JPH02218887A - コンプレッサー用複合型ベーン及びその製造方法 - Google Patents
コンプレッサー用複合型ベーン及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH02218887A JPH02218887A JP1040056A JP4005689A JPH02218887A JP H02218887 A JPH02218887 A JP H02218887A JP 1040056 A JP1040056 A JP 1040056A JP 4005689 A JP4005689 A JP 4005689A JP H02218887 A JPH02218887 A JP H02218887A
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- Japan
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- vane
- composite
- alloy
- compressor
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、カーエアコン等コンプレッサーに用いられる
、軽量で耐摩耗性に優れた複合型ベーン及びその製造方
法に関するものである。
、軽量で耐摩耗性に優れた複合型ベーン及びその製造方
法に関するものである。
冷蔵庫やエアコン等のロータリーコンプレッサーに用い
られるベーン材としては、高速原調、特殊鋳鉄、鉄系粉
末焼結合金等の鉄系材料が従来用いられている。
られるベーン材としては、高速原調、特殊鋳鉄、鉄系粉
末焼結合金等の鉄系材料が従来用いられている。
第１図は、ローリングピストン型コンプレッサーの構造
の概略を示す断面図であって、シリンダー３内で、ピス
トン４がシャフト５を回転軸として偏心運動を行なう事
によって冷媒ガスの吸入、圧縮、排出が行なわれる。こ
の際ベーン６はガスシール材としての役目を果たし、シ
リンダー３とピストン４の両方から摺動を受ける。又第
２図はベーンロータリー型コンプレッサーの構造の概略
を示す断面図であって、ベーン６を持ったローター８が
楕円型シリンダー９の中を回転運動し、それぞれのベー
ン６に区切られた部屋が吸入−圧縮−吐出の作動を繰り
返している。
の概略を示す断面図であって、シリンダー３内で、ピス
トン４がシャフト５を回転軸として偏心運動を行なう事
によって冷媒ガスの吸入、圧縮、排出が行なわれる。こ
の際ベーン６はガスシール材としての役目を果たし、シ
リンダー３とピストン４の両方から摺動を受ける。又第
２図はベーンロータリー型コンプレッサーの構造の概略
を示す断面図であって、ベーン６を持ったローター８が
楕円型シリンダー９の中を回転運動し、それぞれのベー
ン６に区切られた部屋が吸入−圧縮−吐出の作動を繰り
返している。
一般にこれらのロータリーコンプレッサーでは、シリン
ダーとピストンとの材質が異なっており（例えば第１図
の如きローリングピストン式コンプレッサーの場合、シ
リンダー３には軟質の共晶黒鉛鋳鉄等が、ピストン４に
は熱処理して強度を上げたＭｏＮｉＣｒ鋳鉄等が使われ
る事が多い）、従ってベーン材に対してもこれら異なっ
た材質と摺動する際の耐摩耗性、耐焼付性に借れでいる
事が要求されている。
ダーとピストンとの材質が異なっており（例えば第１図
の如きローリングピストン式コンプレッサーの場合、シ
リンダー３には軟質の共晶黒鉛鋳鉄等が、ピストン４に
は熱処理して強度を上げたＭｏＮｉＣｒ鋳鉄等が使われ
る事が多い）、従ってベーン材に対してもこれら異なっ
た材質と摺動する際の耐摩耗性、耐焼付性に借れでいる
事が要求されている。
更に前記摺動面のクリアランスに関しては、例えば第１
図の如きローリングピストン式コンプレッサーの場合、
シリンダー３とベーン６とは、両者間のクリアランスが
μｍのオーダーになる様に嵌合してあり、ベーン６の熱
膨張係数がシリンダー３の熱膨張係数に近い事が要求さ
れている。
図の如きローリングピストン式コンプレッサーの場合、
シリンダー３とベーン６とは、両者間のクリアランスが
μｍのオーダーになる様に嵌合してあり、ベーン６の熱
膨張係数がシリンダー３の熱膨張係数に近い事が要求さ
れている。
又第２図の如きベーンロータリー型コンプレッサーでは
、前述の樺にベーン６が回転体の一部を形成している為
、該ベーン６の軽量化による入力低減効果が大きく、ベ
ーン材の軽量化が強く求められている。而して自動車用
エアコンの場合は軽量化が要求される為、ハウジング及
びコンプレッサーのローター８がＡ１合金製のものも実
用化されており、この場合は軽量化のみならず、熱膨張
係数の点からもＡｔ合金製ベーンが用いられている。
、前述の樺にベーン６が回転体の一部を形成している為
、該ベーン６の軽量化による入力低減効果が大きく、ベ
ーン材の軽量化が強く求められている。而して自動車用
エアコンの場合は軽量化が要求される為、ハウジング及
びコンプレッサーのローター８がＡ１合金製のものも実
用化されており、この場合は軽量化のみならず、熱膨張
係数の点からもＡｔ合金製ベーンが用いられている。
以上に述べた様に、コンプレッサー用ベーンに対しては
、（１）耐摩耗性に優れている事、（２）耐焼付性に優
れている事、（３）熱膨張係数が相手材質に近い事、（
４）軽量である事等の特性が要求されている。
、（１）耐摩耗性に優れている事、（２）耐焼付性に優
れている事、（３）熱膨張係数が相手材質に近い事、（
４）軽量である事等の特性が要求されている。
然しなから、従来用いられている高速度鋼等の鉄系材料
は、耐摩耗性の点で優れおり、相手材質に近い熱膨張係
数を有してはいるものの、重さの点で改良が必要とされ
ていた。一方Ａｌ系材料は、軽量化の点では優れている
ものの、耐摩耗性が鉄系材料よりも格段に劣っており、
又熱膨張係数もシリンダー及びピストンとかなり異なっ
ている為、前記自動車用エアコンの場合以外は実用化さ
れていなかった。
は、耐摩耗性の点で優れおり、相手材質に近い熱膨張係
数を有してはいるものの、重さの点で改良が必要とされ
ていた。一方Ａｌ系材料は、軽量化の点では優れている
ものの、耐摩耗性が鉄系材料よりも格段に劣っており、
又熱膨張係数もシリンダー及びピストンとかなり異なっ
ている為、前記自動車用エアコンの場合以外は実用化さ
れていなかった。
本発明は上記の点に鑑み鋭意検討の結果なされたもので
あり、その目的とするところは、耐摩耗性が優れている
と共に、軽量であり、熱膨張係数も相手材質に近いコン
プレッサー用複合型ベーン及びその製造方法を提供する
事である。
あり、その目的とするところは、耐摩耗性が優れている
と共に、軽量であり、熱膨張係数も相手材質に近いコン
プレッサー用複合型ベーン及びその製造方法を提供する
事である。
即ち本発明における請求項Ｉの発明は、耐摩耗性が要求
される摺動面はＡｌ又はＭｇ合金のマトリックスをセラ
ミックス短繊維又はウィスカーで強化した複合材からな
り、内部はＡｌ又はＭｇ合金からなる事を特徴とするコ
ンプレッサー用複合型ベーンである。又請求項２の発明
は、セラミックス短繊維又はウィスカーの円筒状プリフ
ォームに八！又はＭｇ合金を溶湯鍛造して得られた複合
材を押出加工する事を特徴とする請求項１記載のコンプ
レッサー用複合型ベーンの製造方法である。
される摺動面はＡｌ又はＭｇ合金のマトリックスをセラ
ミックス短繊維又はウィスカーで強化した複合材からな
り、内部はＡｌ又はＭｇ合金からなる事を特徴とするコ
ンプレッサー用複合型ベーンである。又請求項２の発明
は、セラミックス短繊維又はウィスカーの円筒状プリフ
ォームに八！又はＭｇ合金を溶湯鍛造して得られた複合
材を押出加工する事を特徴とする請求項１記載のコンプ
レッサー用複合型ベーンの製造方法である。
又請求項３の発明は、ＡＩ！又はＭｇ合金のマトリック
スをセラミックス短繊維又はウィスカーで強化した円筒
状の複合体の内側に、ＡＩ！、又はＭｇ合金棒を挿入し
、これを押出加工して一体化する事を特徴とする請求項
ｌ記載のコンプレッサー用複合型ベーンの製造方法であ
る。
スをセラミックス短繊維又はウィスカーで強化した円筒
状の複合体の内側に、ＡＩ！、又はＭｇ合金棒を挿入し
、これを押出加工して一体化する事を特徴とする請求項
ｌ記載のコンプレッサー用複合型ベーンの製造方法であ
る。
本発明によるコンプレッサー用複合型ベーンは、耐摩耗
性が要求される摺動面にはＡｌ又はＭｇ合金のマトリッ
クスをセラミックス短繊維やウィスカーで強化した高強
度で耐摩耗性に優れた複合材が配置されており、内部は
溶解鋳造工程を経て製造された軽量で、伸び、靭性に優
れたＡｌ又はＭｇ合金から構成されているので、高強度
、高耐摩耗性で且つ強靭であり、しかも軽量であるとい
う優れた特性を有している。又摺動面に配置されるセラ
ミックス強化金属の厚さや該セラミックス強化金属にお
けるセラミックスの種類や配合量を適宜選択する事によ
ってその熱膨張係数をシリンダー及びピストンの熱膨張
係数に近ずける事が可能である。
性が要求される摺動面にはＡｌ又はＭｇ合金のマトリッ
クスをセラミックス短繊維やウィスカーで強化した高強
度で耐摩耗性に優れた複合材が配置されており、内部は
溶解鋳造工程を経て製造された軽量で、伸び、靭性に優
れたＡｌ又はＭｇ合金から構成されているので、高強度
、高耐摩耗性で且つ強靭であり、しかも軽量であるとい
う優れた特性を有している。又摺動面に配置されるセラ
ミックス強化金属の厚さや該セラミックス強化金属にお
けるセラミックスの種類や配合量を適宜選択する事によ
ってその熱膨張係数をシリンダー及びピストンの熱膨張
係数に近ずける事が可能である。
更に前記セラミックス強化金属は耐摩耗性が要求される
部分に必要な厚さだけ配置されているので、セラミック
ス短繊維やウィスカーの量も少量ですみ、コスト的にも
比較的安価である。
部分に必要な厚さだけ配置されているので、セラミック
ス短繊維やウィスカーの量も少量ですみ、コスト的にも
比較的安価である。
又本発明の請求項２の方法によれば、強化繊維（又はウ
ィスカー）の円筒状プリフォームを配置した金型内にＡ
２又はＭｇ合金の溶湯を鋳込み、加圧するだけで、−挙
に複合ビレットが作れ、これを押出加工することにより
、通常の溶解鋳造押出材とほぼ同程度の加工コストで加
工する事が可能である。
ィスカー）の円筒状プリフォームを配置した金型内にＡ
２又はＭｇ合金の溶湯を鋳込み、加圧するだけで、−挙
に複合ビレットが作れ、これを押出加工することにより
、通常の溶解鋳造押出材とほぼ同程度の加工コストで加
工する事が可能である。
〔実施例１〕
次に本発明を実施例により更に具体的に説明する。
８５％ＡＬＯｓ−１５％５ｉｎｓなる組成のアルミナ短
繊維を有機バインダーで固めて、外径９８ｍｍφ、内径
８９ｍｍφの円筒状のプリフォーム（強化繊維の体積含
有率Ｖ、−１０％）を作成した。このプリフォームを金
型内に設置し、Ｓｉ：２０％、Ｃｕ：３％、Ｍｇ１％、
Ｆ ｅ ： ０゜５％、残部；Ａ２なる組成のＡｌ合金
を溶解し、７５０℃に加熱した溶湯を前記金型内に鋳込
み、加圧して、溶湯鍛造法により複合材とした。この様
にして得られた複合材を外削して、アルミナ短繊維／Ａ
！合金複合材の表面を露出させてから、外径１００ｍｍ
φ、内径９８ｍｍφのＡ１缶に挿入し、孔部を有する蓋
をしてＡ１缶内を真空引きした後、該孔部を封着して押
出用ビレットとした。
繊維を有機バインダーで固めて、外径９８ｍｍφ、内径
８９ｍｍφの円筒状のプリフォーム（強化繊維の体積含
有率Ｖ、−１０％）を作成した。このプリフォームを金
型内に設置し、Ｓｉ：２０％、Ｃｕ：３％、Ｍｇ１％、
Ｆ ｅ ： ０゜５％、残部；Ａ２なる組成のＡｌ合金
を溶解し、７５０℃に加熱した溶湯を前記金型内に鋳込
み、加圧して、溶湯鍛造法により複合材とした。この様
にして得られた複合材を外削して、アルミナ短繊維／Ａ
！合金複合材の表面を露出させてから、外径１００ｍｍ
φ、内径９８ｍｍφのＡ１缶に挿入し、孔部を有する蓋
をしてＡ１缶内を真空引きした後、該孔部を封着して押
出用ビレットとした。
このビレットを５００℃に加熱して外径２８ｍｍφに押
出加工し、中間焼鈍を１デないながら抽伸加工し、皮む
きにより表面のＡ１層を除去してから、更に抽伸、圧延
、伸線加工により、厚さ５．５ｍｍ、輻３Ｂｍｍなる寸
法の条材に加工し、次にこれを長さ４１．２ｍｍに次々
と切断した０次にその表面を研削研磨により、表面粗度
０．０５μｍ、寸法精度±２／１００ｍｍに仕上げて、
複合型ベーンとした。この様にして得られた複合型ベー
ン内部のＡ２合金材の組織は、初晶のＳｉが押出、抽伸
、圧延等の塑性加工で砕かれて、微細片になっており、
延性が増加していた。又熱膨張係数は１６×１０−’／
”Ｃであって、ベーンとして好適な値が得られていた。
出加工し、中間焼鈍を１デないながら抽伸加工し、皮む
きにより表面のＡ１層を除去してから、更に抽伸、圧延
、伸線加工により、厚さ５．５ｍｍ、輻３Ｂｍｍなる寸
法の条材に加工し、次にこれを長さ４１．２ｍｍに次々
と切断した０次にその表面を研削研磨により、表面粗度
０．０５μｍ、寸法精度±２／１００ｍｍに仕上げて、
複合型ベーンとした。この様にして得られた複合型ベー
ン内部のＡ２合金材の組織は、初晶のＳｉが押出、抽伸
、圧延等の塑性加工で砕かれて、微細片になっており、
延性が増加していた。又熱膨張係数は１６×１０−’／
”Ｃであって、ベーンとして好適な値が得られていた。
本発明によるコンプレッサー用複合型ベーンは、高強度
、高耐摩耗性で且つ強靭であり、しかも軽量である。又
本発明においてはセリミックス強化金属は耐摩耗性が要
求される部分に必要な厚さだけ配置されているので、コ
スト的にも比較的安価である。更に本発明の請求項２の
方法によれば、溶湯鍛造法により一挙に複合ビレットが
作れ、これを押出加工することにより、通常の溶解鋳造
押出材とほぼ同程度の加工コストで加工する事が可能で
ある等、工業上顕著な効果を奏するものである。
、高耐摩耗性で且つ強靭であり、しかも軽量である。又
本発明においてはセリミックス強化金属は耐摩耗性が要
求される部分に必要な厚さだけ配置されているので、コ
スト的にも比較的安価である。更に本発明の請求項２の
方法によれば、溶湯鍛造法により一挙に複合ビレットが
作れ、これを押出加工することにより、通常の溶解鋳造
押出材とほぼ同程度の加工コストで加工する事が可能で
ある等、工業上顕著な効果を奏するものである。
第１図は、ローリングピストン型コンプレッサーの構造
の概略を示す断面図、第２図はベーンロータリー型コン
プレッサーの構造の概略を示す断面図である。 ３−・シリンダー、４・・−・ピストン、５・−・シャ
フト、６−ベーン、７・−・吐出弁、８−ローター、９
・−楕円型シリンダ−１１０・−・吸入ポート、１１・
−吐出ボート。 特許出願人 古河電気工業株式会社
の概略を示す断面図、第２図はベーンロータリー型コン
プレッサーの構造の概略を示す断面図である。 ３−・シリンダー、４・・−・ピストン、５・−・シャ
フト、６−ベーン、７・−・吐出弁、８−ローター、９
・−楕円型シリンダ−１１０・−・吸入ポート、１１・
−吐出ボート。 特許出願人 古河電気工業株式会社
Claims (3)
- （１） 耐摩耗性が要求される摺動面はＡｌ又はＭｇ合
金のマトリックスをセラミックス短繊維又はウィスカー
で強化した複合材からなり、内部はＡｌ又はＭｇ合金か
らなる事を特徴とするコンプレッサー用複合型ベーン。 - （２） セラミックス短繊維又はウィスカーの円筒状プ
リフォームにＡｌ又はＭｇ合金を溶湯鍛造して得られた
複合材を押出加工する事を特徴とする請求項１記載のコ
ンプレッサー用複合型ベーンの製造方法。 - （３） Ａｌ又はＭｇ合金のマトリックスをセラミック
ス短繊維又はウィスカーで強化した円筒状の複合体の内
側に、Ａｌ又はＭｇ合金棒を挿入し、これを押出加工し
て一体化する事を特徴とする請求項１記載のコンプレッ
サー用複合型ベーンの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1040056A JPH02218887A (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | コンプレッサー用複合型ベーン及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1040056A JPH02218887A (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | コンプレッサー用複合型ベーン及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02218887A true JPH02218887A (ja) | 1990-08-31 |
Family
ID=12570264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1040056A Pending JPH02218887A (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | コンプレッサー用複合型ベーン及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02218887A (ja) |
-
1989
- 1989-02-20 JP JP1040056A patent/JPH02218887A/ja active Pending
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