JPH0448955B2 - - 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のよく知られて
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
き付き現象を惹起し、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、特願昭58−8596号にお
いて、回転式圧縮機において、軽量で、回転スリ
ーブ等の相手材に対する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、さらに後処理するものを既に提
案している。 （発明の目的） 本発明は、上記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さらに
発展させたものであつて、回転スリーブとして最
も好ましい材質としてAl−Si系合金を採用した
うえで、Al−Si系合金製の回転スリーブとその
ハウジングとの間に生じうる摺動抵抗を可及的に
低減させることができ、したがつて焼き付きや負
荷の増大をもたらすことがない回転圧縮機を提供
せんとするものである。 （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、該回
転スリーブの少なくとも外周面に耐摩耗性樹脂層
が形成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られた円
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く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４に夫々開
設した吸入口、吐出口である。 一方、第３図に示すように、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６
ｂに、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。 この回転スリーブ６のアルマイト処理により、
回転スリーブ６の熱膨張を抑制し、回転スリーブ
６の熱変形、特に局部変形が抑制される。また、
Alベースの硬度の上昇により、Si粒子の硬度と
の間で硬度的なバランスが得られるため、回転ス
リーブ６の内周面６ａの表面にSi粒子のみが突出
してベーン１２の外端面１２ａを引つかき摩耗さ
せるという現象を有効に防止することができる。
さらに、回転スリーブ６の外周面６ｂについて
は、アルマイト処理によりその表面が適当に粗く
なるので、後述の樹脂コーテイングとの密着性が
良好になる。 つぎに、アルマイト処理した回転スリーブ６の
外周面６ｂには耐摩耗性樹脂層１８をコーテイン
グにより形成する。 耐摩耗性樹脂層１８のコーテイングに使用する
樹脂材としては、耐摩耗性樹脂100容量部に対し
て固体潤滑剤を10〜120容量部、鱗片状金属を５
〜50容量部、分散状態で混合したものが好しい。
そして、耐摩耗性樹脂としては、エポキシ樹脂な
どを用いればよく、固体潤滑剤としては、二硫化
モリブデン、窒化ホウ素、グラフアイトのような
炭素系潤滑剤、弗素樹脂粉末など、公知の固体潤
滑剤を用いればよく、鱗片状金属片は被覆層の耐
熱性、耐はく離性を高めるためのもので、たとえ
ばアルミニウムを用いればよい。例えば、耐熱
性、耐摩耗性に優れたエポキシ樹脂をベースの結
合剤とし、これにリン片状Alおよび潤滑性に優
れたフツ素樹脂粉末を混合したものを用いること
が好ましい。リン片状Alは、樹脂層１８自体の
せん断の向上と、母材（回転スリーブ）との密着
性（結合性）、樹脂層の耐熱性を高めるうえで好
ましい。鱗片状金属の含有量が５容量部以下であ
れば被膜の耐熱性と耐はく離性の不足から摩耗量
が増加し、50容量部以上であれば潤滑性の低下の
ために駆動トルクが高くなり摩耗量も増加する。
固体潤滑剤が10容量部以下であれば、潤滑性不足
のために駆動トルクおよび被膜の摩耗量が大きく
なり、120容量部以下では樹脂による固体潤滑剤
の保持力が弱くなり潤滑剤が被膜から脱落して潤
滑性の低下を生じる。 この耐摩耗性樹脂層１８の層厚みは100〜300μ
程度が適当である。 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の上に樹脂コーテイングすること
により、円筒状センタハウジング３の内周面３ａ
との摺動抵抗が軽減されるようになる。 上記のように構成した回転スリーブ６の耐久テ
ストを行つた。テスト条件は次の通りである。 円筒状センタハウジング３はAl系合金で形
成して、内周面３ａに硬質Crメツキ（研磨後
粗さ2μ以下）を施した。 回転スリーブ６はAl−Si系合金で形成して、
内周面６ａ及び外周面６ｂに硬質アルマイト処
理を施した。Al−Si系合金の組成の詳細を表
１に示す。

【表】 なお、Siの含有量７％と15％のものも比較のた
めに用意した。 耐摩耗性樹脂層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４図に示す。マークの意味は表３
の通りである。

【表】 なお、第４図中、×はSi含有量が７％のもの■
はSi含有量が15％のものを示す。 第４図において、まず、アルマイト処理を施し
ていない場合には、樹脂コーテイング○有のもの
は、樹脂コーテイング○無のものに比して、低い駆
動トルクを示すが、10Hr経過後では、初期の駆
動トルクに比して２〜３割増加しており、駆動ト
ルクの変動が大きい。 一方、アルマイト処理を施したもので、樹脂コ
ーテイング○無のものは、アルマイト処理○無、樹脂
コーテイング○無のものとさして変らないが、樹脂
コーテイング○有のものは、初期の駆動トルクが、
アルマイト処理○無、樹脂コーテイング○有より低い
のみならず、10Hr後においても、駆動トルクは
殆んど変動しないことが分る。 また、Si含有量の多いものほど駆動トルクが低
いことがわかる。 第５図は耐久テスト後（10Hr後）の回転スリ
ーブ６の外周面６ｂの摩耗量の測定結果を示すも
ので、樹脂コーテイング○無のものは、アルマイト
処理の有無に拘らず、焼き付きを生じており、樹
脂コーテイング○有のものでも、アルマイト処理○無
のものは、焼付きこそ生じていないものの、局部
的に異常摩耗が生じており、より長時間の運転で
は焼付きを生ずるものと考えられる。これらに比
べ、アルマイト処理○有、樹脂コーテイング○有のも
のは、摩耗量が圧倒的に少ないことが認められ
る。 この場合、樹脂コーテイング○有で、アルマイト
処理○無のものと、アルマイト処理○有のものとを比
較すれば明らかなように、アルマイト処理を施す
と、回転スリーブ６の熱変形、とくに局部熱変形
が有効に防止できることが認められる。 また、第６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、カーボン製ベーン１２の摩耗に
ついては、アルマイト処理により回転スリーブ６
の熱変形を防止することが最も有効で、しかもそ
のうえで樹脂コーテイングを施すと、摩耗量をさ
らに減少させることができることを示している。
見方を若干変えると、ケーシング２と回転スリー
ブ６との間の摺動抵抗は、カーボン製ベーン１２
の摩耗量にも大きな影響を与えており、回転スリ
ーブ６のケーシング２との間の摺動抵抗を減少さ
せることによつて、カーボン製ベーン１２の摩耗
量をも有効に減少させることができることを示し
ている。 （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、少なくと
も外周面に耐摩耗性樹脂層を形成したものである
から、回転スリーブの外周面の摺動抵抗が軽減さ
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、回転スリーブの外周面
のみに樹脂コーテイングを施してカーボン製ベー
ンの摩耗の低減を図つたが、回転スリーブの内周
面にも樹脂コーテイングを施すようにしてもよい
ことはいうまでもない。

【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図は第２図のＡ部拡大
断面図、第４図はアルマイト処理の有無と樹脂コ
ーテイングの有無による駆動トルクの変動量を示
すグラフ、第５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６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……耐摩耗性樹脂層。

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、該回転スリーブの少なくとも外周
   面にエポキシ樹脂等の耐摩耗性樹脂層が形成され
   ていることを特徴とする回転圧縮機の回転スリー
   ブ。