專利名稱：壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件、滑動(dòng)部件基體、渦旋部件以及壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓縮機(jī)、壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件(渦旋部件、氣缸體、活塞和滾筒等)以及滑動(dòng)部件基體(渦旋部件基體、氣缸體基體、活塞基體和滾筒基體等)。

背景技術(shù)：
過去提案有這樣的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件的制造方法“通過半熔融壓鑄成型法制造壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件基體”(例如，參考專利文獻(xiàn)1)。并且，若采用該制造方法，與采用砂模鑄造方法的情況相比，能夠得到高抗拉強(qiáng)度且高硬度的成型品。
專利文獻(xiàn)1日本特開2005-36693號公報(bào) 專利文獻(xiàn)2日本實(shí)開平4-134686號公報(bào) 但是，例如在渦旋式壓縮機(jī)中，考慮到運(yùn)行過程中的變形，一般會將渦旋齒頂?shù)那岸嗽O(shè)定為開設(shè)有初始間隙。這是因?yàn)?，在運(yùn)行過程中，與渦旋齒頂?shù)囊徊糠纸佑|時(shí)，除齒頂之外的其他部位會產(chǎn)生較大間隙，或者使推力軸承面發(fā)生浮動(dòng)而不能發(fā)揮功能，又或者使動(dòng)渦旋盤被夾在固定渦旋盤和其他部件之間，從而產(chǎn)生損傷或者性能降低等問題。然而，由于部件的加工公差、幾何公差、配合公差決定的組裝起來的狀況以及渦旋內(nèi)部的溫度上升都有可能在運(yùn)行過程中引起齒頂?shù)慕佑|。該接觸狀態(tài)可以通過以下方式逐漸消除運(yùn)行壓縮機(jī)，使固定渦旋盤或者動(dòng)渦旋盤所接觸一方的渦旋盤側(cè)的齒頂前端磨損(該現(xiàn)象稱為“磨合”)。即，動(dòng)渦旋盤和固定渦旋盤的硬度并不是越大越好，而是要具有能夠在盡量短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生“磨合”且能夠在運(yùn)行中足以發(fā)揮充分的耐久性的硬度。另外，在動(dòng)渦旋盤和固定渦旋盤的硬度非常大的情況下，耐燒結(jié)性劣化，在抽空運(yùn)行(安裝時(shí)忘記打開封閉閥或者轉(zhuǎn)移安裝時(shí)進(jìn)行制冷劑回收運(yùn)行時(shí)容易發(fā)生)或者氣體不足運(yùn)行(在發(fā)生制冷劑填充不足或者從配管泄漏等情況下出現(xiàn))時(shí)，渦旋式壓縮機(jī)的渦旋齒的齒頂和齒根(特別是中心部)產(chǎn)生燒結(jié)，壓縮機(jī)可能產(chǎn)生故障而不得不進(jìn)行更換。另一方面，在動(dòng)渦旋盤和固定渦旋盤的硬度非常低的情況下，其耐磨損性也惡化，在短時(shí)間的異常運(yùn)行(抽空運(yùn)行或者氣體燃料不足運(yùn)行等)中發(fā)生異常磨損(數(shù)十μm級)，使得在正常運(yùn)行時(shí)渦旋部前端的間隙變得過大，性能降低，在極端情況下可能會由于氣體泄漏引起的性能降低使噴出氣體的溫度過度上升，從而使壓縮機(jī)無法運(yùn)行。此外，由于通常動(dòng)渦旋盤和固定渦旋盤的渦旋部需要進(jìn)行端銑加工，因此若其硬度非常高，則容易出現(xiàn)工具壽命和切削阻力方面的問題。即，動(dòng)渦旋盤和固定渦旋盤需要具有在需要進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)能夠確保充分的被切削性且在完成后足以能發(fā)揮充分的耐久性的硬度。另一方面，若動(dòng)渦旋盤和固定渦旋盤的硬度非常低，則動(dòng)渦旋盤和固定渦旋盤的延展性會過大，因而有可能容易產(chǎn)生積屑瘤而使切屑處理性下降的問題。因而，從此觀點(diǎn)來看，動(dòng)渦旋盤和固定渦旋盤等需要具有適當(dāng)?shù)挠捕取?br> 此外，這種硬度的適當(dāng)化對于擺動(dòng)式壓縮機(jī)的氣缸體和活塞、旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的氣缸體和滾筒來說是同樣的。特別是由于擺動(dòng)式壓縮機(jī)的氣缸體和活塞始終在相同位置接觸，因此氣缸體和活塞的硬度適當(dāng)化與渦旋式壓縮機(jī)的渦旋部件的硬度適當(dāng)化同等重要。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題是提供一種滑動(dòng)部件以及組裝有該滑動(dòng)部件的壓縮機(jī)，該滑動(dòng)部件具有高抗拉強(qiáng)度，能夠在運(yùn)行時(shí)發(fā)揮充分的耐久性，且易于在盡量短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生“磨合”，且在異常運(yùn)行時(shí)不會產(chǎn)生燒結(jié)。此外，本發(fā)明的另一課題是提供顯示出良好的切削性的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件基體。
第一發(fā)明所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件的碳含量為2.0重量％～2.7重量％，硅含量為1.0重量％～3.0重量％，其余部分由含有不可避免的雜質(zhì)的鐵構(gòu)成，并且石墨比片狀石墨鑄鐵的片狀石墨小，所述滑動(dòng)部件的至少一部分的硬度大于HRB90且小于HRB100。另外，所述滑動(dòng)部件的硬度優(yōu)選大于HRB90且小于HRB95。此外，硬度的調(diào)整可以通過成型后的熱處理來實(shí)現(xiàn)。另外，此處所稱“滑動(dòng)部件”是指壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件，例如渦旋式壓縮機(jī)的動(dòng)渦旋盤、固定渦旋盤、軸承、旋轉(zhuǎn)軸(曲軸)、自轉(zhuǎn)防止部件以及滑動(dòng)軸承(滑塊)、以及擺動(dòng)式壓縮機(jī)或回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的氣缸體、前蓋、后蓋、中板以及旋轉(zhuǎn)軸(曲軸)、活塞、滾筒等。另外，在“滑動(dòng)部件”為擺動(dòng)式壓縮機(jī)或回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的氣缸體時(shí)，至少形成氣缸孔的壁部的硬度大于HRB90且小于HRB100即可。另外，若滑動(dòng)部件的硬度在HRB90以下，則滑動(dòng)部件的耐磨損性惡化，在短時(shí)間的異常運(yùn)行(抽空運(yùn)行或者氣體不足運(yùn)行等)中會發(fā)生異常磨損(數(shù)十μm級)，使得在正常運(yùn)行時(shí)渦旋部前端的間隙變得過大，性能降低，在極端的情況下可能會由于氣體泄漏引起的性能降低使噴出氣體的溫度過度上升，從而使壓縮機(jī)無法運(yùn)行，此外，滑動(dòng)部件為渦旋部件時(shí)，有可能不能充分發(fā)揮由抗拉強(qiáng)度提高產(chǎn)生的渦旋部的高抗拉強(qiáng)度化效果。另一方面，若滑動(dòng)部件的硬度在HRB100以上，則滑動(dòng)部件的耐燒結(jié)性劣化，滑動(dòng)部件為渦旋部件時(shí)，有可能在異常運(yùn)行(抽空運(yùn)行或者氣體不足運(yùn)行)時(shí)在渦旋部發(fā)生燒結(jié)，使壓縮機(jī)產(chǎn)生故障而不得不進(jìn)行更換。硬度在大于HRB90小于HRB100的范圍內(nèi)大致相當(dāng)于基體組成中的鐵素體面積率在50％到5％的范圍。并且，大致相當(dāng)于基體組成中的石墨面積率在6％到2％的范圍。此外，硬度在大于HRB90且小于HRB95的范圍大致相當(dāng)于基體組成中的鐵素體面積率在小于50％且大于25％的范圍。并且，大致相當(dāng)于基體組成中的石墨面積率在小于6％且大于3％的范圍。此外，這種壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件通過如下方法進(jìn)行制造對上述鐵進(jìn)行半熔融壓鑄成型、半凝固壓鑄成型或者金屬模具鑄造成型后，使該成型物急冷，并使其整體成為白口鑄鐵，然后通過熱處理來調(diào)節(jié)其硬度。另外，在通過半熔融壓鑄成型或半凝固壓鑄成型而成型這種壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件時(shí)，其成型物可以近終形化(Near Net Shape，形成接近產(chǎn)品的最終形狀的形狀)。另一方面，通過金屬模具鑄造成型而成型這種壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件時(shí)，其成型物可以通過精密機(jī)械加工而修整成最終形狀。
但是，將具有上述那樣成分的鐵通過半熔融壓鑄成型、半凝固壓鑄成型或者金屬模具鑄造成型后，進(jìn)行急冷使其整體成為白口鑄鐵，這樣得到的成型品可以通過熱處理自由地調(diào)整其抗拉強(qiáng)度。進(jìn)而可知通過該熱處理制造出的成型品的抗拉強(qiáng)度與其硬度之間存在比例關(guān)系。亦即，硬度在大于HRB90且小于HRB100的范圍大致相當(dāng)于抗拉強(qiáng)度在600MPa到900MPa的范圍。即，對成型品的抗拉強(qiáng)度的管理能夠由容易測定的硬度來實(shí)現(xiàn)。此外，滑動(dòng)部件為渦旋部件時(shí)，具有渦旋部的設(shè)計(jì)自由度大幅度提高且能夠?qū)崿F(xiàn)小徑化或者大容量化的優(yōu)點(diǎn)。因此，該壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件顯示出比片狀石墨鑄鐵的滑動(dòng)部件的抗拉強(qiáng)度還要高的抗拉強(qiáng)度。此外，根據(jù)本發(fā)明人得到的試驗(yàn)結(jié)果可以明確，當(dāng)硬度在大于HRB90且小于HRB100的范圍內(nèi)的情況下，在壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)，該滑動(dòng)部件能夠表現(xiàn)出充分的耐久性，且能夠在盡量短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生“磨合”，且在異常運(yùn)行時(shí)不會產(chǎn)生燒結(jié)。此外，由于滑動(dòng)部件表現(xiàn)出適當(dāng)?shù)挠捕龋蚨哂谢瑒?dòng)部件不易出現(xiàn)劃傷且使用方便的優(yōu)點(diǎn)。總而言之，該壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件的抗拉強(qiáng)度高，能夠在運(yùn)行時(shí)表現(xiàn)出充分的耐久性，且能夠在盡量短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生“磨合”，且在異常運(yùn)行時(shí)不會產(chǎn)生燒結(jié)。另外，由于是將具有上述那樣成分的鐵通過半熔融壓鑄成型、半凝固壓鑄成型或者金屬模具鑄造成型后進(jìn)行急冷，使其整體成為白口鑄鐵，隨后通過熱處理制造出該壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件，因此，通過各部分壁厚的減少而實(shí)現(xiàn)小徑化，從而可以降低應(yīng)力損失和實(shí)現(xiàn)大容量化，并且由于與灰口鑄鐵(FC)相比韌性優(yōu)良，因此不易因突發(fā)性的內(nèi)壓上升或異物咬入而產(chǎn)生損傷，假使產(chǎn)生損傷也不易出現(xiàn)細(xì)小的碎屑，因而具有無需清洗配管的優(yōu)點(diǎn)等。亦即，可以說這種壓縮機(jī)是專門面向需要更新的壓縮機(jī)的。
在第一發(fā)明所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件的基礎(chǔ)上，第二發(fā)明所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件是通過半熔融壓鑄成型或者半凝固壓鑄成型而成型后進(jìn)行急冷，進(jìn)而隨后進(jìn)行熱處理而制造出來的。
該壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件是通過半熔融壓鑄成型或者半凝固壓鑄成型而成型后進(jìn)行急冷，進(jìn)而在之后進(jìn)行熱處理而制造出來的。因此，該滑動(dòng)部件基體可以近終形化。因此，能夠削減機(jī)械加工費(fèi)，以更為低廉的成本制造出該壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件。
在第一發(fā)明所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件的基礎(chǔ)上，第三發(fā)明所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件是通過金屬模具鑄造成型而成型后進(jìn)行急冷，進(jìn)而隨后進(jìn)行熱處理而制造出來的。
該壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件是通過金屬模具鑄造成型而成型后進(jìn)行急冷，進(jìn)而隨后進(jìn)行熱處理而制造出來的。因此，成型過程中所需的壓力較低即可完成制造。因此，無需壓鑄成型所需的沖壓裝置和加熱裝置，能夠降低在設(shè)備上花費(fèi)的費(fèi)用。其結(jié)果是，能夠削減成型加工費(fèi)，以更為低廉的成本制造出該壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件。
在第一發(fā)明至第三發(fā)明中的任一項(xiàng)所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件的基礎(chǔ)上，第四發(fā)明所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件的抗拉強(qiáng)度與楊氏模量的比值在0.0046以下。另外，優(yōu)選楊氏模量為175～190GPa。
與稱作FC250的現(xiàn)有材料相比，通過將半熔融(半凝固)狀態(tài)的鐵原料壓入到金屬模具中制造鑄件的壓鑄方法生成的工件，可以通過在預(yù)定溫度下保持預(yù)定時(shí)間或調(diào)節(jié)冷卻速度的熱處理來提高抗拉強(qiáng)度。
然而，本申請發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，將抗拉強(qiáng)度提高到以往沒有的水平后，如果像至今為止那樣僅從是否會產(chǎn)生疲勞損傷的強(qiáng)度的觀點(diǎn)來確定渦旋部件的渦旋部的高度(H)和厚度(T)之比即比值(H/T)，就會產(chǎn)生其他問題。即，如果為了確保強(qiáng)度而使比值(H/T)過大，雖然強(qiáng)度方面沒有問題了，但是進(jìn)行切削加工時(shí)渦旋部的變形增大過多，因此會產(chǎn)生以下問題由于無法加大端銑等的加工余量或者切削進(jìn)給，因而導(dǎo)致加工時(shí)間變長；由于壓縮機(jī)運(yùn)行過程中渦旋部的變形量(撓曲量)變大使得性能降低；由于與對方渦旋盤接觸而使得噪音增大。
有鑒于此，在本發(fā)明中，當(dāng)考慮從加工時(shí)間、性能降低、噪音這些觀點(diǎn)來看必需的渦旋部變形量上限來確定渦旋部的比值(H/T)時(shí)，從疲勞強(qiáng)度的觀點(diǎn)來探討抗拉強(qiáng)度為何值時(shí)是充分的，并基于這一探討，來確定抗拉強(qiáng)度相對于熱處理后的渦旋部件的楊氏模量的比值，使得不會花費(fèi)成本通過熱處理來過度增大強(qiáng)度。具體來說，通過使抗拉強(qiáng)度相對于楊氏模量的比值在0.0046以下，能夠抑制由熱處理引起的強(qiáng)度提高的程度。由于這樣確定了抗拉強(qiáng)度相對于楊氏模量的比值，因此本發(fā)明所述的渦旋部件能夠避免花費(fèi)成本和時(shí)間進(jìn)行熱處理而導(dǎo)致渦旋部強(qiáng)度過度增大的現(xiàn)象發(fā)生，從而能夠適度地進(jìn)行熱處理。
另外，如果為了將強(qiáng)度抑制得較低，反而要在熱處理上花費(fèi)時(shí)間，就本末倒置了，此外，若金相組織的鐵素體率升高，就會產(chǎn)生耐磨損性降低的問題，因此優(yōu)選抗拉強(qiáng)度相對于楊氏模量的比值在0.0033以上。
此外，在將這種渦旋部件組裝到渦旋式壓縮機(jī)中，且該渦旋式壓縮機(jī)組裝到使用R410A作為制冷劑的冷凍裝置的制冷劑回路中的情況下，優(yōu)選渦旋部的與平板部正交的方向上的長度(以下稱為渦旋部的高度(H))除以渦旋部的厚度(以下稱為渦旋部的厚度(T))所得的值在19以下。此外，在將這種渦旋部件組裝到渦旋式壓縮機(jī)中，且該渦旋式壓縮機(jī)組裝到使用二氧化碳作為制冷劑的冷凍裝置的制冷劑回路中的情況下，優(yōu)選渦旋部的高度(H)除以渦旋部的厚度(T)所得的值在8以下。以上是由于，若渦旋部的高度(H)相對于渦旋部的厚度(T)變得更高，使得渦旋部相對于渦旋部的高度變得薄壁化，則會導(dǎo)致渦旋部的剛性(楊氏模量)不足。另外，通過半熔融/半凝固壓鑄而成型的強(qiáng)度大于現(xiàn)有的使用FC250材料的情況下的強(qiáng)度，因此在將這種渦旋部件組裝到渦旋式壓縮機(jī)中，且該渦旋式壓縮機(jī)組裝到使用R410A作為制冷劑的冷凍裝置的制冷劑回路中的情況下，優(yōu)選使比值(H/T)在10以上以實(shí)現(xiàn)渦旋部的薄壁化，而在將這種渦旋部件組裝到渦旋式壓縮機(jī)中，且該渦旋式壓縮機(jī)組裝到使用二氧化碳作為制冷劑的冷凍裝置的制冷劑回路中的情況下，優(yōu)選使比值(H/T)在2以上以實(shí)現(xiàn)渦旋部的薄壁化。
在第一發(fā)明至第四發(fā)明所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件的基礎(chǔ)上，第五發(fā)明所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件的一部分，例如應(yīng)力集中部或滑動(dòng)部，實(shí)施局部熱處理。另外，此處所謂的“局部熱處理”是利用高頻加熱方法或者激光加熱方法等而進(jìn)行的。此外，當(dāng)該滑動(dòng)部件為組裝到采用二氧化碳或R410A等高壓制冷劑作為制冷劑的冷凍裝置的制冷劑回路中的壓縮機(jī)的曲軸時(shí)，優(yōu)選對偏心軸部和主軸部實(shí)施局部熱處理。此外，在該曲軸的主軸部和偏心軸部之間設(shè)有切口部時(shí)，優(yōu)選對切口部的周邊部實(shí)施局部熱處理。另外，優(yōu)選曲軸與配重一體成型。此外，當(dāng)該滑動(dòng)部件為組裝到采用二氧化碳或R410A等高壓制冷劑作為制冷劑的冷凍裝置的制冷劑回路中的渦旋式壓縮機(jī)的內(nèi)驅(qū)動(dòng)型動(dòng)渦旋部件時(shí)，優(yōu)選對內(nèi)驅(qū)動(dòng)用銷軸部實(shí)施局部熱處理。此外，當(dāng)該滑動(dòng)部件為組裝到采用二氧化碳或R410A等高壓制冷劑作為制冷劑的冷凍裝置的制冷劑回路中的渦旋式壓縮機(jī)的自轉(zhuǎn)防止部件(例如十字滑環(huán)(十字頭聯(lián)軸器)等)時(shí)，優(yōu)選對作為滑動(dòng)部分的鍵部實(shí)施局部熱處理。此外，當(dāng)該滑動(dòng)部件為組裝到采用二氧化碳或R410A等高壓制冷劑作為制冷劑的冷凍裝置的制冷劑回路中的擺動(dòng)式壓縮機(jī)的氣缸體時(shí)，優(yōu)選對形成襯套收納孔的壁部實(shí)施局部熱處理。此外，當(dāng)該滑動(dòng)部件為組裝到采用二氧化碳或R410A等高壓制冷劑作為制冷劑的冷凍裝置的制冷劑回路中的擺動(dòng)式壓縮機(jī)的活塞時(shí)，優(yōu)選對葉片部的根部的周邊部或者在葉片部的根部形成的切口部的周邊部實(shí)施局部熱處理。此外，當(dāng)該滑動(dòng)部件為組裝到采用二氧化碳或R410A等高壓制冷劑作為制冷劑的冷凍裝置的制冷劑回路中的回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的氣缸體時(shí)，優(yōu)選對形成葉片收納孔的壁部實(shí)施局部熱處理。
對該壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件的一部分，例如應(yīng)力集中部或滑動(dòng)部等實(shí)施局部熱處理。因此，能夠使該滑動(dòng)部件的應(yīng)力集中部或滑動(dòng)部等具有充分的疲勞強(qiáng)度和耐磨損性。亦即，這種滑動(dòng)部件應(yīng)對高壓制冷劑(例如二氧化碳等)特別有效。此外，由于局部熱處理部分的強(qiáng)度提高，因此能夠?qū)崿F(xiàn)局部熱處理部分的薄壁輕量化。
在第五發(fā)明所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件的基礎(chǔ)上，第六發(fā)明所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件的實(shí)施了局部熱處理后的部位的硬度大于HRC50且小于HRC65。
該壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件的實(shí)施了局部熱處理后的部位的硬度大于HRC50且小于HRC65。因此，例如，當(dāng)該壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件上存在軸承部等特別要求硬度的部分時(shí)，如果該部分的硬度大于HRC50且小于HRC65，則能夠充分抑制該部分的磨損。
在第五發(fā)明或者第六發(fā)明所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件的基礎(chǔ)上，第七發(fā)明所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件的被實(shí)施局部熱處理的部位為應(yīng)力集中部。另外，此處所謂的“應(yīng)力集中部”是指渦旋部件的渦旋部的根部的周邊部、在渦旋部件的平板部的第一板面?zhèn)鹊闹行母浇纬傻那锌诓?、以及渦旋部件的軸承部的根部的周邊部等。
該壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件的應(yīng)力集中部實(shí)施了局部熱處理。因此，在該壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件中，使需要滑動(dòng)性的滑動(dòng)部具有了良好的磨合性，并且使應(yīng)力集中部具有充分的疲勞強(qiáng)度。亦即，這種滑動(dòng)部件應(yīng)對高壓制冷劑(例如二氧化碳等)特別有效。
在第一發(fā)明到第七發(fā)明中的任一項(xiàng)所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件的基礎(chǔ)上，第八發(fā)明所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件采用具有凸部的成型模具進(jìn)行制造。凸部可使滑動(dòng)部件的中央附近的預(yù)定部分形成為薄壁。在滑動(dòng)部件的中央部分形成薄壁的預(yù)定部分。另外，此處所謂“預(yù)定部分”是指例如開口預(yù)定部分等。此外，壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件為渦旋部件時(shí)，“預(yù)定部分”是指用于在例如鏡板的中央附近的部分或中央附近開設(shè)排出孔的預(yù)定部分等。另外，此時(shí)，優(yōu)選凸部的高度設(shè)定為使渦旋部件的中央附近的預(yù)定部分的壁厚形成為4毫米以下的高度。此外，該滑動(dòng)部件為動(dòng)渦旋盤時(shí)，與實(shí)心圓桿的軸承部嵌合于驅(qū)動(dòng)軸內(nèi)側(cè)的內(nèi)驅(qū)動(dòng)型動(dòng)渦旋盤部件相比，具有與驅(qū)動(dòng)軸外側(cè)嵌合的軸承部的動(dòng)渦旋盤部件更能夠抑制氣孔的產(chǎn)生?；瑒?dòng)部件為實(shí)心圓桿的軸承部嵌合于動(dòng)渦旋盤部件的內(nèi)驅(qū)動(dòng)型動(dòng)渦旋盤部件時(shí)，優(yōu)選軸承部內(nèi)部的至少一部分由于凸部而不被鑄出。
在半熔融成型法中采用半熔融狀態(tài)的金屬材料進(jìn)行模具成型。因此，存在成型后的滑動(dòng)部件的厚壁部容易產(chǎn)生氣孔的問題。此外，在成型后的滑動(dòng)部件的基體內(nèi)部存在氣孔的狀態(tài)下，在對該基體進(jìn)行進(jìn)一步的開孔加工時(shí)，基體內(nèi)部的氣孔有可能通過開孔部分而露出于外部。氣孔露出于滑動(dòng)部件的外表面時(shí)，露出的氣孔部分易成為滑動(dòng)部件的疲勞破壞的起點(diǎn)，有可能對疲勞強(qiáng)度產(chǎn)生不良影響。
針對這種問題，在本發(fā)明中，通過采用具有凸部的成型模具，將金屬材料半熔融成型，從而在滑動(dòng)部件的中央附近形成薄壁的預(yù)定部分。因此，能夠抑制在該壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件中產(chǎn)生氣孔。
在第一發(fā)明至第七發(fā)明中的任一項(xiàng)所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件的基礎(chǔ)上，第九發(fā)明所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件通過以下方法進(jìn)行制造采用具有可使中央附近的預(yù)定部分形成為薄壁的凸部的成型模具，來成型在中央附近形成薄壁的預(yù)定部分的滑動(dòng)部件的基體，并且在基體的薄壁的預(yù)定部分形成貫通孔。另外，此處所謂“預(yù)定部分”是指例如開口預(yù)定部分等。此外，壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件為渦旋部件時(shí)，“預(yù)定部分”是指用于在例如鏡板的中央附近的部分或中央附近開設(shè)排出孔的預(yù)定部分等。另外，此時(shí)，優(yōu)選凸部的高度設(shè)定為使渦旋部件的中央附近的預(yù)定部分的壁厚形成為4毫米以下的高度。此外，該滑動(dòng)部件為動(dòng)渦旋盤時(shí)，與實(shí)心圓桿的軸承部嵌合于驅(qū)動(dòng)軸內(nèi)側(cè)的內(nèi)驅(qū)動(dòng)型動(dòng)渦旋盤部件相比，具有與驅(qū)動(dòng)軸外側(cè)嵌合的軸承部的動(dòng)渦旋盤部件更能夠抑制氣孔的產(chǎn)生?；瑒?dòng)部件為實(shí)心圓桿的軸承部嵌合于動(dòng)渦旋盤部件的內(nèi)驅(qū)動(dòng)型動(dòng)渦旋盤部件的時(shí)候，優(yōu)選軸承部內(nèi)部的至少一部分由于凸部而不被鑄出。
該壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件通過以下方法進(jìn)行制造采用具有凸部的成型模具，來成型在中央附近形成薄壁的預(yù)定部分的基體，并且在該基體的薄壁的預(yù)定部分形成貫通孔。因此，該壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件可抑制氣孔的產(chǎn)生。此外，即使在開口預(yù)定部分形成貫通孔，滑動(dòng)部件內(nèi)部的氣孔也不會露出于外部，從而也可以抑制疲勞強(qiáng)度降低。
第十發(fā)明所述的壓縮機(jī)的渦旋部件的碳含量為2.0重量％～2.7重量％，硅含量為1.0重量％～3.0重量％，其余部分由含有不可避免的雜質(zhì)的鐵構(gòu)成，并且石墨比片狀石墨鑄鐵的片狀石墨小，并且具有平板部和渦旋部。渦旋部從平板部的第一板面朝向與第一板面垂直的方向保持渦旋形狀并延伸。并且平板部和渦旋部的硬度大于HRB90且小于HRB100。另外，優(yōu)選渦旋部特別是其前端部的硬度包含于上述硬度范圍內(nèi)。此外，更為優(yōu)選硬度大于HRB90且小于HRB95。此外，硬度在高于HRB90且低于HRB100的范圍大致相當(dāng)于基體組成中的鐵素體面積率在50％到5％的范圍。并且，大致相當(dāng)于其石墨面積率在6％到2％的范圍。此外，硬度在高于HRB90且低于HRB95的范圍大致相當(dāng)于基體組成中的鐵素體面積率在小于50％且大于25％的范圍。并且，大致相當(dāng)于其石墨面積率在小于6％且大于3％的范圍。此外，硬度的調(diào)整可以通過成型后的熱處理來實(shí)現(xiàn)。此外，優(yōu)選渦旋部從第一板面延伸出來的高度為渦旋部的槽(凹進(jìn)部分)寬的兩倍以下。機(jī)械加工前的加工余量較多時(shí)也能夠比較容易地實(shí)施機(jī)械加工。
將具有上述那樣的成分的鐵通過半熔融壓鑄成型、半凝固壓鑄成型或者金屬模具鑄造成型后進(jìn)行急冷，并使其整體成為白口鑄鐵，進(jìn)而隨后實(shí)施熱處理，從而制造出該壓縮機(jī)的渦旋部件。因此，能夠充分地提高渦旋部的抗拉強(qiáng)度。因而，渦旋部的設(shè)計(jì)自由度大幅度提高，能夠?qū)崿F(xiàn)小徑化和大容量化。此外，根據(jù)本發(fā)明人得到的試驗(yàn)結(jié)果可以明確，當(dāng)硬度在高于HRB90且低于HRB100的范圍內(nèi)時(shí)，在壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)該渦旋部件能夠表現(xiàn)出充分的耐久性，且能夠在盡量短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生“磨合”，且在異常運(yùn)行時(shí)不會產(chǎn)生燒結(jié)。因此，該壓縮機(jī)的渦旋部件的抗拉強(qiáng)度高，能夠在運(yùn)行時(shí)表現(xiàn)出充分的耐久性，且能夠在盡量短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生“磨合”，且在異常運(yùn)行時(shí)不會產(chǎn)生燒結(jié)。
在第十發(fā)明所述的壓縮機(jī)的渦旋部件的基礎(chǔ)上，第十一發(fā)明所述的壓縮機(jī)的渦旋部件的渦旋部的相對于成型模具的拔模斜度隨渦旋角的變化而變化。
現(xiàn)有的渦旋盤的渦旋齒或者是沒有拔模斜度，或者拔模斜度一定，因此不能根據(jù)強(qiáng)度和質(zhì)量來確定渦旋齒的形狀，存在在制造渦旋盤時(shí)產(chǎn)生材料浪費(fèi)的問題。此外，從渦旋盤的形狀來看，渦旋齒的曲率半徑像具有渦旋形狀的渦旋齒的中心部那么小，因此在將渦旋盤從金屬模具分離時(shí)，金屬模具容易受到應(yīng)力作用。因此，難以延長金屬模具的壽命。
針對此問題，本發(fā)明所述的渦旋部件的渦旋部的相對于成型模具的拔模斜度隨渦旋部的渦旋角的變化而變化。因此，該渦旋部件可以根據(jù)強(qiáng)度和質(zhì)量來確定渦旋部的形狀，可以避免材料浪費(fèi)。
在第十一發(fā)明所述的壓縮機(jī)的渦旋部件的基礎(chǔ)上，第十二發(fā)明所述的壓縮機(jī)的渦旋部件的渦旋部呈現(xiàn)靠近中心的渦旋開始部分相對于成型模具的拔模斜度大于外側(cè)的渦旋結(jié)束部分的拔模斜度的形狀。另外，優(yōu)選渦旋部的拔模斜度設(shè)定為從渦旋開始到渦旋結(jié)束連續(xù)地緩慢變化。拔模時(shí)在渦旋中心附近的成型模具上產(chǎn)生的應(yīng)力減小，因而可以延長成型模具的壽命，并且可更為有效地避免材料浪費(fèi)。此外，優(yōu)選渦旋部的拔模斜度設(shè)定為從渦旋開始到渦旋結(jié)束階段性地變化。拔模時(shí)在渦旋中心附近的成型模具上產(chǎn)生的應(yīng)力減小，因而可以延長成型模具的壽命，并且易于在渦旋部的各個(gè)角度范圍內(nèi)設(shè)定拔模斜度，此外，可以更為有效地避免材料浪費(fèi)。此外，優(yōu)選將渦旋部的從渦旋開始到渦旋結(jié)束之間的預(yù)定的角度范圍內(nèi)的拔模斜度設(shè)定為大于其他角度范圍內(nèi)的拔模斜度。拔模時(shí)在渦旋中心附近的成型模具上產(chǎn)生的應(yīng)力減小，因而可以延長成型模具的壽命，并且可以進(jìn)一步減小對渦旋部整體的近終形化的損害，此外，可以更為有效地避免材料浪費(fèi)。此外，優(yōu)選該渦旋部件的至少渦旋部涂敷有樹脂。這是因?yàn)?，與直接加工成型部件相比，對涂敷的樹脂進(jìn)行加工更為容易，因此能夠提高加工精度，此外通過將間隙堵住可以減少被壓縮的介質(zhì)的泄漏，進(jìn)而由于樹脂的彈性，即使渦旋部之間相互接觸也能夠降低噪音。
對該渦旋部件而言，渦旋部的靠近中心的渦旋開始部分的拔模斜度大于外側(cè)的渦旋結(jié)束部分的拔模斜度。因此，進(jìn)行將渦旋盤從成型模具分離的拔模時(shí)，能夠減小在渦旋的中心附近的成型模具上產(chǎn)生的應(yīng)力(stress)。其結(jié)果是，可以延長成型模具的壽命。
在第十一發(fā)明所述的壓縮機(jī)的渦旋部件的基礎(chǔ)上，第十三發(fā)明所述的壓縮機(jī)的渦旋部件的渦旋部呈現(xiàn)外側(cè)的渦旋結(jié)束部分相對于成型模具的拔模斜度大于靠近中心的渦旋開始部分的拔模斜度。另外，優(yōu)選渦旋部的拔模斜度設(shè)定為從渦旋開始到渦旋結(jié)束連續(xù)地緩慢變化。拔模時(shí)在渦旋中心附近的成型模具上產(chǎn)生的應(yīng)力減小，因而可以延長成型模具的壽命，并且更為有效地避免了材料的浪費(fèi)。此外，優(yōu)選渦旋部的拔模斜度設(shè)定為從渦旋開始到渦旋結(jié)束階段性地變化。從而拔模時(shí)在渦旋中心附近的成型模具上產(chǎn)生的壓力減小，因而可以延長成型模具的壽命，并且易于在渦旋部的各個(gè)角度范圍內(nèi)設(shè)定拔模斜度，此外，可以更為有效地避免材料浪費(fèi)。此外，優(yōu)選將渦旋部的從渦旋開始到渦旋結(jié)束之間的預(yù)定的角度范圍內(nèi)的拔模斜度設(shè)定為大于其他角度范圍內(nèi)的拔模斜度。拔模時(shí)在渦旋中心附近的成型模具上產(chǎn)生的應(yīng)力減小，因而可以延長成型模具的壽命，并且可以進(jìn)一步減小對渦旋部整體的近終形化的損害，此外，可以更為有效地避免材料浪費(fèi)。此外，優(yōu)選該渦旋部件的至少渦旋部涂敷有樹脂。這是因?yàn)槟軌驕p少被壓縮的介質(zhì)的泄漏，并且能夠降低噪音。
對該壓縮機(jī)的渦旋部件而言，渦旋部的外側(cè)的渦旋結(jié)束部分的拔模斜度大于靠近中心的渦旋開始部分的拔模斜度。因此，渦旋部的外周部分的壁厚較薄。因而，在加工時(shí)難以達(dá)到精度的情況下比較有效，即使渦旋部的壁厚變薄，也能夠保證渦旋部的外周部分的精度。
在第十發(fā)明所述的壓縮機(jī)的渦旋部件的基礎(chǔ)上，第十四發(fā)明所述的壓縮機(jī)的渦旋部件的渦旋部的位于靠近中心的渦旋開始附近部分的內(nèi)周側(cè)的第一面相對于與平板部正交的線傾斜第一角度。此外，渦旋部中除了第一面以外的面相對于與平板部正交的線的傾斜角度小于第一角度。另外，優(yōu)選渦旋部的第一面為在固定渦旋盤和動(dòng)渦旋盤相對移動(dòng)中不與嚙合對象的渦旋盤接觸的面。形成較大傾斜通常不利于表面精度的管理，這一點(diǎn)是不利的，但是該面(第一面)不是與對方的渦旋盤接觸而影響壓縮室的密閉程度的面，因此不會產(chǎn)生缺陷。此外，優(yōu)選渦旋部的除了第一面以外的面(與嚙合對象的渦旋盤接觸的面，且為影響壓縮室的密閉程度的面)相對于與平板部正交的線傾斜的角度實(shí)際上為0°。這是因?yàn)?，這樣能夠確保渦旋盤的表面精度較高，且能夠減少在渦旋式壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)氣體制冷劑從兩渦旋盤的嚙合部分泄漏到相鄰室這一不良情況的發(fā)生。
其中，對于靠近中心且受壓力較大的渦旋部的渦旋開始附近部分，使內(nèi)周側(cè)的第一面傾斜第一角度，得以大幅度地提高強(qiáng)度和抑制變形量，另一方面，通過使渦旋部中的遠(yuǎn)離中心的部分的傾斜角度小于第一角度來避免容量的大幅度降低。此外，渦旋部的渦旋開始附近部分的外周側(cè)的面為與對方渦旋盤接觸并進(jìn)行壓縮做功的面，若其形成較大傾斜，則難以進(jìn)行各個(gè)渦旋部相對于平板部的高度的輪廓形狀精度以及渦旋部與平板部的邊界處的圓角形狀精度這些傾斜面的表面精度的管理，從兩渦旋盤的接觸部分泄漏出的氣體制冷劑可能增加，因而使渦旋部中的遠(yuǎn)離中心的部分的傾斜角度小于第一角度。
這樣，在采用本發(fā)明的渦旋盤的渦旋式壓縮機(jī)中，由于渦旋部的渦旋開始附近部分以外的部分的壓力比較低，與強(qiáng)度和變形量相比，更重視提升容量，因而減小其傾斜角度；而渦旋部的渦旋開始附近部分的內(nèi)周側(cè)的第一面的壓力比較高，因此重視提高強(qiáng)度和抑制變形量，增大其傾斜角度；而對于渦旋部的渦旋開始附近部分的外周側(cè)的面，考慮到表面精度的管理以及壓縮室的密閉程度，減小其傾斜角度。因此，從整體來說，將渦旋部的厚度限制得較小，確保容量較大，另一方面，通過使壓力較高的渦旋部的渦旋開始附近部分傾斜第一角度，從而能夠確保強(qiáng)度，并且能夠?qū)⒆冃瘟靠刂圃谌菰S水平。
另外，由于也減小渦旋部的渦旋開始附近部分以外的部分的傾斜角度，因此有利于表面精度的管理和確保壓縮室的密閉程度。
此外，在二氧化碳等高壓制冷劑壓縮用的壓縮機(jī)中，需要提高渦旋盤的應(yīng)力集中的渦旋中心部的強(qiáng)度。本發(fā)明所述的渦旋部件的位于靠近中心的渦旋開始附近部分的內(nèi)周側(cè)的第一面相對于與平板部正交的線傾斜第一角度(θ)。因此，該渦旋部件的渦旋中心部的強(qiáng)度提高。因而，組裝有這種渦旋部件的渦旋式壓縮機(jī)，即使在壓縮二氧化碳等高壓制冷劑時(shí)，其滑動(dòng)部件也能夠承受高壓力差引起的應(yīng)力增大。此外，由于該效果，能夠提高該渦旋盤的齒高。即，能夠使渦旋部小徑化并且增大壓縮室的容量。而且，通過渦旋盤的小徑化，實(shí)現(xiàn)了渦旋式壓縮機(jī)的小徑化，從而使殼體的中間殼體部分小徑化。殼體的中間殼體部分小徑化時(shí)，該殼體能夠以比現(xiàn)有的殼體更薄的壁厚表現(xiàn)出同樣的耐壓強(qiáng)度。因此，能夠減少殼體的原料成本等。此外，若渦旋盤小徑化，則渦旋部分減小，能夠增大滑動(dòng)困難的推力部的滑動(dòng)面積。此外，在此種渦旋盤通過半熔融壓鑄成型法等而成型的情況下，該渦旋盤的表面粗糙度比現(xiàn)有的鑄造成型法得到的渦旋盤表面粗糙度小。因此，組裝有這種渦旋部件的渦旋式壓縮機(jī)即使在壓縮二氧化碳等高壓制冷劑時(shí)，渦旋部件的表面也不易產(chǎn)生龜裂。另外，即使該渦旋部件為未加工品也不易產(chǎn)生這種損傷。并且，二氧化碳的體積循環(huán)量較小。因此，二氧化碳等高壓制冷劑壓縮用的壓縮機(jī)的排出口的直徑比現(xiàn)有產(chǎn)品的小也沒關(guān)系。因而，能夠增大排出口到渦旋壁面的間隔。從而能夠增大第一面的傾斜角度θ，并且進(jìn)一步提高渦旋中心部的強(qiáng)度。其結(jié)果是，組裝有這種渦旋部件的渦旋式壓縮機(jī)可以得到更為明顯的效果。
在第十四發(fā)明的渦旋部件的基礎(chǔ)上，第十五發(fā)明所述的壓縮機(jī)的渦旋部件的渦旋部的渦旋開始附近部分與平板部的邊界的厚度，比渦旋部的其他部分與平板部的邊界的厚度大。
第十六發(fā)明所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件基體的碳含量為2.0重量％～2.7重量％，硅含量為1.0重量％～3.0重量％，其余部分由含有不可避免的雜質(zhì)的鐵構(gòu)成，且石墨比片狀石墨鑄鐵的片狀石墨小，并且滑動(dòng)部件基體的至少一部分的硬度大于HRB90且小于HRB100。另外，該滑動(dòng)部件基體更為優(yōu)選硬度大于HRB90且小于HRB95。此外，此處所謂“滑動(dòng)部件基體”意指進(jìn)行機(jī)械加工等得到滑動(dòng)部件(成品)之前的驅(qū)體。另外，若滑動(dòng)部件基體的硬度在HRB90以下，則存在當(dāng)進(jìn)行滑動(dòng)部件基體的機(jī)械加工時(shí)容易產(chǎn)生積屑瘤而使切屑處理性下降的問題。另一方面，若滑動(dòng)部件基體的硬度在HRB100以上，則由于對滑動(dòng)部件基體進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)容易產(chǎn)生刀具的磨損或缺損等，因而有可能增加加工成本，此外，由于受到切削阻力增大以及切削深度和加工速度的制約，加工成本也有可能增加。此外，硬度在高于HRB90且低于HRB100的范圍大致相當(dāng)于基體組成中的鐵素體面積率在50％到5％的范圍。此外，大致相當(dāng)于其石墨面積率在6％到2％的范圍。此外，硬度在高于HRB90且低于HRB95的范圍大致相當(dāng)于基體組成中的鐵素體面積率在低于50％且高于25％的范圍。此外，大致相當(dāng)于其石墨面積率在低于6％且高于3％的范圍。
將具有上述那樣的成分的鐵通過半熔融壓鑄成型、半凝固壓鑄成型或者金屬模具鑄造成型后，進(jìn)行急冷而成為整體為白口鑄鐵的成型品，可通過對這樣得到的成型品進(jìn)行熱處理而自由地調(diào)節(jié)其抗拉強(qiáng)度。進(jìn)而可知通過該熱處理制造出的成型品的抗拉強(qiáng)度與其硬度之間存在比例關(guān)系。亦即，硬度在高于HRB90且低于HRB100的范圍大致相當(dāng)于抗拉強(qiáng)度在600MPa到900MPa范圍內(nèi)。即，對成型品的抗拉強(qiáng)度管理能夠由容易測定的硬度來實(shí)現(xiàn)。此外，滑動(dòng)部件基體為渦旋部件基體時(shí)，具有渦旋部的設(shè)計(jì)自由度大幅度提高，能夠?qū)崿F(xiàn)小徑化或者大容量化的優(yōu)點(diǎn)。因此，該壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件基體顯示出比片狀石墨鑄鐵的滑動(dòng)部件基體的抗拉強(qiáng)度還要高的抗拉強(qiáng)度。此外，根據(jù)本發(fā)明人得到的試驗(yàn)結(jié)果可以明確將具有上述那樣的成分的鐵通過半熔融壓鑄成型、半凝固壓鑄成型或者金屬模具鑄造成型后進(jìn)行急冷，使其整體成為白口鑄鐵，進(jìn)而隨后實(shí)施熱處理，并對這樣得到的滑動(dòng)部件基體進(jìn)行機(jī)械加工以完成滑動(dòng)部件時(shí)，當(dāng)滑動(dòng)部件基體硬度在高于HRB90且低于HRB100的范圍內(nèi)時(shí)，表現(xiàn)出良好的切削性。而且，切削性良好，不易發(fā)生工具磨損和工具缺損，從而延長了工具壽命，且不易產(chǎn)生積屑瘤，切屑處理性良好，并且能夠縮短加工時(shí)間，因此，具有加工成本降低的優(yōu)點(diǎn)。此外，由于滑動(dòng)部件基體表現(xiàn)出適當(dāng)?shù)挠捕?，因而具有滑?dòng)部件基體上不易出現(xiàn)劃傷且使用方便的優(yōu)點(diǎn)。亦即，相對于相同抗拉強(qiáng)度的FCD，該滑動(dòng)部件基體的硬度更低(相同硬度則抗拉強(qiáng)度更高)，因此可以說該滑動(dòng)部件基體不僅在工具磨損和加工時(shí)間上表現(xiàn)優(yōu)良，而且能夠?qū)崿F(xiàn)高抗拉強(qiáng)度化。此外，對滑動(dòng)部件基體進(jìn)行磨削加工時(shí)，與灰口鑄鐵(FC)相比容易降低表面粗糙度，因此不會攻擊對方側(cè)的滑動(dòng)部件(當(dāng)滑動(dòng)部件為動(dòng)渦旋盤時(shí)，為十字滑環(huán)或者密封圈等)?？偨Y(jié)上述內(nèi)容，該壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件基體的抗拉強(qiáng)度高，在需要機(jī)械加工時(shí)表現(xiàn)出良好的被切削性。
第十七發(fā)明所述的壓縮機(jī)組裝有滑動(dòng)部件，該滑動(dòng)部件的碳含量為2.0重量％～2.7重量％，硅含量為1.0重量％～3.0重量％，其余部分由含有不可避免的雜質(zhì)的鐵構(gòu)成，且石墨比片狀石墨鑄鐵的片狀石墨小，并且該滑動(dòng)部件至少一部分的硬度高于HRB90且低于HRB100。另外，此處所謂“壓縮機(jī)”是指例如渦旋式壓縮機(jī)、擺動(dòng)式壓縮機(jī)、回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)等。此外，更為優(yōu)選硬度高于HRB90且低于HRB95。此外，硬度在高于HRB90且低于HRB100的范圍大致相當(dāng)于基體組成中的鐵素體面積率在50％到5％的范圍。此外，大致相當(dāng)于其石墨面積率在6％到2％的范圍。此外，硬度在高于HRB90且低于HRB95的范圍大致相當(dāng)于基體組成中的鐵素體面積率在低于50％且高25％的范圍。此外，大致相當(dāng)于其石墨面積率在低于6％且高于3％的范圍。此外，硬度的調(diào)整可以通過成型后的熱處理來實(shí)現(xiàn)。
但是，將具有上述那樣的成分的鐵通過半熔融壓鑄成型、半凝固壓鑄成型或者金屬模具鑄造成型后進(jìn)行急冷使其整體為白口鑄鐵而成的成型品，通過熱處理自由地調(diào)節(jié)其抗拉強(qiáng)度。進(jìn)而可知通過該熱處理制造出的成型品的抗拉強(qiáng)度與其硬度之間存在比例關(guān)系。亦即，硬度在高于HRB90且低于HRB100的范圍大致相當(dāng)于抗拉強(qiáng)度在600MPa到900MPa范圍內(nèi)。即，對成型品的抗拉強(qiáng)度管理能夠由容易測定的硬度來實(shí)現(xiàn)。此外，滑動(dòng)部件為渦旋部件時(shí)，具有渦旋部的設(shè)計(jì)自由度大幅度提高，能夠?qū)崿F(xiàn)小徑化或者大容量化的優(yōu)點(diǎn)。因此，該壓縮機(jī)所采用的滑動(dòng)部件顯示出比片狀石墨鑄鐵的滑動(dòng)部件還要高的抗拉強(qiáng)度。此外，根據(jù)本發(fā)明人得到的試驗(yàn)結(jié)果可以明確，當(dāng)硬度在高于HRB90且低于HRB100的范圍內(nèi)時(shí)，在壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)該滑動(dòng)部件能夠表現(xiàn)出充分的耐久性，且能夠在盡量短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生“磨合”，且在異常運(yùn)行時(shí)不會產(chǎn)生燒結(jié)。因此，該壓縮機(jī)的抗拉強(qiáng)度高，能夠在運(yùn)行時(shí)表現(xiàn)出充分的耐久性，且能夠在盡量短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生“磨合”，且在異常運(yùn)行時(shí)不會產(chǎn)生燒結(jié)。另外，由于該壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件的碳含量為2.0重量％～2.7重量％，硅含量為1.0重量％～3.0重量％，其余部分由含有不可避免的雜質(zhì)的鐵構(gòu)成，且石墨比片狀石墨鑄鐵的片狀石墨小，因此，通過各部分壁厚的減少而實(shí)現(xiàn)小徑化，可以降低應(yīng)力損失和實(shí)現(xiàn)大容量化，且由于與灰口鑄鐵(FC)相比韌性優(yōu)良，因此不易因突發(fā)性的內(nèi)壓上升或異物咬入而產(chǎn)生損傷，或者假使產(chǎn)生損傷也不易出現(xiàn)細(xì)小的碎屑，因而具有無需清洗配管的優(yōu)點(diǎn)等。亦即，可以說這樣的壓縮機(jī)是專門面向需要更新的壓縮機(jī)的。
在第十七發(fā)明所述的壓縮機(jī)的基礎(chǔ)上，第十八發(fā)明所述的壓縮機(jī)可對應(yīng)二氧化碳(CO2)制冷劑。
該壓縮機(jī)可對應(yīng)二氧化碳(CO2)制冷劑。因此，該壓縮機(jī)能夠?qū)Φ厍颦h(huán)境問題做出貢獻(xiàn)。
第一發(fā)明所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件的抗拉強(qiáng)度高，能夠在運(yùn)行時(shí)表現(xiàn)出充分的耐久性，且能夠在盡量短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生“磨合”，且在異常運(yùn)行時(shí)不會產(chǎn)生燒結(jié)。另外，由于該壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件的碳含量為2.0重量％～2.7重量％，硅含量為1.0重量％～3.0重量％，其余部分由含有不可避免的雜質(zhì)的鐵構(gòu)成，且石墨比片狀石墨鑄鐵的片狀石墨小，因此，通過各部分壁厚的減少而得到的小徑化，可以降低應(yīng)力損失和實(shí)現(xiàn)大容量化，且由于與灰口鑄鐵(FC)相比韌性優(yōu)良，因此不易因突發(fā)性的內(nèi)壓上升或異物嚙合產(chǎn)生損傷，或者即使產(chǎn)生損傷也不易出現(xiàn)細(xì)小的碎屑，因而具有無需進(jìn)行配管的清洗的優(yōu)點(diǎn)等。亦即，可以說這樣的壓縮機(jī)是專門面向需要更新的壓縮機(jī)的。
第二發(fā)明所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件的滑動(dòng)部件基體可以近終形化。因此，能夠削減機(jī)械加工費(fèi)，以更為低廉的成本制造出該壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件。
第三發(fā)明所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件在成型過程中所需的壓力較低即可完成制造。因此，無需壓鑄成型所必需的沖壓裝置和加熱裝置，能夠降低在設(shè)備上花費(fèi)的費(fèi)用。其結(jié)果是，能夠削減成型加工費(fèi)，以更為低廉的成本制造出該壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件。
在第四發(fā)明中，當(dāng)壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件為渦旋部件時(shí)，在考慮基于加工時(shí)間、性能降低、噪音這些觀點(diǎn)所必需的渦旋部變形量上限來確定渦旋部的比值(H/T)時(shí)，從疲勞強(qiáng)度的觀點(diǎn)來探討抗拉強(qiáng)度為何值時(shí)是充分的，并基于這一探討，確定抗拉強(qiáng)度相對于熱處理后的渦旋部件的楊氏模量的比值，使得不會花費(fèi)成本通過熱處理來過度增大強(qiáng)度。具體來說，通過使抗拉強(qiáng)度相對于楊氏模量的比值在0.0046以下，能夠抑制由熱處理引起的強(qiáng)度提高的程度。由于這樣確定了抗拉強(qiáng)度相對于楊氏模量的比值，因此本發(fā)明所述的渦旋部件能夠避免花費(fèi)成本或時(shí)間進(jìn)行熱處理而導(dǎo)致渦旋部強(qiáng)度過度增大的現(xiàn)象發(fā)生，能夠適度地進(jìn)行熱處理。
第五發(fā)明所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件的應(yīng)力集中部或滑動(dòng)部等具有充分的疲勞強(qiáng)度和耐磨損性。此外，由于局部熱處理部分的強(qiáng)度提高，因此能夠?qū)崿F(xiàn)局部熱處理部分的薄壁輕量化。
當(dāng)?shù)诹l(fā)明所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件上存在軸承部等特別要求硬度的部分時(shí)，若該部分的硬度高于HRC50且低于HRC65，則能夠充分控制該部分的磨損。
在第七發(fā)明所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件中，需要滑動(dòng)性的滑動(dòng)部具有良好的磨合性，并且應(yīng)力集中部具有充分的疲勞強(qiáng)度。
第八發(fā)明所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件可抑制氣孔的產(chǎn)生。
第九發(fā)明所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件可抑制的氣孔的產(chǎn)生。此外，即使在開口預(yù)定部分形成貫通孔，滑動(dòng)部件內(nèi)部的氣孔也不會露出于外部，從而也可以抑制疲勞強(qiáng)度降低。
第十發(fā)明所述的壓縮機(jī)的渦旋部件的抗拉強(qiáng)度高，能夠在運(yùn)行時(shí)表現(xiàn)出充分的耐久性，且能夠在盡量短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生“磨合”，且在異常運(yùn)行時(shí)不會產(chǎn)生燒結(jié)。
第十一發(fā)明所述的壓縮機(jī)的渦旋部件可以根據(jù)強(qiáng)度和質(zhì)量來確定渦旋部的形狀，從而可以避免材料浪費(fèi)。
根據(jù)第十二發(fā)明，在進(jìn)行將渦旋盤從成型模具分離的拔模時(shí)，能夠減小在渦旋的中心附近的成型模具上產(chǎn)生的壓力，其結(jié)果是，可以延長成型模具的壽命。
根據(jù)第十三發(fā)明，即使渦旋部的壁厚較薄也能夠保證渦旋部的外周部分的精度。
在第十四發(fā)明和第十五發(fā)明所述的渦旋部件以及具有該渦旋部件的渦旋式壓縮機(jī)中，由于渦旋部的渦旋開始附近部分以外的部分的壓力比較低，相對于強(qiáng)度和變形量，要更重視提升容量，因而減小傾斜角度；而渦旋部的渦旋開始附近部分的內(nèi)周側(cè)的第一面的壓力比較高，因此重視提高強(qiáng)度和抑制變形量，增大傾斜角度；并且考慮到表面精度的管理以及壓縮室的密閉程度，減小渦旋部的渦旋開始附近部分的外周側(cè)的面的傾斜角度。因此，從整體來說，可將渦旋部的厚度限制得較小，從而確保容量較大，另一方面，通過使壓力較高的渦旋部的渦旋開始附近部分傾斜第一角度，從而能夠確保強(qiáng)度，并且能夠?qū)⒆冃瘟靠刂圃谌菰S水平。
第十六發(fā)明所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件基體的抗拉強(qiáng)度高，在需要機(jī)械加工時(shí)表現(xiàn)出良好的被切削性。
第十七發(fā)明所述的壓縮機(jī)采用抗拉強(qiáng)度大于片狀石墨鑄鐵的滑動(dòng)部件的抗拉強(qiáng)度的滑動(dòng)部件。此外，根據(jù)本發(fā)明人得到的試驗(yàn)結(jié)果可以明確，當(dāng)硬度在高于HRB90且低于HRB100的范圍內(nèi)時(shí)，在壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)該滑動(dòng)部件能夠表現(xiàn)出充分的耐久性，且能夠在盡量短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生“磨合”，且在異常運(yùn)行時(shí)不會產(chǎn)生燒結(jié)。因此，該壓縮機(jī)的抗拉強(qiáng)度高，能夠在運(yùn)行時(shí)表現(xiàn)出充分的耐久性，且能夠在盡量短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生“磨合”，且在異常運(yùn)行時(shí)不會產(chǎn)生燒結(jié)。另外，由于該壓縮機(jī)的碳含量為2.0重量％～2.7重量％，硅含量為1.0重量％～3.0重量％，其余部分由含有不可避免的雜質(zhì)的鐵構(gòu)成，且石墨比片狀石墨鑄鐵的片狀石墨小，因此，通過各部分壁厚的減少而得到的小徑化，可以降低應(yīng)力損失和實(shí)現(xiàn)大容量化，且由于與灰口鑄鐵(FC)相比韌性優(yōu)良，因此不易因突發(fā)性的內(nèi)壓上升或異物咬入而產(chǎn)生損傷，或者即使產(chǎn)生損傷也不易出現(xiàn)細(xì)小的碎屑，因而具有無需清洗配管的優(yōu)點(diǎn)等。
第十八發(fā)明所述的壓縮機(jī)能夠?qū)Φ厍颦h(huán)境問題做出貢獻(xiàn)。



圖1是第一實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)的縱剖視圖。
圖2是組裝到第一實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)中的固定渦旋盤的仰視圖。
圖3是組裝到第一實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)中的固定渦旋盤的沿III-III線的剖面圖。
圖4是組裝到第一實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)中的動(dòng)渦旋盤的俯視圖。
圖5是組裝到第一實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)中的動(dòng)渦旋盤的沿V-V線的剖視圖。
圖6是組裝到第一實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)中的十字滑環(huán)的俯視圖。
圖7是組裝到第一實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)中的十字滑環(huán)的側(cè)視圖。
圖8是組裝到第一實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)的十字滑環(huán)的仰視圖。
圖9是表示用于制造待組裝到第一實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)中的固定渦旋盤的、通過金屬模具以及半熔融壓鑄成型而成型的固定渦旋盤的基體的剖面圖。
圖10是組裝到第一實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)中的固定渦旋盤的基體的開口的預(yù)定部分的放大圖。
圖11是表示用于制造待組裝到第一實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)中的動(dòng)渦旋盤的、通過金屬模具以及半熔融壓鑄成型而成型的動(dòng)渦旋盤的基體的縱剖面圖。
圖12是組裝到第一實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)中的動(dòng)渦旋盤的基體的中心部分的放大圖。
圖13是表示現(xiàn)有的固定渦旋盤的基體的縱剖面圖。
圖14是現(xiàn)有的動(dòng)渦旋盤的基體的剖面圖。
圖15是組裝到第一實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)中的曲軸的縱剖面圖。
圖16(a)是表示現(xiàn)有的固定渦旋盤的分隔壁面積的圖。
圖16(b)是表示現(xiàn)有的固定渦旋盤的壓縮做功區(qū)域的圖。
圖16(c)是表示現(xiàn)有的固定渦旋盤的推力區(qū)域的圖。
圖16(d)是表示第一實(shí)施方式所述的固定渦旋盤的分隔壁面積的圖。
圖16(e)是表示第一實(shí)施方式所述的固定渦旋盤的壓縮做功區(qū)域的圖。
圖16(f)是表示第一實(shí)施方式所述的固定渦旋盤的應(yīng)力區(qū)域的圖。
圖17(a)是表示現(xiàn)有的動(dòng)渦旋盤的分隔壁面積的圖。
圖17(b)是表示現(xiàn)有的動(dòng)渦旋盤的壓縮做功區(qū)域的圖。
圖17(c)是表示現(xiàn)有的動(dòng)渦旋盤的推力區(qū)域的圖。
圖17(d)是表示第一實(shí)施方式所述的動(dòng)渦旋盤的分隔壁面積的圖。
圖17(e)是表示第一實(shí)施方式所述的動(dòng)渦旋盤的壓縮做功區(qū)域的圖。
圖17(f)是表示第一實(shí)施方式所述的動(dòng)渦旋盤的推力區(qū)域的圖。
圖18(a)是表示現(xiàn)有的渦旋盤形成的吸入容積的圖。
圖18(b)是表示第一實(shí)施方式所述的渦旋盤所形成的吸入容積的圖。
圖19是用于通過半熔融壓鑄成型法制造出的成型品的耐磨損性試驗(yàn)和耐燒結(jié)性試驗(yàn)的試驗(yàn)裝置的示意圖。
圖20是表示通過半熔融壓鑄成型法制造出的成型品的硬度和耐磨損性的關(guān)系的圖表。
圖21是表示通過半熔融壓鑄成型法制造出的渦旋部件的硬度和“磨合”的關(guān)系的圖表。
圖22是表示通過半熔融壓鑄成型法制造出的成型品的硬度和耐燒結(jié)性的關(guān)系的圖表。
圖23是表示通過半熔融壓鑄成型法制造出的成型品的硬度和伸長率的關(guān)系的圖表。
圖24是表示通過半熔融壓鑄成型法制造出的成型品的切削深度和切削阻力的關(guān)系的圖表。
圖25是表示通過半熔融壓鑄成型法制造出的成型品的刀具磨損量的比較的圖表。
圖26是第一實(shí)施方式的變形例(J)所述的金屬模具鑄造成型工序的簡易工序圖。
圖27是第一實(shí)施方式的變形例(K)所述的固定渦旋盤的基體的開口預(yù)定部分的放大圖。
圖28是第一實(shí)施方式的變形例(K)所述的固定渦旋盤的基體的開口預(yù)定部分的放大圖。
圖29是第一實(shí)施方式的變形例(L)所述的動(dòng)渦旋盤的剖視圖。
圖30是第一實(shí)施方式的變形例(L)所述的動(dòng)渦旋盤的開口預(yù)定部分的放大圖。
圖31是第一實(shí)施方式的變形例(L)所述的動(dòng)渦旋盤的開口預(yù)定部分的放大圖。
圖32(a)是表示現(xiàn)有的渦旋盤所形成的吸入容積的圖。
圖32(b)是表示第一實(shí)施方式的變形例(O)的渦旋盤所形成的吸入容積的圖。
圖33是第二實(shí)施方式所述的內(nèi)驅(qū)動(dòng)型的動(dòng)渦旋盤的剖視圖。
圖34是表示用于制造第二實(shí)施方式所述的動(dòng)渦旋盤的、通過金屬模具和半熔融壓鑄成型而成型的動(dòng)渦旋盤的基體的剖面圖。
圖35是用于制造待組裝到第三實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)中的動(dòng)渦旋盤的、通過金屬模具和半熔融壓鑄成型而成型的動(dòng)渦旋盤的剖視圖。
圖36是用于制造待組裝到第三實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)中的動(dòng)渦旋盤的金屬模具的渦旋齒成型部分的放大圖。
圖37是組裝到第三實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)中的動(dòng)渦旋盤的俯視圖。
圖38是組裝到第三實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)中的動(dòng)渦旋盤的沿A-A線的剖視圖。
圖39是表示組裝到第三實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)中的動(dòng)渦旋盤的渦旋角α和拔模斜度θ的關(guān)系的圖表。
圖40是組裝到第三實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)中的固定渦旋盤的仰視圖。
圖41是組裝到第三實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)中的固定渦旋盤的沿B-B線的剖視圖。
圖42是表示第三實(shí)施方式的變形例(A)所述的動(dòng)渦旋盤的渦旋角α和拔模斜度θ的關(guān)系的圖表。
圖43是表示第三實(shí)施方式的變形例(B)所述的動(dòng)渦旋盤的渦旋角α和拔模斜度θ的關(guān)系的圖表。
圖44是表示第三實(shí)施方式的變形例(C)所述的動(dòng)渦旋盤的渦旋角α和拔模斜度θ的關(guān)系的圖表。
圖45是通過對第三實(shí)施方式的變形例(D)所述的動(dòng)渦旋盤進(jìn)行樹脂涂敷而制造出來的動(dòng)渦旋盤的剖視圖。
圖46是第三實(shí)施方式的變形例(F)所述的固定渦旋盤的縱剖視圖。
圖47是第三實(shí)施方式的變形例(F)所述的動(dòng)渦旋盤的縱剖視圖。
圖48是用于制造待組裝到第四實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)中的動(dòng)渦旋盤的、通過金屬模具和半熔融壓鑄成型而成型的動(dòng)渦旋盤的基體的縱剖視圖。
圖49是組裝到第四實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)中的固定渦旋盤的仰視圖。
圖50是第四實(shí)施方式所述的固定渦旋盤基體的仰視圖。
圖51是第四實(shí)施方式所述的固定渦旋盤基體的沿C-C線的圖。
圖52是組裝到第四實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)中的固定渦旋盤的沿D-D線的剖視圖。
圖53是組裝到第四實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)中的固定渦旋盤的沿D-D線剖切的局部放大圖。
圖54是組裝到第四實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)中的動(dòng)渦旋盤的剖視圖。
圖55是表示第四實(shí)施方式所述的的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)中，隨著兩渦旋盤的渦旋齒的嚙合狀態(tài)變化進(jìn)行制冷劑壓縮的狀況的圖。
圖56是表示第四實(shí)施方式所述的的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)中，隨著兩渦旋盤的渦旋齒的嚙合狀態(tài)變化進(jìn)行制冷劑壓縮的狀況的圖。
圖57是表示第四實(shí)施方式所述的的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)中，隨著兩渦旋盤的渦旋齒的嚙合狀態(tài)變化進(jìn)行制冷劑壓縮的狀況的圖。
圖58(a)是表示第四實(shí)施方式所述的固定渦旋盤的渦旋齒的渦旋開始附近部分的內(nèi)周側(cè)的面的范圍的圖。
圖58(b)是表示第四實(shí)施方式所述的動(dòng)渦旋盤的渦旋齒的渦旋開始附近部分的內(nèi)周側(cè)的面的范圍的圖。
圖59是第五實(shí)施方式所述的擺動(dòng)式壓縮機(jī)的縱剖視圖。
圖60是第五實(shí)施方式所述的氣缸體的俯視圖。
圖61是第五實(shí)施方式所述的擺動(dòng)式壓縮機(jī)的氣缸室的橫剖視圖。
圖62是第五實(shí)施方式所述的擺動(dòng)式壓縮機(jī)的活塞的俯視圖。
圖63是第五實(shí)施方式的變形例(A)所述的回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的氣缸體的俯視圖。
圖64是第五實(shí)施方式的變形例(A)所述的回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的氣缸室橫剖視圖。
標(biāo)號說明 1高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)(壓縮機(jī))； 17、817曲軸(滑動(dòng)部件)； 17a偏心軸部(局部熱處理部位)； 17b主軸部(局部熱處理部位)； 23殼體(滑動(dòng)部件)； 24、524、644、734固定渦旋盤(滑動(dòng)部件、渦旋部件)； 24a、26a、96a、184、186鏡板(平板部)； 24b、26b、96b、524b、526b、185、187渦旋齒(渦旋部)； 24P、26P、96P、184a、186a鏡面(第一板面)； 26、96、526、646、736動(dòng)渦旋盤(滑動(dòng)部件、渦旋部件)； 39十字滑環(huán)(Oldham ring)(滑動(dòng)部件)； 39a、39b動(dòng)渦旋盤側(cè)鍵部(局部熱處理部位)； 39c、39d缸體側(cè)鍵部(局部熱處理部位)； 60下部主軸承(滑動(dòng)部件)； 70、80、90、180、280金屬模具； 71a、72a、81a、91a凸部； 124、724固定渦旋盤的基體(滑動(dòng)部件基體)； 126、196、626、726動(dòng)渦旋盤的基體(滑動(dòng)部件基體)； 185a固定渦旋盤的渦旋齒的渦旋開始附近部分(接近中心的渦旋開始附近部分)； 187a動(dòng)渦旋盤的渦旋齒的渦旋開始附近部分(接近中心的渦旋開始附近部分)； 310b最終成品(滑動(dòng)部件)； 821活塞； 823前蓋(滑動(dòng)部件)； 824第一氣缸體(滑動(dòng)部件)； 825中板(滑動(dòng)部件)； 826第二氣缸體(滑動(dòng)部件)； 827后蓋(滑動(dòng)部件)； 801擺動(dòng)式壓縮機(jī)(壓縮機(jī))； 901回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)(壓縮機(jī))； 921滾筒(滑動(dòng)部件)； 924氣缸體(滑動(dòng)部件)； IS85a、IS87a渦旋齒的渦旋開始附近部分的內(nèi)周側(cè)的面(第一面)； SC1固定渦旋盤的渦旋齒的根部的周邊部(局部熱處理部位、應(yīng)力集中部)； SC2固定渦旋盤的渦旋齒的最內(nèi)部(局部熱處理部位、應(yīng)力集中部)； SC3動(dòng)渦旋盤的渦旋齒的根部的周邊部(局部熱處理部位、應(yīng)力集中部)； SC4動(dòng)渦旋盤的軸承部的根部的周邊部(局部熱處理部位、應(yīng)力集中部)； SC5形成于動(dòng)渦旋盤的軸承部的鏡板的設(shè)計(jì)中心附近的切口部(局部熱處理部位、應(yīng)力集中部)； SC6動(dòng)渦旋盤的渦旋齒的最內(nèi)部(局部熱處理部位、應(yīng)力集中部)； SC7存在于曲軸的偏心軸部和主軸部之間的切口部的周邊部(局部熱處理部位、應(yīng)力集中部)； SC8活塞的葉片部的根部的周邊部(局部熱處理部位、應(yīng)力集中部)。

具體實(shí)施例方式 第一實(shí)施方式 以下，對采用第一實(shí)施方式所述的滑動(dòng)部件的壓縮機(jī)，以高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)為例進(jìn)行說明。另外，第一實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)被設(shè)計(jì)成能夠應(yīng)對作為制冷劑的二氧化碳制冷劑(CO2)或R410A等高壓制冷劑。
第一實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)1，由蒸發(fā)器、冷凝器、膨脹機(jī)構(gòu)等共同構(gòu)成制冷劑回路，其擔(dān)當(dāng)著壓縮該制冷劑回路中的氣體制冷劑的功能，如圖1所示，該高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)1主要由以下部分構(gòu)成圓筒狀的密閉圓頂型的殼體10、渦旋壓縮機(jī)構(gòu)15、十字滑環(huán)39、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)16、下部主軸承60、吸入管19以及排出管20。以下，對該高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)1的結(jié)構(gòu)部件分別詳細(xì)進(jìn)行說明。
[高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)的具體結(jié)構(gòu)部件] (1)殼體 殼體10主要由以下部分構(gòu)成大致圓筒狀的中間殼體部11；氣密地焊接于中間殼體部11上端部的杯狀上壁部12；以及氣密地焊接于中間殼體部11下端部的杯狀底壁部13。而且，該殼體10內(nèi)主要收納有用于壓縮氣體制冷劑的渦旋壓縮機(jī)構(gòu)15；和配置在渦旋壓縮機(jī)構(gòu)15下方的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)16。通過被配置為沿上下方向在殼體10內(nèi)延伸的曲軸17，該渦旋壓縮機(jī)構(gòu)15和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)16被相互連接起來。進(jìn)而，其結(jié)果是，在渦旋壓縮機(jī)構(gòu)15和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)16之間產(chǎn)生間隙空間18。
(2)渦旋壓縮機(jī)構(gòu) 如圖1所示，渦旋壓縮機(jī)構(gòu)15主要由以下部分構(gòu)成缸體23；固定渦旋盤24，其貼緊配置在缸體23的上方；以及動(dòng)渦旋盤26，其與固定渦旋盤24嚙合。以下，對該渦旋壓縮機(jī)構(gòu)15的結(jié)構(gòu)部件分別進(jìn)行詳細(xì)敘述。
a)缸體23 缸體23的外周面在整個(gè)周向范圍內(nèi)壓入固定于中間殼體部11中。即，中間殼體部11與缸體23在整周范圍內(nèi)都貼緊。因此，殼體10的內(nèi)部被分隔為缸體23下方的高壓空間28和缸體23上方的低壓空間29。此外，通過螺栓38將固定渦旋盤24擰緊固定在該缸體23上，使該缸體23的上端面與固定渦旋盤24的下端面貼緊。此外，在該缸體23中形成有缸體凹部31，其凹設(shè)于缸體23的上表面中央；和軸承部32，其從缸體23的下表面中央向下方延伸設(shè)置。進(jìn)而，該軸承部32上形成沿上下方向貫通的軸承孔33，曲軸17經(jīng)由軸承34而旋轉(zhuǎn)自如地嵌入該軸承孔33中。
另外，在第一實(shí)施方式中，該缸體23通過新穎且特殊的制造方法進(jìn)行制造。該制造方法，在下述的“滑動(dòng)部件的制造方法”段落中詳細(xì)敘述。
(b)固定渦旋盤 如圖1～3所示，固定渦旋盤24主要由以下部分構(gòu)成鏡板24a；渦旋狀(漸開線狀)的渦旋齒24b，其從鏡板24a的鏡面24P向下方延伸。鏡板24a上形成有與后述的壓縮室40連通的排出孔41；以及與排出孔41連通的擴(kuò)大凹部42。排出孔41形成為在鏡板24a的中央部分沿上下方向延伸。擴(kuò)大凹部42為在鏡板24a的上表面沿水平方向擴(kuò)展地形成的凹部。另外，如后述制造方法所示，通過將該固定渦旋盤24的形成排出孔41用的開口預(yù)定部分P(參照圖9)預(yù)先形成為薄壁，從而抑制氣孔CN(參照圖9)的產(chǎn)生。此外，渦旋齒24b的高度與渦旋齒24b的壁厚的比值在15以上。渦旋齒24b的角部和根部形成為與動(dòng)渦旋盤的渦旋齒26b的角部和根部匹配的圓角形狀。
此外，蓋體44通過螺栓44a擰緊固定在固定渦旋盤24的上表面，以封閉該擴(kuò)大凹部42。進(jìn)而，通過將蓋體44覆蓋在擴(kuò)大凹部42上而形成用來消除渦旋壓縮機(jī)構(gòu)15的運(yùn)行聲的消聲空間45。固定渦旋盤24和蓋體44通過夾設(shè)未圖示的填料并貼緊就可被密封。
另外，在第一實(shí)施方式中，該固定渦旋盤24通過新穎且特殊的制造方法進(jìn)行制造。關(guān)于該制造方法，在下述的“滑動(dòng)部件的制造方法”段落中詳細(xì)描述。
c)動(dòng)渦旋盤 如圖1、圖4和圖5所示，動(dòng)渦旋盤26為外驅(qū)動(dòng)型的動(dòng)渦旋盤，主要由以下部分構(gòu)成鏡板26a；渦旋狀(漸開線狀)的渦旋齒26b，其從鏡板26a的鏡面26P向上方延伸；軸承部26c，其從鏡板26a的下表面向下方延伸并與曲軸17外側(cè)嵌合；以及槽部26d，其形成于鏡板26a的兩端部(參照圖5)。
進(jìn)而，通過將十字滑環(huán)39(參照圖1)嵌入槽部26d中，將該動(dòng)渦旋盤26支撐在缸體23上。此外，曲軸17的偏心軸部17a嵌入到軸承部26c中。通過這樣將動(dòng)渦旋盤26裝配到渦旋壓縮機(jī)構(gòu)15中，就不會使其隨曲軸17的旋轉(zhuǎn)而自轉(zhuǎn)，而是在缸體23內(nèi)公轉(zhuǎn)。進(jìn)而，動(dòng)渦旋盤26的渦旋齒26b與固定渦旋盤24的渦旋齒24b嚙合，在兩渦旋齒24b、26b的接觸部之間形成壓縮室40(參照圖18(b))。進(jìn)而，伴隨著動(dòng)渦旋盤26的公轉(zhuǎn)，壓縮室40朝向中心移位，并且其容積逐漸收縮。在該高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)1中，就這樣地使進(jìn)入壓縮室40的氣體制冷劑被壓縮。
并且，在第一實(shí)施方式中，該動(dòng)渦旋盤26通過新穎且特殊的制造方法進(jìn)行制造。關(guān)于該制造方法，將在下述的“滑動(dòng)部件的制造方法”段落中詳細(xì)敘述。
d)其他 此外，在該渦旋壓縮機(jī)構(gòu)15中，跨固定渦旋盤24和缸體23形成有聯(lián)系通道46。該聯(lián)系通道46由在固定渦旋盤24上切取形成的渦旋盤側(cè)通道47和在缸體23上切取形成的缸體側(cè)通道48構(gòu)成。進(jìn)而，聯(lián)系通道46的上端即渦旋盤側(cè)通道47的上端，開設(shè)在擴(kuò)大凹部42上，聯(lián)系通道46的下端即殼體側(cè)通道48的下端，開設(shè)在缸體23的下端面上。即，該缸體側(cè)通道48的下端開口來構(gòu)成排出口49，該排出口49使聯(lián)系通道46的制冷劑流到間隙空間18中。
(3)十字滑環(huán) 十字滑環(huán)39是用于防止動(dòng)渦旋盤26自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的部件，如圖6～8所示，該十字滑環(huán)39主要由主體39e、動(dòng)渦旋盤側(cè)鍵部39a、39b以及缸體側(cè)鍵部39c、39d構(gòu)成。如圖6和圖8所示，主體39e為大致圓環(huán)狀的成型體。動(dòng)渦旋盤側(cè)鍵部39a、39b是隔著主體39e的軸對置且從向主體39e的半徑方向外周側(cè)延伸的突起部沿軸向朝一側(cè)延伸的一對突起。缸體側(cè)鍵部39c、39d是隔著主體39e的軸對置且從向主體39a的半徑方向外周側(cè)延伸的突起部沿軸向朝與動(dòng)渦旋盤側(cè)鍵部39a、39b相反側(cè)延伸的一對突起，并設(shè)置于以軸為中心相對動(dòng)渦旋盤側(cè)鍵部39a、39b傾斜大致90°的位置。進(jìn)而，動(dòng)渦旋盤側(cè)鍵部39a、39b嵌入動(dòng)渦旋盤26的槽部26d中，缸體側(cè)鍵部39c、39d嵌入在缸體23上形成的十字槽(未圖示)中。另外，該十字槽為長圓形狀的槽，在缸體23中配置于相互對置的位置。
另外，在第一實(shí)施方式中，該十字滑環(huán)39通過新穎且特殊的制造方法進(jìn)行制造。關(guān)于該制造方法，在下述的“滑動(dòng)部件的制造方法”段落中詳細(xì)敘述。
(4)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)16在第一實(shí)施方式中為直流電動(dòng)機(jī)，主要由以下部分構(gòu)成環(huán)狀的定子51，其固定于殼體10的內(nèi)壁面上；以及轉(zhuǎn)子52，其以微小的間隙(氣隙通道)旋轉(zhuǎn)自如地收納于定子51內(nèi)側(cè)。進(jìn)而，該驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)16配置成使形成于定子51上側(cè)的線圈端53的上端位于與缸體23的軸承部32的下端大致相同高度的位置。
定子51在齒部上卷繞銅線，在上方和下方形成線圈端53。此外，在定子51的外周面上設(shè)有鐵芯切口部，該鐵芯切口部從定子51的上端面到下端面沿周向隔開預(yù)定間隔地切取形成有多處。進(jìn)而，通過該鐵芯切口部，在中間殼體部11和定子51之間形成沿上下方向延伸的電動(dòng)機(jī)冷卻通道55。
曲軸17以沿上下方向延伸的方式配置于中間殼體部11的軸心，轉(zhuǎn)子52通過該曲軸17與渦旋壓縮機(jī)構(gòu)15的動(dòng)渦旋盤26驅(qū)動(dòng)連接。此外，在間隙空間18中設(shè)置有導(dǎo)向板58，該導(dǎo)向板58用于將從聯(lián)系通道46的排出口49將流出的制冷劑導(dǎo)向到電動(dòng)機(jī)冷卻通道55中。
(5)曲軸 如圖1所示，曲軸17為大致圓柱形狀的一體成型部分件，主要具有偏心軸部17a、主軸部17b、配重部17c以及副軸部17d。偏心軸部17a收納于動(dòng)渦旋盤26的軸承部26c中。主軸部17b經(jīng)由軸承34收納于缸體23的軸承孔33中。副軸部17d收納于下部主軸承60中。
另外，在第一實(shí)施方式中，該曲軸17通過新穎且特殊的制造方法進(jìn)行制造。關(guān)于該制造方法，在下述的“滑動(dòng)部件的制造方法”段落中詳細(xì)敘述。
(6)下部主軸承 下部主軸承60配設(shè)于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)16下方的下部空間中。該下部主軸承60固定在中間殼體部11內(nèi)，并且構(gòu)成曲軸17的下端側(cè)軸承，用來收納曲軸17的副軸部17d。
另外，在第一實(shí)施方式中，該下部主軸承60通過新穎且特殊的制造方法進(jìn)行制造。關(guān)于該制造方法，在下述的“滑動(dòng)部件的制造方法”段落中詳細(xì)敘述。
(7)吸入管 吸入管19用于將制冷劑回路中的制冷劑導(dǎo)入渦旋壓縮機(jī)構(gòu)15中，其氣密地嵌入于殼體10的上壁部12中。吸入管19沿上下方向貫通低壓空間29，并且內(nèi)端部嵌入于固定渦旋盤24中。
(8)排出管 排出管20用于將殼體10內(nèi)的制冷劑排出到殼體10外，其氣密地嵌入于殼體10的中間殼體部11中。進(jìn)而，該排出管20具有內(nèi)端部36，該內(nèi)端部36形成沿上下方向延伸的圓筒形狀，并被固定在缸體23的下端部。另外，排出管20的內(nèi)端開口即流入口，朝向下方開口。
[滑動(dòng)部件的制造方法] 在第一實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)1中，曲軸17、缸體23、固定渦旋盤24、動(dòng)渦旋盤26、十字滑環(huán)39以及下部主軸承60，都是滑動(dòng)部件，這些滑動(dòng)部件通過下述制造方法進(jìn)行制造。
(1)原材料 第一實(shí)施方式中作為上述滑動(dòng)部件的原材料的鐵原料采用鋼坯(billet)，該鋼坯中添加有C2.3～2.4重量％、Si1.95～2.05重量％、Mn0.6～0.7重量％、P<0.035重量％、S<0.04重量％、Cr0.00～0.50重量％、Ni0.50～1.00重量％。并且，此處所謂“重量比例”是相對總量的比例。此外，此處所謂“鋼坯”，意味著一旦將上述成分的鋼坯在熔融爐中熔融之后，通過連續(xù)鑄造裝置，成型為圓柱形狀等最終成型前的材料。另外，此處，C和Si的含量應(yīng)當(dāng)確定為滿足如下兩點(diǎn)其抗拉強(qiáng)度和拉伸彈性模量應(yīng)當(dāng)比片狀石墨鑄鐵的高；以及為了成型形狀復(fù)雜的滑動(dòng)部件基體，應(yīng)具有適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)性。此外，Ni的含量確定為為使金相組織的韌性提高并防止成型時(shí)的表面裂紋，應(yīng)構(gòu)成適當(dāng)?shù)慕饘俳M成。
(2)制造工序 第一實(shí)施方式所述的滑動(dòng)部件經(jīng)由如下工序進(jìn)行制造半熔融壓鑄成型工序、熱處理工序、精加工工序以及局部熱處理工序。以下，對各工序進(jìn)行詳細(xì)敘述。
a)半熔融壓鑄成型工序 在半熔融壓鑄成型工序中，首先，通過高頻加熱鋼坯成為半熔融狀態(tài)。接著，在將該半熔融狀態(tài)的鋼坯注入到預(yù)定的金屬模具中時(shí)，一邊用壓鑄機(jī)施加預(yù)定壓力，一邊將鋼坯成型為期望的形狀，從而得到滑動(dòng)部件基體。然后，在將滑動(dòng)部件基體從金屬模具中取出并急速冷卻時(shí)，該滑動(dòng)部件基體的金相組織就整體成為白口鑄鐵。另外，滑動(dòng)部件基體比最終得到的滑動(dòng)部件稍大，該滑動(dòng)部件基體在之后的最終精加工工序中除去加工余量，成為最終的滑動(dòng)部件。
另外，在第一實(shí)施方式中，固定渦旋盤24的基體124采用圖9所示的金屬模具70進(jìn)行成型，動(dòng)渦旋盤26的基體126采用圖11所示的金屬模具80進(jìn)行成型。
(固定渦旋盤的成型) 如圖9所示，金屬模具70用于半熔融壓鑄成型固定渦旋盤24的基體124，該金屬模具70由第一模部分71和第二模部分72構(gòu)成。將第一模部分71和第二模部分72組合起來時(shí)所形成的空間部73的形狀，與切削加工前的固定渦旋盤24(即，基體124)的外形形狀對應(yīng)。
此外，第一模部分71和第二模部分72上分別對置地形成有凸部71a和凸部72a，該凸部71a和凸部72a用于形成開口預(yù)定部分P亦即在固定渦旋盤24的基體124的中央附近開設(shè)排出孔41的預(yù)定部分。凸部71a和凸部72a的間隔設(shè)定在4毫米以下，因此開口預(yù)定部分P的壁厚t2(參照圖9和圖10)薄至4毫米以下，因而可以進(jìn)一步抑制氣孔CN的產(chǎn)生。
另外，此處作為比較例，在圖13所示的通過半熔融壓鑄成型而成型的現(xiàn)有的固定渦旋盤的基體224中，基體224的中央附近開口預(yù)定部分Q的壁厚與周圍部分的壁厚大致相同。因而，也會在相當(dāng)于鏡板的部分224a的中央附近產(chǎn)生氣孔CN，因此會在相當(dāng)于鏡板的部分224a內(nèi)部的較廣范圍內(nèi)產(chǎn)生氣孔CN。因此，在基體224的中央附近的開口預(yù)定部分Q，通過鉆孔加工形成排出孔241(圖13中的兩條虛線所圍的部分)時(shí)，氣孔CN從排出孔241露出于外部。其結(jié)果是，制造后的固定渦旋盤的疲勞強(qiáng)度大幅度降低。
(動(dòng)渦旋盤的成型) 如圖11所示，金屬模具80用于半熔融壓鑄成型動(dòng)渦旋盤26的基體126，該金屬模具80由第一模部分81和第二模部分82構(gòu)成。將第一模部分81和第二模部分82組合時(shí)形成的空間部83的形狀與切削加工前的動(dòng)渦旋盤26(即，基體126)的外形形狀對應(yīng)。
此外，第一模部分81上形成有凸部81a，該凸部81a用于形成動(dòng)渦旋盤26的軸承部26c的內(nèi)部空間26f(參照圖5)。凸部81a和第二模部分82之間的間隔設(shè)定在4毫米以下，因此動(dòng)渦旋盤26的基體126的相當(dāng)于鏡板的部分的中心部分的壁厚t1(參照圖11和圖12)薄至4毫米以下。因而，在該部分可以抑制氣孔CN的產(chǎn)生。
此外，該動(dòng)渦旋盤26的基體126與內(nèi)驅(qū)動(dòng)型動(dòng)渦旋盤，即實(shí)心圓桿的軸承部與驅(qū)動(dòng)軸內(nèi)側(cè)嵌合的動(dòng)渦旋盤的基體相比，相當(dāng)于鏡板的部分的中心部分26e的壁厚t1變薄。因此，與內(nèi)驅(qū)動(dòng)型動(dòng)渦旋盤相比，該動(dòng)渦旋盤26可進(jìn)一步抑制氣孔CN的產(chǎn)生。
另外，此處作為比較例，在圖14所示的通過半熔融壓鑄成型而成型的現(xiàn)有的動(dòng)渦旋盤的基體226中，中心部分226e的壁厚與周圍部分的壁厚大致相同。因此，氣孔CN多在相當(dāng)于鏡板的部分226a的中央附近產(chǎn)生。因此，通過這種方法成型的動(dòng)渦旋盤的強(qiáng)度降低。特別是當(dāng)中心部226e產(chǎn)生渦旋式壓縮機(jī)運(yùn)行中最大的氣體載荷(或者壓力)使得中心部226e的強(qiáng)度降低時(shí)，鏡板有可能會變形。進(jìn)而，若鏡板發(fā)生變形，則動(dòng)渦旋盤和固定渦旋盤之間的滑動(dòng)狀態(tài)變差，成為磨損和燒結(jié)的原因。
(b)熱處理工序 在熱處理工序中，對進(jìn)行了半熔融壓鑄成型工序后的滑動(dòng)部件基體進(jìn)行熱處理。在該熱處理工序中，滑動(dòng)部件基體的金相組織從白口鑄鐵組織變化到由珠光體/鐵素體基體、粒狀石墨構(gòu)成的金相組織。并且，關(guān)于該白口鑄鐵的石墨化、珠光體化，能夠通過調(diào)節(jié)熱處理溫度、保持時(shí)間、冷卻速度等進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如，如在本田R&D技術(shù)展望的Vol.14No.1的論文“鐵的半熔融成型技術(shù)的研究”中所述那樣，通過在950℃下保持60分鐘后，以0.05～0.10℃/秒的冷卻速度在爐中緩慢冷卻，就能夠得到具有500MPa～700MPa程度的抗拉強(qiáng)度且具有HB150(HRB81(依照SAEJ417硬度換算表所得換算值))～HB200(HRB96(依照SAE J 417硬度換算表所得換算值))程度的硬度的金相組織。由于這種金相組織其中心是鐵素體，因而較軟，且被切削性優(yōu)良，但是有可能在機(jī)械加工時(shí)形成積屑瘤使刀具壽命降低。此外，通過在1000℃下保持60分鐘后空冷，進(jìn)而以比初始溫度稍低的溫度保持預(yù)定時(shí)間后空冷，就能夠得到具有600MPa～900MPa程度的抗拉強(qiáng)度且具有HB200(HRB96(依照SAE J 417硬度換算表所得換算值))～HB250(HRB105，HRC26(依照SAE J 417硬度換算表所得換算值，另外，HRB105超過了試驗(yàn)類型的有效實(shí)用范圍，因此為參考值))程度的硬度的金相組織。這種金相組織若與片狀石墨鑄鐵具有同等的硬度，則具有與片狀石墨鑄鐵同等的被切削性，當(dāng)與具有同等的延展性和韌性的球狀石墨鑄鐵相比時(shí)具有優(yōu)良的被切削性。此外，通過在1000℃下保持60分鐘后進(jìn)行油冷，進(jìn)而以比初始溫度稍低的溫度保持預(yù)定時(shí)間后進(jìn)行空冷，就能夠得到具有800MPa～1300MPa程度的抗拉強(qiáng)度且具有HB250(HRB105，HRC26(依照SAE J 417硬度換算表所得換算值，另外，HRB105超過了試驗(yàn)類型的有效實(shí)用范圍，因此為參考值))～HB350(HRB122，HRC41(依照SAE J 417硬度換算表所得換算值，另外，HRB122超過了試驗(yàn)類型的有效實(shí)用范圍，因此為參考值))程度的硬度的金相組織。由于這種金相組織的中心為珠光體，因而較硬，且被切削性較差，但耐磨損性優(yōu)良。但有可能因其過硬而存在對滑動(dòng)副的對偶部件的攻擊性。
另外，在第一實(shí)施方式的該熱處理工序中，在使滑動(dòng)部件基體的硬度在高于HRB90(HB176(依照SAE J 417硬度換算表所得換算值))且低于HRB100(HB219(依照SAE J 417硬度換算表所得換算值))以下的條件下進(jìn)行熱處理。另外，由于已知通過半熔融壓鑄成型法制造滑動(dòng)部件基體時(shí)滑動(dòng)部件基體的硬度與該滑動(dòng)部件基體的抗拉強(qiáng)度的比例關(guān)系，因而此時(shí)的滑動(dòng)部件基體的抗拉強(qiáng)度大致相當(dāng)于600MPa～900MPa的范圍。
另外，在第一實(shí)施方式的該熱處理工序中，在使滑動(dòng)部件基體的硬度在高于HRB90(HB176(依照SAE J 417硬度換算表所得換算值))以上且低于HRB100(HB219(依照SAE J 417硬度換算表所得換算值))以下的條件下進(jìn)行熱處理。另外，由于已知通過半熔融壓鑄成型法制造滑動(dòng)部件基體時(shí)滑動(dòng)部件基體的硬度與該滑動(dòng)部件基體的抗拉強(qiáng)度的比例關(guān)系，因而此時(shí)的滑動(dòng)部件基體的抗拉強(qiáng)度大致相當(dāng)于600MPa～900MPa的范圍。
此外，在固定渦旋盤24的基體124和動(dòng)渦旋盤26的基體126的熱處理工序中，實(shí)施熱處理，使抗拉強(qiáng)度與楊氏模量的比值在0.0046以下地。此外，實(shí)施熱處理，使抗拉強(qiáng)度與楊氏模量的比值在0.0033以上，從而將鐵素體率降低到可確保耐磨損性的程度，進(jìn)而在切削加工時(shí)難以形成積屑瘤。由于與熱處理無關(guān)，楊氏模量為175～190GPa，因此，進(jìn)行熱處理，使抗拉強(qiáng)度為600MPa～900MPa的程度。
(c)精加工工序 在精加工工序中，對滑動(dòng)部件基體進(jìn)行機(jī)械加工，這樣就完成了滑動(dòng)部件的制造。
另外，在固定渦旋盤24的基體124的精加工工序中，通過以往公知的鉆孔加工等，在開口預(yù)定部分P形成有作為貫通孔的排出孔41，并且利用端銑刀等對相當(dāng)于渦旋齒的部分進(jìn)行切削加工，如圖3所示，使從鏡面24P到前端為止的高度H和厚度T成為與預(yù)定的設(shè)計(jì)值相同的尺寸。
此外，在動(dòng)渦旋盤26的基體126的精加工工序中，利用端銑刀等對相當(dāng)于渦旋齒的部分進(jìn)行切削加工，并且利用端銑刀等形成用于分散氣體載荷的應(yīng)力的切口部(锪孔部)SC5，如圖5所示，使從鏡面26P到前端為止的高度H和厚度T為按照預(yù)定的設(shè)計(jì)值的尺寸。另外，切口部(锪孔部)SC5發(fā)揮著分散作為應(yīng)力最為集中的部分的渦旋齒26b的根部的應(yīng)力的作用。
另外，在將第一實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)1組裝到采用R410A制冷劑的冷凍裝置的制冷劑回路中時(shí)，以固定渦旋盤24和動(dòng)渦旋盤26的抗拉強(qiáng)度相對于楊氏模量的比值在0.0033～0.0046的范圍內(nèi)為前提，設(shè)計(jì)成渦旋齒24b、26b的高度H和厚度T的比值(H/T)在10～19的范圍內(nèi)。通過這樣設(shè)計(jì)，即使在冷凍裝置中的氣體制冷劑R410A達(dá)到最高壓時(shí)，渦旋齒24b、26b的渦旋中心的端部(渦旋開始的端部)的前端的撓曲量(變形量)也在容許范圍內(nèi)，并且強(qiáng)度方面也不會有問題。
此外，在將第一實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)1組裝到采用二氧化碳制冷劑的冷凍裝置的制冷劑回路中時(shí)，以固定渦旋盤24和動(dòng)渦旋盤26的抗拉強(qiáng)度相對于楊氏模量的比值在0.0033～0.0046范圍內(nèi)為前提，設(shè)計(jì)成渦旋齒24b、26b的高度H和厚度T的比值(H/T)在2～8的范圍內(nèi)。通過這樣設(shè)計(jì)，即使在冷凍裝置中的氣體制冷劑二氧化碳達(dá)到最高壓時(shí)，渦旋齒24b、26b的渦旋中心的端部(渦旋開始的端部)的前端的撓曲量(變形量)都在容許范圍內(nèi)，并且強(qiáng)度方面也不會有問題。
(d)局部熱處理工序 在局部熱處理工序中，對滑動(dòng)部件的特定部位進(jìn)行激光加熱處理或者高頻加熱處理，以提高該特定部位的疲勞強(qiáng)度和耐磨損性。另外，在激光加熱處理和高頻加熱處理中，照射激光或高頻波，使加熱部分的表面硬度成為HRC50～HRC65。
另外，在固定渦旋盤24的局部熱處理工序中，對在高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)1運(yùn)行過程中產(chǎn)生應(yīng)力集中的渦旋齒24b的根部的周邊部SC1實(shí)施激光加熱處理，對渦旋齒24b的最內(nèi)部SC2實(shí)施高頻加熱處理(參照圖2和圖3。圖中，對激光加熱處理部位標(biāo)以網(wǎng)狀剖面線)。
此外，在動(dòng)渦旋盤26的局部熱處理工序中，對在高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)1運(yùn)行過程中產(chǎn)生應(yīng)力集中的渦旋齒26b的根部的周邊部SC3和軸承部26c的根部的周邊部SC4實(shí)施激光加熱處理，對形成于鏡板26a的設(shè)計(jì)中心附近的切口部SC5和渦旋齒26b的最內(nèi)部SC6實(shí)施高頻加熱處理(參照圖4和圖5。圖中，對激光加熱處理部位標(biāo)以網(wǎng)狀剖面線)。
此外，在曲軸17的局部熱處理工序中，對要求耐磨損性的偏心軸部17a和主軸部17b實(shí)施高頻加熱處理，對在壓縮機(jī)運(yùn)行過程中產(chǎn)生應(yīng)力集中的、存在于偏心軸部17a和主軸部17b之間的切口部的周邊部SC7實(shí)施激光加熱處理(參照圖15。圖中，對激光加熱處理部位標(biāo)以網(wǎng)狀剖面線)。
此外，在十字滑環(huán)39的局部熱處理中，對要求耐磨損性的動(dòng)渦旋盤側(cè)鍵部39a、39b和缸體側(cè)鍵部39c、39d實(shí)施高頻加熱處理(參照圖6、圖7和圖8。圖中對高頻加熱處理部位標(biāo)以網(wǎng)狀剖面線)。
[高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)的運(yùn)行動(dòng)作] 接著，對高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)1的運(yùn)行動(dòng)作進(jìn)行簡單說明。首先，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)16被驅(qū)動(dòng)時(shí)，曲軸17旋轉(zhuǎn)，動(dòng)渦旋盤26并不自轉(zhuǎn)而是進(jìn)行公轉(zhuǎn)。于是，低壓氣體制冷劑通過吸入管19從壓縮室40的周緣側(cè)被吸入壓縮室40內(nèi)，隨著壓縮室40的容積變化而被壓縮，成為高壓氣體制冷劑(參照圖18(b))。然后，該高壓氣體制冷劑從壓縮室40的中央通過排出孔41排出到消聲空間45，此后，通過聯(lián)系通道46、渦旋盤側(cè)通道47、殼體側(cè)通道48、排出口49并流出到間隙空間18中，并在導(dǎo)向板58和中間殼體部11的內(nèi)表面之間朝下側(cè)流動(dòng)。進(jìn)而，當(dāng)該氣體制冷劑在導(dǎo)向板58和中間殼體部11的內(nèi)表面之間朝下側(cè)流動(dòng)時(shí)，一部分被分流而在導(dǎo)向板58和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)16之間沿圓周方向流動(dòng)。并且，此時(shí)，混入氣體制冷劑中的潤滑油被分離出來。另一方面，分流后的氣體制冷劑的其他部分在電動(dòng)機(jī)冷卻通道55朝下側(cè)流動(dòng)，在流到電動(dòng)機(jī)下部空間后，反過來在定子51和轉(zhuǎn)子52之間的氣隙通道或與聯(lián)系通道46對置一側(cè)(圖1中的左側(cè))的電動(dòng)機(jī)冷卻通道55中朝上方流動(dòng)。之后，通過導(dǎo)向板58的氣體制冷劑和流過氣隙通道或者電動(dòng)機(jī)冷卻通道55的氣體制冷劑在間隙空間18內(nèi)合流，并從排出管20的內(nèi)端部36流到排出管20中，并被排出到殼體10外部。然后，排到殼體10外部的氣體制冷劑在制冷劑回路中循環(huán)之后，再次通過吸入管19并被吸入到渦旋壓縮機(jī)構(gòu)15中進(jìn)行壓縮。
(采用灰口鑄鐵(FC)的現(xiàn)有渦旋盤與第一實(shí)施方式的渦旋盤的比較) 接著，參照圖16～圖18，將使用FC250的現(xiàn)有的固定渦旋盤324、動(dòng)渦旋盤326與第一實(shí)施方式所述的壓縮機(jī)1的固定渦旋盤24、動(dòng)渦旋盤26進(jìn)行比較。其中，設(shè)各渦旋盤324、326、24、26的渦旋齒285、287、24b、26b的高度H都相同，基于以往那樣的依照強(qiáng)度的設(shè)計(jì)方針來確定現(xiàn)有的固定渦旋盤324、動(dòng)渦旋盤326的渦旋齒285、287的厚度T，基于上述的設(shè)計(jì)方針來確定固定渦旋盤24、動(dòng)渦旋盤26的渦旋齒24b、26b的厚度T。由于固定渦旋盤24、動(dòng)渦旋盤26使用半熔融壓鑄成型材料，強(qiáng)度比現(xiàn)有的FC250更高，因而與現(xiàn)有的固定渦旋盤324、動(dòng)渦旋盤326相比，固定渦旋盤24、動(dòng)渦旋盤26的渦旋齒的厚度T更薄。
圖16(a)、(c)、(e)的陰影部分分別表示的是現(xiàn)有固定渦旋盤324的分隔壁面積、壓縮做功區(qū)域、推力區(qū)域。分隔壁面積是渦旋齒(此處為渦旋齒285)的橫截面積。相對于此，圖16(b)、(d)、(f)的陰影部分分別表示的是固定渦旋盤24的分隔壁面積、壓縮做功區(qū)域、推力區(qū)域。比較圖16(a)和圖16(b)，固定渦旋盤24的分隔壁面積比現(xiàn)有的固定渦旋盤324的分隔壁面積小。這是因?yàn)殡S著強(qiáng)度提高可使渦旋齒24b的高度H和厚度T的比值(H/T)增大。此外，進(jìn)而參照圖16(c)和圖16(d)，用從壓縮做功區(qū)域的面積中減去分隔壁面積得到的有效壓縮面積進(jìn)行比較時(shí)，與現(xiàn)有的固定渦旋盤324的40平方厘米相比，固定渦旋盤24為48平方厘米，比現(xiàn)有的固定渦旋盤324多了大約20％。
圖17(a)、(c)、(e)的陰影部分分別表示的是現(xiàn)有的動(dòng)渦旋盤326的分隔壁面積、壓縮做功區(qū)域、推力區(qū)域。分隔壁面積是渦旋齒(此處為渦旋齒287)的橫截面積。相對于此，圖17(b)、(d)、(f)的陰影部分分別表示的是動(dòng)渦旋盤26的分隔壁面積、壓縮做功區(qū)域、推力區(qū)域。比較圖17(a)和圖17(b)，動(dòng)渦旋盤26的分隔壁面積比現(xiàn)有的動(dòng)渦旋盤326的分隔壁面積小。這是因?yàn)殡S著強(qiáng)度提高可使渦旋齒26b的高度H和厚度T的比值(H/T)增大。此外，進(jìn)而參照圖17(c)和圖17(d)，用從壓縮做功區(qū)域的面積中減去分隔壁面積得到的有效壓縮面積進(jìn)行比較時(shí)，與現(xiàn)有的動(dòng)渦旋盤326的28平方厘米相比，動(dòng)渦旋盤26為32平方厘米，比現(xiàn)有的動(dòng)渦旋盤326多了大約15％。
圖18(a)的陰影部分表示由具有較大厚度T的渦旋齒285、287的現(xiàn)有的固定渦旋盤324、動(dòng)渦旋盤326形成的吸入容積，圖18(b)的陰影部分表示由具有較小(較薄)厚度T的渦旋齒24b、26b的固定渦旋盤24、動(dòng)渦旋盤26形成的吸入容積。在壓縮機(jī)1中，減小渦旋齒24b、26b的厚度T來增大比值(H/T)，從而使吸入容積形成為采用現(xiàn)有的固定渦旋盤324、動(dòng)渦旋盤326的壓縮機(jī)的吸入容積的大約1.5倍。
[試驗(yàn)] (1)耐磨損性試驗(yàn)以及“磨合”性試驗(yàn) 首先，使用通過半熔融壓鑄成型法制作而成的材料來制作如圖19所示的柱形狀的試件412a以及盤形狀的試件412b，并通過多次改變利用半熔融壓鑄成型法制作而成的該材料的熱處理?xiàng)l件而制作出硬度不同的試件412a、412b。然后，將各試件412a、412b設(shè)置在如圖19所示的柱/盤試驗(yàn)裝置401中，測定在容器410內(nèi)貯藏的R410A制冷劑和乙醚油(100℃)的混合液416中，使設(shè)于保持器413上的柱形狀的試件412a和盤形狀的試件412b在平均滑動(dòng)速度為2.0m/s以及一定表面壓力載荷為20MPa的條件下滑動(dòng)兩小時(shí)后的磨損量。另外，此時(shí)的表面壓力通過附加在下側(cè)軸411b上的載荷進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外，在上側(cè)的轉(zhuǎn)子軸411a和容器410之間設(shè)有機(jī)械密封件414。此外，此時(shí)的磨損量為柱磨損量和盤磨損深度的合計(jì)值。
在圖20所示的柱形圖中歸納了由該試驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)。圖表左側(cè)的區(qū)域表示通過半熔融壓鑄成型法制造出的試件(以下稱作半熔融壓鑄成型試件)的硬度和磨損量的關(guān)系。此外，作為參考，圖表右側(cè)的區(qū)域表示由現(xiàn)有材料FC250制造出的試件(以下稱作FC250試件)的硬度和磨損量。另外，該FC250試件具有在現(xiàn)有的壓縮機(jī)中表現(xiàn)出良好的“磨合”性的硬度(HRB101.0)。此外，表示該硬度的FC250試件的基體組織中包含95％以上的珠光體組織。
此處，從左側(cè)區(qū)域來看，半熔融壓鑄成型試件的硬度和其磨損量大致成正比例關(guān)系。此外，將各半熔融壓鑄成型試件和FC250試件進(jìn)行比較后可知具有HRB103.7的硬度的半熔融壓鑄成型試件比FC250試件磨損量顯著減少，具有HRB98.0的硬度的半熔融壓鑄成型試件與FC250試件的磨損量大致相等，具有HRB87.4的硬度的半熔融壓鑄成型試件比FC250試件磨損量顯著增多。即可知HRB98.0的半熔融壓鑄成型試件與HRB100以上的FC250試件具有大致相等的“磨合”性。這顯示出磨損現(xiàn)象不僅依賴于硬度，還依賴于基體組織。即，即使同等硬度，但是在珠光體組織占基體組織的比例較高的情況下，其成型品的“磨合”性較差。并且，此處按照經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)崿F(xiàn)良好的“磨合”性的硬度為具有大于5μm且小于13μm的磨損量的硬度。因此，硬度大于HRB90且小于HRB100的半熔融壓鑄成型試件的“磨合性”優(yōu)良。另外，此結(jié)論也得到了如圖21所示的半熔融壓鑄成型品的磨合曲線的支持。由圖21可以明確，硬度在HRB100以上時(shí)達(dá)到充分磨合需要100小時(shí)，而在HRB100以下時(shí)十多個(gè)小時(shí)就可以基本完全磨合。
(2)耐燒結(jié)性試驗(yàn) 首先，使用通過半熔融壓鑄成型法制作而成的材料制作出如圖19所示的柱形狀的試件412a以及盤形狀的試件412b，并通過多次改變利用由半熔融壓鑄成型法制作而成的該材料的熱處理?xiàng)l件來制作出硬度不同的試件412a、412b。然后，將各試件412a、412b設(shè)置在如圖19所示的柱/盤試驗(yàn)裝置401中，在容器410內(nèi)貯藏的R410A制冷劑和乙醚油(100℃)的混合液416中，在平均滑動(dòng)速度為2.0m/s的條件下，依次疊加15.6MPa的分級荷重(表面壓力)，利用轉(zhuǎn)矩檢測器415檢測摩擦轉(zhuǎn)矩急劇增加的時(shí)刻，并將該時(shí)刻作為燒結(jié)產(chǎn)生時(shí)間點(diǎn)，將此時(shí)的表面壓力作為燒結(jié)產(chǎn)生表面壓力。另外，此時(shí)的表面壓力通過附加在下側(cè)的軸411b上的載荷進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外，在上側(cè)的轉(zhuǎn)子軸411a和容器410之間設(shè)置有機(jī)械密封件414。
在圖22所示的柱形圖中歸納了由該試驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)。該圖表表示出通過半熔融壓鑄成型法制造出的試件(以下稱作半熔融壓鑄成型試件)的硬度和燒結(jié)產(chǎn)生表面壓力的關(guān)系。
由圖22可以明確，半熔融壓鑄成型試件的硬度在HRB98.0和HRB103.8之間時(shí)，燒結(jié)產(chǎn)生表面壓力顯著降低。即，此結(jié)果表示半熔融壓鑄成型試件的硬度達(dá)到HRB100以上時(shí)，燒結(jié)的產(chǎn)生變得容易。即，利用半熔融壓鑄成型法制造動(dòng)渦旋盤或固定渦旋盤時(shí)，為了防止壓縮機(jī)異常運(yùn)行時(shí)動(dòng)渦旋盤或固定渦旋盤的燒結(jié)，必須使動(dòng)渦旋盤或固定渦旋盤的硬度低于HRB100。
(3)延展性試驗(yàn) 在圖23中表示了通過半熔融壓鑄成型法制造出的成型品的硬度和伸長率的關(guān)系。另外，依照J(rèn)IS Z2241所示的試驗(yàn)方法測定伸長率。此外，在該拉伸試驗(yàn)中，試件的形狀為JIS Z2201所示的4號或者5號試驗(yàn)片的形狀。
由圖23可以明確，通過半熔融壓鑄成型法制造出的成型品(以下稱作半熔融壓鑄成型品)的硬度與伸長率成反比例關(guān)系。并且與現(xiàn)有的FC250或FCD600的成型品進(jìn)行比較后可知(以下稱作現(xiàn)有成型品)，半熔融壓鑄成型品比現(xiàn)有成型品表現(xiàn)出明顯更高的延展性。另外，此處，半熔融壓鑄成型品的伸長率為14％以上時(shí)，事實(shí)上在機(jī)械加工中容易形成積屑瘤而使切屑易處理性劣化，而在伸長率為8％以下時(shí)出現(xiàn)損傷的情況(半熔融壓鑄成型品為動(dòng)渦旋盤和固定渦旋盤時(shí)，可以考慮成由回液(液體壓縮)引起的損傷)下，事實(shí)上會產(chǎn)生細(xì)小的碎屑，也無法充分發(fā)揮由延展性提高得到的該防止效果。因此，優(yōu)選半熔融壓鑄成型品具有大于8％小于14％的伸長率。因而，半熔融壓鑄成型品的硬度大于HRB90小于HRB100是較為理想的。
(4)切削性試驗(yàn) 在圖24中表示出通過半熔融壓鑄成型法制造出的成型品的切削深度與切削阻力的關(guān)系。另外，該切削性試驗(yàn)采用端銑刀作為切削刀具，在干燥條件下，設(shè)定端銑刀的轉(zhuǎn)速為6000rmp，進(jìn)給速度為1800毫米/分—0.05/刃，并以順銑方式進(jìn)行。此外，此時(shí)的半熔融壓鑄成型品的硬度為HRB98，相關(guān)的FC250成型品的硬度為HRB101。
由圖24可以明確，半熔融壓鑄成型品與FC250成型品同樣，若切削深度增大，則切削阻力也成正比例增加，但其絕對值比FC250成型品小。
(5)刀具磨損試驗(yàn) 在圖25中表示出通過半熔融壓鑄成型法制造出的成型品的刀具磨損量的比較。另外，該刀具磨損試驗(yàn)與切削性試驗(yàn)相同，采用端銑刀作為切削刀具，在干燥條件下，設(shè)定端銑刀的旋轉(zhuǎn)速度為8000rmp，進(jìn)給速度為1920毫米/分—0.04/刃，并以順銑方式進(jìn)行。此外，圖25中的數(shù)據(jù)為使刀具旋轉(zhuǎn)如柱體上方所記載的切削距離后的值。此外，此時(shí)的半熔融壓鑄成型品的硬度為HRB93～95和HRB98～100，相關(guān)的FC250成型品的硬度為HRB101。
由圖25可以明確，將硬度93～95的半熔融壓鑄成型品與FC250成型品比較，硬度93～95的半熔融壓鑄成型品比FC250成型品的切削距離長，但是兩者的外周刃、底刃的刀具磨損量大致相同。因此，硬度93～95的半熔融壓鑄成型品具有與FC250成型品同樣或比其還優(yōu)良的被切削性。此外，將硬度93～95的半熔融壓鑄成型品與硬度98～100的半熔融壓鑄成型品相比較，即便硬度93～95的半熔融壓鑄成型品比硬度98～100的半熔融壓鑄成型品的切削距離長，而硬度93～95的半熔融壓鑄成型品的底刃的刀具磨損量更少。即，硬度93～95的半熔融壓鑄成型品具有比硬度98～100的半熔融壓鑄成型品更為顯著的優(yōu)良被切削性。
[第一實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)的特征] (1) 在第一實(shí)施方式中，通過半熔融壓鑄成型工序和熱處理工序制造動(dòng)渦旋盤26和固定渦旋盤24。因此，能夠容易地得到比利用現(xiàn)有的砂模鑄造方法制造的片狀石墨鑄鐵制的動(dòng)渦旋盤和固定渦旋盤更高抗拉強(qiáng)度且更高硬度的動(dòng)渦旋盤和固定渦旋盤。
(2) 在第一實(shí)施方式中，通過半熔融壓鑄成型工序和熱處理工序制造出動(dòng)渦旋盤基體和固定渦旋盤基體，其硬度被調(diào)節(jié)為大于HRB90且小于HRB100。進(jìn)而，此時(shí)，動(dòng)渦旋盤基體和固定渦旋盤基體的抗拉強(qiáng)度大致相當(dāng)于在600MPa～900MPa的范圍內(nèi)。因此，若采用該壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件的制造方法，則能夠使動(dòng)渦旋盤26和固定渦旋盤24的鏡板24a、26a和渦旋部24b、26b薄壁化。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)渦旋式壓縮機(jī)1的小徑化，甚至能夠降低推力損失并實(shí)現(xiàn)大容量化。此外，即使是在具有卸載活塞的容量控制機(jī)中，在以高壓縮比運(yùn)行時(shí)進(jìn)行容量控制的情況下，渦旋部上產(chǎn)生的應(yīng)力比正常運(yùn)行時(shí)(滿載時(shí))更大，但是由于強(qiáng)度變大且富于韌性，因此能夠減小在渦旋上產(chǎn)生損傷等的可能性。此外，這種動(dòng)渦旋盤26和固定渦旋盤24比灰口鑄鐵(FC)的韌性更為優(yōu)良，因此即使有突發(fā)性的內(nèi)壓上升或異物嚙合也不易發(fā)生損傷。假使產(chǎn)生損傷也不易出現(xiàn)細(xì)小的碎屑，因而無需清洗配管。此外，在對通過砂模鑄造方法制造出的片狀石墨鑄鐵的動(dòng)渦旋盤基體和固定渦旋盤基體進(jìn)行機(jī)械加工來形成最終的動(dòng)渦旋盤和固定渦旋盤時(shí)，通常為了消除因加工引起的變形，需要對動(dòng)渦旋盤基體和固定渦旋盤基體進(jìn)行多次修整。然而，在對這種抗拉強(qiáng)度高的動(dòng)渦旋盤基體和固定渦旋盤基體進(jìn)行加工時(shí)，無需擔(dān)心因加工引起變形。因此，如果采用本制造方法，就能夠削減該修整所花費(fèi)的成本。
(3) 在對通過半熔融壓鑄成型法制造出的滑動(dòng)部件進(jìn)行熱處理時(shí)，已知該滑動(dòng)部件的抗拉強(qiáng)度與其硬度成正比例關(guān)系。因此，對于第一實(shí)施方式所述的滑動(dòng)部件，僅測定其硬度就能夠保證其抗拉強(qiáng)度。
(4) 在第一實(shí)施方式的熱處理工序中，對動(dòng)渦旋盤基體和固定渦旋盤基體進(jìn)行熱處理以使其硬度大于HRB90且小于HRB100。因此，若采用該壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件的制造方法，則能夠制造出具有以下優(yōu)點(diǎn)的動(dòng)渦旋盤26和固定渦旋盤24即，在壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)可表現(xiàn)出充分的耐久性，且易于在盡量短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生“磨合”，且在異常運(yùn)行時(shí)不會產(chǎn)生燒結(jié)。此外，硬度在HRB90～HRB100的范圍內(nèi)時(shí)，動(dòng)渦旋盤基體和固定渦旋盤基體的被切削性良好，并且動(dòng)渦旋盤基體和固定渦旋盤基體上不易出現(xiàn)損傷，使用方便。因此，不易發(fā)生工具磨損或工具缺損，從而延長了工具壽命，且不易產(chǎn)生積屑瘤，使得切屑的處理性良好，并且能夠縮短加工時(shí)間，因此加工成本下降。同時(shí)，相對于相同抗拉強(qiáng)度的FCD，所述動(dòng)渦旋盤基體和固定渦旋盤基體的硬度更低(相同硬度則抗拉強(qiáng)度更高)，因此可以說所述動(dòng)渦旋盤基體和固定渦旋盤基體不僅在工具磨損和加工時(shí)間方面優(yōu)良，而且能夠?qū)崿F(xiàn)高抗拉強(qiáng)度化。此外，由于與灰口鑄鐵(FC)相比容易減小表面粗糙度，因此動(dòng)渦旋盤26不會攻擊十字滑環(huán)39和密封圈(未圖示)等。
(5) 在第一實(shí)施方式中，通過如下方式制造出固定渦旋盤24采用具有可使基體124的中央附近的開口預(yù)定部分P形成為薄壁的凸部71a、72a的金屬模具70，將金屬材料半熔融壓鑄成型，然后，在薄壁的開口預(yù)定部分P形成排出孔41。借助該凸部71a和72a，可使固定渦旋盤24的基體124的相當(dāng)于鏡板的部分的中央附近的排出孔41的開口預(yù)定部分P的壁厚形成為4毫米以下。因此，可以抑制在固定渦旋盤24的基體124中產(chǎn)生氣孔CN。從而，在固定渦旋盤24中，僅在鏡板24a內(nèi)部的除中央附近以外的周圍部分分散存在小的氣孔CN。其結(jié)果是，即使在基體124的開口預(yù)定部分P形成排出孔41，也不會使基體124內(nèi)部的氣孔CN露出到外部，能夠抑制疲勞強(qiáng)度下降。
(6) 在第一實(shí)施方式中，采用具有可使基體126的中央附近的預(yù)定部分形成為4毫米以下的凸部81a的金屬模具80，將金屬材料半熔融壓鑄成型后，制造出動(dòng)渦旋盤26。因此，可抑制動(dòng)渦旋盤26的基體126中產(chǎn)生氣孔CN。從而，在動(dòng)渦旋盤26中，僅在鏡板26a內(nèi)部的除中央附近以外的周圍部分分散存在小的氣孔CN。
(7) 第一實(shí)施方式的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)1采用缺陷非常少的結(jié)構(gòu)部件。因此，該高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)1也能夠?qū)Χ趸嫉雀邏褐评鋭┻M(jìn)行壓縮。
(8) 由于作為高強(qiáng)度材料的球墨鑄鐵或高碳鋼存在難以近終形化且加工性差的問題，所以現(xiàn)有的渦旋式壓縮機(jī)中大多采用FC250等普通鑄鐵制造渦旋盤。
相對于此，第一實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)1通過半熔融壓鑄成型法成型，從而使固定渦旋盤124和動(dòng)渦旋盤126具有高強(qiáng)度。
因此，如圖18等所示，可以實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)1的外徑基本不變而容量大幅度上升。
(9) 與稱作FC250的現(xiàn)有材料相比，通過向金屬模具中壓入半熔融(半凝固)狀態(tài)的鐵原料來制造鑄件的壓鑄(此處為半熔融壓鑄成型法)生成的鑄件即使不進(jìn)行特別的熱處理也具有高強(qiáng)度，然而再通過在預(yù)定溫度下保持預(yù)定時(shí)間或者調(diào)節(jié)冷卻速度的的方式進(jìn)行熱處理，還能夠提高其抗拉強(qiáng)度。
然而，抗拉強(qiáng)度提高到以往沒有的水平后，如果像至今為止那樣僅從是否會產(chǎn)生疲勞損傷的強(qiáng)度的觀點(diǎn)來確定渦旋齒的高度(H)和厚度(T)之比即比值(H/T)，就會產(chǎn)生其他問題。即，若為了確保強(qiáng)度而使比值(H/T)過大，雖然強(qiáng)度方面沒有問題了，但是進(jìn)行切削加工時(shí)渦旋齒24b、26b的變形增大過多，因此會產(chǎn)生以下問題由于無法加大端銑等的加工余量或者切削進(jìn)給，因而導(dǎo)致加工時(shí)間變長；由于壓縮機(jī)1運(yùn)行過程中渦旋齒24b、26b的變形量(撓曲量)變大使得性能降低；由于與對方渦旋盤接觸使噪音增大。進(jìn)而，在像渦旋盤24、26那樣具有渦旋形狀的渦旋齒24b、26b的情況下，若通過熱處理大幅度增大強(qiáng)度則有可能產(chǎn)生變形。此外，若硬度過高，則切削加工時(shí)加工速度會降低，成本也會增加。
鑒于此，在壓縮機(jī)1中，當(dāng)考慮基于加工時(shí)間、性能下降、噪音這些觀點(diǎn)所必需的渦旋齒24b、26b變形量上限來確定渦旋齒的比值(H/T)時(shí)，從疲勞強(qiáng)度的觀點(diǎn)來探討抗拉強(qiáng)度為何值時(shí)是充分的，并基于這一探討，來確定抗拉強(qiáng)度相對于熱處理后的渦旋盤24、26的楊氏模量的比值，使得不會花費(fèi)成本通過熱處理來過度增大強(qiáng)度。具體來說，如上所述，使抗拉強(qiáng)度相對于楊氏模量的比值在0.0046以下，從而控制由熱處理引起的強(qiáng)度提升的程度。
如上所述，此處在設(shè)計(jì)渦旋盤24、26時(shí)，可使強(qiáng)度不額外增大而與楊氏模量(剛性)達(dá)到平衡，因此既滿足了強(qiáng)度要求，又能夠抑制因渦旋齒24b、26b的撓曲而引起性能下降或噪音增大這些運(yùn)行時(shí)的問題的產(chǎn)生。此外，由于在切削加工時(shí)也能夠抑制渦旋齒24b、26b撓曲，因此能夠通過縮短加工時(shí)間等來降低制造成本。
如上所述，通過熱處理也可以使渦旋盤24、26的抗拉強(qiáng)度達(dá)到1000MPa以上，但是這里要抑制通過熱處理提高強(qiáng)度的程度。
另一方面，通過降低冷卻速度也可以使渦旋盤24、26的抗拉強(qiáng)度達(dá)到500MPa左右，為了將強(qiáng)度抑制得較低，反而要在熱處理上花費(fèi)時(shí)間，就本末倒置了，此外，若金相組織的鐵素體率升高，就會產(chǎn)生耐磨損性降低的問題，因此，對壓縮機(jī)1進(jìn)行熱處理，使抗拉強(qiáng)度相對于楊氏模量的比在0.0033以上。
(10) 在第一實(shí)施方式中，曲軸17、動(dòng)渦旋盤26、固定渦旋盤24以及十字滑環(huán)39是經(jīng)過半熔融壓鑄成型工序和熱處理工序而制造出來的。因此，與現(xiàn)有的砂模鑄造方法等相比，能夠?qū)⒃牧腺M(fèi)用、機(jī)械加工費(fèi)用和工具消耗品費(fèi)用控制得較低，并且能夠減少磨削廢料和加工廢液等廢棄物。此外，能夠容易地得到比通過現(xiàn)有的砂模鑄造方法等制造出的片狀石墨鑄鐵制的曲軸、動(dòng)渦旋盤、固定渦旋盤以及十字滑環(huán)的抗拉強(qiáng)度更大且硬度更大的曲軸17、動(dòng)渦旋盤26、固定渦旋盤24以及十字滑環(huán)39。
(11) 在第一實(shí)施方式中，曲軸基體、動(dòng)渦旋盤基體、固定渦旋盤基體以及十字滑環(huán)基體是通過半熔融壓鑄成型工序和熱處理工序而制造出來的，并將其硬度調(diào)節(jié)到大于HRB90且小于HRB100。進(jìn)而，此時(shí)，曲軸基體、動(dòng)渦旋盤基體、固定渦旋盤基體以及十字滑環(huán)基體的抗拉強(qiáng)度大致相當(dāng)于在600MPa～900MPa的范圍內(nèi)。因此，若采用該壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件的制造方法，就能夠使動(dòng)渦旋盤26和固定渦旋盤24的鏡板24a、26a和渦旋部24b、26b薄壁化，以及使十字滑環(huán)39薄壁化。此外，也能夠使曲軸17小徑化。因此，能夠使渦旋式壓縮機(jī)1小徑化，繼而可降低推力損失并實(shí)現(xiàn)大容量化。此外，即使是在具有卸載活塞的容量控制機(jī)中，在以高壓縮比進(jìn)行容量控制的情況下，渦旋部上產(chǎn)生的應(yīng)力比正常運(yùn)行時(shí)(滿載時(shí))更大，但是由于強(qiáng)度變大且韌性更好，因此能夠減小在渦旋部上產(chǎn)生損傷的可能性。此外，這樣的曲軸17、動(dòng)渦旋盤26、固定渦旋盤24以及十字滑環(huán)39比灰口鑄鐵(FC)的韌性更為優(yōu)良，因此即使有突發(fā)性的內(nèi)壓上升或異物嚙合也不容易發(fā)生損傷。假使產(chǎn)生損傷也不易出現(xiàn)細(xì)小的碎屑，因而無需對配管進(jìn)行清洗。此外，在對通過砂模鑄造方法制造出的片狀石墨鑄鐵的曲軸基體、動(dòng)渦旋盤基體、固定渦旋盤基體以及十字滑環(huán)基體進(jìn)行機(jī)械加工來形成最終的曲軸17、動(dòng)渦旋盤26、固定渦旋盤24以及十字滑環(huán)39時(shí)，通常為了消除因加工而引起的變形，需要對曲軸基體、動(dòng)渦旋盤基體、固定渦旋盤基體以及十字滑環(huán)基體進(jìn)行多次修整。然而，在對這種抗拉強(qiáng)度高的曲軸基體、動(dòng)渦旋盤基體、固定渦旋盤基體以及十字滑環(huán)基體進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，無需擔(dān)心因加工引起變形。因此，如果采用本制造方法，就能夠削減該修整所花費(fèi)的成本。
(12) 在對通過半熔融壓鑄成型法制造出的滑動(dòng)部件進(jìn)行熱處理時(shí)，已知該滑動(dòng)部件的抗拉強(qiáng)度與其硬度成比例關(guān)系。因此，對于第一實(shí)施方式所述的滑動(dòng)部件，僅測定其硬度就能夠保證其抗拉強(qiáng)度。
(13) 在第一實(shí)施方式的熱處理工序中，對曲軸基體、動(dòng)渦旋盤基體、固定渦旋盤基體以及十字滑環(huán)基體進(jìn)行熱處理以使其硬度大于HRB90且小于HRB100。因此，若采用該壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件的制造方法，就能夠制造出具有以下優(yōu)點(diǎn)的曲軸17、動(dòng)渦旋盤26、固定渦旋盤24以及十字滑環(huán)39即，在壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)表現(xiàn)出充分的耐久性，且易于在盡量短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生“磨合”，且不會在異常運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生燒結(jié)。此外，硬度在HRB90～HRB100的范圍內(nèi)時(shí)，曲軸基體、動(dòng)渦旋盤基體、固定渦旋盤基體以及十字滑環(huán)基體的被切削性良好，并且曲軸基體、動(dòng)渦旋盤基體、固定渦旋盤基體以及十字滑環(huán)基體上不易出現(xiàn)損傷，使用方便。因此，不易發(fā)生工具磨損或工具缺損，從而延長了工具壽命，且不易產(chǎn)生積屑瘤，使得切屑的處理性良好，并且能夠縮短加工時(shí)間，因此加工成本下降。同時(shí)，相對于相同抗拉強(qiáng)度的FCD，所述動(dòng)渦旋盤基體和固定渦旋盤基體的硬度更低(相同硬度則抗拉強(qiáng)度更高)，因此可以說所述動(dòng)渦旋盤基體和固定渦旋盤基體不僅在工具磨損和加工時(shí)間方面表現(xiàn)優(yōu)良，而且能夠?qū)崿F(xiàn)高抗拉強(qiáng)度化。此外，由于與灰口鑄鐵(FC)相比容易減小表面粗糙度，因此動(dòng)渦旋盤26不會攻擊十字滑環(huán)39和密封圈(未圖示)等。
(14) 在第一實(shí)施方式的局部熱處理工序中，對固定渦旋盤24的應(yīng)力集中部(渦旋齒24b的根部的周邊部SC1和渦旋齒24b的最內(nèi)部SC2)實(shí)施局部熱處理。因此，在該固定渦旋盤24中，在使要求滑動(dòng)性的滑動(dòng)部具有了良好的磨合性的狀態(tài)下，應(yīng)力集中部也具有了充分的疲勞強(qiáng)度。
(15)在第一實(shí)施方式的局部熱處理工序中，對動(dòng)渦旋盤26的應(yīng)力集中部(渦旋齒26b的根部的周邊部SC3、在鏡板26a的設(shè)計(jì)中心附近所形成的切口部SC5、軸承部26c的根部的周邊部SC4和渦旋齒26b的最內(nèi)部SC6)實(shí)施局部熱處理。因此，在該動(dòng)渦旋盤26中，對需要滑動(dòng)性的滑動(dòng)部賦予了良好的磨合性，同時(shí)也對應(yīng)力集中部賦予了充分的疲勞強(qiáng)度。
(16) 在第一實(shí)施方式的局部熱處理工序中，對曲軸17的偏心軸部17a和主軸部17b實(shí)施高頻加熱處理。因此，能夠賦予偏心軸部17a和主軸部17b充分的耐磨損性。因而，能夠延長曲軸17的壽命。
(17) 在第一實(shí)施方式的局部熱處理工序中，對存在于曲軸17的偏心軸部17a和主軸部17b之間的切口部的周邊部SC7實(shí)施激光加熱處理。因此能夠使曲軸17的應(yīng)力集中部具有充分的疲勞強(qiáng)度。
(18) 在第一實(shí)施方式的半熔融壓鑄成型過程中，配重部17c與曲軸17一體地成型。因此，無需設(shè)置另外的環(huán)狀部等作為配重。因而，能夠減少配重所需材料費(fèi)。此外，在現(xiàn)有的配重制造過程中，在鑄造出配重的大致形狀后，需要通過加工來調(diào)整其平衡等的工序，然而本發(fā)明所述的曲軸17通過半熔融壓鑄成型法制造而成，因此能夠成型為非常接近最終形狀的形狀，能夠減少壓縮機(jī)制造的工序數(shù)。因而，該壓縮機(jī)的曲軸17能夠降低壓縮機(jī)的制造成本。
(19) 在第一實(shí)施方式的局部熱處理工序中，對十字滑環(huán)39的動(dòng)渦旋盤側(cè)鍵部39a、39b和缸體側(cè)鍵部39c、39d實(shí)施高頻加熱處理。因此，能夠使動(dòng)渦旋盤側(cè)鍵部39a、39b和缸體側(cè)鍵部39c、39d具有充分的耐磨損性。因而，能夠延長十字滑環(huán)39的壽命。
<第一實(shí)施方式的變形例> (A) 在第一實(shí)施方式中，采用密閉式的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)1，但壓縮機(jī)可以是高壓圓頂型壓縮機(jī)，也可以是低壓圓頂型壓縮機(jī)。此外，還可以是半封閉式或者開放式壓縮機(jī)。
(B) 在第一實(shí)施方式所述的渦旋式壓縮機(jī)1中采用了渦旋壓縮機(jī)構(gòu)15，但壓縮機(jī)構(gòu)也可以采用回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)構(gòu)、往復(fù)式壓縮機(jī)構(gòu)、螺桿式壓縮機(jī)構(gòu)等。此外，渦旋壓縮機(jī)構(gòu)15也可以是雙齒式或共轉(zhuǎn)式渦旋盤。
(C) 在第一實(shí)施方式中，采用添加了以下成分的鐵原料C2.3～2.4重量％、Si1.95～2.05重量％、Mn0.6～0.7重量％、P<0.035重量％、S<0.04重量％、Cr0.00～0.50重量％、Ni0.50～1.00重量％，但只要不違反本發(fā)明的主旨，鐵原料的元素比例可以任意確定。
(D) 在第一實(shí)施方式中，采用十字滑環(huán)39作為自轉(zhuǎn)防止機(jī)構(gòu)，但也可以采用銷、滾珠軸承、曲軸等任意機(jī)構(gòu)。
(E) 在第一實(shí)施方式中，舉出了將渦旋式壓縮機(jī)1用在制冷劑回路內(nèi)的例子，不過其用途并不限定于空調(diào)，也可以單獨(dú)或者組裝到系統(tǒng)中用作壓縮機(jī)或鼓風(fēng)機(jī)、增壓機(jī)、泵等。
(F) 在第一實(shí)施方式所述的渦旋式壓縮機(jī)1中存在有潤滑油，但也可以無油或免加油(可以有油也可以沒有油)型的壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、增壓機(jī)、泵。
(G) 第一實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)1為外驅(qū)動(dòng)型的渦旋式壓縮機(jī)，但本發(fā)明所述的渦旋式壓縮機(jī)也可以是內(nèi)驅(qū)動(dòng)型的渦旋式壓縮機(jī)。此外，該情況下，也可以在熱處理工序后，通過高頻加熱處理等方法選擇性地加熱動(dòng)渦旋盤的內(nèi)驅(qū)動(dòng)用銷軸部，使其表面硬度大于HRC50且小于HRC65。這樣就能夠大幅度提高內(nèi)驅(qū)動(dòng)用銷軸部的耐磨損性。
(H) 在第一實(shí)施方式中，滑動(dòng)部件基體經(jīng)過最終精加工工序形成最終的滑動(dòng)部件，但在半熔融壓鑄成型工序中可進(jìn)行大致接近完成品的近終形化的情況下，也可以省略精加工工序。
(I) 在第一實(shí)施方式的熱處理工序中，對滑動(dòng)部件基體整體進(jìn)行熱處理，但當(dāng)滑動(dòng)部件基體是動(dòng)渦旋盤26和固定渦旋盤24時(shí)，可以僅對于使耐燒結(jié)性、耐磨損性和磨合性較為重要的部位即鏡板側(cè)的表面(推力表面)部分和渦旋齒24b、26b的前端部的硬度大于HRB90且小于HRB100，也可以使鐵素體面積率大于5％且小于50％，也可以使石墨面積率大于2％且小于6％。
(J) 第一實(shí)施方式所述的滑動(dòng)部件通過半熔融壓鑄成型工序、熱處理工序、精加工工序以及局部熱處理工序進(jìn)行制造，但這種滑動(dòng)部件也可以通過金屬模具鑄造成型工序、熱處理工序、精加工工序以及局部熱處理工序進(jìn)行制造。另外，原材料是相同的。
如圖26所示，在金屬模具鑄造成型工序中，向由固定模具302和動(dòng)模具302構(gòu)成的鑄模空間303中壓入通過施加高溫而成為液體狀的原材料。進(jìn)而，然后，經(jīng)由固定模具302和動(dòng)模具302對鑄模空間303內(nèi)的液體狀的原材料進(jìn)行急速冷卻。于是，鑄?？臻g303內(nèi)的液體狀的原材料凝固形成固體狀的成型物310。另外，此時(shí)，該成型物310熱收縮。因此，該成型物310能夠容易地進(jìn)行拔模。進(jìn)而，然后將該固體狀的成型物310的不需要的部分切斷(以下，將切斷而成的該成型物310稱作預(yù)備成型物301a)。接著，在熱處理工序中，對預(yù)備成型物301a進(jìn)行熱處理，將其硬度調(diào)節(jié)至大于HRB90且小于HRB100。另外，此時(shí)，目標(biāo)硬度也可以是大于HRB90且小于HRB95的范圍。接著，在最終精加工工序中，對完成熱處理工序的預(yù)備成型物301a進(jìn)行精密機(jī)械加工，從而成為最終產(chǎn)品310b。另外，在本變形例中，熱處理工序和最終精加工工序與第一實(shí)施方式所述的熱處理工序和最終精加工工序同樣地進(jìn)行。
(K) 在第一實(shí)施方式中，如圖9和圖10所示，在固定渦旋盤24的基體124的成型過程中，通過對置的凸部71a和凸部72a使鏡板24a從上下兩側(cè)凹進(jìn)去，從而將鏡板24a的壁厚成型得較薄。然而，本發(fā)明并不限定于此。
作為第一實(shí)施方式的變形例，例如，也可以如圖27所示，使相當(dāng)于鏡板的部分僅從上表面?zhèn)劝歼M(jìn)去，或者也可以如圖28所示，使相當(dāng)于鏡板的部分僅從下表面?zhèn)劝歼M(jìn)去，從而將相當(dāng)于鏡板的部分的壁厚成型為薄至預(yù)定壁厚t2(例如4毫米以下)，這些情況下，與第一實(shí)施方式同樣，也能夠抑制氣孔CN的產(chǎn)生。
(L) 在第一實(shí)施方式中，如圖11和圖12所示，在動(dòng)渦旋盤26的基體126的成型過程中，通過將用于形成軸承部26c的內(nèi)部空間26f的凸部81a和第二模部分82的間隔設(shè)定為預(yù)定間隔(例如在4毫米以下)，從而將動(dòng)渦旋盤26的基體126的相當(dāng)于鏡板的部分的中心部分的壁厚t1成型為薄至預(yù)定壁厚(例如4毫米以下)。然而，本發(fā)明并不限定于此。
作為第一實(shí)施方式的其他變形例，例如如圖29所示，也可以考慮取代在固定渦旋盤24上形成排出孔41，而在動(dòng)渦旋盤26的鏡板26a上形成排出孔26h。在制造這樣的具有排出孔26h的動(dòng)渦旋盤26時(shí)，也可以與用于制造固定渦旋盤24的基體124的金屬模具70同樣，在用于制造動(dòng)渦旋盤26的基體126的金屬模具80(參照圖11)的第一模部分81和第二模部分82分別設(shè)置相互對置的凸部，使用具有這種對置的凸部的金屬模具80進(jìn)行半熔融壓鑄成型即可。如此成型，就成型了如圖30和圖31所示那樣的、在相當(dāng)于鏡板的部分的中央附近具有薄壁的開口預(yù)定部分R的動(dòng)渦旋盤26的基體126。該情況下，也可以抑制氣孔CN的產(chǎn)生，而且，即使通過鉆孔加工在開口預(yù)定部分R形成排出孔，也不用擔(dān)心基體126內(nèi)部的氣孔CN會露出到外部。
此處，在圖30的動(dòng)渦旋盤26的基體126的情況下，通過設(shè)定為從相當(dāng)于鏡板的部分的上側(cè)凹進(jìn)去，并且在相當(dāng)于鏡板的部分的下側(cè)使軸承部26c的內(nèi)部空間26f的底部高度比現(xiàn)有的動(dòng)渦旋盤的該部位高度稍稍靠近上方，從而將開口預(yù)定部分R形成為薄壁。由此，可抑制氣孔CN的產(chǎn)生。
另外，在圖31的渦旋盤26的基體126的情況下，通過預(yù)先將內(nèi)部空間26f的底部的高度設(shè)定為與現(xiàn)有的動(dòng)渦旋盤的該部位高度相同，并增大從相當(dāng)于鏡板的部分的上側(cè)凹進(jìn)去的凹度，從而使開口預(yù)定部分R薄壁化。由此，可以抑制氣孔CN的產(chǎn)生。
(M) 在第一實(shí)施方式所述的動(dòng)渦旋盤26中，切口部SC5是通過端銑等形成的，也可以在如圖4和圖5所示的動(dòng)渦旋盤26的鏡板26a的中心部分的上表面上，通過半熔融壓鑄成型工序預(yù)先形成切口部(锪孔部)SC5。
在所述情況下，切口部(锪孔部)SC5與軸承部26c的內(nèi)部空間26f同時(shí)成型，使得相當(dāng)于鏡板的部分的中心部分的壁厚進(jìn)一步薄壁化，可進(jìn)一步抑制氣孔CN的產(chǎn)生。
然而，由于也可以如第一實(shí)施方式所述的動(dòng)渦旋盤26的制造方法那樣，在半熔融壓鑄成型后，通過端銑等切削加工形成切口部(锪孔部)SC5，因此能夠減少工時(shí)，并且避免產(chǎn)生切屑。
(N) 在第一實(shí)施方式中，滑動(dòng)部件的原材料采用鐵原料，只要不違反本發(fā)明的主旨，也可以采用鐵以外的金屬材料。
(O) 在第一實(shí)施方式中，如圖18(b)所示，使用采用了比現(xiàn)有固定渦旋盤324、動(dòng)渦旋盤326的厚度T更薄的渦旋齒24b、26b的固定渦旋盤24、動(dòng)渦旋盤26，使吸入容積增大到大約1.5倍，但也可以僅使任一方的渦旋盤的渦旋齒薄壁化。例如，在將第一實(shí)施方式的動(dòng)渦旋盤26與現(xiàn)有的固定渦旋盤324組合起來使用的情況下，如圖32(b)所示，與現(xiàn)有情況相比，吸入容積增加到大約1.25倍。
(第二實(shí)施方式) 以下，對于使用第二實(shí)施方式所述的滑動(dòng)部件的壓縮機(jī)，以高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)為例進(jìn)行說明。另外，第二實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)是通過將第一實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)1的外驅(qū)動(dòng)型動(dòng)渦旋盤26替換成內(nèi)驅(qū)動(dòng)型動(dòng)渦旋盤而得到的。因此，以下僅對動(dòng)渦旋盤進(jìn)行說明。
[動(dòng)渦旋盤的結(jié)構(gòu)] 如圖33所示，動(dòng)渦旋盤96主要由以下部分構(gòu)成鏡板96a；渦旋狀(漸開線狀)的渦旋齒96b，其從鏡板96a的鏡面96P向上方延伸；軸承部96c，其從鏡板96a的下表面向下方延伸；以及槽部96d，其形成于鏡板96a的兩端部。
動(dòng)渦旋盤96為內(nèi)驅(qū)動(dòng)型動(dòng)渦旋盤。即，動(dòng)渦旋盤96具有用于嵌合到曲軸17前端形成的凹部的內(nèi)側(cè)的軸承部96c。
如圖33所示，鏡板96a的中心部分的壁厚t3形成得比其他部分(例如鏡板96a的周緣附近部分)的壁厚更薄。即，在軸承部96c的內(nèi)側(cè)形成有半熔融壓鑄成型時(shí)成為型芯的的型芯凹部96f。因此，在基體196中，可抑制相當(dāng)于鏡板的部分產(chǎn)生氣孔CN(參照圖34)。另外，在基體196中，相當(dāng)于軸承部的部分的中心部分的壁厚t3設(shè)定在4毫米以下。
此外，若沒有型芯凹部96f，則軸承部96c的壁厚t4會變得非常厚，容易在軸承部96c內(nèi)部產(chǎn)生氣孔CN，但由于存在型芯凹部96f，使得軸承部96c的壁厚t5變薄。因此，可抑制軸承部96c的內(nèi)部產(chǎn)生氣孔CN，抑制軸承部96c的強(qiáng)度降低。另外，軸承部96c的壁厚t5設(shè)定在4毫米以下。
[動(dòng)渦旋盤的成型] 如圖34所示，用于半熔融壓鑄成型動(dòng)渦旋盤96的基體196的金屬模具90由第一模部分91和第二模部分92構(gòu)成。將第一模部分91和第二模部分92組合起來時(shí)所形成的空間部93的形狀與要成型的動(dòng)渦旋盤96的基體196的外形形狀對應(yīng)。
此外，第一模部分91上形成有凸部91a，該凸部91a用于形成動(dòng)渦旋盤96的軸承部96c的型芯凹部96f。凸部91a和第二模部分92之間的間隔設(shè)定在4毫米以下，因此鏡板96a的中心部分96e的壁厚t3薄至4毫米以下。
使用如上所述結(jié)構(gòu)的金屬模具90，對鐵等金屬材料進(jìn)行半熔融壓鑄成型，從而能夠制造出相當(dāng)于鏡板的部分的中心部分的壁厚t3在4毫米以下的動(dòng)渦旋盤96的基體196。
[第二實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)的特征] (1) 在第二實(shí)施方式中，在半熔融壓鑄成型動(dòng)渦旋盤96的基體196時(shí)，使用金屬模具90的凸部91a，在軸承部96c內(nèi)部的至少一部分形成型芯凹部96f，由此，使動(dòng)渦旋盤96的基體196的相當(dāng)于鏡板的部分的中心部分形成為4毫米以下。其結(jié)果是，可抑制動(dòng)渦旋盤96中產(chǎn)生氣孔CN。
此外，通過在動(dòng)渦旋盤96的軸承部96c形成型芯凹部96f，從而能夠大幅度減輕動(dòng)渦旋盤96的重量，實(shí)現(xiàn)動(dòng)渦旋盤96的輕量化。
(2) 在第二實(shí)施方式中，通過在動(dòng)渦旋盤96的基體196的相當(dāng)于軸承部的部分形成型芯凹部96f，使相當(dāng)于軸承部的部分形成為4毫米以下。其結(jié)果是，可抑制軸承部96c內(nèi)部產(chǎn)生氣孔CN，從而可抑制軸承部96c的強(qiáng)度降低。
(第三實(shí)施方式) 以下，對使用第三實(shí)施方式所述的滑動(dòng)部件的壓縮機(jī)，以高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)為例進(jìn)行說明。另外，第三實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)與第一實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)1的不同點(diǎn)僅為固定渦旋盤和動(dòng)渦旋盤的渦旋齒形狀。因此，以下僅對固定渦旋盤和動(dòng)渦旋盤進(jìn)行說明。
第三實(shí)施方式所述的動(dòng)渦旋盤526的基體626使用例如圖35所示的金屬模具180，通過半熔融壓鑄成型而成型。
具體來說，如下所述。
如圖35所示，金屬模具180用于半熔融壓鑄成型動(dòng)渦旋盤526的基體626，該金屬模具180由第一模部分181和第二模部分182構(gòu)成。將第一模部分181和第二模部分182組合起來時(shí)所形成的空間部183的形狀與要成型的動(dòng)渦旋盤526的基體626的外形形狀對應(yīng)。
此外，金屬模具180具有渦旋齒成型部分182a。渦旋齒成型部分182a的外形形狀被設(shè)定為動(dòng)渦旋盤526的基體626的相當(dāng)于渦旋齒的部分的靠近中心的渦旋開始的部分Q0的拔模斜度比外側(cè)的渦旋結(jié)束的部分Q4的拔模斜度更大(參照圖36的動(dòng)渦旋盤26的拔模斜度θ1、θ2)。
例如圖35和圖36所示，由于渦旋齒成型部分182a的側(cè)面182b和側(cè)面182c位于相當(dāng)于渦旋齒的部分的Q1部分和Q3部分之間，并且Q1部分比Q3部分更靠近中心，因此設(shè)定為使Q1部分的拔模斜度θ1大于外側(cè)的Q3部分的拔模斜度θ3。
進(jìn)而，該基體626通過精加工工序成為動(dòng)渦旋盤526。以下，對該動(dòng)渦旋盤526的渦旋齒形狀進(jìn)行詳細(xì)敘述。
如圖37和圖38所示，在動(dòng)渦旋盤526中，渦旋齒526b的渦旋形狀形成為靠近中心的渦旋開始部分Q10的拔模斜度大于外側(cè)的渦旋結(jié)束部分Q14的拔模斜度，拔模斜度從渦旋開始到渦旋結(jié)束連續(xù)地緩慢變化。具體來說，渦旋齒526b的渦旋開始部分Q10拔模斜度設(shè)定得最大(例如2度)，中途的部分(Q11～Q13)的拔模斜度隨渦旋角α的變化不斷變小，渦旋結(jié)束部分Q14的拔模斜度設(shè)定得最小(例如0.5度)。即，如圖39的圖表所示，渦旋齒的渦旋角α與拔模斜度θ的關(guān)系為在渦旋角α為渦旋開始角度時(shí)，拔模斜度θ為最大值2度，拔模斜度θ與渦旋角α的增加成比例地減小，在渦旋角α為渦旋結(jié)束角度時(shí)，拔模斜度θ為最小值0.5度。
另外，固定渦旋盤524也可與動(dòng)渦旋盤526同樣地進(jìn)行制造。以下，對精加工工序后的動(dòng)渦旋盤的渦旋齒形狀進(jìn)行詳細(xì)敘述。
如圖40和圖41所示，在固定渦旋盤524中，渦旋齒524b的渦旋形狀設(shè)定為靠近中心的渦旋開始部分P0的拔模斜度大于外側(cè)的渦旋結(jié)束部分P4的拔模斜度，拔模斜度從渦旋開始到渦旋結(jié)束連續(xù)地緩慢變化。具體來說，渦旋齒524b的渦旋開始部分P0的拔模斜度設(shè)定得最大(例如2度)，中途的部分(P1～P3)的拔模斜度隨渦旋角α的變化不斷變小，渦旋結(jié)束部分P4的拔模斜度設(shè)定得最小(例如0.5度)。即，如圖39的圖表所示，渦旋齒的渦旋角α與拔模斜度θ的關(guān)系為在渦旋角α為渦旋開始角度時(shí)，拔模斜度θ為最大值2度，拔模斜度θ與渦旋角α的增加成比例地減小，在渦旋角α為渦旋結(jié)束角度時(shí)，拔模斜度θ為最小值0.5度。
[第三實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)的特征] (1) 在第三實(shí)施方式所述的動(dòng)渦旋盤526的基體626中，由于相當(dāng)于渦旋齒的部分相對于成型模具的拔模斜度隨著相當(dāng)于渦旋齒的部分的渦旋角而變化，因此可根據(jù)強(qiáng)度和質(zhì)量來確定渦旋齒形狀，從而可避免材料的浪費(fèi)。
(2) 第三實(shí)施方式所述的動(dòng)渦旋盤526的基體626的相當(dāng)于渦旋齒的部分的渦旋形狀被設(shè)定為相當(dāng)于渦旋齒的部分的靠近中心的渦旋開始的部分Q0的拔模斜度大于外側(cè)的渦旋結(jié)束的部分Q4的拔模斜度，且拔模斜度從渦旋開始到渦旋結(jié)束連續(xù)地緩慢變化。因此，在通過半熔融壓鑄成型而成型固定渦旋盤524的基體626時(shí)，拔模時(shí)在渦旋的中心附近的金屬模具上產(chǎn)生的應(yīng)力減小。其結(jié)果是，可減小預(yù)定損傷，從而能夠延長金屬模具的壽命。因此，能夠降低在金屬模具上所花的費(fèi)用，與此相關(guān)聯(lián)地能夠降低固定渦旋盤24和動(dòng)渦旋盤26的制造成本。
(3) 在第三實(shí)施方式中，動(dòng)渦旋盤526的基體626的相當(dāng)于渦旋齒的部分的靠近中心的渦旋開始部分Q0的拔模斜度大于外側(cè)的渦旋結(jié)束部分Q4的拔模斜度。因此，即使相當(dāng)于渦旋齒的部分的中心部的拔模斜度增大，也可以減小對渦旋齒整體近終形化(即，成型為接近最終形狀)的影響。
即，若增大相當(dāng)于渦旋齒的部分的整體的拔模斜度，則拔模時(shí)在相當(dāng)于渦旋齒的部分整體的金屬模具上產(chǎn)生的應(yīng)力減小，但對近終形化的損害增大。然而，在第三實(shí)施方式中，通過使相當(dāng)于渦旋齒的部分的中心附近的拔模斜度大于外側(cè)的渦旋結(jié)束部分的拔模斜度，能夠減小對近終形化的損害。
[第三實(shí)施方式的變形例] (A) 在第三實(shí)施方式所述的動(dòng)渦旋盤526的基體626中，將相當(dāng)于渦旋齒的部分的形狀設(shè)定為拔模斜度從渦旋開始到渦旋結(jié)束連續(xù)地緩慢變化，但本發(fā)明并不限定于此。也可以如圖42的圖表所示，將與相當(dāng)于渦旋齒的部分的渦旋角α對應(yīng)的拔模斜度θ的變化設(shè)定為在靠近渦旋開始的范圍內(nèi)，拔模斜度θ的減少程度增大，靠在近渦旋結(jié)束的范圍內(nèi)，拔模斜度θ的減少程度減小(另外，拔模斜度θ的最大值為2度，最小值為0.5度)。在該情況下，通過半熔融壓鑄成型而成型動(dòng)渦旋盤526的基體626時(shí)，拔模時(shí)在渦旋的中心附近的金屬模具上產(chǎn)生的應(yīng)力變小，從而延長了金屬模具的壽命。
此外，將圖42的圖表所示的與相當(dāng)于渦旋齒的部分的渦旋角α對應(yīng)的拔模斜度θ變化的情況與圖39的圖表(拔模斜度θ隨著渦旋角α的增加而成比例地直線減少的變化)的情況相比較，除了渦旋開始和渦旋結(jié)束部分以外的部分的拔模斜度θ設(shè)定得較小，因此可以進(jìn)一步減小對相當(dāng)于渦旋齒的部分的整體的近終形化的損害。
(B) 在第三實(shí)施方式所述的動(dòng)渦旋盤526的基體626中，將相當(dāng)于渦旋齒的部分的形狀設(shè)定為拔模斜度從渦旋開始到渦旋結(jié)束連續(xù)地緩慢變化，但本發(fā)明并不限定于此。也可以如圖43的圖表所示，將與相當(dāng)于渦旋齒的部分的渦旋角α對應(yīng)的拔模斜度θ的變化設(shè)定為拔模斜度θ從渦旋開始到渦旋結(jié)束階段性地減小(另外，拔模斜度θ的最大值為2度，最小值為0.5度)。在該情況下，通過半熔融壓鑄成型而成型動(dòng)渦旋盤526的基體626時(shí)，拔模時(shí)在渦旋的中心附近的金屬模具上產(chǎn)生的應(yīng)力減小，從而延長了金屬模具的壽命。此外，可以在相當(dāng)于渦旋齒的部分的各個(gè)渦旋角α的范圍中容易地設(shè)定拔模斜度θ。
(C) 在第三實(shí)施方式所述的動(dòng)渦旋盤526的基體626中，將相當(dāng)于渦旋齒的部分的形狀設(shè)定為拔模斜度從渦旋開始到渦旋結(jié)束連續(xù)地緩慢變化，但本發(fā)明并不限定于此。也可以如圖44的圖表所示，將與相當(dāng)于渦旋齒的部分的渦旋角α對應(yīng)的拔模斜度θ的變化設(shè)定為將靠近渦旋開始的預(yù)定渦旋角α的范圍內(nèi)的拔模斜度θ設(shè)定為最大值(2度)，其他角度范圍內(nèi)的拔模斜度θ設(shè)定為最小值(0.5度)。在該情況下，通過半熔融壓鑄成型而成型動(dòng)渦旋盤526的基體626時(shí)，拔模時(shí)在渦旋的中心附近的金屬模具上產(chǎn)生的壓力變小，從而延長了金屬模具的壽命。此外，可以進(jìn)一步減小對相當(dāng)于渦旋齒的部分的整體的近終形化的損害。
(D) 在第三實(shí)施方式中雖然沒有特別提到，但是可以在渦旋盤表面涂敷樹脂。例如，如圖45所示，若在動(dòng)渦旋盤536的整個(gè)表面涂敷樹脂RS，可以減少壓縮機(jī)壓縮的氣體制冷劑的泄漏并降低噪音。另外，若至少在動(dòng)渦旋盤536的渦旋齒536b上涂敷樹脂RS，也可以減少氣體制冷劑的泄漏并降低噪音。
這樣，在渦旋盤上涂敷樹脂時(shí)，通過增大渦旋齒536b的靠近中心的渦旋開始部分的拔模斜度，可以僅提高樹脂涂敷層內(nèi)部的渦旋盤的必需部位的強(qiáng)度。
進(jìn)而，在動(dòng)渦旋盤536的渦旋齒536b上涂敷完樹脂RS后，若對樹脂RS的表面進(jìn)行切削加工，則可以高精度地將動(dòng)渦旋盤536加工成預(yù)定的外形形狀。
另外，與動(dòng)渦旋盤536同樣，固定渦旋盤也可以涂敷樹脂RS。該情況下，若至少在固定渦旋盤的渦旋齒上涂敷樹脂RS，也可以減少氣體制冷劑的泄漏并降低噪音。
(E) 在第三實(shí)施方式中，通過半熔融壓鑄成型法等半熔融成型法制造壓縮機(jī)的渦旋盤，但本發(fā)明并不限定于此，在本發(fā)明中，只要是將材料注入成型模具中而成型的壓縮機(jī)的渦旋盤，就可以延長成型模具的壽命。例如，即使是將高溫的液態(tài)金屬材料注入到成型模具中而鑄造出來的渦旋盤的情況下，通過使渦旋盤的渦旋齒的靠近中心的渦旋開始部分的拔模斜度大于外側(cè)的渦旋結(jié)束部分的拔模斜度，也可以延長成型模具的壽命。
(F) 在第三實(shí)施方式所述的動(dòng)渦旋盤526的基體626中，相當(dāng)于渦旋齒的部分的靠近中心的渦旋開始部分Q0的拔模斜度大于外側(cè)的渦旋結(jié)束部分Q4的拔模斜度，但本發(fā)明并不限定于此，也可以增大外側(cè)的拔模斜度。
即，如圖46和圖47所示那樣，在固定渦旋盤的基體644和動(dòng)渦旋盤的基體646中，也可以使相當(dāng)于渦旋齒的部分的外側(cè)的渦旋結(jié)束部分P23、Q24的拔模斜度大于靠近中心的渦旋開始部分P21、Q21的拔模斜度。
在該情況下，相當(dāng)于渦旋齒的部分的外周部分的壁厚較薄，這在加工時(shí)難以達(dá)到精度的情況下比較有效。例如，由于相當(dāng)于渦旋齒的部分的外周端為懸臂式，因此若相當(dāng)于渦旋齒的部分的整體壁厚變薄，則相當(dāng)于渦旋齒的部分的外周部分的強(qiáng)度會變?nèi)?。因此，在加工時(shí)，相當(dāng)于渦旋齒的部分的外周部分容易變形。因而，通過使相當(dāng)于渦旋齒的部分的外周部分的拔模斜度大于中心部分的拔模斜度，可以保證精度。
此外，與第三實(shí)施方式同樣，相當(dāng)于渦旋齒的部分也可以設(shè)定為拔模斜度從渦旋開始到渦旋結(jié)束連續(xù)地緩慢變化(即，從靠近中心的渦旋開始部分到外側(cè)的渦旋結(jié)束部分連續(xù)增大)。該情況下，可以更為有效地避免材料的浪費(fèi)。
此外，與第三實(shí)施方式的變形例(B)同樣，相當(dāng)于渦旋齒的部分也可以設(shè)定為拔模斜度從渦旋開始到渦旋結(jié)束階段性地變化(即，從靠近中心的渦旋開始部分到外側(cè)的渦旋結(jié)束部分階段性地增大)。該情況下，可以更為有效地避免材料的浪費(fèi)。
此外，與第三實(shí)施方式的變形例(C)同樣，相當(dāng)于渦旋齒的部分也可以設(shè)定為使從渦旋開始到渦旋結(jié)束之間的預(yù)定角度范圍(即，靠近渦旋結(jié)束部分的預(yù)定范圍)內(nèi)的拔模斜度大于其他角度范圍內(nèi)的拔模斜度更大。該情況下，可以更為有效地避免材料的浪費(fèi)。
此外，與第三實(shí)施方式的變形例(D)同樣，可以至少對相當(dāng)于渦旋齒的部分涂敷樹脂。該情況下，可以減少氣體制冷劑的泄漏并降低噪音。
(第四實(shí)施方式) 以下，以高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)為例，對使用第四實(shí)施方式所述的滑動(dòng)部件的壓縮機(jī)進(jìn)行說明。另外，第四實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)與第一實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)1的不同點(diǎn)僅為固定渦旋盤和動(dòng)渦旋盤的渦旋齒形狀。因此，以下僅對固定渦旋盤和動(dòng)渦旋盤進(jìn)行說明。
第四實(shí)施方式所述的動(dòng)渦旋盤基體726使用例如圖48所示的金屬模具280，通過半熔融壓鑄成型而成型。
具體來說，如下所述。
如圖48所示，金屬模具280用于半熔融壓鑄成型動(dòng)渦旋盤基體726，該金屬模具280由第一模部分281和第二模部分282構(gòu)成。將第一模部分281和第二模部分282組合起來時(shí)所形成的空間部的形狀與要成型的動(dòng)渦旋盤基體726的外形形狀對應(yīng)。此外，金屬模具280的第二模部分282的相當(dāng)于渦旋齒的部分的外形形狀設(shè)定為可以確保動(dòng)渦旋盤基體726從金屬模具280中分離時(shí)的拔模斜度。具體來說，使相當(dāng)于渦旋齒的部分87的所有表面相對于與相當(dāng)于鏡面的部分86a正交的線傾斜第一角度θ，以此來確定第二模部分282的相當(dāng)于渦旋齒的部分的形狀。由此，動(dòng)渦旋盤中間體726的相當(dāng)于渦旋齒的部分87的與前端的厚度t相對的、與相當(dāng)于鏡面的部分86a的邊界的厚度為t+t1+t1。
另外，固定渦旋盤基體724也可以與動(dòng)渦旋盤基體726同樣地制造出來。
對通過半熔融壓鑄成型法而成型的固定渦旋盤基體724和動(dòng)渦旋盤基體726進(jìn)行進(jìn)一步的切削加工，從而形成用于組裝到壓縮機(jī)中的最終的固定渦旋盤734和動(dòng)渦旋盤736。
圖49所示的固定渦旋盤734是通過對圖50和圖51所示的固定渦旋盤基體724實(shí)施機(jī)械加工而制造出來的。此處對包含排出孔741的開孔加工等的機(jī)械加工中的、用于將渦旋齒85加工成渦旋齒185的切削加工進(jìn)行說明。
此處，將渦旋齒85區(qū)分成與作為嚙合對象的動(dòng)渦旋盤736的渦旋齒187緊密接觸并成為壓縮室740的端部的面OS85a、IS85b、OS85b；和不與作為嚙合對象的動(dòng)渦旋盤736的渦旋齒187緊密接觸的渦旋開始附近部分85a(靠近渦旋齒85的中心的部分)的內(nèi)周側(cè)的面IS85a。對所述面OS85a、IS85b、OS85b進(jìn)行切削加工，但不對后述面IS85a進(jìn)行切削加工。表面OS85a、IS85b、OS85b分別為渦旋開始附近部分85a的外周側(cè)的面OS85a、比渦旋開始附近部分85a靠近渦旋結(jié)束的部分85b的內(nèi)周側(cè)的面IS85b以及外周側(cè)的面OS85b。通過端銑對所述面OS85a、IS85b、OS85b進(jìn)行切削加工，除去圖50和圖51所示的傾斜，成為圖49和圖52所示的面OS185a、IS185b、OS185b。去除圖52中虛線所示的面OS85a、IS85b、OS85b，加工成實(shí)線所示的面OS185a、IS185b、OS185b。這些面OS185a、IS185b、OS185b相對于與鏡面184a正交的線所成的角度為0度。另一方面，渦旋齒85的渦旋開始附近部分85a的內(nèi)周側(cè)的面IS85a在最終的渦旋齒185中也作為渦旋開始附近部分185a的內(nèi)周側(cè)的面而保持原樣。圖53中表示圖52的渦旋開始附近部分185a的放大圖。渦旋齒185的渦旋開始附近部分185a的外周側(cè)的面OS185a與鏡面184a正交，相對于此，內(nèi)周側(cè)的面IS85a相對于與鏡面184a正交的線傾斜第一角度θ。由此，渦旋齒185的渦旋開始附近部分85a與渦旋齒185的其他部分85b相比，與鏡面184a的邊界的厚度ta更大。對渦旋齒185的除渦旋開始附近部分85a以外的部分85b進(jìn)行切削加工，以使從其與鏡面184a的邊界到前端為相同厚度，該厚度與圖53所示的渦旋開始附近部分85a的前端厚度t相同。
圖54所示的動(dòng)渦旋盤736是通過對如圖48所示的動(dòng)渦旋盤基體726進(jìn)行機(jī)械加工而制造出來的。此處對機(jī)械加工中的用于將渦旋齒87加工成渦旋齒187的切削加工進(jìn)行說明。
此處，將渦旋齒87區(qū)分成與作為嚙合對象的固定渦旋盤734的渦旋齒185緊密接觸并成為壓縮器740的端部的面OS87a、IS87b、OS87b；和不與作為嚙合對象的固定渦旋盤734的渦旋齒185緊密接觸的渦旋開始附近部分87a(靠近渦旋齒87的中心的部分)的內(nèi)周側(cè)的面IS87a。對所述面OS87a、IS87b、OS87b進(jìn)行切削加工，但不對后述面IS87a進(jìn)行切削加工。面OS87a、IS87b、OS87b分別為渦旋開始附近部分87a的外周側(cè)的面OS87a、比渦旋開始附近部分87a靠近渦旋結(jié)束的部分87b的內(nèi)周側(cè)的面IS87b以及外周側(cè)的面OS87b。通過端銑對所述面OS87a、IS87b、OS87b進(jìn)行切削加工，除去圖48所示的傾斜，成為圖54所示的面OS187a、IS187b、OS187b。去除圖54中虛線所示的面OS87a、IS87b、OS87b，加工成實(shí)線所示的面OS187a、IS187b、OS187b。這些面OS187a、IS187b、OS187b相對于與鏡面186a正交的線所成的角度為0度。另一方面，渦旋齒87的渦旋開始附近部分87a的內(nèi)周側(cè)的面IS87a在最終的渦旋齒187中作為渦旋開始附近部分187a的內(nèi)周側(cè)的面而保持原樣。渦旋齒187的渦旋開始附近部分187a的外周側(cè)的面OS187a與鏡面186a正交，相對于此，內(nèi)周側(cè)的面IS87a相對于與鏡面186a正交的線傾斜第一角度θ。由此，渦旋齒187的渦旋開始附近部分87a與渦旋齒187的其他部分87b相比，與鏡面186a的邊界的厚度ta更大。對渦旋齒187的除渦旋開始附近部分87a以外的部分87b進(jìn)行切削加工，以使從其與鏡面186a的邊界到前端為相同厚度，該厚度為圖54所示的比厚度ta小的厚度t。
[壓縮機(jī)運(yùn)行中的渦旋盤的動(dòng)作] 圖55～圖57表示氣體制冷劑隨著壓縮室740的容積變化而被壓縮的情況。圖55～圖57為從上方觀察固定渦旋盤734的渦旋齒185和動(dòng)渦旋盤736的渦旋齒187相嚙合的嚙合部分的橫剖面圖，動(dòng)渦旋盤736相對于固定渦旋盤734進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，按照圖55(a)、圖55(b)、圖56(a)、圖56(b)、圖57(a)、圖57(b)的順序改變狀態(tài)。從這些圖中可以明確渦旋齒185、187的渦旋開始附近部分185a、187a的內(nèi)周側(cè)的面IS85a、IS87a(參照圖58圖中粗線所示的面)不與對方渦旋齒接觸，不構(gòu)成壓縮室740的端部，是與壓縮做功無關(guān)的面。因此，雖然傾斜了第一角度θ，但這些面IS85a、IS87a的表面精度不會影響壓縮室740的閉合程度。
<第四實(shí)施方式所述的高低壓圓頂型渦旋式壓縮機(jī)的特征> (1) 由于高強(qiáng)度材料的球墨鑄鐵或高碳鋼有著難以進(jìn)行近終形化且可加工性差的問題，所以現(xiàn)有的渦旋式壓縮機(jī)大多采用FC250等普通鑄鐵制造渦旋盤。
相對于此，在第四實(shí)施方式所述的壓縮機(jī)中，通過采用半熔融壓鑄成型法成型固定渦旋盤基體724和動(dòng)渦旋盤基體726，不僅實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度、高剛性，并且可應(yīng)對最終的固定渦旋盤734和動(dòng)渦旋盤736進(jìn)行近終形化的成型。
然而，作為半熔融壓鑄材料的渦旋盤基體724、726通過熱處理達(dá)到高強(qiáng)度，而剛性(楊氏模量)是一定的，無法調(diào)節(jié)，因此若隨著強(qiáng)度提高而僅僅使蓋板185、187薄壁化，則在運(yùn)行過程中渦旋齒185、187的變形量(撓曲量)會增大，可能會產(chǎn)生噪音和磨損。為了避免這種噪音和磨損，而將兩渦旋齒185、187之間的間隙設(shè)定得較大，以容許較大的變形量，這樣會使壓縮機(jī)的密閉程度下降，壓縮性能降低。
為了避免該問題，可以考慮不僅僅使渦旋齒185、187薄壁化，而是通過加厚鏡板184、146側(cè)的根部部分并使前端部分變薄來提高渦旋齒185、187的整體剛性，然而若根部部分整體變厚，則產(chǎn)生壓縮室的容積變狹小的缺點(diǎn)。此外，由于在精度要求高的渦旋齒185、187的側(cè)面留有傾斜，使得質(zhì)量管理(表面的精度管理)更難，有可能會使性能降低。
因此，在第四實(shí)施方式所述的壓縮機(jī)中，對于來自靠近中心且被壓縮的冷卻劑氣體的受壓力增大的渦旋齒185、187的渦旋開始附近部分185a、187a來說，內(nèi)周側(cè)的面IS85a、IS87a傾斜第一角度θ，以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度大幅度提高和抑制變形量，另一方面，通過消除渦旋齒185、187中離開中心的部分185b、187b的傾斜而避免容量降低。此外，渦旋齒185、187的渦旋開始附近部分185a、187a的外周側(cè)的面OS185a、OS187a，為與對方渦旋盤接觸并壓縮做功的面，若有較大傾斜，則表面精度的管理會變難，有可能使兩渦旋盤734、736相接觸的接觸部分的冷卻劑氣體的泄漏增加，因此消除傾斜。渦旋齒185、187的渦旋開始附近部分185a、187a的內(nèi)周側(cè)的面IS85a、IS87a傾斜第一角度θ，但是這些面IS85a、IS87a不是與對方渦旋盤接觸并影響壓縮室740的密閉程度的面，因此不會產(chǎn)生上述缺點(diǎn)。
這樣，在第四實(shí)施方式所述的壓縮機(jī)中，對于渦旋齒185、187的除渦旋開始附近部分185a、187a以外的部分185b、187b來說，由于壓力較小，因此與強(qiáng)度和變形量相比，更重視提升容量，因此使傾斜角度為0；對于渦旋齒185、187的渦旋開始附近部分185a、187a的內(nèi)周側(cè)的面IS85a、IS87a來說，由于壓力比較高，因此重視強(qiáng)度提高和抑制變形量，因此賦予傾斜角度(第一角度θ)；對于渦旋齒185、187的渦旋開始附近部分185a、187a的外周側(cè)的面OS185a、OS187a來說，考慮到表面精度的管理和壓縮室740的密閉程度，使傾斜角度為0。因此，整體來說，將渦旋齒185、187的厚度抑制得較小，以確保容量較大，另一方面，通過使壓力較高的渦旋齒185、187的渦旋開始附近部分185a、187a傾斜第一角度θ，從而能夠確保強(qiáng)度，同時(shí)也能夠?qū)⒆冃瘟靠刂圃谌菰S水平。
另外，渦旋齒185、187的除渦旋開始附近部分185a、187a以外的部分185b、187b的傾斜角度也為0，因此在表面精度管理和確保壓縮室740的密閉程度方面有利。
(2) 在第四實(shí)施方式所述的壓縮機(jī)中，渦旋盤124、126的除了傾斜第一角度θ的面IS85a、IS87a之外，其他的面OS185a、IS185b、OS185b、OS187a、IS187b、OS187b的傾斜角度全都為0。這樣，由于與作為嚙合對象的渦旋盤的渦旋齒接觸并壓縮做功的面的傾斜角度全都為0，因此這些面的表面精度管理變得容易，能夠在壓縮機(jī)運(yùn)行過程中減少氣體冷卻劑從兩渦旋盤124、126的渦旋齒185、187的嚙合部分泄漏到外側(cè)的壓縮室740中這一不良情況的產(chǎn)生。
(3) 在第四實(shí)施方式所述的壓縮機(jī)中，渦旋齒185、187的渦旋開始附近部分185a、187a的內(nèi)周側(cè)的面IS85a、IS87a是不與作為嚙合對象的渦旋齒187、185接觸的表面，對其表面精度要求不高，因此省略對這些表面IS85a、IS87a的切削加工。由此，實(shí)現(xiàn)成本降低，并且縮短了切削加工所需的時(shí)間。
(4) 在第四實(shí)施方式所述的壓縮機(jī)中，在切削加工前的渦旋盤734、736的基體724、726上存在對成型模具拔模時(shí)的拔模斜度，該拔模斜度原樣不動(dòng)地成為渦旋齒185、187的面IS85a、IS87a的傾斜。因此，渦旋齒185、187的面IS85a、IS87a無需進(jìn)行切削加工就能夠形成第一角度θ。
(5) 在第四實(shí)施方式所述的壓縮機(jī)中，在渦旋盤734、736中，渦旋齒185、187的渦旋開始附近部分185a、187a的外周側(cè)的面OS185a、OS187a與鏡面184a、186a正交，相對于此，內(nèi)周側(cè)的面IS85a、IS87a相對于與鏡面184a、186a正交的線傾斜第一角度θ。由此，渦旋齒185、187的渦旋開始附近部分85a、87a與渦旋齒185、187的其他部分85b、87b相比，與鏡面184a、186a的邊界的厚度ta更大。因此，在該壓縮機(jī)中，渦旋盤734、736的渦旋齒185、187的渦旋開始附近部分185a、187a的強(qiáng)度提高。因而，在該壓縮機(jī)中，即使在壓縮二氧化碳等高壓冷卻劑時(shí)，渦旋盤734、736也能夠承受由高壓力差引起的應(yīng)力增大。此外，由于該效果，能夠提高該渦旋盤734、736的齒高。即，能夠使渦旋齒185、187小徑化并且增大壓縮室740的容量。而且，通過實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)的這種小徑化，從而使中間殼體部11小徑化。小徑化了的中間殼體部11能夠以比現(xiàn)有的中間殼體更薄的壁厚展現(xiàn)同樣的耐壓強(qiáng)度。因此，能夠減少中間殼體部11的原料成本等。此外，可使渦旋盤734、736的渦旋齒185、187小徑化。因此，能夠使滑動(dòng)困難的推力部的滑動(dòng)面積增大。
(6) 在第四實(shí)施方式所述的壓縮機(jī)中，通過半熔融成型法制造渦旋盤734、736。因此，渦旋盤734、736比通過現(xiàn)有的鑄造成型法制造的渦旋盤的表面粗糙度更小。因此，在該壓縮機(jī)中，即使在壓縮二氧化碳等高壓制冷劑時(shí)，渦旋盤734、736的面也不易產(chǎn)生龜裂。
<第四實(shí)施方式的變形例> 在第四實(shí)施方式中，通過半熔融壓鑄成型法等半熔融成型法制造壓縮機(jī)的渦旋盤734、736的基體724、726，但本發(fā)明并不限定于此。例如，即使是通過將高溫的液態(tài)金屬材料注入成型模具而鑄造出的渦旋盤，也可以僅增大在壓縮動(dòng)作中不與對方渦旋盤接觸的渦旋齒中心的渦旋開始附近部分的內(nèi)周側(cè)的面的傾斜角度，從而實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度提高和變形量減小，同時(shí)能夠確保壓縮室的容積較大。
然而，在使用高強(qiáng)度材料且相對于強(qiáng)度的提高比較不注重剛性提高的渦旋盤的情況下，渦旋齒中心的渦旋開始附近部分的變形量(撓曲)問題被解決，因此僅使該部分的剛性提高的本發(fā)明的有用性提高。
<第五實(shí)施方式> 以下，對于使用第五實(shí)施方式所述的滑動(dòng)部件的壓縮機(jī)，以擺動(dòng)式壓縮機(jī)為例進(jìn)行說明。
如圖59所示，第五實(shí)施方式所述的擺動(dòng)式壓縮機(jī)801是雙缸型擺動(dòng)式壓縮機(jī)，主要由圓筒狀的密閉圓頂型的殼體810、擺動(dòng)壓縮機(jī)構(gòu)815、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)816、吸入管819、排出管820以及消聲器860構(gòu)成。另外，該擺動(dòng)式壓縮機(jī)801的殼體810上安裝有儲液器(氣液分離器)895。以下，對該擺動(dòng)式壓縮機(jī)801的結(jié)構(gòu)部件分別進(jìn)行詳細(xì)敘述。
<擺動(dòng)式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)部件的詳細(xì)說明> (1)殼體 殼體810主要由以下部分構(gòu)成大致圓筒狀的中間殼體部811、氣密地焊接于中間殼體部811上端部的碗狀的上壁部812以及氣密地焊接于中間殼體部811下端部的杯狀的底壁部813。而且，該殼體810內(nèi)主要收納有用于壓縮氣體冷卻劑的擺動(dòng)壓縮機(jī)構(gòu)815；和配置在擺動(dòng)壓縮機(jī)構(gòu)815下方的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)816。通過被配置為在殼體810內(nèi)沿上下方向延伸的曲軸817，該擺動(dòng)壓縮機(jī)構(gòu)815和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)816被相互連接起來。
(2)擺動(dòng)壓縮機(jī)構(gòu) 如圖59和圖61所示，擺動(dòng)壓縮機(jī)構(gòu)815主要由以下部分構(gòu)成曲軸817、活塞821、襯套822、前蓋823、第一氣缸體824、中板825、第二氣缸體826以及后蓋827等。另外，在第五實(shí)施方式中，前蓋823、第一氣缸體824、中板825、第二氣缸體826和后蓋827通過多根螺栓890緊固為一體。此外，在第五實(shí)施方式中，該擺動(dòng)壓縮機(jī)構(gòu)815浸于儲存在殼體810底部的潤滑油L中，通過壓差向擺動(dòng)壓縮機(jī)構(gòu)815供給潤滑油L。以下，對該擺動(dòng)壓縮機(jī)構(gòu)815的結(jié)構(gòu)部件分別詳細(xì)敘述。
a)第一氣缸體 如圖60所示，第一氣缸體824上形成有缸膛824a、吸入孔824b、排出通道824c、襯套收納孔824d以及葉片收納孔824e。如圖59和圖60所示，缸膛824a是沿板厚方向貫通的圓柱形狀的孔。吸入孔824b從外周壁面貫通至缸膛824a。通過切去形成缸膛824a的圓筒部的內(nèi)周側(cè)的一部分而形成排出通道824c。襯套收納孔824d是沿板厚方向貫通的孔，沿板厚方向來看是配置于吸入孔824b和排出通道824c之間。葉片收納孔824e是沿板厚方向貫通的孔，與襯套收納孔824d連通。
并且，該第一氣缸體824在缸膛824a內(nèi)收納有曲軸817的偏心軸部817a和活塞821的滾筒部821a，在襯套收納孔824d內(nèi)收納有活塞821的葉片部821b和襯套822，在葉片收納孔824e中收納有活塞821的葉片部821b，在該狀態(tài)下，排出通道824c以朝向前蓋823側(cè)的方式與前蓋823和中板825嵌合(參照圖61)。其結(jié)果是，在擺動(dòng)壓縮機(jī)構(gòu)815中形成第一氣缸室Rc1，該第一氣缸室Rc1被活塞821劃分成與吸入孔824b連通的吸入室和與排出通道824c連通的排出室。
b)第二氣缸體 如圖60所示，第二氣缸體826與第一氣缸體824同樣，形成有缸膛826a、吸入孔826b、排出通道826c、襯套收納孔826d以及葉片收納孔826e。如圖59和圖60所示，缸膛826a是沿板厚方向貫通的圓柱形狀的孔。吸入孔826b從外周壁面貫通至缸膛826a。通過切去形成缸膛826a的圓筒部的內(nèi)周側(cè)的一部分而形成排出通道826c。襯套收納孔826d是沿板厚方向貫通的孔，沿板厚方向來看配置于吸入孔826b和排出通道826c之間。葉片收納孔826e是沿板厚方向貫通的孔，與襯套收納孔826d連通。
并且，該第二氣缸體826在缸膛826a內(nèi)收納有曲軸817的偏心軸部817b和活塞821的滾筒部821a，在襯套收納孔826d內(nèi)收納有活塞821的葉片部821b和襯套822，在葉片收納孔826e中收納有活塞821的葉片部821b，在該狀態(tài)下，排出通道826c以朝向后蓋827側(cè)的方式與后蓋827和中板825嵌合(參照圖61)。其結(jié)果是，在擺動(dòng)壓縮機(jī)構(gòu)815中形成第二氣缸室Rc2，該第二氣缸室Rc2被活塞821劃分成與吸入孔826b連通的吸入室和與排出通道826c連通的排出室。
c)曲軸 曲軸817的一方的端部設(shè)有兩個(gè)偏心軸部817a、817b。另外，該兩個(gè)偏心軸部817a、817b形成為相互的偏心軸隔著曲軸817的中心軸而對置。此外，該曲軸817的未設(shè)置偏心軸部817a、817b的一側(cè)固定于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)816的轉(zhuǎn)子852上。
d)活塞 如圖59和圖62所示，活塞821具有大致圓筒狀的滾筒部821a和向滾筒部821a的徑向外側(cè)突出的葉片部821b。另外，滾筒部821a在與曲軸817的偏心軸部817a、817b嵌合的狀態(tài)下，插入到氣缸體824、826的缸膛824a、826a中。從而，在曲軸817旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾筒部821a進(jìn)行以曲軸817的旋轉(zhuǎn)軸為中心的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。此外，葉片部821b收納于襯套收納孔824d、826d和葉片收納孔824e、826e中。由此，葉片部821b在搖動(dòng)的同時(shí)沿長度方向進(jìn)行進(jìn)退運(yùn)動(dòng)。
e)襯套 襯套822為大致圓柱形狀的部件，以夾持著活塞821的葉片部821b的方式被收納于襯套收納孔824d、826d中。
f)前蓋 前蓋823是覆蓋第一氣缸體824的排出通道824c側(cè)的部件，并且其與殼體810嵌合。該前蓋823上形成有軸承部823a，該軸承部823a中插入有曲軸817。此外，該前蓋823上形成有開口823b，該開口823b用于將穿過在第一氣缸體824上形成的排出通道824c而流過來的冷卻劑氣體導(dǎo)向排出管820。并且，該開口823b通過用于防止冷卻劑氣體回流的排出閥(未圖示)實(shí)現(xiàn)關(guān)閉和打開。
g)后蓋 后蓋827覆蓋第二氣缸體826的排出通道826c側(cè)。該后蓋827上形成有軸承部827a，該軸承部827a內(nèi)插入有曲軸817。此外，該后蓋827上形成有開口(未圖示)，該開口用于將穿過在第二氣缸體826上形成的排出通道826c而流過來的冷卻劑氣體導(dǎo)向排出管820。并且，該開口通過用于防止冷卻劑氣體回流的排出閥(未圖示)實(shí)現(xiàn)關(guān)閉或者打開。
h)中板 中板825配置于第一氣缸體824和第二氣缸體826之間，從而劃分出第一氣缸室Rc1和第二氣缸室Rc2。
(3)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī) 在第五實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)816為直流電動(dòng)機(jī)，主要由以下部分構(gòu)成固定于殼體810的內(nèi)壁面上的環(huán)狀的定子851，以及與定子851的內(nèi)側(cè)留有微小的間隙(氣隙通道)并旋轉(zhuǎn)自如地收納于定子851內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)子852。
定子851在齒部(未圖示)上卷繞有銅線，在上方和下方形成繞組端853。此外，在定子851的外周面上設(shè)有鐵心切口部(未圖示)，該鐵心切口部從定子851的上端面到下端面沿周向隔開預(yù)定間隔地切入形成有多處。
在轉(zhuǎn)子852上沿旋轉(zhuǎn)軸固定有曲軸817。
(4)吸入管 吸入管819貫穿殼體810地設(shè)置，并且其一端嵌入于形成在第一氣缸體824和第二氣缸體826上的吸入孔824b、826b中，另一端嵌入于儲液器895中。
(5)排出管 排出管820貫穿殼體810的上壁部812進(jìn)行設(shè)置。
(6)消聲器 消聲器860安裝于前蓋823上，用于消除冷卻劑氣體的排出聲。
<滑動(dòng)部件的制造方法> 在第五實(shí)施方式所述的擺動(dòng)式壓縮機(jī)801中，氣缸體824、826、活塞821和曲軸817采用與第一實(shí)施方式的滑動(dòng)部件的制造方法相同的制造方法進(jìn)行制造。另外，此時(shí)，在熱處理工序中，在可以使硬度形成為大于HRB90且小于HRB100的條件下，對活塞821和曲軸817進(jìn)行熱處理。
此外，在第五實(shí)施方式中，在精加工工序之后，向氣缸體824、826的襯套收納孔824d、826d中插入高頻加熱器，對氣缸體824、826施以高頻加熱處理，以使襯套收納孔824d、826d周邊的部分的硬度大于HRC50且小于HRC65。另外，在可使硬度形成為高于HRB90且低于HRB100的條件下，對高頻加熱處理前的氣缸體824、826進(jìn)行熱處理。此外，在精加工工序之后，對曲軸817的收納于前蓋823和后蓋827中的主軸部和副軸部的部分施以高頻加熱處理。
此外，在第五實(shí)施方式中，在精加工工序之后，對活塞821的容易發(fā)生應(yīng)力集中的葉片部821b的根部的周邊部SC8(參照圖62。對局部熱處理部位標(biāo)以網(wǎng)狀剖面線)施以局部熱處理。
<擺動(dòng)式壓縮機(jī)的運(yùn)行動(dòng)作> 當(dāng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)816被驅(qū)動(dòng)時(shí)，偏心軸部817a、817b繞曲軸817進(jìn)行偏心旋轉(zhuǎn)，與該偏心軸部817a、817b嵌合的滾筒部821a的外周面與氣缸室Rc1、Rc2的內(nèi)周面接觸并進(jìn)行公轉(zhuǎn)。進(jìn)而，隨著滾筒部821a在氣缸室Rc1、Rc2內(nèi)公轉(zhuǎn)，葉片部821b在其兩側(cè)面被襯套822保持著的同時(shí)進(jìn)行進(jìn)退動(dòng)作。這樣，低壓的冷卻劑氣體從吸入口819被吸入到吸入室中，在排出室中被壓縮至高壓后，高壓的冷卻劑氣體從排出通道824c、826c中排出。
<擺動(dòng)式壓縮機(jī)的特征> (1) 在第五實(shí)施方式中，氣缸體824、826和活塞821通過半熔融壓鑄成型工序和熱處理工序進(jìn)行制造。因此，與通過現(xiàn)有的砂模鑄造方法制造的片狀石墨鑄鐵制的氣缸體和活塞相比，能夠得到具有更高抗拉強(qiáng)度和更高剛性的氣缸體和活塞(因?yàn)橥ㄟ^實(shí)施熱處理可比FC250具有更高強(qiáng)度、高剛性)。
(2) 在第五實(shí)施方式中，氣缸體824、826和活塞821通過半熔融壓鑄成型工序和熱處理工序進(jìn)行制造，其硬度被調(diào)節(jié)為大于HRB90且小于HRB100。并且，此時(shí)，氣缸體824、826和活塞821的抗拉強(qiáng)度大致相當(dāng)于600MPa～900MPa的范圍。因此，若采用該壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件的制造方法，則能夠使氣缸體824、826和活塞821薄壁化。因而，能夠使擺動(dòng)式壓縮機(jī)801小徑化，繼而能夠降低氣缸體824、826和活塞821的磨損并增大壓縮容量。
(3) 在第五實(shí)施方式的熱處理工序中，對氣缸體基體和活塞基體進(jìn)行熱處理，可使其硬度大于HRB90且小于HRB100。因此，若采用該壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件的制造方法，則能夠制造出具有如下優(yōu)點(diǎn)的氣缸體824、826和活塞821即，在壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)可表現(xiàn)出充分的耐久性，且能夠在盡量短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生“磨合”，且在異常運(yùn)行時(shí)不會產(chǎn)生燒結(jié)。此外，硬度在HRB90～HRB100范圍內(nèi)時(shí)，氣缸體基體和活塞基體的被切削性良好，并且氣缸體基體和活塞基體不容易產(chǎn)生損傷，使用方便。因此，不易發(fā)生工具磨損或工具缺損，從而延長了工具壽命，且不易產(chǎn)生積屑瘤，使得切屑的處理性良好，并且能夠縮短加工時(shí)間，因此加工成本降低下降。同時(shí)，相對于相同抗拉強(qiáng)度的FCD，所述氣缸體基體和活塞基體的硬度更低(相同硬度則抗拉強(qiáng)度更高)，因此可以說所述氣缸體基體和活塞基體不僅在工具磨損和加工時(shí)間方面優(yōu)良，而且能夠?qū)崿F(xiàn)高抗拉強(qiáng)度化。
(4) 在第五實(shí)施方式中，通過半熔融壓鑄成型工序和熱處理工序制造出氣缸體824、826之后，進(jìn)而向襯套收納孔824d、826d中插入高頻加熱器，實(shí)施淬火處理，使襯套收納孔824d、826d周邊部分的硬度大于HRC50且小于HRC65。因此，即使吸入CO2等自然冷卻劑，也可以抑制襯套收納孔824d、826d周邊部分的磨損。
(5) 在第五實(shí)施方式中，對曲軸817的收納于前蓋823和后蓋827中的主軸部、副軸部以及與活塞821嵌合的偏心軸部的部分實(shí)施高頻加熱處理。因此，能夠使主軸部、副軸部和偏心軸部的部分具有充分的耐磨損性。因而，能夠延長曲軸817的壽命。
(6) 在第五實(shí)施方式中，對活塞821的容易發(fā)生應(yīng)力集中的葉片部821b的根部的周邊部SC8實(shí)施局部熱處理。因此，即使葉片部121b承受稍大的載荷也不會損壞活塞121。
<第五實(shí)施方式的變形例> (A) 在第五實(shí)施方式中，對擺動(dòng)式壓縮機(jī)801的氣缸體824、826和活塞821實(shí)施熱處理，使氣缸體824、826和活塞821的硬度大于HRB90且小于HRB100，然后向襯套收納孔824d、826d中插入高頻加熱器，實(shí)施淬火以使襯套收納孔824d、826d周邊部分的硬度大于HRC50且小于HRC65。此處，這種硬度調(diào)節(jié)技術(shù)也適用于如圖64所示的回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)901的氣缸體924和滾筒921。即，也可以對回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)901的氣缸體924和滾筒921實(shí)施熱處理，使氣缸體924和滾筒921的硬度大于HRB90且小于HRB100，然后向葉片收納孔924d中插入高頻加熱器，實(shí)施淬火以使葉片收納孔924d周邊部分的硬度大于HRC50且小于HRC65(參照圖63)。此外，葉片922也可以采用同樣的方法進(jìn)行制造。另外，在圖63和圖64中，符號924a表示缸膛，符號924c表示排出通道，符號924b表示吸入孔，符號917表示曲軸，符號917a表示曲軸的偏心軸部，符號923表示彈簧，符號Rc3表示氣缸室。
另外，滾筒921和氣缸體924也可以按照第一實(shí)施方式的變形例(H)所述的制造方法進(jìn)行制造。
(B) 第五實(shí)施方式所述的擺動(dòng)式壓縮機(jī)801為雙缸型擺動(dòng)式壓縮機(jī)，也可以是單缸型擺動(dòng)式壓縮機(jī)。
(C) 在第五實(shí)施方式所述的擺動(dòng)式壓縮機(jī)801中，氣缸體824、826和活塞821通過半熔融壓鑄成型工序和熱處理工序進(jìn)行制造，然而曲軸817、前蓋823、后蓋827和中板825等滑動(dòng)部件也可以通過同樣的工序進(jìn)行制造。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性 本發(fā)明所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件具有高抗拉強(qiáng)度，在運(yùn)行時(shí)能夠發(fā)揮充分的耐久性，且能夠在盡量短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生“磨合”，且在異常運(yùn)行時(shí)不會產(chǎn)生燒結(jié)，因此可以應(yīng)用于需要更新的壓縮機(jī)。
權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)
1.一種壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件，其特征在于，
所述滑動(dòng)部件的碳含量為2.0重量％～2.7重量％，硅含量為1.0重量％～3.0重量％，其余部分由含有不可避免的雜質(zhì)的鐵構(gòu)成，并且具有主要由珠光體組織、鐵素體組織以及粒狀石墨構(gòu)成的金相組織，所述滑動(dòng)部件的至少一部分的硬度大于HRB90且小于HRB100。
2.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件，其特征在于，
所述滑動(dòng)部件是通過半熔融壓鑄成型或者半凝固壓鑄成型而成型后進(jìn)行急冷，進(jìn)而隨后進(jìn)行熱處理而制造出來的。
3.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件，其特征在于，
所述滑動(dòng)部件是通過金屬模具鑄造成型而成型后進(jìn)行急冷，進(jìn)而隨后進(jìn)行熱處理而制造出來的。
4.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件，其特征在于，
所述滑動(dòng)部件的抗拉強(qiáng)度與楊氏模量的比值在0.0046以下。
5.如權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件，其特征在于，
對所述滑動(dòng)部件的一部分實(shí)施局部熱處理。
6.如權(quán)利要求5所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件，其特征在于，
實(shí)施了所述局部熱處理后的部位的硬度大于HRC50且小于HRC65。
7.如權(quán)利要求5或6所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件，其特征在于，
被實(shí)施所述局部熱處理的部位為應(yīng)力集中部。
8.如權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件，其特征在于，
所述滑動(dòng)部件采用一種具有可使所述滑動(dòng)部件的中央附近的預(yù)定部分形成為薄壁的凸部的成型模具進(jìn)行制造，從而在所述滑動(dòng)部件的中央附近形成薄壁的預(yù)定部分。
9.如權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件，其特征在于，
所述滑動(dòng)部件通過以下方法制造采用一種具有可使所述滑動(dòng)部件的中央附近的預(yù)定部分形成為薄壁的凸部的成型模具，來成型在中央附近形成薄壁的預(yù)定部分的滑動(dòng)部件的基體，并且在所述基體的薄壁的預(yù)定部分形成貫通孔。
10.一種壓縮機(jī)的渦旋部件，
所述渦旋部件的碳含量為2.0重量％～2.7重量％，硅含量為1.0重量％～3.0重量％，其余部分由含有不可避免的雜質(zhì)的鐵構(gòu)成，并且具有主要由珠光體組織、鐵素體組織以及粒狀石墨構(gòu)成的金相組織，其特征在于，
所述渦旋部件具有
板部；以及
渦旋部，該渦旋部從所述板部的第一板面朝向與所述第一板面垂直的方向保持渦旋形狀并延伸，
所述板部和所述渦旋部的硬度大于HRB90且小于HRB100。
11.如權(quán)利要求10所述的壓縮機(jī)的渦旋部件，其特征在于，
所述渦旋部相對于成型模具的拔模斜度隨渦旋角的變化而變化。
12.如權(quán)利要求11所述的壓縮機(jī)的渦旋部件，其特征在于，
所述渦旋部呈現(xiàn)靠近中心的渦旋開始部分相對于所述成型模具的拔模斜度大于外側(cè)的渦旋結(jié)束部分相對于所述成型模具的拔模斜度的渦旋形狀。
13.如權(quán)利要求11所述的壓縮機(jī)的渦旋部件，其特征在于，
所述渦旋部呈現(xiàn)外側(cè)的渦旋結(jié)束部分相對于所述成型模具的拔模斜度大于靠近中心的渦旋開始部分相對于所述成型模具的拔模斜度的渦旋形狀。
14.如權(quán)利要求10所述的壓縮機(jī)的渦旋部件，其特征在于，
所述渦旋部的位于靠近中心的渦旋開始附近部分的內(nèi)周側(cè)的第一面，相對于與所述平面部正交的線傾斜第一角度，
除了所述第一面以外的面相對于與所述平面部正交的線傾斜的角度都比所述第一角度小。
15.如權(quán)利要求14所述的壓縮機(jī)的渦旋部件，其特征在于，
所述渦旋齒的所述渦旋開始附近部分與所述平面部的邊界的厚度，比所述渦旋齒的其他部分與所述板部的邊界的厚度大。
16.一種壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件基體，其特征在于，
所述滑動(dòng)部件基體的碳含量為2.0重量％～2.7重量％，硅含量為1.0重量％～3.0重量％，且其余部分由含有不可避免的雜質(zhì)的鐵構(gòu)成，并且具有主要由珠光體組織、鐵素體組織以及粒狀石墨構(gòu)成的金相組織，所述滑動(dòng)部件基體的至少一部分的硬度大于HRB90且小于HRB100。
17.一種壓縮機(jī)，其特征在于，
該壓縮機(jī)中組裝有如下所述的滑動(dòng)部件，該滑動(dòng)部件的碳含量為2.0重量％～2.7重量％，硅含量為1.0重量％～3.0重量％，其余部分由含有不可避免的雜質(zhì)的鐵構(gòu)成，并且具有主要由珠光體組織、鐵素體組織以及粒狀石墨構(gòu)成的金相組織，并且所述滑動(dòng)部件的至少一部分的硬度大于HRB90小于HRB100。
18.如權(quán)利要求17所述的壓縮機(jī)的渦旋部件，其特征在于，
該壓縮機(jī)可應(yīng)對二氧化碳(CO2)制冷劑。
權(quán)利要求
1.一種壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件，其特征在于，
所述滑動(dòng)部件的碳含量為2.0重量％～2.7重量％，硅含量為1.0重量％～3.0重量％，其余部分由含有不可避免的雜質(zhì)的鐵構(gòu)成，并且石墨比片狀石墨鑄鐵中的片狀石墨小，所述滑動(dòng)部件的至少一部分的硬度大于HRB90且小于HRB100。
2.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件，其特征在于，
所述滑動(dòng)部件是通過半熔融壓鑄成型或者半凝固壓鑄成型而成型后進(jìn)行急冷，進(jìn)而隨后進(jìn)行熱處理而制造出來的。
3.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件，其特征在于，
所述滑動(dòng)部件是通過金屬模具鑄造成型而成型后進(jìn)行急冷，進(jìn)而隨后進(jìn)行熱處理而制造出來的。
4.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件，其特征在于，
所述滑動(dòng)部件的抗拉強(qiáng)度與楊氏模量的比值在0.0046以下。
5.如權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件，其特征在于，
對所述滑動(dòng)部件的一部分實(shí)施局部熱處理。
6.如權(quán)利要求5所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件，其特征在于，
被實(shí)施所述局部熱處理的部位的硬度大于HRC50且小于HRC65。
7.如權(quán)利要求5或6所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件，其特征在于，
被實(shí)施所述局部熱處理的部位為應(yīng)力集中部。
8.如權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件，其特征在于，
所述滑動(dòng)部件采用一種具有可使所述滑動(dòng)部件的中央附近的預(yù)定部分形成為薄壁的凸部的成型模具進(jìn)行制造，從而在所述滑動(dòng)部件的中央附近形成薄壁的預(yù)定部分。
9.如權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件，其特征在于，
所述滑動(dòng)部件通過以下方法制造采用一種具有可使所述滑動(dòng)部件的中央附近的預(yù)定部分形成為薄壁的凸部的成型模具，來成型在中央附近形成薄壁的預(yù)定部分的滑動(dòng)部件的基體，并且在所述基體的薄壁的預(yù)定部分形成貫通孔。
10.一種壓縮機(jī)的渦旋部件，
所述渦旋部件的碳含量為2.0重量％～2.7重量％，硅含量為1.0重量％～3.0重量％，其余部分由含有不可避免的雜質(zhì)的鐵構(gòu)成，并且石墨比片狀石墨鑄鐵中的片狀石墨小，其特征在于，
所述渦旋部件具有
板部；以及
渦旋部，該渦旋部從所述板部的第一板面朝向與所述第一板面垂直的方向保持渦旋形狀并延伸，
所述板部和所述渦旋部的硬度大于HRB90且小于HRB100。
11.如權(quán)利要求10所述的壓縮機(jī)的渦旋部件，其特征在于，
所述渦旋部相對于成型模具的拔模斜度隨渦旋角的變化而變化。
12.如權(quán)利要求11所述的壓縮機(jī)的渦旋部件，其特征在于，
所述渦旋部呈現(xiàn)靠近中心的渦旋開始部分相對于所述成型模具的拔模斜度大于外側(cè)的渦旋結(jié)束部分相對于所述成型模具的拔模斜度的渦旋形狀。
13.如權(quán)利要求11所述的壓縮機(jī)的渦旋部件，其特征在于，
所述渦旋部呈現(xiàn)外側(cè)的渦旋結(jié)束部分相對于所述成型模具的拔模斜度大于靠近中心的渦旋開始部分相對于所述成型模具的拔模斜度的渦旋形狀。
14.如權(quán)利要求10所述的壓縮機(jī)的渦旋部件，其特征在于，
所述渦旋部的位于靠近中心的渦旋開始附近部分的內(nèi)周側(cè)的第一面，相對于與所述平面部正交的線傾斜第一角度，
除了所述第一面以外的面相對于與所述平面部正交的線傾斜的角度都比所述第一角度小。
15.如權(quán)利要求14所述的壓縮機(jī)的渦旋部件，其特征在于，
所述渦旋齒的所述渦旋開始附近部分與所述平面部的邊界的厚度，比所述渦旋齒的其他部分與所述平面部的邊界的厚度大。
16.一種壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件基體，其特征在于，
所述滑動(dòng)部件基體的碳含量為2.0重量％～2.7重量％，硅含量為1.0重量％～3.0重量％，且其余部分由含有不可避免的雜質(zhì)的鐵構(gòu)成，并且石墨比片狀石墨鑄鐵中的片狀石墨小，所述滑動(dòng)部件基體的至少一部分的硬度大于HRB90且小于HRB100。
17.一種壓縮機(jī)，其特征在于，
該壓縮機(jī)中組裝有如下所述的滑動(dòng)部件，該滑動(dòng)部件的碳含量為2.0重量％～2.7重量％，硅含量為1.0重量％～3.0重量％，其余部分由含有不可避免的雜質(zhì)的鐵構(gòu)成，并且石墨比片狀石墨鑄鐵中的片狀石墨小，并且所述滑動(dòng)部件的至少一部分的硬度大于HRB90小于HRB100。
18.如權(quán)利要求17所述的壓縮機(jī)的渦旋部件，其特征在于，
該壓縮機(jī)可應(yīng)對二氧化碳(CO2)制冷劑。
全文摘要
本發(fā)明提供一種壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件、滑動(dòng)部件基體、渦旋部件以及壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件的抗拉強(qiáng)度高，能夠在運(yùn)行時(shí)表現(xiàn)出充分的耐久性，且能夠在盡量短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生“磨合”，且在異常運(yùn)行時(shí)不會產(chǎn)生燒結(jié)。該壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件(17、23、24、26、39、60、96、310b、524、526、644、646、724、726、734、736、817、821、823、824、825、826、827、921、924)的碳含量為2.0wt％～2.7wt％，硅含量為1.0wt％～3.0wt％，其余部分由含有不可避免的雜質(zhì)的鐵構(gòu)成，并且石墨比片狀石墨鑄鐵中的片狀石墨小，該滑動(dòng)部件的至少一部分的硬度大于HRB90且小于HRB100。
文檔編號C22C37/10GK101395377SQ200780007110
公開日2009年3月25日 申請日期2007年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月28日
發(fā)明者新井美繪, 山路洋行, 岸川光彥, 山本哲, 梶原干央, 廣內(nèi)隆, 村上泰弘, 增田正典, 古莊和宏 申請人:大金工業(yè)株式會社