JPH1082390A - 摺動部材、圧縮機及び回転圧縮機 - Google Patents
摺動部材、圧縮機及び回転圧縮機Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐摩耗性に優れ、かつ長期間安定して使用す
ることができる摺動部材、並びに該摺動部材を用いた圧
縮機及び回転圧縮機を得る。 【解決手段】 ベーン等の摺動部材本体６の上に、中間
層６１を介して、または直接に硬質炭素被膜６２を設
け、摺動部材本体６の表面近傍、または中間層６１の表
面近傍に、摺動部材本体６の構成元素または中間層６１
の構成元素と炭素との混合層を形成し、該混合層の表面
に近い部分の炭素濃度が、表面から離れた部分より高い
濃度となる炭素濃度の傾斜を該混合層が有していること
を特徴としている。
ることができる摺動部材、並びに該摺動部材を用いた圧
縮機及び回転圧縮機を得る。 【解決手段】 ベーン等の摺動部材本体６の上に、中間
層６１を介して、または直接に硬質炭素被膜６２を設
け、摺動部材本体６の表面近傍、または中間層６１の表
面近傍に、摺動部材本体６の構成元素または中間層６１
の構成元素と炭素との混合層を形成し、該混合層の表面
に近い部分の炭素濃度が、表面から離れた部分より高い
濃度となる炭素濃度の傾斜を該混合層が有していること
を特徴としている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、摺動部材、及び該
摺動部材を用いる圧縮機並びに回転圧縮機に関するもの
である。
摺動部材を用いる圧縮機並びに回転圧縮機に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
冷凍冷蔵設備、空調装置等に用いられる回転圧縮機は、
高性能化、高能力化に伴い使用条件が厳しくなってきて
いる。
冷凍冷蔵設備、空調装置等に用いられる回転圧縮機は、
高性能化、高能力化に伴い使用条件が厳しくなってきて
いる。
【０００３】回転圧縮機においては、ベーン先端部と相
手材であるローラ外周の摺動部とは常時圧接しており、
このため、ベーン及びローラーが収納された円筒状シリ
ンダの内部にはスラッジが発生した。このため、冷凍回
路、具体的にはキャピラリチューブにスラッジが詰ま
り、冷凍能力が低下するという問題があった。
手材であるローラ外周の摺動部とは常時圧接しており、
このため、ベーン及びローラーが収納された円筒状シリ
ンダの内部にはスラッジが発生した。このため、冷凍回
路、具体的にはキャピラリチューブにスラッジが詰ま
り、冷凍能力が低下するという問題があった。
【０００４】さらに、最悪の場合にはキャピラリチュー
ブを介しての冷媒の供給が不可能となって、回転圧縮機
に致命的な損傷を与えることがあった。従って、従来よ
り、圧縮機及び回転圧縮機などの摺動部材として、スラ
ッジの発生が少なく、耐摩耗性に優れ、かつ長期間安定
して使用することができる摺動部材が望まれている。
ブを介しての冷媒の供給が不可能となって、回転圧縮機
に致命的な損傷を与えることがあった。従って、従来よ
り、圧縮機及び回転圧縮機などの摺動部材として、スラ
ッジの発生が少なく、耐摩耗性に優れ、かつ長期間安定
して使用することができる摺動部材が望まれている。
【０００５】本発明の目的は、耐摩耗性に優れ、かつ長
期間安定して使用することができる摺動部材、並びに該
摺動部材を用いた圧縮機及び回転圧縮機を提供すること
にある。
期間安定して使用することができる摺動部材、並びに該
摺動部材を用いた圧縮機及び回転圧縮機を提供すること
にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の局面に従
う摺動部材は、摺動表面を有する摺動部材本体と、摺動
表面上に設けられる硬質炭素被膜と、摺動表面近傍の摺
動部材本体内の領域に形成される、摺動表面近傍の摺動
部材本体の構成元素と炭素との混合層とを備える摺動部
材であり、混合層が、混合層の表面に近い部分の炭素濃
度が表面から離れた部分より高い濃度となる炭素濃度の
傾斜を有することを特徴としている。
う摺動部材は、摺動表面を有する摺動部材本体と、摺動
表面上に設けられる硬質炭素被膜と、摺動表面近傍の摺
動部材本体内の領域に形成される、摺動表面近傍の摺動
部材本体の構成元素と炭素との混合層とを備える摺動部
材であり、混合層が、混合層の表面に近い部分の炭素濃
度が表面から離れた部分より高い濃度となる炭素濃度の
傾斜を有することを特徴としている。
【０００７】第１の局面に従う好ましい実施形態におい
ては、混合層は、摺動部材本体の摺動表面近傍の領域へ
の炭素の導入によって形成される。第１の局面に従う摺
動部材は、摺動表面上に硬質炭素被膜が設けられている
ので、優れた耐摩耗性を示す。また、摺動部材本体の摺
動表面近傍には、混合層が形成されているので、硬質炭
素被膜の摺動部材本体に対する密着性が良好であり、剥
離することなく長期間安定して使用することができる。
ては、混合層は、摺動部材本体の摺動表面近傍の領域へ
の炭素の導入によって形成される。第１の局面に従う摺
動部材は、摺動表面上に硬質炭素被膜が設けられている
ので、優れた耐摩耗性を示す。また、摺動部材本体の摺
動表面近傍には、混合層が形成されているので、硬質炭
素被膜の摺動部材本体に対する密着性が良好であり、剥
離することなく長期間安定して使用することができる。
【０００８】本発明の第２の局面に従う摺動部材は、摺
動表面を有する摺動部材本体と、摺動表面上に設けられ
る中間層と、中間層の上に設けられる硬質炭素被膜と、
中間層の表面近傍の中間層内の領域に形成される、中間
層の構成元素と炭素との混合層とを備える摺動部材であ
り、混合層が、混合層の表面に近い部分の炭素濃度が表
面から離れた部分より高い濃度となる炭素濃度の傾斜を
有することを特徴としている。
動表面を有する摺動部材本体と、摺動表面上に設けられ
る中間層と、中間層の上に設けられる硬質炭素被膜と、
中間層の表面近傍の中間層内の領域に形成される、中間
層の構成元素と炭素との混合層とを備える摺動部材であ
り、混合層が、混合層の表面に近い部分の炭素濃度が表
面から離れた部分より高い濃度となる炭素濃度の傾斜を
有することを特徴としている。
【０００９】第２の局面に従う好ましい実施形態におい
ては、混合層は、中間層の表面近傍の領域への炭素の導
入によって形成される。中間層としては、例えば、Ｓ
ｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｇｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗまたはこれらの
酸化物、これらの窒化物、もしくはこれらの炭化物から
形成される。
ては、混合層は、中間層の表面近傍の領域への炭素の導
入によって形成される。中間層としては、例えば、Ｓ
ｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｇｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗまたはこれらの
酸化物、これらの窒化物、もしくはこれらの炭化物から
形成される。
【００１０】第２の局面に従う摺動部材は、摺動表面上
に中間層を介して硬質炭素被膜が設けられているので、
優れた耐摩耗性を示す。硬質炭素被膜と摺動部材本体と
の間には中間層が形成されているので、硬質炭素被膜の
摺動部材本体に対する密着性が改善され、さらに中間層
の表面近傍には混合層が形成されているので、さらに硬
質炭素被膜の密着性が高められている。
に中間層を介して硬質炭素被膜が設けられているので、
優れた耐摩耗性を示す。硬質炭素被膜と摺動部材本体と
の間には中間層が形成されているので、硬質炭素被膜の
摺動部材本体に対する密着性が改善され、さらに中間層
の表面近傍には混合層が形成されているので、さらに硬
質炭素被膜の密着性が高められている。
【００１１】以下、本発明の第１の局面及び第２の局面
に共通の事項について、「本発明」として説明する。本
発明において、混合層は、摺動部材本体の摺動表面近傍
または中間層の表面近傍に形成されるが、その厚みは５
Å以上であることが好ましく、さらに好ましくは、５Å
〜１μｍ、さらに好ましくは１０Å〜２００Åである。
混合層の厚みが薄すぎると、密着性向上の効果が十分に
得られない場合がある。また、混合層の厚みが１μｍを
超えても、厚みに比例した密着性向上の効果が得られな
い。
に共通の事項について、「本発明」として説明する。本
発明において、混合層は、摺動部材本体の摺動表面近傍
または中間層の表面近傍に形成されるが、その厚みは５
Å以上であることが好ましく、さらに好ましくは、５Å
〜１μｍ、さらに好ましくは１０Å〜２００Åである。
混合層の厚みが薄すぎると、密着性向上の効果が十分に
得られない場合がある。また、混合層の厚みが１μｍを
超えても、厚みに比例した密着性向上の効果が得られな
い。
【００１２】本発明において、混合層は、混合層の表面
に近い部分の炭素濃度が、表面から離れた部分の炭素濃
度よりも高くなるような炭素濃度の傾斜を有する。従っ
て、混合層中において、炭素濃度が最も高い高濃度部分
が存在しており、このような高濃度部分は、混合層の表
面または混合層の表面から混合層の厚みの５０％以内ま
での領域内に存在していることが好ましい。また、この
ような混合層中の高濃度部分の炭素濃度は２０原子％以
上であることが好ましく、さらに好ましくは４０原子％
以上である。
に近い部分の炭素濃度が、表面から離れた部分の炭素濃
度よりも高くなるような炭素濃度の傾斜を有する。従っ
て、混合層中において、炭素濃度が最も高い高濃度部分
が存在しており、このような高濃度部分は、混合層の表
面または混合層の表面から混合層の厚みの５０％以内ま
での領域内に存在していることが好ましい。また、この
ような混合層中の高濃度部分の炭素濃度は２０原子％以
上であることが好ましく、さらに好ましくは４０原子％
以上である。
【００１３】上述のように、混合層は、摺動部材本体の
表面近傍の領域、あるいは中間層の表面近傍の領域に炭
素を導入することにより形成されることが好ましい。こ
のような炭素の導入は、例えば、炭素イオンなどの炭素
の活性種に運動エネルギーを付与し摺動部材本体の表面
または中間層の表面に衝突させることにより実現するこ
とができる。具体的には、基板に負の自己バイアス電圧
を印加した状態で、炭素イオン等を表面に衝突させる方
法により実現することができる。
表面近傍の領域、あるいは中間層の表面近傍の領域に炭
素を導入することにより形成されることが好ましい。こ
のような炭素の導入は、例えば、炭素イオンなどの炭素
の活性種に運動エネルギーを付与し摺動部材本体の表面
または中間層の表面に衝突させることにより実現するこ
とができる。具体的には、基板に負の自己バイアス電圧
を印加した状態で、炭素イオン等を表面に衝突させる方
法により実現することができる。
【００１４】本発明における硬質炭素被膜は、ダイヤモ
ンド薄膜、ダイヤモンド構造と非晶質炭素構造との混合
膜、または非晶質炭素薄膜から構成することができる。
混合膜及び非晶質炭素薄膜は、いわゆるダイヤモンド状
炭素被膜である。ダイヤモンド状炭素被膜は、一般的に
水素を含有している。ダイヤモンド状炭素被膜におい
て、水素含有量が少ないと、硬度が高くなり、耐摩耗性
が向上する。また水素含有量が多くなると、内部応力が
低くなり、下地との密着性が向上する。従って、本発明
においては、硬質炭素被膜の表面から離れた部分の水素
濃度が、表面に近い部分よりも高くなるような水素濃度
の傾斜を有していることが好ましい。このような水素濃
度の傾斜を有することにより、耐摩耗性に優れ、かつ下
地との密着性のよい硬質炭素被膜を形成することができ
る。
ンド薄膜、ダイヤモンド構造と非晶質炭素構造との混合
膜、または非晶質炭素薄膜から構成することができる。
混合膜及び非晶質炭素薄膜は、いわゆるダイヤモンド状
炭素被膜である。ダイヤモンド状炭素被膜は、一般的に
水素を含有している。ダイヤモンド状炭素被膜におい
て、水素含有量が少ないと、硬度が高くなり、耐摩耗性
が向上する。また水素含有量が多くなると、内部応力が
低くなり、下地との密着性が向上する。従って、本発明
においては、硬質炭素被膜の表面から離れた部分の水素
濃度が、表面に近い部分よりも高くなるような水素濃度
の傾斜を有していることが好ましい。このような水素濃
度の傾斜を有することにより、耐摩耗性に優れ、かつ下
地との密着性のよい硬質炭素被膜を形成することができ
る。
【００１５】本発明において、硬質炭素被膜は、Ｓｉ、
Ｎ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｆ、及びＢからなるグループより選ば
れる少なくとも１種の添加元素を含有していてもよい。
このような添加元素の含有により、硬質炭素被膜の摩擦
係数が低下し、耐摩耗性が向上する。このような添加元
素の含有量としては、３〜６０原子％が好ましく、さら
に好ましくは、１０〜５０原子％である。また、このよ
うな添加元素は、炭素被膜の表面に近い部分の濃度が、
表面から離れた部分よりも高くなるような濃度傾斜を有
していることが好ましい。このような濃度傾斜を有する
ことにより、炭素被膜表面に近い部分の摩擦係数が低く
なり、より有効に耐摩耗性を向上させることができる。
Ｎ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｆ、及びＢからなるグループより選ば
れる少なくとも１種の添加元素を含有していてもよい。
このような添加元素の含有により、硬質炭素被膜の摩擦
係数が低下し、耐摩耗性が向上する。このような添加元
素の含有量としては、３〜６０原子％が好ましく、さら
に好ましくは、１０〜５０原子％である。また、このよ
うな添加元素は、炭素被膜の表面に近い部分の濃度が、
表面から離れた部分よりも高くなるような濃度傾斜を有
していることが好ましい。このような濃度傾斜を有する
ことにより、炭素被膜表面に近い部分の摩擦係数が低く
なり、より有効に耐摩耗性を向上させることができる。
【００１６】本発明の圧縮機は、上記本発明の摺動部材
を備えることを特徴としている。例えば、シリンダとピ
ストンからなる往復式の圧縮機の場合には、内周面を摺
動表面としたシリンダ及び、外周面を摺動表面としたピ
ストンに本発明を適用することができる。第１の局面に
従えば、シリンダの内周面の上に硬質炭素被膜が設けら
れ、シリンダの内周面の表面近傍に混合層が形成され
る。また、ピストンの外周面の上に硬質炭素被膜が形成
され、ピストンの外周面近傍に混合層が形成される。第
２の局面に従えば、シリンダの内周面の上に中間層が設
けられ、この中間層の表面近傍に混合層が形成され、中
間層の上には硬質炭素被膜が設けられる。ピストンの場
合には、ピストンの外周面の上に中間層が設けられ、こ
の中間層の表面近傍に混合層が形成され、中間層の上に
硬質炭素被膜が設けられる。
を備えることを特徴としている。例えば、シリンダとピ
ストンからなる往復式の圧縮機の場合には、内周面を摺
動表面としたシリンダ及び、外周面を摺動表面としたピ
ストンに本発明を適用することができる。第１の局面に
従えば、シリンダの内周面の上に硬質炭素被膜が設けら
れ、シリンダの内周面の表面近傍に混合層が形成され
る。また、ピストンの外周面の上に硬質炭素被膜が形成
され、ピストンの外周面近傍に混合層が形成される。第
２の局面に従えば、シリンダの内周面の上に中間層が設
けられ、この中間層の表面近傍に混合層が形成され、中
間層の上には硬質炭素被膜が設けられる。ピストンの場
合には、ピストンの外周面の上に中間層が設けられ、こ
の中間層の表面近傍に混合層が形成され、中間層の上に
硬質炭素被膜が設けられる。
【００１７】本発明の回転圧縮機は、上記本発明の摺動
部材を備える回転圧縮機である。本発明の回転圧縮機の
具体的な実施形態においては、回転するクランク軸の偏
心部に取り付けられた、外周面を有するローラと、ロー
ラを収納し、ローラの外周面に接して摺動する摺動面を
内面に有するシリンダと、シリンダの内面に形成された
溝内に収納され、先端部がローラの外周面に接して摺動
するベーンとを備えている。
部材を備える回転圧縮機である。本発明の回転圧縮機の
具体的な実施形態においては、回転するクランク軸の偏
心部に取り付けられた、外周面を有するローラと、ロー
ラを収納し、ローラの外周面に接して摺動する摺動面を
内面に有するシリンダと、シリンダの内面に形成された
溝内に収納され、先端部がローラの外周面に接して摺動
するベーンとを備えている。
【００１８】本発明の回転圧縮機の一実施形態において
は、ベーンが本発明の摺動部材であり、ベーンの少なく
とも先端部または側面部が摺動表面である。従って、第
１の局面においては、ベーンの少なくとも先端部または
側面部の上に硬質炭素被膜が設けられ、ベーンの少なく
とも先端部または側面部の表面近傍に混合層が形成され
る。第２の局面においては、ベーンの少なくとも先端部
または側面部の上に中間層が設けられ、この中間層の上
に硬質炭素被膜が設けられ、中間層の表面近傍に混合層
が形成される。
は、ベーンが本発明の摺動部材であり、ベーンの少なく
とも先端部または側面部が摺動表面である。従って、第
１の局面においては、ベーンの少なくとも先端部または
側面部の上に硬質炭素被膜が設けられ、ベーンの少なく
とも先端部または側面部の表面近傍に混合層が形成され
る。第２の局面においては、ベーンの少なくとも先端部
または側面部の上に中間層が設けられ、この中間層の上
に硬質炭素被膜が設けられ、中間層の表面近傍に混合層
が形成される。
【００１９】本発明の回転圧縮機の他の実施形態におい
ては、ローラが本発明の摺動部材であり、ローラの外周
面が摺動表面である。従って、第１の局面においては、
ローラの外周面上に硬質炭素被膜が設けられ、ローラの
外周面の近傍に混合層が形成される。第２の局面におい
ては、ローラの外周面上に中間層が設けられ、この中間
層の上に硬質炭素被膜が設けられ、中間層の表面近傍に
混合層が形成される。
ては、ローラが本発明の摺動部材であり、ローラの外周
面が摺動表面である。従って、第１の局面においては、
ローラの外周面上に硬質炭素被膜が設けられ、ローラの
外周面の近傍に混合層が形成される。第２の局面におい
ては、ローラの外周面上に中間層が設けられ、この中間
層の上に硬質炭素被膜が設けられ、中間層の表面近傍に
混合層が形成される。
【００２０】本発明の回転圧縮機のさらに他の実施形態
においては、シリンダが本発明の摺動部材であり、シリ
ンダの溝の内面が摺動表面である。従って、第１の局面
においては、シリンダの溝の内面の上に硬質炭素被膜が
設けられ、シリンダの溝の内面近傍に混合層が形成され
る。第２の局面においては、シリンダの溝の内面の上に
中間層が設けられ、この中間層の上に硬質炭素被膜が設
けられ、中間層の表面近傍に混合層が形成される。
においては、シリンダが本発明の摺動部材であり、シリ
ンダの溝の内面が摺動表面である。従って、第１の局面
においては、シリンダの溝の内面の上に硬質炭素被膜が
設けられ、シリンダの溝の内面近傍に混合層が形成され
る。第２の局面においては、シリンダの溝の内面の上に
中間層が設けられ、この中間層の上に硬質炭素被膜が設
けられ、中間層の表面近傍に混合層が形成される。
【００２１】本発明の第３の局面に従う回転圧縮機は、
ローラと、シリンダと、ベーンとを備え、ベーンの少な
くとも先端部または側面部、ローラの外周面、またはシ
リンダの溝の内面の上に、硬質炭素被膜が形成される。
ローラと、シリンダと、ベーンとを備え、ベーンの少な
くとも先端部または側面部、ローラの外周面、またはシ
リンダの溝の内面の上に、硬質炭素被膜が形成される。
【００２２】第３の局面においては、硬質炭素被膜、ベ
ーン、ローラの外周面、またはシリンダの溝の内面との
間に中間層が形成されてもよい。このような中間層とし
ては、上記第２の局面において用いられる中間層を用い
ることができる。
ーン、ローラの外周面、またはシリンダの溝の内面との
間に中間層が形成されてもよい。このような中間層とし
ては、上記第２の局面において用いられる中間層を用い
ることができる。
【００２３】第３の局面においても、硬質炭素被膜は水
素を含有してもよく、硬質炭素被膜の表面から離れた部
分の水素濃度が、表面に近い部分より高くなるような水
素濃度の傾斜を有していることが好ましい。
素を含有してもよく、硬質炭素被膜の表面から離れた部
分の水素濃度が、表面に近い部分より高くなるような水
素濃度の傾斜を有していることが好ましい。
【００２４】第３の局面においても、硬質炭素被膜は、
Ｓｉ、Ｎ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｆ、及びＢからなるグループよ
り選ばれる少なくとも１種の添加元素を含有していても
よく、硬質炭素被膜の表面に近い部分の添加元素濃度
が、表面から離れた部分よりも高くなるような添加元素
濃度の傾斜を有していることが好ましい。
Ｓｉ、Ｎ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｆ、及びＢからなるグループよ
り選ばれる少なくとも１種の添加元素を含有していても
よく、硬質炭素被膜の表面に近い部分の添加元素濃度
が、表面から離れた部分よりも高くなるような添加元素
濃度の傾斜を有していることが好ましい。
【００２５】本発明において、摺動部材本体の材質は、
特に限定されるものではないが、例えば、鉄系合金、鋳
鉄（モニクロ鋳鉄）、鋼（高速度工具鋼）、アルミニウ
ム合金、カーボン（アルミニウム含浸カーボン）、セラ
ミックス（Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｗ、Ｍｏの酸化
物、窒化物、炭化物）、Ｎｉ合金、ステンレス鋼などが
挙げられる。
特に限定されるものではないが、例えば、鉄系合金、鋳
鉄（モニクロ鋳鉄）、鋼（高速度工具鋼）、アルミニウ
ム合金、カーボン（アルミニウム含浸カーボン）、セラ
ミックス（Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｗ、Ｍｏの酸化
物、窒化物、炭化物）、Ｎｉ合金、ステンレス鋼などが
挙げられる。
【００２６】
【発明の実施の形態】図８は、回転圧縮機の一般的な構
造を示す概略断面図である。図８において、１は密閉容
器、２は図示しない電動機によって駆動されるクランク
軸、３はクランク軸２の偏心部に取り付けられたローラ
であり、このローラ３はモニクロ鋳鉄から構成されてい
る。
造を示す概略断面図である。図８において、１は密閉容
器、２は図示しない電動機によって駆動されるクランク
軸、３はクランク軸２の偏心部に取り付けられたローラ
であり、このローラ３はモニクロ鋳鉄から構成されてい
る。
【００２７】４はローラ３を収納した円筒状シリンダで
あり、このシリンダ４は鋳鉄から構成されている。５は
後述するベーン６が往復運動するために設けられたシリ
ンダ溝、６は円筒状シリンダ４内の空間を高圧部と低圧
部に仕切るためのベーンであり、このベーン６は高速度
工具鋼（ＳＫＨ５１）から構成されている。
あり、このシリンダ４は鋳鉄から構成されている。５は
後述するベーン６が往復運動するために設けられたシリ
ンダ溝、６は円筒状シリンダ４内の空間を高圧部と低圧
部に仕切るためのベーンであり、このベーン６は高速度
工具鋼（ＳＫＨ５１）から構成されている。
【００２８】７はベーン６をローラ３側に付勢するため
のバネである。８は円筒状シリンダ４内へ冷媒を供給す
る吸入管、９は円筒状シリンダ４内部で圧縮され圧力及
び温度が上昇した冷媒を圧縮機外部に吐出する吐出管で
ある。
のバネである。８は円筒状シリンダ４内へ冷媒を供給す
る吸入管、９は円筒状シリンダ４内部で圧縮され圧力及
び温度が上昇した冷媒を圧縮機外部に吐出する吐出管で
ある。
【００２９】上述のように構成された回転圧縮機の動作
説明を以下に行う。電動機によって、クランク軸２が駆
動され、クランク軸２の偏心部に取り付けられたローラ
３は、円筒状シリンダ４内を円周に沿って回転する。ベ
ーン６は高圧ガス、及びバネ７の付勢を受けているた
め、このローラ３の回転に伴ってベーン６は、ローラ３
の外周面と常時接触しながら、シリンダ溝５内を往復運
動する。
説明を以下に行う。電動機によって、クランク軸２が駆
動され、クランク軸２の偏心部に取り付けられたローラ
３は、円筒状シリンダ４内を円周に沿って回転する。ベ
ーン６は高圧ガス、及びバネ７の付勢を受けているた
め、このローラ３の回転に伴ってベーン６は、ローラ３
の外周面と常時接触しながら、シリンダ溝５内を往復運
動する。
【００３０】この運動を連続的に繰り返すことによっ
て、円筒状シリンダ４内へ吸入管８を介して吸い込まれ
た冷媒が、円筒状シリンダ４内部で圧縮され、圧力及び
温度が上昇した後、吐出管９を介して回転圧縮機外部に
吐出される。
て、円筒状シリンダ４内へ吸入管８を介して吸い込まれ
た冷媒が、円筒状シリンダ４内部で圧縮され、圧力及び
温度が上昇した後、吐出管９を介して回転圧縮機外部に
吐出される。
【００３１】図１は、本発明の回転圧縮機に用いられ
る、硬質炭素被膜を形成したベーン６の概略断面図であ
る。尚、本発明の実施の形態における硬質炭素被膜は、
ダイヤモンド薄膜、ダイヤモンド構造と非晶質炭素構造
との混合薄膜、或るいは非晶質炭素薄膜である。
る、硬質炭素被膜を形成したベーン６の概略断面図であ
る。尚、本発明の実施の形態における硬質炭素被膜は、
ダイヤモンド薄膜、ダイヤモンド構造と非晶質炭素構造
との混合薄膜、或るいは非晶質炭素薄膜である。
【００３２】また、中間層はＳｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｇｅ、
Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗ或るいはこれらの酸化物、これらの窒化
物、もしくはこれらの炭化物である。図１に示す実施の
形態では、ベーン６上にＳｉからなる中間層６１が形成
され、この中間層６１上に硬質炭素被膜６２が形成され
ている。硬質炭素被膜６２はベーン６上に密着性の良好
な被膜組成とされている。
Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗ或るいはこれらの酸化物、これらの窒化
物、もしくはこれらの炭化物である。図１に示す実施の
形態では、ベーン６上にＳｉからなる中間層６１が形成
され、この中間層６１上に硬質炭素被膜６２が形成され
ている。硬質炭素被膜６２はベーン６上に密着性の良好
な被膜組成とされている。
【００３３】更に好ましくは硬質炭素被膜６２が界面近
傍６２ａから被膜層６２ｂ表面に向けて、連続的に水素
濃度が低くなるように傾斜機能構造を有するように構成
されている。
傍６２ａから被膜層６２ｂ表面に向けて、連続的に水素
濃度が低くなるように傾斜機能構造を有するように構成
されている。
【００３４】このようにして、水素濃度が界面近傍６２
ａ側において高くされているため、中間層６１に接する
側の内部応力や膜硬度が小さく、この結果、硬質炭素被
膜６２は剥離が生じにくくなっている。
ａ側において高くされているため、中間層６１に接する
側の内部応力や膜硬度が小さく、この結果、硬質炭素被
膜６２は剥離が生じにくくなっている。
【００３５】また、本発明における厚み方向に傾斜機能
構造を有する硬質炭素被膜６２は、厚み方向に連続的に
水素濃度が変化しているものに限定されず、水素濃度が
相対的に低い層と水素濃度が高い層とを有するように階
段状に水素濃度が変化して傾斜機能構造が設けられても
よい。
構造を有する硬質炭素被膜６２は、厚み方向に連続的に
水素濃度が変化しているものに限定されず、水素濃度が
相対的に低い層と水素濃度が高い層とを有するように階
段状に水素濃度が変化して傾斜機能構造が設けられても
よい。
【００３６】図２は、本発明の回転圧縮機に用いられ
る、硬質炭素被膜を形成したローラ３の概略断面図であ
る。図２は、本発明に従う硬質炭素被膜の一実施の形態
を示す断面図である。
る、硬質炭素被膜を形成したローラ３の概略断面図であ
る。図２は、本発明に従う硬質炭素被膜の一実施の形態
を示す断面図である。
【００３７】図２に示す実施の形態では、ローラ３上に
Ｓｉからなる中間層３１が形成され、この中間層３１上
に硬質炭素被膜３２が形成されている。硬質炭素被膜３
２はローラ３上に密着性の良好な被膜組成とされてい
る。
Ｓｉからなる中間層３１が形成され、この中間層３１上
に硬質炭素被膜３２が形成されている。硬質炭素被膜３
２はローラ３上に密着性の良好な被膜組成とされてい
る。
【００３８】更に好ましくは硬質炭素被膜３２が界面近
傍３２ａから被膜層３２ｂ表面に向けて、連続的に水素
濃度が低くなるように傾斜機能構造を有するように構成
されている。
傍３２ａから被膜層３２ｂ表面に向けて、連続的に水素
濃度が低くなるように傾斜機能構造を有するように構成
されている。
【００３９】このようにして、水素濃度が界面近傍３２
ａ側において高くされているため、中間層３１に接する
側の内部応力や膜硬度が小さく、この結果、硬質炭素被
膜３２は剥離が生じにくくなっている。
ａ側において高くされているため、中間層３１に接する
側の内部応力や膜硬度が小さく、この結果、硬質炭素被
膜３２は剥離が生じにくくなっている。
【００４０】また、本発明における厚み方向に傾斜機能
構造を有する硬質炭素被膜３２は、厚み方向に連続的に
水素濃度が変化しているものに限定されず、水素濃度が
相対的に低い層と水素濃度が高い層とを有するように階
段状に水素濃度が変化して傾斜機能構造が設けられても
よい。
構造を有する硬質炭素被膜３２は、厚み方向に連続的に
水素濃度が変化しているものに限定されず、水素濃度が
相対的に低い層と水素濃度が高い層とを有するように階
段状に水素濃度が変化して傾斜機能構造が設けられても
よい。
【００４１】図３は、本発明の回転圧縮機に用いられ
る、硬質炭素被膜を形成したシリンダ溝５の拡大断面図
である。図３は、本発明に従う硬質炭素被膜の一実施の
形態を示す断面図である。
る、硬質炭素被膜を形成したシリンダ溝５の拡大断面図
である。図３は、本発明に従う硬質炭素被膜の一実施の
形態を示す断面図である。
【００４２】図３に示す実施の形態では、シリンダ溝５
上にＳｉからなる中間層５１が形成され、この中間層５
１上に硬質炭素被膜５２が形成されている。硬質炭素被
膜５２はシリンダ溝５上に密着性の良好な被膜組成とさ
れている。
上にＳｉからなる中間層５１が形成され、この中間層５
１上に硬質炭素被膜５２が形成されている。硬質炭素被
膜５２はシリンダ溝５上に密着性の良好な被膜組成とさ
れている。
【００４３】更に好ましくは硬質炭素被膜５２が界面近
傍５２ａから被膜層５２ｂ表面に向けて、連続的に水素
濃度が低くなるように傾斜機能構造を有するように構成
されている。
傍５２ａから被膜層５２ｂ表面に向けて、連続的に水素
濃度が低くなるように傾斜機能構造を有するように構成
されている。
【００４４】このようにして、水素濃度が界面近傍５２
ａ側において高くされているため、中間層５１に接する
側の内部応力や膜硬度が小さく、この結果、硬質炭素被
膜５２は剥離が生じにくくなっている。
ａ側において高くされているため、中間層５１に接する
側の内部応力や膜硬度が小さく、この結果、硬質炭素被
膜５２は剥離が生じにくくなっている。
【００４５】また、本発明における厚み方向に傾斜機能
構造を有する硬質炭素被膜５２は、厚み方向に連続的に
水素濃度が変化しているものに限定されず、水素濃度が
相対的に低い層と水素濃度が高い層とを有するように階
段状に水素濃度が変化して傾斜機能構造が設けられても
よい。
構造を有する硬質炭素被膜５２は、厚み方向に連続的に
水素濃度が変化しているものに限定されず、水素濃度が
相対的に低い層と水素濃度が高い層とを有するように階
段状に水素濃度が変化して傾斜機能構造が設けられても
よい。
【００４６】図４は、本発明において、硬質炭素被膜を
形成することができるＥＣＲプラズマＣＶＤ装置の一例
を示す概略断面図である。図４を参照して、真空チャン
バ１０８の内部には、プラズマ発生室１０４と、基板１
１３が設置される反応室が設けられている。プラズマ発
生室１０４には、導波管１０２の一端が取り付けられて
おり、導波管１０２の他端には、マイクロ波供給手段１
０１が設けられている。
形成することができるＥＣＲプラズマＣＶＤ装置の一例
を示す概略断面図である。図４を参照して、真空チャン
バ１０８の内部には、プラズマ発生室１０４と、基板１
１３が設置される反応室が設けられている。プラズマ発
生室１０４には、導波管１０２の一端が取り付けられて
おり、導波管１０２の他端には、マイクロ波供給手段１
０１が設けられている。
【００４７】マイクロ波供給手段１０１で発生したマイ
クロ波は、導波管１０２及びマイクロ波導入窓１０３を
通って、プラズマ発生室１０４に導かれる。プラズマ発
生室１０４には、プラズマ発生室１０４内にアルゴン
（Ａｒ）ガス等の放電ガスを導入させるための放電ガス
導入管１０５が設けられている。また、プラズマ発生室
１０４の周囲には、プラズマ磁界発生装置１０６が設け
られている。
クロ波は、導波管１０２及びマイクロ波導入窓１０３を
通って、プラズマ発生室１０４に導かれる。プラズマ発
生室１０４には、プラズマ発生室１０４内にアルゴン
（Ａｒ）ガス等の放電ガスを導入させるための放電ガス
導入管１０５が設けられている。また、プラズマ発生室
１０４の周囲には、プラズマ磁界発生装置１０６が設け
られている。
【００４８】真空チャンバ１０８内の反応室には、ドラ
ム状のホルダー１１２が、図４の紙面に垂直な回転軸の
まわりを回転自在となるように設置されており、該ホル
ダー１１２には、図示省略するモータが連結されてい
る。
ム状のホルダー１１２が、図４の紙面に垂直な回転軸の
まわりを回転自在となるように設置されており、該ホル
ダー１１２には、図示省略するモータが連結されてい
る。
【００４９】ホルダー１１２の外周面には、複数（本実
施例では２４個）のベーン等の基材１１３が等しい間隔
で装着されている。ホルダー１１２には、高周波電源１
１０が接続されている。
施例では２４個）のベーン等の基材１１３が等しい間隔
で装着されている。ホルダー１１２には、高周波電源１
１０が接続されている。
【００５０】ホルダー１１２の周囲には、金属製の筒状
のシールドカバー１１４がホルダー１１２から約５ｍｍ
の距離隔てて設けられている。このシールドカバー１１
４は、接地電極に接続されている。このシールドカバー
１１４は、被膜を形成するときに、ホルダー１１２に印
加される高周波（ＲＦ）電圧によって被膜形成箇所以外
のホルダー１１２と真空チャンバ１０８との間の放電が
発生するのを防止するために設けられている。
のシールドカバー１１４がホルダー１１２から約５ｍｍ
の距離隔てて設けられている。このシールドカバー１１
４は、接地電極に接続されている。このシールドカバー
１１４は、被膜を形成するときに、ホルダー１１２に印
加される高周波（ＲＦ）電圧によって被膜形成箇所以外
のホルダー１１２と真空チャンバ１０８との間の放電が
発生するのを防止するために設けられている。
【００５１】シールドカバー１１４には、開口部１１５
が形成されている。この開口部１１５を通って、プラズ
マ発生室１０４から引き出されたプラズマが、ホルダー
１１２に装着された基材１１３に放射されるようになっ
ている。真空チャンバ１０８内には、反応ガス導入管１
１６が設けられている。この反応ガス導入管１１６の先
端は、開口部１１５の上方に位置する。
が形成されている。この開口部１１５を通って、プラズ
マ発生室１０４から引き出されたプラズマが、ホルダー
１１２に装着された基材１１３に放射されるようになっ
ている。真空チャンバ１０８内には、反応ガス導入管１
１６が設けられている。この反応ガス導入管１１６の先
端は、開口部１１５の上方に位置する。
【００５２】尚、ローラ３の外周面に硬質炭素被膜３２
を形成する場合には、回転ドラムを用いずに、高周波電
源１１０をローラ３に接続し、またシールドカバー１１
４はこのローラ３から約５ｍｍ隔てて設けられるような
構造としており、このシールドカバー１１４は、接地電
極に接続されている。
を形成する場合には、回転ドラムを用いずに、高周波電
源１１０をローラ３に接続し、またシールドカバー１１
４はこのローラ３から約５ｍｍ隔てて設けられるような
構造としており、このシールドカバー１１４は、接地電
極に接続されている。
【００５３】上記の被膜形成装置を用いてベーン６上
に、図１に示すような硬質炭素被膜を形成する実施の形
態について以下具体的に説明する。まず、真空チャンバ
１０８内を１０-5〜１０-7Ｔｏｒｒに排気して、ベーン
ホルダー１１２を約１０ｒｐｍの速度で回転させる。
に、図１に示すような硬質炭素被膜を形成する実施の形
態について以下具体的に説明する。まず、真空チャンバ
１０８内を１０-5〜１０-7Ｔｏｒｒに排気して、ベーン
ホルダー１１２を約１０ｒｐｍの速度で回転させる。
【００５４】次に、放電ガス導入管１０５からＡｒガス
を５．７×１０-4Ｔｏｒｒで供給するとともに、マイク
ロ波供給手段１０１から２．４５ＧＨｚ、１００Ｗのマ
イクロ波を供給して、プラズマ発生室１０４内に形成さ
れたＡｒプラズマをベーン６の表面に放射する。
を５．７×１０-4Ｔｏｒｒで供給するとともに、マイク
ロ波供給手段１０１から２．４５ＧＨｚ、１００Ｗのマ
イクロ波を供給して、プラズマ発生室１０４内に形成さ
れたＡｒプラズマをベーン６の表面に放射する。
【００５５】これと同時に、反応ガス管１１６からＣＨ
4 ガスを１．３×１０-3Ｔｏｒｒで供給しながら、高周
波電源１１０から１３．５６ＭＨｚのＲＦ電力をベーン
ホルダー１１２に印加する。このベーンホルダー１１２
へのＲＦ電力の印加を、図５に示すように、基板に発生
する自己バイアス電圧が成膜初期に置いて０Ｖであり、
成膜終了時の１５分後において−５０ＶとなるようにＲ
Ｆ電力を調整して印加した。
4 ガスを１．３×１０-3Ｔｏｒｒで供給しながら、高周
波電源１１０から１３．５６ＭＨｚのＲＦ電力をベーン
ホルダー１１２に印加する。このベーンホルダー１１２
へのＲＦ電力の印加を、図５に示すように、基板に発生
する自己バイアス電圧が成膜初期に置いて０Ｖであり、
成膜終了時の１５分後において−５０ＶとなるようにＲ
Ｆ電力を調整して印加した。
【００５６】以上の工程により、ベーン６上に、膜厚５
０００Åの硬質炭素被膜を形成した。図６は、ベーンホ
ルダーに発生する自己バイアス電圧と、該自己バイアス
電圧のときに形成される硬質炭素被膜の硬度、内部応
力、及び水素濃度との関係を示す図である。
０００Åの硬質炭素被膜を形成した。図６は、ベーンホ
ルダーに発生する自己バイアス電圧と、該自己バイアス
電圧のときに形成される硬質炭素被膜の硬度、内部応
力、及び水素濃度との関係を示す図である。
【００５７】これらの測定値は、図４に示す装置に置い
て、ベーンホルダーに発生する自己バイアス電圧を一定
にした条件で硬質炭素被膜を形成し、得られた硬質炭素
被膜の各特性を測定することにより得た数値である。
て、ベーンホルダーに発生する自己バイアス電圧を一定
にした条件で硬質炭素被膜を形成し、得られた硬質炭素
被膜の各特性を測定することにより得た数値である。
【００５８】図６から明らかなように、自己バイアス電
圧が０Ｖのとき、硬質炭素被膜の硬度は８００Ｈｖ程度
であり、内部応力は５ＧＰａ程度であり、水素濃度は６
０％である。
圧が０Ｖのとき、硬質炭素被膜の硬度は８００Ｈｖ程度
であり、内部応力は５ＧＰａ程度であり、水素濃度は６
０％である。
【００５９】更に、自己バイアス電圧が−５０Ｖのとき
には、硬度は３０００Ｈｖ程度であり、内部応力は６．
５ＧＰａ程度であり、水素濃度は３５％である。従っ
て、被膜形成の進行とともに、自己バイアス電圧を０か
ら−５０Ｖに変化させた上記実施の形態の硬質炭素被膜
においては、図６に示すような各特性の変化がその厚み
方向で生じているものと考えられる。
には、硬度は３０００Ｈｖ程度であり、内部応力は６．
５ＧＰａ程度であり、水素濃度は３５％である。従っ
て、被膜形成の進行とともに、自己バイアス電圧を０か
ら−５０Ｖに変化させた上記実施の形態の硬質炭素被膜
においては、図６に示すような各特性の変化がその厚み
方向で生じているものと考えられる。
【００６０】従って、中間層６１と硬質炭素被膜６２と
の界面近傍６２ａにおいては、硬度は小さいが内部応力
も小さい組成となっており、ベーン６に対する密着性が
優れた組成となっていることがわかる。
の界面近傍６２ａにおいては、硬度は小さいが内部応力
も小さい組成となっており、ベーン６に対する密着性が
優れた組成となっていることがわかる。
【００６１】また、被膜表面近傍６２ｂでは、硬度等が
高くなっており、硬質炭素被膜として所望される硬度を
有した組成となってることがわかる。ここで、本発明の
回転圧縮機に用いるベーン６に硬質炭素被膜６２を形成
した。被膜の形成条件は自己バイアス電圧以外の条件は
上述の実施の形態と同様にして行った。
高くなっており、硬質炭素被膜として所望される硬度を
有した組成となってることがわかる。ここで、本発明の
回転圧縮機に用いるベーン６に硬質炭素被膜６２を形成
した。被膜の形成条件は自己バイアス電圧以外の条件は
上述の実施の形態と同様にして行った。
【００６２】自己バイアス電圧は、図７に示すように、
成膜開始から５分後までの５分間を０Ｖとし、その後の
１５分後までの間の１０分間は−５０Ｖとなるようにし
た。この結果、ベーン６上には膜厚５０００Å、硬度３
０００Ｈｖの硬質炭素被膜が形成される。
成膜開始から５分後までの５分間を０Ｖとし、その後の
１５分後までの間の１０分間は−５０Ｖとなるようにし
た。この結果、ベーン６上には膜厚５０００Å、硬度３
０００Ｈｖの硬質炭素被膜が形成される。
【００６３】また、比較として、ベーンホルダーに発生
する自己バイアス電圧を被膜形成の間、０Ｖと一定に
し、それ以外は上述の実施の形態と同様の条件で硬質炭
素被膜を形成した。この結果、ベーン６上には膜厚５０
００Å、硬度８００Ｈｖの硬質炭素被膜が形成された。
する自己バイアス電圧を被膜形成の間、０Ｖと一定に
し、それ以外は上述の実施の形態と同様の条件で硬質炭
素被膜を形成した。この結果、ベーン６上には膜厚５０
００Å、硬度８００Ｈｖの硬質炭素被膜が形成された。
【００６４】硬質炭素被膜について、密着性の評価試験
を行った。密着性の評価は、ビッカース圧子を用いた一
定荷重（荷重＝１ｋｇ）の押し込み試験により行った。
サンプル数を５０個とし、ベーン６上の硬質炭素被膜６
２に剥離が発生した個数を数えて評価した。評価した硬
質炭素被膜は、ベーン６の上にＳｉからなる中間層６１
（膜厚１００Å）を形成した後、図５に示すように自己
バイアスを０Ｖから−５０Ｖまで変化させながら形成し
た硬質炭素被膜と、Ｓｉからなる中間層６１を形成せず
に、直接ベーン６上に、成膜開始から１分後に−５０Ｖ
を印加し、薄膜形成終了まで−５０Ｖで一定に印加しな
がら形成した硬質炭素被膜と、Ｓｉの中間層６１を形成
し、成膜開始１分後から自己バイアス電圧−５０Ｖを印
加し終了時まで−５０Ｖで一定に印加して形成した硬質
炭素被膜である。評価結果を表１に示す。
を行った。密着性の評価は、ビッカース圧子を用いた一
定荷重（荷重＝１ｋｇ）の押し込み試験により行った。
サンプル数を５０個とし、ベーン６上の硬質炭素被膜６
２に剥離が発生した個数を数えて評価した。評価した硬
質炭素被膜は、ベーン６の上にＳｉからなる中間層６１
（膜厚１００Å）を形成した後、図５に示すように自己
バイアスを０Ｖから−５０Ｖまで変化させながら形成し
た硬質炭素被膜と、Ｓｉからなる中間層６１を形成せず
に、直接ベーン６上に、成膜開始から１分後に−５０Ｖ
を印加し、薄膜形成終了まで−５０Ｖで一定に印加しな
がら形成した硬質炭素被膜と、Ｓｉの中間層６１を形成
し、成膜開始１分後から自己バイアス電圧−５０Ｖを印
加し終了時まで−５０Ｖで一定に印加して形成した硬質
炭素被膜である。評価結果を表１に示す。
【００６５】
【表１】
【００６６】表１から明らかなように、Ｓｉからなる中
間層６１をベーン６上に形成しない場合には、自己バイ
アス電圧を−５０Ｖにしたとしても、硬質炭素被膜６２
の剥発生個数は４５個と多く、一方Ｓｉからなる中間層
６１をベーン６上に形成し、自己バイアスを−５０Ｖで
中間層６１の上に硬質炭素被膜６２を形成した場合に
は、硬質炭素被膜６２の剥離発生個数は５個に減少し
た。
間層６１をベーン６上に形成しない場合には、自己バイ
アス電圧を−５０Ｖにしたとしても、硬質炭素被膜６２
の剥発生個数は４５個と多く、一方Ｓｉからなる中間層
６１をベーン６上に形成し、自己バイアスを−５０Ｖで
中間層６１の上に硬質炭素被膜６２を形成した場合に
は、硬質炭素被膜６２の剥離発生個数は５個に減少し
た。
【００６７】更に、Ｓｉからなる中間層６１をベーン６
上に形成し、自己バイアスを０〜−５０Ｖに変化させな
がら中間層６１の上に硬質炭素被膜６２を形成した場合
には、硬質炭素被膜６２の剥離発生個数は０個となっ
た。
上に形成し、自己バイアスを０〜−５０Ｖに変化させな
がら中間層６１の上に硬質炭素被膜６２を形成した場合
には、硬質炭素被膜６２の剥離発生個数は０個となっ
た。
【００６８】以上の結果、本発明に従う硬質炭素被膜
は、膜硬度が十分に高く、密着性に優れており、これに
よってベーン６、ローラ３、及びシリンダ溝５の各摺動
部におけるスラッジは従来と比較すると、抑制されるこ
とがわかる。
は、膜硬度が十分に高く、密着性に優れており、これに
よってベーン６、ローラ３、及びシリンダ溝５の各摺動
部におけるスラッジは従来と比較すると、抑制されるこ
とがわかる。
【００６９】尚、上記実施の形態においては、ＥＣＲプ
ラズマＣＶＤ装置を用いて硬質炭素被膜を形成したが、
本発明の硬質炭素被膜はこのような形成方法に限定され
るものではない。
ラズマＣＶＤ装置を用いて硬質炭素被膜を形成したが、
本発明の硬質炭素被膜はこのような形成方法に限定され
るものではない。
【００７０】以上の説明から明らかなように、本発明に
よれば、硬度、化学的安定性等を備えた、硬質炭素被膜
が形成されたベーン、ローラ、及びシリンダ溝を得るこ
とができ、更にベーン、ローラ、及びシリンダ溝に対す
る密着性に優れた硬質炭素被膜とすることができるの
で、回転圧縮機の長時間の駆動であっても、スラッジの
発生を抑制することができる。その結果、キャピラリチ
ューブを介して冷媒の供給が不可能となることを防止す
ると共に、回転圧縮機に致命的な損傷を与えることを防
止する効果を奏する。
よれば、硬度、化学的安定性等を備えた、硬質炭素被膜
が形成されたベーン、ローラ、及びシリンダ溝を得るこ
とができ、更にベーン、ローラ、及びシリンダ溝に対す
る密着性に優れた硬質炭素被膜とすることができるの
で、回転圧縮機の長時間の駆動であっても、スラッジの
発生を抑制することができる。その結果、キャピラリチ
ューブを介して冷媒の供給が不可能となることを防止す
ると共に、回転圧縮機に致命的な損傷を与えることを防
止する効果を奏する。
【００７１】図９は、本発明の第１の局面に従う一実施
例を示す概略断面図である。摺動部材本体であるベーン
６の表面近傍には、混合層６３が形成されている。混合
層６３の上には、硬質炭素被膜６４が形成されている。
例を示す概略断面図である。摺動部材本体であるベーン
６の表面近傍には、混合層６３が形成されている。混合
層６３の上には、硬質炭素被膜６４が形成されている。
【００７２】図１０は、図９に示すベーン６の表面近傍
を示す拡大断面図である。図１０に示すように、ベーン
６の表面近傍のベーン６内の領域に、混合層６３が形成
されている。混合層６３は、ベーン６の構成元素である
Ｆｅと炭素とから形成されている。混合層６３の表面に
近い部分６３ｂの炭素濃度は、表面から離れた部分６３
ａの炭素濃度より高くなっており、そのような炭素濃度
の傾斜を混合層６３は有している。このような混合層６
３は、ベーン６の表面近傍の領域に炭素を導入すること
により形成することができる。このような炭素の導入
は、例えば、上記のＥＣＲプラズマＣＶＤによる被膜形
成において、被膜形成初期に、ベーン６に負の自己バイ
アス電圧を発生させることにより形成することができ
る。
を示す拡大断面図である。図１０に示すように、ベーン
６の表面近傍のベーン６内の領域に、混合層６３が形成
されている。混合層６３は、ベーン６の構成元素である
Ｆｅと炭素とから形成されている。混合層６３の表面に
近い部分６３ｂの炭素濃度は、表面から離れた部分６３
ａの炭素濃度より高くなっており、そのような炭素濃度
の傾斜を混合層６３は有している。このような混合層６
３は、ベーン６の表面近傍の領域に炭素を導入すること
により形成することができる。このような炭素の導入
は、例えば、上記のＥＣＲプラズマＣＶＤによる被膜形
成において、被膜形成初期に、ベーン６に負の自己バイ
アス電圧を発生させることにより形成することができ
る。
【００７３】混合層６３の上には、ダイヤモンド状炭素
被膜などの硬質炭素被膜６４が形成されている。混合層
６３の厚みは５Å以上であることが好ましく、さらに好
ましくは１０〜２００Åである。
被膜などの硬質炭素被膜６４が形成されている。混合層
６３の厚みは５Å以上であることが好ましく、さらに好
ましくは１０〜２００Åである。
【００７４】図４に示す装置を用い、ベーンに発生する
自己バイアス電圧を、図１１に示すように、被膜形成開
始後１分間は−５０Ｖとし、その後一旦０Ｖとし、被膜
形成終了までの間で−５０Ｖとなるようにその絶対値を
徐々に大きくして、硬質炭素被膜を形成した。このよう
に被膜形成開始直後の１分間の間−５０Ｖとすることに
より、ベーンの表面近傍に混合層を形成させた。この結
果、ベーンの上には膜厚５０００Å、硬度３０００Ｈｖ
の硬質炭素被膜が形成された。
自己バイアス電圧を、図１１に示すように、被膜形成開
始後１分間は−５０Ｖとし、その後一旦０Ｖとし、被膜
形成終了までの間で−５０Ｖとなるようにその絶対値を
徐々に大きくして、硬質炭素被膜を形成した。このよう
に被膜形成開始直後の１分間の間−５０Ｖとすることに
より、ベーンの表面近傍に混合層を形成させた。この結
果、ベーンの上には膜厚５０００Å、硬度３０００Ｈｖ
の硬質炭素被膜が形成された。
【００７５】得られた硬質炭素被膜について、引っ掻き
試験により密着性の評価を行った。ダイヤモンドスタイ
ラスを用い、最大荷重５００ｇ、引っ掻き速度１００ｍ
ｍ／分の条件で、サンプル数５０個中、剥離が発生した
個数を数えて評価した。剥離個数は、０個であった。
試験により密着性の評価を行った。ダイヤモンドスタイ
ラスを用い、最大荷重５００ｇ、引っ掻き速度１００ｍ
ｍ／分の条件で、サンプル数５０個中、剥離が発生した
個数を数えて評価した。剥離個数は、０個であった。
【００７６】比較として、ベーンに発生する自己バイア
ス電圧が、図５に示すように、被膜形成開始初期におい
て０Ｖであり、被膜形成終了時の１５分後に−５０Ｖと
なるようにＲＦ電力を印加して硬質炭素被膜を形成し
た。得られた比較の硬質炭素被膜の膜厚は５０００Åで
あり、硬度は３０００Ｈｖであったが、剥離個数は１０
個であった。
ス電圧が、図５に示すように、被膜形成開始初期におい
て０Ｖであり、被膜形成終了時の１５分後に−５０Ｖと
なるようにＲＦ電力を印加して硬質炭素被膜を形成し
た。得られた比較の硬質炭素被膜の膜厚は５０００Åで
あり、硬度は３０００Ｈｖであったが、剥離個数は１０
個であった。
【００７７】以上の結果から明らかなように、基材であ
るベーンの表面近傍に有効な厚みの混合層を形成するこ
とにより、硬質炭素被膜の基材に対する密着性を向上さ
せることができる。
るベーンの表面近傍に有効な厚みの混合層を形成するこ
とにより、硬質炭素被膜の基材に対する密着性を向上さ
せることができる。
【００７８】図１２は、本発明の第１の局面に従う他の
実施例を示す概略断面図である。ローラ３の表面近傍に
は、混合層３３が形成されている。混合層３３は、図１
１に示す実施例と同様に、表面に近い部分の炭素濃度が
表面から離れた部分より高い濃度となる炭素濃度の傾斜
を有している。また、混合層３３は、図１１に示す実施
例と同様にして形成することができる。混合層３３の上
には、硬質炭素被膜３４が形成されている。
実施例を示す概略断面図である。ローラ３の表面近傍に
は、混合層３３が形成されている。混合層３３は、図１
１に示す実施例と同様に、表面に近い部分の炭素濃度が
表面から離れた部分より高い濃度となる炭素濃度の傾斜
を有している。また、混合層３３は、図１１に示す実施
例と同様にして形成することができる。混合層３３の上
には、硬質炭素被膜３４が形成されている。
【００７９】ローラ３の表面近傍に混合層３３を形成す
ることにより、硬質炭素被膜３４のローラ３に対する密
着性を向上させることができる。図１３は、本発明の第
１の局面に従うさらに他の実施例を示す概略断面図であ
る。シリンダ溝５の表面近傍には、混合層５３が形成さ
れている。混合層５３は、図１１に示す実施例と同様に
表面に近い部分の炭素濃度が表面から離れた部分より高
い濃度となる炭素濃度の傾斜を有している。混合層５３
は、図１１に示す実施例と同様にして形成することがで
きる。混合層５３の上には硬質炭素被膜５４が形成され
ている。
ることにより、硬質炭素被膜３４のローラ３に対する密
着性を向上させることができる。図１３は、本発明の第
１の局面に従うさらに他の実施例を示す概略断面図であ
る。シリンダ溝５の表面近傍には、混合層５３が形成さ
れている。混合層５３は、図１１に示す実施例と同様に
表面に近い部分の炭素濃度が表面から離れた部分より高
い濃度となる炭素濃度の傾斜を有している。混合層５３
は、図１１に示す実施例と同様にして形成することがで
きる。混合層５３の上には硬質炭素被膜５４が形成され
ている。
【００８０】シリンダ溝５の表面近傍に混合層５３を形
成することにより、硬質炭素被膜５４のシリンダ溝５の
表面に対する密着性を向上させることができる。図１４
は、本発明の第２の局面に従う一実施例を示す概略断面
図である。ベーン６の上には中間層６５が形成されてお
り、中間層６５の表面近傍には混合層６６が形成されて
いる。混合層６６は、中間層６５の構成元素と炭素とか
ら構成されている。中間層６５の上には硬質炭素被膜６
７が形成されている。
成することにより、硬質炭素被膜５４のシリンダ溝５の
表面に対する密着性を向上させることができる。図１４
は、本発明の第２の局面に従う一実施例を示す概略断面
図である。ベーン６の上には中間層６５が形成されてお
り、中間層６５の表面近傍には混合層６６が形成されて
いる。混合層６６は、中間層６５の構成元素と炭素とか
ら構成されている。中間層６５の上には硬質炭素被膜６
７が形成されている。
【００８１】図１５は、図１４に示す実施例のベーンの
表面近傍を示す拡大断面図である。図１５に示すよう
に、混合層６６は、表面に近い部分６６ｂの炭素濃度
が、表面から離れた部分６６ａの炭素濃度より高くなる
炭素濃度の傾斜を有している。このような混合層６６
は、図１０に示す混合層６３と同様に、中間層６５の表
面近傍に炭素を導入することにより形成することができ
る。このような炭素の導入は、例えば、ＥＣＲプラズマ
ＣＶＤ法において、被膜形成初期において、基材に負の
自己バイアス電圧を発生させて炭素イオンを基材の表面
に衝突させることにより行うことができる。
表面近傍を示す拡大断面図である。図１５に示すよう
に、混合層６６は、表面に近い部分６６ｂの炭素濃度
が、表面から離れた部分６６ａの炭素濃度より高くなる
炭素濃度の傾斜を有している。このような混合層６６
は、図１０に示す混合層６３と同様に、中間層６５の表
面近傍に炭素を導入することにより形成することができ
る。このような炭素の導入は、例えば、ＥＣＲプラズマ
ＣＶＤ法において、被膜形成初期において、基材に負の
自己バイアス電圧を発生させて炭素イオンを基材の表面
に衝突させることにより行うことができる。
【００８２】混合層６６の上には、硬質炭素被膜６７が
形成されている。混合層６６の存在により、硬質炭素被
膜６７は、中間層６５に対し良好な密着性を示す。第２
の局面において、混合層の厚みが中間層よりも厚くなる
場合には、混合層が中間層のみでなく、その下地である
基材の表面近傍にも形成される。
形成されている。混合層６６の存在により、硬質炭素被
膜６７は、中間層６５に対し良好な密着性を示す。第２
の局面において、混合層の厚みが中間層よりも厚くなる
場合には、混合層が中間層のみでなく、その下地である
基材の表面近傍にも形成される。
【００８３】図１６は、中間層に形成した混合層中の厚
み方向の組成の変化を示す図である。本実施例におい
て、中間層はＳｉからなる中間層である。成膜初期に、
基板に発生する自己バイアス電圧が−５０Ｖとなるよう
にＲＦ電力を基板ホルダーに印加し、それ以外は、上記
実施例と同様の条件でＳｉの中間層の上に硬質炭素被膜
を形成した。
み方向の組成の変化を示す図である。本実施例におい
て、中間層はＳｉからなる中間層である。成膜初期に、
基板に発生する自己バイアス電圧が−５０Ｖとなるよう
にＲＦ電力を基板ホルダーに印加し、それ以外は、上記
実施例と同様の条件でＳｉの中間層の上に硬質炭素被膜
を形成した。
【００８４】図１６に示すように、炭素濃度は、表面か
ら５０Åの深さの位置でほぼ０になっており、混合層の
厚みは約５０Åである。混合層中で炭素濃度が最も高い
高濃度部分Ａは、混合層の表面から混合層の厚みの約３
５％の位置に存在している。高濃度部分Ａの炭素濃度
は、約７０原子％である。図１６に示すように、混合層
には、表面に近い部分の炭素濃度が表面から離れた部分
より高い濃度となる炭素濃度の傾斜Ｂが存在している。
高濃度部分Ａより表面に近い領域では、表面に近づくに
つれて若干炭素濃度が減少する傾斜Ｃが存在している。
このように、混合層内において、表面に近い部分の炭素
濃度が、表面から離れた部分より高い濃度となることに
より、混合層の上に形成される硬質炭素被膜の密着性が
高められる。
ら５０Åの深さの位置でほぼ０になっており、混合層の
厚みは約５０Åである。混合層中で炭素濃度が最も高い
高濃度部分Ａは、混合層の表面から混合層の厚みの約３
５％の位置に存在している。高濃度部分Ａの炭素濃度
は、約７０原子％である。図１６に示すように、混合層
には、表面に近い部分の炭素濃度が表面から離れた部分
より高い濃度となる炭素濃度の傾斜Ｂが存在している。
高濃度部分Ａより表面に近い領域では、表面に近づくに
つれて若干炭素濃度が減少する傾斜Ｃが存在している。
このように、混合層内において、表面に近い部分の炭素
濃度が、表面から離れた部分より高い濃度となることに
より、混合層の上に形成される硬質炭素被膜の密着性が
高められる。
【００８５】混合層の厚みは、例えば、基板に発生する
自己バイアス電圧を変化させることにより制御すること
ができる。例えば、Ｓｉの中間層の場合、被膜形成初期
における基板に発生する自己バイアス電圧を−１ｋＶと
することにより混合層の厚みを約１３０Åとすることが
できる。
自己バイアス電圧を変化させることにより制御すること
ができる。例えば、Ｓｉの中間層の場合、被膜形成初期
における基板に発生する自己バイアス電圧を−１ｋＶと
することにより混合層の厚みを約１３０Åとすることが
できる。
【００８６】ベーンの上に、厚み１００ÅのＳｉの中間
層を形成し、この上に、硬質炭素被膜を形成した。自己
バイアス電圧は、図１１に示すように成膜過程において
変化させた。この結果、膜厚５０００Å、硬度３０００
Ｈｖの硬質炭素被膜が形成された。得られた硬質炭素被
膜について、引っ掻き試験により密着性を評価したとこ
ろ、剥離個数は０個であった。
層を形成し、この上に、硬質炭素被膜を形成した。自己
バイアス電圧は、図１１に示すように成膜過程において
変化させた。この結果、膜厚５０００Å、硬度３０００
Ｈｖの硬質炭素被膜が形成された。得られた硬質炭素被
膜について、引っ掻き試験により密着性を評価したとこ
ろ、剥離個数は０個であった。
【００８７】次に、添加元素を含有した硬質炭素被膜を
形成した。添加元素を含有した硬質炭素被膜は、図１７
に示す装置を用いて形成した。図１７を参照して、シー
ルドカバー１１４の開口部１１５と別の位置には、第２
の開口部１１７が形成されている。この第２の開口部１
１７に対応する位置に、ターゲット１１８が設けられて
いる。このターゲット１１８にイオンビームを照射する
ことができる位置に、イオンビームガン１１９が設けら
れている。その他の構成は、図４に示す装置と同様であ
る。
形成した。添加元素を含有した硬質炭素被膜は、図１７
に示す装置を用いて形成した。図１７を参照して、シー
ルドカバー１１４の開口部１１５と別の位置には、第２
の開口部１１７が形成されている。この第２の開口部１
１７に対応する位置に、ターゲット１１８が設けられて
いる。このターゲット１１８にイオンビームを照射する
ことができる位置に、イオンビームガン１１９が設けら
れている。その他の構成は、図４に示す装置と同様であ
る。
【００８８】ターゲットの材料として、Ｓｉ、Ｔａ、Ｃ
ｒ、及びＢを用い、これらの添加元素を含有する硬質炭
素被膜を、図１７に示す装置で形成した。硬質炭素被膜
形成の間、ベーンホルダー１１２を回転させ、第１の開
口部１１５で炭素を堆積させ、第２の開口部１１７で添
加元素を堆積させることにより、添加元素を含有した硬
質炭素被膜を形成した。なお基材としては、Ｓｉの中間
層（膜厚１００Å）を形成したベーンを用いた。
ｒ、及びＢを用い、これらの添加元素を含有する硬質炭
素被膜を、図１７に示す装置で形成した。硬質炭素被膜
形成の間、ベーンホルダー１１２を回転させ、第１の開
口部１１５で炭素を堆積させ、第２の開口部１１７で添
加元素を堆積させることにより、添加元素を含有した硬
質炭素被膜を形成した。なお基材としては、Ｓｉの中間
層（膜厚１００Å）を形成したベーンを用いた。
【００８９】また、Ｎ、あるいはＦを含有させる場合に
は、ターゲット１１８を用いず、薄膜形成の雰囲気中に
Ｎ2 ガス、あるいはＣＦ4 ガスを加えることにより形成
した。具体的には、ＣＨ4 ガスの分圧１．３×１０-3Ｔ
ｏｒｒに対し、Ｎ2 ガスあるいはＣＦ4 ガスを１．０×
１０-3Ｔｏｒｒの分圧となるように供給することにより
行った。
は、ターゲット１１８を用いず、薄膜形成の雰囲気中に
Ｎ2 ガス、あるいはＣＦ4 ガスを加えることにより形成
した。具体的には、ＣＨ4 ガスの分圧１．３×１０-3Ｔ
ｏｒｒに対し、Ｎ2 ガスあるいはＣＦ4 ガスを１．０×
１０-3Ｔｏｒｒの分圧となるように供給することにより
行った。
【００９０】得られた硬質炭素被膜について、表面性測
定機により、摩擦係数及び摩耗量を測定した。Ｓｉ、Ｔ
ａ、及びＦについては摩擦係数を測定し、Ｎ、Ｃｒ、及
びＢについては摩耗量を測定した。なお、比較として、
ベーンの上に中間層及び硬質炭素被膜を形成していない
もの、及び添加元素を含有していない硬質炭素被膜を形
成したものを作製し、同様に摩擦係数及び摩耗量を測定
した。摩耗量については、添加元素を含有していない硬
質炭素被膜に対する相対評価とした。表２に測定結果を
示す。なお、摩耗量の測定は、アルミナボールを圧子と
して用い、摺動回数を２０００往復とした。
定機により、摩擦係数及び摩耗量を測定した。Ｓｉ、Ｔ
ａ、及びＦについては摩擦係数を測定し、Ｎ、Ｃｒ、及
びＢについては摩耗量を測定した。なお、比較として、
ベーンの上に中間層及び硬質炭素被膜を形成していない
もの、及び添加元素を含有していない硬質炭素被膜を形
成したものを作製し、同様に摩擦係数及び摩耗量を測定
した。摩耗量については、添加元素を含有していない硬
質炭素被膜に対する相対評価とした。表２に測定結果を
示す。なお、摩耗量の測定は、アルミナボールを圧子と
して用い、摺動回数を２０００往復とした。
【００９１】
【表２】
【００９２】表２から明らかなように、添加元素を含有
させることにより、摩擦係数及び摩耗量を向上させるこ
とができる。また、硬質炭素被膜中の添加元素の濃度
は、表面に近い部分が、表面から離れた部分よりも高く
なるようにしてもよい。このような添加元素濃度の傾斜
を設けることにより、硬質炭素被膜の密着性をさらに向
上させることができる。
させることにより、摩擦係数及び摩耗量を向上させるこ
とができる。また、硬質炭素被膜中の添加元素の濃度
は、表面に近い部分が、表面から離れた部分よりも高く
なるようにしてもよい。このような添加元素濃度の傾斜
を設けることにより、硬質炭素被膜の密着性をさらに向
上させることができる。
【００９３】図１８は、本発明の第２の局面に従う他の
実施例を示す概略断面図である。ローラ３の表面上に
は、中間層３５が形成されている。中間層３５の表面近
傍には、混合層３６が形成されている。中間層３５の上
には、硬質炭素被膜３７が形成されている。中間層３５
の混合層３６は、図１４に示す実施例と同様にして形成
することができる。中間層３５に混合層３６を形成する
ことにより、硬質炭素被膜３７の密着性をさらに高める
ことができる。
実施例を示す概略断面図である。ローラ３の表面上に
は、中間層３５が形成されている。中間層３５の表面近
傍には、混合層３６が形成されている。中間層３５の上
には、硬質炭素被膜３７が形成されている。中間層３５
の混合層３６は、図１４に示す実施例と同様にして形成
することができる。中間層３５に混合層３６を形成する
ことにより、硬質炭素被膜３７の密着性をさらに高める
ことができる。
【００９４】図１９は、本発明の第２の局面に従うさら
に他の実施例の概略断面図である。シリンダ溝５の表面
上には中間層５５が形成されている。中間層５５の表面
近傍には混合層５６が形成されている。中間層５５の上
には、硬質炭素被膜５７が形成されている。中間層５５
の混合層５６は、図１４に示す実施例と同様にして形成
することができる。中間層５５に混合層５６を形成する
ことにより、硬質炭素被膜５７の密着性をさらに高める
ことができる。
に他の実施例の概略断面図である。シリンダ溝５の表面
上には中間層５５が形成されている。中間層５５の表面
近傍には混合層５６が形成されている。中間層５５の上
には、硬質炭素被膜５７が形成されている。中間層５５
の混合層５６は、図１４に示す実施例と同様にして形成
することができる。中間層５５に混合層５６を形成する
ことにより、硬質炭素被膜５７の密着性をさらに高める
ことができる。
【００９５】上記実施例では、ベーン６の先端部のみな
らず、先端部以外の領域にも硬質炭素被膜及び中間層を
形成しているが、ベーンの先端部にのみ硬質炭素被膜及
び中間層を形成してもよい。
らず、先端部以外の領域にも硬質炭素被膜及び中間層を
形成しているが、ベーンの先端部にのみ硬質炭素被膜及
び中間層を形成してもよい。
【００９６】上記実施例では、回転圧縮機の摺動部材を
例にして説明したが、本発明の摺動部材は、回転圧縮機
に用いられる摺動部材に限定されるものではない。例え
ば、シリンダとピストンから構成される往復式圧縮機の
シリンダ及びピストン、さらには、そのピストンに設け
られたＯ−リング外表面に本発明を適用してもよい。
例にして説明したが、本発明の摺動部材は、回転圧縮機
に用いられる摺動部材に限定されるものではない。例え
ば、シリンダとピストンから構成される往復式圧縮機の
シリンダ及びピストン、さらには、そのピストンに設け
られたＯ−リング外表面に本発明を適用してもよい。
【００９７】図２０は、スクロール式圧縮機に用いられ
るスクロールを示す斜視図である。このようなスクロー
ル７０に対して、本発明を適用してもよい。なお、この
ようなスクロール７０においては、ラップ部７１及び鏡
板の表面７２が摺動表面となる。
るスクロールを示す斜視図である。このようなスクロー
ル７０に対して、本発明を適用してもよい。なお、この
ようなスクロール７０においては、ラップ部７１及び鏡
板の表面７２が摺動表面となる。
【００９８】また、本発明の摺動部材は、圧縮機に用い
られる摺動部材に限定されるものではなく、摺動表面を
有する摺動部材に広く適用することができるものであ
る。例えば、電気カミソリの外刃及び内刃のような摺動
部材に本発明を適用してもよい。さらには、ハードディ
スク装置に用いられる薄膜磁気ヘッドの摺動部、ＶＴＲ
のシリンダー、光磁気ディスクの外表面に対して本発明
を適用してもよい。
られる摺動部材に限定されるものではなく、摺動表面を
有する摺動部材に広く適用することができるものであ
る。例えば、電気カミソリの外刃及び内刃のような摺動
部材に本発明を適用してもよい。さらには、ハードディ
スク装置に用いられる薄膜磁気ヘッドの摺動部、ＶＴＲ
のシリンダー、光磁気ディスクの外表面に対して本発明
を適用してもよい。
【００９９】
【発明の効果】本発明に従えば、高い硬度を有する硬質
炭素被膜を密着性よく基材上に形成することができる。
従って、耐摩耗性に優れ、かつ長期間安定して使用する
ことができる摺動部材とすることができる。
炭素被膜を密着性よく基材上に形成することができる。
従って、耐摩耗性に優れ、かつ長期間安定して使用する
ことができる摺動部材とすることができる。
【０１００】従って、このような摺動部材を用いた圧縮
機及び回転圧縮機においては、長時間駆動しても、スラ
ッジ等の発生を抑制することができ、長期間安定して使
用することができる。
機及び回転圧縮機においては、長時間駆動しても、スラ
ッジ等の発生を抑制することができ、長期間安定して使
用することができる。
【図１】本発明の第３の局面に従う一実施例を示す概略
断面図。
断面図。
【図２】本発明の第３の局面に従う他の実施例を示す概
略断面図。
略断面図。
【図３】本発明の第３の局面に従うさらに他の実施例を
示す概略断面図。
示す概略断面図。
【図４】本発明に従う実施例において用いられるＥＣＲ
プラズマＣＶＤ装置の一例を示す概略断面図。
プラズマＣＶＤ装置の一例を示す概略断面図。
【図５】本発明に従う実施例における成膜時間と自己バ
イアス電圧との関係を示す図。
イアス電圧との関係を示す図。
【図６】自己バイアス電圧と、硬度、内部応力、及び水
素濃度との関係を示す図。
素濃度との関係を示す図。
【図７】本発明に従う実施例における成膜時間と自己バ
イアス電圧との関係を示す図。
イアス電圧との関係を示す図。
【図８】回転圧縮機の一般的な構造を示す概略断面図。
【図９】本発明の第１の局面に従う一実施例を示す概略
断面図。
断面図。
【図１０】図９に示す実施例におけるベーンの表面近傍
を示す拡大断面図。
を示す拡大断面図。
【図１１】本発明に従う実施例における成膜時間と自己
バイアス電圧との関係を示す図。
バイアス電圧との関係を示す図。
【図１２】本発明の第１の局面に従う他の実施例を示す
概略断面図。
概略断面図。
【図１３】本発明の第１の局面に従うさらに他の実施例
を示す概略断面図。
を示す概略断面図。
【図１４】本発明の第２の局面に従う一実施例を示す概
略断面図。
略断面図。
【図１５】図１４に示す実施例におけるベーンの表面近
傍を示す拡大断面図。
傍を示す拡大断面図。
【図１６】本発明に従う実施例における混合層の厚み方
向の組成変化を示す図。
向の組成変化を示す図。
【図１７】本発明に従う実施例において用いられるＥＣ
ＲプラズマＣＶＤ装置の他の例を示す概略断面図。
ＲプラズマＣＶＤ装置の他の例を示す概略断面図。
【図１８】本発明の第２の局面に従う他の実施例を示す
概略断面図。
概略断面図。
【図１９】本発明の第２の局面に従うさらに他の実施例
を示す概略断面図。
を示す概略断面図。
【図２０】スクロール式圧縮機に用いられるスクロール
を示す斜視図。
を示す斜視図。
３…ローラ ３１…中間層 ３２…硬質炭素被膜 ３３…混合層 ３４…硬質炭素被膜 ３５…中間層 ３６…混合層 ３７…硬質炭素被膜 ５…シリンダ溝 ５１…中間層 ５２…硬質炭素被膜 ５３…混合層 ５４…硬質炭素被膜 ５５…中間層 ５６…混合層 ５７…硬質炭素被膜 ６…ベーン ６１…中間層 ６２…硬質炭素被膜 ６３…混合層 ６４…硬質炭素被膜 ６５…中間層 ６６…混合層 ６７…硬質炭素被膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東條 直人 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内
Claims (25)
- 【請求項１】 摺動表面を有する摺動部材本体と、 前記摺動表面上に設けられる硬質炭素被膜と、 前記摺動表面近傍の前記摺動部材本体内の領域に形成さ
れる、前記摺動表面近傍の前記摺動部材本体の構成元素
と炭素との混合層とを備え、 前記混合層は、前記混合層の表面に近い部分の炭素濃度
が表面から離れた部分より高い濃度となる炭素濃度の傾
斜を有する摺動部材。 - 【請求項２】 前記混合層が、前記摺動部材本体の前記
摺動表面近傍の領域への炭素の導入によって形成される
請求項１に記載の摺動部材。 - 【請求項３】 摺動表面を有する摺動部材本体と、 前記摺動表面上に設けられる中間層と、 前記中間層の上に設けられる硬質炭素被膜と、 前記中間層の表面近傍の前記中間層内の領域に形成され
る、前記中間層の構成元素と炭素との混合層とを備え、 前記混合層は、前記混合層の表面に近い部分の炭素濃度
が表面から離れた部分より高い濃度となる炭素濃度の傾
斜を有する摺動部材。 - 【請求項４】 前記混合層が、前記中間層の表面近傍の
領域への炭素の導入によって形成される請求項３に記載
の摺動部材。 - 【請求項５】 前記中間層が、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｇ
ｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗまたはこれらの酸化物、これらの窒
化物、もしくはこれらの炭化物から形成されている請求
項３または４に記載の摺動部材。 - 【請求項６】 前記混合層の厚みが５Å以上である請求
項１〜５のいずれか１項に記載の摺動部材。 - 【請求項７】 前記混合層中で炭素濃度が最も高い高濃
度部分の炭素濃度が２０原子％以上である請求項１〜６
のいずれか１項に記載の摺動部材。 - 【請求項８】 前記高濃度部分が前記混合層の表面から
混合層の厚みの５０％以内までの領域内に存在している
請求項７に記載の摺動部材。 - 【請求項９】 前記硬質炭素被膜が水素を含有してお
り、前記硬質炭素被膜の表面から離れた部分の水素濃度
が表面に近い部分よりも高くなるような水素濃度の傾斜
を有している請求項１〜８のいずれか１項に記載の摺動
部材。 - 【請求項１０】 前記硬質炭素被膜が、Ｓｉ、Ｎ、Ｔ
ａ、Ｃｒ、Ｆ、及びＢからなるグループより選ばれる少
なくとも１種の添加元素を含有している請求項１〜９の
いずれか１項に記載の摺動部材。 - 【請求項１１】 前記硬質炭素被膜は、前記硬質炭素被
膜の表面に近い部分の添加元素濃度が表面から離れた部
分よりも高くなるような添加元素濃度の傾斜を有してい
る請求項１０に記載の摺動部材。 - 【請求項１２】 前記硬質炭素被膜は、ダイヤモンド薄
膜、ダイヤモンド構造と非晶質炭素構造との混合膜、ま
たは非晶質炭素薄膜から構成されている請求項１〜１１
のいずれか１項に記載の摺動部材。 - 【請求項１３】 請求項１〜１２のいずれか１項に記載
の摺動部材を備える圧縮機。 - 【請求項１４】 回転するクランク軸の偏心部に取り付
けられた、外周面を有するローラと、 前記ローラを収納し、前記ローラの外周面に接して摺動
する摺動面を内面に有するシリンダと、 前記シリンダの内面に形成された溝内に収納され、先端
部が前記ローラの外周面に接して摺動するベーンとを備
え、 前記ベーンが請求項１〜１２のいずれか１項に記載の摺
動部材であり、前記ベーンの少なくとも先端部または側
面部が前記摺動表面である回転圧縮機。 - 【請求項１５】 回転するクランク軸の偏心部に取り付
けられた、外周面を有するローラと、 前記ローラを収納し、前記ローラの外周面に接して摺動
する摺動面を内面に有するシリンダと、 前記シリンダの内面に形成された溝内に収納され、先端
部が前記ローラの外周面に接して摺動するベーンとを備
え、 前記ローラが請求項１〜１２のいずれか１項に記載の摺
動部材であり、前記ローラの外周面が前記摺動表面であ
る回転圧縮機。 - 【請求項１６】 回転するクランク軸の偏心部に取り付
けられた、外周面を有するローラと、 前記ローラを収納し、前記ローラの外周面に接して摺動
する摺動面を内面に有するシリンダと、 前記シリンダの内面に形成された溝内に収納され、先端
部が前記ローラの外周面に接して摺動するベーンとを備
え、 前記シリンダが請求項１〜１２のいずれか１項に記載の
摺動部材であり、前記シリンダの溝の内面が前記摺動表
面である回転圧縮機。 - 【請求項１７】 回転するクランク軸の偏心部に取り付
けられた、外周面を有するローラと、 前記ローラを収納し、前記ローラの外周面に接して摺動
する摺動面を内面に有するシリンダと、 前記シリンダの内面に形成された溝内に収納され、先端
部が前記ローラの外周面に接して摺動するベーンとを備
え、 前記ベーンの少なくとも先端部または側面部に硬質炭素
被膜が形成されている回転圧縮機。 - 【請求項１８】 回転するクランク軸の偏心部に取り付
けられた、外周面を有するローラと、 前記ローラを収納し、前記ローラの外周面に接して摺動
する摺動面を内面に有するシリンダと、 前記シリンダの内面に形成された溝内に収納され、先端
部が前記ローラの外周面に接して摺動するベーンとを備
え、 前記ローラの外周面に硬質炭素被膜が形成されている回
転圧縮機。 - 【請求項１９】 回転するクランク軸の偏心部に取り付
けられた、外周面を有するローラと、 前記ローラを収納し、前記ローラの外周面に接して摺動
する摺動面を内面に有するシリンダと、 前記シリンダの内面に形成された溝内に収納され、先端
部が前記ローラの外周面に接して摺動するベーンとを備
え、 前記シリンダの溝の内面に硬質炭素被膜が形成されてい
る回転圧縮機。 - 【請求項２０】 前記硬質炭素被膜が水素を含有してお
り、前記硬質炭素被膜の表面から離れた部分の水素濃度
が表面に近い部分よりも高くなるような水素濃度の傾斜
を有している請求項１７〜１９のいずれか１項に記載の
摺動部材。 - 【請求項２１】 前記硬質炭素被膜と、前記ベーン、前
記ローラの外周面、または前記シリンダの溝の内面との
間に中間層が形成されている請求項１７〜２０のいずれ
か１項に記載の回転圧縮機。 - 【請求項２２】 前記中間層が、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｇ
ｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗまたはこれらの酸化物、これらの窒
化物、もしくはこれらの炭化物から形成されている請求
項２１に記載の回転圧縮機。 - 【請求項２３】 前記硬質炭素被膜が、Ｓｉ、Ｎ、Ｔ
ａ、Ｃｒ、Ｆ、及びＢからなるグループより選ばれる少
なくとも１種の添加元素を含有している請求項１７〜２
２のいずれか１項に記載の回転圧縮機。 - 【請求項２４】 前記硬質炭素被膜は、前記硬質炭素被
膜の表面に近い部分の添加元素濃度が表面から離れた部
分よりも高くなるような添加元素濃度の傾斜を有してい
る請求項２３に記載の回転圧縮機。 - 【請求項２５】 前記硬質炭素被膜は、ダイヤモンド薄
膜、ダイヤモンド構造と非晶質炭素構造との混合膜、ま
たは非晶質炭素薄膜から構成されている請求項１７〜２
４のいずれか１項に記載の回転圧縮機。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9174276A JPH1082390A (ja) | 1996-07-18 | 1997-06-30 | 摺動部材、圧縮機及び回転圧縮機 |
| KR1019970033033A KR100472594B1 (ko) | 1996-07-18 | 1997-07-16 | 활주식접촉면을갖는부재,압축기및회전식압축기 |
| US08/895,999 US6071103A (en) | 1996-07-18 | 1997-07-17 | Member having sliding contact surface, compressor and rotary compressor |
| CNB97114754XA CN1136395C (zh) | 1996-07-18 | 1997-07-18 | 具有滑动接触面的构件、压缩机和旋转式压缩机 |
| US09/500,533 US6299425B1 (en) | 1996-07-18 | 2000-02-09 | Member having sliding contact surface, compressor and rotary compressor |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-189627 | 1996-07-18 | ||
| JP18962796 | 1996-07-18 | ||
| JP9174276A JPH1082390A (ja) | 1996-07-18 | 1997-06-30 | 摺動部材、圧縮機及び回転圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1082390A true JPH1082390A (ja) | 1998-03-31 |
Family
ID=26495951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9174276A Pending JPH1082390A (ja) | 1996-07-18 | 1997-06-30 | 摺動部材、圧縮機及び回転圧縮機 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6071103A (ja) |
| JP (1) | JPH1082390A (ja) |
| KR (1) | KR100472594B1 (ja) |
| CN (1) | CN1136395C (ja) |
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