專利名稱：渦旋壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種適合作為生態(tài)(環(huán)境對應(yīng))效果高的面向新一代住宅的空調(diào)供熱水系統(tǒng)中的制冷 空調(diào)回路的壓縮機(jī)，且能夠進(jìn)行適用地球暖化系數(shù)(GWP)低的新制冷劑的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)信號頻率中的大范圍的運(yùn)轉(zhuǎn)，尤其是超高速運(yùn)轉(zhuǎn)下的耐久性及可靠性優(yōu)異的小型化 輕量化結(jié)構(gòu)的渦旋壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
以往，在空調(diào)機(jī)或制冷機(jī)的制冷 空調(diào)回路(也稱為制冷劑循環(huán))所使用的渦旋壓縮機(jī)中，運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)作時(shí)滑動(dòng)性升高的滑動(dòng)構(gòu)件即歐氏環(huán)及回旋渦盤通常使用硬質(zhì)且耐磨損性高的鐵系材料。然而，作為制冷 空調(diào)回路用的制冷劑，以往廣泛使用的弗利昂的地球暖化系數(shù) (GffP)高且存在破壞臭氧層的危險(xiǎn)性，在世界范圍內(nèi)存在使用受限制的傾向。因此，最近到達(dá)了使用地球暖化系數(shù)(GWP)低的新制冷劑的階段，但新制冷劑不如弗利昂的換熱率優(yōu)異，在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的渦旋壓縮機(jī)中為了得到同等的壓縮性能，而需要増大壓縮機(jī)整體的容積，或作為超高速度運(yùn)轉(zhuǎn)而需要以高速度旋轉(zhuǎn)的方式驅(qū)動(dòng)曲軸(旋轉(zhuǎn)主軸)。然而，在增大壓縮機(jī)整體的容積的對策中，結(jié)構(gòu)上會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)整體的大型化，在使曲軸(旋轉(zhuǎn)主軸)高速度旋轉(zhuǎn)的對策中，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩負(fù)載增大而驅(qū)動(dòng)側(cè)的逆變器也需要高消耗電カ類型的逆變器，這樣會(huì)導(dǎo)致電路系統(tǒng)的大規(guī)?；蚋叱杀镜龋瑹o論如何，都違反了最近的希望小型 輕量化 低成本化的現(xiàn)實(shí)的愿望，因此可以說不是上策。而且，關(guān)于新制冷劑，與使用弗利昂的情況相比，需要實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的滑動(dòng)構(gòu)件中的耐磨損性的提高和低摩擦系數(shù)化。因此，提出了如下的技木不進(jìn)行壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)性的改良或電路系統(tǒng)的改良，而對壓縮機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的材質(zhì)想辦法，即便使用新制冷劑也能確保某種程度的運(yùn)轉(zhuǎn)性能，并實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)構(gòu)件的耐磨損性的提高和低摩擦系數(shù)化。列舉出例如ー種使用了滑動(dòng)構(gòu)件的渦旋型電動(dòng)壓縮機(jī)，該滑動(dòng)構(gòu)件即使在使用不含氯的替代制冷劑或自然制冷劑的情況下也能夠進(jìn)ー步提高耐磨損性而能夠?qū)崿F(xiàn)長期免維護(hù)化(參照專利文獻(xiàn)I);實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的低摩擦系數(shù)化而提高耐磨損性的壓縮機(jī)(參照專利文獻(xiàn)2);使作為滑動(dòng)部的固定渦盤和回旋渦盤(可動(dòng)渦盤)為鋁基材，并在其表面依次形成有Ni-P鍍敷層、DLC (類金剛石碳)薄膜的旋轉(zhuǎn)式流體機(jī)械(參照專利文獻(xiàn)3)等。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I日本特開2008-261261號公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本特開2001-115959號公報(bào)專利文獻(xiàn)3日本特開2006-200455號公報(bào)上述的專利文獻(xiàn)I的技術(shù)中，在由燒結(jié)鐵形成的滑動(dòng)構(gòu)件的表面依次形成氧化覆膜層、氧化物層、中間層、硬質(zhì)碳皮膜層，使耐磨損性和低摩擦性優(yōu)異的DLC等的硬質(zhì)碳皮膜層與外表面密接，從而運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的耐磨損性及低摩擦性優(yōu)異，但滑動(dòng)構(gòu)件的基材自身為燒結(jié)鐵且像以往那樣偏心質(zhì)量大，在適用新制冷劑的情況下，當(dāng)進(jìn)行超高速運(yùn)轉(zhuǎn)吋，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩負(fù)載非常大，因此結(jié)果是，在基本結(jié)構(gòu)上，存在難以實(shí)現(xiàn)超高速運(yùn)轉(zhuǎn)和輕量化的難點(diǎn)。另外，專利文獻(xiàn)2的技術(shù)對于壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件即滑動(dòng)構(gòu)件，以回旋渦盤為鋁基材，在其表面依次形成包含碳纖維及固體潤滑劑而形成的樹脂材料、DLC，并使DLC密接，比引用文獻(xiàn)I的情況的偏心質(zhì)量減小，能夠抑制某種程度電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩負(fù)載而實(shí)現(xiàn)超高速運(yùn)轉(zhuǎn)或輕量化，但這里將要求機(jī)械強(qiáng)度和耐磨損性的歐氏環(huán)形成為鐵系材料，因此在基本結(jié)構(gòu)上難以充分實(shí)現(xiàn)超高速運(yùn)轉(zhuǎn)或輕量化。此外，在專利文獻(xiàn)3的技術(shù)中，與專利文獻(xiàn)2的技術(shù)同樣地，以回旋渦盤(可動(dòng)渦盤)為鋁基材，在其表面依次形成了 Ni-P鍍敷層、DLC薄膜，因此在基本結(jié)構(gòu)上，難以充分實(shí)現(xiàn)超高速旋轉(zhuǎn)或輕量化。 而且，專利文獻(xiàn)2或?qū)＠墨I(xiàn)3的技術(shù)使DLC密接在鋁基材的表面形成的樹脂材料或Ni-P鍍敷層的表面上，但通常廣為周知的情況是DLC難以密接在金屬材料的表面上，為了確保密接性而需要對基底層想辦法?；讓觾H為樹脂材料或Ni-P鍍敷層的話，暴露在由新制冷劑形成的高壓氣體下，在假定滑動(dòng)產(chǎn)生的相當(dāng)?shù)陌l(fā)熱的使用條件下，具有無法長期及穩(wěn)定地維持密接性的危險(xiǎn)性。尤其是鋁基材與鐵相比，十分軟，表面的DLC為硬質(zhì)，因此假定硬質(zhì)的DLC在高壓條件下接受到滑動(dòng)時(shí)，DLC使基底層或鋁基材變形，或根據(jù)變形的程度而DLC也存在剝離的危險(xiǎn)性。此外，在專利文獻(xiàn)2的技術(shù)中，將歐氏環(huán)形成為鐵系材料的理由是，在壓縮機(jī)的滑動(dòng)構(gòu)件進(jìn)行超高速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下要減小偏心質(zhì)量時(shí)，在回旋渦盤的情況下為了進(jìn)行偏心旋轉(zhuǎn)，而結(jié)構(gòu)性地具有質(zhì)量的平衡，由此能夠消除偏心質(zhì)量，但關(guān)于歐氏環(huán)，由于進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)而限制回旋渦盤的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而使壓縮機(jī)進(jìn)行回旋運(yùn)動(dòng)，因此在結(jié)構(gòu)上無法具有質(zhì)量的平衡，從而無法消除偏心質(zhì)量。然而，在為了減小電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩負(fù)載而減小旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的慣性質(zhì)量的觀點(diǎn)下，關(guān)于歐氏環(huán)，輕量化的情況有利，而且能夠有助于壓縮機(jī)整體的小型化 輕量化，因此更優(yōu)選。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決這種問題點(diǎn)而作出，其技術(shù)性課題在于提供一種能夠有助于壓縮機(jī)整體的小型化 輕量化而耐久性及可靠性優(yōu)異，且能夠進(jìn)行適用新制冷劑的超高速運(yùn)轉(zhuǎn)的渦旋壓縮機(jī)。本發(fā)明為了解決上述技術(shù)性課題，提供ー種渦旋壓縮機(jī)，在密閉殼體內(nèi)使回旋渦盤的渦卷體與固定渦盤的渦卷體相互嚙合，曲軸成為將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)部安裝在大致中央部的旋轉(zhuǎn)主軸，在該曲軸的一端側(cè)隔著框架而安裝該回旋渦盤，并且在該回旋渦盤與該框架之間配置歐氏環(huán)，當(dāng)該曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，該歐氏環(huán)對該回旋渦盤的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行限制，從而使渦旋壓縮機(jī)進(jìn)行回旋運(yùn)動(dòng)，所述渦旋壓縮機(jī)的特征在于，歐氏環(huán)以鋁合金為基材，并在該鋁合金基材的表面上依次形成用于提高密接性的粘合層、用于彌補(bǔ)該鋁合金基材的硬度的緩沖層、及硬質(zhì)的類金剛石碳層而成。在該渦旋壓縮機(jī)中，優(yōu)選的是，鋁合金由氧化膜覆蓋。另外，上述渦旋壓縮機(jī)的一實(shí)施形態(tài)的特征在于，在緩沖層與DLC層之間夾設(shè)傾斜層，該傾斜層是金屬的含量從鋁合金基材朝向外側(cè)減少、且碳的含量從該鋁合金基材朝向該外側(cè)增加的由碳及金屬的混合物或金屬碳化物構(gòu)成的傾斜層。此外，上述渦旋壓縮機(jī)的另ー實(shí)施形態(tài)的特征在于，在緩沖層與DLC層之間夾設(shè)傾斜層，該傾斜層是第一金屬的含量從鋁合金基材朝向外側(cè)減少、且碳及與該第一金屬不同的第二金屬的含量從該鋁合金基材朝向該外側(cè)増加的由金屬的混合物或金屬碳化物構(gòu)成的傾斜層。而且，上述渦旋壓縮機(jī)的另ー實(shí)施形態(tài)的特征在于，DLC層含有0. 5 4. 5at%的鋁。此處，優(yōu)選的是，鋁是從金屬、硼化物、碳化物、氮化物、氧化物、及氫氧化物中選擇的I個(gè)狀態(tài)。另外，上述渦旋壓縮機(jī)的又ー實(shí)施形態(tài)的特征在干，DLC層將SP2結(jié)合碳與SP3結(jié)合碳混雜而成。此外，作為上述渦旋壓縮機(jī)的再ー實(shí)施形態(tài)，優(yōu)選的是，對于回旋渦盤，也形成為與歐氏環(huán)同樣的材質(zhì)結(jié)構(gòu)。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的渦旋壓縮機(jī)，使歐氏環(huán)的基材為鋁合金且在其表面上夾設(shè)密接性良好而用于彌補(bǔ)硬度的基底層來形成硬質(zhì)的DLC層，因此與以往的鐵系材料的情況相比，能夠?qū)崿F(xiàn)約1/3的輕量化，并防止滑動(dòng)構(gòu)件間的膠粘磨損而實(shí)現(xiàn)耐磨損性的提高和低摩擦系數(shù)化，從而能夠減小旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的慣性質(zhì)量。而且，對于回旋渦盤，通過形成為同樣的材質(zhì)結(jié)構(gòu)，而能夠減少旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的偏心質(zhì)量。而且，能夠在不會(huì)導(dǎo)致鋁合金基材的強(qiáng)度下降的低溫度下對其表面包含基底層的硬質(zhì)的DLC層進(jìn)行覆膜形成處理。其結(jié)果是，能夠極カ減小電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩負(fù)載，因此能夠有助于整體的小型化 輕量化，能夠使耐久性及可靠性優(yōu)異且形成適用新制冷劑的超高速運(yùn)轉(zhuǎn)，從而能夠以低成本得到與使用弗利昂時(shí)同等的壓縮性能。


圖I是將本發(fā)明的實(shí)施例I的渦旋壓縮機(jī)的概略結(jié)構(gòu)沿著旋轉(zhuǎn)主軸的延伸方向剖切表示的側(cè)視圖。圖2是表示圖I所示的渦旋壓縮機(jī)具備的歐氏環(huán)的外觀的立體圖。圖3是表示圖I所示的渦旋壓縮機(jī)具備的歐氏環(huán)及回旋渦盤的材質(zhì)的多層結(jié)構(gòu)的一例的局部剖視圖。圖4是表示圖I所示的渦旋壓縮機(jī)具備的歐氏環(huán)及回旋渦盤的材質(zhì)的多層結(jié)構(gòu)的另一例的局部剖視圖。
具體實(shí)施例方式圖I是將本發(fā)明的實(shí)施例I的渦旋壓縮機(jī)的概略結(jié)構(gòu)沿著旋轉(zhuǎn)主軸的延伸方向剖切表示的側(cè)視圖。該渦旋壓縮機(jī)在基本結(jié)構(gòu)上如以往那樣周知，在密閉殼體(腔室)115設(shè)有用于安裝對新制冷劑氣體進(jìn)行吸入的吸入管113的吸入口和用于安裝進(jìn)行噴出的噴出管114的噴出口，在密閉殼體(腔室)115內(nèi)的端側(cè)安裝具有渦卷體的固定渦盤102，電動(dòng)機(jī)100由轉(zhuǎn)子(旋轉(zhuǎn)部)IlOa及定子(固定部)IlOb構(gòu)成，曲軸106成為將電動(dòng)機(jī)100的轉(zhuǎn)子IOOa安裝在大致中央部分的旋轉(zhuǎn)主軸，在曲軸106的軸向的一端側(cè)隔著框架105而安裝具有對方側(cè)的渦卷體的回旋渦盤101，在曲軸106的另一端側(cè)安裝由軸承支承板111及副軸承112構(gòu)成的軸支承構(gòu)件，由此形成組裝體，以回旋渦盤101的渦卷體與固定渦盤102的渦卷體相互嚙合的方式將該組裝體裝入到密閉殼體115內(nèi)的剰余的空間部分，從而成為將各部安裝、密閉而收納的結(jié)構(gòu)。在該密閉狀態(tài)下，在細(xì)部結(jié)構(gòu)上，對于安裝在回旋渦盤101的背面上的回旋軸承，插入由框架105的主軸承105a支承的曲軸106的偏心部106a，配置在回旋渦盤101與框架105之間的歐氏環(huán)107在曲軸106的旋轉(zhuǎn)時(shí)限制回旋渦盤101的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而使渦旋壓縮機(jī)進(jìn)行回旋運(yùn)動(dòng)。由固定渦盤102、回旋渦盤101及框架105形成的背壓室109內(nèi)的壓カ(背壓值)由差壓控制機(jī)構(gòu)109a控制，由此，形成為將回旋渦盤101對固定渦盤102按壓的狀態(tài)。差壓控制機(jī)構(gòu)109a的壓カ入口側(cè)與背壓室109連通，壓カ出口側(cè)與固定渦盤102的渦卷體的外周設(shè)置的固定外周槽連通。該固定外周槽與制冷劑氣體的吸入ロ連通，由此，固定外周槽內(nèi)始終成為吸入壓。 吸入管113用于取入制冷劑氣體，并與固定渦盤102連通。噴出管114用于將壓縮后的制冷劑氣體向外部噴出。在電動(dòng)機(jī)110的下部的軸承支承板111上安裝的副軸承112與框架105的主軸承105a —起對曲軸106進(jìn)行支承。順便提一下，密閉殼體115內(nèi)的曲軸106的軸向上的另一端側(cè)的小室被使用作為積存油的油積存室116。對這種結(jié)構(gòu)的渦旋壓縮機(jī)的壓縮動(dòng)作進(jìn)行說明。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)110而使轉(zhuǎn)子IOOa及曲軸106旋轉(zhuǎn)吋，伴隨于此，回旋渦盤101開始回旋運(yùn)動(dòng)。由于該動(dòng)作而回旋渦盤101及固定渦盤102的渦卷體嚙合，從而形成第一壓縮室及第ニ壓縮室。此時(shí)，從吸入管113流入的制冷劑氣體在第一壓縮室及第ニ壓縮室內(nèi)被壓縮。在第一壓縮室及第ニ壓縮室中，伴隨著曲軸106的旋轉(zhuǎn)，邊使容積向中央方向減少邊進(jìn)行壓縮動(dòng)作，由此高壓化的制冷劑氣體從形成于固定渦盤102的噴出ロ 108向密閉殼體115內(nèi)的噴出室103、104噴出，最終通過噴出管114向外部噴出。由于對框架105的主軸承105a等進(jìn)行潤滑后的油中含有氣體，而背壓室109的壓力上升，通過差壓控制機(jī)構(gòu)109a進(jìn)行控制，而相對于吸入壓カ成為恒定的壓カ差。該壓カ成為吸入壓カ與噴出壓力的中間程度的中間壓力，將回旋渦盤101向固定渦盤102按壓。在此時(shí)的按壓的作用下，回旋渦盤101的端板與固定渦盤102密接，通過回旋渦盤101的端板來進(jìn)行與背壓室109內(nèi)的中間壓カ的密封(seal)。在實(shí)施例I的渦旋壓縮機(jī)中使用的地球暖化系數(shù)(GWP)低的CO2或HFC152a等的新制冷劑由于換熱率比以往的弗利昂的情況低，因此若要得到與使用弗利昂的情況同等的壓縮功能，則需要増大容量或不改變?nèi)萘慷M(jìn)行超高速運(yùn)轉(zhuǎn)。如上述那樣為了増大容量而需要使壓縮機(jī)整體大型化，但所述方法違背現(xiàn)狀的小型化 輕量化的要求，因此實(shí)質(zhì)上不選取。因此，當(dāng)考察不改變?nèi)萘慷糜谶M(jìn)行超高速運(yùn)轉(zhuǎn)的條件時(shí)，優(yōu)選如專利文獻(xiàn)2或?qū)＠墨I(xiàn)3那樣對滑動(dòng)構(gòu)件的回旋渦盤101的材料想辦法，通過輕量化來減小偏心質(zhì)量，并減小旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的慣性質(zhì)量，從而極カ減小電動(dòng)機(jī)100的轉(zhuǎn)矩負(fù)載。但是，如專利文獻(xiàn)2或?qū)＠墨I(xiàn)3那樣在使回旋渦盤101的基材為鋁系材料、且將在其表面形成硬質(zhì)的DLC層用的基底層形成為樹脂材料或Ni-P鍍敷層的結(jié)構(gòu)中，存在無法長期及穩(wěn)定地維持密接性的擔(dān)心或DLC剝離的危險(xiǎn)性。即，通過專利文獻(xiàn)2或?qū)＠墨I(xiàn)3的方法進(jìn)行應(yīng)對時(shí)，在基本結(jié)構(gòu)上難以充分實(shí)現(xiàn)超高速運(yùn)轉(zhuǎn)和輕量化，而且在形成DLC層的滑動(dòng)構(gòu)件的耐久性方面也存在問題。因此，在實(shí)施例I的渦旋壓縮機(jī)中，應(yīng)注意到配置在回旋渦盤101與框架105之間的歐氏環(huán)107的材質(zhì)的改良。圖2是表示上述的渦旋壓縮機(jī)具備的歐氏環(huán)107的外觀的立體圖。該歐氏環(huán)107在外觀上是以往那樣的大致圓環(huán)狀的形狀。在回旋渦盤101側(cè)的面的外周緣上，用于對回旋渦盤101的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行限制的凸?fàn)畹幕匦齻?cè)鍵107a設(shè)置在通過中心的徑向上的兩個(gè)部位。而且，在框架105側(cè)的面的外周緣上，凸?fàn)畹目蚣軅?cè)鍵107b也設(shè)置在與回旋側(cè)鍵107a正交的通過中心的徑向上的兩個(gè)部位。此處的歐氏環(huán)107以鋁合金為基材，并在該鋁合金基材的表面上依次形成用于提 高密接性的粘合層(導(dǎo)電層)、用于彌補(bǔ)鋁合金基材的硬度的緩沖層、及硬質(zhì)的DLC層。而且，關(guān)于回旋渦盤101，也為同樣的材質(zhì)結(jié)構(gòu)。無論如何，此處的鋁合金都可以由氧化膜覆
至Jhl o其中，可以例示粘合層(導(dǎo)電層)含有ー種鉻(Cr)或鈦(Ti)的金屬的情況。緩沖層可以例示含有一種鉻氮化物(CrN)、鉻碳化物(CrC)、鈦氮化物(TiN)、鈦碳化物(TiC)的情況。然而，在上述的緩沖層與DLC層之間也可以夾設(shè)使金屬為鋁(Al)、鉻(Cr)、鈦(Ti)中的I種、使該金屬的含量從鋁合金基材朝向外側(cè)減少、并使碳的含量從鋁合金基材朝向外側(cè)增加的碳及金屬的混合物或金屬碳化物構(gòu)成的傾斜層?；蛘咴诰彌_層與DLC層之間也可以夾設(shè)使第一金屬及第ニ金屬為鋁(Al)、鉻(Cr)、鈦(Ti)中的I種、使第一金屬的含量從鋁合金基材朝向外側(cè)減少、并使碳及與第一金屬不同的第二金屬的含量從鋁合金基材朝向外側(cè)增加的金屬的混合物或金屬碳化物構(gòu)成的傾斜層。另外，DLC層也可以含有0.5 4. 5at%的鋁。但是，此處鋁優(yōu)選為從金屬、硼化物、碳化物、氮化物、氧化物、及氫氧化物中選擇的I個(gè)狀態(tài)。而且，DLC層也可以將SP2結(jié)合碳與SP3結(jié)合碳混雜而成。在鋁合金基材的表面上對上述的材質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行多層化形成而制造這種滑動(dòng)構(gòu)件即歐氏環(huán)107或回旋渦盤101時(shí)，只要實(shí)施如下的第一エ序和第二エ序即可，該第一エ序是通過濺射法或離子鍍膜法而在鋁合金基材的表面上形成粘合層(導(dǎo)電層)的エ序，該第二エ序是在對鋁合金基材施加偏壓的狀態(tài)下、在粘合層(導(dǎo)電層)上形成用于提高密接性并彌補(bǔ)硬度的緩沖層(根據(jù)需要在緩沖層上還形成傾斜層)、從而在緩沖層上(或傾斜層上)形成DLC層(根據(jù)需要而預(yù)先含有鋁或混雜有SP2結(jié)合碳及SP3結(jié)合碳)的エ序。無論如何，為了減少旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的偏心質(zhì)量而將滑動(dòng)構(gòu)件即歐氏環(huán)107或回旋渦盤101僅形成為鋁合金基材的話，若考慮到通常鋁合金為軟質(zhì)且滑動(dòng)性差、滑動(dòng)速度増大而發(fā)熱量也増大的情況，則無法得到能耐受超高速運(yùn)轉(zhuǎn)的耐磨損性。而且，僅通過使歐氏環(huán)107及回旋渦盤107為同種金屬材料(都為鋁合金材料)的話，回旋渦盤101與歐氏環(huán)107的回旋側(cè)鍵107a容易引起膠粘磨損，成為不良情況。因此，對于歐氏環(huán)107及回旋渦盤101，不僅形成為鋁合金基材，而且利用上述的材質(zhì)結(jié)構(gòu)在表面上形成硬質(zhì)的DLC層，由此能夠防止膠粘磨損而減少滑動(dòng)引起的發(fā)熱。順便提ー下，鋁合金由于彈性系數(shù)小且線膨脹系數(shù)大，僅對硬質(zhì)的DLC層進(jìn)行覆膜處理的話，容易產(chǎn)生剝離，因此夾設(shè)粘合層(導(dǎo)電層)或傾斜層來確保密接性和硬度，在防止剝離上至關(guān)重要。而且，在形成基底層時(shí)，處理溫度高的CVD處理等會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)度下降，因此適用困難。圖3是表示此處的歐氏環(huán)107及回旋渦盤101的材質(zhì)的多層結(jié)構(gòu)的一例的局部剖視圖。參照圖3，此處的多層結(jié)構(gòu)是 在表面由氧化膜覆蓋的基于鋁合金基材的歐氏環(huán)107及回旋渦盤101的表面上(即，鋁合金基材的氧化膜上)依次形成粘合層(導(dǎo)電層)、緩沖層、傾斜層及DLC層而成的結(jié)構(gòu)。圖4是表示此處的歐氏環(huán)107及回旋渦盤101的材質(zhì)的多層結(jié)構(gòu)的另一例的局部首1J視圖。參照圖4，此處的多層結(jié)構(gòu)是在表面未由氧化膜覆蓋的基于鋁合金基材的歐氏環(huán)107及回旋渦盤101的表面上依次形成粘合層(導(dǎo)電層)、緩沖層、傾斜層及DLC層而成的結(jié)構(gòu)。在具備上述的多層結(jié)構(gòu)及材質(zhì)結(jié)構(gòu)的歐氏環(huán)107及回旋渦盤101的渦旋壓縮機(jī)中，基本上使歐氏環(huán)107的基材為鋁合金且在其表面上夾設(shè)密接性良好而用于彌補(bǔ)硬度的基底層來形成硬質(zhì)的DLC層，因此與以往的鐵系材料的情況相比，能夠?qū)崿F(xiàn)約1/3的輕量化，并防止滑動(dòng)構(gòu)件間的膠粘磨損而實(shí)現(xiàn)耐磨損性的提高和低摩擦系數(shù)化，從而能夠減小旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的慣性質(zhì)量。而且，對于回旋渦盤101，通過形成為同樣的多層結(jié)構(gòu)及材質(zhì)結(jié)構(gòu)，而能夠減少旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的偏心質(zhì)量。而且，能夠在不會(huì)導(dǎo)致鋁合金基材的強(qiáng)度下降的低溫度下對其表面包含基底層的硬質(zhì)的DLC層進(jìn)行覆膜形成處理。其結(jié)果是，能夠極カ減小電動(dòng)機(jī)100的轉(zhuǎn)矩負(fù)載，因此能夠有助于壓縮機(jī)整體的小型化 輕量化，能夠使耐久性及可靠性優(yōu)異且形成適用新制冷劑的超高速運(yùn)轉(zhuǎn)(在向電動(dòng)機(jī)100的驅(qū)動(dòng)信號下頻率為200Hz左右)，能夠以低成本得到與使用弗利昂時(shí)同等的壓縮性能。符號說明101回旋渦盤102固定渦盤103、104 噴出室105 框架105a 主軸承106 曲軸106a 偏心部IO7歐氏環(huán)107a回旋側(cè)鍵107b框架側(cè)鍵108 噴出 ロ109背壓室109a差壓控制機(jī)構(gòu)110電動(dòng)機(jī)IlOa 轉(zhuǎn)子
IlOb 定子111軸承支承板112副軸承
113吸入管114噴出管115密閉殼體(腔室)116油積存室
權(quán)利要求
1.ー種渦旋壓縮機(jī)，在密閉殼體內(nèi)使回旋渦盤的渦卷體與固定渦盤的渦卷體相互嚙合，曲軸成為將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)部安裝在大致中央部的旋轉(zhuǎn)主軸，在該曲軸的一端側(cè)隔著框架而安裝該回旋渦盤，并且在該回旋渦盤與該框架之間配置歐氏環(huán)，在該曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，該歐氏環(huán)對該回旋渦盤的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行限制，從而使所述渦旋壓縮機(jī)進(jìn)行回旋運(yùn)動(dòng)，所述渦旋壓縮機(jī)的特征在干， 所述歐氏環(huán)以鋁合金為基材，并在該鋁合金基材的表面上依次形成用于提高密接性的粘合層、用于彌補(bǔ)該鋁合金基材的硬度的緩沖層、及硬質(zhì)的類金剛石碳層而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在干， 所述鋁合金由氧化膜覆蓋。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在干， 在所述緩沖層與所述類金剛石碳層之間夾設(shè)傾斜層，該傾斜層是金屬的含量從所述鋁合金基材朝向外側(cè)減少、且碳的含量從該鋁合金基材朝向該外側(cè)増加的由碳及金屬的混合物或金屬碳化物構(gòu)成的傾斜層。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在干， 在所述緩沖層與所述類金剛石碳層之間夾設(shè)傾斜層，該傾斜層是第一金屬的含量從所述鋁合金基材朝向外側(cè)減少、且碳及與該第一金屬不同的第二金屬的含量從該鋁合金基材朝向該外側(cè)增加的由金屬的混合物或金屬碳化物構(gòu)成的傾斜層。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在干， 所述類金剛石碳層含有0. 5 4. 5at%的鋁。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在干， 所述鋁是從金屬、硼化物、碳化物、氮化物、氧化物、及氫氧化物中選擇出的I個(gè)狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在干， 所述類金剛石碳層由SP2結(jié)合碳與SP3結(jié)合碳混雜而成。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在干， 所述回旋渦盤以所述鋁合金為基材并在該鋁合金基材的表面上依次形成所述粘合層、所述緩沖層、及所述類金剛石碳層而成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在干， 所述鋁合金由氧化膜覆蓋。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在干， 在所述緩沖層與所述類金剛石碳層之間夾設(shè)傾斜層，該傾斜層是金屬的含量從所述鋁合金基材朝向外側(cè)減少、且碳的含量從該鋁合金基材朝向該外側(cè)増加的由碳及金屬的混合物或金屬碳化物構(gòu)成的傾斜層。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在干， 在所述緩沖層與所述類金剛石碳層之間夾設(shè)傾斜層，該傾斜層是第一金屬的含量從所述鋁合金基材朝向外側(cè)減少、且碳及與該第一金屬不同的第二金屬的含量從該鋁合金基材朝向該外側(cè)增加的由金屬的混合物或金屬碳化物構(gòu)成的傾斜層。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在干， 所述類金剛石碳層含有0. 5 4. 5at%的鋁。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在干，所述鋁是從金屬、硼化物、碳化物、氮化物、氧化物、及氫氧化物中選擇出的I個(gè)狀態(tài)。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在干，所述類金剛石碳層由SP2結(jié)合碳與SP3結(jié)合碳混雜而成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠有助于整體的小型化·輕量化而耐久性及可靠性優(yōu)異，且能夠進(jìn)行適用新制冷劑的超高速運(yùn)轉(zhuǎn)的渦旋壓縮機(jī)。在該渦旋壓縮機(jī)中，使歐氏環(huán)(107)的基材為鋁合金且在其表面上夾設(shè)密接性良好而用于彌補(bǔ)硬度的基底層來形成硬質(zhì)的DLC層，因此與以往的鐵系材料的情況相比，能夠?qū)崿F(xiàn)約1/3的輕量化，并防止滑動(dòng)構(gòu)件間的膠粘磨損而實(shí)現(xiàn)耐磨損性的提高和低摩擦系數(shù)化，從而能夠減小旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的慣性質(zhì)量。而且，對于回旋渦盤(101)，通過形成為同樣的材質(zhì)結(jié)構(gòu)，而能夠減少旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的偏心質(zhì)量。由此，能夠極力減小電動(dòng)機(jī)(100)的轉(zhuǎn)矩負(fù)載，能夠有助于整體的小型化·輕量化，能夠使耐久性及可靠性優(yōu)異且形成適用新制冷劑的超高速運(yùn)轉(zhuǎn)，能夠得到與使用弗利昂時(shí)同等的壓縮性能。
文檔編號F04C18/02GK102770668SQ20108006363
公開日2012年11月7日 申請日期2010年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日
發(fā)明者中島昌一, 岡本和孝, 岡本晉哉, 小山昌喜, 小山田具永, 柳瀨裕一, 馬場 升 申請人:株式會(huì)社日立制作所