(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の回転軸の径方向テーパ状凹部を有する駆動側回転部材と、回転軸に連結され、かつ、複数の回転軸の径方向及び軸方向凹部を有する従動側回転部材と、前記回転軸の各径方向テーパ状凹部から前記回転軸の各径方向及び軸方向凹部に移動することができる各ボールと、前記従動側回転部材に取り付けられたばね及び前記ばねによって付勢されたボール押圧リングとから構成される動力伝達機構において、
前記駆動側回転部材に、前記各ボールが前記回転軸の軸方向に移動することを規制する手段が設けられ、
前記手段は、前記回転軸の各径方向テーパ状凹部の側部に設けられる回転軸の軸方向当接部であることを特徴とする動力伝達機構。
【請求項２】
前記回転軸の軸方向当接部は前記回転軸の各径方向テーパ状凹部の両側に設けられることを特徴とする請求項１記載の動力伝達機構。
【請求項３】
前記回転軸の軸方向当接部は前記回転軸の各径方向テーパ状凹部の従動機器側のみに設けられることを特徴とする請求項１記載の動力伝達機構。
【請求項４】
前記駆動側回転部材に、前記回転軸の軸方向に対して平行な方向に、又は、前記回転軸の軸方向及び径方向に対して傾斜した方向に、シール部材が設けられ、前記シール部材が前記従動側回転部材に圧接することを特徴とする請求項１，２又は３記載の動力伝達機構。
【請求項５】
前記シール部材が弾性変形可能なリップ状シール部材であることを特徴とする請求項４記載の動力伝達機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トルクリミッタの機能を有する動力伝達機構に関するものであり、圧縮機及び一般産業用機器等の分野に広範に用いることができる。
【０００２】
【従来の技術】
この種の動力伝達機構は、多数提案されているが、一例として特開２００１−１５３１５２号公報に記載された動力伝達機構について図４と図５を参照して説明する。
【０００３】
圧縮機１のハウジングには、球軸受３の内輪が固定され、球軸受３の外輪には、プーリ４が固定されている。プーリ４の側面には、アウターリング５が３本のボルト６によって固定され、アウターリング５の内側には、加硫接着された弾性変形可能なゴムリング７を介してインナーリング８が固定されている。ゴムリング７は、緩衝作用を営む。インナーリング８には、１個のボール９を収容するための回転軸の径方向テーパ状凹部８ａが、同一径上に等間隔で数箇所形成されている。回転軸の各径方向テーパ状凹部８ａには、一対のテーパ面８ｂが左右対称に形成されている。
【０００４】
圧縮機の回転軸２には、ハブ１０の軸取付部１０ａがナット１１によって固定されている。ハブ１０には、１個のボール９を収容するための回転軸の径方向及び軸方向凹部１０ｂが、同一径上に等間隔で数箇所形成されている。また、回転軸の各径方向及び軸方向凹部１０ｂに連続して各回転軸方向奥凹部１０ｃが形成されている。
【０００５】
各ボール９は、トルクの伝達時には、図５（ａ）に示されるように、回転軸の各径方向テーパ状凹部８ａと回転軸の各径方向及び軸方向凹部１０ｂとにまたがって位置する。しかし、トルクの遮断時には、各ボール９は、図５（ｂ）に示されるように、回転軸の各径方向及び軸方向凹部１０ｂに移動して、更に、各回転軸方向奥凹部１０ｃに移動する。各ボール９の移動については、後述する。
【０００６】
ハブ１０の突出円筒部１０ｄには、ボール押圧リング１２と皿ばね１３とをはめて、ナット１４によって固定する。ナット１４の締め付け度を加減することによって、ボール押圧リング１２に対する皿ばね１３の付勢力を設定することができる。ボール押圧リング１２には、各ボール９を径方向外側に配置されるインナーリング８と回転軸方向に配置されるハブ１０とに対して圧接させるための傾斜面１２ａが形成されている。インナーリング８、ハブ１０及びボール押圧リング１２によって密閉された空間に、防錆材又は潤滑材を封入する。
【０００７】
トルクの伝達時における動力伝達機構の作用について説明する。各ボール９は、インナーリング８の回転軸の各径方向テーパ状凹部８ａの一対のテーパ面８ｂと、ハブ１０の突出部１０ｅと、ボール押圧リング１２の傾斜面１２ａとに圧接しているため、プーリ４の回転は、３本のボルト６、アウターリング５、ゴムリング７、インナーリング８、各ボール９、ハブ１０の突出部１０ｅ及びハブ１０の軸取付部１０ａを経て圧縮機の回転軸２に伝達される。
【０００８】
圧縮機１の焼付き事故等に起因する設定値を超過したトルクが発生した際には、図５（ａ）の状態が維持されずに、インナーリング８の回転軸の各径方向テーパ状凹部８ａの一方のテーパ面８ｂ（プーリ４の回転方向に応じていずれか一方）が、各ボール９を押圧して図５（ｂ）に示されるようにハブ１０の回転軸の各径方向及び軸方向凹部１０ｂに移動する。この移動後の状態では、各ボール９は、径方向外側に戻る若干の恐れがあるため、各一方のテーパ面８ｂとボール押圧リング１２の傾斜面１２ａとは、各ボール９を各回転軸方向奥凹部１０ｃに更に移動する。この結果、各ボール９は、径方向外側に戻ることを確実に阻止される。このとき、ボール押圧リング１２は、傾斜面１２ａが各ボール９に押圧されることによって、皿ばね１３に抵抗しながら図４において一時的に若干左方向に移動した後に復元する。したがって、インナーリング８と各ボール９とは、離間するため、プーリ４の回転は、圧縮機の回転軸２に伝達されない。
【０００９】
図４において、ハブ１０のフランジ１０ｈの外周面はゴムリング７の内周面に圧接し、また、ボール押圧リング１２の外周面もゴムリング７の内周面に圧接する。したがって、ハブ１０とゴムリング７とボール押圧リング１２とによって密閉された空間には、外部から異物が侵入しないので、動力伝達機構の遮断機能に支障が生じない。また、グリース等の潤滑材又は防錆材を密閉された空間に封入すると、動力伝達機構における遮断構造の摩耗防止及び防錆を図ることができる。
【００１０】
次に、圧縮機１の一例として特公平２−６１６２７号公報に記載された可変容量型斜板式圧縮機の回転軸に生じるスラストについて図６を参照して説明する。
【００１１】
圧縮機１の回転軸２の一端側は、シリンダブロック２４に設置されたラジアル軸受２７とスラスト軸受３３及び調整ねじ３４とにより支持される。回転軸２には、斜板支持体２９が所定の角度の範囲内で傾斜可能にはめられ、斜板支持体２９には、斜板３１が固定される。圧縮機１が運転され、車両を急加速するときなど、圧縮機のクランク室内に吐出ガスを導入して、強制的に斜板の傾斜角を最小に維持すると、回転軸２に右方向のスラストが生じるが、スラスト軸受３３はこのスラストを受ける。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の動力伝達機構におけるシール構造では、ゴムリング７の内周面とハブ１０のフランジ１０ｈの外周面との圧接面の摩擦力、及び、ゴムリング７の内周面とボール押圧リング１２の外周面との圧接面の摩擦力が、遮断トルクに影響し、結果としてトルクの遮断の精度が低下する。また、圧接面の面圧を弱くすれば、トルクの遮断の精度は向上するが、封入された防錆材又は潤滑材をシールする機能が低下する。
【００１３】
更に、ハブ１０及びボール押圧リング１２がゴムリング７及びインナーリング８に対して位置がずれることにより、シールの機能が低下する。位置ずれは、圧縮機１のクランク室に吐出ガスを導入して、強制的に斜板の傾斜角を最小に維持するときに、スラスト力が発生する。このスラスト力を支持するためにスラスト軸受３３は設置されているが、組み付けの煩雑さやコストアップの問題があった。
【００１４】
そこで、本発明は、前記従来の動力伝達機構の欠点を改良し、トルクの遮断の精度が低下せずに、ゴムリングとハブ及びボール押圧リングとの間に封入された防錆材又は潤滑材をシールする機能が向上し、また、シール機能を維持し、しかも、圧縮機等のスラスト力を支持する機能を有する動力伝達機構を提供しようとするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、次の手段を採用する。
【００１６】
１．複数の回転軸の径方向テーパ状凹部を有する駆動側回転部材と、回転軸に連結され、かつ、複数の回転軸の径方向及び軸方向凹部を有する従動側回転部材と、前記回転軸の各径方向テーパ状凹部から前記回転軸の各径方向及び軸方向凹部に移動することができる各ボールと、前記従動側回転部材に取り付けられたばね及び前記ばねによって付勢されたボール押圧リングとから構成される動力伝達機構において、前記駆動側回転部材に、前記各ボールが前記回転軸の軸方向に移動することを規制する手段が設けられ、前記手段は、前記回転軸の各径方向テーパ状凹部の側部に設けられる回転軸の軸方向当接部である動力伝達機構。
【００１７】
２．前記回転軸の軸方向当接部は前記回転軸の各径方向テーパ状凹部の両側に設けられる前記１記載の動力伝達機構。
【００１８】
３．前記回転軸の軸方向当接部は前記回転軸の各径方向テーパ状凹部の従動機器側のみに設けられる前記１記載の動力伝達機構。
【００１９】
４．前記駆動側回転部材に、前記回転軸の軸方向に対して平行な方向に、又は、
前記回転軸の軸方向及び径方向に対して傾斜した方向に、シール部材が設けられ、前記シール部材が前記従動側回転部材に圧接する前記１，２又は３記載の動力伝達機構。
【００２０】
５．前記シール部材が弾性変形可能なリップ状シール部材である前記４記載の動力伝達機構。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の３つの実施の形態例の動力伝達機構について説明する。
【００２３】
まず、第１実施の形態例について図１を参照して説明する。ただし、第１実施の形態例の説明は、主として前記従来の動力伝達機構の説明と相違する点のみについて行い、同様な点については省略する。
【００２４】
圧縮機等のハウジング（図示せず）には、球軸受３の内輪が固定され、球軸受３の外輪には、プーリ４が固定されている。プーリ４の側面には、アウターリング５が数本のボルト（図示せず）によって固定され、アウターリング５の内側には、加硫接着された弾性変形可能なゴムリング７を介してインナーリング８が固定されている。ゴムリング７は、緩衝作用を営む。インナーリング８には、１個のボール９を収容するための回転軸の径方向テーパ状凹部８ａが、同一径上に等間隔で数箇所形成されている。また、インナーリング８における回転軸の各径方向テーパ状凹部８ａの圧縮機等の回転軸２方向の両側には、各ボール９が当接する回転軸の軸方向当接部８ｃ，８ｄが形成されている。
【００２５】
ゴムリング７の内周面は、ハブ１０のフランジ１０ｈの外周面とボール押圧リング１２の外周面とに、それぞれ圧接する。ゴムリング７、ハブ１０及びボール押圧リング１２によって密閉された空間に、防錆材又は潤滑材を封入する。圧縮機等の回転軸２が、その軸方向に移動しようとしても、インナーリング８の回転軸の軸方向当接部８ｃ，８ｄは、各ボール９の軸方向の移動を規制する。したがって、回転軸２に発生するスラスト力を支持することができる。
【００２６】
次に、第２実施の形態例について図２を参照して説明する。ただし、第２実施の形態例の説明は、第１実施の形態例の説明と相違する点のみについて行い、同様な点については省略する。
【００２７】
ゴムリング７の内周面とハブ１０のフランジ１０ｈの外周面との間、及び、ゴムリング７の内周面とボール押圧リング１２の外周面との間には、クリアランスが設置されている。また、ゴムリング７の内周面におけるインナーリング８に接する２つの部分からリップ状シール７ａが傾斜して突出するように全周にわたって形成される。各リップ状シール７ａの方向は、回転軸２の方向に対して平行に形成することもできる。両リップ状シール７ａの先端は、ハブ１０のフランジ１０ｈの先端内面とボール押圧リング１２の先端内面とに、それぞれ圧接する。したがって、ゴムリング７の両リップ状シール７ａ、ハブ１０のフランジ１０ｈの先端内面及びボール押圧リング１２の先端内面によって密閉された空間に防錆材又は潤滑材を封入することができる。
【００２８】
続いて、第３実施の形態について図３を参照して説明する。ただし、第３実施の形態例の説明は、第２実施の形態例の説明と相違する点のみについて行い、同様な点については省略する。
【００２９】
第２実施の形態例では、インナーリング８における回転軸の各径方向テーパ状凹部８ａの圧縮機１等の回転軸２方向の両側に、回転軸の軸方向当接部８ｃ，８ｄが形成されている。これに対して、第３実施の形態では、図３（ｂ）に示されるように、インナーリング８における回転軸の各径方向テーパ状凹部８ａの圧縮機１側のみに、回転軸の軸方向当接部８ｃが形成されている。その理由は、圧縮機１の回転軸２に生じるスラストは、主として圧縮機１の右側へ向かうためである。
【００３０】
本実施の形態例の動力伝達機構を圧縮機１に使用した場合の要点について図３（ａ）を参照して説明する。
【００３１】
圧縮機１の種類は、可変容量型斜板式圧縮機である。圧縮機１の内部機構は、シリンダブロック２４とフロントハウジング２３とに収納され、フロントハウジング２３に動力伝達機構の球軸受３の内輪が固定される。シリンダブロック２４には、数個のシリンダ２４ａが設けられ、各シリンダ２４ａにピストン２５が往復運動可能に挿入されている。圧縮機１の回転軸２の左右両側は、フロントハウジング２３に設置されたラジアル軸受２６とシリンダブロック２４に設置されたラジアル軸受２７とにより支持される。回転軸２には、ロータ２８が固定され、また、斜板支持体２９が所定の角度の範囲内で傾斜可能にはめられ、ロータ２８のアーム２８ａに設けられたトラック状孔２８ｂに斜板支持体２９のアーム２９ａに設けられたピン２９ｂが移動可能に挿入されている。ロータ２８と斜板支持体２９との間の回転軸２には、圧縮コイルばね３０が巻き付けられている。斜板支持体２９には、斜板３１が固定され、各ピストン２５と斜板３１の表裏両面との間にスライディングシュー３２が設置される。
【００３２】
プーリ４が回転すると、回転軸２は回転し、ロータ２８、斜板支持体２９、斜板３１及び各スライディングシュー３２を介して各ピストン２５を左右に往復運動させる。各ピストン２５のストロークは、斜板３１の傾斜角度により変化し、これによってガスの圧縮容量が制御される。
【００３３】
回転軸２に生じる右方向のスラストは、インナーリング８の回転軸方向当接部８ｃにより受けることができるので、本発明は、従来の圧縮機に設置されるシリンダブロック側のスラスト軸受を必要としない。なお、ロータ２８とフロントハウジング２３との間にスラスト軸受３５を設置して、ロータ２８にかかる左方向のスラストを受ける。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、次の効果を奏する。
【００３５】
１．回転軸の軸方向当接部及びシール構造の採用により、トルクの遮断機構内部に防錆材又は潤滑材を封入することができ、また、異物がトルクの遮断機構内部に侵入することを防止できる。
【００３６】
２．シール構造にリップ状シールを採用することにより、トルクの遮断精度を向上することができる。
【００３７】
３．複数の径方向テーパ状凹部を有する駆動側回転部材に、各ボールの回転軸方向の移動を規制する手段が設けられるので、回転軸のスラスト軸受が不要となる。したがって、圧縮機等の組立が簡易となり、また、コストが安価になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態例の動力伝達機構の断面図である。
【図２】本発明の第２実施の形態例の動力伝達機構の断面図である。
【図３】本発明の第３実施の形態例の動力伝達機構が可変容量型斜板圧縮機に使用された状態の断面図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は（ａ）における円内の拡大図を、それぞれ示す。
【図４】従来の動力伝達機構の断面図である。
【図５】（ａ）は図４における線Ａ−Ａによる断面図、（ｂ）は（ａ）においてボールが移動してトルクが遮断された状態の断面図を、それぞれ示す。
【図６】従来の可変容量型斜板式圧縮機における回転軸に生じるスラストを受けるスラスト軸受とその付近の断面図である。
【符号の説明】
１    圧縮機
２    回転軸
３    球軸受
４    プーリ
５    アウターリング
７    ゴムリング
７ａ    リップ状シール
８    インナーリング
８ａ    回転軸の径方向テーパ状凹部
８ｂ    テーパ面
８ｃ，８ｄ    回転軸の軸方向当接部
９    ボール
１０    ハブ
１０ｂ    回転軸の径方向及び軸方向凹部
１０ｈ    フランジ
１２    ボール押圧リング
【図１】
0003984465.tif 000002
【図２】
0003984465.tif 000003
【図３】
0003984465.tif 000004
【図４】
0003984465.tif 000005
【図５】
0003984465.tif 000006
【図６】
0003984465.tif 000007