JP7166075B2 - スクロール圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、スクロール圧縮機に関するものである。

特許文献１に示されるように、スクロール圧縮機において、可動スクロールの背面には軸方向の反力を受けるスラストプレートが設けられている。

特開平１１－８２３２６号公報

可動スクロールとスラストプレートとの摩擦抵抗を低減するために、可動スクロールには、例えば４０００系、つまりアルミニウム‐シリコン系のアルミ合金を使用することが考えられる。一方、スラストプレートには、鋼板に樹脂コーティングを施す。しかしながら、４０００系のアルミ合金は、耐摩耗性に優れたシリコンの含有率が高いため、相対的にスラストプレートにおける樹脂コーティングに摩耗が生じやすいという問題があった。
本発明の課題は、スラストプレートの耐摩耗性を向上させることである。

本発明の一態様に係るスクロール圧縮機は、
固定スクロールに対して旋回する可動スクロールと、
ハウジングに固定され、可動スクロールにおける背面に面接触し、可動スクロールにおける軸方向の反力を受けるスラストプレートと、を備え、
可動スクロールは、アルミニウム‐マグネシウム‐シリコン系合金であり、背面がアルマイト処理され、
スラストプレートは、可動スクロールとの接触面が樹脂コーティングされている。

本発明によれば、可動スクロールには、４０００系よりもシリコンの含有率が低いアルミニウム‐マグネシウム‐シリコン系合金を用い、アルマイト処理をし、スラストプレートには樹脂コーティングを行なっている。これにより、摺動抵抗が低減し、スラストプレートの耐摩耗性が向上する。

圧縮機の前後方向に沿った断面図である。 比較例における樹脂コーティングの摩耗について説明した図である。 実施例における樹脂コーティングの摩耗について説明した図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであり、構成を下記のものに特定するものでない。すなわち、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

《一実施形態》
《構成》
図１は、圧縮機の前後方向に沿った断面図である。
圧縮機１１は、例えばカーエアコンの冷媒回路で用いられるベルト駆動型のスクロール圧縮機であり、冷媒を吸入し、圧縮してから排出する。
圧縮機１１は、前後方向に沿って前側から順に並んだ、フロントハウジング１２と、センタハウジング１３と、リアハウジング１４と、によって気密性を保つように一体化されている。フロントハウジング１２の上部には、冷媒を吸入する吸入口（図示省略）が形成され、リアハウジング１４の上部には、圧縮された冷媒を排出する排出口１６が形成されている。
フロントハウジング１２の前側には、回転軸２１が回転自在に支持されている。回転軸２１の前端側には、電磁クラッチ２２を介してプーリ２３に連結されている。プーリ２３には、例えばエンジンの動力が駆動ベルトを介して伝達される。

センタハウジング１３の後側には、固定スクロール２４が形成されており、フロントハウジング１２の後側からセンタハウジング１３の前側にかけて、可動スクロール２５が収容されている。
固定スクロール２４は、センタハウジング１３の後側を閉塞するように形成されており、円板状に形成された固定端板２６と、この固定端板２６の前面に形成された固定渦巻き２７と、を備える。
可動スクロール２５は、固定端板２６の前側に配置されており、円板状に形成された可動端板２８と、この可動端板２８の後面に形成され、固定渦巻き２７と噛み合う可動渦巻き２９と、を備える。

固定端板２６の前面と可動端板２８の後面とが対向し、固定渦巻き２７と可動渦巻き２９とが噛み合っている。固定渦巻き２７の先端は、図示しないチップシールを介して可動端板２８の後面に摺動可能に接触し、可動渦巻き２９の先端は、図示しないチップシールを介して固定端板２６の前面に摺動可能に接触している。固定端板２６の前面、固定渦巻き２７、可動端板２８の後面、及び可動渦巻き２９で囲まれた区画によって、冷媒を圧縮するための圧力室３１が形成されている。前後方向から見ると、圧力室３１は、三日月状の密閉空間となる。

可動端板２８の前面には、ボス３２が形成され、回転軸２１の後端には、偏心させたクランク端部３３が形成され、クランク端部３３がボス３２に回転自在の状態で嵌め込まれている。回転軸２１の回転運動は、クランク端部３３によって旋回運動として可動スクロール２５に伝達される。可動スクロール２５は、例えばピン＆ホールを介して自転が阻止され、且つ固定スクロール２４に対する公転が許容されている。
固定端板２６の中央には、前後方向に貫通した吐出孔（図示省略）が形成され、吐出孔は、固定端板２６の後側に形成された吐出室３５に連通している。固定端板２６の後面には、吐出孔の後端側を開閉可能な吐出弁３６が設けられている。

固定スクロール２４に対して可動スクロール２５が公転すると、圧力室３１は、前後方向から見て、スクロール中心に向かって変位してゆき、且つ容積が縮小してゆく。圧力室３１は、スクロール外側にあるときに吸入口（図示省略）と連通して冷媒を吸入し、スクロール中心にあるときに吐出孔（図示省略）と連通して圧縮した冷媒を吐出する。吐出弁３６は、吐出圧を受けるときに、吐出室３５に冷媒を吐出させる。
フロントハウジング１２には、フロントハウジング１２に固定され、可動端板２８の前面、つまり可動スクロール２５の背面に面接触し、可動スクロール２５における軸方向の反力を受ける円環状のスラストプレート３７が設けられている。固定スクロール２４に対して可動スクロール２５が公転するときに、スラストプレート３７に対しても可動スクロール２５の可動端板２８が摺動することになる。

可動スクロール２５は、６０００系のアルミ合金、つまりアルミニウム‐マグネシウム‐シリコン系（Ａｌ‐Ｍｇ‐Ｓｉ系）合金である。ここでは、Ａ６０６１‐Ｔ６を使用している。なお、Ａ４０３２では、シリコンの含有率が１１.０～１３.５［％］であるのに対して、Ａ６０６１では、シリコンの含有率が０.４～０.８［％］である。また、少なくとも可動スクロール２５の背面、つまり可動端板２８の前面が、アルマイト処理（陽極酸化処理）されている。
一方、スラストプレート３７は、鋼板に樹脂コーティングを施して形成されている。樹脂コーティングでは、固体潤滑剤にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が使用され、接着剤にポリアミドイミドが使用されている。もしくは、固体潤滑剤にグラファイトが使用され、接着剤にポリアミドイミドが使用されている。もしくは、固体潤滑剤に二硫化モリブデンが使用され、接着剤にポリアミドイミドが使用されている。

《作用》
次に、一実施形態の主要な作用効果について説明する。
可動スクロール２５とスラストプレート３７との摩擦抵抗を低減するために、可動スクロール２５には、例えば４０００系、つまりアルミニウム‐シリコン系（Ａｌ‐Ｓｉ系）のアルミ合金を使用することが考えられる。一方、スラストプレート３７には、鋼板に樹脂コーティングを施す。しかしながら、４０００系のアルミ合金は、耐摩耗性に優れたシリコンの含有率が高いため、相対的にスラストプレート３７における樹脂コーティングに摩耗が生じやすいという問題があった。

図２は、比較例における樹脂コーティングの摩耗について説明した図である。
図中の（ａ）は、スラストプレート３７を示し、図中の（ｂ）は、スラストプレート３７の測定部位ごとの膜厚及び摩耗量を示すグラフである。スラストプレート３７のうち、周方向に沿って等間隔に離れたＡ～Ｄにおいて、夫々、径方向の外側、中央、内側で、膜厚及び摩耗量を測定している。ここでは、膜厚を折れ線で示し、摩耗量を棒グラフで示してあり、スラストプレート３７に対して可動スクロール２５を予め定めた時間だけ摺動させる試験を行ない、試験前の膜厚を点線で示し、試験後の膜厚を実線で示している。可動スクロール２５に４０００系のアルミ合金を使用した場合、試験後に樹脂コーティングの膜厚が大幅に低下していることが分かり、特に荷重中心に近い径方向の内側になるほど顕著である。

そこで本実施形態では、可動スクロール２５には、４０００系よりもシリコンの含有率が低い６０００系のアルミ合金、つまりアルミニウム‐マグネシウム‐シリコン系（Ａｌ‐Ｍｇ‐Ｓｉ系）合金を用い、アルマイト処理を施している。また、スラストプレート３７には、少なくとも可動スクロール２５との接触面に樹脂コーティングを行なっている。これにより、摺動抵抗が低減し、スラストプレート３７の耐摩耗性が向上する。樹脂コーティングとしては、固体潤滑剤にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を使用し、接着剤にポリアミドイミドを使用することが望ましい。もしくは、固体潤滑剤にグラファイトを使用し、接着剤にポリアミドイミドを使用することが望ましい。もしくは、固体潤滑剤に二硫化モリブデンを使用し、接着剤にポリアミドイミドを使用することが望ましい。
図３は、実施例における樹脂コーティングの摩耗について説明した図である。
図中の（ａ）は、スラストプレート３７を示し、図中の（ｂ）は、スラストプレート３７の測定部位ごとの膜厚及び摩耗量を示すグラフである。比較例と同様の試験を行なっているが、可動スクロール２５に６０００系のアルミ合金を使用し、アルマイト処理を施した場合、樹脂コーティングの摩耗量が大幅に低減し、良好な膜厚を維持することができている。

以上、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく実施形態の改変は、当業者にとって自明のことである。

１１…圧縮機、１２…フロントハウジング、１３…センタハウジング、１４…リアハウジング、１６…排出口、２１…回転軸、２２…電磁クラッチ、２３…プーリ、２４…固定スクロール、２５…可動スクロール、２６…固定端板、２７…固定渦巻き、２８…可動端板、２９…可動渦巻き、３１…圧力室、３２…ボス、３３…クランク端部、３５…吐出室、３６…吐出弁、３７…スラストプレート

Claims (4)

1. 固定スクロールに対して旋回する可動スクロールと、
   ハウジングに固定され、前記可動スクロールにおける背面に面接触し、前記可動スクロールにおける軸方向の反力を受けるスラストプレートと、を備え、
   前記可動スクロールは、６０００系のアルミ合金であるアルミニウム‐マグネシウム‐シリコン系合金であり、前記背面がアルマイト処理され、
   前記スラストプレートは、前記可動スクロールとの接触面が樹脂コーティングされていることを特徴とするスクロール圧縮機。
2. 前記樹脂コーティングでは、固体潤滑剤にポリテトラフルオロエチレンが使用され、接着剤にポリアミドイミドが使用されていることを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
3. 前記樹脂コーティングでは、固体潤滑剤にグラファイトが使用され、接着剤にポリアミドイミドが使用されていることを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
4. 前記樹脂コーティングでは、固体潤滑剤に二硫化モリブデンが使用され、接着剤にポリアミドイミドが使用されていることを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
   

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