JP2003254262A - スクロール圧縮機 - Google Patents
スクロール圧縮機Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 固体潤滑材としての表面皮膜の密着性向上及
び該表面皮膜が摩耗しても低摩擦係数を維持するスクロ
ール部材を有するスクロール圧縮機を提供する。 【解決手段】 固定及び旋回スクロール部材とフレーム
部材とを有するスクロール圧縮機の摺動部を構成する部
材の少なくとも一方の部材表面には、膜厚が１μｍない
し２０μｍ程度の表面潤滑材としての表面皮膜を形成
し、その表面粗さＲｚの値が１μｍないし１０μｍの凹
凸となる表面粗さ加工を施し、他方部材の表面には、そ
れより小さい値の表面粗さ加工を施すものとした。
び該表面皮膜が摩耗しても低摩擦係数を維持するスクロ
ール部材を有するスクロール圧縮機を提供する。 【解決手段】 固定及び旋回スクロール部材とフレーム
部材とを有するスクロール圧縮機の摺動部を構成する部
材の少なくとも一方の部材表面には、膜厚が１μｍない
し２０μｍ程度の表面潤滑材としての表面皮膜を形成
し、その表面粗さＲｚの値が１μｍないし１０μｍの凹
凸となる表面粗さ加工を施し、他方部材の表面には、そ
れより小さい値の表面粗さ加工を施すものとした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、作動ガスとして例
えば冷媒ガスを用いた冷凍空気調和機に関するもので、
特に、冷凍空気調和機の主機であるスクロール圧縮機に
おける固定または旋回スクロール部材及びフレーム部
材、摺動部の改良に関するものである。
えば冷媒ガスを用いた冷凍空気調和機に関するもので、
特に、冷凍空気調和機の主機であるスクロール圧縮機に
おける固定または旋回スクロール部材及びフレーム部
材、摺動部の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、スクロール圧縮機は、作動ガス
を圧縮するための固定スクロール部材及び旋回スクロー
ル部材と、旋回スクロール部材を旋回運動自在に支持す
る台板を有するフレーム部材と、を備えており、旋回ス
クロール部材が自転することなく旋回運動するに当っ
て、両スクロール部材の鏡板面間もしくは鏡板面とラッ
プ面間で、また、旋回スクロール部材の鏡板背面とフレ
ーム部材の台板面間で摺動部を構成している。
を圧縮するための固定スクロール部材及び旋回スクロー
ル部材と、旋回スクロール部材を旋回運動自在に支持す
る台板を有するフレーム部材と、を備えており、旋回ス
クロール部材が自転することなく旋回運動するに当っ
て、両スクロール部材の鏡板面間もしくは鏡板面とラッ
プ面間で、また、旋回スクロール部材の鏡板背面とフレ
ーム部材の台板面間で摺動部を構成している。
【０００３】従来のスクロール圧縮機の前記した摺動部
に関して、特開昭５８−５７００２号公報には、摺動部
の耐摩耗性となじみ性とを満足させる方法として、高周
波焼き入れと化成処理(リューブライト処理)との組合せ
を実施するという方法が開示されている。また、特開平
２００１−３０４１４９号公報には、スクロールの鏡板
摺動面に複数の凹部を設け、この凹部に油膜を確保する
ことにより、摺動面の焼付きを防ぎ、耐摩耗性及び信頼
性を向上させる方法が開示されている。
に関して、特開昭５８−５７００２号公報には、摺動部
の耐摩耗性となじみ性とを満足させる方法として、高周
波焼き入れと化成処理(リューブライト処理)との組合せ
を実施するという方法が開示されている。また、特開平
２００１−３０４１４９号公報には、スクロールの鏡板
摺動面に複数の凹部を設け、この凹部に油膜を確保する
ことにより、摺動面の焼付きを防ぎ、耐摩耗性及び信頼
性を向上させる方法が開示されている。
【０００４】さらに、特開平９−１２６１６６号公報に
は、隙間を縮小させる表面処理の効果を充分発揮させ、
取扱いガスの洩れを低減し、高性能のスクロール圧縮機
を提供することを目的として、旋回スクロール部材と固
定スクロール部材の両方にリン酸マンガン塩処理を施
し、その処理層の厚さを固定スクロール部材側より旋回
スクロール部材側でより厚くするという技術が開示され
ている。
は、隙間を縮小させる表面処理の効果を充分発揮させ、
取扱いガスの洩れを低減し、高性能のスクロール圧縮機
を提供することを目的として、旋回スクロール部材と固
定スクロール部材の両方にリン酸マンガン塩処理を施
し、その処理層の厚さを固定スクロール部材側より旋回
スクロール部材側でより厚くするという技術が開示され
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スクロ
ール圧縮機のスクロール部材の鏡板面にリン酸マンガン
皮膜を施した場合、比較的平滑な面に皮膜を施すことに
なるため、被覆材料の洗浄等が不十分であると、皮膜の
密着性が弱くなるおそれがあり、また、皮膜が摩耗して
母材が露出するようになるとその露出の程度如何によっ
ては摩擦係数が高くなるおそれもある。さらに、前記特
開２００１−３０４１４９号公報に開示の技術のよう
に、鏡板部に凹部を設けるためには、アルミニウム合金
に硬質アルマイト処理を行い、さらにマスキングを行う
ことから、マスキング工程、エッチング工程等が必要に
なり、工程数が増加してしまうという問題が生じる。
ール圧縮機のスクロール部材の鏡板面にリン酸マンガン
皮膜を施した場合、比較的平滑な面に皮膜を施すことに
なるため、被覆材料の洗浄等が不十分であると、皮膜の
密着性が弱くなるおそれがあり、また、皮膜が摩耗して
母材が露出するようになるとその露出の程度如何によっ
ては摩擦係数が高くなるおそれもある。さらに、前記特
開２００１−３０４１４９号公報に開示の技術のよう
に、鏡板部に凹部を設けるためには、アルミニウム合金
に硬質アルマイト処理を行い、さらにマスキングを行う
ことから、マスキング工程、エッチング工程等が必要に
なり、工程数が増加してしまうという問題が生じる。
【０００６】最近の冷凍空気調和機では、使用する冷媒
混合油の変化により、冷媒自体の有する潤滑効果が期待
できなくなっていることに加えて、圧縮機も高速摺動性
能の要求が高くなってきている関係上、スクロール部材
における摺動部に関し、より一段と高い摺動面の低摩擦
化及び耐焼付き性能の向上が望まれている。
混合油の変化により、冷媒自体の有する潤滑効果が期待
できなくなっていることに加えて、圧縮機も高速摺動性
能の要求が高くなってきている関係上、スクロール部材
における摺動部に関し、より一段と高い摺動面の低摩擦
化及び耐焼付き性能の向上が望まれている。
【０００７】本発明は、上記した実状に鑑みてなされた
もので、その目的は、スクロール圧縮機の信頼性向上の
意図のもとに、密着性の優れた摺動状態を改善する表面
皮膜を有するスクロール部材を提供することにある。
もので、その目的は、スクロール圧縮機の信頼性向上の
意図のもとに、密着性の優れた摺動状態を改善する表面
皮膜を有するスクロール部材を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明によるスクロール圧縮機は、請求項１ないし
４に記載されたところを特徴とするものであるが、独立
項としての請求項１に係る発明によるスクロール圧縮機
は、作動ガスを圧縮するための固定スクロール部材及び
旋回スクロール部材と、旋回スクロール部材を旋回運動
自在に支持する台板を有するフレーム部材と、を備え、
両スクロール部材の鏡板面間もしくは鏡板面とラップ面
間で、また、旋回スクロール部材の鏡板背面とフレーム
部材の台板面間で摺動部を構成し、該摺動部を構成する
少なくとも一方の部材の母材金属表面に膜厚が１μｍな
いし２０μｍ程度のリン酸マンガン皮膜、二硫化モリブ
デン皮膜、ＰＴＦＥ皮膜、二硫化モリブデン及び、また
はＰＴＦＥを含む皮膜及びＤＬＣ皮膜といった、摺動状
態を改善する表面皮膜(以下単に「表面皮膜」と呼称する)
を形成してなるスクロール圧縮機において、摺動部を構
成する前記一方の部材の母材金属表面には、ＪＩＳ規格
Ｂ０６０１−１９９４に定義される、粗さ曲線からその
平均線の方向に基準長さ８ｍｍだけ抜き取り、この抜き
取り部分の平均線から、最も高い山頂から５番目までの
山頂の標高の絶対値の平均値と、最も低い谷底から５番
目までの谷底の標高の絶対値の平均値との和である１０
点平均粗さＲｚ(以下単に「表面粗さＲｚ」と呼称する)の
値が１μｍないし１０μｍの凹凸となる表面粗さ加工を
施すと共に、他方の部材の母材金属表面には、前記一方
の部材の表面粗さＲｚより小さい値の表面粗さＲｚの凹
凸となる表面粗さ加工を施したことを特徴とするもので
ある。
め、本発明によるスクロール圧縮機は、請求項１ないし
４に記載されたところを特徴とするものであるが、独立
項としての請求項１に係る発明によるスクロール圧縮機
は、作動ガスを圧縮するための固定スクロール部材及び
旋回スクロール部材と、旋回スクロール部材を旋回運動
自在に支持する台板を有するフレーム部材と、を備え、
両スクロール部材の鏡板面間もしくは鏡板面とラップ面
間で、また、旋回スクロール部材の鏡板背面とフレーム
部材の台板面間で摺動部を構成し、該摺動部を構成する
少なくとも一方の部材の母材金属表面に膜厚が１μｍな
いし２０μｍ程度のリン酸マンガン皮膜、二硫化モリブ
デン皮膜、ＰＴＦＥ皮膜、二硫化モリブデン及び、また
はＰＴＦＥを含む皮膜及びＤＬＣ皮膜といった、摺動状
態を改善する表面皮膜(以下単に「表面皮膜」と呼称する)
を形成してなるスクロール圧縮機において、摺動部を構
成する前記一方の部材の母材金属表面には、ＪＩＳ規格
Ｂ０６０１−１９９４に定義される、粗さ曲線からその
平均線の方向に基準長さ８ｍｍだけ抜き取り、この抜き
取り部分の平均線から、最も高い山頂から５番目までの
山頂の標高の絶対値の平均値と、最も低い谷底から５番
目までの谷底の標高の絶対値の平均値との和である１０
点平均粗さＲｚ(以下単に「表面粗さＲｚ」と呼称する)の
値が１μｍないし１０μｍの凹凸となる表面粗さ加工を
施すと共に、他方の部材の母材金属表面には、前記一方
の部材の表面粗さＲｚより小さい値の表面粗さＲｚの凹
凸となる表面粗さ加工を施したことを特徴とするもので
ある。
【０００９】前記目的を達成するため、従属項としての
請求項２に係る発明によるスクロール圧縮機は、請求項
１に記載のものにおいて、表面皮膜がリン酸マンガン皮
膜であることを特徴とするものである。
請求項２に係る発明によるスクロール圧縮機は、請求項
１に記載のものにおいて、表面皮膜がリン酸マンガン皮
膜であることを特徴とするものである。
【００１０】同じく、従属順としての請求項３に係る発
明によるスクロール圧縮機は、請求項１または２に記載
のものにおいて、固定スクロール部材、旋回スクロール
部材及びフレーム部材の部材金属が、いずれも鉄系の材
料であり、炭素鋼または鋳鉄であることを特徴とするも
のである。
明によるスクロール圧縮機は、請求項１または２に記載
のものにおいて、固定スクロール部材、旋回スクロール
部材及びフレーム部材の部材金属が、いずれも鉄系の材
料であり、炭素鋼または鋳鉄であることを特徴とするも
のである。
【００１１】同じく、従属項としての請求項４に係る発
明によるスクロール圧縮機は、請求項２または３に記載
のものにおいて、母材金属表面にリン酸マンガン皮膜を
形成してなる前記少なくとも一方の部材を、その母材の
一部が露出するまで研磨し、母材に対してリン酸マンガ
ンの面積比率が３０％ないし８０％の範囲内にあるよう
にしたことを特徴とするものである。
明によるスクロール圧縮機は、請求項２または３に記載
のものにおいて、母材金属表面にリン酸マンガン皮膜を
形成してなる前記少なくとも一方の部材を、その母材の
一部が露出するまで研磨し、母材に対してリン酸マンガ
ンの面積比率が３０％ないし８０％の範囲内にあるよう
にしたことを特徴とするものである。
【００１２】同じく、従属項としての請求項５に係る発
明によるスクロール圧縮機は、請求項１または２に記載
のものにおいて、摺動部を構成する前記少なくとも一方
の部材が、固定スクロール部材及びフレーム部材である
ことを特徴とするものである。
明によるスクロール圧縮機は、請求項１または２に記載
のものにおいて、摺動部を構成する前記少なくとも一方
の部材が、固定スクロール部材及びフレーム部材である
ことを特徴とするものである。
【００１３】同じく、従属項としての請求項４に係る発
明によるスクロール圧縮機は、請求項１または２に記載
のものにおいて、摺動部を構成する前記少なくとも一方
の部材が、旋回スクロール部材であることを特徴とする
ものである。
明によるスクロール圧縮機は、請求項１または２に記載
のものにおいて、摺動部を構成する前記少なくとも一方
の部材が、旋回スクロール部材であることを特徴とする
ものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
１に示されるスクロール圧縮機に基づいて説明する。固
定スクロール部材または旋回スクロール部材の少なくと
も一方にリン酸マンガン皮膜を施したスクロール圧縮機
において、前記リン酸マンガン処理を施した母材の摺動
面の表面粗さを、相対する摺動面の表面粗さよりも大き
くする。具体的には、固定スクロール部材と旋回スクロ
ール部材の鏡板及びラップの摺動面、または旋回スクロ
ール部材の鏡板背面とフレーム部材の台座面の摺動面に
おいて、例えば、旋回スクロール部材の摺動面である鏡
板面やラップ面に表面粗さＲｚが１〜１０μｍの凹凸と
なるような表面粗さ加工を行い、リン酸マンガン皮膜を
施して、固定スクロール部材の摺動面である鏡板面やラ
ップ面には表面粗さＲｚを、前記旋回スクロール部材の
表面粗さＲｚよりも小さい値となる構成とする。また、
旋回スクロール部材の鏡板背面とフレーム部材の台板面
間での摺動部においても、前記と同様の表面粗さ加工や
リン酸マンガン皮膜を形成した構成とする。このよう
に、摺動面の一方の表面粗さＲｚの値が１μｍないし１
０μｍの凹凸となるように表面粗さ加工を施すことによ
り、該表面粗さが有する凹凸のアンカー効果によって、
該表面粗さ上に施すリン酸マンガン皮膜の密着性が向上
する。
１に示されるスクロール圧縮機に基づいて説明する。固
定スクロール部材または旋回スクロール部材の少なくと
も一方にリン酸マンガン皮膜を施したスクロール圧縮機
において、前記リン酸マンガン処理を施した母材の摺動
面の表面粗さを、相対する摺動面の表面粗さよりも大き
くする。具体的には、固定スクロール部材と旋回スクロ
ール部材の鏡板及びラップの摺動面、または旋回スクロ
ール部材の鏡板背面とフレーム部材の台座面の摺動面に
おいて、例えば、旋回スクロール部材の摺動面である鏡
板面やラップ面に表面粗さＲｚが１〜１０μｍの凹凸と
なるような表面粗さ加工を行い、リン酸マンガン皮膜を
施して、固定スクロール部材の摺動面である鏡板面やラ
ップ面には表面粗さＲｚを、前記旋回スクロール部材の
表面粗さＲｚよりも小さい値となる構成とする。また、
旋回スクロール部材の鏡板背面とフレーム部材の台板面
間での摺動部においても、前記と同様の表面粗さ加工や
リン酸マンガン皮膜を形成した構成とする。このよう
に、摺動面の一方の表面粗さＲｚの値が１μｍないし１
０μｍの凹凸となるように表面粗さ加工を施すことによ
り、該表面粗さが有する凹凸のアンカー効果によって、
該表面粗さ上に施すリン酸マンガン皮膜の密着性が向上
する。
【００１５】図７に示すように、一方の表面粗さＲｚを
０．８μｍとして、もう一方の表面粗さＲｚの値を変化
させると、表面粗さＲｚの値が１μｍないし１０μｍの
範囲内にあるとき摩擦係数は低くなる。リン酸マンガン
皮膜を施す母材金属の表面粗さＲｚの値が１μｍないし
１０μｍの範囲内であれば、リン酸マンガン皮膜は母材
の有する凹凸に倣って形成されるため、リン酸マンガン
皮膜を施した表面には、母材の表面粗さによる凹凸が存
在する。その凹凸とリン酸マンガンの有する凹凸によっ
て、潤滑油の保油効果、冷却効果及び弾性流体潤滑効果
が得られることから、摩擦係数が低減され、耐焼付き性
能の向上が認められた。なお、リン酸マンガン皮膜が摩
耗した場合においても、母材の有する表面粗さによる凹
凸内にリン酸マンガンが存在することによって、潤滑油
の保油効果が得られ、摩擦係数の低減効果が長期に渡り
得られる。
０．８μｍとして、もう一方の表面粗さＲｚの値を変化
させると、表面粗さＲｚの値が１μｍないし１０μｍの
範囲内にあるとき摩擦係数は低くなる。リン酸マンガン
皮膜を施す母材金属の表面粗さＲｚの値が１μｍないし
１０μｍの範囲内であれば、リン酸マンガン皮膜は母材
の有する凹凸に倣って形成されるため、リン酸マンガン
皮膜を施した表面には、母材の表面粗さによる凹凸が存
在する。その凹凸とリン酸マンガンの有する凹凸によっ
て、潤滑油の保油効果、冷却効果及び弾性流体潤滑効果
が得られることから、摩擦係数が低減され、耐焼付き性
能の向上が認められた。なお、リン酸マンガン皮膜が摩
耗した場合においても、母材の有する表面粗さによる凹
凸内にリン酸マンガンが存在することによって、潤滑油
の保油効果が得られ、摩擦係数の低減効果が長期に渡り
得られる。
【００１６】前記表面粗さＲｚの値が固定スクロール部
材の摺動面と、旋回スクロール部材の摺動面との間で差
が小さく、しかも両部材ともその表面粗さＲｚの値が１
μｍよりも小さい場合は、リン酸マンガン皮膜を設ける
前工程の洗浄等が不十分であると、リン酸マンガン皮膜
の密着性が弱くなるおそれがある。また、表面に凹凸が
少ないために、弾性流体潤滑効果が得られにくく、上記
の摩擦係数低減や耐焼付き性能の向上効果が少ない。ま
た、表面粗さＲｚの値が１０μｍをこえるような場合
は、凹部が深くなるため、摺動面に均一な油膜が得られ
にくくなってしまう。
材の摺動面と、旋回スクロール部材の摺動面との間で差
が小さく、しかも両部材ともその表面粗さＲｚの値が１
μｍよりも小さい場合は、リン酸マンガン皮膜を設ける
前工程の洗浄等が不十分であると、リン酸マンガン皮膜
の密着性が弱くなるおそれがある。また、表面に凹凸が
少ないために、弾性流体潤滑効果が得られにくく、上記
の摩擦係数低減や耐焼付き性能の向上効果が少ない。ま
た、表面粗さＲｚの値が１０μｍをこえるような場合
は、凹部が深くなるため、摺動面に均一な油膜が得られ
にくくなってしまう。
【００１７】所定の表面粗さＲｚの表面粗さ加工を施し
た母材金属表面に、リン酸マンガン皮膜を形成した部材
については、あらかじめリン酸マンガン皮膜を機械加工
等により母材の一部が露出するまで削り取ってもよい。
その際、リン酸マンガンの占める母材との面積比率が３
０％ないし８０％の範囲内にあるようにすることが望ま
しい。リン酸マンガンの面積比率が３０％よりも少ない
場合は、潤滑油の保持効果が得られにくく、８０％より
も多い場合はなじみが進行するまでに母材の露出部分に
応力が集中しやすくなってしまう。
た母材金属表面に、リン酸マンガン皮膜を形成した部材
については、あらかじめリン酸マンガン皮膜を機械加工
等により母材の一部が露出するまで削り取ってもよい。
その際、リン酸マンガンの占める母材との面積比率が３
０％ないし８０％の範囲内にあるようにすることが望ま
しい。リン酸マンガンの面積比率が３０％よりも少ない
場合は、潤滑油の保持効果が得られにくく、８０％より
も多い場合はなじみが進行するまでに母材の露出部分に
応力が集中しやすくなってしまう。
【００１８】以下、表面皮膜がリン酸マンガン皮膜であ
り、母材金属が鋳鉄である場合の本発明の一実施例を図
面に従って述べるが、本発明はこれに限定されるもので
はない。例えば、表面皮膜についていえば、本発明を実
施するに当ってリン酸マンガン皮膜のほかに二硫化モリ
ブデン皮膜、ＰＴＦＥ皮膜、二硫化モリブデン及び、ま
たはＰＴＦＥを含む皮膜及びＤＬＣ皮膜といった、摺動
状態を改善する表面皮膜を用いることができる。
り、母材金属が鋳鉄である場合の本発明の一実施例を図
面に従って述べるが、本発明はこれに限定されるもので
はない。例えば、表面皮膜についていえば、本発明を実
施するに当ってリン酸マンガン皮膜のほかに二硫化モリ
ブデン皮膜、ＰＴＦＥ皮膜、二硫化モリブデン及び、ま
たはＰＴＦＥを含む皮膜及びＤＬＣ皮膜といった、摺動
状態を改善する表面皮膜を用いることができる。
【００１９】図１は、固定スクロール部材１１、旋回ス
クロール部材１２及びフレーム部材１３を有する本発明
に係るスクロール圧縮機１の断面模式図である。図２
は、固定スクロール部材１１の鏡板面２１とラップ面２
５及び旋回スクロール部材１２の鏡板面２２とラップ面
２６における両スクロール部材の鏡板面間もしくは鏡板
面とラップ面間で、また、旋回スクロール部材１２の鏡
板背面２３とフレーム部材１３の台板面２４間で構成さ
れる摺動部を示す図である。各摺動部における母材金属
の表面粗さＲｚの一例を下記の表１に示す。なお、本発
明における表面粗さＲｚは、株式会社東京精密製Ｓｕｒ
ｆｃｏｍ１４００Ａを用いて測定したものである。
クロール部材１２及びフレーム部材１３を有する本発明
に係るスクロール圧縮機１の断面模式図である。図２
は、固定スクロール部材１１の鏡板面２１とラップ面２
５及び旋回スクロール部材１２の鏡板面２２とラップ面
２６における両スクロール部材の鏡板面間もしくは鏡板
面とラップ面間で、また、旋回スクロール部材１２の鏡
板背面２３とフレーム部材１３の台板面２４間で構成さ
れる摺動部を示す図である。各摺動部における母材金属
の表面粗さＲｚの一例を下記の表１に示す。なお、本発
明における表面粗さＲｚは、株式会社東京精密製Ｓｕｒ
ｆｃｏｍ１４００Ａを用いて測定したものである。
【表１】
【００２０】摩擦係数及び焼付き荷重を測定するため
に、図３に示す試験片を作成して、冷媒と冷凍機油を混
合して、実際のスクロール圧縮機の環境を模擬した摩擦
試験機によって摩擦係数及び焼付き荷重を測定した。こ
の実施例では、固定スクロール部材及びフレーム部材を
模擬したディスク状試験片３１には、表面粗さＲｚの値
が０．５μｍの凹凸となるような表面粗さ加工を施し、
旋回スクロール部材を模擬したリング状試験片３２に
は、表面粗さＲｚの値が４．２μｍの凹凸となるような
表面粗さ加工を施した。リング状試験片３２には、前記
表面粗さ加工を施した後に、リン酸マンガン皮膜を約５
μｍの膜厚で形成した。全ての試験片にはＦＣ２５０を
用いた。
に、図３に示す試験片を作成して、冷媒と冷凍機油を混
合して、実際のスクロール圧縮機の環境を模擬した摩擦
試験機によって摩擦係数及び焼付き荷重を測定した。こ
の実施例では、固定スクロール部材及びフレーム部材を
模擬したディスク状試験片３１には、表面粗さＲｚの値
が０．５μｍの凹凸となるような表面粗さ加工を施し、
旋回スクロール部材を模擬したリング状試験片３２に
は、表面粗さＲｚの値が４．２μｍの凹凸となるような
表面粗さ加工を施した。リング状試験片３２には、前記
表面粗さ加工を施した後に、リン酸マンガン皮膜を約５
μｍの膜厚で形成した。全ての試験片にはＦＣ２５０を
用いた。
【００２１】比較例として、ディスク状試験片３１に
は、表面粗さＲｚの値が０．８μｍの凹凸となるような
表面粗さ加工を施し、リング状試験片３２には、表面粗
さＲｚの値が０．４μｍの凹凸となるような比較的表面
粗さの差が小さいものを用いて、両試験片に対しリン酸
マンガン皮膜を５μｍの膜厚で形成した。摩擦試験は、
毎分回転数５５０ｒｐｍで、荷重ステップ０．５ｋｇｆ
／ｃｍ２、保持時間３ｍｉｎで行い、摩擦トルクの急激
な上昇をもって焼付きとして実験を中止した。
は、表面粗さＲｚの値が０．８μｍの凹凸となるような
表面粗さ加工を施し、リング状試験片３２には、表面粗
さＲｚの値が０．４μｍの凹凸となるような比較的表面
粗さの差が小さいものを用いて、両試験片に対しリン酸
マンガン皮膜を５μｍの膜厚で形成した。摩擦試験は、
毎分回転数５５０ｒｐｍで、荷重ステップ０．５ｋｇｆ
／ｃｍ２、保持時間３ｍｉｎで行い、摩擦トルクの急激
な上昇をもって焼付きとして実験を中止した。
【００２２】図４は、上記試験片及び試験機を用いて摩
擦係数を測定した結果を示すものである。本実施例の表
面粗さの組合せ例では、ＰＶ値が７ＭＰａ・ｍ／ｓにお
いても摩擦係数は０．０１以下と非常に小さい摩擦係数
を示した。試験終了後のリン酸マンガン皮膜を形成した
リング状試験片を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察
した結果、母材であるＦＣ２５０は部分的に露出してい
るが、表面粗さによる凹み部分にはリン酸マンガン皮膜
が多く残存しており、良好な密着性が得られるものであ
った。
擦係数を測定した結果を示すものである。本実施例の表
面粗さの組合せ例では、ＰＶ値が７ＭＰａ・ｍ／ｓにお
いても摩擦係数は０．０１以下と非常に小さい摩擦係数
を示した。試験終了後のリン酸マンガン皮膜を形成した
リング状試験片を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察
した結果、母材であるＦＣ２５０は部分的に露出してい
るが、表面粗さによる凹み部分にはリン酸マンガン皮膜
が多く残存しており、良好な密着性が得られるものであ
った。
【００２３】比較例である両試験片ともに表面粗さが１
μｍより小さい値で、かつ、表面粗さの差が小さい場合
は、ＰＶ値が５ＭＰａ・ｍ／ｓにおいて摩擦係数が高く
なり、信頼性の点で劣ってしまう。試験終了後のリング
状試験片を上記と同様にＳＥＭにより観察すると、初期
の表面粗さが小さいためにリン酸マンガン皮膜の残存が
非常に少なく、母材であるＦＣ２５０がほぼ全面に露出
してしまっており、密着性の点で劣ってしまうものであ
った。
μｍより小さい値で、かつ、表面粗さの差が小さい場合
は、ＰＶ値が５ＭＰａ・ｍ／ｓにおいて摩擦係数が高く
なり、信頼性の点で劣ってしまう。試験終了後のリング
状試験片を上記と同様にＳＥＭにより観察すると、初期
の表面粗さが小さいためにリン酸マンガン皮膜の残存が
非常に少なく、母材であるＦＣ２５０がほぼ全面に露出
してしまっており、密着性の点で劣ってしまうものであ
った。
【００２４】また、ディスク状試験片３１の摺動面の表
面粗さＲｚの値が８．３μｍの凹凸となり、ディスク状
の試験片３２の摺動面の表面粗さＲｚの値が３．２μｍ
の凹凸となるように、それぞれ表面粗さ加工を施し、摺
動面の形状を図５に示すように、表面粗さＲｚの値が小
さい方にリン酸マンガン皮膜１５を設け、前記実施例と
同様の試験を行った結果、表面粗さＲｚの値が大きい方
の表面粗さによる弾性流体潤滑効果によって、前記実施
例と同等の摩擦係数及び耐焼付き性を示した。
面粗さＲｚの値が８．３μｍの凹凸となり、ディスク状
の試験片３２の摺動面の表面粗さＲｚの値が３．２μｍ
の凹凸となるように、それぞれ表面粗さ加工を施し、摺
動面の形状を図５に示すように、表面粗さＲｚの値が小
さい方にリン酸マンガン皮膜１５を設け、前記実施例と
同様の試験を行った結果、表面粗さＲｚの値が大きい方
の表面粗さによる弾性流体潤滑効果によって、前記実施
例と同等の摩擦係数及び耐焼付き性を示した。
【００２５】もう一つの実施例として、図６に示すよう
に、一方のディスク状試験片３１の摺動面に表面粗さＲ
ｚの値が６．０μｍの凹凸となるような表面粗さ加工を
施した後、膜厚が５μｍのリン酸マンガン皮膜１５を設
け、リン酸マンガンと母材の面積比率がリン酸マンガン
４０％、母材６０％となるように母材の一部が露出する
まで研磨を行い、他方のリング状試験片３２には０．５
μｍの凹凸となるように、それぞれ表面粗さ加工を施
し、前記実施例と同様の試験を行った結果、初期のなじ
みを速やかに進行させることができ、該表面粗さの凹部
に存在するリン酸マンガンの油保持効果によって前記実
施例と同等の摩擦係数及び耐焼付き性が得られた。
に、一方のディスク状試験片３１の摺動面に表面粗さＲ
ｚの値が６．０μｍの凹凸となるような表面粗さ加工を
施した後、膜厚が５μｍのリン酸マンガン皮膜１５を設
け、リン酸マンガンと母材の面積比率がリン酸マンガン
４０％、母材６０％となるように母材の一部が露出する
まで研磨を行い、他方のリング状試験片３２には０．５
μｍの凹凸となるように、それぞれ表面粗さ加工を施
し、前記実施例と同様の試験を行った結果、初期のなじ
みを速やかに進行させることができ、該表面粗さの凹部
に存在するリン酸マンガンの油保持効果によって前記実
施例と同等の摩擦係数及び耐焼付き性が得られた。
【００２６】前記した試験片で実施したような表面粗さ
の組合わせは、固定スクロール部材と旋回スクロール部
材との間で構成される摺動部についても、旋回スクロー
ル部材の鏡板背面とフレーム部材の台板面間で構成され
る摺動部についても、何ら変更を加えることなく、その
まま適用できるものである。
の組合わせは、固定スクロール部材と旋回スクロール部
材との間で構成される摺動部についても、旋回スクロー
ル部材の鏡板背面とフレーム部材の台板面間で構成され
る摺動部についても、何ら変更を加えることなく、その
まま適用できるものである。
【００２７】図１は、本発明の実施対象である固定スク
ロール部材、旋回スクロール部材及びフレーム部材を用
いたスクロール圧縮機の構造を示す断面模式図である。
旋回スクロール部材鏡板における母材金属の表面粗さＲ
ｚの値が１μｍないし１０μｍの凹凸となるような表面
粗さ加工を施し、固定スクロール部材鏡板における母材
金属の表面粗さＲｚの値が前記旋回スクロール部材鏡板
における母材金属の表面粗さＲｚの値が小さいものとし
て、旋回スクロール部材にリン酸マンガン皮膜を施すこ
とで、リン酸マンガン皮膜の密着性が向上し、リン酸マ
ンガン皮膜が摩耗した場合においても摩擦係数が低減さ
れ、耐焼付き性能が極めて良好なスクロール部材を有す
るスクロール圧縮機が得られる。
ロール部材、旋回スクロール部材及びフレーム部材を用
いたスクロール圧縮機の構造を示す断面模式図である。
旋回スクロール部材鏡板における母材金属の表面粗さＲ
ｚの値が１μｍないし１０μｍの凹凸となるような表面
粗さ加工を施し、固定スクロール部材鏡板における母材
金属の表面粗さＲｚの値が前記旋回スクロール部材鏡板
における母材金属の表面粗さＲｚの値が小さいものとし
て、旋回スクロール部材にリン酸マンガン皮膜を施すこ
とで、リン酸マンガン皮膜の密着性が向上し、リン酸マ
ンガン皮膜が摩耗した場合においても摩擦係数が低減さ
れ、耐焼付き性能が極めて良好なスクロール部材を有す
るスクロール圧縮機が得られる。
【００２８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、スクロー
ル圧縮機における摺動部を構成するところの固定スクロ
ール部材及び旋回スクロール部材の鏡板面またはラップ
面並びに旋回スクロール部材鏡板背面またはフレーム部
材の台板面の少なくとも一方に表面粗さＲｚの値が１μ
ｍないし１０μｍの凹凸となるような表面粗さ加工を施
し、摺動状態を改善する表面皮膜を設け、他方は前記表
面粗さＲｚの値よりも小さい値の表面粗さ加工を施すこ
とで、摺動状態を改善する表面皮膜の密着性に優れ、該
表面皮膜が摩耗しても摩擦係数の低く耐焼付き性の優れ
たスクロール部材を備えたスクロール圧縮機が実現され
た。
ル圧縮機における摺動部を構成するところの固定スクロ
ール部材及び旋回スクロール部材の鏡板面またはラップ
面並びに旋回スクロール部材鏡板背面またはフレーム部
材の台板面の少なくとも一方に表面粗さＲｚの値が１μ
ｍないし１０μｍの凹凸となるような表面粗さ加工を施
し、摺動状態を改善する表面皮膜を設け、他方は前記表
面粗さＲｚの値よりも小さい値の表面粗さ加工を施すこ
とで、摺動状態を改善する表面皮膜の密着性に優れ、該
表面皮膜が摩耗しても摩擦係数の低く耐焼付き性の優れ
たスクロール部材を備えたスクロール圧縮機が実現され
た。
【図１】本発明の実施の対象であるスクロール圧縮機の
縦断面図である。
縦断面図である。
【図２】図１のスクロール部材及びフレーム部材が構成
している摺動部を示す要部断面図である。
している摺動部を示す要部断面図である。
【図３】本発明の実施例を模擬するディスク状試験片及
びリング状試験片の説明図である。
びリング状試験片の説明図である。
【図４】本発明の一実施例に係る摩擦係数測定結果を示
すグラフ図である。
すグラフ図である。
【図５】本発明の一実施例に係る表面粗さの組合わせ例
である。
である。
【図６】本発明の一実施例に係る表面粗さの組合わせ例
である。
である。
【図７】本発明の一実施例に係る表面粗さと摩擦係数の
関係図である。
関係図である。
１ スクロール圧縮機
１１ 固定スクロール部材
１２ 旋回スクロール部材
１３ フレーム部材
２１ 固定スクロール部材鏡板
２２ 旋回スクロール部材鏡板
２３ 旋回スクロール部材鏡板背面
２４ フレーム部材代板面
２５ 固定スクロール部材ラップ
２６ 旋回スクロール部材ラップ
３１ ディスク状試験片
３２ リング状試験片
１５ リン酸マンガン皮膜
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｃ２３Ｃ 30/00 Ｃ２３Ｃ 30/00 Ｃ
Ｆ０４Ｃ 29/00 Ｆ０４Ｃ 29/00 Ｕ
(72)発明者 水野 隆夫
静岡県清水市村松390番地 株式会社日立
空調システム清水生産本部内
(72)発明者 松永 睦憲
静岡県清水市村松390番地 株式会社日立
空調システム清水生産本部内
(72)発明者 柳瀬 裕一
茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日
立製作所機械研究所内
(72)発明者 村井 洋一
茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日
立製作所機械研究所内
Ｆターム(参考） 3H029 AA02 AA14 AB03 BB01 BB44
BB50 CC04 CC38
3H039 AA05 AA12 BB04 BB07 BB11
CC04 CC31 CC35 CC41
4K026 AA02 BA05 BB03 BB04 CA23
EA02 EB00
4K044 AA02 AB10 BA12 BA17 BA18
BA19 BA21 BB10 BC01 BC05
BC06 CA07 CA13 CA16 CA18
CA67
Claims (6)
- 【請求項１】 作動ガスを圧縮するための固定スクロー
ル部材及び旋回スクロール部材と、旋回スクロール部材
を旋回運動自在に支持する台板を有するフレーム部材
と、を備え、両スクロール部材の鏡板面間もしくは鏡板
面とラップ面間で、また、旋回スクロール部材の鏡板背
面とフレーム部材の台板面間で摺動部を構成し、該摺動
部を構成する少なくとも一方の部材の母材金属表面に膜
厚が１μｍないし２０μｍ程度の表面皮膜を形成してな
るスクロール圧縮機において、 摺動部を構成する前記少なくとも一方の部材の母材金属
表面には、表面粗さＲｚの値が１μｍないし１０μｍの
凹凸となる表面粗さ加工を施すと共に、他方の部材の母
材金属表面には、前記一方の部材の表面粗さＲｚより小
さい値の表面粗さＲｚの凹凸となる表面粗さ加工を施し
たことを特徴とするスクロール圧縮機。 - 【請求項２】 前記表面皮膜がリン酸マンガン皮膜であ
ることを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮
機。 - 【請求項３】 前記固定スクロール部材、旋回スクロー
ル部材及びフレーム部材の母材金属が、いずれも鉄系の
材料であり、炭素鋼または鋳鉄であることを特徴とする
請求項１または２に記載のスクロール圧縮機。 - 【請求項４】 母材金属表面にリン酸マンガン皮膜を形
成してなる前記少なくとも一方の部材を、その母材の一
部が露出するまで研磨し、母材に対してリン酸マンガン
の面積比率が３０％ないし８０％の範囲内にあるように
したことを特徴とする請求項２または３に記載のスクロ
ール圧縮機。 - 【請求項５】 摺動部を構成する前記少なくとも一方の
部材が、固定スクロール部材及びフレーム部材であるこ
とを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のス
クロール圧縮機。 - 【請求項６】 摺動部を構成する前記少なくとも一方の
部材が、旋回スクロール部材であることを特徴とする請
求項１ないし４のいずれかに記載のスクロール圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002058846A JP3972326B2 (ja) | 2002-03-05 | 2002-03-05 | スクロール圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002058846A JP3972326B2 (ja) | 2002-03-05 | 2002-03-05 | スクロール圧縮機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003254262A true JP2003254262A (ja) | 2003-09-10 |
| JP3972326B2 JP3972326B2 (ja) | 2007-09-05 |
Family
ID=28668704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002058846A Expired - Lifetime JP3972326B2 (ja) | 2002-03-05 | 2002-03-05 | スクロール圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3972326B2 (ja) |
Cited By (10)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2008286135A (ja) * | 2007-05-18 | 2008-11-27 | Denso Corp | 圧縮機 |
| JP2010174902A (ja) * | 2010-04-23 | 2010-08-12 | Denso Corp | 圧縮機 |
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| JP2013130143A (ja) * | 2011-12-22 | 2013-07-04 | Mitsubishi Electric Corp | 摺動機構およびロータリ圧縮機およびスクロール圧縮機 |
| US9243635B2 (en) | 2010-12-27 | 2016-01-26 | Daikin Industries, Ltd. | Compressor with different resin hardness layers |
| KR101736901B1 (ko) * | 2014-10-03 | 2017-05-17 | 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 | 편심요동형 감속장치 |
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| JP2020023961A (ja) * | 2018-07-27 | 2020-02-13 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | スクロール圧縮機 |
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-
2002
- 2002-03-05 JP JP2002058846A patent/JP3972326B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JP7308437B2 (ja) | 2018-07-27 | 2023-07-14 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | スクロール圧縮機 |
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