JP7064562B2 - Sealed refrigerant compressor and freezing / refrigerating equipment using it - Google Patents
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Description
本発明は、冷蔵庫、エアーコンディショナー等に使用される密閉型の冷媒圧縮機およびそれを用いた冷凍・冷蔵装置に関するものである。 The present invention relates to a closed-type refrigerant compressor used in a refrigerator, an air conditioner, etc., and a freezing / refrigerating apparatus using the same.
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密閉型冷媒圧縮機の開発が進められている。例えば、高効率化を図るために、密閉型冷媒圧縮機が備える摺動部材において、その摺動面に種々の被膜を形成するとともに、より低粘度の潤滑油を用いることが提案されている。 In recent years, from the viewpoint of protecting the global environment, the development of a highly efficient closed-type refrigerant compressor that reduces the use of fossil fuels has been promoted. For example, in order to improve efficiency, it has been proposed to form various coatings on the sliding surface of a sliding member included in a closed-type refrigerant compressor and to use a lubricating oil having a lower viscosity.
密閉型冷媒圧縮機は、密閉容器内に潤滑油が貯留されるとともに、電動要素および圧縮要素が収容されている。圧縮要素は、摺動部材として、例えば、クランクシャフト、ピストン、連結手段のコンロッド等を備えており、クランクシャフトの主軸および主軸受、ピストンおよびボアー、ピストンピンおよびコンロッド、クランクシャフトの偏心軸およびコンロッド等は、いずれも互いに摺動部を形成している。 In the closed type refrigerant compressor, the lubricating oil is stored in the closed container, and the electric element and the compression element are housed. The compression element includes, for example, a crankshaft, a piston, a connecting rod of a connecting means, and the like as a sliding member, and the main shaft and main bearing of the crankshaft, the piston and the bore, the piston pin and the connecting rod, and the eccentric shaft and the connecting rod of the crankshaft. Etc. all form sliding portions with each other.
例えば、特許文献1には、低粘度の潤滑油を用いた往復圧縮機(密閉型冷媒圧縮機)において、摺動部材のうちピストンおよびコンロッドを鉄系焼結材とした上で、これらにスチーム処理を施すとともに、ピストンの表面については切削によりスチーム層を除去し、コンロッドはスチーム処理後に窒化処理を施す構成が開示されている。この構成の往復圧縮機で用いられる潤滑油としては、その粘度が、40℃の動粘度で3mm2 /S~10mm2 /Sの範囲内のものが挙げられている。 For example, in Patent Document 1, in a reciprocating compressor (sealed refrigerant compressor) using a low-viscosity lubricating oil, the piston and connecting rod of the sliding members are made of an iron-based sintered material, and then steam is used. It is disclosed that the surface of the piston is treated and the steam layer is removed by cutting, and the connecting rod is subjected to the nitriding treatment after the steam treatment. Examples of the lubricating oil used in the reciprocating compressor having this configuration include those having a viscosity in the range of 3 mm 2 / S to 10 mm 2 / S at a kinematic viscosity of 40 ° C.
潤滑油が低粘度であると油膜が形成されにくくなるが、特許文献1に開示される密閉型冷媒圧縮機では、摺動部を構成する摺動部材の表面に対して特殊な処理を施している。これにより低粘度の潤滑油を用いても、ピストンおよびコンロッドにおける摩耗または焼付きの防止を図っている。 If the lubricating oil has a low viscosity, it becomes difficult to form an oil film, but in the closed-type refrigerant compressor disclosed in Patent Document 1, a special treatment is applied to the surface of the sliding member constituting the sliding portion. There is. This prevents wear or seizure on the piston and connecting rod even if a low-viscosity lubricating oil is used.
ところで、密閉型冷媒圧縮機が備えるクランクシャフトは、電動要素により駆動される圧縮要素の軸部を構成しており、この軸部は軸受部により回転可能に軸支されている。ここで、軸部および軸受部(軸支部位)の摺動面積を低下させることで、さらなる高効率化を図ることが可能であるものの、摺動面積の低下は、耐摩耗性を低下させる。 By the way, the crankshaft included in the closed-type refrigerant compressor constitutes a shaft portion of a compression element driven by an electric element, and this shaft portion is rotatably supported by a bearing portion. Here, although it is possible to further improve efficiency by reducing the sliding area of the shaft portion and the bearing portion (shaft support portion), the reduction of the sliding area lowers the wear resistance.
前述した特許文献1に開示される往復圧縮機(密閉型冷媒圧縮機)では、40℃の動粘度で3mm2 /S~10mm2 /Sの範囲内という低粘度の潤滑油を用いているが、耐摩耗性を向上させる対象は、ピストンおよびコンロッドであり、クランクシャフトのように軸受部による軸支がなされる構成でなく、クランクシャフトのように高効率化のために軸支部位の摺動面積を低下させるようなことはない。 The reciprocating compressor (sealed refrigerant compressor) disclosed in Patent Document 1 described above uses a low-viscosity lubricating oil in the range of 3 mm 2 / S to 10 mm 2 / S at a kinematic viscosity of 40 ° C. The targets for improving wear resistance are pistons and connecting rods, and the shaft support parts are slid to improve efficiency as in the case of crankshafts, instead of the structure in which bearings are used to support the shafts as in crankshafts. It does not reduce the area.
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであって、より粘度の低い潤滑油を用いても、軸受部により軸支される軸部の信頼性を良好なものとすることが可能な、密閉型冷媒圧縮機を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and it is possible to improve the reliability of the shaft portion pivotally supported by the bearing portion even if a lubricating oil having a lower viscosity is used. It is an object of the present invention to provide a possible closed type refrigerant compressor.
本発明に係る密閉型冷媒圧縮機は、前記の課題を解決するために、密閉容器内に、40℃での動粘度が1mm2 /S~9mm2 /Sの潤滑油を貯留するとともに、電動要素および当該電動要素により駆動され冷媒を圧縮する圧縮要素を収容し、前記圧縮要素は、軸部として、主軸および偏心軸を備えるクランクシャフトと、前記軸部を軸支する軸受部として、主軸を軸支する主軸受および前記偏心軸を軸支する偏心軸受と、を備え、前記主軸における前記主軸受との摺動面は、単一面であるか複数の面に分割されており、前記摺動面が単一面である場合には、当該摺動面の軸方向長さを単一摺動長さLとしたとき、または、前記摺動面が複数の面に分割されている場合には、軸方向長さが最少である摺動面の当該軸方向長さを単一摺動長さLとしたときに、当該単一摺動長さLと前記主軸の外径Dとの比率L/Dが0.51以下であり、さらに、前記潤滑油には、摺動性改質剤として、硫黄または硫黄を有する化合物を含有する構成である。 In order to solve the above-mentioned problems, the closed type refrigerant compressor according to the present invention stores lubricating oil having a kinematic viscosity at 40 ° C. of 1 mm 2 / S to 9 mm 2 / S in a closed container and is electrically operated. It houses an element and a compression element driven by the electric element to compress the refrigerant, and the compression element has a spindle as a shaft, a crank shaft having a spindle and an eccentric shaft, and a bearing that supports the shaft. A main bearing that supports the shaft and an eccentric bearing that supports the eccentric shaft are provided, and the sliding surface of the main shaft with the main bearing is divided into a single surface or a plurality of surfaces, and the sliding surface is described. When the surface is a single surface, when the axial length of the sliding surface is a single sliding length L, or when the sliding surface is divided into a plurality of surfaces, When the axial length of the sliding surface having the minimum axial length is a single sliding length L, the ratio L / of the single sliding length L to the outer diameter D of the main shaft. D is 0.51 or less, and the lubricating oil further contains sulfur or a compound having sulfur as a slidability modifier.
前記構成によれば、潤滑油が低粘度であるとともに、主軸の摺動面が単一面であっても複数面であっても、単一摺動長さLと外径Dとの比率L/Dが0.51以下であり、かつ、潤滑油に硫黄系の摺動性改質剤が含有されている。これにより、潤滑油を低粘度化するとともに、比率L/Dが0.51以下となるように摺動面積を低下させても、硫黄系の摺動性改質剤により摺動部において良好な耐摩耗性を実現することができる。その結果、より粘度の低い潤滑油を用いても、軸受部により軸支される軸部の信頼性を良好なものとすることが可能な、密閉型冷媒圧縮機を得ることができる。 According to the above configuration, the lubricating oil has a low viscosity, and the ratio L / of the single sliding length L to the outer diameter D regardless of whether the sliding surface of the main shaft is a single surface or a plurality of surfaces. D is 0.51 or less, and the lubricating oil contains a sulfur-based slidable modifier. As a result, even if the viscosity of the lubricating oil is reduced and the sliding area is reduced so that the ratio L / D is 0.51 or less, the sulfur-based slidability modifier is good in the sliding portion. Abrasion resistance can be realized. As a result, it is possible to obtain a closed-type refrigerant compressor capable of improving the reliability of the shaft portion pivotally supported by the bearing portion even if a lubricating oil having a lower viscosity is used.
また、本発明に係る冷凍・冷蔵装置は、前記構成の密閉型冷媒圧縮機と、放熱器と、減圧装置と、吸熱器とを含み、これらを配管によって環状に連結した冷媒回路を備える構成である。 Further, the refrigerating / refrigerating apparatus according to the present invention includes a closed-type refrigerant compressor, a radiator, a decompression device, and a heat absorber having the above-described configuration, and includes a refrigerant circuit in which these are connected in a ring shape by a pipe. be.
前記構成によれば、密閉型冷媒圧縮機が、低粘度の潤滑油を用いて摺動面積を低下させたものであり、かつ、良好な軸部の信頼性を有するものである。冷凍・冷蔵装置が、このように高効率かつ良好な信頼性を有する密閉型冷媒圧縮機を備えることによって、その消費電力を低減することができるとともに、信頼性も高いものとすることができる。 According to the above configuration, the closed-type refrigerant compressor uses a low-viscosity lubricating oil to reduce the sliding area, and has good shaft reliability. By providing the freezing / refrigerating apparatus with a closed-type refrigerant compressor having such high efficiency and good reliability, its power consumption can be reduced and its reliability can be made high.
本発明の上記目的、他の目的、特徴、および利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。 The above objectives, other objectives, features, and advantages of the present invention will be evident from the detailed description of the preferred embodiments below, with reference to the accompanying drawings.
本発明では、以上の構成により、より粘度の低い潤滑油を用いても、軸受部により軸支される軸部の信頼性を良好なものとすることが可能な、密閉型冷媒圧縮機を提供することができる、という効果を奏する。 INDUSTRIAL APPLICABILITY With the above configuration, the present invention provides a closed-type refrigerant compressor capable of improving the reliability of the shaft portion pivotally supported by the bearing portion even if a lubricating oil having a lower viscosity is used. It has the effect of being able to do it.
本開示に係る密閉型冷媒圧縮機は、密閉容器内に、40℃での動粘度が1mm2 /S~9mm2 /Sの潤滑油を貯留するとともに、電動要素および当該電動要素により駆動され冷媒を圧縮する圧縮要素を収容し、前記圧縮要素は、軸部として、主軸および偏心軸を備えるクランクシャフトと、前記軸部を軸支する軸受部として、主軸を軸支する主軸受および前記偏心軸を軸支する偏心軸受と、を備え、前記主軸における前記主軸受との摺動面は、単一面であるか複数の面に分割されており、前記摺動面が単一面である場合には、当該摺動面の軸方向長さを単一摺動長さLとしたとき、または、前記摺動面が複数の面に分割されている場合には、軸方向長さが最少である摺動面の当該軸方向長さを単一摺動長さLとしたときに、当該単一摺動長さLと前記主軸の外径Dとの比率L/Dが0.51以下であり、さらに、前記潤滑油には、摺動性改質剤として、硫黄または硫黄を有する化合物を含有する構成である。 The closed type refrigerant compressor according to the present disclosure stores lubricating oil having a kinematic viscosity of 1 mm 2 / S to 9 mm 2 / S at 40 ° C. in a closed container, and is driven by an electric element and the electric element as a refrigerant. The compression element accommodates a compression element having a spindle and an eccentric shaft as a shaft portion, and the main bearing and the eccentric shaft supporting the spindle as a bearing portion supporting the shaft portion. The sliding surface of the spindle with the main bearing is divided into a single surface or a plurality of surfaces, and the sliding surface is a single surface. , When the axial length of the sliding surface is a single sliding length L, or when the sliding surface is divided into a plurality of surfaces, the axial length is the minimum. When the axial length of the moving surface is a single sliding length L, the ratio L / D between the single sliding length L and the outer diameter D of the main shaft is 0.51 or less. Further, the lubricating oil is configured to contain sulfur or a compound having sulfur as a slidability modifier.
前記構成によれば、潤滑油が低粘度であるとともに、主軸の摺動面が単一面であっても複数面であっても、単一摺動長さLと外径Dとの比率L/Dが0.51以下であり、かつ、潤滑油に硫黄系の摺動性改質剤が含有されている。これにより、潤滑油を低粘度化するとともに、比率L/Dが0.51以下となるように摺動面積を低下させても、硫黄系の摺動性改質剤により摺動部において良好な耐摩耗性を実現することができる。その結果、より粘度の低い潤滑油を用いても、軸受部により軸支される軸部の信頼性を良好なものとすることが可能な、密閉型冷媒圧縮機を得ることができる。 According to the above configuration, the lubricating oil has a low viscosity, and the ratio L / of the single sliding length L to the outer diameter D regardless of whether the sliding surface of the main shaft is a single surface or a plurality of surfaces. D is 0.51 or less, and the lubricating oil contains a sulfur-based slidable modifier. As a result, even if the viscosity of the lubricating oil is reduced and the sliding area is reduced so that the ratio L / D is 0.51 or less, the sulfur-based slidability modifier is good in the sliding portion. Abrasion resistance can be realized. As a result, it is possible to obtain a closed-type refrigerant compressor capable of improving the reliability of the shaft portion pivotally supported by the bearing portion even if a lubricating oil having a lower viscosity is used.
前記構成の密閉型冷媒圧縮機においては、前記摺動面が複数の面に分割されている場合には、さらに、複数の前記摺動面の軸方向長さの合計を全摺動長さLtとしたときに、当該全摺動長さLtと前記外径Dとの比率Lt/Dが1.26以下である構成であってもよい。 In the closed-type refrigerant compressor having the above configuration, when the sliding surface is divided into a plurality of surfaces, the total axial length of the plurality of sliding surfaces is further added to the total sliding length Lt. , The ratio Lt / D of the total sliding length Lt and the outer diameter D may be 1.26 or less.
前記構成によれば、摺動面が複数面である場合には、前記比率L/Dが0.51以下であることに加え、さらに全摺動長さLtと外径Dとの比率Lt/Dが1.26以下となるように、摺動面積を低下させる。これにより、低粘度の潤滑油を用いて摺動面積を低下させた状態において、硫黄系の摺動性改質剤に由来する摺動部の耐摩耗性をより一層良好なものとすることができる。 According to the above configuration, when the sliding surfaces are a plurality of surfaces, the ratio L / D is 0.51 or less, and the ratio Lt / of the total sliding length Lt and the outer diameter D is further increased. The sliding area is reduced so that D is 1.26 or less. As a result, the wear resistance of the sliding portion derived from the sulfur-based slidability modifier can be further improved in a state where the sliding area is reduced by using a low-viscosity lubricating oil. can.
また、前記構成の密閉型冷媒圧縮機においては、前記比率L/Dは0.15以上である構成であってもよい。 Further, in the closed type refrigerant compressor having the above configuration, the ratio L / D may be 0.15 or more.
前記構成によれば、比率L/Dが0.15以上であれば、摺動面積を過剰に低下させることがない。そのため、低粘度の潤滑油を用いて摺動面積を低下させた状態において、硫黄系の摺動性改質剤により摺動部の耐摩耗性を好適に実現することができる。 According to the above configuration, when the ratio L / D is 0.15 or more, the sliding area is not excessively reduced. Therefore, in a state where the sliding area is reduced by using a low-viscosity lubricating oil, the wear resistance of the sliding portion can be suitably realized by the sulfur-based slidability modifier.
また、前記構成の密閉型冷媒圧縮機においては、前記比率Lt/Dは0.3以上である構成であってもよい。 Further, in the closed type refrigerant compressor having the above configuration, the ratio Lt / D may be 0.3 or more.
前記構成によれば、比率Lt/Dが0.3以上であれば、摺動面が複数面に分割されている場合であっても摺動面積を過剰に低下させることがない。そのため、低粘度の潤滑油を用いて摺動面積を低下させた状態において、硫黄系の摺動性改質剤により摺動部の耐摩耗性を好適に実現することができる。 According to the above configuration, when the ratio Lt / D is 0.3 or more, the sliding area is not excessively reduced even when the sliding surface is divided into a plurality of surfaces. Therefore, in a state where the sliding area is reduced by using a low-viscosity lubricating oil, the wear resistance of the sliding portion can be suitably realized by the sulfur-based slidability modifier.
また、前記構成の密閉型冷媒圧縮機においては、前記摺動性改質剤の含有量は、硫黄元素重量に換算したときに100ppm以上である構成であってもよい。 Further, in the closed-type refrigerant compressor having the above configuration, the content of the slidability modifier may be 100 ppm or more in terms of the weight of the sulfur element.
前記構成によれば、硫黄元素重量に換算したときに100ppm以上となるように、硫黄系の摺動性改質剤を潤滑油に添加する。これにより、低粘度の潤滑油を用いて摺動面積を低下させた状態において、硫黄系の摺動性改質剤に由来する摺動部の耐摩耗性を好適に実現することができる。 According to the above configuration, a sulfur-based slidability modifier is added to the lubricating oil so that the weight of the sulfur element is 100 ppm or more when converted to the weight of the element sulfur. As a result, the wear resistance of the sliding portion derived from the sulfur-based slidability modifier can be suitably realized in a state where the sliding area is reduced by using a low-viscosity lubricating oil.
また、前記構成の密閉型冷媒圧縮機においては、前記潤滑油は、さらにリン系の極圧添加剤を含有する構成であってもよい。 Further, in the closed-type refrigerant compressor having the above configuration, the lubricating oil may further contain a phosphorus-based extreme pressure additive.
前記構成によれば、潤滑油に対して、硫黄系の摺動性改質剤に加えてリン系の極圧添加剤を添加することで、摺動部において良好な摩耗低減等を実現することができる。 According to the above configuration, by adding a phosphorus-based extreme pressure additive to the lubricating oil in addition to the sulfur-based slidability modifier, good wear reduction and the like can be realized in the sliding portion. Can be done.
また、前記構成の密閉型冷媒圧縮機においては、前記電動要素は、複数の運転周波数でインバータ駆動される構成であってもよい。 Further, in the closed-type refrigerant compressor having the above configuration, the electric element may be configured to be driven by an inverter at a plurality of operating frequencies.
前記構成によれば、インバータ駆動における低速運転時または高速運転時においても、摺動部では、硫黄系の摺動性改質剤に由来する耐摩耗性を実現することができる。それゆえ、密閉型冷媒圧縮機の信頼性を向上させることができる。 According to the above configuration, wear resistance derived from the sulfur-based slidability modifier can be realized in the sliding portion even during low-speed operation or high-speed operation in the inverter drive. Therefore, the reliability of the closed type refrigerant compressor can be improved.
本開示に係る冷凍・冷蔵装置は、前記構成の密閉型冷媒圧縮機と、放熱器と、減圧装置と、吸熱器とを含み、これらを配管によって環状に連結した冷媒回路を備える構成であればよい。 The refrigerating / refrigerating apparatus according to the present disclosure includes a closed-type refrigerant compressor, a radiator, a decompression device, and a heat absorber having the above-described configuration, and is provided with a refrigerant circuit in which these are connected in a ring shape by piping. good.
前記構成によれば、密閉型冷媒圧縮機が、低粘度の潤滑油を用いて摺動面積を低下させたものであり、かつ、良好な軸部の信頼性を有するものである。冷凍・冷蔵装置が、このように高効率かつ良好な信頼性を有する密閉型冷媒圧縮機を備えることによって、その消費電力を低減することができるとともに、信頼性も高いものとすることができる。 According to the above configuration, the closed-type refrigerant compressor uses a low-viscosity lubricating oil to reduce the sliding area, and has good shaft reliability. By providing the freezing / refrigerating apparatus with a closed-type refrigerant compressor having such high efficiency and good reliability, its power consumption can be reduced and its reliability can be made high.
以下、本発明の代表的な実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。 Hereinafter, typical embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, the same or corresponding elements are designated by the same reference numerals throughout all the figures, and the overlapping description thereof will be omitted.
(実施の形態1)
[冷媒圧縮機の構成]
まず、本開示の実施の形態1に係る密閉型冷媒圧縮機の代表的な構成例について、図1および図2を参照して具体的に説明する。図1は、本開示の実施の形態1に係る密閉型冷媒圧縮機100(以下、冷媒圧縮機100と略す場合がある)の構成の一例を示す模式的断面図である。図2は、冷媒圧縮機100が備える軸部であるクランクシャフト108の構成の一例を示す模式的側面図である。
(Embodiment 1)
[Construction of refrigerant compressor]
First, a typical configuration example of the closed-type refrigerant compressor according to the first embodiment of the present disclosure will be specifically described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of a closed-type refrigerant compressor 100 (hereinafter, may be abbreviated as a refrigerant compressor 100) according to the first embodiment of the present disclosure. FIG. 2 is a schematic side view showing an example of the configuration of the
図1に示すように、冷媒圧縮機100は、密閉容器101内に冷媒として、例えばR600aを充填するとともに、底部には、潤滑油103として鉱油を貯留している。潤滑油103は、本開示においては、40℃での動粘度が1mm2 /S~9mm2 /Sの範囲内のものが用いられている。なお、本実施の形態1では、潤滑油103は、低粘度の鉱油であるが、後述するように潤滑油103はこれに限定されない。また、潤滑油103には、後述するように、少なくとも硫黄系の摺動性改質剤(あるいは摩耗抑制剤)を含有しているが、さらに極圧添加剤を含有してもよい。
As shown in FIG. 1, the
また、密閉容器101内には、電動要素106および圧縮要素107が収容されている。電動要素106は、固定子104および回転子105から構成される。圧縮要素107は、電動要素106によって駆動される往復式の構成であり、クランクシャフト108、シリンダーブロック112、ピストン120等を備えている。
Further, the
クランクシャフト108は、図2にも示すように、回転子105を圧入固定した主軸109と、この主軸109に対して偏心して形成された偏心軸110とから構成される。本実施の形態1では、クランクシャフト108の主軸109の外周面は、第一摺動面111a、第二摺動面111b、および非摺動外周面111cを含んでいる。また、クランクシャフト108の下端には、図示しない給油ポンプが設けられている。
As shown in FIG. 2, the
シリンダーブロック112は、本実施の形態1では、例えば、鋳鉄で構成され、略円筒形のボアー113を形成するとともに、クランクシャフト108の主軸109を軸支する主軸受114を備えている。主軸受114の内周面は、主軸109の外周面のうち第一摺動面111aおよび第二摺動面111bに摺動可能に接しているが、非摺動外周面111cには接していない。
In the first embodiment, the
なお、図1に示すように、クランクシャフト108のうち偏心軸110は冷媒圧縮機100の上側に位置し、主軸109は冷媒圧縮機100の下側に位置する。それゆえ、クランクシャフト108の位置を説明する場合にも、この上下の位置関係(方向)を利用する。例えば、偏心軸110の上端は密閉容器101の内側上面に向かっており、偏心軸110の下端は主軸109につながっている。主軸109の上端は偏心軸110につながっており、主軸109の下端は密閉容器101の内側下面に向かっており、主軸109の下端部は、潤滑油103に浸漬している。
As shown in FIG. 1, the
本開示においては、「摺動面」とは、軸部の外周面のうち軸受部の内周面と摺動可能に接する面のことを意味する。非摺動外周面111cは、主軸109の外周面の一部を構成するが、第一摺動面111aおよび第二摺動面111bとは異なり、軸受部の内周面に接しないように、摺動面(第一摺動面111aおよび第二摺動面111b)から凹んだ(あるいは窪んだ)面となっている。言い換えると、主軸109における摺動面となる部位の直径または半径は、非摺動外周面111cとなる部位の直径または半径よりも大きいものとなっている。
In the present disclosure, the "sliding surface" means a surface of the outer peripheral surface of the shaft portion that is slidably in contact with the inner peripheral surface of the bearing portion. The non-sliding outer
ボアー113には、ピストン120が往復可能に挿入されており、これにより、圧縮室121が形成される。ピストンピン115は、例えば略円筒形状を有し、偏心軸110と平行に配置されている。ピストンピン115は、ピストン120に形成されたピストンピン孔に回転不能に係止されている。
A
連結手段117は、例えばアルミ鋳造品で構成され、偏心軸110を軸支する偏心軸受119を備え、ピストンピン115を介して偏心軸110とピストン120とを連結している。ボアー113の端面はバルブプレート122で封止されている。
The connecting means 117 is made of, for example, a cast aluminum product, includes an
なお、本開示においては、クランクシャフト108が備える主軸109および偏心軸110は、まとめて「軸部」と称する。また、主軸109を軸支するシリンダーブロック112の主軸受114と、偏心軸110を軸支する連結手段117の偏心軸受119とは、まとめて「軸受部」と称する。
In the present disclosure, the
シリンダーヘッド123は、図示しない高圧室を形成し、バルブプレート122におけるボアー113の反対側に固定されている。図示しないサクションチューブは、密閉容器101に固定されているとともに、冷凍サイクルの低圧側(図示せず)に接続され、冷媒ガスを密閉容器101内に導く。サクションマフラー124は、バルブプレート122とシリンダーヘッド123とに挟持されている。
The
ここで、クランクシャフト108の主軸109および主軸受114、ピストン120およびボアー113、ピストンピン115および連結手段117のコンロッド、クランクシャフト108の偏心軸110および連結手段117の偏心軸受119等は、いずれも互いに摺動部を形成する。
Here, the
このような構成の冷媒圧縮機100においては、まず、図示しない商用電源から供給される電力が電動要素106に供給されるので、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117からピストンピン115を介してピストン120を駆動する。ピストン120はボアー113内を往復運動し、サクションチューブを通して密閉容器101内に導かれた冷媒ガスをサクションマフラー124から吸入し、圧縮室121内で圧縮する。
In the
なお、冷媒圧縮機100の具体的な駆動方法は特に限定されない。例えば、冷媒圧縮機100は単純なオンオフ制御で駆動されてもよいが、複数の運転周波数でインバータ駆動されてもよい。インバータ駆動では、冷媒圧縮機100の動作制御を好適化するために、各摺動部に給油量が少なくなるような低速運転時、あるいは、電動要素106の回転数が増加する高速運転時が発生する。ここで、冷媒圧縮機100においては、後述するように、主軸109の耐摩耗性をより良好なものにできるので、冷媒圧縮機100の信頼性を向上させることができる。
The specific driving method of the
冷媒圧縮機100が備える複数の摺動部のうち、クランクシャフト108の主軸109は、主軸受114に対して回転可能に嵌合されて摺動部を構成している。それゆえ、説明の便宜上、主軸109および主軸受114により構成される摺動部を「主軸摺動部」と称する。同様に、クランクシャフト108の偏心軸110は、偏心軸受119に対して回転可能に嵌合されて摺動部を構成している。それゆえ、説明の便宜上、偏心軸110および偏心軸受119により構成される摺動部を「偏心軸摺動部」と称する。また、「主軸摺動部」および「偏心軸摺動部」をまとめて「軸部摺動部」と称する。
Of the plurality of sliding portions included in the
クランクシャフト108の回転に伴って、給油ポンプから潤滑油103が各摺動部に給油される。これにより各摺動部は潤滑される。なお、潤滑油103は、ピストン120およびボアー113の間においてシールをつかさどる。
As the
[軸部摺動部の構成]
次に、本開示に係る軸部摺動部の具体的な構成の一例について、図3A~図3Cを参照して具体的に説明する。図3Aは、図2に示すクランクシャフト108において、摺動面が単一面である場合の構成の一例を示す模式図であり、図3Bおよび図3Cは、図2に示すクランクシャフト108において、摺動面が複数の面に分割されている場合の構成の一例を示す模式図である。
[Structure of sliding part of shaft]
Next, an example of a specific configuration of the shaft portion sliding portion according to the present disclosure will be specifically described with reference to FIGS. 3A to 3C. 3A is a schematic view showing an example of a configuration in which the sliding surface is a single surface in the
図2に示す例では、軸部であるクランクシャフト108の主軸109は、第一摺動面111aおよび第二摺動面111bを有する構成であるので、主軸109の摺動面が複数の面に分割されている、ということができる。図2に示す主軸109の構成すなわち摺動面が2つの面に分割されている構成は、図3Bに示す模式図に対応する。本開示に係る軸部はこれに限定されず、単一面であってもよい。例えば、図3Aに示すように、主軸109の外周面は複数の摺動面に分割されておらず、単一摺動面111のみを有する構成であってもよい。
In the example shown in FIG. 2, since the
摺動面を複数に分割する具体的な構成は特に限定されないが、代表的には、複数の摺動面の間に、摺動面よりも中心軸側に凹んだ(窪んだ)凹部を形成すればよい。この凹部は、図2および図3Bに示すように、非摺動外周面111cを構成する。凹部の具体的な形状も特に限定されず、例えばその深さは主軸109の剛性、強度等に影響が生じなければどのような深さであってもよい。同様に、凹部の幅(すなわち、複数の摺動面同士の間隔)も特に限定されず、摺動面の広さ(摺動面積)を狭くする(低下または減少させる)程度に応じて適宜設定することができる。
The specific configuration for dividing the sliding surface into a plurality of parts is not particularly limited, but typically, a recessed (recessed) recess is formed between the plurality of sliding surfaces on the central axis side of the sliding surface. do it. As shown in FIGS. 2 and 3B, this recess constitutes a non-sliding outer
摺動面を複数に分割する場合、具体的な摺動面の数は特に限定されない。図2および図3Bに示すように、第一摺動面111aおよび第二摺動面111bの合計2つの面に分割されてもよいし、図3Cに示すように、第一摺動面111d、第二摺動面111e、および第三摺動面111fの合計3つの面に分割されてもよいし、4つ以上の面に分割されてもよい。図3Cに示す構成では、第一摺動面111dと第二摺動面111eとの間に、非摺動外周面111cと同様の凹部である第一非摺動外周面111gが位置し、第二摺動面111eと第三摺動面111fとの間に、第二非摺動外周面111hが位置する。
When the sliding surface is divided into a plurality of parts, the specific number of sliding surfaces is not particularly limited. As shown in FIGS. 2 and 3B, the first sliding
ここで、本開示に係る軸部においては、摺動面となる部位の外径(直径)に対する当該摺動面の軸方向長さの比率を所定値以下とすることで、耐摩耗性に実質的に影響を及ぼすことなく摺動面積を小さくすることができる。具体的には、摺動面が単一面である場合(例えば、図3A参照)には、当該摺動面の軸方向長さを単一摺動長さLとし、摺動面が複数の面に分割されている場合(例えば、図3Bまたは図3C)には、軸方向長さが最少である摺動面の当該軸方向長さを単一摺動長さLとする。そして、軸部における摺動面となる部位の外径(直径)を外径Dとしたときに、当該単一摺動長さLと軸部の外径Dとの比率L/Dが0.51以下となるように、軸部が設計される。 Here, in the shaft portion according to the present disclosure, by setting the ratio of the axial length of the sliding surface to the outer diameter (diameter) of the portion to be the sliding surface to a predetermined value or less, the wear resistance is substantially improved. The sliding area can be reduced without any particular effect. Specifically, when the sliding surface is a single surface (see, for example, FIG. 3A), the axial length of the sliding surface is set to a single sliding length L, and the sliding surfaces are a plurality of surfaces. In the case of being divided into (for example, FIG. 3B or FIG. 3C), the axial length of the sliding surface having the minimum axial length is defined as a single sliding length L. Then, when the outer diameter (diameter) of the portion to be the sliding surface in the shaft portion is set to the outer diameter D, the ratio L / D of the single sliding length L and the outer diameter D of the shaft portion is 0. The shaft portion is designed so as to be 51 or less.
図3Aでは、外径Dおよび単一摺動長さLを説明する便宜上、外径Dに対して単一摺動面111の長さL(単一摺動長さL)を大きく図示しており、この図3Aの通りであれば、比率L/Dは0.51を超える。しかしながら、実際には、例えば、単一摺動面111から見て主軸109の上部(偏心軸110側)あるいは下部(潤滑油103側)に凹部(非摺動外周面)を形成することで、比率L/Dを0.51以下(L/D≦0.51)に設定することができる。
In FIG. 3A, for convenience of explaining the outer diameter D and the single sliding length L, the length L (single sliding length L) of the single sliding
図3Bでは、摺動面は、第一摺動面111aおよび第二摺動面111bに分割されている。このうち図3Bに示す例では、上側の第一摺動面111aの軸方向長さLaが、下側の第二摺動面111bの軸方向長さLbよりも小さい(La<Lb)。この場合、第一摺動面111aが「長さが最少の摺動面」となるので、その長さLaが単一摺動長さLに該当する(L=La)。この例では、第一摺動面111aにおいてLa/Dが0.51以下であればよい。
In FIG. 3B, the sliding surface is divided into a first sliding
なお、図3Bにおいても、図3Aと同様に、外径Dおよび第一摺動面111aの長さLaを説明の便宜上、外径Dに対して長さLaを大きく図示している。この場合も、非摺動外周面111cの軸方向長さを大きくしたり、第一摺動面111aの上側に図示しない非摺動外周面(凹部)を設けたりすることで、比率L/Dを0.51以下に設定することができる。
Also in FIG. 3B, similarly to FIG. 3A, the length La of the outer diameter D and the first sliding
図3Cでは、摺動面は、第一摺動面111d、第二摺動面111e、および第三摺動面111fに分割されている。このうち図3Cに示す例では、中央部の第二摺動面111eの長さLeが、上側の第一摺動面111dの軸方向長さLdよりも小さく、長さLdは、下側の第三摺動面111fの長さLfよりも小さくなっている(Le<Ld<Lf)。この場合、第二摺動面111eが「長さが最少の摺動面」となるので、その長さLeが単一摺動長さLに該当する(L=Le)。この例では、第二摺動面111eにおいてLe/Dが0.51以下であればよい。
In FIG. 3C, the sliding surface is divided into a first sliding
本開示においては、比率L/Dの下限値は特に限定されないが、好ましい下限値の一例としては、0.15以上を挙げることができる。したがって、本開示における比率L/Dの好ましい範囲としては、0.15~0.51の範囲内を挙げることができる。また、比率L/Dのより好ましい下限としては0.30を挙げることができ、さらに好ましい下限としては0.42を挙げることができる。 In the present disclosure, the lower limit of the ratio L / D is not particularly limited, but 0.15 or more can be mentioned as an example of a preferable lower limit. Therefore, the preferred range of the ratio L / D in the present disclosure may be in the range of 0.15 to 0.51. Further, 0.30 can be mentioned as a more preferable lower limit of the ratio L / D, and 0.42 can be mentioned as a more preferable lower limit.
比率L/Dが0.51を超える場合には、潤滑油103として低粘度(40℃での動粘度が1mm2 /S~9mm2 /Sの範囲内)のものを用いた場合、後述する硫黄系の摺動性改質剤を潤滑油103に添加しても、十分な耐摩耗性が得られなくなる。一方、比率L/Dが0.15未満であれば、軸部の諸条件にもよるが、摺動面が狭くなり過ぎる可能性がある。一般的には、比率L/Dが0.15以上であれば、摺動面積を過剰に低下させることがないため、潤滑油103として低粘度のものを用いても、硫黄系の摺動性改質剤により軸部摺動部の耐摩耗性を好適に実現することができる。
When the ratio L / D exceeds 0.51, the lubricating
本開示においては、摺動面が複数面に分割されている場合には、前記比率L/Dが0.51以下という条件に加えて、複数の摺動面の軸方向長さの合計を全摺動長さLtとしたときに、当該全摺動長さLtと外径Dとの比率Lt/Dが1.26以下(Lt/D≦1.26)である条件を満たすことが好ましい。 In the present disclosure, when the sliding surface is divided into a plurality of surfaces, in addition to the condition that the ratio L / D is 0.51 or less, the total length of the plurality of sliding surfaces in the axial direction is totaled. When the sliding length Lt is set, it is preferable that the condition that the ratio Lt / D of the total sliding length Lt and the outer diameter D is 1.26 or less (Lt / D ≦ 1.26) is satisfied.
例えば、図3Bに示す例では、第一摺動面111aの長さLaと第二摺動面111bの長さLbとの和が全摺動長さLtとなる(Lt=La+Lb)。それゆえ、この例では、La+Lb≦1.26であればよい。また、図3Cに示す例では、第一摺動面111dの長さLaと第二摺動面111eの長さLeと第三摺動面111fの長さLfとの和が全摺動長さLtとなる(Lt=Ld+Le+Lf)。それゆえ、この例では、Ld+Le+Lf≦1.26であればよい。
For example, in the example shown in FIG. 3B, the sum of the length La of the first sliding
このように、摺動面が複数面である場合には、比率L/Dが0.51以下、かつ、比率Lt/Dが1.26以下であれば、潤滑油103として低粘度のものを用いて摺動面積を低下させた状態において、硫黄系の摺動性改質剤に由来する軸部摺動部の耐摩耗性をより一層良好なものとすることができる。
As described above, when the sliding surfaces are a plurality of surfaces, if the ratio L / D is 0.51 or less and the ratio Lt / D is 1.26 or less, the lubricating
本開示において、比率Lt/Dの下限値は特に限定されないが、好ましい下限値の一例としては、0.3以上を挙げることができる。したがって、本開示における比率Lt/Dの好ましい範囲としては、0.3~1.26の範囲内を挙げることができる。また、比率Lt/Dのより好ましい下限としては0.60を挙げることができ、さらに好ましい下限としては0.99を挙げることができる。一般的には、比率Lt/Dが0.3以上であれば、摺動面が複数面に分割されている場合であっても摺動面積を過剰に低下させることがない。そのため、潤滑油103として低粘度のものを用いても、硫黄系の摺動性改質剤により軸部摺動部の耐摩耗性を好適に実現することができる。
In the present disclosure, the lower limit of the ratio Lt / D is not particularly limited, but as an example of a preferable lower limit, 0.3 or more can be mentioned. Therefore, the preferred range of the ratio Lt / D in the present disclosure may be in the range of 0.3 to 1.26. Further, a more preferable lower limit of the ratio Lt / D can be 0.60, and a further preferable lower limit can be 0.99. Generally, when the ratio Lt / D is 0.3 or more, the sliding area is not excessively reduced even when the sliding surface is divided into a plurality of surfaces. Therefore, even if a low-viscosity lubricant is used as the lubricating
なお、図3A~図3Cに示す例では、軸部としては、クランクシャフト108の主軸109について、比率L/Dまたは比率Lt/Dを説明しているが、本開示はこれに限定されず、偏心軸110においても同様である。つまり、偏心軸110における偏心軸受119との摺動面が単一面である場合には、当該摺動面の軸方向長さを単一摺動長さLとしたとき、または、偏心軸110における摺動面が複数の面に分割されている場合には、軸方向長さが最少である摺動面の当該軸方向長さを単一摺動長さLとしたときに、当該単一摺動長さLと偏心軸110の外径Dとの比率L/Dが0.51以下であればよい。また、偏心軸110における複数の摺動面の軸方向長さの合計を全摺動長さLtとしたときに、当該全摺動長さLtと偏心軸110の外径Dとの比率Lt/Dが1.26以下であればよい。
In the examples shown in FIGS. 3A to 3C, the ratio L / D or the ratio Lt / D is described for the
したがって、本開示に係る冷媒圧縮機100においては、軸部である主軸109および偏心軸110の少なくとも一方において、比率L/Dが0.51以下であればよく、比率Lt/Dが1.26以下であることについても、主軸109および偏心軸110の少なくとも一方が満たしていればよい。
Therefore, in the
[潤滑油の構成]
次に、密閉容器101内に貯留されている潤滑油103のより具体的な構成について具体的に説明する。
[Construction of lubricating oil]
Next, a more specific configuration of the lubricating
本開示に係る潤滑油103としては、40℃での動粘度が1mm2 /S~9mm2 /Sの範囲内のものであれば特に限定されない。代表的な潤滑油103としては、例えば、鉱油、アルキルベンゼン油、およびエステル油からなる群から選択される少なくとも1種の油状物質を好適に用いることができる。これら油状物質は、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を適宜組み合わせて用いてもよい。ここでいう2種類以上の油状物質の組合せとは、例えば、鉱油に該当する異なる油状物質を2種類以上組み合わせる場合だけでなく、例えば、鉱油に該当する油状物質を1種類以上、アルキルベンゼン油に該当する油状物質を1種類以上(もしくはエステル油に該当する油状物質を1種類以上)組み合わせる場合も含む。
The lubricating
本開示に係る潤滑油103は、前述した油状物質以外に、硫黄系の摺動性改質剤を含有している。硫黄系の摺動性改質剤としては、軸部に用いられる材料(軸部材料)と硫黄とが反応可能なものであればよい。したがって、摺動性改質剤は、硫黄そのものであってもよいし、硫黄を含有し軸部材料と反応可能な硫黄化合物であってもよい。例えば、軸部の材料が鉄系材料であれば、摺動性改質剤として使用可能な硫黄化合物としては、硫化オレフィン、サルファイド系化合物(例えば、ジベンジル(ジ)サルファイド(DBDS)等)、キザンテート、チアジアゾール、チオカーボネート、硫化油脂、硫化エステル、ジチオカーバメート、硫化テルペン等を挙げることができる。
The lubricating
潤滑油103における硫黄系の摺動性改質剤の含有量は特に限定されないが、好ましくは、硫黄元素重量に換算したときに100ppm以上となるように、摺動性改質剤を潤滑油103に添加すればよい。硫黄元素重量に換算して100ppmという、摺動性改質剤の添加量(含有量)の下限値は、後述する硫黄系の極圧添加剤の一般的な添加量の上限値よりも多い量である。
The content of the sulfur-based slidability modifier in the
摺動性改質剤の含有量(添加量)が、硫黄元素重量に換算したときに100ppm未満であれば、諸条件にもよるが、潤滑油103として低粘度のものを用いて、軸部摺動部の摺動面積を低下させた状態において、当該軸部摺動部の好適な耐摩耗性を実現できなくなる場合がある。また、硫黄系の摺動性改質剤の好ましい含有量の下限としては、例えば、硫黄元素重量に換算したときに150ppm以上を挙げることができる。また、硫黄系の摺動性改質剤の好ましい含有量の上限としては、例えば、硫黄元素重量に換算したときに1000ppm以下が挙げられ、より好ましくは500ppm以下が挙げられる。
If the content (addition amount) of the slidability modifier is less than 100 ppm when converted to the sulfur element weight, a low-
本開示において用いられる硫黄系の摺動性改質剤は、公知の硫黄系の極圧添加剤と同様の化合物を用いることが可能であるが、公知の極圧添加剤よりも軸部材料との反応性が相対的に高いものを用いたり、公知の極圧添加剤で一般的な添加量(含有量)よりも多い量を潤滑油103に添加したりすることができる。
As the sulfur-based slidability modifier used in the present disclosure, it is possible to use the same compound as the known sulfur-based extreme pressure additive, but the shaft material is more than the known extreme pressure additive. It is possible to use a substance having a relatively high reactivity of the above, or to add a known extreme pressure additive to the lubricating
一般に、極圧添加剤は、硫黄、ハロゲン元素、リン等の活性な元素を含む化合物であり、摺動部を構成する材料面(摺動面)と化学的に反応して被膜を形成し、この被膜により摺動部材の摩耗、焼付、融着等が抑制される。 Generally, an extreme pressure additive is a compound containing active elements such as sulfur, halogen element, and phosphorus, and chemically reacts with a material surface (sliding surface) constituting a sliding portion to form a film. This coating suppresses wear, seizure, fusion, etc. of the sliding member.
ここで、硫黄を含有する化合物は、銅と反応しやすいことも知られている。例えば、参考文献1:特開2006-117720には、鉛を含有する摺動材料の腐食摩耗を防止する上では、硫黄含有摩耗防止剤が有効であるものの、鉛以外の非鉄卑金属含有摺動材、例えば、銅等に対して硫化腐食を起こしやすいことが開示されている(段落[0006]~[0007])。 Here, it is also known that the sulfur-containing compound easily reacts with copper. For example, in Reference 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-117720, although a sulfur-containing wear inhibitor is effective in preventing corrosive wear of a sliding material containing lead, a non-ferrous base metal-containing sliding material other than lead is effective. For example, it is disclosed that sulfide corrosion is likely to occur with respect to copper and the like (paragraphs [0006] to [0007]).
冷媒圧縮機100内では、電動要素106の巻線として銅線が用いられている。また、冷媒圧縮機100を用いた冷凍・冷蔵装置では、一般的には、冷媒用配管として銅管が用いられることが多い。前記の通り、銅は硫黄を含有する化合物と反応して腐食しやすいため、硫黄系の極圧添加剤を使用する際には、冷媒圧縮機100または冷凍・冷蔵装置が備える銅製部材(または銅含有部材)の腐食を回避または抑制し、その信頼性を低下させないようにする対策が必要となる。
In the
本出願人は、参考文献2:特許5671695に開示するように、冷凍・冷蔵装置の冷凍機油に極圧添加剤として硫黄系のものを用いる場合には、冷媒循環経路内の銅と反応することがないように、硫黄架橋数が3以下の硫黄系極圧添加剤を用いており、好ましくは、金属不活性化剤を併用している。 As disclosed in Reference 2: Patent 5671695, the applicant shall react with copper in the refrigerant circulation path when a sulfur-based additive is used as the extreme pressure additive for the refrigerating machine oil of the refrigerating / refrigerating apparatus. A sulfur-based extreme pressure additive having a sulfur cross-linking number of 3 or less is used so that there is no such problem, and a metal inactivating agent is preferably used in combination.
これに対して、実験的な検証も含めた本発明者らの鋭意検討の結果、潤滑油103として低粘度のものを用いるとともに、前述した比率L/Dが0.51以下となるように軸部摺動部の摺動面積を低下させた場合には、摺動性改質剤として、より反応性が高い硫黄系の化合物を用いたり、添加量(含有量)を増加させたりすることで、良好な耐摩耗性が実現できるだけでなく、銅製部材(または銅含有部材)の腐食も実質的に回避できることが明らかとなった。
On the other hand, as a result of diligent studies by the present inventors including experimental verification, a low-viscosity lubricant was used as the lubricating
さらに、本開示に係る冷媒圧縮機100においては、潤滑油103に対して、硫黄系の摺動性改質剤以外に、公知の極圧添加剤を添加してもよい。具体的な極圧添加剤としては、公知のものを好適に用いることができ、特に限定されないが、例えば、リン酸エステル等のリン系化合物、塩素系炭化水素またはフッ素系炭化水素等のハロゲン化化合物等を挙げることができる。これら極圧添加剤は、1種類のみを潤滑油組成物に添加してもよいし2種類以上を適宜組み合わせて添加してもよい。
Further, in the
これら極圧添加剤の中でも、リン系化合物を好ましく用いることができる。代表的なリン系化合物としては、トリクレジルホスフェイト(TCP)、トリブチルホスフェイト(TBP)、トリフェニルホスフェイト(TPP)を挙げることができ、中でもTCPをより好ましく用いることができる。潤滑油103に対して、硫黄系の摺動性改質剤に加えてリン系の極圧添加剤を添加することで、軸部摺動部において良好な摩耗低減等を実現することができる。
Among these extreme pressure additives, phosphorus compounds can be preferably used. Typical phosphorus compounds include tricresyl phosphate (TCP), tributyl phosphine (TBP), and triphenyl phosphine (TPP), and among them, TCP can be used more preferably. By adding a phosphorus-based extreme pressure additive to the lubricating
極圧添加剤の潤滑油組成物に対する添加量は特に限定されないが、例えば、潤滑油103(油状物質)が鉱油またはアルキルベンゼン油のような低極性物質である場合には、好適な添加量として、0.5~8.0重量%の範囲内を挙げることができ、1~3重量%をより好ましい範囲内として挙げることができる。 The amount of the extreme pressure additive added to the lubricating oil composition is not particularly limited, but for example, when the lubricating oil 103 (oily substance) is a low polar substance such as mineral oil or alkylbenzene oil, the addition amount is suitable. The range of 0.5 to 8.0% by weight can be mentioned, and 1 to 3% by weight can be mentioned as a more preferable range.
加えて、本開示に係る冷媒圧縮機100においては、潤滑油103に対して、摺動性改質剤および極圧添加剤以外に、公知の種々の添加剤を添加してもよい。このような添加剤としては、潤滑油103の分野で公知の様々なものを好適に用いることができるが、代表的には、油性剤、酸化防止剤、酸捕捉剤、金属不活性剤、消泡剤、腐食防止剤、または分散剤等を挙げることができる。言い換えれば、本開示に係る冷媒圧縮機100に用いられる潤滑油103は、少なくとも油状物質と摺動性改質剤とから構成される潤滑油組成物であり、この潤滑油組成物は、極圧添加剤(特にリン系の極圧添加剤)を含有してもよく、その他の添加剤を含有してもよい。
In addition, in the
このように、本開示に係る冷媒圧縮機100においては、(1)潤滑油103として、40℃での動粘度が1mm2 /S~9mm2 /Sの範囲内のものを用いるという条件と、(2)単一摺動長さLと軸部の外径Dとの比率L/Dが0.51以下であるという条件と、(3)硫黄系の摺動性改質剤を用いるという条件とを満たしており、摺動面が複数面に分割されている場合には、好ましくは(4)全摺動長さLtと外径Dとの比率Lt/Dが1.26以下という条件を満たしている。これら条件を満たすことにより、軸部と軸受部とを良好に潤滑することができるので、軸部摺動部の摩耗を良好に抑制することができる。その結果、冷媒圧縮機100の信頼性をより一層良好なものとすることができる。
As described above, in the
なお、本開示に係る冷媒圧縮機100は、前記の通り、複数の運転周波数でインバータ駆動されるものであってもよい。インバータ駆動では、電動要素106が低回転数で運転される場合(低速運転)と高回転数で運転される場合(高速運転)とが発生するが、低回転数での運転では、軸部摺動部に対する潤滑油103の供給量が低下する。本開示では、軸部摺動部の摺動面積が小さくなっているが、潤滑油103の供給量が低下しても良好な耐摩耗性を実現することができる。
As described above, the
また、低回転数から高回転数に移行するとき(電動要素106の回転数が増加するとき)であっても、良好な耐摩耗性を実現することができる。それゆえ、インバータ駆動における低速運転時または高速運転時においても、軸部摺動部においては、硫黄系の摺動性改質剤に由来する耐摩耗性を実現することができる。その結果、冷媒圧縮機100の信頼性を向上できるとともに、運転効率もより良好なものとすることができる。
Further, even when the rotation speed is changed from the low rotation speed to the high rotation speed (when the rotation speed of the
このように、本開示に係る冷媒圧縮機100においては、潤滑油103が低粘度であるとともに、軸部の摺動面が単一面であっても複数面であっても、単一摺動長さLと外径Dとの比率L/Dが0.51以下であり、かつ、潤滑油103に硫黄系の摺動性改質剤が含有されている。これにより、潤滑油103を低粘度化するとともに、比率L/Dが0.51以下となるように摺動面積を低下させても、硫黄系の摺動性改質剤により摺動部において良好な耐摩耗性を実現することができる。その結果、より粘度の低い潤滑油103を用いても、軸受部により軸支される軸部の信頼性を良好なものとすることが可能な、密閉型冷媒圧縮機を得ることができる。
As described above, in the
(実施の形態2)
本実施の形態2では、前記実施の形態1で説明した冷媒圧縮機100を備える冷凍・冷蔵装置の一例について、図4を参照して具体的に説明する。図4は、前記実施の形態1に係る冷媒圧縮機100を備える冷凍・冷蔵装置の概略構成を模式的に示している。そのため、本実施の形態2では、冷凍・冷蔵装置の基本構成の概略についてのみ説明する。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, an example of the freezing / refrigerating apparatus provided with the
図4に示すように、本実施の形態2に係る冷凍・冷蔵装置は、本体275、区画壁278、および冷媒回路270等を備えている。本体275は、断熱性の箱体および扉体等により構成されており、箱体はその一面が開口した構成であり、扉体は箱体の開口を開閉する構成である。本体275の内部は、区画壁278により物品の貯蔵空間276と機械室277とに区画される。貯蔵空間276内には、図示しない送風機が設けられている。なお、本体275の内部は、貯蔵空間276および機械室277以外の空間等に区画されてもよい。
As shown in FIG. 4, the freezing / refrigerating apparatus according to the second embodiment includes a
冷媒回路270は、貯蔵空間276内を冷却する構成であり、例えば、前記実施の形態1で説明した冷媒圧縮機100と、放熱器272と、減圧装置273と、吸熱器274とを備え、これらが環状に配管で接続された構成となっている。吸熱器274は、貯蔵空間276内に配置されている。吸熱器274の冷却熱は、図4の破線の矢印で示すように、図示しない送風機によって貯蔵空間276内を循環するように撹拌される。これにより貯蔵空間276内は冷却される。
The
冷媒回路270が備える冷媒圧縮機100は、前記実施の形態1で説明したように、(1)潤滑油103として、40℃での動粘度が1mm2 /S~9mm2 /Sの範囲内のものを用いるという条件と、(2)単一摺動長さLと軸部の外径Dとの比率L/Dが0.51以下であるという条件と、(3)硫黄系の摺動性改質剤を用いるという条件とを満たしており、摺動面が複数面に分割されている場合には、好ましくは(4)全摺動長さLtと外径Dとの比率Lt/Dが1.26以下という条件を満たしている。これにより、冷媒圧縮機100の信頼性をより一層良好なものとすることができる。
As described in the first embodiment, the
このように、本実施の形態2に係る冷凍・冷蔵装置は、前記実施の形態1に係る冷媒圧縮機100を搭載している。この冷媒圧縮機100では、低粘度の潤滑油103を用いて軸部摺動部の摺動面積を低下させたものであり、かつ、良好な軸部の信頼性を有するものである。冷凍・冷蔵装置が、このように高効率かつ良好な信頼性を有する密閉型冷媒圧縮機を備えることによって、その消費電力を低減することができるとともに、信頼性も高いものとすることができる。
As described above, the freezing / refrigerating apparatus according to the second embodiment is equipped with the
なお、本発明は前記実施の形態の記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲内で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態や複数の変形例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the description of the embodiment, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the present invention is disclosed in different embodiments and a plurality of modifications. Embodiments obtained by appropriately combining the above technical means are also included in the technical scope of the present invention.
また、上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び/又は機能の詳細を実質的に変更できる。 Also, from the above description, many improvements and other embodiments of the present invention will be apparent to those skilled in the art. Therefore, the above description should be construed as an example only and is provided for the purpose of teaching those skilled in the art the best aspects of carrying out the present invention. The details of its structure and / or function can be substantially changed without departing from the spirit of the present invention.
以上のように、本発明によれば、低粘度の潤滑油を用いながら信頼性に優れた冷媒圧縮機と、この冷媒圧縮機を用いた冷凍・冷蔵装置を提供することが可能となる。そのため、本発明は、冷凍サイクルを用いた各種機器に幅広く適用することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a refrigerant compressor having excellent reliability while using a low-viscosity lubricating oil, and a refrigerating / refrigerating apparatus using the refrigerant compressor. Therefore, the present invention can be widely applied to various devices using a refrigeration cycle.
100:冷媒圧縮機
101:密閉容器
103:潤滑油
106:電動要素
107:圧縮要素
108:クランクシャフト
109:主軸(軸部)
110:偏心軸(軸部)
111:単一摺動面
111a:第一摺動面
111b:第二摺動面
111c:非摺動外周面
111d:第一摺動面
111e:第二摺動面
111f:第三摺動面
111g:第一非摺動外周面
111h:第二非摺動外周面
112:シリンダーブロック
114:主軸受(軸受部)
119:偏心軸受(軸受部)
270:冷媒回路
272:放熱器
273:減圧装置
274:吸熱器
100: Refrigerant compressor 101: Sealed container 103: Lubricating oil 106: Electric element 107: Compression element 108: Crankshaft 109: Main shaft (shaft portion)
110: Eccentric axis (shaft part)
111:
119: Eccentric bearing (bearing part)
270: Refrigerant circuit 272: Heat sink 273: Decompression device 274: Heat absorber
Claims (9)
前記圧縮要素は、鉄系材料である軸部として、主軸および偏心軸を備えるクランクシャフトと、前記軸部を軸支する軸受部として、主軸を軸支する主軸受および前記偏心軸を軸支する偏心軸受と、を備え、
前記主軸における前記主軸受との摺動面は、前記軸受部の内周面に接しないように凹んだ非摺動外周面を介して第一摺動面および第二摺動面に分割されており、
前記第一摺動面および前記第二摺動面のうち軸方向長さが最少である摺動面の当該軸方向長さを単一摺動長さLとしたときに、当該単一摺動長さLと前記主軸の外径Dとの比率L/Dが0.51以下であり、
さらに、前記潤滑油には、摺動性改質剤として、硫黄または硫黄を有する化合物を、硫黄元素重量に換算したときに100ppm以上で含有することを特徴とする、
密閉型冷媒圧縮機。 Lubricating oil having a kinematic viscosity of 1 mm 2 / S to 9 mm 2 / S at 40 ° C. is stored in a closed container, and an electric element and a compression element driven by the electric element to compress a refrigerant are housed and sealed. The container contains copper or copper-containing members,
The compression element pivotally supports a crank shaft having a spindle and an eccentric shaft as a shaft portion made of an iron-based material, and a main bearing that pivotally supports the spindle and the eccentric shaft as a bearing portion that supports the shaft portion. With eccentric bearings,
The sliding surface of the spindle with the main bearing is divided into a first sliding surface and a second sliding surface via a non-sliding outer peripheral surface recessed so as not to contact the inner peripheral surface of the bearing portion. Bearing,
When the axial length of the sliding surface having the smallest axial length among the first sliding surface and the second sliding surface is a single sliding length L, the single sliding The ratio L / D of the length L to the outer diameter D of the main shaft is 0.51 or less.
Further, the lubricating oil is characterized by containing sulfur or a compound having sulfur as a slidability modifier at 100 ppm or more in terms of the weight of the elemental sulfur.
Sealed refrigerant compressor.
請求項1に記載の密閉型冷媒圧縮機。 The slidable modifier is at least one of a sulfurized olefin, a sulfide compound, xanthate, thiadiazole, thiocarbonate, a sulfurized oil and fat, a sulfurized ester, a dithiocarbamate, and a terpene sulfide.
The sealed refrigerant compressor according to claim 1.
請求項1または2に記載の密閉型冷媒圧縮機。 The sliding surface is divided into a plurality of surfaces of the first sliding surface and the second sliding surface, and the total of the axial lengths of the plurality of sliding surfaces is defined as the total sliding length Lt. It is characterized in that the ratio Lt / D of the total sliding length Lt and the outer diameter D is 1.26 or less.
The sealed refrigerant compressor according to claim 1 or 2.
請求項1から3のいずれか1項に記載の密閉型冷媒圧縮機。 The ratio L / D is 0.15 or more.
The closed-type refrigerant compressor according to any one of claims 1 to 3.
請求項3に記載の密閉型冷媒圧縮機。 The ratio Lt / D is 0.3 or more.
The sealed refrigerant compressor according to claim 3.
請求項1から5のいずれか1項に記載の密閉型冷媒圧縮機。 The content of the slidable modifier is 1000 ppm or less when converted to the weight of elemental sulfur.
The sealed refrigerant compressor according to any one of claims 1 to 5.
請求項1から6のいずれか1項に記載の密閉型冷媒圧縮機。 The lubricating oil is further characterized by containing a phosphorus-based extreme pressure additive.
The closed-type refrigerant compressor according to any one of claims 1 to 6.
請求項1から7のいずれか1項に記載の密閉型冷媒圧縮機。 The electric element is driven by an inverter at a plurality of operating frequencies.
The closed-type refrigerant compressor according to any one of claims 1 to 7.
冷凍・冷蔵装置。 The present invention includes the closed-type refrigerant compressor according to any one of claims 1 to 8, a radiator, a decompression device, and a heat absorber, and is characterized by comprising a refrigerant circuit in which these are connected in a ring shape by a pipe. do,
Freezing / refrigerating equipment.
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