JPH11280680A - 硬質炭素被膜が形成された回転圧縮機 - Google Patents

硬質炭素被膜が形成された回転圧縮機

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JPH11280680A
JPH11280680A JP8326898A JP8326898A JPH11280680A JP H11280680 A JPH11280680 A JP H11280680A JP 8326898 A JP8326898 A JP 8326898A JP 8326898 A JP8326898 A JP 8326898A JP H11280680 A JPH11280680 A JP H11280680A
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JP
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hard carbon
roller
rotary compressor
outer peripheral
peripheral surface
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JP8326898A
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English (en)
Inventor
Hitoshi Hirano
均 平野
Keiichi Kuramoto
慶一 蔵本
Yoichi Domoto
洋一 堂本
Hisaki Tarui
久樹 樽井
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 硬質炭素被膜を高負荷荷重下で使用する部
材に形成すると、摺動することによって摺動部が高温に
なり、硬質炭素被膜が初期特性から変化し、熱によって
その硬度が減少すると共に、耐摩耗性が悪くなり、当初
の硬質炭素被膜の優れた特性を示さなくなる。 【解決手段】 本発明の硬質炭素被膜は、基体に対す
るイオンビームの照射によって該基体上に形成される硬
質炭素被膜の膜中の水素量が20%以下であり、且つイオ
ンビームのエネルギーが200eV以上であることを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、硬質炭素被膜に関
し、特に回転圧縮機、若しくはその圧縮機に用いられる
部品、電気シェーバー等の刃物、スクリーン印刷用マス
ク、オフィスオートメーション(OA)機器部品、その
他摺動部品、又は太陽電池、磁気ヘッド、SAWデバイ
ス等の電子デバイス、更には半導体等の機能性薄膜に用
いられる硬質炭素被膜に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、マイクロ波CVD法、熱フィラメ
ントCVD法等の気相合成法によって硬質炭素被膜を基
体上に形成しており、この硬質炭素被膜には、水素が2
5〜40%程度含まれているのが一般的である。この硬
質炭素被膜が形成された部材を使用する際にその部材の
温度が上昇するに従って、被膜中の水素量が減少し、そ
れに伴い、被膜の硬度が減少する傾向にあった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、硬質炭素被
膜を高負荷荷重下で使用する部材に形成すると、摺動す
ることによって摺動部が高温になり、硬質炭素被膜が初
期特性から変化し、熱によってその硬度が減少すると共
に、耐摩耗性が悪くなり、当初の硬質炭素被膜の優れた
特性を示さなくなる。
【0004】また、前述の硬質炭素被膜においても、膜
厚が厚くなるとその内部応力の影響等により、剥離する
可能性がある。
【0005】従って、本発明は、このような従来の問題
点を解消し、高い膜硬度を有し、かつ基体に対する密着
性に優れた硬質炭素被膜を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、回転するクラ
ンク軸の偏心部に取り付けられた、外周面を有するロー
ラと、前記ローラを収納し、前記ローラの外周面に接し
て摺動する摺動面を内面に有するシリンダと、前記シリ
ンダの内面に形成された溝内に収納され、先端部が前記
ローラの外周面に接して摺動するベーンとを備え、前記
ベーンの少なくとも先端部または側面部に、イオンビー
ムを照射することによって該ベーン上に形成される硬質
炭素被膜の膜中の水素量を20%以下としたことを特徴
とする。
【0007】また、本発明は、回転するクランク軸の偏
心部に取り付けられた、外周面を有するローラと、前記
ローラを収納し、前記ローラの外周面に接して摺動する
摺動面を内面に有するシリンダと、前記シリンダの内面
に形成された溝内に収納され、先端部が前記ローラの外
周面に接して摺動するベーンとを備え、前記ローラの外
周面に、イオンビームを照射することによって該ローラ
上に形成される硬質炭素被膜の膜中の水素量を20%以
下としたことを特徴とする。
【0008】更に、本発明は、回転するクランク軸の偏
心部に取り付けられた、外周面を有するローラと、前記
ローラを収納し、前記ローラの外周面に接して摺動する
摺動面を内面に有するシリンダと、前記シリンダの内面
に形成された溝内に収納され、先端部が前記ローラの外
周面に接して摺動するベーンとを備え、前記シリンダの
溝の内面に、イオンビームを照射することによって該内
面上に形成される硬質炭素被膜の膜中の水素量を20%
以下としたことを特徴とする。
【0009】ここで、前記イオンビームのエネルギーが
200eV以上であることを特徴とする。
【0010】前記被膜の硬度が500℃以下の温度範囲
で硬度が2500Hv以上であることを特徴とする。
【0011】前記硬質炭素被膜と、前記ベーン、前記ロ
ーラの外周面、又は前記シリダの溝の内面との間に中間
層が形成されていることを特徴とする。
【0012】前記中間層が、Si、Ti、Zr、Ge、Ru、Mo、
W、又はこれらの酸化物、これらの窒化物、もしくはこ
れらの炭化物から形成されていることを特徴とする。
【0013】前記硬質炭素被膜が、Si、N、Ta、Cr、F、
及びBからなるグループより選ばれる少なくとも1種の
添加元素を含有している。
【0014】前記硬質炭素被膜は、前記硬質炭素被膜の
表面に近い部分の添加元素濃度が表面から離れた部分よ
りも高くなるような添加元素濃度の傾斜を有している。
【0015】前記回転圧縮機において、冷凍油として、
ポリオールエステル、又はポリビニールエーテルが用い
られる。
【0016】Fe系、Al系、Cu系の溶製材、或いはこれら
をベースにした焼結、複合材からなるベーン、ローラ、
及びシリンダの基体のうちいずれかに前記硬質炭素被膜
を形成した。
【0017】前記硬質炭素被膜は、ダイヤモンド薄膜、
ダイヤモンド構造と非晶質炭素構造との混合膜、又は非
晶質炭素薄膜から構成されている。
【0018】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図1乃至図
4に基づいて説明する。
【0019】まず、図1は、本発明における硬質炭素被
膜形成のための装置の一例を示す概略断面図である。
【0020】尚、本発明の実施の形態における硬質炭素
被膜は、ダイヤモンド薄膜、ダイヤモンド構造と非晶質
炭素構造との混合薄膜、或いは非晶質炭素薄膜である。
また、硬質炭素被膜には、Si、N、Ta、Cr、F、及びBか
らなるグループより選ばれる少なくとも1種の添加元素
を含有していることが好ましい。
【0021】図1を参照して、真空チャンバ8には、プ
ラズマ発生室4が設けられている。プラズマ発生室4に
は、導波管2の一端が取り付けられており、導波管2の
他端には、マイクロ波供給手段1が設けられている。
【0022】マイクロ波供給手段1で発生したマイクロ
波は、導波管2及びマイクロ波導入窓3を通って、プラ
ズマ発生室4に導かれる。プラズマ発生室4には、プラ
ズマ発生室4内にアルゴン(Ar)ガスなどの放電ガスと
メタン(CH4)、水素(H2)などの原料ガスを導入させ
るためのガス導入管5が設けられている。また、プラズ
マ発生室4の周囲には、プラズマ磁界発生装置6が設け
られている。
【0023】マイクロ波による高周波磁界と、プラズマ
磁界発生装置6からの磁界を作用させることにより、プ
ラズマ発生室4内に高密度のECRプラズマが形成され
る。真空チャンバ8内には基体ホルダ7が設けられてい
る。本実施例では、基体10として回転圧縮機のベーンを
用いた。尚、基体として、Fe系、Al系、Cu系の溶製材、
或いはこれらをベースにした焼結、或いは複合材を用い
ることが好ましい。
【0024】この回転圧縮機の概略構成については後述
する。
【0025】また、プラズマ発生室4で分解された炭素
系イオンは、グリッド9によって加速され、真空チャン
バ8内に引き出される。この時、グリッド9に印加され
る電圧の大きさにより、イオンの加速エネルギーは制御
される。
【0026】また、中間層の形成が必要な場合はマグネ
トロンRFスパッタ法などにより可能となる。ターゲット
をアルゴンプラズマ中のイオンでスパッタし、膜形成を
行うものであり、ターゲットとして、Si、Ti、Zr、W、M
o、Ru、Ge等を用い、また、スパッタと同時にチャンバ
ー内に酸素、或いは窒素ガス、或いは炭素を含むガスを
導入するとSi、Ti、Zr、W、Mo、Ru、Geの単体、或いは
これらの酸化物、窒化物、及び炭化物の形成が可能とな
る。
【0027】以下、硬質炭素被膜を形成する実施の形態
について説明する。
【0028】まず、真空チャンバ8内を10-5〜10-7Torr
に排気する。 次に、チャンバ内にArガスを5.7×10-4To
rr供給して、ターゲット11と基体ホルダー7との間に
Arプラズマを発生させ、プラズマ中のイオンにより、Si
ターゲットをスパッタし、Si中間層を形成する。次に、
マグネトロンスパッタ法によるSi中間層形成プロセスを
止めて、プラズマ発生室4内にArガスを2.5×10-4Tor
r、CH4ガスを3.0×10-4Torr供給して、プラズマ発生室
4にAr及びCH4のプラズマを発生させる。
【0029】更に、グリッド9に印加する電圧を200Vか
ら1kVまで変化させて膜形成を行った。
【0030】ところで、本発明の硬質炭素被膜が形成さ
れる回転圧縮機の概略断面を図2に示す。
【0031】同図において、11は密閉容器、20は図
示しない電動機によって駆動されるクランク軸、30は
クランク軸20の偏心部に取り付けられたローラであ
り、このローラ30はモニクロ鋳鉄から構成されてい
る。
【0032】40はローラ30を収納した円筒状シリン
ダであり、このシリンダ40は鋳鉄から構成されてい
る。50はベーン60が往復運動するために設けられた
シリンダ溝、60は円筒状シリンダ40内の空間を高圧
部と低圧部に仕切るためのベーンであり、このベーン6
0は高速度工具鋼(SKH51)から構成されている。
【0033】70はベーン60をローラ30側に付勢す
るためのバネである。80は円筒状シリンダ40内へ冷
媒を供給する吸入管、90は円筒状シリンダ内部で圧縮
された圧力、及び温度が上昇した冷媒を圧縮機外部に吐
出させる吐出管である。尚、本発明の回転圧縮機の冷凍
油としては、ポリオールエステル、又はポリビニールエ
ーテルが用いられることが好ましい。
【0034】前述のように構成された回転圧縮機の動作
説明を次に行う。
【0035】電動機によってクランク軸20が駆動さ
れ、クランク軸20偏心部に取り付けられたローラ30
は、円筒状シリンダ40内を円周に沿って回転する。ベ
ーン60は高圧ガス、及びバネ70を付勢を受けている
ため、このローラ30の回転に伴ってベーン60は、ロ
ーラ30の外周面と常時接触しながら、シリンダ溝50
内を往復運動する。
【0036】この運動を連続的に繰り返すことによっ
て、円筒状シリンダ40内へ吸入管80を介して吸い込
まれた冷媒が、円筒状シリンダ40内部で圧縮され、圧
力、及び温度が上昇した後、吐出管90を介して回転圧
縮機外部に吐出される。
【0037】本発明の硬質炭素被膜は、回転圧縮機の摺
動部分、即ちベーン60の少なくとも先端部または側面
部、ローラ30の外周面、及びシリンダ溝50の内面に
形成することが好ましい。
【0038】ところで、本実施の形態で作製した硬質炭
素被膜の水素量を赤外吸収分光分析方法を用いて測定
し、その結果を図3に示す。図3に示すように、加速電
圧が増加するに従い、水素量が減少することがわかっ
た。更に、基体に対する加速電圧と硬質炭素被膜の硬度
との関係を図4に示す。同図から明らかように、加速電
圧を200V以上に設定することによって、硬質炭素被
膜の硬度を約2500Hv以上に保持することができる
ことが分かる。これらの結果、基体に対する加速電圧を
上げることによって被膜中の水素量は減少するものの、
この被膜の形成中にイオンビームを基体に照射すること
によって被膜の硬度を少なくとも約2500Hvに保持
することができる。
【0039】一方、基体を加熱しながら、この被膜の硬
度測定を行った結果、500℃までは硬度は2500H
v以上であることがわかった。本発明の基体は加速電圧
を600Vに設定して硬質炭素被膜を形成した。
【0040】この後、密着性の評価をビッカース圧子に
よる押し込み試験(荷重:1kg)により行った。比較例
として加速電圧を50Vとして、形成した膜の結果もあ
わせて表1に示す(試験基体個数:50個)。
【0041】表1に示すように、本発明の膜は明らかに
密着性においても、優れていることが分かる。
【0042】
【表1】
【0043】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、基体上に形成された硬質炭素被膜が高い膜硬
度を有し、かつ基体に対する密着性に優れた硬質炭素被
膜となる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の硬質炭素被膜形成のための装置の一例
を示す概略断面図である。
【図2】本発明の硬質炭素被膜が形成される回転圧縮機
の概略断面図である。
【図3】本発明の硬質炭素被膜の水素量と基体に対する
加速電圧との関係を表わす図である。
【図4】基体に対する加速電圧と硬質炭素被膜の硬度と
の関係を示す図である。
【符号の説明】
1…マイクロ波供給手段 2…導波管 3…マイクロ波導入窓 4…プラズマ発生室 5…ガス導入管 6…プラズマ磁界発生装置 7…基体ホルダ 8…真空チャンバ 9…グリッド 10…基体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樽井 久樹 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転するクランク軸の偏心部に取り付
    けられた、外周面を有するローラと、前記ローラを収納
    し、前記ローラの外周面に接して摺動する摺動面を内面
    に有するシリンダと、前記シリンダの内面に形成された
    溝内に収納され、先端部が前記ローラの外周面に接して
    摺動するベーンとを備え、前記ベーンの少なくとも先端
    部または側面部に、イオンビームを照射することによっ
    て該ベーン上に形成される硬質炭素被膜の膜中の水素量
    を20%以下としたことを特徴とする硬質炭素被膜が形
    成された回転圧縮機。
  2. 【請求項2】 回転するクランク軸の偏心部に取り付
    けられた、外周面を有するローラと、前記ローラを収納
    し、前記ローラの外周面に接して摺動する摺動面を内面
    に有するシリンダと、前記シリンダの内面に形成された
    溝内に収納され、先端部が前記ローラの外周面に接して
    摺動するベーンとを備え、前記ローラの外周面に、イオ
    ンビームを照射することによって該ローラ上に形成され
    る硬質炭素被膜の膜中の水素量を20%以下としたこと
    を特徴とする硬質炭素被膜が形成された回転圧縮機。
  3. 【請求項3】 回転するクランク軸の偏心部に取り付
    けられた、外周面を有するローラと、前記ローラを収納
    し、前記ローラの外周面に接して摺動する摺動面を内面
    に有するシリンダと、前記シリンダの内面に形成された
    溝内に収納され、先端部が前記ローラの外周面に接して
    摺動するベーンとを備え、前記シリンダの溝の内面に、
    イオンビームを照射することによって該内面上に形成さ
    れる硬質炭素被膜の膜中の水素量を20%以下としたこ
    とを特徴とする硬質炭素被膜が形成された回転圧縮機。
  4. 【請求項4】 前記イオンビームのエネルギーが20
    0eV以上であることを特徴とする請求項1乃至3のうち
    いずれかに記載の硬質炭素被膜が形成された回転圧縮
    機。
  5. 【請求項5】 前記被膜の硬度が500℃以下の温度
    範囲で硬度が2500Hv以上であることを特徴とする
    請求項1乃至3のうちいずれかに記載の硬質炭素被膜が
    形成された回転圧縮機。
  6. 【請求項6】 前記硬質炭素被膜と、前記ベーン、前
    記ローラの外周面、又は前記シリダの溝の内面との間に
    中間層が形成されていることを特徴とする請求項1乃至
    5のうちいずれかに記載の硬質炭素被膜が形成された回
    転圧縮機。
  7. 【請求項7】 前記中間層が、Si、Ti、Zr、Ge、Ru、
    Mo、W、又はこれらの酸化物、これらの窒化物、もしく
    はこれらの炭化物から形成されていることを特徴とする
    請求項6記載の硬質炭素被膜が形成された回転圧縮機。
  8. 【請求項8】 前記硬質炭素被膜が、Si、N、Ta、C
    r、F、及びBからなるグループより選ばれる少なくとも
    1種の添加元素を含有している請求項1乃至3のうちい
    ずれかに記載の硬質炭素被膜が形成された回転圧縮機。
  9. 【請求項9】 前記硬質炭素被膜は、前記硬質炭素被
    膜の表面に近い部分の添加元素濃度が表面から離れた部
    分よりも高くなるような添加元素濃度の傾斜を有してい
    る請求項8記載の硬質炭素被膜が形成された回転圧縮
    機。
  10. 【請求項10】 請求項1乃至9記載の回転圧縮機に
    おいて、冷凍油として、ポリオールエステル、又はポリ
    ビニールエーテルが用いられることを特徴とする硬質炭
    素被膜が形成された回転圧縮機。
  11. 【請求項11】 Fe系、Al系、Cu系の溶製材、或いは
    これらをベースにした焼結、複合材からなるベーン、ロ
    ーラ、及びシリンダの基体のうちいずれかに前記硬質炭
    素被膜を形成したことを特徴とする請求項1乃至3記載
    の硬質炭素被膜が形成された回転圧縮機。
  12. 【請求項12】 前記硬質炭素被膜は、ダイヤモンド
    薄膜、ダイヤモンド構造と非晶質炭素構造との混合膜、
    又は非晶質炭素薄膜から構成されていることを特徴とす
    る請求項1乃至11のうちいずれかに記載の硬質炭素被
    膜が形成された回転圧縮機。
JP8326898A 1998-03-30 1998-03-30 硬質炭素被膜が形成された回転圧縮機 Pending JPH11280680A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003247060A (ja) * 2001-12-17 2003-09-05 Sumitomo Electric Ind Ltd 非晶質炭素被膜の製造方法及び非晶質炭素被覆摺動部品
JP2009203556A (ja) * 2001-12-17 2009-09-10 Sumitomo Electric Ind Ltd 非晶質炭素被膜の製造方法及び非晶質炭素被覆摺動部品
WO2014196259A1 (ja) * 2013-06-06 2014-12-11 株式会社日立製作所 摺動部品
JP2020200795A (ja) * 2019-06-11 2020-12-17 株式会社豊田中央研究所 ベーン式ポンプ

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003247060A (ja) * 2001-12-17 2003-09-05 Sumitomo Electric Ind Ltd 非晶質炭素被膜の製造方法及び非晶質炭素被覆摺動部品
JP2009203556A (ja) * 2001-12-17 2009-09-10 Sumitomo Electric Ind Ltd 非晶質炭素被膜の製造方法及び非晶質炭素被覆摺動部品
WO2014196259A1 (ja) * 2013-06-06 2014-12-11 株式会社日立製作所 摺動部品
JPWO2014196259A1 (ja) * 2013-06-06 2017-02-23 株式会社日立製作所 摺動部品
JP2020200795A (ja) * 2019-06-11 2020-12-17 株式会社豊田中央研究所 ベーン式ポンプ

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