(57)【要約】【課題】自動車補機の故障を知らせる異音を時間の経過と共に低減させることができるようにした動力伝達装置を提供することである。【解決手段】プーリ１０と補機２０の回転軸２１との間にトルクリミッタ機構３０を設ける。トルクリミッタ機構３０を、プーリ１０の外側面に連結されたカバー３１と、回転軸２１の軸端部に取り付けられ、外周に鋸歯４２が形成されたハブ４１とで形成する。カバー３１に形成された円筒部３５に係合片３６を設け、その係合片３６をハブ４１の鋸歯４２に係合し、その係合部を介してプーリ１０の回転を自動車補機２０の回転軸２１に伝達する。自動車補機２０が故障して回転軸２１の回転負荷が大きくなった際には、係合片３６を鋸歯４２を乗り越えさせて、プーリ１０から回転軸２１への回転伝達を遮断する。また、鋸歯４２の乗り越えにより係合片３６を塑性変形させ、その係合片３６が鋸歯４２の歯先面に衝突する際に異音を発生させ、衝突時の接触により係合片３６を摩耗させて、異音を低減させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車補機の回転軸と同軸上に設けられたプーリ支持軸を中心にして回転自在に支持されたプーリと、そのプーリと前記回転軸との間に設けられてプーリの回転を前記回転軸に伝達し、その回転軸の回転負荷が設定値を超えた際にプーリから回転軸への回転伝達を遮断するトルクリミッタ機構とを有してなる動力伝達装置において、
前記トルクリミッタ機構が、前記プーリの外側面に連結された環状のカバーと、前記回転軸の軸端部に取り付けられ、外周に鋸歯が形成されたハブとを備え、前記カバーの内周には前記ハブを収容可能な円筒部が形成され、その円筒部に前記鋸歯と回転方向に係合する係合片が設けられ、その係合片が、鋸歯を乗り越えるまでは弾性変形し、鋸歯を乗り越えると塑性変形する弾性変形能を有してなることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記係合片が、外向きの屈曲部を先端部に有してなる請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項３】
前記ハブが焼結材からなる請求項１又は２に記載の動力伝達装置。
【請求項４】
前記ハブが樹脂からなる請求項１又は２に記載の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンからの動力を自動車補機に伝達する動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エアコンディショナ用コンプレッサ等の自動車補機の駆動に際しては、エンジンのクランクシャフトの回転をベルト伝動装置によって自動車補機の回転軸に伝達している。このとき、自動車補機の回転軸の回転負荷が大きくなると、ベルトの張力が大きくなって回転軸に取り付けられたプーリとベルトの接触部で滑りが生じ、ベルトが損傷する可能性がある。
【０００３】
そのような不都合を解消するため、特許文献１においては、トルクリミッタ機構を有する動力伝達装置を提案している。同文献１に記載された動力伝達装置においては、エンジンの動力がベルトを介して伝達されるプーリと、コンプレッサの回転軸に取り付けられたハブと、そのハブとプーリ間に設けられたトルクリミッタ機構とを有している。
【０００４】
トルクリミッタ機構は、プーリに円弧状の連結部材の一端部を連結し、その連結部材の他端部に、連結部材の端縁で開口する幅広部を有するスリットを設け、一方、ハブには、そのハブのフランジを貫通するリベットと、そのリベットが貫通するカラーとによって形成される柱状体を設け、その柱状体を上記スリットの広幅部に挿入し、上記ハブと連結部材間に皿ばねを組み込んで、連結部材の他端部とリベットの頭部を弾性接触し、その弾性接触部において、プーリの回転をハブに伝えるようにしている。また、回転軸の回転負荷が大きくなると、弾性接触部で滑りを生じさせ、スリットからの柱状体の抜け出しによりトルク伝達を遮断して、プーリをフリー回転させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開２０１４／１４８４１４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記特許文献１に記載された動力伝達装置においては、コンプレッサの負荷変動やプーリに負荷される回転トルクの変動を連結部材の他端部とリベット頭部の弾性接触部の滑りにより吸収するダンパ効果を有するが、そのダンパ力は皿ばねの弾性力に依存するため、ダンパ力の調整に際しては、皿ばねを取り換える必要があり、ダンパ力の調整に手間がかかる不都合がある。
【０００７】
また、連結部材がプーリとハブとを連結する状態で変形状態にあるため、長期間にわたって連結状態に保持されていると塑性変形し、柱状体がスリットの広幅部から抜け出すトルクリミッタ機構の動作状態で、プーリと共に回転する連結部材がリベットの頭部と干渉して異音を発生し続け、不快感を与える可能性がある。
【０００８】
この発明の課題は、コンプレッサ等の自動車補機の負荷変動やプーリに負荷される回転トルクの変動を吸収するダンパ力を容易に調整することができ、自動車補機の故障を知らせる異音を時間の経過と共に低減させることができるようにした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】
上記の課題を解決するため、この発明においては、自動車補機の回転軸と同軸上に設けられたプーリ支持軸を中心にして回転自在に支持されたプーリと、そのプーリと前記回転軸との間に設けられてプーリの回転を前記回転軸に伝達し、その回転軸の回転負荷が設定値を超えた際にプーリから回転軸への回転伝達を遮断するトルクリミッタ機構とを有してなる動力伝達装置において、前記トルクリミッタ機構が、前記プーリの外側面に連結された環状のカバーと、前記回転軸の軸端部に取り付けられ、外周に鋸歯が形成されたハブとを備え、前記カバーの内周には前記ハブを収容可能な円筒部が形成され、その円筒部に前記鋸歯と回転方向に係合する係合片が設けられ、その係合片が、鋸歯を乗り越えるまでは弾性変形し、鋸歯を乗り越えると塑性変形する弾性変形能を有してなる構成を採用したのである。
【００１０】
上記の構成からなる動力伝達装置において、プーリが回転すると、そのプーリと共にカバーが回転し、その回転が係合片と鋸歯の係合部からハブに伝達されて回転軸が回転し、自動車補機が作動する。
【００１１】
自動車補機の負荷変動やエンジンからプーリに負荷される回転トルクの変動が生じると、係合片が弾性変形し、その弾性変形によるダンパ作用によって自動車補機の負荷変動やエンジンからのトルク変動が吸収される。ダンパ作用によるダンパ力は、係合片の数や、鋸歯に対する接触角度を変えることによって調整することができる。
【００１２】
自動車補機の作動状態において、トラブルの発生等で回転軸の回転負荷が大きくなると、係合片に大きな負荷がかかり、その負荷により係合片が変形して鋸歯を乗り越え、プーリから回転軸への回転伝達が遮断され、プーリおよびカバーがフリー回転する。そのプーリのフリー回転により、プーリに掛かるベルトが過張力になるのが防止される。
【００１３】
また、係合片が鋸歯を乗り越えると、係合片は塑性変域に達して永久変形し、係合片はハブの鋸歯の歯先面に衝突して異音が発生する。その異音の発生により、自動車補機が故障していることを知ることができる。
【００１４】
ここで、係合片がハブの鋸歯を乗り越えるたびに異音が発生するが、鋸歯の歯先面に対する接触によって係合片の先端部が摩耗し、干渉量の低減によって異音が次第に小さくなる。
【００１５】
ハブの鋸歯に対して係合する係合片は、先端部に外向きの屈曲部を設けておくのがよい。係合片の先端部に外向きの屈曲部を設けておくと、鋸歯の歯先面に対する接触回転時に屈曲部を線接触させることができるため、屈曲部が摩耗し易くなって、異音が早期に消音し、ドライバに与える不快感の低減を図ることができる。
【００１６】
また、ハブの素材を焼結材とし、あるいは、樹脂とするのがよい。ハブを焼結材とし、あるいは、樹脂とすることにより、ハブを成形によって簡単に形成することができ、コストの安いハブを得ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明においては、上記のように、自動車補機の負荷変動やエンジンからの回転トルクの変動が生じると、係合片が弾性変形し、その変形によるダンパ作用によって自動車補機の負荷変動やエンジンからのトルク変動を吸収することができるため、自動車補機を円滑に回転駆動することができる。
【００１８】
また、係合片の数や、ハブの鋸歯に対する接触角度を変えることによってダンパ作用によるダンパ力を調整することができ、ダンパ力の調整が容易である。
【００１９】
さらに、自動車補機の作動状態において、回転軸の回転負荷が大きくなると、係合片が変形して鋸歯を乗り越えて鋸歯に対する係合が解除し、プーリから回転軸への回転伝達が遮断されて、プーリがフリー回転するため、ベルトが過張力になって損傷するのを防止することができる。
【００２０】
また、係合片が鋸歯を乗り越えると、係合片は塑性変域に達して永久変形し、係合片はハブの鋸歯の歯先面に衝突して異音が発生するため、その異音によって自動車補機が故障していることを知ることができる。
【００２１】
ここで、係合片がハブの鋸歯を乗り越えるたびに異音が発生するが、鋸歯の歯先面との接触により係合片の先端部が摩耗するため、時間の経過と共に異音を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明に係る動力伝達装置の実施の形態を示す縦断面図
【図２】図１の一部切欠右側面図
【図３】トルクリミッタ機構部を拡大して示す一部切欠側面図
【図４】（ａ）はトルクリミッタ機構の回転伝達状態を示す断面図、（ｂ）は回転伝達の遮断状態を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１および図２に示すように、動力伝達装置は、図示省略されたエンジンからの動力が伝達されるプーリ１０と、自動車補機２０の回転軸２１と、上記プーリ１０と回転軸２１の相互間に設けられてプーリ１０の回転を回転軸２１に伝達し、回転軸２１の回転負荷が大きくなった場合にプーリ１０から回転軸２１への回転伝達を遮断するトルクリミッタ機構３０からなる。
【００２４】
プーリ１０は、ベルト案内輪１１と、そのべルト案内輪１１の内周に設けられた環状板１２と、その環状板１２の内周に設けられた円筒状のボス部１３を有し、上記ベルト案内輪１１の外周両側に一対のフランジ１４が設けられ、その一対のフランジ１４間にＶベルトが巻き掛けられる複数条のＶ溝１５が設けられている。
【００２５】
ボス部１３の内側には軸受ハウジング１６が組み込まれている。軸受ハウジング１６はボス部１３の一端部内周に設けられた環状突出部１３ａによって抜止めされている。また、軸受ハウジング１６は一端部の外周とボス部１３の一端部内周に形成されたセレーション１７によって回り止めされ、その軸受ハウジング１６内に転がり軸受１８が組み込まれている。
【００２６】
転がり軸受１８として、ここでは、複列玉軸受が採用されている。転がり軸受１８は、自動車補機２０のハウジング２２に設けられた筒状のプーリ支持軸２３に圧入され、そのプーリ支持軸２３の端部外周に取り付けた止め輪２４によって抜止めされている。
【００２７】
自動車補機２０として、ここでは、エアコンディショナ用のコンプレッサが採用されている。その自動車補機２０のハウジング２２に設けられた上述のプーリ支持軸２３は回転軸２１と同軸上に設けられ、上記プーリ支持軸２３を中心にしてプーリ１０が回転自在に支持されている。
【００２８】
トルクリミッタ機構３０は、プーリ１０の外側面に設けられた環状のカバー３１と、回転軸２１の軸端部に取付けられたハブ４１とからなる。カバー３１は、環状板部３２の内周部に一側面側に張り出す環状膨出部３３を設けた金属薄板のプレス成形品からなり、上記環状膨出部３３は断面コの字状とされて径の異なる円筒部３４、３５を内外に有し、その小径側円筒部３５の内側に、図３に示すように、複数の係合片３６が周方向に等間隔に形成され、各係合片３６の先端部に外向きに屈曲部３７が設けられている。
【００２９】
ここで、係合片３６は、小径側円筒部３５にコの字状の切り込みを形成し、その切り込みの内側部分の、内径側への切り起こしにより形成されている。
【００３０】
図１に示すように、カバー３１は、環状板部３２がプーリ１０における環状板１２の外側面に衝合する取り付けとされる。その取り付けによって転がり軸受１８の外側端部が環状膨出部３３で覆われる。
【００３１】
カバー３１の取り付けに際し、ここでは、プーリ１０の環状板１２にナット嵌合孔３８を設け、そのナット嵌合孔３８にナット３９を嵌着し、そのナット３９にねじ込まれるビス４０の締め付けによりカバー３１を取り付けるようにしているが、プーリ１０の環状板１２にねじ孔を直接形成し、そのねじ孔にビス４０をねじ込むようにしてもよい。
【００３２】
ハブ４１は、円板部４１ａの一側面に小径軸部４１ｂを設けた構成とされ、上記小径軸部４１ｂの端面で開口する軸孔４３が形成されている。ハブ４１は、軸孔４３内に回転軸２１の軸端部に形成された小径軸部２１ａが嵌合されるようにして小径軸部２１ａ上にセットされ、上記ハブ４１の軸心上に形成された挿入孔４４から小径軸部２１ａに設けられたねじ孔４５にねじ込まれるボルト４６の締め付けによって回転軸２１に取り付けられる。このとき、軸孔４３と小径軸部２１ａの嵌合はセレーション４７の嵌合とされて回転軸２１にハブ４１が回り止めされている。
【００３３】
回転軸２１に対するハブ４１の取り付けによって円板部４１ａがカバー３１の小径側円筒部３５内に収容され、その円板部４１ａの外径面に複数の鋸歯４２が等ピッチで形成されている。
【００３４】
図４に示すように、鋸歯４２の周方向の前後に設けられた歯面４２ａ、４２ｂのうち、ハブ４１の順方向回転時における後行側の歯面４２ｂの傾斜角は先行側の歯面４２ａの傾斜角より小さく、その傾斜角の小さな後行側の歯面４２ｂにカバー３１の円筒部３５に設けられた前述の係合片３６の屈曲部３７が係合している。
【００３５】
ここで、ハブ４１の順方向回転とは、エンジンによって駆動されるプーリ１０の回転がトルクリミッタ機構３０を介して回転軸２１に伝達された際のハブ４１の回転方向をいう。また、歯面４２ａ、４２ｂの傾斜角とは、各歯面と歯底の交点を通る接線に対する角度をいう。
【００３６】
ハブ４１は部品コストの低減を図るため、焼結材による成形品としているが、樹脂による成形品としてもよい。
【００３７】
図４（ａ）に示すように、ハブ４１の鋸歯４２に係合する係合片３６は、鋸歯４２を乗り越えるまでは弾性変形し、図４（ｂ）に示すように、鋸歯４２を乗り越えると塑性変形する弾性変形能を有している。
【００３８】
実施の形態で示す動力伝達装置は上記の構造からなり、エンジンからの回転が伝達されてプーリ１０が図２の矢印で示す順方向に回転すると、そのプーリ１０と共にカバー３１が回転し、その回転が図３に示す係合片３６と鋸歯４２の係合部からハブ４１に伝達されて回転軸２１が回転し、自動車補機２０が作動する。
【００３９】
自動車補機２０の負荷変動やエンジンからプーリ１０に負荷される回転トルクの変動が生じると、図４（ａ）に示すように、係合片３６が鋸歯４２の回転方向後行側の歯面４２ｂに沿ってずれ動きつつ弾性変形し、その弾性変形によるダンパ作用によって自動車補機の負荷変動やエンジンからのトルク変動が吸収される。このため、回転変動が生じたとしても、回転軸２１は円滑に回転する。
【００４０】
なお、ダンパ作用によるダンパ力は、係合片３６の数や、係合片３６の鋸歯４２に対する接触角度を変えることによって簡単に調整することができる。
【００４１】
自動車補機の作動状態において、自動車補機２０が故障し、回転軸２１の回転負荷が大きくなると、係合片３６に大きな負荷がかかり、その負荷により係合片３６が変形して、図４（ｂ）に示すように、鋸歯４２を乗り越え、鋸歯４２に対する係合片３６の係合が解除する。その係合解除により、プーリ１０から回転軸２１への回転伝達が遮断され、プーリ１０およびカバー３１がフリー回転する。そのプーリ１０のフリー回転により、プーリ１０に掛かる図示省略されたベルトが過張力になるのが防止される。
【００４２】
ここで、図４（ｂ）に示すように、係合片３６が鋸歯４２を乗り越えると、係合片３６は塑性変域に達して永久変形し、その変形状態で回転して、ハブ４１の鋸歯４２の歯先面に衝突して異音が発生する。
【００４３】
このように、自動車補機２０が故障すると、係合片３６はハブ４１の鋸歯４２の歯先面に衝突して異音を発生させる。その発生する異音によって自動車補機が故障していることを知ることができる。
【００４４】
ここで、係合片３６がハブ４１の鋸歯４２を乗り越えるたびに異音が発生するが、鋸歯４２の歯先面に対する接触によって係合片３６の先端部が摩耗し、干渉量の低減によって異音が次第に小さくなる。
【００４５】
このように、ハブ４１の鋸歯４２の歯先面に対する係合片３６の衝突によって発生する異音は、時間の経過と共に低減するため、ドライバに与える不快感も次第に薄れ、安全運転を可能とする。
【符号の説明】
【００４６】
１０  プーリ
２０  自動車補機
２１  回転軸
２３  プーリ支持軸
３０  トルクリミッタ機構
３１  カバー
３５  円筒部
３６  係合片
３７  屈曲部
４１  ハブ
４２  鋸歯
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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