JP6246693B2 - Scroll member and scroll type fluid machine - Google Patents
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Description
本発明はスクロール部材およびスクロール式流体機械に関する。 The present invention relates to a scroll member and a scroll fluid machine.
スクロール圧縮機等のスクロール式流体機械においては、一般に、羽根(ラップ)の先端面と、相手方のスクロール部材においてこの端面と接する面(スラスト面)とのシール性を高めることが性能向上に繋がる。特許文献1は、シール性を向上させるため、固定スクロール部材および旋回スクロール部材の少なくとも一方のスラスト面にコーティング皮膜を形成することを開示している。 In a scroll fluid machine such as a scroll compressor, generally, improving the sealing performance between the tip surface of a blade (lap) and the surface (thrust surface) in contact with the end surface of the other scroll member leads to improved performance. Patent Document 1 discloses that a coating film is formed on at least one thrust surface of the fixed scroll member and the orbiting scroll member in order to improve the sealing performance.
スラスト面にコーティング層を形成したスクロール部材を量産する場合、均一なコーティング層を形成するのが難しいという問題があった。特に、羽根の側面にコーティング層が形成されてしまうと、相手方のスクロール部材の羽根との間に隙間ができてしまい、シール性がかえって悪化してしまうという問題があった。 When mass producing scroll members having a coating layer on the thrust surface, there is a problem that it is difficult to form a uniform coating layer. In particular, if the coating layer is formed on the side surface of the blade, there is a problem that a gap is formed between the blade of the other scroll member and the sealing performance is deteriorated.
これに対し本発明は、スクロール式流体機械においてスクロール部材間のシール性を向上させる技術を提供する。 On the other hand, this invention provides the technique which improves the sealing performance between scroll members in a scroll type fluid machine.
本発明は、スラスト面を有する平板と、前記スラスト面上に形成された渦巻き状の羽根と、前記スラスト面上に形成されたコーティング層と、前記スラスト面の前記羽根の周辺において前記コーティング層が形成されていない空隙部とを有するスクロール部材を提供する。 The present invention provides a flat plate having a thrust surface, a spiral blade formed on the thrust surface, a coating layer formed on the thrust surface, and the coating layer around the blade on the thrust surface. Provided is a scroll member having a void portion that is not formed.
前記羽根の渦巻きのうち、より外部の第1領域周辺の空隙部が、より内部の第2領域周辺の空隙部より狭くてもよい。 Among the spirals of the blades, the outer space around the first region may be narrower than the inner space around the second region.
前記コーティング層が、前記スラスト面の法線方向に段差形状を有してもよい。 The coating layer may have a step shape in a normal direction of the thrust surface.
前記スラスト面のうち、前記羽根の渦巻きの内部には前記コーティング層が形成されていなくてもよい。 Of the thrust surface, the coating layer may not be formed inside the spiral of the blade.
また、本発明は、第1スラスト面を有する第1平板および当該第1スラスト面上に形成された渦巻き状の第1羽根を有する第1スクロール部材と、第2スラスト面を有する第2平板および当該第2スラスト面上に形成され、前記第1羽根と圧縮室を形成する渦巻き状の第2羽根を有し、前記第1スクロール部材に対して相対的に旋回する第2スクロール部材と、前記第1スラスト面に形成されたコーティング層と、前記第1スラスト面の前記第1羽根の周辺において前記コーティング層が形成されていない空隙部とを有するスクロール式流体機械を提供する。 The present invention also provides a first flat plate having a first thrust surface, a first scroll member having a spiral first blade formed on the first thrust surface, a second flat plate having a second thrust surface, and A second scroll member formed on the second thrust surface, having a spiral second blade forming a compression chamber with the first blade, and revolving relative to the first scroll member; Provided is a scroll fluid machine having a coating layer formed on a first thrust surface, and a gap portion where the coating layer is not formed around the first blade on the first thrust surface.
前記コーティング層が、前記第1スラスト面の法線方向に段差形状を有してもよい。 The coating layer may have a step shape in a normal direction of the first thrust surface.
前記段差形状における凸部の前記スラスト面に平行な方向の大きさが、前記スクロール部材の旋回半径以下であってもよい。 The magnitude | size of the direction parallel to the said thrust surface of the convex part in the said level | step difference shape may be below the turning radius of the said scroll member.
本発明によれば、スクロール式流体機械において、羽根の周囲にもコーティング層を形成する構成と比較してスクロール部材間のシール性を向上させることができる。 According to the present invention, in the scroll fluid machine, it is possible to improve the sealing performance between the scroll members as compared with the configuration in which the coating layer is also formed around the blades.
図1は、一実施形態に係るスクロール式流体機械1の構造を例示する断面図である。この例で、スクロール式流体機械1は、自動車用空調機に適用される圧縮機(スクロールコンプレッサ)である。スクロール式流体機械1は、ハウジング2、シャフト3、可動スクロール部材4、および固定スクロール部材5を有する。 FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating the structure of a scroll fluid machine 1 according to an embodiment. In this example, the scroll fluid machine 1 is a compressor (scroll compressor) applied to an automotive air conditioner. The scroll fluid machine 1 includes a housing 2, a shaft 3, a movable scroll member 4, and a fixed scroll member 5.
ハウジング2は、自動車のエンジン(図示略)に固定される。ハウジング2の内部は、可動スクロール部材4と固定スクロール部材5とが位置する圧縮室S1と、固定スクロール部材5よりも図示右方側に形成された排出室S2とに区画される。圧縮室S1には冷媒などのガス(流体)を吸入させるための吸入孔(図示略)が設けられている。排出室S2にはガスを排出する排出孔(図示略)が設けられている。 The housing 2 is fixed to an automobile engine (not shown). The interior of the housing 2 is partitioned into a compression chamber S1 in which the movable scroll member 4 and the fixed scroll member 5 are located, and a discharge chamber S2 formed on the right side in the drawing with respect to the fixed scroll member 5. The compression chamber S1 is provided with a suction hole (not shown) for sucking a gas (fluid) such as a refrigerant. The discharge chamber S2 is provided with a discharge hole (not shown) for discharging gas.
シャフト3は、エンジンの駆動力を可動スクロール部材4に伝達する。シャフト3は、ハウジング2内において回転することができる。シャフト3は、小径部31、大径部32、およびクランクピン33を有する。小径部31は、エンジンの駆動力を受ける。シャフト3の軸心は図において水平方向に延びている。大径部32は軸心方向において小径部31と直結している。クランクピン33は軸心方向において大径部32と直結している。クランクピン33は、シャフト3の回転軸に対し偏心した位置に設けられている。 The shaft 3 transmits the driving force of the engine to the movable scroll member 4. The shaft 3 can rotate in the housing 2. The shaft 3 has a small diameter part 31, a large diameter part 32, and a crankpin 33. The small diameter part 31 receives the driving force of the engine. The shaft center of the shaft 3 extends in the horizontal direction in the figure. The large diameter portion 32 is directly connected to the small diameter portion 31 in the axial direction. The crank pin 33 is directly connected to the large diameter portion 32 in the axial direction. The crank pin 33 is provided at a position eccentric with respect to the rotation axis of the shaft 3.
可動スクロール部材4および固定スクロール部材5は、圧縮室を形成する。可動スクロール部材4および固定スクロール部材5は、相対的に公転(旋回)する。具体的には、固定スクロール部材5がハウジング2に対し固定されており、可動スクロール部材4が固定スクロール部材5に対して公転(旋回)する。ここで、「公転」とは、ある部材が他の部材の周りで円を描くように移動することをいう。 The movable scroll member 4 and the fixed scroll member 5 form a compression chamber. The movable scroll member 4 and the fixed scroll member 5 relatively revolve (turn). Specifically, the fixed scroll member 5 is fixed to the housing 2, and the movable scroll member 4 revolves (turns) with respect to the fixed scroll member 5. Here, “revolution” means that one member moves in a circle around another member.
可動スクロール部材4は、鏡板41および羽根(ラップ)42を有する。鏡板41は、所定の直径(例えば150mm)の円盤状の平板である。羽根42は、鏡板41のスラスト面上に形成されている。可動スクロール部材4のスラスト面とは、固定スクロール部材5と対向する面をいう。羽根42はスラスト面に垂直な方向に延びている。スラスト面に垂直な方向から見ると、羽根42は渦巻き形状(詳細には、例えばインボリュート曲線に沿った形状)を有している。 The movable scroll member 4 has an end plate 41 and a blade (wrap) 42. The end plate 41 is a disk-shaped flat plate having a predetermined diameter (for example, 150 mm). The blades 42 are formed on the thrust surface of the end plate 41. The thrust surface of the movable scroll member 4 refers to the surface facing the fixed scroll member 5. The blades 42 extend in a direction perpendicular to the thrust surface. When viewed from a direction perpendicular to the thrust surface, the blades 42 have a spiral shape (specifically, for example, a shape along an involute curve).
固定スクロール部材5は、鏡板51および羽根52を有する。鏡板51は、所定の直径(例えば150mm)の円盤状の平板である。羽根52は、鏡板51のスラスト面上に形成されている。固定スクロール部材5のスラスト面とは、可動スクロール部材4と対向する面をいう。羽根52はスラスト面に垂直な方向に延びている。スラスト面に垂直な方向から見ると、羽根52は渦巻き形状を有している。 The fixed scroll member 5 has an end plate 51 and a blade 52. The end plate 51 is a disk-shaped flat plate having a predetermined diameter (for example, 150 mm). The blades 52 are formed on the thrust surface of the end plate 51. The thrust surface of the fixed scroll member 5 refers to the surface facing the movable scroll member 4. The blades 52 extend in a direction perpendicular to the thrust surface. When viewed from a direction perpendicular to the thrust surface, the blade 52 has a spiral shape.
羽根42および羽根52が噛み合い、圧縮室S1が形成される。すなわち、圧縮室S1は、羽根42、羽根52、鏡板41、および鏡板51によって囲まれた空間である。 The blades 42 and 52 are engaged with each other to form the compression chamber S1. That is, the compression chamber S <b> 1 is a space surrounded by the blades 42, the blades 52, the end plate 41, and the end plate 51.
エンジンの駆動力によりシャフト3は回転する。シャフト3の回転によりクランクピン33は回転軸の周りを公転(旋回)する。クランクピン33は、この回転力を可動スクロール部材4に伝達する。すなわち、可動スクロール部材4は、シャフト3の回転に伴って固定スクロール部材5に対して公転(旋回)する。 The shaft 3 is rotated by the driving force of the engine. As the shaft 3 rotates, the crankpin 33 revolves (turns) around the rotation axis. The crank pin 33 transmits this rotational force to the movable scroll member 4. That is, the movable scroll member 4 revolves (turns) with respect to the fixed scroll member 5 as the shaft 3 rotates.
スクロール式流体機械1はさらに、軸受6、偏心ブシュ7、および軸受8を有する。軸受6は、大径部32を支持する。偏心ブシュ7は、クランクピン33を支持する。偏心ブシュ7は、内周面部7aおよび外周面部7bを有する。軸方向から見たとき、内周面部7aおよび外周面部7bの円の中心はずれて、すなわち両者は偏心している。内周面部7aはクランクピン33と摺動する。外周面部7bは可動スクロール部材4と摺動する。 The scroll fluid machine 1 further includes a bearing 6, an eccentric bush 7, and a bearing 8. The bearing 6 supports the large diameter portion 32. The eccentric bush 7 supports the crank pin 33. The eccentric bush 7 has an inner peripheral surface portion 7a and an outer peripheral surface portion 7b. When viewed from the axial direction, the circles of the inner peripheral surface portion 7a and the outer peripheral surface portion 7b are off the center, that is, both are eccentric. The inner peripheral surface portion 7 a slides with the crank pin 33. The outer peripheral surface portion 7 b slides with the movable scroll member 4.
可動スクロール部材4の鏡板41には、羽根42とは反対側の面にリング状のボス43が形成されている。ボス43の内周面には、軸受8が設けられている。軸受8は、偏心ブシュ7を支持している。軸受8が可動スクロール部材4と一体になって小径部31の周りを公転すると、偏心ブシュ7の外周面部7bが軸受8の内面と摺動する。可動スクロール部材4の鏡板41とハウジング2との間には、可動スクロール部材4が、クランクピン33を通る回転軸を中心に自転することを防止する機構が設けられている。ここで、「自転」とは、ある部材が、その部材の内部にある回転軸を中心として回転することをいう。 On the end plate 41 of the movable scroll member 4, a ring-shaped boss 43 is formed on the surface opposite to the blade 42. A bearing 8 is provided on the inner peripheral surface of the boss 43. The bearing 8 supports the eccentric bush 7. When the bearing 8 is integrated with the movable scroll member 4 and revolves around the small diameter portion 31, the outer peripheral surface portion 7 b of the eccentric bush 7 slides with the inner surface of the bearing 8. A mechanism is provided between the end plate 41 of the movable scroll member 4 and the housing 2 to prevent the movable scroll member 4 from rotating about a rotation axis passing through the crankpin 33. Here, “spinning” means that a certain member rotates around a rotation axis inside the member.
固定スクロール部材5の鏡板51の中央には圧縮室S1から排出室S2へ冷媒を流入させるための孔53が設けられている。孔53は薄板状のリード弁10により開閉される。 A hole 53 is provided in the center of the end plate 51 of the fixed scroll member 5 for allowing the refrigerant to flow from the compression chamber S1 to the discharge chamber S2. The hole 53 is opened and closed by a thin plate-like reed valve 10.
圧縮室S1には、吸気口(図示略)から冷媒が吸入される。可動スクロール部材4の回転運動に伴って圧縮室S1の容積が減少すると、圧縮室S1に吸入された冷媒は圧縮される。圧縮された冷媒は、孔53及びリード弁10を通過して排出室S2へと流入する。排出室S2に流入した冷媒は、ハウジング2に設けられた排出孔より排出される。 Refrigerant is sucked into the compression chamber S1 from an intake port (not shown). When the volume of the compression chamber S1 decreases as the movable scroll member 4 rotates, the refrigerant sucked into the compression chamber S1 is compressed. The compressed refrigerant passes through the hole 53 and the reed valve 10 and flows into the discharge chamber S2. The refrigerant flowing into the discharge chamber S2 is discharged from a discharge hole provided in the housing 2.
図2は、可動スクロール部材4の構造を示す模式図である。図2(A)はスラスト面に垂直な方向(すなわちシャフト3の軸方向)から見た図を、図2(B)は図2(A)のII−II断面図を示す。鏡板41のスラスト面には、コーティング層44が形成されている。コーティング層44は、スラスト面のシール性を向上させるため、または摺動特性を改善するための層である。コーティング層44は、例えば、バインダ樹脂および固体潤滑剤を有する。バインダ樹脂としては、例えば、ポリアミドイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)、これらの樹脂のジイソシアネート変性、BPDA変性、またはスルホン変性樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、もしくはフェノール樹脂のいずれか1種以上が用いられる。固体潤滑剤としては、例えば、グラファイト、カーボン、二硫化モリブデン、ポリテトラフルオロエチレン、窒化ホウ素、二硫化タングステン、フッ素系樹脂、軟質金属(例えばSn、Biなど)のいずれか1種以上が用いられる。なお、コーティング層44は、バインダ樹脂および固体潤滑剤に加えて、または代えて、硬質物などの添加物を含んでいてもよい。あるいは、コーティング層44は、固体潤滑剤だけまたはバインダ樹脂だけで形成されてもよい。 FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of the movable scroll member 4. 2A is a view as seen from the direction perpendicular to the thrust surface (that is, the axial direction of the shaft 3), and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. A coating layer 44 is formed on the thrust surface of the end plate 41. The coating layer 44 is a layer for improving the sealing performance of the thrust surface or for improving the sliding characteristics. The coating layer 44 includes, for example, a binder resin and a solid lubricant. Examples of the binder resin include polyamideimide resin, polyimide resin, PEEK (polyetheretherketone), diisocyanate-modified, BPDA-modified, or sulfone-modified resin, polyamide resin, epoxy resin, and phenol resin of these resins. 1 or more types are used. As the solid lubricant, for example, at least one of graphite, carbon, molybdenum disulfide, polytetrafluoroethylene, boron nitride, tungsten disulfide, fluorine-based resin, and soft metal (for example, Sn, Bi, etc.) is used. . The coating layer 44 may contain an additive such as a hard material in addition to or instead of the binder resin and the solid lubricant. Alternatively, the coating layer 44 may be formed of only a solid lubricant or a binder resin.
可動スクロール部材4の基材(コーティング層44を除いた部分)は、例えば鋳鉄で形成される。あるいは、可動スクロール部材4の基材は、アルミニウム、ステンレス鋼、セラミックなど各種の材料に対して、鋳造、焼結、鍛造、切削、プレス、溶接、表面処理などの各種の加工処理を施すことで形成されてもよい。コーティング層44は、固体潤滑剤をバインダ樹脂に分散させて調整した前駆体溶液を、可動スクロールの形状に整形した基材上に塗布、乾燥、および焼成することにより形成される。前駆体溶液は、例えば、スプレー法、ロール転写法、タンブリング法、浸漬法、はけ塗り法、印刷法(パッド印刷やスクリーン印刷)などにより塗布される。 The base material (portion excluding the coating layer 44) of the movable scroll member 4 is made of cast iron, for example. Alternatively, the base material of the movable scroll member 4 can be subjected to various processing processes such as casting, sintering, forging, cutting, pressing, welding, and surface treatment on various materials such as aluminum, stainless steel, and ceramic. It may be formed. The coating layer 44 is formed by applying, drying, and baking a precursor solution prepared by dispersing a solid lubricant in a binder resin on a base material shaped into a movable scroll shape. The precursor solution is applied by, for example, a spray method, a roll transfer method, a tumbling method, a dipping method, a brush coating method, a printing method (pad printing or screen printing), and the like.
羽根42は、図2に示されるように、渦巻き形状を有する。この渦巻きにおける羽根42と羽根42との間隔は、例えば50mm以下、または20mm以下である。 The blade | wing 42 has a spiral shape, as FIG. 2 shows. The space | interval of the blade | wing 42 and the blade | wing 42 in this spiral is 50 mm or less, or 20 mm or less, for example.
この例で、コーティング層44は、スラスト面に垂直な方向から見たときに、羽根42の周辺には形成されていない。すなわち、鏡板41のスラスト面において、羽根42の周辺には、コーティング層44が形成されていない部分が形成されている。この部分を「空隙部45」という。すなわち空隙部45とは、鏡板41のスラスト面の、羽根42の周辺部分のうち、コーティング層44が形成されておらず基材が露出している部分をいう。空隙部45を設ける理由は以下のとおりである。 In this example, the coating layer 44 is not formed around the blades 42 when viewed from the direction perpendicular to the thrust surface. That is, a portion where the coating layer 44 is not formed is formed around the blade 42 on the thrust surface of the end plate 41. This portion is referred to as “gap 45”. That is, the gap 45 is a portion of the thrust surface of the end plate 41 around the blade 42 where the coating layer 44 is not formed and the base material is exposed. The reason for providing the gap 45 is as follows.
図3Aは、比較例に係る可動スクロール部材と相手側の羽根との噛み合わせを示す図である。比較例は、スラスト面の羽根42の周辺において空隙部を設けずにコーティング層を形成する設計により製造された可動スクロール部材を示している。設計としては空隙がゼロであっても、量産の際の公差(ばらつき)により、羽根42の側面にコーティング層44が形成されてしまう製品が一定割合、製造される。羽根42の側面にコーティング層44が形成された可動スクロール部材が、相手方の固定スクロール部材5の羽根52に対して傾いて当たると、羽根42の側面に形成されたコーティング層44により、羽根42と羽根52との隙間が大きく空いてしまう。すなわち、可動スクロール部材4と固定スクロール部材5とのシール性が悪化してしまう。なお図では固定スクロール部材5が傾いているように描かれているが実際には可動スクロール部材4が傾いている。 FIG. 3A is a diagram illustrating meshing of a movable scroll member and a counterpart blade according to a comparative example. The comparative example shows a movable scroll member manufactured by a design in which a coating layer is formed without providing a gap around the blade 42 on the thrust surface. Even if the gap is zero, a certain percentage of products in which the coating layer 44 is formed on the side surfaces of the blades 42 due to tolerance (variation) during mass production is manufactured. When the movable scroll member having the coating layer 44 formed on the side surface of the blade 42 is inclined with respect to the blade 52 of the stationary scroll member 5 on the other side, the coating layer 44 formed on the side surface of the blade 42 causes the blade 42 and A gap between the blades 52 becomes large. That is, the sealing performance between the movable scroll member 4 and the fixed scroll member 5 is deteriorated. In the drawing, the fixed scroll member 5 is depicted as being tilted, but the movable scroll member 4 is actually tilted.
図3Bは、本実施形態に係る可動スクロール部材と相手側の羽根との噛み合わせを示す図である。スラスト面の羽根42の周辺には空隙部45が設けられている。空隙部45の幅は、製造時のコーティング層44の公差よりも大きい。なお、空隙部45の「幅」とは、鏡板41の放射方向(径方向)における空隙部45の長さをいう。空隙部45の幅Bは、例えば、0.1〜1mmである。 FIG. 3B is a diagram showing meshing of the movable scroll member and the counterpart blade according to the present embodiment. A gap 45 is provided around the blade 42 on the thrust surface. The width of the gap 45 is larger than the tolerance of the coating layer 44 at the time of manufacture. Note that the “width” of the gap 45 refers to the length of the gap 45 in the radial direction (radial direction) of the end plate 41. The width B of the gap 45 is, for example, 0.1 to 1 mm.
空隙部45が設けられていることにより、羽根42の側面にはコーティング層44が形成されていない。したがって、相手方の可動スクロール部材4の羽根42が傾いて当たったとしても、羽根52と羽根42との隙間は図3Aの比較例よりも狭い。すなわち、可動スクロール部材4と固定スクロール部材5とのシール性が改善している。 Since the gap 45 is provided, the coating layer 44 is not formed on the side surface of the blade 42. Therefore, even if the blade 42 of the counterpart movable scroll member 4 is tilted and hit, the gap between the blade 52 and the blade 42 is narrower than the comparative example of FIG. 3A. That is, the sealing performance between the movable scroll member 4 and the fixed scroll member 5 is improved.
図4は、コーティング層44の断面構造を示す模式図である。コーティング層44は、いわゆるステップランド形状を有する。ステップランド形状とは、スラスト面に垂直な方向において高さの差すなわち段差を有する形状をいう。ステップランド形状は、コーティング層44の表面に侵入した異物を排出しやすくする目的で形成されている。すなわち、コーティング層44の表面に侵入した異物は、ステップランド形状における2つのランド(凸部)間の溝(凹部)を通って、例えば潤滑油と一緒に排出される。また、この溝(凹部)で潤滑油を保持することができるとともに、流体潤滑領域が拡大し、フリクションを低減できるという効果もある。 FIG. 4 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of the coating layer 44. The coating layer 44 has a so-called step land shape. The step land shape means a shape having a height difference, that is, a step in a direction perpendicular to the thrust surface. The step land shape is formed for the purpose of easily discharging foreign matter that has entered the surface of the coating layer 44. That is, the foreign matter that has entered the surface of the coating layer 44 is discharged together with, for example, lubricating oil through a groove (concave portion) between two lands (convex portions) in the step land shape. Further, the lubricating oil can be held in the groove (concave portion), and the fluid lubrication region can be expanded to reduce the friction.
この例で、コーティング層44は、第1層441および第2層442の2層構造を有する。第1層441は、スラスト面(空隙部45に相当する部分を除く)において均一に形成されている。第2層442は、第1層441を基準としてスラスト面の上方向に突出している。第2層442により、ランド(アイランド)形状が形成される。 In this example, the coating layer 44 has a two-layer structure of a first layer 441 and a second layer 442. The first layer 441 is uniformly formed on the thrust surface (excluding the portion corresponding to the gap 45). The second layer 442 protrudes upward in the thrust surface with respect to the first layer 441. The second layer 442 forms a land (island) shape.
図5は、スラスト面に垂直な方向から見たコーティング層44の構造を示す模式図である。この例で、第2層442によるランド部は四角形の形状を有する。これら複数のランド部は、格子状すなわちマトリクス状に配置されている。 FIG. 5 is a schematic diagram showing the structure of the coating layer 44 as viewed from a direction perpendicular to the thrust surface. In this example, the land portion formed by the second layer 442 has a quadrangular shape. The plurality of land portions are arranged in a lattice shape, that is, a matrix shape.
図6は、スラスト面に垂直な方向から見たコーティング層44の構造の別の例を示す模式図である。この例で、第2層442によるランド部は円形の形状を有する。これら複数のランド部は、千鳥状すなわち互い違いに配置されている。 FIG. 6 is a schematic view showing another example of the structure of the coating layer 44 as seen from the direction perpendicular to the thrust surface. In this example, the land portion formed by the second layer 442 has a circular shape. The plurality of land portions are arranged in a staggered manner, that is, alternately.
ここで、異物排出性を向上させる観点から、1つのランド部のサイズ、すなわちスラスト面に水平な方向の最大長さは、2つのスクロール部材の相対的な旋回直径以下であることが好ましい。例えば、図5の例における四角形の対角線の長さまたは図6の例における円の直径は、可動スクロール4の旋回直径以下であることが好ましい。なお、ステップランド形状における段差は、例えば1〜50μmであり、好ましくは1〜20μmである。また、コーティング層44の厚さは、例えば1〜50μmであり、好ましくは1〜20μmである。ステップランド形状は、例えば、パッド印刷やスクリーン印刷により形成される。 Here, from the viewpoint of improving the foreign matter discharge performance, the size of one land portion, that is, the maximum length in the direction horizontal to the thrust surface, is preferably equal to or less than the relative turning diameter of the two scroll members. For example, it is preferable that the length of the diagonal line of the quadrangle in the example of FIG. 5 or the diameter of the circle in the example of FIG. In addition, the level | step difference in a step land shape is 1-50 micrometers, for example, Preferably it is 1-20 micrometers. Moreover, the thickness of the coating layer 44 is 1-50 micrometers, for example, Preferably it is 1-20 micrometers. The step land shape is formed by, for example, pad printing or screen printing.
このように、コーティング層44に段差を有する構造を採用することにより、異物を排出しやすくすることができる。コーティング層44の表面に侵入する異物の一つに、コーティング層44の樹脂の摩耗粉がある。摩耗粉が体積すると、焼付きが起こったり、相手材が片当たりしたりする問題が起こる可能性がある。しかし、本実施形態においては、コーティング層44がステップランド形状を有することにより、異物を排出しやすくし、これらの問題が起こる可能性を低減することができる。 Thus, by adopting a structure having a step in the coating layer 44, foreign matter can be easily discharged. One of the foreign matters that enter the surface of the coating layer 44 is the abrasion powder of the resin of the coating layer 44. When the wear powder is in a volume, there is a possibility that seizure occurs or the counterpart material comes into contact with each other. However, in the present embodiment, since the coating layer 44 has a step land shape, foreign matters can be easily discharged, and the possibility of these problems occurring can be reduced.
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。以下、変形例をいくつか説明する。以下の変形例のうち2つ以上のものが組み合わせて用いられてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. Hereinafter, some modifications will be described. Two or more of the following modifications may be used in combination.
図7は、コーティング層44の断面構造の別の例を示す図である。図7(A)の例では、コーティング層44は2層構造ではなく、単層構造である。基材が露出している部分がステップ部(溝部)であり、コーティング層44が形成されている部分がランド部である。図7(B)の例では、コーティング層44は2層構造であるが、第1層441はスラスト面に均一に形成されているわけではなく、2次元的なパターンを有する。すなわち、ステップ部は2段形状になっている。 FIG. 7 is a diagram showing another example of the cross-sectional structure of the coating layer 44. In the example of FIG. 7A, the coating layer 44 is not a two-layer structure but a single-layer structure. A portion where the base material is exposed is a step portion (groove portion), and a portion where the coating layer 44 is formed is a land portion. In the example of FIG. 7B, the coating layer 44 has a two-layer structure, but the first layer 441 is not uniformly formed on the thrust surface and has a two-dimensional pattern. That is, the step part has a two-stage shape.
空隙部45の幅は、羽根42のすべての部分において均一でなくてもよい。例えば、羽根42の渦巻きのより外側の領域における空隙部が、より内側の領域における空隙部よりも狭くてもよい。 The width of the gap 45 may not be uniform in all portions of the blade 42. For example, the gap in the outer region of the spiral of the blade 42 may be narrower than the void in the inner region.
図8は、スラスト面に垂直な方向から見たコーティング層44の形状の別の例を示す図である。この例では、羽根42の渦巻きの内側にはコーティング層44が形成されておらず、スラスト面のうち羽根42の渦巻きの最外周の外側にのみコーティング層44が形成されている。すなわち、渦巻きの内側はすべて空隙部45となっており、渦巻きの最外周の外側の空隙部よりも幅が広い。一般に、羽根42の渦巻きの内側のように複雑な形状をしている部分に均一なコーティング層を形成することは難しい。図8の例によれば、羽根42の渦巻きの内部にまでコーティング層44を形成する場合と比較して、より製造コストを低減することができる。 FIG. 8 is a diagram illustrating another example of the shape of the coating layer 44 as viewed from the direction perpendicular to the thrust surface. In this example, the coating layer 44 is not formed inside the spiral of the blade 42, and the coating layer 44 is formed only outside the outermost periphery of the spiral of the blade 42 on the thrust surface. That is, all the insides of the spirals are gaps 45, which are wider than the outside gaps on the outermost periphery of the spirals. In general, it is difficult to form a uniform coating layer on a portion having a complicated shape such as the inside of the spiral of the blade 42. According to the example of FIG. 8, the manufacturing cost can be further reduced as compared with the case where the coating layer 44 is formed even inside the spiral of the blade 42.
コーティング層44のステップランド形状におけるランド部の、スラスト面に垂直な方向から見た形状およびその配置は、図5および図6で例示したものに限定されない。ランド部は、四角形以外の多角形や、楕円形等でもよい。また、その配置も、格子状および千鳥状に限られず、例えばランダム配置であってもよい。 The shape of the land portion in the step land shape of the coating layer 44 viewed from the direction perpendicular to the thrust surface and the arrangement thereof are not limited to those illustrated in FIGS. 5 and 6. The land portion may be a polygon other than a rectangle, an ellipse, or the like. Further, the arrangement is not limited to a lattice shape and a staggered shape, and may be a random arrangement, for example.
コーティング層44のステップランド形状におけるランド部のスラスト面に垂直な断面形状は四角形に限定されない。理想的な四角形の角にアールを持たせた形状や、表面が円弧状の形状を有していてもよい。 The cross-sectional shape perpendicular to the thrust surface of the land portion in the step land shape of the coating layer 44 is not limited to a quadrangle. An ideal quadrangular corner may have a rounded shape, or the surface may have an arc shape.
本実施形態に係る可動スクロール部材5が用いられるスクロール式流体機械1は、図1で例示したものに限定されない。本実施形態に係る可動スクロール部材5は、例えば、いわゆる高圧チャンバ式のスクロールコンプレッサに適用されてもよい。高圧チャンバ式のスクロールコンプレッサとは、ハウジングが、少なくとも旋回スクロール部材を収容するチャンバを有する構造のコンプレッサをいう。高圧チャンバ式のスクロールコンプレッサにおいては、低圧チャンバ式のスクロールコンプレッサと比較すると、スラスト面にかかる負荷が高く、片当たりや異物の問題が発生しやすいという問題が起こりやすい。すなわち、本実施形態に係る可動スクロール部材5は、高圧チャンバ式のスクロールコンプレッサに好適である。 The scroll fluid machine 1 in which the movable scroll member 5 according to the present embodiment is used is not limited to the one illustrated in FIG. The movable scroll member 5 according to the present embodiment may be applied to, for example, a so-called high pressure chamber type scroll compressor. The high-pressure chamber type scroll compressor refers to a compressor having a structure in which a housing includes a chamber that accommodates at least an orbiting scroll member. In a high-pressure chamber type scroll compressor, compared to a low-pressure chamber type scroll compressor, the load applied to the thrust surface is high, and a problem that a problem of one-sided contact or foreign matter is likely to occur. That is, the movable scroll member 5 according to the present embodiment is suitable for a high-pressure chamber type scroll compressor.
また、本実施形態に係る可動スクロール部材5は、エアーコンプレッサ、ポンプ等、コンプレッサ以外の流体機械に適用されてもよい。 Further, the movable scroll member 5 according to the present embodiment may be applied to a fluid machine other than the compressor, such as an air compressor or a pump.
実施形態では可動スクロール部材4のスラスト面にコーティング層44および空隙部45を形成する例を説明したが、固定スクロール部材5のスラスト面にコーティング層および空隙部を形成してもよい。要は、可動スクロール部材4および固定スクロール部材5の少なくとも一方のスラスト面に、コーティング層および空隙部が形成されればよい。 In the embodiment, the example in which the coating layer 44 and the gap 45 are formed on the thrust surface of the movable scroll member 4 has been described, but the coating layer and the gap may be formed on the thrust surface of the fixed scroll member 5. In short, the coating layer and the gap may be formed on at least one of the thrust surfaces of the movable scroll member 4 and the fixed scroll member 5.
1…スクロール式流体機械
2…ハウジング
3…シャフト
31…小径部
32…大径部
33…クランクピン
4…可動スクロール部材
41…鏡板
42…羽根
44…コーティング層
441…第1層
442…第2層
45…空隙部
5…固定スクロール部材
51…鏡板
52…羽根
53…孔
6…軸受
7…偏心ブシュ
8…軸受
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Scroll type fluid machine 2 ... Housing 3 ... Shaft 31 ... Small diameter part 32 ... Large diameter part 33 ... Crank pin 4 ... Movable scroll member 41 ... End plate 42 ... Blade 44 ... Coating layer 441 ... 1st layer 442 ... 2nd layer 45 ... Gap 5 ... Fixed scroll member 51 ... End plate 52 ... Blade 53 ... Hole 6 ... Bearing 7 ... Eccentric bush 8 ... Bearing
Claims (7)
前記スラスト面上に形成された渦巻き状の羽根と、
前記スラスト面上において、前記羽根の径方向内側に相当する領域を含む領域に形成された樹脂コーティング層と、
前記スラスト面の前記羽根の周辺において前記樹脂コーティング層が形成されていない空隙部と
を有するスクロール部材。 A flat plate having a thrust surface;
Spiral blades formed on the thrust surface;
Oite on the thrust surface, and a resin coating layer formed in a region including a region corresponding to the radial direction inner side of the vane,
A scroll member having a void portion in which the resin coating layer is not formed around the blade on the thrust surface.
ことを特徴とする請求項1に記載のスクロール部材。 Of spiral of the blade, wherein the first gap portion around the first region, characterized in that narrower than second gap part of the second region surrounding existing inside in the radial direction to the next of the first cavity portion Item 2. The scroll member according to Item 1.
ことを特徴とする請求項1または2に記載のスクロール部材。 The scroll member according to claim 1, wherein the resin coating layer has a step shape in a normal direction of the thrust surface.
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載のスクロール部材。 The scroll member according to any one of claims 1 to 3, wherein the resin coating layer is not formed inside the spiral of the blades in the thrust surface.
第2スラスト面を有する第2平板および当該第2スラスト面上に形成され、前記第1羽根と圧縮室を形成する渦巻き状の第2羽根を有し、前記第1スクロール部材に対して相対的に旋回する第2スクロール部材と、
前記第1スラスト面において、前記羽根の径方向内側に相当する領域を含む領域に形成された樹脂コーティング層と、
前記第1スラスト面の前記第1羽根の周辺において前記樹脂コーティング層が形成されていない空隙部と
を有するスクロール式流体機械。 A first scroll member having a first flat plate having a first thrust surface and a spiral first blade formed on the first thrust surface;
A second flat plate having a second thrust surface and a spiral second blade formed on the second thrust surface and forming a compression chamber with the first blade, and relative to the first scroll member; A second scroll member that pivots to
Oite the first thrust surface, and a resin coating layer formed in a region including a region corresponding to the radial direction inner side of the vane,
A scroll type fluid machine having a void portion in which the resin coating layer is not formed around the first blade on the first thrust surface.
ことを特徴とする請求項5に記載のスクロール式流体機械。 The scroll fluid machine according to claim 5, wherein the resin coating layer has a step shape in a direction normal to the first thrust surface.
ことを特徴とする請求項6に記載のスクロール式流体機械。 The maximum length in a direction parallel to the first thrust surface of the projection in the step shape A scroll fluid machine according to claim 6, characterized in that the pivot straight diameter or less under the scroll member.
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