WO2012086577A1 - 圧縮機 - Google Patents

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WO2012086577A1
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roller
compression chamber
compressor
piston
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丈雄 林
雄一 山本
樋口 順英
ちひろ 遠藤
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ダイキン工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a compressor that compresses a refrigerant.
  • a compressor according to a first aspect of the present invention includes a resin layer on the entire surface or a part of a sliding surface of a sliding member that slides when the refrigerant is compressed.
  • the arithmetic average surface roughness Ra of the resin layer is 0.3 or more, or the entire surface or part of the region facing the resin layer is higher in hardness than the resin layer and arithmetic The average surface roughness Ra is 0.3 or more.
  • the resin layer having an arithmetic average surface roughness Ra of 0.3 or more, (1) an axial end surface of the piston, (2) ) A surface of the first end plate member facing the axial end surface of the piston; (3) a surface of the second end plate member facing the axial end surface of the piston; (4) an outer peripheral surface of the roller; 5) At least the inner peripheral surface of the compression chamber One of the entire surface or formed in a portion, characterized in that is.
  • the convex portion constituting the surface roughness of the resin layer has a pointed tip. For this reason, it is easy to cut or deform the convex portion when the resin layer is in contact with another member. Accordingly, the surface pressure between the contact surfaces can be quickly and reliably reduced.
  • the compressor according to a seventh aspect of the present invention is the compressor according to any one of the first to sixth aspects, wherein the unevenness constituting the surface roughness of the resin layer having an arithmetic average surface roughness Ra of 0.3 or more is the resin It is formed only in the layer.
  • the resin layer can prevent seizure and reduce friction loss.
  • the axial end surface of the roller or the axial end surface of the vane, and the axial end surface of the roller of the end plate member or the axial end surface of the vane are formed on the entire surface or a part thereof.
  • the entire surface or part of the region facing the resin layer on the other of the facing surfaces is higher in hardness than the resin layer and has an arithmetic average surface roughness Ra of 0.3 or more. To do.
  • the surface of the resin layer is in contact with other members.
  • the surface of the resin layer is scraped until the surface pressure almost stops acting. Thereby, since the surface pressure between contact surfaces reduces, a friction loss can be reduced and the fall of the efficiency of a compressor can be suppressed.
  • the resin layer when the tip surface of the first wrap and the flat plate portion of the second scroll slide, when the tip surface of the second wrap and the recess of the first scroll slide, or the side surface of the first wrap Alternatively, when the inner peripheral surface of the recess and the side surface of the second lap slide, the resin layer can prevent seizure and reduce friction loss.
  • the convex portion constituting the surface roughness of the resin layer has a tapered shape, and its vertical width is larger than the horizontal width. For this reason, it is easy to cut or deform the convex portion when the resin layer is in contact with another member. Accordingly, the surface pressure between the contact surfaces can be quickly and reliably reduced.
  • the adhesion between the resin layer and the base material is good, and the resin layer hardly peels off.
  • the resin layer when the axial end face of the piston and the end plate member slide, the resin layer can prevent seizure and reduce friction loss.
  • FIG. 13 (b) is the elements on larger scale of FIG. It is the figure which looked at the front head from the lower part in the compressor concerning a 5th embodiment of the present invention. It is a perspective view of the piston of the compressor concerning a 5th embodiment of the present invention. It is the figure which showed the partial enlarged view of the compressor which concerns on 5th Embodiment of this invention typically, Comprising: (a) shows the state which the resin layer is not swollen, (b) is the resin layer swelled. It shows the state. It is the figure which showed typically the elements on larger scale of the compressor which concerns on 6th Embodiment of this invention. It is a perspective view of the roller and vane of the compressor concerning a 7th embodiment of the present invention.
  • 21 is a cross-sectional view taken along line EE in FIG. 20. It is the enlarged view which showed typically the cross section of the resin layer and base material of other embodiment of this invention. It is the enlarged view which showed typically the cross section of the resin layer and base material of other embodiment of this invention. It is the enlarged view which showed typically the cross section of the resin layer and base material of other embodiment of this invention. It is a top view of the piston of other embodiments of the present invention. It is a top view of the piston of other embodiments of the present invention. It is the figure which looked at the front head of other embodiments of the present invention from the lower part.
  • the cylinder 30 is formed with the compression chamber 31 described above, a suction hole 32 for introducing a refrigerant into the compression chamber 31, and a blade accommodating portion 33.
  • 2A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1, and the ejection holes 22 of the front head 20 do not appear originally, but are shown for convenience of explanation.
  • the cylinder 30 is made of a metal material, and is formed by sintering, casting, or cutting out metal powder.
  • the piston 40 includes an annular roller 41 and a blade 42 extending radially outward from the outer peripheral surface of the roller 41.
  • the roller 41 is mounted on the outer peripheral surface of the eccentric portion 8 a so as to be relatively rotatable, and is disposed in the compression chamber 31.
  • the blade 42 is disposed between the pair of bushes 34 disposed in the blade accommodating portion 33 so as to advance and retreat.
  • FIG. 5A and FIG. 6 show the compressor 1 at the time of shipment.
  • the vertical length H1 of the piston 40 at the time of shipment is slightly smaller than the vertical length H2 of the compression chamber 31, and the difference is, for example, about 5 to 15 ⁇ m.
  • the outer diameter of the roller 41 at the time of shipment is, for example, about 5 to 30 ⁇ m between the outer peripheral surface of the roller 41 and the peripheral wall surface of the compression chamber 31 in a state of being attached to the eccentric portion 8a.
  • a small gap d1 hereinafter, this gap is referred to as a radial gap d1).
  • the film thickness of the resin layers 44a to 44c at this time is, for example, It is about 10 to 20 ⁇ m.
  • the film thickness is not limited to this thickness.
  • the shape of the convex portions constituting the surface roughness of the resin layers 44a to 44c is a tapered shape as shown in FIG. 7, and the vertical width is larger than the horizontal width.
  • the skewness (skewness) Rsk of the roughness curve is greater than 0, and the maximum height roughness Rz (see FIG. 7) is the average length RSm of the roughness curve elements (see FIG. 7). ) Is preferably larger.
  • the convex portions constituting the surface roughness of the resin layers 44a to 44c may not have sharp tips.
  • the tip of the convex portion may be curved and the cross-sectional shape of the convex portion may be trapezoidal.
  • the convex portions constituting the surface roughness of the resin layers 44a to 44c may have a horizontal width equal to or smaller than the vertical width.
  • the maximum height roughness Rz may be equal to or less than the average length RSm of the roughness curve elements.
  • the resin composition solution is applied to the surface of the substrate and dried several times, and then polished to uniform the thickness to form a resin coating layer having a predetermined thickness. This polishing process may be omitted. Then, the surface of the resin coating layer is cut with a dedicated tool to form fine irregularities (roughening). In addition, you may form a fine unevenness
  • the method of forming the resin layers 44a to 44c is not limited to the method described above.
  • FIG. 2A shows a state where the piston 40 is at the top dead center.
  • FIGS. 2B to 2D show that the shaft 8 is rotated from the state of FIG. It shows a state rotated by 270 ° at 180 ° (bottom dead center).
  • lubricating oil L discharged to the outside of the compression mechanism 10 is formed on the outer peripheral surface of the stator 7b after passing through the air gap between the stator 7b and the rotor 7a together with the refrigerant.
  • the recessed portion (not shown) and the inner peripheral surface of the sealed casing 2, and through the oil return hole 23 of the front head 20 is returned to the storage section at the lower portion of the sealed casing 2.
  • the materials and thicknesses of the resin layers 243a to 243c, 246a, and 246b are the same as those of the resin layers 44a to 44c of the piston 40 of the first embodiment. Further, the surfaces of the resin layers 243a to 243c, 246a and 246b are roughened in the same manner as the surfaces of the resin layers 44a to 44c of the piston 40 of the first embodiment.
  • the motor 307 has substantially the same configuration as the motor 7 of the first embodiment, and has a substantially annular stator 307b fixed to the inner peripheral surface of the hermetic casing 302, and a radially inner side of the stator 307b. And a rotor 307a disposed through an air gap.
  • the outer peripheral surface of the stator 307b is not in close contact with the inner peripheral surface of the hermetic casing 302 over the entire periphery.
  • the outer peripheral surface of the stator 307b extends in the vertical direction and has a space above and below the motor 307.
  • a plurality of recesses (not shown) to be communicated are formed side by side in the circumferential direction.
  • an oil supply passage 308b that penetrates the shaft 308 in the vertical direction is formed inside the shaft 308.
  • a pump member (not shown) for sucking the lubricating oil L into the oil supply passage 308b as the shaft 308 rotates is inserted into the lower end portion of the oil supply passage 308b.
  • the shaft 308 is formed with a plurality of discharge holes 308 c for discharging the lubricating oil L in the oil supply passage 308 b to the outside of the shaft 308.
  • the fixed scroll 330 is a substantially disk-shaped member, and a bolt (not shown) is attached to the housing 320 so that the outer peripheral side portion of the lower surface thereof is in close contact with the upper surface of the housing 320. It is fixed.
  • a substantially circular recess 331 is formed at the center of the lower surface of the fixed scroll 330.
  • a spiral fixed side wrap (first wrap) 332 protruding downward is formed on the bottom surface (back surface) of the recess 331.
  • the lower surface of the fixed scroll 330 (excluding the bottom surface of the recess 331) and the front end surface of the fixed side wrap 332 are formed substantially flush with each other.
  • the outer peripheral side end (winding end end) of the fixed side wrap 332 is connected to the peripheral wall surface of the recess 331.
  • the movable scroll 340 includes a disk-shaped flat plate portion 341, a spiral movable side wrap 342 that protrudes upward from the upper surface of the flat plate portion 341, and a cylindrical bearing portion 343 that protrudes downward from the lower surface of the flat plate portion 341. It is composed of An eccentric portion 308a is inserted inside the bearing portion 343 so as to be relatively rotatable.
  • the movable scroll 340 of the present embodiment is composed of a base material 345 made of a metal material and thin film-like resin layers 346a to 346d covering the surface of the base material 345.
  • the outer shape of the base material 345 substantially constitutes the outer shape of the movable scroll 340.
  • the base material 345 is formed by sintering, casting, or cutting out metal powder.
  • FIGS. 14 (a) to 14 (d) show a state where the shaft 308 is rotated by 90 °, 180 ° and 270 °, respectively, from the state of FIG. 14 (a).
  • this space moves toward the center and shrinks.
  • the shaft 308 rotates twice, the shaft 308 moves to the position indicated by the hatching of the lattice in FIG.
  • this space is combined with the space surrounded by the inner peripheral surface of the movable side wrap 342 and the outer peripheral surface of the fixed side wrap 332 as shown by the hatching of the lattice in FIG. And communicates with the discharge hole 336. Thereby, the compressed refrigerant in the space is discharged from the discharge hole 336.
  • the refrigerant discharged from the discharge hole 336 passes through the communication hole 337 of the fixed scroll 330 and the communication hole 325 of the housing 320 and is discharged into the space below the housing 320, and finally, the discharge pipe 304. To the outside of the sealed casing 302.
  • the radial gaps d2 are formed at a plurality of locations between the side surface of the movable wrap 342, the side surface of the fixed wrap 332, and the peripheral wall surface of the recess 331 (see FIG. 15). ). Therefore, during normal operation of the compressor 301, the lubricating oil L discharged from the discharge hole 308c of the shaft 308 exists in the radial gap d2.
  • the resin layers 346a to 346d absorb the lubricating oil L and the refrigerant and swell. As a result, the axial gaps D3 and D4 or the radial gap d2 may be lost even during normal operation.
  • the surfaces of the resin layers 346a to 346d are relatively rough with an arithmetic average surface roughness Ra of 0.3 or more. For this reason, when the surfaces of the resin layers 346a to 346d slide in contact with other members, the minute protrusions constituting the surface roughness of the resin layers 346a to 346d can be easily scraped or not scraped. Even easily deforms. Thereby, since the surface pressure between contact surfaces reduces, a friction loss can be reduced and the fall of the efficiency of the compressor 1 can be suppressed.
  • the minute unevenness of the rough surface portion 424 is formed by performing chemical conversion treatment, cutting with a dedicated tool, laser irradiation, or the like after polishing. Note that, by not performing the polishing process, minute unevenness on the surface formed during sintering, casting, or cutting may be used as the rough surface portion 424.
  • the resin layer 444 a provided on the upper end surface of the piston 440 faces the rough surface portion 424 of the front head 420. Since the rough surface portion 424 is harder than the resin layer 444a and has a rough surface, when the rough surface portion 424 and the resin layer 444b slide in contact with each other, the minute protrusions formed on the rough surface portion 424 are formed. The surface of the resin layer 444a is scraped by the portion until the surface pressure is almost inoperative. Thereby, since the surface pressure between contact surfaces reduces, a friction loss can be reduced and the fall of the efficiency of a compressor can be suppressed. Note that the resin layer 444a does not necessarily have to be scraped to a state where the surface pressure hardly acts. The effect of reducing the friction loss can be obtained even if the surface pressure is reduced to such an extent that the surface pressure is reduced.
  • the compressor of this embodiment is arrange
  • the compressor of the present embodiment is a two-cylinder rotary compressor that is substantially the same as that of the second embodiment, and the configuration of the surfaces of the two pistons, the front head, and the middle plate is different from that of the second embodiment. . Since the other configuration is the same as that of the second embodiment, the same reference numerals are used and description thereof is omitted as appropriate.
  • the front head 520 of the present embodiment has a surface roughness similar to that of the rough surface portion 424 of the fifth embodiment on a portion of the lower surface that overlaps with the compression chamber 131 of the cylinder 130 when viewed from above and below.
  • a rough surface portion 524 having s is formed.
  • a rough surface portion 551 having a surface roughness similar to that of the rough surface portion 524 is formed in a portion of the lower surface that overlaps with the compression chamber 161 of the cylinder 160 when viewed from above and below. Yes.
  • the arithmetic average surface roughness Ra of the upper surface of the middle plate 550 and the upper surface of the rear head 180 is, for example, less than 0.3.
  • the two pistons 540 and 570 of the present embodiment are composed of a base material 443 made of a metal material and thin-film resin layers 444a and 444b covering the surface of the base material 443, similarly to the piston 440 of the fifth embodiment. Has been.
  • resin layers 444a and 444b are provided on the upper and lower end surfaces of the pistons 540 and 570, as in the fifth embodiment, and the resin layer 444a on the upper end surface of the pistons 540 and 570 is disposed on the portion facing the resin layer 444a. Since the rough surface portions 524 and 551 are formed, the same effect as that of the fifth embodiment can be obtained.
  • the compressor of the present embodiment is a one-cylinder rotary compressor that is substantially the same as that of the third embodiment, and the configuration of the surfaces of the rollers, vanes, and front head is different from that of the third embodiment. Since other configurations are the same as those of the third embodiment, the same reference numerals are used and description thereof is omitted as appropriate.
  • the front head of this embodiment has the same configuration as the front head 420 of the fifth embodiment, and has a rough surface portion 424 on the lower surface.
  • the roller 641 of this embodiment includes a base material 642 made of a metal material and thin film resin layers 643a and 643b covering the surface of the base material 642.
  • the vane 644 of the present embodiment includes a base material 645 made of a metal material and thin film resin layers 646a and 646b covering the surface of the base material 645.
  • the resin layers 643a and 643b of the roller 641 cover the upper surface and the lower surface of the substrate 642, respectively. That is, the resin layers 643 a and 643 b are formed on the upper end surface and the lower end surface of the roller 641. Further, the resin layers 646a and 646b of the vane 644 are formed on the upper surface and the lower surface of the base material 645, respectively. That is, the resin layers 646 a and 646 b are formed on the upper end surface and the lower end surface of the vane 644.
  • the material, film thickness, and surface shape of the resin layers 643a, 643b, 646a, and 646b are the same as those of the resin layers 444a and 444b of the piston 440 of the fifth embodiment.
  • the resin layers 643a, 643b, 646a, and 646b are provided on the upper and lower end surfaces of the roller 641 and the upper and lower end surfaces of the vane 644, so that seizure occurs when the axial gap is lost. Occurrence can be prevented.
  • the rough surface portion 424 is formed in a portion facing the resin layers 643a and 646a on the upper end surfaces of the roller 641 and the vane 644, the resin layers 643a and 646a and the rough surface portion 424 are in contact with each other and slide. Further, the resin layers 643a and 646a are scraped, so that friction loss can be reduced.
  • the unevenness constituting the surface roughness of the resin layer is formed only in the resin layer.
  • the surface roughness of the resin layer 1244 is constituted. Irregularities may be formed over the resin layer 1244 and the base material 1243.
  • the resin layer of the said embodiment is formed only with the resin composition, it is easy to deform
  • the upper end surface of the blade 1442 and substantially half of the upper end surface of the roller 1441 closer to the discharge hole 22 than the blade 1442 (approximately the left side in FIG. 26).
  • a roughened resin layer 1444a 1 is provided in the half region, and the roughened surface is provided in a substantially half region on the suction hole 32 side (right side in FIG. 26) with respect to the blade 1442 on the upper end surface of the roller 1441.
  • a substantially flat resin layer 1444a 2 may be provided. In this case, the thickness of the roughened resin layer 1444a 1 is equal to or less than the thickness of the non-roughened resin layer 1444a 2 .
  • the resin layers 44b and 44c of the first and second embodiments, the resin layers 243a to 243c, 246a and 246b of the third embodiment, and the resin layers 346a to 346d of the fourth embodiment are similar to the resin layer 44a. , It may be provided only on a part of each surface, not on the entire surface.
  • the three resin layers 44a to 44c that are roughened are provided on the piston. However, all of the three resin layers are not necessarily provided. Further, as long as at least one of the three resin layers is roughened, the remaining resin layers may be substantially flat without being roughened. The same applies to the resin layers 243a to 243c, 246a, 246b of the third embodiment and the resin layers 346a to 346d of the fourth embodiment.
  • the resin layers 44a to 44c are provided only on the upper and lower end surfaces of the piston and the outer peripheral surface of the roller 41, but other surfaces of the piston (for example, the side surface of the blade 42, A resin layer may also be provided on the peripheral wall surface of the compression chamber 31. This resin layer may or may not be roughened.
  • the rollers 241 and vanes 244 of the third embodiment and the movable scroll 340 of the fourth embodiment are provided only on the upper and lower end surfaces of the piston and the outer peripheral surface of the roller 41, but other surfaces of the piston (for example, the side surface of the blade 42, A resin layer may also be provided on the peripheral wall surface of the compression chamber 31. This resin layer may or may not be roughened. The same applies to the rollers 241 and vanes 244 of the third embodiment and the movable scroll 340 of the fourth embodiment.
  • the resin layer is provided only on one of the two surfaces constituting the axial gap.
  • the resin layer may be provided on both of the two surfaces constituting the axial gap.
  • both of the two resin layers may be roughened resin layers, only one of them may be a roughened resin layer, and the other may be a substantially flat resin layer that is not roughened. Good.
  • the resin layer is provided only on one of the two surfaces constituting the radial gap, but the resin layer may be provided on both of the two surfaces constituting the radial gap.
  • both of the two resin layers may be roughened resin layers, only one of them is a roughened resin layer, and the other is a roughened resin layer that is not roughened. Also good.
  • the resin layer 444a is provided on the upper end surface of the piston 440, and the surface roughness of the lower surface of the front head 420 facing the resin layer 444a is rough, but conversely, the upper end surface of the piston
  • the resin layer may be provided on the lower surface of the front head by roughening the surface roughness without providing the resin layer.
  • the resin layer on the lower surface of the front head may be provided on the entire lower surface, or may be provided only on a portion thereof (for example, a portion overlapping the compression chamber 31 when viewed in the vertical direction).
  • the resin layer may be provided on the opposite surface, or the resin layer may be provided on both surfaces.
  • the surface roughness of the surface facing the upper end surface (resin layer 444a) of the piston 440 is rough, and the surface facing the lower end surface (resin layer 444b) of the piston 440 is substantially flat.
  • the surface roughness of both the surface facing the upper end surface (resin layer 444a) of the piston 440 and the surface facing the lower end surface (resin layer 444b) of the piston 440 may be rough. That is, the surface roughness of the whole or part of the lower surface of the front head and the upper surface of the rear head (for example, the portion overlapping the compression chamber 31 when viewed from the up and down direction in FIG. 16) may be rough.
  • the surface roughness of the lower surface of the front head and the upper surface of the rear head may be the same or different.
  • the surface roughness of the upper surface of the rear head is not rougher than the lower surface of the front head.
  • the lower surface of the front head 520 and the upper surface of the middle plate 550 of the sixth embodiment, the lower surface of the middle plate 550 and the upper surface of the rear head 180, and the front head 420 and the rear head 50 of the seventh embodiment have the same surface roughness. It may be rough.
  • the compressor is arrange
  • the shaft 8 may be arranged so that the axial direction of the shaft 8 is the horizontal direction.
  • the resin layers 444a and 444b are scraped almost the same regardless of whether the rough surface portion is formed on either the front head 420 or the rear head 50. Therefore, the rough surface portion may be formed on either the front head 420 or the rear head 50, or may be formed on both.
  • the compression mechanism including the roller and the vane is applied to the one-cylinder rotary compressor.
  • the compression mechanism may be applied to a two-cylinder rotary compressor.

Abstract

 圧縮機において、樹脂層の表面が、対向する部材と接触して摺動した場合に、摺動による摩擦ロスを低減する。圧縮機は、冷媒が圧縮されるときに摺動する摺動部材における摺動面の一方となる部分の全面または一部に、樹脂層が形成されている。この樹脂層の算術平均表面粗さRaが0.3以上であるか、または、樹脂層と対向する領域の全面または一部が、前記樹脂層よりも硬度が高く且つ算術平均表面粗さRaが0.3以上となっている。

Description

圧縮機
 本発明は、冷媒を圧縮する圧縮機に関する。
 従来から、圧縮機として、シリンダと、シリンダの内側に配置されるローラとを備えるロータリ圧縮機がある。このロータリ圧縮機では、ローラは、偏心回転する軸に装着されており、軸の回転に伴って、シリンダの内周面に沿って移動する。
 このようなロータリ圧縮機では、ローラの端面とこの端面に対向して配置される端板部材との間、および、ローラの外周面とシリンダの内周面との間には、摺動による焼付き防止などのために、微小な隙間が形成されている。隙間の大きさは、冷媒や潤滑油の漏れを防止する観点から、できるだけ小さいことが好ましい。このような隙間を設けていても、例えば圧縮機の高速始動時など、ローラの熱膨張量がシリンダの熱膨張量よりも大きくなった場合には、上記の隙間が無くなって、摺動による焼付きが生じる場合がある。
 また、上記のロータリ圧縮機以外の圧縮機として、渦巻き状の固定側ラップを有する固定スクロールと、固定側ラップに噛み合う渦巻き状の可動側ラップを有する可動スクロールとを備えるスクロール圧縮機がある。このスクロール圧縮機では、可動スクロールが偏心回転する軸に装着されており、軸の回転に伴って、可動スクロールは旋回運動する。
 このようなスクロール圧縮機では、ラップの端面とこの端面に対向する面との間、および、ラップの側面とこの面に対向する側面(他方のラップの側面を含む)との間には、摺動による焼付き防止などのために、微小な隙間が形成されている。しかしながら、圧縮機の運転状況によっては、上記の隙間が無くなって、焼付きが生じる場合がある。
 このような圧縮機の焼付きの問題に対して、例えば特許文献1では、樹脂コーティングによって摺動性を向上させることが提案されている。これにより、隙間の大きさを拡大することなく、焼付きを防止することが可能となっている。
特開2006-275280号公報
 しかしながら、摺動が生じると、上述した焼付きの問題の他に、摩擦ロスによって圧縮機の効率が低下するという問題も生じる。
 特許文献1の圧縮機では、樹脂コーティングによって摺動時の焼付きを防止できるが、この摩擦ロスによる効率低下の問題が残っている。さらに、樹脂コーティング層は、冷媒や潤滑油を吸収して膨潤するため、上述した高速始動時などの特殊な運転時だけでなく、通常の運転時であっても、隙間が無くなる場合がある。
 そこで、この発明は、樹脂層の表面が、対向する部材と接触して摺動した場合に、摺動による摩擦ロスを低減することのできる圧縮機を提供することを目的とする。
 上記課題を解決するために、第1の発明に係る圧縮機は、冷媒が圧縮されるときに摺動する摺動部材における摺動面の一方となる部分の全面または一部には、樹脂層が形成されており、前記樹脂層の算術平均表面粗さRaが0.3以上であるか、または、前記樹脂層と対向する領域の全面または一部が前記樹脂層よりも硬度が高く且つ算術平均表面粗さRaが0.3以上であることを特徴とする。
 この圧縮機では、樹脂層の表面が他の部材と接触して摺動した場合に、樹脂層の摺動性によって焼付きの発生を防止することができる。
 また、樹脂層の算術平均表面粗さRaが0.3以上の場合には、樹脂層の表面粗さが比較的粗いため、樹脂層の表面が他の部材と接触して摺動したときに、樹脂層の表面粗さを構成する微小な凸部が容易に削られるか、たとえ削れなくても容易に変形する。これにより、接触面間の面圧が低減するため、摩擦ロスを低減することができ、圧縮機の効率の低下を抑制することができる。
 また、樹脂層と対向する領域の全面または一部が、樹脂層よりも硬度が高く且つ算術平均表面粗さRaが0.3以上である場合には、樹脂層の表面が他の部材と接触して摺動したときに、樹脂層の表面は、面圧がほぼ作用しなくなる状態になるまで削られる。これにより、接触面間の面圧が低減するため、摩擦ロスを低減することができ、圧縮機の効率の低下を抑制することができる。
 第2の発明に係る圧縮機は、第1の発明において、圧縮室および前記圧縮室に連通したブレード収容部を有するシリンダと、前記シリンダの軸方向両端に配置される第1端板部材および第2端板部材と、前記圧縮室および前記ブレード収容部の内側に配置されるピストンとを備え、前記ピストンは、前記圧縮室に配置された環状のローラと、前記ローラの外周面から延在し且つ前記ブレード収容部に対して進退可能に配置されたブレードとを有し、算術平均表面粗さRaが0.3以上である前記樹脂層が、(1)前記ピストンの軸方向端面、(2)前記第1端板部材の前記ピストンの軸方向端面に対向した面、(3)前記第2端板部材の前記ピストンの軸方向端面に対向した面、(4)前記ローラの外周面、(5)前記圧縮室の内周面、となる部分の少なくとも1つの全面または一部に形成されていることを特徴とする。
 この圧縮機では、ピストンの軸方向端面と端板部材が摺動した場合、または、ローラの外周面と圧縮室の内周面が摺動した場合に、樹脂層によって焼付きの発生を防止できると共に、摩擦ロスを低減することができる。
 第3の発明に係る圧縮機は、第1の発明において、圧縮室および前記圧縮室に連通したベーン収容部を有するシリンダと、前記シリンダの軸方向両端に配置される第1端板部材および第2端板部材と、前記圧縮室の内側に配置される環状のローラと、前記ローラの外周面に押圧される先端を有し且つ前記ベーン収容部の内側を進退可能に配置されたベーンとを備え、算術平均表面粗さRaが0.3以上である前記樹脂層が、(1)前記ローラの軸方向端面、(2)前記第1端板部材の前記ローラの軸方向端面に対向した面、(3)前記第2端板部材の前記ローラの軸方向端面に対向した面、(4)前記ベーンの軸方向端面、(5)前記ローラの外周面、(6)前記圧縮室の内周面、となる部分の少なくとも1つの全面または一部に形成されていることを特徴とする。
 この圧縮機では、ローラまたはベーンの軸方向端面と端板部材が摺動した場合、または、ローラの外周面と圧縮室の内周面とが摺動した場合に、樹脂層によって焼付きの発生を防止できると共に、摩擦ロスを低減することができる。
 第4の発明に係る圧縮機は、第1の発明において、凹部およびその底面から突出した渦巻き状の第1ラップを有する第1スクロールと、平板部から突出した渦巻き状の第2ラップを有する第2スクロールとを備え、前記第1スクロールと前記第2スクロールとは、前記凹部の底面と前記平板部とが対向し、且つ、前記第1ラップの側面と前記第2ラップの側面とが対向するように近接しており、算術平均表面粗さRaが0.3以上である前記樹脂層が、(1)前記第1ラップの先端面、(2)前記平板部の前記第1ラップの先端面に対向した面、(3)前記第2ラップの先端面、(4)前記凹部の底面の前記第2ラップの先端面に対向した面、(5)前記第1ラップの側面、(6)前記第2ラップの側面、(7)前記凹部の内周面、となる部分の少なくとも1つの全面または一部に形成されていることを特徴とする。
 この圧縮機では、第1ラップの先端面と第2スクロールの平板部が摺動した場合、第2ラップの先端面と第1スクロールの凹部が摺動した場合、または、第1ラップの側面または凹部の内周面と第2ラップの側面が摺動した場合に、樹脂層によって焼付きの発生を防止できると共に、摩擦ロスを低減することができる。
 第5の発明に係る圧縮機は、第1~第4のいずれかの発明において、算術平均表面粗さRaが0.3以上である前記樹脂層の表面は、粗さ曲線のクルトシスRkuが、3以上であることを特徴とする。
 この圧縮機では、樹脂層の表面粗さを構成する凸部は、先端が尖った形状である。そのため、樹脂層と他の部材との接触時に、この凸部を削ったり変形させたりしやすい。したがって、接触面間の面圧を迅速且つ確実に低減することができる。
 第6の発明に係る圧縮機は、第1~第5のいずれかの発明において、算術平均表面粗さRaが0.3以上である前記樹脂層の表面は、粗さ曲線のスキューネスRskが、0より大きく、且つ、最大高さ粗さRzが、粗さ曲線要素の平均長さRSmよりも大きいことを特徴とする。
 この圧縮機では、樹脂層の表面粗さを構成する凸部は、先細り形状であって、且つ、その縦幅が横幅よりも大きい。そのため、樹脂層と他の部材との接触時に、この凸部を削ったり変形させたりしやすい。したがって、接触面間の面圧を迅速且つ確実に低減することができる。
 第7の発明に係る圧縮機は、第1~第6のいずれかの発明において、算術平均表面粗さRaが0.3以上である前記樹脂層の表面粗さを構成する凹凸は、前記樹脂層にのみ形成されていることを特徴とする。
 この圧縮機では、樹脂層の表面粗さを構成する凸部が、樹脂組成物のみで形成されているため、摺動時に変形しやすい。
 第8の発明に係る圧縮機は、第1~第7のいずれかの発明において、算術平均表面粗さRaが0.3以上である前記樹脂層が形成された基材の表面は、算術平均表面粗さRaが0.3以上であることを特徴とする。
 この圧縮機では、基材の表面に微小な凹凸が形成されているため、樹脂層と基材との接着性が良く、樹脂層の剥離が生じにくい。
 第9の発明に係る圧縮機は、第8の発明において、前記樹脂層の表面粗さを構成する凹凸は、前記基材の表面に形成された凹凸に沿って形成されていることを特徴とする。
 この圧縮機では、樹脂層は、表面に凹凸が形成された基材に樹脂コーティングを施すだけで形成することができるため、樹脂層に凹凸を形成する加工を施さなくて済む。
 第10の発明に係る圧縮機は、第1~第9のいずれかの発明において、算術平均表面粗さRaが0.3以上である前記樹脂層は、前記樹脂層に対向する面よりも硬度が低いことを特徴とする。
 この圧縮機では、樹脂層は対向する面よりも硬度が低いため、樹脂層の表面が削れ易い。したがって、接触面間の面圧を迅速且つ確実に低減することができる。
 第11の発明に係る圧縮機は、第1の発明において、圧縮室および前記圧縮室に連通したブレード収容部を有するシリンダと、前記シリンダの軸方向両端に配置される2つの端板部材と、前記圧縮室および前記ブレード収容部の内側に配置されるピストンとを備え、前記ピストンは、前記圧縮室に配置された環状のローラと、前記ローラの外周面から延在し且つ前記ブレード収容部に対して進退可能に配置されたブレードとを有し、前記樹脂層が、前記ピストンの軸方向端面、および、前記端板部材の前記ピストンの当該軸方向端面に対向する面、となる部分のいずれか一方の全面または一部に形成されており、前記ピストンの軸方向端面、および、前記端板部材の前記ピストンの当該軸方向端面に対向する面、となる部分の他方において前記樹脂層と対向する領域の全面または一部は、前記樹脂層よりも硬度が高く且つ算術平均表面粗さRaが0.3以上であることを特徴とする。
 この圧縮機では、ピストンの軸方向端面と端板部材が摺動した場合に、樹脂層によって焼付きの発生を防止できると共に、摩擦ロスを低減することができる。
 第12の発明に係る圧縮機は、第1の発明において、圧縮室および前記圧縮室に連通したベーン収容部を有するシリンダと、前記シリンダの軸方向両端に配置される2つの端板部材と、前記圧縮室の内側に配置される環状のローラと、前記ローラの外周面に押圧される先端を有し且つ前記ベーン収容部の内側を進退可能に配置されたベーンとを備え、前記樹脂層が、前記ローラの軸方向端面または前記ベーンの軸方向端面、および、前記端板部材の前記ローラの当該軸方向端面または前記ベーンの当該軸方向端面に対向する面、となる部分のいずれか一方の全面または一部に形成されており、前記ローラの軸方向端面または前記ベーンの軸方向端面、および、前記端板部材の前記ローラの当該軸方向端面または前記ベーンの当該軸方向端面に対向する面、となる部分の他方において前記樹脂層に対向する領域の全面または一部は、前記樹脂層よりも硬度が高く且つ算術平均表面粗さRaが0.3以上であることを特徴とする。
 この圧縮機では、ローラまたはベーンの軸方向端面と端板部材が摺動した場合に、樹脂層によって焼付きの発生を防止できると共に、摩擦ロスを低減することができる。
 以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
 第1の発明では、樹脂層の表面が他の部材と接触して摺動した場合に、樹脂層の摺動性によって焼付きの発生を防止することができる。
 また、樹脂層の算術平均表面粗さRaが0.3以上の場合には、樹脂層の表面粗さが比較的粗いため、樹脂層の表面が他の部材と接触して摺動したときに、樹脂層の表面粗さを構成する微小な凸部が容易に削られるか、たとえ削れなくても容易に変形する。これにより、接触面間の面圧が低減するため、摩擦ロスを低減することができ、圧縮機の効率の低下を抑制することができる。
 また、樹脂層と対向する領域の全面または一部が、樹脂層よりも硬度が高く且つ算術平均表面粗さRaが0.3以上である場合には、樹脂層の表面が他の部材と接触して摺動したときに、樹脂層の表面は、面圧がほぼ作用しなくなる状態になるまで削られる。これにより、接触面間の面圧が低減するため、摩擦ロスを低減することができ、圧縮機の効率の低下を抑制することができる。
 第2の発明では、ピストンの軸方向端面と端板部材が摺動した場合、または、ローラの外周面と圧縮室の内周面が摺動した場合に、樹脂層によって焼付きの発生を防止できると共に、摩擦ロスを低減することができる。
 第3の発明では、ローラまたはベーンの軸方向端面と端板部材が摺動した場合、または、ローラの外周面と圧縮室の内周面とが摺動した場合に、樹脂層によって焼付きの発生を防止できると共に、摩擦ロスを低減することができる。
 第4の発明では、第1ラップの先端面と第2スクロールの平板部が摺動した場合、第2ラップの先端面と第1スクロールの凹部が摺動した場合、または、第1ラップの側面または凹部の内周面と第2ラップの側面が摺動した場合に、樹脂層によって焼付きの発生を防止できると共に、摩擦ロスを低減することができる。
 第5の発明では、樹脂層の表面粗さを構成する凸部は、先端が尖った形状である。そのため、樹脂層と他の部材との接触時に、この凸部を削ったり変形させたりしやすい。したがって、接触面間の面圧を迅速且つ確実に低減することができる。
 第6の発明では、樹脂層の表面粗さを構成する凸部は、先細り形状であって、且つ、その縦幅が横幅よりも大きい。そのため、樹脂層と他の部材との接触時に、この凸部を削ったり変形させたりしやすい。したがって、接触面間の面圧を迅速且つ確実に低減することができる。
 第7の発明では、樹脂層の表面粗さを構成する凸部が、樹脂組成物のみで形成されているため、摺動時に変形しやすい。
 第8の発明では、基材の表面に微小な凹凸が形成されているため、樹脂層と基材との接着性が良く、樹脂層の剥離が生じにくい。
 第9の発明では、樹脂層は、表面に凹凸が形成された基材に樹脂コーティングを施すだけで形成することができるため、樹脂層に凹凸を形成する加工を施さなくて済む。
 第10の発明では、樹脂層は対向する面よりも硬度が低いため、樹脂層の表面が削れ易い。したがって、接触面間の面圧を迅速且つ確実に低減することができる。
 第11の発明では、ピストンの軸方向端面と端板部材が摺動した場合に、樹脂層によって焼付きの発生を防止できると共に、摩擦ロスを低減することができる。
 第12の発明では、ローラまたはベーンの軸方向端面と端板部材が摺動した場合に、樹脂層によって焼付きの発生を防止できると共に、摩擦ロスを低減することができる。
本発明の第1実施形態に係る圧縮機の概略断面図である。 図1のA-A線に沿った断面図であって、シリンダ内でのピストンの動作を示す図である。 図1に示す圧縮機においてフロントヘッドを下方から見た図である。 図1に示す圧縮機のピストンの斜視図である。 図1の部分拡大図を模式的に示した図であって、(a)は樹脂層が膨潤していない状態を示し、(b)は樹脂層が膨潤している状態を示している。 図2の部分拡大図である。 樹脂層および基材の断面を模式的に示した拡大図である。 本発明の第2実施形態に係る圧縮機の概略断面図である。 図8のB-B線に沿った断面図である。 本発明の第3実施形態に係る圧縮機における、シリンダ内でのローラおよびベーンの動作を示す図である。 図10に示す圧縮機のローラおよびベーンの斜視図である。 図11のC-C線に沿った断面図である。 本発明の第4実施形態に係る圧縮機の概略断面図である。 図13のD-D線に沿った断面図であって、可動スクロールの動作を示す図である。 (a)は図13の部分拡大図であって、(b)は図14の部分拡大図である。 本発明の第5実施形態に係る圧縮機においてフロントヘッドを下方から視た図である。 本発明の第5実施形態に係る圧縮機のピストンの斜視図である。 本発明の第5実施形態に係る圧縮機の部分拡大図を模式的に示した図であって、(a)は樹脂層が膨潤していない状態を示し、(b)は樹脂層が膨潤している状態を示している。 本発明の第6実施形態に係る圧縮機の部分拡大図を模式的に示した図である。 本発明の第7実施形態に係る圧縮機のローラおよびベーンの斜視図である。 図20のE-E線に沿った断面図である。 本発明の他の実施形態の樹脂層および基材の断面を模式的に示した拡大図である。 本発明の他の実施形態の樹脂層および基材の断面を模式的に示した拡大図である。 本発明の他の実施形態の樹脂層および基材の断面を模式的に示した拡大図である。 本発明の他の実施形態のピストンの平面図である。 本発明の他の実施形態のピストンの平面図である。 本発明の他の実施形態のフロントヘッドを下方から見た図である。
<第1実施形態>
 以下、本発明の第1実施形態について説明する。
 本実施形態は、1シリンダ型のロータリ圧縮機に本発明を適用した一例である。
 図1に示すように、本実施形態の圧縮機1は、密閉ケーシング2と、密閉ケーシング2内に配置される圧縮機構10および駆動機構6を備えている。なお、図1は、駆動機構6の断面を示すハッチングを省略して表示している。この圧縮機1は、例えば、空調装置などの冷凍サイクルに組み込まれて使用され、吸入管3から導入された冷媒(本実施形態では、CO2)を圧縮して排出管4から排出する。図1の上下方向を単に上下方向として、圧縮機1について以下説明する。
 密閉ケーシング2は、両端が塞がれた円筒状の容器であり、その上部には、圧縮された冷媒を排出するための排出管4と、駆動機構6の後述する固定子7bのコイルに電流を供給するためのターミナル端子5が設けられている。なお、図1では、コイルとターミナル端子5とを接続する配線は省略して表示している。また。密閉ケーシング2の側部には、圧縮機1に冷媒を導入するための吸入管3が設けられている。また、密閉ケーシング2内の下部には、圧縮機構10の摺動部の動作を滑らかにするための潤滑油Lが貯留されている。密閉ケーシング2の内部には、駆動機構6と、圧縮機構10とが上下に並んで配置されている。
 駆動機構6は、圧縮機構10を駆動するために設けられており、駆動源となるモータ7と、このモータ7に取り付けられたシャフト8とから構成されている。
 モータ7は、密閉ケーシング2の内周面に固定されている略円環状の固定子7bと、この固定子7bの径方向内側にエアギャップを介して配置される回転子7aとを備えている。回転子7aは磁石(図示省略)を有し、固定子7bはコイルを有している。モータ7は、コイルに電流を流すことによって発生する電磁力によって、回転子7aを回転させる。また、固定子7bの外周面は、全周にわたって密閉ケーシング2の内周面に密着しているわけではなく、固定子7bの外周面には、上下方向に延び且つモータ7の上下の空間を連通させる複数の凹部(図示省略)が、周方向に並んで形成されている。
 シャフト8は、モータ7の駆動力を圧縮機構10に伝達するために設けられており、回転子7aの内周面に固定されて、回転子7aと一体的に回転する。また、シャフト8は、後述する圧縮室31内となる位置に、偏心部8aを有している。偏心部8aは、円柱状に形成されており、その軸心がシャフト8の回転中心から偏心している。この偏心部8aには、圧縮機構10の後述するローラ41が装着されている。
 また、シャフト8の下側略半分の内部には、上下方向に延在する給油路8bが形成されている。この給油路8bの下端部には、シャフト8の回転に伴って潤滑油Lを給油路8b内に吸い上げるための螺旋羽根形状のポンプ部材(図示省略)が挿入されている。さらに、シャフト8には、給油路8b内の潤滑油Lをシャフト8の外側に排出するための複数の排出孔8cが形成されている。
 圧縮機構10は、密閉ケーシング2の内周面に固定されるフロントヘッド(第1端板部材)20と、フロントヘッド20の上側に配置されるマフラー11と、フロントヘッド20の下側に配置されるシリンダ30と、シリンダ30の内部に配置されるピストン40と、シリンダ30の下側に配置されるリアヘッド(第2端板部材)50とを備えている。詳細は後述するが、図2に示すように、シリンダ30は、略円環状の部材であって、その中央部に圧縮室31が形成されている。シリンダ30は、リアヘッド50と共に、フロントヘッド20の下側にボルトにより固定されている。なお、図2は、シリンダ30に形成されているボルト孔は省略して表示している。
 図1および図3に示すように、フロントヘッド20は、略円環状の部材であって、その中央部に、シャフト8が回転可能に挿通される軸受け孔21が形成されている。フロントヘッド20の外周面は、密閉ケーシング2の内周面にスポット溶接などによって固定されている。フロントヘッド20の下面は、シリンダ30の圧縮室31の上端を閉塞している。フロントヘッド20には、圧縮室31において圧縮された冷媒を吐出するための吐出孔22が形成されている。吐出孔22は、上下方向から視て、シリンダ30の後述するブレード収容部33の近傍に形成されている。図示は省略するが、フロントヘッド20の上面には、圧縮室31内の圧力に応じて吐出孔22を開閉する弁機構が取り付けられている。また、フロントヘッド20のシリンダ30よりも径方向外側の部分には、複数の油戻し孔23が周方向に並んで形成されている。フロントヘッド20は、金属材料からなり、金属粉の焼結、鋳造、または削り出しなどで形成されており、表面に研磨加工が施されている。
 リアヘッド50は、略円環状の部材であって、その中央部にシャフト8が回転可能に挿通される軸受け孔51が形成されている。リアヘッド50は、シリンダ30の圧縮室31の下端を閉塞している。リアヘッド50は、金属材料からなり、金属粉の焼結、鋳造、または削り出しなどで形成されており、表面に研磨加工が施されている。
 マフラー11は、フロントヘッド20の吐出孔22から冷媒が吐出される際の騒音を低減するために設けられている。マフラー11は、フロントヘッド20の上面にボルトによって取り付けられ、フロントヘッド20との間にマフラー空間Mを形成している。また、図示は省略するが、マフラー11には、マフラー空間M内の冷媒を排出するためのマフラー吐出孔が形成されている。
 図1および図2に示すように、シリンダ30には、上述した圧縮室31と、圧縮室31内に冷媒を導入するための吸入孔32と、ブレード収容部33が形成されている。なお、図2(a)は、図1のA-A線断面図であって、フロントヘッド20の吐出孔22は本来表れないが、説明の便宜上表示している。シリンダ30は、金属材料からなり、金属粉の焼結、鋳造、または削り出しなどで形成されている。
 吸入孔32は、シリンダ30の径方向に延在して形成されており、その端部(圧縮室31と反対側の端部)には、吸入管3の先端が内嵌されている。
 ブレード収容部33は、シリンダ30を上下方向に貫通しており、圧縮室31と連通している。ブレード収容部33は、圧縮室31の径方向に延在している。ブレード収容部33は、上下方向から視て、吸入孔32とフロントヘッド20の吐出孔22との間の位置に形成されている。このブレード収容部33内には、一対のブッシュ34が配置されている。一対のブッシュ34は、略円柱状の部材を半分割した形状に形成されている。この一対のブッシュ34の間にブレード42が配置されている。一対のブッシュ34は、その間にブレード42が配置された状態で、ブレード収容部33内において周方向に揺動可能となっている。
 図4に示すように、ピストン40は、円環状のローラ41と、このローラ41の外周面から径方向外側に延在するブレード42とから構成されている。図2に示すように、ローラ41は、偏心部8aの外周面に相対回転可能に装着されて、圧縮室31内に配置されている。ブレード42は、ブレード収容部33に配置された一対のブッシュ34の間に進退可能に配置されている。
 図2(b)~図2(d)に示すように、ブレード42がブレード収容部33から圧縮室31側に出ている状態では、ローラ41の外周面と圧縮室31の周壁面との間に形成される空間は、ブレード42によって低圧室31aと高圧室31bに区画される。
 図5(a)および図6は、出荷時の圧縮機1を示している。図5(a)に示すように、出荷時のピストン40の上下方向長さH1は、圧縮室31の上下方向長さH2よりも僅かに小さく、その差は例えば5~15μm程度である。また、図6に示すように、出荷時のローラ41の外径は、偏心部8aに装着された状態でローラ41の外周面と圧縮室31の周壁面との間に、例えば5~30μm程度の微小な隙間d1(以下、この隙間を径方向隙間d1という)が生じるような大きさとなっている。
 図4、図5(a)および図6に示すように、本実施形態のピストン40は、金属材料からなる基材43と、基材43の表面を被覆する薄膜状の樹脂層44a~44cとから構成されている。基材43の外形は、ほぼピストン40の外形を構成している。基材43は、金属粉の焼結、鋳造、または削り出しなどで形成されており、表面に研磨加工が施されている。基材43の表面の算術平均表面粗さRaは、例えば0.3未満程度である。
 樹脂層44a、44bは、それぞれ、基材43の上面と下面を被覆している。つまり、樹脂層44a、44bは、ピストンの上端面と下端面に形成されている。また、樹脂層44cは、ローラ41の外周面に形成されている。樹脂層44a~44cを構成する樹脂材料としては、例えば、ポリアミドイミド、ポリテトラフルオロエチレン等、あるいはそれらの混合物が挙げられる。樹脂層44a~44cの硬度は、シリンダ30、フロントヘッド20、およびリアヘッド50を構成する金属材料の硬度よりも低い。また、圧縮機1の出荷時には樹脂層44a~44cはほとんど膨潤しておらず(僅かに膨潤しているか、全く膨潤していない)、このときの樹脂層44a~44cの膜厚は、例えば、10~20μm程度である。なお、膜厚はこの厚さに限定されるものではない。
 また、図7に示すように、樹脂層44a~44cの表面は、算術平均表面粗さRaが0.3以上であって、比較的粗くなっている。なお、算術平均表面粗さRa、および、後述する粗さ曲線のクルトシスRku、最大高さ粗さRz、粗さ曲線要素の平均長さRSmは、全てJIS B0601:2001に準拠するものとする。算術平均表面粗さRaとは、測定対象物表面の基準長さにおける粗さ曲線(山の高さ)の絶対値の平均である。なお、図7では、樹脂層44a~44cの表面粗さを構成する複数の凸部(凹部)の形状および大きさは、ほぼ同じになっているが、図7は、樹脂層44a~44cの断面を模式的に表したものであって、実際には、複数の凸部(凹部)の形状および寸法は、同じでなくてもよい。
 樹脂層44a~44cの表面粗さを構成する凸部の形状は、図7に示すように、先端が尖っていることが好ましい。具体的には、粗さ曲線のクルトシス(尖り度)Rkuが3以上であることが好ましい。
 また、樹脂層44a~44cの表面粗さを構成する凸部の形状は、図7に示すように、先細り形状であって、且つ、その縦幅が横幅よりも大きいことが好ましい。具体的には、粗さ曲線のスキューネス(歪み度)Rskが、0よりも大きく、且つ、最大高さ粗さRz(図7参照)が、粗さ曲線要素の平均長さRSm(図7参照)よりも大きいことが好ましい。なお、樹脂層44a~44cの表面粗さを構成する凸部は、先端が尖っていなくてもよい。例えば、凸部の先端が曲面状であってもよく、凸部の断面形状が台形状であってもよい。また、樹脂層44a~44cの表面粗さを構成する凸部は、その横幅が縦幅以下であってもよい。具体的には、最大高さ粗さRzが、粗さ曲線要素の平均長さRSm以下であってもよい。
 この樹脂層44a~44cを形成する方法の一例を説明する。まず、樹脂組成物の溶液を基材の表面に塗布して乾燥する工程を数回行った後、厚みを均一化するために研磨加工して、所定の厚みの樹脂コーティング層を形成する。この研磨加工は省略してもよい。そして、この樹脂コーティング層の表面を、専用工具で切削して、微細な凹凸を形成(粗面化)する。なお、樹脂コーティング層の表面に、レーザーを照射することで微細な凹凸を形成してもよい。また、樹脂コーティング層の表面に、微細な凹凸が形成された型を押し付けて、樹脂コーティング層を、この型に対応する形状に塑性変形させることによって、微細な凹凸を形成してもよい。樹脂層44a~44cを形成する方法は上述した方法に限定されるものではない。
 次に、本実施形態の圧縮機1の動作について、図2(a)~図2(d)を参照して説明する。図2(a)は、ピストン40が上死点にある状態を示しており、図2(b)~図2(d)は、図2(a)の状態から、それぞれ、シャフト8が、90°、180°(下死点)、270°回転した状態を示している。
 吸入管3から吸入孔32を介して圧縮室31に冷媒を供給しつつ、モータ7の駆動によりシャフト8を回転させると、図2(a)~図2(d)に示すように、偏心部8aに装着されたローラ41は、圧縮室31の周壁面に沿って移動する。これにより、圧縮室31内で冷媒が圧縮される。冷媒が圧縮される工程について、以下、詳細に説明する。
 図2(a)の状態から偏心部8aが図中の矢印方向に回転すると、図2(b)に示すように、ローラ41の外周面と圧縮室31の周壁面とによって形成される空間が、低圧室31aと高圧室31bに区画される。さらに偏心部8aが回転すると、図2(b)~図2(d)に示すように、低圧室31aの容積が大きくなるため、吸入管3から吸入孔32を介して低圧室31a内に冷媒が吸い込まれていく。同時に、高圧室31bの容積が小さくなるため、高圧室31bにおいて冷媒が圧縮される。
 そして、高圧室31b内の圧力が所定の圧力以上になった時点で、フロントヘッド20に設けられた弁機構が開弁して、高圧室31b内の冷媒が吐出孔22を介してマフラー空間Mに吐出される。その後、図2(a)の状態に戻り、高圧室31bからの冷媒の吐出が完了する。この工程を繰り返すことにより、吸入管3から圧縮室31に供給された冷媒が連続的に圧縮されて排出される。
 マフラー空間Mに吐出された冷媒は、マフラー11のマフラー吐出孔(図示省略)から圧縮機構10の外に吐出される。圧縮機構10から吐出された冷媒は、固定子7bと回転子7aとの間のエアギャップなどを通過した後、最終的に、排出管4から密閉ケーシング2の外に排出される。
 このとき、シャフト8の排出孔8cから圧縮室31内に供給された潤滑油Lの一部は、冷媒と共に吐出孔22からマフラー空間Mに吐出された後、マフラー11のマフラー吐出孔(図示省略)から圧縮機構10の外に吐出される。圧縮機構10の外に吐出された潤滑油Lの一部は、フロントヘッド20の油戻し孔23を通って密閉ケーシング2の下部の貯留部に戻される。また、圧縮機構10の外に吐出された潤滑油Lの他の一部は、冷媒と共に固定子7bと回転子7aとの間のエアギャップを通過した後、固定子7bの外周面に形成された凹部(図示省略)と密閉ケーシング2の内周面との間と、フロントヘッド20の油戻し孔23とを通って、密閉ケーシング2の下部の貯留部に戻される。
 上述したように、ピストン40の上下方向長さは、圧縮室31の上下方向長さよりも僅かに小さく設定されている。そのため、圧縮機1の通常運転時には、図5(a)に示すように、ピストン40の上端面とフロントヘッド20との間、および、ピストン40の下端面とリアヘッド50との間の微小な隙間D1、D2(以下、この隙間を軸方向隙間D1、D2という)に、シャフト8の排出孔8cから排出された潤滑油Lが存在する。
 また、上述したように、ローラ41の外径は、偏心部8aに装着された状態でローラ41の外周面が、圧縮室31の周壁面との間に微小な径方向隙間d1を形成するような大きさとなっている。そのため、圧縮機1の通常運転時には、図5(a)に示すように、この径方向隙間d1には、シャフト8の排出孔8cから排出された潤滑油Lが存在する。
 しかしながら、圧縮機1の高速始動時や、吐出される冷媒の温度と吸入される冷媒の温度の温度差が大きい条件での運転時などには、ピストン40の熱膨張量はシリンダ30よりも大きくなる。そのため、軸方向隙間D1、D2が無くなって、ピストン40の上下端面が、フロントヘッド20およびリアヘッド50と接触したり、径方向隙間d1が無くなって、ローラ41の外周面が、圧縮室31の周壁面と接触する場合がある。
 また、圧縮機1の使用を続けると、図5(b)に示すように、樹脂層44a~44cは、潤滑油Lや冷媒を吸収して膨潤する。これにより、上述したような特殊な運転状況でなくても、軸方向隙間D1、D2または径方向隙間d1が無くなる場合がある。
 このように軸方向隙間D1、D2または径方向隙間d1が無くなった場合、樹脂層44a~44cの摺動性により、焼付きが生じるのを防止することができる。
 さらに、本実施形態では、樹脂層44a~44cの表面は、算術平均表面粗さRaが0.3以上であって、比較的粗い。そのため、樹脂層44a~44cの表面が他の部材と接触して摺動した際に、樹脂層44a~44cの表面粗さを構成する微小な凸部が容易に削られるか、たとえ削れなくても容易に変形する。これにより、接触面間の面圧が低減するため、摩擦ロスを低減することができ、圧縮機1の効率の低下を抑制することができる。
 また、樹脂層44a~44cの表面の粗さ曲線のクルトシスRkuが、3以上の場合には、樹脂層44a~44cの表面粗さを構成する凸部は、先端が尖った形状である。そのため、樹脂層44a~44cと他の部材との接触時に、この凸部を削ったり変形させたりしやすい。したがって、接触面間の面圧を迅速且つ確実に低減することができる。
 また、樹脂層44a~44cの表面の粗さ曲線のスキューネスRskが、0より大きく、且つ、最大高さ粗さRzが、粗さ曲線要素の平均長さRSmよりも大きい場合には、樹脂層44a~44cの表面粗さを構成する凸部は、先細り形状であって、且つ、その縦幅が横幅よりも大きい。そのため、樹脂層44a~44cと他の部材との接触時に、この凸部を削ったり変形させたりしやすい。したがって、接触面間の面圧を迅速且つ確実に低減することができる。
 また、樹脂層44a~44cは対向する面よりも硬度が低いため、樹脂層44a~44cの表面粗さを構成する凸部が削れ易い。
<第2実施形態>
 次に、本発明の第2実施形態について説明する。
 本実施形態は、2シリンダ型のロータリ圧縮機に本発明を適用した一例である。
 図8に示すように、本実施形態の圧縮機101は、シャフト108および圧縮機構110の構成が第1実施形態と異なっている。また、本実施形態の圧縮機101では、2本の吸入管3が、密閉ケーシング2の側部に上下に並んで設けられている。その他の構成は第1実施形態と同様であるため、同じ符号を用いて適宜その説明を省略する。
 シャフト108は、2つの偏心部108a、108dを有している。2つの偏心部108a、108dの軸心は、シャフト108の回転軸を中心として180°ずれている。また、シャフト108は、第1実施形態のシャフト8と同じく、給油路108bと、複数の排出孔108cを有している。
 圧縮機構110は、シャフト108の軸方向に沿って上から下に向かって順に、フロントマフラー111と、フロントヘッド120と、シリンダ130およびピストン140と、ミドルプレート150と、シリンダ160およびピストン170と、リアヘッド180と、リアマフラー112とを有する。なお、フロントヘッド120およびミドルプレート150は、ピストン140の上下端に配置されており、本発明の第1端板部材および第2端板部材に相当する。また、ミドルプレート150およびリアヘッド180は、ピストン170の上下端に配置されており、本発明の第1端板部材および第2端板部材に相当する。
 フロントマフラー111は、第1実施形態のマフラー11と同様の構成を有し、フロントヘッド120との間にマフラー空間M1を形成している。
 フロントヘッド120には、軸受け孔121と、吐出孔122(図9参照)と、油戻し孔123とが形成されている。さらに、フロントヘッド120は、上下方向に貫通する貫通孔(図示省略)が形成されている。この貫通孔は、リアヘッド180とリアマフラー112とによって形成されるマフラー空間M2内の冷媒を、マフラー空間M1に排出するための流路の一部を構成している。フロントヘッド120は、この貫通孔を有する点以外、第1実施形態のフロントヘッド20と同様の構成である。
 図9に示すように、シリンダ130には、圧縮室131と、吸入孔132と、ブレード収容部133とが形成されている。さらに、シリンダ130には、圧縮室131の外周側部分に、後述するマフラー空間M2内の冷媒をマフラー空間M1に排出するための貫通孔135が形成されている。シリンダ130は、この貫通孔135を有する点以外、第1実施形態のシリンダ30と同様の構成である。
 ピストン140は、第1実施形態のピストン40と同様の構成であって、ローラ41と、ブレード42とから構成されている。ローラ41は、偏心部108aの外周面に回転可能に装着されており、ブレード42は、シリンダ130のブレード収容部133に配置された一対のブッシュ34の間に進退可能に配置されている。また、ピストン140は、第1実施形態のピストン40と同じく、金属材料からなる基材43と、基材43の表面を被覆する薄膜状の樹脂層44a~44cとから構成されている。
 ミドルプレート150は、円環状の板部材であって、シリンダ130とシリンダ160との間に配置され、シリンダ130の圧縮室131の下端を閉塞すると共に、シリンダ160の圧縮室131の上端を閉塞している。また、ミドルプレート150には、後述するマフラー空間M2内の冷媒をマフラー空間M1に排出するための貫通孔(図示省略)が形成されている。ミドルプレート150は、金属材料からなり、金属粉の焼結、鋳造、または削り出しなどで形成されており、表面に研磨加工が施されている。
 シリンダ160は、上述したシリンダ130と同様の構成であって、圧縮室161と、吸入孔162と、一対のブッシュ34が配置されたブレード収容部(図示省略)と、貫通孔(図示省略)とを有する。
 ピストン170は、第1実施形態のピストン40と同様の構成であって、ローラ41と、ブレード42とから構成されている。ローラ41は、偏心部108dの外周面に回転可能に装着されており、ブレード42は、シリンダ160のブレード収容部(図示省略)に配置された一対のブッシュ34の間に進退可能に配置されている。また、ピストン170は、第1実施形態のピストン40と同じく、金属材料からなる基材43と、基材43の表面を被覆する薄膜状の樹脂層44a~44cとから構成されている。
 リアヘッド180は、シリンダ160の下側に配置され、シリンダ160の圧縮室131の下端を閉塞している。リアヘッド180は、略円環状の部材であって、その中央部に、シャフト108が回転可能に挿通される軸受け孔181が形成されている。また、リアヘッド180には、シリンダ160の圧縮室161において圧縮された冷媒を、リアヘッド180とリアマフラー112との間に形成されるマフラー空間M2に吐出するための吐出孔(図示省略)が形成されている。さらに、リアヘッド180には、マフラー空間M2内の冷媒をマフラー空間M1に排出するための貫通孔(図示省略)が形成されている。また、リアヘッド180の下面には、圧縮室131内の圧力に応じて吐出孔を開閉する弁機構(図示省略)が取り付けられている。リアヘッド180は、金属材料からなり、金属粉の焼結、鋳造、または削り出しなどで形成されており、表面に研磨加工が施されている。
 リアマフラー112は、リアヘッド180の吐出孔(図示省略)から冷媒が吐出される際の騒音を低減するために設けられている。リアマフラー112は、リアヘッド180の下面にボルトによって取り付けられ、リアヘッド180との間にマフラー空間M2を形成している。マフラー空間M2は、リアヘッド180、シリンダ160、ミドルプレート150、シリンダ130およびフロントヘッド120にそれぞれ形成された貫通孔を介して、マフラー空間M1と連通している。
 本実施形態の圧縮機101の動作について説明する。
 吸入孔132、162から圧縮室131、161に冷媒を供給しつつ、モータ7の駆動によりシャフト108を回転させると、偏心部108aに装着されたピストン140のローラ41は、圧縮室131の周壁面に沿って移動する。これにより、圧縮室131内で冷媒が圧縮される。これと並行して、偏心部108dに装着されたピストン170のローラ41は、圧縮室161の周壁面に沿って移動する。これにより、圧縮室161内で冷媒が圧縮される。
 圧縮室131内の圧力が所定の圧力以上になった時点で、フロントヘッド120に設けられた弁機構が開弁して、圧縮室131内の冷媒がフロントヘッド120の吐出孔22からマフラー空間M1に吐出される。
 また、圧縮室161内の圧力が所定の圧力以上になった時点で、リアヘッド180に設けられた弁機構が開弁して、圧縮室161内の冷媒がリアヘッド180の吐出孔(図示省略)からマフラー空間M2に吐出される。マフラー空間M2に吐出された冷媒は、リアヘッド180、シリンダ160、ミドルプレート150、シリンダ130およびフロントヘッド120にそれぞれ形成された貫通孔を介して、マフラー空間M1に吐出される。
 マフラー空間M1に吐出された冷媒は、フロントマフラー111のマフラー吐出孔(図示省略)から圧縮機構110の外に吐出されて、その後、固定子7bと回転子7aとの間のエアギャップを通過した後、最終的に、排出管4から密閉ケーシング2の外に排出される。
 本実施形態の圧縮機101では、第1実施形態と同じく、ピストン140、170の上下端面およびローラ41の外周面に、粗面化された樹脂層44a~44cが設けられているため、樹脂層44a~44cが対向する部材と接触した際に、第1実施形態と同様の効果が得られる。
<第3実施形態>
 次に、本発明の第3実施形態について説明する。
 本実施形態の圧縮機は、1シリンダ型のロータリ圧縮機であって、圧縮機構210の構成が第1実施形態と異なっている。その他の構成は第1実施形態と同様であるため、同じ符号を用いて適宜その説明を省略する。
 図10に示すように、圧縮機構210は、シリンダ230とシリンダ230の内部に配置される部材の構成が異なっており、その他の構成は第1実施形態と同様である。
 シリンダ230は、圧縮室231と吸入孔232を有している。また、シリンダ230は、第1実施形態のブレード収容部33に代えて、ベーン収容部233を有しており、その他の構成は、第1実施形態のシリンダ30と同様である。ベーン収容部233は、シリンダ230を上下方向に貫通しており、圧縮室231に連通している。また、ベーン収容部233は、圧縮室231の径方向に延在している。
 圧縮室231の内側には、円環状のローラ241が配置されている。ローラ241は、シャフト8の偏心部8aの外周面に相対回転可能に装着された状態で、圧縮室231内に配置されている。また、ローラ241の上下方向長さは、第1実施形態のピストン40の上下方向長さH1と同じである。また、ローラ241の外径は、第1実施形態のピストン40のローラ41の外径と同じである。
 ベーン収容部233の内側には、ベーン244が配置されている。図11に示すように、ベーン244は、平板状の部材であって、その上下方向長さは、ローラ241の上下方向長さと同じである。ベーン244の圧縮室231の中心側の先端部(図10中の下側の先端部)は、上方から視て先細り状に形成されている。また、ベーン244は、ベーン収容部233内に設けられた付勢バネ247によって付勢されており、圧縮室231側の先端部が、ローラ241の外周面に押し付けられている。そのため、図10(a)~図10(d)に示すように、シャフト8の回転に伴ってローラ241が圧縮室231の周壁面に沿って移動すると、ベーン244は、ベーン収容部233内で、圧縮室231の径方向に沿って進退移動する。また、図10(b)~図10(d)に示すように、ベーン244が、ベーン収容部233から圧縮室231側に出ている状態では、ローラ241の外周面と圧縮室231の周壁面との間に形成される空間は、ベーン244によって低圧室231aと高圧室231bに区画される。
 図11および図12に示すように、ローラ241は、金属材料からなる基材242と、基材242の表面を被覆する薄膜状の樹脂層243a~243cとから構成されている。また、ベーン244は、金属材料からなる基材245と、基材245の表面を被覆する薄膜状の樹脂層246a、246bとから構成されている。
 図12に示すように、基材242、245の外形は、それぞれ、ほぼローラ241とベーン244の外形を構成している。基材242、245は、金属粉の焼結、鋳造、または削り出しなどで形成されており、表面に研磨加工が施されている。
 ローラ241の樹脂層243a、243bは、それぞれ、基材242の上面と下面を被覆している。つまり、樹脂層243a、243bは、ローラ241の上端面と下端面に形成されている。また、樹脂層243cは、ローラ241の外周面に形成されている。
 また、ベーン244の樹脂層246a、246bは、それぞれ、基材245の上面と下面に形成されている。つまり、樹脂層246a、246bは、ベーン244の上端面と下端面に形成されている。
 樹脂層243a~243c、246a、246bの材料および膜厚は、第1実施形態のピストン40の樹脂層44a~44cと同様である。また、この樹脂層243a~243c、246a、246bの表面は、第1実施形態のピストン40の樹脂層44a~44cの表面と同様に粗面化されている。
 次に、本実施形態の圧縮機の動作について説明する。
 図10(a)は、ローラ241が上死点にある状態を示しており、図10(b)~図10(d)は、図10(a)の状態から、それぞれ、シャフト8が、90°、180°(下死点)、270°回転した状態を示している。
 吸入管3から吸入孔232を介して圧縮室231に冷媒を供給しつつ、モータ7の駆動によりシャフト8を回転させると、図10(a)~図10(d)に示すように、偏心部8aに装着されたローラ241は、圧縮室231の周壁面に沿って移動する。これにより、圧縮室231内で冷媒が圧縮される。冷媒が圧縮される工程について、以下、詳細に説明する。
 図10(a)の状態から偏心部8aが図中の矢印方向に回転すると、図10(b)に示すように、ローラ241の外周面と圧縮室231の周壁面とによって形成される空間が、低圧室231aと高圧室231bに区画される。さらに偏心部8aが回転すると、図10(b)~図10(d)に示すように、低圧室231aの容積が大きくなるため、吸入管3から吸入孔232を介して低圧室231a内に冷媒が吸い込まれていく。同時に、高圧室231bの容積が小さくなるため、高圧室231bにおいて冷媒が圧縮される。
 そして、高圧室231b内の圧力が所定の圧力以上になった時点で、フロントヘッド20に設けられた弁機構が開弁して、高圧室231b内の冷媒が吐出孔22を介してマフラー空間Mに吐出される。マフラー空間Mに吐出された冷媒は、第1実施形態の圧縮機1と同様の経路を通り、最終的に、排出管4から密閉ケーシング2の外に排出される。
 本実施形態の圧縮機201では、ローラ241の上下端面、ローラ241の外周面、および、ベーン244の上下端面に、第1実施形態の樹脂層44a~44cと同様に粗面化された樹脂層243a~243c、246a、246bが形成されているため、樹脂層243a~243c、246a、246bが対向する部材と接触した際に、第1実施形態と同様の効果が得られる。
<第4実施形態>
 次に、本発明の第4実施形態について説明する。
 本実施形態は、スクロール圧縮機に本発明を適用した一例である。
 図13に示すように、本実施形態の圧縮機301は、密閉ケーシング302と、密閉ケーシング302の内部に配置される圧縮機構310および駆動機構306を備えている。図13は、駆動機構306の断面を示すハッチングを省略して表示している。図13の上下方向を単に上下方向として、圧縮機301について以下説明する。
 密閉ケーシング302は、両端が塞がれた円筒状の容器であり、その上部には、冷媒を導入するための吸入管303が設けられている。密閉ケーシング302の側部には、圧縮された冷媒を排出するための排出管304と、駆動機構306の後述する固定子307bのコイルに電気を供給するためのターミナル端子(図示省略)とが設けられている。また、密閉ケーシング302内の下部には、圧縮機構310の摺動部の動作を滑らかにするための潤滑油Lが貯留されている。密閉ケーシング302の内部には、圧縮機構310と、駆動機構306とが上下に並んで配置されている。
 駆動機構306は、駆動源となるモータ307と、このモータ307に取り付けられたシャフト308とを有する。モータ307と、モータ307の駆動力を圧縮機構310に伝達するためのシャフト308とを有する。
 モータ307は、第1実施形態のモータ7とほぼ同様の構成であって、密閉ケーシング302の内周面に固定されている略円環状の固定子307bと、この固定子307bの径方向内側にエアギャップを介して配置される回転子307aとを備えている。また、固定子307bの外周面は、全周にわたって密閉ケーシング302の内周面に密着しているわけではなく、固定子307bの外周面には、上下方向に延び且つモータ307の上下の空間を連通させる複数の凹部(図示省略)が、周方向に並んで形成されている。
 シャフト308は、モータ307の駆動力を圧縮機構310に伝達するために設けられており、固定子307bの内周面に固定されて、回転子307aと一体的に回転する。シャフト308は、その上端部に偏心部308aを有している。偏心部308aは、円柱状であって、その軸心がシャフト308の回転中心から偏心している。この偏心部308aには、可動スクロール340の後述する軸受部343が装着されている。
 また、シャフト308の内部には、上下方向にシャフト308を貫通する給油路308bが形成されている。この給油路308bの下端部には、シャフト308の回転に伴って潤滑油Lを給油路308b内に吸い上げるためのポンプ部材(図示省略)が挿入されている。さらに、シャフト308には、給油路308b内の潤滑油Lをシャフト308の外部に排出するための複数の排出孔308cが形成されている。
 圧縮機構310は、密閉ケーシング302の内周面に固定されるハウジング320と、ハウジング320の上側に配置される固定スクロール(第1スクロール)330と、ハウジング320と固定スクロール330との間に配置される可動スクロール(第2スクロール)340とを備えている。
 ハウジング320は、略円環状の部材であって、密閉ケーシング302に圧入固定されており、その外周面が全周にわたって密閉ケーシング302の内周面に密着している。
 ハウジング320の中央部には、偏心部収容孔321と、この偏心部収容孔321よりも径の小さい軸受け孔322とが上下に並んで形成されている。偏心部収容孔321の内側には、シャフト308の偏心部308aが、可動スクロール340の軸受部343の内側に挿入された状態で収容されている。軸受け孔322は、筒状の軸受323を介して、シャフト308を相対回転可能に支持している。また、ハウジング320の上面の偏心部収容孔321の外周側には、環状溝324が形成されている。また、この環状溝324よりも外周側には、ハウジング320を上下方向に貫通する連通孔325が形成されている。
 図13および図14に示すように、固定スクロール330は、略円盤状の部材であって、その下面の外周側部分がハウジング320の上面と密着するように、ボルト(図示省略)でハウジング320に固定されている。固定スクロール330の下面の中央部には、略円形状の凹部331が形成されている。また、この凹部331の底面(奥面)には、下方に突出する渦巻状の固定側ラップ(第1ラップ)332が形成されている。固定スクロール330の下面(凹部331の底面を除く)と、固定側ラップ332の先端面とは略面一に形成されている。また、図14に示すように、固定側ラップ332の外周側端部(巻き終わり端部)は、凹部331の周壁面に連結されている。
 また、図13に示すように、固定スクロール330には、その上面から固定スクロール330の下面近傍まで延在する吸入路333が形成されている。吸入路333は、凹部331内に冷媒を導入するために設けられている。吸入路333の上端には、吸入管303の下端が内嵌されている。図14に示すように、この吸入路333の下端は、凹部331の底面のうち、最も径の大きい部分に形成されている。
 また、固定スクロール330の上面の略中央部には、窪み部334が形成されており、この窪み部334を覆うようにカバー部材335が固定スクロール330に取り付けられている。また、窪み部334の底面には、下方に延びて凹部331に連通する吐出孔336が形成されている。吐出孔336の下端は、凹部331の底面のほぼ中央部に形成されている。また、固定スクロール330には、窪み部334とカバー部材335とによって囲まれた空間と、ハウジング320に形成された連通孔325とを連通させるための連通孔337が形成されている。なお、図14では、固定スクロール330に形成されているボルト孔および後述する連通孔337は省略して表示している。また、固定スクロール330は、金属材料からなり、金属粉の焼結、鋳造、または削り出しなどで形成されている。
 可動スクロール340は、円盤状の平板部341と、この平板部341の上面から上方に突出する渦巻き状の可動側ラップ342と、平板部341の下面から下方に突出する円筒状の軸受部343とから構成されている。軸受部343の内側には、偏心部308aが相対回転可能に挿入されている。
 平板部341は、固定スクロール330の下面と、偏心部収容孔321の周壁部の上端と間に挟まれている。また、平板部341は、環状溝324内に配置されたオルダムリング350を介して、ハウジング320に支持されている。オルダムリング350は、可動スクロール340の自転運動を阻止するための部材であって、その上下面に突起(図示省略)を有している。この突起が、ハウジング320および可動スクロール340に形成された互いに直交する方向の直線状の溝(図示省略)に係合しており、これにより、オルダムリング350は、ハウジング320および可動スクロール340に対して、それぞれの溝に沿った方向(即ち、直交する2方向)に相対移動可能となっている。そのため、可動スクロール340は、その向き(角度)が一定のまま、ハウジング320に対して水平方向に移動可能となっている。平板部341がオルダムリング350を介してハウジング320に支持されていることと、軸受部343内に偏心部308aが相対回転可能に挿入されていることによって、偏心部308a(シャフト308)が回転すると、可動スクロール340は、自転することなく、シャフト308の回転軸を中心に円を描くように移動(旋回)する。
 また、平板部341には、凹部331内の圧縮された冷媒の一部を、ハウジング320の偏心部収容孔321内に導くための小孔(図示省略)が形成されている。そのため、圧縮機301の運転時に、平板部341は、偏心部収容孔321内の高圧冷媒から上向きの力を受けて、平板部341の上面は、固定スクロール330の下面に押し付けられる。これにより、凹部331内の高圧冷媒によって、可動スクロール340が下方に押圧されて、後述する軸方向隙間D3、D4が大きくなるのを防止している。
 また、図14に示すように、可動スクロール340の可動側ラップ342は、固定スクロール330の固定側ラップ332とほぼ対称な形状であって、固定側ラップ332と噛み合うように平板部341に配置されており、固定側ラップ332の側面および凹部331の周壁面と、可動側ラップ342の側面との間には、略三日月状の空間が複数個形成される。
 図15(a)および図15(b)は、出荷時の圧縮機301を示している。図15(b)に示すように、可動側ラップ342は、可動スクロール340の旋回時に、その側面が、固定側ラップ332の側面および凹部331の周壁面に複数箇所において例えば10~30μm程度の微小な隙間d2(以下、この隙間を径方向隙間d2という)を空けて近接した状態で、固定側ラップ332の側面に沿って移動するように形成されている。また、図15(a)に示すように、可動スクロール340の平板部341の上面と、固定側ラップ332の先端面との間、および、固定スクロール330の凹部331の底面と、可動側ラップ342の先端面との間には、例えば10~30μm程度の微小な隙間D3、D4(以下、この隙間を軸方向隙間D3、D4という)が形成されている。
 図15に示すように、本実施形態の可動スクロール340は、金属材料からなる基材345と、基材345の表面を被覆する薄膜状の樹脂層346a~346dとから構成されている。基材345の外形は、ほぼ可動スクロール340の外形を構成している。基材345は、金属粉の焼結、鋳造、または削り出しなどで形成されている。
 図15(a)に示すように、樹脂層346aは、可動側ラップ342の先端面に形成されている。また、樹脂層346bは、平板部341の上面のうち、凹部331の底面と対向する領域(固定側ラップ332の先端面と対向する領域)に形成されている。また、図15(a)および図15(b)に示すように、樹脂層346c、346dは、それぞれ、可動側ラップ342の外周面と内周面に形成されている。樹脂層346a~346dの材料および出荷時の膜厚は、第1実施形態のピストン40の樹脂層44a~44cと同様である。なお、第1実施形態と同じく、出荷時の樹脂層346a~346dはほとんど膨潤していない。また、この樹脂層346a~346dの表面は、第1実施形態のピストン40の樹脂層44a~44cの表面と同様に粗面化されている。
 次に、本実施形態の圧縮機301の動作について、図14(a)~図14(d)を参照して説明する。図14(b)~図14(d)は、図14(a)の状態から、それぞれ、シャフト308が、90°、180°、270°回転した状態を示している。
 吸入管303から吸入路333を介して凹部331に冷媒を供給しつつ、モータ307の駆動によりシャフト308を回転させると、図14(a)~図14(d)に示すように、偏心部308aに装着された可動スクロール340は、自転することなく旋回する。これに伴って、可動側ラップ342の側面と、固定側ラップ332の側面および凹部331の周壁面とによって形成される複数の略三日月状の空間は、中心に向かって移動しつつ、その容積が小さくなる。これにより、凹部331内で冷媒が圧縮される。
 図14(a)において、最も外周側に位置する略三日月状の空間(図中でドットのハッチングで表した空間)に着目して、冷媒が圧縮される工程について以下説明する。
 図14(a)に示す状態では、この略三日月状空間には、吸入路333から冷媒が供給されている。この状態からシャフト308が回転すると、図14(b)に示すように、その容積が大きくなるため、吸入路333から冷媒が吸い込まれていく。この状態からシャフト308が回転すると、図14(c)および図14(d)に示すように、中心に向かって移動して、吸入路333と連通しなくなると共に、その容積が縮小する。そのため、この空間内において冷媒が圧縮される。その後も、シャフト308の回転に伴って、この空間は中心側に移動して縮小する。そして、シャフト308が2回転した時点では、図14(a)中、格子のハッチングで示した位置まで移動する。さらにシャフト308が回転すると、図14(c)に、格子のハッチングで示すように、この空間は、可動側ラップ342の内周面と、固定側ラップ332の外周面とによって囲まれる空間と合わされると共に、吐出孔336と連通する。これにより、空間内の圧縮された冷媒が吐出孔336から吐出される。
 吐出孔336から吐出された冷媒は、固定スクロール330の連通孔337と、ハウジング320の連通孔325とを通過して、ハウジング320の下方の空間に排出された後、最終的に、排出管304から密閉ケーシング302の外へ吐出される。
 上述したように、固定側ラップ332の先端面と、可動スクロール340の平板部341の上面との間、および、可動側ラップ342の先端面と、固定スクロール330の凹部331の底面との間には、軸方向隙間D3、D4が形成されている(図15参照)。そのため、圧縮機301の通常運転時には、軸方向隙間D3、D4には、シャフト308の排出孔308cから排出された潤滑油Lが存在する(図示省略。第1実施形態の図5(a)参照)。
 また、上述したように、可動側ラップ342の側面と、固定側ラップ332の側面および凹部331の周壁面との間には、複数箇所において、径方向隙間d2が形成されている(図15参照)。そのため、圧縮機301の通常運転時には、径方向隙間d2には、シャフト308の排出孔308cから排出された潤滑油Lが存在する。
 しかしながら、圧縮機301の運転状況によっては、固定スクロール330の熱膨張量と可動スクロール340の熱膨張量に違いが生じたり、固定スクロール330または可動スクロール340が高圧冷媒から受ける圧力によって変形したりすることで、軸方向隙間D3、D4または径方向隙間d2が無くなる場合がある。
 また、圧縮機301の使用を続けると、樹脂層346a~346dは、潤滑油Lや冷媒を吸収して膨潤する。これにより、通常運転時であっても、軸方向隙間D3、D4または径方向隙間d2が無くなる場合がある。
 このように場合、軸方向隙間D3、D4または径方向隙間d2が無くなった場合、樹脂層346a~346dの摺動性により、焼付きが生じるのを防止することができる。
 さらに、本実施形態では、樹脂層346a~346dの表面は、算術平均表面粗さRaが0.3以上であって、比較的粗い。そのため、樹脂層346a~346dの表面が、他の部材と接触して摺動した際に、樹脂層346a~346dの表面粗さを構成する微小な凸部が容易に削られるか、たとえ削れなくても容易に変形する。これにより、接触面間の面圧が低減するため、摩擦ロスを低減することができ、圧縮機1の効率の低下を抑制することができる。
 また、樹脂層346a~346dの表面の粗さ曲線のクルトシスRkuが3以上の場合の効果、および、樹脂層346a~346dの表面の粗さ曲線のスキューネスRskが、0より大きく、且つ、最大高さ粗さRzが、粗さ曲線要素の平均長さRSmよりも大きい場合の効果は、第1実施形態と同様である。
<第5実施形態>
 以下、本発明の第5実施形態について説明する。
 本実施形態の圧縮機は、第1実施形態とほぼ同様の1シリンダ型のロータリ圧縮機であって、ピストンおよびフロントヘッドの表面の構成が第1実施形態と異なっている。その他の構成は第1実施形態と同様であるため、同じ符号を用いて適宜その説明を省略する。
 図16および図18に示すように、本実施形態のフロントヘッド420は、下面のうち、上下方向から視て圧縮室31と重なる部分に、表面粗さの粗い粗面部424が形成されている。図18では、粗面部424を太線で表示している。粗面部424の算術平均表面粗さRaは、例えば0.3以上であり、好ましくは0.5程度である。なお、算術平均表面粗さRaは、JIS B0601:2001に準拠するものとする。
 粗面部424の微小な凹凸は、研磨加工の後に、化成処理、専用工具での切削、、またはレーザー照射などを施すことで形成されている。なお、研磨加工を施さないことで、焼結、鋳造、または削り出しの際に形成される表面の微小な凹凸を、粗面部424として利用してもよい。
 また、リアヘッド50の上面の算術平均表面粗さRaは、例えば0.3未満である。
 図18(a)は、出荷時の圧縮機を示している。図18(a)に示すように、出荷時のピストン440の上下方向長さH1は、圧縮室31の上下方向長さH2よりも僅かに小さく、その差は例えば5~15μmである。
 図17および図18(a)に示すように、本実施形態のピストン440は、金属材料からなる基材443と、基材443の表面を被覆する薄膜状の樹脂層444a、444bとから構成されている。
 樹脂層444a、444bは、それぞれ、基材443の上面と下面を被覆している。つまり、樹脂層444a、444bは、ピストン440の上端面と下端面に形成されている。樹脂層444a、444bの材料は、第1実施形態の樹脂層44a、44bと同様である。樹脂層444a、444bの表面は、ほぼ平坦状である。樹脂層444a、444bは、例えば、樹脂組成物の溶液を基材443の表面に塗布して乾燥する工程を数回行うことで形成されている。圧縮機の出荷時における樹脂層444a、444bの膜厚は、例えば10~20μm程度である。
 本実施形態の圧縮機では、ピストン440の上下端面に樹脂層444a、444bが設けられているため、ピストン440の熱膨張や樹脂層444a、444bの膨潤によって、図18(b)に示すように軸方向隙間D1、D2が無くなった場合であっても、樹脂層の摺動性によって、焼付きが生じるのを防止することができる。
 さらに、本実施形態では、ピストン440の上端面に設けられた樹脂層444aは、フロントヘッド420の粗面部424と対向している。粗面部424は樹脂層444aよりも硬度が大きい上に表面粗さが粗いため、粗面部424と樹脂層444bとが接触して摺動した際に、粗面部424に形成されている微小な凸部によって、樹脂層444aの表面は、面圧がほぼ作用しなくなる状態になるまで削られる。これにより、接触面間の面圧が低減するため、摩擦ロスを低減することができ、圧縮機の効率の低下を抑制することができる。なお、樹脂層444aは、必ずしも面圧がほぼ作用しない状態まで削られなくてもよい。面圧が低減する程度削られるだけでも、摩擦ロスを低減するという効果を得られる。
 また、本実施形態の圧縮機は、圧縮室31の軸方向が鉛直方向となる向きに配置されている。そのため、ピストン440の重力によって、ピストン440の下端面とリアヘッド50の上面とは比較的接触しやすく、フロントヘッド420のピストン440の上端面に対向する面とリアヘッド50のピストン440の下端面に対向する面の表面粗さが同じ条件では、ピストン440の下端面の樹脂層444bは、ピストン440の上端面の樹脂層444aよりも削れやすい。本実施形態では、フロントヘッド420の下面の表面粗さを、リアヘッド50の上面の表面粗さよりも粗くしているため、ピストン440の下端面の樹脂層444bが、ピストン440の上端面の樹脂層444aよりも削れ過ぎるのを防止することができる。
<第6実施形態>
 次に、本発明の第6実施形態について説明する。
 本実施形態の圧縮機は、第2実施形態とほぼ同様の2シリンダ型のロータリ圧縮機であって、2つのピストン、フロントヘッド、およびミドルプレートの表面の構成が第2実施形態と異なっている。その他の構成は第2実施形態と同様であるため、同じ符号を用いて適宜その説明を省略する。
 図19に示すように、本実施形態のフロントヘッド520は、下面のうち、上下方向から視てシリンダ130の圧縮室131と重なる部分に、第5実施形態の粗面部424と同様の表面粗さを有する粗面部524が形成されている。また、本実施形態のミドルプレート550は、下面のうち、上下方向から視てシリンダ160の圧縮室161と重なる部分には、粗面部524と同様の表面粗さを有する粗面部551が形成されている。
 また、ミドルプレート550の上面、および、リアヘッド180の上面の算術平均表面粗さRaは、例えば0.3未満である。
 本実施形態の2つのピストン540、570は、第5実施形態のピストン440と同じく、金属材料からなる基材443と、基材443の表面を被覆する薄膜状の樹脂層444a、444bとから構成されている。
 本実施形態の圧縮機では、第5実施形態と同じく、ピストン540、570の上下端面に樹脂層444a、444bが設けられており、ピストン540、570の上端面の樹脂層444aに対向する部分に、粗面部524、551が形成されているため、第5実施形態と同様の効果を得ることができる。
<第7実施形態>
 次に、本発明の第7実施形態について説明する。
 本実施形態の圧縮機は、第3実施形態とほぼ同様の1シリンダ型のロータリ圧縮機であって、ローラ、ベーン、およびフロントヘッドの表面の構成が第3実施形態と異なっている。その他の構成は第3実施形態と同様であるため、同じ符号を用いて適宜その説明を省略する。
 本実施形態のフロントヘッドは、第5実施形態のフロントヘッド420と同様の構成であって、下面に粗面部424を有する。
 図20および図21に示すように、本実施形態のローラ641は、金属材料からなる基材642と、基材642の表面を被覆する薄膜状の樹脂層643a、643bとから構成されている。また、本実施形態のベーン644は、金属材料からなる基材645と、基材645の表面を被覆する薄膜状の樹脂層646a、646bとから構成されている。
 ローラ641の樹脂層643a、643bは、それぞれ、基材642の上面と下面を被覆している。つまり、樹脂層643a、643bは、ローラ641の上端面と下端面に形成されている。また、ベーン644の樹脂層646a、646bは、それぞれ、基材645の上面と下面に形成されている。つまり、樹脂層646a、646bは、ベーン644の上端面と下端面に形成されている。樹脂層643a、643b、646a、646bの材料、膜厚および表面形状は、第5実施形態のピストン440の樹脂層444a、444bと同様である。
 本実施形態の圧縮機では、ローラ641の上下端面、および、ベーン644の上下端面に、樹脂層643a、643b、646a、646bが設けられているため、軸方向隙間が無くなったときの焼付きの発生を防止することができる。
 また、ローラ641およびベーン644の上端面の樹脂層643a、646aと対向する部分に、粗面部424が形成されているため、樹脂層643a、646aと粗面部424とが接触して摺動した際に、樹脂層643a、646aが削られることにより、摩擦ロスを低減することができる。
 以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成は、上記第1~第7実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。なお、以下の変更形態は、適宜組み合わせて実施することも可能である。
 上記第1~第3実施形態では、樹脂層が形成されている基材の表面は、研磨加工によりほぼ平坦状となっているが、例えば図22および図23に示すように、樹脂層1044、1144が形成されている基材1043、1143の表面に、微細な凹凸が形成されていてもよい。具体的には、基材1043、1143の表面の算術平均表面粗さRaが例えば0.3以上が好ましい。この構成によると、樹脂層1044、1144と基材1043、1143との接着性が良く、樹脂層の剥離が生じにくい。
 なお、基材1043、1143の表面の微細な凹凸は、化成処理や、専用工具での切削や、レーザー照射などの粗面化加工によって形成される。
 また、上記実施形態では、基材を焼結、鋳造、または切り出しによって形成した後、表面に研磨加工を施しているが、この研磨加工を施さないことで、焼結等の際に形成される表面の微小な凹凸をそのまま利用してもよい。
 また、上述した変更形態の場合、例えば図23に示すように、樹脂層1144の表面粗さを構成する凹凸が、基材1143の表面に形成された凹凸に沿って形成されていてもよい。この構成によると、樹脂層1144は、基材1143に樹脂コーティングを施すだけで形成することができるため、樹脂層に凹凸を形成する加工を施さなくて済む。
 上記第1~第3実施形態では、樹脂層の表面粗さを構成する凹凸は、樹脂層にのみ形成されているが、例えば図24に示すように、樹脂層1244の表面粗さを構成する凹凸が、樹脂層1244と基材1243とにわたって形成されていてもよい。
 なお、上記実施形態の樹脂層は、樹脂組成物のみで形成されているため、摺動時に変形しやすい。この点においては、上記実施形態の樹脂層の方が好ましい。
 上記第1および第2実施形態では、粗面化された樹脂層44aは、ピストンの上端面の全面に設けられているが、ピストンの上端面の一部にのみ設けられていてもよい。この場合、ピストンの上端面の残りの部分には、樹脂層を全く設けなくてもよく、残りの部分の全てまたは一部に、粗面化されていないほぼ平坦状の樹脂層を設けてもよい。
 前者の一例を挙げると、例えば図25に示すピストン1340のように、ブレード1342の上端面と、ローラ1341の上端面におけるブレード1342よりも吸入孔32側の略半分(図25中の右側略半分)の領域に、粗面化された樹脂層1344aを設けて、ピストン1340の上端面の残りの部分には、樹脂層を設けなくてもよい。この構成によると、焼付きを防止できる範囲は狭くなるものの、樹脂層1344aによって、低圧室31a側の軸方向隙間をできるだけ小さくできるため、シャフト8の外周部から高温の潤滑油Lが低圧室31a内に流入するのを抑制できる。したがって、低圧室31a内の冷媒が加熱されて圧縮効率が低下するのを抑制できる。
 後者の一例を挙げると、例えば、図26に示すピストン1440のように、ブレード1442の上端面と、ローラ1441の上端面におけるブレード1442よりも吐出孔22側の略半分(図26中の左側略半分)の領域に、粗面化された樹脂層1444a1を設けて、ローラ1441の上端面におけるブレード1442よりも吸入孔32側(図26中の右側)の略半分の領域に、粗面化されていないほぼ平坦状の樹脂層1444a2を設けてもよい。この場合、粗面化された樹脂層1444a1の厚みは、粗面化されていない樹脂層1444a2の厚み以下とする。ピストン1440の図26中の左側略半分の部分は、高圧室31b内の高温高圧の冷媒で加熱されるため、その熱膨張量は、ピストン1440の図26中の右側略半分の部分よりも大きくなる。したがって、ピストン1440の上端面の図26中の左側略半分の部分は、フロントヘッド20と接触しやすい。この接触しやすい部分に形成した樹脂層1444a1のみ粗面化することにより、粗面化加工の手間を減らし、接触面間の面圧を効率的に低減することができる。
 また、第1および第2実施形態の樹脂層44b、44c、第3実施形態の樹脂層243a~243c、246a、246b、第4実施形態の樹脂層346a~346dについても、樹脂層44aと同様に、それぞれの面の全面ではなく、一部にのみ設けてもよい。
 上記第1および第2実施形態では、ピストンに、粗面化された3つの樹脂層44a~44cが設けられているが、これら3つの樹脂層は必ずしも全て設けられていなくてもよい。また、3つの樹脂層の少なくとも1つが粗面化されていれば、残りの樹脂層は、粗面化されていないほぼ平坦状であってもよい。
 第3実施形態の樹脂層243a~243c、246a、246b、および、第4実施形態の樹脂層346a~346dについても同様である。
 上記第4実施形態では、可動スクロール340の平板部341の上面のうち、凹部331の底面に対向する部分にのみ、樹脂層346bが設けられているが、平板部341の上面の他の部分にも、樹脂層を設けてもよい。この樹脂層は、粗面化されていてもされていなくもよい。
 上記第1および第2実施形態では、ピストンの上下端面とローラ41の外周面にのみ、樹脂層44a~44cが設けられているが、ピストンの上記以外の面(例えば、ブレード42の側面や、圧縮室31の周壁面)にも樹脂層を設けてもよい。この樹脂層は、粗面化されていてもされていなくもよい。第3実施形態のローラ241およびベーン244、第4実施形態の可動スクロール340についても同様である。
 上記第1~第4実施形態では、軸方向隙間を構成する2つの面の一方に粗面化された樹脂層を設けているが、この面に樹脂層を設ける代わりに、他方の面に粗面化された樹脂層を設けてもよい。
 例えば、ピストン40(140)の上端面に樹脂層44aを設ける代わりに、フロントヘッド20(120)の下面に、粗面化された樹脂層を設けてもよい。
 なお、フロントヘッドの下面に樹脂層を設ける場合には、上下方向から視て圧縮室31と重なる領域(図16の粗面部424の領域を参照)にのみ樹脂層を設けてもよく、下面全体に樹脂層を設けてもよい。リアヘッドおよびミドルプレートに樹脂層を設ける場合も同様である。
 上記第1~第4実施形態では、軸方向隙間を構成する2つの面の一方にのみ樹脂層を設けているが、軸方向隙間を構成する2つの面の両方に樹脂層を設けてもよい。この場合、2つの樹脂層の両方を粗面化された樹脂層としても、いずれか一方のみを粗面化された樹脂層とし、他方を粗面化されていないほぼ平坦状の樹脂層としてもよい。
 上記第1~第4実施形態では、径方向隙間を構成する2つの面の一方に粗面化された樹脂層を設けているが、この面に樹脂層を設ける代わりに、他方の面に粗面化された樹脂層を設けてもよい。
 例えば、可動側ラップ342の内周面に樹脂層346dを設ける代わりに、固定側ラップ332の外周面に樹脂層を設けてもよい。
 上記第1~第4実施形態では、径方向隙間を構成する2つの面の一方にのみ樹脂層を設けているが、径方向隙間を構成する2つの面の両方に樹脂層を設けてもよい。この場合、2つの樹脂層の両方を粗面化された樹脂層としてもよく、いずれか一方のみを粗面化された樹脂層とし、他方を粗面化されていないほぼ平坦状の樹脂層としてもよい。
 上記第5および第6実施形態では、樹脂層444aは、ピストンの上端面の全面に設けられているが、ピストンの上端面の一部にのみ設けられていてもよい。
 例えば、ピストンの上端面のうち、ブレードの上端面と、ローラの上端面におけるブレードより吸入孔32側の略半分の領域(図25の樹脂層1344a参照)にのみ、樹脂層を設けて、ピストンの上端面の残りの部分には、樹脂層を設けなくてもよい。この構成によると、焼付きを防止できる範囲は狭くなるものの、樹脂層によって、低圧室31a側の軸方向隙間をできるだけ小さくできるため、シャフト8の外周部から高温の潤滑油Lが低圧室31a内に流入するのを抑制できる。したがって、低圧室31a内の冷媒が過熱されて圧縮効率が低下するのを抑制できる。
 また、第5および第6実施形態の樹脂層444b、第7実施形態の樹脂層643a、643b、646a、646bについても同様に、それぞれの面の全面ではなく、一部にのみ設けてもよい。
 第5および第6実施形態のピストン440、540、570の下端面の樹脂層444bは、必ずしも設けなくてもよい。また、第7実施形態のローラ641の下端面の樹脂層643b、および、ベーン644の下端面の樹脂層646bも、必ずしも設けなくてもよい。
 上記第5~第7実施形態では、フロントヘッドの下面のうち、上下方向から視て圧縮室と重なる部分全体に、粗面部424、524が形成されているが、圧縮室と重なる部分のうちの一部分にのみ、粗面部が形成されていてもよい。
 例えば図27に示すように、フロントヘッド1520の下面のうち、上下方向から視て圧縮室31と重なる部分の高圧室31b側(図27中の右側)の略半分の領域にのみ、粗面部1524を形成してもよい。ピストン440の高圧室31b側(図27中の右側)の略半分の部分は、高圧室31b内の高温高圧の冷媒で加熱されるため、その熱膨張量は、ピストン440の低圧室31a側の略半分の部分よりも大きくなる。したがって、ピストン440の上端面の図27中の右側略半分の部分は、フロントヘッド1520の下面と接触しやすい。この変更形態では、フロントヘッド1520の下面のうち、ピストン440の上端面の樹脂層444aと接触しやすい部分にのみ、粗面部1524を形成しているため、粗面化加工の手間を減らし、接触面間の面圧を効率的に低減することができる。
 第7実施形態のミドルプレート550の下面の粗面部551についても同様である。
 上記第5~第7実施形態では、フロントヘッドの下面のうち、上下方向から視て圧縮室と重なる部分にのみ、粗面部424、524が形成されているが、フロントヘッドの下面全体の表面粗さが粗くなっていてもよい。
 第7実施形態のミドルプレート550の下面についても同様である。
 上記第5実施形態では、ピストン440の上端面に樹脂層444aが設けられ、この樹脂層444aに対向するフロントヘッド420の下面の表面粗さが粗くなっているが、逆に、ピストンの上端面に樹脂層を設けずに表面粗さを粗くして、フロントヘッドの下面に樹脂層を設けてもよい。なお、フロントヘッドの下面の樹脂層は、下面全面に設けてもよく、その一部分(例えば、上下方向から視て圧縮室31と重なる部分)にのみ設けてもよい。
 第6実施形態のピストン540の上端面とフロントヘッド520の下面、ピストン570の上端面とミドルプレート550の下面、第7実施形態のローラ641およびベーン644の上端面とフロントヘッド420の下面についても同様に、樹脂層と粗面部が逆に設けられていてもよい。
 上記第5実施形態では、ピストン440の下端面に樹脂層444bが設けられているが、ピストン440の下端面に樹脂層を設ける代わりに、リアヘッド50の上面に樹脂層を設けてもよい。また、ピストン440の下端面とリアヘッド50の上面の両方に、樹脂層を設けてもよい。なお、リアヘッド50の上面の樹脂層は、上面全体に設けてもよく、その一部分(例えば、上下方向から視て圧縮室31と重なる部分)にのみ設けてもよい。
 第6実施形態のピストン540の下端面とミドルプレート550の上面、ピストン570の下端面とリアヘッド180の上面、第7実施形態のローラ641およびベーン644の下端面とリアヘッド50の下面についても同様に、樹脂層を反対側の面に設けてもよく、両方の面に樹脂層を設けてもよい。
 上記第5実施形態では、ピストン440の上端面(樹脂層444a)に対向する面の表面粗さが粗く、ピストン440の下端面(樹脂層444b)に対向する面はほぼ平坦状となっているが、逆に、ピストン440の上端面に対向する面がほぼ平坦状で、ピストン440の下端面に対向する面の表面粗さが粗くてもよい。つまり、フロントヘッドの下面がほぼ平坦状であって、リアヘッドの上面の全面または一部(例えば、上下方向から視て圧縮室31と重なる部分)の表面粗さが粗くてもよい。
 但し、シャフト8の軸方向が鉛直方向(または鉛直方向以外で、水平方向に対して傾く方向)となるように、圧縮機を配置する場合、ピストンの重力によって、ピストンの下端面とリアヘッドの上面とは接触しやすいので、リアヘッドの上面の表面粗さによっては、樹脂層が削れ過ぎる場合がある。この点においては、第5実施形態のように、フロントヘッドの下面の表面粗さを粗くして、リアヘッドの上面をほぼ平坦状にすることが好ましい。
 第6実施形態のフロントヘッド520の下面とミドルプレート550の上面、ミドルプレート550の下面とリアヘッド180の上面、第7実施形態のフロントヘッド420とリアヘッド50についても同様に、表面粗さの粗い方が逆でもよい。
 上記第5実施形態では、ピストン440の上端面(樹脂層444a)に対向する面の表面粗さが粗く、ピストン440の下端面(樹脂層444b)に対向する面はほぼ平坦状となっているが、ピストン440の上端面(樹脂層444a)に対向する面と、ピストン440の下端面(樹脂層444b)に対向する面の両方の表面粗さが粗くてもよい。つまり、フロントヘッドの下面およびリアヘッドの上面の全体または一部(例えば、図16中の上下方向から視て圧縮室31と重なる部分)の表面粗さが粗くてもよい。この場合、フロントヘッドの下面と、リアヘッドの上面の表面粗さは同じであってもよく、異なっていてもよい。樹脂層の削れ過ぎを防止するには、リアヘッドの上面の表面粗さは、フロントヘッドの下面よりも粗くない方が好ましい。
 第6実施形態のフロントヘッド520の下面とミドルプレート550の上面、ミドルプレート550の下面とリアヘッド180の上面、第7実施形態のフロントヘッド420とリアヘッド50についても同様に、両面とも表面粗さが粗くてもよい。
 上記第5実施形態では、圧縮機は、シャフト8の軸方向が鉛直方向となる向きに配置されているが、シャフト8の軸方向が鉛直方向に対して斜めになるように配置されていてもよく、シャフト8の軸方向が水平方向となるように配置されてもよい。後者の場合、ピストン440の重力はピストンの径方向に作用するため、フロントヘッド420とリアヘッド50のいずれに粗面部を形成しても、樹脂層444a、444bの削れ具合はほぼ同じになる。そのため、粗面部は、フロントヘッド420とリアヘッド50のいずれに形成してもよく、両方に形成してもよい。
 第6および第7実施形態の圧縮機についても同様である。
 上記第1~第3実施形態および第5~第7実施形態では、圧縮機構は、フロントヘッドの外周部が密閉ケーシング2の内周面に固定されることで支持されているが、シリンダ、ミドルプレート、またはリアヘッドの外周部が密閉ケーシング2の内周面に固定されることで支持される構成であってもよい。
 上記第3実施形態および第7実施形態では、ローラとベーンとを備える圧縮機構を、1シリンダ型のロータリ圧縮機に適用しているが、2シリンダ型のロータリ圧縮機に適用してもよい。
 上記第4実施形態の圧縮機301では、固定スクロール330が凹部331を有し、可動スクロール340が平板部341を有しているが、逆に、可動スクロール340が凹部を有し、固定スクロール330が平板部を有する構成であってもよい。この場合、可動スクロールが、本発明の第1スクロールに相当し、固定スクロールが、本発明の第2スクロールに相当する。
 本発明を利用すれば、樹脂層の表面が、対向する部材と接触して摺動した場合に、摺動による摩擦ロスを低減することができる。
 1、101、301 圧縮機
 20、120、420、520 フロントヘッド(第1端板部材)
 30、130、160 シリンダ
 31、131、161 圧縮室
 33、133 ブレード収容部
 34 一対のブッシュ
 40、140、170、440、540、570 ピストン
 41、441 ローラ
 42、442 ブレード
 43、443 基材
 44a~44c、444a~444c ピストンの樹脂層
 50、180 リアヘッド(第2端板部材)
 150、550 ミドルプレート(第1端板部材、第2端板部材)
 230 シリンダ
 231 圧縮室
 233 ベーン収容部
 241、641 ローラ
 242、642 基材
 243a~243c、643a~643c ローラの樹脂層
 244、644 ベーン
 245、645 基材
 246a、246b、646a~646c ベーンの樹脂層
 330 固定スクロール(第1スクロール)
 331 凹部
 332 固定側ラップ(第1ラップ)
 340 可動定スクロール(第2スクロール)
 341 平板部
 342 可動側ラップ(第2ラップ)
 345 基材
 346a~346d 可動定スクロールの樹脂層

Claims (12)

  1.  冷媒が圧縮されるときに摺動する摺動部材における摺動面の一方となる部分の全面または一部には、樹脂層が形成されており、
     前記樹脂層の算術平均表面粗さRaが0.3以上であるか、または、前記樹脂層と対向する領域の全面または一部が前記樹脂層よりも硬度が高く且つ算術平均表面粗さRaが0.3以上であることを特徴とする圧縮機。
  2.  圧縮室および前記圧縮室に連通したブレード収容部を有するシリンダと、
     前記シリンダの軸方向両端に配置される第1端板部材および第2端板部材と、
     前記圧縮室および前記ブレード収容部の内側に配置されるピストンとを備え、
     前記ピストンは、前記圧縮室に配置された環状のローラと、前記ローラの外周面から延在し且つ前記ブレード収容部に対して進退可能に配置されたブレードとを有し、
     算術平均表面粗さRaが0.3以上である前記樹脂層が、(1)前記ピストンの軸方向端面、(2)前記第1端板部材の前記ピストンの軸方向端面に対向した面、(3)前記第2端板部材の前記ピストンの軸方向端面に対向した面、(4)前記ローラの外周面、(5)前記圧縮室の内周面、となる部分の少なくとも1つの全面または一部に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の圧縮機。
  3.  圧縮室および前記圧縮室に連通したベーン収容部を有するシリンダと、
     前記シリンダの軸方向両端に配置される第1端板部材および第2端板部材と、
     前記圧縮室の内側に配置される環状のローラと、
     前記ローラの外周面に押圧される先端を有し且つ前記ベーン収容部の内側を進退可能に配置されたベーンとを備え、
     算術平均表面粗さRaが0.3以上である前記樹脂層が、(1)前記ローラの軸方向端面、(2)前記第1端板部材の前記ローラの軸方向端面に対向した面、(3)前記第2端板部材の前記ローラの軸方向端面に対向した面、(4)前記ベーンの軸方向端面、(5)前記ローラの外周面、(6)前記圧縮室の内周面、となる部分の少なくとも1つの全面または一部に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の圧縮機。
  4.  凹部およびその底面から突出した渦巻き状の第1ラップを有する第1スクロールと、
     平板部から突出した渦巻き状の第2ラップを有する第2スクロールとを備え、
     前記第1スクロールと前記第2スクロールとは、
     前記凹部の底面と前記平板部とが対向し、且つ、前記第1ラップの側面と前記第2ラップの側面とが対向するように近接しており、
     算術平均表面粗さRaが0.3以上である前記樹脂層が、(1)前記第1ラップの先端面、(2)前記平板部の前記第1ラップの先端面に対向した面、(3)前記第2ラップの先端面、(4)前記凹部の底面の前記第2ラップの先端面に対向した面、(5)前記第1ラップの側面、(6)前記第2ラップの側面、(7)前記凹部の内周面、となる部分の少なくとも1つの全面または一部に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の圧縮機。
  5.  算術平均表面粗さRaが0.3以上である前記樹脂層の表面は、粗さ曲線のクルトシスRkuが、3以上であることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の圧縮機。
  6.  算術平均表面粗さRaが0.3以上である前記樹脂層の表面は、粗さ曲線のスキューネスRskが、0より大きく、且つ、最大高さ粗さRzが、粗さ曲線要素の平均長さRSmよりも大きいことを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の圧縮機。
  7.  算術平均表面粗さRaが0.3以上である前記樹脂層の表面粗さを構成する凹凸は、前記樹脂層にのみ形成されていることを特徴とする請求項1~6のいずれかに記載の圧縮機。
  8.  算術平均表面粗さRaが0.3以上である前記樹脂層が形成された基材の表面は、算術平均表面粗さRaが0.3以上であることを特徴とする請求項1~7のいずれかに記載の圧縮機。
  9.  前記樹脂層の表面粗さを構成する凹凸は、前記基材の表面に形成された凹凸に沿って形成されていることを特徴とする請求項8に記載の圧縮機。
  10.  算術平均表面粗さRaが0.3以上である前記樹脂層は、前記樹脂層に対向する面よりも硬度が低いことを特徴とする請求項1~9のいずれかに記載の圧縮機。
  11.  圧縮室および前記圧縮室に連通したブレード収容部を有するシリンダと、
     前記シリンダの軸方向両端に配置される2つの端板部材と、
     前記圧縮室および前記ブレード収容部の内側に配置されるピストンとを備え、
     前記ピストンは、前記圧縮室に配置された環状のローラと、前記ローラの外周面から延在し且つ前記ブレード収容部に対して進退可能に配置されたブレードとを有し、
     前記樹脂層が、前記ピストンの軸方向端面、および、前記端板部材の前記ピストンの当該軸方向端面に対向する面、となる部分のいずれか一方の全面または一部に形成されており、
     前記ピストンの軸方向端面、および、前記端板部材の前記ピストンの当該軸方向端面に対向する面、となる部分の他方において前記樹脂層と対向する領域の全面または一部は、前記樹脂層よりも硬度が高く且つ算術平均表面粗さRaが0.3以上であることを特徴とする請求項1に記載の圧縮機。
  12.  圧縮室および前記圧縮室に連通したベーン収容部を有するシリンダと、
     前記シリンダの軸方向両端に配置される2つの端板部材と、
     前記圧縮室の内側に配置される環状のローラと、
     前記ローラの外周面に押圧される先端を有し且つ前記ベーン収容部の内側を進退可能に配置されたベーンとを備え、
     前記樹脂層が、前記ローラの軸方向端面または前記ベーンの軸方向端面、および、前記端板部材の前記ローラの当該軸方向端面または前記ベーンの当該軸方向端面に対向する面、となる部分のいずれか一方の全面または一部に形成されており、
     前記ローラの軸方向端面または前記ベーンの軸方向端面、および、前記端板部材の前記ローラの当該軸方向端面または前記ベーンの当該軸方向端面に対向する面、となる部分の他方において前記樹脂層に対向する領域の全面または一部は、前記樹脂層よりも硬度が高く且つ算術平均表面粗さRaが0.3以上であることを特徴とする請求項1に記載の圧縮機。
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