JP2005291160A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】新たな部材を設けたり、構造を変更したりせずに、吸入冷媒ガスの温度上昇を抑制して、圧縮効率を向上することができる圧縮機を提供する。
【解決手段】吸入室24及び吐出室25を備えたリヤハウジング14が、シリンダブロック11の端面に対し、弁・ポート形成体13を介して接合されている。シリンダブロック11及びリヤハウジング14は、軽量化を図るためアルミニウム合金により形成されている。リヤハウジング14は、吸入室24及び吐出室25の壁面とに、多孔質の溶射層37が形成されている。溶射層37は、リヤハウジング14の壁を構成する材料より熱伝導率の低い金属で形成されている。溶射層37はニッケルで形成され、例えば、厚さが１５０〜２００μｍで、空隙率が５％以上に形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は圧縮機に関する。

ピストン式圧縮機においては、シリンダブロックに形成されたシリンダボア内にピストンが収容され、吸入室及び吐出室を区画形成するハウジングが、吸入孔及び吐出孔が形成されたバルブプレートを介して、シリンダブロックの端面に対し接合されている。そして、回転軸の回転が駆動機構を介してピストンの往復運動に変換され、ピストンの往復運動により吸入室内の冷媒ガスを吸入孔を通してシリンダボア内の圧縮室に吸入し、圧縮された冷媒ガスを吐出孔を通して吐出室へ吐出するように構成されている。

ハウジングに設けられた吐出室は、圧縮された冷媒ガス（吐出ガス）により高温に加熱されている。そのため、外部冷媒回路から吸入室へ流入した低温の冷媒ガスが、吐出室と吸入室とを区画するハウジングの壁面やバルブプレートを介して伝達される熱により加熱される。そして、吸入室内の冷媒ガスがシリンダボア内の圧縮室へ吸入される以前に加熱されて膨張する状態となり、圧縮室への実質的な冷媒ガスの吸入量が減少し、体積効率が低下するという問題がある。また、吸入冷媒ガスが加熱された場合には、圧縮室で圧縮された圧縮ガスの温度も上昇し、このため吐出冷媒ガスの温度が上昇して、圧縮機や冷房回路のシール部材等の熱による劣化が生じ易いという問題があった。

この問題を解決する手段として、吸入室及び吐出室の区画壁に断熱手段を設けたピストン式圧縮機が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に開示された圧縮機は、図６に示すように、吸入室５１及び吐出室５２を備えたハウジング５３が、シリンダブロック５４の端面に対し、吸入孔５５及び吐出孔５６が形成されたバルブプレート５７を介して接合されている。吸入室５１及び吐出室５２は区画壁５８により区画され、区画壁５８には断熱手段としての断熱溝５８ａが設けられている。特許文献１には、断熱手段としての断熱溝５８ａを設ける代わりに、吐出室の内壁を覆うように断熱手段としての樹脂等の断熱シートを形成することや、区画壁５８の外周に断熱手段としての断熱リングを形成することも開示されている。

また、図７に示すように、シリンダ６１の端部に、吸入室（吸込室）６２と吐出室６３とが形成されたシリンダヘッド６４を設けた圧縮機において、シリンダヘッド６４を放熱性の良い材料で製造し、かつ、シリンダヘッド６４の吸入室６２を断熱部材６５ａ，６５ｂ，６５ｃにより形成したものも提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

また、高温で使用する部材、例えば、ガスタービンの動・静翼においては、母材金属を高温の燃焼ガスから守るために、ボンドコーティングを行い、さらにその上にセラミックスによる遮熱コーティングが行われていることが開示されている。そして、遮熱特性を向上させるため又は部材の長寿命化を図るために、溶射により多孔質のセラミックスコーティングを施す試みがなされていることも開示されている（例えば、特許文献３参照。）。そして、特許文献３には、空孔率や空孔の大きさを制御できる多孔質溶射皮膜として、セラミックスをコーティングしてなる炭素粉末を溶射して形成された溶射皮膜中の炭素を燃焼させて空孔を形成させてなる多孔質溶射皮膜及びその製造方法が開示されている。
特開平５−１６４０４２号公報（明細書の段落［０００６］、［００１２］、図１） 実開平２−３１３８２号公報 特開平９−２６３９５５号公報（明細書の段落［０００２］、［００１１］）

ところが、特許文献１の圧縮機は、区画壁５８に断熱溝５８ａが設けられているため、ハウジング５３の構造が従来と異なる構造となり、既存のハウジングを使用できない。また、吐出室の内壁を覆うように断熱手段としての樹脂等の断熱シートを形成したり、区画壁５８の外周に断熱手段としての断熱リングを形成したりする構成では、断熱シートや断熱リングを壁に密着させた状態に設けないと、壁と断熱手段との隙間に冷媒ガスが侵入して、断熱効果が不十分になる虞がある。

特許文献２の圧縮機も、吸入室６２を断熱部材６５ａ，６５ｂ，６５ｃにより形成するため、吸入室６２の周囲の構造をそれに対応して変更する必要があり、既存のハウジング等をそのまま使用することができない。

また、特許文献３には、高温で使用する部材において、遮熱特性を向上させるため又は部材の長寿命化を図るために、セラミックス製の多孔質溶射皮膜を設けることが開示されている。しかし、この場合、元々熱伝導率が低く断熱材として使用されているセラミックコーティングの遮熱特性を向上させることを目的としている。そして、特許文献３には、熱伝導率の高い金属材料を断熱の目的で溶射皮膜として使用することに関しては、何ら記載はなく、それを示唆する記載もない。

本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、新たな部材を設けたり、構造を変更したりせずに、吸入冷媒ガスの温度上昇を抑制して、圧縮効率を向上することができる圧縮機を提供することにある。

前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、吸入室の壁面、吸入冷媒ガスが圧縮されるまでの経路の壁面及び吐出室の壁面の少なくともいずれかに、それらの壁を構成する材料より熱伝導率の低い、金属製で多孔質の溶射層が形成されている。ここで、「それらの壁を構成する材料より熱伝導率の低い、金属製で多孔質の溶射層」とは、溶射層の材料自身が、壁を構成する材料より熱伝導率の低い金属であることだけを意味するのではなく、溶射層の材料自身は壁を構成する材料より熱伝導率が高くても、多孔質とすることにより溶射層の熱伝導率が壁を構成する材料の熱伝導率より低い場合をも含む。

従って、この発明では、吐出室内の冷媒ガスの熱が、吸入室内の冷媒ガスあるいは吸入から圧縮されるまでの経路内の冷媒ガスに伝達されるのが抑制される。その結果、吸入冷媒ガスの温度上昇が抑制されて、圧縮効率が向上する。また、溶射層は前記壁面に形成されるため、圧縮機を構成する新たな部材を設けたり、構造を変更したりせずに実施することができる。即ち、この発明では、従来、金属製品の硬度、耐蝕性の向上などを目的としたコーティング技術の一種である金属の溶射を、これまで考えられていなかった断熱の目的で使用することで前記目的を達成できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記溶射層を形成する金属は、その熱伝導率が前記壁を構成する材料の熱伝導率より低い金属である。この発明では、溶射層の断熱効果がより向上する。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記材料はアルミニウム又はアルミニウム合金である。車載用空調装置に用いられる圧縮機の場合、軽量化も重要であり、軽量化を図るため圧縮機のハウジング等をアルミニウム又はアルミニウム合金製とした場合、その熱伝導率が圧縮機のハウジングに使用される鉄等の金属に比較して２倍以上高いため、断熱手段を設けない場合は吸入冷媒ガスへの熱の伝達がより行われて圧縮効率がより低下する。従って、この発明のように、前記材料をアルミニウム又はアルミニウム合金製とした圧縮機においては特に有効となる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記溶射層の金属にはニッケルが使用されている。この発明では、溶射層を構成する金属が錆び難く、また、溶射温度も特に高くする必要がないため、溶射処理が容易となる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記圧縮機は、シリンダブロックに形成されたシリンダボア内にピストンが収容され、ピストンの往復動により、冷媒ガスの吸入及び圧縮・吐出が行われるように構成されたピストン式圧縮機である。この発明では、ピストン式圧縮機において、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の発明と同様な作用効果を奏する。

本発明によれば、新たな部材を設けたり、構造を変更したりせずに、吸入冷媒ガスの温度上昇を抑制して、圧縮効率を向上することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明を、車両空調装置の冷凍回路に用いられるピストン式可変容量圧縮機に具体化した第１の実施形態を図１〜図３に従って説明する。

図１は前記可変容量圧縮機（以下単に圧縮機とする）の縦断面図を示し、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。
図１において左方を圧縮機の前方とし、右方を圧縮機の後方とする。図１に示すように、圧縮機１０のハウジングは、シリンダブロック１１と、該シリンダブロック１１の前端に接合固定されたフロントハウジング１２と、シリンダブロック１１の後端に弁・ポート形成体１３を介して接合固定されたリヤハウジング１４とを備えている。

前記ハウジング内において、シリンダブロック１１とフロントハウジング１２との間には、クランク室１５が区画形成されている。シリンダブロック１１とフロントハウジング１２との間には、クランク室１５を挿通するようにして、駆動軸１６が回転可能に支持されている。駆動軸１６には、車両の走行駆動源である図示しないエンジンが作動連結されている。駆動軸１６は、エンジンから動力の供給を受けて矢印Ｒの方向に回転される。

前記クランク室１５内において駆動軸１６には、実質的に円盤状をなすラグプレート１７が一体回転可能に固定されている。クランク室１５内には、カムプレートとしての斜板１８が収容されている。斜板１８の中央部に形成された挿通孔１８ａには、駆動軸１６が挿通されている。ラグプレート１７と斜板１８との間には、ヒンジ機構１９が介在されている。斜板１８は、ヒンジ機構１９を介したラグプレート１７との間でのヒンジ連結、及び挿通孔１８ａを介した駆動軸１６の支持により、ラグプレート１７及び駆動軸１６と同期回転可能であるとともに、駆動軸１６の軸線Ｔ方向へのスライド移動を伴いながら駆動軸１６に対して傾動可能となっている。

前記シリンダブロック１１において駆動軸１６の軸線Ｔ周りには、複数（図１には一つのみ示す）のシリンダボア２０が等角度間隔で前後方向（紙面左右方向）に貫通形成されている。片頭型のピストン２１は、各シリンダボア２０内に前後方向へ移動可能に収容されている。シリンダボア２０の前後開口は、弁・ポート形成体１３及びピストン２１によって閉塞されており、このシリンダボア２０内にはピストン２１の前後方向への移動に応じて容積変化する圧縮室２２が区画されている。

前記ピストン２１は、一対のシュー２３を介して斜板１８の外周部に係留されている。ハウジング内において弁・ポート形成体１３とリヤハウジング１４との間には、吸入室２４及び吐出室２５がそれぞれ区画形成されている。

弁・ポート形成体１３は、バルブプレート２６と、バルブプレート２６のシリンダブロック１１側に設けられた吸入弁プレート２７と、バルブプレート２６のリヤハウジング１４側に設けられた吐出弁プレート２８とで構成されている。図１及び図３に示すように、バルブプレート２６には、各シリンダボア２０と相対する位置において、径方向外寄りに吸入ポート２９が、径方向内寄りに吐出ポート３０がそれぞれ形成されている。吸入弁プレート２７には吸入ポート２９と対応する位置に吸入弁３１が形成され、吐出弁プレート２８には吐出ポート３０と対応する位置に吐出弁３２が形成されている。吐出弁３２はバルブプレート２６に固定されたリテーナ３３によって開放位置が規制されるようになっている。

圧縮機１０のハウジング内には、抽気通路３４及び給気通路３５並びに制御弁３６が設けられている。抽気通路３４は、クランク室１５と吸入室２４とを接続する。給気通路３５は、吐出室２５とクランク室１５とを接続する。給気通路３５の途中には、電磁弁よりなる周知の制御弁３６が配設されている。

シリンダブロック１１、フロントハウジング１２及びリヤハウジング１４は、軽量化を図るためアルミニウム合金により形成されている。アルミニウム合金としては、例えば、Ａｌ−Ｓｉ合金やＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金が使用され、ＡＤＣ１０やＡＤＣ１２が好ましく使用される。リヤハウジング１４は、吸入室２４の壁面（内面）と、吐出室２５の壁面（内面）とに、多孔質の溶射層３７が形成されている。溶射層３７は、リヤハウジング１４の壁を構成する材料より熱伝導率の低い金属で形成されている。この実施形態では溶射層３７はニッケル（Ｎｉ）で形成されている。溶射層３７は吸入室２４及び吐出室２５の内面全体に形成されている。溶射層３７は、例えば、厚さが１５０〜２００μｍで、空隙率が５％以上に形成されている。

また、吸入冷媒ガスが圧縮されるまでの経路としてのシリンダボア２０の内面にも、多孔質の溶射層３７が形成されている。リヤハウジング１４に形成された溶射層３７は、特に後処理は不要であるが、シリンダボア２０の内面に溶射層３７を設ける場合は、溶射層３７の後加工が必要となる。即ち、溶射層３７が存在する状態における最終的なシリンダボア２０の内径が、ピストン２１の摺動が円滑に行われる値となるように、溶射層３７の研削が行われる。

溶射層３７は、例えば、公知の高速フレーム溶射により形成される。高速フレーム溶射は、ガス炎を熱源とするフレーム溶射法の一種で、溶射ガン内部の燃焼室（チャンバー）の圧力を高めることにより、連続燃焼炎でありながら爆発溶射炎に匹敵する高速火炎を発生させ、この高速火炎により溶射粉末を基材に衝突させて皮膜を形成する方法である。高圧の酸素とプロピレンあるいは水素などの燃料ガスが燃焼室に供給されるとともに、粉末材料が搬送ガスによって炎中に供給される。

この実施形態では粉末材料の搬送ガス（キャリアガス）として不活性ガスを使用して予熱せずに、粉末材料を供給し、大気中で溶射を行った。粉末材料として、粒径１０〜４５μｍのＮｉ粉末を使用して、空孔を有する溶射層３７が形成された。溶射は、できるだけ酸化物が形成されるような条件となる大気中の溶射が望ましい。

溶射条件のうち、溶射速度の空隙率に対する影響と、基材の表面粗さの空隙率に対する影響とを調べた。溶射速度（フレーム速度）を１２５０ｍ／ｓ及び２１００ｍ／ｓと変えて溶射を行った。

溶射条件は次のとおりである。但し、これは一例であり、各条件は適宜変更してもよい。
燃焼用ガスとして、酸素、プロピレン及び空気の混合ガスを使用した。

ガス圧力：酸素（１．０３ＭＰａ）、プロピレン（０．６９ＭＰａ）、空気（０．５２ＭＰａ）
粉末供給用キャリアガスとして窒素（０．８６ＭＰａ）を使用した。

溶射距離：２２９〜２７９ｍｍ、溶射量：３８×１０^−３ｋｇ／ｍｉｎ
溶射面積：１．５１ｍ^２／ｈｒ／０．１ｍｍ、付着効率（概算）５５％
以上の条件は溶射速度１２５０ｍ／ｓ及び２１００ｍ／ｓに共通で、燃焼ガスの流量が
溶射速度１２５０ｍ／ｓと２１００ｍ／ｓとで異なる。燃焼ガスの流量は次のとおりである。

溶射速度１２５０ｍ／ｓのとき
酸素：２９９．７Ｌ／ｍｉｎ、プロピレン：８０．７Ｌ／ｍｉｎ、空気：３６４．９Ｌ／ｍｉｎ
溶射速度２１００ｍ／ｓのとき
酸素：１４９．９Ｌ／ｍｉｎ、プロピレン：４０．４Ｌ／ｍｉｎ、空気：１８２．５Ｌ／ｍｉｎ
その結果、表面粗さが同じ値（１０μｍ）の基材に対して、溶射速度１２５０ｍ／ｓで溶射を行った場合、空隙率が７．０％となり、溶射速度２１００ｍ／ｓで溶射を行った場合、空隙率が５．５％となった。従って、溶射速度を速くしても、空隙率は大きくならず、小さくなることが確認された。

また、溶射速度は１２５０ｍ／ｓとして、基材の表面粗さを１０μｍ及び３０μｍと変えた場合について溶射を行った。その結果、表面粗さが１０μｍの場合は、空隙率が７．０％となり、表面粗さが３０μｍの場合は、空隙率が１．０％となった。従って、基材の表面粗さが空隙率に影響を与えることが分かった。表面粗さが空隙率に影響を与えるのは、表面粗さ単独で影響を与えるのではなく、溶射に使用する微粉末の粒径と関係があり、溶滴が初期に表面に溶着するとき、表面粗さが細かい方が空間を作り易いためと考えられる。

なお、空隙率は、溶射層３７が形成された基材の断面の顕微鏡写真に基づいて求めた。詳述すれば、溶射層３７が形成された基材の断面の顕微鏡写真では、図３に示す模式図のように、基材３８上に形成された溶射層３７に存在する空孔３７ａが識別できる。この空孔３７ａの面積の割合から空隙率を求めた。なお、図３では断面を示すハッチングを省略している。

溶射に使用する微粉末の粒径があまり小さいと、空孔３７ａが残り難くなるため、微粉末の粒径は１０μｍ以上が好ましい。
次に、前記のように構成された圧縮機について、その作用を説明する。

駆動軸１６の回転に伴い斜板１８が一体回転し、斜板１８の回転運動がシュー２３を介して各ピストン２１の往復運動に変換され、各ピストン２１が斜板１８の傾斜角度（駆動軸１６の軸線Ｔと直交する平面との間でなす角度）に対応したストロークで往復動される。この駆動の継続によって、圧縮室２２への吸入室２４からの冷媒ガスの吸入、吸入冷媒ガスの圧縮、吐出室２５への圧縮冷媒ガスの吐出が順次繰り返される。吸入室２４内の冷媒（本実施形態においては二酸化炭素が用いられている）ガスは、各ピストン２１の上死点位置から下死点位置側への移動により、吸入ポート２９及び吸入弁３１を介して圧縮室２２へと吸入される。圧縮室２２に吸入された冷媒ガスは、ピストン２１の下死点位置から上死点位置側への移動により所定の圧力にまで圧縮され、吐出ポート３０及び吐出弁３２を介して吐出室２５へと吐出される。吐出室２５に吐出された冷媒は、吐出孔（図示せず）から外部冷媒回路に送り出される。

前記制御弁３６の開度を調節することで、給気通路３５を介したクランク室１５への高圧な吐出ガスの導入量と、抽気通路３４を介したクランク室１５からのガス導出量とのバランスが制御され、クランク室１５の内圧が決定される。クランク室１５の内圧の変更に応じて、クランク室１５の内圧と圧縮室２２の内圧とのピストン２１を介した差が変更され、斜板１８の傾斜角度が変更される結果、ピストン２１のストローク即ち圧縮機１０の吐出容量が調節される。

例えば、クランク室１５の内圧が低下されると斜板１８の傾斜角度が増大し、ピストン２１のストロークが増大して圧縮機１０の吐出容量が増大される。逆に、クランク室１５の内圧が上昇されると斜板１８の傾斜角度が減少し、ピストン２１のストロークが減少して圧縮機１０の吐出容量が減少される。

圧縮機１０の運転中においては、圧縮された冷媒ガスが高圧、高温となって吐出室２５内に一時貯留される。リヤハウジング１４が単にアルミニウム合金で形成された構成であれば、この圧縮冷媒ガスの熱は、吸入室２４と吐出室２５とを区画する壁１４ａや、リヤハウジング１４の後壁１４ｂを介して吸入室２４内の冷媒ガスに伝達され易い。しかし、
吸入室２４及び吐出室２５の壁面に多孔質の溶射層３７が形成されているため、その断熱効果によって吐出室２５内の冷媒ガスの熱が吸入室２４内の冷媒ガスに伝達されるのが抑制される。従って、吸入室２４内の冷媒ガスが圧縮室２２に吸入されるまでの間に加熱されるのを抑制することがでる。その結果、圧縮室２２への実質的な冷媒ガスの吸入量が増加し、体積効率が向上して、圧縮効率も向上する。

溶射層３７は吸入室２４及び吐出室２５の壁面に密着されているため、特許文献１のように吐出室の内壁を覆うように樹脂等の断熱シートを形成したり、区画壁の外周に断熱リングを形成したりする構成と異なり、壁面と溶射層３７との間に冷媒ガスが侵入する隙間が形成されるのが回避され、断熱効果の低下を回避できる。

また、シリンダブロック１１はリヤハウジング１４と弁・ポート形成体１３を介して接合されているため、吐出室２５内の冷媒ガスの熱がシリンダブロック１１に伝達される。シリンダボア２０が単にシリンダブロック１１に貫設された状態では、シリンダブロック１１が加熱されると、シリンダボア２０の壁面も加熱される。その結果、吸入行程において吸入室２４から圧縮室２２内に冷媒ガスが吸入される際、圧縮室２２内に吸入された冷媒ガスがシリンダボア２０の壁面で加熱されて膨張し、圧縮室２２への実質的な冷媒ガスの吸入量が減少し、体積効率が低下する。しかし、シリンダボア２０の壁面に多孔質の溶射層３７が形成されているため、シリンダブロック１１に吐出室２５内の冷媒ガスの熱が伝達されても、シリンダボア２０の壁面にはその熱が伝達されるのが抑制され、圧縮室２２に吸入された冷媒ガスの加熱が抑制される。その結果、圧縮室２２への実質的な冷媒ガスの吸入量が増加し、体積効率が向上して、圧縮効率も向上する。シリンダボア２０に形成された溶射層３７と、吸入室２４及び吐出室２５に形成された溶射層３７とでは、後者の方が吸入冷媒ガスの加熱防止に対する効果が大きい。

この実施形態では以下の効果を有する。
（１）圧縮機１０の吸入室２４及び吐出室２５の壁面に、それらの壁を構成する材料より熱伝導率の低い、金属製で多孔質の溶射層３７が形成されている。従って、吐出室２５内の冷媒ガスの熱が、吸入室２４内の冷媒ガスに伝達されるのが多孔質の溶射層３７により抑制される。その結果、吸入冷媒ガスの温度上昇が抑制されて、圧縮効率が向上する。また、溶射層３７は前記壁面に形成されるため、圧縮機１０を構成する新たな部材を設けたり、構造を変更したりせずに実施することができる。即ち、従来、金属製品の硬度、耐蝕性の向上などを目的としたコーティング技術の一種である金属の溶射を、これまで考えられていなかった断熱の目的で使用することで前記目的を達成できる。

（２）溶射層３７の材料自身の熱伝導率が、シリンダブロック１１及びリヤハウジング１４を構成する材料の熱伝導率より低い金属であるため、溶射層３７の断熱効果がより向上する。

（３）シリンダボア２０の壁面にそれらの壁を構成する材料より熱伝導率の低い金属製で多孔質の溶射層３７が形成されている。従って、吸入室２４から圧縮室２２に吸入された冷媒ガスがシリンダボア２０の壁面で加熱されて膨張するのが抑制される。その結果、吸入冷媒ガスの温度上昇が抑制されて、圧縮効率が向上する。

（４）シリンダブロック１１、フロントハウジング１２及びリヤハウジング１４はアルミニウム合金製であるため、その熱伝導率が圧縮機のハウジング用に一般に使用される鉄等の金属に比較して２倍以上高いため、断熱手段を設けない場合は吸入冷媒ガスへの熱の伝達がより行われて圧縮効率がより低下する。従って、この発明のように、前記材料をアルミニウム合金製とした圧縮機においては特に有効となる。

（５）溶射層３７の金属にはニッケルが使用されている。従って、溶射層３７を構成する金属が錆び難く、また、溶射温度を特に高くする必要がないため、溶射処理が容易となる。

（６）溶射層３７の空隙率を５％以上としたので、空孔３７ａ（空隙）による断熱効果を高めることができる。
（７）溶射層３７が高速フレーム溶射（ＨＶＯＦ）により形成されるため、フレーム温度をプラズマ溶射の場合に比較して低くでき、空孔３７ａを形成し易くなるとともに製造に必要なエネルギーを少なくできる。

（８）溶射に使用する微粉末の粒径を１０μｍ以上とした場合、溶射層３７に空孔３７ａが残り易くなり、空隙率を高めることが容易になる。
（９）圧縮機１０は、シリンダブロック１１に形成されたシリンダボア２０内にピストン２１が収容され、ピストン２１の往復動により、冷媒ガスの吸入及び圧縮・吐出が行われるように構成されたピストン式圧縮機である。従って、他の圧縮機に比較して吸入室２４と吐出室２５との距離が近く、吐出室２５内の熱が吸入室２４内の吸入冷媒ガスに伝達され易い構造であるが、吸入室２４及び吐出室２５の壁面に溶射層３７を形成するという比較的簡単な処理で吸入冷媒ガスの温度上昇を抑制することができる。

（１０）車両空調装置の冷媒として二酸化炭素が用いられている。二酸化炭素冷媒を用いた場合には、例えばフロン冷媒を用いた場合と比較して、単位体積当たりの冷媒能力が大きく、同じ能力の圧縮機ではシリンダボア２０の容積が小さく形成される。そのため、吸入室２４内の冷媒ガスが加熱されて膨張し、圧縮室２２への実質的な冷媒ガスの吸入量が減少した際、体積効率の低下割合が大きくなる。従って、二酸化炭素冷媒を扱う圧縮機１０では、吸入冷媒ガスの加熱による膨張を抑制することによる体積効率の向上効果が大きくなる。従って、二酸化炭素冷媒の圧縮を行う圧縮機１０に適用するのに特に有効であると言える。

（第２の実施形態）
次に本発明をスクロール式圧縮機に適用した第２の実施形態を図４に従って説明する。スクロール圧縮機４０は、固定スクロール４１と、センターハウジング４２と、モータハウジング４３（一部のみ図示）とが互いに接合されている。固定スクロール４１はアルミニウム合金で形成されている。回転軸４４がセンターハウジング４２とモータハウジング４３とに回転可能に支持されている。センターハウジング４２を貫通して固定スクロール４１側に突出する回転軸４４の端面には偏心軸４４ａが一体形成されている。偏心軸４４ａにはブッシュ４５が嵌合状態で支持され、ブッシュ４５には可動スクロール４６が固定スクロール４１と対向するようにボールベアリングを介して相対回転可能に支持されている。回転軸４４はモータハウジング４３内に設けられた図示しないモータにより回転される。

可動スクロール４６の基板４６ａとセンターハウジング４２との間には旋回リング４７が介在されている。旋回リング４７には円柱形状の複数本の自転阻止ピン４８が貫通して止着されている。センターハウジング４２と旋回リング４７との間には環状の受圧プレート４９が介在されている。受圧プレート４９には自転阻止ピン４８と同数の円形の自転阻止孔４９ａが周方向に配列されている。基板４６ａには自転阻止ピン４８と同数の円形の自転阻止孔４６ｂが周方向に配列されている。各自転阻止孔４９ａ，４６ｂはいずれも等間隔角度位置に配置されている。各自転阻止孔４９ａ，４６ｂには自転阻止ピン４８の端部が挿入されている。

固定スクロール４１の基板４１ａ及び固定側渦巻壁４１ｂ、可動スクロール４６の基板４６ａ及び可動側渦巻壁４６ｃは、密閉空間を形成する。固定スクロール４１の基板４１ａの中心部には密閉空間と対応する位置に吐出ポート４１ｃが形成されている。回転軸４４と一体的に回転する偏心軸４４ａの回転に伴い、可動スクロール４６が公転し、可動スクロール４６の公転に伴い、図示しない外部冷媒回路の冷媒が入口４１ｄから固定スクロール４１のハウジング内へ導入される。固定スクロール４１のハウジング内へ導入された冷媒ガスは、両スクロール４１，４６の周縁側から基板４１ａと基板４６ａとの間へ流入する。

可動スクロール４６の公転に伴い、自転阻止ピン４８の周面が自転阻止孔４６ｂ，４９ａの周面に沿って摺接し、可動スクロール４６は、自転することなく公転する。可動側渦巻壁４６ｃと固定側渦巻壁４１ｂとの間に形成される密閉空間は、可動スクロール４６の公転に伴って容積減少しつつ両スクロール４１，４６の中心部に向けて収束して行く。密閉空間の容積減少によって圧縮された冷媒ガスは、基板４１ａに形成された吐出ポート４１ｃから吐出弁３２を押しのけて吐出室２５へ吐出される。

モータハウジング４３内と吐出室２５とは固定スクロール４１及びセンターハウジング４２に形成された吐出通路５０によって連通されている。吐出室２５内の冷媒ガスは、吐出通路５０を介してモータハウジング４３内に吐出される。モータハウジング４３内の冷媒ガスは、モータハウジング４３の出口を経由して外部冷媒回路へ出てゆく。

吐出室２５の壁面と、吐出通路５０の壁面と、入口４１ｄに連通する吸入冷媒ガスの経路となる壁面には多孔性の溶射層３７が形成されている。
従って、この実施形態においても、吐出室２５内の高温の吐出冷媒ガスの熱がハウジングを構成する固定スクロール４１の基板４１ａを介して吸入冷媒ガスに伝達されるのが抑制され、圧縮効率が向上する。

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
○ 第１の実施形態において、多孔質の溶射層３７は、吸入室２４の壁面、吸入冷媒ガスが圧縮されるまでの経路の壁面及び吐出室２５の壁面の少なくともいずれかに形成されていればよい。例えば、吸入室２４の壁面のみ、シリンダボア２０の壁面のみあるいは吐出室２５の壁面のみに溶射層３７を形成してもよい。しかし、少なくとも吸入室２４及び吐出室２５の壁面に溶射層３７を形成する構成が、処理のしやすさ及び吸入用の冷媒ガスの加熱防止の効果の点から好ましい。

○ 圧縮機１０において、吸入室２４及び吐出室２５の配置は、図５に示すように、吸入室２４が内側に配置され、吐出室２５が外側に配置される構成としてもよい。
○ シリンダブロック１１、フロントハウジング１２、リヤハウジング１４及び固定スクロール４１を構成する材料はアルミニウム合金に限らずアルミニウムとしてもよい。この場合もアルミニウム合金の場合とほぼ同様の効果が得られる。

○ シリンダブロック１１、フロントハウジング１２、リヤハウジング１４及び固定スクロール４１を構成する材料は、圧縮機で一般に使用される鉄系の材料やその他の金属を使用してもよい。

○ 溶射層３７を構成する金属はニッケルに限らず、他の金属、例えばクロム、鉄、チタン、モリブデン、アルミニウム等の遷移金属であってもよい。また、溶射層３７は合金で形成されてもよい。

○ 溶射層３７を高速フレーム溶射で形成する際の溶射条件は前記実施形態の条件に限らない。例えば、燃焼用ガスは、酸素、プロピレン及び空気の混合ガスに限らず、酸素とプロピレンの混合ガス、酸素と水素の混合ガス、プロピレンと空気の混合ガスとしてもよい。また、粉末供給用キャリアガスとして窒素に代えて他の不活性なガス（例えば、アルゴン）を使用してもよい。

○ 溶射層３７の形成は高速フレーム溶射に限らず、例えばプラズマ溶射で形成してもよい。
○ 溶射層３７の空隙率は、断熱効果の観点から大きい方が好ましい。

○ 圧縮機１０のハウジングは、シリンダブロック１１をフロントハウジング１２及びリヤハウジング１４で挟む構成に限らない。例えば、ハウジングをフロントハウジングとリヤハウジングとで構成し、フロントハウジング及びリヤハウジングの一方にクランク室を設け、他方のハウジングにシリンダボアを有するシリンダを嵌入した構成としてもよい。

○ 可変容量型の斜板式圧縮機に限らず、両頭式や固定容量型の斜板式圧縮機に適用してもよい。斜板が駆動軸と一体回転せずに、駆動軸の回転に伴って揺動するタイプ（ワブルタイプ）の斜板式圧縮機に適用してもよい。

○ 斜板式以外のピストン式圧縮機に適用したり、ピストン式圧縮機やスクロール式圧縮機以外の圧縮機に適用したりしてもよい。
○ 車両空調装置の冷媒として二酸化炭素を用いる圧縮機に限らず、例えば、フロン系冷媒を用いる圧縮機に適用してもよい。

○ 駆動軸１６がエンジンから動力の供給を受けて回転される構成に限らず、モータで駆動される構成としてもよい。
○ 車両用空調装置に用いられる圧縮機に限らず、例えば家庭用空調装置に用いられる電動圧縮機に適用してもよい。

○ 空調装置に用いられる圧縮機に限らず、空調装置以外の冷凍サイクル、例えば、冷蔵庫や冷凍庫の冷凍サイクルに用いられる圧縮機に適用してもよい。
以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。

（１）請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の発明において、前記溶射層は空隙率が５％以上である。
（２）請求項１〜請求項５及び前記技術的思想（１）のいずれか一項に記載の発明において、前記溶射層は高速フレーム溶射で形成されている。

（３）請求項１〜請求項５及び前記技術的思想（１），（２）のいずれか一項に記載の発明において、冷媒として二酸化炭素が使用されている。

ピストン式可変容量圧縮機に具体化した一実施形態を示す縦断面図。 図１のＡ−Ａ線断面図。 溶射層と空孔との関係を示す模式図。 別の実施形態の圧縮機の部分断面図。 別の実施形態の圧縮機の部分断面図。 従来技術の部分断面図。 別の従来技術の部分断面図。

符号の説明

１０…圧縮機、１１…シリンダブロック、１４ａ…壁、２０…シリンダボア、２１…ピストン、２４…吸入室、２５…吐出室、３７…溶射層。

Claims (5)

1. 吸入室の壁面、吸入冷媒ガスが圧縮されるまでの経路の壁面及び吐出室の壁面の少なくともいずれかに、それらの壁を構成する材料より熱伝導率の低い、金属製で多孔質の溶射層が形成されていることを特徴とする圧縮機。
2. 前記溶射層を形成する金属は、その熱伝導率が前記壁を構成する材料の熱伝導率より低い金属である請求項１に記載の圧縮機。
3. 前記材料はアルミニウム又はアルミニウム合金である請求項１又は請求項２に記載の圧縮機。
4. 前記溶射層の金属にはニッケルが使用されている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の圧縮機。
5. 前記圧縮機は、シリンダブロックに形成されたシリンダボア内にピストンが収容され、ピストンの往復動により、冷媒ガスの吸入及び圧縮・吐出が行われるように構成されたピストン式圧縮機である請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の圧縮機。

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