圧縮機及びその製造方法
【課題】バルブプレートとケーシング本体間のシール材として金属ガスケットを使用する場合に、トップクリアランスを容易に調整できる圧縮機を提供する。
【解決手段】圧縮機１は、ケーシング５を構成するケーシング本体５Ａのシリンダ４０Ａ内で往復運動するピストン４１Ａにより圧縮仕事を行うと共に、ケーシング本体にシール材１３及びバルブプレート５Ｇを介してシリンダヘッド５Ｈをボルト固定して成るものであって、バルブプレートとケーシング本体との間に介設されるシール材１３を、複数枚の金属ガスケット１３Ａ、１３Ｂの重ね合わせにて構成した。
【解決手段】圧縮機１は、ケーシング５を構成するケーシング本体５Ａのシリンダ４０Ａ内で往復運動するピストン４１Ａにより圧縮仕事を行うと共に、ケーシング本体にシール材１３及びバルブプレート５Ｇを介してシリンダヘッド５Ｈをボルト固定して成るものであって、バルブプレートとケーシング本体との間に介設されるシール材１３を、複数枚の金属ガスケット１３Ａ、１３Ｂの重ね合わせにて構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーシング本体にシリンダヘッドをボルト固定して成り、ピストンの往復運動によって圧縮仕事を行う圧縮機及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来よりシリンダ内でピストンを往復運動させることで冷媒の圧縮仕事を行わせるレシプロ式の半密閉型圧縮機では、ケーシング本体にバルブプレートとシリンダヘッドをボルト固定してケーシングを構成している。また、シリンダヘッドとバルブプレート、バルブプレートとケーシング本体間にはシール材が介設されて各部材間のシールを行っている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−３０１０７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この場合のシール材としては、従来一般的にはアスベストから成るガスケットが用いられていた。また、この種レシプロ式の圧縮機では、ピストンのトップクリアランス（シリンダとバルブプレート間のクリアランス）が重要な要素となる。ここで、アスベスト製のガスケットは板厚精度が低いため、同じ板厚で製造しても、実際の板厚は種々異なって来る。そこで、圧縮機を組み立てる際には、実際の板厚毎にアスベスト製のガスケットをランク分けし、バルブプレートとケーシング本体間に介設するガスケットをこのランクの中から選択して使用することにより、ピストンのトップクリアランスを調整していた。
【０００４】
しかしながら、近年人体への悪影響の問題からアスベスト材が使用できなくなっており、この種圧縮機のガスケットとしても前記特許文献に示されるような冷間圧延鋼板やステンレス板などから成る金属製のガスケットを使用しなければならなくなってきた。
【０００５】
ところで、金属ガスケットはアスベストガスケットよりも板厚精度が極めて高いために、上述したような同じ板厚でのランク分けが困難となる。また、この種金属ガスケットではその圧接強度を高めて必要なシール面圧を得るためにビードを形成するが、アスベスト製ガスケットと同様の厚さ寸法にすると、ビード加工が不能或いは極めて困難となる問題も発生する。
【０００６】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、バルブプレートとケーシング本体間のシール材として金属ガスケットを使用する場合に、トップクリアランスを容易に調整できる圧縮機及びその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明の圧縮機は、ケーシングを構成するケーシング本体のシリンダ内で往復運動するピストンにより圧縮仕事を行うと共に、ケーシング本体にシール材及びバルブプレートを介してシリンダヘッドをボルト固定して成るものであって、バルブプレートとケーシング本体との間に介設されるシール材を、複数枚の金属ガスケットの重ね合わせにて構成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明の圧縮機は、上記において複数枚の金属ガスケットのうちの第１の金属ガスケットにはビードが形成されており、第２の金属ガスケットにはビードが形成されていないことを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明の圧縮機は、上記において第１の金属ガスケットのビードの山の頂点が第２の金属ガスケット側となるように両金属ガスケットを重ね合わせたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明の圧縮機は、請求項２又は請求項３の発明において第２の金属ガスケットをバルブプレート側、第１の金属ガスケットをケーシング本体側として両金属ガスケットを重ね合わせたことを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明の圧縮機は、請求項２乃至請求項４の発明において第１の金属ガスケットに、内外二条のビードを形成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項６の発明の圧縮機は、請求項２乃至請求項５の発明において両金属ガスケットには、バルブプレートの吸込口に対応する吸込口孔が形成されており、第１の金属ガスケットには、吸込口孔の外側で内外二条のビードを結ぶビードが形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項７の発明の圧縮機は、請求項２乃至請求項６の発明において両金属ガスケットには、バルブプレートの吐出口に対応する吐出口孔と、ボルトが貫通するボルト孔が形成されており、第１の金属ガスケットには、吐出口孔及びボルト孔の周囲にビードが形成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項８の発明の圧縮機は、上記においてボルト孔周囲のビードは、ボルトの頭部の外縁より内側に対応する部分に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項９の発明の圧縮機の製造方法は、ケーシングを構成するケーシング本体のシリンダ内で往復運動するピストンにより圧縮仕事を行うと共に、ケーシング本体にシール材及びバルブプレートを介してシリンダヘッドをボルト固定して成る圧縮機を製造する際、バルブプレートとケーシング本体との間に介設されるシール材を、複数枚の金属ガスケットを重ね合わせて構成し、何れか一つ若しくは複数の金属ガスケットを複数種類の板厚のものから選択して使用することにより、ピストンのトップクリアランスを調整することを特徴とする。
【００１６】
請求項１０の発明の圧縮機の製造方法は、上記においてトップクリアランスの調整のために板厚を選択する金属ガスケットにはビードを形成せず、当該金属ガスケット以外の金属ガスケットにビードを形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１又は請求項９の発明によれば、バルブプレートとケーシング本体との間に介設されるシール材を、複数枚の金属ガスケットにて構成したので、何れか一つ若しくは複数の金属ガスケットを、複数種類の板厚のものから選択して使用することにより、極めて容易にピストンのトップクリアランスを調整することができるようになる。
【００１８】
特に、請求項２又は請求項１０の発明の如く複数枚の金属ガスケットのうちの何れかの第１の金属ガスケットにビードを形成し、他の第２の金属ガスケットにはビードを形成しないようにすれば、第１の金属ガスケットとしては容易にビードを形成できる板厚のものを用い、トップクリアランスの調整は、第２の金属ガスケットの板厚を選択して調整することが可能となる。これにより、金属ガスケットを使用してトップクリアランスを容易に調整しながら、ビード加工も支障なく行ってシール性を確保することが可能となる。特に、ビードを形成する第１の金属ガスケットでは無くビードを形成しない第２の金属ガスケットの板厚選択によりトップクリアランスを調整するため、第１の金属ガスケットの板厚を薄くする必要が無くなる。即ち、第１の金属ガスケットの板厚を確保して所定の面圧を得ることができる十分なバネ定数を維持することができるようになり、面圧を一定としてシール性を向上させることができるようになる。また、各金属ガスケットの板厚の自由度が増すため、形状の複雑化にも容易に対応できるようになると共に、交換メンテナンスも容易に行えるようになるものである。
【００１９】
また、請求項３の発明の如く第１の金属ガスケットのビードの山の頂点が第２の金属ガスケット側となるように両金属ガスケットを重ね合わせれば、第２の金属ガスケットには第１の金属ガスケットのビードの山の頂点が当接することになるので、ビードの谷の側を第２の金属ガスケットに当接させる場合に比して、両金属ガスケット相互の圧接強度が増し、両者間のシール性を高くすることができるものである。
【００２０】
更に、請求項４の発明の如く第２の金属ガスケットをバルブプレート側、第１の金属ガスケットをケーシング本体側として両金属ガスケットを重ね合わせれば、面精度の低いケーシング本体にビードが形成された第１の金属ガスケットが圧接することになるので、金属ガスケットとケーシング本体間のシール性を良好に確保することができるようになるものである。
【００２１】
更にまた、請求項５の発明の如く第１の金属ガスケットに、内外二条のビードを形成すれば、シリンダの外側で金属ガスケットの圧接強度の高い部分を二重に構成することができるようになり、バルブプレートとケーシング本体間のシール性を一段と向上させることができるようになるものである。
【００２２】
また、請求項６の発明の如くバルブプレートの吸込口に対応する第１の金属ガスケットの吸込口孔の外側では、内外二条のビードを結ぶビードを形成すれば、圧力が低い吸込口部分ではビードの形状を簡素化して加工性を向上させることができるようになるものである。
【００２３】
一方、請求項７の発明の如く第１の金属ガスケットのバルブプレートの吐出口に対応する吐出口孔とボルトが貫通するボルト孔の周囲にビードを形成すれば、圧力が高くなる吐出口部分とボルト部分のシール性を確保することができるようになるものである。
【００２４】
特に、請求項８の発明の如くボルト孔周囲のビードを、ボルトの頭部の外縁より内側に対応する部分に形成すれば、ボルトで締め付けられる範囲にビードを対応させてボルト周囲のシール性を一層向上させることができるようになるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。
【実施例１】
【００２６】
図１は、本発明を適用した一実施例の半密閉型の圧縮機１の平面図、図２は圧縮機１の縦断正面図、図３は圧縮機１の一部縦断側面図、図４は圧縮機１の分解縦断正面図、図５は圧縮機１の分解一部縦断側面図、図６は圧縮機１に取り付けられる第１の金属ガスケット１３Ａの平面図、図１１は圧縮機１に取り付けられる第２の金属ガスケット１３Ｂの平面図である。
【００２７】
実施例の圧縮機１は、回転動力を発生するモータ（駆動要素）２と、このモータ２で発生した回転動力を往復動力に変換する動力変換手段３と、この動力変換手段３により変換された往復動力により駆動されて冷媒（例えば、二酸化炭素等の自然冷媒やＲ−１３４ａ、Ｒ−２２等）を圧縮する圧縮手段４と、これらを収納するケーシング５等から構成されている。尚、実施例の圧縮手段４は第１の圧縮部１１Ａと第２の圧縮部１１Ｂの二気筒構成とされている。
【００２８】
ケーシング５は、球状黒鉛鋳鉄等を材料として成るケーシング本体５Ａと、モータ側蓋５Ｂと、区画板５Ｃと、底蓋５Ｄと、クランク側蓋５Ｅと、軸蓋５Ｆと、バルブプレート５Ｇと、シリンダヘッド５Ｈ等から成り、これらの部材がシール材１３を介してケーシング本体５Ａに複数のボルト１４によって締め付け固定され、密閉状態に組み立てられている。
【００２９】
ケーシング本体５Ａの底部には、圧縮機１における各摺動部を潤滑するための潤滑油が貯留されており、サイトグラス（透視窓）１６により油量を確認できるように構成されている。ケーシング本体５Ａの内部空間は区画板５Ｃによりモータ室１８とクランク室１９とに区画されている。また、区画板５Ｃには複数の貫通孔１７が形成されており、この貫通孔１７を介してモータ室１８とクランク室１９との雰囲気と潤滑油が往来できるように構成されている。
【００３０】
また、モータ室１８に対応するケーシング本体５Ａの外側面には、多数のケーシングフィン２０が形成されており、ケーシング５から効率的に放熱が行われる構成とされている。更に、モータ側蓋５Ｂには潤滑油ポケット２１が、区画板５Ｃには主ジャーナル２２が、クランク側蓋５Ｅには副ジャーナル２３がそれぞれ形成されている。
【００３１】
動力変換手段３は、モータ２のモータ軸２４と一体に形成され、モータ軸２４の軸心に対して偏心回転することにより回転動力を往復動力に変換するクランク２５Ａ、２５Ｂと、これらクランク２５Ａ、２５Ｂにそれぞれ連結されたコネクティングロッド２６Ａ、２６Ｂ等を備えている。尚、クランク２５Ａ及びコネクティングロッド２６Ａは前記第１の圧縮部１１Ａに対応し、クランク２５Ｂ及びコネクティングロッド２６Ｂは前記第２の圧縮部１１Ｂに対応して設けられる。
【００３２】
モータ２は、モータ室１８に嵌合して装着されたキャンドモータであり、そのモータ軸２４の軸心には所定径の孔が穿設されて主潤滑油路２８を構成している。また、モータ軸２４には、コネクティングロッド２６Ａ、２６Ｂの大端部や小端部への潤滑油の潤滑路を構成すると共に、主ジャーナル２２や副ジャーナル２３への潤滑油の潤滑路を構成する副潤滑油路２９も形成されている。
【００３３】
そして、このモータ軸２４の一端は潤滑油ポケット２１の側面から当該潤滑油ポケット２１内に挿入され、他端は主ジャーナル２２に挿通された後、クランク側蓋５Ｅに設けられた副ジャーナル２３に係合されており、これら主ジャーナル２２と副ジャーナル２３とで回転自在に支持されている。
【００３４】
更に、モータ２の回転子には潤滑油掻上翼３０が取り付けられ、モータ軸２４と共に回転するように構成されている。これにより、モータ２の回転に伴い潤滑油掻上翼３０が回転すると、ケーシング５の底部に貯留されている潤滑油が潤滑油掻上翼３０に付着して掻き上げられ、そのとき滴下した潤滑油は潤滑油ポケット２１に溜まるようになる。この潤滑油ポケット２１にはモータ軸２４が挿通され、且つ、このモータ軸２４には主潤滑油路２８が形成されていることから、潤滑油ポケット２１に溜まった潤滑油は主潤滑油路２８に流入してクランク側蓋５Ｅに向かって流動する。
【００３５】
主潤滑油路２８に流入した潤滑油は、モータ軸２４の回転により遠心力を受けて副潤滑油路２９に分流され、主ジャーナル２２、副ジャーナル２３、コネクティングロッド２６Ａ、２６Ｂの大端部や小端部等の摺動面に供給される。尚、後述するように圧縮手段４を構成するピストンとシリンダとの間にも潤滑油が供給され、圧縮室の機密性を高めている。そして、各摺動部の潤滑に利用されなかった潤滑油（余った潤滑油）は、クランク軸蓋５Ｅに形成された潤滑油戻路（図示せず）から吐出されてケーシング５の底部に戻る。
【００３６】
また、モータ２の上方に対応する位置のケーシング本体５Ａには、モータ２に電力を供給するための接続端子３２が収納された接続端子箱３３が設けられている。
【００３７】
圧縮手段４は、前述した第１の圧縮部１１Ａと第２の圧縮部１１Ｂとを有しており、各圧縮部１１Ａ、１１Ｂは、ケーシング本体５Ａ内に形成された第１のシリンダ４０Ａ、第２のシリンダ４０Ｂと、各シリンダ４０Ａ、４０Ｂ内でそれぞれ往復運動する第１のピストン４１Ａ、第２のピストン４１Ｂとから構成され、各シリンダ４０Ａ、４０Ｂとピストン４１Ａ、４１Ｂとで第１の圧縮室４２Ａ、第２の圧縮機４２Ｂがそれぞれ構成される。
【００３８】
尚、ピストン４１Ａと４１Ｂとは往復運動の位相が１８０度ずれており、ピストン４１Ａが下降した際（冷媒吸入）には、ピストン４１Ｂが上昇して冷媒を圧縮するように構成されている。これにより、モータ２に加わる負荷の一様化が図られている。また、実施例ではピストン４１Ａ、４１Ｂの直径と往復運動距離（ボアとストローク）は同一に設定されている。これにより、実施例では各圧縮部１１Ａと１１Ｂの排除容積は同一とされている。更に、ピストン４１Ａ、４１Ｂはコネクティングロッド２６Ａ、２６Ｂの小端部とピン４５により揺動自在に結合され、コネクティングロッド２６Ａ、２６Ｂの往復動力により往復運動する。
【００３９】
シリンダヘッド５Ｈは皿状の部材であり、その内部空間には仕切壁５０によって吸込室５１と吐出室５２が形成されている。吸込室５１は機外からの冷媒が供給される空間であり、当該吸込室５１の冷媒が各圧縮室４２Ａ、４２Ｂに供給される。吐出室５２は各圧縮室４２Ａ、４２Ｂで圧縮された冷媒が吐出される室で、この冷媒が機外に供給される。
【００４０】
このとき、吸込室５１、吐出室５２に対応するバルブプレート５Ｇには吸込口５３、吐出口５４がそれぞれ形成されている。また、バルブプレート５Ｇには、吸込室５１と各シリンダ４０Ａ、４０Ｂにそれぞれ対応して吸込孔５６が二箇所ずつ形成され、更に、吐出室５２にと各シリンダ４０Ａ、４０Ｂにそれぞれ対応して吐出孔５７が二箇所ずつ形成されている。
【００４１】
そして、各吸込孔５６には吸込弁５８が、また、吐出孔５７には吐出弁５９がそれぞれを塞ぐように設けられている。各弁は板バネ状の弁であり、吸込弁５８はバルブプレート５Ｇの圧縮室４２Ａ、４２Ｂ側の面に取り付けられ、吐出弁５９はバルブプレート５Ｇの吐出室５２側の面に取り付けられている。各弁は冷媒の流れが一方向となるように逆止弁の作用を成す。
【００４２】
このような構成で、モータ２が回転することによりモータ軸２４に対してクランク２５Ａ、２５Ｂが偏心回転運動してクランク２５Ａ、２５Ｂに連結されたコネクティングロッド２６Ａ、２６Ｂが往復運動する。コネクティングロッド２６Ａ、２６Ｂにはピストン４１Ａ、４１Ｂが連結されており、ピストン４１Ａが下降すると圧縮室４２Ａの空間容積が拡張されて吸入圧（負圧）が発生し、この吸入圧により吸込弁５８が開き、機外の冷媒が吸込口５３から吸込室５１に入り、そこから吸込孔５６を経て圧縮室４２Ａに流入する。ピストン４１Ａが上昇すると、圧縮室４２Ａが縮小されて当該室内の冷媒が圧縮される（圧縮仕事）。冷媒の圧力が所定圧に達すると、吐出弁５９が開き、冷媒は吐出孔５７から吐出室５２内に吐出される。
【００４３】
同様に１８０度の位相差でピストン４１Ｂが下降すると圧縮室４２Ｂの空間容積が拡張されて吸入圧（負圧）が発生し、この吸入圧により吸込弁５８が開き、機外の冷媒が吸込口５３から吸込室５１に入り、そこから吸込孔５６を経て圧縮室４２Ｂに流入する。ピストン４１Ｂが上昇すると、圧縮室４２Ｂが縮小されて当該室内の冷媒が圧縮される。冷媒の圧力が所定圧に達すると、吐出弁５９が開き、冷媒は吐出孔５７から吐出室５２内に吐出される。そして、各圧縮室４２Ａ、４２Ｂで圧縮されて吐出室５２内に吐出された冷媒が吐出口５４から機外に吐出されることになる。
【００４４】
次に、バルブプレート５Ｇとケーシング本体５Ａとの間に介設されるシール材１３について説明する。前述した如くケーシング５を構成する各部材はシール材１３を介してボルト１４によりケーシング本体５Ａに組み付けられている。この場合、シリンダヘッド５Ｈとバルブプレート５Ｇとケーシング本体５Ａの組立部分に関しては、シリンダヘッド５Ｈとバルブプレート５Ｇ間にシール材１３が介設され、そして、バルブプレート５Ｇとケーシング本体５Ａとの間にもシール材１３が介設されている。各部材間に介在するシール材１３は、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）やステンレス鋼板（ＳＵＳ３１６）などの金属板の表面にニトリルゴム（ＮＢＲ）等の高温高圧に耐性を持ち、且つ、耐油性を持つ弾性材料をコーティングして構成された板材である。
【００４５】
ここで、バルブプレート５Ｇとケーシング本体５Ａとの間に介設されるシール材１３は、各シリンダ４０Ａ、４０Ｂのトップクリアランス、即ち、各ピストン４１Ａ、４１Ｂとバルブプレート５Ｇとの間のクリアランスを調整する役割も果たす。そのため、従来ではシール材１３としてアスベスト製のガスケットを用い、例えば０．８ｔで製造されたもののなかから、バラツキによって厚いものから薄いものまで３段階にランク分けし、それらのなかの一つから選択してトップクリアランスを調整していたが、アスベスト製ものもは使用できないため、本発明では複数枚の金属ガスケット、実施例では二枚の金属ガスケット（第１の金属ガスケット１３Ａ、第２の金属ガスケット１３Ｂ）を重ね合わせてバルブプレート５Ｇとケーシング本体５Ａ間のシール材１３を構成する。
【００４６】
両金属ガスケット１３Ａ、１３Ｂも前述したように冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）やステンレス鋼板（ＳＵＳ３１６）などの金属板の表面にニトリルゴム（ＮＢＲ）等の高温高圧に耐性を持ち、且つ、耐油性を持つ弾性材料をコーティングして構成された板材である。そして、両金属ガスケット１３Ａ、１３Ｂには、図６〜図１１に示すようにその中央において長手方向に並んで各シリンダ４０Ａ、４０Ｂに対応するシリンダ孔６２Ａ、６２Ｂが形成され、両シリンダ孔６２Ａ、６２Ｂ間に対応する壁の一側及び他側に前記吸込口５３及び吐出口５４にそれぞれ対応する吸込口孔６３及び吐出口孔６４が形成されている。更に、周囲八箇所及び吸込口孔とシリンダ孔６２Ａ、６２Ｂで囲まれた壁の一箇所の合計九箇所に、前記ボルト１４が挿通されるボルト孔６６が形成され、更に図示しない位置決めピンが挿通される位置決め孔６７が二箇所形成されている。
【００４７】
この場合、金属ガスケット１３Ａには図６〜図１０に示すようなビード６１が形成されており、金属ガスケット１３Ｂにはビードは形成されずに平板状とされている（尚、他のシール材１３もビード付きの金属ガスケットが使用される）。特に、金属ガスケット１３Ａに形成されたビード６１は、全体としてはシリンダ孔６２Ａ、６２Ｂの周囲を囲繞する内側のビード６１Ａと、その外側を更に囲繞する外側のビード６１Ｂの合わせて二条のビードから構成される。また、吐出口孔６４、各ボルト孔６６、各位置決め孔６７の周囲にもビード６１Ｃが形成され、内側に位置する吐出口孔６４と三個のボルト孔６６は内側のビード６１Ａに連続し、外側に位置する六個のボルト孔６６と位置決め孔６７は外側のビード６１Ｂに連続している。このとき、ビード６１Ａ、６１Ｂは各孔６４、６６、６７の中心に向けてビード６１Ｃに連続する。これにより、連続部分で均等な力が加わるように配慮されている。また、ビード６１Ａ、６１Ｂはできるだけ金属ガスケット１３Ａの中央部を中心とした略円弧状となるように形成され、全体として力がビード１３Ａ、１３Ｂに均等に加わるように配慮されている。
【００４８】
更に、圧力が低くなる吸込口孔６３の周囲にはビードは形成されず、その代わりに吸込口孔６３の外側（長手方向の両側）で内側のビード６１Ａと外側のビード６１Ｂとを結ぶビード６１Ｄを形成している。更にまた、周囲の壁幅（スペース）が狭い吐出口孔６４とその両側のボルト孔６６周囲のビード６１Ｃは図８や図１０に示すようなハーフビードとされ、他の部分のビード６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃ、６１Ｄは図９に示すようなフルビードとされている。また、ボルト孔６６周囲のビード６１Ｃは、ボルト１４の頭部の外縁よりも内側（ボルト孔６６側）に対応する部分に形成されている。
【００４９】
そして、実施例では第１の金属ガスケット１３Ａとしては０．３８ｔの板厚のもの一種類を使用する。この板厚は支障なく比較的容易にビード加工可能な厚さである。そして、第２の金属ガスケット１３Ｂとしては例えば板厚０．３ｔ、０．３８ｔ、０．４５ｔの三種類のものを準備する。そして、何れかの板厚の金属ガスケット１３Ｂを選択し、金属ガスケット１３Ａと重ね合わせて全体の寸法を調整した後、バルブプレート５Ｇとケーシング本体５Ａ間に挟み込み、圧縮機１を組み立てる。これにより、ピストン４１Ａ、４１Ｂとバルブプレート５Ｇ間のトップクリアランスを最適な値に調整する。
【００５０】
このとき、第１の金属ガスケット１３Ａの山が第２の金属ガスケット１３Ｂ側となるように両金属ガスケットを重ね合わせる。また、第２の金属ガスケット１３Ｂをバルブプレート５Ｇ側とし、第１の金属ガスケット１３Ａはケーシング本体５Ａ側とする。
【００５１】
このように、バルブプレート５Ｇとケーシング本体５Ａとの間に介設されるシール材１３を、ビード６１が形成された第１の金属ガスケット１３Ａと、ビードが形成されていない第２の金属ガスケット１３Ｂとの重ね合わせにて構成したので、ビードが形成されていない第２の金属ガスケット１３Ｂの板厚を選択して使用することで、ピストン４１Ａ、４１Ｂのトップクリアランスを調整することができるようになる。
【００５２】
この場合、ビード６１を形成する金属ガスケット１３Ａの板厚を選択するようにすると、金属ガスケット１３Ａの板厚が大きくなるとビード６１の形成が困難となる。即ち、本発明によれば第１の金属ガスケット１３Ａとして比較的容易にビード６１を形成できる板厚のものを用い、トップクリアランスの調整は、第２の金属ガスケット１３Ｂの板厚を選択して調整することで、金属ガスケットを使用してトップクリアランスを容易に調整しながら、ビード加工も支障なく行ってバルブプレート５Ｇとケーシング本体５Ａ間のシールを確実に行うことが可能となる。また、ビード６１を形成する金属ガスケット１３Ａの板厚の選択でトップクリアランスを調整するようにした場合、金属ガスケット１３Ａの板厚が薄くなり過ぎると、今度は金属ガスケット１３Ａ自体のバネ定数が小さくなり、ビード６１を形成しても必要な面圧が得られなくなる。しかしながら、本発明ではビードを形成しない第２の金属ガスケット１３Ｂの板厚選択でトップクリアランスを調整するので、ビード６１を形成する金属ガスケット１３Ａの板厚を必要以上に薄くせず、バネ定数を確保してビードによる面圧を一定とし、シール性の向上を図ることができるようになる。また、両金属ガスケット１３Ａ、１３Ｂの板厚の自由度が増すため、形状の複雑化にも容易に対応できるようになると共に、交換メンテナンスも容易に行えるようになる。
【００５３】
また、第１の金属ガスケット１３Ａのビード６１の山の頂点が第２の金属ガスケット１３Ｂ側となるように両金属ガスケット１３Ａ、１３Ｂを重ね合わせているので、第２の金属ガスケット１３Ｂには第１の金属ガスケット１３Ａのビード６１の山の頂点が当接することになる。従って、ビード６１の谷の側を第２の金属ガスケット１３Ｂに当接させる場合に比して、両金属ガスケット１３Ａ、１３Ｂ相互の圧接強度が増し、両者間のシール性が高くなる。
【００５４】
更に、第２の金属ガスケット１３Ｂをバルブプレート５Ｇ側、第１の金属ガスケット１３Ａをケーシング本体５Ａ側として両金属ガスケット１３Ａ、１３Ｂを重ね合わせているので、どうしても面精度が低くなるケーシング本体５Ａにビード６１が形成された第１の金属ガスケット１３Ａが圧接することになり、金属ガスケット１３Ａとケーシング本体５Ａ間のシール性も良好に確保することができるようになる。
【００５５】
ここで、第１の金属ガスケット１３Ａをバルブプレート５Ｇ側とし、第２の金属ガスケット１３Ｂをケーシング本体５Ａ側とすると、面精度の低いケーシング本体５Ａ側が平面となるので実施例よりシール性が低下する。また、その状態で第１の金属ガスケット１３Ａのビード６１の山をバルブプレート５Ｇ側とすると、両金属ガスケット１３Ａ、１３Ｂ間にビード６１の谷が来ることになるので、金属ガスケット１３Ａ、１３Ｂ相互の圧接強度が実施例より低くなる。更に、両金属ガスケット１３Ａ、１３Ｂにビードを形成した場合には、重ね合わせ時にどうしても金属ガスケット１３Ａ側のビードと金属ガスケット１３Ｂ側のビードの位置ずれが発生するため、シール性が不安定となる。従って、実施例の配置と重ね合わせ方が最良となる。
【００５６】
更にまた、実施例では第１の金属ガスケット１３Ａに、内外二条のビード６１Ａ、６１Ｂを形成していうので、シリンダ４０Ａ、４０Ｂ（シリンダ孔６２Ａ、６２Ｂ）の外側で金属ガスケット１３Ａ、１３Ｂの圧接強度の高い部分を二重に構成することができるようになり、バルブプレート５Ｇとケーシング本体５Ａ間のシール性を一段と向上させることができるようになる。
【００５７】
また、バルブプレート５Ｇの吸込口５３に対応する第１の金属ガスケット１３Ａの吸込口孔６３の外側では、内外二条のビード６１Ａ、６１Ｂを結ぶビード６１Ｄを形成しているので、圧力が低い吸込口５３部分ではビード６１の形状を簡素化して加工性を向上させることができるようになる。
【００５８】
一方、第１の金属ガスケット１３Ａのバルブプレート５Ｇの吐出口５４に対応する吐出口孔６４とボルト１４が貫通するボルト孔６６の周囲にビード６１Ｃを形成しているので、圧力が高くなる吐出口５４部分とボルト１４部分のシール性を確保することができるようになる。
【００５９】
特に、ボルト孔６６周囲のビード６１Ｃを、ボルト１４の頭部の外縁より内側に対応する部分に形成してるので、ボルト１４で締め付けられる範囲にビード６１Ｃを対応させてボルト１４周囲のシール性を一層向上させることができるようになる。
【実施例２】
【００６０】
尚、図１２はＶ型４気筒のレシプロ式半密閉型圧縮機１の例を示した分解一部縦断側面図である。この場合にもケーシング本体５Ａにはシリンダ４０が四個形成され、それぞれにピストン４１が収納されている。そして、ケーシング本体５Ａと各シリンダヘッド５Ｈのバルブプレート５Ｇ間には、前述同様の金属ガスケット１３Ａ、１３Ｂの重ね合わせから成るシール材１３が介設される。このようなＶ型の圧縮機１においても本発明は有効である。
【００６１】
また、上記各実施例ではバルブプレート５Ｇとケーシング本体５Ａ間に二枚の金属ガスケット（第１の金属ガスケット１３Ａと第２の金属ガスケット１３Ｂ）を重ね合わせて介設したが、それに限らず、３枚以上の金属ガスケット（全て同一の板厚、或いは、何れか若しくは全ての板厚が異なる場合を含む）を重ね合わせてトップクリアランスを調整してもよい。その場合も、やはりビードを容易に形成できる板厚の金属ガスケットにビードを形成し、ケーシング本体５Ａ側にビードが形成された金属ガスケット、そのビードの山側にビードが形成されていない金属ガスケット、更に、そのバルブプレート５Ｇ側にビードが形成された金属ガスケットという重ね合わせ方が望ましいことは云うまでもない。
【００６２】
更に、実施例では、ビード６１が形成されていない第２の金属ガスケット１３Ｂの板厚を選択することでトップクリアランスを調整したが、ビード６１が形成された第１の金属ガスケット１３Ａとして複数種類の板厚を準備しておき、選択して使用してもよい。更にまた、実施例ではビードが形成された金属ガスケットとビードが形成されていない金属ガスケットの重ね合わせで本発明を説明したが、請求項１又は請求項９については全てビードが形成されていない複数枚の金属ガスケットでバルブプレート５Ｇとケーシング本体５Ａ間のシール材１３を構成し、トップクリアランスを調整してもよい。
【００６３】
そして、実施例では二気筒又は四気筒単段の半密閉型圧縮機を例にとって本発明を説明したが、それに限らず、多段圧縮式（特に二酸化炭素冷媒を用いたもの）の半密閉型圧縮機にも本発明は有効である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明を適用した一実施例の半密閉型の圧縮機の平面図である（実施例１）。
【図２】図１の圧縮機の縦断正面図である。
【図３】図１の圧縮機の一部縦断側面図である。
【図４】図１の圧縮機の分解縦断正面図である。
【図５】図１の圧縮機の分解一部縦断側面図である。
【図６】図１の圧縮機に取り付けられる第１の金属ガスケットの平面図である。
【図７】図６の第１の金属ガスケットのビードのパターンを示す図である。
【図８】図６の第１の金属ガスケットの拡大平面図である。
【図９】図６の第１の金属ガスケットのビード部分の断面図である。
【図１０】図６の第１の金属ガスケットのボルト孔部分の断面図である。
【図１１】図１の圧縮機に取り付けられる第２のガスケットの平面図である。
【図１２】本発明の他の実施例の半密閉型の圧縮機の分解一部縦断側面図である（実施例２）。
【符号の説明】
【００６５】
１ 圧縮機
５ ケーシング
５Ａ ケーシング本体
５Ｇ バルブプレート
５Ｈ シールヘッド
４０、４０Ａ、４０Ｂ シリンダ
４１、４１Ａ、４１Ｂ ピストン
１３ シール材
１３Ａ 第１の金属ガスケット
１３Ｂ 第２の金属ガスケット
６１〜６１Ｄ ビード
６３ 吸込口孔
６４ 吐出口孔
６６ ボルト孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーシング本体にシリンダヘッドをボルト固定して成り、ピストンの往復運動によって圧縮仕事を行う圧縮機及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来よりシリンダ内でピストンを往復運動させることで冷媒の圧縮仕事を行わせるレシプロ式の半密閉型圧縮機では、ケーシング本体にバルブプレートとシリンダヘッドをボルト固定してケーシングを構成している。また、シリンダヘッドとバルブプレート、バルブプレートとケーシング本体間にはシール材が介設されて各部材間のシールを行っている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−３０１０７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この場合のシール材としては、従来一般的にはアスベストから成るガスケットが用いられていた。また、この種レシプロ式の圧縮機では、ピストンのトップクリアランス（シリンダとバルブプレート間のクリアランス）が重要な要素となる。ここで、アスベスト製のガスケットは板厚精度が低いため、同じ板厚で製造しても、実際の板厚は種々異なって来る。そこで、圧縮機を組み立てる際には、実際の板厚毎にアスベスト製のガスケットをランク分けし、バルブプレートとケーシング本体間に介設するガスケットをこのランクの中から選択して使用することにより、ピストンのトップクリアランスを調整していた。
【０００４】
しかしながら、近年人体への悪影響の問題からアスベスト材が使用できなくなっており、この種圧縮機のガスケットとしても前記特許文献に示されるような冷間圧延鋼板やステンレス板などから成る金属製のガスケットを使用しなければならなくなってきた。
【０００５】
ところで、金属ガスケットはアスベストガスケットよりも板厚精度が極めて高いために、上述したような同じ板厚でのランク分けが困難となる。また、この種金属ガスケットではその圧接強度を高めて必要なシール面圧を得るためにビードを形成するが、アスベスト製ガスケットと同様の厚さ寸法にすると、ビード加工が不能或いは極めて困難となる問題も発生する。
【０００６】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、バルブプレートとケーシング本体間のシール材として金属ガスケットを使用する場合に、トップクリアランスを容易に調整できる圧縮機及びその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明の圧縮機は、ケーシングを構成するケーシング本体のシリンダ内で往復運動するピストンにより圧縮仕事を行うと共に、ケーシング本体にシール材及びバルブプレートを介してシリンダヘッドをボルト固定して成るものであって、バルブプレートとケーシング本体との間に介設されるシール材を、複数枚の金属ガスケットの重ね合わせにて構成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明の圧縮機は、上記において複数枚の金属ガスケットのうちの第１の金属ガスケットにはビードが形成されており、第２の金属ガスケットにはビードが形成されていないことを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明の圧縮機は、上記において第１の金属ガスケットのビードの山の頂点が第２の金属ガスケット側となるように両金属ガスケットを重ね合わせたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明の圧縮機は、請求項２又は請求項３の発明において第２の金属ガスケットをバルブプレート側、第１の金属ガスケットをケーシング本体側として両金属ガスケットを重ね合わせたことを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明の圧縮機は、請求項２乃至請求項４の発明において第１の金属ガスケットに、内外二条のビードを形成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項６の発明の圧縮機は、請求項２乃至請求項５の発明において両金属ガスケットには、バルブプレートの吸込口に対応する吸込口孔が形成されており、第１の金属ガスケットには、吸込口孔の外側で内外二条のビードを結ぶビードが形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項７の発明の圧縮機は、請求項２乃至請求項６の発明において両金属ガスケットには、バルブプレートの吐出口に対応する吐出口孔と、ボルトが貫通するボルト孔が形成されており、第１の金属ガスケットには、吐出口孔及びボルト孔の周囲にビードが形成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項８の発明の圧縮機は、上記においてボルト孔周囲のビードは、ボルトの頭部の外縁より内側に対応する部分に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項９の発明の圧縮機の製造方法は、ケーシングを構成するケーシング本体のシリンダ内で往復運動するピストンにより圧縮仕事を行うと共に、ケーシング本体にシール材及びバルブプレートを介してシリンダヘッドをボルト固定して成る圧縮機を製造する際、バルブプレートとケーシング本体との間に介設されるシール材を、複数枚の金属ガスケットを重ね合わせて構成し、何れか一つ若しくは複数の金属ガスケットを複数種類の板厚のものから選択して使用することにより、ピストンのトップクリアランスを調整することを特徴とする。
【００１６】
請求項１０の発明の圧縮機の製造方法は、上記においてトップクリアランスの調整のために板厚を選択する金属ガスケットにはビードを形成せず、当該金属ガスケット以外の金属ガスケットにビードを形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１又は請求項９の発明によれば、バルブプレートとケーシング本体との間に介設されるシール材を、複数枚の金属ガスケットにて構成したので、何れか一つ若しくは複数の金属ガスケットを、複数種類の板厚のものから選択して使用することにより、極めて容易にピストンのトップクリアランスを調整することができるようになる。
【００１８】
特に、請求項２又は請求項１０の発明の如く複数枚の金属ガスケットのうちの何れかの第１の金属ガスケットにビードを形成し、他の第２の金属ガスケットにはビードを形成しないようにすれば、第１の金属ガスケットとしては容易にビードを形成できる板厚のものを用い、トップクリアランスの調整は、第２の金属ガスケットの板厚を選択して調整することが可能となる。これにより、金属ガスケットを使用してトップクリアランスを容易に調整しながら、ビード加工も支障なく行ってシール性を確保することが可能となる。特に、ビードを形成する第１の金属ガスケットでは無くビードを形成しない第２の金属ガスケットの板厚選択によりトップクリアランスを調整するため、第１の金属ガスケットの板厚を薄くする必要が無くなる。即ち、第１の金属ガスケットの板厚を確保して所定の面圧を得ることができる十分なバネ定数を維持することができるようになり、面圧を一定としてシール性を向上させることができるようになる。また、各金属ガスケットの板厚の自由度が増すため、形状の複雑化にも容易に対応できるようになると共に、交換メンテナンスも容易に行えるようになるものである。
【００１９】
また、請求項３の発明の如く第１の金属ガスケットのビードの山の頂点が第２の金属ガスケット側となるように両金属ガスケットを重ね合わせれば、第２の金属ガスケットには第１の金属ガスケットのビードの山の頂点が当接することになるので、ビードの谷の側を第２の金属ガスケットに当接させる場合に比して、両金属ガスケット相互の圧接強度が増し、両者間のシール性を高くすることができるものである。
【００２０】
更に、請求項４の発明の如く第２の金属ガスケットをバルブプレート側、第１の金属ガスケットをケーシング本体側として両金属ガスケットを重ね合わせれば、面精度の低いケーシング本体にビードが形成された第１の金属ガスケットが圧接することになるので、金属ガスケットとケーシング本体間のシール性を良好に確保することができるようになるものである。
【００２１】
更にまた、請求項５の発明の如く第１の金属ガスケットに、内外二条のビードを形成すれば、シリンダの外側で金属ガスケットの圧接強度の高い部分を二重に構成することができるようになり、バルブプレートとケーシング本体間のシール性を一段と向上させることができるようになるものである。
【００２２】
また、請求項６の発明の如くバルブプレートの吸込口に対応する第１の金属ガスケットの吸込口孔の外側では、内外二条のビードを結ぶビードを形成すれば、圧力が低い吸込口部分ではビードの形状を簡素化して加工性を向上させることができるようになるものである。
【００２３】
一方、請求項７の発明の如く第１の金属ガスケットのバルブプレートの吐出口に対応する吐出口孔とボルトが貫通するボルト孔の周囲にビードを形成すれば、圧力が高くなる吐出口部分とボルト部分のシール性を確保することができるようになるものである。
【００２４】
特に、請求項８の発明の如くボルト孔周囲のビードを、ボルトの頭部の外縁より内側に対応する部分に形成すれば、ボルトで締め付けられる範囲にビードを対応させてボルト周囲のシール性を一層向上させることができるようになるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。
【実施例１】
【００２６】
図１は、本発明を適用した一実施例の半密閉型の圧縮機１の平面図、図２は圧縮機１の縦断正面図、図３は圧縮機１の一部縦断側面図、図４は圧縮機１の分解縦断正面図、図５は圧縮機１の分解一部縦断側面図、図６は圧縮機１に取り付けられる第１の金属ガスケット１３Ａの平面図、図１１は圧縮機１に取り付けられる第２の金属ガスケット１３Ｂの平面図である。
【００２７】
実施例の圧縮機１は、回転動力を発生するモータ（駆動要素）２と、このモータ２で発生した回転動力を往復動力に変換する動力変換手段３と、この動力変換手段３により変換された往復動力により駆動されて冷媒（例えば、二酸化炭素等の自然冷媒やＲ−１３４ａ、Ｒ−２２等）を圧縮する圧縮手段４と、これらを収納するケーシング５等から構成されている。尚、実施例の圧縮手段４は第１の圧縮部１１Ａと第２の圧縮部１１Ｂの二気筒構成とされている。
【００２８】
ケーシング５は、球状黒鉛鋳鉄等を材料として成るケーシング本体５Ａと、モータ側蓋５Ｂと、区画板５Ｃと、底蓋５Ｄと、クランク側蓋５Ｅと、軸蓋５Ｆと、バルブプレート５Ｇと、シリンダヘッド５Ｈ等から成り、これらの部材がシール材１３を介してケーシング本体５Ａに複数のボルト１４によって締め付け固定され、密閉状態に組み立てられている。
【００２９】
ケーシング本体５Ａの底部には、圧縮機１における各摺動部を潤滑するための潤滑油が貯留されており、サイトグラス（透視窓）１６により油量を確認できるように構成されている。ケーシング本体５Ａの内部空間は区画板５Ｃによりモータ室１８とクランク室１９とに区画されている。また、区画板５Ｃには複数の貫通孔１７が形成されており、この貫通孔１７を介してモータ室１８とクランク室１９との雰囲気と潤滑油が往来できるように構成されている。
【００３０】
また、モータ室１８に対応するケーシング本体５Ａの外側面には、多数のケーシングフィン２０が形成されており、ケーシング５から効率的に放熱が行われる構成とされている。更に、モータ側蓋５Ｂには潤滑油ポケット２１が、区画板５Ｃには主ジャーナル２２が、クランク側蓋５Ｅには副ジャーナル２３がそれぞれ形成されている。
【００３１】
動力変換手段３は、モータ２のモータ軸２４と一体に形成され、モータ軸２４の軸心に対して偏心回転することにより回転動力を往復動力に変換するクランク２５Ａ、２５Ｂと、これらクランク２５Ａ、２５Ｂにそれぞれ連結されたコネクティングロッド２６Ａ、２６Ｂ等を備えている。尚、クランク２５Ａ及びコネクティングロッド２６Ａは前記第１の圧縮部１１Ａに対応し、クランク２５Ｂ及びコネクティングロッド２６Ｂは前記第２の圧縮部１１Ｂに対応して設けられる。
【００３２】
モータ２は、モータ室１８に嵌合して装着されたキャンドモータであり、そのモータ軸２４の軸心には所定径の孔が穿設されて主潤滑油路２８を構成している。また、モータ軸２４には、コネクティングロッド２６Ａ、２６Ｂの大端部や小端部への潤滑油の潤滑路を構成すると共に、主ジャーナル２２や副ジャーナル２３への潤滑油の潤滑路を構成する副潤滑油路２９も形成されている。
【００３３】
そして、このモータ軸２４の一端は潤滑油ポケット２１の側面から当該潤滑油ポケット２１内に挿入され、他端は主ジャーナル２２に挿通された後、クランク側蓋５Ｅに設けられた副ジャーナル２３に係合されており、これら主ジャーナル２２と副ジャーナル２３とで回転自在に支持されている。
【００３４】
更に、モータ２の回転子には潤滑油掻上翼３０が取り付けられ、モータ軸２４と共に回転するように構成されている。これにより、モータ２の回転に伴い潤滑油掻上翼３０が回転すると、ケーシング５の底部に貯留されている潤滑油が潤滑油掻上翼３０に付着して掻き上げられ、そのとき滴下した潤滑油は潤滑油ポケット２１に溜まるようになる。この潤滑油ポケット２１にはモータ軸２４が挿通され、且つ、このモータ軸２４には主潤滑油路２８が形成されていることから、潤滑油ポケット２１に溜まった潤滑油は主潤滑油路２８に流入してクランク側蓋５Ｅに向かって流動する。
【００３５】
主潤滑油路２８に流入した潤滑油は、モータ軸２４の回転により遠心力を受けて副潤滑油路２９に分流され、主ジャーナル２２、副ジャーナル２３、コネクティングロッド２６Ａ、２６Ｂの大端部や小端部等の摺動面に供給される。尚、後述するように圧縮手段４を構成するピストンとシリンダとの間にも潤滑油が供給され、圧縮室の機密性を高めている。そして、各摺動部の潤滑に利用されなかった潤滑油（余った潤滑油）は、クランク軸蓋５Ｅに形成された潤滑油戻路（図示せず）から吐出されてケーシング５の底部に戻る。
【００３６】
また、モータ２の上方に対応する位置のケーシング本体５Ａには、モータ２に電力を供給するための接続端子３２が収納された接続端子箱３３が設けられている。
【００３７】
圧縮手段４は、前述した第１の圧縮部１１Ａと第２の圧縮部１１Ｂとを有しており、各圧縮部１１Ａ、１１Ｂは、ケーシング本体５Ａ内に形成された第１のシリンダ４０Ａ、第２のシリンダ４０Ｂと、各シリンダ４０Ａ、４０Ｂ内でそれぞれ往復運動する第１のピストン４１Ａ、第２のピストン４１Ｂとから構成され、各シリンダ４０Ａ、４０Ｂとピストン４１Ａ、４１Ｂとで第１の圧縮室４２Ａ、第２の圧縮機４２Ｂがそれぞれ構成される。
【００３８】
尚、ピストン４１Ａと４１Ｂとは往復運動の位相が１８０度ずれており、ピストン４１Ａが下降した際（冷媒吸入）には、ピストン４１Ｂが上昇して冷媒を圧縮するように構成されている。これにより、モータ２に加わる負荷の一様化が図られている。また、実施例ではピストン４１Ａ、４１Ｂの直径と往復運動距離（ボアとストローク）は同一に設定されている。これにより、実施例では各圧縮部１１Ａと１１Ｂの排除容積は同一とされている。更に、ピストン４１Ａ、４１Ｂはコネクティングロッド２６Ａ、２６Ｂの小端部とピン４５により揺動自在に結合され、コネクティングロッド２６Ａ、２６Ｂの往復動力により往復運動する。
【００３９】
シリンダヘッド５Ｈは皿状の部材であり、その内部空間には仕切壁５０によって吸込室５１と吐出室５２が形成されている。吸込室５１は機外からの冷媒が供給される空間であり、当該吸込室５１の冷媒が各圧縮室４２Ａ、４２Ｂに供給される。吐出室５２は各圧縮室４２Ａ、４２Ｂで圧縮された冷媒が吐出される室で、この冷媒が機外に供給される。
【００４０】
このとき、吸込室５１、吐出室５２に対応するバルブプレート５Ｇには吸込口５３、吐出口５４がそれぞれ形成されている。また、バルブプレート５Ｇには、吸込室５１と各シリンダ４０Ａ、４０Ｂにそれぞれ対応して吸込孔５６が二箇所ずつ形成され、更に、吐出室５２にと各シリンダ４０Ａ、４０Ｂにそれぞれ対応して吐出孔５７が二箇所ずつ形成されている。
【００４１】
そして、各吸込孔５６には吸込弁５８が、また、吐出孔５７には吐出弁５９がそれぞれを塞ぐように設けられている。各弁は板バネ状の弁であり、吸込弁５８はバルブプレート５Ｇの圧縮室４２Ａ、４２Ｂ側の面に取り付けられ、吐出弁５９はバルブプレート５Ｇの吐出室５２側の面に取り付けられている。各弁は冷媒の流れが一方向となるように逆止弁の作用を成す。
【００４２】
このような構成で、モータ２が回転することによりモータ軸２４に対してクランク２５Ａ、２５Ｂが偏心回転運動してクランク２５Ａ、２５Ｂに連結されたコネクティングロッド２６Ａ、２６Ｂが往復運動する。コネクティングロッド２６Ａ、２６Ｂにはピストン４１Ａ、４１Ｂが連結されており、ピストン４１Ａが下降すると圧縮室４２Ａの空間容積が拡張されて吸入圧（負圧）が発生し、この吸入圧により吸込弁５８が開き、機外の冷媒が吸込口５３から吸込室５１に入り、そこから吸込孔５６を経て圧縮室４２Ａに流入する。ピストン４１Ａが上昇すると、圧縮室４２Ａが縮小されて当該室内の冷媒が圧縮される（圧縮仕事）。冷媒の圧力が所定圧に達すると、吐出弁５９が開き、冷媒は吐出孔５７から吐出室５２内に吐出される。
【００４３】
同様に１８０度の位相差でピストン４１Ｂが下降すると圧縮室４２Ｂの空間容積が拡張されて吸入圧（負圧）が発生し、この吸入圧により吸込弁５８が開き、機外の冷媒が吸込口５３から吸込室５１に入り、そこから吸込孔５６を経て圧縮室４２Ｂに流入する。ピストン４１Ｂが上昇すると、圧縮室４２Ｂが縮小されて当該室内の冷媒が圧縮される。冷媒の圧力が所定圧に達すると、吐出弁５９が開き、冷媒は吐出孔５７から吐出室５２内に吐出される。そして、各圧縮室４２Ａ、４２Ｂで圧縮されて吐出室５２内に吐出された冷媒が吐出口５４から機外に吐出されることになる。
【００４４】
次に、バルブプレート５Ｇとケーシング本体５Ａとの間に介設されるシール材１３について説明する。前述した如くケーシング５を構成する各部材はシール材１３を介してボルト１４によりケーシング本体５Ａに組み付けられている。この場合、シリンダヘッド５Ｈとバルブプレート５Ｇとケーシング本体５Ａの組立部分に関しては、シリンダヘッド５Ｈとバルブプレート５Ｇ間にシール材１３が介設され、そして、バルブプレート５Ｇとケーシング本体５Ａとの間にもシール材１３が介設されている。各部材間に介在するシール材１３は、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）やステンレス鋼板（ＳＵＳ３１６）などの金属板の表面にニトリルゴム（ＮＢＲ）等の高温高圧に耐性を持ち、且つ、耐油性を持つ弾性材料をコーティングして構成された板材である。
【００４５】
ここで、バルブプレート５Ｇとケーシング本体５Ａとの間に介設されるシール材１３は、各シリンダ４０Ａ、４０Ｂのトップクリアランス、即ち、各ピストン４１Ａ、４１Ｂとバルブプレート５Ｇとの間のクリアランスを調整する役割も果たす。そのため、従来ではシール材１３としてアスベスト製のガスケットを用い、例えば０．８ｔで製造されたもののなかから、バラツキによって厚いものから薄いものまで３段階にランク分けし、それらのなかの一つから選択してトップクリアランスを調整していたが、アスベスト製ものもは使用できないため、本発明では複数枚の金属ガスケット、実施例では二枚の金属ガスケット（第１の金属ガスケット１３Ａ、第２の金属ガスケット１３Ｂ）を重ね合わせてバルブプレート５Ｇとケーシング本体５Ａ間のシール材１３を構成する。
【００４６】
両金属ガスケット１３Ａ、１３Ｂも前述したように冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）やステンレス鋼板（ＳＵＳ３１６）などの金属板の表面にニトリルゴム（ＮＢＲ）等の高温高圧に耐性を持ち、且つ、耐油性を持つ弾性材料をコーティングして構成された板材である。そして、両金属ガスケット１３Ａ、１３Ｂには、図６〜図１１に示すようにその中央において長手方向に並んで各シリンダ４０Ａ、４０Ｂに対応するシリンダ孔６２Ａ、６２Ｂが形成され、両シリンダ孔６２Ａ、６２Ｂ間に対応する壁の一側及び他側に前記吸込口５３及び吐出口５４にそれぞれ対応する吸込口孔６３及び吐出口孔６４が形成されている。更に、周囲八箇所及び吸込口孔とシリンダ孔６２Ａ、６２Ｂで囲まれた壁の一箇所の合計九箇所に、前記ボルト１４が挿通されるボルト孔６６が形成され、更に図示しない位置決めピンが挿通される位置決め孔６７が二箇所形成されている。
【００４７】
この場合、金属ガスケット１３Ａには図６〜図１０に示すようなビード６１が形成されており、金属ガスケット１３Ｂにはビードは形成されずに平板状とされている（尚、他のシール材１３もビード付きの金属ガスケットが使用される）。特に、金属ガスケット１３Ａに形成されたビード６１は、全体としてはシリンダ孔６２Ａ、６２Ｂの周囲を囲繞する内側のビード６１Ａと、その外側を更に囲繞する外側のビード６１Ｂの合わせて二条のビードから構成される。また、吐出口孔６４、各ボルト孔６６、各位置決め孔６７の周囲にもビード６１Ｃが形成され、内側に位置する吐出口孔６４と三個のボルト孔６６は内側のビード６１Ａに連続し、外側に位置する六個のボルト孔６６と位置決め孔６７は外側のビード６１Ｂに連続している。このとき、ビード６１Ａ、６１Ｂは各孔６４、６６、６７の中心に向けてビード６１Ｃに連続する。これにより、連続部分で均等な力が加わるように配慮されている。また、ビード６１Ａ、６１Ｂはできるだけ金属ガスケット１３Ａの中央部を中心とした略円弧状となるように形成され、全体として力がビード１３Ａ、１３Ｂに均等に加わるように配慮されている。
【００４８】
更に、圧力が低くなる吸込口孔６３の周囲にはビードは形成されず、その代わりに吸込口孔６３の外側（長手方向の両側）で内側のビード６１Ａと外側のビード６１Ｂとを結ぶビード６１Ｄを形成している。更にまた、周囲の壁幅（スペース）が狭い吐出口孔６４とその両側のボルト孔６６周囲のビード６１Ｃは図８や図１０に示すようなハーフビードとされ、他の部分のビード６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃ、６１Ｄは図９に示すようなフルビードとされている。また、ボルト孔６６周囲のビード６１Ｃは、ボルト１４の頭部の外縁よりも内側（ボルト孔６６側）に対応する部分に形成されている。
【００４９】
そして、実施例では第１の金属ガスケット１３Ａとしては０．３８ｔの板厚のもの一種類を使用する。この板厚は支障なく比較的容易にビード加工可能な厚さである。そして、第２の金属ガスケット１３Ｂとしては例えば板厚０．３ｔ、０．３８ｔ、０．４５ｔの三種類のものを準備する。そして、何れかの板厚の金属ガスケット１３Ｂを選択し、金属ガスケット１３Ａと重ね合わせて全体の寸法を調整した後、バルブプレート５Ｇとケーシング本体５Ａ間に挟み込み、圧縮機１を組み立てる。これにより、ピストン４１Ａ、４１Ｂとバルブプレート５Ｇ間のトップクリアランスを最適な値に調整する。
【００５０】
このとき、第１の金属ガスケット１３Ａの山が第２の金属ガスケット１３Ｂ側となるように両金属ガスケットを重ね合わせる。また、第２の金属ガスケット１３Ｂをバルブプレート５Ｇ側とし、第１の金属ガスケット１３Ａはケーシング本体５Ａ側とする。
【００５１】
このように、バルブプレート５Ｇとケーシング本体５Ａとの間に介設されるシール材１３を、ビード６１が形成された第１の金属ガスケット１３Ａと、ビードが形成されていない第２の金属ガスケット１３Ｂとの重ね合わせにて構成したので、ビードが形成されていない第２の金属ガスケット１３Ｂの板厚を選択して使用することで、ピストン４１Ａ、４１Ｂのトップクリアランスを調整することができるようになる。
【００５２】
この場合、ビード６１を形成する金属ガスケット１３Ａの板厚を選択するようにすると、金属ガスケット１３Ａの板厚が大きくなるとビード６１の形成が困難となる。即ち、本発明によれば第１の金属ガスケット１３Ａとして比較的容易にビード６１を形成できる板厚のものを用い、トップクリアランスの調整は、第２の金属ガスケット１３Ｂの板厚を選択して調整することで、金属ガスケットを使用してトップクリアランスを容易に調整しながら、ビード加工も支障なく行ってバルブプレート５Ｇとケーシング本体５Ａ間のシールを確実に行うことが可能となる。また、ビード６１を形成する金属ガスケット１３Ａの板厚の選択でトップクリアランスを調整するようにした場合、金属ガスケット１３Ａの板厚が薄くなり過ぎると、今度は金属ガスケット１３Ａ自体のバネ定数が小さくなり、ビード６１を形成しても必要な面圧が得られなくなる。しかしながら、本発明ではビードを形成しない第２の金属ガスケット１３Ｂの板厚選択でトップクリアランスを調整するので、ビード６１を形成する金属ガスケット１３Ａの板厚を必要以上に薄くせず、バネ定数を確保してビードによる面圧を一定とし、シール性の向上を図ることができるようになる。また、両金属ガスケット１３Ａ、１３Ｂの板厚の自由度が増すため、形状の複雑化にも容易に対応できるようになると共に、交換メンテナンスも容易に行えるようになる。
【００５３】
また、第１の金属ガスケット１３Ａのビード６１の山の頂点が第２の金属ガスケット１３Ｂ側となるように両金属ガスケット１３Ａ、１３Ｂを重ね合わせているので、第２の金属ガスケット１３Ｂには第１の金属ガスケット１３Ａのビード６１の山の頂点が当接することになる。従って、ビード６１の谷の側を第２の金属ガスケット１３Ｂに当接させる場合に比して、両金属ガスケット１３Ａ、１３Ｂ相互の圧接強度が増し、両者間のシール性が高くなる。
【００５４】
更に、第２の金属ガスケット１３Ｂをバルブプレート５Ｇ側、第１の金属ガスケット１３Ａをケーシング本体５Ａ側として両金属ガスケット１３Ａ、１３Ｂを重ね合わせているので、どうしても面精度が低くなるケーシング本体５Ａにビード６１が形成された第１の金属ガスケット１３Ａが圧接することになり、金属ガスケット１３Ａとケーシング本体５Ａ間のシール性も良好に確保することができるようになる。
【００５５】
ここで、第１の金属ガスケット１３Ａをバルブプレート５Ｇ側とし、第２の金属ガスケット１３Ｂをケーシング本体５Ａ側とすると、面精度の低いケーシング本体５Ａ側が平面となるので実施例よりシール性が低下する。また、その状態で第１の金属ガスケット１３Ａのビード６１の山をバルブプレート５Ｇ側とすると、両金属ガスケット１３Ａ、１３Ｂ間にビード６１の谷が来ることになるので、金属ガスケット１３Ａ、１３Ｂ相互の圧接強度が実施例より低くなる。更に、両金属ガスケット１３Ａ、１３Ｂにビードを形成した場合には、重ね合わせ時にどうしても金属ガスケット１３Ａ側のビードと金属ガスケット１３Ｂ側のビードの位置ずれが発生するため、シール性が不安定となる。従って、実施例の配置と重ね合わせ方が最良となる。
【００５６】
更にまた、実施例では第１の金属ガスケット１３Ａに、内外二条のビード６１Ａ、６１Ｂを形成していうので、シリンダ４０Ａ、４０Ｂ（シリンダ孔６２Ａ、６２Ｂ）の外側で金属ガスケット１３Ａ、１３Ｂの圧接強度の高い部分を二重に構成することができるようになり、バルブプレート５Ｇとケーシング本体５Ａ間のシール性を一段と向上させることができるようになる。
【００５７】
また、バルブプレート５Ｇの吸込口５３に対応する第１の金属ガスケット１３Ａの吸込口孔６３の外側では、内外二条のビード６１Ａ、６１Ｂを結ぶビード６１Ｄを形成しているので、圧力が低い吸込口５３部分ではビード６１の形状を簡素化して加工性を向上させることができるようになる。
【００５８】
一方、第１の金属ガスケット１３Ａのバルブプレート５Ｇの吐出口５４に対応する吐出口孔６４とボルト１４が貫通するボルト孔６６の周囲にビード６１Ｃを形成しているので、圧力が高くなる吐出口５４部分とボルト１４部分のシール性を確保することができるようになる。
【００５９】
特に、ボルト孔６６周囲のビード６１Ｃを、ボルト１４の頭部の外縁より内側に対応する部分に形成してるので、ボルト１４で締め付けられる範囲にビード６１Ｃを対応させてボルト１４周囲のシール性を一層向上させることができるようになる。
【実施例２】
【００６０】
尚、図１２はＶ型４気筒のレシプロ式半密閉型圧縮機１の例を示した分解一部縦断側面図である。この場合にもケーシング本体５Ａにはシリンダ４０が四個形成され、それぞれにピストン４１が収納されている。そして、ケーシング本体５Ａと各シリンダヘッド５Ｈのバルブプレート５Ｇ間には、前述同様の金属ガスケット１３Ａ、１３Ｂの重ね合わせから成るシール材１３が介設される。このようなＶ型の圧縮機１においても本発明は有効である。
【００６１】
また、上記各実施例ではバルブプレート５Ｇとケーシング本体５Ａ間に二枚の金属ガスケット（第１の金属ガスケット１３Ａと第２の金属ガスケット１３Ｂ）を重ね合わせて介設したが、それに限らず、３枚以上の金属ガスケット（全て同一の板厚、或いは、何れか若しくは全ての板厚が異なる場合を含む）を重ね合わせてトップクリアランスを調整してもよい。その場合も、やはりビードを容易に形成できる板厚の金属ガスケットにビードを形成し、ケーシング本体５Ａ側にビードが形成された金属ガスケット、そのビードの山側にビードが形成されていない金属ガスケット、更に、そのバルブプレート５Ｇ側にビードが形成された金属ガスケットという重ね合わせ方が望ましいことは云うまでもない。
【００６２】
更に、実施例では、ビード６１が形成されていない第２の金属ガスケット１３Ｂの板厚を選択することでトップクリアランスを調整したが、ビード６１が形成された第１の金属ガスケット１３Ａとして複数種類の板厚を準備しておき、選択して使用してもよい。更にまた、実施例ではビードが形成された金属ガスケットとビードが形成されていない金属ガスケットの重ね合わせで本発明を説明したが、請求項１又は請求項９については全てビードが形成されていない複数枚の金属ガスケットでバルブプレート５Ｇとケーシング本体５Ａ間のシール材１３を構成し、トップクリアランスを調整してもよい。
【００６３】
そして、実施例では二気筒又は四気筒単段の半密閉型圧縮機を例にとって本発明を説明したが、それに限らず、多段圧縮式（特に二酸化炭素冷媒を用いたもの）の半密閉型圧縮機にも本発明は有効である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明を適用した一実施例の半密閉型の圧縮機の平面図である（実施例１）。
【図２】図１の圧縮機の縦断正面図である。
【図３】図１の圧縮機の一部縦断側面図である。
【図４】図１の圧縮機の分解縦断正面図である。
【図５】図１の圧縮機の分解一部縦断側面図である。
【図６】図１の圧縮機に取り付けられる第１の金属ガスケットの平面図である。
【図７】図６の第１の金属ガスケットのビードのパターンを示す図である。
【図８】図６の第１の金属ガスケットの拡大平面図である。
【図９】図６の第１の金属ガスケットのビード部分の断面図である。
【図１０】図６の第１の金属ガスケットのボルト孔部分の断面図である。
【図１１】図１の圧縮機に取り付けられる第２のガスケットの平面図である。
【図１２】本発明の他の実施例の半密閉型の圧縮機の分解一部縦断側面図である（実施例２）。
【符号の説明】
【００６５】
１ 圧縮機
５ ケーシング
５Ａ ケーシング本体
５Ｇ バルブプレート
５Ｈ シールヘッド
４０、４０Ａ、４０Ｂ シリンダ
４１、４１Ａ、４１Ｂ ピストン
１３ シール材
１３Ａ 第１の金属ガスケット
１３Ｂ 第２の金属ガスケット
６１〜６１Ｄ ビード
６３ 吸込口孔
６４ 吐出口孔
６６ ボルト孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングを構成するケーシング本体のシリンダ内で往復運動するピストンにより圧縮仕事を行うと共に、前記ケーシング本体にシール材及びバルブプレートを介してシリンダヘッドをボルト固定して成る圧縮機において、
前記バルブプレートと前記ケーシング本体との間に介設される前記シール材を、複数枚の金属ガスケットの重ね合わせにて構成したことを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記複数枚の金属ガスケットのうちの第１の金属ガスケットにはビードが形成されており、第２の金属ガスケットにはビードが形成されていないことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記第１の金属ガスケットのビードの山の頂点が前記第２の金属ガスケット側となるように両金属ガスケットを重ね合わせたことを特徴とする請求項２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記第２の金属ガスケットを前記バルブプレート側、前記第１の金属ガスケットを前記ケーシング本体側として両金属ガスケットを重ね合わせたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記第１の金属ガスケットに、内外二条の前記ビードを形成したことを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れかに記載の圧縮機。
【請求項６】
前記各金属ガスケットには、前記バルブプレートの吸込口に対応する吸込口孔が形成されており、前記第１の金属ガスケットには、前記吸込口孔の外側で前記内外二条のビードを結ぶビードが形成されていることを特徴とする請求項２乃至請求項５の何れかに記載の圧縮機。
【請求項７】
前記各金属ガスケットには、前記バルブプレートの吐出口に対応する吐出口孔と、前記ボルトが貫通するボルト孔が形成されており、前記第１の金属ガスケットには、前記吐出口孔及びボルト孔の周囲に前記ビードが形成されていることを特徴とする請求項２乃至請求項６の何れかに記載の圧縮機。
【請求項８】
前記ボルト孔周囲のビードは、前記ボルトの頭部の外縁より内側に対応する部分に形成されていることを特徴とする請求項７に記載の圧縮機。
【請求項９】
ケーシングを構成するケーシング本体のシリンダ内で往復運動するピストンにより圧縮仕事を行うと共に、前記ケーシング本体にシール材及びバルブプレートを介してシリンダヘッドをボルト固定して成る圧縮機の製造方法であって、
前記バルブプレートと前記ケーシング本体との間に介設される前記シール材を、複数枚の金属ガスケットを重ね合わせて構成し、何れか一つ若しくは複数の前記金属ガスケットを複数種類の板厚のものから選択して使用することにより、前記ピストンのトップクリアランスを調整することを特徴とする圧縮機の製造方法。
【請求項１０】
トップクリアランスの調整のために板厚を選択する前記金属ガスケットにはビードを形成せず、当該金属ガスケット以外の前記金属ガスケットにビードを形成することを特徴とする請求項９に記載の圧縮機の製造方法。
【請求項１】
ケーシングを構成するケーシング本体のシリンダ内で往復運動するピストンにより圧縮仕事を行うと共に、前記ケーシング本体にシール材及びバルブプレートを介してシリンダヘッドをボルト固定して成る圧縮機において、
前記バルブプレートと前記ケーシング本体との間に介設される前記シール材を、複数枚の金属ガスケットの重ね合わせにて構成したことを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記複数枚の金属ガスケットのうちの第１の金属ガスケットにはビードが形成されており、第２の金属ガスケットにはビードが形成されていないことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記第１の金属ガスケットのビードの山の頂点が前記第２の金属ガスケット側となるように両金属ガスケットを重ね合わせたことを特徴とする請求項２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記第２の金属ガスケットを前記バルブプレート側、前記第１の金属ガスケットを前記ケーシング本体側として両金属ガスケットを重ね合わせたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記第１の金属ガスケットに、内外二条の前記ビードを形成したことを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れかに記載の圧縮機。
【請求項６】
前記各金属ガスケットには、前記バルブプレートの吸込口に対応する吸込口孔が形成されており、前記第１の金属ガスケットには、前記吸込口孔の外側で前記内外二条のビードを結ぶビードが形成されていることを特徴とする請求項２乃至請求項５の何れかに記載の圧縮機。
【請求項７】
前記各金属ガスケットには、前記バルブプレートの吐出口に対応する吐出口孔と、前記ボルトが貫通するボルト孔が形成されており、前記第１の金属ガスケットには、前記吐出口孔及びボルト孔の周囲に前記ビードが形成されていることを特徴とする請求項２乃至請求項６の何れかに記載の圧縮機。
【請求項８】
前記ボルト孔周囲のビードは、前記ボルトの頭部の外縁より内側に対応する部分に形成されていることを特徴とする請求項７に記載の圧縮機。
【請求項９】
ケーシングを構成するケーシング本体のシリンダ内で往復運動するピストンにより圧縮仕事を行うと共に、前記ケーシング本体にシール材及びバルブプレートを介してシリンダヘッドをボルト固定して成る圧縮機の製造方法であって、
前記バルブプレートと前記ケーシング本体との間に介設される前記シール材を、複数枚の金属ガスケットを重ね合わせて構成し、何れか一つ若しくは複数の前記金属ガスケットを複数種類の板厚のものから選択して使用することにより、前記ピストンのトップクリアランスを調整することを特徴とする圧縮機の製造方法。
【請求項１０】
トップクリアランスの調整のために板厚を選択する前記金属ガスケットにはビードを形成せず、当該金属ガスケット以外の前記金属ガスケットにビードを形成することを特徴とする請求項９に記載の圧縮機の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−１０１５７７（Ｐ２００８−１０１５７７Ａ）
【公開日】平成２０年５月１日（２００８．５．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２８６１０５（Ｐ２００６−２８６１０５）
【出願日】平成１８年１０月２０日（２００６．１０．２０）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月１日（２００８．５．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月２０日（２００６．１０．２０）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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