| 【発明の名称】 |
動力伝達装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】安形 直人
【氏名】酒井 拓生
【氏名】大口 純一
【氏名】佐伯 学
【氏名】田渕 泰生
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| 【要約】 |
【課題】
【解決手段】 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 回転駆動源からの回転力を受けて回転する駆動側回転部材（１、１２、１３、９、９０）と、従動側機器（３）と一体に回転する従動側回転部材（５、７）と、前記駆動側回転部材（１、１２、１３、９、９０）と前記従動側回転部材（５、７）との間を、前記従動側機器（３）の軸方向に延びる円錐状摩擦面（５ａ、７ｃ、９ａ、９０ａ）の嵌合により摩擦係合する摩擦係合機構と、前記円錐状摩擦面相互間への押し付け力を発生する押し付け力発生手段（８、１１、８０、８１）とを備え、前記従動側機器（３）の通常運転時には、前記摩擦係合機構を介して前記駆動側回転部材（１、１２、１３、９、９０）の回転が前記従動側回転部材（５、７）に伝達され、前記従動側機器（３）の過負荷時には、前記摩擦係合機構での滑りによって前記押し付け力発生手段（８、１１、８０、８１）の押し付け力を消滅することにより、前記駆動側回転部材（９、９０）が前記従動側回転部材（５、７）に対して空転するようにしたことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】 前記円錐状摩擦面が、前記駆動側回転部材（１、１２、１３、９、９０）に設けられた駆動側摩擦面（９ａ、９０ａ）と、前記従動側回転部材（５、７）に設けられた従動側摩擦面（５ａ、７ｃ）と、前記駆動側摩擦面（９ａ、９０ａ）と前記従動側摩擦面（５ａ、７ｃ）の間に介在された中間摩擦部材（１０）とにより構成され、更に、前記駆動側摩擦面（９ａ、９０ａ）または前記従動側摩擦面（５ａ、７ｃ）のいずれか一方に、前記中間摩擦部材（１０）が落ち込むことができる凹状部（５ｂ、７ｄ）を備え、前記従動側機器（３）の過負荷時には、前記中間摩擦部材（１０）が前記駆動側摩擦面（９ａ、９０ａ）および前記従動側摩擦面（５ａ、７ｃ）のいずれか一方との間で滑りを発生させて前記中間摩擦部材（１０）が前記凹状部（５ｂ、７ｄ）内に落ち込むことにより、前記押し付け力発生手段（８、１１、８０、８１）の押し付け力を消滅することを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項３】 前記中間摩擦部材（１０）は、前記駆動側摩擦面（９ａ、９０ａ）と前記従動側摩擦面（５ａ、７ｃ）との間に円周方向に複数本配置される爪片（１０ｂ）を有し、前記凹状部（５ｂ、７ｄ）は前記駆動側摩擦面（９ａ、９０ａ）または前記従動側摩擦面（５ａ、７ｃ）の円周方向に前記複数本の爪片（１０ｂ）が落ち込むことができるように複数設けられていることを特徴とする請求項２に記載の動力伝達装置。
【請求項４】 前記円錐状摩擦面が、前記駆動側回転部材（１、１２、１３、９、９０）に設けられた駆動側摩擦面（９ａ、９０ａ）と、前記従動側回転部材（５、７）に設けられた従動側摩擦面（５ａ、７ｃ）とにより構成され、、前記駆動側摩擦面（９ａ、９０ａ）の内周側に前記従動側摩擦面（５ａ、７ｃ）が直接摩擦係合するようになっており、更に、前記押し付け力発生手段（８、１１、８０、８１）により前記駆動側回転部材（９、９０）の側面に押し付けられ、前記両摩擦面（９ａ、９０ａ）（５ａ、７ｃ）間に押し付け力を加える中間摩擦部材（１０）と、前記駆動側回転部材（１、１２、１３、９、９０）の側面に前記中間摩擦部材（１０）が落ち込みことができるように設けられた凹状部（９０ｅ）とを備え、前記従動側機器（３）の過負荷時には、前記中間摩擦部材（１０）と前記駆動側回転部材（９、９０）との間で滑りを発生させて前記中間摩擦部材（１０）が前記凹状部（９０ｅ）内に落ち込むことにより、前記両摩擦面（９ａ、９０ａ）（５ａ、７ｃ）間の押し付け力を消滅することを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項５】 回転駆動源からの回転力を受けて回転する駆動側回転部材（１、１２、１３、９、９０）と、従動側機器（３）と一体に回転する従動側回転部材（５、７）とを備え、前記駆動側回転部材（１、１２、１３、９、９０）に、前記従動側機器（３）の軸方向に延びる円錐状駆動側摩擦面（９ａ、９０ａ）を設けるとともに、前記従動側回転部材（５、７）に、前記従動側機器（３）の軸方向に延びる円錐状従動側摩擦面（５ａ、７ｃ）を設け、前記円錐状駆動側摩擦面（９ａ、９０ａ）と前記円錐状従動側摩擦面（５ａ、７ｃ）とを直接圧入結合して摩擦係合機構を構成し、前記従動側機器（３）の通常運転時には、前記摩擦係合機構を介して前記駆動側回転部材（１、１２、１３、９、９０）の回転が前記従動側回転部材（５、７）に伝達され、前記従動側機器（３）の過負荷時には、前記摩擦係合機構での滑りによって、前記駆動側回転部材（１、１２、１３、９、９０）が前記従動側回転部材（５、７）に対して空転するようにしたことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項６】 前記駆動側回転部材として、前記円錐状駆動側摩擦面（９ａ、９０ａ）を設けた回転部材（９）と、前記円錐状従動側摩擦面（５ａ、７ｃ）から離れる方向に前記回転部材（９）を移動させる初期撓みが付与された弾性部材（１２、１５）とを備えることを特徴とする請求項５に記載の動力伝達装置。
【請求項７】 前記従動側回転部材は、前記従動側機器（３）の回転軸（５）であり、前記回転軸（５）の外周面に前記従動側摩擦面（５ａ）が直接形成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の動力伝達装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は過負荷時のトルクリミッターとしての機能を備えた動力伝達装置に関するもので、自動車用空調装置の冷凍サイクルの圧縮機駆動用動力伝達装置として好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車用空調装置における圧縮機として、０（零）容量付近まで容量を変化させることができる可変容量圧縮機を用いる場合には、冷凍サイクルの能力制御のために、圧縮機を断続作動させる必要がなくなる。従って、このような可変容量圧縮機を用いるものでは、エンジンから圧縮機への動力伝達を断続するためのクラッチ機構が不要となる。
【０００３】一方、圧縮機の焼きつき故障等による圧縮機ロック等の異常が発生した時には、圧縮機駆動機構のベルトが滑って、ベルトが切損する事態が起こる。特に、自動車の圧縮機駆動機構では、圧縮機以外の種々な補機（バッテリ充電発電機、エンジン冷却水用ウォータポンプ、パワーステアリング用油圧ポンプ等）と共通のベルトにて、エンジンからの動力が伝達されるようになっているので、駆動ベルトが一旦切損すると、自動車の走行不能という重大な故障を引き起こすことになる。
【０００４】そこで、本出願人では、特開平１０−３１１３９９号公報にて圧縮機ロック等の過負荷時に伝達トルクが設定値以上に上昇すると、この伝達トルクの上昇に対応して、圧縮機への動力伝達経路を遮断するトルクリミッター機能を付加した圧縮機駆動用動力伝達装置を先に提案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技術では、圧縮機軸方向と直角な方向（径方向）に延びる平板状の摩擦板によりトルク伝達のための摩擦面を構成し、過負荷時にはこの摩擦面上で滑りを発生して摩擦板が段差内に落ちることにより、摩擦板に加わる押しつけ力を消滅させてトルク伝達を遮断させている。
【０００６】しかし、このような構成であると、必要伝達トルク確保のためには平板状摩擦板の径方向寸法を拡大して摩擦面積を確保する必要が生じるので、動力伝達装置の外径寸法がどうしても大きくなり、装置体格の小型化が困難である。
【０００７】本発明は上記点に鑑みてなされたもので、過負荷時のトルクリミッター機能を発揮する動力伝達装置において、必要伝達トルクの確保と装置体格の小型化とを両立させることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、回転駆動源からの回転力を受けて回転する駆動側回転部材（１、１２、１３、９、９０）と、従動側機器（３）と一体に回転する従動側回転部材（５、７）との間を、従動側機器（３）の軸方向に延びる円錐状摩擦面（５ａ、７ｃ、９ａ、９０ａ）の嵌合により摩擦係合する摩擦係合機構を備え、前記円錐状摩擦面相互間に押し付け力発生手段（８、１１、８０、８１）により押し付け力を加えるようにし、従動側機器（３）の通常運転時には、摩擦係合機構を介して駆動側回転部材（１、１２、１３、９、９０）の回転を従動側回転部材（５、７）に伝達し、従動側機器（３）の過負荷時には、摩擦係合機構での滑りによって押し付け力発生手段の押し付け力を消滅することにより、駆動側回転部材（１、１２、１３、９、９０）が従動側回転部材（５、７）に対して空転するようにしたことを特徴とする。
【０００９】これにより、従動側機器（３）の軸方向に延びる円錐状摩擦面を用いて、過負荷時のトルクリミッター機能を発揮できる。しかも、後述の図１等に例示するように、動力伝達装置では回転駆動源から駆動側回転部材の回転力伝達のためのプーリ（１）等の軸方向寸法が必ずある程度必要であり、このプーリ（１）等の軸方向寸法を利用して、軸方向に延びる円錐状摩擦面を構成できる。そのため、動力伝達装置全体の軸方向寸法を増大させることなく、円錐状摩擦面により必要摩擦面積を確保できる。
【００１０】その結果、軸方向に延びる円錐状摩擦面での摩擦係合により動力伝達装置の径方向寸法は十分低減できる。これにより、必要伝達トルクの確保と装置体格の小型化とを良好に両立できる。
【００１１】請求項２に記載の発明では、円錐状摩擦面が、駆動側回転部材（１、１２、１３、９、９０）に設けられた駆動側摩擦面（９ａ、９０ａ）と、従動側回転部材（５、７）に設けられた従動側摩擦面（５ａ、７ｃ）と、駆動側摩擦面（９ａ、９０ａ）と従動側摩擦面（５ａ、７ｃ）の間に介在された中間摩擦部材（１０）とにより構成され、更に、駆動側摩擦面（９ａ、９０ａ）または従動側摩擦面（５ａ、７ｃ）のいずれか一方に、中間摩擦部材（１０）が落ち込むことができる凹状部（５ｂ、７ｄ）を備え、従動側機器（３）の過負荷時には、中間摩擦部材（１０）が駆動側摩擦面（９ａ、９０ａ）および従動側摩擦面（５ａ、７ｃ）のいずれか一方との間で滑りを発生させて中間摩擦部材（１０）が凹状部（５ｂ、７ｄ）内に落ち込むことにより、押し付け力発生手段による押し付け力を消滅することを特徴とする。
【００１２】これにより、過負荷時には駆動側と従動側の両摩擦面間に配置した中間摩擦部材（１０）の滑りにて過負荷時のトルクリミッター機能を確実に発揮できる。
【００１３】上記中間摩擦部材（１０）は、具体的には、請求項３に記載のように、駆動側摩擦面（９ａ、９０ａ）と従動側摩擦面（５ａ、７ｃ）との間に円周方向に複数本配置される爪片（１０ｂ）を有する構成とし、凹状部（５ｂ、７ｄ）は駆動側摩擦面（９ａ、９０ａ）または従動側摩擦面（５ａ、７ｃ）の円周方向に複数本の爪片（１０ｂ）が落ち込むことができる構成とすれば良い。
【００１４】請求項４に記載の発明では、円錐状摩擦面が、駆動側回転部材（１、１２、１３、９、９０）に設けられた駆動側摩擦面（９ａ、９０ａ）と、従動側回転部材（５、７）に設けられた従動側摩擦面（５ａ、７ｃ）とにより構成され、駆動側摩擦面（９ａ、９０ａ）の内周側に従動側摩擦面（５ａ、７ｃ）が直接摩擦係合するようになっており、押し付け力発生手段により中間摩擦部材（１０）を駆動側回転部材（１、１２、１３、９、９０）の側面に押し付け、これにより、両摩擦面（９ａ、９０ａ）（５ａ、７ｃ）間に押し付け力を加えるようにし、更に、中間摩擦部材（１０）が落ち込みことができる凹状部（９０ｅ）を駆動側回転部材（１、１２、１３、９、９０）の側面に備え、従動側機器（３）の過負荷時には、中間摩擦部材（１０）と駆動側回転部材（１、１２、１３、９、９０）との間で滑りを発生させて中間摩擦部材（１０）が凹状部（９０ｅ）内に落ち込むことにより、両摩擦面間の押し付け力を消滅することを特徴とする。
【００１５】これにより、両摩擦面が直接摩擦係合するタイプにおいても、過負荷時のトルクリミッター機能を確実に発揮できる。、請求項５に記載の発明では、回転駆動源からの回転力を受けて回転する駆動側回転部材（１、１２、１３、９、９０）と、従動側機器（３）と一体に回転する従動側回転部材（５、７）とを備え、駆動側回転部材（１、１２、１３、９、９０）に、従動側機器（３）の軸方向に延びる円錐状駆動側摩擦面（９ａ、９０ａ）を設けるとともに、従動側回転部材（５、７）に、従動側機器（３）の軸方向に延びる円錐状従動側摩擦面（５ａ、７ｃ）を設け、円錐状駆動側摩擦面（９ａ、９０ａ）と円錐状従動側摩擦面（５ａ、７ｃ）とを直接圧入結合して摩擦係合機構を構成し、従動側機器（３）の通常運転時には、摩擦係合機構を介して駆動側回転部材（１、１２、１３、９、９０）の回転が前記従動側回転部材（５、７）に伝達され、従動側機器（３）の過負荷時には、摩擦係合機構での滑りによって、駆動側回転部材（１、１２、１３、９、９０）が従動側回転部材（５、７）に対して空転するようにしたことを特徴とする。
【００１６】これにより、従動側機器（３）の軸方向に延びる円錐状摩擦面を用いて、過負荷時のトルクリミッター機能を発揮できる。しかも、プーリ（１）等の軸方向寸法を利用して、軸方向に延びる円錐状摩擦面を構成できるので、動力伝達装置の軸方向寸法を増大させることなく、円錐状摩擦面により必要摩擦面積を確保できる。その結果、軸方向に延びる円錐状摩擦面での摩擦係合により動力伝達装置の径方向寸法は十分低減できる。これにより、必要伝達トルクの確保と装置体格の小型化とを良好に両立できる。
【００１７】更に、円錐状の駆動側摩擦面（９ａ、９０ａ）と従動側摩擦面（５ａ、７ｃ）とを直接圧入結合する構成であるから、構成を大幅に簡素化できる。
【００１８】請求項６に記載の発明では、請求項５において、駆動側回転部材として、円錐状駆動側摩擦面（９ａ、９０ａ）を設けた回転部材（９）と、円錐状従動側摩擦面（５ａ、７ｃ）から離れる方向に回転部材（９）を移動させる初期撓みが付与された弾性部材（１２、１５）とを備えることを特徴とする。
【００１９】これにより、過負荷時に摩擦係合機構での滑りが生じると、弾性部材（１２、１５）の初期撓みに基づく弾性反力によって回転部材（９）を直ちに円錐状従動側摩擦面（５ａ、７ｃ）から離れる方向に移動させることができ、過負荷時のトルクリミッター機能をより確実に発揮できる。
【００２０】請求項７に記載の発明では、従動側回転部材が従動側機器（３）の回転軸（５）であり、この回転軸（５）の外周面に従動側摩擦面（５ａ）を形成することを特徴とする。
【００２１】このように、従動側機器（３）の回転軸（５）それ自体に従動側摩擦面（５ａ）を直接形成することにより、動力伝達装置の径方向寸法をより一層低減できるとともに、構成を簡素化できる。
【００２２】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１〜図４は本発明を自動車空調用圧縮機の動力伝達装置に適用した第１実施形態を示すものであり、図１、図３は通常の動力伝達状態を示し、図４は過負荷時の動力伝達遮断状態を示している。１は駆動側プーリで、図示しないベルトを介して自動車エンジン（回転駆動源）から回転力を受けて回転するものである。このプーリ１は多重Ｖベルトが係合される多重Ｖ溝を持ったプーリ部１ａが一体形成されており、樹脂または鉄系金属で製作されている。
【００２４】プーリ１の内周部１ｂは円筒形状に形成され、このロータ２の内周部にベアリング２が配置され、このベアリング２によりプーリ１は圧縮機（従動側機器）３のフロントハウジング４の円筒突出部４ａ上に回転自在に支持されている。この円筒突出部４ａの中心部に圧縮機３の回転軸５が同心状に配置されている。円筒突出部４ａの内周面と回転軸５との間には軸封装置６が配置されている。
【００２５】７はインナーハブで、鉄系金属にて略円筒状に形成されている。このインナーハブ７は回転軸５に対してインボリュートスプライン結合等により回り止めして結合されている。そして、このインナーハブ７の軸方向の一端側（反圧縮機側の端部）には内周側へ突き出した鍔部７ａが形成され、ボルト（締結手段）８を鍔部７ａの中心穴を通して回転軸５のネジ穴に締めつけることにより、インナーハブ７が回転軸５にねじ止め固定される。これにより、インナーハブ７と回転軸５は一体に回転可能に結合されている。ここで、インナーハブ７と回転軸５は本例の従動側回転部材を構成している。
【００２６】また、インナーハブ７の軸方向の一端側には雄ねじ部を有する円筒部７ｂが形成されている。そして、インナーハブ７の軸方向の他端側（圧縮機側の端部）の外周面には、円筒部７ｂより外径の大きい従動側摩擦面７ｃを構成している。この従動側摩擦面７ｃは反圧縮機側の端部から圧縮機側の端部へ向かって次第に外径が拡大する円錐状になっている。
【００２７】９は駆動側回転部材をなすアウターハブで、鉄系金属にて略円筒状に形成されている。このアウターハブ９はインナーハブ７の外周側に嵌合配置されるもので、アウターハブ９の内周面には上記従動側摩擦面７ｃより径寸法の大きい駆動側摩擦面９ａが構成してある。上記従動側摩擦面７ｃと同様に、駆動側摩擦面９ａも円錐状になっており、その内径は反圧縮機側の端部から圧縮機側の端部へ向かって次第に拡大している。
【００２８】１０は中間摩擦部材であって、耐食性に優れたＳＵＳ４３０、３０４のようなステンレス、あるいはリン青銅等の金属により図２に示す形状に成形されている。すなわち、中間摩擦部材１０は、インナーハブ７の円筒部７ｂ上に遊嵌合するリング部１０ａとこのリング部１０ａから軸方向に円錐状に延びる複数本（図示の例では４本）の爪片１０ｂとを有している。
【００２９】この複数本の爪片１０ｂは駆動側摩擦面９ａと従動側摩擦面７ｃとの間に円周方向に所定間隔で配置されるものであって、駆動側摩擦面９ａと従動側摩擦面７ｃとの間に中間摩擦部材１０の爪片１０ｂを配置した後に、ナット１１をインナーハブ７の円筒部７ｂの雄ねじ部に締め付ける。これにより、アウターハブ９に軸方向の押し付け力を加えて、駆動側摩擦面９ａと中間摩擦部材１０と従動側摩擦面７ｃとの間に押し付け力を加えることができる。
【００３０】この結果、インナーハブ（従動側回転部材）７と、アウターハブ（駆動側回転部材）９とを中間摩擦部材１０を介して所定の摩擦力にて一体に摩擦係合できる。つまり、本例では、この三者７、９、１０により円錐状摩擦面を用いて動力を伝達する摩擦係合機構を構成する。
【００３１】そして、本例では、この摩擦係合機構において、従動側摩擦面７ｃと中間摩擦部材１０の爪片１０ｂの内周面との間の摩擦係数μ１と、駆動側摩擦面９ａと中間摩擦部材１０の爪片１０ｂの外周面との間の摩擦係数μ２を、μ１＜μ２の関係に設定している。具体例として、摩擦係数μ１＝０．１、摩擦係数μ２＝０．２５程度である。
【００３２】これにより、過負荷時には中間摩擦部材１０が従動側摩擦面７ｃに対して滑りを生じるようにしてある。なお、中間摩擦部材１０の爪片１０ｂの内周面にはフッ素樹脂コーティングを施して摩擦係数μ１が低下するようにしてある。中間摩擦部材１０を摺動性が良好なりん青銅で構成する場合にはりん青銅表面に、固体潤滑剤層として二流化モリブデン（ＭｏＳ2 ）を樹脂バインダー（ポリアミドイミド）により塗布したコーティング層を形成して、摩擦係数μ１が低下するようにしてもよい。
【００３３】そして、この摩擦係合機構において、インナーハブ７の従動側摩擦面７ｃに図３、４に示すように円周方向に凹状部７ｄを等間隔で複数（爪片１０ｂと同数）設け、この凹状部７ｄの大きさは爪片１０ｂが落ち込むことができるように設計してある。
【００３４】１２は樹脂製連結部材で、径方向に延びる円板部１２ａと、この円板部１２ａの外周側の部分から軸方向に突出するピン部１２ｂとを一体成形している。この成形の際に、アウターハブ９をインサート成形にて樹脂製連結部材１２の内周部に一体成形している。すなわち、アウターハブ９に予め外周凸部９ｂを一体成形しておき、この外周凸部９ｂを樹脂製連結部材１２の内周部にインサート成形している。ここで、アウターハブ９の外周凸部９ｂに円周方向の適宜の回り止め形状部を設けておくことにより、アウターハブ９を樹脂製連結部材１２の内周部に回り止めして確実に一体化できる。
【００３５】前記した樹脂製連結部材１２の軸方向に突出するピン部１２ｂは例えば、断面矩形状であり、樹脂製連結部材１２の円周方向に等間隔で複数配置されている。
【００３６】一方、プーリ１の径方向において、プーリ部１ａと内周部１ｂとの中間部位には、上記ピン部１２ｂを嵌入できる凹状部１ｃが形成してある。この凹状部１ｃもピン部１２ｂに対応して円周方向に等間隔で複数配置されている。そして、凹状部１ｃ内に筒状のゴム部材１３を圧入等の手段で予め固着しておく。なお、ゴム部材１３の厚肉部をプーリ１の円周方向（図１の紙面垂直方向）の面に設定して、ゴム部材１３の弾性変形が主にプーリ１の円周方向の面で生じるようになっている。
【００３７】次に、樹脂製連結部材１２のピン部１２ｂを凹状部１ｃ内の筒状ゴム部材１３内に圧入する。これにより、プーリ１と樹脂製連結部材１２がゴム部材１３により一体に連結され、プーリ１の回転トルクはゴム部材１３を介して樹脂製連結部材１２、アウターハブ９に伝達される。このため、本例では、プーリ１、ゴム部材１３、樹脂製連結部材１２、およびアウターハブ９は一体に回転するようになっており、これらの部材により駆動側回転部材を構成している。
【００３８】上記ゴム部材１３の材質としては、自動車の使用環境温度範囲（−３０°Ｃ〜１２０°）に対して、トルク伝達およびトルク変動吸収の面で優れた特性を発揮するゴムを用いることが好ましく、具体的には、塩素化ブチルゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム等のゴムがよい。
【００３９】なお、樹脂製連結部材１２はアウターハブ９と一体にインサート成形されているので、実際の組み付け工程は次のように行う。まず、プーリ１をベアリング２により圧縮機３のフロントハウジング４の円筒突出部４ａ上に組み付け、次に、インナーハブ７をボルト８により回転軸５にねじ止め固定し、その後に、インナーハブ７の従動側摩擦面７ｃ上に中間摩擦部材１０を配置する。
【００４０】次に、アウターハブ９の駆動側摩擦面９ａをインナーハブ７の従動側摩擦面７ｃ上に嵌合させつつ、樹脂製連結部材１２のピン部１２ｂを凹状部１ｃ内の筒状ゴム部材１３内に圧入する。最後に、ナット１１によりアウターハブ９の締め付けを行う。
【００４１】ところで、図１では圧縮機３の具体的構造の図示を省略しているが、圧縮機３は一般に連続可変容量タイプとして知られているもので、例えば斜板型、ワッブル型のように往復動ピストンのストロークをピストン駆動機構の斜板の傾斜角度を変化させて、圧縮機吐出容量を０％〜１００％の間で連続的に可変するものである。
【００４２】このような連続可変容量タイプの圧縮機３を使用することにより圧縮機３の容量制御により冷凍サイクルの能力制御が可能となるので、圧縮機３への動力伝達を断続するための電磁クラッチを装備する必要がなくなる。
【００４３】次に、上記構成において本実施形態の作動を説明する。まず、圧縮機３の通常運転時について述べると、自動車エンジンのクランクプーリの回転はベルト（図示せず）によりプーリ１に伝達され、このプーリ１と一体にゴム部材１３、樹脂製連結部材１２、およびアウターハブ９が回転する。
【００４４】そして、ナット１１の締めつけ荷重によって、軸方向の押し付け力をアウターハブ９の駆動側摩擦面９ａと中間摩擦部材１０とインナーハブ７の従動側摩擦面７ｃとの間に加えて、インナーハブ７とアウターハブ９とを中間摩擦部材１０を介して所定の摩擦力にて一体に摩擦係合しているので、アウターハブ９の回転はこの摩擦係合機構を介してインナーハブ７に伝達され、さらにインナーハブ７から回転軸５に伝達される。つまり、プーリ１の回転が圧縮機３の回転軸５に伝達され、圧縮機３が作動する。
【００４５】上記摩擦係合機構による伝達トルクの設定値を、自動車用空調装置の通常の運転状態における圧縮機駆動トルクの最大値より、所定値だけ大きい値となるように設定してあるので、圧縮機３の通常運転時では上記摩擦係合機構を介して動力伝達を行うことができる。
【００４６】なお、圧縮機３の通常運転時には、ゴム部材１３が圧縮機３の作動によるトルク変動に対応した弾性変形を行って、圧縮機３のトルク変動吸収効果を発揮する。これにより、圧縮機振動を低減して、圧縮機周囲の環境への騒音低減を図ることができる。
【００４７】一方、圧縮機３がロックすると、上記伝達トルクの設定値を越える過大な負荷トルクが上記摩擦係合機構に作用する。ここで、摩擦係合機構において、従動側摩擦面７ｃと中間摩擦部材１０の爪片１０ｂの内周面との間の摩擦係数μ１と、駆動側摩擦面９ａと中間摩擦部材１０の爪片１０ｂの外周面との間の摩擦係数μ２を、μ１＜μ２の関係に設定している。これにより、過負荷時には中間摩擦部材１０が従動側摩擦面７ｃに対して滑りを生じる。
【００４８】そして、この従動側摩擦面７ｃには円周方向に凹状部７ｄが等間隔で複数設けてあるので、中間摩擦部材１０が従動側摩擦面７ｃ上で所定角度回転方向に滑ると、図４の矢印Ａに示すように凹状部７ｄ内に中間摩擦部材１０の爪片１０ｂが自身のバネ力で落ち込む。
【００４９】すると、従動側摩擦面７ｃと駆動側摩擦面９ａとの間に空隙が発生して、この両摩擦面７ｃ、９ａ間の押し付け力が消滅し、アウターハブ９がインナーハブ７に対して空転するようになる。従って、圧縮機３の回転軸５へのトルク伝達が遮断されるので、ベルトの切断といった重大故障の発生を確実に防止できる。
【００５０】インナーハブ７はトルク伝達の遮断により停止状態に維持されるから、中間摩擦部材１０はトルク伝達の遮断後インナーハブ７の凹状部７ｄ内に安定して保持される。従って、中間摩擦部材１０がトルク伝達の遮断後、不安定な姿勢になって異音等を発生することもない。
【００５１】なお、第１実施形態では、過負荷時に中間摩擦部材１０がインナーハブ７の従動側摩擦面７ｃの凹状部７ｄ内に落ち込むようにしているが、過負荷時に中間摩擦部材１０が落ち込む凹状部７ｄをインナーハブ７の従動側摩擦面７ｃでなく、アウターハブ９の駆動側摩擦面９ａに設けるようにしてもよい。
【００５２】この場合は、摩擦係合機構において、従動側摩擦面７ｃと中間摩擦部材１０の爪片１０ｂの内周面との間の摩擦係数μ１と、駆動側摩擦面９ａと中間摩擦部材１０の爪片１０ｂの外周面との間の摩擦係数μ２を、μ１＞μ２の関係に設定して、過負荷時には中間摩擦部材１０が駆動側摩擦面９ａに対して滑ることにより、中間摩擦部材１０が凹状部７ｄ内に落ち込むようにすればよい。
【００５３】（第２実施形態）図５〜図７は第２実施形態であり、第１実施形態におけるインナーハブ７を廃止して、第１実施形態の従動側摩擦面７ｃに相当する円錐状の従動側摩擦面５ａを圧縮機３の回転軸５に直接形成するとともに、この回転軸５の従動側摩擦面５ａに第１実施形態の凹状部７ｄと同様の凹状部５ｂを形成している。
【００５４】一方、ハブ９０（第１実施形態のアウターハブ９に相当）の内周部に円錐状の駆動側摩擦面９０ａ（第１実施形態の駆動側摩擦面９ａに相当）を形成し、この駆動側摩擦面９０ａと従動側摩擦面５ａとの間に中間摩擦部材１０の爪片１０ｂを介在している。
【００５５】ハブ９０の外周凸部９０ｂは第１実施形態と同様に樹脂製連結部材１２の内周部にインサート成形にて一体化されている。また、ハブ９０は内周部に鍔部９０ｃ（第１実施形態の鍔部７ａに相当）を有し、この鍔部９０ｃにボルト８の締め付け力が作用する。このボルト８の締め付け力により、駆動側摩擦面９０ａと従動側摩擦面５ａと中間摩擦部材１０の爪片１０ｂとの間に軸方向の押し付け力が加わって、これら部材相互の間が摩擦係合するようになっている。
【００５６】第２実施形態の摩擦係合機構においても、第１実施形態と同様に、従動側摩擦面５ａと中間摩擦部材１０の爪片１０ｂの内周面との間の摩擦係数μ１と、駆動側摩擦面９０ａと中間摩擦部材１０の爪片１０ｂの外周面との間の摩擦係数μ２を、μ１＜μ２の関係に設定している。
【００５７】これにより、圧縮機３のロック等による過負荷時には、中間摩擦部材１０が従動側摩擦面５ａに対して滑りを生じる。そして、この従動側摩擦面５ａには円周方向に凹状部５ｂが等間隔で複数設けてあるので、図７に示すように中間摩擦部材１０が従動側摩擦面５ａ上で所定角度回転方向に滑ると、凹状部５ｂ内に中間摩擦部材１０の爪片１０ｂが落ち込む。
【００５８】すると、従動側摩擦面５ａと駆動側摩擦面９０ａとの間の押し付け力が消滅し、ハブ９０がインナーハブ７に対して空転し、圧縮機３の回転軸５へのトルク伝達を遮断できる。
【００５９】なお、第２実施形態においても、過負荷時に中間摩擦部材１０が落ち込む凹状部５ｂを回転軸５の従動側摩擦面５ａでなく、ハブ９０の駆動側摩擦面９０ａに設けるようにしてもよい。
【００６０】この場合は、摩擦係合機構において、従動側摩擦面５ａと中間摩擦部材１０の爪片１０ｂの内周面との間の摩擦係数μ１と、駆動側摩擦面９０ａと中間摩擦部材１０の爪片１０ｂの外周面との間の摩擦係数μ２を、μ１＞μ２の関係に設定して、過負荷時には中間摩擦部材１０が駆動側摩擦面９０ａに対して滑るようにすればよい。
【００６１】（第３実施形態）図８、９は第３実施形態であり、上記第２実施形態を変形している。第３実施形態では、回転軸５の円錐状の従動側摩擦面５ａとの間に中間摩擦部材１０の爪片１０ｂを介在せず、ハブ９０の駆動側摩擦面９０ａと回転軸５の従動側摩擦面５ａとを直接摩擦係合する構成としている。
【００６２】一方、第３実施形態の中間摩擦部材１０は図９に示すように、板状のリング形状であり、ハブ９０の側面のうち、回転軸５の先端側（反圧縮機側）の側面の内周部に配置される。中間摩擦部材１０は、中央部の円形穴１０ｃと半径方向の外方に延びる外周側の３個の円弧状爪片１０ｄとを有している。
【００６３】この中間摩擦部材１０の中央部の円形穴１０ｃは、過負荷時に、ハブ９０の先端の円筒部９０ｃの外周面上に、所定間隙を介して遊嵌合する大きさにしてある。また、ハブ９０の側面の内周部には中間摩擦部材１０の円弧状爪片１０ｄに対応した形状、大きさを持つ円弧状支持面９０ｄが形成され、この円弧状支持面９０ｄ上に中間摩擦部材１０の円弧状爪片１０ｄが当接した状態で中間摩擦部材１０がハブ９０の側面内周部に組み付けられるようになっている。図８はこのように円弧状爪片１０ｄと円弧状支持面９０ｄとが当接している通常時の組付状態を示す。
【００６４】また、ハブ９０の側面内周部には上記円弧状支持面９０ｄの円周方向に隣接して凹状部９０ｅが形成してある。この凹状部９０ｅは過負荷時に中間摩擦部材１０が落ち込むことができように、中間摩擦部材１０の円弧状爪片１０ｄに対応した形状、大きさに形成されている。
【００６５】第３実施形態では、ハブ９０の駆動側摩擦面９０ａと回転軸５の従動側摩擦面５ａとの間に軸方向の押し付け力を付与する押し付け力発生手段として、ナット（締結手段）８０と、皿バネ（弾性手段）８１とを組み合わせている。ナット８０は回転軸５の先端の雄ねじ部５ｃに締め付けられる。
【００６６】皿バネ８１は炭素工具鋼（ＳＫ５）等の弾性金属材料により中央に円形穴８１ａを有する皿形状に形成されている。皿バネ８１は、その中央の円形穴８１ａにより回転軸５の外周面上に所定間隙を介して遊嵌合している。皿バネ８１と中間摩擦部材１０との間には金属製の皿バネ回り止め用円板８２が介在される。この円板８２の中央には平行な２面幅部８２ａを有する長円状穴８２ｂが形成されている。この長円状穴８２ｂは回転軸５の２面幅部５ｄに嵌合させてあるので、円板８２と回転軸５は回転方向には一体に連結される。この円板８２の介在により、過負荷時に皿バネ８１が中間摩擦部材１０に対して回転方向に滑ることを防止する。
【００６７】ナット８０を回転軸５の先端の雄ねじ部５ｃに締め付けると、ナット８０の締めつけ力が皿バネ８１に作用して、皿バネ８１が軸方向に弾性的に圧縮され、そのバネ力が設定される。そして、この皿バネ８１のバネ力が円板８２、中間摩擦部材１０を介してハブ９０を軸方向の圧縮機側（図８の右側）へ押しつける。
【００６８】この皿バネ８１による軸方向の押し付け力により、ハブ９０の駆動側摩擦面９０ａと回転軸５の従動側摩擦面５ａとの摩擦係合状態が維持される。
【００６９】第３実施形態では、円板８２と中間摩擦部材１０との摩擦係合面の摩擦係数をμ１とし、中間摩擦部材１０とハブ９０との摩擦係合面の摩擦係数をμ２とし、更に、ハブ９０の駆動側摩擦面９０ａと回転軸５の従動側摩擦面５ａとの摩擦係数をμ３としたとき、これら相互の摩擦係数の大小関係を次のように設定している。
【００７０】すなわち、μ１＝μ２＜μ３の関係に設定している。具体的には、μ１、μ２は０．１、μ３は０．２５程度である。
【００７１】これにより、圧縮機３のロック等による過負荷時には、中間摩擦部材１０が円板８２とハブ９０に対して滑りを生じる。ここで、円板８２は回転軸５に回り止めして嵌合しているので、過負荷時に皿バネ８１と円板８２が回転軸５に対して相対的に回転することはなく、中間摩擦部材１０のみが回転方向へ滑る。
【００７２】そして、中間摩擦部材１０がハブ９０の側面上で所定角度回転方向に滑ると、ハブ９０の凹状部９０ｅ内に中間摩擦部材１０が落ち込む。
【００７３】すると、中間摩擦部材１０全体が圧縮機３側へ軸方向に移動するため、皿バネ８１が軸方向に伸びて、皿バネ８１のバネ力が急激に減少して、駆動側摩擦面９０ａと従動側摩擦面５ａとの間の押し付け力が消滅する。その結果、ハブ９０が回転軸５に対して空転し、圧縮機３の回転軸５へのトルク伝達が遮断される。
【００７４】ところで、中間摩擦部材１０がハブ９０の凹状部９０ｅ内に落ち込んだ状態では、皿バネ８１のバネ力により円板８２が回転軸５の２面幅部５ｄの奥端面５ｅに当接するまで軸方向に変位する。このとき、円板８２が中間摩擦部材１０の板厚分より小さい微小隙間を介してハブ９０の側面に対向するように奥端面５ｅの位置を設定しているので、円板８２がハブ９０と無接触であり、この両者８２、９０間の接触摺動音が生じない。また、中間摩擦部材１０が凹状部９０ｅより再度飛び出ることを円板８２によって確実に防止できる。
【００７５】（第４実施形態）図１０は第４実施形態であり、第１実施形態の構成を簡素化している。インナーハブ７の軸方向の先端部にナット７ｅを形成して、インナーハブ７を回転軸５の雄ねじ部５ｃに直接締め付け固定できるようにしてある。
【００７６】インナーハブ７の外周面に円錐状の従動側摩擦面７ｃが形成してあり、この従動側摩擦面７ｃは反圧縮機側の端部から圧縮機側の端部へ向かって次第に外径が縮小する円錐状になっている。これに伴って、アウターハブ９の内周面には従動側摩擦面７ｃが嵌入される円錐状の駆動側摩擦面９ａが形成してあり、この駆動側摩擦面９ａも、反圧縮機側の端部から圧縮機側の端部へ向かって次第に内径が縮小する円錐状になっている。すなわち、第４実施形態の従動側摩擦面７ｃと駆動側摩擦面９ａの円錐方向は第１実施形態と逆方向になっている。
【００７７】アウターハブ９の外周凸部９ｂを第１実施形態と同様に樹脂製連結部材１２の内周部にインサート成形にて一体化した後に、アウターハブ９の内周面の円錐状駆動側摩擦面９ａに対して、インナーハブ７の従動側摩擦面７ｃを圧入固定する。この圧入固定による両摩擦面７ｃ、９ａ間の摩擦係合によって、圧縮機３の通常運転時における最大トルクを上回る所定の伝達トルク（設定トルク）が得られるようにしてある。すなわち、上記圧入固定による締め代（両摩擦面の変形量）を上記設定トルクが得られるように選択してある。
【００７８】第４実施形態の組み付けは、予め、樹脂製連結部材１２とアウターハブ９とインナーハブ７とを上記手段により一体化しておく。そして、プーリ１をベアリング２により圧縮機３のフロントハウジング４の円筒突出部４ａ上に組み付ける。次に、樹脂製連結部材１２のピン部１２ｂをプーリ１の凹状部１ｃ内の筒状ゴム部材１３内に圧入しながら、インナーハブ７のナット７ｅを回転軸５の雄ねじ部５ｃに直接締め付け固定する。インナーハブ７の軸方向の組み付け位置はシム１４により規定するようなっている。
【００７９】第４実施形態によると、圧縮機３の通常運転時にはアウターハブ９の円錐状駆動側摩擦面９ａとインナーハブ７の従動側摩擦面７ｃとの圧入固定による摩擦係合によって、アウターハブ９からインナーハブ７へ動力伝達がなされて圧縮機３が作動する。
【００８０】一方、過負荷時には、上記両摩擦面７ｃ、９ａ間の圧入固定による摩擦係合にて設定された設定トルクを上回る過大な負荷トルクが上記両摩擦面７ｃ、９ａ間に加わる。この結果、インナーハブ７の従動側摩擦面７ｃに対してアウターハブ９の円錐状駆動側摩擦面９ａが滑るようになる。
【００８１】一旦、アウターハブ９の滑りが生じると、上記両摩擦面７ｃ、９ａ間に作用していた圧入固定の拘束力が消滅するため、アウターハブ９は圧入固定の締め代がなくなる方向に移動し、両摩擦面７ｃ、９ａ間の動力伝達を確実に遮断する。
【００８２】（第５実施形態）図１１、１２は第５実施形態であり、図１１は通常時を示し、図１２は動力遮断時を示す。第５実施形態は上記第４実施形態に比較して過負荷時の動力伝達遮断作用をより確実に行わせるものである。すなわち、樹脂製連結部材１２をある程度の弾性を有する樹脂で成形するとともに、樹脂製連結部材１２の円板部１２ａの内周部が図１１のごとく圧縮機３と反対側（図１１左側）へ所定量撓むように、インナーハブ７と回転軸５の締め付け位置が設定してある。
【００８３】これにより、樹脂製連結部材１２に、アウターハブ９を圧縮機３側（図１１右側）へ移動させようとする軸方向の初期撓みを付与できる。
【００８４】従って、圧縮機３の過負荷時に両摩擦面７ｃ、９ａ間で滑りが発生し、圧入固定の拘束力が消滅すると、樹脂製連結部材１２の初期撓みに基づく弾性反力によってアウターハブ９が直ちに圧縮機３側（図１１右側）へ移動して円錐状従動側摩擦面７ｃから離れるので、両摩擦面７ｃ、９ａ間に隙間を形成できる。これにより、アウターハブ９からインナーハブ７への動力伝達を直ちに遮断できる。図１２はアウターハブ９が圧縮機３側（図１１右側）へ移動した後の状態を示す。
【００８５】（第６実施形態）図１３は第６実施形態であり、上記第５実施形態の変形である。すなわち、第５実施形態では、アウターハブ９を円錐状従動側摩擦面７ｃから離れる方向に移動させるための初期撓みを樹脂製連結部材１２自身に持たせる構成にしているが、第６実施形態では、樹脂製連結部材１２とアウターハブ９との間を金属バネ材にて成形された板バネ１５により連結し、この板バネ１５にアウターハブ９を円錐状従動側摩擦面７ｃから離れる方向に移動させるための初期撓みを持たせる構成にしている。
【００８６】板バネ１５は複数枚の細長の板材からなり、その両端部はそれぞれリベット１６、１７にて樹脂製連結部材１２とアウターハブ９に連結される。板バネ１５を円板状（皿バネ状）に形成しても良い。
【００８７】上記説明から理解されるように、請求項６の弾性部材は、第５実施形態の樹脂製連結部材１２、第６実施形態の板バネ１５により構成できる。
【００８８】また、トルク変動吸収用のゴム部材１３を請求項６の弾性部材の役割を果たすように構成することもできる。
【００８９】（他の実施形態）なお、本発明は自動車用空調装置の圧縮機への動力伝達装置に限らず、種々な用途のものに広く適用可能である。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４２６０
【氏名又は名称】株式会社デンソー
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| 【出願日】 |
平成１１年１０月２２日（１９９９．１０．２２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０００２２
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 洋二 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１２４１７６（Ｐ２００１−１２４１７６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月８日（２００１．５．８） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３０１４７１ |
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