CN1270661A - 滑动构件及使用它的制冷压缩机 - Google Patents

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平野秀夫
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Abstract

用于各种用途的滑动构件、或用于各种制冷压缩机的滑动衬套、十字环、叶轮,若满足如下条件就可实现它是铁系的、与铝系的构件之间难以产生胶粘且滑动面的油膜难以产生断开的、耐磨损性优异的性质:第一,它是至少在滑动面上具有独立孔隙(51)的铁系的烧结体;第二,为利用该独立孔隙(51)来保持滑动面的油膜而提高润滑性,独立孔隙(51)的相当圆直径为10μm以下的比例(10μm以下的孔隙数/整体的孔隙数)是85%以上,处于滑动面的独立孔隙(51)的开口面积率是5%以下;第三,将滑动体的密度设定为7.3g/cm3以上。

Description

滑动构件及使用它的制冷压缩机
技术领域
本发明涉及无论业务用、非业务用都可用于各种用途的制冷空调的制冷压缩机。
背景技术
作为制冷空调用的电动压缩机，压缩机有往复式、转子式和涡旋式，任何一种方式在家庭用、业务用的制冷空调领域中均可使用。现在，在成本、性能方面等都发挥着各自的特征而成熟起来。
任何方式在压缩机构及其驱动机构上都有滑动部，这种滑动部的磨损和烧伤较大地影响到制冷压缩机的寿命。作为特别大地影响到制冷压缩机寿命的滑动构件的具体例子有：设在将电动机的旋转力传递给所述压缩机构部的回转叶片的曲轴与所述回转叶片之间的滑动衬套；将所述回转叶片支承成使其相对固定叶片不作自转而进行回转运动的十字环；以及设在工作缸上的、与工作缸内面滑动接触、且与偏心旋转的活塞滑动接触从而随其产生从动的叶轮。以往，通过用铁系烧结体来形成这些滑动构件就容易保持润滑油，再通过淬火处理来提高硬度，从而可提高耐磨性。
其结果，在使用包含氯的制冷剂在内的、例如一贯使用特定氟利昂R12或指定氟利昂R22等现有的制冷压缩机中，由于制冷剂中包含的氯的高压效应也具有润滑功能，故所述滑动衬套、十字环及叶轮等即使用于免维修的制冷压缩机，寿命并非是特别的问题。
然而，近年来，由于已认识到特定氟利昂等分子中所包含的氯原子会破坏臭氧层，故目前正谋求开发、使用替代制冷剂。
作为具有较高实用性的替代制冷剂，可列举不包含氯的HFC(Hydro FluoroCarbon)等(油压空压技术’94.6.)(日本工业出版发行)。
但是，由于在替代制冷剂中不包含氯，故不能期望与现有的特定氟利昂等同样程度的润滑性。因此，滑动条件变得苛刻，若仍是现有技术那样的滑动机构，则寿命下降。具体地说，滑动衬套、十字环及叶轮会产生磨损和烧伤。早期磨损，早期烧伤的原因是因为不能期望替代制冷剂与特定氟利昂等同样程度的润滑性，一部分容易成为油膜被切断后的边界润滑状态。
如日本发明专利公开1997年第32770号公报所揭示的那样，即使用添加有Mo、Ni的烧结铁之类的烧结金属制形成因有孔隙而具有含油性的滑动衬套、十字环及叶轮，根据本发明的发明者的经验，在实用替代制冷剂的情况下并不怎么提高耐磨性。对于这一点，经反复研究了各种实验后，判明如下。第一，耐磨性成为特别的问题是压力或负载作用在活动面上，第二，其理由可认为，供给活动面的润滑剂因压力和负载而较深地进入到烧结金属的孔隙内，并且，因渗漏而在活动面上早期产生油膜断开。
为验证这一点，本发明的发明者等对烧结金属材料的孔隙用水银压入法进行了所谓的细孔检查。供检查的现有的试料是铁系的烧结坯料，并使用经淬火处理的坯料，其成分是，C：0.1～1.0重量％，Cu：0.5～3.0重量％，Ni：1.0～7.0重量％，Mo：0.1～1.5重量％。检查是看每1g试料的水银的压入量，其压入量相当于试料的整体细孔体积。结果如下表1所示，整体细孔体积是0.0118cc/g，可看到进入相当量的水银。这种现有试料的密度是7.0g/cm3，与烧结轴承的密度是6.8g/cm3左右的相比稍高。对该现有试料的孔隙的状态作
[表1]
Figure A9880905600071
了各种研究后，判明为如图3B表示其一例子的模式结构。涂上黑色的是朝向表面的开口a1，具有该开口a1的宽大的孔隙a散布在试料表面。这些宽大的孔隙a的大小约40μm～50μm，与具有朝向表面的开口a1的其他的孔隙a、或不具有朝向表面的开口的散布在试料中的其他的宽大孔隙a通过狭窄的连通部a2而连续。
因此，现有试料的孔隙可以说是连续孔隙。这符合在检查中水银渗入量较多的结果。另外，也符合在压力和负载起作用的环境下，在压缩机的活动衬套、十字环及叶轮等的活动构件的活动面上，大量的润滑剂渗入孔隙内，容易产生油膜断开的情况。
在上述日本发明专利公开1997年第32770号公报上，揭示了通过使树脂渗透到所述烧结铁的孔隙中、以防止在高负荷时润滑剂渗漏到孔隙内而难以形成油膜的方法。但是，在这种方法中，因孔隙而失去了可保持润滑剂的特性，而且，仅仅渗透树脂就使得成本升高。
另一方面，在日本发明专利公开1993年第33093号公报中揭示了如下一种情况：铁系烧结金属在内部具有10～20％的残留孔隙，因粉末间的金属结合及扩散结合而具有足够的强度，并具有在残留孔隙内保持润滑剂的含油效果，由于在滑动时在相互滑动接触面间形成油膜，故若在湿式润滑环境下使用时可发挥优异的耐磨性和滑动特性。但是，重量增加是难点，现举一种既能确保耐磨性、滑动特性又能满足必要强度的材料来取而代之：以不破坏材料的准稳定状态的金相(日文：合金相)的温度对急冷凝固铝合金粉末进行热锻造、固化成形，使10μm以下的独立孔隙残留2～5％。它所包含的Fe、Ni生成与Al的金属间化合物而提高高温强度，Cu、Mg、Mn使强度、硬度等机械性质提高。另外，在湿式环境下残留孔隙产生含油效果以防止零件的烧伤。另外，由于残留孔隙是细微的独立孔隙，故经得起应力，而难以产生因氧化气体介质的渗透使晶界劣化。
但是，不能将以上述铝合金粉末为材料的滑动构件用于将电动机的旋转力传递给所述压缩机构部的回转叶片的曲轴、设在该曲轴与所述回转叶片之间的十字环和滑动衬套，这是因为以上述铝合金粉末为材料的滑动构件与做成铝系的回转叶片间的关系是容易产生胶粘的同质合金缘故。而且，将铝合金粉末为材料的滑动构件用于十字环等较小零件时，其强度低于铁制零件。
日本发明专利公开1991年第162559号公报揭示了一种在由铁系材料构成的滑动构件的表面上形成多孔质氧化物层、并在该多孔质氧化物层内保持有固体润滑剂的结构。但是，由于仅在多孔质层中的孔隙是连续孔隙，故不能解决上述的问题。在本发明的发明者等的实验结果中，如图7中标上黑圆点所示，连续孔隙的油膜保持力很低，最大为100kgf。
另外，即使用固体润滑剂对孔隙进行封孔处理也不能形成完全的封孔，故不能解决连续孔隙的状态，从而不能解决上述问题。并且，因进行封孔处理而使成本升高。而且在免维修的设备的长期运行时，或在过分苛刻的运行时，多孔质层会产生磨损，有可能失去可靠性。此外，当对薄壁的零件进行氧氮化处理时，由于处理温度高，零件产生变形而难以获得必要的精度。因此，上述的方法不适宜十字环等。
另外，日本发明专利公开1979年第13005号公报针对金属烧结叶轮揭示了如下的情况：通过使金属氧化物及经水蒸气处理而生成的金属氧化物分散对基体组织的残留孔隙进行封孔，就可使烧结叶轮的气密性良好。但是，由于即使利用水蒸气处理也不能完全将孔隙封孔，故不能彻底防止因连续孔隙的连续性导致的润滑剂的渗漏。
本发明的目的在于，根据这种新知识、提供一种用铁系材料与铝系构件等其他构件之间难以胶粘、难以产生滑动面的油膜断开的耐磨性优异的滑动构件，以及使用该滑动构件的长寿命的制冷压缩机。
发明的公开
本发明的滑动构件的特点如下：具有独立孔隙，该独立孔隙的相当圆直径为10μm以下的比例(10μm以下的孔隙数/整体的孔隙数)为85％以上，处于滑动面的孔隙的开口面积率为5％以下。
由此，在滑动构件的滑动面上具有的独立孔隙，通过朝向其滑动面的开口送入供给滑动面的润滑剂。由于孔隙之间不互相贯通，故这些独立孔隙保存送入的润滑剂，在分散在滑动面的状态下，由于持续供给润滑剂以保持油膜，故可发挥良好的润滑性，提高耐烧伤性。另外，由于是烧结铁，即使有孔隙，也因为是金属结合等，故强度高于铝合金粉末的烧结体。因此，可适用于将制冷压缩机的电动机的旋转传递给回转叶片的曲轴与回转叶片之间的滑动衬套和十字环。另外，由于滑动衬套和十字环是铁系，故滑动对方即使是例如同样铁系，则用取得硬度差等的方法，也可防止因同质合金所产生的胶粘。由于只要滑动对方是铝系的回转叶片就成为互相不同的金属，当然也可防止同质合金所产生的胶粘，因此，选择对方材料的自由度增高。而且，由于独立孔隙的相当圆直径为10μm以下的比例(10μm以下的孔隙数/整体的孔隙数)为85％以上，滑动面的孔隙的开口面积率为5％以下，故即使在滑动环境最苛刻、使用不包含氯的HFC系制冷剂的即氟化碳氢系的制冷剂或HC系的碳化氢系的制冷剂的情况下，也可确保良好的润滑性，获得足够的耐烧伤性以满足免维修。具体地说，可获得比在HFC系制冷剂环境中连续孔隙情况更好的耐烧伤性。作为润滑油，例如使用酯油是有效的。另外，相当圆直径为10μm以下的比例为95％以上则可获得比现有技术的HCFC系制冷剂环境中连续孔隙情况更好的耐烧伤性。
作为具有这种独立孔隙的铁系的烧结体的滑动构件，由于是反复多次冲压后烧结而形成的，故成为包含铁系的场合在内可稳定地满足上述孔隙条件的高品质的滑动构件。另外，密度最好是7.3g/cm3以上。
本发明的制冷压缩机包括：压缩机构部；驱动该压缩机构部的电动机；将该电动机的旋转力传递给所述压缩机构部的回转叶片的曲轴；设在该曲轴与所述回转叶片之间的滑动衬套或/及十字环，其特点是，回转叶片是铝系，滑动衬套是由至少在滑动面具有独立孔隙的铁系的烧结体所构成的滑动构件。根据该特点，向独立孔隙送入并使其保存供给滑动面的润滑剂，分布于滑动面的独立孔隙持续供给润滑剂保持油膜，以确保耐烧伤性。另外，由于是烧结铁，故即使有孔隙，与铝合金粉末的烧结体相比，也可满足较小零件的滑动衬套或/及十字环的必要强度。
而且，在该情况下，即使作为滑动对方的旋转叶片是例如相同的铁系，用取得硬度差等的方法，也可防止因同质合金所产生的胶粘。回转叶片若是铝系的就成为互相不同的金属，当然也可防止同质合金所产生的胶粘，因此，能提高选择回转叶片材料的自由度。
此外，滑动衬套是由滑动构件构成的，其具有独立孔隙，且该独立孔隙的相当圆直径为10μm以下的比例(10μm以下的孔隙数/整体的孔隙数)为85％以上，滑动面的孔隙的开口面积率为5％以下。由此，在滑动环境最苛刻、组合使用不包含氯的HFC系制冷剂或HC制冷剂等的氟化碳氢系制冷剂和酯油的润滑油的情况下，也可确保良好的润滑性，获得足够的耐烧伤性以满足免维修。即使使用不包含氯的氟化碳氢系或碳化氢系的制冷剂，也可获得充分的润滑性、耐烧伤性，润滑油用酯油也无问题，是合适的。
另外，如上所述，将冲压后的滑动构件多次反复进行烧结，则成为可稳定地满足上述孔隙条件的高品质的滑动构件，从而提高装置的可靠性。另外，滑动构件的密度最好是7.3g/cm3以上。
本发明的制冷压缩机还具有：与工作缸内面滑动接触、作偏心旋转的活塞；设在工作缸上的、以与该活塞滑动接触、从而随其产生从动的叶轮，其特点是，所述叶轮是由铁系的烧结体所构成的滑动构件，其滑动面上具有独立孔隙，且该独立孔隙的相当圆直径为10μm以下的比例(10μm以下的孔隙数/整体的孔隙数)为85％以上，滑动面的孔隙的开口面积率为5％以下，在该结构的情况下，在该润滑环境及孔隙条件下，可发挥与所述滑动构件发挥的相同的作用效果。另外，与所述滑动构件同样理由，叶片是反复进行多次冲压后烧结而形成的，且密度最好是7.3g/cm3以上。
本发明的除上述以外的目的及特点，可从如下揭示的详细说明及附图记载中明白。本发明的各个特点尽可能以单独的、或各种组合方式来复合应用。
附图的简单说明
图1是表示本发明实施形态1的涡旋压缩机的纵剖视图，图2是图1压缩机主要部分的分解立体图。图3是是表示构成滑动构件的烧结体的孔隙状态的模式图，图3A表示本实施形态1的实施例试料，图3B表示现有试料。
图4是表示关于图3各试料的磨损试验状态的立体图，图5是表示磨损试验中随时间经过的摩擦系数变化结果的图表。图6是表示摩擦试验中其他结果的图表，图6A表示摩擦试验结果的磨损量，图6B表示耐烧伤负载。
图7是将本发明具有独立孔隙的铁系的滑动构件的相当圆直径为10μm以下的比例和油膜保持力之间关系与现有的具有连续孔隙的铁系的滑动构件的油膜保持力相比较而表示的曲线图。
图8是本发明实施形态2的转子式压缩机的横剖视图。
实施发明的最佳形态
下面，结合图1～7来详细说明本发明几个实施形态。
(实施形态1)
本实施形态1是制冷空调用的横置式涡旋压缩机的一例子。图1表示其整体结构，在密封容器1内部的一端侧设有吸入制冷剂进行压缩而将其排出的压缩机构2。驱动该压缩机构2的电动机3的定子4位于密封容器1的中央部并固定在密封容器1的侧周壁内面上，在与电动机3的所述定子4对应的转子5上结合有作为所述压缩机构2的驱动轴的曲轴6。其旋转轴线配置成大致水平状态。曲轴6的处于其压缩机构2侧的一端部有主轴8，它由主轴承构件10支承，主轴承构件10由螺钉固定在压缩机构2上，与主轴8相反侧的另一端部，由副轴承构件11支承，副轴承构件11位于密封容器1的另一端侧并焊接固定在密封容器1的侧周壁内面上。
在主轴承构件10的支承主轴8的部分和副轴承构件11的支承曲轴6的另一端部的部分上设有轴承9、12。这些轴承9、12虽然支承曲轴6的旋转，但在压缩机构因该旋转运动而压缩制冷剂时还支承所述曲轴6所产生的力。
密封容器1内的离开主轴承构件10的另一端部侧的下部是润滑油储存部7，润滑油储存部7的上部成为制冷剂向密封容器1外排出的排出通道121，在副轴承构件11的一面即所述曲轴6的另一端部设有作驱动的润滑油泵17。润滑油泵17通过润滑孔6a而对包含压缩机构2的轴承部在内的各个滑动部进行润滑。所述润滑孔6a被形成为：吸入口17a开口在所述润滑油储存部7处，排出口17b从曲轴6的另一端部到主轴8的部分纵向贯通。
如图1、图2所示，压缩机构2设计成不使回转叶片30自转而使其相对固定叶片20作圆轨道运动。涡旋状的叶片21与在端板22上竖起的固定叶片20相啮合，，与所述叶片大致同样涡旋状的叶片31与端板32上竖起的回转叶片30相啮合，双方间形成多个压缩室41。
防自转回转驱动机构42是不使回转叶片30自转而使其作圆轨道运动的装置。它可使滑动衬套44嵌合在主轴8的滑动凹部8a内而在其直径线上进行滑动，并直接通过设在回转叶片30的背部偏心位置处的回转轴30a或通过轴承而嵌合成在其轴承孔44a内旋转自如，另一方面，在主轴承构件10与回转叶片30之间，设置作支承的十字环43以使回转叶片30相对于固定叶片20不作自转、而作回转运动。十字环43如图2所示，在相对于回转叶片30一侧的面的直径线上2个部位设有突起43a，在与主轴承构件10相对一侧的面的直径线上2个部位设有突起43b。这些突起的双方的排列互相朝向直角的方向。这些突起43a、43b也可与十字环43构成一体，若预先做成分体，则可在其受到损伤时可个别更换。
十字环43的突起43a是用来与设在回转叶片30的直径线上2个部位上的半径方向的槽30b相嵌合的，十字环43被支承成可向并排突起43a的方向移动。另外，突起43b是用用来与固定构件10的直径线上2个部位的半径方向的槽10a相嵌合的，十字环43被支承成可向并排突起43b的方向移动。当主轴8旋转时，回转叶片30因十字环43与滑动衬套44的联动而作回转运动，相对于固定叶片20不作自转运动。
通过使回转叶片30作回转运动，在与固定叶片20之间形成的压缩室41就在从端板22、32的外周侧的开放位置到关闭位置之间作回转，从而通过图1所示的吸入口40将制冷剂吸入。然后，充分将制冷剂关闭后的压缩室41容积依次变小，逐渐压缩制冷剂。此外，在回转的过程中压缩室41开始与排出口45相通、同时再缩小压缩室41的容积，同时将压缩后的制冷剂通过排出口45排出。排出的制冷剂从构成密封容器1的排出通道121通过排出管46而用于与密封容器1外部连接的制冷循环后，通过吸入管47而返回到密封容器1内，以后反复同样的动作。
但是，本发明的涡旋压缩机并不限定于这种密封式的或横置式的，也可用于开放式、或纵置式等各种状态和姿势。一般适用于使固定叶片20与回转叶片30啮合形成压缩室41、具有滑动衬套44和十字环43那样的滑动构件而进行驱动的所有结构。
使用密封式、免维修且不包含氯的氟化碳氢系制冷剂的制冷压缩机不能期望由制冷剂带来的润滑性，滑动条件苛刻，当上述滑动衬套44和十字环43的滑动构件在这种环境下被使用时，其耐久性特别成问题。
因此，本发明的发明者等根据所述知识反复进行各种实验持续研究的结果，获得了由现有那样的铁系的烧结材料构成的滑动构件、并解决了现有的孔隙问题、可缩小其大小、并为分别独立孔隙的适于滑动衬套44和十字环43的滑动构件。该滑动构件由于是铁系且不需要进行特殊处理，故还是低成本的滑动构件。
该滑动构件与所述现有试料相同，其成分是，C：0.1～1.0重量％，Cu：0.5～3.0重量％，Ni：1.0～7.0重量％，Mo：0.1～1.5重量％。用经淬火处理的铁系的烧结体，分别进行2次现有程度的烧结操作和冲压操作、即可获得如图3A模式表示那样、孔径较小地分散着互相不连续的独立孔隙51的孔隙结构的铁系的烧结体。在处于烧结体表面的独立孔隙51的表面具有开口51a。关于该材料，与现有试料相同，用水银压入法进行细孔检查。结果是如下表2所示，整体细孔体积是0.0009cc/g，水银的渗入量也比上述现有的情况进一步减少。该情况的整体细孔体积仅是渗入水银的本实施例试料的表面上开口的独立孔隙51部分。这种本实施例试料的密度是7.3g/cm3。孔隙51的大小约为10μm，比现有试料要小。另外，虽然说是对烧结操作和冲压操作各进行2次，可是根据其条件、例如温度、冲压操作的压力等的设定进行3次以上也是有效的。进行多次比只进行1次更有利于使操作变得容易。
[表2]
Figure A9880905600131
对于本实施例试料和上述现有试料，本发明的发明者等将它们形成环，用图4所示那样的高压气体介质磨损试验机在同样条件下进行磨损试验，比较了双方的结果。观察随时间经过产生的摩擦系数的变化，在比重为7.0g/cm3的现有试料中，如图5中B线所示，负载从100kgf左右开始摩擦系数变得极其高。而在比重为7.3g/cm3的本实施例试料中，如图5中A线所示，负载从250kgf左右开始摩擦系数稍许开始变高。另外，在磨损试验中，如图6A所示，在比重为7.0g/cm3的现有试料中，如B棒那样圆盘(对方材料)的磨损量是4μm，而在比重为7.3g/cm3的本实施例试料中，如A棒那样小于1.2μm。此外，在烧伤试验中，如图6B所示，在比重为7.0g/cm3的现有试料中，如B棒那样是93kgf，而在比重为7.3g/cm3的本实施例试料中，如A棒那样高达289kgf。因此，本实施例试料的耐磨损性、耐烧伤性都较高，可适用于密封式、免维修的、且使用不含氯的氟化碳氢系制冷剂或碳化氢系制冷剂的、易产生油膜断开的制冷压缩机的滑动衬套44及十字环43，能获得符合设计寿命的足够的耐久性。
不过，在使用不含氯的制冷剂的情况下，若润滑油使用与制冷剂相溶的，则所述润滑油伴随着通过密封容器1内各部的制冷剂而到达密封容器1内的各机械滑动部的具体部位。因此，在作为本实施形态1的滑动构件的情况下，对于提高滑动部的耐磨损性是特别有效的。作为不含氯的HFC系的氟化碳氢系制冷剂，例如有R134a、R125、R32等。另外，作为和这种制冷剂有相溶性的润滑油，具有酯油、及其它乙醚油、烷基苯环油等。若是HC系制冷剂的碳化氢系制冷剂，为了省制冷剂化，使用难相溶性的润滑油，例如环烷系矿油、碳酸酯。
另外，对现有试料与本实施例试料中间的比重为7.1g/cm3的比较试料作了烧伤试验。在该试验中，如图6B中C棒所示，耐烧伤负载是123kgf，在苛刻的滑动条件下使用的滑动构件稍令人不安。因此，最好将由铁系的烧结体构成的滑动构件的比重设定在7.3g/cm3以上。但是，本实施形态1的滑动构件也可在任何用途中使用，例如，在其他部分中使用，或用于开放式、能维修的制冷压缩机，或用于除了制冷压缩机以外的各种设备等。在这种用途的情况下，不一定要将比重设定在7.3g/cm3以上，只要满足孔隙51是不与其他孔隙51连续的独立孔隙51就可以了。而且，孔隙51满足这种条件所产生的提高耐磨损性、耐烧伤性仅取决于在滑动构件的表面上开口的独立孔隙51。即使在滑动构件的内部存在独立孔隙，并不意味能提高耐磨损性。因此，若独立孔隙51处于滑动构件的滑动面上，则能充分提高耐磨损性。
例如，通过锻造加工上述的现有试料来制造规定形状的滑动构件。由于以锻造的机械压力而使表面层压缩，故可获得高密度化和连续孔隙的独立孔隙化，其结果，也可形成在表面具有独立孔隙的规定密度的滑动面。即使用这种方法，也可谋求提高上述的耐磨损性。当然无需特别过问那种表面层的形成措施，也可研究、采用各种方法。另外，滑动构件的组成当然也不限于上述的，也可根据用途采用合适的。
然而，在环境保护上，在使用不含氯的氟化碳氢系或碳化氢系的制冷剂这种苛刻的润滑环境的情况下，在内藏于构成制冷剂通道的密封容器1的压缩机2中，如上所述，利用独立孔隙的油膜保持力来对付这种苛刻的润滑环境，处于滑动面的独立孔隙51的开口状态作用较大。
因此，关于在这种润滑环境中的、油膜保持力和孔隙51的开口状态的关系，本发明的发明者等进一步反复实验、详细研究，结果如图7所示。图7中的黑圆点表示在无氯的HFC系制冷剂介质中的连续孔隙时的油膜保持力。黑方块表示在无氯的HFC系制冷剂环境中的独立孔隙时的油膜保持力。虚线表示在含氯的HCFC系制冷剂环境中的连续孔隙时的、为确保耐烧伤性所要求的无氯的HFC系制冷剂的油膜保持力。另外，实验证明，油膜保持力和耐烧伤性具有相关性，若提高油膜保持力，则被确认耐烧伤性也提高。因此，从图7中得知，在独立孔隙51的处于滑动面的开口面积为5％以下、滑动构件的密度为7.3g/cm3以上、尤其相当圆直径10μm以下的比例(10μm以下的孔隙数/整体的孔隙数)为85％以上的情况下，可确保良好的润滑性，在该情况下，可获得足够的耐烧伤性以满足免维修。具体地说，可获得超出无所述氯的HFC系制冷剂环境中连续孔隙的场合的耐烧伤性。当相当圆直径10μm以下的比例(10μm以下的孔隙数/整体的孔隙数)为90％以上时，可获得超出含所述氯的HCFC系制冷剂环境中的连续孔隙的场合的耐烧伤性。另外，润滑油使用了与HFC系制冷剂相溶的酯油。
作为如前述那样的、具有独立孔隙51的烧结铁的滑动构件，如上所述，通过反复2次冲压烧结就可容易地获得。尤其若在采用热态成形，使模具整体升温，就可形成使上述孔隙条件、密度条件及金属结合稳定的高质量的滑动构件。
(实施形态2)
如图8所示，本实施形态2是将本发明适用于转子式制冷压缩机的一例子。本实施形态2的制冷压缩机的主要结构是一般的。与电动机一起设置在密封容器101内的、处于压缩机构100的工作缸102内的偏心的活塞103，通过由电动机借助驱动轴而作旋转驱动，前端105a就与活塞103的外周103a滑动接触并与随其从动的叶轮105联动，使形成在与工作缸102之间的压缩室104扩大、缩小，当压缩室104扩张时吸入制冷剂，当压缩室104缩小时将吸入后的制冷剂压缩、排出，供于制冷循环。
但是，作为这种制冷压缩机的滑动构件的叶轮105也有与活塞103的外周滑动接触部分易产生磨损的耐久性的问题。特别成问题的是在使用不含氯的氟化碳氢系制冷剂的情况下，易产生油膜断开的苛刻的滑动条件，故特别成问题。因此，在本实施形态2中，用实施形态1所示的、由比重为7.3g/cm3以上的铁系的烧结体所构成的滑动构件形成该叶轮105。由此，叶轮105即使在如前所述的苛刻的滑动条件下也可获得与设计寿命相符的足够的耐久性。
另外，根据滑动条件，形成叶轮105的滑动构件、还有用于其他部分的滑动构件等，都可采用实施形态1所揭示的各种条件。
工业上利用的可能性
采用本发明的滑动构件，在滑动面上具有的独立孔隙将进入那里的润滑剂予以保留，在散布在滑动面上的状态下持续供给润滑剂以保持油膜。所以，因耐烧伤性提高、且是烧结铁，故与铝合金粉末的烧结体相比强度提高，从而可适用于制冷压缩机的滑动衬套和十字环。另外，虽然这些滑动衬套和十字环的滑动对方是铝系的回转叶片，但由于是相互不同的金属，即不是同质合金，故可防止同质合金所产生的胶粘。
而且，独立孔隙若满足相当圆直径10μm以下的比例为85％以上、且处于滑动面的开口面积率为5％以下，则在滑动环境最苛刻、将不含氯的制冷剂和酯油的润滑油组合使用的情况下，也可确保良好的润滑性，可获得免维修的足够的耐烧伤性。具体地说，可获得比包含氯的HFC系制冷剂介质中的连续孔隙时更强的耐烧伤性。此外，若相当圆直径10μm以下的比例为90％以上，则可获得包含氯的HCFC系制冷剂介质中的连续孔隙时以上的耐烧伤性。
由于滑动构件是反复进行2次冲压后烧结而形成的，故可成为稳定地满足上述孔隙条件的高质量的滑动构件。其密度最好是7.3g/cm3以上。
关于本发明的各制冷压缩机，它们的每个种类、或每个部分，在耐久性上易成为问题的滑动衬套、十字环、叶轮若是前述各种滑动构件时，可达到与上述各场合的滑动构件同样的作用而获得制冷压缩机的长寿命化。即使它们是难以保持强度的小零件，滑动对方是铝系的回转叶片，或者是使用不含氯的制冷剂的、不能期望靠制冷剂进行润滑的环境，并在铁系滑动部成为高温、酯油容易产生热分解而引起化学磨损那样的使用条件下，也可由于所述润滑性、耐烧伤性的提高来满足与免维修相对应的足够的耐久性。另外，由于通过降低摩擦系数来减少滑动损失，故压缩机的能力提高。
也就是说，可以减少获得相同能力的能量输入，有利于节省能源。因此，本发明有二大特点：可获得环境保护和使滑动构件具有足够的强度及耐久性、即可使制冷压缩机长寿命化。

Claims (26)

1.一种滑动构件，系铁系的烧结体，其特征在于，
具有独立孔隙(51)，
该独立孔隙(51)的相当圆直径为10μm以下的比例(10μm以下的孔隙数/整体的孔隙数)是85％以上，
处于滑动面的孔隙的开口面积率是5％以下。
2.一种滑动构件，系铁系的烧结体，其特征在于，
反复进行多次冲压后烧结而形成，
具有独立孔隙(51)，
该独立孔隙(51)的相当圆直径为10μm以下的比例(10μm以下的孔隙数/整体的孔隙数)是85％以上，
处于滑动面的孔隙的开口面积率是5％以下。
3.如权利要求1所述的滑动构件，其特征在于，密度是7.3g/cm3以上。
4.一种制冷压缩机，具有：
压缩机构部(2)；
驱动该压缩机构部(2)的电动机(3)；
将该电动机(3)的旋转力传递给所述压缩机构(2)的回转叶片(30)的曲轴(6)；
设在该曲轴(6)与所述回转叶片(30)之间的滑动衬套(44)，其特征在于，
该滑动衬套(44)是由至少在滑动面上具有独立孔隙(51)的铁系的烧结体所构成的滑动构件。
5.如权利要求4所述的制冷压缩机，其特征在于，回转叶片(30)是铝系。
6.一种制冷压缩机，具有：
压缩机构部(2)；
驱动该压缩机构部(2)的电动机(3)；
将该电动机(3)的旋转力传递给所述压缩机构部(2)的回转叶片(30)的曲轴(6)；
设在该曲轴(6)与所述回转叶片(30)之间的滑动衬套(44)，其特征在于，
该滑动衬套(44)由具有独立孔隙(51)、且该独立孔隙(51)的相当圆直径为10μm以下的比例(10μm以下的孔隙数/整体的孔隙数)是85％以上、处于滑动面的孔隙的开口面积率是5％以下的铁系的烧结体的滑动构件所构成。
7.一种制冷压缩机，具有：
压缩机构部(2)；
驱动该压缩机构部(2)的电动机(3)；
将该电动机(3)的旋转力传递给所述压缩机构部(2)的回转叶片(30)的曲轴(6)；
设在该曲轴(6)与所述回转叶片(30)之间的滑动衬套(44)，其特征在于，
该滑动衬套(44)是由反复进行多次冲压后烧结而形成的、具有独立孔隙(51)、且该独立孔隙(51)的相当圆直径为10μm以下的比例(10μm以下的孔隙数/整体的孔隙数)是85％以上、处于滑动面的孔隙的开口面积率是5％以下的铁系的烧结体的滑动构件所构成。
8.如权利要求7所述的制冷压缩机，其特征在于，回转叶片(30)是铝系。
9.如权利要求6所述的制冷压缩机，其特征在于，滑动构件的密度是7.3g/cm3以上。
10.如权利要求6所述的制冷压缩机，其特征在于，制冷剂使用不含氯的氟化碳氢系、碳化氢系制冷剂。
11.如权利要求10所述的制冷压缩机，其特征在于，润滑油使用酯油。
12.一种制冷压缩机，具有：
压缩机构部(2)；
驱动该压缩机构部(2)的电动机(3)；
将该电动机(3)的旋转力传递给所述压缩机构部(2)的回转叶片(30)的曲轴(6)；
将所述回转叶片(30)支承成使其相对固定叶片(20)不作自转而作回转运动的十字环(43)，其特征在于，
该十字环(43)是由至少在滑动面上具有独立孔隙(51)的、铁系的烧结体的滑动构件所构成。
13.如权利要求12所述的制冷压缩机，其特征在于，回转叶片(30)是铝系。
14.一种制冷压缩机，具有：
压缩机构部(2)；
驱动该压缩机构部(2)的电动机(3)；
将该电动机(3)的旋转力传递给所述压缩机构部(2)的回转叶片(30)的曲轴(6)；
将所述回转叶片(30)支承成使其相对固定叶片(20)不作自转而作回转运动的十字环(43)，其特征在于，
该十字环(43)由在滑动面上具有独立孔隙(51)、且该独立孔隙(51)的相当圆直径为10μm以下的比例(10μm以下的孔隙数/整体的孔隙数)是85％以上、处于滑动面的孔隙的开口面积率是5％以下的铁系的烧结体的滑动构件所构成。
15.一种制冷压缩机，具有：
压缩机构部(2)；
驱动该压缩机构部(2)的电动机(3)；
将该电动机(3)的旋转力传递给所述压缩机构部(2)的回转叶片(30)的曲轴(6)；
将所述回转叶片(30)支承成使其相对固定叶片(20)不作自转而作回转运动的十字环(43)，其特征在于，
该十字环(43)由反复进行多次冲压后烧结而形成的、在滑动面具有独立孔隙(51)、且该独立孔隙(51)的相当圆直径为10μm以下的比例(10μm以下的孔隙数/整体的孔隙数)是85％以上、处于滑动面的孔隙的开口面积率是5％以下的铁系的烧结体的滑动构件所构成。
16.如权利要求15所述的制冷压缩机，其特征在于，回转叶片(30)是铝系。
17.如权利要求14所述的制冷压缩机，其特征在于，滑动构件的密度是7.3g/cm3以上。
18.如权利要求14所述的制冷压缩机，其特征在于，制冷剂使用不含氯的氟化碳氢系制冷剂。
19.如权利要求15所述的制冷压缩机，其特征在于，制冷剂使用不含氯的氟化碳氢系制冷剂。
20.如权利要求18所述的制冷压缩机，其特征在于，润滑油使用酯油。
21.一种制冷压缩机，具有：
与工作缸(102)内面滑动接触、作偏心旋转的活塞(103)；
设在工作缸(102)上的、以与该活塞(103)滑动接触、从而随其产生从动的叶轮(105)，其特征在于，
该叶轮(105)由在滑动面上具有独立孔隙(51)、且该独立孔隙(51)的相当圆直径为10μm以下的比例(10μm以下的孔隙数/整体的孔隙数)是85％以上、处于滑动面的孔隙的开口面积率是5％以下的铁系的烧结体的滑动构件所构成。
22.一种制冷压缩机，具有：
与工作缸(102)内面滑动接触、作偏心旋转的活塞(103)；
设在工作缸(102)上的、以与该活塞(103)滑动接触、从而随其产生从动的叶轮(105)，其特征在于，
该叶轮(105)由反复进行多次冲压后烧结而形成的、在滑动面上具有独立孔隙(51)、且该独立孔隙(51)的相当圆直径为10μm以下的比例(10μm以下的孔隙数/整体的孔隙数)是85％以上、处于滑动面的孔隙的开口面积率是5％以下的铁系的烧结体的滑动构件所构成。
23.如权利要求21所述的制冷压缩机，其特征在于，滑动构件的密度是7.3g/cm3以上。
24.如权利要求21所述的制冷压缩机，其特征在于，制冷剂使用不含氯的氟化碳氢系制冷剂。
25.如权利要求22所述的制冷压缩机，其特征在于，制冷剂使用不含氯的氟化碳氢系制冷剂。
26.如权利要求24所述的制冷压缩机，其特征在于，润滑油使用酯油。
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