JPH0641606A - コンプレッサー用可動スクロールの製造法 - Google Patents

コンプレッサー用可動スクロールの製造法

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JPH0641606A
JPH0641606A JP23554691A JP23554691A JPH0641606A JP H0641606 A JPH0641606 A JP H0641606A JP 23554691 A JP23554691 A JP 23554691A JP 23554691 A JP23554691 A JP 23554691A JP H0641606 A JPH0641606 A JP H0641606A
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JP
Japan
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alloy
content
low
composite
blade
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP23554691A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichiro Morimoto
耕一郎 森本
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
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Publication of JPH0641606A publication Critical patent/JPH0641606A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0246Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンプレッサーに用いられるスクロールの製
造法を提供する。 【構成】 Si:10〜42重量%を含むAl合金(以
下、高Si含有Al合金という)粉末およびSi:2〜
10重量%未満を含むAl合金(以下、低Si含有Al
合金という)粉末を2層となるように金型に充填し、こ
れを冷間圧縮成形して複合圧粉体4を作製し、上記複合
圧粉体4を熱間鍛造して高Si含有Al合金部分25お
よび低Si含有Al合金部分15からなる羽根部11を
有する複合熱間鍛造体5を作製し、ついで、上記複合熱
間鍛造体5の羽根部11の上記低Si含有Al合金部分
15を削除して所定の形状および寸法を有する羽根に仕
上げる、スクロールの製造法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、スクロール型コンプ
レッサーに用いる可動スクロールの製造法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】一般に、スクロール型コンプレッサー
は、運転時の騒音が少ないことから、近年、家庭用エア
コンにも用いられるようになってきた。
【0003】上記スクロール型コンプレッサーに組込ま
れている可動スクロールは、図5の斜視図に示されてい
るように、羽根1、支持体2および軸3から構成されて
おり、上記可動スクロールは、(1)貫性モーメントを
小さくしてエネルギの消費を少なくするために軽量であ
りかつ耐摩耗性に優れていること、(2)コンプレッサ
ー作動中に相手Fe合金製固定スクロールとのクリアラ
ンス変動(圧縮空間の容積変動)を少なくするために上
記Fe合金に近い熱膨張係数の材料を用いて作製する必
要があること、などの理由により、従来からSi:10
〜42重量%、必要に応じて、Cu、Mg、Fe、N
i、Co、Cr、Mnのうちの1種または2種以上:1
〜10重量%を含むAl合金(以下、Si:10〜42
重量%を含むAl合金を高Si含有Al合金という)が
用いられている(例えば、特開昭64−56806号公
報参照)。
【0004】上記高Si含有Al合金製可動スクロール
を製造するには、図4(a)の断面図に示されるよう
に、まず上記高Si含有Al合金粉末を冷間圧縮成形し
て圧粉体7を作製し、この圧粉体7を熱間鍛造すること
により図4(b)断面図に示される羽根部11、支持体
部12および軸部13からなる図4(b)の熱間鍛造体
6を作製し、ついで上記熱間鍛造体6の表面部を切削し
て所定の寸法および形状を有する羽根1、支持体2およ
び軸3を形成し、図4(C)断面図に示される可動スク
ロールを作製していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記高Si含
有Al合金は硬い初晶Siが多量に含まれていることか
ら硬く脆い性質を有し、そのため、(1)羽根部および
/または軸を有する熱間鍛造体を成形するための鍛造用
金型の摩耗が激しい、(2)上記熱間鍛造体の表面を切
除して所定の形状および寸法に仕上げるための切除工具
の摩耗が激しく、工具寿命が短い、(3)羽根部のよう
な薄肉部を高速切削すると欠けが発生しやすく、不良品
が多発するが、一方、羽根部を注意深く低速切削したの
では生産効率が低く、コスト上昇の原因となる、などの
課題があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
かかる課題を解決すべく研究を行った結果、Si:10
〜42重量%を含む高Si含有Al合金粉末およびS
i:2〜10重量%未満を含むAl合金(以下、Si:
2〜10重量%未満を含むAl合金を低Si含有Al合
金という)粉末を層状となるように金型に充填し、これ
を冷間圧縮成形して複合圧粉体を作製し、この複合圧粉
体を熱間鍛造して高Si含有Al合金部分および低Si
含有合金部分からなる羽根部および/または軸部を有す
る熱間鍛造体を作製し、ついで、上記熱間鍛造体の羽根
部および/または軸部の上記低Si含有Al合金部分を
切削して所定の寸法および形状を有する羽根および/ま
たは軸に仕上げると、(1)上記羽根部および/または
軸の低Si含有Al合金部分はSi含有量が少ないため
に高速切削が可能でありかつ工具摩耗が少ない、(2)
最終的に上記高Si含有Al合金部分も切削して所定の
形状および寸法に仕上げる必要があるが、脆くて硬い高
Si含有Al合金部分を切削する量が少ないために、羽
根部の欠損が生じないように注意深く低速切削してもコ
スト的に十分採算が合い、上記脆くて硬い高Si含有A
l合金部分を切削する量が少ないために工具寿命が長く
なる、などの知見を得たのである。
【0007】この発明は、かかる知見にもとづいてなさ
れたものであって、以下にこの発明を図1にもとづいて
具体的に説明する。
【0008】図1は、この発明により可動スクロールを
製造するための断面工程図である。
【0009】まず、低Si含有Al合金粉末および高S
i含有Al合金粉末を所定のプレス金型(図示せず)に
層状に充填し、プレス成形して図1の(a)に示される
低Si含有Al合金圧粉部分14および高Si含有Al
合金圧粉部分24からなる複合圧粉体4を作製する。
【0010】上記複合圧粉体4を予備熱間鍛造したのち
熱間鍛造するかまたは直接熱間鍛造することにより可動
スクロールに近似の形状を付与し、低Si含有Al合金
部分15および高Si含有Al合金部分25からなる羽
根部11、高Si含有Al合金部分25からなる支持体
部12、並びに高Si含有Al合金部分25からなる軸
部13で構成される図1(b)の複合熱間鍛造体5を作
製し、ついでこの複合熱間鍛造体5に熱処理を施したの
ち、上記複合熱間鍛造体5の羽根部11の低Si含有A
l合金部分15の全部および高Si含有Al合金部分2
5の一部を切削除去して羽根1を形成し、さらに支持体
部12および軸部13の表面を切削して図1(c)に示
される羽根1、支持体2および軸3からなる可動スクロ
ールを作製する。
【0011】この発明の可動スクロールの製造法は、上
記図1に示される製造工程に限定されるものではなく、
図2(a)に示されるように、高Si合金Al合金圧粉
部分24を低Si含有Al合金圧粉部分14で上下に挟
んで複合圧粉体4を作製し、これを熱間鍛造することに
より図2(b)に示される低Si含有Al合金部分15
で被覆された羽根部11および軸部13を有する複合熱
間鍛造体5を作製し、この複合熱間鍛造体5の表面の低
Si含有Al合金部分15の全部および高Si含有Al
合金部分25の一部を切削除去することにより所定の形
状および寸法を有する可動スクロールを作製してもよ
く、また図3(a)に示されるように、低Si含有Al
合金部分15を軸部13にのみ形成された図3(b)に
示される複合熱間鍛造体5を作製し、この複合熱間鍛造
体5の表面を同様に切削することにより所定の形状およ
び寸法を有する可動スクロールを作製することも可能で
ある。
【0012】上記複合熱間鍛造体5の表面の低Si含有
Al合金部分15にSi:2〜10重量%未満を含むA
l合金を使用した理由は、Si:2重量%未満を含むA
l合金を使用したのでは高速切削時にバリ立ちが激しく
なり、バリ取りの後工程を追加しなければならず、コス
ト高になるので好ましくなく、一方、Si:10重量%
以上を含むAl合金を使用したのでは上述の如く切削性
が悪くなるので好ましくないことによるものである。
【0013】
【実施例】つぎに、この発明を実施例にもとづいて具体
的に説明する。
【0014】原料粉末として、Si:25重量%、C
u:3重量%、Mg:1重量%、Fe:1重量%を含有
し、残りがAlからなる合金組成を有し、粒度:−10
0メッシュ(149μm以下)の空気アトマイズ高Si
含有Al合金粉末、およびSi:4重量%を含有し、残
りがAlからなる合金組成を有し、粒度:−100メッ
シュ(149μm以下)の空気アトマイズ低Si含有A
l合金粉末を用意した。
【0015】上記低Si含有Al合金粉末を直径:75
mmのプレス金型に厚さ:10mmの層状に充填し、その上
に上記高Si含有Al合金粉末を厚さ:50mmの層状に
充填し、圧力:5ton /cm2 でプレス成形して直径:7
5mm、厚さ:30mmの複合圧粉体を作製した。
【0016】上記複合圧粉体に、ワーク温度:480
℃、圧力:7ton /cm2 の条件で熱間密閉一次鍛造を施
し、緻密化したのち、さらにワーク温度:480℃、圧
力:9ton /cm2 の条件で熱間密閉2次鍛造して可動ス
クロールに近い形状を有し、表面に低Si含有Al合金
部分を有し内部が高Si含有Al合金部分からなる羽根
部をもった複合熱間鍛造体を作製した。
【0017】得られた上記複合熱間鍛造体はただちに水
焼入れされたのち、温度:170℃、6時間保持の条件
で時効処理され、ついでISO規格P30相当の材質を
有するWC基超硬合金切削工具を用いて上記羽根部の低
Si含有Al合金部分全部を切削速度:2m/min の高
速切削により除去し、さらに羽根部の高Si含有Al合
金部分の一部を切削速度:0.8m/min の低速切削に
より削除し、さらに複合熱間鍛造体の支持体部および軸
部を切削速度:0.18mm/rev の低速切削により表面
切削し、本発明法により可動スクロールを作製した。
【0018】上記時効処理された複合熱間鍛造体から本
発明法により1個の可動スクロールを製造する時間は、
2分かかり、さらに上記WC基超硬合金切削工具1個を
用いて上記羽根部を切削することのできる可動スクロー
ルの数は10000個であった。
【0019】一方、比較のために、上記空気アトマイズ
高Si含有Al合金粉末のみを用いて全く同じ条件で熱
間鍛造体を作製し、焼入れおよび時効処理したのち、こ
の時効処理された熱間鍛造体の羽根部を切削速度:0.
8m/min の低速切削し、さらに支持部および軸部を切
削速度:0.18mm/rev の低速切削により表面切削
し、従来法により可動スクロールを作製した。
【0020】上記時効処理された熱間鍛造体から従来法
により1個の可動スクロールを製造する時間は3分かか
り、さらに上記WC基超硬合金切削工具1個を用いて上
記羽根部を切削することのできる可動スクロールの数は
2000個であった。
【0021】この実施例から明らかなように、可動スク
ロールを1個作製する時間は、本発明法は従来法よりも
1分短く、さらに羽根部を切削するための特殊形状の切
削工具の使用寿命も長いことから、本発明法によると可
動スクロール1個当りの製造コストを安くすることがで
きることがわかる。
【0022】
【発明の効果】この発明によると、上記実施例にみられ
るように切削工程において可動スクロールの製造コスト
を下げることができるだけでなく、加工性の優れた低S
i含有Al合金が直接熱間鍛造金型の羽根部成形部分に
接触しながら鍛造されるので金型の羽根部成形部分の摩
耗が少ないために熱間鍛造金型の寿命も長くなり、可動
スクロールの製造コストを大幅に下げることができ、産
業上すぐれた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明法による可動スクロールの製造工程を示
す断面説明図である。
【図2】本発明法による可動スクロールの製造工程を示
す断面説明図である。
【図3】本発明法による可動スクロールの製造工程を示
す断面説明図である。
【図4】従来法による可動スクロールの製造工程を示す
断面説明図である。
【図5】可動スクロールの斜視図である。
【符号の説明】
1 羽根 2 支持体 3 軸 4 複合圧粉体 複合熱間鍛造体 熱間鍛造体 7 圧粉体 11 羽根部 12 支持体部 13 軸部 14 低Si含有Al合金圧粉部分 15 低Si含有Al合金部分 24 高Si含有Al合金圧粉部分 25 低Si含有Al合金部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C22C 21/02

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Si:10〜42重量%を含むAl合金
    (以下、高Si含有Al合金という)粉末およびSi:
    2〜10重量%未満を含むAl合金(以下、低Si含有
    Al合金という)粉末を2層となるように金型に充填
    し、これを冷間圧縮成形して複合圧粉体を作製し、 上記複合圧粉体を熱間鍛造して高Si含有Al合金部分
    および低Si含有Al合金部分からなる羽根部を有する
    複合熱間鍛造体を作製し、 ついで、上記複合熱間鍛造体の羽根部の上記低Si含有
    Al合金部分を削除して所定の形状および寸法を有する
    羽根に仕上げる、ことを特徴とするコンプレッサー用可
    動スクロールの製造法。
  2. 【請求項2】 上記高Si含有Al合金粉末および低S
    i含有Al合金粉末を2層となるように金型に充填し、
    これを冷間圧縮成形して複合圧粉体を作製し、 上記複合圧粉体を熱間鍛造して高Si含有Al合金部分
    および低Si含有Al合金部分からなる軸部を有する複
    合熱間鍛造体を作製し、 ついで、上記複合熱間鍛造体の軸部の上記低Si含有A
    l合金部分を削除して所定の形状および寸法を有する軸
    に仕上げる、ことを特徴とするコンプレッサー用可動ス
    クロールの製造法。
  3. 【請求項3】 上記高Si含有Al合金粉末からなる層
    を上記低Si含有Al合金粉末からなる上下2層で挟む
    ように金型に充填し、これを冷間圧縮成形して複合圧粉
    体を作製し、 上記複合圧粉体を熱間鍛造して高Si含有Al合金部分
    および低Si含有Al合金部分からそれぞれなる羽根部
    並びに軸部を有する複合熱間鍛造体を作製し、 ついで、上記複合熱間鍛造体の羽根部および軸部の低S
    i含有Al合金部分をそれぞれ削除して所定の形状およ
    び寸法を有する羽根並びに軸に仕上げる、ことを特徴と
    するコンプレッサー用可動スクロールの製造法。
JP23554691A 1991-08-22 1991-08-22 コンプレッサー用可動スクロールの製造法 Withdrawn JPH0641606A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001023629A1 (en) * 1999-09-27 2001-04-05 Kubota Corporation Preliminarily formed article and formed article and parts for internal-combustion engine
WO2004111457A1 (ja) * 2003-06-12 2004-12-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. スクロール圧縮機

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WO2001023629A1 (en) * 1999-09-27 2001-04-05 Kubota Corporation Preliminarily formed article and formed article and parts for internal-combustion engine
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Effective date: 19981112