(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動力を受ける駆動プレートと、前記駆動プレートに軸方向で対向した回転可能な被駆動プレートと、前記駆動プレートの偏心位置に軸方向で可動に保持された連結棒と、前記連結棒を前記被駆動プレートに向けて付勢した付勢手段とを備え、前記被駆動プレートは前記連結棒の端部に回転方向で係合する係合部を有している噛み合いクラッチ機構において、前記連結棒及び前記係合部のうちの少なくとも一方に、前記駆動プレート及び前記被駆動プレート間に回転方向で反対向きの力が加わったときに前記連結棒に前記被駆動プレートから離れる向きの離脱力を作用させる斜面を形成し、前記連結棒は前記離脱力が所定値を越えた場合に前記被駆動プレートから離れる向きに移動して前記係合部との係合を解放するものであり、さらに前記連結棒が前記係合部との係合を解放したときに前記連結棒の前記被駆動プレートに近付く向きの移動を阻止するロック機構を設け、前記ロック機構は、前記連結棒側面に開口部を有する収納部内に収納され、前記連結棒の側面と同一面を形成する表面を有し、側面がほぼ直角三角形状の爪と、この爪を前記収納部内部から外側に回動可能に支持するヒンジと、前記爪にこれを前記収納部内部から外側に押し出す力を付与する弾性体と、前記爪に固定され、この爪が前記収納部内部から外側に所定の範囲を越えて移動することを阻止するストッパとを備えたことを特徴とする噛み合いクラッチ機構。
【請求項２】
回転駆動力を受ける駆動プレートと、前記駆動プレートに軸方向で対向した回転可能な被駆動プレートと、前記駆動プレートの偏心位置に軸方向で可動に保持された連結棒と、前記連結棒を前記被駆動プレートに向けて付勢した付勢手段とを備え、前記被駆動プレートは前記連結棒の端部に回転方向で係合する係合部を有している噛み合いクラッチ機構において、前記連結棒及び前記係合部のうちの少なくとも一方に、前記駆動プレート及び前記被駆動プレート間に回転方向で反対向きの力が加わったときに前記連結棒に前記被駆動プレートから離れる向きの離脱力を作用させる斜面を形成し、前記連結棒は前記離脱力が所定値を越えた場合に前記被駆動プレートから離れる向きに移動して前記係合部との係合を解放するものであり、さらに前記連結棒が前記係合部との係合を解放したときに前記連結棒の前記被駆動プレートに近付く向きの移動を阻止するロック機構を設け、前記ロック機構は、前記連結棒に形成された収納部内に収納されかつ前記連結棒が前記係合部との係合を解放したときに該収納部の外側に突出するものであることを特徴とする噛み合いクラッチ機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はポンプ・圧縮機、電動機、内燃機、発電機等の回転機械に用いられるクラッチ機構に関し、特に、噛み合い形式のクラッチ機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の噛み合いクラッチ機構の構成を図６に示す。同図（Ａ）は上面図（Ｂ）は側断面図である。このクラッチ機構は中心部に動力投入軸１１が固定された円盤状の駆動プレート１２と、中心部に動力伝達軸１３が固定された円盤状の被駆動プレート１４とが対向配置されている。駆動プレート１２には動力投入軸１１の周囲に３個の矩形状の透孔１５が形成されており、被駆動プレート１４の対応する位置には同じく３個の矩形の開口を有する凹部１６が形成されている。これらの対応する透孔１５および凹部１６には駆動プレート１２の上部から断面矩形の連結棒１７が挿入され、駆動プレート１２と被駆動プレート１４とが一体に回転するように結合される。各連結棒１７の上端面にはコイルスプリング１８が配置されており、これらのスプリング１８は駆動プレート１２の上面に固定されたカバー１９により、各連結棒１７の上端面に下方の弾性力を付与している。
【０００３】
駆動プレート１２と被駆動プレート１４との接触面には複数個の第２のコイルスプリング２０が設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の噛み合い形式のクラッチ機構は、駆動プレート１２と被駆動プレート１４との結合が完全であり、駆動プレート１２の回転力が被駆動プレート１４に、スリップによる損失を生ずることなく、確実に伝達される。しかしながら回転機械において、被駆動部が破損した場合には駆動トルクが著しく増大し、原動機が損傷を受けるという欠点があった。
【０００５】
それ故に本発明の課題は、被駆動部が破損した場合にも駆動側に損傷を及ぼさない噛み合いクラッチ機構を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、回転駆動力を受ける駆動プレートと、前記駆動プレートに軸方向で対向した回転可能な被駆動プレートと、前記駆動プレートの偏心位置に軸方向で可動に保持された連結棒と、前記連結棒を前記被駆動プレートに向けて付勢した付勢手段とを備え、前記被駆動プレートは前記連結棒の端部に回転方向で係合する係合部を有している噛み合いクラッチ機構において、前記連結棒及び前記係合部のうちの少なくとも一方に、前記駆動プレート及び前記被駆動プレート間に回転方向で反対向きの力が加わったときに前記連結棒に前記被駆動プレートから離れる向きの離脱力を作用させる斜面を形成し、前記連結棒は前記離脱力が所定値を越えた場合に前記被駆動プレートから離れる向きに移動して前記係合部との係合を解放するものであり、さらに前記連結棒が前記係合部との係合を解放したときに前記連結棒の前記被駆動プレートに近付く向きの移動を阻止するロック機構を設け、前記ロック機構は、前記連結棒側面に開口部を有する収納部内に収納され、前記連結棒の側面と同一面を形成する表面を有し、側面がほぼ直角三角形状の爪と、この爪を前記収納部内部から外側に回動可能に支持するヒンジと、前記爪にこれを前記収納部内部から外側に押し出す力を付与する弾性体と、前記爪に固定され、この爪が前記収納部内部から外側に所定の範囲を越えて移動することを阻止するストッパとを備えたことを特徴とする噛み合いクラッチ機構が得られる。
また本発明によれば、回転駆動力を受ける駆動プレートと、前記駆動プレートに軸方向で対向した回転可能な被駆動プレートと、前記駆動プレートの偏心位置に軸方向で可動に保持された連結棒と、前記連結棒を前記被駆動プレートに向けて付勢した付勢手段とを備え、前記被駆動プレートは前記連結棒の端部に回転方向で係合する係合部を有している噛み合いクラッチ機構において、前記連結棒及び前記係合部のうちの少なくとも一方に、前記駆動プレート及び前記被駆動プレート間に回転方向で反対向きの力が加わったときに前記連結棒に前記被駆動プレートから離れる向きの離脱力を作用させる斜面を形成し、前記連結棒は前記離脱力が所定値を越えた場合に前記被駆動プレートから離れる向きに移動して前記係合部との係合を解放するものであり、さらに前記連結棒が前記係合部との係合を解放したときに前記連結棒の前記被駆動プレートに近付く向きの移動を阻止するロック機構を設け、前記ロック機構は、前記連結棒に形成された収納部内に収納されかつ前記連結棒が前記係合部との係合を解放したときに該収納部の外側に突出するものであることを特徴とする噛み合いクラッチ機構が得られる。
【０００７】
【作用】
被駆動プレートにより駆動される機械系に破損等の故障が生じた場合は、駆動力が増大し、連結棒と係合部との間の斜面により発生する連結棒の離脱力が摩擦力と付勢手段による付勢力との和を超えると、連結棒は係合部から離脱し移動する。これによって駆動プレートと被駆動プレートの結合を解除して原動力等を保護する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図１乃至図５により説明する。まず、図１は噛み合い形式のクラッチ機構が適用される車載用の空調機に用いられる圧縮機の構成を示す断面図である。この圧縮機は、円筒状のケーシング２２と、ケーシング２２の一端側に一体に設けられたシリンダブロック２３とケーシング２２の他端側を閉塞したフロントハウジング２４との間に画成されたクランク室３０と、フロンとハウジング２４を貫通してクランク室３０の内部に挿通された回転主軸３１とを含んでいる。
【０００９】
このクランク室３０の内部に挿通された回転主軸３１には、カムロータ３２とこのカムロータ３２の回転によって、回転主軸３１の軸方向に揺動するプラネットプレート３３が取付けられている。
【００１０】
シリンダーブロック２３にはバルブプレート３４を介してシリンダヘッド３５が設けられている。シリンダヘッド３５内には吸入室３６および吐出室３７が配置されている。吸入室３６および吐出室３７とシリンダ２５間のバルブプレート３４には吸入孔３８および吐出孔３９が形成されている。これらの吸入孔３８および吐出孔３９を開閉するように吸入弁４０および吐出弁４１がバルブプレート３４に接触して設けられている。また、この吐出弁４１の開方向の動きを制限するバルブリテーナ４２がバルブプレート３４に固定されている。
【００１１】
フロントハウジング２４には軸受４５が設けられており、この軸受４５にはクランク室３０の内部に挿通された回転主軸４０が支持される。また、フロントハウジング２４には回転主軸４０の外周に沿ってボールベアリング軸受け４６が設けられており、この部分には、例えば自動車のエンジンの回転軸に連結したベルト（図示せず）により回転されるプーリ４７が支持されている。そしてこのプーリ４７に対して、概略的に図示した噛み合いクラッチ機構４８が設けられている。
【００１２】
図２および図３は本発明の実施の一形態に係る噛み合いクラッチ機構の要部の構造を示す側断面図である。同図において図６に対応する構成部分には同一の番号を付し、主として異なる部分について説明する。
【００１３】
円板状の駆動プレート１２の偏心位置に形成された矩形状の透孔１５と、被駆動プレート１４の対応する位置に形成された凹部５０には駆動プレート１２の上部から断面矩形の連結棒５１が挿入され、駆動プレート１２と被駆動プレート１４とが一体に回転するように結合される。このとき透孔１５の孔壁が連結棒５１に係合し係合部を構成する。
【００１４】
各連結棒１７の上端面には第１のコイルスプリング１８が配置されており、これらの第１のコイルスプリング１８は駆動プレート１２の上面に固定されたカバー１９により、各連結棒１７の上端面に下向きの弾性力、即ち、付勢力を付与している。即ち、コイルスプリング１８は付勢手段を構成する。駆動プレート１２と被駆動プレート１４との接触面には複数個の第２のコイルスプリング２０が設けられている。
【００１５】
ここで、被駆動プレート１４に形成される凹部５０とこれに挿入される連結棒５１の相互係合部はいずれも、被駆動プレート１４の水平面に対して所定の角度θで交わる斜面５２、５３を有している。また、連結棒５１の側面にはロック機構５４が埋め込まれている。
【００１６】
図４および図５はロック機構５４の構造を示す要部拡大断面図である。連結棒５１の側面には側面に開口する中空の収納部５５が形成されている。この収納部５５内には、連結棒５１の側面と同一面を形成する表面を有し、側面が直角三角形の爪５６が、その上端部で連結棒５１にヒンジ５７により連結されている。爪５６は収納部５５内に収納された第３のコイルスプリング５８により、収納部５５の内側から外側に向かう弾性力が付与されている。爪５６にはまた、後述するように、爪５６が収納部５５から外側に移動したとき、所定の位置に保持するためのストッパ５９が固定されている。
【００１７】
次にこのように構成された噛み合いクラッチ機構の動作を説明する。噛み合いクラッチ機構はその通常の動作状態においては、図２に示されるように、連結棒５１の先端部が凹部５０に嵌合しており、駆動プレート１２の回転は被駆動プレート１４に確実に伝達される。このとき、連結棒５１の先端部の斜面５３は凹部５０の斜面５２と接触しており両斜面間に面方向の摩擦力ｆが作用している。また、これらの両斜面間には駆動プレート１２の駆動力Ｆ１が上向きに作用する。これらの力Ｆ１およびｆは通常の動作状態では次式で表される関係にある。
【００１８】
Ｆ１≦ｆｓｉｎθ＋Ｆ２            （１）
ここで、Ｆ２は第１のコイルスプリング１８の弾性力である。
【００１９】
この状態においては、連結棒５１に収納されたロック機構５４の爪５６は、収納部５５内に収納されており、第３のコイルスプリング５８が爪５６を収納部５５から外方に押し出すように作用するが、爪５６の表面は駆動プレート１２の透孔１５の内壁に阻止されるため、連結棒５１の側面の一部を形成するように、収納部５５内に収納されている。
【００２０】
次に、被駆動プレート１４により駆動される図示しない機械系に破損等の故障が生じた場合は、駆動力Ｆ１が増大する。そしてこの駆動力Ｆ１が摩擦力ｆとスプリング１８の弾性力の和、即ち、所定値を越え、
Ｆ１＞ｆｓｉｎθ＋Ｆ２            （２）
となったとき、連結棒５１は凹部５０から離脱し、上方に移動する。この時第３のコイルスプリング５８によって駆動プレート１２と被駆動プレート１４との隙間が開き、連結棒５１と被駆動プレート１４は完全に接触を断つ。
【００２１】
連結棒５１に収納されたロック機構５４の爪５６は、連結棒５１の上方への移動により、駆動プレート１２の透孔１５の内壁から外れるため、図５に示されるように、第３のコイルスプリング５８が爪５６を収納部５５から外方に押し出す。このとき爪５６はヒンジ５７を中心にして回転しつつ収納部５５から外方に押し出され、爪５６に固定されたストッパ５９が収納部５５の内壁に接触したとき、爪５６の移動は停止させられる。この状態では爪５６の直角三角形の底辺部分が駆動プレート１２の透孔１５の周囲の上面部６０に載置される関係になる。このため、爪５６は連結棒５１の透孔１５内下方への移動を阻止し、連結棒５１は再び被駆動プレート１４の凹部５０に嵌合することはない。これによって駆動プレート１２と被駆動プレート１４とは機械的に分離されるため、駆動プレート１２に連結される原動機を破損から保護する。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、被駆動部が破損した場合にも駆動側に損傷を及ぼさない噛み合いクラッチ機構が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される車載用の空調機に用いられる圧縮機の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の一形態に係る噛み合いクラッチ機構の噛み合い時の要部の状態を示す側断面図である。
【図３】図２の噛み合いクラッチ機構の離脱時の要部の状態を示す側断面図である。
【図４】図２および図３の噛み合いクラッチ機構に備えられたロック機構の非動作時の状態を示す要部拡大断面図である。
【図５】図２および図３の噛み合いクラッチ機構に備えられたロック機構の動作時の状態を示す要部拡大断面図である。
【図６】従来の噛み合いクラッチ機構を示す側断面図である。
【符号の説明】
１１  動力投入軸
１２  駆動プレート
１３  動力伝達軸
１４  被駆動プレート
１５  透孔
１６  凹部
１７  連結棒
１８  コイルスプリング
１９  カバー
２０  第２のコイルスプリング
５０  凹部
５１  連結棒
５２  斜面
５３  斜面
５４  ロック機構
５５  収納部
５６  爪
５７  ヒンジ
５８  第３のコイルスプリング
５９  ストッパ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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