JPH1082382A - スクロール圧縮機 - Google Patents

スクロール圧縮機

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JPH1082382A
JPH1082382A JP23632596A JP23632596A JPH1082382A JP H1082382 A JPH1082382 A JP H1082382A JP 23632596 A JP23632596 A JP 23632596A JP 23632596 A JP23632596 A JP 23632596A JP H1082382 A JPH1082382 A JP H1082382A
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ring
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JP23632596A
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Hiroshi Nakanishi
博志 中西
Hideo Hirano
秀夫 平野
Hideto Oka
秀人 岡
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C17/00Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing
    • F01C17/06Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing using cranks, universal joints or similar elements
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 R134a冷媒、R22冷媒、R22代替冷
媒用のスクロール圧縮機において、旋回スクロールを固
定スクロールに対して自転させずに旋回運動させるよう
支持するオルダムリングが、固定部材および旋回スクロ
ールに対して優れた耐磨耗性を有するための処理を明確
にしたものである。 【解決手段】 オルダムリング6と旋回スクロール3お
よび固定部材7の双方の間の潤滑不良による凝着を防止
するため、オルダムリング6を加工後スチーム処理を
し、さらに軟窒化処理をし、オルダムリング6の表面改
質処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は主として業務用およ
び家庭用の冷凍空調に使用されるスクロール圧縮機に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】冷凍空調用の電動圧縮機としては、圧縮
機がレシプロ式のもの、ロータリー式など多種多様のも
のがあるが、いずれの方式も家庭用,業務用の冷凍空調
分野で使用されてきている。現在はコスト,性能面等で
それぞれ特長を活かして成長してきている。中でもスク
ロール圧縮機が高効率,低騒音,低振動という特長を活
かして実用化されてきた。
【0003】スクロール圧縮機に用いられるスクロール
圧縮機構は、よく知られているように、渦巻き曲線を形
成した羽根を持った固定スクロールと旋回スクロールと
を噛み合わせて双方間にいくつかの圧縮室を形成し、こ
の各圧縮室が旋回スクロールの旋回運動によって、吸込
み口に通じて冷媒を吸い込む外周部側から、吐出口に通
じる内周に移動しながら容積が縮小して冷媒を圧縮し、
圧縮した冷媒を吐出口から吐出する。
【0004】前記旋回スクロールが前記冷媒の圧縮のた
めに、自転せずに旋回運動するようにオルダムリングで
支持し、このオルダムリングは前記支持のために移動で
きるよう固定部材で支持されている。
【0005】したがって、オルダムリングは固定部材お
よび旋回スクロールの双方との間で摺動する。多くは、
これら旋回スクロールおよび固定スクロール,固定部
材、およびオルダムリングの全てが鉄系材料で形成され
ている。
【0006】一方、冷媒には特定フロンR12や指定フ
ロンR22を用いていた。特定フロンはそれ以前の冷媒
である二硫化硫黄やメチルクロライドと比べて、化学的
に安定で可燃性,毒性がなく、理想的な冷媒として広く
利用され、長年に亘って使用されてきた。
【0007】ところが近時では、特定フロンが分子中に
塩素原子を含み、これがオゾン層の破壊を引き起こすこ
とが確かめられ、代替フロンの開発および仕様が図られ
ている。
【0008】実用性の高い代替冷媒として、塩素を含ま
ないHFC(Hydro Fluoro Carbo
n)といった冷媒が挙げられている。「油空圧技術’9
4.6.」(日本工業出版発行)。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、代替冷媒を用
いると、代替冷媒は塩素を含まないので従来の特定フロ
ンのような潤滑性は望めない。このため、摺動条件が厳
しくなり、前記従来のような旋回スクロールのオルダム
リングを利用した支持構造では、摺動部に磨耗が生じや
すく支持構造部の寿命が低下する。これは、前記支持構
造部のオルダムリングと、旋回スクロールおよび固定部
材の双方との摺動部が、代替冷媒による潤滑性が望めな
いために一部油膜が切れた境界潤滑状態になりやすく、
この境界潤滑状態になっている部分で、双方が鉄系材料
どうしの供金構造であることによって凝着が生じること
に原因していると考えられる。
【0010】このような支持構造部の寿命低下は、密閉
形圧縮機のようにメンテナンスフリーでしかも長寿命で
運転されるものの場合、前記支持構造部の寿命が即圧縮
機全体の寿命となるので特に問題であり、実用に耐えな
い。
【0011】本発明は上記のような問題を解消すること
を課題とし、塩素を含まない代替冷媒を用いても旋回ス
クロールの支持後続部による寿命低下の問題のないスク
ロール圧縮機を提供することを主たる目的とするもので
ある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、オルダムリングを旋回スクロールおよび固
定部材の双方の潤滑不良による凝着を防止するために、
オルダムリングを加工後表面改質処理を行う。
【0013】
【発明の実施の形態】請求項1の発明は、冷媒として弗
化炭素水素系冷媒群のうち少なくとも1種または2種以
上を混合した混合冷媒を使用し、密閉容器の内部に、電
動機と、この電動機により駆動される旋回スクロールと
固定スクロールとの間で前記冷媒を圧縮するスクロール
圧縮機構を配したスクロール圧縮機において、旋回スク
ロールを固定スクロールに対して自転させずに旋回運動
させるように支持するオルダムリングが、このオルダム
リングを前記支持のために移動できるように支持する固
定部材、および旋回スクロールの双方と異種材料で形成
されているものであり、電動機の起動によりスクロール
圧縮機構が働くと、冷媒を吸入して圧縮することを繰り
返し冷凍サイクルを実行する。冷媒は弗化炭素水素系冷
媒群のうち少なくとも1種または2種以上の冷媒を混合
した混合冷媒であって塩素を含まず環境を破壊しない。
冷媒は塩素を含まないので潤滑性は望めず、オルダムリ
ングと、旋回スクロールおよび固定部材の双方との間の
摺動部に境界潤滑状態が生じてもオルダムリングと旋回
スクロールおよび固定部材の双方とが異種材料同士の摺
接になるので、相互が境界潤滑状態の部分で凝着するよ
うなことを回避でき、旋回スクロールのオルダムリング
を利用した支持構造部の寿命が向上し、塩素を含まない
代替冷媒を用いても支持構造部による寿命低下の問題の
ないものとなる。
【0014】固定部材と旋回スクロールに対しオルダム
リングを異種材料とし、耐磨耗性を向上するために、請
求項1の発明は表面のスチーム処理を加工後実施してあ
るので、スチーム処理層23は酸化皮膜ができ硬度が上
昇し、相手鉄表面と凝着しにくく耐磨耗性が増す。
【0015】請求項2の発明は、加工後表面にスチーム
処理し、さらにガス軟窒化処理をしてあるので、スチー
ム処理層23が封孔処理されるとともに、窒化処理層2
4によってさらに耐磨耗性の高い異種材料面を形成し、
相手材と凝着しにくくなり、請求項1〜2のいずれの発
明も、請求項1の発明の作用を達成するのに、オルダム
リングの改質処理の工程を明確化することにより対処で
きるので、オルダムリングが旋回スクロールおよび固定
部材と同系の材料である場合に便利であるし既成部品を
利用しても対処できる利点がある。
【0016】請求項1および2の発明は、それぞれの発
明の固定部材が焼結鉄、旋回スクロールがアルミニウム
系である。
【0017】
【実施例】以下、本発明のいくつかの実施の形態につい
て図1〜4を参照しながら説明する。
【0018】(実施例1)図1〜図2に本発明の第1の
実施の形態を示している。本実施の形態は冷凍空調用の
横向き設置型のスクロール圧縮機の場合で、図1に全体
の構成を示している。
【0019】主な構成として、冷媒として弗化炭素水素
系冷媒群のうち少なくとも1種または2種以上を混合し
た混合冷媒を使用するもので、密閉容器1の内部に、電
動機2と、この電動機2により駆動される旋回スクロー
ル3と固定スクロール4との間で前記冷媒を圧縮する圧
縮機構5を配し、旋回スクロール3を固定スクロール4
に対して自転させずに旋回運動させるように支持するオ
ルダムリング6が、このオルダムリング6を前記支持の
ために移動できるように支持する固定部材7、および旋
回スクロール3の双方と異種材料で形成されている。
【0020】本実施の形態が横向き設置型のものである
ことにより、密閉容器1内の右部に圧縮機構5が、密閉
容器1内の左部に圧縮機構5を駆動する電動機2が、最
左部には潤滑剤であるオイル8aのオイル溜め8と、オ
イル溜め8内のオイル8aを潤滑対象部へ支持構造部1
0を通じて送り出すオイルガイド9とが、それぞれ設け
られている。
【0021】圧縮機構5は右側の固定スクロール4と左
側の旋回スクロール3とを従来同様に噛み合わせて構成
し、旋回スクロール3が電動機2と対向して前記オルダ
ムリング6を介し旋回駆動される。この旋回駆動によっ
て、旋回、固定各スクロール3,4の双方間にいくつか
形成する圧縮室11が、吸込口12に通じる外周側から
吐出口13に通じる内周側に移動されながら容積を縮小
して圧縮を行う。冷媒は密閉容器1外に延びる吸込管1
4から吸込口12へと吸引する。圧縮した冷媒は吐出口
13から密閉容器1内に吐出し、密閉容器1外に延びる
吐出管15から空調用の図示しない冷凍サイクルに供給
した後、前記吸込管14に戻し循環させ、冷凍サイクル
を実行する。
【0022】固定部材7は固定スクロール4との間に旋
回スクロール3を互いの噛み合わせ状態に保持するよう
に密閉容器1内に固定された軸受ブロックをなし、電動
機2の回転子2aと一体で旋回スクロール3に固定され
て、これを駆動するクランク軸16を固定部材7によっ
て保持している。回転子2aのまわりには固定子2bが
あり電動機2を構成している。
【0023】オルダムリング6は図2に示すように、旋
回スクロール3に対向する側の面の直径線上2カ所に突
起17が、また固定部材7と対向する側の面の直径線上
2カ所に突起18がそれぞれ設けられ、双方の配列が互
いに直角な方向に向くようになっている。
【0024】オルダムリング6の突起17は、旋回スク
ロール3の直径線上2カ所に設けられた半径方向の溝1
9と嵌まり合って、突起17が並ぶ方向に移動できるよ
うに支持し、突起18は固定部材7の直径線上2カ所の
半径方向の溝20と嵌まり合ってオルダムリング6が突
起18の並ぶ方向に移動できるように支持する。これに
よって、旋回スクロール3は自転せずに旋回運動できる
ように支持される。さらに旋回スクロール3は偏心位置
にある突軸3aをクランク軸16の主軸16aに半径方
向に摺動できるように保持された摺動子21に嵌めあわ
されている。これによって、クランク軸16が回転する
と旋回スクロール3は摺動子21、オルダムリング6を
介して自転せずに旋回駆動される。
【0025】上記の各部材や手段の配置と、支持および
駆動,吸込み圧縮して吐出する流体の案内構造等の具体
的な構成は、本願発明の請求項1の要件を満足する範囲
でどのように構成されてもよいのは勿論である。
【0026】前記冷凍サイクルに用いられる冷媒は、弗
化炭素水素系冷媒群のうち少なくとも1種または2種以
上を混合した混合冷媒であって、塩素を含まず環境を破
壊しない。しかし、密閉容器1内に吐出される冷媒は各
機械摺動部の細部にまでおよぶことができるが、塩素を
含まないために潤滑性は望めず、オルダムリング6と旋
回スクロール3および固定部材7との双方との間の摺動
部に環境潤滑状態が生じることがある。
【0027】しかし、オルダムリング6と旋回スクロー
ル3および固定部材7の双方とは異種材料であることに
よって、異種材料どうしが摺接することになるので、双
方が境界潤滑状態の部分で凝着するようなことを回避で
き、旋回スクロール3のオルダムリング6を利用した支
持構造部22の寿命が向上し、塩素を含まない代替冷媒
を用いても支持構造部22による寿命低下の問題のない
ものとなる。
【0028】本実施の形態は、オルダムリング6と旋回
スクロール3および固定部材7の双方とを異種材料とす
るため、図3に示すようにオルダムリング6の表面に加
工後スチーム処理を施したスチーム処理層23を形成
し、表面的に材料を異ならせている。
【0029】したがって、オルダムリング6を表面的な
改質処理をして簡単に対処できるので、オルダムリング
6が旋回スクロール3および固定部材7と同系の材料と
した場合や、旋回スクロール3と固定部材7が異種材料
とした場合に便利であるし、既成部品を利用しても対処
できる利点がある。
【0030】本実施の形態では、オルダムリング6は鉄
系焼結材、旋回スクロール3はアルミニウム系金属より
なり、固定部材7は鉄系金属である。
【0031】オルダムリング6のスチーム処理は500
℃〜600℃の温度のスチームにて行われるとよい。処
理時間は1時間〜100時間が適当である。このように
したスチーム処理層23は酸化皮膜ができ硬度が向上
し、旋回スクロール3および固定部材7との機械摺動部
が潤滑不良によって凝着するようなことを十分に防止す
ることができた。
【0032】(実施例2)図4は本発明の第2の実施の
形態を示している。このものは、第1の実施の形態と同
じ構造のスクロール圧縮機において、図に示すようにオ
ルダムリング6の表面に第1の実施の形態の場合と同様
に加工後施したスチーム処理層の上から、さらにガス窒
化等の窒化処理を施し、窒化処理層24を形成してい
る。
【0033】これにより、オルダムリング6は旋回スク
ロールおよび固定部材に対し異種材料とされたスチーム
処理層23が、封孔処理されるとともに窒化処理層24
によって耐磨耗性のさらに高い異種材料面を形成するの
で、さらなる長寿命化を図ることができる。また、オル
ダムリング6が多孔質な材料、特に鉄系金属等の焼結材
料によりなる場合に、型形成によって容易に製作でき、
しかも前記封孔処理されるので多孔質であることによる
耐久性の面で弱点を補うことができる。
【0034】窒化処理は例えばアンモニアガス雰囲気中
で、500℃〜600℃の温度で、1時間〜100時間
加熱して処理するとよい。処理温度が高いほど窒化処理
層24の硬度が向上する。したがって、処理温度の設定
によって硬度を調節することができる。窒化処理は前記
の他、知られる各種のものを適用できる。
【0035】
【発明の効果】請求項1,2の発明によれば、オルダム
リングの改質処理工程を明確にすることにより、オルダ
ムリングと旋回スクロールおよび固定部材の双方との間
に摺動部に境界潤滑状態が生じても、オルダムリングを
改質して簡単に対処できるので、オルダムリングが旋回
スクロールおよび固定部材と同系の材料である場合や、
旋回スクロールと固定部材が異種材料である場合に便利
であるし、既成部品を利用しても対処できる利点があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示すスクロール圧
縮機の断面図
【図2】図1の圧縮機の要部の分解斜視図
【図3】図2のオルダムリングの改質処理状態を示す断
面図
【図4】本発明の第2の実施の形態としてのスクロール
圧縮機のオルダムリングの改質処理状態を示す断面図
【符号の説明】
1 密閉容器 2 電動機 2a 回転子 2b 固定子 3 旋回スクロール 3a 突軸 4 固定スクロール 5 圧縮機構 6 オルダムリング 7 固定部材 8 オイル溜め 8a オイル 9 オイルガイド 10 支持構造部 11 圧縮室 12 吸込口 13 吐出口 14 吸込管 15 吐出管 16 クランク軸 17 突起 18 突起 19 溝 20 溝 21 摺動子 22 支持構造部 23 スチーム処理層 24 窒化処理層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷媒として弗化炭素水素系冷媒群のうち
    少なくとも1種または2種以上を混合した混合冷媒を使
    用し、密閉容器の内部に、電動機と、前記電動機により
    駆動される旋回スクロールと固定スクロールとの間で前
    記冷媒を圧縮するスクロール圧縮機を配したスクロール
    圧縮機において、旋回スクロールを固定スクロールに対
    して自転させずに旋回運動させるように支持するオルダ
    ムリングが、このオルダムリングを前記支持のために移
    動できるように支持する固定部材、および旋回スクロー
    ルの双方と異種材料で形成されているスクロール圧縮機
    において、固定部材と旋回スクロールに対し、オルダム
    リングは耐磨耗性向上を行うため表面のスチーム処理を
    加工後に実施したスクロール圧縮機。
  2. 【請求項2】 固定部材と旋回スクロールに対し、オル
    ダムリングは耐磨耗性向上を行うため、加工後さらにガ
    ス軟窒化され異種材料となっている請求項1記載のスク
    ロール圧縮機。
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US6358028B1 (en) 1998-10-15 2002-03-19 Hitachi, Ltd. Scroll compressor
US9797401B2 (en) 2013-12-09 2017-10-24 Mitsubishi Electric Corporation Scroll compressor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6358028B1 (en) 1998-10-15 2002-03-19 Hitachi, Ltd. Scroll compressor
US9797401B2 (en) 2013-12-09 2017-10-24 Mitsubishi Electric Corporation Scroll compressor

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