JP2011021530A - Reciprocating compressor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high reliability and long life reciprocating compressor using a bearing material, which prevents wear and seizure in a bearing of a compressor in boundary lubrication conditions under which the oil film is temporarily thin and mixed lubrication conditions and has high wear resistance and high seizure resistance, in a reciprocating compressor using low viscosity oil as lubricating oil. <P>SOLUTION: A sliding portion is formed of a ball provided to a connecting rod and a ball receiving hole provided to the piston which are slidably ball-jointed to each other in an reciprocating compressor converting the rotation of a motor to reciprocating motion of the piston in a cylinder by the crank mechanism. Lubricating oil is then supplied to the sliding portion ball-jointed. The piston and the connecting rod, which are made of an iron-based sintered material containing iron as a main component, are respectively subjected to a steam treatment. A steam layer is removed from the piston surface by cutting. The connecting rod is subjected to a nitriding treatment after the steam treatment. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、往復圧縮機に係り、冷蔵庫、エアコン等に用いられる密閉形冷媒圧縮機であって、特に、低粘度の潤滑油を用いたときのピストンの軸受部の磨耗特性に優れる往復圧縮機に関する。   The present invention relates to a reciprocating compressor, and is a hermetic refrigerant compressor used for a refrigerator, an air conditioner, etc., and particularly a reciprocating compressor excellent in wear characteristics of a bearing portion of a piston when a low-viscosity lubricating oil is used. About.

近年、地球環境保全といった観点から冷凍サイクルの冷媒は、HFC(ハイドロフルオロカーボン)から自然系冷媒に移行している。特に、炭化水素冷媒については、地球温暖化係数が低いという観点から既に冷蔵庫では、R600a(イソブタン)が用いられている。   In recent years, refrigerants in the refrigeration cycle have shifted from HFC (hydrofluorocarbon) to natural refrigerants from the viewpoint of global environmental conservation. In particular, with respect to hydrocarbon refrigerants, R600a (isobutane) is already used in refrigerators from the viewpoint of a low global warming potential.

一方、潤滑油は、冷媒圧縮機に使用され、その摺動部の潤滑、密封、冷却、絶縁等の役割を果たすものである。近年、圧縮機は、省エネルギー化、小型化、低騒音化および高効率化が要求され、これに伴って潤滑油は低粘度化の傾向にある。このようなことから、圧縮機においては摺動部の信頼性確保が要求されている。   On the other hand, lubricating oil is used in a refrigerant compressor and plays a role of lubrication, sealing, cooling, insulation, etc. of the sliding part. In recent years, compressors are required to save energy, reduce size, reduce noise, and increase efficiency, and accordingly, lubricating oil tends to have a low viscosity. For this reason, the compressor is required to ensure the reliability of the sliding portion.

往復(レシプロ)圧縮機のピストンとコンロッドのボールジョイント構造としては、特許文献1に開示されているように、鉄系焼結金属のピストンに水蒸気処理を施し空孔および表面に黒色の四三酸化鉄(Fe)を形成する構造が知られている。 As disclosed in Patent Document 1, the ball joint structure of the reciprocating compressor piston and connecting rod is subjected to steam treatment on the iron-based sintered metal piston, and black tetroxide is formed on the holes and on the surface. Structures that form iron (Fe 3 O 4 ) are known.

さらに、圧縮機のピストンとコンロッドのボールジョイント構造としては、特許文献2に開示されているように、窒化処理および燐酸マンガン処理を球面受け穴(ボール受け穴)やボール部の両方または一方に施し、ボール部に高炭素クロム鋼材を使用した構造が知られている。   Further, as disclosed in Patent Document 2, as a ball joint structure of a piston and a connecting rod of a compressor, nitriding treatment and manganese phosphate treatment are applied to a spherical receiving hole (ball receiving hole) and / or a ball portion. A structure using a high carbon chromium steel material for the ball portion is known.

特開2005−113842号JP-A-2005-113842 特開2003−214343号JP 2003-214343 A

上記特許文献1は、ボールジョイント方式によってピストンとコンロッドを連結する構造を採用している。往復式圧縮機のピストンロッドと連結するピストンとして、球面受けに酸化膜を形成する前に、切削などの機械加工により、不必用な部分を除去しておき、その後で水蒸気処理をおこなう。その後は、必用に応じて仕上げの機械加工を施すようにする。これにより、加工に伴う局面の粗を抑えることができるようになり、ピストンロッドの動きを滑らかにできるので圧縮機の圧縮効率を向上させることができるとしている。   Patent Document 1 employs a structure in which a piston and a connecting rod are connected by a ball joint method. As a piston connected to the piston rod of the reciprocating compressor, an unnecessary portion is removed by machining such as cutting before forming an oxide film on the spherical surface, and then steam treatment is performed. After that, finish machining is performed as necessary. Thereby, it becomes possible to suppress the roughness of the situation accompanying processing, and the movement of the piston rod can be made smooth, so that the compression efficiency of the compressor can be improved.

しかしながら、焼結金属に酸化皮膜を有するピストンと相手材ピストンロッドとの摺動部については、今後採用が拡大される傾向にある低粘度油に対して信頼性は考慮されていない。すなわち、低粘度油を潤滑剤として用いたときには、油膜が形成されにくくなるため、焼結金属に形成される酸化皮膜と相手材との摩擦・摩耗特性が悪くなることが予想される。   However, the reliability of the sliding portion between the piston having the oxide film on the sintered metal and the counterpart material piston rod is not considered for the low-viscosity oil whose use tends to be expanded in the future. That is, when a low-viscosity oil is used as a lubricant, it is difficult to form an oil film, so it is expected that the friction / wear characteristics between the oxide film formed on the sintered metal and the counterpart material will deteriorate.

また、上記特許文献2も、ボールジョイント方式によってピストンとコンロッドを連結する構造を採用しており、ピストンに設けられる球座を塑性加工により成型している。この上記特許文献2においては、ピストンとコンロッドの間の摺動に問題が生じ得る構造であった。すなわち、連結状態を確保するため、球座部分を閉じる方向に加工されているため、連結部に供給される潤滑油の通路が狭くなってしまい、潤滑油が十分に供給されない場合がある。それゆえ、連結部分への潤滑油の供給を十分におこなうことができず、球面軸受部の温度上昇および損傷を招く可能性があった。   Also, Patent Document 2 adopts a structure in which a piston and a connecting rod are connected by a ball joint method, and a ball seat provided on the piston is molded by plastic working. In this Patent Document 2, there is a structure that may cause a problem in sliding between the piston and the connecting rod. That is, in order to ensure a connection state, since it processes in the direction which closes a ball seat part, the channel | path of the lubricating oil supplied to a connection part becomes narrow, and lubricating oil may not fully be supplied. Therefore, the lubricating oil cannot be sufficiently supplied to the connecting portion, which may cause a temperature rise and damage to the spherical bearing portion.

したがって、自然系冷媒であるイソブタンおよび低粘度油を潤滑剤として用いた往復圧縮機において、低粘度油を使用したときに一時的に油膜が薄い境界潤滑および混合潤滑状態が生じうるために、圧縮機の軸受部における摩耗や焼付きを防止し、高い耐摩耗性と耐焼付き性を有する軸受材を用いて高信頼性かつ長寿命な冷媒圧縮機を提供するためには、従来の冷媒圧縮機と比較して、摺動部の耐摩耗性を向上させた信頼性の高い密閉形冷媒圧縮機が望まれている。   Therefore, in a reciprocating compressor using isobutane, which is a natural refrigerant, and low-viscosity oil as a lubricant, boundary lubrication and mixed lubrication may occur temporarily when the low-viscosity oil is used. In order to provide a highly reliable and long-life refrigerant compressor using a bearing material having high wear resistance and seizure resistance, which prevents wear and seizure in the bearing portion of the machine, a conventional refrigerant compressor Compared to the above, a highly reliable hermetic refrigerant compressor with improved wear resistance of the sliding portion is desired.

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、その目的は、低粘度油を潤滑剤として用いた往復圧縮機において、一時的に油膜が薄い境界潤滑および混合潤滑状態にある圧縮機のピストン/ロッド部における摩耗や焼付きを防止し、高い耐摩耗性と耐焼付き性を有するピストン/ロッドを用いた高信頼性かつ長寿命な往復圧縮機を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to perform compression in a boundary lubrication and mixed lubrication state where the oil film is temporarily thin in a reciprocating compressor using low-viscosity oil as a lubricant. An object of the present invention is to provide a highly reliable and long-life reciprocating compressor using a piston / rod having high wear resistance and seizure resistance that prevents wear and seizure in the piston / rod portion of the machine.

本発明の往復圧縮機は、以下のような構成にした。
(1)電動機の回転をクランク機構によって、シリンダ内のピストンの往復動に変換する往復圧縮機において、前記クランク機構は、クランクシャフトと、クランクシャフトの回転を偏心運動に変えるクランクピンと、前記クランクピンに一端が挿入され、他方の一端が前記ピストンに連結されるコンロッドとを有し、前記コンロッドに設けたボールと前記ピストンに設けたボール受け穴とが摺動自在にボールジョイントされた摺動部を形成し、前記ボールジョイントされた摺動部に低粘度の潤滑油の供給がおこなわれ、前記ピストンおよび前記コンロッドが、鉄を主成分とする鉄系焼結材であり、前記ピストンおよび前記コンロッドのそれぞれにスチーム処理が施され、前記ピストン表面は、切削によりスチーム層を除去し、前記コンロッドは、スチーム処理後に窒化処理を施した構成とする。
The reciprocating compressor of the present invention is configured as follows.
(1) In a reciprocating compressor that converts rotation of an electric motor into reciprocating motion of a piston in a cylinder by a crank mechanism, the crank mechanism includes a crankshaft, a crankpin that changes the rotation of the crankshaft to eccentric motion, and the crankpin A sliding portion in which one end is inserted into the connecting rod and the other end is connected to the piston, and a ball provided in the connecting rod and a ball receiving hole provided in the piston are slidably ball-jointed. And a low-viscosity lubricating oil is supplied to the ball-joined sliding portion, and the piston and the connecting rod are iron-based sintered materials mainly containing iron, and the piston and the connecting rod Each of the pistons is subjected to steam treatment, and the piston surface is cut to remove the steam layer and Has a structure subjected to nitriding treatment after steaming.

これにより、同種材の摺動形態を避けることができるとともに、摺動部において硬度差を付与することができ、摩擦・摩耗特性が向上する。
(2)また、前記ピストンの鉄系焼結材は、密度が6〜7.5g/cmであるようにすることにより、焼結材の強度を確保することができる。
(3)また、前記ピストンの鉄系焼結材は、切削によりスチーム層を除去した後の空孔部に残存するスチーム皮膜が基材に占める割合が、10〜30%であるようにすることによって、ピストンが硬さの軟い基材部と硬い酸化皮膜の複合組織となり、摺動部において硬度差を付与することができて、摩擦・摩耗特性が向上する。
(4)また、前記ピストンの鉄系焼結材は、切削後の表面粗さがRa1.0μm以下であるようにすることによって、安定した摩擦・摩耗特性が得られる。
(5)また、冷媒を圧縮する往復圧縮機であって、前記冷媒として、R600a、前記潤滑油として、ポリオールエステル油を用いることによって、摺動部の摩擦・摩耗特性が向上する。
(6)また、前記潤滑油の粘度が、40℃の動粘度で3〜10mm/Sであることによって、摺動部の摩擦・摩耗特性が安定する。
Thereby, while being able to avoid the sliding form of the same kind material, a hardness difference can be provided in a sliding part and a friction and wear characteristic improves.
(2) Moreover, the iron-based sintered material of the piston can ensure the strength of the sintered material by setting the density to 6 to 7.5 g / cm 3 .
(3) Further, in the iron-based sintered material of the piston, the ratio of the steam film remaining in the pores after removing the steam layer by cutting to the base material is 10 to 30%. As a result, the piston becomes a composite structure of a hard base material portion and a hard oxide film, and a hardness difference can be imparted at the sliding portion, thereby improving the friction and wear characteristics.
(4) In addition, the iron-based sintered material of the piston can have stable friction / wear characteristics when the surface roughness after cutting is Ra 1.0 μm or less.
(5) Moreover, it is a reciprocating compressor which compresses a refrigerant | coolant, Comprising: By using R600a as said refrigerant | coolant and polyol ester oil as said lubricating oil, the friction and wear characteristic of a sliding part improves.
(6) Moreover, when the viscosity of the lubricating oil is 3 to 10 mm 2 / S at a kinematic viscosity at 40 ° C., the friction and wear characteristics of the sliding portion are stabilized.

さらに、冷凍装置の構成としては、少なくとも、圧縮機、凝縮器、膨張機構および蒸発器とこれらを接続する冷媒配管により構成された冷凍サイクルによって冷凍する冷凍装置において、上記の構成の往復圧縮機を搭載する。   Furthermore, as a configuration of the refrigeration apparatus, at least the reciprocating compressor having the above-described configuration is used in a refrigeration apparatus that performs refrigeration by a refrigeration cycle including a compressor, a condenser, an expansion mechanism, an evaporator, and a refrigerant pipe that connects these. Mount.

上記のように、本発明によれば、ピストンやロッドといった摺動部材が油膜が薄い境界潤滑および混合潤滑状態でも、摩擦係数が安定した摺動特性が得られ、摩耗を低減することができる。なお、上記ではピストンのスチーム層を切削し、コンロッドの窒化処理をおこなう例について説明したが、ピストンに窒化処理をおこない、コンロッドの切削処理をおこなった場合であっても同様の効果が得られる。   As described above, according to the present invention, even when the sliding member such as the piston or the rod is in the boundary lubrication or mixed lubrication state in which the oil film is thin, a sliding characteristic with a stable friction coefficient can be obtained and wear can be reduced. In addition, although the example which cuts the steam layer of a piston and performs the nitriding process of a connecting rod was demonstrated above, the same effect is acquired even when the nitriding process is performed to a piston and the cutting process of a connecting rod is performed.

本発明によれば、低粘度油を潤滑剤として用いた往復圧縮機において、一時的に油膜が薄い境界潤滑および混合潤滑状態にある圧縮機のピストン/ロッド部における摩耗や焼付きを防止し、高い耐摩耗性と耐焼付き性を有するピストン/ロッドを用いた高信頼性かつ長寿命な往復圧縮機を提供することができる。   According to the present invention, in a reciprocating compressor using low-viscosity oil as a lubricant, wear and seizure in a piston / rod portion of a compressor that is temporarily in a boundary lubrication and mixed lubrication state where an oil film is thin, A highly reliable and long-life reciprocating compressor using a piston / rod having high wear resistance and seizure resistance can be provided.

本発明の一実施形態に係る密閉形冷媒圧縮機の断面図である。It is sectional drawing of the hermetic refrigerant compressor concerning one embodiment of the present invention. ピストン4をロータシャフト7から見た内部側を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an inner side of a piston 4 as viewed from a rotor shaft 7. 図2のA-A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 図2のB-B断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 2. コンロッド2の斜視図である。2 is a perspective view of a connecting rod 2. FIG. 回り止めを示す斜視図である。It is a perspective view which shows a rotation stopper. ボールジョイント構造の斜視図である。It is a perspective view of a ball joint structure. ピストン4が往復動をするときの様子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a mode when piston 4 reciprocates. ピストンの焼結材の焼成のままの写真である。It is a photograph of the sintered material of the piston as it is fired. ピストンの焼結材のスチーム処理のままの写真である。It is the photograph with the steam processing of the sintered material of a piston. ピストンの焼結材のスチーム処理後のラップ後の写真である。It is the photograph after the lapping after the steam processing of the sintered material of the piston. ピストンの焼結材のスチーム処理後の断面写真である。It is a cross-sectional photograph after the steam processing of the sintered material of the piston. ピストンの焼結材のスチーム処理後の断面の模式図である。It is a schematic diagram of the cross section after the steam process of the sintered material of a piston. ピストンの焼結材のスチーム処理後に、切削した切削面の写真である。It is the photograph of the cut surface cut after the steam processing of the sintered material of the piston. ピストンの焼結材のスチーム処理後に、切削した切削面の模式図である。It is the schematic diagram of the cut surface cut after the steam process of the sintered material of a piston. 冷凍装置の冷凍サイクル構成図である。It is a refrigerating cycle block diagram of a freezing apparatus. 比較例1の摩耗試験における試験時間と摩擦係数の関係を示すグラフである。6 is a graph showing a relationship between a test time and a friction coefficient in a wear test of Comparative Example 1. 比較例2の摩耗試験における試験時間と摩擦係数の関係を示すグラフである。6 is a graph showing a relationship between a test time and a friction coefficient in a wear test of Comparative Example 2. 比較例3の摩耗試験における試験時間と摩擦係数の関係を示すグラフである。6 is a graph showing a relationship between a test time and a friction coefficient in a wear test of Comparative Example 3.

以下、本発明に係る実施形態を、図1ないし図19を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to FIGS.

先ず、図1を用いて本発明の一実施形態に係る密閉形冷媒圧縮機の全体構造について説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る密閉形冷媒圧縮機の断面図である。
First, the overall structure of a hermetic refrigerant compressor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a hermetic refrigerant compressor according to an embodiment of the present invention.

この冷媒圧縮機は、油溜めを兼ねた密閉ケース内に設けられた軸受け部1aおよびフレーム1bと一体に成形されたシリンダ1内をピストン4が往復動して圧縮機能を実現する往復(レシプロ型)圧縮機である。   This refrigerant compressor is a reciprocating type (reciprocating type) in which a piston 4 reciprocates in a cylinder 1 integrally formed with a bearing 1a and a frame 1b provided in a sealed case that also serves as an oil sump to realize a compression function. ) Compressor.

フレーム1bの下部には、電動要素として電動機を構成するステータ5およびロータ6が備えられており、クランクシャフト7の回転中心から偏心した位置に、クランクピン7aが設けられている。   At the lower part of the frame 1b, a stator 5 and a rotor 6 constituting an electric motor are provided as electric elements, and a crankpin 7a is provided at a position eccentric from the rotation center of the crankshaft 7.

クランクシャフト7は、フレームの軸受部1aに貫通してフレーム1bの下部から上部へ延伸しており、クランクピン7aがフレーム1bの上方側に位置するように設けられている。クランクシャフト7の下部は、ロータ6と直結しており、電動機の動力によってクランクシャフト7は、回転する。クランクピン7aとピストン4との間は、コンロッド2で連結されており、クランクシャフトの回転が、クランクピン7aの偏心運動に変えられ、クランクピン7aおよびコンロッド2を介してピストン4が往復動する構成となっている。   The crankshaft 7 extends through the bearing portion 1a of the frame and extends from the lower portion to the upper portion of the frame 1b, and the crankpin 7a is provided so as to be positioned above the frame 1b. The lower portion of the crankshaft 7 is directly connected to the rotor 6, and the crankshaft 7 is rotated by the power of the electric motor. The crankpin 7a and the piston 4 are connected by a connecting rod 2, and the rotation of the crankshaft is changed to an eccentric motion of the crankpin 7a, and the piston 4 reciprocates via the crankpin 7a and the connecting rod 2. It has a configuration.

このように、本実施形態の密閉型冷媒圧縮機は、密閉容器内にシリンダ1、ピストン4等の圧縮要素と、電動機等の要素が収納されており、クランクシャフト7によって、電動要素からの回転力を伝える構成を前提としている。   As described above, the hermetic refrigerant compressor according to the present embodiment stores the compression elements such as the cylinder 1 and the piston 4 and the elements such as the electric motor in the hermetic container, and the crankshaft 7 rotates the electric elements from the electric element. It presupposes a structure that conveys power.

次に、図2ないし図8を用いて本発明の一実施形態に係る密閉形冷媒圧縮機の各部の構造の詳細について説明する。
図2は、ピストン4をロータシャフト7から見た内部側を示す図である。
図3は、図2のA-A断面図である。
図4は、図2のB-B断面図である。
図5は、コンロッド2の斜視図である。
図6は、回り止めを示す斜視図である。
図7は、ボールジョイント構造の斜視図である。
図8は、ピストン4が往復動をするときの様子を示す斜視図である。
Next, details of the structure of each part of the hermetic refrigerant compressor according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a view showing the internal side of the piston 4 as viewed from the rotor shaft 7.
3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
4 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
FIG. 5 is a perspective view of the connecting rod 2.
FIG. 6 is a perspective view showing a detent.
FIG. 7 is a perspective view of the ball joint structure.
FIG. 8 is a perspective view showing a state when the piston 4 reciprocates.

図2に示されるように、ピストン4は、ボール受け部(内球面)4aを有している。このピストン4のボール受け部(内球面)4aは、図3に示されるA−A断面では、コンロッド2のボール(外球面)2aの先端から180度以上の角度で包む形状であり、図3に示されるB−B断面では、コンロッド2のボール(外球面)2aの先端から180度以上の角度でのみボール(外球面)2aを包む形状である。したがって、A−A断面よりも摺動面積が少ないボールジョイント構造となり、潤滑油の通る経路が短いため、潤滑油が流れやすく、十分に潤滑油が供給できる構造になる。   As shown in FIG. 2, the piston 4 has a ball receiving portion (inner spherical surface) 4a. The ball receiving portion (inner spherical surface) 4a of the piston 4 is shaped to wrap at an angle of 180 degrees or more from the tip of the ball (outer spherical surface) 2a of the connecting rod 2 in the AA cross section shown in FIG. The cross section taken along the line B-B shown in FIG. 2 wraps the ball (outer spherical surface) 2a only at an angle of 180 degrees or more from the tip of the ball (outer spherical surface) 2a of the connecting rod 2. Accordingly, the ball joint structure has a sliding area smaller than that of the AA cross section, and the path through which the lubricating oil passes is short, so that the lubricating oil can easily flow and the lubricating oil can be sufficiently supplied.

コンロッド2は、図5や図8に示されるように、ピストン4のボール受け部(内球面)4aの挿入されるボール(外球面)2aとクランクピン7aが挿入されるクランク軸受部2bと、ボール(外球面)2aとクランク軸受部2bを繋ぐロッド部2cから構成されている。給油孔2dは、ボール(外球面)2aおよびロッド部2cの内部を貫通するように設けられる。潤滑油は、この給油孔2dを流れてクランク軸受部2bからボール(外球面)2aの摺動部に供給される。また、ボール(外球面)2aはピストン4のボール受け部(内球面)4aと同様に球面の一部を切り欠いた構造となっており、切り欠き部2fを有する。したがって、この切り欠き部2fの分だけ、潤滑油の通る経路が短く、潤滑油が流れやすく十分に潤滑油が供給できる構造になる。   As shown in FIG. 5 and FIG. 8, the connecting rod 2 includes a ball (outer spherical surface) 2a into which a ball receiving portion (inner spherical surface) 4a of the piston 4 is inserted, and a crank bearing portion 2b into which a crank pin 7a is inserted, It is comprised from the rod part 2c which connects the ball | bowl (outer spherical surface) 2a and the crank bearing part 2b. The oil supply hole 2d is provided so as to penetrate the inside of the ball (outer spherical surface) 2a and the rod portion 2c. Lubricating oil flows through the oil supply hole 2d and is supplied from the crank bearing portion 2b to the sliding portion of the ball (outer spherical surface) 2a. The ball (outer spherical surface) 2a has a structure in which a part of the spherical surface is cut out similarly to the ball receiving portion (inner spherical surface) 4a of the piston 4, and has a cutout portion 2f. Therefore, the route through which the lubricating oil passes is short by the amount of the notch 2f, and the lubricating oil can easily flow and the lubricating oil can be supplied sufficiently.

コンロッド2は、図6に示される回り止め10によりボールジョイントされたボール(外球面)2aがボール受け穴(内球面)4aから脱落しないように、ボール(外球面)2aの回り止めをおこなう。図7には、回り止め10によるボールジョンイト構造が示される。   The connecting rod 2 prevents the ball (outer spherical surface) 2a from rotating off so that the ball (outer spherical surface) 2a ball-joined by the detent 10 shown in FIG. 6 does not fall out of the ball receiving hole (inner spherical surface) 4a. FIG. 7 shows a ball joint structure with a detent 10.

ボール受け穴(内球面)4aに対するボール(外球面)2aの回動は、コンロッド2のロッド部2cが首を振るような揺動の回動運動になる。   The rotation of the ball (outer spherical surface) 2a with respect to the ball receiving hole (inner spherical surface) 4a is a swinging rotational motion in which the rod portion 2c of the connecting rod 2 swings the neck.

次に、図9ないし図15を用いてピストン4およびコンロッド2の組成と、製造方法について説明する。
図9は、ピストンの焼結材の焼成のままの写真である。
図10は、ピストンの焼結材のスチーム処理のままの写真である。
図11は、ピストンの焼結材のスチーム処理後のラップ後の写真である。
図12は、ピストンの焼結材のスチーム処理後の断面写真である。
図13は、ピストンの焼結材のスチーム処理後の断面の模式図である。
図14は、ピストンの焼結材のスチーム処理後に、切削した切削面の写真である。
図15は、ピストンの焼結材のスチーム処理後に、切削した切削面の模式図である。
Next, the composition of the piston 4 and the connecting rod 2 and the manufacturing method will be described with reference to FIGS.
FIG. 9 is a photograph of the sintered material of the piston as it is fired.
FIG. 10 is a photograph of the piston sintered material as it is with the steam treatment.
FIG. 11 is a photograph after the lapping after the steam treatment of the sintered material of the piston.
FIG. 12 is a cross-sectional photograph of the piston sintered material after the steam treatment.
FIG. 13 is a schematic view of a cross section after the steam treatment of the sintered material of the piston.
FIG. 14 is a photograph of the cut surface cut after the steam treatment of the sintered material of the piston.
FIG. 15 is a schematic view of a cut surface cut after the steam treatment of the piston sintered material.

ピストン4およびコンロッド2は、鉄系焼結材を採用している。焼結材は、粉末を成形加圧し焼成したものであり、空孔が多数存在する多孔質体である。   The piston 4 and the connecting rod 2 employ an iron-based sintered material. The sintered material is a porous body in which a powder is molded and pressed and fired, and has a large number of pores.

図9に示された写真では、ピストン4のボール受け穴4aの焼結のままの組織が示されており、基材9の中に、大小さまざまな黒く見える空孔10が混在している。このような多孔質体は、空孔内に潤滑油が吸収されてしまい摺動部において油膜の形成が不十分になる。   The photograph shown in FIG. 9 shows the as-sintered structure of the ball receiving hole 4 a of the piston 4, and the base material 9 is mixed with holes 10 that appear black and large in various sizes. In such a porous body, the lubricating oil is absorbed in the pores, and the oil film is not sufficiently formed in the sliding portion.

ここで、ピストン4のボール受け穴4aの焼結後に表面のスチーム処理を施すと、図10に示されるようになる。このようにスチーム処理により形成された酸化皮膜により空孔が封孔されるため、ピストン4とロッド2の摺動部には油膜が形成され易くなる。   Here, when the surface steam treatment is performed after the ball receiving hole 4a of the piston 4 is sintered, the result is shown in FIG. Since the pores are sealed by the oxide film formed by the steam treatment in this way, an oil film is easily formed on the sliding portion between the piston 4 and the rod 2.

次に、スチーム処理を施した後に、スチーム層8をラッピング仕上げをすると、表面は、図11に示されるようになる。ラッピング仕上げをされたボール受け穴4aの表面は、スチーム処理により形成されたスチーム層が残存し油膜が形成され易くなる。   Next, when the steam layer 8 is lapped after the steam treatment, the surface is as shown in FIG. On the surface of the ball receiving hole 4a that has been lapped, the steam layer formed by the steam treatment remains and an oil film is easily formed.

本実施形態のピストン4の製作工程は、スチーム処理後のボール受け穴4aの表面に形成されるスチーム層8を切削するものである。本実施形態におけるスチーム層8の切削は、ピストン4のボール受け穴4aに切削を施すことにより摺動部の摩擦・耐摩耗性を向上させ、摺動部の摩耗損傷を低減することができる。   The manufacturing process of the piston 4 of the present embodiment is to cut the steam layer 8 formed on the surface of the ball receiving hole 4a after the steam treatment. The cutting of the steam layer 8 in the present embodiment can improve the friction and wear resistance of the sliding portion by cutting the ball receiving hole 4a of the piston 4 and reduce the wear damage of the sliding portion.

ピストン4のボール受け穴4aのスチーム処理後の断面を示すと、図12に示されるようになる。基材9の中に大小多数の空孔に形成された酸化皮膜や表面部に数μmのスチーム層が存在する。この図12の写真を、模式的に、ピストン4のボール受け穴4aのスチーム処理後の断面として示すと、図13に示されるようになる。   FIG. 12 shows a cross section of the ball receiving hole 4a of the piston 4 after the steam process. An oxide film formed in a large and small number of pores in the substrate 9 and a steam layer of several μm exist on the surface portion. When the photograph of FIG. 12 is schematically shown as a cross-section after the steam treatment of the ball receiving hole 4a of the piston 4, it is as shown in FIG.

ピストン4のボール受け穴4aの切削した後の摺動面の組織を示すと、図14に示されるようになる。また、この図14の写真を、模式的に、ピストン4のボール受け穴4aの切削した後の摺動面の組織として示すと、図15に示されるようになる。   FIG. 14 shows the structure of the sliding surface after the ball receiving hole 4a of the piston 4 is cut. 14 is schematically shown as a structure of the sliding surface after the ball receiving hole 4a of the piston 4 is cut, as shown in FIG.

焼結材にスチーム処理をおこない表面のスチーム層を切削すると、焼結材表面は、基材9、空孔10および酸化皮膜8aから構成される。基材8は、鉄系で軟らかく、酸化皮膜8aは四三酸化鉄(Fe)で硬く、このような複合組織とすることにより、低粘度油においても摩擦・摩耗特性が発揮される。すなわち、摩擦係数が小さくなり、油膜のできにくい低粘度油においても、ピストン4のボール受け穴4aと、ボール(外球面)2aの摺動が滑らかなものになる。 When the steam treatment is performed on the sintered material and the surface steam layer is cut, the surface of the sintered material is composed of the base material 9, the pores 10, and the oxide film 8a. The base material 8 is iron-based and soft, and the oxide film 8a is hard with triiron tetroxide (Fe 3 O 4 ). By making such a composite structure, friction and wear characteristics are exhibited even in a low-viscosity oil. . That is, the friction coefficient is reduced and the sliding of the ball receiving hole 4a of the piston 4 and the ball (outer spherical surface) 2a is smooth even in low viscosity oil that is difficult to form an oil film.

通常、摺動部は、同種材や同じ硬さのものの組合せは用いない。材料の組合せにおいて、硬度差をつけることにより、硬い方の材料の表面荒れを防止し、摩耗粉が軟らかい材料の表面を変形させながら転動あるいは潤滑油に押し流されて摩擦面外に排出することができる。さらに、摩耗粉の排出後には、硬い方の材料表面形状に軟らかいほうの材料がなじんで、摩耗粉形成・排出前の滑らかな形状に類似した表面に復旧することができる。すなわち、コンロッド2との摺動において硬いボール2aを軟らかい基材9が受け、空孔10に存在する硬い酸化皮膜が摩耗抵抗となり全体的にバランスがとれて摩擦・摩耗特性が向上する。ピストン4およびロッド2の鉄系焼結材の密度は、材料の強度を考慮し6g/cm以上とすることが望ましい。密度が6g/cm以下では焼成時に形成される空孔の数が多く、また、大きな空孔の形成も懸念され全体的に基材に占める空孔の割合が多くなり強度低下を招く。 Usually, the sliding part does not use a combination of the same kind of materials or the same hardness. In the combination of materials, by making a hardness difference, the surface of the harder material is prevented from being roughened, and wear powder is swept away by the rolling or lubricating oil while deforming the surface of the soft material and discharged out of the friction surface. Can do. Furthermore, after the wear powder is discharged, the softer material is familiar with the harder material surface shape, and the surface can be restored to a smooth shape before the formation and discharge of the wear powder. That is, the soft base material 9 receives the hard ball 2a in sliding with the connecting rod 2, and the hard oxide film present in the pores 10 becomes wear resistance, so that the overall balance is achieved and the friction / wear characteristics are improved. The density of the iron-based sintered material of the piston 4 and the rod 2 is preferably 6 g / cm 3 or more in consideration of the strength of the material. When the density is 6 g / cm 3 or less, the number of pores formed at the time of firing is large, and formation of large pores is also a concern, so that the overall proportion of the pores in the substrate increases, leading to a decrease in strength.

さらに、焼成時に形成される空孔の面積を考慮し、ピストン4およびロッド2の鉄系焼結材の密度は、7.5g/cm以下とするのが望ましい。 Further, in consideration of the area of the holes formed during firing, the density of the iron-based sintered material of the piston 4 and the rod 2 is desirably 7.5 g / cm 3 or less.

ピストン4のボール受け穴4aのスチーム層8を切削した後の基材9に占める酸化皮膜8aの割合は、10〜30%が望ましい。すなわち、その割合が10%以下では、摺動時に摩耗抵抗となる酸化皮膜8aが少なく摩擦・摩耗特性が低下する。一方、その割合が30%以上では、ピストン4そのものの密度が低く強度不足になり信頼性に欠けることになる。   As for the ratio of the oxide film 8a to the base material 9 after cutting the steam layer 8 of the ball receiving hole 4a of the piston 4, 10-30% is desirable. That is, when the ratio is 10% or less, the oxide film 8a that becomes wear resistance during sliding is small, and the friction / wear characteristics deteriorate. On the other hand, if the ratio is 30% or more, the density of the piston 4 itself is low, the strength is insufficient, and the reliability is lacking.

本実施形態に用いるピストン4の切削後の表面粗さは、相手材ボール2aとの摺動を考慮し、Ra(算術平均粗さ)1.0μm以下が望ましい。一方、ボール受け穴4aとボール2aとの摺動において、ボール受け穴4aの表面粗さがRa1.0μm以上では、油膜が切れ易く混合潤滑や境界潤滑になり摩耗が増大、かつかじりや焼付きが生じ好ましくない。また、この表面粗さは、ロッド2のボール2aにおいてもRa1.0μm以下が望ましい。   The surface roughness after cutting of the piston 4 used in the present embodiment is preferably Ra (arithmetic average roughness) of 1.0 μm or less in consideration of sliding with the counterpart ball 2a. On the other hand, when the surface of the ball receiving hole 4a slides between the ball receiving hole 4a and the ball 2a and the surface roughness of Ra is 1.0 μm or more, the oil film is easily cut off, resulting in mixed lubrication and boundary lubrication, increasing wear, and galling and seizing. Is not preferable. Further, this surface roughness is desirably Ra 1.0 μm or less even in the ball 2 a of the rod 2.

本実施形態の冷媒圧縮機に用いる冷媒は、R600a(イソブタン)であり、分子中に塩素を含んでいないことから、冷媒自身の潤滑性が期待できず、圧縮機の耐摩耗性を低下させる。ここで、ポリオールエステル油の潤滑油を用いることにより、冷媒/潤滑油混合液の潤滑性を確保できる。このポリオールエステル油としては、多価アルコールと1価の脂肪酸とから合成され、熱安定性に優れるヒンダードタイプが好ましい。潤滑油の粘度(JIS K2283で測定)に関しては、往復(レシプロ式)圧縮機の場合では、40℃における粘度が3〜10mm/sの範囲が好ましい。粘度3mm/s未満の場合は、冷媒が溶解した粘度が低くなってしまい、圧縮機内部での油膜が十分に保持されず潤滑性に乏しく常時混合潤滑や境界潤滑状態にさらされる。さらには、圧縮部のシール性も保てない。これに対して、粘度10mm/sを越えると粘性抵抗、摩擦抵抗等の機械損失が増大し、圧縮機効率を低下させることになる。 The refrigerant used in the refrigerant compressor of the present embodiment is R600a (isobutane) and does not contain chlorine in the molecule, so the lubricity of the refrigerant itself cannot be expected, and the wear resistance of the compressor is reduced. Here, the lubricity of the refrigerant / lubricating oil mixture can be ensured by using a polyol ester lubricating oil. As the polyol ester oil, a hindered type synthesized from a polyhydric alcohol and a monovalent fatty acid and excellent in thermal stability is preferable. Regarding the viscosity of the lubricating oil (measured in accordance with JIS K2283), in the case of a reciprocating compressor, the viscosity at 40 ° C. is preferably in the range of 3 to 10 mm 2 / s. When the viscosity is less than 3 mm 2 / s, the viscosity in which the refrigerant is dissolved becomes low, the oil film inside the compressor is not sufficiently maintained, and the lubricity is poor, and it is always exposed to a mixed lubrication or boundary lubrication state. Furthermore, the sealing performance of the compression part cannot be maintained. On the other hand, when the viscosity exceeds 10 mm 2 / s, mechanical losses such as viscous resistance and frictional resistance increase, and the compressor efficiency decreases.

このようにピストン4のボール受け穴4aは、スチーム処理後切削することで、鉄系焼結材にスチーム処理をし、さらに窒化処理をしたコンロッド2のボール2aとの摺動において硬度差が付与され、かじりや凝着が防止され摩擦・摩耗特性が向上する。   In this way, the ball receiving hole 4a of the piston 4 is cut after the steam treatment, so that a difference in hardness is imparted by sliding the iron-based sintered material with the ball 2a of the connecting rod 2 subjected to the steam treatment and further nitriding treatment. In addition, galling and adhesion are prevented, and friction and wear characteristics are improved.

次に、図16を用いて本実施形態の冷媒圧縮機が用いられる冷凍装置の冷凍サイクルについて簡単に説明する。
図16は、冷凍装置の冷凍サイクル構成図である。
Next, the refrigeration cycle of the refrigeration apparatus in which the refrigerant compressor of the present embodiment is used will be briefly described with reference to FIG.
FIG. 16 is a configuration diagram of the refrigeration cycle of the refrigeration apparatus.

冷媒圧縮機11、凝縮器12、減圧装置13、蒸発器14よりなる冷凍装置において、冷媒圧縮機11は、低温低圧の冷媒ガスを圧縮し、高温高圧の冷媒ガスを吐出し、凝縮器12に送る。凝縮器12に送られた冷媒ガスは、その熱を空気中に放出しながら高温高圧の冷媒液となり、減圧装置13に送られる。減圧装置13を通過する高温高圧の冷媒液は、絞り効果により低温低圧の湿り蒸気となり蒸発器14へ送られる。蒸発器14に入った冷媒は、周囲から熱を吸収して蒸発し、蒸発器14をでた低温低圧の冷媒ガスは圧縮機11に吸い込まれて、以下同じサイクルが繰り返される。   In the refrigeration apparatus including the refrigerant compressor 11, the condenser 12, the decompression device 13, and the evaporator 14, the refrigerant compressor 11 compresses the low-temperature and low-pressure refrigerant gas, discharges the high-temperature and high-pressure refrigerant gas, and supplies the condenser 12. send. The refrigerant gas sent to the condenser 12 becomes a high-temperature and high-pressure refrigerant liquid while releasing its heat into the air, and is sent to the decompression device 13. The high-temperature and high-pressure refrigerant liquid that passes through the decompression device 13 becomes low-temperature and low-pressure wet steam due to the throttling effect and is sent to the evaporator 14. The refrigerant that has entered the evaporator 14 absorbs heat from the surroundings and evaporates, and the low-temperature and low-pressure refrigerant gas that has left the evaporator 14 is sucked into the compressor 11, and the same cycle is repeated thereafter.

この冷凍サイクルにおいて、冷凍機等では低温度の蒸発器温度(−40℃以下)を必要としている。ここで冷媒との相溶性が悪い潤滑油を使用すると熱交換器や膨張機構で冷媒と分離した冷凍機油が蓄積し、圧縮機への油戻り性が落ちる恐れがある。   In this refrigeration cycle, a refrigerator or the like requires a low evaporator temperature (−40 ° C. or lower). Here, if lubricating oil having poor compatibility with the refrigerant is used, the refrigeration oil separated from the refrigerant by the heat exchanger or the expansion mechanism accumulates, and there is a possibility that the oil return property to the compressor may be lowered.

本実施形態のピストン4およびコンロッド2の組成と、製造方法によれば、摺動部材が低粘度油であっても、油膜が薄い混合潤滑および境界潤滑状態下でも高い摺動特性を発揮することができる。   According to the composition and manufacturing method of the piston 4 and the connecting rod 2 of the present embodiment, even if the sliding member is low viscosity oil, it exhibits high sliding characteristics even under mixed lubrication and boundary lubrication conditions where the oil film is thin. Can do.

以下では、図17および図18を用いて本実施形態の摩擦特性を他の製造方法の比較例と比較しながら説明する。   Hereinafter, the friction characteristics of the present embodiment will be described using FIGS. 17 and 18 in comparison with comparative examples of other manufacturing methods.

図17は、比較例1の摩耗試験における試験時間と摩擦係数の関係を示すグラフである。   FIG. 17 is a graph showing the relationship between the test time and the friction coefficient in the wear test of Comparative Example 1.

図18は、比較例2の摩耗試験における試験時間と摩擦係数の関係を示すグラフである。   FIG. 18 is a graph showing the relationship between the test time and the friction coefficient in the wear test of Comparative Example 2.

図19は、比較例3摩耗試験における試験時間と摩擦係数の関係を示すグラフである。   FIG. 19 is a graph showing the relationship between the test time and the friction coefficient in the comparative example 3 wear test.

表1は、摩耗試験のピストンとロッドの製造工程の組合せを一覧表として示したものである。   Table 1 shows a list of combinations of piston and rod manufacturing processes in the wear test.

比較例1は、ボール受け穴4aおよび球体部2aの双方のスチーム層を切削加工をした組合せである。比較例2は、ボール受け穴4aがスチーム処理のままと球体部2aがスチーム処理後にガス軟窒化処理をした組合せである。比較例3は、ボール受け4aがスチーム処理後切削加工と球体部2aがスチーム処理後ガス軟窒化処理をした組合せである。この比較例3が、本実施形態のピストンとロッドの製造方法を示した例である。   Comparative Example 1 is a combination in which the steam layers of both the ball receiving hole 4a and the spherical body portion 2a are cut. Comparative Example 2 is a combination in which the ball receiving hole 4a remains steam-treated and the sphere 2a is subjected to gas soft nitriding after the steam treatment. Comparative Example 3 is a combination in which the ball receiver 4a is subjected to the cutting process after the steam process and the spherical body part 2a is subjected to the gas soft nitriding process after the steam process. The comparative example 3 is an example showing a method for manufacturing the piston and the rod of the present embodiment.

Figure 2011021530
Figure 2011021530

摩耗試験は、ピストン4を可動片としコンロッド2を固定片とし、油中に浸漬しておこなった。潤滑油は、動粘度が8cm/sであるポリオールエステル油を用いた。 The wear test was performed by immersing the piston 4 in a movable piece and the connecting rod 2 in a fixed piece. As the lubricating oil, a polyol ester oil having a kinematic viscosity of 8 cm 2 / s was used.

荷重は、588N、速度は0.48m/sで目標試験時間を2時間とした。   The load was 588 N, the speed was 0.48 m / s, and the target test time was 2 hours.

比較例1における結果は、図17に示されるように、588Nの本荷重を負荷して、4分で摩擦係数が上がり、かつ、摺動部の温度が480℃まで上がり、目標の2時間の磨耗試験は不可能であった。試験後のピストン4およびロッド2の摺動部には、凝着が生じており摩擦・摩耗特性が不十分であることが分る。   As shown in FIG. 17, the result in Comparative Example 1 is that when a main load of 588 N is applied, the friction coefficient increases in 4 minutes, and the temperature of the sliding portion increases to 480 ° C. A wear test was not possible. It can be seen that adhesion occurs on the sliding portions of the piston 4 and the rod 2 after the test, and the friction and wear characteristics are insufficient.

比較例2でも、摩耗試験は、ピストン4を可動片としコンロッド2を固定片とし、油中に浸漬しておこなった。潤滑油は、動粘度が8cm/sであるポリオールエステル油を用いた。 Also in Comparative Example 2, the wear test was performed by immersing the oil in oil with the piston 4 as a movable piece and the connecting rod 2 as a fixed piece. As the lubricating oil, a polyol ester oil having a kinematic viscosity of 8 cm 2 / s was used.

荷重は、588N、速度は0.48m/sで目標試験時間を2時間とした。   The load was 588 N, the speed was 0.48 m / s, and the target test time was 2 hours.

比較例2における結果は、図18に示されるように、588Nの本荷重を負荷して、17分で摩擦係数が上がり、かつ、摺動部の温度が350℃まで上がり目標の2時間の摩耗試験は不可能であった。ピストン部の摩耗量は17分と短時間の測定であったにもかかわらず、1.5μm摩耗減肉した。   As shown in FIG. 18, the result in Comparative Example 2 is that a load of 588 N is applied, the friction coefficient increases in 17 minutes, the temperature of the sliding part increases to 350 ° C., and the target wear for 2 hours. The test was not possible. Although the wear amount of the piston portion was 17 minutes, the wear loss was reduced by 1.5 μm.

本実施形態の比較例3においても、ピストン4を可動片としコンロッド2を固定片とし、油中に浸漬しておこなった。潤滑油は、動粘度が8cm/sであるポリオールエステル油を用いた。荷重は、588N、速度は0.48m/sで目標試験時間を2時間とした。 In Comparative Example 3 of this embodiment, the piston 4 was a movable piece and the connecting rod 2 was a fixed piece, which was immersed in oil. As the lubricating oil, a polyol ester oil having a kinematic viscosity of 8 cm 2 / s was used. The load was 588 N, the speed was 0.48 m / s, and the target test time was 2 hours.

比較例3における結果は、図19に示されるように、588Nの本荷重を負荷してから安定した低摩擦、かつ、100℃以下の低い摺動温度で2時間の摩耗試験が可能であった。試験後のピストン4の摩耗量は、5μmであり、比較例2に比べ1/2であった。   As shown in FIG. 19, the result in Comparative Example 3 was that a stable low friction after applying a main load of 588 N and a wear test for 2 hours at a low sliding temperature of 100 ° C. or less were possible. . The abrasion amount of the piston 4 after the test was 5 μm, which was ½ that of Comparative Example 2.

以上を踏まえて、図16に示した構成のコンロッド2を搭載した密閉形冷媒圧縮機を用いての45日の実機評価試験をおこなった。冷媒としてR600a、冷凍機油として40℃における動粘度が8mm/sであるポリオールエステル油を用いた。この潤滑油には、酸化防止剤と酸捕捉剤が添加されている。試験後のボール受け穴(内球面)4a部およびロッド2のボール2aに異常摩耗が発生することはなく、潤滑油においても劣化は見られず、高信頼性を保った良好な特性が得られた。 Based on the above, a 45-day actual machine evaluation test was conducted using a hermetic refrigerant compressor equipped with the connecting rod 2 having the configuration shown in FIG. A polyol ester oil having a kinematic viscosity at 40 ° C. of 8 mm 2 / s was used as the refrigerant and R600a as the refrigerating machine oil. An antioxidant and an acid scavenger are added to this lubricating oil. Abnormal wear does not occur in the ball receiving hole (inner spherical surface) 4a portion after the test and the ball 2a of the rod 2, no deterioration is seen in the lubricating oil, and good characteristics with high reliability are obtained. It was.

以上、実施形態で説明してきたように、本発明によれば、一時的に油膜が薄い混合潤滑および境界潤滑状態でも、安定した摺動特性を示し摩耗量を低減することができ、潤滑油の劣化もない信頼性の高い冷媒圧縮機、および、これを使用した冷凍サイクルを提供することができる。   As described above, according to the present invention, according to the present invention, even in a mixed lubrication and boundary lubrication state where the oil film is temporarily thin, stable sliding characteristics can be exhibited and the wear amount can be reduced. A highly reliable refrigerant compressor without deterioration and a refrigeration cycle using the same can be provided.

1…シリンダ、2…コンロッド、2a…ボール、4…ピストン、4a…ボール受け穴、7…クランクシャフト、8…スチーム層、8a…酸化皮膜、9…基材、10…空孔、11…酸化皮膜、
11…冷媒圧縮機、12…凝縮器、13…減圧装置、14…蒸発器。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cylinder, 2 ... Connecting rod, 2a ... Ball, 4 ... Piston, 4a ... Ball receiving hole, 7 ... Crankshaft, 8 ... Steam layer, 8a ... Oxide film, 9 ... Base material, 10 ... Hole, 11 ... Oxidation Film,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Refrigerant compressor, 12 ... Condenser, 13 ... Decompression apparatus, 14 ... Evaporator.

Claims (7)

電動機の回転をクランク機構によって、シリンダ内のピストンの往復動に変換する往復圧縮機において、
前記クランク機構は、クランクシャフトと、クランクシャフトの回転を偏心運動に変えるクランクピンと、前記クランクピンに一端が挿入され、他方の一端が前記ピストンに連結されるコンロッドとを有し、
前記コンロッドに設けたボールと前記ピストンに設けたボール受け穴とが摺動自在にボールジョイントされた摺動部を形成し、前記ボールジョイントされた摺動部に潤滑油の供給がおこなわれ、
前記ピストンおよび前記コンロッドが、鉄を主成分とする鉄系焼結材であり、前記ピストンおよび前記コンロッドのそれぞれにスチーム処理が施され、前記ピストン表面は、切削によりスチーム層を除去されており、前記コンロッドは、スチーム処理後に窒化処理を施されていることを特徴とする往復圧縮機。
In a reciprocating compressor that converts rotation of an electric motor into reciprocating motion of a piston in a cylinder by a crank mechanism,
The crank mechanism has a crankshaft, a crankpin for changing the rotation of the crankshaft to an eccentric motion, and a connecting rod having one end inserted into the crankpin and the other end connected to the piston,
The ball provided on the connecting rod and the ball receiving hole provided on the piston form a sliding part that is slidably ball-joined, and lubricating oil is supplied to the sliding part that is ball-joined,
The piston and the connecting rod are iron-based sintered materials containing iron as a main component, each of the piston and the connecting rod is subjected to a steam treatment, and the surface of the piston has a steam layer removed by cutting, 2. The reciprocating compressor according to claim 1, wherein the connecting rod is subjected to nitriding after steaming.
前記ピストンの鉄系焼結材は、密度が6〜7.5g/cmであることを特徴とする請求項1記載の往復圧縮機。 The reciprocating compressor according to claim 1, wherein the iron-based sintered material of the piston has a density of 6 to 7.5 g / cm 3 . 前記ピストンの鉄系焼結材は、切削によりスチーム層を除去した後の空孔部に残存するスチーム皮膜が基材に占める割合が、10〜30%であることを特徴とする請求項1または請求項2記載の往復圧縮機。   The iron-based sintered material of the piston is characterized in that the ratio of the steam film remaining in the pores after removing the steam layer by cutting to the base material is 10 to 30%. The reciprocating compressor according to claim 2. 前記ピストンの鉄系焼結材は、切削後の表面粗さがRa1.0μm以下であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の往復圧縮機。   The reciprocating compressor according to any one of claims 1 to 3, wherein the iron-based sintered material of the piston has a surface roughness Ra of 1.0 µm or less after cutting. 冷媒を圧縮する往復圧縮機であって、前記冷媒として、R600a、前記潤滑油として、ポリオールエステル油を用いたことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の往復圧縮機。   The reciprocating compressor according to any one of claims 1 to 4, wherein the reciprocating compressor compresses a refrigerant, and R600a is used as the refrigerant, and polyol ester oil is used as the lubricating oil. 前記潤滑油の粘度が、40℃の動粘度で3〜10mm/Sであることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の往復圧縮機。 The reciprocating compressor according to claim 1, wherein the lubricating oil has a kinematic viscosity of 40 ° C. and 3 to 10 mm 2 / S. 少なくとも、圧縮機、凝縮器、膨張機構および蒸発器とこれらを接続する冷媒配管により構成された冷凍サイクルによって冷凍する冷凍装置において、請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の往復圧縮機を搭載した冷凍装置。   The reciprocating compressor according to any one of claims 1 to 6, wherein at least a compressor, a condenser, an expansion mechanism, an evaporator, and a refrigeration apparatus configured to be refrigerated by a refrigeration cycle configured by connecting refrigerant pipes. Onboard refrigeration equipment.
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