JP2007120342A - Sliding member, compressor and refrigerating cycle device - Google Patents

Sliding member, compressor and refrigerating cycle device Download PDF

Info

Publication number
JP2007120342A
JP2007120342A JP2005310776A JP2005310776A JP2007120342A JP 2007120342 A JP2007120342 A JP 2007120342A JP 2005310776 A JP2005310776 A JP 2005310776A JP 2005310776 A JP2005310776 A JP 2005310776A JP 2007120342 A JP2007120342 A JP 2007120342A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piston
shaft
compressor
molybdenum disulfide
sliding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005310776A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiromitsu Iwata
博光 岩田
Makoto Katayama
誠 片山
Sukeki Yoshimi
祐基 吉見
Junta Kawabata
淳太 川端
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2005310776A priority Critical patent/JP2007120342A/en
Publication of JP2007120342A publication Critical patent/JP2007120342A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly reliable sliding member of a compressor, the highly reliable and highly efficient compressor and a refrigerating cycle device for enhancing adhesion of molybdenum disulfide to a base material of a sliding part. <P>SOLUTION: An oxygen-rich compound layer 152 can be formed by colliding a grain of the molybdenum disulfide with a sliding surface of the sliding part composed of a metallic material together with gas having the oxygen concentration of 25 vol% or more. This layer can play a role of a binder for enhancing adhesive strength of the base material and a mixing layer 150 of solidly solving the molybdenum disulfide, and improves abrasion resistance by preventing separation from the base material of the sliding part. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、主に家庭用の電気冷凍冷蔵庫などに使用される圧縮機に関するものである。   The present invention relates to a compressor mainly used in an electric refrigerator-freezer for home use.

近年、地球環境保護の観点から化石燃料の使用を少なくする高効率の圧縮機の開発が進められている。   In recent years, development of highly efficient compressors that reduce the use of fossil fuels has been promoted from the viewpoint of global environmental protection.

従来の圧縮機用の摺動部材として摺動部表面に固体潤滑剤である二硫化モリブデン(MoS)を固溶させた混合層を形成させたものの記載がある(例えば特許文献1参照)。 As a conventional sliding member for a compressor, there is a description in which a mixed layer in which molybdenum disulfide (MoS 2 ), which is a solid lubricant, is formed on the surface of a sliding portion is formed (see, for example, Patent Document 1).

図11は特許文献1に記載された従来技術の圧縮機の断面図、図12は特許文献1に記載された従来技術の二硫化モリブデンを固溶させた混合層の断面を示すものである。図11、図12に示すように密閉容器1は底部にオイル2を貯留するとともに、固定子3、および回転子4からなる電動要素5とこれによって駆動される往復式の圧縮要素6を収容している。   FIG. 11 is a cross-sectional view of a conventional compressor described in Patent Document 1, and FIG. 12 is a cross-sectional view of a mixed layer in which molybdenum disulfide according to the prior art described in Patent Document 1 is dissolved. As shown in FIGS. 11 and 12, the sealed container 1 stores oil 2 at the bottom, and houses an electric element 5 including a stator 3 and a rotor 4, and a reciprocating compression element 6 driven thereby. ing.

次に圧縮要素6の詳細を以下に説明する。   Next, details of the compression element 6 will be described below.

クランクシャフト7は回転子4を圧入固定した主軸部8および主軸部8に対し偏心して形成された偏心軸9からなり、給油ポンプ10を設けている。シリンダーブロック11は略円筒形のボアー12からなる圧縮室13を形成するとともに主軸部8を軸支する軸受部14を設けている。   The crankshaft 7 includes a main shaft portion 8 in which the rotor 4 is press-fitted and fixed, and an eccentric shaft 9 formed eccentric to the main shaft portion 8, and an oil supply pump 10 is provided. The cylinder block 11 forms a compression chamber 13 composed of a substantially cylindrical bore 12 and is provided with a bearing portion 14 that supports the main shaft portion 8.

ボアー12に遊嵌されたピストン15は、ピストンピン16を介して偏心軸9との間を連結手段であるコンロッド17によって連結されている。ボアー12の端面はバルブプレート18で封止されている。   The piston 15 loosely fitted to the bore 12 is connected to the eccentric shaft 9 via a piston pin 16 by a connecting rod 17 that is a connecting means. The end face of the bore 12 is sealed with a valve plate 18.

ヘッド19は高圧室を形成し、バルブプレート18の反ボアー12側に固定される。サクションチューブ20は密閉容器1に固定されるとともに冷凍サイクルの低圧側(図示せず)に接続され、冷媒ガス(図示せず)を密閉容器1内に導く。サクションマフラー21は、バルブプレート18とヘッド19に挟持される。   The head 19 forms a high-pressure chamber and is fixed to the valve plate 18 on the side opposite to the bore 12. The suction tube 20 is fixed to the sealed container 1 and connected to the low pressure side (not shown) of the refrigeration cycle, and guides a refrigerant gas (not shown) into the sealed container 1. The suction muffler 21 is sandwiched between the valve plate 18 and the head 19.

クランクシャフト7の主軸部8と軸受部14、ピストン15とボアー12、ピストンピン16とコンロッド17、クランクシャフト7の偏心軸9とコンロッド17は相互に摺動部を形成する。そして、摺動部を構成する摺動部材はどちらか一方の摺動部表面には、二硫化モリブデンの粒をある速度以上で摺動部品の母材である金属の摺動面に衝突させることで固体潤滑剤である二硫化モリブデン(MoS)を固溶させた混合層を形成している。 The main shaft portion 8 and the bearing portion 14 of the crankshaft 7, the piston 15 and the bore 12, the piston pin 16 and the connecting rod 17, and the eccentric shaft 9 and the connecting rod 17 of the crankshaft 7 form a sliding portion. The sliding member that constitutes the sliding part has either one of the sliding part surfaces collided with molybdenum disulfide particles at a certain speed or higher against the sliding surface of the metal that is the base material of the sliding part. Thus, a mixed layer in which molybdenum disulfide (MoS 2 ), which is a solid lubricant, is dissolved is formed.

以上のような構成において次に動作を説明する。商用電源(図示せず)から供給される電力は電動要素5に供給され、電動要素5の回転子4を回転させる。回転子4はクランクシャフト7を回転させ、偏心軸9の偏心運動が連結手段のコンロッド17からピストンピン16を介してピストン15を駆動することでピストン15はボアー12内を往復運動し、サクションチューブ20を通して密閉容器1内に導かれた冷媒ガスはサクションマフラー21から吸入され、圧縮室13内で連続して圧縮される。   Next, the operation of the above configuration will be described. Electric power supplied from a commercial power source (not shown) is supplied to the electric element 5 to rotate the rotor 4 of the electric element 5. The rotor 4 rotates the crankshaft 7, and the eccentric movement of the eccentric shaft 9 drives the piston 15 from the connecting rod 17 of the connecting means through the piston pin 16, whereby the piston 15 reciprocates in the bore 12, and the suction tube The refrigerant gas introduced into the sealed container 1 through 20 is sucked from the suction muffler 21 and continuously compressed in the compression chamber 13.

オイル2はクランクシャフト7の回転に伴い、給油ポンプ10から各摺動部に給油され、摺動部を潤滑するとともに、ピストン15とボアー12の間においてはシールを司る。   As the crankshaft 7 rotates, the oil 2 is supplied to each sliding portion from the oil supply pump 10, lubricates the sliding portion, and controls the seal between the piston 15 and the bore 12.

ここでピストン15とボアー12とは、漏れ損失を小さくするために非常に狭いクリアランスで遊嵌されている。その結果、ピストン15とボアー12の形状、精度のばらつきによっては部分的に相互接触を起こす部位が生ずることもある。   Here, the piston 15 and the bore 12 are loosely fitted with a very narrow clearance in order to reduce leakage loss. As a result, depending on the variations in the shape and accuracy of the piston 15 and the bore 12, there may be a part that causes mutual contact.

しかしながら二硫化モリブデンを固着させた混合層33を摺動部品の摺動面に形成することで、ピストン15が上死点ならびに下死点において速度0となり、ボアー12との間で金属接触が生じた場合でもピストン15の表面に形成した混合層33中の二硫化モリブデンが持つ固体潤滑性により摩擦係数が低下し、摺動損失を低減することができる。また摺動部の表面に微細くぼみ34を設けることにより、圧縮時にラビリンスシールとして働き、漏れ損失を低減するとともに耐摩耗性を向上させることができる。
国際公開第04/055371号パンフレット
However, by forming the mixed layer 33 on which molybdenum disulfide is fixed on the sliding surface of the sliding component, the piston 15 has a speed of 0 at the top dead center and the bottom dead center, and metal contact occurs with the bore 12. Even in this case, the friction coefficient is lowered by the solid lubricity of the molybdenum disulfide in the mixed layer 33 formed on the surface of the piston 15, and the sliding loss can be reduced. Further, by providing the fine recess 34 on the surface of the sliding portion, it can function as a labyrinth seal during compression, reduce leakage loss and improve wear resistance.
International Publication No. 04/055371 Pamphlet

しかしながら、上記従来の構成においては混合層33の密着力が低く、摺動部の母材から剥離しやすいものがあった。   However, in the above-described conventional configuration, there is an adhesive layer 33 that has low adhesion and is easily peeled off from the base material of the sliding portion.

その原因を究明した結果、剥離しやすいものは混合層33と母材との間に酸素、鉄、モリブデン、硫黄から形成される酸素リッチな化合物層中の酸素濃度が低い、もしくは、化合物層がほとんど形成されていないことが分かった。   As a result of investigating the cause, those that easily peel off have a low oxygen concentration in the oxygen-rich compound layer formed from oxygen, iron, molybdenum, sulfur between the mixed layer 33 and the base material, or the compound layer It was found that it was hardly formed.

酸素リッチな化合物層は、二硫化モリブデンの粒が母材である金属の摺動面に衝突する際に生じるエネルギーにより雰囲気中、並びに母材表面の酸素が母材並びに、二硫化モリブデンの粒とともに反応して形成されるものと推定する。   The oxygen-rich compound layer is formed by the energy generated when molybdenum disulfide grains collide with the sliding surface of the metal, which is the base material, and the oxygen on the surface of the base material together with the base material and molybdenum disulfide grains. Presumably formed by reaction.

そしてこの化合物層は、酸素と金属の親和力が高いため、酸素リッチな化合物層が混合層33と母材とのバインダーの役割を果たすたことで二硫化モリブデンが固溶した混合層33と母材との密着力を高めているものと推定される。   Since this compound layer has a high affinity between oxygen and metal, the oxygen-rich compound layer serves as a binder between the mixed layer 33 and the base material, so that the mixed layer 33 and the base material in which molybdenum disulfide is dissolved It is presumed that the adhesion strength with is increased.

すなわち、上記従来の構成において摩耗を生じたものは、混合層33と母材との間に形成される酸素リッチな化合物層の酸素濃度が低く、その結果混合層33と母材との密着力が低くなり、混合層33の剥離が生じ耐摩耗性が低下したものと推定される。   That is, in the above-described conventional configuration, wear occurs in the oxygen-rich compound layer formed between the mixed layer 33 and the base material, and as a result, the adhesion between the mixed layer 33 and the base material is low. It is estimated that the wear resistance is lowered due to the separation of the mixed layer 33.

ピストン15、ボアー12間において混合層33の剥離が発生したものはクリアランスが大きくなり、圧縮した冷媒ガスがピストン15とボアー12のクリアランスから漏れ、効率も低下する可能性があった。   If the separation of the mixed layer 33 occurs between the piston 15 and the bore 12, the clearance increases, and the compressed refrigerant gas leaks from the clearance between the piston 15 and the bore 12, which may reduce the efficiency.

本発明は、上記従来の問題を解決するもので、摺動部の母材への二硫化モリブデンの密着性が高く、高信頼性の圧縮機の摺動部材および、高信頼性かつ高効率の圧縮機及び冷凍サイクル装置を提供することを目的としている。   The present invention solves the above-described conventional problems, and has high adhesion of molybdenum disulfide to the base material of the sliding part, and a highly reliable compressor sliding member and highly reliable and highly efficient. It aims at providing a compressor and a refrigerating cycle device.

上記従来の課題を解決するために、本発明の圧縮機の摺動部材は、金属材料からなる摺動部品の少なくともひとつの摺動面に、酸素濃度25vol%以上の気体とともに二硫化モリブデンの粒を衝突させることで、衝突時に発生する熱エネルギーにより、高い酸素濃度25vol%以上の酸素と母材表面の酸素が、二硫化モリブデンと母材と反応し、酸素リッチな化合物層を形成し、その結果、二硫化モリブデンが固溶した混合層と母材との密着力が高まり、摺動部の母材からの剥離を防ぐという作用を有する。   In order to solve the above-described conventional problems, the sliding member of the compressor according to the present invention includes molybdenum disulfide particles together with a gas having an oxygen concentration of 25 vol% or more on at least one sliding surface of a sliding component made of a metal material. , By the thermal energy generated at the time of collision, oxygen having a high oxygen concentration of 25 vol% or more and oxygen on the surface of the base material react with molybdenum disulfide and the base material to form an oxygen-rich compound layer. As a result, the adhesive force between the mixed layer in which molybdenum disulfide is dissolved and the base material is increased, and the sliding portion has an effect of preventing peeling from the base material.

本発明の圧縮機の摺動部材及び圧縮機及び冷凍サイクル装置は、母材と二硫化モリブデンが固溶した混合層の密着力が高まり母材から剥離しにくいため、高信頼性の圧縮機の摺動部材を提供できるとともに、高信頼性かつ高効率の圧縮機及び冷凍サイクル装置を提供することができる。   The sliding member, compressor, and refrigeration cycle apparatus of the compressor of the present invention have a high reliability because the adhesion between the base material and the mixed layer in which molybdenum disulfide is dissolved is increased and the base material is difficult to peel off. A sliding member can be provided, and a highly reliable and highly efficient compressor and refrigeration cycle apparatus can be provided.

請求項1に記載の発明は、金属材料からなる摺動部品の摺動面に酸素濃度25vol%以上の気体とともに二硫化モリブデンの粒を衝突させることで二硫化モリブデンを固溶させた混合層を形成したもので、衝突時に発生する熱エネルギーにより、高い酸素濃度25vol%以上の酸素と母材表面の酸素が、二硫化モリブデンと母材と反応し、酸素リッチな化合物を形成し、この際、酸素と金属の親和力が高いため、化合物層内の酸化金属が母材とのバインダーの役割を果たすことで、二硫化モリブデンが固溶した混合層と母材との密着力が高まり、摺動部の母材からの剥離を防ぐという作用を有するため、高信頼性の圧縮機の摺動部材を提供することができる。   According to the first aspect of the present invention, there is provided a mixed layer in which molybdenum disulfide is solid-solved by colliding particles of molybdenum disulfide with a gas having an oxygen concentration of 25 vol% or more on a sliding surface of a sliding component made of a metal material. With the thermal energy generated at the time of collision, oxygen having a high oxygen concentration of 25 vol% or more and oxygen on the surface of the base material react with molybdenum disulfide and the base material to form an oxygen-rich compound. Since the affinity between oxygen and metal is high, the metal oxide in the compound layer acts as a binder with the base material, increasing the adhesion between the mixed layer of molybdenum disulfide and the base material, and the sliding part Therefore, it is possible to provide a highly reliable sliding member for a compressor.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、酸素濃度25vol%以上の気体の相対湿度を1000ppm以下にしたものであり、相対湿度を1000ppm以下にすることで、請求項1に記載の発明の効果に加えて、処理反応時に水分が非常に微量のため、錆びにくい圧縮機の摺動部材を提供することができる。   The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the relative humidity of a gas having an oxygen concentration of 25 vol% or more is 1000 ppm or less, and the relative humidity is 1000 ppm or less. In addition to the effects of the invention described in (1), since the moisture is very small during the treatment reaction, it is possible to provide a sliding member for a compressor which is not easily rusted.

請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、密閉容器内にオイルを貯留するとともに圧縮要素とを収容し、前記圧縮要素は、主軸および偏心軸を備えたクランクシャフトと、一方が前記クランクシャフトに一体に形成され、他方が軸受部に一体に形成されたスラスト部と、主軸を回転自在に軸支する軸受部と、シリンダーを形成するシリンダーブロックと、前記シリンダー内を往復動するピストンと、前記偏心軸と平行に配置され前記ピストンに固定されたピストンピンと前記偏心軸と前記ピストンを連結するコンロッドを備えレシプロ型の圧縮要素を形成し、金属材料からなる摺動部品はクランクシャフト、スラスト部、シリンダーブロック、ピストン、ピストンピン、コンロッドの少なくともいずれかひとつであるため、摺動部の母材への二硫化モリブデンの密着性が高いため、二硫化モリブデンが剥離しにくいという作用を有すると共に、二硫化モリブデンの固体潤滑作用を発揮することにより、摺動部の摩擦係数が低くなり、摺動損失を低減するという作用も有するため、特に、ピストン、ボアー間においては、クリアランスが大きくなることがなく、圧縮した冷媒ガスがピストンとボアーのクリアランスから漏れることがないため、高信頼性かつ高効率の往復式の圧縮要素を持つ圧縮機を提供することができる。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the oil is stored in a sealed container and the compression element is accommodated, and the compression element includes a main shaft and an eccentric shaft. A thrust part formed integrally with the crankshaft and the other integrally formed with the bearing part, a bearing part rotatably supporting the main shaft, a cylinder block forming a cylinder, and an inner part of the cylinder A reciprocating type compression element comprising a piston reciprocatingly moving, a piston pin arranged parallel to the eccentric shaft and fixed to the piston, and a connecting rod connecting the eccentric shaft and the piston. The part is at least one of crankshaft, thrust part, cylinder block, piston, piston pin, and connecting rod. Therefore, the adhesion of molybdenum disulfide to the base material of the sliding part is high, so that the molybdenum disulfide is not easily peeled off, and the solid lubricating action of molybdenum disulfide is exerted, thereby Since the friction coefficient is reduced and the sliding loss is reduced, the clearance does not increase particularly between the piston and the bore, and the compressed refrigerant gas does not leak from the clearance between the piston and the bore. Therefore, a compressor having a highly reliable and highly efficient reciprocating compression element can be provided.

請求項4に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、密閉容器内にオイルを貯留するとともに圧縮要素とを収容し、前記圧縮要素は、偏心部を有するシャフトと、前記シャフトの回転中心に同心に圧縮室を形成するシリンダーと、前記偏心部に嵌装され、前記圧縮室内で転動するローラと、前記ローラに圧接されることで前記圧縮室内を高圧側と低圧側に仕切るベーンと、前記シリンダーの両側面を封止するとともに、前記シャフトを軸支する電動要素側の主軸受及び、反電動要素側の副軸受と、前記シャフトの一端に固定した給油スプリングと、前記給油スプリングを収納するとともに、一端を前記オイル中に開口した給油管を備えローリングピストン型の圧縮要素を形成し、金属材料からなる摺動部品はシャフト、シリンダー、ローラ、ベーン、主軸受、副軸受、給油スプリング、給油管の少なくともいずれかひとつであるため、摺動部の母材への二硫化モリブデンの密着性が高いため、二硫化モリブデンが剥離しにくいという作用を有すると共に、二硫化モリブデンの固体潤滑作用を発揮することにより、摺動部の摩擦係数が低くなり、摺動損失を低減するという作用を有するため、高信頼性かつ高効率の回転式の圧縮要素を持つ圧縮機を提供することができる。   According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, oil is stored in a sealed container and a compression element is accommodated, and the compression element includes a shaft having an eccentric portion, and the shaft. A cylinder that forms a compression chamber concentrically with the center of rotation, a roller that is fitted in the eccentric portion and rolls in the compression chamber, and is in pressure contact with the roller so that the compression chamber is moved to a high pressure side and a low pressure side. A partition vane, sealing both side surfaces of the cylinder, a main bearing on the electric element side supporting the shaft, a sub bearing on the counter-electric element side, an oil supply spring fixed to one end of the shaft, An oil supply spring is housed and an oil supply pipe having one end opened in the oil is formed to form a rolling piston type compression element. -Since it is at least one of roller, vane, main bearing, sub-bearing, oil supply spring, and oil supply pipe, the adhesion of molybdenum disulfide to the base material of the sliding part is high, so molybdenum disulfide is peeled off. Highly reliable and efficient rotation because it has the effect of reducing the friction coefficient of the sliding part and reducing the sliding loss. A compressor having a compression element of the formula can be provided.

請求項5に記載の発明は、請求項3または4に記載の圧縮機を備え、凝縮器と、ドライヤーと、キャピラリーと、蒸発器を有し、冷媒にHFC冷媒またはHC冷媒を用いることで、請求項3または4に記載の圧縮機が高信頼性かつ高効率であるため、高信頼性かつ高効率の冷凍サイクル装置を提供することができる。   The invention according to claim 5 includes the compressor according to claim 3 or 4, has a condenser, a dryer, a capillary, and an evaporator, and uses HFC refrigerant or HC refrigerant as a refrigerant. Since the compressor of Claim 3 or 4 is highly reliable and highly efficient, a highly reliable and highly efficient refrigeration cycle apparatus can be provided.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1による圧縮機の断面図及び冷凍サイクル装置図、図2は、図1におけるA部拡大図、図3は、図2におけるB部拡大図、図4は、本発明の実施の形態1における二硫化モリブデンの形成図、図5は、本発明の実施の形態1における気体の酸素濃度と化合物層の膜厚の関係図、図6は、本発明の実施の形態1における摺動材を用いた圧縮機の特性図、図7は、本発明の実施の形態1における気体の相対湿度とピストンの錆の量の関係図である。
(Embodiment 1)
1 is a cross-sectional view of a compressor and a refrigeration cycle diagram of a compressor according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of part A in FIG. 1, FIG. 3 is an enlarged view of part B in FIG. FIG. 5 is a diagram showing the formation of molybdenum disulfide in the first embodiment of the present invention, FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the oxygen concentration of the gas and the film thickness of the compound layer in the first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 7 is a characteristic diagram of the compressor using the sliding material in the first embodiment, and FIG. 7 is a relationship diagram between the relative humidity of the gas and the amount of rust of the piston in the first embodiment of the present invention.

図1、図2、図3において、密閉容器101内にはR600aまたはR134aからなる冷媒ガス102を充填するとともに、底部にはオイル103を貯留し、固定子104、および回転子105からなる電動要素106と、これによって駆動される往復式の圧縮要素107を収容している。   1, 2, and 3, the hermetic container 101 is filled with the refrigerant gas 102 made of R600a or R134a, the oil 103 is stored in the bottom, and the electric element made of the stator 104 and the rotor 105. 106 and a reciprocating compression element 107 driven thereby are accommodated.

次に圧縮要素107の詳細を以下に説明する。   Next, details of the compression element 107 will be described below.

クランクシャフト108は回転子105を圧入固定した主軸109および主軸109に対し偏心して形成された偏心軸110からなり、下端にはオイル103に連通する給油ポンプ111を設けている。鋳鉄からなるシリンダーブロック112は略円筒形のボアー113と主軸109を軸支する軸受部114を形成している。   The crankshaft 108 includes a main shaft 109 in which the rotor 105 is press-fitted and fixed, and an eccentric shaft 110 formed eccentric to the main shaft 109. An oil supply pump 111 communicating with the oil 103 is provided at the lower end. A cylinder block 112 made of cast iron forms a substantially cylindrical bore 113 and a bearing portion 114 that supports the main shaft 109.

また、回転子105にはフランジ面120が形成され、軸受部114の上端面はスラスト部122になっている。フランジ面120と軸受部114のスラスト部122の間にはスラストワッシャ124が挿入されている。フランジ面120、スラスト部122及びスラストワッシャ124でスラスト軸受部126を構成している。   Further, the rotor surface 105 is formed on the rotor 105, and the upper end surface of the bearing portion 114 is a thrust portion 122. A thrust washer 124 is inserted between the flange surface 120 and the thrust portion 122 of the bearing portion 114. A thrust bearing portion 126 is configured by the flange surface 120, the thrust portion 122, and the thrust washer 124.

ある一定量のクリアランスを保ってボアー113に遊嵌されたピストン132は鋳鉄、または鉄系の焼結材といった鉄系の材料からなり、ボアー113とともに圧縮室134を形成し、ピストンピン137を介して連結手段であるコンロッド138によって偏心軸110と連結されている。ボアー113の端面はバルブプレート139で封止されている。   The piston 132 loosely fitted into the bore 113 while maintaining a certain amount of clearance is made of an iron-based material such as cast iron or an iron-based sintered material, forms a compression chamber 134 together with the bore 113, and is connected via a piston pin 137. The connecting shaft 138 is connected to the eccentric shaft 110. The end surface of the bore 113 is sealed with a valve plate 139.

ヘッド140は高圧室を形成し、バルブプレート139の反ボアー113側に固定される。サクションチューブ141は密閉容器101に固定されるとともに冷凍サイクルの蒸発器142側に接続され、冷媒ガス102を密閉容器101内に導く。サクションマフラー143は、バルブプレート139とヘッド140に挟持される。   The head 140 forms a high pressure chamber and is fixed to the side opposite to the bore 113 of the valve plate 139. The suction tube 141 is fixed to the sealed container 101 and connected to the evaporator 142 side of the refrigeration cycle, and guides the refrigerant gas 102 into the sealed container 101. The suction muffler 143 is sandwiched between the valve plate 139 and the head 140.

ピストン132とボアー113、主軸109と軸受部114、スラスト部122とスラストワッシャ124、ピストンピン137とコンロッド138、偏心軸110とコンロッド138は相互に摺動部を形成するとともにそれぞれの摺動部の少なくとも一方には母材の表面に、二硫化モリブデンを固溶させた混合層150を形成している。   The piston 132 and the bore 113, the main shaft 109 and the bearing portion 114, the thrust portion 122 and the thrust washer 124, the piston pin 137 and the connecting rod 138, and the eccentric shaft 110 and the connecting rod 138 form a sliding portion with each other and At least one of them is formed with a mixed layer 150 in which molybdenum disulfide is dissolved in the surface of the base material.

そしてピストン132とボアー113は漏れ損失を小さくするために非常に狭いクリアランス、例えば径で5μm〜15μm程度のクリアランス寸法で遊嵌されている。   The piston 132 and the bore 113 are loosely fitted with a very narrow clearance, for example, a clearance of about 5 μm to 15 μm in diameter to reduce leakage loss.

ここではピストン132を例にとって詳しく述べることにする。   Here, the piston 132 will be described in detail as an example.

ピストン132とボアー113が相互に形成する摺動部のうち、ピストン132の摺動部表面、つまり母材である鉄系材料の表面に、二硫化モリブデンを固溶させた混合層150を形成している。より好ましくは、混合層150における二硫化モリブデンの最大濃度を5wt%以上50wt%以下とすることである。   Among the sliding portions formed by the piston 132 and the bore 113, a mixed layer 150 in which molybdenum disulfide is dissolved is formed on the surface of the sliding portion of the piston 132, that is, the surface of the iron-based material that is the base material. ing. More preferably, the maximum concentration of molybdenum disulfide in the mixed layer 150 is 5 wt% or more and 50 wt% or less.

ここで、図4を用いて、二硫化モリブデンを固溶させた混合層150を形成する方法を説明する。本発明の実施の形態1においては、酸素濃度25vol%以上、かつ相対湿度を1000ppm以下の気体と共に二硫化モリブデンの粒を所定の速度以上で摺動部品の母材である金属の摺動面に衝突させる方法を用いている。   Here, a method of forming the mixed layer 150 in which molybdenum disulfide is dissolved is described with reference to FIG. In the first embodiment of the present invention, molybdenum disulfide grains together with a gas having an oxygen concentration of 25 vol% or more and a relative humidity of 1000 ppm or less on a sliding surface of a metal that is a base material of a sliding component at a predetermined speed or more. The collision method is used.

具体的には、乾燥空気に乾燥した酸素を加え、酸素濃度を30vol%程度に高めたものを使用している。   Specifically, dry oxygen is added to dry air to increase the oxygen concentration to about 30 vol%.

この方法によって、二硫化モリブデンの粒が衝突する際に生じるエネルギーにより、母材表面並びに周囲に偏在する高濃度の酸素が二硫化モリブデンと母材と結合して、混合層150と母材の間に酸素リッチな酸素、鉄、モリブデン、硫黄から成る化合物層152を形成する。この際、酸素と金属の親和力が高いため、化合物層152内の酸化金属が母材とのバインダーの役割を果たすことで、二硫化モリブデンが固溶した混合層150と母材との密着力を安定して高めることができるものと推定する。   By this method, due to the energy generated when the molybdenum disulfide grains collide, high concentration oxygen unevenly distributed on the surface of the base material and the surroundings is combined with the molybdenum disulfide and the base material. A compound layer 152 made of oxygen-rich oxygen, iron, molybdenum and sulfur is formed. At this time, since the affinity between oxygen and metal is high, the metal oxide in the compound layer 152 plays a role of a binder with the base material, thereby improving the adhesion between the mixed layer 150 in which molybdenum disulfide is dissolved and the base material. It is estimated that it can be increased stably.

その結果、極めて密着力の強い混合層150を形成することができ、摺動部の母材からの剥離を防ぐことができるので高信頼性の圧縮機の摺動部材を提供できるとともに、高信頼性かつ高効率の圧縮機及び冷凍サイクル装置を提供することができる。   As a result, it is possible to form the mixed layer 150 having an extremely strong adhesive force and to prevent the sliding portion from being peeled off from the base material, so that it is possible to provide a highly reliable compressor sliding member and high reliability. And a highly efficient compressor and refrigeration cycle apparatus can be provided.

また、圧縮機160は、ディスチャージチューブ162及びサクションチューブ141を通して、凝縮器164、ドライヤー166、キャピラリー168、蒸発器142と図1の如く順次接続されて、周知の冷凍サイクルを構成している。   Further, the compressor 160 is sequentially connected to a condenser 164, a dryer 166, a capillary 168, and an evaporator 142 through a discharge tube 162 and a suction tube 141, as shown in FIG. 1, and constitutes a known refrigeration cycle.

以上のように構成された圧縮機160及び冷凍サイクル装置について、以下その動作を説明する。   The operation of the compressor 160 and the refrigeration cycle apparatus configured as described above will be described below.

商用電源(図示せず)から供給される電力は電動要素106に供給され、電動要素106の回転子105を回転させる。回転子105はクランクシャフト108を回転させ、偏心軸110の偏心運動が連結手段のコンロッド138からピストンピン137を介してピストン132を駆動することでピストン132はボアー113内を往復運動し、サクションチューブ180を通して密閉容器101内に導かれた冷媒ガス102はサクションマフラー143から吸入され、圧縮室134内で圧縮される。   Electric power supplied from a commercial power source (not shown) is supplied to the electric element 106 to rotate the rotor 105 of the electric element 106. The rotor 105 rotates the crankshaft 108, and the eccentric movement of the eccentric shaft 110 drives the piston 132 from the connecting rod 138 of the connecting means through the piston pin 137, whereby the piston 132 reciprocates in the bore 113, and the suction tube The refrigerant gas 102 introduced into the sealed container 101 through 180 is sucked from the suction muffler 143 and compressed in the compression chamber 134.

オイル103はクランクシャフト108の回転に伴い、給油ポンプ111から各摺動部に給油され、摺動部を潤滑するとともに、ピストン132とボアー113の間においてはシールを司る。   As the crankshaft 108 rotates, the oil 103 is supplied to each sliding portion from the oil supply pump 111, lubricates the sliding portion, and controls the seal between the piston 132 and the bore 113.

この際ピストン132とボアー113のクリアランスが非常に狭いため、ピストン132とボアー113の形状、精度のばらつきによっては部分的に相互接触を起こす部位が生ずることもある。こういった場合には、二硫化モリブデンの母材への密着性が高いと二硫化モリブデンが剥離することなく、二硫化モリブデンの組織が稠密六方晶で、分子の大きさが約6×10−4μmと小さくことから低い摩擦係数でへき開することにより、摺動部の摩擦係数が低くなり、摺動損失が低下するため、高信頼性かつ高効率の圧縮機を提供することができる。 At this time, since the clearance between the piston 132 and the bore 113 is very narrow, a portion that causes mutual contact may occur depending on variations in the shape and accuracy of the piston 132 and the bore 113. In such a case, if the adhesiveness of molybdenum disulfide to the base material is high, the molybdenum disulfide does not peel off, the structure of molybdenum disulfide is a dense hexagonal crystal, and the molecular size is about 6 × 10 −. Cleaving with a low coefficient of friction due to being as small as 4 μm lowers the coefficient of friction of the sliding portion and reduces the sliding loss, so that a highly reliable and highly efficient compressor can be provided.

また、二硫化モリブデンが剥離しないため、摩耗が発生しにくいので、ピストン132とボアー113のクリアランスが大きくなりにくく、圧縮した冷媒ガス102がピストン132とボアー113のクリアランスから漏れることがないため、高効率の圧縮機を提供することができる。   In addition, since molybdenum disulfide does not peel off, wear does not easily occur. Therefore, the clearance between the piston 132 and the bore 113 is not easily increased, and the compressed refrigerant gas 102 does not leak from the clearance between the piston 132 and the bore 113. An efficient compressor can be provided.

次に密着力を高める化合物層の生成についての検討結果として、気体の酸素濃度と化合物層152の膜厚の関係を図5に示す。横軸に気体の酸素濃度、縦軸に化合物層152の膜厚を示す。図5より、酸素濃度25vol%以上で膜厚が確実に10nm以上になりほぼ一定値を示す。このことから酸素濃度25vol%以上で安定した膜厚の化合物層152が得られ、母材の密着力が確保できることが判る。   Next, FIG. 5 shows the relationship between the oxygen concentration of the gas and the film thickness of the compound layer 152 as a result of the study on the generation of the compound layer that increases the adhesion. The horizontal axis represents the oxygen concentration of the gas, and the vertical axis represents the film thickness of the compound layer 152. From FIG. 5, when the oxygen concentration is 25 vol% or more, the film thickness surely becomes 10 nm or more and shows a substantially constant value. From this, it can be seen that the compound layer 152 having a stable film thickness can be obtained at an oxygen concentration of 25 vol% or more, and the adhesion of the base material can be secured.

なお、気体の酸素濃度を上げても化合物層152の膜厚がほぼ一定となるのは、酸素濃度25%で、本条件での熱エネルギー下におけるモリブデン、硫黄、鉄への酸素の固溶限界に近くなっていることによるものと考えられる。   The film thickness of the compound layer 152 is almost constant even when the oxygen concentration of the gas is increased. The oxygen concentration is 25%, and the solid solution limit of oxygen in molybdenum, sulfur, and iron under the thermal energy under these conditions This is probably due to the fact that

さらに、参考として、本発明の実施の形態1における摺動材を用いた圧縮機の特性と従来例の圧縮機の特性を比べたものを図6に示す。二硫化モリブデンを用いた摺動材は、どちらもピストンに使用しており、ピストンとボアーのクリアランスは同一にして組立てを行っている。図6より、明らかに、実施の形態1に示す圧縮機160の効率が従来例の圧縮機に比べ安定して高いことが判る。   Further, as a reference, FIG. 6 shows a comparison between the characteristics of the compressor using the sliding material in Embodiment 1 of the present invention and the characteristics of the conventional compressor. Both sliding materials using molybdenum disulfide are used for pistons, and the clearance between the piston and bore is the same. FIG. 6 clearly shows that the efficiency of the compressor 160 shown in the first embodiment is stably higher than that of the conventional compressor.

次に、ピストン132が上死点ならびに下死点に位置したときには速度が0m/sとなり理論的に油圧が発生せず油膜が形成されなくなるため、この上死点ならびに下死点において金属接触が生じることが多い。   Next, when the piston 132 is positioned at the top dead center and the bottom dead center, the speed becomes 0 m / s, and no oil pressure is theoretically generated, so that no oil film is formed. Often occurs.

また、圧縮機160においては、ピストン132が上死点付近にあるときは、ピストン132が圧縮された高圧冷媒により大きな圧縮荷重を受ける。この圧縮荷重はピストンピン137、コンロッド138を介してクランクシャフト108に伝わり、クランクシャフト108が反ピストン132方向へ押され、傾斜する。この傾斜はボアー113の中でピストン132を傾斜させる力となり、その結果ピストン132のトップ面側の上端と反トップ面側の下端にボアー113とのこじりが発生する。そしてこのこじりによってピストン132がボアー113と接触し摩耗が生ずる。   Further, in the compressor 160, when the piston 132 is in the vicinity of the top dead center, a large compression load is received by the high-pressure refrigerant in which the piston 132 is compressed. This compressive load is transmitted to the crankshaft 108 via the piston pin 137 and the connecting rod 138, and the crankshaft 108 is pushed in the direction of the anti-piston 132 and tilts. This inclination becomes a force for inclining the piston 132 in the bore 113. As a result, the upper end of the piston 132 on the top surface side and the lower end on the side opposite to the top surface are twisted with the bore 113. This twisting causes the piston 132 to come into contact with the bore 113 to cause wear.

特に本実施の形態1に示す片持ち軸受の圧縮機の場合は、クランクシャフト108の傾斜が大きくなるため、このこじりが顕著に表れる。その結果、二硫化モリブデンの混合層150が剥離しやすくなることがある。   In particular, in the case of the cantilever bearing compressor shown in the first embodiment, since the inclination of the crankshaft 108 becomes large, this twisting appears remarkably. As a result, the molybdenum disulfide mixed layer 150 may be easily peeled off.

しかしながら、本実施の形態1においては混合層150の二硫化モリブデンが化合物層152により母材との密着性が高いため、二硫化モリブデンが剥離しにくいので、二硫化モリブデンの組織が稠密六方晶で、分子の大きさが約6×10−4μmと小さくことから低い摩擦係数でへき開することにより、摺動部の摩擦係数が低くなり、摺動損失が低下するため、高信頼性の圧縮機160を提供することができる。 However, in Embodiment 1, since molybdenum disulfide in the mixed layer 150 has high adhesion to the base material due to the compound layer 152, molybdenum disulfide is difficult to peel off, so the structure of molybdenum disulfide is a dense hexagonal crystal. Since the molecular size is as small as about 6 × 10 −4 μm, cleavage with a low coefficient of friction lowers the coefficient of friction of the sliding part and reduces the sliding loss. Therefore, a highly reliable compressor 160 can be provided.

また、混合層150における二硫化モリブデンの最大濃度を5wt%以上20wt%以下とすることで、二硫化モリブデンの自己潤滑性が安定し摩擦係数がさらに低下するため、さらに高信頼性かつ高効率の圧縮機160を提供することができる。   Further, by setting the maximum concentration of molybdenum disulfide in the mixed layer 150 to 5 wt% or more and 20 wt% or less, the self-lubricating property of molybdenum disulfide is stabilized and the friction coefficient is further reduced, so that the reliability and efficiency can be further improved. A compressor 160 can be provided.

さらに、また、本発明の実施の形態1においては、ピストン132の母材である金属の摺動面に二硫化モリブデンを固溶させた混合層150を形成する際に、酸素濃度25vol%以上、かつ相対湿度を1000ppm以下の気体と共に純度を98%以上の二硫化モリブデンの粒をある速度以上で衝突させているので、処理反応時に水分が非常に微量のため、圧縮機160に組立てる前のピストン132は、非常に錆びにくいものとなっている。   Furthermore, in Embodiment 1 of the present invention, when the mixed layer 150 in which molybdenum disulfide is dissolved in the metal sliding surface that is the base material of the piston 132 is formed, the oxygen concentration is 25 vol% or more, In addition, since the molybdenum disulfide grains having a purity of 98% or more and a gas having a relative humidity of 1000 ppm or less are collided at a certain speed or more, the amount of moisture during the treatment reaction is very small. 132 is very hard to rust.

ここで、参考として気体の相対湿度とピストンの錆度合の関係を図7に示す。ピストンは処理後30日後のもので、同一条件下の場所に放置したものであり、横軸に気体の相対湿度、縦軸にピストンのある一定表面積当りの錆の量を示している。図7から判るように、気体の相対湿度が1000ppmを超えてから極端に錆の量が増加している。   Here, as a reference, the relationship between the relative humidity of the gas and the rust degree of the piston is shown in FIG. The piston is 30 days after the treatment and left in a place under the same conditions. The horizontal axis indicates the relative humidity of the gas, and the vertical axis indicates the amount of rust per certain surface area of the piston. As can be seen from FIG. 7, the amount of rust is extremely increased after the relative humidity of the gas exceeds 1000 ppm.

なお、本発明の実施の形態1においては、一定速度の圧縮機160についてのべたが、インバーター化に伴い圧縮機160の低速化が進む中、特に20Hzを切るような超低速運転に於いてはさらに流体潤滑を成立させにくくなり、金属接触を起こし易くなるので、本発明の効果がより顕著になる。   In the first embodiment of the present invention, the compressor 160 having a constant speed has been described. However, while the speed of the compressor 160 is decreasing as the inverter is changed, particularly in an ultra-low speed operation of less than 20 Hz. Furthermore, it becomes difficult to establish fluid lubrication and it is easy to make metal contact, so the effect of the present invention becomes more remarkable.

なお、本発明の実施の形態1においてはピストン132の摺動部表面に、二硫化モリブデンを固溶させた混合層150を形成させたが、ボアー113、並びにピストン132とボアー113の双方に施してもよく、更に高い耐摩耗性が得られる。   In Embodiment 1 of the present invention, the mixed layer 150 in which molybdenum disulfide is dissolved is formed on the surface of the sliding portion of the piston 132. However, the mixed layer 150 is applied to both the bore 113 and both the piston 132 and the bore 113. And higher wear resistance can be obtained.

また本発明の実施の形態1においては、ピストン132の摺動部表面に二硫化モリブデンを固溶させた混合層150を形成させたものを例にとって詳しく述べたが、相互に摺動部を形成しているクランクシャフト108の主軸109と軸受部114、回転子105のフランジ面120とスラストワッシャ124、軸受部114の上端面のスラスト部122とスラストワッシャ124、ピストンピン137とコンロッド138、偏心軸110とコンロッド138の摺動部においても、相当の作用効果が得られるものである。   Further, in the first embodiment of the present invention, the example in which the mixed layer 150 in which molybdenum disulfide is dissolved is formed on the surface of the sliding portion of the piston 132 is described in detail, but the sliding portion is formed mutually. The main shaft 109 and the bearing portion 114 of the crankshaft 108, the flange surface 120 and the thrust washer 124 of the rotor 105, the thrust portion 122 and the thrust washer 124 on the upper end surface of the bearing portion 114, the piston pin 137 and the connecting rod 138, and the eccentric shaft Even in the sliding portion between 110 and the connecting rod 138, a considerable effect can be obtained.

さらに、本発明の実施の形態1においては、スラスト軸受部126をフランジ面120、スラスト部122及びスラストワッシャ124にて構成したものを例にとって説明したが、クランクシャフト108の主軸109と偏心軸110との間のフランジ部170の反偏心軸110側に設けられたクランクシャフト108のスラスト面172と軸受部114のスラスト部122でスラスト軸受を構成した場合においても、相当の作用効果が得られる。   Further, in the first embodiment of the present invention, the thrust bearing portion 126 is configured by the flange surface 120, the thrust portion 122, and the thrust washer 124. However, the main shaft 109 and the eccentric shaft 110 of the crankshaft 108 are described. Even when a thrust bearing is constituted by the thrust surface 172 of the crankshaft 108 provided on the side opposite to the eccentric shaft 110 of the flange portion 170 and the thrust portion 122 of the bearing portion 114, a considerable effect can be obtained.

さらに、また、圧縮機160が、高信頼性かつ高効率のものであるため、冷凍システム装置も必然的に高信頼性、高効率のものを提供することが出来る。   Furthermore, since the compressor 160 has high reliability and high efficiency, the refrigeration system apparatus can inevitably provide high reliability and high efficiency.

(実施の形態2)
図8は、本発明の実施の形態2における圧縮機の断面図及び冷凍サイクル装置図、図9は、図8のC−D線断面図、図10は、図9のE部拡大図である。
(Embodiment 2)
8 is a cross-sectional view of a compressor and a refrigeration cycle apparatus diagram according to Embodiment 2 of the present invention, FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line CD of FIG. 8, and FIG. 10 is an enlarged view of a portion E in FIG. .

図8、図9、図10において、密閉容器201には固定子202と回転子203からなる電動要素204と、電動要素204によって駆動されるローリングピストン型の圧縮要素205がオイル206とともに収納されている。   8, 9, and 10, the hermetic container 201 stores an electric element 204 including a stator 202 and a rotor 203, and a rolling piston type compression element 205 driven by the electric element 204 together with oil 206. Yes.

圧縮要素205は偏心部207、主軸部208、副軸部209を有するシャフト210と、圧縮室211を形成するシリンダー212と、シリンダー212の両端面を封止するとともに各々主軸部208と副軸部209を軸支する主軸受213と副軸受214と、偏心部207に遊嵌され圧縮室211内を転動するローラ215と、ローラ215に挿圧され、圧縮室211を高圧側と低圧側に仕切る板状のベーン216とを備えており、主軸部208には回転子203が固定されている。   The compression element 205 includes a shaft 210 having an eccentric portion 207, a main shaft portion 208, and a sub shaft portion 209, a cylinder 212 that forms a compression chamber 211, and both ends of the cylinder 212 are sealed and the main shaft portion 208 and the sub shaft portion are respectively sealed. A main bearing 213 and a sub-bearing 214 that support the shaft 209, a roller 215 that is loosely fitted in the eccentric portion 207 and rolls in the compression chamber 211, is inserted into the roller 215, and the compression chamber 211 is moved to the high pressure side and the low pressure side. A partition plate-like vane 216 is provided, and a rotor 203 is fixed to the main shaft portion 208.

副軸受214に固定されたオイルポンプ217は給油管220と給油管220に遊嵌された給油スプリング222によって構成され、オイル206に連通し、偏心部207とローラ215、主軸部208と主軸受213、副軸部209と副軸受214が各々形成する摺動部への給油を司る。   The oil pump 217 fixed to the sub-bearing 214 includes an oil supply pipe 220 and an oil supply spring 222 that is loosely fitted to the oil supply pipe 220, communicates with the oil 206, and has an eccentric part 207, a roller 215, a main shaft part 208, and a main bearing 213. The oil supply to the sliding portions formed by the auxiliary shaft portion 209 and the auxiliary bearing 214 is performed.

そして、シャフト210の偏心部207、主軸部208、副軸部209の摺動部表面に、母材である鉄系材料の表面に、二硫化モリブデンを固溶させた混合層224を形成している。より好ましくは、混合層224における二硫化モリブデンの最大濃度を5wt%以上50wt%以下とすることである。   Then, a mixed layer 224 in which molybdenum disulfide is dissolved is formed on the surface of the iron-based material that is the base material on the sliding surface of the eccentric portion 207, the main shaft portion 208, and the auxiliary shaft portion 209 of the shaft 210. Yes. More preferably, the maximum concentration of molybdenum disulfide in the mixed layer 224 is 5 wt% or more and 50 wt% or less.

ここで、図4を用いて、二硫化モリブデンを固溶させた混合層224を形成する方法を説明する。本発明の実施の形態2においては、酸素濃度25vol%以上、かつ相対湿度を1000ppm以下の気体とともに二硫化モリブデンの粒を所定の速度以上で摺動部品の母材である金属の摺動面に衝突させる方法を用いている。   Here, a method for forming the mixed layer 224 in which molybdenum disulfide is dissolved is described with reference to FIGS. In the second embodiment of the present invention, molybdenum disulfide grains together with a gas having an oxygen concentration of 25 vol% or more and a relative humidity of 1000 ppm or less are applied to the sliding surface of the metal that is the base material of the sliding component at a predetermined speed or more. The collision method is used.

具体的には、乾燥空気に乾燥した酸素を加え、酸素濃度を30vol%程度に高めたものを使用している。   Specifically, dry oxygen is added to dry air to increase the oxygen concentration to about 30 vol%.

この方法によって、二硫化モリブデンの粒が衝突する際に生じるエネルギーにより、母材表面に偏在する高濃度の酸素が二硫化モリブデンと母材と結合して、混合層224と母材の間に酸素リッチな酸素、鉄、モリブデン、硫黄から成る化合物層226を形成する。この際、酸素と金属の親和力が高いため、化合物層226内の酸化金属が母材とのバインダーの役割を果たすことで、二硫化モリブデンが固溶した混合層224と母材との密着力を安定して高めることができるものと推定する。   By this method, the energy generated when the molybdenum disulfide grains collide causes high concentration of oxygen that is unevenly distributed on the surface of the base material to bond with molybdenum disulfide and the base material, and oxygen is mixed between the mixed layer 224 and the base material. A compound layer 226 made of rich oxygen, iron, molybdenum, and sulfur is formed. At this time, since the affinity between oxygen and metal is high, the metal oxide in the compound layer 226 plays a role of a binder with the base material, so that the adhesion between the mixed layer 224 in which molybdenum disulfide is dissolved and the base material is increased. It is estimated that it can be increased stably.

その結果、極めて密着力の強い混合層224を形成することができ、摺動部の母材からの剥離を防ぐことができるので高信頼性の圧縮機の摺動部材を提供できるとともに、高信頼性かつ高効率の圧縮機及び冷凍サイクル装置を提供することができる。   As a result, it is possible to form the mixed layer 224 with extremely strong adhesion, and to prevent the sliding portion from being peeled off from the base material. Therefore, it is possible to provide a highly reliable compressor sliding member and to provide high reliability. And a highly efficient compressor and refrigeration cycle apparatus can be provided.

さらに、また、圧縮機275は、ディスチャーチチューブ277及びサクションチューブ280を通して、凝縮器282、ドライヤー284、キャピラリー286、蒸発器288と図8の如く順次接続されて、周知の冷凍サイクルを構成している。   Further, the compressor 275 is sequentially connected to the condenser 282, the dryer 284, the capillary 286, and the evaporator 288 through the discharge tube 277 and the suction tube 280 as shown in FIG. 8 to constitute a known refrigeration cycle. Yes.

以上のように構成された圧縮機275及び冷凍システム装置について、以下その動作を説明する。   The operation of the compressor 275 and the refrigeration system apparatus configured as described above will be described below.

回転子203の回転に伴ってシャフト210は回転し、偏心部207に遊嵌されたローラ215が圧縮室211内を転動することで、圧縮室211の高圧側と低圧側の部屋は連続的に容積変化をし、これに伴って冷媒ガスは連続して圧縮される。さらに圧縮された冷媒ガスは密閉容器201内に吐出され、密閉容器201内が高圧雰囲気となる。また、密閉容器201内が高圧であることからベーン216に密閉容器201内の雰囲気圧力が背圧として働き、ローラ215の外周表面にベーン216の先端を押しつけている。   As the rotor 203 rotates, the shaft 210 rotates, and the roller 215 loosely fitted to the eccentric portion 207 rolls in the compression chamber 211, so that the high-pressure side and the low-pressure side chamber of the compression chamber 211 are continuous. Thus, the refrigerant gas is continuously compressed. Further, the compressed refrigerant gas is discharged into the sealed container 201, and the inside of the sealed container 201 becomes a high-pressure atmosphere. Further, since the inside of the sealed container 201 is at a high pressure, the atmospheric pressure in the sealed container 201 acts on the vane 216 as a back pressure, and the tip of the vane 216 is pressed against the outer peripheral surface of the roller 215.

また、シャフト210の回転に伴って給油管220に遊嵌された給油スプリング222はオイル206を連続的に各摺動部へ給油する。   Further, the oil supply spring 222 loosely fitted in the oil supply pipe 220 with the rotation of the shaft 210 continuously supplies the oil 206 to each sliding portion.

ここで、特に、ローリングピストン型の圧縮機では、ローラ215が偏心部207に回転自在に遊嵌されていることから、ローラ215と偏心部207間の相対速度は主軸部208と主軸受213、副軸部209と副軸受214間の相対速度に比較して小さくなる。このことは軸受半径Rと半径すきまCと速度Nとオイル粘度μと面圧Pから求められるジャーナル軸受の特性を示すゾンマーフェルト数S(数1)が小さくなることであり、摺動潤滑上金属接触が発生しやすい不利な条件である。   Here, in particular, in the rolling piston type compressor, since the roller 215 is loosely fitted to the eccentric part 207, the relative speed between the roller 215 and the eccentric part 207 is the main shaft part 208, the main bearing 213, The relative speed between the auxiliary shaft portion 209 and the auxiliary bearing 214 becomes smaller. This means that the Sommerfeld number S (Equation 1) indicating the characteristics of the journal bearing obtained from the bearing radius R, the radial clearance C, the speed N, the oil viscosity μ, and the surface pressure P is reduced. This is a disadvantageous condition in which metal contact is likely to occur.

S=μ×N/P×(R/C) …(数1)
さらにローリングピストン型の圧縮機は一般に密閉容器201内が凝縮圧力となるため、内圧が高く、オイル206の冷媒が溶け込みやすい。このことはオイルの粘度を低下させることであり、上述したジャーナル軸受の特性を示すゾンマーフェルト数S(数1)が小さくなることであり、摺動潤滑上不利な条件である。
S = μ × N / P × (R / C) 2 (Equation 1)
Further, in a rolling piston type compressor, since the inside of the sealed container 201 generally has a condensation pressure, the internal pressure is high and the refrigerant of the oil 206 is likely to be melted. This is to reduce the viscosity of the oil, to reduce the Sommerfeld number S (Equation 1) indicating the characteristics of the journal bearing described above, which is a disadvantageous condition for sliding lubrication.

しかしながら、このような際、シャフト210の偏心部207、主軸部208、副軸部209の摺動部表面に、二硫化モリブデンを固溶させた混合層224を形成させることで、ゾンマーフェルト数S(数1)が小さくなる摺動潤滑上不利な条件下においても、二硫化モリブデンが化合物層226により母材との密着性が高いため、二硫化モリブデンが剥離しにくいので、二硫化モリブデンの組織が稠密六方晶で、分子の大きさが約6×10−4μmと小さくことから低い摩擦係数でへき開することにより、摺動部の摩擦係数が低くなり、摺動損失が低下するため、高信頼性の圧縮機275を提供することができる。 However, in such a case, the mixed layer 224 in which molybdenum disulfide is dissolved is formed on the surface of the sliding portion of the eccentric portion 207, the main shaft portion 208, and the auxiliary shaft portion 209 of the shaft 210, so that the Sommerfeld number is increased. Even under disadvantageous conditions for sliding lubrication where S (Equation 1) is small, molybdenum disulfide has high adhesion to the base material due to the compound layer 226, so that molybdenum disulfide is difficult to peel off. Since the structure is a dense hexagonal crystal and the molecular size is as small as about 6 × 10 −4 μm, cleaving with a low coefficient of friction reduces the friction coefficient of the sliding part and reduces the sliding loss. A highly reliable compressor 275 can be provided.

また、混合層224における二硫化モリブデンの最大濃度を5wt%以上20wt%以下とすることで、二硫化モリブデンの自己潤滑性が安定し摩擦係数がさらに低下するため、さらに高信頼性かつ高効率の圧縮機275を提供することができる。   In addition, by setting the maximum concentration of molybdenum disulfide in the mixed layer 224 to 5 wt% or more and 20 wt% or less, the self-lubricating property of molybdenum disulfide is stabilized and the friction coefficient is further reduced, so that the reliability and efficiency can be further improved. A compressor 275 can be provided.

さらに、また、本発明の実施の形態2においては、シャフト210の偏心部207、主軸部208、副軸部209の母材である金属の摺動面に二硫化モリブデンを固溶させた混合層224を形成する際に、酸素濃度25vol%以上、かつ相対湿度を1000ppm以下の気体と共に二硫化モリブデンの粒をある速度以上で衝突させているので、処理反応時に水分が非常に微量のため、圧縮機227に組立てる前のシャフト210は、非常に錆びにくいものとなっている。   Furthermore, in the second embodiment of the present invention, a mixed layer in which molybdenum disulfide is dissolved in a metal sliding surface which is a base material of the eccentric portion 207, the main shaft portion 208, and the sub shaft portion 209 of the shaft 210. When forming 224, because the molybdenum disulfide grains collide with a gas having an oxygen concentration of 25 vol% or more and a relative humidity of 1000 ppm or less at a certain speed or more, the amount of moisture during the treatment reaction is very small. The shaft 210 before being assembled into the machine 227 is very resistant to rust.

なお、本発明の実施の形態2においては、偏心部207、主軸部208、副軸部209の摺動面に、二硫化モリブデンを固溶させた混合層224を形成させたが、ローラ215の内周表面、主軸受213、副軸受214並びに、偏心部207とローラ215の内周表面の双方、主軸部208と主軸受213の双方、副軸部209と副軸受214の双方に施してもよく、相当の作用効果が得られる。   In the second embodiment of the present invention, the mixed layer 224 in which molybdenum disulfide is dissolved is formed on the sliding surfaces of the eccentric portion 207, the main shaft portion 208, and the auxiliary shaft portion 209. The inner peripheral surface, the main bearing 213, the auxiliary bearing 214, both the eccentric portion 207 and the inner peripheral surface of the roller 215, both the main shaft portion 208 and the main bearing 213, and both the auxiliary shaft portion 209 and the auxiliary bearing 214 may be applied. Well, a considerable effect can be obtained.

さらに、相互に摺動部を形成しているローラ215とベーン216、主軸受208とベーン216、副軸受209とベーン216、主軸受208とローラ215、副軸受209とローラ215、シリンダー212とベーン216、シリンダー212とローラ215、及び給油管と給油スプリングの摺動部表面に、二硫化モリブデンを固溶させた混合層224を形成させた場合においても、相当の作用効果が得られる。   Further, the rollers 215 and vanes 216, the main bearing 208 and the vane 216, the auxiliary bearing 209 and the vane 216, the main bearing 208 and the roller 215, the auxiliary bearing 209 and the roller 215, the cylinder 212 and the vane, which form sliding portions with each other, are formed. Even when the mixed layer 224 in which molybdenum disulfide is dissolved is formed on the surfaces of the sliding portions of the cylinder 216, the cylinder 212 and the roller 215, and the oil supply pipe and the oil supply spring, considerable effects can be obtained.

以上、本発明の実施の形態2においては、一定速度の圧縮機275についてのべたが、インバーター化に伴い圧縮機275の低速化が進む中、特に20Hzを切るような超低速運転に於いてはさらに異常摩耗の課題が大きくなり、本発明の効果がより顕著になる。   As described above, in the second embodiment of the present invention, the compressor 275 having a constant speed has been described. However, as the speed of the compressor 275 is reduced along with the inverter, particularly in an ultra-low speed operation of less than 20 Hz. Furthermore, the problem of abnormal wear increases and the effects of the present invention become more prominent.

さらに、また、圧縮機275が、高信頼性かつ高効率のものであるため、冷凍システム装置も必然的に高信頼性、高効率のものを提供することが出来る。   Furthermore, since the compressor 275 has high reliability and high efficiency, the refrigeration system apparatus can inevitably provide high reliability and high efficiency.

以上のように、本発明にかかる圧縮機は、摺動部品の摺動面に、二硫化モリブデンを固溶させた混合層を形成し、前記混合層の表面にさらに二硫化モリブデンの単体の層を形成することにより摩擦係数の低減が図れ、高信頼性かつ高効率の圧縮機を提供することが可能となるので、冷凍サイクルを用いた機器に幅広く適用できる。   As described above, in the compressor according to the present invention, a mixed layer in which molybdenum disulfide is dissolved is formed on the sliding surface of the sliding component, and a single layer of molybdenum disulfide is further formed on the surface of the mixed layer. Since the friction coefficient can be reduced and a highly reliable and highly efficient compressor can be provided, it can be widely applied to equipment using a refrigeration cycle.

本発明の実施の形態1における圧縮機の断面図及び冷凍サイクル装置図Sectional drawing of the compressor in Embodiment 1 of this invention, and refrigeration cycle apparatus figure 図1におけるA部拡大図Part A enlarged view in FIG. 図2におけるB部拡大図Part B enlarged view in FIG. 本発明の実施の形態1における二硫化モリブデンの形成図Formation diagram of molybdenum disulfide in Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態1における気体の酸素濃度と化合物層の膜厚の関係図Relationship diagram between oxygen concentration of gas and film thickness of compound layer in Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態1における摺動材を用いた圧縮機の特性図Characteristic diagram of compressor using sliding material in embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態1における気体の相対湿度とピストンの錆の量の関係図FIG. 3 is a relationship diagram of the relative humidity of the gas and the amount of rust on the piston in the first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態2における圧縮機の断面図及び冷凍サイクル装置図Sectional drawing and refrigeration cycle apparatus figure of the compressor in Embodiment 2 of this invention 図8のC−D線断面図CD sectional view of FIG. 図9におけるE部拡大図E section enlarged view in FIG. 従来の圧縮機の断面図Cross section of a conventional compressor 従来の二硫化モリブデンを固溶させた混合層の断面図Cross section of a conventional mixed layer in which molybdenum disulfide is dissolved

符号の説明Explanation of symbols

101,201 密閉容器
103,206 オイル
107,205 圧縮要素
108 クランクシャフト
109 主軸
110 偏心軸
112 シリンダーブロック
114 軸受部
122 スラスト部
132 ピストン
137 ピストンピン
138 コンロッド
142,288 蒸発器
150,224 混合層
160,275 圧縮機
164,282 凝縮器
166,284 ドライヤー
168,286 キャピラリー
204 電動要素
207 偏心部
208 主軸部
210 シャフト
212 シリンダー
213 主軸受
214 副軸受
215 ローラ
216 ベーン
220 給油管
222 給油スプリング
101, 201 Airtight container 103, 206 Oil 107, 205 Compression element 108 Crankshaft 109 Main shaft 110 Eccentric shaft 112 Cylinder block 114 Bearing portion 122 Thrust portion 132 Piston 137 Piston pin 138 Connecting rod 142,288 Evaporator 150,224 Mixing layer 160, 275 Compressor 164,282 Condenser 166,284 Dryer 168,286 Capillary 204 Electric element 207 Eccentric part 208 Main shaft part 210 Shaft 212 Cylinder 213 Main bearing 214 Sub bearing 215 Roller 216 Vane 220 Oil supply pipe 222 Oil supply spring

Claims (5)

金属材料からなる摺動部品の摺動面に酸素濃度25vol%以上の気体とともに二硫化モリブデンの粒を衝突させることで二硫化モリブデンを固溶させた混合層を形成した摺動部材。   A sliding member in which a mixed layer in which molybdenum disulfide is dissolved is formed by colliding particles of molybdenum disulfide with a gas having an oxygen concentration of 25 vol% or more on a sliding surface of a sliding component made of a metal material. 酸素濃度25vol%以上の気体の相対湿度を1000ppm以下にした請求項1に記載の摺動部材。   The sliding member according to claim 1, wherein the relative humidity of a gas having an oxygen concentration of 25 vol% or more is 1000 ppm or less. 密閉容器内にオイルを貯留するとともに圧縮要素とを収容し、前記圧縮要素は主軸および偏心軸を備えたクランクシャフトと、一方が前記クランクシャフトに一体に形成され、他方が軸受部に一体に形成されたスラスト部と、主軸を回転自在に軸支する軸受部と、シリンダーを形成するシリンダーブロックと、前記シリンダー内を往復動するピストンと、前記偏心軸と平行に配置され前記ピストンに固定されたピストンピンと、前記偏心軸と前記ピストンを連結するコンロッドとを備えレシプロ型の圧縮要素を形成し、前記クランクシャフト、スラスト部、シリンダーブロック、ピストン、ピストンピン、コンロッドの少なくともひとつに請求項1または2に記載の摺動部材を用いた圧縮機。   Oil is stored in a sealed container and a compression element is accommodated. The compression element is formed integrally with the crankshaft having a main shaft and an eccentric shaft, and the other is formed integrally with the crankshaft. A thrust portion, a bearing portion that rotatably supports the main shaft, a cylinder block that forms a cylinder, a piston that reciprocates in the cylinder, and a shaft that is disposed in parallel to the eccentric shaft and fixed to the piston. A piston pin, a connecting rod that connects the eccentric shaft and the piston are formed to form a reciprocating compression element, and at least one of the crankshaft, thrust portion, cylinder block, piston, piston pin, and connecting rod is defined in claim 1 or 2. A compressor using the sliding member described in 1. 密閉容器内にオイルを貯留するとともに圧縮要素とを収容し、前記圧縮要素は偏心部を有するシャフトと、前記シャフトの回転中心に同心に圧縮室を形成するシリンダーと、前記偏心部に嵌装され前記圧縮室内で転動するローラと、前記ローラに圧接されることで前記圧縮室内を高圧側と低圧側に仕切るベーンと、前記シリンダーの両側面を封止するとともに前記シャフトを軸支する電動要素側の主軸受及び反電動要素側の副軸受と、前記シャフトの一端に固定した給油スプリングと、前記給油スプリングを収納するとともに一端を前記オイル中に開口した給油管とを備えローリングピストン型の圧縮要素を形成し、前記シャフト、シリンダー、ローラ、ベーン、主軸受、副軸受、給油スプリング、給油管の少なくともひとつに請求項1または2に記載の摺動部材を用いた圧縮機。   Oil is stored in a sealed container and a compression element is accommodated. The compression element is fitted to the eccentric part, a shaft having an eccentric part, a cylinder concentrically forming a compression chamber at the rotation center of the shaft, and the eccentric part. A roller that rolls in the compression chamber, a vane that is pressed against the roller to partition the compression chamber into a high-pressure side and a low-pressure side, and an electric element that seals both side surfaces of the cylinder and supports the shaft A rolling piston type compression comprising a main bearing on the side and a sub bearing on the side of the non-electric element, an oil supply spring fixed to one end of the shaft, and an oil supply pipe which houses the oil supply spring and is open at one end in the oil And forming at least one of the shaft, cylinder, roller, vane, main bearing, auxiliary bearing, oil supply spring, and oil supply pipe. Compressor using the sliding member according to 2. 請求項3または4に記載の圧縮機を備え、凝縮器と、ドライヤーと、キャピラリーと、蒸発器を有し、冷媒にHFC冷媒またはHC冷媒を用いた冷凍サイクル装置。   A refrigeration cycle apparatus comprising the compressor according to claim 3, comprising a condenser, a dryer, a capillary, and an evaporator, and using HFC refrigerant or HC refrigerant as a refrigerant.
JP2005310776A 2005-10-26 2005-10-26 Sliding member, compressor and refrigerating cycle device Pending JP2007120342A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005310776A JP2007120342A (en) 2005-10-26 2005-10-26 Sliding member, compressor and refrigerating cycle device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005310776A JP2007120342A (en) 2005-10-26 2005-10-26 Sliding member, compressor and refrigerating cycle device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007120342A true JP2007120342A (en) 2007-05-17

Family

ID=38144447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005310776A Pending JP2007120342A (en) 2005-10-26 2005-10-26 Sliding member, compressor and refrigerating cycle device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007120342A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010121481A (en) * 2008-11-18 2010-06-03 Mitsubishi Electric Corp Rotary compressor
JP2012530883A (en) * 2009-06-24 2012-12-06 北京中清能発動機技術有限公司 Crank circular slider block assembly and internal combustion engine and compressor using the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010121481A (en) * 2008-11-18 2010-06-03 Mitsubishi Electric Corp Rotary compressor
JP2012530883A (en) * 2009-06-24 2012-12-06 北京中清能発動機技術有限公司 Crank circular slider block assembly and internal combustion engine and compressor using the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100832688B1 (en) Fluid machinery
JP5012847B2 (en) Refrigerant compressor and refrigerator using it
JP3941815B2 (en) Composition for sliding member, sliding member and fluid machine
JP2008531896A (en) Refrigerant compressor
JP2009508029A (en) Refrigerant compressor, cooling device and refrigerator
US20100008808A1 (en) Sliding face modification material, method for producing sliding face modification material, method for using sliding face modification material, sliding members having sliding face modification material, and compressor comprising sliding members
JP2007120342A (en) Sliding member, compressor and refrigerating cycle device
JP2007224767A (en) Rotary fluid machine
US20050207926A1 (en) Scroll compressor
JP2010025075A (en) Sliding member and hermetic compressor
JP2010077863A (en) Refrigerant compressor and refrigerating cycle device
JP2007255247A (en) Sliding member, compressor and refrigerating cycle device
JP2010249391A (en) Sliding member, sealed compressor, and refrigerating cycle device
JP2009085191A (en) Sealed compressor
JP2005133634A (en) Refrigerant compressor
JP2005113865A (en) Refrigerant compressor
JPWO2004029461A1 (en) Scroll compressor
JPH07259768A (en) Rotary type compressor
JP4905464B2 (en) Refrigerant compressor
JP2007016243A (en) Composition for sliding member, sliding member and fluid machinery
JP2010185286A (en) Sliding member and compressor
JP2009138585A (en) Slide member and compressor
JPH09137785A (en) Rotary compressor
JP2010084583A (en) Sliding member and compressor
JP2013024066A (en) Sliding member and compressor