(57)【要約】【課題】トルクリミッタ機構の動作時に異音を発生させることが少ない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環状のカバー３１と、そのカバー３１の内周に保持された複数のボール４２と、回転軸の軸端部に取り付けられたハブ４３とで形成する。カバー３１にハブ４３を覆う円筒部３３ｃを設け、その円筒部３３ｃにボール４２を弾性保持するポケット筒部３４を設け、ハブ４３の外径面にＶ溝４９を設け、そのＶ溝４９にボール４２を係合し、その係合部によりプーリ１０の回転を回転軸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、Ｖ溝４９の内側面からボール４２に押圧力を負荷し、そのＶ溝４９の内側面に沿ってボール４２を移動させてＶ溝４９に対するボール４２の係合を解除し、プーリ１０から回転軸２１への回転伝達を遮断する。【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、そのカバーの内周に保持された複数のボールと、前記回転軸の軸端部に取り付けられたハブとを備え、前記カバーが前記ハブを覆う円筒部を内周に有し、その円筒部にボールの一部が内径側に露出する状態でボールを弾性保持する複数のポケット筒部が周方向に間隔をおいて設けられ、前記ハブの外径面には前記ボールの一部が嵌合するＶ溝を設けられ、前記ハブの隣接するＶ溝間にはポケット筒部内から径方向外方に向けてボールに押出し力を負荷する押圧部が設けられた構成とされていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記ポケット筒部に軸方向に延びる複数のスリットが周方向に間隔をおいて形成され、隣接するスリット間に形成された弾性片で前記ボールを弾性保持した請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項３】
前記カバーが、プーリの外側面に連結される環状板部と、その環状板部の内周から外側方に向く大径円筒部と、その大径円筒部の端部から内径方向に向く外側フランジ部と、その外側フランジ部の内周部から内側方に向く小径円筒部と、その小径円筒部の端部から外径方向に向き、その外径縁が前記プーリに形成されたボス部の内径面と間隙をおいて対向する内側フランジ部とを有してなり、前記小径円筒部に前記ポケット筒部が形成された請求項１および２に記載の動力伝達装置。
【請求項４】
前記隣り合うポケット筒部間において、小径円筒部、その小径円筒部の軸方向両端に連設された外側フランジ部の内周部および内側フランジ部のそれぞれを周方向に分割するスリットを形成した請求項３に記載の動力伝達装置。
【請求項５】
前記ハブが焼結材からなる請求項１乃至４のいずれか１項に記載の動力伝達装置。
【請求項６】
前記ハブが樹脂からなる請求項１乃至４のいずれか１項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、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。
【０００７】
この発明の課題は、トルクリミッタ機構の動作時に異音を発生させることが少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】
【０００８】
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、そのカバーの内周に保持された複数のボールと、前記回転軸の軸端部に取り付けられたハブとを備え、前記カバーが前記ハブを覆う円筒部を内周に有し、その円筒部にボールの一部が内径側に露出する状態でボールを弾性保持する複数のポケット筒部が周方向に間隔をおいて設けられ、前記ハブの外径面には前記ボールの一部が嵌合するＶ溝を設けられ、前記ハブの隣接するＶ溝間にはポケット筒部内から径方向外方に向けてボールに押出し力を負荷する押圧部が設けられた構成としている。
【０００９】
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、その回転がカバーに保持されたボールとハブの外周に形成されたＶ溝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。
【００１０】
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、Ｖ溝の傾斜状の内側面からボールに負荷される押圧力によりボールがポケット筒部内でずれ動き、その移動によりポケット筒部が弾性変形してトルクの変動を吸収する。
【００１１】
ここで、ポケット筒部に軸方向に延びる複数のスリットを周方向に間隔をおいて形成し、隣接するスリット間に形成された弾性片でボールを弾性保持することにより、ポケット筒部が弾性変形し易くなって良好なダンパ効果を得ることができる。
【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、Ｖ溝の内側面からボールに大きな押圧力が作用し、ボールは径方向外方に向けて移動してＶ溝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、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、ボールは、Ｖ溝の内側面における外側のエッジを乗り越えると、Ｖ溝間に設けられた押圧部に乗り移り、その押圧部からボールに負荷される押込み力により、ボールがポケット筒部から抜け出し、プーリから回転軸への回転伝達の遮断状態が確実に保持される。
【００１４】
ボール保持用のポケット筒部が形成されたカバーは、プーリの外側面に連結される環状板部と、その環状板部の内周から外側方に向く大径円筒部と、その大径円筒部の端部から内径方向に向く外側フランジ部と、その外側フランジ部の内周部から内側方に向く小径円筒部と、その小径円筒部の端部から外径方向に向き、その外径縁が前記プーリに形成されたボス部の内径面と間隙をおいて対向する内側フランジ部とを有してなり、前記小径円筒部に前記ポケット筒部が形成されたものとするのがよい。
【００１５】
上記の構成からなるカバーの採用においては、大径円筒部、外側フランジ部、小径円筒部および内側フランジ部で環状空間が形成され、ポケット筒部から押し出されたボールはその環状空間で保持されることになる。その結果、ボールの外部への脱落によって周辺機器が損傷し、あるいは、トラブルが発生するのを未然に防止することができる。
【００１６】
上記カバーの採用において、隣り合うポケット筒部間に、小径円筒部、その小径円筒部の軸方向両端に連設された外側フランジ部の内周部および内側フランジ部のそれぞれを周方向に分割するスリットを形成しておくと、隣接するスリット間の分割片に弾性を付与することができるため、Ｖ溝の内側面に対するボールのずれ動きを円滑に行わせることができる。
【００１７】
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】
【００１８】
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、ボールはポケット筒部内をずれ動き、そのずれ動きによるポケット筒部の弾性変形により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、自動車補機を円滑に回転駆動することができる。
【００１９】
また、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、Ｖ溝に対するボールの係合が解除し、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】
さらに、ボールはＶ溝の内側面に対するずれ動きによって係合が解除するため、係合解除時に異音が発生することはなく、あったとしても小さなものであり、ドライバに不快感を与えることは殆どない。また係合解除後は、プーリが回転開始時にトルクリミッタ機構内のボールが動く異音により、回転軸の回転負荷が大きくなっている異常状態を知らせることができ、その後のプーリ回転時にはボールは遠心力によりトルクリミッタ機構内で動かないため音を出さない。そのため、走行時のドライバへの不快感を低減する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【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の右側面図
【図３】トルクリミッタ機構部を拡大して示す側面図
【図４】図１のIV−IV線に沿った断面図
【図５】（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（ａ）のV−V線に沿った断面図
【図６】（ａ）はボールのずれ動き状態を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のVI−VI線に沿った断面図
【図７】（ａ）はボールがポケット筒部から抜け出す直前の状態を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のVII−VII線に沿った断面図
【図８】Ｖ溝の他の例を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
プーリ１０は、ベルト案内輪１１と、そのベルト案内輪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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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、そのカバー３１の内周に保持された複数のボール４２と、回転軸２１の軸端部に取付けられたハブ４３とからなる。
【００２８】
カバー３１は、環状板部３２の内周に環状筒部３３を設けた金属板のプレス成形品からなる。環状筒部３３は、断面鉤状をなし、環状板部３２の内周から外側方に向く大径円筒部３３ａと、その大径円筒部３３ａの端部から内径方向に向く外側フランジ部３３ｂと、その外側フランジ部３３ｂの内周部から内側方に向く円筒部である小径円筒部３３ｃと、その小径円筒部３３ｃの端部から外径方向に向く内側フランジ部３３ｄとを有している。
【００２９】
図３乃至図５に示すように、小径円筒部３３ｃには内方に突出する複数のポケット筒部３４が周方向に等間隔に形成され、各ポケット筒部３４内にボール４２が組み込まれている。ボール４２はポケット筒部３４の両端から外周の一部が露出する組み込みとされている。
【００３０】
ポケット筒部３４には複数の軸方向のスリット３５が周方向に間隔をおいて設けられ、隣接するスリット３５間に形成された弾性片３６によってボール４２が弾性保持されている。
【００３１】
また、環状筒部３３には、隣り合うポケット筒部３４間にスリット３７が形成され、そのスリット３７によって、小径円筒部３３ｃ、その小径円筒部３３ｃの軸方向両端に連設された外側フランジ部３３ｂの内周部および内側フランジ部３３ｄのそれぞれが周方向に分割されて、内側フランジ部３３ｄ側に弾性変形可能な断面コの字状の分割片部３８が設けられている。
【００３２】
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。
【００３３】
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３９を設け、そのナット嵌合孔３９にナット４０を嵌着し、そのナット４０にねじ込まれるビス４１の締め付けによりカバー３１を取り付けているが、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４１をねじ込むようにしてもよい。
【００３４】
ハブ４３は、円板部４３ａの一側面に小径軸部４３ｂを設けた構成とされ、上記小径軸部４３ｂの端面で開口する軸孔４４が形成されている。ハブ４３は、軸孔４４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４３の軸心上に形成された挿入孔４５から小径軸部２１ａに設けられたねじ孔４６にねじ込まれるボルト４７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４４と小径軸部２１ａの嵌合はセレーション４８による嵌合とされて回転軸２１にハブ４３が回り止めされている。
【００３５】
回転軸２１に対するハブ４３の取り付けによって円板部４３ａがカバー３１の小径側円筒部３３ｃ内に収容され、その円板部４３ａの外径面に複数のＶ溝４９が等ピッチで形成されている。Ｖ溝４９として、図５（ａ）では周方向で対向する内側面４９ａ、４９ｂの傾斜角度が相違するものを示したが、図８に示すように、内側面４９ａ、４９ｂの傾斜角度が等しくされたものであってもよい。
【００３６】
また、ハブ４３の円板部４３ａには、図５に示すように、隣り合うＶ溝間にはボール４２をポケット筒部３４から径方向外方に押出し可能な押圧部５０が設けられている。押圧部５０として、ここでは、円弧状の突出部からなるものを示したが、隣り合うＶ溝４９間の円板部４３ａの外径面を押圧部５０としてもよい。
【００３７】
ハブ４３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。
【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５に示すボール４２とＶ溝４９の内側面４９ａの係合部からハブ４３に伝達されて、図１に示す回転軸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５（ａ）に示すＶ溝４９の内側面４９ａからボール４２に作用する押圧力により、図５（ｂ）に示す分割片部３８が内側方に弾性変形し、ボール４２がＶ溝４９の内側面４９ａに沿ってずれ動き、上記分割片部３８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】
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、図５（ａ）に示すＶ溝４９の内側面４９ａからボール４２に作用する押圧力により、図５（ｂ）に示す分割片部３８が内側方に弾性変形して、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、内側フランジ部３３ｄの外径縁がボス部１３の環状突出部１３ａの内径面に当接する。その当接状態からプーリ１０がさらに同方向に回転することにより、Ｖ溝４９の内側面４９ａからボール４２に押圧力が作用し、ボール４２は径方向外方に向けて移動して内側面４９ａの外周エッジを乗り上げ、Ｖ溝４９に対するボール４２の係合が解除し、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に掛かるベルトが過張力になるのが防止される。
【００４１】
また、Ｖ溝４９に対するボール４２の係合解除後、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、ボール４２は押圧部５０に乗り上げ、その押圧部５０からの押し込み力の負荷によりボール４２は同図の鎖線で示すようにポケット筒部３４から抜け出し、プーリ１０から回転軸２１への回転伝達の遮断状態が保持される。
【００４２】
ここで、ポケット筒部３４から抜け出したボール４２は図１に示される環状筒部３３内に収容される。このため、ボール４２の外部への脱落によって周辺機器が損傷し、あるいは、トラブルが発生するという不都合の発生は皆無である。
【符号の説明】
【００４３】
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
３２  環状板部
３３ａ  大径円筒部
３３ｂ  外側フランジ部
３３ｃ  小径円筒部
３３ｄ  内側フランジ部
３４  ポケット筒部
３５  スリット
３６  弾性片
３７  スリット
４２  ボール
４３  ハブ
４９  Ｖ溝
【図１】
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【図２】
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【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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