JP3684247B2 - スクロール型圧縮機及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、スクロール型圧縮機及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、スクロール型圧縮機においては、基板及び渦巻部を有する固定スクロール部材と、基板及び渦巻部を有する可動スクロール部材とが、それらの渦巻部において互いに噛み合わされて、両スクロール部材間に圧縮室が形成されている。そして、可動スクロール部材がシャフトの回転に伴って固定スクロール部材の軸心の周りで公転される。これにより、圧縮室が渦巻部の外周側から中心側に移動されて、ガスの圧縮作用が行われる。
【０００３】
前記両スクロール部材及び両渦巻部を収容するハウジング等の比較的大型の部材は、圧縮機の軽量化及び強度保持等の面からアルミニウム合金を使用して低速ダイカストにより成形される。特にスクロール型圧縮機におけるスクロール部材に関しては、後述する理由により低速ダイカストにて成形されている。
【０００４】
図１０は低速ダイカストによるスクロール部材の成形条件を示すものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の低速ダイカストによる成形においては次のような問題がある。
【０００６】
（１）低速ダイカストでは射出速度が遅いとともに、加圧力が高いことから、ガスの巻き込み量が少なく、鋳巣（製品の空洞部分）の発生率が低いのでスクロール部材の品質は高い。しかし、射出速度及びサイクルタイムが遅いことから生産性が悪く、コストが高くなるという問題がある。
【０００７】
（２）低速ダイカストに代えて生産効率の高い高速ダイカストでスクロール部材を成形した場合には熱処理（溶体化処理）できない。その理由としては、高速ダイカストでは射出速度が速いことから、金型に溶湯が射出される際に空気の巻き込みが多くなる。その結果、成形品となるスクロール部材の内部に鋳巣が発生しやすい。スクロール部材に鋳巣が存在する状態で溶体化処理を行った際には、スクロール部材の内部に形成された空洞部分のガスが膨張し、ブリスターが発生する場合がある。勿論この場合には、そのスクロール部材は不良品となる。
【０００８】
このような理由から、より高い強度及び耐摩耗性が要求されるスクロール部材に関しては、低速ダイカストにて成形される。
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は生産性の高い高速ダイカストで成形しても、その成形品の必要強度を十分に確保可能なスクロール型圧縮機及びその製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明では、基板及び渦巻部を有する固定スクロール部材と、基板及び渦巻部を有する可動スクロール部材とをそれらの渦巻部において互いに噛み合わせて、両スクロール部材間に圧縮室を形成し、可動スクロール部材を固定スクロール部材の軸心の周りで公転させることにより、圧縮室を渦巻部の外周側から中心側に移動させてガスの圧縮作用を行うようにしたスクロール型圧縮機において、前記スクロール部材は、Ｃｕ：４．０〜５．０重量％、Ｓｉ：９．０〜１２．０重量％、Ｍｇ：０．５〜１．５重量％、Ｆｅ：０．６〜１．０重量％を含有し、かつ、改良処理剤として、Ｔｉ−Ｂ：（Ｔｉ：０．０１重量％、Ｂ：０．００１重量％）、Ｎａ：０．００５重量％、Ｓｒ：０．０２重量％の少なくとも１つを含有するアルミニウム合金で構成されていることをその要旨とする。
請求項２の発明では、 請求項１に記載されたスクロール型圧縮機の発明において、前記スクロール部材は、さらに、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｎｉの少なくとも１つを０．０３重量％以下含有するアルミニウム合金で構成されていることをその要旨とする。
【００１０】
請求項３の発明では、請求項１又は２に記載されたアルミニウム合金を使用し、ダイカスト成形により前記スクロール部材を成形した後、そのスクロール部材を鋳造焼き入れ処理することをその要旨とする。
請求項４の発明では、請求項３に記載されたスクロール型圧縮機の製造方法において、前記ダイカスト成形はアルミニウム合金が７００〜７３０℃に溶解した状態で行われ、成形後スクロール部材の温度が４００℃に低下するまで鋳造焼き入れ処理を行うことをその要旨とする。
請求項５の発明では、請求項３又は４に記載されたスクロール型圧縮機の製造方法において、前記改良処理剤は、該溶解したアルミニウム合金がキャビティに流し込まれる前に添加されることをその要旨とする。
【００１１】
請求項６の発明では、請求項３〜５のいずれか１項に記載のスクロール型圧縮機の製造方法において、前記スクロール部材の鋳造焼き入れ処理を行った後、スクロール部材の時効処理を行うことをその要旨とする。
請求項７の発明では、請求項３〜６のいずれか１項に記載のスクロール型圧縮機の製造方法において、前記溶解したアルミニウム合金を射出した後、スクロール部材が完全凝固する前にスクロール部材の一部を局部加圧することをその要旨とする。
請求項８の発明では、請求項６に記載のスクロール型圧縮機の製造方法において、前記スクロール部材を時効処理する温度は、スクロール型圧縮機の通常の運転状態での温度よりも高い温度であることを要旨とする。
請求項９の発明では、請求項８に記載のスクロール型圧縮機の製造方法において、前記時効処理の温度は２００℃であり、スクロール型圧縮機の通常の運転状態での温度は１８０℃であることを要旨とする。
請求項１０の発明では、請求項３〜９のいずれか１項に記載のスクロール型圧縮機の製造方法において、ダイカスト成形されたスクロール部材はブリネル硬度１００〜１２０で、かつ引っ張り強さが２４０〜３００ｋｇ／ｍｍ２であることを要旨とする。
【００１２】
【作用】
請求項１の発明によれば、Ｃｕは熱処理（鋳造焼き入れや溶体化処理）によるアルミニウム合金の素地、すなわちスクロール部材の表地の機械的強度及び硬度を増加させる特性がある。しかし、Ｃｕの含有率が４．０重量％未満では表地の機械的強度及び硬度が不十分であり、５．０重量％を超えると逆に脆くなってしまう。
【００１３】
Ｓｉは鋳造時における溶湯の流動性を向上させるとともに、耐摩耗性を向上させる特性がある。しかし、Ｓｉの含有率が９．０重量％未満では熱膨張係数が大きくなり、１２．０重量％を超えると良好な耐摩耗性が得られるが、初晶Ｓｉの晶出により切削加工性が悪化するとともに、靱性及び疲労強度が低下する。また、Ｓｉが１２．０重量％を超えると溶解温度が高くなるため、Ｈ2 ガスの吸収、酸化物の巻き込みなどの鋳造欠陥を誘発しやすい。
【００１４】
Ｍｇは時効処理によりＭｇ2 Ｓｉを析出し、機械的強度及び硬度を増加させる特性がある。しかし、Ｍｇの含有率が０．５重量％未満では効果が低く、機械的強度及び硬度が不十分である。また、Ｍｇの含有率が１．５重量％を超えると、Ｍｇが酸化しやすく、スクロール部材の鋳造時における溶湯の流動性を悪化させる。
【００１５】
Ｆｅは鋳造時の金型の浸食を防止する特性がある。Ｆｅの含有率が０．６％未満では金型の焼き着き及び浸食防止の効果が低い。また、Ｆｅの含有率が１．０％を超えるとＡｌ−Ｆｅ系晶出物による強度低下が起こる。
【００１６】
また、スクロール部材を構成するアルミニウム合金中のＣｕの含有率を４．０〜５．０重量％、Ｓｉの含有率を９．０〜１２．０重量％、Ｍｇの含有率は０．５〜１．５重量％、Ｆｅの含有率を０．６〜１．０重量％としたことにより、各元素の特性を十分に引き出すことが可能となる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、スクロール部材の成形後に、スクロール部材を鋳造焼き入れ処理することから、部材の強度及び硬度等が向上される。また、鋳造焼き入れ処理は、冷めたスクロール部材を再度焼き入れ温度まで加熱した後に急冷する溶体化処理とは異なり、成形直後にスクロール部材を急冷することから、省エネルギーともなりブリスターの発生も抑制される。
【００１８】
また、ダイカストによりスクロール部材を成形することから生産性が向上される。請求項６の発明によれば、スクロール部材の鋳造焼き入れ処理を行った後、その部材の時効処理を行うことで、さらにスクロール部材の強度及び硬度等が向上される。
【００１９】
請求項７の発明によれば、スクロール部材を局部加圧して成形することから、鋳巣の発生が抑制される。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明を具体化した一実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、フロントハウジング１は固定スクロール部材２の前面（同図において左方向）に図示しないボルトにより連結固定されている。リアハウジング３は図示しないボルトにより固定スクロール部材２の後面に連結固定されている。シャフト４はメインベアリング５によりフロントハウジング１内に回転可能に支持され、その内端には偏心軸６が突設されている。ブッシュ７は偏心軸６に回転可能かつスライド可能に支持され、その外周にはベアリング８が嵌合されている。前記固定スクロール部材２は基板９とその内面に一体形成された渦巻部１０とを備えている。そして、外壁２５が渦巻部１０を収容するハウジングとなる。可動スクロール１１は前記フロントハウジング１内に収容されている。そして、可動スクロール部材１１も、基板１２とその内面に一体に形成された渦巻部１３とを備えている。図１及び図２に示すように、両スクロール部材２，１１は渦巻部１０，１３において互いに噛み合わされ、各渦巻部１０，１３の軸線方向の端面が、対向するスクロール部材２，１１の基板９，１２に対向されている。
【００２１】
吸入室１６は前記対向するスクロール部材２，１１の渦巻部１０，１３の外周部間に形成され、その内部には冷媒ガスが吸入される。圧縮室１７は両スクロール部材２，１１の渦巻部１０，１３間に形成されている。吐出孔１８は固定スクロール部材２の基板９の中心に形成され、前記圧縮室１７をリアハウジング３内の吐出室１９に連通させる。吐出弁２０は吐出孔１８の外端部に配設され、ストッパ２１によりその開放位置が規制される。
【００２２】
前記ブッシュ７はベアリング８を介してボス部２２に相対回転可能に支持されている。周知の自転阻止機構２４はフロントハウジング１と可動スクロール部材１１との間に介在されている。この自転阻止機構２４により、可動スクロール部材１１は自らの軸心の周りでの回転を規制される。そして、可動スクロール部材１１は、シャフト４が回転されたとき、偏心軸６によりブッシュ７及びベアリング８を介して、シャフト４の軸線の周りで公転される。可動スクロール部材１１の公転に伴い冷媒ガスが吸入室１６に吸入された後、その冷媒ガスは圧縮室１７にて圧縮される。そして、その冷媒ガスは吐出孔１８から吐出室１９に吐出された後、吐出ポート２６から外部に吐出される。
【００２３】
次に、前記固定スクロール部材２の製造方法について説明する。固定スクロール部材２は、高速ダイカストにて成形される。図３にスクロール部材２の成形条件を示す。スクロール部材２の成形は、まず、図４に示す金型３１，３２を１５０〜２００℃に予熱した後、７００〜７３０℃に溶解したアルミニウム合金（以下溶解したアルミニウム合金を溶湯という）に改良処理剤（微細化剤）としてＴｉ−Ｂ（Ｔｉ：０．０１重量％、Ｂ：０．００１重量％）、Ｎａ（０．００５重量％）、Ｓｒ（０．０２重量％）の少なくとも１つを添加する。そして、溶湯を１〜５ｍ／ｓの射出速度でキャビティ３３内に流し込む。引き続き、所定時間だけ型締めを行う。
【００２４】
ここで、本実施例では、キャビティ３３内に流れ込んだ材料が凝固しきらない間に、製品の一部を局部的に加圧する。ここでの局部加圧は吐出ポート２６を成形するスライドピン３６から油圧により突出する第１のスクイーズロッド３５及び吐出室１９を形成する部位の金型３２の部位（固定スクロール部材２の中央部）から突出する第２のスクイーズロッド３７により行われる。この２か所を局部的に加圧することで、射出時に空気の溜まりやすい渦巻部１０と基板９との間のコーナ部（図１では二点鎖線にて図示）を含む全体の密度が高くなる。局部加圧を行った後、金型３１，３２を開いて製品（スクロール部材）を取り出す。
【００２５】
次に、本実施例では固定スクロール部材２を金型３１，３２から取り出した直後に、スクロール部材２，１１を急冷する。すなわち、スクロール部材２，１１に鋳造焼き入れ処理を施す。この鋳造焼き入れ処理はスクロール部材２の温度が約４００℃に低下するまで行う。次に、スクロール部材２をオーブンにて約２時間加熱する（加熱温度は約２００℃）。すなわち、スクロール部材２に人工時効処理を施す。次の工程では、ＮＣ工作機械にてスクロール部材２を切削加工し、所望の形状に形成する。
【００２６】
なお、可動スクロール部材１１は固定スクロール部材２よりも体積が小さいことから、多少の成形条件値が異なるとともに、成形時には中央部のみの局部加圧を行う（又は２か所の局部加圧を行ってもよい）。
【００２７】
上記のようにしてスクロール部材２，１１が形成される。
前記スクロール部材２，１１はアルミニウム合金から構成されている。図６にスクロール部材２，１１を構成するアルミニウム合金の成分を示す。本実施例では、Ｃｕの含有率を４．０〜５．０重量％、Ｓｉの含有率を９．０〜１２．０重量％、Ｍｇの含有率は０．５〜１．５重量％、Ｆｅの含有率を０．６〜１．０重量％、Ｚｎ，Ｍｎ，Ｎｉの含有率を０．０３重量％以下とした（残部はＡｌ）。
【００２８】
図７はＡｌに５％以下のＣｕを加えたアルミニウム合金の引張強さを示すグラフである。ａ−ｂ線は成形後、徐冷したもの（焼きなまし）の引張強さである。なお、ａ−ｘの範囲は常温における固溶限度の範囲であり、同図からも明らかなように、この範囲内では、Ｃｕの含有割合が高くなると、引張強さが増加する。これは、Ｃｕが固溶するための強化である。
【００２９】
ｘ−ｂ線は化合物ＣｕＡｌ2 ができるための強化である。Ｃｕ％が高くなるほどＣｕＡｌ2 の量が増加することから、引張強さはＣｕの含有量に対して緩やかな傾きを有する直線で増加する。
【００３０】
ｘ−ｃ線は成形後、焼き入れしたものの引張強さを示す。ここではＣｕの含有割合が高くなるにつれ、前記ｘ−ｂ線とは比較して引張強さが大きく増加している。これは、Ｃｕの含有割合が高いほど固溶体としての強さが増加するためである。
【００３１】
ｘ−ｄ線は本実施例のスクロール部材２，１１に施した熱処理（鋳造焼き入れ処理）に対応する。つまり、ｘ−ｄ線はスクロール部材２，１１を鋳造焼き入れ処理した後、約２００℃で約２時間加熱した人工時効の処理を施した場合の引張強さである。同図からも明らかなように、人工時効の処理を施した場合には、単に焼き入れ処理した場合よりも引張強さが高くなる。つまり、鋳造焼き入れ処理で得られた過飽和固溶体はそのままの状態では安定されない状態にある。過飽和固溶体が安定な状態とは、ＡｌにＣｕを固溶した相とＣｕＡｌ2 の相の２相が存在する状態である。すなわち、鋳造焼き入れ処理だけではＣｕＡｌ2 の相が析出されない。しかし、人工時効処理を施すことで、スクロール部材２，１１には前記の２相が存在し、過飽和固溶体が安定して、より引張強さが増加する。
【００３２】
上記のように、本実施例ではスクロール部材２，１１を形成することにより、次のような効果を得ることができる。
（１）成形時に局部加圧することにより、空洞部の発生しやすい部位のを含む全体の密度を高くできる。これにより、成形後のスクロール部材２，１１の鋳巣が減少する。その結果、サイクルショットの速い高速ダイカストでスクロール部材２，１１の成形が可能となり、スクロール部材２，１１の硬度及び耐摩耗性を十分に保持しつつ、圧縮機の大幅なコストの低減を図ることができる。
【００３３】
（２）スクロール部材２，１１を鋳造焼き入れ処理した後、スクロール部材２，１１に人工時効処理を施した。その結果、よりスクロール部材２，１１の強度及び硬度を増加することができる。また、本実施例では成形されたスクロール部材２，１１の内部に多少の鋳巣が発生しても、スクロール部材２，１１の表面の硬度が高いことから強度に関する問題はカバーできる。
【００３４】
（３）本実施例ではスクロール部材２，１１を構成するアルミニウム合金の成分を図６に記す成分とした。これを詳述すると、Ｃｕは熱処理（鋳造焼き入れや溶体化処理）時によるアルミニウム合金の素地、すなわちスクロール部材２，１１の表地の機械的強度及び硬度を増加させる特性がある。しかし、Ｃｕの含有率が４．０重量％未満では素地の機械的強度及び硬度が不十分であり、５．０重量％を超えると逆に脆くなってしまう。
【００３５】
Ｓｉは鋳造時における溶湯の流動性を向上させるとともに、耐摩耗性を向上させる特性がある。しかし、Ｓｉの含有率が９．０重量％未満では熱膨張係数が大きくなり、１２．０重量％を超えると良好な耐摩耗性が得られるが、初晶Ｓｉの晶出により切削加工性が悪化するとともに、靱性及び疲労強度が低下する。また、Ｓｉが１２．０重量％を超えると溶解温度が高くなるため、Ｈ2 ガスの吸収、酸化物の巻き込みなどの鋳造欠陥を誘発しやすい。
【００３６】
Ｍｇは時効処理によりＭｇ2 Ｓｉを析出し、機械的強度及び硬度を増加させる特性がある。しかし、Ｍｇの含有率が０．５重量％未満では効果が低く、機械的強度及び硬度が不十分である。また、Ｍｇの含有率が１．５重量％を超えると、Ｍｇが酸化しやすく、スクロール部材の鋳造時における溶湯の流動性を悪化させる。
【００３７】
Ｆｅは鋳造時の金型の浸食を防止する特性がある。Ｆｅの含有率が０．６％未満では金型の焼き付き及び浸食防止の効果が低い。また、Ｆｅの含有率が１．０％を超えるとＡｌ−Ｆｅ系晶出物による強度低下が起こる。
【００３８】
本実施例では、スクロール部材２，１１を構成するアルミニウム合金中のＣｕの含有率を４．０〜５．０重量％、Ｓｉの含有率を９．０〜１２．０重量％、Ｍｇの含有率は０．５〜１．５重量％、Ｆｅの含有率を０．６〜１．０重量％としたことにより、各元素の特性を十分に引き出すことが可能となる。
【００３９】
（４）溶湯に結晶粒微細化剤のＴｉを０．０１重量％〜０．２重量％添加させたことにより、スクロール部材２，１１の結晶粒が微細化される。これにより、スクロール部材２，１１の機械的性質が向上され、鋳造割れの防止及び引張り強度を向上できる。
【００４０】
（５）スクロール部材２，１１を人工時効処処理する際の温度（約２００℃）が圧縮機の使用時の温度（約１８０℃）よりも高いことから、スクロール部材２，１１の寸法変化が小さくなる。その結果、両スクロール部材２，１１の軸線方向におけるクリアランスをより小さくできることから、圧縮時に発生するブローバイガスの量を減少させることができ、より圧縮機の圧縮効率を向上できる。
【００４１】
（６）本実施例のスクロール部材２，１１は図５、図８及び図９に示すように、従来のＡＣ８Ｃからなるスクロール部材の人工時効処理のみを行うＴ５処理の硬度及び引張強さよりも高く、かつ、溶体化処理後、人工時効処理を行うＴ６処理に近似した硬度を得ることができる。つまり、本実施例では、スクロール部材２，１１の溶体化処理を行うことなく、鋳造焼き入れ処理と人工時効処理だけで所望の硬度及び引張強さを得ることができるので、製造工程を減少でき、よりコストの低減を図ることが可能となる。
【００４２】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で例えば次のように構成することもできる。
（１）人工時効処理を省略して本発明を具体化すること。この場合、人工時効処理を施したものよりも部材の強度及び硬度等は低いが、鋳造焼き入れ処理により所定の強度は保持できる。
【００４４】
以上の各実施例によって把握される請求項以外の技術的思想について、その効果とともに以下に記載する。
（１）前記請求項１に記載のスクロール型圧縮機において、前記スクロール部材を構成するアルミニウム合金中には、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｎｉが各々０．０３重量％含有されているスクロール型圧縮機。
【００４５】
Ｚｎ、Ｍｎ、Ｎｉをアルミニウム合金中に各々０．０３重量％含有することにより、スクロール部材の強度及び靱性をより向上することができる。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、スクロール部材を構成するアルミニウム合金中のＣｕの含有率を４．０〜５．０重量％、Ｓｉの含有率を９．０〜１２．０重量％、Ｍｇの含有率は０．５〜１．５重量％、Ｆｅの含有率を０．６〜１．０重量％としたことにより、各元素の特性を十分に引き出すことが可能となる。
【００４７】
請求項３の発明によれば、スクロール部材の成形後に、スクロール部材を鋳造焼き入れ処理することから、部材の強度及び硬度等を向上できる。また、鋳造焼き入れ処理は、冷めたスクロール部材を再度焼き入れ温度まで加熱した後に急冷する溶体化処理とは異なり、成形直後にスクロール部材を急冷することから、ブリスターの発生を抑制できる。また、ダイカストによりスクロール部材を成形することから生産性が向上でき、延いてはコストの低減を図ることができる。
【００４８】
請求項６の発明によれば、スクロール部材の鋳造焼き入れ処理を行った後、その部材の時効処理を行うことで、さらにスクロール部材の強度及び硬度等を向上できる。
【００４９】
請求項７の発明によれば、スクロール部材を局部加圧して成形することから、鋳巣の発生を抑制し、内部品質の高いスクロール部材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を具体化した一実施例のスクロール型圧縮機の断面図。
【図２】 可動スクロール部材及び固定スクロール部材の断面図。
【図３】 成形時における条件値を記す表。
【図４】 スクロール部材成形時の金型及びスクロール部材の断面図。
【図５】 スクロール部材の特性を記す表。
【図６】 実施例のアルミニウム合金中及び従来のＡＣ８Ｃ中の成分の割合を記す表。
【図７】 Ａｌ−Ｃｕ合金の機械的性質を記すグラフ。
【図８】 実施例のアルミニウム合金の成形品と従来のＡＣ８Ｃの成形品との硬度を記すグラフ。
【図９】 実施例のアルミニウム合金の成形品と従来のＡＣ８Ｃの成形品との引張強さを記すグラフ。
【図１０】 従来の成形時における条件値を記す表。
【符号の説明】
２…固定スクロール部材、９…固定スクロール部材の基板、１０…固定スクロール部材の渦巻部、１１…可動スクロール部材、１２…可動スクロール部材の基板、１３…可動スクロール部材の渦巻部。
【産業上の利用分野】
本発明は、スクロール型圧縮機及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、スクロール型圧縮機においては、基板及び渦巻部を有する固定スクロール部材と、基板及び渦巻部を有する可動スクロール部材とが、それらの渦巻部において互いに噛み合わされて、両スクロール部材間に圧縮室が形成されている。そして、可動スクロール部材がシャフトの回転に伴って固定スクロール部材の軸心の周りで公転される。これにより、圧縮室が渦巻部の外周側から中心側に移動されて、ガスの圧縮作用が行われる。
【０００３】
前記両スクロール部材及び両渦巻部を収容するハウジング等の比較的大型の部材は、圧縮機の軽量化及び強度保持等の面からアルミニウム合金を使用して低速ダイカストにより成形される。特にスクロール型圧縮機におけるスクロール部材に関しては、後述する理由により低速ダイカストにて成形されている。
【０００４】
図１０は低速ダイカストによるスクロール部材の成形条件を示すものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の低速ダイカストによる成形においては次のような問題がある。
【０００６】
（１）低速ダイカストでは射出速度が遅いとともに、加圧力が高いことから、ガスの巻き込み量が少なく、鋳巣（製品の空洞部分）の発生率が低いのでスクロール部材の品質は高い。しかし、射出速度及びサイクルタイムが遅いことから生産性が悪く、コストが高くなるという問題がある。
【０００７】
（２）低速ダイカストに代えて生産効率の高い高速ダイカストでスクロール部材を成形した場合には熱処理（溶体化処理）できない。その理由としては、高速ダイカストでは射出速度が速いことから、金型に溶湯が射出される際に空気の巻き込みが多くなる。その結果、成形品となるスクロール部材の内部に鋳巣が発生しやすい。スクロール部材に鋳巣が存在する状態で溶体化処理を行った際には、スクロール部材の内部に形成された空洞部分のガスが膨張し、ブリスターが発生する場合がある。勿論この場合には、そのスクロール部材は不良品となる。
【０００８】
このような理由から、より高い強度及び耐摩耗性が要求されるスクロール部材に関しては、低速ダイカストにて成形される。
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は生産性の高い高速ダイカストで成形しても、その成形品の必要強度を十分に確保可能なスクロール型圧縮機及びその製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明では、基板及び渦巻部を有する固定スクロール部材と、基板及び渦巻部を有する可動スクロール部材とをそれらの渦巻部において互いに噛み合わせて、両スクロール部材間に圧縮室を形成し、可動スクロール部材を固定スクロール部材の軸心の周りで公転させることにより、圧縮室を渦巻部の外周側から中心側に移動させてガスの圧縮作用を行うようにしたスクロール型圧縮機において、前記スクロール部材は、Ｃｕ：４．０〜５．０重量％、Ｓｉ：９．０〜１２．０重量％、Ｍｇ：０．５〜１．５重量％、Ｆｅ：０．６〜１．０重量％を含有し、かつ、改良処理剤として、Ｔｉ−Ｂ：（Ｔｉ：０．０１重量％、Ｂ：０．００１重量％）、Ｎａ：０．００５重量％、Ｓｒ：０．０２重量％の少なくとも１つを含有するアルミニウム合金で構成されていることをその要旨とする。
請求項２の発明では、 請求項１に記載されたスクロール型圧縮機の発明において、前記スクロール部材は、さらに、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｎｉの少なくとも１つを０．０３重量％以下含有するアルミニウム合金で構成されていることをその要旨とする。
【００１０】
請求項３の発明では、請求項１又は２に記載されたアルミニウム合金を使用し、ダイカスト成形により前記スクロール部材を成形した後、そのスクロール部材を鋳造焼き入れ処理することをその要旨とする。
請求項４の発明では、請求項３に記載されたスクロール型圧縮機の製造方法において、前記ダイカスト成形はアルミニウム合金が７００〜７３０℃に溶解した状態で行われ、成形後スクロール部材の温度が４００℃に低下するまで鋳造焼き入れ処理を行うことをその要旨とする。
請求項５の発明では、請求項３又は４に記載されたスクロール型圧縮機の製造方法において、前記改良処理剤は、該溶解したアルミニウム合金がキャビティに流し込まれる前に添加されることをその要旨とする。
【００１１】
請求項６の発明では、請求項３〜５のいずれか１項に記載のスクロール型圧縮機の製造方法において、前記スクロール部材の鋳造焼き入れ処理を行った後、スクロール部材の時効処理を行うことをその要旨とする。
請求項７の発明では、請求項３〜６のいずれか１項に記載のスクロール型圧縮機の製造方法において、前記溶解したアルミニウム合金を射出した後、スクロール部材が完全凝固する前にスクロール部材の一部を局部加圧することをその要旨とする。
請求項８の発明では、請求項６に記載のスクロール型圧縮機の製造方法において、前記スクロール部材を時効処理する温度は、スクロール型圧縮機の通常の運転状態での温度よりも高い温度であることを要旨とする。
請求項９の発明では、請求項８に記載のスクロール型圧縮機の製造方法において、前記時効処理の温度は２００℃であり、スクロール型圧縮機の通常の運転状態での温度は１８０℃であることを要旨とする。
請求項１０の発明では、請求項３〜９のいずれか１項に記載のスクロール型圧縮機の製造方法において、ダイカスト成形されたスクロール部材はブリネル硬度１００〜１２０で、かつ引っ張り強さが２４０〜３００ｋｇ／ｍｍ２であることを要旨とする。
【００１２】
【作用】
請求項１の発明によれば、Ｃｕは熱処理（鋳造焼き入れや溶体化処理）によるアルミニウム合金の素地、すなわちスクロール部材の表地の機械的強度及び硬度を増加させる特性がある。しかし、Ｃｕの含有率が４．０重量％未満では表地の機械的強度及び硬度が不十分であり、５．０重量％を超えると逆に脆くなってしまう。
【００１３】
Ｓｉは鋳造時における溶湯の流動性を向上させるとともに、耐摩耗性を向上させる特性がある。しかし、Ｓｉの含有率が９．０重量％未満では熱膨張係数が大きくなり、１２．０重量％を超えると良好な耐摩耗性が得られるが、初晶Ｓｉの晶出により切削加工性が悪化するとともに、靱性及び疲労強度が低下する。また、Ｓｉが１２．０重量％を超えると溶解温度が高くなるため、Ｈ2 ガスの吸収、酸化物の巻き込みなどの鋳造欠陥を誘発しやすい。
【００１４】
Ｍｇは時効処理によりＭｇ2 Ｓｉを析出し、機械的強度及び硬度を増加させる特性がある。しかし、Ｍｇの含有率が０．５重量％未満では効果が低く、機械的強度及び硬度が不十分である。また、Ｍｇの含有率が１．５重量％を超えると、Ｍｇが酸化しやすく、スクロール部材の鋳造時における溶湯の流動性を悪化させる。
【００１５】
Ｆｅは鋳造時の金型の浸食を防止する特性がある。Ｆｅの含有率が０．６％未満では金型の焼き着き及び浸食防止の効果が低い。また、Ｆｅの含有率が１．０％を超えるとＡｌ−Ｆｅ系晶出物による強度低下が起こる。
【００１６】
また、スクロール部材を構成するアルミニウム合金中のＣｕの含有率を４．０〜５．０重量％、Ｓｉの含有率を９．０〜１２．０重量％、Ｍｇの含有率は０．５〜１．５重量％、Ｆｅの含有率を０．６〜１．０重量％としたことにより、各元素の特性を十分に引き出すことが可能となる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、スクロール部材の成形後に、スクロール部材を鋳造焼き入れ処理することから、部材の強度及び硬度等が向上される。また、鋳造焼き入れ処理は、冷めたスクロール部材を再度焼き入れ温度まで加熱した後に急冷する溶体化処理とは異なり、成形直後にスクロール部材を急冷することから、省エネルギーともなりブリスターの発生も抑制される。
【００１８】
また、ダイカストによりスクロール部材を成形することから生産性が向上される。請求項６の発明によれば、スクロール部材の鋳造焼き入れ処理を行った後、その部材の時効処理を行うことで、さらにスクロール部材の強度及び硬度等が向上される。
【００１９】
請求項７の発明によれば、スクロール部材を局部加圧して成形することから、鋳巣の発生が抑制される。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明を具体化した一実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、フロントハウジング１は固定スクロール部材２の前面（同図において左方向）に図示しないボルトにより連結固定されている。リアハウジング３は図示しないボルトにより固定スクロール部材２の後面に連結固定されている。シャフト４はメインベアリング５によりフロントハウジング１内に回転可能に支持され、その内端には偏心軸６が突設されている。ブッシュ７は偏心軸６に回転可能かつスライド可能に支持され、その外周にはベアリング８が嵌合されている。前記固定スクロール部材２は基板９とその内面に一体形成された渦巻部１０とを備えている。そして、外壁２５が渦巻部１０を収容するハウジングとなる。可動スクロール１１は前記フロントハウジング１内に収容されている。そして、可動スクロール部材１１も、基板１２とその内面に一体に形成された渦巻部１３とを備えている。図１及び図２に示すように、両スクロール部材２，１１は渦巻部１０，１３において互いに噛み合わされ、各渦巻部１０，１３の軸線方向の端面が、対向するスクロール部材２，１１の基板９，１２に対向されている。
【００２１】
吸入室１６は前記対向するスクロール部材２，１１の渦巻部１０，１３の外周部間に形成され、その内部には冷媒ガスが吸入される。圧縮室１７は両スクロール部材２，１１の渦巻部１０，１３間に形成されている。吐出孔１８は固定スクロール部材２の基板９の中心に形成され、前記圧縮室１７をリアハウジング３内の吐出室１９に連通させる。吐出弁２０は吐出孔１８の外端部に配設され、ストッパ２１によりその開放位置が規制される。
【００２２】
前記ブッシュ７はベアリング８を介してボス部２２に相対回転可能に支持されている。周知の自転阻止機構２４はフロントハウジング１と可動スクロール部材１１との間に介在されている。この自転阻止機構２４により、可動スクロール部材１１は自らの軸心の周りでの回転を規制される。そして、可動スクロール部材１１は、シャフト４が回転されたとき、偏心軸６によりブッシュ７及びベアリング８を介して、シャフト４の軸線の周りで公転される。可動スクロール部材１１の公転に伴い冷媒ガスが吸入室１６に吸入された後、その冷媒ガスは圧縮室１７にて圧縮される。そして、その冷媒ガスは吐出孔１８から吐出室１９に吐出された後、吐出ポート２６から外部に吐出される。
【００２３】
次に、前記固定スクロール部材２の製造方法について説明する。固定スクロール部材２は、高速ダイカストにて成形される。図３にスクロール部材２の成形条件を示す。スクロール部材２の成形は、まず、図４に示す金型３１，３２を１５０〜２００℃に予熱した後、７００〜７３０℃に溶解したアルミニウム合金（以下溶解したアルミニウム合金を溶湯という）に改良処理剤（微細化剤）としてＴｉ−Ｂ（Ｔｉ：０．０１重量％、Ｂ：０．００１重量％）、Ｎａ（０．００５重量％）、Ｓｒ（０．０２重量％）の少なくとも１つを添加する。そして、溶湯を１〜５ｍ／ｓの射出速度でキャビティ３３内に流し込む。引き続き、所定時間だけ型締めを行う。
【００２４】
ここで、本実施例では、キャビティ３３内に流れ込んだ材料が凝固しきらない間に、製品の一部を局部的に加圧する。ここでの局部加圧は吐出ポート２６を成形するスライドピン３６から油圧により突出する第１のスクイーズロッド３５及び吐出室１９を形成する部位の金型３２の部位（固定スクロール部材２の中央部）から突出する第２のスクイーズロッド３７により行われる。この２か所を局部的に加圧することで、射出時に空気の溜まりやすい渦巻部１０と基板９との間のコーナ部（図１では二点鎖線にて図示）を含む全体の密度が高くなる。局部加圧を行った後、金型３１，３２を開いて製品（スクロール部材）を取り出す。
【００２５】
次に、本実施例では固定スクロール部材２を金型３１，３２から取り出した直後に、スクロール部材２，１１を急冷する。すなわち、スクロール部材２，１１に鋳造焼き入れ処理を施す。この鋳造焼き入れ処理はスクロール部材２の温度が約４００℃に低下するまで行う。次に、スクロール部材２をオーブンにて約２時間加熱する（加熱温度は約２００℃）。すなわち、スクロール部材２に人工時効処理を施す。次の工程では、ＮＣ工作機械にてスクロール部材２を切削加工し、所望の形状に形成する。
【００２６】
なお、可動スクロール部材１１は固定スクロール部材２よりも体積が小さいことから、多少の成形条件値が異なるとともに、成形時には中央部のみの局部加圧を行う（又は２か所の局部加圧を行ってもよい）。
【００２７】
上記のようにしてスクロール部材２，１１が形成される。
前記スクロール部材２，１１はアルミニウム合金から構成されている。図６にスクロール部材２，１１を構成するアルミニウム合金の成分を示す。本実施例では、Ｃｕの含有率を４．０〜５．０重量％、Ｓｉの含有率を９．０〜１２．０重量％、Ｍｇの含有率は０．５〜１．５重量％、Ｆｅの含有率を０．６〜１．０重量％、Ｚｎ，Ｍｎ，Ｎｉの含有率を０．０３重量％以下とした（残部はＡｌ）。
【００２８】
図７はＡｌに５％以下のＣｕを加えたアルミニウム合金の引張強さを示すグラフである。ａ−ｂ線は成形後、徐冷したもの（焼きなまし）の引張強さである。なお、ａ−ｘの範囲は常温における固溶限度の範囲であり、同図からも明らかなように、この範囲内では、Ｃｕの含有割合が高くなると、引張強さが増加する。これは、Ｃｕが固溶するための強化である。
【００２９】
ｘ−ｂ線は化合物ＣｕＡｌ2 ができるための強化である。Ｃｕ％が高くなるほどＣｕＡｌ2 の量が増加することから、引張強さはＣｕの含有量に対して緩やかな傾きを有する直線で増加する。
【００３０】
ｘ−ｃ線は成形後、焼き入れしたものの引張強さを示す。ここではＣｕの含有割合が高くなるにつれ、前記ｘ−ｂ線とは比較して引張強さが大きく増加している。これは、Ｃｕの含有割合が高いほど固溶体としての強さが増加するためである。
【００３１】
ｘ−ｄ線は本実施例のスクロール部材２，１１に施した熱処理（鋳造焼き入れ処理）に対応する。つまり、ｘ−ｄ線はスクロール部材２，１１を鋳造焼き入れ処理した後、約２００℃で約２時間加熱した人工時効の処理を施した場合の引張強さである。同図からも明らかなように、人工時効の処理を施した場合には、単に焼き入れ処理した場合よりも引張強さが高くなる。つまり、鋳造焼き入れ処理で得られた過飽和固溶体はそのままの状態では安定されない状態にある。過飽和固溶体が安定な状態とは、ＡｌにＣｕを固溶した相とＣｕＡｌ2 の相の２相が存在する状態である。すなわち、鋳造焼き入れ処理だけではＣｕＡｌ2 の相が析出されない。しかし、人工時効処理を施すことで、スクロール部材２，１１には前記の２相が存在し、過飽和固溶体が安定して、より引張強さが増加する。
【００３２】
上記のように、本実施例ではスクロール部材２，１１を形成することにより、次のような効果を得ることができる。
（１）成形時に局部加圧することにより、空洞部の発生しやすい部位のを含む全体の密度を高くできる。これにより、成形後のスクロール部材２，１１の鋳巣が減少する。その結果、サイクルショットの速い高速ダイカストでスクロール部材２，１１の成形が可能となり、スクロール部材２，１１の硬度及び耐摩耗性を十分に保持しつつ、圧縮機の大幅なコストの低減を図ることができる。
【００３３】
（２）スクロール部材２，１１を鋳造焼き入れ処理した後、スクロール部材２，１１に人工時効処理を施した。その結果、よりスクロール部材２，１１の強度及び硬度を増加することができる。また、本実施例では成形されたスクロール部材２，１１の内部に多少の鋳巣が発生しても、スクロール部材２，１１の表面の硬度が高いことから強度に関する問題はカバーできる。
【００３４】
（３）本実施例ではスクロール部材２，１１を構成するアルミニウム合金の成分を図６に記す成分とした。これを詳述すると、Ｃｕは熱処理（鋳造焼き入れや溶体化処理）時によるアルミニウム合金の素地、すなわちスクロール部材２，１１の表地の機械的強度及び硬度を増加させる特性がある。しかし、Ｃｕの含有率が４．０重量％未満では素地の機械的強度及び硬度が不十分であり、５．０重量％を超えると逆に脆くなってしまう。
【００３５】
Ｓｉは鋳造時における溶湯の流動性を向上させるとともに、耐摩耗性を向上させる特性がある。しかし、Ｓｉの含有率が９．０重量％未満では熱膨張係数が大きくなり、１２．０重量％を超えると良好な耐摩耗性が得られるが、初晶Ｓｉの晶出により切削加工性が悪化するとともに、靱性及び疲労強度が低下する。また、Ｓｉが１２．０重量％を超えると溶解温度が高くなるため、Ｈ2 ガスの吸収、酸化物の巻き込みなどの鋳造欠陥を誘発しやすい。
【００３６】
Ｍｇは時効処理によりＭｇ2 Ｓｉを析出し、機械的強度及び硬度を増加させる特性がある。しかし、Ｍｇの含有率が０．５重量％未満では効果が低く、機械的強度及び硬度が不十分である。また、Ｍｇの含有率が１．５重量％を超えると、Ｍｇが酸化しやすく、スクロール部材の鋳造時における溶湯の流動性を悪化させる。
【００３７】
Ｆｅは鋳造時の金型の浸食を防止する特性がある。Ｆｅの含有率が０．６％未満では金型の焼き付き及び浸食防止の効果が低い。また、Ｆｅの含有率が１．０％を超えるとＡｌ−Ｆｅ系晶出物による強度低下が起こる。
【００３８】
本実施例では、スクロール部材２，１１を構成するアルミニウム合金中のＣｕの含有率を４．０〜５．０重量％、Ｓｉの含有率を９．０〜１２．０重量％、Ｍｇの含有率は０．５〜１．５重量％、Ｆｅの含有率を０．６〜１．０重量％としたことにより、各元素の特性を十分に引き出すことが可能となる。
【００３９】
（４）溶湯に結晶粒微細化剤のＴｉを０．０１重量％〜０．２重量％添加させたことにより、スクロール部材２，１１の結晶粒が微細化される。これにより、スクロール部材２，１１の機械的性質が向上され、鋳造割れの防止及び引張り強度を向上できる。
【００４０】
（５）スクロール部材２，１１を人工時効処処理する際の温度（約２００℃）が圧縮機の使用時の温度（約１８０℃）よりも高いことから、スクロール部材２，１１の寸法変化が小さくなる。その結果、両スクロール部材２，１１の軸線方向におけるクリアランスをより小さくできることから、圧縮時に発生するブローバイガスの量を減少させることができ、より圧縮機の圧縮効率を向上できる。
【００４１】
（６）本実施例のスクロール部材２，１１は図５、図８及び図９に示すように、従来のＡＣ８Ｃからなるスクロール部材の人工時効処理のみを行うＴ５処理の硬度及び引張強さよりも高く、かつ、溶体化処理後、人工時効処理を行うＴ６処理に近似した硬度を得ることができる。つまり、本実施例では、スクロール部材２，１１の溶体化処理を行うことなく、鋳造焼き入れ処理と人工時効処理だけで所望の硬度及び引張強さを得ることができるので、製造工程を減少でき、よりコストの低減を図ることが可能となる。
【００４２】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で例えば次のように構成することもできる。
（１）人工時効処理を省略して本発明を具体化すること。この場合、人工時効処理を施したものよりも部材の強度及び硬度等は低いが、鋳造焼き入れ処理により所定の強度は保持できる。
【００４４】
以上の各実施例によって把握される請求項以外の技術的思想について、その効果とともに以下に記載する。
（１）前記請求項１に記載のスクロール型圧縮機において、前記スクロール部材を構成するアルミニウム合金中には、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｎｉが各々０．０３重量％含有されているスクロール型圧縮機。
【００４５】
Ｚｎ、Ｍｎ、Ｎｉをアルミニウム合金中に各々０．０３重量％含有することにより、スクロール部材の強度及び靱性をより向上することができる。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、スクロール部材を構成するアルミニウム合金中のＣｕの含有率を４．０〜５．０重量％、Ｓｉの含有率を９．０〜１２．０重量％、Ｍｇの含有率は０．５〜１．５重量％、Ｆｅの含有率を０．６〜１．０重量％としたことにより、各元素の特性を十分に引き出すことが可能となる。
【００４７】
請求項３の発明によれば、スクロール部材の成形後に、スクロール部材を鋳造焼き入れ処理することから、部材の強度及び硬度等を向上できる。また、鋳造焼き入れ処理は、冷めたスクロール部材を再度焼き入れ温度まで加熱した後に急冷する溶体化処理とは異なり、成形直後にスクロール部材を急冷することから、ブリスターの発生を抑制できる。また、ダイカストによりスクロール部材を成形することから生産性が向上でき、延いてはコストの低減を図ることができる。
【００４８】
請求項６の発明によれば、スクロール部材の鋳造焼き入れ処理を行った後、その部材の時効処理を行うことで、さらにスクロール部材の強度及び硬度等を向上できる。
【００４９】
請求項７の発明によれば、スクロール部材を局部加圧して成形することから、鋳巣の発生を抑制し、内部品質の高いスクロール部材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を具体化した一実施例のスクロール型圧縮機の断面図。
【図２】 可動スクロール部材及び固定スクロール部材の断面図。
【図３】 成形時における条件値を記す表。
【図４】 スクロール部材成形時の金型及びスクロール部材の断面図。
【図５】 スクロール部材の特性を記す表。
【図６】 実施例のアルミニウム合金中及び従来のＡＣ８Ｃ中の成分の割合を記す表。
【図７】 Ａｌ−Ｃｕ合金の機械的性質を記すグラフ。
【図８】 実施例のアルミニウム合金の成形品と従来のＡＣ８Ｃの成形品との硬度を記すグラフ。
【図９】 実施例のアルミニウム合金の成形品と従来のＡＣ８Ｃの成形品との引張強さを記すグラフ。
【図１０】 従来の成形時における条件値を記す表。
【符号の説明】
２…固定スクロール部材、９…固定スクロール部材の基板、１０…固定スクロール部材の渦巻部、１１…可動スクロール部材、１２…可動スクロール部材の基板、１３…可動スクロール部材の渦巻部。
Claims (10)
- 基板及び渦巻部を有する固定スクロール部材と、基板及び渦巻部を有する可動スクロール部材とをそれらの渦巻部において互いに噛み合わせて、両スクロール部材間に圧縮室を形成し、可動スクロール部材を固定スクロール部材の軸心の周りで公転させることにより、圧縮室を渦巻部の外周側から中心側に移動させてガスの圧縮作用を行うようにしたスクロール型圧縮機において、 前記スクロール部材は、Ｃｕ：４．０〜５．０重量％、Ｓｉ：９．０〜１２．０重量％、Ｍｇ：０．５〜１．５重量％、Ｆｅ：０．６〜１．０重量％を含有し、かつ、改良処理剤として、Ｔｉ−Ｂ：（Ｔｉ：０．０１重量％、Ｂ：０．００１重量％）、Ｎａ：０．００５重量％、Ｓｒ：０．０２重量％の少なくとも１つを含有するアルミニウム合金で構成されているスクロール型圧縮機。
- 前記スクロール部材は、さらに、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｎｉの少なくとも１つを０．０３重量％以下含有するアルミニウム合金で構成されている請求項１に記載のスクロール型圧縮機。
- 前記請求項１又は２に記載のアルミニウム合金を使用し、ダイカスト成形により前記スクロール部材を成形した後、そのスクロール部材を鋳造焼き入れ処理するスクロール型圧縮機の製造方法。
- 前記ダイカスト成形はアルミニウム合金が７００〜７３０℃に溶解した状態で行われ、成形後スクロール部材の温度が４００℃に低下するまで鋳造焼き入れ処理を行う請求項３に記載のスクロール型圧縮機の製造方法。
- 前記改良処理剤は、該溶解したアルミニウム合金がキャビティに流し込まれる前に添加される請求項３又は４に記載のスクロール型圧縮機の製造方法。
- 前記スクロール部材の鋳造焼き入れ処理を行った後、スクロール部材の時効処理を行う請求項３〜５のいずれか１項に記載のスクロール型圧縮機の製造方法。
- 前記溶解したアルミニウム合金を射出した後、スクロール部材が完全凝固する前にスクロール部材の一部を局部加圧する請求項３〜６のいずれか１項に記載のスクロール型圧縮機の製造方法。
- 前記スクロール部材を時効処理する温度は、スクロール型圧縮機の通常の運転状態での温度よりも高い温度である請求項６に記載のスクロール型圧縮機の製造方法。
- 前記時効処理の温度は２００℃であり、スクロール型圧縮機の通常の運転状態での温度は１８０℃である請求項８に記載のスクロール型圧縮機の製造方法。
- ダイカスト成形されたスクロール部材はブリネル硬度１００〜１２０で、かつ引っ張り強さが２４０〜３００ｋｇ／ｍｍ ２ である請求項３〜９のいずれか１項に記載のスクロール型圧縮機の製造方法。
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| JP3764200B2 (ja) * | 1996-03-19 | 2006-04-05 | 株式会社デンソー | 高強度ダイカスト品の製造方法 |
| JPH10103261A (ja) * | 1996-09-27 | 1998-04-21 | Sanyo Electric Co Ltd | スクロール圧縮機 |
| JP4590784B2 (ja) | 2001-06-18 | 2010-12-01 | アイシン精機株式会社 | 摺動部材および弁開閉時期制御装置 |
| CN100346075C (zh) * | 2004-10-21 | 2007-10-31 | 恒升精密科技股份有限公司 | 压缩机的涡卷加工方法 |
| JP4800864B2 (ja) | 2006-07-03 | 2011-10-26 | 株式会社豊田中央研究所 | コンプレッサ |
| US9038704B2 (en) * | 2011-04-04 | 2015-05-26 | Emerson Climate Technologies, Inc. | Aluminum alloy compositions and methods for die-casting thereof |
| US9885347B2 (en) | 2013-10-30 | 2018-02-06 | Emerson Climate Technologies, Inc. | Components for compressors having electroless coatings on wear surfaces |
| DE102014013442A1 (de) * | 2014-09-11 | 2016-03-31 | Wabco Gmbh | Luftverdichter aus einem Leichtmetall |
| JP6532713B2 (ja) * | 2015-03-12 | 2019-06-19 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | スクロール圧縮機 |
| KR102475660B1 (ko) * | 2021-06-29 | 2022-12-09 | 터보윈 주식회사 | Al-Zn 합금재로 제조된 스크롤 볼루트를 포함하는 수소차용 공기 압축기 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62127447A (ja) * | 1985-11-26 | 1987-06-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 鋳造アルミニウム合金 |
| JPH0650114B2 (ja) * | 1985-11-26 | 1994-06-29 | 三菱重工業株式会社 | スクロ−ル型流体機械 |
| DE3817350A1 (de) * | 1987-05-23 | 1988-12-22 | Sumitomo Electric Industries | Verfahren zur herstellung von spiralfoermigen teilen sowie verfahren zur herstellung einer aluminiumpulverschmiedelegierung |
| JPS6465242A (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-10 | Nippon Light Metal Co | Scroll made of aluminum alloy |
| JPH01273892A (ja) * | 1988-04-27 | 1989-11-01 | Hitachi Ltd | スクロール型圧縮機 |
| US4975243A (en) * | 1989-02-13 | 1990-12-04 | Aluminum Company Of America | Aluminum alloy suitable for pistons |
| JPH04136492A (ja) * | 1990-09-28 | 1992-05-11 | Kubota Corp | スクロールコンプレッサ用スクロール |
| JPH0625782A (ja) * | 1991-04-12 | 1994-02-01 | Hitachi Ltd | 高延性アルミニウム焼結合金とその製造法及びその用途 |
| US5169462A (en) * | 1991-12-09 | 1992-12-08 | Reynolds Metals Company | Low density aluminum alloy for engine pistons |
| JPH0650114A (ja) * | 1992-07-31 | 1994-02-22 | Mitsubishi Motors Corp | エンジンの吸排バルブ |
| JPH06122933A (ja) * | 1992-10-12 | 1994-05-06 | Hitachi Ltd | 高延性Ａｌ焼結塑性流動合金とその製造法及びその用途 |
| US5388973A (en) * | 1994-06-06 | 1995-02-14 | Tecumseh Products Company | Variable scroll tip hardness |
| JPH0828493A (ja) * | 1994-07-14 | 1996-01-30 | Furukawa Electric Co Ltd:The | アルミニウム合金製スクロールの製造方法 |
-
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