JPH0842468A - スクロール圧縮機 - Google Patents
スクロール圧縮機Info
- Publication number
- JPH0842468A JPH0842468A JP7750995A JP7750995A JPH0842468A JP H0842468 A JPH0842468 A JP H0842468A JP 7750995 A JP7750995 A JP 7750995A JP 7750995 A JP7750995 A JP 7750995A JP H0842468 A JPH0842468 A JP H0842468A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scroll
- tooth
- resin
- fixed scroll
- scroll portion
- 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.)
- Pending
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
Abstract
(57)【要約】
【目的】高い寸法精度、耐摩耗性、高疲労強度、耐油性
および金属母材との高接着強度が得られるスクロール部
材の被覆材料およびスクロール構成を設定して、高い信
頼性を有しかつ生産性に優れたスクロール圧縮機を提供
することにある。 【構成】金属母体の形状および被覆レジンの形状を、応
力集中のない寸法精度確保に有利なものにすることによ
って、被覆レジンの破断がなく耐久性に優れる金属・プ
ラスチック複合化スクロールを構成した。 【効果】従来の機械加工による精密切削スクロールに比
べ、工程数を１／３に、工程時間を１／２に低減でき、
大幅な設備投資効率の改善ができた。
および金属母材との高接着強度が得られるスクロール部
材の被覆材料およびスクロール構成を設定して、高い信
頼性を有しかつ生産性に優れたスクロール圧縮機を提供
することにある。 【構成】金属母体の形状および被覆レジンの形状を、応
力集中のない寸法精度確保に有利なものにすることによ
って、被覆レジンの破断がなく耐久性に優れる金属・プ
ラスチック複合化スクロールを構成した。 【効果】従来の機械加工による精密切削スクロールに比
べ、工程数を１／３に、工程時間を１／２に低減でき、
大幅な設備投資効率の改善ができた。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は冷凍用あるいは空調用と
して用いられるスクロール圧縮機にかかり、特に、生産
性および信頼性の向上に有利なスクロール構成を有する
スクロール圧縮機に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】図２、図３に従来のスクロール圧縮機の
要部概略断面図および動作説明図を示す。図において、
板状の歯を渦巻状に形成した固定スクロール１と、この
固定スクロール１と同一形状の歯を形成した揺動スクロ
ール２とを対向して嵌め合わせている。そして、揺動ス
クロール２の回転により、歯は揺動運動をして固定スク
ロール１と揺動スクロール２の歯の間に形成された圧縮
室の体積を順次縮小させながら中心部に移動させ、中心
部の圧縮気体吐出口３から圧縮気体を吐出するという動
作機構である。 【０００３】図４に固定スクロール１と揺動スクロール
２の歯の拡大断面図を示すが、この図からもわかるよう
に、固定スクロール１と揺動スクロール２の歯の寸法精
度が悪いときは、圧縮ガスが漏れて圧縮比が低下した
り、歯のカジリによって歯が破損したりするので、非常
に高い寸法精度が要求され、特に、接触面の良好な表面
粗度、台板に対する直角度および耐摩耗性などが要求さ
れる。さらに、高い圧縮比を得るためには、歯の疲労強
度の高いものが望ましい。従って、従来のスクロール
は、耐摩耗性および疲労強度に優れた高価な金属母材
を、精密機械加工によってμmオーダの高精度に仕上げ
るために、多数の工数と工程時間を経て製造するという
欠点があった。 【０００４】この欠点を改良する目的で、特開昭５８−
９１３８８号公報に記載されているように、固定スクロ
ールと揺動スクロール部材の互いに対向する面に精密成
形した樹脂層を形成することが提案されている。このス
クロールの断面図と製法概念図を図４および図５に示
す。これは、高精度の樹脂層を形成することにより、金
属の高精度仕上げの工程を減らすという提案である。し
かし、この公報では、樹脂の材質については熱可塑性樹
脂などを使うとあるのみで、前に述べた高い寸法精度、
耐摩耗性、高い疲労強度や、金属母材との接着性を確保
するための具体的な材質および構造の提案はなく、信頼
性に対する配慮に欠けていた。 【０００５】一般に、スクロール圧縮機は、高い圧力、
高い温度条件で稼動されるのみならず、気体としてフロ
ンガスと機械油との混合気体が用いられる。従って、特
開昭５８−９１３８８号公報に開示されている内容のみ
では、スクロール歯の初期寸法精度の確保のみならず、
特にスクロール動作時の寸法精度、耐摩耗性および金属
母材との接着性の確保ができず、実用化はできない。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高い
寸法精度、耐摩耗性、高疲労強度、耐油性および金属母
材との高接着強度が得られるスクロール部材の被覆材料
およびスクロール構成を設定して、高い信頼性を有しか
つ生産性に優れたスクロール圧縮機を提供することにあ
る。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明は、スクロールの
稼動時にかかるストレス条件、すなわち高温・高圧温度
サイクル、フロンガスと機械油との混合気体にさらされ
ること等の極めて厳しい条件下でも、高い寸法精度を保
ち、耐摩耗性に優れ、かつスクロール歯としての機械的
強度の耐久性に優れることが必要なスクロールの構成
は、一般的な熱可塑性樹脂と、従来の機械加工用に設計
されたスクロール構造との単純な組合わせでは実現でき
ないという認識と実験結果に基づいてなされたものであ
る。すなわち、熱可塑性樹脂のなかで比較的成形性およ
び寸法精度に優れるポリカーボネートなどの非結晶性樹
脂は、耐油性に劣り、スクロール稼動時のストレスに耐
えない。一方、熱可塑性樹脂のなかで比較的耐油性およ
び耐熱性に優れるポリブチレンテレフタレートやポリエ
ーテルサルフォン樹脂などの結晶性樹脂は、成形収縮率
が大きく、スクロール歯の寸法精度の確保が難しい。さ
らに、これらの熱可塑性樹脂は金属母材との接着強度が
小さく、スクロール稼動時の気体の圧縮時に発生する熱
サイクルによる熱応力に耐えず、ごく短時間の稼動で接
着面の剥離が起こり、スクロール歯が破損したり、圧縮
比が急激に低下する現象が見られた。 【０００８】本願発明者らは、金属母材との接着強度お
よび耐油性、耐フロンガス性に優れるエポキシレジンあ
るいはビスマレイミド・トリアジンレジンなどの熱硬化
性樹脂をベースレジンとし、これに熱サイクル時の熱応
力を低減させるために石英ガラスあるいは溶融石英など
の無機フィラを高充填したスクロール部材の被覆成形材
料を開発するとともに、接着強度を向上させるためのス
クロール母材金属自体の形状および表面形状の設計など
を組み合わせることによって、初めて信頼性に優れる金
属・プラスチック複合スクロールが具現できることを見
いだした。 【０００９】本発明における固定スクロールおよび揺動
スクロールの母材としては、鋳鉄あるいはアルミニウム
ダイキャストなど鋳造可能なもの、あるいは熱間鍛造の
可能なもので、疲労強度が強く、剛性の高いものを用い
る。このようにして形成される母材およびスクロール歯
の形状精度は低いものでよい。しかし、被覆レジン材料
との接着強度を向上させるために、母材の表面粗さはＨ
max＝１〜１５μmの範囲にあることが望ましい。また、
被覆レジン材料を成形するときに、金型から離型時の応
力を低減するために、その抜き勾配は２°以上必要であ
る。被覆レジン膜の肉厚の変化はスクロール歯としての
寸法精度が確保できないので、母材自体のテーパ角度も
ほぼ同じ角度に設定する。さらに、被覆材料の破断は熱
サイクル時に発生する熱応力がコーナ部に集中すること
によって起こることから、金属母材および被覆レジン表
面のコーナ部のコーナ半径Ｒは０.５〜２ｍｍの範囲の
同じ値に設定する。このように、固定スクロールと揺動
スクロールの歯にテーパおよびコーナ半径Ｒをもたせて
も、両者の歯の形状を同一に設計すれば、互いに緩衝す
ることなく、後述する被覆レジン材料の寸法精度さえ確
保できれば、高い圧縮比が得られることがわかった。 【００１０】前記した目的を達成するためには、被覆レ
ジン材料の設計が最も重要である。すなわち、先に述べ
たように、種々の熱可塑性樹脂も検討したが、ごく短時
間のスクロール稼動で接着面の剥離が起こり、スクロー
ル歯が破損するか、圧縮比が急激に低下したからであ
る。本発明は、この被覆レジンの構成を中心とするもの
であり、好ましい被覆レジン材料については、実施例の
説明の中で詳述する。 【００１１】 【実施例】次に、本発明の実施例および比較例について
詳細に説明する。 【００１２】図１（ａ）は本発明によるスクロール圧縮
機の金属とプラスチックを複合したスクロールの断面
図、同図（ｂ）はその歯の部分の拡大図であり、１は固
定スクロール、２は揺動スクロール、１ａ、１ｂは固定
スクロール１のそれぞれ樹脂被覆底板および歯の樹脂被
覆部、２ａ、２ｂは揺動スクロール２のそれぞれ樹脂被
覆底部および歯の樹脂被覆部を示す。 【００１３】なお、以下の実施例および比較例は、すべ
て前に述べた母材形状、スクロール歯形状によるもので
ある。 【００１４】比較例 ベースレジンとしてクレゾールノボラックエポキシ樹脂
（２０重量％）、硬化剤としてフェノール（１０重量
％）、充填材として石英ガラス粉（７０重量％、５０体
積％）、その他、硬化促進剤、シランカップリング剤、
内部離型剤を少量配合してなる半導体封止用レジンを用
い、金属母体をインサートしてトランスファ成形した。
このとき、このレジンの線膨張係数は２．３×１０~5／
℃、２次転位温度Ｔgは１４５℃であり、金属母体との
接着力は１００Ｋg／cm2（室温）以上と測定された。成
形されたスクロール歯の寸法精度は、基準点に対し±３
μmと極めて高い精度が得られた。 【００１５】こうして得られた固定スクロールと揺動ス
クロールを組み立て、実機試験をした結果、所定の加速
試験経過後もスクロール歯の破損がなく、急激な圧縮比
の低下がなかった。しかし、固定スクロールと揺動スク
ロールの接触部の被覆レジン表面は白化しており、摩耗
が進んでいるのが認められた。そこで、このレジン同士
の静摩擦係数を測定したところ、０．４〜０．４５の範
囲にあることがわかった。 【００１６】実施例１ 比較例で用いたエポキシ樹脂組成物をベースとし、さら
にグラファイト粉末と二硫化モリブデン（Ｍ0Ｓ2）粉末
の混合物を１０重畳％配合したエポキシ樹脂組成物をつ
くり、比較例と同様に成形を行った。その結果、線膨張
係数は２．５×１０~5／℃、Ｔgは１４５℃、金属母体
との接着力は１００Ｋg／cm2以上と、実施例１の場合と
ほとんど変わりはなかったが、静摩擦係数は０．３と測
定され、大幅に改善できた。 【００１７】こうして得られた固定スクロールと揺動ス
クロールを組み立て、実機試験をした結果、所定の加速
試験経過後もスクロール歯の破損がないばかりか、固定
スクロールと揺動スクロール底面の接触部の白化は認め
られず、良好な寸法精度を保っていて、加速試験中ほと
んど圧縮比の低下が認められなかった。 【００１８】実施例２ 比較例および実施例１で用いたエポキシレジンに代え
て、ベースレジンとしてビスマレイミド・トリアジン樹
脂（ＢＴレジン、３０重量％）、充填材として溶融シリ
カ（６０重量％）、固体潤滑材としてグラファイト粉末
と二硫化モリブデン（Ｍ0Ｓ2）の混合物（１０重量％）
を配合して得たレジン組成物をつくり、実施例１と同様
に成形を行った。その結果、線膨張係数は２．１×１０
~5／℃、Ｔgは１９０℃、金属母材との接着力は２００
Ｋg／cm2（室温）以上と測定され、特に、１５０℃での
金属との接着力が１００Ｋg／cm2以上と測定されたこと
は、耐久性がエポキシ樹脂の場合よりもさらに向上する
ものと期待できた。静摩擦係数も０．３と、実施例１と
変わりがなかった。 【００１９】こうして得られた固定スクロールと揺動ス
クロールを組み立て、実機試験をした結果、スクロール
の破損、接触部の白化は認められず、比較例と比較する
と揺動スクロールの駆動力は少なくてすみ、圧縮比は長
期に亘って安定していることがわかった。 【００２０】以上説明した比較例および実施例１、実施
例２で用いたレジン組成物の物性値を使って、熱弾性応
力解析を実施した。その結果、図１（ｂ）に示すよう
な、本発明の母体金属および被覆レジン形状が最も集中
応力が少ないことが立証できた。さらに、レジンの線熱
膨張係数は３．０×１０~5／℃以下、Ｔgは高ければ高
いほど、レジンの破断応力に対する熱応力の関係から望
ましいことがわかった。また、実施例で用いたレジンの
成形収縮率は０．５〜０．８％と小さいけれども、金属
母材の形状をストレートにすると、歯の根元部の寸法精
度は劣化して、所定の目標精度５μm以下におさめられ
ないことが解析できた。 【００２１】上記実施例では特定のベースレジンを用い
た例について説明したが、本発明で用いるベースレジン
は、実施例で用いたものに限ることなく、耐油性・耐フ
ロンガス性に優れかつ金属との接着性に優れる熱硬化性
樹脂であり、さらに無機フィラの配合によって、ここで
示した線膨張係数、成形収縮率が達成でき、望ましくは
高いＴgを得ることのできる樹脂であればよい。また、
成形法についても、トランスファモールド法に限定され
るものではない。 【００２２】ここで、本発明の実施に際して取り上げる
可能性のある若干の熱硬化性樹脂について説明する。ま
ず、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、芳香族
ポリアミド、ポリアミド・イミド等の熱可塑性樹脂の中
には、耐熱性、耐油性に優れる樹脂があるが、現時点で
は実施例に示したレジンほどには成形性に優れず、検討
していないが、将来成形性が改良され、実施例で示した
と同等な線膨張係数などの物性値が満足できれば、これ
らの熱可塑性樹脂を採用できる可能性はある。また、Ｂ
ＭＣ（バルクモールドコンパウンド）として知られる精
密成形に適した不飽和ポリエステルをベースとした熱硬
化性樹脂があるが、これは金属との接着性に優れず、か
つ水分と高温により加水分解する可能性が大であり、検
討していない。しかし、これらの物性が改良されれば、
採用できる可能性はある。また、無機フィラを高充填し
たＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂は、熱可
塑性樹脂の中で最も実施例のレジン物性に近い。結晶性
樹脂であり、寸法精度に劣るが、成形条件を検討中であ
り、実現の可能性は最も高い。 【００２３】本発明によれば、被覆レジン材料に無機フ
ィラを高充填した結果、μmオーダの高い成形精度が得
られ、またベースレジンとして耐油性、耐フロンガス性
に優れかつ金属との接着強度の高いものを用いるので、
スクロール歯の寸法精度および強度の耐久性が向上す
る。さらに、被覆材料に固体潤滑材を配合した結果、静
摩擦係数が低下して摩耗がほとんどなく、スクロールの
駆動力が低減でき、圧縮比の経時変化がほとんどなくな
った。さらに、金属母体の形状および被覆レジンの形状
を、応力集中のない寸法精度確保に有利なものにするこ
とによって、被覆レジンの破断がなく耐久性に優れる金
属・プラスチック複合化スクロールが具現できる。以上
の耐久性に優れるレジン組成とスクロール構造を見いだ
した結果、従来の機械加工による精密切削スクロールに
比べ、工程数を１／３に、工程時間を１／２に低減で
き、大幅な設備投資効率の改善ができる。 【００２４】 【発明の効果】以上詳説したように、本発明によれば、
高い信頼性を有しかつ生産性に優れたスクロール圧縮機
の実現が可能となる。
して用いられるスクロール圧縮機にかかり、特に、生産
性および信頼性の向上に有利なスクロール構成を有する
スクロール圧縮機に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】図２、図３に従来のスクロール圧縮機の
要部概略断面図および動作説明図を示す。図において、
板状の歯を渦巻状に形成した固定スクロール１と、この
固定スクロール１と同一形状の歯を形成した揺動スクロ
ール２とを対向して嵌め合わせている。そして、揺動ス
クロール２の回転により、歯は揺動運動をして固定スク
ロール１と揺動スクロール２の歯の間に形成された圧縮
室の体積を順次縮小させながら中心部に移動させ、中心
部の圧縮気体吐出口３から圧縮気体を吐出するという動
作機構である。 【０００３】図４に固定スクロール１と揺動スクロール
２の歯の拡大断面図を示すが、この図からもわかるよう
に、固定スクロール１と揺動スクロール２の歯の寸法精
度が悪いときは、圧縮ガスが漏れて圧縮比が低下した
り、歯のカジリによって歯が破損したりするので、非常
に高い寸法精度が要求され、特に、接触面の良好な表面
粗度、台板に対する直角度および耐摩耗性などが要求さ
れる。さらに、高い圧縮比を得るためには、歯の疲労強
度の高いものが望ましい。従って、従来のスクロール
は、耐摩耗性および疲労強度に優れた高価な金属母材
を、精密機械加工によってμmオーダの高精度に仕上げ
るために、多数の工数と工程時間を経て製造するという
欠点があった。 【０００４】この欠点を改良する目的で、特開昭５８−
９１３８８号公報に記載されているように、固定スクロ
ールと揺動スクロール部材の互いに対向する面に精密成
形した樹脂層を形成することが提案されている。このス
クロールの断面図と製法概念図を図４および図５に示
す。これは、高精度の樹脂層を形成することにより、金
属の高精度仕上げの工程を減らすという提案である。し
かし、この公報では、樹脂の材質については熱可塑性樹
脂などを使うとあるのみで、前に述べた高い寸法精度、
耐摩耗性、高い疲労強度や、金属母材との接着性を確保
するための具体的な材質および構造の提案はなく、信頼
性に対する配慮に欠けていた。 【０００５】一般に、スクロール圧縮機は、高い圧力、
高い温度条件で稼動されるのみならず、気体としてフロ
ンガスと機械油との混合気体が用いられる。従って、特
開昭５８−９１３８８号公報に開示されている内容のみ
では、スクロール歯の初期寸法精度の確保のみならず、
特にスクロール動作時の寸法精度、耐摩耗性および金属
母材との接着性の確保ができず、実用化はできない。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高い
寸法精度、耐摩耗性、高疲労強度、耐油性および金属母
材との高接着強度が得られるスクロール部材の被覆材料
およびスクロール構成を設定して、高い信頼性を有しか
つ生産性に優れたスクロール圧縮機を提供することにあ
る。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明は、スクロールの
稼動時にかかるストレス条件、すなわち高温・高圧温度
サイクル、フロンガスと機械油との混合気体にさらされ
ること等の極めて厳しい条件下でも、高い寸法精度を保
ち、耐摩耗性に優れ、かつスクロール歯としての機械的
強度の耐久性に優れることが必要なスクロールの構成
は、一般的な熱可塑性樹脂と、従来の機械加工用に設計
されたスクロール構造との単純な組合わせでは実現でき
ないという認識と実験結果に基づいてなされたものであ
る。すなわち、熱可塑性樹脂のなかで比較的成形性およ
び寸法精度に優れるポリカーボネートなどの非結晶性樹
脂は、耐油性に劣り、スクロール稼動時のストレスに耐
えない。一方、熱可塑性樹脂のなかで比較的耐油性およ
び耐熱性に優れるポリブチレンテレフタレートやポリエ
ーテルサルフォン樹脂などの結晶性樹脂は、成形収縮率
が大きく、スクロール歯の寸法精度の確保が難しい。さ
らに、これらの熱可塑性樹脂は金属母材との接着強度が
小さく、スクロール稼動時の気体の圧縮時に発生する熱
サイクルによる熱応力に耐えず、ごく短時間の稼動で接
着面の剥離が起こり、スクロール歯が破損したり、圧縮
比が急激に低下する現象が見られた。 【０００８】本願発明者らは、金属母材との接着強度お
よび耐油性、耐フロンガス性に優れるエポキシレジンあ
るいはビスマレイミド・トリアジンレジンなどの熱硬化
性樹脂をベースレジンとし、これに熱サイクル時の熱応
力を低減させるために石英ガラスあるいは溶融石英など
の無機フィラを高充填したスクロール部材の被覆成形材
料を開発するとともに、接着強度を向上させるためのス
クロール母材金属自体の形状および表面形状の設計など
を組み合わせることによって、初めて信頼性に優れる金
属・プラスチック複合スクロールが具現できることを見
いだした。 【０００９】本発明における固定スクロールおよび揺動
スクロールの母材としては、鋳鉄あるいはアルミニウム
ダイキャストなど鋳造可能なもの、あるいは熱間鍛造の
可能なもので、疲労強度が強く、剛性の高いものを用い
る。このようにして形成される母材およびスクロール歯
の形状精度は低いものでよい。しかし、被覆レジン材料
との接着強度を向上させるために、母材の表面粗さはＨ
max＝１〜１５μmの範囲にあることが望ましい。また、
被覆レジン材料を成形するときに、金型から離型時の応
力を低減するために、その抜き勾配は２°以上必要であ
る。被覆レジン膜の肉厚の変化はスクロール歯としての
寸法精度が確保できないので、母材自体のテーパ角度も
ほぼ同じ角度に設定する。さらに、被覆材料の破断は熱
サイクル時に発生する熱応力がコーナ部に集中すること
によって起こることから、金属母材および被覆レジン表
面のコーナ部のコーナ半径Ｒは０.５〜２ｍｍの範囲の
同じ値に設定する。このように、固定スクロールと揺動
スクロールの歯にテーパおよびコーナ半径Ｒをもたせて
も、両者の歯の形状を同一に設計すれば、互いに緩衝す
ることなく、後述する被覆レジン材料の寸法精度さえ確
保できれば、高い圧縮比が得られることがわかった。 【００１０】前記した目的を達成するためには、被覆レ
ジン材料の設計が最も重要である。すなわち、先に述べ
たように、種々の熱可塑性樹脂も検討したが、ごく短時
間のスクロール稼動で接着面の剥離が起こり、スクロー
ル歯が破損するか、圧縮比が急激に低下したからであ
る。本発明は、この被覆レジンの構成を中心とするもの
であり、好ましい被覆レジン材料については、実施例の
説明の中で詳述する。 【００１１】 【実施例】次に、本発明の実施例および比較例について
詳細に説明する。 【００１２】図１（ａ）は本発明によるスクロール圧縮
機の金属とプラスチックを複合したスクロールの断面
図、同図（ｂ）はその歯の部分の拡大図であり、１は固
定スクロール、２は揺動スクロール、１ａ、１ｂは固定
スクロール１のそれぞれ樹脂被覆底板および歯の樹脂被
覆部、２ａ、２ｂは揺動スクロール２のそれぞれ樹脂被
覆底部および歯の樹脂被覆部を示す。 【００１３】なお、以下の実施例および比較例は、すべ
て前に述べた母材形状、スクロール歯形状によるもので
ある。 【００１４】比較例 ベースレジンとしてクレゾールノボラックエポキシ樹脂
（２０重量％）、硬化剤としてフェノール（１０重量
％）、充填材として石英ガラス粉（７０重量％、５０体
積％）、その他、硬化促進剤、シランカップリング剤、
内部離型剤を少量配合してなる半導体封止用レジンを用
い、金属母体をインサートしてトランスファ成形した。
このとき、このレジンの線膨張係数は２．３×１０~5／
℃、２次転位温度Ｔgは１４５℃であり、金属母体との
接着力は１００Ｋg／cm2（室温）以上と測定された。成
形されたスクロール歯の寸法精度は、基準点に対し±３
μmと極めて高い精度が得られた。 【００１５】こうして得られた固定スクロールと揺動ス
クロールを組み立て、実機試験をした結果、所定の加速
試験経過後もスクロール歯の破損がなく、急激な圧縮比
の低下がなかった。しかし、固定スクロールと揺動スク
ロールの接触部の被覆レジン表面は白化しており、摩耗
が進んでいるのが認められた。そこで、このレジン同士
の静摩擦係数を測定したところ、０．４〜０．４５の範
囲にあることがわかった。 【００１６】実施例１ 比較例で用いたエポキシ樹脂組成物をベースとし、さら
にグラファイト粉末と二硫化モリブデン（Ｍ0Ｓ2）粉末
の混合物を１０重畳％配合したエポキシ樹脂組成物をつ
くり、比較例と同様に成形を行った。その結果、線膨張
係数は２．５×１０~5／℃、Ｔgは１４５℃、金属母体
との接着力は１００Ｋg／cm2以上と、実施例１の場合と
ほとんど変わりはなかったが、静摩擦係数は０．３と測
定され、大幅に改善できた。 【００１７】こうして得られた固定スクロールと揺動ス
クロールを組み立て、実機試験をした結果、所定の加速
試験経過後もスクロール歯の破損がないばかりか、固定
スクロールと揺動スクロール底面の接触部の白化は認め
られず、良好な寸法精度を保っていて、加速試験中ほと
んど圧縮比の低下が認められなかった。 【００１８】実施例２ 比較例および実施例１で用いたエポキシレジンに代え
て、ベースレジンとしてビスマレイミド・トリアジン樹
脂（ＢＴレジン、３０重量％）、充填材として溶融シリ
カ（６０重量％）、固体潤滑材としてグラファイト粉末
と二硫化モリブデン（Ｍ0Ｓ2）の混合物（１０重量％）
を配合して得たレジン組成物をつくり、実施例１と同様
に成形を行った。その結果、線膨張係数は２．１×１０
~5／℃、Ｔgは１９０℃、金属母材との接着力は２００
Ｋg／cm2（室温）以上と測定され、特に、１５０℃での
金属との接着力が１００Ｋg／cm2以上と測定されたこと
は、耐久性がエポキシ樹脂の場合よりもさらに向上する
ものと期待できた。静摩擦係数も０．３と、実施例１と
変わりがなかった。 【００１９】こうして得られた固定スクロールと揺動ス
クロールを組み立て、実機試験をした結果、スクロール
の破損、接触部の白化は認められず、比較例と比較する
と揺動スクロールの駆動力は少なくてすみ、圧縮比は長
期に亘って安定していることがわかった。 【００２０】以上説明した比較例および実施例１、実施
例２で用いたレジン組成物の物性値を使って、熱弾性応
力解析を実施した。その結果、図１（ｂ）に示すよう
な、本発明の母体金属および被覆レジン形状が最も集中
応力が少ないことが立証できた。さらに、レジンの線熱
膨張係数は３．０×１０~5／℃以下、Ｔgは高ければ高
いほど、レジンの破断応力に対する熱応力の関係から望
ましいことがわかった。また、実施例で用いたレジンの
成形収縮率は０．５〜０．８％と小さいけれども、金属
母材の形状をストレートにすると、歯の根元部の寸法精
度は劣化して、所定の目標精度５μm以下におさめられ
ないことが解析できた。 【００２１】上記実施例では特定のベースレジンを用い
た例について説明したが、本発明で用いるベースレジン
は、実施例で用いたものに限ることなく、耐油性・耐フ
ロンガス性に優れかつ金属との接着性に優れる熱硬化性
樹脂であり、さらに無機フィラの配合によって、ここで
示した線膨張係数、成形収縮率が達成でき、望ましくは
高いＴgを得ることのできる樹脂であればよい。また、
成形法についても、トランスファモールド法に限定され
るものではない。 【００２２】ここで、本発明の実施に際して取り上げる
可能性のある若干の熱硬化性樹脂について説明する。ま
ず、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、芳香族
ポリアミド、ポリアミド・イミド等の熱可塑性樹脂の中
には、耐熱性、耐油性に優れる樹脂があるが、現時点で
は実施例に示したレジンほどには成形性に優れず、検討
していないが、将来成形性が改良され、実施例で示した
と同等な線膨張係数などの物性値が満足できれば、これ
らの熱可塑性樹脂を採用できる可能性はある。また、Ｂ
ＭＣ（バルクモールドコンパウンド）として知られる精
密成形に適した不飽和ポリエステルをベースとした熱硬
化性樹脂があるが、これは金属との接着性に優れず、か
つ水分と高温により加水分解する可能性が大であり、検
討していない。しかし、これらの物性が改良されれば、
採用できる可能性はある。また、無機フィラを高充填し
たＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂は、熱可
塑性樹脂の中で最も実施例のレジン物性に近い。結晶性
樹脂であり、寸法精度に劣るが、成形条件を検討中であ
り、実現の可能性は最も高い。 【００２３】本発明によれば、被覆レジン材料に無機フ
ィラを高充填した結果、μmオーダの高い成形精度が得
られ、またベースレジンとして耐油性、耐フロンガス性
に優れかつ金属との接着強度の高いものを用いるので、
スクロール歯の寸法精度および強度の耐久性が向上す
る。さらに、被覆材料に固体潤滑材を配合した結果、静
摩擦係数が低下して摩耗がほとんどなく、スクロールの
駆動力が低減でき、圧縮比の経時変化がほとんどなくな
った。さらに、金属母体の形状および被覆レジンの形状
を、応力集中のない寸法精度確保に有利なものにするこ
とによって、被覆レジンの破断がなく耐久性に優れる金
属・プラスチック複合化スクロールが具現できる。以上
の耐久性に優れるレジン組成とスクロール構造を見いだ
した結果、従来の機械加工による精密切削スクロールに
比べ、工程数を１／３に、工程時間を１／２に低減で
き、大幅な設備投資効率の改善ができる。 【００２４】 【発明の効果】以上詳説したように、本発明によれば、
高い信頼性を有しかつ生産性に優れたスクロール圧縮機
の実現が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明によるスクロール圧縮機の金属
とプラスチックを複合したスクロールの断面図、同図
（ｂ）はその歯の部分の拡大図である。 【図２】従来のスクロール圧縮機の要部概略断面図であ
る。 【図３】動作説明図である。 【図４】該スクロール圧縮機の固定スクロールと揺動ス
クロールの歯の部分の拡大断面図である。 【図５】従来提案されている金属・プラスチック複合ス
クロールの断面図である。 【図６】製法を示す概念図である。 【符号の説明】 １…固定スクロール、 １ａ…固定スクロールの樹脂被覆底板、 １ｂ…固定スクロールの歯の樹脂被覆部、 ２…揺動スクロール、 ２ａ…揺動スクロールの樹脂被覆底部、 ２ｂ…揺動スクロールの歯の樹脂被覆部。
とプラスチックを複合したスクロールの断面図、同図
（ｂ）はその歯の部分の拡大図である。 【図２】従来のスクロール圧縮機の要部概略断面図であ
る。 【図３】動作説明図である。 【図４】該スクロール圧縮機の固定スクロールと揺動ス
クロールの歯の部分の拡大断面図である。 【図５】従来提案されている金属・プラスチック複合ス
クロールの断面図である。 【図６】製法を示す概念図である。 【符号の説明】 １…固定スクロール、 １ａ…固定スクロールの樹脂被覆底板、 １ｂ…固定スクロールの歯の樹脂被覆部、 ２…揺動スクロール、 ２ａ…揺動スクロールの樹脂被覆底部、 ２ｂ…揺動スクロールの歯の樹脂被覆部。
フロントページの続き
(72)発明者 松崎 淳
神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式
会社日立製作所生研技術研究所内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １．渦巻状に形成した第１の歯を有する固定スクロール
部と渦巻状に形成した第２の歯を有する揺動スクロール
部とを有し、前記固定スクロール部と前記揺動スクロー
ル部とを対向させて前記第１の歯と前記第２の歯とを嵌
め合わせ前記揺動スクロール部を前記固定スクロール部
に対して揺動回転させることにより気体を圧縮し吐出す
るスクロール圧縮機であって、前記固定スクロール部の
前記第１の歯の側と前記揺動スクロール部の前記第２の
歯の側とを、それぞれ歯先が根元よりも狭いテーパ状で
角部をＲ形状の断面形状を有して表面粗さをＨｍａｘ＝
１〜１５μｍに粗加工した金属母材の表面を固体潤滑剤
と無機充填フィラとを含有して線膨張係数が３．０×１
０~5／℃以下の熱硬化性樹脂より成る被覆層で一様な厚
さに被覆して前記第１の歯と前記第２の歯との形状精度
を５μｍ以下に形成したことを特徴とするスクロール圧
縮機。 ２．前記固定スクロール部と前記揺動スクロール部との
少なくとも一方が、鋳鉄またはアルミニウムダイキャス
トを素材とし、鋳造により成形されたことを特徴とする
請求項１記載のスクロール圧縮機。 ３．前記固定スクロール部と前記揺動スクロール部との
少なくとも一方が、鍛造により形成されたことを特徴と
する請求項１記載のスクロール圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7750995A JPH0842468A (ja) | 1995-04-03 | 1995-04-03 | スクロール圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7750995A JPH0842468A (ja) | 1995-04-03 | 1995-04-03 | スクロール圧縮機 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60134064A Division JPH0788823B2 (ja) | 1985-06-21 | 1985-06-21 | スクロール圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0842468A true JPH0842468A (ja) | 1996-02-13 |
Family
ID=13635943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7750995A Pending JPH0842468A (ja) | 1995-04-03 | 1995-04-03 | スクロール圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0842468A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6663365B2 (en) * | 2001-01-25 | 2003-12-16 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Scroll type compressor |
| WO2004104421A1 (fr) * | 2003-05-11 | 2004-12-02 | Jinsong Zhou | Couronne spiralee et son procede de production |
| CN106438369A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-02-22 | 广东美的暖通设备有限公司 | 涡旋盘、涡旋压缩机和空调器 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5979088A (ja) * | 1982-10-27 | 1984-05-08 | Mitsubishi Electric Corp | スクロ−ル圧縮機 |
| JPS59218382A (ja) * | 1983-05-25 | 1984-12-08 | Mitsubishi Electric Corp | スクロ−ル圧縮機 |
| JPS608493B2 (ja) * | 1978-03-01 | 1985-03-04 | 富士通株式会社 | ポジ型レジスト像の形成方法 |
| JPS61294180A (ja) * | 1985-06-21 | 1986-12-24 | Hitachi Ltd | スクロ−ル圧縮機 |
-
1995
- 1995-04-03 JP JP7750995A patent/JPH0842468A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS608493B2 (ja) * | 1978-03-01 | 1985-03-04 | 富士通株式会社 | ポジ型レジスト像の形成方法 |
| JPS5979088A (ja) * | 1982-10-27 | 1984-05-08 | Mitsubishi Electric Corp | スクロ−ル圧縮機 |
| JPS59218382A (ja) * | 1983-05-25 | 1984-12-08 | Mitsubishi Electric Corp | スクロ−ル圧縮機 |
| JPS61294180A (ja) * | 1985-06-21 | 1986-12-24 | Hitachi Ltd | スクロ−ル圧縮機 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6663365B2 (en) * | 2001-01-25 | 2003-12-16 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Scroll type compressor |
| WO2004104421A1 (fr) * | 2003-05-11 | 2004-12-02 | Jinsong Zhou | Couronne spiralee et son procede de production |
| CN106438369A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-02-22 | 广东美的暖通设备有限公司 | 涡旋盘、涡旋压缩机和空调器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS63301258A (ja) | スクロ−ル型圧縮機部材用樹脂組成物及びスクロ−ル型圧縮機部品の製造方法 | |
| EP0375337B1 (en) | Parts for use in rotary gear pump | |
| KR20100126662A (ko) | 저가의 세라믹 또는 폴리머로 기계적 성질이 매우 요구되는 부품 및 특히 도구의 제조방법 | |
| KR950025269A (ko) | 경량 스크롤 요소 및 그 제조 방법 | |
| JPH0842468A (ja) | スクロール圧縮機 | |
| JP6331631B2 (ja) | 圧縮機、圧縮機の筐体および圧縮機の筐体の製造方法 | |
| US5392512A (en) | Method for fabricating two-piece scroll members by diecasting | |
| US5011389A (en) | Rotor for a rotary screw machine | |
| US7222657B2 (en) | Metal object forming method and mold used for the same | |
| JPH0788823B2 (ja) | スクロール圧縮機 | |
| JPS63105293A (ja) | スクロ−ル圧縮機 | |
| JPH07180681A (ja) | スクロール流体機械 | |
| JPH01134086A (ja) | スクロール圧縮機用のスクロール部材 | |
| JPH0756271B2 (ja) | スクロール圧縮機のスクロールの製造方法 | |
| JPS6138187A (ja) | スクロ−ルコンプレツサ | |
| JPS62141311A (ja) | 軸受およびその製造方法 | |
| JPS6251783A (ja) | スクロ−ル圧縮機 | |
| JPH0227180A (ja) | 層状構造を有するプラスチック製ローター | |
| JPS5979088A (ja) | スクロ−ル圧縮機 | |
| JPH01301977A (ja) | スクリューロータ | |
| WO2020218238A1 (ja) | スクロールポンプ用ロータおよびスクロールポンプ | |
| JP3018720B2 (ja) | 複合素材回転体及びその製造方法 | |
| JPH03242490A (ja) | アルミニウム合金製ローター端面の油溜り溝の成形方法 | |
| JPH01294985A (ja) | プラスチツクス製ルーツ式ブロワー用ローター | |
| JPH05113181A (ja) | スクロール流体圧縮機 |