(57)【要約】【課題】信頼性の高いスクロール圧縮機を提供すること。【解決手段】固定鏡板上に固定渦巻ラップを有する固定スクロール部品と、旋回鏡板上に旋回渦巻ラップを有する旋回スクロール部品とを噛み合わせて圧縮室を形成し、固定スクロール部品を鉄系金属材料で、旋回スクロール部品をアルミニウム系金属材料で形成し、旋回スクロール部品の少なくとも鏡板背面部に表面処理を施したことを特徴とするスクロール圧縮機。【選択図】        図１
2005016334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定鏡板上に固定渦巻ラップを有する固定スクロール部品と、旋回鏡板上に旋回渦巻ラップを有する旋回スクロール部品とを噛み合わせて圧縮室を形成し、前記旋回スクロール部品の鏡板背面部に背圧空間を設け、前記背圧空間を摺動仕切り環により内側領域と外側領域に区画し、前記摺動仕切り環の前記内側領域に高圧圧力を、前記外側領域に前記内側領域よりも低い圧力を印加することで前記旋回スクロール部品を前記固定スクロール部品に接触させ、前記旋回スクロール部品の自転を自転拘束部品によって拘束し、前記旋回スクロール部品を旋回運動させることにより、前記圧縮室を渦巻の中心に向かって容積を減少させながら移動させ、冷媒ガスを前記圧縮室に吸い込んで圧縮するスクロール圧縮機であって、
前記固定スクロール部品を鉄系金属材料で、前記旋回スクロール部品をアルミニウム系金属材料で形成し、前記旋回スクロール部品の少なくとも前記鏡板背面部に表面処理を施したことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
前記表面処理として、アルマイト皮膜処理、ＰＶＤ処理、及びニッケルリンメッキ処理のいずれかを施したことを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】
前記表面処理後、少なくとも前記鏡板背面部の前記摺動仕切り環との摺動部に、ラッピング処理、バフ処理、又はバレル研磨処理を施したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
前記鏡板背面部の前記摺動仕切り環との前記摺動部をマスキングして、前記表面処理を施したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスクロール圧縮機。
【請求項５】
前記鏡板背面部の前記摺動仕切り環との前記摺動部の表面処理を、加工により除去したことを特徴とする請求項１又は請求項２に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、冷暖房装置や冷蔵庫等の冷却装置に用いられるスクロール圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、冷凍空調用の密閉型圧縮機としては、レシプロ式、ロータリ式、スクロール式があり、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の特徴を活かした開発が行われている。
中でも圧縮機構及び電動機構を容器に収納した圧縮機は、防音とメンテナンスフリーを意図したいわゆる密閉型圧縮機で代表され、スクロール圧縮機とロータリ圧縮機が主流となっている。スクロール圧縮機は、一般に、鏡板から渦巻ラップが立ち上がる固定スクロール部品及び旋回スクロール部品を噛み合わせて双方間に圧縮室を形成し、旋回スクロール部品を自転拘束機構による自転の拘束のもとに円軌道に沿って旋回させたとき、圧縮室が容積を変えながら移動することで吸入、圧縮、吐出を行い、旋回スクロール部品の外周部及び渦巻きラップ背面に所定の背圧を潤滑用のオイルにより印加し、旋回スクロール部品が固定スクロール部品から離れて転覆しないようなことがないようにしている。
上記従来のスクロール圧縮機を図４に示す（例えば、特許文献１）。図４は従来のスクロール圧縮機の断面図である。
吸入管１より吸い込まれた冷媒ガスは、渦巻ラップ２ａと鏡板２ｂからなる固定スクロール部品２の吸入室３を経て、渦巻ラップ４ａと鏡板４ｂからなる旋回スクロール部品４とかみ合わさってできる圧縮室５に閉じ込められ、固定スクロール部品２の中心に向かって容積を減少させながら圧縮され、吐出ポート６より吐出される。
旋回スクロール部品４と、軸受部材７のリング状の溝に装着された摺動仕切り環１４とに囲まれて形成される背圧空間８ａは、吐出圧力と吸入圧力との間の中間圧に設定されており、背圧調整機構９によりこの中間圧が一定圧となるよう制御されている。なお、摺動仕切り環１４は、旋回スクロール部品４の鏡板背面部４ｃと摺動する。
背圧調整機構９は、背圧空間８ａから固定スクロール部品２の内部を通って吸入室３へと連通している通路１０に、バルブ１１を設けたもので、背圧空間８ａの圧力が設定圧力より高くなるとバルブ１１が開き、背圧空間８ａのオイルを吸入室３へと供給し、背圧空間８ａ内を一定の中間圧に維持している。また吸入室３へと供給されたオイルは、旋回運動とともに圧縮室５へと移動し、圧縮室５間の漏れ防止に役立っている。旋回スクロール部品４の背面には、前述の中間力が印加され、運転中に転覆するのを抑えている。転覆すると固定スクロール部品２と旋回スクロール部品４が離れてしまい、その部分に漏れが発生してしまう。
スクロール圧縮機を構成する固定スクロール部品２と旋回スクロール部品４の材料には、両方に鋳鉄を主とした鉄系を、又は、固定スクロール部品２に鉄系を、旋回スクロール部品４にはアルミニウム系を用いたものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２８０２５２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記構成において、低温時の起動時や、サイクルの霜取り中に吸入ポートに多量の液戻りが発生する場合、液冷媒を圧縮するために、圧縮室５の圧力が異常に上昇してしまい、旋回スクロール部品４と固定スクロール部品２が離れてしまう。その際に、旋回スクロール部品４の鏡板背面部４ｃが、軸受部材７の平面部１５に押し当てられ、焼付きが発生するという課題を有していた。
【０００５】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、信頼性の高いスクロール圧縮機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明のスクロール圧縮機は、固定鏡板上に固定渦巻ラップを有する固定スクロール部品と、旋回鏡板上に旋回渦巻ラップを有する旋回スクロール部品とを噛み合わせて圧縮室を形成し、前記旋回スクロール部品の鏡板背面部に背圧空間を設け、前記背圧空間を摺動仕切り環により内側領域と外側領域に区画し、前記摺動仕切り環の前記内側領域に高圧圧力を、前記外側領域に前記内側領域よりも低い圧力を印加することで前記旋回スクロール部品を前記固定スクロール部品に接触させ、前記旋回スクロール部品の自転を自転拘束部品によって拘束し、前記旋回スクロール部品を旋回運動させることにより、前記圧縮室を渦巻の中心に向かって容積を減少させながら移動させ、冷媒ガスを前記圧縮室に吸い込んで圧縮するスクロール圧縮機であって、前記固定スクロール部品を鉄系金属材料で、前記旋回スクロール部品をアルミニウム系金属材料で形成し、前記旋回スクロール部品の少なくとも前記鏡板背面部に表面処理を施したことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載のスクロール圧縮機において、前記表面処理として、アルマイト皮膜処理、ＰＶＤ処理、及びニッケルリンメッキ処理のいずれかを施したことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載のスクロール圧縮機において、前記表面処理後、少なくとも前記鏡板背面部の前記摺動仕切り環との摺動部に、ラッピング処理、バフ処理、又はバレル研磨処理を施したことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載のスクロール圧縮機において、前記鏡板背面部の前記摺動仕切り環との前記摺動部をマスキングして、前記表面処理を施したことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載のスクロール圧縮機において、前記鏡板背面部の前記摺動仕切り環との前記摺動部の表面処理を、加工により除去したことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態によるスクロール圧縮機は、固定スクロール部品を鉄系金属材料で、旋回スクロール部品をアルミニウム系金属材料で形成し、旋回スクロール部品の少なくとも鏡板背面部に表面処理を施したものである。低温時の起動時や、サイクル除霜時など、吸入ポートに多量の液戻りが発生する場合、液冷媒を圧縮するために、圧縮室の圧力の異常上昇による旋回スクロール部品と固定スクロール部品が離間する。本実施の形態によれば、旋回スクロール部品の鏡板背面が、軸受部材の平面部に押し当てられても、表面処理による硬化層により、焼付きが発生することがなく、信頼性の高いスクロール圧縮機が得られる。
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態によるスクロール圧縮機において、表面処理として、アルマイト皮膜処理、ＰＶＤ処理、及びニッケルリンメッキ処理のいずれかを施したものである。本実施の形態によれば、軸受部材の平面部と摺動しても硬化層を持った被膜の摩滅が少なく、長時間の使用でも表面処理被膜が残存し、焼付くことなく高信頼性が図られる。
本発明の第３の実施の形態は、第１又は第２の実施の形態によるスクロール圧縮機において、表面処理後、少なくとも鏡板背面部の摺動仕切り環との摺動部に、ラッピング処理、バフ処理、又はバレル研磨処理を施したものである。本実施の形態によれば、表面処理による粗さを小さくすることより、旋回スクロール部品の鏡板背面部と摺動仕切り環との摩擦抵抗を低減し、旋回スクロール部品の鏡板背面部と摺動仕切り環の信頼性を向上するとともに、摺動損失を低減することによる性能向上が図られる。
本発明の第４の実施の形態は、第１又は第２の実施の形態によるスクロール圧縮機において、鏡板背面部の摺動仕切り環との摺動部をマスキングして、表面処理を施したものである。本実施の形態によれば、表面処理による硬化層が摺動仕切り環を摩耗させることなく、信頼性の高いスクロール圧縮機を提供できる。
本発明の第５の実施の形態は、第１又は第２の実施の形態によるスクロール圧縮機において、鏡板背面部の摺動仕切り環との摺動部の表面処理を、加工により除去したものである。本実施の形態によれば、マスキング時の治具などがいらず、低コスト化が図られる。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施例によるスクロール圧縮機を示す断面図、図２は、同スクロール圧縮機の要部断面図、図３は同スクロール圧縮機に用いる旋回スクロール部品の鏡板背面部の平面図である。なお、図４に示す従来のスクロール圧縮機と同一機能の構成については、同一の符号を付している。
本実施例のスクロール圧縮機は、密閉容器２０内に圧縮機構部と電動機構部とを備えている。圧縮機構部は密閉容器２０内の上方に配置され、電動機構部は圧縮機構部よりも下方に配置されている。密閉容器２０の上部には、吸入管１と吐出管２１が設けられている。密閉容器２０内の下部には、潤滑油を溜める油溜まり２９を有する。
【０００９】
圧縮機構部は、固定スクロール部品２と旋回スクロール部品４とからなり、両部品が噛み合って、複数の圧縮室５を形成している。即ち、固定スクロール部品２は、固定鏡板２ｂ（以下、鏡板２ｂ）から渦巻き状の固定渦巻ラップ２ａ（以下、渦巻ラップ２ａ）が立ち上がって構成され、旋回スクロール部品４は、旋回鏡板４ｂ（以下、鏡板４ｂ）から渦巻き状の旋回渦巻ラップ４ａ（以下、渦巻ラップ４ａ）が立ち上がって構成されている。圧縮室５は、鏡板２ｂと鏡板４ｂとの間に、渦巻ラップ２ａと渦巻ラップ４ａとが噛み合って形成される。
旋回スクロール部品４は、自転拘束機構２２によって自転が拘束され、円軌道に沿って旋回する。圧縮室５は、この旋回スクロール部品４の旋回動作によって容積を変えながら移動する。
旋回スクロール部品４の鏡板背面部４ｃには背圧空間８が設けてある。この背圧空間８内には軸受部材７に設けた円環溝に摺動仕切り環１４を配置し、この摺動仕切り環１４により背圧空間８を２分割している。摺動仕切り環１４で分割した一方の内側領域８ｂには、高圧の吐出圧力を作用させる。また、その外側領域８ａには、吸入圧力から吐出圧力までの間の所定の中間圧力を作用させている。
旋回スクロール部材４は、これら背圧空間８の圧力によりスラスト力が印加されて固定スクロール２に安定的に押し付けられ、漏れを低減するとともに安定して円軌道運動を行う。
【００１０】
本実施例のスクロール圧縮機は、固定スクロール部品２を鉄系金属材料で、旋回スクロール部品４をアルミニウム系金属材料にて形成し、その鏡板背面部４ｃに表面処理を施し、硬化層が形成されている。表面処理としては、アルマイト皮膜処理、ＰＶＤ処理、ニッケルリンメッキ処理のいずれかを行う。
低温時の起動時や、サイクル除霜中に吸入ポートに多量の液戻りが発生する場合、液冷媒を圧縮するために、圧縮室の圧力が異常に上昇してしまい、旋回スクロール４と固定スクロール２が離れてしまう。このとき、旋回スクロール部品４の鏡板背面部４ｃが、軸受部材７の平面部１５に押し当てられる。しかし、表面処理による硬化層により、焼付きや異常摩耗が発生することなく、長時間の使用でも表面処理の硬化層が残存し、信頼性の高いスクロール圧縮機が得られる。
また、旋回スクロール部品４の鏡板背面部４ｃの摺動仕切り環１４との摺動部１６に、表面処理後、ラッピング処理、バフ処理、又はバレル研磨処理を行っている。表面処理による粗さが大きい場合、旋回スクロール部品４の鏡板背面部４ｃと摺動仕切り環１４とが摺動することにより、硬度の低い摺動仕切り環１４に異常摩耗及び折れなどの損傷を発生させないためである。表面処理後、ラッピング処理、バフ処理、又はバレル研磨処理により、表面処理による粗さを小さくすることで、旋回スクロール部品４の鏡板背面部４ｃと摺動仕切り環１４との摩擦抵抗を低減し、旋回スクロール部品４の鏡板背面部４ｃと摺動仕切り環１４の信頼性を向上するとともに、摺動部１６での摺動損失を低減することによる性能向上が図られる。
また、旋回スクロール部品４の鏡板背面部４ｃの摺動仕切り環１４との摺動部１６をマスキングして表面処理することにより、旋回スクロール部品４の鏡板背面部４ｃにおける摺動仕切り環１４との摺動部１６のみに表面処理の硬化層を設けない場合でも同等の効果が得られる。
また、旋回スクロール部品４の鏡板背面部４ｃにおける摺動仕切り環１４との摺動部１６に施された表面処理を、加工により除去しても同等の効果が得られる。
【００１１】
【発明の効果】
上記実施例から明らかなように、本発明は、固定スクロール部品を鉄系金属材料で、旋回スクロール部品をアルミニウム系金属材料で形成し、旋回スクロール部品の少なくとも鏡板背面部に表面処理を施したことで、旋回スクロール部品の鏡板背面が、軸受部材の平面部に押し当てられても、表面処理による硬化層により、焼付きが発生することがなく、信頼性の高いスクロール圧縮機が得られる。
また本発明は、表面処理として、アルマイト皮膜処理、ＰＶＤ処理、及びニッケルリンメッキ処理のいずれかを施したことで、軸受部材の平面部と摺動しても硬化層を持った被膜の摩滅が少なく、長時間の使用でも表面処理被膜が残存し、焼付くことなく高信頼性が図られる。
また本発明は、表面処理後、少なくとも鏡板背面部の摺動仕切り環との摺動部に、ラッピング処理、バフ処理、又はバレル研磨処理を施したことで、表面処理による粗さを小さくすることより、旋回スクロール部品の鏡板背面部と摺動仕切り環との摩擦抵抗を低減し、旋回スクロール部品の鏡板背面部と摺動仕切り環の信頼性を向上するとともに、摺動損失を低減することによる性能向上が図られる。
また本発明は、鏡板背面部の摺動仕切り環との摺動部をマスキングして、表面処理を施したことで、表面処理による硬化層が摺動仕切り環を摩耗させることなく、信頼性の高いスクロール圧縮機を提供できる。
また本発明は、鏡板背面部の摺動仕切り環との摺動部の表面処理を、加工により除去したことで、マスキング時の治具などがいらず、低コスト化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるスクロール圧縮機を示す縦断面図
【図２】同スクロール圧縮機の要部断面図
【図３】同スクロール圧縮機に用いる旋回スクロール部品の鏡板背面部の平面図
【図４】従来のスクロール圧縮機を示す縦断面図
【符号の説明】
２    固定スクロール部品
２ａ  固定鏡板
４    旋回スクロール部品
４ａ  旋回鏡板
４ｂ  旋回渦巻ラップ
４ｃ  鏡板背面部
５    圧縮室
７    軸受部材
８    背圧空間
９    背圧調整機構
１４    摺動仕切り環
１５    平面部
１６    摺動部
【図１】
2005016334.tif 000003
【図２】
2005016334.tif 000004
【図３】
2005016334.tif 000005
【図４】
2005016334.tif 000006