JPH0726627B2 - 可変容量型圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車用空調装
置の冷媒圧縮機として使用するのに適した可変容量型圧
縮機に関するもので、特にハウジング端面を密封するシ
ール装置に特徴を有する可変容量型圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】所謂「吸入ガスバイパス方式」をとるベ
ーンタイプの可変容量型圧縮機においては、吸入した圧
縮すべき流体（例えば、冷媒）を多少圧縮した状態で、
シリンダの作動室からバイパス弁を通じて吸入側へ放出
することによって、圧縮機としての吐出容量を変更（減
少）するようになっているが、前記バイパス弁の開度を
調節してバイパス量、従って吐出容量を変更するため
に、吐出圧（高圧）と吸入圧（低圧）との中間の信号圧
を作り出してバイパス弁へ供給する。その場合、中間圧
（信号圧）をバイパス弁へ導くための通路は、フロント
ハウジングとそれに締結されるフロントカバーとの合わ
せ面（シール面）に、ガスケットに設けられたスリット
を含む溝として形成するのが好都合である。

【０００３】図１１及び図１２はそのような従来技術の
一例を示したもので、図１１は、ベーンタイプの可変容
量型冷媒圧縮機１０において、フロントカバー１２をフ
ロントハウジング（図示しない）から取り外して内面側
を見た側面図であり、図１２は、フロントカバー１２の
フロントハウジングに対して締結される合わせ面（シー
ル面）１４と、フロントハウジング側の合わせ面（シー
ル面）との間に挟み込まれて、それらの間隙から流体が
漏洩するのを防止するためのループ状のガスケット１６
を、それらのシール面から取り外して示す平面図であ
る。

【０００４】図１１に見られるように、フロントカバー
１２のシール面１４には前述の中間圧導入通路１８の一
部となる一連の溝２０が略半周にわたって形成されてお
り、それに対応してガスケット１６にも、直列的にいく
つかのスリット２２が設けられている。中間圧導入通路
１８は、これらの溝２０とスリット２２によってが形成
されるが、場合によっては、フロントハウジングのシー
ル面にもそれらに対応する溝を設けることができること
は言うまでもない。フロントカバー１２の内部空間は吸
入室２４となり、空調装置に使用される冷媒圧縮機の場
合は、図示しない蒸発器から戻って来る大気圧よりも少
し高い圧力の冷媒が充満していて、圧縮機１０が駆動さ
れることによって作動室へ吸入されて圧縮を受ける。

【０００５】板状のループ形ガスケット１６は、一枚又
は重ね合わせられた薄い金属板、ゴム或いは合成樹脂材
料、場合によってはアスベストのような無機質材料等か
ら製作されており、その外周縁に沿って図１２に鎖線ａ
−ｂ−ｃ−ｄ−ｅで示すような一連の突条２６が形成さ
れていて、フロントカバー１２がボルト穴２８を通る数
本のボルトによってフロントサイドハウジングに締結さ
れるときに、ガスケット１６がフロントカバー１２のシ
ール面１４に押し付けられ、突条２６の部分の面圧が特
に高くなって、吸入室２４や中間圧導入通路１８を構成
する溝２０から外気中へ冷媒が漏洩するのを効果的に防
止する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来から試作されてい
る吸入ガスバイパス方式の可変容量型圧縮機１０におい
ては、吸入室２４の冷媒の圧力（低圧）が異常に上昇し
たり、圧縮機１０から吐出される冷媒の温度が異常に上
昇することがあり、それによって圧縮機の運転性能が低
下するという問題があった。本発明者らがその原因を追
及した結果、この問題は、中間圧導入通路１８となって
いる溝２０から中間圧の冷媒が内部の吸入室２４側へ漏
洩することによって起こるということが判明した。

【０００７】従って、中間圧の内部漏洩を防止すれば、
前記のような低圧上昇や吐出高温の問題は解決するとい
う見通しが立ったが、試みに中間圧導入通路１８と吸入
室２４との間にあるガスケット１６の内周部分３０に、
外周縁に沿った突条２６と同じような突条を設けると、
今度は中間圧導入通路１８から外周縁の方へ冷媒が漏洩
するという新たな問題が起こることも判った。この新た
な問題は、鎖線ａ−ｂの付近には、中間圧導入通路１８
の一部である溝２０によって、吸入室２４の吸入圧より
も高い圧力である中間圧が作用していることに加え、ガ
スケット１６の内周部分３０に追加の突条を設けること
により、ボルトの締めつけ力が両方の突条に略均等に分
配されて、鎖線ａ−ｂ付近における突条２６のフロント
カバー１２のシール面１４に対する面圧が全体に低下す
るため、中間圧導入通路１８にある圧力の高い冷媒は、
大気圧よりも圧力の高い吸入室２４側へ漏洩する前に、
圧力の低い外気の方に向かって外周側へ漏洩するためで
あると考えられる。

【０００８】本発明は、前記のような従来技術の問題点
を認識すると共に、前記のようにして究明した原因に対
して有効な対策を講じることにより、従来技術の問題点
を解消することを発明の解決課題とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の可変容量型圧縮
機は、前記の課題を解決するために、シリンダ空間を内
部に形成するハウジングと、前記シリンダ空間内で回転
するように軸承されたロータと、前記シリンダ空間の内
壁面上を摺動するように前記ロータによって支持された
ベーンと、流体を圧縮するために前記シリンダ空間の内
壁面と前記ベーンとによって形成される作動室と、前記
ハウジングの一側に形成された取り付けシール面と、前
記シール面に適合する取り付けシール面を有し圧縮すべ
き流体を前記シリンダ空間の前記作動室へ吸入させるた
めの吸入室を内部に形成するフロントカバーと、前記シ
ール面のいずれか又は双方に設けられて吐出容量を変化
させるバイパス弁へ信号圧を供給する中間圧導入通路の
一部を構成する溝と、前記シール面の溝に対応する位置
にスリットを有し前記シール面の間に挟みこまれて締結
されるガスケットを備え、前記ガスケットは、前記スリ
ットの外側の外周縁に沿う領域に大なる面圧が発生する
と共に、前記スリットの内側の内周縁に沿う領域に、前
記外周縁に沿う領域の大なる面圧より小さく且つガスケ
ット上の他の部分よりも大なる面圧が発生するように構
成されていることを特徴とする。

【００１０】

【作用】外部動力によってロータが回転駆動されると、
シリンダ空間の内壁面とベーンとによって形成される作
動室が拡大して吸入室から流体を吸入し、次いで縮小す
るときに流体を圧縮して吐出する。バイパス弁は圧縮の
途中の流体を吸入室へ放出することによって圧縮機の吐
出容量を変化させるが、それを操作するための信号圧が
ガスケットを挟み込んだシール面の中間圧導入通路を通
ってバイパス弁に供給される。中間圧導入通路はシール
面の溝とガスケット上の対応位置に設けられたスリット
によって形成されており、この通路に導かれる圧力の高
い流体は外部のみならず内部の吸入室へも漏洩する恐れ
がある。しかしながら本発明においては、ガスケットに
設けられたスリットの外側の外周縁に沿う領域に大なる
面圧が発生すると共に、スリットの内側の内周縁に沿う
領域に、前記外周縁に沿う領域の大なる面圧より小さく
且つガスケット上の他の部分よりも大なる面圧が発生す
るように構成しているので、スリットの外側の外周縁に
沿う面圧の大なる領域によって外部に対する流体の漏洩
を完全に防止すると共に、それよりは小さい面圧を発生
するスリットの内側の内周縁に沿う領域によって、中間
圧導入通路から吸入室への内部漏洩も防止する。

【００１１】本発明においては、ガスケットの各領域毎
に発生する面圧の大きさの序列を設けているので、ガス
ケットの表面の全域にわたって面圧が低下して中間圧導
入通路から圧力差の大きい外部へ流体が漏洩するという
ような恐れもないし、中間圧導入通路から内部の吸入室
への漏洩も有効に防止されることによって、吸入圧、及
び吐出温度の過度の上昇が避けられる結果、圧縮機の性
能が向上する。

【００１２】

【実施例】図３〜図５に本発明を実施すべき可変容量型
圧縮機１１０の主要部分の構造が示されている。特にそ
の全体構造の縦断正面図である図３において、１１２は
フロントカバーであって、その取り付けシール面１１４
はガスケット１１６を介してフロントサイドハウジング
１３２のシール面１３４に押しつけられ、通しボルト１
３６等によって一体的に締結される。フロントカバー１
１２の取り付けシール面１１４には、中間圧導入通路１
１８の一部となる溝１２０が、取り付けシール面１１４
の略半周にわたって設けられている。

【００１３】図４は、図３におけるフロントカバー１１
２を取り外してフロントサイドハウジング１３２の側面
などの圧縮機本体側を見たもので、フロントサイドハウ
ジング１３２のシール面１３４にガスケット１１６を取
り付けた状態を示している。ガスケット１１６には、フ
ロントカバー１１２の取り付けシール面１１４に設けら
れた溝１２０と略一致するスリット１２２が設けられて
おり、溝１２０と共に中間圧導入通路１１８を構成す
る。中間圧導入通路１１８は、図４におけるＶ−Ｖ断面
図である図５において詳細に示されているバイパス弁１
４０の圧力室１４２まで通じており、吐出圧（高圧）と
吸入圧（低圧）との間の中間圧の冷媒を導いて、信号圧
として圧力室１４２へ供給するようになっている。

【００１４】バイパス弁１４０は、フロントサイドハウ
ジング１３２と一体的に形成されたシリンダ室１４４の
中で摺動変位するピストン状の弁体１４６を有し、前記
のように弁体１４６の上に形成されている圧力室１４２
には中間圧導入通路１１８から信号圧を受け入れると共
に、弁体１４６の下側の空間は低圧の吸入室１２４に連
通している。更に、弁体１４６は圧縮スプリング１４８
によって圧力室１４２を縮小させる方向に付勢されてい
る。シリンダ室１４４の壁面には、弁体１４６によって
開閉されるバイパス入口１５０（図示例では２個）と、
同じく弁体１４６によって開閉されるバイパス出口１５
２とが設けられており、バイパス入口１５０は可変容量
型圧縮機１１０のシリンダの作動室側に開口すると共
に、バイパス出口１５２はフロントカバー１１２の中に
形成された吸入室１２４の側に開口しており、バイパス
出口１５２には圧力変動を抑制するためのカバー部材１
５４が、ボルト１５６によって取り付けられている。

【００１５】図３に戻って、フロントサイドハウジング
１３２と締結されるセンターハウジング（シリンダ）１
６０にはシリンダ空間１６２が形成されており、その中
の偏心した位置に、シャフト１６４と一体のロータ１６
６が軸受けされている。ロータ１６６には数枚のベーン
１６８が出没自由に取り付けられており、それらの先端
はシリンダ空間１６２の壁内面上を摺動し、それによっ
て隣接するベーン１６８相互の間に、ロータ１６６の回
転と共に容積が変化する作動室１７０が構成される。セ
ンターハウジング１６０の上部には吐出室ハウジング１
７２が取り付けられ、その中に吐出室１７４が形成され
る。なお１７６は吐出弁を示す。

【００１６】図３において、１７８はセンターハウジン
グ（シリンダ）１６０と締結されるリヤサイドハウジン
グ、１８０はリヤサイドハウジング１７８の更に外側に
締結され内部にオイル分離室１８２を形成するリヤカバ
ー、１８４は吐出室１７４及びオイル分離室１８２と連
通し、圧縮された高圧の冷媒を凝縮器の方へ送り出す吐
出ポートである。そして、フロントカバー１１２、フロ
ントサイドハウジング１３２、センターハウジング１６
０、リヤサイドハウジング１７８、及びリヤカバー１８
０は、数本の通しボルト１３６によって締結されること
により、全体が一体化された可変容量型圧縮機１１０の
外殻を構成するが、これらのうち、フロントサイドハウ
ジング１３２、センターハウジング１６０、及びリヤサ
イドハウジング１７８は、一体としてシリンダ空間１６
２を構成するものであるから、本発明においては、これ
らを総称して「ハウジング」と呼んでいる。

【００１７】可変容量型圧縮機１１０が空調装置の冷媒
圧縮機として使用された時は、図示しない蒸発器から戻
ってくる低温、低圧の冷媒ガスは吸入室１２４に入り、
図４に示す吸入口１８８から複数のベーン１６８の間に
形成される作動室１７０の中へ吸入される。シャフト１
６４が駆動されてロータ１６６が偏心位置で回転するこ
とにより、ベーン１６８の間に形成される作動室１７０
は、容積が拡大して冷媒を前記のように吸入したあと、
吸入口１８８の位置から外れることによって密閉され、
次に容積が縮小することによって冷媒を圧縮し、吐出室
１７４へ高温、高圧の冷媒ガスを吐出する。吐出された
高圧の冷媒ガスは、オイル分離室１８２及び吐出ポート
１８４を経て図示されない凝縮器へ送られ、冷却されて
液体冷媒となり、冷凍サイクルを循環して熱を搬送す
る。

【００１８】吐出量（流量）が目標値を越えるまで、図
５に示すバイパス弁１４０の圧力室１４２には、吐出圧
に近い高圧が信号圧として中間圧導入通路１１８を介し
て供給されており、それによってピストン状の弁体１４
６は圧縮スプリング１４８に抗して押し下げられ、バイ
パス入口１５０とバイパス出口１５２との間の連通を遮
断するので、シリンダの作動室１７０の圧力が途中で低
下することはない。可変容量型圧縮機１１０の吐出量が
目標値を越えると、その程度に応じて中間圧導入通路１
１８の圧力は、図示しない圧力制御弁の作用によって減
圧されて吸入室１２４の圧力（低圧）に近づく。従っ
て、ピストン状の弁体１４６は圧縮スプリング１４８に
押されて圧力室１４２を縮小するように上方へ移動し、
バイパス入口１５０とバイパス出口１５２との間に連通
が生じることによって、作動室１７０で圧縮された冷媒
の一部が、カバー部材１５４を通って吸入室１２４へ放
出され、吐出室１７４へ吐出される冷媒の量が減少す
る。可変容量型圧縮機１１０はこのようにして吐出容量
を自由に変更することができる。

【００１９】次に、本発明の要部であるガスケット１１
６の第１実施例を説明する。第１実施例のガスケット１
１６は図１に示されており、図１におけるII−II断面が
図２の（ａ）と（ｂ）に示されている。ガスケット１１
６は、従来と同様に、一枚又は重ね合わせられた薄い金
属板、ゴム或いは合成樹脂材料、場合によってはアスベ
ストのような無機質材料等の一つ又はそれらの組み合わ
せからなり、中間圧導入通路１１８の一部を構成する幾
つかのスリット１２２を略半周にわたって直列的に設け
られている。また、外周縁に沿って図１に鎖線ａ−ｂ−
ｃ−ｄ−ｅで示すような一連の突条１２６が形成されて
いて、フロントカバー１１２がボルト穴１２８を通る数
本のボルト１３６（図３参照）によってフロントサイド
ハウジング１３２に締結されることによって、フロント
カバー１１２の取り付けシール面１１４とフロントサイ
ドハウジング１３２のシール面１３４との間を密封する
ようになっていることは、先に図１２を参照して説明し
た従来例と実質的に同様である。

【００２０】第１実施例の特徴は、ガスケット１１６の
外周縁に沿う突条１２６に加えて、スリット１２２の内
側の内周部分１３０にも、特殊な突条１８６が鎖線ｆ−
ｇ−ｈ−ｉのように設けられていることである。外周縁
に沿う突条１２６は、図２の（ａ）に断面を示すよう
に、ガスケット１１６の全周にわたって同じ高さｈ₁ を
有しているが、内周部分１３０に特設される突条１８６
は、図２の（ｂ）に断面を示すように、その高さｈ₂ が
外周縁に沿う突条１２６の高さｈ₁ の６０パーセント程
度となるように低く形成されている。

【００２１】第１実施例のガスケット１１６はこのよう
に構成されているので、これをフロントカバー１１２の
取り付けシール面１１４とフロントサイドハウジング１
３２の取り付けシール面１３４との間に挟み込んだ状態
で通しボルト１３６を締めつけると、ガスケット１１６
の表面から最も高く突出している外周縁に沿う突条１２
６が、それと対向する取り付けシール面１１４又は１３
４に押し付けられて局部的な面圧が発生し、吸入室１２
４及び中間圧導入通路１１８から外部に向かって冷媒が
漏洩するのを防止し得る状態になる。通しボルト１３６
を締め込むと外周縁に沿う突条１２６は更に圧縮され、
その面圧が増加してシール性が高まるだけでなく、今度
は内周側の突条１８６も対向するシール面に接触し、外
周縁に沿う突条１２６よりは若干小さいながらも、中間
圧導入通路１１８と吸入室１２４との間の内部シールの
目的のためには十分な大きさの面圧を発生する。このよ
うにして、通しボルト１３６を単に締めつけるだけで、
内外の突条１８６及び１２６と相手方のシール面１１４
又は１３４との間に、大小の差がある面圧が自動的に与
えられ、冷媒は外部に対しては勿論、内部の吸入室１２
４へも漏洩する恐れがなくなる。また、内周側の突条１
８６に生じる面圧は比較的小さいから、それによって、
外周縁に沿う突条１２６に生じる面圧が減少する分は僅
かであり、内部漏洩を防止した代わりに外部漏洩が発生
するというようなことはない。

【００２２】図６は本発明によるガスケット１１６の第
２実施例を示すもので、その平面図形は図１と大差がな
いので、ここでは重複を避けるために省略する。第２実
施例のガスケット１１６は、シール性を高めるために折
れ曲がって段差を有する断面形を有する。段差によって
生じた角部１９０及び１９２は、第２実施例のガスケッ
ト１１６がフロントカバー１１２とフロントサイドハウ
ジング１３２の各シール面１１４及び１３４の間で締め
付けられることによって、あたかも第１実施例の突条１
２６及び１８６と同じような働きをする。つまり、角部
１９０及び１９２の部分においては面圧が他の部分より
も高くなり、それによってシール性を高めるのである。

【００２３】そして、外周縁に沿う部分において、図６
（ａ）に示したようにｈ₃ だけの段差を与えたとき、ス
リット１２２の内側となる内周部分１３０においては、
それよりも小さい段差ｈ₄ を与えることによって、第１
実施例について説明したのと同様な理由で、中間圧導入
通路１１８から外部への冷媒の漏洩を完全に防止しなが
ら、内部（吸入室１２４）への漏洩も十分に阻止するこ
とが可能となる。

【００２４】図７及び図８は本発明によるガスケット１
１６の第３実施例を示すもので、従来と同様に外周縁に
沿う突条１２６を設ける一方、スリット１２２の内側と
なるガスケット１１６の内周部分１３０の幅を外周部分
の幅に比して格段に狭くした点に特徴がある。たとえ
ば、外周部分の幅ｗ₁ が数ｍｍであるとき、内周部分１
３０の幅ｗ₂ を１ｍｍ前後とする。図８において（ａ）
は突条１２６を有するガスケット１１６の外周部分の断
面を、同じく（ｂ）は内周部分１３０の断面を示してい
る。内周部分１３０の幅ｗ₂ が小さくなると荷重の担持
面積が小さくなるために、内周部分１３０の面圧は、外
周縁に沿う突条１２６における面圧程の大きさではなく
ても、突条を設けない部分よりは大きくなる。従って、
この部分が中間圧導入通路１１８であるスリット１２２
から吸入室１２４への冷媒の漏洩を防止する作用をす
る。外部への冷媒の漏洩は外周縁に沿う突条１２６によ
って完全に防止され、その作用は幅の狭い内周部分１３
０の存在によって実質的に弱められることはない。な
お、ガスケット１１６の内周部分１３０の幅を狭くする
のに伴って、それと接触するフロントサイドハウジング
１３２やフロントカバー１１２のシール面１１４、１３
４の幅も狭くすることができることは言うまでもない。

【００２５】図９及び図１０は本発明の第４実施例を示
すもので、この例はガスケット１１６は従来のものを使
用する代わりに、フロントカバー１１２の取り付けシー
ル面１１４、或いは、フロントサイドハウジング１３２
のシール面１３４の方に改良を加えたものである。図９
に見られるように、フロントカバー１１２の取り付けシ
ール面１１４における溝１２０（中間圧導入通路１１
８）の内側のランド部である内周部分１９４には、図１
０に例示されているような溝１９６を略半周にわたって
設ける。溝１９６の幅と深さは、いずれも例えば１〜２
ｍｍ程度とする。図１０に示した溝１９６の断面形は楔
形となっているが、必ずしもそれに限る必要はない。溝
１９６を設けることによって、内周部分１９４の有効な
幅は狭くなり、第３実施例の場合と同様に、取り付けシ
ール面１１４の中でも内周部分１９４とガスケット１６
との接触面圧は他の部分に比して少し高くなる。従っ
て、中間圧導入通路１１８から吸入室１２４への冷媒の
漏洩は防止される。中間圧導入通路１１８から外部への
漏洩は、従来のガスケット１６にも設けられている外周
縁に沿う突条２６によって完全に阻止される。

【００２６】

【発明の効果】本発明を実施することにより、可変容量
型圧縮機における圧縮流体の外部漏洩及び内部漏洩はい
ずれも確実に防止することができる。特に、バイパス弁
のための中間圧導入通路から吸入室への内部漏洩が防止
されることから、吸入圧や吐出温度の異常な上昇を避け
ることができ、圧縮機の運転性能も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例によるガスケットを示す平
面図である。

【図２】（ａ）、（ｂ）とも図１のII−II部の拡大断面
図である。

【図３】可変容量型圧縮機の全体構造を示す縦断面図で
ある。

【図４】図３の可変容量型圧縮機の一部を取り外して見
た側面図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ部のバイパス弁を示す断面図であ
る。

【図６】（ａ）、（ｂ）とも本発明の第２実施例による
ガスケットの一部を拡大して示す断面図である。

【図７】本発明の第３実施例によるガスケットを示す平
面図である。

【図８】（ａ）、（ｂ）とも図７のVIII−VIII部の拡大
断面図である。

【図９】本発明の第４実施例による可変容量型圧縮機の
一部を取り外して示す側面図である。

【図１０】図９のＸ−Ｘ部の溝を示す断面図である。

【図１１】従来の可変容量型圧縮機の一部を取り外して
示す側面図である。

【図１２】図１１の可変容量型圧縮機に使用されるガス
ケットを示す断面図である。

【符号の説明】

１０…従来の可変容量型圧縮機 １６…従来のガスケット ２６…外周縁に沿う突条 ３０…内周部分 １１０…本発明の可変容量型圧縮機 １１２…フロントカバー １１４、１３４…取り付けシール面 １１６…ガスケット １１８…中間圧導入通路 １２０…溝 １２２…スリット １２４…吸入室 １２６…突条 １３０…内周部分 １３２…フロントサイドハウジング １４０…バイパス弁 １６２…シリンダ空間 １６８…ベーン １７０…作動室 １８６…内周側の突条 １８８…吸入口 １９０、１９２…角部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ空間を内部に形成するハウジン
   グと、前記シリンダ空間内で回転するように軸承された
   ロータと、前記シリンダ空間の内壁面上を摺動するよう
   に前記ロータによって支持されたベーンと、流体を圧縮
   するために前記シリンダ空間の内壁面と前記ベーンとに
   よって形成される作動室と、前記ハウジングの一側に形
   成された取り付けシール面と、前記シール面に適合する
   取り付けシール面を有し圧縮すべき流体を前記シリンダ
   空間の前記作動室へ吸入させるための吸入室を内部に形
   成するフロントカバーと、前記シール面のいずれか又は
   双方に設けられて吐出容量を変化させるバイパス弁へ信
   号圧を供給する中間圧導入通路の一部を構成する溝と、
   前記シール面の溝に対応する位置にスリットを有し前記
   シール面の間に挟みこまれて締結されるガスケットを備
   え、前記ガスケットは、前記スリットの外側の外周縁に
   沿う領域に大なる面圧が発生すると共に、前記スリット
   の内側の内周縁に沿う領域に、前記外周縁に沿う領域の
   大なる面圧より小さく且つガスケット上の他の部分より
   も大なる面圧が発生するように構成されていることを特
   徴とする可変容量型圧縮機。