(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉ケース内で旋回スクロールの渦巻体と固定スクロールの渦巻体とが互いに噛み合わせられ、且つモータの回転部を略中央部に取り付けた回転主軸となるクランクシャフトの一端側にフレームを介在させて当該旋回スクロールが取り付けられると共に、当該旋回スクロール及び当該フレームの間に配置したオルダムリングが当該クランクシャフトの回転に際して当該旋回スクロールの自転運動を拘束し、旋回運動を行わせる構造のスクロール圧縮機において、
前記オルダムリングは、アルミニウム合金を基材とすると共に、当該アルミニウム合金基材の表面上に密着性を高めるためのクロム及びチタンの群から選ばれた１種類の金属を含むボンド層、当該アルミニウム合金基材の硬度を補うためのクロム窒化物及びチタン窒化物の群から選ばれた窒化物又はクロム炭化物及びチタン炭化物の群から選ばれた炭化物のうちの１種類を含むバッファ層、及び硬質なダイヤモンドライクカーボン層が順に形成され、当該バッファ層と当該ダイヤモンドライクカーボン層との間には、金属をアルミニウム、クロム、チタンのうちの１種類とし、当該金属の含有量が当該アルミニウム合金基材から外側へ向かって減少し、且つ炭素の含有量が当該アルミニウム合金基材から外側へ向かって増加する炭素及び金属の混合物又は金属炭化物から成る傾斜層が介在されて成ることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
密閉ケース内で旋回スクロールの渦巻体と固定スクロールの渦巻体とが互いに噛み合わせられ、且つモータの回転部を略中央部に取り付けた回転主軸となるクランクシャフトの一端側にフレームを介在させて当該旋回スクロールが取り付けられると共に、当該旋回スクロール及び当該フレームの間に配置したオルダムリングが当該クランクシャフトの回転に際して当該旋回スクロールの自転運動を拘束し、旋回運動を行わせる構造のスクロール圧縮機において、
前記オルダムリングは、アルミニウム合金を基材とすると共に、当該アルミニウム合金基材の表面上に密着性を高めるためのクロム及びチタンの群から選ばれた１種類の金属を含むボンド層、当該アルミニウム合金基材の硬度を補うためのクロム窒化物及びチタン窒化物の群から選ばれた窒化物又はクロム炭化物及びチタン炭化物の群から選ばれた炭化物のうちの１種類を含むバッファ層、及び硬質なダイヤモンドライクカーボン層が順に形成され、当該バッファ層と当該ダイヤモンドライクカーボン層との間には、第１の金属及び第２の金属をアルミニウム、クロム、チタンのうちの１種類とし、当該第１の金属の含有量が当該アルミニウム合金基材から外側へ向かって減少し、且つ炭素及び当該第１の金属とは異なる当該第２の金属の含有量が当該アルミニウム合金基材から外側へ向かって増加する金属の混合物又は金属炭化物から成る傾斜層が介在されて成ることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項３】
請求項１又は２記載のスクロール圧縮機において、前記アルミニウム合金は酸化膜で覆われていることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項４】
請求項１又は２記載のスクロール圧縮機において、前記ダイヤモンドライクカーボン層は、アルミニウムを０．５〜４．５ａｔ％含有したことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項５】
請求項４記載のスクロール圧縮機において、前記アルミニウムは、金属、硼化物、炭化物、窒化物、酸化物、及び水酸化物のうちの選ばれた１つの状態であることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項６】
請求項１又は２記載のスクロール圧縮機において、前記ダイヤモンドライクカーボン層は、ＳＰ２結合炭素とＳＰ３結合炭素とが混在して成ることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項７】
請求項１又は２記載のスクロール圧縮機において、前記旋回スクロールは、アルミニウム合金を基材とすると共に、当該アルミニウム合金基材の表面上に密着性を高めるためのクロム及びチタンの群から選ばれた１種類の金属を含むボンド層、当該アルミニウム合金基材の硬度を補うためのクロム窒化物及びチタン窒化物の群から選ばれた窒化物又はクロム炭化物及びチタン炭化物の群から選ばれた炭化物のうちの１種類を含むバッファ層、及び硬質なダイヤモンドライクカーボン層が順に形成され、当該バッファ層と当該ダイヤモンドライクカーボン層との間には、金属をアルミニウム、クロム、チタンのうちの１種類とし、当該金属の含有量が当該アルミニウム合金基材から外側へ向かって減少し、且つ炭素の含有量が当該アルミニウム合金基材から外側へ向かって増加する炭素及び金属の混合物又は金属炭化物から成る傾斜層が介在されて成ることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項８】
請求項１又は２記載のスクロール圧縮機において、前記旋回スクロールは、アルミニウム合金を基材とすると共に、当該アルミニウム合金基材の表面上に密着性を高めるためのクロム及びチタンの群から選ばれた１種類の金属を含むボンド層、当該アルミニウム合金基材の硬度を補うためのクロム窒化物及びチタン窒化物の群から選ばれた窒化物又はクロム炭化物及びチタン炭化物の群から選ばれた炭化物のうちの１種類を含むバッファ層、及び硬質なダイヤモンドライクカーボン層が順に形成され、当該バッファ層と当該ダイヤモンドライクカーボン層との間には、第１の金属及び第２の金属をアルミニウム、クロム、チタンのうちの１種類とし、当該第１の金属の含有量が当該アルミニウム合金基材から外側へ向かって減少し、且つ炭素及び当該第１の金属とは異なる当該第２の金属の含有量が当該アルミニウム合金基材から外側へ向かって増加する金属の混合物又は金属炭化物から成る傾斜層が介在されて成ることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項９】
請求項７又は８記載のスクロール圧縮機において、前記アルミニウム合金は酸化膜で覆われていることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項１０】
請求項７又は８記載のスクロール圧縮機において、前記ダイヤモンドライクカーボン層は、アルミニウムを０．５〜４．５ａｔ％含有したことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項１１】
請求項１０記載のスクロール圧縮機において、前記アルミニウムは、金属、硼化物、炭化物、窒化物、酸化物、及び水酸化物のうちの選ばれた１つの状態であることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項１２】
請求項７又は８記載のスクロール圧縮機において、前記ダイヤモンドライクカーボン層は、ＳＰ２結合炭素とＳＰ３結合炭素とが混在して成ることを特徴とするスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エコ（環境対応）効果が高い新世代住宅向けの空調給湯システムにおける冷凍・空調回路の圧縮機として好適であると共に、地球温暖化係数（ＧＷＰ）の低い新冷媒を適用してのモータ系駆動信号周波数におけるワイドレンジな運転が可能であって、特に超高速運転での耐久性及び信頼性に優れた小型化・軽量化構造のスクロール圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空調機や冷凍機の冷凍・空調回路（冷媒サイクルとも呼ばれる）に用いられるスクロール圧縮機において、運転動作時に摺動性が高くなる摺動部材であるオルダムリング及び旋回スクロールには、一般的に硬質で耐摩耗性の高い鉄系材料を用いている。【０００３】
ところで、冷凍・空調回路用の冷媒として、従来汎用的に用いられてきたフロンは、地球温暖化係数（ＧＷＰ）が高く、オゾン層を破壊する危険性があることにより、世界的に使用を規制する傾向にある。このため、最近では地球温暖化係数（ＧＷＰ）の低い新冷媒を使用する段階となっているが、新冷媒はフロンと比べて熱交換率が優れず、従来構造のスクロール圧縮機で同等な圧縮性能を得るためには、圧縮機全体の容積を大きくするか、或いは超高速度運転として、クランクシャフト（回転主軸）を高速度回転させるように駆動する必要がある。【０００４】
しかしながら、圧縮機全体の容積を大きくする対策では構造的に圧縮機全体の大型化を招くことになり、クランクシャフト（回転主軸）を高速度回転させる対策ではモータのトルク負荷が増大して駆動側のインバータにも高消費電力タイプのものが必要になり、これが電気回路系の大規模化やコスト高を招くことになる等、何れの場合も昨今の小型・軽量化・低コスト化が望まれる現状の要望に反することになるため、得策であると言えない事情がある。また、新冷媒については、フロンを用いた場合よりも圧縮機内部構造の摺動部材における耐摩耗性の向上や低摩擦係数化を図る必要もある。【０００５】
そこで、圧縮機の構造的な改良や、或いは電気回路系の改良を行わず、圧縮機内部構造の材質を工夫し、新冷媒を用いても或る程度の運転性能を確保すると共に、摺動部材における耐摩耗性の向上や低摩擦係数化を図る技術も提案されている。【０００６】
例えば塩素を含まない代替冷媒又は自然冷媒を用いた場合でも、耐摩耗性をさらに向上できて長期メンテナンスフリー化を可能な摺動部材を用いたスクロール型電動圧縮機（特許文献１参照）、構成部材を低摩擦係数化して耐摩耗性を向上させた圧縮機（特許文献２参照）、摺動部としての固定スクロールや旋回スクロール（可動スクロール）をアルミニウム基材とすると共に、その表面にＮｉ−Ｐメッキ層、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）薄膜を順に形成した回転式流体機械（特許文献３参照）等が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２６１２６１号公報
【特許文献２】特開２００１−１１５９５９号公報
【特許文献３】特開２００６−２００４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した特許文献１に係る技術は、焼結鉄で形成した摺動部材の表面に酸化被膜層、酸化物層、中間層、硬質炭素皮膜層を順に形成し、外表面に耐摩耗性と低摩擦性とに優れたＤＬＣ等の硬質炭素皮膜層を密着させたものであり、運転時の耐摩耗性及び低摩擦性に優れるものであるが、摺動部材の基材自体は焼結鉄で従来通りに偏心質量が大きく、新冷媒を適用した場合に超高速運転を行わせようとしたときにモータのトルク負荷が非常に大きくなってしまうため、結果として、基本構造上において超高速運転や軽量化を図り難いという難点がある。【０００９】
また、特許文献２に係る技術は、圧縮機の構成部材である摺動部材について、旋回スクロールをアルミニウム基材とし、その表面に炭素繊維及び固体潤滑剤を含有させて形成した樹脂材料、ＤＬＣを順に形成し、ＤＬＣを密着させたものであり、引用文献１の場合よりも偏心質量が小さくなり、或る程度モータのトルク負荷を抑制できて超高速運転や軽量化を図り得るようになっているが、ここでは機械的強度や耐摩耗性が要求されるオルダムリングについては鉄系材料にしているため、基本構造上において超高速運転や軽量化を十分には図り難いものになっている。【００１０】
更に、特許文献３に係る技術についても、特許文献２に係る技術と同様に、旋回スクロール（可動スクロール）をアルミニウム基材とし、その表面にＮｉ−Ｐメッキ層、ＤＬＣ薄膜を順に形成したものであるため、基本構造上において超高速回転や軽量化を十分には図り難いものになっている。【００１１】
加えて、特許文献２や特許文献３に係る技術は、アルミニウム基材の表面に形成した樹脂材料やＮｉ−Ｐメッキ層の表面上にＤＬＣを密着させたものであるが、一般にＤＬＣは金属材料の表面上には密着され難く、密着性を確保するために下地層を工夫する必要があることがよく知られている。下地層が樹脂材料やＮｉ−Ｐメッキ層だけでは新冷媒による高圧ガスに晒され、摺動による相当な発熱が想定される使用条件下では、長期間に及んで安定して密着性を維持できない危険性がある。特にアルミニウム基材は鉄と比べて十分に軟質であり、表面のＤＬＣが硬質であるため、硬質なＤＬＣが高圧条件下で摺動を受ける場合を想定すると、ＤＬＣが下地層やアルミニウム基材を変形させたり、或いはそうした度合いによってはＤＬＣが剥離されてしまう危険性もある。【００１２】
その他、特許文献２に係る技術でオルダムリングを鉄系材料にしている理由は、圧縮機の摺動部材を超高速運転時において偏心質量を小さくしたいとき、旋回スクロールの場合には偏心回転するために構造的に質量の釣り合いを持たせることで偏心質量を打ち消すことができるが、オルダムリングについては往復動することで旋回スクロールの自転運動を拘束し、旋回運動を行わせるものであるため、構造的に質量の釣り合いを持たせることができないことにより偏心質量を打ち消せないことに起因していると考えられる。【００１３】
しかしながら、モータのトルク負荷を小さくするために回転系の慣性質量を小さくするという視点では、オルダムリングについても軽量化した方が有利であり、しかも圧縮機全体の小型化・軽量化に寄与できるため、より好ましい。【００１４】
本発明は、このような問題点を解決すべくなされたもので、その技術的課題は、圧縮機全体の小型化・軽量化に寄与できて耐久性及び信頼性に優れると共に、新冷媒を適用しての超高速運転が可能なスクロール圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記技術的課題を解決するため、本発明の第１の手段は、密閉ケース内で旋回スクロールの渦巻体と固定スクロールの渦巻体とが互いに噛み合わせられ、且つモータの回転部を略中央部に取り付けた回転主軸となるクランクシャフトの一端側にフレームを介在させて当該旋回スクロールが取り付けられると共に、当該旋回スクロール及び当該フレームの間に配置したオルダムリングが当該クランクシャフトの回転に際して当該旋回スクロールの自転運動を拘束し、旋回運動を行わせる構造のスクロール圧縮機において、オルダムリングは、アルミニウム合金を基材とすると共に、当該アルミニウム合金基材の表面上に密着性を高めるためのクロム及びチタンの群から選ばれた１種類の金属を含むボンド層、当該アルミニウム合金基材の硬度を補うためのクロム窒化物及びチタン窒化物の群から選ばれた窒化物又はクロム炭化物及びチタン炭化物の群から選ばれた炭化物のうちの１種類を含むバッファ層、及び硬質なＤＬＣ層が順に形成され、当該バッファ層と当該ＤＬＣ層との間には、金属をアルミニウム、クロム、チタンのうちの１種類とし、当該金属の含有量が当該アルミニウム合金基材から外側へ向かって減少し、且つ炭素の含有量が当該アルミニウム合金基材から外側へ向かって増加する炭素及び金属の混合物又は金属炭化物から成る傾斜層が介在されて成ることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の第２の手段は、密閉ケース内で旋回スクロールの渦巻体と固定スクロールの渦巻体とが互いに噛み合わせられ、且つモータの回転部を略中央部に取り付けた回転主軸となるクランクシャフトの一端側にフレームを介在させて当該旋回スクロールが取り付けられると共に、当該旋回スクロール及び当該フレームの間に配置したオルダムリングが当該クランクシャフトの回転に際して当該旋回スクロールの自転運動を拘束し、旋回運動を行わせる構造のスクロール圧縮機において、オルダムリングは、アルミニウム合金を基材とすると共に、当該アルミニウム合金基材の表面上に密着性を高めるためのクロム及びチタンの群から選ばれた１種類の金属を含むボンド層、当該アルミニウム合金基材の硬度を補うためのクロム窒化物及びチタン窒化物の群から選ばれた窒化物又はクロム炭化物及びチタン炭化物の群から選ばれた炭化物のうちの１種類を含むバッファ層、及び硬質なＤＬＣ層が順に形成され、当該バッファ層と当該ＤＬＣ層との間には、第１の金属及び第２の金属をアルミニウム、クロム、チタンのうちの１種類とし、当該第１の金属の含有量が当該アルミニウム合金基材から外側へ向かって減少し、且つ炭素及び当該第１の金属とは異なる当該第２の金属の含有量が当該アルミニウム合金基材から外側へ向かって増加する金属の混合物又は金属炭化物から成る傾斜層が介在されて成ることを特徴とする。
【００１７】
更に、上記何れかのスクロール圧縮機に係る一実施態様は、アルミニウム合金が酸化膜で覆われていることを特徴とする。
【００１８】
加えて、上記何れかのスクロール圧縮機に係る他の実施態様は、ＤＬＣ層がアルミニウムを０．５〜４．５ａｔ％含有したことを特徴とする。ここでアルミニウムが金属、硼化物、炭化物、窒化物、酸化物、及び水酸化物のうちの選ばれた１つの状態であることが好ましい。
【００１９】
また、上記何れかのスクロール圧縮機に係る別の実施態様は、ＤＬＣ層がＳＰ２結合炭素とＳＰ３結合炭素とが混在して成ることを特徴とする。
【００２０】
その他、上記スクロール圧縮機の更に別の実施態様として、旋回スクロールについても、オルダムリングと同様な材質構造とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のスクロール圧縮機によれば、オルダムリングの基材をアルミニウム合金とし、その表面に密着性が良くて硬度を補うための下地層を介在させて硬質なＤＬＣ層を形成しているため、従来の鉄系材料である場合よりも約１／３軽量化できると共に、摺動部材間の凝着摩耗を防止して耐摩耗性の向上や低摩擦係数化を具現した上で、回転系の慣性質量を小さくすることができる。また、旋回スクロールについても、同様な材質構造として回転系の偏心質量を十分に低減している。更に、アルミニウム合金基材の強度低下を来さない低温度でその表面に下地層を含む硬質なＤＬＣ層を被膜形成処理することができる。この結果、モータのトルク負荷を極力小さくすることができるため、全体の小型化・軽量化に寄与できて耐久性及び信頼性に優れると共に、新冷媒を適用しても超高速運転が可能となり、低コストでフロンを用いた場合と同等な圧縮性能が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例１に係るスクロール圧縮機の概略構成を回転主軸の延在方向に沿って断面にして示した側面図である。
【図２】図１に示すスクロール圧縮機に備えられるオルダムリングの外観を示した斜視図である。
【図３】図１に示すスクロール圧縮機に備えられるオルダムリング及び旋回スクロールの材質についての多層構造の一例を示した局部断面図である。
【図４】図１に示すスクロール圧縮機に備えられるオルダムリング及び旋回スクロールの材質についての多層構造の他例を示した局部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、本発明の実施例１に係るスクロール圧縮機の概略構成を回転主軸の延在方向に沿って断面にして示した側面図である。
【００２４】
このスクロール圧縮機は、基本構造上は従来通りの周知なもので、新冷媒ガスに対する吸い込みを行う吸入管１１３を装着するための吸入口と吐出を行う吐出管１１４を装着するための吐出口とが設けられた密閉ケース（チャンバ）１１５内の端側に渦巻体を有する固定スクロール１０２が取り付けられると共に、ロータ（回転部）１１０ａ及びステータ（固定部）１１０ｂから成るモータ１００のロータ１００ａを略中央部分に取り付けた回転主軸となるクランクシャフト１０６の軸方向における一端側にフレーム１０５を介在させて相手側の渦巻体を有する旋回スクロール１０１を取り付け、且つ他端側に軸受支持板１１１及び副軸受１１２による軸支持部材を取り付けて成る組み立て体を、旋回スクロール１０１の渦巻体と固定スクロール１０２の渦巻体とが互いに噛み合わせられるように密閉ケース１１５内の残りの空間部分に組み込み、各部を取り付けて密閉して収納した構造となっている。
【００２５】
この密閉状態において、細部構造的には旋回スクロール１０１の背面に取り付けられた旋回軸受に対し、フレーム１０５の主軸受１０５ａにより支持されるクランクシャフト１０６の偏心部１０６ａが挿入され、旋回スクロール１０１及びフレーム１０５の間に配置したオルダムリング１０７がクランクシャフト１０６の回転に際して旋回スクロール１０１の自転運動を拘束し、旋回運動を行わせるようになっている。
【００２６】
固定スクロール１０２、旋回スクロール１０１、及びフレーム１０５で形成される背圧室１０９内の圧力（背圧値）は、差圧制御機構１０９ａにより制御され、これによって旋回スクロール１０１を固定スクロール１０２に対して押し付ける状態とする。差圧制御機構１０９ａの圧力入口側は背圧室１０９に連通され、圧力出口側は固定スクロール１０２の渦巻体の外周に設けられた固定外周溝に連通している。この固定外周溝は、冷媒ガスの吸込口に連通しており、これによって固定外周溝内は常に吸入圧となる。
【００２７】
吸入管１１３は、冷媒ガスを取り入れるためのもので、固定スクロール１０２に連通している。吐出管１１４は圧縮した冷媒ガスを外部へ吐出するためのものであ。モータ１１０の下部の軸受支持板１１１に取り付けられた副軸受１１２は、フレーム１０５の主軸受１０５ａと共にクランクシャフト１０６を支持している。因みに、密閉ケース１１５内のクランクシャフト１０６の軸方向における他端側の部屋は、油を貯める油貯め室１１６として用いられる。
【００２８】
このような構造のスクロール圧縮機の圧縮動作について説明する。モータ１１０を駆動してロータ１００ａ及びクランクシャフト１０６を回転させると、これに伴って旋回スクロール１０１が旋回運動を開始する。この動作により旋回スクロール１０１及び固定スクロール１０２の渦巻体が噛み合い、第１の圧縮室及び第２の圧縮室を形成する。
【００２９】
このとき、吸入管１１３から流入した冷媒ガスが第１の圧縮室及び第２の圧縮室で圧縮される。第１の圧縮室及び第２の圧縮室では、クランクシャフト１０６の回転に伴い、中央方向に容積を減少させながら圧縮動作が行われ、これにより高圧化された冷媒ガスが固定スクロール１０２に形成された吐出ポート１０８から密閉ケース１１５内の吐出室１０３、１０４に吐出され、最終的に吐出管１１４を通って外部へ吐出される。
【００３０】
背圧室１０９の圧力は、フレーム１０５の主軸受１０５ａ等を潤滑した油に含まれるガスによって上昇し、差圧制御機構１０９ａによって吸入圧力に対して一定の圧力差となるように制御される。この圧力は吸入圧力と吐出圧力との中間程度の中間圧力となり、旋回スクロール１０１を固定スクロール１０２に押し付ける。このときの押し付けにより、旋回スクロール１０１の端板は固定スクロール１０２に密着し、旋回スクロール１０１の端板によって背圧室１０９内の中間圧力との封止（シール）を行う。
【００３１】
実施例１のスクロール圧縮機で使用する地球温暖化係数（ＧＷＰ）の低いＣＯ２やＨＦＣ１５２ａ等の新冷媒は、熱交換率が従来のフロンの場合よりも低いため、フロンを用いた場合と同等な圧縮機能を得ようとすれば、容量を大きくするか、或いは容量を変えずに超高速運転させる必要がある。上述したように容量を大きくするためには圧縮機全体を大型化させる必要があるが、係る手法は現状の小型化・軽量化の要求に反するため、実質上採択することができない。
【００３２】
そこで、容量を変えずに超高速運転させるための条件を考察すると、特許文献２や特許文献３のように摺動部材の旋回スクロール１０１の材料を工夫して軽量化することで偏心質量を小さくすると共に、回転系の慣性質量を小さくしてモータ１００のトルク負荷を極力小さくすることが望ましい。
【００３３】
但し、特許文献２や特許文献３のように旋回スクロール１０１の基材をアルミニウム系材料とし、その表面に硬質なＤＬＣ層を形成するための下地層を樹脂材料やＮｉ−Ｐメッキ層とした構造では長期間に及んで安定して密着性を維持できない危惧やＤＬＣが剥離されてしまう危険性もある。即ち、特許文献２や特許文献３の手法によって対策する場合には、基本構造上において超高速運転や軽量化を十分に図り難く、しかもＤＬＣ層を形成した摺動部材への耐久性にも問題がある。
【００３４】
そこで、実施例１に係るスクロール圧縮機では、旋回スクロール１０１及びフレーム１０５の間に配置されるオルダムリング１０７の材質を改良することに留意した。
【００３５】
図２は、上述したスクロール圧縮機に備えられるオルダムリング１０７の外観を示した斜視図である。
【００３６】
このオルダムリング１０７は、外観上、従来通りの略円環状の形状である。旋回スクロール１０１側の面の外周縁には、旋回スクロール１０１の自転運動を拘束するための凸状の旋回側キー１０７ａが中心を通る径方向の二箇所に設けられている。また、フレーム１０５側の面の外周縁にも、凸状のフレーム側キー１０７ｂが旋回側キー１０７ａと直交する中心を通る径方向の二箇所に設けられている。
【００３７】
ここでのオルダムリング１０７は、アルミニウム合金を基材とすると共に、そのアルミニウム合金基材の表面上に密着性を高めるためのボンド層（導電層）、アルミニウム合金基材の硬度を補うためのバッファ層、及び硬質なＤＬＣ層が順に形成されて成る。また、旋回スクロール１０１についても、同様な材質構造とする。何れにしても、ここでのアルミニウム合金は、酸化膜で覆われていても良い。
【００３８】
このうち、ボンド層（導電層）は、クロム（Ｃｒ）やチタン（Ｔｉ）の金属を１種類含有している場合を例示できる。
【００３９】
バッファ層は、クロム窒化物（ＣｒＮ）、クロム炭化物（ＣｒＣ）、チタン窒化物（ＴｉＮ）、チタン炭化物（ＴｉＣ）を１種類含有している場合を例示できる。
【００４０】
ところで、上述したバッファ層とＤＬＣ層との間には、金属をアルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）のうちの１種類とし、その金属の含有量がアルミニウム合金基材から外側へ向かって減少し、且つ炭素の含有量がアルミニウム合金基材から外側へ向かって増加する炭素及び金属の混合物又は金属炭化物から成る傾斜層が介在されていても良い。或いは、バッファ層とＤＬＣ層との間には、第１の金属及び第２の金属をアルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）のうちの１種類とし、第１の金属の含有量がアルミニウム合金基材から外側へ向かって減少し、且つ炭素及び第１の金属とは異なる第２の金属の含有量がアルミニウム合金基材から外側へ向かって増加する金属の混合物又は金属炭化物から成る傾斜層が介在されていても良い。
【００４１】
また、ＤＬＣ層は、アルミニウムを０．５〜４．５ａｔ％含有したものであっても良い。但し、ここでアルミニウムは、金属、硼化物、炭化物、窒化物、酸化物、及び水酸化物のうちの選ばれた１つの状態であることが好ましい。更に、ＤＬＣ層は、ＳＰ２結合炭素とＳＰ３結合炭素とが混在して成るものであっても良い。
【００４２】
このような摺動部材であるオルダムリング１０７や旋回スクロール１０１について、アルミニウム合金基材の表面上に上述した材質構造を多層化形成して製造する場合、アルミニウム合金基材の表面にスパッタリング法又はイオンプレーティング法によりボンド層（導電層）を形成する第１の工程と、アルミニウム合金基材にバイアス電圧を印加した状態でボンド層（導電層）上に密着性を向上させると共に、硬度を補うためのバッファ層を形成（必要に応じて更にバッファ層上に傾斜層を形成）し、バッファ層上（或いは傾斜層上）にＤＬＣ層（必要に応じてアルミニウムを含有させておくか、或いはＳＰ２結合炭素及びＳＰ３結合炭素を混在させておく）を形成する第２の工程と、を実施すれば良い。
【００４３】
何れにせよ、回転系の偏心質量を低減化させるために摺動部材であるオルダムリング１０７や旋回スクロール１０１を単にアルミニウム合金基材としただけでは、一般にアルミニウム合金が軟質で摺動性に劣り、摺動速度が大きくて発熱量も大きくなることを考慮すれば、超高速運転に耐え得る耐摩耗性が得られない。また、オルダムリング１０７及び旋回スクロール１０７を同種金属材（アルミニウム合金材同士）としただけでは旋回スクロール１０１とオルダムリング１０７の旋回側キー１０７ａとが凝着摩耗を起こし易く、不都合になる。
【００４４】
そこで、オルダムリング１０７及び旋回スクロール１０１については、アルミニウム合金基材とするだけでなく、上述した材質構造で表面に硬質なＤＬＣ層を形成することにより、凝着摩耗を防止して摺動による発熱も低減させることができる。因みに、アルミニウム合金は弾性係数が小さく、線膨張係数が大きいことにより、単に硬質のＤＬＣ層を被膜処理しただけでは剥離を生じ易いため、ボンド層（導電層）や傾斜層を介在させることが密着性や硬度を確保し、剥離を防止する上で重要になっている。また、下地層の形成に際して、処理温度が高いＣＶＤ処理等は、強度低下を招くために適用困難であるといえる。
【００４５】
図３は、ここでのオルダムリング１０７及び旋回スクロール１０１の材質についての多層構造の一例を示した局部断面図である。
【００４６】
図３を参照すれば、ここでの多層構造は、表面が酸化膜で覆われたアルミニウム合金基材によるオルダムリング１０７及び旋回スクロール１０１の表面上（即ち、アルミニウム合金基材の酸化膜上）に、ボンド層（導電層）、バッファ層、傾斜層、及びＤＬＣ層を順に形成して成るものである。
【００４７】
図４は、ここでのオルダムリング１０７及び旋回スクロール１０１の材質についての多層構造の他例を示した局部断面図である。
【００４８】
図４を参照すれば、ここでの多層構造は、表面が酸化膜で覆われていないアルミニウム合金基材によるオルダムリング１０７及び旋回スクロール１０１の表面上に、ボンド層（導電層）、バッファ層、傾斜層、及びＤＬＣ層を順に形成して成るものである。
【００４９】
これらの多層構造及び材質構造のオルダムリング１０７及び旋回スクロール１０１を備えたスクロール圧縮機では、基本的にオルダムリング１０７の基材をアルミニウム合金とし、その表面に密着性が良くて硬度を補うための下地層を介在させて硬質なＤＬＣ層を形成しているため、従来の鉄系材料である場合よりも約１／３軽量化できると共に、摺動部材間の凝着摩耗を防止して耐摩耗性の向上や低摩擦係数化が図られ、回転系の慣性質量を小さくできる。また、旋回スクロール１０１についても、同様な多層構造及び材質構造とすることで、回転系の偏心質量を低減することができる。更に、アルミニウム合金基材の強度低下を来さない低温度でその表面に下地層を含む硬質なＤＬＣ層を被膜形成処理することができる。この結果、モータ１００のトルク負荷を極力小さくすることはできるため、圧縮機全体の小型化・軽量化に寄与できて耐久性及び信頼性に優れると共に、新冷媒を適用しての超高速運転（モータ１００への駆動信号では周波数２００Ｈｚ程度）が可能となり、低コストでフロンを用いた場合と同等な圧縮性能が得られる。
【符号の説明】
【００５０】
１０１  旋回スクロール
１０２  固定スクロール
１０３、１０４  吐出室
１０５  フレーム
１０５ａ  主軸受
１０６  クランクシャフト
１０６ａ  偏心部
１０７  オルダムリング
１０７ａ  旋回側キー
１０７ｂ  フレーム側キー
１０８  吐出ポート
１０９  背圧室
１０９ａ  差圧制御機構
１１０  モータ
１１０ａ  ロータ
１１０ｂ  ステータ
１１１  軸受支持板
１１２  副軸受
１１３  吸入管
１１４  吐出管
１１５  密閉ケース（チャンバ）
１１６  油貯め室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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