JPH08144980A - スクロール型流体機械用摺動部材及びスクロール型流体機械 - Google Patents
スクロール型流体機械用摺動部材及びスクロール型流体機械Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ａｌ合金製母材の表面に効果的な耐摩耗処理
を施すことによって摺動特性を向上し、しかも靭性、耐
衝撃性及び潤滑性にも優れ、固定スクロール、旋回スク
ロール及びオルダムリング等に有用なスクロール型流体
機械用摺動部材、並びにその様な摺動部材を組み込んだ
スクロール型流体機械を提供する。 【構成】 Ａｌ合金を母材とし、該母材表面の少なくと
も摺動作用部分に、Ｐの含有量が０．５〜７％の電気Ｎ
ｉ−Ｐめっき層が、厚さ：０．５μｍ以上形成されたも
のである。又必要によって、電気Ｎｉ−Ｐめっき層の下
地層として、アルマイト処理層や無電解Ｎｉ−Ｐ層を形
成する。
を施すことによって摺動特性を向上し、しかも靭性、耐
衝撃性及び潤滑性にも優れ、固定スクロール、旋回スク
ロール及びオルダムリング等に有用なスクロール型流体
機械用摺動部材、並びにその様な摺動部材を組み込んだ
スクロール型流体機械を提供する。 【構成】 Ａｌ合金を母材とし、該母材表面の少なくと
も摺動作用部分に、Ｐの含有量が０．５〜７％の電気Ｎ
ｉ−Ｐめっき層が、厚さ：０．５μｍ以上形成されたも
のである。又必要によって、電気Ｎｉ−Ｐめっき層の下
地層として、アルマイト処理層や無電解Ｎｉ−Ｐ層を形
成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、密閉型スクロール圧縮
機、解放型スクロール圧縮機、半密閉型スクロール圧縮
機及びスクロール型膨張機等のスクロール型流体機械に
用いられる摺動部材、及び該摺動部材を組み込んだ前記
スクロール型流体機械に関するものであり、特に耐摩耗
処理されて摺動特性を向上し、固定スクロール、旋回ス
クロール及びオルダムリング等として有用なスクロール
型流体機械用摺動部材、及びその様な摺動部材を組み込
んだ前記スクロール型流体機械に関するものである。
機、解放型スクロール圧縮機、半密閉型スクロール圧縮
機及びスクロール型膨張機等のスクロール型流体機械に
用いられる摺動部材、及び該摺動部材を組み込んだ前記
スクロール型流体機械に関するものであり、特に耐摩耗
処理されて摺動特性を向上し、固定スクロール、旋回ス
クロール及びオルダムリング等として有用なスクロール
型流体機械用摺動部材、及びその様な摺動部材を組み込
んだ前記スクロール型流体機械に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】スクロール型流体機械は、固定スクロー
ル、及び該固定スクロールに対向する様に噛み合わされ
て公転する旋回スクロールを備え、両者のスクロールに
よって形成される空間の容積が、旋回スクロールの公転
に伴って変化する機構を利用した機械であり、流体の圧
縮機や膨張機として適用されている。上記の様な機構に
おいては、前記空間の密閉性を高める為に旋回スクロー
ルは固定スクロールに擦り合わせる様に公転する他、オ
ルダムリングは旋回スクロールの自転を抑える為に往復
運動を高速で繰り返す様に構成される。従って、これら
各部位の摺動摩耗対策が重要な課題となる。
ル、及び該固定スクロールに対向する様に噛み合わされ
て公転する旋回スクロールを備え、両者のスクロールに
よって形成される空間の容積が、旋回スクロールの公転
に伴って変化する機構を利用した機械であり、流体の圧
縮機や膨張機として適用されている。上記の様な機構に
おいては、前記空間の密閉性を高める為に旋回スクロー
ルは固定スクロールに擦り合わせる様に公転する他、オ
ルダムリングは旋回スクロールの自転を抑える為に往復
運動を高速で繰り返す様に構成される。従って、これら
各部位の摺動摩耗対策が重要な課題となる。
【０００３】ところで近年では、旋回スクロールの高速
回転化やスクロール型流体機械自体の軽量化の要求に応
える為に、Ａｌ合金製の部材をスクロール型流体機械の
摺動作用部分に用いる摺動部材として組み込む試みが急
増している。しかしながら、Ａｌ合金製の部材は摺動摩
耗が著しく、焼き付きや異常摩耗を起こし易いと言う欠
点がある。また近年、冷凍・空調機分野ではフロン代替
の動きがあり、従来の潤滑性を期待できない状況となる
ので、上記摺動部材にはより一層の耐摩耗性が要求され
ることになる。
回転化やスクロール型流体機械自体の軽量化の要求に応
える為に、Ａｌ合金製の部材をスクロール型流体機械の
摺動作用部分に用いる摺動部材として組み込む試みが急
増している。しかしながら、Ａｌ合金製の部材は摺動摩
耗が著しく、焼き付きや異常摩耗を起こし易いと言う欠
点がある。また近年、冷凍・空調機分野ではフロン代替
の動きがあり、従来の潤滑性を期待できない状況となる
ので、上記摺動部材にはより一層の耐摩耗性が要求され
ることになる。
【０００４】こうした状況の下で、スクロール型流体機
械に組み込むＡｌ合金製摺動部材の耐摩耗性を改善する
為の技術が、これまでも様々提案されている。この様な
技術としては、（１）Ａｌ合金製母材の表面に硬質アル
マイト処理層を形成する方法（例えば、特公昭６３−３
２９９２号）、（２）Ａｌ合金製母材の表面に無電解Ｎ
ｉ−Ｐめっき層を形成する方法（例えば、特開平２−１
４６２０１号、特開平３−９２５９０号等）、（３）Ａ
ｌ合金製母材の表面に無電解Ｎｉ−Ｂめっき層を形成す
る方法（例えば、特開昭６２−１９９９８２号）、
（４）Ａｌ合金製母材の表面に無電解Ｎｉ−Ｗ−Ｐめっ
き層や無電解Ｎｉ−Ｗ−Ｂめっき層を形成する方法（例
えば、特開昭６４−８０７８５号）、（５）セラミック
ス等の分散材を分散させた電解複合Ｎｉ−Ｐめっき層を
Ａｌ合金製母材の表面に形成する方法（例えば、特開平
２−２８３８８４号、特開平５−５４９４号等）、
（６）Ａｌ合金製母材の表面に、下層として無電解複合
Ｎｉ−Ｐめっき層を形成すると共に、上層として無電解
Ｎｉ−Ｐめっき層を形成する方法（例えば、特開平５−
８６４８３号）等がある。
械に組み込むＡｌ合金製摺動部材の耐摩耗性を改善する
為の技術が、これまでも様々提案されている。この様な
技術としては、（１）Ａｌ合金製母材の表面に硬質アル
マイト処理層を形成する方法（例えば、特公昭６３−３
２９９２号）、（２）Ａｌ合金製母材の表面に無電解Ｎ
ｉ−Ｐめっき層を形成する方法（例えば、特開平２−１
４６２０１号、特開平３−９２５９０号等）、（３）Ａ
ｌ合金製母材の表面に無電解Ｎｉ−Ｂめっき層を形成す
る方法（例えば、特開昭６２−１９９９８２号）、
（４）Ａｌ合金製母材の表面に無電解Ｎｉ−Ｗ−Ｐめっ
き層や無電解Ｎｉ−Ｗ−Ｂめっき層を形成する方法（例
えば、特開昭６４−８０７８５号）、（５）セラミック
ス等の分散材を分散させた電解複合Ｎｉ−Ｐめっき層を
Ａｌ合金製母材の表面に形成する方法（例えば、特開平
２−２８３８８４号、特開平５−５４９４号等）、
（６）Ａｌ合金製母材の表面に、下層として無電解複合
Ｎｉ−Ｐめっき層を形成すると共に、上層として無電解
Ｎｉ−Ｐめっき層を形成する方法（例えば、特開平５−
８６４８３号）等がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】これまで提案された上
記各種の技術によって、Ａｌ合金製摺動部材の耐摩耗性
はある程度改善され、その一部は実施されているが、下
記に示す様な問題点若しくは改善すべき点が残されてい
る。
記各種の技術によって、Ａｌ合金製摺動部材の耐摩耗性
はある程度改善され、その一部は実施されているが、下
記に示す様な問題点若しくは改善すべき点が残されてい
る。
【０００６】まず表面に硬質アルマイト処理層を形成す
る方法では、母材となるＡｌ合金の種類によって、アル
マイト処理層の硬度が変化し、硬度自体が不十分になる
ことがある。またＡｌ酸化物主体のアルマイト処理層は
靭性に劣るので、衝撃や微細な異物のスクロール内への
混入等によって、アルマイト処理層の欠落が発生し易
く、この欠落片がお互いの摺動面に介在して所謂アブレ
ッシブ摩耗を助長することがある。こうした問題は、電
解複合Ｎｉ−Ｐめっき層や無電解複合Ｎｉ−Ｐめっき層
を形成した場合にも同様に生じ、セラミックス等の分散
材が欠落することによって上記アブレッシブ摩耗を助長
する恐れがある。
る方法では、母材となるＡｌ合金の種類によって、アル
マイト処理層の硬度が変化し、硬度自体が不十分になる
ことがある。またＡｌ酸化物主体のアルマイト処理層は
靭性に劣るので、衝撃や微細な異物のスクロール内への
混入等によって、アルマイト処理層の欠落が発生し易
く、この欠落片がお互いの摺動面に介在して所謂アブレ
ッシブ摩耗を助長することがある。こうした問題は、電
解複合Ｎｉ−Ｐめっき層や無電解複合Ｎｉ−Ｐめっき層
を形成した場合にも同様に生じ、セラミックス等の分散
材が欠落することによって上記アブレッシブ摩耗を助長
する恐れがある。
【０００７】一方、Ａｌ合金製母材の表面に、無電解Ｎ
ｉ−Ｐめっき層、無電解Ｎｉ−Ｂめっき層、無電解Ｎｉ
−Ｗ−Ｐめっき層、無電解Ｎｉ−Ｗ−Ｂめっき層等を形
成した場合には、これらのめっき層はアルマイト処理層
よりも高硬度であるが、靭性、耐衝撃性、潤滑性等に劣
ることがあり、その結果摩耗引いては焼き付きに至るこ
とがある。
ｉ−Ｐめっき層、無電解Ｎｉ−Ｂめっき層、無電解Ｎｉ
−Ｗ−Ｐめっき層、無電解Ｎｉ−Ｗ−Ｂめっき層等を形
成した場合には、これらのめっき層はアルマイト処理層
よりも高硬度であるが、靭性、耐衝撃性、潤滑性等に劣
ることがあり、その結果摩耗引いては焼き付きに至るこ
とがある。
【０００８】本発明は上記事情に着目してなされたもの
であって、その目的は、Ａｌ合金製母材の表面に効果的
な耐摩耗処理を施すことによって摺動特性を向上し、し
かも靭性、耐衝撃性、潤滑性等にも優れ、固定スクロー
ル、旋回スクロール及びオルダムリング等として有用な
スクロール型流体機械用摺動部材、並びにその様な摺動
部材を組み込んだ前記スクロール型流体機械を提供する
ことにある。
であって、その目的は、Ａｌ合金製母材の表面に効果的
な耐摩耗処理を施すことによって摺動特性を向上し、し
かも靭性、耐衝撃性、潤滑性等にも優れ、固定スクロー
ル、旋回スクロール及びオルダムリング等として有用な
スクロール型流体機械用摺動部材、並びにその様な摺動
部材を組み込んだ前記スクロール型流体機械を提供する
ことにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成し得た本
発明のスクロール型流体機械用摺動部材とは、Ａｌ合金
を母材とし、該母材表面の少なくとも摺動作用部分に、
Ｐの含有量が０．５〜７％の電気Ｎｉ−Ｐめっき層が厚
さ：０．５μｍ以上形成されたものである点に要旨を有
するものである。
発明のスクロール型流体機械用摺動部材とは、Ａｌ合金
を母材とし、該母材表面の少なくとも摺動作用部分に、
Ｐの含有量が０．５〜７％の電気Ｎｉ−Ｐめっき層が厚
さ：０．５μｍ以上形成されたものである点に要旨を有
するものである。
【００１０】又上記摺動部材において、（１）電気Ｎｉ
−Ｐめっき層の下地層として、アルマイト処理層や無電
解Ｎｉ系めっき層を形成すること、及び（２）電気Ｎｉ
−Ｐめっき層が形成された後、熱処理を施すことも有効
であり、これらによって摺動部材の性能を更に向上させ
ることができる。
−Ｐめっき層の下地層として、アルマイト処理層や無電
解Ｎｉ系めっき層を形成すること、及び（２）電気Ｎｉ
−Ｐめっき層が形成された後、熱処理を施すことも有効
であり、これらによって摺動部材の性能を更に向上させ
ることができる。
【００１１】上記目的を達成し得た本発明のスクロール
型流体機械とは、固定スクロール、及び該固定スクロー
ルに対向する様に噛み合わされて公転する旋回スクロー
ルを備えたスクロール型流体機械であって、前記固定ス
クロール又は旋回スクロールのいずれか若しくは両方が
上記の様な摺動部材によって構成されたものである点に
要旨を有するものである。
型流体機械とは、固定スクロール、及び該固定スクロー
ルに対向する様に噛み合わされて公転する旋回スクロー
ルを備えたスクロール型流体機械であって、前記固定ス
クロール又は旋回スクロールのいずれか若しくは両方が
上記の様な摺動部材によって構成されたものである点に
要旨を有するものである。
【００１２】又固定スクロール、及び該固定スクロール
に対抗する様に噛み合わされて公転する旋回スクロール
を備えたスクロール型流体機械であって、前記固定スク
ロール又は旋回スクロールのいずれかに上記の様な摺動
部材によって構成すると共に、他方のスクロールがＡｌ
合金を母材とし、該母材表面の少なくとも摺動作用部分
に、Ｃｒ系めっき層又はＦｅ系めっき層が形成されたも
のとすることによっても本発明の目的が達成される。
に対抗する様に噛み合わされて公転する旋回スクロール
を備えたスクロール型流体機械であって、前記固定スク
ロール又は旋回スクロールのいずれかに上記の様な摺動
部材によって構成すると共に、他方のスクロールがＡｌ
合金を母材とし、該母材表面の少なくとも摺動作用部分
に、Ｃｒ系めっき層又はＦｅ系めっき層が形成されたも
のとすることによっても本発明の目的が達成される。
【００１３】
【作用】本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意研究を
行なう中で、特に電気めっき法の高い成膜速度によって
もたらされる高生産性に着目し、電気Ｎｉ−Ｐめっきの
開発を行なってきた。尚この電気Ｎｉ−Ｐめっきの成膜
速度は、無電解Ｎｉ−Ｐめっきの５〜１０倍、無電解Ｎ
ｉ−Ｂめっきの３〜５倍にも達するものである。
行なう中で、特に電気めっき法の高い成膜速度によって
もたらされる高生産性に着目し、電気Ｎｉ−Ｐめっきの
開発を行なってきた。尚この電気Ｎｉ−Ｐめっきの成膜
速度は、無電解Ｎｉ−Ｐめっきの５〜１０倍、無電解Ｎ
ｉ−Ｂめっきの３〜５倍にも達するものである。
【００１４】その結果、本発明者らは、電気Ｎｉ−Ｐめ
っき中のＰの含有量を０．５〜７％に制御すれば、めっ
き層の表面硬度と靭性や耐衝撃性を高度にバランスさせ
得ることに成功し、更にこの様な電気Ｎｉ−Ｐめっきを
Ａｌ合金製母材の表面に所定の厚さで施せば上記目的が
見事に達成されることを見出し、本発明を完成した。
っき中のＰの含有量を０．５〜７％に制御すれば、めっ
き層の表面硬度と靭性や耐衝撃性を高度にバランスさせ
得ることに成功し、更にこの様な電気Ｎｉ−Ｐめっきを
Ａｌ合金製母材の表面に所定の厚さで施せば上記目的が
見事に達成されることを見出し、本発明を完成した。
【００１５】本発明の摺動部材において、まずＡｌ合金
製母材の表面に施される電気Ｎｉ−Ｐめっき中のＰ含有
量は０．５〜７％に制御する必要がある。このＰ含有量
が０．５％未満では、めっき層の表面硬度が不十分にな
り、７％を超えると、めっき層の引張り応力が増加し、
靭性及び耐衝撃性の低下を招くばかりか、めっき層と母
材の密着性も悪くなる。尚Ｐ含有量の好ましい範囲は、
１〜５％程度であり、この範囲で本発明の効果が最大限
に発揮される。
製母材の表面に施される電気Ｎｉ−Ｐめっき中のＰ含有
量は０．５〜７％に制御する必要がある。このＰ含有量
が０．５％未満では、めっき層の表面硬度が不十分にな
り、７％を超えると、めっき層の引張り応力が増加し、
靭性及び耐衝撃性の低下を招くばかりか、めっき層と母
材の密着性も悪くなる。尚Ｐ含有量の好ましい範囲は、
１〜５％程度であり、この範囲で本発明の効果が最大限
に発揮される。
【００１６】上記電気Ｎｉ−Ｐめっき層の厚さは、０．
５μｍ以上とする必要があり、これよりも薄くなると硬
質膜としての機能を発揮できなくなる。また電気Ｎｉ−
Ｐめっきの厚さの上限については、特に限定されるもの
ではなく、電気めっき法によれば１ｍｍ以上の厚さにめ
っき層を形成することもでき、厚さを増加させるにつれ
てその耐摩耗性も向上させるさせることができるが、必
要以上に厚い膜を形成することは経済性の低下を招くの
で０．１ｍｍ程度が適当である。
５μｍ以上とする必要があり、これよりも薄くなると硬
質膜としての機能を発揮できなくなる。また電気Ｎｉ−
Ｐめっきの厚さの上限については、特に限定されるもの
ではなく、電気めっき法によれば１ｍｍ以上の厚さにめ
っき層を形成することもでき、厚さを増加させるにつれ
てその耐摩耗性も向上させるさせることができるが、必
要以上に厚い膜を形成することは経済性の低下を招くの
で０．１ｍｍ程度が適当である。
【００１７】又上記の様な電気Ｎｉ−Ｐめっきでは、表
面の結晶粒が凸状に規則正しく並び、結晶粒レベルの適
度の凹凸を形成するので、潤滑材使用下では潤滑材の保
持効果が高くなって、潤滑性能が持続するという効果も
得られる。
面の結晶粒が凸状に規則正しく並び、結晶粒レベルの適
度の凹凸を形成するので、潤滑材使用下では潤滑材の保
持効果が高くなって、潤滑性能が持続するという効果も
得られる。
【００１８】一方、スクロール型流体機械においては、
特に前記固定スクロールや旋回スクロールにおいては、
高いレベルの寸法精度が要求される。この点に関して
は、電気Ｎｉ−Ｐめっき層は、アルマイト処理層、無電
解Ｎｉ−Ｐめっき層および無電解Ｎｉ−Ｂめっき層等に
比べて付き回り性に劣るが、部材の形状や配置の工夫等
によって、工業的には要求精度を十分に達成できる。し
かしながら、部材の形状や配置の工夫等を実施すること
は、通常のめっき処理を施す場合に比べて、めっき処理
工程を煩雑にするものであり、生産性の低下をもたら
し、高い成膜速度により高生産性を達成するという電気
Ｎｉ−Ｐめっき層の特性を相殺することにもなる。
特に前記固定スクロールや旋回スクロールにおいては、
高いレベルの寸法精度が要求される。この点に関して
は、電気Ｎｉ−Ｐめっき層は、アルマイト処理層、無電
解Ｎｉ−Ｐめっき層および無電解Ｎｉ−Ｂめっき層等に
比べて付き回り性に劣るが、部材の形状や配置の工夫等
によって、工業的には要求精度を十分に達成できる。し
かしながら、部材の形状や配置の工夫等を実施すること
は、通常のめっき処理を施す場合に比べて、めっき処理
工程を煩雑にするものであり、生産性の低下をもたら
し、高い成膜速度により高生産性を達成するという電気
Ｎｉ−Ｐめっき層の特性を相殺することにもなる。
【００１９】本発明者らは、こうした不都合を解消する
という観点からも検討した。その結果、最表面の電気Ｎ
ｉ−Ｐめっき層による優れた特性を発揮させると共に、
その下地層として、アルマイト処理層や無電解Ｎｉ系め
っき層を形成することが有効であることがわかった。こ
うした複層構造とすることによって、要求される寸法精
度をより簡便に達成することができると共に、従来の各
種表面処理層を凌駕することのできる耐摩耗性を得るこ
とができたのである。
という観点からも検討した。その結果、最表面の電気Ｎ
ｉ−Ｐめっき層による優れた特性を発揮させると共に、
その下地層として、アルマイト処理層や無電解Ｎｉ系め
っき層を形成することが有効であることがわかった。こ
うした複層構造とすることによって、要求される寸法精
度をより簡便に達成することができると共に、従来の各
種表面処理層を凌駕することのできる耐摩耗性を得るこ
とができたのである。
【００２０】下地層として形成されることのあるアルマ
イト処理層は、例えば硫酸浴、リン酸浴又はシュウ酸
浴、更にはこれらの混合浴等を用いることによって形成
することができるが、硬質アルマイト処理層であること
が好ましい。又下地層として形成される無電解Ｎｉ系め
っき層は、Ｎｉを主成分とする無電解めっき層であれば
特に限定されるものではなく、これまで提案されている
前記無電解Ｎｉ−Ｐめっき層、無電解Ｎｉ−Ｂめっき層
及び無電解複合Ｎｉ−Ｐめっき層の他、無電解Ｎｉ−Ｗ
−Ｂめっき層や無電解Ｎｉ−Ｗ−Ｐめっき層等も用いる
ことができる。
イト処理層は、例えば硫酸浴、リン酸浴又はシュウ酸
浴、更にはこれらの混合浴等を用いることによって形成
することができるが、硬質アルマイト処理層であること
が好ましい。又下地層として形成される無電解Ｎｉ系め
っき層は、Ｎｉを主成分とする無電解めっき層であれば
特に限定されるものではなく、これまで提案されている
前記無電解Ｎｉ−Ｐめっき層、無電解Ｎｉ−Ｂめっき層
及び無電解複合Ｎｉ−Ｐめっき層の他、無電解Ｎｉ−Ｗ
−Ｂめっき層や無電解Ｎｉ−Ｗ−Ｐめっき層等も用いる
ことができる。
【００２１】上記の様な複層構造を採用する場合におい
て、下地層として形成されるアルマイト処理層や無電解
Ｎｉ系めっき層と、最表面層として形成される電気Ｎｉ
−Ｐめっき層の密着性については、下地層を形成した後
速やかに最表面層を形成する様にすれば、実用上問題の
ない程度に強固な密着性を達成することができるが、よ
り強固な密着性を達成するには、下地層及び／又は最表
面層を形成した後、摺動部材を熱処理することも有効で
ある。このときの熱処理温度については、母材の材質に
応じて適宜設定すれば良いが、１１０〜２２０℃が適当
である。尚下地層を形成しない場合であっても、Ａｌ合
金製母材と電気Ｎｉ−Ｐめっき層の密着性をより強固に
するという観点からして、上記のような熱処理を施すこ
とは有効である。
て、下地層として形成されるアルマイト処理層や無電解
Ｎｉ系めっき層と、最表面層として形成される電気Ｎｉ
−Ｐめっき層の密着性については、下地層を形成した後
速やかに最表面層を形成する様にすれば、実用上問題の
ない程度に強固な密着性を達成することができるが、よ
り強固な密着性を達成するには、下地層及び／又は最表
面層を形成した後、摺動部材を熱処理することも有効で
ある。このときの熱処理温度については、母材の材質に
応じて適宜設定すれば良いが、１１０〜２２０℃が適当
である。尚下地層を形成しない場合であっても、Ａｌ合
金製母材と電気Ｎｉ−Ｐめっき層の密着性をより強固に
するという観点からして、上記のような熱処理を施すこ
とは有効である。
【００２２】スクロール型流体機械全体の軽量化を達成
するという観点からすれば、前記固定スクロール及び旋
回スクロールのいずれもがＡｌ合金を母材とする摺動部
材によって構成されたものであることが特に好ましい。
こうしたスクロール型流体機械を構成する前記固定スク
ロール及び旋回スクロールとして、本発明の摺動部材は
特に有用である。本発明の摺動部材を固定スクロール及
び旋回スクロールのいずれか若しくは両方に採用するこ
とによって、耐摩耗性は勿論のこと、靭性、耐衝撃性、
潤滑性等を著しく改善したスクロール型流体機械が実現
できる。又固定スクロール又は旋回スクロールのいずれ
かに本発明の摺動部材を採用すると共に、他方のスクロ
ールをＡｌ合金を母材とし、該母材表面の少なくとも摺
動作用部分に、Ｃｒ系めっき層又はＦｅ系めっき層が形
成された摺動部材を用いる様な構成にする様にしても良
い。即ち、これらのめっき層は、電気Ｎｉ−Ｐめっき層
との馴染み性が良好であり、この様なめっき層を表面に
形成した摺動部材と本発明の摺動部材を組み合わせるこ
とによっても、従来技術で示した不都合を生じることな
く、スクロール型流体機械の特性を著しく改善すること
ができる。
するという観点からすれば、前記固定スクロール及び旋
回スクロールのいずれもがＡｌ合金を母材とする摺動部
材によって構成されたものであることが特に好ましい。
こうしたスクロール型流体機械を構成する前記固定スク
ロール及び旋回スクロールとして、本発明の摺動部材は
特に有用である。本発明の摺動部材を固定スクロール及
び旋回スクロールのいずれか若しくは両方に採用するこ
とによって、耐摩耗性は勿論のこと、靭性、耐衝撃性、
潤滑性等を著しく改善したスクロール型流体機械が実現
できる。又固定スクロール又は旋回スクロールのいずれ
かに本発明の摺動部材を採用すると共に、他方のスクロ
ールをＡｌ合金を母材とし、該母材表面の少なくとも摺
動作用部分に、Ｃｒ系めっき層又はＦｅ系めっき層が形
成された摺動部材を用いる様な構成にする様にしても良
い。即ち、これらのめっき層は、電気Ｎｉ−Ｐめっき層
との馴染み性が良好であり、この様なめっき層を表面に
形成した摺動部材と本発明の摺動部材を組み合わせるこ
とによっても、従来技術で示した不都合を生じることな
く、スクロール型流体機械の特性を著しく改善すること
ができる。
【００２３】但し、本発明の摺動部材は、固定スクロー
ル及び旋回スクロールのいずれもがＡｌ合金を母材とす
るスクロール型流体機械のみに適用できるという訳では
なく、固定スクロール又は旋回スクロールのいずれかが
鋳鉄等によって構成されたスクロール型流体機械の他方
のスクロールとして用いることができるのは勿論であ
る。
ル及び旋回スクロールのいずれもがＡｌ合金を母材とす
るスクロール型流体機械のみに適用できるという訳では
なく、固定スクロール又は旋回スクロールのいずれかが
鋳鉄等によって構成されたスクロール型流体機械の他方
のスクロールとして用いることができるのは勿論であ
る。
【００２４】本発明の摺動部材の母材として用いられる
Ａｌ合金の種類は、特に限定されるものではなく、一般
的に知られているものを用いることができる。例えば、
固定スクロール及び旋回スクロールのいずれもがＡｌ合
金を母材とする摺動部材を用いる場合には、上記Ａｌ合
金としては、各種鋳造材、ダイカスト材及び鍛造材のい
ずれをも用いることができ、具体的にはＡＣ８Ｃ，ＡＤ
Ｃ１０，ＡＤＣ１２，Ａ２０１８，Ａ４０３２，Ａ５０
５２，Ａ６０６３等を挙げることができる。但し、固定
スクロール又は旋回スクロールいずれか一方のみに、Ａ
ｌ合金を母材とする摺動部材を用い、他方のスクロール
として例えば鋳鉄を用いる場合には、固定スクロールと
旋回スクロールの熱膨張率の差を少なくすることを目的
として、Ｓｉを８％以上含有するＡｌ合金を用いた方が
良い。
Ａｌ合金の種類は、特に限定されるものではなく、一般
的に知られているものを用いることができる。例えば、
固定スクロール及び旋回スクロールのいずれもがＡｌ合
金を母材とする摺動部材を用いる場合には、上記Ａｌ合
金としては、各種鋳造材、ダイカスト材及び鍛造材のい
ずれをも用いることができ、具体的にはＡＣ８Ｃ，ＡＤ
Ｃ１０，ＡＤＣ１２，Ａ２０１８，Ａ４０３２，Ａ５０
５２，Ａ６０６３等を挙げることができる。但し、固定
スクロール又は旋回スクロールいずれか一方のみに、Ａ
ｌ合金を母材とする摺動部材を用い、他方のスクロール
として例えば鋳鉄を用いる場合には、固定スクロールと
旋回スクロールの熱膨張率の差を少なくすることを目的
として、Ｓｉを８％以上含有するＡｌ合金を用いた方が
良い。
【００２５】以下本発明を実施例によって更に詳細に説
明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもので
はなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することはい
ずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもので
はなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することはい
ずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【００２６】
実施例１ Ａ６０６３のＡｌ合金を母材として、下記表１に示す各
種の摺動部材を作成した。このとき、本発明の摺動部材
（Ｎｏ．１〜１２）及び比較例の摺動部材（Ｎｏ．１３
〜１５）の最表面層（電気Ｎｉ−Ｐめっき層）は、下記
の手順又は条件に従って形成した。このうち、下地層
（アルマイト処理層、無電解Ｎｉ−Ｐめっき層及び無電
解Ｎｉ−Ｂめっき層）を形成する場合（Ｎｏ．９〜１
２）は、下記の手順又は条件に従った。
種の摺動部材を作成した。このとき、本発明の摺動部材
（Ｎｏ．１〜１２）及び比較例の摺動部材（Ｎｏ．１３
〜１５）の最表面層（電気Ｎｉ−Ｐめっき層）は、下記
の手順又は条件に従って形成した。このうち、下地層
（アルマイト処理層、無電解Ｎｉ−Ｐめっき層及び無電
解Ｎｉ−Ｂめっき層）を形成する場合（Ｎｏ．９〜１
２）は、下記の手順又は条件に従った。
【００２７】 （最表面層） 通電量 ：５０〜１００Ｃ／ｄｍ2 めっき浴組成：ＮｉＳＯ4 ・６Ｈ2 Ｏ ２００ｇ／ｌ ＮｉＣｌ2 ・６Ｈ2 Ｏ ５０ｇ／ｌ Ｈ3 ＰＯ3 ４〜４０ｇ／ｌ Ｈ3 ＰＯ4 ５０ｇ／ｌ サッカリン ０〜１．０ｇ／ｌ 温度 ：６０±５℃ ｐＨ ：１±０．５ 電流密度 ：４〜３０Ａ／ｄｍ2 攪拌手段 ：エアー攪拌
【００２８】（下地層） 〈アルマイト処理層〉母材に対して脱脂、水洗、活性化
処理を行なった後、硫酸浴又はシュウ酸浴にてアルマイ
ト処理層を形成した。 〈無電解Ｎｉ−Ｐめっき層〉母材に対して脱脂、水洗、
活性化処理を行なった後、ジンケート処理を行ない、引
き続き酸性浴を用いて９％Ｐ含有無電解Ｎｉ−Ｐめっき
層を形成した。 〈無電解Ｎｉ−Ｂめっき層〉母材に対して脱脂、水洗、
活性化処理を行なった後、ジンケート処理を行ない、引
き続きジメチルアミンボランを還元剤として用いて２％
Ｂ含有無電解Ｎｉ−Ｂめっき層を形成した。
処理を行なった後、硫酸浴又はシュウ酸浴にてアルマイ
ト処理層を形成した。 〈無電解Ｎｉ−Ｐめっき層〉母材に対して脱脂、水洗、
活性化処理を行なった後、ジンケート処理を行ない、引
き続き酸性浴を用いて９％Ｐ含有無電解Ｎｉ−Ｐめっき
層を形成した。 〈無電解Ｎｉ−Ｂめっき層〉母材に対して脱脂、水洗、
活性化処理を行なった後、ジンケート処理を行ない、引
き続きジメチルアミンボランを還元剤として用いて２％
Ｂ含有無電解Ｎｉ−Ｂめっき層を形成した。
【００２９】尚本発明の摺動部材を作成するに当たり、
下地層を形成せずに最表面層だけを形成する場合は、前
処理として、母材に対して脱脂、水洗、活性化処理を行
なった後、リン酸浴を用いたアルマイト処理を行ない、
引き続き上記条件にて電気Ｎｉ−Ｐめっき層を形成し
た。又本発明の摺動部材は、いずれも１７０℃で１時間
の熱処理を行なった。
下地層を形成せずに最表面層だけを形成する場合は、前
処理として、母材に対して脱脂、水洗、活性化処理を行
なった後、リン酸浴を用いたアルマイト処理を行ない、
引き続き上記条件にて電気Ｎｉ−Ｐめっき層を形成し
た。又本発明の摺動部材は、いずれも１７０℃で１時間
の熱処理を行なった。
【００３０】一方、下記表１には、電気Ｎｉ−Ｐめっき
層を形成せず、アルマイト処理層、無電解Ｎｉ−Ｐめっ
き層、無電解Ｎｉ−Ｂめっき層又は電解複合Ｎｉ−Ｐめ
っき層のいずれかのみを形成した従来例（Ｎｏ．１６〜
１９）についても示したが、これらの表面層を形成する
に際して、電解複合Ｎｉ−Ｐめっき層については下記の
手順に従って形成し、他の各層については本発明の下地
層を形成する上記手順に従って形成した。
層を形成せず、アルマイト処理層、無電解Ｎｉ−Ｐめっ
き層、無電解Ｎｉ−Ｂめっき層又は電解複合Ｎｉ−Ｐめ
っき層のいずれかのみを形成した従来例（Ｎｏ．１６〜
１９）についても示したが、これらの表面層を形成する
に際して、電解複合Ｎｉ−Ｐめっき層については下記の
手順に従って形成し、他の各層については本発明の下地
層を形成する上記手順に従って形成した。
【００３１】〈電解複合Ｎｉ−Ｐめっき層〉母材に対し
て脱脂、水洗、活性化処理を行なった後、ジンケート処
理を行ない、引き続きワット浴を用いて９％Ｐ含有電解
複合Ｎｉ−Ｐめっき層を形成した。又分散材としては、
粒径：１μｍのＳｉＣを用い、分散量は５％とした。
て脱脂、水洗、活性化処理を行なった後、ジンケート処
理を行ない、引き続きワット浴を用いて９％Ｐ含有電解
複合Ｎｉ−Ｐめっき層を形成した。又分散材としては、
粒径：１μｍのＳｉＣを用い、分散量は５％とした。
【００３２】
【表１】
【００３３】得られた各摺動部材について、下記に示す
各条件で、耐摩耗処理層の基本特性を評価すると共に、
ピンオンディスク型の摺動摩耗試験を行なった。 （表面硬度）ビッカース硬度を測定した。 （靭性）めっき表面からビッカース圧子を押し込み、圧
痕周辺に割れが発生する荷重を測定した。 （潤滑性）表面性状測定機による動摩耗係数を測定し
た。 荷重 ：１０００ｇ 相手材 ：鋼球 潤滑油 ：なし
各条件で、耐摩耗処理層の基本特性を評価すると共に、
ピンオンディスク型の摺動摩耗試験を行なった。 （表面硬度）ビッカース硬度を測定した。 （靭性）めっき表面からビッカース圧子を押し込み、圧
痕周辺に割れが発生する荷重を測定した。 （潤滑性）表面性状測定機による動摩耗係数を測定し
た。 荷重 ：１０００ｇ 相手材 ：鋼球 潤滑油 ：なし
【００３４】（耐衝撃性）デュポン衝撃試験部のめっき
層中の割れ密度を測定した。 荷重 ：１０００ｇ 高さ ：５００ｍｍ （摺動摩耗試験） 固定ピン材質：Ａ６０６３ 摺動速度 ：１ｍ／ｓｅｃ 荷重 ：２０ｋｇｆ 摺動距離 ：１ｋｍ 潤滑油 ：無添加鉱油（ＶＧ１０）
層中の割れ密度を測定した。 荷重 ：１０００ｇ 高さ ：５００ｍｍ （摺動摩耗試験） 固定ピン材質：Ａ６０６３ 摺動速度 ：１ｍ／ｓｅｃ 荷重 ：２０ｋｇｆ 摺動距離 ：１ｋｍ 潤滑油 ：無添加鉱油（ＶＧ１０）
【００３５】これらの結果を表２に示すが、表２から次
の様に考察できる。まずＮｏ．１〜１２は本発明の実施
例であり、表面硬度はいずれもＨｖ６００を上回ってお
り、靭性も良好であり、しかも潤滑性及び耐衝撃性にも
優れていることがわかる。このうち下地層を形成したＮ
ｏ．９〜１２の実施例のものは、下地層の耐衝撃性を除
いて、Ｎｏ．１〜８の電気Ｎｉ−Ｐめっき層単層の実施
例のものと同等の性能を示していることがわかる。更
に、摺動摩耗試験についても、Ｎｏ．１〜１２の本発明
の実施例のものは、従来用いられてきたＮｏ．１６〜１
９のものに比べてディスク摩耗量が約１／３に低下して
いることがわかる。
の様に考察できる。まずＮｏ．１〜１２は本発明の実施
例であり、表面硬度はいずれもＨｖ６００を上回ってお
り、靭性も良好であり、しかも潤滑性及び耐衝撃性にも
優れていることがわかる。このうち下地層を形成したＮ
ｏ．９〜１２の実施例のものは、下地層の耐衝撃性を除
いて、Ｎｏ．１〜８の電気Ｎｉ−Ｐめっき層単層の実施
例のものと同等の性能を示していることがわかる。更
に、摺動摩耗試験についても、Ｎｏ．１〜１２の本発明
の実施例のものは、従来用いられてきたＮｏ．１６〜１
９のものに比べてディスク摩耗量が約１／３に低下して
いることがわかる。
【００３６】一方、Ｎｏ．１３〜１５のものは、本発明
で規定する要件を満足していない比較例であるが、この
うちＮｏ．１３及びＮｏ．１４のものは、十分な表面硬
度が得られず、潤滑性もやや低下しており、Ｎｏ．１５
のものは、靭性と耐衝撃性が低下していることがわか
る。又摺動摩耗試験についても、Ｎｏ．１３のものは電
気Ｎｉ−Ｐめっき層が早期に喪失して摩耗量が急増して
おり、硬度が不足しているＮｏ．１４のものでも本発明
の実施例の約１０倍以上であり、靭性に劣るＮｏ．１５
のものでも摩耗量が増加する傾向があることがわかる。
更に、従来用いられてきたＮｏ．１６〜１９のもので
は、表面硬度、靭性又は耐衝撃性のいずれか、或はその
全てに問題があり、摩耗量も大きいことがわかる。
で規定する要件を満足していない比較例であるが、この
うちＮｏ．１３及びＮｏ．１４のものは、十分な表面硬
度が得られず、潤滑性もやや低下しており、Ｎｏ．１５
のものは、靭性と耐衝撃性が低下していることがわか
る。又摺動摩耗試験についても、Ｎｏ．１３のものは電
気Ｎｉ−Ｐめっき層が早期に喪失して摩耗量が急増して
おり、硬度が不足しているＮｏ．１４のものでも本発明
の実施例の約１０倍以上であり、靭性に劣るＮｏ．１５
のものでも摩耗量が増加する傾向があることがわかる。
更に、従来用いられてきたＮｏ．１６〜１９のもので
は、表面硬度、靭性又は耐衝撃性のいずれか、或はその
全てに問題があり、摩耗量も大きいことがわかる。
【００３７】
【表２】
【００３８】実施例２ Ａ６０６３のＡｌ合金を母材とし、これに下記のめっき
条件で各種めっきを施し、これらの組合せによる摺動摩
耗量を、下記の試験条件（ピンオンディスク型の摺動摩
耗試験）で測定した。このときめっき膜厚は、いずれも
２０μｍとした。
条件で各種めっきを施し、これらの組合せによる摺動摩
耗量を、下記の試験条件（ピンオンディスク型の摺動摩
耗試験）で測定した。このときめっき膜厚は、いずれも
２０μｍとした。
【００３９】＜電気Ｎｉ−Ｐめっき層＞前処理として、
母材を脱脂、水洗、表面活性化処理後にリン酸浴を用い
たアルマイト処理を行い、続いて前記条件にて電気Ｎｉ
−Ｐめっきを施した。 ＜Ｃｒめっき層＞前処理として母材を脱脂、水洗、表面
活性化処理後にジンケート処理を行い、続いてクロム酸
−硫酸浴を用いたＣｒめっきを作製した。
母材を脱脂、水洗、表面活性化処理後にリン酸浴を用い
たアルマイト処理を行い、続いて前記条件にて電気Ｎｉ
−Ｐめっきを施した。 ＜Ｃｒめっき層＞前処理として母材を脱脂、水洗、表面
活性化処理後にジンケート処理を行い、続いてクロム酸
−硫酸浴を用いたＣｒめっきを作製した。
【００４０】＜Ｆｅめっき層＞前処理として母材を脱
脂、水洗、表面活性化処理後にジンケート処理を行い、
続いて硫酸浴を用いたＦｅめっきを作製した。 ＜無電解Ｎｉ−Ｂめっき層＞脱脂、水洗、活性化処理後
にジンケート処理を行い、続いてジメチルアミンボラン
を還元剤として用いて２重量％Ｂ含有無電解Ｎｉ−Ｂめ
っきを作製した。
脂、水洗、表面活性化処理後にジンケート処理を行い、
続いて硫酸浴を用いたＦｅめっきを作製した。 ＜無電解Ｎｉ−Ｂめっき層＞脱脂、水洗、活性化処理後
にジンケート処理を行い、続いてジメチルアミンボラン
を還元剤として用いて２重量％Ｂ含有無電解Ｎｉ−Ｂめ
っきを作製した。
【００４１】（摺動摩耗試験） 速度 ：１ｍ／ｓｅｃ 荷重 ：２０ｋｇｆ 摺動距離：１ｋｍ 潤滑油 ：無潤滑 これらの結果を表３に示すが、Ｎo.１〜３の実施例のも
のは、Ｎo.４と比べて摩耗量は少なく、中でも本発明に
よる電気Ｎｉ−Ｐめっき層とＣｒめっき層またはＦｅめ
っき層との組合せが一際優れた耐摩耗性を示しているこ
とがわかる。
のは、Ｎo.４と比べて摩耗量は少なく、中でも本発明に
よる電気Ｎｉ−Ｐめっき層とＣｒめっき層またはＦｅめ
っき層との組合せが一際優れた耐摩耗性を示しているこ
とがわかる。
【００４２】
【表３】
【００４３】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、硬
度、靭性、潤滑性、耐衝撃性のいずれをも高度なレベル
で満足することのできる耐摩耗処理摺動部材が実現でき
た。又本発明の摺動部材は、高い寸法精度を達成するこ
とも可能になる。従って、本発明の摺動部材は、過酷な
摺動条件に耐え、しかも高い寸法精度での処理が要求さ
れるスクロール型流体機械に適用することによって、優
れた経済性と耐摩耗効果が発揮されるものと期待され
る。
度、靭性、潤滑性、耐衝撃性のいずれをも高度なレベル
で満足することのできる耐摩耗処理摺動部材が実現でき
た。又本発明の摺動部材は、高い寸法精度を達成するこ
とも可能になる。従って、本発明の摺動部材は、過酷な
摺動条件に耐え、しかも高い寸法精度での処理が要求さ
れるスクロール型流体機械に適用することによって、優
れた経済性と耐摩耗効果が発揮されるものと期待され
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０４Ｃ 18/02 Ｆ
Claims (6)
- 【請求項１】 スクロール型流体機械に用いられる摺動
部材であって、Ａｌ合金を母材とし、該母材表面の少な
くとも摺動作用部分に、Ｐの含有量が０．５〜７％（重
量％、以下同じ）の電気Ｎｉ−Ｐめっき層が、厚さ：
０．５μｍ以上形成されたものであることを特徴とする
スクロール型流体機械用摺動部材。 - 【請求項２】 前記電気Ｎｉ−Ｐめっき層の下地層とし
て、アルマイト処理層が形成されたものである請求項１
に記載のスクロール型流体機械用摺動部材。 - 【請求項３】 前記電気Ｎｉ−Ｐめっき層の下地層とし
て、無電解Ｎｉ系めっき層が形成されたものである請求
項１に記載のスクロール型流体機械用摺動部材。 - 【請求項４】 電気Ｎｉ−Ｐめっき層が形成された後、
熱処理が施されたものである請求項１〜３のいずれかに
記載のスクロール型流体機械用摺動部材。 - 【請求項５】 固定スクロール、及び該固定スクロール
に対向する様に噛み合わされて公転する旋回スクロール
を備えたスクロール型流体機械であって、前記固定スク
ロール又は旋回スクロールのいずれか若しくは両方が請
求項１〜４のいずれかに記載の摺動部材よりなるもので
あることを特徴とするスクロール型流体機械。 - 【請求項６】 固定スクロール、及び該固定スクロール
に対向する様に噛み合わされて公転する旋回スクロール
を備えたスクロール型流体機械であって、前記固定スク
ロール又は旋回スクロールのいずれかが請求項１〜４の
いずれかに記載の摺動部材よりなると共に、他方のスク
ロールがＡｌ合金を母材とし、該母材表面の少なくとも
摺動作用部分に、Ｃｒ系めっき層又はＦｅ系めっき層が
形成されたものである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 |
|---|---|---|---|
| JP28370694A JPH08144980A (ja) | 1994-11-17 | 1994-11-17 | スクロール型流体機械用摺動部材及びスクロール型流体機械 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28370694A JPH08144980A (ja) | 1994-11-17 | 1994-11-17 | スクロール型流体機械用摺動部材及びスクロール型流体機械 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08144980A true JPH08144980A (ja) | 1996-06-04 |
Family
ID=17669033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28370694A Withdrawn JPH08144980A (ja) | 1994-11-17 | 1994-11-17 | スクロール型流体機械用摺動部材及びスクロール型流体機械 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08144980A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0890709A1 (en) * | 1997-07-10 | 1999-01-13 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Scroll hydraulic machine |
| BE1011124A3 (nl) * | 1997-04-22 | 1999-05-04 | Atlas Copco Airpower Nv | Spiraalcompressor. |
| EP0974686A2 (en) * | 1998-07-17 | 2000-01-26 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Electroplating process for oldham ring and scroll member type compressor comprising the same |
| US7699591B2 (en) * | 2003-06-24 | 2010-04-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Scroll compressor with surface processed orbiting scroll plate back surface |
| EP3421646A1 (en) * | 2017-06-29 | 2019-01-02 | EMPA Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt | Colouring method of aluminium alloy member |
| CN113089048A (zh) * | 2021-04-02 | 2021-07-09 | 江苏科技大学 | 一种焊接接头防护涂层的制备方法及其应用 |
-
1994
- 1994-11-17 JP JP28370694A patent/JPH08144980A/ja not_active Withdrawn
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