JP2008064035A - ピストン式圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機の圧力変動に伴ってシール部材の面圧に変化が生じても、該面圧変化によるビードの形状変化量を抑え、シール部材の損傷を防止すること。
【解決手段】シリンダブロック１１とリヤハウジング１６との間に、高さの異なるビードを有するガスケット１４，１５を配置する。具体的には、シリンダブロック１１の各シリンダボア２５に対応するように形成したガスケット１４の内部ビード４５とリヤハウジング１６の吸入室２８及び吐出室２９の間に対応するように形成したガスケット１５の内部ビード４９の各ビード高さを、各ガスケット１４，１５の外周縁に沿うように形成した外部ビード４４，４８のビード高さよりも低く設定する。これにより、外部ビード４４，４８は圧縮機の気密性を確保し得る面圧を発生し、内部ビード４５，４９については面圧に変化が生じても、その変化に伴うビードの変化量（変形と復元）が小さくなり、損傷を防止できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、シリンダブロックとリヤハウジングとの間にシール部材を介在させたピストン式圧縮機に関するものである。

二酸化炭素を冷媒とする冷凍サイクルは冷媒が高圧状態で循環されることから、この種の冷凍サイクルに用いる圧縮機では冷媒の漏洩を防止し得るよう気密性を確保する必要がある。このため、従来においては、圧縮機のハウジング構成材の接合部位（例えば、シリンダブロックとリヤハウジングの間）に、ビードを形成したシール材（ガスケットやパッキン）を介在させ、ハウジング構成材同士を締結具によって締結固定している（例えば、特許文献１を参照）。

図５（ａ）は、特許文献１に開示された圧縮機６０の要部、特にシリンダブロック６１とリヤハウジング６２の接合部位を示したものである。図５（ａ）に示すように、シリンダブロック６１に形成されたシリンダボア６３内には、冷媒を圧縮する圧縮室６４が画成されるとともに、ピストン６５がシリンダボア６３内を移動可能に収容されている。また、リヤハウジング６２には、吸入室６６と吐出室６７が画成されており、吸入室６６は吸入通路６８によって圧縮室６４に連通されているとともに、吐出室６７は吐出通路６９によって圧縮室６４に連通されている。また、シリンダブロック６１とリヤハウジング６２の間には、ガスケット７０と、吸入弁７１と、弁板（バルブプレート）７２と、吐出弁７３と、ガスケット７４が介在されている。そして、図示しないフロントハウジングと、シリンダブロック６１と、ガスケット７０，７４と、吸入弁７１と、弁板７２と、吐出弁７３と、リヤハウジング６２は、複数本の締結ボルト７５により所定の締結力をもって固定されている。また、ガスケット７０，７４と、吸入弁７１と、バルブプレート７２と、吐出弁７３と、リテーナ７６は、ボルト７７により固定されている。

図５（ｂ）は、シリンダブロック６１とリヤハウジング６２の間に介在されるガスケット７０を示したものである。なお、ガスケット７０とガスケット７４は、同一構成であるため、以下の説明ではガスケット７０の構成を中心に説明し、重複する説明を省略又は簡略する。ガスケット７０は、基材（金属板）７８の両面にゴム材７９を被覆して構成されており、所定部位にビード８０，８１，８２が形成されている。ビード８０は中央のボルト７７を貫通させる貫通孔８０ａを囲むように形成されているとともに、ビード８１は圧縮室６４と吸入通路６８及び吐出通路６９を連通させる貫通孔８１ａを囲むように形成されており、さらにビード８２はガスケット７０の外縁近傍であって、締結ボルト７５を貫通させる貫通孔７５ａの周縁に形成されている。そして、特許文献１では、ビード８０の高さを「ｈ１」、ビード８１の高さを「ｈ２」、ビード８２の高さを「ｈ３」とした場合、これらのビード８０，８１，８２の高さｈ１，ｈ２，ｈ３の関係がｈ１＞ｈ２＞ｈ３を満たすように各ビード８０，８１，８２を形成している。すなわち、特許文献１のガスケットは、圧縮機６０の外側（締結ボルト７５側）から内側に向かって高さが高くなるビードが形成されている。
特開２００５−３４４６２５号公報

ところで、ガスケット７０，７４は、締結ボルト７５の締結力によってシリンダブロック６１やリヤハウジング６２との圧接面の圧力（面圧）が所定圧となるように調整されている。しかしながら、圧縮機６０では、ピストン６５の上死点位置から下死点位置への移動により吸入室６６の冷媒が圧縮室６４に吸入されるとともに、その吸入された冷媒がピストン６５の下死点位置から上死点位置への移動により所定の圧力まで圧縮されて吐出室６７へ吐出される。このため、圧縮機６０では、冷媒の吸入行程と吐出行程において圧縮室６４と吸入室６６及び吐出室６７との間で圧力変動が生じる。したがって、この圧力変動により、シリンダブロック６１とリヤハウジング６２の間に介在される弁板７２に撓みが生じ、その影響を受けてガスケット７０，７４の面圧も変動することになる。このため、各ビード８０，８１，８２は、圧縮機６０の作動中の面圧変化により、シリンダブロック６１やリヤハウジング６２に対し圧接されて押し潰される変形と元の形状に戻る復元を繰り返し、その変形と復元の作用を受けて時間の経過とともに損傷（割れなど）する可能性がある。この面圧変化による影響は、圧縮機６０における冷媒の通過路（圧縮室、吸入室、吐出室など）の近くに配置されたビードほど受け易く、特許文献１のように冷媒の通過路の近くのビード８１を高く設定してしまうと該ビード８１の形状変化が大きくなり、さらに損傷し易くなってしまう。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、圧縮機の圧力変動に伴ってシール部材の面圧に変化が生じても、該面圧変化によるビードの形状変化量を抑え、シール部材の損傷を防止することができる圧縮機を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、ピストンを収容するとともに圧縮室が区画形成されるシリンダボアを複数有するシリンダブロックと、吸入圧領域及び吐出圧領域が区画形成されるハウジングと、前記シリンダブロックと前記ハウジングの間に挟持される弁・ポート形成体及びシール部材とを締結部材により一体的に締結して構成され、前記弁・ポート形成体には前記吸入圧領域と前記圧縮室とを連通させる吸入ポート及び前記吐出圧領域と前記圧縮室とを連通させる吐出ポートが形成されており、冷媒を前記吸入圧領域から前記吸入ポートを通して前記圧縮室に吸入し、圧縮後に前記吐出ポートを通して前記吐出圧領域に吐出する冷媒通路を有するピストン式圧縮機において、前記シール部材は、圧縮機内から圧縮機外への前記冷媒の漏洩を抑制する第１シール部と、隣り合う前記冷媒通路間の前記冷媒の漏洩を抑制する第２シール部を有し、前記第１シール部と前記第２シール部には、それぞれにビードを形成し、前記第２シール部のビード高さを、前記第１シール部のビード高さよりも低く設定したことを要旨とする。

これによれば、圧縮機の圧力変動による影響を受け易い部位（冷媒通路の周辺）に配置される第２シール部に面圧変化が生じても、該面圧変化による影響（ビードの形状変化量）が抑えられる。すなわち、第２シール部は、圧力変動により面圧が変化した場合、シリンダブロック及びリヤハウジングに対する接圧面に押し付けられるように変形したり、前記接圧面から離間するように復元したりする。しかし、本発明では、第２シール部のビード高さを、圧縮機の気密性を優先にしてビード高さを設定する第１シール部のビード高さよりも低く設定している。このため、第２シール部は、面圧に変化が生じても、変形及び復元に伴う形状変化量が小さくなる。したがって、圧縮機の圧力変動に伴ってシール部材の面圧に変化が生じても、該面圧変化によるビードの形状変化量を抑え、シール部材の損傷を防止することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のピストン式圧縮機において、前記第１シール部は、前記シリンダブロック及び前記ハウジングの各端面周縁に沿って配置されているとともに、該第１シール部の内側に前記第２シール部が配置されており、前記シリンダブロックと、前記シール部材と、前記ハウジングは、前記端面周縁の近傍に配置される前記締結部材により一体的に締結固定されていることを要旨とする。

これによれば、圧縮機の気密性を優先にしてビード高さを設定した第１シール部は、締結部材の締結力によってシリンダブロック及びリヤハウジングの接圧面に対し必要十分な面圧で押さえ付けられる。したがって、圧縮機の気密性を確実に確保できる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のピストン式圧縮機において、二酸化炭素を前記冷媒とする冷凍サイクルにおいて用いられることを要旨とする。
これによれば、冷媒が高圧状態で循環する二酸化炭素を冷媒とする冷凍サイクルにおいて、圧縮機の気密性を確保しつつ、さらにシール部材の損傷を防止することもできる。

本発明によれば、圧縮機の圧力変動に伴ってシール部材の面圧に変化が生じても、該面圧変化によるビードの形状変化量を抑え、シール部材の損傷を防止することができる。

以下、本発明を、二酸化炭素を冷媒とした車両空調装置の冷凍サイクルに用いられるピストン式圧縮機（以下、単に「圧縮機」と示す）に具体化した一実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。なお、以下の説明において圧縮機の「上」「下」「前」「後」は、図１に示す矢印Ｙ１の方向を上下方向とし、矢印Ｙ２の方向を前後方向とする。

図１は、圧縮機１０の縦断面図を示す。図１に示すように、圧縮機１０は、シリンダブロック１１と、該シリンダブロック１１の前端に接合されるフロントハウジング１２と、シリンダブロック１１の後端に弁・ポート形成体１３及びシール部材としてガスケット１４，１５を介して接合されるリヤハウジング１６の３つのハウジング構成材を備えている。これらのハウジング構成材は、略円筒状をなし、略同一外径で形成されている。弁・ポート形成体１３は、略円形をなし、前記ハウジング構成材と略同一外径で形成されたバルブプレート１７と、該バルブプレート１７の一方の片面（前面）に接合される吸入弁形成プレート１８と、該バルブプレート１７の他方の片面（後面）に接合される吐出弁形成プレート１９から構成されている。そして、シリンダブロック１１と、フロントハウジング１２と、弁・ポート形成体１３を構成するバルブプレート１７と、ガスケット１４，１５と、リヤハウジング１６には、それぞれに締結部材としての締結ボルトＢ１を貫通させる貫通孔ＢＴ１が形成されている。これにより、シリンダブロック１１と、フロントハウジング１２と、弁・ポート形成体１３と、ガスケット１４，１５と、リヤハウジング１６は、締結ボルトＢ１により一体的に締結固定されている。なお、締結ボルトＢ１は、複数（本実施形態では６本）設けられており、図１には１本の締結ボルトＢ１のみを図示している。なお、締結ボルトＢ１を貫通させる貫通孔ＢＴ１は、それぞれの部材の外縁部に形成されている。このため、本実施形態の圧縮機１０では、該圧縮機１０の外周部近傍に締結ボルトＢ１が配置され、前記ハウジング構成材が締結されている。

シリンダブロック１１とフロントハウジング１２との間には、クランク室２０が区画形成されている。シリンダブロック１１とフロントハウジング１２との間には、クランク室２０を挿通するようにして駆動軸２１がラジアルベアリング２１ａ，２１ｂを介して回転可能に支持されている。駆動軸２１は、車両の走行駆動源である図示しないエンジンに連結されている。

クランク室２０内において駆動軸２１には、円盤状をなすラグプレート２２が一体回転可能に固定されている。また、クランク室２０内には、円盤状をなすカムプレートとしての斜板２３が収容されている。斜板２３は、その中央部に挿通孔２３ｂが形成されており、該挿通孔２３ｂに駆動軸２１が挿通されることで該駆動軸２１に対し一体回転可能でかつ傾動可能に支持されている。ラグプレート２２と斜板２３の間には、ヒンジ機構２４が介在されている。そして、斜板２３は、ヒンジ機構２４を介したラグプレート２２との間でのヒンジ連結、及び駆動軸２１の支持により、ラグプレート２２及び駆動軸２１と同期回転可能であるとともに、駆動軸２１の軸方向（中心軸Ｔ方向）へのスライド移動を伴いながら駆動軸２１に対し傾動可能となっている。

シリンダブロック１１において駆動軸２１の中心軸Ｔ周りには、複数（本実施形態では５つ）のシリンダボア２５が等角度間隔で前後方向に貫通形成されている。片頭型のピストン２６は、各シリンダボア２５内に前後方向へ移動可能に収容されている。すなわち、圧縮機１０においてピストン２６は、シリンダボア２５と同数（本実施形態では５つ）設けられている。シリンダボア２５の前後開口は、弁・ポート形成体１３とピストン２６によって閉塞されており、このシリンダボア２５内にはピストン２６の前後方向への移動に応じて容積が変化する圧縮室２７が区画形成されている。

ピストン２６のストローク（ピストンストローク）は、ピストン２６の正面（図１では圧縮室２７に臨む面）にかかる圧力、すなわち圧縮室２７の圧力（シリンダボア２５内の圧力）と、ピストン２６の背面（図１ではクランク室２０に臨む面）にかかる圧力、すなわちクランク室２０内の圧力との差圧によって決定される。このため、ピストンストロークは、クランク室２０内の圧力を高くし、圧縮室２７とクランク室２０との差圧を大きくすることにより、斜板２３の傾斜角が小さくなることに伴って小さくなる。一方で、ピストンストロークは、クランク室２０内の圧力を低くし、圧縮室２７とクランク室２０との差圧を小さくすることにより、斜板２３の傾斜角が大きくなることに伴って大きくなる。

各ピストン２６は、一対のシュー２３ａを介して斜板２３の外周部に係留されている。したがって、駆動軸２１の回転によって斜板２３が回転すると、該斜板２３は駆動軸２１の中心軸Ｔ方向前後に揺動される。また、斜板２３の揺動によって、ピストン２６が前後方向に往復直線運動される。本実施形態の圧縮機１０では、クランク室２０、駆動軸２１、斜板２３、及びピストン２６などによって圧縮機構が構成されている。

リヤハウジング１６には、吸入圧領域としての吸入室２８と吐出圧領域としての吐出室２９がそれぞれ区画形成されている。吸入室２８は、吐出室２９の外方において該吐出室２９を囲むように形成されている。また、リヤハウジング１６には、吸入室２８に連通し、該吸入室２８へ冷媒を導入する吸入口２８ａが形成されているとともに、吐出室２９に連通し、該吐出室２９から冷媒を排出する吐出口２９ａが形成されている。

弁・ポート形成体１３を構成するバルブプレート１７には、各シリンダボア２５と対向する位置において、バルブプレート１７の径方向外寄りに吸入ポート３０が形成され、バルブプレート１７の径方向内寄りに吐出ポート３１がそれぞれ形成されている。また、弁・ポート形成体１３を構成する吸入弁形成プレート１８には、吸入ポート３０を開閉する吸入弁３２が形成されているとともに、吐出ポート３１に対応する位置に吐出孔３３が形成されている。また、弁・ポート形成体１３を構成する吐出弁形成プレート１９には、吐出ポート３１を開閉する吐出弁３４が形成されている。この吐出弁３４は、リテーナ３５によって開放位置が規制されるようになっている。そして、シリンダブロック１１とリヤハウジング１６の間には、ガスケット１４と、吸入弁形成プレート１８と、バルブプレート１７と、吐出弁形成プレート１９と、ガスケット１５と、リテーナ３５とがシリンダブロック１１側から順に配置され、締結ボルトＢ２によって一体的に締結固定されている。なお、ガスケット１４，１５と、吸入弁形成プレート１８と、バルブプレート１７と、吐出弁形成プレート１９と、リテーナ３５には、それぞれに締結ボルトＢ２を貫通させる貫通孔ＢＴ２が形成されている。また、吸入弁形成プレート１８は、吸入弁３２が吸入ポート３０の形成位置に対応するように固定されるとともに、吐出弁形成プレート１９は、吐出孔３３が吐出ポート３１の形成位置に対応するように固定される。

圧縮機１０には、抽気通路３６及び給気通路３７並びに制御弁３８が設けられている。抽気通路３６は、クランク室２０と吸入室２８とを接続する。給気通路３７は、吐出室２９とクランク室２０とを接続する。そして、給気通路３７の途中には、電磁弁よりなる周知の制御弁３８が配設されている。

また、圧縮機１０には、該圧縮機１０の外部に設けられる外部冷媒回路４０が接続されるようになっており、この外部冷媒回路４０により、リヤハウジング１６に形成された吸入口２８ａと吐出口２９ａが接続される。外部冷媒回路４０上には、凝縮器４０ａと、膨張弁４０ｂと、蒸発器４０ｃとが介在されている。外部冷媒回路４０（詳しくは、蒸発器４０ｃの出口側）から吸入口２８ａを介して吸入室２８へ導入された冷媒は、各ピストン２６の上死点位置から下死点位置への移動により、吸入ポート３０を通り、吸入弁３２を押し開けて圧縮室２７に吸入される（圧縮機１０の吸入行程）。そして、圧縮室２７に吸入された冷媒は、ピストン２６の下死点位置から上死点位置への移動により所定の圧力まで圧縮され、吐出ポート３１を通り、吐出弁３４を押し開けて吐出室２９に吐出される（圧縮機１０の吐出行程）。吐出室２９に吐出された冷媒は、吐出口２９ａを介して外部冷媒回路４０に排出される。本実施形態において圧縮機１０には、圧縮室２７と、吸入室２８と、吐出室２９と、吸入ポート３０と、吐出ポート３１により、冷媒を吸入圧領域から圧縮室２７に吸入し、圧縮後に吐出圧領域に吐出する冷媒通路が形成される。なお、前記冷媒通路は、１つの圧縮室２７（１つのシリンダボア２５）に対して１つ形成される。

圧縮機１０においては、制御弁３８の開度を調整することにより、給気通路３７を介したクランク室２０への高圧な冷媒の供給量と、抽気通路３６を介したクランク室２０からの冷媒の排出量（放出量）とのバランスが制御され、クランク室２０が調圧される。そして、クランク室２０の調圧により、斜板２３の傾斜角が変更される結果、ピストン２６のストロークが可変制御され、圧縮機１０の吐出容量が調節される。例えば、制御弁３８の弁開度が減少すると、クランク室２０の内圧が低下することにより、斜板２３の傾斜角が大きくなることに伴ってピストンストロークが大きくなり、圧縮機１０の吐出容量が増大される。逆に、制御弁３８の弁開度が増大すると、クランク室２０の内圧が上昇することにより、斜板２３の傾斜角が小さくなることに伴ってピストンストロークが小さくなり、圧縮機１０の吐出容量が減少される。すなわち、本実施形態の圧縮機１０は、斜板式の可変容量タイプとされている。

次に、本実施形態の圧縮機１０に採用されるガスケット１４，１５の具体的な構成を図２〜図４にしたがって説明する。
図２は、図１の要部、特に圧縮室２７、吸入室２８及び吐出室２９の周辺部位を拡大した図である。なお、図２は、締結ボルトＢ１による締め付け前の状態を示しており、締結後にはシリンダブロック１１とリヤハウジング１６の間の隙間はほぼ無くなる。図３（ａ）は、シリンダブロック１１とバルブプレート１７との間に挟持されるガスケット１４をシリンダブロック１１側（図１の矢印Ｙ２において後方を見る方向）から正面視した図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図４（ａ）は、リヤハウジング１６とバルブプレート１７との間に挟持されるガスケット１５をバルブプレート１７側（図１の矢印Ｙ２において前方を見る方向）から正面視した図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

最初に、シリンダブロック１１側に配置されて内側シール部材となるガスケット１４の構成を説明する。
ガスケット１４は、基材となる金属板４１の両面にゴム層４２ａ，４２ｂを被覆して構成されているとともに、図３（ａ）に示すように正面視円形の平板状に形成されている。ガスケット１４の外径は、前記ハウジング構成材やバルブプレート１７などと略同一径となっている。そして、ガスケット１４の中心位置には、締結ボルトＢ２を貫通させる貫通孔ＢＴ２が形成されているとともに、ガスケット１４において貫通孔ＢＴ２の周囲には複数（本実施形態では５つ）の貫通孔４３が等間隔ピッチで形成されている。これらの貫通孔４３は、シリンダボア２５の前後開口に対応する位置、すなわちシリンダボア２５に区画形成される圧縮室２７に対応する位置に形成されている。したがって、ガスケット１４がシリンダブロック１１とリヤハウジング１６との間に挟持された場合には、ガスケット１４の各貫通孔４３に対応して吸入ポート３０と吐出孔３３（吐出ポート３１）が配置されることとなる。また、ガスケット１４において該ガスケット１４の外周縁と各貫通孔４３の周縁との間には、締結ボルトＢ１を貫通させる複数（本実施形態では６つ）の貫通孔ＢＴ１が形成されている。

ガスケット１４には、その外周縁の近傍に凸状の第１シール部としての外部ビード４４が形成されている。外部ビード４４は、図３（ａ）に示すように、ガスケット１４の外周縁に沿って途切れることなく連続的に形成されているとともに、正面視した場合に略円形をなすように形成されている。また、ガスケット１４には、各貫通孔４３の外周縁の近傍に凸状の第２シール部としての内部ビード４５が形成されている。内部ビード４５は、各貫通孔４３のそれぞれに形成されており、内部ビード４５の形成数と貫通孔４３の形成数は同数となっている。また、各内部ビード４５は、図３（ａ）に示すように、それぞれの貫通孔４３の外周縁に沿って途切れることなく連続的に形成されているとともに、正面視した場合に略円形をなすように形成されている。

そして、外部ビード４４と内部ビード４５は、図２及び図３（ｂ）に示すように、同一方向に隆起した状態で形成されている。また、外部ビード４４と内部ビード４５は、何れもフルビードの形状で形成されている。また、外部ビード４４と内部ビード４５は、ガスケット１４をシリンダブロック１１とリヤハウジング１６の間に挟持した際、外部ビード４４が圧縮機１０の機外側に配置されるとともに、該外部ビード４４よりも機内側（内側）に内部ビード４５が配置されるようにそれぞれ形成されている。したがって、ガスケット１４の外部ビード４４は、圧縮機１０の機内側と機外側の間の冷媒の漏洩を抑制する機能を果たし、内部ビード４５は、隣り合う圧縮室２７間（隣り合う冷媒通路間）の冷媒の漏洩を抑制する機能を果たすことになる。

ガスケット１４は、ビード形成位置を外部ビード４４と内部ビード４５の形状に合致するように突出成形した金属板４１の両面にゴム層４２ａ，４２ｂを被覆して構成される。このため、ガスケット１４の表面には、外部ビード４４と内部ビード４５の形成部位（形成面）と各ビード４４，４５の非形成部位（非形成面）が形成されることになる。外部ビード４４と内部ビード４５の非形成部位は平坦になっている。

外部ビード４４は、そのビード高さを「ｈ１」とした場合、全周に亘ってビード高さｈ１となるように、すなわちビード高さが均等になるように突出形成されている。外部ビード４４のビード高さｈ１は、図３（ｂ）に示すように、ガスケット１４に形成されるビードの非形成部位から外部ビード４４の頂部までの高さを示す。前記高さは、頂部から垂線を降ろした場合における頂部から非形成部位と垂線の交点までの距離となり、本実施形態においてビード高さを規定する前記交点はビードの頂部側に位置するゴム層（例えば、ガスケット１４の場合はゴム層４２ａ）の面と垂線の交差部分となる。一方、各内部ビード４５は、そのビード高さを「ｈ２」とした場合、全周に亘ってビード高さｈ２となるように、すなわちビード高さが均等になるように突出形成されている。各内部ビード４５のビード高さｈ２は、図３（ｂ）に示すように、ガスケット１４に形成されるビードの非形成部位から内部ビード４５の頂部までの高さを示す。

そして、本実施形態においてガスケット１４の外部ビード４４と内部ビード４５は、これらのビード高さｈ１，ｈ２が、「ビード高さｈ２＜ビード高さｈ１」の関係を有するように、すなわち内部ビード４５の方が外部ビード４４よりもビード高さが低くなるように形成されている。

次に、リヤハウジング１６側に配置されて外側シール部材となるガスケット１５の構成を説明する。
ガスケット１５は、基材となる金属板４６の両面にゴム層４７ａ，４７ｂを被覆して構成されているとともに、図４（ａ）に示すように正面視円形の平板状に形成されている。ガスケット１５の外径は、前記ハウジング構成材やバルブプレート１７などと略同一径となっているとともに、ガスケット１４とも略同一径となっている。そして、ガスケット１５の中心位置には、吐出弁形成プレート１９を収容可能な大きさの貫通孔１５ａが形成されている。したがって、ガスケット１５がシリンダブロック１１とリヤハウジング１６との間に挟持された場合には、ガスケット１５の貫通孔１５ａに対応して吐出ポート３１が配置されることとなる。また、ガスケット１５において該ガスケット１５の外周縁と貫通孔１５ａの周縁との間には、締結ボルトＢ１を貫通させる複数（本実施形態では６つ）の貫通孔ＢＴ１が形成されている。また、ガスケット１５において貫通孔１５ａと貫通孔ＢＴ１の間であって、バルブプレート１７の各吸入ポート３０に対応する位置には、冷媒を通過させるための貫通孔１５ｂが形成されている。

ガスケット１５には、その外周縁の近傍に凸状の第１シール部としての外部ビード４８が形成されている。外部ビード４８は、図４（ａ）に示すように、ガスケット１５の外周縁に沿って途切れることなく連続的に形成されているとともに、正面視した場合に略円形をなすように形成されている。外部ビード４８は、図２に示すように、シリンダブロック１１とリヤハウジング１６との間に挟持されると、ガスケット１４の外部ビード４４と対向する位置に形成されている。また、ガスケット１５には、貫通孔１５ａの外周縁の近傍に凸状の第２シール部としての内部ビード４９が形成されている。内部ビード４９は、図４（ａ）に示すように、貫通孔１５ａを囲むように途切れることなく連続的に形成されているとともに、正面視した場合に略円形をなすように形成されている。

そして、外部ビード４８と内部ビード４９は、図２及び図４（ｂ）に示すように、同一方向に隆起した状態で形成されている。また、外部ビード４８と内部ビード４９は、何れもフルビードの形状で形成されている。また、外部ビード４８と内部ビード４９は、ガスケット１５をシリンダブロック１１とリヤハウジング１６の間に挟持した際、外部ビード４８が圧縮機１０の機外側に配置されるとともに、該外部ビード４８よりも機内側（内側）に内部ビード４９が配置されるようにそれぞれ形成されている。したがって、ガスケット１５の外部ビード４８は、圧縮機１０の機内側と機外側の間の冷媒の漏洩を抑制する機能を果たし、内部ビード４９は、吸入室２８と吐出室２９の間（隣り合う冷媒通路間）の冷媒の漏洩を抑制する機能を果たすことになる。

ガスケット１５は、ビード形成位置を外部ビード４８と内部ビード４９の形状に合致するように突出成形した金属板４６の両面にゴム層４７ａ，４７ｂを被覆して構成される。このため、ガスケット１５の表面には、外部ビード４８と内部ビード４９の形成部位（形成面）と各ビード４８，４９の非形成部位（非形成面）が形成されることになる。外部ビード４８と内部ビード４９の非形成部位は平坦になっている。

外部ビード４８は、そのビード高さを「ｈ３」とした場合、全周に亘ってビード高さｈ３となるように、すなわちビード高さが均等になるように突出形成されている。外部ビード４８のビード高さｈ３は、図４（ｂ）に示すように、ガスケット１５に形成されるビードの非形成部位から外部ビード４８の頂部までの高さを示す。前記高さは、ガスケット１４の外部ビード４４のビード高さｈ１と同様に規定され、本実施形態において外部ビード４４のビード高さｈ１と外部ビード４８のビード高さｈ３は同一高さに設定されている。一方、内部ビード４９は、そのビード高さを「ｈ４」とした場合、全周に亘ってビード高さｈ４となるように、すなわちビード高さが均等になるように突出形成されている。内部ビード４９のビード高さｈ４は、ガスケット１４の内部ビード４５のビード高さｈ２と同様に規定され、本実施形態において内部ビード４５のビード高さｈ２と内部ビード４９のビード高さｈ４は同一高さに設定されている。

そして、本実施形態においてガスケット１５の外部ビード４８と内部ビード４９は、これらのビード高さｈ３，ｈ４が、「ビード高さｈ４＜ビード高さｈ３」の関係を有するように、すなわち内部ビード４９の方が外部ビード４８よりもビード高さが低くなるように形成されている。

前述のように構成したガスケット１４は、図２に示すように、シリンダブロック１１の端面に各ビード４４，４５が当接する状態で、シリンダブロック１１と弁・ポート形成体１３の間に配置される。また、ガスケット１５は、図２に示すように、リヤハウジング１６の端面に各ビード４８，４９が当接する状態で、リヤハウジング１６と弁・ポート形成体１３の間に配置される。そして、締結ボルトＢ１により締結固定すると、その時の締結力（軸力）に応じた面圧でガスケット１４の各ビード４４，４５がシリンダブロック１１の端面に押し付けられるとともに、ガスケット１５の各ビード４８，４９がリヤハウジング１６の端面に押し付けられる。

このとき、本実施形態のガスケット１４は、外部ビード４４と内部ビード４５の形状、具体的にはビード高さｈ１とビード高さｈ２を異ならせていることから、各ビード４４，４５のシール部位毎に面圧が異なっている。そして、ガスケット１４の場合には、機外側に配置する外部ビード４４のビード高さｈ１を内部ビード４５のビード高さｈ２よりも高く設定したことにより、外部ビード４４には内部ビード４５よりも高い面圧が発生する。同様に、ガスケット１５は、外部ビード４８と内部ビード４９の形状、具体的にはビード高さｈ３とビード高さｈ４を異ならせていることから、各ビード４８，４９によるシール部位毎に面圧が異なっている。そして、ガスケット１５の場合には、機外側に配置する外部ビード４８のビード高さｈ３を内部ビード４９のビード高さｈ４よりも高く設定したことにより、外部ビード４８には内部ビード４９よりも高い面圧が発生する。

これにより、本実施形態の圧縮機１０には、機内側から機外側に向かってガスケット１４，１５の面圧が高くなるシール構造が形成される。さらに、本実施形態の圧縮機１０では、締結ボルトＢ１がハウジング構成材の外周縁近傍に配置されている。このため、本実施形態の前記シール構造は、締結ボルトＢ１に近いビード（外部ビード４４，４８）ほどビード高さが高く、面圧も高くなる構造でもある。なお、ガスケット１４，１５に形成される各ビード４４，４５，４８，４９の各ビード高さｈ１〜ｈ４は、それぞれのシール部位において冷媒の漏洩を抑制する上で最低限必要な面圧を発生し得るように設定される。そして、発生させる面圧は、締結ボルトＢ１の締結力や冷媒の種類に応じて定められる。本実施形態の圧縮機１０のように二酸化炭素を冷媒とする場合には、冷媒としてフロンを用いる場合よりも必要な面圧は高くなる。

以下、本実施形態の圧縮機１０の作用を記載する。
圧縮機１０は、前述のように吸入室２８の冷媒が圧縮室２７に吸入されるとともに、その吸入された冷媒が圧縮室２７で圧縮されて吐出室２９へ吐出される。このため、圧縮機１０では、冷媒の吸入行程と吐出行程において圧縮室２７と吸入室２８及び吐出室２９の間での圧力変動によって圧力差が生じる。例えば、吸入行程においては、圧縮室２７と吸入室２８の間の圧力差はなくなるが、圧縮室２７と吐出室２９の間には圧力差が生じる。逆に、吐出行程においては、圧縮室２７と吐出室２９との間の圧力差はなくなるが、圧縮室２７と吸入室２８との間には圧力差が生じる。

この圧力変動により、バルブプレート１７には撓みが生じ、その影響を受けてガスケット１４，１５の面圧も変動する。すなわち、ガスケット１４，１５には、吸入行程においてシリンダブロック１１側へ押し付けられる力が作用し、吐出行程においてリヤハウジング１６側へ押し付けられる力が作用する。そして、圧力変動による面圧の変化は、吸入行程や吐出行程において吸入及び吐出される冷媒の圧力を受け易い冷媒の通過路の周辺に配置したビード（本実施形態では、内部ビード４５，４９）ほど、顕著に現れる。

しかし、本実施形態の圧縮機１０では、外部ビード４４，４８のビード高さｈ１，ｈ３と内部ビード４５，４９のビード高さｈ２，ｈ４を均一な高さに設定せずに、内部ビード４５，４９のビード高さｈ２，ｈ４を外部ビード４４，４８のビード高さｈ１，ｈ３よりも低く設定している。すなわち、冷媒の通過路の周辺に配置したビードの高さを低くしている。このため、内部ビード４５，４９は、圧力変動の影響により面圧が変化するように変形（接圧面側への押し付け）及び復元（接圧面からの離間）しても、ビード変化量（変形量と復元量）は小さくなる。その結果、ガスケット１４，１５は、圧縮機１０の作動中、吸入行程と吐出行程により繰り返し圧力変動が生じても、内部ビード４５，４９の変化量が小さくなるので、損傷し難くなる。

なお、冷媒通路からの冷媒の漏洩は、圧縮機１０の性能を維持できる範囲内で許容することが可能であるため、圧力変動の影響を受け易い内部ビード４５，４９については、ビード自体の損傷防止を優先したビード高さｈ２，ｈ４に設定することができる。その一方で、外部ビード４４，４８については、機外への冷媒の漏洩を防止する上で圧縮機１０の気密性を確保する必要があることから、該気密性を優先したビード高さｈ１，ｈ３に設定することができる。

したがって、本実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）冷媒の通過路の周辺に配置される内部ビード４５，４９のビード高さｈ２，ｈ４を、前記通過路から離れて配置される外部ビード４４，４８のビード高さｈ１，ｈ３よりも低く設定することにより、圧縮機１０の圧力変動によってビードの面圧に変化が生じても、その変化に伴う内部ビード４５，４９の変化量（変形量と復元量）が小さくなる。したがって、圧縮機１０の圧力変動に伴って内部ビード４５，４９の面圧に変化が生じても、該面圧変化によるビードの形状変化量を抑え、ガスケット１４，１５の損傷を防止することができる。

（２）また、外部ビード４４，４８については、圧縮機１０の気密性を優先し、該気密性を確保できる面圧を発生し得るビード高さｈ１，ｈ２に設定することで、圧縮機１０の気密性を確保できる。

（３）また、外部ビード４４，４８は、圧縮機１０の圧力変動の影響を受け難い締結ボルトＢ１の周辺に配置することで、締結ボルトＢ１の締結力によってシリンダブロック１１及びリヤハウジング１６の接圧面に対し必要十分な面圧で押さえ付けることができる。したがって、圧縮機１０の気密性を確実に確保できる。

（４）冷凍サイクルの冷媒として二酸化炭素を用いると、例えば冷媒としてフロンを用いた場合と比較して圧縮機１０の機内側の圧力が遙かに高くなり、高圧と低圧との差が大きくなって冷媒が漏洩し易くなる。このため、冷媒として二酸化炭素を用いた場合のガスケット１４，１５は、冷媒としてフロンを用いる場合よりも気密の確保が高次元で要求されることになる。したがって、本実施形態では、二酸化炭素を冷媒とする冷凍サイクルにおいて、外部ビード４４，４８によって圧縮機１０の気密性を確保しつつ、その一方で圧縮機１０の圧力変動による面圧の変化の影響を受け易い内部ビード４５，４９の損傷も防止できる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態において、各ビード４４，４５，４８，４９をハーフビード形状に変更しても良い。また、１つのガスケットにおいて、外部ビード及び内部ビードとしてフルビードとハーフビードを混在させても良い。

○ 実施形態において、各ガスケット１４，１５の構成を、平板状の金属板４１の両面にビードとなる凸部を成形したゴム層を被覆した構成に変更しても良い。
○ 実施形態は、片頭ピストン式圧縮機に代えて、両頭ピストン式圧縮機に具体化しても良い。

○ 実施形態において、圧縮機１０を、フロンなどの二酸化炭素以外の冷媒とした車両空調装置の冷凍サイクルに用いても良い。
○ 実施形態の圧縮機１０は、５気筒の圧縮機に具体化したが、気筒数を変更して具体化しても良い。

○ 実施形態では、ガスケット１４の内部ビード４５とガスケット１５の内部ビード４９のビード高さｈ２，ｈ４を同一高さに設定したが、異なるビード高さに設定しても良い。このように内部ビード４５，４９のビード高さｈ２，ｈ４を異ならせる場合、実施形態の圧縮機１０の構成では、ガスケット１４の内部ビード４５のビード高さｈ２をガスケット１５の内部ビード４９のビード高さｈ４よりも低く設定することが好ましい。すなわち、実施形態の圧縮機１０では、シリンダブロック１１側に配置されるガスケット１４のビード長（ビード面積）がガスケット１５よりも長く（大きく）なっており、面圧が分散され易くなっている。したがって、ガスケット１４の内部ビード４５の１つと、ガスケット１５の内部ビード４９の面圧を比較した場合には、ガスケット１４の内部ビード４５の方が低く圧力変動による影響を受け易いので、ビード高さｈ２を低く設定する。

○ 実施形態は、締結ボルトＢ１が圧縮機の中央寄りに配置される構成の圧縮機に適用しても良い。
○ 実施形態において、リヤハウジング１６の吸入室２８と吐出室２９の配置を逆にしても良い。すなわち、吸入室２８を囲むように吐出室２９を形成しても良い。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）シール部材は、シリンダブロックとバルブプレートの間に配置される内側シール部材と、リヤハウジングとバルブプレートの間に配置される外側シール部材からなり、内側シール部材と外側シール部材には第１シール部と第２シール部とがそれぞれに形成されており、内側シール部材の第２シール部は各シリンダボアの開口周縁を囲んで配置されて各圧縮室間の冷媒の漏洩を抑制し、外側シール部材の第２シール部材は吸入圧領域と吐出圧領域との間に配置されて吸入圧領域と吐出圧領域との間の冷媒の漏洩を抑制する。

（ロ）技術的思想（イ）において、内側シール部材の第２シール部のビード高さは、外側シール部の第２シール部のビード高さと同一高さ又は低い高さに設定されている。

ピストン式圧縮機を示す縦断面図。 ピストン式圧縮機の要部を拡大した縦断面図。 （ａ）はシリンダブロックに接圧されるガスケットを示す正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図。 （ａ）はリヤハウジングに接圧されるガスケットを示す正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。 （ａ）は従来の圧縮機の要部を拡大した縦断面図、（ｂ）は従来のガスケットを示す断面図。

符号の説明

１０…圧縮機、１１…シリンダブロック、１３…弁・ポート形成体、１４，１５…ガスケット、１６…リヤハウジング、１７…バルブプレート、１８…吸入弁形成プレート、１９…吐出弁形成プレート、２５…シリンダボア、２６…ピストン、２７…圧縮室、２８…吸入室、２９…吐出室、３０…吸入ポート、３１…吐出ポート、３３…吐出孔、４３…貫通孔、４４，４８…外部ビード、４５，４９…内部ビード、Ｂ１…締結ボルト、ＢＴ１，ＢＴ２…貫通孔、ｈ１〜ｈ４…ビード高さ。

Claims (3)

1. ピストンを収容するとともに圧縮室が区画形成されるシリンダボアを複数有するシリンダブロックと、吸入圧領域及び吐出圧領域が区画形成されるハウジングと、前記シリンダブロックと前記ハウジングの間に挟持される弁・ポート形成体及びシール部材とを締結部材により一体的に締結して構成され、前記弁・ポート形成体には前記吸入圧領域と前記圧縮室とを連通させる吸入ポート及び前記吐出圧領域と前記圧縮室とを連通させる吐出ポートが形成されており、冷媒を前記吸入圧領域から前記吸入ポートを通して前記圧縮室に吸入し、圧縮後に前記吐出ポートを通して前記吐出圧領域に吐出する冷媒通路を有するピストン式圧縮機において、
   前記シール部材は、圧縮機内から圧縮機外への前記冷媒の漏洩を抑制する第１シール部と、隣り合う前記冷媒通路間の前記冷媒の漏洩を抑制する第２シール部を有し、
   前記第１シール部と前記第２シール部には、それぞれにビードを形成し、
   前記第２シール部のビード高さを、前記第１シール部のビード高さよりも低く設定したことを特徴とするピストン式圧縮機。
2. 前記第１シール部は、前記シリンダブロック及び前記ハウジングの各端面周縁に沿って配置されているとともに、該第１シール部の内側に前記第２シール部が配置されており、
   前記シリンダブロックと、前記シール部材と、前記ハウジングは、前記端面周縁の近傍に配置される前記締結部材により一体的に締結固定されていることを特徴とする請求項１に記載のピストン式圧縮機。
3. 二酸化炭素を前記冷媒とする冷凍サイクルにおいて用いられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のピストン式圧縮機。

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