(57)【要約】【課題】気体圧縮機において、回転軸と回転伝達部との軸方向の締結力を、回転軸よりも細いボルトによって全て負担させるのを回避する。【解決手段】回転軸５１と一体的にその軸回りに回転するロータ５０と、回転駆動力が伝達される伝達機構１３（回転伝達部）とを備え、回転軸５１と伝達機構１３の基部１３ｃとは、伝達機構１３から回転軸５１への回転駆動力の供給により回転軸５１と基部１３ｃとの締結が進む方向に螺合しているため、従来のコンプレッサにおいては回転軸５１よりも細いボルトが全部受けていた軸方向への締結力の全部または一部を、互いに螺合した、回転軸５１の雄ねじ５１ｂと伝達機構１３の雌ねじ１３ｊとが負担し、したがって、回転軸５１と伝達機構１３との間の、軸方向についての引張り耐力を向上させることができる。【選択図】図２
2007187059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と一体的にその軸回りに回転する回転体と、回転駆動力が伝達される回転伝達部とを備え、前記回転軸と前記回転伝達部とは、前記回転伝達部から前記回転体への前記回転駆動力の供給により前記回転軸と前記回転伝達部との互いの締結が進む方向に螺合していることを特徴とする気体圧縮機。
【請求項２】
前記回転軸の外周面および前記回転伝達部のボス部の内周面に、これら両者が互いに螺合するねじが形成され、これらねじ同士の螺合により、前記回転軸と前記回転伝達部とが締結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。
【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、回転軸と回転伝達部との連結の改良に関する。
【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】
ここで、一般的なコンプレッサのひとつとして例えばベーンロータリ形式のコンプレッサが知られている。このベーンロータリ形式のコンプレッサは、一端が開放された略筒状のケースとこのケースの開放された一端開口を塞ぐように当該ケースの一端面に接続されるヘッドとを有するハウジングの内部に、圧縮機本体が収容された構成となっている。
【０００４】
圧縮機本体は、回転軸と一体的にその軸回りに回転するとともに、与えられた油圧によってその外周面から突出可能とされた複数枚の平板状ベーンを備えた回転体と、この回転体を外方側から取り囲み、突出したベーンの先端部および側面部に当接するシリンダ体とを備えた構成である。
【０００５】
そして、回転軸の端部には、外部のモータや車載エンジン等の動力源において発生した回転駆動力を供給するための回転伝達部が連結されている。
【０００６】
ここで、回転軸の軸端部の外周面には、回転軸方向に沿って延びるスプラインが形成され、さらに、その軸端部の端面には軸方向に延びたボルト用ねじ穴が形成されている。
【０００７】
一方、回転伝達部にはボス部が形成されており、このボス部の内周面に、ボス部の軸方向に沿ったスプラインが形成され、さらに、ボス部の端面には、ボルトをボス部の軸方向に貫通するための孔が形成されている。
【０００８】
そして、回転軸のスプラインと回転伝達部のボス部のスプラインとを嵌合させることで、回転伝達部からの回転駆動力が回転軸に伝達される。
【０００９】
また、ボス部の端面外方側から端面の孔にボルト挿入して、ボルトと回転軸の端面に形成されたボルト用ねじ穴とを締結することにより、回転伝達部が、回転軸から軸方向に離脱するのが防止されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−３４００５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上述した回転軸と回転伝達部との連結部分に用いられているボルトは、両者の軸方向についての締結力の全部を負担しているため、万が一、このボルトが折損等すると、回転軸と回転伝達部との間の軸方向に沿った保持力が失われて、回転伝達部は回転軸から容易に離脱し、気体圧縮機への回転駆動力の供給が停止されて、気体圧縮機の動作が停止する。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、回転軸と回転伝達部との軸方向に沿った締結力を、回転軸よりも細いボルトによって全てを負担させるの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】
【００１２】
本発明に係る気体圧縮機は、回転軸と回転伝達部とを、それぞれに形成されたねじを互いに螺合して締結することで、回転軸の外周面に形成されたねじによって、軸方向についての締結力の一部を負担するものである。
【００１３】
すなわち、本発明に係る気体圧縮機は、回転軸と一体的にその軸回りに回転する回転体と、回転駆動力が伝達される回転伝達部とを備え、前記回転軸と前記回転伝達部とは、前記回転伝達部から前記回転体への前記回転駆動力の供給により前記回転軸と前記回転伝達部との締結が進む方向に螺合していることを特徴とする。
【００１４】
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、回転伝達部から回転体への回転駆動力の供給により、回転軸の外周面に形成されたねじが、従来の気体圧縮機におけるスプラインと同様に、回転伝達部からの回転駆動力を受けるとともに、回転軸と回転伝達部との締結が進むため、従来の気体圧縮機においては回転軸よりも細いボルトが全部受けていた軸方向への締結力の全部または一部を、この回転軸の外周面と回転伝達部とにそれぞれ形成され、互いに螺合したねじが負担する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る気体圧縮機によれば、従来の気体圧縮機においては回転軸よりも細いボルトが全部受けていた軸方向への締結力の全部または一部を、この回転軸の外周面と回転伝達部とにそれぞれ形成され、互いに螺合したねじが負担するため、回転軸と回転伝達部との間の、軸方向についての引張り耐力を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。
（実施形態１）
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を示す概略縦断面図、図２は図１におけるＡ部の詳細を示す拡大断面図である。
【００１７】
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調システム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。
【００１８】
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、すなわち冷媒ガス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（液）として膨張弁に送出する。
【００１９】
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。
【００２０】
また、コンプレッサ１００は、回転軸５１回りに回転して冷媒ガスＧを圧縮する圧縮機本体と、この圧縮機本体を覆う、ケース１１およびフロントヘッド１２からなるハウジングと、図示しない車載エンジン等の駆動源から供給された回転駆動力を断接可能に回転軸５１に伝える伝達機構１３（回転伝達部）とを備える。
【００２１】
ハウジングの一方を構成するケース１１は、一端開放の略筒状を呈し、空調システムの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および圧縮機本体で圧縮された高圧の冷媒ガスＧを空調システムの凝縮器に吐出する吐出ポート１１ａが形成されている。また、吸入ポート１２ａとフロントヘッド１２に形成された吸入室３４とは、逆止弁１２ｂを介して連通している。
【００２２】
ハウジングの他方であるフロントヘッド１２は、ケース１１の開放端面を閉じるように蓋状に形成され、ケース１１に接続される。そして、ヘッド１２の略中心部分を、回転軸５１が貫通するように形成されている。
【００２３】
ハウジング内に収容された圧縮機本体は、回転軸５１と、この回転軸５１が嵌入されて回転軸５１と一体的に軸回り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内壁面の断面輪郭形状が略楕円形状に形成され、両端が開放されたシリンダ４０と、ロータ５０の外周面から突出して、この突出した先端（突出側先端）がシリンダ４０の内壁面に当接し、当該内壁面の形状変化に追従して突出長さが変化する、回転軸５１回りに等角度間隔でロータ５０に埋設された５枚の平板状のベーン５８と、ロータ５０、シリンダ４０およびベーン５８の両端面側にそれぞれ配設されて、ベーン５８によって仕切られた空間を外部から隔絶する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。
【００２４】
そして、２つのサイドブロック２０，３０、ロータ５０、シリンダ４０、およびロータ５０の回転方向（図１において矢視Ｂにより視認される時計回りの回転方向）について互いに隣り合う２つのベーン５８，５８によって、冷媒ガスＧが、吸入ポート１２ａから吸入室３４を介して吸入される５つの圧縮室４８が画成され、回転軸５１の回転にしたがって、各圧縮室４８の容積が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が圧縮され、圧縮室４８から吐出室２５に吐出され、吐出室２５から吐出ポート１１ａを通って、高圧の冷媒ガスＧとして空調システムに送出される。
【００２５】
また、各圧縮室４８から吐出室２５に吐出される通路上には、冷媒ガスＧに混入した冷凍機油Ｒを冷媒ガスＧから分離するためのオイルセパレータ（金網）を備えたサイクロンブロック６０が配設されており、オイルセパレータで分離された冷凍機油Ｒや、さらに、サイクロンブロック６０の内壁面に沿って生じる冷媒ガスＧのサイクロン流により遠心分離された冷凍機油Ｒは、吐出室２５の底部に溜められる。
【００２６】
そして、吐出室２５の底部に溜められた冷凍機油Ｒは、圧縮機本体に形成された油路を通じて、ベーン５８を突出させるための油圧供給源として、あるいは摺動部の潤滑、気密保持、冷却、清浄等の目的のために利用される。
【００２７】
また、ロータ５０の両端面側からそれぞれ突出した回転軸５１のうち一方の側の部分は、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ている。同様に、回転軸５１の突出部分のうち他方の側の部分は、リヤサイドブロック２０の軸受部２２に軸支されている。
【００２８】
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リングにより、ケース１１の内周面に支承されることとによって、圧縮機本体はケース１１の内部空間の所定位置に配置されている。
【００２９】
伝達機構１３は、本実施形態においては電磁クラッチであり、ラジアルボールベアリング１３ｆを介して回転可能にフロントヘッド１２に軸支され、図示しない車載エンジンにより駆動される循環ベルトが掛け回されて、矢視Ｂにより視認される時計回りの回転方向に回転されるプーリ１３ａと、回転軸５１と一体的に回転する基部１３ｃと、プーリ１３ａの側端面（図１において右側端面）と摺接する摩擦板としてのアーマチュア１３ｅと、内周部が基部１３ｃに固定され、外周部がアーマチュア１３ｅに固定されて、内周部と外周部との間の部分が弾性力を有する部材で形成された板ばね１３ｄと、フロントヘッド１２に対して固定され、プーリ１３ａの内部に収容されたコイル１３ｂとを備えた構成である。
【００３０】
基部１３ｃは、円筒状のボス部１３ｇと、このボス部１３ｇの一方の端部から、ボス部１３ｇの外周面外方側に広がる円板状の基板部１３ｈとからなり、板ばね１３ｄの内周部はこの基板部１３ｈに固定されている。
【００３１】
そして、基部１３ｃのボス部１３ｇの内周面１３ｉには、回転軸５１の外周面５１ａに形成された雄ねじ５１ｂと螺合する雌ねじ１３ｊが形成されており、これら両ねじ５１ｂ，１３ｊの螺合により、回転軸５１と基部１３ｃとが締結されている。
【００３２】
なお、これら両ねじ５１ｂ，１３ｊは、一般的な右ねじ（図１における矢視Ｂにより視認される時計回りの回転方向で、互いの締結が進むねじ）である。
【００３３】
ここで、コイル１３ｂに通電されていない状態では、板ばね１３ｄの弾性力により、アーマチュア１３ｅはプーリ１３ａの側端面から離れた状態で位置し、車載エンジンからプーリ１３ａに回転駆動力が伝達されてプーリ１３ａが回転しても、この回転駆動力は、アーマチュア１３ｅに伝達されることはなく、したがって、アーマチュア１３ｅと連結された板ばね１３ｄ、および板ばね１３ｄを介して連結された基部１３ｃは回転せず、したがって、基部１３ｃと連結された回転軸５１も回転することはない。
【００３４】
一方、コイル１３ｂに通電された状態では、コイル１３ｂの電磁吸引力により、アーマチュア１３ｅは、板ばね１３ｄの弾性力に抗してプーリ１３ａに引き寄せられ、アーマチュア１３ｅとプーリ１３ａの側端面とが当接する。この結果、車載エンジンからプーリ１３ａに、図１における矢視Ｂにより視認される時計回りの回転方向の回転駆動力が伝達されて、プーリ１３ａが回転すると、アーマチュア１３ｅは、プーリ１３ａの側端面との摩擦力によって、プーリ１３ａと共に回転する。
【００３５】
そして、アーマチュア１３ｅと連結された板ばね１３ｄ、および板ばね１３ｄを介して連結された基部１３ｃも回転し、基部１３ｃに連結された回転軸５１を回転させる。この結果、回転軸５１と一体的に回転するロータ５０は、気体圧縮動作方向、すなわち、圧縮室４８内の冷媒ガスＧを圧縮する方向に回転し、冷媒ガスＧの圧縮動作が開始される。
【００３６】
このとき、基部１３ｃから回転軸５１に伝達される回転方向は、基部１３ｃの雌ねじ１３ｊと回転軸５１の雄ねじ５１ｂとの締結が進む回転方向であるため、基部１３ｃと回転軸５１とが他のねじやボルトにより締結されていないにも拘わらず、基部１３ｃが緩んで回転軸５１から脱落することはない。
【００３７】
そして、従来の気体圧縮機では、回転軸５１と基部１３ｃとは軸方向に沿ったスプラインによって回転方向についての連結がなされ、基部１３ｃ側から回転軸５１にねじ込まれた、回転軸５１よりも細いボルトによって、回転軸５１と基部１３ｃとの軸方向についての締結がなされていたが、本実施例のコンプレッサ１００は、基部１３ｃの雌ねじ１３ｊと回転軸５１の雄ねじ５１ｂとによって、回転方向および軸方向について両者を締結することができるため、従来の気体圧縮機における細いボルトを用いる必要がなく、従来の細いボルトが全部受けていた軸方向への締結力の全部を、基部１３ｃの雌ねじ１３ｊと回転軸５１の雄ねじ５１ｂとによって負担するため、回転軸５１と基部１３ｃとの間の、軸方向についての引張り耐力を向上させることができる。
【００３８】
なお、回転軸５１の端部には、位置決めのためや旋盤による機械加工の際のチャッキング用に、中心孔５１ｃが設けられているが、この中心孔５１ｃは、本発明に係る気体圧縮機の作用、効果とは直接的な関係がないため、中心孔５１ｃを削除した構成を採用することもできる。
【００３９】
図１，２に示したコンプレッサ１００は、回転軸５１と基部１３ｃとを、両者の周面にそれぞれ形成されたねじ５１ｂ，１３ｊのみによって連結した構成であるが、本発明に係る気体圧縮機はこの形態に限定されるものではない。
【００４０】
すなわち、例えば図３およびそのＡ部詳細図である図４に示したコンプレッサ１００は、図１，２に示したコンプレッサ１００に対して、回転軸５１と基部１３ｃとを、両者の周面にそれぞれ形成されたねじ５１ｂ，１３ｊの螺合のみによって連結しただけではなく、回転軸５１の軸端面の中央部に、軸に沿ったボルト固定用のねじ孔５１ｄ（図４参照）が形成され、ボス部１３ｇの内径よりも僅かに大きい直径で基部１５ｃの中央部に形成された座面に座金１４が配置され、ボルト１５が基部１３ｃ側から座金１４を貫通してボルト固定用のねじ孔５１ｄに挿入されて、ボルト１５とねじ孔５１ｄのねじ同士を螺合させて、回転軸５１と基部１３ｃとを軸に沿った方向について締結したものである。
【００４１】
このように構成されたコンプレッサ１００によれば、図１，２に示した実施形態のコンプレッサ１００による作用、効果に加えて、回転軸５１の雄ねじ５１ｂと基部１３ｃの雌ねじ１３ｊとの螺合部分に作用する荷重を、ボルト１５とボルト固定用のねじ孔５１ｄとの螺合部分に分担させることができ、両螺合部分に荷重が集中するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【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概略縦断面図である。
【図２】図１におけるＡ部の詳細を示す図である。
【図３】図１に示した実施形態の変形例を示す、図１相当の概略縦断面図である。
【図４】図３におけるＡ部の詳細を示す図であり、図２相当の図である。
【符号の説明】
【００４３】
１３ｃ  基部（伝達機構１３の一部）
１３ｇ  ボス部
１３ｈ  基板部
１３ｉ  内周面
１３ｊ  雌ねじ
５１    回転軸
５１ａ  外周面
５１ｂ  雄ねじ
１００  コンプレッサ（気体圧縮機）
【図１】
2007187059.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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