JP2003074585A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動力伝達装置にトルクリミッタ機能を与える
ことにより、回転軸１２のロック等による過負荷の発生
を防止する。 【解決手段】 エンジンからの駆動力により回転するプ
ーリに設けられたアウターリング１５に、外周側へ向け
て凹んだ第一係合凹部１５ａ及びそれより外周側まで凹
んだ非係合凹部１５ｂが円周方向交互に形成され、アウ
ターリング１５の内周側にあって回転軸に設けられたハ
ブ１６に、内周側へ向けて凹んだ第二係合凹部１６ａが
第一係合凹部１５ａと対応して形成され、変形可能なブ
ッシュ１７が第一及び第二係合凹部１５ａ，１６ａの双
方と円周方向に係合している。設定値を超えるトルクが
作用した時にブッシュ１７が潰されることにより第一係
合凹部１５ａから非係合凹部１５ｂへ移動し、これによ
ってアウターリング１５とハブ１６との間の連結が遮断
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、自動車の車室空調
装置用コンプレッサ等に使用され、過大トルクの発生時
にトルクリミッタとして機能する動力伝達装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車の車室空調装置の冷凍サイクルに
おいて、冷媒コンプレッサは、エンジンのクランクプー
リからプーリベルトを介して入力される回転トルクを、
動力伝達装置を介して回転軸に伝達し、この回転軸を回
転させることにより、回転軸に設けられた斜板を介し
て、冷媒ガスを圧縮する円周方向複数のピストンを往復
動作させるようになっている。

【０００３】ところで、冷媒コンプレッサの作動部が焼
き付き等を発生してその回転軸がロックしたような場
合、動力伝達装置を介してプーリの回転もロック状態に
なるため、エンジンからプーリへ動力を伝達するプーリ
ベルトが、過大な張力や摩擦により破損する。しかも、
プーリベルトがいったん破損すると、このベルトによっ
てエンジンの動力が供給されているエンジン冷却水循環
ポンプやオルタネータ等、他の補機も停止してしまうの
で、エンジンが停止して自動車の走行不能という重大な
事態を引き起こしてしまう問題がある。

【０００４】したがって、このような事態を回避するに
は、回転軸が冷媒コンプレッサの作動部の焼き付き等に
よってロックした場合には、プーリから回転軸への動力
伝達装置がトルクリミッタとして機能し、トルク伝達を
解除することにより、プーリを回転可能な状態に保持し
て、プーリベルトの破損を防止する必要がある。そして
このような動力伝達装置の典型的な従来技術としては、
例えば特開平８−１３５６８６号公報に開示されたもの
がある。

【０００５】この技術においては、駆動側に円周方向に
配置したゴムからなる弾性リングが、従動側である回転
軸側の部材に円周方向に配置した保持部材にそれぞれ保
持されることによって、回転軸へのトルク伝達が行わ
れ、コンプレッサの焼き付き等により回転軸がロック状
態となることによって、過大トルクが作用した場合に
は、弾性リングが変形によって保持部材から抜け出し
て、トルク伝達が解除される構造となっている。

【０００６】ところが、上記従来の技術によれば、過大
トルクによって弾性リングが保持部材からいったん抜け
出しても、この弾性リングは、駆動側と共に所定角度だ
け回転した時点で、他の保持部材に嵌まり込んで保持さ
れるので、駆動側が再び回転軸側と連結状態になり、こ
れに伴って再び過大トルクが入力され、弾性リングが変
形して保持部材から抜け出す、といった動作が繰り返さ
れることになる。このため、完全にトルク伝達を遮断す
ることはできなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のよう
な問題に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、動
力伝達装置にトルクリミッタ機能を与えることにより、
回転軸のロック等による過負荷の発生を防止し、ひいて
は過負荷の発生に起因する重大事故を防止し得る動力伝
達装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】従来の技術的課題は、本
発明によって有効に解決することができる。すなわち、
請求項１の発明に係る動力伝達装置は、駆動側回転体に
設けられた駆動側係合部材と、この駆動側係合部材の内
周側にあって回転軸に設けられた従動側係合部材と、前
記駆動側係合部材と従動側係合部材との間に介在された
変形可能な伝達子とを備え、前記駆動側係合部材に外周
側へ向けて凹んだ第一係合凹部及びこの第一係合凹部よ
りも外周側まで凹んだ非係合凹部が円周方向交互に形成
され、前記従動側係合部材に内周側へ向けて凹んだ第二
係合凹部が前記第一係合凹部と対応して形成され、前記
伝達子が前記第一及び第二係合凹部の双方と円周方向に
係合しており、設定値を超えるトルクが作用した時に前
記伝達子が前記駆動側係合部材と従動側係合部材との間
で潰されることにより前記第一係合凹部から前記非係合
凹部へ移動するもので、これによって、回転軸側へのト
ルク伝達を遮断し、遮断状態を維持するものである。

【０００９】請求項２の発明に係る動力伝達装置は、請
求項１における一層好ましい構成として、伝達子が、所
定の荷重によって座屈するスリーブの外周にゴム状弾性
体製のダンパを設けたブッシュからなるもので、このブ
ッシュは、通常の運転時に回転に伴い入力されるトルク
変動を吸収する機能を有し、設定値を超えるトルクが作
用した時に、スリーブが座屈することによってブッシュ
が潰れて、第一係合凹部から非係合凹部へ移動する。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る動力伝達装
置の好ましい実施の形態を軸心と直交する平面で切断し
て示す断面図、図２は、図１におけるII−Ｏ−II’断面
図である。なお、以下の説明において、正面とは、図２
における左側をさし、背面とは、図２における右側をさ
す。

【００１１】まず図２において、参照符号１１は自動車
の車室空調装置における可変容量型コンプレッサのハウ
ジング正面側の筒状端部を示しており、１２はこの筒状
端部１１の内周からハウジング内部に挿通されコンプレ
ッサの内部機構を動作させる回転軸である。本形態によ
る動力伝達装置は、図１及び図２に示されるように、ハ
ウジング筒状端部１１の外周にボールベアリング１３を
介して回転自在に保持されたプーリ１４と、このプーリ
１４の正面側の端面１４ａに円周方向複数のボルト１４
１を介して取り付けられたアウターリング１５と、回転
軸１２の軸端１２ａに固定されたハブ１６と、アウター
リング１５とハブ１６の間に介在するブッシュ１７とを
備える。

【００１２】プーリ１４は、請求項１における駆動側回
転体に相当するものであって、その外周面にはポリＶ溝
１４ｂが形成されており、このポリＶ溝１４ｂにはエン
ジンのクランクプーリからの駆動力を伝達するためのプ
ーリベルト（図示省略）が、エンジン冷却水循環ポンプ
やオルタネータ等、他の補機のプーリを経由して巻き掛
けられている。

【００１３】なお、可変容量型コンプレッサは、冷媒を
圧縮するピストンのストロークを、回転軸１２に設けた
斜板の傾斜角度等により変化させて、吐出容量を無段階
で制御可能としたものであるため、本形態の動力伝達装
置では、回転軸１２への動力伝達を断続するための電磁
クラッチが不要となっている。

【００１４】アウターリング１５は、請求項１における
駆動側係合部材に相当するものであって、鉄系の金属板
を打ち抜きプレス成形して製作され、ボルト１４１によ
りプーリ１４の端面１４ａに緊結されるフランジ部１５
１と、このフランジ部１５１から正面側へ延びる保持部
１５２と、更にこの保持部１５２の正面側の端部から内
周側へ延びるカバー部１５３とを有する。保持部１５２
には、外周側へ向けて凹んだ複数の第一係合凹部１５ａ
と、この第一係合凹部１５ａよりも外周側まで凹んだ非
係合凹部１５ｂが、円周方向交互に形成されている。第
一係合凹部１５ａは、ブッシュ１７の外周面と略同等の
曲率半径で湾曲した円弧面状をなし、非係合凹部１５ｂ
は、それよりも大きな曲率半径で湾曲しブッシュ１７全
体を収容可能な空間を形成する円弧面状をなす。

【００１５】ハブ１６は、請求項１における従動側係合
部材に相当するものであって、鉄系の金属材料で製作さ
れており、回転軸１２の軸端１２ａにスプライン嵌合さ
れると共にボルト１２１によって固定されたボス部１６
１と、その正面側の端部からハウジング筒状端部１１の
正面側を外周側へ展開した円盤部１６２と、この円盤部
１６２の外周縁に周設され正面側へ突出したリム部１６
３とからなり、リム部１６３には、内周側へ向けて凹ん
だ第二係合凹部１６ａが、アウターリング１５の第一係
合凹部１５ａと対応する位相間隔で形成されている。こ
の第二係合凹部１６ａは、第一係合凹部１５ａと略同等
の曲率半径で湾曲した円弧面状をなす。

【００１６】図１に示されるように、アウターリング１
５の保持部１５２における第一係合凹部１５ａと非係合
凹部１５ｂとの間は、内周側への相対的な突部１５ｃ，
１５ｄとなっており、このうち、プーリ１４及びアウタ
ーリング１５の回転方向Ｒに対して第一係合凹部１５ａ
の後方に位置する突部１５ｃは、ハブ１６のリム部１６
３との隙間Ｇ１が、他方の凸部１５ｄとリム部１６３と
の隙間Ｇ２よりも適宜広く形成されている。

【００１７】ブッシュ１７は、請求項１における伝達子
に相当するものであって、径方向に互いに対向した各第
一係合凹部１５ａと各第二係合凹部１６ａの間に係合保
持されている。このブッシュ１７は、所定の荷重によっ
て座屈される薄肉の合成樹脂又は金属で製作されたスリ
ーブ１７１の外周に、ゴム状弾性体からなる円筒状のダ
ンパ１７２を一体的に加硫接着したものである。

【００１８】ダンパ１７２には、ハブ１６のリム部１６
３の先端と掛合する掛合突起１７２ａが形成されてお
り、これによって、背面側（プーリ１４側）へのブッシ
ュ１７の変位が規制されている。また、このブッシュ１
７の正面側への脱落は、アウターリング１５のカバー部
１５３によって阻止されている。

【００１９】図３は、本形態による動力伝達装置がトル
クリミッタとして作動した状態を示すもので、（Ａ）は
作動過程の状態を軸心と直交する平面で切断して示す断
面図、（Ｂ）はトルク伝達が遮断された状態を軸心と直
交する平面で切断して示す断面図である。すなわち、ブ
ッシュ１７は、第一係合凹部１５ａと第二係合凹部１６
ａの円周方向相対変位によって、回転方向Ｒに対して第
一係合凹部１５ａの後方に位置する突部１５ｃと、第二
係合凹部１６ａの溝肩１６ｂとの間で圧縮を受け、この
圧縮荷重が所定値を超えると、（Ａ）のようにスリーブ
１７１の座屈によって潰れるため、突部１５ｃとの滑り
によって、非係合凹部１５ｂへ相対的に移動することが
できるようになっている。

【００２０】以上のように構成された動力伝達装置によ
れば、プーリ１４は、その外周に巻き掛けられたプーリ
ベルト（図示省略）を介してエンジンの駆動力が伝達さ
れ、図１における矢印Ｒ方向へ回転する。そして、その
回転トルクは、アウターリング１５と、このアウターリ
ング１５の第一係合凹部１５ａと係合しているブッシュ
１７と、第二係合凹部１６ａにおいてブッシュ１７に係
合しているハブ１６を介して回転軸１２に伝達され、こ
れによって回転軸１２がプーリ１４と同一回転数で回転
される。

【００２１】図４は、本形態による特性を示す捩り角度
−トルク線図である。すなわち通常運転状態４０Ｎｍ程
度までのトルク変動の範囲ａでは、プーリ１４からハブ
１６へのトルク伝達過程において、アウターリング１５
の第一係合凹部１５ａとハブ１６の第二係合凹部１６ａ
との間で、ブッシュ１７のゴム状弾性体からなるダンパ
１７２の弾性による線形的なばね特性（４〜８Ｎｍ／ｄ
ｅｇが望ましい）を示す。このため、エンジンから入力
された片振幅４０Ｎｍ程度までのトルク変動（捩り振
動）は、ブッシュ１７の弾性によって有効に吸収され
る。

【００２２】また、例えば回転軸１２がコンプレッサの
内部機構の焼き付き等によりロックした場合のように、
エンジンからの動力を受けて強制回転されるプーリ１４
との間で、８０〜１００Ｎｍ以上の過大なトルクが作用
すると、回転軸１２と共に停止したハブ１６と、プーリ
１４と共に回転を継続しようとするアウターリング１５
との周方向相対変位によって、回転方向Ｒに対して第一
係合凹部１５ａの後方に位置する突部１５ｃと、先に説
明した図３（Ａ）のように第二係合凹部１６ａの溝肩１
６ｂとの間でブッシュ１７が潰されてそのスリーブ１７
１が座屈するので、伝達トルクが上昇しなくなる（図４
におけるｂ）。

【００２３】そして、潰されたブッシュ１７が、突部１
５ｃとの滑りを生じて非係合凹部１５ｂへ相対的に移動
することによって、第一係合凹部１５ａ及び第二係合凹
部１６ａとブッシュ１７との係合が解除され、すなわち
本形態の動力伝達装置がトルクリミッタとして機能する
ので、伝達トルクが急速に低下して０Ｎｍになる（図４
におけるｃ）。非係合凹部１５ｂ内に入ったブッシュ１
７は、図３（Ｂ）のように、遠心力によって外周側へ変
位するので、第一係合凹部１５ａ及び第二係合凹部１６
ａとの係合解除状態が維持される。

【００２４】このため、回転軸１２がロックされてもプ
ーリ１４はロック状態にはならず、エンジンからプーリ
ベルトを介して伝達される動力によって、回転が継続さ
れるので、回転軸１２のロック時にプーリベルトが過大
なトルクによって破損するようなことがなく、このプー
リベルトによって作動しているエンジン冷却水循環ポン
プやオルタネータ等、他の補機も継続して運転されるの
で、エンジンが停止して自動車の走行不能といった事態
の発生を防止することができる。

【００２５】また、上述のような過大トルクが作用した
時のブッシュ１７の潰れは、スリーブ１７１の座屈によ
って生じるものであるため、トルクリミッタとして機能
する時のトルク値は、スリーブ１７１の座屈強度に依存
され、夏期と冬期との温度差によるダンパ１７２のゴム
状弾性体の弾性変化による影響が小さいものとなってい
る。したがって、所定の過大トルクが入力された時に、
確実にトルク伝達を遮断することができる。

【００２６】なお、上述した実施の形態においては、電
磁クラッチを用いない可変容量型コンプレッサの動力伝
達装置について説明したが、本発明は、電磁クラッチを
備える動力伝達装置についても適用することができる。

【００２７】

【発明の効果】請求項１の発明に係る動力伝達装置によ
ると、駆動側係合部材に外周側へ向けて凹んだ第一係合
凹部及びこの第一係合凹部よりも外周側まで凹んだ非係
合凹部が円周方向交互に形成され、従動側係合部材に内
周側へ向けて凹んだ第二係合凹部が前記第一係合凹部と
対応して形成され、変形可能な伝達子が第一及び第二係
合凹部の双方と係合しているため、通常運転時に入力さ
れるトルク変動や捩り振動を、伝達子の変形動作によっ
て有効に吸収することができ、設定値を超えるトルク入
力時に伝達子が潰れて第一係合凹部から前記非係合凹部
へ移動することによって、回転軸側へのトルク伝達を遮
断するトルクリミッタ機能を奏し、しかも伝達子が遠心
力によって非係合凹部内に保持されるので、第一係合凹
部及び第二係合凹部との係合解除状態が維持され、トル
ク伝達を完全に遮断して、過負荷による不具合の発生を
確実に防止することができる。

【００２８】請求項２の発明に係る動力伝達装置による
と、請求項１における伝達子が、所定の荷重によって変
形されるスリーブの外周にゴム状弾性体製のダンパを設
けたブッシュからなるため、請求項１による効果を確実
に実現することができ、通常の運転時に回転に伴い入力
されるトルク変動を、ダンパを設けたブッシュが有効に
吸収するため、トルク変動吸収手段を別途に設ける必要
がなく、構造を簡素化することができる。しかも、ブッ
シュの潰れによってトルクリミッタとして機能する時の
トルク値は、スリーブの座屈強度に依存されるものであ
るため、冬期等の低音時にゴム状弾性体からなるダンパ
の硬化による影響が小さく、したがって、所定の過大ト
ルクが入力された時に、確実にトルク伝達を遮断するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る動力伝達装置の好ましい実施の形
態を、軸心と直交する平面で切断して示す断面図であ
る。

【図２】図１におけるII−Ｏ−II’断面図である。

【図３】本発明に係る動力伝達装置がトルクリミッタと
して作動する過程を、軸心と直交する平面で切断して示
す断面図である。

【図４】本発明に係る動力伝達装置による特性を示す捩
り角度−トルク線図である。

【図５】従来の技術による車室空調装置用コンプレッサ
の動力伝達装置を、軸心を通る平面で切断して示す断面
図である。

【符号の説明】

１１ ハウジング筒状端部 １２ 回転軸 １３ ボールベアリング １４ プーリ（駆動側回転体） １５ アウターリング（駆動側係合部材） １５ａ 第一係合凹部 １５ｂ 非係合凹部 １６ ハブ（従動側係合部材） １６ａ 第二係合凹部 １５ｃ，１５ｄ 凸部 １７ ブッシュ（伝達子） １７１ スリーブ １７２ ダンパ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動側回転体（１４）に設けられた駆動
   側係合部材（１５）と、この駆動側係合部材（１５）の
   内周側にあって回転軸（１２）に設けられた従動側係合
   部材（１６）と、前記駆動側係合部材（１５）と従動側
   係合部材（１６）との間に介在された変形可能な伝達子
   （１７）とを備え、前記駆動側係合部材（１５）に外周
   側へ向けて凹んだ第一係合凹部（１５ａ）及びこの第一
   係合凹部（１５ａ）よりも外周側まで凹んだ非係合凹部
   （１５ｂ）が円周方向交互に形成され、前記従動側係合
   部材（１６）に内周側へ向けて凹んだ第二係合凹部（１
   ６ａ）が前記第一係合凹部（１５ａ）と対応して形成さ
   れ、前記伝達子（１７）が前記第一及び第二係合凹部
   （１５ａ，１６ａ）の双方と円周方向に係合しており、
   設定値を超えるトルクが作用した時に前記伝達子（１
   ７）が前記駆動側係合部材（１５）と従動側係合部材
   （１６）との間で潰されることにより前記第一係合凹部
   （１５ａ）から前記非係合凹部（１５ｂ）へ移動するこ
   とを特徴とする動力伝達装置。
2. 【請求項２】 伝達子（１７）が、所定の荷重によって
   座屈するスリーブ（１７１）の外周にゴム状弾性体製の
   ダンパ（１７２）を設けたブッシュからなることを特徴
   とする請求項１に記載の動力伝達装置。