(57)【要約】【課題】本発明は、吐出室と吸入室とを区画形成する隔壁におけるシール性を確保した上で、生産性、耐久性を向上した圧縮機を提供することを課題とする。【解決手段】吐出室及び吸入室を区画形成する隔壁をハウジングとは別体とし、吐出室の少なくとも一部と吸入室の少なくとも一部とが該隔壁を介して駆動軸の軸方向にて対向し、この隔壁の対向部にて吐出室内の吐出圧力と吸入室内の吸入圧力との差圧により前記隔壁を弁形成体側に押し付けるように、前記吐出室と吸入室を配設する。これにより前記隔壁におけるシール性が確保されると同時に、ボルトの締付トルクを下げることができ、生産性、耐久性を向上した圧縮機を提供することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシリンダボアを周方向に配設したシリンダと、前記シリンダボアに往復動可能に収容されたピストンと、前記シリンダに弁形成体を介して対向配置されたハウジングとを備え、駆動軸の回転により前記ピストンを往復動させることで冷媒ガスの吸入、圧縮及び吐出を行う圧縮機において、
前記ハウジング内には、該ハウジングとは別体の隔壁が配設され、該隔壁によって吐出室及び吸入室が区画形成されており、該吐出室の少なくとも一部と該吸入室の少なくとも一部とは、前記隔壁を介して前記駆動軸の軸方向にて対向し、この隔壁の対向部にて前記吐出室内の吐出圧力と前記吸入室内の吸入圧力との差圧により前記隔壁を前記弁形成体側へ押し付けていることを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記ハウジングの内壁と前記隔壁との間には、該隔壁を前記弁形成体側へ押し付けるように弾性体が介挿されていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記弾性体はばねであることを特徴とする請求項２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記吸入室は、前記隔壁により前記駆動軸の径方向にて前記吐出室の内側に形成されており、前記ハウジングに内装された軸封装置と連通していることを特徴とする請求項１から３に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記圧縮機は、冷媒としてＣＯ２を使用していることを特徴とする請求項１から４に記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば車両用空調装置に用いられる圧縮機に関し、特に吸入室と吐出室とを区画形成する隔壁におけるシール性の向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の圧縮機としては、例えば特開２００２−２４２８３８号公報に示すような圧縮機が示されている。
【０００３】
即ち、図８（ａ）に示すように、フロントハウジング１０１内には吸入室１０２及び吐出室１０３が隔壁１０４を隔てて区画形成されており、該フロントハウジング１０１にはバルブプレート１０５を介してシリンダ１０６が取り付けられている。シリンダ１０６のシリンダボア１０７内にはピストン１０８が往復動可能に配置されており、ピストン１０８の往復運動に従って吸入室１０２内の冷媒がシリンダ１０６内部に吸入されると共に、シリンダ１０６内部から冷媒が吐出室１０３に吐出される。このような冷媒の吸入及び吐出に伴って隔壁１０４には大きな差圧が生じることとなり、隔壁１０４におけるシール性が重要な問題となる。そのため図８（ａ）の圧縮機において、図８（ｂ）に示すように、フロントハウジング１０１の合わせ面１０９及びシリンダ１０６の合わせ面１１０が凹曲面状に形成され、隔壁１０４上あるいは隔壁１０４よりフロントハウジング１０１の中心軸側でシリンダ１０６がフロントハウジング１０１にボルト１１１で締結されている。
【０００４】
この圧縮機によれば、ボルト１１１を締め付けることにより合わせ面１０９及び１１０が互いに並行な平面となるようにフロントハウジング１０１及びシリンダ１０６がわずかに変形し、隔壁１０４部分の面圧を高めてシール性を確保することができる。又合わせ面１０９及び１１０が凹曲面状に形成されているため、ボルト１１１の締め付けにより隔壁１０４部分の面圧を高めたときは、フロントハウジング１０１の段差１１２とシリンダ１０６の外周部との間の面圧は隔壁１０４部分の面圧以上に高いものとなり、シール性が保証される。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２４２８３８号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開平１１−３０３７４３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来技術のようにハウジングの合わせ面及びシリンダの合わせ面のうち少なくとも一方を凹曲面とし、前記隔壁上あるいは該隔壁よりハウジングの中心軸側でシリンダがハウジングにボルト締結されるという構成にすると、ボルトを締め付ける際、該凹曲面を平面とするために過度のボルトの締付トルクが必要となる。その上前記凹曲面を平面にするためのシリンダの変形、及びフロントハウジングの段差とシリンダの外周部との間にかかる面圧に起因するシリンダの変形により、シリンダボアが変形してしまいシリンダボア内のピストンの往復運動に支障をきたす虞がある。
【０００８】
そのため、ピストンの往復運動に支障をきたさない範囲内で、ボルトの締付トルクを管理する必要があるが、逆に締付トルクが小さいと変形は抑えられるものの前記隔壁のシール性が低下し吐出室のガスが吸入室へ漏れる虞があるため、ボルトの締付トルクの管理が非常に難しいものとなっている。
【０００９】
本発明の目的は、吐出室内の吐出圧力と吸入室内の吸入圧力との差圧によって前記隔壁をバルブプレート側に押し付けることで、該隔壁のシール性を確保することにあり、又これと共に、前記ボルトの締付トルクを下げて締付トルクの管理を楽にする、もしくは前記ボルトを廃止することができ、生産性の向上及び耐久性の向上も図ることができる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数のシリンダボアを周方向に配設したシリンダと、前記シリンダボアに往復動可能に収容されたピストンと、前記シリンダに弁形成体を介して対向配置されたハウジングとを備え、駆動軸の回転により前記ピストンを往復動させることで冷媒ガスの吸入、圧縮及び吐出を行う圧縮機において、
前記ハウジング内には、該ハウジングとは別体の隔壁が配設され、該隔壁によって吐出室及び吸入室が区画形成されており、該吐出室の少なくとも一部と該吸入室の少なくとも一部とは、前記隔壁を介して前記駆動軸の軸方向にて対向し、この隔壁の対向部にて前記吐出室内の吐出圧力と前記吸入室内の吸入圧力との差圧により前記隔壁を前記弁形成体側へ押し付けるように前記吐出室と前記吸入室とが配設されていることを特徴としている。
【００１１】
本発明により、前記吐出室と前記吸入室とを区画形成する前記隔壁におけるシール性を確保することができる。又、該シール性を確保するためにボルトの締付トルクを上げる必要がなくなるため、前記シリンダと前記ハウジングとをボルトで締結する際の締付トルクの管理を楽にすることができるか、もしくはボルト自身を廃止することができ、前記圧縮機の生産性の向上を図ることができる。又、締付トルクを低くすることができるため、前記シリンダの変形を抑えることができ、耐久性の向上も見込める。
【００１２】
請求項２に記載の発明は請求項１において、前記ハウジングの内壁と前記隔壁との間には、該隔壁を前記弁形成体側へ押し付けるように弾性体が介挿されていることを特徴としている。
【００１３】
前記圧縮機が例えば斜板式可変容量型圧縮機であるような場合、該圧縮機内部が均圧状態となるＯＦＦ状態から該圧縮機を起動する際、前記吐出室と前記吸入室とが連通していない必要があるが、本発明により、該吐出室と該吸入室とをシールし、前記圧縮機をスムーズに起動させることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は請求項１又は２において、前記弾性体はばねであることを特徴としている。
【００１５】
前記弾性体をばねとすることで、前記ハウジング内のスペースを広くとることができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は請求項１から３において、前記吸入室は、前記隔壁により前記駆動軸の径方向にて前記吐出室の内側に形成されており、前記ハウジングに内装された軸封装置と連通していることを特徴としている。
【００１７】
本発明により、前記軸封装置は常に吸入室内の低温低圧の吸入冷媒にさらされることとなるため、該軸封装置の耐久性が向上する。
【００１８】
請求項５に記載の発明は請求項１から４において、前記圧縮機は、冷媒としてＣＯ２を使用していることを特徴としている。
【００１９】
ＣＯ２を冷媒として使用する圧縮機は、フロンを冷媒として使用する圧縮機と比べ高圧となるため、吐出圧力と吸入圧力との差圧も大きくなる。つまり、前記隔壁を前記弁形成体側に押し付ける力が大きくなり、該隔壁におけるシール性が良くなる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）  以下、本発明を具体化した第１実施形態を図１及び図２に基づいて具体的に説明する。
【００２１】
（構成・作用）  図１に本発明の実施の形態に係る斜板式可変容量圧縮機を示す。フロントハウジング１とリアハウジング２とがガスケット３を介して接合された状態でスルーボルト４により締結される。フロントハウジング１内には段差５が形成されており、この段差５に接合するように、弁形成体を構成しているリテーナガスケット６、吐出弁形成板７、バルブプレート８及び吸入弁形成板９が配設されている。
【００２２】
フロントハウジング１内には吸入弁形成板９に接合するようにシリンダ１０が嵌入され、ボルト１１によりフロントハウジング１に固定されている。ボルト１１の締結により、段差５とリテーナガスケット６との接合面におけるシール及び吸入弁形成板９とシリンダ１０との接合面におけるシールが確保されている。シリンダ１０、フロントハウジング１及びリアハウジング２に駆動軸１２が回転可能に支持されており、駆動軸１２のフロント側端部には軸封装置１３が設けられている。軸封装置１３は圧縮機内部と大気側とのシール作用を成しており、更に駆動軸１２の前端は、大気側に配置されている車両のエンジンやモータ等の図示しない回転駆動源に連結される。
【００２３】
リアハウジング２内において、駆動軸１２にラグプレート１４が一体回転可能に固定されると共に、ラグプレート１４に係合するように斜板１５が設けられている。斜板１５は、その中心部に形成された貫通孔に駆動軸１２が貫通した状態で、斜板１５に突出形成されたガイドピン１６がラグプレート１４に形成されたガイド孔１７にスライド可能に嵌入されており、ガイドピン１６とガイド孔１７との連係により駆動軸１２と一体的に回転すると共に駆動軸１２の軸方向にスライド可能かつ傾動可能に支持されている。又、ラグプレート１４はリアハウジング２の後端内壁部に配設されたスラストベアリング１８により回転可能に支持されている。
【００２４】
シリンダ１０には駆動軸１２の周りに複数のシリンダボア１９が配列形成されており、各シリンダボア１９にピストン２０が往復動可能に収容されている。各ピストン２０はシュー２１を介して斜板１５の外周部に係合しており、斜板１５が駆動軸１２と共に回転すると、各ピストン２０はシュー２１を介してシリンダボア１９内を駆動軸１２の軸方向に往復運動する。
【００２５】
フロントハウジング１内の前端内壁面２２とリテーナガスケット６との間にはフロントハウジング１とは別体の隔壁２３が配設されており、隔壁２３により吐出室２４及び吸入室２５が区画形成されている。隔壁２３は、図２に示すように半径の小さい円筒２６と半径の大きい円筒２７との組み合わせにより形成されている。吐出室２４の一部と吸入室２５の一部とは隔壁２３を介して駆動軸１２の軸方向にて対向しており、この隔壁２３の対向部２８にて吐出室２４は吸入室２５に対し、シリンダ１０側とは反対側（図１における図面左方向）になるように配設されている。この構成において、吸入室２５は駆動軸１２の径方向にて吐出室２４の内側、つまり隔壁２３の内部にあり、軸封装置１３と連通している。
円筒２６の側面には溝２９が形成され、該溝２９にＯリング３０が嵌合され、フロントハウジング１の前端部に円筒２６の端部が嵌入されることで、Ｏリング３０は吐出室２４と軸封装置１３との間のシール作用をなしている。又、フロントハウジング１の前端内壁面２２には穴３１が、対向部２８には穴３２が形成されている。前端内壁面２２と隔壁２３との間にはばね３３が介挿されており、ばね３３の両端は穴３１及び穴３２に嵌入されており、ばね３３の付勢力により隔壁２３は前記弁形成体へ押し付けられている。
【００２６】
駆動軸１２の回転によりピストン２０が往復運動されることにより、吸入室２５内の冷媒がバルブプレート８の吸入ポートから吸入弁形成板９の吸入弁を押しのけて、シリンダボア１９内の圧縮室３４へ吸入される。更にピストン２０が圧縮工程に移行されると、圧縮室３４内の冷媒ガスはバルブプレート８の吐出ポートから吐出弁形成板７の吐出弁を押しのけて、吐出室２４へ吐出される。フロントハウジングには、吐出室２４と連通する吐出通路３５、及び吸入室２５と連通する吸入通路３６が形成され、それぞれ図示しない外部冷却回路と連結されている。
【００２７】
（効果）  前記圧縮機の運転時において、吐出室２４内の吐出圧力と吸入室２５内の吸入圧力との間には大きな差圧がついている。従って、該差圧及びばね３３の付勢力により、隔壁２３はリテーナガスケット６に押し付けられ、吐出室２４と吸入室２５との間のシール作用を成している。特にＣＯ２を冷媒として用いる場合にはフロンを冷媒として用いる場合と比較して、前記差圧は非常に大きなものとなっているため、吐出室２４と吸入室２５との間のシールはより強固なものとなっている。従って、隔壁２３におけるシール性を確保するためにボルト１１の締付トルクを上げる必要がなくなり、締付トルクの公差下限値を下げることができるため、ボルト１１の締付トルクの管理が楽になり、生産性が向上する。又、締付トルクを低くすることができるため、シリンダボア１９の変形を抑えることができ、耐久性も向上する。
【００２８】
前記圧縮機がＯＦＦ時には該圧縮機内部は均圧状態となっているが、この状態から該圧縮機を起動する際、隔壁２３における吐出室２４と吸入室２５との間の冷媒ガス漏れ量が少なければ少ない程、該圧縮機をスムーズに起動させることができる。そのため、フロントハウジング１内の前端内壁面２２とリテーナガスケット６との間に隔壁２３が配設されているだけの状態でも前記圧縮機は起動されるが、望ましくは、ばね３３がフロントハウジング１内の前端内壁面２２と隔壁２３との間に介挿され、ばね３３の付勢力により隔壁２３が前記弁形成体へ押し付けられているのがよい。
【００２９】
又、本実施形態において軸封装置１３は吸入室２５と連通する位置に配設されており、吸入室２５内は低温低圧であることから、軸封装置１３の耐久性の向上効果も見込むことができる。
【００３０】
（第２実施形態）  次に第２実施形態を図３に基づいて説明する。なお、第２実施形態においては第１実施形態との相違点についてのみ説明し、同一部材又は相当部材には同じ番号を付して説明を省略する。
【００３１】
（構成・作用）  図３においてフロントハウジング１とリアハウジング２とがガスケット３を介して接合された状態でスルーボルト４により締結される。この接合部においてリアハウジング２の肉厚はフロントハウジング１の肉厚より厚くなっており、このフロントハウジング１とリアハウジング２の肉厚の違いにより段差３７が形成されている。そして、第１実施形態においてシリンダ１０とフロントハウジング１とを固定していたボルト１１が廃止され、シリンダ１０はＯリング３８を介して段差３７に接合されている。
【００３２】
圧縮機の運転時、吐出室２４内の吐出圧力と吸入室２５内の吸入圧力との差圧により隔壁２３はリテーナガスケット６に押し付けられている。
【００３３】
（効果）  隔壁２３がリテーナガスケット６に押し付けられると、段差３７にシリンダ１０が押し付けられることとなり、段差３７とシリンダ１０との間がシールされ、又、吸入弁形成板９とシリンダ１０との間もシールされる。これは、フロントハウジング１とシリンダ１０とをボルト締結した際の、段差５とリテーナガスケット６との間のシール及び吸入弁形成板９とシリンダ１０との間のシールと同等の作用・効果がある。
【００３４】
又、ボルト１１を廃止することにより、圧縮機の設計上の自由度が増す効果もある。
【００３５】
なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で、以下の態様でも実施できる。
（１）図４に示すように、フロントハウジング４１、シリンダ４２及びリアハウジング４３がスルーボルト４により接合固定されることで一体ハウジングを構成し、リアハウジング４３内にリアハウジング４３とは別体の隔壁４４が内設されることで吐出室２４及び吸入室２５が区画形成されていても良い。該隔壁４４は第１実施形態の隔壁２３と同様、半径の小さい円筒２６と半径の大きい円筒２７との組み合わせから形成されている。リアハウジング４３のリア側内壁端面には円環状の溝４５が形成されており、該溝４５に円筒２６の端部がＯリング３０を介して嵌入されている。又、リアハウジング４３のリア側内壁端面には穴４６が設けられており、ばね３３の両端は穴３２及び穴４６に嵌入されている。吸入室２５は隔壁４４の内部に形成されているため、吐出室２４内の吐出圧力と吸入室２５内の吸入圧力との差圧及びばね３３の付勢力により隔壁４４がシリンダ４２側（図４において図面左方向）、つまりリテーナガスケット６に押し付けられ、吐出室２４と吸入室２５との間がシールされている。
【００３６】
本別例において、従来隔壁部分においてシールするのに必要であった、スルーボルト４の締付トルクをなくすことができるため、スルーボルト４の締付トルクの公差下限値を下げ、管理を楽にすることができ、生産性を向上させることができる。又同時に、スルーボルト４の締付トルクを下げることができることより、シリンダ４２の変形を抑えることができ、耐久性の向上も見込める。
【００３７】
（２）図５のフロントハウジング１内の要部拡大図に示すように、隔壁５１により駆動軸１２の径方向にて内側に吐出室２４が区画形成されていてもよい。図５において、隔壁５１は隔壁２３と同様小さい円筒２６及び大きい円筒２７との組み合わせにより形成されているが、円筒２７の側面に溝が形成され該溝にＯリング３０が嵌合されている。フロントハウジング１の前端内壁面２２には円環状の溝５２が形成されており、該溝５２に円筒２７の端部がＯリング３０を介して嵌入されている。本別例においても、隔壁５１は吐出室２４内の吐出圧力と吸入室２５内の吸入圧力との差圧及びばね３３の付勢力によりリテーナガスケット６へ押し付けられるため、吐出室２４と吸入室２５との間のシールを確保することができる。
【００３８】
（３）図６（ａ）のフロントハウジング１内の要部拡大図に示すように、隔壁６１により駆動軸１２の径方向にて内側、及び吸入室２５を囲繞するように吐出室２４が区画形成されていてもよい。この場合、隔壁６１は図６（ｂ）に示すように、円筒部６２と対向部６３との組み合わせにより形成されている。対向部６３の側面には溝６４が形成され、該溝６４にＯリング３０が嵌合されている。本別例においても、隔壁６１は吐出室２４の吐出圧力と吸入室２５の吸入圧力との差圧及びばね３３の付勢力によりリテーナガスケット６へと押し付けられるため、吐出室２４と吸入室２５との間のシールを確保することができる。
【００３９】
又、図５及び図６（ａ）ではフロントハウジング１内に吐出室２４及び吸入室２５を区画形成しているが、別例（１）のようにリアハウジング４３内に吐出室２４及び吸入室２５を区画形成するような圧縮機に、図５又は図６（ａ）、（ｂ）に示す構成を適用してもよい。
【００４０】
（４）図７（ａ）又は（ｂ）に示すように、隔壁７１、７２の対向部７３、７４が、上記実施例のように駆動軸１２の軸方向に対し鉛直方向ではなく、斜め方向になっているような形状であってもよい。隔壁７１、７２のような形状であっても、吐出室２４の吐出圧力と吸入室２５の吸入圧力との差圧及びばね３３の付勢力により、隔壁２３はリテーナガスケット６へ押し付けられるため、吐出室２４及び吸入室２５のシールを確保することができる。
【００４１】
（５）リテーナガスケット６が、金属板及び該金属板の表面に固着された弾性ゴム膜から形成されていると、隔壁が前記吸入圧力と吐出圧力との差圧及びばねの付勢力によりリテーナガスケット６に押し付けられた時、前記弾性ゴム膜の層に隔壁が食い込むことにより、隔壁が駆動軸１２の径方向に移動、変形するのが規制される。もしくは、隔壁のリテーナガスケット６と当接する面の面粗さを粗くすると、上記同様隔壁が駆動軸１２に径方向に移動、変形するのが規制される。
【００４２】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、吐出室内の吐出圧力と吸入室内の吸入圧力との差圧により、ハウジングとは別体の隔壁を弁形成体側へ押し付けることにより、吐出室と吸入室との間のシール性を確保した圧縮機を提供できる。該圧縮機は特にＣＯ２を冷媒として使用する圧縮機に好適である。又、前記シール性を向上させることで、ボルトの締付トルクの公差下限値を下げることができ、締付トルクの管理が楽になる、もしくはボルト自身を廃止することができる。これにより生産性の向上と同時に、耐久性の向上も達成した圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態における圧縮機の断面図
【図２】第１実施形態における隔壁の側面図
【図３】第２実施形態における圧縮機の断面図
【図４】別例（１）における圧縮機の断面図
【図５】別例（２）における圧縮機の要部拡大断面図
【図６】（ａ）  別例（３）における圧縮機の要部拡大断面図
（ｂ）  別例（３）における隔壁の側面図
【図７】（ａ）（ｂ）別例（４）における圧縮機の要部拡大断面図
【図８】（ａ）  従来技術における圧縮機の断面図
（ｂ）  従来技術における圧縮機の要部拡大断面図
【符号の説明】
１，４１…フロントハウジング、４…スルーボルト、５，３７…段差、６…リテーナガスケット、１０，４２…シリンダ、１１…ボルト、１２…駆動軸、１３…軸封装置、２３，４４，５１，６１，７１，７２…隔壁、２４…吐出室、２５…吸入室、２６…小さい円筒、２７…大きい円筒、２８，６３，７３，７４…対向部、３０…Ｏリング、３３…ばね、６２…円筒
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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