(57)【要約】【課題】ボルト締めにより結合される金属部材間をメタルガスケットを介在させてシールするように構成された圧縮機のシール装置において、弱い軸力でも十分なシール状態を確保する。【解決手段】メタルガスケットを複数枚重ねて配設すると共に、夫々のメタルガスケットの表面に膨出方向に変形可能な膨出部を設け、対峙するメタルガスケット同士を、互いの膨出部を逆方向に向けて対峙するように配設する。メタルガスケットは、互いに対峙する膨出部がずれないように位置決めする手段を具備する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボルト締めにより結合される金属部材間をメタルガスケットを介在させてシールするように構成された圧縮機のシール装置において、
前記メタルガスケットを複数枚重ねて配設すると共に、夫々のメタルガスケットの表面に膨出方向に変形可能な膨出部を設け、対峙するメタルガスケット同士を、互いの膨出部を逆方向に向けて対峙するように配設したことを特徴とする圧縮機のシール装置。
【請求項２】
前記対峙するメタルガスケットは、互いに対峙する膨出部がずれないように位置決めする手段を具備することを特徴とする請求項１記載の圧縮機のシール装置。
【請求項３】
前記圧縮機は、作動流体を外部から吸入する吸入口と、圧縮された作動流体を外部へ吐出する吐出口とが形成された吸入・吐出口部と、この吸入・吐出口部に組み付けられる吸入・吐出カバーとを備え、前記メタルガスケットは、前記吸入・吐出口部と前記吸入・吐出カバーとの間に介在されるものであることを特徴とする請求項１記載の圧縮機のシール装置。
【請求項４】
前記圧縮機は、複数のシリンダボアが形成されたシリンダブロックと、それぞれの前記シリンダボアに対応する吸入孔および吐出孔が形成されたバルブプレートと、前記シリンダブロックに前記バルブプレートを介して固定され、前記吸入孔に連通可能な吸入室および前記吐出孔に連通可能な吐出室を画設するシリンダヘッドと、前記シリンダブロックを貫通するよう回転可能に設けられるシャフトと、このシャフトの回転に伴い前記シリンダボア内を往復動するピストンとを有して構成され、
前記メタルガスケットは、前記シリンダブロックと前記バルブプレートとの間、及び、前記シリンダヘッドと前記バルブプレートとの間の少なくとも一方に介在されるものであることを特徴とする請求項１記載の圧縮機のシール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ボルト締めにより結合される金属部材間をメタルガスケットを介在させてシールするようにしている圧縮機のシール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のシール装置としては、圧縮機を構成するシリンダボアが形成されたシリンダブロックとシリンダボアに対応する吸入孔および吐出孔を備えたバルブプレートとの間や、このバルブプレートとシリンダヘッドとの間に周縁部分に膨出部を設けたガスケットを介在させ、このガスケットを挟持することで膨出部の弾性によりバルブプレートとシリンダヘッドとの間をシールするものが考えられている（例えば、特許文献１、特許文献２）。
【０００３】
【特許文献１】
実開昭５６−８８９７４号公報
【特許文献２】
実開昭５６−１１３１８６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような構成においては、ガスケットを介在させる金属部材間が締結ボルトで軸方向に締め付けられるので、通常においては、隣合う締結ボルトの間隔を適宜短くすることで、強固な締付け状態が確保され、ガスケットの膨出部を十分に潰して良好なシール状態を確保することが可能となる。
【０００５】
ところが、作動流体を吸入・吐出する吸入・吐出口部と、この吸入・吐出口部に取り付けられる吸入・吐出カバーとを同様なガスケットを用いてシールしようとしても、吸入・吐出口部に取付られる吸入・吐出カバーは、吸入口や吐出口のレイアウトによっては、締結ボルトの間隔がシリンダヘッドとシリンダブロックとを締結する締結ボルトの間隔よりも広くせざるを得なくなり、十分なシール状態を確保することは困難であった。特に、吸入・吐出カバーは、板状に形成されているので、ボルトの締付けによって変形しやすく、また、吸入口や吐出口のレイアウトによってはボルトが締めにくくなるので、ボルトの軸力が弱くなり、所定のシール状態を確保することが困難となる。
【０００６】
このような観点から吸入・吐出口部と吸入・吐出カバーとの間をＯリングを介してシールする構成も多用されているが、Ｏリングを配設する場合には、吸入・吐出口部などにＯリングを施設するための溝が必要となり、溝を加工する作業が別途必要となる。また、このような溝を形成すれば、シール部分の剛性が不十分となり、剛性を確保しようとすれば、接合巾が広くなり、小型化が図りにくくなる不都合がある。
【０００７】
そこで、この発明においては、上述した不都合を解消し、弱い軸力でも金属部材間の良好なシール状態を確保することができる圧縮機のシール装置を提供することを主たる課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために本発明にかかる圧縮機のシール装置は、ボルト締めにより結合される金属部材間をメタルガスケットを介在させてシールするように構成された装置に係り、メタルガスケットを複数枚重ねて配設すると共に、夫々のメタルガスケットの表面に膨出方向に変形可能な膨出部を設け、対峙するメタルガスケット同士を、互いの膨出部を逆方向に向けて対峙するように配設したことを特徴としている（請求項１）。
【０００９】
したがって、金属部材間を結合するボルトの間隔が広い場合であっても、金属部材間に介在されるメタルガスケットは、互いの膨出部を逆方向に向けて対峙させた状態で複数枚重ねて配設されるので、ボルトの軸力が小さい場合でも、メタルガスケットの挟持方向の変形量を大きくすることが可能となり、金属部材間の良好なシール状態を確保することが可能となる。
【００１０】
良好なシール状態を確保するためには、対峙するメタルガスケットのそれぞれの膨出部がずれることなく対峙することが必要になるが、このような状態を確保するためには、対峙するメタルガスケットに、互いに対峙する膨出部同士がずれないように位置決めする手段を設けることが望ましい（請求項２）。
【００１１】
このようなメタルガスケットは、圧縮機が、作動流体を外部から吸入する吸入口と圧縮された作動流体を外部へ吐出する吐出口とが形成された吸入・吐出口部と、この吸入・吐出口部に組み付けられる吸入・吐出カバーとを備える構成においては、吸入・吐出口部と吸入・吐出カバーとの間に介在されることが望ましい（請求項３）。
【００１２】
また、圧縮機を、複数のシリンダボアが形成されたシリンダブロックと、それぞれの前記シリンダボアに対応する吸入孔および吐出孔が形成されたバルブプレートと、前記シリンダブロックに前記バルブプレートを介して固定され、前記吸入孔に連通可能な吸入室および前記吐出孔に連通可能な吐出室を画設するシリンダヘッドと、前記シリンダブロックを貫通するよう回転可能に設けられるシャフトと、このシャフトの回転に伴い前記シリンダボア内を往復動するピストンとを有して構成する場合には、前記メタルガスケットを、前記シリンダブロックと前記バルブプレートとの間、及び、前記シリンダヘッドと前記バルブプレートとの間の少なくとも一方に介在させるようにしてもよい（請求項４）。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１及び図２において往復動型圧縮機１が示され、この往復動圧縮機１は、冷媒を作動流体とする冷凍サイクルに用いられるもので、フロント側シリンダブロック２と、このフロント側シリンダブロック２に組み付けられるリア側シリンダブロック３と、フロント側シリンダブロック２のフロント側（図１中、左側）にバルブプレート４を介して組み付けられたフロント側シリンダヘッド５と、リア側シリンダブロック３のリア側（図１中、右側）にバルブプレート６を介して組み付けられたリア側シリンダヘッド７とを有して構成されている。これらフロント側シリンダヘッド５、フロント側シリンダブロック２、リア側シリンダブロック３、及び、リア側シリンダヘッド７は、アルミニウム合金などの金属材料で構成されているもので、締結ボルト８により軸方向に締結され、圧縮機全体のハウジングを構成している。
【００１４】
それぞれのシリンダブロック２，３には、後述するシャフト９を回転自在に支持するシャフト支持孔１０と、このシャフト支持孔１０に対して平行に、且つ、シャフト９を中心とする円周上に等間隔に配された複数の（５つの）シリンダボア１１と、このシリンダボア１１と平行に設けられた２つの吐出通路１２と、低圧の作動流体が流通する吸入通路１３とが形成されている。それぞれの吐出通路１２は、図示しない案内路を介して連通すると共に、後述するフロント側シリンダヘッド５に形成された吐出室１４とリア側シリンダヘッド７に形成された吐出室１４とに連通している。また、一方の吐出通路１２にあっては、図示しない通路を介して外部サイクルへ作動流体を吐出する後述の吐出口３３に接続されている。また、吸入通路１３は、下記する斜板収容室２１に接続され、この斜板収容室２１は、各シリンダヘッド５，７の吸入室１７に低圧通路１８を介して接続されている。そして、それぞれのシリンダボア１１内には、両頭ピストン１９が摺動可能に挿入されている。尚、図中において２０は、隣り合うシリンダボア１１間に設けられて締結ボルトを挿着するボルト挿着孔である。
【００１５】
フロント側シリンダブロック２とリア側シリンダブロック３の内部には、それぞれのシリンダブロックを組み付けることによって画設される斜板収容室２１が形成され、この斜板収容室２１には、フロント側シリンダブロック２及びリア側シリンダブロック３に形成されたシャフト支持孔１０を介して挿入され、一端がフロント側シリンダヘッド５から突出して図示しないプーリを介して動力が伝達されるシャフト９が配設されている。
【００１６】
シャフト９には、斜板収容室２１内において、該シャフト９と一体に回転する斜板２２が固装されている。この斜板２２は、フロント側シリンダブロック２及びリア側シリンダブロック３に対してスラスト軸受２３を介して回転自在に支持されており、周縁部分が前後に設けられた半球状のシュー２４を介して両頭ピストン１９の中央部に形成されたシューポケット２５に係留されている。したがって、シャフト９が回転して斜板２２が回転すると、その回転運動がシュー２４を介して両頭ピストン１９の往復直線運動に変換され、この両頭ピストン１９の往復動により、シリンダボア１１内においてピストン１９とバルブプレート４，６との間に形成された圧縮室２６の容積が変更されるようになっている。
【００１７】
それぞれのバルブプレート４，６には、各シリンダボア１１に対応して吸入孔２７と吐出孔２８とが形成され、また、フロント側とリア側のシリンダヘッド５，７には、圧縮室２６に供給する作動流体を収容する吸入室１７と、圧縮室２６から吐出された作動流体を収容する吐出室１４とが画設されている。
【００１８】
吸入室１７は、ハウジングの表面に形成された後述する吸入口３２を介して外部から作動流体が吸入され、バルブプレート４，６に形成された吸入孔２７を介して圧縮室２６と連通可能になっている。そして、吸入孔２７は、バルブプレート４，６のシリンダブロック側端面に設けられた吸入バルブ２９によって開閉されるようになっている。
【００１９】
また、吐出室１４は、吸入室１７の周囲に連続的に形成され、ハウジングの表面に形成された吐出口３３を介して外部に連通しており、バルブプレート４，６に形成された吐出孔２８を介して圧縮室２６と連通可能になっている。そして、吐出孔２８は、バルブプレート４，６のシリンダヘッド側端面に設けられた吐出バルブ３０によって開閉されるようになっている。
【００２０】
したがって、ピストン１９の往復動に伴い圧縮室２６の容積が増大する吸入行程においては、吸入口３２から吸入室１７に導入された作動流体が吸入孔２７及び吸入バルブ２９を介して圧縮室２６に吸入され、圧縮室２６の容積が減少する圧縮行程においては、圧縮室２６で圧縮された作動流体が、吐出孔２８及び吐出バルブ３０を介して吐出室１４に吐出し、吐出口３３から外部へ圧送される。
【００２１】
上述した吸入口３２と吐出口３３は、リア側シリンダブロック３の表面に膨出形成された吸入・吐出口部３１に形成されているもので、図３にも示されるように、吸入口３２と吐出口３３とは、リア側シリンダブロック３の周方向に隣接して設けられている。この吸入・吐出口部３１の吸入口３２の周縁部と吐出口３３の周縁部は連続的に形成されて、全体として平坦な端面３４を構成している。そして、この端面３４にガスケット３５，３６を介して吸入・吐出カバー３７が取り付け、この状態がボルト３８によって強固に保持されている。
【００２２】
この例において、吸入・吐出口部３１は、端面３４が周方向に延びる（シリンダブロックの周面の接線方向に延びる）矩形状に形成され、吸入口３２は、周方向の一方側寄りの略半分にネジ穴３９が形成された角部を避けるように形成されている。また、吐出口３３は、周方向の他方側寄りの略半分にネジ穴４０が形成された角部を避けるように形成されている。したがって、吸入・吐出口部３１の端面３４には、吸入口３２と吐出口３３の周縁部分、即ち、吸入・吐出口部３１の周縁部分と、吸入口３２と吐出口３３との間の部分に締め付け代が形成されている。
【００２３】
吸入・吐出カバー３７は、吸入・吐出口部３１に向けられる端面４１が吸入・吐出口部３１の端面と同形状の平坦な面に形成され、シリンダブロックと同様の金属材料で構成されている。また、吸入・吐出口部３１に向けられる端面と反対側の端面４２には、吸入・吐出口部３１の吸入口３２にガスケット３５，３６を介して連通すると共に吸入側の配管を接続するコネクタ部４３と、吸入・吐出口部３１の吐出口３３にガスケット３５，３６を介して連通すると共に吐出側の配管を接続するコネクタ部４４とが一体に膨出形成されており、対角線上の角部には、吸入・吐出口部３１のネジ穴３９，４０と整合する通孔４５，４６が形成されている。
【００２４】
ガスケット３５，３６は、吸入・吐出口部３１と吸入・吐出カバー３７との間に２枚重ね合わせて設けられているもので、それぞれのガスケット３５，３６は、吸入・吐出口部３１の端面と同形状に形成された平板状に形成されている。これらガスケット３５，３６には、図４にも示されるように、吸入口３２と吐出口３３とに対応する通孔５０，５１が形成され、また、前記ネジ穴３９，４０に対応する通孔５２，５３が形成されている。この例において、吸入口３２に対応する通孔５０は、吸入口３２と同形状に形成され、吐出口３３と対応する通孔５１は、吐出口３３と同形状に形成されている。
【００２５】
また、それぞれの通孔５０，５１の周囲には、全周に亘って一方の側へ膨出させた膨出部５５が形成されている。この膨出部５５は、ガスケットの成形時にプレス成形にて一体に形成されるもので、膨出方向に変形可能となっている。そして、この例においては、図５に示されるように、一方のガスケットの膨出部は、他方のガスケットの側へ膨出されており、互いのガスケット３５，３６の膨出部５５を逆方向に向けて対峙させ、膨出部５５の頂部同士を当接させるようにしている。
【００２６】
また、この例においては、互いに対峙する膨出部５５がずれないように互いのガスケット３５，３６を位置決めする手段が設けられている。即ち、それぞれのガスケット３５，３６には、通孔５２が形成された角部に、通孔（５２，５３）間を結ぶ対角線方向に延びる舌片部５６が形成され、通孔５３が形成された角部に、舌片部５６が挿入されて係止し得る形状に通孔５３を形成した係止部５７が形成されている。そして、それぞれのガスケット３５，３６の舌片部５６を他方のガスケットの係止部５７の通孔５３に係止することで、互いのガスケット３５，３６を組み合わせている。
【００２７】
以上の構成において、２枚のガスケット３５，３６を上述のように組み合わせ、シリンダブロック３の吸入・吐出口部３１に載置し、さらにその上から吸入・吐出カバー３７をあてがい、吸入・吐出カバー３７の通孔４５，４６、ガスケット３５，３６の通孔５２，５３を介してボルト３８を吸入・吐出口部３１のネジ穴３９，４０に螺合させると、ボルト３８の締め付けに伴い、ガスケット３５，３６の互いに当接する膨出部５５が押し潰されていく。それぞれの膨出部５５は、締め付け方向に対して直列に設けられているので、それぞれの膨出部５５の膨出方向のばね定数をｋとすると、直列に配された膨出部群のばね定数はｋ／２となり、締め付け力が弱い場合でも、膨出部５５を十分に変形させて良好なシール状態を確保することが可能となる。したがって、ボルト間の距離が離れていても、ガスケット３５，３６の膨出部５５を十分に変形させて確実にシールすることが可能となり、また、ボルト３８の締め付け箇所に大きな軸力がかからないので、吸入・吐出口部３１や吸入・吐出カバー３７の変形を避けることが可能となる。
【００２８】
尚、上述の構成においては、重なり合うガスケット３５，３６の膨出部５５の頂部同士を当接するように対峙させたが、互いの膨出部５５を逆方向に向けて対峙させる構成としては、図６（ａ）に示されるように、膨出部５５の頂部同士を離して対峙させるようにしても良い。
【００２９】
また、上述の構成においては、膨出部５５をその両側が同一面上になるように膨出させたフルビードの構成であるが、膨出部５５の両側が異なる面上になるように、あるいは、膨出部５５をガスケット３５，３６の縁部に至るまで延設させる所謂ハーフビードで構成するようにしても良い。即ち、図６（ｂ）や図６（ｃ）に示されるように、ハーフビードとして形成された膨出部５５を頂部同士で当接するように対峙させても、頂部同士を離して対峙させても良い。
【００３０】
さらに、上述したガスケットのシール構造は、上述した吸入・吐出口部３１と吸入・吐出カバー３７との間に限らず、シリンダブロック２，３とバルブプレート４，６との間、又は、シリンダヘッド５，７とバルブプレート４，６との間の少なくとも一方に同様に適用してもよい。
【００３１】
即ち、図７に示されるように、シリンダブロック２（３）とバルブプレート４（６）との間や、シリンダヘッド５（７）とバルブプレート４（６）との間に介在されるガスケット６０を、図８に示されるように、ハーフビードからなる膨出部６１を周縁部分に形成し、このガスケット６０を２枚重ね合わせて、図９（ａ）に示されるように、膨出部６１の頂部同士を離して対峙させても、図９（ｂ）に示されるように、膨出部６１の頂部同士を当接させて対峙させても良い。
【００３２】
また、ガスケット６０の周縁部に、フルビードからなる膨出部６１を形成し、図９（ｃ）に示されるように、膨出部６１の頂部同士を離して対峙させても、図９（ｄ）に示されるように、膨出部６１を頂部同士を当接させて対峙させても良い。
【００３３】
以上の構成においては、２枚のガスケットを重ね合わせて、互いの膨出部を逆方向に向けて対峙させる構成としたが、３枚以上のガスケットを重ね合わせて、隣り合うガスケット同士の膨出部を逆方向に向けて対峙させるようにしてもよい。また、膨出部は、シールする箇所に複数並設してもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上述べたように、ボルト締めにより結合される金属部材間をメタルガスケットを介在させてシールする圧縮機のシール装置において、メタルガスケットを複数枚重ねて配設すると共に、夫々のメタルガスケットの表面に膨出方向に変形可能な膨出部を設け、対峙するメタルガスケット同士を、互いの膨出部を逆方向に向けて対峙するように配設したので、弱い軸力でも十分なシール状態を確保することが可能となる。
【００３５】
また、対峙するメタルガスケットに、互いに対峙する膨出部がずれないように位置決めする手段を設ければ、膨出部がずれることがなくなるので、良好なシール状態を確実に得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明にかかる往復動型圧縮機を示す断面図であり、図２のＹ−Ｙ線で切断した図である。
【図２】図２は、本発明にかかる往復動型圧縮機のシリンダブロックを図１のＸ−Ｘ線から見た図である。
【図３】図３は、図１で示すシリンダブロックに設けられる吸入・吐出口部と、ガスケット、吸入・吐出カバーを示す斜視図である。
【図４】図４は、ガスケットをす図であり、図４（ａ）はガスケットの平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図５は、吸入・吐出口部と吸入・吐出カバーとの間に介在されるガスケットの圧縮前の設置状態を示す図であり、膨出部の頂部同士を当接させた例を示す。
【図６】図６は、吸入・吐出口部と吸入・吐出カバーとの間に介在されるガスケットの圧縮前の設置状態を示す図であり、図６（ａ）は、膨出部の頂部同士を放して対峙させた状態を示す図であり、図６（ｂ）は、膨出部をハーフビードで構成し、頂部同士を当接させて対峙させた状態を示す図であり、図６（ｃ）は、膨出部をハーフビードで構成し、頂部同士を離して対峙させた状態を示す図である。
【図７】図７は、図１のバルブプレートの周辺を示す拡大断面図である。
【図８】図８は、シリンダブロックとバルブプレートとの間、又は、シリンダヘッドとバルブプレートとの間に介在されるガスケットを示す図であり、図８（ａ）はガスケットの平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図９】図９は、シリンダブロックとバルブプレートとの間、又は、シリンダヘッドとバルブプレートとの間に介在されるガスケットの圧縮前の設置状態を示す図であり、図９（ａ）は、膨出部をハーフビードで構成し、頂部同士を離して対峙させた状態を示す図であり、図９（ｂ）は、膨出部をハーフビードで構成し、頂部同士を当接させて対峙させた状態を示す図であり、図９（ｃ）は、膨出部をフルビードで構成し、頂部同士を離して対峙させた状態を示す図であり、図９（ｄ）は、膨出部をフルビードで構成し、頂部同士を当接させて対峙させた状態を示す図である。
【符号の説明】
２  フロント側シリンダブロック
３  リア側シリンダブロック
４，６  バルブプレート
５  フロント側シリンダヘッド
７  リア側シリンダヘッド
１１  シリンダボア
１９  ピストン
２７  吸入孔
２８  吐出孔
３１  吸入・吐出口部
３５，３６，６０  メタルガスケット
３７  吸入・吐出カバー
５５，６１  膨出部
５６  舌片部
５７  係止部
【図１】
2005030248.tif 000003
【図２】
2005030248.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005030248.tif 000006
【図５】
2005030248.tif 000007
【図６】
2005030248.tif 000008
【図７】
2005030248.tif 000009
【図８】
2005030248.tif 000010
【図９】
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