JPH1113668A

JPH1113668A - ロータリ圧縮機

Info

Publication number: JPH1113668A
Application number: JP9173422A
Authority: JP
Inventors: Mototaka Ezumi; 元隆江住
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-06-30
Filing date: 1997-06-30
Publication date: 1999-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｒ１３４ａ冷媒，Ｒ２２冷媒，Ｒ２２代替冷
媒用のロータリ圧縮機において耐摩耗性に優れた摺動材
を提供する。【解決手段】シリンダ３０と前記シリンダ３０内をシ
ャフト８によって偏心回転するローラ３１と、前記シリ
ンダ３０内壁面に形成された圧縮部に収容されて前記シ
リンダ３０内壁面に対して進退するとともに、その一端
が前記ローラ３１外周面３３に当接して摺動するベーン
３２は、焼結ハイスで形成され、更に、焼き戻し工程の
１つとしての封孔処理をされ、軟窒化させたことを特徴
とするロータリ圧縮機。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロータリ圧縮機に
係わり、特にＲ２２冷媒，Ｒ１３４ａ冷媒，Ｒ２２代替
冷媒用としてのＨＦＣ冷媒に好適な圧縮機に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図３は、従来知られたロータリ圧縮機
で、シリンダ１０と、シャフト８により前記シリンダ１
０内で偏心して回転するローラ１３と、前記シリンダ１
０に半径方向に形成した貫通溝２４に出没可能に挿入さ
れ前記ローラ１３と摺接するベーン１４とを備えたロー
タリ圧縮機である。前記ベーン１４材は従来一般に耐摩
耗性に優れた特殊鉄系材料に熱処理をして使用してい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年は、ベー
ン，ローラ，シリンダの摺動条件が厳しくなり、また、
Ｒ２２代替冷媒に変わる中で、より耐摩耗の良い材料組
合せが要求されるようになってきた。従来のベーンのよ
うな特殊鋼（ＳＫＨ５１も含む），特殊鋳物，鉄系焼結
材のような単独では耐摩耗性が不十分である。また、従
来のローラのような特殊鋳物，鉄系焼結材のような単独
でも耐摩耗性は、不十分である。また、従来のシリンダ
のような共晶黒鉛鋳鉄、またはねずみ鋳鉄、または焼結
鉄での単独でも耐摩耗性は、不十分である。本発明は、
このような課題を解決するためになされたもので、非常
に優れた耐摩耗性を有するベーン，ローラ，シリンダの
組合されたロータリ圧縮機を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、シリンダとシャフトにより前記シリンダ内で偏心し
て回転するローラと、前記シリンダに半径方向に形成し
た溝に出没可能に挿入され前記ローラと摺接するベーン
とを備えたロータリ圧縮機において、前記ベーンが特殊
粉末鉄で、焼き入れを行い、その後、焼き戻し工程の１
つとしての封孔処理を行い、加工完成後、前記ベーンに
軟窒化をおこない、かつ、前記ローラにＣｒ，Ｍｏ，Ｂ
またはＰを含んだ合金鋳鉄を組合せることで、前記ベー
ン，前記ローラ，前記シリンダの耐摩耗性を向上させた
ことを特徴とするものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、ベーン
を耐摩耗に特徴のある高速度工具鋼とし、水蒸気処理と
軟窒化をした焼結材であるため、ベーン表面部にある程
度の深さまで短時間に窒化層を形成するため、ベーンは
必要とする深さまで耐摩耗性の高い材料であり、また、
ローラも耐摩耗性の高い材料である。

【０００６】請求項２に記載の発明は、水蒸気処理を、
焼き戻し処理および封孔処理工程とした。

【０００７】請求項３に記載の発明は、ベーンの加工完
成後、ガス軟窒化をすることで、耐摩耗性を高めた材料
である。

【０００８】請求項４に記載の発明は、ベーンの加工完
成後、ガス軟窒化をすることで、耐摩耗性を高めた材料
である。

【０００９】請求項５に記載の発明は、ローラにＰを添
加して耐摩耗性を向上させた鋳鉄材である。

【００１０】請求項６に記載の発明は、ローラにＢを添
加して耐摩耗性を向上させた鋳鉄材である。

【００１１】請求項７に記載の発明は、シリンダにパー
ライトを１０％ないし８０％以上析出させ耐摩耗性を向
上させた鋳鉄材である。

【００１２】請求項８に記載の発明は、ベーンに銅含浸
をすることで、耐摩耗性を向上させた鋳鉄材である。

【００１３】請求項９に記載の発明は、本発明の圧縮機
に冷媒がＨＦＣで冷凍機油がエステル油を使用した信頼
性の高い圧縮機となっている。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の幾つかの実施例について説明
する。

【００１５】（実施例１）図１は本発明の圧縮機の１実
施例の縦断面図であり、図２はその横断面図である。密
閉容器１内部に電動機部２と圧縮機構部３が配され、電
動機部２に直結されたシャフト８は主軸受９と副軸受１
１に支持されている。シリンダ３０内にローラ３１が配
され、シャフト８と偏心部に貫入され、遊星運動を行
う。

【００１６】シリンダ３０の貫通溝２４に挿入されたベ
ーン３２はスプリング１５及び背圧（吐出圧）によりロ
ーラ３１に押し付けられたシリンダ３０を吸入室１６と
圧縮室１７に分割する。

【００１７】シリンダ３０には吸入孔５があけられ、吸
入管４を介してアキュームレータ（図示せず）とつなが
っている。

【００１８】この構成による作用を説明する。電動機部
２によりシャフト８が駆動され、ローラ３１の遊星運動
（図２で左回転）により吸入管４より吸入孔５をへて、
吸入室１６へＨＦＣなどの冷媒ガスが吸入され、圧縮室
１７で圧力が上げられ吐出切り欠き１９を経て、吐出孔
６より密閉容器１内へ吐出される。この時、吸入室１６
と圧縮室１７を仕切るベーン３２はスプリング１５とベ
ーン背部にかかる圧力でローラ３１の外周に押し付けら
れ接点で摺動しながら運動する。この摺動点の潤滑油は
主として、吸入ガスに混入してきたオイルにより潤滑さ
れる。吸入管４に入ってくる吸入ガスには冷媒ガスとと
もに、冷媒サイクルを循環する。冷凍機油２３はわずか
ながら含まれているが、このレベルの量では金属接触に
近い境界潤滑状態となり、特に冷媒に摺動性が望めない
ＨＦＣでは厳しい摺動条件となる。

【００１９】ベーン３２の材質として、ベーン３２を鉄
系焼結としかつ成分がＣ０．６−１．３％，Ｃｒ３．４
−４．８％，Ｍｏ３．６−５．５％，Ｖ１．４−３．０
％，Ｗ５．２−７．０％の工具鋼粉を使用し、焼き入れ
焼き戻しをし、２回目の焼き戻しの時に、５６０−５７
０℃で水蒸気処理をし、加工完成させ、その後、ガス軟
窒化を５５０−５６０℃で行う。水蒸気処理をする目的
は、ガス軟窒化を前記水蒸気処理無しで行うと、前記ベ
ーンが非常に脆くなるため、脆化を防止することにあ
り、かつ、ガス軟窒化を有る程度の深さまで入れること
によって、特に、前記ベーン３２の先端部の耐摩耗性を
長時間持たせることにある。また、窒化の耐摩耗性のあ
る白層を前記ベーン３２の表面部分だけでなく、有る程
度の深さまで生成させることもできる。また、前記ロー
ラ３１にＣｒ０．６％，Ｎｉ０．２％，Ｍｏ０．２％の
成分を添加した、合金鋳鉄で、焼き入れ焼き戻しをほど
こしたもので、シリンダ３０は金型共晶黒鉛鋳鉄のもの
でパーライトを２０−５０％含んだものについて説明す
る。上述した運転状態では前記ベーン３２は圧力を受け
ながら、前記シリンダ３０の貫通溝２４内で往復運動を
行なう。往復運動であるため、前記シリンダ３０の貫通
溝２４とベーンのサイドは油膜が生じにくく、厳しい摺
動条件となる。また前記ベーン３２の先端と前記ローラ
３１の外周面３３は前述したように油の少ない金属接触
に近い摺動条件となる。前記ベーン部３２は、耐摩耗性
に良好なＷ，Ｖの成分が多く含まれ、かつ、耐摩耗性に
良好な軟窒化層を含むため、過酷な摺動条件において
も、前記ベーン３２は、前記ローラ３１の外摺面３３に
凝着摩耗を、減少させる効果がある。また、前記ローラ
３１の成分Ｃｒ，Ｍｏは、非常に耐摩耗性に優れ、Ｎｉ
は、非常に焼入性に優れているため、前記ベーン３２と
前記ローラ３１の組合せでは、非常に耐摩耗性の優れた
材料組合せとなる。また、前記シリンダ３０の基地中に
パーライトを１０％以上含ませると、前記ベーン３２と
前記シリンダ３０の耐摩耗性は、非常に良くなる。以上
のことから、信頼性の高い圧縮機が実現できる。

【００２０】（実施例２）前記ベーン３２が、封孔処理
として銅含浸したもので、ガス軟窒化されたものであ
り、軟窒化は、空孔がないため、深くは入らないが、基
地の硬い層と銅の柔らかい層が形成でき、油溜りがで
き、かつ、ベーンの熱伝導性が良くなり、ベーン温度が
抑えられ、摩耗が抑えられる。また、前記ローラの成分
がＣｒ０．７％，Ｂ０．０４％，Ｎｉ０．２％，Ｍｏ
０．２％の合金鋳鉄で、熱処理焼き入れ、焼き戻しをし
たもので、前記シリンダ３０は、砂型共晶黒鉛鋳鉄でパ
ーライトが２０％程度含んだものは、耐摩耗性は、非常
に良くなる。以上のことから、信頼性の高い圧縮機が実
現できる。

【００２１】（実施例３）前記ベーン３２が、焼き入れ
され、焼き戻し効果も含めて、水蒸気処理をし、更に、
焼き戻しを行い、加工完成し、ガス軟窒化をした前記ベ
ーン３２を、前記ローラ３１にＣｒ０．７％，Ｂ０．０
４％，Ｎｉ０．２％，Ｍｏ０．２％の成分を添加した合
金鋳鉄で、前記ベーン３２と前記ローラ３１の外周部３
３の摩耗量は、減少する。

【００２２】

【発明の効果】本発明のベーンが、鉄系焼結材の成分が
Ｃ０．６−１．３％，Ｃｒ３．４−４．８％，Ｍｏ３．
６−５．５％，Ｖ１．４−３．０％，Ｗ５．２−７．０
％の工具鋼とし、前記ベーンの焼結密度を６．０−７．
４ｇ／ｃｍ³とし、焼き入れ熱処理を行った後、封孔処
理を行い、封孔処理工程が焼き戻し工程の１つとし、加
工完成させた後、軟窒化処理を行ったもので、前記ロー
ラには少なくともＣｒとＭｏの入った合金鋳鉄で焼き入
れ焼き戻しをおこなったことを特徴とするロータリ圧縮
機を運転すると、Ｒ２２冷媒中においても、また、Ｒ２
２代替冷媒中においても、耐摩耗性の優れた、信頼性の
高いものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の縦断面図

【図２】本発明の一実施例の横断面図

【図３】従来の一実施例の横断面図

【符号の説明】

３１ローラ３２ベーン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリンダと、シャフトにより前記シリンダ
内で偏心して回転するローラと、前記シリンダに半径方
向に形成した溝に出没可能に挿入され前記ローラと摺接
するベーンとを備えたロータリ圧縮機において、前記ベ
ーンが、成分Ｃ０．６−１．３％，Ｃｒ３．４−４．８
％，Ｍｏ３．６−５．５％，Ｖ１．４−３．０％，Ｗ
５．２−７．０％の工具鋼の焼結材とし、前記ベーンの
焼結密度を６．０−７．４ｇ／ｃｍ³とし、焼き入れ熱
処理を行った後、封孔処理を行い、封孔処理工程が焼き
戻し工程の１つとし、加工完成させた後、軟窒化処理を
行ったもので、前記ローラには少なくともＣｒとＭｏの
入った合金鋳鉄で焼き入れ焼き戻しをおこなったことを
特徴とするロータリ圧縮機。
【請求項２】前記封孔処理を水蒸気処理とし、焼き戻し
の一工程としたことを特徴とする請求項１記載のロータ
リ圧縮機。
【請求項３】前記軟窒化処理をガス軟窒化としたことを
特徴とする請求項１記載のロータリ圧縮機。
【請求項４】前記軟窒化処理を塩浴窒化としたことを特
徴とする請求項１記載のロータリ圧縮機。
【請求項５】前記ローラの成分に、Ｐを添加した合金鋳
鉄にしたことを特徴とする請求項１記載のロータリ圧縮
機。
【請求項６】前記ローラの成分に、Ｂを添加した合金鋳
鉄にしたことを特徴とする請求項１記載のロータリ圧縮
機。
【請求項７】前記シリンダが、共晶黒鉛鋳鉄のＤ形また
はＥ形黒鉛でパーライト量を１０％以上を含んだねずみ
鋳鉄、または、黒鉛形状がＡ形黒鉛でパーライト量を８
０％以上を含んだねずみ鋳鉄、または、焼結鉄でパーラ
イト量を８０％以上を含んだことを特徴とする請求項１
から６いずれかに記載のロータリ圧縮機。
【請求項８】前記ベーンの前記封孔処理として、銅含浸
をしたことを特徴とする請求項１から７いずれかに記載
のロータリ圧縮機。
【請求項９】冷媒がＨＦＣで冷凍機油がエステル油であ
ることを特徴とする請求項１から請求項８いづれかに記
載のロータリ圧縮機。