JP3969203B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

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動力伝達装置に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
車両用空調装置用の連続可変容量型圧縮機においては、近年、気筒数が減少傾向にあり、これに呼応して、圧縮機自体のトルク変動が比較的大きくなってきている。このため、トルク変動に起因する圧縮機等の振動に伴う騒音対策を施す必要性が高まってきている。
【０００３】
これに対して、発明者等は、ゴム等の弾性変形可能なダンパーを動力伝達装置内に組み込むことによりトルク変動の吸収を図った動力伝達装置を施策検討したが、車両によっては、より一層トルク変動を吸収する必要性が生じていた。
【０００４】
なお、ダンパーの弾性係数を十分に小さくすれば、十分にトルク変動の吸収することが可能となるが、ダンパーの弾性係数を十分に小さくすると、ダンパーがトルク変動を吸収する際にダンパーが大きく変形せざるを得ないので、ダンパーの耐久性及び信頼性を確保することが難しい。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑み、従来の異なる新規な構成にて十分にトルク変動の吸収することを目的とする。
【０００６】
【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、駆動機器により回転駆動される第１回転体（２）と、従動機器側に連結され、第１回転体（１１０）と同軸上に配置されて回転する第２回転体（５）と、第１回転体（２）と第２回転体（５）との間に挟まれるように配置されて、第１回転体（２）から第２回転体（５）にトルクを伝達する弾性変形可能なトルク伝達部材（６）と、第２回転体（５）の軸方向一端側に固定されて、第２回転体（５）と一体的に回転する略板状のプレート（７）とを有し、第１回転体（２）の径方向内側には、トルク伝達部材（６）に接触する内周面（２ｃ）が形成されており、プレート（７）の外周側には錘部（７ａ）が設けられており、錘部（７ａ）は、内周面（２ｃ）よりも径方向外側に配置されていることを特徴とする。
【０００７】
これにより、錘部（７ａ）を含めたプレート（７）全体の慣性モーメントが大きくなり、錘部（７ａ）を含めたプレート（７）全体がトルク変動を吸収するフライホィールとして機能する。したがって、従来の異なる新規な構成にて十分にトルク変動の吸収することができる。
【０００８】
また、プレート（７）が第１、２回転体（２、５）の軸方向方一端側に位置しているので、第１、２回転体（２、５）の軸方向方一端側がプレート（７）により覆われた状態となる。したがって、プレート（７）が第１、２回転体（２、５）を保護するカバーとして機能するので、第１、２回転体（２、５）を例えば被水から保護することができる。
【０００９】
また、本発明に係る動力伝達装置を組み立てるに当たっては、第１、２回転体（２、５）を組み付けた後、トルク伝達部材（６）を装着し、その後、プレート（７）を第１回転体（２）又は第２回転体に組み付けることにより組み立てが完了するので、トルク伝達部材（６）等の部品を容易、かつ、迅速に組み付けることができ、組み立て工数の低減を図ることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、第１回転体（２）には、内周面（２ｃ）よりも径方向外側に配置されて、軸方向に陥没した環状の溝部（２ｅ）が設けられており、さらに、錘部（７ａ）は、溝部（２ｅ）に嵌り込むように軸方向に突出していることを特徴とする。
【００１１】
これにより、軸方向寸法が大きくなることを防止しながら、慣性モーメントを大きくすることができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、プレート（７）には、内周面（２ｃ）よりも径方向内側に配置されて、トルク伝達部材（６）に接触してトルク伝達部材（６）が軸方向に変位することを規制する押さえ部（７ｂ）が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
これにより、例えばトルク伝達部材（６）が脱落する又は位置がずれるといった不具合を容易、かつ、簡便に防止することができる。
【００１４】
なお、請求項４に記載の発明では、プレート（７）及び錘部（７ａ）は、金属にて一体形成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】
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圧縮機にエンジン（駆動源）の動力を伝達する継ぎ手に適用したものであって、図１は本実施形態に係る動力伝達装置１の断面図であり、図２は図１の左側面（一部断面）図である。
【００１７】
図１中、プーリ２はＶベルト（図示せず。）を介して走行用エンジン（図示せず。）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２の内周側にはプーリ２を回転可能に支持するラジアル転がり軸受３が装着される円筒状のプーリハブ２ａが一体成形されている。因みに、ラジアル転がり軸受３の内輪は、圧縮機１００のフロントハウジング１０１に圧入装着される。
【００１８】
なお、本実施形態では、プーリ２として、複数列のＶ溝２ｂ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２を樹脂製としているので、プーリハブ２ａのうちラジアル転がり軸受３が装着される内周側には、金属製のスリーブ４がインサート成形にてプーリハブ２ａに一体化されている。
【００１９】
センターハブ５はプーリ２の内周側に位置してプーリ２と同軸上に配置されて回転する金属製の第２回転体であり、このセンターハブ５の外周側は図２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５は、従動機器である圧縮機１００のシャフト１０２とスプライン結合する円筒状の円筒部５ａ、センターハブ５の外周側に配置されたダンパー６を介してプーリ２と噛み合う外周部５ｂ、及び外周部５ｂと円筒部５ａとを機械的に連結して外周部５ｂから円筒部５ａにトルクを伝達するとともに、外周部５ｂから円筒部５ａ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複数本（本実施形態では、３本）のブリッジ部５ｃから構成されている。
【００２１】
なお、本実施形態では、金属粉を焼結することにより円筒部５ａ、外周部５ｂ及びブリッジ部５ｃを一体成形してセンターハブ５を形成している。
【００２２】
ところで、センターハブ５の星形外周面５ｄ（以下、ハブ外周面５ｄと呼ぶ。）とプーリ２の内周面２ｃ（以下、プーリ内周面２ｃと呼ぶ。）とは、径方向、つまり回転軸と直交する方向に所定間隔を隔てて並んで互いに対向しているとともに、プーリ内周面２ｃは、ハブ外周面５ｄと反対側、つまり外径方向に向けて陥没するように湾曲した複数個の凹面部２ｄが回転軸周りに形成されて波打つような形状に構成され、一方、ハブ外周面５ｄは、プーリ内周面２ｃと反対側、つまり中心側に向けて陥没するように湾曲した複数個の凹面部５ｅが回転軸周りに形成されて星形状に構成されている。
【００２３】
そして、互いに対向する凹部２ｄ、５ｅ間の空間（以下、この空間をダンパー収納部６ａと呼ぶ。）には、プーリ内周面２ｃ及びハブ外周面５ｄに接触してプーリ２からセンターハブ５にトルクを伝達する弾性変形可能な弾性材（本実施形態では、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合ゴム））からなるダンパー６が配設されており、このダンパー６が特許請求の範囲に記載されたトルク伝達部材に相当する。
【００２４】
因みに、ダンパー６は、断面形状が楕円状に形成された柱状のもであり、ダンパー収納部６ａ内において、ダンパー６の軸方向と回転軸方向とが平行となるように配設されている。
【００２５】
また、センターハブ５の外周部５ｂには、図１に示すように、円盤状のプレート７がボルト８にて固定されており、このプレート７の外周側には、リング状の錘部７ａが設けられている。なお、プレート７及び錘部７ａは、鉄系金属等の比較的に密度の大きい材料にて成型されている。
【００２６】
このとき、錘部７ａは、プーリ２に形成された溝部２ｅに嵌り込むように軸方向に突出している。溝部２ｅは、プーリ２の軸方向に陥没して環状に形成された凹部である。
【００２７】
そして、プレート７のダンパー６側には、ダンパー６側に突出してダンパー６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押さえ部７ｂが設けられており、この押さえ部７ｂは、全周に渡って環状に形成されている。
【００２８】
次に、本実施形態に係る動力伝達装置１の概略作動を述べる。
【００２９】
プーリ２にトルクが作用すると、プーリ２とセンターハブ５とが相対的に変位して、ダンパー収納部６ａの体積が縮小変化するので、ダンパー収納部６ａ内に収納されているダンパー６は、圧縮変形しながらせん断変形する。
【００３０】
このとき、ダンパー６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２からセンターハブ５にトルクが伝達されるとともに、ダンパー６が変形することによりトルク変動が吸収され、いわゆるナイトハルト型の継ぎ手として機能する。
【００３１】
一方、プーリ２からセンターハブ５に伝達されるトルクが所定値以上となると、ブリッジ部５ｃが破断するため、プーリ２からセンターハブ５へのトルク伝達が遮断される。つまり、ブリッジ部５ｃは、所定値以上のトルクが伝達されることを防止するトルクリミッタ機構として機能する。
【００３２】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００３３】
本実施形態では、プレート７の外周側に錘部７ａが設けられているので、錘部７ａを含めたプレート７全体の慣性モーメントが大きくなり、錘部７ａを含めたプレート７全体はトルク変動を吸収するフライホィールとして機能する。したがって、十分にトルク変動の吸収することができる。
【００３４】
なお、図３（ａ）は本実施形態に係る動力伝達装置１のトルク変動を示す試験結果であり、図３（ｂ）は錘部７ａが無い動力伝達装置のトルク変動を示す試験結果であり、この試験結果から明らかなように、十分にトルク変動の吸収することができることが解る。
【００３５】
また、プレート７がプーリ２及びセンターハブ５の軸方向方一端側に位置しているので、プーリ２及びセンターハブ５の軸方向方一端側がプレート７により覆われた状態となる。したがって、プレート７がプーリ２（特に、ラジアル転がり軸受３）及びセンターハブ５を保護するカバーとして機能するので、プーリ２及びセンターハブ５を、例えば被水から保護することができる。
【００３６】
また、錘部７ａは、プーリ２に形成された溝部２ｅに嵌り込むように軸方向に突出しているので、軸方向寸法が大きくなることを防止しながら、慣性モーメントを大きくすることができる。
【００３７】
また、押さえ部７ｂによってダンパー６が押さえられているので、例えばダンパー６が脱落するといった不具合を容易、かつ、簡便に防止することができる。
【００３８】
また、本実施形態に係る動力伝達装置１を組み立てるに当たっては、プーリ２及びセンターハブ５を圧縮機１００に組み付けた後、ダンパー６をダンパー収納部６ａに挿入し、その後、プレート７をセンターハブ５に組み付けることにより組み立てが完了するので、ダンパー６等の部品を容易、かつ、迅速に組み付けることができ、組み立て工数の低減を図ることができる。
【００３９】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、プレート７をセンターハブ５に組み付けたが、プーリ２に組み付けてもよい。
【００４０】
また、上述の実施形態では、プレート７をセンターハブ５の外周部５ｂに組み付けたが、プレート７をセンターハブ５の円筒部５ａに組み付けてもよい。なお、プレート７をセンターハブ５の円筒部５ａに組み付ければ、トルクリミッタ機構に不必要な慣性力が作用することを抑制できる。
【００４１】
また、ダンパー６の具体的材質も前述のゴム（ＥＰＤＭ）に限らず、エラストマ等のその他の弾性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、本発明によるトルク伝達装置を車両用空調装置に適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々な技術分野のトルク伝達装置に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る動力伝達装置（継ぎ手）の断面図である。
【図２】図１の左側面図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施形態に係る動力伝達装置のトルク変動を示すグラフであり、（ｂ）は錘部が無い動力伝達装置のトルク変動を示すグラフである。
【符号の説明】
１…動力伝達装置、２…プーリ、５…センターハブ、６…ダンパー、
７…プレート、７ａ…錘部。

Claims (4)

1. 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、
   前記駆動機器により回転駆動される第１回転体（２）と、
   前記従動機器側に連結され、前記第１回転体（１１０）と同軸上に配置されて回転する第２回転体（５）と、
   前記第１回転体（２）と前記第２回転体（５）との間に挟まれるように配置されて、前記第１回転体（２）から前記第２回転体（５）にトルクを伝達する弾性変形可能なトルク伝達部材（６）と、
   前記第２回転体（５）の軸方向一端側に固定されて、前記第２回転体（５）と一体的に回転する略板状のプレート（７）とを有し、
   前記第１回転体（２）の径方向内側には、前記トルク伝達部材（６）に接触する内周面（２ｃ）が形成されており、
   前記プレート（７）の外周側には錘部（７ａ）が設けられており、
   前記錘部（７ａ）は、前記内周面（２ｃ）よりも径方向外側に配置されていることを特徴とする動力伝達装置。
2. 前記第１回転体（２）には、前記内周面（２ｃ）よりも径方向外側に配置されて、軸方向に陥没した環状の溝部（２ｅ）が設けられており、
   さらに、前記錘部（７ａ）は、前記溝部（２ｅ）に嵌り込むように軸方向に突出し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. 前記プレート（７）には、前記内周面（２ｃ）よりも径方向内側に配置されて、前記トルク伝達部材（６）に接触して前記トルク伝達部材（６）が軸方向に変位することを規制する押さえ部（７ｂ）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。
4. 前記プレート（７）及び前記錘部（７ａ）は、金属にて一体形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに動力伝達装置。

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