JP2017014990A - ロータリ圧縮機 - Google Patents

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Shuhei Hoshino
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Abstract

【課題】ロータリ圧縮機のベーン先端部の皮膜層が剥離し難く、コストアップを抑えたロータリ圧縮機を得ること。【解決手段】ロータリ圧縮機において、ベーン１２７Ｓ、１２７Ｔの母材は、クロムを含有する鋼材で形成されるとともに、環状ピストン１２５Ｓ、１２５Ｔとの摺動面１２７ＳＳ，１２７ＴＳに、前記母材の表面から順に、第１層目としてクロムの単一皮膜層１２７ＳＤ１，１２７ＴＤ１が形成され、第２層目としてクロムと炭素の濃度傾斜を有する中間皮膜層１２７ＳＤ２，１２７ＴＤ２が形成され、第３層目としてダイヤモンド状炭素皮膜層１２７ＳＤ３，１２７ＴＤ３が形成され、前記中間皮膜層１２７ＳＤ２，１２７ＴＤ２は、第１層側で炭素の濃度よりクロムの濃度が高く、第３層側でクロムの濃度より炭素の濃度が高い。【選択図】図３

Description

本発明は、空気調和機や冷凍機などに用いられるロータリ圧縮機に関する。
例えば、特許文献１には、冷媒圧縮機であって、冷凍サイクルで使用される冷媒を圧縮する圧縮ユニットと、前記圧縮ユニットに摺動可能に設けられた、金属材料を基材とするベーンと、前記基材の表面に第１〜４層が順に積層されて形成された皮膜と、前記圧縮ユニットに回転可能に設けられた、前記ベーンの先端が摺接するローラと、前記圧縮ユニットに設けられた、前記ベーン及び前記ローラを収納するシリンダと、を備え、前記第１層は、クロムの単一層からなり、前記第２層は、クロム及びタングステンカーバイトの合金層からなり、前記第３層は、タングステン及びタングステンカーバイトの少なくとも一方を含有する金属含有アモルファス炭素層からなり、前記第４層は、金属を含有しない、炭素及び水素を含むアモルファス炭素層（ダイヤモンド状炭素層）からなり、前記第２層では、クロム含有率が前記第３層側より前記第１層側で高く、かつ、タングステンカーバイトの含有率が前記第１層側より前記第３層側で高い冷媒圧縮機が記載されている。
また、特許文献２には、摺動表面を有する摺動部材本体（ベーン）と、前記摺動表面上に設けられる中間層と、前記中間層の上に設けられる硬質炭素皮膜（ダイヤモンド状炭素皮膜）と、前記中間層の表面近傍の前記中間層内の領域に形成される、前記中間層の構成要素と炭素との混合層とを備え、前記混合層は、前記混合層の表面に近い部分の炭素濃度が表面より離れた部分より高い濃度となる炭素濃度の傾斜を有する摺動部材（ベーン）が記載されている。
特許第５５４３９７３号公報 特開平１０−８２３９０号公報
しかしながら、特許文献１に記載されたベーンは、基材の表面のクロム単一層（第１層）と摺動面であるダイヤモンド状炭素層（第４層）との間に、中間層として合金層（第２層）と金属含有ダイヤモンド状炭素層（第３層）を形成しているので、中間層が厚くなり、層間で硬度差も生じる。そのため、内部残留応力が大きくなり、摺動面であるダイヤモンド状炭素層（第４層）が剥離しやすくなる、という問題がある。
また、第２層及び第３層に含有されるタングステンは、酸性物質に酸化されやすい。酸化された後、アルカリ性物質によって還元されて剥離しやすくなる、という問題がある（冷媒圧縮機には、冷凍機油（潤滑油）の劣化等によって、酸性物質が存在する。また、部品洗浄剤の残渣物によってアルカリ性物質も存在する）。さらに、皮膜層が４層と多いので、成膜時間の増加によるコストアップも懸念される。
特許文献２に記載されたベーンは、ベーン本体と第１層目の混合層との間の密着性（接合性）に問題がある。ベーンが繰り返し圧縮応力を受けると、ベーン本体と第１層目の混合層との間で剥離や割れが発生する、という問題がある。また、混合層に、ベーン基材構成元素であるタングステンを含有する場合、さらに剥離しやすくなる。
本発明は、ロータリ圧縮機のベーン先端部の皮膜層が剥離し難く、コストアップを抑えたロータリ圧縮機を得ることを目的とする。
本発明は、上部に冷媒の吐出部が設けられ下部側面に冷媒の吸入部が設けられ密閉された縦置きの圧縮機筐体と、前記圧縮機筐体の下部に配置され、環状のシリンダと、軸受部及び吐出弁部を有し前記シリンダの端部を閉塞する端板と、前記軸受部に支持された回転軸の偏心部に嵌合され前記シリンダのシリンダ内壁に沿って該シリンダ内を公転し前記シリンダ内壁との間にシリンダ室を形成する環状ピストンと、前記シリンダに設けられたベーン溝から前記シリンダ室内に突出して前記環状ピストンに当接し前記シリンダ室を吸入室と圧縮室とに区画するベーンと、を備え、前記吸入部を通して冷媒を吸入し、前記圧縮機筐体内を通して前記吐出部から冷媒を吐出する圧縮部と、前記圧縮機筐体の上部に配置され、前記回転軸を介して前記圧縮部を駆動するモータと、を備えるロータリ圧縮機において、前記ベーンの母材は、クロムを含有する鋼材で形成されるとともに、前記環状ピストンと当接する摺動面に、前記母材の表面から順に、第１層目としてクロムの単一皮膜層が形成され、第２層目としてクロムと炭素の濃度傾斜を有する中間皮膜層が形成され、第３層目としてダイヤモンド状炭素皮膜層が形成され、前記中間皮膜層は、第１層側で炭素の濃度よりクロムの濃度が高く、第３層側でクロムの濃度より炭素の濃度が高いことを特徴とする。
本発明は、環状ピストンと当接するベーンの摺動面に形成された皮膜層が剥離し難く、また、ベーンのコストアップを抑えることができる。
図１は、本発明に係るロータリ圧縮機の実施例を示す縦断面図である。 図２は、実施例の第１の圧縮部及び第２の圧縮部の上から見た横断面図である。 図３は、実施例の第１環状ピストン及び第２環状ピストンと第１ベーン及び第２ベーンとの摺動部を示す部分断面図である。
以下に、本発明を実施するための形態（実施例）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明に係るロータリ圧縮機の実施例を示す縦断面図であり、図２は、実施例の第１の圧縮部及び第２の圧縮部の上から見た横断面図である。
図１に示すように、ロータリ圧縮機１は、密閉された縦置き円筒状の圧縮機筐体１０の下部に配置された圧縮部１２と、圧縮機筐体１０の上部に配置され、回転軸１５を介して圧縮部１２を駆動するモータ１１と、を備えている。
モータ１１のステータ１１１は、円筒状に形成され、圧縮機筐体１０の内周面に焼きばめされて固定されている。モータ１１のロータ１１２は、円筒状のステータ１１１の内部に配置され、モータ１１と圧縮部１２とを機械的に接続する回転軸１５に焼きばめされて固定されている。
圧縮部１２は、第１の圧縮部１２Ｓと第２の圧縮部１２Ｔとを備えており、第２の圧縮部１２Ｔは、第１の圧縮部１２Ｓの上側に配置されている。図２に示すように、第１の圧縮部１２Ｓは、環状の第１シリンダ１２１Ｓを備えている。第１シリンダ１２１Ｓは、環状の外周から張り出した第１側方張出部１２２Ｓを備え、第１側方張出部１２２Ｓには、第１吸入孔１３５Ｓと第１ベーン溝１２８Ｓが放射状に設けられている。また、第２の圧縮部１２Ｔは、環状の第２シリンダ１２１Ｔを備えている。第２シリンダ１２１Ｔは、環状の外周から張り出した第２側方張出部１２２Ｔを備え、第２側方張出部１２２Ｔには、第２吸入孔１３５Ｔと第２ベーン溝１２８Ｔが放射状に設けられている。
図２に示すように、第１シリンダ１２１Ｓには、モータ１１の回転軸１５と同心に、円形の第１シリンダ内壁１２３Ｓが形成されている。第１シリンダ内壁１２３Ｓ内には、第１シリンダ１２１Ｓの内径よりも小さい外径の第１環状ピストン１２５Ｓが配置され、第１シリンダ内壁１２３Ｓと第１環状ピストン１２５Ｓとの間に、冷媒を吸入し圧縮して吐出する第１シリンダ室１３０Ｓが形成される。第２シリンダ１２１Ｔには、モータ１１の回転軸１５と同心に、円形の第２シリンダ内壁１２３Ｔが形成されている。第２シリンダ内壁１２３Ｔ内には、第２シリンダ１２１Ｔの内径よりも小さい外径の第２環状ピストン１２５Ｔが配置され、第２シリンダ内壁１２３Ｔと第２環状ピストン１２５Ｔとの間に、冷媒を吸入し圧縮して吐出する第２シリンダ室１３０Ｔが形成される。
第１シリンダ１２１Ｓには、第１シリンダ内壁１２３Ｓから径方向に、シリンダ高さ全域に亘る第１ベーン溝１２８Ｓが形成され、第１ベーン溝１２８Ｓ内に、平板状の第１ベーン１２７Ｓが、摺動自在に嵌合されている。第２シリンダ１２１Ｔには、第２シリンダ内壁１２３Ｔから径方向に、シリンダ高さ全域に亘る第２ベーン溝１２８Ｔが形成され、第２ベーン溝１２８Ｔ内に、平板状の第２ベーン１２７Ｔが、摺動自在に嵌合されている。
図２に示すように、第１ベーン溝１２８Ｓの径方向外側には、第１側方張出部１２２Ｓの外周部から第１ベーン溝１２８Ｓに連通するように第１スプリング穴１２４Ｓが形成されている。第１スプリング穴１２４Ｓには、第１ベーン１２７Ｓの背面を押圧する図示しない第１ベーンスプリングが挿入されている。第２ベーン溝１２８Ｔの径方向外側には、第２側方張出部１２２Ｔの外周部から第２ベーン溝１２８Ｔに連通するように第２スプリング穴１２４Ｔが形成されている。第２スプリング穴１２４Ｔには、第２ベーン１２７Ｔの背面を押圧する図示しない第２ベーンスプリングが挿入されている。
ロータリ圧縮機１の起動時は、この第１ベーンスプリングの反発力により、第１ベーン１２７Ｓが、第１ベーン溝１２８Ｓ内から第１シリンダ室１３０Ｓ内に突出し、その先端が、第１環状ピストン１２５Ｓの外周面に当接し、第１ベーン１２７Ｓにより、第１シリンダ室１３０Ｓが、第１吸入室１３１Ｓと、第１圧縮室１３３Ｓとに区画される。また、同様に、第２ベーンスプリングの反発力により、第２ベーン１２７Ｔが、第２ベーン溝１２８Ｔ内から第２シリンダ室１３０Ｔ内に突出し、その先端が、第２環状ピストン１２５Ｔの外周面に当接し、第２ベーン１２７Ｔにより、第２シリンダ室１３０Ｔが、第２吸入室１３１Ｔと、第２圧縮室１３３Ｔとに区画される（第１ベーン１２７Ｓ及び第２ベーン１２７Ｔの詳細については後述する）。
また、第１シリンダ１２１Ｓには、第１ベーン溝１２８Ｓの径方向外側と圧縮機筐体１０内とを開口部Ｒ（図１参照）で連通して圧縮機筐体１０内の圧縮された冷媒を導入し、第１ベーン１２７Ｓに冷媒の圧力により背圧をかける第１圧力導入路１２９Ｓが形成されている。なお、圧縮機筐体１０内の圧縮された冷媒は、第１スプリング穴１２４Ｓからも導入される。また、第２シリンダ１２１Ｔには、第２ベーン溝１２８Ｔの径方向外側と圧縮機筐体１０内とを開口部Ｒ（図１参照）で連通して圧縮機筐体１０内の圧縮された冷媒を導入し、第２ベーン１２７Ｔに冷媒の圧力により背圧をかける第２圧力導入路１２９Ｔが形成されている。なお、圧縮機筐体１０内の圧縮された冷媒は、第２スプリング穴１２４Ｔからも導入される。
第１シリンダ１２１Ｓの第１側方張出部１２２Ｓには、第１吸入室１３１Ｓに外部から冷媒を吸入するために、第１吸入室１３１Ｓと外部とを連通させる第１吸入孔１３５Ｓが設けられている。第２シリンダ１２１Ｔの第２側方張出部１２２Ｔには、第２吸入室１３１Ｔに外部から冷媒を吸入するために、第２吸入室１３１Ｔと外部とを連通させる第２吸入孔１３５Ｔが設けられている。第１吸入孔１３５Ｓ及び第１吸入孔１３５Ｓの断面は円形である。
また、図１に示すように、第１シリンダ１２１Ｓと第２シリンダ１２１Ｔの間には、中間仕切板１４０が配置され、第１シリンダ１２１Ｓの第１シリンダ室１３０Ｓ（図２参照）と第２シリンダ１２１Ｔの第２シリンダ室１３０Ｔ（図２参照）とを仕切っている。中間仕切板１４０は、第１シリンダ１２１Ｓの上端部と第２シリンダ１２１Ｔの下端部を閉塞している。
第１シリンダ１２１Ｓの下端部には、下端板１６０Ｓが配置され、第１シリンダ１２１Ｓの第１シリンダ室１３０Ｓを閉塞している。また、第２シリンダ１２１Ｔの上端部には、上端板１６０Ｔが配置され、第２シリンダ１２１Ｔの第２シリンダ室１３０Ｔを閉塞している。下端板１６０Ｓは、第１シリンダ１２１Ｓの下端部を閉塞し、上端板１６０Ｔは、第２シリンダ１２１Ｔの上端部を閉塞している。
下端板１６０Ｓには、副軸受部１６１Ｓが形成され、副軸受部１６１Ｓに、回転軸１５の副軸部１５１が回転自在に支持されている。上端板１６０Ｔには、主軸受部１６１Ｔが形成され、主軸受部１６１Ｔに、回転軸１５の主軸部１５３が回転自在に支持されている。
回転軸１５は、互いに１８０°位相をずらして偏心させた第１偏心部１５２Ｓと第２偏心部１５２Ｔとを備え、第１偏心部１５２Ｓは、第１の圧縮部１２Ｓの第１環状ピストン１２５Ｓに回転自在に嵌合し、第２偏心部１５２Ｔは、第２の圧縮部１２Ｔの第２環状ピストン１２５Ｔに回転自在に嵌合している。
回転軸１５が回転すると、第１環状ピストン１２５Ｓが、第１シリンダ内壁１２３Ｓに沿って第１シリンダ１２１Ｓ内を図２の時計回りに公転し、これに追随して第１ベーン１２７Ｓが往復運動する。この第１環状ピストン１２５Ｓ及び第１ベーン１２７Ｓの運動により、第１吸入室１３１Ｓ及び第１圧縮室１３３Ｓの容積が連続的に変化し、圧縮部１２は、連続的に冷媒を吸入し圧縮して吐出する。また、回転軸１５が回転すると、第２環状ピストン１２５Ｔが、第２シリンダ内壁１２３Ｔに沿って第２シリンダ１２１Ｔ内を図２の時計回りに公転し、これに追随して第２ベーン１２７Ｔが往復運動する。この第２環状ピストン１２５Ｔ及び第２ベーン１２７Ｔの運動により、第２吸入室１３１Ｔ及び第２圧縮室１３３Ｔの容積が連続的に変化し、圧縮部１２は、連続的に冷媒を吸入し圧縮して吐出する。
図１に示すように、下端板１６０Ｓの下側には、下端板カバー１７０Ｓが配置され、下端板１６０Ｓとの間に下マフラー室１８０Ｓを形成している。そして、第１の圧縮部１２Ｓは、下マフラー室１８０Ｓに開口している。すなわち、下端板１６０Ｓの第１ベーン１２７Ｓ近傍には、第１シリンダ１２１Ｓの第１圧縮室１３３Ｓと下マフラー室１８０Ｓとを連通する第１吐出孔１９０Ｓ（図２参照）が設けられ、第１吐出孔１９０Ｓには、圧縮された冷媒の逆流を防止するリード弁型の第１吐出弁２００Ｓが配置されている。
下マフラー室１８０Ｓは、環状に形成された１つの室であり、第１の圧縮部１２Ｓの吐出側を、下端板１６０Ｓ、第１シリンダ１２１Ｓ、中間仕切板１４０、第２シリンダ１２１Ｔ及び上端板１６０Ｔを貫通する冷媒通路１３６（図２参照）を通して上マフラー室１８０Ｔ内に連通させる連通路の一部である。下マフラー室１８０Ｓは、吐出冷媒の圧力脈動を低減させる。また、第１吐出弁２００Ｓに重ねて、第１吐出弁２００Ｓの撓み開弁量を制限するための第１吐出弁押え２０１Ｓが、第１吐出弁２００Ｓとともにリベットにより固定されている。第１吐出孔１９０Ｓ、第１吐出弁２００Ｓ及び第１吐出弁押え２０１Ｓは、下端板１６０Ｓの第１吐出弁部を構成している。
図１に示すように、上端板１６０Ｔの上側には、上端板カバー１７０Ｔが配置され、上端板１６０Ｔとの間に上マフラー室１８０Ｔを形成している。上端板１６０Ｔの第２ベーン１２７Ｔ近傍には、第２シリンダ１２１Ｔの第２圧縮室１３３Ｔと上マフラー室１８０Ｔとを連通する第２吐出孔１９０Ｔ（図２参照）が設けられ、第２吐出孔１９０Ｔには、圧縮された冷媒の逆流を防止するリード弁型の第２吐出弁２００Ｔが配置されている。また、第２吐出弁２００Ｔに重ねて、第２吐出弁２００Ｔの撓み開弁量を制限するための第２吐出弁押え２０１Ｔが、第２吐出弁２００Ｔとともにリベットにより固定されている。上マフラー室１８０Ｔは、吐出冷媒の圧力脈動を低減させる。第２吐出孔１９０Ｔ、第２吐出弁２００Ｔ及び第２吐出弁押え２０１Ｔは、上端板１６０Ｔの第２吐出弁部を構成している。
下端板カバー１７０Ｓ、下端板１６０Ｓ、第１シリンダ１２１Ｓ及び中間仕切板１４０は、下側から挿通されて第２シリンダ１２１Ｔに設けられたメネジにネジ込まれた複数の通しボルト１７５により第２シリンダ１２１Ｔに締結される。上端板カバー１７０Ｔ及び上端板１６０Ｔは、上側から挿通されて第２シリンダ１２１Ｔに設けられた前記メネジにネジ込まれた通しボルト（図示せず）により第２シリンダ１２１Ｔに締結される。複数の通しボルト１７５等により一体に締結された下端板カバー１７０Ｓ、下端板１６０Ｓ、第１シリンダ１２１Ｓ、中間仕切板１４０、第２シリンダ１２１Ｔ、上端板１６０Ｔ及び上端板カバー１７０Ｔは、圧縮部１２を構成している。圧縮部１２のうち、上端板１６０Ｔの外周部が、圧縮機筐体１０にスポット溶接により固着され、圧縮部１２を圧縮機筐体１０に固定している。
円筒状の圧縮機筐体１０の外周壁には、軸方向に離間して下部から順に、第１貫通孔１０１及び第２貫通孔１０２が、夫々第１吸入管１０４及び第２吸入管１０５を通すために設けられている。また、圧縮機筐体１０の外側部には、独立した円筒状の密閉容器からなるアキュムレータ２５が、アキュムホルダー２５２及びアキュムバンド２５３により保持されている。
アキュムレータ２５の天部中心には、冷媒回路の蒸発器に接続するシステム接続管２５５が接続され、アキュムレータ２５の底部に設けられた底部貫通孔２５７には、一端がアキュムレータ２５の内部上方まで延設され、他端が、夫々第１吸入管１０４及び第２吸入管１０５の他端に接続される第１低圧連絡管３１Ｓ及び第２低圧連絡管３１Ｔが固着されている。
冷媒回路の低圧冷媒をアキュムレータ２５を介して第１の圧縮部１２Ｓに導く第１低圧連絡管３１Ｓは、吸入部としての第１吸入管１０４を介して第１シリンダ１２１Ｓの第１吸入孔１３５Ｓ（図２参照）に接続されている。また、冷媒回路の低圧冷媒をアキュムレータ２５を介して第２の圧縮部１２Ｔに導く第２低圧連絡管３１Ｔは、吸入部としての第２吸入管１０５を介して第２シリンダ１２１Ｔの第２吸入孔１３５Ｔ（図２参照）に接続されている。すなわち、第１吸入孔１３５Ｓ及び第２吸入孔１３５Ｔは、冷媒回路の蒸発器に並列に接続されている。
圧縮機筐体１０の天部には、冷媒回路と接続し高圧冷媒を冷媒回路の凝縮器側に吐出する吐出部としての吐出管１０７が接続されている。すなわち、第１吐出孔１９０Ｓ及び第２吐出孔１９０Ｔは、冷媒回路の凝縮器に接続されている。
圧縮機筐体１０内には、およそ第２シリンダ１２１Ｔの高さまで潤滑油が封入されている。また、潤滑油は、回転軸１５の下部に挿入される図示しないポンプ羽根により、回転軸１５の下端部に取付けられた給油パイプ１６から吸上げられ、圧縮部１２を循環し、摺動部品（第１環状ピストン１２５Ｓ及び第２環状ピストン１２５Ｔ）の潤滑を行なうとともに、圧縮部１２の微小隙間のシールをする。
次に、図３を参照して、実施例のロータリ圧縮機１の特徴的な構成について説明する。図３は、実施例の第１、第２環状ピストンと第１、第２ベーンとの摺動部を示す部分断面図である。図３に示すように、実施例の第１ベーン１２７Ｓ及び第２ベーン１２７Ｔは、母材を高速度工具鋼（ＳＫＨ５１：構成元素にクロムを含有する）又は高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）などの鋼材とし、第１環状ピストン１２５Ｓ及び第２環状ピストン１２５Ｔとの摺動面１２７ＳＳ，１２７ＴＳ（摺動面１２７ＳＳ，１２７ＴＳとは、第１ベーン１２７Ｓ及び第２ベーン１２７Ｔが第１環状ピストン１２５Ｓ及び第２環状ピストン１２５Ｔに当接し、第１環状ピストン１２５Ｓ及び第２環状ピストン１２５Ｔが回転することにより、第１ベーン１２７Ｓ及び第２ベーン１２７Ｔと摺動する面である。）に、第１層目として、母材構成元素であるクロムの単一皮膜層１２７ＳＤ１，１２７ＴＤ１を形成する。第１層目のクロムの単一皮膜層１２７ＳＤ１，１２７ＴＤ１の層厚は、０．０５μｍ〜０．３０μｍとするとよい。
母材にクロムを含有するので、第１層目のクロムの単一皮膜層１２７ＳＤ１，１２７ＴＤ１を、０．０５μｍ〜０．３０μｍの薄膜で容易に形成することができる。また、母材の硬度が十分に高いので、内部残留応力の小さい薄膜構造が得られる。
次に、第１層目のクロムの単一皮膜層１２７ＳＤ１，１２７ＴＤ１の外側に、第２層目として、クロムと炭素の濃度傾斜を有する中間皮膜層１２７ＳＤ２，１２７ＴＤ２を形成し、第２層目の中間皮膜層１２７ＳＤ２，１２７ＴＤ２の外側に、第３層目として、ダイヤモンド状炭素皮膜層１２７ＳＤ３，１２７ＴＤ３を形成する。
第２層目の中間皮膜層１２７ＳＤ２，１２７ＴＤ２では、クロム含有率（濃度）を第３層側より第１層側で高くし、かつ、炭素の含有率（濃度）を第１層側より第３層側で高くする。第２層目の中間皮膜層１２７ＳＤ２，１２７ＴＤ２の層厚は、０．３０μｍ〜１．２０μｍとし、第３層目のダイヤモンド状炭素皮膜層１２７ＳＤ３，１２７ＴＤ３の層厚は、１．００μｍ〜３．００μｍとするとよい。第３層目のダイヤモンド状炭素皮膜層１２７ＳＤ３，１２７ＴＤ３は、表面粗さ（算術平均粗さ）がおおよそＲａ０．８であるので、それよりも厚くする（表面粗さＲａ０．８より薄くすると皮膜に孔ができてしまう。）。上述の第１層〜第３層のそれぞれの皮膜層は、高真空中でのプラズマプロセスであるイオン化蒸着法により形成することができる。
第２層目の中間皮膜層１２７ＳＤ２，１２７ＴＤ２において、第１層目のクロムの単一皮膜層１２７ＳＤ１，１２７ＴＤ１との接合面におけるクロムの含有率を１００重量％とし、かつ、第３層目のダイヤモンド状炭素皮膜層１２７ＳＤ３，１２７ＴＤ３との接合面におけるクロムの含有率を０重量％とすれば、第１層〜第３層間の最大の層間接合力が得られる。
第１層目のクロムの単一皮膜層１２７ＳＤ１，１２７ＴＤ１は、第１ベーン１２７Ｓ及び第２ベーン１２７Ｔの母材と第２層目の中間皮膜層１２７ＳＤ２，１２７ＴＤ２との接合性を向上させる。第２層目の中間皮膜層１２７ＳＤ２，１２７ＴＤ２は、第３層目のダイヤモンド状炭素皮膜層１２７ＳＤ３，１２７ＴＤ３の接合層となるとともに、第１ベーン１２７Ｓ及び第２ベーン１２７Ｔの往復動により、硬いダイヤモンド状炭素皮膜層１２７ＳＤ３，１２７ＴＤ３を介して第１環状ピストン１２５Ｓ及び第２環状ピストン１２５Ｔに衝撃が作用するのを緩和する緩衝層となる。
上述の第１層〜第３層の層構造を採用することにより、第２層目の中間皮膜層１２７ＳＤ２，１２７ＴＤ２を複雑化、厚肉化することなく、第３層目のダイヤモンド状炭素皮膜層１２７ＳＤ３，１２７ＴＤ３の剥離強度を高くすることができ、内部残留応力の小さい層構造が得られる（クロムの単一皮膜層１２７ＳＤ１，１２７ＴＤ１及び中間皮膜層１２７ＳＤ２，１２７ＴＤ２の厚さが薄すぎると、層間の接合性が悪くなる。また、層の厚さが厚くなると、層間の内部残留応力が大きくなり、剥離及び割れ強度が低くなる）。また、タングステンを含有しないので、さらに剥離強度を高くすることができ、耐摩耗性に優れ、長期間安定して使用することができ、コストアップを抑えた第１ベーン１２７Ｓ及び第２ベーン１２７Ｔが得られる。
なお、実施例のロータリ圧縮機１では、第１環状ピストン１２５Ｓ及び第２環状ピストン１２５Ｔは、モリブデン、ニッケル及びクロムを含有する片状黒鉛鋳鉄で形成され、第１シリンダ１２１Ｓ及び第２シリンダ１２１Ｔは、鋳鉄で形成されている。本発明は、単シリンダ式ロータリ圧縮機及び２段圧縮式ロータリ圧縮機に適用することができる。
以上、実施例を説明したが、前述した内容により実施例が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、実施例の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも１つを行うことができる。
１ ロータリ圧縮機
１０ 圧縮機筐体
１１ モータ
１２ 圧縮部
１５ 回転軸
１６ 給油パイプ
２５ アキュムレータ
３１Ｓ 第１低圧連絡管
３１Ｔ 第２低圧連絡管
１０１ 第１貫通孔
１０２ 第２貫通孔
１０４ 第１吸入管（吸入部）
１０５ 第２吸入管（吸入部）
１０７ 吐出管（吐出部）
１１１ ステータ
１１２ ロータ
１２Ｓ 第１の圧縮部（圧縮部）
１２Ｔ 第２の圧縮部（圧縮部）
１２１Ｓ 第１シリンダ（シリンダ）
１２１Ｔ 第２シリンダ（シリンダ）
１２２Ｓ 第１側方張出部
１２２Ｔ 第２側方張出部
１２３Ｓ 第１シリンダ内壁（シリンダ内壁）
１２３Ｔ 第２シリンダ内壁（シリンダ内壁）
１２４Ｓ 第１スプリング穴
１２４Ｔ 第２スプリング穴
１２５Ｓ 第１環状ピストン（環状ピストン）
１２５Ｔ 第２環状ピストン（環状ピストン）
１２７Ｓ 第１ベーン（ベーン）
１２７Ｔ 第２ベーン（ベーン）
１２８Ｓ 第１ベーン溝（ベーン溝）
１２８Ｔ 第２ベーン溝（ベーン溝）
１２９Ｓ 第１圧力導入路
１２９Ｔ 第２圧力導入路
１３０Ｓ 第１シリンダ室（シリンダ室）
１３０Ｔ 第２シリンダ室（シリンダ室）
１３１Ｓ 第１吸入室（吸入室）
１３１Ｔ 第２吸入室（吸入室）
１３３Ｓ 第１圧縮室（圧縮室）
１３３Ｔ 第２圧縮室（圧縮室）
１３５Ｓ 第１吸入孔（吸入孔）
１３５Ｔ 第２吸入孔（吸入孔）
１３６ 冷媒通路
１４０ 中間仕切板
１５１ 副軸部
１５２Ｓ 第１偏心部（偏心部）
１５２Ｔ 第２偏心部（偏心部）
１５３ 主軸部
１６０Ｓ 下端板（端板）
１６０Ｔ 上端板（端板）
１６１Ｓ 副軸受部（軸受部）
１６１Ｔ 主軸受部（軸受部）
１７０Ｓ 下端板カバー
１７０Ｔ 上端板カバー
１７５ 通しボルト
１８０Ｓ 下マフラー室
１８０Ｔ 上マフラー室
１９０Ｓ 第１吐出孔（吐出弁部）
１９０Ｔ 第２吐出孔（吐出弁部）
２００Ｓ 第１吐出弁（吐出弁部）
２００Ｔ 第２吐出弁（吐出弁部）
２０１Ｓ 第１吐出弁押え（吐出弁部）
２０１Ｔ 第２吐出弁押え（吐出弁部）
２５２ アキュムホルダー
２５３ アキュムバンド
２５５ システム接続管
２５７ 底部貫通孔

Claims (2)

  1. 上部に冷媒の吐出部が設けられ下部側面に冷媒の吸入部が設けられ密閉された縦置きの圧縮機筐体と、
    前記圧縮機筐体の下部に配置され、環状のシリンダと、軸受部及び吐出弁部を有し前記シリンダの端部を閉塞する端板と、前記軸受部に支持された回転軸の偏心部に嵌合され前記シリンダのシリンダ内壁に沿って該シリンダ内を公転し前記シリンダ内壁との間にシリンダ室を形成する環状ピストンと、前記シリンダに設けられたベーン溝から前記シリンダ室内に突出して前記環状ピストンに当接し前記シリンダ室を吸入室と圧縮室とに区画するベーンと、を備え、前記吸入部を通して冷媒を吸入し、前記圧縮機筐体内を通して前記吐出部から冷媒を吐出する圧縮部と、
    前記圧縮機筐体の上部に配置され、前記回転軸を介して前記圧縮部を駆動するモータと、
    を備えるロータリ圧縮機において、
    前記ベーンの母材は、クロムを含有する鋼材で形成されるとともに、前記環状ピストンと当接する摺動面に、前記母材の表面から順に、第１層目としてクロムの単一皮膜層が形成され、第２層目としてクロムと炭素の濃度傾斜を有する中間皮膜層が形成され、第３層目としてダイヤモンド状炭素皮膜層が形成され、前記中間皮膜層は、第１層側で炭素の濃度よりクロムの濃度が高く、第３層側でクロムの濃度より炭素の濃度が高いことを特徴とするロータリ圧縮機。
  2. 前記中間皮膜層は、前記第１層目のクロムの単一皮膜層との接合面におけるクロムの含有率が１００重量％となり、かつ、前記第３層目のダイヤモンド状炭素皮膜層との接合面におけるクロムの含有率が０重量％となる濃度傾斜を有することを特徴とする請求項１に記載のロータリ圧縮機。
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