JPH07103140A - 圧縮機 - Google Patents
圧縮機Info
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- JPH07103140A JPH07103140A JP25418993A JP25418993A JPH07103140A JP H07103140 A JPH07103140 A JP H07103140A JP 25418993 A JP25418993 A JP 25418993A JP 25418993 A JP25418993 A JP 25418993A JP H07103140 A JPH07103140 A JP H07103140A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston pin
- piston
- compressor
- connecting rod
- wear
- 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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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/04—Heavy metals
- F05C2201/0433—Iron group; Ferrous alloys, e.g. steel
- F05C2201/0466—Nickel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2253/00—Other material characteristics; Treatment of material
- F05C2253/12—Coating
Landscapes
- Compressor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は冷凍冷蔵装置や空調機等に用いられ
る圧縮機に関するものであり、被圧縮ガスとして１、
１、１、２テトラフルオロエタンを使用し、コンロッド
をアルミニウム合金で形成した構成において、ピストン
ピンの表面に自己潤滑性を有するめっきを施すことによ
り、コンロッドとピストンピンの接触面における凝着摩
耗を防止し圧縮機の耐久性を向上させることを目的とし
た圧縮機仕様を提供するものである。 【構成】 圧縮機の圧縮室を構成する要素において、ア
ルミニウム合金で形成したコンロッド５と、母材１０ａ
を焼入れ鋼としてその表面にニッケルを主成分とするマ
トリックス合金にポリ四ふっ化エチレン微粒子１０Ｃを
配合したニッケルリン複合めっき層１０ｂを施したピス
トンピン１０から構成される。
る圧縮機に関するものであり、被圧縮ガスとして１、
１、１、２テトラフルオロエタンを使用し、コンロッド
をアルミニウム合金で形成した構成において、ピストン
ピンの表面に自己潤滑性を有するめっきを施すことによ
り、コンロッドとピストンピンの接触面における凝着摩
耗を防止し圧縮機の耐久性を向上させることを目的とし
た圧縮機仕様を提供するものである。 【構成】 圧縮機の圧縮室を構成する要素において、ア
ルミニウム合金で形成したコンロッド５と、母材１０ａ
を焼入れ鋼としてその表面にニッケルを主成分とするマ
トリックス合金にポリ四ふっ化エチレン微粒子１０Ｃを
配合したニッケルリン複合めっき層１０ｂを施したピス
トンピン１０から構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は冷凍冷蔵装置や空調機等
に用いられる圧縮機に関するものである。
に用いられる圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、冷凍冷蔵装置や空調機は、オゾン
層の破壊などの環境問題のために従来使用してきた分子
内に塩素を含む冷媒ジフルオロジクロロメタン（以下Ｃ
ＦＣ−１２と称する）やジフルオロクロロメタン（以下
ＨＣＦＣ−２２と称する）等から分子内に塩素を含まな
い冷媒１、１、１、２テトラフルオロエタン（以下ＨＦ
Ｃ−１３４ａと称する）への変更が検討されている。と
ころが、分子内に塩素を含まない前記冷媒は、潤滑性能
が悪く圧縮機の摺動材料の特性を向上する必要がある。
層の破壊などの環境問題のために従来使用してきた分子
内に塩素を含む冷媒ジフルオロジクロロメタン（以下Ｃ
ＦＣ−１２と称する）やジフルオロクロロメタン（以下
ＨＣＦＣ−２２と称する）等から分子内に塩素を含まな
い冷媒１、１、１、２テトラフルオロエタン（以下ＨＦ
Ｃ−１３４ａと称する）への変更が検討されている。と
ころが、分子内に塩素を含まない前記冷媒は、潤滑性能
が悪く圧縮機の摺動材料の特性を向上する必要がある。
【０００３】以下図面を参照しながら従来の圧縮機の一
例について説明する。１は圧縮機である。２はシャフ
ト、３はロータ、４はステータでありロータ３とステー
タ４は一対でモータを形成する。また５はコンロッド、
６はシリンダ、７はピストン、８はピストンピンであ
る。ロータ３とステータ４により形成されるモータによ
り、ロータ３に圧入されたシャフト２が回転する。この
時、シャフト２の偏心部に取り付けられたコンロッド５
及び、コンロッド５の他端に取り付けられかつピストン
７に固定されたピストンピン８を介して、シャフト２の
回転運動が伝達されピストン７がシリンダ６内を往復運
動する。そして、ピストン７とシリンダ６により形成さ
れる空間９内において、冷媒ガスＣＦＣ−１２が吸入、
圧縮される。
例について説明する。１は圧縮機である。２はシャフ
ト、３はロータ、４はステータでありロータ３とステー
タ４は一対でモータを形成する。また５はコンロッド、
６はシリンダ、７はピストン、８はピストンピンであ
る。ロータ３とステータ４により形成されるモータによ
り、ロータ３に圧入されたシャフト２が回転する。この
時、シャフト２の偏心部に取り付けられたコンロッド５
及び、コンロッド５の他端に取り付けられかつピストン
７に固定されたピストンピン８を介して、シャフト２の
回転運動が伝達されピストン７がシリンダ６内を往復運
動する。そして、ピストン７とシリンダ６により形成さ
れる空間９内において、冷媒ガスＣＦＣ−１２が吸入、
圧縮される。
【０００４】ここで、往復運動のエネルギ損失を低減す
るためコンロッド５を軽量部材であるアルミニウム合金
で形成し、また軸受面積が小さく厳しい摺動条件となる
コンロッド５とピストンピン８の接触部の耐久性を向上
させるため、ピストンピン８を焼入鋼で形成していた。
るためコンロッド５を軽量部材であるアルミニウム合金
で形成し、また軸受面積が小さく厳しい摺動条件となる
コンロッド５とピストンピン８の接触部の耐久性を向上
させるため、ピストンピン８を焼入鋼で形成していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成は、潤滑性能の高い従来の冷媒ＣＦＣ−１２や
ＨＣＦＣ−２２が圧縮機の潤滑油中に溶解していること
を前提に考えられている。分子内に塩素を含まず潤滑性
能が劣る冷媒ＨＦＣ−１３４ａを使用した場合には特に
コンロッドとピストンピンの接触部においてピストンピ
ンの表面にコンロッドの材料であるアルミニウム合金が
凝着し、その結果コンロッドの摩耗が増大し十分な耐久
性が得られない。そこで、上記の塩素を含まない冷媒に
対して新たに摺動材料の最適化を図る必要がある。そこ
で、往復運動のエネルギ損失を低減する目的でコンロッ
ド５を軽量部材であるアルミニウムダイキャスト（ＪＩ
Ｓ：ＡＤＣ１２）で形成するため、ピストンピン１０の
表面にアルミニウムが凝着しにくい材料を選択する必要
がある。
うな構成は、潤滑性能の高い従来の冷媒ＣＦＣ−１２や
ＨＣＦＣ−２２が圧縮機の潤滑油中に溶解していること
を前提に考えられている。分子内に塩素を含まず潤滑性
能が劣る冷媒ＨＦＣ−１３４ａを使用した場合には特に
コンロッドとピストンピンの接触部においてピストンピ
ンの表面にコンロッドの材料であるアルミニウム合金が
凝着し、その結果コンロッドの摩耗が増大し十分な耐久
性が得られない。そこで、上記の塩素を含まない冷媒に
対して新たに摺動材料の最適化を図る必要がある。そこ
で、往復運動のエネルギ損失を低減する目的でコンロッ
ド５を軽量部材であるアルミニウムダイキャスト（ＪＩ
Ｓ：ＡＤＣ１２）で形成するため、ピストンピン１０の
表面にアルミニウムが凝着しにくい材料を選択する必要
がある。
【０００６】本発明は上記課題に鑑み、冷媒ＨＦＣ−１
３４ａを使用する圧縮機に対して摺動材料の最適化を図
り圧縮機の耐久性を向上させるものである。
３４ａを使用する圧縮機に対して摺動材料の最適化を図
り圧縮機の耐久性を向上させるものである。
【０００７】
【課題を解決させるための手段】上記課題を解決するた
めに本発明の圧縮機は、被圧縮ガスを冷媒ＨＦＣ−１３
４ａとし、コンロッドをアルミニウム合金で形成した構
成において、ピストンピンの表面にニッケルを主成分と
するマトリックス合金にポリ四ふっ化エチレンを配合し
たニッケルリン複合めっきを形成させたものである。
めに本発明の圧縮機は、被圧縮ガスを冷媒ＨＦＣ−１３
４ａとし、コンロッドをアルミニウム合金で形成した構
成において、ピストンピンの表面にニッケルを主成分と
するマトリックス合金にポリ四ふっ化エチレンを配合し
たニッケルリン複合めっきを形成させたものである。
【０００８】上記課題を解決するために本発明の圧縮機
は、被圧縮ガスを冷媒ＨＦＣ−１３４ａとし、コンロッ
ドをアルミニウム合金で形成した構成において、ピスト
ンピンの表面に酸窒化処理を施し、窒化処理層とその上
に酸化鉄皮膜を形成させたものである。
は、被圧縮ガスを冷媒ＨＦＣ−１３４ａとし、コンロッ
ドをアルミニウム合金で形成した構成において、ピスト
ンピンの表面に酸窒化処理を施し、窒化処理層とその上
に酸化鉄皮膜を形成させたものである。
【０００９】
【作用】本発明は上記した構成によって、コンロッドと
ピストンピンの接触部の凝着摩耗を防止しその結果圧縮
機の耐久性を向上させるものである。
ピストンピンの接触部の凝着摩耗を防止しその結果圧縮
機の耐久性を向上させるものである。
【００１０】
【実施例】以下本発明の第一の実施例について図面を参
照しながら説明する。
照しながら説明する。
【００１１】図１に本発明の圧縮機の断面図を示す。１
は圧縮機である。２はシャフト、３はロータ、４はステ
ータでありロータ３とステータ４は一対でモータを形成
する。また、５はコンロッド、６はシリンダ、７はピス
トン、１０はピストンピンである。ロータ３とステータ
４により形成されるモータにより、ロータ３に圧入され
たシャフト２が回転する。この時、シャフト２の偏心部
に取り付けられかつピストン７に固定されたピストンピ
ン１０を介して、シャフト２の回転運動が伝達されピス
トン７がシリンダ６内を往復運動する。そして、ピスト
ン７とシリンダ６により形成される空間９内において、
冷媒ＨＦＣ−１３４ａが吸入、圧縮される。 ここで、
図２に本実施例のピストンピン１０の断面図を示す。ピ
ストンピン１０は母材１０ａをクロムモリブデン鋼（Ｊ
ＩＳ：ＳＣＭ４１５）とし加工後、潤滑性に優れた平均
粒径１μｍ程度のポリ四ふっ化エチレンの微粒子１０Ｃ
を分散させたニッケル系合金めっき浴を施し、約３００
℃にてエージング処理を行った。このニッケルリン複合
めっき層１０ｂのリンの含有率は８〜１０重量％であ
る。また、このニッケルリン複合めっき層１０ｂは硬度
ＨＶ４００〜６００で厚さが１０μｍ程度ありポリ四ふ
っ化エチレンを２０〜２５体積％含有してなる。
は圧縮機である。２はシャフト、３はロータ、４はステ
ータでありロータ３とステータ４は一対でモータを形成
する。また、５はコンロッド、６はシリンダ、７はピス
トン、１０はピストンピンである。ロータ３とステータ
４により形成されるモータにより、ロータ３に圧入され
たシャフト２が回転する。この時、シャフト２の偏心部
に取り付けられかつピストン７に固定されたピストンピ
ン１０を介して、シャフト２の回転運動が伝達されピス
トン７がシリンダ６内を往復運動する。そして、ピスト
ン７とシリンダ６により形成される空間９内において、
冷媒ＨＦＣ−１３４ａが吸入、圧縮される。 ここで、
図２に本実施例のピストンピン１０の断面図を示す。ピ
ストンピン１０は母材１０ａをクロムモリブデン鋼（Ｊ
ＩＳ：ＳＣＭ４１５）とし加工後、潤滑性に優れた平均
粒径１μｍ程度のポリ四ふっ化エチレンの微粒子１０Ｃ
を分散させたニッケル系合金めっき浴を施し、約３００
℃にてエージング処理を行った。このニッケルリン複合
めっき層１０ｂのリンの含有率は８〜１０重量％であ
る。また、このニッケルリン複合めっき層１０ｂは硬度
ＨＶ４００〜６００で厚さが１０μｍ程度ありポリ四ふ
っ化エチレンを２０〜２５体積％含有してなる。
【００１２】上記構成での効果を短時間で検証するため
摩耗試験機を使用し摩耗量及び摺動面の状態で評価し
た。この摩耗試験機は一定速度で回転する回転片の外周
面に一定荷重で固定片を摺接させるものである。なお、
固定片にはコンロッドの材料を使用し、回転片にはピス
トンピンの材料を使用した。摺動条件は実際の圧縮機の
コンロッドとピストンピンの摺動条件より過酷な条件と
して速度０．５m/s、荷重１００N、面圧２００N/cm2と
し、試験は油の供給を行わない乾燥摩擦条件にて実施し
た。また、雰囲気ガスとして冷媒ＨＦＣ−１３４ａを使
用した。ここで、冷媒ガスは摩擦試験機の試験片設置部
を半密閉とし大気圧で連続供給するものとした。結果を
（表１）に示す。
摩耗試験機を使用し摩耗量及び摺動面の状態で評価し
た。この摩耗試験機は一定速度で回転する回転片の外周
面に一定荷重で固定片を摺接させるものである。なお、
固定片にはコンロッドの材料を使用し、回転片にはピス
トンピンの材料を使用した。摺動条件は実際の圧縮機の
コンロッドとピストンピンの摺動条件より過酷な条件と
して速度０．５m/s、荷重１００N、面圧２００N/cm2と
し、試験は油の供給を行わない乾燥摩擦条件にて実施し
た。また、雰囲気ガスとして冷媒ＨＦＣ−１３４ａを使
用した。ここで、冷媒ガスは摩擦試験機の試験片設置部
を半密閉とし大気圧で連続供給するものとした。結果を
（表１）に示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】比較例１は雰囲気ガスとして従来の冷媒Ｃ
ＦＣ−１２を用い、固定片に従来の圧縮機に用いていた
コンロッドの材料であるアルミダイキャスト（ＪＩＳ：
ＡＤＣ１２）を使用し、回転片に従来の圧縮機に用いて
いたピストンピンの材料であるクロムモリブデン鋼（Ｊ
ＩＳ：ＳＣＭ４１５）を使用した場合である。比較例１
の結果の示す通り、摺動条件が速度０．５m/s、荷重５
０Nである場合においては、コンロッドの摩耗は１〜２
μｍに抑えられており実際の圧縮機内のコンロッドの摩
耗量を再現している。また、摺動条件が速度０．５m/
s、荷重１００Nにおいては、回転片の摺動面にアルミニ
ウム合金の移着が認められ、著しい凝着摩耗が発生して
いることがわかる。これは、摺動条件が速度０．５m/
s、荷重１００Nの場合ではＣＦＣ−１２のもつ塩素の吸
着層による潤滑性能では十分な耐久性を確保できないた
めと考える。
ＦＣ−１２を用い、固定片に従来の圧縮機に用いていた
コンロッドの材料であるアルミダイキャスト（ＪＩＳ：
ＡＤＣ１２）を使用し、回転片に従来の圧縮機に用いて
いたピストンピンの材料であるクロムモリブデン鋼（Ｊ
ＩＳ：ＳＣＭ４１５）を使用した場合である。比較例１
の結果の示す通り、摺動条件が速度０．５m/s、荷重５
０Nである場合においては、コンロッドの摩耗は１〜２
μｍに抑えられており実際の圧縮機内のコンロッドの摩
耗量を再現している。また、摺動条件が速度０．５m/
s、荷重１００Nにおいては、回転片の摺動面にアルミニ
ウム合金の移着が認められ、著しい凝着摩耗が発生して
いることがわかる。これは、摺動条件が速度０．５m/
s、荷重１００Nの場合ではＣＦＣ−１２のもつ塩素の吸
着層による潤滑性能では十分な耐久性を確保できないた
めと考える。
【００１５】比較例２は雰囲気ガスとしてＨＦＣ−１３
４ａを用い、固定片に従来の圧縮機に用いていたコンロ
ッドの材料であるアルミダイキャスト（ＪＩＳ：ＡＤＣ
１２）を使用し、回転片に従来の圧縮機に用いていたピ
ストンピンの材料であるクロムモリブデン鋼（ＪＩＳ：
ＳＣＭ４１５）を使用した場合である。比較例２の結果
に示す通り、摺動条件が速度０．５m/s、荷重５０Nから
回転片の摺動面にアルミニウム合金の移着が認められ、
凝着摩耗が発生していることがわかる。これは分子内に
塩素を含まない冷媒ＨＦＣ−１３４ａとＣＦＣ−１２の
差が明確に示されている。しかしながら、摺動条件が速
度０．５m/s、荷重１００Nを用いた場合では、比較例２
の固定片の摩耗量が比較例１の固定片の摩耗量よりも小
さくなる結果が得られた。これは、凝着が発生すると摺
動状態が不安定となり、固定片の摩耗量のばらつきが大
きくなるためであると考える。
４ａを用い、固定片に従来の圧縮機に用いていたコンロ
ッドの材料であるアルミダイキャスト（ＪＩＳ：ＡＤＣ
１２）を使用し、回転片に従来の圧縮機に用いていたピ
ストンピンの材料であるクロムモリブデン鋼（ＪＩＳ：
ＳＣＭ４１５）を使用した場合である。比較例２の結果
に示す通り、摺動条件が速度０．５m/s、荷重５０Nから
回転片の摺動面にアルミニウム合金の移着が認められ、
凝着摩耗が発生していることがわかる。これは分子内に
塩素を含まない冷媒ＨＦＣ−１３４ａとＣＦＣ−１２の
差が明確に示されている。しかしながら、摺動条件が速
度０．５m/s、荷重１００Nを用いた場合では、比較例２
の固定片の摩耗量が比較例１の固定片の摩耗量よりも小
さくなる結果が得られた。これは、凝着が発生すると摺
動状態が不安定となり、固定片の摩耗量のばらつきが大
きくなるためであると考える。
【００１６】比較例３において、耐摩耗性に優れた異種
金属材料にする目的のために、回転片は母材をクロムモ
リブデン鋼（ＪＩＳ：ＳＣＭ４１５）とし加工後、５０
０〜６００℃にて窒化処理を行い、さらにその表面にイ
オンコーティング法による窒化チタンを蒸着させ、膜厚
１〜３μｍからなる硬度ＨＶ１８００〜２３００の皮膜
を形成させたものである。比較例３の結果に示す通り、
著しい凝着摩耗が発生している。故にピストンピンの表
面に窒化チタンのイオンコーティングをしても固定片の
摩耗量、及び摺動面の状態を改善することはできない。
したがって、異種金属材料、特に表面硬化だけでは凝着
摩耗の低減は図れないことを示している。 これに対し
て、本実施例と同じ仕様にするべく固定片にコンロッド
の材料であるアルミダイキャスト（ＪＩＳ：ＡＤＣ１
２）を使用し、回転片にピストンピンの材料であるクロ
ムモリブデン鋼（ＪＩＳ：ＳＣＭ４１５）の表面にニッ
ケルリン複合めっきを施したものを使用した。雰囲気ガ
スとして冷媒ＨＦＣ−１３４ａを用い摺動条件を速度
０．５m/s、荷重１００Nとした場合でも、従来の冷媒Ｃ
ＦＣ−１２を用いた比較例１の結果に示すような凝着摩
耗が発生しない。また、比較例１の固定片の摩耗量と比
べて１／１０程度の摩耗量に抑えることができ、かつ回
転片の摺動面にアルミニウム合金の移着が確認されない
ことから、コンロッドとピストンピンの接触部における
摺動状態が大きく改善され、十分な耐久性が確保できる
と考える。これは、ピストンピンの表面に分散している
ポリ四ふっ化エチレン粒子が自己潤滑性を有しており、
摺動に伴ってポリ四ふっ化エチレン粒子が接触面全面に
広がるために摩擦係数が小さくなり固定片と回転片の接
触面における凝着摩耗を防いでいると考える。したがっ
て、この自己潤滑性を有することによって、潤滑性能の
劣るＨＦＣ−１３４ａ下においても正常摩耗が維持でき
優れた耐久性を示すものと考える。
金属材料にする目的のために、回転片は母材をクロムモ
リブデン鋼（ＪＩＳ：ＳＣＭ４１５）とし加工後、５０
０〜６００℃にて窒化処理を行い、さらにその表面にイ
オンコーティング法による窒化チタンを蒸着させ、膜厚
１〜３μｍからなる硬度ＨＶ１８００〜２３００の皮膜
を形成させたものである。比較例３の結果に示す通り、
著しい凝着摩耗が発生している。故にピストンピンの表
面に窒化チタンのイオンコーティングをしても固定片の
摩耗量、及び摺動面の状態を改善することはできない。
したがって、異種金属材料、特に表面硬化だけでは凝着
摩耗の低減は図れないことを示している。 これに対し
て、本実施例と同じ仕様にするべく固定片にコンロッド
の材料であるアルミダイキャスト（ＪＩＳ：ＡＤＣ１
２）を使用し、回転片にピストンピンの材料であるクロ
ムモリブデン鋼（ＪＩＳ：ＳＣＭ４１５）の表面にニッ
ケルリン複合めっきを施したものを使用した。雰囲気ガ
スとして冷媒ＨＦＣ−１３４ａを用い摺動条件を速度
０．５m/s、荷重１００Nとした場合でも、従来の冷媒Ｃ
ＦＣ−１２を用いた比較例１の結果に示すような凝着摩
耗が発生しない。また、比較例１の固定片の摩耗量と比
べて１／１０程度の摩耗量に抑えることができ、かつ回
転片の摺動面にアルミニウム合金の移着が確認されない
ことから、コンロッドとピストンピンの接触部における
摺動状態が大きく改善され、十分な耐久性が確保できる
と考える。これは、ピストンピンの表面に分散している
ポリ四ふっ化エチレン粒子が自己潤滑性を有しており、
摺動に伴ってポリ四ふっ化エチレン粒子が接触面全面に
広がるために摩擦係数が小さくなり固定片と回転片の接
触面における凝着摩耗を防いでいると考える。したがっ
て、この自己潤滑性を有することによって、潤滑性能の
劣るＨＦＣ−１３４ａ下においても正常摩耗が維持でき
優れた耐久性を示すものと考える。
【００１７】結論として、実際の圧縮機のコンロッド５
にアルミダイキャスト（ＪＩＳ：ＡＤＣ１２）を使用し
ピストンピン１０にクロムモリブデン鋼（ＪＩＳ：ＳＣ
Ｍ４１５）の表面にニッケルリン複合めっきを形成した
ものを使用することにより、凝着摩耗を防止し圧縮機の
耐久性を向上させることが可能であると考える。
にアルミダイキャスト（ＪＩＳ：ＡＤＣ１２）を使用し
ピストンピン１０にクロムモリブデン鋼（ＪＩＳ：ＳＣ
Ｍ４１５）の表面にニッケルリン複合めっきを形成した
ものを使用することにより、凝着摩耗を防止し圧縮機の
耐久性を向上させることが可能であると考える。
【００１８】以上のように本実施例においては、被圧縮
ガスをＨＦＣ−１３４ａを使用し、コンロッドをアルミ
ニウムダイキャスト（ＪＩＳ：ＡＤＣ１２）で形成した
構成において、ピストンピンをクロムモリブデン鋼（Ｊ
ＩＳ：ＳＣＭ４１５）の母材にポリ四ふっ化エチレン粒
子を２０〜２５体積％含有してなるニッケルリン複合め
っき層を形成することによりコンロッド及びピストンピ
ンの摩耗が低減でき、従来冷媒ＣＦＣ−１２以上の耐久
性が維持できることがわかった。
ガスをＨＦＣ−１３４ａを使用し、コンロッドをアルミ
ニウムダイキャスト（ＪＩＳ：ＡＤＣ１２）で形成した
構成において、ピストンピンをクロムモリブデン鋼（Ｊ
ＩＳ：ＳＣＭ４１５）の母材にポリ四ふっ化エチレン粒
子を２０〜２５体積％含有してなるニッケルリン複合め
っき層を形成することによりコンロッド及びピストンピ
ンの摩耗が低減でき、従来冷媒ＣＦＣ−１２以上の耐久
性が維持できることがわかった。
【００１９】なお、本実施例によれば、回転片の表面に
ポリ四ふっ化エチレン粒子を２０〜２５体積％分散させ
たニッケルリン複合めっき層を形成させたが、ポリ四ふ
っ化エチレン粒子を１０〜３５体積％分散させても同様
の効果が得られる。ポリ四ふっ化エチレン粒子が１０体
積％より少ない場合は十分な自己潤滑性が得られず耐摩
耗性が低下する。一方、ポリ四ふっ化エチレンが３５体
積％より多い場合はめっき層の均一性や面粗度が悪化す
る。
ポリ四ふっ化エチレン粒子を２０〜２５体積％分散させ
たニッケルリン複合めっき層を形成させたが、ポリ四ふ
っ化エチレン粒子を１０〜３５体積％分散させても同様
の効果が得られる。ポリ四ふっ化エチレン粒子が１０体
積％より少ない場合は十分な自己潤滑性が得られず耐摩
耗性が低下する。一方、ポリ四ふっ化エチレンが３５体
積％より多い場合はめっき層の均一性や面粗度が悪化す
る。
【００２０】以下本発明の第２の実施例について図面を
参照しながら説明する。なお、第１の実施例と同じもの
は同一番号を付して説明を省略する。
参照しながら説明する。なお、第１の実施例と同じもの
は同一番号を付して説明を省略する。
【００２１】図３に本発明の第２の実施例である圧縮機
の断面図を示す。ここで、図４に本実施例のピストンピ
ン１１の断面図を示す。ピストンピン１１は母材１１ａ
をクロムモリブデン鋼（ＪＩＳ：ＳＣＭ４１５）とし加
工後、処理温度５００〜６００゜Cとして塩浴窒化処理法
により、膜厚３０μｍ程度の窒化処理層１１ｂとその上
に１〜２μｍの酸化鉄皮膜１１ｃからなる酸窒化処理層
を形成させたものである。なお、表面の状態は多孔質で
ある。
の断面図を示す。ここで、図４に本実施例のピストンピ
ン１１の断面図を示す。ピストンピン１１は母材１１ａ
をクロムモリブデン鋼（ＪＩＳ：ＳＣＭ４１５）とし加
工後、処理温度５００〜６００゜Cとして塩浴窒化処理法
により、膜厚３０μｍ程度の窒化処理層１１ｂとその上
に１〜２μｍの酸化鉄皮膜１１ｃからなる酸窒化処理層
を形成させたものである。なお、表面の状態は多孔質で
ある。
【００２２】上記構成での効果を短時間で検証するため
摩耗試験機を使用し摩耗量及び摺動面の状態で評価し
た。この摩耗試験機は一定速度で回転する回転片の外周
面に一定荷重で固定片を摺接させるものである。なお、
固定片にはコンロッドの材料を使用し、回転片にはピス
トンピンの材料を使用した。摺動条件は実際の圧縮機の
コンロッドとピストンピンの摺動条件より過酷な条件と
して速度０．５m/s、荷重１００N、面圧２００N/cm2 と
し、試験は油の供給を行わない乾燥摩擦条件にて実施し
た。また、雰囲気ガスとして冷媒ＨＦＣ−１３４ａを使
用した。ここで、冷媒ガスは摩擦試験機の試験片設置部
を半密閉とし大気圧で連続供給するものとした。結果を
（表２）に示す。
摩耗試験機を使用し摩耗量及び摺動面の状態で評価し
た。この摩耗試験機は一定速度で回転する回転片の外周
面に一定荷重で固定片を摺接させるものである。なお、
固定片にはコンロッドの材料を使用し、回転片にはピス
トンピンの材料を使用した。摺動条件は実際の圧縮機の
コンロッドとピストンピンの摺動条件より過酷な条件と
して速度０．５m/s、荷重１００N、面圧２００N/cm2 と
し、試験は油の供給を行わない乾燥摩擦条件にて実施し
た。また、雰囲気ガスとして冷媒ＨＦＣ−１３４ａを使
用した。ここで、冷媒ガスは摩擦試験機の試験片設置部
を半密閉とし大気圧で連続供給するものとした。結果を
（表２）に示す。
【００２３】
【表２】
【００２４】比較例１は雰囲気ガスとして従来の冷媒Ｃ
ＦＣ−１２を用い、固定片に従来の圧縮機に用いていた
コンロッドの材料であるアルミダイキャスト（ＪＩＳ：
ＡＤＣ１２）を使用し、回転片に従来の圧縮機に用いて
いたピストンピンの材料であるクロムモリブデン鋼（Ｊ
ＩＳ：ＳＣＭ４１５）を使用した場合である。比較例１
の結果の示す通り、摺動条件が速度０．５m/s、荷重５
０Nである場合においては、コンロッドの摩耗は１〜２
μｍに抑えられており実際の圧縮機内のコンロッドの摩
耗量を再現している。また、摺動条件が速度０．５m/
s、荷重１００Nにおいては、回転片の摺動面にアルミニ
ウム合金の移着が認められ、著しい凝着摩耗が発生して
いることがわかる。これは、摺動条件が速度０．５m/
s、荷重１００Nの場合ではＣＦＣ−１２のもつ塩素の吸
着層による潤滑性能では十分な耐久性を確保できないた
めと考える。
ＦＣ−１２を用い、固定片に従来の圧縮機に用いていた
コンロッドの材料であるアルミダイキャスト（ＪＩＳ：
ＡＤＣ１２）を使用し、回転片に従来の圧縮機に用いて
いたピストンピンの材料であるクロムモリブデン鋼（Ｊ
ＩＳ：ＳＣＭ４１５）を使用した場合である。比較例１
の結果の示す通り、摺動条件が速度０．５m/s、荷重５
０Nである場合においては、コンロッドの摩耗は１〜２
μｍに抑えられており実際の圧縮機内のコンロッドの摩
耗量を再現している。また、摺動条件が速度０．５m/
s、荷重１００Nにおいては、回転片の摺動面にアルミニ
ウム合金の移着が認められ、著しい凝着摩耗が発生して
いることがわかる。これは、摺動条件が速度０．５m/
s、荷重１００Nの場合ではＣＦＣ−１２のもつ塩素の吸
着層による潤滑性能では十分な耐久性を確保できないた
めと考える。
【００２５】比較例２は雰囲気ガスとしてＨＦＣ−１３
４ａを用い、固定片に従来の圧縮機に用いていたコンロ
ッドの材料であるアルミダイキャスト（ＪＩＳ：ＡＤＣ
１２）を使用し、回転片に従来の圧縮機に用いていたピ
ストンピンの材料であるクロムモリブデン鋼（ＪＩＳ：
ＳＣＭ４１５）を使用した場合である。比較例２の結果
に示す通り、摺動条件が速度０．５m/s、荷重５０Nから
回転片の摺動面にアルミニウム合金の移着が認められ、
凝着摩耗が発生していることがわかる。これは分子内に
塩素を含まない冷媒ＨＦＣ−１３４ａとＣＦＣ−１２の
差が明確に示されている。しかしながら、摺動条件が速
度０．５m/s、荷重１００Nを用いた場合では、比較例２
の固定片の摩耗量が比較例１の摩耗量よりも小さくなる
結果が得られた。これは、凝着が発生すると摺動状態が
不安定となり、固定片の摩耗量のばらつきが大きくなる
ためであると考える。
４ａを用い、固定片に従来の圧縮機に用いていたコンロ
ッドの材料であるアルミダイキャスト（ＪＩＳ：ＡＤＣ
１２）を使用し、回転片に従来の圧縮機に用いていたピ
ストンピンの材料であるクロムモリブデン鋼（ＪＩＳ：
ＳＣＭ４１５）を使用した場合である。比較例２の結果
に示す通り、摺動条件が速度０．５m/s、荷重５０Nから
回転片の摺動面にアルミニウム合金の移着が認められ、
凝着摩耗が発生していることがわかる。これは分子内に
塩素を含まない冷媒ＨＦＣ−１３４ａとＣＦＣ−１２の
差が明確に示されている。しかしながら、摺動条件が速
度０．５m/s、荷重１００Nを用いた場合では、比較例２
の固定片の摩耗量が比較例１の摩耗量よりも小さくなる
結果が得られた。これは、凝着が発生すると摺動状態が
不安定となり、固定片の摩耗量のばらつきが大きくなる
ためであると考える。
【００２６】比較例３において、回転片は母材をクロム
モリブデン鋼（ＪＩＳ：ＳＣＭ４１５）とし加工後、塩
浴窒化処理法により窒化処理層を形成させたものであ
る。比較例３の結果に示す通り、著しい凝着摩耗が発生
している。故にピストンピンの表面に窒化処理層を形成
させたとしても固定片の摩耗量、及び摺動面の状態を改
善することはできない。したがって、窒化処理層のみで
は凝着摩耗の低減は図れないことを示している。
モリブデン鋼（ＪＩＳ：ＳＣＭ４１５）とし加工後、塩
浴窒化処理法により窒化処理層を形成させたものであ
る。比較例３の結果に示す通り、著しい凝着摩耗が発生
している。故にピストンピンの表面に窒化処理層を形成
させたとしても固定片の摩耗量、及び摺動面の状態を改
善することはできない。したがって、窒化処理層のみで
は凝着摩耗の低減は図れないことを示している。
【００２７】これに対して、本実施例と同じ仕様にする
べく固定片にコンロッドの材料であるアルミダイキャス
ト（ＪＩＳ：ＡＤＣ１２）を使用し、回転片にピストン
ピンの材料であるクロムモリブデン鋼（ＪＩＳ：ＳＣＭ
４１５）の表面に酸窒化処理を施したものを使用する
と、雰囲気ガスとして冷媒ＨＦＣ−１３４ａを用い摺動
条件を速度０．５m/s、荷重１００Nとした場合では従来
の冷媒ＣＦＣ−１２を用い摺動条件が速度０．５m/s、
荷重１００Nとした場合よりも１／１０以下の摩耗量に
抑えることができ、かつ摺動面に凝着が確認されないこ
とから十分な耐久性が確保できると考える。これは、ピ
ストンピンの表面に生成する酸化鉄皮膜層のすべり特性
により、摩擦係数が小さくなるためにピストンピンとコ
ンロッドの接触面における凝着摩耗を防いでいると考え
る。したがって、この自己潤滑性を有することによっ
て、潤滑性能の劣るＨＦＣ−１３４ａ下においても正常
摩耗が維持でき優れた耐久性を示すものと考える。
べく固定片にコンロッドの材料であるアルミダイキャス
ト（ＪＩＳ：ＡＤＣ１２）を使用し、回転片にピストン
ピンの材料であるクロムモリブデン鋼（ＪＩＳ：ＳＣＭ
４１５）の表面に酸窒化処理を施したものを使用する
と、雰囲気ガスとして冷媒ＨＦＣ−１３４ａを用い摺動
条件を速度０．５m/s、荷重１００Nとした場合では従来
の冷媒ＣＦＣ−１２を用い摺動条件が速度０．５m/s、
荷重１００Nとした場合よりも１／１０以下の摩耗量に
抑えることができ、かつ摺動面に凝着が確認されないこ
とから十分な耐久性が確保できると考える。これは、ピ
ストンピンの表面に生成する酸化鉄皮膜層のすべり特性
により、摩擦係数が小さくなるためにピストンピンとコ
ンロッドの接触面における凝着摩耗を防いでいると考え
る。したがって、この自己潤滑性を有することによっ
て、潤滑性能の劣るＨＦＣ−１３４ａ下においても正常
摩耗が維持でき優れた耐久性を示すものと考える。
【００２８】結論として、実際の圧縮機のコンロッド５
にアルミダイキャスト（ＪＩＳ：ＡＤＣ１２）を使用し
ピストンピン１１にクロムモリブデン鋼（ＪＩＳ：ＳＣ
Ｍ４１５）の表面に酸窒化処理を施し酸化鉄皮膜を形成
したものを使用することにより、凝着摩耗を防止し圧縮
機の耐久性を向上させることが可能であると考える。
にアルミダイキャスト（ＪＩＳ：ＡＤＣ１２）を使用し
ピストンピン１１にクロムモリブデン鋼（ＪＩＳ：ＳＣ
Ｍ４１５）の表面に酸窒化処理を施し酸化鉄皮膜を形成
したものを使用することにより、凝着摩耗を防止し圧縮
機の耐久性を向上させることが可能であると考える。
【００２９】以上のように本実施例においては、被圧縮
ガスをＨＦＣ−１３４ａを使用し、コンロッドをアルミ
ニウムダイキャスト（ＪＩＳ：ＡＤＣ１２）で形成した
構成において、ピストンピンをクロムモリブデン鋼（Ｊ
ＩＳ：ＳＣＭ４１５）の母材に塩浴処理法により膜厚３
０μｍ程度からなる窒化処理層とその上に１〜２μｍか
らなる酸化鉄皮膜を形成させることによりコンロッドと
ピストンピンの接触面における凝着摩耗が低減でき、従
来冷媒ＣＦＣ−１２以上の耐久性が維持できることがわ
かった。
ガスをＨＦＣ−１３４ａを使用し、コンロッドをアルミ
ニウムダイキャスト（ＪＩＳ：ＡＤＣ１２）で形成した
構成において、ピストンピンをクロムモリブデン鋼（Ｊ
ＩＳ：ＳＣＭ４１５）の母材に塩浴処理法により膜厚３
０μｍ程度からなる窒化処理層とその上に１〜２μｍか
らなる酸化鉄皮膜を形成させることによりコンロッドと
ピストンピンの接触面における凝着摩耗が低減でき、従
来冷媒ＣＦＣ−１２以上の耐久性が維持できることがわ
かった。
【００３０】また、酸化鉄皮膜の表面は多孔質であり、
わずかでも油が供給されるならば酸化鉄表面に油が浸透
し摺動面に油膜の形成が容易になる利点はある。
わずかでも油が供給されるならば酸化鉄表面に油が浸透
し摺動面に油膜の形成が容易になる利点はある。
【００３１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ピストン
ピンの表面にポリ四ふっ化エチレン粒子を２０〜２５体
積％含有してなるニッケルリン複合めっき層を形成する
ことにより、冷媒ＨＦＣ−１３４ａを用いる厳しい条件
においてもコンロッドとピストンピンの接触部の摺動状
態が改善でき、その結果圧縮機の耐久性を向上させるこ
とができる。
ピンの表面にポリ四ふっ化エチレン粒子を２０〜２５体
積％含有してなるニッケルリン複合めっき層を形成する
ことにより、冷媒ＨＦＣ−１３４ａを用いる厳しい条件
においてもコンロッドとピストンピンの接触部の摺動状
態が改善でき、その結果圧縮機の耐久性を向上させるこ
とができる。
【００３２】以上のように本発明によれば、ピストンピ
ンの表面に窒化処理層とその上に酸化鉄皮膜を形成させ
ることにより、冷媒ＨＦＣ−１３４ａを用いる厳しい条
件においてもコンロッドとピストンの接触部の摺動状態
が改善でき、その結果圧縮機の耐久性を向上させること
ができる。
ンの表面に窒化処理層とその上に酸化鉄皮膜を形成させ
ることにより、冷媒ＨＦＣ−１３４ａを用いる厳しい条
件においてもコンロッドとピストンの接触部の摺動状態
が改善でき、その結果圧縮機の耐久性を向上させること
ができる。
【図１】本発明の第一の実施例を用いた圧縮機の断面図
【図２】本発明の第一の実施例におけるピストンピンの
拡大断面図
拡大断面図
【図３】本発明の第二の実施例を用いた圧縮機の断面図
【図４】本発明の第二の実施例におけるピストンピンの
拡大断面図
拡大断面図
【図５】従来の圧縮機の断面図
【図６】従来におけるピストンピンの拡大断面図
２……シャフト ５……コンロッド １０……ピストンピン
Claims (2)
- 【請求項１】 被圧縮ガスを冷媒１、１、１、２テトラ
フルオロエタンとし、電動モータと連結するシャフト
と、アルミニウム合金で形成されその一端の軸受部が前
記シャフトに取り付けられたコンロッドと、前記コンロ
ッドの他端の軸受部に取り付けられたピストンピンと、
前記ピストンピンに固定されたピストンと、前記ピスト
ンと一体で圧縮室を形成するシリンダとを備えてなる圧
縮機の構成要素において、前記ピストンピンの母材を焼
入綱とし、ニッケルを主成分とするマトリックス合金に
ポリ四ふっ化エチレンを１０〜３５体積％配合したニッ
ケルリン複合めっきをその表面に施していることを特徴
とする圧縮機。 - 【請求項２】 被圧縮ガスを冷媒１、１、１、２テトラ
フルオロエタンとし、電動モータと連結するシャフト
と、アルミニウム合金で形成されその一端の軸受部が前
記シャフトに取り付けられたコンロッドと、前記コンロ
ッドの他端の軸受部に取り付けられたピストンピンと、
前記ピストンピンに固定されたピストンと前記ピストン
と一体で圧縮室を形成するシリンダとを備えてなる圧縮
機の構成要素において、前記ピストンピンの母材を焼入
綱とし、その表面に酸窒化処理を施し、窒化処理層とそ
の上に酸化鉄皮膜を形成させていることを特徴とする圧
縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25418993A JPH07103140A (ja) | 1993-10-12 | 1993-10-12 | 圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25418993A JPH07103140A (ja) | 1993-10-12 | 1993-10-12 | 圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07103140A true JPH07103140A (ja) | 1995-04-18 |
Family
ID=17261480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25418993A Pending JPH07103140A (ja) | 1993-10-12 | 1993-10-12 | 圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07103140A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002310065A (ja) * | 2001-04-16 | 2002-10-23 | Matsushita Refrig Co Ltd | 圧縮機 |
| WO2018097283A1 (ja) * | 2016-11-28 | 2018-05-31 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 冷媒圧縮機およびそれを用いた冷凍装置 |
-
1993
- 1993-10-12 JP JP25418993A patent/JPH07103140A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002310065A (ja) * | 2001-04-16 | 2002-10-23 | Matsushita Refrig Co Ltd | 圧縮機 |
| WO2018097283A1 (ja) * | 2016-11-28 | 2018-05-31 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 冷媒圧縮機およびそれを用いた冷凍装置 |
| CN110023625A (zh) * | 2016-11-28 | 2019-07-16 | 松下知识产权经营株式会社 | 制冷剂压缩机和使用其的制冷装置 |
| JPWO2018097283A1 (ja) * | 2016-11-28 | 2019-10-17 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 冷媒圧縮機およびそれを用いた冷凍装置 |
| US10914010B2 (en) | 2016-11-28 | 2021-02-09 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Refrigerant compressor and freezer including same |
| CN110023625B (zh) * | 2016-11-28 | 2021-06-11 | 松下知识产权经营株式会社 | 制冷剂压缩机和使用其的制冷装置 |
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