本發(fā)明涉及壓縮機。

背景技術：

以往，所使用的旋轉式的壓縮機通過具有缸體室的缸體和收納在缸體室內(nèi)的活塞進行相對移動而對制冷劑進行壓縮。旋轉式的壓縮機中，缸體室被劃分為2個壓縮室，各壓縮室的容積周期性地增減，從而對制冷劑進行壓縮。

作為旋轉式的壓縮機的示例，在專利文獻1(日本特開2004-293558號公報)中公開了一種包括具有葉片的活塞的壓縮機。葉片與活塞一體形成，并將缸體室劃分為2個壓縮室。葉片被一對襯套夾著，該一對襯套設置于缸體的襯套孔內(nèi)且具有大致半圓形狀的截面。葉片在一對襯套之間進行進退運動，從而襯套在與缸體和葉片進行滑動的同時在襯套孔內(nèi)擺動。

在這種壓縮機中，缸體和活塞隔著襯套而相對移動，因此缸體與襯套的滑動部分以及活塞與襯套的滑動部分要求優(yōu)良的滑動性和耐磨損性。此外，以往作為構成滑動部分的缸體和活塞的材料，主要使用的是鐵類材料，而近些年來針對使用鋁類材料進行了研究。關于缸體和活塞，為使它們與襯套之間的間隙最小化而要求進行高精度的加工。為了對鐵類材料進行高精度的加工，需要實施切削加工和研磨工序。另一方面，針對鋁類材料僅通過切削加工就能夠進行高精度的加工，可抑制加工費。進而，通過從鐵類材料變更為鋁類材料，能夠實現(xiàn)缸體和活塞的輕量化。

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明欲解決的課題

然而，在由鋁類材料構成的缸體和活塞與由鐵類材料構成的襯套滑動的情況下，相比由鐵類材料構成的部件彼此進行滑動的情況而言，存在滑動性和耐磨損性顯著變差的問題點。此外，在作為缸體和活塞的材料而使用作為鋁類材料的Al-Si合金的情況下，如果使用Si含有量較低且具有共晶Si組織的合金，則缸體和活塞的磨損量會增加，而如果使用Si含有量較高的合金，則合金中含有的初晶Si可能會使得襯套的磨損量增加。進而，如果構成滑動部分的缸體、活塞和襯套的磨損量增加，則壓縮機的可靠性可能會降低。

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠實現(xiàn)輕量化并且能夠提高可靠性的壓縮機。

用于解決課題的手段

本發(fā)明的第1方面的壓縮機具有缸體、活塞和滑動部件。缸體具有缸體室?；钊诟左w室內(nèi)相對于缸體移動?；瑒硬考诟左w室內(nèi)與缸體和活塞滑動。缸體和活塞由Al‐Si合金成型，該Al‐Si合金具有超過作為共晶點的12.6wt％的Si含有量?；瑒硬考射摮尚?，并且具有包含與缸體和活塞滑動的滑動面的表層。表層被改性為具有比Al‐Si合金中含有的初晶Si的硬度更高的硬度。并且，表層在滑動面處具備Hv1000以上的硬度。

在該壓縮機中，與缸體和活塞滑動的滑動部件的表面的硬度高于作為缸體和活塞的材料的Al‐Si合金中含有的初晶Si的硬度，并且在滑動面處具備Hv1000以上的硬度。因此，可抑制初晶Si造成的滑動部件的磨損。此外，由于Al‐Si合金的Si含有量高，因此可抑制缸體和活塞的磨損。此外，Al‐Si合金那樣的鋁類材料比鐵類材料輕。因此，本發(fā)明的第1方面的壓縮機能夠實現(xiàn)輕量化，并且能夠提高可靠性。

本發(fā)明的第2方面的壓縮機在第1方面的壓縮機中，表層通過氮化處理而被改性。

本發(fā)明的第3方面的壓縮機在第1方面或第2方面的壓縮機中，改性是DLC薄膜的涂布。進而，通過算式：設計指標(DV)＝單位最大載荷(單位：N/mm)×平均滑動速度(單位：m/s)而運算出的設計指標(DV)小于67。單位最大載荷是線狀最大載荷部的每單位長度1mm上施加的最大載荷。線狀最大載荷部是滑動面中的從缸體或活塞承受的載荷最大的線狀的部分。平均滑動速度是線狀最大載荷部與缸體或活塞的滑動速度的平均值。

本發(fā)明的第4方面的壓縮機在第3方面的壓縮機中，表層在滑動面處具備Hv1200以上的硬度。

本發(fā)明的第5方面的壓縮機在第1至第4方面中的任意一個方面的壓縮機中，缸體和活塞由相同材質成型。

在這種壓縮機中，缸體的磨損量和活塞的磨損量是同等程度的，因此缸體的壽命與活塞的壽命也是同等程度。因此，本發(fā)明的第5方面的壓縮機能夠抑制壽命的降低。

本發(fā)明的第6方面的壓縮機在第1至第5方面中的任意一個方面的壓縮機中，活塞具有輥和固定于輥的外周面上的葉片。并且，輥的外周面形狀形成為非圓形。

本發(fā)明的第7方面的壓縮機在第1至第6方面中的任意一個方面的壓縮機中，滑動部件由工具鋼成型。

本發(fā)明的第8方面的壓縮機在第1至第7方面中的任意一個方面的壓縮機中，使用R32作為制冷劑。

發(fā)明效果

本發(fā)明的壓縮機能夠實現(xiàn)輕量化，并且能夠提高可靠性。

附圖說明

圖1是實施方式的旋轉式壓縮機的縱剖視圖。

圖2是圖1的線段II-II處的壓縮機構的剖視圖。

圖3是圖2的襯套附近的放大圖。

圖4是摩擦評價試驗方法的概略圖。

圖5是葉片的外觀圖。

圖6是用于說明襯套的線狀最大載荷部的圖。

圖7是用于說明產(chǎn)品在旋轉一圈過程中施加給線狀最大載荷部的載荷的變動和旋轉一圈過程中的葉片的滑動速度的變動的圖。

圖8是變形例D的壓縮機構的剖視圖。

圖9是變形例E的壓縮機構的剖視圖。

具體實施方式

參照附圖對本發(fā)明的實施方式的旋轉式壓縮機進行說明。旋轉式壓縮機是在缸體的內(nèi)部使活塞進行偏心旋轉而使缸體的內(nèi)部的空間的容積發(fā)生變化，從而對在空調裝置等的制冷劑回路內(nèi)循環(huán)的制冷劑進行壓縮的壓縮機。

(1)旋轉式壓縮機的結構

圖1是本實施方式的旋轉式壓縮機101的縱剖視圖。旋轉式壓縮機101主要具有殼體10、壓縮機構15、驅動馬達16、曲軸17、吸入管19和排出管20。旋轉式壓縮機101是單缸類型的壓縮機。在旋轉式壓縮機101中使用的制冷劑例如是R410A、R22、R32和二氧化碳。接著，對旋轉式壓縮機101的各構成要素進行說明。

(1-1)殼體

殼體10具有大致圓筒狀的主體部殼體部11、呈氣密狀被焊接在主體部殼體部11的上端部的碗狀的上壁部12、以及呈氣密狀被焊接在主體部殼體部11的下端部的碗狀的底壁部13。殼體10由在壓力或溫度在殼體10的內(nèi)部和外部發(fā)生變化的情況下不易引起變形和破損的剛性部件成型。殼體10被設置為，使得主體部殼體部11的大致圓筒狀的軸向沿著鉛垂方向。在殼體10的底部設置有用于貯存潤滑油的油貯存部10a。潤滑油是用于對旋轉式壓縮機101內(nèi)部的滑動部進行潤滑的冷凍機油。

殼體10主要收納壓縮機構15、在壓縮機構15的上方配置的驅動馬達16、以及配置為在鉛垂方向上延伸的曲軸17。壓縮機構15與驅動馬達16通過曲軸17而連結。在殼體10的壁部上呈氣密狀焊接有吸入管19和排出管20。

(1-2)壓縮機構

圖2是圖1的線段II―II處的壓縮機構15的剖視圖。壓縮機構15主要通過前蓋23、缸體24、后蓋25、活塞21和襯套22構成。前蓋23、缸體24和后蓋25通過螺栓而緊固為一體。壓縮機構15的上方的空間是供被壓縮機構15壓縮的制冷劑排出的高壓空間S1。

壓縮機構15浸漬于在油貯存部10a中貯存的潤滑油內(nèi)。油貯存部10a的潤滑油借助壓差等而被提供給壓縮機構15的滑動部。接著，對壓縮機構15的各構成要素進行說明。

(1-2-1)缸體

缸體24主要具有缸體孔24a、吸入孔24b、排出路24c、襯套收納孔24d、葉片收納孔24e和隔熱孔24f。缸體24與前蓋23和后蓋25連結。缸體24的上側的端面接觸前蓋23的下表面。缸體24的下側的端面接觸后蓋25的上表面。缸體24由Al‐Si合金成型。作為缸體24的材質的Al‐Si合金具有超過作為共晶點的12.6wt％(重量百分比)的Si含有量。

缸體孔24a是從缸體24的上側的端面朝向下側的端面沿鉛垂方向貫通缸體24的圓柱狀的孔。缸體孔24a是被缸體24的內(nèi)周面包圍的空間。吸入孔24b是從缸體24的外周面朝向缸體24的內(nèi)周面沿缸體24的徑向貫通的孔。排出路24c是通過切掉缸體24的內(nèi)周面的一部分從而沿鉛垂方向不貫通缸體24而形成的空間。襯套收納孔24d是沿鉛垂方向貫通缸體24、并且在沿鉛垂方向觀察的情況下配置于吸入孔24b與排出路24c之間的孔。葉片收納孔24e是沿鉛垂方向貫通缸體24、并且與襯套收納孔24d連通的孔。隔熱孔24f是在缸體24的外周面與缸體24的內(nèi)周面之間沿鉛垂方向貫通缸體24的孔。缸體24具有多個隔熱孔24f。

缸體孔24a收納曲軸17的偏心軸部17a和活塞21的輥21a。襯套收納孔24d收納活塞21的葉片21b和襯套22。在葉片收納孔24e內(nèi)收納有活塞21的葉片21b的狀態(tài)下，排出路24c形成于前蓋23側。

(1-2-2)活塞

活塞21插入缸體24的缸體孔24a?；钊?1具有大致圓筒狀的輥21a、以及向輥21a的徑向外側突出的葉片21b?；钊?1是輥21a和葉片21b構成為一體的部件?；钊?1的上側的端面接觸前蓋23的下表面?；钊?1的下側的端面接觸后蓋25的上表面?；钊?1由Al‐Si合金成型。作為活塞21的材質的Al‐Si合金具有超過作為共晶點的12.6wt％的Si含有量。活塞21的材質與缸體24的材質相同。

輥21a在嵌合于曲軸17的偏心軸部17a的狀態(tài)下插入到缸體24的缸體孔24a內(nèi)。由此，輥21a利用曲軸17的軸旋轉而進行以曲軸17的旋轉軸為中心的公轉運動。在對壓縮機構15進行俯視觀察的情況下，輥21a順時針進行公轉。

葉片21b收納于缸體24的襯套收納孔24d和葉片收納孔24e內(nèi)。葉片21b在與襯套22進行滑動的同時擺動。葉片21b沿著其長度方向進行進退運動。

壓縮機構15具有壓縮室，該壓縮室是由缸體24、活塞21、前蓋23和后蓋25包圍的空間。壓縮室被活塞21劃分為與吸入孔24b連通的吸入室40a、以及與排出路24c連通的排出室40b。圖2中，吸入室40a和排出室40b表示為被缸體24的內(nèi)周面和活塞21的外周面包圍的區(qū)域。吸入室40a和排出室40b的容積根據(jù)活塞21的位置而變化。

(1-2-3)襯套

襯套22是一對大致半圓柱狀的部件。襯套22以夾著活塞21的葉片21b的方式收納于缸體24的襯套收納孔24d。襯套22由工具鋼成型。

圖3是圖2的襯套22附近的放大圖。襯套22具有與缸體24和活塞21進行滑動的滑動面22a。襯套22具有包含滑動面22a的表層。襯套22的表層通過氮化處理而被改性。氮化處理是基于氣體氮化和離子氮化等進行的處理。表層的厚度例如為10μm～20μm?；瑒用?2a處的襯套22的表層的硬度在Hv1000以上。襯套22的表層的硬度高于作為缸體24和活塞21的材質的Al‐Si合金中含有的初晶Si的硬度。

(1-2-4)前蓋

前蓋23是覆蓋缸體24的上側的端面的部件。前蓋23通過螺栓等而緊固于殼體10。前蓋23具有用于支承曲軸17的上部軸承部23a。前蓋23具有排出口23b。排出口23b與排出路24c和高壓空間S1連通。排出口23b是用于將被壓縮機構15壓縮的制冷劑從排出室40b輸送至高壓空間S1的流路。前蓋23的上表面上安裝有封堵排出口23b的上側的開口部的排出閥23c。排出閥23c是用于防止制冷劑從高壓空間S1向排出室40b的逆流的閥。排出閥23c被排出口23b內(nèi)部的制冷劑的壓力向上方頂起。由此，排出口23b與高壓空間S1連通。

(1-2-5)后蓋

后蓋25是覆蓋缸體24的下側的端面的部件。后蓋25具有用于支承曲軸17的下部軸承部25a。缸體24的缸體孔24a被前蓋23和后蓋25封閉。

(1-3)驅動馬達

驅動馬達16是收納于殼體10的內(nèi)部、并且設置于壓縮機構15的上方的無刷DC馬達。驅動馬達16主要由固定在殼體10的內(nèi)壁面上的定子51、以及隔開氣隙而旋轉自如地收納于定子51的內(nèi)側的轉子52構成。

定子51具有定子鐵芯61和安裝于定子鐵芯61的鉛垂方向的兩端面上的一對絕緣件62。定子鐵芯61具有圓筒部和多個齒(未圖示)，該多個齒從圓筒部的內(nèi)周面向徑向內(nèi)側突出。定子鐵芯61的齒和一對絕緣件62上纏繞有導線。由此，定子鐵芯61的各齒上形成有線圈72a。

定子51的外側面上設置有多個鐵芯切割部(未圖示)，該鐵芯切割部在從定子51的上端面到下端面的范圍內(nèi)在周方向上隔開規(guī)定間隔而切口形成。鐵芯切割部形成在主體部殼體部11與定子51之間沿鉛垂方向延伸的馬達冷卻通路。

轉子52由在鉛垂方向上層疊的多個金屬板構成。轉子52與沿鉛垂方向貫通其旋轉中心的曲軸17連結。轉子52經(jīng)由曲軸17而與壓縮機構15連接。

轉子52具有由在鉛垂方向上層疊的多個金屬板構成的轉子鐵芯52a、以及嵌入于轉子鐵芯52a的多個磁體52b。磁體52b沿轉子鐵芯52a的周方向等間隔配置。

(1-4)曲軸

曲軸17收納于殼體10的內(nèi)部，并且被配置為其軸向沿著鉛垂方向。曲軸17與驅動馬達16的轉子52和壓縮機構15的活塞21連結。曲軸17具有偏心軸部17a。偏心軸部17a與插入于缸體24的缸體孔24a內(nèi)的活塞21的輥21a連結。曲軸17的上側的端部與驅動馬達16的轉子52連結。曲軸17被前蓋23的上部軸承部23a和后蓋25的下部軸承部25a支承。

(1-5)吸入管

吸入管19是貫通殼體10的主體部殼體部11的管。位于殼體10的內(nèi)部的吸入管19的端部嵌入于缸體24的吸入孔24b內(nèi)。位于殼體10的外部的吸入管19的端部連接于制冷劑回路。吸入管19是用于從制冷劑回路向壓縮機構15提供給制冷劑的管。

(1-6)排出管

排出管20是貫通殼體10的上壁部12的管。位于殼體10的內(nèi)部的排出管20的端部位于驅動馬達16的上方的空間。位于殼體10的外部的排出管20的端部連接于制冷劑回路。排出管20是用于將被壓縮機構15壓縮的制冷劑提供給制冷劑回路的管。

(2)旋轉式壓縮機的動作

下面對旋轉式壓縮機101的動作進行說明。驅動馬達16啟動時，曲軸17的偏心軸部17a以曲軸17的旋轉軸為中心進行偏心旋轉。由此，連結于偏心軸部17a的活塞21的輥21a在缸體孔24a內(nèi)公轉?；钊?1的外周面與缸體24的內(nèi)周面接觸，同時輥21a進行公轉。通過輥21a的公轉，活塞21的葉片21b在其兩側面被襯套22夾著的同時進退。襯套22與缸體24和活塞21的葉片21b進行滑動的同時在襯套收納孔24d內(nèi)擺動。

伴隨輥21a的公轉，與吸入孔24b連通的吸入室40a逐漸增加容積。此時，低壓的制冷劑從殼體10的外部經(jīng)由吸入管19而流入吸入室40a。伴隨輥21a的公轉，吸入室40a成為與排出路24c連通的排出室40b，排出室40b逐漸使容積減小，從而再次成為吸入室40a。由此，從吸入管19經(jīng)由吸入孔24b而被吸入到吸入室40a內(nèi)的低壓的制冷劑在排出室40b中被壓縮。在排出室40b被壓縮的高壓的制冷劑經(jīng)由排出路24c和排出口23b而被排出到高壓空間S1。被排出到高壓空間S1的制冷劑在驅動馬達16的馬達冷卻通路中通過而朝向上方流動后，從排出管20被排出到殼體10的外部。

(3)特征

在本實施方式的旋轉式壓縮機101中，與缸體24和活塞21滑動的襯套22的滑動面22a的硬度高于作為缸體24和活塞21的材質的Al‐Si合金中含有的初晶Si的硬度。由此，可抑制缸體24和活塞21中含有的初晶Si造成的襯套22的滑動面22a的磨損。此外，作為缸體24和活塞21的材質的Al‐Si合金的Si含有量大于作為共晶點的12.6wt％。這樣，由于Al‐Si合金的Si含有量高，因此可抑制缸體24和活塞21的磨損。進而，由于可抑制缸體24、活塞21和襯套22的磨損量，由此可抑制旋轉式壓縮機101的可靠性的降低。此外，Al‐Si合金那樣的鋁類材料比鐵類材料輕。因此，能夠抑制缸體24和活塞21的重量，能夠使得旋轉式壓縮機101整體實現(xiàn)輕量化。因此，旋轉式壓縮機101能夠實現(xiàn)輕量化，并且能夠提高可靠性。

此外，在旋轉式壓縮機101中，缸體24和活塞21由相同材質成型。由此，缸體24的磨損量與活塞21的磨損量為同等程度，因此缸體24的壽命與活塞21的壽命為同等程度。因此，可抑制旋轉式壓縮機101整體壽命的降低。

(4)實施例

(4-1)實施例1

下面，對用于旋轉式壓縮機101的缸體24、活塞21和襯套22的磨損量的評價而進行的磨損評價試驗進行說明。

圖4是摩擦評價試驗方法的概略圖。在該試驗中，使用由葉片91和盤92構成的2種試驗片。葉片91對應于襯套22，盤92對應于缸體24和活塞21。圖5是葉片91的外觀圖。葉片91具有R形狀的上表面。葉片91固定于圓筒形狀的環(huán)93的上表面的3個部位。3個葉片91沿環(huán)93的圓周方向等間隔配置。盤92具有圓筒形狀。盤92配置于環(huán)93的上方。盤92的下表面與葉片91的R形狀的上表面對置。

在該試驗中，最初使環(huán)93以2.0m/s的固定速度旋轉。然后，沿著環(huán)93的旋轉軸93a的方向，將朝向環(huán)93的載荷94施加給盤92。由此，向固定于環(huán)93的上表面的3個葉片91按壓盤92，使葉片91與盤92彼此滑動。此時，施加給盤92的載荷是600N。施加給盤92的載荷被保持1個小時。該試驗在將制冷劑R410A與作為冷凍機油的醚油FVC68D以20：30的比例混合的氛圍氣中進行。此時，對葉片91與盤92的滑動面上的摩擦系數(shù)進行了測定。此外，在試驗結束后，對葉片91和盤92的磨損量進行了測定。下面的表1是磨損評價試驗的測定結果。

【表1】

在上述表1中，“17Si/Al”是Si含有量為17％的Al‐Si合金，例如是昭和電工株式會社的A390合金?！?1Si/Al”是Si含有量為11％的Al‐Si合金，例如是昭和電工株式會社的AHS2合金?！癋C250”是灰鑄鐵?！癝CM435”是碳含量0.33％～0.38％的鉻鉬鋼?！癝KH51”是作為工具鋼的一種的鉬系高速工具鋼?！癝KH51+DLC”是在SKH51材料的表面上形成有類金剛石薄膜(DLC)的涂層的部件。“SKH51+氮化”是對SKH51材料的表面進行了氮化處理而得到的部件。

對樣本A和樣本H比較可知，Si含有量高于共晶點的鋁合金(17Si/Al)與鋼的組合(樣本A)相比鑄鐵與鋼的組合(樣本H)而言，葉片91的磨損量大。

對樣本A和樣本B比較可知，通過在鋼上涂布DLC，由此摩擦系數(shù)降低了，但葉片91的磨損量增加了。其原因被認為是，由于在作為盤92的材質的鋁合金中含有的作為硬質粒子的初晶Si，使得葉片91的表面發(fā)生了磨損。

對樣本A和樣本C比較可知，為了減少初晶Si造成的葉片91的表面的磨損量，使用Si含有量低于共晶點的鋁合金(11Si/Al)，其結果是摩擦系數(shù)增加，發(fā)生了燒結。對樣本B和樣本D比較可確認到同樣的傾向。

對樣本A和樣本F、G比較可知，通過對鋼進行氮化處理以使鋼的表面的硬度在Hv1000以上，從而在摩擦系數(shù)和盤92的磨損量幾乎不發(fā)生變化的情況下，葉片91的磨損量降低。此外，根據(jù)樣本F和樣本G的比較可知，鋼的表面的硬度越高，則葉片91的磨損量越降低。

另外，對樣本E和樣本F、G進行比較可知，在對鋼進行了氮化處理的情況下，如果使用了Si含有量低于共晶點的鋁合金(11Si/Al)，則摩擦系數(shù)會增加，并且盤92和葉片91的磨損量也會增加。

基于以上的結果可確認到，作為盤92的材質而使用Si含有量高于共晶點的鋁合金(17Si/Al)，并且作為葉片91的材質而使用表面進行了氮化處理的鋼，由此能夠抑制摩擦系數(shù)以及盤92和葉片91的磨損量。此外，還確認到作為葉片91的材質的鋼的表面的硬度越高，則葉片91的磨損量越降低。

(4-2)實施例2

圖6是用于對本評價試驗的襯套22的線狀最大載荷部P的尺寸H進行說明的圖。圖7表示產(chǎn)品a的(a)旋轉一圈過程中對線狀最大載荷部P施加的載荷的變動以及(b)旋轉一圈過程中的葉片21b的滑動速度的變動。另外，圖6中的線狀最大載荷部P在圖2、圖8和圖9中也進行了表示。

在實施例2中，進行了用于對旋轉式壓縮機101的襯套22的材質和襯套22所承受的載荷對襯套22的磨損量帶來的影響進行評價的評價試驗。

【表2】

表2中，要素試驗(600N)表示以與實施例1相同條件進行試驗的結果。此外，表2中，要素試驗(400N)表示除將施加給盤92的載荷從600N變更為400N以外，以與要素試驗(600N)同樣的條件進行了試驗的結果。

此外，表2中，單位最大載荷(單位：N/mm)通過下式表現(xiàn)。

單位最大載荷＝最大載荷(單位：N)/線狀最大載荷部P的尺寸H(單位：mm)

這里，線狀最大載荷部指的是襯套22或相當于襯套22的葉片91的滑動面中的載荷最大的線狀的部分、換言之是滑動面中的承受最大載荷的線狀的部分。另外，相當于要素試驗中的400N的單位最大載荷是33，相當于600N的單位最大載荷是50。此外，在產(chǎn)品中，如圖7(a)所示，施加給線狀最大載荷部P的載荷根據(jù)旋轉角度而變動。例如，產(chǎn)品a中，單位最大載荷為30。

表2中，平均滑動速度(單位：m/s)指的是線狀最大載荷部和缸體24或活塞21的滑動速度的平均值，在產(chǎn)品(圖2所示的具有壓縮機構15的旋轉式壓縮機101)中是襯套22和葉片21b的滑動速度的平均值。另外，在要素試驗中，由于使環(huán)93以2.0m/s的固定速度旋轉，因此平均滑動速度為2.0。另一方面，在產(chǎn)品中，如圖7(b)所示，葉片的滑動速度根據(jù)旋轉角度而變動。例如，在產(chǎn)品a中，平均滑動速度為1.8。

在要素試驗(400N)中，在對鋼進行氮化處理而使得鋼的表面的硬度在Hv1000以上的情況下，以及在鋼上涂布DLC而使得鋼的表面的硬度在Hv1000以上的情況下，都能夠抑制葉片91的磨損量。

在要素試驗(600N)中，在鋼上涂布DLC而使得鋼的表面的硬度在Hv1000以上的情況下未能抑制葉片91的磨損量，但通過對鋼進行氮化處理以使得鋼的表面的硬度在Hv1000以上，能夠抑制葉片91的磨損量。

對要素試驗(400N)和要素試驗(600N)與產(chǎn)品a比較可知，在單位最大載荷和平均滑動速度都小于要素試驗(400N)和要素試驗(600N)的產(chǎn)品a中，在對鋼進行氮化處理而使得鋼的表面的硬度在Hv1000以上的情況下，以及在鋼上涂布DLC而使得鋼的表面的硬度在Hv1000以上的情況下，能夠抑制襯套22的磨損量。

對要素試驗(400N)和要素試驗(600N)與產(chǎn)品b比較可知，在相比要素試驗(400N)和要素試驗(600N)而言單位最大載荷小、平均滑動速度大的產(chǎn)品b中，在鋼上涂布DLC而使得鋼的表面的硬度在Hv1000以上的情況下，也無法抑制襯套22的磨損量，而通過對鋼進行氮化處理使得鋼的表面的硬度在Hv1000以上，能夠抑制襯套22的磨損量。

對要素試驗(400N)和要素試驗(600N)與產(chǎn)品c比較可知，在平均滑動速度小于要素試驗(400N)和要素試驗(600N)、單位最大載荷大于要素試驗(400N)且小于要素試驗(600N)的產(chǎn)品c中，在鋼上涂布DLC而使得鋼的表面的硬度在Hv1000以上的情況下，也無法抑制襯套22的磨損量，而通過對鋼進行氮化處理使得鋼的表面的硬度在Hv1000以上，能夠抑制襯套22的磨損量。

對要素試驗(400N)和要素試驗(600N)與產(chǎn)品d比較可知，在平均滑動速度大于要素試驗(400N)和要素試驗(600N)、單位最大載荷大于要素試驗(400N)且小于要素試驗(600N)的產(chǎn)品d中，在對鋼涂布DLC而使得鋼的表面的硬度在Hv1000以上的情況下，也無法抑制襯套22的磨損量，而通過對鋼進行氮化處理使得鋼的表面的硬度在Hv1000以上，能夠抑制襯套22的磨損量。

基于以上的結果可確認到，在作為旋轉式壓縮機101的缸體24和活塞21的材質而使用Si含有量高于共晶點的鋁合金(17Si/Al)的情況下，如果通過算式：設計指標(DV)＝單位最大載荷(單位：N/mm)×平均滑動速度(單位：m/s)而運算出的設計指標(DV)小于67，則在作為襯套22的材質而使用在表面上涂布有DLC覆膜的鋼的情況下，能夠抑制襯套22的磨損量。

(5)變形例

本實施方式的具體結構可以在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)進行變更。以下，對可用于本實施方式中的變形例進行說明。

(5-1)變形例A

本實施方式中，襯套22的包含滑動面22a的表層通過氮化處理而被改性為，使得滑動面22a的硬度在Hv1000以上。然而，襯套22的表層也可以通過氮化處理而改性為使得滑動面22a的硬度變得更高。例如，襯套22的表層可以通過氮化處理而改性為使得滑動面22a的硬度成為Hv1200以上。

(5-2)變形例B

在本實施方式中，襯套22由工具鋼成型，但也可以通過表面的硬度在Hv1000以上的其他的材料成型。例如，襯套22可通過氧化鋁(Al2O3)、氧化鋯(ZrO2)、碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)和氮化硼(BN)等陶瓷成型。

(5-3)變形例C

在本實施方式中，壓縮機構15是單缸類型的壓縮機構，但也可以是雙缸類型的壓縮機構。

(5-4)變形例D

在本實施方式中，壓縮機構15具有與活塞21和缸體24滑動的襯套22。在該壓縮機構15中，活塞21的葉片21b在其兩側面被襯套22夾著的同時進退，襯套22在與缸體24和活塞21的葉片21b滑動的同時進行擺動。

然而，旋轉式壓縮機101也可以如圖8所示，具有壓縮機構115，該壓縮機構115具有輥121和翼片122。圖8是與圖2同樣的壓縮機構115的剖視圖。圖8中，通過相同的參照符號示出與圖2中相同的構成要素。壓縮機構115主要由輥121、翼片122、彈簧123和缸體124構成。翼片122和彈簧123收納于葉片收納孔124d內(nèi)。通過輥121的旋轉，翼片122在葉片收納孔124d內(nèi)進退，彈簧123將翼片122按壓于輥121上。由此，壓縮機構115形成吸入室40a和排出室40b。

在本變形例中，翼片122與輥121和缸體124滑動。翼片122相當于本實施方式的襯套22，由工具鋼成型。翼片122的表層被改性為使得翼片122的表面的硬度成為Hv1000以上。具體而言，翼片122的表層通過氮化處理而被改性，或者被涂布DLC薄膜。另外，在翼片122的表層被涂布了DLC薄膜的情況下，需要使得通過算式：設計指標(DV)＝單位最大載荷(單位：N/mm)×平均滑動速度(單位：m/s)運算出的設計指標(DV)小于67。另外，在具有圖8所示的壓縮機構115的旋轉式壓縮機101中，用于計算單位最大載荷(單位：N/mm)的線狀最大載荷部指的是翼片122的滑動面中的載荷最大的線狀部分，平均滑動速度(單位：m/s)指的是翼片122和缸體124的滑動速度的平均值。輥121和缸體124分別相當于本實施方式的活塞21和缸體24，由Al‐Si合金成型。該Al‐Si合金具有超過作為共晶點的12.6wt％的Si含有量。

(5-5)變形例E

在本實施方式的壓縮機構15中，活塞21的輥21a的外周面形狀形成為正圓形。

然而，旋轉式壓縮機101的壓縮機構215也可以如圖9所示，將輥221a的外周面形狀形成為非圓形。這種情況下，使得缸體224的內(nèi)周面形狀也形成為非圓形。另外，關于輥221a的形狀，在活塞221的葉片221b位于沿著通過曲軸17的中心O且與曲軸17正交的線L延伸的位置的情況下，輥221a的外周面形狀可以相對于線L對稱(參照圖9)，輥221a的外周面形狀也可以相對于線L非對稱。這樣，通過使輥221a的外周面形狀形成為非圓形，從而相比輥21a的外周面形狀形成為正圓形的情況而言，能夠減小襯套22與缸體224和活塞221的葉片221b滑動時由襯套22承受的載荷。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本發(fā)明的壓縮機能夠實現(xiàn)輕量化，并且能夠提高可靠性。

標號說明

21：活塞，22：襯套(滑動部件)，22a：滑動面，24：缸體，24a：缸體孔(缸體室)，101：旋轉式壓縮機(壓縮機)

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2004-293558號公報