JP2004036890A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】初期始動時に発生する起動トルクを緩和して寿命を延ばすことができるとともに、異常トルクが発生した場合に駆動源からの遮断が容易であり構造が簡単な動力伝達装置を提供する。
【解決手段】本発明は、駆動源に連結されて回転力を供給されるプーリと、前記プーリ上に少なくとも一つ以上設置されたダンパと、前記プーリと圧縮機とを連結するハブと、前記ハブの上面に結合される固定板と、前記固定板の外周面に独立に設置された複数の変形部材とを具備したカバープレートと、を含むものであって、圧縮機の過負荷時に前記変形部材が変形してダンパとの結合関係を解除することにより前記駆動源からの動力伝達を遮断することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

　本発明は動力伝達装置に係り、より詳細には車両用圧縮機に使用でき、初期始動時に発生する起動トルクを緩和し、かつ限界トルク発生時に前記圧縮機のような従動機器の破損を防止できる動力伝達装置に関する。

　車両のエンジンやその他のモータのような駆動源から回転力を供給される従動機器は、その動力伝達手段として、駆動源とクラッチとを使用し、このクラッチの着脱により動力を伝達する方式が使われてきた。特に、自動車の空調装置で使われる圧縮機はこのようなクラッチの着脱によりエンジンの動力を供給する場合が多い。ところで、最近前記のような動力伝達手段としてクラッチを使用しない方法が提案され、自動車の空調装置に順次適用されている。

　車両で使われるクラッチレス方式の圧縮機は、既存のクラッチ方式の圧縮機とは違ってエンジンの駆動力を伝達する駆動プーリにクラッチを設けず常にエンジンの動力を伝達して圧縮機回転軸が回転する方式であって、可変容量型圧縮機に多く使われる。

　このクラッチレス圧縮機では、圧縮機のプーリが伝動ベルトによって駆動モータのプーリと連結していることによって駆動モータやエンジンの駆動力が常に圧縮機に伝達される。

　このようにクラッチレス圧縮機はエンジンの駆動力が伝達されて常に回転するために、エンジンで異常トルクが発生する場合にもこの異常トルクをそのまま圧縮機に伝達する。このような場合には圧縮機が破損する危険がある。
　このようにクラッチレス動力伝達装置においては、駆動源の駆動力が異常作動する時には、この駆動力を従動機器に伝達しないように動力伝達装置において駆動源を遮断する方法が提案されている。

　その中で図１は特許文献１に開示された動力伝達装置１０を示すもので、動力伝達装置１０はエンジンから回転力を受けて回転するプーリ１１と、圧縮機の回転軸に連結された第１及び第２ハブ１２、１３と、プーリ１１と第１及び第２ハブ１２、１３とを連結する弾性変形可能な弾性部材１４と、弾性部材１４を支持する第１及び第２支持部材１５、１６よりなる連結器具とを含む。
　この動力伝達装置は異常トルクのような過負荷がかかった場合に弾性部材１４の外周面が第１支持部材１５に対して摺動して動力伝達を遮断する。

　この外にも動力伝達装置において駆動源との連結を遮断できる多くの方式が開発されているが、これら動力伝達装置は構造が複雑であり、製造コスト高となる短所があった。また、このような動力伝達装置では初期始動時に発生する起動トルクを緩和する構造を採用していないため疲労を加重させ、長時間使用後には動力伝達が遮断されるトルク値が順次減少して結局従動機器、特に車両空調装置での圧縮機の寿命を短縮させる問題を引き起こすことがあった。
特開平１０−２９９８５５号公報

　本発明は前記問題点を解決するためのものであって、初期始動時に発生する起動トルクを緩和して寿命を延ばすことができる動力伝達装置を提供するところにその目的がある。
　本発明の他の目的は、異常トルクが発生した場合に駆動源からの遮断が容易であり構造が簡単な動力伝達装置を提供するところにある。

　前記の目的を達成するために本発明は、駆動源に連結されて回転力を供給されるプーリと、前記プーリ上に少なくとも一つ以上設置されたダンパと、前記プーリと圧縮機とを連結するハブと、前記ハブの上面に結合される固定板と、前記固定板の外周面に独立に設置された複数の変形部材とを具備したカバープレートと、を含むものであって、圧縮機の過負荷時に前記変形部材が変形してダンパとの結合関係を解除することにより前記駆動源からの動力伝達を遮断することを特徴とする。

　また、前記カバープレートの変形部材には前記変形部材の前端を変形するための少なくとも一つの主スリットと、前記変形部材の側面を変形するための少なくとも一つの補助スリットとが備えられたことを特徴とする。

　また、前記カバープレートの変形部材は前記プーリの回転方向に向かった前面とその両側面が閉鎖され、背面と下面とは開放されて前記ダンパを包むように締結されることを特徴とする。

　また、前記ダンパは前記ダンパの両側面端部から前記プーリの回転方向に突出した第１突起及び第２突起と、前記プーリの回転方向に直角になる方向に突出した少なくとも一つ以上の補助突起とを含むことを特徴とする。

　また、前記ダンパは前記プーリに締結される支持部と前記支持部の外面を覆うように形成された弾性部とを備えることを特徴とする。

　また、前記ダンパは弾性樹脂材で形成された少なくとも一つの突起と、前記プーリと一体に形成されて前記突起が挿入固定されるように少なくとも一つ以上の締結溝が形成された固定部とを備えることを特徴とする。

　さらに、前記ダンパは前記プーリと一体に形成された固定部を備え、少なくとも一つの突起が弾性樹脂材により前記固定部に一体にモールディングされたことを特徴とする。

　本発明により次のような効果が得られる。
　第１に、ダンパに形成された突起によって初期始動時の起動トルクを緩和してクラッチレス圧縮機のような従動機器の寿命を延ばすことができる。
　第２に、簡単な構造で異常トルク時に駆動源から動力伝達を遮断できる。
　第３に、部品点数が少ないため簡単に製造できて生産性が向上する。
　第４に、プーリとダンパとの結合がさらに強固になる。
　第５に、圧縮機回転軸に対するプーリの動力伝達が設定された値で遮断可能になって圧縮機の過負荷による誤動作を未然に防止できる。

　以下、添付した図面を参照しながら本発明の望ましい実施例である車両用空調装置のクラッチレス圧縮機用動力伝達装置を詳細に説明する。
　図２は、本発明の車両用クラッチレス圧縮機用動力伝達装置を示すものである。
　図面を参照すれば、前記動力伝達装置は、自動車エンジンから回転力を供給されるプーリ２０と、プーリ２０の上面に設置されてプーリ２０の回転方向Ｖに突出した少なくとも一つ以上の突起３１ａ、３１ｂが備えられたダンパ３０と、このダンパ３０に締結されてプーリ２０から回転力を供給されて圧縮機の回転軸２３に伝達するカバープレート４０とを含んでいる。

　プーリ２０の中央には結合孔２１が形成されており、この結合孔２１を通じて圧縮機の回転軸２３が挿入される。この時、挿入された回転軸２３と結合孔２１との間にはベアリング２２が設置されて回転軸２３がプーリ２０に対して回転自在となる。

　プーリ２０の上面には少なくとも一つ以上のダンパ３０が設置されてプーリ２０の回転力をカバープレート４０に伝達する。ダンパ３０は少なくともその外面が弾性材で形成され、本発明の望ましい一実施例によればプーリの結合孔２１を中心に３つが設置される。もちろんこのダンパ３０の数はこれに限定されず、いくらでも増減できる。

　このように、ダンパ３０は結合孔２１の周囲にプーリ２０の回転方向Ｖに沿って設置されるが、このダンパ３０にはプーリ２０の回転方向Ｖに沿って少なくとも一つ以上の突起３１ａ、３１ｂが形成され、プーリ２０の回転方向Ｖに直角になる方向に突出した少なくとも一つ以上の補助突起３２が形成される。

　このダンパ３０に形成された突起の形態は図３（ａ）ないし図３（ｃ）により詳細に図示してある。
　図３（ａ）に示したように、ダンパ３０に形成される突起はプーリの回転方向Ｖに突設された第１、２突起３１ａ、３１ｂと、プーリの回転方向Ｖに直角になる方向に突設された補助突起３２とからなる。

　第１、２突起３１ａ、３１ｂはダンパ３０の両側面端部から突設する。この第１、２突起３１ａ、３１ｂは、後述するようにエンジンの初期始動時にかかる起動トルクを緩和する機能と、過多トルク発生時にカバープレートの変形部材に変形を加えて圧縮機に連結されたカバープレートとプーリとの連結を遮断する機能をするものであって、図３（ｂ）に示したようにプーリの回転方向Ｖに突出した一つの突起３１‘で形成することもあり、図３（ｃ）に示したように、両側面端部から突出した第１突起３１ａ’‘及び第２突起３１ｂ’‘と、これらの間から突出した第３突起３１ｃ’‘とで形成することもある。もちろんこれらダンパ３０’、３０‘’でもプーリの回転方向に直角になる方向に補助突起３２を突設できる。

　補助突起３２はプーリの回転方向に直角になる方向に突設されて過剰トルク発生時にカバープレートの変形部材に発生する変形を補助的に誘導する機能を担当する。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、本発明の望ましい実施例によればプーリの回転方向に対して外側に一つずつ設置されるが、必ずこれに限定されるものではなく、回転中心側、すなわち、内側にもさらに設置されることもあり、各側面に一つ以上ずつ設置されることもある。

　前述のように、突起が形成されたダンパ３０は図４に示すように、プーリの上面に締結される支持部３３と、この支持部３３の外面を包むように形成される弾性部３４とからなる。この時、支持部３３にはプーリにリベット結合できるようにその下面に少なくとも一つ以上のリベット部材３３ａが形成される。そして、弾性部３４は弾性樹脂材からなり、支持部３３の外面にモールディングして形成される。

　したがって、支持部３３はダンパ３０の骨組みに該当し、弾性部３４はダンパ３０の外皮に該当するといえる。これにより、図示されなかったが、本発明の一実施例によるダンパ３０の支持部３３はダンパ３０の形状と同じ形状を有する。すなわち、支持部３３をダンパ３０の形状に対応して突起が形成された構造にすることによって、弾性部３４に突起を形成するだけではなく、支持部３３により突起の強度をさらに増大させる。このように支持部３３をダンパ３０と同じ形状にすることによって異常トルク発生時に動力の遮断をさらに迅速かつ正確に行うことができる。

　一方、ダンパ３０は図５に示したように、プーリ２０の上面にプーリ２０と一体に形成された固定部３５と、この固定部３５に挿入される突起片３６、３７とを備える。前記突起片は前記プーリの回転方向Ｖに突出する第１突起３１ａ及び第２突起３１ｂを具備した第１突起片３６と、補助突起３２を具備した第２突起片３７とよりなるが、その後端には固定部３５に挿入されるように締結突起３６ａ、３７ａが形成されている。

　そして、固定部３５には突起片３６、３７が挿入されるように少なくとも一つ以上の締結溝が形成されるが、第１突起片３６が挿入されるように第１締結溝３５ａがプーリの回転方向Ｖに形成され、第２突起片３７が挿入されるように第２締結溝３５ｂがプーリの回転方向Ｖに直角になる方向に形成されている。図５では図３のようにプーリの回転方向Ｖに２つの突起を具備したダンパの場合を例示として説明したが、これに限定されるものではなく、図３（ｂ）及び図３（ｃ）のようなプーリの回転方向Ｖに１つ及び３つの着突起が形成されたダンパにもそのまま適用できる。また、図示していないが、各突起３１ａ、３１ｂが別々の締結突起を具備して固定部の個別に形成された締結溝に締結されることもある。

　図５に示したダンパの構造は合成樹脂の射出により形成できる。すなわち、プーリ２０と固定部３５とをプラスチックのような合成樹脂で射出により一体に形成し、突起片３６、３７は弾性樹脂材で各々形成して固定部３５に形成された締結溝３５ａ、３５ｂに締結する。このようにプーリ及び固定部を合成樹脂で射出し、弾性樹脂材で形成された突起部を結合すればさらに堅い結合を維持できる。

　一方、図示していないが、さらに他の方式でも製造可能である。すなわち、前記のように合成樹脂材で前記プーリと固定部とを一体に射出成形し、ここに弾性樹脂材で前記突起をモールディング、すなわち２次射出をする。もちろんこの時には図５に示したような締結溝３５ａ、３５ｂは不要になる。このように突起まで射出により一体に形成すれば、その結合力はさらに堅くなる。

　このように２重射出によりダンパを製造することは図４のような構造にも適用可能である。すなわち、図４の支持部３３とプーリとを合成樹脂により一体に射出成形し、その上に弾性樹脂で弾性部３４をモールディング、すなわち、２次射出することによってさらに堅い結合力を維持できる。

　一方、図２に示したように、プーリ２０を貫通して設置された回転軸２３の先端にはカバープレート４０が固定結合されるが、カバープレート４０は回転軸２３と同軸線上に連結されるハブ４１と、このハブ４１の上面に結合される固定板４２とを具備する。これらハブ４１と固定板４２とは複数のリベット４３により相互結合される。

　ハブ４１の上面に結合される固定板４２は図６の平面図に示したように、ハブ４１と対応する形状を有するものであって、その外周面に沿って少なくとも一つ以上の変形部材４４が分割形成されている。すなわち、変形部材４４は固定板４２の外周面に独立に複数設置される。これは固定板４２と一体に形成される。

　変形部材４４は固定板４２から上方に突設しているが、これは図７に示したように、プーリ２０に設置されるダンパ３０を包むように形成される。すなわち、変形部材４４は図２及び図７に示したように、ダンパ３０のプーリ回転方向に少なくとも３側面を包むように形成され、その下端側部は固定板４２に連結される。

　この変形部材４４はプーリ２０が設置されたダンパ３０を支持してプーリ２０の回転力をカバープレート４０に伝達するものであって、少なくともダンパ３０のプーリ回転方向に突出した突起３１ａ、３１ｂを支持できるように主変形部４４ａが備えられる。この主変形部４４ａはダンパ３０の前方部、すなわち、突起の形状に対応する形状に形成されている。また、変形部材４４にはプーリの回転力が所定値以上に上昇した場合、すなわち、異常トルク発生時に、変形部材４４の前端、特に主変形部４４ａの変形を誘導できるように少なくとも一つ以上の主スリットが形成されている。

　本発明の望ましい一実施例によれば、前記主スリットは主変形部４４ａを介して両側に第１スリット４５ａと第２スリット４５ｂとを具備し、異常トルクが発生した場合に変形部４４ａが上方に浮き上がって変形されるようになっている。そして、変形部材４４の後端にはダンパ３０の補助突起３２による変形部材４４の側面の変形を誘導する補助スリット４６を具備できる。この補助スリット４６は図２及び図６に示したように、プーリの円周方向に設置され、この補助スリット４６により変形部材４４の外側面、すなわち、補助変形部４４ｂが変形される。スリット４５ａ、４５ｂ、４６は変形部材４４の上部から側面まで延設されている。

　このように、変形部材４４はプーリの回転方向Ｖに向かった前面と両側面とが閉鎖され、背面と下面とが開放されていて、プーリ２０のダンパ３０をプーリ回転方向Ｖに対して包むように締結でき、これによりプーリ２０の回転力をカバープレート４０にそのまま伝達できる。
　変形部材４４はプーリ２０に形成されたダンパ３０の数に対応する数で設置され、その主変形部４４ａ及び補助変形部４４ｂの形状もダンパ３０の形状に対応して多様に変形可能である。

　次に、添付した図面を参考として前記のような構造を有する動力伝達装置の作用を説明する。
　圧縮機が正常駆動する場合には、プーリ２０の回転力はダンパ３０を通じてこのダンパ３０を支持する変形部材４４、特に主変形部４４ａに伝達されてカバープレート４０を回転させ、結局このカバープレート４０に連結されている回転軸２３を回転させる。このように、プーリ２０の回転力が圧縮機の回転軸２３に伝達されて圧縮機が作動する。

　この時、エンジンの始動初期、すなわち、止まっていたプーリ２０が回転し始める時にはダンパにはプーリ２０の回転方向Ｖに起動トルクがかかる。この起動トルクは止まっていた部材に力を加えた時に発生するものであって、初期衝撃で作用でき、ダンパ３０を支持して圧縮機を駆動させるカバープレート４０の変形部材４４、その中でも特に主変形部４４ａに大きい力で作用する。したがって、このような起動トルクは変形部材４４、特に主変形部４４ａの疲労を加重させるようになり、結果的に主変形部４４ａの変形をさらに早く招く結果をもたらす。

　したがって、このように初期始動時に発生する起動トルク問題を解決するために、本発明ではダンパ３０にプーリ２０の回転方向に少なくとも一つ以上の突起３１ａ、３１ｂを形成し、変形部材４４の主変形部４４ａが突起３１ａ、３１ｂを支持するようにした。すなわち、本発明の望ましい一実施例によれば、変形部材４４の主変形部４４ａがダンパ３０の第１突起３１ａと第２突起３１ｂとを支持することによって、初期始動時に発生する起動トルクは第１突起３１ａと第２突起３１ｂとに分散されて緩和される。

　もちろん、この起動トルクの緩和はダンパ３０の側面、すなわち、プーリ２０の回転方向に直角になる方向に突設された補助突起３２によってもなされうる。このように、プーリの回転方向に形成された突起またはプーリの回転方向に直角になる方向に形成された突起により初期始動時に起動トルクが分散されるため、クラッチレス圧縮機の寿命はさらに延びる。

　次に、異常トルク時にはプーリ２０の回転力は圧縮機の回転軸２３に伝達されないように遮断されねばならない。これはプーリ２０のダンパ３０とカバープレート４０の変形部材４４とによりなされることであって、すなわち、プーリ２０の回転数が増加しすぎるか、あるいは圧縮機に異常が発生してその回転軸２３に過負荷がかかった場合、圧縮機の破損を防止するために圧縮機とプーリ２０とを分離することである。

　まず、異常トルクが発生した場合にはプーリ２０側の回転力と圧縮機回転軸２３との間に回転力差が発生する。このような回転力の差はプーリ２０のダンパ３０とダンパ３０の上部に締結されているカバープレート４０の変形部材４４との間でプーリ２０の円周方向への変形力として作用する。これにより、変形部材４４に形成されたスリット４５ａ、４５ｂ、４６が離隔されながら、図８に示したように、主変形部４４ａが外側上部に浮き上がり、変形部材４４の補助変形部４４ｂが図９に示したように、外側に曲がる。

　したがって、ダンパ３０の外周面を包む変形部材４４はこのダンパ３０との結合関係から解除され、結局カバープレート４０はダンパ３０との結合が解けてカバープレート４０とダンパ３０との連結状態が遮断される。

　結果的に、プーリ２０から伝えられる回転力はプーリ２０上に位置したダンパ３０だけにまで伝えられ、これと接触結合された変形部材４４にはその力が及ばなくなる。したがって、変形部材４４が形成されたカバープレート４０とこれに連結された圧縮機の回転軸２３とには動力伝達が完全に遮断されて圧縮機がこれ以上作動しない。

　本発明は図示した一実施例を参考として説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当業者であればこれより多様な変形が可能である。

　本発明は車両用圧縮機に適用でき、かつ駆動源から動力を伝達されるプーリを有する多様な圧縮機に適用できる。さらに、駆動源から動力を伝達されて従動機器に伝える多様な圧縮機にも適用できる。

従来の動力伝達装置を示す正面図である。 本発明の望ましい一実施例による動力伝達装置を示す分離斜視図である。 （ａ）ないし（ｃ）は、本発明のダンパの相異なる実施例を示す図面である。 本発明のダンパのさらに他の一実施例を示す部分分離斜視図である。 本発明のダンパのさらに他の一実施例を示す部分分離斜視図である。 図２のカバープレートを示す正面図である。 図２による動力伝達装置の断面図である。 図２の動力伝達装置が変形された以後の状態を示す分離斜視図である。 図８による動力伝達装置が変形された以後の断面図である。

符号の説明

２０　　プーリ
２１　　結合孔
２２　　ベアリング
２３　　回転軸
３０　　ダンパ
３１ａ、３１ｂ　　突起
３２　　補助突起
４０　　カバープレート
４１　　ハブ
４２　　固定板
４３　　リベット
４４　　変形部材
４４ａ　　主変形部
４４ｂ　　補助変形部
４５ａ　　第１スリット
４５ｂ　　第２スリット
４６　　補助スリット

Claims (7)

1. 　駆動源に連結されて回転力を供給されるプーリと、
   　前記プーリ上に少なくとも一つ以上設置されたダンパと、
   　前記プーリと圧縮機とを連結するハブと、前記ハブの上面に結合される固定板と、前記固定板の外周面に独立に設置された複数の変形部材とを具備したカバープレートと、
   　を含むものであって、圧縮機の過負荷時に前記変形部材が変形してダンパとの結合関係を解除することにより前記駆動源からの動力伝達を遮断することを特徴とする動力伝達装置。
2. 　前記カバープレートの変形部材には前記変形部材の前端を変形するための少なくとも一つの主スリットと、前記変形部材の側面を変形するための少なくとも一つの補助スリットとが備えられたことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 　前記カバープレートの変形部材は前記プーリの回転方向に向かった前面とその両側面が閉鎖され、背面と下面とは開放されて前記ダンパを包むように締結されることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
4. 　前記ダンパは前記ダンパの両側面端部から前記プーリの回転方向に突出した第１突起及び第２突起と、前記プーリの回転方向に直角になる方向に突出した少なくとも一つ以上の補助突起とを含むことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
5. 　前記ダンパは前記プーリに締結される支持部と前記支持部の外面を覆うように形成された弾性部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
6. 　前記ダンパは弾性樹脂材で形成された少なくとも一つの突起と、前記プーリと一体に形成されて前記突起が挿入固定されるように少なくとも一つ以上の締結溝が形成された固定部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
7. 　前記ダンパは前記プーリと一体に形成された固定部を備え、少なくとも一つの突起が弾性樹脂材により前記固定部に一体にモールディングされたことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。

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