JP4640645B2 - 圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、冷凍サイクル等に用いられる圧縮機に関し、特にそのシール性の向上を目的とした構造に関する。

従来の圧縮機においてシール性を向上させるための構造として、以下のようなものがある。ハウジングの内周側を吸入室、外周側を吐出室として区画する隔壁を形成し、シリンタブロックに穿設され、吸入室内に開口する吸入通路間に位置して、隔壁と協働する押えリブをハウジングと一体的に形成し、弁板を挟着するハウジングの衝合面のうち、押えリブの衝合面を外周壁の衝合面よりも突出せしめたものである（特許文献１参照）。冷媒等の流体を圧送する圧縮機においては、シリンダブロックのボア（圧縮室）内での流体の圧縮に伴って、弁板がハウジング側へ湾曲する傾向があるが、この従来の発明は、外周壁の衝合面よりも突出した衝合面を有する押えリブによって弁板の変形を抑制することによって、シリンダブロック端面の封止性の向上を目指したものである。

特開平８−２００２１８号公報

しかしながら、シリンダブロック端面の封止性を向上させるためには、シリンダブロックとガスケットとの当接圧力を増加させることが必要であるが、上記特許文献１に示される技術においては、前記押えリブによる圧力は、弁板越しにガスケットに伝えられるため、ガスケットに伝わりにくい。このため、シリンダブロックとガスケットとの当接圧力はあまり増加せず、シリンダブロック端面におけるシール性はそれほど向上しないと予想される。
そこで、本発明は、シリンダブロックの端面におけるシール性を確実に向上させることを課題とする。

上記課題を達成するために、本発明は、圧縮室が形成されたシリンダブロック、吸入室及び吐出室が画成され前記シリンダブロックの端面を封止するシリンダヘッド、前記シリンダブロック及び前記シ5 リンダヘッドの間に配される弁板、前記シリンダブロック及び前記弁板の間に配されるガスケットを具備する圧縮機において、前記シリンダブロックの端面であって、前記シリンダヘッドの内側に形成されて前記吸入室と前記吐出室とを隔てる隔壁と対時する部分の内側に、前記シリンダヘッド側に隆起した凸状部が形成されていることを特徴とするものである。

本発明の圧縮機によれば、シリンダブロックとガスケットとは、凸状部がガスケットをシリンダヘッド側へ押付けながら互いに強く密接すると共に、圧縮室での冷媒の圧縮に伴う弁板のシリンダヘッド側への湾曲を許容する。即ち、前記凸状部の存在により、たとえ弁板がシリンダヘッド側へ湾曲したとしても、シリンダブロックとガスケットとの間に隙間ができることが防止され、常に良好なシール性を確保することができる。

また、本発明に係る圧縮機は、前記凸状部が、さらに、前記シリンダヘッドの内部に形威されて前記吸入室と前記吐出室とを隔てる隔壁と対時する部分の外側に形成されていることを特徴とするものである。

上述したような弁板の湾曲現象は、シリンダブロック、弁板、シリンダヘッド等を固定させるボルト、ピン等の締結用部材が設けられた部分から離れているほど、生じやすいものである。前記隔壁の内側及び外側に相当する部分は、その上部が吸入室又は吐出室が画成された空間となっているために、上記湾曲現象が生じやすい。そこで、本構成のように、前記隔壁よりも内側又は外側、又は両側に相当する部分に前記凸状部を設けることにより、弁板の湾曲を対処して良好なシール性を確保することができる。
尚、上述の構成は、前記吸入室が前記隔壁の内側に形成され、前記吐出室は、前記隔壁の外側に形成されている場合に特に有用である。

また、前記隔壁の外側に形成された凸状部の高さは、前記ガスケットの弾性部材の全厚みの半分以下であることが好ましい。
前記凸状部の高さが大き過ぎると、前記締結用部材の締結力に影響し、かえってシリンダブロックとガスケットとの当接力が弱まってしまう恐れがあるが、本構成のようにすることによって、ガスケットの弾性部材が凸状部を許容するので、前記締結力の低下を回避することができる。

また、凸状部の形状は、使用条件、製造コスト等に応じて適宜変更すべきものであるが、前記凸状部を複数の平面を組合せた形状とすることにより、製造の容易さからコストを低くすることができる。また、弁板の実際の、若しくは予測された湾曲形状に沿って、前記凸状部を流線形とすれば、より優れたシール性を獲得することができる。

以上のように、本発明によれば、シリンダブロックとガスケットとが、凸状部によってガスケットをシリンダヘッド側へ押付けながら互いに強く密接すると共に、圧縮室での冷媒の圧縮に伴う弁板のシリンダヘッド側への湾曲を許容するので、シリンダブロックとガスケットとの間に隙間ができることが防止され、シリンダブロックの端面において良好なシール性を確保することができる。

第１図は、本発明に係る圧縮機の構造を示す断面図である。 第２図は、第1図に示す圧縮機のA-A断面図である。 第３図は、本発明に係るシリンダブロックの形状を示す説明図である。 第４図は、外側の凸状部の構造を示す一部拡大断面図である。 第５図は、ガスケットの構造を示す一部拡大断面図である。 第６図は、弁板の中心からの距離(半径)と、弁板若しくは凸状部の変位量との関係を示すグラフである。 第７図は、本発明の第1の実施の形態に係る凸状部の形状を示す説明図である。 第８図は、本発明の第2の実施の形態に係る凸状部の形状を示す説明図である。 第９図は、本発明の第3の実施の形態に係る凸状部の形状を示す説明図である。

以下、添付した図面を参考にして本発明の実施の形態を説明する。第１図に示す圧縮機１は、車両用空調装置に用いられる冷凍サイクルの一部を構成して冷媒を圧送するものであり、シリンダブロック２、フロント側シリンダヘッド（以下、フロントヘッド）３、リア側シリンダヘッド（以下、リアヘッド）４、駆動軸５、斜板機構６、ピストン７、ガスケット８，１２、吸入弁９、弁板１０、吐出弁１１等を有して構成されている。

前記シリンダブロック２には、複数のボア１５が穿設されており、各ボア１５にピストン７が摺動自在に嵌挿されている。前記フロントヘッド３は、前記シリンダブロック２の一端側に所定の連結具によって固定され、その内部には中空状のクランク室２０が画成されている。前記クランク室２０内には、斜板２２、角度調節機構２３等を有して構成される斜板機構６が配置されており、この斜板２２に前記ピストン７が揺動自在に連結されている。前記駆動軸５は、フロントヘッド３及びシリンダブロック２に設けられたベアリング等によって回転自在に保持されると共に、前記斜板機構６に駆動力を伝達するように連結されている。これにより、前記ボア１５内の空間は、ピストン７の摺動により容積が変化する圧縮室１８となる。

前記リアヘッド４には、吸入室１６及び吐出室１７が画成されている。これら吸入室１６及び吐出室１７は、第１〜３図に示すように、前記シリンダヘッド２に形成された圧縮室１８と連通可能に形成され、また高低圧隔壁１３によって互いに仕切られていると共に、大気圧隔壁１４によって吐出室１７と大気中とが仕切られている。前記シリンダブロック２とリアヘッド４との間には、シリンダブロック２側から順にガスケット８、吸入弁９、弁板１０、吐出弁１１、ガスケット１２が挟持されており、第２図に示すように、シリンダブロック２の外縁近傍とリアヘッド４の大気圧隔壁１４とが複数のボルト２１により締結されている。

本発明に係るシリンダブロック２は、第３図に示すように、そのリアヘッド４側の端面１９に、該リアヘッド４側に隆起した凸状部２５，２５’を有している。前記弁板１０には、圧縮室１８内での冷媒の圧縮に伴って、リアヘッド４側へ湾曲させる力が働く。特に、前記高低圧隔壁１３と対峙する部分２４より内側の領域Ｓ、又は外側の領域Ｓ’（第２図も参照）において、この湾曲現象が起こりやすい。前記凸状部２５，２５’は、この弁板１０の湾曲現象に対処するものであり、前記領域Ｓ及びＳ’の範囲内において形成されている。また、第３図に示す前記内側の凸状部２５の高さＤは、適宜設定され、第４図に示す前記外側の凸状部２５’の高さＤ’は、第５図に示すガスケット８の弾性部材２８，２８’の全厚さ（ｔ１＋ｔ２）の半分以下、即ちＤ’≦（ｔ１＋ｔ２）／２となるように設定されている。尚、ここで示したガスケット８は、鋼板２７の両面にゴム等の弾性部材２８，２８’が接着された構造を有するものであるが、本発明はガスケットの構造に限定されるものではない。また、本件に係る図面は、本発明の特徴を誇張して描かれており、実際の寸法比とは異なるものである。

これにより、シリンダブロック２とガスケット８とが、前記凸状部２５，２５’によってガスケット８をリアヘッド４側へ押付けながら互いに密接されると共に、圧縮室１８での冷媒の圧縮に伴う弁板１０のリアヘッド４側への湾曲を許容するので、シリンダブロック２とガスケット８との間に隙間ができることが防止され、シリンダブロック２の端面１９において良好なシール性を確保することができる。また、前記領域Ｓ’内に形成された凸状部２５’の高さＤ’が、ガスケット８の弾性部材２８，２８’の全厚さ（ｔ１＋ｔ２）の半分以下であることにより、前記ボルト２１の締結力を十分に確保することができる。

第６図に示すのは、弁板１０の中心からの距離（半径）と、弁板１０若しくは凸状部２５の変位量との関係を示すグラフである。実線３０は、実験的に予測された運転時における弁板１０の変形状態を示すものであり、なだらかな流線形状であると共に、その変化率の転換点Ｐを有している。破線３１は、前記転換点Ｐを通り異なった傾きを有する直線であり、第１の実施の形態に係る凸状部２５は、この破線３１と略同形状を有している（第７図参照）。即ち、第１の実施の形態に係る凸状部２５，２５’は、前記転換点Ｐを含んだ複数の平面の組合せにより構成されている。前記凸状部２５をこのような形状とすることにより、十分なシール性を確保しつつ、製造の容易さからコストを低く抑えることができる。

また、第８図に示すのは、第２の実施の形態における凸状部４０，４０’の形状を示すものであり、この凸状部４０，４０’は、前記実線３０に示される弁板１０の湾曲形状に沿った流線（多項次曲面）型状を有したものである。これにより、より優れたシール性を獲得することができる。

また、第９図に示すのは、第３の実施の形態における凸状部４５，４５’の形状を示すものであり、この凸状部４５，４５’は、第６図中の一点鎖線３２によってその形状の特徴が示されている。この一点鎖線３２は、中心点（半径＝０）から前記転換点Ｐまでは前記実線３０に示される弁板１０の湾曲形状に沿っていると共に、該転換点Ｐ以上の部分では、実線３０のようにその変化率を＋（プラス）には転ぜず、継続した適宜な変化率をもって変位量＝０に至るものである（Ｒ曲面状）。このような凸状部４５の形状により、適度な製造性を確保しつつ良好なシール性を獲得することができる。

Claims (6)

1. 圧縮室が形成されたシリンダブロック、吸入室及び吐出室が画成され前記シリンダブロックの端面を封止するシリンダヘッド、前記シリンダブロック及び前記シ5 リンダヘッドの間に配される弁板、前記シリンダブロック及び前記弁板の間に配されるガスケットを具備する圧縮機において、
   前記シリンダブロックの端面であって、前記シリンダヘッドの内側に形成されて前記吸入室と前記吐出室とを隔てる隔壁と対時する部分の内側に、前記シリンダヘッド側に隆起した凸状部が形成されていることを特徴とする圧縮機。
2. 前記凸状部は、さらに、前記シリンダヘッドの内部に形威されて前記吸入室と前記吐出室とを隔てる隔壁と対時する部分の外側に形成されていることを
   特徴とする請求項１記載の圧縮機。
3. 前記吸入室は、前記隔壁の内側に形成され、前記吐出室は、前記隔壁の外側に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の圧縮機。
4. 前記隔壁と対時する部分よりも外側に形成された凸状部の高さは、前記ガスケットの弾性部材の全厚みの半分以下であることを特徴とする請求項２記載の圧縮機。
5. 前記凸状部の形状は、複数の平面の組合せであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の圧縮機。
6. 前記凸状部の形状は、流線形であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の圧縮機。

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