JP2005127476A - シール構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 冷媒の漏れを確実に防止して、シール性を確保し得るシール構造を提供する。
【解決手段】 同心円上の複数の部材２、６間をシールするＯリング５０と、上記複数の部材２、６のうちの少なくとも一方に設けられ上記Ｏリング５０を受容するＯリング受容部２ｂとを有するシール構造において、上記Ｏリング受容部２ｂにおける大気側に、上記Ｏリング５０のずれを防止するずれ防止手段２ｃを設けるようにした。
【選択図】 図２

Description

本発明は、シール構造に関し、例えば空気調和装置の分割されたハウジング同士を密封する軸シール構造に適用して好適なものである。

従来、例えば自動車の空気調和装置（以下、これを車両用空気調和装置と称する）においては図４に示すように、同心円上の複数の部材である分割されたハウジング１００のフロントハウジング１０１と、リアハウジング１０２とを密封する高圧ガスのシール部材としてＯリング１０３が使用されており、このＯリング１０３はフロントハウジング１０１のリアハウジング１０２と対向する面１０１ａに設けられたＯリング受容部としてのＯリング溝１０１ｂ内に嵌合されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−１３２８４７号公報

ところで、かかる車両用空気調和装置では、近年、環境問題の観点から、冷媒としてそれまで使用されていたフロンに替わり、いわゆる代替フロンであるＣＯ_２（二酸化炭素）を使用するように移行されてきている。

このように、ＣＯ_２を冷媒として使用する場合、車両用空気調和装置の圧縮機内における圧力は、フロンを冷媒として使用する場合の圧力（３〔MPa〕程度）に比べて格段と高い圧力（11〔MPa〕程度）になる傾向があるとともに、このＣＯ_２はフロンと比較してＯリング１０３として用いられるゴム部材に対する透過性が高い性質を有している。このため、ＣＯ_２を冷媒に用いるための様々な工夫が考案されている。

しかしながら、かかる特許文献１の技術では、長時間の使用に伴ってＯリング１０３が圧縮による永久歪みに起因して、図５（ａ）に示すように、フロントハウジング１０１とリアハウジング１０２との間の隙間１０４における大気側にはみ出して変形し、突出部１０３ａを発生させることが懸念される。

一般的に車両用空気調和機では、使用する冷媒が少なくなると冷媒の再封入を行うが、その際、一度ハウジング１００内を真空引きする。このとき、図５（ｂ）に示すように、Ｏリング１０３に対してハウジング１００の高圧側に向けた負圧がかかることにより、当該Ｏリング１０３が前記高圧側に引き寄せられるため、Ｏリング１０３に前記隙間１０４の大気側へはみ出す突出部１０３ａが形成されている場合、この突出部１０３ａが前記隙間１０４から外れてしまう。

従って、この後、車両用空気調和装置に冷媒を再封入し、Ｏリング１０３に大気側への圧力が加わる際、Ｏリング１０３の突出部１０３ａが前記隙間１０４に収まらないおそれがある。

このように、Ｏリング１０３の突出部１０３ａが隙間１０４に収まらないと、例えば図５（ｃ）に示すように、当該突出部１０３ａが折れ曲がることなどに起因して、フロントハウジング１０１とリアハウジング１０２とのシール面におけるＯリング１０３の密着性が不十分となることから、冷媒の漏れが生じ、シール性を確保するのが困難となる問題がある。

そこで、本発明は上述した問題点に鑑みてなされたもので、冷媒の漏れを確実に防止して、シール性を確保し得るシール構造を提供するものである。

請求項１にあっては、同心円上の複数の部材間をシールするＯリングと、上記複数の部材のうちの少なくとも一方に設けられ上記Ｏリングを受容するＯリング受容部とを有するシール構造において、上記Ｏリング受容部における大気側に、上記Ｏリングのずれを防止するずれ防止手段を設けるようにした。

請求項２にあっては、請求項１に記載のずれ防止手段が、上記Ｏリング受容部内方から外方に向けて傾斜した傾斜部でなるようにした。

請求項１によれば、同心円上の複数の部材間をシールするＯリングが配設されるＯリング受容部の大気側に、ずれ防止手段を設けるようにしたことにより、Ｏリングが経時的な圧縮による永久歪みによって変形するような場合においても、例えばこれら複数の部材内を真空引きする際に、Ｏリング受容部内をＯリングが移動することによるＯリングのずれを防止することができることから、複数の部材間のシール面におけるＯリングの密着性を十分に得られるため、冷媒の漏れを確実に防止して、シール性を確保し得るシール構造を提供することができる。

請求項２によれば、請求項１に記載のずれ防止手段が、上記Ｏリング受容部内方から外方に向けて傾斜した傾斜部でなるようにしたことにより、前記真空引きに起因してＯリングがＯリング受容部内を移動する際に、この傾斜部に沿ってＯリングが移動するため、Ｏリングに前記永久歪みによる変形が生じている場合においても、この変形に応じた位置にＯリングを収めることができ、複数の部材間のシール面におけるＯリングの密着性を格段と向上させることができる。

以下、本発明の一実施形態について図面に基づき詳述する。

図１〜図３は、本発明にかかるシール構造の一実施形態を示し、図１は本発明のシール構造を適用した圧縮機の概略構成を示す断面図、図２は図１の圧縮機におけるシール構造を拡大して示す断面図、図３は図２のシール構造におけるＯリングが移動する様子を示す断面図である。

図１において６０は本実施形態における圧縮機を示し、例えば、車両用空気調和装置の冷却システムに用いられる。そして、この圧縮機６０によって断熱圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、図外のコンデンサ（凝縮器）で液化し、膨張弁で断熱膨張し、エバポレータ（蒸発器）で冷風を作り出しながら加熱されて気化し、圧縮機６０に戻って断熱圧縮される。

この圧縮機６０は圧縮機ハウジング１を有しており、圧縮機ハウジング１は、周方向に配置された複数のシリンダボア３を有するシリンダブロック２と、シリンダブロック２の左側に配置され、シリンダブロック２との間にクランク室５を形成するフロントハウジング４と、シリンダブロック２の右側に吸入板３０、バルブプレート９、吐出板３１、リテーナ３２、ガスケット３３を挟んで配置され、冷媒吸入室７と冷媒吐出室８とを形成するリアハウジング６等から構成されている。

冷媒吸入室７は冷媒流路を介してエバポレータ側に接続されており、冷媒吐出室８は冷媒流路を介してコンデンサ側に接続されている。

クランク室５の内部には、ドライブシャフト１０に固定されたドライブプレート１１と、ドライブシャフト１０の外周に移動自在に弛み嵌合したスリーブ１２と、スリーブ１２にピン１３によって揺動自在に連結されたジャーナル１４と、ジャーナル１４の外周に螺着された斜板１５等が収容されている。

ジャーナル１４は、ドライブプレート１１の長孔１６にピン１７によって連結されており、ジャーナル１４（斜板１５）の揺動角度は、この長孔１６によって規制されている。

また、各シリンダボア３に嵌装されたピストン１８は、斜板１５を挟んだ一対のピストンシュー１９、１９を介して斜板１５に連結されており、このピストン１８は、クランク室５の周面と接触して形成されている回り止め部１８ａによって、シリンダボア３に対して回転するのを防止されるようになされている。

さらに、フロントハウジング４の左端部には、軸受け２１を介してプーリ２０が支承されている。プーリ２０の内周には第１駆動伝達プレート２２が螺着されており、ドライブシャフト１０の先端部には第２駆動伝達プレート２３が固定されている。

これらプレート２２、２３は、設定値以上の駆動トルクでは摺動可能に連結され、プーリ２０の回転をドライブシャフト１０に伝達するようにされている。

また、リアハウジング６には圧力調整手段４０が配置されており、この圧力調整手段４０はエバポレータ側の冷媒吸入室７とクランク室５との差圧を調整する。

斜板１５の傾斜角度は、圧力調整手段４０による冷媒吸入室７とクランク室５との差圧調整によって変化し、この傾斜角度変化に伴って各ピストン１８のストロークが変わり、冷媒ガスの吐出容量が制御されるようになされている。

ここで、同心円上の複数の部材である前記シリンダブロック２とリアハウジング６との接合部分には、図２に示すように、Ｏリング５０が設けられており、このＯリング５０はシリンダブロック２におけるリアハウジング６と対向する側面２ａに形成されたＯリング受容部２ｂに嵌合されている。

本実施形態の場合、Ｏリング受容部２ｂにおける大気側には、車両用空気調和装置の冷媒再封入に伴ってＯリング５０がＯリング受容部２ｂ内を移動する際に、当該Ｏリング５０のずれを防止するずれ防止手段としての傾斜部２ｃが設けられている。

Ｏリング５０は長時間使用することによって、図３（ａ）に示すように、経時的な圧縮による永久歪みに起因して、シリンダブロック２とリアハウジング６との間の隙間５１における大気側（図３における紙面下方側）に向けてはみ出した突出部５０ａを有するように変形する。

この状態で、車両用空気調和装置が前記冷媒の再封入を行うため圧縮機６０内を真空引きすると、図３（ｂ）に示すように、Ｏリング５０に対して圧縮機６０内方の低圧側（図３における紙面上方側）に向けた負圧がかかるため、Ｏリング５０がＯリング受容部２ｂ内を前記低圧側に向けて移動する。

そしてこの後、前記冷媒の再封入を行うと、図３（ｃ）に示すように、Ｏリング５０に対して前記大気側に向けた圧力が加わるため、当該Ｏリング５０がＯリング受容部２ｂ内を前記大気側に向けて移動する。

このとき、Ｏリング受容部２ｂの大気側には前記傾斜部２ｃが設けられていることから、Ｏリング５０の前記大気側への移動の際にこの傾斜部２ｃに沿って移動するため、突出部５０ａが折れ曲がることなく隙間５１の大気側へと収まり、前記冷媒の再封入前にあった状態（図３（ａ）参照）とほぼ同様の状態に戻る。

これにより、このシール構造では、シリンダブロック２とリアハウジング６との間のシール面におけるＯリング５０の密着性を十分に得られるため、圧縮機６０における冷媒の漏れを確実に防止して、シール性を確保することができる。

しかも、傾斜部２ｃが前記Ｏリング受容部２ｂの内方から外方に向けて傾斜してなるようにしたことにより、前記冷媒の再封入に起因してＯリング５０がＯリング受容部２ｂ内を移動する際に、Ｏリング５０を変形状態を保ってスムーズに移動させることができ、前記Ｏリング５０の突出部５０ａを隙間５１へと確実に収めることができるため、シリンダブロック２とリアハウジング６との間のシール面におけるＯリング５０の密着性を格段と向上させることができる。

このように、本実施形態のシール構造では、同心円上のシリンダブロック２とリアハウジング６との間をシールするＯリング５０が配設されるＯリング受容部２ｂの大気側に、ずれ防止手段としての傾斜部２ｃを設けるようにしたことにより、Ｏリング５０が経時的な圧縮による永久歪みによって変形するような場合においても、例えば圧縮機６０内を車両用空気調和機における冷媒の再封入に伴って真空引きする際に、Ｏリング５０がＯリング受容部２ｂ内を移動することによるＯリング５０のずれを防止することができることから、シリンダブロック２とリアハウジング６との間のシール面におけるＯリング５０の密着性を十分に得られるため、冷媒の漏れを確実に防止して、シール性を確保することができる。

しかも、ずれ防止手段としての傾斜部２ｃが、前記Ｏリング受容部２ｂ内方から外方に向けて傾斜してなるようにしたことにより、前記冷媒の再封入時の真空引きに起因して、Ｏリング５０がＯリング受容部２ｂ内を移動する際に、この傾斜部２ｃに沿って移動するため、Ｏリング５０に前記永久歪みによる変形が生じている場合においても、この変形に応じた位置にＯリング５０を収めることができ、シリンダブロック２とリアハウジング６との間のシール面におけるＯリング５０の密着性を格段と向上させることができる。

なお、本発明のシール構造を上述した実施形態を例に取って説明したが、本発明はこれに限ることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種実施形態を採用することができる。

例えば、上述の実施形態では、Ｏリング５０を圧縮機６０におけるシリンダブロック２とリアハウジング６との接合部分に設けるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他様々な軸シール部分に適用することができる。

本発明の一実施形態によるシール構造を適用した圧縮機の概略構成を示す断面図である。 図１の圧縮機におけるシール構造を拡大して示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は図２のシール構造におけるＯリングが移動する様子を示す断面図である。 従来のシール構造を概略的に示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は図４のシール構造におけるＯリングが移動する様子を示す断面図である。

符号の説明

２ シリンダブロック（部材）
２ｂ 環状溝（Ｏリング受容部）
２ｃ 傾斜部（ずれ防止手段）
６ リアハウジング（部材）
５０ Ｏリング
５０ａ 突出部
５１ 隙間
６０ 圧縮機

Claims (2)

1. 同心円上の複数の部材（２、６）間をシールするＯリング（５０）と、上記複数の部材（２、６）のうちの少なくとも一方に設けられ上記Ｏリング（５０）を受容するＯリング受容部（２ｂ）とを有するシール構造において、
   上記Ｏリング受容部（２ｂ）における大気側に、上記Ｏリング（５０）のずれを防止するずれ防止手段（２ｃ）を設けることを特徴とするシール構造。
2. 上記ずれ防止手段（２ｃ）が、上記Ｏリング受容部（２ｂ）内方から外方に向けて傾斜した傾斜部でなることを特徴とする請求項１に記載のシール構造。
   

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