JP2006170398A

JP2006170398A - 動力伝達装置

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Publication number: JP2006170398A
Application number: JP2004367136A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Ozawa; 篤史小澤; Keiichi Ichinose; 啓一一ノ瀬; Motoaki Yoshida; 元昭吉田
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2004-12-20
Filing date: 2004-12-20
Publication date: 2006-06-29
Also published as: EP1672250A1; EP1672250B1; DE602005017727D1

Abstract

【課題】緩衝部材を大きくすることなく、回転変動を効率的に低減しながら駆動シャフトから従動シャフトに動力を伝達することのできる動力伝達装置を提供する。
【解決手段】第１の回転体１０と第２の回転体３０との間に回転方向一方の回転力のみを伝達する一方向クラッチ５０を設けたので、第１の回転体１０における回転変動のうち回転速度を減速させる変動が第２の回転体３０に伝達されないので、エンジンから駆動シャフト１に伝達される回転変動を一方向クラッチ５０によって効率的に低減することができる。従って、緩衝ゴム２３のみによって緩衝する場合と比較して効率的に回転変動を低減することができ、緩衝ゴム２３を小さくして装置の小型化を図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば車両用空気調和装置に用いられる圧縮機に車両の駆動源からの動力を伝達する動力伝達装置に関するものである。

従来、この種の動力伝達装置としては、動力源からの動力がベルトを介して伝達される回転自在なプーリと、プーリの内周面側に配置され、従動シャフトと一体に回転するハブとを備え、プーリとハブとの間に緩衝ゴムを介在させることにより、動力源からプーリに伝達される回転変動を緩衝しながら従動シャフトに回転力を伝達するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

一方、最近では、ベルトを介して駆動源から動力伝達装置に動力を伝達する従来の駆動方式ではなく、駆動源の動力によって回転する駆動シャフトから動力伝達装置にベルトを介さずに直接動力を伝達する新たな駆動方式の開発が行われている。

この駆動方式の動力伝達装置としては、図７に示すように、駆動シャフト９０の外周面側に配置された第１の回転体９１と、駆動シャフト９０と第１の回転体９１との間に配置された第１の緩衝ゴム９２と、第１の回転体９１の内周面側に配置され、従動シャフト９５と一体に回転する第２の回転体９３と、第１の回転体９１と第２の回転体９３との間に配置された第２の緩衝ゴム９４とを備え、第１の緩衝ゴム９２によって駆動シャフト９０と第１の回転体９１との芯ずれを許容するとともに、各緩衝ゴム９２，９４によって駆動源から駆動シャフト９０に伝達される回転変動を緩衝しながら従動シャフト９５に回転力を伝達するようにしたものが用いられている。
特開２００１−１５３１５２号公報

ところで、従来の駆動方式では、駆動源からプーリに動力を伝達するベルトがゴムなどの弾性材料から形成されているので、動力源からプーリに伝達される回転変動がベルトによって緩衝される。

しかしながら、駆動シャフトから動力伝達装置にベルトを介さずに動力を伝達する場合、ベルトによって回転変動が緩衝されることがないので、従来の駆動方式と比べて動力伝達装置に伝達される回転変動が大きくなる。また、従動シャフトに大きな回転変動が伝達されると、従動シャフトによって回転する従動側機器の振動及び騒音が大きくなるので、従動シャフトに伝達される回転変動を従来の駆動方式の場合と同等とするために緩衝ゴムを大きくする必要があり、動力伝達装置が大型化するという問題点があった。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、緩衝部材を大きくすることなく、回転変動を効率的に低減しながら駆動シャフトから従動シャフトに動力を伝達することのできる動力伝達装置を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために、外部からの動力によって回転方向一方に回転する駆動シャフトと同軸上に配置され、駆動シャフト側から伝達される回転力によって回転する第１の回転体と、駆動シャフトと第１の回転体との間に介在する緩衝部材と、第１の回転体と同軸上に配置され、第１の回転体側から伝達される回転力を従動側機器の従動シャフトに伝達する第２の回転体とを備え、駆動シャフトに伝達される回転変動を緩衝部材によって緩衝しながら駆動シャフトから従動シャフトに動力を伝達する動力伝達装置において、前記第１の回転体と第２の回転体との間に第１の回転体の回転方向一方の回転力のみを第２の回転体に伝達する一方向クラッチを備えている。

これにより、第１の回転体から第２の回転体に回転方向一方の回転力のみが伝達されることから、回転方向一方に回転する第１の回転体が駆動シャフトから伝達される回転変動によって減速される際、第１の回転体が第２の回転体に対して回転方向他方に回転しようとするが、回転方向他方への回転力は第２の回転体には伝達されないので、第２の回転体には第１の回転体の回転変動のうち回転速度を減速させる変動が伝達されない。

本発明の動力伝達装置によれば、第２の回転体には第１の回転体の回転変動のうち回転速度を減速させる変動が伝達されないので、駆動シャフトから伝達される回転変動を効率的に低減することができる。従って、緩衝部材のみによって回転変動を緩衝する場合と比較して緩衝部材を簡素化することができ、装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。

図１乃至図４は本発明の第１の実施形態を示すもので、図１は動力伝達装置の側面断面図、図２は回転力遮断機構の一部断面正面図、図３は回転力遮断機構のボールが径方向内側に移動した状態を示す動力伝達装置の側面断面図、図４は第１及び第２の回転体の回転速度の変動を示すグラフである。

本実施形態の動力伝達装置は、エンジンからの動力によって回転する駆動シャフト１の外周面側に配置された第１の回転体１０と、駆動シャフト１と第１の回転体１０との間に配置されたゴム継手２０と、第１の回転体１０の内周面側に配置された第２の回転体３０と、第２の回転体３０と従動シャフト２の間に配置された回転力遮断機構４０と、第１の回転体１０と第２の回転体３０との間に配置された一方向クラッチ５０とを備えている。

駆動シャフト１はエンジンに取付けられたパワステポンプの駆動軸であり、エンジンのクランクシャフトの回転力が図示しないギヤ機構を介して伝達されることにより、回転方向一方に回転するようになっている。

従動シャフト２はエンジンに取付けられた車両用空気調和装置の圧縮機３における駆動軸であり、従動シャフト２が回転することにより圧縮機３によって冷媒が圧縮するようになっている。

第１の回転体１０は軸方向一端面側の内周面が他端面側の内周面よりも内径が大きく形成されたリング状の部材からなり、熱硬化性樹脂や金属材料から形成されている。また、軸方向他端部側の内周面にはベアリング１０ａが設けられ、圧縮機３の先端部に回転自在に支持されるとともに、軸方向一端面には互いに周方向に間隔をおいて複数のネジ穴１０ｂが設けられている。

ゴム継手２０は、駆動シャフト１と一体に回転する内周側リング２１と、内周側リング２１と同軸上に配置された外周側リング２２と、内周側リング２１と外周側リング２１との間に配置された緩衝部材としての緩衝ゴム２３とから構成されている。

内周側リング２１は金属材料から形成され、駆動シャフト１の先端部を挿通可能に形成されている。また、駆動シャフト１の先端部にスプライン嵌合によって回転方向に固定されるとともに、ナット２１ａによって軸方向に固定されている。

外周側リング２２は金属材料から形成され、第１の回転体１０の軸方向一端面に軸方向に当接するように形成されている。また、第１の回転体１０の各ネジ穴１０ｂにそれぞれ対応した複数の取付孔２２ａが設けられ、複数のボルト２２ｂによって第１の回転体１０に取付けられている。

緩衝ゴム２３はＥＰＤＭやＩＩＲ等のゴム部材からなり、内周側リング２１及び外周側リング２２に加硫接着されている。

第２の回転体３０は、内周面に複数のテーパ面３１ａが形成されたインナーリング３１と、インナーリング３１の外周面側に成形された熱硬化性樹脂からなる樹脂リング３２とから構成され、第１の回転体１０の軸方向一端面側の内周面と樹脂リング３２との間に配置されたベアリング３３により、第１の回転体１０に回転自在に支持されている。また、インナーリング３１の各テーパ面３１ａは後述する各ボール４２に径方向外側からそれぞれ係止可能に形成されている。

回転力遮断機構４０は、従動シャフト２と一体に回転するハブ４１と、ハブ４１に設けられた複数のボール溝４１ａ内に配置された複数のボール４２と、各ボール４２に軸方向一方から押圧する押圧部材４３と、当接部材４３を軸方向一方に付勢する周知の皿バネ４４と、皿バネ４４を圧縮状態に保持するナット４５とから構成されている。

ハブ４１は金属材料から形成され、従動シャフト２の先端部を挿通可能な円板状に形成されるとともに、従動シャフト２の先端部にスプライン嵌合によって回転方向に固定されている。また、軸方向一端面側からナット４１ｂによって軸方向に固定され、ハブ４１の軸方向一端面のナット４１ｂの外周面側には軸方向に延びる円筒上の延設部４１ｃが設けられている。各ボール溝４１ａはハブ４１の軸方向一端面の外周面側に互いに周方向に間隔をおいて設けられ、金属材料からなる各ボール４２が各ボール溝４１ａ内にそれぞれ径方向に移動自在に配置されるとともに、各ボール溝４１ａは各ボール４２とハブ４１の周方向に係止するように形成されている。また、各ボール溝４１ａの径方向内側は径方向外側に比べて凹状に形成され、ボール溝４１ａ内を径方向内側に移動したボール４２を径方向外側に移動しないように保持するようになっている。

押圧部材４３は金属材料からなる円板状の部材であり、ハブ４１の延設部４１ｃを挿通可能に形成されている。また、押圧部材４３の一端面には径方向外側から内側に向かって徐々に各ボール溝４１ａ側に突出する傾斜面４３ａが形成され、傾斜面４３ａは各ボール４２に当接するようになっている。即ち、押圧部材４３が各ボール４２に軸方向に当接すると各ボール４２が径方向外側に案内され、各ボール４２がインナーリング３１の各テーパ面３１ａにそれぞれ係止するようになっている。

皿バネ４４はハブ４１の延設部４１ｃを挿通可能に形成され、押圧部材４３に軸方向に当接している。

ナット４５はハブ４１の延設部４１ｃの外周面に螺合し、皿バネ４４を軸方向に圧縮した状態に保持するようになっている。

一方向クラッチ５０は、第１の回転体１０の軸方向一端面側の内周面に嵌合された外輪５１と、第２の回転体３０の樹脂リング３２の外周面に嵌合された内輪５２と、外輪５１と内輪５２との間に互いに周方向に間隔をおいて配列された複数のころ部材５３とを備え、各ころ部材５３を図示しないスプリングによって一方向クラッチ５０の周方向一方に付勢するようにした周知のワンウェイクラッチからなり、第１の回転体１０の回転方向一方の回転力のみを第２の回転体３０に伝達するようになっている。

また、駆動シャフト１、第１の回転体１０、ゴム継手２０及び圧縮機３によって閉鎖された空間内に回転力遮断機構４０及び一方向クラッチ５０が設けられ、回転力遮断機構４０及び一方向クラッチ５０が外部からの水や塵埃の影響を受けないようになっている。

以上の構成においては、エンジンからの動力が駆動シャフト１に伝達されて駆動シャフト１が回転すると、駆動シャフト１の回転力がゴム継手２０を介して第１の回転体１０に伝達される。この時、駆動シャフト１が備えられたパワステポンプと圧縮機３はそれぞれエンジンに取付けられているため、駆動シャフト１と第１の回転体１０とが若干芯ずれする場合があるが、駆動シャフト１から第１の回転体１０には緩衝ゴム２３を介して回転力が伝達されるので、駆動シャフト１と第１の回転体１０との芯ずれを許容することができる。

また、エンジンのクランクシャフトの回転変動が駆動シャフト１に伝達されるため、駆動シャフト１の回転は回転変動を伴うが、駆動シャフト１から第１の回転体１０には緩衝ゴム２３を介して回転力が伝達されるので、第１の回転体１０に伝達される回転変動は駆動シャフト１の回転変動よりも小さくなる。

次に、第１の回転体１０の回転力は一方向クラッチ５０を介して第２の回転体３０に伝達される。この時、第１の回転体は駆動シャフト１と同様に回転方向一方に所定の回転速度で回転しながら、回転変動によって回転速度が増速及び減速される。一方、一方向クラッチ５０は回転方向一方の回転力のみを伝達するようになっているため、第１の回転体１０が回転変動によって減速されて第２の回転体３０に対して回転方向他方に回転する際、回転方向他方の回転力は第２の回転体３０に伝達されない。従って、第２の回転体３０には回転変動のうち回転速度を減速させる変動が伝達されない。

即ち、図４に示すように、第１の回転体１０は回転変動によって所定の回転速度に対して増速及び減速を繰り返すが、第１の回転体１０が減速される際の第２の回転体３０は、回転速度を維持しようとする慣性力とベアリング３３等によって生ずるわずかな回転抵抗によって、若干減速しながら回転する。このため、第２の回転体は回転速度を減速させる変動が小さくなり、第２の回転体３０の回転変動は第１の回転体１０の回転変動に対して効率的に低減される。

次に、第２の回転体３０の回転力は回転力遮断機構４０を介して従動シャフト２に伝達される。

ここで、例えば圧縮機３の焼付きなどによって従動シャフト２が回転不能になり、第２の回転体３０と従動シャフト２との間に所定の大きさ以上の回転力が生ずると、図３に示すように、インナーリング３１のテーパ面３１ａの押圧力により、各ボール４２が押圧部材４３の押圧力に抗して各ボール溝４１ａの径方向内側に移動する。これにより、各ボール４２がボール溝４１ａの径方向内側に保持され、各ボール４２がテーパ面３１ａと係止不能な位置に拘束されることから、インナーリング３１がハブ４１に対して空転し、第２の回転体３０から従動シャフト２に伝達される回転力を遮断することができる。

このように、本実施形態によれば、第１の回転体１０と第２の回転体３０との間に回転方向一方の回転力のみを伝達する一方向クラッチ５０を設けたので、第１の回転体１０における回転変動のうち回転速度を減速させる変動が第２の回転体３０に伝達されないので、エンジンから駆動シャフト１に伝達される回転変動を一方向クラッチ５０によって効率的に低減することができる。従って、緩衝ゴム２３のみによって緩衝する場合と比較して効率的に回転変動を低減することができ、緩衝ゴム２３を小さくして装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。また、従動シャフト２によって回転する従動側機器の振動及び騒音の発生を確実に防止することができる。

また、駆動シャフト１、第１の回転体１０、ゴム継手２０及び圧縮機３によって閉鎖された空間内に回転力遮断機構４０及び一方向クラッチ５０が設けられ、回転力遮断機構４０及び一方向クラッチ５０が外部からの水や塵埃の影響を受けないようになっているので、一方向クラッチ５０及び回転力遮断機構４０にそれぞれ専用のシール部材を設ける必要がなく、装置の製造コストの低減を図ることができる。

また、第２の回転体３０と従動シャフト２との間に所定の大きさ以上の回転力が生ずると、回転力遮断機構４０によって第２の回転体３０から従動シャフト２に伝達される回転力を遮断するようにしたので、圧縮機３の焼付きなどによって従動シャフト２が回転不能になった場合でも、駆動シャフト１によって駆動されるオイルポンプやエンジン等に過大な負荷が加わることがない。

さらに、回転力遮断機構４０を、第２の回転体３０の各テーパ面３１ａにそれぞれ係止する各ボール４２と、各ボール４２と周方向にそれぞれ係止するボール溝４１ａを有するハブ４１と、各ボール４２を径方向外側に案内するように押圧する押圧部材４３とを備え、第２の回転体３０からハブ第２の回転体３０と従動シャフト２との間に所定の大きさ以上の回転力が生ずると、各ボール４２が押圧部材４３の押圧力に抗して径方向内側に移動して各ボール４２とテーパ面３１ａとの係止が解除され、第２の回転体３０からハブ４１に回転力が伝達されないようにしたので、第２の回転体３０と従動シャフト２との間に所定の大きさ以上の回転力が生じた際に、確実に回転力の遮断を行うことができる。

尚、本実施形態では、従動シャフト２として車両用空気調和装置の圧縮機３の駆動軸を回転させるようにしたものを示したが、パワステポンプ等の外部からの動力によって駆動される回転軸を有する機器であれば、本発明を用いることが可能である。

また、本実施形態では、ギヤ機構を介して駆動シャフト１にエンジンのクランクシャフトの回転力が伝達されるようにしたものを示したが、駆動シャフト１に図示しないプーリを設けるとともに、エンジンのクランクシャフトの回転力をベルトを介してプーリに伝達することも可能である。

図５乃至図６は本発明の第２の実施形態を示すもので、図５は動力伝達装置の側面断面図、図６は図５におけるＡ−Ａ線断面図である。尚、第１の実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して示す。

本実施形態の動力伝達装置は、第１の実施形態と同様の第１の回転体１０、ゴム継手２０及び一方向クラッチ５０と、第１の回転体１０の内周面側に配置された第２の回転体６０と、第２の回転体３０の内周面側に配置された回転力遮断機構としてのハブ７０と、第２の回転体６０とハブ７０との間に配置された緩衝部材としての分割ゴム８０とを備えている。

第２の回転体６０は熱硬化性樹脂または金属材料から形成され、第１の回転体１０の軸方向一端面側の内周面との間に配置されたベアリング６１により、第１の回転体１０に回転自在に支持されている。また、第２の回転体６０の内周面側には互いに周方向に間隔をおいて複数の突状部６０ａが設けられ、各突状部６０ａは軸方向に延びるように形成されている。

ハブ７０は金属材料から形成され、従動シャフト２の先端部を挿通可能な円板状に形成されている。また、従動シャフト２の先端部にスプライン嵌合によって回転方向に固定されるとともに、軸方向一端面側からナット７０ｂによって軸方向に固定されている。ハブ７０の外周面側には互いに周方向に間隔をおいて複数の突状部７０ａが設けられ、各突状部７０ａは第２の回転体６０の突状部６０ａと対向して軸方向に延びるように形成されている。また、各突状部７０ａは各突状部６０ａと周方向に一つずつ交互に配置され、それぞれ突状部６０ａと周方向に間隔をおいて対向している。

ハブ７０の径方向所定位置には互いに周方向に間隔をおいて３つのスリット部７０ｃが設けられ、スリット部７０ｃを設けることによって形成された３つの連結部７０ｄによって、ハブ７０の外周面側から内周面側に回転力を伝達するようになっている。

分割ゴム８０はＥＰＤＭやＩＩＲなどのゴム部材からなり、ブロック状に形成されるとともに、第２の回転体６０の各突状部６０ａとハブ７０の各突状部７０ａとの間にそれぞれ配置されている。

以上の構成においては、エンジンからの動力が駆動シャフト１に伝達されて駆動シャフト１が回転すると、駆動シャフト１の回転力がゴム継手２０を介して第１の回転体１０に伝達され、第１の回転体１０の回転力は一方向クラッチ５０を介して第２の回転体６０に伝達される。この時の緩衝ゴム２３及び一方向クラッチ５０の効果は第１の実施形態と同様である。

次に、第２の回転体６０の回転力は分割ゴム８０を介してハブ７０に伝達される。このため、ハブ７０に伝達される回転変動は第２の回転体６０の回転変動よりも小さくなる。

次に、ハブ７０の回転力は各連結部７０ｄを介して従動シャフト２に伝達される。

ここで、例えば圧縮機３の焼付きなどによって従動シャフト２が回転不能になり、第２の回転体６０と従動シャフト２との間に所定の大きさ以上の回転力が生ずると、各連結部７０ｄが破断して第２の回転体６０から従動シャフト２に伝達される回転力を遮断することができる。

このように、本実施形態によれば、緩衝ゴム２３及び一方向クラッチ５０によって低減した回転変動を分割ゴム８０によってさらに低減することができるので、従動シャフト２によって回転する従動側機器の振動及び騒音の発生をより確実に防止することができる。

また、各連結部７０ｄの破断によって第２の回転体６０から従動シャフト２に伝達される回転力を遮断するようにしたので、圧縮機３の焼付きなどによって従動シャフト２が回転不能になった場合でも、駆動シャフト１によって駆動されるオイルポンプやエンジン等に過大な負荷が加わることがない。さらに、回転力遮断機構の機構が簡単であることから、装置の省スペース化を図ることができる。

本発明の第１の実施形態を示す動力伝達装置の側面断面図回転力遮断機構の一部断面正面図回転力遮断機構のボールが径方向内側に移動した状態を示す動力伝達装置の側面断面図第１及び第２の回転体の回転速度の変動を示すグラフ本発明の第２の実施形態を示す動力伝達装置の側面断面図図５におけるＡ−Ａ線断面図従来の動力伝達装置の側面断面図

符号の説明

１…駆動シャフト、２…従動シャフト、３…圧縮機、１０…第１の回転体、２０…ゴム継手、２３…緩衝ゴム、３０…第２の回転体、３１…インナーリング、３１ａ…テーパ面、４０…回転力遮断機構、４１…ハブ、４１ａ…ボール溝、４２…ボール、４３…押圧部材、４３ａ…傾斜面、４４…皿バネ、４５…ナット、５０…一方向クラッチ、５１…外輪、５２…内輪、５３…コロ部材、６０…第２の回転体、６０ａ…突状部、７０…ハブ、７０ａ…突状部、７０ｃ…スリット部、７０ｄ…連結部、８０…分割ゴム、９０…駆動シャフト、９１…第１の回転体、９２…第１の緩衝ゴム、９３…第２の回転体、９４…第２の緩衝ゴム、９５…従動シャフト。

Claims

外部からの動力によって回転方向一方に回転する駆動シャフトと同軸上に配置され、駆動シャフト側から伝達される回転力によって回転する第１の回転体と、駆動シャフトと第１の回転体との間に介在する緩衝部材と、第１の回転体と同軸上に配置され、第１の回転体側から伝達される回転力を従動側機器の従動シャフトに伝達する第２の回転体とを備え、駆動シャフトに伝達される回転変動を緩衝部材によって緩衝しながら駆動シャフトから従動シャフトに動力を伝達する動力伝達装置において、
前記第１の回転体と第２の回転体との間に第１の回転体の回転方向一方の回転力のみを第２の回転体に伝達する一方向クラッチを備えた
ことを特徴とする動力伝達装置。
前記第１の回転体を従動側機器によって回転自在に支持し、
一方向クラッチを、駆動シャフト、緩衝部材、第１の回転体及び従動側機器によって閉鎖された空間内に配置した
ことを特徴とする請求項１記載の動力伝達装置。
前記第２の回転体と従動シャフトとの間に所定の大きさ以上の回転力が生ずると、第２の回転体から従動シャフトに伝達される回転力を遮断する回転力遮断機構を備えた
ことを特徴とする請求項１または２記載の動力伝達装置。
前記回転力遮断機構を、第２の回転体の内周面側に配置されるとともに、外周面側に互いに周方向に間隔をおいて複数のボール溝が設けられ、従動シャフトと一体に回転する従動側回転体と、各ボール溝に従動側回転体の周方向にそれぞれ係止することにより第２の回転体の回転力を従動側回転体に伝達する複数のボールと、各ボールを従動側回転体の軸方向一方から押圧する押圧部材とを備え、押圧部材によって押圧される各ボールを第２の回転体の内周面に設けたテーパ面に係止することにより第２の回転体の回転力を各ボールに伝達し、第２の回転体と従動側回転体との間に所定の大きさ以上の回転力が生ずると、第２の回転体に係止する各ボールをテーパ面により押圧部材の押圧力に抗して各ボール溝の径方向内側に移動させて第２の回転体と各ボールとの係止を解除することにより、第２の回転体から従動側回転体に伝達される回転力を遮断するように構成した
ことを特徴とする請求項３記載の動力伝達装置。
前記回転力遮断機構を、第２の回転体から従動シャフトに回転力を伝達する連結部を備え、第２の回転体と従動シャフトとの間に所定の大きさ以上の回転力が生ずると、連結部が破断して第２の回転体から従動シャフトに伝達される回転力を遮断するように構成した
ことを特徴とする請求項３記載の動力伝達装置。
前記第２の回転体から回転力遮断機構に回転力を伝達する緩衝部材を備えた
ことを特徴とする請求項３、４または５記載の動力伝達装置。