JPH06137287A - Scroll fluid compressor - Google Patents

Scroll fluid compressor

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Publication number
JPH06137287A
JPH06137287A JP28411992A JP28411992A JPH06137287A JP H06137287 A JPH06137287 A JP H06137287A JP 28411992 A JP28411992 A JP 28411992A JP 28411992 A JP28411992 A JP 28411992A JP H06137287 A JPH06137287 A JP H06137287A
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JP
Japan
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scroll
fluid compressor
scroll fluid
sliding
end plate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP28411992A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsuya Tsuda
達也 津田
Shinobu Sato
佐藤  忍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba AVE Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba AVE Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba AVE Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH06137287A publication Critical patent/JPH06137287A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C27/00Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C27/005Axial sealings for working fluid

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve wear resistance of a slide part as sufficient durability is held and to increase efficiency. CONSTITUTION:In a scroll fluid compressor wherein an end plate and two scrolls each having a spiral lap standing upright on the surface of the end plate are engaged with each other in a state that the spiral laps are positioned facing each other, the scroll is formed of an aluminum alloy base material 11 and the spiral end part of the scroll and at least the slide surface of the end plate are compounded of a fiber material 12.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、スクロールの摺動部表
面を改良し高効率で寿命特性に優れたスクロール流体圧
縮機に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scroll fluid compressor having an improved sliding surface of a scroll, high efficiency and excellent life characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】室内や車内の空気調和機、あるいは冷蔵
庫などには、冷風あるいは温風を送り出すために、冷媒
圧縮機が使用されている。この冷媒圧縮機の中でも、ス
クロール流体圧縮機は近年注目され用途が拡大すると共
に、その高効率化や長寿命化が望まれている。
2. Description of the Related Art Refrigerant compressors are used in indoor or in-vehicle air conditioners, refrigerators, etc. to send out cold air or hot air. Among these refrigerant compressors, scroll fluid compressors have been drawing attention in recent years and their applications are expanding, and there is a demand for higher efficiency and longer life.

【0003】以下図1を参照して動・静翼式スクロール
流体圧縮機の構造を説明する。
The structure of the moving / stator vane type scroll fluid compressor will be described below with reference to FIG.

【0004】密閉容器1の内部はフレーム2により連通
した2つの空間に分けられる。
The inside of the closed container 1 is divided into two spaces communicated by a frame 2.

【0005】フレーム2の中央部には円形の開口2aが
あり、この開口に接触するように鉄系材料で形成された
シャフト3が支えられている。シャフト3には密閉容器
1の底部に貯えられている潤滑油を圧縮機構部にくみ上
げるための遠心ポンプ3aが設けられている。
A circular opening 2a is provided at the center of the frame 2, and a shaft 3 made of an iron-based material is supported so as to contact the opening. The shaft 3 is provided with a centrifugal pump 3a for pumping the lubricating oil stored in the bottom portion of the closed container 1 to the compression mechanism portion.

【0006】旋回スクロール4は、アルミニウム合金
(AC8C)系材料で形成された鏡板4aとその表面に
直立するインボリュート曲線のラップ4bと鏡板4aの
裏面に直立するボス部4cより構成されている。さら
に、鏡板4aの裏面の一部がフレーム2と旋回スクロー
ル4の間に設けられたスラストリング2bに支持され、
ボス部4cがシャフト3のクランク部3bと連結してい
る。
The orbiting scroll 4 comprises a mirror plate 4a made of an aluminum alloy (AC8C) material, an involute curve wrap 4b standing upright on the surface thereof, and a boss portion 4c standing upright on the rear surface of the mirror plate 4a. Further, a part of the back surface of the end plate 4a is supported by a thrust ring 2b provided between the frame 2 and the orbiting scroll 4,
The boss portion 4c is connected to the crank portion 3b of the shaft 3.

【0007】固定スクロール5は、アルミニウム合金
(AC8C)系材料で形成された鏡板5aと鏡板5aの
表面に直立するインボリュート曲線のラップ5bより構
成されている。さらに、鏡板5aの裏面は、フレーム2
の外周突起部2cと接触して固定されている。
The fixed scroll 5 comprises a mirror plate 5a made of an aluminum alloy (AC8C) material and a wrap 5b having an involute curve which stands upright on the surface of the mirror plate 5a. Further, the back surface of the end plate 5a is attached to the frame 2
It is fixed in contact with the outer peripheral projection 2c.

【0008】旋回スクロール4のラップ4bと固定スク
ロール5のラップ5bとは、お互いにかみ合っている。
The wrap 4b of the orbiting scroll 4 and the wrap 5b of the fixed scroll 5 are in mesh with each other.

【0009】旋回スクロール4とフレーム2との間に
は、旋回スクロール4の旋回運動中の自転を防止するた
めのオルダムリング6が旋回スクロール4とフレーム2
にかみ合って設けられており、オルダムキー(図示せ
ず)が鏡板4a裏面に設けられたキー溝4dの中を運動
するようになっている。
Between the orbiting scroll 4 and the frame 2, an Oldham ring 6 for preventing rotation of the orbiting scroll 4 during the orbiting motion of the orbiting scroll 4 and the frame 2 is provided.
The Oldham key (not shown) is engaged with the key board 4d so as to move in the key groove 4d provided on the rear surface of the end plate 4a.

【0010】フレーム2の側面には吸込孔があり、吸込
パイプ7が取付けられている。
A suction hole is formed on the side surface of the frame 2, and a suction pipe 7 is attached.

【0011】シャフト3の下部にはロータ8が取付けら
れており、ロータ8の外周部にはステータ9が密閉容器
1内に圧入されモータ機構を構成している。そして密閉
容器1の側面には吐出パイプ10が取付けられている。
A rotor 8 is attached to the lower portion of the shaft 3, and a stator 9 is press-fitted into the closed casing 1 at the outer peripheral portion of the rotor 8 to form a motor mechanism. A discharge pipe 10 is attached to the side surface of the closed container 1.

【0012】スクロール流体圧縮機が運転を開始する
と、ロータ8の回転によりシャフト3が回転を始め、旋
回スクロール4が旋回運動を始める。
When the scroll fluid compressor starts operating, the shaft 8 starts to rotate due to the rotation of the rotor 8 and the orbiting scroll 4 starts to orbit.

【0013】吸込パイプ7より圧縮機構部に入った冷媒
は、圧縮され固定スクロール5の中央開口部(図示せ
ず)より密閉容器1内に吐出され、その一部は、図示し
ない連通管によりスラストリング2bの内周面と鏡板4
aの裏面との間にしきられた空間に導かれ、スラストリ
ング2bの内周面と外周面との差圧により、旋回スクロ
ールに働くスラスト力を制御し、旋回スクロール4が泳
動するのを防止している。そして密閉容器1内に吐出さ
れた冷媒は、吐出パイプ10より密閉容器1の外に出
る。密閉容器1の底部に貯えられている潤滑油は、主軸
3内の遠心ポンプにより汲み上げられ、圧縮機構部摺動
面の潤滑をする。
The refrigerant that has entered the compression mechanism portion from the suction pipe 7 is compressed and discharged from the central opening (not shown) of the fixed scroll 5 into the closed container 1, and a part of it is thrust by a communication pipe (not shown). Inner peripheral surface of ring 2b and end plate 4
The thrust force that acts on the orbiting scroll is controlled by the pressure difference between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the thrust ring 2b, which is guided to the space defined between the rear surface of the a and the orbiting scroll 4 to prevent migration. ing. Then, the refrigerant discharged into the closed container 1 goes out of the closed container 1 through the discharge pipe 10. The lubricating oil stored in the bottom of the closed container 1 is pumped up by a centrifugal pump in the main shaft 3 to lubricate the sliding surface of the compression mechanism.

【0014】このようなスクロール流体圧縮機の固定ス
クロールおよび旋回スクロールのうず巻状ラップ端部や
鏡板摺動部には以下の摩耗が発生する。
The following wear occurs on the spiral wrap ends and the end plate sliding parts of the fixed scroll and the orbiting scroll of such a scroll fluid compressor.

【0015】フレーム2に支持されたシャフト3は、ロ
ータ8の回転に伴って僅かながら偏心して回転するた
め、シャフトのクランク部3bに連結された旋回スクロ
ール4は、僅かながら傾いた状態で固定スクロール5と
かみ合い摺動する。
Since the shaft 3 supported by the frame 2 rotates slightly eccentrically with the rotation of the rotor 8, the orbiting scroll 4 connected to the crank portion 3b of the shaft is a fixed scroll in a slightly tilted state. 5. Engage with 5 and slide.

【0016】このため、特に稼働開始時等は旋回スクロ
ール4のうず巻状ラップ端部と相手側である固定スクロ
ール5の鏡板摺動部、および固定スクロール5のうず巻
状ラップ端部と相手側である旋回スクロール4の鏡板摺
動部に極圧(大荷重)が発生しやすく、その圧力は通常
運転時の数倍にもなり、摺動面の塑性的変形や潤滑油の
破断が発生して金属接触を起こし摩耗する。そして摩耗
が進行すると摺動面において、最悪の場合、カジリ(焼
付き)現象が発生し回転不能となる。また、摩耗が進行
すると、冷媒等の漏れが多くなり圧縮効率が低下して性
能が悪化する。そこで従来は、スクロール摺動面にセラ
ミック分散複合メッキ膜や硬質アルマイト膜を形成して
耐摩耗性を改善していた。このような傾向は両動翼式ス
クロール流体圧縮機についても同様である。
Therefore, especially at the start of operation, etc., the spiral wrap end of the orbiting scroll 4 and the end plate sliding portion of the fixed scroll 5, which is the other side, and the spiral wrap end of the fixed scroll 5, the other side. Extreme pressure (large load) is likely to be generated in the end plate sliding portion of the orbiting scroll 4, which pressure is several times that during normal operation, causing plastic deformation of the sliding surface and breakage of lubricating oil. Cause metal contact and wear. Then, as the wear progresses, in the worst case, a galling (seizure) phenomenon occurs on the sliding surface, and the sliding becomes impossible. Further, when the wear progresses, the leakage of the refrigerant and the like increases, the compression efficiency decreases, and the performance deteriorates. Therefore, conventionally, a ceramic dispersed composite plating film or a hard alumite film is formed on the scroll sliding surface to improve wear resistance. This tendency also applies to the double-blade scroll fluid compressor.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
スクロール流体圧縮機においては、スクロールのうず巻
状のラップ端部と、それと相対するスクロールの鏡板摺
動部のかみ合わせ摺動部分において、大荷重負荷時には
セラミック分散複合メッキ膜や硬質アルマイト膜がアル
ミ基材から剥離や破壊を起こしやすいとの問題があっ
た。また、通常運転時においても耐久性が劣るとの問題
があった。
However, in the conventional scroll fluid compressor, a large load is applied to the spiral wrap end portion of the scroll and the meshing sliding portion of the scroll end plate sliding portion facing the spiral wrap end portion. At times, there has been a problem that the ceramic dispersed composite plating film or the hard alumite film is likely to be peeled or broken from the aluminum base material. Further, there is a problem that durability is poor even during normal operation.

【0018】本発明は、このような課題に対処するため
になされたもので、充分な耐久性を保持しつつ摺動部分
の耐摩耗性を向上させ、高効率化を図ることのできるス
クロール流体圧縮機を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve such a problem, and it is possible to improve the abrasion resistance of the sliding portion while maintaining a sufficient durability and to improve the efficiency of the scroll fluid. The purpose is to provide a compressor.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明のスクロール流体
圧縮機は、鏡板と、この鏡板表面に直立するうず巻状の
ラップを有する 2個のスクロールをうず巻状のラップを
相対してかみ合わせ旋回運動させるスクロール流体圧縮
機において、スクロールがアルミニウム合金基材で形成
され、かつスクロールのうず巻状のラップ端部および鏡
板の少なくとも摺動部面に繊維材が複合されていること
を特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION A scroll fluid compressor of the present invention comprises a scroll and a spiral wrap that are upright on the surface of the mirror plate. In the scroll fluid compressor to be moved, the scroll is formed of an aluminum alloy base material, and the fiber material is compounded on at least the sliding portion surface of the spiral wrap end portion of the scroll and the end plate.

【0020】本発明に係わるスクロールを形成するアル
ミニウム合金基材は、通常圧縮機の摺動部品に用いられ
るアルミニウム合金材料であれば特に制限がなく、たと
えば、JIS規格で定められているAC8A,AC8C
などが挙げられる。これらを用いて、鋳造もしくは粉末
鍛造によりスクロールを形成することができる。
The aluminum alloy base material forming the scroll according to the present invention is not particularly limited as long as it is an aluminum alloy material usually used for sliding parts of a compressor, and for example, AC8A, AC8C defined by JIS standard.
And so on. Using these, a scroll can be formed by casting or powder forging.

【0021】また、繊維材としては、アルミナ繊維、炭
化けい素繊維、炭素繊維から選ばれた少なくとも 1つで
あることが好ましい。これらの繊維材はアルミニウム合
金基材との結合性に優れているためである。
The fibrous material is preferably at least one selected from alumina fibers, silicon carbide fibers and carbon fibers. This is because these fibrous materials have excellent bondability with the aluminum alloy base material.

【0022】本発明に係わるスクロールを形成するアル
ミニウム合金基材に複合される繊維材の繊維径は 1μm
から 10 μmの範囲であることが好ましい。繊維径が 1
μmから 10 μmであると、充分な潤滑油保持特性が得
られるとともに、アルミニウム合金基材から繊維材が脱
落しにくく摩耗を助長することがないためである。ま
た、繊維長は 1mm以下が好ましい。
The fiber diameter of the fiber material composited with the aluminum alloy base material forming the scroll according to the present invention is 1 μm.
To 10 μm is preferable. Fiber diameter is 1
This is because when the thickness is from 10 μm to 10 μm, sufficient lubricating oil retention properties are obtained, and the fibrous material does not easily fall off from the aluminum alloy base material and does not promote wear. The fiber length is preferably 1 mm or less.

【0023】本発明に係わるスクロールはうず巻状のラ
ップ端部および鏡板の少なくとも摺動部面に繊維材が複
合されているが、繊維材が複合されている部分の厚みは
10μmから 2mmであることが好ましい。厚みが 10
μmより薄いと充分な耐摩耗性が得られず、 2mmより
厚いと切削加工性が著しく低下する。
In the scroll according to the present invention, the fiber material is compounded on at least the sliding portion surface of the spiral wrap end portion and the end plate, and the thickness of the fiber material compounded portion is
It is preferably 10 μm to 2 mm. Thickness 10
If it is thinner than μm, sufficient abrasion resistance cannot be obtained, and if it is thicker than 2 mm, the machinability is remarkably deteriorated.

【0024】本発明に係わるスクロールの繊維材が複合
されている部分における繊維材含有率は 10 重量%から
20 重量%の範囲であることが好ましい。繊維材含有率
が 10 重量%より少ないと耐摩耗性向上の効果が上がら
ず、 20 重量%より多いと切削加工性が著しく低下する
ためである。なお、繊維材の含有率は摺動部表面層から
アルミニウム合金基材内部に向かって徐々に少なくなっ
てきてもよく、繊維材複合層の繊維材含有率が上述の範
囲内であればよい。
The fiber material content of the portion of the scroll according to the present invention in which the fiber material is compounded is from 10% by weight to
It is preferably in the range of 20% by weight. This is because if the content of the fiber material is less than 10% by weight, the effect of improving the wear resistance is not improved, and if it is more than 20% by weight, the machinability is significantly deteriorated. The content of the fibrous material may gradually decrease from the surface layer of the sliding portion toward the inside of the aluminum alloy substrate, and the content of the fibrous material of the fibrous material composite layer may be within the above range.

【0025】なお、本発明に係わるアルミニウム合金基
材の摺動部面に繊維材が複合されてなるスクロールは、
充分な耐久性を保持するために以下の条件を満たすもの
がとくに好ましい。繊維材は、繊維径が 1μmから 10
μmの範囲であるアルミナ繊維、炭化けい素繊維、炭素
繊維から選ばれた少なくとも 1つからなり、かつ 10重
量%から 20 重量%の繊維材が摺動部面に複合されてお
り、その部分の厚みは10 μmから 2mmである。
The scroll in which the fiber material is compounded on the sliding surface of the aluminum alloy base material according to the present invention is
In order to maintain sufficient durability, those satisfying the following conditions are particularly preferable. Fiber materials have fiber diameters from 1 μm to 10
It consists of at least one selected from alumina fiber, silicon carbide fiber and carbon fiber in the range of μm, and 10% to 20% by weight of the fiber material is compounded on the sliding part surface. The thickness is 10 μm to 2 mm.

【0026】摺動部面に繊維材が複合されているスクロ
ールは鋳造もしくは粉末鍛造により製造されるが、摺動
部表面を切削加工することにより、繊維材複合層の厚さ
および繊維材含有率を上述の範囲内とすることもでき
る。
The scroll in which the fibrous material is compounded on the sliding portion surface is manufactured by casting or powder forging. By cutting the sliding portion surface, the thickness and the fibrous material content of the fibrous material composite layer are obtained. Can be within the above range.

【0027】[0027]

【作用】本発明に係わるスクロール摺動部材は、摺動面
において下記のような作用を発揮する。
The scroll sliding member according to the present invention exhibits the following actions on the sliding surface.

【0028】第1に、摺動面への極圧(大荷重)負荷時
は、アルミニウム合金基材表面に存在する硬度の高い繊
維材が基材より突出した状態で摺動するため、耐摩耗性
が向上する。
First, when extreme pressure (heavy load) is applied to the sliding surface, since the fibrous material having high hardness existing on the surface of the aluminum alloy base material slides in a state of protruding from the base material, wear resistance is increased. The property is improved.

【0029】第2に、極圧(大荷重)のかかる部分で潤
滑油膜が破断して金属どうしの接触が起こる条件下にお
いても、アルミニウム合金基材表面に繊維材が突出する
ことにより油溜まりとなり潤滑油保持性が向上する。
Secondly, even under the condition that the lubricating oil film ruptures at the portion where extreme pressure (large load) is applied and the metals come into contact with each other, the fibrous material protrudes on the surface of the aluminum alloy base material to form an oil reservoir Lubricant retention is improved.

【0030】第3に、摺動面に硬度の高い繊維材を含有
するために、部品表面の耐力向上により、相対する双方
の摺動部材の塑性的変形が防止される。
Thirdly, since the sliding surface contains the fibrous material having high hardness, the proof stress of the surface of the component is improved, so that the plastic deformation of both the sliding members facing each other is prevented.

【0031】本発明のスクロール流体圧縮機は、スクロ
ール摺動部材の摺動面が上述のような作用を発揮するた
め、長寿命化が図れる。また、冷媒等の漏れが少なくな
って高効率化が図れる。
In the scroll fluid compressor of the present invention, the sliding surface of the scroll sliding member exerts the above-described action, so that the service life can be extended. In addition, leakage of the refrigerant and the like is reduced, and high efficiency can be achieved.

【0032】さらにスクロール摺動部材の摺動表面部分
のみに繊維材を含有し、残りの部分は一般的なアルミニ
ウム合金基材で形成されるため、被膜の剥離や破壊とい
った問題が生じることがなく、切削加工性をも著しく低
下させることはない。さらに、他の表面処理法に比較し
て材料および製造コストを下げることができる。
Further, since the fiber material is contained only in the sliding surface portion of the scroll sliding member and the remaining portion is formed of a general aluminum alloy base material, the problem of peeling or breaking of the coating film does not occur. The machinability is not significantly reduced. Furthermore, the material and manufacturing costs can be reduced compared to other surface treatment methods.

【0033】[0033]

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
する。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below based on examples.

【0034】実施例1 本発明に係わる摺動部材を図1に示したスクロール流体
圧縮機の旋回スクロール4および固定スクロール5に適
用した。
Example 1 The sliding member according to the present invention was applied to the orbiting scroll 4 and the fixed scroll 5 of the scroll fluid compressor shown in FIG.

【0035】本発明に係わるスクロールの断面構造図を
図2に示す。図2において、アルミニウム合金基材11
の摺動表面部分に繊維材を含有した繊維材複合層12が
形成されている。
FIG. 2 shows a sectional structural view of the scroll according to the present invention. In FIG. 2, the aluminum alloy substrate 11
A fibrous material composite layer 12 containing a fibrous material is formed on the sliding surface portion of the.

【0036】旋回スクロール4および固定スクロール5
は、以下の方法で作製した。まず、繊維径 5μmのアル
ミナ繊維を 10 重量%含有したアルミニウム合金(AC
8C)の粉末を、旋回スクロール用金型のうず巻状ラッ
プ端部(端から約 1mm)に充填してうず巻状ラップの
残りの部分には繊維材を含有しないアルミニウム合金粉
末を充填した。つぎに、固定スクロールのうず巻状ラッ
プと摺動する鏡板部分に、上述のアルミナ繊維を 10 重
量%含有したアルミニウム合金(AC8C)粉末を厚さ
約 1mm充填して残りの部分には繊維材を含有しないア
ルミニウム合金粉末を充填した。その後、 400℃、 200
kgf/cm2 の加圧成型条件で成型して、精度を上げるため
の切削加工を施して、図2に断面構造を示すアルミニウ
ム合金製旋回スクロールを得た。また、同一の方法でア
ルミニウム合金製固定スクロールを得た。
Orbiting scroll 4 and fixed scroll 5
Was produced by the following method. First, an aluminum alloy containing 10% by weight of alumina fiber having a fiber diameter of 5 μm (AC
8C) was filled into the end of the spiral wrap of the orbiting scroll die (about 1 mm from the end), and the remaining portion of the spiral wrap was filled with aluminum alloy powder containing no fibrous material. Next, the end plate portion of the fixed scroll, which slides on the spiral wrap, is filled with the aluminum alloy (AC8C) powder containing 10% by weight of the above-mentioned alumina fiber to a thickness of about 1 mm, and the remaining portion is covered with the fiber material. It was filled with aluminum alloy powder not containing it. After that, 400 ℃, 200
Molded under pressure molding conditions of kgf / cm 2 , and subjected to cutting work to improve accuracy, an orbiting scroll made of aluminum alloy having a sectional structure shown in Fig. 2 was obtained. Further, an aluminum alloy fixed scroll was obtained by the same method.

【0037】つぎに、得られた旋回スクロールおよび固
定スクロールの耐摩耗性を図3に示すような装置を用い
て評価した。
Next, the abrasion resistance of the orbiting scroll and the fixed scroll thus obtained was evaluated using an apparatus as shown in FIG.

【0038】この装置は、冷媒 HCFC22 雰囲気中で旋回
スクロール4のうず巻状ラップ端部あるいは鏡板摺動部
と同じ材質のピン13を、固定スクロール5のうず巻状
ラップ端部あるいは鏡板摺動部と同じ材質のディスク1
4に対向させて、ディスク14の後方から圧力をかけな
がらピン13を一定半径で回転させるものである。この
試験では、ピン13とディスク14の摺動面を鉱油から
なる冷凍機油で潤滑させながら、面圧30kgf/cm2 、摺動
速度を 4m/s で 3時間試験を行い、ピン13の摩耗量
(重量)を測定した。測定結果を図4に示す。なお、図
4においては、アルミニウム合金のみで作製したピン1
3およびディスク14による測定結果を 100%摩耗量と
して、その相対値で表した。ピン13の摩耗量が少ない
程優れた摺動部材であることを示している。図4によれ
ば、実施例1のアルミニウム合金材の摺動特性は後述の
比較例3の鋳造アルミニウムに比して、摩耗量が約30%
と良好な耐摩耗性を示し、実施例1の摺動部材が耐摩耗
性向上に寄与することが明らかになった。
In this device, the pin 13 made of the same material as that of the spiral wrap end of the orbiting scroll 4 or the end plate slide part of the orbiting scroll 4 in the refrigerant HCFC22 atmosphere is used. Disc 1 made of the same material as
4, the pin 13 is rotated at a constant radius while applying pressure from the rear of the disk 14. In this test, the sliding surface between the pin 13 and the disk 14 was lubricated with a refrigerating machine oil consisting of mineral oil, and the surface pressure was 30 kgf / cm 2 and the sliding speed was 4 m / s. (Weight) was measured. The measurement results are shown in FIG. In FIG. 4, the pin 1 made of aluminum alloy only
3 and the measurement result by the disk 14 were made into the 100% wear amount, and it represented with the relative value. It is shown that the smaller the amount of wear of the pin 13, the better the sliding member. According to FIG. 4, the sliding characteristics of the aluminum alloy material of Example 1 were about 30% less than the cast aluminum of Comparative Example 3 described later.
Shows that the wear resistance is good, and that the sliding member of Example 1 contributes to the improvement of the wear resistance.

【0039】さらに、実施例1の旋回スクロール4およ
び固定スクロール5を用いて、図1に示すスクロール流
体圧縮機を組み立て、冷媒としてHCFC22および冷凍機油
として鉱油を用いて実機試験を行ったところ、4000時間
の長時間運転を行った後でも旋回スクロール4および固
定スクロール5との摺動部間の摩耗は認められず、良好
な耐摩耗性を示した。また、冷凍能力の周波数依存性を
測定し、その結果を図5に示す。図5に示すように、性
能面でも比較例3の鋳造アルミニウムに比較して高効率
なスクロール流体圧縮機を得ることができた。
Further, the scroll fluid compressor shown in FIG. 1 was assembled using the orbiting scroll 4 and the fixed scroll 5 of Example 1, and an actual machine test was conducted using HCFC22 as a refrigerant and mineral oil as a refrigerating machine oil. No wear was observed between the sliding parts of the orbiting scroll 4 and the fixed scroll 5 even after a long time operation, and good wear resistance was exhibited. Further, the frequency dependence of the refrigerating capacity was measured, and the result is shown in FIG. As shown in FIG. 5, in terms of performance, a scroll fluid compressor having a higher efficiency than that of the cast aluminum of Comparative Example 3 could be obtained.

【0040】実施例2 繊維材として繊維径 1μmの炭化けい素繊維を 20 重量
%含有したアルミニウム合金(AC8C)の粉末を使用
した以外は全て実施例1と同一の方法で、実施例1と同
一形状の旋回スクロールおよび固定スクロールを作製し
た。
Example 2 The same method as in Example 1 except that the powder of aluminum alloy (AC8C) containing 20% by weight of silicon carbide fiber having a fiber diameter of 1 μm was used as the fiber material. Shaped orbiting scrolls and fixed scrolls were produced.

【0041】得られた旋回スクロールおよび固定スクロ
ールの耐摩耗性を、実施例1と同一の装置を用いて評価
した。評価結果を図4に示す。後述の比較例1から比較
例3の摺動特性と比較して実施例2の摺動特性はとくに
優れていた。
The wear resistance of the orbiting scroll and the fixed scroll thus obtained was evaluated using the same apparatus as in Example 1. The evaluation result is shown in FIG. The sliding characteristics of Example 2 were particularly excellent as compared with the sliding characteristics of Comparative Examples 1 to 3 described later.

【0042】実施例3 繊維材として繊維径 10 μmの炭素繊維を 20 重量%含
有したアルミニウム合金(AC8C)の粉末を使用した
以外は全て実施例1と同一の方法で、実施例1と同一形
状の旋回スクロールおよび固定スクロールを作製した。
Example 3 The same method as in Example 1 was used except that powder of aluminum alloy (AC8C) containing 20% by weight of carbon fiber having a fiber diameter of 10 μm was used as the fiber material. The orbiting scroll and the fixed scroll were manufactured.

【0043】得られた旋回スクロールおよび固定スクロ
ールの耐摩耗性を、実施例1と同一の装置を用いて評価
した。評価結果を図4に示す。後述の比較例1から比較
例3の摺動特性と比較して実施例2の摺動特性は優れて
いた。
The wear resistance of the obtained orbiting scroll and fixed scroll was evaluated using the same apparatus as in Example 1. The evaluation result is shown in FIG. The sliding characteristics of Example 2 were superior to the sliding characteristics of Comparative Examples 1 to 3 described below.

【0044】比較例1 炭化けい素粉末を 10 重量%分散させ、燐含有量が 2重
量%であるニッケル合金表面層を 5μmの厚さに無電界
メッキ法により形成した鋳造アルミニウムを用いて、実
施例1と同一形状の旋回スクロールおよび固定スクロー
ルを作製した。得られた旋回スクロールおよび固定スク
ロールの耐摩耗性を、実施例1と同一の装置を用いて評
価した。評価結果を図4に示す。
Comparative Example 1 10% by weight of silicon carbide powder was dispersed, and a nickel alloy surface layer having a phosphorus content of 2% by weight was formed using cast aluminum having a thickness of 5 μm formed by electroless plating. An orbiting scroll and a fixed scroll having the same shape as in Example 1 were produced. The abrasion resistance of the obtained orbiting scroll and fixed scroll was evaluated using the same apparatus as in Example 1. The evaluation result is shown in FIG.

【0045】比較例2 二硫化モリブデンを 5重量%含有した陽極酸化層を、10
μmの厚さにしゅう酸法により形成した鋳造アルミニウ
ムを用いて、実施例1と同一形状の旋回スクロールおよ
び固定スクロールを作製した。得られた旋回スクロール
および固定スクロールの耐摩耗性を、実施例1と同一の
装置を用いて評価した。評価結果を図4に示す。
Comparative Example 2 An anodization layer containing 5% by weight of molybdenum disulfide was used.
The orbiting scroll and the fixed scroll having the same shape as in Example 1 were produced using cast aluminum having a thickness of μm and formed by the oxalic acid method. The abrasion resistance of the obtained orbiting scroll and fixed scroll was evaluated using the same apparatus as in Example 1. The evaluation result is shown in FIG.

【0046】比較例3 繊維材を含有しない鋳造アルミニウム(AC8C)を用
いて、実施例1と同一形状の旋回スクロールおよび固定
スクロールを作製した。得られた旋回スクロールおよび
固定スクロールの耐摩耗性を、実施例1と同一の装置を
用いて評価した。評価結果を図4に示す。
Comparative Example 3 An orbiting scroll and a fixed scroll having the same shape as in Example 1 were produced by using cast aluminum (AC8C) containing no fibrous material. The abrasion resistance of the obtained orbiting scroll and fixed scroll was evaluated using the same apparatus as in Example 1. The evaluation result is shown in FIG.

【0047】さらに、比較例3の旋回スクロール4およ
び固定スクロール5を用いて、図1に示すスクロール流
体圧縮機を組み立て、冷媒としてHCFC22および冷凍機油
として鉱油を用いて冷凍能力の周波数依存性を測定し
た。その結果を図5に示す。
Further, the scroll fluid compressor shown in FIG. 1 was assembled using the orbiting scroll 4 and the fixed scroll 5 of Comparative Example 3, and the frequency dependency of the refrigerating capacity was measured using HCFC22 as a refrigerant and mineral oil as a refrigerating machine oil. did. The result is shown in FIG.

【0048】[0048]

【発明の効果】本発明のスクロール流体圧縮機は、スク
ロールがアルミニウム合金基材で形成され、かつスクロ
ールのうず巻状のラップ端部および鏡板の少なくとも摺
動部面に繊維材が複合されているので、スクロール同士
の摺動部面の耐摩耗性が向上して塑性的変形が防止され
る。したがって、スクロール流体圧縮機の長寿命化が図
れるとともに、冷媒等の漏れが少なくなって高効率化が
図れる。
According to the scroll fluid compressor of the present invention, the scroll is formed of an aluminum alloy base material, and a fiber material is compounded on at least the sliding portion surface of the spiral wrap end portion of the scroll and the end plate. Therefore, the wear resistance of the sliding surface between the scrolls is improved, and plastic deformation is prevented. Therefore, the life of the scroll fluid compressor can be extended, and the leakage of refrigerant and the like can be reduced to improve the efficiency.

【0049】また、本発明のスクロール流体圧縮機のス
クロールはアルミニウム合金基材の摺動部面のみに繊維
材が複合されているので、被膜の剥離や破壊などの問題
が生じることがなく、耐切削加工性を低下させることが
ない。したがって、材料コストや製造コストを下げるこ
とができる。
In the scroll of the scroll fluid compressor of the present invention, since the fibrous material is compounded only on the sliding portion surface of the aluminum alloy base material, there is no problem such as peeling or breakage of the coating, and the durability is improved. It does not deteriorate the machinability. Therefore, material cost and manufacturing cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】スクロール流体圧縮機の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a scroll fluid compressor.

【図2】本発明に係わるスクロールの断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a scroll according to the present invention.

【図3】摩擦摩耗試験機の概要図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a friction and wear tester.

【図4】耐摩耗試験の評価結果を示す特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing an evaluation result of an abrasion resistance test.

【図5】本発明によるスクロール流体圧縮機の冷凍能力
と周波数との関係を示す特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the refrigerating capacity and the frequency of the scroll fluid compressor according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1………密閉容器、2………フレーム、2a………円形
の開口、2b………スラストリング、2c………外周突
起部、3………シャフト、3a………遠心ポンプ、3b
………クランク部、4………旋回スクロール、4a……
…鏡板、4b………ラップ、4c………ボス部、4d…
……キー溝、5………固定スクロール、5a………鏡
板、5b………ラップ、6………オルダムリング、7…
……吸込パイプ、8………ロータ、9………ステータ、
10………吐出パイプ、11………アルミニウム合金基
材、12………繊維材複合層、13………ピン、14…
……ディスク。
1 ... closed container, 2 frame, 2a circular opening, 2b thrust ring, 2c outer peripheral projection, 3 shaft, 3a centrifugal pump, 3b
……… Crank part, 4 ………… Orbiting scroll, 4a ……
… End plate, 4b ……… Wrap, 4c ……… Boss part, 4d…
…… Key groove, 5 ……… Fixed scroll, 5a ……… End plate, 5b ……… Lap, 6 ……… Oldham ring, 7…
...... Suction pipe, 8 ......... Rotor, 9 ......... Stator,
10 ... Discharge pipe, 11 ... Aluminum alloy base material, 12 ... Fiber material composite layer, 13 ... Pin, 14 ...
……disk.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 鏡板と、この鏡板表面に直立するうず巻
状のラップを有する2個のスクロールを前記うず巻状の
ラップを相対してかみ合わせ旋回運動させるスクロール
流体圧縮機において、 前記スクロールがアルミニウム合金基材で形成され、か
つ前記スクロールのうず巻状のラップ端部および鏡板の
少なくとも摺動部面に繊維材が複合されてなることを特
徴とするスクロール流体圧縮機。
1. A scroll fluid compressor in which two scrolls having an end plate and a spiral wrap standing upright on the surface of the end plate are swung relative to each other so that the scrolls are made of aluminum. A scroll fluid compressor, which is formed of an alloy base material and is composed of a fiber material compounded on at least a sliding portion surface of the scroll-shaped wrap end portion and the end plate of the scroll.
【請求項2】 請求項1記載のスクロール流体圧縮機に
おいて、前記摺動部面に繊維材が複合されてなる部分の
厚さが 10 μmから 2mmであることを特徴とするスク
ロール流体圧縮機。
2. The scroll fluid compressor according to claim 1, wherein the thickness of the portion where the sliding member surface is combined with the fiber material is 10 μm to 2 mm.
【請求項3】 請求項1記載のスクロール流体圧縮機に
おいて、前記繊維材の繊維径が 1μmから 10 μmであ
るアルミナ繊維、炭化けい素繊維、炭素繊維から選ばれ
た少なくとも 1つであることを特徴とするスクロール流
体圧縮機。
3. The scroll fluid compressor according to claim 1, wherein the fiber material is at least one selected from alumina fibers having a fiber diameter of 1 μm to 10 μm, silicon carbide fibers, and carbon fibers. Characteristic scroll fluid compressor.
【請求項4】 請求項1記載のスクロール流体圧縮機に
おいて、前記摺動部面に繊維材が複合されてなる部分の
繊維材含有率が 10 重量%から 20 重量%であることを
特徴とするスクロール流体圧縮機。
4. The scroll fluid compressor according to claim 1, wherein the content of the fibrous material in the portion where the fibrous material is compounded on the sliding portion surface is 10% by weight to 20% by weight. Scroll fluid compressor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102454602A (en) * 2010-10-26 2012-05-16 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 Scroll compressor and pump body used for same

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