JP2009250303A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異物の侵入を抑えることにより高い動作信頼性を提供する動力伝達装置を提供すること。
【解決手段】動力伝達装置は、被駆動装置から突出するシャフト４と結合するボス部２２と、ボス部２２の周囲に環状に設けられたインナーリング２３と、インナーリング２３とボス部２２とを繋ぐ連結部２４とを備えるインナーハブ２１と、インナーハブ２１の外周側に配置された弾性部材２６と、弾性部材２６と一体に回転するプーリ１とを備え、連結部２４には複数の円弧状の孔２５ａが所定の間隔をあけて環状に設けられる。動力伝達装置は、ボス部２２又はインナーリング２３の少なくとも一方に固定され、複数の円弧状の孔２５ａを軸方向から見えないように覆うカバー３を有し、カバー３には治具１００が係合可能な治具係合部３４を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、トルクリミッタ機能を有する動力伝達装置に関するものであり、特にエンジン等の外部動力源からベルト等を介して運転される車両用空調装置の冷媒圧縮機に適用して好適な動力伝達装置に関するものである。

エンジン又は電動機等からベルト等を介して冷媒圧縮機に動力を伝達する動力伝達装置として特許文献１に記載されたものが知られている。この種の動力伝達装置には、冷媒圧縮機の回転軸がロックした場合に生じる過大トルクを遮断するトルクリミッタが通常設けられており、特許文献１に記載されたトルクリミッタは圧縮機の回転軸の細径部として形成されていて、前記細径部が過大トルクを受けたとき優先的に破断する構造となっている。

一方、トルクリミッタをハブの円盤状部分に設けた動力伝達装置も考えられ、そのような場合はハブの円盤状部分に貫通穴を開けることによって易破断部を形成している。図１１及び図１２はそのような動力伝達装置に、ハブ脱落防止板３０３を組みつけた状態を表す図である。図１１は冷媒圧縮機のフロント側から見た図であり、図１２は図１１のＣ−Ｃ切断線による縦断面図である。図１１および図１２に記載の動力伝達装置は、ベルトが巻き掛けられるプーリ３０１と、プーリ３０１から冷媒圧縮機の回転軸３０４へトルクを伝達するハブ３０２とを具備している。ハブ３０２は、その中心のボス部３２２において回転軸３０４とスプライン嵌合し、さらに回転軸３０４にねじ込まれる固定ボルト３０９によって軸方向に固定される。ハブ３０２には３個の円弧状の穴３２５ａとそれら穴の間の易破断部３２５ｂからなるトルクリミッタ部３２５が設けられており、ハブ３０２に過大なトルクが作用したときに前記トルクリミッタ部３２５の易破断部３２５ｂが破断してトルクの伝達経路を絶つように作られている。また、易破断部３２５ｂが破断したとき、ハブ３０２の外周側が脱落しないように、それの移動を抑える脱落防止板３０３がハブ３０２に固定されている。

ところで、ハブ３０２を回転軸に固定するために固定ボルト３０９を締め付けるとき、回転軸３０４及びハブ３０２の回転を止める必要があり、このために図４に示されるような回り止め治具１００が用いられる。例えばボックスレンチ（不図示）を使って人力で固定ボルト３０９を締め付ける場合、ボックスレンチの先端部を回り止め治具１００の中心穴１０４を通して固定ボルト３０９の頭部に装着する一方で、回り止め治具１００の３本のピン１０２を脱落防止板３０３にトルク支持部として設けられた３個の穴３３４に挿入することにより、固定ボルト３０９の締め付けに伴って発生する回転力を回り止め治具１００に支持させて、脱落防止板３０３及び従ってハブ３０２と回転軸３０４の回転を止めている。

特開２００４−２３９１８６号公報

図１１及び図１２に示したタイプの動力伝達装置では、脱落防止板３０３の３個の穴３３４からトルクリミッタ部３２５の３個の円弧状の穴３２５ａを通してハブ３０２の内側の例えば軸受３０５あるいは回転軸の軸封鎖装置３０８へダスト及び水等の異物が浸入して、軸受３０５あるいは軸封装置３０８の故障を引き起こすおそれがあった。

本発明は、前述した従来技術の課題に鑑みてなされたもので、その目的は、リミッタを形成する円弧状の孔から、内部への異物の侵入を抑えることにより高い動作信頼性を提供する動力伝達装置を実現することである。

本発明は、上記課題を達成するための技術的手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載の動力伝達装置を提供する。

請求項１に記載された発明は、被駆動装置から突出するシャフトと結合するボス部と、前記ボス部の周囲に環状に設けられたインナーリングと、前記インナーリングと前記ボス部とを繋ぐ連結部とを備えるインナーハブと、前記インナーハブの外周側に配置された弾性部材と、前記弾性部材と一体に回転するプーリとを備える動力伝達装置であって、前記連結部には複数の円弧状の孔が所定の間隔をあけて環状に設けられ、前記ボス部又は前記インナーリングの少なくとも一方に固定され、前記複数の円弧状の孔を軸方向から見えないように覆うカバーを有し、前記カバーには治具が係合可能な治具係合部を備えることを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によれば、複数の円弧状の孔がカバーによって軸方向から見えないように覆われているので、該円弧状の孔を通してダスト及び水等の異物が内側に侵入することを抑えられる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、カバーが、ボス部に固定された円筒部と、前記円筒部から径方向に延びるフランジ部とから構成され、治具係合部は、前記フランジ部に設けられている。これにより、カバーの円筒部をボス部に圧入する簡易な固定構造も可能になり、またフランジ部によって円弧状の孔を覆うことができる。

請求項２に記載の発明において、治具係合部は、前記フランジ部の軸方向端面に設けられた複数の凹部から構成でき、さらに、フランジ部の外周に設けられたものから構成してもよい。

請求項２ないし４のいずれかに記載の発明において、フランジ部は、前記複数の円弧状の孔よりも径方向外側に延び出している。これにより、複数の円弧状の孔がフランジ部によって軸方向から見えないように覆われる。

請求項６に記載の発明は、被駆動装置から突出するシャフトと結合するボス部と、前記ボス部の周囲に環状に設けられたインナーリングと、前記インナーリングと前記ボス部とを繋ぐ連結部とを備えるインナーハブと、インナーハブの外周側に配置された弾性部材と、弾性部材と一体に回転するプーリとを備える動力伝達装置であって、連結部には複数の円弧状の孔が所定の間隔をあけて環状に設けられ、ボス部又は前記インナーリングのいずれか一方に固定され、前記複数の円弧状の孔を軸方向から見えないように覆うカバーを有し、ボス部又は前記インナーリングの他方には、治具が系合可能な治具係合部を備えることを特徴とするものである。

請求項６に記載の発明によれば、複数の円弧状の孔がカバーによって軸方向から見えないように覆われているので、該円弧状の孔を通してダスト及び水等の異物が内側に侵入することを抑えられる。

なお、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。

（第１の実施形態）
以下、本発明の好適な第１の実施形態について図面を参照しながら説明する。本発明の動力伝達装置は、車両用空調装置の圧縮機に組み付けて用いるのに好適なものであり、以下の説明では、圧縮機に組み付けられたものとして説明するが、本発明の動力伝達装置は圧縮機以外の回転機器にも適宜利用可能である。図１は本発明の実施形態に係る動力伝達装置を圧縮機のフロント側から見た側面図であり、図２は図１のＡ−Ａ切断線における縦断面図であり、図３は図２の中心部の拡大図である。

本発明の動力伝達装置は、エンジンや電動機から駆動力を得る駆動側回転部材であるプーリ１と、プーリ１から圧縮機の回転軸４へトルクを伝達する被駆動側回転部材であるハブ２と、ハブ２に固定されたカバー３とを具備している。このプーリ１、ハブ２、及びカバー３は回転軸４に対して同軸に設けられている。

図２に示されるように、プーリ１は、その外周部に図示しないベルトが掛けられて動力を受けるリム部１１と、軸受５を保持するために内周側で円環状に軸方向に延びる軸受保持部１２と、リム部１１と軸受保持部１２とを連結するプーリ連結部１３と、ハブ２を連結するために、プーリ連結部１３から回転軸４の先端側に環状に突出した環状リブ部１４とを有している。プーリ１は、圧縮機のケーシング６の一端側に設けられたボス部６１に軸受５及びスリーブリング付き留輪７を介して回転可能に装着されている。このプーリ１は、好適には熱硬化性の合成樹脂で成形されており、通常はプーリ１、スリーブリング付き留輪７、及び軸受５はインサート成形により一体化している。また、ケーシング６と回転軸４は、軸封装置８によって密封されており、冷媒やオイル等が外部に漏れるのが防止される。

プーリ１の環状リブ部１４の内周側にはハブ２と凹凸嵌合するための、本実施形態の場合、図１に示されるように、２０個の円環状に配置された一連の凸部１５が形成されている。

圧縮機の回転軸４の先端部は、ケーシング６から図２のフロント側へ突出しており、先端側から順に、スプライン軸として成形された先端軸部４１、前記先端軸部４１より小径の小径軸部４２、及び先端軸部４１より大径で平滑な表面を有し軸封装置が装着される基端軸部４３を有している。

ハブ２は、インナーハブ２１と、ゴム等の弾性材料から形成されたトルク伝達及び緩衝用の弾性部材２６とから構成されている。インナーハブ２１は、回転軸４の先端軸部４１のスプライン軸に嵌合するスプライン穴２２ａ及びこのスプライン穴２２ａより先端側に且つ大径に形成された凹部２２ｂを中心に有するボス部２２と、弾性部材２６に結合される周壁であるリング部２３と、前記ボス部２２とリング部２３との間に半径方向に延在してそれらを連結する円板状の連結部２４とから形成されている。また、インナーハブの連結部２４には、過大トルクが作用したとき力の伝達経路を遮断するトルクリミッタ部２５が設けられており、このトルクリミッタ部２５は、一つの円周上に約１１５度の角度的長さを有して等間隔に設けられた３つの円弧状穴２５ａと各円弧状穴２５ａの間に残された狭隘な領域である易破断部２５ｂとから構成され、前記易破断部２５ｂが、過大トルクを受けたときに剪断破壊される。

弾性部材２６は、プーリ１の環状リブ部１４の高さと概ね等しい厚さを有する比較的肉厚の円板状に形成され、中心にインナーハブ２１に結合する中心穴を有し、外周部にはプーリ１の環状リブ部１４の２０箇所の凸部に凹凸嵌合するための２０箇所の凹部２７が形成されている。また弾性部材２６は、本実施形態の場合接着によりインナーハブ２１に結合されている。

ハブ２は、外周側でプーリ１と凹凸嵌合する一方で、中心側でスプライン穴２２ａが圧縮機回転軸４の先端軸部４１のスプライン軸と凹凸嵌合することにより、プーリ１と回転軸４の間のトルクの伝達を可能にする。またハブ２は、回転軸４に装着されて、回転軸４の先端面から中心軸線に沿って形成された雌ねじ穴４４に螺入される固定ボルト９によって締結される。このとき、ボス部２２は、回転軸４の大径軸部が形成する肩部と、固定ボルト９に押さえられたスペーサ９１とによって挟まれて軸方向に固定される。

カバー３は、インナーハブ２１のボス部２２の先端側に圧入により嵌着固定されるキャップ部３１と、キャップ部３１の端から半径方向外側に延びるフランジ部３２とから形成されている。フランジ部３２の外径はインナーハブ２１のリング部２３の内径より僅かに小であるように形成されており、従ってインナーハブ２１のトルクリミッタ部２５に形成された円弧状穴２５ａはフランジ部３２によって覆われる。

また、カバー３のキャップ部３１の中心には前記固定ボルト９の頭部との干渉を避けるため及び固定ボルト９を締め付けるボックスレンチ等の工具のための逃げ穴３３が設けられており、またフランジ部３２の外表面には等角度間隔で配置された３個の円形凹部３４が形成されている。前記３個の円形凹部３４は、フランジ部３２のフロント側端面よりも一段低く形成された円形の凹部であり、ハブ２を回転軸４に装着して固定ボルト９で締結するときに、回転軸４の回転を止めるための回り止め治具１００へトルクを支持させる治具係合部３４として機能する。

回り止め治具１００は、本発明の第１の実施形態の動力伝達装置を組み立てる際に用いられ、その正面図と左側面図を表す図４に示されるように、ほぼ円形の板状の本体部１０１と、その本体部１０１の一方の面から突出する３本の円柱状のピン１０２と、人の手で把持可能であるように本体部１０１から半径方向に延びるレバー部１０３と、本体プレートの中心に開けられた中心穴１０４とを有している。前記３本のピン１０２はカバー３に設けられた３個の円形凹部３４に嵌合可能な寸法で形成及び配置されている。

図５は、一例としてボックスレンチ２００で固定ボルト９を締め付ける場合を示した本実施形態の動力伝達装置の中心部及び回り止め治具１００の縦断面図である。この図に示されるように、ボックスレンチ２００の先端のボックス部２０１が回り止め治具１００の中心穴１０４及びカバー３の逃げ穴３３を通してボルトの頭部に装着される一方で、回り止め治具１００の３本のピン１０２がカバー３に設けられた３個の円形凹部３４に挿入される。これにより、固定ボルト９の締め付けに伴ってカバー３に伝えられる回転力はカバー３の３個の円形凹部３４において回り止め治具１００の３本のピン１０２に支持されるので、カバー３及び従ってハブ２と回転軸４の回転を止めることができる。また、本実施形態では、カバー３のキャップ部３１とインナーハブ２１のボス部２２が圧入により結合されているが、その圧入部は、前述の固定ボルト９の締め付けに伴って生じる回転力を十分伝達できるように形成されている。

ところで、過大トルクが作用してトルクリミッタ部２５の易破断部２５ｂが破断した場合、ハブ２の外周側部分、より詳しくは易破断部２５ｂより外周側の部分は、プーリ１との凹凸嵌合の摩擦力だけでプーリ１に保持されているため振動等により先端側へ移動して脱落し得るが、カバー３のフランジ部３２は前述したとおりインナーハブ２１のリング部２３にほぼ達する大きさを有しているので、インナーハブ２１の連結部２４がカバー３のフランジ部３２に当接するまでの僅かな距離の移動は許容されるものの、プーリ１からの脱落が阻止される。このように、本願実施形態のカバー３はハブ２の脱落防止機能を有している。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態の動力伝達装置をそのフロント側から見た側面図である図６及び図６のＢ−Ｂ切断線による縦断面図の中心部の拡大図である図７を参照して説明する。第２の実施形態の動力伝達装置は、カバー３に設けられる治具係合部３４の配置構成が異なっている点で第１の実施形態のものと異なっている。第２の実施形態のカバー３は、第１の実施形態のものと同様のキャップ部３１及びフランジ部３２を有している。但し、治具係合部３４は、第１の実施形態のものとは異なり、それはフランジ部３２の外周端縁から半径方向内側に切欠き状に形成された３個の半円形凹部３４である。また、このカバー３に対応する回り止め治具１００は、図４の３本のピン１０２の半径方向位置を外側にずらしたタイプのものを用いることが可能である。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態の動力伝達装置は、カバー３に設けられる治具係合部３４の配置構成が異なっている点で第１及び第２の実施形態のものと異なっている。第３の実施形態のカバー３は、前述の実施形態のものと同様のキャップ部３１及び３２を有しているが、図８に示されるように、治具係合部３４として機能する互いに平行な一対の直線状の端縁をフランジ部３２が有していることで異なっている。このカバー３に対応する回り止め治具１００は、図４の３本のピン１０２に換えて、対向する平面部を有する一対の弓形断面形の棒を具備するものを利用可能である。

（第４の実施形態）
第４の実施形態の動力伝達装置をその正面図である図９と、図９のＣ−Ｃ切断線による中心部の拡大縦断面図である図１０を参照して説明する。第４の実施形態の動力伝達装置は、そのカバー２０３がインナーハブ２２１のリング部２２３に固定されることと、組立時にボス部２２２に回り止め治具（不図示）が係合することが前述の実施形態のものと異なっている。このため、カバー２０３はインナーハブ２２１のリング部２２３に圧入されて固定される寸法で形成された円筒部２３１と、連結部２２４に設けられた円弧状の穴２２５ａを軸方向で見たとき覆うように前記円筒部２３１の端部から半径方向内側に延在するフランジ部２３２とから形成されている。また図９に示されるように、ボス部２２２は回り止め治具が係合可能な六角形状の治具係合部２３４をその外形部に有している。また、本実施形態の動力伝達装置の組立に適用される回り止め治具は、例えば六角スパナを利用することが可能である。

（第５の他の実施形態）
第５の実施形態では、前述の第１〜第３の実施形態と同様にボス部に冠着されるカバーが用いられるが、そのカバーは治具係合部を備えず、替わりにインナーハブのリング部が治具係合部を備えている。リング部の治具係合部は、例えばリング部から半径方向内側に突起を設けること、又はリング部の内周側の形状を六角形等の多角形状に形成する等によって形成可能である。

本発明の第１の実施形態に係る動力伝達装置のフロント側の側面図である。 図１のＡ−Ａ切断線による前記動力伝達装置の縦断面図である。 図２の中心部の拡大図である。 第１の実施形態の動力伝達装置を組み立てる際に用いられる回り止め治具の正面図及び左側面図である。 第１の実施形態の動力伝達装置に前記治具等が適用された状態を示す縦断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る動力伝達装置のフロント側の側面図である。 図６のＢ−Ｂ切断線による第２の実施形態の動力伝達装置の中心部の拡大縦断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る動力伝達装置のフロント側の側面図である。 本発明の第４の実施形態に係る動力伝達装置のフロント側の側面図である。 図９のＣ−Ｃ切断線による前記動力伝達装置の縦断面図である。 従来技術による動力伝達装置のフロント側の側面図である。 図１１のＤ−Ｄ切断線による従来技術の動力伝達装置の縦断面図である。

符号の説明

１ プーリ
２ ハブ
３ カバー
４ 回転軸
５ 軸受
６ ケーシング
９ 締結部材
２５ トルクリミッタ部
２５ａ 円弧状穴
２５ｂ 易破断部
３４ 治具係合部

Claims (6)

1. 被駆動装置から突出するシャフトと結合するボス部と、前記ボス部の周囲に環状に設けられたインナーリングと、前記インナーリングと前記ボス部とを繋ぐ連結部とを備えるインナーハブと、
   前記インナーハブの外周側に配置された弾性部材と、
   前記弾性部材と一体に回転するプーリと
   を備える動力伝達装置であって、
   前記連結部には複数の円弧状の孔が所定の間隔をあけて環状に設けられ、
   前記ボス部又は前記インナーリングの少なくとも一方に固定され、前記複数の円弧状の孔を軸方向から見えないように覆うカバーを有し、
   前記カバーには治具が係合可能な治具係合部を備えることを特徴とする動力伝達装置。
2. 前記カバーは、前記ボス部に固定された円筒部と、前記円筒部から径方向に延びるフランジ部とから構成され、
   前記治具係合部は、前記フランジ部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 前記治具係合部は、前記フランジ部の軸方向端面に設けられた複数の凹部であることを特徴とする請求項２に記載の動力伝達装置。
4. 前記治具係合部は、前記フランジ部の外周に設けられ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. 前記フランジ部が、前記複数の円弧状の孔よりも径方向外側に延び出していることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の動力伝達装置。
6. 被駆動装置から突出するシャフトと結合するボス部と、前記ボス部の周囲に環状に設けられたインナーリングと、前記インナーリングと前記ボス部とを繋ぐ連結部とを備えるインナーハブと、
   前記インナーハブの外周側に配置された弾性部材と、
   前記弾性部材と一体に回転するプーリと
   を備える動力伝達装置であって、
   前記連結部には複数の円弧状の孔が所定の間隔をあけて環状に設けられ、
   前記ボス部又は前記インナーリングのいずれか一方に固定され、前記複数の円弧状の孔を軸方向から見えないように覆うカバーを有し、
   前記ボス部又は前記インナーリングの他方には、治具が系合可能な治具係合部を備えることを特徴とする動力伝達装置。

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