CN200985869Y - 制冷剂压缩机 - Google Patents

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Abstract

制冷剂压缩机具有具备金属材料的滑动零件的压缩单元，在滑动零件的至少一个滑动面上形成固溶了二硫化钼的混合层，在混合层的表面上进一步形成二硫化钼的单体层，通过单体层产生初期磨合，减少滑动损失，并且即使单体层剥落，通过混合层的二硫化钼以低的摩擦系数裂开，也发挥固体润滑作用，从而滑动部的摩擦系数降低，滑动损失减少。

Description

制冷剂压缩机
技术领域
本实用新型涉及主要用于家庭用的电冷冻冷藏库等的制冷剂压缩机。
背景技术
近年来，从地球环境保护的观点出发，正在积极开发减少矿物燃料使用的高效率的压缩机。
作为现有的压缩机，构成滑动部的滑动部件的一方由对氮化处理后的铁系材料实施了磷酸锰处理的滑动材料形成，另一方的滑动部件由阳极氧化处理后的铝模铸件形成(例如，参照日本特开平6-117371号公报)。
图14是表示特开平6-117371号公报记载的现有技术的制冷剂压缩机的剖面图。如图14所示，密闭容器1在底部贮存油2，并且收纳有由定子3及转子4构成的电动单元5、和被其驱动的往复式压缩单元6。
下面，对压缩单元6进行详细说明。
曲轴7由将转子压入并固定的主轴部8及相对于主轴部8偏心而形成的偏心轴9构成，曲轴7上设置有供油泵10。液压缸体11形成有由大致圆筒形的孔12构成的压缩室13，并且设置有轴支承主轴部8的轴承部14。
松嵌于孔12内的活塞15经由活塞销16与作为活塞15和偏心轴9之间的连结机构的连杆17连结。孔12的端面由阀板18密封。
液压缸盖19形成高压室，且其固定在阀板18的与孔12相反的一侧。吸入管20固定于密闭容器1上，并且连接于制冷循环的低压侧(未图示)，将制冷剂气体(未图示)导入密闭容器1内。吸入消声器21被挟持在阀板18和液压缸盖19上。
曲轴7的主轴部8和轴承部14、活塞15和孔12、活塞销16和连杆17、曲轴7的偏心轴9和连杆17相互形成滑动部。而且，构成滑动部的滑动部件的一方由对氮化处理后的铁系材料实施了磷酸锰处理的滑动材料形成，另一方的滑动部件由阳极氧化处理后的铝模铸件形成。
下面，对上述的结构进行动作说明。由工业电源(未图示)供给的电力供给到电动单元5，使电动单元5的转子4旋转。转子4使曲轴7旋转，偏心轴9的偏心运动从作为连结机构的连杆17经由活塞销16驱动活塞15。由此，活塞15在孔12内往复运动，通过吸入管20导入到密闭容器1内的制冷剂气体从吸入消声器21吸入，在压缩室13内被连续地压缩。
油2随着连杆7的旋转，从供油泵10供油到各滑动部，对滑动部进行润滑，并且被供给的油2具有作为活塞15和孔12之间的密封件的功能。
在此，为了减小泄漏损失，活塞15和孔12以非常小的间隙松嵌着。其结果是，有时由于活塞15和孔12的形状、精度的误差而产生局部引起相互接触的部位。但是，由于对滑动部的滑动部件中的一方实施了硬度及密度低的磷酸锰处理，因此即使引起相互接触，该部位的磷酸锰也能够磨损从而相互适应对方的形状(初期磨合)。因此，在该活塞15和孔12的滑动部，能够降低滑动损失。
在上述特开平6-117371号公报中记载的制冷剂压缩机中，由于在滑动部的滑动部件中的一方采用了硬度及密度低的磷酸锰处理，因而初期磨合性良好。但是，例如若起动时等，在滑动部未产生油膜的状态下反复，滑动部彼此之间反复接触，则磷酸锰层因磨损而消耗掉，从而有时在母材彼此之间产生金属接触。其结果是，在制冷剂压缩机中，摩擦系数变高，滑动损失增加，若进而发热量增加，则有可能产生磨损的增加及异常磨损。
特别是若在活塞15和孔12之间产生磨损，则它们之间的间隙变大，压缩后的制冷剂气体从活塞15和孔12之间的间隙中泄漏，从而效率有可能降低。
另外，由于因这种磨损产生的金属粉与油的劣化物反应，从而形成由金属盐产生的油泥。该油泥附着于在冷却系统中通常作为膨胀器使用的、路径微细的毛细管内壁或膨胀器上，从而有可能引起制冷剂循环的障碍。
另外，作为其他的现有技术，有如下的技术：作为压缩机用的滑动材料，在滑动部表面形成使作为固体润滑剂的二硫化钼(MoS2)固溶的混合层(例如，参照国际公开第04/055371号手册)。
图15表示国际公开第04/055371号手册中记载的现有技术的固溶了二硫化钼的混合层的剖面图。
如图15所示，在具有由金属材料构成的滑动零件的压缩单元中，在滑动零件的滑动面形成有使二硫化钼粘合的混合层33。由此，即使当活塞15在上止点及下止点速度变为零，从而在与孔12之间产生金属接触的情况下，通过在活塞15的表面形成的混合层33中的二硫化钼所具有的固体润滑性，也可以使摩擦系数降低，减少滑动损失。另外，在滑动部的表面形成微细的凹坑34，由此该微细的凹坑34在压缩时作为迷宫式密封件而起作用，从而可以降低泄漏损失并且提高耐磨性。
在上述国际公开第04/055371号手册记载的方法中，即使产生固体接触，通过混合层33的二硫化钼以低摩擦系数裂开，也可以发挥自润滑作用。但是，在该方法中，由于混合层具有接近于母材的硬度，几乎得不到初期磨合的效果，因而存在不能降低滑动损失，压缩机效率低下的问题。
另外，虽说是具有自润滑作用，但是在混合层或对方滑动面磨损的情况下，仍然有产生金属粉生成的金属盐的问题。
在此，可以考虑例如在滑动面形成国际公开第04/055371号手册记载的方法的固溶了二硫化钼的混合层，进而在该混合层上进行特开平6-117371号公报记载方法的磷酸锰处理，由此来发挥双方的优点。但是，若在混合层上进行磷酸锰处理，则滑动部表面被腐蚀掉，且根据磷酸锰处理的下述化学反应式(化学式1)、(化学式2)、(化学式3)，固溶了二硫化钼的混合层被腐蚀掉。因此，实现上述的结构几乎是不可能的。
2H3PO4+Fe→Fe(H2PO4)2+H2    (化学式1)
Me(H2PO4)2→MeHPO4+H3PO4    (化学式2)
3MeHPO4→Me3(PO4)2+H3PO4    (化学式3)
在此，Me是2价的金属盐(Fe、Mn)。
Me(H2PO4)2：第1磷酸盐，MeHPO4：第2磷酸盐，Me3(PO4)2：第3磷酸盐
实用新型内容
本实用新型解决上述现有的问题，其目的在于提供一种可以实现滑动损失的降低，高可靠性且高效率的制冷剂压缩机。
为了解决上述现有的问题，本实用新型的制冷剂压缩机在由金属材料构成的滑动零件的至少一个滑动面上形成固溶了二硫化钼的混合层，在混合层的表面上进而形成二硫化钼的单体层。由此，通过单体层的二硫化钼，具有如下的效果：产生初期磨合，降低滑动损失，并且抑制母材及混合层或对方滑动面的摩擦，防止产生金属粉。进而，在本实用新型的制冷剂压缩机中，即使单体层剥落，由于混合层的二硫化钼的组织是密排六方晶，因此也具有如下的效果：即使产生固体接触，也通过二硫化钼以低摩擦系数裂开，发挥固体润滑作用，从而滑动部的摩擦系数降低，滑动损失减少。
本实用新型的制冷剂压缩机如上所述，在滑动面上形成固溶了二硫化钼的混合层，在混合层的表面上进而形成二硫化钼的单体层，由此可以实现摩擦系数的降低，可以提供高可靠性且高效率的制冷剂压缩机。另外，在本实用新型的制冷剂压缩机中，由于可以抑制混合层、母材、对方滑动面的金属磨损粉的产生，因此因金属磨损粉和劣化油而产生的金属盐也减少，即使具备制冷剂路径中的毛细管或膨胀器这种微细路径，也可以防止因该微细路径的金属盐而导致的闭塞。
本实用新型第一方面提供一种制冷剂压缩机，其具有具备由金属材料构成的滑动零件的压缩单元，在所述滑动零件的至少一个滑动面上形成固溶了二硫化钼的混合层，且在所述混合层的表面上进而形成有二硫化钼的单体层。由此，本实用新型第一方面基于单体层的二硫化钼而具有如下的效果：通过二硫化钼具有的自润滑作用，摩擦系数降低，滑动损失减少。另外，在本实用新型第一方面中，即使单体层剥落，由于混合层的二硫化钼的组织是密排六方晶，因此即使产生固体接触，也通过二硫化钼以低摩擦系数裂开，发挥固体润滑作用。由此，由于滑动部的摩擦系数降低，滑动损失减少，因此根据本实用新型第一方面，可以提供一种能够抑制混合层、母材、对方滑动面的金属磨损，高可靠性且高效率的制冷剂压缩机。
本实用新型第二方面在本实用新型第一方面的基础上，设混合层的二硫化钼的最大浓度为5wt％以上，从而混合层的二硫化钼的自润滑性稳定，摩擦系数进一步降低。因此，根据本实用新型第二方面，在本实用新型第一方面的效果的基础上，可以提供一种能够进一步抑制混合层、母材、对方滑动面的金属磨损，高可靠性且高效率的制冷压缩机。
本实用新型第三方面在本实用新型第一方面的基础上，设混合层的厚度为0.1μm～2.0μm，若确保混合层的厚度为0.1μm～2.0μm，则可以稳定地发挥混合层的二硫化钼的固体润滑作用。因此，本实用新型第三方面可以降低滑动部的摩擦系数，减少滑动损失。因此，根据本实用新型第三方面，在本实用新型第一方面的效果基础上，可以提供一种能够进一步抑制混合层、母材、对方滑动面的金属磨损，高可靠性且高效率的制冷剂压缩机。
本实用新型第四方面在本实用新型第一方面的基础上，设形成二硫化钼单体层的二硫化钼的纯度为98％以上，通常，由于具有比二硫化钼高的摩擦系数的不纯物是极其微量的，因此可以使二硫化钼单体层的摩擦系数降低，减少滑动损失。因此，根据实用新型第四方面，在本实用新型第一方面的效果基础上，可以提供一种能够进一步抑制混合层、母材、对方滑动面的金属磨损，高可靠性且高效率的制冷剂压缩机。
本实用新型第五方面在本实用新型第一方面的基础上，设二硫化钼单体层的厚度为0.1μm～2.0μm，在单体层剥落的情况下，若单体层的厚度为0.1μm～2.0μm，则特别是来自活塞/孔的泄漏量不极端增大，因此制冷能力不下降。因此，根据本实用新型第五方面，在本实用新型第一方面的基础上，可以提供一种进一步高效率的制冷剂压缩机。
本实用新型第六方面在本实用新型第一方面至第五方面中的任一方面的基础上，在密闭容器内贮存油并且收容压缩单元，所述压缩单元形成往复式压缩单元，该压缩单元具备：具备主轴及偏心轴的曲轴；一方与所述曲轴形成为一体，另一方与轴承部形成为一体的推力部；轴支承所述主轴并确保其旋转自如的轴承部；形成液压缸的液压缸体；在所述液压缸内往复运动的活塞；及与所述偏心轴平行配置，且将固定于所述活塞上的活塞销、所述偏心轴和所述活塞连结的连杆，由金属材料形成的滑动零件是所述曲轴、所述推力部、所述液压缸体、所述活塞、所述活塞销及所述连杆中的至少任意一个。因此，本实用新型第六方面中，通过单体层的二硫化钼，具有产生初期磨合、减少滑动损失的效果，并且即使单体层剥落，由于混合层的二硫化钼的组织是密排六方晶，因而即使产生固体接触，也通过二硫化钼以低摩擦系数裂开，发挥固体润滑作用。由此，具有降低滑动部的摩擦系数、减少滑动损失的效果，因此根据本实用新型第六方面，可以提供一种能够抑制混合层、母材、对方滑动面的金属磨损，高可靠性且高效率的具有往复式压缩单元的制冷剂压缩机。
本实用新型第七方面在本实用新型第一方面至第五方面中的任一方面的基础上，在密闭容器内贮存油并且收容压缩单元，所述压缩单元具备：具备主轴和偏心轴的曲轴；一方与所述曲轴形成为一体，另一方与轴承部形成为一体的推力部；轴支承所述主轴并确保其旋转自如的轴承部；形成液压缸的液压缸体；在所述液压缸内往复运动的活塞；及在与所述活塞连结的一侧固定有球的连杆，所述活塞形成将所述球铆接浮动固定的往复式压缩单元，由金属材料构成的滑动零件是所述曲轴、所述推力部、所述液压缸体、所述活塞及所述连杆中的至少任意一个。因此，本实用新型第七方面中，通过单体层的二硫化钼，具有产生初期磨合、减少滑动损失的作用，并且即使单体层剥落，由于混合层的二硫化钼的组织是密排六方晶，因此即使产生固体接触，也通过二硫化钼以低摩擦系数裂开，发挥固体润滑作用。由此，具有降低滑动部的摩擦系数、减少滑动损失的效果，因此根据本实用新型第七方面，可以提供一种能够抑制混合层、母材、对方滑动面的金属磨损，伴随于此，由于金属磨损粉侵入、啮入活塞和球的铆接部分的量减少因此能够防止浮动障碍，高可靠性且高效率的具有往复式压缩单元的制冷剂压缩机。
本实用新型第八方面在本实用新型第一方面至第五方面中的任一方面的基础上，在密闭容器内贮存油并且收容压缩单元，所述压缩单元形成旋转柱塞式压缩单元，该旋转柱塞式压缩单元具备：具有偏心部的轴；形成与所述轴的旋转中心同心的压缩室的液压缸；嵌装于所述偏心部，且在所述压缩室内滚动的旋转柱塞；通过压接在所述旋转柱塞上而将所述压缩室内部分隔为高压侧和低压侧的叶片；密封所述液压缸的两侧面，并且轴支承所述轴的电动单元侧的主轴承和电动单元侧的相反侧的副轴承；固定于所述轴一端的供油弹簧；收纳所述供油弹簧，并且一端在所述油中开口的供油管，由金属材料形成的滑动零件是所述轴、所述液压缸、所述旋转柱塞、所述叶片、所述主轴承、所述副轴承、所述供油弹簧及所述供油管中的至少任意一个。因而，本实用新型第八方面中，通过单体层的二硫化钼，具有产生初期磨合、减少滑动损失的效果，并且即使单体层剥落，由于混合层的二硫化钼的组织是密排六方晶，因此即使产生固体接触，也通过二硫化钼以低摩擦系数裂开，发挥固体润滑作用。由此，具有降低滑动部的摩擦系数、减少滑动损失的效果，因此根据本实用新型第八方面，可以提供一种能够抑制混合层、母材、对方滑动面的金属磨损，高可靠性且高效率的具有旋转式压缩单元的制冷剂压缩机。
本实用新型第九方面是在膨胀器中具备如本实用新型第一方面至第八方面中的任一方面的制冷剂压缩机、毛细管和膨胀阀中的至少任一方的冷却装置。在本实用新型第九方面中，由于从压缩机喷出的金属磨损粉少，因此在作为微细路径的毛细管的内面或膨胀阀的微细路径上，因金属磨损粉和劣化油而产生的金属盐附着的量减少，从而可以提供一种防止阻碍制冷剂循环，可靠性高的冷却装置。
与普通的冷藏库仓库或制冷剂循环量大的业务用冷藏库相比，本实用新型第十方面更使用于采用了微细的毛细管和膨胀阀中的至少任一方的、例如家庭用的冷藏库。在本实用新型第十方面中，由于具有本实用新型第九方面记载的冷却装置，所以从压缩机喷出的金属磨损粉少，因此在作为微细路径的毛细管的内面或膨胀阀的微细路径上，因金属磨损粉和劣化油而产生的金属盐附着的量减少，从而可以提供一种能够防止阻碍制冷剂循环，可靠性高的例如家庭用的冷藏库。
附图说明
图1是本实用新型实施方式1中的制冷剂压缩机的剖面图；
图2是图1中的A部放大图；
图3是图2中的B部放大图；
图4是本实用新型实施方式1的二硫化钼的形成图；
图5是表示本实用新型实施方式1的活塞/孔的间隙和制冷能力的关系的特性图；
图6是本实用新型实施方式1的二硫化钼的浓度分布图；
图7是表示本实用新型的实施方式1的二硫化钼的浓度和效率的关系的特性图；
图8是本实用新型的实施方式1的将球铆接浮动固定的连杆装配图；
图9是本实用新型实施方式1的家庭用冷藏库的结构图；
图10是本实用新型实施方式1的膨胀器的剖面图；
图11是本实用新型实施方式2的制冷剂压缩机的剖面图；
图12是图11中的C-D线的剖面图；
图13是图12中的E部放大图；
图14是现有的制冷压缩机的剖面图；
图15是现有的固溶了二硫化钼的混合层的剖面图。
具体实施方式
(实施方式1)
图1是本实用新型实施方式1的制冷剂压缩机的剖面图，图2是图1中的A部放大图，图3是图2中的B部放大图，图4是该实施方式的二硫化钼的形成图，图5是表示该实施方式的活塞/孔的间隙和制冷能力的关系的特性图，图6是该实施方式的二硫化钼的浓度分布图，图7是表示该实施方式的二硫化钼的浓度和效率的关系的特性图，图8是该实施方式的通过活塞将固定于连杆上的球铆接浮动固定的连杆装配图，图9是该实施方式的家庭用冷藏库的结构图，图10是该实施方式1的膨胀阀的剖面图。
在图1、图2及图3中，在密闭容器101内填充有由R600a构成的制冷剂气体102，并且在密闭容器101的底部贮存有油103。另外，密闭容器101收纳有由定子104及转子105构成的电动单元106、和被其驱动的往复式压缩单元107。
下面，对压缩单元107进行详细说明。
曲轴108具有将转子105压入固定的主轴109及相对于该主轴109偏心形成的偏心轴110。在曲轴108的下端设置有与油103连通的供油泵111。由铸铁构成的液压缸体112形成有大致圆筒形的孔113和轴支承主轴109的轴承部114。
另外，转子105形成有凸缘面120，轴承部114的上端面为推力部122。在凸缘面120和轴承部114的推力部122之间插入有推力垫圈124。由凸缘面120、推力部122及推力垫圈124构成推力轴承部126。
以保持某一定量的间隙的方式松嵌于孔113内的活塞132由铁系材料构成，与孔113一起形成压缩室134，经由活塞销137通过作为连结部件的连杆138与偏心轴110连结。孔113的端面由阀板139密封。
液压缸盖140形成高压室，固定于阀板139的与孔113的相反的一侧。吸入管(未图示)固定于密闭容器101上，并且与制冷循环的低压侧(未图示)连接，将制冷剂气体102导入密闭容器101内。吸入消声器142被挟持在阀板139和液压缸盖140上。
活塞132和孔113、主轴109和轴承部114、推力部122和推力垫圈124、活塞销137和连杆138、偏心轴110和连杆138相互形成滑动部。在各自的滑动部的至少一方形成有在母材的表面上固溶了二硫化钼的混合层150、和在该混合层150的表面上进一步形成的二硫化钼单体层160。
在此，以活塞132为例进行详细说明。
在活塞132和孔113相互形成的滑动部中，在活塞132的滑动部表面形成有在作为母材的铁系材料的表面上固溶了二硫化钼的混合层150、和在在该混合层150的表面进一步形成的二硫化钼的单体层160。更优选的是：将二硫化钼的纯度设定为98％以上，将二硫化钼的单体层160的厚度设定为0.1μm～2.0μm，将混合层150的厚度设定为0.1μm～2.0μm，将混合层150的二硫化钼的最大浓度设定为5wt％以上50wt％以下。
作为形成固溶了二硫化钼的混合层150、和在混合层150的表面上进一步形成的二硫化钼的单体层160的方法，在本实用新型实施方式1中，采用使纯度为98％以上的二硫化钼粒子以某一速度以上与作为滑动零件母材的金属滑动面冲撞的方法。
此时二硫化钼的投射压力优选是1.0MPa～1.5MPa。通过利用该方法冲撞时产生的热能，母材表面的氧扩散，形成二硫化钼的单体层160，并且通过二硫化钼粒子的冲撞，其一部分粒子熔入母材形成金属键，由此知道，可以同时形成二硫化钼固溶的混合层150和二硫化钼的单体层160。
而且，为了减少泄漏损失，活塞132和孔113以非常小的间隙例如直径为5μm～15μm左右的间隙尺寸松嵌。
关于如上构成的实施方式1的制冷剂压缩机，对其动作进行说明。
从工业电源(未图示)供给的电力供给于电动单元106，使电动单元106的转子105旋转。转子105的旋转使曲轴108旋转，使偏心轴110进行偏心运动。偏心轴110的偏心运动从作为连结机构的连杆138经由活塞销137驱动活塞132，由此使活塞132在孔113内往复运动。其结果是，通过吸入管(未图示)导入到密闭容器101内的制冷剂气体102从吸入消声器142吸入，在压缩室134内进行压缩。
油103伴随着曲轴108的旋转，自供油泵111供给于各滑动部，对滑动部进行润滑，并且被供给的油113作为在活塞132和孔113之间的密封件而发挥功能。
在该滑动动作中，由于活塞132和孔113之间的间隙非常小，所以有时由于活塞132和孔113的形状、精度的误差而生成局部引起相互接触的部位。在实施方式1中，由于单体层160的二硫化钼具有非常容易裂开的性质，所以与滑动对方的形状相适应的初期磨合性良好。其结果是，引起相互接触的部位的单体层160的二硫化钼磨损而磨合，可以减少滑动损失，从而可提供高效率的制冷剂压缩机。
在此，利用图5，对来自于活塞132和孔113的泄漏量和制冷能力的关系进行说明。
图5的横轴表示活塞132和孔113的间隙，纵轴表示制冷能力。
从如图5所示的结果可知，若将规定间隙范围设定为A～Bμm，则超过B+4μm后，制冷能力急剧下降。
因此，通过将活塞132的滑动部表面的单体层160的厚度形成为0.1μm～2.0μm，即使运转时二硫化钼单体层160剥落，活塞132和孔113之间的间隙最大也只有4.0μm的增加量。其结果是，在实施方式1的结构中，活塞132和孔113之间的间隙量不极端增大，制冷能力不极端下降，因此可以提供更加稳定地具有高效率的制冷剂压缩机。
接着，在本实用新型实施方式1的制冷剂压缩机中，对形成了二硫化钼单体层160和混合层150所产生的效果进行说明。
活塞132位于上止点及下止点时，速度为0m/s，理论上不产生油压，不形成油膜。因此，在上止点及下止点多产生金属接触。
另外，在制冷剂压缩机中，在活塞132位于上止点附近时，活塞132通过被压缩的高压制冷剂而受到较大的压缩负荷。该压缩负荷经由活塞销137、连杆138传递到曲轴108，曲轴108被上止点附近的活塞132推压而倾斜。该曲轴108的倾斜在孔113中成为使活塞1 32倾斜的力。其结果是，活塞132上端面的一端和下端面的另一端与孔113产生卡阻。而且，由于该卡阻，活塞132与孔113滑动而产生磨损。特别是如实施方式1所示的单臂轴承的制冷剂压缩机的情况，由于曲轴108的倾斜增大，所以该卡阻表现得更明显。
其结果是，二硫化钼的单体层160磨损，混合层150在表面露出，从而有时其成为滑动面。
在实施方式1中，混合层150的二硫化钼的组织是密排六方晶，分子的大小约为6×10-4μm，非常小，由此以低摩擦系数裂开。因此，即使在活塞132和孔113之间产生金属接触，由于滑动部的摩擦系数降低，滑动损失减少，因而可以提供高可靠性的制冷剂压缩机。
图6表示在本实用新型实施方式1采用的活塞132的滑动部表面上形成的二硫化钼的浓度分布。
就图6中的活塞132的滑动部表面上形成的二硫化钼的浓度测定而言，通常采用能量分散式X射线分析装置。简单地说明该能量分散式X射线分析装置。
由能量分散式X射线分析装置向活塞132的滑动部照射的电子，从滑动部表面进入某一深度，产生特性X射线。所谓特性X射线是位于高能量能级的电子通过围绕原子核旋转的电子被进入到某深度的电子挤到原子外而形成的空位移动时，过剩的能量成为元素特有的X射线而产生的。
能量分散式X射线分析装置由于可以采用该特性X射线，对活塞132的滑动部表面的结构元素进行分析，因而可以测定在滑动部表面上形成的二硫化钼的浓度。混合层150的二硫化钼的最大浓度可以在其最外部表面附近得到，因此可以通过测定此处而检测最大浓度。
如图6所示，含有二硫化钼的混合层150的厚度形成为0.1μm～2.0μm，最大浓度形成为5～20wt％。这样，在形成了混合层150二硫化钼的情况下，二硫化钼的自润滑性稳定，摩擦系数进一步降低。
下面，利用图7对混合层150的二硫化钼的最大浓度和制冷剂压缩机的效率进行详细说明。图7表示图3中的混合层150的二硫化钼的最大浓度和制冷剂压缩机效率(C.O.P.：效率系数)的关系。制冷剂压缩机利用某种程度运转的单元，如之前所述，利用倾斜的活塞132在孔113内移动，活塞132上端面的一端和下端面的另一端分别与孔113卡阻，由此活塞132的混合层150成为滑动面的单元。
如图7所示，若混合层150的二硫化钼的最大浓度超过5wt％，则制冷剂压缩机的效率急剧提高。而且，当超过15wt％后，制冷剂压缩机的效率大致成为一定。因此，若混合层150的二硫化钼的最大浓度最低确保5wt％以上，则可以认为二硫化钼的自润滑性是稳定的。
另一方面，为了提高混合层150的二硫化钼的最大浓度，必须使二硫化钼的粒子长时间地即二硫化钼的粒子大量地与金属滑动面冲撞。因此，若考虑二硫化钼的成本及生产率，实际应用时限定于最大浓度20wt％。
因此，在实施方式1中，将混合层150的二硫化钼的最大浓度控制在5wt％～20wt％之间。
上面，在本实用新型的实施方式1中，就一定速度的压缩机进行了说明。随着变换器的发展，制冷剂压缩机的低速化正在进行中，特别是在限定20Hz的超低速运转中，更是难以形成流体润滑，容易产生金属接触，因此本实用新型的效果更加明显。
还有，在本实用新型的实施方式1中对以下结构进行了说明，即，在活塞132的滑动部表面形成固溶了二硫化钼的混合层150，进而在混合层150的表面形成二硫化钼的单体层160。但是，在本实用新型的制冷剂压缩机中，也可以在孔113侧的滑动部表面形成混合层150和二硫化钼的单体层160，或也可以在活塞132和孔113这双方形成。通过这样在滑动部双方形成混合层150和二硫化钼的单体层160，可得到更高的耐磨性。
在本实用新型的实施方式1中，举例进行了详细说明，即，在活塞132的滑动部表面形成固溶了二硫化钼的混合层150，在混合层150的表面进一步形成二硫化钼的单体层160。但是，即使在相互形成滑动部的曲轴108的主轴109和轴承部114、转子105的凸缘面120和推力垫圈124、轴承部114的上端面推力部122和推力垫圈124、活塞销137和连杆138、偏心轴110和连杆138的滑动部，形成上述的混合层150和二硫化钼的单体层160，也可以得到同样优异的效果。
在本实用新型的实施方式1中，以由凸缘面120、推力部122及推力垫圈124构成推力轴承部126为例进行了说明，但是即使是由在曲轴108的主轴109和偏心轴110之间的凸缘部170的偏心轴110侧的相反侧设置的曲轴108的推力面172和轴承部114的推力部122形成推力轴承的情况，也可以得到同样优异的效果。
另外，在与如图8所示的活塞181连结的一侧具备固定了球182的连杆183，活塞181构成为将球182铆接浮动固定。通常，在被称为球铰的连结方式中，金属磨损粉侵入、啮入该铆接浮动固定部的量减少，由此可以防止浮动障碍，可以维持高可靠性且制造初期的高效率。
再有，图8表示作为使活塞181和球182之间的滑动平滑的间介物而夹入树脂184的状况。
图9所示的家庭用冷藏库的膨胀器采用毛细管188。为了使冷冻室的温度确保日本工业标准(JIS)中的福斯特性能，维持-18℃，而增大毛细管188的减压量，即将其内径较小地设计为φ1mm以下，以使蒸发器196的温度为约-30℃。异物向以毛细管188为代表的微细路径或高温压缩机197内的制冷剂路径上的附着，成为冷却能力降低的较大原因。因此，在作为10年以上的耐用消费品的家庭用冷藏库中，严格限制制造时异物的混入，设定制冷剂、油纯度、残存水分规定、加工油的规定等。进而，由于残存空气成为氧化产生异物的原因，所以抽真空成高真空，密闭封入制冷剂。
下面，对制冷剂的流动进行说明。制冷剂被压缩机197压缩，通过冷凝器198散热后，由毛细管188减压，利用蒸发器196吸收冷藏库内199的热量后，在压缩机197中循环。
在毛细管的入口(未图示)及出口(未图示)，制冷剂以气液的混合流而复杂地流动，由此在油中难以溶解的异物通常都附着在该入口或出口，阻碍制冷剂的循环。在实施方式1的家庭用冷藏库195中，由于严格限制制造时异物的混入，所以异物几乎不在上述的毛细管入口或出口附着。并且，在如此构成的家庭用冷藏库中，金属磨损粉少，随之，因金属磨损粉和劣化油而产生的金属盐在制冷剂路径上附着的量也减少，与此相应，可将在制冷剂路径上附着的异物控制得极少，因而可以提供制冷剂循环量不降低，可靠性高的家庭用冷藏库。
另外，在本实施方式1中采用了毛细管188，但是即使是采用如图10中例示的膨胀器189的情况，也可以防止因异物向阀座面190上的附着而导致的制冷剂循环障碍，可以实现优异效果。
(实施方式2)
图11是本实用新型的实施方式2的制冷剂压缩机的剖面图，图12是图11中的在C-D线的剖面图，图13是图12中的E部放大图。
在图11、图12及图13中，由定子202和转子203构成的电动单元204、和由动单元204驱动的旋转柱塞式压缩单元205与油206一并收纳于密闭容器201中。
压缩单元205具备：具有偏心部207、主轴部208及副轴部209的轴210；形成压缩室21 1的液压缸212；密封液压缸212的两端面，并且分别轴支承主轴部208和副轴部209的主轴承213和副轴承214；松嵌于偏心部207，且在压缩室211内滚动的旋转柱塞215；插压于旋转柱塞215上，且将压缩室211分隔为高压侧和低压侧的板状的叶片216。在主轴部208上固定有转子203。
固定于副轴承214上的油泵217由供油管220和松嵌于该供油管220上的供油弹簧222构成。供油泵217向偏心部207和旋转柱塞215、主轴部208和主轴承213、副轴部209和副轴承214分别形成的滑动部供给油206。
在实施方式2中，在轴210的偏心部207、主轴部208及副轴部209的滑动部表面即母材铁(Fe)系材料上，形成有固溶了二硫化钼的混合层224，在该混合层224的表面进一步形成有二硫化钼的单体层228。
更优选的是，将二硫化钼的纯度设定为98％以上，二硫化钼的单体层228的厚度设定为0.1μm～2.0μm，混合层224的厚度设定为0.1μm～2.0μm，混合层224的二硫化钼的最大浓度设定为5wt％以上50wt％以下。
关于如上构成的实施方式2的制冷剂压缩机，对其动作进行说明。
随着转子203的旋转，轴210旋转，松嵌于偏心部207上的旋转柱塞215在压缩室211内旋转。由此，压缩室211的高压侧和低压侧的空间连续地产生容积变化，制冷剂气体被连续地压缩。进而，被压缩的制冷剂气体喷出到密闭容器201内，密闭容器201内形成高压氛围。另外，由于密闭容器201内为高压，所以密闭容器201内的氛围压力作为背压作用于叶片216，将叶片216的前端压紧在旋转柱塞215的外周表面上。
另外，随着轴210的旋转，松嵌于供油管220上的供油弹簧222将油206连续地向各滑动部供给。
在旋转柱塞式的制冷剂压缩机中，由于旋转柱塞215旋转自如地松嵌于偏心部207上，所以旋转柱塞215和偏心部207之间的相对速度比主轴部208和主轴承213、副轴部209和副轴承214之间的相对速度小。这是因为由轴承半径R、半径间隙C、速度N、油粘度μ和面压P求得的表示轴颈轴承特性的索末菲数S(式1)减小之故，是滑动润滑上容易产生金属接触的不利条件。
S＝μ×N/P×(R/C)2    (式1)
对于旋转柱塞式的制冷剂压缩机，通常，由于密闭容器201内成为冷凝压力，故内压高，制冷剂容易溶入油206。这是因为油的粘度降低，上述的表示轴颈轴承特性的索末菲数S(式1)减小之故，在滑动润滑上是不利的条件。
但是，通过在轴210的偏心部207、主轴部208及副轴部209的滑动部表面上形成固溶了二硫化钼的混合层224，在混合层224的表面上进一步形成二硫化钼的单体层228，即使在索末菲数S(式1)减小的滑动润滑上的不利条件下，由于单体层228的二硫化钼具有非常容易裂开的性质，所以与对方滑动面的形状相适应的初期磨合性良好。其结果是，引起相互接触部位的单体层228的二硫化钼磨损而磨合，因此就旋转柱塞式的制冷剂压缩机而言，可以提供能够减少滑动损失，高效率的制冷剂压缩机。
另外，即使进一步在滑动部之间产生接触，单体层228磨损而剥落，由于混合层224的二硫化钼的组织是密排六方晶，分子的大小约为6×10-4μ m，非常小，所以也能够以低的摩擦系数裂开。由此，即使在旋转柱塞215和偏心部207之间、主轴部208和主轴承213之间、及副轴部209和副轴承214之间产生金属接触，滑动部的摩擦系数也降低，滑动损失也减少。因此，根据实施方式2的结构，可以提供可靠性高的制冷剂压缩机。
另外，通过将混合层224的厚度设定为0.1μm～2.0μm，混合层224的二硫化钼的最大浓度设定为5wt％以上20wt％以下，二硫化钼的自润滑性稳定，摩擦系数进一步降低。因此，通过如上所述构成，可提供更高可靠性且高效率的制冷剂压缩机。
再有，在本实用新型的实施方式2中，在偏心部207、主轴部208及副轴部209的滑动面上形成有固溶了二硫化钼的混合层224，在混合层224的表面上进一步形成有二硫化钼的单体层228，但是也可以在旋转柱塞215的内周表面上、主轴承213及副轴承214上形成混合层224和二硫化钼的单体层228。另外，也可以在偏心部207和旋转柱塞215的内周表面双方、主轴部208和主轴承213双方、副轴部209和副轴承214双方形成混合层224和二硫化钼的单体层228。这样能够得到如下的优异效果：通过在滑动部形成混合层224和二硫化钼的单体层228，可以提供更高可靠性且高效率的制冷剂压缩机。
进而，当在相互形成了滑动部的旋转柱塞215和叶片216、主轴承213和叶片216、副轴承214和叶片216、主轴承213和旋转柱塞215、副轴承214和旋转柱塞215、液压缸212和叶片216、液压缸212和旋转柱塞215、及供油管和供油弹簧的滑动部表面上形成有固溶了二硫化钼的混合层224，在该混合层224的表面上进一步形成有二硫化钼的单体层228时，各滑动部的摩擦系数降低，从而可以提供高可靠性且高效率的制冷剂压缩机。
上面，在本实用新型的实施方式2中，就一定速度的压缩机进行了说明。随着变换器的发展，制冷剂压缩机的低速化正在进行中，特别是在限定20Hz的超低速运转中，由于异常磨损的问题更大，因此本实用新型的效果更加显著。
(工业上的可利用性)
如上所述，本实用新型的制冷剂压缩机在滑动零件的滑动面上形成固溶了二硫化钼的混合层，在该混合层的表面上进一步形成二硫化钼的单体层，由此摩擦系数能够降低，能够提供高可靠性且高效率的压缩机，因而可广泛适用于采用了制冷循环的机器中。

Claims (8)

1.一种制冷剂压缩机，其具有具备由金属材料形成的滑动零件的压缩单元，在所述滑动零件的至少一个滑动面上形成有固溶了二硫化钼的混合层，其特征是，在所述混合层的表面上进一步形成有二硫化钼的单体层。
2.如权利要求1所述的制冷剂压缩机，其特征是，混合层的二硫化钼的最大浓度为5wt％以上。
3.如权利要求1所述的制冷剂压缩机，其特征是，混合层的厚度为0.1μm～2.0μm。
4.如权利要求1所述的制冷剂压缩机，其特征是，形成二硫化钼单体层的二硫化钼的纯度为98％以上。
5.如权利要求1所述的制冷剂压缩机，其特征是，二硫化钼单体层的厚度为0.1μm～2.0μm。
6.如权利要求1至5中的任一项所述的制冷剂压缩机，其特征是，在密闭容器内贮存油并且收容压缩单元，
所述压缩单元是往复式压缩单元，该压缩单元具备：具备主轴及偏心轴的曲轴；一方与所述曲轴形成为一体，另一方与轴承部形成为一体的推力部；轴支承所述主轴并确保其旋转自如的轴承部；形成液压缸的液压缸体；在所述液压缸内往复运动的活塞；及与所述偏心轴平行配置，且将固定于所述活塞上的活塞销、所述偏心轴和所述活塞连结的连杆，
由金属材料形成的滑动零件是所述曲轴、所述推力部、所述液压缸体、所述活塞、所述活塞销及所述连杆中的至少任意一个。
7.如权利要求1至5中的任一项所述的制冷剂压缩机，其特征是，
在密闭容器内贮存油并且收容压缩单元，
所述压缩单元具备：具备主轴和偏心轴的曲轴；一方与所述曲轴形成为一体，另一方与轴承部形成为一体的推力部；轴支承所述主轴并确保其旋转自如的轴承部；形成液压缸的液压缸体；在所述液压缸内往复运动的活塞；及在与所述活塞连结的一侧固定有球的连杆，
所述活塞形成将所述球铆接浮动固定的往复式压缩单元，
由金属材料构成的滑动零件是所述曲轴、所述推力部、所述液压缸体、所述活塞及所述连杆中的至少任意一个。
8.如权利要求1至5中的任一项所述的制冷剂压缩机，其特征是，
在密闭容器内贮存油并且收容压缩单元，
所述压缩单元形成旋转柱塞式压缩单元，该旋转柱塞式压缩单元具备：具有偏心部的轴；形成与所述轴的旋转中心同心的压缩室的液压缸；嵌装于所述偏心部，且在所述压缩室内滚动的旋转柱塞；通过压接在所述旋转柱塞上而将所述压缩室内部分隔为高压侧和低压侧的叶片；密封所述液压缸的两侧面，并且轴支承所述轴的电动单元侧的主轴承和电动单元侧的相反侧的副轴承；固定于所述轴一端的供油弹簧；收纳所述供油弹簧，并且一端在所述油中开口的供油管，
由金属材料形成的滑动零件是所述轴、所述液压缸、所述旋转柱塞、所述叶片、所述主轴承、所述副轴承、所述供油弹簧及所述供油管中的至少任意一个。
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