(57)【要約】【課題】制御が容易でありコストが低くスラスト軸受が境界又は混合潤滑領域で使用されても、軸受摺動面の摩耗量が少なく性能低下が実質的に生じない軸受の材料から形成されているスクロール型圧縮機を提供する。【解決手段】本発明のスクロール型圧縮機11は、固定スクロール38と、回転軸21によって該固定スクロール38に対して旋回することで流体を圧縮する可動スクロール32とを備え、スクロール32が受ける軸方向の力を受けるスラスト軸受53を有し、該軸受53は、一方の摺動面100と、該摺動面100に対向する他方の摺動面101とを有し、一方の摺動面100又は他方の摺動面101はスクロール32に固定されており、摺動面100、101それぞれは、鋼材から形成されており且つ両摺動面100,101における表面近傍の残留オーステナイト量が５体積％以上である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定スクロール（３８）と、回転軸（２１）によって該固定スクロール（３８）に対して旋回することで流体を圧縮する可動スクロール（３２）とを備えた、スクロール型圧縮機において、
前記可動スクロール（３２）が受ける軸方向の力を受けるスラスト軸受（５３）を有し、該スラスト軸受（５３）は、一方の摺動面（１００）と、該一方の摺動面（１００）に対向する他方の摺動面（１０１）とを有し、
前記一方の摺動面（１００）又は前記他方の摺動面（１０１）は、前記可動スクロール（３２）に固定されており、
前記一方の摺動面（１００）及び前記他方の摺動面（１０１）それぞれは、鋼材から形成されており、且つ両摺動面（１００、１０１）における表面近傍の残留オーステナイト量が５体積％以上であることを特徴とするスクロール型圧縮機。
【請求項２】
前記スラスト軸受（５３）は、溝（８５）に囲まれて互いに独立した浮島形状の複数の受圧部（８３）を有する一方の摺動面（１００）と、該一方の摺動面（１００）における前記受圧部（８３）と対向する部分が、実質的に平坦な他方の摺動面（１０１）とを有し、
前記受圧部（８３）は、該受圧部（８３）の周縁部に形成されたダレ部（８３ｂ）と、該ダレ部（８３ｂ）の内側の平坦部（８３ａ）とを有しており、
前記一方の摺動面（１００）における表面粗さの標準偏差σ１と、前記他方の摺動面（１０１）における表面粗さの標準偏差σ２とが、それぞれ０．０８μｍ以下であることを特徴とする請求項１項に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項３】
スラスト軸受（５３）の摺動面（１００、１０１）に潤滑油を含む流体を供給し、前記他方の摺動面（１０１）に対する前記受圧部（８３）の摺動速度が０．５ｍ／ｓeｃ以上となり、該受圧部（８３）に平均面圧０．５〜２０ＭＰａの荷重がかかり、前記流体の使用状態における動粘度が０．１〜１０ｃｓｔとなる状態で使用されることを特徴とする請求項１項又は２に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項４】
前記一方の摺動面（１００）及び前記他方の摺動面（１０１）それぞれは、残留オーステナイト量が５体積％以上である領域が、表面から１０マイクロメートル以上の深さに亘っていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項５】
固定スクロール（３８）と、回転軸（２１）によって該固定スクロール（３８）に対して旋回することで流体を圧縮する可動スクロール（３２）とを備えた、スクロール型圧縮機において、
前記可動スクロール（３２）が受ける軸方向の力を受けるスラスト軸受（５３）を有し、該スラスト軸受（５３）は、一方の摺動面（１００）と、該一方の摺動面（１００）に対向する他方の摺動面（１０１）とを有し、
前記一方の摺動面（１００）又は前記他方の摺動面（１０１）は、前記可動スクロール（３２）に固定されており、
前記他方の摺動面（１０１）の硬度が、前記一方の摺動面（１００）よりも高く、且つ両摺動面（１００、１０１）のビッカース硬度差が５００ＨＶ以上であることを特徴とするスクロール型圧縮機。
【請求項６】
前記スラスト軸受（５３）は、溝（８５）に囲まれて互いに独立した浮島形状の複数の受圧部（８３）を有する一方の摺動面（１００）と、該一方の摺動面（１００）における前記受圧部（８３）と対向する部分が、実質的に平坦な他方の摺動面（１０１）とを有し、
前記受圧部（８３）は、該受圧部（８３）の周縁部に形成されたダレ部（８３ｂ）と、該ダレ部（８３ｂ）の内側の平坦部（８３ａ）とを有しており、
前記一方の摺動面（１００）における表面粗さの標準偏差σ１と、前記他方の摺動面（１０１）における表面粗さの標準偏差σ２とが、それぞれ０．０８μｍ以下であることを特徴とする請求項５項に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項７】
スラスト軸受（５３）の摺動面（１００、１０１）に潤滑油を含む流体を供給し、前記他方の摺動面（１０１）に対する前記受圧部（８３）の摺動速度が０．５ｍ／ｓeｃ以上となり、該受圧部（８３）に平均面圧０．５〜２０ＭＰａの荷重がかかり、前記流体の使用状態における動粘度が０．１〜１０ｃｓｔとなる状態で使用されることを特徴とする請求項５項又は６に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項８】
前記他方の摺動面（１０１）は、焼入れ処理又は成膜処理により硬度が高められていることを特徴とする請求項５から７のいずれか一項に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項９】
前記他方の摺動面（１０１）の硬度が、前記一方の摺動面（１００）よりも高く、且つ両摺動面（１００、１０１）のビッカース硬度差が５００ＨＶ以上であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のスクロール型圧縮機。
【請求項１０】
前記一方の摺動面（１００）及び前記他方の摺動面（１０１）それぞれは、鋼材から形成されており、且つ両摺動面（１００、１０１）における表面近傍の残留オーステナイト量が５体積％以上であることを特徴とする請求項８に記載のスクロール型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスクロール型圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、スクロール型圧縮機は、ハウジングに固定された固定スクロールと、この固定スクロールに対向配置され、回転軸によって固定スクロールに対して旋回する可動スクロールとを有しており、これら固定スクロールと可動スクロールとによって流体を圧縮するようになっている。この可動スクロールは、可動スクロール背面の圧力と、圧縮される流体の圧力との圧力差によってスラスト方向の力を受けているが、このスラスト方向の力は、スラスト軸受によって支持されている。
【０００３】
可動スクロールは公転運動をするため、スラスト軸受をスクロール型圧縮機に用いた場合の摺動速度は、スラスト軸受を回転運動をする機器に用いた場合の摺動速度に比べて小さい。このため、摺動面における潤滑油の油膜形成が難しく、焼き付き等を起こしやすい。
【０００４】
特に、二酸化炭素冷媒を使用した冷凍サイクルで用いられる圧縮機では、圧縮される冷媒の圧力が高いため、上記スラスト方向の力も大きくなりスラスト軸受の摺動面における油膜の形成がより重要な課題となる。
【０００５】
自動車用の二酸化炭素冷媒を使用したスクロール型圧縮機には、プレーン平板からなる一対の摺動面を備えたスラスト軸受を有しているものがあり、その摺動面に過大な荷重が発生すると、摺動面間の油膜が破壊されて、焼付きが生じるという問題がある。
【０００６】
従来、摺動面に種々の工夫を施したスクロール型圧縮機が提案されている。
【０００７】
例えば、可動スクロールの摺動面と固定された摺動面とからなるスラスト軸受を備えるスクロール型圧縮機において、可動スクールの軸の背面に圧力をかけて、摺動面が受ける荷重を低減する背圧機構が提案されているが、この機構は制御が複雑であり、コストアップにもつながる。
【０００８】
また特許文献１には、可動スクロールを支えるスラスト軸受面に、複数のテーパーランド軸受機構が形成されたスクロール型圧縮機において、テーパーランド軸受機構には、旋回方向に傾斜をつけたテーパ部と一定高さのランド部が多数円形状に形成されていることが開示されている。
【０００９】
特許文献１に記載のスクロール型圧縮機は、スラスト軸受の摺動面において、くさび効果により油膜を発生させようとするものであるが、圧縮機の起動時又は液バック時に生じる境界又は混合潤滑領域での耐摩耗性を確保するための軸受部の材料・熱処理に関する記載はない。
【００１０】
【特許文献１】特開平８−３１９９５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記問題点を解決することを課題とし、制御が容易であり、コストが低く、スラスト軸受が、境界又は混合潤滑領域で使用されても、軸受摺動面の摩耗量が少なく、性能低下が実質的に生じない軸受の材料から形成されているスクロール型圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、固定スクロール（３８）と、回転軸（２１）によって該固定スクロール（３８）に対して旋回することで流体を圧縮する可動スクロール（３２）とを備えた、スクロール型圧縮機において、上記可動スクロール（３２）が受ける軸方向の力を受けるスラスト軸受（５３）を有し、該スラスト軸受（５３）は、一方の摺動面（１００）と、該一方の摺動面（１００）に対向する他方の摺動面（１０１）とを有し、上記一方の摺動面（１００）又は上記他方の摺動面（１０１）は、上記可動スクロール（３２）に固定されており、上記一方の摺動面（１００）及び上記他方の摺動面（１０１）それぞれは、鋼材から形成されており、且つ両摺動面（１００、１０１）における表面近傍の残留オーステナイト量が５体積％以上であることを特徴とする。
【００１３】
これにより、一対の摺動面（１００、１０１）それぞれにおける表面の耐摩耗性が高められるので、スラスト軸受（５３）が、境界又は混合潤滑領域で使用されても、摺動面（１００、１０１）の摩耗量が少なく、スクロール型圧縮機は性能低下が実質的に生じない。またこのスクロール型圧縮機によれば、制御が複雑になることもなく、コストも高くはない。
【００１４】
本明細書において、「性能低下が実質的に生じない」とは、摺動面（１００、１０１）に摩耗が生じたとしても、その摩耗量が軽微であり、スクロール型圧縮機の性能には影響が及ばないことを意味する。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記スラスト軸受（５３）は、溝（８５）に囲まれて互いに独立した浮島形状の複数の受圧部（８３）を有する一方の摺動面（１００）と、該一方の摺動面（１００）における上記受圧部（８３）と対向する部分が、実質的に平坦な他方の摺動面（１０１）とを有し、上記受圧部（８３）は、該受圧部（８３）の周縁部に形成されたダレ部（８３ｂ）と、該ダレ部（８３ｂ）の内側の平坦部（８３ａ）とを有しており、上記一方の摺動面（１００）における表面粗さの標準偏差σ１と、上記他方の摺動面（１０１）における表面粗さの標準偏差σ２とが、それぞれ０．０８μｍ以下であることを特徴とする。
【００１６】
これにより、溝（８５）に囲まれた浮島形状の受圧部（８３）には、油膜が形成され易くなって、流体潤滑状態の形成が容易となり、且つ一対の摺動面（１００、１０１）それぞれにおける表面粗さが小さいので、境界又は混合潤滑領域で使用されても、摺動面（１００、１０１）の摩耗量が少なく、焼き付き防止性が高められており、スクロール型圧縮機は性能低下が実質的に生じない。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、スラスト軸受（５３）の摺動面（１００、１０１）に潤滑油を含む流体を供給し、上記他方の摺動面（１０１）に対する上記受圧部（８３）の摺動速度が０．５ｍ／ｓeｃ以上となり、該受圧部（８３）に平均面圧０．５〜２０ＭＰａの荷重がかかり、上記流体の使用状態における動粘度が０．１〜１０ｃｓｔとなる状態で使用されることを特徴とする。
【００１８】
これにより、スラスト軸受（５３）の流体潤滑状態が確保されると共に、起動時又は液バック時に、境界又は混合潤滑により摺動面（１００、１０１）に生じる摩耗が低減される。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、上記一方の摺動面（１００）及び上記他方の摺動面（１０１）それぞれは、残留オーステナイト量が５体積％以上である領域が、表面から１０マイクロメートル以上の深さに亘っていることを特徴とする。
【００２０】
これにより、スラスト軸受（５３）の一対の摺動面（１００、１０１）それぞれは、その表面から所定の深さまでの領域に、耐摩耗性が向上した部分が形成されるので、スラスト軸受（５３）が、境界又は混合潤滑領域で使用されて、摺動面（１００、１０１）に摩耗が生じても、スラスト軸受（５３）の機能が、所定の期間に亘り、確実に維持され続ける。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、固定スクロール（３８）と、回転軸（２１）によって該固定スクロール（３８）に対して旋回することで流体を圧縮する可動スクロール（３２）とを備えた、スクロール型圧縮機において、上記可動スクロール（３２）が受ける軸方向の力を受けるスラスト軸受（５３）を有し、該スラスト軸受（５３）は、一方の摺動面（１００）と、該一方の摺動面（１００）に対向する他方の摺動面（１０１）とを有し、上記一方の摺動面（１００）又は上記他方の摺動面（１０１）は、上記可動スクロール（３２）に固定されており、上記他方の摺動面（１０１）の硬度が、上記一方の摺動面（１００）よりも高く、且つ両摺動面（１００、１０１）のビッカース硬度差が５００ＨＶ以上であることを特徴とする。
【００２２】
これにより、一対の摺動面（１００、１０１）それぞれにおける表面の耐摩耗性が高められるので、スラスト軸受（５３）が、境界又は混合潤滑領域で使用されても、摺動面（１００、１０１）の摩耗量が少なく、スクロール型圧縮機は性能低下が実質的に生じない。またこのスクロール型圧縮機によれば、制御が複雑になることもなく、コストも高くはない。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、上記スラスト軸受（５３）は、溝（８５）に囲まれて互いに独立した浮島形状の複数の受圧部（８３）を有する一方の摺動面（１００）と、該一方の摺動面（１００）における上記受圧部（８３）と対向する部分が、実質的に平坦な他方の摺動面（１０１）とを有し、上記受圧部（８３）は、該受圧部（８３）の周縁部に形成されたダレ部（８３ｂ）と、該ダレ部（８３ｂ）の内側の平坦部（８３ａ）とを有しており、上記一方の摺動面（１００）における表面粗さの標準偏差σ１と、上記他方の摺動面（１０１）における表面粗さの標準偏差σ２とが、それぞれ０．０８μｍ以下であることを特徴とする。
【００２４】
これにより、溝（８５）に囲まれた浮島形状の受圧部（８３）には、油膜が形成され易くなって、流体潤滑状態の形成が容易となり、且つ一対の摺動面（１００、１０１）それぞれにおける表面粗さが小さいので、境界又は混合潤滑領域で使用されても、摺動面（１００、１０１）の摩耗量が少なく、焼き付き防止性が高められており、スクロール型圧縮機は性能低下が実質的に生じない。
【００２５】
請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載の発明において、スラスト軸受（５３）の摺動面（１００、１０１）に潤滑油を含む流体を供給し、前記他方の摺動面（１０１）に対する前記受圧部（８３）の摺動速度が０．５ｍ／ｓeｃ以上となり、該受圧部（８３）に平均面圧０．５〜２０ＭＰａの荷重がかかり、前記流体の使用状態における動粘度が０．１〜１０ｃｓｔとなる状態で使用されることを特徴とする。
【００２６】
これにより、スラスト軸受（５３）の流体潤滑状態が確保されると共に、起動時又は液バック時に、境界又は混合潤滑により他方の摺動面（１０１）に生じる摩耗が低減される。
【００２７】
請求項８に記載の発明は、請求項５から７のいずれか一項に記載の発明において、他方の摺動面（１０１）は、焼入れ処理又は成膜処理により硬度が高められていることを特徴とする。
【００２８】
これにより、他方の摺動面（１０１）は、その表面の硬度を効果的に高めることができる。
【００２９】
請求項９に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の発明において、他方の摺動面（１０１）の硬度が、一方の摺動面（１００）よりも高く、且つ両摺動面（１００、１０１）のビッカース硬度差が５００ＨＶ以上であることを特徴とする。
【００３０】
これにより、請求項５から８に記載の発明と同様の効果が奏される。
【００３１】
請求項１０に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、一方の摺動面（１００）及び他方の摺動面（１０１）それぞれは、鋼材から形成されており、且つ両摺動面（１００、１０１）における表面近傍の残留オーステナイト量が５体積％以上であることを特徴とする。
【００３２】
これにより、請求項１から４に記載の発明と同様の効果が奏される。
【００３３】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態につき、図を参照して説明する。
【００３５】
図１は、本実施形態におけるスクロール型圧縮機１１を示す縦断面図である。以下二酸化炭素冷媒を使用し、吐出される二酸化炭素の圧力が臨界圧力を超える冷凍回路中で用いられる給湯機用の圧縮機を例にして説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３６】
本実施形態におけるスクロール型圧縮機１１は、密閉容器１３内に電動機部２７と圧縮機構部１０とを収容した密閉型電動圧縮機である。
【００３７】
密閉容器１３は、円筒形をなす円筒ケース１３ａと、この円筒ケース１３ａの両端に組みつけられた電動機側端部ケース１３ｂ、圧縮機構側端部ケース１３ｃとを備えている。
【００３８】
電動機部２７は、円筒ケース１３ａの内周面に固定された固定子２５と、電動機部２７によって回転駆動されるシャフト２１に固定される回転子２３とを備えている。
【００３９】
圧縮機構部１０は、円筒ケース１３ａ内において上記固定子２５に隣接する位置に固定されたミドルハウジング１５と、ミドルハウジング１５に設けられた主軸受１７によって支持されたクランク機構２８により公転する可動スクロール３２と、ミドルハウジング１５の反固定子２５側において、円筒ケース１３ａに固定され、可動スクロール３２と対向配置されて共に後述する作動室４５を形成する固定スクロール３８とを備えている。
【００４０】
尚、シャフト２１は、円筒ケース１３ａ内において、固定子２５と電動機側端部ケース１３ｂとの間に設けられた円盤状の支持部材１４に固定された副軸受１９と、上記主軸受１７とによって略水平に支持されている。
【００４１】
可動スクロール３２は、略円盤状の可動側板３３と、可動側板３３の端面から固定スクロール３８側に向かってインボリュート曲線状に立設した可動側渦巻４１と、可動側渦巻４１と反対側の端面からミドルハウジング１５側に向かって円筒状に立設したボス部３５を備える。
【００４２】
固定スクロール３８は、円筒ケース１３ａに固定された固定側板３９と、固定側板３９の可動スクロール３２側の端面に設けられた渦巻状の溝によって形成された固定側渦巻４３を備える。
【００４３】
ミドルハウジング１５は、電動機部２７側から固定スクロール３８側に向かって、順次径が大きくなる３段円筒状をなしており、電動機部２７に近い最も小径の円筒１５ａは主軸受１７を構成し、真ん中の円筒１５ｂはクランク機構２８を収容するクランク室２９を構成し、固定スクロール３８に近い最も大径の円筒１５ｃは内部に可動スクロール３２を収容するスクロール収納部３１を形成すると共に、円筒ケース１３ａの内周面に焼き嵌めなどの固定手段によって固定されている。
【００４４】
クランク機構２８は、シャフト２１の圧縮機構部１０側の端部に一体に設けられた偏心軸３７と可動スクロール３２のボス部３５によって構成されている。偏心部３７は、上記主軸受１７及び副軸受１９の軸中心から所定量ｅ（図２（ａ））だけ偏心するように設けられている。この偏心量ｅが、可動スクロール３２の公転半径となる。
【００４５】
ミドルハウジング１５を構成する上記大径の円筒１５ｃと真ん中の円筒１５ｂとを繋ぐ円板部１５ｄの可動スクロール３２側の端面（以下、円板部スクロール側端面１５ｅと称する）には、図示しないオルダムカップリングが配置されており、可動スクロール３２の自転を防止している。これにより、可動スクロール３２は公転のみが許容されている。圧縮機構部１０は、可動側渦巻４１と固定側渦巻４３の噛み合いによって形成される複数の作動室４５が、可動スクロール３２が固定スクロール３８に対して旋回することで体積を縮小することにより固定側渦巻４３の最外周側に連通する吸入室４６に供給された冷媒を圧縮する。
【００４６】
また、円板部スクロール側端面１５ｅと、可動スクロール３２のボス部３５が設けられた側の端面（以下、可動スクロール背面３２ａと称する）との間には、スラスト軸受５３が配置されている。このスラスト軸受５３は、冷媒を圧縮する時の圧縮反力と、可動スクロール背面３２ａ側の圧力によるスラスト方向の力との差によって結果として可動側板３３が受ける軸方向の力（本実施形態においては固定スクロール３８側から円板部１５ｄに向けて可動側板３３を押す力）を受けながら可動スクロール背面３２ａと円板部スクロール側端面１５ｅとを摺動させるすべり軸受である。このスラスト軸受５３については後に詳述する。
【００４７】
上記吸入室４６は、固定側板３９の側面に設けられており、円筒ケース１３ａを貫通し、密閉容器１３外部の冷媒回路から冷媒を吸入する吸入管４７が接続されている。
【００４８】
固定側渦巻４３の中心部には、固定側板３９を軸方向に貫通する吐出口４９が設けられている。可動スクロール３２と固定スクロール３８とによって圧縮された冷媒はこの吐出口４９から吐出室５０に吐出される。
【００４９】
吐出室５０は、固定側板３９の反可動スクロール３２側の端面（以下、固定スクロール背面３８ａと称する）と、該固定スクロール背面３８ａに固定されたセパレータブロック５５の固定側板３９側の端面に設けられた凹部によって構成されている。尚、吐出室５０内には吐出された冷媒が逆流することを防止する吐出弁６１が配置されている。
【００５０】
吐出室５０に吐出された高温高圧の冷媒は、吐出室５０から上方に延びる冷媒流路５７を経てオイルセパレータ６３に導かれる。
【００５１】
オイルセパレータ６３は、内筒６３ａと外筒６３ｂとを有する遠心分離式のオイルセパレータであり、２重円筒状をなしている。
【００５２】
冷媒流路５７は、吐出室５０から固定スクロール背面３８ａに沿って上方に延びた後、遠心分離式のオイルセパレータ６３の内筒６３ａと外筒６３ｂの間の空間に概略接線方向に接続している。内筒６３ａと外筒６３ｂの間の空間に概略接線方向から流入した冷媒は、内筒６３ａと外筒６３ｂの間の空間を旋回し、冷媒に含まれていたオイルが遠心分離された後、内筒６３ａ内を通り、吐出管５９を経て密閉容器１３外部の冷媒回路へと送られる。ここで、本実施形態におけるオイルはポリアルキレングリコールまたはポリビニルエーテルまたはポリオールエステルのいずれか一つ、またはこれらのうちの複数を混合した潤滑油を主成分とすると好ましい。
【００５３】
尚、オイルセパレータ６３の外筒６３ｂはセパレータブロック５５に設けられた円筒状の穴によって構成されており、内筒６３ａは外筒６３ｂを構成する円筒状の穴内に圧入やサークリップ等の固定手段によって固定されている。
【００５４】
また、吐出管５９は、密閉容器１３の内外を貫通し、外筒６３ｂを構成する円筒状の穴の上端に気密に挿入されている。尚、セパレータブロック５５と圧縮機構側端部ケース１３ｃとの間の空間は吐出される冷媒の圧力に比べて低圧の雰囲気となっている。
【００５５】
オイルセパレータ６３によって分離されたオイルは、外筒６３ｂの内壁面に沿って、重力によって下方に移動し、外筒６３ｂを構成する円筒状の穴の下端に設けられた小径孔６４を介して高圧貯油室６５に貯えられる。
【００５６】
高圧貯油室６５は、セパレータブロック５５内に設けられ、吐出室５０と外筒６３ｂを構成する円筒状の穴の下方に位置している。セパレータブロック５５は、高圧貯油室６５に貯留できる高圧のオイルの量を多くするため、外筒６３ｂを構成する円筒状の穴に対応する上部よりも高圧貯油室６５を構成する下部の方が圧縮機構側端部ケース１３ｃ側に突出している。
【００５７】
高圧貯油室６５に貯えられたオイルは、固定側渦巻４３よりも下方において、固定側板３９を貫通するオイル戻し通路６７を通って可動側板３３内部に設けられたオイル通路６９に導かれる。尚、オイル戻し通路６７の出口には、小径の絞り部６７ａが設けられている。
【００５８】
オイル通路６９の入口は、可動側板３３の可動側渦巻４１が設けられた面に開口しており、この入口は、オイル通路６９の他の部位よりも大きな断面積となるように座ぐりが設けられている。このオイル通路６９の入口は、可動スクロール３２の公転運動によってオイル戻し通路６７の出口と間欠的に連通するようになっている。また、オイル通路６９の出口は、シャフト２１の端部とボス部３５の底面との間の空間に連通するようにボス部３５の内壁に開口している。
【００５９】
尚、高圧貯油室６５に蓄えられたオイルは、冷媒の吐出圧力を帯び高圧となっているが、絞り部６７ａおよび可動スクロール３２の公転運動によるオイル戻し通路６７とオイル通路６９との間欠的な連通によって、所望の圧力まで減圧される。
【００６０】
シャフト２１の端部とボス部３５の底面との間の空間に導かれたオイルは、シャフト２１内部を軸方向に貫通するオイル通路７１に流入する。
【００６１】
オイル通路７１を通過したオイルは、密閉容器１３内において、電動機側端部ケース１３ｂと支持部材１４との間に導かれる。支持部材１４、ミドルハウジング１５、固定側板３９には、円筒ケース１３ａとの間に図示しない隙間があり、電動機側端部ケース１３ｂと支持部材１４との間に導かれたオイルは、密閉容器１３内の全領域において下方に貯留される。密閉容器１３内の全領域の下方は低圧貯油室６６を構成している。
【００６２】
低圧貯油室６６に貯留されたオイルは、ミドルハウジング１５の円板部１５ｄの下方に設けられたオイル戻し孔７３を通ってスクロール収納部３１に至る。
【００６３】
オイル通路７１には、主軸受１７及び副軸受１９に対応する部位に径方向孔７１ａ、７１ｂがオイル通路７１から分岐するように設けられている。
【００６４】
径方向孔７１ａの出口はシャフト２１に設けられたシャフト溝２１ａに連通しており、径方向孔７１ａに流入したオイルは、主軸受１７、クランク機構２８、スラスト軸受５３を潤滑した後、スクロール収納部３１に至る。尚、真ん中の円筒１５ｂには、シャフト２１よりも上部のスラスト軸受５３へオイルを導くため、シャフト２１よりも上部において、径方向孔７１ａとスラスト軸受５３とを連通させるオイル溝７２が形成されている。
【００６５】
一方、径方向孔７１ｂに流入したオイルは、副軸受１９を潤滑した後、低圧貯油室６６内に落下し、オイル戻し孔７３によってスクロール収納部３１に至る。
【００６６】
オイル戻し通路６７、オイル通路６９、７１、径方向穴７１ａは、オイルセパレータ６３によって分離されたオイルの圧力とスラスト軸受５３が配置される部位の圧力との圧力差によってスラスト軸受５３にオイルを供給するオイル供給手段をなしている。
【００６７】
スクロール収納部３１に至ったオイルは、可動スクロール３２と固定スクロール３８の摺動面に供給され、作動室４５で冷媒と共に圧縮され、再びオイルセパレータ６３によって冷媒から分離される。
【００６８】
次に、本発明のスラスト軸受５３について説明する。本実施形態におけるスラスト軸受５３は、可動スクロール背面３２ａに固定されたスクロール側プレート５３ａと、円板部スクロール側端面１５ｅに固定されたハウジング側プレート５３ｂとから構成されている。
【００６９】
スクロール側プレート５３ａは、ドーナツ形状に形成され、中心部の穴をボス部３５が貫通している。スクロール側プレート５３ａのハウジング側プレート５３ｂと摺動接触する端面には、図２に示すような略円形の凹凸が形成されている。
【００７０】
尚、図２（ａ）は、図１をスクロール側プレート５３ａのハウジング側プレート５３ｂと摺動接触する端面が見えるように切った図１のＡ−Ａ断面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）を略円形の凹凸面の断面が見えるように切ったＢ−Ｂ断面図であり、図２（ｃ）は図２（ａ）中符号Ｇで示す部位の拡大図である。尚、図２（ａ）及び後述する図４において、破線で示したハウジング側プレート５３ｂ及びハウジング側プレート５３ｂの内径側の縁５３ｃは、本来図２（ａ）及び図４の断面に現れない構成であるが、ハウジング側プレート５３ａとの相対的な位置関係を示すため、図２（ａ）及び図４上にその位置を示してある。
【００７１】
略円形の凹凸の凹部は、複数の溝８５によって構成されている。この複数の溝８５には上記オイル供給手段によってオイルが供給されるとともに、網目状に交差しており、その交差点８５ａは他の部位よりも溝幅が広くなっている。また、図２（ｂ）に示す溝８５の底面は、表面粗さが、１２．５Ｒｚ以上となっており、後述する受圧部８３よりも表面粗さが粗くなっている。複数の溝８５のうち、最外周に位置する溝（以下、最外周溝）８５ｂはスクロール側プレート５３ａの縁に沿ってスクロール側プレート５３ａの縁を一周しており、蛇行している。この最外周溝８５ｂとスクロール側プレート５３ａの縁との間は、全周において常にハウジング側プレート５３ｂと摺動接触することによって摺動面からの潤滑油の流出量を少なくする外周シール部８１を形成している。シール部８１は最外周溝８５ｂの蛇行によりスクロール側プレート５３ａの径方向内側に張り出すように湾曲した凸部８１ｃを備える。この凸部８１ｃは、後述する受圧部８３と同様、図２（ｃ）に示すように、可動スクロール３２の旋回運動によって凸部８１ｃの面する全方向からオイルを引き込み、油膜を形成する役割を果たしている。
【００７２】
上記複数の溝８５の相互間において、溝８５に囲まれて形成された凸部は、浮島形状の受圧部８３となっており、この受圧部８３は略円形に形成されるとともに、上記最外周の溝８５の蛇行に合わせて千鳥配置されている。尚、受圧部８３の直径は異物の排出性や面圧の低減の為に、可動スクロール３２の公転半径ｅに対して、ｅ以上、２ｅ未満、摺動面における溝８５との面積比率は受圧部８３が５０％以上を占めることが望ましい。また、シール部８１の上面と受圧部８３は、摺動面として平滑になされており略同一平面内に位置している。尚、図２（ｂ）に示すように、シール部８１、受圧部８３の縁には油膜のくさび効果を発生する為のテーパ部もしくはダレ部８１ｂ、８３ｂが設けられており、ハウジング側プレート５３ｂと摺動接触するのは平坦部８１ａと８３ａである。
【００７３】
また、本実施形態では、スラスト軸受５３は、可動スクロール３２に固定されたスクロール側プレート５３ａに凹凸を設けているため、凹凸部を形成する複数の溝８５が可動スクロールの旋回に伴って、シャフト２１に対して相対移動するように構成されている。
【００７４】
ハウジング側プレート５３ｂは、スクロール側プレート５３ｂとの摺動面が鏡面仕上げされたプレーンな平面となっており、スクロール側プレート５３ａと同じくドーナツ形状をなしている。
【００７５】
上記の構成により、溝８５に保持されたオイルは、スクロール側プレート５３ａとハウジング側プレート５３ｂとの摺動接触により、受圧部８３の周囲に形成されるダレ部およびテーパ部８１ｂ、８３ｂによるくさび効果によって受圧部８３上に図３に示す油膜８６を形成する。この油膜８６は、潤滑油内に冷媒が溶解している状態である。
【００７６】
次に、本実施形態のスラスト軸受５３について、更に以下に説明する。
【００７７】
スラスト軸受５３は、図５に示すように、一対の摺動面１００，１０１を有している。一方の摺動面１００は、スクロール側プレート５３ａの面で、ハウジング側プレート５３ｂと対向している。他方の摺動面１０１は、ハウジング側プレート５３ｂの面で、スクロール側プレート５３ａと対向している。
【００７８】
上述したように、一方の摺動面１００には、図２（ａ）に示すように、多数の浮島状の受圧部８３が形成されている。また、他方の摺動面１０１は、一方の摺動面１００における受圧部８３と対向する部分が、図５に示すように、実質的に平坦となっている。本実施形態では、他方の摺動面１０１は、全体がプレーンな平面となっている。
尚、図５において、溝８５が記載されているが、この溝は、他の溝８５ａ、８５ｂであっても良い。
【００７９】
本明細書において、「実質的に平坦」とは、受圧部８３と、該受圧部８３と対向する他方の摺動面１０１の部分との間において、そこに介在する潤滑油と冷媒との混合流体に、くさび効果による圧力が発生する程度に、上記部分が平坦であることを意味する。
【００８０】
図５に示すように、受圧部８３における他方の摺動面１０１側の面は、その周縁部に形成されたダレ部８３ｂと、その内側で該ダレ部８３ｂと連設している平坦部８３ａとを有している。ダレ部８３ｂは、上記混合流体が流入してくる受圧部８３の周縁部分に設けられている。本実施形態では、可動スクロール３２の旋回運動によって受圧部８３の全周縁部から上記混合流体を引き込むので、ダレ部８３ｂが、受圧部８３の全周縁部に形成されている。
【００８１】
一方の摺動面１００と他方の摺動面１０１とは、受圧部８３のくさび効果により、流体潤滑状態が得られやすくなっている。しかし、スクロール型圧縮機１１の起動時又は液バック時等には、境界又は混合潤滑が生じる場合がある。
尚、液バックとは、吸入管４７からガス状の冷媒と共に、液体状の冷媒がスクロール型圧縮機１１内へ吸入されて、摺動面１００，１０１へ該液状の冷媒が流入する現象である。液状の冷媒は、摺動面１００，１０１において潤滑油を希釈するため、該摺動面において境界又は混合潤滑が生じ易くなる。
【００８２】
一方の摺動面１００及び他方の摺動面１０１それぞれは、表面粗さを有しており、両摺動面１００、１０１間に存在する油膜の厚さは、両摺動面１００、１０１の表面粗さに対応して変化している。
【００８３】
摺動面１００、１０１における表面粗さが大きいと、形成しうる油膜厚さに対し表面粗さの大きさが勝って、摺動面同士の接触が生じ易くなる。
この観点から、一方の摺動面１００の平坦部８３ａにおける表面粗さの標準偏差をσ１と、他方の摺動面１０１における表面粗さの標準偏差をσ２とは、それぞれ０．０８μｍ以下であることが好ましい。
【００８４】
摺動面１００，１０１の初期における表面粗さの標準偏差σ１、σ２が、０．０８μｍより大きい場合には、なじみ運転を行うことにより、表面粗さの標準偏差σ１、σ２を０．０８μｍ以下、好ましくは０．０４μｍ以下に低下させた上で、スクロール型圧縮機１１を使用することが好ましい。通常、なじみ運転後における表面粗さの標準偏差σ１、σ２の下限値は、約０．０１５μｍであることから、少なくともなじみ運転後には、標準偏差σ１、σ２が０．０１５〜０．０４μｍであることが好ましい。
【００８５】
受圧部８３は、その直径が公転半径ｅに対して、上述した関係を有していることが好ましい。また受圧部８３におけるダレ部８３ｂの長さを、平坦部８３ａの中心を通る仮想線に沿って測定した長さは、受圧部８３の半径に対して、好ましくは５〜９８％であり、更に好ましくは３０〜５０％であることが、上記混合流体にくさび効果を効果的に発生させる上で好ましい。
【００８６】
受圧部８３同士の間隔は、その中心間の長さが、受圧部８３の直径に対して、スクロール側プレート５３ａの周方向においては、好ましくは２００〜５００％である。また、スクロール側プレート５３ａの径方向においては、好ましくは２００〜５００％である。
【００８７】
スラスト軸受５３は、一方の摺動面１００及び他方の摺動面１０１それぞれが、鋼材から形成されている。つまり、スクロール側プレート５３ａ及びハウジング側プレート５３ｂそれぞれが、この鋼材から形成されている。
【００８８】
この両摺動面１００、１０１を形成する鋼材としては、例えば、高炭素クロム軸受け鋼材、機械構造用合金鋼材、冷間圧延鋼板材、ニッケルクロム鉄鋼材、ニッケルクロムモリブデン鉄鋼材、クロム鉄鋼材、クロムモリブデン鉄鋼材、機械構造用マンガン鉄鋼材、マンガンクロム鉄鋼材、及び焼入性を保証した構造用鉄鋼材等のＪＩＳ規格で定められている各種鋼材料が好ましく用いられる。
【００８９】
更に詳述すると、高炭素クロム軸受け鋼材としては、ＳＵＪ２，ＳＵＪ３及びＳＵＪ４が好ましい。また、機械構造用炭素鉄鋼材としては、ＳＣｒ４１５，ＳＣｒ４２０，ＳＣｒ４４０，ＳＣＭ４１５，ＳＣＭ４２０，ＳＮＣＭ４２０、ＳＣＭ４３５、ＳＣＭ４４０ＳＮＣＭ６３０が好ましい。また、冷間圧延鋼板材としては、ＳＰＣＣ，ＳＰＣＤ、ＳＰＣＥ、ＳＰＣＥＮが好ましい。
【００９０】
また、両摺動面１００、１０１を形成する鋼材は、鋼のＦｅ−Ｃ状態の一つであるオーステナイト相を有している。オーステナイト相は、両摺動面１００、１０１の表面近傍に、多数の結晶粒として存在しており、他に存在するＦｅ−Ｃ状態の相（例えば、マルテンサイト相）間に分散していることが好ましい。このオーステナイト相は、鋼材料の焼き入れ後にマルテンサイト化していない、いわゆる残留オーステナイトである。
両摺動面１００、１０１の表面近傍において、オーステナイト相以外の他のＦｅ−Ｃ状態は、主としてマルテンサイト相であることが好ましい。
【００９１】
上述した鋼材は、オーステナイト相生成元素として、Ｃ，Ｎ，Ｍｎ、Ｎｉ又はＰｄからなる群から選択した一つ又は複数の元素を有していることが好ましい。鋼材中のオーステナイト相生成元素濃度を調整することにより、所定の残留オーステナイト量を得ることができる。
【００９２】
本実施形態のスラスト軸受５３は、両摺動面１００、１０１の表面近傍にオーステナイト相が分散していることにより、該摺動面における摩耗量が低減する。理由は以下の通りである。
スラスト軸受５３が、起動時又は液バック時に、境界又は混合潤滑領域で使用されることにより、両摺動面１００、１０１同士が部分的又は全面的に接触し、該接触している部分のオーステナイト相が速やかに加工硬化する。この加工硬化は、オーステナイト相の結晶粒の一部分で生じる。その結果、結晶粒において、硬化した部分が摩耗しにくくなると共に、該部分周囲の加工硬化していないオーステナイト相がクッションとなり、該摺動面１００，１０１の摩耗が防止される。
【００９３】
また、両摺動面１００、１０１間に、摩耗粉等の異物が侵入して、境界又は混合潤滑が生じた場合にも、該摺動面１００、１０１それぞれには、同様の摩耗防止効果が奏される。
【００９４】
両摺動面１００、１０１における表面近傍の残留オーステナイト量は５体積％以上であり、好ましくは５〜４０体積％であり、更に好ましくは５〜２０体積％である。
【００９５】
残留オーステナイト量が５体積％以上であることにより、両摺動面１００、１０１における摩耗量が効果的に低減される。両摺動面１００、１０１は、スクロール型圧縮機１１の使用により、該摺動面の温度が上昇したり、該摺動面に応力が働くことにより、残留オーステナイト量が変化する場合がある。従って、両摺動面１００、１０１における表面近傍の残留オーステナイト量は、スクロール型圧縮機１１の製造時において、スクロール型圧縮機１１の全使用期間に亘って、５体積％以上となる値に設定しておく。
【００９６】
一方、残留オーステナイト量が４０体積％以上であると、両摺動面１００、１０１の硬度が低下して、逆に摩耗量が増加するため好ましくない。これは、オーステナイト相が、主たるマルテンサイト相よりも硬度が低いためである。
【００９７】
一方の摺動面１００及び他方の摺動面１０１それぞれは、残留オーステナイト量が５体積％以上である領域が、表面から１０μｍ以上、好ましくは１０〜２００μｍの深さに亘っている。更には、残留オーステナイト量が５体積％以上である領域は、スクロール側プレート５３ａ及びハウジング側プレート５３ｂそれぞれの全体に亘っていても良い。
【００９８】
例えば、スクロール型圧縮機１１を使用する前に、慣らし運転を行う場合には、該慣らし運転後の状態において、一方の摺動面１００及び他方の摺動面１０１それぞれは、残留オーステナイト量が５体積％以上である領域が、表面から１０μｍ以上であることが好ましい。
【００９９】
両摺動面１００，１０１それぞれにおける残留オーステナイト量の測定は、公知の方法を用いることができる。例えば、Ｘ線測定により得られるα（フェライト）相とγ（オーステナイト）相のピーク比から求めることができる。
【０１００】
表面近傍に、上述した範囲の残留オーステナイト量を有する両摺動面１００，１０１それぞれを得るには、鋼材に焼入れ処理、焼戻し処理、浸炭処理、浸窒処理又は浸炭浸窒処理等を施すことも好ましい。該熱処理条件としては、公知の条件を用いることもできる。
【０１０１】
上記各処理は、まず、スクロール側プレート５３ａ及びハウジング側プレート５３ｂそれぞれを、鋼材から機械加工により所定の寸法を有する形状に加工した後に行い、その後更に仕上げ加工を行うことが好ましい。
【０１０２】
上記浸炭処理としては、固体浸炭処理、液体浸炭処理、ガス浸炭処理及び真空浸炭処理等の公知の方法が挙げられる。
【０１０３】
また、上記浸炭処理に替えて、上記浸窒処理を、鋼材に施すことも好ましい。上記浸窒処理としては、例えばアンモニア又は窒化化合物を用いた公知の方法が挙げられる。該浸窒処理後の摺動面１００，１０１における上記表面近傍の窒素濃度は、上述した範囲にあることが好ましい。
【０１０４】
更に、鋼材に上記浸炭処理と共に上記浸窒処理を施すために、上記浸炭浸窒処理を用いることも好ましい。上記浸炭浸窒処理としては、鋼材を、浸炭処理雰囲気下において、上記浸窒処理を施すことが挙げられる。
【０１０５】
鋼材の表面近傍における炭素又は窒素濃度を増加させる処理は、該表面近傍における残留オーステナイト量を上記範囲に調整すると共に、該鋼材の表面近傍の硬度を増加しつつ、内部の軟らかさを保つため、該鋼材から形成されるスクロール側プレート５３ａ及びハウジング側プレート５３ｂそれぞれの耐摩耗性及び耐疲労性を向上する上で好ましい。
【０１０６】
上述した本実施形態のスクロール型圧縮機１１によれば、スラスト軸受５３は、両摺動面１００、１０１それぞれの表面近傍に、所定の濃度のオーステナイト相が含まれているので、耐摩耗性が高められており、スクロール型圧縮機１１の起動時又は液バック時等に、すべり軸受（５３）が境界又は混合潤滑領域で使用されても、摺動面１００、１０１の摩耗量が少なく、スクロール型圧縮機は性能低下が実質的に生じない。またこのスクロール型圧縮機によれば、制御が複雑になることもなく、コストも高くはない。
【０１０７】
また、本実施形態によれば、スラスト軸受５３の両摺動面１００、１０１それぞれは、その表面から所定の深さまで、オーステナイト相が硬化して耐摩耗性が向上する部分が形成されているので、スラスト軸受５３が、境界又は混合潤滑領域で使用されて、摺動面１００、１０１に摩耗が生じても、スラスト軸受５３の機能が、所定の期間に亘り、確実に維持され続ける。
【０１０８】
また、本実施形態によれば、一対の摺動面（１００、１０１）それぞれにおける表面粗さが小さいので、境界又は混合潤滑領域で使用されても、摺動面（１００、１０１）の摩耗量が少なく、焼き付き防止性が高められている。
【０１０９】
また、本実施形態では、溝８５の底面は面粗度が粗くなされているので、潤滑油をこの粗い面で確実に保持することができる。これにより、スラスト軸受５３の摺動面へのオイルの供給が一時的に中断した状態でスクロール型圧縮機１１が運転されても、溝８５の底面に保持されたオイルによって摺動面の充分な潤滑を行うことができる。
【０１１０】
また、複数の溝８５を網の目状に設け、溝８５に囲まれた受圧部８３を浮島形状としたので、受圧部８３は、全周囲が溝に囲まれることとなり、可動スクロール３２の旋回運動によって全方向から楔効果による油膜８６を形成することができる。更に、網の目状の複数８５の溝の交差点８５ａの溝幅を、他の部位よりも太くしたので、複数の溝８５にオイルを充分に行き渡らせることができる。
【０１１１】
また、受圧部８３を略円形の浮島形状とし、千鳥配置したため、受圧部８３を高密度に配置することができ、単位面積当たりの油膜形成面積を増加させて、高荷重を支持することができる。
【０１１２】
また、溝８５を可動スクロール３２に固定したスクロール側プレート５３ａに設けたので、可動スクロール３２の旋回に伴って溝８５がシャフト２１に対して相対移動する。これにより、溝８５の底面に保持されたオイルが、飛沫となって、摺動面に供給され易くなる。
【０１１３】
次に、図４を用いて可動スクロール３２の公転に伴う、スクロール側プレート５３ａに設けられた受圧部８３とハウジング側プレート５３ｂとの位置関係について説明する。図４は可動スクロール３２の公転に伴って、円筒ケース１３ａ内でスクロール側プレート５３ａが移動する様子を示した図であり、スクロール側プレート５３ａは可動スクロール３２の公転に伴って、（ａ）−（ｂ）−（ｃ）−（ｄ）の順に移動する。ここで、スクロール側プレート５３ａとハウジング側プレート５３ｂの相対運動によってハウジング側プレート５３ｂの内径側の縁５３ｃが描く包絡線をＨとすると、スクロール側プレート５３ａに設けられた複数の受圧部８３は、スクロール側プレート５３ａ上において上記包絡線Ｈよりも外径側のみに設けられている。これにより、可動スクロール３２が公転運動に伴って動いても、受圧部８３がハウジング側プレート５３ｂからはみ出してしまうことがなく、複数の溝８５によって保持されたオイルにより、充分な油膜を形成することができる。
【０１１４】
尚、本実施形態における包絡線Ｈは、ハウジング側プレート５３ｂの内径側の縁５３ｃよりも可動スクロール３２の旋回半径分だけ大きな円となっている。
【０１１５】
次に本発明の第２実施形態のスクロール型圧縮機１１を説明する。第２実施形態は、上述した第１実施形態と摺動面１００，１０１の構成が相違するもので、その他については第１実施形態と同様である。
【０１１６】
本発明の好ましい第２実施形態のスクロール型圧縮機１１は、スラスト軸受５３における他方の摺動面１０１の硬度が、一方の摺動面１００よりも高い。且つ両摺動面１００、１０１のビッカース硬度差が５００ＨＶ以上であり、好ましくは７００ＨＶ以上である。
一方の摺動面１００のビッカース硬度は、好ましくは７００〜８５０ＨＶである。他方の摺動面１０１のビッカース硬度は、好ましくは１５００〜２５００ＨＶである。
【０１１７】
本実施形態のスラスト軸受５３について、更に以下に説明する。
スラスト軸受５３を構成するスクロール側プレート５３ａ及びハウジング側プレート５３ｂそれぞれは、上記実施形態と同様に鋼材から形成されていることが好ましい。
そして、他方の摺動面１０１を形成するハウジング側プレート５３ｂは、鋼材のまま用いても良く、焼入れ処理又は成膜処理により硬度が高められている鋼材を用いても良い。他方の摺動面１０１として、鋼材のまま用いる場合には、他方の摺動面１０１を形成する鋼材は、一方の摺動面１００を形成する鋼材よりも、ビッカース硬度差が５００ＨＶ以上有するものを用いることが好ましい。
【０１１８】
他方の摺動面１０１の表面近傍が、上記焼入れ処理等の表面処理により硬度が高められている場合には、その硬度が高められている部分、即ち、一方の摺動面１００よりもビッカース硬度差が５００ＨＶ以上有する領域の表面からの深さは、好ましくは１０μｍ以上であり、更に好ましくは１０〜２００μｍである。更には、ハウジング側プレート５３ｂ全体が、一方の摺動面１００よりもビッカース硬度差が５００ＨＶ以上であっても良い。
【０１１９】
上記表面処理としては、上記第１実施形態において説明した上記焼入れ処理、上記浸炭処理、上記浸窒処理又は上記浸炭浸窒処理が挙げられる。そして、鋼材の表面処理を施す方法は、上記第１実施形態と同様である。
【０１２０】
また、他方の摺動面１０１の表面近傍が、上記成膜処理により硬度が高められている場合には、その形成された膜の厚さは、好ましくは１〜５μｍである。
【０１２１】
他方の摺動面１０１に形成する膜の種類としては、例えば、窒化クロム（ＣｒＮ）膜、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜、窒化チタン（ＴｉＮ）等が好ましい。
【０１２２】
窒化クロム（ＣｒＮ）膜又はダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜を、他方の摺動面１０１に形成する方法としては、ＰＶＤ、ＣＶＤ等の公知の方法を用いることができる。
【０１２３】
上述した本実施形態のスクロール型圧縮機１１によれば、スラスト軸受５３は、他方の摺動面１０１のビッカース硬度が、一方の摺動面１００よりも５００ＨＶ以上高められているので、スクロール型圧縮機１１の起動時又は液バック時等に、すべり軸受５３が境界又は混合潤滑領域で使用されても、他方の摺動面１０１に生じる圧痕を小さく且つ浅く抑えることができる。その結果、他方の摺動面１０１は摩耗量が少なくなるので、スクロール型圧縮機は性能低下が実質的に生じない。
【０１２４】
また、本実施形態によれば、他方の摺動面１０１の硬度は、上述した焼入れ処理等の表面処理又は成膜処理により、スラスト軸受５３の使用条件に適宜対応して高めることができる。具体的には、上記表面処理の条件を調整することにより、所望の硬度の領域を、他方の摺動面１０１から所定の深さまで形成することができる。また、上記成膜処理の条件を調整することにより、所望の硬度を有する膜を、所定の厚さで、他方の摺動面１０１に形成することができる。
【０１２５】
上述した第１実施形態又は第２実施形態のスクロール型圧縮機１１は、その用途に応じて様々な使用条件で用いられる。特に、スクロール型圧縮機１１は、その耐久性を確保する観点から、スラスト軸受５３が専ら流体潤滑領域で使用されることが好ましい。
【０１２６】
このような観点から、上記各実施形態のスクロール型圧縮機１１は、すべり軸受５３としてのスラスト軸受の摺動面１００，１１０に、潤滑油と冷媒とを含む混合流体を供給し、他方の摺動面１０１に対する受圧部８３の摺動速度を０．５ｍ／ｓeｃ以上とし、該受圧部８３に平均面圧０．５〜２０ＭＰａの荷重をかけて、上記混合流体の使用状態における動粘度が０．１〜１０ｃｓｔで使用するようになされている。潤滑油は、上記オイルに含まれていることが好ましい。
【０１２７】
このスクロール型圧縮機１１の使用条件について、更に説明すると、上記各実施形態のスクロール型圧縮機１１は、上記オイル供給手段により、上記混合流体がスラスト軸受５３の摺動面１００，１１０に供給される。
【０１２８】
また、可動スクロール３２が公転することにより、該可動スクロール３２に固定されている一方の摺動面１００が、ミドルハウジング１５に固定されている他方の摺動面１０１に対して摺動する。この摺動速度は、他方の摺動面１０１に対して０．５ｍ／ｓeｃ以上、好ましくは０．６〜５ｍ／ｓeｃである。
【０１２９】
また、このスラスト軸受５３は、冷媒を圧縮する時の圧縮反力と、可動スクロール背面３２ａ側の圧力によるスラスト方向の力との差によって結果として、受圧部８３には他方の摺動面１０１に向って荷重がかかる。この荷重による受圧部８３の平均面圧は０．５〜２０ＭＰａであり、好ましくは２〜１５ＭＰａである。
【０１３０】
更に、上記混合流体は、上述したスクロール型圧縮機１１の使用条件において、スラスト軸受５３の摺動面１００、１０１における動粘度が０．１〜１０ｃｓｔであり、好ましくは４〜１０ｃｓｔである。尚、１ｃｓｔは、約１×１０−６ｍ２／ｓeｃである。
【０１３１】
上記各実施形態のスクロール型圧縮機１１を、上述した使用条件で用いることにより、受圧部５３と、該受圧部５３と対向する他方の摺動面１０１の部分との間に、油膜が形成されるので、スラスト軸受５３を、専ら流体潤滑状態で使用することができる。その結果、該スラスト軸受５３における摩耗を防止して、スクロール型圧縮機１１の性能を維持しつつ、長く使用することができる。
【０１３２】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に制限されない。
【０１３３】
例えば、本発明は、上記各実施形態では、受圧部８３が略円形であったが、受圧部８３は、長円形状、楕円形状、３角形又は４角形等の多角形状であってもよい。また、上記実施形態では受圧部８３を個々を略円形に形成し、千鳥配置するようにしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、繭状、線状に形成されていても良い。
【０１３４】
また、上記第１実施形態では、残留オーステナイト量が５体積％以上である部分が、一方の摺動面１００全体に形成されていたが、残留オーステナイト量が５体積％以上である部分は、受圧部８３の表面近傍のみであっても良い。
【０１３５】
また、上記第２実施形態において、一方の摺動面１００及び他方の摺動面１０１それぞれは、鋼材から形成されており、且つ両摺動面１００、１０１における表面近傍の残留オーステナイト量が５体積％以上であっても良い。
【０１３６】
また、上記実施の形態においては、外周シール部８１、受圧部８３、溝８５は、スクロール側プレート５３ａに形成されているが、これに限る必要はなくスクロール収納凹部３１の固定側摺動面５３ｂに形成してもよい。即ち、他方の摺動面１０１が、可動スクロール３８に固定されていても良い。
【０１３７】
また、上記実施の形態においては、オイルセパレータ６３によって分離されたオイルの圧力とスラスト軸受５３が配置される部位の圧力との圧力差によってスラスト軸受５３にオイルを供給するオイル供給手段を採用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、スラスト軸受５３にオイルが導かれる構成であれば、どのような構成でもよく、オイル供給手段は圧力差を用いるものでなくても良い。
【０１３８】
上述した一の実施形態における要件は、適宜、実施形態間で相互に置換可能である。
【実施例】
【０１３９】
以下、本発明のスクロール型圧縮機における摺動面１００，１０１の作用効果について、本発明の実施例および本発明と比較するための比較例を用いて更に説明する。ただし、本発明はかかる実施例に制限されるものではない。
【０１４０】
[実施例１]
一方の摺動面１００を有するスクロール側プレート５３ａの試験片として、ＳＵＪ２（浸窒焼入れ焼戻し処理）を用い、他方の摺動面１０１を有するハウジング側プレート５３ｂの試験片として、同様にＳＵＪ２（浸窒焼入れ焼戻し処理）を用いて、実施例１を得た。一方の摺動面１００における表面近傍の残留オーステナイト量は、１０体積％であり、他方の摺動面１０１における表面近傍の残留オーステナイト量は、１０体積％であった。この残留オーステナイト量の測定は、上述した方法で行った。
【０１４１】
[実施例２]
一方の摺動面１００を有するスクロール側プレート５３ａの試験片として、ＳＣｒ４１５（浸炭浸窒焼入れ処理）を用い、他方の摺動面１０１を有するハウジング側プレート５３ｂの試験片として、ＳＵＪ２（焼入れ焼戻し処理）を用いた他は、実施例１と同様にして、実施例２を得た。一方の摺動面１００における表面近傍の残留オーステナイト量は、８体積％であり、他方の摺動面１０１における表面近傍の残留オーステナイト量は、１０％であった。
【０１４２】
[実施例３]
一方の摺動面１００を有するスクロール側プレート５３ａの試験片として、ＳＵＪ２（浸窒焼入れ焼戻し処理）を用いた。他方の摺動面１０１を有するハウジング側プレート５３ｂの試験片として、ＳＵＪ２（浸窒焼入れ焼戻し処理）を用い、他方の摺動面１０１には、ＣｒＮ膜を３±１μｍの厚さで成膜した。このようにして実施例４を得た。
一方の摺動面１００のビッカース硬度は７００ＨＶであり、他方の摺動面１０１のビッカース硬度は１５００ＨＶであり、両摺動面のビッカース硬度差は８００ＨＶであった。
【０１４３】
[実施例４]
他方の摺動面１０１に、ＤＬＣ膜を厚さ２±１μｍの厚さで成膜した他は、実施例４と同様にして、実施例５を得た。
一方の摺動面１００のビッカース硬度は７００ＨＶであり、他方の摺動面１０１のビッカース硬度は２０００ＨＶであり、両摺動面のビッカース硬度差は１３００ＨＶであった。
【０１４４】
[比較例１]
一方の摺動面１００を有するスクロール側プレート５３ａの試験片として、ＳＫ５（焼入れ焼戻し処理）を用い、他方の摺動面１０１を有するハウジング側プレート５３ｂの試験片として、ＳＵＪ２（焼入れ焼戻し処理）を用いた他は、実施例１と同様にして、比較例１を得た。一方の摺動面１００における表面近傍の残留オーステナイト量は、４体積％であり、他方の摺動面１０１における表面近傍の残留オーステナイト量は、１０体積％であった。また、一方の摺動面１００のビッカース硬度は６５０ＨＶであり、他方の摺動面１０１のビッカース硬度は７００ＨＶであり、両摺動面のビッカース硬度差は５０ＨＶであった。
【０１４５】
[摩耗量の評価]
上述した実施例１〜４及び比較例１を用いて、摩耗量の評価を次のように行った。
摩耗量の評価は、図６に示すバーベルプレート試験機を用いて行った。バーベルプレート試験機は、一対の円盤が円柱状の軸に間隔をあけて固定されたバーベル１０３と、該バーベルが載置されるプレート１０４とを有している。
一対の円盤それぞれをハウジング側プレート５３ｂの試験片から作製し、プレート１０４をスクロール側プレート５３ａの試験片から作製した組み合わせ（以下、セットＡともいう）と、一対の円盤それぞれをスクロール側プレート５３ａの試験片から作製し、プレート１０４をハウジング側プレート５３ｂの試験片から作製した組み合わせ（以下、セットＢともいう）とを用意した。
【０１４６】
一対の円盤それぞれの寸法は、外径１４ｍｍ、厚み５ｍｍであった。バーベル１０３における一対の円盤間の長さは、２１ｍｍであった。プレート１０４の寸法は、４辺の長さが３０ｍｍであり、厚みは１．５〜６ｍｍであって、試験片により異なっていた。
【０１４７】
プレート１０４は潤滑油に浸漬されており、バーベル１０３とプレート１０４との摺動面も潤滑油に浸漬されていた。試験は、上方からバーベル１０３に所定の荷重をかけた状態で、所定の時間、所定の回転数でプレート１０４を回転させた後、バーベル１０３とプレート１０４それぞれの試験片の摩耗量を測定するものである。
測定条件は、荷重及び回転数を組み合わせて、複数の条件で行った。また、この測定条件は、試験片ごとに適宜調整した。具体的には、荷重は０〜１０００Ｎ（面圧で０〜５００ＭＰａ）の範囲であり、回転数は０〜２０００ｒｐｍ（摺動速度で０〜２ｍ／ｓｅｃ）の範囲であった。
【０１４８】
まず、実施例１の比摩耗量の測定を以下のように行った。
バーベルプレート試験機を用いて、面圧×摺動距離を変えた測定を複数行って、バーベル１０３側の試験片の摩耗量及びプレート１０４側の試験片の摩耗量を測定した。摺動距離は、回転数×時間により求めた。摩耗量は、試験片が摩耗により減少した体積とした。測定は、実施例１のセットＡ及びセットＢそれぞれについて行った。バーベル１０３とプレート１０４との潤滑状態は、境界潤滑とした。
そして、得られた測定結果を用いて、該面圧×摺動距離を横軸とし、摩耗量を縦軸としてプロットして、その傾きから比摩耗量を求めた。比摩耗量は、一方の摺動面１００及び他方の摺動面１０１それぞれについて求めた。
【０１４９】
次に、実施例１の推定摩耗量を以下のように求めた。ここで推定摩耗量は、上記比摩耗量を用いて、実機における摩耗量を推定した値である。
所定の条件で実機を運転した場合における、スラスト軸受５３の面圧及び摺動距離を用いて、境界潤滑条件における摩耗量Ａを、比摩耗量×面圧×摺動距離から求めた。そして、油膜パラメータを考慮して、摩耗量Ａから混合潤滑状態における推定摩耗量を求めた。推定摩耗量は、一方の摺動面１００及び他方の摺動面１０１それぞれについて求めた。
実施例２〜４及び比較例１についても同様にして、推定摩耗量を求めた。
その結果を表１に示す。
【０１５０】
【表１】
2008088847.tif 000003
【０１５１】
実施例１〜４の推定摩耗量は、表１に示すように、比較例１と比べて少ないことが分かる。特に、実施例３及び４の摩耗量が少なく、耐摩耗性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【０１５２】
【図１】本発明の一実施の形態であるスクロール型圧縮機を示す縦断面図。
【図２】図１に示すスクロール型圧縮機のスラスト軸受の可動側摺動面を示す図である。
【図３】図２に示す可動側摺動面の島状受圧部における油膜の形成状態とその圧力を示す図。
【図４】可動スクロール３２の公転に伴って、円筒ケース１３ａ内でスクロール側プレート５３ａが移動する様子を示した図である。
【図５】スラスト軸受の摺動面の要部を拡大して示す模式図である。
【図６】摩耗量の評価方法を説明する模式図である。
【符号の説明】
【０１５３】
１０    圧縮機構部
１５    ミドルハウジング
２７    電動機部
５３    スラスト軸受
５３ａ    スクロール側プレート
５３ｂ    ハウジング側プレート
８１    外周シール部
８３    受圧部
８５    溝
８５ａ    交差点
８６    油膜
１００    一方の摺動面
１０１    他方の摺動面
【図１】
2008088847.tif 000004
【図２】
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【図３】
2008088847.tif 000006
【図４】
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【図５】
2008088847.tif 000008
【図６】
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