JP6726782B2 - 圧縮機用スクロールおよびスクロール圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、圧縮機用スクロールの製造方法、製造装置に関するものである。

一般に、スクロール圧縮機は、端板の一側面に渦巻き状の壁体を立設した固定スクロールと、端板の一側面に固定スクロールの壁体と実質的に同一形状の渦巻き状の壁体を立設した旋回スクロールとを有している。そして、固定スクロールと旋回スクロールとの各端板の一側面を向き合わせて互いの壁体を組み合わせて配置する。この状態で固定スクロールに対して旋回スクロールを公転旋回運動させることで各壁体間に形成した圧縮室の容積を漸次減少させて当該圧縮室内の流体を圧縮する。

このような圧縮機に用いられるスクロールについて、従来、例えば、特許文献１に記載のスクロール圧縮機の製造方法では、固定または旋回の少なくともいずれかの一方のスクロールの端板（鏡板）の対向側（ラップ側）の面に、硬質微粒子を含んだ液体を噴射することで表面に潤滑油保持のための多数の微小な窪みを設けることが示されている。

一方、従来、例えば、特許文献２に記載の金属材料の残留応力改善方法では、金属材料の溶接部またはその近傍において応力腐食割れが発生することを防止するため、ウォータージェット噴出によりキャビテーション現象によって発生するキャビテーション気泡を含む液体流を金属材料表面に衝突させることで、キャビテーション気泡の崩壊により生じる衝撃力によって金属材料に圧縮残留応力を発生させることが示されている。

特開２００９−７４５４０号公報 特許第３１６２１０４号公報

圧縮機のスクロールは、端板と壁体の繋ぎ部分の隅部に運転時に応力集中が発生して疲労によるクラックが発生しやすい。従って、疲労によるクラックの発生が顕著である上記所望箇所に圧縮側の残留応力を負荷させ、疲労強度の向上を測ることが望ましい。その残留応力の負荷手段としては、ピーニングなどがあるが、通常のショットピーニングなどでは上記所望箇所にはピーニング用の鋼球などがあたらないためスクロールへの適用は適さない。また、ショットピーニングに対してウォータージェットによるキャビテーション気泡は、上記所望箇所のような狭い箇所にも届きやすいのでスクロールへの適用はショットピーニングなどよりも向いている。

しかし、ウォータージェットによるキャビテーション気泡が向いているとはいっても、スクロールは、端板に壁体が立設された形状であり、特許文献２に示す試験片のような板状ではないため、上記所望箇所にキャビテーション気泡を衝突させ難く、当該所望箇所に圧縮残留応力を発生させることが困難であるという問題があった。

本発明は上述した課題を解決するものであり、スクロールの所望箇所にキャビテーション気泡を適宜衝突させることのできる圧縮機用スクロールの製造方法、製造装置、およびクラックの発生が防止された圧縮機用スクロールおよびスクロール圧縮機を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明の圧縮機用スクロールの製造方法は、第一端板の一側面に渦巻き状の第一壁体が設けられた第一スクロールと、第二端板の一側面に渦巻き状の第二壁体が設けられて当該第二壁体を前記第一スクロールの前記第一壁体に対してかみ合わせた状態で自転を阻止されつつ公転旋回可能に支持される第二スクロールと、を有し、各前記端板の各前記一側面の高さを各前記壁体に沿う渦の中心部側で高くし外終端側で低くした段差部、および各前記壁体の高さを渦の中心部側で低くし外終端側で高くして各前記スクロールで相互の前記段差部に係合する段付部が形成された圧縮機用スクロールの製造方法であって、水中にて、ウォータージェットを噴射することで形成されるキャビテーション気泡を前記スクロールにおける前記端板の前記一側面に向けて噴射させ、当該キャビテーション気泡の中心を前記端板における前記壁体の渦巻き状の中心から離隔させた状態で、前記キャビテーション気泡の外周部分に前記段差部および前記段付部を位置させるウォータージェットピーニング工程を含むことを特徴とする。

この圧縮機用スクロールの製造方法によれば、キャビテーション気泡の中心を端板における壁体の渦巻き状の中心から離隔させた状態で、キャビテーション気泡の範囲の外周部分に段差部および段付部を位置させると、キャビテーション気泡の中心の位置が、壁体による渦巻き状の通路において段差部および段付部近傍の壁体の接合する隅部に至り直線上の位置となり、キャビテーション気泡を含む液体流の流れが壁体により妨害されないため、隅部にキャビテーション気泡を衝突させることができる。つまり、スクロールの所望箇所にキャビテーション気泡を適宜衝突させることができ、当該所望箇所に圧縮残留応力を発生させ、クラックの発生を防止することができる。

また、本発明の圧縮機用スクロールの製造方法では、前記ウォータージェットピーニング工程は、前記キャビテーション気泡と前記スクロールとの前記位置を含み、前記段差部と前記段付部とを直線で結ぶ仮想線に交差するように、前記キャビテーション気泡と前記スクロールとを相対移動させることを特徴とする。

この圧縮機用スクロールの製造方法によれば、スクロールの所望箇所（隅部）にキャビテーション気泡を適宜衝突させることができ、当該所望箇所に圧縮残留応力を発生させ、クラックの発生を防止することができる。

また、本発明の圧縮機用スクロールの製造方法では、前記ウォータージェットピーニング工程は、前記キャビテーション気泡と前記スクロールとの前記位置において、前記キャビテーション気泡と前記スクロールとの相対移動を所定時間停止することを特徴とする。

この圧縮機用スクロールの製造方法によれば、スクロールの所望箇所（隅部）にキャビテーション気泡を十分に衝突させることができ、当該所望箇所に圧縮残留応力を発生させ、クラックの発生を防止することができる。

また、本発明の圧縮機用スクロールの製造方法では、前記スクロールに表面処理を実施する以前に、前記ウォータージェットピーニング工程を行うことを特徴とする。

この圧縮機用スクロールの製造方法によれば、スクロールに表面処理を実施する以前に、ウォータージェットピーニング工程を行うことで、キャビテーション気泡の衝突による圧縮残留応力の発生を助勢し、クラックの発生を防止する効果を顕著に得ることができる。

また、本発明の圧縮機用スクロールの製造方法では、前記キャビテーション気泡を発生させる水中に洗浄液を混入することを特徴とする。

この圧縮機用スクロールの製造方法によれば、ウォータージェットピーニング工程と同時に洗浄液によるスクロールの洗浄を行うことができる。

上述の目的を達成するために、本発明の圧縮機用スクロールの製造装置は、第一端板の一側面に渦巻き状の第一壁体が設けられた第一スクロールと、第二端板の一側面に渦巻き状の第二壁体が設けられて当該第二壁体を前記第一スクロールの前記第一壁体に対してかみ合わせた状態で自転を阻止されつつ公転旋回可能に支持される第二スクロールと、を有し、各前記端板の各前記一側面の高さを各前記壁体に沿う渦の中心部側で高くし外終端側で低くした段差部、および各前記壁体の高さを渦の中心部側で低くし外終端側で高くして各前記スクロールで相互の前記段差部に係合する段付部が形成された圧縮機用スクロールの製造装置であって、水が満たされる容器と、前記容器内に前記スクロールを位置決めして配置する位置決手段と、前記容器内の水中に配置されて前記スクロールに向けてウォータージェットを噴射するノズルを有するウォータージェット噴射手段と、を備え、前記ウォータージェット噴射手段のウォータージェットにより前記容器の水中にて生じるキャビテーション気泡を、前記位置決手段により位置決めされた前記スクロールの前記一側面に向けて噴射させ、当該キャビテーション気泡の中心を前記端板における前記壁体の渦巻き状の中心から離隔させた状態で、前記キャビテーション気泡の外周部分に前記段差部および前記段付部を位置させることを特徴とする。

この圧縮機用スクロールの製造装置によれば、上述した圧縮機用スクロールの製造方法におけるウォータージェットピーニング工程を実施できる。

また、本発明の圧縮機用スクロールの製造装置では、前記位置決手段は、前記スクロールにおける前記端板に係合して前記スクロールを固定する固定機構を有することを特徴とする。

この圧縮機用スクロールの製造装置によれば、固定機構によりスクロールを固定することで、キャビテーション気泡がスクロールに衝突する際にスクロールを保持し、所望箇所（隅部）にキャビテーション気泡を適宜衝突させることができ、当該所望箇所に圧縮残留応力を発生させ、クラックの発生を防止することができる。

また、本発明の圧縮機用スクロールの製造装置では、前記位置決手段は、前記キャビテーション気泡と前記スクロールとの前記位置を含み、前記段差部と前記段付部とを直線で結ぶ仮想線に交差するように、前記スクロールを移動させる移動機構を有することを特徴とする。

この圧縮機用スクロールの製造装置によれば、スクロールの所望箇所（隅部）にキャビテーション気泡を適宜衝突させることができ、当該所望箇所に圧縮残留応力を発生させ、クラックの発生を防止することができる。

また、本発明の圧縮機用スクロールの製造装置では、前記移動機構は、前記固定機構を複数有して複数の前記スクロールを移動させることを特徴とする。

この圧縮機用スクロールの製造装置によれば、複数のスクロールの所望箇所（隅部）に、順次キャビテーション気泡を適宜衝突させることができる。この結果、上述した圧縮機用スクロールの製造方法におけるウォータージェットピーニング工程を効率的に実施できる。

また、本発明の圧縮機用スクロールの製造装置では、前記ウォータージェット噴射手段は、前記キャビテーション気泡が前記スクロールに対して旋回するように前記ノズルを旋回移動させる旋回機構を有することを特徴とする。

この圧縮機用スクロールの製造装置によれば、端板と壁体との内角部である所望箇所（隅部）に対してキャビテーション気泡が直接衝突するため、スクロールの所望箇所にキャビテーション気泡を十分に衝突させることができる。

上述の目的を達成するために、本発明の圧縮機用スクロールは、上述した圧縮機用スクロールの製造装置を用いて作成されたことを特徴とする。

この圧縮機用スクロールによれば、クラックの発生が防止され、当該クラックに基づく故障の発生を低減することができる。

上述の目的を達成するために、本発明のスクロール圧縮機は、上述した圧縮機用スクロールが適用されたことを特徴とする。

このスクロール圧縮機によれば、スクロールにおけるクラックの発生が防止され、当該クラックに基づく故障の発生を低減することができる。

本発明によれば、スクロールの所望箇所にキャビテーション気泡を適宜衝突させることができる。

図１は、本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機の一例をあらわす断面図である。 図２は、本発明の実施形態に係る固定スクロールおよび旋回スクロールの斜視図である。 図３は、本発明の実施形態に係る固定スクロールの正面図である。 図４は、本発明の実施形態に係る旋回スクロールの正面図である。 図５は、本発明の実施形態に係る圧縮機用スクロールの製造方法をあらわす概略図である。 図６は、本発明の実施形態に係る圧縮機用スクロールの製造装置をあらわす概略側面図である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

図１は、本実施形態に係るスクロール圧縮機の一例をあらわす断面図、図２は、本実施形態に係る固定スクロールおよび旋回スクロールの斜視図、図３は、本実施形態に係る固定スクロールの正面図、図４は、本実施形態に係る旋回スクロールの正面図である。

図１に示すスクロール圧縮機１０は、主として車両用空調装置の冷媒を圧縮するために用いられる。このスクロール圧縮機１０は、ハウジング１１の内部に、第一スクロールとしての固定スクロール１２および第二スクロールとしての旋回スクロール１３からなるスクロール圧縮機構が配設される。

ハウジング１１は、ハウジング本体１１Ａと蓋体１１Ｂとで構成されている。ハウジング本体１１Ａは、筒状の大径部１１Ａａと小径部１１Ａｂとが一体に形成された中空形状である。ハウジング本体１１Ａの大径部１１Ａａ側は、その開口端部にお椀型の蓋体１１Ｂが嵌合した状態で、複数のボルト２０により固定されて閉塞される。ハウジング本体１１Ａの小径部１１Ａｂ側は、駆動軸１４が挿通され、軸シール１１Ｄにより駆動軸１４との間が封止される。このようにして、ハウジング１１は、スクロール圧縮機構全体を包む密閉容器として構成される。

固定スクロール１２は、図２に示すように、円盤形状をなす端板（ディスク）１２Ａと、この端板１２Ａの一側面に立設して渦巻き状に形成された壁体（ラップ）１２Ｂと、を有している。

固定スクロール１２は、図２および図３に示すように、端板１２Ａにおいて壁体１２Ｂを立設した一側面に、壁体１２Ｂの渦の方向に沿って中心部側で高く外終端側で低くなるように段差部１２Ａａが形成されている。また、固定スクロール１２は、壁体１２Ｂにおいて渦の中心部側で低く外終端側で高くなるように段付部１２Ｂａが形成されている。さらに、固定スクロール１２は、壁体１２Ｂの端縁に溝が形成され、当該溝にチップシール１２Ｂｂが設けられる。なお、本実施形態において、固定スクロール１２は、図３に示すように、端板１２Ａにおいて後述する圧縮室Ｓ１における過大圧縮を防止するためのバイパス孔１２Ａｂが形成されている。

旋回スクロール１３は、図２に示すように、固定スクロール１２と同様に、円盤形状をなす端板（ディスク）１３Ａと、この端板１３Ａの一側面に立設して渦巻き状に形成された壁体（ラップ）１３Ｂと、を有している。

旋回スクロール１３は、図２および図４に示すように、固定スクロール１２と同様に、端板１３Ａにおいて壁体１３Ｂを立設した一側面に、壁体１３Ｂの渦の方向に沿って中心部側で高く外終端側で低くなるように段差部１３Ａａが形成されている。また、旋回スクロール１３は、壁体１３Ｂにおいて渦の中心部側で低く外終端側で高くなるように段付部１３Ｂａが形成されている。さらに、旋回スクロール１３は、壁体１３Ｂの端縁に溝が形成され、当該溝にチップシール１３Ｂｂが設けられる。

これら、固定スクロール１２および旋回スクロール１３は、図１に示すように、ハウジング本体１１Ａの大径部１１Ａａ内に配設され、相互の端板１２Ａ，１３Ａの一側面を対向し壁体１２Ｂ，１３Ｂが１８０°だけ位相をずらして噛み合うように組み合わされて先端が端板１２Ａ，１３Ａの一側面に接触した状態で、端板１２Ａ，１３Ａおよび壁体１２Ｂ，１３Ｂで区画された空間に圧縮室Ｓ１が形成される。この際、固定スクロール１２および旋回スクロール１３は、相互に組み合わされた状態で、相互の段差部１２Ａａ，１３Ａａと段付部１２Ｂａ，１３Ｂａとが係合することになる。また、図１に示すように、ハウジング本体１１Ａ内において、固定スクロール１２および旋回スクロール１３の各壁体１２Ｂ，１３Ｂが組み合わされた外周に、圧縮室Ｓ１に通じる吸入室Ｓ３が形成される。そして、ハウジング本体１１Ａは、冷媒ガスを吸入する吸入口１１Ａｃが形成され、この吸入口１１Ａｃが吸入室Ｓ３に開口している。

また、固定スクロール１２は、図１に示すように、端板１２Ａの他側面の外周部が蓋体１１Ｂの内周面に密着、かつ嵌合した状態で、複数のボルト２１により蓋体１１Ｂに対して複数箇所で固定される。このようにして、固定スクロール１２の端板１２Ａの他側に、ハウジング１１の蓋体１１Ｂとの間の空間である吐出室Ｓ２が区画される。固定スクロール１２は、端板１２Ａにおいて壁体１２Ｂの渦巻き状の中央となる位置に、圧縮室Ｓ１および吐出室Ｓ２に通じるように貫通して形成された吐出ポート１２Ｃが設けられている。また、固定スクロール１２は、端板１２Ａに、所定の大きさ以上の圧力が作用した場合にのみ吐出ポート１２Ｃを開くように板バネにより形成された吐出弁１２Ｄが設けられている。

また、旋回スクロール１３は、端板１３Ａの他側面がハウジング本体１１Ａ内における大径部１１Ａａと小径部１１Ａｂとの境となる壁面１１Ａｄに当接することで、駆動軸１４の延在方向である軸方向への移動が規制される。

駆動軸１４は、上述したように、ハウジング本体１１Ａの小径部１１Ａｂに挿通されている。駆動軸１４は、図１に示すように、小径部１１Ａｂ内において、一端部１４Ａが軸受２２により支持され、中央部に形成された大径の円盤部１４Ｂが軸受２３により支持されて、回転自在に設けられている。また、駆動軸１４は、その他端部において、駆動軸１４の回転中心に対して偏心した偏心軸１４Ｃが円盤部１４Ｂに一体に設けられている。この偏心軸１４Ｃは、駆動軸１４の回転に伴って旋回移動する。

偏心軸１４Ｃは、その外周部にバランスブッシュ２４が嵌合されている。バランスブッシュ２４は、偏心軸１４Ｃと一体に旋回移動する。また、バランスブッシュ２４は、旋回スクロール１３に生じるアンバランス量を打ち消すためのバランスウェイト２４Ａが一体に設けられている。バランスブッシュ２４の偏心軸１４Ｃに嵌合された部分は、円柱形状に形成され、その外周部に円環状のドライブブッシュ２５が装着されている。

その一方で、旋回スクロール１３は、端板１３Ａの他側の中央部に突出するボス１３Ｃが設けられている。ボス１３Ｃには、壁体１２Ｂの渦巻き状の中央となる位置に中心を有する円形状の凹部１３Ｄが形成されている。そして、この旋回スクロール１３の凹部１３Ｄに、軸受２６を介して相対回転可能にドライブブッシュ２５が挿入されている。また、旋回スクロール１３は、端板１３Ａの他側の外周部に円形状の自転規制凹部１３Ｅが形成されている。自転規制凹部１３Ｅは、凹部１３Ｄを中心として複数設けられている。この自転規制凹部１３Ｅは、ハウジング本体１１Ａに固定された自転防止ピン１１Ａｅが挿入されている。自転防止ピン１１Ａｅが自転規制凹部１３Ｅに挿入することで、旋回スクロール１３の自転が阻止される。

また、駆動軸１４は、駆動部１５により回転を駆動される。駆動部１５は、ハウジング本体１１Ａの小径部１１Ａｂの外周部に装着された軸受２７により回転自在に支持されたプーリ１５Ａを有する。また、駆動部１５は、駆動軸１４の一端部１４Ａに対してナット２８により固定された回転板１５Ｂを有する。回転板１５Ｂは、その外周部に支持リング１５Ｃが連結されている。そして、この支持リング１５Ｃにプーリ１５Ａの端面が固定されている。また、プーリ１５Ａは、その内部に電磁クラッチ１５Ｄが設けられている。このプーリ１５Ａは、図示しない駆動ベルトを介して駆動源（例えば、エンジン）からの回転が伝達される。

このように構成されたスクロール圧縮機１０は、電磁クラッチ１５Ｄが解除されている状態で、駆動源の回転が駆動部１５のプーリ１５Ａに伝達され駆動軸１４が回転する。この駆動軸１４の回転により、偏心軸１４Ｃが偏心して回転移動する。そして、偏心軸１４Ｃの回転移動が、バランスブッシュ２４およびドライブブッシュ２５を介して旋回スクロール１３に伝達される。旋回スクロール１３は、自転規制凹部１３Ｅと自転防止ピン１１Ａｅとの係合により自転が阻止されながら公転旋回する。これにより、冷媒ガスが吸入口１１Ａｃからハウジング１１内の吸入室Ｓ３に吸い込まれ、この吸入室Ｓ３の冷媒ガスが圧縮室Ｓ１に吸い込まれる。そして、旋回スクロール１３が旋回を続けると、これに伴って圧縮室Ｓ１が各スクロール１２，１３の中央に向かって次第に狭められ、容積が減少することで内部の冷媒ガスが圧縮されながら各スクロール１２，１３の中央部に流動し、やがて吐出ポート１２Ｃに至り、吐出弁１２Ｄが圧縮室Ｓ１と吐出室Ｓ２との差圧により開閉する。即ち、圧縮室Ｓ１の冷媒ガスが圧縮されてその圧力が吐出室Ｓ２の圧力よりも高くなることで、この冷媒ガスが吐出弁１２Ｄを押し開いて吐出室Ｓ２に流出する。その後、高圧の冷媒ガスは、吐出室Ｓ２から蓋体１１Ｂに形成された吐出口（図示せず）を経てハウジング１１の外部に吐き出され、車両に搭載された空調機に導入される。

以下、本実施形態の圧縮機用スクロールの製造方法および製造装置について説明する。図５は、本実施形態に係る圧縮機用スクロールの製造方法をあらわす概略図である。図６は、本実施形態に係る圧縮機用スクロールの製造装置をあらわす概略側面図である。なお、以下の説明において、圧縮機用スクロールとは、上述した固定スクロール１２および旋回スクロール１３を含んでおり、以下では、単にスクロールという。また、以下の説明では、便宜上、スクロールとして図５および図６に旋回スクロール１３を図示して説明する。

本実施形態の圧縮機用スクロールの製造方法および製造装置は、スクロール１３の端板１３Ａと壁体１３Ｂとの隅部におけるクラック発生を改善するため、当該隅部に対し、水中にてウォータージェットの噴出によりキャビテーション現象によって発生するキャビテーション気泡を含む液体流を衝突させることで、キャビテーション気泡の崩壊により生じる衝撃力によって金属材料に圧縮残留応力を発生させる。

ここで、クラックが顕著に表れやすい部分であって、圧縮残留応力を発生させたい所望箇所は、図５に示すように、段付部１３Ｂａが設けられている付近の渦の壁体１３Ｂ付け根の隅部Ａ、および段差部１３Ａａが設けられている付近の渦の壁体１３Ｂ付け根の各隅部Ｂがある。この隅部Ａ，Ｂは応力集中をしやすい形状となっている。また、特にこの隅部Ｂは隅部と隅部が合流する部分になり特に応力集中しやすい。そのため隅部Ａ，Ｂにキャビテーション気泡を衝突させることが望まれる。

そこで、本実施形態の圧縮機用スクロールの製造方法では、図５に示すように、ウォータージェットピーニング工程として、スクロール１３における端板１３Ａの一側面に向けてキャビテーション気泡Ｃを噴射させ、当該キャビテーション気泡Ｃの中心Ｐを端板１３Ａにおける壁体１３Ｂの渦巻き状の中心Ｏから離隔させた状態で、キャビテーション気泡Ｃの範囲（図５中二点鎖線で示す円の範囲）の外周部分に段差部１３Ａａおよび段付部１３Ｂａを位置させる。キャビテーション気泡Ｃの中心Ｐの位置は、図５に示すように、壁体１３Ｂによる渦巻き状の通路において隅部Ａ，Ｂが直線上に位置するＰ１や、壁体１３Ｂによる渦巻き状の通路において隅部Ｂが直線上に位置するＰ２や、壁体１３Ｂによる渦巻き状の通路において隅部Ｂが直線上に位置するＰ３がある。

例えば、キャビテーション気泡Ｃの中心Ｐを端板１３Ａにおける壁体１３Ｂの渦巻き状の中心Ｏ上に位置させた場合、壁体１３Ｂによる渦巻き状の通路において隅部Ａ，Ｂが直線上に位置しないことから、キャビテーション気泡Ｃを含む液体流の流れが壁体１３Ｂにより妨害されて乱れるため、隅部Ａ，Ｂにキャビテーション気泡Ｃが衝突し難くなっているものと考えられる。

これに対し、本実施形態の圧縮機用スクロールの製造方法によれば、上述したように、キャビテーション気泡Ｃの中心Ｐを端板１３Ａにおける壁体１３Ｂの渦巻き状の中心Ｏから離隔させた状態で、キャビテーション気泡Ｃの範囲の外周部分に段差部１３Ａａおよび段付部１３Ｂａを位置させると、キャビテーション気泡Ｃの中心Ｐの位置が、壁体１３Ｂによる渦巻き状の通路において段差部１３Ａａおよび段付部１３Ｂａ近傍の壁体１３Ｂの隅部Ａ，Ｂに至り直線上の位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３となり、キャビテーション気泡Ｃを含む液体流の流れが壁体１３Ｂにより妨害されないため、隅部Ａ，Ｂにキャビテーション気泡Ｃを衝突させることができる。つまり、スクロール１３の所望箇所にキャビテーション気泡Ｃを適宜衝突させることができ、当該所望箇所に圧縮残留応力を発生させ、クラックの発生を防止することができる。

また、本実施形態の圧縮機用スクロールの製造方法では、図５に示すように、ウォータージェットピーニング工程は、キャビテーション気泡Ｃとスクロール１３との前記位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を含み、段差部１３Ａａと段付部１３Ｂａとを直線で結ぶ仮想線Ｌに交差するように、キャビテーション気泡Ｃとスクロール１３とを相対移動させる。移動に関しては、キャビテーション気泡Ｃや、スクロール１３や、キャビテーション気泡Ｃおよびスクロール１３を移動させる。

この圧縮機用スクロールの製造方法によれば、スクロール１３の所望箇所（隅部Ａ，Ｂ）にキャビテーション気泡Ｃを適宜衝突させることができ、当該所望箇所に圧縮残留応力を発生させ、クラックの発生を防止することができる。

また、本実施形態の圧縮機用スクロールの製造方法では、ウォータージェットピーニング工程は、キャビテーション気泡Ｃとスクロール１３との前記位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３において、キャビテーション気泡Ｃとスクロール１３との相対移動を所定時間停止する。

この圧縮機用スクロールの製造方法によれば、スクロール１３の所望箇所（隅部Ａ，Ｂ）にキャビテーション気泡Ｃを十分に衝突させることができ、当該所望箇所に圧縮残留応力を発生させ、クラックの発生を防止することができる。なお、所定時間とは、所望箇所に圧縮残留応力を発生させる所要時間である。

また、本実施形態の圧縮機用スクロールの製造方法では、スクロール１３に表面処理を実施する以前に、ウォータージェットピーニング工程を行う。

表面処理は、例えば、スクロール１３がアルミニウム合金で形成される場合に、その耐食性および耐摩耗性の向上を図るために表面をアルマイトでコーティングするアルマイト処理がある。この表面処理を実施すると、キャビテーション気泡Ｃの衝突による圧縮残留応力の発生が抑えられ、クラックの発生を防止する効果が低下するおそれがある。従って、この圧縮機用スクロールの製造方法によれば、スクロール１３に表面処理を実施する以前に、ウォータージェットピーニング工程を行うことで、キャビテーション気泡Ｃの衝突による圧縮残留応力の発生を助勢し、クラックの発生を防止する効果を顕著に得ることができる。

また、本実施形態の圧縮機用スクロールの製造方法では、キャビテーション気泡Ｃを発生させる水中に洗浄液を混入する。

この圧縮機用スクロールの製造方法によれば、ウォータージェットピーニング工程と同時に洗浄液によるスクロール１３の洗浄を行うことができる。

ここで、上述した圧縮機用スクロールの製造方法を実施するための圧縮機用スクロールの製造装置について説明する。

本実施形態の圧縮機用スクロールの製造装置１は、図６に示すように、水が満たされる容器２と、容器２内にスクロール１３を位置決めして配置する位置決手段３と、容器２内の水中に配置されてスクロール１３に向けてウォータージェットＪを噴射するノズル４Ａを有するウォータージェット噴射手段４と、を備える。

容器２は、ノズル４Ａから噴射されたウォータージェットＪにより生じるキャビテーション気泡Ｃが、位置決手段３により位置決めされたスクロール１３に対して、上述したウォータージェットピーニング工程を実施できる水深が得られるものである。

位置決手段３は、上述したウォータージェットピーニング工程を実施できるように、容器２内でスクロール１３を位置決めして配置するものである。位置決手段３は、例えば、スクロール１３における端板１３Ａの他側面に当接する当接部３Ａと、スクロール１３における端板１３Ａの周縁の複数箇所（例えば、３箇所）に係合するチャック部３Ｂと、を有する。

ウォータージェット噴射手段４は、ノズル４Ａと、ノズル４Ａを支持するノズル支持部４Ｂと、ノズル４Ａに高圧水を供給する高圧水ポンプ４Ｃと、を有する。

そして、この圧縮機用スクロールの製造装置１は、ウォータージェット噴射手段４のウォータージェットＪにより容器２の水中にて生じるキャビテーション気泡Ｃを、位置決手段３により位置決めされたスクロール１３の一側面に向けて噴射させ、図５に示すように、当該キャビテーション気泡Ｃの中心Ｐを端板１３Ａにおける壁体１３Ｂの渦巻き状の中心Ｏから離隔させた状態で、キャビテーション気泡Ｃの外周部分に段差部１３Ａａおよび段付部１３Ｂａを位置させる。

このような圧縮機用スクロールの製造装置１によれば、上述した圧縮機用スクロールの製造方法におけるウォータージェットピーニング工程を実施できる。

また、本実施形態の圧縮機用スクロールの製造装置１では、位置決手段３は、スクロール１３における端板１３Ａに係合してスクロール１３を固定する固定機構である当接部３Ａおよびチャック部３Ｂを有する。

この圧縮機用スクロールの製造装置１によれば、固定機構によりスクロール１３を固定することで、キャビテーション気泡Ｃがスクロール１３に衝突する際にスクロール１３を保持し、所望箇所（隅部Ａ，Ｂ）にキャビテーション気泡Ｃを適宜衝突させることができ、当該所望箇所に圧縮残留応力を発生させ、クラックの発生を防止することができる。

また、本実施形態の圧縮機用スクロールの製造装置１では、位置決手段３は、図５および図６に示すように、キャビテーション気泡Ｃとスクロール１３との前記位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を含み、段差部１３Ａａと段付部１３Ｂａとを直線で結ぶ仮想線Ｌに交差するように、スクロール１３を移動させる移動機構３Ｃを有する。

移動機構３Ｃは、固定機構（当接部３Ａおよびチャック部３Ｂ）を支持した状態で平行移動させるもので、例えば、ベルトコンベアが好ましい。

この圧縮機用スクロールの製造装置１によれば、スクロール１３の所望箇所（隅部Ａ，Ｂ）にキャビテーション気泡Ｃを適宜衝突させることができ、当該所望箇所に圧縮残留応力を発生させ、クラックの発生を防止することができる。

また、本実施形態の圧縮機用スクロールの製造装置１では、移動機構３Ｃは、固定機構を複数有して複数のスクロール１３を移動させる。

この圧縮機用スクロールの製造装置１によれば、複数のスクロール１３の所望箇所（隅部Ａ，Ｂ）に、順次キャビテーション気泡Ｃを適宜衝突させることができる。この結果、上述した圧縮機用スクロールの製造方法におけるウォータージェットピーニング工程を効率的に実施できる。

また、本実施形態の圧縮機用スクロールの製造装置１では、ウォータージェット噴射手段４は、キャビテーション気泡Ｃがスクロール１３に対して旋回するようにノズル４Ａを旋回移動させる旋回機構４Ｄを有する。

旋回機構４Ｄは、ノズル支持部４Ｂに設けられており、ノズル４ＡによるウォータージェットＪの噴射方向を図６に示す鉛直線Ｖに対して傾け、かつ鉛直な軸を中心に回転させるものである。このようにすることで、端板１３Ａと壁体１３Ｂとの内角部である所望箇所（隅部Ａ，Ｂ）に対してキャビテーション気泡Ｃが直接衝突するため、スクロール１３の所望箇所にキャビテーション気泡Ｃを十分に衝突させることができる。

１ 圧縮機用スクロールの製造装置
２ 容器
３ 位置決手段
３Ｃ 移動機構
４ ウォータージェット噴射手段
４Ａ ノズル
４Ｄ 旋回機構
１２ 固定スクロール（第一スクロール）
１２Ａ 端板
１２Ａａ 段差部
１２Ｂ 壁体
１２Ｂａ 段付部
１３ 旋回スクロール（第二スクロール）
１３Ａ 端板
１３Ａａ 段差部
１３Ｂ 壁体
１３Ｂａ 段付部
Ａ，Ｂ 隅部
Ｃ キャビテーション気泡
Ｊ ウォータージェット
Ｌ 仮想線
Ｏ 中心
Ｐ 中心
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ 位置

Claims (4)

1. 第一端板の一側面に渦巻き状の第一壁体が設けられた第一スクロールと、第二端板の一側面に渦巻き状の第二壁体が設けられて当該第二壁体を前記第一スクロールの前記第一壁体に対してかみ合わせた状態で自転を阻止されつつ公転旋回可能に支持される第二スクロールと、を有し、各前記端板の各前記一側面の高さを各前記壁体に沿う渦の中心部側で高くし外終端側で低くした段差部、および各前記壁体の高さを渦の中心部側で低くし外終端側で高くして各前記スクロールで相互の前記段差部に係合する段付部が形成された圧縮機用スクロールであって、
   前記第一スクロールまたは前記第二スクロールのうちいずれか一方は、各前記段付部が設けられている付近の各前記壁体の付け根の第一の隅部、または、各前記段差部が設けられている付近の各前記壁体の付け根の第二の隅部に圧縮残留応力を有し、
   前記第一スクロールまたは前記第二スクロールのうちいずれか一方は、各前記端板における各前記壁体の渦巻き状の中心と、各前記段差部と、各前記段付部とが直線上に位置しており、前記圧縮残留応力が前記直線に交差して線状に設けられている、圧縮機用スクロール。
2. 第一端板の一側面に渦巻き状の第一壁体が設けられた第一スクロールと、第二端板の一側面に渦巻き状の第二壁体が設けられて当該第二壁体を前記第一スクロールの前記第一壁体に対してかみ合わせた状態で自転を阻止されつつ公転旋回可能に支持される第二スクロールと、を有し、各前記端板の各前記一側面の高さを各前記壁体に沿う渦の中心部側で高くし外終端側で低くした段差部、および各前記壁体の高さを渦の中心部側で低くし外終端側で高くして各前記スクロールで相互の前記段差部に係合する段付部が形成された圧縮機用スクロールであって、
   前記第一スクロールまたは前記第二スクロールのうちいずれか一方は、各前記段付部が設けられている付近の各前記壁体の付け根の第一の隅部、および、各前記段差部が設けられている付近の各前記壁体の付け根の第二の隅部に圧縮残留応力を有し、
   前記第一スクロールまたは前記第二スクロールのうちいずれか一方は、各前記端板における各前記壁体の渦巻き状の中心と、各前記段差部と、各前記段付部とが直線上に位置しており、前記圧縮残留応力が前記直線に交差して線状に設けられている、圧縮機用スクロール。
3. 各前記スクロールに表面処理が実施されている、請求項１または２に記載の圧縮機用スクロール。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の圧縮機用スクロールが適用されたスクロール圧縮機。

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