JP6609849B2 - スクロール圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、スクロール圧縮機に関する。

スクロール圧縮機は、金属製のハウジング内に、電動機やエンジンによって回転駆動される主軸と、主軸に対してオフセットされた位置に設けられた偏心軸と、この偏心軸に回転可能に支持される旋回スクロールと、旋回スクロールと対向する固定スクロールと、を有している。旋回スクロールは、上記主軸の軸線を中心として、自転を伴わずに公転すなわち旋回運動を行う。これにより、固定スクロールと旋回スクロールとの間に形成される圧縮室の容積を変化させ、圧縮室内に導かれた流体を圧縮する。
スクロール圧縮機のハウジングは少なくとも二分割構造とされ、一方のハウジングに旋回スクロールや主軸が収容され、他方のハウジングに固定スクロールが一体に固定されている。これら二つのハウジングは、ボルト等で互いに結合されている。

このようなスクロール圧縮機を、例えば車両に備える場合、車両の走行時に、スクロール圧縮機に水等が掛かることがある。水等のハウジング内への侵入を防ぐため、ハウジング同士の合わせ面にＯリングを備えることで、ハウジング同士の合わせ面におけるシール性を確保している。ここで、Ｏリングは、いずれか一方のハウジングの形成された溝内に収容され、他方のハウジングとの間に挟み込まれることで、双方のハウジングに密着してシール性を発揮する。

このようなハウジング同士の合わせ面において、Ｏリングよりも外周側では、ハウジング同士の間に隙間が存在し、この隙間に水が侵入する。隙間に侵入した水に塩分や塩酸カルシウム等が含まれていると、Ｏリングの両側でハウジングが腐食し、シール性が損なわれてしまうことがある。

特許文献１には、Ｏリングを収容するためにハウジングに形成された溝等、ハウジングのＯリングが押し付けられる領域にアルマイト処理を施す構成が開示されている。この構成により、ハウジング同士の隙間に水等が侵入しても、Ｏリングが押し付けられる部分におけるハウジングの腐食を抑え、シール性を維持することができる。

水等の侵入によるハウジングの腐食を抑える他の手法としては、ハウジング同士の合わせ面にガスケットを挟み込むことが考えられる。ハウジング同士の合わせ面全体にガスケットを挟み込んで密着させることで、ハウジング同士の合わせ面への水等の侵入自体を防ぐ。

特開２０１２−１６３０００号公報

しかしながら、特許文献１に開示された構成においては、ハウジングの一部にアルマイト処理を施すには、手間とコストが掛かる。

ガスケットをハウジング同士の合わせ面に挟み込む構成においては、ハウジング同士の結合作業時にボルトを締め込んでいくと、ハウジングとの摩擦等によって、ガスケットが合わせ面からハウジングの内周側や外周側にずれてしまうことがある。スクロール圧縮機のハウジングは、内径が数十ｍｍと大きく、かつ径方向における合わせ面の幅が狭いため、ガスケットがずれると、シール性が損なわれる。

また、ガスケットをハウジング同士の合わせ面に挟み込む構成においては、ハウジング同士を結合作業時にボルトを締め込んでいくと、ハウジング同士の間でガスケットが潰れる。すると、一方のハウジングと他方のハウジングとの相対位置が、主軸の軸方向において変動する。その結果、一方のハウジングに設けられた旋回スクロールと、他方のハウジングに固定された固定スクロールとの、主軸の軸方向に沿ったクリアランス（以下、これをチップクリアランスと称する）が、ガスケットの潰れ具合によって変わる。
チップクリアランスが過度に大きくなると、圧縮性が低下し、スクロール圧縮機の性能の低下に繋がる。また、チップクリアランスが過度に小さくなると、旋回スクロールと固定スクロールとが干渉してしまう。このように、ガスケットの潰れ具合、つまりボルトの締め具合によってチップクリアランスが変動してしまうのは、スクロール圧縮機の性能に影響を及ぼすため、好ましくない。したがって、スクロール圧縮機において、ハウジング同士の間にガスケットを挟み込む構成は採用しにくいのが現状である。

本発明は、組み立ての手間とコストを抑えつつ、ハウジングの腐食を抑え、性能を安定して発揮することのできるスクロール圧縮機を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明の第一の態様によれば、スクロール圧縮機は、互いに対向して結合される第一ハウジングおよび第二ハウジングを有するハウジング部と、前記ハウジング部内に収容され、前記第一ハウジングに固定された固定スクロール、および前記第二ハウジング内で前記固定スクロールに対して公転可能に設けられた旋回スクロールを備えた圧縮部と、前記第一ハウジングと前記第二ハウジングとの間に挟み込まれ、前記第一ハウジング及び前記第二ハウジングの少なくとも一方の側に突出する凸部、及び、前記凸部の外周側又は内周側に延びて前記第一ハウジングと前記第二ハウジングとの間に挟み込まれるとともに前記凸部と一体に形成された平板部を有したシール部材と、前記第一ハウジング及び前記第二ハウジングの前記少なくとも一方に形成され、前記凸部を収容する溝状部と、前記固定スクロールと前記旋回スクロールとが互いに対向する方向において、前記第一ハウジングと前記第二ハウジングとが直接突き当たるハウジング接触部と、を備え、前記凸部は、前記シール部材の内周側に形成されるとともに、前記第一ハウジングに、前記第二ハウジングの内側に挿入される筒状部が形成され、前記筒状部と前記第二ハウジングの内周部に形成された傾斜面部または段部との間に前記溝状部が形成され、前記凸部は、前記傾斜面部または前記段部に突き当たって前記溝状部に収容されている。

このような構成によれば、第一ハウジングと第二ハウジングとの間に挟み込まれるシール部材に凸部が形成され、この凸部を、第一ハウジング及び第二ハウジングの少なくとも一方に形成された溝状部に収容することで、組み立ての際にシール部材がハウジング部の径方向にずれるのを抑えることができる。
また、第一ハウジングと第二ハウジングとがハウジング接触部において互いに直接突き当たるようにした。したがって、前記固定スクロールと旋回スクロールとが互いに対向する方向における、第一ハウジングと第二ハウジングとの相対位置が固定される。これにより、第一ハウジングと第二ハウジングとの間にシール部材を挟み込んでシール性を確保しつつ、固定スクロールと旋回スクロールとの間のチップクリアランスを精度良く設定することができる。
さらに、シール部材に凸部を設けることで、シール部材の断面積を増大させることができ、シール部材の潰し代（しろ）を増大させてシール性を高めることもできる。これによって、アルマイト処理等のコストおよび手間が掛かる加工をすることなく、高いシール性を得ることができる。
また、シール部材では、外周側の平板部と内周側の凸部との間に、段差が形成されることとなる。これによって、シール部材と、溝状部が形成された第一ハウジングまたは第二ハウジングとの境界面が、ラビリンス効果を発揮し、ハウジング部の外周側からの水等の侵入を、より一層、抑制することができる。
また、シール部材の凸部が第二ハウジングの傾斜面部または段部に干渉することで、ハウジングの外周側へのシール部材の位置ずれの抑制効果を高めることができる。また、シール部材の凸部が筒状部に干渉することで、ハウジングの内周側へのシール部材の位置ずれの抑制効果を高めることができる。

本発明の第二の態様では、上記第一の態様において、前記第一ハウジングと前記第二ハウジングとの間に挟み込まれた前記シール部材の外周部は、前記ハウジング部の外周側に露出するようにしてもよい。

このような構成によれば、シール部材が、ハウジング部の外周側に露出した状態で第一ハウジングと第二ハウジングとの間に挟み込まれることで、第一ハウジングと第二ハウジングとの合わせ面にハウジング部の外周側から水等が侵入することを抑制することができる。これによって、シール部材を挟み込む第一ハウジングと第二ハウジングが合わせ面で腐食すること自体を抑えることができる。

本発明の第三の態様では、上記第一又は第二の態様において、前記凸部における前記旋回スクロールの公転中心軸を含む断面は、三角形状、四角形状、及び円形のいずれか一つの形状をなしていてもよい。

このように、断面三角形状、四角形状、円形の凸部を有するシール部材によっても、凸部が溝状部に収容されることで、シール性を確保することができる。

本発明に係るスクロール圧縮機によれば、組み立ての手間とコストを抑えつつ、ハウジングの腐食を抑え、性能を安定して発揮することが可能となる。

本発明の第一実施形態に係るスクロール圧縮機の構成を示す断面図である。 上記スクロール圧縮機のシール構造を示す図であり、図１の一部の拡大断面図である。 本発明の第二実施形態に係るスクロール圧縮機の構成を示す断面図である。 上記スクロール圧縮機のシール構造を示す図であり、図３の一部の拡大断面図である。 本発明の第一、第二実施形態に係るスクロール圧縮機のシール部材の第一変形例を示す図であり、シール部材の断面形状を示す図である。 本発明の第一、第二実施形態に係るスクロール圧縮機のシール部材の第二変形例を示す図であり、シール部材の断面形状を示す図である。 本発明の第一、第二実施形態に係るスクロール圧縮機のシール部材の第三変形例を示す図であり、シール部材の断面形状を示す図である。

以下、本発明の一実施形態に係るスクロール圧縮機を図面に基づき説明する。
（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態に係るスクロール圧縮機の構成を示す断面図である。図２は、上記スクロール圧縮機のシール構造を示す図であり、図１の一部の拡大断面図である。
図１に示すように、この実施形態のスクロール圧縮機１Ａは、装置の外形をなすハウジング部１０と、ハウジング部１０内に設けられた圧縮部３０と、を備えている。このようなスクロール圧縮機１Ａは、ハウジング部１０に形成された吸入部（図示無し）からハウジング部１０内に導入した作動流体を、圧縮部３０で圧縮して高圧状態とし、ハウジング部１０に形成された吐出部（図示無し）から外部に吐出する。このようにして圧縮された作動流体は、例えば空調機器等における冷媒として利用される。以下、各部の構成について詳細に説明する。

ハウジング部１０は、ハウジング本体（第二ハウジング）１１と、蓋体（第一ハウジング）１２と、を備える。
ハウジング本体１１は、スクロール収容部１１ｃと、駆動軸３３を収容する軸収容部１１ｓと、を有する。ハウジング本体１１のスクロール収容部１１ｃ側の端部１１ａには、開口部１３が形成されている。ハウジング本体１１の軸収容部１１ｓ側の端部１１ｂには、軸収容部１１ｓに連通する軸挿通孔１１ｈが形成されている。

蓋体１２は、ハウジング本体１１の開口部１３を塞ぐように設けられる。
図１、図２に示すように、蓋体１２のハウジング本体１１に対向する内側面１２ａの外周部には、ハウジング本体１１の開口部１３の外周側の合わせ面１１ｆに対向する、合わせ面１２ｆが形成されている。

蓋体１２の合わせ面１２ｆの内周側には、ハウジング本体１１側に突出する筒状の筒状部１４が形成されている。筒状部１４の外周面１４ｓには、周方向に連続する溝１４ｍが形成され、この溝１４ｍ内に環状のシール部材１４Ｋが設けられている。この筒状部１４は、蓋体１２をハウジング本体１１の開口部１３に被せたときにハウジング本体１１の開口部１３の内側に挿入される。この状態で、シール部材１４Ｋが開口部１３の内周面１３ｆに突き当たることでシール性を確保し、作動流体が外部に漏出するのを防ぐ。

さらに、蓋体１２の筒状部１４の内周側には、周方向に連続する固定スクロール支持面１８が形成されている。図１に示すように、固定スクロール支持面１８の内周側には、ハウジング本体１１から離間する方向に凹む凹部１９が形成されている。

蓋体１２には、後述する固定スクロール３１を固定するための固定ボルト２０が挿通されるボルト挿通孔１２ｈが、内側面１２ａとその反対側の外側面１２ｂとを連通して形成されている。

ハウジング本体１１および蓋体１２には、開口部１３の外周側において、外方に張り出すフランジ部１５、１６が、開口部１３の周方向に間隔を空けて複数設けられている（図１においては、１箇所のフランジ部１５、１６のみを示している。）。ハウジング本体１１のフランジ部１５には、雌ネジ孔１５ｈが形成され、蓋体１２のフランジ部１６には、ボルト挿通孔１６ｈが、それぞれ互いに連通する位置に形成されている。
ハウジング本体１１と蓋体１２とは、周方向複数箇所のそれぞれにおいて、フランジ部１５、１６の対向面（ハウジング接触部）１５ｆ、１６ｆ同士を突き合わせた状態で、結合ボルト２１により結合される。結合ボルト２１は、蓋体１２側からフランジ部１６のボルト挿通孔１６ｈに挿通し、その先端部をハウジング本体１１のフランジ部１５の雌ネジ孔１５ｈにねじ込んで締結される。

圧縮部３０は、固定スクロール３１と、旋回スクロール３２と、駆動軸３３と、を備えている。

固定スクロール３１は、円盤状の端板３４と、この端板３４の一方側の表面３４ｆから表面３４ｆに直交する方向に立設された固定ラップ３５と、を有している。

端板３４の中央部には、一方側の表面３４ｆと、他方の側の表面３４ｇとを貫通する貫通孔３４ｈが形成されている。
端板３４は、表面３４ｇの外周部に、表面３４ｇから直交する方向に突出するボス３４ｂを有している。ボス３４ｂには、雌ネジ孔３４ｎが形成されている。
また、端板３４の表面３４ｇの外周部には、周方向に連続する溝３４ｍが形成されている。この溝３４ｍに、環状のシールリング３６が収容されている。

固定ラップ３５は、端板３４の表面３４ｆに対向する側から見て渦巻状に形成された壁体である。一例として固定ラップ３５は、端板３４の中心位置を中心とするインボリュート曲線をなすように構成される。

このような固定スクロール３１は、端板３４の表面３４ｇの外周部を、蓋体１２の固定スクロール支持面１８に突き当てるとともに、ボス３４ｂを凹部１９内に収容して配置される。固定スクロール３１は、蓋体１２に形成されたボルト挿通孔１２ｈに、固定ボルト２０を挿通し、その先端部をボス３４ｂに形成された雌ネジ孔３４ｎにねじ込むことで、蓋体１２に固定される。このとき、端板３４の外周部の溝３４ｍに収容されたシールリング３６は、固定スクロール支持面１８に突き当たる。

このようにして設けられた固定スクロール３１の表面３４ｇと、蓋体１２の凹部１９との間には、吐出チャンバＴが形成される。

旋回スクロール３２は、円盤状の端板４１と、この端板４１の固定スクロール３１に対向する側の表面４１ｆに設けられた渦巻状の旋回ラップ４２と、を有している。
端板４１では、旋回ラップ４２が設けられた表面４１ｆとは反対側の表面に、軸支孔４１ｈが形成されている。
旋回ラップ４２は、端板４１の表面４１ｆに対向する側から見て渦巻状に形成された壁体である。一例として旋回ラップ４２は、端板４１の中心部を中心とするインボリュート曲線をなすように構成される。

これらの固定ラップ３５および旋回ラップ４２は、固定ラップ３５と旋回ラップ４２とを互いに噛み合わせた状態で、ハウジング本体１１のスクロール収容部１１ｃに収容されている。
固定スクロール３１の端板３４および固定ラップ３５と、旋回スクロール３２の端板４１および旋回ラップ４２との間には、作動流体を圧縮する圧縮室Ａが形成される。

駆動軸３３は、ハウジング本体１１の軸収容部１１ｓに設けられた一対の軸受４３、４４により、その中心軸Ｃ（公転中心軸）周りに回動自在に支持されている。駆動軸３３の一端３３ａは、ハウジング本体１１に形成された軸挿通孔１１ｈからハウジング部１０の外部に突出している。この駆動軸３３の一端３３ａに、外部のモータやエンジン等を連結することで、駆動軸３３は中心軸Ｃ回りに回転駆動される。

軸受４３と軸受４４との間には、ハウジング本体１１の軸収容部１１ｓの内周面と駆動軸３３の外周面との間を塞ぐシール部材４５が設けられている。

駆動軸３３の他端３３ｂには、駆動軸３３の中心軸Ｃから側方にオフセットした位置に偏心中心軸Ｃｈを有する偏心軸４６が、旋回スクロール３２側に突出して設けられている。偏心軸４６は、旋回スクロール３２の端板４１に形成された軸支孔４１ｈ内に軸受４７を介して回動自在に連結されている。

駆動軸３３を中心軸Ｃ回りに回転駆動させると、偏心軸４６が、中心軸Ｃを中心とし、偏心中心軸Ｃｈの中心軸Ｃからのオフセット寸法を半径とした円周軌道に沿って旋回する。すると、旋回スクロール３２が偏心軸４６とともに、中心軸Ｃ回りに公転する。

また、駆動軸３３と旋回スクロール３２の間には、駆動軸３３の中心軸Ｃに対して偏心して旋回する旋回スクロール３２によるアンバランスを解消するため、バランサ４８が設けられている。

このような圧縮部３０においては、駆動軸３３により旋回スクロール３２を公転させると、ハウジング部１０に形成された吸入部（図示無し）からハウジング部１０内に作動流体が導入される。固定スクロール３１および旋回スクロール３２の外周側から作動流体が圧縮室Ａに吸入され、圧縮室Ａ内において内周側に移動するにしたがって圧縮される。圧縮された作動流体は、固定スクロール３１の端板３４の中央部に形成された貫通孔３４ｈから吐出チャンバＴ内を経て、ハウジング部１０に形成された吐出部（図示無し）から外部に吐出される。

上記のようなスクロール圧縮機１Ａにおいて、ハウジング本体１１と蓋体１２との間は、以下に示すようなシール構造によりシールされている。
即ち、図２に示すように、スクロール圧縮機１Ａは、ハウジング本体１１の合わせ面１１ｆと、蓋体１２の合わせ面１２ｆとの間に、開口部１３の外周側に沿って連続する環状のシール部材５０を備えている。

シール部材５０は、例えば、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエンゴム）、ＨＮＢＲ（水素化ニトリルゴム）等のゴム系材料により形成されている。このシール部材５０の合わせ面１２ｆに対向する側は、第一平面部５０ａとされている。シール部材５０の合わせ面１１ｆに対向する側は、環状のシール部材５０の外周側に、第一平面部５０ａと平行な第二平面部５０ｂが形成され、内周側に、第二平面部５０ｂ及び第一平面部５０ａから離間する方向に第二平面部５０ｂから突出した凸部５０ｃが形成されている。この実施形態において、凸部５０ｃは、外周側の第二平面部５０ｂから径方向内方に向かうにしたがって第二平面部５０ｂから漸次離間する方向に傾斜した傾斜面５０ｄを有した断面視三角形状に形成されている。

合わせ面１１ｆは、ハウジング本体１１の外周面１１ｇに近い外周側が、駆動軸３３の中心軸Ｃに直交する平面部５１とされ、開口部１３に近い内周側が、平面部５１から、内周側に向かって蓋体１２から離間する方向に傾斜した傾斜面部５２とされている。

蓋体１２の合わせ面１２ｆは、駆動軸３３の中心軸Ｃに直交する平面５３により形成されている。この合わせ面１２ｆは、フランジ部１６においてハウジング本体１１のフランジ部１５に対向する対向面１６ｆ（図１参照）に対し、所定寸法だけハウジング本体１１から離間した位置に形成されている。つまり、合わせ面１２ｆと、フランジ部１６の対向面１６ｆとは、段違いに形成されている。

ハウジング本体１１の合わせ面１１ｆと、蓋体１２の合わせ面１２ｆとの間では、シール部材５０は、第一平面部５０ａが蓋体１２の合わせ面１２ｆに突き当たり、第二平面部５０ｂがハウジング本体１１の合わせ面１１ｆの平面部５１に突き当たり、傾斜面５０ｄが合わせ面１１ｆの傾斜面部５２に突き当たる。
これにより、シール部材５０において、第一平面部５０ａの外周側と第二平面部５０ｂとの間に形成された平板部５０ｅは、ハウジング本体１１の合わせ面１１ｆの平面部５１と、蓋体１２の合わせ面１２ｆとの間に挟み込まれている。また、シール部材５０の凸部５０ｃは、ハウジング本体１１の合わせ面１１ｆの傾斜面部５２と、蓋体１２の合わせ面１２ｆとの間に挟み込まれている。さらに、シール部材５０の内周面５０ｆは、筒状部１４の外周面１４ｓに突き当たっている。
すなわち、シール部材５０は、内周側の凸部５０ｃが、傾斜面部５２と筒状部１４の外周面１４ｓとによって形成される溝状部５５に収容されている。また、シール部材５０では平板部５０ｅが凸部５０ｃから外周側に延びて、ハウジング本体１１の合わせ面１１ｆと、蓋体１２の合わせ面１２ｆとの間から、周方向の一部（フランジ部１５、１６が形成された以外の部分）でハウジング部１０の外周側に露出するよう設けられている。

ここで、シール部材５０は、合わせ面１１ｆ、１２ｆの間に挟み込むことによってシール部材５０が潰れる寸法をαとし、シール部材５０がハウジング本体１１と蓋体１２とから外力が加えられない自然状態での中心軸Ｃの方向の寸法をβとすると、α／βで表される潰し代が、例えば０．３（３０％）以上となるよう、シール部材５０の凸部５０ｃの厚さ、溝状部５５の深さを設定するのが好ましい。

図１に示すように、このようにしてシール部材５０を挟み込んだハウジング本体１１と蓋体１２とは、ハウジング本体１１のフランジ部１５の対向面１５ｆと、蓋体１２のフランジ部１６の対向面１６ｆとが、シール部材５０を介さずに直接突き当たっている。これにより、ハウジング本体１１と蓋体１２との駆動軸３３の中心軸Ｃ方向における相対位置が固定されている。

上述したような構成のスクロール圧縮機１Ａによれば、蓋体１２とハウジング本体１１との間に挟み込まれるシール部材５０に凸部５０ｃが形成され、この凸部５０ｃを、溝状部５５に収容することで、組み立て時にシール部材５０がずれるのを抑えることができる。
また、蓋体１２とハウジング本体１１との間にシール部材５０を挟み込んでシール性を確保しつつ、蓋体１２とハウジング本体１１とがフランジ部１５、１６の対向面１５ｆ、１６ｆにおいて互いに直接突き当たるようにした。したがって、固定スクロール３１と旋回スクロール３２とが互いに対向する方向における、蓋体１２とハウジング本体１１との相対位置が固定される。これにより、固定スクロール３１の固定ラップ３５の先端と旋回スクロール３２の端板４１との間のチップクリアランスを精度良く設定することができる。
さらに、シール部材５０に凸部５０ｃを設けることで、シール部材５０の断面積を増大させることができ、シール部材５０の潰し代（しろ）を増大させてシール性を高めることもできる。これによって、アルマイト処理等のコストが掛かる加工をすることなく、高いシール性を得ることができる。
従って、このようなスクロール圧縮機１Ａによれば、手間とコストを抑えつつ、ハウジングの腐食を抑え、性能を安定して発揮することが可能となる。

また、蓋体１２とハウジング本体１１との間に挟み込まれたシール部材５０の外周部は、ハウジング部１０の外周側に露出しているので、蓋体１２とハウジング本体１１との合わせ面に、ハウジング部１０の外周側から水等が侵入することを防ぐことができる。これによって、シール部材５０を挟み込むハウジング本体１１、蓋体１２の合わせ面１１ｆ、１２ｆが腐食すること自体を抑えることができる。

さらに、シール部材５０は、凸部５０ｃの外周側に、蓋体１２とハウジング本体１１との間に挟み込まれる平板部５０ｅを一体に備えている。これにより、シール部材５０の外周側の平板部５０ｅと内周側の凸部５０ｃとの間に、段差が形成されることとなる。これによって、シール部材５０と、ハウジング本体１１との境界面が屈曲してラビリンス効果を発揮し、ハウジング部１０の外周側からの水等の侵入を、より一層確実に防ぐことができる。

また、シール部材５０の凸部５０ｃを断面三角形状とし、この凸部５０ｃを溝状部５５に収容することで傾斜面５０ｄが傾斜面部５２に接触し、シール性を容易に確保することができる。

加えて、蓋体１２に、ハウジング本体１１の内側に挿入される筒状部１４が形成され、凸部５０ｃは、シール部材５０の内周側に形成され、溝状部５５は、ハウジング本体１１の内周部に形成された傾斜面部５２と筒状部１４との間に形成される。
このように構成することで、シール部材５０の凸部５０ｃは、ハウジング本体１１の傾斜面部５２に干渉することで、ハウジング部１０の外周側への位置ずれを確実に防ぐことができる。また、シール部材５０の凸部５０ｃが筒状部１４に干渉することで、ハウジング部１０の内周側への位置ずれを確実に防ぐことができる。

（第二実施形態）
次に、本発明にかかるスクロール圧縮機の第二実施形態について説明する。以下に説明する第二実施形態においては、第一実施形態のスクロール圧縮機１Ａに対し、ハウジング本体１１と蓋体１２との間のシール構造の構成のみが異なるので、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。

図３は、本発明の第二実施形態に係るスクロール圧縮機の構成を示す断面図である。図４は、上記スクロール圧縮機のシール構造を示す図であり、図３の一部の拡大断面図である。
図３に示すように、この実施形態におけるスクロール圧縮機１Ｂにおいて、ハウジング本体１１と蓋体１２との間は、以下に示すようなシール構造によりシールされている。
図３、図４に示すように、ハウジング本体１１の合わせ面１１ｆと、蓋体１２の合わせ面１２ｆとの間には、開口部１３の外周側に沿って連続する環状のシール部材６０が設けられている。

シール部材６０は、上記第一実施形態におけるシール部材５０と同様、例えば、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエンゴム）、ＨＮＢＲ（水素化ニトリルゴム）等のゴム系材料により形成されている。図４に示すように、このシール部材６０の合わせ面１２ｆに対向する側は、第一平面部６０ａとされている。シール部材６０の合わせ面１１ｆに対向する側は、環状のシール部材６０の外周側に、第一平面部６０ａと平行な第二平面部６０ｂが形成され、内周側に、第二平面部６０ｂに対して第一平面部６０ａから離間する方向に突出した凸部６０ｃが形成されている。
この実施形態において、凸部６０ｃは、外周側の第二平面部６０ｂに直交して第一平面部６０ａ側から離間するように延びる壁部６０ｄと、壁部６０ｄの先端から壁部６０ｄに直交して第二平面部６０ｂに平行に延びる第三平面部６０ｖとを備え、断面視四角形状に形成されている。

合わせ面１１ｆは、ハウジング本体１１の外周面１１ｇに近い外周側が、駆動軸３３の中心軸Ｃに直交する平面部６１とされ、開口部１３に近い内周側が、平面部６１に対し、蓋体１２から離間する側に凹となる段部６２とされている。

蓋体１２の合わせ面１２ｆは、駆動軸３３の中心軸Ｃに直交する平面５３により形成されている。この合わせ面１２ｆは、フランジ部１６においてハウジング本体１１のフランジ部１５に対向する対向面１６ｆ（図３参照）に対し、所定寸法だけハウジング本体１１から離間した位置に形成されている。つまり、合わせ面１２ｆと、フランジ部１６の対向面１６ｆとは、段違いに形成されている。

ハウジング本体１１の合わせ面１１ｆと、蓋体１２の合わせ面１２ｆとの間では、シール部材６０は、第一平面部６０ａが蓋体１２の合わせ面１２ｆに突き当たり、第二平面部６０ｂがハウジング本体１１の合わせ面１１ｆの平面部６１に突き当たり、凸部６０ｃが合わせ面１１ｆの内周側の段部６２に収容される。
これにより、シール部材６０において、第一平面部６０ａの外周側と第二平面部６０ｂとの間に形成された平板部６０ｅは、ハウジング本体１１の合わせ面１１ｆの平面部６１と、蓋体１２の合わせ面１２ｆとの間に挟み込まれている。また、シール部材６０の凸部６０ｃは、ハウジング本体１１の合わせ面１１ｆの段部６２の底面６２ａと、蓋体１２の合わせ面１２ｆとの間に挟み込まれている。さらに、シール部材６０の内周面６０ｆは、筒状部１４の外周面１４ｓに突き当たっている。すなわち、シール部材６０は、内周側の凸部６０ｃが、段部６２と筒状部１４の外周面１４ｓとによって形成される溝状部６５に収容されている。

ここで、シール部材６０は、上記第一実施形態と同様、凸部６０ｃの部分におけるシール部材６０の潰し代が、例えば０．３（３０％）以上となるよう、シール部材６０の厚さ、溝状部５５の深さを設定するのが好ましい。

このようにしてシール部材６０を挟み込んだハウジング本体１１と蓋体１２とは、ハウジング本体１１のフランジ部１５の対向面１５ｆと、蓋体１２のフランジ部１６の対向面１６ｆとが、シール部材６０を介さずに直接突き当たっている。これにより、ハウジング本体１１と蓋体１２との駆動軸３３の中心軸Ｃ方向における相対位置が固定されている。

上述したような構成によれば、蓋体１２とハウジング本体１１との間に挟み込まれるシール部材６０に凸部６０ｃが形成され、この凸部６０ｃを、蓋体１２またはハウジング本体１１に形成された溝状部６５に収容することで、シール部材６０がずれるのを抑えることができる。
また、蓋体１２とハウジング本体１１との間にシール部材６０を挟み込んでシール性を確保しつつ、蓋体１２とハウジング本体１１とがフランジ部１５、１６の対向面１５ｆ、１６ｆにおいて互いに直接突き当たるようにした。したがって、固定スクロール３１と旋回スクロール３２とが互いに対向する方向における、蓋体１２とハウジング本体１１との相対位置が固定される。これにより、固定スクロール３１と旋回スクロール３２との間のチップクリアランスを精度良く設定することができる。
さらに、シール部材６０に凸部６０ｃを設けることで、シール部材６０の断面積を増大させることができ、シール部材６０の潰し代（しろ）を高めてシール性を高めることもできる。これによって、アルマイト処理等のコストが掛かる加工することなく、高いシール性を得ることができる。
従って、このようなスクロール圧縮機１Ｂによれば、手間とコストを抑えつつ、ハウジングの腐食を抑え、性能を安定して発揮することが可能となる。

蓋体１２とハウジング本体１１との間に挟み込まれたシール部材６０の外周部は、ハウジング部１０の外周側に露出することで、蓋体１２とハウジング本体１１との合わせ面に、ハウジング部１０の外周側から水等が侵入することを防ぐことができる。これによって、シール部材６０を挟み込むハウジング本体１１、蓋体１２の合わせ面１１ｆ、１２ｆが腐食すること自体を抑えることができる。

シール部材６０は、凸部６０ｃの外周側に、蓋体１２とハウジング本体１１との間に挟み込まれる平板部６０ｅを一体に備えるので、平板部６０ｅと内周側の凸部６０ｃとの間に、段差が形成されることとなる。これによって、シール部材６０と、溝状部６５が形成されたハウジング本体１１との境界面が屈曲してラビリンス効果を発揮し、ハウジング部１０の外周側からの水等の侵入を、より一層確実に防ぐことができる。

また、シール部材６０は、断面四角形状の凸部６０ｃを溝状部６５に収容することで、シール性を確保することができる。

凸部６０ｃは、シール部材６０の内周側に形成され、蓋体１２に、ハウジング本体１１の内側に挿入される筒状部１４が形成されている。さらに、溝状部６５は、ハウジング本体１１の内周部に形成された段部６２と筒状部１４との間に形成されるようにした。これにより、シール部材６０がハウジング本体１１の段部６２に干渉することで、ハウジング部１０の外周側へのシール部材６０の位置ずれを確実に防ぐことができる。また、シール部材６０が筒状部１４に干渉することで、ハウジング部１０の内周側へのシール部材６０の位置ずれを確実に防ぐことができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。即ち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。

例えば、上述した実施形態においては、シール部材６０が、ハウジング本体１１の外周側と内周側に露出するようにしたが、これに限らず、図５、図６に示すような変形例のような構成とすることもできる。
図５は、本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機のシール構造の第一変形例を示す拡大断面図である。
図５に示すように、シール部材６０’は、第二実施形態のシール部材６０と同様の形状をなしている。ここで、シール部材６０’は、第一実施形態のシール部材５０と同様の形状をなしていてもよい。シール部材６０’では、外周側に、第一平面部６０ａと第二平面部６０ｂとの間に平板部６０ｅ’が形成され、内周側に、第二平面部６０ｂ及び第一平面部６０ａから離間する方向に突出した凸部６０ｃ’が形成されている。

ハウジング本体１１の合わせ面１１ｆは、ハウジング本体１１の外周面１１ｇに近い外周側が、駆動軸３３の中心軸Ｃに直交する平面部６１とされ、開口部１３に近い内周側が、平面部６１に対し、蓋体１２から離間する側に凹となる溝状部７５となっている。

シール部材６０’の平板部６０ｅ’は、ハウジング本体１１の合わせ面１１ｆの平面部６１と、蓋体１２の合わせ面１２ｆとの間に挟み込まれている。また、シール部材６０’の凸部６０ｃ’は、ハウジング本体１１の合わせ面１１ｆの溝状部７５の底面７５ａと、蓋体１２の合わせ面１２ｆとの間に挟み込まれている。さらに、溝状部７５よりも内周側では、蓋体１２と、ハウジング本体１１とが直接接触している部分が形成されている。即ち、合わせ面１２ｆの内周側部分１２ｆａ（ハウジング接触部）と、これに対向するハウジング本体１１の対向面１１ｔ（ハウジング接触部）とが直接突き当たっている。

図６は、本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機のシール構造の第二の変形例を示す拡大断面図である。
図６に示すように、シール部材６０”は、第二実施形態のシール部材６０と同様の形状をなしている。ここで、シール部材６０”は、第一実施形態のシール部材５０と同様の形状をなしていてもよい。シール部材６０”では、外周側に、第一平面部６０ａと第二平面部６０ｂとの間に平板部６０ｅ”が形成され、内周側に、第二平面部６０ｂ及び第一平面部６０ａから離間する方向に突出した凸部６０ｃ”が形成されている。

ハウジング本体１１の合わせ面１１ｆには、ハウジング本体１１の外周面１１ｇと内周面１３ｆとの間の中途位置でシール部材６０”を収容する溝状部８５が形成されている。溝状部８５として、ハウジング本体１１の外周面１１ｇに近い外周側に、シール部材６０”を収容する浅溝部８６が形成され、開口部１３に近い内周側で、浅溝部８６に対し、蓋体１２から離間する側に凹となる浅溝部８６とつながった深溝部８７が形成されている。

シール部材６０”の平板部６０ｅ”は、ハウジング本体１１の浅溝部８６の底面８６ａと蓋体１２の合わせ面１２ｆとの間に挟み込まれている。また、シール部材６０”の凸部６０ｃ”は、ハウジング本体１１の合わせ面１１ｆの深溝部８７の底面８７ａと、蓋体１２の合わせ面１２ｆとの間に挟み込まれている。このようにして、溝状部８５よりも外周側及び内周側では、蓋体１２と、ハウジング本体１１とが直接接触している部分が形成されている。即ち、合わせ面１２ｆの内周側部分１２ｆａ（ハウジング接触部）と、これに対向するハウジング本体１１の対向面１１ｔ（ハウジング接触部）とが直接突き当たっている。また、合わせ面１２ｆの外周側部分１２ｆｂ（ハウジング接触部）と、これに対向するハウジング本体１１の対向面１１ｔ（ハウジング接触部）とが直接突き当たっている。

また、例えば、上記各実施形態では、断面三角形状の凸部５０ｃを有するシール部材５０、断面四角形状の凸部６０ｃ（６０ｃ’、６０ｃ”）を有するシール部材６０（６０’、６０”）を例示したが、これに限らない。
図７は、本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機のシール部材の第三変形例を示す図であり、シール部材の断面形状を示す図である。
例えば、この図７に示すように、内周側に、断面円形の凸部９０ｃを有し、外周側に平板部９０ｅを有するシール部材９０であっても、上記各実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、例えば、上述した各実施形態においては、溝状部５５（６５、７５、８５）をハウジング本体１１に形成したが、これに限らず、溝状部５５を蓋体１２に形成してもよい。
また、シール部材の凸部をハウジング本体１１側、及び蓋体１２側の両側に設け、ハウジング本体１１側、及び蓋体１２側の両側に凸部を収容する溝状部を形成してもよい。
また、平板部５０ｅ（６０ｅ、６０ｅ’、６０ｅ”、９０ｅ）は凸部５０ｃ（６０ｃ、６０ｃ’、６０ｃ”、９０ｃ）から内周側に延びて形成されていてもよい。

また、スクロール圧縮機１Ａ（１Ｂ）が組み立てられた状態で、シール部材５０（６０、６０’、６０”、９０）が溝状部５５（６５、７５、８５）に隙間なく収容されるように、シール部材５０及び溝状部５５の寸法及び形状を選択するとよい。

また、上述した実施形態で示したスクロール圧縮機１Ａ、１０Ｂの構成は一例に過ぎず、適宜構成を変更することが可能である。さらに、駆動軸３３を外部から駆動する構成に限らず、ハウジング内にモータを内蔵した電動一体型スクロール圧縮機においても、上記と同様の構成を適用することが可能である。

また、上述した実施形態、及び各変形例の構成は、適宜組み合わせてよい。

１Ａ、１Ｂ スクロール圧縮機
１０ ハウジング部
１１ ハウジング本体（第二ハウジング）
１１ａ 端部
１１ｂ 端部
１１ｃ スクロール収容部
１１ｆ 合わせ面
１１ｇ 外周面
１１ｈ 軸挿通孔
１１ｓ 軸収容部
１１ｔ 対向面（ハウジング接触部）
１２ 蓋体（第一ハウジング）
１２ａ 内側面
１２ｂ 外側面
１２ｆ 合わせ面
１２ｆａ 内周側部分（ハウジング接触部）
１２ｆｂ 外周側部分（ハウジング接触部）
１２ｈ ボルト挿通孔
１３ 開口部
１３ｆ 内周面
１４ 筒状部
１４ｓ 外周面
１４ｍ 溝
１４Ｋ シール部材
１５、１６ フランジ部
１５ｆ、１６ｆ 対向面（ハウジング接触部）
１５ｈ 雌ネジ孔
１６ｈ ボルト挿通孔
１８ 固定スクロール支持面
１９ 凹部
２０ 固定ボルト
２１ 結合ボルト
３０ 圧縮部
３１ 固定スクロール
３２ 旋回スクロール
３３ 駆動軸
３３ａ 一端
３３ｂ 他端
３４ 端板
３４ｂ ボス
３４ｆ 表面
３４ｇ 表面
３４ｈ 貫通孔
３４ｍ 溝
３４ｎ 雌ネジ孔
３５ 固定ラップ
３６ シールリング
４１ 端板
４１ｆ 表面
４１ｈ 軸支孔
４２ 旋回ラップ
４３ 軸受
４４ 軸受
４５ シール部材
４６ 偏心軸
４７ 軸受
４８ バランサ
５０、６０、６０’、６０”、９０ シール部材
５０ａ、６０ａ 第一平面部
５０ｂ 、６０ｂ第二平面部
５０ｃ、６０ｃ、６０ｃ’、６０ｃ”、９０ｃ 凸部
５０ｄ 傾斜面
５０ｅ、６０ｅ、６０ｅ’、６０ｅ”、９０ｅ 平板部
５０ｆ 内周面
５１ 平面部
５２ 傾斜面部
５３ 平面
５５、６５、７５、８５ 溝状部
６０ｄ 壁部
６０ｆ 内周面
６０ｖ 第三平面部
６１ 平面部
６２ 段部
６２ａ、７５ａ、８６ａ、８７ａ 底面
８６ 浅溝部
８７ 深溝部
Ａ 圧縮室
Ｃ 中心軸
Ｃｈ 偏心中心軸
Ｔ 吐出チャンバ

Claims (3)

1. 互いに対向して結合される第一ハウジングおよび第二ハウジングを有するハウジング部と、
   前記ハウジング部内に収容され、前記第一ハウジングに固定された固定スクロール、および前記第二ハウジング内で前記固定スクロールに対して公転可能に設けられた旋回スクロールを備えた圧縮部と、
   前記第一ハウジングと前記第二ハウジングとの間に挟み込まれ、前記第一ハウジング及び前記第二ハウジングの少なくとも一方の側に突出する凸部、及び、前記凸部の外周側又は内周側に延びて前記第一ハウジングと前記第二ハウジングとの間に挟み込まれるとともに前記凸部と一体に形成された平板部を有したシール部材と、
   前記第一ハウジング及び前記第二ハウジングの前記少なくとも一方に形成され、前記凸部を収容する溝状部と、
   前記固定スクロールと前記旋回スクロールとが互いに対向する方向において、前記第一ハウジングと前記第二ハウジングとが直接突き当たるハウジング接触部と、
   を備え、
   前記凸部は、前記シール部材の内周側に形成されるとともに、
   前記第一ハウジングに、前記第二ハウジングの内側に挿入される筒状部が形成され、
   前記筒状部と前記第二ハウジングの内周部に形成された傾斜面部または段部との間に前記溝状部が形成され、
   前記凸部は、前記傾斜面部または前記段部に突き当たって前記溝状部に収容されているスクロール圧縮機。
2. 前記第一ハウジングと前記第二ハウジングとの間に挟み込まれた前記シール部材の外周部は、前記ハウジング部の外周側に露出する請求項１に記載のスクロール圧縮機。
3. 前記凸部における前記旋回スクロールの公転中心軸を含む断面は、三角形状、四角形状、及び円形のいずれか一つの形状をなしている請求項１又は２に記載のスクロール圧縮機。

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