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JPH06128666A - スクロール用粉末複合材料 - Google Patents

スクロール用粉末複合材料

Info

Publication number
JPH06128666A
JPH06128666A JP27723992A JP27723992A JPH06128666A JP H06128666 A JPH06128666 A JP H06128666A JP 27723992 A JP27723992 A JP 27723992A JP 27723992 A JP27723992 A JP 27723992A JP H06128666 A JPH06128666 A JP H06128666A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scroll
powder
composite material
reinforcing material
whiskers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP27723992A
Other languages
English (en)
Inventor
Teiichi Usami
禎一 宇佐見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
Priority to JP27723992A priority Critical patent/JPH06128666A/ja
Publication of JPH06128666A publication Critical patent/JPH06128666A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0246Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加工工数が少なく且つ熱膨張係数の低いスク
ロール用粉末複合材料を得る。 【構成】 鉄を主成分とする粉末からなるマトリックス
と、セラミック粉末またはウィスカーからなる強化材と
を均一に混合し且つこれを焼結してなるものを基調と
し、さらにかかるものにおいて、上記強化材を、カーボ
ン、炭化硅素、ホウ酸アルミニウム、アルミナの粉末ま
たはウィスカーとしたり、上記強化材をカーボン粉末と
し且つその混合割合を体積率20%以上としたり、上記
マトリックスを主成分としての鉄に所定量のクローム、
モリブデン、タングステン、ニッケル、硅素を混合する
とともに上記強化材をセラミック粉末またはウィスカー
とし且つその割合を体積率20%以上とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本願発明は、スクロール圧縮機の
スクロール用材料として使用される粉末複合材料に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、例えば空調機において冷媒圧
縮用に使用される圧縮機の一つとしてスクロール圧縮機
が知られている。このスクロール圧縮機は、図1及び図
2に示すように、渦巻状の羽根15を備え且つケーシン
グ1側に固定される固定スクロール5と、同じく渦巻状
の羽根16を備えた可動スクロール6とを、該各羽根1
5,16を相互に噛合させた状態で対向配置し、上記可
動スクロール6を上記固定スクロール5の中心Gの回り
で公転させることでこれら各羽根15,16の間に形成
される各作動室7,7,・・が順次容積を減少させながら
上記中心G側に向って移動し、これにより所要の圧縮作
用を行うようになっている。そして、従来一般に上記各
スクロール5,6はこれをねずみ鋳鉄あるいはアルミニ
ウム合金AC8C(下記表1及び表2にその組成を示す)を素
材として鋳造成形するのが通例であった。尚、図1にお
いて符号2はモータ、3は主軸受、4は回転軸、10は
偏心軸受である。
【0003】
【表1】
【0004】
【表2】
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
スクロール圧縮機においては、固定スクロール5の羽根
15と可動スクロール6の羽根16との間の気密性が圧
縮性能に直接的に反映されるものであるため、該各羽根
15,16には高度の加工精度が要求される。
【0006】しかるに、従来は上述のようにこれをねず
み鋳鉄あるいはアルミニウム合金AC8Cを用いて鋳造成形
していたため、次のような問題があった。
【0007】 上掲の現行各材料はその熱膨張係数
が、それぞれ11.0 × 1/106 , 22.0 ×1/106(下記表4
参照)と比較的大きいことから、圧縮性能の確保上から
要求される加工精度(熱膨張量)を十分に達成できない
(図3参照)。
【0008】 鋳造材であるため加工精度確保上、鋳
造成形後における加工工数が大きく、コストアップを招
来する要因の一つとなっている。
【0009】そこで本願発明は、高度の加工精度が確保
されるとともに、加工工数の低減によりコストダウンを
図り得るようなスクロール用粉末複合材料を提供せんと
してなされたものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本願発明ではかかる課題
を解決するための具体的手段として、請求項1記載の発
明にかかるスクロール用粉末複合材料では、鉄を主成分
とする粉末からなるマトリックスと、セラミック粉末ま
たはウィスカーからなる強化材とを混合して焼結するこ
とを特徴としている。
【0011】請求項2記載の発明にかかるスクロール用
粉末複合材料では、請求項1において、上記強化材を、
カーボン、炭化硅素、ホウ酸アルミニウム、アルミナの
粉末またはウィスカーとしたことを特徴としている。
【0012】請求項3記載の発明にかかるスクロール用
粉末複合材料では、請求項1において、上記強化材をカ
ーボン粉末とし且つその混合割合を体積率20%以上と
したことを特徴としている。
【0013】請求項4記載の発明にかかるスクロール用
粉末複合材料では、請求項1において、上記マトリック
スを、主成分としての鉄に所定量のクローム、モリブデ
ン、タングステン、ニッケル、硅素を混合して構成し、
また上記強化材をセラミック粉末またはウィスカーとし
且つその混合割合を体積率20%以上としたことを特徴
としている。
【0014】
【発明の効果】本願各発明のスクロール用粉末複合材料
によれば、鉄を主成分とするマトリックスとセラミック
粉末等からなる強化材とを混合し且つ焼結してなるもの
であることから、該粉末複合材料によってスクロールを
焼結成形する場合には、例えば従来のように鋳造材によ
ってスクロールを鋳造成形する場合に比して、より製品
形状に近い形状に成形して事後の加工工数を低減させて
より一層のコストダウンを図ることができるという効果
が得られるものである。
【0015】また、マトリックスに強化材を混合して焼
結するものであることから、これによって形成されるス
クロールは、従来のようにねずみ鋳鉄等の金属材の鋳造
により得られるスクロールに比して、熱膨張係数が大幅
に低くその加工精度が格段に向上するため、スクロール
圧縮機においては圧縮作用を行うスクロール部の高水準
の気密性が維持され、延いてはその圧縮性能の向上に寄
与し得るという効果も得られるものである。
【0016】
【実施例】以下、本願発明のスクロール用粉末複合材料
を実施例に基づいて具体的に説明すると、このスクロー
ル用粉末複合材料は、上述したスクロール圧縮機の固定
スクロール5あるいは可動スクロール6を焼結加工によ
り形成するためのものである。従って、このスクロール
用粉末複合材料により焼結成形されるスクロール5,6
には、製品形状により近い形状に形成することで事後の
加工工数の低減が図れるという焼結成形に特有の利点を
有することは勿論であるが、その一方で、圧縮部分にお
ける気密性を保持して高度の圧縮性能を確保するという
観点から、熱膨張係数が小さく温度変化による加工精度
のバラツキが少ないものであることが要求されることは
既述の通りである。
【0017】そこで、この実施例においては、かかる要
求を満足する材料として、本願各発明を適用して、下掲
する表3に示す三つの材料(A〜C)を提案し、且つこれ
らの熱膨張係数を計測してこれがスクロール用材料とし
て適用できるか否かについて考察した。以下、これを説
明する。
【0018】
【表3】
【0019】材料Aは、マトリックスとして、主成分た
る鉄(Fe−50%)の他にクローム(Cr−5%)とモリブデ
ン(Mo−4%)とタングステン(W−5%)とニッケル(Ni−
1%)と硅素(Si−5%)とを添加した高速度鋼に近い組
成とする一方、強化材としてカーボン粉末を採用し且つ
その混合割合を30%としたものである。
【0020】材料Bは、材料Aと同様の組成において、
鉄の割合を55%に増加させる一方、カーボン粉末の割
合を25%に減少させたものである。
【0021】材料Cは、材料Bの組成からさらに、鉄の
割合を60%に増加させる一方、カーボン粉末の割合を
20%に減少させたものである。
【0022】このような組成の材料A〜Cをプラズマ焼
結装置により焼結させてそれぞれ成形品を得た。そし
て、この各材料A〜Cのそれぞれについて熱膨張係数を
測定し、これを表4に示した。
【0023】
【表4】
【0024】ここで、本発明にかかる上記各材料A〜C
と、比較材料としてのねずみ鋳鉄及びアルミニウム合金
AC8Cとでそれぞれスクロールを形成した場合における加
工精度(熱膨張量)を比較評価した。
【0025】例として、2HPのスクロール圧縮機を考え
る。このスクロール圧縮機におけるスクロール直径は約
100mmであり、運転時には低温部と高温部との間において
約80℃の温度差ができる。 この温度差による熱膨張量
を求めると次の通りである。
【0026】材料Aの場合 50 × 103 × 80 × 6.43 × 1/106 = 2.5 μm 材料Bの場合 50 × 103 × 80 × 7.10 × 1/106 = 2.8 μm 材料Cの場合 50 × 103 × 80 × 7.73 × 1/106 = 3.1 μm ねずみ鋳鉄の場合 50 × 103 × 80 × 11.0 × 1/106 = 4.4 μm アルミニウム合金AC8Cの場合 50 × 103 × 80 × 22.0 × 1/106 = 8.8 μm この結果を熱膨張係数と加工精度(膨張量)の関係として
表したものが図3である。一般に、スクロール用材料と
しては膨張量が5μm以下であることが望ましいとされ
ていることから考えて、本発明各材料A〜Cはスクロー
ル用材料として十分な加工精度をもつものであると言え
る。尚、ここで、目標とする加工精度を膨張両3μmに
設定した場合、カーボン粉末の体積率が20%と最も低
い材料Cにおいても達成されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】スクロール圧縮機の要部断面図である。
【図2】図1のII-II断面図である。
【図3】スクロールの熱膨張係数と加工精度との相関図
である。
【符号の説明】
1はケーシング、2はモータ、3は主軸受、4は回転
軸、5は固定スクロール、6は可動スクロール、7は作
動室、10は偏心軸受、15及び16は羽根である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉄を主成分とする粉末からなるマトリッ
    クスと、セラミック粉末またはウィスカーからなる強化
    材とを混合して焼結することを特徴とするスクロール用
    粉末複合材料。
  2. 【請求項2】 請求項1において、上記強化材が、カー
    ボン、炭化硅素、ホウ酸アルミニウム、アルミナの粉末
    またはウィスカーであることを特徴とするスクロール用
    粉末複合材料。
  3. 【請求項3】 請求項1において、上記強化材がカーボ
    ン粉末であり且つその混合割合が体積率20%以上とさ
    れていることを特徴とするスクロール用粉末複合材料。
  4. 【請求項4】 請求項1において、上記マトリックス
    が、主成分としての鉄に所定量のクローム、モリブデ
    ン、タングステン、ニッケル、硅素を混合してなり、ま
    た上記強化材がセラミック粉末またはウィスカーであり
    且つその混合割合が体積率20%以上とされていること
    を特徴とするスクロール用粉末複合材料。
JP27723992A 1992-10-15 1992-10-15 スクロール用粉末複合材料 Pending JPH06128666A (ja)

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