WO2007099919A1 - 圧縮機の摺動部品、摺動部品基体、スクロール部品及び圧縮機 - Google Patents

圧縮機の摺動部品、摺動部品基体、スクロール部品及び圧縮機 Download PDF

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WO2007099919A1
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scroll
compressor
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sliding
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Mie Arai
Hiroyuki Yamaji
Mitsuhiko Kishikawa
Satoshi Yamamoto
Mikio Kajiwara
Takashi Hirouchi
Yasuhiro Murakami
Masanori Masuda
Kazuhiro Furusho
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Daikin Industries, Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a compressor, and sliding parts of the compressor (scroll parts, cylinder block
  • sliding component substrates roll component substrates, cylinder block substrates, piston substrates, roller substrates, etc.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-36693
  • Patent Document 2 Japanese Utility Model Application Publication No. 4 134686
  • the initial tip of the spiral tip is set so as to open in consideration of deformation during operation. This is because when a part of the spiral tip contacts during operation, a large gap is created in other parts of the tip, the thrust bearing surface floats, and it loses its function, and the movable scroll is fixed scroll and others. This is because problems such as damage and performance degradation occur when parts are pinched. However, due to part machining tolerances, geometric tolerances, assembly tolerances, and elevated temperatures inside the volute, tip contact may occur during operation. This contact state is gradually eliminated as the compressor is operated and the tip of the tip on the scroll side in contact with the fixed scroll or the movable scroll is worn away (this phenomenon is “follow-up”.
  • the hardness of the movable scroll and fixed scroll is not as high as possible, but it is as hard as possible to "adhere" at the time, and it is necessary to develop sufficient durability during operation. You need to be hard enough to be able to do it.
  • movable scroll If the hardness of the fixed scroll is extremely high, seizure resistance is poor and pump-down operation (probable to occur during forgetting to open the shut-off valve during installation or during refrigerant recovery operation during relocation), out of gas operation (refrigerant filling) When it occurs when there is a shortage of piping power or a leak, etc.), the tip of the scroll and the bottom (especially the center) of the scroll compressor lap may be seized, which may cause a failure of the compressor and replacement. There is.
  • movable scrolls and fixed scrolls have a hardness that can ensure sufficient machinability when machining is required, and a hardness sufficient to exhibit sufficient durability after completion. It needs to be.
  • the hardness of the movable scroll or the fixed scroll is extremely low, the ductility of the movable scroll or the fixed scroll becomes too large, so that the component cutting edge tends to be sharp and the swarf processing ability may be deteriorated. Therefore, this point force also requires appropriate hardness for movable scrolls and fixed scrolls.
  • the optimization of the hardness of the cylinder block and the piston is as important as the optimization of the hardness of the scroll parts of the scroll compressor.
  • the object of the present invention is to achieve high tensile strength and to exhibit sufficient durability during operation, and as soon as possible to "adapt" as early as possible, it is possible to burn it during abnormal operation. It is an object of the present invention to provide a sliding part in which sticking does not occur and a compressor incorporating such a sliding part. Another object of the present invention is to provide a sliding component base of a compressor which exhibits good machinability.
  • the sliding component of the compressor according to the first aspect of the present invention has a carbon content of 2.0 wt% to 2.7 wt%, a ke content of 1. Owt% to 3. Owt%, and the balance is an unavoidable impurity. And at least a portion of the hardness of which graphite is smaller than flake graphite of flake graphite base iron, and is higher than HRB 90 and lower than HRB 100. The hardness is more preferably higher than HRB 90 and lower than HRB 95. Moreover, adjustment of hardness is realizable by the heat processing after shaping
  • the “sliding part” is a sliding part of a compressor, and, for example, a movable scroll of a scroll compressor, a fixed scroll, a bearing, a rotating shaft (crankshaft), a rotation preventing member, and Slide bush (slide block), cylinder block of swing compressor and rotary compressor, front head, rear head, middle plate and rotating shaft (crankshaft), piston, roller, etc.
  • the “sliding component” is a cylinder block of a swing compressor or a rotary compressor, the hardness of at least the wall portion forming the cylinder hole should be higher than HRB 90 and lower than HRB 100.
  • the sliding parts are inferior in wear resistance, and abnormal wear (several tens of ⁇ m order) in short-time abnormal operation (pump down operation, out of gas operation, etc.)
  • abnormal wear severe tens of ⁇ m order
  • the gap at the tip of the spiral part becomes too large and the performance decreases.
  • the performance may be lowered due to the gas leakage and the temperature of the discharge gas may be too high to operate.
  • a sliding part force S scroll part there is a possibility that the high tensile strength effect of the spiral part due to the improvement of the tensile strength may not be sufficiently activated.
  • the hardness of the sliding part is HRB 100 or more, the sliding part is inferior to seizing resistance, and when the sliding part is a scroll part, swirling occurs during abnormal operation (pump down operation, gas shortage operation, etc.) There is a risk of seizing of parts and failure of the compressor, forcing replacement.
  • the area fraction of ferrite in the matrix composition substantially corresponds to the range of 50% to 5%.
  • the graphite area ratio almost corresponds to the range of 6% to 2%.
  • the range in which the hardness is higher than HR B90 and lower than HRB 95 substantially corresponds to the range in which the ferrite area ratio in the matrix composition is smaller than 50% and larger than 25%.
  • the area fraction of the graphite is less than 6% and almost corresponds to the range of more than 3%.
  • the sliding parts of such a compressor are formed by subjecting the above-mentioned iron to semi-melt die casting, semi-solid die casting, or die-casting, and then the formed product is quenched to whiten the whole. The hardness is adjusted to the heat treatment after It is built.
  • the entire molded product is whitened by heat treatment.
  • the tensile strength can be adjusted. And it has been found that the tensile strength of a molded article produced through this heat treatment is in proportion to its hardness. Incidentally, in the range where the hardness is higher than HRB 90 and lower than HRB 100, the tensile strength substantially corresponds to the range of 600 MPa to 900 MPa. In other words, management of tensile strength of molded articles can be substituted by hardness that can be easily measured.
  • the sliding part when the sliding part is a scroll part, there is a merit that design freedom of the spiral part is greatly improved and small diameter and large capacity can be achieved. Therefore, the sliding parts of this compressor exhibit higher tensile strength than sliding parts such as flake graphite pig iron. Moreover, according to the experimental results obtained by the present inventor, when the hardness is in a range higher than HRB90 and lower than HRB100, the sliding component can exhibit sufficient durability during compressor operation, and As soon as possible, “familiarization” has occurred, and it has been clarified that seizing does not occur during abnormal operation. In addition, since the sliding parts have an appropriate hardness, there is an advantage that the sliding parts are scratched and the handling becomes easy.
  • the sliding parts of this compressor have high tensile strength, can exhibit sufficient durability during operation, and can become “familiar with” as soon as possible. Also, no burn-in occurs during abnormal operation.
  • the sliding parts of this compressor are made of iron having the above components semi-solid die-cast, semi-solid die-cast, die-quenched, and then quenched to make the whole as white as possible. And, since it is manufactured by heat treatment after that, it is possible to reduce the thrust loss due to the small diameter and to increase the capacity by reducing the thickness of each part, and to be superior in toughness compared with the FC material. Therefore, it is difficult to cause damage due to sudden increase in internal pressure or foreign object entrapment, and even if it is damaged, fineness and dust are produced. You can enjoy the benefits etc. By the way, it can be said that such a compressor is especially suitable for replacement demand.
  • a sliding component of a compressor according to a second aspect of the present invention is a sliding component of the compressor according to the first aspect of the present invention, wherein the sliding component is formed by semi-solid die casting or semi-solid die casting and then quenched. Furthermore, it is heat-treated and manufactured.
  • the sliding parts of this compressor are formed by semi-solid die casting or semi-solid die casting and then quenched and then heat treated to be manufactured. For this reason, the sliding component base can be manufactured by Younet. Therefore, the sliding parts of this compressor can reduce machining costs and can be manufactured at lower cost.
  • the sliding part of the compressor according to the third aspect of the invention is a sliding part of the compressor according to the first aspect of the present invention, wherein the sliding part is formed by die-clad molding and then quenched and then heat-treated.
  • the sliding parts of this compressor are formed by die casting, then quenched, and then heat treated to be manufactured. For this reason, the pressure required during the molding process can be low. Therefore, the pressing device and the heating device necessary for die cast molding are not required, and the cost for equipment can be reduced. As a result, the sliding parts of this compressor have a low molding cost and can be made cheaper.
  • the sliding part of the compressor according to the fourth invention is the sliding part of the compressor according to any one of the first invention and the third invention, wherein the ratio of tensile strength to Young's modulus is 0. It is below. In addition, it is preferred that Young's modulus is 175-190GPa! /.
  • the tensile strength rises to an unprecedented level, the fatigue damage will occur as before! If the strength in terms of strength only the height (H) and thickness of the spiral part of the scroll part (T The inventors of the present invention have found that other problems occur if the ratio (HZT), which is the ratio to) is determined. That is, the ratio (HZT) is too large just because the strength is secured. If it is too thick, even if there is no problem in terms of strength, the deformation of the spiral part becomes too large when performing cutting, and the machining allowance and cutting feed of the end mill etc. can not be increased, so the time is long. You may notice that during the operation of the compressor, the deformation (deflection) of the spiral part becomes large and the performance declines, or the noise from the contact with the other scroll may increase. .
  • the ratio (HZT) of the spiral portion is determined in consideration of the upper limit of the deformation amount of the spiral portion which is also required from the viewpoint of processing time, performance deterioration and noise.
  • the tensile strength is also considered to be sufficient, and it is sufficient if heat treatment is carried out to increase the strength excessively.
  • the ratio of tensile strength to Young's modulus is determined, in the scroll component according to the present invention, an event of causing excessive increase in strength due to heat treatment over cost and time is avoided. Heat treatment can be performed appropriately.
  • the ratio of is preferably at least 0. 0033.
  • the length of the spiral portion in a direction orthogonal to the flat plate portion (hereinafter referred to as spiral portion) is 19 or less.
  • the height (H) of the spiral portion is divided by the thickness (T) of the spiral portion. It is preferred that the value is 8 or less.
  • the rigidity of the spiral portion is increased. It is because the sex (Young's modulus) will run short.
  • Such scroll parts are incorporated in a scroll compressor incorporated in a refrigerant circuit of a refrigeration system using carbon dioxide as a refrigerant which preferably has a ratio (HZT) of 10 or more to reduce the thickness of the vortex portion. If the ratio (HZT) is 2 or more, it is preferable to make the spiral part thinner.
  • the sliding part of the compressor according to the fifth aspect of the present invention is the sliding part of the compressor according to the first aspect of the present invention as well as the fourth aspect of the present invention. ing.
  • the “partial heat treatment” mentioned here is performed using a high frequency heating method, a laser heating method, or the like. If the sliding component is a crankshaft of a compressor incorporated in the refrigerant circuit of a refrigeration system using a high pressure refrigerant such as carbon dioxide or R410A as the refrigerant, partial heat treatment is applied to the eccentric shaft and the main shaft. Is preferred. When a notch is provided between the main shaft and the eccentric shaft in the crankshaft, it is preferable that partial heat treatment be performed on the periphery of the notch.
  • a balance weight is integrally formed on the crankshaft.
  • the sliding component is an inner drive type movable scroll component of a scroll compressor incorporated in the refrigerant circuit of a refrigeration apparatus using a high pressure refrigerant such as carbon dioxide or R410A as a refrigerant
  • the pin shaft portion for the inner drive Partial heat treatment is preferably applied to the
  • a scroll compressor rotation preventing member for example, an Oldham ring (Oldham coupling), etc. in which this sliding part is incorporated into the refrigerant circuit of a refrigeration system using a high pressure refrigerant such as carbon dioxide or R410A as a refrigerant.
  • the key portion which is the sliding portion
  • a partial heat treatment it is preferable to subject the key portion, which is the sliding portion, to a partial heat treatment.
  • the sliding component is a cylinder block of a sliding compressor incorporated in the refrigerant circuit of a refrigeration system using a high pressure refrigerant such as carbon dioxide or R410A as the refrigerant
  • a partial portion is formed on the wall forming the bush accommodation hole.
  • heat treatment is applied.
  • the sliding component is a piston of a swing compressor incorporated in the refrigerant circuit of a refrigeration system using a high pressure refrigerant such as carbon dioxide or R410A as the refrigerant
  • a high pressure refrigerant such as carbon dioxide or R410A
  • Partial heat treatment is preferably applied to the periphery of the notch formed at the base of the blade.
  • this sliding component is combined with the refrigerant circuit of the refrigeration system using a high pressure refrigerant such as carbon dioxide or R410A as the refrigerant.
  • a high pressure refrigerant such as carbon dioxide or R410A
  • the sliding parts of this compressor are partially heat-treated, for example, on a stress concentration portion, a sliding portion and the like. For this reason, sufficient fatigue strength and wear resistance can be imparted to the stress concentration portion, sliding portion and the like of the sliding component of this compressor.
  • a sliding component is particularly effective for high pressure refrigerants such as carbon dioxide and the like.
  • the strength of the partially heat-treated portion is improved, it is possible to realize a thin and light-weighted portion of the partially heat-treated portion.
  • the sliding component of the compressor according to the sixth invention is a sliding component of the compressor according to the fifth invention, wherein the hardness of the portion to which the partial heat treatment is applied is higher than HRC 50 and lower than HRC 65. .
  • the hardness at the place where partial heat treatment is applied is higher than HRC 50 and lower than HRC 65.
  • a sliding part of this compressor has a portion such as a bearing, which is particularly required to have hardness, if the hardness of that portion is higher than HRC 50 and lower than HRC 65, the wear of that portion Can be sufficiently suppressed.
  • the sliding component of the compressor according to the seventh invention is the sliding component of the compressor according to the fifth invention or the sixth invention, and the portion to which the partial heat treatment is performed is a stress concentration portion.
  • stress concentration portion refers to a cutout portion formed in the vicinity of the base of the scroll portion of the scroll part, the center of the flat surface of the scroll part on the first plate surface side, and the scroll part. These include the periphery of the base of the bearing.
  • the sliding parts of this compressor are subjected to partial heat treatment at the stress concentration portion. For this reason, in the sliding parts of this compressor, good conformability is imparted to the sliding part requiring slidability, and sufficient fatigue strength is imparted to the stress concentration part.
  • Such sliding parts are particularly effective for high pressure refrigerants, such as carbon dioxide and the like.
  • a sliding part of a compressor according to an eighth invention is a sliding part of the compressor according to any of the first invention and the seventh invention, and is manufactured using a mold having a convex portion. ing.
  • the convex portion can be formed to have a thin predetermined portion near the center of the sliding component.
  • the sliding part has a thin predetermined part near the center.
  • the "predetermined portion” referred to here is, for example, a portion to be opened.
  • the sliding parts of the compressor are scroll parts In the case, the "predetermined portion" is, for example, a portion near the center of the mirror plate or a portion scheduled to open the discharge hole near the center.
  • the height of the convex portion is preferably set to such a height as to make the thickness of a predetermined portion near the center of the scroll 4 mm or less.
  • the bearing part of the solid round bar has a bearing part fitted on the outside of the drive shaft rather than the movable scroll part of the inner drive fitted on the inside of the drive shaft.
  • the movable scroll part suppresses the generation of gonorrhs.
  • the sliding part is a movable scroll part of an inner drive in which the bearing of the solid round bar is fitted inside the drive shaft, it is preferable that at least a part of the inside of the bearing is scooped out by the projection.
  • a thin predetermined portion is formed in the vicinity of the center of the sliding component by semi-fusion molding of a metal material using a mold having a convex portion. For this reason, in the sliding component of this compressor, the occurrence of a gonorrh is suppressed.
  • the sliding part of the compressor according to the ninth aspect of the present invention is the sliding part of the compressor according to any one of the first aspect of the present invention and the seventh aspect of the present invention, wherein a predetermined portion near the center is formed thin.
  • the "predetermined portion” is, for example, an opening scheduled portion or the like.
  • the “predetermined portion” is, for example, a portion near the center of the end plate, a portion scheduled to open the discharge hole near the center, or the like.
  • the height of the convex portion is preferably set to such a height that the thickness of a predetermined portion near the center of the scroll is 4 mm or less.
  • this sliding part is a movable scroll If the shaft part is a solid round bar, the movable scroll part has a bearing part that fits on the outside of the drive shaft rather than the movable scroll part of the inner drive that fits inside the drive shaft. The occurrence of nests is suppressed.
  • the sliding part is a movable scroll part of an inner drive in which the bearing of the solid round bar is fitted inside the drive shaft, it is preferable that at least a part of the inner part of the bearing is scooped out by the projection. .
  • a base having a thin predetermined portion is formed near the center by using a mold having a convex portion, and a through hole is formed in the thin predetermined portion of the base. Manufactured by being formed. For this reason, in the sliding parts of this compressor, the occurrence of gonorrhs is suppressed. In addition, even if a through hole is formed at the portion to be opened, there is no possibility that the hollows inside the sliding component will be exposed to the outside, and it is also possible to suppress a decrease in fatigue strength.
  • the scroll component of the compressor according to the tenth aspect of the invention has a carbon content of 2.0 wt% to 2.7 wt%, a silicon content of 1. Owt% to 3. Owt%, and the balance is
  • a scroll component of a compressor which also includes iron having unavoidable impurities and whose graphite is smaller than the flake graphite of flake graphite pig iron, and includes a flat plate portion and a spiral portion.
  • the spiral portion extends from the first plate surface of the flat plate portion in a direction perpendicular to the first plate surface while maintaining a spiral shape.
  • the flat portion and the spiral portion have hardness higher than HRB90 and lower than HRB100.
  • the hardness of the tip of the spiral portion is particularly included in the above hardness range.
  • the hardness is more preferably higher than HRB 90 and lower than HRB 95.
  • the area fraction of ferrite in the matrix composition corresponds approximately to the range of 50% to 5%.
  • the graphite area ratio almost corresponds to the range of 6% to 2%.
  • the range where the hardness is higher than HRB 90 and lower than HRB 95 substantially corresponds to the range where the ferrite area ratio in the matrix composition is smaller than 50% and larger than 25%.
  • the area fraction of graphite is less than 6% and almost corresponds to the range of more than 3%.
  • the height of the first plate surface force of the spiral portion is not more than twice the width of the groove (valley portion) of the spiral portion. Even if there is a large amount of removal before machine tools, it is a force that can be relatively easily applied to machine calories.
  • the scroll component of this compressor is a die-casting iron having a component as described above. After being molded, semi-solid die-cast, die-quenched, and quenched, the whole is whitened, and then heat-treated to produce it. Therefore, the tensile strength of the spiral part can be sufficiently increased. Therefore, the design freedom of the spiral part is significantly improved, and the capacity can be increased if the diameter is reduced. Also, according to the experimental results obtained by the present inventor, when the hardness is in a range higher than HRB90 and lower than HRB100, the scroll component can exhibit sufficient durability during compressor operation, and It has been made clear that seizures occur as soon as possible and seizure does not occur during abnormal operation. For this reason, the scroll parts of this compressor have high tensile strength, can exhibit sufficient durability during operation, and as soon as "nazing" occurs as soon as possible, There is no burn-in during abnormal operation.
  • a scroll part of a compressor according to an eleventh aspect of the invention is a scroll part of the compressor according to the tenth aspect of the invention, wherein in the spiral part, the draft for the forming die changes in accordance with the winding angle.
  • the wrap shape is not determined according to the strength or the quality, and there is a problem that the material is wasted at the time of manufacturing the scroll.
  • the mold is susceptible to stress when separating the scroll from the mold, since the radius of curvature of the wrap is smaller toward the center of the wrap having a spiral shape. For this reason, it is difficult to extend the life of the mold.
  • the draft angle of the spiral part with respect to the forming die changes in accordance with the winding angle of the spiral part.
  • the shape of the spiral part is determined according to the strength and the quality, and it is possible to eliminate the waste of the material.
  • the scroll part of the compressor according to the twelfth aspect of the present invention is the scroll part of the compressor according to the eleventh aspect of the present invention, wherein the spiral part has a draft at the start of winding near the center with respect to the mold. It has a shape larger than the draft of the part.
  • the spiral part is preferably set so that the draft gradually and gradually changes from the beginning of winding to the end of winding. The stress applied to the mold in the vicinity of the center of the spiral during mold release is reduced, the life of the mold can be extended, and waste of the material is made more effective. This is because it is possible to It is also preferable that the spiral part be set so that the draft gradually changes from the beginning of winding to the end of winding.
  • the stress applied to the mold in the vicinity of the center of the spiral at the time of mold release is reduced, and the life of the mold can be extended, and the draft of the spiral part in each angular range can be easily set. It is also possible to eliminate waste of materials more effectively.
  • the spiral portion is preferably set so that the draft angle is larger than the draft angles in other angular ranges in a predetermined angular range between the winding start and the winding end. The stress applied to the mold in the vicinity of the center of the spiral at the time of mold release is reduced, and the life of the mold can be extended, and the negative effect on the entire net of the spiral part is further reduced. It is also possible to do this, and also to make it possible to eliminate waste of material more effectively.
  • At least the spiral part of this scroll part is preferably coated with a resin. Processing the coated resin is easier than processing the molded member directly, and therefore processing accuracy can be improved, and clogging of the gap reduces leakage of the compressed medium.
  • the elasticity of the resin is a force that can reduce the noise even if the spiral parts are in contact with each other.
  • the scroll part of the compressor according to the thirteenth aspect of the invention is the scroll part of the compressor according to the eleventh aspect, wherein the spiral part is a part at the beginning of the winding where the draft at the end of the outer end is close to the center of the draft. It has a spiral shape larger than the draft.
  • the spiral part is preferably set so that the draft gradually and gradually changes from the beginning of winding to the end of winding. The stress applied to the mold in the vicinity of the center of the spiral during mold release is reduced, and the life of the mold can be extended, and waste of the material can be more effectively eliminated. is there.
  • the spiral part be set so that the draft gradually changes from the beginning of winding to the end of winding.
  • the spiral portion is set to have a draft angle larger than that in other angular ranges within a predetermined angular range between the winding start and the winding end.
  • the stress applied to the mold in the vicinity of the center of the spiral at the time of mold release is reduced, and the life of the mold can be extended, and the adverse effect on the net weight of the entire spiral portion is further reduced. It is possible to eliminate waste of material more effectively.
  • at least the spiral portion of this scroll part is coated with resin. This is because it is possible to reduce the leakage of the medium to be compressed and to reduce the noise.
  • the draft at the end of the winding outside of the spiral part is larger than the draft at the beginning of the winding close to the center. Therefore, the thickness of the outer peripheral part of the spiral part is thin. Therefore, this is effective when it is difficult to obtain accuracy in processing, and even if the thickness of the spiral portion is thin, the accuracy of the outer peripheral portion of the spiral portion can be maintained.
  • a scroll part of a compressor according to a fourteenth aspect of the present invention is the scroll part of the compressor according to the tenth aspect, wherein the spiral part is a first part on the inner peripheral side of the winding start near portion located near the center.
  • the plane is inclined at a first angle with respect to a line perpendicular to the flat portion.
  • the inclination angle with respect to the line orthogonal to the flat plate part is smaller than the first angle.
  • the first surface of the spiral portion is preferably a surface which does not contact the other's scroll which is involved in relative movement of the fixed scroll and the movable scroll. A large inclination is usually a disadvantage in terms of surface accuracy control.
  • the first surface is not in contact with the other scroll and does not affect the degree of sealing of the compression chamber. It does not occur.
  • the surface other than the first surface of the spiral part is the inclination angle with respect to the line orthogonal to the flat part. Is preferably substantially 0 °. This is because the surface accuracy of the scroll can be maintained high, and it is possible to reduce the problem that the gas refrigerant leaks to the adjacent chamber during the operation of the scroll compressor.
  • the inside is While the first surface on the circumferential side is inclined at the first angle to greatly increase strength and suppress deformation, the portion of the spiral part away from the center has a large capacity as an inclination angle smaller than the first angle. It is avoiding to fall.
  • the surface on the outer peripheral side of the winding start vicinity of the spiral part is the surface that performs compression work in contact with the other's scroll, and if a large inclination is made, the contour shape at every height from the flat plate part of the spiral part.
  • the refrigerant gas may leak at the contact portion of both scrolls.
  • the inclination angle is smaller than the angle.
  • the pressure is relatively low for the portions other than the portion near the winding start of the spiral portion, with emphasis given to capacity increase over strength and deformation amount.
  • the inclination angle is reduced, and the first surface on the inner peripheral side of the winding start vicinity portion of the spiral part has a relatively high pressure, and the inclination angle is enlarged to emphasize strength increase and suppression of deformation,
  • the angle of inclination of the outer peripheral surface of the winding start area is reduced in consideration of the control of surface accuracy and the degree of sealing of the compression chamber.
  • the strength is secured by making the first angle slope in the vicinity of the winding start part of the spiral part where the pressure is high. The amount of deformation can be reduced to an acceptable level.
  • the first surface located on the inner peripheral side of the winding start vicinity portion close to the center is inclined at a first angle ( ⁇ ) with respect to a line perpendicular to the flat plate portion. For this reason, in this scroll part, the strength of the central part of the spiral is enhanced. Therefore, in the scroll compressor in which such a scroll component is incorporated, the sliding component can withstand the stress increase due to the high differential pressure even when the high pressure refrigerant such as carbon dioxide is compressed. Also, this effect can increase the height of the scroll teeth.
  • the capacity of the compression chamber can be increased while the diameter of the spiral portion is reduced.
  • the scroll pressure by the small diameter of the scroll When the reduction diameter of the compressor is realized, the diameter of the body portion of the casing is reduced. When the body portion of the casing is reduced in diameter, the casing can exhibit the same compressive strength and a thinner wall thickness than a conventional casing. For this reason, the raw material cost etc. of the casing can be reduced.
  • the scroll has a small diameter, the spiral portion can be made smaller to increase the sliding area of the thrust portion which is severe in sliding.
  • the scroll has a surface roughness smaller than that obtained by the conventional roving method.
  • the scroll part of the compressor according to the fifteenth invention is the scroll part of the fourteenth invention, wherein the winding start vicinity part of the spiral part has a larger thickness at the boundary with the flat plate part than the other parts of the spiral part. .
  • the sliding component base of the compressor according to the sixteenth invention has a carbon content of 2.0 wt% to 2.7 wt%, a carbon content of 1. Owt% to 3. Owt%, and the balance is inevitable.
  • the hardness is at least partially higher than HRB 90 and lower than HRB 100, at least in part where the iron containing impurities is formed and the graphite is smaller than the flake graphite of flake graphite base iron.
  • the hardness is more preferably higher than HRB 90 and lower than HRB 95.
  • the term “sliding component base” as used herein means a precursor before machining (finishing) to obtain a sliding component.
  • the cutting edge may be easily formed during machining of the sliding component substrate, which may deteriorate chip treatability.
  • the hardness of the sliding part substrate is HRB 100 or more, the occurrence of wear and chipping of the cutting tool and the like is suppressed in the machining of the sliding part substrate.
  • the machining cost may increase, and the cutting resistance may increase, and the machining cost may also increase due to the limitations of the cutting depth and the cover speed.
  • the area fraction of ferrite in the matrix composition substantially corresponds to the range of 50% to 5%.
  • the graphite area ratio almost corresponds to the range of 6% to 2%. Further, the range in which the hardness is higher than HRB 90 and lower than HRB 95 substantially corresponds to the range in which the area fraction of ferrite in the matrix composition is smaller than 50% and larger than 25%. In addition, the area fraction of graphite is less than 6% and almost corresponds to the range of more than 3%.
  • Molded articles obtained by semi-solid die-casting, semi-solid die-casting, die-quenching forming, quenching by an iron having the components as described above, and quenching the whole as a whole are heat-treated by heat treatment.
  • the tensile strength can be adjusted. And it has been found that the tensile strength of a molded article produced through this heat treatment is in proportion to its hardness. By the way, in the range where hardness is higher than HRB90 and lower than HRBIOO, the tensile strength almost corresponds to the range of 600MPa to 900MPa. In other words, management of the tensile strength of a molded article can be substituted by a hardness that is easy to measure.
  • the sliding component base is a scroll component base
  • design freedom of the spiral part is greatly improved and small diameter and large capacity can be achieved.
  • the sliding component substrate of this compressor exhibits higher tensile strength than sliding component substrates such as flake graphite pig iron.
  • iron having the above components is subjected to semi-melt die-casting, semi-solid die-casting, mold forming, quenched, and the whole is bleached, Further, in the case where the sliding component base subjected to the heat treatment is machined to complete the sliding component, it is preferable that the hardness of the sliding component base is in the range higher than HRB90 and lower than HRBIOO.
  • the sliding component base is ground In this case, the surface roughness is smaller than that of the FC material, so the sliding parts on the other side (if the sliding parts are movable scrolls, do not attack the Oldham ring, seal ring, etc.).
  • the sliding component base of this compressor has high tensile strength and exhibits good machinability when machining is required.
  • the compressor according to the seventeenth invention has a carbon content of 2.0 wt% to 2.7 wt%, a carbon content of 1. Owt% to 3. Owt%, and the balance is an unavoidable impurity.
  • a sliding component is incorporated, in which at least part of the hardness is smaller than HRB 90 and lower than HRB 100, and the hardness of the graphite is smaller than that of flake graphite of flaky graphite base iron.
  • the “compressor” is, for example, a scroll compressor, a swing compressor, a rotary compressor or the like.
  • the hardness is more preferably higher than HRB90 and lower than HRB95.
  • the area fraction of ferrite in the matrix composition substantially corresponds to the range of 50% to 5%.
  • the graphite area ratio almost corresponds to the range of 6% to 2%.
  • the range in which the hardness is higher than HRB 90 and lower than HRB 95 substantially corresponds to the range in which the area fraction of ferrite in the matrix composition is smaller than 50% and larger than 25%.
  • the area fraction of graphite is less than 6% and almost corresponds to the range of more than 3%.
  • adjustment of hardness can be realized by heat treatment after molding.
  • iron having the above components is subjected to semi-melt die-casting, semi-solid die-casting, die-quenching, and quenching followed by quenching to heat-treat the entire molded article.
  • the tensile strength of a molded article produced through this heat treatment is in proportion to its hardness.
  • the tensile strength substantially corresponds to the range of 600 MPa to 900 MPa.
  • management of tensile strength of molded articles can be substituted by hardness that can be easily measured.
  • the sliding part has a carbon content of 2.0 wt% to 2.7 wt%, a carbon content of 1. Owt% to 3. Owt%, and the balance is an unavoidable impurity. Since it is composed of iron and graphite is smaller than flake graphite of flake graphite pig iron, reduction of thickness of each part enables reduction of thrust loss due to small diameter or large capacity, and FC material and In comparison, because of its excellent toughness, damage to sudden internal pressure rise and foreign matter entrapment is likely to occur, and even if it is damaged, fineness and dust are produced. You can enjoy the benefits, etc. By the way, it can be said that such a compressor is particularly suitable for compressors for renewal demand.
  • a compressor according to an eighteenth aspect of the present invention is the compressor according to the seventeenth aspect of the present invention, which is a carbon dioxide (CO.sub.2).
  • This compressor is compatible with carbon dioxide (CO 2) refrigerants. Because of this, this compressor is compatible with carbon dioxide (CO 2) refrigerants. Because of this, this compressor is compatible with carbon dioxide (CO 2) refrigerants. Because of this, this compressor is compatible with carbon dioxide (CO 2) refrigerants. Because of this, this compressor is compatible with carbon dioxide (CO 2) refrigerants. Because of this, this compressor is compatible with carbon dioxide (CO 2) refrigerants. Because of this, this compressor
  • the sliding component of the compressor according to the first aspect of the present invention has high tensile strength, can exhibit sufficient durability during operation, and “follows up” as soon as possible. Soon, there will be no seizure during abnormal operation.
  • the sliding parts of this compressor have a carbon content of 2.0 wt% to 2.7 wt%, a carbon content of 1.0 wt% to 3. Owt%, and the balance including unavoidable impurities. Since the iron power and the graphite are smaller than the flake graphite of flake graphite pig iron, the reduction in thickness of each part makes it possible to reduce the thrust loss and large capacity by the small diameter, and compared with the FC material.
  • the sliding part base is formed into an ant shape. be able to. Therefore, the sliding parts of this compressor can reduce the machining cost and can be manufactured more inexpensively.
  • the sliding part of the compressor according to the third aspect of the present invention requires low pressure during the molding process. Therefore, the pressing device and the heating device required for die cast molding are not required, and the cost for equipment can be reduced. As a result, the sliding parts of this compressor have a lower molding cost and can be made cheaper.
  • the ratio of the spiral part taking into consideration the upper limit of the deformation amount of the spiral part required for processing time, performance deterioration, noise and!
  • HZT how much tensile strength is sufficient in terms of fatigue strength
  • heat treatment may be carried out with an excessive increase in strength due to cost.
  • the hardness of that part is higher than HRC50 and lower than HRC65. Can be sufficiently suppressed.
  • the occurrence of scum can be suppressed.
  • the occurrence of scum is suppressed.
  • even if a through hole is formed at the planned opening portion there is a fear that the koji mold inside the sliding component may be exposed to the outside, and it is also possible to suppress a decrease in fatigue strength.
  • the scroll component of the compressor according to the tenth aspect of the invention has high tensile strength, can exhibit sufficient durability during operation, and "follows up" as early as possible. Soon, there will be no burn-in during abnormal operation.
  • the shape of the spiral part is determined according to the strength and the quality, and it is possible to eliminate the waste of the material.
  • the thirteenth invention even if the thickness of the spiral portion is thin, the accuracy of the outer peripheral portion of the spiral portion can be maintained.
  • the pressure in the portion other than the winding start vicinity portion of the spiral portion is relatively low, so that the strength of the spiral portion and the scroll portion
  • the inclination angle is reduced with emphasis on capacity increase rather than deformation, and for the first surface on the inner peripheral side near the winding start of the spiral part, the pressure is relatively high, so that the strength increase and suppression of deformation are emphasized
  • the inclination angle is increased, and the inclination angle is reduced in consideration of the control of the surface accuracy and the degree of sealing of the compression chamber for the surface on the outer peripheral side in the vicinity of the winding start of the spiral part.
  • the strength is secured by making the first angle slope in the vicinity of the winding start part of the spiral part where the pressure is high.
  • the amount of deformation can also be reduced to an acceptable level.
  • the sliding component base of the compressor according to the sixteenth invention has high tensile strength and exhibits good machinability when machining is required.
  • the compressor according to the seventeenth aspect of the invention utilizes sliding parts with higher tensile strength than sliding parts such as flake graphite pig iron.
  • the sliding component can exhibit sufficient durability during compressor operation, and It has been clarified that "friendship” occurs as soon as possible, and that no burn-in occurs during abnormal operation. For this reason, this compressor has high tensile strength and is sufficient in operation. Durability can be developed, and as soon as possible, "adaptation” can occur as soon as possible, and seizure can be prevented from occurring during abnormal operation.
  • the carbon content is 2.0 wt% to 2.7 wt%
  • the silicon content is 1.
  • the compressor according to the eighteenth aspect of the present invention can contribute to global environmental problems.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a high and low pressure dome-type scroll compressor according to a first embodiment.
  • FIG. 2 A bottom view of a fixed scroll incorporated in the high and low pressure dome type scroll compressor according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a fixed scroll incorporated in the high and low pressure dome type scroll compressor according to the first embodiment.
  • FIG. 4 A top view of a movable scroll incorporated in the high and low pressure dome type scroll compressor according to the first embodiment.
  • FIG. 5 A VV sectional view of a movable scroll incorporated in the high and low pressure dome type scroll compressor according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a top view of an Oldham ring incorporated in the high and low pressure dome type scroll compressor according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a side view of an Oldham ring incorporated in the high and low pressure dome type scroll compressor according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a bottom view of an Oldham ring incorporated in the high and low pressure dome type scroll compressor according to the first embodiment.
  • FIG. 9 A sectional view showing a mold for manufacturing a fixed scroll incorporated in the high and low pressure dome type scroll compressor according to the first embodiment and a base of the fixed scroll formed by semi-melt die casting.
  • FIG. 10 is an enlarged view of a planned opening portion of a fixed scroll base incorporated in the high and low pressure dome type scroll compressor according to the first embodiment.
  • FIG. 11 is a longitudinal sectional view of a mold for manufacturing a movable scroll incorporated in the high and low pressure dome-type scroll compressor according to the first embodiment and a movable scroll base formed by semi-molten die casting.
  • FIG. 12 is an enlarged view of a central portion of a movable scroll base incorporated in the high and low pressure dome type scroll compressor according to the first embodiment.
  • FIG. 13 A longitudinal sectional view showing a base of a conventional fixed scroll.
  • FIG. 14 A longitudinal sectional view of a base of a conventional movable scroll.
  • FIG. 15 is a longitudinal sectional view of a crankshaft incorporated in the high and low pressure dome type scroll compressor according to the first embodiment.
  • FIG. 16 (a) A diagram showing a partition wall area in a conventional fixed scroll.
  • FIG. 17 (a) A diagram showing a partition wall area in a conventional movable scroll. (B) A diagram showing a compression work area in a conventional movable scroll. (C) A diagram showing a thrust area in a conventional movable scroll. (D) The figure which shows the partition area in the movable scroll which concerns on 1st Embodiment.
  • (E) A diagram showing a compression work area in the movable scroll according to the first embodiment.
  • FIG. 18 (a) A diagram showing a suction volume formed by a conventional scroll. (B) A diagram showing a suction volume formed by the scroll according to the first embodiment.
  • FIG. 19 A schematic view of a test apparatus used for the abrasion resistance test and the seizure resistance test of a molded article produced by a half melt die casting method.
  • FIG. 20 Relation between hardness and wear resistance of molded articles produced by semi-melt die-casting method Graph representing the relationship.
  • FIG. 21 is a graph showing the relationship between the hardness and the “matching” of the scroll parts manufactured by the semi-melt die casting method.
  • FIG. 22 is a graph showing the relationship between hardness and seizure resistance of a molded article produced by the semi-melt die casting method.
  • FIG. 23 is a graph showing the relationship between hardness and tensile elongation of a molded article produced by the semi-melt die casting method.
  • FIG. 24 is a graph showing the relationship between the cutting depth and the cutting resistance of a molded product produced by semi-melt die casting.
  • FIG. 25 A graph showing a comparison of the amount of blade wear of molded articles produced by the semi-melt die-casting method.
  • FIG. 26 A simplified process diagram of a die forming process according to a modification of the first embodiment.
  • FIG. 27 A magnified view of an opening planned portion of a fixed scroll base according to a modification ( ⁇ ⁇ ) of the first embodiment.
  • FIG. 28 An enlarged view of an opening scheduled portion of a fixed scroll base according to a modification ( ⁇ ⁇ ) of the first embodiment.
  • FIG. 29 Modification of the first embodiment (L) A sectional view of a movable scroll according to the present invention.
  • FIG. 30 is an enlarged view of an opening scheduled portion of a movable scroll according to a modification (L) of the first embodiment.
  • FIG. 31 An enlarged view of an opening scheduled portion of a movable scroll according to a modification (L) of the first embodiment.
  • FIG. 32 (a) A diagram showing a suction volume formed by a conventional scroll.
  • FIG. 33 is a cross-sectional view of the inner drive type movable scroll according to the second embodiment.
  • FIG. 34 is a cross-sectional view showing a die for manufacturing the movable scroll according to the second embodiment and a base of the movable scroll molded by semi-melting die casting.
  • FIG. 35 is a cross-sectional view of a mold for manufacturing a movable scroll incorporated in the high and low pressure dome type scroll compressor according to the third embodiment and a movable scroll formed by semi-melt die casting.
  • FIG. 36 A movable sleeve incorporated in the high and low pressure dome type scroll compressor according to the third embodiment.
  • FIG. 37 A top view of a movable closure to be incorporated into the high and low pressure dome type scroll compressor according to the third embodiment.
  • a 38 A sectional view of a movable scroll incorporated in a high and low pressure dome-type scroll compressor according to a third embodiment.
  • ⁇ 40 A bottom view of a fixed scroll incorporated in the high and low pressure dome type scroll compressor according to the third embodiment.
  • FIG. 41 A cross section view of a fixed scroll to be incorporated into the high and low pressure dome type scroll compressor according to the third embodiment.
  • FIG. 42 is a graph showing the relationship between the winding angle ex and the draft angle ⁇ ⁇ of the movable scroll according to the modification ( ⁇ ) of the third embodiment.
  • FIG. 43 A modified example of the third embodiment ( ⁇ ) A graph showing the relationship between the winding angle ex of the movable scroll and the draft angle ⁇ .
  • FIG. 45 A modified example of the third embodiment (D) A sectional view of a movable scroll manufactured by resin-coating the movable scroll.
  • a modified example of the third embodiment (F) A longitudinal sectional view of a fixed scroll according to the present invention.
  • ⁇ 48 A longitudinal sectional view of a mold for manufacturing a movable scroll incorporated in a high and low pressure dome-type scroll compressor according to a fourth embodiment and a movable scroll base formed by semi-molten die casting.
  • FIG. 49 A bottom view of a fixed scroll incorporated in the high and low pressure dome type scroll compressor according to the fourth embodiment.
  • ⁇ 50 A bottom view of a fixed scroll base according to a fourth embodiment.
  • FIG. 52 is a D-D cross-sectional view of a fixed scroll incorporated in the high and low pressure dome-type scroll compressor according to the fourth embodiment.
  • FIG. 53 A partially enlarged view of a D-D cross section of the fixed scroll incorporated in the high and low pressure dome type scroll compressor according to the fourth embodiment.
  • FIG. 54 is a longitudinal sectional view of a movable scroll incorporated in the high and low pressure dome type scroll compressor according to the fourth embodiment.
  • FIG. 55 is a view showing how the gas refrigerant is compressed due to a change in the state of kneading of the wraps of both scrolls in the high and low pressure dome type scroll compressor according to the fourth embodiment.
  • FIG. 56 is a view showing how the gas refrigerant is compressed due to a change in a state in which the wraps of both scrolls are mixed in the high and low pressure dome type scroll compressor according to the fourth embodiment.
  • FIG. 57 is a view showing how the gas refrigerant is compressed due to a change in a state in which the wraps of both scrolls are mixed in the high and low pressure dome type scroll compressor according to the fourth embodiment.
  • FIG. 58A is a view showing the range of the surface on the inner peripheral side of the winding start vicinity portion of the fixed scroll wrap according to the fourth embodiment.
  • (B) A diagram showing the range of the surface on the inner peripheral side of the winding start vicinity portion of the wrap of the movable scroll according to the fourth embodiment.
  • FIG. 59 is a longitudinal sectional view of a swing compressor according to a fifth embodiment.
  • FIG. 60 is a top view of a cylinder block according to a fifth embodiment.
  • FIG. 61 is a transverse sectional view of a cylinder chamber of a swing compressor according to a fifth embodiment.
  • FIG. 62 is a top view of a piston of a swing compressor according to a fifth embodiment.
  • FIG. 63 A top view of a cylinder block of a rotary compressor according to a modification (A) of the fifth embodiment.
  • FIG. 64 is a cross-sectional view of a cylinder chamber of a rotary compressor according to a modification (A) of the fifth embodiment.
  • SC1 Peripheral part of the base of wrap of fixed scroll (partial heat treatment area, stress concentration area)
  • SC5 Notches formed near the design center of the end plate of the bearing of the movable scroll (partial heat treatment area, stress concentration area)
  • the high and low pressure dome type compressor according to the first embodiment can withstand a high pressure refrigerant such as a carbon dioxide refrigerant (CO 2) R410A as a refrigerant.
  • a high pressure refrigerant such as a carbon dioxide refrigerant (CO 2) R410A as a refrigerant.
  • the high and low pressure dome type scroll compressor 1 constitutes a refrigerant circuit together with an evaporator, a condenser, an expansion mechanism and the like, and plays a role of compressing the gas refrigerant in the refrigerant circuit.
  • a scroll compression mechanism 15 As shown in FIG. 1, mainly from a cylindrical closed dome type casing 10, a scroll compression mechanism 15, an Oldham ring 39, a drive motor 16, a lower main bearing 60, an intake pipe 19 and a discharge pipe 20. It is configured.
  • this high and low pressure dome type scroll pressure The components of the compressor 1 will be described in detail.
  • the casing 10 mainly includes a substantially cylindrical trunk portion casing portion 11, a bowl-shaped upper wall portion 12 airtightly welded to the upper end portion of the trunk portion casing portion 11, and a lower end portion of the trunk portion casing portion 11. And the bottom wall 13 of the bowl-like shape which is welded in an airtight manner.
  • the casing 10 mainly accommodates the scroll compression mechanism 15 for compressing the gas refrigerant and the drive motor 16 disposed below the scroll compression mechanism 15.
  • the scroll compression mechanism 15 and the drive motor 16 are connected by a crank shaft 17 disposed so as to extend in the vertical direction in the casing 10. As a result, a gap space 18 is generated between the scroll compression mechanism 15 and the drive motor 16.
  • the scroll compression mechanism 15 mainly includes a housing 23, a fixed scroll 24 closely disposed above the housing 23, and a movable scroll 26 fitted to the fixed scroll 24. It is configured.
  • the components of the scroll compression mechanism 15 will be described in detail below.
  • the housing 23 is press-fitted and fixed to the body casing 11 along the entire circumferential direction on the outer peripheral surface thereof. That is, the body casing portion 11 and the housing 23 are in close contact along the entire circumference. For this reason, the inside of the casing 10 is divided into a high pressure space 28 below the housing 23 and a low pressure space 29 above the housing 23. Further, the fixed scroll 24 is fastened and fixed to the housing 23 by a bolt 38 so that the upper end surface is in close contact with the lower end surface of the fixed scroll 24. Further, the housing 23 is formed with a housing recess 31 recessed at the center of the upper surface, and a bearing portion 32 extended downward from the center of the lower surface. Further, a bearing hole 33 penetrating in the vertical direction is formed in the bearing portion 32, and the main shaft portion 17 b of the crankshaft 17 is rotatably fitted in the bearing hole 33 via a bearing 34.
  • this housing 23 is manufactured by a novel and special manufacturing method. Manufactured. This manufacturing method will be described in detail in the section "Method for Manufacturing Sliding Part” below.
  • the fixed scroll 24 mainly comprises an end plate 24a and a spiral (involute) wrap 24b extending downward from the mirror surface 24P of the end plate 24a, as shown in FIGS.
  • a discharge hole 41 communicating with a compression chamber 40 described later and an enlarged recess 42 communicating with the discharge hole 41 are formed.
  • the discharge hole 41 is formed to extend upward and downward in the central portion of the end plate 24a.
  • the enlarged recess 42 is a recess formed to extend in the horizontal direction on the upper surface of the end plate 24a.
  • the discharge holes 41 are to be formed thin, it is possible to reduce The occurrence of (see Figure 9) is suppressed.
  • the ratio of the height of the thick wrap 24b to the wrap 24b is 15 or more.
  • the corners and corners of the wrap 24b are rounded to fit the corners and corners of the wrap 26b of the movable scroll.
  • a lid 44 is fastened and fixed to the upper surface of the fixed scroll 24 by a bolt 44 a so as to close the enlarged recess 42.
  • a cover 44 covers the enlarged recess 42 to form a muffler space 45 for silencing the operation noise of the scroll compression mechanism 15.
  • the fixed scroll 24 and the lid 44 are sealed by bringing them into close contact via a packing (not shown).
  • the fixed scroll 24 is manufactured by a novel and special manufacturing method. This manufacturing method will be described in detail in the section "Method for Manufacturing Sliding Part" below.
  • the movable scroll 26 is an outer drive type movable scroll, and as shown in FIG. 1, FIG. 4 and FIG. 5, mainly spirals extending upward from the mirror plate 26a and the mirror surface 26P of the mirror plate 26a. And a bearing 26c extending downward from the lower surface of the end plate 26a and fitted on the outside of the crankshaft 17 and grooves 26d (see FIG. 5) formed at both ends of the end plate 26a. There is.
  • the movable scroll 26 is supported by the housing 23 by fitting the Oldham ring 39 (see FIG. 1) into the groove 26 d. Further, the eccentric shaft portion 17a of the crankshaft 17 is fitted into the bearing portion 26c.
  • the movable scroll 26 revolves the inside of the housing 23 without rotating by rotation of the crankshaft 17 by being thus incorporated into the scroll compression mechanism 15.
  • the wrap 26b of the movable scroll 26 is joined to the wrap 24b of the fixed scroll 24, and a compression chamber 40 is formed between the contact portions of the two wraps 24b and 26b (see FIG. 18 (b)). .
  • the compression chamber 40 as the movable scroll 26 revolves, it is displaced toward the center, and its volume contracts.
  • the gas refrigerant thus entering the compression chamber 40 is compressed.
  • the movable scroll 26 is manufactured by a novel and special manufacturing method. This manufacturing method will be described in detail in the section "Method for Manufacturing Sliding Part" below.
  • a communication passage 46 is formed between the fixed scroll 24 and the housing 23.
  • the communication passage 46 is composed of a scroll side passage 47 cut out in the fixed scroll 24 and a housing side passage 48 cut out in the housing 23.
  • the upper end of the communication passage 46 that is, the upper end of the scroll passage 47, is open to the enlarged recess 42
  • the lower end of the communication passage 46 that is, the lower end of the housing passage 48 is open to the lower end face of the housing 23. That is, the lower end opening of the housing side passage 48 is a discharge port 49 which allows the refrigerant in the communication passage 46 to flow out to the gap space 18.
  • the Oldham ring 39 is a member for preventing the rotational movement of the movable scroll 26, as shown in FIGS. 6 to 8 [Fig. 6 to 8]. , 39b and housing side key parts 39c, 39d.
  • the main body 39e is a substantially annular molded body as shown in FIG. 6 and FIG.
  • the movable scroll side key portions 39a and 39b are a pair of protrusions which are opposed to each other across the axis of the main body 39e and which extend to the outer peripheral side of the radial direction of the main body 39e.
  • the housing side key portions 39c, 39d are opposed to each other with the axis of the main body 39e interposed therebetween, and the protruding portion force extending radially outward of the main body 39e is along the axial direction.
  • the movable scroll side key portions 39a and 39c are a pair of protrusions extending on the opposite side, and are disposed at a position inclined approximately 90.degree. From the movable scroll side key portions 39a and 39b about the axis. Then, the movable scroll side key portions 39a, 39b are fitted into the groove portion 26d of the movable scroll 26, and the housing side key portions 39c, 39d are fitted into the Oldham groove (not shown) formed in the housing 23.
  • the Oldham's groove is an oval groove, and is disposed in the housing 23 so as to face each other.
  • this Oldham ring 39 is manufactured by a new and special manufacturing method. This manufacturing method will be described in detail in the section "Method for Manufacturing Sliding Part" below.
  • the drive motor 16 is a direct current motor in the first embodiment, and mainly rotates in an annular stator 51 fixed to the inner wall surface of the casing 10, and a slight gap (a gap gap passage) inside the stator 51. It comprises a rotor 52 housed freely.
  • the drive motor 16 is disposed such that the upper end of the coil end 53 formed on the upper side of the stator 51 is at substantially the same height position as the lower end of the bearing portion 32 of the housing 23.
  • a copper wire is wound around the teeth of the stator 51, and coil ends 53 are formed on the upper and lower sides. Further, on the outer peripheral surface of the stator 51, core cut portions are formed at a plurality of locations at predetermined intervals in the circumferential direction from the upper end surface to the lower end surface of the stator 51. Then, a motor cooling passage 55 extending in the vertical direction is formed between the body casing 11 and the stator 51 by the core cut portion.
  • the rotor 52 is drivably coupled to the movable scroll 26 of the scroll compression mechanism 15 via a crank shaft 17 disposed at the axial center of the body casing portion 11 so as to extend in the vertical direction. Further, a guide plate 58 for guiding the refrigerant flowing out of the discharge port 49 of the communication passage 46 to the motor cooling passage 55 is disposed in the gap space 18.
  • the crankshaft 17 is a substantially cylindrical integrally formed part, and mainly comprises an eccentric shaft portion 17a, a main shaft portion 17b, a lance weight portion 17c and a countershaft portion 17d.
  • the eccentric shaft portion 17 a is accommodated in the bearing portion 26 c of the movable scroll 26.
  • the main shaft portion 17 b is accommodated in the bearing hole 33 of the housing 23 via the bearing 34.
  • the countershaft portion 17d is accommodated in the lower main bearing 60.
  • crankshaft 17 is manufactured by a novel and special manufacturing method. This manufacturing method will be described in detail in the section "Method for Manufacturing Sliding Part" below.
  • the lower main bearing 60 is disposed in the lower space below the drive motor 16.
  • the lower main bearing 60 is fixed to the body casing portion 11 and constitutes a lower end side bearing of the crankshaft 17, and accommodates the countershaft portion 17d of the crankshaft 17.
  • the lower main bearing 60 is manufactured by a novel and special manufacturing method. This manufacturing method will be described in detail in the section "Method for Manufacturing Sliding Part" below.
  • the suction pipe 19 is for guiding the refrigerant of the refrigerant circuit to the scroll compression mechanism 15, and is fitted in the upper wall 12 of the casing 10 in an airtight manner.
  • the suction pipe 19 vertically penetrates the low pressure space 29 and has an inner end fitted in the fixed scroll 24.
  • the discharge pipe 20 is for discharging the refrigerant in the casing 10 to the outside of the casing 10, and is fitted in the body casing portion 11 of the casing 10 in an airtight manner.
  • the discharge pipe 20 has an inner end portion 36 which is formed in a vertically extending cylindrical shape and fixed to the lower end portion of the housing 23. The inner end opening of the discharge pipe 20, that is, the inlet is opened downward.
  • crankshaft 17, the housing 23, the fixed scroll 24, the movable scroll 26, the oldham ring 39 and the lower main bearing 60 are sliding parts, and these slides
  • the parts are manufactured by the following manufacturing method.
  • “billet” means, at one end, a material before final forming, which is formed into a cylindrical shape or the like by a continuous forming apparatus after the iron material of the above component is melted in a melting furnace.
  • the contents of C and Si indicate that the tensile strength and the tensile elastic modulus are higher than those of flake graphite pig iron, and the flowability suitable for forming a sliding component base having a complicated shape. It is decided to satisfy both of the provision.
  • the content of Ni is determined so as to constitute a metal composition suitable for improving the toughness of the metal structure and preventing surface cracks during molding.
  • the sliding component according to the first embodiment is manufactured through a semi-solid die casting process, a heat treatment process, a finishing process and a partial heat treatment process. Each step will be described in detail below.
  • the billet is brought into a semi-melted state by high frequency heating.
  • the billet in the semi-molten state is poured into a predetermined mold, the billet is formed into a desired shape while applying a predetermined pressure with a die casting machine to obtain a sliding component base.
  • the sliding component base is taken out of the mold and rapidly cooled, the metallographic structure of the sliding component base becomes white as a whole.
  • the sliding part substrate is slightly larger than the finally obtained sliding part, and this sliding part substrate is removed in the final finishing step from the machining allowance to become the final sliding part.
  • the base 124 of the fixed scroll 24 is molded using the mold 70 shown in FIG. 9, and the base 126 of the movable scroll 26 uses the mold 80 shown in FIG. It is molded.
  • the mold 70 for semi-melt die-casting the base 124 of the fixed scroll 24 comprises a first mold portion 71 and a second mold portion 72.
  • Type 1 part 71 and Type 2 The shape of the space 73 created when the part 72 is combined corresponds to the outer shape of the fixed scroll 24 (ie, the base 124) before cutting.
  • a convex portion is formed in order to form an opening planned portion P which is a portion planned to open the discharge hole 41 in the vicinity of the center of the base 124 of the fixed scroll 24.
  • 71a and the convex portion 72a are formed to face each other. Since the distance between the convex portion 71a and the convex portion 72a is set to 4 mm or less, the thickness t2 (see FIGS. 9 and 10) of the opening planned portion P becomes thin to 4 mm or less. It is possible to further suppress the occurrence.
  • the wall thickness is as thick as the surrounding wall thickness. Accordingly, since the gonorrhoid CN is also generated near the center of the end plate equivalent portion 224a, it is generated in a wide range inside the end plate equivalent portion 224a. For this reason, when the discharge hole 241 (portion surrounded by two imaginary lines in FIG. 13) is formed by the drill calorie in the opening planned portion Q in the vicinity of the center of the base body 224, the Kokasu CN from the discharge hole 241 Exposed to the outside. As a result, the fatigue strength of the fixed scroll after manufacture is significantly reduced.
  • the mold 80 for semi-melt die-casting the base 126 of the movable scroll 26 comprises a first mold portion 81 and a second mold portion 82.
  • the shape of the space portion 83 formed when the first mold portion 81 and the second mold portion 82 are combined corresponds to the external shape of the movable scroll 26 (ie, the base 126) before cutting.
  • the first type portion 81 is formed with a convex portion 8 la which forms an internal space 26 f (see FIG. 5) of the bearing portion 26 c of the movable scroll 26. Since the distance between the convex portion 81a and the second type portion 82 is set to 4 mm or less, the thickness t1 of the center portion of the head plate equivalent portion of the base 126 of the movable scroll 26 (see FIGS. 11 and 12). ) Becomes thinner than 4 mm. Therefore, in this part, the occurrence of CN of CN is suppressed.
  • the base 126 of the movable scroll 26 is compared with the movable scroll of the inner drive, that is, the base of the movable scroll in which the bearing portion of the solid round bar is fitted inside the drive shaft. As a result, the thickness of the central portion 26e of the mirror equivalent portion becomes thinner. For this reason, when compared with the movable scroll of the inner drive, this movable scroll 26 is more likely to suppress the occurrence of scab CN.
  • the thickness of the central portion 226e is the thickness of the peripheral portion As thick as. Therefore, a large amount of CN is also generated near the center of the mirror equivalent 226a. For this reason, the strength of the movable scroll formed by such a method is reduced.
  • the central portion 226e since the central portion 226e generates the largest gas load (or pressure) during operation of the scroll compressor, the end plate may be deformed if the strength of the central portion 226e is reduced. Furthermore, if the end plate is deformed, the sliding condition between the movable scroll and the fixed scroll is deteriorated, which causes wear and seizing.
  • the sliding component substrate after the semi-melt die casting step is heat treated.
  • the metallographic structure of the sliding component base is changed to a metallographic structure consisting of white graphite, pearlite Z ferrite base and granular graphite.
  • the graphitization and pearlization of this whitened structure can be controlled by adjusting the heat treatment temperature, holding time, cooling rate and the like. For example, as described in Honda R & D Technical Review, Vol. 14 No. 1 “Study on semi-solid forming technology of iron”, after holding at 950 ° C. for 60 minutes, 0.5 ° to 0. 0 ° to 10 ° C.
  • the tensile strength about 600 MPa to 900 MPa, HB200 (HRB96 (SAE J 417 Converted value from hardness conversion table)) to HB250 (HRB105, HRC26 (converted value from SAE J 417 hardness conversion table, HRB 105 is a reference value because it exceeds the effective practical range of the test type))
  • HRB 105 is a reference value because it exceeds the effective practical range of the test type
  • the hardness of the sliding component substrate is higher than HRB 90 (value converted from SAE J 417 hardness conversion table) HRB 100 ( Heat treatment is performed under conditions that are lower than HB219 (SAE J 417 hardness conversion table force conversion value).
  • HRB 90 value converted from SAE J 417 hardness conversion table
  • HRB 100 Heat treatment is performed under conditions that are lower than HB219 (SAE J 417 hardness conversion table force conversion value).
  • the hardness of the sliding component base is in proportion to the tensile strength of the sliding component base.
  • the tensile strength of the sliding component substrate at this time substantially corresponds to the range of 600 MPa to 900 MPa.
  • the hardness of the sliding component substrate is higher than HRB 90 (value converted from SAE J 417 hardness conversion table) HRB 100 (HB 219 (SAE J 417 hardness) Heat treatment is performed under conditions that are lower than the conversion table).
  • HRB 90 value converted from SAE J 417 hardness conversion table
  • HRB 100 HB 219 (SAE J 417 hardness) Heat treatment is performed under conditions that are lower than the conversion table.
  • the hardness of the sliding component base is in proportion to the tensile strength of the sliding component base.
  • the tensile strength of the sliding component substrate at this time substantially corresponds to the range of 600 MPa to 900 MPa.
  • heat treatment is performed so that the ratio of tensile strength to Young's modulus becomes equal to or less than 0. 0046.
  • the ferrite ratio can be kept low enough to ensure wear resistance.
  • the ratio of tensile strength to Young's modulus is set so that the component cutting edge is difficult to form during cutting
  • Heat treatment is carried out so as to be above. Since the Young's modulus is 175 to 190 GPa regardless of the heat treatment, the heat treatment is performed so that the bow I tensile strength is about 600 MPa to 900 MPa.
  • the sliding component substrate is machined to complete the sliding component.
  • the discharge hole 41 which is a through hole is formed in the planned opening P and the lap equivalent portion is cut by an end mill etc.
  • the height H and the thickness T from the mirror surface 24P to the tip end are made to be dimensions according to predetermined design values.
  • the lap equivalent portion is cut by an end mill or the like, and a notch (counterbore) SC5 for stress dispersion of gas load is formed by an end mill or the like.
  • a notch (counterbore) SC5 for stress dispersion of gas load is formed by an end mill or the like.
  • the height H and the thickness T from the mirror surface 26P to the tip end are made to be dimensions according to predetermined design values.
  • the notch (counterbore) SC5 plays the role of dispersing the stress at the root of the wrap 26b where the stress concentrates most.
  • the height H and thickness T of the wraps 24b and 26b are the fixed scroll 24 and movable.
  • the ratio (H / T) is designed to be in the range of 10-19.
  • the height H and thickness T of the wraps 24b, 26b are Is the ratio of the tensile strength to the Young's modulus of the fixed scroll 24 and the movable scroll 26 ⁇ 0. 0033-0. 0046! /, Assuming that it (H / T) force 2 to 8 become Is designed as.
  • the tip of the end of the spiral center (end at the beginning of winding) of the wraps 24b and 26b is obtained even when the gas refrigerant carbon dioxide, which is a gas refrigerant, is at the highest pressure in the refrigeration system.
  • the amount of deflection falls within the allowable range, there will be no problem in terms of strength.
  • high frequency calorific heat treatment is performed on a specific portion of the sliding component, and laser heat treatment is performed to improve the fatigue strength and wear resistance of the specific portion.
  • laser heat treatment and the high frequency heat treatment laser light or high frequency is applied so that the surface hardness of the heated portion becomes HRC50: HRC65.
  • the laser is applied to the peripheral portion SC3 of the base of the wrap 26b and the peripheral portion SC4 of the base of the bearing 26c where stress is concentrated during operation of the high and low pressure dome type scroll compressor 1.
  • the heat treatment is applied, and the notch SC5 formed near the design center of the end plate 26a and the innermost SC6 of the wrap 26b are subjected to high-frequency heat treatment (see FIGS. Are hatched).
  • the eccentric shaft portion 17a and the main shaft portion 17b for which wear resistance is required are subjected to high frequency heat treatment, and the eccentric shaft portion 17a and the main shaft where stress is concentrated during operation of the compressor.
  • Laser heat treatment is performed on the peripheral portion SC7 of the notch portion existing between the portion 17b and the portion 17b (see FIG. 15. In the figure, the laser heat treatment portion is hatched).
  • the operation of the high and low pressure dome type compressor 1 will be briefly described.
  • the drive motor 16 is driven, the crankshaft 17 is rotated, and the orbiting operation is performed without the movable scroll 26 rotating.
  • the low pressure gas refrigerant is drawn into the compression chamber 40 from the peripheral side of the compression chamber 40 through the suction pipe 19 and is compressed along with the volume change of the compression chamber 40 to become a high pressure gas refrigerant (FIG. 18) see (b)).
  • the high-pressure gas refrigerant is discharged from the central portion of the compression chamber 40 through the discharge hole 41 to the muffler space 45, and thereafter, the communication passage 46, the scroll side passage 47, the housing side passage 48, the discharge port 49.
  • the fluid flows into the gap space 18 and flows downward between the inner plate 58 and the inner surface of the trunk casing 11 in a downward direction. Then, when the gas refrigerant flows downward between the guide plate 58 and the inner surface of the body casing portion 11, a part of the gas refrigerant is branched and flows between the guide plate 58 and the drive motor 16. It flows in the circumferential direction. At this time, the lubricating oil mixed in the gas refrigerant is separated.
  • the other part of the branched gas refrigerant flows downward to the motor cooling passage 55 and flows to the lower space of the motor and then reverses to form an air gap passage between the stator 51 and the rotor 52, or It flows upward through the motor cooling passage 55 on the side (left side in FIG. 1) opposite to the communication passage 46.
  • the gas refrigerant that has passed through the guide plate 58 and the gas refrigerant that has flowed through the air gap passage or the motor cooling passage 55 merge at the gap space 18 and the discharge pipe 20 from the inner end 36 of the discharge pipe 20.
  • the gas refrigerant discharged out of the casing 10 circulates through the refrigerant circuit, and is again sucked into the scroll compression mechanism 15 through the suction pipe 19 and compressed.
  • FIG. 16 to FIG. 18 a conventional fixed scroll 324 using FC 250, a movable scroll 326, and a first
  • the fixed scroll 24 and the movable scroll 26 of the compressor 1 according to the embodiment are compared with it.
  • the height H of each of the wraps 285, 287, 24b, 26b of the respective scroll holes 324, 326, 24, 26 is the same, and the conventional fixed scroll 324 and movable scroll 326 are designed according to the conventional strength.
  • the thickness T of the wraps 24b and 26b is determined on the fixed scroll 24 and the movable scroll 26 based on the above-mentioned design guidelines.
  • Fixed scroll 24, movable scroll 26, half-melting die Since the cast molding material is used and the strength is improved as compared with the conventional FC 250, the thickness T of the wrap is thinner than the conventional fixed scroll 324 and the movable scroll 326.
  • FIGS. 16 (a), (c) and (e) respectively show the partition wall area, the compression work area and the thrust area in the conventional fixed scroll 324.
  • the partition area is the cross-sectional area of the wrap (here, wrap 285).
  • the hatched portions in FIGS. 16 (b), (d) and (f) respectively show the partition area, the compression work area and the thrust area in the fixed scroll 24. Comparing FIG. 16 (a) with FIG. 16 (b), the partition wall area is smaller in the fixed scroll 24 as compared with the conventional fixed scroll 324. This is because the ratio (HZT) of the height H and thickness T of the wrap 24b is increased as the strength is increased. Further, referring to FIGS.
  • the area force of the compression work area is also 40 square centimeters of the conventional fixed scroll 324 when compared with the effective compression area obtained by subtracting the partition area.
  • fixed scroll 24 is about 20% larger! /, 48 square centimeters.
  • FIGS. 17 (a), (c) and (e) respectively show the partition wall area, the compression work area, and the thrust area in the conventional movable scroll 326.
  • the partition area is the cross-sectional area of the wrap (here, wrap 287).
  • the hatched portions in FIGS. 17 (b), (d) and (f) respectively show the partition area, the compression work area and the thrust area in the movable scroll 26. Comparing FIG. 17 (a) with FIG. 17 (b), the wall area of the movable scroll 26 is smaller than that of the conventional movable scroll 326. This is because the ratio (HZT) of the height H and the thickness T of the wrap 26b is increased as the strength is increased. Further, referring to FIGS.
  • the area force of the compression work area is also 28 square centimeters of the conventional movable scroll 326 as compared with the effective compression area obtained by subtracting the partition area.
  • the movable scroll 26 is about 15% larger and 32 square centimeters.
  • the hatched portion in FIG. 18 (a) shows the suction volume formed by the conventional fixed scroll 324 and movable scroll 326 having wraps 285 and 287 with relatively large thickness T
  • FIG. The hatched portion in b) is a relatively small (thin) wrap 24b, 26b of thickness T.
  • the suction volume formed by the fixed scroll 24 and the movable scroll 26 is shown.
  • a pin-shaped test piece 412a and a disc-shaped test piece 412b as shown in FIG. 19 are produced from a material produced by semi-melt die casting, and the heat treatment conditions of the material produced by semi-melt die casting Test pieces 412a and 412b of different hardness were produced by variously changing. Then, each test piece 41 2a, 412b is set in the pin Z disk test apparatus 401 as shown in FIG. 19 and stored in the container 410.
  • R 410A refrigerant and ether oil (100 ° C.) The average sliding speed in a mixture solution with water 2.
  • the pin-shaped test piece 412a set in the holder 413 under the conditions of OmZs and a constant surface load of 20 MPa.
  • the data obtained from this experimental power is also summarized in the bar graph shown in FIG.
  • the area to the left of the graph shows the relationship between the hardness and the amount of wear of test pieces manufactured by semi-melt die-casting (hereinafter referred to as semi-melt die-cast test pieces).
  • FC250 test piece the hardness and the amount of wear of the test piece of the conventional material FC250 (hereinafter referred to as FC250 test piece) are shown.
  • the test piece of this FC 250 has a hardness (HRB 101.0) that exhibits good "adaptability" in a conventional compressor.
  • the base texture of the FC 250 test piece showing this hardness contains 95% or more of pearlite texture.
  • the hardness of the semi-melt die cast test piece and the amount of wear thereof are approximately proportional to each other.
  • each semi-melt die cast molding When comparing the piece and FC250 test piece, the semi-melt die cast test piece with HRB 103.7 hardness wears significantly less than the FC 250 test piece The semi-melt die cast test with HR B98. 0 hardness It can be seen that the piece wears almost the same amount as the FC250 test piece, and the semi-melt die cast test piece with HRB 87.4 hardness wears significantly more than the FC250 test piece.
  • the semi-molten die cast test piece of HRB 98.0 has the same "familiarity" with the FC 250 test piece of HRB 100 or more.
  • the phenomenon of wear depends not only on hardness but also on the base structure. That is, even if the hardness is equal, if the proportion of the pearlite structure in the base tissue is high, the molded article is inferior in "compliability".
  • the hardness which can realize a good "conformability” is empirically a hardness having a wear amount of more than 5 m and less than 13 m. For this reason, in the case of a semi-melt die cast test piece, one having a hardness greater than HRB 90 and less than HRB 100 is excellent in “compliability”. This is also supported by the fit curve of the semi-melt die-cast molded article shown in FIG. As apparent from FIG. 21, the force which requires 100 hours to fully adapt to HRB 100 or more is almost completely familiar within a few hours with HRB 100 or less.
  • a pin-shaped test piece 412a and a disc-shaped test piece 412b as shown in FIG. 19 are produced from a material produced by semi-melt die casting, and the heat treatment conditions of the material produced by semi-melt die casting Test pieces 412a and 412b of different hardness were produced by variously changing. Then, each test piece 41 2a, 412b is set in the pin Z disk test apparatus 401 as shown in FIG. 19 and stored in the container 410.
  • R 410A refrigerant and ether oil (100 ° C.) Step load (surface pressure) is applied in 15.6 MPa steps under the condition of an average sliding velocity 2.
  • FIG. 23 shows the relationship between the hardness and the tensile elongation of a molded product produced by the semi-melt die casting method.
  • the tensile elongation was measured according to the test method shown in JIS Z2241.
  • the shape of the test piece was the shape of the No. 4 or No. 5 test piece shown in JIS Z2201.
  • the hardness and the elongation are in inverse proportion to each other.
  • conventional molded products it can be seen that the semi-melt die cast molded product exhibits extremely high ductility as compared to the conventional molded product.
  • the semi-melt die-cast molding ideally have a tensile elongation of greater than 8% and less than 14%. Therefore, the hardness of the semi-melted die-cast molded article is ideally larger than HRB90 and smaller than HRB100.
  • FIG. 24 shows the relationship between the cutting depth and the cutting depth of the molded product produced by the semi-melt die casting method.
  • this machinability test was conducted by a down-cut method using an end mill as a cutting blade, setting the rotational speed of the end mill to 6000 rpm, and the feed rate to 1800 mm Zmin-0.05 Z blade under dry conditions.
  • the hardness of the semi-melt die cast molded product is HRB 98
  • the hardness of the FC 250 molded product of the reference is HRB 101.
  • FIG. 25 shows a comparison of the amount of blade wear of molded articles produced by the semi-melt die casting method.
  • an end mill is used as a cutting blade, and under dry conditions, the rotational speed of the end mill is set to 8000 rpm, and the feed rate is set to 1920 mm / min-O.04Z blade. And went down-cut method.
  • the data in FIG. 25 is the value when the blade is rotated to the cutting distance, which is described above the rod.
  • the hardness of the semi-melt die cast molded article at this time was HRB 93 to 95 and HRB 98 to: LOO, and the hardness of the FC 250 molded article of the reference was HRB 101.
  • the semi-melt die-cast molded product with hardness 93 to 95 cuts more than FC250 molded product.
  • the wear amount of both tools is almost the same for both the outer peripheral blade and the bottom blade despite the fact that they are long. Therefore, the semi-solid die-cast molded product with hardness 93-95 has the machinability equal to or better than that of the FC250 molded product.
  • the hardness of the semi-melt die cast part of hardness 93 to 95 is 98 ⁇ : LOO
  • the cutting distance is longer than half-melt die-cast molded products, the amount of wear on the bottom blade is smaller. That is, the semi-solid die cast molded articles having hardness 93 to 95 are significantly superior in machinability to the semi-melt die cast molded articles having hardness 98 to LOO.
  • the movable scroll 26 and the fixed scroll 24 are manufactured through a semi-melt die casting molding process and a heat treatment process. For this reason, it is possible to easily obtain a movable scroll or fixed scroll having higher tensile strength and higher hardness than the movable scroll or fixed scroll made of flake graphite pig iron manufactured by the conventional sand-type manufacturing method.
  • the movable scroll base and the fixed scroll base are manufactured through the semi-melt die casting molding process and the heat treatment process, and their hardness is adjusted to be higher than HRB 90 and lower than HRB 100.
  • the tensile strengths of the movable scroll base and the fixed scroll base substantially correspond to the range of 600 MPa to 900 MPa. Therefore, if the method of manufacturing the sliding parts of the compressor is adopted, the movable scroll 26 and the end plates 24a and 26a and the spiral portions 24b and 26b of the fixed scroll 24 can be thinned. Therefore, the scroll compressor 1 can be reduced in diameter, and in turn, the thrust loss can be reduced and the large capacity can be reduced.
  • the movable scroll base and the fixed scroll base are repeatedly replaced several times.
  • machining such movable scroll substrates or fixed scroll substrates having such high tensile strength there is no need to worry about processing distortion. Therefore, if this manufacturing method is adopted, the cost of replacement is reduced.
  • the tensile strength of the sliding component is in proportion to its hardness. Therefore, with the sliding component according to the first embodiment, the tensile strength can be ensured only by measuring the hardness.
  • the heat treatment is performed such that the hardness of the movable scroll base and the fixed scroll base is higher than HRB 90 and lower than HRB 100. For this reason, when the method of manufacturing sliding parts of this compressor is adopted, it is possible to develop sufficient durability during compressor operation, and "familiarization" may occur as soon as possible. Movable scrolls 26 and fixed scrolls 24 can be manufactured so that they do not burn during abnormal operation. When the hardness is in this range, the machinability of the movable scroll base and the fixed scroll base is improved and the movable scroll base and the fixed scroll base are scratched.
  • the fixed scroll 24 is a semi-molten die cast metal material using the mold 70 having the convex portions 71 a and 72 a capable of forming the opening planned portion P near the center of the base 124 thin. It is manufactured by forming the discharge hole 41 in the thin opening planned portion P after being molded by molding.
  • the projections 71a and 72a make it possible to form the planned opening portion P of the discharge hole 41 in the vicinity of the center of the end plate equivalent portion of the base 124 of the fixed scroll 24 to 4 mm or less. For this reason, the generation of scab CN in the base 124 of the fixed scroll 24 is suppressed.
  • the fixed scroll 24 In addition, the small cage CN is only divided and present in the surrounding area other than near the center of the inside of the end plate 24a. As a result, even if the discharge hole 41 is formed in the opening planned portion P of the base 124, there is no possibility that the hollow CN of the inside of the base 124 is exposed to the outside, and a decrease in fatigue strength can be suppressed.
  • the movable scroll 26 is a semi-molten die cast metal material using a mold 80 having a convex portion 8 la capable of forming a predetermined portion near the center of the base 126 to 4 mm or less. Manufactured by molding. For this reason, the generation of the scab CN in the base 126 of the movable scroll 26 is suppressed. Therefore, in the movable scroll 26, only small knuckle CNs are separated and present in the peripheral portion other than the vicinity of the center inside the end plate 26a.
  • the high and low pressure dome type scroll compressor 1 employs components with very few defects. Therefore, the high and low pressure dome type compressor 1 can also compress high pressure refrigerant such as carbon dioxide.
  • scrolls are made using ordinary pig iron such as FC 250 because there is a problem that ductile iron and high carbon steel, which are high strength materials, are difficult to use and their corrosion properties are poor. There are many things that are manufactured.
  • the fixed scroll 124 and the movable scroll 126 have high strength by molding using a semi-melt die casting method.
  • the compressor 1 achieves a significant capacity increase with almost no change in the outer diameter.
  • FC250 Compared to FC250 and other conventional materials, it is produced by die-casting (here, semi-melt die-casting), in which the iron material in a semi-solid (semi-solidified) state is pressed into the mold to produce a glaze.
  • Die-casting here, semi-melt die-casting
  • the iron material in a semi-solid (semi-solidified) state is pressed into the mold to produce a glaze.
  • Products have high strength without special heat treatment, but they also The tensile strength can be improved by heat treatment such as holding at a constant temperature or adjusting the cooling rate.
  • the tensile strength rises to an unprecedented level, whether the fatigue damage will occur as before or not !, the lap height (H) and thickness (T) only from the viewpoint of vaginal strength.
  • the ratio (HZT) which is the ratio to the ratio, is determined, other problems occur. That is, if the ratio (HZT) is made too large to ensure strength, even if there is no problem in terms of strength, the deformation of the wrap 24b. 26b becomes too large when cutting is performed. The machining time of the end mill etc. can not be increased and the machining time becomes long, or the deformation (deflection) of the wraps 24b and 26b becomes large during the operation of the compressor 1 and the performance declines. And contact with the other scroll may cause loud noise.
  • scrolls 24 and 26 have spiral wraps 24b and 26b, if the strength is greatly increased by heat treatment, distortion may occur. In addition, if the hardness is too high, the processing speed at the time of cutting is reduced, which leads to an increase in cost.
  • the compressor 1 takes into consideration the upper limit of the amount of deformation of the wraps 24b and 26b, which is necessary from the viewpoints of processing time, performance deterioration, noise, etc.
  • the ratio of tensile strength to Young's modulus of scrolls 24 and 26 is determined. Specifically, as described above, the degree of increase in strength due to heat treatment is suppressed so that the ratio of tensile strength to Young's modulus becomes equal to or less than 0.00.
  • the balance with the Young's modulus is taken without increasing the strength excessively, so that the laps 24b and 26b are satisfied while the strength is satisfied. It is possible to suppress problems during operation such as performance degradation and noise increase due to the deflection of the shaft. Further, since the deflection of the wraps 24b, 26b at the time of cutting is also suppressed, the manufacturing cost can be reduced by shortening the processing time.
  • the tensile strength of the scrolls 24 and 26 can be set to be 100 MPa or more.
  • the degree of strength increase due to the heat treatment is suppressed.
  • it takes time to heat treatment in order to suppress the strength low it is a fall at the end of the metal structure. Since the higher the ferrite ratio, the lower the wear resistance and the lower the wear resistance, the compressor 1 is heat-treated so that the ratio of the tensile strength to the Young's modulus is not less than 0.0003.
  • crankshaft 17, the movable scroll 26, the fixed scroll 24, and the oldham ring 39 are manufactured through a semi-melt die casting process and a heat treatment process.
  • the raw material cost, the machining cost and the tool consumables cost can be kept low, and the wastes such as grinding wastes and processing wastes can be reduced.
  • crank shaft made of flake graphite pig iron manufactured by conventional sand-type manufacturing method, movable scroll, fixed scroll and crankshaft with higher hardness and hardness than fixed ring and oldham ring 17, movable scroll 24, fixed scroll 26 And Oldham Ring 39 can be easily obtained.
  • the crankshaft base, the movable scroll base, the fixed scroll base and the Oldham ring base are manufactured through the semi-melt die casting molding process and the heat treatment process, and the hardness thereof is higher than HRB 90 and lower than HRB 100.
  • the tensile strengths of the crankshaft base, the movable scroll base, the fixed scroll base and the oldham ring base substantially correspond to the range of 600 MPa to 900 MPa. Therefore, if the method of manufacturing sliding parts of this compressor is adopted, the movable scroll 26 and the end plates 24a and 26a of the fixed scroll 24 and the spiral portions 24b and 26b are thin-walled, and the Oldham ring 39 is thinned.
  • crankshaft 17 can be reduced in diameter. Therefore, the scroll compressor 1 can be reduced in diameter, thereby reducing thrust loss and large capacity.
  • the stress generated in the swirl is greater than that during normal operation (full throttle), but the strength is high.
  • the possibility of damage to the spiral can be reduced.
  • such a crankshaft 17 or The dynamic scroll 26, fixed scroll 24, and Oldham ring 39 are superior in toughness compared to FC materials, so damage to sudden internal pressure rise and foreign matter intrusion is unlikely to occur. Even if it is damaged, it may be damaged. ⁇ It becomes unnecessary to clean the piping.
  • crankshaft base such as flake graphite pig iron manufactured by a sand-type manufacturing method
  • a movable scroll base, a fixed scroll base, and an Oldham ring base are machined to obtain a final crankshaft 17 or
  • the crankshaft base, movable scroll base, fixed scroll base and oldham ring base are gripped several times to remove distortion caused by processing. It is substituted.
  • this manufacturing method is adopted, the cost for replacement can be reduced.
  • the tensile strength of the sliding component is in proportion to its hardness. Therefore, with the sliding component according to the first embodiment, the tensile strength can be ensured only by measuring the hardness.
  • the heat treatment is performed such that the hardness of the crankshaft base, the movable scroll base, the fixed scroll base, and the oldham ring base is higher than HRB 90 and lower than HRB 100. For this reason, when the method of manufacturing sliding parts of this compressor is adopted, sufficient durability can be exhibited during compressor operation, and "adaptation" may occur as soon as possible.
  • the crankshaft 17, the movable scroll 26, the fixed scroll 24 and the Oldham ring 39 can be manufactured so that seizing does not occur during abnormal operation.
  • a partial heat treatment is performed on the stress concentrated portion (the peripheral portion SC1 of the base of the wrap 24b and the innermost SC2 of the wrap 24b) of the fixed scroll 24. For this reason, in the fixed scroll 24, it is possible to impart a sufficient fatigue strength to the stress concentrated portion while maintaining a good compatibility with the sliding portion requiring the slidability.
  • the stress concentrated portion of the movable scroll 26 (the peripheral portion SC3 of the base of the wrap 26b, the notch SC5 formed near the design center of the end plate 26a, the root of the bearing 26c Partial heat treatment is applied to peripheral SC4 and innermost SC6) of wrap 26b.
  • the movable scroll 26 it is possible to impart sufficient fatigue strength to the stress concentration portion while maintaining good conformability to the sliding portion requiring the slidability.
  • the eccentric shaft portion 17a and the main shaft portion 17b of the crankshaft 17 are subjected to high frequency heat treatment. Therefore, sufficient wear resistance can be imparted to the eccentric shaft 17a and the main shaft 17b. Therefore, the life of the crankshaft 17 can be extended.
  • the laser heating process is performed on the peripheral portion SC7 of the notch portion existing between the eccentric shaft portion 17a and the main shaft portion 17b of the crankshaft 17. Therefore, sufficient fatigue strength can be given to the stress concentrated portion of the crank axis 17.
  • the norrance weight portion 17 c is a crankshaft 1. It is molded integrally with 7. For this reason, it is not necessary to provide a separate ring as a lance weight. Therefore, the material cost for the balance weight can be reduced. Also, conventionally, in the manufacture of balance weights, after processing the balance light into a large shape and then processing such as processing and adjusting the balance, it is necessary to use the crankshaft 17 according to the present invention. Since it is manufactured by the semi-solid die-casting method, it can be formed to a shape very close to the final shape, and the number of steps of manufacturing the compressor can be reduced. Therefore, the crankshaft 17 of this compressor can reduce the manufacturing cost of the compressor.
  • the movable scroll side key parts 39a, 39b and the know side key parts 39c, 39d of the Oldham ring 39 are subjected to high frequency heat treatment.
  • sufficient body wear can be imparted to the movable scroll side key portions 39a, 39b and the housing side key portions 39c, 39d. Therefore, the service life of Oldham Ring 39 can be extended.
  • the high- and low-pressure dome-type scroll compressor 1 of a closed type is adopted, but the compressor may be a high-pressure dome-type compressor or a low-pressure dome-type compressor. Also, it may be a semi-hermetic compressor or an open compressor.
  • the force compression mechanism in which the scroll compression mechanism 15 is adopted may be a rotary compression mechanism, a reciprocating compression mechanism, a screw compression mechanism, or the like.
  • the scroll compression mechanism 15 may be a scroll of a double rotation type.
  • the Oldham ring 39 is adopted as a rotation preventing mechanism, but any mechanism such as a pin, a ball coupling, a crank or the like may be adopted as a rotation preventing mechanism.
  • the scroll compressor 1 in the case where the scroll compressor 1 is used in a refrigerant circuit, for example, a compressor or a fan used in a single unit or incorporated in a system can be used for a power application. , A supercharger, a pump or the like.
  • Lubricating oil was present in the scroll compressor 1 according to the first embodiment, but it may be oil-less or oil-free (with or without oil) type compressors, blowers, superchargers and pumps. It may be.
  • the high and low pressure dome type scroll compressor 1 according to the first embodiment is an outer drive type scroll compressor.
  • the scroll compressor according to the present invention may be an inner drive type scroll compressor.
  • the inner drive pin shaft portion of the movable scroll is selectively heated by a prescription such as high frequency heating to make its surface hardness higher than HRC 50 and lower than HRC 65. Yo! In this way, the wear resistance of the inner drive pin shaft portion can be greatly improved.
  • the sliding component base is subjected to the final finishing process as the final sliding component, the semi-solid die-casting process and the near-finished product are almost completed. If possible, the finishing step may be omitted.
  • the sliding component according to the first embodiment is manufactured through a semi-solid die casting process, a heat treatment process, a finishing process and a partial heat treatment process, but such a sliding component is a mold forming process, a heat treatment process, It may be manufactured through a finishing process and a partial heat treatment process.
  • the raw materials are the same.
  • the raw material made liquid by applying a high temperature to the mold space 303 constituted by the fixed mold 302 and the movable mold 301 is obtained. It is washed away. Then, after this, the liquid raw material in the bowl-shaped space 303 is rapidly cooled through the fixed mold 302 and the movable mold 301. Then, the liquid raw material in the bowl-shaped space 303 is solidified to form a solid molding 310. At this time, the molding 310 is thermally shrunk. Therefore, the molded product 310 can be easily released.
  • the molded product 310 obtained by cutting is referred to as a preform 301a).
  • the preform 301a is heat treated, and its hardness is adjusted to be higher than HRB 90 and lower than HRB 100.
  • the target hardness may be in the range of HRB90 to HRB95.
  • the preform 30 la which has undergone the heat treatment step is precision machined to form a final product 310 b.
  • the heat treatment step and the final finishing step are performed in the same manner as the heat treatment step and the final finishing step according to the first embodiment.
  • the end plate 24a in forming the base body 124 of the fixed scroll 24, as shown in FIGS. 9 and 10, is recessed from the upper and lower sides by the opposing convex portions 71a and the convex portions 72a to reduce the thickness of the end plate 24a. It is molded to reduce the thickness.
  • the present invention is not limited to this.
  • the mirror equivalent portion is recessed only from the upper surface side, or as shown in FIG. 28, the mirror equivalent portion is recessed only in the lower surface side.
  • the wall thickness of the mirror plate equivalent portion must be a specified thickness t2 (for example, 4 mm or less). In these cases where molding is performed so as to make them thin, as in the first embodiment, the generation of CN's CN is suppressed.
  • the distance between the convex portion 81a forming the inner space 26f of the bearing portion 26c and the second mold portion 82 By setting the distance d to a predetermined interval (for example, 4 mm or less), the thickness tl at the central portion of the end plate equivalent portion is formed to a predetermined thickness (for example, 4 mm or less).
  • a predetermined interval for example, 4 mm or less
  • the present invention is not limited to this.
  • the mold for manufacturing the base 126 of the movable scroll 26 as well as the mold 70 for manufacturing the base 124 of the fixed scroll 24.
  • the first mold portion 81 and the second mold portion 82 of the 80 are provided with convex portions facing each other, and semi-molten die cast molding is performed using a mold 80 having such convex portions facing each other.
  • the base 126 of the movable scroll 26 having a thin portion R to be opened near the center of the mirror plate as shown in FIG. 30 or 31 is molded. Also in this case, the generation of the scabies CN is suppressed, and there is no risk that the scaly CN inside the base 126 will be exposed to the outside even if the discharge holes are formed in the opening planned portion R by the drill key.
  • the height of the bottom of the inner space 26f of the bearing portion 26c is made to be recessed from the upper side of the mirror equivalent portion and also below the mirror equivalent portion.
  • the opening scheduled portion R is made thinner.
  • the occurrence of CN is suppressed.
  • the height of the bottom of the inner space 26f is set to the same level as that of the existing movable scroll, and the dent from the upper side of the portion equivalent to the mirror plate is large. By doing this, the portion R to be opened is made thinner. As a result, the occurrence of scabies C N is suppressed.
  • the notch SC5 is formed by an end mill or the like, but a notch is formed on the upper surface of the center portion of the mirror plate 26a of the movable scroll 26 shown in FIGS. Bored portion SC5 may be formed in advance in a semi-melt die casting process.
  • the notch portion (counterbore portion) SC5 and the internal space 26f of the bearing portion 26c are simultaneously formed, which further reduces the thickness of the central portion of the head plate equivalent portion. Occurrence of CN is further suppressed.
  • the notch portion (counterbore portion) SC5 by cutting with an end mill or the like as in the method of manufacturing the movable scroll 26 according to the first embodiment. As well as reducing the number of man-hours, no cutting waste is generated.
  • an iron material is used as the raw material of the sliding part, but metal materials other than iron may not be used unless they impair the purpose of the present invention.
  • a fixed scroll 24 and a movable scroll 26 employing wraps 24b and 26b thinner than the conventional fixed scroll 324 and movable scroll 326 are used. Therefore, it is also possible to thin only the wrap of one of the scrolls, which increases the suction volume by about 1.5 times.
  • the suction volume is increased by about 1.25 times compared to the conventional one. It will be.
  • a high and low pressure dome type scroll compressor will be described as an example of a compressor using a sliding component according to the second embodiment.
  • the water drive type movable scroll 26 of the high and low pressure dome type scroll compressor 1 according to the first embodiment is placed on the inner drive type movable scroll. It has been replaced. Therefore, hereinafter, only the movable scroll will be described.
  • movable scrollable 96 mainly includes mirror 96a and mirror 96a of mirror 96a. It comprises a wrap (involute) wrap 96b extending upward from 6P, a bearing 96c extending downward from the lower surface of the end plate 96a, and grooves 96d formed at both ends of the end plate 96a.
  • Movable scroll 96 is an inner drive type movable scroll. That is, the movable scroll 96 has a bearing portion 96 c fitted inside the recess formed at the tip of the crankshaft 17.
  • the thickness t3 of the central portion of the end plate 96a is thinner than the thickness of the other portion (for example, the portion near the periphery of the end plate 96a). That is, the inside of the bearing portion 96c is formed with a dented recess 96f that has been punched out during semi-solid die casting. Therefore, in the base 196, the occurrence of the diamond CN (see FIG. 34) in the portion equivalent to the end plate is suppressed. In the base 196, the thickness t3 of the central portion of the bearing equivalent portion is set to 4 mm or less.
  • the thickness of the bearing portion 96c is such that the thickness t4 becomes very thick if there is no ridge removal recess 96f, and the presence of a force removal recess 96f which makes it easy to generate a void CN within the bearing portion 96c.
  • the thickness t5 of the part 96c is thin. Therefore, the generation of the cages CN in the inside of the bearing portion 96c is suppressed, and the strength reduction of the bearing portion 96c is suppressed.
  • the thickness t5 of the bearing portion 96c is set to 4 mm or less.
  • a mold 90 for semi-melt die-casting the base 196 of the movable scroll 96 comprises a first mold portion 91 and a second mold portion 92.
  • the shape of the space 93 formed when the first mold portion 91 and the second mold portion 92 are combined corresponds to the outer shape of the base 196 of the movable scroll 96 to be formed.
  • a convex portion 91a is formed which forms the dented recess 96f of the bearing portion 96c of the movable scroll 96. Since the distance between the convex portion 91a and the second type portion 92 is set to 4 mm or less, the thickness t3 of the central portion 96e of the end plate 96a is reduced to 4 mm or less.
  • the substrate 196 of the scroll 96 can be manufactured.
  • the ridged recess 96 f is formed in at least a part of the inside of the bearing 96 c using the convex portion 91 a of the mold 90.
  • the central portion of the end plate equivalent portion of the base 196 of the movable scroll 96 is formed to be 4 mm or less.
  • the weight of the movable scroll 96 can be greatly reduced, and the weight of the movable scroll 96 can be reduced.
  • the force equivalent to the bearing equivalent mm or less is formed.
  • the generation of the hollow CN in the inside of the bearing portion 96c is suppressed, and the strength reduction of the bearing portion 96c is suppressed.
  • a high and low pressure dome type scroll compressor will be described as an example of a compressor using a sliding component according to the third embodiment.
  • the difference between the high and low pressure dome type scroll compressor according to the third embodiment and the high and low pressure dome type scroll compressor 1 according to the first embodiment is only the wrap shape of the fixed scroll and the movable scroll. Therefore, only the fixed scroll and the movable scroll will be described below.
  • the base 626 of the movable scroll 526 according to the third embodiment is formed by, for example, semi-molten die casting using a mold 180 shown in FIG.
  • a mold 180 for semi-melt die-casting the base 626 of the movable scroll 526 comprises a first mold portion 181 and a second mold portion 182.
  • the shape of the space portion 183 formed when the first mold portion 1 81 and the second mold portion 182 are combined is formed It corresponds to the external shape of the base 626 of the movable scroll 526.
  • the mold 180 is provided with a wrap molding portion 182a.
  • the wrap forming portion 182a has an outer shape set such that the draft angle of the winding start portion QO close to the center of the wrap equivalent portion of the base 626 of the movable scroll 526 is larger than the draft angle of the outer winding end portion Q4. (See the drafts of the movable scroll 26 in Fig. 36: 0 1, ⁇ 2).
  • the side 182 b and the side 182 c of the wrap-formed portion 182 a have a portion Q 1 which is the portion Q 1 between the portion Q 1 and the portion Q 3 of the wrap equivalent portion. Since it is closer to the center than 3, the draft angle 0 1 of the part Q 1 is set to be larger than the draft angle 0 3 of the outer part Q 3, and so on.
  • the base 626 becomes a movable scroll 526 through a finishing process.
  • the wrap shape of the movable scroll 526 will be described in detail.
  • the spiral shape of the wrap 526b is larger in draft angle at the winding start portion Q10 closer to the center than at the outer winding end portion Q14. It is set so that the draft gradually and gradually changes from the beginning of winding to the end of winding.
  • the winding start portion Q 10 of the wrap 526 b is set to the maximum draft (for example, 2 degrees), and the draft angle in the middle portion (Q ll to Q 13) changes the winding angle ex. Is set to be continuously smaller, and the draft of the winding end portion 14 is set to the minimum (for example, 0.5 degrees). That is, as shown in the graph of FIG.
  • the relationship between the wrap angle a of the wrap and the draft angle ⁇ is that the draft angle 2 is 2 degrees of the maximum value when the wrap angle a is the winding start angle, and The draft ⁇ decreases in proportion to the increase of the angle a, and when the winding angle a is the end of winding, the minimum value is 0.5 degree.
  • the fixed scroll 524 is also manufactured in the same manner as the movable scroll 526.
  • the wrap shape of the movable scroll after the finishing process will be described in detail.
  • the spiral shape of the wrap 524b is such that the draft at the beginning of winding portion PO closer to the center is higher than the draft of the portion P4 at the end of outer winding end. It is large, and the draft is set to change continuously and gradually from the beginning to the end of winding.
  • the wrap 524b starts winding
  • the partial PO of the is set to the maximum draft (for example, 2 degrees), and the draft in the middle part (P1 to P3) is set to be continuously smaller as the winding angle ⁇ changes,
  • the draft angle of the end of winding ⁇ 4 is set to the minimum (eg, 0.5 degrees).
  • the relationship between the wrap angle a of the wrap and the draft angle ⁇ is as shown in the graph of FIG. 39, and the draft angle distribution ⁇ is a maximum value of 2 degrees when the wrap angle a is the winding start angle.
  • the draft angle ⁇ decreases in proportion to the increase of the winding angle a, and when the winding angle a is the winding end angle, the minimum value is 0.5 degrees.
  • the wrap shape is determined according to the strength and the quality. And waste of material can be eliminated.
  • the base 626 of the movable scroll 526 in the third embodiment has a draft angle in the winding start portion QO close to the center of the spiral shape force equivalent portion of the wrap equivalent portion larger than that of the outer winding end portion Q4. Also, the force is set so that the draft gradually and gradually changes from the start of winding to the end of winding in the lap equivalent portion. Therefore, when the base 626 of the fixed scroll 524 is formed by semi-melt die casting, the stress on the mold near the center of the spiral during mold release is reduced. As a result, it is possible to suppress specified cracks and to prolong the life of the mold. Therefore, the cost for the mold can be reduced, and the manufacturing cost of the fixed scroll 24 and the movable scroll 26 can be reduced accordingly.
  • the draft angle at the beginning of winding portion QO close to the center of the lap equivalent portion of the base 626 of the movable scroll 526 is larger than the draft angle of the portion Q4 at the outer winding end. For this reason, even if the draft angle at the central portion of the lap equivalent portion is increased, it is possible to reduce the adverse effect on -net meshing (that is, shaping close to the final shape) in the entire wrap. That is, if the draft angle is increased for the entire portion corresponding to the wrap, the stress exerted on the mold in the entire portion corresponding to the wrap at the time of mold release is reduced, while the negative effect on the formation of the open net increases.
  • the draft near the center of the wrap equivalent portion greater than the draft of the outer end portion of the wrap, the negative effect on the mesh meshing is reduced.
  • the shape of the lap equivalent portion is set so that the draft gradually and continuously changes gradually from the winding start to the winding end. It is not limited to this.
  • the change in draft ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ with respect to the wrap angle OC of the wrap equivalent portion is set so that the degree of decrease in draft ⁇ becomes large in the range near the beginning of winding, and the range near the end of winding
  • the degree of decrease in draft ⁇ may be set small (note that the maximum value of draft ⁇ is 2 degrees, the minimum is 0.5 degrees).
  • the base 626 of the movable scroll 526 is formed by semi-fusion die casting, the stress applied to the mold in the vicinity of the center of the spiral during mold release is reduced, and the life of the mold is extended.
  • the graph of FIG. 39 (draft ⁇ is linear in proportion to increase in wrap angle ⁇ . In the area other than the winding start and the winding end, the draft ⁇ is set smaller than in the case of the change (in which the It is possible to make it smaller.
  • the shape of the lap equivalent portion is set so that the draft gradually and continuously changes gradually from the winding start to the winding end. It is not limited to this. As shown in the graph of FIG. 43, the change in draft D with respect to the wrap angle OC of the wrap equivalent portion may be set so as to gradually decrease the draft D from the winding start to the winding end ( The maximum value of draft ⁇ is 2 degrees, and the minimum value is 0.5 degrees).
  • the maximum value of draft ⁇ is 2 degrees, and the minimum value is 0.5 degrees.
  • the shape of the lap equivalent portion is set so that the draft gradually and continuously changes gradually from the winding start to the winding end. It is not limited to this. As shown in the graph in FIG. 44, the change in draft ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ with respect to the wrap angle OC of the wrap equivalent portion is set to the maximum value (2 degrees) of draft ⁇ in the range of the predetermined turning angle ex near the winding start. And the draft angle ⁇ at other angle ranges is set to the minimum value (0.5 degrees).
  • the surface of the scroll may be coated with a resin.
  • a resin for example, as shown in FIG. 45, if the entire surface of the movable scroll 536 is coated with a resin RS, the leakage of the gas refrigerant compressed by the compressor can be reduced and the noise can be reduced. If at least the wrap 536b of the movable scroll 536 is coated with resin RS, it is possible to reduce the leakage of gas refrigerant and reduce the noise.
  • the scroll is coated with resin, it is possible to improve the strength of the scroll inside the resin coating only at the necessary site by increasing the draft of the winding start portion near the center of the wrap 536b. Become.
  • the movable scroll 536 can be corroded with a predetermined outer shape with high accuracy.
  • the fixed scroll may also be coated with a resin RS. Also in this case, at least the wrap of fixed scroll is coated with resin RS If this is done, it is possible to reduce leakage and noise of the gas refrigerant.
  • the force of manufacturing the scroll of the compressor by a semi-solid forming method such as semi-melt die casting or the like.
  • the present invention is not limited to this. If it is a scroll of a molded compressor, it is possible to extend the life of the mold. For example, even in the case of a scroll fabricated by injecting a high temperature hot water of metal material into a mold, the draft at the beginning of the roll near the center of the scroll wrap is the draft at the end of the outer wrap end. By making the size larger, it is possible to extend the life of the mold.
  • the draft angle at the winding start portion QO close to the center of the lap equivalent portion is larger than the drafting gradient of the outer winding end portion Q4.
  • the invention is not limited to this, and the outside draft may be increased.
  • the draft at the end of the outer winding end portion P23, Q24 of the lap equivalent portion is closer to the center of the winding It may be larger than the draft of parts P21 and Q21.
  • the lap equivalent portion has a gradual change in the extraction gradient from the winding start to the winding end continuously (ie, the partial force of the winding start near the center, the outer end) It is set to continuously increase the size of the part) In this case, it is possible to eliminate waste of material more effectively.
  • the lap equivalent gradually changes in draft from the winding start to the winding end (that is, the partial force of the winding close to the center is also the end of the outer winding It may be set so that In this case, it is possible to more effectively eliminate waste of material.
  • the wrap equivalent portion is in a predetermined angular range between the winding start and the winding end (ie, a predetermined range near the winding end portion).
  • the draft may be set to be larger than the draft in other angular ranges. In this case, it is possible to more effectively eliminate waste of material.
  • At least a portion corresponding to the wrap may be coated with a resin. In this case, it is possible to reduce leakage and noise of the gas refrigerant.
  • a high and low pressure dome type scroll compressor will be described as an example of a compressor using a sliding component according to the fourth embodiment.
  • the difference between the high and low pressure dome type scroll compressor according to the fourth embodiment and the high and low pressure dome type scroll compressor 1 according to the first embodiment is only the wrap shape of the fixed scroll and the movable scroll. Therefore, only the fixed scroll and the movable scroll will be described below.
  • the movable scroll base 726 according to the fourth embodiment is formed by, for example, semi-molten die casting using a mold 280 shown in FIG.
  • a mold 280 for semi-melt die-casting the movable scroll base 726 comprises a first mold portion 281 and a second mold portion 282.
  • the shape of the space formed when the first mold portion 281 and the second mold portion 282 are combined corresponds to the outer shape of the movable scroll base 726 to be formed.
  • the outer shape of the second die portion 282 of the mold 280 is set to secure the draft when the movable scroll base 726 is separated from the mold 280.
  • the shape of the lap equivalent portion of the second-type portion 282 is determined such that the entire surface of the lap equivalent portion 87 is inclined at a first angle ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ with respect to the line orthogonal to the mirror equivalent portion 86a. ing.
  • the movable scroll The lap equivalent portion 87 of the intermediate 726 has a thickness force t + tl + tl at the boundary with the mirror equivalent portion 86a with respect to the thickness t of the tip.
  • the fixed scroll base 724 is also manufactured in the same manner as the movable scroll base 726.
  • the fixed scroll base 724 and the movable scroll base 726 which are formed by the semi-molten die cast forming method become the final fixed scroll 734 and the movable scroll 736 incorporated into the compressor by further cutting.
  • the fixed scroll 734 shown in FIG. 49 is manufactured by subjecting the fixed scroll base 724 shown in FIGS. 50 and 51 to mechanical force. Of the machining processes including the drilling holes of the discharge holes 741, here, the cutting process for forming the wrap 85 into the wrap 185 will be described.
  • the wrap 85 is a face which can be close to the wrap 187 of the movable scroll 736 which is the rival, and can be the end of the compression chamber 740 OS 85a, IS 85b, OS 85b, and the movable scroll 736 which is the rival IJ divided into the inner surface of the inner periphery J of the winding start near portion 85a (in the lap 85 ', which is close to the lap 85) and not close to the wrap 187 and cut the former surface OS85a, IS85b, OS85b While processing, the latter surface IS85a is not cut.
  • the surfaces OS85a, IS85b, and OS85b are the surface OS85a on the outer circumference side of the winding start near portion 85a and the surface IS85b on the inner circumference side of the portion 85b closer to the end of winding than the winding start near portion 85a and the surface OS85b of the circumference is there.
  • Faces OS85a, IS85b, OS85b [Corner, end, minole] This cutting process is applied, and the slope shown in Figure 50 and Figure 51 is eliminated, and the faces shown in Figure 49 and 52 are faces S185a, IS 185b, It becomes OS 185b.
  • FIG. 52 the surface indicated by!
  • the point, and the line OS85a, IS85b, and OS85b, and the surface indicated by a solid line is finished to be OS185a, IS185b, and OS185b.
  • the inclination angle with respect to a line orthogonal to the mirror surface 184a of these surfaces OS185a, IS185b, and OS185b is 0 degree.
  • the surface IS 85 a on the inner peripheral side of the winding start vicinity portion 85 a of the wrap 85 is left as it is as the surface on the inner peripheral side of the winding start vicinity portion 185 a also in the final wrap 185.
  • An enlarged view of the winding start vicinity portion 185a in FIG. 52 is shown in FIG.
  • the winding start near portion 185a of the wrap 185 has the outer surface OS 185a perpendicular to the mirror surface 184a, while the inner surface IS85a has a first angle with respect to the line orthogonal to the mirror surface 184a. It is inclined.
  • the winding start vicinity portion 85a of the wrap 185 The thickness ta at the boundary with the mirror surface 184a is larger than that of the other portion 85b.
  • the portion 85b other than the winding start vicinity portion 85a of the wrap 185 is cut so as to have the same thickness from the boundary with the mirror surface 184a to the tip, and the thickness is the winding start vicinity portion 85a shown in FIG.
  • the thickness of the tip of t is the same as t.
  • the movable scroll 736 shown in FIG. 54 is manufactured by machining the movable scroll base 726 shown in FIG. Among the machining processes, the cutting process for forming the lap 87 into the lap 187 will be described here.
  • the wrap 87 is a face which can be close to the end of the compression chamber 740 with the wrap 185 of the fixed scroll 734 which is the other party to be engaged OS87a, IS87b, OS87b and the fixed scroll 734 which is the other party to be mixed up
  • the inner edge of the winding J is divided into the surface of the winding J near the beginning of the winding portion 87a (in the lap 87 ', close to the winding start) which does not closely contact with the wrap 185 and IJ, and cutting the former surface OS87a, IS87b, OS87b While machining, the latter surface IS87a is not cut.
  • the surfaces OS87a, IS87b, and OS87b are the surface OS87a on the outer peripheral side of the winding start near portion 87a, and the surface IS87b on the inner peripheral side of the portion 87b closer to the end of winding than the winding start near portion 87a and the surface OS87b of the outer circumference is there.
  • Surfaces OS87a, IS87b, OS87b [Correction, end, minole [Cut cutting process is applied, and the inclination shown in Fig. 48 is eliminated, resulting in the surfaces OS187a, IS 187b, OS 187b shown in Fig. 54.
  • the surfaces OS87a, IS87b, and OS87b indicated by dotted lines in FIG.
  • the inclination angle with respect to a line orthogonal to the mirror surface 186a of these surfaces OS187a, IS187b, and OS187b is 0 degree.
  • the surface IS87a on the inner peripheral side of the winding start vicinity portion 87a of the wrap 87 is left as it is as the surface on the inner peripheral side of the winding start vicinity portion 187a even in the final wrap 187.
  • the winding start near portion 187a of the wrap 18 7 has the outer surface OS 187a orthogonal to the mirror surface 186a, while the inner surface IS87a has a first angle ⁇ with respect to a line orthogonal to the mirror 186a.
  • the winding start vicinity portion 87a of the wrap 187 has a larger thickness ta at the boundary with the mirror surface 186a than the other portion 87b of the wrap 187.
  • the portion 87b other than the winding start vicinity portion 87a of the wrap 187 is cut so as to have the same thickness from the boundary with the mirror surface 186a to the tip, and the thickness is, as shown in FIG. The thickness is smaller than t.
  • FIGS. 55 to 57 show how the gas refrigerant is compressed as the volume of the compression chamber 740 changes.
  • FIGS. 55 to 57 are cross-sectional views of a portion where the wrap 185 of the fixed scroll 734 and the wrap 187 of the movable scroll are in cross section, and the movable scroll 736 turns with respect to the fixed scroll 734. By doing this, the state changes in the order of FIG. 55 (a), FIG. 55 (b), FIG. 56 (a), FIG. 56 (b), FIG. 57 (a) and FIG. 57 (b).
  • the surfaces on the inner peripheral side of the winding start vicinity portions 185a, 187a of the wraps 185, 187 IS85a, IS87a faces shown by thick lines in the figure; see FIG. 58). It does not constitute the end of the compression chamber 740 that can not touch the other's lap, and does not contribute to the compression work. Therefore, the sloped force of the first angle ⁇ The surface accuracy of these surfaces IS85a, IS87a does not affect the degree of sealing of the compression chamber 740! /.
  • scrolls are made using ordinary pig iron such as FC 250 because there is a problem that ductile iron and high carbon steel, which are high strength materials, are difficult to use and their corrosion properties are poor. There are many things that are manufactured.
  • the fixed scroll base 724 and the movable scroll base 726 are formed by using a semi-melt die casting method, thereby achieving high strength 'Takaoka IJ property.
  • the final fixed scroll 734 and the movable scroll 736 are formed into an ant shape.
  • the stiffness (Young's modulus) is constant and can not be adjusted. If so, the amount of deformation (warp) of the wraps 185 and 187 may increase during operation, which may cause noise and wear. If the gap between the two wraps 185 and 187 is set large to allow a large amount of deformation in order to avoid this noise and wear, the degree of sealing of the compression chamber is reduced and the compression performance is degraded.
  • the thickness of the root portion of the mirror plate 184, 186 on the side of the mirror plate 184, 186 is reduced rather than merely thinning the wrap 185, 187, thereby making the entire wrap 185, 187 rigid. If it is possible to increase the thickness of the root part, the volume of the compression chamber will be reduced. In addition, leaving a slope on the side of the lap 185, 187, which requires high accuracy, makes quality control (control of the quality of the surface) difficult, which may result in poor performance.
  • the surfaces IS85a, IS87a on the inner peripheral side of the winding start near portions 185a, 187a of the wraps 185, 187 where the pressure received from the refrigerant gas compressed near the center becomes large. While the first angle ⁇ is inclined to greatly increase strength and suppress deformation, the slopes of portions 185b and 187b of the wraps 185 and 187 away from the center are eliminated to prevent the capacity from decreasing. ing.
  • OS 185a and OS 187a on the outer circumference side of the winding start portion 185a and 187a of wraps 185 and 187 are surfaces that perform compression work in contact with the other scroll, and if a large inclination is given, management of surface accuracy The slope is eliminated because there is a risk that refrigerant gas leakage may increase at the contact area of the scrolls 734 and 736.
  • the first angle ⁇ of the inner surface of the wrap 185, 187 near the winding start portion 185a, 187a IS 85a, IS 87a
  • the surface IS85a, IS 87a is in contact with the other's scroll and the compression chamber 740 There is no disadvantage because it does not affect the degree of sealing.
  • the pressure is relatively low for the portions 185 b and 187 b other than the winding start vicinity portions 185 a and 187 a of the wraps 185 and 187, the strength and the amount of deformation are greater.
  • the inclination angle is set to zero, and the surfaces on the inner peripheral side of the wrap 185, 187 near part 185a, 187a on the inner peripheral side IS85a, IS87a have relatively high pressure, so the strength increases or deformation
  • the angle of inclination is set with an emphasis on volume control (1st angle)), the surface on the outer circumference side of the wrap start near part 185a, 187a of the wraps 185, 187 OS 185a, OS 187a, surface accuracy management and compression chamber 740
  • the first angle ⁇ is inclined to the winding start near portions 185a and 187a of the wraps 185 and 187 having high pressure.
  • the inclination angle is all zero, management of the face accuracy of these faces becomes easy, and during operation of the compressor. It is possible to reduce the problem that the gas refrigerant leaks to the outer compression chamber 740 from the portion where the wraps 185 and 187 of the scrolls 124 and 126 overlap.
  • the surfaces on the inner peripheral side of the winding start vicinity portions 185a and 187a of the wraps 185 and 187 are surfaces in which the IS85a and IS87a are not in contact with the mating wraps 187 and 185 with each other.
  • cutting on these surfaces IS85a and IS87a is omitted. As a result, costs can be reduced and the time required for cutting can be shortened.
  • the draft at the time of removing the mold is present in the base members 724 and 726 of the scrolls 734 and 736 before cutting, and the draft thereof is the same as that of the wrap 185 and 187.
  • the winding start near portions 185a and 187a of the wraps 185 and 187 are surfaces orthogonal to the outer surface OS 185a and the OS 187a force mirror surfaces 184a and 186a. On the other hand, it is inclined at a first angle ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ with respect to a line perpendicular to the inner surface IS85a, IS87a force mirror 184a, 186a. As a result, the winding start vicinity portion 85a, 87a of the wrap 185, 187 has a larger thickness ta at the boundary with the mirror surface 184a, 186a than the other portions 85b, 87b of the wrap 185, 187.
  • the scrolls 734 and 736 can withstand the stress increase due to the high differential pressure even when the high pressure refrigerant such as carbon dioxide is compressed. Also, this effect makes it possible to increase the height of the teeth of the scrolls 734 and 736. That is, the capacity of the compression chamber 740 can be increased while reducing the diameter of the wraps 185 and 187. Then, when the compressor can be reduced in diameter in this manner, the body casing portion 11 is reduced in diameter.
  • the small diameter meshed monthly casing portion 11 can exhibit the same pressure resistance and a thinner wall thickness as compared with the conventional body casing. For this reason, the raw material cost etc. of the fuselage casing part 11 can be reduced. In addition, scrolls 734 and 736 wraps 185 and 187 can be reduced in diameter. For this reason, it is possible to increase the sliding area of the thrust portion where the sliding is severe.
  • the scrolls 734 and 736 are manufactured by a semi-melt forming method. Because of this, the scrolls 734, 736 have less surface roughness than those obtained by the conventional tumbling method. For this reason, in this compressor, even when high-pressure refrigerant such as carbon dioxide is compressed, cracks from the surfaces of the scrolls 734 and 736 are unlikely to occur.
  • the present invention is not limited to this, which produces the substrates 724, 726 of the scrolls 734, 736 of the compressor by the semi-melt forming method such as the semi-melt die casting method.
  • the semi-melt forming method such as the semi-melt die casting method.
  • the swing compressor 801 is a two-cylinder type swing compressor and mainly includes a cylindrical closed dome-shaped casing 810 and a swing compression mechanism 815. , A drive motor 816, a suction pipe 819, a discharge pipe 820 and a muffler 860. In the swing compressor 801, an casing (gas-liquid separator) 895 is attached to a casing 810.
  • a casing gas-liquid separator
  • the casing 810 has a substantially cylindrical body casing portion 811, a bowl-shaped upper wall portion 812 which is airtightly welded to the upper end portion of the body casing portion 811, and a lower end portion of the body casing portion 811 airtight. And a bottom wall 813 having a bowl shape to be welded.
  • the casing 810 mainly houses a swing compression mechanism 815 for compressing a gas refrigerant and a drive motor 816 disposed above the swing compression mechanism 815.
  • the swing compression mechanism 815 and the drive motor 816 are connected by a crankshaft 817 disposed to extend in the vertical direction in the casing 810.
  • the swing compression mechanism 815 mainly includes a crankshaft 817, a piston 821, a bush 822, a front head 823, a first cylinder block 824, and a mid plate 825. , A second cylinder block 826, and a rear head 827.
  • the front head 823, the first cylinder block 824, the middle plate 825, the second cylinder block 826 and the jack head 827 are integrally fastened by a plurality of Bonore plates 890.
  • the swing compression mechanism 815 is immersed in the lubricating oil L stored at the bottom of the casing 810, and the lubricating oil L is differentially supplied to the swing compression mechanism 815. It is supposed to be. The components of the swing compression mechanism 815 will be described in detail below. /.
  • the first cylinder block 824 is formed with a cylinder hole 824a, a suction hole 824b, a discharge passage 824c, a bush accommodation hole 824d and a blade accommodation hole 824e.
  • the cylinder bore 824a is a cylindrical bore penetrating along the thickness direction as shown in FIGS.
  • the suction hole 824 b also penetrates through the cylinder hole 824 a on the outer peripheral wall surface.
  • the discharge passage 824c is formed by cutting out a part of the inner peripheral side of the cylindrical portion forming the cylinder hole 824a.
  • the bush accommodating hole 824 d is a hole penetrating along the thickness direction, and is disposed between the suction hole 824 b and the discharge path 824 c when viewed along the thickness direction.
  • the blade accommodation hole 824 e is a hole penetrating along the thickness direction and is in communication with the bush accommodation hole 824 d.
  • the eccentric shaft portion 817a of the crankshaft 817 and the roller portion 821a of the piston 821 are accommodated in the cylinder hole 824a, and the blade portion 821b of the piston 821 and the bush are accommodated in the bush accommodation hole 824d.
  • the discharge path 824c is fitted to the front head 823 and the middle plate 825 so that the discharge path 824c faces the front head 823 side. See Figure 61).
  • a first cylinder chamber Rcl is formed in the swing compression mechanism 815, and the first cylinder chamber Rcl is divided into a suction chamber communicating with the suction hole 824b by the piston 821 and a discharge chamber communicating with the discharge passage 824c. It will be done.
  • the second cylinder block 826 is formed with a cylinder hole 826a, a suction hole 826b, a discharge passage 826c, a bush accommodation hole 826d and a blade accommodation hole 826e.
  • the cylinder bore 126a is a cylindrical bore penetrating along the thickness direction as shown in FIGS.
  • the suction hole 826b passes from the outer peripheral wall surface to the cylinder hole 826a.
  • the discharge passage 826c is formed by cutting out a part of the inner peripheral side of the cylindrical portion that forms the cylinder hole 826a.
  • the bush accommodating hole 826 d is a hole penetrating along the thickness direction, and is disposed between the intake hole 826 b and the discharge path 826 c when viewed along the thickness direction.
  • the blade accommodation hole 826e is a hole penetrating along the thickness direction, and is in communication with the bush accommodation hole 826d.
  • the second cylinder block 826 is an eccentric shaft of the crankshaft 817 in the cylinder hole 826 a.
  • the discharge is performed in a state in which the portion 817b and the roller portion 821a of the piston 821 are accommodated, the blade portion 821b and the bush 822 of the piston 821 are accommodated in the bush accommodation hole 826d, and the blade portion 821b of the piston 821 is accommodated in the blade accommodation hole 826e.
  • the rear head 827 and the middle plate 825 are fitted so that the path 826c faces the rear head 827 (see FIG. 61).
  • a second cylinder chamber Rc2 is formed in the swing compression mechanism 815, and the second cylinder chamber Rc2 is divided into a suction chamber communicating with the suction hole 826b by the piston 821 and a discharge chamber communicating with the discharge passage 826c. It will be done.
  • the crankshaft 817 is provided with two eccentric shaft portions 817a and 817b at one end.
  • the two eccentric shaft portions 817a and 817b are formed such that their eccentric shafts face each other across the central axis of the crankshaft 817.
  • the crankshaft 817 is fixed to the rotor 852 of the drive motor 816 on the side where the eccentric shafts 81 7 a and 817 b are not provided.
  • the piston 821 as shown in FIGS. 59 and 62, has a substantially cylindrical roller portion 821a, and a blade portion 821b protruding radially outward of the roller portion 821a.
  • the roller part 821a is fitted to the eccentric shaft parts 817a and 817b of the crankshaft 817, the cylinders of the cylinder blocks 824 and 826:? 824a, 826a [This is being inserted. [This is because, when the crankshaft 817 rotates, the mouth ⁇ a 21a performs a revolving motion around the rotation axis of the crankshaft 817.
  • the blade portion 821 b is accommodated in the bush accommodation holes 824 d and 826 d and the blade accommodation holes 824 e and 826 e. As a result, the blade portion 821b swings and moves back and forth along the longitudinal direction.
  • the bush 822 is a substantially semi-cylindrical member, and is accommodated in the bush accommodation holes 824 d and 826 d so as to sandwich the blade portion 821 b of the piston 821.
  • the front head 823 is a member that covers the discharge passage 824c side of the first cylinder block 824, and is fitted to the casing 810.
  • a bearing portion 823a is formed on the front head 823, and a crankshaft 817 is inserted into the bearing portion 823a.
  • this front The head 823 is formed with an opening 823 b for guiding the refrigerant gas flowing through the discharge passage 824 c formed in the first cylinder block 824 to the discharge pipe 820. Then, the opening 823 b is closed or opened by a discharge valve (not shown) for preventing the backflow of the refrigerant gas.
  • a bearing portion 827a is formed on the rear head 827.
  • a crankshaft 817 is inserted into the bearing portion 827a.
  • the rear head 827 is formed with an opening (not shown) for guiding the refrigerant gas flowing through the discharge passage 8 26 c formed in the second cylinder block 826 to the discharge pipe 820. The opening is closed or opened by a discharge valve (not shown) for preventing backflow of the refrigerant gas.
  • the middle plate 825 is disposed between the first cylinder block 824 and the second cylinder block 826, and divides the first cylinder chamber Rcl and the second cylinder chamber Rc2.
  • the drive motor 816 is a direct current motor in the fifth embodiment and mainly rotates with an annular stator 851 fixed to the inner wall surface of the casing 810 and a slight gap (air gap passage) inside the stator 851. It is composed of a rotor 852 housed freely.
  • a tooth portion (not shown) and a copper wire are wound around the stator 851 and a coil end 853 is formed on the upper and lower sides. Further, a core cut portion (not shown) is provided on the outer peripheral surface of the stator 851 so as to be cut out at a plurality of locations at predetermined intervals in the circumferential direction along the upper end surface force lower surface of the stator 851. It is.
  • a crankshaft 817 is fixed to the rotor 852 along the rotation axis.
  • the suction pipe 819 is provided so as to penetrate the casing 810, and one end thereof is fitted in the suction holes 824b and 826b formed in the first cylinder block 824 and the second cylinder block 826, and the other end is Accumulator 895 is fitted.
  • the discharge pipe 820 is provided to penetrate the upper wall portion 812 of the casing 810.
  • the muffler 860 is for muffling the discharge noise of the refrigerant gas, and is attached to the front head 823.
  • the cylinder blocks 824 and 826, the screw tons 821 and the crankshaft 817 are manufactured by the same manufacturing method as the method of manufacturing the sliding component of the first embodiment.
  • the piston 821 and the crankshaft 817 are heat treated under conditions such that the hardness is higher than HRB 90 and lower than HRB 100.
  • a high frequency heater is inserted in the bush accommodation holes 824d, 826d of the cylinder blocks 824, 826, and the hardness around the bush accommodation holes 824d, 826d is higher than HRC 50.
  • the cylinder blocks 824, 826 are subjected to high frequency heat treatment so as to be lower than them.
  • the cylinder blocks 824 and 826 before the high frequency heat treatment are heat treated under conditions such that the hardness is higher than HRB 90 and lower than HRB 100.
  • high-frequency heat treatment is applied to portions of the main shaft portion and the sub shaft portion accommodated in the front head 823 and the rear head 827.
  • the cylinder blocks 824, 826 and the piston 821 are manufactured through a semi-melt die casting molding process and a heat treatment process. For this reason, it is possible to easily obtain a cylinder block or piston having high tensile strength and high rigidity as compared with a cylinder block or piston made of flake graphite pig iron manufactured by a conventional sand-type manufacturing method (heat treatment is performed Higher strength and rigidity than FC 250).
  • the cylinder blocks 824 and 826 and the pistons 821 are manufactured through the half-melt die casting molding process and the heat treatment process, and the hardness thereof is adjusted to be higher than HRB 90 and lower than HRB 100.
  • the cylinder blocks 824 and 826 and the piston 821 substantially correspond to the range of 600 MPa to 900 MPa.
  • the cylinder blocks 824 and 826 and the piston 821 can be thinned if the method of manufacturing sliding parts of this compressor is adopted. Therefore, the swing compressor 801 can be reduced in diameter, which reduces the wear of the cylinder blocks 824 and 826 and the piston 821 and increases the compression capacity.
  • heat treatment is performed such that the hardness of the cylinder block base and the piston base is higher than HRB 90 and lower than HRB 100. For this reason, when the method of manufacturing sliding parts of this compressor is adopted, sufficient durability can be exhibited during operation of the compressor, and "adaptation" occurs as early as possible. As soon as possible, no burn-in can occur during abnormal operation!
  • the cylinder blocks 824, 826 and the piston 82 1 can be manufactured. Further, when the hardness is in this range, the machinability of the cylinder block base and the piston base is improved and the cylinder block base and the piston base are scratched.
  • a high frequency heater is further inserted into the bush accommodation holes 824 d and 826 d, and the periphery of the bush accommodation holes 824 d and 826 d
  • the hardening treatment is applied so that the hardness of the part of H is higher than HRC 50 and lower than HRC 65. Because of this, natural refrigerants such as CO
  • high-frequency heat treatment is applied to the portion of the main shaft portion, the sub-shaft portion, and the eccentric shaft portion to which the piston 821 is fitted, of the crankshaft 817 accommodated in the front head 823 and rear head 827. Therefore, sufficient wear resistance can be provided to the main shaft portion, the sub shaft portion and the eccentric shaft portion. Therefore, the life of the crankshaft 817 can be extended.
  • partial heat treatment is performed on the peripheral portion SC8 of the base of the blade portion 821b of the piston 821 where stress is easily concentrated. For this reason, the piston 121 is unlikely to be broken even if a slightly large load is applied to the blade portion 121b.
  • the bush is accommodated.
  • a high frequency heater was inserted into the holes 824d and 826d, and quenching was performed so that the hardness around the bush accommodation holes 824d and 826d was higher than HRC 50 and lower than HRC 65.
  • such a hardness adjusting technique may be applied to the cylinder block 924 and the roller 921 of the rotary compressor 901 as shown in FIG.
  • a high frequency heater is inserted into the vane housing hole 924d.
  • the hardness of the part around the bay accommodation hole 924d is higher than HRC50 and lower than HRC65.
  • the cylinder block 924 may be quenched (see Figure 63).
  • vanes 922 may be manufactured in a similar manner. In FIGS.
  • reference numeral 924a denotes a cylinder hole
  • reference numeral 924c denotes a discharge passage
  • reference numeral 924b denotes a suction hole
  • reference numeral 917 denotes a crankshaft
  • reference numeral 917a denotes an eccentric shaft portion of the crankshaft.
  • 923 indicates a spring
  • Rc 3 indicates a cylinder chamber.
  • the roller 921 and the cylinder block 924 may be manufactured according to the manufacturing method described in the modification (H) of the first embodiment.
  • the swing compressor 801 is a two-cylinder type swing compressor.
  • the force compressor may be a single-cylinder type swing compressor! /.
  • the cylinder blocks 824, 826 and pistons 821 are manufactured through the semi-molten die casting molding process and the heat treatment process, but additionally the crank shaft 817, the front head 823, the rear head Sliding parts such as 827 and middle plate 825 may be manufactured through the same process.
  • the sliding parts of the compressor according to the present invention have high tensile strength, can exhibit sufficient durability during operation, and “adaptation” occurs as early as possible. Immediately, since seizure does not occur during abnormal operation, it is useful as a compressor for renewal demand.

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Abstract

　本発明の課題は、高引張強度であって、運転時において十分な耐久性を発現することができ、かつ、可及的早い時期に「なじみ」が起こりやすく、かつ、異常運転時において焼付きが生じることのない圧縮機の摺動部品を提供することにある。圧縮機の摺動部品（１７，２３，２４，２６，３９，６０，９６，３１０ｂ，５２４，５２６，６４４，６４６，７２４，７２６，７３４，７３６，８１７，８２１，８２３，８２４，８２５，８２６，８２７，９２１，９２４）は、炭素含有量が２．０ｗｔ％～２．７ｗｔ％であり、ケイ素含有量が１．０ｗｔ％～３．０ｗｔ％であり、残部が不可避不純物を含む鉄から成ると共に黒鉛が片状黒鉛鋳鉄の片状黒鉛よりも小さく、少なくとも一部の硬度がＨＲＢ９０よりも高くＨＲＢ１００よりも低い。

Description

明 細 書
圧縮機の摺動部品、摺動部品基体、スクロール部品及び圧縮機 技術分野
[0001] 本発明は、圧縮機、ならびに圧縮機の摺動部品 (スクロール部品、シリンダブロック
、ピストン及びローラー等)及び摺動部品基体 (スクロール部品基体、シリンダブロック 基体、ピストン基体及びローラー基体等）に関する。
背景技術
[0002] 過去に「圧縮機の摺動部品基体を半溶融ダイキャスト成形法により製造する」という 圧縮機の摺動部品の製造方法が提案されている (例えば、特許文献 1参照)。そして 、この製造方法を採用すれば、砂型铸造方法を採用するのに比べて高引張強度か つ高硬度の成形品を得ることができるとされている。
特許文献 1：特開 2005 - 36693号公報
特許文献 2：実開平 4 134686号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] ところで、例えば、スクロール圧縮機では、一般的に、渦巻の歯先先端は運転中の 変形を考慮して初期隙間が開くように設定されている。これは、運転中に渦巻の歯先 の一部が接触すると、歯先のほかの箇所に大きな隙間ができたり、スラスト軸受面が 浮いて、機能を果たさなくなったり、可動スクロールが固定スクロールと他部品の間に 挟み込まれたりして、損傷や性能低下などの問題が発生するためである。しかし、部 品の加工公差や、幾何公差、組合せ公差による組立の具合や、渦巻内部の温度の 上昇により、運転中に歯先の接触が起こることがある。この接触状態は、圧縮機を運 転させ、固定スクロールもしくは可動スクロールの接触している方のスクロール側の歯 先先端が摩耗していくことによって徐々に解消されていく（この現象を「なじみ」という） 。つまり、可動スクロールや固定スクロールの硬度は高ければ高いほどよいというもの ではなく可及的早 、時期に「なじみ」が起こるような硬度であって且つ運転中に十分 な耐久性を発現することができるに足りる硬度である必要がある。なお、可動スクロー ルゃ固定スクロールの硬度が著しく高い場合、耐焼付き性に劣り、ポンプダウン運転 (設置時の閉鎖弁の開き忘れや移設時の冷媒回収運転時に発生しやすい)や、ガス 欠運転 (冷媒の充填不足や配管力もの漏れ等が起きた場合に生じる）時にスクロー ル圧縮機のラップにおいて歯先と歯底 (特に中心部）に焼付きが生じ、圧縮機が故障 して交換を余儀なくされるおそれがある。その一方、可動スクロールや固定スクロー ルの硬度が著しく低い場合、耐摩耗性に劣り、短時間の異常運転 (ポンプダウン運転 やガス欠運転など)で異常摩耗 (数十 μ mオーダー）が発生し、通常運転時に渦巻 部の先端の隙間が大きくなりすぎて性能が低下し、極端な場合にはガス漏れによる 性能低下で吐出ガス温度が上昇しすぎて運転できなくなるおそれがある。また、一般 に、可動スクロールや固定スクロールの渦巻部についてはエンドミル加工が必要とな るため、硬度が著しく高いと工具寿命や切削抵抗が問題となりやすい。つまり、可動 スクロールや固定スクロールは、機械加工を必要とする場合には、十分な被削性を 確保できる硬度であって、かつ完成後に十分な耐久性を発現することができるに足り る硬度である必要がある。一方、可動スクロールや固定スクロールの硬度が著しく低 いと、可動スクロールや固定スクロールの延性が大きくなりすぎるため、構成刃先がで きやすく切り粉処理性が悪化するおそれがある。したがって、この点力 も可動スクロ ール及び固定スクロール等には適度な硬度が必要となる。
また、このような硬度の適切化については、スイング圧縮機のシリンダブロックとビス トン、ロータリ圧縮機のシリンダブロックとローラーに対しても同様のことが言える。特 に、スイング圧縮機ではシリンダブロックとピストンとが常に同じ位置で接触するため、 シリンダブロック及びピストンの硬度の適切化はスクロール圧縮機のスクロール部品 の硬度の適切化と同等に重要である。
本発明の課題は、高引張強度であって、運転時において十分な耐久性を発現する ことができ、かつ、可及的早い時期に「なじみ」が起こりやすぐかつ、異常運転時に おいて焼付きが生じることのない摺動部品及びそのような摺動部品を組み込んだ圧 縮機を提供することにある。また、本発明の別の課題は、良好な被削性を示す圧縮 機の摺動部品基体を提供することにある。
課題を解決するための手段 第 1発明に係る圧縮機の摺動部品は、炭素含有量が 2. 0wt%〜2. 7wt%であり、 ケィ素含有量が 1. Owt%〜3. Owt%であり、残部が不可避不純物を含む鉄から成 ると共に黒鉛が片状黒鉛铸鉄の片状黒鉛よりも小さぐ少なくとも一部の硬度が HRB 90よりも高く HRB100よりも低い。なお、硬度は HRB90よりも高く HRB95よりも低い のがより好ましい。また、硬度の調整は、成形後の熱処理により実現可能である。な お、ここにいう「摺動部品」とは、圧縮機の摺動部品であって、例えば、スクロール圧 縮機の可動スクロール、固定スクロール、軸受、回転軸 (クランクシャフト）、自転防止 部材及びスライドブッシュ (スライドブロック）、並びに、スイング圧縮機やロータリ圧縮 機のシリンダブロック、フロントヘッド、リアヘッド、ミドルプレート及び回転軸（クランク シャフト）、ピストン、ローラー等である。なお、「摺動部品」がスイング圧縮機やロータリ 圧縮機のシリンダブロックである場合は、少なくともシリンダ孔を形成する壁部の硬度 が HRB90よりも高く HRB100よりも低ければよい。なお、摺動部品の硬度が HRB9 0以下であると、摺動部品が耐摩耗性に劣り、短時間の異常運転 (ポンプダウン運転 やガス欠運転など)で異常摩耗 (数十 μ mオーダー）が発生し、通常運転時に渦巻 部の先端の隙間が大きくなりすぎて性能が低下し、極端な場合にはガス漏れによる 性能低下で吐出ガス温度が上昇しすぎて運転できなくおそれがあり、また、摺動部品 力 Sスクロール部品である場合に引張強度向上による渦巻部の高引張強度化効果を 十分に活力せないおそれがある。その一方、摺動部品の硬度が HRB100以上であ ると、摺動部品が耐焼付き性に劣り、摺動部品がスクロール部品である場合に異常 運転 (ポンプダウン運転やガス欠運転など）時に渦巻部に焼付きが生じ、圧縮機が故 障して交換を余儀なくされるおそれがある。なお、硬度が HRB90よりも高く HRB100 よりも低い範囲は、基地組成中のフェライト面積率は 50%から 5%の範囲にほぼ相当 する。また、その黒鉛面積率は 6%から 2%の範囲にほぼ相当する。また、硬度が HR B90よりも高く HRB95よりも低い範囲は、基地組成中のフェライト面積率が 50%より 小さく 25%より大きい範囲にほぼ相当する。また、その黒鉛面積率は 6%より小さく 3 %より大きい範囲にほぼ相当する。また、このような圧縮機の摺動部品は、上記の鉄 を半溶融ダイキャスト成形や、半凝固ダイキャスト成形、金型铸造成形した後に、その 成形物を急冷して全体を白銑化させた後に熱処理に硬度が調整されることにより製 造される。なお、このような圧縮機の摺動部品を半溶融ダイキャスト成形や半凝固ダ ィキャスト成形により成形する場合、その成形物は、ユアネットシエイプ化 (製品の最 終形状に近い形状とすること)することができる。一方、このような圧縮機の摺動部品 を金型铸造成形により成形する場合、その成形物は精密機械加工によって最終形 状に整えられる必要がある。
ところで、上記のような成分を有する鉄を半溶融ダイキャスト成形や、半凝固ダイキ ャスト成形、金型铸造成形した後に急冷して全体を白銑化させた成形品は、熱処理 することによって自由に引張強度を調整することができる。そして、この熱処理を経て 製造される成形品の引張強度はその硬度と比例関係にあることが判明している。ちな みに、硬度が HRB90よりも高く HRB100よりも低い範囲は、引張強度は 600MPaか ら 900MPaの範囲にほぼ相当する。つまり、成形品の引張強度の管理は、測定しや すい硬度で代用することができることになる。また、摺動部品がスクロール部品である 場合、渦巻部の設計自由度が大幅に向上し、小径ィ匕ゃ大容量ィ匕することができると いうメリットもある。したがって、この圧縮機の摺動部品は、片状黒鉛铸鉄のような摺動 部品よりも高引張強度を示す。また、本発明者の得た実験結果から、硬度が HRB90 よりも高く HRB100よりも低い範囲にある場合、圧縮機運転時においてその摺動部 品は十分な耐久性を発現することができ、かつ、可及的早い時期に「なじみ」が起こり やすぐかつ、異常運転時において焼付きが生じることがないことが明らかにされてい る。また、摺動部品が適度な硬度を示すため、摺動部品にキズが入りにくぐ取り扱い が楽になるというメリットもある。以上、まとめると、この圧縮機の摺動部品は、高引張 強度であって、運転時において十分な耐久性を発現することができ、かつ、可及的 早い時期に「なじみ」が起こりやすぐかつ、異常運転時において焼付きが生じること がない。なお、この圧縮機の摺動部品は、上記のような成分を有する鉄が半溶融ダイ キャスト成形や、半凝固ダイキャスト成形、金型铸造成形された後に急冷されて全体 が白銑ィ匕させられ、更にその後に熱処理されて製造されているので、各部肉厚の減 少により小径ィ匕によるスラスト損失の低減ゃ大容量ィ匕が可能となり、かつ、 FC材と比 較すると靭性に優れているため突発的な内圧上昇や異物嚙み込みに対して損傷が 発生しにくいし仮に損傷しても細力 、ゴミができに《配管の洗浄が不要になるという メリット等を享受することができる。ちなみに、このような圧縮機は特に更新需要向け の圧縮機に向 、て 、ると言える。
[0007] 第 2発明に係る圧縮機の摺動部品は、第 1発明に係る圧縮機の摺動部品であって 、半溶融ダイキャスト成形又は半凝固ダイキャスト成形により成形された後に急冷され 、更にその後に熱処理されて製造される。
この圧縮機の摺動部品は、半溶融ダイキャスト成形又は半凝固ダイキャスト成形に より成形された後に急冷され、更にその後に熱処理されて製造される。このため、この 摺動部品基体は、ユアネットシエイブイ匕されることができる。したがって、この圧縮機の 摺動部品は、機械加工費を削減可能で、より安価に製造することができる。
[0008] 第 3発明に係る圧縮機の摺動部品は、第 1発明に係る圧縮機の摺動部品であって 、金型铸造成形により成形された後に急冷され、更にその後に熱処理されて製造さ れる。
この圧縮機の摺動部品は、金型铸造成形により成形された後に急冷され、更にそ の後に熱処理されて製造される。このため、成形工程中に必要とされる圧力が低くて 済む。したがって、ダイキャスト成形に必要なプレス装置や加熱装置が不要となり、設 備に力かる費用を低減することができる。この結果、この圧縮機の摺動部品は、成形 加工費が低くなり、より安価にすることができる。
[0009] 第 4発明に係る圧縮機の摺動部品は、第 1発明力も第 3発明のいずれかに係る圧 縮機の摺動部品であって、ヤング率に対する引張強度の比が 0. 0046以下である。 なお、ヤング率は 175〜 190GPaであるのが好まし!/、。
FC250と 、つた従来の材料と比較して、金型に半溶融（半凝固）状態の鉄素材を 圧入して铸物を製造するダイキャストによって生成されるものは、所定時間所定温度 で保持したり冷却速度を調整したりする熱処理を施すことによって、引張強度を向上 させることがでさる。
しかし、従来にないレベルに引張強度が上がると、今までのように疲労損傷が生じ る力否かと!、う強度の観点力 だけでスクロール部品の渦巻部の高さ（H)と厚み (T) との比である比 (HZT)を決めていては他の問題が発生することを本願発明の発明 者は見いだした。すなわち、強度が確保されるからといって比 (HZT)をあまりに大き くしすぎると、強度の面では問題がなくても、切削加工を行う際に渦巻部の変形が大 きくなりすぎるためにエンドミル等の取り代や切削送りを大きくすることができずカロェ 時間が長くなつてしまったり、圧縮機運転中に渦巻部の変形量 (たわみ量)が大きく なって性能が低下したり相手のスクロールとの接触により騒音が大きくなつたりする不 具合が起こることに気がつ 、た。
[0010] これに鑑み、本発明では、これらの加工時間、性能低下、騒音といった観点カも必 要となる渦巻部の変形量の上限を考慮して渦巻部の比 (HZT)を決めたときに、疲 労強度の観点力も引張強度がどれくら 、あれば十分であるかと!/、う検討に基づき、熱 処理によって過剰な強度アップをコストをかけて実施してしまうことがな 、ように、熱処 理後のスクロール部品のヤング率に対する引張強度の比を決めることとした。具体的 には、ヤング率に対する引張強度の比が 0. 0046以下になるように、熱処理による強 度アップの程度を抑えるようにして!/、る。このようにヤング率に対する引張強度の比を 決めているため、本発明に係るスクロール部品においては、コストや時間をかけた熱 処理による過剰な強度アップを渦巻部に対して行ってしまう事象が回避され、熱処理 を適度に行わせることができる。
なお、強度を低く抑えるために逆に熱処理に時間をかけることになると本末転倒で あり、また金属組織のフェライト率が高くなると耐摩耗性が低下するといつた不具合も 生じることから、ヤング率に対する引張強度の比は、 0. 0033以上であることが好まし い。
[0011] また、冷媒として R410Aを用いる冷凍装置の冷媒回路に組み込まれるスクロール 圧縮機にこのようなスクロール部品が組み込まれる場合、渦巻部の平板部と直交する 方向の長さ（以下、渦巻部の高さ (H)という。）を渦巻部の厚み (以下、渦巻部の厚み (T)という。）で除した値が 19以下であるのが好ましい。また、冷媒として二酸化炭素 を用いる冷凍装置の冷媒回路に組み込まれるスクロール圧縮機にこのようなスクロー ル部品が組み込まれる場合、渦巻部の高さ (H)を渦巻部の厚み (T)で除した値が 8 以下であるのが好ましい。これ以上、渦巻部の厚み (T)に対して渦巻部の高さ (H)が 高くなつて、渦巻部の高さに対して相対的に渦巻部が薄肉化されると、渦巻部の剛 性 (ヤング率）が不足してしまうからである。なお、半溶融 Z半凝固ダイキャストにより 成形されており、従来の FC250といった材料を使う場合よりも強度が増していること から、冷媒として R410Aを用いる冷凍装置の冷媒回路に組み込まれるスクロール圧 縮機にこのようなスクロール部品が組み込まれる場合、比 (HZT)を 10以上として渦 卷部の薄肉化を図ることが好ましぐ冷媒として二酸ィ匕炭素を用いる冷凍装置の冷媒 回路に組み込まれるスクロール圧縮機にこのようなスクロール部品が組み込まれる場 合、比 (HZT)を 2以上として渦巻部の薄肉化を図ることが好ま 、。
第 5発明に係る圧縮機の摺動部品は、第 1発明力も第 4発明に係る圧縮機の摺動 部品であって、一部、例えば、応力集中部ゃ摺動部に部分熱処理が施されている。 なお、ここにいう「部分熱処理」は、高周波加熱方法やレーザ加熱方法などを利用し て行われる。また、この摺動部品が冷媒として二酸ィ匕炭素や R410A等の高圧冷媒を 用いる冷凍装置の冷媒回路に組み込まれる圧縮機のクランク軸である場合、偏心軸 部及び主軸部に部分熱処理が施されるのが好ましい。また、このクランク軸において 主軸部と偏心軸部との間に切欠部が設けられる場合、切欠部の周辺部に部分熱処 理が施されるのが好ましい。なお、クランク軸にはバランスウェイトが一体成形される のが好ましい。また、この摺動部品が冷媒として二酸ィ匕炭素や R410A等の高圧冷媒 を用いる冷凍装置の冷媒回路に組み込まれるスクロール圧縮機のインナードライブ 型可動スクロール部品である場合、インナードライブ用ピン軸部に部分熱処理が施さ れるのが好ましい。また、この摺動部品が冷媒として二酸ィ匕炭素や R410A等の高圧 冷媒を用いる冷凍装置の冷媒回路に組み込まれるスクロール圧縮機の自転防止部 材 (例えば、オルダムリング (オルダムカップリング)等)である場合、摺動部分である キー部に部分熱処理が施されるのが好ましい。また、この摺動部品が冷媒として二酸 化炭素や R410A等の高圧冷媒を用いる冷凍装置の冷媒回路に組み込まれるスイン グ圧縮機のシリンダブロックである場合、ブッシュ収容孔を形成する壁部に部分熱処 理が施されるのが好ましい。また、この摺動部品が冷媒として二酸ィ匕炭素や R410A 等の高圧冷媒を用いる冷凍装置の冷媒回路に組み込まれるスイング圧縮機のピスト ンである場合、ブレード部の付け根部の周辺部や、ブレード部の付け根部に形成さ れる切欠部の周辺部に部分熱処理が施されるのが好ましい。また、この摺動部品が 冷媒として二酸ィヒ炭素や R410A等の高圧冷媒を用いる冷凍装置の冷媒回路に組 み込まれるロータリ圧縮機のシリンダブロックである場合、ベーン収容孔を形成する 壁部に部分熱処理が施されるのが好ましい。
この圧縮機の摺動部品は、一部、例えば、応力集中部ゃ摺動部などに部分熱処理 が施されている。このため、この圧縮機の摺動部品の応力集中部ゃ摺動部などに十 分な疲労強度ゃ耐摩耗性を付与することができる。ちなみに、このような摺動部品は 、高圧冷媒、例えば、二酸ィ匕炭素などに対して特に有効となる。また、部分熱処理部 分の強度が向上するため、部分熱処理部分の薄肉軽量ィ匕を実現することができる。
[0013] 第 6発明に係る圧縮機の摺動部品は、第 5発明に係る圧縮機の摺動部品であって 、部分熱処理が施される箇所の硬度は、 HRC50よりも高く HRC65よりも低い。
この圧縮機の摺動部品では、部分熱処理が施される箇所の硬度が HRC50よりも 高く HRC65よりも低い。このため、例えば、この圧縮機の摺動部品に、軸受け部など 、特に硬度が求められる部分が存在する場合、その部分の硬度を HRC50よりも高く HRC65よりも低い硬度とすればその部分の摩耗を十分に抑制することができる。
[0014] 第 7発明に係る圧縮機の摺動部品は、第 5発明又は第 6発明に係る圧縮機の摺動 部品であって、部分熱処理が施される箇所は、応力集中部である。なお、ここにいう「 応力集中部」とは、スクロール部品の渦巻部の付け根部の周辺部や、スクロール部品 の平板部の第 1板面側の中心付近に形成される切欠部、スクロール部品の軸受部の 付け根部の周辺部などである。
この圧縮機の摺動部品は、応力集中部に部分熱処理が施されている。このため、こ の圧縮機の摺動部品では、摺動性の必要な摺動部に良好ななじみ性が付与される とともに応力集中部に十分な疲労強度が付与される。ちなみに、このような摺動部品 は、高圧冷媒、例えば、二酸ィ匕炭素などに対して特に有効となる。
[0015] 第 8発明に係る圧縮機の摺動部品は、第 1発明力も第 7発明のいずれかに係る圧 縮機の摺動部品であって、凸部を有する成形型を用いて製造されている。凸部は、 摺動部品の中央付近の所定の部分を薄肉に形成することが可能である。摺動部品 は、中央付近に薄肉の所定の部分を備えている。なお、ここにいう「所定の部分」とは 、例えば、開口予定部分等である。また、圧縮機の摺動部品がスクロール部品である 場合、「所定の部分」は、例えば、鏡板の中央付近の部分や中央付近における吐出 穴を開口する予定の部分等である。なお、このとき、凸部の高さは、スクロールの中央 付近の所定の部分の肉厚を 4mm以下にするような高さに設定されるのが好ましい。 また、この摺動部品が可動スクロール部品である場合、中実丸棒の軸受部が駆動軸 の内側に嵌合するインナードライブの可動スクロール部品よりも駆動軸の外側に嵌合 する軸受部を有する可動スクロール部品の方が铸巣の発生が抑制される。摺動部品 が中実丸棒の軸受部が駆動軸の内側に嵌合するインナードライブの可動スクロール 部品である場合は、軸受部の内部の少なくとも一部が凸部によって铸抜かれるのが 好ましい。
[0016] 半溶融成形法では半溶融状態の金属材料を用いて型成形が行われる。このため、 成形された摺動部品における厚肉部に铸巣が発生しやすいという問題がある。また、 成形された摺動部品の基体の内部に铸巣が存在する状態で、その基体にさらに穴 あけ加工を行った場合には、基体内部の铸巣が穴あけ部分を通して外部に露出す るおそれがある。铸巣が摺動部品の外表面に露出した場合、露出した铸巣の部分が 摺動部品の疲労破壊の起点になりやすぐ疲労強度に好ましくない影響を与えるお それがある。
このような問題に対し、本発明では、凸部を有する成形型を用いて金属材料を半溶 融成形することによって、摺動部品の中央付近に薄肉の所定の部分が形成される。 このため、この圧縮機の摺動部品では、铸巣の発生が抑制される。
[0017] 第 9発明に係る圧縮機の摺動部品は、第 1発明力も第 7発明のいずれかに係る圧 縮機の摺動部品であって、中央付近の所定の部分を薄肉に形成することが可能な 凸部を有する成形型を用いて中央付近に薄肉の所定の部分を備えている摺動部品 の基体を成形し、基体における薄肉の所定の部分において貫通孔を形成することに より製造される。なお、ここにいう「所定の部分」とは、例えば、開口予定部分等である 。また、圧縮機の摺動部品がスクロール部品である場合、「所定の部分」は、例えば、 鏡板の中央付近の部分や中央付近における吐出穴を開口する予定の部分等である 。なお、このとき、凸部の高さは、スクロールの中央付近の所定の部分の肉厚を 4mm 以下にするような高さに設定されるのが好ましい。また、この摺動部品が可動スクロー ル部品である場合、中実丸棒の軸受部が駆動軸の内側に嵌合するインナードライブ の可動スクロール部品よりも駆動軸の外側に嵌合する軸受部を有する可動スクロー ル部品の方が铸巣の発生が抑制される。摺動部品が中実丸棒の軸受部が駆動軸の 内側に嵌合するインナードライブの可動スクロール部品である場合は、軸受部の内 部の少なくとも一部が凸部によって铸抜かれるのが好ましい。
[0018] この圧縮機の摺動部品は、凸部を有する成形型を用いることによって、中央付近に 薄肉の所定の部分を有する基体が成形され、その基体における薄肉の所定の部分 において貫通孔が形成されることによって製造される。このため、この圧縮機の摺動 部品では、铸巣の発生が抑制される。また、開口予定部分において貫通孔を形成し ても摺動部品内部の铸巣が外部へ露出するおそれがなくなり、疲労強度の低下を抑 制することも可能である。
[0019] 第 10発明に係る圧縮機のスクロール部品は、炭素含有量が 2. 0wt%〜2. 7wt% であり、ケィ素含有量が 1. Owt%〜3. Owt%であり、残部が不可避不純物を含む鉄 力も成ると共に黒鉛が片状黒鉛铸鉄の片状黒鉛よりも小さい圧縮機のスクロール部 品であって、平板部及び渦巻部を備える。渦巻部は、平板部の第 1板面から第 1板 面に垂直な方向に向かって渦巻形状を保持しながら延びている。そして、平板部及 び渦巻部は、硬度が HRB90よりも高く HRB100よりも低い。なお、渦巻部は特にそ の先端部の硬度が上記硬度範囲に含まれていることが好ましい。また、硬度は HRB 90よりも高く HRB95よりも低いのがより好ましい。また、硬度が HRB90よりも高く HR B100よりも低い範囲は、基地組成中のフェライト面積率は 50%から 5%の範囲にほ ぼ相当する。また、その黒鉛面積率は 6%から 2%の範囲にほぼ相当する。また、硬 度が HRB90よりも高く HRB95よりも低い範囲は、基地組成中のフェライト面積率が 5 0%より小さく 25%より大きい範囲にほぼ相当する。また、その黒鉛面積率は 6%より 小さく 3%より大きい範囲にほぼ相当する。また、硬度の調整は、成形後の熱処理に より実現可能である。また、渦巻部は第 1板面力 の高さが渦巻部の溝 (谷の部分)幅 の 2倍以下であるのが好ましい。機械カ卩ェ前の取代が多くても比較的容易に機械カロ ェを施すことができる力 である。
[0020] この圧縮機のスクロール部品は、上記のような成分を有する鉄が半溶融ダイキャスト 成形や、半凝固ダイキャスト成形、金型铸造成形された後に急冷されて全体を白銑 化させられ、更にその後熱処理が施されて製造されている。このため、渦巻部の引張 強度を十分に高めることができる。したがって、渦巻部の設計自由度が大幅に向上し 、小径化ゃ大容量化することができる。また、本発明者の得た実験結果から、硬度が HRB90よりも高く HRB100よりも低い範囲にある場合、圧縮機運転時においてその スクロール部品は十分な耐久性を発現することができ、かつ、可及的早い時期に「な じみ」が起こりやすぐかつ、異常運転時において焼付きが生じることがないことが明 らかにされている。このため、この圧縮機のスクロール部品は、高引張強度であって、 運転時において十分な耐久性を発現することができ、かつ、可及的早い時期に「なじ み」が起こりやすぐかつ、異常運転時において焼付きが生じることがない。
[0021] 第 11発明の圧縮機のスクロール部品は、第 10発明に係る圧縮機のスクロール部 品であって、渦巻部は、成形型に対する抜き勾配が巻き角に応じて変化している。 従来のスクロールでは、ラップの抜き勾配がないか、または一定であるので、強度 や品質に応じてラップ形状が決められておらず、スクロールの製造時において素材 の無駄が生じるという問題がある。また、スクロールの形状を見た場合、ラップの曲率 半径が渦巻き形状を有するラップの中心部ほど小さいため、金型は、スクロールを金 型から分離するときに応力を受けやすくなる。このため、金型の寿命を長くすることは 困難である。
このような問題に対し、本発明に係るスクロール部品では、渦巻部における成形型 に対する抜き勾配が渦巻部の巻き角に応じて変化している。このため、このスクロー ル部品では、強度や品質に応じて渦巻部の形状が決められ、素材の無駄をなくすこ とが可能である。
[0022] 第 12発明の圧縮機のスクロール部品は、第 11発明の圧縮機のスクロール部品で あって、渦巻部は、中心に近い巻き始めの部分における成形型に対する抜き勾配が 外側の巻き終わりの部分の抜き勾配よりも大きい形状を呈する。なお、渦巻部は巻き 始めから巻き終りにかけて抜き勾配が連続的に徐々に変化するように設定されるの が好ましい。離型時の渦巻きの中心付近における成形型に力かるストレスが小さくな り、成形型の寿命を長くすることが可能になるとともに、素材の無駄をより効果的にな くすことが可能となるからである。また、渦巻部は巻き始めから巻き終りにかけて抜き 勾配が段階的に変化するように設定されるのも好ましい。離型時の渦巻きの中心付 近における成形型に力かるストレスが小さくなり、成形型の寿命を長くすることが可能 になるとともに、渦巻部の個々の角度範囲における抜き勾配の設定が容易であり、ま た、素材の無駄をより効果的になくすことが可能となるからである。また、渦巻部は卷 き始めと巻き終りとの間のうちの所定の角度範囲において、抜き勾配を他の角度範 囲における抜き勾配よりも大きくなるように設定されるのが好ましい。離型時の渦巻き の中心付近における成形型に力かるストレスが小さくなり、成形型の寿命を長くするこ とが可能になるとともに、渦巻部全体における-ァネットシエイブイ匕に対する弊害をさ らに小さくすることが可能であり、また、素材の無駄をより効果的になくすことが可能と なる力もである。また、このスクロール部品において少なくとも渦巻部が樹脂でコーテ イングされて 、るのが好まし 、。成形部材を直接カ卩ェするよりもコーティングされた榭 脂を加工する方が加工しやすいため加工精度を向上することができ、また、隙間を詰 めることで圧縮される媒体の漏れを低減でき、さらに、榭脂の弾性により渦巻部同士 が接触したとしても騒音を低減することができる力もである。
このスクロール部品では、渦巻部の中心に近い巻き始めの部分における抜き勾配 が外側の巻き終わりの部分の抜き勾配よりも大きい。このため、スクロールを成形型か ら分離する離型時に渦巻きの中心付近における成形型に力かるストレス (応力）が小 さくすることができる。その結果、成形型の寿命を長くすることが可能になる。
第 13発明の圧縮機のスクロール部品は、第 11発明の圧縮機のスクロール部品で あって、渦巻部は、外側の巻き終わりの部分における成形型に対する抜き勾配が中 心に近い巻き始めの部分の抜き勾配よりも大きい渦巻き形状を呈する。なお、渦巻部 は巻き始めから巻き終りにかけて抜き勾配が連続的に徐々に変化するように設定さ れるのが好ましい。離型時の渦巻きの中心付近における成形型に力かるストレスが小 さくなり、成形型の寿命を長くすることが可能になるとともに、素材の無駄をより効果的 になくすことが可能となるからである。また、渦巻部は巻き始めから巻き終りにかけて 抜き勾配が段階的に変化するように設定されるのも好ま 、。離型時の渦巻きの中 心付近における成形型に力かるストレスが小さくなり、成形型の寿命を長くすることが 可能になるとともに、渦巻部の個々の角度範囲における抜き勾配の設定が容易であ り、また、素材の無駄をより効果的になくすことが可能となる力もである。また、渦巻部 は巻き始めと巻き終りとの間のうちの所定の角度範囲にお!、て、抜き勾配を他の角度 範囲における抜き勾配よりも大きくなるように設定されるのが好ましい。離型時の渦巻 きの中心付近における成形型に力かるストレスが小さくなり、成形型の寿命を長くする ことが可能になるとともに、渦巻部全体における-ァネットシエイブイ匕に対する弊害を さらに小さくすることが可能であり、また、素材の無駄をより効果的になくすことが可能 となるからである。また、このスクロール部品において少なくとも渦巻部が樹脂でコー ティングされているのが好ましい。圧縮される媒体の漏れを低減し、かつ騒音を低減 することが可能となるからである。
このスクロール部品では、渦巻部の外側の巻き終わりの部分における抜き勾配が中 心に近い巻き始めの部分の抜き勾配よりも大きい。このため、渦巻部の外周部分の 肉厚が薄い。したがって、加工時の精度が出にくい場合に有効であり、渦巻部の肉 厚が薄くなつても渦巻部の外周部分の精度を保つことができる。
[0024] 第 14発明に係る圧縮機のスクロール部品は、第 10発明に係る圧縮機のスクロール 部品であって、渦巻部は、中心の近くに位置する巻き始め近傍部分の内周側の第 1 面は、平板部に直交する線に対して、第 1角度だけ傾斜している。また、渦巻部のう ち、第 1面以外の面は、平板部に直交する線に対する傾斜角度が第 1角度よりも小さ い。なお、渦巻部の第 1面は固定スクロール及び可動スクロールの相対移動におい て嚙み合う相手のスクロールに接することがな 、面であるのが好まし 、。大きな傾斜 をつけると通常は面精度の管理の点で不利となる力 その面 (第 1面）は相手のスクロ ールに接して圧縮室の密閉度合いに影響を与える面とはならないので、デメリットが 生じないからである。また、渦巻部の第 1面以外の面（嚙み合う相手のスクロールに接 することになる面であって、圧縮室の密閉度合いに影響を与える面）は平板部に直交 する線に対する傾斜角度が実質的に 0° であるのが好ましい。スクロールの面精度を 高く確保することができ、スクロール圧縮機の運転中に両スクロールの嚙み合い部分 力もガス冷媒が隣の室に漏れるという不具合を少なくすることができるからである。
[0025] ここでは、中心に近く受圧力が大きくなる渦巻部の巻き始め近傍部分については内 周側の第 1面に第 1角度の傾斜をつけて強度アップや変形量抑制を大幅に図る一方 、渦巻部のうち中心から離れた部分については第 1角度よりも小さな傾斜角度として 容量が大きく低下することを回避している。また、渦巻部の巻き始め近傍部分の外周 側の面については、相手のスクロールと接して圧縮仕事を行う面であり、大きな傾斜 をつけると、渦巻部の平板部からの高さごとの輪郭形状精度や渦巻部と平板部との 境界における R形状の精度といった、傾斜面の面精度の管理が難しくなつて、両スク ロールの接触部分での冷媒ガスの漏れが増える恐れがあるため、第 1角度よりも傾斜 角度を小さくしている。
このように、本発明のスクロールを採用したスクロール圧縮機では、渦巻部の卷き始 め近傍部分以外の部分については、圧力が比較的低いことから強度や変形量よりも 容量アップを重視して傾斜角度を小さくし、渦巻部の巻き始め近傍部分の内周側の 第 1面については、圧力が比較的高いことから強度アップや変形量抑制を重視して 傾斜角度を大きくし、渦巻部の巻き始め近傍部分の外周側の面については、面精度 の管理及び圧縮室の密閉度合いを考慮して傾斜角度を小さくしている。このため、全 体としては渦巻部の厚みが小さく抑えられて容量が大きく確保される一方、圧力が高 い渦巻部の巻き始め近傍部分について第 1角度の傾斜をつけることによって、強度 を確保して、変形量につ!、ても許容レベルに抑えることができる。
なお、渦巻部の巻き始め近傍部分以外の部分についても、傾斜角度を小さくして いるため、面精度の管理及び圧縮室の密閉度合いの確保の点で有利となる。
また、二酸化炭素等の高圧冷媒圧縮用の圧縮機では、スクロールにおいて応力が 集中する渦巻き中心部の強度を高めることが必要である。本発明に係るスクロール部 品では、中心に近い巻き始め近傍部分の内周側に位置する第 1面が、平板部に直 交する線に対して第 1角度（ Θ )だけ傾斜している。このため、このスクロール部品で は、渦巻き中心部の強度が高められている。したがって、このようなスクロール部品が 組み込まれるスクロール圧縮機では、二酸化炭素等の高圧冷媒が圧縮される場合で あっても摺動部品が高差圧による応力増大に耐えることができる。また、この効果によ りこのスクロールの歯高を高くすることができる。つまり、渦巻部を小径ィ匕しながらも圧 縮室の容量を大きくすることができる。そして、スクロールの小径ィ匕によりスクロール圧 縮機の小径ィ匕が実現されると、ケーシングの胴体部分が小径化される。ケーシングの 胴体部分が小径化された場合、そのケーシングは従来のケーシングに比べて薄い肉 厚で同じ耐圧強度を示すことができる。このため、ケーシングの原料コスト等を低減す ることができる。また、スクロールが小径ィ匕されると、渦巻き部分を小さくして摺動の厳 しいスラスト部の摺動面積を大きくすることができる。また、このようなスクロールが半 溶融ダイキャスト成形法等によって成形されている場合、そのスクロールは、従来の 铸造成形法で得られるものよりも表面粗度が小さくなる。このため、このようなスクロー ル部品が組み込まれるスクロール圧縮機では、二酸化炭素等の高圧冷媒が圧縮さ れる場合であっても、スクロール部品の表面力 の亀裂が発生しにくい。なお、たとえ 、そのスクロール部品が未カ卩ェ品であってもそのような損傷は発生にくい。また、二酸 化炭素は体積循環量が小さい。このため、二酸化炭素等の高圧冷媒圧縮用の圧縮 機では、吐出ポートの径が従来品よりも小さくても力まわない。したがって、吐出ポー トから渦巻き壁面までの間隔を大きく取ることができる。よって、第 1面の傾斜角度 Θ を大きく取りやすぐ渦巻き中心部の強度をより高めることができる。その結果、このよ うなスクロール部品が組み込まれるスクロール圧縮機では、より大きな効果が得られる
第 15発明に係る圧縮機のスクロール部品は、第 14発明のスクロール部品であって 、渦巻部の巻き始め近傍部分は、渦巻部のその他の部分よりも、平板部との境界に おける厚みが大きい。
第 16発明に係る圧縮機の摺動部品基体は、炭素含有量が 2. 0wt%〜2. 7wt% であり、ケィ素含有量が 1. Owt%〜3. Owt%であり、残部が不可避不純物を含む鉄 力も成ると共に黒鉛が片状黒鉛铸鉄の片状黒鉛よりも小さぐ少なくとも一部の硬度 が HRB90よりも高く HRB100よりも低い。なお、硬度は HRB90よりも高く HRB95よ りも低いのがより好ましい。また、ここにいう「摺動部品基体」とは、機械加工などを施 して (完成)摺動部品を得る前の前駆体を意味する。なお、摺動部品基体の硬度が H RB90以下であると、摺動部品基体の機械加工時に構成刃先ができやすく切り粉処 理性が悪ィ匕するおそれがある。その一方、摺動部品基体の硬度が HRB100以上で あると、摺動部品基体の機械加工において刃具の摩耗や欠けなどの発生がしゃすく なるため加工コストが増大するおそれがあり、また、切削抵抗が大きくなり切り込み深 さやカ卩ェ速度の制約からも加工コストが増大するおそれがある。なお、硬度が HRB9 0よりも高く HRBIOOよりも低い範囲は、基地組成中のフェライト面積率は 50%から 5 %の範囲にほぼ相当する。また、その黒鉛面積率は 6%から 2%の範囲にほぼ相当 する。また、硬度が HRB90よりも高く HRB95よりも低い範囲は、基地組成中のフェラ イト面積率が 50%より小さく 25%より大きい範囲にほぼ相当する。また、その黒鉛面 積率は 6%より小さく 3%より大きい範囲にほぼ相当する。
上記のような成分を有する鉄を半溶融ダイキャスト成形や、半凝固ダイキャスト成形 、金型铸造成形した後に急冷して全体を白銑化させた成形品は、熱処理すること〖こ よって自由に引張強度を調整することができる。そして、この熱処理を経て製造され る成形品の引張強度はその硬度と比例関係にあることが判明している。ちなみに、硬 度が HRB90よりも高く HRBIOOよりも低い範囲は、引張強度は 600MPaから 900M Paの範囲にほぼ相当する。つまり、成形品の引張強度の管理は、測定しやすい硬度 で代用することができることになる。また、摺動部品基体がスクロール部品基体である 場合、渦巻部の設計自由度が大幅に向上し、小径ィ匕ゃ大容量ィ匕することができると いうメリットもある。したがって、この圧縮機の摺動部品基体は、片状黒鉛铸鉄のような 摺動部品基体よりも高引張強度を示す。また、本発明者の得た実験結果から、上記 のような成分を有する鉄を半溶融ダイキャスト成形や、半凝固ダイキャスト成形、金型 铸造成形した後に急冷して全体を白銑化させ、更にその後熱処理が施された摺動 部品基体に機械加工を加えて摺動部品を完成させる場合には、摺動部品基体の硬 度が HRB90よりも高く HRBIOOよりも低い範囲にあると、良好な被削性を示すことが 判明している。そして、被削性が良好であると、工具摩耗や工具の欠けが発生しにく くなつて工具寿命が延び、かつ、構成刃先ができにくくなり切り粉の処理性が良好と なるともに加工時間を短縮できるため加工コストが低減するというメリットを享受できる 。また、摺動部品基体が適度な硬度を示すため、摺動部品基体にキズが入りにくぐ 取り扱いが楽になるというメリットもある。ちなみに、同引張強度の FCDに対して、硬 度が低!ヽ（同じ硬度であれば引張強度が高!、)ため、工具摩耗や加工時間に優れる にもかかわらず、高引張強度化できるとも言える。また、摺動部品基体を研削加工す る場合、 FC材と比べると表面粗度を小さくしゃすいので、相手側の摺動部品（摺動 部品が可動スクロールである場合は、オルダムリングやシールリング等）を攻撃しない 。以上、まとめると、この圧縮機の摺動部品基体は、高引張強度であって、機械加工 が必要な場合には良好な被削性を示す。
[0029] 第 17発明に係る圧縮機には、炭素含有量が 2. 0wt%〜2. 7wt%であり、ケィ素 含有量が 1. Owt%〜3. Owt%であり、残部が不可避不純物を含む鉄から成ると共 に黒鉛が片状黒鉛铸鉄の片状黒鉛よりも小さぐ少なくとも一部の硬度が HRB90より も高く HRB100よりも低い摺動部品が組み込まれている。なお、ここにいう「圧縮機」 は、例えば、スクロール圧縮機、スイング圧縮機、ロータリ圧縮機等である。また、硬 度は HRB90よりも高く HRB95よりも低いのがより好ましい。また、硬度が HRB90より も高く HRB100よりも低い範囲は、基地組成中のフェライト面積率は 50%から 5%の 範囲にほぼ相当する。また、その黒鉛面積率は 6%から 2%の範囲にほぼ相当する。 また、硬度が HRB90よりも高く HRB95よりも低い範囲は、基地組成中のフェライト面 積率が 50%より小さく 25%より大きい範囲にほぼ相当する。また、その黒鉛面積率 は 6%より小さく 3%より大きい範囲にほぼ相当する。また、硬度の調整は、成形後の 熱処理により実現可能である。
[0030] ところで、上記のような成分を有する鉄を半溶融ダイキャスト成形や、半凝固ダイキ ャスト成形、金型铸造成形した後に急冷して全体を白銑化させた成形品は、熱処理 することによって自由に引張強度を調整することができる。そして、この熱処理を経て 製造される成形品の引張強度はその硬度と比例関係にあることが判明している。ちな みに、硬度が HRB90よりも高く HRB100よりも低い範囲は、引張強度は 600MPaか ら 900MPaの範囲にほぼ相当する。つまり、成形品の引張強度の管理は、測定しや すい硬度で代用することができることになる。また、摺動部品がスクロール部品である 場合、渦巻部の設計自由度が大幅に向上し、小径ィ匕ゃ大容量ィ匕することができると いうメリットもある。したがって、この圧縮機では、片状黒鉛铸鉄のような摺動部品より も高引張強度の摺動部品を利用していることになる。また、本発明者の得た実験結 果から、硬度が HRB90よりも高く HRB100よりも低い範囲にある場合、圧縮機運転 時においてその摺動部品は十分な耐久性を発現することができ、かつ、可及的早い 時期に「なじみ」が起こりやすぐかつ、異常運転時において焼付きが生じることがな いことが明らかにされている。このため、この圧縮機では、高引張強度であって、運転 時において十分な耐久性を発現することができ、かつ、可及的早い時期に「なじみ」 が起こりやすぐかつ、異常運転時において焼付きが生じるのを防止することができる
。なお、この圧縮機では、摺動部品が炭素含有量が 2. 0wt%〜2. 7wt%であり、ケ ィ素含有量が 1. Owt%〜3. Owt%であり、残部が不可避不純物を含む鉄から成る と共に黒鉛が片状黒鉛铸鉄の片状黒鉛よりも小さいので、各部肉厚の減少により小 径ィ匕によるスラスト損失の低減ゃ大容量ィ匕が可能となり、かつ、 FC材と比較すると靭 性に優れているため突発的な内圧上昇や異物嚙み込みに対して損傷が発生しにく いし仮に損傷しても細力 、ゴミができに《配管の洗浄が不要になるというメリット等を 享受することができる。ちなみに、このような圧縮機は特に更新需要向けの圧縮機に 向いていると言える。
[0031] 第 18発明に係る圧縮機は、第 17発明に係る圧縮機であって、二酸化炭素 (CO )
2 冷媒に対応可能である。
この圧縮機は、二酸化炭素 (CO )冷媒に対応可能である。このため、この圧縮機
2
は、地球環境問題に貢献することができる。
発明の効果
[0032] 第 1発明に係る圧縮機の摺動部品は、高引張強度であって、運転時において十分 な耐久性を発現することができ、かつ、可及的早い時期に「なじみ」が起こりやすぐ かつ、異常運転時において焼付きが生じることがない。なお、この圧縮機の摺動部品 は、炭素含有量が 2. 0wt%〜2. 7wt%であり、ケィ素含有量が 1. 0wt%〜3. Owt %であり、残部が不可避不純物を含む鉄力 成ると共に黒鉛が片状黒鉛铸鉄の片 状黒鉛よりも小さいので、各部肉厚の減少により小径ィ匕によるスラスト損失の低減や 大容量ィ匕が可能となり、かつ、 FC材と比較すると靭性に優れているため突発的な内 圧上昇や異物嚙み込みに対して損傷が発生しにく 、し仮に損傷しても細力 、ゴミが できに《配管の洗浄が不要になるというメリット等を享受することができる。ちなみに 、このような圧縮機は特に更新需要向けの圧縮機に向いていると言える。
[0033] 第 2発明に係る圧縮機の摺動部品は、摺動部品基体が-ァネットシエイブ化される ことができる。したがって、この圧縮機の摺動部品は、機械加工費を削減可能で、より 安価に製造することができる。
第 3発明に係る圧縮機の摺動部品は、成形工程中に必要とされる圧力が低くて済 む。したがって、ダイキャスト成形に必要なプレス装置や加熱装置が不要となり、設備 にかかる費用を低減することができる。この結果、この圧縮機の摺動部品は、成形カロ 工費が低くなり、より安価にすることができる。
第 4発明では、圧縮機の摺動部品がスクロール部品である場合、加工時間、性能 低下、騒音と!/、つた観点力 必要となる渦巻部の変形量の上限を考慮して渦巻部の 比 (HZT)を決めたときに、疲労強度の観点力も引張強度がどれくらいあれば十分 であるかと!/、う検討に基づき、熱処理によって過剰な強度アップをコストをかけて実施 してしまうことがな!、ように、熱処理後のスクロールのヤング率に対する引張強度の比 を決めることとした。具体的には、ヤング率に対する引張強度の比が 0. 0046以下に なるように、熱処理による強度アップの程度を抑えるようにしている。このようにヤング 率に対する引張強度の比を決めて 、るため、本発明に係るスクロールにお 、ては、 コストや時間をかけた熱処理による過剰な強度アップを渦巻部に対して行ってしまう 事象が回避され、熱処理を適度に行わせることができる。
第 5発明に係る圧縮機の摺動部品では、応力集中部ゃ摺動部などに十分な疲労 強度ゃ耐摩耗性が付与される。また、部分熱処理部分の強度が向上するため、部分 熱処理部分の薄肉軽量ィ匕を実現することができる。
第 6発明に係る圧縮機の摺動部品では、軸受け部など、特に硬度が求められる部 分が存在する場合、その部分の硬度を HRC50よりも高く HRC65よりも低 、硬度とす ればその部分の摩耗を十分に抑制することができる。
第 7発明に係る圧縮機の摺動部品は、摺動性の必要な摺動部に良好ななじみ性が 付与されるとともに応力集中部に十分な疲労強度が付与される。
第 8発明に係る圧縮機の摺動部品では、铸巣の発生が抑制される。
第 9発明に係る圧縮機の摺動部品では、铸巣の発生が抑制される。また、開口予 定部分において貫通孔を形成しても摺動部品内部の铸巣が外部へ露出するおそれ 力 くなり、疲労強度の低下を抑制することも可能である。 [0035] 第 10発明に係る圧縮機のスクロール部品は、高引張強度であって、運転時におい て十分な耐久性を発現することができ、かつ、可及的早い時期に「なじみ」が起こりや すぐかつ、異常運転時において焼付きが生じることがない。
第 11発明に係る圧縮機のスクロール部品では、強度や品質に応じて渦巻部の形 状が決められ、素材の無駄をなくすことが可能である。
第 12発明によれば、スクロールを成形型から分離する離型時にお!、て渦巻きの中 心付近における成形型に力かるストレスを小さくすることができ、その結果、成形型の 寿命を長くすることができる。
第 13発明によれば、渦巻部の肉厚が薄くなつても渦巻部の外周部分の精度を保 つことができる。
[0036] 第 14発明及び第 15発明に係るスクロール部品及びそれを備えたスクロール圧縮 機では、渦巻部の巻き始め近傍部分以外の部分については、圧力が比較的低いこ とから渦巻部の強度や変形量よりも容量アップを重視して傾斜角度を小さくし、渦巻 部の巻き始め近傍部分の内周側の第 1面については、圧力が比較的高いことから強 度アップや変形量抑制を重視して傾斜角度を大きくし、渦巻部の巻き始め近傍部分 の外周側の面については、面精度の管理及び圧縮室の密閉度合いを考慮して傾斜 角度を小さくしている。このため、全体としては渦巻部の厚みが小さく抑えられて容量 が大きく確保される一方、圧力が高い渦巻部の巻き始め近傍部分について第 1角度 の傾斜をつけることによって、強度を確保して、変形量についても許容レベルに抑え ることがでさる。
第 16発明に係る圧縮機の摺動部品基体は、高引張強度であって、機械加工が必 要な場合には良好な被削性を示す。
[0037] 第 17発明に係る圧縮機では、片状黒鉛铸鉄のような摺動部品よりも高引張強度の 摺動部品を利用していることになる。また、本発明者の得た実験結果から、硬度が H RB90よりも高く HRB100よりも低い範囲にある場合、圧縮機運転時においてその摺 動部品は十分な耐久性を発現することができ、かつ、可及的早い時期に「なじみ」が 起こりやすぐかつ、異常運転時において焼付きが生じることがないことが明らかにさ れている。このため、この圧縮機では、高引張強度であって、運転時において十分な 耐久性を発現することができ、かつ、可及的早い時期に「なじみ」が起こりやすぐか つ、異常運転時において焼付きが生じるのを防止することができる。なお、この圧縮 機では、炭素含有量が 2. 0wt%〜2. 7wt%であり、ケィ素含有量が 1. Owt%〜3. Owt%であり、残部が不可避不純物を含む鉄力も成ると共に黒鉛が片状黒鉛铸鉄の 片状黒鉛よりも小さいので、各部肉厚の減少により小径ィ匕によるスラスト損失の低減 ゃ大容量ィ匕が可能となり、かつ、 FC材と比較すると靭性に優れているため突発的な 内圧上昇や異物嚙み込みに対して損傷が発生しにく!/、し仮に損傷しても細力 、ゴミ ができに《配管の洗浄が不要になるというメリット等を享受することができる。
[0038] 第 18発明に係る圧縮機は、地球環境問題に貢献することができる。
図面の簡単な説明
[0039] [図 1]第 1実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機の縦断面図である。
[図 2]第 1実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機に組み込まれる固定スク ローノレの下面図。
[図 3]第 1実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機に組み込まれる固定スク ロールの ΠΙ-ΠΙ断面図。
[図 4]第 1実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機に組み込まれる可動スク ローノレの上面図。
[図 5]第 1実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機に組み込まれる可動スク ロールの V-V断面図。
[図 6]第 1実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機に組み込まれるオルダム リングの上面図である。
[図 7]第 1実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機に組み込まれるオルダム リングの側面図である。
[図 8]第 1実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機に組み込まれるオルダム リングの下面図である。
[図 9]第 1実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機に組み込まれる固定スク ロールを製造するための金型及び半溶融ダイキャスト成形により成形された固定スク ロールの基体を示す断面図。 [図 10]第 1実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機に組み込まれる固定ス クロールの基体の開口予定部分の拡大図。
[図 11]第 1実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機に組み込まれる可動ス クロールを製造するための金型及び半溶融ダイキャスト成形により成形された可動ス クロールの基体の縦断面図。
[図 12]第 1実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機に組み込まれる可動ス クロールの基体の中心部分の拡大図。
[図 13]従来の固定スクロールの基体を示す縦断面図。
[図 14]従来の可動スクロールの基体の縦断面図。
[図 15]第 1実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機に組み込まれるクランク 軸の縦断面図である。
[図 16] (a)従来の固定スクロールにおける隔壁面積を示す図。
[0040] (b)従来の固定スクロールにおける圧縮仕事領域を示す図。
(c)従来の固定スクロールにおけるスラスト領域を示す図。
(d)第 1実施形態に係る固定スクロールにおける隔壁面積を示す図。
(e)第 1実施形態に係る固定スクロールにおける圧縮仕事領域を示す図。
(f)第 1実施形態に係る固定スクロールにおけるスラスト領域を示す図。
[図 17] (a)従来の可動スクロールにおける隔壁面積を示す図。 （b)従来の可動スク ロールにおける圧縮仕事領域を示す図。 （c)従来の可動スクロールにおけるスラス ト領域を示す図。 （d)第 1実施形態に係る可動スクロールにおける隔壁面積を示す 図。
[0041] (e)第 1実施形態に係る可動スクロールにおける圧縮仕事領域を示す図。
(f)第 1実施形態に係る可動スクロールにおけるスラスト領域を示す図。
[図 18] (a)従来のスクロールにより形成される吸入容積を示す図。 （b)第 1実施形態 に係るスクロールにより形成される吸入容積を示す図。
[図 19]半溶融ダイキャスト成形法によって製造された成形品の耐摩耗性試験及び耐 焼付き性試験に用いられる試験装置の概要図。
[図 20]半溶融ダイキャスト成形法によって製造された成形品の硬度と耐摩耗性との関 係を表すグラフ。
[図 21]半溶融ダイキャスト成形法によって製造されたスクロール部品の硬度と「なじみ 」との関係を表すグラフ。
[図 22]半溶融ダイキャスト成形法によって製造された成形品の硬度と耐焼付き性との 関係を表すグラフ。
[図 23]半溶融ダイキャスト成形法によって製造された成形品の硬度と引張伸びとの関 係を表すグラフ。
[図 24]半溶融ダイキャスト成形法によって製造された成形品の切込み量と切削抵抗 力の関係を表すグラフ。
[図 25]半溶融ダイキャスト成形法によって製造された成形品の刃具摩耗量の比較を 表すグラフ。
[図 26]第 1実施形態の変形例 ωに係る金型铸造成形工程の簡易工程図。
[図 27]第 1実施形態の変形例 (Κ)に係る固定スクロールの基体の開口予定部分の拡 大図。
[図 28]第 1実施形態の変形例 (Κ)に係る固定スクロールの基体の開口予定部分の拡 大図。
[図 29]第 1実施形態の変形例 (L)〖こ係る可動スクロールの断面図。
[図 30]第 1実施形態の変形例 (L)に係る可動スクロールの開口予定部分の拡大図。
[図 31]第 1実施形態の変形例 (L)に係る可動スクロールの開口予定部分の拡大図。
[図 32] (a)従来のスクロールにより形成される吸入容積を示す図。
(b)第 1実施形態の変形例（O)のスクロールにより形成される吸入容積を示す図。
[図 33]第 2実施形態に係るインナードライブ型の可動スクロールの断面図。
[図 34]第 2実施形態に係る可動スクロールを製造するための金型及び半溶融ダイキ ャスト成形により成型された可動スクロールの基体を示す断面図。
[図 35]第 3実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機に組み込まれる可動ス クロールを製造するための金型及び半溶融ダイキャスト成形により成型された可動ス クロールの断面図。
[図 36]第 3実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機に組み込まれる可動ス クロールを製造するための金型のラップ成形部分の拡大図。
圆 37]第 3実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機に組み込まれる可動ス クローノレの上面図。
圆 38]第 3実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機に組み込まれる可動ス クロールの A— A断面図。
圆 39]第 3実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機に組み込まれる可動ス クロールの巻き角 αと抜き勾配 Θとの関係を示すグラフ。
圆 40]第 3実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機に組み込まれる固定ス クローノレの下面図。
圆 41]第 3実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機に組み込まれる固定ス クロールの Β— Β断面図。
[図 42]第 3実施形態の変形例 (Α)に係る可動スクロールの巻き角 exと抜き勾配 Θと の関係を示すグラフ。
[図 43]第 3実施形態の変形例 (Β)〖こ係る可動スクロールの巻き角 exと抜き勾配 Θとの 関係を示すグラフ。
圆 44]第 3実施形態の変形例 (C)に係る可動スクロールの巻き角 exと抜き勾配 Θとの 関係を示すグラフ。
[図 45]第 3実施形態の変形例 (D)〖こ係る可動スクロールを榭脂コーティングすること により製造された可動スクロールの断面図。
圆 46]第 3実施形態の変形例 (F)〖こ係る固定スクロールの縦断面図。
圆 47]第 3実施形態の変形例 (F)〖こ係る可動スクロールの縦断面図。
圆 48]第 4実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機に組み込まれる可動ス クロールを製造するための金型及び半溶融ダイキャスト成形により成形された可動ス クロールの基体の縦断面図。
圆 49]第 4実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機に組み込まれる固定ス クローノレの下面図。
圆 50]第 4実施形態に係る固定スクロール基体の下面図。
圆 51]第 4実施形態に係る固定スクロール基体の C-C断面図。 [図 52]第 4実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機に組み込まれる固定ス クロールの D— D断面図。
[図 53]第 4実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機に組み込まれる固定ス クロールの D— D断面の一部拡大図。
[図 54]第 4実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機に組み込まれる可動ス クロールの縦断面図。
[図 55]第 4実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機において両スクロール のラップの嚙み合い状態変化によりガス冷媒が圧縮される様子を示す図。
[図 56]第 4実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機において両スクロール のラップの嚙み合い状態変化によりガス冷媒が圧縮される様子を示す図。
[図 57]第 4実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機において両スクロール のラップの嚙み合い状態変化によりガス冷媒が圧縮される様子を示す図。
[図 58] (a)第 4実施形態に係る固定スクロールのラップの巻き始め近傍部分の内周側 の面の範囲を示す図。
[0043] (b)第 4実施形態に係る可動スクロールのラップの巻き始め近傍部分の内周側の面 の範囲を示す図。
[図 59]第 5実施形態に係るスイング圧縮機の縦断面図である。
[図 60]第 5実施形態に係るシリンダブロックの上面図である。
[図 61]第 5実施形態に係るスイング圧縮機のシリンダ室の横断面図である。
[図 62]第 5実施形態に係るスイング圧縮機のピストンの上面図である。
[図 63]第 5実施形態の変形例 (A)に係るロータリ圧縮機のシリンダブロックの上面図 である。
[図 64]第 5実施形態の変形例 (A)に係るロータリ圧縮機のシリンダ室の横断面図で ある。
符号の説明
[0044] 1 高低圧ドーム型スクロール圧縮機 (圧縮機）
17, 817 クランク軸 (摺動部品）
17a 偏心軸部 (部分熱処理箇所） 17b 主軸部 (部分熱処理箇所）
23 ハウジング (摺動部品）
24, 524, 644, 734 固定スクロール（摺動部品，スクロール部品）
24a, 26a, 96a, 184, 186 鏡板（平板部）
24b, 26b, 96b, 524b, 526b, 185, 187 ラップ（渦巻部）
24P, 26P, 96P, 184a, 186a 鏡面（第 1板面）
26, 96, 526, 646, 736 可動スクロール（摺動部品，スクロール部品）
39 オルダムリング (摺動部品）
39a, 39b 可動スクロール側キー部（部分熱処理箇所）
39c, 39d ハウジング側キー部（部分熱処理箇所）
60 下部主軸受 (摺動部品）
70, 80, 90, 180, 280 金型
71a, 72a, 81a, 91a 凸部
124, 724 固定スクロールの基体 (摺動部品基体）
126, 196, 626, 726 可動スクロールの基体（摺動部品基体）
185a 固定スクロールのラップの巻き始め近傍部分（中心に近 、巻き始め近傍部 分）
187a 可動スクロールのラップの巻き始め近傍部分（中心に近 、巻き始め近傍部 分）
310b 最終製品 (摺動部品）
821 ピストン
823 フロントヘッド (摺動部品）
824 第 1シリンダブロック (摺動部品）
825 ミドルプレート (摺動部品）
826 第 2シリンダブロック (摺動部品）
827 リアヘッド (摺動部品）
801 スイング圧縮機 (圧縮機）
901 ロータリ圧縮機 (圧縮機） 921 ローラ (摺動部品）
924 シリンダブロック (摺動部品）
IS85a, IS87a ラップの巻き始め近傍部分の内周側の面（第 1面）
SC1 固定スクロールのラップの付け根部の周辺部（部分熱処理箇所，応力集中 部）
SC2 固定スクロールのラップの最内部（部分熱処理箇所，応力集中部）
SC3 可動スクロールのラップの付け根部の周辺部（部分熱処理箇所，応力集中 部）
SC4 可動スクロールの軸受部の付け根部の周辺部（部分熱処理箇所，応力集 中部）
SC5 可動スクロールの軸受部の鏡板の設計中心付近に形成される切欠部（部 分熱処理箇所，応力集中部）
SC6 可動スクロールのラップの最内部（部分熱処理箇所，応力集中部）
SC7 クランク軸の偏心軸部と主軸部との間に存在する切欠部の周辺部（部分熱 処理箇所，応力集中部）
SC8 ピストンにおけるブレード部の付け根部の周辺部（部分熱処理箇所，応力 集中部）
発明を実施するための最良の形態
第 1実施形態
以下、第 1実施形態に係る摺動部品を用いた圧縮機について、高低圧ドーム型ス クロール圧縮機を例に挙げて説明する。なお、第 1実施形態に係る高低圧ドーム型 圧縮機は、冷媒として二酸化炭素冷媒 (CO ) R410A等の高圧冷媒に耐えうるよ
2
うに設計されている。
第 1実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機 1は、蒸発器や、凝縮器、膨 張機構などと共に冷媒回路を構成し、その冷媒回路中のガス冷媒を圧縮する役割を 担うものであって、図 1に示されるように、主に、円筒状の密閉ドーム型のケーシング 1 0、スクロール圧縮機構 15、オルダムリング 39、駆動モータ 16、下部主軸受 60、吸 入管 19及び吐出管 20から構成されている。以下、この高低圧ドーム型スクロール圧 縮機 1の構成部品についてそれぞれ詳述していく。
[0046] <高低圧ドーム型スクロール圧縮機の構成部品の詳細 >
(1)ケーシング
ケーシング 10は、主に、略円筒状の胴部ケーシング部 11と、胴部ケーシング部 11 の上端部に気密状に溶接される椀状の上壁部 12と、胴部ケーシング部 11の下端部 に気密状に溶接される椀状の底壁部 13とから構成される。そして、このケーシング 1 0には、主に、ガス冷媒を圧縮するスクロール圧縮機構 15と、スクロール圧縮機構 15 の下方に配置される駆動モータ 16とが収容されている。このスクロール圧縮機構 15 と駆動モータ 16とは、ケーシング 10内を上下方向に延びるように配置されるクランク 軸 17によって連結されている。そして、この結果、スクロール圧縮機構 15と駆動モー タ 16との間には、間隙空間 18が生じる。
[0047] (2)スクロール圧縮機構
スクロール圧縮機構 15は、図 1に示されるように、主に、ハウジング 23と、ハウジン グ 23の上方に密着して配置される固定スクロール 24と、固定スクロール 24に嚙合す る可動スクロール 26とから構成されている。以下、このスクロール圧縮機構 15の構成 部品につ!/、てそれぞれ詳述して!/ヽく。
a)ハウジング
ハウジング 23は、その外周面において周方向の全体に亘つて胴部ケーシング部 1 1に圧入固定されている。つまり、胴部ケーシング部 11とハウジング 23とは全周に亘 つて密着されている。このため、ケーシング 10の内部は、ハウジング 23の下方の高圧 空間 28とハウジング 23の上方の低圧空間 29とに区画されていることになる。また、こ のハウジング 23には、上端面が固定スクロール 24の下端面と密着するように、固定 スクロール 24がボルト 38により締結固定されている。また、このハウジング 23には、 上面中央に凹設されたハウジング凹部 31と、下面中央から下方に延設された軸受部 32とが形成されている。そして、この軸受部 32には、上下方向に貫通する軸受孔 33 が形成されており、この軸受孔 33にクランク軸 17の主軸部 17bが軸受 34を介して回 転自在に嵌入されている。
[0048] なお、第 1実施形態にお!、て、このハウジング 23は、新規かつ特殊な製造方法によ り製造される。この製造方法については、下記「摺動部品の製造方法」の欄で詳述す る。
b)固定スクロール
固定スクロール 24は、図 1〜3に示されるように、主に、鏡板 24aと、鏡板 24aの鏡 面 24Pから下方に延びる渦巻き状 (インボリユート状)のラップ 24bとから構成されて 、 る。鏡板 24aには、後述する圧縮室 40に連通する吐出穴 41と、吐出穴 41に連通す る拡大凹部 42とが形成されている。吐出穴 41は、鏡板 24aの中央部分において上 下方向に延びるように形成されている。拡大凹部 42は、鏡板 24aの上面に水平方向 に広がるように形成された凹部である。なお、この固定スクロール 24では、後述する 製造方法に示されるように、吐出穴 41が形成される開口予定部分 P (図 9参照）をあ らカじめ薄肉に形成することによって、铸巣 CN (図 9参照）の発生が抑制されている。 また、ラップ 24bに対する肉厚ラップ 24bの高さの比は、 15以上とされている。ラップ 24bの角部及び隅部は、可動スクロールのラップ 26bの角部及び隅部にフィットする R形状とされている。
また、固定スクロール 24の上面には、この拡大凹部 42を塞ぐように蓋体 44がボルト 44aにより締結固定されている。そして、拡大凹部 42に蓋体 44が覆い被せられること によりスクロール圧縮機構 15の運転音を消音させるマフラー空間 45が形成されてい る。固定スクロール 24と蓋体 44とは、図示しないパッキンを介して密着させることによ りシールされている。
なお、第 1実施形態において、この固定スクロール 24は、新規かつ特殊な製造方 法により製造される。この製造方法については、下記「摺動部品の製造方法」の欄で 詳述する。
c)可動スクローノレ
可動スクロール 26は、アウタードライブ型の可動スクロールであって、図 1、図 4及 び図 5に示されるように、主に、鏡板 26aと、鏡板 26aの鏡面 26Pから上方に延びる 渦巻き状 (インボリユート状)のラップ 26bと、鏡板 26aの下面から下方に延びクランク 軸 17の外側に嵌合する軸受部 26cと、鏡板 26aの両端部に形成される溝部 26d (図 5参照）とから構成されている。 [0050] そして、この可動スクロール 26は、溝部 26dにオルダムリング 39 (図 1参照）が嵌め 込まれることによりハウジング 23に支持される。また、軸受部 26cにはクランク軸 17の 偏心軸部 17aが嵌入される。可動スクロール 26は、このようにスクロール圧縮機構 15 に組み込まれることによってクランク軸 17の回転により自転することなくハウジング 23 内を公転する。そして、可動スクロール 26のラップ 26bは固定スクロール 24のラップ 2 4bに嚙合させられており、両ラップ 24b, 26bの接触部の間には圧縮室 40が形成さ れる（図 18 (b)参照）。そして、この圧縮室 40では、可動スクロール 26の公転に伴い 中心に向力つて変位し、その容積が収縮していく。この高低圧ドーム型スクロール圧 縮機 1では、このようにして圧縮室 40に入ったガス冷媒が圧縮される。
[0051] なお、第 1実施形態において、この可動スクロール 26は、新規かつ特殊な製造方 法により製造される。この製造方法については、下記「摺動部品の製造方法」の欄で 詳述する。
d)その他
また、このスクロール圧縮機構 15には、固定スクロール 24とハウジング 23とに亘り、 連絡通路 46が形成されている。この連絡通路 46は、固定スクロール 24に切欠形成 されたスクロール側通路 47と、ハウジング 23に切欠形成されたハウジング側通路 48 とから構成される。そして、連絡通路 46の上端、即ちスクロール側通路 47の上端は 拡大凹部 42に開口し、連絡通路 46の下端、即ちハウジング側通路 48の下端はハウ ジング 23の下端面に開口している。つまり、このハウジング側通路 48の下端開口は、 連絡通路 46の冷媒を間隙空間 18に流出させる吐出口 49となっている。
[0052] (3)オルダムリング
オルダムリング 39は、可動スクロール 26の自転運動を防止するための部材であつ て、図 6〜8【こ示される Jう【こ、主【こ、本体 39e、可動スク P一ノレィ則キー咅 39a, 39b及 びハウジング側キー部 39c, 39dから構成されている。本体 39eは、図 6及び図 8に示 されるように、略円環状の成形体である。可動スクロール側キー部 39a, 39bは、本体 39eの軸を挟んで対向し本体 39eの半径方向外周側に延びる突起部力 軸方向に 沿って片側に延びる一対の突起である。ハウジング側キー部 39c, 39dは、本体 39e の軸を挟んで対向し本体 39eの半径方向外周側に延びる突起部力 軸方向に沿つ て可動スクロール側キー部 39a, 39cの反対側に延びる一対の突起であり、軸を中心 として可動スクロール側キー部 39a, 39bから略 90° 傾いた位置に配置されている。 そして、可動スクロール側キー部 39a, 39bは可動スクロール 26の溝部 26dに嵌め込 まれ、ハウジング側キー部 39c, 39dはハウジング 23に形成されるオルダム溝（図示 せず）に嵌め込まれる。なお、このオルダム溝は、長円形状の溝であって、ハウジング 23にお!/、て互いに対向する位置に配設されて 、る。
[0053] なお、第 1実施形態にお!、て、このオルダムリング 39は、新規かつ特殊な製造方法 により製造される。この製造方法については、下記「摺動部品の製造方法」の欄で詳 述する。
(4)駆動モータ
駆動モータ 16は、第 1実施形態において直流モータであって、主に、ケーシング 1 0の内壁面に固定された環状のステータ 51と、ステータ 51の内側に僅かな隙間（ェ ァギャップ通路）をもって回転自在に収容されたロータ 52とから構成されている。そし て、この駆動モータ 16は、ステータ 51の上側に形成されているコイルエンド 53の上 端がハウジング 23の軸受部 32の下端とほぼ同じ高さ位置になるように配置されてい る。
ステータ 51には、ティース部に銅線が卷回されており、上方及び下方にコイルェン ド 53が形成されている。また、ステータ 51の外周面には、ステータ 51の上端面から 下端面に亘り且つ周方向に所定間隔をおいて複数個所に切欠形成されているコア カット部が設けられている。そして、このコアカット部により、胴部ケーシング部 11とス テータ 51との間に上下方向に延びるモータ冷却通路 55が形成されて 、る。
[0054] ロータ 52は、上下方向に延びるように胴部ケーシング部 11の軸心に配置されたク ランク軸 17を介してスクロール圧縮機構 15の可動スクロール 26に駆動連結されて!ヽ る。また、連絡通路 46の吐出口 49を流出した冷媒をモータ冷却通路 55に案内する 案内板 58が、間隙空間 18に配設されている。
(5)クランク軸
クランク軸 17は、図 1に示されるように、略円柱状の一体成形部品であって、主に、 偏心軸部 17a、主軸部 17b、ノ《ランスウェイト部 17c及び副軸部 17dを備えている。 偏心軸部 17aは、可動スクロール 26の軸受部 26cに収容される。主軸部 17bは、ハ ウジング 23の軸受孔 33に軸受 34を介して収容される。副軸部 17dは、下部主軸受 6 0に収容される。
[0055] なお、第 1実施形態において、このクランク軸 17は、新規かつ特殊な製造方法によ り製造される。この製造方法については、下記「摺動部品の製造方法」の欄で詳述す る。
(6)下部主軸受
下部主軸受 60は、駆動モータ 16の下方の下部空間に配設されている。この下部 主軸受 60は、胴部ケーシング部 11に固定されるとともにクランク軸 17の下端側軸受 を構成し、クランク軸 17の副軸部 17dを収容している。
なお、第 1実施形態において、この下部主軸受 60は、新規かつ特殊な製造方法に より製造される。この製造方法については、下記「摺動部品の製造方法」の欄で詳述 する。
(7)吸入管
吸入管 19は、冷媒回路の冷媒をスクロール圧縮機構 15に導くためのものであって 、ケーシング 10の上壁部 12に気密状に嵌入されている。吸入管 19は、低圧空間 29 を上下方向に貫通すると共に、内端部が固定スクロール 24に嵌入されている。
[0056] (8)吐出管
吐出管 20は、ケーシング 10内の冷媒をケ一シング 10外に吐出させるためのもので あって、ケーシング 10の胴部ケーシング部 11に気密状に嵌入されている。そして、こ の吐出管 20は、上下方向に延びる円筒形状に形成されハウジング 23の下端部に固 定される内端部 36を有している。なお、吐出管 20の内端開口、即ち流入口は、下方 に向かって開口されている。
<摺動部品の製造方法 >
第 1実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機 1において、クランク軸 17、 ハウジング 23、固定スクロール 24、可動スクロール 26、オルダムリング 39及び下部 主軸受 60は摺動部品であり、これらの摺動部品は下記製造方法により製造される。
[0057] (1)原材料 第 1実施形態において上記摺動部品の原材料となる鉄素材としては、 C : 2. 3〜2. 4wt%、 Si: l. 95〜2. 05wt%、 Mn: 0. 6〜0. 7wt%、 P :く 0. 035wt%、 S : < 0 . 04wt%, Cr: 0. 00〜0. 50wt%, Ni: 0. 50〜： L OOwt0/0力 ^添カロされて!ヽるビレ ットが採用される。なお、ここにいう重量割合は全量に対する割合である。また、ここに 「ビレット」とは、一端、上記成分の鉄素材が溶融炉において溶融された後に、連続 铸造装置により円柱形状等に成形された最終成形前の素材を意味する。なお、ここ で、 C及び Siの含有量は、引張強度及び引張弾性率が片状黒鉛铸鉄より高くなるこ と、及び複雑な形状の摺動部品基体を成形するのに適切な流動性を備えていること の両方を満足するように決定される。また、 Niの含有量は、金属組織の靭性を向上さ せて成形時の表面クラックを防止するのに適切な金属組成を構成するように決定さ れている。
[0058] (2)製造工程
第 1実施形態に係る摺動部品は、半溶融ダイキャスト成形工程、熱処理工程、仕上 げ工程及び部分熱処理工程を経て製造される。以下、各工程について詳述する。
a)半溶融ダイキャスト成形工程
半溶融ダイキャスト成形工程では、先ず、ビレットを高周波加熱することにより半溶 融状態とする。次いで、その半溶融状態のビレットを所定の金型に注入する際に、ダ ィキャストマシンで所定圧力を加えながらビレットを所望の形状に成形し摺動部品基 体を得る。そして、摺動部品基体を金型力 取り出して急冷させると、その摺動部品 基体の金属組織は、全体的に白銑ィ匕したものとなる。なお、摺動部品基体は最終的 に得られる摺動部品よりも若干大きぐこの摺動部品基体は、後の最終仕上げ工程 において加工代が取り除かれて最終的な摺動部品となる。
[0059] なお、第 1実施形態において、固定スクロール 24の基体 124は図 9に示される金型 70を用いて成形され、可動スクロール 26の基体 126は図 11に示される金型 80を用 いて成形される。
(固定スクロールの成形）
図 9に示されるように、固定スクロール 24の基体 124を半溶融ダイキャスト成形する ための金型 70は、第 1型部分 71と、第 2型部分 72とからなる。第 1型部分 71と第 2型 部分 72とを組み合わせたときにできる空間部 73の形状は、切削加工前の固定スクロ ール 24 (すなわち、基体 124)の外形形状に対応する。
また、第 1型部分 71及び第 2型部分 72には、固定スクロール 24の基体 124の中央 付近における吐出穴 41を開口する予定の部分である開口予定部分 Pを形成するた めに、凸部 71a及び凸部 72aがそれぞれ対向するように形成されている。凸部 71aと 凸部 72aとの間隔は、 4mm以下に設定されているため、開口予定部分 Pの肉厚 t2 ( 図 9及び図 10参照）は、 4mm以下まで薄くなるので、铸巣 CNの発生をさらに抑制す ることが可能である。
[0060] なお、ここで、比較例として、図 13に示される半溶融ダイキャスト成形により成形さ れた従来の固定スクロールの基体 224を見た場合、基体 224の中央付近の開口予 定部分 Qの肉厚は、周囲の部分の肉厚と同程度に厚い。したがって、铸巣 CNは、鏡 板相当部分 224aの中央付近にも発生しているので、鏡板相当部分 224a内部に広 範囲に発生している。このため、基体 224の中央付近の開口予定部分 Qにドリルカロ ェによって吐出穴 241 (図 13における 2本の想像線に囲まれた部分)を形成した場 合に、吐出穴 241から铸巣 CNが外部に露出する。その結果、製造後の固定スクロ ールの疲労強度は、大幅に低下する。
(可動スクロールの成形）
図 11に示されるように、可動スクロール 26の基体 126を半溶融ダイキャスト成形す るための金型 80は、第 1型部分 81と、第 2型部分 82とからなる。第 1型部分 81と第 2 型部分 82とを組み合わせたときにできる空間部 83の形状は、切削加工前の可動ス クロール 26 (すなわち、基体 126)の外形形状に対応する。
[0061] また、第 1型部分 81には、可動スクロール 26の軸受部 26cの内部空間 26f (図 5参 照）を形成する凸部 8 laが形成されている。凸部 81aと第 2型部分 82との間隔は、 4 mm以下に設定されて 、るため、可動スクロール 26の基体 126の鏡板相当部分の中 心部分の肉厚 tl (図 11及び図 12参照）は、 4mm以下まで薄くなる。したがって、こ の部分では、铸巣 CNの発生が抑制されている。
また、この可動スクロール 26の基体 126は、インナードライブの可動スクロール、す なわち中実丸棒の軸受部が駆動軸の内側に嵌合する可動スクロールの基体と比較 して、鏡板相当部分の中心部分 26eの肉厚分が薄くなる。このため、この可動スクロ ール 26はインナードライブの可動スクロールと比較した場合、铸巣 CNの発生がより 抑制されること〖こなる。
なお、ここで、比較例として、図 14に示される半溶融ダイキャスト成形により成形さ れた従来の可動スクロールの基体 226を見た場合、中心部分 226eの肉厚は、周囲 の部分の肉厚と同程度に厚い。したがって、铸巣 CNは、鏡板相当部分 226aの中央 付近にも多く発生する。このため、このような方法で成形された可動スクロールの強度 は低下する。特に、中心部分 226eは、スクロール圧縮機の運転中に最も大きなガス 荷重 (または圧力）が発生するため、中心部分 226eの強度が低下すると、鏡板が変 形するおそれがある。さらに、鏡板が変形すれば、可動スクロールと固定スクロールと の間の摺動状態が悪化し、摩耗や焼付きの原因になる。
b)熱処理工程
熱処理工程では、半溶融ダイキャスト成形工程後の摺動部品基体が熱処理される 。この熱処理工程において、摺動部品基体の金属組織は、白銑ィ匕組織力 パーライ ト Zフェライト基地、粒状黒鉛から成る金属組織へと変化する。なお、この白銑化組織 の黒鉛化、パーライト化については熱処理温度、保持時間、冷却速度などを調節す ることにより調節することができる。例えば、 Honda R&D Technical Reviewの Vol.14 No.lの論文「鉄の半溶融成形技術の研究」にあるように、 950°Cで 60分保持した後 に 0. 05〜0. 10°CZsecの冷却速度で炉中にて徐冷することにより、 500MPa〜70 OMPa程度の引張強度、 HB150 (HRB81 (SAE J 417硬さ換算表からの換算値 ) )〜HB200 (HRB96 (SAE J 417硬さ換算表からの換算値)）程度の硬度を有す る金属組織を得ることができる。このような金属組織はフェライト中心であるために軟 らカゝく被削性に優れるが、機械加工時に構成刃先を形成して刃具寿命を低下させる 可能性がある。また、 1000°Cで 60分保持した後に空冷し、さらに最初の温度より少 し低い温度で所定時間保持した後に空冷することにより、 600MPa〜900MPa程度 の引張強度、 HB200 (HRB96 (SAE J 417硬さ換算表からの換算値））〜 HB25 0 (HRB105, HRC26 (SAE J 417硬さ換算表からの換算値、なお HRB105は試 験タイプの有効な実用範囲を超えるため参考値である） )程度の硬度を有する金属 組織を得ることができる。このような金属組織において、片状黒鉛铸鉄と同等の硬度 を有するものは、片状黒鉛铸鉄と同等の被削性を有し、同等の延性'靭性を有する 球状黒鉛铸鉄と比較すると被削性に優れている。また、 1000°Cで 60分保持した後 に油冷し、さらに最初の温度より少し低い温度で所定時間保持した後に空冷すること により、 800MPa〜1300MPa程度の引張強度、 HB250 (HRB105, HRC26 (SA E J 417硬さ換算表力もの換算値、なお HRB105は試験タイプの有効な実用範囲 を超えるため参考値である））〜 HB350 (HRB122, HRC41 (SAE J 417硬さ換 算表からの換算値、なお HRB122は試験タイプの有効な実用範囲を超えるため参 考値である) )程度の硬度を有する金属組織を得ることができる。このような金属組織 はパーライト中心であるために硬ぐ被削性に劣る力 耐摩耗性に優れている。ただ し、硬すぎることによる摺動相手材への攻撃性を有する可能性がある。
[0063] なお、第 1実施形態にお!、て、この熱処理工程では、摺動部品基体の硬度が HRB 90 (HB176 (SAE J 417硬さ換算表からの換算値））よりも高く HRB100 (HB219 (SAE J 417硬さ換算表力もの換算値)）よりも低くなるような条件下で熱処理され る。なお、摺動部品基体が半溶融ダイキャスト成形法により製造される場合、摺動部 品基体の硬度はその摺動部品基体の引張強度と比例関係になることが明らかとなつ ているので、このときの摺動部品基体の引張強度は 600MPaから 900MPaの範囲 にほぼ相当する。
なお、第 1実施形態において、この熱処理工程では、摺動部品基体の硬度が HRB 90 (HB176 (SAE J 417硬さ換算表からの換算値））よりも高く HRB100 (HB219 (SAE J 417硬さ換算表力もの換算値)）よりも低くなるような条件下で熱処理され る。なお、摺動部品基体が半溶融ダイキャスト成形法により製造される場合、摺動部 品基体の硬度はその摺動部品基体の引張強度と比例関係になることが明らかとなつ ているので、このときの摺動部品基体の引張強度は 600MPaから 900MPaの範囲 にほぼ相当する。
[0064] また、固定スクロール 24の基体 124及び可動スクロール 26の基体 126の熱処理ェ 程では、ヤング率に対する引張強度の比が 0. 0046以下になるように熱処理が施さ れる。また、耐摩耗性を確保できる程度にフェライト率が低く抑えられるように、さらに 切削加工時に構成刃先が形成されにくいように、ヤング率に対する引張強度の比が
0. 0033以上になるように熱処理が行われる。ヤング率が熱処理にかかわらず 175 〜 190GPaであるため、弓 I張強度としては 600MPa〜900MPa程度になるように熱 処理が行われることになる。
c)仕上げ工程
仕上げ工程では、摺動部品基体が機械加工されて摺動部品の完成となる。
なお、固定スクロール 24の基体 124の仕上げ工程では、従来公知のドリル加工等 によって、開口予定部分 Pに貫通孔である吐出穴 41が形成されるとともにラップ相当 部分がエンドミル等によって切削加工され、図 3に示すように、鏡面 24Pから先端まで の高さ Hや厚み Tが所定の設計値どおりの寸法とされる。
[0065] また、可動スクロール 26の基体 126の仕上げ工程では、ラップ相当部分がエンドミ ル等によって切削加工されるとともに、ガス荷重の応力分散のための切欠部 (座ぐり 部） SC5がエンドミル等によって形成され、図 5に示すように、鏡面 26Pから先端まで の高さ Hや厚み Tが所定の設計値どおりの寸法とされる。なお、切欠部 (座ぐり部） S C5は、最も応力が集中する部分であるラップ 26bの根元部分の応力を分散する役目 を果たす。
なお、第 1実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機 1が R410A冷媒を用 いる冷凍装置の冷媒回路に組み込まれる場合、ラップ 24b, 26bの高さ H及び厚み T は、固定スクロール 24及び可動スクロール 26のヤング率に対する引張強度の比が 0 . 0033〜0. 0046になっていることを前提として、その比（H/T)が 10〜19になるよ うに設計される。このように設計することにより、冷凍装置においてガス冷媒である R4 10Aが最も高圧になったときにも、ラップ 24b, 26bの渦巻き中心の端部 (巻き始めの 端部）における先端のたわみ量 (変形量)が許容範囲に収まるとともに強度の面でも 問題がないようになる。
[0066] また、第 1実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機 1が二酸ィ匕炭素冷媒を 用いる冷凍装置の冷媒回路に組み込まれる場合、ラップ 24b, 26bの高さ H及び厚 み Tは、固定スクロール 24及び可動スクロール 26のヤング率に対する引張強度の比 力 ^0. 0033-0. 0046になって!/、ることを前提として、その it (H/T)力 2〜8になる ように設計される。このように設計することにより、冷凍装置においてガス冷媒である 二酸ィ匕炭素が最も高圧になったときにも、ラップ 24b, 26bの渦巻き中心の端部 (巻き 始めの端部）における先端のたわみ量 (変形量)が許容範囲に収まるとともに強度の 面でも問題がな ヽようになる。
d)部分熱処理工程
部分熱処理工程では、摺動部品の特定部位にレーザ加熱処理ある 、は高周波カロ 熱処理が行われ、その特定部位の疲労強度ゃ耐摩耗性が向上させられる。なお、レ 一ザ加熱処理及び高周波加熱処理では、加熱部分の表面硬度が HRC50〜： HRC 65となるようにレーザ光や高周波が照射される。
[0067] なお、固定スクロール 24の部分熱処理工程では、高低圧ドーム型スクロール圧縮 機 1の運転中に応力が集中するラップ 24bの付け根部の周辺部 SC1にレーザ加熱 処理が施され、ラップ 24bの最内部 SC2に高周波加熱処理が施される（図 2及び図 3 参照。図中、レーザ加熱処理箇所には網掛けのハッチングが施されている)。
また、可動スクロール 26の部分熱処理工程では、高低圧ドーム型スクロール圧縮 機 1の運転中に応力が集中するラップ 26bの付け根部の周辺部 SC3及び軸受部 26 cの付け根部の周辺部 SC4にレーザ加熱処理が施され、鏡板 26aの設計中心付近 に形成される切欠部 SC5及びラップ 26bの最内部 SC6に高周波加熱処理が施され る（図 4及び図 5参照。図中、レーザ加熱処理箇所には網掛けのハッチングが施され ている）。
また、クランク軸 17の部分熱処理工程では、耐摩耗性が求められる偏心軸部 17a 及び主軸部 17bに高周波加熱処理が施され、圧縮機の運転中に応力が集中する偏 心軸部 17aと主軸部 17bとの間に存在する切欠部の周辺部 SC7にレーザ加熱処理 が施される（図 15参照。図中、レーザ加熱処理箇所には網掛けのハッチングが施さ れている）。
[0068] また、オルダムリング 39の部分熱処理工程では、耐摩耗性が求められる可動スクロ ール側キー部 39a, 39b及びノヽウジング側キー部 39c, 39dに高周波加熱処理が施 される（図 6、図 7及び図 8参照。図中高周波加熱処理箇所には網掛けのハッチング が施されている）。 <高低圧ドーム型スクロール圧縮機の運転動作 >
次に、高低圧ドーム型圧縮機 1の運転動作について簡単に説明する。まず、駆動 モータ 16が駆動されると、クランク軸 17が回転し、可動スクロール 26が自転すること なく公転運転を行う。すると、低圧のガス冷媒が、吸入管 19を通って圧縮室 40の周 縁側から圧縮室 40に吸引され、圧縮室 40の容積変化に伴って圧縮され、高圧のガ ス冷媒となる（図 18 (b)を参照)。そして、この高圧のガス冷媒は、圧縮室 40の中央 部から吐出穴 41を通ってマフラー空間 45へ吐出され、その後、連絡通路 46、スクロ ール側通路 47、ハウジング側通路 48、吐出口 49を通って間隙空間 18へ流出し、案 内板 58と胴部ケーシング部 11の内面との間を下側に向力つて流れる。そして、この ガス冷媒は、案内板 58と胴部ケーシング部 11の内面との間を下側に向力つて流れ る際に、一部が分流して案内板 58と駆動モータ 16との間を円周方向に流れる。なお 、このとき、ガス冷媒に混入している潤滑油が分離される。一方、分流したガス冷媒の 他部は、モータ冷却通路 55を下側に向力つて流れ、モータ下部空間にまで流れた 後、反転してステータ 51とロータ 52との間のエアギャップ通路、または連絡通路 46 に対向する側（図 1における左側）のモータ冷却通路 55を上方に向力つて流れる。そ の後、案内板 58を通過したガス冷媒と、エアギャップ通路又はモータ冷却通路 55を 流れてきたガス冷媒とは、間隙空間 18で合流して吐出管 20の内端部 36から吐出管 20に流入し、ケーシング 10外に吐出される。そして、ケーシング 10外に吐出された ガス冷媒は、冷媒回路を循環した後、再度吸入管 19を通ってスクロール圧縮機構 1 5に吸入されて圧縮される。
(FC材を用いた従来のスクロールと第 1実施形態のスクロールとの比較） 次に、図 16〜図 18を参照して、 FC250を用いた従来の固定スクロール 324,可動 スクロール 326と、第 1実施形態に係る圧縮機 1の固定スクロール 24,可動スクロー ノレ 26とを it較する。ここでは、それぞれのスクローノレ 324, 326, 24, 26のラップ 285 , 287, 24b, 26bの高さ Hを全て同じとし、従来の固定スクロール 324,可動スクロー ル 326では従来どおりの強度による設計指針に基づきラップ 285, 287の厚み Tを決 め、固定スクロール 24,可動スクロール 26では上述の設計指針に基づきラップ 24b, 26bの厚み Tを決めている。固定スクロール 24,可動スクロール 26では、半溶融ダイ キャスト成形材を使っており、従来の FC250に較べて強度がアップしていることから、 従来の固定スクロール 324,可動スクロール 326に較べてラップの厚み Tが薄くなつ ている。
[0070] 図 16 (a) , (c) , (e)のハッチング部分は、それぞれ、従来の固定スクロール 324に おける隔壁面積、圧縮仕事領域、スラスト領域を示している。隔壁面積は、ラップ (こ こでは、ラップ 285)の横断面積である。これに対し、図 16 (b) , (d) , (f)のハッチング 部分は、それぞれ、固定スクロール 24における隔壁面積、圧縮仕事領域、スラスト領 域を示している。図 16 (a)と図 16 (b)とを比較すると、従来の固定スクロール 324に 較べて固定スクロール 24では隔壁面積が小さくなつている。これは、強度アップに伴 つてラップ 24bの高さ H及び厚み Tの比（HZT)を大きくしたことによるものである。ま た、さらに図 16 (c)と図 16 (d)とを参照すると、圧縮仕事領域の面積力も隔壁面積を 引いた有効圧縮面積で比較したときに、従来の固定スクロール 324の 40平方センチ メートルに対して、固定スクロール 24では約 20%大き!/、48平方センチメートルとなつ ている。
[0071] 図 17 (a) , (c) , (e)のハッチング部分は、それぞれ、従来の可動スクロール 326に おける隔壁面積、圧縮仕事領域、スラスト領域を示している。隔壁面積は、ラップ (こ こでは、ラップ 287)の横断面積である。これに対し、図 17 (b) , (d) , (f)のハッチング 部分は、それぞれ、可動スクロール 26における隔壁面積、圧縮仕事領域、スラスト領 域を示している。図 17 (a)と図 17 (b)とを比較すると、従来の可動スクロール 326に 較べて可動スクロール 26では隔壁面積が小さくなつている。これは、強度アップに伴 つてラップ 26bの高さ H及び厚み Tの比（HZT)を大きくしたことによるものである。ま た、さらに図 17 (c)と図 17 (d)とを参照すると、圧縮仕事領域の面積力も隔壁面積を 引いた有効圧縮面積で比較したときに、従来の可動スクロール 326の 28平方センチ メートルに対して、可動スクロール 26では約 15%大きい 32平方センチメートルとなつ ている。
[0072] 図 18 (a)のハッチング部分は、厚み Tが比較的大きいラップ 285, 287を有する従 来の固定スクロール 324,可動スクロール 326により形成される吸入容積を示してお り、図 18 (b)のハッチング部分は、厚み Tが比較的小さい（薄い）ラップ 24b, 26bを 有する固定スクロール 24,可動スクロール 26により形成される吸入容積を示している 。圧縮機 1では、ラップ 24b, 26bの厚み Tを薄くして比 (HZT)を大きくしていること で、従来のスクロール 324, 326を採用するものに較べて、吸入容積が約 1. 5倍とな つている。
<試験 >
(1)耐摩耗性試験及び「なじみ」性試験
先ず、半溶融ダイキャスト法によって作製した素材から図 19に示されるようなピン形 状のテストピース 412a及びディスク形状のテストピース 412bを作製し、その半溶融 ダイキャスト法によって作製した素材の熱処理条件を種々変化させることによって硬 度の異なるテストピース 412a, 412bを作製した。そして、それぞれのテストピース 41 2a, 412bを、図 19に示されるようなピン Zディスク試験装置 401にセットして、容器 4 10内に貯められて 、る R410A冷媒とエーテル油（ 100°C)との混合液 416中、平均 摺動速度 2. OmZs及び一定面圧荷重 20MPaの条件下でホルダ 413にセットされ ているピン形状のテストピース 412aをディスク状のテストピース 412bと 2時間摺動さ せたときの摩耗量を測定した。なお、このときの面圧は、下側のシャフト 41 lbに負荷 する荷重によって調整されている。また、上側のローターシャフト 41 laと容器 410と の間にはメカ-カルシール 414が施されている。また、このときの摩耗量はピン摩耗 量とディスク摩耗深さとの合計値とした。
この実験力も得られたデータを図 20に示される棒グラフにまとめた。グラフの向かつ て左側のエリアには、半溶融ダイキャスト成形法によって製造されたテストピース（以 下、半溶融ダイキャスト成形テストピースという）の硬度と摩耗量の関係が示されてい る。また、グラフの向かって右側のエリアには、参考として、従来素材である FC250の テストピース（以下、 FC250テストピースという）の硬度と摩耗量が示されている。なお 、この FC250のテストピースは、従来の圧縮機において、良好な「なじみ」性を示す 硬度 (HRB101.0)を有する。また、この硬度を示す FC250テストピースの基地組織 には 95%以上のパーライト組織が含まれている。
ここで、左側のエリアを見てみると、半溶融ダイキャスト成形テストピースの硬度とそ の摩耗量とは、ほぼ比例関係にあることがわかる。また、各半溶融ダイキャスト成形テ ストピースと FC250テストピースとを比較すると、 HRB103. 7の硬度を有する半溶融 ダイキャスト成形テストピースは FC250テストピースよりも著しく摩耗量が少なぐ HR B98. 0の硬度を有する半溶融ダイキャスト成形テストピースは FC250テストピースと ほぼ同等の摩耗量となり、 HRB87. 4の硬度を有する半溶融ダイキャスト成形テスト ピースは FC250テストピースよりも著しく摩耗量が多いことがわかる。つまり、 HRB98 .0の半溶融ダイキャスト成形テストピースが HRB100以上の FC250テストピースと同 等の「なじみ」性を有していることが分かる。これは、摩耗という現象が硬度のみならず 基地組織にも依存することを示唆している。つまり、硬度が同等であったとしても基地 組織に占めるパーライト組織の割合が高い場合には、その成形品は「なじみ」性に劣 るということである。そして、ここで、良好な「なじみ」性を実現できる硬度は、経験的に 、 5 mよりも大きく 13 mよりも小さい摩耗量を有する硬度である。このため、半溶融 ダイキャスト成形テストピースでは、硬度が HRB90よりも大きく HRB100よりも小さい ものが「なじみ性」に優れる。なお、これは、図 21に示される半溶融ダイキャスト成形 品のなじみ曲線でも支持される。図 21から明らかなように、 HRB100以上では十分 になじむまでに 100時間を要している力 HRB100以下では十数時間でほぼ完全 になじんでいる。
(2)耐焼付き性試験
先ず、半溶融ダイキャスト法によって作製した素材から図 19に示されるようなピン形 状のテストピース 412a及びディスク形状のテストピース 412bを作製し、その半溶融 ダイキャスト法によって作製した素材の熱処理条件を種々変化させることによって硬 度の異なるテストピース 412a, 412bを作製した。そして、それぞれのテストピース 41 2a, 412bを、図 19に示されるようなピン Zディスク試験装置 401にセットして、容器 4 10内に貯められて 、る R410A冷媒とエーテル油（ 100°C)との混合液 416中、平均 摺動速度 2. OmZsの条件下、 15. 6MPaずつステップ荷重（面圧）を印加し、トルク 検出器 415により摩擦トルクが急増した時点を焼付き発生時点とし、そのときの面圧 を焼付き発生面圧とした。なお、このときの面圧は、下側のシャフト 41 lbに負荷する 荷重によって調整されている。また、上側のローターシャフト 41 laと容器 410との間 にはメカ-カルシール 414が施されている。 [0075] この実験力も得られたデータを図 22に示される棒グラフにまとめた。このグラフには 、半溶融ダイキャスト成形法によって製造されたテストピース（以下、半溶融ダイキャス ト成形テストピースという）の硬度と焼付き発生面圧との関係が示されている。
図 22から明らかなように、半溶融ダイキャスト成形テストピースの硬度が HRB98. 0 と HRB103. 8との間のところで、焼付き発生面圧が著しく低下している。つまり、これ は半溶融ダイキャスト成形テストピースの硬度が HRB100以上になると、焼付きが生 じやすくなることを示している。つまり、半溶融ダイキャスト成形法を利用して可動スク ロールや固定スクロールを製造する場合、圧縮機の異常運転時の可動スクロールや 固定スクロールの焼付きを防止するためには、可動スクロールや固定スクロールの硬 度を HRB100未満とする必要がある。
[0076] (3)延性試験
図 23には、半溶融ダイキャスト成形法によって製造された成形品の硬度と引張伸 びとの関係を示した。なお、引張伸びは、 JIS Z2241に示される試験方法に従って 測定した。また、この引張試験において、テストピースの形状は、 JIS Z2201に示さ れる 4号もしくは 5号試験片の形状とした。
図 23から明らかなように、半溶融ダイキャスト成形法により製造される成形品（以下 、半溶融ダイキャスト成形品という）において、その硬度と伸びは逆比例の関係にある 。そして、従来の FC250や FCD600の成形品（以下、従来成形品という）と比較した 場合、半溶融ダイキャスト成形品は従来成形品に比べて著しく高い延性を示すことが わかる。なお、ここで、半溶融ダイキャスト成形品の場合、引張伸びが 14%以上にな ると機械加工において構成刃先ができやすく切り粉処理性が悪化する事実があり、 引張伸びが 8%以下となると割れが生じた場合 (半溶融ダイキャスト成形品が可動ス クロールや固定スクロールである場合、液バック (液圧縮）による割れが考えられる）に 細力 、ゴミが出やすくなるという事実があり、延性向上によるこの防止効果を十分に 享受できないという事実がある。このため、半溶融ダイキャスト成形品は理想的には 8 %よりもおおきく 14%よりも小さい引張伸びを有するのが好ましい。したがって、半溶 融ダイキャスト成形品の硬度は、 HRB90よりも大きく HRB100よりも小さいのが理想 的である。 [0077] (4)切削性試験
図 24には、半溶融ダイキャスト成形法によって製造された成形品の切込み量と切 削抵抗力の関係を示した。なお、この切削性試験は、切削刃としてエンドミルを用い 、ドライ条件下で、エンドミルの回転速度を 6000rpm、送り速度を 1800mmZmin— 0. 05Z刃と設定し、ダウンカット方式で行った。また、このときの半溶融ダイキャスト 成形品の硬度は HRB98であり、リファレンスの FC250成形品の硬度は HRB101で めつに。
図 24から明らかなように、半溶融ダイキャスト成形品では、 FC250成形品と同様に 、切込み量が大きくなると切削抵抗力が比例的に増加する力 その絶対値は FC250 成形品よりも小さくなる。
[0078] (5)刃具摩耗試験
図 25には、半溶融ダイキャスト成形法によって製造された成形品の刃具摩耗量の 比較を示した。なお、この刃具摩耗試験は、切削性試験と同様に、切削刃としてェン ドミルを用い、ドライ条件下で、エンドミルの回転速度を 8000rpm、送り速度を 1920 mm/min-O. 04Z刃と設定し、ダウンカット方式で行った。また、図 25中のデータ は棒の上方に記載されて 、る切削距離まで刃具を回転させたときの値である。また、 このときの半溶融ダイキャスト成形品の硬度は HRB93〜95及び HRB98〜： LOOであ り、リファレンスの FC250成形品の硬度は HRB101であった。
図 25から明らかなように、硬度 93〜95の半溶融ダイキャスト成形品と FC250成形 品とを比較すると、硬度 93〜95の半溶融ダイキャスト成形品の方が FC250成形品よ りも切削距離が長いにも関わらず両者の刃具摩耗量は外周刃、底刃ともにぼぼ同じ である。したがって、硬度 93〜95の半溶融ダイキャスト成形品は FC250成形品と同 等かそれよりも優れた被削性を有する。また、硬度 93〜95の半溶融ダイキャストと硬 度 98〜： LOOの半溶融ダイキャスト成形品とを比較すると、硬度 93〜95の半溶融ダイ キャスト成形品の方が硬度 98〜： LOOの半溶融ダイキャスト成形品よりも切削距離が長 いにも関わらず底刃の摩耗量が少ない。すわなち、硬度 93〜95の半溶融ダイキャス ト成形品は、硬度 98〜： LOOの半溶融ダイキャスト成形品よりも著しく被削性に優れて いる。 <第 1実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機の特徴 >
(1)
第 1実施形態では、可動スクロール 26及び固定スクロール 24が半溶融ダイキャスト 成形工程及び熱処理工程を経て製造される。このため、従来の砂型铸造方法により 製造される片状黒鉛铸鉄製の可動スクロールや固定スクロールよりも高引張強度か つ高硬度の可動スクロールや固定スクロールを容易に得ることができる。
(2)
第 1実施形態では、可動スクロール基体及び固定スクロール基体が半溶融ダイキヤ スト成形工程及び熱処理工程を経て製造され、その硬度が HRB90よりも高く HRB1 00よりも小さくなるように調整される。そして、このとき、可動スクロール基体及び固定 スクロール基体の引張強度は、 600MPaから 900MPaの範囲にほぼ相当する。この ため、この圧縮機の摺動部品の製造方法を採用すれば、可動スクロール 26及び固 定スクロール 24の鏡板 24a, 26aや渦巻部 24b, 26bを薄肉化することができる。した がって、スクロール圧縮機 1を小径ィ匕することができ、引いてはスラスト損失の低減や 大容量ィ匕が可能となる。また、アンローダピストンによる容量制御機においても、高圧 縮比運転時に容量制御を行った場合には、渦巻に発生する応力が通常運転時 (フ ルロード時)よりも大きくなるが、強度が高くなつている上、靭性に富むため、渦巻に 損傷などが発生する可能性を小さくすることができる。また、このような可動スクロール 26及び固定スクロール 24は、 FC材と比較すると靭性に優れているため、突発的な 内圧上昇や異物嚙み込みに対して損傷が発生しにくい。仮に損傷しても細力 、ゴミ ができに《配管の洗浄が不要になる。また、砂型铸造方法により製造される片状黒 鉛铸鉄のような可動スクロール基体や固定スクロール基体を機械カ卩ェして最終的な 可動スクロールや固定スクロールとする場合、通常、加工による歪みを除去するため
、可動スクロール基体や固定スクロール基体を何度か掴み代えている。し力し、この ような引張強度が高い可動スクロール基体や固定スクロール基体を機械加工する場 合、加工による歪みを心配する必要がない。したがって、本製造方法を採用すれば、 この掴み代えにかかって 、るコストを削減する
ことができる。 [0080] (3)
半溶融ダイキャスト成形法により製造された摺動部品が熱処理される場合、その摺 動部品の引張強度はその硬度と比例関係にあることが判明している。したがって、第 1実施形態に係る摺動部品については、硬度を測定するだけで引張強度を保証する ことができる。
(4)
第 1実施形態の熱処理工程では、可動スクロール基体及び固定スクロール基体の 硬度が HRB90よりも高く HRB100よりも低くなるような熱処理が行われる。このため、 この圧縮機の摺動部品の製造方法を採用すると、圧縮機運転時において十分な耐 久性を発現することができ、かつ、可及的早い時期に「なじみ」が起こりやすぐかつ、 異常運転時にぉ 、て焼付きが生じることがな 、可動スクロール 26及び固定スクロー ル 24を製造することができる。また、硬度がこの範囲である場合、可動スクロール基 体及び固定スクロール基体の被削性が良好になるとともに可動スクロール基体及び 固定スクロール基体にキズが入りに《取り扱いが楽になる。このため、工具摩耗や 工具の欠けが発生しに《なって工具寿命が延び、かつ、構成刃先ができに《なり 切り粉の処理性が良好となるともに加工時間を短縮できるため加工コストが低減する 。ちなみに、同引張強度の FCDに対して、硬度が低い（同じ硬度であれば引張強度 が高い)ため、工具摩耗や加工時間に優れるにもかかわらず、高引張強度化できると も言える。また、 FC材と比べると表面粗度を小さくしゃすいので、可動スクロール 26 力 オルダムリング 39やシールリング（図示せず)等を攻撃するおそれがなくなる。
[0081] (5)
第 1実施形態では、固定スクロール 24は、基体 124の中央付近の開口予定部分 P を薄肉に形成することが可能な凸部 71a、 72aを有する金型 70を用いて金属材料を 半溶融ダイキャスト成形することによって成形された後、薄肉の開口予定部分 Pに吐 出穴 41が形成されることにより製造されている。この凸部 71a及び 72aによって、固 定スクロール 24の基体 124の鏡板相当部分の中央付近における吐出穴 41の開口 予定部分 Pを 4mm以下に形成することが可能になる。このため、固定スクロール 24 の基体 124において铸巣 CNの発生が抑制される。したがって、固定スクロール 24に おいて鏡板 24a内部の中央付近以外の周囲の部分で小さな铸巣 CNが分かれて存 在するのみである。この結果、基体 124の開口予定部分 Pに吐出穴 41が形成されて も基体 124の内部の铸巣 CNが外部へ露出するおそれがなくなり、疲労強度の低下 を抑制することができる。
[0082] (6)
第 1実施形態では、可動スクロール 26は、基体 126の中央付近の所定の部分を 4 mm以下に形成することが可能な凸部 8 laを有する金型 80を用いて金属材料を半 溶融ダイキャスト成形することによって製造される。このため、可動スクロール 26の基 体 126において铸巣 CNの発生が抑制される。したがって、可動スクロール 26におい て鏡板 26a内部の中央付近以外の周囲の部分で小さな铸巣 CNが分かれて存在す るのみである。
(7)
第 1実施形態の高低圧ドーム型スクロール圧縮機 1には、欠陥が非常に少ない構 成部品が採用されている。このため、この高低圧ドーム型圧縮機 1は、二酸化炭素等 の高圧冷媒を圧縮することもできる。
[0083] (8)
高強度材料であるダクタイル铸鉄ゃ高炭素鋼では-ァネットシエイブイ匕が困難でカロ ェ性も悪いという課題があることから、従来のスクロール圧縮機では、 FC250などの 普通铸鉄を使ってスクロールを製造して 、るものが多 、。
これに対し、第 1実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機 1では、半溶融 ダイキャスト成形法を用いて成形することで、固定スクロール 124及び可動スクロール 126を高強度のものとしている。
このため、図 18等に示すように、圧縮機 1では、外径を殆ど変えることなぐ大幅な 容量アップを実現している。
(9)
FC250と 、つた従来の材料と比較して、金型に半溶融（半凝固）状態の鉄素材を 圧入して铸物を製造するダイキャスト（ここでは、半溶融ダイキャスト成形）によって生 成されるものは、特別な熱処理を行わなくても高強度になるが、さらに、所定時間所 定温度で保持したり冷却速度を調整したりする熱処理を施すことによって、引張強度 を向上させることができる。
[0084] しかし、従来にないレベルに引張強度が上がると、今までのように疲労損傷が生じ る力否かと!、う強度の観点からだけでラップの高さ（H)と厚み (T)との比である比 (H ZT)を決めていては他の問題が発生する。すなわち、強度が確保されるからといつ て比 (HZT)をあまりに大きくしすぎると、強度の面では問題がなくても、切削加工を 行う際にラップ 24b. 26bの変形が大きくなりすぎるためにエンドミル等の取り代や切 削送りを大きくすることができず加工時間が長くなつてしまったり、圧縮機 1の運転中 にラップ 24b, 26bの変形量 (たわみ量）が大きくなつて性能が低下したり相手のスク ロールとの接触により騒音が大きくなつたりする不具合が起こる。さらに、スクロール 2 4, 26のように渦巻き形状のラップ 24b, 26bを有する場合、熱処理により大きく強度 をアップさせると歪みが出てしまう恐れがある。また、硬度が高くなりすぎると、切削加 ェ時の加工速度が低下してコストアップにもなる。
[0085] このようなことに鑑み、圧縮機 1では、これらの加工時間、性能低下、騒音といった 観点から必要となるラップ 24b, 26bの変形量の上限を考慮してラップの比 (HZT) を決めたときに、疲労強度の観点力も引張強度がどれくらいあれば十分であるかとい う検討に基づき、熱処理によって過剰な強度アップをコストをかけて実施してしまうこ とがないように、熱処理後のスクロール 24, 26のヤング率に対する引張強度の比を 決めている。具体的には、上述のように、ヤング率に対する引張強度の比が 0. 0046 以下になるように、熱処理による強度アップの程度を抑えるようにして 、る。
以上のように、ここでは、スクロール 24, 26の設計において、過剰に強度アップさせ ることなく、ヤング率 (剛性）とのバランスを取っているため、強度を満足させつつ、ラッ プ 24b, 26bのたわみによる性能低下や騒音が大きくなるといった運転時の問題を抑 えることができている。また、切削加工時のラップ 24b, 26bのたわみも抑制されるた め、加工時間の短縮などにより製造コストを下げることができている。
[0086] 上記のように、熱処理によってはスクロール 24, 26の引張強度を lOOOMPa以上と なるようにすることも可能である力 ここでは熱処理による強度アップの程度を抑えて いる。 一方、冷却速度を落とすことでスクロール 24, 26の引張強度を 500MP程度にする ことも可能である力 強度を低く抑えるために逆に熱処理に時間をかけることになると 本末転倒であり、また金属組織のフェライト率が高くなると耐摩耗性が低下すると 、つ た不具合も生じることから、圧縮機 1では、ヤング率に対する引張強度の比を 0. 003 3以上になるように熱処理を行って 、る。
(10)
第 1実施形態では、クランク軸 17、可動スクロール 26、固定スクロール 24及びオル ダムリング 39が半溶融ダイキャスト成形工程及び熱処理工程を経て製造される。この ため、従来の砂型铸造方法などに比べて原材料費や、機械加工費、工具消耗品代 が低く抑えることができると共に研削廃材や加工廃液などの破棄物を低減することが できる。また、従来の砂型铸造方法などにより製造される片状黒鉛铸鉄製のクランク 軸、可動スクロール、固定スクロール及びオルダムリングよりも高引張強度かつ高硬 度のクランク軸 17、可動スクロール 24、固定スクロール 26及びオルダムリング 39を容 易に得ることができる。
(11)
第 1実施形態では、クランク軸基体、可動スクロール基体、固定スクロール基体及 びオルダムリング基体が半溶融ダイキャスト成形工程及び熱処理工程を経て製造さ れ、その硬度が HRB90よりも高く HRB100よりも小さくなるように調整される。そして 、このとき、クランク軸基体、可動スクロール基体、固定スクロール基体及びオルダムリ ング基体の引張強度は、 600MPaから 900MPaの範囲にほぼ相当する。このため、 この圧縮機の摺動部品の製造方法を採用すれば、可動スクロール 26及び固定スク ロール 24の鏡板 24a, 26aや渦巻部 24b, 26bを薄肉ィ匕したり、オルダムリング 39を 薄肉化したりすることができる。また、クランク軸 17を小径ィ匕することもできる。したが つて、スクロール圧縮機 1を小径ィ匕することができ、引いてはスラスト損失の低減ゃ大 容量ィ匕が可能となる。また、アンローダピストンによる容量制御機においても、高圧縮 比運転時に容量制御を行った場合には、渦巻に発生する応力が通常運転時 (フル口 ード時)よりも大きくなるが、強度が高くなつている上、靭性に富むため、渦巻に損傷 などが発生する可能性を小さくすることができる。また、このようなクランク軸 17や、可 動スクロール 26、固定スクロール 24、オルダムリング 39は、 FC材と比較すると靭性 に優れているため、突発的な内圧上昇や異物嚙み込みに対して損傷が発生しにくい 。仮に損傷しても細力ぃゴミができに《配管の洗浄が不要になる。また、砂型铸造方 法により製造される片状黒鉛铸鉄のようなクランク軸基体や、可動スクロール基体、固 定スクロール基体、オルダムリング基体を機械カ卩ェして最終的なクランク軸 17や、可 動スクロール 26、固定スクロール 24、オルダムリング 39とする場合、通常、加工によ る歪みを除去するため、クランク軸基体や、可動スクロール基体、固定スクロール基 体、オルダムリング基体を何度力掴み代えている。しかし、このような引張強度が高い クランク軸基体や、可動スクロール基体、固定スクロール基体、オルダムリング基体を 機械加工する場合、加工による歪みを心配する必要がない。したがって、本製造方 法を採用すれば、この掴み代えにかかって 、るコストを削減することができる。
(12)
半溶融ダイキャスト成形法により製造された摺動部品が熱処理される場合、その摺 動部品の引張強度はその硬度と比例関係にあることが判明している。したがって、第 1実施形態に係る摺動部品については、硬度を測定するだけで引張強度を保証する ことができる。
(13)
第 1実施形態の熱処理工程では、クランク軸基体、可動スクロール基体、固定スクロ 一ル基体及びオルダムリング基体の硬度が HRB90よりも高く HRB100よりも低くな るように熱処理が行われる。このため、この圧縮機の摺動部品の製造方法を採用する と、圧縮機運転時において十分な耐久性を発現することができ、かつ、可及的早い 時期に「なじみ」が起こりやすぐかつ、異常運転時において焼付きが生じることがな いクランク軸 17、可動スクロール 26、固定スクロール 24及びオルダムリング 39を製造 することができる。また、硬度がこの範囲である場合、クランク軸基体、可動スクロール 基体、固定スクロール基体及びオルダムリング基体の被削性が良好になるとともにク ランク軸基体、可動スクロール基体、固定スクロール基体及びオルダムリング基体に キズが入りに《取り扱いが楽になる。このため、工具摩耗や工具の欠けが発生しにく くなつて工具寿命が延び、かつ、構成刃先ができにくくなり切り粉の処理性が良好と なるともに加工時間を短縮できるため加工コストが低減する。ちなみに、同引張強度 の FCDに対して、硬度が低い（同じ硬度であれば引張強度が高い)ため、工具摩耗 や加工時間に優れるにもかかわらず、高引張強度化できるとも言える。また、 FC材と 比べると表面粗度がでやすいので、可動スクロール 26力 オルダムリング 39ゃシー ルリング（図示せず)等を攻撃するおそれがなくなる。
[0089] (14)
第 1実施形態の部分熱処理工程では、固定スクロール 24の応力集中部 (ラップ 24 bの付け根部の周辺部 SC1及びラップ 24bの最内部 SC2)に部分熱処理が施される 。このため、この固定スクロール 24において、摺動性の必要な摺動部に良好ななじ み性を持たせたまま応力集中部に十分な疲労強度を付与することができる。
(15)
第 1実施形態の部分熱処理工程では、可動スクロール 26の応力集中部（ラップ 26 bの付け根部の周辺部 SC3、鏡板 26aの設計中心付近に形成される切欠部 SC5、 軸受部 26cの付け根部の周辺部 SC4及びラップ 26bの最内部 SC6)に部分熱処理 が施される。このため、この可動スクロール 26において、摺動性の必要な摺動部に良 好ななじみ性を持たせたまま応力集中部に十分な疲労強度を付与することができる
[0090] (16)
第 1実施形態の部分熱処理工程では、クランク軸 17の偏心軸部 17a及び主軸部 1 7bに高周波加熱処理が施される。このため、偏心軸部 17a及び主軸部 17bに十分な 耐摩耗性を付与することができる。したがって、クランク軸 17を長寿命化することがで きる。
(17)
第 1実施形態の部分熱処理工程では、クランク軸 17の偏心軸部 17aと主軸部 17b との間に存在する切欠部の周辺部 SC7にレーザ加熱処理が施される。このため、ク ランク軸 17の応力集中部に十分な疲労強度を付与することができる。
(18)
第 1実施形態の半溶融ダイキャスト成形では、ノランスウェイト部 17cがクランク軸 1 7と一体に成形されている。このため、ノ《ランスウェイトとしての別体のリング部などを 設ける必要がない。したがって、バランスウェイトにかかる材料費を低減することがで きる。また、従来、バランスウェイトの製造では、バランスゥヱイトを大ま力な形状に铸 抜いた後、加工してそのバランスを調整する等の工程が必要があった力 本発明に 係るクランク軸 17は半溶融ダイキャスト成形法により製造されるので、最終形状に非 常に近い形状まで成形でき、圧縮機製造の工程数を低減することができる。したがつ て、この圧縮機のクランク軸 17は、圧縮機の製造コストを低減することができる。
[0091] (19)
第 1実施形態の部分熱処理工程では、オルダムリング 39の可動スクロール側キー 部 39a, 39b及びノヽウジング側キー部 39c, 39dに高周波加熱処理が施される。この ため、可動スクロール側キー部 39a, 39b及びハウジング側キー部 39c, 39dに十分 な体摩耗性を付与することができる。したがって、オルダムリング 39を長寿命化するこ とがでさる。
<第 1実施形態の変形例 >
(A)
第 1実施形態では密閉型の高低圧ドーム型スクロール圧縮機 1が採用されたが、圧 縮機は、高圧ドーム型の圧縮機であっても低圧ドーム型の圧縮機であってもよい。ま た、半密閉形や開放型の圧縮機であってもよい。
[0092] (B)
第 1実施形態に係るスクロール圧縮機 1ではスクロール圧縮機構 15が採用された 力 圧縮機構は、ロータリ圧縮機構や、レシプロ圧縮機構、スクリュー圧縮機構などで あってもよい。また、スクロール圧縮機構 15は、両歯ゃ共回りタイプのスクロールであ つてもよい。
(C)
第 1実施形態では鉄素材として C : 2. 3〜2. 4wt%、 Si: l. 95〜2. 05wt%、 Mn : 0. 6〜0. 7wt%、 P :く 0. 035wt%、 S : < 0. 04wt%、 Cr: 0. 00〜0. 50wt%、 Ni: 0. 50-1. 00 ％が添加されているビレットが採用された力 鉄素材の元素割 合は、本発明の趣旨を損ねない限り、任意に決定することができる。 [0093] (D)
第 1実施形態では自転防止機構としてオルダムリング 39が採用されて 、るが、自転 防止機構としてピン、ボールカップリング、クランク等、いかなる機構が採用されてもよ い。
(E)
第 1実施形態ではスクロール圧縮機 1が冷媒回路内で用いられる場合を例に挙げ た力 用途に付いては空調用に限定するものではなぐ単体もしくはシステムに組込 まれて用いられる圧縮機や送風機、過給機、ポンプなどであってもよい。
(F)
第 1実施形態に係るスクロール圧縮機 1には潤滑油が存在したが、オイルレス若しく はオイルフリー（油があってもなくてもよい)タイプの圧縮機、送風機、過給機、ポンプ であってもよい。
[0094] (G)
第 1実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機 1は、アウタードライブ型のス クロール圧縮機であった力 本発明に係るスクロール圧縮機はインナードライブ型の スクロール圧縮機であってもよい。また、かかる場合、熱処理工程後に、可動スクロー ルのインナードライブ用ピン軸部を高周波加熱などの処方により選択的に加熱してそ の表面硬度を HRC50よりも高く HRC65よりも低くなるようにしてもよ!、。このようにす れば、インナードライブ用ピン軸部の耐摩耗性を大きく向上させることができる。
(H)
第 1実施形態では、摺動部品基体が最終仕上げ工程を経て最終的な摺動部品とさ れたが、半溶融ダイキャスト成形工程にぉ 、てほぼ完成品に近 ヽ-ァネットシエイプ 化が可能な場合は、仕上げ工程を省略してもよい。
[0095] (I)
第 1実施形態の熱処理工程では、摺動部品基体の全部を熱処理したが、摺動部品 基体が可動スクロール 26や固定スクロール 24である場合は、耐焼付き性や、耐摩耗 性、なじみ性に対して重要となる箇所である鏡板側の表面 (スラスト表面)部分とラッ プ 24b, 26bの先端部のみ、硬度が HRB90よりも高く HRB100よりも低くするように してもょ ヽし、フェライト面積率が 5%よりも大きく 50%よりも小さくなるようにしてもょ ヽ し、黒鉛面積率が 2%よりも大きく 6%よりも小さくなるようにしてもよい。
ω
第 1実施形態に係る摺動部品は半溶融ダイキャスト成形工程、熱処理工程、仕上 げ工程及び部分熱処理工程を経て製造されたが、このような摺動部品は金型铸造 成形工程、熱処理工程、仕上げ工程及び部分熱処理工程を経て製造されてもかま わない。なお、原材料は同一である。
[0096] 金型铸造成形工程では、図 26に示されるように、固定型 302及び可動型 301によ つて構成される铸型空間 303に、高温をかけられることにより液体状とされた原材料 が押し流される。そして、この後、固定型 302及び可動型 301を介して铸型空間 303 内の液体状の原材料が急冷される。すると、铸型空間 303内の液体状の原材料は、 凝固して固体状の成形物 310となる。なお、このとき、この成形物 310は、熱収縮す る。このため、この成形物 310は容易に離型することができる。そして、この後、この固 体状の成形物 310の不要部分が切断される（以下、この切断されてできた成形物 31 0を予備成形物 301aという）。次に、熱処理工程において、予備成形物 301aが熱処 理され、その硬度が HRB90よりも高く HRB100よりも低く調整される。なお、このとき 、目標硬度を HRB90〜： HRB95の範囲としてもよい。そして、最終仕上げ工程にお いて、熱処理工程を終えた予備成形物 30 laが精密機械加工されて、最終製品 310 bとなる。なお、本変形例において、熱処理工程及び最終仕上げ工程は、第 1実施形 態に係る熱処理工程及び最終仕上げ工程と同様に行われる。
[0097] (K)
第 1実施形態では、固定スクロール 24の基体 124の成形において、図 9及び図 10 に示されるように、対向する凸部 71a及び凸部 72aによって鏡板 24aを上下両側から 凹ませて鏡板 24aの肉厚を薄くするように成形している。しかし、本発明はこれに限 定されるものではない。
第 1実施形態の変形例として、例えば、図 27に示されるように鏡板相当部分を上面 側からのみ凹ませたり、または、図 28に示されるように鏡板相当部分を下面側力もの み凹ませることによって鏡板相当部分の肉厚を所定の肉厚 t2 (例えば 4mm以下)ま で薄くするように成形してもよぐこれらの場合も、第 1実施形態と同様に、铸巣 CNの 発生が抑制される。
[0098] (L)
第 1実施形態では、可動スクロール 26の基体 126の成形において、図 11及び図 1 2に示されるように、軸受部 26cの内部空間 26fを形成する凸部 81aと第 2型部分 82 との間隔を所定の間隔 (例えば 4mm以下）に設定することによって、鏡板相当部分 の中心部分における肉厚 tlを所定の肉厚 (例えば 4mm以下）に成形している。しか し、本発明はこれに限定されるものではない。
第 1実施形態の他の変形例として、例えば、固定スクロール 24に吐出穴 41を形成 する代わりに、図 29に示されるように、可動スクロール 26の鏡板 26aに吐出穴 26hを 形成する場合も考えられる。このような吐出穴 26hを有する可動スクロール 26を製造 する場合には、固定スクロール 24の基体 124を製造するための金型 70と同様に、可 動スクロール 26の基体 126を製造するための金型 80 (図 11参照）の第 1型部分 81 及び第 2型部分 82にそれぞれ対向する凸部を設けておき、このような対向する凸部 を有する金型 80を用いて半溶融ダイキャスト成形をすればょ 、。このように成形すれ ば、図 30または図 31に示されるような鏡板相当部分の中央付近に薄肉の開口予定 部分 Rを有する可動スクロール 26の基体 126が成形される。この場合も、铸巣 CNの 発生が抑制され、し力も、ドリルカ卩ェによって開口予定部分 Rに吐出穴を形成しても 基体 126内部の铸巣 CNが外部へ露出するおそれがなくなる。
[0099] ここで、図 30の可動スクロール 26の基体 126の場合には、鏡板相当部分の上側か ら凹ませるとともに鏡板相当部分の下側においても軸受部 26cの内部空間 26fの底 の高さを既存の可動スクロールの場合よりも若干上方になるように設定することにより 、開口予定部分 Rを薄肉にしている。これにより、铸巣 CNの発生が抑制される。 また、図 31の可動スクロール 26の基体 126の場合には、内部空間 26fの底の高さ を既存の可動スクロールの場合と同程度に設定しておき、鏡板相当部分の上側から の凹みを大きくすることにより、開口予定部分 Rを薄肉にしている。これにより、铸巣 C Nの発生が抑制される。
(M) 第 1実施形態に係る可動スクロール 26では切欠部 SC5がエンドミル等により形成さ れたが、図 4及び図 5に示される可動スクロール 26の鏡板 26aの中心部分の上面に ぉ 、て切欠部 (座ぐり部） SC5が半溶融ダイキャスト成形工程にぉ 、て予め形成され てもよい。
[0100] かかる場合、切欠部 (座ぐり部） SC5と軸受部 26cの内部空間 26fとを同時に成形 することになり、鏡板相当部分の中心部分の肉厚をさらに薄肉化させることになり、铸 巣 CNの発生がさらに抑制される。
し力も、第 1実施形態に係る可動スクロール 26の製造方法のように、半溶融ダイキ ャスト成形の後に、エンドミル等による切削加工によって切欠部 (座ぐり部） SC5を形 成しなくてもよいので、工数を削減することができるとともに、切削くずも発生しない。
(N)
第 1実施形態では、摺動部品の原材料として鉄素材が用いられたが、本発明の趣 旨を損ねない限り、鉄以外の金属材料が用いられても力まわない。
(O)
第 1実施形態では、図 18 (b)に示すように、従来の固定スクロール 324,可動スクロ ール 326よりも厚み Tが薄いラップ 24b, 26bを採用した固定スクロール 24,可動スク ロール 26を使用して、吸入容積を約 1. 5倍に増加させている力 いずれか一方のス クロールのラップだけを薄肉化することも可能である。例えば、第 1実施形態の可動ス クロール 26と、従来の固定スクロール 324とを組み合わせて使用する場合、図 32 (b) に示すように、従来よりも吸入容積が約 1. 25倍だけ増加することになる。
[0101] 第 2実施形態
以下、第 2実施形態に係る摺動部品を用いた圧縮機について、高低圧ドーム型ス クロール圧縮機を例に挙げて説明する。なお、第 2実施形態に係る高低圧ドーム型 スクロール圧縮機は、第 1実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機 1のァゥ タードライブ型の可動スクロール 26がインナードライブ型の可動スクロールに置き換 えられたものである。したがって、以下、可動スクロールについてのみ説明する。
<可動スクローノレの構成 >
可動スクローノレ 96は、図 33に示されるように、主に、鏡板 96aと、鏡板 96aの鏡面 9 6Pから上方に延びる渦巻き状 (インボリユート状)のラップ 96bと、鏡板 96aの下面か ら下方に延びる軸受部 96cと、鏡板 96aの両端部に形成される溝部 96dとから構成さ れている。
[0102] 可動スクロール 96は、インナードライブ型の可動スクロールである。すなわち、可動 スクロール 96は、クランク軸 17の先端に形成された凹部の内側に嵌合する軸受部 9 6cを有している。
図 33に示されるように、鏡板 96aの中心部分における肉厚 t3は、他の部分 (例えば 鏡板 96aの周縁に近い部分)の肉厚と比較して薄く形成されている。すなわち、軸受 部 96cの内側には、半溶融ダイキャスト成形の際に铸抜かれた铸抜き凹部 96fが形 成されている。したがって、基体 196において、鏡板相当部分における铸巣 CN (図 3 4参照）の発生が抑制される。なお、基体 196において、軸受部相当部分の中心部 分の肉厚 t3は、 4mm以下に設定されている。
また、軸受部 96cの肉厚は、铸抜き凹部 96fがなければ厚肉 t4が非常に厚くなつて 軸受部 96cの内部に铸巣 CNが発生しやすくなる力 铸抜き凹部 96fの存在により軸 受部 96cの肉厚 t5は薄くなつている。したがって、軸受部 96cの内部における铸巣 C Nの発生が抑制され、軸受部 96cの強度低下が抑制される。なお、軸受部 96cの肉 厚 t5は、 4mm以下に設定されている。
[0103] <可動スクロール成形 >
図 34に示されるように、可動スクロール 96の基体 196を半溶融ダイキャスト成形す るための金型 90は、第 1型部分 91と、第 2型部分 92とからなる。第 1型部分 91と第 2 型部分 92とを組み合わせたときにできる空間部 93の形状は、成形される可動スクロ ール 96の基体 196の外形形状に対応する。
また、第 1型部分 91には、可動スクロール 96の軸受部 96cの铸抜き凹部 96fを形 成する凸部 91aが形成されている。凸部 91aと第 2型部分 92との間隔は、 4mm以下 に設定されているため、鏡板 96aの中心部分 96eにおける肉厚 t3は、 4mm以下まで 薄くなる。
以上のように構成された金型 90を用いて鉄などの金属材料を半溶融ダイキャスト成 形することによって、鏡板相当部分の中心部分における肉厚 t3が 4mm以下の可動 スクロール 96の基体 196を製造することができる。
[0104] <第 2実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機の特徴 >
(1)
第 2実施形態では、可動スクロール 96の基体 196を半溶融ダイキャスト成形する際 に、金型 90の凸部 91aを用いて、軸受部 96c内部の少なくとも一部に铸抜き凹部 96 fを形成し、それによつて、可動スクロール 96の基体 196の鏡板相当部分の中心部 分が 4mm以下に形成されている。その結果、可動スクロール 96における铸巣 CNの 発生が抑制される。
また、可動スクロール 96の軸受部 96cに铸抜き凹部 96fが形成されることによって、 可動スクロール 96の重量を大幅に軽減することができ、可動スクロール 96が軽量化 される。
[0105] (2)
第 2実施形態では、可動スクロール 96の基体 196の軸受部相当部分に铸抜き凹部 96fを形成することによって、軸受部相当部分力 mm以下に形成されている。その 結果、軸受部 96cの内部における铸巣 CNの発生が抑制され、軸受部 96cの強度低 下が抑制される。
第 3実施形態
以下、第 3実施形態に係る摺動部品を用いた圧縮機について、高低圧ドーム型ス クロール圧縮機を例に挙げて説明する。なお、第 3実施形態に係る高低圧ドーム型 スクロール圧縮機と第 1実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機 1との相違 点は、固定スクロール及び可動スクロールのラップ形状のみである。したがって、以 下、固定スクロール及び可動スクロールにつ 、てのみ説明する。
[0106] 第 3実施形態に係る可動スクロール 526の基体 626は、例えば、図 35に示される金 型 180を用いて半溶融ダイキャスト成形により成形される。
具体的には、以下の通りである。
図 35に示されるように、可動スクロール 526の基体 626を半溶融ダイキャスト成形 するための金型 180は、第 1型部分 181と、第 2型部分 182とからなる。第 1型部分 1 81と第 2型部分 182とを組み合わせたときにできる空間部 183の形状は、成形される 可動スクロール 526の基体 626の外形形状に対応する。
また、金型 180は、ラップ成形部分 182aを備えている。ラップ成形部分 182aは、可 動スクロール 526の基体 626のラップ相当部分の中心に近い巻き始めの部分 QOの 抜き勾配が外側の巻き終わりの部分 Q4の抜き勾配よりも大きくなるように外形形状が 設定されている（図 36の可動スクロール 26の抜き勾配 0 1、 Θ 2参照）。
[0107] 例えば、図 35及び図 36に示されるように、ラップ成形部分 182aの側面 182b及び 側面 182cは、ラップ相当部分の部分 Q 1と部分 Q3の間では、部分 Q 1の方が部分 Q 3よりも中心に近いので、部分 Q 1の抜き勾配 0 1が外側の部分 Q3の抜き勾配 0 3よ りも大きくなるように設定されて 、る。
そして、この基体 626は、仕上げ工程を経て可動スクロール 526となる。以下、この 可動スクロール 526のラップ形状について詳述する。
可動スクロール 526では、図 37及び図 38に示されるように、ラップ 526bの渦巻き 形状が、中心に近い巻き始めの部分 Q 10における抜き勾配が外側の巻き終わりの 部分 Q 14の抜き勾配よりも大きくなつており、巻き始めから巻き終りにかけて抜き勾配 が連続的に徐々に変化するように設定されている。具体的には、ラップ 526bの巻き 始めの部分 Q 10は、抜き勾配を最大 (例えば 2度）に設定され、途中の部分 (Q l l〜 Q 13)における抜き勾配は、巻き角 exが変化するにつれて連続的に小さくなるように 設定され、巻き終わりの部分 Q 14の抜き勾配は、最小 (例えば 0. 5度）に設定されて いる。すなわち、ラップの巻き角 aと抜き勾配 Θの関係は、図 39のグラフに示される ように、抜き勾配 Θは、巻き角 aが巻き始めの角度のときには最大値の 2度であり、卷 き角 aの増加に比例して抜き勾配 Θは減少し、巻き角 aが巻き終わりの角度のとき には最小値の 0. 5度である。
[0108] なお、固定スクロール 524も可動スクロール 526と同様にして製造される。以下、仕 上げ工程後の可動スクロールのラップ形状について詳述する。
固定スクロール 524では、図 40及び図 41〖こ示されるよう〖こ、ラップ 524bの渦巻き 形状が、中心に近い巻き始めの部分 POにおける抜き勾配が外側の巻き終わりの部 分 P4の抜き勾配よりも大きくなつており、巻き始めから巻き終りにかけて抜き勾配が連 続的に徐々に変化するように設定されている。具体的には、ラップ 524bの巻き始め の部分 POは、抜き勾配を最大 (例えば 2度）に設定され、途中の部分 (P1〜P3)にお ける抜き勾配は、巻き角 αが変化するにつれて連続的に小さくなるように設定され、 巻き終わりの部分 Ρ4の抜き勾配は、最小 (例えば 0. 5度）に設定されている。すなわ ち、ラップの巻き角 aと抜き勾配 Θの関係は、図 39のグラフに示されるように、抜き勾 配 Θは、巻き角 aが巻き始めの角度のときには最大値の 2度であり、巻き角 aの増加 に比例して抜き勾配 Θは減少し、巻き角 aが巻き終わりの角度のときには最小値の 0 . 5度である。
[0109] <第 3実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機の特徴 >
( 1)
第 3実施形態に係る可動スクロール 526の基体 626では、ラップ相当部分における 成形型に対する抜き勾配がラップ相当部分の巻き角に応じて変化しているので、強 度や品質に応じてラップ形状が決められ、素材の無駄をなくすことができる。
(2)
第 3実施形態における可動スクロール 526の基体 626は、ラップ相当部分の渦巻き 形状力 ラップ相当部分の中心に近い巻き始めの部分 QOにおける抜き勾配が外側 の巻き終わりの部分 Q4の抜き勾配よりも大きくなり、し力もラップ相当部分における卷 き始めから巻き終りにかけて抜き勾配が連続的に徐々に変化するように設定されて いる。したがって、固定スクロール 524の基体 626を半溶融ダイキャスト成形により成 形する際に、離型時の渦巻きの中心付近における金型に力かるストレスが小さくなる 。その結果、規定の割れを抑制することができるとともに金型の寿命を長くすることが できる。したがって、金型に力かる費用を低減でき、それに関連して、固定スクロール 24及び可動スクロール 26の製造コストを低減することができる。
[0110] (3)
第 3実施形態では、可動スクロール 526の基体 626のラップ相当部分の中心に近 い巻き始めの部分 QOにおける抜き勾配が外側の巻き終わりの部分 Q4の抜き勾配よ りも大きくなつている。このため、ラップ相当部分の中心部における抜き勾配を大きく しても、ラップ全体における-ァネットシエイブ化 (すなわち、最終形状に近い成形）に 対する弊害を小さくすることが可能である。 すなわち、ラップ相当部分の全体について抜き勾配を大きくすれば、離型時のラッ プ相当部分全体における金型に力かるストレスが小さくなる一方で-ァネットシエイブ 化に対する弊害が大きくなる。しかし、第 3実施形態では、ラップ相当部分の中心付 近の抜き勾配を外側の巻き終わりの部分の抜き勾配よりも大きくすることによって、二 ァネットシエイブ化に対する弊害が小さくなつている。
[0111] <第 3実施形態の変形例 >
(A)
第 3実施形態に係る可動スクロール 526の基体 626では、巻き始めから巻き終りに 力けて抜き勾配が連続的に徐々に変化するようにラップ相当部分の形状が設定され ているが、本発明はこれに限定されるものではない。図 42のグラフに示されるように、 ラップ相当部分の巻き角 OCに対する抜き勾配 Θの変化を、巻き始めに近い範囲では 抜き勾配 Θの減少度合いが大きくなるように設定し、巻き終わりに近い範囲では抜き 勾配 Θの減少度合いが小さくなるように設定してもよい（なお、抜き勾配 Θの最大値 は 2度、最小値は 0. 5度である）。この場合も、可動スクロール 526の基体 626を半溶 融ダイキャスト成形により成形する際に、離型時の渦巻きの中心付近における金型に 力かるストレスが小さくなり、金型の寿命が長くなる。
[0112] また、図 42のグラフに示されるラップ相当部分の巻き角 ocに対する抜き勾配 Θの変 化の場合、図 39のグラフ（抜き勾配 Θが巻き角 α増加に対して比例して直線的に減 少する変化)の場合と比較して、巻き始めと巻き終わりの部分以外の部分では、抜き 勾配 Θが小さく設定されているので、ラップ相当部分の全体における-ァネットシエイ プ化に対する弊害をさらに小さくすることが可能である。
(Β)
第 3実施形態に係る可動スクロール 526の基体 626では、巻き始めから巻き終りに 力けて抜き勾配が連続的に徐々に変化するようにラップ相当部分の形状が設定され ているが、本発明はこれに限定されるものではない。図 43のグラフに示されるように、 ラップ相当部分の巻き角 OCに対する抜き勾配 Θの変化を、巻き始めから巻き終わり にかけて抜き勾配 Θを段階的に減少していくように設定してもよい (なお、抜き勾配 Θの最大値は 2度、最小値は 0. 5度である）。この場合も、可動スクロール 526の基 体 626を半溶融ダイキャスト成形により成形する際に、離型時の渦巻きの中心付近に おける金型に力かるストレスが小さくなり、金型の寿命が長くなる。また、ラップ相当部 分の個々の巻き角 αの範囲における抜き勾配 Θの設定が容易になる。
[0113] (C)
第 3実施形態に係る可動スクロール 526の基体 626では、巻き始めから巻き終りに 力けて抜き勾配が連続的に徐々に変化するようにラップ相当部分の形状が設定され ているが、本発明はこれに限定されるものではない。図 44のグラフに示されるように、 ラップ相当部分の巻き角 OCに対する抜き勾配 Θの変化を、巻き始めに近い所定の卷 き角 exの範囲の抜き勾配 Θを最大値（2度）に設定し、その他の角度範囲における抜 き勾配 Θを最小値 (0. 5度）に設定している。この場合も、可動スクロール 526の基体 626を半溶融ダイキャスト成形により成形する際に、離型時の渦巻きの中心付近にお ける金型に力かるストレスが小さくなり、金型の寿命が長くなる。また、ラップ相当部分 の全体における-ァネットシエイブ化に対する弊害をさらに小さくすることが可能であ る。
[0114] (D)
第 3実施形態では特に言及しな力つたが、スクロールの表面を榭脂でコーティング してもよい。例えば、図 45に示されるように可動スクロール 536の表面全体を榭脂 RS でコーティングすれば、圧縮機で圧縮されるガス冷媒の漏れが低減されるとともに騒 音を低減することが可能になる。なお、可動スクロール 536の少なくともラップ 536bを 榭脂 RSでコーティングすればガス冷媒の漏れ低減及び騒音低減が可能である。 このように、スクロールを榭脂コーティングする場合、ラップ 536bの中心に近い巻き 始めの部分の抜き勾配を大きくすることによって、必要部位のみ、榭脂コーティング 内部のスクロールの強度を向上することが可能になる。
さらに、可動スクロール 536のラップ 536bを榭脂 RSでコーティングしたのち、榭脂 RSの表面を切削加工すれば、可動スクロール 536を所定の外形形状に精度良くカロ ェすることが可能になる。
[0115] なお、可動スクロール 536と同様に、固定スクロールについても榭脂 RSでコーティ ングしてもよい。この場合も、固定スクロールの少なくともラップを榭脂 RSでコーティン グすればガス冷媒の漏れ低減及び騒音低減が可能である。
(E)
第 3実施形態では、半溶融ダイキャスト成形などの半溶融成形法によって圧縮機の スクロールを製造している力 本発明はこれに限定されるものではなぐ本発明では 材料を成形型に注入して成形される圧縮機のスクロールであれば、成形型の寿命を 延ばすことが可能である。例えば、金属材料の高温の湯を成形型に注入することによ つて铸造されるスクロールの場合でも、スクロールのラップの中心に近い巻き始めの 部分における抜き勾配を外側の巻き終わりの部分の抜き勾配よりも大きくすることによ つて、成形型の寿命を延ばすことが可能である。
[0116] (F)
第 3実施形態に係る可動スクロール 526の基体 626では、ラップ相当部分の中心に 近い巻き始めの部分 QOにおける抜き勾配が外側の巻き終わりの部分 Q4の抜き勾 配よりも大きくなつているが、本発明はこれに限定されるものではなぐ外側の抜き勾 配を大きくしてもよい。
すなわち、図 46及び図 47に示されるように、固定スクロールの基体 644及び可動 スクロールの基体 646において、ラップ相当部分の外側の巻き終わりの部分 P23, Q 24における抜き勾配が中心に近い巻き始めの部分 P21, Q21の抜き勾配よりも大き くなつていてもよい。
この場合、ラップ相当部分の外周部分の肉厚が薄ぐ加工時の精度が出にくい場 合に有効である。例えば、ラップ相当部分の外周端は片持ち形状なので、ラップ相当 部分全体の肉厚を薄くするとラップ相当部分の外周部分の強度が弱くなる。このため 、加工時にラップ相当部分の外周部分が変形しやすくなる。そこで、ラップ相当部分 の外周部分を中心部分よりも抜き勾配を大きくすることにより精度を保つことが可能に なる。
[0117] また、第 3実施形態と同様に、ラップ相当部分は、巻き始めから巻き終りにかけて抜 き勾配が連続的に徐々に変化 (すなわち、中心に近い巻き始めの部分力 外側の卷 き終わりの部分にかけて連続的に大きくする）するように設定されて 、てもよ 、。この 場合、素材の無駄をより効果的になくすことが可能である。 また、第 3実施形態の変形例 (B)と同様に、ラップ相当部分は、巻き始めから巻き 終りにかけて抜き勾配が段階的に変化する (すなわち、中心に近い巻き始めの部分 力も外側の巻き終わりの部分にかけて段階的に大きくする）ように設定されていてもよ い。この場合、素材の無駄をより効果的になくすことが可能である。
また、第 3実施形態の変形例 (C)と同様に、ラップ相当部分は、巻き始めと巻き終り との間のうちの所定の角度範囲（すなわち、巻き終わりの部分に近い所定の範囲）に おいて、抜き勾配を他の角度範囲における抜き勾配よりも大きくなるように設定されて いてもよい。この場合、素材の無駄をより効果的になくすことが可能である。
[0118] また、第 3実施形態の変形例 (D)と同様に、少なくともラップ相当部分が榭脂でコー ティングされていてもよい。この場合、ガス冷媒の漏れ低減及び騒音低減が可能であ る。
第 4実施形態
以下、第 4実施形態に係る摺動部品を用いた圧縮機について、高低圧ドーム型ス クロール圧縮機を例に挙げて説明する。なお、第 4実施形態に係る高低圧ドーム型 スクロール圧縮機と第 1実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機 1との相違 点は、固定スクロール及び可動スクロールのラップ形状のみである。したがって、以 下、固定スクロール及び可動スクロールにつ 、てのみ説明する。
第 4実施形態に係る可動スクロール基体 726は、例えば、図 48に示される金型 28 0を用いて半溶融ダイキャスト成形により成形される。
[0119] 具体的には、以下の通りである。
図 48に示されるように、可動スクロール基体 726を半溶融ダイキャスト成形するため の金型 280は、第 1型部分 281と、第 2型部分 282とからなる。第 1型部分 281と第 2 型部分 282とを組み合わせたときにできる空間部の形状は、成形される可動スクロー ル基体 726の外形形状に対応する。また、金型 280の第 2型部分 282のラップ相当 部分は、可動スクロール基体 726を金型 280から分離する際の抜き勾配が確保され るように外形形状が設定されている。具体的には、ラップ相当部分 87の全面につい て、鏡面相当部分 86aに直交する線に対して第 1角度 Θだけ傾斜がつくように、第 2 型部分 282のラップ相当部分の形状が決められている。これにより、可動スクロール 中間体 726のラップ相当部分 87は、先端の厚み tに対して、鏡面相当部分 86aとの 境界における厚み力 t+tl +tlとなる。
なお、固定スクロール基体 724も可動スクロール基体 726と同様にして製造される。 半溶融ダイキャスト成形法により成形された固定スクロール基体 724及び可動スク ロール基体 726は、さらに切削加工を行うことによって、圧縮機に組み込む最終の固 定スクロール 734及び可動スクロール 736となる。
図 49に示す固定スクロール 734は、図 50及び図 51に示す固定スクロール基体 72 4に対して機械力卩ェを施すことによって製造される。吐出穴 741の穴あけカ卩ェなどを 含めた機械加工のうち、ここでは、ラップ 85をラップ 185にするための切削加工につ いて説明を行う。
ここでは、ラップ 85を、嚙み合う相手である可動スクロール 736のラップ 187と密接 して圧縮室 740の端部と成りうる面 OS85a, IS85b, OS85bと、嚙み合う相手である 可動スクロール 736のラップ 187と密接することがない巻き始め近傍部分 85a (ラップ 85の中'、に近い咅分）の内周佃 Jの面 IS85aとに区另 IJし、前者の面 OS85a, IS85b, OS85bを切削加工するとともに、後者の面 IS85aについては切削加工を施さない。 面 OS85a, IS85b, OS85bは、巻き始め近傍部分 85aの外周側の面 OS85aと、卷 き始め近傍部分 85aよりも巻き終わりに近い部分 85bの内周側の面 IS85b及び外周 ィ則の面 OS85bである。面 OS85a, IS85b, OS85b【こ対して ίま、エンド、ミノレ【こよる切 削加工が施され、図 50及び図 51に示す傾斜がなくなり、図 49及び図 52に示す面 Ο S185a, IS185b, OS185bとなる。図 52にお!/、て点、線で示す面 OS85a, IS85b, OS85b力肖 ijられて、実線で示す面 OS185a, IS185b, OS185bに仕上げられる。 これらの面 OS185a, IS185b, OS185bの鏡面 184aに直交する線に対する傾斜角 度は、 0度である。一方、ラップ 85の巻き始め近傍部分 85aの内周側の面 IS85aは、 最終のラップ 185においても巻き始め近傍部分 185aの内周側の面としてそのまま残 される。図 52における巻き始め近傍部分 185aの拡大図を、図 53に示す。ラップ 185 の巻き始め近傍部分 185aは、外周側の面 OS185aが鏡面 184aに直交する面とな つているに対し、内周側の面 IS85aが鏡面 184aに直交する線に対して第 1角度 Θだ け傾斜している。これにより、ラップ 185の巻き始め近傍部分 85aは、ラップ 185のそ の他の部分 85bよりも、鏡面 184aとの境界における厚み taが大きくなつている。ラッ プ 185の巻き始め近傍部分 85a以外の部分 85bについては、鏡面 184aとの境界か ら先端まで同じ厚みになるように切削加工が為され、その厚みは、図 53に示す巻き 始め近傍部分 85aの先端の厚み tと同じとされて 、る。
図 54に示す可動スクロール 736は、図 48に示す可動スクロール基体 726に対して 機械加工を施すことによって製造される。機械加工のうち、ここでは、ラップ 87をラッ プ 187にするための切削加工について説明を行う。
ここでは、ラップ 87を、嚙み合う相手である固定スクロール 734のラップ 185と密接 して圧縮室 740の端部と成りうる面 OS87a, IS87b, OS87bと、嚙み合う相手である 固定スクロール 734のラップ 185と密接することがない巻き始め近傍部分 87a (ラップ 87の中'、に近い咅分）の内周佃 Jの面 IS87aとに区另 IJし、前者の面 OS87a, IS87b, OS87bを切削加工するとともに、後者の面 IS87aについては切削加工を施さない。 面 OS87a, IS87b, OS87bは、巻き始め近傍部分 87aの外周側の面 OS87aと、卷 き始め近傍部分 87aよりも巻き終わりに近い部分 87bの内周側の面 IS87b及び外周 ィ則の面 OS87bである。面 OS87a, IS87b, OS87b【こ対して ίま、エンド、ミノレ【こよる切 削加工が施され、図 48に示す傾斜がなくなり、図 54に示す面 OS187a, IS187b, OS187bとなる。図 54において点線で示す面 OS87a, IS87b, OS87bが削られて 、実線で示す面 OS187a, IS187b, OS187bに仕上げられる。これらの面 OS187a , IS187b, OS187bの鏡面 186aに直交する線に対する傾斜角度は、 0度である。 一方、ラップ 87の巻き始め近傍部分 87aの内周側の面 IS87aは、最終のラップ 187 においても巻き始め近傍部分 187aの内周側の面としてそのまま残される。ラップ 18 7の巻き始め近傍部分 187aは、外周側の面 OS187aが鏡面 186aに直交する面とな つているに対し、内周側の面 IS87aが鏡面 186aに直交する線に対して第 1角度 Θだ け傾斜している。これにより、ラップ 187の巻き始め近傍部分 87aは、ラップ 187のそ の他の部分 87bよりも、鏡面 186aとの境界における厚み taが大きくなつている。ラッ プ 187の巻き始め近傍部分 87a以外の部分 87bについては、鏡面 186aとの境界か ら先端まで同じ厚みになるように切削加工が為され、その厚みは、図 54に示すように 、厚み taよりも小さい厚み tとされている。 [0122] <圧縮機運転中のスクロールの動き >
圧縮室 740の容積変化に伴ってガス冷媒が圧縮される様子を、図 55〜図 57に示 す。図 55〜図 57は、固定スクロール 734のラップ 185と可動スクロールのラップ 187 との嚙み合い部分を横断面図にして上から見た図であり、固定スクロール 734に対し て可動スクローノレ 736力旋回することにより、図 55 (a)、図 55 (b)、図 56 (a)、図 56 ( b)、図 57 (a)、図 57 (b)の順で状態変移していく。これらの図から明らかなように、ラ ップ 185, 187の巻き始め近傍部分 185a, 187aの内周側の面 IS85a, IS87a (図中 において太線となっている面；図 58参照）については、相手のラップに接することが なぐ圧縮室 740の端部を構成せず、圧縮仕事に寄与しない面となっている。したが つて、第 1角度 Θの傾斜がついている力 これらの面 IS85a, IS87aの面精度が圧縮 室 740の密閉度合 、に影響を与えることはな!/、。
[0123] <第 4実施形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機の特徴 >
(1)
高強度材料であるダクタイル铸鉄ゃ高炭素鋼では-ァネットシエイブイ匕が困難でカロ ェ性も悪いという課題があることから、従来のスクロール圧縮機では、 FC250などの 普通铸鉄を使ってスクロールを製造して 、るものが多 、。
これに対し、第 4実施形態に係る圧縮機では、固定スクロール基体 724や可動スク ロール基体 726を、半溶融ダイキャスト成形法を用いて成形することで、高強度'高 岡 IJ性にするとともに、最終の固定スクロール 734及び可動スクロール 736に対して- ァネットシエイブに成形して 、る。
しかし、半溶融ダイキャスト材であるスクロール基体 724, 726は、熱処理により高強 度にされている一方、剛性 (ヤング率）は一定であり調整できないため、強度アップに 従ってラップ 185, 187を単に薄肉化すると、運転時にラップ 185, 187の変形量 (た わみ）が大きくなり、騒音や摩耗が生じる恐れがある。この騒音や摩耗を回避するた めに、大きな変形量を許容できるように両ラップ 185, 187間の隙間を大きく設定する と、圧縮室の密閉度合いが低下して圧縮性能が落ちる。
[0124] これを避けるために、ラップ 185, 187を単に薄肉化するのではなぐ鏡板 184, 18 6側の根元部分を厚ぐ先端部分を薄くすることで、ラップ 185, 187全体を剛性アツ プさせることが考えられる力 根元部分を全体に厚くしてしまうと圧縮室の容積が狭ま るというデメリットが生じる。また、高い精度が要求されるラップ 185, 187の側面に傾 斜を残すことにより、品質管理 (面としての精度管理)が難しくなり性能悪ィヒを招く恐 れもある。
そこで、第 4実施形態に係る圧縮機では、中心に近く圧縮された冷媒ガスからの受 圧力が大きくなるラップ 185, 187の巻き始め近傍部分 185a, 187aについては内周 側の面 IS85a, IS87aに第 1角度 Θの傾斜をつけて強度アップや変形量抑制を大幅 に図る一方、ラップ 185, 187のうち中心から離れた部分 185b, 187bについては傾 斜をなくして容量が低下することを回避している。また、ラップ 185, 187の巻き始め 近傍部分 185a, 187aの外周側の面 OS185a, OS187aについては、相手のスクロ ールと接して圧縮仕事を行う面であり、大きな傾斜をつけると面精度の管理が難しく なって両スクロール 734, 736の接触部分での冷媒ガスの漏れが増える恐れがある ため、傾斜をなくしている。ラップ 185, 187の巻き始め近傍部分 185a, 187aの内周 側の面 IS85a, IS87aについて第 1角度 Θの傾斜をつけている力 これらの面 IS85a , IS87aは、相手のスクロールに接して圧縮室 740の密閉度合いに影響を与える面 ではないため、デメリットが生じない。
[0125] このように、第 4実施形態に係る圧縮機では、ラップ 185, 187の巻き始め近傍部分 185a, 187a以外の部分 185b, 187bについては、圧力が比較的低いことから強度 や変形量よりも容量アップを重視して傾斜角度をゼロとし、ラップ 185, 187の卷き始 め近傍部分 185a, 187aの内周側の面 IS85a, IS87aについては、圧力が比較的 高いことから強度アップや変形量抑制を重視して傾斜角度をつけ (第 1角度 Θ )、ラッ プ 185, 187の巻き始め近傍部分 185a, 187aの外周側の面 OS 185a, OS187aに ついては、面精度の管理及び圧縮室 740の密閉度合いを考慮して傾斜角度をゼロ としている。このため、全体としてはラップ 185, 187の厚みが小さく抑えられて容量 が大きく確保される一方、圧力が高いラップ 185, 187の巻き始め近傍部分 185a, 1 87aについて第 1角度 Θの傾斜をつけることによって、強度を確保して、変形量につ Vヽても許容レベルに抑えることができて!/、る。
[0126] なお、ラップ 185, 187の巻き始め近傍部分 185a, 187a以外の部分 185b, 187b についても、傾斜角度をゼロとしているため、面精度の管理及び圧縮室 740の密閉 度合 、の確保の点で有利となって 、る。
(2)
第 4実施形態に係る圧縮機では、スクロール 124, 126において、第 1角度 Θの傾 斜をつけている面 IS85a, IS87aを除き、他の面 OS185a, IS185b, OS185b, OS 187a, IS187b, OS187bについては全て傾斜角度をゼロとしている。このように、嚙 み合う相手のスクロールのラップに接して圧縮仕事を行う面については、全て傾斜角 度をゼロとしているため、これらの面の面精度の管理が容易となり、圧縮機の運転中 に両スクロール 124, 126のラップ 185, 187の嚙み合い部分からガス冷媒が外側の 圧縮室 740に漏れるという不具合を少なくすることができている。
[0127] (3)
第 4実施形態に係る圧縮機では、ラップ 185, 187の巻き始め近傍部分 185a, 18 7aの内周側の面 IS85a, IS87aが嚙み合う相手のラップ 187, 185に接することがな い面であって、その面精度について高い精度が要求されないことに鑑み、これらの面 IS85a, IS87aへの切削加工を省略している。これにより、コスト削減が図られるととも に、切削加工に要する時間が短縮ィ匕されている。
(4)
第 4実施形態に係る圧縮機では、成形型を抜く際の抜き勾配が切削加工前のスク ローノレ 734, 736の基体 724, 726に存在し、その抜き勾酉己力そのままラップ 185, 1 87の面 IS85a, IS87aの傾斜になって!/ヽる。した力 ^つて、ラップ 185, 187の面 IS85 a, IS87aを、切削加工なしに第 1角度 Θにすることができている。
[0128] (5)
第 4実施形態に係る圧縮機では、スクロール 734, 736において、ラップ 185, 187 の巻き始め近傍部分 185a, 187aは、外周側の面 OS185a, OS187a力鏡面 184a , 186aに直交する面となっているに対し、内周側の面 IS85a, IS87a力鏡面 184a, 186aに直交する線に対して第 1角度 Θだけ傾斜している。これにより、ラップ 185, 1 87の巻き始め近傍部分 85a, 87aは、ラップ 185, 187のその他の部分 85b, 87bよ りも、鏡面 184a, 186aとの境界における厚み taが大きくなつている。このため、この 圧縮機では、スクロール 734, 736においてラップ 185, 187の巻き始め近傍部分 18 5a, 187aの強度が高められている。したがって、この圧縮機では、二酸化炭素等の 高圧冷媒が圧縮される場合であってもスクロール 734, 736が高差圧による応力増 大に耐えることができる。また、この効果によりこのスクロール 734, 736の歯高を高く することができる。つまり、ラップ 185, 187を小径化しながらも圧縮室 740の容量を 大きくすることができる。そして、圧縮機がこのように小径ィ匕できると、胴部ケーシング 部 11が小径ィ匕される。小径ィ匕された月同体ケーシング部 11は、従来の胴体ケーシング に比べて薄い肉厚で同じ耐圧強度を示すことができる。このため、胴体ケーシング部 11の原料コスト等を低減することができる。また、スクロール 734, 736のラップ 185, 187の小径ィ匕が可能となる。このため、摺動の厳しいスラスト部の摺動面積を大きくす ることがでさる。
[0129] (6)
第 4実施形態に係る圧縮機では、スクロール 734, 736が半溶融成形法によって製 造される。このため、スクロール 734, 736は、従来の铸造成形法で得られるものより も表面粗度が小さくなる。このため、この圧縮機では、二酸化炭素等の高圧冷媒が圧 縮される場合であっても、スクロール 734, 736の表面からの亀裂が発生しにくい。
<第 4実施形態の変形例 >
第 4実施形態では、半溶融ダイキャスト成形法などの半溶融成形法によって圧縮機 のスクロール 734, 736の基体 724, 726を製造している力 本発明はこれに限定さ れるものではない。例えば、金属材料の高温の湯を成形型に注入することによって铸 造されるスクロールの場合でも、圧縮動作において相手のスクロールに接しないラッ プ中心の巻き始め近傍部分の内周側の面の傾斜角度だけを大きくして、強度アップ や変形量削減を図りながら圧縮室の容積を大きく確保することができる。
[0130] 但し、高強度材料を用いて、強度アップに較べて比較的剛性のアップが望めな ヽ スクロールの場合においては、ラップの中心の巻き始め近傍部分における変形量 (た わみ）の問題力 Sクローズアップされることになるため、この部分だけを剛性アップさせ る本発明の有用性が高くなる。
第 5実施形態 以下、第 5実施形態に係る摺動部品を用いた圧縮機について、スイング圧縮機を 例に挙げて説明する。
第 5実施形態に係るスイング圧縮機 801は、図 59に示されるように、 2シリンダタイ プのスイング圧縮機であって、主に、円筒状の密閉ドーム型のケーシング 810、スィ ング圧縮機構 815、駆動モータ 816、吸入管 819、吐出管 820及びマフラー 860か ら構成されている。なお、このスイング圧縮機 801には、ケーシング 810にアキユーム レータ (気液分離器) 895が取り付けられている。以下、このスイング圧縮機 801の構 成部品につ ヽてそれぞれ詳述して!/ヽく。
[0131] <スイング圧縮機の構成部品の詳細 >
(1)ケーシング
ケーシング 810は、略円筒状の胴部ケーシング部 811と、胴部ケーシング部 811の 上端部に気密状に溶接される椀状の上壁部 812と、胴部ケーシング部 811の下端部 に気密状に溶接される椀状の底壁部 813とを有する。そして、このケーシング 810〖こ は、主に、ガス冷媒を圧縮するスイング圧縮機構 815と、スイング圧縮機構 815の上 方に配置される駆動モータ 816とが収容されている。このスイング圧縮機構 815と駆 動モータ 816とは、ケーシング 810内を上下方向に延びるように配置されるクランク軸 817によって連結されている。
(2)スイング圧縮機構
スイング圧縮機構 815は、図 59及び図 61に示されるように、主に、クランク軸 817と 、ピストン 821と、ブッシュ 822と、フロントヘッド 823と、第 1シリンダブロック 824と、ミ ドルプレート 825と、第 2シリンダブロック 826と、リアヘッド 827とから構成されている。 なお、第 5実施形態において、フロントヘッド 823、第 1シリンダブロック 824、ミドルプ レー卜 825、第 2シジンダブロック 826及びジャヘッド 827は、複数本のボノレ卜 890によ つて一体に締結されている。また、第 5実施形態において、このスイング圧縮機構 81 5はケーシング 810の底部に貯められている潤滑油 Lに浸漬されており、スイング圧 縮機構 815には、潤滑油 Lが差圧給油されるようになっている。以下、このスイング圧 縮機構 815の構成部品につ 、てそれぞれ詳述して！/、く。
[0132] a)第 1シリンダブロック 第 1シリンダブロック 824には、図 60に示されるように、シリンダ孔 824a、吸入孔 82 4b、吐出路 824c、ブッシュ収容孔 824d及びブレード収容孔 824eが形成されている 。シリンダ孔 824aは、図 59及び図 60に示されるように、板厚方向に沿って貫通する 円柱状の孔である。吸入孔 824bは、外周壁面カもシリンダ孔 824aに貫通している。 吐出路 824cは、シリンダ孔 824aを形作る円筒部の内周側の一部が切り欠かれるこ とによって形成されている。ブッシュ収容孔 824dは、板厚方向に沿って貫通する孔 であって、板厚方向に沿って見た場合において吸入孔 824bと吐出路 824cとの間に 配置されている。ブレード収容孔 824eは、板厚方向に沿って貫通する孔であって、 ブッシュ収容孔 824dと連通して 、る。
[0133] そして、この第 1シリンダブロック 824は、シリンダ孔 824aにクランク軸 817の偏心軸 部 817a及びピストン 821のローラー部 821aが収容され、ブッシュ収容孔 824dにピ ストン 821のブレード部 821b及びブッシュ 822が収容され、ブレード収容孔 824eに ピストン 821のブレード部 821bが収容された状態で吐出路 824cがフロントヘッド 82 3側を向くようにしてフロントヘッド 823とミドルプレート 825とに嵌合される（図 61参照 )。この結果、スイング圧縮機構 815には第 1シリンダ室 Rclが形成され、この第 1シリ ンダ室 Rclはピストン 821によって吸入孔 824bと連通する吸入室と、吐出路 824cと 連通する吐出室とに区画されることになる。
b)第 2シリンダブロック
第 2シリンダブロック 826には、第 1シリンダブロック 824と同様、図 60に示されるよう に、シリンダ孔 826a、吸入孔 826b、吐出路 826c、ブッシュ収容孔 826d及びブレー ド収容孔 826eが形成されている。シリンダ孔 126aは、図 59及び図 60に示されるよう に、板厚方向に沿って貫通する円柱状の孔である。吸入孔 826bは、外周壁面から シリンダ孔 826aに貫通している。吐出路 826cは、シリンダ孔 826aを形作る円筒部 の内周側の一部が切り欠かれることによって形成されている。ブッシュ収容孔 826d は、板厚方向に沿って貫通する孔であって、板厚方向に沿って見た場合において吸 入孔 826bと吐出路 826cとの間に配置されている。ブレード収容孔 826eは、板厚方 向に沿って貫通する孔であって、ブッシュ収容孔 826dと連通している。
[0134] そして、この第 2シリンダブロック 826は、シリンダ孔 826aにクランク軸 817の偏心軸 部 817b及びピストン 821のローラー部 821aが収容され、ブッシュ収容孔 826dにピ ストン 821のブレード部 821b及びブッシュ 822が収容され、ブレード収容孔 826eに ピストン 821のブレード部 821bが収容された状態で吐出路 826cがリアヘッド 827側 を向くようにしてリアヘッド 827とミドルプレート 825とに嵌合される（図 61参照）。この 結果、スイング圧縮機構 815には第 2シリンダ室 Rc2が形成され、この第 2シリンダ室 Rc2はピストン 821によって吸入孔 826bと連通する吸入室と、吐出路 826cと連通す る吐出室とに区画されることになる。
c)クランク軸
クランク軸 817には、一方の端部に 2つの偏心軸部 817a, 817bが設けられている 。なお、この 2つの偏心軸部 817a, 817bは、互いの偏心軸がクランク軸 817の中心 軸を挟んで対向するように形成されている。また、このクランク軸 817は、偏心軸部 81 7a, 817bが設けられていない側が駆動モータ 816のロータ 852に固定されている。
[0135] d)ピストン
ピストン 821は、図 59及び図 62に示されるように、略円筒状のローラー部 821aと、 ローラー部 821aの径方向外側に突出するブレード部 821bとを有する。なお、ローラ 一部 821aは、クランク軸 817の偏心軸部 817a, 817bに嵌合された状態でシリンダ ブロック 824, 826のシリンダ:？し 824a, 826a【こ挿人される。これ【こより、口一ラー咅 21aは、クランク軸 817が回転すると、クランク軸 817の回転軸を中心とした公転運動 を行う。また、ブレード部 821bは、ブッシュ収容孔 824d, 826d及びブレード収容孔 824e, 826eに収容される。これによりブレード部 821bは、揺動すると同時に長手方 向に沿って進退運動を行うことになる。
e)ブッシュ
ブッシュ 822は、略半円柱状の部材であって、ピストン 821のブレード部 821bを挟 み込むようにしてブッシュ収容孔 824d, 826dに収容される。
[0136] f)フロントヘッド
フロントヘッド 823は、第 1シリンダブロック 824の吐出路 824c側を覆う部材であつ て、ケーシング 810に嵌合されている。このフロントヘッド 823には軸受部 823aが形 成されており、この軸受部 823aにはクランク軸 817が挿入される。また、このフロント ヘッド 823には、第 1シリンダブロック 824に形成された吐出路 824cを通って流れて くる冷媒ガスを吐出管 820に導くための開口 823bが形成されている。そして、この開 口 823bは、冷媒ガスの逆流を防止するための吐出弁（図示せず）により閉塞されたり 開放されたりする。
g)リアヘッド
リアヘッド 827ίま、第 2シリンダブロック 826の吐出路 826cftlJを覆う。このリアヘッド 8 27には軸受部 827aが形成されており、この軸受部 827aにはクランク軸 817が挿入 される。また、このリアヘッド 827には、第 2シリンダブロック 826に形成された吐出路 8 26cを通って流れてくる冷媒ガスを吐出管 820に導くための開口（図示せず）が形成 されている。そして、この開口は、冷媒ガスの逆流を防止するための吐出弁（図示せ ず）により閉塞されたり開放されたりする。
[0137] h)ミドルプレート
ミドノレプレート 825は、第 1シリンダブロック 824と第 2シリンダブロック 826との間に 配置され、第 1シリンダ室 Rclと第 2シリンダ室 Rc2とを区画する。
(3)駆動モータ
駆動モータ 816は、第 5実施形態において直流モータであって、主に、ケーシング 810の内壁面に固定された環状のステータ 851と、ステータ 851の内側に僅かな隙 間（エアギャップ通路）をもって回転自在に収容されたロータ 852とから構成されてい る。
ステータ 851には、ティース部（図示せず）〖こ銅線が卷回されており、上方及び下方 にコイルエンド 853が形成されている。また、ステータ 851の外周面には、ステータ 85 1の上端面力 下端面に亘り且つ周方向に所定間隔をおいて複数個所に切欠形成 されて 、るコアカット部（図示せず）が設けられて 、る。
[0138] ロータ 852には、回転軸に沿うようにクランク軸 817が固定されている。
(4)吸入管
吸入管 819は、ケーシング 810を貫通するように設けられており、一端が第 1シリン ダブロック 824及び第 2シリンダブロック 826に形成される吸入孔 824b, 826bに嵌め 込まれており、他端がアキュームレータ 895に嵌め込まれている。 (5)吐出管
吐出管 820は、ケーシング 810の上壁部 812を貫通するように設けられている。
(6)マフラー
マフラー 860は、冷媒ガスの吐出音を消音するためのものであって、フロントヘッド 8 23に取り付けられている。
[0139] <摺動部品の製造方法 >
第 5実施形態に係るスイング圧縮機 801において、シリンダブロック 824, 826、ビス トン 821及びクランク軸 817は、第 1実施形態の摺動部品の製造方法と同様の製造 方法で製造される。なお、このとき、熱処理工程では、ピストン 821及びクランク軸 81 7は、硬度が HRB90よりも高く HRB100よりも低くなるような条件下で熱処理される。 また、第 5実施形態では、仕上げ工程後、シリンダブロック 824, 826のブッシュ収 容孔 824d, 826dに高周波加熱器が挿入され、ブッシュ収容孔 824d, 826d周辺の 部分の硬度が HRC50よりも高く HRC65よりも低くなるようにシリンダブロック 824, 8 26に高周波加熱処理が施される。なお、高周波加熱処理前のシリンダブロック 824, 826は、硬度が HRB90よりも高く HRB100よりも低くなるような条件下で熱処理され る。また、クランク軸 817は、仕上げ工程後、フロントヘッド 823及びリアヘッド 827に 収容される主軸部及び副軸部の部分に高周波加熱処理が施される。
[0140] また、第 5実施形態では、仕上げ工程後、ピストン 821のうち応力が集中しやすい ブレード部 821bの付け根部の周辺部 SC8 (図 62参照。部分熱処理箇所には網掛 けのノ、ツチングが施されている。 )に部分熱処理が施される。
<スイング圧縮機の運転動作 >
駆動モータ 816が駆動されると、偏心軸部 817a, 817bがクランク軸 817周りに偏 心回転して、この偏心軸部 817a, 817bに嵌合されたローラー部 821aが、外周面を シリンダ室 Rcl, Rc2の内周面に接して公転する。そして、ローラー部 821aがシリン ダ室 Rcl, Rc2内で公転するに伴って、ブレード部 821bは両側面をブッシュ 822に よって保持されながら進退動する。そうすると、吸入口 819から低圧の冷媒ガスが吸 入室に吸入されて、吐出室で圧縮されて高圧にされた後、吐出路 824c, 826cから 高圧の冷媒ガスが吐出される。 [0141] <スイング圧縮機の特徴 >
(1)
第 5実施形態では、シリンダブロック 824, 826及びピストン 821が半溶融ダイキャス ト成形工程及び熱処理工程を経て製造される。このため、従来の砂型铸造方法によ り製造される片状黒鉛铸鉄製のシリンダブロックやピストンよりも高引張強度かつ高剛 性のシリンダブロックやピストンを容易に得ることができる（熱処理を施すことにより FC 250より高強度 ·高剛性となるため）。
(2)
第 5実施形態では、シリンダブロック 824, 826及びピストン 821が半溶融ダイキャス ト成形工程及び熱処理工程を経て製造され、その硬度が HRB90よりも高く HRB10 0よりも小さくなるように調整される。そして、このとき、シリンダブロック 824, 826及び ピストン 821は、 600MPaから 900MPaの範囲にほぼ相当する。このため、この圧縮 機の摺動部品の製造方法を採用すれば、シリンダブロック 824, 826及びピストン 82 1を薄肉化することができる。したがって、スイング圧縮機 801を小径ィ匕することができ 、引いてはシリンダブロック 824, 826やピストン 821の摩耗の低減や圧縮容量の大 容量化が可能となる。
[0142] (3)
第 5実施形態の熱処理工程では、シリンダブロック基体及びピストン基体の硬度が HRB90よりも高く HRB100よりも低くなるような熱処理が行われる。このため、この圧 縮機の摺動部品の製造方法を採用すると、圧縮機運転時にお!、て十分な耐久性を 発現することができ、かつ、可及的早い時期に「なじみ」が起こりやすぐかつ、異常 運転時にお 、て焼付きが生じることがな!、シリンダブロック 824, 826及びピストン 82 1を製造することができる。また、硬度がこの範囲である場合、シリンダブロック基体及 びピストン基体の被削性が良好になるとともにシリンダブロック基体及びピストン基体 にキズが入りに《取り扱いが楽になる。このため、工具摩耗や工具の欠けが発生し に《なって工具寿命が延び、かつ、構成刃先ができに《なり切り粉の処理性が良 好となるともに加工時間を短縮できるため加工コストが低減する。ちなみに、同引張 強度の FCDに対して、硬度が低い（同じ硬度であれば引張強度が高い)ため、工具 摩耗や加工時間に優れるにもかかわらず、高引張強度化できるとも言える。
[0143] (4)
第 5実施形態では、シリンダブロック 824, 826が半溶融ダイキャスト成形工程及び 熱処理工程を経て製造された後、さらにブッシュ収容孔 824d, 826dに高周波加熱 器が挿入され、ブッシュ収容孔 824d, 826d周辺の部分の硬度が HRC50よりも高く HRC65よりも低くなるように焼入れ処理が施される。このため、 CO等の自然冷媒が
2
吸入されてもブッシュ収容孔 824d, 826d周辺の部分の摩耗が抑制される。
(5)
第 5実施形態では、クランク軸 817のうちフロントヘッド 823及びリアヘッド 827に収 容される主軸部、副軸部及びピストン 821が嵌合される偏心軸部の部分に高周波加 熱処理が施される。このため、主軸部、副軸部及び偏心軸部の部分に十分な耐摩耗 性を付与することができる。したがって、クランク軸 817を長寿命化することができる。
[0144] (6)
第 5実施形態では、ピストン 821のうち応力が集中しやすいブレード部 821bの付け 根部の周辺部 SC8に部分熱処理が施される。このため、ブレード部 121bに少々大 きな荷重が力かってもピストン 121が破壊しにくい。
<第 5実施形態の変形例 >
(A)
第 5実施形態では、スイング圧縮機 801のシリンダブロック 824, 826及びピストン 8 21の硬度が HRB90よりも大きく HRB100よりも小さくなるようにシリンダブロック 824 , 826及びピストン 821が熱処理された後、ブッシュ収容孔 824d, 826dに高周波加 熱器が挿入され、ブッシュ収容孔 824d, 826d周辺の部分の硬度が HRC50よりも高 く HRC65よりも低くなるように焼入れ処理が施された。ここで、このような硬度調節技 術を図 64に示されるようなロータリ圧縮機 901のシリンダブロック 924やローラ 921に 適用してもよい。つまり、ロータリ圧縮機 901のシリンダブロック 924及びローラ 921の 硬度が HRB90よりも大きく HRB100よりも小さくなるようにシリンダブロック 924及び ローラ 921が熱処理された後、ベーン収容孔 924dに高周波加熱器が挿入され、ベ ーン収容孔 924d周辺の部分の硬度が HRC50よりも高く HRC65よりも低くなるよう にシリンダブロック 924に焼入れ処理が施されてもよいということである（図 63参照）。 また、ベーン 922が同様の方法で製造されてもよい。なお、図 63及び図 64において 、符号 924aはシリンダ孔を示し、符号 924cは吐出路を示し、符号 924bは吸入孔を 示し、符号 917はクランク軸を示し、符号 917aはクランク軸の偏心軸部を示し、符号 923はスプリングを示し、符号 Rc 3はシリンダ室を示して 、る。
[0145] なお、ローラ 921及びシリンダブロック 924は、第 1実施形態の変形例 (H)に記載さ れる製造方法に従って製造されても力まわな 、。
(B)
第 5実施形態に係るスイング圧縮機 801は 2シリンダタイプのスイング圧縮機であつ た力 1シリンダタイプのスイング圧縮機であってもよ!/、。
(C)
第 5実施形態に係るスイング圧縮機 801では、シリンダブロック 824, 826及びピスト ン 821が半溶融ダイキャスト成形工程及び熱処理工程を経て製造されたが、さらにク ランクシャフト 817や、フロントヘッド 823、リアヘッド 827、ミドルプレート 825等の摺 動部品が同様の工程を経て製造されてもよい。
産業上の利用可能性
[0146] 本発明に係る圧縮機の摺動部品は、高引張強度であって、運転時において十分な 耐久性を発現することができ、かつ、可及的早い時期に「なじみ」が起こりやすぐ つ、異常運転時において焼付きが生じることないので、更新需要向けの圧縮機として 有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 炭素含有量が 2. 0wt%〜2. 7wt%であり、ケィ素含有量が 1. Owt%〜3. Owt% であり、残部が不可避不純物を含む鉄力 成ると共に黒鉛が片状黒鉛铸鉄の片状 黒鉛よりも小さぐ少なくとも一部の硬度が HRB90よりも高く HRB100よりも低い 圧縮機の摺動部品。
[2] 半溶融ダイキャスト成形又は半凝固ダイキャスト成形により成形された後に急冷され
、更にその後に熱処理されて製造される
請求項 1に記載の圧縮機の摺動部品。
[3] 金型铸造成形により成形された後に急冷され、更にその後に熱処理されて製造さ れる
請求項 1に記載の圧縮機の摺動部品。
[4] ヤング率に対する引張強度の比が 0. 0046以下である
請求項 1から 3のいずれかに記載の圧縮機の摺動部品。
[5] 一部に部分熱処理が施されている
請求項 1から 4のいずれかに記載の圧縮機の摺動部品。
[6] 前記部分熱処理が施される箇所の硬度は、 HRC50よりも高く HRC65よりも低い 請求項 5に記載の圧縮機の摺動部品。
[7] 前記部分熱処理が施される箇所は、応力集中部である
請求項 5又は 6に記載の圧縮機の摺動部品。
[8] 中央付近の所定の部分を薄肉に形成することが可能な凸部を有する成形型を用い て製造され、中央付近に薄肉の所定の部分を備える
請求項 1から 7のいずれかに記載の圧縮機の摺動部品。
[9] 中央付近の所定の部分を薄肉に形成することが可能な凸部を有する成形型を用い て中央付近に薄肉の所定の部分を備えている摺動部品の基体を成形し、前記基体 における薄肉の所定の部分に貫通孔を形成することにより製造される
請求項 1から 7のいずれかに記載の圧縮機の摺動部品。
[10] 炭素含有量が 2. 0wt%〜2. 7wt%であり、ケィ素含有量が 1. Owt%〜3. Owt% であり、残部が不可避不純物を含む鉄力 成ると共に黒鉛が片状黒鉛铸鉄の片状 黒鉛よりも小さい圧縮機のスクロール部品であって、
板部と、
前記板部の第 1板面から前記第 1板面に垂直な方向に向かって渦巻形状を保持し ながら延びる渦巻部と、を備え、
前記板部及び前記渦巻部は、硬度が HRB90よりも高く HRB100よりも低い 圧縮機のスクロール部品。
[11] 前記渦巻部は、成形型に対する抜き勾配が巻き角に応じて変化している
請求項 10に記載の圧縮機のスクロール部品。
[12] 前記渦巻部は、中心に近い巻き始めの部分における前記成形型に対する抜き勾 配が外側の巻き終わりの部分の抜き勾配よりも大きい渦巻き形状を呈する 請求項 11に記載の圧縮機のスクロール部品。
[13] 前記渦巻部は、外側の巻き終わりの部分における前記成形型に対する抜き勾配が 中心に近い巻き始めの部分の抜き勾配よりも大きい渦巻き形状を呈する
請求項 11に記載の圧縮機のスクロール部材。
[14] 前記渦巻部は、中心に近い巻き始め近傍部分の内周側に位置する第 1面が前記 平面部に直交する線に対して第 1角度だけ傾斜し、
前記第 1面以外の面は、前記平面部に直交する線に対する傾斜角度が前記第 1角 度よりも小さい
請求項 10に記載の圧縮機のスクロール部品。
[15] 前記ラップの前記巻き始め近傍部分は、前記ラップのその他の部分よりも、前記平 面部との境界における厚みが大きい、
請求項 14に記載のスクロール部品。
[16] 炭素含有量が 2. 0wt%〜2. 7wt%であり、ケィ素含有量が 1. Owt%〜3. Owt% であり、残部が不可避不純物を含む鉄力 成ると共に黒鉛が片状黒鉛铸鉄の片状 黒鉛よりも小さぐ少なくとも一部の硬度が HRB90よりも高く HRB100よりも低い圧縮 機の摺動部品基体。
[17] 炭素含有量が 2. 0wt%〜2. 7wt%であり、ケィ素含有量が 1. Owt%〜3. Owt% であり、残部が不可避不純物を含む鉄力 成ると共に黒鉛が片状黒鉛铸鉄の片状 黒鉛よりも小さぐ少なくとも一部の硬度が HRB90よりも高く HRB100よりも低い摺動 部品が組み込まれている
圧縮機。
二酸化炭素 (CO )冷媒に対応可能である請求項 17に記載の圧縮機。
PCT/JP2007/053551 2006-02-28 2007-02-26 圧縮機の摺動部品、摺動部品基体、スクロール部品及び圧縮機 WO2007099919A1 (ja)

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