JP2004003402A

JP2004003402A - スクロール型流体機械及びスクロール部材とその部材の製造方法

Info

Publication number: JP2004003402A
Application number: JP2002160882A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Inoguchi; 井野口　和彦; Masamitsu Takeuchi; 竹内　真実
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-06-03
Filing date: 2002-06-03
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2022-06-03
Also published as: JP3958118B2

Abstract

【課題】スクロール型流体機械、および、そのスクロール部材とスクロール部材の製造方法を提供し、潤滑油が枯渇した場合でも潤滑性能を発揮できる。
【解決手段】アルミニウム合金母材１に陽極酸化皮膜２を形成し、ポア３の表層部に拡大開口部２０を形成し、ポア３内にすず５を充填しスクロール部材１０を製造する。このスクロール部材１０を旋回スクロール又は固定スクロールのいずれか一方に用い、含浸させたすず５の持つ自己潤滑作用により、固定スクロールと旋回スクロールとの間に潤滑油が枯渇した場合でも両スクロール間の潤滑作用を保持し凝着に至らないスクロール型流体機械とした。
【選択図】　　　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミニウム合金で形成する旋回スクロール部材、および、または固定スクロール部材の表面処理方法、およびその表面処理を施したスクロール部材およびそのスクロール部材を用いたスクロール型流体機械、特にスクロール型圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スクロール型流体機械、例えば冷媒のスクロールコンプレッサの冷媒圧縮部は、固定および旋回のそれぞれのスクロールによって構成され、それらが噛み合って圧縮機構を形成している。図７は一般的なスクロールコンプレッサの固定または旋回スクロール部材の形状の説明図であり、（ａ）はスクロール部材の平面図、（ｂ）は（ａ）中Ａ−Ａ矢視断面図である。
【０００３】
図７において、スクロール部材１０はラップ１１と呼ばれる渦巻き状の歯と、それを保持する端板１２によって形作られており、固定スクロールと旋回スクロールの両スクロール部材１０の歯（ラップ１１）の側面（ラップ面１１ａ）同士の接触部と、端板１２と相手側のスクロール部材１０の歯先（ラップ頂面１１ｂ）との接触部とで囲まれた部屋が、旋回スクロールの旋回運動によって吸入、圧縮を繰り返す構造となっている。このためラップ面１１ａ同士の接触、摺動、ラップ頂面１１ｂと相手側のスクロール部材１０の端板１２の面（端板面１２ａ）との接触、摺動が発生することになり摩耗対策が必要となっている。
【０００４】
一般に、スクロールコンプレッサを自動車エアコン用コンプレッサとして使用する場合、軽量化を要求されることからアルミニウム合金を採用する場合が多い。しかし、スクロールコンプレッサにおいて，お互いに噛み合って設けられ、接触、摺動する固定スクロール、旋回スクロールともにアルミニウム合金を用いた場合、両者ともに裸材ではお互いの摩耗が大きく、また凝着が生じることが多い。
【０００５】
スクロールコンプレッサの動作においては、固定スクロールに噛み合った旋回スクロールの旋回運動によって圧縮動作が行われるのであるが、旋回スクロールが旋回運動をする時、相手部材である固定スクロールの端板面１２ａには旋回スクロールのラップ頂面１１ｂが接触、摺動する。そこで、旋回スクロールのラップ頂面１１ｂには溝１１ｃが設けられ、その溝１１ｃに樹脂で形成されたチップシール１３と呼ばれる摺動性の良い部材が取り付けられて、ラップ頂面１１ｂと相手側の端板面１２ａとが直接接することが無いように配慮されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述のようなスクロールコンプレッサにおいては、従来から固定スクロールあるいは旋回スクロールのどちらか一方のラップ１１および端板１２の表面に硬質皮膜を形成する表面処理を行い、裸材と硬質皮膜の摺動として、耐摩耗性を大幅に向上させ、また凝着も生じなくなるようにしているが、チップシール１３も旋回スクロールが傾斜せず旋回する場合には効果があるが、傾斜して旋回運動をした場合には固定スクロールの端板面１２ａとラップ頂面１１ｂとが直接接することとなる。この場合にも、潤滑油が存在すれば問題なく稼動するが、スクロールコンプレッサの停止状況によっては潤滑油が途切れる場合があり、この時の摺動により凝着を生じやすいことが明らかになっている。
【０００７】
そこで本発明の出願人は、上記の対策として図６に示すスクロール部材、スクロール部材の製造方法、この部材を用いたスクロール型流体機械を提案し、特許出願も了している。次に、この先行技術の内容を説明する。
【０００８】
図６はスクロール部材の表面部断面拡大図であり、前述のように、スクロール型流体機械、例えばスクロールコンプレッサにおいて、アルミニウム合金製の固定スクロールあるいは旋回スクロールのどちらか一方のラップ１１および端板１２の表面に硬質皮膜を形成する場合、硬質陽極酸化処理が利用されるが、図６に示すように、硬質陽極酸化処理の特徴として、アルミニウム合金母材１の表面に形成された硬質陽極酸化処理皮膜（以下、単に「陽極酸化皮膜」という）２中には、ポア３と呼ばれる微小孔が存在する。この例では、図６に示すように、スクロール部材１０のアルミニウム合金母材１の陽極酸化皮膜２のポア３中に潤滑材としてすず５を含浸し、潤滑油が枯渇した場合でも潤滑性能を発揮できる自己潤滑性表面処理皮膜を形成したものである。
【０００９】
ポア３の底部（アルミニウム合金母材１側）にバリヤ層６と呼ばれる層が存在する陽極酸化皮膜２の構造から、バリヤ層６の通電可能な性質を利用し、硬質陽極酸化処理されたスクロール部材１０を、すずイオンを含む電解液中において陰極にセットし電解することで、バリヤ層６を介して通電が行なわれ、陽極酸化皮膜２のポア３中にすず５が析出し充填される。すず５は軟質の材料で自己潤滑作用を持つ材料の一つである。
【００１０】
陽極酸化皮膜２中にすず５の含浸物を形成することで、すず５の持つ自己潤滑作用により、潤滑油が枯渇した場合でも陽極酸化皮膜２表面に潤滑作用を保持し凝着に至らないスクロール部材、スクロールコンプレッサの製品を得ることができる。
【００１１】
そこで本発明は上記に説明した先行技術に係るスクロール部材、この部材の製造方法を改良し、更に性能を向上させ、チップすきまを減少させ性能的な問題を解消し、初期なじみ性を向上し、潤滑油が枯渇した場合でも潤滑性能を発揮できる皮膜を有するアルミニウム合金製のスクロールを備えるスクロール型流体機械、および、そのスクロール部材とスクロール部材の製造方法を提供することを課題とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は前述の課題を解決するために次の手段を提供する。
【００１３】
（１）アルミニウム合金製の一対の固定スクロールと旋回スクロールとを備えるスクロール型流体機械であって、前記固定スクロールまたは旋回スクロールのどちらか一方のスクロールの表面に、硬質陽極酸化処理皮膜を形成させ、同形成した皮膜中に生ずるポアの表層部における開口を同ポアの径より拡大させ、同ポア内にすずを含浸させた自己潤滑性表面処理皮膜を形成してなることを特徴とするスクロール型流体機械。
【００１４】
（２）スクロール型流体機械のアルミニウム合金製のスクロール部材であって、同スクロール部材の表面に硬質陽極酸化処理皮膜を形成させ、同形成した皮膜中に生ずるポアの表層部における開口を同ポアの径より拡大させ、同ポア内にすずを含浸させた自己潤滑性表面処理皮膜を形成してなることを特徴とするスクロール部材。
【００１５】
（３）スクロール型流体機械のアルミニウム合金製のスクロール部材の表面に硬質陽極酸化処理皮膜を形成し、次いて同スクロール部材を硫酸第１すずイオンを含む水溶液中で陰極側として電解し、前記硬質陽極酸化処理皮膜中に生じたポア内にすずを析出せしめ、その後前記硬質陽極酸化処理皮膜の表層部を水酸化ナトリウム水溶液中に所定時間浸漬して前記ポア開口をエッチングすることにより同ポアの径よりも拡大し、更に前記電解を施して同硬質陽極酸化処理皮膜中にすずを含浸させた自己潤滑性表面処理皮膜を形成することを特徴とするスクロール部材の製造方法。
【００１６】
（４）スクロール型流体機械のアルミニウム合金製のスクロール部材の表面に硬質陽極酸化処理皮膜を形成し、次いて前記硬質陽極酸化処理皮膜の表層部を水酸化ナトリウム水溶液中に所定時間浸漬し同硬質陽極酸化処理皮膜に生じたポアの開口をエッチングすることにより同ポアの径よりも拡大し、更に同スクロール部材を硫酸第１すずイオンを含む水溶液中で陰極側として電解し、前記ポア内にすずを析出せしめ、同硬質陽極酸化処理皮膜中にすずを含浸させた自己潤滑性表面処理皮膜を形成することを特徴とするスクロール部材の製造方法。
【００１７】
（５）前記エッチングとその後の電解は複数回行うことを特徴とする（３）又は（４）記載のスクロール部材の製造方法。
【００１８】
（６）前記ポアの拡大した径は、同ポアの拡大してない部分の径よりも大きく、最大２倍であって２倍以下の範囲であり、拡大部の形状は底部に向って徐々に減少する漏斗状であって、その深さは、ポア全体の深さをポア拡大開口部の深さで除算した値が１．２５以上５以下であることを特徴とする（１）記載のスクロール型流体機械。
【００１９】
（７）前記ポアの拡大した径は、同ポアの拡大してない部分の径よりも大きく、最大２倍であって２倍以下の範囲であり、拡大部の形状は底部に向って徐々に減少する漏斗状であって、その深さは、ポア全体の深さをポア拡大開口部の深さで除算した値が１．２５以上５以下であることを特徴とする（２）記載のスクロール部材。
【００２０】
（８）前記ポアの拡大した径は、同ポアの拡大してない部分の径よりも大きく、最大２倍であって２倍以下の範囲であり、拡大部の形状は底部に向って徐々に減少する漏斗状であって、その深さは、ポア全体の深さをポア拡大開口部の深さで除算した値が１．２５以上５以下であることを特徴とする（３）から（５）のいずれかに記載のスクロール部材の製造方法。
【００２１】
本発明の（１）のスクロール型流体機械においては、ポアの径が表層部で拡大しており、この部分では比較的高度が低くすず濃度の高い皮膜によりなじみ性とすずの持つ自己潤滑作用により、固定スクロールと旋回スクロールとの間に潤滑油が枯渇した場合でも両スクロール間の潤滑作用を保持し凝着に至らないスクロール型流体機械を得ることができる。
【００２２】
本発明の（２）のスクロール部材においては、部材におけるポアの径が表層部で拡大しており、すず濃度の高い皮膜によりなじみ性とすずの持つ自己潤滑作用を有するスクロール部材が得られ、このスクロール部材をスクロール機械に用いた場合、潤滑性が枯渇した場合でも固定、旋回スクロール間の潤滑作用を保持し凝着に至ることがない。
【００２３】
本発明の（３）製造方法においては、すずのなじみ性と自己潤滑作用を有するスクロール部材が容易に製造できる製造方法が実現でき、硫酸第１すずを含む水溶液中での電解と、水酸化ナトリウム水溶液中の浸漬によるエッチングとの工程により、複雑な工程がなく、スクロール部材の一貫製造ラインでの製造を可能とするものである。
【００２４】
本発明の（４）の製造方法においては、硬質陽極酸化処理皮膜の形成した後に、すずを析出する電解を行うことなく水酸化ナトリウムによる表層部のエッチングを行いポア開口部を拡大させ、その後電解を行うので、最初の電解の工程がなく、上記（３）の発明よりも工程を簡略化できる。
【００２５】
本発明の（５）の製造方法では、エッチングと電解を行う工程を複数回繰り返して行うので、エッチングによりポア開口の拡大を充分に行うと共に、すずのポア内への充填が表層部まで完全になされ、スクロール部材の品質を一層向上させることができる。
【００２６】
本発明の（６），（７），（８）では、水酸化ナトリウムによるエッチングで形成される部材表層部におけるポア開口の拡大部の径が、もともとのポアの径よりも大きく、最大２倍まで拡大され、かつその深さも、ポア全長／深さが５〜５／４の範囲、即ち、全長に対して２０％〜８０％の範囲で充分に開口しており、このような処理により、比較的高度が低くすず濃度の高い皮膜によりなじみ性とすずの持つ自己潤滑作用により、固定スクロールと旋回スクロールとの間に潤滑油が枯渇した場合でも両スクロール間の潤滑作用を保持し凝着に至らないスクロール型流体機械が得られ、それに使用されるスクロール部材が容易に得られるスクロール部材の製造方法が実現されるものである。なお、拡大開口部は概略漏斗状であれば良いもので、本発明は漏斗状に限らず半球状や、放物線回転体状、等の形状であっても同様の効果があり、本発明の範囲に入ることは言うまでもない。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に基いて具体的に説明する。図１は、本発明の実施の一形態に係るスクロール部材の表面部断面拡大図である。図において、符号１〜３，５，６は図６で示した従来例と同じであるので、そのまま引用して説明する。
【００２８】
まず、硬質陽極酸化処理皮膜について説明する。このスクロール部材１０について、硬質陽極酸化処理として、硫酸３００ｇ／Ｌ（Ｌはリットルであり、以下“Ｌ”と表示する）、溶存アルミ５ｇ／Ｌの液組成の水溶液中で、液温５℃、電流密度２Ａ／ｄｍ^２、２０分の電解（被処理物としてスクロール部材１０を陽極にセット）を行い、約２０μｍの陽極酸化皮膜２を形成される。
【００２９】
硬質陽極酸化処理の特徴として、アルミニウム合金母材１の表面に形成された硬質陽極酸化処理皮膜２（以下、単に「陽極酸化皮膜」という）中には、ポアと呼ばれる微小孔が存在する。本実施の形態は、図１に示すように、スクロール部材１０のアルミニウム合金母材１の陽極酸化皮膜２のポア３の開口部に拡大開口部２０を形成し、このポア３中に潤滑材としてすず５を含浸し、潤滑油が枯渇した場合でも潤滑性能を発揮できる自己潤滑性表面処理皮膜を形成したものである。
【００３０】
すずの含浸については、図６の先行技術でも説明したように、陽極酸化皮膜のポア底部のバリヤ層６を介して電解することにより、ポア３中にすず５を析出させ充填するものである。ここで表層部の陽極酸化皮膜２をアルカリエッチングすることで皮膜表層部はポーラス状になり、図１の拡大開口部２０が形成され、この部分の皮膜の硬度は通常より低くなる。ただしこの時皮膜の中央部より底部にかけては通常の硬度が維持できる。この状態ですずを電解することで表層部にすず濃度を高めた皮膜を得ることができる。すず５は軟質の材料で自己潤滑作用を持つ材料の一つである。
【００３１】
陽極酸化皮膜２中にすず５の含浸物を形成することで、すず５の持つ自己潤滑作用により、図６で示した先行技術のものよりも拡大開口部２０を有するので、潤滑油が枯渇した場合でも陽極酸化皮膜２表面に、先行技術のものよりもより効果的に潤滑作用を保持し、凝着に至らないスクロール部材、スクロールコンプレッサの製品を得ることができる。
【００３２】
次に上記に説明したスクロール部材の製造工程について説明する。まず、スクロール部材１０を陽極酸化皮膜２を形成し、最初のすず電解を行う。この時のすず電解液は硫酸第１すずを主として他に硫酸、クレゾールスルホン酸で構成された水溶液で、その中に被処理物であるスクロール部材１０を陰極にセットして電解を行った。処理条件は、液温５℃、電流密度１００ｍＡ／ｄｍ^２で２０分実施した。
【００３３】
その後陽極酸化皮膜２の表層部をポーラス化するため、水酸化ナトリウムを１ｇ／Ｌ含んだ２５〜３０℃の水溶液中に２４０〜３６０秒間浸漬した。その後２回目のすず電解を３０分実施（液組成、温度は初回と同じ）、その後上記エッチング処理をし、さらに３回目のすず電解を４０分（液組成、温度は初回と同じ）行った。
【００３４】
その結果、陽極酸化皮膜２の表層部はポーラス状になり図１の拡大開口部２０を有するポアとなり、この部位の硬度は１５０〜２００ＨＶ程度となった。また、ポア３中にすず５の含浸物が形成され、特に表層部にすず濃度を高めることができた。なお施工範囲は、ラップ面と端板面全面である。
【００３５】
上記によって製造したスクロール部材１０をスクロールコンプレッサ実機に組み込み、チップすきまを従来の設定より狭く設定し、潤滑油が枯渇する条件を設定し稼動試験を行った。その結果、従来の硬質陽極酸化処理皮膜と裸材の組み合わせでは短時間で凝着が生じていた状況に比べ、本実施の形態によるスクロール部材１０では凝着が無く問題は発生しなかった。
【００３６】
これは陽極酸化皮膜２と皮膜中に存在するすず５との効果である。すず５が陽極酸化皮膜２中に存在することで、自己潤滑性表面処理皮膜が形成され、潤滑油が皆無になった場合でもスクロールコンプレッサシステム内の潤滑油が循環し、同部に到達するまで凝着を生じず稼動を続けることができ、さらにチップすきまを従来に比べ狭く設定したが、表層部での陽極酸化皮膜のポーラス部とすず濃度の高い状態によってなじみがよく潤滑性も良いため、このような状況が頻発した場合においても損傷が生じない。
【００３７】
次に、上記の工程によって製造したスクロール部材１０のポアの形状について図２により説明する。図２は図１における部分拡大図であり、ポア３の全長をａ、拡大開口部の直径をｂ、拡大開口部の深さをｃとし、ポア３の径をｄとすると、（ａ対ｃ）＝（１００対２０）〜（１００対８０）の範囲とし、望ましくは、（ａ対ｃ）＝（１００対２５）〜（１００対５０）の範囲とする。また、ｂ＞ｄであって、望ましくは、１．１ｄ≦ｂ≦２ｄ，さらに望ましくは、１．４ｄ≦ｂ≦２ｄ、より望ましくは、ｂ＝２ｄが好ましい。ここで（ａ対ｃ）＝（１００対２０）〜（１００対８０）の範囲であれば拡大開口部の効果が充分に得られる。この比が（１００対２０）を下回ると拡大開口部の効果は得られにくく、逆に（１００対８０）を上回ると陽極酸化皮膜２の強度が下がってしまう。拡大開口部の効果を発揮しつつ陽極酸化皮膜２の強度低下を実害のない程度に抑えられる範囲は（１００対２５）から（１００対５０）である。また、１．１ｄ＞ｂでは開口部拡大の効果が充分に得られないか、あるいは加工精度的に問題があるが、１．１ｄ≦ｂであればこのような問題はなく、１．４ｄ≦ｂであれば開口部拡大の効果が大きく得られ、さらにｂ＝２ｄとすると、さらに効果が大きくなることから、このような範囲が決まるものである。ただし、ｂ＞２ｄとなると、拡大開口部２０が大きすぎて陽極酸化皮膜２の強度を不必要に下げるおそれがあるので範囲の極限はｂ＝２ｄとなる。このことは、図１を見るとわかりやすい。
【００３８】
図３は上記のスクロール部材１０の処理工程を示すブロック図であり、まず、上記に説明した硬質陽極酸化処理Ｐ１を行い、Ｐ２において、まずポア３にすず電解を行ってＳｎ含浸処理Ｐ２を行う。その後、Ｐ３において、水酸化ナトリウム水溶液に浸漬してエッチング処理によりポア開口処理Ｓ１を行い、続いてＳｎ含浸処理Ｓ２を行う、処理Ｐ３を行う。又、必要に応じて、Ｓ１，Ｓ２による処理Ｐ４を繰り返し行い終了する。
【００３９】
上記の工程においてはＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４により処理を行う方法と、Ｐ２をなくし、Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４により処理を行う方法があり、後者の方が工程が少くて好ましいが、製造条件により必要に応じて両方法のうち適した方法を選ぶことができる。
【００４０】
図４は本発明の実施の形態におけるスクロール部材の製造工程を図示した説明図であり、上記に説明したようにまず、Ｐ１において硬質陽極酸化処理を行い、アルミニウム合金母材１に陽極酸化皮膜２を形成する。この陽極酸化皮膜２には前述のように微小孔のポア３が形成されている。　次にＰ２においてＳｎ含浸処理が行なわれ、ポア３の内部の底面にすず５が電解により徐々に形成されてゆく。次に、Ｐ３において、まずＳ１で水酸化ナトリウムのエッチングによりポア３の表層部に拡大開口部２０が形成され、次いてＳ２において電解によりポア３内にすず５を析出させて充填させ、処理を完了する。このＳ１，Ｓ２を含む処理Ｐ３は必要に応じてＰ４，Ｐ５と実施しても良いものである。
【００４１】
図５はスクロール部材の各種形態に対する比較を説明する図であり、（Ａ）は本発明のものであり、アルミニウム合金母材に陽極酸化皮膜２を形成し、ポア３に拡大開口部２０を形成してすず５を充填したものである。（Ｂ）は（Ａ）の形態において拡大開口部２０がないもの、（Ｃ）はポア３の径を拡大してｄ’＞ｄとしたもの、（Ｄ）はポア３内にすず５を充填しないもので、かつ拡大開口部のないものである。
【００４２】
上記の各形態のものを比較すると、潤滑性については、拡大開口部２０を有する（Ａ），ｄ’＞ｄとした（Ｃ）のものが大であって最も良好であり、被膜硬さについては（Ａ）〜（Ｄ）についてあまり大差がない。これらを総合判定すると、本発明の（Ａ）のものが潤滑性も良好で、皮膜の硬さも有しており、これら形態のうち最良のスクロール部材であることがわかる。図５において、記号の二重丸は適、三角は可、斜め十字は不適を示す。本発明の範囲に入るものは二重丸で示すものである。
【００４３】
以上説明したように、本発明の実施の形態においては、ポア３に拡大開口部２０を設け、すず５を充填したことにより、潤滑油が枯渇した場合でも潤滑性能を発揮でき、また圧縮機の性能を向上できる自己潤滑性表面処理皮膜を有するスクロール部材１０を備えたスクロールおよび、そのスクロール部材１０とスクロール部材１０の製造方法を提供するものであり、又、本発明の範囲内で、上記実施の形態に限定されるものではなくその具体的構成、構造に種々の変更を加えてもよいことは言うまでもない。
【００４４】
なお、以上説明した実施の形態において、拡大開口部２０が漏斗状、すなわち略円錐形である場合についての説明を行ったが、しかし、本発明なこれに限らず、半球形や、放物線回転体状などの形状であっても範囲に入ることは言うまでもない。
【００４５】
【発明の効果】
本発明のスクロール型流体機械は、（１）アルミニウム合金製の一対の固定スクロールと旋回スクロールとを備えるスクロール型流体機械であって、前記固定スクロールまたは旋回スクロールのどちらか一方のスクロールの表面に、硬質陽極酸化処理皮膜を形成させ、同形成した皮膜中に生ずるポアの表層部における開口を同ポアの径より拡大させ、同ポア内にすずを含浸させた自己潤滑性表面処理皮膜を形成してなることを特徴としている。
【００４６】
上記の構成により、ポアの径が表層部で拡大しており、この部分では比較的高度が低くすず濃度の高い皮膜によりなじみ性とすずの持つ自己潤滑作用により、固定スクロールと旋回スクロールとの間に潤滑油が枯渇した場合でも両スクロール間の潤滑作用を保持し凝着に至らないスクロール型流体機械を得ることができる。
【００４７】
本発明のスクロール部材は、（２）スクロール型流体機械のアルミニウム合金製のスクロール部材であって、同スクロール部材の表面に硬質陽極酸化処理皮膜を形成させ、同形成した皮膜中に生ずるポアの表層部における開口を同ポアの径より拡大させ、同ポア内にすずを含浸させた自己潤滑性表面処理皮膜を形成してなることを特徴としている。
【００４８】
上記スクロール部材によれば、ポアの径が表層部で拡大しており、すず濃度の高い皮膜によりなじみ性とすずの持つ自己潤滑作用を有するスクロール部材が得られ、このスクロール部材をスクロール機械に用いた場合、潤滑性が枯渇した場合でも固定、旋回スクロール間の潤滑作用を保持し凝着に至ることがない。
【００４９】
本発明のスクロール部材の製造方法は、（３）スクロール型流体機械のアルミニウム合金製のスクロール部材の表面に硬質陽極酸化処理皮膜を形成し、次いて同スクロール部材を硫酸第１すずイオンを含む水溶液中で陰極側として電解し、前記硬質陽極酸化処理皮膜中に生じたポア内にすずを析出せしめ、その後前記硬質陽極酸化処理皮膜の表層部を水酸化ナトリウム水溶液中に所定時間浸漬して前記ポア開口をエッチングすることにより同ポアの径よりも拡大し、更に前記電解を施して同硬質陽極酸化処理皮膜中にすずを含浸させた自己潤滑性表面処理皮膜を形成することを特徴としている。
【００５０】
上記の方法では、すずのなじみ性と自己潤滑作用を有するスクロール部材が容易に製造できる製造方法が実現でき、硫酸第１すずを含む水溶液中での電解と、水酸化ナトリウム水溶液中の浸漬によるエッチングとの工程により、複雑な工程がなく、スクロール部材の一貫製造ラインでの製造を可能とするものである。
【００５１】
本発明の更なるスクロール部材の製造方法は、（４）スクロール型流体機械のアルミニウム合金製のスクロール部材の表面に硬質陽極酸化処理皮膜を形成し、次いて前記硬質陽極酸化処理皮膜の表層部を水酸化ナトリウム水溶液中に所定時間浸漬し同硬質陽極酸化処理皮膜に生じたポアの開口をエッチングすることにより同ポアの径よりも拡大し、更に同スクロール部材を硫酸第１すずイオンを含む水溶液中で陰極側として電解し、前記ポア内にすずを析出せしめ、同硬質陽極酸化処理皮膜中にすずを含浸させた自己潤滑性表面処理皮膜を形成することを特徴としている。
【００５２】
上記の方法によれば、硬質陽極酸化処理皮膜の形成した後に、すずを析出する電解を行うことなく、水酸化ナトリウムによる表層部のエッチングを行いポア開口部を拡大させ、その後電解を行うので、最初の電解の工程がなく、工程が上記（３）の発明よりも工程が簡略化できる。
【００５３】
本発明の（５）の製造方法では、エッチングと電解を行う工程を複数回繰り返して行うので、エッチングによりポア開口の拡大を充分に行うと共に、すずのポア内への充填が表層部まで完全になされ、スクロール部材の品質を一層向上させることができる。
【００５４】
本発明の（６），（７），（８）では、水酸化ナトリウムによるエッチングで形成される部材表層部におけるポア開口の拡大部の径が、もともとのポアの径よりも大きく、最大２倍まで拡大され、かつその深さも、ポア全長／深さが５〜５／４の範囲、即ち、全長に対して２０％〜８０％の範囲で充分に開口しており、このような処理により、比較的高度が低くすず濃度の高い皮膜によりなじみ性とすずの持つ自己潤滑作用により、固定スクロールと旋回スクロールとの間に潤滑油が枯渇した場合でも両スクロール間の潤滑作用を保持し凝着に至らないスクロール型流体機械が得られ、それに使用されるスクロール部材が容易に得られるスクロール部材の製造方法が実現されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係るスクロール部材の表面部断面拡大図である。
【図２】図１における部分拡大図である。
【図３】本発明の実施の一形態に係るスクロール部材の処理工程を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の一形態に係る製造工程を示す説明図である。
【図５】本発明を含むスクロール部材の各種形態の比較を示す説明図である。
【図６】本発明の先行技術に係るスクロール部材の表面部断面拡大図である。
【図７】一般的なスクロール部材の形状の説明図であり、（ａ）はスクロール部材の平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
【符号の説明】
１　　　アルミニウム合金母材
２　　　陽極酸化皮膜
３　　　ポア
５　　　すず
６　　　バリア層
１０　　スクロール部材
１１　　ラップ
２０　　拡大開口部

Claims

アルミニウム合金製の一対の固定スクロールと旋回スクロールとを備えるスクロール型流体機械であって、前記固定スクロールまたは旋回スクロールのどちらか一方のスクロールの表面に、硬質陽極酸化処理皮膜を形成させ、同形成した皮膜中に生ずるポアの表層部における開口を同ポアの径より拡大させ、同ポア内にすずを含浸させた自己潤滑性表面処理皮膜を形成してなることを特徴とするスクロール型流体機械。
スクロール型流体機械のアルミニウム合金製のスクロール部材であって、同スクロール部材の表面に硬質陽極酸化処理皮膜を形成させ、同形成した皮膜中に生ずるポアの表層部における開口を同ポアの径より拡大させ、同ポア内にすずを含浸させた自己潤滑性表面処理皮膜を形成してなることを特徴とするスクロール部材。
スクロール型流体機械のアルミニウム合金製のスクロール部材の表面に硬質陽極酸化処理皮膜を形成し、次いて同スクロール部材を硫酸第１すずイオンを含む水溶液中で陰極側として電解し、前記硬質陽極酸化処理皮膜中に生じたポア内にすずを析出せしめ、その後前記硬質陽極酸化処理皮膜の表層部を水酸化ナトリウム水溶液中に所定時間浸漬して前記ポア開口をエッチングすることにより同ポアの径よりも拡大し、更に前記電解を施して同硬質陽極酸化処理皮膜中にすずを含浸させた自己潤滑性表面処理皮膜を形成することを特徴とすることを特徴とするスクロール部材の製造方法。
スクロール型流体機械のアルミニウム合金製のスクロール部材の表面に硬質陽極酸化処理皮膜を形成し、次いて前記硬質陽極酸化処理皮膜の表層部を水酸化ナトリウム水溶液中に所定時間浸漬し同硬質陽極酸化処理皮膜に生じたポアの開口をエッチングすることにより同ポアの径よりも拡大し、更に同スクロール部材を硫酸第１すずイオンを含む水溶液中で陰極側として電解し、前記ポア内にすずを析出せしめ、同硬質陽極酸化処理皮膜中にすずを含浸させた自己潤滑性表面処理皮膜を形成することを特徴とするスクロール部材の製造方法。
前記エッチングとその後の電解は複数回行うことを特徴とする請求項３又は４記載のスクロール部材の製造方法。
前記ポアの拡大した径は、同ポアの拡大してない部分の径よりも大きく、最大２倍であって２倍以下の範囲であり、拡大部の形状は底部に向って徐々に減少する漏斗状であって、その深さは、ポア全体の深さをポア拡大開口部の深さで除算した値が１．２５以上５以下であることを特徴とする請求項１記載のスクロール型流体機械。
前記ポアの拡大した径は、同ポアの拡大してない部分の径よりも大きく、最大２倍であって２倍以下の範囲であり、拡大部の形状は底部に向って除々に減少する漏斗状であって、その深さは、ポア全体の深さをポア拡大開口部の深さで除算した値が１．２５以上５以下であることを特徴とする請求項２記載のスクロール部材。
前記ポアの拡大した径は、同ポアの拡大してない部分の径よりも大きく、最大２倍であって２倍以下の範囲であり、拡大部の形状は底部に向って除々に減少する漏斗状であって、その深さは、ポア全体の深さをポア拡大開口部の深さで除算した値が１．２５以上５以下であることを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載のスクロール部材の製造方法。