JP6606972B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動源から出力される回転駆動力を駆動対象装置に伝達する動力伝達装置に関する。

従来、車両用空調装置の圧縮機は、駆動源であるエンジンからの駆動力の断続を、動力伝達装置である電磁クラッチを用いて行うものがある。この種の動力伝達装置は、駆動源から出力される回転駆動力によって回転する駆動側回転体と、駆動側回転体と連結されることによって回転する従動側回転体と、駆動側回転体と従動側回転体とを連結する電磁力を発生させる電磁石とを有する。

このように構成される動力伝達装置において、従動側回転体に対して圧縮機がロックした際に破断するリミッタを設けると共に、回転軸に対してリミッタが破断した際に従動側回転体の脱落を防止するストッパを設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−１２７４３６号公報

ところが、特許文献１の構成では、従動側回転体が回転軸から切り離された際の従動側回転体の脱落を防止するストッパを回転軸に対して新たに追加する必要がある。このことは、動力伝達装置の部品点数の増加を招くことから好ましくない。

本発明は上記点に鑑みて、部品点数を増やすことなく、従動側回転体が回転軸から切り離された際の従動側回転体の脱落を防止可能な動力伝達装置を提供することを目的とする。

請求項１および請求項３に記載の発明は、駆動源（６）から出力される回転駆動力を駆動対象装置（２）に伝達する動力伝達装置を対象としている。

上記目的を達成するため、請求項１および請求項３に記載の発明では、
駆動源から出力される回転駆動力によって回転する駆動側回転体（１１）と、
駆動側回転体に連結されることによって駆動対象装置の回転軸（２１）と共に回転する従動側回転体（１３）と、
従動側回転体を駆動側回転体に連結させる電磁力を発生させる電磁石（１２）と、を備える。

そして、請求項１に記載の発明では、従動側回転体に、回転軸の一端側が挿入される挿入穴（１５１ａ）が形成されている。また、従動側回転体および回転軸は、挿入穴の内周側に形成された雌ネジ（３１）、および回転軸に形成されて回転軸が挿入穴に挿入された状態で雌ネジに螺合された雄ネジ（３２）を有する締結部（３０）によって連結されている。さらに、雌ネジのネジ山は、回転軸の回転方向に作用するトルクによって発生する軸力に対する破断強度が、雄ネジのネジ山の破断強度よりも小さくなっている。

また、回転軸における雌ネジに対向するネジ対向部位（２１１）には、雄ネジが形成されたネジ形成部位（２１１ａ）と、雄ネジが形成されていない非ネジ形成部位（２１１ｂ、２１１ｃ）とが設定されている。そして、非ネジ形成部位は、ネジ対向部位のうち、少なくともネジ形成部位よりも回転軸の根元側に近い部位に設定されている。

これによると、締結部に対して過大な軸力が作用すると、雌ネジにおける回転軸のネジ形成部に対向する部位のネジ山が破断することで、従動側回転体が回転軸から切り離される。これにより、従動側回転体から回転軸への動力の伝達が遮断される。

また、雌ネジにおける回転軸の根元側に存する非ネジ形成部位に対向する部位は、締結部に対して過大な軸力が作用してもネジ山が破断せずに残存する。そして、回転軸の根元側に残存した雌ネジのネジ山が、回転軸の軸方向において、回転軸に存する雄ネジのネジ山と干渉する配置構造となる。このため、従動側回転体は、回転軸から切り離された後も回転軸から脱落することはない。

従って、部品点数を増やすことなく、従動側回転体が回転軸から切り離された際の従動側回転体の脱落を防止可能な動力伝達装置を実現することができる。なお、破断強度とは、ネジに作用する軸力によりネジ山が破断するときの応力、すなわち、引張り強さを意味する。

また、請求項３に記載の発明では、従動側回転体に、回転軸の一端側が挿入される挿入穴（１５１ａ）が形成されている。また、従動側回転体および回転軸は、挿入穴の内周側に形成された雌ネジ（３１）、および回転軸に形成されて回転軸が挿入穴に挿入された状態で雌ネジに螺合された雄ネジ（３２）を有する締結部（３０）によって連結されている。さらに、雄ネジのネジ山は、回転軸の回転方向に作用するトルクによって発生する軸力に対する破断強度が、雌ネジのネジ山の破断強度よりも小さくなっている。

また、挿入穴の内周側における雄ネジに対向するネジ対向部位（１５３）には、雌ネジが形成されたネジ形成部位（１５３ａ）と、雌ネジが形成されていない非ネジ形成部位（１５３ｂ、１５３ｃ）とが設定されている。そして、非ネジ形成部位は、ネジ対向部位のうち、少なくともネジ形成部位よりも回転軸の根元側に近い部位に設定されている。

これによると、締結部に対して過大な軸力が作用すると、雄ネジにおける挿入穴のネジ形成部に対向する部位のネジ山が破断することで、従動側回転体が回転軸から切り離される。これにより、従動側回転体から回転軸への動力の伝達が遮断される。

また、雄ネジにおける回転軸の根元側に存する非ネジ形成部位に対向する部位は、締結部に対して過大な軸力が作用してもネジ山が破断せずに残存する。そして、回転軸の根元側に残存した雄ネジのネジ山が、回転軸の軸方向において、挿入穴に存する雌ネジのネジ山と干渉する配置構造となる。このため、従動側回転体は、回転軸から切り離された後も回転軸から脱落することはない。

従って、部品点数を増やすことなく、従動側回転体が回転軸から切り離された際の従動側回転体の脱落を防止可能な動力伝達装置を実現することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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の一例を示すものである。

第１実施形態の動力伝達装置が適用される冷凍サイクルの全体構成図である。 第１実施形態の動力伝達装置の軸方向断面図である。 図２に示すＩＩＩ部の拡大図である。 第１実施形態の雄ネジと雌ネジとの破断強度を説明するための説明図である。 第１実施形態の動力伝達装置にて回転軸がロックした際の締結部の拡大図である。 比較例の動力伝達装置における正常時の締結部の拡大図である。 比較例の動力伝達装置にて回転軸がロックした際の締結部の拡大図である。 比較例の動力伝達装置にて回転軸がロックした際の締結部の拡大図である。 第２実施形態の動力伝達装置における正常時の締結部の拡大図である。 第２実施形態の雄ネジと雌ネジとの破断強度を説明するための説明図である。 第２実施形態の動力伝達装置にて回転軸がロックした際の締結部の拡大図である。

以下、発明を実施する形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。

また、実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。

以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。

（第１実施形態）
本実施形態について、図１〜図８を参照して説明する。本実施形態では、図１に示す蒸気圧縮式の冷凍サイクル１の圧縮機２に対して、動力伝達装置１０を適用した例を説明する。

冷凍サイクル１は、車室内の空調を行う車両用空調装置において車室内へ送風する空気の温度を調整する装置として機能する。この冷凍サイクル１は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機２、圧縮機２から吐出された冷媒を放熱させる放熱器３、放熱器３から流出した冷媒を減圧する膨張弁４、膨張弁４で減圧された冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる蒸発器５を環状に接続して構成される。

圧縮機２としては、例えば、斜板式可変容量型の圧縮機を採用することができる。なお、圧縮機２としては、回転駆動力の伝達により冷凍サイクル１の冷媒を圧縮して吐出するものであれば、他の形式の可変容量型の圧縮機や、スクロール型、ベーン型などの固定容量型の圧縮機を採用してもよい。

本実施形態の圧縮機２は、回転軸２１の一部が外側に露出している。そして、回転軸２１における外側に露出した部位に対して、動力伝達装置１０が取り付けられている。圧縮機２には、動力伝達装置１０を介してエンジン６から出力される回転駆動力が伝達される。

動力伝達装置１０は、車両走行用の駆動源であるエンジン６から出力される回転駆動力を駆動対象装置である圧縮機２へ断続的に伝達する装置である。動力伝達装置１０は、Ｖベルト７を介してエンジン６の回転出力部６ａに接続されている。

図２は、動力伝達装置１０を圧縮機２の回転軸２１の軸方向に沿って切断した際の断面図である。なお、図２に示すＡＤは、回転軸２１の軸方向に沿って延びる方向として規定した回転軸方向を示している。また、図２に示すＲＤは、回転軸方向と直交する方向として規定した径方向を示している。図２に示すＣＬは、回転軸２１の中心線を示している。なお、これらのことは、図２以外の図面においても同様である。

図２に示すように、動力伝達装置１０は、プーリ１１、プーリ１１に連結されることによって圧縮機２の回転軸２１と共に回転する従動側回転体１３、従動側回転体１３とプーリ１１とを連結させる電磁力を発生させる電磁石１２を有する。

プーリ１１は、エンジン６から出力される回転駆動力によって回転する駆動側回転体を構成する。本実施形態のプーリ１１は、外側円筒部１１１、内側円筒部１１２、および端面部１１３を有する。

外側円筒部１１１は、円筒形状に構成されており、回転軸２１に対して同軸上に配置されている。内側円筒部１１２は、円筒形状に構成されており、外側円筒部１１１の内周側に配置されると共に、回転軸２１に対して同軸上に配置されている。

端面部１１３は、外側円筒部１１１と内側円筒部１１２の回転軸方向ＡＤの一端側同士を結ぶ連結部である。端面部１１３は、円盤形状に構成されている。すなわち、端面部１１３は、回転軸２１の径方向ＲＤに広がると共に、その中央部に表裏を貫通する円形状の貫通穴が形成されている。

本実施形態のプーリ１１は、回転軸方向ＡＤの断面がＣ字形状となっている。そして、外側円筒部１１１と内側円筒部１１２との間には、端面部１１３を底面部とする円環状の空間が形成されている。

外側円筒部１１１と内側円筒部１１２との間に形成される空間は、回転軸２１に対して同軸上となっている。外側円筒部１１１と内側円筒部１１２との間に形成される空間には、電磁石１２が配置されている。

ここで、電磁石１２は、ステータ１２１、およびステータ１２１の内部に配置されたコイル１２２等を有する。ステータ１２１は、鉄等の強磁性材料で環状に形成されている。コイル１２２は、エポキシ樹脂等の絶縁性の樹脂材料でモールディングされた状態でステータ１２１に固定されている。なお、電磁石１２への通電は、図示しない空調制御装置から出力される制御電圧によって行われる。

外側円筒部１１１、内側円筒部１１２、および端面部１１３は、鉄等の強磁性材料で一体的に形成されている。外側円筒部１１１、内側円筒部１１２、および端面部１１３は、電磁石１２に通電することによって生じる磁気回路の一部を構成する。

外側円筒部１１１の外周側には、複数のＶ字状の溝が形成された樹脂製のＶ溝部１１４が形成されている。Ｖ溝部１１４には、エンジン６から出力される回転駆動力を伝達するＶベルト７が掛け渡されている。

内側円筒部１１２の内周側には、ボールベアリング１７の外周側が固定されている。そして、ボールベアリング１７の内周側には、図示しない圧縮機２の外殻を構成するハウジングから動力伝達装置１０側へ向けて突出した円筒状のボス部２２が固定されている。これにより、プーリ１１は、圧縮機２のハウジングに対して回転自在に固定されている。なお、ボス部２２は、回転軸２１におけるハウジングの外側に露出した根元部分を覆っている。

また、端面部１１３における回転軸方向ＡＤの一端側の外側面は、プーリ１１と後述する従動側回転体１３のアーマチュア１４が連結された際に、当該アーマチュア１４と接触する摩擦面を形成している。

本実施形態では、図示しないが、端面部１１３の表面の一部に、端面部１１３の摩擦係数を増加させるための摩擦部材を配置している。この摩擦部材は、非磁性材料で形成される。摩擦部材としては、アルミナを樹脂で固めたものや、アルミニウム等の金属粉末の焼結体等を採用することができる。

続いて、従動側回転体１３は、アーマチュア１４、インナーハブ１５、板バネ１６等を有している。アーマチュア１４は、径方向ＲＤに広がると共に、その中央部に表裏を貫通する貫通穴が形成された円環状の板部材である。

アーマチュア１４は、鉄等の強磁性材料で形成されている。アーマチュア１４は、プーリ１１と共に、電磁石１２に通電された際に生じる電磁力の磁気回路の一部を構成する。

アーマチュア１４は、所定の微小間隙（例えば、０．５ｍｍ程度）を隔ててプーリ１１の端面部１１３に対向配置されている。アーマチュア１４のうち、プーリ１１の端面部１１３に対向する平坦部は、プーリ１１とアーマチュア１４とが連結された際に、端面部１１３と接触する摩擦面を形成している。

また、本実施形態のアーマチュア１４は、径方向の中間部分に磁気遮断用の溝部１４１が形成されている。この溝部１４１は、アーマチュア１４の円周方向に沿って延びる円弧状の形状で複数個形成されている。本実施形態のアーマチュア１４は、溝部１４１の外周側に位置する外周部１４２と、溝部１４１の内周側に位置する内周部１４３とに区分される。アーマチュア１４の外周部１４２は、リベット等の締結部材１８により後述する板バネ１６の外周環状部１６２に接続されている。

インナーハブ１５は、アーマチュア１４と圧縮機２の回転軸２１とを連結する連結部材を構成する。インナーハブ１５は、鉄系の金属材料にて形成されている。本実施形態のインナーハブ１５は、円筒部１５１、およびフランジ部１５２を有する。

円筒部１５１は、円筒形状に構成されており、回転軸２１に対して同軸上に配置されている。円筒部１５１には、回転軸２１の一端側が挿入される挿入穴１５１ａが形成されている。インナーハブ１５および回転軸２１は、挿入穴１５１ａに挿入された状態で締結部３０によって連結されている。なお、締結部３０の詳細については後述する。

円筒部１５１には、円筒部１５１の回転軸方向ＡＤの一端側から径方向ＲＤの外側に広がるフランジ部１５２が一体に形成されている。フランジ部１５２は、径方向ＲＤに広がる円盤形状に構成されている。フランジ部１５２は、リベット等の締結部材１９により後述する板バネ１６の内周環状部１６１に接続されている。

板バネ１６は、アーマチュア１４に対してプーリ１１から離れる方向に付勢力を作用させる部材である。この付勢力によって、電磁石１２が非通電状態となっていて電磁力を発生させていないときには、アーマチュア１４の平坦部とプーリ１１の端面部１１３との間に隙間が生ずる。

板バネ１６は、鉄系の金属材料にて構成される円形の板状部材である。板バネ１６は、中心部が開口した内周環状部１６１、内周環状部１６１の径方向ＲＤの外側に配置された外周環状部１６２を有する。前述の如く、板バネ１６は、内周環状部１６１がインナーハブ１５のフランジ部１５２に接続され、外周環状部１６２がアーマチュア１４の外周部１４２に接続されている。

内周環状部１６１と外周環状部１６２との間には、複数の開口窓部１６３が形成されている。複数の開口窓部１６３は、板バネ１６の円周方向に等間隔に形成されている。なお、図示しないが、板バネ１６のうち、複数の開口窓部１６３それぞれの間には、径方向ＲＤに延びる連結部が形成される。この連結部によって、内周環状部１６１と外周環状部１６２とが一体に連結されている。

また、図示しないが、板バネ１６とアーマチュア１４との間には、板状の弾性部材が介在されている。この弾性部材および締結部材１８によって、板バネ１６の外周環状部１６２とアーマチュア１４の外周部１４２との間が一体に結合されている。弾性部材は、板バネ１６とアーマチュア１４との間のトルク伝達機能を果たすと共に、振動抑制作用を果たすゴム系の弾性材である。

次に、従動側回転体１３を構成するインナーハブ１５と回転軸２１とを締結する締結部３０について、図３を参照して説明する。図３は、図２における締結部３０を含む要部の拡大図である。

図３に示すように、締結部３０は、円筒部１５１の挿入穴１５１ａの内周側に形成された雌ネジ３１、および回転軸２１に形成されて回転軸２１が挿入された状態で雌ネジ３１に螺合された雄ネジ３２で構成されている。雄ネジ３２は、所定の締付トルクで雌ネジ３１に締結される。

本実施形態では、円筒部１５１の挿入穴１５１ａの内周側の全域に雌ネジ３１が形成されている。なお、雌ネジ３１は、円筒部１５１の挿入穴１５１ａの内周側の一部に形成されていてもよい。

また、回転軸２１における雌ネジ３１に対向するネジ対向部位２１１には、雄ネジ３２が形成されたネジ形成部位２１１ａと、雄ネジ３２が形成されていない非ネジ形成部位２１１ｂ、２１１ｃとが設定されている。

本実施形態では、ネジ対向部位２１１のうち、ネジ形成部位２１１ａよりも回転軸２１の根元側に近い部位に非ネジ形成部位２１１ｂを設けている。また、本実施形態では、ネジ対向部位２１１のうち、ネジ形成部位２１１ａよりも回転軸２１の先端側に近い部位に非ネジ形成部位２１１ｃを設けている。すなわち、本実施形態では、非ネジ形成部位２１１ｂ、２１１ｃが、ネジ対向部位２１１のうち、回転軸２１の先端側および回転軸２１の根元側の部位の双方に設定されている。

そして、ネジ形成部位２１１ａは、回転軸方向ＡＤにおいて、非ネジ形成部位２１１ｂ、２１１ｃの間に設定されている。なお、回転軸２１における先端側の部位は、回転軸２１における従動側回転体１３側に露出した部位の先端側の部位に相当する。また、回転軸２１の根元側の部位は、回転軸２１における従動側回転体１３側に露出した部位の根元側の部位に相当する。

そして、締結部３０は、圧縮機２がロックした際に、回転軸２１に形成した雄ネジ３２よりも先に、インナーハブ１５側の雌ネジ３１が破断するように、雌ネジ３１の強度が設定されている。

雌ネジ３１のネジ山は、回転軸２１の回転方向に作用する方向によって発生する軸力に対する破断強度が、図４に示すように、雄ネジ３２のネジ山の破断強度よりも小さくなっている。なお、破断強度とは、ネジに作用する軸力によりネジ山が破断するときの応力、すなわち、引張り強さを意味する。

本実施形態では、雌ネジ３１が形成されたインナーハブ１５を、雄ネジ３２が形成された回転軸２１よりも強度の低い材料で構成することで、雌ネジ３１のネジ山の破断強度を雄ネジ３２のネジ山の破断強度よりも小さくしている。具体的には、インナーハブ１５を炭素の含有量が０．３％以下の低炭素鋼で構成し、回転軸２１を炭素の含有量が０．７％以上の高炭素鋼で構成している。なお、雌ネジ３１のネジ山は、締付トルクが作用した際に生ずる軸力に耐えられる破断強度に設定されている。

雌ネジ３１および雄ネジ３２の破断強度は、回転軸２１を回転しないように固定した状態で、インナーハブ１５に加えるトルクを増加させた際に、雌ネジ３１および雄ネジ３２のいずれが先に破断するかによって大小を比較することができる。

例えば、雄ネジ３２よりも雌ネジ３１の方が先に破断した場合には、雌ネジ３１の破断強度が雄ネジ３２の破断強度よりも小さいことになる。逆に、雌ネジ３１よりも雄ネジ３２の方が先に破断した場合には、雄ネジ３２の破断強度が雌ネジ３１の破断強度よりも小さいことになる。

また、本実施形態の締結部３０は、圧縮機２がロックした際に、回転軸２１よりも先に破断するように強度が設定されている。締結部３０の強度は、雌ネジ３１と雄ネジ３２との嵌め合い長さが短くなるに伴って低下する。このため、本実施形態では、雌ネジ３１と雄ネジ３２との嵌め合い長さが、締結部３０が回転軸２１よりも強度が小さくなるように、設定されている。

ここで、本実施形態の回転軸２１は、インナーハブ１５の内周側に位置付けられるネジ対向部位２１１の径をハウジング側の部位の径よりも小さい径とするための段差部２１２が形成されている。この段差部２１２とインナーハブ１５の円筒部１５１の端部との間には、円筒状のスペーサ３５が配置されている。

スペーサ３５は、電磁石１２を非通電状態とした際のアーマチュア１４の平坦部とプーリ１１の端面部１１３との隙間を調整するために設けられている。また、スペーサ３５は、インナーハブ１５の座金としても機能する。

次に、本実施形態の動力伝達装置１０の作動を説明する。電磁石１２が非通電状態になっている場合には、電磁石１２の電磁力が生じない。このため、アーマチュア１４は、板バネ１６の付勢力によってプーリ１１の端面部１１３から所定間隔離れた位置に保持される。

これにより、エンジン６からの回転駆動力はＶベルト７を介してプーリ１１に伝達されるだけで、アーマチュア１４およびインナーハブ１５へは伝達されず、プーリ１１だけがボールベアリング１７上で空転する。すなわち、駆動対象装置である圧縮機２は停止している。

これに対して、電磁石１２が通電状態になっている場合には、電磁石１２の電磁力が発生する。当該電磁力によって、アーマチュア１４が板バネの付勢力に抗してプーリ１１の端面部１１３側に吸引されることで、アーマチュア１４がプーリ１１に吸着される。これにより、プーリ１１の回転がアーマチュア１４へ伝達されて、板バネ１６、インナーハブ１５を構成する従動側回転体１３が回転する。

この際、圧縮機２にロックが生じていなければ、インナーハブ１５の回転が、圧縮機２の回転軸２１に伝達されることで、圧縮機２が作動する。すなわち、エンジン６から出力された回転駆動力が、動力伝達装置１０を介して圧縮機２に伝達されることで、圧縮機２が作動する。

一方、圧縮機２にロックが生じ、回転軸２１が回転できない場合には、インナーハブ１５が回転することで、締結部３０の雌ネジ３１が雄ネジ３２に締め付けられて軸力が発生する。

この際、インナーハブ１５の回転軸方向ＡＤの位置は、回転軸２１の段差部２１２によって規制されている。このため、締結部３０の雌ネジ３１および雄ネジ３２に対して過大な軸力が作用する。

ここで、本実施形態の雌ネジ３１のネジ山は、雄ネジ３２のネジ山よりも破断強度が小さくなっている。このため、締結部３０の雌ネジ３１および雄ネジ３２に対して過大な軸力が作用すると、雄ネジ３２のネジ山よりも先に雌ネジ３１のネジ山が削れて破断する。

締結部３０の雌ネジ３１が破断すると、図５に示すように、インナーハブ１５は、従動側回転体１３が回転軸２１から切り離される。このため、プーリ１１の回転が、アーマチュア１４およびインナーハブ１５に伝達されるだけで、回転軸２１には伝達されず、プーリ１１、アーマチュア１４、インナーハブ１５が回転軸２１上で空転する。すなわち、エンジン６から圧縮機２への回転駆動力の伝達が遮断される。

ここで、図６は、本実施形態の比較例となる動力伝達装置の正常時における締結部３０Ａの拡大図である。比較例は、図６に示すように、回転軸２１Ａにおける雌ネジ３１Ａに対向するネジ対向部位２１１Ａに雄ネジ３２Ａが形成されたネジ形成部位２１１ａだけが設定されており、非ネジ形成部位２１１ｂが設定されていない点が本実施形態と異なる。比較例の他の構成については、本実施形態と同様に構成されている。

比較例の如く、回転軸２１Ａのネジ対向部位２１１にネジ形成部位２１１ａだけが設定された構成では、締結部３０の雌ネジ３１Ａおよび雄ネジ３２Ａに対して過大な軸力が作用すると、図７に示すように、雌ネジ３１Ａのネジ山の全てが削れて破断する。

そして、雌ネジ３１Ａの破断によって、インナーハブ１５Ａが回転軸２１Ａから切り離される。この後、図８に示すように、インナーハブ１５Ａに対して回転軸２１Ａの根元側から先端側に向かう力が作用すると、インナーハブ１５Ａが回転軸２１Ａから脱落する。

これに対して、本実施形態では、ネジ対向部位２１１のうち、回転軸２１の根元側に非ネジ形成部位２１１ｂを設定している。このため、図５に示すように、雌ネジ３１における非ネジ形成部位２１１ｂに対向する部位は、締結部３０に対して過大な軸力が作用してもネジ山が破断せずに残存する。そして、挿入穴１５１ａにおける回転軸２１の根元側に残存した雌ネジ３１のネジ山が、回転軸方向ＡＤにおいて、回転軸２１の雄ネジ３２のネジ山と干渉する配置構造となる。このため、インナーハブ１５は、従動側回転体１３が回転軸２１から切り離された後も回転軸２１から脱落することはない。

以上説明した本実施形態の動力伝達装置１０は、締結部３０に対して過大な軸力が作用すると、雌ネジ３１における回転軸２１のネジ形成部位２１１ａに対向する部位のネジ山が破断する。これにより、従動側回転体１３が回転軸２１から切り離され、従動側回転体１３から回転軸２１への動力の伝達が遮断される。

また、雌ネジ３１における回転軸２１の根元側に存する非ネジ形成部位２１１ｂに対向する部位では、締結部３０に対して過大な軸力が作用してもネジ山が破断せずに残存する。そして、回転軸２１の根元側に残存した雌ネジ３１のネジ山が、回転軸２１の軸方向において、回転軸２１の雄ネジ３２のネジ山と干渉する配置構造となる。このため、従動側回転体１３は、従動側回転体１３が回転軸２１から切り離された後も回転軸２１から脱落することはない。

このように、本実施形態では、雌ネジ３１における回転軸２１の根元側に存する非ネジ形成部位２１１ｂに対向する部位に形成されるネジ山が、従動側回転体１３の回転軸２１からの脱落を防止するストッパとして機能する。従って、部品点数を増やすことなく、従動側回転体１３が回転軸２１から切り離された際の従動側回転体１３の脱落を防止可能な動力伝達装置１０を実現することができる。

ここで、従動側回転体１３が回転軸２１から切り離された後は、従動側回転体１３の回転が不安定となり、従動側回転体１３が意図せずに他の部材に接触して、他の部材が損傷してしまうことが懸念される。

これに対して、本実施形態では、ネジ対向部位２１１のうち、ネジ形成部位２１１ａよりも回転軸２１の先端側に近い部位にも非ネジ形成部位２１１ｃを設定している。このため、雌ネジ３１における回転軸２１の先端側に存する非ネジ形成部位２１１ｃに対向する部位では、締結部３０に対して過大な軸力が作用してもネジ山が破断せずに残存する。そして、回転軸２１の先端側に残存した雌ネジ３１のネジ山が、回転軸２１の軸方向において、回転軸２１に形成された雄ネジ３２のネジ山と干渉する配置構造となる。

このため、従動側回転体１３は、従動側回転体１３が回転軸２１から切り離された後も、回転軸方向ＡＤにおける位置が、各非ネジ形成部位２１１ｂ、２１１ｃにより規制される。これにより、従動側回転体１３が回転軸２１から切り離された後に、従動側回転体１３の回転が不安定となってしまうことを抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図９〜図１１を参照して説明する。本実施形態では、圧縮機２がロックした際に、インナーハブ１５側の雌ネジ３１よりも先に、回転軸２１に形成された雄ネジ３２が破断する構成としている点が第１実施形態と異なっている。

本実施形態のインナーハブ１５と回転軸２１とを締結する締結部３０について、図９を参照して説明する。図９は、第１実施形態の図３に対応しており、締結部３０を含む要部の拡大図である。

図９に示すように、回転軸２１には、回転軸方向ＡＤのほぼ全域に雄ネジ３２が形成されている。なお、雄ネジ３２は、回転軸２１における回転軸方向ＡＤの一部に形成されていてもよい。

また、挿入穴１５１ａの内周側における雄ネジ３２に対向するネジ対向部位１５３には、雌ネジ３１が形成されたネジ形成部位１５３ａと、雌ネジ３１が形成されていない非ネジ形成部位１５３ｂ、１５３ｃとが設定されている。

本実施形態では、ネジ対向部位１５３のうち、ネジ形成部位１５３ａよりも回転軸２１の根元側に近い部位に非ネジ形成部位１５３ｂを設けている。また、本実施形態では、ネジ対向部位１５３のうち、ネジ形成部位１５３ａよりも回転軸２１の先端側に近い部位に非ネジ形成部位１５３ｃを設けている。すなわち、本実施形態では、非ネジ形成部位１５３ｂ、１５３ｃが、ネジ対向部位１５３のうち、回転軸２１の先端側および回転軸２１の根元側の部位の双方に設定されている。

そして、ネジ形成部位１５３ａは、回転軸方向ＡＤにおいて、非ネジ形成部位１５３ｂ、１５３ｃの間に設定されている。なお、挿入穴１５１ａにおける回転軸２１の先端側の部位は、挿入穴１５１ａにおける回転軸２１の先端側に近い部位に相当する。また、挿入穴１５１ａにおける回転軸２１の根元側の部位は、挿入穴１５１ａにおける回転軸２１の根元側に近い部位に相当する。

そして、締結部３０は、圧縮機２がロックした際に、インナーハブ１５側の雌ネジ３１よりも先に、回転軸２１に形成した雄ネジ３２が破断するように、雄ネジ３２の強度が設定されている。

雄ネジ３２のネジ山は、回転軸２１の回転方向に作用する方向によって発生する軸力に対する破断強度が、図１０に示すように、雌ネジ３１のネジ山の破断強度よりも小さくなっている。

本実施形態では、雌ネジ３１が形成されたインナーハブ１５を雄ネジ３２が形成された回転軸２１よりも強度の高い材料で構成することで、雄ネジ３２のネジ山の破断強度を雌ネジ３１のネジ山の破断強度よりも小さくしている。

具体的には、インナーハブ１５を高炭素鋼で構成し、回転軸２１を炭素の含有量が０．３％を超え０．７％未満の中炭素鋼で構成している。なお、雌ネジ３１のネジ山は、締付トルクが作用した際に生ずる軸力に耐えられる破断強度に設定されている。

ここで、雌ネジ３１および雄ネジ３２の破断強度は、回転軸２１を回転しないように固定した状態で、インナーハブ１５に加えるトルクを増加させた際に、雌ネジ３１および雄ネジ３２のいずれが先に破断するかによって大小を比較することができる。

その他の構成は、第１実施形態と同様である。以下、本実施形態の動力伝達装置１０の作動について説明する。なお、本実施形態の動力伝達装置１０は、圧縮機２にロックが生じていない場合の作動が、第１実施形態と同様となることから、その説明を省略する。

本実施形態の動力伝達装置１０は、圧縮機２にロックが生じ、回転軸２１が回転できない場合、インナーハブ１５が回転することで、締結部３０の雌ネジ３１が雄ネジ３２に締め付けられて軸力が発生する。この際、インナーハブ１５の回転軸方向ＡＤの位置は、回転軸２１の段差部２１２によって規制されている。このため、締結部３０の雌ネジ３１および雄ネジ３２に対して過大な軸力が作用する。

ここで、本実施形態の雄ネジ３２のネジ山は、雌ネジ３１のネジ山よりも破断強度が小さくなっている。このため、締結部３０の雌ネジ３１および雄ネジ３２に対して過大な軸力が作用すると、雌ネジ３１のネジ山よりも先に雄ネジ３２のネジ山が削れて破断する。

締結部３０の雄ネジ３２が破断すると、図１１に示すように、インナーハブ１５は、従動側回転体１３が回転軸２１から切り離される。これにより、エンジン６から圧縮機２への回転駆動力の伝達が遮断される。

また、本実施形態では、ネジ対向部位１５３のうち、挿入穴１５１ａにおける回転軸２１の根元側に非ネジ形成部位１５３ｂを設定している。このため、図１１に示すように、雄ネジ３２における非ネジ形成部位１５３ｂに対向する部位は、締結部３０に対して過大な軸力が作用してもネジ山が破断せずに残存する。そして、回転軸２１の根元側に残存する雄ネジ３２のネジ山が、回転軸方向ＡＤにおいて、挿入穴１５１ａに形成された雌ネジ３１のネジ山と干渉する配置構造となる。このため、インナーハブ１５は、従動側回転体１３が回転軸２１から切り離された後も回転軸２１から脱落することはない。

以上説明した本実施形態の動力伝達装置１０は、締結部３０に対して過大な軸力が作用すると、雄ネジ３２におけるネジ形成部位１５３ａに対向する部位のネジ山が破断する。これにより、従動側回転体１３が回転軸２１から切り離され、従動側回転体１３から回転軸２１への動力の伝達が遮断される。

また、雄ネジ３２における回転軸２１の根元側に存する非ネジ形成部位１５３ｂに対向する部位では、締結部３０に対して過大な軸力が作用してもネジ山が破断せずに残存する。そして、回転軸２１の根元側に残存した雄ネジ３２のネジ山が、回転軸２１の軸方向において、挿入穴１５１ａに形成された雌ネジ３１のネジ山と干渉する配置構造となる。このため、従動側回転体１３は、従動側回転体１３が回転軸２１から切り離された後も回転軸２１から脱落することはない。

このように、本実施形態では、雄ネジ３２における回転軸２１の根元側に存する非ネジ形成部位１５３ｂに対向する部位に形成されるネジ山が、従動側回転体１３の回転軸２１からの脱落を防止するストッパとして機能する。従って、部品点数を増やすことなく、従動側回転体１３が回転軸２１から切り離された際の従動側回転体１３の脱落を防止可能な動力伝達装置１０を実現することができる。

さらに、本実施形態では、ネジ対向部位１５３のうち、ネジ形成部位１５３ａよりも回転軸２１の先端側に近い部位にも非ネジ形成部位１５３ｃを設定している。このため、雄ネジ３２における回転軸２１の先端側に存する非ネジ形成部位１５３ｃに対向する部位では、締結部３０に対して過大な軸力が作用してもネジ山が破断せずに残存する。そして、回転軸２１の先端側に残存した雄ネジ３２のネジ山が、回転軸２１の軸方向において、挿入穴１５１ａの内周側に形成された雌ネジ３１のネジ山と干渉する配置構造となる。

このため、従動側回転体１３は、従動側回転体１３が回転軸２１から切り離された後も、回転軸方向ＡＤにおける位置が、各非ネジ形成部位１５３ｂ、１５３ｃにより規制される。これにより、従動側回転体１３が回転軸２１から切り離された後に、従動側回転体１３の回転が不安定となってしまうことを抑制することができる。

（他の実施形態）
以上、代表的な実施形態について説明したが、これに限定されることなく、例えば、以下のように種々変形可能である。

上述の第１実施形態では、インナーハブ１５を低炭素鋼で構成し、回転軸２１を高炭素鋼で構成する例について説明したが、これに限定されない。例えば、インナーハブ１５を炭素の含有量が０．３％を超え０．７％未満の中炭素鋼で構成し、回転軸２１を高炭素鋼で構成してもよい。また、インナーハブ１５の強度が回転軸２１の強度よりも低い構成であれば、インナーハブ１５および回転軸２１それぞれを炭素鋼以外の材料で構成してもよい。

上述の第１実施形態では、非ネジ形成部位２１１ｂ、２１１ｃをネジ対向部位２１１のうち、回転軸２１の根元側に近い部位、および先端側に近い部位の双方に設定する例について説明したが、これに限定されない。例えば、回転軸２１の根元側に近い部位に非ネジ形成部位２１１ｂを設定し、回転軸２１の先端側に近い部位に非ネジ形成部位２１１ｃを設定しない構成としてもよい。

また、ネジ対向部位２１１に対してネジ形成部位を２つ以上設定してもよい。この場合、非ネジ形成部位は、複数のネジ形成部位のうち、最も先端側に近いネジ形成部よりも回転軸２１の根元側に近い部位に設定すればよい。

上述の第２実施形態では、インナーハブ１５を高炭素鋼で構成し、回転軸２１を中炭素鋼で構成する例について説明したが、これに限定されない。例えば、インナーハブ１５を中炭素鋼で構成し、回転軸２１を低炭素鋼で構成してもよい。また、インナーハブ１５の強度が回転軸２１の強度よりも高い構成であれば、インナーハブ１５および回転軸２１それぞれを炭素鋼以外の材料で構成してもよい。

上述の第２実施形態では、非ネジ形成部位１５３ｂ、１５３ｃをネジ対向部位１５３のうち、回転軸２１の根元側に近い部位、および先端側に近い部位の双方に設定する例について説明したが、これに限定されない。例えば、回転軸２１の根元側に近い部位に非ネジ形成部位１５３ｂを設定し、回転軸２１の先端側に近い部位に非ネジ形成部位１５３ｃを設定しない構成としてもよい。

また、ネジ対向部位１５３に対してネジ形成部位を２つ以上設定してもよい。この場合、非ネジ形成部位は、複数のネジ形成部位のうち、最も先端側に近いネジ形成部よりも回転軸２１の根元側に近い部位に設定すればよい。

上述の実施形態では、アーマチュア１４とインナーハブ１５とを板バネ１６で連結する例について説明したが、これに限定されず、例えば、ゴム等の弾性部材によりアーマチュア１４とインナーハブ１５とを連結してもよい。

上述の各実施形態では、動力伝達装置１０をエンジン６から圧縮機２への回転駆動力の断続に適用した例について説明したが、これに限定されない。例えば、エンジン６や電動モータ等の駆動源と回転駆動力によって作動する発電機との動力伝達の断続等に動力伝達装置１０を適用してもよい。

ここで、回転軸２１には、通常時においても大きなトルクが作用する場合があり、その強度を充分に確保することが望ましい。このため、第２実施形態の構成よりも第１実施形態の構成の方が、回転軸２１の強度を充分に確保することができる点で有効である。

上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。

上述の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。

（まとめ）
上述の実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、動力伝達装置は、従動側回転体および回転軸を、従動側回転体の挿入穴の内周側に形成された雌ネジ、および回転軸に形成された雄ネジを有する締結部によって連結する構成となっている。そして、雌ネジのネジ山の破断強度を雄ネジのネジ山の破断強度よりも小さくする。さらに、回転軸における雌ネジに対向するネジ対向部位に、雄ネジが形成されたネジ形成部位と、雄ネジが形成されていない非ネジ形成部位とを設定する。さらに、非ネジ形成部位を、ネジ対向部位のうち、少なくともネジ形成部位よりも回転軸の根元側に近い部位に設定する。

また、第２の観点によれば、第１の観点において、非ネジ形成部位を、ネジ対向部位のうち、ネジ形成部位よりも回転軸の先端側に近い部位にも設定する。これによると、雌ネジにおける回転軸の先端側に存する非ネジ形成部位に対向する部位では、締結部に対して過大な軸力が作用してもネジ山が破断せずに残存する。そして、回転軸の先端側に残存した雌ネジのネジ山が、回転軸の軸方向において、回転軸の雄ネジのネジ山と干渉する配置構造となる。このため、従動側回転体は、回転軸から切り離された後も、回転軸方向における位置が、各非ネジ形成部位により規制される。これにより、従動側回転体が回転軸から切り離された後に、従動側回転体の回転が不安定となってしまうことを抑制することができる。

また、第３の観点によれば、動力伝達装置は、従動側回転体および回転軸を、従動側回転体の挿入穴の内周側に形成された雌ネジ、および回転軸に形成された雄ネジを有する締結部によって連結する構成となっている。そして、雄ネジのネジ山の破断強度を雌ネジのネジ山の破断強度よりも小さくする。さらに、挿入穴の内周側における雄ネジに対向するネジ対向部位に、雌ネジが形成されたネジ形成部位と、雌ネジが形成されていない非ネジ形成部位とを設定する。さらに、非ネジ形成部位を、ネジ対向部位のうち、少なくともネジ形成部位よりも回転軸の根元側に近い部位に設定する。

また、第４の観点によれば、第３の観点において、非ネジ形成部位を、ネジ対向部位のうち、ネジ形成部位よりも回転軸の先端側に近い部位にも設定する。これによると、雄ネジにおける回転軸の先端側に存する非ネジ形成部位に対向する部位では、締結部に対して過大な軸力が作用してもネジ山が破断せずに残存する。そして、回転軸の先端側に残存した雄ネジのネジ山が、回転軸の軸方向において、挿入穴に形成された雌ネジのネジ山と干渉する配置構造となる。このため、従動側回転体は、回転軸から切り離された後も、回転軸方向における位置が、各非ネジ形成部位により規制される。これにより、従動側回転体が回転軸から切り離された後に、従動側回転体の回転が不安定となってしまうことを抑制することができる。

１１ プーリ（駆動側回転体）
１２ 電磁石
１３ 従動側回転体
２１ 回転軸
２１１ ネジ対向部位
２１１ａ ネジ形成部位
２１１ｂ 非ネジ形成部位
３０ 締結部
３１ 雌ネジ
３２ 雄ネジ

Claims (4)

1. 駆動源（６）から出力される回転駆動力を駆動対象装置（２）に伝達する動力伝達装置であって、
   前記駆動源から出力される回転駆動力によって回転する駆動側回転体（１１）と、
   前記駆動側回転体に連結されることによって前記駆動対象装置の回転軸（２１）と共に回転する従動側回転体（１３）と、
   前記従動側回転体を前記駆動側回転体に連結させる電磁力を発生させる電磁石（１２）と、を備え、
   前記従動側回転体は、前記回転軸の一端側が挿入される挿入穴（１５１ａ）が形成されており、
   前記従動側回転体および前記回転軸は、前記挿入穴の内周側に形成された雌ネジ（３１）、および前記回転軸に形成されて前記回転軸が前記挿入穴に挿入された状態で前記雌ネジに螺合された雄ネジ（３２）を有する締結部（３０）によって連結されており、
   前記雌ネジのネジ山は、前記回転軸の回転方向に作用するトルクによって発生する軸力に対する破断強度が、前記雄ネジのネジ山の前記破断強度よりも小さくなっており、
   前記回転軸における前記雌ネジに対向するネジ対向部位（２１１）には、前記雄ネジが形成されたネジ形成部位（２１１ａ）と、前記雄ネジが形成されていない非ネジ形成部位（２１１ｂ、２１１ｃ）とが設定されており、
   前記非ネジ形成部位は、前記ネジ対向部位のうち、少なくとも前記ネジ形成部位よりも前記回転軸の根元側に近い部位に設定されている動力伝達装置。
2. 前記非ネジ形成部位（２１１ｃ）は、前記ネジ対向部位のうち、前記ネジ形成部位よりも前記回転軸の先端側に近い部位にも設定されている請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 駆動源（６）から出力される回転駆動力を駆動対象装置（２）に伝達する動力伝達装置であって、
   前記駆動源から出力される回転駆動力によって回転する駆動側回転体（１１）と、
   前記駆動側回転体に連結されることによって前記駆動対象装置の回転軸（２１）と共に回転する従動側回転体（１３）と、
   前記従動側回転体を前記駆動側回転体に連結させる電磁力を発生させる電磁石（１２）と、を備え、
   前記従動側回転体は、前記回転軸の一端側が挿入される挿入穴（１５１ａ）が形成されており、
   前記従動側回転体および前記回転軸は、前記挿入穴の内周側に形成された雌ネジ（３１）、および前記回転軸に形成されて前記回転軸が前記挿入穴に挿入された状態で前記雌ネジに螺合された雄ネジ（３２）を有する締結部（３０）によって連結されており、
   前記雄ネジのネジ山は、前記回転軸の回転方向に作用するトルクによって発生する軸力に対する破断強度が、前記雌ネジのネジ山の前記破断強度よりも小さくなっており、
   前記挿入穴の内周側における前記雄ネジに対向するネジ対向部位（１５３）には、前記雌ネジが形成されたネジ形成部位（１５３ａ）と、前記雌ネジが形成されていない非ネジ形成部位（１５３ｂ、１５３ｃ）とが設定されており、
   前記非ネジ形成部位は、前記ネジ対向部位のうち、少なくとも前記ネジ形成部位よりも前記回転軸の根元側に近い部位に設定されている動力伝達装置。
4. 前記非ネジ形成部位（１５３ｃ）は、前記ネジ対向部位のうち、前記ネジ形成部位よりも前記回転軸の先端側に近い部位にも設定されている請求項３に記載の動力伝達装置。

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