(57)【要約】      （修正有）【課題】動力遮断部材を確実に機能させることができる圧縮機の動力伝達装置の提供にある。【解決手段】圧縮機のケーシング１６に装着されるプーリと、プーリと一体回転可能に結合されるハブ１２と、ハブ１２と圧縮機の回転軸１５の間に介装され、回転軸１５とプーリとの間の過大のトルクの伝達を遮断する動力遮断部材１３とを備えた圧縮機の動力伝達装置１０において、動力遮断部材１３と回転軸１５との間に筒体１４を設けると共に、動力遮断部材１３と筒体１４及び、筒体１４と回転軸１５とをそれぞれ螺子結合させ、回転軸１５に圧入固定されたスペーサ２１に座面２１ａを形成し、筒体１４に、座面２１ａに軸方向に当接する当接面１４ｄを設け、動力遮断部材１３が嵌合結合されたハブ１２の軸方向端部に、筒体１４の筒体側座面１４ｅに軸方向に当接する当接面１２ｄを設ける。【選択図】図２
2008151183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機のケーシングに回転可能に装着されるプーリと、前記プーリと一体回転可能に結合されるハブと、前記ハブと圧縮機の回転軸の間に介装され、該回転軸と前記プーリとの間の過大のトルクの伝達を遮断する動力遮断部材とを備えた圧縮機の動力伝達装置において、
前記動力遮断部材と前記回転軸との間に筒体を設けると共に、前記動力遮断部材の内周面と前記筒体の外周面及び、前記筒体の内周面と前記回転軸の外周面とをそれぞれ螺子結合させ、
前記回転軸に圧入固定されたスペーサに座面を形成し、
前記筒体に、前記座面に軸方向に当接する当接部を設け、
前記動力遮断部材が機械的に結合され一体化された前記ハブの軸方向端部に、前記当接部に軸方向に当接する当接面を設けたことを特徴とする圧縮機の動力伝達装置。
【請求項２】
前記回転軸の中心軸線より前記座面と当接する前記当接部までの半径方向の距離及び前記中心軸線より前記当接部と当接する前記当接面までの半径方向の距離とを異ならせたことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機の動力伝達装置。
【請求項３】
前記当接面までの半径方向の距離は、前記当接部までの半径方向の距離より短く設定されていることを特徴とする請求項２に記載の圧縮機の動力伝達装置。
【請求項４】
前記動力遮断部材と前記筒体との間の摩擦係数と前記筒体と前記回転軸との間の摩擦係数との間、及び前記軸方向端部と前記当接部との間の摩擦係数と前記当接部と前記座面との間の摩擦係数との間のうち少なくともどちらか一方の間で差を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の圧縮機の動力伝達装置。
【請求項５】
前記動力遮断部材と前記筒体との間の摩擦係数は、前記筒体と前記回転軸との間の摩擦係数より小さく設定され、前記軸方向端部と前記当接部との間の摩擦係数は、前記当接部と前記座面との間の摩擦係数より小さく設定されていることを特徴とする請求項４に記載の圧縮機の動力伝達装置。
【請求項６】
前記動力遮断部材と前記筒体との間及び前記軸方向端部と前記当接部との間には、潤滑材が塗布されていることを特徴とする請求項５に記載の圧縮機の動力伝達装置。
【請求項７】
前記圧縮機に用いられる冷媒として、二酸化炭素を用いることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載の圧縮機の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トルクリミッタの機能を有する動力伝達装置に関するものであり、特にエンジン等の外部動力源からベルト等を介して運転されるカーエアコン用圧縮機に組み込まれて使用されるのに好適である。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機に動力を伝達する動力伝達装置では、圧縮機が焼き付きを起こした際にベルト切れ等の不具合を回避するためにトルクリミッタ（動力遮断部材）が設置されている。
例えば、特許文献１で開示された従来技術では、ケーシング９に回転可能に装着されたプーリ１と、プーリ１に凹凸嵌合されるハブ２と、ハブ２と回転軸４との間に介装される動力遮断部材３とにより動力伝達装置が構成されている。
回転軸４の先端部は、外周にネジが形成されている螺子部４２及び螺子部４２より大径の大径軸部４３よりなり、螺子部４２と大径軸部４３との間に段部が形成されていて軸側座面４４となっている。この軸側座面４４に当接してワッシャ８が設けられている。また、ケーシング９と回転軸４とは図示されていない軸封装置によってシールされており、冷媒オイルなどの外部への漏洩を防止している。
【０００３】
トルクリミッタとしての役割をもつ動力遮断部材３は、大外形部３１と小外形部３２とよりなる円筒形状をしており、大外形部３１がハブ２の一部と嵌合結合し、小外形部３２の内周面には螺子部３３が形成されていて、回転軸４の螺子部４２に螺子結合される。そして、大外形部３１の内径は、小外形部３２の内径よりやや大きく、両者の内周面の移行部分には、切り欠きが設けられ破断部３４を形成している。
【０００４】
プーリ１の回転に伴う回転トルクは、ハブ２を経由して動力遮断部材３に伝達され、動力遮断部材３より回転軸４へと伝達されるが、圧縮機が焼き付きなどを起こした場合には、動力遮断部材３と回転軸４の螺子結合部には過大な軸力がかかり、この軸力のため動力遮断部材３の破断部３４が破断する。そのため、プーリ１からのトルク伝達が遮断され、プーリ１と動力源とを繋ぐベルト等の破損を防止できるとしている。
【特許文献１】特開２００６−２６６４８３号公報（第４〜６頁、図１〜図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１で開示された従来技術においては、圧縮機の回転軸４に装着されている軸封装置において、回転軸４と軸封装置との摺接による発熱の問題がある。この発熱量は回転軸４と軸封装置との摺接部における摩擦係数と、軸封装置より回転軸４にかかる荷重と、回転軸４の回転速度に比例するが、シール性を向上させるために軸封装置から回転軸４にかける荷重を上げた場合又は、圧縮機の内圧の増加により軸封装置から回転軸４にかかる荷重が上がってしまった場合には、回転軸４と軸封装置との摺接による発熱量を抑制するため、摺接部における回転軸４の周速を落さざるを得ない。ここで、回転軸４の周速を落すためには、回転軸４の軸径の小径化を行えばよい。しかし、回転軸４の軸径の小径化を図ろうとすると、新たな問題が発生する。すなわち、上記のような動力遮断部材３を備えた動力伝達装置において、回転軸を小径化すると回転軸の強度が低下し、動力遮断部材３の破断部３４が破断する前に、回転軸が折損してしまうおそれがある。つまり、動力遮断部材３を確実に作動させることができないおそれがある。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、動力遮断部材を確実に機能させることができる圧縮機の動力伝達装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成するため、請求項１記載の発明は、圧縮機のケーシングに回転可能に装着されるプーリと、前記プーリと一体回転可能に結合されるハブと、前記ハブと圧縮機の回転軸の間に介装され、該回転軸と前記プーリとの間の過大のトルクの伝達を遮断する動力遮断部材とを備えた圧縮機の動力伝達装置において、前記動力遮断部材と前記回転軸との間に筒体を設けると共に、前記動力遮断部材の内周面と前記筒体の外周面及び、前記筒体の内周面と前記回転軸の外周面とをそれぞれ螺子結合させ、前記回転軸に圧入固定されたスペーサに座面を形成し、前記筒体に、前記座面に軸方向に当接する当接部を設け、前記動力遮断部材が機械的に結合され一体化された前記ハブの軸方向端部に、前記当接部に軸方向に当接する当接面を設けたことを特徴とする。
請求項１記載の発明によれば、動力遮断部材と回転軸との間に筒体が設けられ、動力遮断部材の内周面と筒体の外周面及び、筒体の内周面と回転軸の外周面とはそれぞれ螺子結合され、また、筒体には、回転軸に圧入固定されたスペーサに形成された座面に軸方向に当接する当接部が設けられ、ハブの軸方向端部には、当接部に軸方向に当接する当接面が設けられているので、筒体の内周面を回転軸の外周面に螺合させ、筒体の当接部を回転軸のスペーサの座面に当接させることにより、筒体を回転軸に締結させることができ、動力遮断部材の内周面を筒体の外周面に螺合させ、動力遮断部材が機械的に結合され一体化されたハブの軸方向端部の当接面を筒体の当接部に当接させることにより、動力遮断部材を筒体に締結させることができる。
このような締結構造を持つことにより、プーリからハブに伝達されたトルクは、動力遮断部材、筒体を経由して回転軸に伝えられ、動力遮断部材と筒体との間の螺子結合部と、筒体と回転軸との間の螺子結合部には、伝達トルクに対して軸方向の荷重、いわゆる軸力が発生する。それぞれの螺子結合部におけるトルク軸力特性を考え、横軸にトルクをとり縦軸に軸力をとると、それぞれの螺子結合部におけるトルク軸力特性を異なったものとすることができ、同一トルクで比較した場合に、それぞれの螺子結合部における軸力、つまり、回転軸に作用する軸力と動力遮断部材に作用する軸力とを異ならせることができ、動力遮断部材を確実に作動させる構造をとることができる。
また、回転軸にスペーサを圧入固定することにより座面が形成されるので、回転軸に直接座面を形成する場合に比べて、加工工数を削減可能である。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の圧縮機の動力伝達装置において、前記回転軸の中心軸線より前記座面と当接する前記当接部までの半径方向の距離及び前記中心軸線より前記当接部と当接する前記当接面までの半径方向の距離とを異ならせたことを特徴とする。
請求項２記載の発明によれば、中心軸線より当接部までの半径方向の距離、いわゆる回転半径と、中心軸線より当接面までの半径方向の距離、いわゆる回転半径とを異ならせることにより、当接部を通しての回転軸への伝達トルクと、当接面を通しての筒体への伝達トルクを異ならせることができ、当接面が形成されているハブと機械的に結合され一体化されている動力遮断部材と筒体との間の螺子結合部における伝達トルクと筒体と回転軸との間の螺子結合部における伝達トルクとを変化させることができる。
その結果、筒体と回転軸の間の螺子結合部及び、動力遮断部材と筒体の間の螺子結合部に作用する軸力を変化させることができ、回転軸の折損強度と動力遮断部材の破断強度に応じて最適な設定を行うことができる。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項２に記載の圧縮機の動力伝達装置において、前記当接面までの半径方向の距離は、前記当接部までの半径方向の距離より短く設定されていることを特徴とする。
請求項３記載の発明によれば、当接面までの回転半径は、当接部までの回転半径より短く設定されているので、当接面を通しての筒体への伝達トルクは、当接部を通しての回転軸への伝達トルクより小さくなり、当接面が形成されているハブと機械的に結合され一体化されている動力遮断部材と筒体との間の螺子結合部における伝達トルクが筒体と回転軸との間の螺子結合部における伝達トルクに比較して、相対的に増加する。その結果、それぞれの螺子結合部におけるトルク軸力特性を変化させ、動力遮断部材と筒体との間の螺子結合部に作用する軸力に対し、筒体と回転軸との間の螺子結合部に作用する軸力を低減させることができる。すなわち、動力遮断部材に作用する軸力に対し、回転軸に作用する軸力を低減させることができ、回転軸の軸径の小径化が可能となる。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項記載の圧縮機の動力伝達装置において、前記動力遮断部材と前記筒体との間の摩擦係数と前記筒体と前記回転軸との間の摩擦係数との間、及び前記軸方向端部と前記当接部との間の摩擦係数と前記当接部と前記座面との間の摩擦係数との間のうち少なくともどちらか一方の間で差を有することを特徴とする。
請求項４記載の発明によれば、動力遮断部材と筒体との間の摩擦係数と筒体と回転軸との間の摩擦係数との間か、或いは軸方向端部と当接部との間の摩擦係数と当接部と座面との間の摩擦係数との間の少なくともどちらか一方の間で差を有しているので、動力遮断部材と筒体との間の螺子結合部における摩擦損失と、筒体と回転軸との間の螺子結合部における摩擦損失を異ならせるか、或いは軸方向端部と当接部との間の接触面における摩擦損失と、当接部と座面との間の接触面における摩擦損失を異ならせることができる。
その結果、筒体と回転軸の間の螺子結合部及び、動力遮断部材と筒体の間の螺子結合部に作用する軸力を変化させることができ、回転軸の折損強度と動力遮断部材の破断強度に応じて最適な設定を行うことができる。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項４に記載の圧縮機の動力伝達装置において、前記動力遮断部材と前記筒体との間の摩擦係数は、前記筒体と前記回転軸との間の摩擦係数より小さく設定され、前記当接面と前記当接部との間の摩擦係数は、前記当接部と前記座面との間の摩擦係数より小さく設定されていることを特徴とする。
請求項５記載の発明によれば、動力遮断部材と筒体との間の摩擦係数は、筒体と回転軸との間の摩擦係数より小さく設定されているので、動力遮断部材と筒体との間の螺子結合部においては、摩擦損失は小さくなり、筒体と回転軸との間の螺子結合部においては、摩擦損失は大きくなる。また、ハブの当接面と筒体の当接部との間の摩擦係数は、筒体の当接部と回転軸の座面との間の摩擦係数より小さく設定されているので、当接面と当接部の接触部においては、摩擦損失は小さくなり、当接部と座面の接触部においては、摩擦損失は大きくなる。
よって、筒体と回転軸との間の螺子結合部と、筒体の当接部と回転軸の座面間の接触部とにおける摩擦損失が大きくなることにより、回転軸にかかる荷重、すなわち回転軸の軸力を低減させることができる。
一方、動力遮断部材と筒体との間の螺子結合部と、ハブの当接面と筒体の当接部との間の接触部における摩擦損失は小さくなることにより、動力遮断部材にかかる荷重、すなわち動力遮断部材の軸力を増加させることができる。
その結果、それぞれの螺子結合部におけるトルク軸力特性を変化させ、動力遮断部材と筒体との間の螺子結合部に作用する軸力に対し、筒体と回転軸との間の螺子結合部に作用する軸力を低減させることができる。すなわち、動力遮断部材に作用する軸力に対し、回転軸に作用する軸力を低減させることができ、回転軸の軸径の小径化が可能となる。
【００１２】
請求項６記載の発明は、請求項５に記載の圧縮機の動力伝達装置において、前記動力遮断部材と前記筒体との間及び前記当接面と前記当接部との間には、潤滑材が塗布されていることを特徴とする。
請求項６記載の発明によれば、潤滑材を塗布することにより、動力遮断部材と筒体との間の摩擦係数及び、ハブの当接面と筒体の当接部との間の摩擦係数を小さく設定できるので、摩擦係数を小さくするために材料変更をする必要が無く、取り扱いが簡単である。
【００１３】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項記載の圧縮機の動力伝達装置において、前記圧縮機に用いられる冷媒として、二酸化炭素を用いることを特徴とする。
請求項７記載の発明によれば、圧縮機の冷媒として二酸化炭素を用いる場合には、圧縮機の内圧を従来の代替フロンなどと比べて増加させる必要がある。従って、内圧の増加により、軸封装置から回転軸にかかる荷重が上昇し、摺接部における発熱を抑制する必要が生じる。このため、冷媒が二酸化炭素である場合には、回転軸の軸径を小径化する必要があり、本発明の適用先として好適である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、動力遮断部材と回転軸の間に筒体を設け螺子結合させることにより、回転軸に作用する軸力と動力遮断部材に作用する軸力とを異ならせることができ、動力遮断部材を確実に作動させる構造をとることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る圧縮機の動力伝達装置について、図１〜図５に基づいて説明する。
図１に示されるように、この実施形態の圧縮機の動力伝達装置１０は、圧縮機のケーシング１６に回転可能に装着されエンジン等より駆動力を得るプーリ１１と、プーリ１１に一体回転可能に結合されるハブ１２と、ハブ１２と回転軸１５の間に介装されたトルクリミッタとしての動力遮断部材１３及び筒体１４等とにより構成されており、プーリ１１から回転軸１５にトルク（動力）を伝達するものである。
【００１６】
プーリ１１は、ケーシング１６の一端側に設けられた円筒状のボス部１６ａの外側に軸受１７を介して回転可能に装着されている。プーリ１１の外周面にはベルト１８が巻き掛けられ、図示しないエンジンやモータ等の外部からの動力により回転する。
ハブ１２は段付き円筒形状をしており、外径寸法が大きな大形部位１２ａと、大形部位１２ａに連設され外径寸法が大形部位１２ａと比較して小さな小形部位１２ｂとより構成されている。ハブ１２は鉄系の金属材料より形成されている。小形部位１２ｂは、リヤ側に突出する軸方向端部１２ｃを備えており、この軸方向端部１２ｃには、後述する筒体側座面１４ｅに軸方向に当接するハブ側当接面１２ｄが設けられている。（図２参照）尚、図１において、右方向をリヤ側、左方向をフロント側とする。
プーリ１１とハブ１２は連結部材１９により結合されており、プーリ１１からハブ１２へトルクが伝達される。
【００１７】
トルクリミッタとしての役割を持つ動力遮断部材１３は、大きな外形の大外形部１３ａと小さな外形の小外形部１３ｂとよりなる円筒形状をしていて、大外形部１３ａがハブ１２に嵌合結合している。この嵌合結合は、ハブ１２の大形部位１２ａの内周面と動力遮断部材１３の大外形部１３ａの外周面とを同じ多角形状に形成し、両者をインロー嵌合させたものである。この嵌合結合により動力遮断部材１３とハブ１２とは、機械的に結合され一体化されている。小外形部１３ｂの内周面には雌螺子部１３ｃが形成されていて、後述する筒体１４の外周面に形成された雄螺子部１４ｂに螺子結合される。大外形部１３ａの内径は、小外形部１３ｂの内径よりやや大きく、両者の内周面の移行部分には、切り欠きが設けられていて破断部１３ｄを形成している。従って、動力遮断部材１３が過大な軸力を受けた時に、容易に破断部１３ｄが破断するようになっている。
【００１８】
一方、ケーシング１６には回転軸１５が回転可能に支持されている。回転軸１５は鉄系の金属材料より形成されている。回転軸１５は機外側（図１でケーシング１６を基準として左方側）の小径の部位１５ａと、部位１５ａから機内側に連設され部位１５ａよりやや軸径の大きい部位１５ｂと、部位１５ｂから機内側（図１でケーシング１６を基準として右方側）にあり部位１５ｂより大径の部位１５ｃより構成されている。ケーシング１６と回転軸１５との間には、冷媒やオイル等の圧縮機内からの漏れを防止し、機内側の気密性を保持するためにリップシールからなる軸封装置２０が配設されている。軸封装置２０は回転軸１５の部位１５ｂと摺接しているが、摺接による発熱を抑制し、耐久性を向上させるために、部位１５ｂは機内側の部位１５ｃよりも小径とされて、摺接部における周速の低下が図られている。
【００１９】
図２に示されるように、回転軸１５の部位１５ａの先端部は、工具で把持可能に形成された工具形状部１５ｄとなっている。部位１５ａの外周面には雄螺子部１５ｅが形成されている。また、部位１５ａと部位１５ｂとの境界領域には、ネジ座部材としての円筒状のスペーサ２１が部位１５ｂに対して圧入固定されており、回転軸１５の拡径部を形成している。スペーサ２１は部位１５ａと部位１５ｂの段差に押し付けられて位置決め固定されている。
スペーサ２１のフロント側の端面には、後述する筒体１４の筒体側当接面１４ｄと当接する軸側座面２１ａが形成されている。軸側座面２１ａは、回転軸１５の中心軸線ｍに対して直角な円環状の面である。また、スペーサ２１には、スペーサ２１を回転軸１５より引き抜く時に、抜き易いように引っ掛け部２１ｂが設けられている。
【００２０】
回転軸１５と動力遮断部材１３の間には、本発明の特徴部分である円筒状をなす筒体１４が配置されている。筒体１４は鉄系の金属材料より形成されている。筒体１４の内周面には、雌螺子部１４ａが形成されていて、回転軸１５の雄螺子部１５ｅと螺子結合される。筒体１４の外周面には、雄螺子部１４ｂが形成されていて、動力遮断部材１３の雌螺子部１３ｃと螺子結合される。
そして、筒体１４には、軸方向にリヤ側に突出する当接部としての鍔部１４ｃが設けられており、鍔部１４ｃのリヤ側端面には、スペーサ２１の軸側座面２１ａと軸方向に当接する筒体側当接面１４ｄが形成されている。
また、鍔部１４ｃのフロント側端面は、ハブ１２の軸方向端部１２ｃのハブ側当接面１２ｄと軸方向に当接する筒体側座面１４ｅとなっている。
【００２１】
回転軸１５の雄螺子部１５ｅに筒体１４の雌螺子部１４ａを螺合させ、回転軸１５に対して筒体１４を螺進させることで、筒体１４の筒体側当接面１４ｄが、スペーサ２１の軸側座面２１ａの外周領域に対して押し付けられて、筒体１４が回転軸１５に対して締結固定される。
そして、筒体１４の雄螺子部１４ｂに動力遮断部材１３の雌螺子部１３ｃを螺合させ、筒体１４に対して動力遮断部材１３を螺進させることで、動力遮断部材１３と嵌合結合され一体化されたハブ１２のハブ側当接面１２ｄが、筒体１４の筒体側座面１４ｅの外周領域に対して押し付けられて、動力遮断部材１３が筒体１４に対して締結固定される。
【００２２】
ところで、筒体１４と動力遮断部材１３の間の、雄螺子部１４ｂ及び雌螺子部１３ｃの螺子結合部と、筒体側座面１４ｅ及びハブ側当接面１２ｄの接触面には、シリコンオイル等の潤滑材が塗布されている。
また、圧縮機に用いられる冷媒として、二酸化炭素を用いている。
【００２３】
次に上記のように構成された動力伝達装置１０の作用について説明する。
先ず、図３に示されるように、筒体１４の雌螺子部１４ａと回転軸１５の雄螺子部１５ｅによる螺子結合部をＰとし、動力遮断部材１３の雌螺子部１３ｃと筒体１４の雄螺子部１４ｂによる螺子結合部をＱとする。また、筒体１４の筒体側当接面１４ｄと回転軸１５に圧入固定されたスペーサ２１の軸側座面２１ａとの接触面をＡとし、ハブ１２のハブ側当接面１２ｄと筒体１４の筒体側座面１４ｅとの接触面をＢとする。
【００２４】
ハブ１２から回転軸１５へのトルク伝達は、螺子結合部Ｑを介する経路と、接触面Ｂを介する経路のそれぞれで行われ、まずハブ１２及び動力遮断部材１３より筒体１４へとトルク伝達される。ここで、プーリ１１からハブ１２へ伝達されるトルクをＴｓとすれば、図３に矢印で示されるように、このトルクＴｓは螺子結合部Ｑと接触面Ｂを介して筒体１４へと伝達される。
ところで、螺子結合部Ｑにおいては、伝達トルクに対して軸方向の荷重、いわゆる軸力が発生する。この軸力Ｌｑは、動力遮断部材１３と筒体１４の両方に発生し大きさは等しい。
【００２５】
次に、筒体１４に伝達されたトルクＴｓは、図３に矢印で示されるように、螺子結合部Ｐを介する経路と、接触面Ａを介する経路のそれぞれで伝達が行われ、筒体１４より回転軸１５へとトルク伝達される。
ところで、螺子結合部Ｐにおいては、伝達トルクに対して軸方向の荷重、いわゆる軸力が発生する。この軸力Ｌｐは、筒体１４と回転軸１５の両方に発生し大きさは等しい。
【００２６】
図４には、螺子結合部Ｐ及びＱにおけるトルク軸力特性を模式的に示している。横軸にトルクをとり縦軸に軸力をとると、螺子結合部Ｐにおける特性はＥとなり、螺子結合部Ｑにおける特性はＦとなる。特性Ｅに対して特性Ｆの方が横軸に対する傾きが大きくなっているが、これは同一トルクで比較すると、螺子結合部Ｑで作用する軸力に対して、螺子結合部Ｐで作用する軸力の方が小さいことを示している。すなわち、動力遮断部材１３に作用する軸力に対して、回転軸１５に作用する軸力の方が小さくなる。
ちなみに、横軸のＴｓ１の点で横軸に対し直角な線を引くと、特性Ｅ、Ｆとの交点の縦軸座標はそれぞれ、Ｌ１、Ｌ２になっている。これは、螺子結合部Ｐ、Ｑにそれぞれ同じ大きさのトルクＴｓ１がかかった時に、発生する軸力はそれぞれＬ１、Ｌ２であることを示しており、この場合には、Ｌ１＜Ｌ２となっている。
【００２７】
また、螺子結合部Ｐ、ＱにトルクＴｍａｘがかかった時に、発生する軸力をそれぞれＬ３、Ｌ４とし、回転軸１５の折損強度をＬ５、動力遮断部材１３（トルクリミッタ）の破断強度をＬ６とした時に、Ｌ５＞Ｌ３で且つ、Ｌ４＝Ｌ６に設定されているとする。
圧縮機が焼き付いた際に、螺子結合部Ｐ、ＱにＴｍａｘのトルクがかかると、回転軸１５及び動力遮断部材１３にはそれぞれ軸力Ｌ３、Ｌ４が発生するが、Ｌ４＝Ｌ６に設定されている為に、動力遮断部材１３が破断部１３ｄで破断し、Ｌ５＞Ｌ３に設定されている為に、回転軸１５については、折損が生じることはない。
【００２８】
もし、筒体１４を設けないで、動力遮断部材１３を直接回転軸１５に対して取り付けた場合には、トルク軸力特性は特性Ｆで示される単一特性となり、動力遮断部材１３と回転軸１５には同一レベルの軸力が発生する。この場合には、回転軸折損強度Ｌ７を図４において仮想線で示すレベル（Ｌ７＞Ｌ６）に設定する必要がある。
本発明においては筒体１４を設け螺子結合部Ｐ、Ｑを設けることにより、Ｐ、Ｑにおける特性Ｅ、Ｆを異ならせることができ、動力遮断部材１３に作用する軸力に対し、回転軸１５に作用する軸力を低減させることができるので、軸の強度を維持する必要が無くなり、回転軸１５の軸径の小径化が可能となる。従って、回転軸折損強度をＬ７のレベルよりＬ５のレベルまで低減させることができる。
【００２９】
回転体の伝達トルクは、回転半径と摩擦係数と軸力とに比例する。図３に示されるように、螺子結合部Ｐ、Ｑにおける回転半径をそれぞれＲｐ、Ｒｑとする。また、接触面Ａ、Ｂにおける回転半径をそれぞれＲａ、Ｒｂとする。各回転半径Ｒｐ、Ｒｑ、Ｒａ、Ｒｂは、中心軸線ｍからの半径方向の距離に相当する。
また、摩擦係数については、筒体１４と回転軸１５及びスペーサ２１との間の摩擦係数（詳しくは、筒体１４と回転軸１５との間の摩擦係数及び当接部としての鍔部１４ｃと軸側座面２１ａとの間の摩擦係数）をμｐとし、動力遮断部材１３及びハブ１２と筒体１４との間の摩擦係数（詳しくは、動力遮断部材１３と筒体１４との間の摩擦係数及び軸方向端部１２ｃと当接部としての鍔部１４ｃとの間の摩擦係数）をμｑとすれば、螺子結合部Ｐ及び接触面Ａにおける摩擦係数はμｐとなり、螺子結合部Ｑ及び接触面Ｂにおける摩擦係数はμｑとなる。（但し、回転軸１５とスペーサ２１及び、動力遮断部材１３とハブ１２とは同一材料を使用されているものとする。）
【００３０】
図５には、トルク軸力特性における回転半径Ｒと摩擦係数μの影響を示す。
螺子結合部Ｐにおける特性Ｅ１については、回転半径Ｒａ又は、摩擦係数μｐを小さくすると、横軸に対する傾きが大きくなる方向に変化（特性Ｅ２）し、回転半径Ｒａ又は、摩擦係数μｐを大きくすると、横軸に対する傾きが小さくなる方向に変化（特性Ｅ３）する。
また、螺子結合部Ｑにおける特性Ｆ１については、回転半径Ｒｂ又は、摩擦係数μｑを小さくすると、横軸に対する傾きが大きくなる方向に変化（特性Ｆ２）し、回転半径Ｒｂ又は、摩擦係数μｑを大きくすると、横軸に対する傾きが小さくなる方向に変化（特性Ｆ３）する。
（尚、回転半径Ｒｐ、Ｒｑによってもトルク軸力特性は変化するが、回転半径Ｒｐ、Ｒｑとの差が比較的小さく、摩擦係数μｐ、μｑとの差によるトルク軸力特性への影響と比較して、回転半径Ｒｐ、Ｒｑとの差によるトルク軸力特性への影響は比較的小さいため、説明を省略する）
【００３１】
これは、摩擦係数μｐ、μｑが大きくなるほど、螺子結合部Ｐ及び螺子結合部Ｑにおける摩擦損失が増加し、軸力が低下し、逆に、摩擦係数μｐ、μｑが小さくなるほど、螺子結合部Ｐ及び螺子結合部Ｑの接触部における摩擦損失が低下し、軸力が増加するためである。
また、回転半径Ｒａ、Ｒｂについては、座面Ａ、Ｂにおける伝達トルクに関係する要因である。回転半径Ｒａ、Ｒｂが小さくなり座面Ａ、Ｂにおける伝達トルクが小さくなると、相対的に螺子結合部Ｐ、Ｑにおける伝達トルクが上昇し、これに伴い軸力も上昇する。逆に、回転半径Ｒａ、Ｒｂが大きくなり座面Ａ、Ｂにおける伝達トルクが大きくなると、相対的に螺子結合部Ｐ、Ｑにおける伝達トルクが減少し、これに伴い軸力も減少する。
【００３２】
尚、第１の実施形態においては、回転半径Ｒａ≒回転半径Ｒｂで且つ、大きくとってあり、螺子結合部Ｑと接触面Ｂには潤滑材が塗布され、螺子結合部Ｐと接触面Ａには塗布されていないので、摩擦係数μｐ＞摩擦係数μｑとなっている。すなわち、回転半径Ｒａ、Ｒｂと摩擦係数μｐ、μｑのうち摩擦係数μｐ、μｑを異ならせている。よって、螺子結合部Ｑと接触面Ｂとにおける摩擦損失が小さくなることにより、動力遮断部材１３の軸力が増加し、所定のトルクがかかった場合に、動力遮断部材１３を確実に破断させることができる。一方、螺子結合部Ｐと接触面Ａとにおける摩擦損失が大きくなることにより、回転軸１５の軸力が低減し、回転軸１５の破損を確実に防止できる。
【００３３】
このように、回転半径Ｒ及び摩擦係数μを適宜調整することにより、螺子結合部Ｐ、Ｑ
におけるトルク軸力特性Ｅ、Ｆを変化させることができるので、回転軸の折損強度と動力遮断部材の破断強度に応じて、回転半径Ｒ及び摩擦係数μを調整し、最適な設定を行うことができる。特に、個体差などにより、このトルク軸力特性Ｅ、Ｆにはバラツキが発生するが、特性Ｅ、Ｆ間の傾きに差があることにより、そのバラツキを前提とした最適設定を行うことができる。
【００３４】
この実施形態に係る動力伝達装置１０によれば以下の効果を奏する。
（１）回転軸１５の雄螺子部１５ｅに筒体１４の雌螺子部１４ａを螺合させ、回転軸１５に対して筒体１４を螺進させることで、筒体１４の筒体側当接面１４ｄが、スペーサ２１の軸側座面２１ａに対して押し付けられて、筒体１４が回転軸１５に対して締結固定される。そして、筒体１４の雄螺子部１４ｂに動力遮断部材１３の雌螺子部１３ｃを螺合させ、筒体１４に対して動力遮断部材１３を螺進させることで、動力遮断部材１３と嵌合結合され一体化されたハブ１２のハブ側当接面１２ｄが、筒体１４の筒体側座面１４ｅに対して押し付けられて、動力遮断部材１３が筒体１４に対して締結固定される。このような締結構造を持つことにより、プーリ１１からハブ１２に伝達されたトルクは、動力遮断部材１３、筒体１４を経由して回転軸１５に伝えられるが、動力遮断部材１３と筒体１４の間の螺子結合部Ｑと、筒体１４と回転軸１５の間の螺子結合部Ｐには、伝達トルクに対して軸方向の荷重、いわゆる軸力が発生する。それぞれの螺子結合部Ｐ、Ｑにおけるトルク軸力特性を考えると、同一トルクで比較した場合に、螺子結合部Ｑに作用する軸力に対し、螺子結合部Ｐに作用する軸力を低減させることができる。すなわち、動力遮断部材１３に作用する軸力に対し、回転軸１５に作用する軸力を低減させることができ、回転軸１５の軸径の小径化が可能となる。
（２）螺子結合部Ｐ、ＱにトルクＴｍａｘがかかった時に、発生する軸力をそれぞれＬ３、Ｌ４とし、回転軸１５の破断強度をＬ５、動力遮断部材１３（トルクリミッタ）の破断強度をＬ６とした時に、Ｌ５＞Ｌ３で且つ、Ｌ４＝Ｌ６に設定されているので、圧縮機が焼き付いた際に螺子結合部Ｐ、ＱにＴｍａｘのトルクがかかると、回転軸１５及び動力遮断部材１３にはそれぞれ軸力Ｌ３、Ｌ４が発生するが、Ｌ４＝Ｌ６に設定されている為に、動力遮断部材１３が破断部１３ｄで破断し、Ｌ５＞Ｌ３に設定されている為に、回転軸１５については、折損することはない。すなわち、過大なトルクＴｍａｘがかかった時には、動力遮断部材１３の破断部１３ｄを破断させることにより、ハブ１２から回転軸１５へのトルク伝達が遮断され、ベルト１８切れなどの不具合が発生することを防止できる。
（３）回転軸１５の軸径の小径化が図られることにより、軸封装置２０と摺接している回転軸１５の部位１５ｂの小径化が可能となり、摺接部における周速の低下が図られるので、軸封装置２０における発熱を抑制でき、軸封装置２０の耐久性を向上させることができる。
（４）螺子結合部Ｑと接触面Ｂには潤滑材が塗布され、螺子結合部Ｐと接触面Ａには塗布されていないので、摩擦係数μｐ＞μｑとなっている。よって、螺子結合部Ｑと接触面Ｂとにおける摩擦損失が螺子結合部Ｐと接触面Ａとにおける摩擦損失より小さくなることにより、動力遮断部材１３の軸力が増加し、所定のトルクがかかった場合に、動力遮断部材１３を確実に破断させることができる。一方、螺子結合部Ｐと接触面Ａとにおける摩擦損失が螺子結合部Ｑと接触面Ｂとにおける摩擦損失より大きくなることにより、回転軸１５の軸力が低減し、回転軸１５の折損を確実に防止できる。また、潤滑材を塗布するだけで、摩擦係数を小さくすることが可能であり、材料変更をする必要が無く、取り扱いが簡単である。
（５）回転軸１５にスペーサ２１を圧入固定することにより軸側座面２１ａを形成するので、軸側座面２１ａを回転軸１５に直接形成する場合に比べて、加工工数を削減可能である。
（６）圧縮機の冷媒として二酸化炭素を用いる場合には、内圧の増加により、軸封装置２０から回転軸１５にかかる荷重が上昇し、摺接部における発熱を抑制する必要が生じる。しかし、回転軸１５の軸径を小径化することにより、摺接部における回転軸１５の周速を落すことができ、摺接部における発熱を抑制することができるので、冷媒として用いる二酸化炭素に適合した条件で圧縮機を運転可能である。
【００３５】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る圧縮機を図６に基づいて説明する。
この実施形態は、第１の実施形態におけるハブ１２の軸方向端部１２ｃの形状を変更したものであり、その他の構成は共通である。
従って、ここでは説明の便宜上、先の説明で用いた符号を一部共通して用い、共通する構成についてはその説明を省略し、変更した個所のみ説明を行う。
【００３６】
図６に示されるように、この実施形態の動力伝達装置４０においては、ハブ４１は段付き円筒形状をしており、外径寸法が大きい大形部位４１ａと外径寸法が大形部位４１ａと比較して小さい小形部位４１ｂと、小形部位４１ｂに連設されリヤ側に突出し、更に小径とされた部位４１ｃとにより構成されている。この部位４１ｃに軸方向端部４１ｄが備えられており、軸方向端部４１ｄには、筒体側座面１４ｅに軸方向に当接するハブ側当接面４１ｅが設けられている。
【００３７】
この実施形態においては、筒体１４の筒体側当接面１４ｄと回転軸１５の軸側座面２１ａとの当接面が接触面Ａに相当し、ハブ４１のハブ側当接面４１ｅと筒体１４の筒体側座面１４ｅとの当接面が接触面Ｂに相当する。
そして、接触面Ａ、Ｂにおける回転半径Ｒａ、Ｒｂについて、Ｒａ＞Ｒｂに設定されており、Ｒｂの方が小さくなっている。すなわち、この実施形態では、回転半径Ｒａ、Ｒｂと摩擦係数μｐ、μｑのうち摩擦係数μｐ、μｑに加えて回転半径Ｒａ、Ｒｂも異ならせている。
これは図５に示されるトルク軸力特性において、螺子結合部Ｑにおける特性Ｆ１について、Ｒｂを小さくすることにより横軸に対する傾きが大きくなる方向に変化（特性Ｆ２）させることに相当する。
【００３８】
その結果、螺子結合部Ｑにおける軸力、すなわち動力遮断部材１３に作用する軸力を回転軸１５に作用する軸力に比べ増加させることができる。これは例えば、特性Ｅ１、Ｆ１は個体差を考慮した場合には、それぞれ単一特性となるのではなく、一定の変化幅（傾きに対するバラツキ）を有するが、このバラツキを前提として実際の設計は行われる。もし、両特性Ｅ１、Ｆ１の間に重なる個所が有る場合には、バラツキによっては、回転軸の折損強度及び動力遮断部材の破断強度の設定が行えないことになるが、この実施形態のように、回転半径Ｒｂを小さくして特性Ｆ１の傾きを大きくすることにより、両特性Ｅ１、Ｆ１間の重なりを解消可能となる。
【００３９】
以上の構成を持つ動力伝達装置４０の作用については、第１の実施形態におけるハブ側当接面１２ｄを第２の実施形態におけるハブ側当接面４１ｅに置き換えて考えれば良く、第１の実施形態と同等なので説明を省略する。
【００４０】
この実施形態に係る動力伝達装置４０によれば以下の効果を奏する。
尚、第１の実施形態における（１）〜（６）の効果は同じであり、それ以外の効果を記載する。
（１）ハブ４１のハブ側当接面４１ｅと筒体１４の筒体側座面１４ｅとの接触面Ｂにおける回転半径Ｒｂを回転半径Ｒａより小さくすることにより、螺子結合部Ｑにおける特性Ｆの横軸に対する傾きを大きくすることができるので、動力遮断部材１３に作用する軸力を増加させることができる。
【００４１】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る圧縮機を図７に基づいて説明する。
この実施形態は、第１の実施形態における鍔部１４ｃの形状を変更したものであり、その他の構成は共通である。
従って、ここでは説明の便宜上、先の説明で用いた符号を一部共通して用い、共通する構成についてはその説明を省略し、変更した個所のみ説明を行う。
【００４２】
図７に示されるように、この実施形態の動力伝達装置５０においては、筒体５１の内周面には、雌螺子部５１ａが形成されていて、回転軸１５の雄螺子部１５ｅと螺子結合される。筒体５１の外周面には、雄螺子部５１ｂが形成されていて、動力遮断部材１３の雌螺子部１３ｃと螺子結合される。
そして、筒体５１には、半径方向に突出する鍔部５１ｃが設けられており、鍔部５１ｃのリヤ側の内周領域には、軸方向にリヤ側に突出する突出部５１ｄが設けられている。そして、突出部５１ｄのリヤ側端面には、回転軸１５の軸側座面２１ａと軸方向に当接する筒体側当接面５１ｅが形成されている。
また、鍔部５１ｃのフロント側端面は、ハブ１２の軸方向端部１２ｃのハブ側当接面１２ｄと軸方向に当接する筒体側座面５１ｆとなっている。
【００４３】
この実施形態においては、筒体５１の筒体側当接面５１ｅと回転軸１５の軸側座面２１ａとの当接面が接触面Ａに相当し、ハブ１２のハブ側当接面１２ｄと筒体５１の筒体側座面５１ｆとの当接面が接触面Ｂに相当する。
そして、接触面Ａ、Ｂにおける回転半径Ｒａ、Ｒｂについて、Ｒａ＜Ｒｂに設定されており、Ｒａの方が小さくなっている。また、螺子結合部Ｐと接触面Ａには潤滑材が塗布され、螺子結合部Ｑと接触面Ｂには塗布されていないので、摩擦係数μｐ＜摩擦係数μｑとなっている。すなわち、この実施形態では、回転半径Ｒａ、Ｒｂと摩擦係数μｐ、μｑのうち回転半径Ｒａ、Ｒｂに加えて摩擦係数μｐ、μｑも異ならせている。
【００４４】
これは図５に示されるトルク軸力特性において、螺子結合部Ｐにおける特性Ｅ１について、Ｒａ及びμｐを小さくすることにより横軸に対する傾きが大きくなる方向に変化（特性Ｅ２）させることに相当し、螺子結合部Ｑにおける特性Ｆ１については、Ｒｂ及びμｑを大きくすることにより横軸に対する傾きが小さくなる方向に変化（特性Ｆ３）させることに相当する。
その結果、螺子結合部Ｐ、Ｑにおけるトルク軸力特性Ｅ、Ｆを反転させることができる。螺子結合部Ｐにおける軸力、すなわち回転軸１５に作用する軸力が増加し、螺子結合部Ｑにおける軸力、すなわち動力遮断部材１３に作用する軸力が減少する。この場合には、動力遮断部材１３が破断する前に、回転軸１５を破断させることが可能となる。
【００４５】
この実施形態に係る動力伝達装置５０によれば以下の効果を奏する。
（１）回転半径Ｒａ、Ｒｂについて、Ｒａ＜Ｒｂに設定されており、摩擦係数μｐ、μｑについて、μｐ＜μｑとなっているので、螺子結合部Ｐにおける特性Ｅ１について横軸に対する傾きを大きくすることができ、また、螺子結合部Ｑにおける特性Ｆ１については、横軸に対する傾きを小さくすることができる。その結果、螺子結合部Ｐ、Ｑにおけるトルク軸力特性Ｅ、Ｆを反転させることが可能となり、動力遮断部材１３が破断する前に、回転軸１５を破断させることが可能となる。
【００４６】
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更しても良い。
〇  第１及び第２の実施形態では、摩擦係数につきμｐ＞μｑとして説明し、第３の実施形態では、μｐ＜μｑとして説明したが、μｐ＝μｑであっても構わない。この場合に、螺子結合部Ｐ、Ｑ及び接触面Ａ、Ｂに共に潤滑材の塗布を行うことにより、螺子結合部Ｐ、Ｑにおけるトルク軸力特性Ｅ、Ｆのバラツキを小さくすることができる。
○  第１〜第３の実施形態では、螺子結合部Ｐ及び接触面Ａにおける摩擦係数をμｐとし、螺子結合部Ｑ及び接触面Ｂにおける摩擦係数をμｑとして、螺子結合部Ｐと螺子結合部Ｑとの間、及び接触面Ａと接触面Ｂとの間の両方で摩擦係数に差を設けるとして説明したが、どちらか一方の間で差を有するように設定しても構わない。すなわち、螺子結合部Ｐと螺子結合部Ｑとの間の摩擦係数に差を設け、接触面Ａと接触面Ｂとの間の摩擦係数には差を設けないようにしても良いし、また接触面Ａと接触面Ｂとの間の摩擦係数に差を設け、螺子結合部Ｐと螺子結合部Ｑとの間の摩擦係数には差を設けないようにしても良い。
○  摩擦係数μｐ、μｑの調整手段として、潤滑材の塗布又は未塗布、材料の変更以外に、摩擦係数の異なる別部材（例えば、ゴム材等）を間に介在させても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】第１の実施形態に係る動力伝達装置の全体構成を示す断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る圧縮機の動力伝達装置の要部拡大断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る動力伝達装置のトルク伝達及び回転半径等の説明図である。
【図４】第１の実施形態に係る動力伝達装置のトルク軸力特性を示すグラフである。
【図５】第１の実施形態に係る動力伝達装置のトルク軸力特性において、回転半径及び摩擦係数との関係を示すグラフである。
【図６】第２の実施形態に係る動力伝達装置の要部拡大断面図である。
【図７】第３の実施形態に係る動力伝達装置の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０  動力伝達装置
１１  プーリ
１２  ハブ
１２ｄ  ハブ側当接面
１３  動力遮断部材（トルクリミッタ）
１４  筒体
１４ｄ  筒体側当接面
１４ｅ  筒体側座面
１５  回転軸
１６  ケーシング
２１  スペーサ
２１ａ  軸側座面
Ｐ  筒体と回転軸との間の螺子結合部
Ｑ  動力遮断部材と筒体との間の螺子結合部
Ａ  筒体とスペーサとの間の当接面
Ｂ  ハブと筒体との間の当接面
Ｒａ、Ｒｂ  回転半径
μｐ、μｑ  摩擦係数
【図１】
2008151183.tif 000003
【図２】
2008151183.tif 000004
【図３】
2008151183.tif 000005
【図４】
2008151183.tif 000006
【図５】
2008151183.tif 000007
【図６】
2008151183.tif 000008
【図７】
2008151183.tif 000009