JPH0476295A - 流体圧縮機 - Google Patents
流体圧縮機Info
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- JPH0476295A JPH0476295A JP18543190A JP18543190A JPH0476295A JP H0476295 A JPH0476295 A JP H0476295A JP 18543190 A JP18543190 A JP 18543190A JP 18543190 A JP18543190 A JP 18543190A JP H0476295 A JPH0476295 A JP H0476295A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylinder
- piston
- compression mechanism
- circumferential surface
- sliding
- 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
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- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的コ
(産業上の利用分野)
本発明は、例えば冷凍サイクルの冷媒ガス等の被圧縮媒
体を圧縮する流体圧縮機に関するものである。
体を圧縮する流体圧縮機に関するものである。
(従来の技術)
従来、空気調和装置や冷蔵庫等の冷凍サイクルに用いら
れる流体圧縮機には、一般に往復動ピストンを用いたレ
ンプロ式及び円板状のピストンをシリンダ内において偏
心回転させるロークリ式等が使用されている。
れる流体圧縮機には、一般に往復動ピストンを用いたレ
ンプロ式及び円板状のピストンをシリンダ内において偏
心回転させるロークリ式等が使用されている。
しかし、こうした方式の流体圧縮機は、いずれも回転力
を圧縮に伝達するクランクシャフト等の駆動部や、圧縮
機部の構造か複雑であり、また部品点数も多いという難
点を有している。
を圧縮に伝達するクランクシャフト等の駆動部や、圧縮
機部の構造か複雑であり、また部品点数も多いという難
点を有している。
そこで、最近では一端側を吸収側、他端側を吐出側とし
た円筒状のシリンダーと、外周面に螺旋状のプレートか
設けられた円柱状のピストンとを紹み合わせて圧縮機構
を構成してなる、ヘリカルブレード式と称される流体圧
縮機が提案され、実用化されている。
た円筒状のシリンダーと、外周面に螺旋状のプレートか
設けられた円柱状のピストンとを紹み合わせて圧縮機構
を構成してなる、ヘリカルブレード式と称される流体圧
縮機が提案され、実用化されている。
この種の流体圧縮機は、シリンダと、シリンダ内に偏心
して配設されシリンダに対して相対的に旋回可能なピス
トンとを備えている。
して配設されシリンダに対して相対的に旋回可能なピス
トンとを備えている。
そして、ピストンの外周面には、このピストンの略全長
に亘って螺旋状の溝部が形成され、この溝部に合成樹脂
製の螺旋ブレードが嵌挿されている。
に亘って螺旋状の溝部が形成され、この溝部に合成樹脂
製の螺旋ブレードが嵌挿されている。
また、プレートの外周面はシリンダの内周面に密着して
おり、シリンダに対するピストンの旋回運動に伴い、ブ
レードは螺旋溝部内をピストンの径方向に摺動する。
おり、シリンダに対するピストンの旋回運動に伴い、ブ
レードは螺旋溝部内をピストンの径方向に摺動する。
ピストンとシリンダとの間の空間は、ブレードにより複
数の空間に仕切られており、溝部のピッチはピストンの
一端から他端に向かって除々に小さくなっているため、
上記複数の空間の容積もロッドの一端側から他端側に向
かって除々に小さくなっている。
数の空間に仕切られており、溝部のピッチはピストンの
一端から他端に向かって除々に小さくなっているため、
上記複数の空間の容積もロッドの一端側から他端側に向
かって除々に小さくなっている。
上記ピストン及びシリンダーの端部は、一端は軸心を中
心として回転自在に支持し、他端はそれと相対的に旋回
可能に支持する軸受からなる支持手段と、この支持手段
の軸心支持側を゛回転させると共に、この回転にしたが
って旋回支持側を自転運動しなから相対的に旋回させる
オルダムリングなどからなる伝達手段とによって支持さ
れている。
心として回転自在に支持し、他端はそれと相対的に旋回
可能に支持する軸受からなる支持手段と、この支持手段
の軸心支持側を゛回転させると共に、この回転にしたが
って旋回支持側を自転運動しなから相対的に旋回させる
オルダムリングなどからなる伝達手段とによって支持さ
れている。
したがって、ピストンの一端側から上記空間内に吸い込
まれた流体は、上記空間に閉じこめられた状態でピスト
ンの他端側まて搬送され、この間に流体は除々に圧縮さ
れて、最終的にピストンの他端から吐出されるのである
。
まれた流体は、上記空間に閉じこめられた状態でピスト
ンの他端側まて搬送され、この間に流体は除々に圧縮さ
れて、最終的にピストンの他端から吐出されるのである
。
かかる構成からなるヘリカルブレード式の流体圧縮機は
、部品数が少な(、簡略な構造で小型化が容易であるば
かりか、圧縮機構に逆止弁が不要で、質量のアンバラン
ス量が小さく、運転時の低騒音・低振動化が図れるとい
う利点を有している。
、部品数が少な(、簡略な構造で小型化が容易であるば
かりか、圧縮機構に逆止弁が不要で、質量のアンバラン
ス量が小さく、運転時の低騒音・低振動化が図れるとい
う利点を有している。
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、上述の構成からなる従来の流体圧縮機の
圧縮機構は、ブレードを除くほとんどの部品を金属から
構成しているため、シリンダと軸受、ピストンと軸受及
び伝達手段におけるピンとピストンとの間の摩耗が大き
な問題となっている。
圧縮機構は、ブレードを除くほとんどの部品を金属から
構成しているため、シリンダと軸受、ピストンと軸受及
び伝達手段におけるピンとピストンとの間の摩耗が大き
な問題となっている。
すなわち、シリンダと軸受及びピストンと軸受の間にお
いては、軸受部の全長が大きく、摺動面への潤滑油の供
給が困難であるため、時として潤滑油膜が破断し、シリ
ンダーの内周面と軸受の外周面、及びピストンの軸受部
外周面と軸受内周面との間に摩耗を生ずる。
いては、軸受部の全長が大きく、摺動面への潤滑油の供
給が困難であるため、時として潤滑油膜が破断し、シリ
ンダーの内周面と軸受の外周面、及びピストンの軸受部
外周面と軸受内周面との間に摩耗を生ずる。
また、伝達手段におけるピストンとピンとの間において
は、その摺動形態がピストンの自転トルクを受けながら
の往復動であるため、この往復運動の両端では大きな負
荷荷重条件下て摺動速度か0となり、摺動面から潤滑油
が消失して、ピストンの両端とピンとの摺動面が摩耗す
る結果となるのである。
は、その摺動形態がピストンの自転トルクを受けながら
の往復動であるため、この往復運動の両端では大きな負
荷荷重条件下て摺動速度か0となり、摺動面から潤滑油
が消失して、ピストンの両端とピンとの摺動面が摩耗す
る結果となるのである。
したがって、上述したヘリカルブレード式の流体圧縮機
において、圧縮機構の材料として通常の焼入れ鋼や高速
度鋼などの高硬度材料を用いる場合には、圧縮機構の構
造や摺動形態によって、旦潤滑油の破断が生ずると、摩
耗量が飛躍的に増加し、特に上記したような高硬度材料
と接触する相手材の摩耗が著しくなって、流体圧縮機の
耐久性能が低下するばかりか、運転効率か阻害されると
いう問題があった。
において、圧縮機構の材料として通常の焼入れ鋼や高速
度鋼などの高硬度材料を用いる場合には、圧縮機構の構
造や摺動形態によって、旦潤滑油の破断が生ずると、摩
耗量が飛躍的に増加し、特に上記したような高硬度材料
と接触する相手材の摩耗が著しくなって、流体圧縮機の
耐久性能が低下するばかりか、運転効率か阻害されると
いう問題があった。
この発明は以上の点に鑑みなされたものであり、その目
的とするところは、耐久性にすぐれ、装置の長寿命化を
図った流体圧縮機を提供することにある。
的とするところは、耐久性にすぐれ、装置の長寿命化を
図った流体圧縮機を提供することにある。
[発明の構成]
(課題を解決するための手段)
上記の目的を達成するために、本発明の流体圧縮機は、
一端側を吸込側に他端側を吐出側とした筒状のシリンダ
ーと、このシリンダー内に一部外周面かシリンダーの内
周面と接するように偏心した状態で挿通され、上記シリ
ンダーと相対運動を行うピストンと、このピストンの外
周面に設けられ上記シリンダの吸込側から吐出側に向っ
て除々に小さくなるピッチで形成された螺旋状の溝部と
、この溝部に出入り自在でかつ上記シリンダーの内周面
と接するように嵌挿された螺旋状のブレードと、上記ピ
ストン及びシリンダーの端部を方は軸心を中心として回
転自在に支持し、他方はそれと相対的に旋回可能に支持
する支持手段と、この支持手段の軸心支持側を回転させ
ると共に、この回転にしたがって旋回支持側を自転運動
しながら相対的に旋回させる伝達手段とからなる圧縮機
構を具備し、上記ピストンの相対的な運動により上記ブ
レード間に取込んだ流体を圧縮しつつ、ピッチか小さく
なる側へ移送するように構成したヘリカルブレード式流
体圧縮機であって、上記圧縮機構において相対する鉄系
金属基材よりなる摺動部材の少なくとも一方の摺動面に
、Fe、04を主成分とする酸化鉄皮膜を形成したこと
を特徴とする。
一端側を吸込側に他端側を吐出側とした筒状のシリンダ
ーと、このシリンダー内に一部外周面かシリンダーの内
周面と接するように偏心した状態で挿通され、上記シリ
ンダーと相対運動を行うピストンと、このピストンの外
周面に設けられ上記シリンダの吸込側から吐出側に向っ
て除々に小さくなるピッチで形成された螺旋状の溝部と
、この溝部に出入り自在でかつ上記シリンダーの内周面
と接するように嵌挿された螺旋状のブレードと、上記ピ
ストン及びシリンダーの端部を方は軸心を中心として回
転自在に支持し、他方はそれと相対的に旋回可能に支持
する支持手段と、この支持手段の軸心支持側を回転させ
ると共に、この回転にしたがって旋回支持側を自転運動
しながら相対的に旋回させる伝達手段とからなる圧縮機
構を具備し、上記ピストンの相対的な運動により上記ブ
レード間に取込んだ流体を圧縮しつつ、ピッチか小さく
なる側へ移送するように構成したヘリカルブレード式流
体圧縮機であって、上記圧縮機構において相対する鉄系
金属基材よりなる摺動部材の少なくとも一方の摺動面に
、Fe、04を主成分とする酸化鉄皮膜を形成したこと
を特徴とする。
(作用)
本発明の流体圧縮機は、圧縮機構において相対する鉄系
金属基材よりなる摺動部材の少なくとも一方の摺動面に
、Fe50.を主成分とする酸化鉄皮膜を形成したため
、例え潤滑油の破断か生じたとしても、上記酸化鉄皮膜
が潤滑油をその膜内に保持し、相対する2つの摺動部材
間に異常な摩耗が発生することかなく、すぐれた耐摩耗
性を維持することができる。
金属基材よりなる摺動部材の少なくとも一方の摺動面に
、Fe50.を主成分とする酸化鉄皮膜を形成したため
、例え潤滑油の破断か生じたとしても、上記酸化鉄皮膜
が潤滑油をその膜内に保持し、相対する2つの摺動部材
間に異常な摩耗が発生することかなく、すぐれた耐摩耗
性を維持することができる。
したがって、本発明の流体圧縮機は、耐久性にすぐれ、
装置の長寿命化を図ったものであり、高い運転効率等の
すぐれた性能を長期にわたって維持することかできる。
装置の長寿命化を図ったものであり、高い運転効率等の
すぐれた性能を長期にわたって維持することかできる。
(実施例)
以下、図面にしたがって、本発明の流体圧縮機の実施例
について詳細に説明する。
について詳細に説明する。
第1図ないし第10図は本発明の流体圧縮機の一実施例
を示し、 第1図は上記圧縮機全体を示す断面図、第2図は圧縮機
構を分解して示す側面図、第3図はピストンおよびブレ
ードの斜視図、第4図は第1図の線X−X線に沿った断
面図、第5図ないし第9図は圧縮行程におけるシリンダ
とピストンとブレードとの相対位置をそれぞれ示す断面
図、 第10図は上記圧縮機構の側面図、 第11図ないし第14図は本発明試験例における試験態
様及び評価結果を示し、 第11図は本試験例で用いる摺動部材の断面図、第1−
2図は同摺動部材表面の構造を示す光電子スペクトル図
、 第13図は同摩擦摩耗試験機の断面図、第14図は摩擦
摩耗試験結果を示すグラフである。
を示し、 第1図は上記圧縮機全体を示す断面図、第2図は圧縮機
構を分解して示す側面図、第3図はピストンおよびブレ
ードの斜視図、第4図は第1図の線X−X線に沿った断
面図、第5図ないし第9図は圧縮行程におけるシリンダ
とピストンとブレードとの相対位置をそれぞれ示す断面
図、 第10図は上記圧縮機構の側面図、 第11図ないし第14図は本発明試験例における試験態
様及び評価結果を示し、 第11図は本試験例で用いる摺動部材の断面図、第1−
2図は同摺動部材表面の構造を示す光電子スペクトル図
、 第13図は同摩擦摩耗試験機の断面図、第14図は摩擦
摩耗試験結果を示すグラフである。
第1ないし第10図は、本発明を冷媒サイクルの冷媒ガ
スを圧縮するための密閉型圧縮機に適用した実施例を示
している。
スを圧縮するための密閉型圧縮機に適用した実施例を示
している。
図面において、圧縮機1は密閉ケース2と、このケース
内に配設された電動機部3および圧縮機部4とを備えて
いる。
内に配設された電動機部3および圧縮機部4とを備えて
いる。
電動機部3は、ケース2の内面に固定された略環状のス
テータ5と、ステータの内側に設けられた環状のロータ
6とを有している。
テータ5と、ステータの内側に設けられた環状のロータ
6とを有している。
圧縮機部4は、筒状のシリンダー7を有し、このシリン
ダーの外周面に上記ロータ6が同軸的に固定されている
。
ダーの外周面に上記ロータ6が同軸的に固定されている
。
また、シリンダー7の両端は、ケース2の端部内面にそ
れぞれ固定された支持手段としての軸受8.9により回
転自在に嵌挿されており、これにより気密に閉塞されて
いる。
れぞれ固定された支持手段としての軸受8.9により回
転自在に嵌挿されており、これにより気密に閉塞されて
いる。
そして、シリンダー7の右端部、っまり吸込側端部は軸
受8に、シリンダーの左端部、つまり吐出側端部は軸受
9にそれぞれ回転自在に支持されている。
受8に、シリンダーの左端部、つまり吐出側端部は軸受
9にそれぞれ回転自在に支持されている。
ここで、軸受8,9は、シリンダー7の端部内に回転自
在に挿入されたボス部8a、9aと、このボス部8a、
9a、よりも大径でケース2の内面に固定された基部8
b、9bとをそれぞれ備えている。
在に挿入されたボス部8a、9aと、このボス部8a、
9a、よりも大径でケース2の内面に固定された基部8
b、9bとをそれぞれ備えている。
したかって、シリンダー7およびこれに固定されたロー
タ6は、軸受8,9によりステータ5と同軸的に支持さ
れている。
タ6は、軸受8,9によりステータ5と同軸的に支持さ
れている。
シリンダー7内には、シリンダーの内径よりも小さな径
を有する円柱状のピストンコ1かシリンダー7の軸方向
に沿って配設されている。
を有する円柱状のピストンコ1かシリンダー7の軸方向
に沿って配設されている。
このピストン1]は、通常は鉄系等の金属で形成されて
おり、その中心軸Aがシリンダー7の中心軸Bに対して
距離eたけ偏芯して位置しているとともに、その外周面
の一部はシリンダー7の内周面に線接触している。
おり、その中心軸Aがシリンダー7の中心軸Bに対して
距離eたけ偏芯して位置しているとともに、その外周面
の一部はシリンダー7の内周面に線接触している。
また、ピストン1]の軸方向両端部には、支持軸1.2
a、12bかそれぞれ突設されており、これらの支持軸
12a、12bは、軸受8,9に形成された軸受孔8c
、9cに回転自在に挿入支持されている。
a、12bかそれぞれ突設されており、これらの支持軸
12a、12bは、軸受8,9に形成された軸受孔8c
、9cに回転自在に挿入支持されている。
第1図ないし第4図に示すように、ピストン1]の一方
の支持軸12aには、断面正方形状の角柱部]3か形成
されており、この角柱部13には矩形状の長孔14を有
する伝達手段としてのオルダムリング]5(特に第2図
及び第3図参照)か装管されている。
の支持軸12aには、断面正方形状の角柱部]3か形成
されており、この角柱部13には矩形状の長孔14を有
する伝達手段としてのオルダムリング]5(特に第2図
及び第3図参照)か装管されている。
すなわち、角柱部13にはオルダムリング]5かその長
孔]4の長手方向に沿ってスライド自在に嵌合されてい
る。
孔]4の長手方向に沿ってスライド自在に嵌合されてい
る。
そして、第2図に示したように、オルダムリ〉グ15の
外周面には、長孔]4の長1方向と直交する径方向に、
これも伝達手段としての一対のピン16の一端部が、そ
れぞれスライド自在に植設されており、これらピン16
の他端部は、上記シリンダー7の周壁に穿設された嵌合
孔17内に嵌合固定され、シリンダー7に対してピスト
ン11を径方向に偏心自在に結合している。
外周面には、長孔]4の長1方向と直交する径方向に、
これも伝達手段としての一対のピン16の一端部が、そ
れぞれスライド自在に植設されており、これらピン16
の他端部は、上記シリンダー7の周壁に穿設された嵌合
孔17内に嵌合固定され、シリンダー7に対してピスト
ン11を径方向に偏心自在に結合している。
なお、第4図に示したように、各嵌合孔]7の外端は、
キャップ18により気密に閉塞されている。
キャップ18により気密に閉塞されている。
したがって、電動機部3に通電して、シリンダー7をロ
ータ6と一体的に回転駆動させれば、シリンダー7の回
転力はオルダムリング]5を介して回転ピストン11に
伝達されるようになっている。
ータ6と一体的に回転駆動させれば、シリンダー7の回
転力はオルダムリング]5を介して回転ピストン11に
伝達されるようになっている。
また、第1図ないし第3図に示したように、ピストン1
1の外周面には、ピストン11の軸方向に沿ってその両
端間を延びる螺旋状の溝部19が形成されている。
1の外周面には、ピストン11の軸方向に沿ってその両
端間を延びる螺旋状の溝部19が形成されている。
この、溝部19は、そのピッチが図面におけるシリンダ
ー7の右端から左端に向って、つまり、シリンダーの吸
込側から吐出側に向って除々に小さくなるように形成さ
れている。
ー7の右端から左端に向って、つまり、シリンダーの吸
込側から吐出側に向って除々に小さくなるように形成さ
れている。
また、溝部19の全長は、後述するブレード2コの全長
よりも大きく、ピストン11をシリンダー7に組み込ん
だ状態において、溝部19の端とブレード21の端との
間には、例えば第3図に示したように、ギャップGが設
けられていることが望ましい。
よりも大きく、ピストン11をシリンダー7に組み込ん
だ状態において、溝部19の端とブレード21の端との
間には、例えば第3図に示したように、ギャップGが設
けられていることが望ましい。
ピストン]1の溝部]9には、第2図および第3図に示
だ螺旋状のブレード21が嵌め込まれている。
だ螺旋状のブレード21が嵌め込まれている。
このブレード21は、通常合成樹脂なとの弾性材料によ
って形成されており、その弾性を利用して溝部19にね
し込むことによって溝部19内に装管される。
って形成されており、その弾性を利用して溝部19にね
し込むことによって溝部19内に装管される。
そして、第1図に示したように、ブレード21によって
、シリンダー7の内周面とピストン11の外周面との間
の空間を、複数の作動室22に仕切っている。
、シリンダー7の内周面とピストン11の外周面との間
の空間を、複数の作動室22に仕切っている。
つまり、各作動室22は、ブレード2]の隣合う2つの
巻き間に形成されており、その形状はブレード21に沿
ってピストン11とシリンダー7の内周面との接触部か
ら次の接触部まで延びたほぼ゛三日月状をなしている。
巻き間に形成されており、その形状はブレード21に沿
ってピストン11とシリンダー7の内周面との接触部か
ら次の接触部まで延びたほぼ゛三日月状をなしている。
そして、ブレード21のピッチにより、作動室22の容
積は、シリンダー7の吸込み側から吐出側に行くにした
がって除々に小さくなっている。
積は、シリンダー7の吸込み側から吐出側に行くにした
がって除々に小さくなっている。
一方、シリンダー7の吸込側端部を支持した軸受8の内
部には、シリンダー7の軸方向に延びる吸込孔23が貫
通形成されており、この吸込孔23の一端は、シリンダ
ー7の吸込み側端内に開口し、他端は冷凍ザイクル(図
示しない)の吸込管24に接続されている。
部には、シリンダー7の軸方向に延びる吸込孔23が貫
通形成されており、この吸込孔23の一端は、シリンダ
ー7の吸込み側端内に開口し、他端は冷凍ザイクル(図
示しない)の吸込管24に接続されている。
また、シリンダー7の吐出側端部を支持した軸受9には
、吐出孔25か穿設されており、この吐出孔25の一端
はシリンダー7の吐出側端内に連通し、他端はケース2
内部に開口していて、圧縮ガスをケース2内に吐出させ
るようにしている。
、吐出孔25か穿設されており、この吐出孔25の一端
はシリンダー7の吐出側端内に連通し、他端はケース2
内部に開口していて、圧縮ガスをケース2内に吐出させ
るようにしている。
他方、ピストン]]の内部には、第1図に示したように
、ピストン]1の中心軸Aに沿って、その右端から略中
間まで伸びた油導入通路26が穿設されており、この油
導入通路26の一端は軸受8に形成された通孔27及び
導入管28を介して、ケース2底部の油溜り部2aに開
口し、他端はピストン]]に形成された溝部1つの吐出
側底部に連通している。
、ピストン]1の中心軸Aに沿って、その右端から略中
間まで伸びた油導入通路26が穿設されており、この油
導入通路26の一端は軸受8に形成された通孔27及び
導入管28を介して、ケース2底部の油溜り部2aに開
口し、他端はピストン]]に形成された溝部1つの吐出
側底部に連通している。
これにより、ケース2内の圧力か上昇すると、油溜り部
2aに貯留された潤滑オイル29が導入管28、通孔2
7及び油導入路26を通って、溝部]9の底部とブレー
ド2]との間の空間に導入されるようになっている。
2aに貯留された潤滑オイル29が導入管28、通孔2
7及び油導入路26を通って、溝部]9の底部とブレー
ド2]との間の空間に導入されるようになっている。
また、ピストン11の吸込側端部の外周面には、吸込溝
31か形成されており、この吸込1iW31は、ピスト
ン]1の軸方向に延びているとともに、螺旋湾部19よ
りも深く形成されていて、その一端はピストン]1の大
径部1. ] aの端面に開口し、他端は作動室22の
内部もシリンダー7の吸込側端に位置した1番目の作動
室22に連通ずる位置まで延びているため、吸込管24
からシリンダー7内に吸い込まれた冷媒ガスは、吸込溝
31を通って1番目の作動室22に途切れることなく確
実に導入される。
31か形成されており、この吸込1iW31は、ピスト
ン]1の軸方向に延びているとともに、螺旋湾部19よ
りも深く形成されていて、その一端はピストン]1の大
径部1. ] aの端面に開口し、他端は作動室22の
内部もシリンダー7の吸込側端に位置した1番目の作動
室22に連通ずる位置まで延びているため、吸込管24
からシリンダー7内に吸い込まれた冷媒ガスは、吸込溝
31を通って1番目の作動室22に途切れることなく確
実に導入される。
なお、図面における参照符号32は、ケース2内部に連
通した吐出管を示している。
通した吐出管を示している。
次に、以上のように構成された流体圧縮機の動作゛につ
いて説明する。
いて説明する。
まず、電動機部3に通電されると、ロータ6か回転し、
シリンダー7がこのローター6と一体的に回転すること
て、オルダムリング15を介してピストン11の外周面
と、それに対向するシリンダー7の内周面との間には相
対速度差が生し、シリンダー7の一回転を一周期として
変化しなからピストン]]がシリンダー7内で回転する
。
シリンダー7がこのローター6と一体的に回転すること
て、オルダムリング15を介してピストン11の外周面
と、それに対向するシリンダー7の内周面との間には相
対速度差が生し、シリンダー7の一回転を一周期として
変化しなからピストン]]がシリンダー7内で回転する
。
すなわち、各支持軸12a、12bて位置決めされたピ
ストン11は、シリンダー7の中心からピストン]]の
中心まて離れた偏心距離eの位置で回転運動し、自転す
ることになる。つまり、シリンダー7に対してピストン
11は相対的に旋回運動することになる。
ストン11は、シリンダー7の中心からピストン]]の
中心まて離れた偏心距離eの位置で回転運動し、自転す
ることになる。つまり、シリンダー7に対してピストン
11は相対的に旋回運動することになる。
一方、前記ピストン11の外周面に軸方向に沿って螺旋
状に形成された溝19に嵌め込まれたブレード21は、
シリンダー7の回転に追従して回転し、シリンダー7と
は実質的に同一角度で回転している。このためシリンダ
ー7との相対的位置擦れは、実質的には発生しない。
状に形成された溝19に嵌め込まれたブレード21は、
シリンダー7の回転に追従して回転し、シリンダー7と
は実質的に同一角度で回転している。このためシリンダ
ー7との相対的位置擦れは、実質的には発生しない。
したがって、第10図に示したように、ブレード21は
、このブレード21の各点が一回転する中で螺旋状の溝
19の中を出入りする。
、このブレード21の各点が一回転する中で螺旋状の溝
19の中を出入りする。
このようにして、圧縮部4が作動されると、吸込管24
および吸込孔23を通して、シリンダー7に冷媒ガスが
吸込まれ、吸込まれたガスは導入溝部31を通り、ます
、シリンダー7の最も吸込側に位置した第1の作動室2
2内に閉込められる。
および吸込孔23を通して、シリンダー7に冷媒ガスが
吸込まれ、吸込まれたガスは導入溝部31を通り、ます
、シリンダー7の最も吸込側に位置した第1の作動室2
2内に閉込められる。
そして、吸込まれたガスは、第5図ないし第9図に示し
たように、三日月状の作動室22に閉し込められた状態
で、ピストン]]の回転に伴って、順次吐出側の作動室
22へと移送され、圧縮されていく。
たように、三日月状の作動室22に閉し込められた状態
で、ピストン]]の回転に伴って、順次吐出側の作動室
22へと移送され、圧縮されていく。
このようにして圧縮された冷媒ガスは、軸受9に形成さ
れた吐出孔25からケース2に吐出され、さらに吐出管
32を通って冷凍サイクル回路へと吐出されていくので
ある。
れた吐出孔25からケース2に吐出され、さらに吐出管
32を通って冷凍サイクル回路へと吐出されていくので
ある。
吐出された冷媒ガスによりケース2内の圧力か上昇する
と、ケース内部に蓄えられている潤滑オイル29が加圧
され、油導入路26を通って溝部19の底とブレード2
1との間の空間に導入されるため、ブレード2]は、油
圧により溝部19から飛び出す方向、つまりシリンダー
7の内周面に向かって常に押圧されることになり、作動
室22相互間のガスリークを確実に防止することができ
る。
と、ケース内部に蓄えられている潤滑オイル29が加圧
され、油導入路26を通って溝部19の底とブレード2
1との間の空間に導入されるため、ブレード2]は、油
圧により溝部19から飛び出す方向、つまりシリンダー
7の内周面に向かって常に押圧されることになり、作動
室22相互間のガスリークを確実に防止することができ
る。
以上のように構成された流体圧縮機において、本発明は
上記圧縮機構における摺動部品、例えばシリンダと軸受
、ピストンと軸受、及び伝達手段におけるピンとピスト
ンとの組合わせ等の、少なくとも2つの金属部材間でこ
れら部材同志が摺動するように配置された摺動部品とし
て、その少なくとも一方の摺動面に、Fe3O4(四酸
化鉄)を主成分とする酸化鉄皮膜を形成したことを特徴
とする。
上記圧縮機構における摺動部品、例えばシリンダと軸受
、ピストンと軸受、及び伝達手段におけるピンとピスト
ンとの組合わせ等の、少なくとも2つの金属部材間でこ
れら部材同志が摺動するように配置された摺動部品とし
て、その少なくとも一方の摺動面に、Fe3O4(四酸
化鉄)を主成分とする酸化鉄皮膜を形成したことを特徴
とする。
すなわち、本発明において、摺動部材は鋳鉄、炭素鋼、
焼結合金鋼及びステンレス鋼等を基材とするか、相対す
る鉄系金属基材よりなる摺動部材の少なくとも一方の摺
動面に、Fe、0.を主成分とする酸化鉄皮膜を形成す
るこ゛とが重要である。
焼結合金鋼及びステンレス鋼等を基材とするか、相対す
る鉄系金属基材よりなる摺動部材の少なくとも一方の摺
動面に、Fe、0.を主成分とする酸化鉄皮膜を形成す
るこ゛とが重要である。
この酸化鉄皮膜は、HV硬度1,000以上の高硬度を
有すると共に、その膜構造において微小な空孔を有して
おり、潤滑油の保持能力か大きいため、−時的な無潤滑
油条件においても相手祠のFe系金属と凝着を起こさず
、すくれた耐摩耗性を発揮する。
有すると共に、その膜構造において微小な空孔を有して
おり、潤滑油の保持能力か大きいため、−時的な無潤滑
油条件においても相手祠のFe系金属と凝着を起こさず
、すくれた耐摩耗性を発揮する。
この様な酸化鉄皮膜を形成する方法としては、高温酸化
法及び水蒸気接触法等が挙げられるが、高寸法精度に精
密加工された圧縮機構部品の被処理物の熱変形を最少に
するためには、より低温で緻密なFe、Q、の生成が可
能な水蒸気接触法が好適である。
法及び水蒸気接触法等が挙げられるが、高寸法精度に精
密加工された圧縮機構部品の被処理物の熱変形を最少に
するためには、より低温で緻密なFe、Q、の生成が可
能な水蒸気接触法が好適である。
圧縮機構部品における、上記Fe3O4を主成分とする
酸化鉄皮膜の厚みは、通常0.001〜10ミクロン、
特に0.004〜〔]、1ミクロンの範囲か好適である
。
酸化鉄皮膜の厚みは、通常0.001〜10ミクロン、
特に0.004〜〔]、1ミクロンの範囲か好適である
。
上述したように、圧縮機構の摺動部材の少なくとも一方
の摺動面に、Fe5o4を主成分とする酸化鉄皮膜を形
成することにより、潤滑油膜が一時的に破断した場合に
も、相対する部材間に異常な摩耗を発生することがなく
、すくれた耐摩耗性を維持することができる。
の摺動面に、Fe5o4を主成分とする酸化鉄皮膜を形
成することにより、潤滑油膜が一時的に破断した場合に
も、相対する部材間に異常な摩耗を発生することがなく
、すくれた耐摩耗性を維持することができる。
以下に試験例を挙げて、本発明の流体圧縮機の効果につ
いてさらに説明するか、本発明は上述した実施例及び下
記する試験例に限定されるものではなく、本発明の範囲
内で種々変形可能であり、例えば冷凍サイクルに組合わ
される圧縮機に限らず、他の圧縮機にも適応することか
できる。
いてさらに説明するか、本発明は上述した実施例及び下
記する試験例に限定されるものではなく、本発明の範囲
内で種々変形可能であり、例えば冷凍サイクルに組合わ
される圧縮機に限らず、他の圧縮機にも適応することか
できる。
また、使用し得る冷媒ガスもクロロフルオロカーン系、
ハイドロクロロフルオロカーホン系及ヒハイドロフルオ
ロカーボン系等のなど多岐に亘ることはいうまでもない
。
ハイドロクロロフルオロカーホン系及ヒハイドロフルオ
ロカーボン系等のなど多岐に亘ることはいうまでもない
。
(試験例)
第11図に示したようにFe系金属基材31の表面に、
Fe3O4を主成分とする酸化鉄皮膜32を形成した金
属桐材からなる軸受8.9を準備した。
Fe3O4を主成分とする酸化鉄皮膜32を形成した金
属桐材からなる軸受8.9を準備した。
すなわち、球状化黒鉛鋳鉄FCD45を所定の軸受形状
に切り出し、この基材31を350〜450℃に加熱し
て、基材温度が350〜450℃に安定した後、これに
水蒸気を吹付けることにより、その表面にFe3O4を
主成分とする酸化鉄皮膜32を形成した。
に切り出し、この基材31を350〜450℃に加熱し
て、基材温度が350〜450℃に安定した後、これに
水蒸気を吹付けることにより、その表面にFe3O4を
主成分とする酸化鉄皮膜32を形成した。
この軸受について、その一部を切り出し、XPS (X
線光電子分光)分析により表面の元素分布を分析した結
果、第12図に示したように、Fe3O4を主成分とす
る酸化鉄皮膜の形成か確認された。
線光電子分光)分析により表面の元素分布を分析した結
果、第12図に示したように、Fe3O4を主成分とす
る酸化鉄皮膜の形成か確認された。
次に、第13図に示したような摩擦摩耗試験機を用いて
、上記で得た軸受部+4の耐焼付性及び動摩擦係数を評
価した。
、上記で得た軸受部+4の耐焼付性及び動摩擦係数を評
価した。
すなわち、この摩擦摩耗試験機は、シャフト部41をベ
アリンク部42・42ではさみ込み、上記シャフト部4
1を回転させながら上記ベアリング部42・42の締付
けによる荷重を変化させて、焼付を発生する荷重値の測
定と動摩擦係数の変化を調べる装置である。
アリンク部42・42ではさみ込み、上記シャフト部4
1を回転させながら上記ベアリング部42・42の締付
けによる荷重を変化させて、焼付を発生する荷重値の測
定と動摩擦係数の変化を調べる装置である。
そして、上記酸化鉄皮膜を形成した軸受と、鋳鉄FC2
0とを、それぞれシャフト部及びベアリング部として、
シャフト部の回転数を29Orpm。
0とを、それぞれシャフト部及びベアリング部として、
シャフト部の回転数を29Orpm。
荷重上昇速度を22.5kgf/3m1nとして、25
0 kg fまで上昇させ、荷重と動摩擦係数の関係及
び焼付荷重値を調べた。
0 kg fまで上昇させ、荷重と動摩擦係数の関係及
び焼付荷重値を調べた。
この結果は、第14図に実線で示したように、例えば潤
滑油膜が破断するような高荷重領域になっても、動摩擦
係数を低く抑制することがてき、荷重250 kgfま
での範囲では、焼付の発生か認められなかった。
滑油膜が破断するような高荷重領域になっても、動摩擦
係数を低く抑制することがてき、荷重250 kgfま
での範囲では、焼付の発生か認められなかった。
さらに、上記と同し装置を用いて一定荷重下での摩耗試
験を行った結果ても、上記部材の組合わせにおいては良
好な耐摩耗性を示した。
験を行った結果ても、上記部材の組合わせにおいては良
好な耐摩耗性を示した。
また、第1図〜第10図に示した流体圧縮機において、
軸受8.9として上記酸化鉄皮膜を形成した軸受を、ま
たシリンダー7として鋳鉄FC20を適用して組立て、
冷媒ガスにUフレオン12」を用い、シリンダー7とピ
ストン11に3,000 rpmの回転を与える実機試
験を行ったところ、4.000時間を越える連続運転ま
で、異常な摩耗を起こすことか−なく、良好に運転を継
続することができた。
軸受8.9として上記酸化鉄皮膜を形成した軸受を、ま
たシリンダー7として鋳鉄FC20を適用して組立て、
冷媒ガスにUフレオン12」を用い、シリンダー7とピ
ストン11に3,000 rpmの回転を与える実機試
験を行ったところ、4.000時間を越える連続運転ま
で、異常な摩耗を起こすことか−なく、良好に運転を継
続することができた。
一方、比較のために、鋳鉄(FCD55)製の軸受と、
鋳鉄(F C20)製のシリンダーとを摺動部材として
組合わせ、上記と同様の摩擦摩耗試験機により、焼付を
発生する荷重値の測定と動摩擦係数の変化を調べた結果
、第14図に点線で示したように、荷重140 kg
fで焼付が発生した。
鋳鉄(F C20)製のシリンダーとを摺動部材として
組合わせ、上記と同様の摩擦摩耗試験機により、焼付を
発生する荷重値の測定と動摩擦係数の変化を調べた結果
、第14図に点線で示したように、荷重140 kg
fで焼付が発生した。
また、この摺動部材の組合わせにより、上記と同様の流
体圧縮機の実機試験を行ったところ、シリンダーと軸受
との間で異常摩耗か発生し、十分な運転信頼性を得るこ
とができなかった。
体圧縮機の実機試験を行ったところ、シリンダーと軸受
との間で異常摩耗か発生し、十分な運転信頼性を得るこ
とができなかった。
以上の結果から、本発明の流体圧縮機は、ヘリカルプレ
ート式の流体圧縮機としての高い耐久性能及び信頼性能
を有することか明らかである。
ート式の流体圧縮機としての高い耐久性能及び信頼性能
を有することか明らかである。
[発明の効果]
以上説明したように、本発明の流体圧縮機は、圧縮機構
において相対する鉄系金属基材よりなる摺動部材の少な
くとも一方の摺動面に、Fe3O4を主成分とする酸化
鉄皮膜を形成したため、例え潤滑油の破断が生じたとし
ても、上記酸化鉄皮膜か潤滑油をその膜内に保持し、相
対する2つの摺動部材間に異常な摩耗か発生することが
なく、すぐれた耐摩耗性を維持することかできる。
において相対する鉄系金属基材よりなる摺動部材の少な
くとも一方の摺動面に、Fe3O4を主成分とする酸化
鉄皮膜を形成したため、例え潤滑油の破断が生じたとし
ても、上記酸化鉄皮膜か潤滑油をその膜内に保持し、相
対する2つの摺動部材間に異常な摩耗か発生することが
なく、すぐれた耐摩耗性を維持することかできる。
したがって、本発明の流体圧縮機は、耐久性にすぐれ、
装置の長寿命化を図ったものであり、高い運転効率等の
すくれた性能を長期にわたって維持することかできる。
装置の長寿命化を図ったものであり、高い運転効率等の
すくれた性能を長期にわたって維持することかできる。
第1図ないし第10図は本発明の流体圧縮機の実施例を
示し、 第1図は上記圧縮機全体を示す断面図、第2図は圧縮機
構を分解して示す側面図、第3図はピストンおよびブレ
ードの斜視図、第4図は第1図の線X−X線に沿った断
面図、第5図ないし第9図は圧縮行程におけるシリンダ
とピストンとブレードとの相対位置をそれぞれ示す断面
図、 第10図は上記圧縮機構の側面図、 第11図ないし第14図は本発明試験例における試験態
様及び評価結果を示し、 第11図は本試験例で用いる摺動部材の断面図、第12
図は同摺動部材表面の構造を示す光電子スペクトル図、 第13図は同摩擦摩耗試験機の断面図、第14図は摩擦
摩耗試験結果を示すグラフである。 1・・・流体圧縮機 3・・・電動機部 4・・・圧縮機構 7・・・シリンダ 8・・・軸受 9・・・軸受 11・・・ピストン 15・・・オルダムリング 19・・・溝部 21・・ブレード 22・・・作動室 31・・・鉄系金属基材 32・・・酸化鉄皮膜
示し、 第1図は上記圧縮機全体を示す断面図、第2図は圧縮機
構を分解して示す側面図、第3図はピストンおよびブレ
ードの斜視図、第4図は第1図の線X−X線に沿った断
面図、第5図ないし第9図は圧縮行程におけるシリンダ
とピストンとブレードとの相対位置をそれぞれ示す断面
図、 第10図は上記圧縮機構の側面図、 第11図ないし第14図は本発明試験例における試験態
様及び評価結果を示し、 第11図は本試験例で用いる摺動部材の断面図、第12
図は同摺動部材表面の構造を示す光電子スペクトル図、 第13図は同摩擦摩耗試験機の断面図、第14図は摩擦
摩耗試験結果を示すグラフである。 1・・・流体圧縮機 3・・・電動機部 4・・・圧縮機構 7・・・シリンダ 8・・・軸受 9・・・軸受 11・・・ピストン 15・・・オルダムリング 19・・・溝部 21・・ブレード 22・・・作動室 31・・・鉄系金属基材 32・・・酸化鉄皮膜
Claims (1)
- 一端側を吸込側に他端側を吐出側とした筒状のシリンダ
ーと、このシリンダー内に一部外周面がシリンダーの内
周面と接するように偏心した状態で挿通され、上記シリ
ンダーと相対運動を行うピストンと、このピストンの外
周面に設けられ上記シリンダの吸込側から吐出側に向っ
て除々に小さくなるピッチで形成された螺旋状の溝部と
、この溝部に出入り自在でかつ上記シリンダーの内周面
と接するように嵌挿された螺旋状のブレードと、上記ピ
ストン及びシリンダーの端部を一方は軸心を中心として
回転自在に支持し、他方はそれと相対的に旋回可能に支
持する支持手段と、この支持手段の軸心支持側を回転さ
せると共に、この回転にしたがって旋回支持側を自転運
動しながら相対的に旋回させる伝達手段とからなる圧縮
機構を具備し、上記ピストンの相対的な運動により上記
ブレード間に取込んだ流体を圧縮しつつ、ピッチが小さ
くなる側へ移送するように構成したヘリカルブレード式
流体圧縮機であって、上記圧縮機構において相対する鉄
系金属基材よりなる摺動部材の少なくとも一方の摺動面
に、Fe_3O_4を主成分とする酸化鉄皮膜を形成し
たことを特徴とする流体圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18543190A JPH0476295A (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | 流体圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18543190A JPH0476295A (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | 流体圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0476295A true JPH0476295A (ja) | 1992-03-11 |
Family
ID=16170668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18543190A Pending JPH0476295A (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | 流体圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0476295A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6354825B1 (en) * | 1997-09-30 | 2002-03-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Helical blade fluid compressor having an aluminum alloy rotating member |
| US6514441B1 (en) | 1999-05-18 | 2003-02-04 | Bridgestone Corporation | Radial tire manufacturing method |
| CN104066988A (zh) * | 2012-02-20 | 2014-09-24 | 松下电器产业株式会社 | 滑动部件和使用其的制冷剂压缩机、以及冷藏库和空调机 |
-
1990
- 1990-07-16 JP JP18543190A patent/JPH0476295A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6354825B1 (en) * | 1997-09-30 | 2002-03-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Helical blade fluid compressor having an aluminum alloy rotating member |
| US6514441B1 (en) | 1999-05-18 | 2003-02-04 | Bridgestone Corporation | Radial tire manufacturing method |
| CN104066988A (zh) * | 2012-02-20 | 2014-09-24 | 松下电器产业株式会社 | 滑动部件和使用其的制冷剂压缩机、以及冷藏库和空调机 |
| US10704541B2 (en) | 2012-02-20 | 2020-07-07 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Slide member, refrigerant compressor incorporating slide member, refrigerator and air conditioner |
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