JP2006002716A - 圧縮機のシール構造 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数及び組付け工程の増加、圧縮機の増長化等を招くことなく、シール性を向上させる。
【解決手段】吸入弁１１と弁板１０とが隣接するように配置される圧縮機において、前記吸入弁１１及び前記弁板１０の接触面１１ａ，１０ａのうちの少なくとも一方に、シール材６５が印刷により一体成形されている。また、前記吸入弁１１のリード部５５が、その自由状態において前記吸入弁１１又は／及び前記弁板１１に印刷されたシール材６５の厚さｄ1よりも大きく前記弁板側１０にせり出している。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両用空調装置等に用いられる圧縮機のシール構造に関するものである。

従来の圧縮機においては、図１１に示すように、複数のボア１０４が穿設されたシリンダブロック１００と弁板１０１との間に吸入弁１０２及びガスケット１０３が挟持され、組付け時には弁板１０１と吸入弁１０２とが密接される。通常、前記弁板１０１及び吸入弁１０２は、共に金属からなる部材であるため、これら弁板１０１及び吸入弁１０２間でのシールは、金属−金属の密接によりなされることになる。また、図１２に示すように、弁板１０１と、吸入室１１３及び吐出室１１４が画成されたリアヘッド１１０との間に吐出弁１１１及びガスケット１１２が挟持され、組付け時には弁板１０１と吐出弁１１１とが密接される。通常、前記弁板１０１及び吐出弁１１１は、共に金属からなる部材であるため、これら弁板１０１及び吐出弁１１１間でのシールも、上記吸入弁１０１の場合と同様に、弁板１０１及び吐出弁１１１間でのシールが金属−金属の密接によりなされる。

また、流体の漏洩を防ぐことを目的とするガスケットに関する従来の技術として、ロータリスクリーン面が互いに対向して回転するように設置した一対のロータリスクリーンコータの該対向ロータリスクリーン面間を被塗布金属体を走行させてその両面に有機高分子塗料を部分的に塗布するガスケットの製造方法が開示されている（特許文献１参照）。これにより、高品質な金属ガスケットを高ライン速度・低コストで製造することができるとされている。
特開平１０−９６４７３号公報

上記のように、図１１及び図１２により示した従来の圧縮機においては、弁板１０１及び吸入弁１０２間が金属−金属の密接により構成されていることから、この部分におけるシール力が不足しがちであり、図１１中の矢印に示すように、特にボア１０４間での冷媒の漏洩が生じやすい。また、これと同様に、弁板１０１及び吐出弁１１１間においてもシール力が不足しがちであり、図１２中の矢印に示すように、特に吸入室１１３及び吐出室１１４間での冷媒の漏洩が生じやすい。これらの漏洩現象は、特にＣＯ₂等の高圧冷媒を使用する冷凍サイクルに用いられる圧縮機において顕著となる。上記不具合を解消するため、弁板１０１及び吸入弁１０２間、又は弁板１０１及び吐出弁１１１間に、例えば上記特許文献１に開示されるようなガスケットを介在させることも考えられるが、部品点数及び組付け工程の増加、また圧縮機の軸方向への増長化等の問題が生じる。

そこで、本発明は、部品点数及び組付け工程の増加、圧縮機の増長化等を招くことなく、シール性を向上させることを課題とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は、吸入弁と弁板とが隣接するように配置される圧縮機において、前記吸入弁及び前記弁板の接触面のうちの少なくとも一方に、シール材が印刷により一体成形されていることを特徴とするものである（請求項１）。

また、上記請求項１記載の構成において、前記吸入弁のリード部が、その自由状態において前記吸入弁又は／及び前記弁板に印刷されたシール材の厚さよりも大きく前記弁板側にせり出していることが好ましい（請求項２）。

また、上記請求項１又は２記載の構成において、前記吸入弁に前記シール材が印刷される場合において、該吸入弁の両面に該シール材が印刷されていてもよい（請求項３）。

また、上記請求項１〜３のいずれかに記載の構成において、前記吸入弁に前記シール材が印刷される場合において、該吸入弁のリード部には該シール材が印刷されていないことが好ましい（請求項４）。

また、本発明は、吐出弁と弁板とが隣接するように配置される圧縮機において、前記吐出弁及び前記弁板の接触面のうちの少なくとも一方に、シール材が印刷により一体成形されていることを特徴とするものである（請求項５）。

また、上記請求項５記載の構成において、前記吐出弁のリード部が、その自由状態において前記吐出弁又は／及び前記弁板に印刷されたシール材の厚さよりも大きく前記弁板側にせり出していることが好ましい（請求項６）。

また、上記請求項５又は６記載の構成において、前記吐出弁に前記シール材が印刷される場合において、該吐出弁の両面に該シール材が印刷されていてもよい（請求項７）。

また、上記請求項５〜７記載の構成において、前記吐出弁に前記シール材が印刷される場合において、該吐出弁のリード部には該シール材が印刷されていないことが好ましい（請求項８）。

また、上記請求項１〜８のいずれかに記載の構成において、前記弁板に前記シール材が印刷される場合においては、前記吸入弁又は／及び前記吐出弁のリード部と対峙する部分には、該シール材が印刷されていないことが好ましい（請求項９）。

また、上記請求項１〜９のいずれかに記載の構成において、前記印刷は、スクリーン印刷であることが好ましい（請求項１０）。

また、上記請求項１〜１０のいずれかに記載の構成において、前記シール材は、冷媒の漏洩を防止することを目的とするゴム等の弾性被膜であることが好ましい（請求項１１）。

また、上記請求項１〜１１のいずれかに記載の構成は、ＣＯ₂を冷媒とする冷凍サイクルにおいて用いられる圧縮機に適用されることが好ましい（請求項１２）。

上記請求項１記載の構成により、従来金属−金属の接触であった吸入弁と弁板との接触面を別体のガスケットなしでも確実にシールすることができ、また弁板及び吸入弁の接触面の面性状を従来よりもラフにすることができるので生産性を向上させることができる。

上記請求項２記載の構成により、組立て時に吸入弁のリード部と弁板との間に隙間が生じることを防ぐことができる。

上記請求項３記載の構成により、シリンダブロックに穿設されるボア間をシールするためのガスケットを削除することができる。

上記請求項４記載の構成により、吸入弁のリード部の開閉動作によってシール材が磨耗してしまうことを防止することができる。

上記請求項５，６，８記載の構成により、弁板と吐出弁との関係において、上記請求項１〜３の弁板と吸入弁との関係と同様の作用効果を得ることができ、上記請求項７記載の構成により、リアヘッドに画成される吸入室と吐出室との間をシールするためのガスケットを削除することができる。

上記請求項９記載の構成により、弁板側にシール材を印刷した場合において、吸入弁又は吐出弁のリード部の開閉動作によって該シール材が磨耗してしまうことを防止することができる。

上記請求項１０記載の構成により、本発明に係る製品を効率的に生産することができる。

上記請求項１１記載の構成により、弁板及び吸入弁間、又は弁板及び吐出弁間のシール性を確実に向上させることができる。

上記請求項１２記載の構成により、高圧条件下で稼働するＣＯ₂サイクル用の圧縮機においても、効果的に冷媒の漏洩を防止し、圧縮効率を向上させることができる。

以下、添付した図面を参照して本発明の実施例を説明する。

図１に示す本実施例に係る圧縮機１は、車両用空調装置に用いられＣＯ₂を冷媒とする冷凍サイクルの一部を構成するものであり、シリンダブロック２、フロントヘッド３、リアヘッド４、駆動軸５、斜板機構６、ピストン７、弁板１０、吸入弁１１、吐出弁１２等を有して構成されている。

シリンダブロック２は、略円筒形状の部材であり、同円周上に複数のボア２０が穿設され、このボア２０の内部に冷媒を圧縮するための圧縮室２１が画成される。フロントヘッド３は、前記シリンダブロック２の一端面を封止する部材であり、本構成においては、該シリンダブロック２を覆うように組み付けられるものが用いられている。リアヘッド４は、前記シリンダブロック２の他端面を封止する部材であり、その内部には吸入室２５及び吐出室２６が画成されており、これら吸入室２５と吐出室２６とは隔壁２７によって区画されている。駆動軸５は、略棒状の部材であり、前記シリンダブロック２及び前記フロントヘッド３に設けられたベアリング３０，３１やシール部材３２により回転自在に保持されると共に、そのフロントヘッド３から突出した部分がエンジンやモータ等の駆動源により回転されるプーリ３３と連結している。このプーリ３３は、前記フロントヘッド３のボス部３ａにベアリング３４を介して回転自在に外嵌されている。斜板機構６は、前記フロントヘッド３とシリンダブロック２により画成されるクランク室３５内に配置され、斜板３６、シュー３７、角度調節機構３８、スラストフランジ３９等を有して構成され、前記駆動軸５の回転力をピストン７の往復運動に転換させるものであり、また所定の条件に基づいて斜板３６の角度が調節されるようになされている。ピストン７は、前記シュー３７に揺動自在に連結されると共に、前記各ボア２０に摺動自在に嵌挿されている。

前記シリンダブロック２と前記リアヘッド４の間には、図２示すように、該シリンダブロック２側から、ガスケット１３、吸入弁１１、弁板１０、吐出弁１２、ガスケット１４の順に挟持されている。ガスケット１３及び１４は、金属板の両面にゴム等が被覆されて構成される周知のものであり、ガスケット１３には、前記圧縮室２１と、前記吸入室２５及び吐出室２６とを連通させる連通穴４５が穿設され、ガスケット１４には、前記吸入室２５と前記圧縮室２１とを連通させる吸入通路５０の一部を構成する吸入ポート４７、リテーナ６１が収まる大きさを有する穴４８が穿設されている。前記シリンダブロック２と前記吸入弁１１との間に配されるガスケット１３は、各圧縮室２１（ボア２０）間、及び圧縮室２１と大気間での冷媒の漏洩を防止し、前記吐出弁１２とリアヘッド４との間に配されるガスケット１４は、前記吸入室２５と前記吐出室２６との間、及び吸入室２５と大気間での冷媒の漏洩を防止する作用を奏する。

前記弁板１０は、金属からなる円盤状の部材であり、前記吸入通路５０の一部を構成する吸入ポート４１及び圧縮室２１と吐出室２６とを連通させる吐出通路５１の一部を構成する吐出ポート４２が穿設され、前記吸入弁１１及び前記吐出弁１２と隣接するように配置される。

前記吸入弁１１は、金属板により構成され、前記吸入通路５０を開閉するためのリード部５５を有すると共に、前記吐出通路５１の一部を構成する吐出ポート５６が穿設され、前記ガスケット１３及び前記弁板１０と隣接するように配置される。この吸入弁１１のリード部５５は、前記ピストン７の摺動に伴い変化する前記圧縮室２１と前記吸入室２５との差圧に応じて変位し、前記シリンダブロック２側に湾曲することにより前記吸入通路５０を開状態とし、前記弁板１０に当接することにより閉状態とする。

前記吐出弁１２は、金属板により構成され、前記吐出通路５１を開閉するためのリード部５９を有すると共に、前記吸入通路５０の一部を構成する吸入ポート６０が穿設され、前記弁板１０及び前記ガスケット１４と隣接するように配置される。この吐出弁１２のリード部５９は、前記ピストン７の摺動に伴い変化する前記圧縮室２１と前記吐出室２６との差圧に応じて変位し、前記リアヘッド４側に湾曲することにより前記吐出通路５１を開状態とし、前記弁板１０に当接することにより閉状態とする。また、前記吐出室２６内には、このリード部５９の開状態への変位を規制するリテーナ６１が設置されている。

前記弁板１０と前記吸入弁１１とは、図３に示すように、互いの接触面１０ａ，１１ａ同士が接触するように配される（同図中、シリンダブロック２と吸入弁１１との間に介在するガスケット１３は省略されている）。そして、本実施例においては、図４及び図５に示すように、前記吸入弁１１の接触面１１ａに弾性被膜（シール材）６５が印刷により一体成形されている。前記弾性被膜６５は、金属板からなる前記吸入弁１１の表面（接触面１１ａ）にスクリーン印刷法によりゴム等（高分子体）の薄膜を形成させたものである。また、前記弾性被膜６５は、図５に示すように、前記リード部５５が形成されている部分、即ち可動部分には印刷されていない。更に、前記リード部５５は、図４に示すように、その自由状態において、前記弁板１０側へせり出した形状となっており、前記弾性被膜６５の厚さをｄ1、該リード部５５のせり出し量をｄ2とする時、ｄ2＞ｄ1の関係が成り立つようになされている。また、前記ｄ1は０．１ｍｍ程度であることが好ましい。

上記本実施例に係る圧縮機１においては、吸入弁１１の弁板１０との接触面１１ａにゴム等の弾性被膜６５がスクリーン印刷により一体成形されていることにより、従来金属−金属の接触であった吸入弁１１と弁板１０との接触面を別体のガスケットなしでも確実にシールすることができ、また弁板１０及び吸入弁１１の金属面（接触面１０ａ及び１１ａ）の面性状を従来よりもラフにすることができるので生産性を向上させることができる。また、前記弾性被膜６５は、吸入弁１１のリード部５５には形成されていないことにより、このリード部５５の変位により弾性被膜６５が磨耗してしまうことはない。更に、前記リード部５５がその自由状態において前記弁板１０側へせり出した形状となっていることにより、組立時にこのリード部５５と弁板１０との間に隙間が生じることを防ぐことができる。

以下に、本発明の他の実施例について図面を参照して説明するが、上記実施例１と同一又は同様の箇所についてはその説明を省略する。図６及び図７に示す本実施例の構成においては、前記弁板１０の前記吸入弁１１との接触面１０ａに、ゴム等の弾性被膜６６がスクリーン印刷により一体成形されている。この弾性被膜６６は、図７に示すように、吸入弁１１のリード部５５と対峙する部分６７には印刷されていない。また、前記リード部５５は、図６に示すように、その自由状態において、弁板１０側へせり出した形状となっており、前記弾性被膜６６の厚さをｄ1、該リード部５５のせり出し量をｄ2とする時、ｄ2＞ｄ1の関係が成り立つようになされている。これにより、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

図８に示す本実施例の構成においては、前記吸入室２５がリアヘッド４内の中心側に画成されると共に、前記吐出室２６が外側に画成され、吐出弁１２の前記弁板１０との接触面１２ａに、ゴム等の弾性被膜６８がスクリーン印刷により一体成形されている。この弾性被膜６８は、吐出弁１２のリード部５９には印刷されていない。また、前記リード部５９は、その自由状態において、前記弁板１０側へせり出した形状となっており、前記弾性被膜６８の厚さをｄ1、該リード部５９のせり出し量をｄ2とする時、ｄ2＞ｄ1の関係が成り立つようになされている。これにより、従来金属−金属の接触であった弁板１０と吐出弁１２との接触面を別体のガスケットなしでも確実にシールすることができ、また弁板１０及び吸入弁１２の金属面（接触面１０ｂ及び１２ａ）の面性状を従来よりもラフにすることができるので生産性を向上させることができる。また、前記弾性被膜６８は、吐出弁１２のリード部５９には形成されていないことにより、このリード部５９の変位により弾性被膜６８が磨耗してしまうことはない。更に、前記リード部５９がその自由状態において前記弁板１０側へせり出した形状となっていることにより、組立時にこのリード部５９と弁板１０との間に隙間が生じることを防ぐことができる。

図９に示す本実施例の構成においては、前記吸入室２５及び前記吐出室２６の位置は上記実施例３と同様であると共に、弁板１０の前記吐出弁１２との接触面１０ｂに、ゴム等の弾性被膜７０がスクリーン印刷により一体成形されている。この弾性被膜７０は、吐出弁１２のリード部５９と対峙する部分７１には印刷されていない。また、前記リード部５９は、その自由状態において、前記弁板１０側へせり出した形状となっており、前記弾性被膜７０の厚さをｄ1、該リード部５９のせり出し量をｄ2とする時、ｄ2＞ｄ1の関係が成り立つようになされている。これにより、上記実施例３と同様の作用効果を得ることができる。

図１０に示す本実施例の構成においては、前記吸入弁１１の両面に弾性被膜７５，７６がスクリーン印刷されていると共に、前記吐出弁１２の両面に弾性被膜７７，７８がスクリーン印刷されている。これにより、上記他の実施例においては存在していたシリンダブロック２側のガスケット１３及びリアヘッド４側のガスケット１４を用いることなく十分なシール性を確保することができるので、更なる部品点数の削減及び装置の小型化を図ることができる。

以上のように、本発明によれば、部品点数及び組付け工程の増加、圧縮機の増長化等を招くことなく、弁板及び吸入弁間、又は弁板及び吐出弁間のシール性が向上された圧縮機を提供することができる。

本発明の実施例１における圧縮機の構造を示す断面図である。 実施例１におけるシリンダブロックとリアヘッドとの間の構成を示す一部拡大断面図である。 弁板と吸入弁の接触状態を示す図である。 実施例１における弁板と吸入弁の構造を示す図である。 実施例１における吸入弁の弁板との接触面の構造を示す図である。 実施例２における弁板と吸入弁の構造を示す図である。 実施例２における弁板の吸入弁との接触面の構造を示す図である。 実施例３における弁板と吐出弁の構造を示す図である。 実施例４における弁板と吐出弁の構造を示す図である。 実施例５におけるシリンダブロックとリアヘッドとの間の構成を示す図である。 従来の圧縮機における弁板と吸入弁の構造を示す図である。 従来の圧縮機における弁板と吐出弁の構造を示す図である。

符号の説明

１ 圧縮機
２ シリンダブロック
３ フロントヘッド
４ リアヘッド
１０ 弁板
１０ａ （吸入弁との）接触面
１０ｂ （吐出弁との）接触面
１１ 吸入弁
１１ａ （弁板との）接触面
１２ 吐出弁
１２ａ （弁板との）接触面
１３，１４ ガスケット
２０ ボア
２１ 圧縮室
２５ 吸入室
２６ 吐出室
４１，４７，６０ 吸入ポート
４２，４８，５６ 吐出ポート
４５ 連通穴
５０ 吸入通路
５１ 吐出通路
５５ （吸入弁の）リード部
５９ （吐出弁の）リード部
６５，６６，６８，７０，７５，７６，７７，７８ 弾性被膜（シール材）

Claims (12)

1. 吸入弁と弁板とが隣接するように配置される圧縮機において、
   前記吸入弁及び前記弁板の接触面のうちの少なくとも一方に、シール材が印刷により一体成形されていることを特徴とする圧縮機のシール構造。
2. 前記吸入弁のリード部が、その自由状態において前記吸入弁又は／及び前記弁板に印刷されたシール材の厚さよりも大きく前記弁板側にせり出していることを特徴とする請求項１記載の圧縮機のシール構造。
3. 前記吸入弁に前記シール材が印刷される場合において、該吸入弁の両面に該シール材が印刷されていることを特徴とする請求項１又は２記載の圧縮機のシール構造。
4. 前記吸入弁に前記シール材が印刷される場合において、該吸入弁のリード部には該シール材が印刷されていないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の圧縮機のシール構造。
5. 吐出弁と弁板とが隣接するように配置される圧縮機において、
   前記吐出弁及び前記弁板の接触面のうちの少なくとも一方に、シール材が印刷により一体成形されていることを特徴とする圧縮機のシール構造。
6. 前記吐出弁のリード部が、その自由状態において前記吐出弁又は／及び前記弁板に印刷されたシール材の厚さよりも大きく前記弁板側にせり出していることを特徴とする請求項５記載の圧縮機のシール構造。
7. 前記吐出弁に前記シール材が印刷される場合において、該吐出弁の両面に該シール材が印刷されていることを特徴とする請求項５又は６記載の圧縮機のシール構造。
8. 前記吐出弁に前記シール材が印刷される場合において、該吐出弁のリード部には該シール材が印刷されていないことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１つに記載の圧縮機のシール構造。
9. 前記弁板に前記シール材が印刷される場合において、前記吸入弁又は／及び前記吐出弁のリード部と対峙する部分には、該シール材が印刷されていないことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の圧縮機のシール構造。
10. 前記印刷は、スクリーン印刷であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の圧縮機のシール構造。
11. 前記シール材は、弾性被膜であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の圧縮機。
12. ＣＯ₂を冷媒とする冷凍サイクルにおいて用いられる圧縮機に適用されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の圧縮機のシール構造。
    

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