(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定スクロール部材と、
前記固定スクロール部材に接しつつ公転し、前記固定スクロールとの間に前記公転に伴って容積変化する密閉空間を形成する可動スクロール部材と、
前記固定スクロール部材及び前記可動スクロール部材を収納し、内周部の端面で前記可動スクロール部材のスラスト力を受け、外周部に、第１の端部と、前記第１の端部よりも内周側の位置に前記第１の端部より低く形成され、前記固定スクロール部材の端板に当接する第２の端部と、を有する第１のハウジングと、
外周部に、前記第１の端部に接合される第１の外周部と、前記固定スクロール部材の端板に接合され、前記第２の端部と共に前記固定スクロール部材の端板を挟持する第２の外周部と、を有する第２のハウジングと、を含んで構成されるスクロール型圧縮機であって、
前記第１の端部と前記第１の外周部との間に介装される第１のガスケット部と、第１のガスケット部よりも内周側に設けられて、前記固定スクロール部材の端板と前記第２の外周部との間に介装される第２のガスケット部と、を一体に有する環状に形成されたガスケットを更に含んで構成されることを特徴とするスクロール型圧縮機。
【請求項２】
前記ガスケットのない状態で前記第２の外周部と前記固定スクロール部材の端板とを当接させた場合に、前記第１の端部と前記第１の外周部との間に隙間が形成されることを特徴とする請求項１に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項３】
前記隙間は、前記第１のハウジングと前記第２のハウジングとが締結手段によって締結されることにより、前記ガスケットが介装された状態でシールされることを特徴とする請求項２に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項４】
前記第１のガスケット部には、フルビードが形成され、前記第２のガスケット部には、ハーフビードが形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のスクロール型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定スクロール部材と可動スクロール部材とを備え、これらにより形成される密閉空間の容積を変化させることで流体を圧縮するスクロール型圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクロール型圧縮機としては、特許文献１に示されるようなスクロール型圧縮機がよく知られている。
これは、固定スクロール部材と、固定スクロール部材に接しつつ公転し、固定スクロール部材との間に前記公転に従って容積変化する密閉空間を形成する可動スクロール部材と、を備えている。
【０００３】
また、この圧縮機のハウジングは、内周部の端面でスラストプレートを介して可動スクロール部材のスラスト力を受ける第１のハウジング（センターハウジング）と、第２のハウジング（リアハウジング）とを有し、外周部において、前記センターハウジングの端部と前記リアハウジングの端部とによって前記固定スクロール部材の側板（端板）を挟持する構造となっている。
【０００４】
前記圧縮機においては、前記密閉空間、特に前記センターハウジングと前記固定スクロール部材との間、及び前記固定スクロール部材と前記リアハウジングとの間の軸方向の隙間からの流体の漏れを回避するため、前記センターハウジングと前記固定スクロール部材の端板との間、及び前記固定スクロール部材の端板と前記リアハウジングとの間には、円筒型のガスケットがそれぞれ介装されている。
【０００５】
ここで、例えば、特許文献２に示されるように、圧縮機の小型化のため、センターハウジングは、その外周部に、リアハウジングの外周部と接合する第１の端部と、前記第１の端部よりも内周側にスラストプレート側に窪んで形成された第２の端部とを有し、この第２の端部とリアハウジングの外周部とによって固定スクロール部材の端板を挟持する構造が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５６−１２９７９１号公報
【特許文献２】特開昭５７−１７９３０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献２に示すような圧縮機においては、前記流体の漏れを回避するため、第１の端部に形成された溝に配置するＯリングに代えて、よりシール性の優れた環状のガスケットを、センターハウジングとリアハウジングとの接合部に介在させることが考えられる。そして、ハウジング同士をボルトによって締結することによりシール性を向上させるものと考えられる。
【０００８】
ガスケットは、シール性に優れるものの、接合部に介在させるため、圧縮機の組み立てに影響を与える。特にスクロール型圧縮機は、前記密閉空間のシールのため、μｍ単位のクリアランス管理が必要である。しかしながら、ガスケットはその厚さからの公差を少なくとも５０μｍ程度有するため、前記密閉空間のシールが成立しない。
【０００９】
また、固定スクロール部材は、センターハウジングの第２の端部とリアハウジングとによって直接挟持する構造となっているため、ハウジング内での固定スクロール部材の保持の安定性が損なわれる。
【００１０】
本発明は、このような実状に鑑み、ガスケットによって透過漏れを低減する一方、ガスケットの厚さの寸法値からの公差を吸収（相殺）して、シール性を向上させると共に固定スクロール部材を安定して保持できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るスクロール型圧縮機は、
固定スクロール部材と、
前記固定スクロール部材に接しつつ公転し、前記固定スクロールとの間に前記公転に伴って容積変化する密閉空間を形成する可動スクロール部材と、
前記固定スクロール部材及び前記可動スクロール部材を収納し、内周部の端面で前記可動スクロール部材のスラスト力を受け、外周部に、第１の端部と、前記第１の端部よりも内周側の位置に前記第１の端部より低く形成され、前記固定スクロール部材の端板に当接する第２の端部と、を有する第１のハウジングと、
外周部に、前記第１の端部に接合される第１の外周部と、前記固定スクロール部材の端板に接合され、前記第２の端部と共に前記固定スクロール部材の端板を挟持する第２の外周部と、を有する第２のハウジングと、を含んで構成される。
【００１２】
ここにおいて、前記スクロール型圧縮機は、前記第１の端部と前記第１の外周部との間に介装される第１のガスケット部と、第１のガスケット部よりも内周側に設けられて、前記固定スクロール部材の端板と前記第２の外周部との間に介装される第２のガスケット部と、を一体に有する環状に形成されたガスケットを更に含んで構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、前記第１のガスケット部及び第２のガスケット部を有するガスケットが前記第１の端部と前記第１の外周部との間、及び前記固定スクロール部材の端板と前記第２の外周部との間に介装されている。
したがって、第１のガスケット部のみを有するガスケットを前記第１の端部と前記第１の外周部との間に介装させた場合と比較して、ガスケットの厚さの寸法値からの公差が相殺されるので、シール性を向上させることができると共に固定スクロール部材を安定して保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るスクロール型圧縮機の断面図
【図２】図１の要部拡大断面図
【図３】図１のＡ−Ａ断面図
【図４】図３のＢ−Ｂ断面図
【図５】ハウジング同士の接合部に介装される前のガスケットの形状を示す概略図
【図６】同上ガスケットを用いた場合と第１のガスケット部のみを有するガスケットを用いた場合とでガスケットの潰し量に与える影響を説明する概略図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るスクロール型圧縮機の断面図、図２は、図１の要部拡大断面図である。
本実施形態によるスクロール型圧縮機１は、例えば車両用空調装置の冷媒回路に設けられ、当該車両用空調装置の冷媒を吸入し、圧縮して吐出する、いわゆるインバータ一体型の圧縮機であり、圧縮機構１０と、圧縮機構１０を駆動するための駆動機構２０と、駆動機構２０を駆動するためのインバータ３０と、それら圧縮機構１０、駆動機構２０、及びインバータ３０を内部に収納する円筒状のハウジング４０と、を含んで構成される。
【００１６】
圧縮機構１０は、中心軸（図１に示すＯ）方向に対向配置される固定スクロール部材２と可動スクロール部材３とを備えている。固定スクロール部材２は、端板２ａ上に渦巻きラップ２ｂが一体に形成されてなる。可動スクロール部材３は、同様に、端板３ａ上に渦巻きラップ３ｂが一体に形成されてなる。
【００１７】
両スクロール部材２、３は、両渦巻きラップ２ｂ、３ｂを噛み合わせ、渦巻きラップ２ｂの突出側の端縁が端板３ａに接触し、渦巻きラップ３ｂの突出側の端縁が端板２ａに接触するように配設される。尚、両渦巻きラップ２ｂ、３ｂの突出側の端縁にはチップシールが埋設されている。
【００１８】
また、両スクロール部材２、３は、両渦巻きラップ２ｂ、３ｂの周方向の角度が互いにずれた状態で、両渦巻きラップ２ｂ、３ｂの側壁が互いに部分的に接触するように配設される。これにより、両渦巻きラップ２ｂ、３ｂ間に中心軸方向から見て三日月状の密閉空間である流体ポケット４が形成される。
【００１９】
可動スクロール部材３は、後述する駆動機構２０により、中心軸回りの円軌道上を公転運動され、自転は阻止される。これにより、両渦巻きラップ２ｂ、３ｂ間に形成される流体ポケット４が渦巻きラップ２ｂ、３ｂの外端部から中心部へ向かって移動されることにより、流体ポケット４の容積が縮小方向に変化する。従って、渦巻きラップ２ｂ、３ｂの外端部側から流体ポケット４内に取込まれた流体（例えば冷媒ガス）が圧縮される。
【００２０】
駆動機構２０は、電動モータ２１と、自転阻止機構とを有し、電動モータ２１には、例えば、三相交流モータが適用される。例えば車両のバッテリ（図示省略）からの直流電流は、インバータ３０により交流電流に変換されて電動モータ２１へ給電されている。
【００２１】
電動モータ２１は、駆動軸２２を有し、この駆動軸２２は、後述するフロントハウジング７の中心部で回転自在に支承されている。駆動軸２２の先端側は、可動スクロール部材３に連結されている。したがって、この駆動軸２２の回転により可動スクロール部材３は旋回する。一方、自転阻止機構は、ここでは詳細に説明しないが、可動スクロール部材３の自転を規制しており、これにより可動スクロール部材３の自転が阻止される。
【００２２】
スクロール型圧縮機１のハウジング４０は、図１に示すように、圧縮機構１０を収納するセンターハウジング（第１のハウジング）５と、その後側に配置されるリアハウジング（第２のハウジング）６と、センターハウジング５の前側に配置され、駆動機構２０及びインバータ３０を収納するフロントハウジング（第３のハウジング）７と、インバータカバー８と、を含んで構成される。そして、これら各ハウジング５、６、７及びインバータカバー８は、それぞれ鋳造により形成され、複数のボルト９などの締結手段によって一体的に締結されて前記ハウジング４０が構成されている。
【００２３】
センターハウジング５は、本実施形態では、固定スクロール部材２及び可動スクロール部材３を収納する構造となっている。センターハウジング５は、リアハウジング６側が固定スクロール部材２の端板２ａにより閉止されている。
【００２４】
センターハウジング５はまた、可動スクロール部材３をスラスト方向に支持するため、内周部に、可動スクロール部材３の端板３ａをスラストプレート１１を介して受けるスラスト受け部１２を有する。スラスト受け部１２は、センターハウジング５のリアハウジング６側の端部５ａ、５ｂより軸方向に凹んだ位置にある。
【００２５】
センターハウジング５はまた、リアハウジング６と対向する側の外周部に、リアハウジング６の外周部と接合される第１の端部５ａと、第１の端部５ａよりも内周側の位置に第１の端部５ａより低く形成され（すなわち、中心軸方向でスラストプレート１１側に窪んで形成されている）、固定スクロール部材２の端板２ａに当接する第２の端部５ｂとを有する。
すなわち、センターハウジング５の外周部には、第１の端部５ａから第２の端部５ｂに向かって窪んだ段差部が形成されている。
【００２６】
リアハウジング６は、その外周部に、センターハウジング５の第１の端部５ａと接合される第１の外周部６ａと、第１の外周部６ａより内周側に、固定スクロール部材２の端板２ａと接合される第２の外周部６ｂとを有する。
すなわち、センターハウジング５とリアハウジング６とは、第１の端部５ａと第１の外周部６ａとが接合された状態でボルト９によって締結され、固定スクロール部材２の端板２ａは、センターハウジング５の第２の端部５ｂとリアハウジング６の第２の外周部６ｂとによって挟持される。
【００２７】
尚、本実施形態において、第１及び第２の外周部６ａ、６ｂは、便宜上２つの部位に分けて説明するが、同一面をなしている。但し、リアハウジング６の第２の外周部６ｂを第１の外周部６ａよりもリアハウジング６の後側に窪ませてもよい。
【００２８】
リアハウジング６はまた、端板２ａとの間の中央部に上記流体の吐出室１３が形成されている。また、吐出室１３の周囲には、吐出室１３と連通する周囲室１４が形成されている。端板２ａの中心部には吐出室１３への吐出孔１５が開設され、吐出孔１５には一方向弁１６が付設されている。リアハウジング６の外壁には、吐出室１３及び周囲室１４を経た上記流体を外部へ吐出するための吐出ポート１７が設けられている。
【００２９】
フロントハウジング７は、本実施形態では、内部に駆動機構２０を収納し、その前側に組み付けられたインバータ３０を収納する構造となっており、インバータカバー８によって前側が閉止される。また、フロントハウジング７の内部には、上記流体の吸入室（図示省略）が形成されている。インバータ３０が組み付けられた側のフロントハウジング７の外壁には、外部から吸入室への上記流体の吸入ポート（図示省略）が設けられており、上記流体によりインバータ３０の電気部品が放熱される。
【００３０】
センターハウジング５及びフロントハウジング７の内部には、中心軸と平行な方向に延在して、フロントハウジング７側の吸入室からセンターハウジング５側の両渦巻きラップ２ｂ、３ｂの外端部付近へ、上記流体を案内する流体通路空間１８が形成されている。
【００３１】
上記流体は、フロントハウジング７に設けられた吸入ポートからフロントハウジング７内の吸入室に導入され、フロントハウジング７及びセンターハウジング５の流体通路空間１８を経由して、渦巻きラップ２ｂ、３ｂの外端部側から前述の流体ポケット４内に取込まれ、圧縮に供される。圧縮された流体は、固定スクロール部材２の端板２ａの中央部に穿設された吐出孔１５から、リアハウジング６内の吐出室１３に吐出され、そこから周囲室１４及び吐出ポート１７を介して外部に導出される。
【００３２】
このように構成されたスクロール型圧縮機１において、図２に示すように、センターハウジング５の第１の端部５ａとリアハウジング６の第１の外周部６ａとの間、及びリアハウジング６の第２の外周部６ｂと固定スクロール部材２の端板２ａとの間には、同一の板材から作られた一体型のガスケット５０が介装される。すなわち、ガスケット５０は、上記流体の漏れを防ぐと共に、ハウジング４０の外部と内部との間の領域（大気圧−低圧間）、及び上記流体が吸入室から吐出室１３に至るまでの間の比較的差圧の大きい領域（吐出−吸入間）のシール性を向上させるものである。
【００３３】
ガスケット５０について、図３〜図５を参照して更に詳しく説明する。
図３は図１のＡ−Ａ断面図、図４は、図３のＢ−Ｂ断面図、図５は、ハウジング同士の接合部に介装される前のガスケットの形状を示す概略図である。
【００３４】
ガスケット５０は、図３に示されるように、環状に形成され、その外周部に設けられる第１のガスケット部５１と、第１のガスケット部５１よりも内周側に設けられる第２のガスケット部５２と、を一体に有する。すなわち、ガスケット５０は、一般にゴム層コートされた金属板を板材として、これを打ち抜き、適宜ビード加工して、形成するが、第１及び第２のガスケット部５１、５２は、同一の板材から作られている。
【００３５】
第１のガスケット部５１は、センターハウジング５の第１の端部５ａとリアハウジング６の第１の外周部６ａとの間に介装されるものであり、ボルト９の締結部にて外側に張り出し、ここにボルト挿通孔５３が形成されている。
第２のガスケット部５２は、リアハウジング６の第２の外周部６ｂと固定スクロール部材２の端板２ａとの間との間に介装されるもので、ボルト９の締結部にて中心軸に向かって内側に延びている。
すなわち、ガスケット５０は、図４に示すように、第１のガスケット部５１と第２のガスケット部５２とが全周でつながっていて、センターハウジング５の第１の端部５ａから固定スクロール部材２の端板２ａまで跨がって配置される。
【００３６】
また、ガスケット５０に形成されるビードについて説明する。図５に示すように、第１のガスケット部５１には、折り返し状に２つ屈曲部を有するフルビードＦＢが形成されており、第２のガスケット部５２には、１つの屈曲部を有するハーフビードＨＢが形成されている。一般に、フルビードＦＢの方がハーフビードＨＢよりもバネ定数が大きい。すなわち、第１及び第２のガスケット部５１、５２には、バネ定数の異なるビードを形成し、第１のガスケット部５１のバネ定数は第２のガスケット部５２のバネ定数よりも大きくする。
【００３７】
このようにすることで、センターハウジング５とリアハウジング６との締結に際し、第１のガスケット部５１のビードが潰れ、シール性が確保される。このときには、第２のガスケット部５２のビードが確実に潰れていて、十分なシール性が確保される。尚、第２のガスケット部５２のハーフビードＨＢの高さを、第１のガスケット部５１のフルビードＦＢの高さより高く設定してもよい。
【００３８】
ところで、一般に、ハウジング同士を締結する際に、ガスケットの寸法値からの公差が、ハウジングの内部と外部とのシール性に影響を与えることがある。以下、図６を参照して、ハウジング５、６同士の接合部のみに第１のガスケット部５１のみを有するガスケットを介装させた場合と、本実施形態のガスケット５０を用いた場合とで、ガスケットの厚さからの公差がシール性に与える影響について説明する。
【００３９】
図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、センターハウジング５の第２の端部５ｂから第１の端部５ａに至るまでの高さ（段差部の高さ）、固定スクロール部材２の端板２ａの厚さ、ガスケット５０の厚さ、及びガスケット５０の第１のガスケット部５１に形成されたフルビードの高さ（ガスケットの厚さを除く）の寸法値それぞれが、ａ、ｂ、ｃ、及びｄであり、これら寸法値からの公差がそれぞれ±α、±β、±γ、及び±δであるとする。
【００４０】
ここで、本実施形態においては、ガスケット５０のない状態でリアハウジング６の第２の外周部６ｂと固定スクロール部材２の端板２ａとを当接させた場合に、センターハウジング５の第１の端部５ａとリアハウジング６の第１の外周部６ａとの間に隙間が形成される。すなわち、端板２ａの厚さｂが段差部の高さａよりも大きいものとする。
【００４１】
図６（Ｂ）に示すように、センターハウジング５とリアハウジング６との間のみに第１のガスケット部５１のみを有するガスケットを介装させた場合（図６（Ａ）に示すパターン（i））、リアハウジング６によって押し潰されるビードの潰し量Ｐは、｛（ａ＋ｃ＋ｄ）−ｂ｝±（α＋β＋γ＋δ）となる。したがって、パターン（i）では、公差α、β、γ、δの影響を受けるため、ガスケットの安定した潰し量Ｐを得ることができず、シール性が損なわれると共に固定スクロール部材２を安定して保持することができない。
【００４２】
これに対し、図６（Ｃ）に示すように、本実施形態のガスケット５０を用いた場合（図６（Ａ）に示すパターン（ii））、ガスケット５０は、前述したように、センターハウジング５の第１の端部５ａから固定スクロール部材２の端板２ａまで跨って配置される。ここで、ハウジング５、６同士を外周部においてボルト９で締結することにより、第２のガスケット部５２に形成されたハーフビードＨＢがリアハウジング６の第２の外周部６ｂによって押し潰される（全潰し状態）。すなわち、第２のガスケット部５２のハーフビードＨＢは、厚さｃを残して全て潰されている。
【００４３】
一方、センターハウジング５の第１の端部５ａとリアハウジングの第１の外周部６ａとの間には、ガスケット５０の厚さより大きな隙間があるが、端板２ａを支点としてボルト９の軸力により発生するモーメントで、第１のガスケット部５１に形成されたフルビードＦＢがセンターハウジング５の第１の端部５ａに押付けられるため、ガスケット５０を潰して十分なシール圧が確保される。すなわち、第１の端部５ａと第１の外周部６ａとの間に形成される隙間は、ボルト９での締結により、ガスケット５０（第１のガスケット部５１）が介装された状態でシール（密閉）される。
【００４４】
したがって、本実施形態（パターン（ii））では、ガスケット５０の厚さｃからの公差γが相殺されることにより、第１のガスケット部５１に形成されたフルビードＦＢの潰し量Ｐは、｛（ａ＋ｄ）−ｂ｝±（α＋β＋δ）となるので、ガスケットの厚さｃの公差γを考慮することなくハウジング５、６同士の接合部でのシール性が向上すると共に固定スクロール部材２を安定して保持することができる。
【００４５】
以下、本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態によれば、センターハウジング５の第１の端部５ａとリアハウジング６の第１の外周部６ａとの接合部、及びリアハウジング６の第２の外周部６ｂと固定スクロール部材２の端板２ａとの接合部のシールをガスケット５０により行う。ここで、本実施形態では、ガスケット５０の外周部に設けられた第１のガスケット部５１にフルビードＦＢが形成され、第１のガスケット部５１よりも内周側に設けられた第２のガスケット部５２にハーフビードＨＢが形成されている。このように、ガスケット５０は、センターハウジング５の第１の端部５ａから固定スクロール部材２の端板２ａまで跨がって配置されているので、第１の端部５ａと第１の外周部６ａとの接合部のみに第１のガスケット部のみが形成されたガスケットを介装させた場合と比較して、ガスケットの厚さからの公差が相殺され、流体の透過漏れを抑制しつつ大気圧−低圧間及び吐出−吸入間のシール性を向上させることができると共に、固定スクロール部材２を安定して保持することができる。
【００４６】
また、本実施形態においては、固定スクロール部材２の端板２ａの厚さｂが段差部の高さａより大きく設定されている。これにより、ハウジング５、６同士の締結の際に、第２の外周部６ｂと固定スクロール部材２の端板２ａとの間において、リアハウジング６の上方からのボルト９の締結力により第２のガスケット部５２（ハーフビードＨＢ）を潰して十分なシール圧が確保される一方、第１の端部５ａと第１の外周部６ａとの間に形成される隙間において、端板２ａを支点としてボルト９の軸力により発生するモーメントで、第１のガスケット部５１（フルビードＦＢ）がセンターハウジング５の第１の端部５ａに押付けられるため、第１のガスケット部５１を潰して十分なシール圧を確保することができる。
【００４７】
尚、図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４８】
１  スクロール型圧縮機
２  固定スクロール部材
２ａ  端板
２ｂ  渦巻きラップ
３  可動スクロール部材
３ａ  端板
３ｂ  渦巻きラップ
４  流体ポケット（密閉空間）
５  センターハウジング（第１のハウジング）
５ａ  第１の端部
５ｂ  第２の端部
６  リアハウジング（第２のハウジング）
６ａ  第１の外周部
６ｂ  第２の外周部
７  フロントハウジング（第３のハウジング）
８  インバータカバー
９  ボルト
１０  圧縮機構
１１  スラストプレート
１２  スラスト受け部
１３  吐出室
１４  周囲室
１５  吐出孔
１６  一方向弁
１７  吐出ポート
１８  流体通路空間
２０  駆動機構
２１  電動モータ
２２  駆動軸
３０  インバータ
４０  ハウジング
５０  ガスケット
５１  第１のガスケット部
５２  第２のガスケット部
５３  ボルト挿通孔
【図１】
0006553968.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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