JP3937989B2

JP3937989B2 - 動力伝達装置

Info

Publication number: JP3937989B2
Application number: JP2002283137A
Authority: JP
Inventors: 祐一青木; 泰生田渕
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2007-06-27
Anticipated expiration: 2022-09-27
Also published as: US6918835B2; DE10342812A1; DE10342812B4; US20040063503A1; JP2004116714A

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動力伝達装置に関するものであり、車両用空調装置の圧縮機にエンジンの動力を伝達する継ぎ手に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
出願人は、トルク変動を吸収するためのダンパーゴム、及び伝達トルクが所定トルク以上となったときにトルクの伝達経路を破断させることにより動力の伝達を遮断するトルクリミッタ部を有する動力伝達装置を既に出願している（特願２００２− １５６９３号）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記出願に記載の発明を試作試験したところ、以下のような問題が発生した。すなわち、上記出願に係る動力伝達装置、つまりプーリでは、図８に示すように、ダンパーゴム５が変位脱落することを防止するために、樹脂製のカバー９をプーリ１に係止固定しているが、伝達トルクが所定トルク以上となり、トルクリミッタ部８が破断した際に、カバー９がプーリ１から外れてしまい、破断したトルクリミッタ部８の破片やダンパーゴム５が飛散してしまった。そこで、カバーが外れた原因を調査したところ、以下の点が明らかになった。
【０００４】
トルクリミッタ部８が破断すると、トルクリミッタ部８のうち駆動側は回転し、従動側は停止するので、駆動側の部材と従動側の部材とが衝突して、図９示すように、従動側の部材が駆動側の部材に乗り上げて回転軸方向に変位してしまう。このため、カバー９が従動側の部材により押されてプーリから外れてしまう。
【０００５】
なお、この原因に対して、例えば従動側の部材の最大移動量（トルクリミッタ部の厚み相当）を見込んだ隙間を予めカバーとプーリとの間に設けると言った手段が考えられるが、この手段では、ダンパーゴムとカバーとの隙間が大きくなるので、ダンパーゴムが変位することを防止するといったカバー本来の機能を有効に発揮させることができない。
【０００６】
また、隙間を設けた分、他の機器とのクリアランスが小さくなるので、プーリ、つまりカバーと他の機器とが干渉してしまうおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来と異なる新規な動力伝達装置を提供し、第２には、トルクリミッタ部が破断した際に、カバーが外れてしまい、破断したトルクリミッタ部の破片やダンパー等が飛散してしまうことを防止することを目的とする。
【０００８】
【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、駆動機器のトルクを従動機器に伝達する動力伝達装置であって、駆動機器側により回転駆動される第１回転体（１）と、従動機器側に連結された第２回転体（７）と、第１回転体（１）から第２回転体（７）にトルクを伝達するとともに、伝達トルクが所定トルク以上となったときに、一部が破断することによりトルクの伝達を遮断するトルクリミッタ部（８）と、第１、２回転体（１、７）間のトルクの伝達経路途中に設けられた弾性変形可能な材質からなるダンパー（５）と、ダンパー（５）が第１、２回転体（１、７）の回転軸方向に変位することを規制するとともに、第１回転体（１）及び第２回転体（７）のうち少なくとも一方側に係止固定されたカバー（９）とを有し、カバー（９）には、カバー（９）をダンパー（５）に近接した状態で係止固定する第１係止部（９ａ）、及びカバー（９）が第１係止部（９ａ）によって係止固定された状態よりダンパー（５）から離れた状態でカバー（９）を係止固定する第２係止部（９ｂ）が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
これにより、第１係止部（９ａ）の係止状態は、従動側トルクリミッタ部（８）の破片が回転軸方向に変位することにより外れるものの、従動側トルクリミッタ部（８）の破片が駆動側トルクリミッタ部（８）の破片に乗り上げた以降は、従動側トルクリミッタ部（８）の破片を更に回転軸方向に変位させる力が発生しないので、カバー（９）は第２係止部（９ｂ）により係止固定されて外れることはない。
【００１０】
したがって、予めカバー（９）ダンパー（５）との間に大きな隙間を設けることなく、トルクリミッタ部（８）が破断したときにカバー（９）が外れることを防止できるので、ダンパー（５）が変位することを防止するといったカバー（９）本来の機能を有効に発揮させつつ、カバー（９）と他の機器とのクリアランスが小さくなることを防止しながら、破断したトルクリミッタ部（８）の破片やダンパー（５）等が飛散してしまうことを防止できる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、両係止（９ａ、９ｂ）は、カバー（９）と共に樹脂にて一体成形されていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、トルクリミッタ部（８）が破断した後、トルクリミッタ部（８）が回転軸周りに回転して衝突する部位は、回転方向に対して傾斜した傾斜面が無い角部が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
これにより、駆動側トルクリミッタ部（８）の破片と従動側トルクリミッタ部（８）の破片とが衝突した際に、案内面となる傾斜面が無いため、従動側トルクリミッタ部（８）の破片が駆動側トルクリミッタ部（８）の破片に乗り上げてしまうことを抑制できる。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、トルクリミッタ部（８）は、金属粉を焼結させて製造されていることを特徴とするものである。
【００１５】
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。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係る動力伝達装置を車両用空調装置の従動機器をなす圧縮機に駆動機器をなすエンジンの動力を伝達するプーリ１に適用したものであって、図１は本実施形態に係るプーリの断面図であり、図２は図１の左側面図であり、図３は図１のＡ部拡大図である。
【００１７】
プーリ１はＶベルトを介して走行用エンジンから駆動力を受けて回転する略円筒状に形成された金属又は硬質樹脂（本実施形態では、フェノール）製の第１回転体であり、このプーリ１の内周側にはプーリ１を回転可能に支持するラジアル転がり軸受２が装着される円筒状のプーリハブ１ａが一体成形されている。因みに、ラジアル転がり軸受２の内輪は、圧縮機（図示せず。）のフロントハウジングに圧入装着される。
【００１８】
なお、本実施形態では、プーリ１として、複数列のＶ溝１ｂが設けられたポリードライブベルト対応型のプーリを採用しているとともに、プーリ１を樹脂製としているので、プーリハブ１ａのうち軸受２が装着される内周側には、金属製のスリーブ３がインサート成形にてプーリハブ１ａに一体化されている。
【００１９】
センターハブ４はプーリ１の内周側に位置してプーリ１と同軸上に配置されて回転するものであり、このセンターハブ４の外周側は、図３示すように、複数箇所の凹凸を有すように星型又は歯車状に形成されている。
【００２０】
ここで、センターハブ４は、センターハブ４の外周側に配置されたダンパー５と接触する凹凸部が設けられたアウターハブ６、圧縮機のシャフトとスプライン結合する第２回転体をなす円筒部７、アウターハブ６と円筒部７とを機械的に連結してアウターハブ６から円筒部７にトルクを伝達するとともに、アウターハブ６から円筒部７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トルクリミッタ部をなす複数本（本実施形態では、３本）のブリッジ部８から構成されている。
【００２１】
なお、センターハブ４、つまりアウターハブ６、ブリッジ部８及び円筒部７は、金属粉を焼結させることにより一体成形されている。
【００２２】
ダンパー５は、センターハブ４側の凹凸部とプーリ１の内周側に設けられた凹凸部との間、つまりプーリ１からセンターハブ４に至るトルクの伝達経路途中に配置されてプーリ１からセンターハブ４にトルクを伝達する弾性変形可能な弾性材からなるものである。
【００２３】
なお、ダンパー５は、その外表面のうちプーリ１及びセンターハブ４と接触しない非接触面には、プーリ１及びセンターハブ４と接触する接触面に比べて酸素透過量が小さい材質からなる酸素透過抑制層を設けるたもので、本実施形態では、酸素透過抑制層をアクリルゴムとし、酸素透過抑制層より内側及び接触面をＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合ゴム））製としている。
【００２４】
また、プーリ１のダンパー５の装着側には、図１に示すように、ダンパー５が、所定寸法以上、回転軸方向一端側（紙面左側）に変位することを規制する樹脂製カバー９がダンパー５に近接した状態でプーリ１に係止固定されており、このプーリ１とカバー９との係止固定部は、図４に示すように、弾性変形可能な第１係止突起部９ａによりプーリ１に設けられた係止用段付き部１ｃに係止固定されている。
【００２５】
第２係止突起部９ｂは、第１係止突起部９ａにてカバー９をプーリ１に係止固定した状態に比べて、ダンパー５から離れた状態でカバー９をプーリ１に係止固定するための係止部であり、両係止突起部９ａ、９ｂはカバー９と共に樹脂にて一体形成されている。
【００２６】
なお、ダンパー５の回転軸方向他端側（紙面右側）への変位は、図１に示すようにプーリ１自体により規制されている。
【００２７】
次に、本実施形態に係る動力伝達装置の概略作動及び作用効果を述べる。
【００２８】
プーリ１にトルクが作用すると、プーリ１とセンターハブ４とが相対的に変位するので、ダンパー５は圧縮変形しながらせん断変形する。
【００２９】
このとき、ダンパー５の変形、すなわち圧縮変形及びせん断変形のうち回転方向成分の変形に伴って発生する反力によりプーリ１からセンターハブ４にトルクが伝達されるとともに、ダンパー５が変形することによりトルク変動が吸収される。
【００３０】
また、プーリ１からセンターハブ４に伝達されるトルクが所定値以上となると、ブリッジ部８が破断するため、プーリ１からセンターハブ４へのトルク伝達が遮断される。
【００３１】
このとき、ブリッジ部８のうち駆動側、つまりブリッジ部８のアウターハブ６側（図５の斜線部分）は回転し、従動側、つまりブリッジ部８の円筒部７側（図５の非斜線部分）は停止するので、駆動側ブリッジ部８の破片と従動側ブリッジ部８の破片とが衝突して、図９示すように、従動側ブリッジ部８の破片が駆動側ブリッジ部８の破片に乗り上げて回転軸方向に変位してしまう。
【００３２】
このとき、第１係止突起部９ａの係止状態は、従動側ブリッジ部８の破片が回転軸方向に変位することにより外れるものの、従動側ブリッジ部８の破片が駆動側ブリッジ部８の破片に乗り上げた以降は、従動側ブリッジ部８の破片を更に回転軸方向に変位させる力が発生しないので、図６に示すように、カバー９は第２係止突起部９ｂによりプーリ１に係止固定され、プーリ１から外れることはない。
【００３３】
したがって、予めカバー９とプーリ１との間に隙間を設けることなく、ブリッジ部８が破断したときにカバー９がプーリ１から外れることを防止できるので、ダンパー５が変位することを防止するといったカバー９本来の機能を有効に発揮させつつ、プーリ１（カバー９）と他の機器とのクリアランスが小さくなることを防止しながら、破断したブリッジ部８の破片やダンパー５等が飛散してしまうことを防止できる。
【００３４】
なお、上記の説明から明らかなように、回転軸と平行な方向における第１係止突起部９ａと第２係止突起部９ｂとの距離は、従動側ブリッジ部８の破片の最大移動量、つまりブリッジ部８の厚み寸法以上とすることが必要である。
【００３５】
（第２実施形態）
本実施形態は、センターハブ４のうち図７の楕円で囲まれた部位、つまりブリッジ部８が破断した後、ブリッジ部８の破片が回転軸周りに回転して衝突する部位の端面を、回転方向に対して傾斜した傾斜面が無い角部としたものである。
【００３６】
これにより、図９に示すように、駆動側ブリッジ部８の破片と従動側ブリッジ部８の破片とが衝突した際に、案内面となる傾斜面が無いため、従動側ブリッジ部８の破片が駆動側ブリッジ部８の破片に乗り上げてしまうことを抑制できる。
【００３７】
なお、本実施形態では、楕円で囲まれた部位以外の端面には、傾斜面が設けられているが、これは焼結にてセンターハブ４を製造する際に、センターハブ４と製造用金型との離型性を向上させるためであり、可能であれば、ブリッジ部８全ての端面の傾斜面を廃止してもよい。
【００３８】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、酸素透過抑制層をアクリルゴムとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばフロロシリコーンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン等としてもよい。
【００３９】
また、上述の実施形態では、ダンパー５を略楕円状としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、円柱状等のその他形状であってもよい。
【００４０】
上述の実施形態では、空調装置に本発明に係る動力伝達装置を適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、据え置き型の空調装置等のその他のものにも適用することができる。
【００４１】
上述の実施形態では、酸素透過抑制層の内側をゴム（ＥＰＤＭ）製としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、エラストマ等のその他の樹脂材料にて構成してもよい。
【００４２】
また、上述の実施形態では、駆動源により回転駆動される第１回転体をなすプーリ１の内周側に、従動機器に接続される第２回転体をなすセンターハブ４が配置されていたが、これとは逆に、第２回転体の内周側に第１回転体を配置してもよい。
【００４３】
また、上述の実施形態では、第１係止突起部９ａと第２係止突起部９ｂとは、回転軸と平行な方向に並んでいたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、第１係止突起部９ａと第２係止突起部９ｂとが回転方向にずれていてもよい。
【００４４】
具体的には、図２において、第１係止突起部９ａと第２係止突起部９ｂとは、回転軸と平行な方向に並んで回転方向に６０°間隔で並んでいたが、例えば回転方向において、第１係止突起部９ａと第２係止突起部９ｂとを回転方向に３０°ずらした状態で、両係止突起部９ａ、９ｂを回転方向に６０°間隔で並べてもよい。
【００４５】
また、上述の実施形態では、センターハブ４を燒結金属にて製造したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプーリの断面図である。
【図２】図１の左側面である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るセンターハブの正面図である。
【図４】図１のＡ部拡大図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るプーリの作動説明図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るプーリの作動説明図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るセンターハブの正面図である。
【図８】（ａ）は従来の技術に係る動力伝達装置の断面図であり、（ｂ）は（ａ）の左側面図である。
【図９】従来の技術の問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
１…プーリ、４…センターハブ、５…ダンパー、９…カバー、
９ａ…第１係止突起部、９ｂ…第２係止突起部。

Claims

駆動機器のトルクを従動機器に伝達する動力伝達装置であって、
前記駆動機器側により回転駆動される第１回転体（１）と、
前記従動機器側に連結された第２回転体（７）と、
前記第１回転体（１）から前記第２回転体（７）にトルクを伝達するとともに、伝達トルクが所定トルク以上となったときに、一部が破断することによりトルクの伝達を遮断するトルクリミッタ部（８）と、
前記第１、２回転体（１、７）間のトルクの伝達経路途中に設けられた弾性変形可能な材質からなるダンパー（５）と、
前記ダンパー（５）が前記第１、２回転体（１、７）の回転軸方向に変位することを規制するとともに、前記第１回転体（１）及び前記第２回転体（７）のうち少なくとも一方側に係止固定されたカバー（９）とを有し、
前記カバー（９）には、前記カバー（９）を前記ダンパー（５）に近接した状態で係止固定する第１係止部（９ａ）、及び前記カバー（９）が前記第１係止部（９ａ）によって係止固定された状態より前記ダンパー（５）から離れた状態で前記カバー（９）を係止固定する第２係止部（９ｂ）が設けられていることを特徴とする動力伝達装置。
前記両係止（９ａ、９ｂ）は、前記カバー（９）と共に樹脂にて一体成形さ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。
前記トルクリミッタ部（８）が破断した後、前記トルクリミッタ部（８）が回転軸周りに回転して衝突する部位は、回転方向に対して傾斜した傾斜面が無い角部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の動力伝達装置。
前記トルクリミッタ部（８）は、金属粉を焼結させて製造されていることを特徴とする請求項３に記載の動力伝達装置。