JP4561595B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動源から回転機器に動力（トルク）を伝達する動力伝達装置に関し、特に車両に配設される車両用空調装置の圧縮機等の回転機器にエンジン等の駆動源からの動力（トルク）を伝達する動力伝達装置に好適に使用される。

従来技術として、図１０に示される動力伝達装置が特許文献１により知られている。この従来の動力伝達装置では、図１０に示されるように駆動源からの動力を受けて回転する駆動側回転部材であるプーリ３には、ハブ側に向けて突出する複数個の突起部３１が周方向に間隔をあけて一体形成されており、一方、回転機器側の回転軸に固着された被駆動側回転部材であるハブ４にも、プーリ側に向けて突出し、プーリ側から供給されるトルクを受ける複数個の突起部４１が周方向に間隔をあけて一体形成されていて、プーリ３とハブ４とが装着された状態においては、ハブ３の突起部３１とプーリ４の突起部４１とが互いに回転軸の回転方向にずれて回転軸周りに交互に位置するようになっている。そして、両突起部３１，４１間には、両突起部に挟まれるようにして、連結部材１３によって連結された第１，２ダンパー（トルク伝達部材）１１，１２が配置されていて、プーリ３とハブ４間でトルクを伝達するようになっている。

このような構造の動力伝達装置では、図１１（ａ）に示すように第１ダンパー１１は、回転機器を駆動する際にプーリ３がハブ４に対して相対的に回転する向き（正転の向き）に回転したときに、圧縮荷重を受けて圧縮変形してプーリ３の突起部３１がハブ４の突起部４１にトルクを伝達する。

一方、第２ダンパー１２は、図１１（ｂ）に示すようにプーリ３がハブ４に対して相対的に正転の向きと逆向き（逆転の向き）に回転したときに、圧縮荷重を受けて圧縮変形する。そして、圧縮荷重方向の第１，２ダンパー１１，１２の大きさ、及び両突起部３１，４１間の寸法等は、第１ダンパー１１が両突起部３１，４１に接触しているときに、第２ダンパー１２が両突起部３１，４１のうち少なくとも一方の突起部と所定の隙間ｇを有して離隔するようになっている。

このように従来構造の動力伝達装置では、過大なトルク変動による部品の疲労限度強度を確保するために、図１０に示すように所定の隙間ｇを設けている。従って、エンジンの回転変動により、正のトルク（図１１（ａ）参照）と負のトルク（図１１（ｂ）参照）を繰り返すことで、ハブ４の突起部４１とダンパー１１（１２）とが叩く挙動が発生する。この打撃によりハブ４が振動し、異音が生じるという問題がある。

また他方では、従来技術として、プーリ又はトーショナルダンパのハブ等の回転部材に装着されて、回転部材に発生する騒音を遮蔽する防音カバーが、特許文献２により知られている。しかし、特許文献２に記載のプーリは、本発明のように、プーリとハブとが円周方向に弾性部材および隙間ｇを介して接続されるものではなく、そもそも本発明の対象とするハブと弾性部材とが衝突する異音が発生するものではない。

特開２００４−１４４２２６号公報 特開平１１−３７２１８号公報

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ハブとプーリとの間の動力伝達部で発生する異音を遮音すると共に、取付け及び取外しが容易でかつ脱落の恐れがない遮音カバーを備えた動力伝達装置を提供することである。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載の動力伝達装置を提供する。
請求項１に記載の動力伝達装置は、駆動源によって回転駆動されるプーリ３と、被駆動装置８の回転軸８１に接続するハブ４と、プーリとハブ間に介在するトルク伝達用の弾性部材１とを備え、このプーリ３とハブ４とが円周方向に弾性部材１と隙間ｇとを介して接続しているものにあって、該プーリと該ハブとの接続部を覆うカバー体５，５Ａ〜５Ｄを設け、このカバー体５Ａを、ゴムからなるカバー部材５１と、カバー部材の外周部に接着され、一部に切り欠き５２ａを有する環状リング５２とより構成し、このリング５２をプーリ３のフロント側に設けられた環状の溝３２に組み付け、またカバー部材５１の周側縁に開口部５１ｂが設けられていて、このカバー部材５１は、外縁部が環状を成す円盤部と、この円盤部の外縁部から回転軸８１の軸方向に延びる環状の側壁部とからなり、この側壁部の端部が環状リング５２に接着されており、かつ開口部５１ｂを、側壁部の端部から円盤部の外縁部にかけて軸方向に立ち上がると共に、外縁部から円盤部の中心部に向けて延びる矩形状としたものである。これによって、駆動源であるエンジンの回転変動により、正のトルクと負のトルクを繰り返すことで生じるハブ４と弾性部材１の打撃によってハブ４が振動し、発生する異音を遮音することができる。また、リング５２の径を縮めてカバー体５Ａを容易にプーリ３の溝３２に組み付けることができ、カバー体５Ａのプーリへの取付け、取外しが容易である。また、カバー体５Ａをリングの押し付け力を利用してプーリ３の溝３２に組み付けているのが、プーリ３の回転時にリング５２は連れ回らないリングの素材と寸法等を決定している。このため、プーリ３の摩耗が防止でき、カバー体５Ａがプーリから脱落することが防止できる。更に、カバー体５Ａに開口部５１ｂが設けられているので、カバー体で閉じた空間内で発生した熱を逃がすことができ、動力伝達装置の温度上昇を防止できる。

請求項２の動力伝達装置は、環状リング５２は、切欠き５２ａに臨んでいる環状リング５２の両端部５２ｂが、円盤部の中心方向に向かうにつれて、端部同士の距離が短くなるようにしたものである。
請求項３の動力伝達装置は、切り欠き５２ａに臨んでいるリング５２の両端部５２ｂをカバー部材５１で覆わないようにしたものであり、これにより、リング５２の両端部５２ｂを容易に把持し、カバー部材５１を傷めずカバー体５Ａをプーリ３に組み付けることができる。

請求項４の動力伝達装置は、カバー部材５１の周縁に間隔をあけて複数の開口部５１ｂを形成したものであり、これにより、プーリ３とカバー体５Ａとで閉じた空間内の温度上昇をも防止することができ、異音と温度上昇の問題を同時に解決することが可能となる。また、請求項５のように、カバー部材５１の略中央部にも円孔５１ｃを形成しても、プーリ３とカバー体５Ａとで閉じた空間内の温度上昇をも防止することができ、異音と温度上昇の問題を同時に解決することが可能となる。

以下、図面に従って本発明の実施の形態の動力伝達装置について説明する。本発明の動力伝達装置は、車両用空調装置の圧縮機に組み付けられるのに好適なものであり、以下の説明では、この圧縮機に組み付けられたものとして説明する。図１は、本発明の実施の形態の動力伝達装置の上半分の縦断面図である。本発明の動力伝達装置は、駆動源であるエンジンやモータから動力を得る駆動側回転部材であるプーリ３と、圧縮機８の回転軸８１に固定された被駆動側回転部材であるハブ４との間で動力（トルク）を伝達するものである。このプーリ３とハブ４とは、同軸上に設けられている。

プーリ３は、圧縮機８のケーシング８２の一端側に設けられた円筒部８２ａにベアリング７を介して回転可能に装着されている。プーリ３は、好適には熱可塑性の合成樹脂で形成されるプーリ本体３ａと鉄等の金属材から形成されるリング状のスリーブ３ｂとからなり、これらは、例えばインサート成形により一体形成されている。また、プーリ３のフロント側（図１の左側）には、トルク伝達用の弾性部材（ダンパー）１を収容して保持する環状のポケット部３ｃが形成されている。更に、プーリ３には、図１０の従来例と同様にこのポケット部３ｃ内に収まるように、ハブ４側に向けて突出する、周方向に間隔をあけて複数の突起部３１が一体形成されている。

また、プーリ３の外周面にはベルト（図示せず）が巻き掛けられ、エンジンやモータ等の外部からの動力によって回転する。ベアリング７は、ケーシング８２の円筒部８２ａに嵌合しており、円筒部８２ａの外周面に形成された溝に嵌め込まれたスナップリング７１によって、軸方向の移動が阻止されている。更に圧縮機８のケーシング８２と回転軸８１とは軸封装置８３によって密封されており、ケーシング８２内部の冷媒やオイル等が漏れるのを防いでいる。

圧縮機８の回転軸８１の先端部には、金属粉を焼結することによって一体成形されたトルクリミッタ９が固定されている。トルクリミッタ９は、回転軸８１に嵌合して連結するインナー部９１と、ハブ４に連結するアウター部９２と、インナー部９１とアウター部９２とをつなぐブリッジ部９３とから構成されている。インナー部９１は、円筒形状でその内周面には、例えば雌螺子部が形成されていて、回転軸８１の外周面に形成された雄螺子部との間で螺子締結することによって、回転軸８１と連結している。一方、アウター部９２はハブ４との射出成形することによって結合されている。図１において奥に見えているブリッジ部９３は複数設けられていて、伝達トルクが所定トルク以上となったときに破断するような強度に設定されている。

ハブ４には、図１０の従来例に示すようにプーリ３のポケット部３ｃに向けて突出する周方向に間隔をあけて複数の突起部４１が一体形成されている。したがって、プーリ３とハブ４とが圧縮機８に装着された状態では、ハブ４の突起部４１とプーリ３の突起部３１とが、図１０に示されるように互いに回転軸８１の回転方向にずれて回転軸８１周りに交互に位置する。

両突起部３１，４１間には、これらに挟まれるようにして第１、第２弾性部材（第１、第２ダンパー）１１，１２が配置されており、これら第１、第２弾性部材１１，１２は連結部材１３によって結合されている。即ち、第１、第２弾性部材１１，１２及び連結部材１３とは、２股状に一体形成されて、弾性部材（ダンパー）１を構成しており、トルク伝達部材として作用している。この弾性部材１は、弾性変形可能な材質のゴム、例えばエチレン・プロピレン・ジエン三元重合ゴム（ＥＰＤＭ）から形成されている。

このように配置された第１、第２弾性部材１１，１２は、先に述べたように、エンジンの回転変動により、正のトルクと負のトルクとを繰り返し受けながら、両突起部３１，４１間で圧縮変形し、プーリ３からハブ４へとトルクを伝達する。
そして、圧縮荷重方向の第１、第２弾性部材１１，１２の大きさ、及び両突起部３１，４１間の寸法等は、第１弾性部材１１が両突起部３１，４１に接触しているときに、第２弾性部材１２が両突起部３１，４１のうち少なくとも一方の突起部と所定の隙間ｇを有して離隔するように選定されている。このため、正のトルクと負のトルクが繰り返えされる毎に、ハブ４の突起部４１と弾性部材１とが叩き、この打撃でハブ４が振動し、異音が生じる。なお、図１０では、プーリ３の突起部３１に嵌合するような形で弾性部材１が設けられているが、ハブ４の突起部４１に嵌合するような形で弾性部材１を設けても同じである。

そこで、本発明では、異音を遮音するためにハブ４とプーリ３との接続部を覆うようにカバー体５を動力伝達装置の前面（フロント側）に取り付けている。図２は、第１実施例のカバー体５の正面図を示しており、図３（ａ）は、カバー体５のプーリ３への取付けを説明する図である。カバー体５は、ゴム、例えば、ＥＰＤＭ等から形成された円形浅皿状のカバー部材５１と、このカバー部材５１の周縁に接着される、一部に切り欠き５２ａが形成された環状リング５２とから構成されている。リング５２は、金属材、例えば、ＳＵＳ３０４のステンレス鋼から形成されている。なお、カバー部材５１とリング５２とは、好適には加硫時に一体成形される。カバー部材５１とリング５２との接合は、図３（ｂ）に示すようにリング５２の内周面及び片側側面とがカバー部材５１に接合されるようにして一体化されている。

第１実施例のカバー体５では、カバー部材５１の略中央部には、回転軸８１の突出する先端を回避するためのカップ状の隆起部５１ａが形成されている。カバー体５をプーリ３に組み付けるために、図３（ａ）に示すようにプーリ３のポケット部３ｃ手前の内面には、環状の溝３２が設けられており、この溝３２にカバー部材５１の周縁（リング５２）が嵌め込まれることによって、カバー体５がプーリ３に組み付けられる。この場合、溝３２の径は、リング５２の外形より小さい。組み付け方法としては、切り欠き５２ａを利用して、リング５２、即ちカバー部材５の径を縮めて、その周縁をプーリ３の溝３２に嵌めることによって行う。

図４は、第２実施例のカバー体５Ａを示している。第１実施例のカバー体５では、プーリ３のフロント側を完全に閉じるようになっており、ベアリング７等の発熱によりプーリ３とカバー体５とで閉じられた空間の温度上昇が懸念される。そこで、第２実施例のカバー体５Ａは、円形浅皿状のカバー部材５１と、切り欠き５２ａが形成された環状リング５２と構成されるという基本的な構成は、第１実施例のカバー体５と同じであるが、この第２実施例のカバー体５Ａでは、カバー部材５１の周側縁に周方向に間隔をあけて複数の開口部５１ｂが形成されている。また、カバー部材５１の略中央部に形成されたカップ状の隆起部５１ａに代えて、円孔５１ｃが設けられている。この円孔５１ｃの径は、回転軸８１の軸径よりやや大きい。
更に、切り欠き５２ａに臨んでいるリング５２の両端部が、組み付け時の把持し易さを考慮し、カバー部材５１で被覆されていない露出部５２ｂとなっている。したがって、第２実施例のカバー体５Ａでは、プーリ３とカバー部材５１とで閉じられる空間が完全な密封状態になっていないため、第１実施例のカバー体５よりも遮音性で幾分劣るが、空間内の温度上昇を防ぐことができる。

図５は、第１実施例のカバー体５を設けた場合と、カバー体無しの場合との効果を比較したグラフである。即ち、実車エンジンの回転変動を模擬したベンチで異音を再現し、異音レベルの測定を行ったものである。図において、縦軸は異音レベル（dB）を示し、横軸は周波数（Hz）を示している。また、細い実線は、カバー体未装着の場合を示し、太い実線は、第１実施例の開口部及び円孔が設けられていないカバー体５の装着の場合を示している。このグラフから解るように、第１実施例のカバー体５を装着した場合は、カバー体未装着の場合と比べて、異音が２２（dB）低下する。

図６は、第２実施例のカバー体５Ａを設けた場合と、カバー体無しの場合との効果を比較したグラフである。試験方法は、図５の場合と同様である。図において細い実線は、カバー体未装着の場合を示し、太い実線は、第２実施例の開口部及び円孔が設けられたカバー体５Ａの装着の場合を示している。このグラフから解るように、第２実施例のカバー体５Ａを装着した場合は、カバー体未装着の場合と比べて、異音が１５（dB）低下する。したがって、遮音対策の上では、第１実施例のカバー体５の方が第２実施例のカバー体５Ａよりもやや優れているが、第２実施例のカバー体５Ａでも十分に異音レベルを下げることができる上に、発熱に対する予防策を講じることができる。

図７は、第３実施例のカバー体５Ｂを示している。この第３実施例のカバー体５Ｂは、第１，２実施例のゴム材に代えてアルミ材にしたものである。即ち、トルクリミッタ９を含むハブ４のフロント側の全面に円板状のアルミテープ５３を接着することによってカバー体５Ｂとしたものである。この場合は、カバー体５Ｂがアルミ材であるので、遮音効果に加えて放熱効果も期待できる。

図８は、第４実施例のカバー体５Ｃを装着した動力伝達装置の上半分縦断面図を示している。第４実施例のカバー体５Ｃは、ガラス繊維入りの円板状の積層板５４から形成されている。このカバー体５Ｃは、第２実施例と同様に略中央部に円孔５４ａが形成されていて、その周縁部がプーリ３のフロント側の端面に接着されている。

図９は、第５実施例のカバー体５Ｄの平面図と断面図を示している。第５実施例のカバー体５Ｄは、第１実施例のカバー体５と略同じ形状をしたカバー体を鉄材料を使用してプレス加工によって形成したものである。カバー体５Ｄは、縮径によってプーリ３に組み付けることができないため、前述したプーリ３に設けた溝３２は、フロント側が全面で開放された凹部となっており、この凹部にカバー体５Ｄを嵌め込んだ後に、サークリップ５６でカバー体５Ｄをプーリ３に固定している。なお、カバー体５Ｄの略中央部には、第１実施例と同様のカップ状の隆起部５５が形成されている。また、金属製のカバー体５Ｄの場合は、このカバー体５Ｄ自身が振動して新らたな異音源となる恐れがある。

以上説明したように、本発明では、以下に示す作用効果を奏するものである。
（１）切り欠きのあるリングに弾性部材を接着したカバー体を使用するので、組み付けが容易な異音対策の機能を付加することができる。また、圧縮機と動力伝達装置に大きな変更を伴わないので、迅速に異音に対する対応が可能である。
（２）材質に弾性部材を採用することで、新らたな異音発生を防ぐことができる。
（３）音の発生源を塞ぐことで異音レベルを下げることができる。
（４）回転部材を覆うことで異物の進入を防ぐことができる。
（５）リング端部をゴムで覆わないため、リング端部を把持し易くなりカバー部材を容易に回転部材に組み付けることが可能となる。
（６）カバー体に開口部もしくは孔が設けられているため、カバー体で閉じた空間内で発生した熱を逃がすことができ、動力伝達装置の温度上昇を防止できる。

本発明の実施の形態の動力伝達装置の上半分縦断面図である。 本発明の実施形態の動力伝達装置に使用される第１実施例のカバー体の平面図である。 （ａ）はカバー体をプーリに組み付けた状態を説明する図であり、（ｂ）は、カバー部材とリングとの接合を説明する図である。 （ａ）は、第２実施例のカバー体の平面図とＢ矢視図、Ｃ矢視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ′断面を示す断面図であり、（ｃ）は、カバー体のリングの切り欠き近辺の詳細図である。 第１実施例のカバー体を装着した場合とカバー体未装着の場合との効果を比較するグラフである。 第２実施例のカバー体を装着した場合とカバー体未装着の場合との効果を比較するグラフである。 第３実施例のカバー体を装着した動力伝達装置の正面図である。 第４実施例のカバー体を装着した動力伝達装置の上半分縦断面図である。 第４実施例のカバー体の平面図と断面図である。 従来技術の動力伝達装置の一部切断した側面図（ａ）と、Ｄ−Ｄ断面図（ｂ）である。 従来技術の動力伝達装置の（ａ）正転時と（ｂ）逆転時の作動を説明する図である。

符号の説明

１ 弾性部材（ダンパー、トルク伝達部材）
１１ 第１弾性部材（第１ダンパー）
１２ 第２弾性部材（第２ダンパー）
１３ 連結部材
３ プーリ
３ａ プーリ本体
３ｂ スリーブ
３ｃ ポケット部
３１ 突起部
３２ 溝
４ ハブ
４１ 突起部
５，５Ａ〜５Ｄ カバー体
５１ カバー部材
５１ａ 隆起部
５１ｂ 開口部
５１ｃ 円孔
５２ リング
５２ａ 切り欠き
５２ｂ 露出部（端部）
７ ベアリング
８ 圧縮機
８１ 回転軸
８２ ハウジング
９ トルクリミッタ
９１ インナー部
９２ アウター部
９３ ブリッジ部

Claims (5)

1. 駆動源によって回転駆動されるプーリ（３）と、
   被駆動装置（８）の回転軸（８１）に接続されるハブ（４）と、
   前記プーリ（３）と前記ハブ（４）との間に介在し、両者によって保持されるトルク伝達用の弾性部材（１）と、
   を備えていて、前記プーリと前記ハブとが円周方向に前記弾性部材（１）及び隙間（ｇ）を介して接続されている動力伝達装置において、
   前記プーリ（３）と前記ハブ（４）との接続部を覆うカバー体（５，５Ａ〜５Ｄ）を設け、前記カバー体（５Ａ）が、ゴムからなるカバー部材（５１）と、前記カバー部材の外周部に接着され、一部に切り欠き（５２ａ）を有する環状リング（５２）とよりなり、前記カバー体（５Ａ）の前記環状リング（５２）が、前記プーリ（３）のフロント側に設けられた環状の溝（３２）に組み付けられおり、また
   前記カバー部材（５１）の周側縁に開口部（５１ｂ）が設けられていて、かつ
   前記カバー部材（５１）は、外縁部が環状を成す円盤部と、該円盤部の前記外縁部から前記回転軸（８１）の軸方向に延びる環状の側壁部とからなり、前記側壁部の端部が前記環状リング（５２）に接着されており、かつ
   前記開口部（５１ｂ）が、前記側壁部の端部から前記円盤部の外縁部にかけて軸方向に立ち上がると共に、前記外縁部から前記円盤部の中心部に向けて延びる矩形状である、
   ことを特徴とする動力伝達装置。
2. 前記環状リング（５２）は、前記切欠き（５２ａ）に臨んでいる前記環状リングの両端部（５２ｂ）が、前記円盤部の中心方向に向かうにつれて、端部同士の距離が短くなることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 前記切り欠き（５２ａ）に臨んでいる前記環状リングの両端部（５２ｂ）が、前記カバー部材（５１）で覆われていないことを特徴とする請求項１又は２に記載の動力伝達装置。
4. 前記開口部（５１ｂ）が、前記カバー部材（５１）の周側縁に間隔をあけて複数個形成されていることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の動力伝達装置。
5. 前記カバー部材（５１）の略中央部に前記回転軸（８１）よりもやや大きい径の円孔（５１ｃ）が形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の動力伝達装置。

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