JPH0650114B2 - スクロ−ル型流体機械 - Google Patents
スクロ−ル型流体機械Info
- Publication number
- JPH0650114B2 JPH0650114B2 JP60265418A JP26541885A JPH0650114B2 JP H0650114 B2 JPH0650114 B2 JP H0650114B2 JP 60265418 A JP60265418 A JP 60265418A JP 26541885 A JP26541885 A JP 26541885A JP H0650114 B2 JPH0650114 B2 JP H0650114B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scroll
- scroll member
- type fluid
- scroll type
- fluid machinery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- 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
- F04C18/0207—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 both members having co-operating elements in spiral form
- F04C18/0246—Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/90—Alloys not otherwise provided for
- F05C2201/903—Aluminium alloy, e.g. AlCuMgPb F34,37
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は冷凍製品の圧縮機等に適用されるスクロール型
流体機械に関する。
流体機械に関する。
一般にスクロール型圧縮機は第４図および第５図に示す
ように、一対のスクロール部材１，２を、そのラップ
（うず巻体）１ａ，２ａが相対的に１８０゜位相をずら
せて噛み合い、かつラップ１ａ，２ａの先端面１ｃ，２
ｃが側板１ｂ，２ｂの内面１ｄ，２ｄに密接するように
配設し、両者を相対的に公転円運動させることによって
スクロール部材１，２の噛み合いによって形成される密
閉小室３，４を中心方向へ移動させながら、その容積を
漸次減少させて密閉小室３，４内のガスを圧縮し、中心
部の吐出口５より吐出する構成となっている。
ように、一対のスクロール部材１，２を、そのラップ
（うず巻体）１ａ，２ａが相対的に１８０゜位相をずら
せて噛み合い、かつラップ１ａ，２ａの先端面１ｃ，２
ｃが側板１ｂ，２ｂの内面１ｄ，２ｄに密接するように
配設し、両者を相対的に公転円運動させることによって
スクロール部材１，２の噛み合いによって形成される密
閉小室３，４を中心方向へ移動させながら、その容積を
漸次減少させて密閉小室３，４内のガスを圧縮し、中心
部の吐出口５より吐出する構成となっている。
このようなスクロール型圧縮機においては、ラップ１ａ
と２ａが噛み合う接触面で相対すべり運動をするので摩
耗しやすく、摩耗すると密閉小室３，４の気密性が低下
し、ガス圧縮能力が低下することになる。このため、ス
クロール部材の材料としては体摩耗性の点から、第１表
に示すＪＩＳアルミニウム鋳物８種ＡＣ８Ａの砂型鋳造
鋳物が使用されてきたが、これらのアルミニウム鋳物で
製造されたスクロール部材はラップ根元の隅角部で疲労
破壊し、圧縮機としての機能を失う欠点があった。
と２ａが噛み合う接触面で相対すべり運動をするので摩
耗しやすく、摩耗すると密閉小室３，４の気密性が低下
し、ガス圧縮能力が低下することになる。このため、ス
クロール部材の材料としては体摩耗性の点から、第１表
に示すＪＩＳアルミニウム鋳物８種ＡＣ８Ａの砂型鋳造
鋳物が使用されてきたが、これらのアルミニウム鋳物で
製造されたスクロール部材はラップ根元の隅角部で疲労
破壊し、圧縮機としての機能を失う欠点があった。
この原因としては、ラップ根元の隅角部は第６図に拡大
して示すように密閉小室の気密性を保つためにピン角と
なっていたため、このピン角部に圧縮ガスによる繰返し
応力が集中し、この繰返し集中応力が材料の疲労強度を
越えるためである。
して示すように密閉小室の気密性を保つためにピン角と
なっていたため、このピン角部に圧縮ガスによる繰返し
応力が集中し、この繰返し集中応力が材料の疲労強度を
越えるためである。
ところで、ＡＣ８ＡはＡｌ−Ｓｉ系の共晶組成であるこ
とから、初晶シリコンは晶出しない筈であるが、実際の
砂型鋳物では５０〜１００μｍ長さの粗大な初晶が析出
する。また、大部分を占める共晶シリコンも５０〜１５
０μｍ長さの粗大なものとなる。このため、耐摩耗性は
良好であるものの靭性が低く（引張り伸びで約１％程
度）、疲労強度とくに応力集中部を有する切欠き疲労強
度が弱いという欠点があり、繰返し集中応力を受けるス
クロール部材の材料としては不適であった。
とから、初晶シリコンは晶出しない筈であるが、実際の
砂型鋳物では５０〜１００μｍ長さの粗大な初晶が析出
する。また、大部分を占める共晶シリコンも５０〜１５
０μｍ長さの粗大なものとなる。このため、耐摩耗性は
良好であるものの靭性が低く（引張り伸びで約１％程
度）、疲労強度とくに応力集中部を有する切欠き疲労強
度が弱いという欠点があり、繰返し集中応力を受けるス
クロール部材の材料としては不適であった。
本発明は上記の欠点を解決するためになされたもので、
その目的は、ラップ根元の切欠き疲労強度を向上させる
ことによって高性能で長寿命の信頼性の高いスクロール
型流体機械を提供することにある。
その目的は、ラップ根元の切欠き疲労強度を向上させる
ことによって高性能で長寿命の信頼性の高いスクロール
型流体機械を提供することにある。
本発明に係るスクロール型流体機械は、スクロール部材
を重量％でＳｉ：８〜１０％、Ｃｕ：１．５〜３％、Ｍ
ｇ：０．３〜０．５％、Ｔｉ：０．０５〜０．１５％、
Ｓｂ：０．１〜０．２％を含有したアルミニウム合金で
形成し、このアルミニウム合金を初晶，共晶シリコンお
よびデンドライト組織の微細化ならびに鋳造欠陥の減少
による強度向上を図るために高圧凝固法で鋳造した。
を重量％でＳｉ：８〜１０％、Ｃｕ：１．５〜３％、Ｍ
ｇ：０．３〜０．５％、Ｔｉ：０．０５〜０．１５％、
Ｓｂ：０．１〜０．２％を含有したアルミニウム合金で
形成し、このアルミニウム合金を初晶，共晶シリコンお
よびデンドライト組織の微細化ならびに鋳造欠陥の減少
による強度向上を図るために高圧凝固法で鋳造した。
〔実施例〕 以下、本発明の実施例について説明する。
本実施例では、第２表に示す成分の４種類のアルミニウ
ム合金を用いてスクロール部材を、溶湯温度７５０℃，
金型温度２５０℃，溶湯加圧力１０００kg／cm2の高圧
凝固法で鋳造した後、５１０℃×４Ｈｒの溶体化処理を
し、つづいて１７０℃×４Ｈｒの人工時効処理を施し
た。ここで、Ｓｉは、鋳造時の湯流れ性を良くするため
に４〜５％以上必要であるが、４〜７％以下では耐摩耗
性が劣り、１０％以上ではＳｉ単独でまたはＡｌ−Ｓｉ
−Ｃｕ−Ｍｇ系化合物を形成して延性を著しく低下させ
る。したがって、Ｓｉの含有量としては、８〜１０％程
度が適正範囲である。
ム合金を用いてスクロール部材を、溶湯温度７５０℃，
金型温度２５０℃，溶湯加圧力１０００kg／cm2の高圧
凝固法で鋳造した後、５１０℃×４Ｈｒの溶体化処理を
し、つづいて１７０℃×４Ｈｒの人工時効処理を施し
た。ここで、Ｓｉは、鋳造時の湯流れ性を良くするため
に４〜５％以上必要であるが、４〜７％以下では耐摩耗
性が劣り、１０％以上ではＳｉ単独でまたはＡｌ−Ｓｉ
−Ｃｕ−Ｍｇ系化合物を形成して延性を著しく低下させ
る。したがって、Ｓｉの含有量としては、８〜１０％程
度が適正範囲である。
Ｍｇは、時効処理時のＡｌ２Ｃｕ析出を促進する作用を
有し、工業的時効処理を可能にするには０．２〜０．３
％が必要である。しかし、０．５％以上ではＡｌ−Ｓｉ
−Ｃｕ−Ｍｇ系化合物を形成し、延性を著しく低下させ
るので、０．３〜０．５％程度が適正範囲である。
有し、工業的時効処理を可能にするには０．２〜０．３
％が必要である。しかし、０．５％以上ではＡｌ−Ｓｉ
−Ｃｕ−Ｍｇ系化合物を形成し、延性を著しく低下させ
るので、０．３〜０．５％程度が適正範囲である。
Ｃｕは、時効析出強化成分として作用するが、１．５％
以下では引張強度および疲労強度が低く、３％以上では
Ｃｕが偏析し易く、かつＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ−Ｍｇ系化合
物の生成量が増加し、延性を著しく低下させる。したが
って、Ｃｕの含有量としては、１．５〜３．０％程度が
適正範囲である。
以下では引張強度および疲労強度が低く、３％以上では
Ｃｕが偏析し易く、かつＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ−Ｍｇ系化合
物の生成量が増加し、延性を著しく低下させる。したが
って、Ｃｕの含有量としては、１．５〜３．０％程度が
適正範囲である。
Ｔｉは、αデンドライトの微細化作用があり、０．０５
％以上でその効果が認められるが、０．１５％以上添加
してもそれ以上の効果が認められず、０．２％以上では
Ａｌ−Ｔｉの化合物を形成して延性を低下させる。した
がって、Ｔｉの含有量としては、０．０５〜０．１５％
程度が適正範囲である。
％以上でその効果が認められるが、０．１５％以上添加
してもそれ以上の効果が認められず、０．２％以上では
Ａｌ−Ｔｉの化合物を形成して延性を低下させる。した
がって、Ｔｉの含有量としては、０．０５〜０．１５％
程度が適正範囲である。
Ｓｂは、共晶Ｓｉの微細化のために必要で、効果は０．
１％以上添加で認められる。しかし、０．２％以上では
Ａｌ−Ｓｂ化合物を形成して延性を低下させるので、
０．１〜０．２％程度が適正範囲である。そして、上記
の鋳造法で得られた各スクロール部材からラップおよび
側板を含むＴ字型試験片を切出し、シャンク式曲げ疲労
試験を実施した結果を第１図に示す。同図から明らかな
ように、アルミニウム合金Ａ，Ｂ，Ｃで形成したスクロ
ール部材は従来のＡＣ８Ａで形成したものに比べて疲労
強度が約１．５倍以上に向上することがわかる。なお、
試験片のラップ根元の隅角部の形状は全て同一で、隅角
半径は約０．０２mmである。
１％以上添加で認められる。しかし、０．２％以上では
Ａｌ−Ｓｂ化合物を形成して延性を低下させるので、
０．１〜０．２％程度が適正範囲である。そして、上記
の鋳造法で得られた各スクロール部材からラップおよび
側板を含むＴ字型試験片を切出し、シャンク式曲げ疲労
試験を実施した結果を第１図に示す。同図から明らかな
ように、アルミニウム合金Ａ，Ｂ，Ｃで形成したスクロ
ール部材は従来のＡＣ８Ａで形成したものに比べて疲労
強度が約１．５倍以上に向上することがわかる。なお、
試験片のラップ根元の隅角部の形状は全て同一で、隅角
半径は約０．０２mmである。
また、各スクロール部材のラップから平板状試験片を切
出し、平板と回転リング試験片の組合わせで、面圧１０
kg／mm2，すべり速度１ｍ／sec ，油潤滑条件下で３０m
in のすべり摩耗試験を実施した結果を第２図に、さら
に静的強度を比較した結果を第３図に示す。アルミニウ
ム合金Ａ，Ｂ，Ｃで形成したスクロール部材と従来のＡ
Ｃ８Ａで形成したものとは、第２図に示すように摩耗量
がほぼ同じであり、両者の耐摩耗性が同等であることが
わかる。また静的強度は第３図に示すように引張強度お
よび伸び率が従来のものに比べて高くなることがわか
る。
出し、平板と回転リング試験片の組合わせで、面圧１０
kg／mm2，すべり速度１ｍ／sec ，油潤滑条件下で３０m
in のすべり摩耗試験を実施した結果を第２図に、さら
に静的強度を比較した結果を第３図に示す。アルミニウ
ム合金Ａ，Ｂ，Ｃで形成したスクロール部材と従来のＡ
Ｃ８Ａで形成したものとは、第２図に示すように摩耗量
がほぼ同じであり、両者の耐摩耗性が同等であることが
わかる。また静的強度は第３図に示すように引張強度お
よび伸び率が従来のものに比べて高くなることがわか
る。
このようにスクロール部材を重量％でＳｉ：８〜１０
％、Ｃｕ：１．５〜３％、Ｍｇ：０．３〜０．５％、Ｔ
ｉ：０．０５〜０．１５％、Ｓｂ：０．１〜０．２％を
含有したアルミニウム合金で形成することにより、ラッ
プ根元の切欠き疲労強度を約１．５倍に向上させること
ができ、しかも従来のものと同等以上の耐摩耗性を得る
ことができる。
％、Ｃｕ：１．５〜３％、Ｍｇ：０．３〜０．５％、Ｔ
ｉ：０．０５〜０．１５％、Ｓｂ：０．１〜０．２％を
含有したアルミニウム合金で形成することにより、ラッ
プ根元の切欠き疲労強度を約１．５倍に向上させること
ができ、しかも従来のものと同等以上の耐摩耗性を得る
ことができる。
以上説明したように本発明は、Ｓｉ：８〜１０％、Ｃ
ｕ：１．５〜３％、Ｍｇ：０．３〜０．５％、Ｔｉ：
０．０５〜０．１５％、Ｓｂ：０．１〜０．２％を含有
するアルミニウム合金でスクロール部材を形成したこと
により、スクロール部材の鋳造時に析出する初晶シリコ
ンおよび共晶シリコンのデンドライト組織を微細化で
き、これによりスクロール部材の延性が向上するので、
スクロール部材のラップ根元の疲労強度を耐磨耗性を低
下させることなく高めることのできるスクロール型流体
機械を提供できる。
ｕ：１．５〜３％、Ｍｇ：０．３〜０．５％、Ｔｉ：
０．０５〜０．１５％、Ｓｂ：０．１〜０．２％を含有
するアルミニウム合金でスクロール部材を形成したこと
により、スクロール部材の鋳造時に析出する初晶シリコ
ンおよび共晶シリコンのデンドライト組織を微細化で
き、これによりスクロール部材の延性が向上するので、
スクロール部材のラップ根元の疲労強度を耐磨耗性を低
下させることなく高めることのできるスクロール型流体
機械を提供できる。
第１図は本発明によるスクロール部材と従来例の疲労強
度を比較した図、第２図は同じく両者の耐摩耗性を比較
した図、第３図は両者の静的強度を比較した図、第４図
はスクロール型圧縮機のスクロール部材を示す平面図、
第５図は第４図のＶ−Ｖ矢視断面図、第６図はスクロー
ル部材のラップ根元部分を示す拡大図である。 １，２……スクロール部材、１ａ，２ａ……ラップ、
３，４……密閉小室。
度を比較した図、第２図は同じく両者の耐摩耗性を比較
した図、第３図は両者の静的強度を比較した図、第４図
はスクロール型圧縮機のスクロール部材を示す平面図、
第５図は第４図のＶ−Ｖ矢視断面図、第６図はスクロー
ル部材のラップ根元部分を示す拡大図である。 １，２……スクロール部材、１ａ，２ａ……ラップ、
３，４……密閉小室。
フロントページの続き (72)発明者 服部 武 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地 三菱重工業株式会社名古屋研究所内 (56)参考文献 特開 昭51−130906（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−179353（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−81295（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−216970（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】側板の一面にうず巻体を形成した一対のス
クロール部材を両うず巻が互いに角度をずらせて噛み合
い、かつ壁面が接触してうず巻体間に密閉された流体ポ
ケットが形成されるよう重ね合せ、一方のスクロール部
材を相対的な円軌道運動させることにより該流体ポケッ
トをうず巻体の中心部若しくは周縁部に移動させるスク
ロール型流体機械において、前記スクロール部材を、重
量％でＳｉ：８〜１０％、Ｃｕ：１．５〜３％、Ｍｇ：
０．３〜０．５％、Ｔｉ：０．０５〜０．１５％、Ｓ
ｂ：０．１〜０．２％を含有したアルミニウム合金で形
成したことを特徴とするスクロール型流体機械。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60265418A JPH0650114B2 (ja) | 1985-11-26 | 1985-11-26 | スクロ−ル型流体機械 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60265418A JPH0650114B2 (ja) | 1985-11-26 | 1985-11-26 | スクロ−ル型流体機械 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62126283A JPS62126283A (ja) | 1987-06-08 |
| JPH0650114B2 true JPH0650114B2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=17416883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60265418A Expired - Lifetime JPH0650114B2 (ja) | 1985-11-26 | 1985-11-26 | スクロ−ル型流体機械 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0650114B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4208312A1 (de) * | 1992-03-16 | 1993-09-23 | Asea Brown Boveri | Verdraengermaschine nach dem spiralprinzip |
| JP3684247B2 (ja) * | 1995-01-24 | 2005-08-17 | 株式会社豊田自動織機 | スクロール型圧縮機及びその製造方法 |
| JP3764200B2 (ja) * | 1996-03-19 | 2006-04-05 | 株式会社デンソー | 高強度ダイカスト品の製造方法 |
| JP2000120563A (ja) * | 1998-10-13 | 2000-04-25 | Sanden Corp | スクロール型圧縮機 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51130906A (en) * | 1975-05-12 | 1976-11-13 | Hitachi Ltd | Centrifugal turbo fan |
| JPS5471022A (en) * | 1977-11-16 | 1979-06-07 | Mitsubishi Keikinzoku Kogyo | Aluminium alloy for casting |
| JPS5569234A (en) * | 1978-11-17 | 1980-05-24 | Nikkei Giken:Kk | Heat resistant, high tensile aluminum alloy |
| JPS5581295A (en) * | 1978-12-15 | 1980-06-19 | Sanden Corp | Positive-displacement fluid compressor |
| JPS60216970A (ja) * | 1984-04-10 | 1985-10-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧縮機用スクロ−ル及びその製造方法 |
-
1985
- 1985-11-26 JP JP60265418A patent/JPH0650114B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62126283A (ja) | 1987-06-08 |
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