JP2006258000A - Helical fluid machine - Google Patents

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Takeshi Fukuda
岳 福田
Satoshi Koyama
聡 小山
Masatoshi Yoshida
政敏 吉田
Shogo Shida
勝吾 志田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a helical fluid machine with good performance, for suppressing leakage of fluid from a clearance between a roller and a cylinder. <P>SOLUTION: In this helical fluid machine, a coating s produced by closely holding a self-lubricating solid lubricant on a sliding surface of a metallic base member with using resin material as a binder is formed in a blade groove 22a of a roller 22. The blade 24 is formed of a member containing a 50 wt% or more of fluororesin. The coating s is formed to only a part of the blade groove 22a or part of the coating is formed to be thinner than the other part of the coating. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明はヘリカル式流体機械に係り、特にローラに設けられたブレード溝とブレードとの摺動部の改良を図ったヘリカル式流体機械に関する。   The present invention relates to a helical fluid machine, and more particularly to a helical fluid machine in which a sliding portion between a blade groove and a blade provided in a roller is improved.

従来、圧縮機あるいは真空ポンプ等のヘリカル式流体機械の摺動部に用いられる部材において、比較的高信頼性のものとしては、フッ素樹脂を含む樹脂と、金属または金属に硬質表面処理をしたもの、あるいは高硬度のセラミック等との組合せがある。   Conventionally, in the parts used for the sliding parts of helical fluid machines such as compressors and vacuum pumps, as relatively high reliability, a resin containing fluororesin and a metal or metal with a hard surface treatment Or a combination with a high-hardness ceramic.

このように樹脂と金属(あるいは金属と同等以上の硬質表面)が直接摺動するような構成では、特に圧縮運転の初期段階において、局所的な高い接触面圧が発生し、金属が樹脂を削ることで樹脂側部材が局所的に大きく摩耗する場合があった。摺動部が摩耗すると部品ガタの増加につながり、機器の運転時の異常振動や異常音が発生する問題があった。また、摺動すると同時にシールする可動シール部の場合、一部でも摩耗すると流体の洩れにつながり、その機能を果たせなくなるため、この局所的摩耗は、このようなシールを構造として持つ流体機械の信頼性を低下させる問題点があった。   In such a configuration in which the resin and the metal (or a hard surface equal to or more than the metal) slide directly, a high local contact surface pressure is generated particularly in the initial stage of the compression operation, and the metal scrapes the resin. As a result, the resin-side member may be greatly worn locally. When the sliding part wears, there is an increase in the amount of backlash and there is a problem that abnormal vibration or abnormal noise occurs during operation of the device. In addition, in the case of a movable seal part that seals at the same time as it slides, if even part of it wears, it will lead to fluid leakage and it will not be able to perform its function. There was a problem of lowering the performance.

そこで本発明者らは、固定部材と可動部材間に設けられた摺動部が、樹脂材をバインダとして用い、金属基材の摺動面に自己潤滑性固体潤滑剤を密着保持してなる被膜が形成された一側部材と、フッ素樹脂を50重量%以上含む他側部材との組み合わせからなり、長寿命で信頼性が高く、かつ摺動部材交換の頻度を減らしあるいは交換不要でランニングコストが大幅に低減可能な流体機械の提案を行っている(特許文献1)。   Accordingly, the present inventors have provided a coating in which a sliding portion provided between a fixed member and a movable member uses a resin material as a binder and holds a self-lubricating solid lubricant in close contact with the sliding surface of a metal substrate. This is a combination of one side member formed with the other side member containing 50% by weight or more of fluororesin, and has a long life and high reliability, and the frequency of sliding member replacement is reduced or no running cost is required. A fluid machine that can be significantly reduced has been proposed (Patent Document 1).

この特許文献1に記載の固体潤滑被膜をヘリカル式流体機械に適用する場合、固体潤滑被膜をローラ摺動部に形成するが、ブレード溝内近傍のみに形成しようとすると、固体潤滑被膜成分がローラ外周面に回り込み、外周面に盛り上がりを作る。この盛り上がりはこの部分とシリンダとの接触による異音発生、入力増加を引き起こすため、異音や入力増加を避け、ローラとシリンダ間のクリアランスを大きくとっていたが、この場合漏れによる性能低下を引き起こすおそれがあり、改良の余地がある。   When the solid lubricant film described in Patent Document 1 is applied to a helical fluid machine, the solid lubricant film is formed on the roller sliding portion. Go around the outer surface and make the outer surface bulge. This swell causes abnormal noise due to contact between this part and the cylinder and increases input, so avoiding abnormal noise and increasing input, and taking a large clearance between the roller and cylinder, in this case, it causes performance degradation due to leakage. There is a fear and there is room for improvement.

従来のように固体潤滑被膜が形成されるとその部分が膜厚分寸法変化するが、図9及び図10に示すように、この被膜sをローラ22とブレード摺動部であるブレード溝22a内の全体にわたって形成する場合、被膜形成をブレード溝22a内だけに限定しローラ外周面にはみ出さないようにするのは、製造技術上困難である。被膜がローラ外摺面にはみ出した場合、外周面は、被膜部分のみが部分的に盛り上がってしまい、形状精度の悪い形状となる。このような状態では、ローラとシリンダ間のクリアランスを小さくしすぎると、盛り上がり部分の接触による異音発生、入力増加を引き起こし、逆に大きめに設定すると盛り上がっていない部分の隙間が大きくなりすぎ、漏れによる性能低下を引き起こし、高性能を実現するのが困難となる。   When a solid lubricating coating is formed as in the prior art, the portion changes in size by the film thickness. However, as shown in FIGS. 9 and 10, the coating s is placed in a roller 22 and a blade groove 22a which is a blade sliding portion. It is difficult in terms of manufacturing technology to limit the film formation only to the inside of the blade groove 22a and not to protrude from the outer peripheral surface of the roller. When the coating protrudes from the roller outer sliding surface, only the coating portion is partially raised on the outer peripheral surface, resulting in a shape with poor shape accuracy. In such a situation, if the clearance between the roller and the cylinder is too small, abnormal noise will be generated due to contact with the raised part and input will increase. Conversely, if it is set too large, the gap in the not raised part will become too large and leakage will occur. This causes a performance drop and makes it difficult to achieve high performance.

クリアランス部をシールするために油を使うことも考えられるが、多量のシール油の存在は入力増加につながるため、この場合でも、シール油使用量を極小に抑えるためにクリアランスは極小に保つ必要がある事情に変わりはない。   Although it is conceivable to use oil to seal the clearance, the presence of a large amount of seal oil leads to an increase in input, so even in this case, the clearance must be kept to a minimum in order to minimize the amount of seal oil used. There is no change in certain circumstances.

また、外周面盛り上がりを避けるために、図11に示すように、ブレード溝以外に外周面全面に被膜を形成し全体を膜厚分寸法アップすることによって、ローラとシリンダ間のクリアランスを小さく保つ方法も考えられるが、この場合、成膜面積が非常に大きくなり、広大な外周面成腹部分全てにおいて膜厚ばらつきの管理が必要になり、製造性に問題がある。例えば、塗布によって被膜を形成する場合、大きな外周面に被膜を塗布する場合にはこの部分での液垂れによる盛り上がりを防止することは非常に困難である。   Further, in order to avoid the bulge of the outer peripheral surface, as shown in FIG. 11, a method of keeping the clearance between the roller and the cylinder small by forming a coating on the entire outer peripheral surface other than the blade groove and increasing the overall film thickness. However, in this case, the film forming area becomes very large, and it is necessary to manage the film thickness variation in all of the vast outer peripheral surface abdomen, which causes a problem in manufacturability. For example, when a coating is formed by coating, it is very difficult to prevent swell due to dripping in this portion when the coating is applied to a large outer peripheral surface.

また、固体潤滑膜とブレードの摺動においては、ブレードと共に固体潤滑膜も摩滅し消費されていくことがわかった。この固体潤滑膜の消費量もブレードにかかる負荷が大きいほうが多い。さらに、固体潤滑膜が摩滅により全量消費されてしまうと、摺動材料組合せがブレードとローラ下地材料との組合せに変わり、摩耗進行が速くなる。
特開2004−190605号公報
Further, it was found that the solid lubricant film was worn and consumed together with the blade during sliding of the solid lubricant film and the blade. The consumption of this solid lubricating film is also more when the load on the blade is larger. Further, when the entire amount of the solid lubricant film is consumed due to abrasion, the sliding material combination is changed to a combination of a blade and a roller base material, and the wear progresses faster.
JP 2004-190605 A

本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、ローラとシリンダ間のクリアランスから流体が漏れるのを低減し性能のよいヘリカル式流体機械を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a helical fluid machine that reduces fluid leakage from the clearance between a roller and a cylinder and has good performance.

上述した目的を達成するため、本発明に係るヘリカル式流体機械は、シリンダと、このシリンダ内に偏心配置され金属材料からなるローラと、このローラの外周面に形成された螺旋状のブレード溝に摺動可能に嵌められかつ複数の作動室を形成する螺旋状のブレードを備えたヘリカル式流体機械において、前記ローラのブレード溝には樹脂をバインダとして用い自己潤滑性固体潤滑剤を密着保持してなる被膜が形成され、前記ブレードはフッ素樹脂を50重量%以上含む部材で形成され、前記被膜は前記ブレード溝の一部分のみに形成されるかあるいは、一部の膜厚が他の部分の膜厚より薄く形成されることを特徴とする。   In order to achieve the above-described object, a helical fluid machine according to the present invention includes a cylinder, a roller made of a metal material eccentrically disposed in the cylinder, and a spiral blade groove formed on the outer peripheral surface of the roller. In a helical fluid machine having a helical blade that is slidably fitted and forms a plurality of working chambers, a resin lubricant is used as a binder in the blade groove of the roller, and a self-lubricating solid lubricant is closely held. The blade is formed of a member containing 50% by weight or more of a fluororesin, and the coating is formed only on a part of the blade groove, or a part of the film thickness is the film thickness of the other part. It is characterized by being formed thinner.

本発明に係るヘリカル式流体機械によれば、ローラとシリンダ間のクリアランスから流体が漏れるのを低減し性能のよいヘリカル式流体機械を提供することができる。   According to the helical fluid machine according to the present invention, it is possible to provide a helical fluid machine with good performance by reducing fluid leakage from the clearance between the roller and the cylinder.

以下、本発明に係るヘリカル式流体機械の一実施形態について添付図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of a helical fluid machine according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明に係るヘリカル式流体機械の一実施形態としての横型ヘリカル圧縮機の縦断面図である。   FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a horizontal helical compressor as an embodiment of a helical fluid machine according to the present invention.

図1に示すように、ヘリカル式圧縮機1は、ケーシングレスの圧縮機であり、ヘリカル機構部としてのヘリカル圧縮機構部2と、このヘリカル圧縮機構部2を駆動させる駆動部3と、この駆動部3とヘリカル圧縮機構部2間に設けられ駆動部3の動力をヘリカル圧縮機構部2に伝達するクランクシャフト4と、ヘリカル圧縮機構部2のローラ22が自転するのを防止するための自転防止機構を構成するオルダムリング5を有している。   As shown in FIG. 1, the helical compressor 1 is a casingless compressor, and includes a helical compression mechanism portion 2 as a helical mechanism portion, a drive portion 3 that drives the helical compression mechanism portion 2, and this drive Rotation prevention for preventing rotation of the crankshaft 4 provided between the part 3 and the helical compression mechanism part 2 and transmitting the power of the drive part 3 to the helical compression mechanism part 2 and the roller 22 of the helical compression mechanism part 2 It has an Oldham ring 5 constituting the mechanism.

ヘリカル圧縮機構部2は、固定部材としてのシリンダ21内に、旋回(公転)自在に偏心配置された可動部材としての環状のローラ22と、このローラ22とシリンダ21間に軸方向に次第に容積が小さくなる圧縮室23を区画する不等ピッチのブレード24とを有している。ローラ22の外周面には、所定寸法のブレード溝22aが図1中左端の吸込口21a側端から右端の吐出口21b端に向けてピッチが徐々に小さくなるように形成されており、このブレード溝22a内には弾性を有する螺旋状のブレード24が出没かつ摺動可能に嵌め込まれている。   The helical compression mechanism 2 has an annular roller 22 as a movable member that is eccentrically disposed in a cylinder 21 as a fixed member so as to be pivotable (revolved), and a volume gradually increases in the axial direction between the roller 22 and the cylinder 21. And blades 24 of unequal pitch that define the compression chambers 23 to be smaller. A blade groove 22a having a predetermined size is formed on the outer peripheral surface of the roller 22 so that the pitch gradually decreases from the left end of the suction port 21a side in FIG. 1 toward the right end of the discharge port 21b. A spiral blade 24 having elasticity is fitted into the groove 22a so as to appear and slide.

図2及び図3に示すように、ヘリカル式圧縮機1はローラ22と、ヘリカルブレード24とが組合わされて摺動部が形成されており、互いに摺動しつつシールする可動シール部を形成している。なお、図2は被膜sが施されたブレード溝22aとブレード24の嵌合状態を示し、図3は非被膜部分aにおけるブレード溝22aとブレード24の嵌合状態を示す。   As shown in FIGS. 2 and 3, the helical compressor 1 has a roller 22 and a helical blade 24 combined to form a sliding portion, and forms a movable seal portion that seals while sliding against each other. ing. 2 shows the fitting state of the blade groove 22a and the blade 24 coated with the coating s, and FIG. 3 shows the fitting state of the blade groove 22a and the blade 24 in the non-coating portion a.

また、非被膜部分aは、例えばブレード24の端部近傍であってブレード24の螺旋傾き最大部分近傍を除いた部分であるのが好ましい。   Further, the non-coating portion a is preferably, for example, a portion in the vicinity of the end portion of the blade 24 and excluding the vicinity of the maximum spiral inclination portion of the blade 24.

図4に示すように、ローラ22は例えば中空円筒状のアルミニウム合金製ローラ基材からなり、ブレード溝22aには樹脂をバインダとして用い自己潤滑性固体潤滑剤を密着保持してなる被膜sが形成されている。   As shown in FIG. 4, the roller 22 is made of, for example, a hollow cylindrical aluminum alloy roller base material, and a coating s is formed in the blade groove 22a by using a resin as a binder and holding and holding a self-lubricating solid lubricant. Has been.

この被膜sはブレード溝22aの一部分のみに形成され、被膜が被覆されていない非被膜部分あるいは被膜sに比べて膜厚が薄い薄膜部分aは、ブレード24の吐出側の1巻の少なくとも一部を含むことがこのましい。これにより、ブレードにかかる負荷の大きいところには、膜厚にして、十分な固体潤滑膜を形成し、逆に負荷の軽いところでは、膜消費が遅いので、膜厚を薄くし、効率的にヘリカル式流体機械の長寿命化を図る。   The coating s is formed only on a part of the blade groove 22a, and the non-coating portion where the coating is not coated or the thin film portion a having a thickness smaller than that of the coating s is at least part of one turn on the discharge side of the blade 24. This is good to include. As a result, a sufficient solid lubricating film is formed in a place where the load on the blade is large, and a film is consumed slowly in a place where the load is light. Extend the life of helical fluid machinery.

また、上記のようにブレードの吐出側に形成することに加えてあるいは、図5に示すように、吸込側1巻にのみ非被膜部分あるいは被膜aに比べて膜厚が薄い薄膜部分を形成するようにしてもよい。これにより、吐出側に設けた場合と同様の効果が得られる。   In addition to forming on the discharge side of the blade as described above, or as shown in FIG. 5, a thin film portion having a smaller film thickness than the non-coating portion or the coating a is formed only on the suction side 1 roll. You may do it. Thereby, the same effect as the case where it provides in the discharge side is acquired.

また、吐出側1巻近傍は、ヘリカル螺旋設計では通常隣の溝との距離が近く、固体潤滑被膜をスプレー塗布で形成する場合に、外周回り込み部分を2度塗ることとなり、図6に示すように、特に外周面での盛り上がりが大きくなりやすい部分であるが、この部分を被膜形成しないあるいは、膜厚を薄くすることは、ローラ外周の盛り上がりをもっとも大きい部分で低減することとなりローラとシリンダ間のクリアランスを小さく保ち、寿命を確保しつつ高性能を図ることができる。   Also, the vicinity of the first roll on the discharge side is usually close to the adjacent groove in the helical spiral design, and when the solid lubricant film is formed by spray coating, the outer periphery wrap portion is applied twice, as shown in FIG. In particular, the bulge on the outer peripheral surface is likely to increase, but if this part is not coated or if the film thickness is reduced, the bulge on the outer periphery of the roller will be reduced at the largest part, and the gap between the roller and cylinder will be reduced. It is possible to achieve high performance while keeping the clearance small and ensuring the service life.

また、被膜が被覆されていない非被膜部分あるいは被膜sに比べて膜厚が薄い薄膜部分aは、ブレード24の螺旋傾き最大部分近傍を除いた部分すなわちブレード溝22aの吐出側あるいは吸込側に設けられる。   Further, the non-coating portion not coated with the coating or the thin film portion a having a thickness smaller than that of the coating s is provided on the portion excluding the vicinity of the maximum spiral inclination portion of the blade 24, that is, on the discharge side or suction side of the blade groove 22a. It is done.

また、ローラの金属基材がアルミニウム合金であるので、機器の軽量化、基材の熱伝導率が高いことにより、摺動部で発生する摩擦熱の放熱をより有効に行え、摺動部の発熱による激しい摩耗をより有効に防止でき、信頼性を向上できる。金属基材は、硬度がHRB(ロックウェル硬さ)60以上である。これにより、基材の強度が保たれ、異常振動や異常音の発生、あるいはシールの洩れ等を防止できる。   In addition, since the metal base material of the roller is an aluminum alloy, the weight of the device is reduced and the heat conductivity of the base material is high. Severe wear due to heat generation can be prevented more effectively and reliability can be improved. The metal substrate has a hardness of HRB (Rockwell hardness) 60 or more. As a result, the strength of the base material is maintained, and it is possible to prevent the occurrence of abnormal vibration and abnormal sound, or leakage of the seal.

また、上記バインダとしての樹脂材は、エポキシ樹脂またはポリアミドイミド樹脂が好ましい。これにより、バインダ樹脂は、いずれの基材に対しても密着性に優れ剥離しにくく、耐熱性に優れ摩擦熱による劣化が少なく、さらには材料自身の機械強度に優れるので、バインダ樹脂自身が耐摩耗性をもつため、高信頼性の摺動部を実現できる。   The resin material as the binder is preferably an epoxy resin or a polyamideimide resin. As a result, the binder resin has excellent adhesion to any substrate and is not easily peeled off, has excellent heat resistance, little deterioration due to frictional heat, and excellent mechanical strength of the material itself. Since it has wear, a highly reliable sliding part can be realized.

さらに、上記固体潤滑剤は、黒鉛、二硫化モリブデン、窒化ボロン、酸化アンチモン、雲母の中から1種以上選択されるのが好ましい。これにより、その固体潤滑効果が、自身の結晶構造が層状であり、層間がすべることによって潤滑効果を示すと同時に、摺動相手を削るような攻撃性が非常に低く、高信頼性の摺動部を構成するのに好適である。   Further, the solid lubricant is preferably selected from one or more of graphite, molybdenum disulfide, boron nitride, antimony oxide, and mica. As a result, the solid lubrication effect has a layered crystal structure, and the sliding effect between the layers shows a lubrication effect. It is suitable for constituting the part.

また、ブレード24を形成する部材は、50重量%以上のフッ素樹脂を含む外、繊維状強化材あるいはその他充填材を含むのが好ましい。これにより、ブレードの変形は防止され、耐漏れ性向上、熱伝導性が向上して、摺動部温度を低下させることができ、摩耗低減、さらに、潤滑性付与による耐磨耗性の向上を達成でき、結果としてさらに高信頼性、長寿命の摺動部を実現できる。   Further, the member forming the blade 24 preferably contains a fibrous reinforcing material or other fillers in addition to containing 50% by weight or more of a fluororesin. This prevents deformation of the blade, improves leakage resistance, improves thermal conductivity, lowers the sliding part temperature, reduces wear, and improves wear resistance by providing lubrication. As a result, a sliding portion with higher reliability and longer life can be realized.

次に本実施形態のヘリカル式圧縮機の圧縮作用について説明する。   Next, the compression action of the helical compressor of this embodiment will be described.

図1に示すようなヘリカル式圧縮機1の駆動部3を付勢して、クランクシャフト4を介してローラ22を偏心回転(公転)させる。このローラ22の偏心回転により、ローラ22はシリンダ21の内周面に内接しながら摺動し、公転される。上記ローラ22の偏心回転によりシリンダ21とローラ22との間にブレード24により形成される各圧縮室23はシリンダ軸方向にヘリカル状に移動しながら容積が次第に小さくなるように体積変化する。各圧縮室23は体積変化により吸込管21aを経て吸込まれた冷媒が順次圧縮されて高圧化され、吐出管21bを経て吐出される。   The roller 3 is eccentrically rotated (revolved) through the crankshaft 4 by energizing the drive unit 3 of the helical compressor 1 as shown in FIG. Due to the eccentric rotation of the roller 22, the roller 22 slides and revolves while being in contact with the inner peripheral surface of the cylinder 21. The eccentric rotation of the roller 22 causes each compression chamber 23 formed by the blade 24 between the cylinder 21 and the roller 22 to change in volume so that the volume gradually decreases while moving in a helical shape in the cylinder axis direction. In each compression chamber 23, the refrigerant sucked through the suction pipe 21a due to the volume change is sequentially compressed and increased in pressure, and discharged through the discharge pipe 21b.

このような圧縮行程において、ローラ22は、シリンダ21に対し、一定の偏心量をもって円運動する機構となっているため、高性能実現のためには、ローラ外周とシリンダ内面の、真円度、円筒度等の部品形状精度を良好に保ちローラ22とシリンダ21間のクリアランスを高精度に小さく保つことが重要になる。   In such a compression stroke, the roller 22 has a mechanism that moves circularly with a certain amount of eccentricity with respect to the cylinder 21, so in order to achieve high performance, the roundness of the roller outer periphery and the cylinder inner surface, It is important to maintain good part shape accuracy such as cylindricity and to keep the clearance between the roller 22 and the cylinder 21 small with high accuracy.

本実施形態では非被膜部分あるいは薄膜部分aでは、ローラの一部の外周盛り上がりが低減し、ローラ外周面の形状精度が向上するためローラとシリンダ間クリアランスを小さく保つことができる。これによってローラとシリンダ間のクリアランスから流体が漏れるのを低減し高性能を発揮する。   In this embodiment, in the non-coating portion or the thin film portion a, the outer peripheral bulge of a part of the roller is reduced and the shape accuracy of the outer peripheral surface of the roller is improved, so that the clearance between the roller and the cylinder can be kept small. This reduces the leakage of fluid from the clearance between the roller and cylinder, and exhibits high performance.

また、圧縮行程において、ブレード24にかかる負荷には、ブレードで仕切る圧縮室22aの室間圧力差による負荷及び、ブレード24がブレード溝22aに出没する際に溝内に当たることによる負荷等があるが、この負荷のうち、前者の負荷を考えると、ブレード吐出側1巻が仕切るのは、吐出圧力の空間とその前の圧縮室の圧力であり、ヘリカルの圧縮原理から、どのような螺旋設計をしても、この吐出側1巻の少なくとも1部は、前者の負荷が他の部分より軽い部分となる(図7参照)。   Further, in the compression stroke, the load applied to the blade 24 includes a load due to the pressure difference between the compression chambers 22a partitioned by the blade, a load due to the blade 24 hitting the groove when the blade 24 protrudes into and out of the blade groove 22a, and the like. Of these loads, when considering the former load, the blade discharge side 1 volume is divided by the discharge pressure space and the pressure of the compression chamber in front of it. Even so, at least one part of the one discharge side winding is a part where the former load is lighter than the other parts (see FIG. 7).

従って、このようにブレードが摩耗しやすい高負荷のところの膜厚を確保したまま、軽負荷の部分を被膜形成しない、あるいは他より膜厚を薄くすることにより、被膜形成部分の最小化を図り、従来の広範な成膜に伴う問題の発生を回避しつつ、潤滑性が必要な部分に確実に潤滑膜を形成し、製造性向上(膜厚管理容易化、工程スピードアップ)、原材料使用量を低減することによる原価低減を実現することができる。   Therefore, the film forming part is minimized by not forming the film at the lightly loaded part or by making the film thickness thinner than the others while maintaining the film thickness at the high load where the blade is easily worn. , While avoiding the problems associated with a wide range of conventional film formation, a lubrication film is reliably formed on areas where lubrication is required, improving manufacturability (easiness of film thickness management, speeding up the process), and the amount of raw materials used The cost can be reduced by reducing the cost.

さらに、圧縮行程において、上記後者の負荷すなわちブレード24がブレード溝22aに出没する際に溝内に当たることによる負荷は、ブレード螺旋の傾きに依存する(図8参照)。これは、幾何学的な理由により、螺旋の傾きが大きいほど、ブレード24の出入りの際にブレード24がシリンダと摺動する距離が大きくなり、従って、ブレードのブレード溝との出没の際に、ブレードがシリンダとの摩擦に抗して動くためにローラに押し付けられて発生する負荷も、螺旋傾きが大きいほど大きくなるからである。この負荷がもっとも大きくなる部分、すなわちブレードの螺旋傾き最大部分近傍部分は規定の厚さの被膜を形成し、長寿命化を図る。   Further, in the compression stroke, the latter load, that is, the load caused when the blade 24 hits and enters the blade groove 22a depends on the inclination of the blade spiral (see FIG. 8). This is because, for geometrical reasons, the greater the slope of the helix, the greater the distance that the blade 24 slides with the cylinder when the blade 24 enters and exits, and thus, when the blade 24 moves into and out of the blade groove, This is because the load generated when the blade is pressed against the roller because the blade moves against the friction with the cylinder increases as the spiral inclination increases. A part having the largest load, that is, a part in the vicinity of the maximum part of the spiral inclination of the blade is formed with a film having a specified thickness, thereby extending the life.

上記実施形態によれば、非被膜部分あるいは薄膜部分では、ローラの一部の外周盛り上がりが低減し、結果ローラ外周面の形状精度が向上するためローラとシリンダ間クリアランスを小さく保つことができる。これによってクリアランスから流体が漏れるのを低減し性能のよいヘリカル式流体機械が実現される。   According to the above embodiment, in the non-coating portion or the thin film portion, the peripheral bulge of a part of the roller is reduced, and as a result, the shape accuracy of the roller outer peripheral surface is improved, so the clearance between the roller and the cylinder can be kept small. This reduces the leakage of fluid from the clearance and realizes a helical fluid machine with good performance.

なお、上記実施形態では横型ヘリカル圧縮機を例にとり説明したが、これに限定されるものではなく、本発明に係るヘリカル式流体圧縮機は他の圧縮機、真空ポンプなどに適用できる。   In the above embodiment, the horizontal helical compressor has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the helical fluid compressor according to the present invention can be applied to other compressors, vacuum pumps, and the like.

本発明のヘリカル式流体機械の一実施形態に係る横型ヘリカル圧縮機の縦断面図。1 is a longitudinal sectional view of a horizontal helical compressor according to an embodiment of a helical fluid machine of the present invention. 本発明のヘリカル式流体機械の一実施形態に係る横型ヘリカル圧縮機の摺動部の縦断面図。The longitudinal cross-sectional view of the sliding part of the horizontal type helical compressor which concerns on one Embodiment of the helical fluid machine of this invention. 本発明のヘリカル式流体機械の一実施形態に係る横型ヘリカル圧縮機の摺動部の縦断面図。The longitudinal cross-sectional view of the sliding part of the horizontal type helical compressor which concerns on one Embodiment of the helical fluid machine of this invention. 本発明のヘリカル式流体機械の一実施形態に係る横型ヘリカル圧縮機に用いられるローラの斜視図。The perspective view of the roller used for the horizontal type helical compressor which concerns on one Embodiment of the helical fluid machine of this invention. 本発明のヘリカル式流体機械の一実施形態に係る横型ヘリカル圧縮機に用いられるローラの他の実施形態の斜視図。The perspective view of other embodiment of the roller used for the horizontal type helical compressor which concerns on one Embodiment of the helical fluid machine of this invention. 一般的な横型ヘリカル式流体機械に用いられるブレード溝と被膜を示す概念図。The conceptual diagram which shows the blade groove | channel and film which are used for a general horizontal type | mold helical fluid machine. 一般的なヘリカル式流体機械の螺旋回転角度と圧縮室間圧力差の関係を示す線図。The diagram which shows the relationship between the helical rotation angle of a general helical fluid machine, and the pressure difference between compression chambers. 一般的なヘリカル式流体機械の螺旋回転角度と螺旋の軸方向変位を示す線図。The diagram which shows the helical rotation angle of a general helical fluid machine, and the axial displacement of a helix. 従来の横型ヘリカル圧縮機に用いられるローラの斜視図。The perspective view of the roller used for the conventional horizontal type helical compressor. 従来の横型ヘリカル圧縮機に用いられるローラの斜視図。The perspective view of the roller used for the conventional horizontal type helical compressor. 従来の横型ヘリカル圧縮機に用いられるローラの斜視図。The perspective view of the roller used for the conventional horizontal type helical compressor.

符号の説明Explanation of symbols

1…ヘリカル式圧縮機、2…ヘリカル圧縮機構部、3…駆動部、21…シリンダ、21a…吸込口、21b…吐出口、22…ローラ、22a…ブレード溝、23…圧縮室、24…ブレード DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Helical type compressor, 2 ... Helical compression mechanism part, 3 ... Drive part, 21 ... Cylinder, 21a ... Suction port, 21b ... Discharge port, 22 ... Roller, 22a ... Blade groove, 23 ... Compression chamber, 24 ... Blade

Claims (3)

シリンダと、このシリンダ内に偏心配置され金属材料からなるローラと、このローラの外周面に形成された螺旋状のブレード溝に摺動可能に嵌められかつ複数の作動室を形成する螺旋状のブレードを備えたヘリカル式流体機械において、前記ローラのブレード溝には樹脂をバインダとして用い自己潤滑性固体潤滑剤を密着保持してなる被膜が形成され、前記ブレードはフッ素樹脂を50重量%以上含む部材で形成され、前記被膜は前記ブレード溝の一部分のみに形成されるかあるいは、一部の膜厚が他の部分の膜厚より薄く形成されることを特徴とするヘリカル式流体機械。 A cylinder, a roller made of a metallic material eccentrically disposed in the cylinder, and a helical blade that is slidably fitted in a helical blade groove formed on the outer peripheral surface of the roller and forms a plurality of working chambers In the helical fluid machine having the above structure, a film is formed in the blade groove of the roller by using a resin as a binder to hold and hold a self-lubricating solid lubricant, and the blade includes a member containing 50% by weight or more of a fluororesin The helical fluid machine is characterized in that the coating is formed only on a part of the blade groove, or a part of the film is formed thinner than the other part. 前記被膜が形成されない部分あるいは、前記被膜の膜厚が他の部分より薄く形成される部分は、前記ブレードの吐出側あるいは吸込側の1巻の少なくとも一部を含むことを特徴とする請求項1に記載のヘリカル式流体機械。 The portion where the coating film is not formed or the portion where the film thickness is formed thinner than other portions includes at least a part of one turn on the discharge side or suction side of the blade. A helical fluid machine according to claim 1. 前記被膜が形成されない部分あるいは、前記被膜の膜厚が他の部分より薄く形成される部分は、ブレードの螺旋傾き最大部分近傍を除いた部分であることを特徴とする請求項1に記載のヘリカル式流体機械。 2. The helical portion according to claim 1, wherein the portion where the coating film is not formed or the portion where the film thickness of the coating film is formed thinner than other portions is a portion excluding the vicinity of the maximum spiral inclination portion of the blade. Fluid machine.
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