JP2010133373A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】手間の増加やコスト上昇を抑え、Ｏリングにおけるシール性を維持できる圧縮機を提供することを目的とする。
【解決手段】電動圧縮機１０においては、Ｏリング４０Ｂの外周側に排出溝４２Ａ、４２Ｂを設け、主軸ホルダ１１Ｂとスクロールハウジング１１Ｃとの合わせ面ｆ２に水が侵入してきた場合、これを外部に排出する。これによって、合わせ面ｆ２に侵入した水により主軸ホルダ１１Ｂやスクロールハウジング１１Ｃが腐食するのを防ぎ、Ｏリング４０Ｂによるシール性を維持して、電動圧縮機１０の耐久性を高める。
【選択図】図２

Description

本発明は、車載用空気調和機を構成するスクロール型の圧縮機に関する。

スクロール型の圧縮機は、渦巻状のスクロール壁をそれぞれ有する固定スクロールと旋回スクロールとを備える。そして、固定スクロールに対して旋回スクロールを公転旋回運動させ、双方のスクロール壁の間に形成される圧縮室の容積を減少させることで、圧縮室内の流体の圧縮を行う。

このようなスクロール型の圧縮機は、空気調和機に多用されている。このうち、一般家屋の室内用空気調和機、あるいはビルディングや工場等の施設用のパッケージ型空気調和機は、固定スクロール、旋回スクロール等を収容するハウジングの合わせ目が、溶接により接合されている。
一方、車両用の空気調和機においては、固定スクロール、旋回スクロール等を収容するハウジングは、組立性、メンテナンス性等を考慮し、ハウジングが複数のハウジング分割体に分割され、これらハウジング分割体どうしをボルト等によって締結している。ここで、ハウジング分割体どうしの合わせ面には、Ｏリングやガスケットを介在させ、圧縮機内部からの冷媒の漏洩と、圧縮機外部からの異物、空気、水等の侵入を防止している（例えば、特許文献１〜３参照。）。

特開２００４−２９３５０７号公報 実開平６−３０４８５号公報 特公平６−４６０３２号公報

車載用空気調和機を構成する圧縮機は、一般に、車両のエンジンルーム内に搭載されているが、雨中走行時や、洗車時等に圧縮機に水がかかることがある。このため、図７に示すように、圧縮機１のハウジング分割体２どうしの合わせ面に、特にＯリング３によるシールが行われている場合、Ｏリング３の外周側には水が浸入してしまうことがある。圧縮機１のハウジング分割体２は、一般に金属製であり、Ｏリング３の外周側で対向するハウジング分割体２の金属表面２ａどうしは、完全には密着しないためである。
Ｏリング３の外周側に水が浸入し、そこにそのまま留まると、Ｏリング３の外周側において、ハウジング分割体２の金属表面２ａが腐食する。その腐食が進行して、Ｏリング３を収容するシール溝４にまで到達すると、Ｏリング３によるシール性が損なわれてしまう。

これを防止するため、Ｏリング３の外周側におけるハウジング分割体２どうしの密着性を高めることも考えられる。しかし、このために、ハウジング分割体２どうしを締結するボルトを増やしたのでは、組立の手間が増える。また、Ｏリングの外周側にコーキング剤等を塗布していたのでは、工程が増える。Ｏリングの外周側の部材表面の平滑度を上げると、その加工に手間がかかる。
このように、Ｏリングの外周側において、水の侵入を完全に防ぐのは、いずれも手間がかかり、生産コスト上昇、生産効率低下に繋がり、有効な問題の解決手段にはなり得ない。

本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、手間の増加やコスト上昇を抑え、Ｏリングにおけるシール性を維持できる圧縮機を提供することを目的とする。

かかる目的のもとになされた本発明は、車載用空気調和機を構成するスクロール型の圧縮機であって、圧縮機の外殻を形成するハウジングが、複数のハウジング分割体から構成され、複数のハウジング分割体どうしの合わせ面に、ハウジングの内部空間とハウジングの外部とを封止する環状のシール部材が設けられている。シール部材の少なくとも一方の側のハウジング分割体に、シール部材を収容するシール溝が形成される。そして、シール部材の一方または他方の側のハウジング分割体、つまりシール溝が形成された側のハウジング分割体、またはシール溝が形成されたハウジング分割体に対向する他方のハウジング分割体には、一端がシール溝に連続し、他端がハウジング分割体の外周部に臨み、合わせ面に侵入した水を排出する排出溝が形成されていることを特徴とする。
複数のハウジング分割体どうしの合わせ面に水が侵入した場合、一端がシール溝に連続し、他端がハウジング分割体の外周部に臨む排出溝から水を排出できるので、シール部材の外周側におけるハウジング分割体の腐食を防ぐことができる。

排出溝は、この圧縮機を車載した状態で、シール溝が最も側方に張り出す部分から、鉛直下方に向けて形成することができる。また、排出溝は、圧縮機を車載した状態で、シール溝の最も低くなる部分から、鉛直下方に向けて形成することもできる。

シール溝が形成されたハウジング分割体に排出溝が形成されている場合、排出溝の深さを、シール溝の深さの１／２未満とするのが好ましい。
一方、シール溝が形成されたハウジング分割体と対向する他方のハウジング分割体に排出溝が形成されている場合は、排出溝の深さを、シール部材の断面径とシール溝の深さとの差よりも小さくするのが好ましい。
いずれの場合においても、シール部材の潰し代を損なうことなく、シール性を確実に維持できる。

本発明によれば、ハウジング分割体に、一端がシール溝に連続し、他端がハウジング分割体の外周部に臨む排出溝を形成することで、複数のハウジング分割体どうしの合わせ面に水が侵入した場合に、この水を排出溝から外部に排出できる。これにより、シール部材の外周側におけるハウジング分割体の腐食を防ぐことができる。その結果、シール部材によるシール性を維持して、圧縮機の耐久性を高めることができる。
しかも、本発明は、ハウジング分割体に排出溝を形成するのみでよく、この排出溝は、シール溝を形成する際、同じ工程で加工を行うことが可能である。したがって、新たな加工工程を別途追加したりする必要もないので、生産効率を低減させることなく、低コストで上記効果を得ることができる。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１、図２は、本実施の形態における電動圧縮機１０の構成を示すための図である。
この図１、図２に示すように、電動圧縮機１０は、ハウジング１１の下部収容室１１ａにモータ２０およびスクロール式の圧縮部３０が収容され、上方に開口したハウジング１１の上部収容室１１ｂに、インバータユニット１２が収容され、上部収容室１１ｂの上方への開口は、カバー１７によって覆われている。

図１に示したように、電動圧縮機１０においては、下部収容室１１ａのモータ２０が設けられた側の側面に形成された冷媒吸入ポート（図示無し)からハウジング１１内に冷媒が導入され、圧縮部３０が設けられた側の端部に形成された冷媒吐出ポートＰ２から、圧縮部３０によって圧縮された冷媒を吐出する。

圧縮部３０は、モータ２０の固定子２１と回転子２２との相対回転によって回転駆動される主軸３１と、主軸３１とともに回転する旋回スクロール３２と、ハウジング１１に固定された固定スクロール３３と、を備える。
旋回スクロール３２、固定スクロール３３は、それぞれ円板状のベース３２ａ、３３ａの一面側に、渦巻状のスクロール壁３２ｂ、３３ｂが立設されている。これら旋回スクロール３２と固定スクロール３３は、スクロール壁３２ｂ、３３ｂを互いに組み合わせて、双方のスクロール壁３２ｂ、３３ｂ間に圧縮室を形成している。
旋回スクロール３２は、主軸３１の中心に対し、予め定められた寸法だけ偏心して設けられている。これにより、旋回スクロール３２は、モータ２０により主軸３１がその軸線周りに回転すると、主軸３１の中心に対し、偏心した寸法を半径とした回転（公転）を行う。なお、旋回スクロール３２が、公転しつつも、自転はしないよう、旋回スクロール３２と主軸３１との間には、オルダムリング３５が介在している。

このような電動圧縮機１０の外殻を形成するハウジング１１は、モータ２０および主軸３１、旋回スクロール３２を収容するハウジング本体（ハウジング分割体）１１Ａと、主軸３１および旋回スクロール３２を、ベアリング３６を介して回転自在に保持する主軸ホルダ（ハウジング分割体）１１Ｂと、固定スクロール３３を収容するスクロールハウジング（ハウジング分割体）１１Ｃとから構成されている。これらハウジング本体１１Ａ、主軸ホルダ１１Ｂ、スクロールハウジング１１Ｃは、それぞれ外周側に張り出したフランジ部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃにおいて、ボルト１５により一体に締結されている。

ここで、ハウジング本体１１Ａと主軸ホルダ１１Ｂとの合わせ面ｆ１、主軸ホルダ１１Ｂとスクロールハウジング１１Ｃとの合わせ面ｆ２には、それぞれ、ハウジング１１の内部空間と外部空間とを封止し、電動圧縮機１０の内部からの冷媒漏洩、外部から電動圧縮機１０内部への空気や水の侵入防止するため、環状のＯリング（シール部材）４０Ａ、４０Ｂが設けられている。

図２に示すものは、合わせ面ｆ２における、主軸ホルダ１１Ｂに設けられたＯリング４０Ｂである。Ｏリング４０Ｂは、主軸ホルダ１１Ｂにおいて、スクロールハウジング１１Ｃと対向する端面１６Ｂに形成されたシール溝４１に収容されている。
さらに、端面１６Ｂには、電動圧縮機１０を車載した状態、つまり電動圧縮機１０を車両の所定位置に取り付けた状態で、シール溝４１から下方に延びる排出溝４２Ａ、４２Ｂが形成されている。
この排出溝４２Ａ、４２Ｂは、一端がシール溝４１に連続し、他端がフランジ部１４Ｂの外周部から外部に臨むよう形成されている。また、この排出溝４２Ａ、４２Ｂは、円形のシール溝４１において、電動圧縮機１０を車両の所定位置に取り付けた状態で最も側方に張り出した部分から接線方向、すなわち鉛直下方に向けて形成されている。

図３（ａ）に示すように、合わせ面ｆ２において、シール溝４１が形成された主軸ホルダ１１Ｂに対向するスクロールハウジング１１Ｃは、シール溝４１に対応する部分が平滑面とされている。
そして、シール溝４１の深さｄ１は、Ｏリング４０Ｂの断面径φよりも小さく設定されている。これにより、シール溝４１に収められたＯリング４０Ｂはスクロールハウジング１１Ｃとの間に挟みこまれることで、Ｏリング４０Ｂが（ａ＝断面径φ−深さｄ１）の潰し代ａだけ押し潰された状態となり、シール性を発揮する。

ここで、前記の排出溝４２Ａ、４２Ｂの深さｄ２は、シール溝４１に対し、ｄ２＜ｄ１／２となるように形成するのが好ましい。シール溝４１に収められたＯリング４０Ｂには、圧縮部３０の内部からの圧力が作用する（図３（ａ）において、左から右に向かう方向）。したがって、Ｏリング４０Ｂには、これを外周側に押し付けようとする力が作用する。したがって、排出溝４２Ａ、４２Ｂの深さｄ２が、シール溝４１の深さｄ１の半分を超えると、圧縮部３０の内圧によって外周側に押圧されたＯリング４０Ｂが、シール溝４１の外周側に形成された排出溝４２Ａ、４２Ｂに入り込み、Ｏリング４０Ｂによるシール性が損なわれる可能性があるからである。

なお、図３（ｂ）に示すように、排出溝４２Ａ、４２Ｂは、スクロールハウジング１１Ｃ側に設けることも可能である。その場合、排出溝の深さｄ３は、Ｏリング４０Ｂのつぶし代ａよりも小さくするのが好ましい。圧縮部３０の内圧によって外周側に押圧されたＯリング４０Ｂが外周側に押圧され、シール溝４１の外周側に形成された排出溝４２Ａ、４２Ｂに入り込み、Ｏリング４０Ｂによるシール性が損なわれるのを防ぐためである。

また、上記の図３では、主軸ホルダ１１Ｂとスクロールハウジング１１Ｃとの合わせ面ｆ２に排出溝４２Ａ、４２Ｂを設ける構成を例示したが、ハウジング本体１１Ａと主軸ホルダ１１Ｂとの合わせ面ｆ１においても、同様の構成とされている。

上述したような電動圧縮機１０においては、Ｏリング４０Ａ、４０Ｂの外周側に排出溝４２Ａ、４２Ｂが設けられているので、ハウジング本体１１Ａと主軸ホルダ１１Ｂとの合わせ面ｆ１、主軸ホルダ１１Ｂとスクロールハウジング１１Ｃとの合わせ面ｆ２に水が侵入してきた場合、これを外部に排出することができる。したがって、合わせ面ｆ１、ｆ２においてハウジング本体１１Ａ、主軸ホルダ１１Ｂ、スクロールハウジング１１Ｃが腐食するのを防ぐことができ、Ｏリング４０Ａ、４０Ｂによるシール性を維持して、電動圧縮機１０の耐久性を高めることができる。
しかも、ハウジング本体１１Ａ、主軸ホルダ１１Ｂに排出溝４２Ａ、４２Ｂを形成するのみでよく、この排出溝４２Ａ、４２Ｂは、シール溝４１を形成する際、同じ工程で加工を行うことができる。したがって、新たな加工工程を追加したりする必要もなく、効率よく、かつ低コストで上記効果を得ることができる。

なお、上記実施の形態で示した構成は、あくまでも一例に過ぎず、適宜他の構成とすることが可能である。
例えば、排出溝４２Ａ、４２Ｂは、シール溝４１の両側に配置するものとしたが、シール溝４１の本数については何ら限定する意図は無く、いずれか一方のみに設けても良い。

また、図４に示すように、シール溝４１の両側だけでなく、電動圧縮機１０を車両の所定位置に取り付けた状態でシール溝４１の最も下方に位置する部分から、鉛直下方に向けて排出溝４２Ｃを形成することも有効である。
さらには、図４に示した構成において、底部の排出溝４２Ｃのみとし、両側の排出溝４２Ａ、４１Ｂを省略した構成とすることも可能である。

さらに、図５に示すように、シール溝４１の両側から鉛直下方に向かう接線が、フランジ部１４Ｂのボルト孔１８に干渉してしまう場合には、排出溝４２Ａ’、４２Ｂ’のように、ボルト孔１８を避けるように湾曲または曲折させても良い。

加えて、図６に示すように、電動圧縮機１０を車両の所定位置に取り付けた状態で、図４に示したような構成に比較して電動圧縮機１０全体が斜めに取り付けられる場合、排出溝４２Ｃ、４２Ｄを、シール溝４１において最も外周側となる位置から鉛直下方に向けて形成しても良い。
この場合もフランジ部１４Ｂのボルト孔１８に干渉してしまう場合には、排出溝４２Ｃ、４２Ｄを、ボルト孔１８を避けるように湾曲または曲折させればよい。

なお、上記実施の形態で示した各例は、電動圧縮機１０に本発明を適用したものであるが、電動圧縮機１０のみならず、エンジンの駆動力がベルトを介して伝達されることで駆動されるベルト駆動の圧縮機にも本発明を適用できる。

また、上記実施の形態では、ハウジング１１を、ハウジング本体１１Ａと、主軸ホルダ１１Ｂと、スクロールハウジング１１Ｃとから構成したが、ハウジング１１は、いかなる分割位置、分割数としてもよい。

これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

本実施の形態における圧縮機の側断面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 シール溝に収められたＯリングと、排出溝との関係を示す図であり、（ａ）は、シール溝側に排出溝を形成した場合の断面図、（ｂ）はシール溝側と反対側に排出溝を形成した場合の断面図である。 本実施の形態における圧縮機の他の例を示す図である。 本実施の形態における圧縮機のさらに他の例を示す図である。 本実施の形態における圧縮機のさらに他の例を示す図である。 従来の圧縮機の断面図である。

符号の説明

１０…電動圧縮機、１１…ハウジング、１１Ａ…ハウジング本体（ハウジング分割体）、１１Ｂ…主軸ホルダ（ハウジング分割体）、１１Ｃ…スクロールハウジング（ハウジング分割体）、１６Ａ、１６Ｂ…端面、２０…モータ、３０…圧縮部、３１…主軸、３２…旋回スクロール、３３…固定スクロール、４０Ａ、４０Ｂ…Ｏリング（シール部材）、４１…シール溝、４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ…排出溝

Claims (5)

1. 車載用空気調和機を構成するスクロール型の圧縮機であって、
   前記圧縮機の外殻を形成するハウジングが、複数のハウジング分割体から構成され、
   複数の前記ハウジング分割体どうしの合わせ面に、前記ハウジングの内部空間と前記ハウジングの外部とを封止する環状のシール部材が設けられ、
   前記シール部材の少なくとも一方の側の前記ハウジング分割体に、前記シール部材を収容するシール溝が形成され、
   前記シール部材の一方または他方の側の前記ハウジング分割体に、一端が前記シール溝に連続し、他端が前記ハウジング分割体の外周部に臨み、前記合わせ面に侵入した水を排出する排出溝が形成されていることを特徴とする圧縮機。
2. 前記排出溝は、前記シール溝が最も側方に張り出した部分から、鉛直下方に向けて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
3. 前記排出溝は、前記シール溝の最も低い部分から、鉛直下方に向けて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
4. 前記シール溝が形成された前記ハウジング分割体に前記排出溝が形成されているとき、前記排出溝の深さが、前記シール溝の深さの１／２未満とされていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
5. 前記シール溝が形成された前記ハウジング分割体と対向する他方の前記ハウジング分割体に前記排出溝が形成されているとき、前記排出溝の深さが、前記シール部材の断面径と前記シール溝の深さとの差よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。

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