JP2851084B2 - 圧縮機 - Google Patents
圧縮機Info
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- JP2851084B2 JP2851084B2 JP1294963A JP29496389A JP2851084B2 JP 2851084 B2 JP2851084 B2 JP 2851084B2 JP 1294963 A JP1294963 A JP 1294963A JP 29496389 A JP29496389 A JP 29496389A JP 2851084 B2 JP2851084 B2 JP 2851084B2
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- sliding
- cast iron
- sliding member
- graphite
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/04—Heavy metals
- F05C2201/0433—Iron group; Ferrous alloys, e.g. steel
- F05C2201/0436—Iron
- F05C2201/0439—Cast iron
- F05C2201/0442—Spheroidal graphite cast iron, e.g. nodular iron, ductile iron
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
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- F05C2253/00—Other material characteristics; Treatment of material
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- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Compressor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、空気調和機等に用いられる圧縮機に係り、
特にその摺動部の耐摩耗性を改良した圧縮機に関するも
のである。
特にその摺動部の耐摩耗性を改良した圧縮機に関するも
のである。
（従来の技術） 従来、ロータリ圧縮機のクランク部、シャフトあるい
はベアリング等の摺動部材は、複雑な捩じりと曲げ応力
を受けるため、機械的な強度が要求されている。
はベアリング等の摺動部材は、複雑な捩じりと曲げ応力
を受けるため、機械的な強度が要求されている。
また、ロータリ圧縮機にあってはその構造上、往復式
より各摺動部が苛酷な条件で運転されているため、摩耗
等により、各部に隙間が生じる傾向がある。このように
摺動部に隙間が生じると圧縮ガスが低圧側にリークして
性能が充分発揮出来なくなる。
より各摺動部が苛酷な条件で運転されているため、摩耗
等により、各部に隙間が生じる傾向がある。このように
摺動部に隙間が生じると圧縮ガスが低圧側にリークして
性能が充分発揮出来なくなる。
また、加工精度や材質が悪くて摩耗した場合にも急激
な性能の低下を招くことになるので、加工性や強度と共
に、特に優れた耐摩耗性が要求される。
な性能の低下を招くことになるので、加工性や強度と共
に、特に優れた耐摩耗性が要求される。
一般に、上記の要求に合う材質としては滲炭肌焼鋼、
パーライト可鍛鋳鉄、ダグタイル鋳鉄（球状黒鉛鋳鉄）
などが採用されていることが知られている。
パーライト可鍛鋳鉄、ダグタイル鋳鉄（球状黒鉛鋳鉄）
などが採用されていることが知られている。
第４図は従来の球状黒鉛鋳鉄ａで形成された圧縮機の
摺動部材の表層部拡大断面図である。
摺動部材の表層部拡大断面図である。
この球状黒鉛鋳鉄ａは、電気炉で溶融された溶銑にマ
グネシウムを添加することにより、パーライトｂ内で周
囲をフェライトｃに囲まれるようにして片状黒鉛組織が
球状化する。
グネシウムを添加することにより、パーライトｂ内で周
囲をフェライトｃに囲まれるようにして片状黒鉛組織が
球状化する。
また、鋳放しで球状の黒鉛を析出するので、片状黒鉛
鋳鉄よりはるかに強く引張強さ50〜73kg/mm2、伸び率３
〜10％に達し、鋳鉄の特性の他に、特に鋼の特性である
優れた耐摩耗性を有しているため、多くの機械部品とし
て利用されている。
鋳鉄よりはるかに強く引張強さ50〜73kg/mm2、伸び率３
〜10％に達し、鋳鉄の特性の他に、特に鋼の特性である
優れた耐摩耗性を有しているため、多くの機械部品とし
て利用されている。
ところで、近年、ロータリ圧縮機は周波数可変方式に
より運転されたり、ヒートポンプ方式が多用されるに至
っている。
より運転されたり、ヒートポンプ方式が多用されるに至
っている。
これらの方式に採用された場合には圧縮機の摺動部は
従来以上に苛酷な条件で駆動されることになり、たとえ
球状黒鉛鋳鉄等で形成されたとしても充分な耐摩耗性を
発揮することができない問題があった。
従来以上に苛酷な条件で駆動されることになり、たとえ
球状黒鉛鋳鉄等で形成されたとしても充分な耐摩耗性を
発揮することができない問題があった。
そこで、これらの問題を解決するために、特開昭62−
93493号に新たな技法が提案されるに至っている。この
公報に開示された新たな技法は、摺動部材をフェライト
地微細黒鉛鋳鉄で成形し、その表面に４〜20μｍ程度の
浸硫窒化処理による化合物層を生成することにより、耐
摩耗性を高めている。
93493号に新たな技法が提案されるに至っている。この
公報に開示された新たな技法は、摺動部材をフェライト
地微細黒鉛鋳鉄で成形し、その表面に４〜20μｍ程度の
浸硫窒化処理による化合物層を生成することにより、耐
摩耗性を高めている。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記、特開昭62−93493号に示された
摺動部材は、第５図に示すように、球状黒鉛部ｅの強度
が運転時間と共に低下し、やがて球状黒鉛部ｅが窒化層
ｄと共に脱落して摺動部表面が、かじり現象を起こした
り、或いは黒鉛脱落部ｆが窒化されるとその先端が相手
材をアタックして摩耗を促進させる原因になっていた。
摺動部材は、第５図に示すように、球状黒鉛部ｅの強度
が運転時間と共に低下し、やがて球状黒鉛部ｅが窒化層
ｄと共に脱落して摺動部表面が、かじり現象を起こした
り、或いは黒鉛脱落部ｆが窒化されるとその先端が相手
材をアタックして摩耗を促進させる原因になっていた。
このような、各摺動部材が摩耗した状態にあっては圧
縮機自体の寿命が短縮し、さらにエネルギ効率が悪くな
り、消費電力の増加を招く原因ともなっていた。
縮機自体の寿命が短縮し、さらにエネルギ効率が悪くな
り、消費電力の増加を招く原因ともなっていた。
そこで、本発明はこれら従来問題を有効に解決すべく
創案されたものであり、球状黒鉛部が脱落したり、或い
は窒化された黒鉛脱落部の先端による相手材のアタック
による摩耗を防止して、耐久性に優れた新規な圧縮機を
提供するものである。
創案されたものであり、球状黒鉛部が脱落したり、或い
は窒化された黒鉛脱落部の先端による相手材のアタック
による摩耗を防止して、耐久性に優れた新規な圧縮機を
提供するものである。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記問題点を有効に解決するため本発明は、互いに摺
動し合う摺動部材の一方を球状黒鉛鋳鉄で形成すると共
にその表面付近の黒鉛をスパッタリングによって除去し
た後、その表面にイオン窒化処理を施して、表面に窒化
層を形成し、他方の摺動部材を鋳鉄で形成したものであ
る。
動し合う摺動部材の一方を球状黒鉛鋳鉄で形成すると共
にその表面付近の黒鉛をスパッタリングによって除去し
た後、その表面にイオン窒化処理を施して、表面に窒化
層を形成し、他方の摺動部材を鋳鉄で形成したものであ
る。
（作用） 以上の構成により、予め摺動部表面付近の球状黒鉛を
除去或いは減少した後に、イオン窒化処理を施し、化合
物層を形成しているため、窒化層と共に黒鉛が脱落して
摺動部表面がかじり現象を起こしたり、或いは黒鉛脱落
部が窒化されるとその先端が相手材をアタックして異常
摩耗させるのを未然に防止できる。また、このような処
理が施された一方の摺動部材と摺動し合う他方の摺動部
材を鋳鉄で形成することによりそれらの摺動面の初期馴
染みが良好となり、部品の耐久性が向上する。
除去或いは減少した後に、イオン窒化処理を施し、化合
物層を形成しているため、窒化層と共に黒鉛が脱落して
摺動部表面がかじり現象を起こしたり、或いは黒鉛脱落
部が窒化されるとその先端が相手材をアタックして異常
摩耗させるのを未然に防止できる。また、このような処
理が施された一方の摺動部材と摺動し合う他方の摺動部
材を鋳鉄で形成することによりそれらの摺動面の初期馴
染みが良好となり、部品の耐久性が向上する。
（実施例） 以下、本考案の一実施例を添付図面に従って詳述す
る。
る。
第２図は本発明に係る圧縮機１の一つであるロータリ
圧縮機を示すものである。
圧縮機を示すものである。
図示するように密閉ケーシング1a内にはその上方に電
動部２が収容されると共に、下方に圧縮部３が収容され
ている。
動部２が収容されると共に、下方に圧縮部３が収容され
ている。
電動部２はケーシング1aに固定されたステータ４と、
このステータ４で回転されるロータ５とからなる。
このステータ４で回転されるロータ５とからなる。
このロータ５の中心部には圧縮部３を駆動するシャフ
ト６が設けられる。
ト６が設けられる。
この圧縮部３は、上記シャフト６によって偏心回転駆
動されるローラ８と、このローラ８を囲んで形成される
シリンダ室12とから主に構成されている。
動されるローラ８と、このローラ８を囲んで形成される
シリンダ室12とから主に構成されている。
第３図に示すようにローラ８はシャフト６に形成され
たクランク７に嵌合されている。
たクランク７に嵌合されている。
シリンダ室はシリンダブロック11と、そのシリンダブ
ロック11の上下に設けられ、クランク部７の上下のシャ
フト６を支持する主軸受９、副軸受10によって形成され
る。
ロック11の上下に設けられ、クランク部７の上下のシャ
フト６を支持する主軸受９、副軸受10によって形成され
る。
また、クランク７及びローラ８を挾む主軸受９と副軸
受10との各摺動面9a、10aには円環状のリング溝13、14
が穿設されて形成されている。
受10との各摺動面9a、10aには円環状のリング溝13、14
が穿設されて形成されている。
次に、第１図は主軸受９と副軸受10とにそれぞれ摺動
するシャフト６、或いはクランク７を形成する摺動部材
20の拡大断面図である。
するシャフト６、或いはクランク７を形成する摺動部材
20の拡大断面図である。
球状黒鉛鋳鉄21で所望の形状に形成されたこれらシャ
フト６とクランク７等の摺動部材20は、例えば、先ず圧
力１〜10Torr程度の水素雰囲気中の直流プラズマ装置内
に数百ワット程度の電圧を加えることよって還元スパッ
タリング処理を施す。
フト６とクランク７等の摺動部材20は、例えば、先ず圧
力１〜10Torr程度の水素雰囲気中の直流プラズマ装置内
に数百ワット程度の電圧を加えることよって還元スパッ
タリング処理を施す。
さらに、この還元スパッタリング処理を１時間程度行
うことにより、球状黒鉛鋳鉄21の表層部の黒鉛25が除去
される。
うことにより、球状黒鉛鋳鉄21の表層部の黒鉛25が除去
される。
表層部の黒鉛25が除去された摺動部材20は、その後、
摺動面の耐摩耗性の向上のため、その摺動面を数Torr程
度の圧力のアンモニアガス雰囲気中で、500〜600℃程度
の温度に加熱され、ガス窒化、あるいは塩浴窒化処理を
施されることで窒化被膜を形成する。
摺動面の耐摩耗性の向上のため、その摺動面を数Torr程
度の圧力のアンモニアガス雰囲気中で、500〜600℃程度
の温度に加熱され、ガス窒化、あるいは塩浴窒化処理を
施されることで窒化被膜を形成する。
この窒化被膜は表層に窒化鉄層23を形成し、その下層
に窒素の拡散層22が形成されることになる。
に窒素の拡散層22が形成されることになる。
上記の処理を施された摺動部材20は第１図に示すよう
に、その表面から10〜50μｍの窒素の拡散層22は黒鉛が
除去あるいは減少され、その表面は窒化鉄層23によって
覆われている。
に、その表面から10〜50μｍの窒素の拡散層22は黒鉛が
除去あるいは減少され、その表面は窒化鉄層23によって
覆われている。
24はフェライト、25は黒鉛である。
なお、この窒化処理はアンモニアガスに限らず、窒素
ガス、水素ガスを等量、或いはそれ以上に混合したガス
を用いて、上記と同様な処理を行なえば窒化による化合
物層が非常に厚くなり、また、既に黒鉛25が除去されて
いるため窒素の拡散度合いも高くなるという効果も生ず
る。
ガス、水素ガスを等量、或いはそれ以上に混合したガス
を用いて、上記と同様な処理を行なえば窒化による化合
物層が非常に厚くなり、また、既に黒鉛25が除去されて
いるため窒素の拡散度合いも高くなるという効果も生ず
る。
また、直流プラズマ装置内で還元スパッタリング処理
が終了したならば、そのまま連続的に同装置内で、イオ
ン窒化処理を行うことも可能であるため、新たに直流プ
ラズマ装置から、表層部の黒鉛25を除去された摺動部材
20を取り出し、別の装置で塩浴窒化処理を施す手間が省
けることになる。
が終了したならば、そのまま連続的に同装置内で、イオ
ン窒化処理を行うことも可能であるため、新たに直流プ
ラズマ装置から、表層部の黒鉛25を除去された摺動部材
20を取り出し、別の装置で塩浴窒化処理を施す手間が省
けることになる。
一方、上記の処理を施されたシャフト７等の摺動部材
20と摺動面を形成する主軸受け９、副軸受10、シリンダ
ブロック11等の相手材は、摺動部材20との摺動面の初期
馴染みを良好にするため、鋳鉄で形成されている。
20と摺動面を形成する主軸受け９、副軸受10、シリンダ
ブロック11等の相手材は、摺動部材20との摺動面の初期
馴染みを良好にするため、鋳鉄で形成されている。
さらに、クランク７、ローラ８と主軸受９、副軸受10
との各摺動面9a、10aには主軸受９、副軸受10に円環状
のリング溝13、14が穿設されて設けられている。
との各摺動面9a、10aには主軸受９、副軸受10に円環状
のリング溝13、14が穿設されて設けられている。
このリング溝13、14はカジリの原因であった一時的な
局部面圧を低減する働きがあり、このリング溝13、14を
設けることによって、カジリが原因による摺動部の摩耗
を防止し、信頼性の高いロータリ圧縮機を提供すること
ができる。
局部面圧を低減する働きがあり、このリング溝13、14を
設けることによって、カジリが原因による摺動部の摩耗
を防止し、信頼性の高いロータリ圧縮機を提供すること
ができる。
［発明の効果］ 本発明によれば、予め、カジリの原因となる摺動部材
表層部の黒鉛を除去した後、窒化処理を施しているた
め、黒鉛脱落部の窒化層による相手摺動部材の異状摩耗
や相手材のアタックを予防していることで、摺動部材の
耐摩耗性が向上すると共に、初期なじみ性がよくなり、
部品の耐久性が増して信頼性の高い圧縮機を提供するこ
とができる。
表層部の黒鉛を除去した後、窒化処理を施しているた
め、黒鉛脱落部の窒化層による相手摺動部材の異状摩耗
や相手材のアタックを予防していることで、摺動部材の
耐摩耗性が向上すると共に、初期なじみ性がよくなり、
部品の耐久性が増して信頼性の高い圧縮機を提供するこ
とができる。
第１図は本発明の一実施例を示す摺動部材の表層部の拡
大断面図、第２図は本発明の一実施例を示す圧縮機の断
面図、第３図は第２図の圧縮機の摺動部を示す拡大断面
図、第４図及び第５図は従来の摺動部材の表層部の拡大
断面図である。 図中６はシャフト、７はクランク、９は主軸受、10は副
軸受、20は摺動部材、22は窒素の拡散層、23は窒化鉄
層、25は球状黒鉛鋳鉄である。
大断面図、第２図は本発明の一実施例を示す圧縮機の断
面図、第３図は第２図の圧縮機の摺動部を示す拡大断面
図、第４図及び第５図は従来の摺動部材の表層部の拡大
断面図である。 図中６はシャフト、７はクランク、９は主軸受、10は副
軸受、20は摺動部材、22は窒素の拡散層、23は窒化鉄
層、25は球状黒鉛鋳鉄である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F04C 29/00 F04B 39/00 F16C 33/12 C23C 8/38
Claims (3)
- 【請求項１】互いに摺動し合う摺動部材の一方を球状黒
鉛鋳鉄で形成すると共にその表面付近の黒鉛をスパッタ
リングによって除去した後、その表面にイオン窒化処理
を施して、表面に窒化層を形成し、他方の摺動部材を鋳
鉄で形成したことを特徴とする圧縮機。 - 【請求項２】互いに摺動し合う摺動部材の一方を球状黒
鉛鋳鉄で形成すると共に、この摺動部材を圧力１〜10To
rrの水素雰囲気中の直流プラズマ装置内で数百ワットの
電圧を加えることにより還元スパッタリング処理を施し
てその表面付近の黒鉛を除去した後、その表面にイオン
窒化処理を施して、表面に窒化層を形成し、他方の摺動
部材を鋳鉄で形成したことを特徴とする圧縮機。 - 【請求項３】互いに摺動し合う摺動部材の一方を球状黒
鉛鋳鉄で形成すると共に、この摺動部材を圧力１〜10To
rrの水素雰囲気中の直流プラズマ装置内で数百ワットの
電圧を加えることにより還元スパッタリング処理を施し
てその表面付近の黒鉛を除去した後、この直流プラズマ
装置内でその表面にイオン窒化処理を施して、表面に窒
化層を形成し、他方の摺動部材を鋳鉄で形成したことを
特徴とする圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1294963A JP2851084B2 (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | 圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1294963A JP2851084B2 (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | 圧縮機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03160187A JPH03160187A (ja) | 1991-07-10 |
| JP2851084B2 true JP2851084B2 (ja) | 1999-01-27 |
Family
ID=17814566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1294963A Expired - Fee Related JP2851084B2 (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | 圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2851084B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6602353B1 (en) | 1999-11-10 | 2003-08-05 | Cemm Co., Ltd. | Method for nitriding-processing iron group series alloy substrate |
| JP2013095966A (ja) * | 2011-11-01 | 2013-05-20 | Panasonic Corp | 摺動部材、及びその表面処理方法、並びにそれを用いた軸受装置、圧縮機 |
-
1989
- 1989-11-15 JP JP1294963A patent/JP2851084B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03160187A (ja) | 1991-07-10 |
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Legal Events
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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|
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