WO2017056713A1 - 密閉容器のシール構造、これを備えた車両用冷媒圧縮機 - Google Patents

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藤田　勝博
雅大 加藤
智久 毛路
秀樹 末武
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三菱重工オートモーティブサーマルシステムズ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a sealing structure of a sealed container in which a plurality of O-rings are inserted in a housing sealing surface of a refrigerant compressor for a vehicle, a flange sealing surface of a sealed container, etc.
  • the present invention relates to a provided refrigerant compressor.
  • Patent Document 1 O-rings are provided on both sides of the housing seal surface of the vehicle refrigerant compressor to suppress the infiltration of corrosive components such as water and salt between the seal surfaces, A seal structure is disclosed that prevents the occurrence of corrosion on the seal surface.
  • Patent Document 2 an O-ring and an annular packing material are provided in the inner and outer doubles on the flange sealing surface of a sealed container for sealing an electric power device, and the annular packing material on the outer peripheral side prevents rainwater etc. from entering.
  • a seal structure is disclosed that is kept airtight by an O-ring on the side.
  • the filling ratio of the O-ring in the inside of the O-ring groove formed in the sealing surface It is recommended that the ratio of the volume (cross-sectional area) of the O-ring to the center) of the setting reference range be about 75%, and at most 90% or less.
  • the seal faces of the housing directly contact each other, ie, so-called metal touch, and the size of the seal face gap is not affected by the fastening torque of the assembly bolt. Also, the variation is eliminated, and the quality of the vehicle refrigerant compressor can be stabilized.
  • the O-ring is cheaper than the annular packing material, and its assembly is easy, so that the merit is large in terms of manufacturing cost. For this reason, the use of an O-ring is taken over as a seal member in a housing seal surface of a vehicle refrigerant compressor.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and a sealing structure of a sealed container capable of obtaining a good sealing property by a simple and inexpensive structure using an O-ring, and a vehicle provided with the same. It aims at providing a refrigerant compressor.
  • the sealing structure of the sealed container according to the present invention is formed annularly on one sealing surface formed in an annular shape on one container constituting member constituting the container and on the other container constituting member constituting the container.
  • the other seal surface overlapping the one seal surface, the concentric and plural O ring grooves formed on at least one of the one seal surface and the other seal surface, and the plural O ring grooves A plurality of O-rings, and the filling of the O-rings in the O-ring groove located outside the container with respect to the filling factor of the O-ring in the O-ring groove located inside the container The rate is larger.
  • the filling rate (compression rate) of the O-ring on the outer side is larger than the filling rate of the O-ring on the inner side, so the sealability of the O-ring on the outer side is enhanced.
  • the filling ratio of the O ring in the O ring groove located on the inner side of the container is set to a target range of 70 to 75% and a maximum allowable value of 90%
  • the filling rate of the O-ring in the O-ring groove may be in a target range of 80 to 85% and a maximum allowable value of 98%.
  • the filling rate of the inner O-ring becomes the same as before, and the filling rate of the outer O-ring becomes larger than that of the inner O-ring.
  • the O ring on the inner side contains the container in addition to the compression involved in filling the O ring groove.
  • the stress due to the internal pressure of the For this reason, if the filling rate of the O-ring on the inner side is made higher than the conventional one, the durability may be impaired.
  • the durability of the outer O-ring and the inner O-ring is impaired by increasing the filling of the outer O-ring to which the internal pressure of the container is not directly applied more than the filling of the inner O-ring. Sealability can be improved.
  • the cross section of the O-ring groove located on the inner side of the container and the cross-section of the O-ring groove located on the outer side of the container have the same shape and size.
  • the wire diameter of the outer O-ring is made larger than the wire diameter of the inner O-ring, that is, the outer O-ring is changed Only by that, the filling rate of the O-ring on the outside can be increased. Therefore, good sealing performance can be obtained by a very simple and inexpensive configuration.
  • the wire diameter of the O-ring located on the inner side of the container and the wire diameter of the O-ring located on the outer side of the container are made the same and located on the outer side of the container.
  • the inner volume of the outer O-ring groove is made smaller than the inner volume of the inner O-ring groove without changing the inner and outer O-rings, thereby filling the outer O-ring
  • the rate can be increased.
  • the shape change of the O-ring groove can be easily realized by changing the setting of the cutting machine that forms the O-ring groove. Therefore, good sealing performance can be obtained by a very simple and inexpensive configuration.
  • a vehicle refrigerant compressor according to the present invention is provided with the seal structure of any one of the above-mentioned closed containers. Therefore, with the simple and inexpensive structure using the O-ring as in the conventional case, the external O-ring can effectively prevent the external corrosion component which has been allowed to infiltrate for a long period of time. .
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of a vehicle refrigerant compressor according to the present invention.
  • the vehicle refrigerant compressor 1 is incorporated into, for example, an air conditioner of a car and driven by the power of an engine (not shown) to compress the refrigerant gas and supply it to the refrigerant circuit of the air conditioner.
  • the vehicle refrigerant compressor 1 includes a housing 2 (container) having a configuration in which a front housing 2A (one container constituent member) and a rear housing 2B (the other container constituent member) are fastened by a plurality of bolts 3
  • the scroll compression mechanism 5 is accommodated inside the housing 2.
  • the scroll compression mechanism 5 forms a fixed scroll 8 fixed to the housing 2 (2B) with a bolt 7 or the like, and an orbiting scroll that forms a compression chamber 9 facing the fixed scroll 8 and compressing refrigerant gas.
  • a thrust plate 12 for supporting a load in the thrust direction of the orbiting scroll 10
  • a main shaft 14 for driving the orbiting scroll 10.
  • the main shaft 14 is pivotally supported by the bearings 15 and 16 on the front housing 2A side, the tip of which protrudes outside, and a drive pulley (not shown) is attached thereto.
  • spiral wraps 8b and 10b are integrally formed on one side of the disk-shaped end plates 8a and 10a, respectively.
  • the respective wraps 8b and 10b abut on the end plates 8a and 10a so that their tip end portions can slide smoothly, and are surrounded by the end plates 8a and 10a and the wraps 8b and 10b to form a pair of compression chambers 9 Is formed.
  • An eccentric pin 14a provided on the main shaft 14 is fitted to the inner periphery of the boss 10c of the orbiting scroll 10 via a bush 21 and a bearing 22.
  • the orbiting scroll 10 rotates by the antirotation mechanism (not shown). Turn while being prevented. For this reason, while the pair of compression chambers 9 formed between the fixed scroll 8 and the wraps 8b and 10b of the orbiting scroll 10 move from the outer peripheral side to the inner peripheral side, the volume decreases and the low pressure chamber 25 in the front housing 2A.
  • the refrigerant gas drawn in from the suction port (not shown) provided in the suction chamber is drawn into the compression chamber 9 and compressed, and the refrigerant gas compressed to a high pressure passes through the discharge valve 27 and the high pressure chamber 28 to the rear housing 2B.
  • the ink is discharged from a discharge port (not shown) provided.
  • annular seal surface 2a (one seal surface) is formed on the front housing 2A, and an annular seal surface is also formed on the rear housing 2B. 2b (the other seal surface) is formed.
  • These sealing surfaces 2a and 2b are formed in a plane shape orthogonal to the longitudinal axis direction of the housing 2 and are in close contact (metal touch) with each other. It is not preferable to insert an annular packing material (gasket) here because the axial clearance between the housing 2 and the scroll compression mechanism 5 (8, 10) changes due to the tightening torque of the bolt 3.
  • two inner and outer O-ring grooves 33 and 34 are formed concentrically, and are positioned on the inner side of the housing 2 in these O-ring grooves 33 and 34, respectively.
  • An O-ring 31 and an O-ring 32 located on the outer side of the housing 2 are fitted.
  • the “inside” referred to here is the one closer to the inside of the housing 2, and the “outside” is the one closer to the outside of the housing 2.
  • O-ring grooves 33, 34 may be formed in the seal surface 2b on the rear housing 2B side.
  • the layout of the O-ring grooves 33 and 34 and the O-rings 31 and 32 is not limited to the first layout example shown in FIG. 2, and, for example, second to fourth layout examples shown in FIGS. It may be adopted.
  • Examples of the material of the O-rings 31 and 32 include EPDM (ethylene propylene rubber), HNBR (hydrogenated nitrile rubber), and the like, which are excellent in oil resistance and chemical resistance.
  • the sealing surface 2 a of the front housing 2 A and the sealing surface 2 b of the rear housing 2 B are formed in a cylindrical surface centering on the longitudinal axis of the housing 2.
  • the sealing surface 2b is inserted into the sealing surface 2a closely.
  • the O-ring grooves 33 and 34 are formed as the outer peripheral O-ring groove on the seal surface 2b side, but may be formed as the inner peripheral O-ring groove on the seal surface 2a side.
  • the diameters of the O-rings 31 and 32 are the same.
  • the seal surfaces 2a and 2b are formed in a planar shape orthogonal to the longitudinal axis direction of the housing 2 as in FIG.
  • An O-ring groove 33 on the inner side is formed, an O-ring groove 34 on the outer side is formed in the seal surface 2a, and O-rings 31 and 32 are fitted in each.
  • the seal surface 2a of the front housing 2A and the seal surface 2b of the rear housing 2B are centered on the longitudinal axis of the housing 2 as in FIG.
  • an O-ring groove 33 on the inner side is formed in the seal surface 2b
  • an O-ring groove (step) 34 on the outer side is formed in the seal surface 2a. 32 are inserted.
  • the filling ratio of the O-ring 31 in the O-ring groove 33 located on the inner side of the housing 2 is more on the outer side of the housing 2
  • the filling rate of the O-ring 32 in the O-ring groove 34 located is set to be larger.
  • the filling factor is the ratio of the volume (cross-sectional area) of the O-rings 31 and 32 to the internal volume (cross-sectional area) of the O-ring grooves 33 and 34.
  • First Embodiment 6A and 6B are longitudinal sectional views showing a first embodiment of the seal structure according to the present invention, and FIG. 6A shows a state before fastening of the bolt 3 shown in FIG. There is.
  • the cross section of the O-ring groove 33 on the inner side and the cross section of the O-ring groove 34 on the outer side are formed in the same shape and size. That is, the depth H and the width W of the O-ring groove 33 and the depth H and the width W of the O-ring groove 34 have the same dimensions. Therefore, the internal volumes of the O-ring grooves 33 and 34 are the same.
  • the wire diameter D2 of the O-ring 32 on the outer side is larger than the wire diameter D1 of the O-ring 31 on the inner side of the O-rings 31 and 32.
  • the wire diameter D1 of the O-ring 31 is 2.6 mm
  • the wire diameter D2 of the O-ring 32 is 2.9 mm.
  • the filling rate of the O-ring 31 on the inner side is about 74%
  • the filling rate of the O-ring 32 on the outer side is about 92%.
  • the filling factor is about 80% when the wire diameter D1 of the inner O-ring 31 is 2.7 mm, and the filling factor is 98% when the wire diameter D1 of the outer O-ring 32 is 3.0 mm. It becomes degree.
  • These filling rates change somewhat depending on the material of the O-rings 31 and 32 and the dimensional ratio of H and W of the O-ring grooves 33 and 34.
  • the filling rate (compression rate) of the O-ring 32 on the outside is larger than that of the O-ring 31 on the inside, so the sealing performance of the O-ring 32 on the outside is inside It is higher than the sealability of the O ring 31 on the side. This allows the external O-ring 32 to effectively prevent external corrosion components that have been allowed to penetrate for a long period of time.
  • seal structure is a combination of an O-ring groove and an O-ring that has been conventionally used, there is no need to change the type of parts or the structure, etc. Good sealability by a simple and inexpensive structure Can be demonstrated.
  • the internal refrigerant pressure of the housing 2 In a closed container such as the housing 2 of the vehicle refrigerant compressor 1 in which the internal pressure is high, in addition to the compression associated with the filling of the O-ring groove 33, the internal refrigerant pressure of the housing 2 The stress due to Therefore, if the filling rate of the O-ring 31 on the inner side is made higher than that of the conventional one, the durability of the O-ring 31 on the inner side may be impaired.
  • the O-ring 32 on the outer side and the O-ring 31 on the inner side can be made by raising the filling rate of the O-ring 32 on the outer side to which the internal refrigerant pressure of the housing 2 is not directly applied.
  • the sealability can be improved without impairing the durability of the
  • the O-ring grooves 33 and 34 on the inner side and the outer side have the same cross-sectional shape and the wire diameter D2 of the O-ring 32 on the outer side.
  • the filling rate of the O-ring 32 on the outer side can be increased by changing only the wire diameter D2 of the O-ring 32 on the outer side without changing the O-ring grooves 33 and 34.
  • Good sealability can be obtained by a very simple and inexpensive configuration.
  • Second Embodiment 7A and 7B are longitudinal sectional views showing a second embodiment of the seal structure according to the present invention, and FIG. 7A shows a state before tightening of the bolt 3 shown in FIG. 1 and FIG. There is.
  • the wire diameter D of the inner O-ring 31 and the wire diameter D of the outer O-ring 32 are the same.
  • the inner volume of the O-ring groove 34 on the outer side is smaller than the inner volume of the O-ring groove 33 on the inner side, whereby the filling ratio of the O-ring 32 on the outer side is the same as that of the O-ring 31 on the inner side. It is relatively larger than the filling rate.
  • the wire diameter D of the inner and outer O-rings 31, 32 can be exemplified as 2.6 mm.
  • the depth dimension H1 of the O-ring groove 33 is 2.4 mm
  • the width dimension W1 is 3.0 mm
  • the depth dimension H2 of the O-ring groove 34 is 2.2 mm
  • the width dimension W2 is 2.6 mm. it can.
  • the filling rate of the inner O-ring 31 is about 74%
  • the filling rate of the outer O-ring 32 is about 93%.
  • the inner volume of the outer O-ring groove 34 is made smaller than the inner volume of the inner O-ring groove 33 without changing the inner and outer O-rings 31 and 32.
  • the filling rate of the O-ring 31 on the outer side can be made relatively larger than the filling rate of the O-ring 31 on the inner side.
  • the shape change of the O-ring grooves 33 and 34 can be easily realized by changing the setting of the cutting machine. Therefore, good sealing performance can be obtained by a very simple and inexpensive configuration.
  • the inner and outer O-rings 31 and 32 have the same wire diameter and the same diameter.
  • the types of O-rings can be reduced to contribute to cost reduction, and incorrect assembly of the inner and outer O-rings 31 and 32 can be prevented.
  • the seal structure of the housing 2 according to the above embodiment and the vehicle refrigerant compressor 1 including the same good sealability is achieved by the simple and inexpensive structure using the O-rings 31 and 32.
  • the external O-ring 32 effectively prevents external corrosive components that have been allowed to penetrate in the long term in the past, and the durability of the vehicle refrigerant compressor 1 is dramatically improved. Can.
  • the present invention is not limited only to the configuration of the above embodiment, and can be appropriately modified or improved, and an embodiment with such modification or improvement is also included in the scope of the present invention. .
  • the configurations of the O-rings 31 and 32 and the O-ring grooves 33 and 34 in the seal surfaces 2a and 2b between the front housing 2A and the rear housing 2B that constitute the housing 2 of the vehicle refrigerant compressor 1 Although an example to which the present invention is applied has been described, the present invention can be applied to other types of closed containers.
  • the numbers and positions of the O-rings 31 and 32 may be changed, or the materials and hardness of the O-rings 31 and the O-rings 32 may be made different.
  • the hardness of the O-rings is made different, it is conceivable to apply the material which is hard and hard to be compressed to the outer O-ring 32.
  • the pressure with which the outer O-ring 32 is in pressure contact with the O-ring groove 34 and the front housing 2B can be made higher than that of the inner O-ring 31 to further improve the sealing performance.
  • HNBR HNBR
  • EPDM EPDM
  • the cross-sectional shape of the O-ring grooves 33 and 34 is not limited to the channel groove shape applied in the above embodiment, but may be a groove of another cross-sectional shape such as a V groove or a U groove.
  • the cross-sectional shape of the O-rings 31 and 32 is not limited to a round shape, and can be changed to a square shape or the like.
  • Vehicle refrigerant compressor 2 Housing (container) 2A front housing (one container component) 2B Rear housing (other container component) 2a Seal face (one seal face) 2b Seal face (other seal face) 31 Internal O-ring 32 External O-ring 33 Internal O-ring groove 34 External O-ring groove

Abstract

本発明は、Ｏリングを用いた簡素で安価な構造により、良好なシール性を得ることを目的としている。本発明に係るシール構造は、ハウジング（容器）を構成する一方の容器構成部材（２Ａ）に環状に形成された一方のシール面（２ａ）と、ハウジングを構成する他方の容器構成部材（２Ｂ）に環状に形成されて一方のシール面（２ａ）に重なる他方のシール面（２ｂ）と、一方のシール面（２ａ）と他方のシール面（２ｂ）の少なくとも片方に形成された同心円状且つ複数のＯリング溝（３３，３４）と、これら複数のＯリング溝（３３，３４）に嵌入される複数のＯリング（３１，３２）とを備えている。ハウジングの内部側に位置するＯリング溝（３３）におけるＯリング（３１）の充填率よりも、ハウジングの外部側に位置するＯリング溝（３４）におけるＯリング（３２）の充填率の方が大きくされている。

Description

密閉容器のシール構造、これを備えた車両用冷媒圧縮機
　本発明は、車両用冷媒圧縮機のハウジングシール面や、密封容器のフランジシール面等に複数本のＯリングを介装して液密的にシールするようにした密閉容器のシール構造、これを備えた冷媒圧縮機に関するものである。
　特許文献１には、車両用冷媒圧縮機のハウジングシール面において、内外二重にＯリングを設けることにより、該シール面の間に水分や塩分等の腐食成分が浸入することを抑制し、該シール面における腐食の発生を防止したシール構造が開示されている。
　特許文献２には、電力機器を密封する密封容器のフランジシール面において、Ｏリングと環状パッキン材とを内外二重に設け、外周側の環状パッキン材によって雨水等の進入を防止し、内周側のＯリングによって気密を保つようにしたシール構造が開示されている。
　一般に、Ｏリングを用いてハウジングシール面やフランジシール面等をシールする場合には、シール面に形成されたＯリング溝の内部におけるＯリングの充填率、即ちＯリング溝の内容積（断面積）に対するＯリングの体積（断面積）の比率は、その設定基準範囲の中央値を７５％程度とし、最大でも９０％以下とすることが推奨されている。
特開平９－４２１５６号公報 実開平２－９３７３号公報
　車両用冷媒圧縮機においては、雨水や、道路に散布された融雪剤が溶解した塩水等の腐食成分がハウジングにかかり、ハウジングシール面の奥に浸透しようとするため、シール面に内外二重のＯリングを設置することは効果的である。
　しかしながら、現状では内周側および外周側のＯリングの充填率中央値が上記のように７５％程度であるため、腐食成分が外周側のＯリングを浸透通過してしまう可能性があり、二重のＯリングを設けたことによるシール効果が十分に発揮されていなかった。
　特許文献２のシール構造のように、外周側に、Ｏリングに代えて環状パッキン材を使用すれば、Ｏリングよりも優れたシール性を得ることができる。
　ところが、車両用冷媒圧縮機の場合は、ハウジングと、その内部に収容されるスクロール圧縮機構との間の隙間公差が非常にシビアであるため、組立ボルトの締結トルクによってシール面隙間が変化する環状パッキン材は使用に適さない。
　一方、Ｏリングを使用すれば、ハウジングのシール面同士が直接触れ合う、所謂メタルタッチとなり、組立ボルトの締結トルクによってシール面隙間の大きさが左右されないため、ハウジングとスクロール圧縮機構との間の隙間にもバラつきが無くなり、車両用冷媒圧縮機の品質を安定させることができる。
　また、Ｏリングの方が環状パッキン材よりも安価であり、その組み付けも容易であることから、製造コストの面でもメリットが大きい。このため、車両用冷媒圧縮機のハウジングシール面におけるシール部材としてＯリングの使用が継承されている。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、Ｏリングを用いた簡素で安価な構造により、良好なシール性を得ることができる密閉容器のシール構造、これを備えた車両用冷媒圧縮機を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明は、以下の手段を採用する。
　即ち、本発明に係る密閉容器のシール構造は、容器を構成する一方の容器構成部材に環状に形成された一方のシール面と、前記容器を構成する他方の容器構成部材に環状に形成されて前記一方のシール面に重なる他方のシール面と、前記一方のシール面と前記他方のシール面の少なくとも片方に形成された同心円状且つ複数のＯリング溝と、複数の前記Ｏリング溝に嵌入される複数のＯリングと、を備え、前記容器の内部側に位置する前記Ｏリング溝における前記Ｏリングの充填率よりも、前記容器の外部側に位置する前記Ｏリング溝における前記Ｏリングの充填率の方が大きいものである。
　上記構成のシール構造によれば、外部側のＯリングの充填率（圧縮率）が、内部側のＯリングの充填率よりも大きくなるため、外部側のＯリングのシール性が高くなる。これにより、従来では長期の間に浸透を許していた外部からの腐食成分を、外部側のＯリングによって効果的に阻止することができる。
　このシール構造によれば、部品種類の変更や、構造の変更等を必要とせず、従来と同じくＯリングおよびＯリング溝を用いた簡素で安価な構造により、良好なシール性を得ることができる。
　上記のシール構造においては、前記容器の内部側に位置する前記Ｏリング溝における前記Ｏリングの充填率を目標範囲７０～７５％、最大許容値９０％とし、前記容器の外部側に位置する前記Ｏリング溝における前記Ｏリングの充填率を、目標範囲８０～８５％、最大許容値９８％とするのがよい。
　こうすれば、内部側のＯリングの充填率が従前通りになり、外部側のＯリングの充填率が内部側のＯリングよりも大きくなる。例えば、車両用冷媒圧縮機のハウジングや、高圧容器等のように、容器の内部が高圧になるものにおいては、内部側のＯリングには、Ｏリング溝への充填に伴う圧縮に加え、容器の内部圧力による応力も加わる。このため、内部側のＯリングの充填率を従来よりも高くしてしまうと、その耐久性が損なわれる虞がある。
　したがって、容器の内部圧力が直接加わらない外部側のＯリングの充填率を内部側のＯリングの充填率よりも高めることにより、外部側のＯリングおよび内部側のＯリングの耐久性を損なうことなくシール性を向上させることができる。
　上記のシール構造においては、前記容器の内部側に位置する前記Ｏリング溝の断面と、前記容器の外部側に位置する前記Ｏリング溝の断面とを同じ形状寸法とし、前記容器の外部側に位置する前記Ｏリングの線径を、前記容器の内部側に位置する前記Ｏリングの線径よりも太くすることによって外部側の前記Ｏリングの充填率を内部側の前記Ｏリングの充填率よりも大きくしてもよい。
　上記構成によれば、容器側のＯリング溝に変更を施すことなく、外部側のＯリングの線径を内部側のＯリングの線径よりも太くする、つまり外部側のＯリングを変更するだけで、外部側のＯリングの充填率を大きくすることができる。このため、非常に簡素かつ安価な構成により、良好なシール性を得ることができる。
　上記のシール構造においては、前記容器の内部側に位置する前記Ｏリングの線径と、前記容器の外部側に位置する前記Ｏリングの線径とを同じにし、前記容器の外部側に位置する前記Ｏリング溝の内容積を、前記容器の内部側に位置する前記Ｏリング溝の内容積よりも小さくすることによって外部側の前記Ｏリングの充填率を内部側の前記Ｏリングの充填率よりも大きくしてもよい。
　上記構成によれば、内外のＯリングを変更することなく、外部側のＯリング溝の内容積を、内部側のＯリング溝の内容積よりも小さくすることにより、外部側のＯリングの充填率を大きくすることができる。Ｏリング溝の形状変更は、Ｏリング溝を形成する切削加工機の設定を変更することにより容易に実現できる。このため、非常に簡素かつ安価な構成により、良好なシール性を得ることができる。
　また、本発明に係る車両用冷媒圧縮機は、上記のずれかの密閉容器のシール構造を備えている。
　このため、従来と同じくＯリングを用いた簡素で安価な構造により、従来では長期の間に浸透を許していた外部からの腐食成分を、外部側のＯリングによって効果的に阻止することができる。
　以上のように、本発明に係る密閉容器のシール構造、これを備えた車両用冷媒圧縮機によれば、Ｏリングを用いた簡素で安価な構造により、良好なシール性を得ることができる。
本発明の実施形態に係るシール構造を備えた車両用冷媒圧縮機の一例を示す縦断面図である。 図１のＩＩ部を拡大してＯリングの第１配置例を示す縦断面図である。 Ｏリングの第２配置例を示す縦断面図である。 Ｏリングの第３配置例を示す縦断面図である。 Ｏリングの第４配置例を示す縦断面図である。 本発明に係るシール構造の第１実施形態を示す締結前の縦断面図である。 本発明に係るシール構造の第１実施形態を示す締結後の縦断面図である。 本発明に係るシール構造の第２実施形態を示す締結前の縦断面図である。 本発明に係るシール構造の第２実施形態を示す締結後の縦断面図である。
　以下に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
　図１は、本発明に係る車両用冷媒圧縮機の一例を示す縦断面図である。この車両用冷媒圧縮機１は、例えば自動車の空調装置に組み込まれて図示しないエンジンの動力により駆動され、冷媒ガスを圧縮して空調装置の冷媒回路に供給するものである。
　車両用冷媒圧縮機１は、フロントハウジング２Ａ（一方の容器構成部材）にリアハウジング２Ｂ（他方の容器構成部材）が複数のボルト３によって締結された構成のハウジング２（容器）を備えており、このハウジング２の内部にスクロール圧縮機構５が収容されている。
　スクロール圧縮機構５は、公知のように、ハウジング２（２Ｂ）にボルト７等で固定された固定スクロール８と、この固定スクロール８に対向して冷媒ガスを圧縮する圧縮室９を形成する旋回スクロール１０と、旋回スクロール１０のスラスト方向の荷重を支持するスラスト板１２と、旋回スクロール１０を駆動する主軸１４とを有した構成である。主軸１４は、ベアリング１５，１６によってフロントハウジング２Ａ側に軸支され、その先端部が外部に突出し、ここに図示しない駆動プーリーが取り付けられる。
　固定スクロール８と旋回スクロール１０は、それぞれ円板状の端板８ａ，１０ａの一面側に渦巻状のラップ８ｂ，１０ｂが一体に形成されている。各ラップ８ｂ，１０ｂは、その先端部が対向する端板８ａ，１０ａに対して滑らかに摺動可能に当接し、端板８ａ，１０ａとラップ８ｂ，１０ｂとに囲まれて一対の圧縮室９が形成される。
　主軸１４に設けられた偏心ピン１４ａがブッシュ２１とベアリング２２を介して旋回スクロール１０のボス１０ｃ内周に嵌合されており、主軸１４が回転すると旋回スクロール１０が図示しない自転防止機構によって自転を防止されながら旋回する。このため、固定スクロール８と旋回スクロール１０のラップ８ｂ，１０ｂ間に形成された一対の圧縮室９が外周側から内周側に移動しつつその容積が減少し、フロントハウジング２Ａ内の低圧室２５に設けられた図示しない吸入口から吸入された冷媒ガスが圧縮室９内に吸入されて圧縮され、この高圧に圧縮された冷媒ガスが、吐出弁２７と高圧室２８とを経てリアハウジング２Ｂに設けられた図示しない吐出口から吐出される。
　冷媒ガスの圧縮時には、圧縮された冷媒ガスの反力が、固定スクロール８の端板８ａと旋回スクロール１０の端板１０ａとに加わるため、固定されている固定スクロール８に対して可動式の旋回スクロール１０が軸方向に離れる方向（スラスト方向）に押圧される。この旋回スクロール１０のスラスト荷重は、スラスト板１２によって支持される。
　フロントハウジング２Ａとリアハウジング２Ｂとの間には内外２重のＯリング３１，３２が介装されてハウジング２内部の気密性が保たれている。図２にＯリング３１，３２の第１配置例を拡大して示すように、フロントハウジング２Ａには環状のシール面２ａ（一方のシール面）が形成され、リアハウジング２Ｂにも環状のシール面２ｂ（他方のシール面）が形成されている。これらのシール面２ａ，２ｂは、ハウジング２の長手軸方向に直交する平面状に形成されており、互いに密着（メタルタッチ）している。ここに環状パッキン材（ガスケット）を介装するのはハウジング２とスクロール圧縮機構５（８，１０）との間の軸方向隙間がボルト３の締付トルクにより変化してしまうため好ましくない。
　例えば、フロントハウジング２Ａ側のシール面２ａには、内外２つのＯリング溝３３，３４が同心円状に形成されており、これらのＯリング溝３３，３４に、それぞれハウジング２の内部側に位置するＯリング３１と、ハウジング２の外部側に位置するＯリング３２とが嵌入されている。ここで言う「内部側」とは、ハウジング２の内部に近い方であり、「外部側」とは、ハウジング２の外部に近い方である。
　これらのＯリング溝３３，３４は、リアハウジング２Ｂ側のシール面２ｂに形成してもよい。Ｏリング溝３３，３４およびＯリング３１，３２の配置レイアウトは、図２に示す第１配置例に限らず、例えば図３～図５に示す第２～第４配置例およびその他の配置例を採用してもよい。Ｏリング３１，３２の材質としては、耐油性、耐薬品性に優れたＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、ＨＮＢＲ（水素化ニトリルゴム）等を例示することができる。
　図３に示すＯリング３１，３２の第２配置例では、フロントハウジング２Ａのシール面２ａと、リアハウジング２Ｂのシール面２ｂとが、ハウジング２の長手軸を中心とする円筒面状に形成されており、シール面２ａの内側にシール面２ｂが密に挿入されるようになっている。ここではＯリング溝３３，３４がシール面２ｂ側に外周Ｏリング溝として形成されているが、シール面２ａ側に内周Ｏリング溝として形成してもよい。この第２配置例ではＯリング３１，３２の直径が同一となる。
　図４に示すＯリング３１，３２の第３配置例では、図２と同様に、シール面２ａ，２ｂがハウジング２の長手軸方向に直交する平面状に形成されており、例えばシール面２ｂに内部側のＯリング溝３３が形成され、シール面２ａに外部側のＯリング溝３４が形成され、それぞれにＯリング３１，３２が嵌入されている。
　図５に示すＯリング３１，３２の第４配置例では、図３と同様に、フロントハウジング２Ａのシール面２ａと、リアハウジング２Ｂのシール面２ｂとが、ハウジング２の長手軸を中心とする円筒面状に形成されており、例えばシール面２ｂに内部側のＯリング溝３３が形成され、シール面２ａに外部側のＯリング溝（段部）３４が形成され、それぞれにＯリング３１，３２が嵌入されている。
　図２～図５に示す第１～第４のいずれのＯリング配置例においても、ハウジング２の内部側に位置するＯリング溝３３におけるＯリング３１の充填率よりも、ハウジング２の外部側に位置するＯリング溝３４におけるＯリング３２の充填率の方が大きくなるように設定されている。充填率は、Ｏリング溝３３，３４の内容積（断面積）に対するＯリング３１，３２の体積（断面積）の比率である。
［第１実施形態］
　図６Ａ，図６Ｂは、本発明に係るシール構造の第１実施形態を示す縦断面図であり、図６Ａは図１に示すボルト３の締結前、図６Ｂはボルト３の締結後を示している。
　図６Ａに示すように、内部側のＯリング溝３３の断面と、外部側のＯリング溝３４の断面は同じ形状寸法に形成されている。つまり、Ｏリング溝３３の深さＨおよび幅Ｗと、Ｏリング溝３４の深さＨおよび幅Ｗは同じ寸法となっている。したがって、Ｏリング溝３３，３４の内容積は同一である。
　一方、Ｏリング３１，３２の線径は、内部側のＯリング３１の線径Ｄ１よりも、外部側のＯリング３２の線径Ｄ２の方が太くされている。
　このため、図１に示すボルト３が締結されて図６Ｂに示すようにフロントハウジング２Ａ（シール面２ａ）とリアハウジング２Ｂ（シール面２ｂ）とが密着すると、外部側のＯリング３２の充填率が内部側のＯリング３１の充填率よりも大きくなる。
　具体的なＯリング溝３３，３４の寸法例として、深さ寸法Ｈ＝２．４ｍｍ、幅寸法Ｗ＝３．０ｍｍを例示することができる。また、Ｏリング３１の線径Ｄ１＝２．６ｍｍ、Ｏリング３２の線径Ｄ２＝２．９ｍｍを例示することができる。上記の各寸法とした場合、内部側のＯリング３１の充填率は７４％程度となり、外部側のＯリング３２の充填率は９２％程度となる。
　例えば内部側のＯリング３１の線径Ｄ１を２．７ｍｍとした場合の充填率は８０％程度となり、外部側のＯリング３２の線径Ｄ１を３．０ｍｍとした場合の充填率は９８％程度となる。これらの充填率は、Ｏリング３１，３２の材質や、Ｏリング溝３３，３４のＨ，Ｗの寸法比率によって多少変化する。
　以上のような構成のシール構造によれば、外部側のＯリング３２の充填率（圧縮率）が、内部側のＯリング３１よりも大きくなるため、外部側のＯリング３２のシール性が内部側のＯリング３１のシール性よりも高くなる。これにより、従来では長期の間に浸透を許していた外部からの腐食成分を、外部側のＯリング３２によって効果的に阻止することができる。
　しかも、従来から用いられてきたＯリング溝とＯリングとの組み合わせによるシール構造であるため、部品種類の変更や、構造の変更等を必要とせず、簡素で安価な構造により、良好なシール性を発揮することができる。
　内部側のＯリング３１の充填率を目標範囲７０～７５％、最大許容値９０％に設定し、外部側のＯリング３２の充填率を目標範囲８０～８５％、最大許容値９８％に設定することにより、内部側のＯリング３１の充填率は従前通りとなり、外部側のＯリング３２の充填率は内部側のＯリング３１よりも大きくなる。
　車両用冷媒圧縮機１のハウジング２のように内部が高圧になる密閉容器においては、内部側のＯリング３１には、Ｏリング溝３３への充填に伴う圧縮に加え、ハウジング２の内部冷媒圧力による応力も加わる。このため、内部側のＯリング３１の充填率を従来よりも高くしてしまうと、内部側のＯリング３１の耐久性が損なわれる虞がある。
　したがって、ハウジング２の内部冷媒圧力が直接加わらない外部側のＯリング３２の充填率を内部側のＯリング３１の充填率よりも高めることにより、外部側のＯリング３２および内部側のＯリング３１の耐久性を損なうことなくシール性を向上させることができる。
　この第１実施形態の構成によれば、図６Ａ，図６Ｂに示すように、内部側と外部側のＯリング溝３３，３４を同じ断面形状寸法とし、外部側のＯリング３２の線径Ｄ２を、内部側のＯリング３１の線径Ｄ１よりも太くして外部側のＯリング３２の充填率を大きくすることができる。このように、Ｏリング溝３３，３４に変更を施すことなく、外部側のＯリング３２の線径Ｄ２のみを変更するだけで、外部側のＯリング３２の充填率を大きくすることができ、非常に簡素かつ安価な構成によって良好なシール性を得ることができる。
［第２実施形態］
　図７Ａ，図７Ｂは、本発明に係るシール構造の第２実施形態を示す縦断面図であり、図７Ａは図１に示すボルト３の締結前、図７Ｂはボルト３の締結後を示している。
　ここでは、図７Ａに示すように、内部側のＯリング３１の線径Ｄと外部側のＯリング３２の線径Ｄは同じである。一方、外部側のＯリング溝３４の内容積は、内部側のＯリング溝３３の内容積よりも小さくされており、これによって外部側のＯリング３２の充填率が内部側のＯリング３１の充填率よりも相対的に大きくされている。
　具体的には、内外のＯリング３１，３２の線径Ｄは２．６ｍｍを例示することができる。また、Ｏリング溝３３の深さ寸法Ｈ１＝２．４ｍｍ、幅寸法Ｗ１＝３．０ｍｍ、Ｏリング溝３４の深さ寸法Ｈ２＝２．２ｍｍ、幅寸法Ｗ２＝２．６ｍｍを例示することができる。上記の各寸法とした場合、内部側のＯリング３１の充填率は７４％程度となり、外部側のＯリング３２の充填率は９３％程度となる。これらの充填率は、Ｏリング３１，３２の材質や、Ｏリング溝３３，３４のＨ，Ｗの寸法比率によって多少変化する。
　この第２実施形態の構成によれば、内外のＯリング３１，３２を変更することなく、外部側のＯリング溝３４の内容積を、内部側のＯリング溝３３の内容積よりも小さくすることにより、外部側のＯリング３１の充填率を内部側のＯリング３１の充填率よりも相対的に大きくすることができる。Ｏリング溝３３，３４の形状変更は、切削加工機の設定を変更することにより容易に実現できる。このため、非常に簡素かつ安価な構成により、良好なシール性を得ることができる。
　この第２実施形態の構成と、図３に示すＯリング３１，３２の第２配置例とを組み合わせることにより、内外のＯリング３１，３２は線径も直径も同じ同一部品となる。このため、Ｏリングの種類を減らしてコストダウンに貢献するとともに、内外のＯリング３１，３２の組み間違いを防止することができる。
　以上に説明したように、上記実施形態に係るハウジング２のシール構造およびこれを備えた車両用冷媒圧縮機１によれば、Ｏリング３１，３２を用いた簡素で安価な構造により良好なシール性を得て、従来では長期の間に浸透を許していた外部からの腐食成分を、外部側のＯリング３２によって効果的に阻止し、車両用冷媒圧縮機１の耐久性を飛躍的に高めることができる。
　本発明は上記実施形態の構成のみに限定されるものではなく、適宜変更や改良を加えることができ、このように変更や改良を加えた実施形態も本発明の権利範囲に含まれるものとする。
　例えば、上記実施形態では、車両用冷媒圧縮機１のハウジング２を構成するフロントハウジング２Ａとリアハウジング２Ｂとの間のシール面２ａ，２ｂにおけるＯリング３１，３２およびＯリング溝３３，３４の構成に本発明を適用した例について説明したが、他の種の密閉容器にも本発明を適用することができる。
　また、Ｏリング３１，３２の本数や位置を変更したり、Ｏリング３１とＯリング３２の材質や硬度を異ならせてもよい。Ｏリングの硬度を異ならせる場合は、固くて圧縮されにくい方の材質を外側のＯリング３２に適用することが考えられる。これにより、外側のＯリング３２がＯリング溝３４およびフロントハウジング２Ｂに圧接される圧力を内側のＯリング３１よりも高くしてシール性をより向上させることができる。
　Ｏリング３１とＯリング３２の材質を異ならせる場合は、外側のＯリング３２の材質をＨＮＢＲ、内側のＯリング３１の材質をＥＰＤＭとすることが考えられる。外側の材質をＨＮＢＲとすることで圧縮機外方にエンジンオイル等の鉱油が垂れた場合でもゴムの健全性を確保できる。内側のＯリング３１の材質をＥＰＤＭとすることで、極低温での冷媒シール性をＨＮＢＲよりも良好にすることができる。
　さらに、Ｏリング溝３３，３４の断面形状は、上記実施形態で適用したチャンネル溝状に限らず、Ｖ溝、Ｕ溝等、他の断面形状の溝であってもよい。Ｏリング３１，３２の断面形状も丸型に限らず、角型等に変更することができる。
１　車両用冷媒圧縮機
２　ハウジング（容器）
２Ａ　フロントハウジング（一方の容器構成部材）
２Ｂ　リアハウジング（他方の容器構成部材）
２ａ　シール面（一方のシール面）
２ｂ　シール面（他方のシール面）
３１　内部側のＯリング
３２　外部側のＯリング
３３　内部側のＯリング溝
３４　外部側のＯリング溝

Claims (5)

  1. 　容器を構成する一方の容器構成部材に環状に形成された一方のシール面と、
    　前記容器を構成する他方の容器構成部材に環状に形成されて前記一方のシール面に重なる他方のシール面と、
    　前記一方のシール面と前記他方のシール面の少なくとも片方に形成された同心円状且つ複数のＯリング溝と、
    　複数の前記Ｏリング溝に嵌入される複数のＯリングと、を備え、
    　前記容器の内部側に位置する前記Ｏリング溝における前記Ｏリングの充填率よりも、前記容器の外部側に位置する前記Ｏリング溝における前記Ｏリングの充填率の方が大きい密閉容器のシール構造。
  2. 　前記容器の内部側に位置する前記Ｏリング溝における前記Ｏリングの充填率を目標範囲７０～７５％、最大許容値９０％とし、
    　前記容器の外部側に位置する前記Ｏリング溝における前記Ｏリングの充填率を、目標範囲８０～８５％、最大許容値９８％とした請求項１に記載の密閉容器のシール構造。
  3. 　前記容器の内部側に位置する前記Ｏリング溝の断面と、前記容器の外部側に位置する前記Ｏリング溝の断面とを同じ形状寸法とし、
    　前記容器の外部側に位置する前記Ｏリングの線径を、前記容器の内部側に位置する前記Ｏリングの線径よりも太くすることによって外部側の前記Ｏリングの充填率を内部側の前記Ｏリングの充填率よりも大きくした請求項１または２に記載の密閉容器のシール構造。
  4. 　前記容器の内部側に位置する前記Ｏリングの線径と、前記容器の外部側に位置する前記Ｏリングの線径とを同じにし、
    　前記容器の外部側に位置する前記Ｏリング溝の内容積を、前記容器の内部側に位置する前記Ｏリング溝の内容積よりも小さくすることによって外部側の前記Ｏリングの充填率を内部側の前記Ｏリングの充填率よりも大きくした請求項１または２に記載の密閉容器のシール構造。
  5. 　請求項１から４のいずれかに記載の密閉容器のシール構造を備えた車両用冷媒圧縮機。
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