JPS63289280A - スクロ−ル式流体機械 - Google Patents

スクロ−ル式流体機械

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JPS63289280A
JPS63289280A JP12353987A JP12353987A JPS63289280A JP S63289280 A JPS63289280 A JP S63289280A JP 12353987 A JP12353987 A JP 12353987A JP 12353987 A JP12353987 A JP 12353987A JP S63289280 A JPS63289280 A JP S63289280A
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scroll
orbiting scroll
bearing
thrust
casing
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Yoshiki Takei
武井 喜樹
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Tokico Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば空気等を圧縮したり、或いは機器内を
真空にしたりするのに用いて好適な無給油型のスクロー
ル式流体機械に関する。
(従来の技術) −mに、スクロール式流体機械はケーシングと、該ケー
シングに設けられた固定スクロールと、前記ケーシング
に回転自在に設けられた駆動軸と、該駆動軸のクランク
軸に旋回軸受を介して回転自在に設けられ、前記固定ス
クロールに対して偏心して回転する旋回スクロールと、
該旋回スクロールの鏡板と前記ケーシングとの間に設け
られたスラストすべり軸受とから大略構成されている。
そして、該スクロール式流体機械を空気を圧縮するスク
ロール圧縮機として用いる場合は、駆動軸を回転して旋
回スクロールを公転させ、吸込口から吸込んだ空気を固
定スクロールと旋回スクロールとの間に形成される圧縮
室内に密封し、旋回スクロールが公転しながら徐々に圧
縮室を縮小して空気を圧縮した後、固定スクロールの中
心部に設けられた吐出口から圧縮空気を吐出するように
なっている。
(発明が解決しようとする問題点) 所て、前述した空気圧縮時には、旋回スクロールは圧縮
熱によって高温になるが、スラストすべり軸受は高温の
旋回スクロールと直接に摺接した状態て、圧縮室内て発
生した空圧力により旋回スクロールに掛るスラスト方向
の荷重を受承するものであるため、スラストすべり軸受
には耐熱性、耐摩耗性、摺動性に優れた長寿命のもので
あることか望まれている。
このため、例えば金属製基材の表面にポリイミド樹脂と
四フッ化エチレン樹脂を主成分とする合成樹脂被膜(フ
ロンメタル)を旋回スクロール及びスラストすべり軸受
の両方にコーチインクしてすべり軸受の長寿命化を図っ
たもの、或いは旋回スクロールの鏡板を炭素鋼て成形し
て熱処理により硬化させると共に、スラストすべり軸受
をポリフェニレンサルファイド(PPS)て成型したも
のか知られている。
しかしなから、旋回スクロールとすべり軸受の両方にフ
ロンメタルのコーティングを施した第1の従来技術のも
のは、フロンメタルの摩耗と共に金属製基材のかじり現
象か起るという欠点かある。また、旋回スクロールを炭
素鋼て成形し、すべり軸受をポリフェニレンサルファイ
ドて成型した第2の従来技術のものは、すべり軸受の耐
摩耗性が劣るという欠点がある。
本発明は上述した従来技術の欠点に鑑みなされたちのて
、高温状態て旋回スクロールと摺接しつつスラスト方向
の荷重を受承するスラストすべり軸受を長寿命化てきる
ようにしたスクロール式流体機械を提供することを目的
とする。
(問題点を解決するための手段) 上述した問題点を解決するために構成された本発明の手
段の特徴は、旋回スクロール及びスラストすべり軸受の
いずれか一方をアルミニウム材により形成すると共に、
他方を高機能性エンジニアリンクプラスチックにより形
成し、かつ、アルミニウム材により形成した該旋回スク
ロール又はスラストすべり軸受の摺接面には硬化処理に
より酸化被膜を形成したことにある。
(実施例〕 以下1本発明の一実施例をスクロール圧縮機を例に挙げ
て図面に基づき詳述する。
第1図において、lはケーシングで、該ケーシングlは
小径筒状の軸受部IAと、大径筒部lBとからなり、該
大径筒部IBの内周側には後述するスラスト軸受17を
固定する軸受円足部tCか環状に突出形成されている。
2は前記ケーシングlの大径筒部IB端面に固着された
固定スクロールで、該固定スクロール2は鏡板2Aと該
鏡板2Aの内側面に立設されたうず巻状ラップ部2Bと
、該ラップ部2Bの外側に位置して鏡板2Aの外周縁に
形成された円筒部2Cとから構成されており、該鏡板2
Aの外側面には複数の放熱フィン3,3.・・・か突設
されている。
4は前記固定スクロール2と同一@線01−0□に位は
してケーシングlに設けられた駆動軸で、該駆動軸4は
軸受部lAにラジアル玉軸受5,5を介して回転自在に
支持されている。そして、該駆動軸4の一端はケーシン
グl外に突出してモータ(図示せず)に接続され、その
他端側は大径筒部IB内に位置してカウンタウェイト取
付部4Aになっている。更に、該カウンタウェイト取付
部4Aの先端側はクランク軸4Bになっており、該クラ
ンク軸4Bの軸線o2−〇。は駆動軸4の軸線0 + 
−Orに対して距離δたけ偏心している。
6は旋回軸受7を介して前記クランク軸4Bに動 回−自在に嵌装されたボス部材て、該ボス部材6は旋回
軸受7の外輪側に嵌合する有底の円筒部6Aと、該円筒
部6Aの底壁側の端面に軸線o2−02上に位置して小
径に形成された嵌合突部6Bと、該嵌合突部6Bと円筒
部6Aとの間に位置して径方向に突設されたフランジ6
Cと、該フランジ6Cに穿設された複数のボルト挿通孔
6D、6D、・・・とから構成されている。
8はアルミニウム材により形成された旋回スクロールを
示す。9は該旋回スクロール8の鏡板で、該鏡板9の一
側には小径凹部10Aと、該小径四部10Aの外周に位
置してボス部材6のフランジ6Cより大径に形成された
凹状段部10Bとからなる嵌合凹部10か設けられてお
り、該嵌合凹部10の中心は旋回軸受7の軸線0□−0
2上に位置している。このように、該嵌合凹部lOか形
成されることによって該鏡板9の一側には、後述するす
べり軸受17か摺接する円環状の摺接面9Aが形成され
ており、該tW4接面9Aには酸化被膜を形成する硬化
処理、いわゆるアルマイト処理が施されている。そして
、該摺接面9Aには更にラッピングか施こされ、表面粗
さ及び平面度共に高精度に加工されている。
一方、11は前記鏡板9の他側面に突設されたうず巻状
ラップ部で、該ラップ部11を固定スクロール2のラッ
プ部2Bと所定角度ずらせて重なり合せることにより、
固定スクロール2と旋回スクロール8との間には複数の
圧縮室12.12か形成されるようになっている。かく
して、本実施例による旋回スクロール8は鏡板9と、該
鏡板9の一側面に凹設された嵌合凹部lOと、鏡板9の
他側面に突設されたうず巻状ラップ部11とから構成さ
れている。そして、該旋回スクロール8はボス部材6に
締付はボルト13.13.・・・によって締着され、ク
ランク軸4Bの軸線02−0□と同一軸線を有して該ク
ランク軸4Bに回転自在になっており、該旋回スクロー
ル8か旋回すると各ラップ部2B、11間に形成された
圧縮室12は連続的に縮小するようになつている。14
は吸込ボート、15は吐出ボートを示し、吸込ボート1
4は最外周側の圧縮室12と連通するように固定スクロ
ール2の円筒部2Cに穿設され、吐出ボート15は最中
6側の圧縮室12と連通ずるように鏡板2Aの中心に穿
設されている。更に、16は前記旋回スクロール8の自
転運動を防止する自転防止機構としての補助クランクで
、該補助クランク16は旋回スクロール8と固定スクロ
ール2との間に位置して周方向に所定間隔て複数配設さ
れている。
次に、17はケーシング1の軸受固定部ICと旋回スク
ロール8の鏡板9との間に複数個介装されたスラストす
べり軸受て、該各すべり軸受17は圧縮室12内て発生
した空圧力により旋回スクロール8に掛るスラスト方向
の荷重を受承するようになっている。ここて、該すべり
軸受17は耐熱性を有し、また1高負荷下ての耐摩耗性
、摺動性に優れた高機能性エンジニアリングプラスチッ
クによって成型されており、特に、ポリニーデルエーテ
ルケトン(PEEK)或いはポリエーテルサルレフオン
(PES)が用いられている。
上述した高機能性エンジニアリンクプラスチックからな
るすべり軸受17は大径の基部17Aと小径の軸受部1
7Bからなる断面略凸状に成型されており、軸受固定部
ICに周方向に離間して凹設した複数の嵌着穴18,1
8.・・・内に基部17Aを嵌入した状態で軸受固定部
lCに耐熱性接着剤により固着されている。
なお、図中19は径方向−側の翼端にカウンタウェイト
20が設けられた冷却ファンで、該冷却ファン19は駆
動軸4のカウンタウェイト取付部4Aに固着されている
。また、21,21.・・・はケーシングlの大径筒部
IB頂面に軸方向に穿設された複数の吸気通路、22,
22.・・・は該大径筒部IBの軸方向他端側に位置し
て径方向に穿設された複数の排気通路て、前記冷却ファ
ン19が回転することにより各吸気通路21を介してケ
ーシングl内に流入した冷気は旋回軸受7、旋回スクロ
ール8を冷却した後、各排気通路22から外部に排出さ
れる。
本実施例は上述の如く構成されており、旋回スクロール
8を旋回して空気を圧縮する作動自体については、前述
した従来技術と実質的な差異はないので、その説明は省
略する。
而して1本実施例によれば、旋回スクロール8はアルミ
ニウム材で成形して軽量化を図ったから、圧縮室内の空
圧力を介して各すべり軸受17に掛る旋回スクロール8
の荷重を軽減てきる。この結果、該すべり軸受17の摩
耗量を減少して長寿命化を実現てきるし、駆動軸4に掛
る負荷も軽減てきるから、旋回軸受7及びラジアル玉軸
受5の長寿命化も実現てきる。
更に、旋回スクロール8の鏡板9のうち、各すべり軸受
17と摺接する摺接面9Aには緻密て硬度性のある酸化
被膜による硬化処理を施し、更にラッピングによって表
面粗さと平面度の面精度を高めであるから、すべり軸受
17に対する摺動性は大幅に向上され、すべり軸受17
の長寿命化を図ることができる。
一方、スラストすべり軸受17は耐熱性、高負荷下ての
耐摩耗性、摺動性に優れた高機能性エンジニアリングプ
ラスチックのうち、特にポリエーテルエーテルケトン(
PEEK)又はポリエーテルサルフオン(PES)で成
型しである。従って、該すべり軸受17は摺接面9Aに
醇化被膜を形成しであるアルミニウム製の旋回スクロー
ル8に対する摺動性か極めて優れており、他の高機能性
エンジニアリングプラスチックに比較して摩耗量を大幅
に減少することかてき、スラストすべり軸受17は長寿
命化を実現てきる。
第2図に、各種の高機能性エンジニアリンクプラスチッ
クと摺接面に酸化被膜を形成したアルミニウム製の円盤
状回転体とを組合せて実施した摩耗試験の結果を示す。
試験材料には、前述したポリエーテルエーテルケトン(
PEEK)、ポリエーテルす、ルフオン(PES)の他
、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、四フッ化エ
チレン(PTFE)、ポリイミド(P I ) 、ポリ
スチリルピリジン(PSP)及びポリアミドイミド(P
AI)を用いた。また、荷重は実機の約4倍、回転体の
終速は実機相当である。
同図から明らかなように、ポリエーテルエーテルケトン
(PEEK)及びポリエーテルサルフオン(PES)の
摩耗量は他のエンジニアリングプラスチックに比較1ノ
て約1/2〜l/6てあり、高負荷下での耐摩耗性か極
めて優れていることを示している。
なお、本実施例では複数個のスラストすべり軸受17を
ケーシングlの軸受固定部lCに周方向に隔設するもの
として述べたが、スラストすべり軸受を円環状のシート
体に形成して旋回スクロールの摺接面9Aを全面で受承
するように構成してもよく、このようにすることにより
、スラストすべり軸受に掛る単位面積当りの荷重を小さ
くてき、長寿命化を図ることかできる。
また、実施例ては、旋回スクロール8をアルミニウム材
により形成し、スラストすべり軸受17を高機能性エン
ジニアリンクプラスチッつて成型するものとして述べた
か、これとは逆に旋回スクロール8を高機能性エンジニ
アリンクプラスチッつて成型し、スラストすべり軸受1
7をアルミニウム材て形成すると共に、該すべり軸受1
7の摺接面に酸化被膜を形成してもよいものである。
(発明の効果) 本発明は以上詳述した如く構成したから、下記の諸効果
を奏する。
中旋回スクロールをアルミニウム材又は高機能性エンシ
ニアリンクプラスチッつて成形することによって軽量化
し、スラストすべり軸受に掛る荷重を軽減したから、該
すべり軸受の摩耗量を少なくすることかでき、軸受を長
寿命化てきる。
/2)上記■の如く旋回スクロールは軽量化したから、
駆動軸に掛る荷重を減少できる結果、旋回軸受やラジア
ル玉軸受の長寿命化も図ることかできる。
巾)旋回スクロール及びスラストすへり軸受の一方をア
ルミニウム材で成形すると共に、摺接面には酸化被膜を
形成し、旋回スクロールとスラストすべり軸受の摺動性
を高めたから、該すべり軸受の#摩耗性か向上するし、
かじり現象等の発生を防止でき、スクロール式流体機械
の信頼性を向上てきる。
=L  [A而の筒中な説明 第1図は本発明の実施例に係るスクロール圧縮機の縦断
面図、第2図は実施例で用いるポリエーテルエーテルケ
トン(PEEK)及びポリエーテルサルフすン(PES
)と他の高機能性エンジニアリンクプラスチックの摩耗
特性を比較して示す線図である。
1・・・ケーシンク、2・・・固定スクロール、4・・
・駆動軸、4B・・・クランク軸、7・・・旋回軸受、
8・・・旋回スクロール、17・・・スラストすべり軸
受。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ケーシングと、該ケーシングに設けられた固定ス
    クロールと、前記ケーシングに回転自在に設けられた駆
    動軸と、該駆動軸のクランク軸に旋回軸受を介して回転
    自在に設けられ、前記固定スクロールに対して偏心して
    回転する旋回スクロールと、該旋回スクロールの鏡板と
    前記ケーシングとの間に設けられたスラストすべり軸受
    とからなるスクロール式流体機械において、前記旋回ス
    クロール及びスラストすべり軸受のいずれか一方をアル
    ミニウム材により形成すると共に、他方を高機能性エン
    ジニアリングプラスチックにより形成し、かつ、アルミ
    ニウム材により形成した該旋回スクロール又はスラスト
    すべり軸受の摺接面には硬化処理により酸化被膜を形成
    したことを特徴とするスクロール式流体機械。
  2. (2)前記高機能性エンジニアリングプラスチックは、
    PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)又はPES(
    ポリエーテルサルフォン)である特許請求の範囲(1)
    項記載のスクロール式流体機械。
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