(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング（１０）に回転可能に装着されるプーリ（１）と、
ケーシング（１０）から外部に突出する回転軸（４）の先端部に設けられ、前記回転軸（４）と一体に回転するハブ（２）と、
前記プーリ（１）と前記ハブ（２）との間に介在し、両者によって保持されたトルク伝達用の弾性部材（２ａ，２ｃ）と、
前記回転軸（４）に螺子嵌合され、前記プーリ（１）と前記回転軸（４）との間の過大のトルク伝達を遮断するトルクリミッタ（３）と、
を備えている動力伝達装置において、
前記トルクリミッタ（３）の内周面に形成された雌螺子部（３ａ）と前記回転軸（４）の先端部外周面に形成された雄螺子部（４ａ）との螺子嵌合によって両者は結合されていると共に、前記螺子嵌合部位の前方に、前記回転軸（４）先端を覆うように前記トルクリミッタ（３）に嵌合するキャップ（５）が設けられていて、前記キャップ（５）は、その内底面（５ｃ）と前記回転軸（４）先端とが当接するように前記トルクリミッタ（３）の内周面（３ｃ）に嵌合されており、さらに
前記キャップ（５）の略中心に貫通孔（５ａ）が、また前記キャップ（５）の内底面（５ｃ）に１つ又は複数の溝（５ｄ）が放射状であって、かつ前記貫通孔（５ａ）と離間して形成されていると共に、前記回転軸（４）先端には凹んだ窪み（４ｄ）が形成されており、
前記溝（５ｄ）を前記窪み（４ｄ）を介して前記貫通孔（５ａ）と連通させることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
更に、前記キャップ（５）の内底面（５ｃ）の内周部（５ｇ）にリング状に溝（５ｄ）が形成され、前記放射状の溝と前記リング状の溝とが連通していることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項３】
前記キャップ（５）の外周面（５ｂ）に１つ又は複数の環状の突起部（５ｅ，５ｆ）が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の動力伝達装置。
【請求項４】
前記環状の突起部が、前記キャップ（５）の挿入方向Ｂの前方にある第１突起部（５ｅ）と後方にある第２突起部（５ｆ）であり、両者の外形の大きさが、第１突起部＜第２突起部の関係にあることを特徴とする請求項３に記載の動力伝達装置。
【請求項５】
前記キャップ（５）の前面（５ｈ）が、緩やかな漏斗状に傾斜されていることを特徴とする請求項２に記載の動力伝達装置。
【請求項６】
前記キャップが、シリコンゴム、アクリル、フッ素ゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）等のゴム材料又は樹脂材料から形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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、特に車両用空調装置の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従来の動力伝達装置では、圧縮機が焼き付きを起こした際に動力伝達のための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が設置されている。この場合、例えば特許文献１に示されるトルクリミッタでは、動力伝達部位の一部分を螺子嵌合させている。このような螺子嵌合を利用したトルクリミッタ方式では、圧縮機が焼き付いた際に発生する過大なトルクにより、螺子嵌合部分に発生する過大な軸力を利用して動力伝達経路の一部を破断することで、動力伝達経路を断つ方式である。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２０６９５０号公報
【０００４】
しかしながら、このトルクリミッタ方式は螺子締結であるが故、圧縮機に焼き付いた際に発生するトルクの大きさと、嵌合部分である螺子部及びトルクリミッタとアダプタとの当接面である座面の摩擦係数により、トルクリミッタの作動精度は影響を受ける。特に特許文献１の場合、例えば外部からの水分の付着等による螺子嵌合部の腐食等による摩擦係数の変化により、トルクリミッタの作動トルクが経時的に変化してしまうという問題がある。
【０００５】
また、例えば摩擦係数の安定的な方法として螺子嵌合部に油脂等を付着させた場合でも、実際に使用していると油脂が流出し、摩擦係数が変化してトルクリミッタの精度に影響するという問題がある。
更に圧縮機の回転軸の先端が露出しており、軸先端が腐食した際には美観が損われるという問題がある。
【０００６】
そこで、本出願人は、上記した問題に対処するために、軸先端が覆われるようにシリコンゴム等からなるゴムキャップをトルクリミッタに嵌合する方法を、特願２００５−６０８３８号として先に提案している。
しかしながら、圧縮機の回転軸先端を覆うようにトルクリミッタにキャップを挿入すると、キャップ底面と回転軸先端とが当接し、キャップと圧縮機の回転軸、及び回転軸に螺子嵌合されたトルクリミッタとに囲まれた空間が密閉状態となることが懸念される。
【０００７】
この場合、圧縮機の駆動などにより、この密閉空間の内圧が高くなると、キャップが内側から押し出され、ついには抜け落ちるか、又は前面に浮き出てしまうという問題が生じる。その結果として、組み付け状態での寸法が一意に決まらず、バラ付いたり、または美観が損われるという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、螺子締結を利用したトルクリミッタ方式の動力伝達装置において、キャップと圧縮機の回転軸、及びこの回転軸に螺子締結されたトルクリミッタとによって囲まれた空間が密閉空間とならないように、内部空気を確実に逃がすことができて内圧の上昇の抑制を可能としてキャップの浮き出し又は落下を防止できると共に、キャップの組み付け状態のバラ付きをなくし、美観が損われることがない動力伝達装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載の動力伝達装置を提供する。
請求項１に記載の動力伝達装置は、プーリ１、ハブ２、トルク伝達用弾性部材２ａ，２ｃ及びトルクリミッタ３とを備えていて、トルクリミッタ３の内周面に形成された雌螺子部３ａと回転軸４の先端部外周面に形成された雄螺子部４ａとの螺子嵌合によって両者は結合されていると共に、該螺子嵌合部位の前方に、回転軸４先端を覆うようにトルクリミッタ３に嵌合するキャップ５が設けられていて、キャップ５は、その内底面５ｃと回転軸４先端とが当接するようにトルクリミッタ３の内周面３ｃに嵌合されており、さらにこのキャップ５の略中心に貫通孔５ａが、またキャップ５の内底面５ｃに１つ又は複数の溝５ｄが放射状であって、かつ貫通孔５ａと離間して形成されていると共に、回転軸４先端には凹んだ窪み４ｄが形成されており、溝５ｄを窪み４ｄを介して貫通孔５ａと連通させているものである。これにより、キャップ５と圧縮機の回転軸４、及び回転軸４に螺子締結されたトルクリミッタ３とによって囲まれた空間Ａから空気を確実に外部に逃がすことができ、空間内の内圧上昇を抑制することができ、キャップの前面への浮き出し又は抜け落ちが防止できると共に、キャップの組み付け状態での寸法が一定して、美観が損なわれることがない。また、放射状の溝５ｄが貫通孔５ａに直接連通させなくても、窪み４ｄを介して確実に空気の逃げる通路を設けることができる。
【００１０】
請求項２の動力伝達装置は、キャップ５の内底面５ｃの内周部５ｇにリング状に溝５ｄを更に形成し、放射状の溝とリング状の溝とを連通したものである。これは、実施例３のキャップ５に対応しており、回転軸４の先端角部がキャップ５に接触することを避けることができ、軸先端角部によるキャップ５の損傷を防止することができる。また、当然この場合でも、確実に空気を逃がすことができる。
【００１１】
請求項３の動力伝達装置は、キャップ５の外周面５ｂに１つ又は複数の環状の突起部５ｅ，５ｆを設けたものである。これは、図１０の実施例７のキャップ５に対応しており、キャップ５の外周部のシール性を向上させることができる。
【００１２】
請求項４の動力伝達装置は、環状の突起部が、キャップの挿入方向Ｂの前方にある第１突起部５ｅと後方にある第２突起部５ｆであり、両者の外形の大きさが、第１突起部＜第２突起部の関係をもつようにしたものであり、これにより、キャップ５の挿入性を向上させることができる。
【００１３】
請求項５の動力伝達装置は、キャップ５の前面５ｈを緩やかな漏斗状に形成したものである。これは、図１１の実施例８のキャップ５に対応しており、このようにキャップ５の前面を凹状にすることによってキャップ５の前面部分が平坦な形状である場合に生じるキャップ組み付け時のキャップの前方方向への膨らみ、即ち組み付け状態でのキャップ形状が凸状になることを抑制することができ、前方方向への寸法のバラ付き、及び美観が損われるのを回避することができる。
【００１４】
請求項６の動力伝達装置は、キャップ５をシリコンゴム、アクリル、フッ素ゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）等のゴム材料又は樹脂材料から形成したものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面に従って本発明の実施の形態の動力伝達装置について説明する。本発明の動力伝達装置は、車両用空調装置の圧縮機に組み付けられるのに好適なものである。図１は、本発明の実施の形態の動力伝達装置の上半分の断面図であり、図２は、その側面図であり、図３は、その要部拡大断面図である。本発明の動力伝達装置は、エンジンやモータから駆動を得る駆動側回転部材であるプーリ１と、圧縮機の回転軸４に固定された被駆動側回転部材であるハブ２との間で動力（トルク）を伝達するものである。このプーリ１とハブ２とは、同軸上に設けられている。
【００１６】
プーリ１は、圧縮機のケーシング１０の一端側に設けられた円筒状のボス部１０ａに軸受６及びスリーブリング付き第１留輪７を介して回転可能に装着されている。プーリ１は、好適には熱可塑性の合成樹脂で形成されており、鉄等の金属材から形成される、スリーブリング７ａを有する第１留輪（スナップリング）７と軸受６と共にインサート成形により一体的に成形されている。プーリ１の外周面にはベルト（図示せず）が巻き掛けられ、エンジンやモータ等の外部からの動力によって回転する。軸受６は、ボス部１０ａに嵌合していて、ボス部１０ａの端部と、ボス部１０ａの外周面に形成された溝に嵌め込まれたスリーブリング付きの第１留輪７とによって軸方向の移動が阻止されている。またケーシング１０と回転軸４とは、軸封装置によって密封されており、圧縮機内部の冷媒やオイル等が外部に漏れるのを防止している。この軸封装置もまた、ボス部１０ａの内周面に形成された溝に嵌め込まれた第２留輪（スナップリング）９によって軸方向の移動が阻止されている。
【００１７】
圧縮機の回転軸４の先端部はケーシング１０から突出しており、その先端部は、先端から順に工具形状に形成された工具形状部４ｂ、外周に雄ネジが形成されている雄螺子部４ａ及び雄螺子部４ａより大径の軸部４ｃとよりなり、雄螺子部４ａと軸部４ｃとの間に段部が形成されていてワッシャ８の座面となっている。ワッシャ８は、断面Ｌ字状をしていて、後述するインナーハブ２ｂのリア側先端面であるハブ側座面と軸部４ｃの座面（段部）との間に挟持される形で配置されている。
また、回転軸４の雄螺子部４ａには、トルクリミッタ（動力遮断部材）３が螺子嵌合により締結されている。
【００１８】
トルクリミッタ３は、大きな外径の大外径部と小さな外径の小外径部とからなる角筒又は円筒状をしていて、後述するハブ２の一部であるインナーハブ２ｂに圧入等の手段で締結されている。小外径部の内周面には雌螺子部３ａが形成されていて、回転軸４の雄螺子部４ａに螺子結合されている。大外径部の内径は、小外径部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３ｂを形成している。したがって、トルクリミッタ３が過大な軸力を受けたときに、容易に破断部３ｂが破断するようになっている。
【００１９】
ハブ２は、例えば、インナーハブ２ｂ、弾性部材よりなる円筒部２ｃ、アウターハブ２ｄ及び弾性部材よりなるハブ側凹凸部２ａより構成されている。インナーハブ２ｂは、概略円筒形状をしていて、その内周面は、ほぼトルクリミッタ３の外周面に適合する形状に形成されていて、両者は圧入等の手段で締結されている。なお、両者の結合方法としては、インナーハブ２ｂの内周面とトルクリミッタ３の外周面とを同じ多角形状に形成して、両者を嵌合して固定してもよいし、或いは、回転軸４とトルクリミッタ３との結合のように螺子嵌合によって結合してもよい。また、インナーハブ２ｂのリア側先端面がハブ側座面となっていて、ワッシャ８に当接することによって、インナーハブ２ｂは、トルクリミッタ３とワッシャ８とによって挟持されるようにもなっている。
【００２０】
アウターハブ２ｄは、円筒状をしていて、インナーハブ２ｂと同様に鉄等の金属材により形成されている。
円筒部２ｃは、ゴムや樹脂等の弾性部材から形成され、インナーハブ２ｂとアウターハブ２ｄ間に配置して、保持され、インナーハブ２ｂの外周面及びアウターハブ２ｄの内周面に接着等の手段によって結合されている。或いは、これら３者又は後述するハブ側凹凸部２ａを加えた４者は、インサート成形により一体に形成されてもよい。この場合、アウターハブ２ｄの全面が弾性部材（円筒部２ｃ及びハブ側凹凸部２ａ）により覆われるようにすることが好ましい。円筒部２ｃの弾性部材は、トルク伝達用として機能するだけでなく、トルクダンパとしても機能する。
【００２１】
アウターハブ２ｄの上面には、円筒部２ｃと同様の弾性部材からなるハブ側凹凸部２ａが設けられている。ハブ側凹凸部２ａは、周方向に凹凸が形成された環状をしており、図２に示されるように周方向に間隔をあけて６つのスリット２ｅが形成されている。ハブ側凹凸部２ａは、アウターハブ２ｄの上面に接着等の手段によって接合されてもよい。このハブ側凹凸部２ａは、後述するプーリ１のプーリ側凹凸部１ａと凹凸嵌合により結合される。
なお、上記説明においては、ハブ２が、インナーハブ２ｂ、円筒部２ｃ、アウターハブ２ｄ及びハブ側凹凸部２ａの４者により構成されているものとして説明しているが、アウターハブ２ｄを省略して、ハブ２をインナーハブ２ｂとハブ側凹凸部（弾性部材）２ａの２者で構成することも可能である。
【００２２】
一方、プーリ１においても、フロント側の端面には、ハブ２を受け入れるポケット部１ｂが形成されていて、ポケット部１ｂの側面には、プーリ側凹凸部１ａが形成されており、ハブ２のハブ側凹凸部２ａと凹凸嵌合することで、プーリ１とハブ２とが結合されている。また、ポケット部１ｂには、周方向に複数の補強用リブ１ｃがスリット１ｅに対応する位置に設けられていて、補強用リブ１ｃとスリット１ｅとは、ハブ側凹凸部２ａとプーリ側凹凸部１ａとが凹凸嵌合される際に、両者も嵌合する。
【００２３】
次に本発明の特徴であるキャップ５について説明する。圧縮機の回転軸４の雄螺子部４ａとトルクリミッタ３の雌螺子部３ａとの螺子結合部には、摩擦係数安定化のために表面処理又は油脂が塗布されており、外部から水分やゴミ等が浸入するのを防ぐために、螺子結合部の前方にはキャップ５が装着されている。キャップ５は、有底円筒形状をしていて、トルクリミッタ３の大外径部の内周面であるシール部３ｃに、回転軸４の先端を覆うように嵌合することによって装着されている。キャップ５の底部の略中央には、貫通孔５ａが設けられており、またキャップ５の内底面５ｃには、１つ又は複数の溝５ｄが形成されている。したがって、キャップ５と回転軸４及びこの回転軸４に螺子締結されたトルクリミッタ３とによって囲まれた空間Ａが、密閉空間となることがない。空間Ａ内の内圧が高まらないように、空間Ａ内の空気は適宜、貫通孔５ａから外部に排出される。
【００２４】
図３は、キャップ５の装着部分の拡大図であり、回転軸先端を覆うようにキャップ５がトルクリミッタ３に嵌合されている。この場合、キャップ５の外周部５ｂとトルクリミッタ３の大外径部の内周面であるシール部３ｃとを嵌合させているが、圧入や接着剤を用いた装着方法でも有効である。トルクリミッタ３の材料は、金属系の材料、樹脂系の材料又はセラミック等を問わず使用することができるが、キャップ５の材料は、シリコンゴムやアクリル、フッ素ゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）等のゴム材料又は樹脂材料が有効である。
【００２５】
図４は、本発明の第１実施例のキャップ５の側面図と断面図である。第１実施例では、キャップ５の底部の中央部に貫通孔５ａが形成されていると共に、キャップ５の内底面５ｃに貫通孔５ａから放射状に伸びる複数（図４では３つ）の溝５ｄが形成されている。この放射状の溝５ｄは、貫通孔５ａから内底面５ｃの内周部５ｇまで延在している。放射状の溝５ｄは、１つ又は２つでもよいし、或いは４つ以上でもよい。このようにして、キャップ５と回転軸４及びトルクリミッタ３とによって形成される空間Ａが、溝５ｄから貫通孔５ａを通して外部と連通することによって密閉空間となることがない。
【００２６】
図５は、本発明の第２実施例のキャップ５の側面図と断面図である。第１実施例では、放射状の溝５ｄは貫通孔５ａから内底面５ｃの内周部５ｇまで延在しているが、第２実施例では、放射状の溝５ｄは貫通孔５ａとは連通していないで独立しており、またこれら放射状の溝５ｄは内周部５ｇまで達していない。放射状の溝５ｄの数は、３つに限定されるものではない。この場合においては、回転軸４の工具形状部４ｂの先端面中央部に凹形状の窪み４ｄを設けることにより、放射状の溝５ｄを貫通孔５ａに直接連通しなくても、これらの溝５ｄは窪み４ｄを介して貫通孔５ａに連通することになり、確実に空間Ａ内の空気の逃げる通路を設けることができる。また、放射状の溝５ｄが貫通孔５ａに連通していないので、図４の第１実施例のキャップ構造よりも、キャップ５の前面の強度低減を抑制することができる。
【００２７】
図６は、本発明の第３実施例のキャップ５の側面図と断面図である。第３実施例では、キャップ５の内底面５ｃの内周部５ｆにリング状の溝５ｄを形成し、このリング状の溝５ｄを第２実施例の放射状の溝５ｄに連通したものである。この第３実施例でも、放射状の溝５ｄは貫通孔５ａに連通していない。したがって、第２実施例のように回転軸４の工具形状部４ｂの先端面中央部に凹形状の窪み４ｄを設ける必要がある。
この第３実施例では、リング状の溝５ｄが設けられているので、回転軸４の先端角部とキャップ５の内周部５ｇとの接触を避けることができるので、キャップ５が回転軸５先端によって傷付けられるのを防ぐこともできる。なお、当然に空間Ａ内の空気の逃げ通路が確保されるものである。
【００２８】
図７は、本発明の第４実施例のキャップ５の側面図と断面図である。この第４実施例は、キャップ５の内底面５ｃに設ける溝５ｄの形状を格子状にしたものである。図７では、格子状の溝５ｄは貫通孔５ａとは連通していないので、回転軸５の先端面中央部に窪み４ｄを設ける必要があるが、格子状の溝５ｄが貫通孔５ａに連通するような形状にしてもよい。
【００２９】
図８は、本発明の第５実施例のキャップ５の側面図と断面図である。この第５実施例では、キャップ５の内底面５ｃに設ける溝５ｄの形状を螺旋状にしている。この螺旋状の溝５ｄは貫通孔５ａと連通している。従って、空間Ａ内の空気の逃げ通路が確保される。このように溝５ｄの形状は、放射状に限らず、格子状又は螺旋状に形成してもよい。
【００３０】
図９は、本発明の第６実施例のキャップ５の側面図と断面図である。この第６実施例では、キャップ５の内底面５ｃに放射状の溝５ｄが形成されていると共に、貫通孔５ａの内底面側が面取りされて、テーパー形状となっている。したがって、放射状の溝５ｄから貫通孔５ａへの空気の流れがスムーズになる。
【００３１】
図１０は、本発明の第７実施例のキャップ５の側面図と断面図である。この第７実施例は、キャップ５の内底面５ｃに設けた溝５ｄの形状は、図６の第３実施例と同様であるが、キャップ５の外周面５ｂに１つ又は複数（図１０では２つ）の環状の突起部５ｅ，５ｆが設けられている。なお、キャップ５の突起部５ｅ，５ｆが複数設けられる場合において、複数の突起部５ｅ，５ｆの各々の寸法（外形、圧縮代）が同等寸法では、キャップ５をトルクリミッタ３に挿入する際に、最初に挿入される突起部５ｅが挿入されても、次に挿入される突起部５ｆが挿入できないことが懸念されるため、各々の突起部５ｅ，５ｆの外形（特に高さ）の大きさをキャップ５の挿入方向Ｂの前方から後方に行くに従って順に大きくなるようにする。即ち、図１０において挿入方向Ｂの前方にある第１突起部５ｅと後方にある第２突起部５ｆとの外形が、第１突起部５ｅ＜第２突起部５ｆの関係を有する。これにより、キャップ５のトルクリミッタ３への挿入性を飛躍的に向上することができ、キャップ５を安価に製造できる。また、キャップ５とトルクリミッタ３とのシール性を向上でき、キャップ５をトルクリミッタ３へしっかりと装着することができる。
【００３２】
図１１は、本発明の第８実施例のキャップ５の側面図と断面図である。この第８実施例も、キャップ５の内底面５ｃに設けた溝５ｄの形状は、図６の第３実施例と同様であるが、キャップ５の前面５ｈを緩やかな漏斗状に傾斜して形成している。これにより、キャップ５の前面５ｈが平坦な形状である場合に生じる、キャップ組み付け時の前方方向へのキャップ５の膨らみ、即ち組み付け状態でのキャップ５の形状が凸状となることを抑制することができ、前方方向への寸法のバラ付き、及び美観の損失を回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態の動力伝達装置の上半分断面図である。
【図２】本発明の実施の形態の動力伝達装置の側面図である。
【図３】図１の要部拡大断面図である。
【図４】第１実施例のキャップの側面図と断面図である。
【図５】第２実施例のキャップの側面図と断面図である。
【図６】第３実施例のキャップの側面図と断面図である。
【図７】第４実施例のキャップの側面図と断面図である。
【図８】第５実施例のキャップの側面図と断面図である。
【図９】第６実施例のキャップの側面図と断面図である。
【図１０】第７実施例のキャップの側面図と断面図である。
【図１１】第８実施例のキャップの側面図と断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    プーリ
１ａ    プーリ側凹凸部
１ｂ    ポケット部
２    ハブ
２ａ    ハブ側凹凸部（弾性部材）
２ｂ    インナーハブ
２ｃ    円筒部（弾性部材）
２ｄ    アウターハブ
３    トルクリミッタ（動力遮断部材）
３ａ    雌螺子部
３ｃ    シール部（内周面）
４    回転軸
４ａ    雄螺子部
４ｂ    工具形状部
４ｄ    窪み
５    キャップ
５ａ    貫通孔
５ｂ    外周面
５ｃ    内底面
５ｄ    溝（放射状、リング状、格子状、螺旋状等）
５ｅ，５ｆ    突起部
５ｇ    内周部
５ｈ    前面
６    軸受
７，９    留輪
８    ワッシャ
１０    ハウジング
Ａ    空間
Ｂ    挿入方向
【図１】
0004569511.tif 000002
【図２】
0004569511.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0004569511.tif 000011
【図１１】
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