(57)【要約】【課題】プーリと回転軸とをねじ部によって連結する構造であっても、回転トルクによる破断や初期締め付けトルクに対する設計が容易で、ねじ部の緩みが発生しにくい連結構造とする。【解決手段】回転軸１１に形成した雄ねじ部３４と、プーリ３１に形成した雌ねじ部３３とを螺合させて回転軸１１及びプーリ３１を連結することによりプーリ３１の回転力を回転軸１１に伝達する。回転軸１１とプーリ３１とが相互に接触する摩擦面の３６，３７少なくとも一方に凹部４１が形成されている。【選択図】図２
2005249058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸（１１）に形成した雄ねじ部（３４）と、プーリ（３１）に形成した雌ねじ部（３３）とを螺合させて回転軸（１１）及びプーリ（３１）を連結することによりプーリ（３１）の回転力を回転軸（１１）に伝達する構造であって、
前記回転軸（１１）とプーリ（３１）とが相互に接触する摩擦面（３６，３７）の少なくとも一方に凹部（４１）が形成されていることを特徴とする回転軸とプーリとの連結構造。
【請求項２】
請求項１記載の回転軸（１１）とプーリ（３１）との連結構造であって、
前記回転軸（１１）とプーリ（３１）とが相互に接触する摩擦面（３６，３７）の少なくとも一方に複数の突起（４３）が形成されていることを特徴とする回転軸とプーリとの連結構造。
【請求項３】
請求項２記載の回転軸（１１）とプーリ（３１）との連結構造であって、
前記突起（４３）が形成された部材は相手部材よりも硬質であることを特徴とする回転軸とプーリとの連結構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動源に連結されたプーリの回転力を回転軸に伝達する構造に関し、特に、プーリと回転軸とがねじ部の螺合によって連結された連結構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ハウジングに回転可能に軸支した回転軸と、エンジン等の駆動源に連結されたプーリとを連結する構造が開示されている。
【０００３】
この構造では、回転軸におけるハウジングからの延出部分に雄ねじ部を形成する一方、プーリに雌ねじ部を形成し、雄ねじ部と雌ねじ部とを螺合させることにより回転軸とプーリとを連結するものであり、これにより、プーリの回転力を回転軸に伝達させるようになっている。
【特許文献１】実開平２−６７１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
雄ねじ部と雌ねじ部とを螺合させて回転軸とプーリとを連結する構造では、プーリからの回転トルクによってねじれ力とねじれに起因した軸力、すなわち剪断応力と引張り応力とが回転軸の雄ねじ部に作用する。この剪断応力及び引張り応力による雄ねじ部の破断を防止する必要があるところから、回転軸のねじ切り強度や回転軸の材料強度をプーリからの回転トルクの大きさに合わせて設定している。このため、設計が複雑且つ面倒となる問題を有している。
【０００５】
また、螺合しているねじ部の緩みを防止するために、初期締め付けトルクが必要であり、回転軸の材料強度としては、この初期締め付けトルクに耐えることが必要となっている。従って、初期締め付けトルク及び上述したプーリからの回転トルクに耐えるだけの強度が回転軸に必要となり、回転軸の設計がさらに複雑で面倒となっている。
【０００６】
さらに、プーリに螺合方向と反対の負のトルクが作用した場合には、螺合しているねじ部が緩み易く、緩みによって回転軸とプーリとの連結が不用意に解除する問題も有している。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、プーリと回転軸とをねじ部によって連結する構造であっても、回転トルクによる破断や初期締め付けトルクに対する設計が容易であり、しかもねじ部の緩みが発生しにくい連結構造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】
【０００８】
請求項１記載の発明の回転軸とプーリとの連結構造は、回転軸に形成した雄ねじ部と、プーリに形成した雌ねじ部とを螺合させて回転軸及びプーリを連結することによりプーリの回転力を回転軸に伝達する構造であって、前記回転軸とプーリとが相互に接触する摩擦面の少なくとも一方に凹部が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の回転軸とプーリとの連結構造であって、前記回転軸とプーリとが相互に接触する摩擦面の少なくとも一方に複数の突起が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の回転軸とプーリとの連結構造であって、前記突起が形成された部材は相手部材よりも硬質であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、回転軸とプーリとが相互に接触する摩擦面のいずれか一方に凹部を形成することにより、凹部が形成された部材に弾性特性を付与することができる。これにより、雌ねじ部及び雄ねじ部の螺合部分が緩むことがなく、螺合が不用意に解除することがなくなる。また、プーリからの回転トルクを減衰及び吸収することができるため、雌ねじ部及び雄ねじ部の螺合部分に必要以上の応力が作用することがなく、これらのねじ部の破断を防止することが可能となり、回転軸の設計が容易となる。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、回転軸とプーリとが相互に接触する摩擦面の少なくとも一方に複数の突起を形成するため、トルク係数が向上し、プーリからの回転トルクによる雌ねじ部及び雄ねじ部へのねじり力が低下する。このため、引張り応力及び剪断応力が低下し、これらの合成応力も低下するため、ねじ部の破断を防止することができる。
【００１３】
請求項３記載の発明によれば、請求項１及び２記載の発明の効果に加えて、突起が形成された部材を相手部材よりも硬質とすることにより、プーリと回転軸との組み付けが容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１〜図３は、本発明の一実施形態を示し、図１は本発明の一実施形態が適用されたコンプレッサの全体断面図、図２は要部の断面図、図３はプーリの部分断面図である。
【００１５】
図１に示すコンプレッサ１は、自動車用エアコンに用いられるものであり、フロントハウジング２とリアハウジング３とがバルブプレート４を介して接合されている。これらの接合は、フロントハウジング２とリアハウジング３とにかけてボルト１９を螺合させることにより行われる。
【００１６】
フロントハウジング２におけるリアハウジング３側には、円周方向に等間隔で配置された複数のボア５が形成されている。また、フロントハウジング２におけるボア５の後側には、クランク室６が形成されている。
【００１７】
リアハウジング３には、冷媒の吸入室７及び吐出室８が形成されており、吸入室７に吸入された冷媒がバルブプレート４を介してボア５に吸入され、ボア５内で圧縮された冷媒がバルブプレート４を介して吐出室８に吐出するようになっている。このような冷媒の吸入及び吐出を行うための吸入孔及び吐出孔がバルブプレート４に形成されている。このようなコンプレッサ１は、冷媒としては炭酸ガスを用いるものである。
【００１８】
フロントハウジング２の中心部分には、軸受９，１０，１４を介して駆動軸１１が回転可能に軸支されている。駆動軸１１は本発明の回転軸を構成するものであり、後述するプーリ３１から回転力が伝達されることによりクランク室６内で回転する。
【００１９】
駆動軸１１には、クランク室６内に延びるドライブプレート１２が固定されると共に、軸方向への摺動可能なスリーブ１３が取り付けられている。ドライブプレート１２には、連結ピン１５を介してジャーナル１６が取り付けられており、このジャーナル１６に軸受１７を介してウォッブルプレート（斜板）１８が連結されている。なお、フロント側に設けられている軸受１４は、油路２２を介してクランク室６と連通することによりクランク室６からの潤滑油が供給されるようになっている。
【００２０】
ウォッブルプレート１８は、回転が拘束された状態で駆動軸１１の軸方向への揺動が可能となっている。このウォッブルプレート１８には、フロントハウジング２のボア５内に収容された状態でボア５内を摺動するピストン２１が連結されている。これにより、駆動軸１１が回転するとジャーナル１６が回転し、ジャーナル１６の回転揺動に伴ってウォッブルプレート１８は回転拘束状態で軸線方向に揺動し、この揺動に伴ってピストン２１がボア５内を往復動する。
【００２１】
ピストン２１の往復運動により、冷媒は吸入室７→バルブプレート４の吸入孔→ボア５へと吸入されて圧縮され、その後、ボア５→バルブプレート４の吐出孔→吐出室８へ吐出される。
【００２２】
駆動軸１１に回転力を伝達するプーリ３１は、フロントハウジング２におけるフロントヘッド２ａの外側に配置されている。このプーリ３１は、ベルト（図示省略）等を介してエンジンに接続されており、エンジンの駆動力が伝達されることにより回転する。
【００２３】
プーリ３１と駆動軸１１との連結は、筒状の伝達ブラケット３２をプーリ３１に一体的に形成し、この伝達ブラケット３２の内周面に雌ねじ部３３を形成すると共に、駆動軸１１の軸端部１１ａを小径とし、小径の軸端部１１ａの外周面に雄ねじ部３４を形成することにより行われる（図２参照）。そして、雄ねじ部３４を雌ねじ部３３に螺合させながら駆動軸１１の軸端部１１ａを伝達ブラケット３２に挿入して相互に結合させることにより、プーリ３１と駆動軸１１とが連結状態となり、これによりプーリ３１から駆動軸１１への回転力の伝達が行われる。
【００２４】
このようなプーリ３１と駆動軸１１との連結状態においては、プーリ３１における伝達ブラケット３２のフロントヘッド２ａ側の端面３６と、小径の軸端部１１ａを形成するために切削加工された駆動軸１１の端面３７とが相互に接触して摩擦力を発生するようになっている。従って、相互に接触するプーリ３１の端面３６及び駆動軸の端面３７は、いずれも摩擦面となっている。
【００２５】
本発明において、摩擦面を構成するこれらのいずれかの端面に凹部４１を形成するものである。この実施形態では、図２に示すように伝達ブラケット３２側の端面３６に対してざぐり加工することにより凹部４１を形成している。この凹部４１は、その内径が駆動軸１１の軸端部１１ａの径よりも大きくなるようにざぐり加工するものである。
【００２６】
図３は、凹部４１を形成するためのざぐり加工を示す。ざぐり加工は、伝達ブラケット３２の端面３６からざぐり径Ｄを有するように行い、そのざぐり深さＬが所定値となった時点で終了する。この場合、ざぐり径Ｄが駆動軸１１の軸端部１１ａの径よりも大きくなるようにざぐり加工が行われる。このざぐり加工により形成される凹部４１は、駆動軸１１の軸端部１１ａの軸方向に沿って延びている。
【００２７】
このような実施形態では、プーリ３１における伝達ブラケット３２に凹部４１が形成されているため、伝達ブラケット３２の剛性が低下し、その分、伝達ブラケット３２に弾性特性が付与される。従って、プーリ３１からの回転トルクによって発生した軸力は、弾性特性を有している凹部４１に作用するため、ばね座金と同様な耐撓み特性を得ることができる。これに加えて、ざぐり深さＬの分、駆動軸１１の軸端部１１ａの伸びが多くなるため、軸端部１１ａに弾性特性が付与される。
【００２８】
これらにより、雌ねじ部３３及び雄ねじ部３４の螺合が緩むことがなく、螺合が不用意に解除することがなくなる。また、プーリ３１からの回転トルクに対しても、上述した弾性特性によって減衰及び吸収することができるため、雌ねじ部３３及び雄ねじ部３４の螺合部分に必要以上の応力が作用することがなく、これらのねじ部の破断を防止することが可能となる。
【００２９】
図４は、この実施形態における変形々態を示し、凹部４１が駆動軸１１側に形成されている。この凹部４１は、雄ねじ部３４の径よりも大きなリング状となるように駆動軸１１の端面３７をざぐり加工することにより形成される。これにより、駆動軸１１における雄ねじ部３４部分に弾性特性を付与することができるため、上述と同様に作用することが可能となる。
【００３０】
図５及び図６は、本発明の別の実施形態を示し、図５は要部の斜視図、図６は図５におけるＭ−Ｍ線断面図である。
【００３１】
この実施形態では、上述した実施形態の凹部４１に加えて、プーリ３１と駆動軸１１とが接触する摩擦面のいずれか一方に突起４３を形成するものであり、突起４３は、図５に示すように駆動軸１１側の摩擦面である端面３７に形成されている。
【００３２】
突起４３は、駆動軸１１の軸中心を中心として放射状となるように複数が端面３７に形成されている。図６は、突起４３の形状を示し、同図（ａ）のように湾曲状の突起であっても良く、同図（ｂ）のように鋸歯状の突起であっても良い。これに限らず、端面３７から突出する突起であれば、その形状を限定するものではない。
【００３３】
このように駆動軸１１の端面３７に形成された複数の突起４３は、雌ねじ部３３及び雄ねじ部３４を螺合させる際にプーリ３１の伝達ブラケット３２の端面３７と接触して摩擦抵抗として作用する。これにより、伝達ブラケット３２と駆動軸１１とのトルク係数が向上する。
【００３４】
このようにトルク係数が向上することにより、プーリ３１からの同一の回転トルクに対しては、雌ねじ部３３及び雄ねじ部３４に作用するねじり力が低下する。このため、引張り応力及び剪断応力が低下し、これらの合成応力も低下し、駆動軸１１への強度信頼性が向上する。従って、プーリ３１からの回転トルクに合わせて駆動軸１１のねじ切り強度や材料強度を設定する必要がなくなると共に、初期締め付けトルクに合わせた駆動軸１１の強度を設定する必要がなくなる。
【００３５】
さらに、この実施形態では、伝達ブラケット３２と駆動軸１１との摩擦面のいずれか一方に凹部４１を形成していると共に、上述した突起４３によって摩擦面での伝達トルクが大きくなる。これにより、雌ねじ部３３及び雄ねじ部３４の螺合部分に作用する応力を低減させることができ、これらのねじ部の破断を防止することが可能となる。
【００３６】
図７は、以上の構造におけるトルクと応力との相関を示すグラフであり、（ａ）は図５の実施形態を示し、（ｂ）は雌ねじ部及び雄ねじ部を螺合させただけの従来の構造を示す。これらのグラフにおいて、特性曲線Ａ１及びＡ２は、雌ねじ部及び雄ねじ部の螺合部分に作用する剪断応力、特性曲線Ｂ１及びＢ２は、同様に螺合部分に作用する引張り応力、Ｃ１及びＣ２はこれらを合成した合成応力である。従来では、（ｂ）に示すように、これらの応力がプーリ３１からのトルクに略比例して大きくなっているのに対し、図５の実施形態では、（ａ）に示すように、トルク係数が上昇した時点Ｈから増大する度合いが平滑化しており、上述した作用を裏付けるものとなっている。
【００３７】
図５及び図６の実施形態においては、突起４３が形成されている駆動軸１１をプーリ３１の伝達ブラケット３２よりも硬質とすることができる。このように、駆動軸１１を硬質とすることにより、突起４３が変形することなく、伝達ブラケット３２の端面３６に接触することができるため、駆動軸１１と伝達ブラケット３２との組み付けを簡単に行うことができる。
【００３８】
なお、図５においては、駆動軸１１側の端面３７に複数の突起４３を形成しているが、複数の突起４３は、プーリ３１における伝達ブラケット３２側の端面３６に形成しても同様に作用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明を適用したコンプレッサの縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す部分断面図である。
【図３】凹部を示す図２における拡大断面図である。
【図４】凹部の別の形態を示す断面図である。
【図５】突起を形成した実施形態を示す斜視図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は図５におけるＭ−Ｍ線断面図である。
【図７】（ａ），（ｂ）はトルクによって変化する応力を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４０】
１  コンプレッサ
２  フロントハウジング
３  リアハウジング
６  クランク室
１１  駆動軸（回転軸）
３１  プーリ
３２  伝達ブラケット
３３  雌ねじ部
３４  雄ねじ部
３６，３７  端面（摩擦面）
４１  凹部
４３  突起
【図１】
2005249058.tif 000003
【図２】
2005249058.tif 000004
【図３】
2005249058.tif 000005
【図４】
2005249058.tif 000006
【図５】
2005249058.tif 000007
【図６】
2005249058.tif 000008
【図７】
2005249058.tif 000009