JP2008038787A - Rotary compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は空調機や冷凍機等に用いられるロータリ圧縮機に係わり、詳しくは、シャフトと軸受部材の耐焼付け性および耐摩耗性を向上することができる構成に関する。 The present invention relates to a rotary compressor used in an air conditioner, a refrigerator, and the like, and more particularly, to a configuration capable of improving seizure resistance and wear resistance of a shaft and a bearing member.
従来のロータリ圧縮機では、通常、電動機のシャフトの主軸受と副軸受は熱処理を施さないねずみ鋳鉄もしくは焼結品を使用し、シャフトにはねずみ鋳鉄か球状黒鉛鋳鉄を使用しており、軸受とシャフト間の硬度差がなく耐摩耗性が悪い。そのため、圧縮機を長時間停止した後の起動時や、液バック運転後の冷媒発泡などにより、圧縮機から冷凍サイクルへ潤滑油が持ち出され油溜の油面が低下した時に、焼付きの発生や耐摩耗性が悪くなる場合がある。 In conventional rotary compressors, the main shaft bearing and sub-bearing of the motor shaft usually use gray cast iron or sintered product that is not heat-treated, and the shaft uses gray cast iron or spheroidal graphite cast iron. There is no difference in hardness between shafts, resulting in poor wear resistance. Therefore, seizure occurs when the lubricant is taken out from the compressor to the refrigeration cycle and the oil level of the oil sump drops due to starting after the compressor has been stopped for a long time or foaming of refrigerant after liquid back operation. And wear resistance may deteriorate.
そこで、上記内容に対応する技術として、例えば図4および図5に示すようなものが知られている(特許文献1参照)。 Therefore, as a technique corresponding to the above contents, for example, ones as shown in FIG. 4 and FIG.
図4に示すように、密閉容器1’内の下部に圧縮機構3’を内蔵し、その上部に電動機2’が内蔵されている。電動機2’は密閉容器1’内に焼きバメなどにより固定されたステータ4’と、これに対応して設けられた回転体のロータ5’とで構成されている。圧縮機構3’は密閉容器1’内に溶接などして固定されたシリンダ7’を有し、ロータ5’と連結固定されてそれと一体に回転するシャフト6’に、シリンダ7’内で偏心して回転する偏心クランク部6a’を有し、この偏心クランク部6a’によりローラ8’を同心上で支持している。図示しないベーンがシャフト6’の回転に従い前記ローラ8’と摺接して偏心クランク部6a’と偏心回転し、シリンダ7’内に冷媒を吸入して圧縮しそれを吐出することを繰り返す。
As shown in FIG. 4, a compression mechanism 3 'is built in the lower part of the sealed container 1', and an electric motor 2 'is built in the upper part. The electric motor 2 ′ is composed of a
前記シャフト6は、前記偏心クランク部6a’と前記ローラ8’とを挟んでシリンダ7’にボルト13’によりボルト止めされた上軸受11’と下軸受12’にて圧縮機構3’の直近でのみ軸受され、上軸受11’と下軸受12’の双方を滑り軸受タイプのものとした簡略な軸受構造とされている。このため、摺動摩擦を受ける軸受構造となっている。
The shaft 6 has an upper bearing 11 ′ and a
図5に示すように、シャフト6’と別体の偏心クランク部6a’は、シャフトと異なった材料とすることができ、偏心クランク部6a’は例えば鋼の鍛造品で、シャフト6’あるいはこれと偏心クランク部6a’は表面が浸炭焼き入れ処理または浸炭窒化焼き入れ処理を施され、3.0mmを越えない範囲で表面層6bなどがパーライト70%以上の組織とされる。
As shown in FIG. 5, the
この場合、偏心クランク部6a’は焼結鉄で、シャフト6’、あるいはこれと偏心クランク部6a’は表面が浸炭焼き入れ処理または浸炭窒化焼き入れ処理を施され、3.0mmを越えない範囲で表面層がパーライト70%以上の組織とされる。
In this case, the
また、シャフト6’が鋼管よりなり、少なくとも滑り軸受など他との摺動部の表面が高周波焼き入れ処理または浸炭窒化焼き入れ処理が施され、3.0mmを越えない範囲で表面層がパーライト70%以上の組織とされ、このような表面処理によってシャフト6’の強靱性を特に損なわずに、上軸受11’や下軸受12’の滑り軸受等の他の摺動部との耐摩耗性を向上することができる。 Further, the shaft 6 'is made of a steel pipe, and at least the surface of the sliding portion such as a sliding bearing is subjected to induction hardening treatment or carbonitriding hardening treatment, and the surface layer is pearlite 70 within a range not exceeding 3.0 mm. %, And such surface treatment does not particularly impair the toughness of the shaft 6 ′, and the wear resistance with other sliding parts such as the sliding bearings of the upper bearing 11 ′ and the lower bearing 12 ′. Can be improved.
しかしながら、シャフト6’は別素材のシャフト本体と偏心クランク部6a’とで構成し、上軸受11’や下軸受12’に対してシャフト本体の硬度差を向上させているため、組付けが困難であり、コストアップとなる。
本発明は上記の問題点に鑑み、シャフトの主軸部および副軸部に、高周波焼入れを施し、硬度を高め、各軸受との間に硬度差をつけることにより、起動時や、液バック運転後の冷媒発泡などにより、油溜の油面が低下した場合でも、耐焼付き性および耐摩耗性を向上することができるロータリ圧縮機を提供することを目的としている。 In view of the above-mentioned problems, the present invention performs induction hardening on the main shaft portion and the sub shaft portion of the shaft to increase the hardness and make a hardness difference between each bearing, so that at the time of starting or after the liquid back operation An object of the present invention is to provide a rotary compressor capable of improving seizure resistance and wear resistance even when the oil level of the oil reservoir is reduced due to foaming of the refrigerant.
本発明は上述の課題を解決するため、密閉容器内に、電動機と圧縮部を配置し、前記圧縮部は、シリンダと、偏心クランク部を持つシャフトと、偏心運動するローラと、前記シャフトの主軸部を保持する主軸受と、副軸部を保持する副軸受とを備え、前記主軸受および前記副軸受を鋳物もしくは焼結品で形成したロータリ圧縮機において、
前記シャフトの材料を鋳物材とし、前記主軸部および前記副軸部の何れか一方または両方の表面に、焼入れ処理を行い、前記シャフトの表面と前記主軸受および、または前記副軸受の表面との間に、硬度差をつけてなる構成となっている。
In order to solve the above-described problems, the present invention arranges an electric motor and a compression portion in a sealed container, and the compression portion includes a cylinder, a shaft having an eccentric crank portion, a roller that moves eccentrically, and a main shaft of the shaft. In a rotary compressor comprising a main bearing holding a portion and a sub-bearing holding a sub-shaft portion, wherein the main bearing and the sub-bearing are formed of a cast or sintered product,
A material of the shaft is a casting material, and a surface of one or both of the main shaft portion and the sub shaft portion is subjected to a quenching process, and the surface of the shaft and the surface of the main bearing and / or the surface of the sub bearing It has a configuration with a hardness difference between them.
また、前記シャフトに、球状黒鉛鋳鉄を使用してなる構成となっている。 Further, the shaft is made of spheroidal graphite cast iron.
また、前記偏心クランク部の前記副軸受側のスラスト面に、前記シャフトの副軸部の表面と同時に焼入れ処理を施し、前記副軸受のスラスト受面と、前記偏心クランク部の前記副軸受側のスラスト面との間に、硬度差をつけてなる構成となっている。 Further, the thrust surface of the eccentric crank portion on the auxiliary bearing side is subjected to a quenching process simultaneously with the surface of the auxiliary shaft portion of the shaft, and the thrust receiving surface of the auxiliary bearing and the auxiliary bearing side of the eccentric crank portion on the auxiliary bearing side. It has a configuration in which a hardness difference is provided between the thrust surface and the thrust surface.
また、前記副軸受の下部に、前記シャフトの底面を支持するスラスト軸受を設け、前記シャフトの底面のスラスト面に、前記シャフトの副軸部の表面と同時に焼入れ処理を施し、前記副軸受のスラスト軸受と、前記シャフトの底面のスラスト面との間に、硬度差をつけてなる構成となっている。 A thrust bearing for supporting the bottom surface of the shaft is provided at a lower portion of the auxiliary bearing, and the thrust surface of the bottom surface of the shaft is subjected to quenching treatment simultaneously with the surface of the auxiliary shaft portion of the shaft. A hardness difference is provided between the bearing and the thrust surface on the bottom surface of the shaft.
また、前記主軸部側の焼入れ部分を前記電動機のロータ焼嵌め部近傍まで延長してなる構成となっている。 Further, the quenching portion on the main shaft side is extended to the vicinity of the rotor shrinkage fitting portion of the electric motor.
本発明によれば、前記シャフトを球状黒鉛鋳鉄などの焼入れ性のよい鋳物材とし、前記主軸部および前記副軸部の何れか一方または両方の表面に部分的に高周波部分焼入れ処理を行い、前記シャフトと前記主軸受および前記副軸受との間に硬度差をつけてなる構成とすることにより、起動時や、液バック運転後の冷媒発泡などにより、油溜の油面が低下した場合でも、耐焼付き性および耐摩耗性を向上することができる。また、前記主軸部側の焼入れ部分を前記電動機のロータ焼嵌め部近傍まで延長してなる構成とすることにより、シャフト4自体の剛性を向上させ、ロータ6の振れ回りの低減、軸受け各部での異常な接触摺動を低減でき、高信頼性化、高回転化による運転範囲の拡大が可能となるロータリ圧縮機とすることができる。
According to the present invention, the shaft is made of a cast material having good hardenability such as spheroidal graphite cast iron, and the surface of either one or both of the main shaft portion and the sub shaft portion is partially subjected to high-frequency partial hardening treatment, Even if the oil level of the oil reservoir is lowered due to the foaming of the refrigerant after the start-up or the liquid back operation, by adopting a configuration in which a hardness difference is provided between the shaft and the main bearing and the sub-bearing, Seizure resistance and wear resistance can be improved. Further, by adopting a configuration in which the quenching portion on the main shaft side is extended to the vicinity of the rotor shrinkage fitting portion of the electric motor, the rigidity of the
本発明の密閉型圧縮機の実施の形態をツインロータリ圧縮機による実施例に基づき添付図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明におけるロータリ圧縮機の側断面図、図2は本発明におけるシャフトと副軸受のスラスト面の関係を示す要部拡大断面図である。 Embodiments of a hermetic compressor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings based on examples of a twin rotary compressor. FIG. 1 is a sectional side view of a rotary compressor according to the present invention, and FIG.
図1において、1は密閉容器であって、この密閉容器1内の下部には、2つの第1圧縮部2Aと第2圧縮部2Bとが収容され、上部には電動機3が収容されている。この電動機3は、密閉容器1の内面に固定されるステータ5と、このステータ5の内側に所定の間隙を存して配置され、シャフト4に嵌着されるロータ6とから構成されている。そして、前記電動機3と前記第1、第2圧縮部2A,2Bは,前記シャフト4に形成され,圧縮工程がそれぞれ180度位相をずらして偏心回転する偏心クランク部4a,4bを介して連結されている。また、前記シャフト4は、前記偏心クランク部4aの上部の主軸部4cと、前記偏心クランク部4bの下部の副軸部4dとにより構成されている。
In FIG. 1,
前記第1、第2圧縮部2A,2Bは、それぞれ前記シャフト4の下部に仕切板7を介して上下に配設される第1シリンダ8aおよび第2シリンダ8bとを備えている。
前記第1シリンダ8aの上面部には主軸受9が重ね合わされ、ボルト等を介して前記第1シリンダ8aに取付け固定されている。
Each of the first and
A main bearing 9 is superimposed on the upper surface of the
また、前記第2シリンダ8bの下面部には副軸受10が重ね合わされ、ボルト等を介して前記第2シリンダ8bに取付け固定される。
Further, the
前記第1シリンダ8aと第2シリンダ8bの内径部は、前記仕切板7により上下に区画され、それぞれ同一直径の第1シリンダ室15aおよび第2シリンダ室15bが形成されている。このそれぞれのシリンダ室内には、前記シャフト4の外周部に設けられた前記偏心クランク部4c,4dにより、偏心回転する第1ローラ14aおよび第2ローラ14bが配設されている。
Inner diameter portions of the
前記第1シリンダ室15aおよび第2シリンダ室15bの内部は、それぞれベーン(図示せず)により吐出室と吸入室とに仕切られ、吐出圧が吸入室に漏れないようになされ、このベーンの先端部が偏心回転する前記第1ローラ14aおよび第2ローラ14bに圧接し、前記第1シリンダ8aおよび第2シリンダ8bにそれぞれ設けられているベーン溝部(図示せず)内を往復運動する。
The interiors of the
上記構成において、冷媒ガスは吸入管(図示せず)から前記第1シリンダ8aおよび第2シリンダ8bに設けられた流路(図示せず)を通じて前記第1シリンダ室15aおよび第2シリンダ室15bに導かれる。前記電動機3に通電し、前記電動機3のロータ6と一体のシャフト4を回転させると、前記第1ローラ14aおよび第2ローラ14bは偏心回転運動を行い、前記圧縮室および吸入室の容積が変化し、これに伴い冷媒ガスは吸入、圧縮される。圧縮された冷媒ガスは、吐出孔(図示せず)の吐出弁(図示せず)が開くと、密閉容器1の内部を経て、吐出管Tより密閉容器1の外部に吐出される。
In the above configuration, the refrigerant gas enters the
図1に示す主軸受9と副軸受10は、通常、熱処理を施さないねずみ鋳鉄(例えば、引張り強度がFC250相当)もしくは焼結品を使用し、シャフト4はねずみ鋳鉄か球状黒鉛鋳鉄を使用しており硬度差がないため、耐摩耗性が悪い。
The main bearing 9 and the
また、偏心クランク部4a,4bは、モニクロ鋳鉄を焼入れ・焼戻し処理を行い、硬度を上げたローラとの摺動のため、熱処理を施すと逆に硬度差が減り、耐摩耗性が低下することがある。そこで、耐摩耗性の要求される主軸部4cと副軸部4dのみに部分焼入れを施し硬度差をつける。
In addition, the
前記シャフト4は切削仕上げ後、主軸部4cと副軸部4dの表面に高周波焼入れ処理を施し、研削(研磨)仕上げする。また、前記シャフト4の素材には、焼入れ性のよいFCD500以上の球状黒鉛鋳鉄等を使用するとよい。
After the
また、図2に示すように、前記偏心クランク部4bの前記副軸受10側のスラスト面4e(シャフト4本体のスラスト面ともなる)に、前記シャフトの副軸部10の表面と同時に高周波焼入れ処理を施し、前記副軸受10のスラスト受面10aと、前記偏心クランク部4bの前記副軸受10側のスラスト面4eとの間に、硬度差をつけてなる構成となっている。
Further, as shown in FIG. 2, induction hardening treatment is performed simultaneously with the surface of the
これらにより、起動時や、液バック運転後の冷媒発泡などにより、油溜の油面が低下した場合でも、耐焼付き性および耐摩耗性を向上することができる。 As a result, seizure resistance and wear resistance can be improved even when the oil level of the oil reservoir is reduced due to foaming of the refrigerant after the start-up or after the liquid back operation.
また、図3は本発明における他の実施例を示したものである。図3に示すように、前記副軸受10の下部に、前記シャフト4の底面を支持するスラスト軸受10bを設け、前記シャフト4の底面のスラスト面4fに、前記シャフト4の副軸部4dの表面と同時に高周波焼入れ処理を施し、前記副軸受10のスラスト軸受10bと、前記シャフト4の底面のスラスト面4fとの間に、硬度差をつけてなる構成となっている。
FIG. 3 shows another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, a
これにより、上記図2の場合と同様に、起動時や、液バック運転後の冷媒発泡などにより、油溜の油面が低下した場合でも、耐焼付き性および耐摩耗性を向上することができる。 Thus, as in the case of FIG. 2, the seizure resistance and the wear resistance can be improved even when the oil level of the oil sump is lowered due to foaming of the refrigerant after the start-up or the liquid back operation. .
また、前記副軸受10のスラスト受面10aも、熱処理を施さない鋳物もしくは焼結材のため、耐摩耗性が悪い。そのため、前記スラスト面4eと前記スラスト受面10aとの間に、スラストプレートのような硬度を上げた板材を組合せる場合もある。
Further, the
また、前記主軸部4c側の焼入れ部分を前記電動機3のロータ6の焼嵌め部近傍まで延長してなる構成となっている。これにより、シャフト4自体の剛性を向上させ、ロータ6の振れ回りの低減、軸受け各部での異常な接触摺動を低減でき、高信頼性化、高回転化による運転範囲の拡大が可能となる。
Further, the quenching part on the
以上説明したように、前記主軸受9および前記副軸受10を鋳物もしくは焼結品で形成したロータリ圧縮機において、前記シャフト4を球状黒鉛鋳鉄などの焼入れ性のよい鋳物材とし、前記主軸部4cおよび前記副軸部4dの何れか一方または両方の表面に部分的に高周波焼入れ処理を行い、前記シャフト4と前記主軸受9および前記副軸受10との間に硬度差をつけてなる構成とすることにより、起動時や、液バック運転後の冷媒発泡などにより、油溜の油面が低下した場合でも、耐焼付き性および耐摩耗性を向上することができるロータリ圧縮機となる。
As described above, in the rotary compressor in which the main bearing 9 and the
1 密閉容器
2A 第1圧縮部
2B 第2圧縮部
3 電動機
4 シャフト
4a、4b 偏心クランク部
5 固定子
6 回転子部
7 仕切板
8a 第1シリンダ
8b 第2シリンダ
9 上軸受
10 下軸受
14a 第1ローラ
14b 第2ローラ
15a 第1シリンダ室
15b 第2シリンダ室
T 吐出管
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記シャフトの材料を鋳物材とし、前記主軸部および前記副軸部の何れか一方または両方の表面に、焼入れ処理を行い、前記シャフトの表面と前記主軸受および、または前記副軸受の表面との間に、硬度差をつけてなることを特徴とするロータリ圧縮機。 An electric motor and a compression part are disposed in a sealed container, and the compression part includes a cylinder, a shaft having an eccentric crank part, a roller that moves eccentrically, a main bearing that holds the main shaft part of the shaft, and a countershaft part. A rotary compressor in which the main bearing and the sub-bearing are formed of a cast or sintered product.
A material of the shaft is a casting material, and a surface of one or both of the main shaft portion and the sub shaft portion is subjected to a quenching process, and the surface of the shaft and the surface of the main bearing and / or the surface of the sub bearing A rotary compressor characterized by having a hardness difference between them.
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