(57)【要約】      （修正有）【課題】半溶融／半凝固ダイキャスト成形法によるスクロール部品の製造において、ニアネットシェイプ成形が可能であることの利益やＨ／Ｔ比を大きくすることができ、スクロール基体の脱型を容易にすると共に、金型寿命を長くする。【解決手段】スクロール部品の製造方法において、スクロール基体製造工程では、抜き勾配付きの金型８０が用いられて半溶融／半凝固ダイキャスト成形法によりスクロール基体１２６が製造される。切削工程では、スクロール基体の渦巻き溝部８２１の対応部分（以下「渦巻き壁部」という）１２６ｂの先端部及びスクロール基体の板状空間部８０１の対応部分１２６ａが高さ方向に１．０ｍｍ以下の厚さ分だけ切削されると共に渦巻き壁部の幅が高さ方向に均一になるようにスクロール基体が切削される。【選択図】図６
2011127446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状空間部（７１１，８０１）と、前記板状空間部から渦巻き形状を保持しながら第１方向に向かって延びると共に前記第１方向に向かうに連れて幅が狭まる渦巻き溝部（７２１，８２１）とを有する金型（７０，８０）を用いて半溶融ダイキャスト成形法又は半凝固ダイキャスト成形法によりスクロール基体（１２４，１２６）を製造するスクロール基体製造工程と、
前記スクロール基体の渦巻き溝部に対応する部分（以下「渦巻き壁部」という）（１２４ｂ，１２６ｂ）の先端部及び前記スクロール基体の板状空間部に対応する部分（１２４ａ，１２６ａ）を高さ方向に１．０ｍｍ以下の厚さ分だけ切削すると共に前記スクロール基体の前記渦巻き壁部の幅が高さ方向に均一になるように前記スクロール基体を切削する切削工程と
を備えるスクロール部品（２４，２６）の製造方法。
【請求項２】
前記渦巻き溝部の底幅（Ｔｏ，Ｔｆ）に対する深さ（Ｈｏ，Ｈｆ）の比は９を超えない
請求項１に記載のスクロール部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクロール圧縮機の圧縮室を構成するスクロール部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
過去に「半溶融ダイキャスト成形法によりスクロール基体（予備成形体）をニアネットシェイプ成形し、そのスクロール基体を超精密仕上げ加工して目的とするスクロール部品を得る」というスクロール部品の製造方法が提案されている（例えば、特許文献１（特開２００５−３６６９３号公報）参照）。この製造方法を採用すれば、鋳造法を採用するのに比べて高強度の成形体を製造することができる上、原材料費や、機械加工費、工具消耗品代を低減することができ、さらには研削廃材や加工廃液などの破棄物を低減することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述したように、上述の製造方法を採用すると、スクロール部品の強度を向上させることができる。このため、この製造方法を採用すると、スクロール部品の渦巻き壁部の幅に対する渦巻き壁部の高さの比（以下「Ｈ／Ｔ比」という）を大きくすることができ、ひいてはスクロール圧縮機の大容量化や小径化を実現することができる。
【０００４】
しかし、実際に上述の製造方法を採用して従来よりもＨ／Ｔ比の大きなスクロール部品の製造を試みたところ、ニアネットシェイプ成形のため金型の渦巻き溝部に抜け勾配がほとんどつけられていなかったことも起因して、スクロール基体の脱型が極めて困難になると共にスクロール基体の脱型時の金型摩耗が著しくなることが判明した。
【０００５】
本発明の課題は、半溶融ダイキャスト成形法又は半凝固ダイキャスト成形法によるスクロール部品の製造において、ニアネットシェイプ成形が可能であることの利益（原材料費や、機械加工費、工具消耗費の低減、及び研削廃材や加工廃液などの破棄物の低減等）やＨ／Ｔ比を大きくすることができる利益をできるだけ損なうことなく、スクロール基体の脱型を容易にすると共に金型寿命を長くすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１発明に係るスクロール部品の製造方法は、スクロール基体製造工程及び切削工程を備える。スクロール基体製造工程では、金型が用いられて半溶融ダイキャスト成形法又は半凝固ダイキャスト成形法によりスクロール基体が製造される。なお、金型は、板状空間部及び渦巻き溝部を有する。渦巻き溝部は、板状空間部から渦巻き形状を保持しながら第１方向に向かって延びると共に第１方向に向かうに連れて幅が狭まる。なお、渦巻き溝部を渦巻き溝部の軸を含む面で切断した場合における渦巻き溝部を形成する壁辺と渦巻き溝部の深さ方向とのなす角度（抜き勾配）は１〜１．５°とされるのが好ましい。また、スクロール基体の脱型を考えた場合、金型には「渦巻き溝部の底から延びる貫通孔」が複数設けられ、その貫通孔に押出しピンが差し込まれるのが好ましい。切削工程では、スクロール基体の渦巻き溝部に対応する部分（以下「渦巻き壁部」という）の先端部及びスクロール基体の板状空間部に対応する部分（以下「鏡板部」という）が高さ方向に１．０ｍｍ以下の厚さ分だけ切削されると共にスクロール基体の渦巻き壁部の幅が高さ方向に均一になるようにスクロール基体が切削される。
【０００７】
このスクロール部品の製造方法では、金型の渦巻き溝部に抜き勾配がつけられている。このため、このスクロール部品の製造方法を採用すれば、Ｈ／Ｔ比を大きくすることができるという利益をできるだけ損なうことなくスクロール基体の脱型を容易にすると共に金型寿命を長くすることができる。また、このスクロール部品の製造方法では、切削工程においてスクロール基体の渦巻き壁部の先端部及びスクロール基体の鏡板部が高さ方向に１．０ｍｍ以下の厚さ分だけ切削される。つまり、このスクロール部品の製造方法では、切削工程における高さ方向の加工代が１．０ｍｍ以下となるように金型が作製されており、その結果、スクロール基体は高さ方向にのみニアネットシェイプ成形されることになる。このため、このスクロール部品の製造方法を採用すれば、ニアネットシェイプ成形が可能であることの利益を享受することができる。以上より、本発明に係るスクロール部品の製造方法を採用すれば、半溶融ダイキャスト成形法又は半凝固ダイキャスト成形法によりスクロール部品を製造するにおいて、ニアネットシェイプ成形が可能であることの利益やＨ／Ｔ比を大きくすることができるという利益をできるだけ損なうことなく、スクロール基体の脱型を容易にすることができると共に金型寿命を長くすることができる。
【０００８】
第２発明に係るスクロール部品の製造方法は、第１発明に係るスクロール部品の製造方法であって、渦巻き溝部の底幅に対する深さの比は９を超えない。なお、スクロール圧縮機の大容量化や小径化等を考慮すると渦巻き溝部の底幅に対する深さの比が９を超えるのが好ましいが、金型寿命を考えると９以下に抑えられるのが好ましい。
【０００９】
本願発明者が鋭意検討したところ、渦巻き溝部の底幅に対する深さの比が９を超えると、スクロール基体の脱型が極めて困難になると共にスクロール基体の脱型時の金型摩耗が著しくなることが判明した。このため、このスクロール部品の製造方法を採用すれば、スクロール基体の脱型をさらに容易にすることができると共に金型寿命をさらに長くすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
第１発明に係るスクロール部品の製造方法を採用すれば、半溶融ダイキャスト成形法又は半凝固ダイキャスト成形法によりスクロール部品を製造するにおいて、ニアネットシェイプ成形が可能であることの利益やＨ／Ｔ比を大きくすることができるという利益をできるだけ損なうことなく、スクロール基体の脱型を容易にすることができると共に金型寿命を長くすることができる。
【００１１】
第２発明に係るスクロール部品の製造方法を採用すれば、スクロール基体の脱型をさらに容易にすることができると共に金型寿命をさらに長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機の縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機に組み込まれる固定スクロールの下面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機に組み込まれる固定スクロールのＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機に組み込まれる可動スクロールの上面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機に組み込まれる可動スクロールのＶ−Ｖ断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機に組み込まれる可動スクロールを製造するための金型及び半溶融ダイキャスト成形により成形された可動スクロールの基体の縦断面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機に組み込まれる可動スクロールを製造するための金型のうち鏡板及びラップ形成側の部分の底面図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機に組み込まれる固定スクロールを製造するための金型及び半溶融ダイキャスト成形により成形された固定スクロールの基体の縦断面図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機に組み込まれる可動スクロール及び可動スクロール基体の加工代を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機に組み込まれる固定スクロール及び固定スクロール基体の加工代を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態に係る摺動部品を用いた圧縮機について、高低圧ドーム型スクロール圧縮機を例に挙げて説明する。なお、本発明の実施の形態に係る高低圧ドーム型圧縮機は、冷媒として二酸化炭素冷媒（ＣＯ2）やＲ４１０Ａ等の高圧冷媒に耐え得るように設計されている。
【００１４】
本発明の実施の形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機１は、蒸発器や、凝縮器、膨張機構などと共に冷媒回路を構成し、その冷媒回路中のガス冷媒を圧縮する役割を担うものであって、図１に示されるように、主に、円筒状の密閉ドーム型のケーシング１０、スクロール圧縮機構１５、オルダムリング３９、駆動モータ１６、下部主軸受６０、吸入管１９及び吐出管２０から構成されている。以下、この高低圧ドーム型スクロール圧縮機１の構成部品についてそれぞれ詳述していく。
【００１５】
＜高低圧ドーム型スクロール圧縮機の構成部品の詳細＞
（１）ケーシング
ケーシング１０は、密閉容器であって、主に、略円筒状の胴部ケーシング部１１、椀状の上壁部１２及び椀状の底壁部１３から構成されている。上壁部１２は、胴部ケーシング部１１の上端部に溶接されている。底壁部１３は、胴部ケーシング部１１の下端部に溶接されている。そして、このケーシング１０には、主に、ガス冷媒を圧縮するスクロール圧縮機構１５と、スクロール圧縮機構１５の下方に配置される駆動モータ１６とが収容されている。このスクロール圧縮機構１５と駆動モータ１６とは、ケーシング１０内を上下方向に延びるように配置されるクランク軸１７によって連結されている。そして、この結果、スクロール圧縮機構１５と駆動モータ１６との間には、間隙空間１８が生じる。
【００１６】
（２）スクロール圧縮機構
スクロール圧縮機構１５は、図１に示されるように、主に、ハウジング２３と、ハウジング２３の上方に密着して配置される固定スクロール２４と、固定スクロール２４に噛合する可動スクロール２６とから構成されている。以下、このスクロール圧縮機構１５の構成部品についてそれぞれ詳述していく。
【００１７】
ａ）ハウジング
ハウジング２３は、その外周面において周方向の全体に亘って胴部ケーシング部１１に圧入固定されている。つまり、胴部ケーシング部１１とハウジング２３とは全周に亘って密着されている。このため、ケーシング１０の内部は、ハウジング２３の下方の高圧空間２８とハウジング２３の上方の低圧空間２９とに区画されていることになる。また、このハウジング２３には、上端面が固定スクロール２４の下端面と密着するように、固定スクロール２４がボルト３８により締結固定されている。また、このハウジング２３には、上面中央に凹設されたハウジング凹部３１と、下面中央から下方に延設された軸受部３２とが形成されている。そして、この軸受部３２には上下方向に貫通する軸受孔３３が形成されており、この軸受孔３３にクランク軸１７の主軸部１７ｂが軸受３４を介して回転自在に嵌入されている。
【００１８】
ｂ）固定スクロール
固定スクロール２４は、図１〜３に示されるように、主に、鏡板２４ａと、鏡板２４ａの鏡面２４Ｐから鏡面２４Ｐと略直交する方向に沿って下方に延びる渦巻き状（インボリュート状）のラップ２４ｂとから構成されている。鏡板２４ａには、後述する圧縮室４０に連通する吐出穴４１と、吐出穴４１に連通する拡大凹部４２とが形成されている。吐出穴４１は、鏡板２４ａの中央部分において上下方向に延びるように形成されている。拡大凹部４２は、鏡板２４ａの上面に水平方向に広がるように形成された凹部である。
【００１９】
そして、固定スクロール２４の上面には、図１に示されるように、この拡大凹部４２を塞ぐように蓋体４４がボルト４４ａにより締結固定されている。そして、拡大凹部４２に蓋体４４が覆い被せられることによりスクロール圧縮機構１５の運転音を消音させるマフラー空間４５が形成されている。なお、固定スクロール２４と蓋体４４とは、図示しないパッキンを介して密着させることによりシールされている。
【００２０】
ｃ）可動スクロール
可動スクロール２６は、アウタードライブ型の可動スクロールであって、図１、図４及び図５に示されるように、主に、鏡板２６ａと、鏡板２６ａの鏡面２６Ｐから鏡面２６Ｐと略直交する方向に沿って上方に延びる渦巻き状（インボリュート状）のラップ２６ｂと、鏡板２６ａの下面から下方に延びクランク軸１７の偏心軸部１７ａの外側に嵌合する軸受部２６ｃと、鏡板２６ａの両端部に形成される溝部２６ｄ（図５参照）とから構成されている。
【００２１】
そして、この可動スクロール２６は、溝部２６ｄにオルダムリング３９（図１参照）が嵌め込まれることによりハウジング２３に支持される。また、軸受部２６ｃにはクランク軸１７の偏心軸部１７ａが嵌入される。可動スクロール２６は、このようにスクロール圧縮機構１５に組み込まれることによってクランク軸１７の回転により自転することなくハウジング２３内を公転する。そして、可動スクロール２６のラップ２６ｂは固定スクロール２４のラップ２４ｂに噛合させられており、両ラップ２４ｂ，２６ｂの接触部の間には圧縮室４０が形成される。そして、この圧縮室４０では、可動スクロール２６の公転に伴い中心に向かって変位し、その容積が収縮していく。この高低圧ドーム型スクロール圧縮機１では、このようにして圧縮室４０に入ったガス冷媒が圧縮される。
【００２２】
ｄ）その他
また、このスクロール圧縮機構１５には、固定スクロール２４とハウジング２３とに亘り、連絡通路４６が形成されている。この連絡通路４６は、固定スクロール２４に切欠形成されたスクロール側通路４７と、ハウジング２３に切欠形成されたハウジング側通路４８とから構成される。そして、連絡通路４６の上端、即ちスクロール側通路４７の上端は拡大凹部４２に開口し、連絡通路４６の下端、即ちハウジング側通路４８の下端はハウジング２３の下端面に開口している。つまり、このハウジング側通路４８の下端開口は、連絡通路４６の冷媒を間隙空間１８に流出させる吐出口４９となっている。
【００２３】
（３）オルダムリング
オルダムリング３９は、可動スクロール２６の自転運動を防止するための部材であって、ハウジング２３の上面に形成されているオルダム溝（図示せず）に嵌め込まれている。なお、このオルダム溝は、長円形状の溝であって、ハウジング２３において互いに対向する位置に配設されている。
【００２４】
（４）駆動モータ
駆動モータ１６は、ブラシレスＤＣモータであって、主に、ケーシング１０の内壁面に固定された環状のステータ５１と、ステータ５１の内側に僅かな隙間（エアギャップ通路）をもって回転自在に収容されたロータ５２とから構成されている。そして、この駆動モータ１６は、ステータ５１の上側に形成されているコイルエンド５３の上端がハウジング２３の軸受部３２の下端とほぼ同じ高さ位置になるように配置されている。
【００２５】
ステータ５１には、ティース部に銅線が巻回されており、上方及び下方にコイルエンド５３が形成されている。また、ステータ５１の外周面には、ステータ５１の上端面から下端面に亘り且つ周方向に所定間隔をおいて複数個所に切欠形成されているコアカット部が設けられている。そして、このコアカット部により、胴部ケーシング部１１とステータ５１との間に上下方向に延びるモータ冷却通路５５が形成されている。
【００２６】
ロータ５２は、上下方向に延びるように胴部ケーシング部１１の軸心に配置されたクランク軸１７を介してスクロール圧縮機構１５の可動スクロール２６に駆動連結されている。また、連絡通路４６の吐出口４９を流出した冷媒をモータ冷却通路５５に案内する案内板５８が、間隙空間１８に配設されている。
【００２７】
（５）クランク軸
クランク軸１７は、図１に示されるように、略円柱状の一体成形部品であって、主に、偏心軸部１７ａ、主軸部１７ｂ、バランスウェイト部１７ｃ及び副軸部１７ｄから成る。偏心軸部１７ａは、可動スクロール２６の軸受部２６ｃに収容される。主軸部１７ｂは、ハウジング２３の軸受孔３３に軸受３４を介して収容される。副軸部１７ｄは、下部主軸受６０に収容される。
【００２８】
（６）下部主軸受
下部主軸受６０は、駆動モータ１６の下方の下部空間に配設されている。この下部主軸受６０は、胴部ケーシング部１１に固定されるとともにクランク軸１７の下端側軸受を構成し、クランク軸１７の副軸部１７ｄを収容している。
【００２９】
（７）吸入管
吸入管１９は、冷媒回路の冷媒をスクロール圧縮機構１５に導くためのものであって、ケーシング１０の上壁部１２に気密状に嵌入されている。吸入管１９は、低圧空間２９を上下方向に貫通すると共に、内端部が固定スクロール２４に嵌入されている。
【００３０】
（８）吐出管
吐出管２０は、ケーシング１０内の冷媒をケーシング１０外に吐出させるためのものであって、ケーシング１０の胴部ケーシング部１１に気密状に嵌入されている。そして、この吐出管２０は、上下方向に延びる円筒形状に形成されハウジング２３の下端部に固定される内端部３６を有している。なお、吐出管２０の内端開口、即ち流入口は、下方に向かって開口されている。
【００３１】
＜摺動部品の製造方法＞
本発明の実施の形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機１において、クランク軸１７、ハウジング２３、固定スクロール２４、可動スクロール２６、オルダムリング３９及び下部主軸受６０は摺動部品であり、これらの摺動部品は下記製造方法により製造される。
【００３２】
（１）原材料
本発明の実施の形態において上記摺動部品の原材料となる鉄素材としては、Ｃ：２．３〜２．４ｗｔ％、Ｓｉ：１．９５〜２．０５ｗｔ％、Ｍｎ：０．６〜０．７ｗｔ％、Ｐ：＜０．０３５ｗｔ％、Ｓ：＜０．０４ｗｔ％、Ｃｒ：０．００〜０．５０ｗｔ％、Ｎｉ：０．５０〜１．００ｗｔ％が添加されているビレットが採用される。なお、ここにいう重量割合は全量に対する割合である。また、ここに「ビレット」とは、一端、上記成分の鉄素材が溶融炉において溶融された後に、連続鋳造装置により円柱形状等に成形された最終成形前の素材を意味する。なお、ここで、Ｃ及びＳｉの含有量は、引張強度及び引張弾性率が片状黒鉛鋳鉄より高くなること、及び複雑な形状の摺動部品基体を成形するのに適切な流動性を備えていることの両方を満足するように決定される。また、Ｎｉの含有量は、金属組織の靭性を向上させて成形時の表面クラックを防止するのに適切な金属組成を構成するように決定されている。
【００３３】
（２）製造工程
本発明の実施の形態に係る摺動部品は、半溶融ダイキャスト成形工程、熱処理工程、仕上げ工程及び部分熱処理工程を経て製造される。以下、各工程について詳述する。
【００３４】
ａ）半溶融ダイキャスト成形工程
半溶融ダイキャスト成形工程では、先ず、ビレットを高周波加熱して半溶融状態とする。次いで、その半溶融状態のビレットを所定の金型に注入する際に、ダイキャストマシンで所定圧力を加えながらビレットを所望の形状に成形し摺動部品基体を得る。そして、摺動部品基体を金型から取り出して急冷させると、その摺動部品基体の金属組織は、全体的に白銑化したものとなる。なお、摺動部品基体は最終的に得られる摺動部品よりも若干大きく、この摺動部品基体は、後の仕上げ工程において加工代が取り除かれて最終的な摺動部品となる。
【００３５】
なお、本発明の実施の形態において、可動スクロール２６の基体（以下「可動スクロール基体」という）１２６は図６及び図７に示される金型８０を用いて成形され、固定スクロール２４の基体（以下「固定スクロール基体」という）１２４は図８に示される金型７０を用いて成形される。
【００３６】
可動スクロール基体１２６を半溶融ダイキャスト成形するための金型８０は、図６に示されるように、第１型部分８１及び第２型部分８２から成る。第１型部分８１と第２型部分８２とを組み合わせたときにできる内部空間８００の形状は、成形される可動スクロール基体１２６の外形形状に対応している。以下、第１型部分８１及び第２型部分８２について詳述する。
【００３７】
第１型部分８１には、図６に示されるように、可動スクロール基体１２６の鏡板相当部分１２６ａの下部を形成するための略円盤状の凹部８１１と、可動スクロール基体１２６の軸受相当部分１２６ｃを形成するための円筒溝部８１２と、円筒溝部８１２の底面から延び外空間に連通する第１貫通孔８１３と、凹部８１１のほぼ中心付近に位置し凹部８１１に連通する湯供給通路（図示せず）とが形成されている。円筒溝部８１２は、可動スクロール基体１２６を脱型する際の抜き勾配が確保されるように外形形状が設定されている。なお、本実施の形態において、抜き勾配は、１°〜１．５°とされている。第１貫通孔８１３には、一部が外空間に突出するように第１押しピン２８１が挿入されている。
【００３８】
第２型部分８２には、図６及び図７に示されるように、可動スクロール基体１２６の鏡板相当部分１２６ａの上部を形成するための略円盤状の凹部８２３と、可動スクロール基体１２６のラップ相当部分１２６ｂを形成するための渦巻き溝部８２１と、渦巻き溝部８２１の底面から延び外空間に連通する第２貫通孔８２４とが形成されている。凹部８１１は、第１型部分８１と第２型部分８２とが組み合わせられたときに、第１型部分８１の凹部８１１と共に鏡板形成空間８０１を形成する。渦巻き溝部８２１は、可動スクロール基体１２６を脱型する際の抜き勾配が確保されるように外形形状が設定されている。具体的には、渦巻き溝部８２１の全壁面について、鏡面相当部分８２２ａに直交する線に対して第１角度θだけ傾斜がつくように、渦巻き溝部８２１の形状が決められている。このため、渦巻き溝部８２１では、底幅Ｔｏに対して、鏡面相当部分８２２ａとの境界における渦巻き溝部８２１の厚みがＴｏ＋Ｔｏ１＋Ｔｏ１となる。なお、本実施の形態において、抜き勾配は、１°〜１．５°とされている。また、渦巻き溝部８２１は、可動スクロール基体１２６を容易に脱型できるように、底幅Ｔｏに対する深さＨｏの比Ｈｏ／Ｔｏが９以下になるように設定されている。第２貫通孔８２４には、一部が外空間に突出するように第２押しピン２８２が挿入されている。
【００３９】
一方、固定スクロール基体１２４を半溶融ダイキャスト成形するための金型７０は、図８に示されるように、第１型部分７１及び第２型部分７２から成る。第１型部分７１と第２型部分７２とを組み合わせたときにできる内部空間７００の形状は、成形される固定スクロール基体１２４の外形形状に対応している。以下、第１型部分７１及び第２型部分７２について詳述する。
【００４０】
第１型部分７１には、図８に示されるように、固定スクロール基体１２４の鏡板相当部分１２４ａを形成するための略円盤状の凹部７１１と、拡大凹部相当部分を形成するための筒状溝部７１２と、凹部７１１のほぼ中心付近に位置し凹部７１１に連通する湯供給通路（図示せず）とが形成されている。
【００４１】
第２型部分７２には、図８に示されるように、固定スクロール基体１２４のラップ相当部分１２４ｂを形成するための渦巻き溝部７２１と、固定スクロール基体１２４の囲い壁部相当部分を形成するための筒状溝部７２２と、渦巻き溝部７２１の底面から延び外空間に連通する第３貫通孔７２３とが形成されている。渦巻き溝部７２１は、固定スクロール基体１２４を脱型する際の抜き勾配が確保されるように外形形状が設定されている。具体的には、渦巻き溝部７２１の全壁面について、鏡面相当部分７１１ａに直交する線に対して第１角度θだけ傾斜がつくように、渦巻き溝部７２１の形状が決められている。このため、渦巻き溝部７２１では、底幅Ｔｆに対して、鏡面相当部分７１１ａとの境界における渦巻き溝部７２１の厚みがＴｆ＋Ｔｆ１＋Ｔｆ１となる。なお、本実施の形態において、抜き勾配は、１°〜１．５°とされている。また、渦巻き溝部７２１は、固定スクロール基体１２４を容易に脱型できるように、底幅Ｔｆに対する深さＨｆの比Ｈｆ／Ｔｆが９以下になるように設定されている。第３貫通孔７２３には、一部が外空間に突出するように第３押しピン２７２が挿入されている。
【００４２】
ｂ）熱処理工程
熱処理工程では、半溶融ダイキャスト成形工程後の摺動部品基体が熱処理される。この熱処理工程において、摺動部品基体の金属組織は、白銑化組織からパーライト／フェライト基地、粒状黒鉛から成る金属組織へと変化する。なお、この白銑化組織の黒鉛化、パーライト化については熱処理温度、保持時間、冷却速度などを調節することにより調節することができる。例えば、Honda R&D Technical Review の Vol.14 No.1 の論文「鉄の半溶融成形技術の研究」にあるように、９５０℃で６０分保持した後に０．０５〜０．１０℃／ｓｅｃの冷却速度で炉中にて徐冷することにより、５００ＭＰａ〜７００ＭＰａ程度の引張強度、ＨＢ１５０（ＨＲＢ８１（ＳＡＥ  Ｊ  ４１７硬さ換算表からの換算値））〜ＨＢ２００（ＨＲＢ９６（ＳＡＥ  Ｊ  ４１７硬さ換算表からの換算値））程度の硬度を有する金属組織を得ることができる。このような金属組織はフェライト中心であるために軟らかく被削性に優れるが、機械加工時に構成刃先を形成して刃具寿命を低下させる可能性がある。また、１０００℃で６０分保持した後に空冷し、さらに最初の温度より少し低い温度で所定時間保持した後に空冷することにより、６００ＭＰａ〜９００ＭＰａ程度の引張強度、ＨＢ２００（ＨＲＢ９６（ＳＡＥ  Ｊ  ４１７硬さ換算表からの換算値））〜ＨＢ２５０（ＨＲＢ１０５，ＨＲＣ２６（ＳＡＥ  Ｊ  ４１７硬さ換算表からの換算値、なおＨＲＢ１０５は試験タイプの有効な実用範囲を超えるため参考値である））程度の硬度を有する金属組織を得ることができる。このような金属組織において、片状黒鉛鋳鉄と同等の硬度を有するものは、片状黒鉛鋳鉄と同等の被削性を有し、同等の延性・靭性を有する球状黒鉛鋳鉄と比較すると被削性に優れている。また、１０００℃で６０分保持した後に油冷し、さらに最初の温度より少し低い温度で所定時間保持した後に空冷することにより、８００ＭＰａ〜１３００ＭＰａ程度の引張強度、ＨＢ２５０（ＨＲＢ１０５，ＨＲＣ２６（ＳＡＥ  Ｊ  ４１７硬さ換算表からの換算値、なおＨＲＢ１０５は試験タイプの有効な実用範囲を超えるため参考値である））〜ＨＢ３５０（ＨＲＢ１２２，ＨＲＣ４１（ＳＡＥ  Ｊ  ４１７硬さ換算表からの換算値、なおＨＲＢ１２２は試験タイプの有効な実用範囲を超えるため参考値である））程度の硬度を有する金属組織を得ることができる。このような金属組織はパーライト中心であるために硬く、被削性に劣るが、耐摩耗性に優れている。ただし、硬すぎることによる摺動相手材への攻撃性を有する可能性がある。
【００４３】
なお、本発明の実施の形態において、この熱処理工程では、摺動部品基体の硬度がＨＲＢ９０（ＨＢ１７６（ＳＡＥ  Ｊ  ４１７硬さ換算表からの換算値））よりも高くＨＲＢ１００（ＨＢ２１９（ＳＡＥ  Ｊ  ４１７硬さ換算表からの換算値））よりも低くなるような条件下で熱処理される。なお、摺動部品基体が半溶融ダイキャスト成形法により製造される場合、摺動部品基体の硬度はその摺動部品基体の引張強度と比例関係になることが明らかとなっているので、このときの摺動部品基体の引張強度は６００ＭＰａから９００ＭＰａの範囲にほぼ相当する。
【００４４】
ｃ）仕上げ工程
仕上げ工程では、摺動部品基体が機械加工されて摺動部品の完成となる。
【００４５】
なお、本発明の実施の形態において、可動スクロール基体１２６の仕上げ工程では、鏡板相当部分１２６ａ、ラップ相当部分１２６ｂ及び軸受相当部分１２６ｃがエンドミル等によって切削加工される。また、ガス荷重の応力分散のための切欠部（座ぐり部）がエンドミル等によって形成され、図９に示されるように、鏡面２６Ｐから先端までの高さや厚みが所定の設計値どおりの寸法とされる。具体的には、図９に示されるように、一点鎖線で示されるラップ相当部分１２６ｂの抜け勾配部分や、鏡板相当部分１２６ａの表皮部分、ラップ相当部分１２６ｂの先端部分、軸受相当部分１２６ｃの抜け勾配部分、軸受相当部分１２６ｃの先端部分が削られて、実線で示される形状に仕上げられる。なお、本実施の形態においてラップ相当部分１２６ｂの抜け勾配部分及び軸受相当部分１２６ｃの抜け勾配部分は粗加工後に精密加工され、鏡板相当部分１２６ａの表皮部分、ラップ相当部分１２６ｂの先端部分及び軸受相当部分１２６ｃの先端部分は粗加工を経ずに精密加工される。これは、可動スクロール２６が高さ方向にのみニアネットシェイプ成形されていることに起因する。また、このとき、鏡面２６Ｐに直交する線に対するラップ２６ｂ側面の傾斜角度及び鏡面２６Ｐに直交する線に対する軸受部２６ｃ側面の傾斜角度は０度となる。また、鏡板相当部分１２６ａの表皮部分及びラップ相当部分１２６ｂの先端部分の切削厚みは、金型８０の形状により０．３〜１．０ｍｍとなっている。また、ラップ相当部分１２６ｂの厚さ方向の削り代は金型８０の形状によりラップ相当部分１２６ｂの高さ方向の削り代の１．８〜１０．２倍となっており、ラップ相当部分１２６ｂの高さ方向の削り代は金型８０の形状により鏡板相当部分１２６ａの厚さ方向の削り代の１．８〜１０．２倍となっている。
【００４６】
一方、固定スクロール基体１２４の仕上げ工程では、従来公知のドリル加工等によって、吐出穴４１が形成されると共に鏡板相当部分１２４ａ及びラップ相当部分１２４ｂがエンドミル等によって切削加工され、図１０に示されるように、鏡面２４Ｐから先端までの高さや厚みが所定の設計値どおりの寸法とされる。具体的には、図１０に示されるように、一点鎖線で示されるラップ相当部分１２４ｂの抜け勾配部分や、鏡板相当部分１２４ａの表皮部分、ラップ相当部分１２４ｂの先端部分が削られて、実線で示される形状に仕上げられる。なお、本実施の形態においてラップ相当部分１２４ｂの抜け勾配部分は粗加工後に精密加工され、鏡板相当部分１２４ａの表皮部分及びラップ相当部分１２４ｂの先端部分は粗加工を経ずに精密加工される。これは、固定スクロール２４が高さ方向にのみニアネットシェイプ成形されていることに起因する。また、このとき、鏡面２４Ｐに直交する線に対するラップ２４ｂ側面の傾斜角度は０度となる。また、鏡板相当部分１２４ａの表皮部分及びラップ相当部分１２４ｂの先端部分の切削厚みは、金型７０の形状により０．３〜１．０ｍｍとなっている。また、ラップ相当部分１２４ｂの厚さ方向の削り代は金型７０の形状によりラップ相当部分１２４ｂの高さ方向の削り代の１．８〜１０．２倍となっており、ラップ相当部分１２４ｂの高さ方向の削り代は金型７０の形状により鏡板相当部分１２４ａの厚さ方向の削り代の１．８〜１０．２倍となっている。
【００４７】
ｄ）部分熱処理工程
部分熱処理工程では、摺動部品の特定部位（応力集中部位や耐摩耗性が求められる部位等）にレーザ加熱処理あるいは高周波加熱処理が行われ、その特定部位の疲労強度や耐摩耗性が向上させられる。なお、レーザ加熱処理及び高周波加熱処理では、加熱部分の表面硬度がＨＲＣ５０〜ＨＲＣ６５となるようにレーザ光や高周波が照射される。
【００４８】
＜高低圧ドーム型スクロール圧縮機の運転動作＞
次に、高低圧ドーム型スクロール圧縮機１の運転動作について簡単に説明する。まず、駆動モータ１６が駆動されると、クランク軸１７が回転し、可動スクロール２６が自転することなく公転運転を行う。すると、低圧のガス冷媒が、吸入管１９を通って圧縮室４０の周縁側から圧縮室４０に吸引され、圧縮室４０の容積変化に伴って圧縮され、高圧のガス冷媒となる。そして、この高圧のガス冷媒は、圧縮室４０の中央部から吐出穴４１を通ってマフラー空間４５へ吐出され、その後、連絡通路４６、スクロール側通路４７、ハウジング側通路４８、吐出口４９を通って間隙空間１８へ流出し、案内板５８と胴部ケーシング部１１の内面との間を下側に向かって流れる。そして、このガス冷媒は、案内板５８と胴部ケーシング部１１の内面との間を下側に向かって流れる際に、一部が分流して案内板５８と駆動モータ１６との間を円周方向に流れる。なお、このとき、ガス冷媒に混入している潤滑油が分離される。一方、分流したガス冷媒の他部は、モータ冷却通路５５を下側に向かって流れ、モータ下部空間にまで流れた後、反転してステータ５１とロータ５２との間のエアギャップ通路、または連絡通路４６に対向する側（図１における左側）のモータ冷却通路５５を上方に向かって流れる。その後、案内板５８を通過したガス冷媒と、エアギャップ通路又はモータ冷却通路５５を流れてきたガス冷媒とは、間隙空間１８で合流して吐出管２０の内端部３６から吐出管２０に流入し、ケーシング１０外に吐出される。そして、ケーシング１０外に吐出されたガス冷媒は、冷媒回路を循環した後、再度吸入管１９を通ってスクロール圧縮機構１５に吸入されて圧縮される。
【００４９】
＜スクロール部品の製造方法の特徴＞
（１）
本発明の実施の形態に係る金型７０，８０では、渦巻き溝部７２１，８２１に抜き勾配がつけられている。このため、本スクロール部品２４，２６の製造方法では、Ｈｏ／Ｔｏ比又はＨｆ／Ｔｆ比を大きくすることができるという利益をできるだけ損なうことなくスクロール基体１２４，１２６の脱型を容易とし金型寿命を長くしている。また、かかる場合、完全なニアネットシェイプ成形を行うのに比べて押しピン寿命２７２，２８１，２８２の寿命も長くなる。
【００５０】
（２）
本発明の実施の形態に係る金型７０，８０では、スクロール基体１２４，１２６のラップ相当部分１２４ｂ，１２６ｂの先端部分の高さ方向の削り代及びスクロール基体１２４，１２６の鏡板相当部分１２４ａ，１２６ａの厚さ方向の削り代が０．３〜１．０ｍｍの範囲となるように、内部空間形状が設定されている。このため、スクロール基体１２４，１２６は高さ方向にのみニアネットシェイプ成形されることになる。このため、本スクロール部品２４，２６の製造方法では、ニアネットシェイプ成形が可能であることの利益を享受することができる。
【００５１】
（３）
本発明の実施の形態に係る金型７０，８０では、渦巻き溝部７２１，８２１の底幅Ｔｏ，Ｔｆに対する深さＨｏ，Ｈｆの比が９を超えない。
【００５２】
本願発明者が鋭意検討したところ、渦巻き溝部７２１，８２１の底幅Ｔｏ，Ｔｆに対する深さＨｏ，Ｈｆの比が９を超えると、スクロール基体１２４，１２６の脱型が極めて困難になると共にスクロール基体１２４，１２６の脱型時の金型摩耗が著しくなることが判明した。このため、本スクロール部品２４，２６の製造方法では、スクロール基体１２４，１２６の脱型が容易であると共に金型寿命を長い。
【００５３】
（４）
本発明の実施の形態に係る金型７０，８０では、スクロール基体１２４，１２６のラップ相当部分１２４ｂ，１２６ｂの厚さ方向の削り代がラップ相当部分１２４ｂ，１２６ｂの高さ方向の削り代の１．８〜１０．２倍となり、ラップ相当部分１２４ｂ，１２６ｂの高さ方向の削り代が鏡板相当部分１２４ａ，１２６ａの厚さ方向の削り代の１．８〜１０．２倍となるように、内部空間形状が設定されている。このため、本スクロール部品２４，２６の製造方法では、可及的、削り代が少なくされている。したがって、このスクロール部品２４，２６の製造方法では、原材料費や、機械加工費、工具消耗品代を低減することができ、さらには研削廃材や加工廃液などの破棄物を低減することができる。
【００５４】
（５）
本発明の実施の形態では、可動スクロール２６及び固定スクロール２４が半溶融ダイキャスト成形工程及び熱処理工程を経て製造される。このため、従来の砂型鋳造方法により製造される片状黒鉛鋳鉄製の可動スクロールや固定スクロールよりも高引張強度かつ高硬度の可動スクロールや固定スクロールを容易に得ることができる。
【００５５】
（６）
本発明の実施の形態では、可動スクロール基体１２６及び固定スクロール基体１２４が半溶融ダイキャスト成形工程及び熱処理工程を経て製造され、その硬度がＨＲＢ９０よりも高くＨＲＢ１００よりも小さくなるように調整される。そして、このとき、可動スクロール基体１２６及び固定スクロール基体１２４の引張強度は、６００ＭＰａから９００ＭＰａの範囲にほぼ相当する。このため、この圧縮機の摺動部品の製造方法を採用すれば、可動スクロール２６及び固定スクロール２４の鏡板２４ａ，２６ａや渦巻部２４ｂ，２６ｂを薄肉化することができる。したがって、スクロール圧縮機１を小径化することができ、引いてはスラスト損失の低減や大容量化が可能となる。また、アンローダピストンによる容量制御機においても、高圧縮比運転時に容量制御を行った場合には、渦巻に発生する応力が通常運転時（フルロード時）よりも大きくなるが、強度が高くなっている上、靭性に富むため、渦巻に損傷などが発生する可能性を小さくすることができる。また、このような可動スクロール２６及び固定スクロール２４は、ＦＣ材と比較すると靭性に優れているため、突発的な内圧上昇や異物噛み込みに対して損傷が発生しにくい。仮に損傷しても細かいゴミができにくく配管の洗浄が不要になる。また、砂型鋳造方法により製造される片状黒鉛鋳鉄のような可動スクロール基体や固定スクロール基体を機械加工して最終的な可動スクロールや固定スクロールとする場合、通常、加工による歪みを除去するため、可動スクロール基体や固定スクロール基体を何度か掴み代えている。しかし、このような引張強度が高い可動スクロール基体や固定スクロール基体を機械加工する場合、加工による歪みを心配する必要がない。したがって、本製造方法を採用すれば、この掴み代えにかかっているコストを削減することができる。
【００５６】
（７）
半溶融ダイキャスト成形法により製造された摺動部品が熱処理される場合、その摺動部品の引張強度はその硬度と比例関係にあることが判明している。したがって、本発明の実施の形態に係る摺動部品については、硬度を測定するだけで引張強度を保証することができる。
【００５７】
（８）
本発明の実施の形態の熱処理工程では、可動スクロール基体１２６及び固定スクロール基体１２４の硬度がＨＲＢ９０よりも高くＨＲＢ１００よりも低くなるような熱処理が行われる。このため、この圧縮機の摺動部品の製造方法を採用すると、圧縮機運転時において十分な耐久性を発現することができ、かつ、可及的早い時期に「なじみ」が起こりやすく、かつ、異常運転時において焼付きが生じることがない可動スクロール２６及び固定スクロール２４を製造することができる。また、硬度がこの範囲である場合、可動スクロール基体及び固定スクロール基体の被削性が良好になるとともに可動スクロール基体及び固定スクロール基体にキズが入りにくく取り扱いが楽になる。このため、工具摩耗や工具の欠けが発生しにくくなって工具寿命が延び、かつ、構成刃先ができにくくなり切り粉の処理性が良好となるともに加工時間を短縮できるため加工コストが低減する。ちなみに、同引張強度のＦＣＤに対して、硬度が低い（同じ硬度であれば引張強度が高い）ため、工具摩耗や加工時間に優れるにもかかわらず、高引張強度化できるとも言える。また、ＦＣ材と比べると表面粗度を小さくしやすいので、可動スクロール２６が、オルダムリング３９やシールリング（図示せず）等を攻撃するおそれがなくなる。
【００５８】
（９）
高強度材料であるダクタイル鋳鉄や高炭素綱ではニアネットシェイプ化が困難で加工性も悪いという課題があることから、従来のスクロール圧縮機では、ＦＣ２５０などの普通鋳鉄を使ってスクロールを製造しているものが多い。
【００５９】
これに対し、本発明の実施の形態では、半溶融ダイキャスト成形法を用いて成形することで、固定スクロール２４及び可動スクロール２６を高強度のものとしている。
【００６０】
このため、本発明の実施の形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機１では、外径を殆ど変えることなく、大幅な容量アップを実現している。
【００６１】
（１０）
本発明の実施の形態の部分熱処理工程では、応力集中部に部分熱処理が施される。このため、摺動性の必要な摺動部品に良好ななじみ性を持たせたまま応力集中部に十分な疲労強度を付与することができる。
【００６２】
（１１）
本発明の実施の形態の部分熱処理工程では、耐摩耗性が必要な部分に部分熱処理が施される。このため、摺動部品を長寿命化することができる。
【００６３】
＜変形例＞
（Ａ）
先の実施の形態では密閉型の高低圧ドーム型スクロール圧縮機１が採用されたが、圧縮機は、高圧ドーム型の圧縮機であっても低圧ドーム型の圧縮機であってもよい。また、半密閉形や開放型の圧縮機であってもよい。
【００６４】
（Ｂ）
先の実施の形態に係るスクロール圧縮機１ではスクロール圧縮機構１５が採用されたが、圧縮機構は、ロータリ圧縮機構や、レシプロ圧縮機構、スクリュー圧縮機構などであってもよい。また、スクロール圧縮機構１５は、両歯や共回りタイプのスクロールであってもよい。
【００６５】
（Ｃ）
先の実施の形態では鉄素材としてＣ：２．３〜２．４ｗｔ％、Ｓｉ：１．９５〜２．０５ｗｔ％、Ｍｎ：０．６〜０．７ｗｔ％、Ｐ：＜０．０３５ｗｔ％、Ｓ：＜０．０４ｗｔ％、Ｃｒ：０．００〜０．５０ｗｔ％、Ｎｉ：０．５０〜１．００ｗｔ％が添加されているビレットが採用されたが、鉄素材の元素割合は、本発明の趣旨を損ねない限り、任意に決定することができる。
【００６６】
（Ｄ）
先の実施の形態では自転防止機構としてオルダムリング３９が採用されているが、自転防止機構としてピン、ボールカップリング、クランク等、いかなる機構が採用されてもよい。
【００６７】
（Ｅ）
本発明の実施の形態ではスクロール圧縮機１が冷媒回路内で用いられる場合を例に挙げたが、用途に付いては空調用に限定するものではなく、単体もしくはシステムに組込まれて用いられる圧縮機や送風機、過給機、ポンプなどであってもよい。
【００６８】
（Ｆ）
本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機１には潤滑油が存在したが、オイルレス若しくはオイルフリー（油があってもなくてもよい）タイプの圧縮機、送風機、過給機、ポンプであってもよい。
【００６９】
（Ｇ）
本発明の実施の形態に係る高低圧ドーム型スクロール圧縮機１は、アウタードライブ型のスクロール圧縮機であったが、本発明に係るスクロール圧縮機はインナードライブ型のスクロール圧縮機であってもよい。また、かかる場合、熱処理工程後に、可動スクロールのインナードライブ用ピン軸部を高周波加熱などの処方により選択的に加熱してその表面硬度をＨＲＣ５０よりも高くＨＲＣ６５よりも低くなるようにしてもよい。このようにすれば、インナードライブ用ピン軸部の耐摩耗性を大きく向上させることができる。
【００７０】
（Ｈ）
本発明の実施の形態の熱処理工程では、摺動部品基体の全部を熱処理したが、摺動部品基体が可動スクロール２６や固定スクロール２４である場合は、耐焼付き性や、耐摩耗性、なじみ性に対して重要となる箇所である鏡板側の表面（スラスト表面）部分とラップ２４ｂ，２６ｂの先端部のみ、硬度がＨＲＢ９０よりも高くＨＲＢ１００よりも低くするようにしてもよいし、フェライト面積率が５％よりも大きく５０％よりも小さくなるようにしてもよいし、黒鉛面積率が２％よりも大きく６％よりも小さくなるようにしてもよい。
【００７１】
（Ｉ）
本発明の実施の形態では、摺動部品の原材料として鉄素材が用いられたが、本発明の趣旨を損ねない限り、鉄以外の金属材料が用いられてもかまわない。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明に係るスクロール部品の製造方法は、半溶融ダイキャスト成形法又は半凝固ダイキャスト成形法によりスクロール部品を製造するにおいて、ニアネットシェイプ成形が可能であることの利益やＨ／Ｔ比を大きくすることができるという利益をできるだけ損なうことなく、スクロール基体の脱型を容易にすることができると共に金型寿命を長くすることができるという特徴を有しており、特にスクロール圧縮機の大容量化や小径化に貢献する。
【符号の説明】
【００７３】
２４      固定スクロール（スクロール部品）
２６      可動スクロール（スクロール部品）
７０      固定スクロール基体を半溶融ダイキャスト成形するための金型（金型）
８０      可動スクロール基体を半溶融ダイキャスト成形するための金型（金型）
１２４      固定スクロール基体（スクロール基体）
１２４ａ    固定スクロール基体の鏡板相当部分（スクロール基体の板状空間部に対応する部分）
１２４ｂ    固定スクロール基体のラップ相当部分（スクロール基体の渦巻き溝部に対応する部分，渦巻き壁部）
１２６      可動スクロール基体（スクロール基体）
１２６ａ    可動スクロール基体の鏡板相当部分（スクロール基体の板状空間部に対応する部分）
１２６ｂ    可動スクロール基体のラップ相当部分（スクロール基体の渦巻き溝部に対応する部分，渦巻き壁部）
７１１      固定スクロール基体の鏡板相当部分を形成するための略円盤状の凹部（板状空間部）
８０１      可動スクロール基体を半溶融ダイキャスト成形するための金型の鏡板形成空間（板状空間部）
７２１，８２１      渦巻き溝部
Ｈｏ，Ｈｆ          渦巻き溝部の底幅
Ｔｏ，Ｔｆ          渦巻き溝部の深さ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７４】
【特許文献１】特開２００５−３６６９３号公報
【図１】
2011127446.tif 000003
【図２】
2011127446.tif 000004
【図３】
2011127446.tif 000005
【図４】
2011127446.tif 000006
【図５】
2011127446.tif 000007
【図６】
2011127446.tif 000008
【図７】
2011127446.tif 000009
【図８】
2011127446.tif 000010
【図９】
2011127446.tif 000011
【図１０】
2011127446.tif 000012