CN109642561B - 压缩机和制冷循环装置 - Google Patents

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Abstract

在制冷循环装置的压缩机中，电动机使曲轴旋转。压缩机构通过曲轴的旋转而被驱动，从而压缩制冷剂。曲轴的一部分被固体润滑剂被膜(70)覆盖。固体润滑剂被膜(70)包含二硫化钼(71)和树脂(72)。具体而言，树脂(72)是PAI(聚酰胺酰亚胺)。固体润滑剂被膜(70)还包含石墨(73)。压缩机构的轴承滑动自如地与曲轴的被固体润滑剂被膜(70)覆盖的部分嵌合。

Description

压缩机和制冷循环装置
技术领域
本发明涉及压缩机和制冷循环装置。
背景技术
专利文献1所记载的旋转压缩机具备由机械构造用钢构成的曲轴。在该曲轴的相对于轴承滑动的部分的表面设置有磷酸锰被膜和二硫化钼被膜。
专利文献1：日本特开2009－275645号公报
为了节能和节省资源化，要求高效率的压缩机。
如果减小曲轴直径，则减少滑动损失，能够实现压缩机的高效率化。但是，在一般情况下普及的压缩机中，使用材质为FCD(Ferrum Casting Ductile：球墨铸铁)550或者FCD700等铸造材且被膜仅为磷酸锰被膜的曲轴。FCD550或者FCD700等铸造材料的杨氏模量为164千兆帕左右。即，铸造材料的刚性不高。由此，若减小由铸造材料构成的曲轴的直径，则由于压缩室内的气体载荷而引起的曲轴的挠曲量增加。若曲轴的挠曲量增加，则曲轴容易烧结于轴承，压缩机的可靠性受损。
如果将曲轴的材质变更成刚性较高的材质，则能够抑制曲轴的挠曲量的增加。S45C等锻造材料的杨氏模量为205千兆帕左右或者更高。即，锻造材料的刚性较高。但是，材质为锻造材料且被膜仅为磷酸锰被膜的曲轴的烧结耐力比材质为铸造材料且被膜仅为磷酸锰被膜的曲轴的烧结耐力低10％左右。由此，若将曲轴的材质从铸造材料变更成锻造材料，则即使曲轴的挠曲量不增加，曲轴也容易烧结于轴承，使得压缩机的可靠性受损。
即使像专利文献1所记载的旋转压缩机那样，使用材质为机械构造用钢且被膜为磷酸锰被膜和二硫化钼被膜的曲轴，也无法充分提高曲轴的烧结耐力。
发明内容
本发明的目的在于，使压缩机的曲轴的烧结耐力充分地提高。
本发明的一个方式的压缩机具备：曲轴，其一部分被包含二硫化钼和树脂的固体润滑剂被膜覆盖；电动机，其使上述曲轴旋转；以及压缩机构，其具有滑动自如地嵌合于上述曲轴的被上述固体润滑剂被膜覆盖的部分的轴承，该压缩机构通过上述曲轴的旋转而被驱动，在所述曲轴的被所述固体润滑剂被膜覆盖的部分，所述固体润滑剂被膜重叠在磷酸锰被膜上，所述磷酸锰被膜的与所述固体润滑剂被膜接触的表面为具有凹凸的面。
并且，可以构成为：所述树脂是聚酰胺酰亚胺。
并且，可以构成为：所述固体润滑剂被膜还包含石墨。
并且，可以构成为：所述二硫化钼没有浸透所述磷酸锰被膜。
并且，可以构成为：所述磷酸锰被膜的与所述固体润滑剂被膜接触的表面的粗糙度为1.5z以上。
并且，可以构成为：所述磷酸锰被膜的与所述固体润滑剂被膜接触的表面的粗糙度为2.0z以上。
并且，可以构成为：所述磷酸锰被膜的与所述固体润滑剂被膜接触的表面的粗糙度为3.0z以上。
并且，可以构成为：在所述曲轴的供所述轴承嵌合的部分，所述固体润滑剂被膜的最小厚度相对于所述曲轴的直径的比率为0.0003以上且0.0008以下。
并且，可以构成为：在所述曲轴的供所述轴承嵌合的部分，所述固体润滑剂被膜的与所述轴承对置的滑动面的高低差相对于所述固体润滑剂被膜与所述轴承之间的间隙的比率为0.15以下。
并且，可以构成为：所述曲轴具有以同轴的方式设置的主轴部和副轴部,所述主轴部和所述副轴部分别滑动自如地嵌合于所述轴承，所述主轴部和所述副轴部的与所述轴承嵌合的部分被所述固体润滑剂被膜覆盖，所述主轴部和所述副轴部的材质为锻造材料，所述轴承的材质为铸造材料和烧结材料中的任意一种。
并且，可以构成为：所述曲轴具有偏心旋转的偏心轴部，所述压缩机构具有滑动自如地与所述偏心轴部嵌合的辊，所述偏心轴部的供所述辊嵌合的部分被所述固体润滑剂被膜覆盖，所述偏心轴部的材质为锻造材料，所述辊的材质为铸造材料。
并且，可以构成为：在所述压缩机构形成有被分隔板在所述曲轴的轴向上划分出的多个作为用于压缩制冷剂的空间的缸室，所述分隔板由配置在所述曲轴的周围的多个分割板构成。
另外，本发明的制冷循环装置具备上述的压缩机。
在本发明中，压缩机的曲轴采用不仅包含二硫化钼而且还包含树脂的被膜。因此，充分地提高曲轴的烧结耐力。
附图说明
图1是实施方式1的制冷循环装置的回路图。
图2是实施方式1的制冷循环装置的回路图。
图3是实施方式1的压缩机的纵剖视图。
图4是沿图3的A－A的剖视图。
图5是示出实施方式1的压缩机的曲轴的固体润滑剂涂覆部的被膜的构造的剖视图。
图6是示出实施方式1的压缩机的被膜厚度相对于曲轴直径的比率、与烧结荷重相对于现有制品的比率的关系的图。
图7是示出实施方式1的压缩机的被膜厚度变动相对于被膜和轴承之间的间隙的比率、与油膜厚度相对于现有制品的比率的关系的图。
具体实施方式
以下，使用附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在各图中，对相同或者相当的部分标注相同的附图标记。在实施方式的说明中，关于相同或者相当的部分，使说明适当地省略或者简化。关于装置、器具、部件等的结构，材质、形状、大小等能够在本发明的范围内适当地变更。
实施方式1.
使用图1至图7对本实施方式进行说明。
＊＊＊结构的说明＊＊＊
参照图1和图2对本实施方式的制冷循环装置10的结构进行说明。
图1示出制冷运转时的制冷剂回路11。图2示出制热运转时的制冷剂回路11。
制冷循环装置10在本实施方式中为空调机，但也可以是冰箱、热泵循环装置这样的空调机以外的装置。
制冷循环装置10具备供制冷剂循环的制冷剂回路11。制冷循环装置10还具备：压缩机12、四通阀13、作为室外热交换器的第1热交换器14、作为膨胀阀的膨胀机构15、以及作为室内热交换器的第2热交换器16。压缩机12、四通阀13、第1热交换器14、膨胀机构15以及第2热交换器16与制冷剂回路11连接。
压缩机12对制冷剂进行压缩。四通阀13在制冷运转时和制热运转时切换制冷剂的流动的方向。第1热交换器14在制冷运转时作为冷凝器进行动作，使由压缩机12压缩后的制冷剂散热。即，第1热交换器14使用由压缩机12压缩后的制冷剂来进行热交换。第1热交换器14在制热运转时作为蒸发器进行动作，在室外空气与在膨胀机构15中膨胀后的制冷剂之间进行热交换而加热制冷剂。膨胀机构15使在冷凝器中散热后的制冷剂膨胀。第2热交换器16在制热运转时作为冷凝器进行动作，使由压缩机12压缩后的制冷剂散热。即，第2热交换器16使用由压缩机12压缩后的制冷剂来进行热交换。第2热交换器16在制冷运转时作为蒸发器进行动作，在室内空气与在膨胀机构15中膨胀后的制冷剂之间进行热交换而加热制冷剂。
制冷循环装置10还具备控制装置17。
具体而言，控制装置17是微型计算机。在图1和图2中，仅示出控制装置17与压缩机12的连接，但也可以是，控制装置17不仅与压缩机12连接，而且与制冷剂回路11所连接的压缩机12以外的要素连接。控制装置17监视或者控制与控制装置17连接的要素的状态。
作为在制冷剂回路11中循环的制冷剂，使用R32、R125、R134a、R407C、R410A等HFC(Hydro Fluoro Carbon：氢氟碳)系制冷剂。或者，使用R1123、R1132(E)、R1132(Z)、R1132a、R1141、R1234yf、R1234ze(E)、R1234ze(Z)等HFO(Hydro Fluoro Olefin：氢氟烯烃)系制冷剂。或者，使用R290(丙烷)、R600a(异丁烷)、R744(二氧化碳)、R717(氨气)等自然制冷剂。或者，使用其他的制冷剂。或者，使用这些制冷剂中的两种以上的混合物。
参照图3对本实施方式的压缩机12的结构进行说明。
图3示出压缩机12的纵剖面。
压缩机12在本实施方式中是密闭型压缩机。具体而言，压缩机12是单缸的旋转压缩机，但也可以是多缸的旋转压缩机、滚动压缩机、或者往复压缩机。
压缩机12具备密闭容器20、压缩机构30、电动机40、以及曲轴50。
在密闭容器20的底部存积有冷冻机油25。在密闭容器20安装有用于吸入制冷剂的吸入管21、以及用于排出制冷剂的排出管22。
电动机40收纳于密闭容器20。具体而言，电动机40设置于密闭容器20的内侧上部。电动机40在本实施方式中是集中绕组马达，但也可以是分布绕组的马达。
压缩机构30收纳于密闭容器20。具体而言，压缩机构30设置于密闭容器20的内侧下部。即，压缩机构30在密闭容器20的内部配置于电动机40的下方。
电动机40与压缩机构30通过曲轴50而连结。曲轴50形成冷冻机油25的供油路和电动机40的旋转轴。
冷冻机油25伴随着曲轴50的旋转，而被设置于曲轴50的下部的油泵汲取。而且，冷冻机油25被供给到压缩机构30的各滑动部，润滑压缩机构30的各滑动部。作为冷冻机油25，使用作为合成油的POE(多元醇酯)、PVE(聚乙烯基醚)、AB(烷基苯)等。
电动机40使曲轴50旋转。压缩机构30由于曲轴50的旋转而被驱动从而压缩制冷剂。即，压缩机构30被经由曲轴50所传递的电动机40的旋转力驱动而压缩制冷剂。具体而言，该制冷剂是被吸入吸入管21的低压的气体制冷剂。由压缩机构30压缩后的高温且高压的气体制冷剂被从压缩机构30排出到密闭容器20内。
曲轴50具有偏心轴部51、主轴部52以及副轴部53。它们在轴向上按照主轴部52、偏心轴部51、副轴部53的顺序设置。即，在偏心轴部51的轴向一端侧设置有主轴部52，在偏心轴部51的轴向另一端侧设置有副轴部53。偏心轴部51、主轴部52以及副轴部53分别为圆柱状。主轴部52和副轴部53以彼此的中心轴线一致的方式设置、即同轴设置。偏心轴部51被设置为中心轴从主轴部52和副轴部53的中心轴偏移。若主轴部52和副轴部53绕中心轴旋转，则偏心轴部51进行偏心旋转。
在曲轴50的一部分涂覆固体润滑剂而形成被膜。关于曲轴50的被涂覆了固体润滑剂的部分、即固体润滑剂涂覆部37的被膜的构造，后述说明。
以下，对电动机40的详细情况进行说明。
电动机40在本实施方式中是无刷DC(Direct Current：直流)马达，但也可以是感应电动机等无刷DC马达以外的马达。
电动机40具有定子41和转子42。
定子41为圆筒状，被固定为与密闭容器20的内周面接触。转子42为圆柱状，隔着宽度为0.3毫米以上且1.0毫米以下的空隙而设置在定子41的内侧。
定子41具有定子铁芯43和卷线44。定子铁芯43是按照固定的形状对以铁为主成分的、厚度为0.1毫米以上且1.5毫米以下的多个电磁钢板进行冲裁，并在轴向上层叠，并通过凿紧来进行固定而制作的。定子铁芯43的外径比密闭容器20的中间部的内径大，热装并固定在密闭容器20的内侧。卷线44卷绕于定子铁芯43。具体而言，卷线44经由绝缘部件以集中绕组的方式卷绕于定子铁芯43。在卷线44连接有未图示的导线的一端。卷线44由芯线和覆盖芯线的至少一层的被膜构成。在本实施方式中，芯线的材质为铜。被膜的材质为AI(酰胺酰亚胺)/EI(酯酰亚胺)。绝缘部件的材质为PET(聚对苯二甲酸乙二酯)。
另外，将定子铁芯43的电磁钢板彼此固定的方法并不局限于凿紧，也可以是焊接等其他的方法。将定子铁芯43固定于密闭容器20的内侧的方法并不局限于热装，也可以是压入。卷线44的芯线的材质也可以是铝。绝缘部件的材质也可以是PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、FEP(四氟乙烯、六氟丙烯共聚物)、PFA(四氟乙烯、全氟烷基乙烯基醚共聚物)、PTFE(聚四氟乙烯)、LCP(液晶聚合物)、PPS(聚苯硫醚)、或者酚醛树脂。
转子42具有转子铁芯45和未图示的永久磁铁。转子铁芯45与定子铁芯43同样，是按照固定的形状对以铁为主成分的、厚度为0.1毫米以上且1.5毫米以下的多个电磁钢板进行冲裁，并在轴向上层叠，并通过凿紧进行固定而制作的。永久磁铁被插入在转子铁芯45形成的多个插入孔。永久磁铁形成磁极。作为永久磁铁，使用铁氧体磁铁或者稀土类磁铁。
另外，将转子铁芯45的电磁钢板彼此固定的方法并不局限于凿紧，也可以是焊接等其他的方法。
在转子铁芯45的俯视中心形成有供曲轴50的主轴部52热装或者压入的轴孔。即，转子铁芯45的内径比主轴部52的外径小。虽然未图示，但在转子铁芯45的轴孔的周围形成有在轴向上贯通的多个贯通孔。各个贯通孔成为从后述的排出消音器35向密闭容器20内的空间放出的气体制冷剂的通路之一。各个贯通孔也成为用于使导入到密闭容器20的上部的冷冻机油25下落到密闭容器20的下部的通路之一。
虽然未图示，但在电动机40作为感应电动机而构成的情况下，在形成于转子铁芯45的多个插口填充或者插入由铝或者铜等形成的导体。而且，形成有利用端环使导体的两端短路的笼型卷线。
在密闭容器20的顶部安装有与变频器装置等外部电源连接的端子24。具体而言，端子24为玻璃端子。在本实施方式中，端子24通过焊接而固定于密闭容器20。在端子24连接有上述的导线的另一端。由此，端子24与电动机40的卷线44电连接。
在密闭容器20的顶部还安装有轴向两端开口的排出管22。从压缩机构30排出的气体制冷剂从密闭容器20内的空间通过排出管22而被排出到外部的制冷剂回路11。
以下，不仅参照图3而且还参照图4对压缩机构30的详细情况进行说明。
图4示出利用图3的A－A线、即与曲轴50的轴向垂直的平面切断压缩机构30的情况下的切剖面。另外，在图4中，省略表示剖面的阴影。
压缩机构30具有缸31、辊32、主轴承33、副轴承34以及排出消音器35。
缸31的内周在俯视时为圆形。在缸31的内部形成有作为俯视时为圆形的空间的缸室61。在缸31的外周面设置有用于从制冷剂回路11吸入气体制冷剂的吸入口。从吸入口吸入的制冷剂在缸室61中被压缩。缸31的轴向两端开口。
辊32为环状。由此，辊32的内周和外周在俯视时为圆形。辊32在缸室61内进行偏心旋转。辊32滑动自如地与作为辊32的旋转轴的曲轴50的偏心轴部51嵌合。
在缸31设置有与缸室61相连的、在径向上延伸的叶片槽62。在叶片槽62的外侧形成有与叶片槽62相连的俯视下为圆形的空间的背压室63。在叶片槽62内设置有叶片64，将缸室61分隔成作为低压的工作室的吸入室和作为高压的工作室的压缩室。叶片64是前端为圆形的板状。叶片64在叶片槽62内一边滑动一边往复运动。叶片64始终被设置于背压室63的叶片弹簧向辊32按压。由于密闭容器20内为高压，因此若压缩机12开始运转，则由于密闭容器20内的压力与缸室61内的压力之差而产生的力作用于叶片64的背压室63侧的面亦即叶片背面。因此，叶片弹簧主要以在密闭容器20内与缸室61内的压力无差的压缩机12的起动时将叶片64向辊32按压的目的来使用。
主轴承33是侧面观察时为倒T字状的轴承。主轴承33滑动自如地与曲轴50的比偏心轴部51靠上的部分亦即主轴部52嵌合。在曲轴50的内部，沿着轴向设置有作为供油路的贯通孔54，在主轴承33与主轴部52之间，通过供给经由该贯通孔54而被汲取的冷冻机油25从而形成油膜。主轴承33将缸31的缸室61和叶片槽62的上侧封堵。即，主轴承33将缸31内的2个工作室的上侧封堵。
副轴承34是侧面观察时为T字状的轴承。副轴承34滑动自如地与曲轴50的比偏心轴部51靠下的部分亦即副轴部53嵌合。在副轴承34与副轴部53之间，通过供给经由曲轴50的贯通孔54而被汲取的冷冻机油25从而形成油膜。副轴承34将缸31的缸室61和叶片槽62的下侧封堵。即，副轴承34将缸31内的2个工作室的下侧封堵。
主轴承33和副轴承34分别被螺栓等紧固件36固定于缸31，支承作为辊32的旋转轴的曲轴50。主轴承33以通过主轴承33与主轴部52之间的油膜的流体润滑而不与主轴部52接触的方式支承主轴部52。副轴承34与主轴承33同样，以通过副轴承34与副轴部53之间的油膜的流体润滑而不与副轴部53接触的方式支承副轴部53。
虽然未图示，但在主轴承33设置有用于将在缸室61中压缩后的制冷剂排出到制冷剂回路11的排出口。排出口位于在缸室61被叶片64分隔成吸入室和压缩室时与压缩室相连的位置。在主轴承33安装有开闭自如地将排出口封堵的排出阀。关闭排出阀直到压缩室内的气体制冷剂成为期望的压力为止，若压缩室内的气体制冷剂成为期望的压力则打开排出阀。由此，控制气体制冷剂从缸31的排出时机。
排出消音器35安装于主轴承33的外侧。在排出阀打开时所排出的高温且高压的气体制冷剂暂时进入排出消音器35，然后从排出消音器35放出到密闭容器20内的空间。
另外，排出口和排出阀也可以设置于副轴承34、或者主轴承33与副轴承34双方。排出消音器35安装于设置有排出口和排出阀的轴承的外侧。
在密闭容器20的旁边设置有吸入消音器23。吸入消音器23从制冷剂回路11吸入低压的气体制冷剂。吸入消音器23抑制在液体制冷剂返回的情况下液体制冷剂直接进入缸31的缸室61的情况。吸入消音器23经由吸入管21而与设置于缸31的外周面的吸入口连接。吸入口位于在缸室61被叶片64分隔成吸入室和压缩室时与吸入室相连的位置。吸入消音器23的主体通过焊接等而固定于密闭容器20的侧面。
曲轴50的偏心轴部51、主轴部52以及副轴部53的材质也可以是铸造材料，但在本实施方式中是S45C等锻造材料。与此相对，主轴承33和副轴承34的材质是铸造材料和烧结材料中的任意一种，具体而言，是烧结钢、灰铸铁或者碳素钢。缸31的材质也是烧结钢、灰铸铁或者碳素钢。辊32的材质是铸造材料，具体而言，是含有钼、镍和铬的合金钢、或者铁系铸造材料。叶片64的材质是高速工具钢。
虽然未图示，但在压缩机12构成为摆动式的旋转压缩机的情况下，叶片64与辊32一体设置。若驱动曲轴50，则叶片64沿着旋转自如地安装于辊32的支承体的槽进行往复运动。叶片64一边追随于辊32的旋转而摆动一边在径向上进退，由此将缸室61的内部划分成压缩室和吸入室。支承体由横剖面为半圆形状的2个柱状部件构成。支承体旋转自如地嵌合于在缸31的吸入口与排出口的中间部形成的圆形状的保持孔。
＊＊＊动作的说明＊＊＊
参照图3和图4对本实施方式的压缩机12的动作进行说明。压缩机12的动作相当于本实施方式的制冷剂压缩方法。
从端子24经由导线而向电动机40的定子41供给电力。由此，电流向定子41的卷线44流动，从卷线44产生磁通。电动机40的转子42借助于从卷线44产生的磁通与从转子42的永久磁铁产生的磁通的作用而旋转。具体而言，转子42借助于由于电流向定子41的卷线44流动而产生的旋转磁场与转子42的永久磁铁的磁场的吸引排斥作用而旋转。通过转子42的旋转而使固定于转子42的曲轴50旋转。伴随着曲轴50的旋转，压缩机构30的辊32在压缩机构30的缸31的缸室61内进行偏心旋转。作为缸31与辊32之间的空间的缸室61被叶片64分割成吸入室和压缩室。伴随着曲轴50的旋转，吸入室的容积和压缩室的容积发生变化。在吸入室中，通过使容积缓缓地扩大，而从吸入消音器23吸入低压的气体制冷剂。在压缩室中，通过使容积缓缓地缩小，而压缩其中的气体制冷剂。被压缩而成为高压且高温的气体制冷剂被从排出消音器35排出到密闭容器20内的空间。排出的气体制冷剂进一步通过电动机40而从位于密闭容器20的顶部的排出管22排出到密闭容器20外。排出到密闭容器20外的制冷剂通过制冷剂回路11而再次返回吸入消音器23。
＊＊＊详细的结构的说明＊＊＊
参照图3和图5对曲轴50的固体润滑剂涂覆部37的详细情况进行说明。
图5示出固体润滑剂被膜70、磷酸锰被膜80以及曲轴50的基材55这3层的剖面的一部分。
固体润滑剂被膜70包含二硫化钼71和树脂72。具体而言，树脂72为PAI(聚酰胺酰亚胺)。在本实施方式中，固体润滑剂被膜70还包含石墨73。
另外，树脂72优选为PAI，但也可以是PTFE、PPS、PES(聚醚砜)、PI(聚酰亚胺)、或者PEEK(聚醚醚酮)。
曲轴50的一部分被上述的结构的固体润滑剂被膜70覆盖。而且，压缩机构30的主轴承33和副轴承34滑动自如地与曲轴50的被固体润滑剂被膜70覆盖的部分嵌合。即，在本实施方式中，主轴部52的供主轴承33嵌合的部分以及副轴部53的供副轴承34嵌合的部分被上述的结构的固体润滑剂被膜70覆盖。固体润滑剂被膜70不仅包含二硫化钼71而且还包含树脂72，因而能够充分地提高曲轴50的烧结耐力。由此，主轴部52不容易烧结于主轴承33。副轴部53也不容易烧结于副轴承34。
像上述那样，在本实施方式中，主轴部52和副轴部53的材质为锻造材料，与此相对，主轴承33和副轴承34的材质为铸造材料和烧结材中的任意一种，但主轴部52和副轴部53的材质与主轴承33和副轴承34的材质也可以为同种金属。作为具体例，主轴部52和副轴部53的材质与主轴承33和副轴承34的材质双方也可以为铁系材料。通常情况下，若同种金属彼此滑动，则由于“共金”而引起烧结耐力的降低。但是，在本实施方式中，能够通过固体润滑剂被膜70而抑制由于“共金”所引起的主轴部52和副轴部53的烧结耐力的降低。
在本实施方式中，偏心轴部51的供辊32嵌合的部分也被上述的结构的固体润滑剂被膜70覆盖。由此，偏心轴部51不容易烧结于辊32。
像上述那样，在本实施方式中，偏心轴部51的材质为锻造材料，与此相对，辊32的材质为铸造材料，但偏心轴部51的材质与辊32的材质也可以为同种金属。作为具体例，偏心轴部51的材质与辊32的材质双方也可以为铁系材料。在本实施方式中，能够通过固体润滑剂被膜70而进一步抑制由于“共金”所引起的偏心轴部51的烧结耐力的降低。
在本实施方式中，主轴部52的被热装或者压入于转子铁芯45的部分没有被固体润滑剂被膜70覆盖。由此，容易将主轴部52热装或者压入于转子铁芯45的轴孔。
石墨73不是必须的，但通过使固体润滑剂被膜70包含石墨73，能够进一步提高曲轴50的烧结耐力。
在曲轴50的被固体润滑剂被膜70覆盖的部分，固体润滑剂被膜70重叠在磷酸锰被膜80上。磷酸锰被膜80的与固体润滑剂被膜70接触的表面81为有凹凸的面。即，在磷酸锰被膜80的表面81形成有多个凹部82和凸部83。由于磷酸锰被膜80的表面81不平坦，因此固体润滑剂被膜70容易与磷酸锰被膜80的表面81紧贴，不容易剥离。由此，进一步提高曲轴50的烧结耐力。
如果磷酸锰被膜80的与固体润滑剂被膜70接触的表面81的粗糙度为1.5z以上，则得到固体润滑剂被膜70容易与磷酸锰被膜80的表面81紧贴这样的效果。要想得到更高的效果，优选磷酸锰被膜80的表面81的粗糙度为2.0z以上，更优选为3.0z以上。另外，1.5z、2.0z、3.0z这样的参数值是用十点平均高度来表示磷酸锰被膜80的表面81的粗糙度而得到的值。
磷酸锰被膜80是通过对曲轴50的基材55实施磷酸锰基底处理而形成的。若在磷酸锰基底处理之后，像现有技术那样实施抛光处理，除去磷酸锰被膜80的凹部82和凸部83，由此磷酸锰被膜80的表面81变得平滑。因此，在本实施方式中，省去抛光处理。其结果为，得到上述的磷酸锰被膜80的表面81的粗糙度。而且，曲轴50的烧结耐力相对于在磷酸锰基底处理后实施抛光处理的情况提高70％左右。
固体润滑剂被膜70是通过在磷酸锰基底处理后，对磷酸锰被膜80实施Defric涂层处理而形成的。在通过浸渍来涂覆固体润滑剂的情况下，二硫化钼71有可能浸透磷酸锰被膜80。因此，在本实施方式中，在Defric涂层处理时，通过喷雾将固定润滑剂涂覆于磷酸锰被膜80的表面81。其结果是，二硫化钼71不会浸透磷酸锰被膜80，得到图5所示的构造的固体润滑剂被膜70。而且，充分地提高曲轴50的烧结耐力。
图6示出被膜厚度相对于曲轴直径的比率与烧结荷重相对于现有制品的比率的关系。
“曲轴直径”是指曲轴50的供轴承嵌合的部分的直径。在本实施方式中，主轴部52的供主轴承33嵌合的部分的直径相当于“曲轴直径”。副轴部53的供副轴承34嵌合的部分的直径也相当于“曲轴直径”。
“被膜厚度”是指固体润滑剂被膜70的最小厚度。在本实施方式中，主轴部52的供主轴承33嵌合的部分的、从磷酸锰被膜80的最高的某个凸部83的顶点到固体润滑剂被膜70的与主轴承33对置的滑动面74为止的距离相当于“被膜厚度”。副轴部53的供副轴承34嵌合的部分的、从磷酸锰被膜80的最高的某个凸部83的顶点到固体润滑剂被膜70的与副轴承34对置的滑动面74为止的距离也相当于“被膜厚度”。
“被膜厚度相对于曲轴直径的比率”是指被膜厚度除以曲轴直径而得到的值。
“烧结荷重相对于现有制品的比率”是指本实施方式的曲轴50的烧结耐力相对于被膜仅为磷酸锰被膜的现有制品的烧结耐力的比率。固体润滑剂被膜70与磷酸锰被膜80的厚度的合计与现有制品的被膜的厚度相同。
如图6所示，若被膜厚度相对于曲轴直径的比率超过0.8×10－3，则烧结荷重相对于现有制品的比率低于100％。这是因为，若被膜厚度相对于曲轴直径的比率超过0.8×10－3，则固体润滑剂被膜70容易剥离。由此，优选被膜厚度相对于曲轴直径的比率为0.8×10－3以下。
虽然未图示，但根据耐久试验的结果，若被膜厚度相对于曲轴直径的比率低于0.3×10－3，则在压缩机12经过了10年这样的长期运转之后的被膜厚度无法充分保证。这是因为，压缩机12运转的期间越长，则固体润滑剂被膜70的摩耗量越增加。由此，优选被膜厚度相对于曲轴直径的比率为0.3×10－3以上。
像以上说明的那样，为了防止由于固体润滑剂被膜70的剥离和摩耗而引起的烧结耐力的降低，优选在主轴部52的供主轴承33嵌合的部分，固体润滑剂被膜70的最小厚度相对于主轴部52的直径的比率为0.0003以上且0.0008以下。在副轴部53的供副轴承34嵌合的部分也同样，优选固体润滑剂被膜70的最小厚度相对于副轴部53的直径的比率为0.0003以上且0.0008以下。
图7示出被膜厚度变动相对于被膜和轴承之间的间隙的比率、与油膜厚度相对于现有制品的比率的关系。
“被膜和轴承之间的间隙”是指固体润滑剂被膜70与轴承之间的距离。在本实施方式中，固体润滑剂被膜70与主轴承33之间的距离的最大值相当于“被膜和轴承之间的间隙”。固体润滑剂被膜70与副轴承34之间的距离的最大值也相当于“被膜和轴承之间的间隙”。
“被膜厚度变动”是指固体润滑剂被膜70的与轴承对置的滑动面74的高低差。在本实施方式中，主轴部52的供主轴承33嵌合的部分的、从主轴部52的基材55的外周面到固体润滑剂被膜70的与主轴承33对置的滑动面74为止的距离的最大值与最小值之差相当于“被膜厚度变动”。副轴部53的供副轴承34嵌合的部分的、从副轴部53的基材55的外周面到固体润滑剂被膜70的与副轴承34对置的滑动面74为止的距离的最大值与最小值之差相当于“被膜厚度变动”。
“被膜厚度变动相对于被膜和轴承之间的间隙的比率”是指被膜厚度变动除以被膜和轴承之间的间隙而得到的值。
“油膜厚度相对于现有制品的比率”是指，本实施方式的曲轴50处的主轴承33与主轴部52之间的油膜的厚度、或者副轴承34与副轴部53之间的油膜的厚度相对于被膜仅为磷酸锰被膜的现有制品的油膜的厚度的比率。
如图7所示，若被膜厚度变动相对于被膜和轴承之间的间隙的比率超过0.15，则油膜厚度相对于现有制品的比率低于1.0。这是因为，若被膜厚度变动相对于被膜和轴承之间的间隙的比率超过0.15，则固体润滑剂被膜70与轴承之间的间隙过大，因而不容易形成油膜。由此，优选被膜厚度变动相对于被膜和轴承之间的间隙的比率为0.15以下。
像以上说明的那样，为了确保充分的油膜厚度而防止滑动耐力的降低，优选在主轴部52的供主轴承33嵌合的部分，固体润滑剂被膜70的与主轴承33对置的滑动面74的高低差相对于固体润滑剂被膜70与主轴承33之间的间隙的比率为0.15以下。在副轴部53的供副轴承34嵌合的部分也同样，优选固体润滑剂被膜70的与副轴承34对置的滑动面74的高低差相对于固体润滑剂被膜70与副轴承34之间的间隙的比率为0.15以下。
＊＊＊实施方式的效果的说明＊＊＊
在本实施方式中，压缩机12的曲轴50采用不仅包含二硫化钼71而且还包含树脂72的被膜。因此，充分地提高曲轴50的烧结耐力。具体而言，曲轴50的烧结耐力相对于现有制品提高10％到20％左右。由此，即使曲轴50的材质采用了锻造材料，曲轴50也不容易烧结于轴承。因此，能够减小曲轴50的直径而不会使压缩机12的可靠性受损，得到高效率的压缩机12。
大量的液体制冷剂有可能流入压缩机12的密闭容器20内，使得冷冻机油25的粘度下降，导致主轴部52与主轴承33之间、以及副轴部53与副轴承34之间的油膜厚度明显变薄。在本实施方式中，即使在这样的情况下，也不会使曲轴50烧结，从而得到可靠性高的压缩机12。
＊＊＊其他的结构＊＊＊
固体润滑剂被膜70也可以进一步包含与树脂72不同种类的树脂。具体而言，固体润滑剂被膜70也可以包含PAI、PTFE、PPS、PES、PI、以及PEEK中的两种以上的树脂。
也可以像上述那样，压缩机12为多缸的旋转压缩机。这里，作为本实施方式的变形例，对压缩机12作为多缸的旋转压缩机而构成的例子进行说明。
虽然未图示，但在该变形例中，压缩机构30具有多个缸31、多个辊32、比缸31的个数少1个的分隔板。如果缸31的个数为2个，则辊32的个数为2个，分隔板的个数为1个。
曲轴50具有与辊32的个数相同的个数的偏心轴部51。在各个偏心轴部51滑动自如地嵌合有对应的辊32。多个偏心轴部51之间的部分的轴径与主轴部52的直径为相同程度。
在各个缸31的内部形成有作为俯视时为圆形的空间的缸室61。各个辊32在对应的缸室61内进行偏心旋转。即，在压缩机构30形成有作为用于压缩制冷剂的空间的多个缸室61。上述多个缸室61被分隔板在曲轴50的轴向上进行区分。即，分隔板将分隔板的正上方的缸室61和分隔板的正下方的缸室61封堵。
分隔板也可以由供曲轴50贯通的1个板构成，但在该情况下，如果没有使从曲轴50的轴向的一端到多个偏心轴部51之间的部分通过分隔板的贯通孔，则无法将分隔板设置在期望的位置。即，必须在分隔板形成有能够使接近曲轴50的轴向的一端侧的偏心轴部51通过的大小的贯通孔。另一方面，在该变形例中，分隔板由配置在曲轴50的周围的多个分割板构成。因此，如果利用多个分割板包围多个偏心轴部51之间的部分，并通过螺栓等固定件将分割板彼此固定，则能够将分隔板设置在期望的位置。即，只要在分隔板形成有能够使多个偏心轴部51之间的部分通过的大小的贯通孔即可。在各个分割板设置有相当于在将全部的分割板组合时所形成的贯通孔的一部分的切口。如果分割板的个数为2个，则通过将分别在直线部分设置有较小的半圆形的切口的半圆形状的分割板组合，而构成形成有圆形的贯通孔的圆环形状的分隔板。
在该变形例中也同样，压缩机12的曲轴50采用不仅包含二硫化钼71而且还包含树脂72的被膜。因此，能够像上述那样，减小曲轴50的直径而不会使压缩机12的可靠性受损，得到高效率的压缩机12。具体而言，减小曲轴50的直径是指不改变偏心轴部51的直径而减小主轴部52的直径、即增加偏心量。即使不改变主轴部52的直径而增大偏心轴部51的直径，偏心量也增加。在该变形例中，由于分隔板被分割，因此即使增大偏心轴部51的直径，也不需要改变分隔板的贯通孔的大小。由此，能够避免分隔板的贯通孔过大而导致分隔板无法将缸室61封堵这样的情况。因此，能够增加偏心量而不会使压缩机12的可靠性受损，得到高效率的压缩机12。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但也可以部分性地实施本实施方式。另外，本发明不限于本实施方式，能够根据需要而进行各种变更。
附图标记的说明
10…制冷循环装置；11…制冷剂回路；12…压缩机；13…四通阀；14…第1热交换器；15…膨胀机构；16…第2热交换器；17…控制装置；20…密闭容器；21…吸入管；22…排出管；23…吸入消音器；24…端子；25…冷冻机油；30…压缩机构；31…缸；32…辊；33…主轴承；34…副轴承；35…排出消音器；36…紧固件；37…固体润滑剂涂覆部；40…电动机；41…定子；42…转子；43…定子铁芯；44…卷线；45…转子铁芯；50…曲轴；51…偏心轴部；52…主轴部；53…副轴部；54…贯通孔；55…基材；61…缸室；62…叶片槽；63…背压室；64…叶片；70…固体润滑剂被膜；71…二硫化钼；72…树脂；73…石墨；74…滑动面；80…磷酸锰被膜；81…表面；82…凹部；83…凸部。

Claims (10)

1.一种压缩机，其特征在于，具备：
曲轴，其一部分被包含二硫化钼和树脂的固体润滑剂被膜覆盖；
电动机，其使所述曲轴旋转；以及
压缩机构，其具有滑动自如地嵌合于所述曲轴的被所述固体润滑剂被膜覆盖的部分的轴承，该压缩机构通过所述曲轴的旋转而被驱动，
在所述曲轴的被所述固体润滑剂被膜覆盖的部分，所述固体润滑剂被膜重叠在磷酸锰被膜上，所述磷酸锰被膜的与所述固体润滑剂被膜接触的表面为具有凹凸的面，
所述磷酸锰被膜的与所述固体润滑剂被膜接触的表面的粗糙度为1.5z以上，
在所述曲轴的供所述轴承嵌合的部分，所述固体润滑剂被膜的最小厚度相对于所述曲轴的直径的比率为0.0003以上且0.0008以下，
在所述曲轴的供所述轴承嵌合的部分，所述固体润滑剂被膜的与所述轴承对置的滑动面的高低差相对于所述固体润滑剂被膜与所述轴承之间的间隙的比率为0.15以下。
2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，
所述树脂是聚酰胺酰亚胺。
3.根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于，
所述固体润滑剂被膜还包含石墨。
4.根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于，
所述二硫化钼没有浸透至所述磷酸锰被膜。
5.根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于，
所述磷酸锰被膜的与所述固体润滑剂被膜接触的表面的粗糙度为2.0z以上。
6.根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于，
所述磷酸锰被膜的与所述固体润滑剂被膜接触的表面的粗糙度为3.0z以上。
7.根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于，
所述曲轴具有以同轴的方式设置的主轴部和副轴部，
所述主轴部和所述副轴部分别滑动自如地嵌合于所述轴承，
所述主轴部和所述副轴部的与所述轴承嵌合的部分被所述固体润滑剂被膜覆盖，
所述主轴部和所述副轴部的材质为锻造材料，所述轴承的材质为铸造材料和烧结材料中的任意一种。
8.根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于，
所述曲轴具有偏心旋转的偏心轴部，
所述压缩机构具有滑动自如地与所述偏心轴部嵌合的辊，
所述偏心轴部的供所述辊嵌合的部分被所述固体润滑剂被膜覆盖，
所述偏心轴部的材质为锻造材料，所述辊的材质为铸造材料。
9.根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于，
在所述压缩机构形成有被分隔板在所述曲轴的轴向上划分出的多个作为用于压缩制冷剂的空间的缸室，
所述分隔板由配置在所述曲轴的周围的多个分隔板构成。
10.一种制冷循环装置，其特征在于，
该制冷循环装置具备权利要求1至9中的任一项所述的压缩机。
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