JPS61279791A - レ−ザ−焼入れ面を有するロ−タリ−式圧縮機用ロ−ラ− - Google Patents
レ−ザ−焼入れ面を有するロ−タリ−式圧縮機用ロ−ラ−Info
- Publication number
- JPS61279791A JPS61279791A JP12147285A JP12147285A JPS61279791A JP S61279791 A JPS61279791 A JP S61279791A JP 12147285 A JP12147285 A JP 12147285A JP 12147285 A JP12147285 A JP 12147285A JP S61279791 A JPS61279791 A JP S61279791A
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- Japan
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- roller
- wear
- hardened layer
- crank
- hardened
- Prior art date
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- Pending
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
- F01C21/08—Rotary pistons
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はロータリー式圧縮機用のローラーに係わり、特
にローラーの外周面をレーザー焼入れからなる焼入れ面
を設け、耐摩耗性を向上させると共に、ローラーの内周
面は未焼入れとし摺接する相手材のローターシャフトの
クランク部の異常摩耗を防止したローラーに関する。
にローラーの外周面をレーザー焼入れからなる焼入れ面
を設け、耐摩耗性を向上させると共に、ローラーの内周
面は未焼入れとし摺接する相手材のローターシャフトの
クランク部の異常摩耗を防止したローラーに関する。
従来の技術と問題点
圧縮機には、シリンダ室内でピストンが往復運動するレ
シプロ方式と、シリンダ室内でローラーを偏心回転させ
るロータリー方式とがあるが、構造が複雑で部品点数の
多いレシプロ式圧縮機に比べ、小型軽量で簡単な構成の
ロータリー式圧縮機が広く採用されている。
シプロ方式と、シリンダ室内でローラーを偏心回転させ
るロータリー方式とがあるが、構造が複雑で部品点数の
多いレシプロ式圧縮機に比べ、小型軽量で簡単な構成の
ロータリー式圧縮機が広く採用されている。
ロータリー式圧縮機は第１図と第２図に示すように、内
部に円筒空間を有するシリンダ壁８．シ ｊ
□リンアダ両側面を密閉する側板９，９′によって形成
されるシリンダ室４の中心に、偏心した中心をもつクラ
ンク２を有するローターシャフト１と。
部に円筒空間を有するシリンダ壁８．シ ｊ
□リンアダ両側面を密閉する側板９，９′によって形成
されるシリンダ室４の中心に、偏心した中心をもつクラ
ンク２を有するローターシャフト１と。
クランク２に摺接するローラー３．ローラー３の外周面
に摺接するブレード５からなり、シャフト１の回転でク
ランク部２を介して、ローラー３をシリンダ室で偏心回
転させることによりブレード５を上下させ、ブレードで
仕切られた吸気孔６より吸気されたシリンダ室４の気体
等を圧縮し、その圧縮気体を吐出孔７よりシリンダ室４
外へ吐出するものである。
に摺接するブレード５からなり、シャフト１の回転でク
ランク部２を介して、ローラー３をシリンダ室で偏心回
転させることによりブレード５を上下させ、ブレードで
仕切られた吸気孔６より吸気されたシリンダ室４の気体
等を圧縮し、その圧縮気体を吐出孔７よりシリンダ室４
外へ吐出するものである。
ローラー３の内周面は、ローターシャフト１のクランク
２の外周面に摺接し、更にローラー３の外周面はブレー
ド５に摺接している。このようにローラー３は内外周面
とも摺接しているので、内外周面の耐摩耗性が要求され
、従来よりローラー全体を焼入焼戻しにより、ＨＲｃ５
０前後に硬質化されていた。これに反しローターシャフ
ト１は圧縮機構成部品の中で、製造費用の最も高価なも
のの一つであり、耐摩耗１強度、摺動性、クランク部と
の接合の容易さ等を勘案し選択されるが。
２の外周面に摺接し、更にローラー３の外周面はブレー
ド５に摺接している。このようにローラー３は内外周面
とも摺接しているので、内外周面の耐摩耗性が要求され
、従来よりローラー全体を焼入焼戻しにより、ＨＲｃ５
０前後に硬質化されていた。これに反しローターシャフ
ト１は圧縮機構成部品の中で、製造費用の最も高価なも
のの一つであり、耐摩耗１強度、摺動性、クランク部と
の接合の容易さ等を勘案し選択されるが。
−コストの面から従来より片状黒鉛鋳鉄材又は球状黒鉛
鋳鉄材が用いられている。このため硬質のローラーに摺
接するクランクの表面は、ローラーとの硬度差のため摩
耗は甚だしく圧縮機の寿命を短くする等の問題があった
。
鋳鉄材が用いられている。このため硬質のローラーに摺
接するクランクの表面は、ローラーとの硬度差のため摩
耗は甚だしく圧縮機の寿命を短くする等の問題があった
。
その問題の解消は広範な用途を有するロータリー式圧縮
機にとって急務であり、その耐摩耗対策として ■ローターシャフト材を全面焼入れする。
機にとって急務であり、その耐摩耗対策として ■ローターシャフト材を全面焼入れする。
■ローターシャフトのクランク部のみを高周波等により
焼入れする。
焼入れする。
■ローターシャフト材にＣｒ ｖ Ｎ ｉｔ Ｍ ｏ
等の合金材を添加する。
等の合金材を添加する。
■ローラーの外周面を高周波焼入れする。
■ローラーの内周面にブツシュ等を挿入する。
等による方法が提案されているが、加工コストや材料の
コストの大巾な増大の割には所期の効果を充足するに至
っていない、又高周波焼入れはローラーやクランクの端
面が加熱によりだれを生じたりして、外周面全面に均一
に焼入れが出来ない問題があった。
コストの大巾な増大の割には所期の効果を充足するに至
っていない、又高周波焼入れはローラーやクランクの端
面が加熱によりだれを生じたりして、外周面全面に均一
に焼入れが出来ない問題があった。
問題点を解決するための手段
本発明は従来のロータリー式圧縮機の問題点を有効に解
決するために、近年多方面の工業的用途に利用されてい
る高出力のＣＯ□レーザーを利用し、経済性の高いレー
ザー焼入れの特性を利用したもので、特にローラーの外
周面のみを、レーザービームにより焼入れ硬化させて耐
摩耗性を付与し、内周面は未焼入れとして摺接するロー
ターシャフトのクランク部との硬度差をなくし、且つ相
関性を改良して、ローターシャフトのクランク部の異常
摩耗を防止したものである。
決するために、近年多方面の工業的用途に利用されてい
る高出力のＣＯ□レーザーを利用し、経済性の高いレー
ザー焼入れの特性を利用したもので、特にローラーの外
周面のみを、レーザービームにより焼入れ硬化させて耐
摩耗性を付与し、内周面は未焼入れとして摺接するロー
ターシャフトのクランク部との硬度差をなくし、且つ相
関性を改良して、ローターシャフトのクランク部の異常
摩耗を防止したものである。
又焼入れの硬化層が深い高硬化層と焼入れ面の深さが浅
い硬度がやや低い硬化層とが、交互に形成されることに
より、実稼働時に硬度差による耐摩耗性の差により、凹
部を生じて油溜りのはたらきをして、潤滑性が良くなり
ローラーの外周面の耐摩耗性が一段と向上すると共に、
ブレードとのシール性が向上する効果を奏する。
い硬度がやや低い硬化層とが、交互に形成されることに
より、実稼働時に硬度差による耐摩耗性の差により、凹
部を生じて油溜りのはたらきをして、潤滑性が良くなり
ローラーの外周面の耐摩耗性が一段と向上すると共に、
ブレードとのシール性が向上する効果を奏する。
ローラーの外周面にレーザー焼入れをする方法として、
ローラーの外周面とレーザービームとの距離を一定に保
ちながら、ローラーを一定の速度で回転させ、又同時に
一定の速度で左或いは右に移動させながらレーザービー
ムを照射する。レーザービームはローラーの左又は右端
面から、焼入れピッチ１ピツチ外れた端面に合せセット
されている。従ってローラーの外周面は、一定のピッチ
の渦巻状にビームの照射を受は焼入れされる。
ローラーの外周面とレーザービームとの距離を一定に保
ちながら、ローラーを一定の速度で回転させ、又同時に
一定の速度で左或いは右に移動させながらレーザービー
ムを照射する。レーザービームはローラーの左又は右端
面から、焼入れピッチ１ピツチ外れた端面に合せセット
されている。従ってローラーの外周面は、一定のピッチ
の渦巻状にビームの照射を受は焼入れされる。
周知の如くレーザーはパレス波であるから照射時間は自
由に選択が可能であり、焼入れ部の形態。
由に選択が可能であり、焼入れ部の形態。
焼入れ間隔、焼入れ面積の割合を自由に選定できる。又
焼入れ深さはレーザービームの絞り量によっても単位面
積当りのエネルギー密度を変えて任意に選定することが
できる。
焼入れ深さはレーザービームの絞り量によっても単位面
積当りのエネルギー密度を変えて任意に選定することが
できる。
又焼入れ部の形状は渦巻状に限定されないのは勿論であ
り、ローラーのを１回転させなからレーザービームを溶
射した後、所定のピッチ分ローラーを左又は右に移動さ
せて、１回転させながら照射することを繰り返すことに
より、焼入れ部の形状を同心状にすることもできる。。
り、ローラーのを１回転させなからレーザービームを溶
射した後、所定のピッチ分ローラーを左又は右に移動さ
せて、１回転させながら照射することを繰り返すことに
より、焼入れ部の形状を同心状にすることもできる。。
レーザービームの照射を受けると、どうしても照射表面
が膨出し表面に凹凸が発生するので、この部分を研磨加
工により除去し平滑な円周面に仕上げられる。
１４゜１゜ ；１ 実施例 以下本発明の実施例を図面につ、いて具体的に説明する
。
が膨出し表面に凹凸が発生するので、この部分を研磨加
工により除去し平滑な円周面に仕上げられる。
１４゜１゜ ；１ 実施例 以下本発明の実施例を図面につ、いて具体的に説明する
。
本実施は下記の条件にて行なった。
供試試料のローラー材の化学成分を第１表に示す。
第１表
レーザー装置：３ｋｗＣＯ□レーザー装置レーザー出カ
ニ２．８ｋｗ 焼入れ速度＝ ２．２■／■ｉｎ レーザービーム光巾二６■■ 焼入れピッチ：５璽■ ローラー３は上記の条件にてレーザービームの照射を受
けながら一定の速度で回転し左又は右に移動して、ロー
ラーの外周面に一定のピッチの渦巻状に照射を受は焼入
れされる。レーザーの照射を受けたローラーの外周面が
膨出し凹凸が生じるので研磨加工により除去し平滑な表
面に仕上げた。
ニ２．８ｋｗ 焼入れ速度＝ ２．２■／■ｉｎ レーザービーム光巾二６■■ 焼入れピッチ：５璽■ ローラー３は上記の条件にてレーザービームの照射を受
けながら一定の速度で回転し左又は右に移動して、ロー
ラーの外周面に一定のピッチの渦巻状に照射を受は焼入
れされる。レーザーの照射を受けたローラーの外周面が
膨出し凹凸が生じるので研磨加工により除去し平滑な表
面に仕上げた。
又ローラーを１回転させながらレーザービームを照射し
た後、所定の１ピッチ分左又は右に移動させて、１回転
させながら照射することを繰り返すことにより、同心状
に照射し焼入れすることも容易である。
た後、所定の１ピッチ分左又は右に移動させて、１回転
させながら照射することを繰り返すことにより、同心状
に照射し焼入れすることも容易である。
ローラー３の焼入れされた面３ａの状態の断面説明図を
第３図に、硬度分布を第４図に示す。
第３図に、硬度分布を第４図に示す。
ビームの照射の中心部Ａの焼入れ部の深さは深く周辺部
Ｂの深さは浅く夫々的０．４ｍｍ、 ０．２＋＊■であ
った。又硬度（ＨＭＶ）も中心部Ａの約６８０に比して
周辺部Ｂは５７０と低かった。
Ｂの深さは浅く夫々的０．４ｍｍ、 ０．２＋＊■であ
った。又硬度（ＨＭＶ）も中心部Ａの約６８０に比して
周辺部Ｂは５７０と低かった。
このような焼入れ部の深さ、硬度の異なる中心部Ａと周
辺部Ｂの硬化層が交互に形成されており。
辺部Ｂの硬化層が交互に形成されており。
その硬度差による耐摩耗性の差により、実稼働時周辺部
Ｂの摩耗量が中心部Ａより大きいため凹部を生じ、この
凹部が油溜りのはたらきをして、潤滑性が良くなりロー
ラーの外周面の耐摩耗性とブレードとのシール性が一段
と向上する効果を奏する。
Ｂの摩耗量が中心部Ａより大きいため凹部を生じ、この
凹部が油溜りのはたらきをして、潤滑性が良くなりロー
ラーの外周面の耐摩耗性とブレードとのシール性が一段
と向上する効果を奏する。
本発明のレーザービームによるローラーの焼入九品につ
いて、次の摩耗試験を行なった。
いて、次の摩耗試験を行なった。
（１）ブレードに対するローラの摩耗試験（２）ローラ
ーに対するクランクの摩耗試験本試験は、大成式摩耗試
験機を用い乾式摩擦方式で最終荷重２．２ｋｇｙ摩擦速
度０．３０８ｍ／ｓ。
ーに対するクランクの摩耗試験本試験は、大成式摩耗試
験機を用い乾式摩擦方式で最終荷重２．２ｋｇｙ摩擦速
度０．３０８ｍ／ｓ。
摩擦距離２００ｍで行なった。
テストピースは（１）の場合ローラー材として３０Ｘ２
４Ｘ３ｍｍのリング、相手材のブレード材として５０Ｘ
３０Ｘ５ｍｍの矩形板を用いた。
４Ｘ３ｍｍのリング、相手材のブレード材として５０Ｘ
３０Ｘ５ｍｍの矩形板を用いた。
（２）の場合クランク材（ＦＣ−２５）として３０Ｘ２
４Ｘ３ｏ＋ｍのリング、相手材のローラー材として５０
Ｘ３０Ｘ１０ｍｍの矩形板を用いた。
４Ｘ３ｏ＋ｍのリング、相手材のローラー材として５０
Ｘ３０Ｘ１０ｍｍの矩形板を用いた。
摩耗試験結果を次に示す。
（１）ブレード材に対するローラーの摩耗試験結果を第
５図に示す。
５図に示す。
全体焼入れ焼戻しをした従来品のローラーの摩耗量は１
．６＋ｓｇに対して本発明のレーザービーム焼入れ品の
ローラーの摩耗量は１．５ｍｇで焼入れ部の耐摩耗性は
同等であった。又相手材のブレードの摩耗量も０．０４
６ｍｍ”対し０．０４０■Ｉ３とほぼ同等であった。
．６＋ｓｇに対して本発明のレーザービーム焼入れ品の
ローラーの摩耗量は１．５ｍｇで焼入れ部の耐摩耗性は
同等であった。又相手材のブレードの摩耗量も０．０４
６ｍｍ”対し０．０４０■Ｉ３とほぼ同等であった。
（２）ローラーに対するクランクの摩耗試験結果を第６
図に示す。
図に示す。
従来の全体焼入れ焼戻しをしたローラーとレーザー焼入
れにより外周面のみ焼入れし内周面が未焼入れである本
発明のローラーを相手材としたローターシャフトのクラ
ンク部の摩耗量を示す。
れにより外周面のみ焼入れし内周面が未焼入れである本
発明のローラーを相手材としたローターシャフトのクラ
ンク部の摩耗量を示す。
従来品のローラーを相手とした場合のクランクの摩耗量
２８ｍｇに対し本発明のローラーを相手とした場合のク
ランクの摩耗量は５ｍｇと摩耗量は約１７６と激減し顕
著な効果が認められ、更にローラーの摩耗量も従来品の
０．２４１１ＩＩ１１３に比し本発明品は０．２８ｍｍ
３とほぼ同等であり、ローターシャフトのクランク部と
ローラーの相関性が良好であることが認められた。
２８ｍｇに対し本発明のローラーを相手とした場合のク
ランクの摩耗量は５ｍｇと摩耗量は約１７６と激減し顕
著な効果が認められ、更にローラーの摩耗量も従来品の
０．２４１１ＩＩ１１３に比し本発明品は０．２８ｍｍ
３とほぼ同等であり、ローターシャフトのクランク部と
ローラーの相関性が良好であることが認められた。
：ｉ・
効果
・ｊ：、： ローラーの外周面のみをレーザービームの照射
；により焼入れ硬化層が形成されて耐摩耗性が向
上 ′ｉｉ１゜ すると共に、一方ローラー内周面は未焼入れのま
□：ま使用できるので、相手材のローターシャフ
トのクランク部との硬度差がなくなり、且つ相関性も良
好でありクランク部の異常摩耗を防止でき、又焼入れ硬
化層の深さと硬さの異なる層が交互に形成されることに
より、ローラー外周面の潤滑性が良くなりローラーの耐
摩耗性とブレードとのシール性が一段と向上する効果を
奏することにより、ロータリー式圧縮機の寿命が大巾に
延びた。
・ｊ：、： ローラーの外周面のみをレーザービームの照射
；により焼入れ硬化層が形成されて耐摩耗性が向
上 ′ｉｉ１゜ すると共に、一方ローラー内周面は未焼入れのま
□：ま使用できるので、相手材のローターシャフ
トのクランク部との硬度差がなくなり、且つ相関性も良
好でありクランク部の異常摩耗を防止でき、又焼入れ硬
化層の深さと硬さの異なる層が交互に形成されることに
より、ローラー外周面の潤滑性が良くなりローラーの耐
摩耗性とブレードとのシール性が一段と向上する効果を
奏することにより、ロータリー式圧縮機の寿命が大巾に
延びた。
ローターシャフトの材質変更やローラー内面にブツシュ
を挿入する等に比べ、容易に且つ工数も余り要せずに安
価に相関性、耐摩耗性に優れたローラーを提供し得る実
用的効果は顕著である。
を挿入する等に比べ、容易に且つ工数も余り要せずに安
価に相関性、耐摩耗性に優れたローラーを提供し得る実
用的効果は顕著である。
第１図 ロータリー式圧縮機の要部の正面部分断面説明
図 第２図 同上側面部分断面説明図 第３図 ローラーの外周面の焼入れ状態の断面説明図 第４図 ローラー外周面焼入れ部の硬度分布図第５図
ブレードに対するローラーの摩耗試験結果を示すグラフ 第６図 ローラーに対するクランクの摩耗試験結果を示
すグラフ
図 第２図 同上側面部分断面説明図 第３図 ローラーの外周面の焼入れ状態の断面説明図 第４図 ローラー外周面焼入れ部の硬度分布図第５図
ブレードに対するローラーの摩耗試験結果を示すグラフ 第６図 ローラーに対するクランクの摩耗試験結果を示
すグラフ
Claims (1)
- ロータリー式圧縮機のローラーの外周面にレーザー焼
入れにより、焼入れ面の深さが深い高硬化層と、焼入れ
面の深さが浅い硬さのやや低い硬化層とが、交互に形成
されたことを特徴とするレーザー焼入れ面を有するロー
タリー式圧縮機用ローラー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12147285A JPS61279791A (ja) | 1985-06-06 | 1985-06-06 | レ−ザ−焼入れ面を有するロ−タリ−式圧縮機用ロ−ラ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12147285A JPS61279791A (ja) | 1985-06-06 | 1985-06-06 | レ−ザ−焼入れ面を有するロ−タリ−式圧縮機用ロ−ラ− |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61279791A true JPS61279791A (ja) | 1986-12-10 |
Family
ID=14811996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12147285A Pending JPS61279791A (ja) | 1985-06-06 | 1985-06-06 | レ−ザ−焼入れ面を有するロ−タリ−式圧縮機用ロ−ラ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61279791A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008240710A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-09 | Kawasaki Precision Machinery Ltd | 斜板式ピストンポンプ・モータ及びその製造方法 |
| JP2010249309A (ja) * | 2009-03-25 | 2010-11-04 | Kubota Corp | エンジンの回転部の密封装置 |
-
1985
- 1985-06-06 JP JP12147285A patent/JPS61279791A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008240710A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-09 | Kawasaki Precision Machinery Ltd | 斜板式ピストンポンプ・モータ及びその製造方法 |
| JP2010249309A (ja) * | 2009-03-25 | 2010-11-04 | Kubota Corp | エンジンの回転部の密封装置 |
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