説明

コンプレッサ用ガスケット

シール性の向上をさせると共に、コンプレッサの小型化を実現させる。気体を圧送するコンプレッサにおいて用いられ、シール部を囲繞するように隆起した隆起部35を有するコンプレッサ用ガスケット10であって、前記隆起部35の端部43とガスケット0の基底面30とが、同一面上にないようにする。また、前記隆起部35を、前記基底面30と異なった高さに位置する平坦面40と、前記平坦面40と前記基底面30とを所定の傾斜角度でつなぐ傾斜面41とから構成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
本発明は、コンプレッサにおいて用いられるガスケットに関し、特にシール性の向上とコンプレッサの小型化を両立させるための構造に関する。
【背景技術】
冷凍サイクルの構成要素等として用いられるコンプレッサには、圧縮された冷媒がハウジングの連結部等からリークすることを防ぐために、ガスケットが用いられている。このガスケットに関する従来技術として、各ボアを囲繞するように環状ビード部を形成するものがある(特開平11−343974号参照)。この環状ビード部は、断面U字状に隆起したものであり、これによりガスケットのボア周りへの圧接力が大きくなるため、ボア内の高圧冷媒が外部へリークすることを防止する効果が向上するものである。
また、他の従来技術として、ビードをシール部の全幅にわたって湾曲させるものがある(特開平10−196535号参照)。これによれば、ガスケットの肉厚を大きくした場合であっても、ビードが潰れ難くなることを防止することができるとされている。
しかしながら、上記特開平11−343974号の発明においては、断面U字状のビード部(フルビード)を潰すために必要な圧力が比較的大きいため、肉厚のガスケットを使用し難いという不具合がある。例えば、ガスケットに吐出弁の動作を規制するリテーナとしての機能も備えさせようとする場合には、ガスケットの強度を増加させる必要が生ずるためにその肉厚を大きくせざるを得ない。従って、上記フルビードとリテーナ機能とを両立させることは難しく、特に吐出圧が10MPa前後となるCOサイクルにおいては、その困難さが顕著となる。
また、上記特開平10−196535号の発明においては、ビードの湾曲幅が上記フルビードよりも大きいため、ガスケットの肉厚を比較的厚くしても必要な撓曲性を維持できるであろうが、シール性向上の効果に不安があり、また小型化という点に対しての利点はない。
そこで、本発明は、コンプレッサに用いられるガスケットにおいて、シール性の向上をさせると共に、コンプレッサの小型化を実現させることを課題とする。
【発明の開示】
上記課題を解決するために、本発明は、流体を圧送するコンプレッサにおいて用いられ、シール部を囲繞するように隆起した隆起部を有するコンプレッサ用ガスケットであって、前記隆起部の内縁側の端部とガスケットの基底面とが、同一面上にないことを特徴とするものである。
上記特許文献1に示される断面U字状のビード部を「フルビード」と称するならば、本発明に係る隆起部は、「ハーフビード」と称することができる。即ち、上記従来のフルビードは、基底面からU字の頂点まで隆起し、そこから再び基底面と同じ高さまで折り返すことによって、その内縁側の端部と基底面とが略同一の高さとなっているのに対し、本発明のハーフビードは、基底面から所定の高さまで隆起した位置にその端部が存し、従来あったような頂点から基底面への折り返し部分の少なくとも一部が省略された形状となる。このような本発明に係るガスケットによれば、前記隆起部がボア等のシール部の周囲に強く圧接するので高いシール性を確保することができると共に、前記折り返し部分がないことによりガスケットの全幅が縮小され、これによってコンプレッサ全体の小型化を実現することができる。また、上記のような形状の隆起部においては、適度な撓曲性が保たれるので、ガスケットの肉厚を大きくした場合であっても、隆起部が潰れなくなるということがない。
また、前記隆起部は、前記基底面と異なった高さに位置する平坦面と、前記平坦面と前記基底面とを所定の傾斜角度でつなぐ傾斜面とからなることが好ましい。
これによれば、前記隆起部は丘状、若しくは皿形状となる。このようなガスケットを所定部に挟持することによって、前記傾斜面が圧縮されて平坦状に変形し、傾斜面と基底面との連結部分、及び傾斜面と平坦面との連結部分がそれぞれシール部に強く圧接するので、高いシール性を得ることができる。前記傾斜面の傾斜角度は、求めるシール能力等に応じて適宜変更するべきであるが、平坦状に変形可能であることが必要であるため、直角でないことが好ましい。
また、シリンダブロックとバルブプレートとの間に配置されるガスケットにおいては、前記シリンダブロックに形成されたシリンダボアを囲繞する前記隆起部の前記平坦面の内縁が円形でないことが好ましい。
シリンダブロックとバルブプレートとの間には、当該ガスケットの他に通常は吸入弁も挟持される。本構成に係る隆起部の非円形における主旨は、この吸入弁の形状に対応したものである。
また、構造的、機能的な目的から、前記平坦面の外縁が前記内縁と相似形でないことが好ましい。また、前記平坦面の外縁は全体に渡って吸入弁に当接すると共に、前記内縁はその所定部分のみ前記吸入弁に当接することが好ましく、当該所定部分としては、特に前記吸入弁のリード部の付け根の部分が好適である。
また、バルブプレートとシリンダヘッドとの間に配置されるガスケットにおいては、前記隆起部が少なくとも高低圧隔壁及び大気圧隔壁をシールする個所に設けられていることが好ましい。
前記高低圧隔壁は、シリンダヘッドに画成される吐出室と吸入室とを隔てる部分であり、前記大気圧隔壁は、ハウジングの内側と外側とを隔てる部分である。これら高低圧隔壁及び大気圧隔壁は共に、圧力差の大きい2つの空間を隔てる部分であるため、高いシール性が求められる部分である。
また、前記隆起部の効果を十分に発揮させるために、前記傾斜面が前記高低圧隔壁又は前記大気圧隔壁に当接するようになされていることが好ましい。
また、吐出弁の動作を規制するリテーナ部が設けられていることが好ましい。
バルブプレートとシリンダヘッドとの間には、通常、当該ガスケットと隣接して吐出弁が配置されるため、当該ガスケットにリテーナ機能を持たせることによって、部品点数の削減、構造の簡素化等の効果を得ることができる。特に、本発明に係るコンプレッサ用ガスケットは、前記隆起部に適度な撓曲性が保たれるため、リテーナ機能を確保することを目的とした肉厚の増大化にも十分に対応することができるものである。
また、本発明に係るコンプレッサ用ガスケットは、高いシール能力及び小型化への貢献性から、高圧力下で使用されると共に小型化への要望が大きい二酸化炭素を圧送するコンプレッサにおいて、特に好適に使用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施の形態に係るコンプレッサの構造を示す断面図である。第2図は、シリンダブロックとリアヘッド(シリンダヘッド)との間に挟持される部材の構成を示す拡大断面図である。第3図は、本実施の形態に係る吸入弁側ガスケットの構成例を示す斜視図である。第4図は、吸入弁側ガスケットの隆起部の構成を示す一部拡大上面図及び一部拡大断面図である。第5図は、吸入弁側ガスケットの隆起部と吸入弁との関係を示す一部拡大上面図である。第6図は、本発明に係るガスケットの隆起部の効果を説明するための一部拡大断面図である。第7図は、本実施の形態に係る吐出弁側ガスケットの構成を示す一部拡大断面図である。第8図は、本実施の形態に係るリアヘッド(シリンダヘッド)の構成例であり、高低圧隔壁及び大気圧隔壁の構造を説明するための上面図である。第9図(a)は、本実施の形態に係るリテーナ部周辺の構造を示す一部拡大断面図であり、第7図の線A−A’を軸として90°の角度から見た状態を示すものである。第9図(b)は、本実施の形態におけるリテーナ押えの作用を説明するための図である。
【発明を実施するための最良の形態】
以下、添付した図面を参考にして本発明の実施の形態を説明する。第1図に示すコンプレッサ1は、二酸化炭素を冷媒とする超臨界蒸気圧縮冷凍サイクル(COサイクル)において使用されるものであり、シリンダブロック2、フロント側シリンダヘッド(以下、フロントヘッド)3、リア側シリンダヘッド(以下、リアヘッド)4、バルブプレート5、吸入弁6、吐出弁7、吸入弁側ガスケット10、吐出弁側ガスケット11、駆動軸14、斜板機構15、ピストン16、ピン20,21等により構成されている。
前記シリンダブロック2には、複数のボア25が穿設されており、各ボア25にピストン16が摺動自在に嵌挿されている。また、ボア25のリアヘッド4側の端部には、吸入弁6の開弁動作を規制する吸入弁規制部29が形成されている。前記リアヘッド4は、各ボア25に対峙する位置に、吸入室27及び吐出室28が画成されている。前記フロントヘッド3の内部には、中空状のクランク室30が画成されており、このクランク室30内には、斜板32、角度調節機構33等を含んで構成される斜板機構15が配置されている。前記駆動軸14は、フロントヘッド3及びシリンダブロック2に形成された軸受等によって回転自在に保持されると共に、前記斜板機構15に駆動力を伝達するように連結されている。
そして、シリンダブロック2とリアヘッド4との間には、第2図に示すように、吸入弁側ガスケット10、吸入弁6、バルブプレート5、吐出弁7、吐出弁側ガスケット11が挟持されている。
前記吸入弁側ガスケット10は、シリンダブロック2と吸入弁6(バルブプレート5)との間に配されるものであり、第2図乃至第4図に示すように、基底面30、隆起部35、貫通穴42を有している。第3図に示すのは、ボア25を7つ備えるコンプレッサ1において適用される吸入弁側ガスケット10の構成例であり、各ボア25を囲繞する位置にそれぞれ前記隆起部35が設けられている。
前記隆起部35は、平坦面40と傾斜面41とを有しており、平坦面40は、基底面30から所定の高さだけ隆起した位置にあって基底面30に対して略水平に設けられた部分であり、傾斜面41は、平坦面40と基底面30とを所定の傾斜角度をもってつなぐ部分である。これによって、平坦面40の端部43と前記基底面30の高さが異なった構造となる。
そして、この吸入弁側ガスケット10の隆起部35においては、第4図に示すように、平坦面40の内縁44が円形ではなく、またこの平坦面40の外縁45が前記内縁44に対して相似形ではない。これは、第5図に示すように、吸入弁6の形状を考慮したことによるものであり、更に前記外縁45は全体に渡って吸入弁6に当接すると共に、前記内縁44はその所定部分47のみが吸入弁6のリード部6aの付け根部分に当接することが好ましい。
第6図に示すのは、上記吸入弁側ガスケット10をシリンダブロック2と吸入弁6との間に挟持させる際の隆起部35の状態を示す図であり、この挟持作業によって、前記基底面30の裏面がシリンダブロック2に当接し、前記平坦面40が吸入弁6に当接し、前記傾斜面41が平坦になるようになるように押し潰されていく。これによって、基底面30と傾斜面41との連結部分50、及び平坦面40と傾斜面41との連結部分51が強く圧接されるため、高いシール性を得ることができる。また、本発明に係る隆起部35においては、従来の断面U字状のビード(フルビード)にあった頂点から基底面への折り返し部分がないため、その分だけガスケット10の全幅を縮小することができる。本発明によれば、例えば、従来は4mmの幅があったフルビードを2mm幅のハーフビードに替えることができ、これによってコンプレッサの外径を4mm縮小することができる。更に、本発明に係る隆起部35においては、適度な撓曲性が保たれるので、ガスケットの肉厚を大きくした場合であっても、好適に使用することができる。
また、バルブプレート5(吐出弁7)とリアヘッド4との間に配される吐出弁側ガスケット11は、第2図及び第7図に示すように、隆起部60、リテーナ部65を有して構成されている。前記隆起部60は、平坦面61及び傾斜面62を有しており、リアヘッド4に画成された吸入室27と吐出室28とを隔てる高低圧隔壁70と、吐出室28とハウジングの外部(大気)とを隔てる大気圧隔壁71とに対面する位置に設けられており、それぞれの傾斜面62がそれぞれの隔壁70,71に当接するようになされている。
第8図に示すのは、ボア25を7つ備えるコンプレッサ1において適用されるリアヘッド3(高低圧隔壁70及び大気圧隔壁71)の構成例であり、前記隆起部60は、これらの隔壁70,71に沿って吸入室27及び吐出室28を囲繞するように設けられている。また、前記平坦面61及び傾斜面62は、上述した吸入弁側ガスケット6の隆起部35における平坦面40及び傾斜面41と基本的に同様の形状的特徴及び作用を有するものであるが、上記平坦面40のような内縁の非円形、内外縁の非対称等の特徴を有する必要はなく、それぞれの隔壁70,71に適応した形状を有するものである。
前記リテーナ部65は、吐出弁7の開弁動作を規制するものであり、第2図及び第9図(a)に示すように、吐出弁側ガスケット11を吐出室28側に隆起させることにより形成されている。また、リアヘッド4の吐出室28内には、リテーナ押え72が形成されている。このリテーナ押え72は、第9図(a)5(b)に示すように、吐出弁7のリード部74の付け根部分75に相当する個所を押圧するようになされている。
このように、吐出弁側ガスケット11にリテーナ部65を形成することによって、部品点数の削減、構造の簡素化等の効果を得ることができる。また、本発明に係るガスケットにおいては、前記隆起部60が適度な撓曲性を有するので、リテーナ機能を確保することを目的としたガスケット肉厚の増大化にも好適に対応することができる。
尚、上述した本実施の形態においては、前記吸入弁側ガスケット10として、隆起部35が吸入弁6側に隆起したもの、前記吐出弁側ガスケット11として、隆起部60がリアヘッド4側に隆起したものを示したが、本発明に係るコンプレッサ用ガスケットはこれらに限定されるものではなく、前記隆起部35,60の全部又は一部が上記構成とは反対側に隆起したものも含むものである。即ち、吸入弁側ガスケット10においては、隆起部35がシリンダブロック2側に隆起していてもよく、吐出弁側ガスケット11においては、隆起部60が吐出弁7(バルブプレート5)側に隆起していてもよい。
【産業上の利用可能性】
本発明においては、シール部を囲繞する隆起部の形状を上述のように工夫したことにより、高いシール性を確保すると共に、コンプレッサの小型化を実現することができる。また、ガスケットにリテーナ機能を持たせるにあたって、ガスケットの肉厚を大きくする際にも、隆起部の適度な撓曲性のために、好適に使用することができる。
【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
流体を圧送するコンプレッサにおいて用いられ、シール部を囲繞するように隆起した隆起部を有するコンプレッサ用ガスケットであって、
前記隆起部の内縁側の端部とガスケットの基底面とが、同一面上にないことを特徴とするコンプレッサ用ガスケット。
【請求項2】
前記隆起部は、前記基底面と異なった高さに位置する平坦面と、前記平坦面と前記基底面とを所定の傾斜角度でつなぐ傾斜面とからなることを特徴とする請求項1記載のコンプレッサ用ガスケット。
【請求項3】
シリンダブロックとバルブプレートとの間に配置されるガスケットにおいて、前記シリンダブロックに形成されたシリンダボアを囲繞する前記隆起部の前記平坦面の内縁が円形でないことを特徴とする請求項2記載のコンプレッサ用ガスケット。
【請求項4】
前記平坦面の外縁が前記内縁と相似形でないことを特徴とする請求項3記載のコンプレッサ用ガスケット。
【請求項5】
前記平坦面の外縁は全体に渡って吸入弁に当接すると共に、前記内縁はその所定部分のみ前記吸入弁に当接することを特徴とする請求項4記載のコンプレッサ用ガスケット。
【請求項6】
前記所定部分は、前記吸入弁のリード部の付け根の部分であることを特徴とする請求項5記載のコンプレッサ用ガスケット。
【請求項7】
バルブプレートとシリンダヘッドとの間に配置されるガスケットにおいて、少なくとも高低圧隔壁及び大気圧隔壁をシールするように前記隆起部が設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載のコンプレッサ用ガスケット。
【請求項8】
前記傾斜面が前記高低圧隔壁又は前記大気圧隔壁に当接するように配されていることを特徴とする請求項7記載のコンプレッサ用ガスケット。
【請求項9】
吐出弁の動作を規制するリテーナ部が設けられていることを特徴とする請求項7又は8記載のコンプレッサ用ガスケット。
【請求項10】
前記コンプレッサは二酸化炭素を圧送するものであることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1つに記載のコンプレッサ用ガスケット。

【国際公開番号】WO2004/061305
【国際公開日】平成16年7月22日(2004.7.22)
【発行日】平成18年5月11日(2006.5.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−564471(P2004−564471)
【国際出願番号】PCT/JP2003/014429
【国際出願日】平成15年11月13日(2003.11.13)
【出願人】(500309126)株式会社ヴァレオサーマルシステムズ (282)
【Fターム(参考)】