(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒として弗化炭素水素系冷媒群のうち少なくとも１種または２種以上を混合した混合冷媒を使用し、密閉容器の内部に、電動機と、前記電動機により駆動される旋回スクロールと固定スクロールとの間で前記冷媒を圧縮するスクロール圧縮機を配したスクロール圧縮機において、旋回スクロールを固定スクロールに対して自転させずに旋回運動させるように支持するオルダムリングが、このオルダムリングを前記支持のために移動できるように支持する固定部材、および旋回スクロールの双方と異種材料で形成されているスクロール圧縮機であって、前記オルダムリングは固定部材および旋回スクロールに対して耐磨耗性を向上させるため、加工後に表面のスチーム処理を施したものであるスクロール圧縮機。
【請求項２】
オルダムリングはスチーム処理を施された後、さらにガス軟窒化されたものである請求項１記載のスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は主として業務用および家庭用の冷凍空調に使用されるスクロール圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
冷凍空調用の電動圧縮機としては、圧縮機がレシプロ式のもの、ロータリー式など多種多様のものがあるが、いずれの方式も家庭用，業務用の冷凍空調分野で使用されてきている。現在はコスト，性能面等でそれぞれ特長を活かして成長してきている。中でもスクロール圧縮機が高効率，低騒音，低振動という特長を活かして実用化されてきた。
【０００３】
スクロール圧縮機に用いられるスクロール圧縮機構は、よく知られているように、渦巻き曲線を形成した羽根を持った固定スクロールと旋回スクロールとを噛み合わせて双方間にいくつかの圧縮室を形成し、この各圧縮室が旋回スクロールの旋回運動によって、吸込み口に通じて冷媒を吸い込む外周部側から、吐出口に通じる内周に移動しながら容積が縮小して冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を吐出口から吐出する。
【０００４】
前記旋回スクロールが前記冷媒の圧縮のために、自転せずに旋回運動するようにオルダムリングで支持し、このオルダムリングは前記支持のために移動できるよう固定部材で支持されている。
【０００５】
したがって、オルダムリングは固定部材および旋回スクロールの双方との間で摺動する。多くは、これら旋回スクロールおよび固定スクロール，固定部材、およびオルダムリングの全てが鉄系材料で形成されている。
【０００６】
一方、冷媒には特定フロンＲ１２や指定フロンＲ２２を用いていた。特定フロンはそれ以前の冷媒である二硫化硫黄やメチルクロライドと比べて、化学的に安定で可燃性，毒性がなく、理想的な冷媒として広く利用され、長年に亘って使用されてきた。
【０００７】
ところが近時では、特定フロンが分子中に塩素原子を含み、これがオゾン層の破壊を引き起こすことが確かめられ、代替フロンの開発および仕様が図られている。
【０００８】
実用性の高い代替冷媒として、塩素を含まないＨＦＣ（Ｈｙｄｒｏ  Ｆｌｕｏｒｏ  Ｃａｒｂｏｎ）といった冷媒が挙げられている。「油空圧技術’９４．６．」（日本工業出版発行）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、代替冷媒を用いると、代替冷媒は塩素を含まないので従来の特定フロンのような潤滑性は望めない。このため、摺動条件が厳しくなり、前記従来のような旋回スクロールのオルダムリングを利用した支持構造では、摺動部に磨耗が生じやすく支持構造部の寿命が低下する。これは、前記支持構造部のオルダムリングと、旋回スクロールおよび固定部材の双方との摺動部が、代替冷媒による潤滑性が望めないために一部油膜が切れた境界潤滑状態になりやすく、この境界潤滑状態になっている部分で、双方が鉄系材料どうしの供金構造であることによって凝着が生じることに原因していると考えられる。
【００１０】
このような支持構造部の寿命低下は、密閉形圧縮機のようにメンテナンスフリーでしかも長寿命で運転されるものの場合、前記支持構造部の寿命が即圧縮機全体の寿命となるので特に問題であり、実用に耐えない。
【００１１】
本発明は上記のような問題を解消することを課題とし、塩素を含まない代替冷媒を用いても旋回スクロールの支持後続部による寿命低下の問題のないスクロール圧縮機を提供することを主たる目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、オルダムリングを旋回スクロールおよび固定部材の双方の潤滑不良による凝着を防止するために、オルダムリングを加工後表面改質処理を行う。
【００１３】
【発明の実施の形態】
請求項１の発明は、冷媒として弗化炭素水素系冷媒群のうち少なくとも１種または２種以上を混合した混合冷媒を使用し、密閉容器の内部に、電動機と、この電動機により駆動される旋回スクロールと固定スクロールとの間で前記冷媒を圧縮するスクロール圧縮機構を配したスクロール圧縮機において、旋回スクロールを固定スクロールに対して自転させずに旋回運動させるように支持するオルダムリングが、このオルダムリングを前記支持のために移動できるように支持する固定部材、および旋回スクロールの双方と異種材料で形成されているものであり、電動機の起動によりスクロール圧縮機構が働くと、冷媒を吸入して圧縮することを繰り返し冷凍サイクルを実行する。冷媒は弗化炭素水素系冷媒群のうち少なくとも１種または２種以上の冷媒を混合した混合冷媒であって塩素を含まず環境を破壊しない。冷媒は塩素を含まないので潤滑性は望めず、オルダムリングと、旋回スクロールおよび固定部材の双方との間の摺動部に境界潤滑状態が生じてもオルダムリングと旋回スクロールおよび固定部材の双方とが異種材料同士の摺接になるので、相互が境界潤滑状態の部分で凝着するようなことを回避でき、旋回スクロールのオルダムリングを利用した支持構造部の寿命が向上し、塩素を含まない代替冷媒を用いても支持構造部による寿命低下の問題のないものとなる。
【００１４】
固定部材と旋回スクロールに対しオルダムリングを異種材料とし、耐磨耗性を向上するために、請求項１の発明は表面のスチーム処理を加工後実施してあるので、スチーム処理層２３は酸化皮膜ができ硬度が上昇し、相手鉄表面と凝着しにくく耐磨耗性が増す。
【００１５】
請求項２の発明は、加工後表面にスチーム処理し、さらにガス軟窒化処理をしてあるので、スチーム処理層２３が封孔処理されるとともに、窒化処理層２４によってさらに耐磨耗性の高い異種材料面を形成し、相手材と凝着しにくくなり、請求項１〜２のいずれの発明も、請求項１の発明の作用を達成するのに、オルダムリングの改質処理の工程を明確化することにより対処できるので、オルダムリングが旋回スクロールおよび固定部材と同系の材料である場合に便利であるし既成部品を利用しても対処できる利点がある。
【００１６】
請求項１および２の発明は、それぞれの発明の固定部材が焼結鉄、旋回スクロールがアルミニウム系である。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明のいくつかの実施の形態について図１〜４を参照しながら説明する。
【００１８】
（実施例１）
図１〜図２に本発明の第１の実施の形態を示している。本実施の形態は冷凍空調用の横向き設置型のスクロール圧縮機の場合で、図１に全体の構成を示している。
【００１９】
主な構成として、冷媒として弗化炭素水素系冷媒群のうち少なくとも１種または２種以上を混合した混合冷媒を使用するもので、密閉容器１の内部に、電動機２と、この電動機２により駆動される旋回スクロール３と固定スクロール４との間で前記冷媒を圧縮する圧縮機構５を配し、旋回スクロール３を固定スクロール４に対して自転させずに旋回運動させるように支持するオルダムリング６が、このオルダムリング６を前記支持のために移動できるように支持する固定部材７、および旋回スクロール３の双方と異種材料で形成されている。
【００２０】
本実施の形態が横向き設置型のものであることにより、密閉容器１内の右部に圧縮機構５が、密閉容器１内の左部に圧縮機構５を駆動する電動機２が、最左部には潤滑剤であるオイル８ａのオイル溜め８と、オイル溜め８内のオイル８ａを潤滑対象部へ支持構造部１０を通じて送り出すオイルガイド９とが、それぞれ設けられている。
【００２１】
圧縮機構５は右側の固定スクロール４と左側の旋回スクロール３とを従来同様に噛み合わせて構成し、旋回スクロール３が電動機２と対向して前記オルダムリング６を介し旋回駆動される。この旋回駆動によって、旋回、固定各スクロール３，４の双方間にいくつか形成する圧縮室１１が、吸込口１２に通じる外周側から吐出口１３に通じる内周側に移動されながら容積を縮小して圧縮を行う。冷媒は密閉容器１外に延びる吸込管１４から吸込口１２へと吸引する。圧縮した冷媒は吐出口１３から密閉容器１内に吐出し、密閉容器１外に延びる吐出管１５から空調用の図示しない冷凍サイクルに供給した後、前記吸込管１４に戻し循環させ、冷凍サイクルを実行する。
【００２２】
固定部材７は固定スクロール４との間に旋回スクロール３を互いの噛み合わせ状態に保持するように密閉容器１内に固定された軸受ブロックをなし、電動機２の回転子２ａと一体で旋回スクロール３に固定されて、これを駆動するクランク軸１６を固定部材７によって保持している。回転子２ａのまわりには固定子２ｂがあり電動機２を構成している。
【００２３】
オルダムリング６は図２に示すように、旋回スクロール３に対向する側の面の直径線上２カ所に突起１７が、また固定部材７と対向する側の面の直径線上２カ所に突起１８がそれぞれ設けられ、双方の配列が互いに直角な方向に向くようになっている。
【００２４】
オルダムリング６の突起１７は、旋回スクロール３の直径線上２カ所に設けられた半径方向の溝１９と嵌まり合って、突起１７が並ぶ方向に移動できるように支持し、突起１８は固定部材７の直径線上２カ所の半径方向の溝２０と嵌まり合ってオルダムリング６が突起１８の並ぶ方向に移動できるように支持する。これによって、旋回スクロール３は自転せずに旋回運動できるように支持される。さらに旋回スクロール３は偏心位置にある突軸３ａをクランク軸１６の主軸１６ａに半径方向に摺動できるように保持された摺動子２１に嵌めあわされている。これによって、クランク軸１６が回転すると旋回スクロール３は摺動子２１、オルダムリング６を介して自転せずに旋回駆動される。
【００２５】
上記の各部材や手段の配置と、支持および駆動，吸込み圧縮して吐出する流体の案内構造等の具体的な構成は、本願発明の請求項１の要件を満足する範囲でどのように構成されてもよいのは勿論である。
【００２６】
前記冷凍サイクルに用いられる冷媒は、弗化炭素水素系冷媒群のうち少なくとも１種または２種以上を混合した混合冷媒であって、塩素を含まず環境を破壊しない。しかし、密閉容器１内に吐出される冷媒は各機械摺動部の細部にまでおよぶことができるが、塩素を含まないために潤滑性は望めず、オルダムリング６と旋回スクロール３および固定部材７との双方との間の摺動部に環境潤滑状態が生じることがある。
【００２７】
しかし、オルダムリング６と旋回スクロール３および固定部材７の双方とは異種材料であることによって、異種材料どうしが摺接することになるので、双方が境界潤滑状態の部分で凝着するようなことを回避でき、旋回スクロール３のオルダムリング６を利用した支持構造部２２の寿命が向上し、塩素を含まない代替冷媒を用いても支持構造部２２による寿命低下の問題のないものとなる。
【００２８】
本実施の形態は、オルダムリング６と旋回スクロール３および固定部材７の双方とを異種材料とするため、図３に示すようにオルダムリング６の表面に加工後スチーム処理を施したスチーム処理層２３を形成し、表面的に材料を異ならせている。
【００２９】
したがって、オルダムリング６を表面的な改質処理をして簡単に対処できるので、オルダムリング６が旋回スクロール３および固定部材７と同系の材料とした場合や、旋回スクロール３と固定部材７が異種材料とした場合に便利であるし、既成部品を利用しても対処できる利点がある。
【００３０】
本実施の形態では、オルダムリング６は鉄系焼結材、旋回スクロール３はアルミニウム系金属よりなり、固定部材７は鉄系金属である。
【００３１】
オルダムリング６のスチーム処理は５００℃〜６００℃の温度のスチームにて行われるとよい。処理時間は１時間〜１００時間が適当である。このようにしたスチーム処理層２３は酸化皮膜ができ硬度が向上し、旋回スクロール３および固定部材７との機械摺動部が潤滑不良によって凝着するようなことを十分に防止することができた。
【００３２】
（実施例２）
図４は本発明の第２の実施の形態を示している。このものは、第１の実施の形態と同じ構造のスクロール圧縮機において、図に示すようにオルダムリング６の表面に第１の実施の形態の場合と同様に加工後施したスチーム処理層の上から、さらにガス窒化等の窒化処理を施し、窒化処理層２４を形成している。
【００３３】
これにより、オルダムリング６は旋回スクロールおよび固定部材に対し異種材料とされたスチーム処理層２３が、封孔処理されるとともに窒化処理層２４によって耐磨耗性のさらに高い異種材料面を形成するので、さらなる長寿命化を図ることができる。また、オルダムリング６が多孔質な材料、特に鉄系金属等の焼結材料によりなる場合に、型形成によって容易に製作でき、しかも前記封孔処理されるので多孔質であることによる耐久性の面で弱点を補うことができる。
【００３４】
窒化処理は例えばアンモニアガス雰囲気中で、５００℃〜６００℃の温度で、１時間〜１００時間加熱して処理するとよい。処理温度が高いほど窒化処理層２４の硬度が向上する。したがって、処理温度の設定によって硬度を調節することができる。窒化処理は前記の他、知られる各種のものを適用できる。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１，２の発明によれば、オルダムリングの改質処理工程を明確にすることにより、オルダムリングと旋回スクロールおよび固定部材の双方との間に摺動部に境界潤滑状態が生じても、オルダムリングを改質して簡単に対処できるので、オルダムリングが旋回スクロールおよび固定部材と同系の材料である場合や、旋回スクロールと固定部材が異種材料である場合に便利であるし、既成部品を利用しても対処できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すスクロール圧縮機の断面図
【図２】図１の圧縮機の要部の分解斜視図
【図３】図２のオルダムリングの改質処理状態を示す断面図
【図４】本発明の第２の実施の形態としてのスクロール圧縮機のオルダムリングの改質処理状態を示す断面図
【符号の説明】
１  密閉容器
２  電動機
２ａ  回転子
２ｂ  固定子
３  旋回スクロール
３ａ  突軸
４  固定スクロール
５  圧縮機構
６  オルダムリング
７  固定部材
８  オイル溜め
８ａ  オイル
９  オイルガイド
１０  支持構造部
１１  圧縮室
１２  吸込口
１３  吐出口
１４  吸込管
１５  吐出管
１６  クランク軸
１７  突起
１８  突起
１９  溝
２０  溝
２１  摺動子
２２  支持構造部
２３  スチーム処理層
２４  窒化処理層
【図１】
0003635802.tif 000002
【図２】
0003635802.tif 000003
【図３】
0003635802.tif 000004
【図４】
0003635802.tif 000005