JP2014029162A - 密封構造および圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明はフランジを備えた金属製管を密封する密封構造において、安価でシール性が高い密封構造を提供することを目的とする。
【解決手段】
配管を他の部材と接続するためのフランジと、前記配管の開口側端面を弾性部材を間に挟んで覆う板部材と、を備え、前記配管の開口部を密封する密封構造において、前記板部材は前記開口部の中央側において、前記開口部側に凸となるような凸部が形成され、前記板部材を前記フランジ側に押付けることにより、前記凸部が前記弾性部材を前記開口部側に押付け、これにより前記配管の開口部を密封することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、密封構造および圧縮機に関する。

従来のシール性が高いシール構造としては、特許文献１、特許文献２が知られている。

特許文献１に係る発明は、容器、金属製管の密閉シール方法として、フランジ面が略平坦で、嵌合する一対の金属製の容器又は管のフランジ間に、金属線、例えば、その表面に表面張力調整剤が塗布されていない等を配置し、ナット及びボルト又はクランプで圧締し、金属線を潰し、シールすることを特徴とする。

特開２００９-２２２２０６号公報

上記従来技術においても、金属製管の密閉シール方法が開示されているが、さらに安価でシール性能の向上が望まれる。そこで本発明はフランジを備えた金属製管を密封する密封構造において、安価でシール性が高い密封構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は配管を他の部材と接続するためのフランジと、前記配管の開口側端面を弾性部材を間に挟んで覆う板部材と、を備え、前記配管の開口部を密封する密封構造において、前記板部材は前記開口部の中央側において、前記開口部側に凸となるような凸部が形成され、前記板部材を前記フランジ側に押付けることにより、前記凸部が前記弾性部材を前記開口部側に押付け、これにより前記配管の開口部を密封することを特徴とする。

本発明によれば、フランジを備えた金属製管を密封する密封構造において、安価でシール性が高い密封構造を提供することを目的とする。上記以外の本発明の構成、効果については、以下の実施形態の中で詳細に説明する。

実施例１のシール構造の断面図 実施例２のシール構造の断面図 実施例３のシール構造の断面図 他のシール構造の断面図 他のシール構造の断面図 他のシール構造の断面図 他のシール構造の断面図 シール構造の断面図の一例を示す図 スクロール圧縮機の圧縮機構部の断面図 図８のシール構造の平ふたのたわみ歪み概念図 面圧分布図 実施例１の平ふた図 実施例２の平ふた図 実施例３の平ふた図 弾性体のガスケット図

以下、図面を用いて本発明の実施例１を説明する。
本実施例の前提として、フランジを備えた金属製容器や金属製管、あるいはフランジ接続部を備えた圧縮機を大気中に保管する場合には、金属製容器や金属製管、あるいはフランジ接続部を備えた圧縮機の内部に大気中の酸素が漏れ込む虞がある。これにより、錆が発生する、または油が劣化する虞があるので、これを防止するために、弾性体のガスケットと平ふたを用いて上記金属製容器や金属製管、あるいはフランジ接続部を密閉するシール構造が用いられることがある。

図８はこの密閉シール構造２１を説明するための図であり、密閉シール構造２１の断面を示す。図８において、２２はボルト、３１は平ふた、２４は弾性体のガスケット、１０は金属製管の吸入パイプ、２６は金属製管のフランジ、２６ａは金属製管のフランジ端面である。密閉シール構造２１では、フランジ２６を備えた金属製管の吸入パイプ１０と平ふた３１をボルト２２で締結することで密閉するものであるが、ここで金属製管の吸入パイプ１０と平ふた３１の間に弾性体のガスケット２４を挟むことで、金属製管のフランジの端面２６ａと平ふた３１にてシールする。これにより大気中の酸素が金属製管の吸入パイプ１０に入ることを防ぎ、金属製管の吸入パイプ１０内部の錆の発生または油の劣化等を防止する密封シール構造２１としての機能を果たす。なお、フランジとは吸入パイプ１０と他の配管等を接続するための部品であり、吸入パイプ１０の外周側に出っ張る形状となっている。圧縮機の吸入パイプ１０の場合には、たとえば冷媒配管とフランジを介して接続される。

図１０は図８の密閉シール構造２１によって密閉した場合の平ふた３１のたわみ方の概念図である。平ふた３１は、金属製管の吸入パイプ１０のフランジ２６とボルト２２で締結する際、金属製管のフランジ端面２６ａの外径側を支点とし、たわみが発生する。平ふた３１とフランジ端面２６ａの外径側のすきまをδ１、平ふた３１とフランジ端面２６ａの内径側のすきまをδ２とした場合、δ１＜δ２となり、内径側の面圧が小さくなり、シール性が低下する。そこで本実施例においては、以下、平ふた３１を剛性の大きい形状としつつ、平ふた３１は厚みを大きくすることなくコスト低下を図ることができる密閉シール構造について説明する。

まず、本実施例の密封シール構造を備えたスクロール圧縮機について図９にて説明する。
図９はスクロール圧縮機の圧縮機構部の断面図である。図９において、３は固定スクロール、３ｂは吐出口、３ｃはラップ、４は旋回スクロール、４ａはラップ、４ｂはベアリング部、４ｃはキー溝、５はフレーム、５ａはベアリング部、５ｂはキー溝、１はオルダムリング、２はキー、７はクランクシャフト、７ａは偏心部、８はボルト、９は金属製容器のケーシング、１０は金属製管の吸入パイプ、２２はボルト、３１は平ふた、２４は弾性体のガスケット、２６は金属製管のフランジである。

図９のスクロール圧縮機では、フレーム５のベアリング部１３ａにクランクシャフト７が挿入されており、クランクシャフト７の偏心部７ａは旋回スクロール４に設けられたベアリング部４ｂに挿入されている。フレーム５に設けられたキー溝５ｂと旋回スクロール４に設けられたキー溝４ｃにはオルダム継ぎ手を形成するオルダムリング１のキー２が挿入されており、固定スクロール３は旋回スクロール４と組み合わされた状態で、フレーム５にボルト８によって締結されている。

上記の構成で、クランクシャフト７に締結されたモータ６によってクランクシャフト７に与えられる回転運動により、クランクシャフト７の偏心部７ａを介して旋回スクロール４は固定スクロール３に対して旋回運動する。この旋回運動によって固定スクロール３の渦形状のラップ３ａと旋回スクロール４の渦形状のラップ４ａは相対運動を行い、固定スクロール３に設けられた吸入口パイプ１０を経由してガスが吸入され、中心部に進むにしたがってガスは圧縮されていく。圧縮が完了したガスは固定スクロール３の吐出口３ｂから吐出される。以上の構成で図９に示したスクロール圧縮機は圧縮機としての機能を果たす。

つぎに、図１は本実施例の密閉シール構造の断面図である。図１において、２１は密閉シール構造、２２はボルト、３２は平ふた（図１２）、３２ａは中央部の球形状、２４は弾性体のガスケット（図１５）、１０は金属製管の吸入パイプ、２６は金属製管のフランジ、２６ａは金属製管のフランジ端面である。図１に示すように、平ふた３２の中央部は球形状３２ａの凸が形成される。密封シール構造２１は、フランジ２６を備えた金属製管の吸入パイプ１０と平ふた３２をボルト２２で締結し、金属製管の吸入パイプ１０と平ふた３２の間に弾性体のガスケット２４を挟み、金属製管のフランジの端面２６ａにてシールしている。

なお、図１２は平ふた３２を説明するための図であり、図１２の上図が平ふた３２を吸入パイプ１０の開口部側から見た図であり、中央の円状の線は上記した球形状３２ａの凸を示している。また、図１２の下図は平ふた３２を吸入パイプ１０の横方向から見た図であり、図１と同じ方向から見た図である。
さらに図１５はガスケット２４を説明するための図であり、図１５の上図がガスケット２４を吸入パイプ１０の開口部側から見た図であり、このように円状となっている。また、図１５の下図はガスケット２４を吸入パイプ１０の横方向から見た図であり、図１と同じ方向から見た図である。

本実施例によれば、平ふた３２の中央部を球形状３２ａのように凸形状とすることで、剛性の大きい平ふた３２とすることができる。また、平ふたの厚みを小さくすることができるため、製造コストを少なくすることができる。

また、図１１はシール面に発生する面圧分布図で、図１１（ａ）は図１０に示すシール構造の面圧分布図である。図１１（ａ）において、Ｐ１は平ふた３１とフランジ端面２６ａの外径側の面圧、P２は平ふた３１とフランジ端面２６ａの内径側の面圧である。図１１（ｂ）は本実施例の面圧分布図である。図１１（ｂ）において、P３は平ふた３２とフランジ端面２６ａの外径側の面圧、P４は平ふた３２とフランジ端面２６ａの内部の面圧、P５は平ふた３２とフランジ端面２６ａの内径側の面圧である。平ふた３１は、金属製管の吸入パイプ１０のフランジ２６とボルト２２で締結する際、金属製管のフランジ端面２６ａの外径側を支点とし、たわみが発生し、平ふた３１とフランジ端面２６ａの外径側のすきまをδ１、平ふた３１とフランジ端面２６ａの内径側のすきまをδ２とした場合、δ１＜δ２となり、P１＞P２となる。一方、本実施は剛性を大きくすることができるため、平ふたの厚さｔとボルト２２の締付けトルクＴを同一とし、平ふた３２とフランジ端面２６ａの内径側のすきまをδ５とした場合、δ５＜δ２となる。これにより、P２＞P５となり、シール性を向上することができる。

すなわち、本実施例の密封構造は配管（吸入パイプ１０）を他の部材（冷媒配管等）と接続するためのフランジ２６と、配管（吸入パイプ１０）の開口側端面を弾性部材（ガスケット２４）を間に挟んで覆う板部材（平ふた３２）と、を備え、配管（吸入パイプ１０）の開口部を密封する。そして、板部材（平ふた３２）は開口部の中央側において、開口部側に凸となるような凸部（球形状３２ａ）が形成され、板部材（平ふた３２）をフランジ２６側に押付けることにより、凸部（球形状３２ａ）が弾性部材（ガスケット２４）を開口部側に押付け、これにより配管（吸入パイプ１０）の開口部を密封することができるものである。これにより、製造コストが少なく、シール性が高い密封シール構造および圧縮機を得ることができる。

つぎに、図を用いて本発明の実施例２について説明する。
図２は本実施例の密封シール構造２１の断面図である。図２において、２１は密閉シール構造、２２はボルト、３３は平ふた（図１３）、３３ａは中央部の球形状、２４は弾性体のガスケット（図１５）、１０は金属製管の吸入パイプ、２６は金属製管のフランジ、２６ａは金属製管のフランジ端面、２６ｂは金属製管の内径端部Ｒ面取り又はＣ面取りである。

図２に示すように実施例２の平ふた３３の中央部は球形状３３ａの凸が形成されている。密封シール構造２１は、フランジ２６を備えた金属製管の吸入パイプ１０と平ふた３３をボルト２２で締結し、金属製管の吸入パイプ１０と平ふた３３の間に弾性体のガスケット２４を挟み、金属製管のフランジ端面２６ａと金属製管の内径端部Ｒ面取り又はＣ面取り２６ｂにてシールしている。

なお、図１３は平ふた３３を説明するための図であり、図１３の上図が平ふた３３を吸入パイプ１０の開口部側から見た図であり、中央の円状の線は上記した球形状３２ａの凸を示している。また、図１３の下図は平ふた３３を吸入パイプ１０の横方向から見た図であり、図１と同じ方向から見た図である。上記したように、金属製管をフランジ端面２６ａだけでなく、内径端部Ｒ面取り又はＣ面取り２６ｂを形成することにより、よりガスケット２４による吸入パイプ１０との密封性能を向上させることが可能となる。すなわち、配管（吸入パイプ１０）の開口部側の端部を開口部端面と略平行の面部（フランジ端面２６ａ）と、該面部（フランジ端面２６ａ）と繋がって所定の曲率となる曲がり部（内径端部Ｒ面取り又はＣ面取り２６ｂ）を形成し、これらの２６ａ及び２６ｂをシール面とし、２６ｂのように配管（吸入パイプ１０）の開口部側の端部に所定の曲率の曲がり部を形成することにより、ガスケット２４と吸入パイプ１０との接触面積を増やすことが可能となり、これにより実施例１よりシール性を向上させることが可能となる。

つぎに、図を用いて本発明の実施例３について説明する。
図３は本実施例を示す密封シール構造２１の断面図である。図３において、３４は平ふた（図１４）、３４ａは中央部の球形状、２４は弾性体のガスケット（図１５）、１０は金属製管の吸入パイプ、２６は金属製管のフランジ、２６ｂは金属製管の内径端部R面取り又はＣ面取りである。なお、図１４は平ふた３４を説明するための図であり、図１４の上図が平ふた３３を吸入パイプ１０の開口部側から見た図である。また図１３の下図は平ふた３３を吸入パイプ１０の横方向から見た図であり、図１と同じ方向から見た図である。

図３に示すように本実施例の平ふた３４の中央部は球形状３４ａの凸が形成されており、平ふた３４とフランジ２６に隙間が形成されている。密封シール構造２１は、フランジ２６を備えた金属製管の吸入パイプ１０と平ふた３４をボルト２２で締結し、金属製管の吸入パイプ１０と平ふた３４の間に弾性体のガスケット２４を挟み、金属製管の内径端部R面取り又はＣ面取り２６ｂにてシールしている。つまり、図２における配管（吸入パイプ１０）の開口部側の端部から、開口部端面と略平行の面部（フランジ端面２６ａ）をなくし、該面部（フランジ端面２６ａ）と繋がって所定の曲率となる曲がり部（内径端部Ｒ面取り又はＣ面取り２６ｂ）のみで形成したものである。したがって、２６ａがないだけガスケット２４と吸入パイプ１０との接触面積を増やすことが可能となり、これにより実施例２よりシール性を向上させることが可能となる。

ここで、図４はさらに別の平ふた３５を説明する図であり、平ふた３５を吸入パイプ１０の外側から所定の曲率となる曲がり部を経たのちに中央側において開口部と略平行となるような平面部となるような段差形状３５ｂを示す。また図５の段差形状３６ｂは平ふた３５の形状は図４と同様であるが、配管（吸入パイプ１０）の開口部側の端部を開口部端面と略平行の面部（フランジ端面２６ａ）と、該面部（フランジ端面２６ａ）と繋がって所定の曲率となる曲がり部（内径端部Ｒ面取り又はＣ面取り２６ｂ）を形成し、これらの２６ａ及び２６ｂをシール面とし、２６ｂのように配管（吸入パイプ１０）の開口部側の端部に所定の曲率の曲がり部を形成した図を示す。さらに図６の段差形状３８ｂは図４、図５と同様であるが、図６は図５からフランジ端面２６ａを除いて内径端部Ｒ面取り又はＣ面取り２６ｂのみで吸入パイプ１０を形成したものである。

なお、図７に示すように、平ふた３５を吸入パイプ１０の外側から所定の曲率となる曲がり部ではなく、直線のテーパ形状３７ｃとした後に、中央側において開口部と略平行となるような平面部となるような段差形状３７ｃとしてもよい。

１ オルダムリング
２ キー
３ 固定スクロール
３ａ 固定スクロールのラップ
３ｂ 固定スクロールの吐出口
４ 旋回スクロール
４ａ 旋回スクロールのラップ
４ｂ 旋回スクロールのベアリング
４ｃ 旋回スクロールのキー溝
５ フレーム
５ａ フレームのベアリング部
５ｂ フレームのキー溝
６ モータ
７ クランクシャフト
７ａ クランクシャフトの偏心部
８ ボルト
９ 金属製容器のケーシング
１０ 金属製管の吸入パイプ
２１ 密封シール構造
２２ ボルト
２４ 弾性体のガスケット
２６ 金属製管のフランジ
２６ａ 金属製管のフランジ端面
２６ｂ 金属製管の内径端部R面取り又はＣ面取り
３１ 平ふた
３２ 実施例１の平ふた
３２ａ 実施例１の平ふた中央部の球形状
３３ 実施例２の平ふた
３３ａ 実施例２の平ふた中央部の球形状
３４ 実施例３の平ふた
３４ａ 実施例３の平ふた中央部の球形状

Claims (5)

1. 配管を他の部材と接続するためのフランジと、
   前記配管の開口側端面を弾性部材を間に挟んで覆う板部材と、を備え、前記配管の開口部を密封する密封構造において、
   前記板部材は前記開口部の中央側において、前記開口部側に凸となるような凸部が形成され、
   前記板部材を前記フランジ側に押付けることにより、前記凸部が前記弾性部材を前記開口部側に押付け、これにより前記配管の開口部を密封することを特徴とする密封構造。
2. 請求項１に記載の密封構造において、前記配管の開口部側の端部を開口部端面と略平行の面部と、該面部と繋がり所定の曲率となる曲がり部を形成することを特徴とする密封構造。
3. 請求項１に記載の密封構造において、前記配管の開口部側の端部を所定の曲率となる曲がり部のみで形成することを特徴とする密封構造。
4. 請求項１〜３の何れかに記載の密封構造において、前記凸部は前記開口部側に凸となる球形状であることを特徴とする密封構造。
5. 圧縮機構部と該圧縮機構部を駆動するモータとフランジ接続部を備えた圧縮機において、
   前記フランジ接続部を密閉する密封構造として請求項１〜４の何れかに記載の密封構造を採用したことを特徴とする圧縮機。