(57)【要約】  【課題】  シャフトの主軸部および副軸部に、高周波焼入れを施し、硬度を高めることにより起動時や、液バック運転後の冷媒発泡などにより、油溜の油面が低下した場合でも、耐焼付き性及び耐摩耗性を向上することができるロータリ圧縮機を提供する。  【解決手段】  密閉容器１内に、電動機３と圧縮部２Ａ，２Ｂを配置し、圧縮部は、シリンダ８ａ，８ｂと、偏心クランク部４ａ，４ｂを持つシャフト４と、偏心回転するローラ１４ａ，１４ｂと、シャフトの主軸部を保持する主軸受９と、副軸部を保持する副軸受１０とを備え、主軸受および副軸受を鋳物もしくは焼結品で形成したロータリ圧縮機において、シャフトを球状黒鉛鋳鉄などの鋳物材とし、主軸部および副軸部の何れか一方または両方の表面に焼入れ処理を行い、シャフトと主軸受および副軸受との間に硬度差をつけてなる構成とした。  【選択図】図１
2008038787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に、電動機と圧縮部を配置し、前記圧縮部は、シリンダと、偏心クランク部を持つシャフトと、偏心運動するローラと、前記シャフトの主軸部を保持する主軸受と、副軸部を保持する副軸受とを備え、前記主軸受および前記副軸受を鋳物もしくは焼結品で形成したロータリ圧縮機において、
前記シャフトの材料を鋳物材とし、前記主軸部および前記副軸部の何れか一方または両方の表面に、焼入れ処理を行い、前記シャフトの表面と前記主軸受および、または前記副軸受の表面との間に、硬度差をつけてなることを特徴とするロータリ圧縮機。
【請求項２】
前記シャフトに、球状黒鉛鋳鉄を使用してなることを特徴とする請求項１に記載のロータリ圧縮機。
【請求項３】
前記偏心クランク部の前記副軸受側のスラスト面に、前記シャフトの副軸部の表面と同時に焼入れ処理を施し、前記副軸受のスラスト受面と、前記偏心クランク部の前記副軸受側のスラスト面との間に、硬度差をつけてなることを特徴とする請求項１に記載のロータリ圧縮機。
【請求項４】
前記副軸受の下部に、前記シャフトの底面を支持するスラスト軸受を設け、前記シャフトの底面のスラスト面に、前記シャフトの副軸部の表面と同時に焼入れ処理を施し、前記副軸受のスラスト軸受と、前記シャフトの底面のスラスト面との間に、硬度差をつけてなることを特徴とする請求項１に記載のロータリ圧縮機。
【請求項５】
前記主軸部側の焼入れ部分を前記電動機のロータ焼嵌め部近傍まで延長してなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロータリ圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空調機や冷凍機等に用いられるロータリ圧縮機に係わり、詳しくは、シャフトと軸受部材の耐焼付け性および耐摩耗性を向上することができる構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のロータリ圧縮機では、通常、電動機のシャフトの主軸受と副軸受は熱処理を施さないねずみ鋳鉄もしくは焼結品を使用し、シャフトにはねずみ鋳鉄か球状黒鉛鋳鉄を使用しており、軸受とシャフト間の硬度差がなく耐摩耗性が悪い。そのため、圧縮機を長時間停止した後の起動時や、液バック運転後の冷媒発泡などにより、圧縮機から冷凍サイクルへ潤滑油が持ち出され油溜の油面が低下した時に、焼付きの発生や耐摩耗性が悪くなる場合がある。
【０００３】
そこで、上記内容に対応する技術として、例えば図４および図５に示すようなものが知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
図４に示すように、密閉容器１’内の下部に圧縮機構３’を内蔵し、その上部に電動機２’が内蔵されている。電動機２’は密閉容器１’内に焼きバメなどにより固定されたステータ４’と、これに対応して設けられた回転体のロータ５’とで構成されている。圧縮機構３’は密閉容器１’内に溶接などして固定されたシリンダ７’を有し、ロータ５’と連結固定されてそれと一体に回転するシャフト６’に、シリンダ７’内で偏心して回転する偏心クランク部６ａ’を有し、この偏心クランク部６ａ’によりローラ８’を同心上で支持している。図示しないベーンがシャフト６’の回転に従い前記ローラ８’と摺接して偏心クランク部６ａ’と偏心回転し、シリンダ７’内に冷媒を吸入して圧縮しそれを吐出することを繰り返す。
【０００５】
前記シャフト６は、前記偏心クランク部６ａ’と前記ローラ８’とを挟んでシリンダ７’にボルト１３’によりボルト止めされた上軸受１１’と下軸受１２’にて圧縮機構３’の直近でのみ軸受され、上軸受１１’と下軸受１２’の双方を滑り軸受タイプのものとした簡略な軸受構造とされている。このため、摺動摩擦を受ける軸受構造となっている。
【０００６】
図５に示すように、シャフト６’と別体の偏心クランク部６ａ’は、シャフトと異なった材料とすることができ、偏心クランク部６ａ’は例えば鋼の鍛造品で、シャフト６’あるいはこれと偏心クランク部６ａ’は表面が浸炭焼き入れ処理または浸炭窒化焼き入れ処理を施され、３．０ｍｍを越えない範囲で表面層６ｂなどがパーライト７０％以上の組織とされる。
【０００７】
この場合、偏心クランク部６ａ’は焼結鉄で、シャフト６’、あるいはこれと偏心クランク部６ａ’は表面が浸炭焼き入れ処理または浸炭窒化焼き入れ処理を施され、３．０ｍｍを越えない範囲で表面層がパーライト７０％以上の組織とされる。
【０００８】
また、シャフト６’が鋼管よりなり、少なくとも滑り軸受など他との摺動部の表面が高周波焼き入れ処理または浸炭窒化焼き入れ処理が施され、３．０ｍｍを越えない範囲で表面層がパーライト７０％以上の組織とされ、このような表面処理によってシャフト６’の強靱性を特に損なわずに、上軸受１１’や下軸受１２’の滑り軸受等の他の摺動部との耐摩耗性を向上することができる。
【０００９】
しかしながら、シャフト６’は別素材のシャフト本体と偏心クランク部６ａ’とで構成し、上軸受１１’や下軸受１２’に対してシャフト本体の硬度差を向上させているため、組付けが困難であり、コストアップとなる。
【特許文献１】特開２０００−２２７０８３号公報（８〜９頁、第１、３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記の問題点に鑑み、シャフトの主軸部および副軸部に、高周波焼入れを施し、硬度を高め、各軸受との間に硬度差をつけることにより、起動時や、液バック運転後の冷媒発泡などにより、油溜の油面が低下した場合でも、耐焼付き性および耐摩耗性を向上することができるロータリ圧縮機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上述の課題を解決するため、密閉容器内に、電動機と圧縮部を配置し、前記圧縮部は、シリンダと、偏心クランク部を持つシャフトと、偏心運動するローラと、前記シャフトの主軸部を保持する主軸受と、副軸部を保持する副軸受とを備え、前記主軸受および前記副軸受を鋳物もしくは焼結品で形成したロータリ圧縮機において、
前記シャフトの材料を鋳物材とし、前記主軸部および前記副軸部の何れか一方または両方の表面に、焼入れ処理を行い、前記シャフトの表面と前記主軸受および、または前記副軸受の表面との間に、硬度差をつけてなる構成となっている。
【００１２】
また、前記シャフトに、球状黒鉛鋳鉄を使用してなる構成となっている。
【００１３】
また、前記偏心クランク部の前記副軸受側のスラスト面に、前記シャフトの副軸部の表面と同時に焼入れ処理を施し、前記副軸受のスラスト受面と、前記偏心クランク部の前記副軸受側のスラスト面との間に、硬度差をつけてなる構成となっている。
【００１４】
また、前記副軸受の下部に、前記シャフトの底面を支持するスラスト軸受を設け、前記シャフトの底面のスラスト面に、前記シャフトの副軸部の表面と同時に焼入れ処理を施し、前記副軸受のスラスト軸受と、前記シャフトの底面のスラスト面との間に、硬度差をつけてなる構成となっている。
【００１５】
また、前記主軸部側の焼入れ部分を前記電動機のロータ焼嵌め部近傍まで延長してなる構成となっている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、前記シャフトを球状黒鉛鋳鉄などの焼入れ性のよい鋳物材とし、前記主軸部および前記副軸部の何れか一方または両方の表面に部分的に高周波部分焼入れ処理を行い、前記シャフトと前記主軸受および前記副軸受との間に硬度差をつけてなる構成とすることにより、起動時や、液バック運転後の冷媒発泡などにより、油溜の油面が低下した場合でも、耐焼付き性および耐摩耗性を向上することができる。また、前記主軸部側の焼入れ部分を前記電動機のロータ焼嵌め部近傍まで延長してなる構成とすることにより、シャフト４自体の剛性を向上させ、ロータ６の振れ回りの低減、軸受け各部での異常な接触摺動を低減でき、高信頼性化、高回転化による運転範囲の拡大が可能となるロータリ圧縮機とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の密閉型圧縮機の実施の形態をツインロータリ圧縮機による実施例に基づき添付図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明におけるロータリ圧縮機の側断面図、図２は本発明におけるシャフトと副軸受のスラスト面の関係を示す要部拡大断面図である。
【実施例１】
【００１８】
図１において、１は密閉容器であって、この密閉容器１内の下部には、２つの第１圧縮部２Ａと第２圧縮部２Ｂとが収容され、上部には電動機３が収容されている。この電動機３は、密閉容器１の内面に固定されるステータ５と、このステータ５の内側に所定の間隙を存して配置され、シャフト４に嵌着されるロータ６とから構成されている。そして、前記電動機３と前記第１、第２圧縮部２Ａ，２Ｂは，前記シャフト４に形成され，圧縮工程がそれぞれ１８０度位相をずらして偏心回転する偏心クランク部４ａ，４ｂを介して連結されている。また、前記シャフト４は、前記偏心クランク部４ａの上部の主軸部４ｃと、前記偏心クランク部４ｂの下部の副軸部４ｄとにより構成されている。
【００１９】
前記第１、第２圧縮部２Ａ，２Ｂは、それぞれ前記シャフト４の下部に仕切板７を介して上下に配設される第１シリンダ８ａおよび第２シリンダ８ｂとを備えている。
前記第１シリンダ８ａの上面部には主軸受９が重ね合わされ、ボルト等を介して前記第１シリンダ８ａに取付け固定されている。
【００２０】
また、前記第２シリンダ８ｂの下面部には副軸受１０が重ね合わされ、ボルト等を介して前記第２シリンダ８ｂに取付け固定される。
【００２１】
前記第１シリンダ８ａと第２シリンダ８ｂの内径部は、前記仕切板７により上下に区画され、それぞれ同一直径の第１シリンダ室１５ａおよび第２シリンダ室１５ｂが形成されている。このそれぞれのシリンダ室内には、前記シャフト４の外周部に設けられた前記偏心クランク部４ｃ，４ｄにより、偏心回転する第１ローラ１４ａおよび第２ローラ１４ｂが配設されている。
【００２２】
前記第１シリンダ室１５ａおよび第２シリンダ室１５ｂの内部は、それぞれベーン（図示せず）により吐出室と吸入室とに仕切られ、吐出圧が吸入室に漏れないようになされ、このベーンの先端部が偏心回転する前記第１ローラ１４ａおよび第２ローラ１４ｂに圧接し、前記第１シリンダ８ａおよび第２シリンダ８ｂにそれぞれ設けられているベーン溝部（図示せず）内を往復運動する。
【００２３】
上記構成において、冷媒ガスは吸入管（図示せず）から前記第１シリンダ８ａおよび第２シリンダ８ｂに設けられた流路（図示せず）を通じて前記第１シリンダ室１５ａおよび第２シリンダ室１５ｂに導かれる。前記電動機３に通電し、前記電動機３のロータ６と一体のシャフト４を回転させると、前記第１ローラ１４ａおよび第２ローラ１４ｂは偏心回転運動を行い、前記圧縮室および吸入室の容積が変化し、これに伴い冷媒ガスは吸入、圧縮される。圧縮された冷媒ガスは、吐出孔（図示せず）の吐出弁（図示せず）が開くと、密閉容器１の内部を経て、吐出管Ｔより密閉容器１の外部に吐出される。
【００２４】
図１に示す主軸受９と副軸受１０は、通常、熱処理を施さないねずみ鋳鉄（例えば、引張り強度がＦＣ２５０相当）もしくは焼結品を使用し、シャフト４はねずみ鋳鉄か球状黒鉛鋳鉄を使用しており硬度差がないため、耐摩耗性が悪い。
【００２５】
また、偏心クランク部４ａ，４ｂは、モニクロ鋳鉄を焼入れ・焼戻し処理を行い、硬度を上げたローラとの摺動のため、熱処理を施すと逆に硬度差が減り、耐摩耗性が低下することがある。そこで、耐摩耗性の要求される主軸部４ｃと副軸部４ｄのみに部分焼入れを施し硬度差をつける。
【００２６】
前記シャフト４は切削仕上げ後、主軸部４ｃと副軸部４ｄの表面に高周波焼入れ処理を施し、研削（研磨）仕上げする。また、前記シャフト４の素材には、焼入れ性のよいＦＣＤ５００以上の球状黒鉛鋳鉄等を使用するとよい。
【００２７】
また、図２に示すように、前記偏心クランク部４ｂの前記副軸受１０側のスラスト面４ｅ（シャフト４本体のスラスト面ともなる）に、前記シャフトの副軸部１０の表面と同時に高周波焼入れ処理を施し、前記副軸受１０のスラスト受面１０ａと、前記偏心クランク部４ｂの前記副軸受１０側のスラスト面４ｅとの間に、硬度差をつけてなる構成となっている。
【００２８】
これらにより、起動時や、液バック運転後の冷媒発泡などにより、油溜の油面が低下した場合でも、耐焼付き性および耐摩耗性を向上することができる。
【００２９】
また、図３は本発明における他の実施例を示したものである。図３に示すように、前記副軸受１０の下部に、前記シャフト４の底面を支持するスラスト軸受１０ｂを設け、前記シャフト４の底面のスラスト面４ｆに、前記シャフト４の副軸部４ｄの表面と同時に高周波焼入れ処理を施し、前記副軸受１０のスラスト軸受１０ｂと、前記シャフト４の底面のスラスト面４ｆとの間に、硬度差をつけてなる構成となっている。
【００３０】
これにより、上記図２の場合と同様に、起動時や、液バック運転後の冷媒発泡などにより、油溜の油面が低下した場合でも、耐焼付き性および耐摩耗性を向上することができる。
【００３１】
また、前記副軸受１０のスラスト受面１０ａも、熱処理を施さない鋳物もしくは焼結材のため、耐摩耗性が悪い。そのため、前記スラスト面４ｅと前記スラスト受面１０ａとの間に、スラストプレートのような硬度を上げた板材を組合せる場合もある。
【００３２】
また、前記主軸部４ｃ側の焼入れ部分を前記電動機３のロータ６の焼嵌め部近傍まで延長してなる構成となっている。これにより、シャフト４自体の剛性を向上させ、ロータ６の振れ回りの低減、軸受け各部での異常な接触摺動を低減でき、高信頼性化、高回転化による運転範囲の拡大が可能となる。
【００３３】
以上説明したように、前記主軸受９および前記副軸受１０を鋳物もしくは焼結品で形成したロータリ圧縮機において、前記シャフト４を球状黒鉛鋳鉄などの焼入れ性のよい鋳物材とし、前記主軸部４ｃおよび前記副軸部４ｄの何れか一方または両方の表面に部分的に高周波焼入れ処理を行い、前記シャフト４と前記主軸受９および前記副軸受１０との間に硬度差をつけてなる構成とすることにより、起動時や、液バック運転後の冷媒発泡などにより、油溜の油面が低下した場合でも、耐焼付き性および耐摩耗性を向上することができるロータリ圧縮機となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明におけるツインロータリ圧縮機の側断面図である。
【図２】本発明におけるシャフトと副軸受のスラスト面の関係を示す要部拡大断面図である。
【図３】本発明における他のシャフトと副軸受のスラスト面の関係を示す要部拡大断面図である。
【図４】従来例におけるロータリ圧縮機の側断面図である。
【図５】従来例におけるシャフトの要部断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１    密閉容器
２Ａ  第１圧縮部
２Ｂ  第２圧縮部
３    電動機
４    シャフト
４ａ、４ｂ  偏心クランク部
５    固定子
６    回転子部
７    仕切板
８ａ  第１シリンダ
８ｂ  第２シリンダ
９    上軸受
１０  下軸受
１４ａ  第１ローラ
１４ｂ  第２ローラ
１５ａ  第１シリンダ室
１５ｂ  第２シリンダ室
Ｔ      吐出管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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