JPS59188090A - 回転圧縮機の回転スリ−ブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、回転圧縮機の回転スリーブの改良に関する。

（従来技術） 従来より、エアポンプ等の回転圧縮機は、種々の型式の
ものか実用化されており、円筒状ハウジング内に回転ス
リーブを設け、回転スリーブに対して偏心させて設けた
ロータに放射状に支持した複数のベーンの外端面を、遠
心力で回転スリーブの内周面に当接させて、ロータとと
もに回転スリーブを回転させる型式の回転圧縮機もよく
知られている。

この型式の回転圧縮機は、回転スリーブとベーンとがほ
ぼ同速で回転するため、ベーンの摺動抵抗を低減できる
利点があり、低回転から高回転までの広範囲の回転域で
運転されるエンジン等の過給機に最適なものとして最近
注目されているが、回転スリーブはハウジングとの間に
僅かな間隙をおいて流体支持されているに過ぎないため
、圧縮行程において発生する圧縮圧によって回転スリー
ブがハウジングに対して偏心され、回転スリーブの外周
面がハウジング内周面に押し付けられて大きな摺動抵抗
が発生し、回転スリーブの摩耗や焼付き現象を惹起し、
さらに回転圧縮機の駆動トルクか増大するといった問題
を生ずる。この問題は、回転スリーブを無潤滑で支持す
る場合に特に重要な問題となる。

ところで、本出願人は、特願昭５７−１１２３５０号に
おいて、回転式圧縮機において、軽量で、相手材（例え
は回転スリーブ）との密着性に優れたカーボン製ベーン
の耐摩耗性を向上させて駆動トルクの減少を図るために
、回転スリーブを鉄系材料で形成し、内周面及び外周面
に軟窒化層を形成して、さらに、外周面を機械加工して
、内周面と外周面との表面粗さを変えるようにしたもの
を既に提案している。

（発明の目的） 本発明は、斯かる本出願人の先願を応用してさらに発展
させたものであって、 鉄系材料で形成した回転スリーブを軟窒化処理した場合
に、軟窒化層と晶出黒鉛との間に凹部が形成され、この
凹部が回転スリーブとハウジングとの間の摺動抵抗やベ
ーンの引っかき摩耗、さらには水分による錆発生の原因
となることに着目し、この凹部を逆利用して、固体潤滑
剤を凹部に埋設することにより、回転スリーブのハウジ
ングおよびベーンに対する潤滑性をたかめた回転圧縮機
を提供せんとするものである。

（発明の構成） このため、本発明は、回転スリーブを備えた上記型式の
回転圧縮機において、回転スリーブは鉄系材料で形成さ
れ、該回転スリーブの少なくとも外周面に軟窒化処理に
よる軟窒化層が形成され、該軟窒化層の外表面に露出し
た黒鉛まわりの凹部に固体潤滑剤が埋設されていること
を特徴とするものである。

即ち、本発明は、鉄系材料製の回転°スリーブの少なく
とも外周面の軟窒化処理により、強度と耐摩耗性の向上
を図り、さらに軟窒化層の黒鉛まわりの凹部に固体潤滑
剤を埋設することにより、回転スリーブのハウジングに
対する摺動抵抗を軽減し、より一層の耐摩耗性の同上を
図るようにし、回転圧縮機の駆動トルクの低減を図ろう
とするものである。

（実施例〕 以下、本発明の実施例を添付図面について詳細に説明す
る。

第１図及び第２図において−ｌは回転圧縮機−２は回転
圧組成１のケーシングで一円筒状センタハウジング３の
両側にサイドハウジング４．４がボルト・ナツト５によ
り取付けられている。

６はケーシング２内に回転自在に設けた用向状の回転ス
リーブで、外径は上記円筒状センタハウジング３よりも
若干小さく形成され、該回転スリーブ６の適所（こ穿設
された噴出孔（図示せすうからの噴出空気（こより、該
円筒状センタハウジング３の内周面３ａと回転スリーブ
６の外周面６ｂとの間に空気層７を形成して一回転スリ
ーブ６をケーシング２内において回転自在に無潤滑で支
持している。（ｆ、にお、第１図において一円筒状セン
タハウジング３と回転スリーブ６への間隙は、図示のた
め大きくとっであるが実際には極めて小さいもので、３
０〜５０μである。〕 ８はケーシング２内において一軸心を回転スリーブ６の
軸心に対して偏心させて回転自在に設けたロータで、そ
の軸心方向の両側へ突出した軸８３．８ｂが上記サイド
ハウジング４，４に設けた軸受９．９で支持され一一万
の軸８ａｉこはサイドハウジング４の外側においてブー
Ｕ　１０が取付けられている。なお、このプーリ１０は
、具体的に図示しないが、原動機等によりベルＩ−駆動
される。

上記ロータ８には、その外面より軸心部近傍に至る４つ
の溝１１．１１が互いに直角となるように形成されてお
り、谷溝１１には−カーボン製ベーン１２が回転スリー
ブ６の内周面６ａへ向けて突出できるように半径方向に
摺動自在に押入されている。

該べ−７１２は一ロータ８の回転による遠心力でａｌｌ
より突出する方向へ付勢され、その外端面１２ａが回転
スリーブ６の内周面６ａｌこ当接するようになされ、こ
の当接により回転スリーブ６とロータ８との間の空間を
４つの作動室１’３ａ。

１３ｂ　、１３Ｃ，１３ｄに区分けするようになされて
いる。

１ｊお、１４はサイドハウジング４，４の内壁面に埋設
され、回転スリーブ６のスラストを受合うリング状のサ
イドシール−１５，１６はロータ８の駆動側とは反対側
のサイドハウジングに夫々開設した吸入口、吐出口であ
る。

一万、第３図（ａ）（こ示すように、上記回転スＩＪ　
−プロは、鉄系材料（例えば片状黒鉛鋳鉄って形成され
、該回転スリーブ６の内周面６ａおよび外周面６ｂには
軟窒化処理を施して、軟窒化層１７・■７を形成し、さ
らに内周面６ａおよび外周面６ｂを研磨処理する。この
軟窒化層１７．１７の厚みは、約１０μとすれば十分で
ある。

このように、回転スリーブ６を軟窒化処理することによ
り一回転スリーブ６の強度が同上し、かつ内周面６λの
研磨処理でカーホン製ベーン１２の摺動抵抗が軽減して
焼付きが防止され、外周面６ｂの研磨処理で円筒状セン
タハウジング３の内周面３ａ（硬質Ｃｒメッキを施した
もの〕との相性がよ（ｆ、ｇる。

つぎに、第３図（ａ）に示したように、軟窒化処理・研
磨処理後の回転スリーブ６の外周面６ｂには、表面に黒
鉛１９が露出して−これが摺動抵抗となるが一第３図（
ｂ）　Ｊこ示すよう（こ、この黒鉛１９の回りの凹部２
０には固体潤滑剤２１を埋設する。

固体潤滑剤２１としては、優れた耐熱性及び耐摩耗性を
有するエポキシ樹脂を結合剤として、これに優れた潤滑
性を有するフッ素樹脂粉末を混入したものを用いること
が好ましい。配合比としては、エポキシ樹脂１００容量
部に対し、フッ素樹脂粉末等の固体潤滑剤をｌＯ〜１２
０容量部程度とすることが好ましい。エポキシ樹脂に代
えて耐熱グリスを−フッ素樹脂粉末に代えて黒鉛、二硫
化モリブデン、窒化硼素などを一夫々用いてもよい。

固体潤滑剤２１を埋設する方法としては、第４図（ａ）
に示すように回転スリーブ６の外周面６ｂに固体潤滑剤
２１を空気圧２〜３〜／ｄで吹き付ける。この吹き付は
時間でコーティング厚みを調節する。

そして、そのまま使用しても最初の円筒状センタハウジ
ング３の内周面３ａとの接触で第４図（ｂ）のように突
出部分は削り取られるが、第４図（Ｃ）のように、完全
？こ乾燥する以前にロール２２で押し付けて突起部分を
ならすようにしてもよい。

その後、固体潤澗剤２１は１６００Ｃ〜２５０℃３０分
て加熱、硬化させるのが好ましい。■−６０°Ｃ以下で
は閉経が多く、２５０　°Ｃ以上では飽和する。

このように、回転スＩＪ−プロの外周面６ｂの軟窒化層
■７の黒鉛１９回りの凹部２０に固体潤滑状 剤２１を埋設することにより、用向センタハウジ／＼ ング３の内周ｉ　３　ａとの摺動抵抗が軽減されるよう
になる。

上記のように構成した回転スリーブ６を備えた回転圧縮
機の耐久テストを行った。テスト条件は次の通りである
。

■　周回状センタハウジング３はＡｊ系合金で形成して
、内周面３ａに硬質ＣｒメッキＣ研磨後粗さ２μ以下〕
を施した。

■　回転スリーブ６は片状黒鉛鋳鉄で形成して、ガス軟
窒化処理を施し、内周面６ａおよび外周面６ｂを研磨処
理した。

■　固体潤滑剤２１の組成の詳細を表２に示す。

表２ ■　使用ポンプ容量　　　　４００ＣＣホンフ回転数　
　　　５（ＪＯＯｒｐｍテスト時闇　　　　　　　　１
ｆ−１ｒ上記条件による回転圧縮機ｌの駆動トルクの変
動晋の結果は、第５図に示すようζこ、回転スＩＪ−プ
ロが無処理のもの（比較例１〕〇−及び軟窒化処理して
外周面６ｂを単に研磨処理しただけのもの（比較例２〕
△に対して、軟窒化処理して外周面６ｂを研磨処理した
うえで、黒鉛１９まわりの凹部２０（こ固体潤滑剤２１
を埋設したもの（実施例〕☆は駆動トルクが大幅に低く
なってし、）ることがわかる。

第６図は、耐久テスト後（ＩＨｒ後〕の回転スリーブ６
の外周面６ｂの摩耗量の検量結果を示すもので、無処理
のものは、摩耗量が極めて多く、焼付きが既に発生して
おり、軟窒化処理後単に研磨処理したものでは、摩耗量
はある程度減少するモノノ引っかき傷の発生が観察され
る。これに対し、本発明品では、前二者に比べて摩耗量
が格段に少ナク、換ｄすれは、回転スリーブのハウジン
グに対する摺動抵抗が大幅に軽減されていることが分か
る。

表４は、結合剤と潤滑剤との組合わせによる駆動トルク
と回転スリーブ６の外周面６ｂとの摩耗量のテストデー
タである。

表４ なお、潤滑剤の容量部は、いずれも結合剤に対するもの
である。

（発明の効果） 以上の説明からも明らかなように、本発明は、回転スリ
ーブを鉄系材料で形成して軟窒化処理し、外周面の軟窒
化層の外表面に露出した黒鉛まわりの凹部に固体潤滑剤
を埋設したものであるから、回転スリーブの強度と耐摩
耗性が同上するとともに、固体潤滑剤により摺動抵抗が
軽減され駆動トルクの低減が図れるうえ、固体潤滑剤の
埋設−ζよって水分等の浸入が阻止され、耐食性の同上
、特に鉄系材料で問題となる錆の発生が有効に防止され
る。

なお、本発明は、内周面にも軟窒化処理を施すものに限
定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は回転圧縮機の正面断面図−第２図は第１図のＩ
−Ｉ断面図、第３図（ａ）は研磨処理後の第２図のＡ部
拡大断面図、第３図（ｂ）は固体潤滑剤埋設後の第２図
のＡ部拡大断面図、第４図（ａ）、第４図（ｂ）、第４
図（Ｃ）は固体潤滑剤の吹き付は要領及び突出部分の除
去要領を示す断面図、第５図は軟窒化処理の膏無と固体
潤滑剤の有無による駆動トルクの変動量を示すグラフ−
第６図は同じく回転スリーブの外周面の摩耗＠を示すグ
ラフである。 １・・・回転圧縮機、２・・・ケーシング、３・・・円
に〕状センタハウジング、６・・・回転スリーブ、６ａ
・・・内周面、６ｂ・・・外周面一７・・・空気層、８
・・・ロータ、１２・・・ベーン、１５・・・吸入ロー
　１６・・・吐出口、１７・・・軟窒化層、１９・・・
黒鉛、２０・・・凹部、２１・・・固体潤滑剤。 特　許　出　願　人　　　東洋工業株式会社代　　理　
　人　弁理士　青白　葆ほか２名第５図 第６図 手続補正°書（吐） 昭和５８年　！！ｌ力２４日 特許庁長官　殿 １事件の表示 昭和５８年特許願第　　５７６２０　　　　　号２発明
の名称 回転圧縮機の回転スリーブ ３補正をする者 事件との関係　特許出願人 ４代理人 ］ ５劾Ｚ命ｎＺ肘（自発補正） ７、補正の内容 （１）明、Ｔａ書第８頁第４イテ目〜第６行目「研磨処
理後の・・・・・・・・・となるが、Ｊとあるを、「研
磨処理後、Ｊと訂正します。 □　　　以　　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）円筒状ハウジング内に回転自在に設けられた円筒
   状の回転スリーブと、該ハウジング内において上記回転
   スリーブに対して軸心を偏心して回転自在に設けられた
   ロータと、該ロータに形成した溝に嵌められたベーンと
   を備え、ベーン外端面を回転スリーブに当接させて回転
   スリーブとロータとの空間を複数の作動室（こ区分する
   ようにした回転圧縮機において、 上記回転スリーブは鉄系材料で形成され、該回転スリー
   ブの少なくとも外周面に軟窒化処理による軟窒化層が形
   成され、該軟窒化層の外表面に露出した黒鉛まわりの凹
   部に固体潤滑剤か埋設されていることを特徴とする回転
   圧縮機の回転スＩＪ−ブ。