JPH0688580A - スクロ−ル型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、固定スクロ−ルと旋回スクロ−
ルとをアルミ合金系の材料で、凝着摩耗が生じることな
く素形できるスクロ−ル型圧縮機を提供することを目的
とする。 【構成】 密閉ケ−ス１内に固定スクロ−ル２と、この
固定スクロ−ルに対して旋回運動自在な旋回スクロ−ル
３とが設けられたスクロ−ル型圧縮機において、上記固
定スクロ−ルと旋回スクロ−ルとは、どちらか一方をＪ
ＩＳ・Ｈ４１４０の分類における合金番号４０３２相当
のアルミ系材料とし、他方を組成が重量比でＳｉが８〜
１２％、Ｆｅが５〜７％、Ｎｉが３〜６％、Ｃｕが２〜
３％、Ｍｇが0.7 〜1.2 ％、残りがＡｌで、硬度がＨＲ
_B 90〜110 の粉末アルミ合金とし、これらの材料を熱間
鍛造によって素形してなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は空気調和機の冷凍サイ
クルなどに用いられるスクロ−ル型圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、冷房運転と暖房運転との切換
えが可能な空気調和機において、冷凍サイクルを構成す
る圧縮機としてスクロ−ル型圧縮機が用いられることが
ある。スクロ−ル型圧縮機は図１に示すように、密閉ケ
−ス１を有し、この内部には固定スクロ−ル２と旋回ス
クロ−ル３とがそれぞれのラップ２ａ、３ａを噛合さ
せ、かつ上記旋回スクロ−ル３が旋回運動自在に設けら
れている。

【０００３】なお、同図において、２ｂ、３ｂは鏡板、
４は上記旋回スクロ−ル３を旋回運動させる回転軸、５
は上記回転軸４を駆動するモ−タ、６は圧縮された冷媒
を吐出させる吐出管である。

【０００４】ところで、最近の冷凍サイクルにおいて
は、快適性、省エネルギなどの観点から、上記スクロ−
ル型圧縮機をインバ−タにより回転数制御する方式が主
流になってきている。その場合、振動、騒音あるいは信
頼性などの点で、上記旋回スクロ−ル３を軽量化するこ
とが重要となる。

【０００５】そこで、上記旋回スクロ−ル３をアルミ系
材料で形成することが行われている。その場合、固定ス
クロ−ル２には鉄系材料やアルミ系材料が使われる。固
定スクロ−ル２にもアルミ系材料を使用した場合、互い
のスクロ−ルが摺接することで凝着摩耗が生じる。摺接
による、凝着摩耗の発生を防止するには、各スクロ−ル
２、３を表面処理しなければならない。

【０００６】一方、上記固定スクロ−ル２や旋回スクロ
−ル３の素形法としては、鋳造に比べて熱間鍛造の方が
サイクルタイムが短く、取り代も少ないから、コストの
低減を計ることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のことより、固定
スクロ−ル２と旋回スクロ−ル３とを、表面処理を施す
ことなく、摺接により凝着の生じることのない、つまり
共摺りのできるアルミ系材料で形成でき、しかも熱間鍛
造で素形できれば、安価にして高性能のスクロ−ル型圧
縮機を提供することが可能となる。

【０００８】この発明は上記事情に基づきなされたもの
で、その目的とするところは、固定スクロ−ルと旋回ス
クロ−ルとを表面処理を施さなくとも、凝着摩耗が生じ
ることのないよう、アルミ系材料で形成できるようにし
たスクロ−ル式圧縮機を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明は、密閉ケ−ス内に固定スクロ−ルと、この
固定スクロ−ルに対して旋回運動自在な旋回スクロ−ル
とが設けられたスクロ−ル型圧縮機において、上記固定
スクロ−ルと旋回スクロ−ルとは、どちらか一方をＪＩ
Ｓ・Ｈ４１４０の分類における合金番号４０３２相当の
アルミ系材料とし、他方を組成が重量比でＳｉが８〜１
２％、Ｆｅが５〜７％、Ｎｉが３〜６％、Ｃｕが２〜３
％、Ｍｇが0.7 〜1.2 ％、残りがＡｌで、硬度がＨＲ_B
90〜110の粉末アルミ合金とし、これらの材料を熱間鍛
造によって素形してなることを特徴とする。

【００１０】

【作用】このような構成によれば、固定スクロ−ルと旋
回スクロ−ルとを、摺接により凝着摩耗の生じることの
ないアルミ系材料で形成し、かつ熱間鍛造によって素形
することができる。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の一実施例を説明する。ま
ず、発明者は固定スクロ−ル２と、旋回スクロ−ル３と
を、それぞれ下記表１に示す材料と素形法とで形成し、
これらスクロ−ル２、３を表中Ａ〜Ｅで示すように組合
せて実機に組み込み、つぎの条件で評価テストを行っ
た。 サイクル：簡易冷凍サイクル。 評価条件： １．吸い込みガス…５．４atg 、２０℃。 ２．吐出ガス …バランス圧力から１５atg まで昇
圧、その後、Δｐ＝１at昇圧ごとに１時間運転。 ３．評価 …異常入力上昇またはロックしたとき
の吐出圧で評価する。

【００１２】

【表１】 ただし、表１において、（T6）はＪＩＳ規格にもとづく
熱処理条件である。

【００１３】上記粉末アルミ合金の組成は重量比でＳｉ
（シリコン）が８〜１２％、Ｆｅ（鉄）が５〜７％、Ｎ
ｉ（ニッケル）が３〜６％、Ｃｕ（銅）が２〜３％、Ｍ
ｇ（マグネシウム）が0.7 〜1.2 ％、残りがＡｌ（アル
ミニウム）であり、また熱膨張係数、ヤング率および硬
度は下記の通りである。 熱膨張係数 ：16.5〜17.1×１０^-6／℃ ヤング率 ：9500〜11500 Kg／mm² 硬度（ＨＲ_B ）：90〜110 下記表２は評価結果を示す。

【００１４】

【表２】 つぎに、上記評価結果について説明する。 組合せＡの場合：この場合、固定スクロ−ル２の材料Ｆ
Ｃ２５０と、旋回スクロ−ル３の材料４０３２の材料と
の熱膨張係数は下記の通りである。 ＦＣ２５０の熱膨張係数：11〜12×１０^-6／℃ ４０３２の熱膨張係数 ：１９×１０^-6／℃

【００１５】このように、これらの材料間の熱膨張率に
大きな差がある。そのため、加工、組立て当初より、熱
膨張率の大きい材料４０３２を用いた旋回スクロ−ル３
側のラップ３ａの長さを固定スクロ−ル２側のラップ２
ａの長さよりも短く設定しなければならない。それによ
って、ある運転条件下では旋回スクロ−ル３のラップ３
ａの先端（上端）と、固定スクロ−ル２の鏡板２ｂの下
面とのクリアランスを最小にすることができる。

【００１６】しかしながら、その運転条件になるまで
は、旋回スクロ−ル３の鏡板３ｂと固定スクロ−ル２の
ラップ２ａの端部とが摺動することになり、そのときの
荷重の受け面積は理想時の半分であるから、面圧が過大
となり、それが摩耗ロックの原因になると考えられる。
さらに、旋回スクロ−ル３の鏡板３ｂは固定スクロ−ル
２のラップ２ａ端に比べて硬度が低いため、上記鏡板３
ｂは塑性変形しながら上記ラップ２ａに摺動することに
なり、そのことによっても摩耗ロックが生じ易い。

【００１７】組合せＢの場合：この場合、旋回スクロ−
ル３を形成する材料のＡＣ８Ｃの特性が、Ａの場合の旋
回スクロ−ル３の材料である、４０３２とほぼ同じであ
るため、結果もほぼ同じである。 組合せＣの場合：旋回スクロ−ル３を形成した材料であ
る、粉末アルミ合金は、低熱膨張係数、高耐摩耗性の材
料であるから、好結果が得られた。

【００１８】組合せＤの場合：この場合、固定スクロ−
ル２と旋回スクロ−ル３とも、組成的にはほぼ同じであ
るため、熱膨張率もほぼ同じである。通常、この場合の
組合せであると、各スクロ−ル２、３は表面処理して耐
摩耗性を維持して用いられるが、表面処理をしていない
ので、凝着が生じるのは妥当な結果である。

【００１９】組合せＥの場合：固定スクロ−ル２の材料
の４０２３と、旋回スクロ−ル３の材料の粉末アルミ合
金との熱膨張係数の差は、上述したごとく微小であるか
ら、加工、組立時におけるラップ端と、鏡板との間隔は
組合せＡの場合に比べて小さくすることができる。（固
定スクロ−ル２のラップ２ａ長をわずかに短く設定す
る。）

【００２０】このような組合せで運転を開始すると、固
定スクロ−ル２の鏡板２ｂと旋回スクロ−ル３のラップ
３ａ端の摺動で摩耗が始まるが、開始時は比較的軽負荷
の運転条件であるから、焼付きロックには至らない。運
転負荷が増大するころには、両スクロ−ル２、３のラッ
プと鏡板２ｂ、３ｂとが同時に摺動することになるか
ら、面圧は半分になる。さらに負荷が増大しても、微小
に熱膨張係数が大きい分だけ、固定スクロ−ル２のラッ
プ２ａ端が旋回スクロ−ル３の鏡板３ｂに押し付けられ
ることになる。

【００２１】しかしながら、旋回スクロ−ル３の鏡板３
ｂは固定スクロ−ル２の鏡板２ｂよりも硬度が高いか
ら、固定スクロ−ル２のラップ２ａ端が微小な塑性変形
を伴いながら摩耗し、再度、両スクロ−ル２、３のラッ
プと鏡板とが同時に摺動することになり、その結果、焼
付きロックには至らない。なお、４０３２の硬度（ＨＲ
_B ）は７５〜８５である。

【００２２】すなわち、上記評価結果より明らかなよう
に、ＣまたはＥの材料の組合せ、つまり固定スクロ−ル
２の材料がＦＣ２５０で、旋回スクロ−ル３の材料が粉
末アルミ合金の場合と、固定スクロ−ル２が４０３２
で、旋回スクロ−ル３が粉末アルミの場合が良いことに
なる。

【００２３】しかし、組合せＣの場合には、固定スクロ
−ル２を鋳造法によって素形するため、生産性やコスト
などの点で鍛造法に比べて劣るばかりか、固定スクロ−
ル２と旋回スクロ−ル３との材料の違いによる熱膨張量
の差が大きいから、性能上も問題がある。したがって、
組合せＥの場合が最良であることになる。なお、組合せ
Ｅにおいて、固定スクロ−ル２の材料を粉末アルミ合金
とし、旋回スクロ−ル３の材料を４０３２としてもよ
い。

【００２４】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明は、固定スク
ロ−ルと旋回スクロ−ルとの少なくとも一方を粉末アル
ミ合金とし、他方を合金番号４０３２のアルミ合金系材
料とし、これらを熱間鍛造押出し法で素形するようにし
た。したがって、固定スクロ−ルと旋回スクロ−ルとの
両方を、表面処理を施すことなくアルミ合金で形成して
も、摺接による凝着摩耗を招くことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的なスクロ−ル型圧縮機の一部断面した側
面図。

【符号の説明】

１…密閉ケ−ス、２…固定スクロ−ル、３…旋回スクロ
−ル、２ａ、３ａ…ラップ、２ｂ、３ｂ…鏡板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森嶋 明 静岡県富士市蓼原336番地 株式会社東芝 富士工場内 (72)発明者 田井 裕一 静岡県富士市蓼原336番地 株式会社東芝 富士工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉ケ−ス内に固定スクロ−ルと、この
   固定スクロ−ルに対して旋回運動自在な旋回スクロ−ル
   とが設けられたスクロ−ル型圧縮機において、上記固定
   スクロ−ルと旋回スクロ−ルとは、どちらか一方をＪＩ
   Ｓ・Ｈ４１４０の分類における合金番号４０３２相当の
   アルミ系材料とし、他方を組成が重量比でＳｉが８〜１
   ２％、Ｆｅが５〜７％、Ｎｉが３〜６％、Ｃｕが２〜３
   ％、Ｍｇが0.7 〜1.2 ％、残りがＡｌで、硬度がＨＲ_B
   90〜110 の粉末アルミ合金とし、これらの材料を熱間鍛
   造によって素形してなることを特徴とするスクロ−ル型
   圧縮機。