(57)【要約】  スクロール圧縮機は、作動流体を圧縮するための圧縮機構（１０）と、圧縮機構（１０）を駆動させるための駆動軸（３０）とを備える。駆動軸（３０）は、偏心クランクピン（３２）を備える。アンロード・ブッシュ（４２）は、圧縮機構（１０）と偏心クランクピン（３２）との間に配置されて、圧縮機構（１０）の径方向適応性を実現するように、アンロード・ブッシュ（４２）を介して偏心クランクピン（３２）が圧縮機構（１０）を駆動させる。偏心クランクピン（３２）は、アンロード・ブッシュ（４２）に接触して相対的に変位する偏心クランクピン整合部を備える。アンロード・ブッシュ（４２）は、偏心クランクピン（３２）に接触して相対的に変位するアンロード・ブッシュ整合部を備える。耐摩耗層（５０）は、偏心クランクピン整合部とアンロード・ブッシュ整合部のうちの少なくとも一方の少なくとも一部に配置されている。アンロード・ブッシュにスクロール圧縮機のための耐摩耗層が設けられ、偏心クランクピンを有する駆動軸に耐摩耗層が設けられている。耐摩耗層の配置によって、スクロール圧縮機の耐用年数が延長される。
2018517097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動流体を圧縮するように構成された圧縮機構（１０）と、
前記圧縮機構（１０）を駆動させるように構成された駆動軸（３０）と
を備えるスクロール圧縮機（１００）であって、
前記駆動軸（３０）は、偏心クランクピン（３２）を備え、アンロード・ブッシュ（４２）が前記圧縮機構（１０）と前記偏心クランクピン（３２）との間に設けられて、前記圧縮機構（１０）の径方向コンプライアンスを達成するように、前記アンロード・ブッシュ（４２）を介して前記偏心クランクピン（３２）が前記圧縮機構（１０）を駆動させることを可能にし、
前記偏心クランクピン（３２）は、前記アンロード・ブッシュ（４２）に接触して前記アンロード・ブッシュ（４２）に対して変位される偏心クランクピン嵌合部を備え、前記アンロード・ブッシュ（４２）は、偏心クランクピン（３２）に接触して偏心クランクピン（３２）に対して変位されるアンロード・ブッシュ嵌合部を備え、
前記偏心クランクピン嵌合部と前記アンロード・ブッシュ嵌合部のうちの少なくとも一方の少なくとも一部に耐摩耗層（５０）が設けられている、スクロール圧縮機（１００）。
【請求項２】
前記偏心クランクピン（２２）は、前記駆動軸の回転軸線と平行に延伸する駆動面（３２１）を備え、前記偏心クランクピン嵌合部は、前記駆動面（３２１）の少なくとも一部を備える、請求項１に記載のスクロール圧縮機（１００）。
【請求項３】
前記駆動面（３２１）は、おおよそその中央部に膨らんだ部分を有し、前記耐摩耗層（５０）は、少なくとも前記膨らんだ部分に設けられている、請求項２に記載のスクロール圧縮機（１００）。
【請求項４】
前記アンロード・ブッシュ（４２）は、前記偏心クランクピン（３２）を受け入れるための孔を有し、前記孔は、前記偏心クランクピン（３２）の前記駆動面（３２１）と協働する被駆動面（１４３）を有し、前記アンロード・ブッシュ嵌合部は、前記被駆動面（１４３）の少なくとも一部を備える、請求項２に記載のスクロール圧縮機（１００）。
【請求項５】
前記耐摩耗層（５０）は、前記被駆動面（１４３）の少なくとも実質的に中央部分に設けられている、請求項４に記載のスクロール圧縮機（１００）。
【請求項６】
前記耐摩耗層（５０）は、１５００ＨＶ〜３０００ＨＶの範囲の表面硬度を有する硬化層である、請求項１〜５の何れか一項に記載のスクロール圧縮機（１００）。
【請求項７】
前記耐摩耗層（５０）の厚さは、０．１μｍ〜４．５μｍの範囲である、請求項１〜５の何れか一項に記載のスクロール圧縮機（１００）。
【請求項８】
前記耐摩耗層（５０）は、物理気相成長法、化学気相成長法、プラズマ気相成長法、電気めっき法、無電解めっき法、浸炭法、窒化法、浸炭窒化法、ショットピーニング法、及び表面硬化熱処理法のうちの１つによって形成されている、請求項１〜５の何れか一項に記載のスクロール圧縮機（１００）。
【請求項９】
前記耐摩耗層（５０）は、金属層、ダイヤモンドライクカーボン、炭化物、窒化物、ケイ化物、ホウ化物、及び酸化物のうちの１つで形成されている、請求項１〜５の何れか一項に記載のスクロール圧縮機（１００）。
【請求項１０】
前記耐摩耗層（５０）は、窒化クロムで形成されている、請求項９に記載のスクロール圧縮機（１００）。
【請求項１１】
スクロール圧縮機（１００）のための駆動軸（３０）であって、前記駆動軸（３０）は、その一端に配置され、前記スクロール圧縮機（１００）の圧縮機構（１０）に潜り込むように構成された偏心クランクピン（３２）を備え、前記偏心クランクピン（３２）は、前記駆動軸（３０）の回転軸線と平行に延伸する駆動面（３２１）を備え、
前記駆動面（３２１）は、おおよそその中央部に膨らんだ部分を有し、前記駆動面（３２１）の少なくとも前記膨らんだ部分に耐摩耗層（５０）が設けられ、前記耐摩耗層（５０）は、金属層、ダイヤモンドライクカーボン、炭化物、窒化物、ケイ化物、ホウ化物、又は酸化物を備える硬化層であって、物理気相成長法、化学気相成長法、プラズマ気相成長法、電気めっき法、無電解めっき法、浸炭法、窒化法、浸炭窒化法、ショットピーニング法、又は表面硬化熱処理法によって形成されている、駆動軸（３０）。
【請求項１２】
スクロール圧縮機（１００）のためのアンロード・ブッシュ（４２）であって、前記アンロード・ブッシュ（４２）は、略Ｄ字状の孔を有し、前記孔は、前記スクロール圧縮機（１００）の偏心クランクピン（３２）の駆動面（３２１）と協働する被駆動面（１４３）を有し、
前記被駆動面（１４３）の少なくとも実質的に中央部分に耐摩耗層（５０）が設けられ、前記耐摩耗層（５０）は、金属層、ダイヤモンドライクカーボン、炭化物、窒化物、ケイ化物、ホウ化物、又は酸化物を備える硬化層であって、物理気相成長法、化学気相成長法、プラズマ気相成長法、電気めっき法、無電解めっき法、浸炭法、窒化法、浸炭窒化法、ショットピーニング法、又は表面硬化熱処理法によって形成されている、アンロード・ブッシュ（４２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１５年４月２３日に中国国家知識産権局に出願された中国特許出願第２０１５１０１９６９４８．３号及び第２０１５２０２５１１７０．７号に対する優先権の利益を主張し、それらの全体の開示は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、スクロール圧縮機並びにスクロール圧縮機のための駆動軸及びアンロード・ブッシュに関連する。
【背景技術】
【０００３】
この部分の内容は、先行技術を構成しない本開示に関連する背景情報のみを提供する。
【０００４】
スクロール圧縮機は、一般的に、作動流体（例えば、冷媒）を圧縮する圧縮機構を有し、固定スクロール部材と旋回スクロール部材とを備える。圧縮機構は、駆動軸の偏心クランクピンによって駆動される。偏心クランクピンと圧縮機構との間にアンロード・ブッシュが設けられている。アンロード・ブッシュは、偏心クランクピンによって駆動され、偏心クランクピンに対して変位可能であるように配置され、それによって、固定スクロール部材の羽根と旋回スクロール部材の羽根との間の径方向コンプライアンスが達成されることができる。
【０００５】
しかし、アンロード・ブッシュと偏心クランクピンとの間の相対運動によって、それらの接触面は急速に摩耗され、それによって、圧縮機の径方向コンプライアンスの性能に悪影響を及ぼし、アンロード・ブッシュ及び偏心クランクピンの耐用年数を短くする。
【０００６】
従って、スクロール圧縮機のための、耐摩耗性アンロード・ブッシュ及び耐摩耗性偏心クランクピンが必要とされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願の目的は、耐摩耗性アンロード・ブッシュ及び／又は耐摩耗性偏心クランクピンを有するスクロール圧縮機を提供することである。
【０００８】
本願の別の目的は、長い耐用年数を有するスクロール圧縮機を提供することである。
【０００９】
本願の別の目的は、耐摩耗性アンロード・ブッシュを提供することである。
【００１０】
本願の別の目的は、耐摩耗性偏心クランクピンを有する駆動軸を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願の一態様によれば、作動流体を圧縮するように構成された圧縮機構と、圧縮機構を駆動させることができるように構成された駆動軸とを含むスクロール圧縮機が提供される。駆動軸は、偏心クランクピンを含み、アンロード・ブッシュが圧縮機構と偏心クランクピンとの間に設けられて、圧縮機構の径方向コンプライアンスを達成するように、アンロード・ブッシュを介して偏心クランクピンが圧縮機構を駆動させることを可能にする。偏心クランクピンは、アンロード・ブッシュに接触してアンロード・ブッシュに対して変位される偏心クランクピン嵌合部を含み、アンロード・ブッシュは、偏心クランクピンに接触して偏心クランクピンに対して変位されるアンロード・ブッシュ嵌合部を含む。偏心クランクピン嵌合部とアンロード・ブッシュ嵌合部のうちの少なくとも一方の少なくとも一部に耐摩耗層が設けられている。
【００１２】
上記で説明されたスクロール圧縮機においては、偏心クランクピンの嵌合部又はアンロード・ブッシュの嵌合部に耐摩耗層が設けられているので、偏心クランクピン又はアンロード・ブッシュの耐摩耗性が向上し、偏心クランクピン又はアンロード・ブッシュの耐用年数が延長される。結果として、偏心クランクピンとアンロード・ブッシュとを有するスクロール圧縮機の耐用年数が延長される。
【００１３】
好ましくは、偏心クランクピンは、駆動軸の回転軸線と平行に延伸する駆動面を含み、偏心クランクピン嵌合部は、駆動面の少なくとも一部を含む。
【００１４】
好ましくは、耐摩耗層は、およそ中央部において膨らんでいる駆動面の少なくとも一部に設けられている。
【００１５】
好ましくは、アンロード・ブッシュは、偏心クランクピンを受け入れることができる孔を含んでいてもよく、孔は、偏心クランクピンの駆動面と協働する被駆動面を有し、アンロード・ブッシュ嵌合部は、被駆動面の少なくとも一部を含む。
【００１６】
好ましくは、耐摩耗層は、被駆動面の少なくとも実質的に中央部分に設けられている。
【００１７】
好ましくは、耐摩耗層は、１５００ＨＶ〜３０００ＨＶの範囲の表面硬度を有する硬化層である。
【００１８】
好ましくは、耐摩耗層の厚さは、０．１μｍ〜４．５μｍの範囲である。
【００１９】
好ましくは、耐摩耗層は、物理気相成長法、化学気相成長法、プラズマ気相成長法、電気めっき法、無電解めっき法、浸炭法、窒化法、浸炭窒化法、ショットピーニング法、及び表面硬化熱処理法のうちの１つによって形成されている。
【００２０】
好ましくは、耐摩耗層は、金属層、ダイヤモンドライクカーボン、炭化物、窒化物、ケイ化物、ホウ化物、及び酸化物のうちの１つで形成されている。任意に、耐摩耗層は、窒化クロムで形成されている。
【００２１】
本願の別の態様によれば、本願は更に、スクロール圧縮機のための駆動軸に関連する。駆動軸は、その一端に配置され、スクロール圧縮機の圧縮機構に潜り込むように構成された偏心クランクピンを含み、偏心クランクピンは、駆動軸の回転軸線と平行に延伸する駆動面を含む。駆動面の少なくとも実質的に中央の膨らんだ部分に耐摩耗層が設けられ、耐摩耗層は、金属層、ダイヤモンドライクカーボン、炭化物、窒化物、ケイ化物、ホウ化物、又は酸化物を含む硬化層であって、物理気相成長法、化学気相成長法、プラズマ気相成長法、電気めっき法、無電解めっき法、浸炭法、窒化法、浸炭窒化法、ショットピーニング法、又は表面硬化熱処理法によって形成されている。
【００２２】
本願の別の態様によれば、本願は更に、スクロール圧縮機のためのアンロード・ブッシュに関連する。アンロード・ブッシュは、略Ｄ字状の孔を有し、孔は、スクロール圧縮機の偏心クランクピンの駆動面と協働する被駆動面を有する。被駆動面の少なくとも実質的に中央部分に耐摩耗層が設けられ、耐摩耗層は、金属層、ダイヤモンドライクカーボン、炭化物、窒化物、ケイ化物、ホウ化物、又は酸化物を含む硬化層であって、物理気相成長法、化学気相成長法、プラズマ気相成長法、電気めっき法、無電解めっき法、浸炭法、窒化法、浸炭窒化法、ショットピーニング法、又は表面硬化熱処理法によって形成される。
【００２３】
本願の１つ以上の実施形態の特徴及び利点は、添付の図面を参照して以下の説明からより容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】スクロール圧縮機の縦断面図である。
【図２】図１のスクロール圧縮機の駆動軸の偏心クランクピン及びアンロード・ブッシュのアセンブリを示す概略図である。
【図３】図２の駆動軸の偏心クランクピンの概略斜視図を示す。
【図４】図２のアンロード・ブッシュの概略斜視図を示す。
【図５】本願の第１の実施形態による耐摩耗層を形成する方法を概略的に示す。
【図６】耐摩耗層の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
好ましい実施形態の以下の説明は単なる例示であって、決して本願、その適用、又は使用を限定することを意図したものではない。図面全体にわたって同じ参照番号は同様の部品を示すために使用され、同じ部分の構成は繰り返し説明されない。
【００２６】
最初に、図１を参照して、スクロール圧縮機の全体構成及び動作原理が説明される。多高圧側圧縮機が、図１に示される。しかし、図１の高圧側圧縮機は、説明目的のみのためのものであって、本願を限定することを意図したものではないことが理解されるであろう。本願は、低圧側圧縮機、垂直圧縮機、水平圧縮機、等を含む任意のタイプの圧縮機に適用されることができる。
【００２７】
図１に示されるように、スクロール圧縮機１００（以下、圧縮機ともいう）は、一般に、ハウジング１１０と、ハウジング１１０の一端に設けられたトップカバー１１２と、ハウジング１１０の他端に設けられていたボトムカバーとを含む。ステータ１２２とロータ１２４とからなるモータ２０が、ハウジング１１０中に配置されている。固定スクロール部材１５０と旋回スクロール部材１６０とからなる圧縮機構１０を駆動するために、駆動軸３０がロータ１２４中に配置されている。旋回スクロール部材１６０は、エンドプレート１６４と、エンドプレートの一方の側に形成されたハブ１６２と、エンドプレートの他方の側に形成された渦巻き状の羽根１６６とを含む。固定スクロール部材１５０は、エンドプレート１５４と、エンドプレートの一方の側に形成された渦巻き状の羽根１５６と、エンドプレートの略中央の位置に形成された吐出口１５２とを含む。固定スクロール部材１５０の渦巻き状の羽根１５６と旋回スクロール部材１６０の渦巻き状の羽根１６６との間に、径方向外側から径方向内側に向かって徐々に体積が減少する一連の圧縮室が形成されている。径方向に最も外側の圧縮室は吸入圧力にあって、径方向の最も内側の圧縮室は吐出圧力にある。中間の圧縮室は、吸入圧力と吐出圧力との間の圧力にあって、中間圧力室とも呼ばれる。
【００２８】
旋回スクロール部材１６０は、主軸受ハウジング１４０の（スラスト面を構成する）上側部分によって一方の側で支持され、駆動軸３０の一部は、主軸受ハウジング１４０中に配置された主軸受によって支持されている。偏心クランクピン３２は、駆動軸３０の一端に設けられ、アンロード・ブッシュ４２は、偏心クランクピン３２と旋回スクロール部材１６０のハブ１６２との間に設けられている。モータ２０によって駆動されると、旋回スクロール部材１６０は、流体を圧縮するように固定スクロール部材１５０に対して旋回する（すなわち、旋回スクロール部材１６０の中心軸線が、固定スクロール部材１５０の中心軸線を中心に回転するが、旋回スクロール部材１６０自体は、それ自体の中心軸線を中心に回転しない）。上記の旋回運動は、固定スクロール部材１５０と旋回スクロール部材１６０との間に設けられたオルダム・カップリングによって達成される。
【００２９】
図１に示されるスクロール圧縮機の実施例においては、潤滑剤が圧縮機ハウジングの底部に貯蔵されている。これに対応して、チャネルが、駆動軸３０の下端に形成された中心孔１３６と、中心孔１３６から偏心クランクピン３２の端面まで上方に延伸する偏心孔１３４とを含むように、駆動軸３０に形成され、駆動軸３０の軸線方向に沿って実質的に延伸する。中心孔１３６の端部は、圧縮機ハウジングの底部において潤滑剤に浸されるか、さもなければ潤滑剤が供給される。圧縮機の運転中に、中心孔１３６の一端に潤滑油供給装置によって潤滑油が供給され、中心孔１３６に入った潤滑油は、駆動軸３０の回転中に遠心力によって偏心孔１３４に圧送され、或いは放り込まれ、偏心クランクピン３２の端面まで偏心孔１３４に沿って上方に流れる。偏心クランクピン３２の端面から吐出された潤滑油は、アンロード・ブッシュ４２と偏心クランクピン３２との隙間、及びアンロード・ブッシュ４２とハブ１６２との隙間を通って、主軸受ハウジング１４０の凹部の中に下方に流れる。凹部中に蓄積された潤滑剤の一部は、主軸受を通って流れ、次に、下方に流れ、潤滑剤の一部は、旋回スクロール部材１６０のエンドプレート１６４の下側に上方に移動し、旋回スクロール部材１６０が旋回する際に、旋回スクロール部材１６０及び主軸受ハウジング１４０のスラスト面に分散されるように、ハブ１６２によって揺動される。圧縮機の運転中に、圧縮機の様々な可動部分に供給された潤滑剤は、液滴又は霧を形成するように、放り込まれて飛び散る。
【００３０】
図１に示されるスクロール圧縮機においては、流体圧縮を達成するために、固定スクロール部材１５０と旋回スクロール部材１６０との間に効果的なシールが形成されなければならない。一方で、固定スクロール部材１５０の渦巻き状の羽根１５６の末端と旋回スクロール部材１６０のエンドプレート１６４との間、及び旋回スクロール部材１６０の渦巻き状の羽根１６６の末端と固定スクロール部材１５０のエンドプレート１５４との間に軸線方向シールが必要である。スクロール圧縮機の軸線方向コンプライアンスは、当業者には周知であって、本明細書においては詳細には説明されない。
【００３１】
一方で、固定スクロール部材１５０の渦巻き状の羽根１５６の側面と旋回スクロール部材１６０の渦巻き状の羽根１６６の側面との間にも径方向シールが必要である。２つの側面間のこの径方向シールは、一般的に、偏心クランクピン３２とアンロード・ブッシュ４２との間の相対変位によって達成される。動作中に、旋回スクロール部材１６０は、モータ２０によって駆動され、固定スクロール部材１５０に対して旋回して、旋回スクロール部材１６０が遠心力を発生する。更に、駆動軸３０の偏心クランクピン３２はまた、回転中に、固定スクロール部材１５０と旋回スクロール部材１６０との間の径方向シールの実現を容易にする駆動分力を生成する。旋回スクロール部材１６０の渦巻き状の羽根１６６は、上記で説明された遠心力と駆動分力とに基づいて、固定スクロール部材１５０の渦巻き状の羽根１５６に当接し、それによって、それらの間の径方向シールが達成される。非圧縮性材料（例えば、固体不純物、潤滑油、液状冷媒）が圧縮室に入り、渦巻き状の羽根１５６と渦巻き状の羽根１６６との間に挟まれると、渦巻き状の羽根１５６と渦巻き状の羽根１６６は、それらの間を異物が通過することができるように、径方向に一時的に互いから分離して、すなわち、相対変位が、偏心クランクピン３２とアンロード・ブッシュ４２との間に生じ、それによって、渦巻き状の羽根１５６又は渦巻き状の羽根１６６の破損を防止する。この径方向の分離可能性は、スクロール圧縮機の径方向コンプライアンスを提供し、圧縮機の信頼性を向上させる。
【００３２】
しかし、偏心クランクピン３２とアンロード・ブッシュ４２との間の相対変位によって、それらは速く且つ過度に摩耗する。この課題に対処するために、本出願においては、偏心クランクピン３２の急速摩耗部分及び／又はアンロード・ブッシュ４２の急速摩耗部分は、その硬度性及び耐摩耗性を向上させるために耐摩耗層で被覆される。
【００３３】
偏心クランクピン及びアンロード・ブッシュについては、図２〜図４を参照して以下に詳細に説明される。
【００３４】
図３に示されるように、駆動軸の偏心クランクピンの概略斜視図が示されている。駆動軸３０は、その一端において、偏心クランクピン３２を含む。駆動軸３０の回転軸線と平行である第１の方向（長手方向）に実質的に延在する偏心孔１３４が、偏心クランクピン３２の端部に潤滑油を供給するために駆動軸３０に形成されている。駆動軸３０の偏心クランクピン３２は、図１に示されるように、アンロード・ブッシュ４２を介して旋回スクロール部材１６０のハブ１６２に嵌合されている。偏心クランクピン３２は、駆動軸３０の回転軸線と平行に延伸する駆動面３２１を含む。従って、アンロード・ブッシュ４２は、偏心クランクピン３２が貫通する略Ｄ字状の孔を有し、偏心クランクピン３２の駆動面３２１と協働可能な被駆動面１４３を含む。アンロード・ブッシュ４２及び偏心クランクピン３２が圧縮機１００に組み立てられた後、アンロード・ブッシュ４２の略Ｄ字状の孔の寸法は、旋回スクロール部材１６０と固定スクロール部材１５０との間の径方向コンプライアンスを保証するために、偏心クランクピン３２の寸法よりも大きい。
【００３５】
図２に示されるように、アンロード・ブッシュと偏心クランクピンとのアセンブリの概略図が示されている。アンロード・ブッシュ４２が偏心クランクピン３２に装着されると、偏心クランクピン３２の駆動面３２１がアンロード・ブッシュ４２の被駆動面１４３に嵌合した状態で、偏心クランクピン３２は、アンロード・ブッシュ４２のＤ字状の孔に受け入れられる。このような構成によって、偏心クランクピン３２が回転すると、偏心クランクピン３２の駆動面３２１がアンロード・ブッシュ４２の被駆動面１４３に嵌合しているので、偏心クランクピン３２は、回転するようにアンロード・ブッシュ４２を駆動させることができる。また、偏心クランクピン３２の駆動面３２１の幅（すなわち、駆動軸の軸線方向と直交する方向の寸法）は、アンロード・ブッシュ４２の被駆動面１４３の幅（すなわち、駆動軸の軸線方向と直交する方向の寸法）よりも小さい。このようにして、偏心クランクピン３２の駆動面３２１は、アンロード・ブッシュ４２の被駆動面１４３に対して移動することができる。
【００３６】
理想的な設計及び理想的な製造寸法（すなわち、製造誤差及び設置誤差がない）を有する圧縮機の理想的な運転状態の場合、圧縮機が作動するとき、固定スクロール部材及び旋回スクロール部材の渦巻き状の羽根は、互いに対して緊密に当接することができる。この場合、アンロード・ブッシュの中心と駆動軸の中心との間の距離は、最大であって、実質的に一定である。
【００３７】
しかし、本願発明者らは、固定スクロール部材の中心と旋回スクロール部材の中心との間の距離が、製造誤差及び設置誤差によって一様でないことを見出した。従って、圧縮機が一定期間運転された後、アンロード・ブッシュ及び偏心クランクピンは、互いに対して、特にアンロード・ブッシュの平坦度に対して（製造誤差及び設置誤差に相当する）変位を有する。また、本願発明者らは、実際の作業条件において、不純物又は液状冷媒の進入の場合に、アンロード・ブッシュが、旋回スクロール部材の中心が駆動軸の中心に向かって移動できるように偏心クランクピンに対して移動することができ、結果として、固定スクロール部材の渦巻き状の羽根及び旋回スクロール部材の渦巻き状の羽根が、渦巻き状の羽根の損傷を防止するように一時的に分離されることを見出した。
【００３８】
圧縮機の実際の運転中に、アンロード・ブッシュ４２の被駆動面１４３と偏心クランクピン３２の駆動面３２１の両方が通常の負荷を受け、駆動面３２１と被駆動面１４３との間に相対運動がある。従って、アンロード・ブッシュ４２の被駆動面１４３と偏心クランクピン３２の駆動面３２１とが著しき摩耗され、結果としてその耐用年数が短くなって、圧縮機の作動効率が悪影響を受ける。
【００３９】
この目的のために、本願によれば、耐摩耗層（「硬化被膜」又は「硬化膜」とも呼ばれる）が、耐摩耗性を向上させるために、アンロード・ブッシュ４２の被駆動面１４３、及び／又は偏心クランクピン３２の駆動面３２１に設けられてもよい。
【００４０】
本願の耐摩耗層及びその製造方法の実施例が、図５及び図６を参照して以下に説明される。
【００４１】
図５に示されるように、被処理基板Ｓ（例えば、ここでは、アンロード・ブッシュ４２の被駆動面１４３及び／又は偏心クランクピン３２の駆動面３２１）が、チャンバ内に設置され、また、接地されるか、又は負の電源に接続される。一方、標的材料Ｔ（例えば、クロムの標的材料）もまたチャンバ内に設置され、正の電源に接続される。チャンバは排気され、窒素ガスで満たされる。標的材料及び窒素ガスは、低電圧及び高電流で生成された電気アークでイオン化され、電場によって加速されて、基材の表面上に付着された窒化クロム薄層を形成するように非加工物に衝突する。
【００４２】
上記製造方法は、単に物理気相成長法の実施例であって、本願を限定することを意図するものではない。本願による耐摩耗層５０は、例えば、化学気相成長法、プラズマ気相成長法、電気めっき法、無電解めっき法、浸炭法、窒化法、浸炭窒化法、ショットピーニング法、又は表面硬化熱処理法、等の当該技術分野で公知の他の方法によって形成されてもよい。様々な方法によって、耐摩耗層５０は、金属層、ダイヤモンドライクカーボン、炭化物、窒化物、ケイ化物、ホウ化物、又は酸化物、等で形成されてもよい。例えば、耐摩耗層５０は、窒化クロムで形成されてもよい。
【００４３】
本願において、偏心クランクピン３２及び／又はアンロード・ブッシュ４２は、約６００ＨＶ〜８００ＨＶの範囲の表面硬度を有する粉末冶金材料で製造されてもよい。偏心クランクピン３２及び／又はアンロード・ブッシュ４２（例えば、偏心クランクピン３２の駆動面３２１及び／又はアンロード・ブッシュ４２の被駆動面１４３）は、図５及び図６に示された方法に従って約２〜４ミクロンの厚さの窒化クロム耐摩耗層で被覆され、 窒化クロム耐摩耗層５０の表面硬度は、１５００ＨＶ〜３０００ＨＶの範囲であってもよく、任意に１７００ＨＶ〜２７００ＨＶの範囲であってもよい。これによって、偏心クランクピン３２の駆動面及び／又はアンロード・ブッシュ４２の被駆動面の表面硬度を、著しく向上させることができ、その耐摩耗性を、大幅に高めることができる。また、耐摩耗層５０の厚さは、０．１μｍ〜４．５μｍの範囲であってもよい。
【００４４】
本願発明者らは、上記で説明された窒化クロム耐摩耗層５０で被覆された偏心クランクピン３２とアンロード・ブッシュ４２の信頼性試験を行った。具体的には、偏心クランクピン３２及びアンロード・ブッシュ４２が圧縮機に装着され、圧縮機は、高速及び高負荷の条件下で５００時間、作動される。偏心クランクピン３２の駆動面とアンロード・ブッシュ４２の被駆動面に摩耗がほとんど見られないことが分かる。
【００４５】
上記試験は、偏心クランクピン３２の駆動面及び／又はアンロード・ブッシュ４２の被駆動面が耐摩耗層５０で被覆された後、耐摩耗層５０が偏心クランクピン３２及びアンロード・ブッシュ４２の粉末冶金材料の直接接触を防止することができ、結果として、粉末冶金材料の剥がれを防止することができることを示す。従って、耐摩耗層５０は、偏心クランクピン３２及び／又はアンロード・ブッシュ４２の耐摩耗性を大幅に向上させる。
【００４６】
また、場合によっては、偏心クランクピン３２の駆動面３２１は、偏心クランクピン３２がその運動モードに基づいてアンロード・ブッシュ４２と良好に協働することを可能にするために、実質的に中央に若干膨らんだ部分を有していてもよい。耐摩耗層５０は、駆動面３２１の実質的に中央に若干膨らんだ部分のみに設けてもよいし、被駆動面１４３の実質的に中央部分に設けてもよい。代替的に、耐摩耗層５０は、駆動面３２１の全体及び／又は被駆動面１４３の全体に設けられてもよい。また、駆動面３２１及び／又は被駆動面１４３に加えて、耐摩耗層は、摩耗される偏心クランクピン３２及び／又はアンロード・ブッシュ４２の他の部分に適用されてもよい。
【００４７】
耐摩耗層５０の外側輪郭及び／又は位置は、実際の要件に従って設定されてもよいことが理解されるであろう。
【００４８】
本願の様々な実施形態及び変形が上記で詳細に説明されたが、本願は上記で説明された特定の実施形態及び変形に限定されず、様々の他の可能な組合せと統合を含んでもよいことが当業者によって理解されるべきである。
【００４９】
本願の様々な実施形態が本明細書で詳細に説明されたが、本願は本明細書で詳細に説明され図示された特定の実施形態に限定されず、他の変形及び変更が本願の精神及び範囲から逸脱することなく当業者によってなされることができることが理解されるであろう。全ての変形及び変更は、本願の範囲内である。更に、本明細書に説明された構成要素の全ては、他の技術的に等価な構成要素によって置き換えられてもよい。
【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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【国際調査報告】
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