JP2001304149A - スクロール圧縮機 - Google Patents

スクロール圧縮機

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Hirotaka Sawada
大貴 澤田
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Fujitsu General Ltd
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    • F04C29/00Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/02Lubrication; Lubricant separation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 固定および旋回スクロールの硬質アルマイト
処理を施した摺動面に複数の凹部を設け、凹部に油膜を
確保することにより、摺動面の焼き付きを防ぎ、耐摩耗
性及び信頼性を向上することができるスクロール圧縮機
を提供する。 【解決手段】 圧縮部を、鏡板の内側に渦捲き状のラッ
プ4b,6b を立設させた固定スクロール4及び旋回スクロ
ール6を互いに噛み合わせて複数の圧縮室を形成し、固
定スクロール4および旋回スクロール6をアルミまたは
アルミ合金で形成するとともに、両スルロール4,6 のい
ずれか一方、もしくは両方の摺動面に硬質アルマイト処
理を施してなるスクロール圧縮機において、固定スクロ
ール4および旋回スクロール4の硬質アルマイト処理を
施したラップ4b,6b の先端面および鏡板4a,6a の内側底
面に、複数の凹部を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スクロール圧縮機
に係り、詳しくは固定スクロールおよび旋回スクロール
の摺動面に油膜を確保する複数の凹部を設け、摺動面の
焼き付きを防ぎ、耐摩耗性および信頼性を向上すること
ができる構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のスクロール圧縮機は例えば、図7
に示すように、密閉容器21内に電動機22と圧縮部23が配
置され、圧縮部23は固定スクロール24、旋回スクロール
26、メインフレーム27、オルダムリング28、クランク軸
29、偏心軸受30、シャフト31により主に構成されてい
る。この構成において、固定スクロール鏡板24a に渦捲
き状の固定スクロールラップ24b を一体に形成し、メイ
ンフレーム27に固着した固定スクロール24と、旋回スク
ロール鏡板26a に渦捲き状の旋回スクロールラップ26b
と背面に旋回駆動軸26c を一体に形成した旋回スクロー
ル26とを旋回スクロールラップ26b を内側にして噛み合
わせ複数の圧縮室25を形成している。
【0003】電動機22が回転すると、メインフレーム27
に装着したシャフト31の上部に形成した偏心軸受30を介
して、旋回駆動軸26c によって旋回スクロール26をオル
ダムリング28で自転を防止しながら旋回運動をさせる。
旋回スクロール26の旋回運動によって圧縮部23に吸入さ
れた低圧冷媒は圧縮室25の外周部から中心部へ順次移動
しながら圧縮され高圧冷媒となる。
【0004】上記構成において、固定スクロール鏡板24
a と旋回スクロールラップ26b 及び旋回スクロール鏡板
26a と固定スクロールラップ24b の間の摺動面で摺動に
よる摩擦が発生する。前記固定スクロール24および旋回
スクロール26は軽量、小型化のため、アルミニウムまた
はアルミニウム合金材料を用いるものが多なっている。
前記固定スクロール24および旋回スクロール26をアルミ
ニウム素地のままとした場合、圧縮機運転時に油膜切れ
が発生するような状態になると、摩擦により両部材とも
接触面で変形、凝着を起し、両スクロールの摺動面が焼
き付いてしまうという問題があった。
【0005】この対策として、固定スクロール24および
旋回スクロール26の摺動面にアルマイト処理等の硬質皮
膜処理を施す方法がある。しかしながら、両スクロール
の摺動面に硬質皮膜処理を施した場合、互いに硬くなり
すぎ変形し難くなり、引っ掻き傷を生じるようになる。
さらに、この引っ掻き傷で発生した硬質皮膜片が摩耗を
増大させるという問題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑みなされたもので、固定スクロールと旋回スクロール
の硬質アルマイト処理を施した摺動面に、マスキングを
用いて硬質アルマイト未処理部からなる複数の凹部を設
け、同凹部に油膜を確保することにより、摺動面の焼き
付きを防ぎ、耐摩耗性および信頼性を向上することがで
きるスクロール圧縮機を提供することを目的としてい
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するためなされたもので、密閉容器内に電動機と圧縮
部を配置し、同圧縮部を、鏡板の内側に渦捲き状のラッ
プを立設させた固定スクロールと旋回スクロールを互い
に噛み合わせて複数の圧縮室を形成し、前記旋回スクロ
ールをその自転を阻止しながら公転旋回運動をさせると
ともに、メインフレームに形成されたスラスト軸受に摺
動自在に支持し、前記旋回スクロールを前記電動機によ
り駆動するシャフトを備え、前記固定スクロールおよび
旋回スクロールをアルミニウムまたはアルミニウム合金
で形成するとともに、前記両スクロールのいずれか一
方、もしくは両方の摺動面に硬質アルマイト処理を施し
てなるスクロール圧縮機において、前記硬質アルマイト
処理部に複数の凹部を形成した構成となっている。
【0008】また、前記凹部を、マスキングにより形成
した構成となっている。
【0009】また、前記凹部を、半球状、円錐状または
長穴状に形成した構成となっている。
【0010】また、前記凹部の深さを2〜50μmとした
構成となっている。
【0011】また、前記凹部の幅を前記ラップの幅より
小さくした構成となっている。
【0012】また、前記凹部に、例えば二硫化モリブデ
ンまたはフッ素樹脂などの固体潤滑剤を充填した構成と
なっている。
【0013】また、前記マスキングを、凹部の大きさの
弾性材で形成された剣山状の台座を用いた構成となって
いる。
【0014】また、前記マスキングを、凹部の大きさの
穴を開けたスクリーンにより、アルミニウムまたはアル
ミニウム合金以外の金属あるいはその化合物、または有
機化合物を転写して形成した構成となっている。
【0015】また、前記マスキングを、凹部の大きさの
粘土等の粘着性材料を圧着して形成した構成となってい
る。
【0016】また、前記アルミニウム合金にAl-Si 系合
金を用い、同合金に含まれるSi粒子を所定の大きさに配
合し、このSi粒子を析出してアルマイト処理部表面より
除去することにより、前記凹部を形成した構成となって
いる。
【0017】また、前記固定スクロールおよび旋回スク
ロールの両ラップの先端面の前記凹部を螺旋状に形成し
た構成となっている。
【0018】また、前記固定スクロールおよび旋回スク
ロールの両鏡板の内側底面の前記凹部を螺旋状に形成し
た構成となっている。
【0019】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、実
施例の図面に基づいて詳細に説明する。図1と、図2
(A)と、図2(B)と、図2(C)および図2(D)
において、密閉容器1内に電動機2と圧縮部3を配置
し、同圧縮部3を、鏡板4aに渦捲き状のラップ4bを有す
る固定スクロール4と、同固定スクロール4と互いに噛
み合わせて複数の圧縮室5を形成する、鏡板6aに渦捲き
状のラップ6bを有する旋回スクロール6と、同旋回スク
ロール6をスラスト軸受7aを形成して摺動自在に支持す
るメインフレーム7と、前記旋回スクロール6をその自
転を阻止しながら公転旋回をさせるオルダムリング8
と、前記旋回スクロール6を前記電動機2により駆動す
るシャフト9を備えた構成となっている。
【0020】前記固定スクロール4および旋回スクロー
ル6の軽量、小型化を図るために、アルミニウムまたは
アルミニウム合金で形成するとともに、前記両スクロー
ル4、6のいずれか一方、もしくは両方の摺動面に硬質
アルマイト処理を施した構成となっている。
【0021】前記固定スクロール4および旋回スクロー
ル6の硬質アルマイト処理を施した前記両ラップ4b,6b
の先端面、および前記両鏡板4a,6a の内側底面(摺動
面)に、前記硬質アルマイト処理部に設けたマスキング
により、硬質アルマイト未処理部を形成して、複数の凹
部10を設けた構成となっている。
【0022】また、前記凹部10は図3(A)〜(C)に
示すように、半球状、円錐状または長穴状に形成し、凹
部10の幅bを前記ラップ4b,6b の幅より小さくするとと
もに、その深さdを2〜50μmとした構成とすることに
より、前記凹部10に油膜を確保し易くし、圧縮機運転時
に摺動面に油膜切れが発生しないようにしている。
【0023】また、図4に示すように、前記凹部10に、
例えば二硫化モリブデンまたはフッ素樹脂などの固体潤
滑剤11を充填することにより、初期起動時の摺動面の信
頼性を向上することができる。
【0024】前記硬質アルマイト処理としては、一般的
に陽極酸化皮膜処理法が知られている。前記旋回スクロ
ール6に、凹部10をマスキングにより硬質アルマイト未
処理部を形成して設ける方法として、旋回スクロール6
本体に電極をつけ、先端が凹部10の大きさの棒が突き出
した弾性材で形成された剣山状の台座に摺動面を乗せ、
マスキングを行い、これをアルマイト溶液に浸し、電流
を流すことにより、マスキング以外の部分に、任意の厚
さ(2〜50μm)のアルマイト層が形成され、マスキン
グ部分にアルマイト未処理の複数の凹部10が形成され
る。
【0025】また、マスキングの他の方法として、凹部
10の大きさの複数の穴を開けたスクリーンにより、アル
ミニウムまたはアルミニウム合金以外の金属あるいはそ
の化合物、または有機化合物を摺動面に転写して形成す
る方法、または、凹部の大きさの粘土等の粘着性材料を
摺動面に圧着して形成する方法がある。
【0026】図5は本発明による他の実施例を示したも
ので、図5(A)に示す前記固定スクロール4および、
図5(B)に示す前記旋回スクロール6の両ラップ4b,6
b の先端面および、両鏡板4a,6a の内側底面の凹部を螺
旋状の溝12により構成することにより、上記同様に、前
記溝12に油膜を確保し、圧縮機運転時に摺動面に油膜切
れが発生しないようにしている。
【0027】上記構成において、固定スクロール4と旋
回スクロール6の硬質アルマイト処理を施した両ラップ
4b,6b の先端面および、両鏡板4a,6a の内側底面に、マ
スキングを用いて硬質アルマイト未処理部からなる複数
の凹部10を設け、同凹部10に油膜を確保することによ
り、摺動面の焼き付きを防ぎ、耐摩耗性および信頼性を
向上することができるスクロール圧縮機となる。
【0028】
【発明の効果】以上のように本発明においては、固定ス
クロールと旋回スクロールの硬質アルマイト処理を施し
た両ラップの先端面および、両鏡板の内側底面に、マス
キングを用いて硬質アルマイト未処理部からなる複数の
凹部を設け、同凹部に油膜を確保することにより、摺動
面の焼き付きを防ぎ、耐摩耗性および信頼性を向上する
ことができるスクロール圧縮機となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるスクロール圧縮機の縦断面図であ
る。
【図2】本発明の実施例を示す要部拡大図で、(A)は
固定スクロールの上面図で、(B)は(A)の断面図、
(C)は旋回スクロールの上面図で、(D)は(C)の
断面図である。
【図3】本発明による凹部形状の実施例を示すもので、
(A)は半球状で、(B)は円錐状で、(C)は長円状
を表す。
【図4】本発明による凹部に固体潤滑剤を埋め込んだ状
態の断面図である。
【図5】本発明による他の実施例を示すもので、(A)
は固定スクロールの上面図、(B)は旋回スクロールの
上面図である。
【図6】従来例によるスクロール圧縮機の縦断面図であ
る。
【符号の説明】
1 密閉容器 2 電動機 3 圧縮部 4 固定スクロール 4a 固定スクロール鏡板 4b 固定スクロールラップ 5 圧縮室 6 旋回スクロール 6a 旋回スクロール鏡板 6b 旋回スクロールラップ 6c スラスト受面 7 メインフレーム 7a スラスト軸受 8 オルダムリング 9 シャフト 10 凹部 11 固体潤滑剤 12 溝

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 密閉容器内に電動機と圧縮部を配置し、
    同圧縮部を、鏡板の内側に渦捲き状のラップを立設させ
    た固定スクロールと旋回スクロールを互いに噛み合わせ
    て複数の圧縮室を形成し、前記旋回スクロールをその自
    転を阻止しながら公転旋回運動をさせるとともに、メイ
    ンフレームに形成されたスラスト軸受に摺動自在に支持
    し、前記旋回スクロールを前記電動機により駆動するシ
    ャフトを備え、前記固定スクロールおよび旋回スクロー
    ルをアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成すると
    ともに、前記両スクロールのいずれか一方、もしくは両
    方の摺動面に硬質アルマイト処理を施してなるスクロー
    ル圧縮機において、 前記硬質アルマイト処理部に複数の凹部を形成してなる
    ことを特徴とするスクロール圧縮機。
  2. 【請求項2】 前記凹部を、マスキングにより形成して
    なることを特徴とする請求項1記載のスクロール圧縮
    機。
  3. 【請求項3】 前記凹部を半球状、円錐状または長穴状
    に形成してなることを特徴とする請求項1または2記載
    のスクロール圧縮機。
  4. 【請求項4】 前記凹部の深さを2〜50μmとしてなる
    ことを特徴とする請求項1、2または3記載のスクロー
    ル圧縮機。
  5. 【請求項5】 前記凹部の幅を前記ラップの幅より小さ
    くしてなることを特徴とする請求項1、2または3記載
    のスクロール圧縮機。
  6. 【請求項6】 前記凹部に、例えば二硫化モリブデンま
    たはフッ素樹脂などの固体潤滑剤を充填してなることを
    特徴とする請求項1〜5記載のスクロール圧縮機。
  7. 【請求項7】 前記マスキングを、凹部の大きさの弾性
    材で形成された剣山状の台座を用いて形成してなること
    を特徴とする請求項2記載のスクロール圧縮機。
  8. 【請求項8】 前記マスキングを、凹部の大きさの穴を
    開けたスクリーンにより、アルミニウムまたはアルミニ
    ウム合金以外の金属あるいはその化合物、または有機化
    合物を転写し形成してなることを特徴とする請求項2記
    載のスクロール圧縮機。
  9. 【請求項9】 前記マスキングを、凹部の大きさの粘土
    等の粘着性材料を圧着し、形成してなることを特徴とす
    る請求項2記載のスクロール圧縮機。
  10. 【請求項10】 前記アルミニウム合金にAl-Si 系合金
    を用い、同合金に含まれるSi粒子を所定の大きさに配合
    し、このSi粒子を析出してアルマイト処理部表面より除
    去することにより、前記凹部を形成してなることを特徴
    とする請求項1記載のスクロール圧縮機。
  11. 【請求項11】 前記固定スクロールおよび旋回スクロ
    ールの両ラップの先端面の前記凹部を螺旋状に形成して
    なることを特徴とする請求項1記載のスクロール圧縮
    機。
  12. 【請求項12】 前記固定スクロールおよび旋回スクロ
    ールの両鏡板の内側底面の前記凹部を螺旋状に形成して
    なることを特徴とする請求項1記載のスクロール圧縮
    機。
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