JPH1122676A

JPH1122676A - ロータリ圧縮機

Info

Publication number: JPH1122676A
Application number: JP9173443A
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: 1999-01-26

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、荒切削で研削代を残し、第１回目の５００℃か
ら５８０℃の窒化を行い、次に、研削仕上げを行い、第
２回目の低温窒化３００℃から４５０℃を行い、表面に
窒化の白層３４を形成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１は、従来知られたロータリ圧縮機お
よび従来ベーンで、シリンダ１０と、シャフト８により
前記シリンダ１０内で偏心して回転するローラ１３と、
前記シリンダ１０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。また、前記ベーン１４を熱処理し、研削
加工仕上げをし、窒化処理をする場合もあるが、この場
合には、ベーン２５の先端部２６の窒化の白層２７は、
残すが、前記ベーン２５の前記シリンダ１０との摺接面
２８は、寸法精度を出すために、研削し、精密仕上げを
行っている。このため、耐摩耗性の良い前記窒化の白層
２７を前記ベーン２５の前記シリンダ１０との前記摺接
面２８から取り除いているため、前記シリンダ１０の前
記ベーンに対する耐摩耗性が、やや、劣る結果ともなっ
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、ベ
ーンを、加工仕上げした後、窒化処理をすれば、寸法精
度を出すために、耐摩耗性の良い窒化白層をベーン側面
から取り除く必要があった。そこで、通常の窒化または
軟窒化をしたのち、仕上げ研削をし、その後、寸法変化
の非常に小さい低温軟窒化をすることでベーン全面に窒
化白層を形成し、ベーン，シリンダ，ピストンの摩耗を
低減させる。

【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、前記ベーンを、粗
加工してベーンの形状を造り、次に、窒化または軟窒化
し窒化層深さ０．１５ｍｍ以上とし、次に、研削仕上げ
をし、寸法精度をだし、次に、寸法歪みの非常に少ない
低温軟化で、ベーン摺接面に窒化白層を形成させ、ベー
ン，シリンダ，ピストンの摩耗を大幅に低減させる。

【０００５】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、ベーン
を窒化処理または軟窒化処理し、ベーン摺接面を研削加
工し、その後、低温軟窒化、または、低温窒化しベーン
摺接面に窒化白層を形成させた。

【０００６】請求項２に記載の発明は、ベーン材をハイ
スＳＫＨ５１にしベーンそのものの耐摩耗性を上げた材
料である。

【０００７】請求項３に記載の発明は、ベーン材をマル
テンサイト系ステンレス鋼にし窒化しやすく、高温硬度
の高い材料にした。

【０００８】請求項４に記載の発明は、ベーン材を窒化
鋼にし窒化しやすい材料にした。請求項５に記載の発明
は、５００℃から５８０℃の窒化において、研削後の窒
化深さを０．１５ｍｍ以上としベーン先端摩耗がある程
度進行しても、耐摩耗性を持たせるものである。

【０００９】請求項６に記載の発明は、ベーン材をＳＵ
Ｊ２にしベーンそのものの耐摩耗性を上げた材料であ
る。

【００１０】請求項７に記載の発明は、ＨＦＣ冷媒を使
用し、冷凍機油をエステル油にした請求項１から請求項
６に記載の圧縮機である。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の幾つかの実施例について説明
する。

【００１２】（実施例１）図２は本発明の圧縮機の１実
施例の縦断面図であり、図３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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】図４は、本発明の一例である、ベーン３２
の材質として、ベーン３２をＳＫＨ５１の溶製ハイスと
し、切削加工にて研削取り代をのこし、焼き入れ焼き戻
しを行い、次に、窒化処理をし、表面の窒化層３５の深
さを０．１５ｍｍ以上形成し、次に、ベーン３２の仕上
げ研削をし、研磨加工をしあげる。しかし、前記窒化層
３５は残す。次に、フッカ水素ガスとアンモニアガスの
雰囲気ガスによって処理する低温窒化処理３００℃から
４５０℃でベーン３２の全表面に窒化の白層３４を約３
μｍから８μｍ形成させ、次に、バフがけをして完成さ
せる。このベーン３２を使用して、圧縮機を運転させる
と、非常にベーン３２とシリンダ３０とローラ３１の耐
摩耗性が向上する。また、寸法精度も高く量産上の寸法
ばらつきも少ない。また、窒化層の上に窒化の白層を形
成させるため白層が、よく密着され剥離の問題も改善さ
れる。以上のことから、信頼性の高い圧縮機が、実現で
きる。また、冷媒ＨＦＣＲ４１０Ａで冷凍機油エステ
ル油を使用した圧縮機を運転すると、信頼性の高い圧縮
機が、実現できる。

【００１７】（実施例２）前記ベーン３２が、マルテン
サイト系ステンレス鋼ＳＵＳ４４０Ｃで、切削加工にて
研削取り代をのこし、焼き入れ焼き戻しを行い、次に、
窒化処理をし、表面の窒化層３５の深さを０．１５ｍｍ
以上形成し、次に、ベーン３２の仕上げ研削をし、研磨
加工をしあげる。しかし、前記窒化層３５は、残す。次
に、フッカ水素ガスとアンモニアガスの雰囲気ガスによ
って処理する低温窒化処理３００℃から４５０℃でベー
ン３２の全表面に窒化の白層３４を約３μｍから８μｍ
形成させ、次に、バフがけをして完成させる。ＳＵＳ４
４０Ｃの材質は、素材コストもＳＫＨ５１よりも安く、
かつ、窒化むらが少なく、信頼性の高い圧縮機が実現で
きる。

【００１８】（実施例３）前記ベーン３２が、ＳＵＪ２
で、切削加工にて研削取り代をのこし、焼き入れ焼き戻
しを行い、次に、窒化処理をし、表面の窒化層３５の深
さを０．１５ｍｍ以上形成し、次に、ベーン３２の仕上
げ研削をし、研磨加工をしあげる。しかし、前記窒化層
３５は、残す。次に、フッカ水素ガスとアンモニアガス
の雰囲気ガスによって処理する低温窒化処理３００℃か
ら４５０℃でベーン３２の全表面に窒化の白層３４を約
３μｍから８μｍ形成させ、次に、バフがけをして完成
させる。このＳＵＪ２を使用すると、コスト力のある、
信頼性の高い圧縮機が実現できる。

【００１９】

【発明の効果】本発明のベーンが、鋼で、まず最初に、
焼き入れ焼き戻しをし、粗切削で研削代を残し、５００
℃から５８０℃で窒化処理、または、軟窒化処理をし、
前記ベーンの前記ローラと摺接する先端部と、前記ベー
ンの前記シリンダと摺接する本体部を研削加工し、研削
加工の後、低温窒化または低温軟窒化温度３００℃から
４５０℃に熱処理をし、前記ベーンの前記先端部の表面
と前記ベーンの前記本体部の表面に窒化の白層を形成さ
せたことを特徴とするロータリ圧縮機を運転すると、耐
摩耗性の優れた、信頼性の高いロータリ圧縮機である利
点を有する。また、ＨＦＣ冷媒中、においても、耐摩耗
性の優れた、信頼性の高いロータリ圧縮機である。

【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】（ａ）本発明のベーンの斜視図（ｂ）同断面図

【図４】（ａ）従来例の横断面図（ｂ）同要部斜視図

【符号の説明】

３２ベーン３４窒化の白層３５窒化層

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
ベーンの材質が、鋼で、まず最初に、焼き入れ焼き戻し
をし、粗切削で研削代を残し、５００℃から５８０℃で
窒化処理、または、軟窒化処理をし、前記ベーンの窒化
層深さを０．１５ｍｍ以上とし、前記ベーンの前記ロー
ラと摺接する先端部と、前記ベーンの前記シリンダと摺
接する本体部を研削加工し、研削加工の後、前記ベーン
の窒化層は残したまま、低温窒化または低温軟窒化温度
３００℃から４５０℃に熱処理をし、前記ベーンの前記
先端部の表面と前記ベーンの前記本体部の表面に窒化の
白層を形成させたことを特徴とするロータリ圧縮機。
【請求項２】前記ベーン材を、ＳＫＨ５１の材料で構
成され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】前記ベーン材を、ＳＵＳ４４０Ｃの材料
で構成され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】前記ベーン材を、窒化鋼の材料で構成さ
れ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】前記ベーン材を、ＳＵＪ２の材料で構成
され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】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６いずれかに記載
のロータリ圧縮機。