(57)【要約】【課題】従動体がロックした場合に駆動体から従動体へのトルク伝達を短時間で解除することの可能なトルク伝達装置を提供する。【解決手段】第１回転体１０は、駆動体としてのロータ７０の端面７５に対し摩擦力により接合されるアーマチュア１１を有する。第２回転体２０は、アーマチュア１１に隣接または当接する樹脂プレート２２を有し、第１回転体１０に対し回転方向に係止されると共に従動体としての圧縮機１１０に固定され、第１回転体１０から圧縮機１１０にトルクを伝達する。凹部４０は、アーマチュア１１または樹脂プレート２２の一方に設けられる。凸部５０は、アーマチュア１１または樹脂プレート２２の他方に設けられ、凹部４０の内側に嵌合する。圧縮機１１０がロックした場合、ロータ７０の端面７５とアーマチュア１１との摩擦熱が凹部４０と凸部５０を経由して樹脂プレート２２に伝わるように構成されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動体（７０）のトルクを従動体（１１０）に伝達するトルク伝達装置であって、
前記駆動体の端面（７５）に対し摩擦力により接合されるアーマチュア（１１）を有し、前記駆動体と共に回転する第１回転体（１０）と、
前記アーマチュアに隣接または当接する樹脂プレート（２２）を有し、前記第１回転体に対し回転方向に係止されると共に前記従動体に固定され、前記第１回転体から前記従動体にトルクを伝達する第２回転体（２０）と、
前記アーマチュアまたは前記樹脂プレートの一方に設けられる凹部（４０、４２）と、
前記アーマチュアまたは前記樹脂プレートの他方に設けられ、前記凹部の内側に嵌合する凸部（５０、５２）と、を備え、
前記従動体の回転が規制されて前記駆動体が回転を継続する場合、前記駆動体の端面と前記アーマチュアとの摩擦熱が前記凹部と前記凸部を経由して前記樹脂プレートに伝わるように構成されている、トルク伝達装置。
【請求項２】
前記トルク伝達装置は、前記第１回転体と前記第２回転体との間に設けられる弾性部材（３０）をさらに備え、
前記凹部と前記凸部は、前記従動体と前記駆動体とが共に回転する場合、前記弾性部材の弾性力により前記凹部の内壁と前記凸部との間に所定の隙間が形成され、前記従動体の回転が規制されて前記駆動体が回転を継続する場合、前記凹部の内壁と前記凸部とが接触するように設けられている、請求項１に記載のトルク伝達装置。
【請求項３】
前記第２回転体は、前記従動体に固定されるインナーハブ（２１）、前記インナーハブに固定されると共に前記第１回転体に対し回転方向に係止される前記樹脂プレート（２２）、および、前記樹脂プレートのうち前記インナーハブより径方向外側に設定される溶融部（２２５）を有しており、
前記トルク伝達装置は、前記従動体の回転が規制されて前記駆動体が回転を継続する場合、前記溶融部が前記駆動体の端面と前記アーマチュアとの摩擦熱により溶融し前記駆動体のトルクにより破断すると、前記樹脂プレートのうち前記溶融部より径方向外側の部位が前記第１回転体および前記駆動体と共に回転し、前記樹脂プレートのうち前記溶融部より径方向内側の部位と前記インナーハブとが前記従動体と共に回転を規制されるように構成されており、
前記凹部と前記凸部は、前記樹脂プレートの前記溶融部またはその近傍に設けられている、請求項１または２に記載のトルク伝達装置。
【請求項４】
前記樹脂プレートは、前記アーマチュアに対して平行に設けられる底壁部（２２３）、前記底壁部から回転軸方向に延びて前記第１回転体に対し回転方向に係止される側壁部（２２４）、および、前記底壁部の中に空間を形成する肉盗み部（２２７、２２８）を有しており、
前記肉盗み部は、前記溶融部の周囲に設けられている、請求項３に記載のトルク伝達装置。
【請求項５】
前記樹脂プレートは、前記アーマチュアに対して平行に設けられる底壁部（２２３）、前記底壁部から回転軸方向に延びて前記第１回転体に対し回転方向に係止される側壁部（２２４）、および、前記側壁部の中で肉厚が薄く形成される薄肉部（２２６）を有しており、
前記薄肉部は、前記溶融部に設けられている、請求項３または４に記載のトルク伝達装置。
【請求項６】
前記凹部または前記凸部の少なくとも一方は、前記アーマチュアと前記樹脂プレートとが向き合う面から遠くなるに従い回転方向前側から後側に傾斜する傾斜面（４１、４３、５１、５３）を有し、
前記第２回転体が固定されて前記第１回転体が回転する場合、前記凹部の内壁と前記凸部とが互いに乗り上げるように重なると、前記アーマチュアと前記樹脂プレートとが離れる方向に力が作用するように構成されている、請求項１ないし５のいずれか１つに記載のトルク伝達装置。
【請求項７】
前記駆動体は、動力発生源（１０５）から動力伝達用のベルト（１０７）を介して回転するロータ（７０）、および、前記ロータ側に設けられて通電により磁力を発生する電磁石（９０）を備えており、
前記電磁石への通電時に前記ロータの端面に前記アーマチュアが磁力により引き寄せられ、前記電磁石への非通電時に前記ロータの端面から前記アーマチュアが離れるように構成されている、請求項３ないし６のいずれか１つに記載のトルク伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動体のトルクを従動体に伝達するトルク伝達装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、駆動体のトルクを従動体に伝達するトルク伝達装置が知られている。特許文献１に記載の構成では、駆動体としてのロータの内側に設けられたコイルに通電されると、トルク伝達装置がロータの端面に磁力により引き寄せられ、ロータの端面に摩擦力により接合される。そして、トルク伝達装置は、ロータと共に回転することで、ロータのトルクを従動体としての圧縮機に伝達する。一方、コイルへの通電が停止されて磁力が消滅すると、トルク伝達装置は、ロータの端面から離れ、ロータから圧縮機へのトルク伝達を停止する。
【０００３】
特許文献１の構成では、圧縮機の不具合等により圧縮機の回転が規制された場合（すなわち、圧縮機がロックした場合）、ロータが回転を継続すると、コイルを収納するコイルハウジングの内側に設けられた温度ヒューズが作動し、コイルへの通電が遮断される。それにより、トルク伝達装置はロータの端面から離れ、ロータから圧縮機へのトルク伝達が停止する。その結果、エンジン等の動力発生源からロータに動力を伝達するためのベルトなどの部材の破損が防がれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３２６７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の構成は、温度ヒューズおよびそれを保持する部材などの部品点数が増加すると共に、その温度ヒューズとコイルとを電気的に接続する製造工程が必要となる。そのため、特許文献１の構成は、製造上のコストが高くなることが懸念される。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みて、温度ヒューズを用いることなく、従動体の回転が規制された場合に駆動体から従動体へのトルク伝達を短時間で解除することの可能なトルク伝達装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、
駆動体（７０）のトルクを従動体（１１０）に伝達するトルク伝達装置であって、
駆動体の端面（７５）に対し摩擦力により接合されるアーマチュア（１１）を有し、駆動体と共に回転する第１回転体（１０）と、
アーマチュアに隣接または当接する樹脂プレート（２２）を有し、第１回転体に対し回転方向に係止されると共に従動体に固定され、第１回転体から従動体にトルクを伝達する第２回転体（２０）と、
アーマチュアまたは樹脂プレートの一方に設けられる凹部（４０、４２）と、
アーマチュアまたは樹脂プレートの他方に設けられ、凹部の内側に嵌合する凸部（５０、５２）と、を備え、
従動体の回転が規制されて駆動体が回転を継続する場合（以下、「従動体がロックした場合」という）、駆動体の端面とアーマチュアとの摩擦熱が凹部と凸部を経由して樹脂プレートに伝わるように構成されている。
【０００８】
これによれば、従動体がロックした場合、駆動体の端面とアーマチュアとの摩擦により発生する摩擦熱は、凹部と凸部を経由して樹脂プレートに直接伝わる。そのため、樹脂プレートの温度が融点以上に短時間で上昇する。樹脂プレートが短時間で溶融し駆動体のトルクにより破断すると、その樹脂プレートを有する第２回転体の一部と第１回転体と駆動体とが共に回転し、第２回転体の他の一部と従動体とが回転を規制された状態となる。その結果、このトルク伝達装置は、従動体の回転が規制された場合に駆動体から従動体へのトルク伝達を短時間で解除することで、駆動体を構成しているロータおよび動力伝達用のベルトなどの部材の破損を防ぐことができる。
【０００９】
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を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態のトルク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。
【図２】第１実施形態のトルク伝達装置とロータの分解斜視図である。
【図３】第１実施形態のトルク伝達装置の平面図である。
【図４】図３のＩＶ―ＩＶ線におけるトルク伝達装置およびロータ等の断面図である。
【図５】第１実施形態のトルク伝達装置が備える第２回転体の平面図である。
【図６】図５のＶＩ―ＶＩ線における第２回転体の断面図である。
【図７】図５のＶＩＩ部分の拡大図である。
【図８】図３のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における部分断面図である。
【図９】圧縮機の回転が規制されてロータが回転を継続する場合のトルク伝達装置の動作を説明する説明図である。
【図１０】第２実施形態のトルク伝達装置が備える第２回転体の平面図である。
【図１１】図１０のＸＩ―ＸＩ線における第２回転体の断面図である。
【図１２】第３実施形態のトルク伝達装置の部分断面図である。
【図１３】第４実施形態のトルク伝達装置の部分断面図である。
【図１４】第５実施形態のトルク伝達装置の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１２】
（第１実施形態）
第１実施形態について説明する。本実施形態のトルク伝達装置１は、駆動体としてのロータ７０のトルクを従動体としての圧縮機１１０に断続的に伝達するための装置である。
【００１３】
まず、従動体としての圧縮機１１０が用いられる冷凍サイクル１００について説明する。冷凍サイクル１００は、車室内の空調を行う図示していない車両用空調装置に使用される。図１に示すように、冷凍サイクル１００は、圧縮機１１０、放熱器１０１、膨張弁１０２、および蒸発器１０３が冷媒配管１０４により環状に接続された閉回路として構成されている。圧縮機１１０は、蒸発器１０３側の冷媒配管１０４から吸入した冷媒を圧縮して吐き出す。放熱器１０１は、圧縮機１１０から吐き出された冷媒を外気に放熱させる熱交換器である。膨張弁１０２は、放熱器１０１から流出した冷媒を減圧膨張させる。蒸発器１０３は、膨張弁１０２で減圧膨張された冷媒を、車室内に送風する空気との熱交換により蒸発させる熱交換器である。
【００１４】
圧縮機１１０として、例えば、斜板式などの可変容量型圧縮機、または、スクロール式またはベーン式などの固定容量型圧縮機が採用される。圧縮機１１０の一端側には、駆動体としてのロータ７０が設けられている。ロータ７０は、圧縮機１１０のハウジングに対して相対回転可能に設けられている。
【００１５】
動力発生源としての車両走行用エンジン１０５の駆動軸に設けられたプーリ１０６と、ロータ７０とは、動力伝達用のベルト１０７により連結されている。エンジン１０５から出力されるトルクは、プーリ１０６からベルト１０７を介してロータ７０に伝達される。そのため、ロータ７０は、エンジン１０５と共に回転する。ロータ７０に対して圧縮機１１０とは反対側には、トルク伝達装置１が設けられている。ロータ７０のトルクは、トルク伝達装置１を介して圧縮機１１０のシャフトに伝達されるように構成されている。
【００１６】
次に、ロータ７０について説明する。図２および図４に示すように、ロータ７０は、外側円筒部７１、内側円筒部７２、および連結部７３を有している。外側円筒部７１、内側円筒部７２、および連結部７３は、鉄等の強磁性材料で一体に形成されている。
【００１７】
外側円筒部７１は、円筒状に形成され、圧縮機１１０のシャフト１１１に対して同軸上に配置されている。外側円筒部７１の外周側には、断面がＶ字状の複数の溝を有するＶ溝部７４が形成されている。そのＶ溝部７４に、エンジン１０５から出力されるトルクを伝えるためのベルト１０７が掛け渡される。
【００１８】
内側円筒部７２も、円筒状に形成され、外側円筒部７１の径方向内側に配置されると共に、シャフト１１１に対して同軸上に配置されている。内側円筒部７２の内周側には、軸受８０の外輪８１が固定されている。その軸受８０の内輪８２は、圧縮機１１０のハウジングから円筒状に突出する円筒部１１２に固定されている。これにより、ロータ７０は、圧縮機１１０のハウジングに対して相対回転可能に設けられる。
【００１９】
連結部７３は、円盤状に形成され、外側円筒部７１の軸方向の一端側と、内側円筒部７２の軸方向の一端側とを連結している。連結部７３のうち圧縮機１１０とは反対側の端面７５は、トルク伝達装置１が備えるアーマチュア１１と接する摩擦面となる。以下の説明では、その摩擦面を、ロータ７０の端面７５ということとする。なお、連結部７３の一部には、連結部７３の摩擦係数を増加させるための摩擦部材が配置される。その摩擦部材には、例えば、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などの非磁性材料が採用される。
【００２０】
ロータ７０の外側円筒部７１と内側円筒部７２との間には、電磁石９０が配置されている。電磁石９０は、ステータ９１、および、コイル９２を有している。ステータ９１は、鉄などの強磁性材料により環状に形成されている。コイル９２は、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９１の内側に固定されている。電磁石９０のコイル９２に通電されると、ステータ９１、ロータ７０、および後述するトルク伝達装置１が備えるアーマチュア１１より形成される磁気回路に磁束が流れる。これにより、電磁石９０は、アーマチュア１１をロータ７０側に引き寄せる磁気吸引力（以下、単に磁力という）を発生する。
【００２１】
続いて、トルク伝達装置１について説明する。本実施形態のトルク伝達装置１は、ロータ７０のトルクを圧縮機１１０のシャフト１１１に断続的に伝達するための装置である。図２〜図４に示すように、トルク伝達装置１は、第１回転体１０、第２回転体２０、弾性部材としてのゴム部材３０、凹部４０および凸部５０などを備えている。
【００２２】
第１回転体１０は、アーマチュア１１およびアウタープレート１２などを有している。アーマチュア１１は、鉄などの強磁性材料により円環状に形成された部材である。アーマチュア１１は、ロータ７０の連結部７３に向き合うように配置されている。電磁石９０のコイル９２に通電されていない状態で、アーマチュア１１とロータ７０の連結部７３との間には、所定の隙間（例えば０．５ｍｍ程度）が形成される。
【００２３】
一方、電磁石９０のコイル９２に通電されると、アーマチュア１１は、電磁石９０の磁力により、ロータ７０の連結部７３側に引き寄せられる。その際、アーマチュア１１は、ロータ７０の連結部７３に対して摩擦力により接合される。その状態で、トルク伝達装置１はロータ７０と共に回転する。図４では、トルク伝達装置１の回転軸を、符号Ｏを付した一点鎖線で示している。なお、アーマチュア１１の径方向の中間部分には、アーマチュア１１の周方向に円弧状に延びる磁気遮断用の溝部１１ａが設けられている。
【００２４】
アウタープレート１２は、リベット１３等の締結部材によりアーマチュア１１の外周部に固定されている。アウタープレート１２は、アーマチュア１１に沿って形成される板状部１２１、および、その板状部１２１から回転軸方向に突出する突出部１２２を有している。板状部１２１と突出部１２２とは一体に形成されている。突出部１２２は、略扇状に形成された複数の扇状突出部１２２ａと、その複数の扇状突出部１２２ａ同士の間で径方向外側に延びる複数の腕状突出部１２２ｂを有している。また、アウタープレート１２の突出部１２２には、軸方向から見て＋記号状の開口１２３が設けられている。
【００２５】
図４〜図６に示すように、第２回転体２０は、インナーハブ２１および樹脂プレート２２などを有している。なお、図５および図６は、第２回転体２０のみを示した図である。
【００２６】
インナーハブ２１は、筒状のボス部２１１、および、そのボス部２１１の端部から径方向外側に拡がる結合部２１２を有している。ボス部２１１と結合部２１２とは、金属などにより一体に形成されている。ボス部２１１の内周には、雌ねじ２１１ａが形成されている。そのボス部２１１の内周に形成された雌ねじ２１１ａと、圧縮機１１０のシャフト１１１の外周に形成された雄ねじ１１１ａとの螺合により、インナーハブ２１は圧縮機１１０のシャフト１１１の端部に固定される。
【００２７】
結合部２１２は、ボス部２１１の端部から径方向外側に放射状に延びている。なお、結合部２１２の形状は、放射状に限らず、円盤状に形成されていてもよい。結合部２１２は、インサート成形により、樹脂プレート２２の内側に埋設されている。結合部２１２は、板厚方向に通じる穴部２１３を有している。その穴部２１３の内側にも、樹脂プレート２２を形成する樹脂が入っている。これにより、インナーハブ２１と樹脂プレート２２とが強固に固定される。
【００２８】
樹脂プレート２２は、融点が１８０〜３００℃程度の樹脂により形成されている。具体的には、樹脂プレート２２は、例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテフタレート）、ＰＯ（ポリオレフィン）、６６ナイロン、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などにより形成されている。
【００２９】
樹脂プレート２２は、インナーハブ２１を覆う円盤部２２１、および、複数の腕部２２２を有している。円盤部２２１の外径は、インナーハブ２１の結合部２１２の外径より大きく形成されている。また、その円盤部２２１は、アウタープレート１２の扇状突出部１２２ａの内側に設けられている。複数の腕部２２２は、円盤部２２１から径方向外側に延びている。その複数の腕部２２２は、アウタープレート１２の複数の腕状突出部１２２ｂの内側に設けられている。
【００３０】
また、樹脂プレート２２は、底壁部２２３、および、側壁部２２４を有している、ということもできる。底壁部２２３は、アーマチュア１１に対して平行に設けられている。その底壁部２２３は、アーマチュア１１に当接または隣接する状態で設けられる。側壁部２２４は、底壁部２２３から回転軸方向に延びている。その側壁部２２４は、アウタープレート１２が有する＋記号状の開口１２３の内側に設けられている。
【００３１】
図４に示すように、樹脂プレート２２とアウタープレート１２との間には、ゴム部材３０が圧縮された状態で嵌め込まれている。ゴム部材３０は、樹脂プレート２２とアウタープレート１２との間の空間に対応する形状に形成されている。すなわち、樹脂プレート２２は、ゴム部材３０を介して、アウタープレート１２に係止されている。ゴム部材３０は、所定の弾性力により、樹脂プレート２２とアウタープレート１２を、互いに回転軸方向に離れる方向に付勢している。そのため、図４に示すように、電磁石９０のコイル９２に通電がされていない状態では、アーマチュア１１がロータ７０の端面７５から離れた状態となる。これに対し、図示していないが、電磁石９０のコイル９２に通電がされた状態では、電磁石９０の磁力により、ゴム部材３０の弾性力に抗してアーマチュア１１がロータ７０の端面７５に引き寄せられる。
【００３２】
また、図８に示すように、ゴム部材３０は、樹脂プレート２２とアウタープレート１２との回転方向の隙間にも嵌め込まれている。そのゴム部材３０は、所定の弾性力により、アウタープレート１２から樹脂プレート２２にトルクを緩衝的に伝達する。電磁石９０のコイル９２に通電された状態でロータ７０が回転すると、ロータ７０→アーマチュア１１→アウタープレート１２→ゴム部材３０→樹脂プレート２２→インナーハブ２１→シャフト１１１の順にトルクが伝達される。なお、ゴム部材３０は、樹脂プレート２２より融点の低い材料で形成されている。
【００３３】
本実施形態では、ロータ７０が回転を継続しつつ、圧縮機１１０の不具合等により圧縮機１１０の回転が規制された場合（以下、「圧縮機１１０がロックした場合」という）、樹脂プレート２２の一部に設定された溶融部２２５が溶融し、破断するように構成されている。図５では、溶融部２２５を一点鎖線で示している。溶融部２２５は、樹脂プレート２２の中でインナーハブ２１より径方向外側の部位に設定されている。また、溶融部２２５は、樹脂プレート２２の中で複数の腕部２２２の途中に設定されている。溶融部２２５は、ロータ７０の端面７５とアーマチュア１１との摩擦により発生する摩擦熱により溶融し、ロータ７０のトルクにより破断する部位である。樹脂プレート２２が溶融部２２５で破断すると、樹脂プレート２２のうち溶融部２２５より径方向外側の部位がロータ７０、アーマチュア１１およびアウタープレート１２と共に回転する。一方、樹脂プレート２２のうち溶融部２２５より径方向内側の部位とインナーハブ２１とが圧縮機１１０と共に回転を規制される。
【００３４】
さらに、本実施形態の樹脂プレート２２は、薄肉部２２６および肉盗み部２２７を有している。図５および図７に示すように、薄肉部２２６は、樹脂プレート２２の側壁部２２４の中で肉厚が薄く形成された部位である。薄肉部２２６は、溶融部２２５に設けられている。側壁部２２４のうち薄肉部２２６の剛性は、側壁部２２４のうち薄肉部２２６を除く部位の剛性より小さい。また、側壁部２２４のうち薄肉部２２６の熱容量は、側壁部２２４のうち薄肉部２２６を除く部位の熱容量より小さい。そのため、圧縮機１１０がロックした場合、薄肉部２２６の温度が融点以上に短時間で上昇し、溶融部２２５はロータ７０のトルクにより短時間で破断する。
【００３５】
また、図５および図６に示すように、肉盗み部２２７は、樹脂プレート２２の底壁部２２３の中に空間を形成する部位である。この肉盗み部２２７は、樹脂プレート２２の底壁部２２３のうちアーマチュア１１とは反対側の面に設けられている。そして、この肉盗み部２２７は、溶融部２２５の周囲に設けられている。そのため、圧縮機１１０がロックした場合、ロータ７０の端面７５とアーマチュア１１との摩擦熱は、肉盗み部２２７により形成される空間に伝わる熱量が小さくなる分、溶融部２２５に伝わる熱量が大きくなる。したがって、圧縮機１１０がロックした場合、溶融部２２５の温度が融点以上に短時間で上昇し、溶融部２２５はロータ７０のトルクにより短時間で破断する。
【００３６】
さらに、図４および図８に示すように、本実施形態では、樹脂プレート２２に凹部４０が設けられ、アーマチュア１１に凸部５０が設けられている。凹部４０は、樹脂プレート２２のうちアーマチュア１１側の面に設けられている。この凹部４０は、アーマチュア１１と樹脂プレート２２とが向き合う面から遠くなるに従い回転方向前側から後側に傾斜する傾斜面４１を有している。詳細には、凹部４０は、アーマチュア１１と樹脂プレート２２とが向き合う面から遠くなるに従い内寸が次第に小さくなるテーパ状に形成されている。一方、凸部５０は、アーマチュア１１から樹脂プレート２２側に突出し、凹部４０の内側に嵌合している。凸部５０は、アーマチュア１１の板厚方向に貫通する孔に圧入等により固定されたピンにより構成されている。
【００３７】
凹部４０と凸部５０は、樹脂プレート２２の溶融部２２５またはその近傍に設けられている。また、凹部４０と凸部５０は、ロータ７０からトルク伝達装置１を経由して圧縮機１１０にトルクが断続的に伝達されている場合、ゴム部材３０の弾性力により凹部４０の内壁と凸部５０との間に所定の隙間が形成されるように設けられている。
【００３８】
さらに、図９に示すように、凹部４０と凸部５０は、圧縮機１１０がロックした場合、凹部４０の内壁と凸部５０とが接触するように設けられている。その際、ゴム部材３０は溶融するか、または、ロータ７０のトルクによりゴム部材３０の一部が収縮する。圧縮機１１０がロックした場合、凹部４０の内壁と凸部５０とが接触することで、ロータ７０の端面７５とアーマチュア１１との摩擦熱が、凹部４０と凸部５０の接触箇所を経由して樹脂プレート２２に直接伝わる。さらに、ロータ７０のトルクにより、凹部４０の傾斜面４１と凸部５０とが乗り上げるように重なると、アーマチュア１１と樹脂プレート２２とが離れる方向に力が作用する。したがって、圧縮機１１０がロックした場合、樹脂プレート２２の溶融部２２５の温度が融点以上に短時間で上昇し、ロータ７０のトルクと、凹部４０の傾斜面４１と凸部５０とが乗り上げるときに作用する力により、溶融部２２５は短時間で破断する。
【００３９】
次に、本実施形態のトルク伝達装置１の通常時の作動を説明する。
【００４０】
電磁石９０のコイル９２に通電されていない場合、電磁石９０に磁力は生じない。そのため、図４に示したように、ゴム部材３０の弾性力により、アウタープレート１２が樹脂プレート２２に対してロータ７０の端面７５から離れる方向へ付勢され、それに伴ってアーマチュア１１もロータ７０の端面７５から離れている。したがって、ロータ７０は軸受８０に支持されて回転するが、そのロータ７０のトルクはトルク伝達装置１へ伝達されることなく、圧縮機１１０は停止した状態となる。
【００４１】
これに対し、電磁石９０のコイル９２に通電される場合、電磁石９０に磁力が発生する。これにより、ゴム部材３０の弾性力に抗してアーマチュア１１はロータ７０の端面７５に引き寄せられ、アーマチュア１１とロータ７０とは摩擦力により接合される。そのため、ロータ７０からトルク伝達装置１を介して圧縮機１１０のシャフト１１１にトルクが伝達され、圧縮機１１０が駆動する。その際、ロータ７０の端面７５とアーマチュア１１との摩擦面の温度は、例えば１００℃程度まで上昇するが、樹脂プレート２２が変形することはない。このように、電磁石９０のコイル９２への通電と、通電の停止とを繰り返すことで、トルク伝達装置１は、ロータ７０のトルクを圧縮機１１０に断続的に伝達することが可能である。
【００４２】
続いて、圧縮機１１０がロックした場合のトルク伝達装置１の作動を説明する。
【００４３】
電磁石９０のコイル９２に通電されたままの状態で、圧縮機１１０がロックした場合、ロータ７０が回転を続けたままアーマチュア１１が回転を規制されるので、ロータ７０の端面７５とアーマチュア１１との摩擦面の温度が摩擦熱により上昇する。また、図９に示したように、凹部４０の内壁と凸部５０とが接触する。したがって、ロータ７０の端面７５とアーマチュア１１との摩擦面で生じた摩擦熱は、凹部４０と凸部５０の接触箇所を経由して樹脂プレート２２の溶融部２２５に直接伝わる。なお、その摩擦面で生じた摩擦熱は、アーマチュア１１を介した輻射熱によっても樹脂プレート２２に伝わる。
【００４４】
ここで、本実施形態のトルク伝達装置１は、樹脂プレート２２の底壁部２２３のうち溶融部２２５の周囲に肉盗み部２２７が設けられている。そのため、肉盗み部２２７により形成される空間に伝わる熱量が小さくなる分、溶融部２２５に伝わる熱量が大きくなる。したがって、溶融部２２５の温度は短時間で上昇する。さらに、本実施形態のトルク伝達装置１は、樹脂プレート２２の側壁部２２４の溶融部２２５に、薄肉部２２６が設けられている。そのため、薄肉部２２６の温度も短時間で上昇する。したがって、樹脂プレート２２の溶融部２２５の温度は短時間で融点以上に上昇し、その溶融部２２５は軟化、溶融する。
【００４５】
そして、図９に示したように、凹部４０の内壁と凸部５０とが互いに乗り上げるように重なると、アーマチュア１１と樹脂プレート２２とが離れる方向に力が作用する。したがって、ロータ７０のトルクと、アーマチュア１１と樹脂プレート２２とが離れる方向に作用する力により、溶融部２２５は短時間で破断する。
【００４６】
樹脂プレート２２の溶融部２２５が溶融し、破断すると、樹脂プレート２２のうち溶融部２２５より径方向外側の部位がロータ７０、アーマチュア１１およびアウタープレート１２と共に回転する。一方、樹脂プレート２２のうち溶融部２２５より径方向内側の部位とインナーハブ２１とが圧縮機１１０と共に回転を規制される。その結果、本実施形態のトルク伝達装置１は、圧縮機１１０がロックした場合にロータ７０から圧縮機１１０へのトルク伝達を短時間で解除することで、エンジン１０５からロータ７０に動力を伝達するためのベルト１０７などの部材の破損を防ぐことができる。
【００４７】
（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対して、樹脂プレート２２の肉盗み部２２８の構成を変更したものであり、その他については第１実施形態の構成と同じである。
【００４８】
図１０および図１１に示すように、第２実施形態では、肉盗み部２２８は、樹脂プレート２２の底壁部２２３のうちアーマチュア１１側の面に設けられている。なお、第２実施形態でも、第１実施形態と同様に、肉盗み部２２８は、溶融部２２５の周囲に設けられている。そのため、圧縮機１１０がロックした場合、ロータ７０の端面７５とアーマチュア１１との摩擦熱は、肉盗み部２２８により形成される空間に伝わる熱量が小さくなる分、溶融部２２５に伝わる熱量が大きくなる。したがって、圧縮機１１０がロックした場合、溶融部２２５の温度が融点以上に短時間で上昇し、溶融部２２５はロータ７０のトルクにより短時間で破断する。したがって、第２実施形態も第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００４９】
（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。第３実施形態は、第１実施形態等に対して、樹脂プレート２２に設けられた凹部４０とアーマチュア１１に設けられた凸部５０の構成を変更したものであり、その他については第１実施形態等の構成と同じである。
【００５０】
図１２に示すように、第３実施形態では、樹脂プレート２２に設けられた凹部４０には、傾斜面が設けられていない。その代り、第３実施形態では、アーマチュア１１に設けられた凸部５０が傾斜面５１を有している。傾斜面５１は、アーマチュア１１と樹脂プレート２２とが向き合う面から遠くなるに従い回転方向前側から後側に傾斜している。なお、凸部５０は、アーマチュア１１と樹脂プレート２２とが向き合う面から遠くなるに従い外寸が次第に小さくなるテーパ状に形成されている。
【００５１】
第３実施形態でも、第１実施形態等と同様に、凹部４０と凸部５０は、樹脂プレート２２の溶融部２２５またはその近傍に設けられている。また、凹部４０と凸部５０は、ロータ７０からトルク伝達装置１を経由して圧縮機１１０にトルクが断続的に伝達されている場合、ゴム部材３０の弾性力により凹部４０の内壁と凸部５０との間に所定の隙間が形成されるように設けられている。一方、凹部４０と凸部５０は、圧縮機１１０がロックした場合、凹部４０の内壁と凸部５０とが接触するように設けられている。したがって、第３実施形態も、第１実施形態等と同様の作用効果を奏することができる。
【００５２】
（第４実施形態）
第４実施形態について説明する。第４実施形態も、第１実施形態等に対して、凹部４０と凸部５０の構成を変更したものであり、その他については第１実施形態等の構成と同じである。
【００５３】
図１３に示すように、第４実施形態では、アーマチュア１１に凹部４２が設けられており、樹脂プレート２２に凸部５２が設けられている。第４実施形態では、アーマチュア１１に設けられた凹部４２は、傾斜面４３を有している。傾斜面４３は、アーマチュア１１と樹脂プレート２２とが向き合う面から遠くなるに従い回転方向前側から後側に傾斜している。なお、凹部４２は、アーマチュア１１と樹脂プレート２２とが向き合う面から遠くなるに従い内寸が次第に小さくなるテーパ状に形成されている。
【００５４】
第４実施形態でも、第１実施形態等と同様に、凹部４２と凸部５２は、樹脂プレート２２の溶融部２２５またはその近傍に設けられている。また、凹部４２と凸部５２は、ロータ７０からトルク伝達装置１を経由して圧縮機１１０にトルクが断続的に伝達されている場合、ゴム部材３０の弾性力により凹部４２の内壁と凸部５２との間に所定の隙間が形成されるように設けられている。一方、凹部４２と凸部５２は、圧縮機１１０がロックした場合、凹部４２の内壁と凸部５２とが接触するように設けられている。したがって、第４実施形態も、第１実施形態等と同様の作用効果を奏することができる。
【００５５】
（第５実施形態）
第５実施形態について説明する。第５実施形態は、第１実施形態等に対して、凹部４２と凸部５２の構成を変更したものであり、その他については第１実施形態等の構成と同じである。
【００５６】
図１４に示すように、第５実施形態でも、第４実施形態と同様に、アーマチュア１１に凹部４２が設けられており、樹脂プレート２２に凸部５２が設けられている。第５実施形態では、アーマチュア１１に設けられた凹部４２には、傾斜面が設けられていない。その代り、第５実施形態では、樹脂プレート２２に設けられた凸部５２が傾斜面５３を有している。傾斜面５３は、アーマチュア１１と樹脂プレート２２とが向き合う面から遠くなるに従い回転方向前側から後側に傾斜している。なお、凸部５２は、アーマチュア１１と樹脂プレート２２とが向き合う面から遠くなるに従い外寸が次第に小さくなるテーパ状に形成されている。
【００５７】
第５実施形態でも、第１実施形態等と同様に、凹部４２と凸部５２は、樹脂プレート２２の溶融部２２５またはその近傍に設けられている。また、凹部４２と凸部５２は、ロータ７０からトルク伝達装置１を経由して圧縮機１１０にトルクが断続的に伝達されている場合、ゴム部材３０の弾性力により凹部４２の内壁と凸部５２との間に所定の隙間が形成されるように設けられている。一方、凹部４２と凸部５２は、圧縮機１１０がロックした場合、凹部４２の内壁と凸部５２とが接触するように設けられている。したがって、第５実施形態も、第１実施形態等と同様の作用効果を奏することができる。
【００５８】
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、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。また、上記各実施形態において、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るものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、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材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。
【００５９】
（１）上記各実施形態では、トルク伝達装置１は、駆動体としてのロータ７０のトルクを、従動体としての圧縮機１１０に伝達するものとして説明したが、駆動体および従動体はこれに限らない。他の実施形態では、トルク伝達装置１は、駆動体として回転可能な種々の機器のトルクを、従動体としての種々の機器に対して伝えることが可能である。
【００６０】
（２）上記各実施形態では、トルク伝達装置１のアーマチュア１１は、ロータ７０側に設けられた電磁石９０の磁力によりロータ７０の端面７５に引き寄せられる構成とした。これに対し、他の実施形態では、トルク伝達装置１のアーマチュア１１は、例えば油圧または空気圧などによりロータ７０の端面７５に接続される構成としてもよい。
【００６１】
（３）上記各実施形態では、トルク伝達装置１の樹脂プレート２２とアーマチュア１１に設けた凹部４０、４２または凸部５０、５２の一方に傾斜面を設ける構成とした。これに対し、他の実施形態では、凹部４０、４２または凸部５０、５２のいずれにも傾斜面を設けない構成としてもよい。
【００６２】
（まとめ）
上記各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、駆動体のトルクを従動体に伝達するトルク伝達装置は、第１回転体、第２回転体、凹部および凸部を備える。第１回転体は、駆動体の端面に対し摩擦力により接合されるアーマチュアを有し、駆動体と共に回転する。第２回転体は、アーマチュアに隣接または当接する樹脂プレートを有し、第１回転体に対し回転方向に係止されると共に従動体に固定され、第１回転体から従動体にトルクを伝達する。凹部は、アーマチュアまたは樹脂プレートの一方に設けられる。凸部は、アーマチュアまたは樹脂プレートの他方に設けられ、凹部の内側に嵌合する。このトルク伝達装置は、従動体がロックした場合、駆動体の端面とアーマチュアとの摩擦熱が凹部と凸部を経由して樹脂プレートに伝わるように構成されている。
【００６３】
第２の観点によれば、トルク伝達装置は、第１回転体と第２回転体との間に設けられる弾性部材をさらに備える。凹部と凸部は、従動体と駆動体とが共に回転する場合、弾性部材の弾性力により凹部の内壁と凸部との間に所定の隙間が形成されるように設けられている。また、凹部と凸部は、従動体がロックした場合、凹部の内壁と凸部とが接触するように設けられている。
【００６４】
これによれば、従動体と駆動体とが共に回転する場合、凹部の内壁と凸部とが接触することが防がれるので、異音の発生を防ぐと共に、溶融部の温度上昇を防ぎ、その剛性を保つことができる。一方、従動体がロックした場合、駆動体の端面とアーマチュアとの摩擦熱を、凹部の内壁と凸部との接触箇所を経由して樹脂プレートの溶融部に伝えることができる。
【００６５】
第３の観点によれば、第２回転体は、従動体に固定されるインナーハブ、そのインナーハブに固定されると共に第１回転体に対し回転方向に係止される樹脂プレート、および、その樹脂プレートのうちインナーハブより径方向外側に設定される溶融部を有している。従動体がロックした場合、樹脂プレートの溶融部は、駆動体の端面とアーマチュアとの摩擦熱により溶融し、駆動体のトルクにより破断する。その際、樹脂プレートのうち溶融部より径方向外側の部位が第１回転体および駆動体と共に回転し、樹脂プレートのうち溶融部より径方向内側の部位とインナーハブが従動体と共に回転を規制されるように構成されている。そして、凹部と凸部は、樹脂プレートの溶融部またはその近傍に設けられている。
【００６６】
これによれば、従動体がロックした場合、駆動体の端面とアーマチュアとの摩擦熱が凹部の内壁と凸部とを経由して樹脂プレートの溶融部に直接伝わる。そのため、このトルク伝達装置は、溶融部の温度を融点以上に短時間で上昇させ、溶融部を短時間で溶融し破断させることで、駆動体から従動体へのトルク伝達を短時間で解除することができる。なお、「凹部と凸部が溶融部の近傍に設けられている」とは、凹部と凸部との接触箇所と溶融部との距離が伝熱可能な程度に近いことをいう。
【００６７】
第４の観点によれば、樹脂プレートは、アーマチュアに対して平行に設けられる底壁部、その底壁部から回転軸方向に延びて第１回転体に対し回転方向に係止される側壁部、および、底壁部の中に空間を形成する肉盗み部を有している。肉盗み部は、溶融部の周囲に設けられている。
【００６８】
これによれば、従動体がロックした場合、駆動体の端面とアーマチュアとの摩擦熱は、肉盗み部により形成される空間に伝わる熱量が小さくなる分、溶融部に伝わる熱量が大きくなる。したがって、このトルク伝達装置は、溶融部の温度を融点以上に短時間で上昇させ、その溶融部を駆動体のトルクにより破断することができる。
【００６９】
第５の観点によれば、樹脂プレートは、アーマチュアに対して平行に設けられる底壁部、その底壁部から回転軸方向に延びて第１回転体に対し回転方向に係止される側壁部、および、その側壁部の中で肉厚が薄く形成される薄肉部を有している。薄肉部は、溶融部に設けられている。
【００７０】
これによれば、樹脂プレートの溶融部のうち薄肉部の剛性が小さくなる。また、樹脂プレートの溶融部のうち薄肉部の熱容量が小さくなる。そのため、従動体がロックした場合、駆動体の端面とアーマチュアとの摩擦熱が薄肉部に伝わると、薄肉部の温度は融点以上に短時間で上昇する。そして、薄肉部を含む溶融部は駆動体のトルクにより短時間で破断する。
【００７１】
第６の観点によれば、凹部または凸部の少なくとも一方は、アーマチュアと樹脂プレートとが向き合う面から遠くなるに従い回転方向前側から後側に傾斜する傾斜面を有する。第２回転体が固定されて第１回転体が回転する場合、凹部の内壁と凸部とが互いに乗り上げるように重なると、アーマチュアと樹脂プレートとが離れる方向に力が作用する。
【００７２】
これによれば、このトルク伝達装置は、従動体がロックした場合、駆動体の端面とアーマチュアとの摩擦熱、および、駆動体のトルクに加え、さらにアーマチュアと樹脂プレートとが離れる方向に力を印加することで、樹脂プレートを短時間で破断することができる。
【００７３】
第７の観点によれば、駆動体は、動力発生源から動力伝達用のベルトを介して回転するロータ、および、そのロータ側に設けられて通電により磁気吸引力を発生する電磁石を備えている。トルク伝達装置は、電磁石への通電時にロータの端面にアーマチュアが磁力により引き寄せられ、電磁石への非通電時にロータの端面からアーマチュアが離れるように構成されている。
【００７４】
これによれば、このトルク伝達装置は、従動体がロックした場合、電磁石への通電を継続した状態で、駆動体の端面とアーマチュアとの摩擦熱により、樹脂プレートを溶融することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１          トルク伝達装置
１１        アーマチュア
１０        第１回転体
２０        第２回転体
２２        樹脂プレート
４０、４２  凹部
５０、５２  凸部
７０        ロータ
１１０      圧縮機
【図１】
2019124267.tif 000003
【図２】
2019124267.tif 000004
【図３】
2019124267.tif 000005
【図４】
2019124267.tif 000006
【図５】
2019124267.tif 000007
【図６】
2019124267.tif 000008
【図７】
2019124267.tif 000009
【図８】
2019124267.tif 000010
【図９】
2019124267.tif 000011
【図１０】
2019124267.tif 000012
【図１１】
2019124267.tif 000013
【図１２】
2019124267.tif 000014
【図１３】
2019124267.tif 000015
【図１４】
2019124267.tif 000016