JP6291683B2

JP6291683B2 - エンジン補機の取付装置

Info

Publication number: JP6291683B2
Application number: JP2014055100A
Authority: JP
Inventors: 飯塚　二郎; 二郎飯塚
Original assignee: Sanden Holdings Corp
Current assignee: Sanden Holdings Corp
Priority date: 2014-03-18
Filing date: 2014-03-18
Publication date: 2018-03-14
Anticipated expiration: 2034-03-18
Also published as: US20170082020A1; WO2015141632A1; DE112015001284B4; CN106164441A; DE112015001284T5; CN106164441B; JP2015175363A

Description

本発明は、ベルトを介して駆動されるエンジン補機のエンジン本体への取付装置に関する。

この種の取付装置では、特許文献１に開示されたようにパワーステアリングやエアコン用コンプレッサなどのエンジン補機を、ボルトによってエンジン本体側に複数個所締結して取り付けている。

ところで、かかる取付装置においては、補機取付後のベルトの張力が適正値に設定されるように、エンジン本体に対する補機の取付位置を高精度に維持する一方、エンジン本体側に形成されるネジ孔と補機側に形成されるボルト挿通孔との形成位置間のバラつきを許容してスムーズに取付を行なえるようにする要求がある。

特開平１０−１８４３８２号

上記の要求を満たすためには、少なくとも１本のボルト挿通孔を軸方向と直角な断面が長円形状となるように形成する必要があるが、従来は、種々の制約により後述するように上記の要求を満たすボルト挿通孔の加工に時間を要し、加工精度を確保することが難しく、加工コストも嵩む等の問題があった。

本発明は、ベルト駆動されるエンジン補機を、エンジン本体側に適正位置にスムーズに取り付けられる構造を簡易に提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明は、
ベルトを介して駆動されるエンジン補機を、該補機に形成された複数のボルト挿通孔を挿通させたボルトを、エンジン本体側に形成されたネジ孔に螺合して取り付ける取付装置であって、
少なくとも１つの前記ボルト挿通孔は、その軸方向と直角な断面が、前記ネジ孔に近い側の孔部分では長円形状を有し、該断面長円形状の孔部分に連なって前記ボルトの頭部側に至る孔部分では前記長円形状の長径以上の直径を持つ真円形状を有することを特徴とする。

本発明に係るエンジン補機の取付装置によれば、少なくとも１つのボルト挿通孔の断面長円形状の孔部分によって、該長円形状の長径方向におけるボルト取付位置におけるバラツキを許容しつつ、長円形状の短径とボルト径との隙間を小さくして該短径方向のボルトの動きを拘束することにより、該ボルト挿通孔にボルトをスムーズかつ適正な取付位置に取り付けることができ、ひいては、エンジン補機をエンジン本体に対して適正位置に取り付けることができる。

また、断面長円形状の孔をボルト挿通孔の全長に亘って形成する必要がなく、加工時間の短縮、加工精度の向上、加工コストの低減等を図れる。

本発明の実施形態に係るエンジン補機の取付装置によってエンジン本体に取り付けられる圧縮機を示す正面図である。同上圧縮機の右側面図である。図１のＸ−Ｘ矢視断面図である。同上圧縮機の第２ボルト挿通孔を形成するために使用される２つの鋳抜きピンを示す斜視図である。同上の鋳抜きピンによって鋳抜き孔を形成した状態の同上圧縮機のフロントハウジングを示す断面図である。第２ボルト挿通孔を形成した状態の同上圧縮機のフロントハウジングを示す断面図である。

以下に、本発明の実施形態を、図に基づいて説明する。図１及び図２は、本発明に係る取付装置によってエンジン本体に取り付けられるエンジン補機として、車両用空調システムに使用される圧縮機の正面図及び右側面図を示す。また、図３は、図１のＸ−Ｘ矢視断面図を示す。

図示の圧縮機１００は、駆動軸１の軸方向に沿ってフロントハウジング１０１と、センターハウジング１０２と、リアハウジング１０３とが、図示しないボルトを介して相互に締結されている。
駆動軸１の前端部はフロントハウジング１０１の前方に突出しており、ここに図示しない電磁クラッチを介してプーリ２が取り付けられている。

前記プーリ２には、エンジン本体の駆動軸（クランク軸）、または該駆動軸に連動する回転軸に取り付けられたプーリ２との間にベルト３が掛けられる。これにより、プーリ２から電磁クラッチを介して入力される回転駆動力により、駆動軸１が回転駆動される。

センターハウジング１０２内には、駆動軸１の回転によって容積変化する容積室を有したポンプ機構を備え、該容積室の容積変化によって、容積室内に導入した冷媒ガスを圧縮して吐出させるようになっている。
前記ポンプ機構から吐出された冷媒ガスは、リアハウジング１０３に形成された吐出室、吐出ポート４を経て外部に導出され、図示しない熱交換器（コンデンサ）に供給される。

上記のように構成された圧縮機１００の取付装置が以下のように構成されている。
フロントハウジング１０１には、駆動軸１と直角な方向に延びる上下２か所のボス部が設けられ、これらボス部にそれぞれ第１ボルト挿通孔５及び第２ボルト挿通孔６が形成されている。

また、リアハウジング１０３にも、前記フロントハウジング１０１の２つの第１ボルト挿通孔５と第２ボルト挿通孔６との中間の高さ位置に設けられたボス部に第３ボルト挿通孔７が形成されている。

そして、これら３個のボルト挿通孔５〜７に通した３本のボルト８の端部（オネジ形成部）を、エンジン本体側（エンジン本体又はエンジン本体に連結されたブラケット等の部材）の補機取付部９に形成されたネジ孔１０に螺合して締結することにより、圧縮機１００がエンジン本体側に取り付けられる。

ここで、前記３本のボルト挿通孔５〜７が、以下のように形成されている。
上端の第１ボルト挿通孔５は、ボルト８との嵌合隙間を最も小さくした真円形状断面を有し、かつ、軸方向に同一径のストレートな孔に形成される。

即ち、該第１ボルト挿通孔５は、取付位置の基準の孔となるように、補機取付部９に形成された対応するネジ孔１０にボルト８を通して螺合した状態で、エンジン本体側に対して高精度な相対位置に維持されるように設定されている。

一方、下端の第２ボルト挿通孔６は、第１ボルト挿通孔５と第２ボルト挿通孔６に、２本のボルト８通して補機取付部９の対応するネジ孔１０に螺合した状態で、圧縮機１００のエンジン本体側に対する相対位置を高精度に維持でき、かつ、ボルト８を第２ボルト挿通孔６との干渉（接触摩擦抵抗）を抑制しつつスムーズにネジ孔１０に螺合できるように以下のように形成される。

第２ボルト挿通孔６の補機取付部９に近い側の孔部分は、軸と直角方向の断面（以下、単に断面という）が長円形状を有し、反対側（ボルト頭部側）の孔部分は真円形状断面を有するように形成される。

上記２つの孔部分は、まず、圧縮機１００のフロントハウジング１０１を鋳造により形成する際に、図４に示す長円形状断面を有した鋳抜きピン１１と真円形状断面を有した鋳抜きピン１２とを用いて形成される。

長円形状断面の鋳抜きピン１１は、一端部を軸方向に所定長さだけ一定の長円形状断面としたストレート部１１Ａと、鋳抜きを容易にするため該ストレート部１１Ａの基端から他端側に向かって長円形状断面の断面積が漸増するようにテーパを付けたテーパ部１１Ｂとを有して形成される。

一方、真円形状断面の鋳抜きピン１２は、同じく鋳抜きを容易にするため断面積が一端から他端側に向かって全長に亘って漸増するようにテーパ状に形成されている。

そして、図４に示すように、鋳抜きピン１１の長円形状断面の長径方向を第１ボルト挿通孔５と第２ボルト挿通孔６の中心軸相互を結ぶ方向に向けつつ、ストレート部１１Ｂの端面と、真円形状断面の鋳抜きピン１２の断面積最小側の端面とを、若干の間隙を開けて対向させて同心状に配設して、フロントハウジング１０１を鋳造する。

これにより、図５に示すように、２つの鋳抜きピン１１，１２を鋳抜きした後、これら鋳抜きピン１１，１２の断面形状に対応した２つの鋳抜き孔１３、１４が形成される。
ここで、鋳抜きピン１１のストレート部１１Ａに対応するストレート孔１３Ａの長円形状断面の短径Ｄ_Ｓは、第１ボルト挿通孔５の直径Ｄ_１と同一長さに形成される。

これに対し、長円形状断面の長径Ｄ_Ｌは、第１ボルト挿通孔５及び第２ボルト挿通孔６間のピッチと、これらボルト挿通孔５，６に対応する補機取付部９の２個のネジ孔１０間のピッチとの間の寸法誤差に応じて、ボルト８を第２ボルト挿通孔６との干渉（接触摩擦抵抗）を抑制しつつネジ孔１０に螺合できる長さに形成される。

即ち、上記ピッチ相互の寸法誤差を±ΔＬとするとき、長円形状断面の長径Ｄ_ＬをＤ_Ｌ＞Ｄ_１＋２ΔＬとなるように形成する。
また、真円形状断面の鋳抜きピン１２に対応して形成される真円形状断面の鋳抜き孔１４は、断面積最少側の端部付近では、鋳抜き孔１３のストレート孔１３Ａの長径より直径が小さいが、ボルト頭部側の端部付近では長径より直径が大きい。

上記のように２つの鋳抜き孔１３、１４を形成した後、真円形状断面を有した鋳抜き孔１４に、ドリルを入れて前記ストレート孔１３Ａの長径より大きい直径を持つ真円形状断面を有する切削孔１４Ａ（図５に×印のハッチングで示す）を、その先端が鋳抜き孔１３のストレート孔１３Ａに達するまで切削加工する。

このように、切削孔１４Ａの直径をストレート孔１３Ａの長径より大きくすることにより、ストレート孔１３Ａを通ってネジ孔１０に螺合されるボルト８と切削孔１４Ａとの干渉を回避できる。

なお、２本の鋳抜きピンの先端相互を接触させて配設すると、対向する金型との間に干渉を生じ、鋳抜きピンに無理な負荷を生じて破損する可能性がある。そこで、上記のように鋳抜きピン１１，１２の先端同志を隙間を開けて配設する必要があるが、その場合、図５に示すように、形成された２つの鋳抜き孔１３、１４の間に鋳バリを生じることとなる。したがって、この鋳バリを除去してボルト挿通孔を貫通させるための切削工程は必要不可欠であるが、本実施形態では、上記１回の切削加工によって同時に鋳バリも除去することができ、特に切削工程を増やす必要もない。

次に、第３ボルト挿通孔７について説明すると、第３ボルト挿通孔７は、第１ボルト挿通孔５及び第３ボルト挿通孔７間のピッチと、これらボルト挿通孔５、７に対応する２個のネジ孔１０間のピッチとの間の寸法誤差、及び、第２ボルト挿通孔６及び第３ボルト挿通孔７間のピッチと、これらボルト挿通孔６、７に対応する２個のネジ孔１０間のピッチとの間の寸法誤差に応じて、ボルトを前記第３ボルト挿通孔との干渉を抑制しつつネジ孔に螺合できるように形成される。例えば、これら２つの寸法誤差のうちの大きい方の寸法誤差を±ΔＬmaxとすると、第３ボルト挿通孔７の直径Ｄ_３＞Ｄ_１＋２ΔＬmaxとなるように形成する。

以上のようにして形成された、３つのボルト挿通孔５〜７にそれぞれボルト８を通して対応するネジ孔１０に螺合し、圧縮機１００を取り付ける場合、例えば、まず、第１ボルト挿通孔５、第２ボルト挿通孔６、第３ボルト挿通孔７に順次ボルト８を通して対応するネジ孔１０に螺合して仮止めした後、３本のボルト８をさらに捩じ込んで強固に締結する。

ここで、上記したように第１ボルト挿通孔５は、嵌合隙間を最小としつつエンジン本体側に対する相対位置が高精度に設定されている。
また、第２ボルト挿通孔６に挿通されるボルト８は、該ボルト８の直径より十分大きな真円形状断面の孔部分、及び、断面積最小のストレート部１３Ａを通ってネジ孔１０に螺合される。

この場合、ストレート部１３Ａの長円形状断面の長径が上記ピッチ間の寸法誤差に応じた大きさに形成され、かつ、真円形状断面の孔部分の直径が長円形状断面の長径より大きく設定されていることにより、ボルト８を第２ボルト挿通孔６との干渉を抑制しつつスムーズにネジ孔に螺合させることができる。

一方、ストレート部１３Ａの長円形状断面の短径は、第１ボルト挿通孔５の直径と同一の大きさに設定されていることにより、該短径方向のボルト８の動きが最小の嵌合隙間以内に規制される。

このように、第１ボルト挿通孔５と第２ボルト挿通孔６を通して２本のボルト８をネジ孔１０に螺合することにより、圧縮機１００をエンジン本体側に高精度に位置決めして取り付けることができる。

また、第３ボルト挿通孔７は、上記各ピッチ間の寸法誤差に応じた大きさの直径を持つ真円形状断面を有するため、ボルト８を第３ボルト挿通孔７との干渉を回避しつつネジ孔１０にスムーズに螺合させることができる。そして、これら３つのボルト挿通孔を通した３本のボルト８を介しての締結によって、圧縮機１００を安定状態に支持することができる。

以上のようにして、エンジン本体側に対して圧縮機１００のプーリ２を適正位置に配設することができるため、ベルト３の外れ、片摩耗を良好に抑制することができる。
また、第２ボルト挿通孔６において、ボルト８の位置を規制するストレート孔１３Ａが、第２ボルト挿通孔６の軸方向中間位置よりネジ孔１０に近い側に配設されるため、ボルト８の芯ずれを抑制でき、圧縮機１００の取付位置精度をより良好に維持できる。

また、圧縮機１００の動きが第１ボルト挿通孔５と第２ボルト挿通孔６（のストレート孔１３Ａ）とによって、相直交する２方向に対してそれぞれ最小嵌合隙間以内に規制されるため、エンジン等の振動による圧縮機１００の位置ずれも良好に抑制される。

さらに、本発明は、上記のように圧縮機１００を高精度に位置決めするための長円形状断面を有した第２ボルト挿通孔６の加工において、従来に比較して以下のような大きな利点を有する。

具体的には、ボルト挿通孔を全長（例えば、７０ｍｍ程度）に亘って長円形状断面を有した孔に形成しようとすると、従来ではボルト挿通孔の全長をエンドミルにより切削加工することになる。

かかるエンドミルによる切削加工は、マニシングセンター等の設備を必要とし、ボール盤単能機で加工できる真円形状断面の孔の加工に比べ、加工時間も長く、加工コストが増大する。

また、エンドミルでの加工では、ボルト挿通孔の全長以上の突出し長さの刃具を使用する必要があり、加工時の刃具の振れや切削抵抗により孔の直径及び真直度のバラツキが生じ実質的に孔径の減少となり、ボルト挿通の際、孔内面とボルトとの摩擦接触による抵抗のためボルト締結トルクに対して適正な軸力を発生させることができない惧れがある。

また、長円形状断面の孔を一本の鋳抜きピンで鋳抜き形成しようとしても、上記のように鋳抜きを容易にするために１．５°以上のテーパ（鋳抜き勾配）を設ける必要があり、必要とする径を全長に亘って確保することは困難である。

これに対し、本発明は、上記のように第２ボルト挿通孔６を断面長円形状の孔部分と断面真円形状の孔部分とに分割した構成により、断面長円形状の孔をボルト挿通孔の全長に亘って形成する必要がなく、必要最小限の工程で済み、加工時間の短縮、加工コストの低減、加工精度の向上を図れることを大きな特長とする。

なお、本発明は、上記車両空調用圧縮機に限らず、ベルト駆動されるいかなるエンジン補機の取付装置にも適用できることは勿論である。

１００圧縮機
１０１フロントハウジング
１０３リアハウジング
１駆動軸
２プーリ
３ベルト
５第１ボルト挿通孔
６第２ボルト挿通孔
７第３ボルト挿通孔
８ボルト
９補機取付部
１０ネジ孔
１１長円形状断面を有した鋳抜きピン
１１Ａストレート部
１１Ｂテーパ部
１２真円形状断面を有した鋳抜きピン
１３長円形状断面を有した鋳抜き孔
１３Ａストレート孔
１４長円形状断面を有した鋳抜き孔
１４Ａ切削孔

Claims

ベルトを介して駆動されるエンジン補機を、該補機に形成された複数のボルト挿通孔を挿通させたボルトを、エンジン本体側に形成されたネジ孔に螺合して取り付ける取付装置であって、
少なくとも１つの前記ボルト挿通孔は、その軸方向と直角な断面が、前記ネジ孔に近い側の孔部分では長円形状を有し、該断面長円形状の孔部分に連なって前記ボルトの頭部側に至る孔部分では前記長円形状の長径以上の直径を持つ真円形状を有することを特徴とするエンジン補機の取付装置。
前記長円形状の断面を有した孔部分は、鋳抜きされた状態の表面を有し、前記真円形状の断面を有した孔部分は、少なくとも前記長円形状の断面を有した孔部分と繋がる部分が切削加工された表面を有することを特徴とする請求項１に記載のエンジン補機の取付装置。
前記長円形状の断面を有した孔部分は、当該ボルト挿通孔の軸方向中間位置より、エンジン本体側に形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジン補機の取付装置。
前記ボルト挿通孔は、３個以上形成され、第１ボルト挿通孔は、前記ネジ孔との嵌めあい隙間が最も小さく設定され、第２ボルト挿通孔は、前記第１ボルト挿通孔と前記第２ボルト挿通孔とを結ぶピッチ方向に長径を持ち、前記第１ボルト挿通孔の直径と同等の大きさの短径を持つ前記長円形状断面の孔部分を有することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のエンジン補機の取付装置。
前記第２ボルト挿通孔における前記長円形状断面の長径は、前記第１ボルト挿通孔と前記第２ボルト挿通孔間のピッチと、これら２つのボルト挿通孔に対応する２つの前記ネジ孔間のピッチとの、ピッチ相互の寸法誤差に応じて、ボルトを前記第２ボルト挿通孔との干渉を抑制しつつネジ孔に螺合できる大きさを有することを特徴とする請求項４に記載のエンジン補機の取付装置。
前記第１ボルト挿通孔、第２ボルト挿通孔以外の他のボルト挿通孔は、該他のボルト挿通孔と、前記第１第１ボルト挿通孔及び第２ボルト挿通孔との間の各ピッチと、これら挿通孔に対応して前記エンジン本体側に形成された各対応するネジ孔間のピッチとの寸法誤差に応じて、ボルトを前記第３ボルト挿通孔との干渉を抑制しつつネジ孔に螺合できる大きさの直径を有した真円形状断面の孔であることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のエンジン補機の取付装置。
前記エンジン補機は、車両空調用圧縮機である請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載のエンジン補機の取付装置。