JP2001115958A - 圧縮機 - Google Patents
圧縮機Info
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- JP2001115958A JP2001115958A JP29663399A JP29663399A JP2001115958A JP 2001115958 A JP2001115958 A JP 2001115958A JP 29663399 A JP29663399 A JP 29663399A JP 29663399 A JP29663399 A JP 29663399A JP 2001115958 A JP2001115958 A JP 2001115958A
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Abstract
ことで、耐摩耗性を向上させることができる圧縮機を提
供すること。 【解決手段】冷媒としてHFC系冷媒、HC系冷媒又は
CO2を用い、潤滑油としてエステル油、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、又はパラフィン系鉱油を用いる圧縮機であって、圧
縮機構部を構成する部材の摺動面にTiAlCNを被覆
してコーティング層を形成し、前記コーティング層は、
カーボンが、外表面側で多く摺動部材側で少なくなるよ
うに深さ方向に傾斜していることを特徴とする圧縮機。
Description
系冷媒、HC系冷媒又はCO2を用い、潤滑油としてエ
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、又はパラフィン系鉱油を用い
る圧縮機に関する。
るR22に代表されるHCFC系の冷媒は、その物性の
安定性からオゾン層を破壊すると言われている。従っ
て、現在、HCFC系冷媒の代替冷媒として、HFC系
冷媒やHC系冷媒が利用されはじめている。
やHC系冷媒は、従来使用していたHCFC系冷媒のよ
うに、塩素を含んでいないため、冷媒自体による潤滑性
を高める効果を期待することができない。従って、潤滑
が必要な圧縮機内部の摺動部材を低摩擦係数化すること
が重要となってくる。
部材を低摩擦係数化することで、耐摩耗性を向上させる
ことができる圧縮機を提供することを目的とする。
圧縮機は、冷媒としてHFC系冷媒、HC系冷媒又はC
O2を用い、潤滑油としてエステル油、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、
又はパラフィン系鉱油を用いる圧縮機であって、圧縮機
構部を構成する部材の摺動面にTiAlCNを被覆して
コーティング層を形成し、前記コーティング層は、カー
ボンが、外表面側で多く摺動部材側で少なくなるように
深さ方向に傾斜していることを特徴とする。請求項2記
載の本発明は、請求項1記載の圧縮機において、圧縮機
として、固定側スクロールと可動側スクロールとによっ
て圧縮室を形成するスクロール圧縮機を用い、前記固定
側スクロールをFe系材料で構成し、前記コーティング
層を、前記固定側スクロールのスラスト面、鏡板、又は
羽根部材の少なくてもいずれかに形成したことを特徴と
する。請求項3記載の本発明は、請求項1記載の圧縮機
において、圧縮機として、固定側スクロールと可動側ス
クロールとによって圧縮室を形成するスクロール圧縮機
を用い、前記可動側スクロールをFe系材料で構成し、
前記コーティング層を、前記可動側スクロールの背面、
鏡板、羽根部材、又は旋回軸の少なくてもいずれかに形
成したことを特徴とする。請求項4記載の本発明は、請
求項1記載の圧縮機において、圧縮機として、固定側ス
クロールと可動側スクロールとによって圧縮室を形成す
るスクロール圧縮機を用い、前記可動側スクロールの旋
回軸を、スライドブッシュを介して旋回軸受で受ける構
成とし、前記スライドブッシュをFe系材料で構成し、
前記コーティング層を、前記スライドブッシュの前記旋
回軸が挿入される内周面に形成したことを特徴とする。
請求項5記載の本発明は、請求項1記載の圧縮機におい
て、圧縮機として、固定側スクロールと可動側スクロー
ルとによって圧縮室を形成するスクロール圧縮機を用
い、前記可動側スクロールのスラスト力を主軸受の軸方
向規制面で受ける構成とし、前記主軸受をFe系材料で
構成し、前記コーティング層を、前記主軸受の軸方向規
制面に形成したことを特徴とする。請求項6記載の本発
明は、請求項1記載の圧縮機において、圧縮機として、
固定側スクロールと可動側スクロールとによって圧縮室
を形成するスクロール圧縮機を用い、前記可動側スクロ
ールを旋回動作させるためのオルダムリングをFe系材
料で構成し、前記コーティング層を、前記オルダムリン
グに形成したことを特徴とする。請求項7記載の本発明
は、請求項1記載の圧縮機において、圧縮機として、固
定側スクロールと可動側スクロールとによって圧縮室を
形成するスクロール圧縮機を用い、前記可動側スクロー
ルを旋回動作させるためのクランク軸をFe系材料で構
成し、前記コーティング層を、前記クランク軸の旋回軸
受部に形成したことを特徴とする。請求項8記載の本発
明は、請求項1記載の圧縮機において、圧縮機として、
シリンダーと、前記シリンダー内を回動するピストン
と、前記シリンダー及び前記ピストンによって形成され
る空間を圧縮空間及び吸入空間に分離するベーンと、前
記シリンダー及び前記ピストンの両端面を閉塞する上下
軸受と、前記ピストンに駆動力を伝達するクランク軸と
を備えたロータリ圧縮機を用い、前記ベーンをFe系材
料で構成し、前記コーティング層を前記ベーンに形成し
たことを特徴とする。請求項9記載の本発明は、請求項
1記載の圧縮機において、圧縮機として、シリンダー
と、前記シリンダー内を回動するピストンと、前記シリ
ンダー及び前記ピストンによって形成される空間を圧縮
空間及び吸入空間に分離するベーンと、前記シリンダー
及び前記ピストンの両端面を閉塞する上下軸受と、前記
ピストンに駆動力を伝達するクランク軸とを備えたロー
タリ圧縮機を用い、前記上下軸受をFe系材料で構成
し、前記コーティング層を、前記上下軸受のピストン側
端面、又は前記上下軸受の前記クランク軸が挿入される
内周面に形成したことを特徴とする。請求項10記載の
本発明は、請求項1記載の圧縮機において、圧縮機とし
て、シリンダーと、前記シリンダー内を回動するピスト
ンと、前記シリンダー及び前記ピストンによって形成さ
れる空間を圧縮空間及び吸入空間に分離するベーンと、
前記シリンダー及び前記ピストンの両端面を閉塞する上
下軸受と、前記ピストンに駆動力を伝達するクランク軸
とを備えたロータリ圧縮機を用い、前記クランク軸をF
e系材料で構成し、前記コーティング層を前記クランク
軸に形成したことを特徴とする。請求項11記載の本発
明は、請求項1記載の圧縮機において、圧縮機として、
シリンダーと、前記シリンダー内を回動するピストン
と、前記シリンダー及び前記ピストンによって形成され
る空間を圧縮空間及び吸入空間に分離するベーンと、前
記シリンダー及び前記ピストンの両端面を閉塞する上下
軸受と、前記ピストンに駆動力を伝達するクランク軸と
を備えたロータリ圧縮機を用い、前記ピストンをFe系
材料で構成し、前記コーティング層を、前記ピストンの
前記シリンダーと当接する外周面、前記クランク軸と当
接する内周面、又は前記上下軸受と当接する端面に形成
したことを特徴とする。
は、圧縮機構部を構成する部材の摺動面にTiAlCN
を被覆してコーティング層を形成し、このコーティング
層を、カーボンが、外表面側で多く摺動部材側で少なく
なるように深さ方向に傾斜させたもので、TiAlCN
のコーティング層は、その微細な柱状組織によって耐摩
耗性を高めることができるとともに、外表面側にカーボ
ンが多くなるように傾斜させているので、高靱性であ
り、かつ低摩擦係数化すなわち潤滑性を向上させること
ができる。
第1の実施の形態において、圧縮機として、固定側スク
ロールと可動側スクロールとによって圧縮室を形成する
スクロール圧縮機を用い、固定側スクロールをFe系材
料で構成し、コーティング層を、固定側スクロールのス
ラスト面、鏡板、又は羽根部材の少なくてもいずれかに
形成したもので、摺動ロスを低減し、省エネルギーを図
ることができる。また、圧縮室への潤滑油の供給量を低
減することができるので、圧縮室への吸入冷媒ガスの加
熱を抑制し、吐出冷媒ガス温度を抑制することができ
る。従って、例えばエステル油などの高温で物性変化を
生じてしまう潤滑油を保護することもできる。また、固
定側スクロールの耐久性能が向上するので、空気調和装
置の圧縮機として用いた場合には、高速始動や高速除霜
を行うことができ、空調空間の快適性を高めることがで
きる。また、圧縮機内に封入する潤滑油の量を低減する
ことができる。
第1の実施の形態において、圧縮機として、固定側スク
ロールと可動側スクロールとによって圧縮室を形成する
スクロール圧縮機を用い、可動側スクロールをFe系材
料で構成し、コーティング層を、可動側スクロールの背
面、鏡板、羽根部材、又は旋回軸の少なくてもいずれか
に形成したもので、摺動ロスを低減し、省エネルギーを
図ることができる。また、羽根部材にコーティング層を
形成した場合には、圧縮室への潤滑油の供給量を低減す
ることができるので、圧縮室への吸入冷媒ガスの加熱を
抑制し、吐出冷媒ガス温度を抑制することができる。従
って、例えばエステル油などの高温で物性変化を生じて
しまう潤滑油を保護することもできる。また、可動側ス
クロールの耐久性能が向上するので、空気調和装置の圧
縮機として用いた場合には、高速始動や高速除霜を行う
ことができ、空調空間の快適性を高めることができる。
また、圧縮機内に封入する潤滑油の量を低減することが
できる。
第1の実施の形態において、圧縮機として、固定側スク
ロールと可動側スクロールとによって圧縮室を形成する
スクロール圧縮機を用い、可動側スクロールの旋回軸
を、スライドブッシュを介して旋回軸受で受ける構成と
し、スライドブッシュをFe系材料で構成し、コーティ
ング層を、スライドブッシュの旋回軸が挿入される内周
面に形成したもので、摺動ロスを低減し、省エネルギー
を図ることができる。また、スライドブッシュの耐久性
能が向上するので、空気調和装置の圧縮機として用いた
場合には、高速始動や高速除霜を行うことができ、空調
空間の快適性を高めることができる。また、圧縮機内に
封入する潤滑油の量を低減することができる。また、ス
ライドブッシュの許容負荷が拡大するため、高負荷に耐
えられる。
第1の実施の形態において、圧縮機として、固定側スク
ロールと可動側スクロールとによって圧縮室を形成する
スクロール圧縮機を用い、可動側スクロールのスラスト
力を主軸受の軸方向規制面で受ける構成とし、主軸受を
Fe系材料で構成し、コーティング層を、主軸受の軸方
向規制面に形成したもので、摺動ロスを低減し、省エネ
ルギーを図ることができる。また、可動側スクロールと
の当たり面での騒音レベルの低減を図ることができる。
第1の実施の形態において、圧縮機として、固定側スク
ロールと可動側スクロールとによって圧縮室を形成する
スクロール圧縮機を用い、可動側スクロールを旋回動作
させるためのオルダムリングをFe系材料で構成し、コ
ーティング層を、オルダムリングに形成したもので、摺
動ロスを低減し、省エネルギーを図ることができる。ま
た、耐久性性能が向上するので、回転数の速度範囲を拡
大することができる。
第1の実施の形態において、圧縮機として、固定側スク
ロールと可動側スクロールとによって圧縮室を形成する
スクロール圧縮機を用い、可動側スクロールを旋回動作
させるためのクランク軸をFe系材料で構成し、前記コ
ーティング層を、前記クランク軸の旋回軸受部に形成し
たもので、摺動ロスを低減し、省エネルギーを図ること
ができる。また、耐久性性能が向上するので、回転数の
速度範囲を拡大することができる。
第1の実施の形態において、圧縮機として、シリンダー
と、シリンダー内を回動するピストンと、シリンダー及
びピストンによって形成される空間を圧縮空間及び吸入
空間に分離するベーンと、シリンダー及びピストンの両
端面を閉塞する上下軸受と、ピストンに駆動力を伝達す
るクランク軸とを備えたロータリ圧縮機を用い、ベーン
をFe系材料で構成し、コーティング層をベーンに形成
したもので、摺動ロスを低減し、省エネルギーを図るこ
とができる。また、ベーンの耐摩耗性が向上するので、
空気調和装置の圧縮機として用いた場合には、高速始動
や高速除霜を行うことができ、空調空間の快適性を高め
ることができる。
第1の実施の形態において、圧縮機として、シリンダー
と、シリンダー内を回動するピストンと、シリンダー及
びピストンによって形成される空間を圧縮空間及び吸入
空間に分離するベーンと、シリンダー及びピストンの両
端面を閉塞する上下軸受と、ピストンに駆動力を伝達す
るクランク軸とを備えたロータリ圧縮機を用い、上下軸
受をFe系材料で構成し、コーティング層を、上下軸受
のピストン側端面、又は上下軸受のクランク軸が挿入さ
れる内周面に形成したもので、摺動ロスを低減し、省エ
ネルギーを図ることができる。
は、第1の実施の形態において、圧縮機として、シリン
ダーと、シリンダー内を回動するピストンと、シリンダ
ー及びピストンによって形成される空間を圧縮空間及び
吸入空間に分離するベーンと、シリンダー及びピストン
の両端面を閉塞する上下軸受と、ピストンに駆動力を伝
達するクランク軸とを備えたロータリ圧縮機を用い、ク
ランク軸をFe系材料で構成し、コーティング層をクラ
ンク軸に形成したもので、摺動ロスを低減し、省エネル
ギーを図ることができる。また、クランク軸の耐摩耗性
が向上するので、空気調和装置の圧縮機として用いた場
合には、高速始動や高速除霜を行うことができ、空調空
間の快適性を高めることができる。
は、第1の実施の形態において、圧縮機として、シリン
ダーと、シリンダー内を回動するピストンと、シリンダ
ー及びピストンによって形成される空間を圧縮空間及び
吸入空間に分離するベーンと、シリンダー及びピストン
の両端面を閉塞する上下軸受と、ピストンに駆動力を伝
達するクランク軸とを備えたロータリ圧縮機を用い、ピ
ストンをFe系材料で構成し、コーティング層を、ピス
トンのシリンダーと当接する外周面、クランク軸と当接
する内周面、又は上下軸受と当接する端面に形成したも
ので、摺動ロスを低減し、省エネルギーを図ることがで
きる。また、ピストンの耐摩耗性が向上するので、空気
調和装置の圧縮機として用いた場合には、高速始動や高
速除霜を行うことができ、空調空間の快適性を高めるこ
とができる。
に基づいて説明する。図1は本発明の一実施例によるス
クロール圧縮機の断面図である。図に示すように、圧縮
機は、密閉容器10内に、電動機部20と圧縮機構部3
0とを備えている。密閉容器10には、蒸発器側と接続
される吸入管11と、凝縮器側と接続される吐出管12
とを備えている。電動機部20は、固定子21と回転子
22から構成され、固定子21は、密閉容器10内で固
定され、回転子22は、固定子21内に回動自在に設け
られている。
る固定側スクロール31及び可動側スクロール32と、
可動側スクロール32のスラスト力を受ける主軸受33
と、可動側スクロール32に駆動力を伝達するクランク
軸34と、可動側スクロール32の自転を規制して公転
を行わせるオルダムリング35とを備えている。固定側
スクロール31は、渦巻き状に形成された固定側羽根部
材31Aと、この固定側羽根部材31Aを形成するため
の溝の底面を構成する固定側鏡板31Bと、固定側羽根
部材31Aの外周部に形成されて可動側スクロール32
と当接する固定側スラスト面31Cと、固定側鏡板31
Bの中央部に形成された吐出孔31Dとから構成されて
いる。
形成された可動側羽根部材32Aと、この可動側羽根部
材32Aを形成するための溝の底面を構成する可動側鏡
板32Bと、可動側羽根部材32Aの外周部に形成され
て固定側スクロール31と当接する可動側スラスト面3
2Cと、主軸受33と当接する背面32Eと、この背面
32E側の中央部に突出して形成された旋回軸32F
と、固定側スラスト面31Cと可動側スラスト面32C
との間に潤滑油を供給する供給路32Gとから構成され
ている。
の背面32Eと当接する軸方向規制面33Aを備え、固
定側スクロール31とボルトなどによって連結されてい
る。またクランク軸34は、回転子22に固定されてお
り、一端側に旋回軸受部34Aを形成し、他端側にはオ
イルポンプ41を備えている。このオイルポンプ41
は、密閉容器10内底部に貯留する潤滑油42を吸い上
げる給油管43を備えている。またクランク軸34は、
軸内部にオイルポンプ41から旋回軸受部34Aに連通
する給油路34Bを備えている。なお、可動側スクロー
ル32の旋回軸32Fは、スライドブッシュ44を介し
て旋回軸受部34Aとはまり合っている。
32とは、固定側羽根部材31Aと可動側羽根部材32
Aとがはまり合うように配置されている。主軸受33
は、可動側スクロール32の旋回軸32Fの外周部に配
置され、可動側スクロール32を挟むようにして固定側
スクロール31と連結されている。クランク軸34の旋
回軸受部34Aは、主軸受33の中央部に設けられた開
口部によって回動自在に支持されるとともに、スライド
ブッシュ44を介して旋回軸32Fを支持している。オ
ルダムリング35は、可動側スクロール32と主軸受3
3との間に配置され、一端側に形成した突起によって可
動側スクロール32と係合し、他端側に形成した突起に
よって主軸受33と係合している。なお、オルダムリン
グ35の突起と係合する可動側スクロール32の係合溝
と、オルダムリング35の突起と係合する主軸受33の
係合溝とは、直交する方向に形成されている。
FC系冷媒、HC系冷媒のような塩素を含まない冷媒で
ある。なおCO2を用いてもよい。また本実施例の圧縮
機内の潤滑油42としては、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、又はパラフィン系鉱油を用いる。また圧縮機構部3
0を構成する固定側スクロール31、可動側スクロール
32、主軸受33、クランク軸34、及びオルダムリン
グ35は、Fe系材料で構成する。Fe系材料として焼
結材を用いることもできる。これら圧縮機構部30を構
成する固定側スクロール31、可動側スクロール32、
主軸受33、クランク軸34、及びオルダムリング35
の摺動面には、TiAlCNを被覆したコーティング層
を形成する。ここで、コーティング層の表面粗さは、R
max8以下とすることが好ましい。このコーティング
層は、カーボンが、外表面側で多く摺動部材側で少なく
なるように深さ方向に傾斜して形成している。なお、カ
ーボンの深さ方向の傾斜は、必ずしも全体として均一で
ある必要はない。また、コーティング層の組織は摺動部
材側から柱状に成長させて形成するものであり、その太
さは2μm以下と微細である。このコーティング層は、
固定側スクロール31にあっては、固定側羽根部材31
A、固定側鏡板31B、固定側スラスト面31Cに形成
する。また可動側スクロール32にあっては、可動側羽
根部材32A、可動側鏡板32B、可動側スラスト面3
2C、背面32E、旋回軸32Fにコーティング層を形
成する。またスライドブッシュ44にあっては、旋回軸
32Fが挿入される内周面にコーティング層を形成す
る。また主軸受33にあっては、軸方向規制面33Aに
コーティング層を形成する。またオルダムリング35に
あっては、特に可動側スクロール32と当接する端面、
及び主軸受33と当接する端面にコーティング層を形成
するとよい。またクランク軸34にあっては、旋回軸受
部34Aにコーティング層を形成する。
て説明する。電動機部20の作動によって、回転子22
に固定されたクランク軸34が回転する。クランク軸3
4は、旋回軸受部34Aにおいて、主軸受33と摺動摩
擦を生じる。クランク軸34の回転は、スライドブッシ
ュ44を介して可動側スクロール32の旋回軸32Fに
伝達される。このとき、可動側スクロール32は、オル
ダムリング35によって自転を規制されて公転を行う。
従って、可動側スクロール32は、固定側スクロール3
1に対して公転動作を行う。なお、スライドブッシュ4
4の内周面と旋回軸32Fの外周面との間で摺動摩擦を
生じる。ここで、固定側羽根部材31Aと可動側羽根部
材32Aとの側面は、常に複数個所において接触してい
る。この接触個所は、可動側スクロール32の公転にと
もなって移動する。従って、固定側羽根部材31Aと可
動側羽根部材32Aとは、それぞれの側面で摺動摩擦を
生じる。この固定側羽根部材31Aと可動側羽根部材3
2Aとの接触によって形成される空間は、外周部から中
央部に移動するにしたがって狭くなる。この空間の容積
変化によって圧縮作用が行われる。このように圧縮室3
0A内において圧縮動作が行われると、内部の圧縮冷媒
によって、可動側スクロール32は、固定側スクロール
31から離れる方向にスラスト力が加わる。このスラス
ト力によって、可動側スクロール32は、主軸受33側
に移動し、主軸受33にスラスト力が加わる。従って、
可動側スクロール32の背面32Eと主軸受33の軸方
向規制面33Aとの間でも摺動摩擦を生じる。一方、密
閉容器10内底部にある潤滑油42は、オイルポンプ4
1によって給油管43から吸い上げられ、クランク軸3
4に設けられた給油路34Bを通って、旋回軸受部34
A、スライドブッシュ44,旋回軸32Fに供給され、
その後可動側スクロール32に形成された給油路32G
を通って固定側スラスト面31Cと可動側スラスト面3
2Cに供給される。この固定側スラスト面31Cと可動
側スラスト面32Cとの間に供給された潤滑油42は、
冷媒とともに圧縮室30A内に吸入され、固定側羽根部
材31Aや可動側羽根部材32Aに供給される。なお、
上記のように、摺動摩擦を生じる部材には、コーティン
グ層を設けているので、少ない潤滑油でも摺動ロスを低
減し、省エネルギーを図ることができる。特に、圧縮室
30Aへの潤滑油の供給量を低減することができるの
で、圧縮室30Aへの吸入冷媒ガスの加熱を抑制し、吐
出冷媒ガス温度を抑制することができる。従って、例え
ばエステル油などの高温で物性変化を生じてしまう潤滑
油を保護することもできる。また、固定側スクロール3
1や可動側スクロール32などの耐久性能が向上するの
で、空気調和装置の圧縮機として用いた場合には、高速
始動や高速除霜を行うことができ、空調空間の快適性を
高めることができる。また、密閉容器10内に封入する
潤滑油の量を低減することができる。本実施例の圧縮機
では、冷媒は、吸入管11から圧縮機構部30に導入さ
れる。圧縮機構部30で圧縮される冷媒は、可動側スク
ロール32の外周部から圧縮室30A内に導入され、固
定側スクロール31及び可動側スクロール32の中央部
で最も圧縮された状態となり、吐出口31Dから吐出さ
れ、電動機部20の隙間を通過したのちに吐出管12を
通って密閉容器10外に吐出される。
ロータリ圧縮機の断面図である。図に示すように、圧縮
機は、密閉容器10内に、電動機部20と圧縮機構部5
0とを備えている。密閉容器10には、蒸発器側と接続
される吸入管11と、凝縮器側と接続される吐出管12
とを備えている。電動機部20は、固定子21と回転子
22から構成され、固定子21は、密閉容器10内で固
定され、回転子22は、固定子21内に回動自在に設け
られている。圧縮機構部50は、シリンダー51と、シ
リンダー51内を回動するピストン52と、シリンダー
51とピストン52によって形成される空間を圧縮空間
50A及び吸入空間50Bに分離するベーン53と、シ
リンダー51及びピストン52の両端面を閉塞する上下
軸受54、55と、ピストン52に駆動力を伝達するク
ランク軸56とを備えている。シリンダー51には、ベ
ーン53を装着するベーン溝51Aと、冷媒を吸入する
吸入孔51Bと、冷媒を吐出する吐出孔51Cを設けて
いる。ベーン53は、背面に弾性体53Aを備えて、常
にピストン52側に押圧されている。クランク軸56
は、クランク部56Aを有し、ピストン52は、このク
ランク部56Aに設けられている。上軸受54には、図
示しないが吐出孔51Cと連通する吐出ポートを設けて
いる。密閉容器10内の底部には、潤滑油42が貯留さ
れ、この潤滑油42は、クランク軸56の下端部に設け
たオイルポンプによって汲み上げられ、圧縮機構部50
の摺動部に供給される。上軸受54と下軸受55は、シ
リンダー51内にピストン52を装着した状態で、シリ
ンダー51を上下両端面から挟み込んでボルトなどによ
って固定される。
FC系冷媒、又はHC系冷媒のような塩素を含まない冷
媒である。なおCO2を用いてもよい。また本実施例の
圧縮機内の潤滑油42としては、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、又はパラフィン系鉱油を用いる。また圧縮機構部
50を構成するピストン52、ベーン53、上軸受5
4、下軸受55、及びクランク軸56は、Fe系材料で
構成する。ベーン53は、Fe系材料として焼結材や溶
製材を用いることができ、合金工具鋼(SKH51)や
ステンレス鋼(SUS404)、又は粉末ハイスを用い
る。上下軸受54、55は、Fe系材料として焼結材を
用いることができる。クランク軸56は、Fe系材料と
して鋳鉄や炭素鋼を用いることができる。これら圧縮機
構部30を構成するピストン52、ベーン53、上軸受
54、下軸受55、及びクランク軸56の摺動面には、
TiAlCNを被覆したコーティング層を形成する。こ
こで、コーティング層の表面粗さは、Rmax8以下と
することが好ましい。このコーティング層は、カーボン
が、外表面側で多く摺動部材側で少なくなるように深さ
方向に傾斜して形成している。なお、カーボンの深さ方
向の傾斜は、必ずしも全体として均一である必要はな
い。また、コーティング層の組織は摺動部材側から柱状
に成長させて形成するものであり、その太さは2μm以
下と微細である。このコーティング層は、ピストン52
にあっては、外周面、内周面、及び上下軸受54、55
と当接する端面に形成する。またベーン53にあって
は、特にピストン52に当接する先端部にコーティング
層を形成するとよい。また上下軸受54、55にあって
は、ピストンと当接する端面とクランク軸56が挿入さ
れる内周面にコーティング層を形成する。またクランク
軸34にあっては、特にクランク部55Aや上下軸受5
4、55に挿入される個所にコーティング層を形成する
とよい。
て説明する。電動機部20の作動によって、回転子22
に固定されたクランク軸56が回転する。クランク軸5
6は、上下軸受54、55と摺動摩擦を生じる。またク
ランク軸56は、クランク部56Aにおいてピストン5
2と摺動摩擦を生じる。ピストン52は、クランク軸5
6の回転によって、シリンダ51内を偏心回動する。な
お、ピストン52の回動によって、ベーン53の端部と
ピストン52外周部、及びピストン52の端面と上下軸
受54、55との間で摺動摩擦を生じる。ここで、ピス
トン52は、ベーン53が当接したままで、シリンダ5
1内を図3の矢印の方向に回動する。この回動にともな
って、吸入空間50Bは、吸入孔51Bが連通状態にあ
る間、冷媒の吸入を続ける。そしてピストン52のシリ
ンダ51との接触位置が、吸入孔51Bを通過したとき
に冷媒の吸入を終了する。そしてその後は、圧縮空間5
0Aとして冷媒を圧縮する。ピストン52のシリンダ5
1との接触位置が、吐出孔51Cに近づき、冷媒が所定
圧まで圧縮されると、圧縮空間50A内の冷媒は、吐出
孔51Cから吐出される。一方、密閉容器10内底部に
ある潤滑油42は、クランク軸56の回転によって吸い
上げられ、クランク軸56に設けられた給油路を通っ
て、上下軸受54、55やピストン52の摺動面に供給
される。圧縮空間50Aや吸入空間50Bに供給された
潤滑油42は、冷媒とともに密閉容器10内に吐出され
る。なお、上記のように、摺動摩擦を生じる部材には、
コーティング層を設けているので、少ない潤滑油でも摺
動ロスを低減し、省エネルギーを図ることができる。特
に、ベーン53やピストン52、クランク軸56の耐摩
耗性が向上するので、空気調和装置の圧縮機として用い
た場合には、高速始動や高速除霜を行うことができ、空
調空間の快適性を高めることができる。本実施例の圧縮
機では、冷媒は、吸入管11から吸入孔51Bを通って
吸入空間50B内に導入され、圧縮空間50Aで圧縮さ
れた後に、吐出孔51Cから密閉容器10内に吐出され
る。そして、圧縮された冷媒は、電動機部20の隙間を
通過し、吐出管12を通って密閉容器10外に吐出され
る。
圧縮機の断面図である。圧縮機の全体構成は、図2と同
様であるので説明を省略する。また図2及び図3に示す
実施例と同一機能を有する部材には同一番号を付してい
る。また、本実施例で用いる冷媒や潤滑油についても上
記実施例と同様である。本実施例によるロータリ圧縮機
は、ベーン53、吸入孔51B、及び吐出孔51Cを対
称に一対設けた点で上記のロータリ圧縮機の実施例と異
なっている。本実施例によるロータリ圧縮機は、ベーン
53、吸入孔51B、及び吐出孔51Cを対称に一対設
けることで、ピストン52の一回転で、圧縮空間50A
と吸入空間50Bを2回形成することができる。
ベーン53、上軸受54、下軸受55、及びクランク軸
56は、Fe系材料で構成する。ベーン53は、Fe系
材料として焼結材や溶製材を用いることができ、合金工
具鋼(SKH51)やステンレス鋼(SUS404)、
又は粉末ハイスを用いる。上下軸受54、55は、Fe
系材料として焼結材を用いることができる。クランク軸
56は、Fe系材料として鋳鉄や炭素鋼を用いることが
できる。これら圧縮機構部30を構成するピストン5
2、ベーン53、上軸受54、下軸受55、及びクラン
ク軸56の摺動面には、TiAlCNを被覆したコーテ
ィング層を形成する。ここで、コーティング層の表面粗
さは、Rmax8以下とすることが好ましい。このコー
ティング層は、カーボンが、外表面側で多く摺動部材側
で少なくなるように深さ方向に傾斜して形成している。
なお、カーボンの深さ方向の傾斜は、必ずしも全体とし
て均一である必要はない。また、コーティング層の組織
は摺動部材側から柱状に成長させて形成するものであ
り、その太さは2μm以下と微細である。このコーティ
ング層は、ピストン52にあっては、外周面、内周面、
及び上下軸受54、55と当接する端面に形成する。ま
たベーン53にあっては、特にピストン52に当接する
先端部にコーティング層を形成するとよい。また上下軸
受54、55にあっては、ピストンと当接する端面とク
ランク軸56が挿入される内周面にコーティング層を形
成する。またクランク軸34にあっては、特にクランク
部55Aや上下軸受54、55に挿入される個所にコー
ティング層を形成するとよい。本実施例においても、摺
動摩擦を生じる部材には、コーティング層を設けている
ので、少ない潤滑油でも摺動ロスを低減し、省エネルギ
ーを図ることができる。特に、ベーン53やピストン5
2、クランク軸56の耐摩耗性が向上するので、空気調
和装置の圧縮機として用いた場合には、高速始動や高速
除霜を行うことができ、空調空間の快適性を高めること
ができる。
CNのコーティング層によって耐摩耗性を高めることが
できるとともに、外表面側にカーボンが多くなるように
傾斜させているので、圧縮機構部を構成する部材の耐摩
耗性を向上させることができる。
面図
面図
断面図
の断面図
Claims (11)
- 【請求項1】 冷媒としてHFC系冷媒、HC系冷媒又
はCO2を用い、潤滑油としてエステル油、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、又はパラフィン系鉱油を用いる圧縮機であって、
圧縮機構部を構成する部材の摺動面にTiAlCNを被
覆してコーティング層を形成し、前記コーティング層
は、カーボンが、外表面側で多く摺動部材側で少なくな
るように深さ方向に傾斜していることを特徴とする圧縮
機。 - 【請求項2】 圧縮機として、固定側スクロールと可動
側スクロールとによって圧縮室を形成するスクロール圧
縮機を用い、前記固定側スクロールをFe系材料で構成
し、前記コーティング層を、前記固定側スクロールのス
ラスト面、鏡板、又は羽根部材の少なくてもいずれかに
形成したことを特徴とする請求項1記載の圧縮機。 - 【請求項3】 圧縮機として、固定側スクロールと可動
側スクロールとによって圧縮室を形成するスクロール圧
縮機を用い、前記可動側スクロールをFe系材料で構成
し、前記コーティング層を、前記可動側スクロールの背
面、鏡板、羽根部材、又は旋回軸の少なくてもいずれか
に形成したことを特徴とする請求項1記載の圧縮機。 - 【請求項4】 圧縮機として、固定側スクロールと可動
側スクロールとによって圧縮室を形成するスクロール圧
縮機を用い、前記可動側スクロールの旋回軸を、スライ
ドブッシュを介して旋回軸受で受ける構成とし、前記ス
ライドブッシュをFe系材料で構成し、前記コーティン
グ層を、前記スライドブッシュの前記旋回軸が挿入され
る内周面に形成したことを特徴とする請求項1記載の圧
縮機。 - 【請求項5】 圧縮機として、固定側スクロールと可動
側スクロールとによって圧縮室を形成するスクロール圧
縮機を用い、前記可動側スクロールのスラスト力を主軸
受の軸方向規制面で受ける構成とし、前記主軸受をFe
系材料で構成し、前記コーティング層を、前記主軸受の
軸方向規制面に形成したことを特徴とする請求項1記載
の圧縮機。 - 【請求項6】 圧縮機として、固定側スクロールと可動
側スクロールとによって圧縮室を形成するスクロール圧
縮機を用い、前記可動側スクロールを旋回動作させるた
めのオルダムリングをFe系材料で構成し、前記コーテ
ィング層を、前記オルダムリングに形成したことを特徴
とする請求項1記載の圧縮機。 - 【請求項7】 圧縮機として、固定側スクロールと可動
側スクロールとによって圧縮室を形成するスクロール圧
縮機を用い、前記可動側スクロールを旋回動作させるた
めのクランク軸をFe系材料で構成し、前記コーティン
グ層を、前記クランク軸の旋回軸受部に形成したことを
特徴とする請求項1記載の圧縮機。 - 【請求項8】 圧縮機として、シリンダーと、前記シリ
ンダー内を回動するピストンと、前記シリンダー及び前
記ピストンによって形成される空間を圧縮空間及び吸入
空間に分離するベーンと、前記シリンダー及び前記ピス
トンの両端面を閉塞する上下軸受と、前記ピストンに駆
動力を伝達するクランク軸とを備えたロータリ圧縮機を
用い、前記ベーンをFe系材料で構成し、前記コーティ
ング層を前記ベーンに形成したことを特徴とする請求項
1記載の圧縮機。 - 【請求項9】 圧縮機として、シリンダーと、前記シリ
ンダー内を回動するピストンと、前記シリンダー及び前
記ピストンによって形成される空間を圧縮空間及び吸入
空間に分離するベーンと、前記シリンダー及び前記ピス
トンの両端面を閉塞する上下軸受と、前記ピストンに駆
動力を伝達するクランク軸とを備えたロータリ圧縮機を
用い、前記上下軸受をFe系材料で構成し、前記コーテ
ィング層を、前記上下軸受のピストン側端面、又は前記
上下軸受の前記クランク軸が挿入される内周面に形成し
たことを特徴とする請求項1記載の圧縮機。 - 【請求項10】 圧縮機として、シリンダーと、前記シ
リンダー内を回動するピストンと、前記シリンダー及び
前記ピストンによって形成される空間を圧縮空間及び吸
入空間に分離するベーンと、前記シリンダー及び前記ピ
ストンの両端面を閉塞する上下軸受と、前記ピストンに
駆動力を伝達するクランク軸とを備えたロータリ圧縮機
を用い、前記クランク軸をFe系材料で構成し、前記コ
ーティング層を前記クランク軸に形成したことを特徴と
する請求項1記載の圧縮機。 - 【請求項11】 圧縮機として、シリンダーと、前記シ
リンダー内を回動するピストンと、前記シリンダー及び
前記ピストンによって形成される空間を圧縮空間及び吸
入空間に分離するベーンと、前記シリンダー及び前記ピ
ストンの両端面を閉塞する上下軸受と、前記ピストンに
駆動力を伝達するクランク軸とを備えたロータリ圧縮機
を用い、前記ピストンをFe系材料で構成し、前記コー
ティング層を、前記ピストンの前記シリンダーと当接す
る外周面、前記クランク軸と当接する内周面、又は前記
上下軸受と当接する端面に形成したことを特徴とする請
求項1記載の圧縮機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29663399A JP3504544B2 (ja) | 1999-10-19 | 1999-10-19 | 圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP29663399A JP3504544B2 (ja) | 1999-10-19 | 1999-10-19 | 圧縮機 |
Publications (2)
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JP2001115958A true JP2001115958A (ja) | 2001-04-27 |
JP3504544B2 JP3504544B2 (ja) | 2004-03-08 |
Family
ID=17836080
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP29663399A Expired - Fee Related JP3504544B2 (ja) | 1999-10-19 | 1999-10-19 | 圧縮機 |
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1365152A1 (en) * | 2002-05-24 | 2003-11-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Scroll compressor using carbon dioxide |
US6821919B2 (en) * | 2001-11-29 | 2004-11-23 | National Cheng Kung University | Superior toughness and adhesive strength ceramic coating of titanium aluminum carbon nitride-amorphous carbon nanocomposite |
US7811071B2 (en) | 2007-10-24 | 2010-10-12 | Emerson Climate Technologies, Inc. | Scroll compressor for carbon dioxide refrigerant |
US7845918B2 (en) | 2002-01-24 | 2010-12-07 | Emerson Climate Technologies, Inc. | Powder metal scrolls |
US8684711B2 (en) | 2007-01-26 | 2014-04-01 | Emerson Climate Technologies, Inc. | Powder metal scroll hub joint |
US8955220B2 (en) | 2009-03-11 | 2015-02-17 | Emerson Climate Technologies, Inc. | Powder metal scrolls and sinter-brazing methods for making the same |
-
1999
- 1999-10-19 JP JP29663399A patent/JP3504544B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US8568117B2 (en) | 2002-01-24 | 2013-10-29 | Emerson Climate Technologies, Inc. | Powder metal scrolls |
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US6827563B2 (en) | 2002-05-24 | 2004-12-07 | Matusushita Electric Industrial Co., Ltd. | Scroll compressor for carbon dioxide supplied with a lubricant |
CN100370142C (zh) * | 2002-05-24 | 2008-02-20 | 松下电器产业株式会社 | 涡旋式压缩机 |
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