦巻バネ４７に形
成されている。渦巻バネ４７は、乗り上げ部５１に乗り
上げる際、ガイド斜面５２を介して乗り上げ部５１に当
接するとともに、ガイド斜面５２の傾斜に案内されて軸
線Ｌ方向前方側へ強制的に移動させられる。従って、渦
巻バネ４７を乗り上げ部５１に対して確実に乗り上げさ
せることができ、外端部４７ａを軸線Ｌ方向前方側に確
実に移動させることができる。

【００５１】（３）係合部材４２はロータ４１と別個に
製作され、後の工程にてロータ４１に対して組み付けら
れている。動力伝達面４３ａ、規制面４３ｂ及び乗り上
げ部５１は、それぞれ係合部材４２に形成されている。
従って、これらをロータ４１に直接形成することと比較
して、ロータ４１の形状が複雑となることを防止でき、
その製作が容易となる。

【００５２】（４）渦巻バネ４７は、ねじり変形により
縮径変化された状態で組み付けられて、外端部４７ａが
係合凹所４３に嵌め込まれている。従って、次のような
効果を奏する。つまり、渦巻バネ４７は、次のような効
果を狙って、外径R1がロータ内空間４１ｄの半径R2以上
のものが積極的に用いられ、ねじり変形により縮径変化
された状態で組み付けられている。

【００５３】（4-1 ）外端部４７ａには、半径方向外側
への付勢力、つまり、回転方向前後に傾斜された動力伝
達面４３ａに対して押し付けられる方向への付勢力が作
用されている。従って、車両エンジン２１の停止時にお
いて、外端部４７ａが動力伝達面４３ａから浮き上がる
ことを防止でき、次回の車両エンジン２１の起動時に、
外端部４７ａと動力伝達面４３ａとが衝撃的に衝突して
異音や振動が発生することを防止できる。

【００５４】（4-2 ）渦巻バネ４７として、自然状態で
はロータ内空間４１ｄから外端部４７ａの外縁がはみ出
る程に外径R1が大きいものも使用でき、設計の自由度が
増す。別の見方をすれば、例えば、自然状態で同じ外径
R1の渦巻バネが、縮径変化していない状態でその外端部
が係合凹所４３に嵌め込まれる構成と比較して、係合部
材４２を軸線Ｌ側に寄せて配置することができ、ロータ
４１の小型化を図り得る。

【００５５】（５）渦巻バネ４７は、軸線Ｌ方向に弾性
変形した状態で組み込まれることで付勢手段を兼ねてい
る。従って、プーリ１８の部品点数を低減できて、構成
の簡素化を図り得る。

【００５６】（６）ガイド斜面５２は、軸線Ｌ方向への
弾性変形により軸線Ｌに対して渦巻方向前後に傾斜した
渦巻バネ４７の後端面が構成する。従って、ガイド斜面
５２として専用のものを形成する必要がなく、その形成
手間が省ける。

【００５７】（７）渦巻バネ４７及び係合部材４２は、
同じもの二つが軸線Ｌ回りにおいて１８０°ずれた状態
で配置されている。従って、各渦巻バネ４７が乗り上げ
る乗り上げ部５１は、自身が先ほどまで係合していた係
合部材４２のものではなく、他方の渦巻バネ４７が係合
していた係合部材４２のものである。このため、外端部
４７ａが係合部材４２から外れた渦巻バネ４７を、ロー
タ４１と回転軸１６との少ない相対回動量で乗り上げ部
５１に乗り上げさせることができた。その結果、外端部
４７ａを速やかにロータ内空間４１ｄ外に飛び出させる
ことができて、外端部４７ａがロータ４１の内周面４１
ｅに対して軸線Ｌ回りでずり動くことに伴う、異音や振
動の発生をさらに短時間で解消することができる。

【００５８】つまり、例えば、渦巻バネ４７が一つのみ
配置されている場合には、自身が先ほどまで係合してい
た係合部材４２の乗り上げ部５１に乗り上げることとな
るが、この乗り上げまでにはロータ４１と回転軸１６と
が３６０°に近く相対回動されなくてはならない。しか
し、本実施形態においては、ロータ４１と回転軸１６と
が１８０°に近く相対回動するのみで、渦巻バネ４７を
乗り上げ部５１に乗り上げさせることができるのであ
る。

【００５９】（第２実施形態）図７（ａ）及び図７
（ｂ）においては第２実施形態を示す。本実施形態にお
いて乗り上げ部５３は、係合部材４２と別個に設けられ
ている。すなわち、乗り上げ部５３は、ロータ４１にお
いて盤部４１ｃの前端面に一体に突設されている。乗り
上げ部５３は、ロータ内空間４１ｄにおいて最外周付近
に配置されている。乗り上げ部５３は、係合部材４２に
対して回転方向後方側に少しだけずらして配置されてい
る。ガイド斜面５３ａは、ロータ内空間４１ｄにおいて
乗り上げ部５３に形成されている。ガイド斜面５３ａは
係合部材４２に向かうとともに、軸線Ｌに対して回転方
向前後に傾斜されている。

【００６０】そして、図７（ａ）及び図７（ｂ）におい
て二点鎖線で示すように、過大な負荷トルクの解放時
に、渦巻バネ４７の外端部４７ａが、ロータ４１の内周
面４１ｅに引っ掛かって軸線Ｌ方向前方側への移動が停
滞する状況では、ロータ４１と回転軸１６との相対回動
によって、渦巻バネ４７の外端部４７ａが乗り上げ部５
３に直接乗り上げる。つまり、渦巻バネ４７の外端部４
７ａが、ロータ４１と回転軸１６との相対回動によっ
て、ガイド斜面５３ａを介して乗り上げ部５３に当接す
るとともに、ガイド斜面５３ａの傾斜に案内されて軸線
Ｌ方向前方側へ強制的に移動させられて、やがてはロー
タ内空間４１外へ飛び出される。

【００６１】上記構成の本実施形態においては、乗り上
げ部５３が係合部材４２と別個に設けられている。従っ
て、乗り上げ部５３のロータ４１における形成位置が、
動力伝達面４３ａ及び規制面４３ｂの形成位置（係合部
材４２の配置位置）に影響されることを軽減でき、乗り
上げ部５３の配置位置の設定の自由度が高められる。例
えば、本実施形態においては、乗り上げ部５３を係合部
材４２に対して回転方向後方側にずらして配置し、外端
部４７ａが係合部材４２から外れた渦巻バネ４７を、ロ
ータ４１と回転軸１６とのごく少ない相対回動量で乗り
上げ部５３に乗り上げさせるように構成することができ
た。その結果、外端部４７ａをさらに速やかにロータ内
空間４１ｄ外に飛び出させることができて、外端部４７
ａがロータ４１の内周面４１ｅに対して軸線Ｌ回りでず
り動くことに伴う、異音や振動の発生を瞬時に解消する
ことができる。

【００６２】なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で
以下の態様でも実施できる。 ○上記実施形態において、使用する渦巻バネ４７の数
を、二つ以外とすること。例えば、一つ使用した場合に
はプーリ１８の構成を簡素化できる。例えば、上記第１
実施形態において三つ、四つ或いは五つ等の三つ以上使
用した場合には、外端部４７ａが係合部材４２から外れ
た渦巻バネ４７を、ロータ４１と回転軸１６とのさらに
少ない相対回動量で乗り上げ部５１に乗り上げさせるこ
とができる。

【００６３】○ねじりバネとしては渦巻バネ４７以外に
も、例えば、コイルバネが挙げられる。 ○プーリ１８に電磁クラッチを付加すること。

【００６４】○上記構成のプーリ１８を、他のピストン
式圧縮機としての、例えば、ワッブルタイプの圧縮機
や、ウエーブカムタイプの圧縮機、さらには、両頭ピス
トンタイプの圧縮機等に適用しても良い。また、ピスト
ン式圧縮機に適用が限定されるものではなく、スクロー
ルタイプの圧縮機やベーンタイプの圧縮機等のロータリ
式圧縮機に適用しても良い。

【００６５】○被動機器としては、例えば、上記車両空
調用圧縮機以外の車両エンジンの補機として、油圧式パ
ワーステアリング装置の油圧ポンプやオルタネータ等が
挙げられる。

【００６６】上記実施形態から把握できる技術的思想に
ついて記載する。（１）前記ねじりバネ４７は弾性変形した状態で組み込
まれることで付勢手段を兼ねている請求項１〜３のいず
れかに記載の動力伝達機構。

【００６７】このようにすれば、ねじりバネ４７が付勢
手段を兼ねることで、動力伝達機構の部品点数を低減で
きて構成の簡素化を図り得る。（２）前記一方の回転体４１には別体の係合部材４２が
固定され、前記動力伝達面４３ａ、規制面４３ｂ及び乗
り上げ部５１は係合部材４２に形成されている請求項１
〜３又は前記（１）のいずれかに記載の動力伝達機構。

【００６８】このようにすれば、動力伝達面４３ａ、規
制面４３ｂ及び乗り上げ部５１を直接形成しなくとも良
い一方の回転体４１の形状を簡単にできる。

【００６９】

【発明の効果】上記構成の本発明によれば、解放手段に
よってねじりバネの第１端部が規制面から外された時
に、解放された付勢手段の付勢力では第１端部の移動が
停滞する状況において、この第１端部に付与される移動
力の不足を補うことができ、確実に第１端部を移動させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】圧縮機の破断図。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。

【図３】動力伝達の遮断動作を説明する要部拡大断面
図。

【図４】動力伝達の遮断動作を説明する要部拡大断面
図。

【図５】動力伝達が遮断された状態を示すプーリ付近
の縦断面図。

【図６】乗り上げ部の作用を説明する図であり、
（ａ）はプーリの横断面図、（ｂ）は図６（ａ）のＢ−
Ｂ線断面図。

【図７】第２実施形態を示す図であり、（ａ）は乗り
上げ部の作用を説明する要部拡大断面図、（ｂ）は図７
（ａ）のＣ−Ｃ線断面図。

【図８】従来の動力伝達機構を示す縦断面図。

【図９】図８のＤ−Ｄ線断面図。

【図１０】動力伝達の遮断動作を説明する要部拡大断
面図。

【図１１】動力伝達が遮断された状態を示すプーリ付
近の縦断面図。

【図１２】解放された渦巻バネの付勢力では外端部の
移動が停滞する状況を説明する図であり、（ａ）はプー
リの横断面図、（ｂ）は図１２（ａ）のＥ−Ｅ線断面
図。

【符号の説明】

１６…第２回転体としての回転軸、４１…第１回転体と
してのロータ、４３ａ…解放手段を兼ねる動力伝達面、
４３ｂ…規制面、４５ａ…解放手段を構成する解放凸
部、４７…付勢手段及び解放手段を兼ねるねじりバネと
しての渦巻バネ、４７ａ…第１端部としての外端部、４
７ｂ…第２端部としての内端部、５１…乗り上げ部。

フロントページの続き (72)発明者瓜生明史愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機製作所内 (72)発明者岡田昌彦愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同軸位置に配置された動力源側の第１回
転体と被動機器側の第２回転体とを動力伝達可能に連結
する構成の動力伝達機構であって、一方の回転体において回転方向に向かって形成された動
力伝達面と、第１端部が動力伝達面に当接係合されるとともに、第２
端部が他方の回転体に回り止めされ、動力伝達に際して
被動機器側に発生する負荷トルクによってねじり変形す
ることで、第１回転体と第２回転体との相対回動を許容
するねじりバネと、ねじりバネの第１端部を動力伝達面から外れる方向に付
勢する付勢手段と、一方の回転体においてねじりバネの第１端部と対向形成
され、付勢手段に基づく第１端部の移動を当接規制する
規制面と、負荷トルクが所定値を超えて高まった場合には、ねじり
バネのねじり変形に基づいて第１端部を規制面に対して
移動させて規制面から外すことで付勢手段の付勢力を解
放する解放手段とを備え、前記一方の回転体には乗り上げ部が設けられ、解放手段
によってねじりバネの第１端部が規制面から外された時
に、解放された付勢手段の付勢力では第１端部の移動が
停滞する状況において、第１回転体と第２回転体との相
対回動によってねじりバネが乗り上げ部に乗り上げるこ
とで、第１端部に対して付勢手段の付勢力と同じ方向へ
の移動力を付与する構成の動力伝達機構。
【請求項２】前記一方の回転体はロータよりなり、一
方の回転体の内部には軸線回りにロータ内空間が形成さ
れ、動力伝達面は一方の回転体においてロータ内空間に
形成され、ねじりバネは渦巻バネよりなり、付勢手段は
渦巻バネの第１端部としての外端部を回転体の軸線方向
に付勢し、渦巻バネは外径がロータ内空間の半径以上の
ものが弾性変形により縮径変化した状態で、外端部が動
力伝達面に当接係合されている構成の請求項１に記載の
動力伝達機構。
【請求項３】前記乗り上げ部又はねじりバネにはガイ
ド斜面が形成され、ねじりバネは第１回転体と第２回転
体との相対回動によってガイド斜面を介して乗り上げ部
に当接するとともに、ガイド斜面の傾斜に案内されて乗
り上げ部に乗り上げる構成の請求項１又は２に記載の動
力伝達機構。