(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ内面に摺接し、偏心回転するピストンと、このピストンと摺接してそれに従動するようにシリンダに設けられたベーンを有し、このベーンは摺動面に独立空孔を有する鉄系焼結体よりなり、このベーンの摺動面には前記独立空孔内に及ぶように浸硫窒化層が形成されていることを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
ベーンの表層部は独立空孔を有し、ベーンの内部は連続空孔を有する鉄系焼結体よりなる請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
ベーンの表層部の独立空孔は、円相当径１０μｍ以下の割合（１０μｍ以下の空孔の度数／全体の空孔の度数）が８５％以上で、摺動面における開口面積率が５％以下である請求項１、２のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項４】
冷媒は塩素を含まない弗化炭素水素系、炭化水素系または二酸化炭素が用いられている請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項５】
潤滑油はエステル油、エーテル油、カーボネイト油、アルキルベンゼン油、ナフテン系鉱油またはパラフィン系鉱油が用いられている請求項４に記載の圧縮
機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、業務用、および非業務用を問わず各種用途での冷凍空調に使用されている圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の圧縮機のベーンは、特公平５−７３９１８号公報に記載のように、高速度鋼を用い、その上から浸硫窒化処理を施して表層部に硫化物と窒化物よりなる浸硫窒化層を形成させて他との摺動における耐かじり性および耐摩耗性を向上させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の処理方法では浸硫窒化層の厚さが十分得られにくく、しかも、硫化物は比較的軟らかくてその消費速度が早いため、長期の使用においては耐かじり性や耐摩耗性につき信頼性を保証することが出来ない。従って、摺動面において浸硫窒化層を長期に確保することが重要となってくる。
【０００４】
そこで、本発明は、独立空孔よりなる鉄系焼結体に浸硫窒化処理を施したベーンを用いることによって摺動面に浸硫窒化層を長期に確保し、信頼性の高い圧縮機を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するため、本発明の圧縮機は、シリンダ内面に摺接し、偏心回転するピストンと、このピストンと摺接してそれに従動するようにシリンダに設けられたベーンを有し、このベーンは摺動面に独立空孔を有する鉄系焼結体よりなり、このベーンの摺動面には前記独立空孔内に及ぶように浸硫窒化層が形成されていることを主たる特徴とする。
【０００６】
このような構成では、ベーンはシリンダに摺接し偏心回転するピストンに摺接してそれに従動するが、鉄系焼結体よりなり独立空孔を有したピストンとの摺動面に浸硫窒化処理されて、その浸硫窒化層が摺動面にある独立空孔内にも及んで形成されて容易に消失しないので、摺動面に浸硫窒化層を長期に確保でき信頼性の高いものとなる。また、独立空孔を利用することにより、連続空孔の場合のように浸硫窒化層が徒に深部にまで及んで無駄になるのを回避することができる。
【０００７】
ベーンの表層部が独立空孔を有し、ベーンの内部が連続空孔を有する鉄系焼結体よりなると、前記のように浸硫窒化層を確保できるだけでなく、連続空孔を有する程度の燒結金属の表面を適度に加圧するだけで簡単に形成でき、圧縮機を低価格にできる。
【０００８】
ベーンの表層部の独立空孔は、円相当径１０μｍ以下の割合（１０μｍ以下の空孔の度数／全体の空孔の度数）が８５％以上で、摺動面における開口面積率が５％以下であるのが、前記のように浸硫窒化層を確保できるだけではなく、独立空孔によって高油膜保持力の効果が連続空孔の場合のような無駄な浸透なしに得られ、ベーン周りの摺動損失が減少し圧縮機の年間消費電力を低減できる。前記浸硫窒化層による耐かじり性、耐摩耗性の確保の面で好適である。
【０００９】
浸硫窒化層を長期に確保できる上記各場合の圧縮機では、冷媒に、塩素を含まない弗化炭素水素系、炭化水素系または二酸化炭素を用いても、冷媒が潤滑性のある塩素を含んでいないことへの対応ができ、オゾン層の保護や地球温暖化の防止を図ることができる。
【００１０】
潤滑油はエステル油、エーテル油、カーボネイト油、アルキルベンゼン油、ナフテン系鉱油またはパラフィン系鉱油を用いると、冷媒との相溶性がよく冷媒により持ち運ばれて潤滑油が各摺動部に及びやすく摺動部の潤滑に貢献するので、浸硫窒化層をさらに長期に確保できる。
【００１１】
【発明の実施例】
以下、本発明の実施例について図を参照しながら詳細に説明し、本発明の理解に供する。
【００１２】
本実施例の圧縮機は図１に示すように、容器１にロータリ式の圧縮機構２とこれを駆動する図示しない電動機とを収容した冷凍サイクル用のロータリ圧縮機の場合の一例である。しかし、本発明はこれに限定されることはなく、シリンダ３の内面に摺接し、偏心回転するピストン４と、このピストン４と摺接してそれに従動するようにシリンダ３に設けられたベーン７とを有した圧縮機全般に適用して有効であり、それら圧縮機は本発明の範疇に属する。
【００１３】
図１に示す圧縮機の圧縮機構２は、シリンダ３とピストン４によって形成される空間をベーン７によって吸入室５及び圧縮室６に区画し、シリンダ３とピストン４の両端面を図示しない上下軸受により閉塞している。ピストン４に駆動力を伝達するクランク軸８は前記上下軸受に軸受されて前記電動機からの駆動によりピストン４を偏心回転させる。容器１の内部空間は高圧であり、その下部で圧縮機構２の周りには潤滑油９が貯留されている。
【００１４】
ベーン７はシリンダ３のベーン溝１０に装着され、その材料は図２、図３に模式的に示すように、小さく互いが連続していない独立空孔１１が点在する鉄系の焼結体であり、ベーン７の摺動面７ａは独立空孔１１を有し、独立空孔１１は摺動面７ａへの開口１１ａを有している。このようなベーン７の摺動面７ａはさらに浸硫窒化処理されてその表層部に浸硫窒化層１２が形成されている。また、ベーン７には容器１の内部空間と吸入室５および圧縮室６との差圧によって潤滑油９が供給されている。
【００１５】
次いで、本実施例による圧縮機の動作について説明する。
【００１６】
電動機の作動によってクランク軸８が回転し、その回転によってピストン４はシリンダ３内を偏心回転する。ピストン４の偏心回転に従ってベーン７はベーン溝１０内で往復運動をし、吸入室５では吸入管３１より冷媒の吸入が、圧縮室６では冷媒の圧縮が行われ、高圧冷媒が一旦容器１の内部空間に吐出されて電動機を冷却し、あるいは潤滑の必要な部分に潤滑油を持ち運んで後、容器１外に図示しない吐出管を通じて吐出され冷凍サイクルに供給される。
【００１７】
このような圧縮機構２の駆動状態で、ベーン７は圧縮室６と吸入室５の差圧によってベーン溝１０に、また容器１内の高圧によってその先端部はピストン４の外周に強く押し付けられて摺動して摩耗が発生する。
【００１８】
しかしながら、ベーン７の浸硫窒化層１２は表面に開口１１ａを有している独立空孔１１の内部にまで形成されているため全体的に厚く、かつ表面の浸硫窒化層１２が消費されても独立空孔１１内に残留している浸硫窒化層１２より固体潤滑作用を有する硫化物が少しずつ摺動面７ａに供給されるため、長期にわたり浸硫窒化層１２の摩耗抑制効果を維持でき、圧縮機の信頼性を向上できる。しかも、摺動面７ａに開口１１ａを有しているのが独立空孔１１であるので、連続空孔である場合のように浸硫窒化層１２が徒に深部にまで及んで無駄になるような不都合を回避することができる。
【００１９】
また、ベーン７の摺動面７ａの表層部は図１に示すように独立空孔１１を有するが、図２に示すようにその内部は連続空孔１１ｂを有する鉄系焼結体とすることができる。これによって、前記のように長期にわたり浸硫窒化層１２を確保できる利点だけでなく、全体的に独立空孔１１にするためには連続空孔１１ｂを有する粗い焼結体を形成した後、複数回のプレス後焼結を行うことになるが、内部が連続空孔１１ｂであればその回数を減らすことができる。すなわちベーンおよび圧縮機を低価格にでき、圧縮機のコストが低減する。
【００２０】
また、ベーン７の独立空孔を円相当径１０μｍ以下の割合（１０μｍ以下の空孔の度数／全体の空孔の度数）が８５％以上で、摺動面における開口面積率が５％以下にすることによって、浸硫窒化層１２を確保出来るだけではなく、図３に示すように独立空孔１１によって高油膜保持力の効果が連続空孔の場合のような無駄な浸透なしに得られ、ベーン７周りの摺動損失が減少し圧縮機の年間消費電力を低減できる。前記摺動面７ａはシリンダ３のベーン溝１０との間の摺動部を含んでよいし、独立空孔１１や浸硫窒化層１２をベーン７の特定の摺動面７ａだけに設けることがかえって不利益であれば、ベーン７の全表面に形成することもできる。
【００２１】
また、本実施例では上記のように浸硫窒化層１２を長期に確保できる特徴から、塩素を含まない弗化炭素水素系、炭化水素系または二酸化炭素が用いても、冷媒が潤滑性のある塩素を含んでいないことへの対応ができ、オゾン層の保護や地球温暖化の防止を図ることができる。
【００２２】
この場合、潤滑油にエステル油、エーテル油、カーボネイト油、アルキルベンゼン油、ナフテン系鉱油またはパラフィン系鉱油を用いることにより、冷媒との相溶性がよく冷媒により持ち運ばれて潤滑油が各摺動部に及びやすく摺動部の潤滑に貢献するので、浸硫窒化層１２をさらに長期に確保できる。
【００２３】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば、ベーンはシリンダに摺接し偏心回転するピストンに摺接してそれに従動するが、鉄系焼結体よりなり独立空孔を有したピストンとの摺動面に浸硫窒化処理されて、その浸硫窒化層が摺動面にある独立空孔内にも及んで形成されて容易に消失しないので、摺動面に浸硫窒化層を長期に確保でき信頼性の高いものとなる。また、独立空孔を利用することにより、連続空孔の場合のように浸硫窒化層が徒に深部にまで及んで無駄になるのを回避することができる。
【００２４】
ベーンの表層部が独立空孔を有し、ベーンの内部が連続空孔を有する鉄系焼結体よりなると、前記のように浸硫窒化層を確保できるだけでなく、連続空孔を有する程度の燒結金属の表面を適度に加圧するだけで簡単に形成でき、圧縮機を低価格にできる。
【００２５】
ベーンの表層部の独立空孔が、円相当径１０μｍ以下の割合（１０μｍ以下の空孔の度数／全体の空孔の度数）が８５％以上で、摺動面における開口面積率が５％以下であると、前記のように浸硫窒化層を確保できるだけではなく、独立空孔によって高油膜保持力の効果が連続空孔の場合のような無駄な浸透なしに得られ、ベーン周りの摺動損失が減少し圧縮機の年間消費電力を低減できる。
【００２６】
浸硫窒化層を長期に確保できる上記各場合では、冷媒に塩素を含まない弗化炭素水素系、炭化水素系または二酸化炭素を用いても、冷媒が潤滑性のある塩素を含んでいないことへの対応ができ、オゾン層の保護や地球温暖化の防止を図ることができる。
【００２７】
潤滑油にエステル油、エーテル油、カーボネイト油、アルキルベンゼン油、ナフテン系鉱油またはパラフィン系鉱油を用いると、冷媒との相溶性がよく冷媒により持ち運ばれて潤滑油が各摺動部に及びやすく摺動部の潤滑に貢献するので、浸硫窒化層をさらに長期に確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す圧縮機の断面図である。
【図２】本発明のベーンの内部および摺動面の内部構造を模式的に示す断面図である。
【図３】ベーンの独立空孔の状態を示す模式図である。
【図４】表面に独立空孔を有した鉄系焼結体の円相当径１０μｍ以下の割合と油膜保持力との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
３  シリンダ
４  ピストン
７  ベーン
７ａ  摺動面
１０  ベーン溝
１１  独立空孔
１１ａ  開口
１１ｂ  連続空孔
１２  浸硫窒化層
【図１】
0003708431.tif 000002
【図２】
0003708431.tif 000003
【図３】
0003708431.tif 000004
【図４】
0003708431.tif 000005