JP3457519B2 - オイルフリースクロール圧縮機およびその製造方法 - Google Patents
オイルフリースクロール圧縮機およびその製造方法Info
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- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
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- Y10T29/49229—Prime mover or fluid pump making
- Y10T29/49236—Fluid pump or compressor making
- Y10T29/4924—Scroll or peristaltic type
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はスクロール圧縮機に
係り、特に鏡板の片側または両側にラップを形成した旋
回スクロールを有する空気圧縮用の圧縮機に好適なスク
ロール圧縮機およびその製造方法に関する。
係り、特に鏡板の片側または両側にラップを形成した旋
回スクロールを有する空気圧縮用の圧縮機に好適なスク
ロール圧縮機およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のスクロール圧縮機においては、例
えば特開平２−１７３４７２号、特開平１−２３７３７
６号、特開昭６２−１９９９８２号、特開昭６４−８０
７８５号公報等に記載のように、固定スクロールと旋回
スクロールの双方のラップ表面に潤滑性に富んだ表面処
理を施こして、各スクロールラップと鏡板間や各スクロ
ールラップ間で生じる摩耗の低減およびかじりの防止を
図っている。また、特開平８−２６１１７１号公報で
は、固定スクロールと旋回スクロールの双方に同一種類
の表面処理を施して、スクロール圧縮機の長寿命化を図
ることが提案されている。
えば特開平２−１７３４７２号、特開平１−２３７３７
６号、特開昭６２−１９９９８２号、特開昭６４−８０
７８５号公報等に記載のように、固定スクロールと旋回
スクロールの双方のラップ表面に潤滑性に富んだ表面処
理を施こして、各スクロールラップと鏡板間や各スクロ
ールラップ間で生じる摩耗の低減およびかじりの防止を
図っている。また、特開平８−２６１１７１号公報で
は、固定スクロールと旋回スクロールの双方に同一種類
の表面処理を施して、スクロール圧縮機の長寿命化を図
ることが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】旋回スクロールと固定
スクロールのラップ部を互いに組み合わせて配設される
スクロール圧縮機においては、旋回スクロールと固定ス
クロールのラップ間に形成された圧縮作動室の体積を旋
回スクロールが旋回運動することにより減少させて気体
を圧縮する。このスクロール圧縮機における運転中のラ
ップ間隙間を無くして、圧縮作動室からの漏れを可能な
限り無くすことが、スクロール圧縮機の性能向上の面か
らは望ましい。このために、運転中のラップ温度を予測
してラップ間隙間を決定しているが、実際のスクロール
圧縮機の構造は非常に複雑であり、数μｍのオーダで運
転中のラップ間隙間を予測することは不可能である。ラ
ップ間隙間が狭すぎると、運転中にラップ同士が接触し
て焼き付きを発生し、圧縮機が停止するなどの不具合を
生じる。
スクロールのラップ部を互いに組み合わせて配設される
スクロール圧縮機においては、旋回スクロールと固定ス
クロールのラップ間に形成された圧縮作動室の体積を旋
回スクロールが旋回運動することにより減少させて気体
を圧縮する。このスクロール圧縮機における運転中のラ
ップ間隙間を無くして、圧縮作動室からの漏れを可能な
限り無くすことが、スクロール圧縮機の性能向上の面か
らは望ましい。このために、運転中のラップ温度を予測
してラップ間隙間を決定しているが、実際のスクロール
圧縮機の構造は非常に複雑であり、数μｍのオーダで運
転中のラップ間隙間を予測することは不可能である。ラ
ップ間隙間が狭すぎると、運転中にラップ同士が接触し
て焼き付きを発生し、圧縮機が停止するなどの不具合を
生じる。
【０００４】そこで、上記特開平２−１７３４７２号、
特開平１−２３７３７６号、特開昭６２−１９９９８２
号、特開昭６４−８０７８５号公報等に記載のものにお
いては、ラップ同士の接触を防止するために潤滑性に富
む材料でコーティングしている。しかしながら、このコ
ーティングは運転初期においては良好な性能を示すもの
の、母材がアルミニウムを主としたものであるため運転
時間が経過すると共に摩耗が進み、結局最終的には母材
間の接触となり、焼き付け等の不具合を起こす恐れがあ
る。
特開平１−２３７３７６号、特開昭６２−１９９９８２
号、特開昭６４−８０７８５号公報等に記載のものにお
いては、ラップ同士の接触を防止するために潤滑性に富
む材料でコーティングしている。しかしながら、このコ
ーティングは運転初期においては良好な性能を示すもの
の、母材がアルミニウムを主としたものであるため運転
時間が経過すると共に摩耗が進み、結局最終的には母材
間の接触となり、焼き付け等の不具合を起こす恐れがあ
る。
【０００５】また、特開平８−２６１１７１号公報に記
載のものは、コーティング材が固定、旋回両スクロール
で同一であるので、潤滑不良の事態が生じるとやはり焼
き付け等の不具合を起こす恐れがある。
載のものは、コーティング材が固定、旋回両スクロール
で同一であるので、潤滑不良の事態が生じるとやはり焼
き付け等の不具合を起こす恐れがある。
【０００６】本発明は上記従来の技術の有する不具合に
鑑みなされたものであり、その目的は、オイルフリース
クロール圧縮機の長寿命化を図ることにある。本発明の
他の目的は、スクロール圧縮機においてラップ同士の接
触があっても、スクロール圧縮機を長期にわたり安定し
て運転することにある。本発明のさらに他の目的は、焼
き付き等を防止した信頼性が高く、かつ高性能なオイル
フリースクロール圧縮機およびその製造方法を提供する
ことにある。本発明のさらに他の目的は、オイルフリー
スクロール圧縮機において、信頼性の高い表面処理方法
を提供することにある。
鑑みなされたものであり、その目的は、オイルフリース
クロール圧縮機の長寿命化を図ることにある。本発明の
他の目的は、スクロール圧縮機においてラップ同士の接
触があっても、スクロール圧縮機を長期にわたり安定し
て運転することにある。本発明のさらに他の目的は、焼
き付き等を防止した信頼性が高く、かつ高性能なオイル
フリースクロール圧縮機およびその製造方法を提供する
ことにある。本発明のさらに他の目的は、オイルフリー
スクロール圧縮機において、信頼性の高い表面処理方法
を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の第１の態様は、鏡板の少なくとも一方に渦巻
状のラップが形成された旋回スクロールと、この旋回ス
クロールに噛み合うラップを有する固定スクロールとを
備えたオイルフリースクロール圧縮機において、固定ス
クロールと旋回スクロールとのいずれか一方のスクロー
ルの鏡板面とラップ表面にＮｉ−Ｐ−Ｂの表面処理を施
し、他方のスクロールの鏡板面とラップ面に陽極酸化皮
膜処理を施したものである。
の本発明の第１の態様は、鏡板の少なくとも一方に渦巻
状のラップが形成された旋回スクロールと、この旋回ス
クロールに噛み合うラップを有する固定スクロールとを
備えたオイルフリースクロール圧縮機において、固定ス
クロールと旋回スクロールとのいずれか一方のスクロー
ルの鏡板面とラップ表面にＮｉ−Ｐ−Ｂの表面処理を施
し、他方のスクロールの鏡板面とラップ面に陽極酸化皮
膜処理を施したものである。
【０００８】そして好ましくは、旋回スクロールのラッ
プ端面と、固定スクロールのラップ端面とにそれぞれ溝
部を形成し、この溝部に４弗化エチレン樹脂を主成分と
するシール材を嵌入したものである。
プ端面と、固定スクロールのラップ端面とにそれぞれ溝
部を形成し、この溝部に４弗化エチレン樹脂を主成分と
するシール材を嵌入したものである。
【０００９】上記目的を達成するための本発明の第２の
態様は、鏡板の両面にスクロールラップを有する旋回ス
クロールを、実質的に平行に配置した一対の固定スクロ
ールの間に配置し、旋回スクロールを旋回運動させるこ
とにより旋回スクロール鏡板の両側の圧縮作動室で気体
を圧縮させ、かつそれぞれのスクロールのラップ先端部
に設けられた溝に高分子材料からなる弾性力を有するシ
ール材が嵌入されているオイルフリースクロール圧縮機
において、固定スクロールの鏡板面を含むラップ表面に
陽極酸化皮膜を施し、旋回スクロールの鏡板面を含むラ
ップ表面にＮｉ−Ｐ−Ｂ処理を施したものである。そし
て好ましくは、高分子材料は４弗化エチレン樹脂を主成
分とするものである。
態様は、鏡板の両面にスクロールラップを有する旋回ス
クロールを、実質的に平行に配置した一対の固定スクロ
ールの間に配置し、旋回スクロールを旋回運動させるこ
とにより旋回スクロール鏡板の両側の圧縮作動室で気体
を圧縮させ、かつそれぞれのスクロールのラップ先端部
に設けられた溝に高分子材料からなる弾性力を有するシ
ール材が嵌入されているオイルフリースクロール圧縮機
において、固定スクロールの鏡板面を含むラップ表面に
陽極酸化皮膜を施し、旋回スクロールの鏡板面を含むラ
ップ表面にＮｉ−Ｐ−Ｂ処理を施したものである。そし
て好ましくは、高分子材料は４弗化エチレン樹脂を主成
分とするものである。
【００１０】また、いずれの態様においても、作動ガス
は空気であることが望ましく、Ｎｉ−Ｐ−Ｂ皮膜の厚さ
は１０〜３０μｍ、より好ましくはほぼ２０μｍとする
ものである。そして、Ｎｉ−Ｐ−Ｂ皮膜の表面硬度はビ
ッカース硬度で７００〜９００であることが望ましい。
は空気であることが望ましく、Ｎｉ−Ｐ−Ｂ皮膜の厚さ
は１０〜３０μｍ、より好ましくはほぼ２０μｍとする
ものである。そして、Ｎｉ−Ｐ−Ｂ皮膜の表面硬度はビ
ッカース硬度で７００〜９００であることが望ましい。
【００１１】上記目的を達成するための本発明の第３の
態様は、固定スクロールに面した旋回スクロールの表面
にはＮｉ−Ｐ−Ｂ皮膜を処理し、この旋回スクロールに
面した前記固定スクロールの表面には陽極酸化皮膜を処
理してオイルフリースクロール圧縮機を製造するもので
ある。
態様は、固定スクロールに面した旋回スクロールの表面
にはＮｉ−Ｐ−Ｂ皮膜を処理し、この旋回スクロールに
面した前記固定スクロールの表面には陽極酸化皮膜を処
理してオイルフリースクロール圧縮機を製造するもので
ある。
【００１２】そして好ましくは、固定スクロールと旋回
スクロールにはラップ先端部に予め溝部を形成し、その
後各スクロールに前記表面処理を施すものである。
スクロールにはラップ先端部に予め溝部を形成し、その
後各スクロールに前記表面処理を施すものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】初めに、本発明の背景について説
明する。オイルフリースクロール圧縮機においては、運
転中に固定スクロールと旋回スクロールのラップ間及び
ラップと鏡板間は、僅かな隙間をもって相対運動をして
いる。ところで、オイルフリースクロール圧縮機を高効
率化するためには、この隙間を理想的にはゼロとするこ
とが望ましい。そのため、旋回スクロール及び固定スク
ロールのラップ端面には、４フッ化エチレン樹脂を主原
料とするチップシールが多用される。チップシールを用
いることにより、鏡板とラップ間の隙間が減り漏れ損失
が低減する。
明する。オイルフリースクロール圧縮機においては、運
転中に固定スクロールと旋回スクロールのラップ間及び
ラップと鏡板間は、僅かな隙間をもって相対運動をして
いる。ところで、オイルフリースクロール圧縮機を高効
率化するためには、この隙間を理想的にはゼロとするこ
とが望ましい。そのため、旋回スクロール及び固定スク
ロールのラップ端面には、４フッ化エチレン樹脂を主原
料とするチップシールが多用される。チップシールを用
いることにより、鏡板とラップ間の隙間が減り漏れ損失
が低減する。
【００１４】一方、旋回スクロールと固定スクロールの
各ラップ間の隙間は、運転中に発生する熱により２次元
状に作成されたラップが３次元的に変形するので、その
制御が非常に困難である。そのため、高精度に解析して
ラップの変形を考慮して設計した場合においても、時に
よってはラップ間で接触し焼き付けを生じることがあ
る。この不具合を回避するため、従来はラップ表面に潤
滑性の良い材料をコーティングして、たとえ接触しても
低摩擦、低摩耗でラップ同士の運転を行っていた。この
ような潤滑方法を用いると、運転時間が比較的短い間は
良好な性能を示すが、運転が進むに連れて徐々に摩耗が
進行し、結局母材同士の接触となる。
各ラップ間の隙間は、運転中に発生する熱により２次元
状に作成されたラップが３次元的に変形するので、その
制御が非常に困難である。そのため、高精度に解析して
ラップの変形を考慮して設計した場合においても、時に
よってはラップ間で接触し焼き付けを生じることがあ
る。この不具合を回避するため、従来はラップ表面に潤
滑性の良い材料をコーティングして、たとえ接触しても
低摩擦、低摩耗でラップ同士の運転を行っていた。この
ような潤滑方法を用いると、運転時間が比較的短い間は
良好な性能を示すが、運転が進むに連れて徐々に摩耗が
進行し、結局母材同士の接触となる。
【００１５】本発明は、従来スクロール圧縮機において
は、性能を重視してスクロールラップ及び鏡板間に形成
される圧縮部の形状の変形をできるだけ抑えていたのに
対し、一方のスクロールラップの表面硬度を他方のスク
ロールラップに比べて高め、万一旋回スクロールと固定
スクロールのラップが接触したら、硬度の高い方のスク
ロールラップが硬度の低いスクロールラップ表面を削り
取ることができるようにしたものである。そして、この
削り取りにより２つのラップ間の隙間はほぼゼロとな
り、このラップ間に形成される隙間からの漏れ損失が低
減される。つまり、従来はラップ間の接触による摩耗を
抑制するようにしていたものを、積極的に摩耗させて最
適なラップ間隙間を形成するようにしたものである。
は、性能を重視してスクロールラップ及び鏡板間に形成
される圧縮部の形状の変形をできるだけ抑えていたのに
対し、一方のスクロールラップの表面硬度を他方のスク
ロールラップに比べて高め、万一旋回スクロールと固定
スクロールのラップが接触したら、硬度の高い方のスク
ロールラップが硬度の低いスクロールラップ表面を削り
取ることができるようにしたものである。そして、この
削り取りにより２つのラップ間の隙間はほぼゼロとな
り、このラップ間に形成される隙間からの漏れ損失が低
減される。つまり、従来はラップ間の接触による摩耗を
抑制するようにしていたものを、積極的に摩耗させて最
適なラップ間隙間を形成するようにしたものである。
【００１６】以下、本発明のいくつかの実施例を図面を
用いて説明する。図１ないし図５は本発明の第１の実施
例に係る図で、図１は旋回スクロール鏡板の両面にラッ
プを有し、それぞれの面に圧縮作動室を形成して圧縮気
体によるスラスト力をキャンセルさせるスクロール圧縮
機（以下、両歯式スクロール圧縮機）におけるラップ部
の詳細断面図である。図２は、この両歯式スクロール圧
縮機の外観斜視図であり、図３はその軸直角断面図、図
４は旋回スクロールの詳細図、図５は固定スクロールの
詳細図である。
用いて説明する。図１ないし図５は本発明の第１の実施
例に係る図で、図１は旋回スクロール鏡板の両面にラッ
プを有し、それぞれの面に圧縮作動室を形成して圧縮気
体によるスラスト力をキャンセルさせるスクロール圧縮
機（以下、両歯式スクロール圧縮機）におけるラップ部
の詳細断面図である。図２は、この両歯式スクロール圧
縮機の外観斜視図であり、図３はその軸直角断面図、図
４は旋回スクロールの詳細図、図５は固定スクロールの
詳細図である。
【００１７】図２において、両歯式スクロール圧縮機は
ケーシングを兼ねたアルミ鋳物製の固定スクロール９、
１１と、図示しない旋回スクロールと回転軸とを主要構
成品としている。一方の旋回スクロール１１には、外部
空気を取り入れ、その一部をスクロール圧縮機の冷却
に、その他を作動気体とするための空気の吸気口２０及
び排気口２１が形成されている。
ケーシングを兼ねたアルミ鋳物製の固定スクロール９、
１１と、図示しない旋回スクロールと回転軸とを主要構
成品としている。一方の旋回スクロール１１には、外部
空気を取り入れ、その一部をスクロール圧縮機の冷却
に、その他を作動気体とするための空気の吸気口２０及
び排気口２１が形成されている。
【００１８】図３は、図２に示した両歯式のスクロール
圧縮機の横断面図であり、固定スクロールと旋回スクロ
ールのラップとが組み合わされた様子を示した図であ
る。回転軸保持穴２５、２６には図示しないクランクシ
ャフトが軸受により保持されている。これも図示しない
駆動機からの伝達された駆動力がクランクシャフトに伝
達されると、鏡板の両面に渦巻き状のラップが形成され
た旋回スクロール１０が自転することなく公転する。吸
気口２０から吸い込まれた空気の一部は、この旋回スク
ロール１０の旋回運動により固定スクロール９、１１に
形成されたラップと旋回スクロール９のラップとの間
に、圧縮室２４を形成する。
圧縮機の横断面図であり、固定スクロールと旋回スクロ
ールのラップとが組み合わされた様子を示した図であ
る。回転軸保持穴２５、２６には図示しないクランクシ
ャフトが軸受により保持されている。これも図示しない
駆動機からの伝達された駆動力がクランクシャフトに伝
達されると、鏡板の両面に渦巻き状のラップが形成され
た旋回スクロール１０が自転することなく公転する。吸
気口２０から吸い込まれた空気の一部は、この旋回スク
ロール１０の旋回運動により固定スクロール９、１１に
形成されたラップと旋回スクロール９のラップとの間
に、圧縮室２４を形成する。
【００１９】この圧縮室２４は、旋回スクロール１０の
旋回運動に伴いその容積を減少し、内部の空気は圧縮さ
れ、ラップの中心部に形成した吐出ポート２３を経て高
圧のガスとして機外へ排出される。ラップの軸方向端面
には、溝が形成されており、この溝にはチップシール１
２が嵌合されている。チップシールは、固定スクロール
ラップと旋回スクロールの鏡板３０間、及び旋回スクロ
ールラップと固定スクロールの鏡板間から作動ガスが漏
れるのを防止する。
旋回運動に伴いその容積を減少し、内部の空気は圧縮さ
れ、ラップの中心部に形成した吐出ポート２３を経て高
圧のガスとして機外へ排出される。ラップの軸方向端面
には、溝が形成されており、この溝にはチップシール１
２が嵌合されている。チップシールは、固定スクロール
ラップと旋回スクロールの鏡板３０間、及び旋回スクロ
ールラップと固定スクロールの鏡板間から作動ガスが漏
れるのを防止する。
【００２０】固定スクロール９、１１は、図５に示すよ
うにラップ２７と鏡板３１を有しており、ラップ２７の
最外周のさらに外周部でかつ鏡板３１部にダストラップ
２８が形成されている。ダストラップ２８は圧縮室にご
みや塵埃等が侵入するのを防止している。本実施例で
は、吸気ポートを２カ所設けているので、圧縮室に作動
ガスを導くための通路が軸対称位置に２カ所設けられて
いる。
うにラップ２７と鏡板３１を有しており、ラップ２７の
最外周のさらに外周部でかつ鏡板３１部にダストラップ
２８が形成されている。ダストラップ２８は圧縮室にご
みや塵埃等が侵入するのを防止している。本実施例で
は、吸気ポートを２カ所設けているので、圧縮室に作動
ガスを導くための通路が軸対称位置に２カ所設けられて
いる。
【００２１】次に、このように構成した両歯式スクロー
ル圧縮機のスクロールラップ部の詳細を図１を用いて説
明する。図１はラップ部の縦断面図である。旋回スクロ
ールの鏡板３２の両面に渦巻状のスクロールラップ１０
ａが形成されている。一方、この旋回スクロールラップ
１０ａとかみ合う同様に渦巻状に形成された固定スクロ
ールラップ９ａ、１１ａが、固定スクロール９、１１に
形成されている。そして、固定スクロール１と旋回スク
ロール２が嵌合している。
ル圧縮機のスクロールラップ部の詳細を図１を用いて説
明する。図１はラップ部の縦断面図である。旋回スクロ
ールの鏡板３２の両面に渦巻状のスクロールラップ１０
ａが形成されている。一方、この旋回スクロールラップ
１０ａとかみ合う同様に渦巻状に形成された固定スクロ
ールラップ９ａ、１１ａが、固定スクロール９、１１に
形成されている。そして、固定スクロール１と旋回スク
ロール２が嵌合している。
【００２２】旋回スクロールのラップ１０ａの先端には
固定スクロールの鏡板９ｂ、１１ｂとの間の隙間をシー
ルするシール材嵌入用の溝４が設けられており、シール
材１２が嵌入されている。同様に、固定スクロールラッ
プ９ａ、１１ａの先端には、溝１３ａ、１３ｂが形成さ
れており、旋回スクロールの鏡板３２との間に形成され
る隙間をシールするためのシール材１３ａ、１３ｂが嵌
入されている。なお、このシール材としては、４弗化エ
チレン系樹脂を用いる。
固定スクロールの鏡板９ｂ、１１ｂとの間の隙間をシー
ルするシール材嵌入用の溝４が設けられており、シール
材１２が嵌入されている。同様に、固定スクロールラッ
プ９ａ、１１ａの先端には、溝１３ａ、１３ｂが形成さ
れており、旋回スクロールの鏡板３２との間に形成され
る隙間をシールするためのシール材１３ａ、１３ｂが嵌
入されている。なお、このシール材としては、４弗化エ
チレン系樹脂を用いる。
【００２３】固定スクロール及び旋回スクロールは、軽
量化および加工の容易さのために、アルミ合金で製作さ
れる。一般に、固定スクロールはアルミ鋳物であるので
表面硬度が低いこと、また旋回スクロールと固定スクロ
ールのラップ同士が接触する恐れがあることの理由か
ら、固定スクロール９、１１のラップ表面１５、１７と
鏡板表面１４、１６には陽極酸化皮膜処理が施こされて
いる。さらに、旋回スクロール１０のラップ表面１９と
鏡板面１８には固定スクロール９、１１に施した陽極酸
化皮膜処理に比べて皮膜硬度の十分高いＮｉ−Ｐ−Ｂ処
理を施している。
量化および加工の容易さのために、アルミ合金で製作さ
れる。一般に、固定スクロールはアルミ鋳物であるので
表面硬度が低いこと、また旋回スクロールと固定スクロ
ールのラップ同士が接触する恐れがあることの理由か
ら、固定スクロール９、１１のラップ表面１５、１７と
鏡板表面１４、１６には陽極酸化皮膜処理が施こされて
いる。さらに、旋回スクロール１０のラップ表面１９と
鏡板面１８には固定スクロール９、１１に施した陽極酸
化皮膜処理に比べて皮膜硬度の十分高いＮｉ−Ｐ−Ｂ処
理を施している。
【００２４】このＮｉ−Ｐ−Ｂ処理は、特開平８−１５
８０５８号公報に記載のものと同様のものである。ただ
し、この公報に記載のものは、摩擦・摩耗を低減するた
めの表面処理方法であるが、本発明においては旋回スク
ロールのラップ表面を保護するためのものであり、固定
スクロールのラップ表面は積極的に摩耗を許容してい
る。なお、固定スクロールの表面に陽極酸化皮膜処理を
したのは、溝１３ａ、１３ｂに嵌入するシール材の摩耗
を低減するためであり、このシール材の摩耗を許容する
ならば、この皮膜処理はなくともよい。なお、上述した
陽極酸化皮膜処理とこのＮｉ−Ｐ−Ｂ処理との組み合わ
せでは、摩擦係数は０．１〜０．２程度である。
８０５８号公報に記載のものと同様のものである。ただ
し、この公報に記載のものは、摩擦・摩耗を低減するた
めの表面処理方法であるが、本発明においては旋回スク
ロールのラップ表面を保護するためのものであり、固定
スクロールのラップ表面は積極的に摩耗を許容してい
る。なお、固定スクロールの表面に陽極酸化皮膜処理を
したのは、溝１３ａ、１３ｂに嵌入するシール材の摩耗
を低減するためであり、このシール材の摩耗を許容する
ならば、この皮膜処理はなくともよい。なお、上述した
陽極酸化皮膜処理とこのＮｉ−Ｐ−Ｂ処理との組み合わ
せでは、摩擦係数は０．１〜０．２程度である。
【００２５】固定スクロール９、１１と旋回スクロール
１０に皮膜硬度の十分に異なる表面処理を施すことによ
り、スクロール圧縮機を実際に運転したときに、当初の
予測を越えた熱変形が起こりラップが接触しても、硬度
の十分に高い旋回スクロール９、１１のラップ９ａ、１
１ａは硬度の低い固定スクロール９、１１のラップ表面
１５、１７や鏡板面１４、１６を徐々に摩滅することが
可能となる。したがって、固定スクロール９、１１と旋
回スクロール１０のラップの焼き付きを防止し、安定し
た圧縮機の運転が可能になる。また、ラップが接触した
ときの皮膜硬度の低い固定スクロール９、１１のラップ
表面１５、１７の摩滅厚さは概略固定スクロール１０の
ラップ１０ａと旋回スクロール９、１１のラップ９ａ、
１１ａの干渉分となり、干渉分の摩滅が完了するとラッ
プ９ａ、１１ａとラップ１０ａは微少な必要最小隙間を
保持した状態で運転され、性能上の点からも必要最小隙
間を確保することが出来、圧縮空気の漏れを防ぐので高
性能な圧縮機を提供することが出来る。
１０に皮膜硬度の十分に異なる表面処理を施すことによ
り、スクロール圧縮機を実際に運転したときに、当初の
予測を越えた熱変形が起こりラップが接触しても、硬度
の十分に高い旋回スクロール９、１１のラップ９ａ、１
１ａは硬度の低い固定スクロール９、１１のラップ表面
１５、１７や鏡板面１４、１６を徐々に摩滅することが
可能となる。したがって、固定スクロール９、１１と旋
回スクロール１０のラップの焼き付きを防止し、安定し
た圧縮機の運転が可能になる。また、ラップが接触した
ときの皮膜硬度の低い固定スクロール９、１１のラップ
表面１５、１７の摩滅厚さは概略固定スクロール１０の
ラップ１０ａと旋回スクロール９、１１のラップ９ａ、
１１ａの干渉分となり、干渉分の摩滅が完了するとラッ
プ９ａ、１１ａとラップ１０ａは微少な必要最小隙間を
保持した状態で運転され、性能上の点からも必要最小隙
間を確保することが出来、圧縮空気の漏れを防ぐので高
性能な圧縮機を提供することが出来る。
【００２６】なお、本発明に用いるＮｉ−Ｐ−Ｂ処理
は、の皮膜厚さは１０〜３０μm 、好ましくは約２０μ
mである。さらに、この皮膜処理は、比較的低温で処理
しても、表面硬度が低下しないという利点を有してい
る。つまり、旋回スクロールはアルミ合金製であるた
め、処理温度は２００°Ｃ程度が上限であるが、この温
度で処理してもビッカース硬度が７００〜９００程度あ
り、５０μｍ程度の厚さの陽極酸化皮膜処理の硬度に比
して十分に高い硬度が得られる。また、本実施例におい
ては、ニッケルの含有量を９８重量％以上、燐の含有量
を１〜２重量％、ホウ素の含有量を１重量％以下にした
ときに良好な結果が得られた。
は、の皮膜厚さは１０〜３０μm 、好ましくは約２０μ
mである。さらに、この皮膜処理は、比較的低温で処理
しても、表面硬度が低下しないという利点を有してい
る。つまり、旋回スクロールはアルミ合金製であるた
め、処理温度は２００°Ｃ程度が上限であるが、この温
度で処理してもビッカース硬度が７００〜９００程度あ
り、５０μｍ程度の厚さの陽極酸化皮膜処理の硬度に比
して十分に高い硬度が得られる。また、本実施例におい
ては、ニッケルの含有量を９８重量％以上、燐の含有量
を１〜２重量％、ホウ素の含有量を１重量％以下にした
ときに良好な結果が得られた。
【００２７】次に、本発明の第２の実施例を図６を用い
て説明する。この図６において、図１と同一の部品には
同一符号を付している。このスクロール圧縮機では、ス
クロールラップは旋回スクロールの鏡板の一方の面にし
か形成されていない。つまり、スクロールラップによっ
て画成される圧縮機内の気体の圧力によって旋回スクロ
ールと固定スクロールとは、相互に離反する力を受け
る。これを片歯式スクロール圧縮機という。この片歯式
スクロール圧縮機では、固定スクロール１と旋回スクロ
ール２が嵌合している。それぞれのラップ１ａ、２ａの
先端にはシール材嵌入用の溝４が設けられ、シール材３
が嵌入されている。固定スクロール１のラップ表面６と
鏡板面５には陽極酸化皮膜処理を施している。旋回スク
ロール２のラップ表面８と鏡板面７には固定スクロール
１に施してある陽極酸化皮膜処理に比べて皮膜硬度の十
分高いＮｉ−Ｐ−Ｂ処理が施こされている。固定スクロ
ール１と旋回スクロール２に皮膜硬度の大幅に異なる表
面処理を施すことにより、スクロール圧縮機を実際に運
転したときに当初の予測を越えた熱変形が起こりラップ
が接触しても、硬度の十分に高い旋回スクロール２のラ
ップ２ａは硬度の低い固定スクロール１のラップ表面６
や鏡板面５を徐々に摩滅するので、固定スクロール１と
旋回スクロール２のラップの焼き付きを防止し、圧縮機
を安定して運転することが出来る。また、ラップが接触
したとき、皮膜硬度の低い固定スクロール１のラップ表
面６の摩滅厚さは概略固定スクロール１のラップ１ａと
旋回スクロール２のラップ２ａの干渉分となる。干渉分
の摩滅が完了するとラップ１ａとラップ２ａは微少な必
要最小隙間を保持した状態で運転される。したがって、
性能上の点からも必要最小隙間を確保することが出来、
圧縮空気の漏れを防ぐので高性能な圧縮機を提供するこ
とが出来る。
て説明する。この図６において、図１と同一の部品には
同一符号を付している。このスクロール圧縮機では、ス
クロールラップは旋回スクロールの鏡板の一方の面にし
か形成されていない。つまり、スクロールラップによっ
て画成される圧縮機内の気体の圧力によって旋回スクロ
ールと固定スクロールとは、相互に離反する力を受け
る。これを片歯式スクロール圧縮機という。この片歯式
スクロール圧縮機では、固定スクロール１と旋回スクロ
ール２が嵌合している。それぞれのラップ１ａ、２ａの
先端にはシール材嵌入用の溝４が設けられ、シール材３
が嵌入されている。固定スクロール１のラップ表面６と
鏡板面５には陽極酸化皮膜処理を施している。旋回スク
ロール２のラップ表面８と鏡板面７には固定スクロール
１に施してある陽極酸化皮膜処理に比べて皮膜硬度の十
分高いＮｉ−Ｐ−Ｂ処理が施こされている。固定スクロ
ール１と旋回スクロール２に皮膜硬度の大幅に異なる表
面処理を施すことにより、スクロール圧縮機を実際に運
転したときに当初の予測を越えた熱変形が起こりラップ
が接触しても、硬度の十分に高い旋回スクロール２のラ
ップ２ａは硬度の低い固定スクロール１のラップ表面６
や鏡板面５を徐々に摩滅するので、固定スクロール１と
旋回スクロール２のラップの焼き付きを防止し、圧縮機
を安定して運転することが出来る。また、ラップが接触
したとき、皮膜硬度の低い固定スクロール１のラップ表
面６の摩滅厚さは概略固定スクロール１のラップ１ａと
旋回スクロール２のラップ２ａの干渉分となる。干渉分
の摩滅が完了するとラップ１ａとラップ２ａは微少な必
要最小隙間を保持した状態で運転される。したがって、
性能上の点からも必要最小隙間を確保することが出来、
圧縮空気の漏れを防ぐので高性能な圧縮機を提供するこ
とが出来る。
【００２８】また、本実施例においては、固定スクロー
ルに硬度の低い表面処理を、旋回スクロールに硬度の十
分に高い表面処理を施しているが、この表面処理の硬度
を旋回スクロールと固定スクロールとで逆にしても良
い。
ルに硬度の低い表面処理を、旋回スクロールに硬度の十
分に高い表面処理を施しているが、この表面処理の硬度
を旋回スクロールと固定スクロールとで逆にしても良
い。
【００２９】なお、Ｎｉ−Ｐ−Ｂ処理を、ラップ端部に
設けた溝表面にも形成している。これは、この表面処理
を容易に行えるようにするためである。そのため、溝に
嵌入されるシール材との間の摩耗が問題となるが、本処
理は４弗化エチレン樹脂を主成分とするシール材に対し
ては低摩耗であり、長期にわたり良好なシール性能を示
した。
設けた溝表面にも形成している。これは、この表面処理
を容易に行えるようにするためである。そのため、溝に
嵌入されるシール材との間の摩耗が問題となるが、本処
理は４弗化エチレン樹脂を主成分とするシール材に対し
ては低摩耗であり、長期にわたり良好なシール性能を示
した。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、旋回スクロールと固定
スクロールそれぞれに、硬度の十分に異なった表面処理
を施すことにより、ラップが接触した場合にも焼き付き
の発生を防止でき、安定した圧縮機の運転を確保するこ
とが出来る。また、ラップの摩滅により必要最小限の隙
間が形成されるので、圧縮空気の漏れを防ぎ性能を向上
することが可能になる。
スクロールそれぞれに、硬度の十分に異なった表面処理
を施すことにより、ラップが接触した場合にも焼き付き
の発生を防止でき、安定した圧縮機の運転を確保するこ
とが出来る。また、ラップの摩滅により必要最小限の隙
間が形成されるので、圧縮空気の漏れを防ぎ性能を向上
することが可能になる。
【００３１】また、ラップの先端に形成される溝に嵌入
されるシール材との間の摩耗を低減するので、長期にわ
たり良好なシール性能が得られ、スクロール圧縮機の信
頼性が向上する。
されるシール材との間の摩耗を低減するので、長期にわ
たり良好なシール性能が得られ、スクロール圧縮機の信
頼性が向上する。
【図１】両歯式スクロール圧縮機の一実施例におけるラ
ップ部の詳細断面図。
ップ部の詳細断面図。
【図２】両歯式スクロール圧縮機の一実施例の外観斜視
図。
図。
【図３】両歯式スクロール圧縮機の一実施例の横断面
図。
図。
【図４】両歯式スクロール圧縮機の一実施例の旋回スク
ロール正面図。
ロール正面図。
【図５】両歯式スクロール圧縮機の一実施例の固定スク
ロール正面図。
ロール正面図。
【図６】片歯式スクロール圧縮機の一実施例におけるラ
ップ部の詳細断面図。
ップ部の詳細断面図。
１…固定スクロール、１ａ…固定スクロールラップ、２
…旋回スクロール、２ａ…旋回スクロールラップ、３…
シール材、４…溝、５…固定スクロール鏡板面、６…ラ
ップ表面、７…旋回スクロール鏡板面、８…ラップ表
面、９…固定スクロール、９ａ…固定スクロールラッ
プ、１０…旋回スクロール、１０ａ…旋回スクロールラ
ップ、１１…固定スクロール、１１ａ…固定スクロール
ラップ、１２…シール材、１３…溝、１４…固定スクロ
ール鏡板面、１５…ラップ表面、１６…固定スクロール
鏡板面、１７…ラップ表面、１８…旋回スクロール鏡板
面、１９…ラップ表面、２０…吸気口、２１…排気口、
２２…吸込み流路、２４…圧縮室、２７…スクロールラ
ップ、２８…ダストラップ、２９…通路。
…旋回スクロール、２ａ…旋回スクロールラップ、３…
シール材、４…溝、５…固定スクロール鏡板面、６…ラ
ップ表面、７…旋回スクロール鏡板面、８…ラップ表
面、９…固定スクロール、９ａ…固定スクロールラッ
プ、１０…旋回スクロール、１０ａ…旋回スクロールラ
ップ、１１…固定スクロール、１１ａ…固定スクロール
ラップ、１２…シール材、１３…溝、１４…固定スクロ
ール鏡板面、１５…ラップ表面、１６…固定スクロール
鏡板面、１７…ラップ表面、１８…旋回スクロール鏡板
面、１９…ラップ表面、２０…吸気口、２１…排気口、
２２…吸込み流路、２４…圧縮室、２７…スクロールラ
ップ、２８…ダストラップ、２９…通路。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 鈴木 明
静岡県清水市村松390番地 株式会社
日立製作所 空調システム事業部内
(72)発明者 名取 達雄
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 水本 宗男
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 町田 茂
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
(56)参考文献 特開 平５−240174（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−237376（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−53084（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−173472（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−158058（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−92590（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−63181（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−199982（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−80785（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−3538（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−158853（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−261171（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−158850（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−310682（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−223488（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−120258（ＪＰ，Ａ)
国際公開98／31849（ＷＯ，Ａ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F04C 18/02 311
Claims (10)
- 【請求項１】鏡板の少なくとも一方に渦巻状のラップが
形成された旋回スクロールと、この旋回スクロールに噛
み合うラップを有する固定スクロールとを備えたオイル
フリースクロール圧縮機において、 前記固定スクロールと旋回スクロールのいずれか一方の
スクロールの鏡板面とラップ表面にＮｉ−Ｐ−Ｂの表面
処理を施し、他方のスクロールの鏡板面とラップ面に陽
極酸化皮膜処理を施したことを特徴とするオイルフリー
スクロール圧縮機。 - 【請求項２】前記旋回スクロールのラップ端面と、固定
スクロールのラップ端面とにそれぞれ溝部を形成したこ
とを特徴とする請求項１に記載のオイルフリースクロー
ル圧縮機。 - 【請求項３】前記溝部に４弗化エチレン樹脂を主成分と
するシール材を嵌入したことを特徴とする請求項２に記
載のオイルフリースクロール圧縮機。 - 【請求項４】鏡板の両面にスクロールラップを有する旋
回スクロールを、実質的に平行に配置した一対の固定ス
クロールの間に配置し、旋回スクロールを旋回運動させ
ることにより旋回スクロール鏡板の両側の圧縮作動室で
気体を圧縮させ、かつそれぞれのスクロールのラップ先
端部に設けられた溝に高分子材料からなる弾性力を有す
るシール材が嵌入されているオイルフリースクロール圧
縮機において、 固定スクロールの鏡板面を含むラップ表面に陽極酸化皮
膜を施し、旋回スクロールの鏡板面を含むラップ表面に
Ｎｉ−Ｐ−Ｂ処理を施したことを特徴とするオイルフリ
ースクロール圧縮機。 - 【請求項５】前記高分子材料は４弗化エチレン樹脂を主
成分とするものであることを特徴とする請求項４に記載
のオイルフリースクロール圧縮機。 - 【請求項６】作動ガスは空気であることを特徴とする請
求項１ないし５のいずれか１項に記載のオイルフリース
クロール圧縮機。 - 【請求項７】前記Ｎｉ−Ｐ−Ｂ皮膜の厚さを１０〜３０
μｍとしたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれ
か１項に記載のオイルフリースクロール圧縮機。 - 【請求項８】前記Ｎｉ−Ｐ−Ｂ皮膜の表面硬度はビッカ
ース硬度で７００〜９００であることを特徴とする請求
項１ないし８のいずれか１項に記載のオイルフリースク
ロール圧縮機。 - 【請求項９】固定スクロールに面した旋回スクロールの
表面にはＮｉ−Ｐ−Ｂ皮膜を形成し、この旋回スクロー
ルに面した前記固定スクロールの表面には陽極酸化皮膜
を形成することを特徴とするオイルフリースクロール圧
縮機の製造方法。 - 【請求項１０】前記固定スクロールと旋回スクロールに
はラップ先端部に予め溝部を形成し、その後各スクロー
ルに前記表面処理を施すことを特徴とする請求項９に記
載のオイルフリースクロール圧縮機の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25469997A JP3457519B2 (ja) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | オイルフリースクロール圧縮機およびその製造方法 |
| US09/109,180 US6142755A (en) | 1997-09-19 | 1998-07-02 | Scroll compressor and method of manufacturing same |
| CN98118449A CN1074510C (zh) | 1997-09-19 | 1998-08-18 | 涡旋压缩机及其制造方法 |
| KR1019980038600A KR100309326B1 (ko) | 1997-09-19 | 1998-09-18 | 오일프리스크롤압축기및이의제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25469997A JP3457519B2 (ja) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | オイルフリースクロール圧縮機およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1193866A JPH1193866A (ja) | 1999-04-06 |
| JP3457519B2 true JP3457519B2 (ja) | 2003-10-20 |
Family
ID=17268636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25469997A Expired - Fee Related JP3457519B2 (ja) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | オイルフリースクロール圧縮機およびその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6142755A (ja) |
| JP (1) | JP3457519B2 (ja) |
| KR (1) | KR100309326B1 (ja) |
| CN (1) | CN1074510C (ja) |
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| US6687992B2 (en) * | 2002-01-14 | 2004-02-10 | Delphi Technologies, Inc. | Assembly method for hermetic scroll compressor |
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| DK1567748T3 (da) * | 2002-12-07 | 2007-03-12 | Energetix Group Ltd | Strömforsyningssystem |
| GB0228599D0 (en) * | 2002-12-07 | 2003-01-15 | Energetix Group Ltd | Electrical power supply system |
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| CN101672281B (zh) * | 2009-09-18 | 2011-07-06 | 配天(安徽)电子技术有限公司 | 涡旋体、涡旋压缩机及其喷涂工艺 |
| CN102678564A (zh) * | 2011-03-09 | 2012-09-19 | 上海日立电器有限公司 | 一种涡旋压缩机轴向双浮动结构 |
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| CN103775335B (zh) * | 2012-10-26 | 2016-08-03 | 复盛股份有限公司 | 涡卷流体机械的涡卷散热结构及其制造方法 |
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| CN111041463A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-04-21 | 华远精密机器(深圳)有限公司 | 一种无油涡旋空压机动、静涡旋盘及其镀镍硼工艺 |
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| CN114857000B (zh) * | 2022-05-20 | 2023-08-22 | 浙江省机电设计研究院有限公司 | 一种提高动静盘啮合密封性的涡旋空压机设计及制造方法 |
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