JP2017160923A - Power transmission device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、エンジンからの動力を自動車補機に伝達する動力伝達装置に関する。 The present invention relates to a power transmission device that transmits power from an engine to an automobile accessory.
一般に、エアコンディショナ用コンプレッサ等の自動車補機の駆動に際しては、エンジンのクランクシャフトの回転をベルト伝動装置によって自動車補機の回転軸に伝達している。このとき、自動車補機の回転軸の回転負荷が大きくなると、ベルトの張力が大きくなって回転軸に取り付けられたプーリとベルトの接触部で滑りが生じ、ベルトが損傷する可能性がある。 In general, when driving an automotive accessory such as an air conditioner compressor, the rotation of the crankshaft of the engine is transmitted to the rotating shaft of the automotive accessory by a belt transmission. At this time, if the rotational load of the rotating shaft of the automobile auxiliary machine increases, the belt tension increases and slippage occurs at the contact portion between the pulley and the belt attached to the rotating shaft, which may damage the belt.
そのような不都合を解消するため、特許文献1においては、トルクリミッタ機構を有する動力伝達装置を提案している。同文献1に記載された動力伝達装置においては、エンジンの動力がベルトを介して伝達されるプーリと、コンプレッサの回転軸に取り付けられたハブと、そのハブとプーリ間に設けられたトルクリミッタ機構とを有している。 In order to eliminate such inconvenience, Patent Document 1 proposes a power transmission device having a torque limiter mechanism. In the power transmission device described in Patent Document 1, a pulley for transmitting engine power via a belt, a hub attached to a rotating shaft of a compressor, and a torque limiter mechanism provided between the hub and the pulley. And have.
トルクリミッタ機構は、プーリに円弧状の連結部材の一端部を連結し、その連結部材の他端部に、連結部材の端縁で開口する幅広部を有するスリットを設け、一方、ハブには、そのハブのフランジを貫通するリベットと、そのリベットが貫通するカラーとによって形成される柱状体を設け、その柱状体を上記スリットの広幅部に挿入し、上記ハブと連結部材間に皿ばねを組み込んで、連結部材の他端部とリベットの頭部を弾性接触し、その弾性接触部において、プーリの回転をハブに伝えるようにしている。また、回転軸の回転負荷が大きくなると、弾性接触部で滑りを生じさせ、スリットからの柱状体の抜け出しによりトルク伝達を遮断して、プーリをフリー回転させるようにしている。 The torque limiter mechanism connects one end of an arc-shaped connecting member to a pulley, and the other end of the connecting member is provided with a slit having a wide portion that opens at the end of the connecting member. A columnar body formed by a rivet that penetrates the flange of the hub and a collar through which the rivet penetrates is provided, the columnar body is inserted into the wide portion of the slit, and a disc spring is incorporated between the hub and the connecting member. Thus, the other end of the connecting member and the head of the rivet are elastically contacted, and the rotation of the pulley is transmitted to the hub at the elastic contact portion. Further, when the rotational load of the rotating shaft increases, slipping occurs at the elastic contact portion, and torque transmission is interrupted by the withdrawal of the columnar body from the slit, so that the pulley is rotated freely.
ところで、上記特許文献1に記載された動力伝達装置においては、連結部材がプーリとハブとを連結する状態で変形状態にあるため、長期間にわたって連結状態に保持されていると塑性変形し、柱状体がスリットの広幅部から抜け出すトルクリミッタ機構の動作状態で、プーリと共に回転する連結部材がリベットの頭部と干渉して異音を発生し続け、不快感を与える可能性がある。 By the way, in the power transmission device described in Patent Document 1, since the connecting member is in a deformed state in which the pulley and the hub are connected to each other, if the connecting member is held in a connected state for a long period of time, it is plastically deformed and columnar. In the operating state of the torque limiter mechanism in which the body escapes from the wide part of the slit, the connecting member that rotates together with the pulley may interfere with the head of the rivet and continue to generate noise, which may cause discomfort.
この発明の課題は、トルクリミッタ機構の動作時に異音を発生させることが少ない動力伝達装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a power transmission device that generates less noise during operation of a torque limiter mechanism.
上記の課題を解決するため、この発明においては、自動車補機の回転軸と同軸上に設けられたプーリ支持軸を中心にして回転自在に支持されたプーリと、そのプーリと前記回転軸との間に設けられてプーリの回転を前記回転軸に伝達し、その回転軸の回転負荷が設定値を超えた際にプーリから回転軸への回転伝達を遮断するトルクリミッタ機構とを有してなる動力伝達装置において、前記トルクリミッタ機構が、前記プーリの外側面に連結された環状のカバーと、そのカバーの内周に保持された複数のボールと、前記回転軸の軸端部に取り付けられたハブとを備え、前記カバーが前記ハブを覆う円筒部を内周に有し、その円筒部にボールの一部が内径側に露出する状態でボールを弾性保持する複数のポケット筒部が周方向に間隔をおいて設けられ、前記ハブの外径面には前記ボールの一部が嵌合するV溝を設けられ、前記ハブの隣接するV溝間にはポケット筒部内から径方向外方に向けてボールに押出し力を負荷する押圧部が設けられた構成としている。 In order to solve the above problems, in the present invention, a pulley supported rotatably around a pulley support shaft provided coaxially with a rotation shaft of an automobile accessory, and the pulley and the rotation shaft A torque limiter mechanism which is provided between the pulley and transmits the rotation of the pulley to the rotating shaft and cuts off the rotation transmission from the pulley to the rotating shaft when the rotational load of the rotating shaft exceeds a set value. In the power transmission device, the torque limiter mechanism is attached to an annular cover connected to the outer surface of the pulley, a plurality of balls held on the inner periphery of the cover, and a shaft end of the rotating shaft. A plurality of pocket tube portions that elastically hold the ball in a state in which a part of the ball is exposed to the inner diameter side in the cylindrical portion. At intervals In addition, a V groove into which a part of the ball is fitted is provided on the outer diameter surface of the hub, and the pushing force to the ball from the inside of the pocket cylindrical portion to the outer side in the radial direction is provided between the adjacent V grooves of the hub. It is set as the structure provided with the press part which loads.
上記の構成からなる動力伝達装置において、プーリが回転すると、そのプーリと共にカバーが回転し、その回転がカバーに保持されたボールとハブの外周に形成されたV溝の係合部からハブに伝達されて回転軸が回転し、自動車補機が作動する。 In the power transmission device configured as described above, when the pulley rotates, the cover rotates together with the pulley, and the rotation is transmitted to the hub from the ball held by the cover and the engaging portion of the V groove formed on the outer periphery of the hub. As a result, the rotating shaft rotates and the automobile auxiliary machine operates.
自動車補機の負荷変動やエンジンからプーリに負荷される回転トルクの変動が生じると、V溝の傾斜状の内側面からボールに負荷される押圧力によりボールがポケット筒部内でずれ動き、その移動によりポケット筒部が弾性変形してトルクの変動を吸収する。 When there is a change in the load of an automobile accessory or a change in rotational torque applied to the pulley from the engine, the ball is displaced in the pocket cylinder by the pressing force applied to the ball from the inclined inner surface of the V groove, and the movement As a result, the pocket tube portion is elastically deformed to absorb the torque fluctuation.
ここで、ポケット筒部に軸方向に延びる複数のスリットを周方向に間隔をおいて形成し、隣接するスリット間に形成された弾性片でボールを弾性保持することにより、ポケット筒部が弾性変形し易くなって良好なダンパ効果を得ることができる。 Here, a plurality of slits extending in the axial direction are formed in the pocket cylindrical portion at intervals in the circumferential direction, and the pocket cylindrical portion is elastically deformed by elastically holding the ball with an elastic piece formed between adjacent slits. This makes it easy to obtain a good damper effect.
自動車補機の作動状態において、トラブルの発生等で回転軸の回転負荷が大きくなると、V溝の内側面からボールに大きな押圧力が作用し、ボールは径方向外方に向けて移動してV溝に対する係合が解除し、プーリから回転軸への回転伝達が遮断され、プーリおよびカバーがフリー回転する。そのプーリのフリー回転により、プーリに掛かるベルトが過張力になるのが防止される。 When the rotational load of the rotating shaft increases due to troubles or the like in the operating state of an automobile auxiliary machine, a large pressing force acts on the ball from the inner surface of the V groove, and the ball moves radially outward and moves to V The engagement with the groove is released, the rotation transmission from the pulley to the rotating shaft is interrupted, and the pulley and the cover rotate freely. The free rotation of the pulley prevents the belt on the pulley from becoming over-tensioned.
また、ボールは、V溝の内側面における外側のエッジを乗り越えると、V溝間に設けられた押圧部に乗り移り、その押圧部からボールに負荷される押込み力により、ボールがポケット筒部から抜け出し、プーリから回転軸への回転伝達の遮断状態が確実に保持される。 Further, when the ball gets over the outer edge on the inner side surface of the V-groove, it moves onto the pressing portion provided between the V-grooves, and the ball comes out of the pocket tube portion by the pressing force applied to the ball from the pressing portion. Thus, the state of interruption of the rotation transmission from the pulley to the rotating shaft is reliably maintained.
ボール保持用のポケット筒部が形成されたカバーは、プーリの外側面に連結される環状板部と、その環状板部の内周から外側方に向く大径円筒部と、その大径円筒部の端部から内径方向に向く外側フランジ部と、その外側フランジ部の内周部から内側方に向く小径円筒部と、その小径円筒部の端部から外径方向に向き、その外径縁が前記プーリに形成されたボス部の内径面と間隙をおいて対向する内側フランジ部とを有してなり、前記小径円筒部に前記ポケット筒部が形成されたものとするのがよい。 The cover formed with the pocket cylindrical portion for holding the ball includes an annular plate portion connected to the outer surface of the pulley, a large-diameter cylindrical portion facing outward from the inner periphery of the annular plate portion, and the large-diameter cylindrical portion. An outer flange portion facing the inner diameter direction from the end of the outer flange, a small diameter cylindrical portion facing the inner side from the inner peripheral portion of the outer flange portion, and an outer diameter edge of the small diameter cylindrical portion facing the outer diameter direction. Preferably, the pulley has an inner flange portion facing the inner diameter surface of the boss portion formed on the pulley with a gap, and the pocket cylindrical portion is formed on the small diameter cylindrical portion.
上記の構成からなるカバーの採用においては、大径円筒部、外側フランジ部、小径円筒部および内側フランジ部で環状空間が形成され、ポケット筒部から押し出されたボールはその環状空間で保持されることになる。その結果、ボールの外部への脱落によって周辺機器が損傷し、あるいは、トラブルが発生するのを未然に防止することができる。 In the use of the cover having the above configuration, an annular space is formed by the large diameter cylindrical portion, the outer flange portion, the small diameter cylindrical portion, and the inner flange portion, and the ball pushed out from the pocket cylindrical portion is held in the annular space. It will be. As a result, it is possible to prevent the peripheral device from being damaged or causing troubles due to the falling of the ball to the outside.
上記カバーの採用において、隣り合うポケット筒部間に、小径円筒部、その小径円筒部の軸方向両端に連設された外側フランジ部の内周部および内側フランジ部のそれぞれを周方向に分割するスリットを形成しておくと、隣接するスリット間の分割片に弾性を付与することができるため、V溝の内側面に対するボールのずれ動きを円滑に行わせることができる。 In the adoption of the above-described cover, each of the inner peripheral portion and the inner flange portion of the outer flange portion connected to both ends in the axial direction of the small-diameter cylindrical portion and the small-diameter cylindrical portion is divided between adjacent pocket cylindrical portions in the circumferential direction. If the slits are formed, elasticity can be imparted to the divided pieces between the adjacent slits, so that the ball can move smoothly with respect to the inner surface of the V-groove.
また、ハブの素材を焼結材とし、あるいは、樹脂とするのがよい。ハブを焼結材とし、あるいは、樹脂とすることにより、ハブを成形によって簡単に形成することができ、コストの安いハブを得ることができる。 The hub material may be a sintered material or a resin. When the hub is made of a sintered material or resin, the hub can be easily formed by molding, and a low-cost hub can be obtained.
この発明においては、上記のように、自動車補機の負荷変動やエンジンからの回転トルクの変動が生じると、ボールはポケット筒部内をずれ動き、そのずれ動きによるポケット筒部の弾性変形により自動車補機の負荷変動やエンジンからのトルク変動を吸収することができ、自動車補機を円滑に回転駆動することができる。 In the present invention, as described above, when a load fluctuation of the automobile auxiliary machine or a fluctuation of the rotational torque from the engine occurs, the ball moves in the pocket cylinder part and the automobile auxiliary element is elastically deformed by the pocket cylinder part due to the deviation movement. It is possible to absorb the load fluctuation of the machine and the torque fluctuation from the engine, and to smoothly drive the automobile auxiliary machine.
また、自動車補機の作動状態において、回転軸の回転負荷が大きくなると、V溝に対するボールの係合が解除し、プーリから回転軸への回転伝達が遮断されて、プーリがフリー回転するため、ベルトが過張力になって損傷するのを防止することができる。 In addition, when the rotational load of the rotating shaft increases in the operating state of the automobile auxiliary machine, the engagement of the ball with the V groove is released, the rotation transmission from the pulley to the rotating shaft is interrupted, and the pulley rotates freely. The belt can be prevented from being damaged due to over tension.
さらに、ボールはV溝の内側面に対するずれ動きによって係合が解除するため、係合解除時に異音が発生することはなく、あったとしても小さなものであり、ドライバに不快感を与えることは殆どない。また係合解除後は、プーリが回転開始時にトルクリミッタ機構内のボールが動く異音により、回転軸の回転負荷が大きくなっている異常状態を知らせることができ、その後のプーリ回転時にはボールは遠心力によりトルクリミッタ機構内で動かないため音を出さない。そのため、走行時のドライバへの不快感を低減する。 Further, since the engagement of the ball is released due to the displacement movement with respect to the inner surface of the V-groove, no abnormal noise is generated at the time of disengagement, and even if it is small, it causes discomfort to the driver. Almost no. In addition, after the engagement is released, an abnormal state in which the rotational load of the rotating shaft is increased can be notified by the abnormal noise that the ball in the torque limiter mechanism moves when the pulley starts to rotate. Because it does not move in the torque limiter mechanism due to force, no sound is produced. Therefore, the discomfort to the driver during traveling is reduced.
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1および図2に示すように、動力伝達装置は、図示省略されたエンジンからの動力が伝達されるプーリ10と、自動車補機20の回転軸21と、上記プーリ10と回転軸21の相互間に設けられてプーリ10の回転を回転軸21に伝達し、回転軸21の回転負荷が大きくなった場合にプーリ10から回転軸21への回転伝達を遮断するトルクリミッタ機構30からなる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, the power transmission device includes a
プーリ10は、ベルト案内輪11と、そのベルト案内輪11の内周に設けられた環状板12と、その環状板12の内周に設けられた円筒状のボス部13を有し、上記ベルト案内輪11の外周両側に一対のフランジ14が設けられ、その一対のフランジ14間にVベルトが巻き掛けられる複数条のV溝15が設けられている。
The
ボス部13の内側には軸受ハウジング16が組み込まれている。軸受ハウジング16はボス部13の一端部内周に設けられた環状突出部13aによって抜止めされている。また、軸受ハウジング16は一端部の外周とボス部13の一端部内周に形成されたセレーション17によって回り止めされ、その軸受ハウジング16内に転がり軸受18が組み込まれている。
A bearing
転がり軸受18として、ここでは、複列玉軸受が採用されている。転がり軸受18は、自動車補機20のハウジング22に設けられた筒状のプーリ支持軸23に圧入され、そのプーリ支持軸23の端部外周に取り付けた止め輪24によって抜止めされている。
Here, a double row ball bearing is employed as the rolling bearing 18. The rolling
自動車補機20として、ここでは、エアコンディショナ用のコンプレッサが採用されている。その自動車補機20のハウジング22に設けられた上述のプーリ支持軸23は回転軸21と同軸上に設けられ、上記プーリ支持軸23を中心にしてプーリ10が回転自在に支持されている。
Here, a compressor for an air conditioner is employed as the automobile
トルクリミッタ機構30は、プーリ10の外側面に設けられた環状のカバー31と、そのカバー31の内周に保持された複数のボール42と、回転軸21の軸端部に取付けられたハブ43とからなる。
The
カバー31は、環状板部32の内周に環状筒部33を設けた金属板のプレス成形品からなる。環状筒部33は、断面鉤状をなし、環状板部32の内周から外側方に向く大径円筒部33aと、その大径円筒部33aの端部から内径方向に向く外側フランジ部33bと、その外側フランジ部33bの内周部から内側方に向く円筒部である小径円筒部33cと、その小径円筒部33cの端部から外径方向に向く内側フランジ部33dとを有している。
The
図3乃至図5に示すように、小径円筒部33cには内方に突出する複数のポケット筒部34が周方向に等間隔に形成され、各ポケット筒部34内にボール42が組み込まれている。ボール42はポケット筒部34の両端から外周の一部が露出する組み込みとされている。
As shown in FIGS. 3 to 5, the small diameter
ポケット筒部34には複数の軸方向のスリット35が周方向に間隔をおいて設けられ、隣接するスリット35間に形成された弾性片36によってボール42が弾性保持されている。
A plurality of
また、環状筒部33には、隣り合うポケット筒部34間にスリット37が形成され、そのスリット37によって、小径円筒部33c、その小径円筒部33cの軸方向両端に連設された外側フランジ部33bの内周部および内側フランジ部33dのそれぞれが周方向に分割されて、内側フランジ部33d側に弾性変形可能な断面コの字状の分割片部38が設けられている。
The annular
図1に示すように、カバー31は、環状板部32がプーリ10における環状板12の外側面に衝合する取り付けとされる。
As shown in FIG. 1, the
カバー31の取り付けに際し、ここでは、プーリ10の環状板12にナット嵌合孔39を設け、そのナット嵌合孔39にナット40を嵌着し、そのナット40にねじ込まれるビス41の締め付けによりカバー31を取り付けているが、プーリ10の環状板12にねじ孔を直接形成し、そのねじ孔にビス41をねじ込むようにしてもよい。
When attaching the
ハブ43は、円板部43aの一側面に小径軸部43bを設けた構成とされ、上記小径軸部43bの端面で開口する軸孔44が形成されている。ハブ43は、軸孔44内に回転軸21の軸端部に形成された小径軸部21aが嵌合されるようにして小径軸部21a上にセットされ、上記ハブ43の軸心上に形成された挿入孔45から小径軸部21aに設けられたねじ孔46にねじ込まれるボルト47の締め付けによって回転軸21に取り付けられる。このとき、軸孔44と小径軸部21aの嵌合はセレーション48による嵌合とされて回転軸21にハブ43が回り止めされている。
The
回転軸21に対するハブ43の取り付けによって円板部43aがカバー31の小径側円筒部33c内に収容され、その円板部43aの外径面に複数のV溝49が等ピッチで形成されている。V溝49として、図5(a)では周方向で対向する内側面49a、49bの傾斜角度が相違するものを示したが、図8に示すように、内側面49a、49bの傾斜角度が等しくされたものであってもよい。
By attaching the
また、ハブ43の円板部43aには、図5に示すように、隣り合うV溝間にはボール42をポケット筒部34から径方向外方に押出し可能な押圧部50が設けられている。押圧部50として、ここでは、円弧状の突出部からなるものを示したが、隣り合うV溝49間の円板部43aの外径面を押圧部50としてもよい。
Further, as shown in FIG. 5, the
ハブ43は部品コストの低減を図るため、焼結材による成形品としているが、樹脂による成形品としてもよい。
The
実施の形態で示す動力伝達装置は上記の構造からなり、エンジンからの回転が伝達されてプーリ10が図2の矢印で示す順方向に回転すると、そのプーリ10と共にカバー31が回転し、その回転が図5に示すボール42とV溝49の内側面49aの係合部からハブ43に伝達されて、図1に示す回転軸21が回転し、自動車補機20が作動する。
The power transmission device shown in the embodiment has the above-described structure. When the rotation from the engine is transmitted and the
自動車補機20の負荷変動やエンジンからプーリ10に負荷される回転トルクの変動が生じると、図5(a)に示すV溝49の内側面49aからボール42に作用する押圧力により、図5(b)に示す分割片部38が内側方に弾性変形し、ボール42がV溝49の内側面49aに沿ってずれ動き、上記分割片部38の弾性変形によるダンパ作用によって自動車補機の負荷変動やエンジンからのトルク変動が吸収される。このため、回転変動が生じたとしても、回転軸21は円滑に回転する。
When a change in the load of the automobile
自動車補機の作動状態において、自動車補機20が故障し、回転軸21の回転負荷が大きくなると、図5(a)に示すV溝49の内側面49aからボール42に作用する押圧力により、図5(b)に示す分割片部38が内側方に弾性変形して、図6(a)、(b)に示すように、内側フランジ部33dの外径縁がボス部13の環状突出部13aの内径面に当接する。その当接状態からプーリ10がさらに同方向に回転することにより、V溝49の内側面49aからボール42に押圧力が作用し、ボール42は径方向外方に向けて移動して内側面49aの外周エッジを乗り上げ、V溝49に対するボール42の係合が解除し、プーリ10から回転軸21への回転伝達が遮断され、プーリ10およびカバー31がフリー回転する。そのプーリ10のフリー回転により、プーリ10に掛かるベルトが過張力になるのが防止される。
In the operating state of the automobile auxiliary machine, when the automobile
また、V溝49に対するボール42の係合解除後、図7(a)、(b)に示すように、ボール42は押圧部50に乗り上げ、その押圧部50からの押し込み力の負荷によりボール42は同図の鎖線で示すようにポケット筒部34から抜け出し、プーリ10から回転軸21への回転伝達の遮断状態が保持される。
After the engagement of the
ここで、ポケット筒部34から抜け出したボール42は図1に示される環状筒部33内に収容される。このため、ボール42の外部への脱落によって周辺機器が損傷し、あるいは、トラブルが発生するという不都合の発生は皆無である。
Here, the
10 プーリ
20 自動車補機
21 回転軸
23 プーリ支持軸
30 トルクリミッタ機構
31 カバー
32 環状板部
33a 大径円筒部
33b 外側フランジ部
33c 小径円筒部
33d 内側フランジ部
34 ポケット筒部
35 スリット
36 弾性片
37 スリット
42 ボール
43 ハブ
49 V溝
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記トルクリミッタ機構が、前記プーリの外側面に連結された環状のカバーと、そのカバーの内周に保持された複数のボールと、前記回転軸の軸端部に取り付けられたハブとを備え、前記カバーが前記ハブを覆う円筒部を内周に有し、その円筒部にボールの一部が内径側に露出する状態でボールを弾性保持する複数のポケット筒部が周方向に間隔をおいて設けられ、前記ハブの外径面には前記ボールの一部が嵌合するV溝を設けられ、前記ハブの隣接するV溝間にはポケット筒部内から径方向外方に向けてボールに押出し力を負荷する押圧部が設けられた構成とされていることを特徴とする動力伝達装置。 A pulley supported rotatably about a pulley support shaft provided coaxially with a rotation shaft of an automobile accessory, and a pulley provided between the pulley and the rotation shaft to rotate the pulley to the rotation shaft In a power transmission device having a torque limiter mechanism that transmits and interrupts rotation transmission from the pulley to the rotating shaft when the rotational load of the rotating shaft exceeds a set value,
The torque limiter mechanism includes an annular cover coupled to the outer surface of the pulley, a plurality of balls held on the inner periphery of the cover, and a hub attached to the shaft end of the rotating shaft, The cover has a cylindrical portion covering the hub on the inner periphery, and a plurality of pocket tube portions that elastically hold the ball in a state where a part of the ball is exposed to the inner diameter side are spaced apart in the circumferential direction. V-grooves for fitting a part of the balls are provided on the outer diameter surface of the hub, and the balls are pushed out from the inside of the pocket cylindrical portion toward the outer side in the radial direction between the adjacent V-grooves of the hub. A power transmission device comprising a pressing portion for applying a force.
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