(57)【要約】【課題】  回転軸と当該回転軸に噛合されたボスとの間の相対的な摺動変位を阻止し、回転軸とボスとの間の結合状態が長期に亘り良好に維持される圧縮機を提供する。【解決手段】  圧縮機４は、ハウジング１４,１６内に収容され、作動流体の吸入工程、圧縮工程及び吐出工程からなる一連のプロセスを実行する圧縮ユニット３４,３６と、回転動力を受けて圧縮ユニット３４,３６を駆動する回転軸２４と、回転軸２４の端部６８に噛合されたボス９０を有し、エンジン７２からの動力を回転軸２４に伝達するための連結部材７０とを具備する。また、圧縮機４は、回転軸２４の端部６８とボス９０との間の噛合部のクリアランスを埋める充填材を備える。【選択図】  図１
2006090187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に収容され、作動流体の吸入工程、圧縮工程及び吐出工程からなる一連のプロセスを実行する圧縮ユニットと、
回転動力を受けて前記圧縮ユニットを駆動する回転軸と、
前記回転軸の端部に噛合されたボス部を有し、エンジンからの動力を前記回転軸に伝達するための連結部材とを具備した圧縮機において、
前記回転軸の端部と前記ボスとの間の噛合部のクリアランスを埋める充填材を備える
ことを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記充填材は、固着剤からなることを特徴とする請求項１記載の圧縮機。
【請求項３】
前記充填材は、弾性接着剤からなることを特徴とする請求項１記載の圧縮機。
【請求項４】
前記充填材は、前記回転軸の端部及び前記ボスのうち少なくとも一方の噛合表面に形成された樹脂層からなることを特徴とする請求項１記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧縮機に関し、より詳しくは、車両用空調装置やガスヒートポンプエアコンに好適した圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の圧縮機はエンジンの動力を受けて駆動されるため、圧縮機の回転軸とエンジンとの間は動力伝達経路を介して接続されている。具体的には、動力伝達経路は、エンジンの駆動力が駆動ベルトを介して伝達される圧縮機側のプーリと、このプーリと圧縮機の回転軸との間を断続する電磁クラッチとを備えている。より詳しくは、電磁クラッチはプーリ側の駆動側部材と、回転軸側の従動側部材とを含み、この従動側部材は、圧縮機の回転軸の端部にスプライン嵌合されたボスを有し、このボスはナットやボルト等の締結部材により、回転軸に対し、その軸方向両側から締付けられている（特許文献１）。
【０００３】
上述した圧縮機においては、回転軸の端部に従動側部材のボスを嵌合させる際、その組立性や生産性を考慮して圧入方式は採用されず、回転軸の端部とボスとの間のスプライン嵌合には、回転軸の周方向でみて、所定のクリアランスが確保されている。より詳しくは、圧入方式の場合、圧縮機の組立ラインに圧入機の導入が必要となるばかりでなく、その圧入荷重が圧縮機における内外の部品に不所望な変形をもたらす虞があり、またこの一方で、圧入代には高い寸法精度が要求され、回転軸やボスの加工に高度な技術が必要になるからである。
【特許文献１】特開2001-41308号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した圧縮機の駆動中にエンジンで回転変動を生ずると、ボスには締結部材によって締付け軸力が付与されているものの、ボスと回転軸との間にクリアランスが存在するため、ボスと回転軸との間に周方向のがたつき、つまり、締結部材に対するボスの摺動変位が発生する。このような摺動変位は、ボスと締結部材との間にて、これらの接触面における表面粗度の平滑化や接触面の摩耗を進行させ、ボスに対する締付け軸力の低下をもたらし、この結果、締結部材の緩みを引き起こす。また、上述の摺動変位は、ボスと回転軸との間の噛み合い部でフレッチング摩耗を引き起こして前述したクリアランスの拡大をもたらし、ボスの緩みを引き起こすこともある。そして、このような締結部材の緩みやクリアランスの拡大は圧縮機の回転軸を更にがたつかせ、その円滑な回転を阻害するという問題がある。
【０００５】
本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、回転軸と当該回転軸に噛合されたボスとの間の相対的な摺動変位を阻止し、回転軸とボスとの間の結合状態が長期に亘り良好に維持される圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明によれば、ハウジング内に収容され、作動流体の吸入工程、圧縮工程及び吐出工程からなる一連のプロセスを実行する圧縮ユニットと、回転動力を受けて前記圧縮ユニットを駆動する回転軸と、前記回転軸の端部に噛合されたボス部を有し、エンジンからの動力を前記回転軸に伝達するための連結部材とを具備した圧縮機において、前記回転軸の端部と前記ボスとの間の噛合部のクリアランスを埋める充填材を備える圧縮機が提供される（請求項１）。
【０００７】
上述した構成の圧縮機によれば、回転軸の端部とボスとは、充填材を介して互いに噛み合わされているので、エンジンの回転変動が生じたとしても、これらの間の周方向のがたつきは発生せず、ボスがその締結部材に対して摺動変位することもない。このため、ボスと締結部材との接触面における表面粗度の平滑化や、接触面の摩耗が防止されるので、締結部材によってボスに付与される締付け軸力が低下することがなく、もって締結部材の緩みが防止される。また、ボスが回転軸に対して周方向にがたつくことがないので、ボス及び回転軸の噛み合い部におけるフレッチング摩耗が防止され、もって噛合部にクリアランスが発生することもない。
【０００８】
前記充填材は、固着剤からなるのが好ましく（請求項２）、この場合、摺動変位が完全に無くなり、締結部材の緩み、フレッチング摩耗が防止される。
また、前記充填材は、弾性接着剤（請求項３）又は前記回転軸の端部及び前記ボスのうち少なくとも一方の噛合表面に形成された樹脂層からなる（請求項４）のが好ましく、これらの場合、摺動変位が完全に少なくなり、締結部材の緩み、フレッチング摩耗が防止される。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１〜４の圧縮機は、回転軸とボスとの間の噛合部に設けられた充填材を備えているので、噛合部でのクリアランスの発生防止や、ボスの締結部材の緩み防止に効果を発揮し、回転軸とボスとの間の結合状態が良好に維持され、長期に亘り円滑に動作可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は車両の空調システムの一部を構成する冷凍回路を示す。
冷凍回路の冷媒循環経路２には圧縮機４、凝縮器６、レシーバ８、膨張弁１０及び蒸発器１２が順次配置され、圧縮機４は冷媒を圧縮して凝縮器６に送出し、これにより、冷媒が冷媒循環経路２を循環する。
図１の圧縮機４はいわゆる可変容量型の斜板式圧縮機として示され、圧縮機４はシリンダブロック１４を備えている。シリンダブロック１４はその一端側に筒状の外周壁１６を有し、圧縮機４のハウジングの一部をなす。外周壁１６の開口端には、締結ボルト１８を用いてエンドカバー２０が気密に取り付けられ、シリンダブロック１４とエンドカバー２０との間にはクランク室２２が区画されている。
【００１１】
クランク室２２を貫通して配置された回転軸２４は、軸受２６,２８を介してシリンダブロック１４及びエンドカバー２０に回転自在に支持されている。また、クランク室２２内には、回転軸２４によって貫通された環状の斜板３０が収容され、斜板３０は、傾動ユニット３２を介して回転軸２４に取付けられている。斜板３０は、回転軸２４とともに一体的に回転可能であるとともに、回転軸２４に対して傾動可能である。
【００１２】
一方、シリンダブロック１４には、複数のシリンダボア３４が形成され、各シリンダボア３４内には、クランク室２２側からピストン３６が往復動自在に挿入されている。クランク室２２内に突出したピストン３６の端部にはテール部３８が形成され、テール部３８は、一対のシュー４０を介して斜板３０の外周縁を摺動自在に挟んでいる。
シリンダブロック１４の他端面には、バルブプレート４２を介してシリンダヘッド４４が締結ボルト１８を用いて気密に固定されている。シリンダヘッド４４の外周壁には、図示しないけれども、前述の冷媒循環経路２に接続される吸入ポート及び吐出ポートが形成されている。また、シリンダヘッド４４の内部には、これら吸入及び吐出ポートに連通する吸入室４６及び吐出室４８が区画され、更に、電磁制御弁５０が収容されている。電磁制御弁５０は、そのソレノイドのオン／オフ作動のみならず、吸入室４６の圧力を受けて作動するその感圧器５２の伸縮によっても、吐出室４８からクランク室２２に亘って延びる圧力調整流路５４,５６,５８を開閉可能である。
【００１３】
なお、吸入室４６は、吸入リード弁（図示せず）を介して各シリンダボア３４に連通する一方、バルブプレート４２に形成された固定絞り６０を介してクランク室２２と常時連通している。また、吐出室４８も、リード弁体６２及び弁押さえ６４からなる吐出リード弁を介して各シリンダボア３４に連通しているが、図１中、圧力調整流路５６がリード弁体６２及び弁押さえ６４を貫通しているのは、作図上の都合であって実際とは異なる。
【００１４】
一方、エンドカバー２０はその軸線方向に突出した小径筒部を有し、回転軸２４はこの小径筒部からリップシール６６を介して突出した一端部６８を有する。エンドカバー２０の小径筒部には、プーリを有する電磁クラッチ７０がその外側に配置されており、回転軸２４の一端部６８には、電磁クラッチ７０を介してエンジン７２からの動力が断続的に伝達される。
【００１５】
より詳しくは、電磁クラッチ７０は、エンドカバー２０の小径筒部に軸受７１を介して回転自在に支持されたロータ７４を有し、ロータ７４の内部には電磁ソレノイド７６が配置されている。ロータ７４は、その外周にエンジン７２との間にて駆動ベルト７８が架け回されるベルト溝８０が形成され、プーリとして機能する一方、その端壁がドライブプレートとして機能する。
【００１６】
ロータ７４の同軸上には、ドリブンプレートを兼ねる環状のアーマチュア８２が配置され、アーマチュア８２の外面にはアウタリング８４がリベット結合されている。アウタリング８４は、インナホイール８６の外周にスプリング材８８を介して取付けられ、インナホイール８６はフランジ付きのボス９０にリベット結合されている。
ボス９０は回転軸２４の一端部６８にスプライン嵌合され、その内端は回転軸２４の段部との間に介装されたシム９２に当接している。そして、ボス９０の外端から突出した回転軸２４の一端には、締結ナット９４がねじ込まれており、ボス９０は締結ナット９４及びシム９２を介して軸線方向両側から締付けられている。
【００１７】
図２は、互いにスプライン嵌合されたボス９０及び回転軸２４の一端部６８の横断面を示しており、ボス９０の内周面と回転軸２４の一端部６８の外周面との間には、全周に亘り固着剤からなる充填材９６が設けられている。この充填材９６は、回転軸２４にボス９０を取付けた後、これらの間に存する所定のクリアランスに固着剤を注入し、固着剤を自然に硬化させて形成することができる。固着剤は嫌気性接着剤であって、例えば、スリーボンド１３４２（株式会社スリーボンド製）及びスリーボンド１３４４（株式会社スリーボンド製）を用いることができる。
【００１８】
以下、上述した圧縮機４の動作について説明する。
駆動ベルト７８を介してエンジン７２からの動力を受け、プーリ即ち電磁クラッチ７０のロータ７４が回転されているときに、電磁ソレノイド７６が通電されると、アーマチュア８２が、スプリング材８８の弾発力に抗しながらロータ７４に吸着して摩擦係合し、ロータ７４と一体的に回転する。アーマチュア８２の回転は、アウタリング８４、スプリング材８８、インナホイール８６及びボス９０を介して回転軸２４に回転動力を付与し、回転軸２４が受け取った回転動力は、斜板３０を介してピストン３６の往復動に変換される。そして、各ピストン３８の往復動は、吸入室４６内の冷媒が吸入リード弁を介してシリンダボア３４に吸入される吸入工程と、シリンダボア３４内で冷媒が圧縮される圧縮工程と、圧縮された冷媒が吐出リード弁を介して吐出室４８に吐出される吐出工程とからなる一連のプロセスを実施する。なお、圧縮機４から吐出される冷媒の吐出量は、電磁制御弁５０の開閉作動によりクランク室２２内の圧力（背圧）を制御し、もってピストン３６のストローク長を増減させることにより調整される。
【００１９】
上述した圧縮機４では、回転軸２４及びボス９０は、これらの間にクリアランスが存在せず、充填材９６を介して互いに噛み合わされているので、エンジン７２の回転変動が生じたとしても、これらの間の周方向のがたつきは発生せず、ボス９０がその締結部材としての締結ナット９４及びシム９２に対して摺動変位することもない。このため、ボス９０と締結部材との接触面における表面粗度の平滑化や、接触面の摩耗が防止されるので、締結部材によってボス９０に付与される締付け軸力が低下することがなく、もって締結部材の緩みが防止される。また、ボス９０が回転軸２４に対して周方向にがたつくことがないので、ボス９０及び回転軸２４の噛み合い部、つまりスプライン溝におけるフレッチング摩耗が防止され、この噛合部でクリアランスが発生することもない。これらの結果、回転軸２４とボス９０との結合状態は良好に維持され、圧縮機４の駆動中、回転軸２４にがたつきが発生することはなく、回転軸２４の円滑な回転、つまり圧縮機の安定した動作が長期に亘り保証される。
【００２０】
本発明は上述した一実施例に制約されるものではなく、種々の変形が可能である。
一実施例では、回転軸２４とボス９０との間に、固着剤からなる充填材９６を形成したが、弾性接着剤からなる充填材を形成してもよい。弾性接着剤は、その弾性に基づきダンパ機能を有し、エンジン７２の回転変動によるボス９０と回転軸２４との間における微小回転を緩和することができる。なお、弾性接着剤としては、例えば、ＰＭ１６５（セメダイン株式会社製）を用いることができる。
【００２１】
そして、一実施例では、ボス９０は回転軸２４に対してスプライン嵌合されていたが、これらの間の噛合手段は格別限定されず、セレーション嵌合であってもよい。
また、一実施例では、ボス９０を回転軸２４の一端部６８に嵌合した後、これらの間のクリアランスに固着剤を注入して充填材９６を形成したけれども、回転軸２４の一端部６８及びボス９０のうち少なくとも一方の表面に充填材となる樹脂層を予め形成しておいてもよい。なお、樹脂層には、例えばナイロン樹脂及びエポキシ樹脂等を適用することができる。
【００２２】
更に、一実施例では、ボス９０と駆動プーリとの間には、動力を伝達する連結部材として電磁クラッチ７０が設けられていたが、ボス９０に対して駆動プーリを直接結合し、エンジン７２からの動力が常に回転軸２４に伝達されるようにしてもよい。
一実施例では、圧縮機４に電磁制御弁５０が設けられていたが、電磁制御弁（ソレノイド）ではなく、吸入室４６の圧力を受けて作動する制御弁が設けられていてもよい。
【００２３】
最後に、本発明の圧縮機は、固定容量型であってもよく、又冷媒の圧縮ユニットとして固定及び可動スクロールを有するスクロール式圧縮機にも同様に適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】車両用空調装置の冷凍回路に適用された一実施例の圧縮機の縦断面図である。
【図２】ボスが噛合された回転軸の一端部の横断面図であり、円内はその一部の拡大図である。
【符号の説明】
【００２５】
１４      シリンダブロック（ハウジング）
１６      外周壁（ハウジング）
２４      回転軸
３４      シリンダボア（圧縮ユニット）
３６      ピストン（圧縮ユニット）
６８      回転軸の端部
７０      電磁クラッチ（連結部材）
７２      エンジン
【図１】
2006090187.tif 000003
【図２】
2006090187.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成17年1月26日(2005.1.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
更に、一実施例では、ボス９０と駆動プーリとの間には、動力を伝達する連結部材として電磁クラッチ７０が設けられていたが、ボス９０に対して駆動プーリを直接結合し、エンジン７２からの動力が常に回転軸２４に伝達されるようにしてもよい。一実施例では、圧縮機４に電磁制御弁５０が設けられていたが、電磁制御弁（ソレノイド）ではなく、吸入室４６の圧力を受けて作動する制御弁が設けられていてもよい。一実施例では、アーマチュア８２とボス９０の結合にはスプリング材が介在しているが、板バネを介して結合されていてもよい。また一実施例では、ボス９０はナット９４で締付けられているが、ボルトによる締付けにも適用できる。