(57)【要約】  実施形態の回転式圧縮機は、容器と、シリンダと、閉塞板と、ローラと、ブレードと、を備える。シリンダは、容器内に収納され、開口部を有する。閉塞板は、シリンダの開口部を閉塞して、シリンダとともにシリンダ室を形成する。ブレードは、シリンダに形成されたブレード溝内に収容され、ローラの偏心回転に伴いシリンダ室内に進退可能とされる。ブレードは、基材と被膜とを持つ。被膜は、基材よりも硬度が高く、基材の外面のうち、閉塞板と対向する閉塞板対向面以外の部分であって、少なくともブレード溝の内面と対向する溝対向面を被覆する。
2017138175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑油が貯留される容器と、
前記容器内に収納され、開口部を有するシリンダと、
前記シリンダの前記開口部を閉塞して、前記シリンダとともにシリンダ室を形成する閉塞板と、
前記シリンダ室内で偏心回転するローラと、
前記シリンダに形成されたブレード溝内に収容され、前記ローラに当接して前記シリンダ室内を分割する先端面を有し、前記ローラの偏心回転に伴い前記シリンダ室内に進退可能とされたブレードと、を備え、
前記ブレードは、
基材と、
前記基材の外面のうち、前記閉塞板と対向する閉塞板対向面以外の部分であって、少なくとも前記ブレード溝の内面と対向する溝対向面を被覆し、前記基材よりも硬度が高い被膜と、を備えている、
回転式圧縮機。
【請求項２】
前記被膜のビッカース硬さは、９００以上であり、
前記閉塞板対向面の表面粗さは、前記溝対向面の表面粗さよりも小さい、
請求項１に記載の回転式圧縮機。
【請求項３】
前記ブレードは、前記ローラの軸方向に沿って複数に分割されて構成されている、
請求項１又は請求項２に記載の回転式圧縮機。
【請求項４】
前記被膜は、ダイヤモンドライクカーボン被膜であり、
前記ブレード溝の内面の表面粗さは、十点平均粗さで３μｍ以下である、
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の回転式圧縮機。
【請求項５】
前記シリンダは、片状黒鉛鋳鉄により形成されている、
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の回転式圧縮機。
【請求項６】
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の回転式圧縮機と、
前記回転式圧縮機に接続された放熱器と、
前記放熱器に接続された膨張装置と、
前記膨張装置と前記回転式圧縮機との間に接続された吸熱器と、を備えていることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、回転式圧縮機及び冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和装置等の冷凍サイクル装置に使用される回転式圧縮機として、潤滑油が貯留される容器と、容器内に収納された圧縮機構部と、を有する構成が知られている。圧縮機構部は、開口部を有するシリンダと、シリンダの開口部を閉塞する閉塞板と、シリンダ及び閉塞板で形成されたシリンダ室内で偏心回転するローラと、を備えている。シリンダに形成されたブレード溝内には、ブレードが配設されている。ブレードは、先端面がローラに当接してシリンダ室内を圧縮室と吸込室とに分割する。ブレードは、ローラの偏心回転に伴いシリンダ室内に進退自在である。【０００３】
ところで、ブレードのうち、ブレード溝の内面と対向する溝対向面は、圧縮室内と吸込室内との差圧によって大きな負荷を受けながらブレード溝の内面を摺動する。特に、ブレードが下死点（シリンダ室内に最も突出した状態）から上死点（シリンダ室から最も後退した状態）に移行する運転領域（圧縮行程後半）では、ブレードの溝対向面に掛かる負荷が大きい。したがって、ブレードの溝対向面は、高い耐摩耗性が要求される。【０００４】
一方、ブレードのうち閉塞板と対向する閉塞板対向面と、閉塞板と、の間は、高いシール性が要求される。仮にシール性が低いと、圧縮室から吸込室に冷媒がリーク等して、圧縮性能が低下する可能性がある。
しかしながら、高速化及び大容量化が求められる近年の回転式圧縮機では、溝対向面の耐摩耗性と、閉塞板対向面及び閉塞板間でのシール性と、を両立させる点で未だ改善の余地があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本国特開２００７−３２３６０号公報
【特許文献２】国際公開第２０１４／０１７０００号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、溝対向面の耐摩耗性と、閉塞板対向面及び閉塞板間でのシール性と、を両立させ、長期に亘って動作信頼性及び圧縮性能の向上を図ることができる回転式圧縮機及び冷凍サイクル装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の回転式圧縮機は、容器と、シリンダと、閉塞板と、ローラと、ブレードと、を備える。容器には、潤滑油が貯留される。シリンダは、容器内に収納され、開口部を有する。閉塞板は、シリンダの開口部を閉塞して、シリンダとともにシリンダ室を形成する。ローラは、シリンダ室内で偏心回転する。ブレードは、シリンダに形成されたブレード溝内に収容され、ローラに当接してシリンダ室内を分割する先端面を有し、ローラの偏心回転に伴いシリンダ室内に進退可能とされる。ブレードは、基材と被膜とを備える。被膜は、基材よりも硬質であり、基材の外面のうち、閉塞板と対向する閉塞板対向面以外の部分であって、少なくともブレード溝の内面と対向する溝対向面を被覆する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態における回転式圧縮機の断面図を含む、冷凍サイクル装置の概略構成図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に相当する圧縮機構部の断面図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に相当するブレードの断面図。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線に相当するブレードの断面図。
【図５】ブレード溝の内面における表面粗さＲ１に対するブレードの先端面での摩耗量の関係を測定した結果を示すグラフ。
【図６】第２の実施形態に係る回転式圧縮機の部分断面図。
【図７】図６に示すブレードの断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態の回転式圧縮機及び冷凍サイクル装置を、図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
始めに、冷凍サイクル装置１について簡単に説明する。図１は、第１の実施形態における回転式圧縮機２の断面図を含む、冷凍サイクル装置１の概略構成図である。
図１に示すように、本実施形態の冷凍サイクル装置１は、回転式圧縮機２と、回転式圧縮機２に接続された放熱器３と、放熱器３に接続された膨張装置４と、膨張装置４と回転式圧縮機２との間に接続された吸熱器としての蒸発器５と、を備えている。
【００１０】
回転式圧縮機２は、いわゆるロータリ式の圧縮機である。回転式圧縮機２は、内部に取り込まれる低圧の気体冷媒を圧縮して高温、かつ高圧の気体冷媒とする。なお、回転式圧縮機２の具体的な構成については後述する。
放熱器３は、回転式圧縮機２から送り込まれる高温、かつ高圧の気体冷媒から熱を放熱させ、高温、かつ高圧の気体冷媒を高圧の液体冷媒にする。
【００１１】
膨張装置４は、放熱器３から送り込まれる高圧の液体冷媒の圧力を下げ、高圧の液体冷媒を低温、かつ低圧の液体冷媒にする。
蒸発器５は、膨張装置４から送り込まれる低温、かつ低圧の液体冷媒を気化させ、低温、かつ低圧の液体冷媒を低圧の気体冷媒にする。そして、蒸発器５において、低圧の液体冷媒が気化する際に周囲から気化熱を奪い、周囲が冷却される。なお、蒸発器５を通過した低圧の気体冷媒は、上述した回転式圧縮機２内に取り込まれる。
【００１２】
このように、本実施形態の冷凍サイクル装置１では、作動流体である冷媒が気体冷媒と液体冷媒とに相変化しながら循環する。なお、本実施形態の冷凍サイクル装置１において、冷媒はＨＦＣ系冷媒（例えば、Ｒ４１０ＡやＲ３２等）やＨＦＯ系冷媒（例えば、Ｒ１２３４ｙｆやＲ１２３４ｚｅ等）、自然冷媒（例えば、ＣＯ２等）等を用いることが可能である。
【００１３】
次に、上述した回転式圧縮機２について説明する。
本実施形態の回転式圧縮機２は、圧縮機本体１１と、アキュムレータ１２と、を備えている。
アキュムレータ１２は、いわゆる気液分離器である。アキュムレータ１２は、上述した蒸発器５と圧縮機本体１１との間に設けられている。アキュムレータ１２は、吸い込みパイプ２１を通して圧縮機本体１１に接続されている。アキュムレータ１２は、蒸発器５で気化された気体冷媒、及び蒸発器５で気化されなかった液体冷媒のうち、気体冷媒のみを圧縮機本体１１に供給する。
【００１４】
圧縮機本体１１は、回転軸３１と、電動機部３２と、圧縮機構部３３と、これら回転軸３１、電動機部３２及び圧縮機構部３３を収納する密閉容器（容器）３４と、を備えている。
密閉容器３４は筒状に形成されている。密閉容器３４における軸線Ｏ方向の両端部は、閉塞されている。密閉容器３４内には、潤滑油Ｊが収容されている。潤滑油Ｊ内には、圧縮機構部３３の一部が浸漬されている。
【００１５】
回転軸３１は、密閉容器３４の軸線Ｏに沿って同軸上に配置されている。なお、以下の説明では、軸線Ｏに沿う方向を単に軸方向といい、軸方向のうち、電動機部３２寄りを上側、圧縮機構部３３寄りを下側という。また、軸方向に直交する方向を径方向といい、軸線Ｏ周りの方向を周方向という。
【００１６】
電動機部３２は、いわゆるインナーロータ型のＤＣブラシレスモータである。具体的に、電動機部３２は、筒状の固定子３５と、固定子３５の内側に配置された円柱状の回転子３６と、を備えている。
固定子３５は、密閉容器３４の内壁面に焼嵌め等により固定されている。
回転子３６は、回転軸３１の上部に固定されている。回転子３６は、固定子３５の内側に径方向に間隔をあけて配置されている。
【００１７】
圧縮機構部３３は、筒状のシリンダ４１と、シリンダ４１の両端開口部を各別に閉塞する主軸受（閉塞板）４２及び副軸受（閉塞板）４３と、を備えている。
シリンダ４１内には、回転軸３１が貫通している。主軸受４２及び副軸受４３は、回転軸３１を回転可能に支持している。シリンダ４１、主軸受４２、及び副軸受４３により形成された空間は、シリンダ室４６（図２参照）を構成している。
【００１８】
上述した回転軸３１のうち、シリンダ室４６内に位置する部分には、軸線Ｏに対して径方向に偏心する偏心部５１が形成されている。
偏心部５１にはローラ５３が外挿されている。ローラ５３は、回転軸３１の回転に伴い、外周面がシリンダ４１の内周面に摺接しながら、軸線Ｏに対して偏心回転可能に構成されている。
【００１９】
図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に相当する圧縮機構部３３の断面図である。
図１、図２に示すシリンダ４１は、片状黒鉛鋳鉄により形成されている。シリンダ４１における周方向の一部には、径方向の外側に向けて窪むブレード溝５４が形成されている。ブレード溝５４は、シリンダ４１の軸方向（高さ方向）の全体に亘って形成されている。ブレード溝５４は、径方向の外側端部において、密閉容器３４内に連通している。ブレード溝５４における内面の表面粗さＲ１は、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に規格化されている十点平均粗さＲｚｊｉｓで３μｍ以下に設定されている。
【００２０】
ブレード溝５４内には、ブレード５５が設けられている。ブレード５５は、シリンダ４１に対して径方向にスライド移動可能に構成されている。図１に示すように、ブレード５５は、径方向の外側端面（以下、背面という。）が付勢部材５７により径方向の内側に向けて付勢されている。一方、図２に示すように、ブレード５５は、径方向の内側端面（以下、先端面という。）がシリンダ室４６内においてローラ５３の外周面に当接している。これにより、ブレード５５は、ローラ５３の偏心回転に伴いシリンダ室４６内に進退可能に構成されている。なお、軸方向から見た平面視において、ブレード５５の先端面は、径方向の内側に向けて凸の円弧状とされている。
【００２１】
ブレード５５と、ブレード溝５４の内面や各主軸受４２の下面、副軸受４３の上面と、の間には、潤滑油Ｊが介在している。そのため、ブレード５５のうち、周方向の両側を向く側面（ブレード５５のうち、ブレード溝５４の内面に対向する溝対向面）は、ブレード溝５４の内面に対して油膜を介して摺動可能とされている。また、ブレード５５の上端面（ブレード５５のうち、主軸受４２の下面との対向面（閉塞板対向面））は、主軸受４２の下面に対して油膜を介して摺動可能とされている。一方、ブレード５５の下端面（ブレード５５のうち、副軸受４３の上面との対向面（閉塞板対向面））は、副軸受４３の上面に対して油膜を介して摺動可能とされている。すなわち、本実施形態のブレード５５は、外面のうち上述した背面を除く部分（側面及び上下端面）が摺動面として機能する。なお、ブレード５５の具体的な構成については後述する。
【００２２】
シリンダ室４６は、ローラ５３及びブレード５５によって吸込室４６ａと圧縮室４６ｂとに分割されている。そして、圧縮機構部３３では、ローラ５３の回転動作及びブレード５５の進退動作により、シリンダ室４６内で圧縮動作が行われる。
【００２３】
シリンダ４１において、ローラ５３の回転方向（図２中の矢印参照）に沿うブレード溝５４の奥側（図２中、ブレード溝５４の左側）に位置する部分には、吸込孔５６が形成されている。吸込孔５６は、シリンダ４１を径方向に貫通している。吸込孔５６には、径方向の外側端部から上述した吸い込みパイプ２１（図１参照）が接続される。一方、吸込孔５６の径方向の内側端部は、シリンダ室４６の吸込室４６ａ内に開口している。
シリンダ４１の内周面において、ローラ５３の回転方向に沿うブレード溝５４の手前側（図２中、ブレード溝５４の右側）に位置する部分には、吐出溝５８が形成されている。吐出溝５８は、軸方向から見た平面視で半円形状に形成されている。吐出溝５８は、シリンダ４１の少なくとも上面で開口している。
【００２４】
図１に示すように、主軸受４２は、シリンダ４１の上端開口部を閉塞している。主軸受４２は、回転軸３１のうち、シリンダ４１よりも上方に位置する部分を回転可能に支持している。具体的に、主軸受４２は、回転軸３１が挿通された筒部６１と、筒部６１の下端部から径方向の外側に向けて突設されたフランジ部６２と、を備えている。
【００２５】
図１、図２に示すように、フランジ部６２の周方向の一部には、吐出孔６４（図２参照）が形成されている。吐出孔６４は、フランジ部６２を軸方向に貫通している。吐出孔６４は、上述した吐出溝５８を通してシリンダ室４６内に連通している。なお、フランジ部６２には、シリンダ室４６（圧縮室４６ｂ）内の圧力上昇に伴い吐出孔６４を開閉し、シリンダ室４６外に冷媒を吐出する図示しない吐出弁機構が配設されている。
【００２６】
図１に示すように、主軸受４２には、主軸受４２を上方から覆うマフラ６５が設けられている。マフラ６５には、マフラ６５の内外を連通する連通孔６６が形成されている。上述した吐出孔６４を通して吐出される高温、かつ高圧の気体冷媒は、連通孔６６を通して密閉容器３４内に吐出される。
【００２７】
副軸受４３は、シリンダ４１の下端開口部を閉塞している。副軸受４３は、回転軸３１のうち、シリンダ４１よりも下方に位置する部分を回転可能に支持している。具体的に、副軸受４３は、回転軸３１が挿通される筒部７１と、筒部７１の上端部から径方向の外側に向けて突設されたフランジ部７２と、を備えている。
【００２８】
図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に相当するブレード５５の断面図である。図４は、図１のＩＶ−ＩＶ線に相当するブレード５５の断面図である。
図３、図４に示すように、上述したブレード５５は、基材８１と、基材８１の外面を被覆する被膜８２と、を有している。
基材８１は、高速度工具鋼材（例えば、ＳＫＨ５１）等により構成されている。基材８１は、直方体形状に形成されている。基材８１は、ブレード５５の外形を構成している。
【００２９】
被膜８２は、基材８１よりも硬度が高い。具体的に、被膜８２は、ビッカース硬さ（ＪＩＳ  Ｚ２２４４：２００９）が９００以上の材料により形成されている。このような被膜としては、ダイヤモンドライクカーボン被膜（ＨＶ０．０２５が約２５００）が好適に用いられる。但し、被膜８２には、窒化膜（ＨＶ０．１が９００〜１２００）や窒化クロム膜（ＨＶ０．１が１２００〜１５００）等を採用することも可能である。なお、被膜８２のうち、窒化膜や窒化クロム膜等は例えばＰＶＤ（ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等によって成膜することが可能である。一方、被膜８２のうち、ダイヤモンドライクカーボン被膜等はＰＶＤやＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等によって成膜することが可能である。
【００３０】
被膜８２は、基材８１の側面及び先端面を被覆している。すなわち、本実施形態の被膜８２は、基材８１の外面のうち、上下端面及び背面には形成されていない。なお、被膜８２は、基材８１のうち、少なくとも上下端面以外の部分であって、側面に形成されていれば、先端面に形成されていなくても構わない。また、基材８１の背面に被膜８２が形成されていても構わない。
【００３１】
また、ブレード５５のうち、上下端面（基材８１が露出している部分）の表面粗さＲ２は、側面及び先端面（被膜８２が形成されている部分）それぞれの表面粗さＲ３，Ｒ４に比べて十点平均粗さＲｚｊｉｓで小さくなっている（Ｒ２＜Ｒ３，Ｒ２＜Ｒ４）。本実施形態において、ブレード５５の上下端面の表面粗さＲ２は、十点平均粗さＲｚｊｉｓでＲ２＝０．６μｍ程度に設定されている。ブレード５５の側面の表面粗さＲ３は、十点平均粗さＲｚｊｉｓでＲ３＝０．９μｍ程度に設定されている。ブレード５５の先端面の表面粗さＲ４は、十点平均粗さＲｚｊｉｓでＲ４＝１．０μｍ程度に設定されている。すなわち、ブレード５５の表面粗さＲ２，Ｒ３，Ｒ４は、上述したブレード溝５４の内面における表面粗さＲ１（十点平均粗さＲｚｊｉｓで３μｍ以下）よりも小さくなっている（Ｒ２＜Ｒ１，Ｒ３＜Ｒ１，Ｒ４＜Ｒ１）。
【００３２】
次に、上述した回転式圧縮機２の作用について説明する。
図１に示すように電動機部３２の固定子３５に電力が供給されると、回転軸３１が回転子３６とともに軸線Ｏ周りに回転する。そして、回転軸３１の回転に伴い、偏心部５１及びローラ５３がシリンダ室４６内で偏心回転する。このとき、ローラ５３がシリンダ４１の内周面にそれぞれ摺接する。これにより、吸込みパイプ２１を通してシリンダ室４６内に気体冷媒が取り込まれるとともに、シリンダ室４６内に取り込まれた気体冷媒が圧縮される。
【００３３】
具体的には、シリンダ室４６のうち、吸込室４６ａ内に吸込孔５６を通して気体冷媒が吸い込まれるとともに、圧縮室４６ｂにて先に吸込孔５６から吸い込まれた気体冷媒が圧縮される。圧縮された気体冷媒は、主軸受４２の吐出孔６４を通してシリンダ室４６の外側（マフラ６５内）に吐出され、その後マフラ６５の連通孔６６を通して密閉容器３４内に吐出される。なお、密閉容器３４内に吐出された気体冷媒は、上述したように放熱器３に送り込まれる。
【００３４】
ところで、ブレード溝５４内は、密閉容器３４内に連通している。そのため、上述したようにブレード５５の上下端面と、各フランジ部６２，７２と、の間には潤滑油Ｊによる油膜が形成されている。したがって、ブレード５５は、フランジ部６２，７２との直接の接触を抑制した状態で、ローラ５３の偏心回転に伴いシリンダ室４６に対して径方向に進退移動する。一方、ブレード５５の側面は、圧縮室４６ｂ内と吸込室４６ａ内との差圧によって大きな負荷を受けながらブレード溝５４の内面を摺動する場合がある。特に、上述した圧縮行程後半では、ブレード５５の側面に掛かる負荷が比較的大きい。そのため、ブレード５５は、圧縮室４６ｂ内と吸込室４６ａ内との差圧によって吸込室４６ａに傾いた状態で進退移動することがある。
【００３５】
そこで、本実施形態では、ブレード５５のうち、上下端面以外の部分であって、少なくとも側面に基材８１よりも硬質な被膜８２を形成する構成とした。
この構成によれば、ブレード５５の側面に被膜８２が形成されているため、ブレード５５の側面の耐摩耗性を向上させることができる。その結果、耐久性を向上させ、長期に亘って高い信頼性を確保できる。
一方、ブレード５５の上下端面には、被膜８２が形成されないことから、被膜８２を形成することによる表面粗さの悪化や、平行平面度の悪化を抑制できる。すなわち、ＰＶＤ等による被膜８２の形成は、表面粗さや平行平面度が悪化する要因となる。しかし、本実施形態のように、ブレード５５の上下端面に被膜８２を形成しないことで、被膜８２の形成に伴うブレード５５の上下端面の表面粗さや平行平面度の悪化を抑制できる。これにより、ブレード５５の上下端面において、凹凸のばらつきを小さくできるとともに、フランジ部６２，７２との間のクリアランスを所望の値に設定することができる。その結果、ブレード５５の上下端面と、各フランジ部６２，７２と、の間のシール性を確保することができる。よって、圧縮室４６ｂ内と吸込室４６ａ内との差圧によって圧縮室４６ｂから吸込室４６ａへ冷媒のリーク等が生じるのを抑制できる。
このように、本実施形態では、ブレード５５の側面における耐摩耗性と、ブレード５５の上下端面及びフランジ部６２，７２間でのシール性と、を両立させることができる。
【００３６】
なお、本実施形態のように、ブレード５５の上下端面に被膜８２を形成しない場合には、複数のブレード５５（基材８１）に対して一括して表面処理を行う際の製造効率を向上させることもできる。すなわち、複数のブレード５５のうち、一方のブレード５５の上端面と、他方のブレード５５の下端面と、を密接させた状態で表面処理を行うことで、一度に表面処理を施せるブレード５５の数を増加させることができる。
【００３７】
本実施形態では、被膜８２のビッカース硬さが９００以上であり、かつブレード５５の上下端面の表面粗さＲ２が先端面の表面粗さＲ４よりも小さいため、上述した作用効果がより奏功される。
【００３８】
ここで、本願発明者は、被膜８２の硬さと、耐摩耗性と、の関係を検証する試験を行った。本試験では、ブロックオンリング式摩擦摩耗試験によりブロック試験片の摩耗状態を検証した。ブロック試験片としては、基材８１と同様の材料（ＳＫＨ５１）に対して表面処理を施したブロック試験片と、表面処理を施さなかったブロック試験片と、を用意した。なお、ブロック試験片における表面処理の種類、及び表面処理の有無は表１に示す通りである。一方、摺動相手部材（ブロック試験片に摺動する部材）としては、ＦＣ２００又は２５０相当材に、ＭｏやＮｉ、Ｃｒ等を添加した合金鋳鉄のモニクロ鋳鉄を用意した。
【００３９】
【表１】
2017138175.tif 000003
【００４０】
表１に示すように、表面処理を行っていないブロック試験片については、充分な耐摩耗性を得ることができなかった。この場合、ブロック試験片のうち、摺動相手部材との摺動面で凝着摩耗が発生する結果となった（表１に示す「×」：不可）。
これに対して、表面処理を行ったブロック試験片については何れのブロック試験片も摺動相手部材との摺動面に凝着摩耗は見られなかった（表１に示す「○」：良）。すなわち、表面処理を行うことで、優れた耐摩耗性を得られる結果となった。また、ダイヤモンドライクカーボン被膜処理を施す場合には、ブロック試験片の耐摩耗性に加え、摺動相手部材との間の摺動性を確保することもできる。
【００４１】
また、本実施形態では、シリンダ４１が片状黒鉛鋳鉄により形成されているため、例えばブレード溝５４の内面での潤滑油Ｊの保油性を向上させることができる。その結果、ブレード５５の側面とブレード溝５４の内面との間の摺動性を向上させることができる。
【００４２】
図５は、ブレード溝５４の内面における表面粗さＲ１に対するブレード５５の先端面での摩耗量の関係を測定した結果を示すグラフである。
図５に示すように、ブレード溝５４の内面における表面粗さＲ１が３μｍよりも大きい場合には、ばらつきはあるものの、ブレード５５の先端面での摩耗量が多くなった。
一方、本実施形態のようにブレード溝５４の内面における表面粗さＲ１を３μｍ以下に設定することで、摩耗量をＷ以下に抑えることができた。すなわち、ブレード溝５４の内面における表面粗さＲ１を３μｍ以下に設定することで、ブレード５５の側面とブレード溝５４の内面との摩擦係数を小さくすることができたと考えられる。この場合には、例えば圧縮時のガス荷重等により回転軸３１が径方向に撓み変形して傾いた場合に、ブレード５５が上述した回転軸３１の撓み変形に倣って傾き易くなる。そのため、ブレード５５の先端面と、ローラ５３の外周面と、の間の摺動性を向上させることができる。
特に、本実施形態では、ブレード５５の先端面にダイヤモンドライクカーボン被膜による被膜８２が形成されているため、ブレード５５の耐摩耗性及びブレード５５の先端面とローラ５３の外周面との間の摺動性を確実に向上させることができる。また、ブレード溝５４の内面における表面粗さＲ１を３μｍ以下に設定することで、ブレード５５をスムーズに進退移動させることができる。これにより、ブレード５５の側面とブレード溝５４の内面との間の摺動性を向上させることもできる。
【００４３】
そして、本実施形態の冷凍サイクル装置１においては、上述した回転式圧縮機２を備えているため、長期に亘って動作信頼性及び圧縮性能の向上を図ることができる冷凍サイクル装置１を提供できる。
【００４４】
なお、上述した第１の実施形態では、軸方向を上下方向に一致させた場合について説明したが、これに限らず、軸方向を水平方向に一致させても構わない。
上述した第１の実施形態では、ローラ５３とブレード５５とを別体で形成した場合について説明したが、これに限らず、ローラ５３とブレード５５とを一体で形成しても構わない。この場合には、ブレード５５の側面に被膜８２が形成されていれば構わない。
また、ブレード５５の側面に被膜８２を形成する際に、製造上の都合により、ブレード５５の上下端面にも被膜が形成される場合は、被膜形成後に、ブレード５５の上下端面の被膜を除去するようにしても良い。
【００４５】
上述した第１の実施形態では、閉塞板として主軸受４２及び副軸受４３を用いた場合について説明したが、これに限られない。例えば、軸受部と、シリンダプレートと、を閉塞板に用いても構わない。軸受部は、シリンダ４１の上端開口部を閉塞するとともに、回転軸３１が挿通さる。シリンダプレートは、シリンダ４１の下端開口部を閉塞して、回転軸３１の下端面を摺動可能に支持する。
【００４６】
（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態に係る回転式圧縮機２００の部分断面図である。以下の説明では、上述した各実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、分割された第１ブレード片２４２及び第２ブレード片２４３が軸方向に並んでブレード２４１を構成している点で上述した実施形態と相違している。
図６に示すように、本実施形態の回転式圧縮機２００は、いわゆるツインロータリ式である。回転式圧縮機２００は、一対のシリンダ（上側シリンダ２０１及び下側シリンダ２０２）が軸方向に並んで配設されて構成されている。各シリンダ２０１，２０２は、仕切板（閉塞板）２０３を間に挟んで軸方向で突き合わされている。なお、各シリンダ２０１，２０２の構成は、上述した実施形態と同様である。
【００４７】
上側シリンダ２０１の上端開口部は、主軸受４２によって閉塞されている。上側シリンダ２０１、主軸受４２及び仕切板２０３によって画成された空間は、上側シリンダ室２１０を形成している。
一方、下側シリンダ２０２の下端開口部は、副軸受４３によって閉塞されている。下側シリンダ２０２、副軸受４３及び仕切板２０３によって画成された空間は、下側シリンダ室２１１を形成している。副軸受４３には、フランジ部７２を軸方向に貫通する図示しない吐出孔が形成されている。副軸受４３には、図示しない下側吐出弁機構が配設されている。下側吐出弁機構は、下側シリンダ室２１１内の圧力に応じて吐出孔を開閉可能に構成されている。副軸受４３には、副軸受４３を下方から覆う下側マフラ２１２が設けられている。下側マフラ２１２内は、図示しない冷媒案内通路を通して主軸受４２側の上側マフラ２１３内に連通している。
【００４８】
回転軸２２０のうち、上側シリンダ室２１０内に位置する部分には、上側偏心部２２１が形成されている。回転軸２２０のうち、下側シリンダ室２１１内に位置する部分には、下側偏心部２２２が形成されている。各偏心部２２１，２２２は、軸方向から見た平面視で同形同大とされている。各偏心部２２１，２２２は、周方向に１８０°の位相差をもって、軸線Ｏに対して径方向に同一量ずつ偏心している。なお、上側偏心部２２１及び下側偏心部２２２には、それぞれローラ５３が嵌合されている。
【００４９】
各シリンダ２０１，２０２のブレード溝５４内には、それぞれブレード２４１が設けられている。なお、各ブレード２４１は同様に構成とされているため、以下の説明では、上側シリンダ２０１側のブレード２４１について主に説明する。
【００５０】
図７は、図５に示すブレード２４１の断面図である。
図７に示すように、ブレード２４１は、第１ブレード片２４２及び第２ブレード片２４３を備えている。第１ブレード片２４２及び第２ブレード片２４３は、軸方向（シリンダ２０１，２０２の高さ方向）に重ね合わされている。各ブレード片２４２は、同形同大の直方体形状に形成されている。第１ブレード片２４２の上端面は、主軸受４２のフランジ部６２に油膜を介して摺動可能とされている。第２ブレード片２４３の下端面は、副軸受４３のフランジ部７２に油膜を介して摺動可能とされている。そして、第１ブレード片２４２の下端面及び第２ブレード片２４３の上端面は、油膜を介して摺動可能とされている。したがって、各ブレード片２４２，２４３は、ローラ５３の偏心回転に伴い上側シリンダ室２１０に対して独立して径方向に進退移動する。なお、ブレード２４１の背面には、各ブレード片２４２，２４３の背面を跨るように付勢部材５７が設けられている。
【００５１】
第１ブレード片２４２は、第１基材２５１と、第１被膜２５３と、を有している。第２ブレード片２４３は、第２基材２５２と、第２被膜２５４と、を有している。基材２５１，２５２及び被膜２５３，２５４は、第１の実施形態と同様の材料により形成されている。
【００５２】
第１被膜２５３は、第１基材２５１の側面及び先端面を被覆している。すなわち、本実施形態の第１被膜２５３は、第１基材２５１の外面のうち、上下端面及び背面には形成されていない。
第２被膜２５４は、第２基材２５２の側面及び先端面を被覆している。すなわち、本実施形態の第２被膜２５４は、第２基材２５２の外面のうち、上下端面及び背面には形成されていない。なお、被膜２５３，２５４は、ブレード２４１の上下端面（第１ブレード片２４２の上端面及び第２ブレード片２４３の下端面）以外であって、少なくともブレード２４１の側面及び先端面に形成されていれば良い。すなわち、第１ブレード片２４２と第２ブレード片２４３との対向面（第１ブレード片２４２の下端面及び第２ブレード片２４３の上端面）に被膜２５３，２５４が形成されていても構わない。
【００５３】
この構成によれば、ブレード２４１が複数のブレード片２４２，２４３に軸方向で分割されているので、各ブレード片２４２，２４３が互いに独立して進退移動することになる。そのため、例えば圧縮時のガス荷重等により回転軸２２０が径方向に撓み変形した場合に、各ブレード片２４２，２４３の先端面とローラ５３（回転軸２２０）の外周面との接触面圧に応じて各ブレード片２４２，２４３が独立して進退することになる。これにより、ブレード２４１の先端面とローラ５３の外周面との真実接触箇所を増加させることができる。これにより、ブレード２４１及びローラ５３間での極圧を分散することができ、ブレード２４１及びローラ５３間での摩耗を低減できる。
【００５４】
また、各ブレード片２４２，２４３の上下端面に被膜２５３，２５４が形成されていないので、ブレード２４１が複数のブレード片２４２，２４３に分割されることに伴う寸法ばらつきの影響を抑えることができる。
【００５５】
なお、第２の実施形態では、ツインロータリ式の回転式圧縮機２００についてブレードを複数のブレード片に軸方向で分割する構成（複数のブレード片が軸方向に並べられた構成）について説明したが、第１の実施形態の回転式圧縮機に本構成を採用しても構わない。
【００５６】
上述した第２の実施形態では、シリンダ室２１０，２１１が２つの構成について説明したが、これに限らず、シリンダ室を３つ以上の複数設けても構わない。
上述した実施形態では、ブレード２４１を２つのブレード片２４２，２４３に分割する構成について説明したが、３つ以上のブレード片に分割しても構わない。
また、各ブレード片で外形（例えば軸方向における長さ）を異ならせても構わない。
【００５７】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、ブレードのうち、上下端面以外の部分であって、少なくとも側面に基材よりも硬質な被膜が形成されているため、ブレードの側面の耐摩耗性を向上させることができる。その結果、耐久性を向上し、長期に亘って高い信頼性を確保できる。
一方、ブレードの上下端面には、被膜が形成されないことから、被膜を形成することによる表面粗さの低下や、平行平面度の低下を抑制できる。これにより、ブレードの上下端面において、凹凸のばらつきを小さくできるとともに、閉塞板との間のクリアランスを所望の値に設定することができる。その結果、ブレードの上下端面と、各閉塞板と、の間のシール性を確保することができる。よって、圧縮室内と吸込室内との差圧によって圧縮室から吸込室へ冷媒のリーク等が生じるのを抑制できる。
このように、本実施形態では、ブレードの側面における耐摩耗性と、ブレードの上下端面及び閉塞板間でのシール性と、を両立させることができる。
【００５８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５９】
１…冷凍サイクル装置、２，２００…回転式圧縮機、３…放熱器、４…膨張装置、５…蒸発器（吸熱器）、３４…密閉容器（容器）、４１…シリンダ、４２…主軸受（閉塞板）、４３…副軸受（閉塞板）、４６…シリンダ室、５３…ローラ、５５，３４１…ブレード、８１，２５１，２５２…基材、８２，２５３，２５４…被膜、２０１…上側シリンダ（シリンダ）、２０２…下側シリンダ（シリンダ）、２０３…仕切板（閉塞板）、２１０…上側シリンダ室（シリンダ室）、２１１…下側シリンダ室（シリンダ室）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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