JP5041059B2

JP5041059B2 - 圧縮機

Info

Publication number: JP5041059B2
Application number: JP2010289813A
Authority: JP
Inventors: 丈雄林; 雄一山本; 順英樋口; ちひろ遠藤
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2010-12-27
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2030-12-27
Also published as: JP2012137012A

Description

本発明は、冷媒を圧縮する圧縮機に関する。

従来から、圧縮機として、シリンダと、シリンダの内側に配置されるローラとを備えるロータリ圧縮機がある。このロータリ圧縮機では、ローラは、偏心回転する軸に装着されており、軸の回転に伴って、シリンダの内周面に沿って移動する。

このようなロータリ圧縮機では、ローラの端面とこの端面に対向して配置される端板部材との間、および、ローラの外周面とシリンダの内周面との間には、摺動による焼付き防止などのために、微小な隙間が形成されている。隙間の大きさは、冷媒や潤滑油の漏れを防止する観点から、できるだけ小さいことが好ましい。このような隙間を設けていても、例えば圧縮機の高速始動時など、ローラの熱膨張量がシリンダの熱膨張量よりも大きくなった場合には、上記の隙間が無くなって、摺動による焼付きが生じる場合がある。

また、上記のロータリ圧縮機以外の圧縮機として、渦巻き状の固定側ラップを有する固定スクロールと、固定側ラップに噛み合う渦巻き状の可動側ラップを有する可動スクロールとを備えるスクロール圧縮機がある。このスクロール圧縮機では、可動スクロールが偏心回転する軸に装着されており、軸の回転に伴って、可動スクロールは旋回運動する。

このようなスクロール圧縮機では、ラップの端面とこの端面に対向する面との間、および、ラップの側面とこの面に対向する側面（他方のラップの側面を含む）との間には、摺動による焼付き防止などのために、微小な隙間が形成されている。しかしながら、圧縮機の運転状況によっては、上記の隙間が無くなって、焼付きが生じる場合がある。

このような圧縮機の焼付きの問題に対して、例えば特許文献１では、樹脂コーティングによって摺動性を向上させることが提案されている。これにより、隙間の大きさを拡大することなく、焼付きを防止することが可能となっている。

特開２００６−２７５２８０号公報

しかしながら、摺動が生じると、上述した焼付きの問題の他に、摩擦ロスによって圧縮機の効率が低下するという問題も生じる。
特許文献１の圧縮機では、樹脂コーティングによって摺動時の焼付きを防止できるが、この摩擦ロスによる効率低下の問題が残っている。さらに、樹脂コーティング層は、冷媒や潤滑油を吸収して膨潤するため、上述した高速始動時などの特殊な運転時だけでなく、通常の運転時であっても、隙間が無くなる場合がある。

そこで、この発明は、樹脂層の表面が、対向する部材と接触して摺動した場合に、摺動による摩擦ロスを低減することのできる圧縮機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、第１の発明に係る圧縮機は、圧縮室および前記圧縮室に連通したブレード収容部を有するシリンダと、前記シリンダの軸方向両端に配置される第１端板部材および第２端板部材と、前記圧縮室および前記ブレード収容部の内側に配置されるピストンとを備え、前記ピストンは、前記圧縮室に配置された環状のローラと、前記ローラの外周面から延在し且つ前記ブレード収容部に対して進退可能に配置されたブレードとを有し、(1)前記ピストンの軸方向端面、(2)前記第１端板部材の前記ピストンの軸方向端面に対向した面、(3)前記第２端板部材の前記ピストンの軸方向端面に対向した面、(4)前記ローラの外周面、(5)前記圧縮室の内周面、となる部分の少なくとも１つの全面または一部には、樹脂層が形成されており、前記樹脂層の表面の算術平均表面粗さＲａが、０．３以上であり、前記樹脂層の表面は、粗さ曲線のスキューネスＲｓｋが、０より大きく、且つ、最大高さ粗さＲｚが、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍよりも大きいことを特徴とする。

この圧縮機では、樹脂層の表面が他の部材と接触して摺動した場合に、樹脂層によって焼付きの発生を防止することができる。
また、樹脂層の表面粗さが比較的粗いため、樹脂層の表面が他の部材と接触して摺動した場合に、表面粗さを構成する微小な凸部が容易に削られるか、たとえ削れなくても容易に変形する。これにより、接触面間の面圧が低減するため、摩擦ロスを低減することができ、圧縮機の効率の低下を抑制することができる。
この圧縮機では、樹脂層の表面粗さを構成する凸部は、先細り形状であって、且つ、その縦幅が横幅よりも大きい。そのため、樹脂層と他の部材との接触時に、この凸部を削ったり変形させたりしやすい。したがって、接触面間の面圧を迅速且つ確実に低減することができる。

第２の発明に係る圧縮機は、圧縮室および前記圧縮室に連通したベーン収容部を有するシリンダと、前記シリンダの軸方向両端に配置される第１端板部材および第２端板部材と、前記圧縮室の内側に配置される環状のローラと、前記ローラの外周面に押圧される先端を有し且つ前記ベーン収容部の内側を進退可能に配置されたベーンとを備え、(1)前記ローラの軸方向端面、(2)前記第１端板部材の前記ローラの軸方向端面に対向した面、(3)前記第２端板部材の前記ローラの軸方向端面に対向した面、(4)前記ベーンの軸方向端面、(5)前記ローラの外周面、(6)前記圧縮室の内周面、となる部分の少なくとも１つの全面または一部には、樹脂層が形成されており、前記樹脂層の表面の算術平均表面粗さＲａが、０．３以上であり、前記樹脂層の表面は、粗さ曲線のスキューネスＲｓｋが、０より大きく、且つ、最大高さ粗さＲｚが、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍよりも大きいことを特徴とする。

第３の発明に係る圧縮機は、凹部およびその底面から突出した渦巻き状の第１ラップを有する第１スクロールと、平板部から突出した渦巻き状の第２ラップを有する第２スクロールとを備え、前記第１スクロールと前記第２スクロールとは、前記凹部の底面と前記平板部とが対向し、且つ、前記第１ラップの側面と前記第２ラップの側面とが対向するように近接しており、(1)前記第１ラップの先端面、(2)前記平板部の前記第１ラップの先端面に対向した面、(3)前記第２ラップの先端面、(4)前記凹部の底面の前記第２ラップの先端面に対向した面、(5)前記第１ラップの側面、(6)前記第２ラップの側面、(7)前記凹部の内周面、となる部分の少なくとも１つの全面または一部には、樹脂層が形成されており、前記樹脂層の表面の算術平均表面粗さＲａが、０．３以上であり、前記樹脂層の表面は、粗さ曲線のスキューネスＲｓｋが、０より大きく、且つ、最大高さ粗さＲｚが、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍよりも大きいことを特徴とする。

第４の発明に係る圧縮機では、第１〜第３のいずれかの発明に係る圧縮機において、前記樹脂層の表面粗さを構成する凹凸は、前記樹脂層にのみ形成されていることを特徴とする。

この圧縮機では、樹脂層の表面粗さを構成する凸部が、樹脂組成物のみで形成されているため、摺動時に変形しやすい。

第５の発明に係る圧縮機では、第１〜第４のいずれかの発明に係る圧縮機において、前記樹脂層が形成された基材の表面は、算術平均表面粗さＲａが０．３以上であることを特徴とする。

この圧縮機では、基材の表面に微小な凹凸が形成されているため、樹脂層と基材との接着性が良く、樹脂層の剥離が生じにくい。

第６の発明に係る圧縮機では、第５の発明に係る圧縮機において、前記樹脂層の表面粗さを構成する凹凸は、前記基材の表面に形成された凹凸に沿って形成されていることを特徴とする。

この圧縮機では、樹脂層は、表面に凹凸が形成された基材に樹脂コーティングを施すだけで形成することができるため、樹脂層に凹凸を形成する加工を施さなくて済む。

第７の発明に係る圧縮機では、第１〜第６のいずれかの発明に係る圧縮機において、前記樹脂層は、前記樹脂層に対向する面よりも硬度が低いことを特徴とする。

この圧縮機では、樹脂層は対向する面よりも硬度が低いため、樹脂層の表面が削れ易い。したがって、接触面間の面圧を迅速且つ確実に低減することができる。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。

第１〜第３の発明では、樹脂層の表面が他の部材と接触して摺動した場合に、樹脂層によって焼付きの発生を防止することができる。
また、樹脂層の表面粗さが比較的粗いため、樹脂層の表面が他の部材と接触して摺動した場合に、表面粗さを構成する微小な凸部が容易に削られるか、たとえ削れなくても容易に変形する。これにより、接触面間の面圧が低減するため、摩擦ロスを低減することができ、圧縮機の効率の低下を抑制することができる。
また、樹脂層の表面粗さを構成する凸部は、先細り形状であって、且つ、その縦幅が横幅よりも大きい。そのため、樹脂層と他の部材との接触時に、この凸部を削ったり変形させたりしやすい。したがって、接触面間の面圧を迅速且つ確実に低減することができる。

第４の発明では、樹脂層の表面粗さを構成する凸部が、樹脂組成物のみで形成されているため、摺動時に変形しやすい。

第５の発明では、基材の表面に微小な凹凸が形成されているため、樹脂層と基材との接着性が良く、樹脂層の剥離が生じにくい。

第６の発明では、樹脂層は、表面に凹凸が形成された基材に樹脂コーティングを施すだけで形成することができるため、樹脂層に凹凸を形成する加工を施さなくて済む。

第７の発明では、樹脂層は対向する面よりも硬度が低いため、樹脂層の表面が削れ易い。したがって、接触面間の面圧を迅速且つ確実に低減することができる。

本発明の第１実施形態に係る圧縮機の概略断面図である。図１のＡ−Ａ線に沿った断面図であって、シリンダ内でのピストンの動作を示す図である。図１に示した圧縮機のフロントヘッドを下方から視た図である。図１に示した圧縮機のピストンの斜視図である。図１の部分拡大図を模式的に示した図であって、（ａ）は樹脂層が膨潤していない状態を示し、（ｂ）は樹脂層が膨潤している状態を示している。図２の部分拡大図である。樹脂層および基材の断面を模式的に示した拡大図である。本発明の第２実施形態に係る圧縮機の概略断面図である。図８のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。本発明の第３実施形態に係る圧縮機における、シリンダ内でのローラおよびベーンの動作を示す図である。図１０に示した圧縮機のローラおよびベーンの斜視図である。図１１のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。本発明の第４実施形態に係る圧縮機の概略断面図である。図１３のＤ−Ｄ線に沿った断面図であって、可動スクロールの動作を示す図である。（ａ）は図１３の部分拡大図であって、（ｂ）は図１４の部分拡大図である。本発明の他の実施形態の樹脂層および基材の断面を模式的に示した拡大図である。本発明の他の実施形態の樹脂層および基材の断面を模式的に示した拡大図である。本発明の他の実施形態の樹脂層および基材の断面を模式的に示した拡大図である。本発明の他の実施形態のピストンの平面図である。本発明の他の実施形態のピストンの平面図である。本発明の他の実施形態のフロントヘッドの図であって、図３に対応する図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
本実施形態は、１シリンダ型のロータリ圧縮機に本発明を適用した一例である。
図１に示すように、本実施形態の圧縮機１は、密閉ケーシング２と、密閉ケーシング２内に配置される圧縮機構１０および駆動機構６を備えている。なお、図１は、駆動機構６の断面を示すハッチングを省略して表示している。この圧縮機１は、例えば、空調装置などの冷凍サイクルに組み込まれて使用され、吸入管３から導入された冷媒（本実施形態では、ＣＯ２）を圧縮して排出管４から排出する。図１の上下方向を単に上下方向として、圧縮機１について以下説明する。

密閉ケーシング２は、両端が塞がれた円筒状の容器であり、その上部には、圧縮された冷媒を排出するための排出管４と、駆動機構６の後述する固定子７ｂのコイルに電流を供給するためのターミナル端子５が設けられている。なお、図１では、コイルとターミナル端子５とを接続する配線は省略して表示している。また。密閉ケーシング２の側部には、圧縮機１に冷媒を導入するための吸入管３が設けられている。また、密閉ケーシング２内の下部には、圧縮機構１０の摺動部の動作を滑らかにするための潤滑油Ｌが貯留されている。密閉ケーシング２の内部には、駆動機構６と、圧縮機構１０とが上下に並んで配置されている。

駆動機構６は、圧縮機構１０を駆動するために設けられており、駆動源となるモータ７と、このモータ７に取り付けられたシャフト８とから構成されている。

モータ７は、密閉ケーシング２の内周面に固定されている略円環状の固定子７ｂと、この固定子７ｂの径方向内側にエアギャップを介して配置される回転子７ａとを備えている。回転子７ａは磁石（図示省略）を有し、固定子７ｂはコイルを有している。モータ７は、コイルに電流を流すことによって発生する電磁力によって、回転子７ａを回転させる。また、固定子７ｂの外周面は、全周にわたって密閉ケーシング２の内周面に密着しているわけではなく、固定子７ｂの外周面には、上下方向に延び且つモータ７の上下の空間を連通させる複数の凹部（図示省略）が、周方向に並んで形成されている。

シャフト８は、モータ７の駆動力を圧縮機構１０に伝達するために設けられており、回転子７ａの内周面に固定されて、回転子７ａと一体的に回転する。また、シャフト８は、後述する圧縮室３１内となる位置に、偏心部８ａを有している。偏心部８ａは、円柱状に形成されており、その軸心がシャフト８の回転中心から偏心している。この偏心部８ａには、圧縮機構１０の後述するローラ４１が装着されている。

また、シャフト８の下側略半分の内部には、上下方向に延在する給油路８ｂが形成されている。この給油路８ｂの下端部には、シャフト８の回転に伴って潤滑油Ｌを給油路８ｂ内に吸い上げるための螺旋羽根形状のポンプ部材（図示省略）が挿入されている。さらに、シャフト８には、給油路８ｂ内の潤滑油Ｌをシャフト８の外側に排出するための複数の排出孔８ｃが形成されている。

圧縮機構１０は、密閉ケーシング２の内周面に固定されるフロントヘッド（第１端板部材）２０と、フロントヘッド２０の上側に配置されるマフラー１１と、フロントヘッド２０の下側に配置されるシリンダ３０と、シリンダ３０の内部に配置されるピストン４０と、シリンダ３０の下側に配置されるリアヘッド（第２端板部材）５０とを備えている。詳細は後述するが、図２に示すように、シリンダ３０は、略円環状の部材であって、その中央部に圧縮室３１が形成されている。シリンダ３０は、リアヘッド５０と共に、フロントヘッド２０の下側にボルトにより固定されている。なお、図２は、シリンダ３０に形成されているボルト孔は省略して表示している。

図１および図３に示すように、フロントヘッド２０は、略円環状の部材であって、その中央部に、シャフト８が回転可能に挿通される軸受け孔２１が形成されている。フロントヘッド２０の外周面は、密閉ケーシング２の内周面にスポット溶接などによって固定されている。フロントヘッド２０の下面は、シリンダ３０の圧縮室３１の上端を閉塞している。フロントヘッド２０には、圧縮室３１において圧縮された冷媒を吐出するための吐出孔２２が形成されている。吐出孔２２は、上下方向から視て、シリンダ３０の後述するブレード収容部３３の近傍に形成されている。図示は省略するが、フロントヘッド２０の上面には、圧縮室３１内の圧力に応じて吐出孔２２を開閉する弁機構が取り付けられている。また、フロントヘッド２０のシリンダ３０よりも径方向外側の部分には、複数の油戻し孔２３が周方向に並んで形成されている。フロントヘッド２０は、金属材料で形成されており、その製造方法としては、金属粉の焼結や、鋳造や、削り出しなどが挙げられる。

リアヘッド５０は、略円環状の部材であって、その中央部にシャフト８が回転可能に挿通される軸受け孔５１が形成されている。リアヘッド５０は、シリンダ３０の圧縮室３１の下端を閉塞している。リアヘッド５０は、金属材料で形成されており、その製造方法としては、金属粉の焼結や、鋳造や、削り出しなどが挙げられる。

マフラー１１は、フロントヘッド２０の吐出孔２２から冷媒が吐出される際の騒音を低減するために設けられている。マフラー１１は、フロントヘッド２０の上面にボルトによって取り付けられ、フロントヘッド２０との間にマフラー空間Ｍを形成している。また、図示は省略するが、マフラー１１には、マフラー空間Ｍ内の冷媒を排出するためのマフラー吐出孔が形成されている。

図１および図２に示すように、シリンダ３０には、上述した圧縮室３１と、圧縮室３１内に冷媒を導入するための吸入孔３２と、ブレード収容部３３が形成されている。なお、図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ線断面図であって、フロントヘッド２０の吐出孔２２は本来表れないが、説明の便宜上表示している。シリンダ３０は、金属材料で形成されており、その製造方法としては、金属粉の焼結や、鋳造や、削り出しなどが挙げられる。

吸入孔３２は、シリンダ３０の径方向に延在して形成されており、その端部（圧縮室３１と反対側の端部）には、吸入管３の先端が内嵌されている。

ブレード収容部３３は、シリンダ３０を上下方向に貫通しており、圧縮室３１と連通している。ブレード収容部３３は、圧縮室３１の径方向に延在している。ブレード収容部３３は、上下方向から視て、吸入孔３２とフロントヘッド２０の吐出孔２２との間の位置に形成されている。このブレード収容部３３内には、一対のブッシュ３４が配置されている。一対のブッシュ３４は、略円柱状の部材を半分割した形状に形成されている。この一対のブッシュ３４の間にブレード４２が配置されている。一対のブッシュ３４は、その間にブレード４２が配置された状態で、ブレード収容部３３内において周方向に揺動可能となっている。

図４に示すように、ピストン４０は、円環状のローラ４１と、このローラ４１の外周面から径方向外側に延在するブレード４２とから構成されている。図２に示すように、ローラ４１は、偏心部８ａの外周面に相対回転可能に装着されて、圧縮室３１内に配置されている。ブレード４２は、ブレード収容部３３に配置された一対のブッシュ３４の間に進退可能に配置されている。

図２（ｂ）〜図２（ｄ）に示すように、ブレード４２がブレード収容部３３から圧縮室３１側に出ている状態では、ローラ４１の外周面と圧縮室３１の周壁面との間に形成される空間は、ブレード４２によって低圧室３１ａと高圧室３１ｂに区画される。

図５（ａ）および図６は、出荷時の圧縮機１を示している。図５（ａ）に示すように、出荷時のピストン４０の上下方向長さＨ１は、圧縮室３１の上下方向長さＨ２よりも僅かに小さく、その差は例えば５〜１５μｍ程度である。また、図６に示すように、出荷時のローラ４１の外径は、偏心部８ａに装着された状態でローラ４１の外周面と圧縮室３１の周壁面との間に、例えば５〜３０μｍ程度の微小な隙間ｄ１（以下、この隙間を径方向隙間ｄ１という）が生じるような大きさとなっている。

図４、図５（ａ）および図６に示すように、本実施形態のピストン４０は、金属材料からなる基材４３と、基材４３の表面を被覆する薄膜状の樹脂層４４ａ〜４４ｃとから構成されている。基材４３の外形は、ほぼピストン４０の外形を構成している。基材４３は、金属粉の焼結や、鋳造や、削り出しによって製造されており、表面には研磨加工が施されている。基材４３の表面は、算術平均表面粗さＲａが例えば０．３未満程度である。

樹脂層４４ａ、４４ｂは、それぞれ、基材４３の上面と下面を被覆している。つまり、樹脂層４４ａ、４４ｂは、ピストンの上端面と下端面に形成されている。また、樹脂層４４ｃは、ローラ４１の外周面に形成されている。樹脂層４４ａ〜４４ｃを構成する樹脂材料としては、例えば、ポリアミドイミド、ポリテトラフルオロエチレン等、あるいはそれらの混合物が挙げられる。樹脂総４４ａ〜４４ｃの硬度は、シリンダ３０、フロントヘッド２０、およびリアヘッド５０を構成する金属材料の硬度よりも低い。また、圧縮機１の出荷時には樹脂層４４ａ〜４４ｃはほとんど膨潤しておらず（僅かに膨潤しているか、全く膨潤していない）、このときの樹脂層４４ａ〜４４ｃの膜厚は、例えば、１０〜２０μｍ程度である。なお、膜厚はこの厚さに限定されるものではない。

また、図７に示すように、樹脂層４４ａ〜４４ｃの表面は、算術平均表面粗さＲａが０．３以上であって、比較的粗くなっている。なお、算術平均表面粗さＲａ、および、後述する粗さ曲線のクルトシスＲｋｕ、最大高さ粗さＲｚ、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍは、全てＪＩＳＢ０６０１：２００１に準拠するものとする。算術平均表面粗さＲａとは、測定対象物表面の基準長さにおける粗さ曲線（山の高さ）の絶対値の平均である。なお、図７では、樹脂層４４ａ〜４４ｃの表面粗さを構成する複数の凸部（凹部）の形状および大きさは、ほぼ同じになっているが、図７は、樹脂層４４ａ〜４４ｃの断面を模式的に表したものであって、実際には、複数の凸部（凹部）の形状および寸法は、同じでなくてもよい。

樹脂層４４ａ〜４４ｃの表面粗さを構成する凸部の形状は、図７に示すように、先端が尖っていることが好ましい。具体的には、粗さ曲線のクルトシス（尖り度）Ｒｋｕが３以上であることが好ましい。

また、樹脂層４４ａ〜４４ｃの表面粗さを構成する凸部の形状は、図７に示すように、先細り形状であって、且つ、その縦幅が横幅よりも大きいことが好ましい。具体的には、粗さ曲線のスキューネス（歪み度）Ｒｓｋが、０よりも大きく、且つ、最大高さ粗さＲｚ（図７参照）が、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍ（図７参照）よりも大きいことが好ましい。

この樹脂層４４ａ〜４４ｃを形成する方法の一例を説明する。まず、樹脂組成物の溶液を基材の表面に塗布して乾燥する工程を数回行った後、厚みを均一化するために研磨加工して、所定の厚みの樹脂コーティング層を形成する。この研磨加工は省略してもよい。そして、この樹脂コーティング層の表面を、専用工具で切削して、微細な凹凸を形成（粗面化）する。なお、樹脂コーティング層の表面に、レーザーを照射することで微細な凹凸を形成してもよい。また、樹脂コーティング層の表面に、微細な凹凸が形成された型を押し付けて、樹脂コーティング層を、この型に対応する形状に塑性変形させることによって、微細な凹凸を形成してもよい。樹脂層４４ａ〜４４ｃを形成する方法は上述した方法に限定されるものではない。

次に、本実施形態の圧縮機１の動作について、図２（ａ）〜図２（ｄ）を参照して説明する。図２（ａ）は、ピストン４０が上死点にある状態を示しており、図２（ｂ）〜図２（ｄ）は、図２（ａ）の状態から、それぞれ、シャフト８が、９０°、１８０°（下死点）、２７０°回転した状態を示している。

吸入管３から吸入孔３２を介して圧縮室３１に冷媒を供給しつつ、モータ７の駆動によりシャフト８を回転させると、図２（ａ）〜図２（ｄ）に示すように、偏心部８ａに装着されたローラ４１は、圧縮室３１の周壁面に沿って移動する。これにより、圧縮室３１内で冷媒が圧縮される。冷媒が圧縮される工程について、以下、詳細に説明する。

図２（ａ）の状態から偏心部８ａが図中の矢印方向に回転すると、図２（ｂ）に示すように、ローラ４１の外周面と圧縮室３１の周壁面とによって形成される空間が、低圧室３１ａと高圧室３１ｂに区画される。さらに偏心部８ａが回転すると、図２（ｂ）〜図２（ｄ）に示すように、低圧室３１ａの容積が大きくなるため、吸入管３から吸入孔３２を介して低圧室３１ａ内に冷媒が吸い込まれていく。同時に、高圧室３１ｂの容積が小さくなるため、高圧室３１ｂにおいて冷媒が圧縮される。

そして、高圧室３１ｂ内の圧力が所定の圧力以上になった時点で、フロントヘッド２０に設けられた弁機構が開弁して、高圧室３１ｂ内の冷媒が吐出孔２２を介してマフラー空間Ｍに吐出される。その後、図２（ａ）の状態に戻り、高圧室３１ｂからの冷媒の吐出が完了する。この工程を繰り返すことにより、吸入管３から圧縮室３１に供給された冷媒が連続的に圧縮されて排出される。

マフラー空間Ｍに吐出された冷媒は、マフラー１１のマフラー吐出孔（図示省略）から圧縮機構１０の外に吐出される。圧縮機構１０から吐出された冷媒は、固定子７ｂと回転子７ａとの間のエアギャップなどを通過した後、最終的に、排出管４から密閉ケーシング２の外に排出される。

このとき、シャフト８の排出孔８ｃから圧縮室３１内に供給された潤滑油Ｌの一部は、冷媒と共に吐出孔２２からマフラー空間Ｍに吐出された後、マフラー１１のマフラー吐出孔（図示省略）から圧縮機構１０の外に吐出される。圧縮機構１０の外に吐出された潤滑油Ｌの一部は、フロントヘッド２０の油戻し孔２３を通って密閉ケーシング２の下部の貯留部に戻される。また、圧縮機構１０の外に吐出された潤滑油Ｌの他の一部は、冷媒と共に固定子７ｂと回転子７ａとの間のエアギャップを通過した後、固定子７ｂの外周面に形成された凹部（図示省略）と密閉ケーシング２の内周面との間と、フロントヘッド２０の油戻し孔２３とを通って、密閉ケーシング２の下部の貯留部に戻される。

上述したように、ピストン４０の上下方向長さは、圧縮室３１の上下方向長さよりも僅かに小さく設定されている。そのため、圧縮機１の通常運転時には、図５（ａ）に示すように、ピストン４０の上端面とフロントヘッド２０との間、および、ピストン４０の下端面とリアヘッド５０との間の微小な隙間Ｄ１、Ｄ２（以下、この隙間を軸方向隙間Ｄ１、Ｄ２という）に、シャフト８の排出孔８ｃから排出された潤滑油Ｌが存在する。

また、上述したように、ローラ４１の外径は、偏心部８ａに装着された状態でローラ４１の外周面が、圧縮室３１の周壁面との間に微小な径方向隙間ｄ１を形成するような大きさとなっている。そのため、圧縮機１の通常運転時には、図５（ａ）に示すように、この径方向隙間ｄ１には、シャフト８の排出孔８ｃから排出された潤滑油Ｌが存在する。

しかしながら、圧縮機１の高速始動時や、吐出される冷媒の温度と吸入される冷媒の温度の温度差が大きい条件での運転時などには、ピストン４０の熱膨張量はシリンダ３０よりも大きくなる。そのため、軸方向隙間Ｄ１、Ｄ２が無くなって、ピストン４０の上下端面が、フロントヘッド２０およびリアヘッド５０と接触したり、径方向隙間ｄ１が無くなって、ローラ４１の外周面が、圧縮室３１の周壁面と接触する場合がある。

また、圧縮機１の使用を続けると、図５（ｂ）に示すように、樹脂層４４ａ〜４４ｃは、潤滑油Ｌや冷媒を吸収して膨潤する。これにより、上述したような特殊な運転状況でなくても、軸方向隙間Ｄ１、Ｄ２または径方向隙間ｄ１が無くなる場合がある。

このように軸方向隙間Ｄ１、Ｄ２または径方向隙間ｄ１が無くなった場合、樹脂層４４ａ〜４４ｃの摺動性により、焼付きが生じるのを防止することができる。

さらに、本実施形態では、樹脂層４４ａ〜４４ｃの表面は、算術平均表面粗さＲａが０．３以上であって、比較的粗い。そのため、樹脂層４４ａ〜４４ｃの表面が他の部材と接触して摺動した際に、樹脂層４４ａ〜４４ｃの表面粗さを構成する微小な凸部が容易に削られるか、たとえ削れなくても容易に変形する。これにより、接触面間の面圧が低減するため、摩擦ロスを低減することができ、圧縮機１の効率の低下を抑制することができる。

また、樹脂層４４ａ〜４４ｃの表面の粗さ曲線のクルトシスＲｋｕが、３以上の場合には、樹脂層４４ａ〜４４ｃの表面粗さを構成する凸部は、先端が尖った形状である。そのため、樹脂層４４ａ〜４４ｃと他の部材との接触時に、この凸部を削ったり変形させたりしやすい。したがって、接触面間の面圧を迅速且つ確実に低減することができる。

また、樹脂層４４ａ〜４４ｃの表面の粗さ曲線のスキューネスＲｓｋが、０より大きく、且つ、最大高さ粗さＲｚが、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍよりも大きい場合には、樹脂層４４ａ〜４４ｃの表面粗さを構成する凸部は、先細り形状であって、且つ、その縦幅が横幅よりも大きい。そのため、樹脂層４４ａ〜４４ｃと他の部材との接触時に、この凸部を削ったり変形させたりしやすい。したがって、接触面間の面圧を迅速且つ確実に低減することができる。

また、樹脂層４４ａ〜４４ｃは対向する面よりも硬度が低いため、樹脂層４４ａ〜４４ｃの表面粗さを構成する凸部が削れ易い。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態は、２シリンダ型のロータリ圧縮機に本発明を適用した一例である。
図８に示すように、本実施形態の圧縮機１０１は、シャフト１０８および圧縮機構１１０の構成が上記第１実施形態と異なっている。また、本実施形態の圧縮機１０１では、２本の吸入管３が、密閉ケーシング２の側部に上下に並んで設けられている。その他の構成は上記第１実施形態と同様であるため、同じ符号を用いて適宜その説明を省略する。

シャフト１０８は、２つの偏心部１０８ａ、１０８ｄを有している。２つの偏心部１０８ａ、１０８ｄの軸心は、シャフト１０８の回転軸を中心として１８０°ずれている。また、シャフト１０８は、上記第１実施形態のシャフト８と同じく、給油路１０８ｂと、複数の排出孔１０８ｃを有している。

圧縮機構１１０は、シャフト１０８の軸方向に沿って上から下に向かって順に、フロントマフラー１１１と、フロントヘッド１２０と、シリンダ１３０およびピストン１４０と、ミドルプレート１５０と、シリンダ１６０およびピストン１７０と、リアヘッド１８０と、リアマフラー１１２とを有する。なお、フロントヘッド１２０およびミドルプレート１５０は、ピストン１４０の上下端に配置されており、本発明の第１端板部材および第２端板部材に相当する。また、ミドルプレート１５０およびリアヘッド１８０は、ピストン１７０の上下端に配置されており、本発明の第１端板部材および第２端板部材に相当する。

フロントマフラー１１１は、上記第１実施形態のマフラー１１と同様の構成を有し、フロントヘッド１２０との間にマフラー空間Ｍ１を形成している。

フロントヘッド１２０には、軸受け孔１２１と、吐出孔１２２（図９参照）と、油戻し孔１２３とが形成されている。さらに、フロントヘッド１２０は、上下方向に貫通する貫通孔（図示省略）が形成されている。この貫通孔は、リアヘッド１８０とリアマフラー１１２とによって形成されるマフラー空間Ｍ２内の冷媒を、マフラー空間Ｍ１に排出するための流路の一部を構成している。フロントヘッド１２０は、この貫通孔を有する点以外、第１実施形態のフロントヘッド２０と同様の構成である。

図９に示すように、シリンダ１３０には、圧縮室１３１と、吸入孔１３２と、ブレード収容部１３３とが形成されている。さらに、シリンダ１３０には、圧縮室１３１の外周側部分に、後述するマフラー空間Ｍ２内の冷媒をマフラー空間Ｍ１に排出するための貫通孔１３５が形成されている。シリンダ１３０は、この貫通孔１３５を有する点以外、第１実施形態のシリンダ３０と同様の構成である。

ピストン１４０は、上記第１実施形態のピストン４０と同様の構成であって、ローラ４１と、ブレード４２とから構成されている。ローラ４１は、偏心部１０８ａの外周面に回転可能に装着されており、ブレード４２は、シリンダ１３０のブレード収容部１３３に配置された一対のブッシュ３４の間に進退可能に配置されている。また、ピストン１４０は、上記第１実施形態のピストン４０と同じく、金属材料からなる基材４３と、基材４３の表面を被覆する薄膜状の樹脂層４４ａ〜４４ｃとから構成されている。

ミドルプレート１５０は、円環状の板部材であって、シリンダ１３０とシリンダ１６０との間に配置され、シリンダ１３０の圧縮室１３１の下端を閉塞すると共に、シリンダ１６０の圧縮室１３１の上端を閉塞している。また、ミドルプレート１５０には、後述するマフラー空間Ｍ２内の冷媒をマフラー空間Ｍ１に排出するための貫通孔（図示省略）が形成されている。ミドルプレート１５０は、金属材料で形成されており、その製造方法としては、金属粉の焼結や、鋳造や、削り出しなどが挙げられる。

シリンダ１６０は、上述したシリンダ１３０と同様の構成であって、圧縮室１６１と、吸入孔１６２と、一対のブッシュ３４が配置されたブレード収容部（図示省略）と、貫通孔（図示省略）とを有する。

ピストン１７０は、上記第１実施形態のピストン４０と同様の構成であって、ローラ４１と、ブレード４２とから構成されている。ローラ４１は、偏心部１０８ｄの外周面に回転可能に装着されており、ブレード４２は、シリンダ１６０のブレード収容部（図示省略）に配置された一対のブッシュ３４の間に進退可能に配置されている。また、ピストン１７０は、上記第１実施形態のピストン４０と同じく、金属材料からなる基材４３と、基材４３の表面を被覆する薄膜状の樹脂層４４ａ〜４４ｃとから構成されている。

リアヘッド１８０は、シリンダ１６０の下側に配置され、シリンダ１６０の圧縮室１３１の下端を閉塞している。リアヘッド１８０は、略円環状の部材であって、その中央部に、シャフト１０８が回転可能に挿通される軸受け孔１８１が形成されている。また、リアヘッド１８０には、シリンダ１６０の圧縮室１６１において圧縮された冷媒を、リアヘッド１８０とリアマフラー１１２との間に形成されるマフラー空間Ｍ２に吐出するための吐出孔（図示省略）が形成されている。さらに、リアヘッド１８０には、マフラー空間Ｍ２内の冷媒をマフラー空間Ｍ１に排出するための貫通孔（図示省略）が形成されている。また、リアヘッド１８０の下面には、圧縮室１３１内の圧力に応じて吐出孔を開閉する弁機構（図示省略）が取り付けられている。リアヘッド１８０は、金属材料で形成されており、その製造方法としては、金属粉の焼結や、鋳造や、削り出しなどが挙げられる。

リアマフラー１１２は、リアヘッド１８０の吐出孔（図示省略）から冷媒が吐出される際の騒音を低減するために設けられている。リアマフラー１１２は、リアヘッド１８０の下面にボルトによって取り付けられ、リアヘッド１８０との間にマフラー空間Ｍ２を形成している。マフラー空間Ｍ２は、リアヘッド１８０、シリンダ１６０、ミドルプレート１５０、シリンダ１３０およびフロントヘッド１２０にそれぞれ形成された貫通孔を介して、マフラー空間Ｍ１と連通している。

本実施形態の圧縮機１０１の動作について説明する。
吸入孔１３２、１６２から圧縮室１３１、１６１に冷媒を供給しつつ、モータ７の駆動によりシャフト１０８を回転させると、偏心部１０８ａに装着されたピストン１４０のローラ４１は、圧縮室１３１の周壁面に沿って移動する。これにより、圧縮室１３１内で冷媒が圧縮される。これと並行して、偏心部１０８ｄに装着されたピストン１７０のローラ４１は、圧縮室１６１の周壁面に沿って移動する。これにより、圧縮室１６１内で冷媒が圧縮される。

圧縮室１３１内の圧力が所定の圧力以上になった時点で、フロントヘッド１２０に設けられた弁機構が開弁して、圧縮室１３１内の冷媒がフロントヘッド１２０の吐出孔２２からマフラー空間Ｍ１に吐出される。
また、圧縮室１６１内の圧力が所定の圧力以上になった時点で、リアヘッド１８０に設けられた弁機構が開弁して、圧縮室１６１内の冷媒がリアヘッド１８０の吐出孔（図示省略）からマフラー空間Ｍ２に吐出される。マフラー空間Ｍ２に吐出された冷媒は、リアヘッド１８０、シリンダ１６０、ミドルプレート１５０、シリンダ１３０およびフロントヘッド１２０にそれぞれ形成された貫通孔を介して、マフラー空間Ｍ１に吐出される。

マフラー空間Ｍ１に吐出された冷媒は、フロントマフラー１１１のマフラー吐出孔（図示省略）から圧縮機構１１０の外に吐出されて、その後、固定子７ｂと回転子７ａとの間のエアギャップを通過した後、最終的に、排出管４から密閉ケーシング２の外に排出される。

本実施形態では、上記第１実施形態と同じく、ピストン１４０、１７０の上下端面およびローラ４１の外周面に、粗面化された樹脂層４４ａ〜４４ｃが設けられているため、樹脂層４４ａ〜４４ｃが対向する部材と接触した際に、第１実施形態と同様の効果が得られる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
本実施形態の圧縮機は、圧縮機構２１０の構成が上記第１実施形態と異なっている。その他の構成は上記第１実施形態と同様であるため、同じ符号を用いて適宜その説明を省略する。

図１０に示すように、圧縮機構２１０は、シリンダ２３０とシリンダ２３０の内部に配置される部材の構成が異なっており、その他の構成は上記第１実施形態と同様である。

シリンダ２３０は、圧縮室２３１と吸入孔２３２を有している。また、シリンダ２３０は、第１実施形態のブレード収容部３３に代えて、ベーン収容部２３３を有しており、その他の構成は、上記第１実施形態のシリンダ３０と同様である。ベーン収容部２３３は、シリンダ２３０を上下方向に貫通しており、圧縮室２３１に連通している。また、ベーン収容部２３３は、圧縮室２３１の径方向に延在している。

圧縮室２３１の内側には、円環状のローラ２４１が配置されている。ローラ２４１は、シャフト８の偏心部８ａの外周面に相対回転可能に装着された状態で、圧縮室２３１内に配置されている。また、ローラ２４１の上下方向長さは、第１実施形態のピストン４０の上下方向長さＨ１と同じである。また、ローラ２４１の外径は、第１実施形態のピストン４０のローラ４１の外径と同じである。

ベーン収容部２３３の内側には、ベーン２４４が配置されている。図１１に示すように、ベーン２４４は、平板状の部材であって、その上下方向長さは、ローラ２４１の上下方向長さと同じである。ベーン２４４の圧縮室２３１の中心側の先端部（図１０中の下側の先端部）は、上方から視て先細り状に形成されている。また、ベーン２４４は、ベーン収容部２３３内に設けられた付勢バネ２４７によって付勢されており、圧縮室２３１側の先端部が、ローラ２４１の外周面に押し付けられている。そのため、図１０（ａ）〜図１０（ｄ）に示すように、シャフト８の回転に伴ってローラ２４１が圧縮室２３１の周壁面に沿って移動すると、ベーン２４４は、ベーン収容部２３３内で、圧縮室２３１の径方向に沿って進退移動する。また、図１０（ｂ）〜図１０（ｄ）に示すように、ベーン２４４が、ベーン収容部２３３から圧縮室２３１側に出ている状態では、ローラ２４１の外周面と圧縮室２３１の周壁面との間に形成される空間は、ベーン２４４によって低圧室２３１ａと高圧室２３１ｂに区画される。

図１１および図１２に示すように、ローラ２４１は、金属材料からなる基材２４２と、基材２４２の表面を被覆する薄膜状の樹脂層２４３ａ〜２４３ｃとから構成されている。また、ベーン２４４は、金属材料からなる基材２４５と、基材２４５の表面を被覆する薄膜状の樹脂層２４６ａ、２４６ｂとから構成されている。

図１２に示すように、基材２４２、２４５の外形は、それぞれ、ほぼローラ２４１とベーン２４４の外形を構成している。基材２４２、２４５は、金属粉の焼結や、鋳造や、削り出しによって製造されており、表面には研磨加工が施されている。

ローラ２４１の樹脂層２４３ａ、２４３ｂは、それぞれ、基材２４２の上面と下面を被覆している。つまり、樹脂層２４３ａ、２４３ｂは、ローラ２４１の上端面と下端面に形成されている。また、樹脂層２４３ｃは、ローラ２４１の外周面に形成されている。
また、ベーン２４４の樹脂層２４６ａ、２４６ｂは、それぞれ、基材２４５の上面と下面に形成されている。つまり、樹脂層２４６ａ、２４６ｂは、ベーン２４４の上端面と下端面に形成されている。
樹脂層２４３ａ〜２４３ｃ、２４６ａ、２４６ｂの材料および膜厚は、第１実施形態のピストン４０の樹脂層４４ａ〜４４ｃと同様である。また、この樹脂層２４３ａ〜２４３ｃ、２４６ａ、２４６ｂの表面は、第１実施形態のピストン４０の樹脂層４４ａ〜４４ｃの表面と同様に粗面化されている。

次に、本実施形態の圧縮機の動作について説明する。
図１０（ａ）は、ローラ２４１が上死点にある状態を示しており、図１０（ｂ）〜図１０（ｄ）は、図１０（ａ）の状態から、それぞれ、シャフト８が、９０°、１８０°（下死点）、２７０°回転した状態を示している。

吸入管３から吸入孔２３２を介して圧縮室２３１に冷媒を供給しつつ、モータ７の駆動によりシャフト８を回転させると、図１０（ａ）〜図１０（ｄ）に示すように、偏心部８ａに装着されたローラ２４１は、圧縮室２３１の周壁面に沿って移動する。これにより、圧縮室２３１内で冷媒が圧縮される。冷媒が圧縮される工程について、以下、詳細に説明する。

図１０（ａ）の状態から偏心部８ａが図中の矢印方向に回転すると、図１０（ｂ）に示すように、ローラ２４１の外周面と圧縮室２３１の周壁面とによって形成される空間が、低圧室２３１ａと高圧室２３１ｂに区画される。さらに偏心部８ａが回転すると、図１０（ｂ）〜図１０（ｄ）に示すように、低圧室２３１ａの容積が大きくなるため、吸入管３から吸入孔２３２を介して低圧室２３１ａ内に冷媒が吸い込まれていく。同時に、高圧室２３１ｂの容積が小さくなるため、高圧室２３１ｂにおいて冷媒が圧縮される。

そして、高圧室２３１ｂ内の圧力が所定の圧力以上になった時点で、フロントヘッド２０に設けられた弁機構が開弁して、高圧室２３１ｂ内の冷媒が吐出孔２２を介してマフラー空間Ｍに吐出される。マフラー空間Ｍに吐出された冷媒は、第１実施形態の圧縮機１と同様の経路を通り、最終的に、排出管４から密閉ケーシング２の外に排出される。

本実施形態では、ローラ２４１の上下端面、ローラ２４１の外周面、および、ベーン２４４の上下端面に、上記第１実施形態の樹脂層４４ａ〜４４ｃと同様に粗面化された樹脂層２４３ａ〜２４３ｃ、２４６ａ、２４６ｂが形成されているため、樹脂層２４３ａ〜２４３ｃ、２４６ａ、２４６ｂが対向する部材と接触した際に、第１実施形態と同様の効果が得られる。

＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
本実施形態は、スクロール圧縮機に本発明を適用した一例である。
図１３に示すように、本実施形態の圧縮機３０１は、密閉ケーシング３０２と、密閉ケーシング３０２の内部に配置される圧縮機構３１０および駆動機構３０６を備えている。図１３は、駆動機構３０６の断面を示すハッチングを省略して表示している。図１３の上下方向を単に上下方向として、圧縮機３０１について以下説明する。

密閉ケーシング３０２は、両端が塞がれた円筒状の容器であり、その上部には、冷媒を導入するための吸入管３０３が設けられている。密閉ケーシング３０２の側部には、圧縮された冷媒を排出するための排出管３０４と、駆動機構３０６の後述する固定子３０７ｂのコイルに電気を供給するためのターミナル端子（図示省略）とが設けられている。また、密閉ケーシング３０２内の下部には、圧縮機構３１０の摺動部の動作を滑らかにするための潤滑油Ｌが貯留されている。密閉ケーシング３０２の内部には、圧縮機構３１０と、駆動機構３０６とが上下に並んで配置されている。

駆動機構３０６は、駆動源となるモータ３０７と、このモータ３０７に取り付けられたシャフト３０８とを有する。モータ３０７と、モータ３０７の駆動力を圧縮機構３１０に伝達するためのシャフト３０８とを有する。

モータ３０７は、第１実施形態のモータ７とほぼ同様の構成であって、密閉ケーシング３０２の内周面に固定されている略円環状の固定子３０７ｂと、この固定子３０７ｂの径方向内側にエアギャップを介して配置される回転子３０７ａとを備えている。また、固定子３０７ｂの外周面は、全周にわたって密閉ケーシング３０２の内周面に密着しているわけではなく、固定子３０７ｂの外周面には、上下方向に延び且つモータ３０７の上下の空間を連通させる複数の凹部（図示省略）が、周方向に並んで形成されている。

シャフト３０８は、モータ３０７の駆動力を圧縮機構３１０に伝達するために設けられており、固定子３０７ｂの内周面に固定されて、回転子３０７ａと一体的に回転する。シャフト３０８は、その上端部に偏心部３０８ａを有している。偏心部３０８ａは、円柱状であって、その軸心がシャフト３０８の回転中心から偏心している。この偏心部３０８ａには、可動スクロール３４０の後述する軸受部３４３が装着されている。

また、シャフト３０８の内部には、上下方向にシャフト３０８を貫通する給油路３０８ｂが形成されている。この給油路３０８ｂの下端部には、シャフト３０８の回転に伴って潤滑油Ｌを給油路３０８ｂ内に吸い上げるためのポンプ部材（図示省略）が挿入されている。さらに、シャフト３０８には、給油路３０８ｂ内の潤滑油Ｌをシャフト３０８の外部に排出するための複数の排出孔３０８ｃが形成されている。

圧縮機構３１０は、密閉ケーシング３０２の内周面に固定されるハウジング３２０と、ハウジング３２０の上側に配置される固定スクロール（第１スクロール）３３０と、ハウジング３２０と固定スクロール３３０との間に配置される可動スクロール（第２スクロール）３４０とを備えている。

ハウジング３２０は、略円環状の部材であって、密閉ケーシング３０２に圧入固定されており、その外周面が全周にわたって密閉ケーシング３０２の内周面に密着している。
ハウジング３２０の中央部には、偏心部収容孔３２１と、この偏心部収容孔３２１よりも径の小さい軸受け孔３２２とが上下に並んで形成されている。偏心部収容孔３２１の内側には、シャフト３０８の偏心部３０８ａが、可動スクロール３４０の軸受部３４３の内側に挿入された状態で収容されている。軸受け孔３２２は、筒状の軸受３２３を介して、シャフト３０８を相対回転可能に支持している。また、ハウジング３２０の上面の偏心部収容孔３２１の外周側には、環状溝３２４が形成されている。また、この環状溝３２４よりも外周側には、ハウジング３２０を上下方向に貫通する連通孔３２５が形成されている。

図１３および図１４に示すように、固定スクロール３３０は、略円盤状の部材であって、その下面の外周側部分がハウジング３２０の上面と密着するように、ボルト（図示省略）でハウジング３２０に固定されている。固定スクロール３３０の下面の中央部には、略円形状の凹部３３１が形成されている。また、この凹部３３１の底面（奥面）には、下方に突出する渦巻状の固定側ラップ（第１ラップ）３３２が形成されている。固定スクロール３３０の下面（凹部３３１の底面を除く）と、固定側ラップ３３２の先端面とは略面一に形成されている。また、図１４に示すように、固定側ラップ３３２の外周側端部（巻き終わり端部）は、凹部３３１の周壁面に連結されている。

また、図１３に示すように、固定スクロール３３０には、その上面から固定スクロール３３０の下面近傍まで延在する吸入路３３３が形成されている。吸入路３３３は、凹部３３１内に冷媒を導入するために設けられている。吸入路３３３の上端には、吸入管３０３の下端が内嵌されている。図１４に示すように、この吸入路３３３の下端は、凹部３３１の底面のうち、最も径の大きい部分に形成されている。

また、固定スクロール３３０の上面の略中央部には、窪み部３３４が形成されており、この窪み部３３４を覆うようにカバー部材３３５が固定スクロール３３０に取り付けられている。また、窪み部３３４の底面には、下方に延びて凹部３３１に連通する吐出孔３３６が形成されている。吐出孔３３６の下端は、凹部３３１の底面のほぼ中央部に形成されている。また、固定スクロール３３０には、窪み部３３４とカバー部材３３５とによって囲まれた空間と、ハウジング３２０に形成された連通孔３２５とを連通させるための連通孔３３７が形成されている。なお、図１４では、固定スクロール３３０に形成されているボルト孔および後述する連通孔３３７は省略して表示している。また、固定スクロール３３０は、金属材料で形成されており、その製造方法としては、金属粉の焼結や、鋳造や、削り出しなどが挙げられる。

可動スクロール３４０は、円盤状の平板部３４１と、この平板部３４１の上面から上方に突出する渦巻き状の可動側ラップ３４２と、平板部３４１の下面から下方に突出する円筒状の軸受部３４３とから構成されている。軸受部３４３の内側には、偏心部３０８ａが相対回転可能に挿入されている。

平板部３４１は、固定スクロール３３０の下面と、偏心部収容孔３２１の周壁部の上端と間に挟まれている。また、平板部３４１は、環状溝３２４内に配置されたオルダムリング３５０を介して、ハウジング３２０に支持されている。オルダムリング３５０は、可動スクロール３４０の自転運動を阻止するための部材であって、その上下面に突起（図示省略）を有している。この突起が、ハウジング３２０および可動スクロール３４０に形成された互いに直交する方向の直線状の溝（図示省略）に係合しており、これにより、オルダムリング３５０は、ハウジング３２０および可動スクロール３４０に対して、それぞれの溝に沿った方向（即ち、直交する２方向）に相対移動可能となっている。そのため、可動スクロール３４０は、その向き(角度)が一定のまま、ハウジング３２０に対して水平方向に移動可能となっている。平板部３４１がオルダムリング３５０を介してハウジング３２０に支持されていることと、軸受部３４３内に偏心部３０８ａが相対回転可能に挿入されていることによって、偏心部３０８ａ（シャフト３０８）が回転すると、可動スクロール３４０は、自転することなく、シャフト３０８の回転軸を中心に円を描くように移動（旋回）する。

また、平板部３４１には、凹部３３１内の圧縮された冷媒の一部を、ハウジング３２０の偏心部収容孔３２１内に導くための小孔（図示省略）が形成されている。そのため、圧縮機３０１の運転時に、平板部３４１は、偏心部収容孔３２１内の高圧冷媒から上向きの力を受けて、平板部３４１の上面は、固定スクロール３３０の下面に押し付けられる。これにより、凹部３３１内の高圧冷媒によって、可動スクロール３４０が下方に押圧されて、後述する軸方向隙間Ｄ３、Ｄ４が大きくなるのを防止している。

また、図１４に示すように、可動スクロール３４０の可動側ラップ３４２は、固定スクロール３３０の固定側ラップ３３２とほぼ対称な形状であって、固定側ラップ３３２と噛み合うように平板部３４１に配置されており、固定側ラップ３３２の側面および凹部３３１の周壁面と、可動側ラップ３４２の側面との間には、略三日月状の空間が複数個形成される。

図１５（ａ）および図１５（ｂ）は、出荷時の圧縮機３０１を示している。図１５（ｂ）に示すように、可動側ラップ３４２は、可動スクロール３４０の旋回時に、その側面が、固定側ラップ３３２の側面および凹部３３１の周壁面に複数箇所において例えば１０〜３０μｍ程度の微小な隙間ｄ２（以下、この隙間を径方向隙間ｄ２という）を空けて近接した状態で、固定側ラップ３３２の側面に沿って移動するように形成されている。また、図１５（ａ）に示すように、可動スクロール３４０の平板部３４１の上面と、固定側ラップ３３２の先端面との間、および、固定スクロール３３０の凹部３３１の底面と、可動側ラップ３４２の先端面との間には、例えば１０〜３０μｍ程度の微小な隙間Ｄ３、Ｄ４（以下、この隙間を軸方向隙間Ｄ３、Ｄ４という）が形成されている。

図１５に示すように、本実施形態の可動スクロール３４０は、金属材料からなる基材３４５と、基材３４５の表面を被覆する薄膜状の樹脂層３４６ａ〜３４６ｄとから構成されている。基材３４５の外形は、ほぼ可動スクロール３４０の外形を構成している。基材３４５は、金属粉の焼結や、鋳造や、削り出しによって製造される。

図１５（ａ）に示すように、樹脂層３４６ａは、可動側ラップ３４２の先端面に形成されている。また、樹脂層３４６ｂは、平板部３４１の上面のうち、凹部３３１の底面と対向する領域（固定側ラップ３３２の先端面と対向する領域）に形成されている。また、図１５（ａ）および図１５（ｂ）に示すように、樹脂層３４６ｃ、３４６ｄは、それぞれ、可動側ラップ３４２の外周面と内周面に形成されている。樹脂層３４６ａ〜３４６ｄの材料および出荷時の膜厚は、上記第１実施形態のピストン４０の樹脂層４４ａ〜４４ｃと同様である。なお、上記第１実施形態と同じく、出荷時の樹脂層３４６ａ〜３４６ｄはほとんど膨潤していない。また、この樹脂層３４６ａ〜３４６ｄの表面は、第１実施形態のピストン４０の樹脂層４４ａ〜４４ｃの表面と同様に粗面化されている。

次に、本実施形態の圧縮機３０１の動作について、図１４（ａ）〜図１４（ｄ）を参照して説明する。図１４（ｂ）〜図１４（ｄ）は、図１４（ａ）の状態から、それぞれ、シャフト３０８が、９０°、１８０°、２７０°回転した状態を示している。

吸入管３０３から吸入路３３３を介して凹部３３１に冷媒を供給しつつ、モータ３０７の駆動によりシャフト３０８を回転させると、図１４（ａ）〜図１４（ｄ）に示すように、偏心部３０８ａに装着された可動スクロール３４０は、自転することなく旋回する。これに伴って、可動側ラップ３４２の側面と、固定側ラップ３３２の側面および凹部３３１の周壁面とによって形成される複数の略三日月状の空間は、中心に向かって移動しつつ、その容積が小さくなる。これにより、凹部３３１内で冷媒が圧縮される。

図１４（ａ）において、最も外周側に位置する略三日月状の空間（図中でドットのハッチングで表した空間）に着目して、冷媒が圧縮される工程について以下説明する。
図１４（ａ）に示す状態では、この略三日月状空間には、吸入路３３３から冷媒が供給されている。この状態からシャフト３０８が回転すると、図１４（ｂ）に示すように、その容積が大きくなるため、吸入路３３３から冷媒が吸い込まれていく。この状態からシャフト３０８が回転すると、図１４（ｃ）および図１４（ｄ）に示すように、中心に向かって移動して、吸入路３３３と連通しなくなると共に、その容積が縮小する。そのため、この空間内において冷媒が圧縮される。その後も、シャフト３０８の回転に伴って、この空間は中心側に移動して縮小する。そして、シャフト３０８が２回転した時点では、図１４（ａ）中、格子のハッチングで示した位置まで移動する。さらにシャフト３０８が回転すると、図１４（ｃ）に、格子のハッチングで示すように、この空間は、可動側ラップ３４２の内周面と、固定側ラップ３３２の外周面とによって囲まれる空間と合わされると共に、吐出孔３３６と連通する。これにより、空間内の圧縮された冷媒が吐出孔３３６から吐出される。

吐出孔３３６から吐出された冷媒は、固定スクロール３３０の連通孔３３７と、ハウジング３２０の連通孔３２５とを通過して、ハウジング３２０の下方の空間に排出された後、最終的に、排出管３０４から密閉ケーシング３０２の外へ吐出される。

上述したように、固定側ラップ３３２の先端面と、可動スクロール３４０の平板部３４１の上面との間、および、可動側ラップ３４２の先端面と、固定スクロール３３０の凹部３３１の底面との間には、軸方向隙間Ｄ３、Ｄ４が形成されている（図１５参照）。そのため、圧縮機３０１の通常運転時には、軸方向隙間Ｄ３、Ｄ４には、シャフト３０８の排出孔３０８ｃから排出された潤滑油Ｌが存在する（図示省略。第１実施形態の図５（ａ）参照）。

また、上述したように、可動側ラップ３４２の側面と、固定側ラップ３３２の側面および凹部３３１の周壁面との間には、複数箇所において、径方向隙間ｄ２が形成されている（図１５参照）。そのため、圧縮機３０１の通常運転時には、径方向隙間ｄ２には、シャフト３０８の排出孔３０８ｃから排出された潤滑油Ｌが存在する。

しかしながら、圧縮機３０１の運転状況によっては、固定スクロール３３０の熱膨張量と可動スクロール３４０の熱膨張量に違いが生じたり、固定スクロール３３０または可動スクロール３４０が高圧冷媒から受ける圧力によって変形したりすることで、軸方向隙間Ｄ３、Ｄ４または径方向隙間ｄ２が無くなる場合がある。

また、圧縮機３０１の使用を続けると、樹脂層３４６ａ〜３４６ｄは、潤滑油Ｌや冷媒を吸収して膨潤する。これにより、通常運転時であっても、軸方向隙間Ｄ３、Ｄ４または径方向隙間ｄ２が無くなる場合がある。

このように場合、軸方向隙間Ｄ３、Ｄ４または径方向隙間ｄ２が無くなった場合、樹脂層３４６ａ〜３４６ｄの摺動性により、焼付きが生じるのを防止することができる。

さらに、本実施形態では、樹脂層３４６ａ〜３４６ｄの表面は、算術平均表面粗さＲａが０．３以上であって、比較的粗い。そのため、樹脂層３４６ａ〜３４６ｄの表面が、他の部材と接触して摺動した際に、樹脂層３４６ａ〜３４６ｄの表面粗さを構成する微小な凸部が容易に削られるか、たとえ削れなくても容易に変形する。これにより、接触面間の面圧が低減するため、摩擦ロスを低減することができ、圧縮機１の効率の低下を抑制することができる。

また、樹脂層３４６ａ〜３４６ｄの表面の粗さ曲線のクルトシスＲｋｕが３以上の場合の効果、および、樹脂層３４６ａ〜３４６ｄの表面の粗さ曲線のスキューネスＲｓｋが、０より大きく、且つ、最大高さ粗さＲｚが、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍよりも大きい場合の効果は、第１実施形態と同様である。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成は、上記第１〜第４実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。なお、以下の変更形態は、適宜組み合わせて実施することも可能である。

樹脂層の表面粗さを構成する凸部は、先端が尖っていなくてもよい。例えば、凸分の先端は、曲面状であってもよい。また、例えば、凸部の断面形状が先細りの台形状であってもよい。

樹脂層の表面粗さを構成する凸部は、その横幅が縦幅以下であってもよい。具体的には、最大高さ粗さＲｚが、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍ以下であってもよい。

上記実施形態では、樹脂層が形成されている基材の表面は、研磨加工によりほぼ平坦状となっているが、例えば図１６および図１７に示すように、樹脂層４４４、５４４が形成されている基材４４３、５４３の表面に、微細な凹凸が形成されていてもよい。具体的には、基材４４３、５４３の表面の算術平均表面粗さＲａが例えば０．３以上が好ましい。この構成によると、樹脂層４４４、５４４と基材４４３、５４３との接着性が良く、樹脂層４４４、５４４の剥離が生じにくい。
なお、基材４４３、５４３の表面の微細な凹凸は、化成処理や、専用工具での切削や、レーザー照射などの粗面化加工によって形成される。
また、上記実施形態では、基材を焼結や鋳造や切り出しによって形成した後、表面に研磨加工を施しているが、この研磨加工を施さないことで、焼結や鋳造や削り出しの際に形成される表面の微小な凹凸をそのまま利用してもよい。

また、上述した変更形態の場合、例えば図１７に示すように、樹脂層５４４の表面粗さを構成する凹凸が、基材５４３の表面に形成された凹凸に沿って形成されていてもよい。この構成によると、樹脂層５４４は、基材５４３に樹脂コーティングを施すだけで形成することができるため、樹脂層に凹凸を形成する加工を施さなくて済む。

上記実施形態では、樹脂層の表面粗さを構成する凹凸は、樹脂層にのみ形成されているが、例えば図１８に示すように、樹脂層６４４の表面粗さを構成する凹凸が、樹脂層６４４と基材６４３とにわたって形成されていてもよい。
なお、上記実施形態の樹脂層は、樹脂組成物のみで形成されているため、摺動時に変形しやすい。この点においては、上記実施形態の樹脂層の方が好ましい。

上記第１および第２実施形態では、粗面化された樹脂層４４ａは、ピストン４０、１４０、１７０の上端面の全面に設けられているが、ピストンの上端面の一部にのみ設けてもよい。この場合、ピストンの上端面の残りの部分には樹脂層を全く設けなくてもよく、残りの部分の全てまたは一部に、粗面化されていないほぼ平坦状の樹脂層を設けてもよい。

前者の一例を挙げると、例えば図１９に示すピストン７４０のように、ブレード７４２の上端面と、ローラ７４１の上端面におけるブレード７４２よりも吸入孔３２側の略半分（図１９中の右側略半分）の領域に、粗面化された樹脂層７４４ａを設けて、ピストン７４０の上端面の残りの部分には、樹脂層を設けなくてもよい。この構成によると、焼付きを防止できる範囲は狭くなるものの、樹脂層７４４ａによって、低圧室３１ａ側の軸方向隙間をできるだけ小さくできるため、シャフト８の外周部から高温の潤滑油Ｌが低圧室３１ａ内に流入するのを抑制できる。したがって、低圧室３１ａ内の冷媒が加熱されて圧縮効率が低下するのを抑制できる。

また、後者の一例を挙げると、例えば図２０に示すピストン８４０のように、ブレード８４２の上端面と、ローラ８４１の上端面におけるブレード８４２よりも吐出孔２２側の略半分（図２０中の左側略半分）の領域に、粗面化された樹脂層８４４ａ_１を設けて、ローラ８４１の上端面におけるブレード８４２よりも吸入孔３２側（図２０中の右側）の略半分の領域に、粗面化されていないほぼ平坦状の樹脂層８４４ａ_２を設けてもよい。この場合、粗面化された樹脂層８４４ａ_１の厚みは、粗面化されていない樹脂層８４４ａ_２の厚み以下とする。ピストン８４０の図２０中の左側略半分の部分は、高圧室３１ｂ内の高温高圧の冷媒で加熱されるため、その熱膨張量は、ピストン８４０の図２０中の右側略半分の部分よりも大きくなる。したがって、ピストン８４０の上端面の図２０中の左側略半分の部分は、フロントヘッド２０と接触しやすい。この接触しやすい部分に形成した樹脂層８４４ａ_１のみ粗面化することにより、粗面化加工の手間を減らし、接触面間の面圧を効率的に低減することができる。

ピストン４０、１４０、１７０の上端面と同様に、第１および第２実施形態のピストン４０、１４０、１７０の下端面とローラ４１の外周面、第３実施形態のローラ２４１の上下端面と外周面、ベーン２４４の上下端面、および、第４実施形態の可動側ラップ３４２の先端面と側面においても同様に、粗面化された樹脂層を、それぞれの面の一部に設けてもよい。また、第４実施形態の平板部３４１の上面のうち、凹部３３１の底面に対向する部分の一部にのみ、粗面化された樹脂層を設けてもよい。

上記第１および第２実施形態では、ピストンに、粗面化された３つの樹脂層４４ａ〜４４ｃが設けられているが、これら３つの樹脂層は必ずしも全て設けられていなくてもよい。また、３つの樹脂層の少なくとも１つが粗面化されていれば、残りの樹脂層は、粗面化されていないほぼ平坦状であってもよい。
第３実施形態の樹脂層２４３ａ〜２４３ｃ、２４６ａ、２４６ｂ、および、第４実施形態の樹脂層３４６ａ〜３４６ｄについても同様である。

上記第４実施形態では、可動スクロール３４０の平板部３４１の上面のうち、凹部３３１の底面に対向する部分にのみ、樹脂層３４６ｂが設けられているが、平板部３４１の上面の他の部分にも、樹脂層を設けてもよい。

上記第１および第２実施形態では、ピストンの上下端面とローラ４１の外周面にのみ、樹脂層４４ａ〜４４ｃが設けられているが、ピストンの上記以外の面（例えば、ブレード４２の側面や、圧縮室３１の周壁面）にも樹脂層を設けてもよい。第３実施形態のローラ２４１およびベーン２４４、第４実施形態の可動スクロール３４０についても同様である。

上記第１〜第４実施形態では、軸方向隙間を構成する２つの面の一方にのみ、樹脂層を設けているが、他方の面にのみ樹脂層を設けてもよい。
例えば、ピストン４０（１４０）の上端面に樹脂層４４ａを設ける代わりに、フロントヘッド２０（１２０）のピストンの上端面に対向する面に、粗面化された樹脂層を設けてもよい。
なお、フロントヘッドの下面に樹脂層を設ける場合には、図２１に示すフロントヘッド９２０のように、上下方向から視て圧縮室３１と重なる領域にのみ樹脂層９４４ａを設けてもよく、下面全体に樹脂層を設けてもよい。リアヘッド５０、１８０およびミドルプレート１５０に樹脂層を設ける場合も同様である。

また、軸方向隙間を構成する２つの面の両方に樹脂層を設けてもよい。この場合、２つの樹脂層の両方を粗面化された樹脂層としてもよく、いずれか一方のみを粗面化された樹脂層とし、他方を粗面化されていないほぼ平坦状の樹脂層としてもよい。

上記第１〜第４実施形態では、径方向隙間を構成する２つの面の一方にのみ、樹脂層を設けているが、他方の面にのみ樹脂層を設けてもよい。
例えば、可動側ラップ３４２の内周面に樹脂層３４６ｄを設ける代わりに、固定側ラップ３３２の外周面に樹脂層を設けてもよい。

また、径方向隙間を構成する２つの面の両方に樹脂層を設けてもよい。この場合、２つの樹脂層の両方を粗面化された樹脂層としてもよく、いずれか一方のみを粗面化された樹脂層とし、他方を粗面化されていないほぼ平坦状の樹脂層としてもよい。

上記第１〜第３実施形態では、圧縮機構は、フロントヘッド２０、１２０の外周部が密閉ケーシング２の内周面に固定されることで支持されているが、シリンダ３０、１３０、１６０、ミドルプレート１５０、またはリアヘッド５０、１８０の外周部が密閉ケーシング２の内周面に固定されることで支持される構成であってもよい。

上記第３実施形態では、ローラ２４１とベーン２４４とを備える圧縮機構を、１シリンダ型のロータリ圧縮機に適用しているが、２シリンダ型のロータリ圧縮機に適用してもよい。

上記第４実施形態の圧縮機３０１では、固定スクロール３３０が凹部３３１を有し、可動スクロール３４０が平板部３４１を有しているが、逆に、可動スクロール３４０が凹部を有し、固定スクロール３３０が平板部を有する構成であってもよい。この場合、可動スクロールが、本発明の第１スクロールに相当し、固定スクロールが、本発明の第２スクロールに相当する。

本発明を利用すれば、樹脂層の表面が、対向する部材と接触して摺動した場合に、摺動による摩擦ロスを低減することができる。

１、１０１、３０１圧縮機
２０、１２０フロントヘッド（第１端板部材）
３０、１３０、１６０シリンダ
３１、１３１、１６１圧縮室
３３、１３３ブレード収容部
３４一対のブッシュ
４０、１４０、１７０ピストン
４１ローラ
４２ブレード
４３基材
４４ａ〜４４ｃ樹脂層
５０、１８０リアヘッド（第２端板部材）
１５０ミドルプレート（第１端板部材、第２端板部材）
２３０シリンダ
２３１圧縮室
２３３ベーン収容部
２４１ローラ
２４２基材
２４３ａ〜２４３ｃ樹脂層
２４４ベーン
２４５基材
２４６ａ、２４６ｂ樹脂層
３３０固定スクロール（第１スクロール）
３３１凹部
３３２固定側ラップ（第１ラップ）
３４０可動定スクロール（第２スクロール）
３４１平板部
３４２可動側ラップ（第２ラップ）
３４５基材
３４６ａ〜３４６ｄ樹脂層

Claims

圧縮室および前記圧縮室に連通したブレード収容部を有するシリンダと、
前記シリンダの軸方向両端に配置される第１端板部材および第２端板部材と、
前記圧縮室および前記ブレード収容部の内側に配置されるピストンとを備え、
前記ピストンは、前記圧縮室に配置された環状のローラと、前記ローラの外周面から延在し且つ前記ブレード収容部に対して進退可能に配置されたブレードとを有し、
(1)前記ピストンの軸方向端面、(2)前記第１端板部材の前記ピストンの軸方向端面に対向した面、(3)前記第２端板部材の前記ピストンの軸方向端面に対向した面、(4)前記ローラの外周面、(5)前記圧縮室の内周面、となる部分の少なくとも１つの全面または一部には、樹脂層が形成されており、
前記樹脂層の表面の算術平均表面粗さＲａが、０．３以上であり、
前記樹脂層の表面は、
粗さ曲線のスキューネスＲｓｋが、０より大きく、且つ、
最大高さ粗さＲｚが、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍよりも大きいことを特徴とする圧縮機。
圧縮室および前記圧縮室に連通したベーン収容部を有するシリンダと、
前記シリンダの軸方向両端に配置される第１端板部材および第２端板部材と、
前記圧縮室の内側に配置される環状のローラと、
前記ローラの外周面に押圧される先端を有し且つ前記ベーン収容部の内側を進退可能に配置されたベーンとを備え、
(1)前記ローラの軸方向端面、(2)前記第１端板部材の前記ローラの軸方向端面に対向した面、(3)前記第２端板部材の前記ローラの軸方向端面に対向した面、(4)前記ベーンの軸方向端面、(5)前記ローラの外周面、(6)前記圧縮室の内周面、となる部分の少なくとも１つの全面または一部には、樹脂層が形成されており、
前記樹脂層の表面の算術平均表面粗さＲａが、０．３以上であり、
前記樹脂層の表面は、
粗さ曲線のスキューネスＲｓｋが、０より大きく、且つ、
最大高さ粗さＲｚが、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍよりも大きいことを特徴とする圧縮機。
凹部およびその底面から突出した渦巻き状の第１ラップを有する第１スクロールと、
平板部から突出した渦巻き状の第２ラップを有する第２スクロールとを備え、
前記第１スクロールと前記第２スクロールとは、
前記凹部の底面と前記平板部とが対向し、且つ、前記第１ラップの側面と前記第２ラップの側面とが対向するように近接しており、
(1)前記第１ラップの先端面、(2)前記平板部の前記第１ラップの先端面に対向した面、(3)前記第２ラップの先端面、(4)前記凹部の底面の前記第２ラップの先端面に対向した面、(5)前記第１ラップの側面、(6)前記第２ラップの側面、(7)前記凹部の内周面、となる部分の少なくとも１つの全面または一部には、樹脂層が形成されており、
前記樹脂層の表面の算術平均表面粗さＲａが、０．３以上であり、
前記樹脂層の表面は、
粗さ曲線のスキューネスＲｓｋが、０より大きく、且つ、
最大高さ粗さＲｚが、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍよりも大きいことを特徴とする圧縮機。
前記樹脂層の表面粗さを構成する凹凸は、前記樹脂層にのみ形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の圧縮機。
前記樹脂層が形成された基材の表面は、算術平均表面粗さＲａが０．３以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の圧縮機。
前記樹脂層の表面粗さを構成する凹凸は、前記基材の表面に形成された凹凸に沿って形成されていることを特徴とする請求項５に記載の圧縮機。
前記樹脂層は、前記樹脂層に対向する面よりも硬度が低いことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の圧縮機。