(57)【要約】【課題】気体圧縮機において、内側円板と外側円環板との間に介在する弾性部材が破断した場合にも、異音発生等の二次的な悪影響を回避することができるものとする。【解決手段】回転軸５１と一体的に回転する内側円板５２と、内側円板５２の外周よりも外方であって、プーリ（７０）の側面（７１）に対向して配置された外側円環板５３と、内側円板５２と外側円環板５３との間に介在し、これら両板５２，５３を一定の間隔を以て保持するゴム部材５４（弾性部材）とを有し、内側円板５２と外側円環板５３とを、ゴム部材５４が存在しないと想定される状態において内側円板５２と外側円環板５３とが干渉しない範囲の遊びを有する補助連結部材９０（ガイド部材９１、リベット９２，９３）により連結する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングの内部に収容され、回転軸が回転することにより気体を圧縮する圧縮機本体と、
前記ハウジングの外部に回転自在に支持された、外周に掛け回された循環ベルトの駆動によって回転するプーリと、
前記回転軸を中心として該回転軸に結合された円板と、
前記プーリの回転を前記円板に伝達するのを断接する駆動力断接手段と、を備え、
前記円板は、前記回転軸と一体的に回転する内側円板と、該内側円板の外周よりも外方であって、前記プーリの側面に対向して配置された外側円環板と、前記内側円板と外側円環板との間に介在し、これら両板を所定の間隔を以て保持する弾性部材とを有し、
前記内側円板と前記外側円環板とを、前記弾性部材が存在しないと想定される状態において前記内側円板と前記外側円環板とが干渉しない範囲の遊びを有する補助連結部材により連結してなることを特徴とする気体圧縮機。
【請求項２】
前記遊びは、前記圧縮機本体が回転している状態において前記弾性部材の弾性による前記内側円板と前記外側円環板との位相差に応じた範囲以上に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の気体圧縮機。
【請求項３】
前記補助連結部材は、前記内側円板と前記外側円環板との等角度間隔で少なくとも２つ以上設置されていることを特徴とする請求項２に記載の気体圧縮機。
【請求項４】
前記補助連結部材は、前記内側円板と前記外側円環板とに、それぞれリベットで結合され、前記内側円板、前記外側円環板および前記補助連結部材の前記リベットの結合用に形成された孔の直径と、前記リベットの軸径との差により、前記遊びが設定されていることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項に記載の気体圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は気体圧縮機に関し、詳細には、駆動力断接手段に断接される圧縮機本体の回転軸の円板の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、空気調和システム（以下、空調システムという。）には、冷媒ガスなどの気体を圧縮して、空調システムに気体を循環させるための気体圧縮機（コンプレッサ）が用いられている。
【０００３】
この気体圧縮機は、回転駆動されて気体を圧縮する圧縮機本体がハウジングの内部に収容され、外周に掛け回された循環ベルトの駆動によって回転するプーリがハウジングの外部に回転自在に支持され、プーリの回転を、電磁クラッチ等の駆動力断接手段により、圧縮機本体の回転軸に設けられた円板に伝達するのを断接する構成となっている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−３６０４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、回転軸を中心としてこの回転軸に結合された円板は、回転軸と一体的に回転する内側円板と、内側円板の外周よりも外方であって、プーリの側面に対向して配置され、駆動力断接手段によってプーリの側面に対向して配置された外側円環板と、内側円板と外側円環板との間に介在し、これら両板を所定の間隔を以て保持するゴム部材（弾性部材）とを有する構造が採用されているものもある。
【０００５】
このゴム部材は、トーショナルダンパとして作用し、気体圧縮機のトルク変動に伴う衝撃を緩和、吸収している。
【０００６】
しかし、ゴム部材の強度以上のトルクが加わったときや、スリップによる熱が加わると、ゴム部材は破断し、この結果、内側円板と外側円環板とが独立し、外側円環板はプーリとともに回転を続け、内側円板は駆動力を失って停止した状態となる。しかも、熱によってゴム部材が溶けて消失し、駆動力断接手段が外側円環板をプーリの側面に接触させる吸引力が弱くなったり、駆動力断接手段の接続力が一時的に失われた場合、外側円環板が自重で落下し、内側円板と接触した状態となる。
【０００７】
このとき、駆動力断接手段に吸引力が僅かに残っているときや、駆動力断接手段の接続力が回復すると、外側円環板は下方に落下した状態のまま、停止している内側円板との間で干渉しながらプーリに連れ回り続ける。
【０００８】
このため、内側円板と外側円環板との間で干渉による異音が発生するとともに、熱が発生して、二次的に圧縮機本体に悪影響を与える虞がある。
【０００９】
なお、ゴム部材が他の弾性部材であった場合も、破断により、内側円板と外側円環板との間で干渉による異音が発生するなど、二次的な悪影響が生じる虞がある。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、内側円板と外側円環板との間に介在する弾性部材が破断した場合にも、異音発生等の二次的な悪影響を回避することができる気体圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る気体圧縮機は、内側円板と外側円環板とを、弾性部材によるトーショナルダンパの機能を損なうことなく、両板を補助的に連結する補助連結部材を設けたことにより、弾性部材が破断した場合にも、両板間で相対的な回転が生じるのを防止したものである。
【００１２】
すなわち、本発明に係る気体圧縮機は、ハウジングの内部に収容され、回転軸が回転することにより気体を圧縮する圧縮機本体と、前記ハウジングの外部に回転自在に支持された、外周に掛け回された循環ベルトの駆動によって回転するプーリと、前記回転軸を中心として該回転軸に結合された円板と、前記プーリの回転を前記円板に伝達するのを断接する駆動力断接手段と、を備え、前記円板は、前記回転軸と一体的に回転する内側円板と、該内側円板の外周よりも外方であって、前記プーリの側面に対向して配置された外側円環板と、前記内側円板と外側円環板との間に介在し、これら両板を所定の間隔を以て保持する弾性部材とを有し、前記内側円板と前記外側円環板とを、前記弾性部材が存在しないと想定される状態において前記内側円板と前記外側円環板とが干渉しない範囲の遊びを有する補助連結部材により連結してなることを特徴とする。
【００１３】
このように構成された本発明に係る気体圧縮機によれば、弾性部材が破断した状態では、補助連結部材が、内側円板と外側円環板とが干渉しないで連結された状態となるため、外側円環板の回転に追従して内側円板も等角速度で回転し、両板間で相対的な回転が生じることがなく、両板間で相対的な回転が生じることによる異音発生等の二次的な悪影響を回避することができることができる。
【００１４】
しかも、弾性部材が破断していない通常の状態では、補助連結部材の遊びにより、弾性部材による伸縮に対応して、弾性部材のトーショナルダンパとしての機能が損なわれるのを防止することができる。
【００１５】
本発明に係る気体圧縮機においては、前記遊びは、前記圧縮機本体が回転している状態において前記弾性部材の弾性による前記内側円板と前記外側円環板との位相差に応じた範囲以上に設定されていることが好ましい。
【００１６】
弾性部材が破断していない通常の状態で圧縮機本体が回転しているときは、圧縮機本体が停止しているときと比較して、内側円板と外側円環板との間に位相差が生じる。
【００１７】
しかし、このように好ましく構成された気体圧縮機によれば、遊びが、その位相差に応じた範囲以上に設定されているため、弾性部材のトーショナルダンパとしての機能を完全に発揮させることができる。
【００１８】
本発明に係る気体圧縮機においては、前記補助連結部材は、前記内側円板と前記外側円環板との等角度間隔で少なくとも２つ以上設置されていることが好ましい。
【００１９】
このように好ましく構成された気体圧縮機によれば、補助連結部材が少なくとも２つ以上設置されていることで、遊びを極力小さい範囲に設定することができ、また、補助連結部材が等角度間隔で設置されていることで、各補助連結部材の遊びを均等化することができる。
【００２０】
しかも、遊びを、補助連結部材の設置数が多くなるにしたがって、小さくなるように設定することができる。
【００２１】
本発明に係る気体圧縮機においては、前記補助連結部材は、前記内側円板と前記外側円環板とに、それぞれリベットで結合され、前記内側円板、前記外側円環板および前記補助連結部材の前記リベットの結合用に形成された孔の直径と、前記リベットの軸径との差により、前記遊びが設定されていることが好ましい。
【００２２】
このように好ましく構成された気体圧縮機によれば、簡易な構造で、内側円板と外側円環板との間に介在する弾性部材が破断した場合にも、異音発生等の二次的な悪影響を回避することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る気体圧縮機によれば、内側円板と外側円環板との間に介在する弾性部材が破断した場合にも、異音発生等の二次的な悪影響を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の気体圧縮機に係る最良の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は、本発明に係る気体圧縮機の一実施形態であるベーンロータリ式コンプレッサ１００を示す縦断面図である。
【００２６】
図示のコンプレッサ１００は、例えば、冷却媒体の気化熱を利用して冷却を行なう空気調和システム（以下、単に空調システムという。）の一部として構成され、この空調システムの他の構成要素である凝縮器、膨張弁、蒸発器等（いずれも図示を省略する。）とともに、冷却媒体の循環経路上に設けられている。
【００２７】
そして、コンプレッサ１００は、空調システムの蒸発器から取り入れた気体状の冷却媒体としての冷媒ガスＧを圧縮し、この圧縮された冷媒ガスＧを空調システムの凝縮器に供給する。凝縮器は、圧縮された冷媒ガスＧを液化させ、高圧で液状の冷媒として膨張弁に送出する。
【００２８】
高圧で液状の冷媒は、膨張弁で低圧化され、蒸発器に送出される。低圧の液状冷媒は、蒸発器において周囲の空気から吸熱して気化し、この気化熱との熱交換により蒸発器周囲の空気を冷却する。
【００２９】
また、コンプレッサ１００は、ケース１１とフロントヘッド１２とからなるハウジング１０の内部に収容され、回転軸５１が回転することにより冷媒ガス（気体）を圧縮する圧縮機本体６０と、フロントヘッド１２のボスの外周部にラジアルボールベアリング１４によって回転自在に支持された、その外周に掛け回された循環ベルト（図示せず）の駆動によって回転するプーリ７０と、回転軸５１を中心として回転軸５１に結合された円板５５と、プーリ７０の回転を円板５５に伝達するのを断接する電磁クラッチ８０（駆動力断接手段）とを備えている。
【００３０】
ケース１１は、一端開放の筒状体を呈し、フロントヘッド１２は、このケース１１の開放された部分を覆うように組み付けられている。また、フロントヘッド１２には、蒸発器から低圧の冷媒ガスＧが吸入される吸入ポート１２ａが形成されている。一方、ケース１１には、圧縮機本体で圧縮された高圧の冷媒ガスＧを凝縮器に吐出する吐出ポート１１ａが形成されている。
【００３１】
ハウジング１０内に収容された圧縮機本体６０は、軸回りに回転駆動される回転軸５１と、この回転軸５１と一体的に回転する円柱状のロータ５０と、ロータ５０の外周面の外方を取り囲む断面輪郭略楕円形状の内周面４９ａを有するとともに両端が開放されたシリンダ４０と、ロータ５０の外周に、外方に向けて突出可能に埋設され、その突出側の先端がシリンダ４０の内周面４９ａの輪郭形状に追従するように突出量が可変とされ、回転軸５１回りに等角度間隔でロータ５０に埋設された５枚の板状のベーン５８と、シリンダ４０の両側開放端面の外側からそれぞれ開放端面を覆うように固定されたフロントサイドブロック３０およびリヤサイドブロック２０とからなる。
【００３２】
そして、２つのサイドブロック２０，３０、ロータ５０、シリンダ４０、および回転軸５１の回転方向に相前後する２つのベーン５８，５８によって画成された各圧縮室４８の容積が、回転軸５１の回転にしたがって増減を繰り返すことにより、各圧縮室４８に吸入された冷媒ガスＧを圧縮して吐出するように構成されている。
【００３３】
なお、ロータ５０の両端面側からそれぞれ突出した回転軸５１の部分のうち一方の部分は、フロントサイドブロック３０の軸受部３２に軸支されるとともに、フロントヘッド１２を貫通して外方まで延び、この貫通部分がフロントヘッド１２により軸支され、外方に延びた部分がアーマチュア１３ａに連結されている。同様に回転軸５１の突出部分のうち他方の側は、リヤサイドブロック２０の軸受部２２により軸支されている。
【００３４】
そして、フロントヘッド１２による回転軸５１の支持と、両サイドブロック２０，３０の外周部がＯリング等によりケース１１，フロントヘッド１２の内周面に保持されることとによって、圧縮機本体はハウジング内の所定位置に保持されている。
【００３５】
ケース１１は、一端開放の筒状体を呈し、フロントヘッド１２は、このケース１１の開放された部分を覆うように組み付けられている。また、フロントヘッド１２には、蒸発器から低圧の冷媒ガスＧが吸入される吸入ポート１２ａが形成されている。一方、ケース１１には、圧縮機本体６０で圧縮された高圧の冷媒ガスＧを凝縮器に吐出する吐出ポート１１ａが形成されている。
【００３６】
ハウジング１０内に収容された圧縮機本体６０は、回転駆動される回転軸５１と、この回転軸５１と一体的に回転する円柱状のロータ５０と、ロータ５０の外周面の外方を取り囲む断面輪郭略楕円形状の内周面４９ａを有するとともに両端が開放されたシリンダ４０と、ロータ５０の外周に、外方に向けて突出可能に埋設され、その突出側の先端がシリンダ４０の内周面４９ａの輪郭形状に追従するように突出量が可変とされ、回転軸５１回りに等角度間隔でロータ５０に埋設された５枚の板状のベーン５８と、シリンダ４０の両側開放端面の外側からそれぞれ開放端面を覆うように固定されたフロントサイドブロック３０およびリヤサイドブロック２０とからなる。
【００３７】
そして、２つのサイドブロック２０，３０、ロータ５０、シリンダ４０、および回転軸５１の回転方向に相前後する２つのベーン５８，５８によって画成された各圧縮室４８の容積が、回転軸５１の回転にしたがって増減を繰り返すことにより、各圧縮室４８に吸入された冷媒ガスＧを圧縮して吐出するように構成されている。
【００３８】
なお、ロータ５０の両端面側からそれぞれ突出した回転軸５１の部分のうち一方の部分は、フロントサイドブロック３０の軸受部に軸支されるとともに、フロントヘッド１２を貫通して外方まで延び、この貫通部分がフロントヘッド１２により軸支され、外方に延びた部分に円板５５が連結されている。同様に回転軸５１の突出部分のうち他方の側は、リヤサイドブロック２０の軸受部により軸支されている。
【００３９】
さらに、圧縮機本体６０には、圧縮室４８で圧縮され、吐出された冷媒ガスＧから、ベーン５８を突出させるとともに潤滑油としての機能も果たす冷凍機油Ｒを分離する金網６１ａを有するサイクロンブロック６１も備えられている。
【００４０】
回転軸５１に連結された円板５５は、回転軸５１と一体的に回転する内側円板５２と、内側円板５２の外周よりも外方であって、プーリ７０の側面７１に対向して配置された外側円環板５３と、内側円板５２と外側円環板５３との間に介在し、これら両板５２，５３を一定の間隔（例えば、１５ｍｍ程度）を以て保持するゴム部材５４（弾性部材）とを有している。
【００４１】
このゴム部材５４は、内側円板５２と外側円環板５３との間のトーショナルダンパとして作用し、コンプレッサ１００のトルク変動に伴う衝撃を緩和、吸収している。
【００４２】
円板５５は、電磁クラッチ８０のアーマチュアとして機能するものであり、電磁クラッチ８０が通電していないときは、プーリ７０の側面７１から離れており、プーリ７０の回転は円板５５に伝達されない。
【００４３】
一方、電磁クラッチ８０が通電しているときは、円板５５の外側円環板５３が、ゴム部材５４の弾性力に抗して、プーリ７０の側面７１に引き寄せられ、この側面７１に当接し、外側円環板５３はプーリ７０と一体的に回転する。
【００４４】
そして、外側円環板５３の回転は、ゴム部材５４を介して内側円板５２に伝達され、回転軸５１が回転し、圧縮機本体６０は、冷媒ガスＧを圧縮する機能を発揮する。
【００４５】
外側円環板５３と内側円板５２とを連結するゴム部材５４は弾性部材であるから、弾性範囲で伸びる。したがって、電磁クラッチ８０が通電して外側円環板５３が回転してからゴム部材５４が伸び、その後にゴム部材５４に引っ張られて内側円板５２が回転を開始するため、電磁クラッチ８０が通電していないときと通電しているときとでは、内側円板５２と外側円環板５３との間に、僅かながら位相差（後述する図２における、回転軸５１回りの角度α）が生じる。
【００４６】
ここで、図１の矢視Ａによる円板５５を表す図２に示すように、内側円板５２と外側円環板５３とは、ゴム部材５４とは別に、金属製の補助連結部材９０により連結されている。
【００４７】
この連結部材９０は、図示するように、内側円板と外側円環板との、回転軸５１回りの角度θ（＝１２０度）の等角度間隔で３つ設けられている。
【００４８】
また、この連結部材９０は、ゴム部材５４が存在しないと想定される状態において内側円板５２と外側円環板５３とが干渉しない範囲の遊びを有して、内側円板５２と外側円環板５３とを連結している。
【００４９】
さらに、内側円板５２と外側円環板５３とが干渉しない範囲の遊びは、圧縮機本体６０が回転している状態においてゴム部材５４の弾性による内側円板５２と外側円環板５３との位相差αに応じた範囲以上に設定されている。
【００５０】
補助連結部材９０は具体的には、金属製の断面ハット型のガイド部材９１と、このガイド部材９１を、内側円板５２と外側円環板５３とにそれぞれ結合するリベット９２，９３とからなり、ガイド部材９１に形成されたリベット結合用孔９１ａ，９１ｂの直径は、リベット９２，９３の軸径よりも大きく形成されて、ガイド部材９１はリベット９２，９３に対して遊びを有している。
【００５１】
そして、この遊びが、上述した、内側円板５２と外側円環板５３とが干渉しない範囲の遊びに該当する。
【００５２】
ここで、ゴム部材５４が存在しないと想定される状態においては、外側円環板５３は自重により図示下方に落下するため、内側円板５２と外側円環板５３とが干渉するのは、外側円環板５３が図示下方に、両板５２，５３の間隔（１５ｍｍ程度）以上、落下したときである。
【００５３】
このように、ゴム部材５４が存在しないと想定される状態とは、例えば、ゴム部材５４の強度以上のトルクが加わったときや、スリップによる熱が加わって、ゴム部材５４が破断し、この結果、内側円板５２と外側円環板５３とが独立し、外側円環板５３はプーリ７０とともに回転を続け、内側円板５２は駆動力を失って停止した状態で、しかも、熱によってゴム部材５４が溶けて消失した場合などであり、熱等で電磁クラッチ８０の吸引力が弱くなったり、電磁クラッチ８０への通電が一時的に切断されて、外側円環板５３が自重で落下すると、外側円環板５３が内側円板５２に接触することが想定される。
【００５４】
なお、外側円環板５３は、落下した後も、弱くなった電磁クラッチ８０の吸引力によって、または電磁クラッチへの通電が回復した後に、回転するプーリ７０に連れ回り、内側円板５２と外側円環板５３との間で干渉による異音が発生するとともに、熱が発生して、二次的に圧縮機本体６０に悪影響を与える虞がある。
【００５５】
しかし、本実施形態のコンプレッサ１００は、連結部材９０が、内側円板５２と外側円環板５３とが干渉しない範囲で内側円板５２と外側円環板５３とを連結しているため、ゴム部材５４が破断した状態であっても、補助連結部材９０が、内側円板５２と外側円環板５３とを干渉しないで連結した状態に維持することができる。
【００５６】
つまり、外側円環板５３の回転に追従して内側円板５２も等角速度で回転し、両板５２，５３間で相対的な回転が生じることがなく、両板５２，５３間で相対的な回転が生じることによる異音発生等の二次的な悪影響を回避することができる。
【００５７】
しかも、ゴム部材５４が破断していない通常の状態（図３）では、補助連結部材９０の遊び、すなわちリベット９２，９３に対するガイド部材９１の遊びにより、ゴム部材５４による伸縮に対応して、ゴム部材５４のトーショナルダンパとしての機能が損なわれるのを防止することができる。
【００５８】
一方、上述したようにゴム部材５４が消失したときは、図４に示すように、連結部材９０が、外側円環板５３の回転を内側円板５２に伝達するため、内側円板５２と外側円環板５３とが干渉しないで連結されたまま、内側円板５２の回転は維持される。
【００５９】
このとき、図４（ｂ）に示すように、ガイド部材９１の孔９１ｂの回転方向後方側の縁にリベット９３の軸が当接して外側円環板５３がガイド部材９１を回転方向に引っ張り、外側円環板９３に引っ張られたガイド部材９１の孔９１ａの回転方向前方側の縁にリベット９２の軸が当接してガイド部材９１が内側円板５２を回転方向に引っ張ることで、外側円環板５３と内側円板５２とが、等角速度で回転する。
【００６０】
このように、本実施形態に係るコンプレッサ１００によれば、簡単な構造で、ゴム部材５４が破断した場合にも異音発生等の二次的な悪影響を回避することができる。
【００６１】
なお、内側円板５２と外側円環板５３との間に介在する弾性部材は、上記実施形態のコンプレッサ１００のようにゴム部材５４に限定されるものではなく、トーショナルダンパとして機能を果たすものであれば、他の弾性部材であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明に係る気体圧縮機の一実施形態であるベーンロータリ式コンプレッサを示す縦断面図である。
【図２】図１における矢視Ａによる円板および補助連結部材を示す図である。
【図３】ゴム部材が残存している通常の状態における、図１における円板および補助連結部材を拡大した図である。
【図４】ゴム部材が消失した状態を示す図であり、（ａ）は図１における円板および補助連結部材を拡大した図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿った断面を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
５１    回転軸
５２    内側円板
５３    外側円環板
５４    ゴム部材（弾性部材）
７０    プーリ
７１    側面
９０    補助連結部材
９１    ガイド部材
９２，９３  リベット
１００  コンプレッサ（気体圧縮機）
【図１】
2008231988.tif 000003
【図２】
2008231988.tif 000004
【図３】
2008231988.tif 000005
【図４】
2008231988.tif 000006