JP2002005063A - ロータリーコンプレッサ - Google Patents
ロータリーコンプレッサInfo
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- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
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- F05C2225/04—PTFE [PolyTetraFluorEthylene]
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- Rotary Pumps (AREA)
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- Chemically Coating (AREA)
Abstract
耗性が確保でき、軽量化も可能なロータリコンプレッサ
を得る。 【解決手段】摺動部にA群(Ni−P−W−B無電解め
っき皮膜、Ni−P−B無電解めっき皮膜、PTFE分
散Ni−P無電解めっき皮膜、ダイヤモンド状炭素皮
膜、窒化皮膜又はPTFEを含浸するアルマイト皮膜)
の表面処理を施し、更にMoS2、グラファイト又はP
TFEを含有する固体潤滑材料を固着したベーン、その
相手摺動部にA群又はB群(アルマイト皮膜又はNi−
P無電解めっき皮膜)の表面処理を施した相手摺動部
材、更に上記表面処理を施したベーン摺動部及び相手摺
動部分のうちのいずれか一方又は両方に上記固体潤滑材
料を固着したロータリーコンプレッサ。
Description
カーエアコン、冷蔵庫等に用いられるロータリーコンプ
レッサーの構成部品であるロータリーコンプレッサー用
ベーンに関する。
を行うコンプレッサーには、体積効率、省動力、低騒音
に有利なことからロータリーコンプレッサーが用いられ
ている。
図2の断面図に示されるように、モーターの回転運動を
主軸ピン部を介してロータに伝達し、このロータがシリ
ンダ内で偏心回転することで、シリンダに保持されたベ
ーンで区切ったシリンダ内の部分で冷媒ガスを圧縮する
ものである。
て、図3及び図4の断面図に示されるように、ベーンが
ロータに保持されたロータリーコンプレッサーもある。
この場合、ベーン平面とロータ溝においては往復運動、
ベーン先端とシリンダ内周においては一方向運動、ベー
ン側面とサイドプレート面においては一方向運動と往復
運動の複合形といった摺動形態となる。更に、ベーンが
ロータに配置されたこのようなコンプレッサーの他の形
態として、図4のロータとベーンの斜視図に示されるよ
うに、ベーンの摺動端が両端に形成されるとともにロー
タを径方向に貫通しているものもある。このとき、それ
ぞれのベーンは、ロータ内を径方向に運動できる。
ドプレートの摺動面に摺接するために、摺動面に摺接し
ない端部側がガスやスプリングにより押圧されることで
摺動端が押しつけられている。また、ベーンとこのベー
ンを保持するロータ、シリンダあるいはサイドプレート
が摩耗するとコンプレッサーの圧縮性能が低下するた
め、ベーンやベーンを保持するロータ、シリンダあるい
はサイドプレートといった摺動部品には高い耐摩耗性が
要求されている。
ス系、工具鋼)、焼結合金、アルミニウム複合材等の材
質よりなる基材にCrN被膜のような表面硬質被覆膜を
PVD法や、CVD法により被覆したもの(例えば特開
平2000−136784号公報等)や、Ni−P処理
が施されたもの(例えばWO98/31849号)が知
られている。また、ロータ、シリンダあるいはサイドプ
レートには、一般的には鋳鉄が用いられている。
ロータリコンプレッサの軽量小型化の要求が高まってお
り、そのためにいくつかの問題が浮上している。小型化
した場合、潤滑油量の減少化や、エンジンスタート時に
コンプレッサを始動すると摺動部位まで潤滑油が回って
こない等の理由により、ドライ条件でのすべりとなりや
すい環境にある。従って、最近の過酷な潤滑条件下、特
にドライ条件や貧潤滑条件下においては、摩擦が高いた
め、ベーンの動きが悪くなり、コンプレッサロックや異
常摩耗などが発生し易く、焼き付きの問題が生じ易い状
況にある。
ウム材料が好ましく用いられており、例えば特開200
0−136784号にはベーン基材としてアルミニウム
材料を用いる場合には、ベーン表面に窒化処理を行うこ
とが記載されている。しかし、更に優れた耐摩耗性の確
保が望ましい。特に更なる軽量化動向に伴い、ベーンと
その相手材(ロータ、シリンダなど)の双方にアルミニ
ウム材料が使用される傾向にあるため、アルミニウム材
料同士を摺動させてもなお安定した耐摩耗性の確保が望
まれる。
下でも、低摩擦で安定した耐摩耗性が確保できるロータ
リコンプレッサを提供することにある。本発明の更なる
目的は、摺動部材の基材をアルミニウム材料とした場合
でも、特にベーン基材及びベーンの摺動相手基材の両方
をアルミニウム材料とした場合でも、低摩擦及び安定し
た耐摩耗性が得られる、軽量化ロータリコンプレッサを
提供することにある。
記の(1)〜(3)の構成により達成されることが見出
された。
される少なくとも1つの表面処理を施し、更にMo
S2、グラファイト及びPTFEから選択される少なく
とも1つの化合物を含有する固体潤滑材料を固着するこ
とを特徴とするロータリーコンプレッサ。 (A群)Ni−P−W−B無電解めっき皮膜、Ni−P
−B無電解めっき皮膜、PTFE分散Ni−P無電解め
っき皮膜、ダイヤモンド状炭素皮膜(DLC)、窒化皮
膜、及びPTFEを含浸するアルマイト皮膜(タフラム
処理皮膜)
トから選択される少なくとも1つの摺動部材の摺動部
に、上記A群及び下記B群の中から選択される少なくと
も1つの表面処理を施すことを特徴とするロータリーコ
ンプレッサ。 (B群)アルマイト皮膜、及びNi−P無電解めっき皮
膜
される少なくとも1つの表面処理を施し、ロータ、シリ
ンダ及びサイドプレートから選択される少なくとも1つ
の相手摺動部材の摺動部に、上記A群及びB群の中から
選択される少なくとも1つの表面処理を施し、更に上記
ベーン摺動部及び上記相手摺動部のうちのいずれか一方
又は両方に、MoS2、グラファイト及びPTFEから
選択される少なくとも1つの化合物を含有する固体潤滑
材料を固着することを特徴とするロータリーコンプレッ
サ。
動部材(ロータ、シリンダ及びサイドプレート)の基材
は特に限定的ではなく、本分野で公知の素材を用いるこ
とができ、例えば、鋼、ステンレス等の鉄系、銅合金、
アルミニウム合金などの金属、あるいは樹脂等を挙げる
ことができる。特に軽量化の観点から、ベーン基材及び
相手摺動部材の少なくとも一方、好ましくは両方にアル
ミニウム材料、好ましくはアルミニウム合金を用いるこ
とが好ましい。
ム合金展伸材もしくは鋳造材(ADC12、ADT6
等)を使用することができ、Al−Si共晶系にFe,
Ni,Moなどの重金属を多量に添加したアルミニウム
合金粉末を粉末冶金法により成形したものも使用するこ
とができる。これらの粉末冶金成形材料はSHORIK
(昭和電工株式会社)、スミアルタコ(住友電気工業株
式会社)の商品名で販売されている。アルミニウム合金
展伸材はほとんどの種類が200℃で20時間以上熱処
理されると過時効になるので、適正時効時間が長い20
00番系中でも2218合金を素材として選択すること
が必要になる。なお、熱処理時間を10時間未満とする
と、ほとんどの熱処理型アルミニウム合金が過時効にな
らない。その中には2214などの高強度合金もその中
に含まれる。
A群又はB群に記載された各皮膜の密着性を高めるため
に、以下に例示される前処理を順次行うことが好まし
い。 アルカリ脱脂(50℃×5分、アルカリ脱脂材使用) アルカリエッチング(50℃×40秒、NaOH浴) スマット除去(27℃×40秒、硝酸を主成分とする洗
浄浴) 亜鉛置換めっき処理(1)(27℃×25秒、ジンケー
ト浴) 亜鉛剥離(27℃×60秒、50%硝酸) 亜鉛置換めっき処理(2)(27℃×25秒、ジンケー
ト浴)
ら選択される少なくとも1つの表面処理を、相手摺動部
材に対しては上記A群及びB群の中からから選択される
少なくとも1つの表面処理をそれぞれ行う。該表面処理
は、各摺動部材の少なくとも摺動部の全部又は一部に行
う。
からなりダイヤモンド、グラファイト(黒鉛)と同じ元
素から成り立つ非晶質構造をもつ薄膜である。その非晶
質構造の中にはダイヤモンドのs3結合とグラファイト
のsp2結合の両方を併せ持ち、更には有機原料に起因
するC−H結合を持つ。更には、密着力を増加するため
にケイ素(Si)を、耐摩耗性のために窒素(N)を加
えることができる。DLCの製造方法としては、高周波
プラズマその他のCVD、高周波スパッタ、イオンプレ
ーティングなどのを挙げることができる。
び相手摺動部材の少なくともいずれか一方に、更にMo
S2、グラファイト及びPTFE(ポリ四フッ化エチレ
ン)から選択される少なくとも1つの化合物を含有する
固体潤滑材料を固着する。固体潤滑材料を一方に固着す
る場合は、摺動時に常時接触する側より、断続的に接触
する側へ適用した方が好ましい。例えば、ベーン−シリ
ンダの組み合わせの場合は、シリンダ側へ適用する方が
好ましい。ベーン及び相手摺動部材の両方に適用するこ
とも好ましい。
化エチレン(PTFE)及びグラファイトは、摺動材料
における固体潤滑剤として公知のものをいずれでも用い
ることができ、バインダとともに固体潤滑材料として使
用することができる。
を有するグラファイト0.5〜5wt%と10μm未満
の平均粒径を有するグラファイト13〜35wt%、更
に7μm以上の平均粒径を有するPTFE0.5〜10
wt%と7μm未満の平均粒径を有するPTFE2〜3
0wt%とを組み合わせて用いることが好ましい。
ることができる。ここで、焼成PTFEとは、懸濁重合
又は乳化重合で得られたPTFE粉末を溶融温度まで上
昇(焼成)させ、その後粉砕されたものをいい、焼成の
前に圧縮成形させ、焼成後に粉砕したものも含む。本発
明においては、懸濁重合にて得られた粉末を一旦成形し
た後に焼成させ粉砕したものがよい。懸濁重合で得られ
た粉末はモールディングパウダーとして使用、乳化重合
で得られた粉末はファインパウダーとして使用されてい
る。この焼成粉末を使用することにより、PTFEとし
ては比較的硬質のものが得られ、良好な低摩擦性に加え
て、良好な耐摩耗性も得られる。
は特に限定的ではないが、その平均粒径が7μm以上の
PTFEを用いることにより、より良好な低摩擦性が達
成され、更に耐摩耗特性も良好となる。一方、平均粒径
が7μm未満のPTFEを用いることにより、PTFE
がバインダー中に微細に分散され、バインダーの摩擦特
性を良好にする効果を奏し、好ましい。特に平均粒径が
7μm以上のPTFE0.5〜10wt%と、平均粒径
7μm未満のPTFE2〜30wt%を組み合わせて用
いることが好ましい。
が好ましい。特に面間隔が3.5以下であることが好ま
しく、摺動時における摩擦トルフを安定にする効果を有
する。「摩擦トルフを安定にする」とは、摩擦係数のバ
ラツキを小さくするということになる。グラファイトは
天然、人造グラファイトのいずれでもよいが、人造グラ
ファイトが耐摩耗性の観点から好ましい。
ないが、その平均粒径が10μm以上のグラファイトを
用いることにより、荷重を受けた場合の耐摩耗性が一層
向上する。一方、平均粒径が10μm未満のグラファイ
トを用いることにより、グラファイトがバインダー中に
微細に分散され、バインダーの摩耗特性を良好にし、さ
らには摩擦トルフを安定にする効果を奏し好ましい。従
って、平均粒径が10μm以上のグラファイト0.5〜
5wt%と平均粒径10μm未満のグラファイト13〜
35wt%とを組み合わせて用いることが好ましい。
ドライ条件における耐焼付性を向上させる効果を有す
る。平均粒径3〜40μmであることが好ましく、この
範囲内において、良好な膜強度と耐摩耗性が得られ、オ
イル潤滑下においても油膜より表面が粗くなることもな
く、良好な摺動特性が得られる。
量は好ましくは10〜40wt%、より好ましくは22
〜35wt%であり、固体潤滑材料中に含まれるグラフ
ァイトの含有量は好ましくは3〜40wt%、より好ま
しくは5〜30wt%である。MoS2の含有量は好ま
しくは3〜40wt%である。、但し、これらの固体潤
滑剤の合計含有量は、皮膜材料中70wt%以下である
ことが好ましい。PTFEの含有量が10wt%未満の
場合は、摺動面への潤滑が不十分となり摩擦係数が高く
なる一方、40wt%を越えると、材料強度が弱くな
り、耐摩耗性が劣る。また、グラファイトの含有量が3
wt%未満の場合は、負荷容量が弱くなり、耐摩耗性が
劣る一方、40wt%を越えると、摺動面への潤滑が不
十分となり摩擦係数が高くなる。
る場合には、平均粒径7μm以上のPTFEを0.5〜
10wt%、好ましくは2〜7wt%、平均粒径7μm
未満のPTFEを2〜30wt%、好ましくは5〜25
wt%含有する。平均粒径7μm以上のPTFEの含有
量が0.5wt%未満の場合には摺動面への潤滑が不十
分となり摩擦係数が高くなり、10wt%を越えると塗
装面が粗くなり、摩擦係数が高くなり、好ましくない。
また、平均粒径7μm未満のPTFEの含有量が2wt
%未満の場合には塗装面が粗くなり、摩擦係数が高くな
り、30wt%を越えると材料強度が弱くなり、耐摩耗
性が劣り、好ましくない。
用する場合には、平均粒径10μm以上のグラファイト
を0.5〜5wt%、好ましくは1〜3wt%、平均粒
径10μm未満のグラファイトを13〜35wt%、好
ましくは20〜30wt%含有する。平均粒径10μm
以上のグラファイトの含有量が0.5wt%未満の場合
には負荷容量が弱くなり耐摩耗性が劣り、5wt%を越
えると塗装面が粗くなり、摩擦係数が高くなり、好まし
くない。また、平均粒径10μm未満のグラファイトの
含有量が13wt%未満の場合には摺動面への潤滑が不
十分となり摩擦係数が高くなり、35wt%を越えると
材料強度が弱くなり、耐摩耗性が劣り、好ましくない。
するために、樹脂バインダーを使用することが好まし
い。樹脂バインダーとしては、ポリイミド系樹脂(P
I)、ポリアミドイミド系樹脂(PAI)、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂等、エラストマー等が挙げられる。
PI及びPAIとしては、具体的には、芳香族ポリイミ
ド、ポリエーテルイミド、ポリエステルイミド又は芳香
族ポリアミドイミド、あるいはこれらのジイソシアネー
ト変性、BPDA変性、スルホン変性樹脂のワニスなど
の熱硬化性樹脂が好ましく用いられる。更に、低温焼成
や低コストが要求される場合にはエポキシ樹脂やフェノ
ール樹脂、微小な動きが要求される場合にはエラストマ
ーが好ましく用いられる。
を30〜77wt%含有することが好ましい。この配合
量において、熱硬化性樹脂を含む固体潤滑被膜中におけ
る固体潤滑剤の保持性が維持され、充分な耐焼付性とな
じみ性が得られる。
に極圧添加剤を含有することができる。本発明に用いる
ことのできる極圧添加剤としては、ZnS、Ag2S、
CuS、FeS、FeS2、Sb3S2、PbS、Bi2S
3、CdS等の如き硫黄含有金属化合物、チラウム類、
モルフォリン・ジサルファイド、ジチオ酸塩、スルフィ
ド類、スルフォキサイド類、スルフォン酸類、チオホス
フィネート類、チオカーボネート類、ジチオカーボメー
ト類、アルキルチオカルバモイル類、硫化オレフィン等
の硫黄含有化合物、塩素化炭化水素等のハロゲン系化合
物、ジチオリン酸亜鉛などのチオリン酸塩やチオカルバ
ミン酸塩等の有機金属系化合物、ジチオリン酸モリブデ
ン、ジチオカルビミン酸モリブデン等の有機モリブデン
化合物などを挙げることができる。これらの極圧添加剤
を加えることにより、油中又は混合潤滑、境界潤滑条件
においても、優れた摺動性能が得られる。
たり、適量の有機溶剤(希釈剤)を用いることができ
る。有機溶剤は、粘度を調整して混合を容易とするもの
であり、ポリアミドイミド樹脂を溶解可能なものであれ
ば特に制限なく用いられる。例えば樹脂がポリアミドイ
ミドであれば、キシレン、N−メチル−2−ピロリド
ン、トルエンなどを用いることができる。
剤、更に必要に応じて摩擦調整剤及び極圧剤を秤量し、
混合・混練した後、取り出すことにより、固体潤滑材料
を得ることができ、適宜保管することができる。本発明
の固体潤滑材料を、上記表面処理された摺動部材上に被
覆形成することにより、耐摩耗性及び摺動特性に優れた
ロータリコンプレッサを得ることができる。
しては、上記表面処理した摺動部材上に、必要に応じて
粗面化処理(例えばショットブラスト)を施した後、適
当な希釈剤で希釈した上記固体潤滑材料をスプレーでラ
イニング上に塗布し、150〜300℃で乾燥・焼成す
る。成膜後の表面粗さが粗いときはバフ等による平滑化
処理を行う。スプレー法の他に、ロール転写法、タンブ
リング法、浸漬法、はけ塗り法、印刷法などの方法によ
り固体潤滑被膜を被覆形成することができる。潤滑膜の
厚みは1〜50μmであることが好ましい。
たところ、いずれの場合も良好な耐摩耗性が得られた。
も、低摩擦で安定した耐摩耗性が確保できるロータリコ
ンプレッサを得ることができる。更に、摺動部材のいず
れか一方の基材をアルミニウム材料とした場合、特にベ
ーン基材及びベーンの摺動相手基材の両方をアルミニウ
ム材料とした場合でも、安定した耐摩耗性が得られ、超
軽量のロータリコンプレッサを得ることができる。
面図である。
面図である。
る。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 ベーン摺動部に、下記A群から選択され
る少なくとも1つの表面処理を施し、更にMoS2、グ
ラファイト及びPTFEから選択される少なくとも1つ
の化合物を含有する固体潤滑材料を固着することを特徴
とするロータリーコンプレッサ。 (A群)Ni−P−W−B無電解めっき皮膜、Ni−P
−B無電解めっき皮膜、PTFE分散Ni−P無電解め
っき皮膜、ダイヤモンド状炭素皮膜(DLC)、窒化皮
膜、及びPTFEを含浸するアルマイト皮膜(タフラム
処理皮膜) - 【請求項2】 ロータ、シリンダ及びサイドプレートか
ら選択される少なくとも1つの摺動部材の摺動部に、請
求項1記載のA群及び下記B群の中から選択される少な
くとも1つの表面処理を施すことを特徴とするロータリ
ーコンプレッサ。 (B群)アルマイト皮膜、及びNi−P無電解めっき皮
膜 - 【請求項3】 ベーン摺動部に、請求項1記載のA群か
ら選択される少なくとも1つの表面処理を施し、ロー
タ、シリンダ及びサイドプレートから選択される少なく
とも1つの相手摺動部材の摺動部に、請求項1記載のA
群及び請求項2記載のB群の中から選択される少なくと
も1つの表面処理を施し、更に上記ベーン摺動部及び上
記相手摺動部のうちのいずれか一方又は両方に、MoS
2、グラファイト及びPTFEから選択される少なくと
も1つの化合物を含有する固体潤滑材料を固着すること
を特徴とするロータリーコンプレッサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000188018A JP2002005063A (ja) | 2000-06-22 | 2000-06-22 | ロータリーコンプレッサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000188018A JP2002005063A (ja) | 2000-06-22 | 2000-06-22 | ロータリーコンプレッサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002005063A true JP2002005063A (ja) | 2002-01-09 |
Family
ID=18687875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000188018A Pending JP2002005063A (ja) | 2000-06-22 | 2000-06-22 | ロータリーコンプレッサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
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