JPH08159061A - 横置き型スクロール流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アルミニウムあるいはアルミニウム合金から
なる材料で形成した摺動面のいずれか一方の表面に、硬
質陽極酸化被膜処理を施すことにより、あるいはまたそ
の上に自己潤滑性を有するポリテトラフルオロエチレン
の微粒子を吸着させて潤滑膜を形成することにより、摺
動摩擦を抑えて信頼性を高めると共に、安価で軽量化が
図ることを目的としている。 【構成】 自転防止機構の摺動面を構成する固定スクロ
ール１、ハウジング３、旋回スクロール２とオルダムリ
ング５の第１，第２のそれぞれの１対のキー５ａとキー
溝２ｃ及びキー５ｂとキー溝３ａのいずれか一方の表面
に、硬質陽極酸化被膜処理５ｃを施したこと、あるいは
またその上に、自己潤滑性を有するポリテトラフルオロ
エチレンの微粒子を吸着させて潤滑膜５ｄを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空調用及び冷凍用圧縮
機，空気圧縮機，ポンプ膨張機に適した横置き型スクロ
ール流体機械に係わり、特に摺動部品の材質と表面処理
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にこの種のスクロール流体機械とし
ては、実公昭６３−２５３４５号公報に示されている自
動車空調用スクロール圧縮機を例に挙げ、第６図から第
８図を参照してその基本的構成等について説明する。

【０００３】第６図は開放型スクロール圧縮機の本体の
構造を示す。エンジンからの駆動力をベルト及び電磁ク
ラッチを介して圧縮機本体に伝逹させる構成は、周知の
事実として割愛した。

【０００４】圧縮機本体を構成する主要部品としては、
固定スクロール鏡板１ａに直立した渦巻状のラップ１ｂ
を形成してなる固定スクロール１と、旋回スクロール鏡
板２ａに直立した渦巻状のラップ２ｂを形成し、ラップ
１ｂと２ｂとを互いに内側にして噛み合わせてなる旋回
スクロール２と、圧縮機本体の外郭を形成するハウジン
グ３と、旋回スクロール鏡板２ａとハウジング３との間
に旋回スクロール鏡板２ａと平行に配置されたスラスト
軸受け機構と自転防止機構としてのリング状の旋回スク
ロール側レース１７と、旋回スクロール側リング１８
と、リング状のハウジング側レース１９と、ハウジング
側リング２０と、複数のボール素子２２と、旋回スクロ
ール２に旋回運動を伝逹する駆動機構からなっている。
固定スクロール１はラップ１ｂと反対側の固定スクロー
ル鏡板１ａに備えられた突起１ｃとハウジング３との間
をボルト６によって締結されている。固定スクロール鏡
板１ａの外周にはＯリング１０がハウジング３との間に
取り付けられ、突起１ｃ側の高圧室１１とラップ１ａ側
の低圧室１２とに分断している。旋回スクロール鏡板２
ａとハウジング３との間には、リング状の旋回スクロー
ル側レース１７を被うように旋回スクロール鏡板２ａに
旋回スクロール側リング１８が取り付けられ、リング状
のハウジング側レース１９を被うように、かつ旋回スク
ロール側リング１８との間にわずかな隙間ができるよう
にハウジング側リング２０が取り付けられている。旋回
スクロール側リング１８とハウジング側リング２０はそ
れぞれ軸方向に同径の複数のポケットを形成する穴２１
が備えられ、その穴２１に複数のボール素子２２が常時
挟持されることにより、自転を阻止しながら固定スクロ
ール１に対するその旋回運動を許容している。ラップ２
ｂと反対側の旋回スクロール鏡板２ａの中心部には旋回
軸受け７を取り付けたボス部２ｄが形成され、旋回ブッ
シュ８が旋回軸受け７に挿入されていて、さらに旋回ブ
ッシュ８はシャフト９と連結されている。この構成によ
って旋回スクロール２は固定スクロール１に対して旋回
運動させる駆動機構を備えることができる。低圧室１２
側のハウジング３には作動流体としての冷媒を吸入する
吸入口１３が備えられ、高圧室１１側のハウジング３に
は冷媒を吐出する吐出口１４が備えられている。ハウジ
ング３内の底部には潤滑油１５が貯っている。

【０００５】さて旋回スクロール２が固定スクロール１
に対して旋回運動を始め、圧縮行程が開始されると冷媒
は吸入口１３よりハウジング３内の低圧室１２に取り込
まれる。次に冷媒は、旋回スクロール２の旋回運動によ
って、固定スクロール１の鏡板１ａと渦巻状ラップ１ｂ
そして旋回スクロール２の鏡板２ａと渦巻状ラップ２ｂ
で形成される密閉空間の流体ポケット１６に送り込ま
れ、ラップ１ｂ，２ｂの最外周部から中心部に向かって
圧縮される。圧縮された冷媒ガスは固定スクロール鏡板
１ａの中心部の吐出ガス穴１ｄより高圧室１１に吐き出
され、さらに吐出口１４から外へ送り出される。この
時、流体ポケット１６を形成する固定スクロール１と旋
回スクロール２の部材について、いずれもアルミニウム
あるいはアルミニウム合金を使用し、摺動摩耗を抑える
ために、固定スクロール１あるいは旋回スクロール２の
いずれか一方のスクロール部材を硬質陽極酸化被膜処理
を施しているので、馴染みの良い低摩耗な摺動が得られ
る。そして上記の旋回運動によって、ハウジング３内の
底部に貯えられていた潤滑油１５は旋回スクロール２等
でかき上げられ、旋回スクロール鏡板２ａとハウジング
３との間の旋回スクロール側レース１７と旋回スクロー
ル側リング１８と、ハウジング側レース１９とハウジン
グ側リング２０と、複数のボール素子２２で構成されて
いるスラスト軸受け機構と自転防止機構の摺動部分に供
給される。そしてこの摺動部分の摩耗防止として、旋回
スクロール側レース１７、リング１８とハウジング側レ
ース１９、リング２０とボール素子２２はいずれも硬い
金属が使用されている。

【０００６】次に他の従来の技術として、特開平４−２
２４２０１号公報に示された従来の技術を例に挙げ、第
９図ないし第１０図を参照しながらスラスト軸受け機構
と自転防止機構について説明する。

【０００７】圧縮機本体を構成する主要部品の内、固定
スクロール１、旋回スクロール２及びハウジング３等の
構成は、上記従来例と同じである。スラスト軸受け機構
としてのスラストプレート４及び自転防止機構としての
オルダムリング５は旋回スクロール２とハウジング３と
の間に、旋回スクロール鏡板２ａと平行に配置されてい
る。オルダムリング５の第１の径方向の１対のキー５ａ
は、対応する形で旋回スクロール鏡板２ａに第１の径方
向の１対のキー溝２ｃにそれぞれ挿入し、第２の径方向
の１対のキー５ｂは、第１の径方向の１対のキー５ａと
直角に角度をとり、対応する形でハウジング３に第２の
径方向の１対のキー溝３ａにそれぞれ挿入されているか
ら、旋回スクロール２の自転を阻止しながら固定スクロ
ール１に対するその旋回運動を許容することができる。
しかしここで使用されるオルダムリング５の材質につい
ては、詳しい記載がなく、一般には鋼材あるいは鋼材を
素とする焼結材で形成されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記第６図に示される
従来のスクロール圧縮機においては、旋回スクロールの
旋回運動によって冷媒が固定スクロールと旋回スクロー
ルによって形成される密閉空間の流体ポケットに送り込
まれ、圧縮され、高圧室を通り、吐出口より外へ吐き出
される。この時、ハウジング内の底部に貯えられていた
潤滑油も冷媒の流れに従って流体ポケットに取り込ま
れ、高圧室に送り出され、吐出口から冷媒ガスと共に外
へ吐き出される。従ってハウジング内の底部に貯る潤滑
油の量は減少する。特に圧縮機の起動時では、この潤滑
油の減少現象が著しく、ほとんど潤滑油がハウジング内
に貯えられない状態となる。そして吐出口から冷媒と共
に一度吐き出された潤滑油は、吸入口に戻るまでしばら
くの時間を要する。この間圧縮機本体内は著しく潤滑油
不足となり、摺動部に悪影響を及ぼす。中でも複数のボ
ール素子が挟持されている旋回スクロール側レースと旋
回スクロール側リングと、ハウジング側レースとハウジ
ング側リングのスラスト軸受け機構と自転防止機構に
は、潤滑油保持の手段がなく、旋回スクロール等によっ
てかき上げられる潤滑油のみ頼りとしているに過ぎず、
著しく潤滑油不足をきたせば潤滑油切れとなり、ボール
素子や各レース部の摺動面は著しい摩耗を引き起こし、
ついに焼付けを起こす問題があった。そのため、摩耗防
止として硬くて重い金属材料を選定せざるをえなかっ
た。

【０００９】第２の従来例として前記第９図に示される
スクロール圧縮機においても同様で、オルダムリング５
の第１及び第２のそれぞれの１対のキー５ａ，５ｂの摺
動面に、著しい潤滑油不足をきたせば、著しい摩耗を引
き起こし、相手部材であるアルミニウムあるいはアルミ
ニウム合金からなる旋回スクロール鏡板２ａの１対のキ
ー溝２ｃ及びハウジング３の１対のキー溝３ａに損傷を
あたえる。そこでオルダムリング５の材質を硬く重い金
属材料を選ばざるをえなかった。

【００１０】本発明の目的は、第６図ないし第９図に示
される従来のスクロール圧縮機における問題点に鑑みて
なされたもので、前記固定スクロール、前記ハウジン
グ、前記旋回スクロールと前記オルダムリングの部材を
アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる材料によ
り安価な製法で形成して軽量化を図り、オルダムリング
の第１の１対のキーと旋回スクロール鏡板の第１の１対
のキー溝のいずれか一方の表面に、かつオルダムリング
の第２の１対のキーとハウジングの第２の１対のキー溝
のいずれか一方の表面に、硬質陽極酸化被膜処理を施し
て摺動摩耗を抑え、またさらに硬質陽極酸化被膜の表面
に自己潤滑性を有するポリテトラフルオロエチレンの微
粒子を吸着させて潤滑膜を形成して摺動抵抗を下げ、自
転防止機構の摺動部分が潤滑油切れとなり、異常摩耗や
焼付けを引き起こすという問題を解決した横置き型スク
ロール圧縮機を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明によるスクロール圧縮機は、固定スクロール
鏡板及びこの鏡板に直立した渦巻状のラップを有する固
定スクロールと、前記固定スクロール鏡板を固定するハ
ウジングと、旋回スクロール鏡板及びこの鏡板に直立し
た渦巻状のラップを有し、前記両ラップを互いに内側に
して前記固定スクロールと噛み合って配置された旋回ス
クロールと、前記旋回スクロール鏡板と前記ハウジング
との間に前記旋回スクロール鏡板と平行に配置されたス
ラストプレートとオルダムリングと、前記オルダムリン
グと前記旋回スクロールの間には第１の径方向のみに移
動可能とする第１の係合手段として、前記旋回スクロー
ル鏡板に第１の径方向の１対のキー溝と、該第１の径方
向の１対のキー溝にそれぞれ挿入されて該キー溝と前記
スラストプレートに沿って摺動する前記オルダムリング
の第１の１対のキーと、前記オルダムリングと前記ハウ
ジングとの間には上記第１の径方向とは直角に角度をと
る第２の径方向のみに移動可能とする第２の係合手段と
して、前記ハウジングに第２の径方向の１対のキー溝
と、該第２の径方向の１対のキー溝にそれぞれ挿入され
て該キー溝と前記スラストプレートに沿って摺動する前
記オルダムリングの第２の１対のキーとで、前記旋回ス
クロールの自転を阻止しながら前記固定スクロールに対
するその旋回運動を許容する自転防止機構と、前記渦巻
状のラップと反対側の前記旋回スクロール鏡板の中心部
には旋回軸受けを取り付けたボス部と、該旋回軸受けに
旋回ブッシュを挿入し、前記旋回ブッシュにシャフトを
連結し、前記旋回スクロールを前記固定スクロールに対
して旋回運動させる駆動機構とを備えたスクロール流体
機械において、前記固定スクロール、前記ハウジング、
前記旋回スクロールと前記オルダムリングの部材をアル
ミニウムまたはアルミニウム合金からなる材料により形
成し、前記オルダムリングの第１の１対のキーと前記旋
回スクロール鏡板の第１の１対のキー溝のいずれか一方
の表面に、かつ前記オルダムリングの第２の１対のキー
と前記ハウジングの第２の１対のキー溝のいずれか一方
の表面に、硬質陽極酸化被膜処理を施したことを特徴と
するものである。

【００１２】さらに前記オルダムリングの硬質陽極酸化
被膜の表面に、自己潤滑性を有するポリテトラフルオロ
エチレンの微粒子を吸着させて潤滑膜を形成したことを
特徴とするものである。

【００１３】

【作用】本発明においては、固定スクロール、ハウジン
グ、旋回スクロールとオルダムリングの部材をアルミニ
ウムまたはアルミニウム合金からなる軽量の材料により
形成し、自転防止機構を構成するオルダムリングと旋回
スクロール及びオルダムリングとハウジングの第１，第
２のそれぞれの１対のキー及びキー溝のいずれか一方の
表面に硬質陽極酸化被膜処理を施し、またその表面に自
己潤滑性を有するポリテトラフルオロエチレンの微粒子
を吸着させて潤滑膜を形成して、自転防止機構の摺動面
の摺動摩擦を抑えることにより、潤滑油切れによる焼付
け等の問題が解消される。

【００１４】

【実施例】以下、第１図ないし第５図を参照して本発明
の実施例につき詳細に説明する。

【００１５】第１図ないし第４図は、本発明の一実施例
を示すもので、固定スクロール１、旋回スクロール２、
ハウジング３、スラストプレート４、オルダムリング
５、旋回軸受け７、旋回ブッシュ８、シャフト９等の圧
縮機本体を構成する主要部品の位置関係は、従来例の第
９図に示すものと同様である。旋回スクロール鏡板２ａ
とハウジング３との間に旋回スクロール鏡板２ａと平行
に、スラスト軸受け機構としてのスラストプレート４
と、自転防止機構としてのオルダムリング５とが配置さ
れている。オルダムリング５と旋回スクロール２の間に
は、第１の径方向のみに移動可能とする第１の係合手段
として、旋回スクロール鏡板２ａに第１の径方向の１対
のキー溝２ｃにそれぞれ挿入されて、キー溝２ｃとスラ
ストプレート４に沿ってオルダムリング５の第１の１対
のキー５ａが摺動する。オルダムリング５とハウジング
３との間には、第１の径方向とは直角に角度をとる第２
の径方向のみに移動可能とする第２の係合手段として、
ハウジング３に第２の径方向の１対のキー溝３ａにそれ
ぞれ挿入されて、キー溝３ａとスラストプレート４に沿
ってオルダムリング５の第２の１対のキー５ｂが摺動す
る。さて固定スクロール１、ハウジング３、旋回スクロ
ール２とオルダムリング５の部材はアルミニウムまたは
アルミニウム合金からなる材料により形成され、さらに
オルダムリング５の第１の１対のキー５ａと旋回スクロ
ール鏡板２ａの第１の１対のキー溝２ｃのいずれか一方
の表面に、かつオルダムリング５の第２の１対のキー５
ｂとハウジング３の第２の１対のキー溝３ａのいずれか
一方の表面に、硬質陽極酸化被膜５ｃが施されているの
で、摺動摩擦を小さく、潤滑油不足の時も滑らかに摺動
することを可能としている。

【００１６】第５図に示す本発明の他の実施例において
は、オルダムリング５の硬質陽極酸化被膜５ｃの表面
に、自己潤滑性を有するポリテトラフルオロエチレンの
微粒子を吸着させて潤滑膜５ｄを形成されているので、
摺動摩擦をさらに小さく抑えることは可能である。

【００１７】

【発明の効果】本発明は上記に示すような構成にしたの
で、圧縮機の潤滑油不足が生じる場合でも、自転防止機
構を構成するオルダムリングと旋回スクロール、オルダ
ムリングとハウジングの第１と第２のそれぞれの１対の
キー及びキー溝の表面に硬質陽極酸化被膜を施した部分
で、それぞれの摺動面は無処理の軟らかいアルミニウム
あるいはアルミニウム合金の素地と表面処理を施した硬
い面で馴染みが生じ、摺動摩擦を小さく抑えることがで
きる。さらにオルダムリングの硬質陽極酸化被膜の表面
に、自己潤滑性を有する潤滑膜を形成しているので、摩
擦係数も小さく、耐摩耗性に効果を発揮するとともに、
摺動機械損失も低いから、性能向上を図ることもでき
る。そしてアルミニウム及びアルミニウム合金を使用し
ているので、従来よりはるかに軽く、鍛造法もしくはプ
レス打ち抜き法等の量産性のある製法を活用できるの
で、非常に安価に形成することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としてのスクロール圧縮機の
断面図

【図２】その主要部品の構成展開図

【図３】第１の実施例のオルダムリングを中心とした摺
動部分の展開図

【図４】そのオルダムリングの部分断面図

【図５】他の実施例としてのオルダムリングの部分断面
図

【図６】従来例としてのスクロール圧縮機の断面図

【図７】従来機の主要部品の構成展開図

【図８】固定スクロールと旋回スクロールのそれぞれの
ラップの旋回角度による圧縮行程図

【図９】他の従来例としてのスクロール圧縮機の断面図

【図１０】その主要部品の構成展開図

【符号の説明】

１ 固定スクロール １ａ 固定スクロール鏡板 １ｂ 固定スクロールのラップ １ｃ 突起 １ｄ 吐出ガス穴 ２ 旋回スクロール ２ａ 旋回スクロール鏡板 ２ｂ 旋回スクロールのラップ ２ｃ 旋回スクロールのキー溝 ２ｄ 旋回スクロールのボス部 ３ ハウジング ３ａ ハウジングのキー溝 ４ スラストプレート ５ オルダムリング ５ａ，５ｂ オルダムリングのキー ５ｃ 硬質陽極酸化被膜 ５ｄ ポリテトラフルオロエチレンの微粒子を吸着させ
た潤滑膜 ６ ボルト ７ 旋回軸受け ８ 旋回ブッシュ ９ シャフト １０ Ｏリング １１ 高圧室 １２ 低圧室 １３ 吸入口 １４ 吐出口 １５ 潤滑油 １６ 流体ポケット １７ 旋回スクロール側レース １８ 旋回スクロール側リング １９ ハウジング側レース ２０ ハウジング側リング ２１ 複数の穴 ２２ 複数のボール素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田口 辰久 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定スクロール鏡板及びこの鏡板に直立
   した渦巻状のラップを有する固定スクロールと、前記固
   定スクロール鏡板を固定するハウジングと、旋回スクロ
   ール鏡板及びこの鏡板に直立した渦巻状のラップを有
   し、前記両ラップを互いに内側にして前記固定スクロー
   ルと噛み合って配置された旋回スクロールと、前記旋回
   スクロール鏡板と前記ハウジングとの間に前記旋回スク
   ロール鏡板と平行に配置されたスラストプレートとオル
   ダムリングと、前記オルダムリングと前記旋回スクロー
   ルの間には第１の径方向のみに移動可能とする第１の係
   合手段として、前記旋回スクロール鏡板に第１の径方向
   の１対のキー溝と、該第１の径方向の１対のキー溝にそ
   れぞれ挿入されて該キー溝と前記スラストプレートに沿
   って摺動する前記オルダムリングの第１の１対のキー
   と、前記オルダムリングと前記ハウジングとの間には上
   記第１の径方向とは直角に角度をとる第２の径方向のみ
   に移動可能とする第２の係合手段として、前記ハウジン
   グに第２の径方向の１対のキー溝と、該第２の径方向の
   １対のキー溝にそれぞれ挿入されて該キー溝と前記スラ
   ストプレートに沿って摺動する前記オルダムリングの第
   ２の１対のキーとで、前記旋回スクロールの自転を阻止
   しながら前記固定スクロールに対するその旋回運動を許
   容する自転防止機構と、前記渦巻状のラップと反対側の
   前記旋回スクロール鏡板の中心部には旋回軸受けを取り
   付けたボス部と、該旋回軸受けに旋回ブッシュ挿入し、
   前記旋回ブッシュにシャフトを連結し、前記旋回スクロ
   ールを前記固定スクロールに対して旋回運動させる駆動
   機構とを備えたスクロール流体機械において、前記固定
   スクロール、前記ハウジング、前記旋回スクロールと前
   記オルダムリングの部材をアルミニウムまたはアルミニ
   ウム合金からなる材料により形成し、前記オルダムリン
   グの第１の１対のキーと前記旋回スクロール鏡板の第１
   の１対のキー溝のいずれか一方の表面に、かつ前記オル
   ダムリングの第２の１対のキーと前記ハウジングの第２
   の１対のキー溝のいずれか一方の表面に、硬質陽極酸化
   被膜処理を施したことを特徴とする横置き型スクロール
   流体機械。
2. 【請求項２】 オルダムリングの硬質陽極酸化被膜の表
   面に、自己潤滑性を有するポリテトラフルオロエチレン
   の微粒子を吸着させて潤滑膜を形成した請求項１記載の
   横置き型スクロール流体機械。