JPS6330508B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、回転圧縮機の回転スリーブの改良に
関する。 （従来の技術） 従来より、エアポンプ等の回転圧縮機は、種々
の型式のものが実用化されており、円筒状ハウジ
ング内に回転スリーブを設け、回転スリーブに対
して偏心させて設けたロータに放射状に支持した
複数のベーンの外端面を遠心力で回転スリーブの
内周面に当接させて、ロータとともに回転スリー
ブを回転させる型式の回転圧縮機もよく知られて
いる。 この型式の回転圧縮機は、回転スリーブとベー
ンとがほぼ同速で回転するため、ベーンの摺動抵
抗を低減できる利点があり、低回転から高回転ま
での広範囲の回転域で運転されるエンジン等の過
給機に最適なものとして最近注目されているが、
回転スリーブはハウジングとの間に僅かな間隙を
おいて流体支持されているに過ぎないため、圧縮
行程において発生する圧縮圧によつて回転スリー
ブがハウジングに対して偏心され、回転スリーブ
の外周面がハウジング内周面に押し付けられて大
きな摺動抵抗が発生し、回転スリーブの摩耗や焼
付き現象を惹起し、さらに回転圧縮機の駆動トル
クが増大するといつた問題を生ずる。この問題
は、回転スリーブを無潤滑で支持する場合に特に
重要な問題となる。 ところで、本出願人は、特開昭59−136497号公
報において、回転式圧縮機において、軽量で、回
転スリーブ等の相手材との密着性に優れたカーボ
ン製ベーンの耐摩耗性を向上させて駆動トルクの
低減を図るために、ベーンの相手材をAl−Si系
合金で形成し、該相手材に陽極酸化被膜（アルマ
イト）を形成して、さらに、陽極酸化被膜表面に
露出したSi粒子を脱Si処理により除去するものを
既に提案している。 （発明の目的） 本発明は、斯かる本出願人の先願の技術を回転
スリーブを有する回転圧縮機の回転スリーブに応
用して、より一層カーボン製ベーンの摩耗を低減
させることができ、さらに回転スリーブの摺動抵
抗を大幅に軽減することができ、したがつて駆動
トルクの低減および焼付きの防止を図ることがで
きる回転圧縮機の回転スリーブを提供せんとする
ものである。 即ち、本発明はAl−Si系合金製回転スリーブ
の内、外周面の陽極酸化被膜により強度の向上と
熱変形の防止を図り、また回転スリーブの陽極酸
化被膜の研磨仕上げ加工により、初晶のSi粒子が
外周面に露出して、ハウジングの内周面との接触
による衝撃等によりSi粒子が脱落して、ハウジン
グの内周面と回転スリーブの外周面との間で異常
摩耗する危険性を防止するために、脱Si処理によ
りSi粒子を除去し、さらにSi粒子除去後の凹部へ
の固体潤滑剤の埋設により摺動抵抗を軽減して耐
摩耗性を向上させ駆動トルクの低減を図ろうとす
るものである。 （発明の構成） このため、本発明は、回転スリーブを備えた上
記型式の回転圧縮機において、回転スリーブは
Al−Si系合金で形成され、該回転スリーブの内
周面及び外周面に陽極酸化被膜が形成されると共
に、該回転スリーブの少なくとも外周面の陽極酸
化被膜表面に露出したSi粒子が脱Si処理により除
去され、その凹部に固体潤滑剤が埋設されている
ことを特徴とするものである。 （実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面について詳細
に説明する。 第１図及び第２図において、１は回転圧縮機、
２は回転圧縮機１のケーシングで、円筒状センタ
ハウジング３の両側にサイドハウジング４，４が
ボルト・ナツト５により取付けられている。 ６はケーシング２内に回転自在に設けた円筒状
のAl−Si系合金製回転スリーブで、外径は上記
円筒状センタハウジング３よりも若干小さく形成
され、該回転スリーブ６の適所に穿設された噴出
孔（図示せず）からの噴出空気により、該円筒状
センタハウジング３の内周面３ａと回転スリーブ
６の外周面６ｂとの間に空気層７を形成して、回
転スリーブ６をケーシング２内において回転自在
に無潤滑で支持している。（なお、第１図におい
て、円筒状センタハウジング３と回転スリーブ６
との間隙は、図示のため大きくとつてあるが、実
際には極めて小さいもので30〜50μである。） ８はケーシング２内において、軸心を回転スリ
ーブ６の軸心に対して偏心させて回転自在に設け
たロータで、その軸心方向の両側へ突出した軸８
ａ，８ｂが上記サイドハウジング４，４に設けた
軸受９，９で支持され、一方の軸８ａにはサイド
ハウジング４の外側においてプーリ１０が取付け
られている。なお、このプーリ１０は、具体的に
図示しないが、原動機等によりベルト駆動され
る。 上記ロータ８には、その外面より軸心部近傍に
至る４つの溝１１，…，１１が互いに直角となる
ように形成されており、各溝１１には、カーボン
製ベーン１２が回転スリーブ６の内周面６ａへ向
けて突出できるように半径方向に摺動自在に挿入
されている。 該ベーン１２は、ロータ８の回転による遠心力
で溝１１より突出する方向へ付勢され、その外端
面１２ａが回転スリーブ６の内周面６ａに当接す
るようになされ、この当接により回転スリーブ６
とロータ８との間の空間を４つの作動室１３ａ，
１３ｂ，１３ｃ，１３ｄに区分けするようになさ
れている。 なお、１４はサイドハウジング４，４の内壁面
に埋設され回転スリーブ６のスラストを受合うリ
ング状のサイドシール、１５，１６はロータ８の
駆動側とは反対側のサイドハウジングに夫々開設
した吸入口、吐出口である。 一方、第３図ａに示すように、Al−Si系合金
で形成した回転スリーブ６は陽極酸化処理（アル
マイト処理）を施して、その内周面６ａ及び外周
面６ｂには、陽極酸化被膜（アルマイト）１７，
１７を形成する。この陽極酸化被膜１７，１７の
厚みは、100〜300μ程度とすることが好ましい。 このように、回転スリーブ６をアルマイト処理
することにより、回転スリーブ６の強度が向上し
て熱変形、特に局部変形が防止される。 回転スリーブ６のアルマイト処理後の外周面６
ｂの研磨仕上げ加工により、Si粒子１９が外周面
６ｂ（陽極酸化被膜１７の表面）に露出する。 このSi粒子１９は、つぎに説明する脱Si処理に
より除去する。 脱Si処理は、研磨仕上げ加工による物理的処理
と、Si粒子１９を溶出させる化学的処理から成つ
ており、Al−Si系合金中のSi含有量が多い場合
には研磨加工によつて殆んど除去される。化学的
処理ではSiは例えばふつ酸水溶液を用いて除去さ
れる。この場合、ふつ酸水溶液は比較的うすい方
が良く、Siを19％含有するAl−Si系合金にあつ
ては、ふつ酸10％水溶液で約10秒間、５％水溶液
で約40秒間処理することによりSiを除去すればよ
い。また、ふつ酸と硝酸の混合水溶液を用いるこ
とができる。 つぎに、脱Si処理した回転スリーブ６の外周面
６ｂ（陽極酸化被膜１７の表面）にはSi粒子１９
が除去された後の凹部（ボア）２０が残つてお
り、この凹部２０に第３図ｂに示すように、固体
潤滑剤１８を埋設する。 固体潤滑剤１８としては、優れた耐熱性及び耐
摩耗性を有するエポキシ樹脂を結合剤として、こ
れに優れた潤滑性を有するフツ素樹脂粉末を混入
したものを用いることが好ましい。配合比として
は、エポキシ樹脂100容量部に対し、フツ素樹脂
粉末等の固体潤滑剤を10〜120容量部程度とする
ことが好ましい。エポキシ樹脂に代えて熱硬化耐
熱樹脂あるいは耐熱グリスを、フツ素樹脂粉末に
代えて黒鉛、二硫化モリブデン、窒化硼素など
を、夫々用いてもよい。 固体潤滑剤１８を埋設する方法としては、第４
図ａに示すように回転スリーブ６の外周面６ｂ
（陽極酸化被膜１７の表面）に固体潤滑剤１８を
空気圧２〜３Kg／cm²で吹き付ける。この吹き付け
時間でコーテイング厚みを調節する。 そして、そのまま使用しても最初の円筒状セン
タハウジング３の内周面３ａとの接触で第４図ｂ
のように突起部分は削り取られるが、第４図ｃの
ように、完全に乾燥する以前にロール２１で押し
付けて突起部分をならすようにしてもよい。 その後、固体潤滑剤１８は160℃〜250℃、30〜
60分で加熱硬化させるのが好ましい。 160℃以下では摩耗が多く、250℃以上では飽和
するし、回転スリーブ６あるいは陽極酸化被膜１
７に悪影響を与えることがある。 このように、回転スリーブ６の外周面６ｂの陽
極酸化被膜１７に残つた脱Si処理後の凹部２０に

【表】 固体潤滑剤１８の組成の詳細を表２に示す。

【表】 使用ポンプ容量 400c.c. ポンプ回転数 5000rpm テスト時間 10Hr 上記条件による回転圧縮機１の駆動トルクの変
動量の結果を第５図に示す。マークの意味は表３
の通りである。

【表】

【表】 第５図に明らかなように、まず、アルマイト処
理○有のものは、アルマイト処理○無のものに比べて
駆動トルクが、初期および10Hr後のいずれにお
いても低くなつている。 次に、アルマイト処理○有のもので、脱Si処理を
施したうえで、脱Siにより形成された凹部に固体
潤滑剤を埋設したものは、単に脱Si処理を施した
だけのもの（固体潤滑剤○無）に比べて大幅に駆動
トルクが低下するうえ、初期と10Hr後における
駆動トルクの増加もごく僅かである。 第６図は耐久テスト後（10Hr後）の回転スリ
ーブ６の外周面６ｂの摩耗量の結果を示すもので
図に明らかなように、アルマイト処理を施してい
ないものでは、脱Si処理を施し、さらに固体潤滑
剤を施したとしても、回転スリーブ６の熱変形に
よつて焼付きを生じる。 また、アルマイト処理を施したものでも、単に
脱Si処理を施しただけのものは、焼付きこそ生じ
ないが、摩耗量が大きく、特に引つかき傷が多く
発生していることから、脱Si処理により形成され
た凹部のエツジが摩耗および引つかきに大きく関
与していると考えられる。 この点、脱Si処理のうえで固体潤滑剤を埋設し
たもの（本発明品）では、摩耗量が圧倒的に少な
くなつており、固体潤滑剤埋設の効果が明白であ
る。 また、第７図は耐久テスト後（10Hr後）のカ
ーボン製ベーン１２の外端面１２ａの摩耗量の結
果を示すもので、同様に、アルマイト処理○有、固
体潤滑剤○有のものとの組合わせがカーボン製ベー
ン１２ａにとつても格段に摩耗が少なくなること
がわかる。これは、回転スリーブ６の摺動抵抗の
低減がカーボン製ベーン１２の摩耗量の減少にと
つても有利に働くことによる。 表４は、固体潤滑剤として使用した結合剤と潤
滑剤との組合わせによる駆動トルクと回転スリー
ブ６の外周面６ｂとの摩耗量のテストデータであ
る。

【表】 なお、潤滑剤の容量部は、いずれも結合剤に対
するものである。 （発明の効果） 以上の説明からも明らかなように、本発明は、
回転スリーブに陽極酸化被膜を形成し、陽極酸化
被膜表面に露出したSi粒子を脱Si処理により除去
し、その凹部に固体潤滑剤を埋設したものである
から、回転スリーブの外周面にSi粒子が露出せ
ず、しかもSi粒子除去後の凹部に固体潤滑剤が埋
設されているので、異常摩耗が防止され、また摺
動抵抗が軽減され耐摩耗性が向上して駆動トルク
の低減が図れるようになつた。 なお、前記実施例では外周面のみ脱Si処理した
が、回転スリーブの内周面についても、脱Si処理
後固体潤滑剤を埋設するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は回転圧縮機の正面断面図、第２図は第
１図の−断面図、第３図ａは研磨仕上げ加工
後の第２図のＡ部拡大断面図、第３図ｂは固体潤
滑剤埋設後の第２図のＡ部拡大断面図、第４図
ａ、第４図ｂ、第４図ｃは固体潤滑剤の吹き付け
要領及び突起部分の除去要領を示す断面図、第５
図はアルマイト処理の有無と固体潤滑剤の有無に
よる駆動トルクの変動量を示すグラフ、第６図は
同じく回転スリーブの外周面の摩耗量を示すグラ
フ、第７図は同じくカーボン製ベーンの摩耗量を
示すグラフである。 １……回転圧縮機、２……ケーシング、３……
円筒状センタハウジング、６……回転スリーブ、
６ａ……内周面、６ｂ……外周面、７……空気
層、８……ロータ、１２……ベーン、１５……吸
入口、１６……吐出口、１７……陽極酸化被膜、
１８……固体潤滑剤、１９……Si粒子、２０……
凹部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円筒状ハウジング内に回転自在に設けられた
   円筒状の回転スリーブと、該ハウジング内におい
   て上記回転スリーブに対して軸心を偏心して回転
   自在に設けられたロータと、該ロータに形成した
   溝に嵌められたベーンとを備え、ベーン外端面を
   回転スリーブに当接させて回転スリーブとロータ
   との空間を複数の作動室に区分するようにした回
   転圧縮機において、 上記回転スリーブはAl−Si系合金で形成され、
   該回転スリーブの内周面及び外周面に陽極酸化被
   膜が形成されると共に、該回転スリーブの少なく
   とも外周面の陽極酸化被膜表面に露出したSi粒子
   が脱Si処理により除去され、その凹部に固体潤滑
   剤が埋設されていることを特徴とする回転圧縮機
   の回転スリーブ。