JP2002089466A - Scroll compressor - Google Patents

Scroll compressor

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JP2002089466A
JP2002089466A JP2000285228A JP2000285228A JP2002089466A JP 2002089466 A JP2002089466 A JP 2002089466A JP 2000285228 A JP2000285228 A JP 2000285228A JP 2000285228 A JP2000285228 A JP 2000285228A JP 2002089466 A JP2002089466 A JP 2002089466A
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JP
Japan
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scroll
wrap
treatment layer
surface treatment
gap
Prior art date
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Pending
Application number
JP2000285228A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazumi Tamura
和巳 田村
Koichi Sekiguchi
浩一 関口
Kazutaka Watabe
一孝 渡部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stable efficient scroll compressor wherein a gas leak amount is small from an initial stage of compressor operation. SOLUTION: In this scroll compressor, one of a fixed scroll 3 and a turning scroll 4 is formed with a surface treatment layer 17 having running-in property. A thickness of the surface treatment layer 17 of a surface-treated scroll end plate face 3a, 4a is set to be thinner than a thickness of the surface treatment layer 17 of a surface-treated scroll lap tip face 3c, 4c. Thereby, a gap size 13, 14 between the scroll lap tip face 3c, 4c and the end plate face 3a, 4a facing the lap tip face 3c, 4c is small.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、スクロール圧縮機
に係わり、特に冷凍機、空調機器の冷媒圧縮機として利
用される。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scroll compressor, and more particularly, to a scroll compressor used for a refrigerator or an air conditioner.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、スクロール圧縮機において、固
定スクロール3と旋回スクロール4との間で形成される
隙間には、軸方向隙間と径方向隙間があり、この隙間を
できるだけ小さくすることが性能向上に繋がる。軸方向
隙間とは、旋回スクロールの端板(歯底)と固定スクロ
ールのラップ先端との隙間、固定スクロールの端板(歯
底)と旋回スクロールのラップ先端との隙間であり、径
方向隙間とは、旋回スクロールのラップ側面と固定スク
ロールのラップ側面との隙間である。
2. Description of the Related Art Generally, in a scroll compressor, a gap formed between a fixed scroll 3 and an orbiting scroll 4 includes an axial gap and a radial gap. Leads to. The axial gap is the gap between the end plate (tooth root) of the orbiting scroll and the tip of the wrap of the fixed scroll, and the gap between the end plate (tooth root) of the fixed scroll and the tip of the wrap of the orbiting scroll. Is a gap between the wrap side surface of the orbiting scroll and the wrap side surface of the fixed scroll.

【0003】スクロール圧縮機が冷媒を圧縮する原理
は、旋回スクロールラップ側面、旋回スクロール端板、
固定スクロールラップ側面及び固定スクロール端板によ
って形成される冷媒を圧縮する圧縮室が、渦巻き外側か
ら中央に向かって徐々にその容積を縮めることで、冷媒
密度を高くすることによるものである。しかし、これら
の隙間が存在すると、渦巻き中央部よりの高圧の圧縮室
から外側の低圧の圧縮室に冷媒ガスが漏れてしまう。低
圧の圧縮室では、圧力が増加するため、圧縮仕事が増加
し、電気入力が増大するといった問題がある。
[0003] The principle that the scroll compressor compresses the refrigerant is as follows: the side surface of the orbiting scroll wrap, the orbiting scroll end plate,
This is because the compression chamber that compresses the refrigerant formed by the fixed scroll wrap side surface and the fixed scroll end plate gradually reduces the volume from the outside of the spiral toward the center, thereby increasing the refrigerant density. However, when these gaps exist, the refrigerant gas leaks from the high-pressure compression chamber from the center of the spiral to the low-pressure compression chamber outside. In a low-pressure compression chamber, there is a problem that the pressure increases, so that the compression work increases and the electric input increases.

【0004】特に、圧縮機運転中は、圧縮室にはガス圧
が作用し、圧縮機構部の外側は、吸い込み圧力、吐出圧
力、中間圧力が作用しているため、これら圧力の影響に
より、旋回スクロール及び固定スクロールはこれら圧力
によって変形が生じる。これらの変形の中で隙間が小さ
くないと、圧縮機性能が低下する。
In particular, during operation of the compressor, gas pressure acts on the compression chamber, and suction pressure, discharge pressure, and intermediate pressure act on the outside of the compression mechanism. The scroll and the fixed scroll are deformed by these pressures. If the gap is not small in these deformations, the performance of the compressor is reduced.

【0005】性能向上を果たすため、加工精度を向上さ
せる必要があるが、この加工精度向上には限界がある。
[0005] To improve the performance, it is necessary to improve the processing accuracy, but there is a limit to this processing accuracy improvement.

【0006】この問題を解決するため、旋回スクロール
及び固定スクロールの一方あるいは両方の母材に、機械
加工終了後、硫化鉄、四弗化エチレン、フッ素樹脂また
はリン酸マンガン皮膜等の磨耗しやすい(馴染み性あ
る)表面処理層を形成し、運転の際、固定スクロールと
旋回スクロールとが摺動することで、接触部位が削り取
られ、相手部材の面の粗い部分やうねり等に倣った形状
となり、運転時の隙間を小さくすることが特開平9−3
03276号公報に記載されている。
In order to solve this problem, one or both of the base material of the orbiting scroll and the fixed scroll is liable to wear such as iron sulfide, ethylene tetrafluoride, fluororesin or manganese phosphate film after machining. Forming a surface treatment layer (having familiarity), during operation, the fixed scroll and the orbiting scroll slide, so that the contact area is cut off, and the shape follows the rough part or undulation of the mating member, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-3 is to reduce the gap during operation.
No. 03276.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】近年の冷凍機及び空気
調和機においては、省エネルギー化の要求が強まり、効
率の良い圧縮機を開発することが急務となっている。従
来の技術で述べたように、表面処理層は一般的に柔らか
く、前記固定スクロールと旋回スクロールが摺動するこ
とにより互いに接触する面が削られ、相手部材の面の粗
さ及びうねり等に倣った面形状となり、圧縮室内および
その他のシール面の洩れ損失を低減することで、圧縮室
の省消費電力を実現しようとしたものである。
In recent refrigerators and air conditioners, there has been an increasing demand for energy saving, and there is an urgent need to develop an efficient compressor. As described in the related art, the surface treatment layer is generally soft, and the surfaces of the fixed scroll and the orbiting scroll that are in contact with each other are slid by sliding, so that the surface of the mating member follows the roughness and undulation of the mating member. It is intended to realize power saving in the compression chamber by reducing the leakage loss of the compression chamber and other sealing surfaces.

【0008】しかしながら、圧縮機が運転を開始したの
ち、相手部材の面に倣った面形状となり、ガス洩れが少
なくなるように表面処理層が摩耗して馴染むまでには数
時間は必要であり、特に、渦巻状のラップよりも外側に
形成される鏡板面は面精度が良いため摺動により表面処
理層が相手部材と接触して削られるまでに時間がかか
る。鏡板面の表面処理層が削れないとラップの隙間寸法
が小さくならないため、鏡板面の表面処理層が削られる
までは初期的な冷媒ガス洩れがある。冷媒ガスの洩れが
大きいと入力大、冷凍能力小となるため、その間は消費
電力が大きくなり、消費電力が小さくなるまでに時間が
かかるという問題があった。
However, after the compressor starts operating, it takes several hours until the surface treatment layer is worn and conformed so that the surface shape follows the surface of the mating member and gas leakage is reduced. In particular, since the surface of the mirror plate formed outside the spiral wrap has high surface accuracy, it takes time until the surface treatment layer comes into contact with the counterpart member and is cut by sliding. Unless the surface treatment layer on the end plate surface is cut, the gap size of the wrap does not become small. Therefore, there is initial refrigerant gas leakage until the surface treatment layer on the end plate surface is cut. If the leakage of the refrigerant gas is large, the input is large and the refrigeration capacity is small, so that the power consumption increases during that time, and there is a problem that it takes time until the power consumption decreases.

【0009】本発明の目的は、スクロール圧縮機の初期
運転段階から冷媒ガスの洩れが少ない、安定した効率の
良いスクロール圧縮機を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a stable and efficient scroll compressor in which the leakage of refrigerant gas is small from the initial operation stage of the scroll compressor.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的は、端板上に渦
巻状のラップが立設され、このラップ外周に鏡板面を有
する固定スクロールと、端板上にこの固定スクロールラ
ップと噛み合う渦巻状のラップが立設され、前記固定ス
クロールの鏡板面と対向する鏡板面をこのラップ外周に
有する旋回スクロールとを備え、この固定スクロール若
しくはこの旋回スクロールの少なくとも一方に表面処理
層を形成したスクロール圧縮機において、前記表面処理
された鏡板面の表面処理層の厚さを前記スクロールラッ
プ先端面の表面処理層の厚さより薄くすることで達成さ
れる。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a fixed scroll having a spiral wrap provided on an end plate and having a mirror surface on an outer periphery of the wrap, and a spiral wrap meshed with the fixed scroll wrap on the end plate. And a turning scroll having an end surface facing the end surface of the fixed scroll on the outer periphery of the wrap, and a surface treatment layer formed on at least one of the fixed scroll and the orbiting scroll. In this case, the thickness of the surface treatment layer on the mirror-finished surface of the scroll wrap is made smaller than the thickness of the surface treatment layer on the tip surface of the scroll wrap.

【0011】スクロール圧縮機の運転により表面処理層
は、相手部材と摺動する部分は馴染んで(摩耗して)厚
みが減り、摺動しない面はそのまま残ることになる。ま
た、前記隙間寸法13、14が機械加工後で0〜aμm
(a>0)の範囲である場合、スクロール鏡板面の表面処
理層の厚さがスクロールラップ先端面の表面処理層の厚
さよりb〜cμm(0<b<c)の範囲で薄くなってい
るとすると、表面処理後の隙間寸法13、14は−c〜
(a−b)μmとなりマイナスの範囲が存在する。この場
合、運転初期ではスクロール鏡板面よりラップ先端面の
方が先に相手部材に接触する。しかし、ラップ先端面の
表面処理層は鏡板面の表面処理層とは、対向する端板と
の接触面積が小さい。そのため、鏡板面の表面処理層よ
り馴染みやすく(摩耗しやすく)、短時間で隙間の冷媒
ガスの洩れも少なくなる。
By the operation of the scroll compressor, the portion of the surface treatment layer that slides on the mating member becomes familiar (wears), the thickness decreases, and the surface that does not slide remains as it is. Further, the gap dimensions 13 and 14 are 0 to a μm after machining.
In the case of (a> 0), the thickness of the surface treatment layer on the scroll head surface is smaller than the thickness of the surface treatment layer on the tip surface of the scroll wrap in the range of b to c μm (0 <b <c). Then, the gap dimensions 13 and 14 after the surface treatment are −c to
(ab) μm, and a negative range exists. In this case, in the initial stage of operation, the wrap tip surface comes into contact with the mating member earlier than the scroll end plate surface. However, the surface treatment layer on the wrap tip surface has a small contact area with the end plate facing the surface treatment layer on the mirror plate surface. Therefore, it becomes more familiar (easier to wear) than the surface treatment layer on the mirror plate surface, and leakage of the refrigerant gas in the gap is reduced in a short time.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面を用いて説明する。図3は、本実施の形態に係るスク
ロール圧縮機の縦断面図である。密閉容器1内には、圧
縮機構部2及び電動機部10が収納されている。圧縮機
構部2は、端板3a上に渦巻状のラップ3bが立設(直
立)された固定スクロール3、端板4a上に渦巻状のラ
ップ4bが立設された旋回スクロール4から形成され、
これらラップ3b及びラップ4bが噛み合って、旋回ス
クロール4が旋回運動をすることにより圧縮室5が徐々
にその容積を減少されることで、冷媒ガスが圧縮され
る。旋回スクロール4は、クランク軸6を介して電動機
部10と連結され、電動機部10の回転力が伝達され、
オルダムリング等の自転防止部材によって自転が防止さ
れることで旋回運動を行う。フレーム7には、クランク
軸6の主軸受8が形成されていると共に、旋回スクロー
ル4の反ラップ面を受けるスラスト面が形成されてい
る。この主軸受8の反電動機側には副軸受9が設けられ
ている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the scroll compressor according to the present embodiment. The compression mechanism 2 and the electric motor 10 are housed in the closed container 1. The compression mechanism 2 is formed of a fixed scroll 3 having a spiral wrap 3b standing (upright) on an end plate 3a, and a revolving scroll 4 having a spiral wrap 4b standing on an end plate 4a.
When the wrap 3b and the wrap 4b mesh with each other and the orbiting scroll 4 orbits, the volume of the compression chamber 5 is gradually reduced, so that the refrigerant gas is compressed. The orbiting scroll 4 is connected to the electric motor unit 10 via the crankshaft 6, and the rotational force of the electric motor unit 10 is transmitted,
Rotation is performed by preventing rotation by a rotation preventing member such as an Oldham ring. The frame 7 has a main bearing 8 for the crankshaft 6 and a thrust surface for receiving the anti-lap surface of the orbiting scroll 4. An auxiliary bearing 9 is provided on the anti-motor side of the main bearing 8.

【0013】吸込口20から圧縮室5に吸込まれた冷媒
ガスは、旋回スクロール4の旋回運動によりその容積を
徐々に減少しながら圧縮しつつ中央に向い、圧縮された
ガスは中央の吐出口30から吐出される。また、固定ス
クロール3には圧縮室5の圧力が過圧縮になった際に圧
力を逃すリリース弁11、あるいは逆止弁12など圧力
制御弁を設けているものもある。
The refrigerant gas sucked into the compression chamber 5 from the suction port 20 is compressed by the orbiting motion of the orbiting scroll 4 while gradually reducing its volume, and is directed toward the center. Is discharged from. Some fixed scrolls 3 are provided with a pressure control valve such as a release valve 11 or a check valve 12 for releasing pressure when the pressure in the compression chamber 5 becomes excessively compressed.

【0014】前述したように、固定スクロール3と旋回
スクロール4との間で形成される隙間には、軸方向隙間
(ラップ先端面の隙間)と径方向隙間(ラップ側面の隙
間)があり、この隙間をできるだけ小さくすることが性
能向上に繋がる。軸方向隙間である旋回スクロールの端
板4aと固定スクロールのラップ3bの先端との隙間1
3、固定スクロールの端板3aと旋回スクロールのラッ
プ4bの先端との隙間14、及び径方向隙間である旋回
スクロールのラップ4bと固定スクロールのラップ3b
との隙間15が増加すると、冷媒ガスが高圧の圧縮室か
ら低圧の圧縮室に洩れる。高圧の冷媒ガスが低圧の圧縮
室に洩れ込むと、低圧の圧縮室の圧力が定常の圧力以上
に増加するため、冷媒ガスを吐出するまでの圧縮仕事が
増えて圧縮機の入力が増加してしまう。この冷媒ガスの
洩れが低圧の圧縮室だけでなく吸込口20まで達すると
入力増加だけでなく、冷凍サイクルを循環する冷媒ガス
の量(冷媒循環量)が減少するため冷凍能力も低下す
る。したがって、上記の隙間を小さくすれば冷媒ガスの
洩れが低減するため圧縮機の性能が向上し、逆に隙間が
大きくなれば入力大、冷凍能力小により圧縮機性能が低
下することになる。
As described above, the gap formed between the fixed scroll 3 and the orbiting scroll 4 includes an axial gap (gap on the wrap tip surface) and a radial gap (gap on the wrap side surface). Making the gap as small as possible leads to improved performance. A gap 1 between the end plate 4a of the orbiting scroll and the tip of the wrap 3b of the fixed scroll, which is an axial gap.
3. The gap 14 between the fixed scroll end plate 3a and the tip of the orbiting scroll wrap 4b, and the orbiting scroll wrap 4b and the fixed scroll wrap 3b, which are radial gaps.
Increases, the refrigerant gas leaks from the high-pressure compression chamber to the low-pressure compression chamber. When the high-pressure refrigerant gas leaks into the low-pressure compression chamber, the pressure in the low-pressure compression chamber increases beyond the steady pressure, so the compression work until the refrigerant gas is discharged increases, and the input of the compressor increases. I will. When the leakage of the refrigerant gas reaches not only the low-pressure compression chamber but also the suction port 20, not only does the input increase, but also the amount of refrigerant gas circulating in the refrigeration cycle (refrigerant circulation amount) decreases, so that the refrigeration capacity also decreases. Therefore, if the gap is reduced, the performance of the compressor is improved because the leakage of the refrigerant gas is reduced. Conversely, if the gap is increased, the compressor performance is reduced due to a large input and a small refrigerating capacity.

【0015】次にこれらの隙間と性能の関係を図2を用
いて説明する。図2は、機械加工が施された旋回スクロ
ール4に表面処理を施した図である。本図において、3
cは固定スクロールのラップ先端面、4cは旋回スクロ
ールのラップ先端面、3dは固定スクロールの端板面、
4dは旋回スクロールの端板面、13は旋回スクロール
のラップ先端面4cとこのラップ先端面に対向する固定
スクロールの端板面3dとの隙間寸法、14は固定スク
ロールのラップ先端面3cとこのラップ先端面に対向す
る旋回スクロールの端板面4dとの隙間寸法、15は旋
回スクロール4のラップ側面とこのラップ側面に対向す
る固定スクロール3のラップ側面との隙間寸法、16は
鏡板面、ハッチングを施した17は表面処理層である。
Next, the relationship between the gap and the performance will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a view in which a surface treatment is performed on the orbiting scroll 4 on which the machining is performed. In this figure, 3
c is the wrap end surface of the fixed scroll, 4c is the wrap end surface of the orbiting scroll, 3d is the end plate surface of the fixed scroll,
4d is the end plate surface of the orbiting scroll, 13 is the gap size between the wrap end surface 4c of the orbiting scroll and the fixed scroll end plate surface 3d opposed to the wrap end surface, and 14 is the wrap end surface 3c of the fixed scroll and this wrap. The gap size between the end plate surface 4d of the orbiting scroll facing the leading end surface, 15 is the gap size between the wrap side surface of the orbiting scroll 4 and the wrap side surface of the fixed scroll 3 facing this wrap side surface, and 16 is the mirror plate surface and hatching. The applied 17 is a surface treatment layer.

【0016】軸方向隙間である旋回スクロールの端板4
aと固定スクロールのラップ3bの先端との隙間、固定
スクロールの端板3aと旋回スクロールのラップ4bの
先端との隙間、及び径方向隙間である旋回スクロールの
ラップ4bと固定スクロールのラップ3bとの隙間が増
加すると、高圧の圧縮室から低圧の圧縮室に冷媒ガスが
漏れる。このとき、低圧の圧縮室の圧力が増加するため
圧縮仕事が増えて圧縮機の入力が増加する。この冷媒ガ
スの洩れが吸込口20まで達すると入力増加だけでなく
冷凍能力も低下する。したがって、上記の隙間を小さく
すれば圧縮機の性能が向上し、逆に隙間が大きくなれば
圧縮機性能が低下することになる。つまり、圧縮機の運
転中には圧縮室5にはガス圧が作用し、また、圧縮機構
部2の外側からは吐出圧力、吸込圧力が作用するため、
旋回スクロール4、固定スクロール3はこれらの力で変
形が生ずる。こうした運転中の変形が生じている状態で
前記隙間が小さくなっていなければ性能が低下すること
になる。
The end plate 4 of the orbiting scroll which is an axial gap.
a and the tip of the fixed scroll wrap 3b, the gap between the fixed scroll end plate 3a and the tip of the orbiting scroll wrap 4b, and the radial gap between the orbiting scroll wrap 4b and the fixed scroll wrap 3b. When the gap increases, refrigerant gas leaks from the high-pressure compression chamber to the low-pressure compression chamber. At this time, since the pressure of the low-pressure compression chamber increases, the compression work increases, and the input of the compressor increases. When the leakage of the refrigerant gas reaches the suction port 20, not only the input increases but also the refrigerating capacity decreases. Therefore, if the gap is reduced, the performance of the compressor is improved. Conversely, if the gap is increased, the performance of the compressor is reduced. That is, during the operation of the compressor, the gas pressure acts on the compression chamber 5, and the discharge pressure and the suction pressure act from the outside of the compression mechanism 2.
The orbiting scroll 4 and the fixed scroll 3 are deformed by these forces. If the gap is not reduced in a state where such deformation occurs during operation, the performance will be reduced.

【0017】旋回スクロール4、固定スクロール3のラ
ップおよび端板部からの洩れを少なくするためには、ま
ず加工精度を向上させ、旋回スクロール4と固定スクロ
ール3の隙間がないようにする必要があるが、これには
おのずと限界がある。さらに前述の如く、スクロールが
ガス圧によって変形し、隙間が運転圧力条件によって変
化するため、この変形を考慮して隙間がないように加工
する必要も出てくる。
In order to reduce leakage from the wraps and end plates of the orbiting scroll 4 and the fixed scroll 3, it is necessary to first improve the processing accuracy and eliminate the gap between the orbiting scroll 4 and the fixed scroll 3. But this has its limitations. Further, as described above, the scroll is deformed by the gas pressure, and the gap changes depending on the operating pressure condition. Therefore, it is necessary to take the deformation into consideration so that there is no gap.

【0018】この問題の一つの対応策として、旋回スク
ロール4、固定スクロール3の両方あるいはいずれか一
方に比較的摩耗しやすい表面処理17を施し、表面処理
層17が相手部材との隙間を埋めるように摩耗し、洩れ
が少なくなるというものである。
As a countermeasure against this problem, a surface treatment 17 that is relatively easily worn is applied to both or one of the orbiting scroll 4 and the fixed scroll 3 so that the surface treatment layer 17 fills a gap with a counterpart member. Wear and leakage is reduced.

【0019】すなわち、旋回スクロール4、固定スクロ
ール3の両方あるいはいずれか一方の母材に表面処理層
17を形成すると、その表面には多少の凹凸が避けられ
ない。スクロール圧縮機を起動した初期には、表面処理
層面17の凹凸と相手部材との接触により隙間が生じ、
圧縮室5の高圧部から低圧部への冷媒ガスの洩れが多く
なる。この隙間がスクロール部材の摺動によって表面処
理層17を摩耗させることで埋り、冷媒ガスの洩れを抑
えることができるというものである。この表面処理層1
7として、本実施の形態ではリン酸マンガン処理を施し
ている。このリン酸マンガン処理は、処理液槽内に機械
加工が終了した後の、処理対象である旋回スクロール4
若しくは固定スクロール3を漬け込むことで行われ、こ
れにより表面に概ね均一な処理層が形成される。
That is, when the surface treatment layer 17 is formed on the base material of both or one of the orbiting scroll 4 and the fixed scroll 3, some irregularities cannot be avoided on the surface. At the initial stage of starting the scroll compressor, a gap is generated due to the contact between the unevenness of the surface treatment layer surface 17 and the mating member,
Leakage of the refrigerant gas from the high-pressure section of the compression chamber 5 to the low-pressure section increases. This gap is buried by abrasion of the surface treatment layer 17 by sliding of the scroll member, so that leakage of the refrigerant gas can be suppressed. This surface treatment layer 1
7, a manganese phosphate treatment is performed in the present embodiment. The manganese phosphate treatment is performed after the machining in the treatment liquid tank is completed.
Alternatively, it is performed by immersing the fixed scroll 3 so that a substantially uniform treatment layer is formed on the surface.

【0020】さて、この表面処理層17が、馴染む過程
を説明する。運転開始後、旋回スクロール4の表面処理
層17が馴染む過程において軸方向で接触していく順序
をみると、まず旋回スクロール4の鏡板面16に形成さ
れた表面処理層17が対向する固定スクロール鏡板面と
接触し摺動することにより削り取られる。これにより、
旋回スクロール4の母材(鋳物素材部)と固定スクロー
ル3との軸方向の距離が小さくなるため、旋回スクロー
ル4のラップ先端面4cとこのラップ先端面に対向する
固定スクロール3の端板面3aとの隙間寸法13及び、
固定スクロール先端面3cとこの面に対向する旋回スク
ロールの端板面4aとの隙間寸法14が小さくなる。
The process by which the surface treatment layer 17 is adapted will now be described. Looking at the order in which the surface treatment layer 17 of the orbiting scroll 4 comes into contact in the axial direction after the operation starts, first, the surface treatment layer 17 formed on the end surface 16 of the orbiting scroll 4 is opposed to the fixed scroll head plate. It is scraped off by sliding in contact with the surface. This allows
Since the axial distance between the base material (cast material portion) of the orbiting scroll 4 and the fixed scroll 3 is reduced, the wrap tip surface 4c of the orbiting scroll 4 and the end plate surface 3a of the fixed scroll 3 facing the wrap tip surface. And the gap size 13 and
The clearance dimension 14 between the fixed scroll tip surface 3c and the end plate surface 4a of the orbiting scroll facing this surface is reduced.

【0021】また、前述したように、圧縮機の運転中に
は圧縮室5にはガス圧が作用し、また、図3における圧
縮機構部2の外側からは吐出圧力、吸込圧力が作用する
ため、旋回スクロール4、固定スクロール3はこれらの
力で変形が生ずるが、こうした運転中の変形によっても
前記隙間寸法13、14は小さくなる。そして、ある程
度旋回スクロール鏡板面16に形成された表面処理層1
7が削り取られると、前記隙間寸法13、14がゼロと
なり、ラップ先端面3c、4cに形成された表面処理層
17がそれぞれ対向する端板面4a、3aとの摺動によ
り削り取られることになる。そのため、隙間寸法がもと
もと小さい場合は、旋回スクロール3の鏡板面16の表
面処理層17が少し削れるだけで、ラップ先端面の隙間
はなくなるため、運転の初期段階から冷媒ガスの洩れが
少なく、圧縮効率の良い運転が可能となる。
As described above, gas pressure acts on the compression chamber 5 during operation of the compressor, and discharge pressure and suction pressure act from outside the compression mechanism 2 in FIG. The orbiting scroll 4 and the fixed scroll 3 are deformed by these forces, but the gap dimensions 13 and 14 are also reduced by such deformation during operation. The surface treatment layer 1 formed on the orbiting scroll mirror surface 16 to some extent
When the chip 7 is removed, the clearance dimensions 13 and 14 become zero, and the surface treatment layer 17 formed on the wrap tip surfaces 3c and 4c is removed by sliding with the end plate surfaces 4a and 3a facing each other. . Therefore, when the gap size is originally small, the surface treatment layer 17 of the mirror plate surface 16 of the orbiting scroll 3 is only slightly removed, and the gap at the tip end surface of the orbiting scroll is eliminated. Efficient operation is possible.

【0022】しかし、隙間寸法が上限付近となった場
合、旋回スクロール鏡板面16の表面処理層17が削れ
るだけではラップ先端面の隙間は小さくならず、運転中
でも常に隙間が生じている状態となるため、冷媒ガスの
洩れが多く結果として性能低下を生じてしまう。
However, when the clearance dimension is close to the upper limit, the clearance at the tip end surface of the wrap does not become small merely by shaving the surface treatment layer 17 on the orbiting scroll head surface 16, and the clearance is always generated even during operation. Therefore, refrigerant gas leaks frequently, resulting in performance degradation.

【0023】また、この鏡板面は、機械加工時に基準面
とするために、他の部分よりも比較的精度よく形成され
ているため、表面処理後の面表面の凹凸も他の部分より
も少なく、磨耗の進行速度が遅いため、ラップ先端と端
板間の隙間が十分小さな値になるまでかなりの時間を要
していた。
Further, since this mirror plate surface is formed with relatively higher precision than other portions in order to be used as a reference surface at the time of machining, the unevenness of the surface surface after the surface treatment is less than that of other portions. However, since the speed of progress of wear is slow, it takes a considerable amount of time until the gap between the tip of the wrap and the end plate becomes a sufficiently small value.

【0024】よって、この隙間寸法を小さくするため
に、特にラップ歯先と端板の加工精度を上げ隙間寸法の
上限をできるだけ小さくすれば良いのだが、従来の技術
でも述べたようにそれにはおのずと限界がある。たとえ
できたとしても運転中の変形を考慮して加工しないと、
運転中に母材(鋳物材)同士が接触し、逆に摺動ロスが増
加する可能性が出てくる。
Therefore, in order to reduce the gap size, it is only necessary to increase the processing accuracy of the lap tip and the end plate and to make the upper limit of the gap size as small as possible. However, as described in the prior art, it naturally follows that. There is a limit. Even if it can be done, if you do not process in consideration of deformation during operation,
During operation, the base materials (cast materials) come into contact with each other, and conversely, the sliding loss may increase.

【0025】そこで、図1に示すように旋回スクロール
3の鏡板面16に施す表面処理層17の厚さをラップ先
端面に施す表面処理層17の厚さより薄くなるように表
面処理を施す。これにより、例えば機械加工後の隙間寸
法13、14がaμm(a>0)であっても鏡板面16
の表面処理層17の厚さがラップ先端面の表面処理層1
7の厚さよりbμm薄ければ、表面処理後の隙間寸法1
3、14はa−bμmとなり表面処理層17の厚さの差
bμmだけ小さくすることができる。その結果、運転初
期から隙間寸法の小さい状態で運転でき、また表面処理
層17が馴染むことによって更に隙間が小さくなるた
め、従来に比べ初期段階から冷媒ガスの洩れの少ない安
定した高効率のスクロール圧縮機を提供することができ
る。
Therefore, as shown in FIG. 1, the surface treatment is performed so that the thickness of the surface treatment layer 17 applied to the mirror plate surface 16 of the orbiting scroll 3 is smaller than the thickness of the surface treatment layer 17 applied to the tip end surface of the wrap. Thus, for example, even if the gap dimensions 13 and 14 after machining are a μm (a> 0),
The thickness of the surface treatment layer 17 is the surface treatment layer 1 on the wrap tip surface.
If the thickness is 7 μm thinner than the thickness of 7, the gap size after the surface treatment is 1
3 and 14 are a-b μm, which can be reduced by the thickness difference b μm of the surface treatment layer 17. As a result, the operation can be performed with a small gap size from the beginning of operation, and the gap is further reduced due to the familiarity of the surface treatment layer 17, so that a stable and high-efficiency scroll compression with less refrigerant gas leakage from the initial stage compared to the conventional case. Machine can be provided.

【0026】ここで、表面処理層17の厚さに差を生じ
させる方法として、表面処理を行う段階で予め処理層の
厚さを薄くしたい部分にだけマスキング等を施して処理
膜の付き方を変える方法や、表面処理を施した後に薄く
したい部分の処理層を除去する方法などがある。この薄
くしたい部分の処理層を除去する方法として、処理層形
成後、馬の毛によって作られたブラシを高速回転させ
て、このブラシ先端を除去したい鏡板面に押し当てて、
表面処理層を除去することが可能である。
Here, as a method of producing a difference in the thickness of the surface treatment layer 17, masking or the like is applied to only a portion of the surface treatment layer 17 where the thickness of the treatment layer is to be reduced in advance, so that the treatment film is applied. There is a method of changing, or a method of removing a part of the treatment layer to be thinned after performing the surface treatment. As a method of removing the processing layer of the portion to be thinned, after forming the processing layer, a brush made of horse hair is rotated at a high speed, and the end of the brush is pressed against the mirror surface to be removed,
It is possible to remove the surface treatment layer.

【0027】上記の実施形態によれば、容易に運転の初
期段階から安定した、圧縮効率が良く、消費電力の少な
いスクロール圧縮機を提供できる。
According to the above embodiment, it is possible to easily provide a scroll compressor that is stable from the initial stage of operation, has good compression efficiency, and consumes less power.

【0028】尚、上記の実施形態では、旋回スクロール
4側に表面処理層17を形成した例を説明したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、固定スクロール3
側に、馴染み性を有する表面処理層を形成してもよいこ
とは言うまでもない。
In the above embodiment, the example in which the surface treatment layer 17 is formed on the orbiting scroll 4 side has been described. However, the present invention is not limited to this, and the fixed scroll 3 is not limited to this.
Needless to say, a surface treatment layer having familiarity may be formed on the side.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、スクロール圧縮機の初期運転段階から冷媒ガスの
洩れが少ない、安定した効率の良いスクロール圧縮機を
提供することができる。
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a stable and efficient scroll compressor with little leakage of refrigerant gas from the initial operation stage of the scroll compressor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態である固定スクロールと旋
回スクロールの組合せを示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a combination of a fixed scroll and an orbiting scroll according to an embodiment of the present invention.

【図2】固定スクロールと表面に処理層が形成された旋
回スクロールの組合せを示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a combination of a fixed scroll and an orbiting scroll having a treatment layer formed on a surface thereof.

【図3】本実施の形態であるスクロール圧縮機の縦断面
図である。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the scroll compressor according to the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…密閉容器、2…圧縮機構部、3…固定スクロール、
4…旋回スクロール、3a、4a…端板、3b、4b…
ラップ、3c、4c…ラップ先端面、3d、4d…端板
面、5…圧縮室、6…クランク軸、7…フレーム、8…
主軸受、9…副軸受け、10…電動機部、11…リリー
ス弁、12…逆止弁、13…旋回スクロールのラップ先
端面とこのラップ先端面に対向する固定スクロールの端
板面との隙間寸法、14…固定スクロールのラップ先端
面とこのラップ先端面に対向する旋回スクロールの端板
面との隙間寸法、15…旋回スクロールのラップ側面と
このラップ側面に対向する固定スクロールのラップ側面
との隙間寸法、16…鏡板面、17…表面処理層、20
…吸込口、30…吐出口。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Closed container, 2 ... Compression mechanism part, 3 ... Fixed scroll,
4 orbiting scroll, 3a, 4a ... end plate, 3b, 4b ...
Wrap, 3c, 4c: Wrap tip surface, 3d, 4d: End plate surface, 5: Compression chamber, 6: Crankshaft, 7: Frame, 8 ...
Main bearing, 9: sub bearing, 10: electric motor unit, 11: release valve, 12: check valve, 13: gap size between the end face of the wrap of the orbiting scroll and the end plate face of the fixed scroll facing this wrap end face , 14... The gap between the wrap tip surface of the fixed scroll and the end plate surface of the orbiting scroll facing the wrap tip surface; 15... The gap between the wrap side surface of the orbiting scroll and the wrap side surface of the fixed scroll facing this wrap side surface. Dimensions, 16: mirror surface, 17: surface treatment layer, 20
... Suction port, 30 ... Discharge port.

フロントページの続き (72)発明者 渡部 一孝 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部内 Fターム(参考) 3H039 AA03 AA04 AA12 BB15 BB28 CC02 CC03 CC05 CC08 CC36Continued on the front page (72) Inventor Kazutaka Watanabe 800 Futami, Tomita, Ohira-machi, Shimotsuga-gun, Tochigi Prefecture F-term in the Cooling Division, Hitachi, Ltd. (Reference) 3H039 AA03 AA04 AA12 BB15 BB28 CC02 CC03 CC05 CC08 CC36

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】端板上に渦巻状のラップが立設され、この
ラップ外周に鏡板面を有する固定スクロールと、端板上
にこの固定スクロールラップと噛み合う渦巻状のラップ
が立設され、前記固定スクロールの鏡板面と対向する鏡
板面をこのラップ外周に有する旋回スクロールとを備
え、この固定スクロール若しくはこの旋回スクロールの
少なくとも一方に表面処理層を形成したスクロール圧縮
機において、前記表面処理された鏡板面の表面処理層の
厚さを前記スクロールラップ先端面の表面処理層の厚さ
より薄くしたスクロール圧縮機。
A spiral wrap having a mirror surface on the outer periphery of the spiral wrap and a spiral wrap meshing with the fixed scroll wrap on the end plate; A revolving scroll having a mirror plate surface facing the mirror plate surface of the fixed scroll on the outer periphery of the wrap, and a surface treatment layer formed on at least one of the fixed scroll and the revolving scroll, wherein the surface treated head plate is provided. A scroll compressor wherein the thickness of the surface treatment layer on the surface is smaller than the thickness of the surface treatment layer on the tip surface of the scroll wrap.
【請求項2】請求項1において、前記スクロール鏡板面
の表面処理層の厚さを前記スクロールラップ先端面の表
面処理層の厚さより薄くするため、前記表面処理後のス
クロール鏡板面の表面処理層を除去することで薄くした
ものであるスクロール圧縮機。
2. The surface treatment layer on the scroll head surface after the surface treatment in order to make the thickness of the surface treatment layer on the scroll head surface smaller than the thickness of the surface treatment layer on the tip surface of the scroll wrap. A scroll compressor that has been made thinner by removing oil.
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