(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定スクロールまたは揺動スクロールを構成する渦巻き状のラップの片側面に形成されたスリット状の溝に嵌合され前記溝から突出して設けられるチップシールに、Ｃｒ量が１２〜１５重量％の母材の高Ｃｒ合金鋼製平板帯鋼をプラズマ窒化処理して窒素の拡散層のみを形成して、母材より硬度をアップさせ耐摩耗性を向上させた平板帯鋼チップシールを用いたことを特徴とする圧縮機用チップシール。
【請求項２】
冷媒としてＨＦＣ系冷媒、ＨＣＦＣ系冷媒を用いると共に、請求項１に記載の圧縮機用チップシールを用いた圧縮機。
【請求項３】
固定スクロールまたは旋回スクロールの一部を構成する渦巻き状のラップの片側面に形成されたスリット状の溝に嵌合され前記溝から突出して設けられるＣｒ量が１２〜１５重量％の母材の高Ｃｒ合金鋼製平板帯鋼チップシールを、
温度が４００〜５５０℃
Ｈ2 ガス／ＮＨ3 ガスのガス比が、７０〜８０体積％／２０〜３０体積％
処理時間が約３〜１０時間
の条件の下でプラズマ窒化処理して窒素の拡散層のみを形成して、母材より硬度をアップさせ耐摩耗性を向上させることを特徴とする圧縮機用チップシールの表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スクロール圧縮機、及びこの圧縮機に備えられる固定スクロールまたは揺動スクロールを構成する渦巻き状のラップに設けられるチップシールの表面処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、スクロール圧縮機においては、固定スクロールの渦巻き状のラップと、揺動スクロールの渦巻き状のラップとが、互い違い状態に位置して複数の圧縮室を形成する。この状態で揺動スクロールが旋回揺動すると、各圧縮室は渦巻き状の外周から中心に移動して容積が小さくなり、よってガスが圧縮される。このとき、揺動スクロールのラップの渦巻き状の側面は、固定スクロールの底部に摺動する。同様に、固定スクロールのラップの渦巻き状の側面も揺動スクロールの底部に摺動する。
【０００３】
これらの摺動部分の気密性を保持するために、各ラップにはチップシールが取り付けられている。このチップシールには、従来は、テフロン系樹脂にガラス繊維などを含有させて強化した樹脂製チップシール、あるいは高Ｃｒ合金鋼製の平板帯鋼チップシールが焼き入れされて使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のチップシールは耐摩耗性が劣り、特に、スクロール圧縮機を冷媒ガスの圧縮に用いる際に、この冷媒ガスとしてＨＦＣ系、ＨＣＦＣ系冷媒を使用する場合には、特に耐摩耗性が問題となってしまうものであった。
【０００５】
この発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、耐摩耗性に優れ  たチップシールの表面処理方法、及び耐摩耗性に優れたチップシール、並びにそのようなチップシールを用いた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】
以上の目的を達成するために、第一の発明は、固定スクロールまたは揺動スクロールを構成する渦巻き状のラップの片側面に形成されたスリット状の溝に嵌合され前記溝から突出して設けられるチップシールに、Ｃｒ量が１２〜１５重量％の母材の高Ｃｒ合金鋼製平板帯鋼をプラズマ窒化処理して窒素の拡散層のみを形成して、母材より硬度をアップさせ耐摩耗性を向上させた平板帯鋼チップシールを用いたことを特徴とする圧縮機用チップシールである。
【０００８】
第二の発明は、冷媒としてＨＦＣ系冷媒、ＨＣＦＣ系冷媒を用いると共に、第一の発明にかかる圧縮機用チップシールを用いた圧縮機である。
【０００９】
第三の発明は、固定スクロールまたは旋回スクロールの一部を構成する渦巻き状のラップの片側面に形成されたスリット状の溝に嵌合され前記溝から突出して設けられるＣｒ量が１２〜１５重量％の母材の高Ｃｒ合金鋼製平板帯鋼チップシールを、
温度が４００〜５５０℃
Ｈ2 ガス／ＮＨ3 ガスのガス比が、７０〜８０体積％／２０〜３０体積％
処理時間が約３〜１０時間
の条件の下でプラズマ窒化処理して窒素の拡散層のみを形成して、母材より硬度をアップさせ耐摩耗性を向上させることを特徴とする圧縮機用チップシールの表面処理方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図３に、この実施形態に係るスクロール圧縮機１の全体縦断面図を示す。
すなわち密閉容器３内に電動要素とこの電動要素によって駆動されるスクロール圧縮要素とが収納されている。電動要素は、密閉容器３の内部周囲に固定されたステータ５と、このステータ５の中央部に所定の間隙をおいて配置されたロータ７とを有する。このロータ７の中心部には、密閉容器３の軸方向に配置された回転軸９が貫通状態に結合されており、この回転軸９の一端側はスクロール圧縮要素を支持する支持フレーム１１の中央部に貫通され、回転自在に支持されいる。
【００１１】
支持フレーム１１を貫通した回転軸９の端部には、回転軸９の軸に対し偏心してクランク部１３が形成され、このクランク部１３に揺動スクロール１５が連接されている。
【００１２】
この揺動スクロール１５は、円盤状の鏡板の一側面の中央部に、上記クランク部１３を挿入して連接するボス孔１７と、上記鏡板の他の側面に形成された渦巻き状のラップ１９とを備えている。
【００１３】
また、上記支持フレーム１１には固定スクロール２１が結合されている。この固定スクロール２１にはラップ２３が形成されており、上記揺動スクロール１５のラップ１９に互い違い状態に位置して、複数の圧縮室２５を形成する。
【００１４】
そして、固定スクロール２１の側壁面には、密閉容器３に貫通された冷媒ガスの吸入管２７が接続されている。また、固定スクロール２１の中央部には、圧縮された冷媒ガスを密閉容器３内に吐出する吐出ポート２９が設けられている。密閉容器３内に吐出された冷媒ガスを、さらに密閉容器３の外部に吐出するための吐出管３０が、密閉容器３の端部に設けられる。尚、図中の矢印は、冷媒ガスの流れを示す。
【００１５】
さて、回転軸９が回転すると、揺動スクロール１５のラップ１９が旋回揺動し、図２に示すように、複数の圧縮室Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは外周側から中心側に順に移動していき、徐々に容積が小さくなり、冷媒ガスの圧縮が行われる。このとき、固定スクロール２１の渦巻き状のラップ２３の側面は、揺動スクロール１５の底面すなわち鏡板に摺動する。同様に、揺動スクロール１５の渦巻き状のラップ１９の側面は、固定スクロール２１の底部に摺動する。これら摺動部分の気密性を保持するために、各ラップ１９、２３にはチップシールが取り付けられる。
【００１６】
図１において、このチップシールの取り付け状態を示す。
渦巻き状のラップ１９（２３）の片側面にはスリット状の溝３１が形成されており、この溝３１に帯状のチップシール３３が嵌合される。この嵌合されたチップシール３３の帯状の幅方向の端部が、若干、溝３１から突出し、旋回揺動の際に、相手側部材（１５、２１）の底部に摺動し、気密を保持する。
【００１７】
この実施形態においては、チップシール３３は高Ｃｒ合金鋼製で、Ｃｒ量が１２〜１５重量％、Ｃ量は０．６〜０．８重量％とし、残部はＦｅである。また、以下の条件でプラズマ窒化処理を施した。すなわち、
温度が４００〜５５０℃、
雰囲気を構成するＨ2 ガス／ＮＨ3 ガスのガス比が、
７０〜８０体積％／２０〜３０体積％、
処理時間が約３〜１０時間
であった。この条件下によるプラズマ窒化処理により、通常であればチップシールとしての機能上に有害な化合物（ε−相）を析出させずに、窒素の拡散層のみを２０〜５０μｍ形成する事ができた。この拡散層は、母材である高Ｃｒ合金鋼製の硬度がＨｖ５５０前後であるのに対し、Ｈｖ１２００前後まで硬度がアップし、十分に硬化が行われていることが判明した。これにより耐摩耗性を大幅に向上できる。
【００１８】
（実施例）
プラズマ窒化処理を行う対象となる高Ｃｒ合金鋼製の平板帯鋼の成分は、Ｃが０．６〜０．７重量％、Ｓｉが最大０．３５重量％、Ｍｎが０．６〜０．８重量％、Ｐが最大０．０３重量％、Ｓが最大０．０２重量％、Ｃｒが１２．５〜１３．５重量％である。処理を行う前の硬度はＨｖ５５０〜６５０であった。
【００１９】
そして、１時間かけて徐々に加熱し所定の温度（４５０〜５５０℃）まで達した。次の１時間は、予備処理として、Ｈ2 ガス１００％の雰囲気にさらした。更に次の約３〜１０時間で、所定の水素とアンモニアの混合ガスの雰囲気にさらした。すなわちＨ2 ガス／ＮＨ3 ガスのガス比が７０〜８０体積％／２０〜３０体積％である。
【００２０】
処理を行った後に、耐摩耗性が向上したことを実験により確認した。すなわち連続１０００時間の耐久摩耗試験を行った結果、処理を行わない場合には摩耗による肉厚の減少が１１０μｍ存在したのに対し、処理を行ったものは２０μｍで済んだ。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、第一の発明によれば、プラズマ窒化処理を施し硬度アップし耐摩耗性に優れた平板帯鋼チップシール、特にＣｒ合金鋼製の平板帯鋼チップシールを提供することができ、又第二の発明によれば、優れたＨＦＣ系、ＨＣＦＣ系冷媒用圧縮機を提供することができる。
【００２２】
また、第三の発明によれば、更に、Ｈ2 ガス／ＮＨ3 ガスのガス比が、７０〜８０体積％／２０〜３０体積％とすることで、チップシールの表面に、チップシールとしての機能上に有害な化合物（ε−相）を析出させずに、硬化させることができ、耐摩耗性を向上させることが可能となる。そして、処理の温度が４００〜５５０℃、処理時間が約３〜１０時間とすることで、有害な化合物のない拡散層のみが形成され、十分に硬化でき、耐摩耗性を大幅に向上できることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は、この発明の一実施形態に係るスクロール圧縮機に備えられるラップの斜視図
（Ｂ）は、（Ａ）のＢ部拡大図である。
【図２】図１のラップを有する固定スクロールと揺動スクロールが形成する  圧縮室による冷媒ガスの圧縮を説明する平面図である。
【図３】図２のような圧縮を行うスクロール圧縮機の全体縦断面図である。
【符号の説明】
１  スクロール圧縮機
１５  揺動スクロール
１９、２３  ラップ
２１  固定スクロール
３１  溝
３３  チップシール
【図１】
0003783182.tif 000002
【図２】
0003783182.tif 000003
【図３】
0003783182.tif 000004