JPH0362890A - 摺動構造物とそれを用いた圧縮機及び製造法 - Google Patents

摺動構造物とそれを用いた圧縮機及び製造法

Info

Publication number
JPH0362890A
JPH0362890A JP5169290A JP5169290A JPH0362890A JP H0362890 A JPH0362890 A JP H0362890A JP 5169290 A JP5169290 A JP 5169290A JP 5169290 A JP5169290 A JP 5169290A JP H0362890 A JPH0362890 A JP H0362890A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
iron
layer
oxide film
ceramic layer
bearing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP5169290A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2821225B2 (ja
Inventor
Yasuo Kamitsuma
上妻 康夫
Isao Ishi
伊師 功
Yusaku Nakagawa
雄策 中川
Noriyuki Onaka
大中 紀之
Tadashi Iizuka
飯塚 董
Kazuji Fukuda
和司 福田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2051692A priority Critical patent/JP2821225B2/ja
Publication of JPH0362890A publication Critical patent/JPH0362890A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2821225B2 publication Critical patent/JP2821225B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2201/00Metals
    • F05C2201/04Heavy metals
    • F05C2201/0433Iron group; Ferrous alloys, e.g. steel
    • F05C2201/0448Steel
    • F05C2201/0457Cemented steel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2253/00Other material characteristics; Treatment of material
    • F05C2253/12Coating

Landscapes

  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
  • Compressor (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、摺動4A造物に係わり、特にルー11エアコ
ンや冷蔵庫等に用いる圧縮機などの摺動構造に関し、摺
動部を高性能、高倍軸性を得るために好適な耐摩耗性、
経済性を具備した利利組合せで構成した摺動構造物に関
する。
〔従来の技術〕
ルームエアコンや冷蔵庫等に用いる圧縮機には、回転式
、レシプロ式、スクロール式、スクリュー式など多種多
様のものがある。中でも代表的なものは回転式圧縮機で
ある。
回転式圧縮機の部品構成は、ジャーナル軸受によって上
・下部のベアリングに支持されたクランクシャフトと、
このクランクシャフトにより偏心回転されるローラとこ
のローラを収納するシリンダと、該シリンダに形成され
たベーン溝内に摺動自在に設けられたベーンとを備え、
該ベーンの先端部は前記ローラの外周部に摺動可能に接
触されている。前記回転式圧縮機を構成する摺動部材は
、フロンガスが溶解された冷凍機油の潤滑条件下におい
て、フロンガスの圧縮動作をする。前記摺動部材は適当
な潤滑条件及び耐摩耗性が必要とされることから、従来
の回転式圧縮機では上部ベアリンク、下部ベアリングに
片状黒鉛鋳鉄もしくは鉄系焼結材、クランクシャフトに
は共品黒鉛鋳鉄もしくは球状黒鉛訪鉄、ノ1状黒鉛鋳鉄
のいずれも鉄系摺動部材より構成するのが一般的であっ
た。
しかし近年、小型高出力の回転数制御方式の回転式圧縮
機に移行する傾向にあり、フロンて箱状された低粘度冷
凍機油の潤滑nl+膜の運転条(’l下では、高負荷低
速運転や急速始動運転時に、i+l+膜切れによる金属
接触を伴う境界’d’;471領域が発生し、摩擦係数
及び摩耗量の増大と、摩耗粉及び微少異物の侵入が油膜
切れを加速して、圧縮機の長期間にわたる信頼を損うこ
とが懸念されている。
」二記のような懸念の下、各摺動部材の耐摩耗イ生を強
化するための従来技術としては以下に述へるような数例
があるが、これらはそれぞれに長所・欠点があり、1F
l摩耗性と生産性とを兼ね備えた最適な材料組合せの技
術は未だ知られていなかった。
例えば、特公昭55−1958号は鋳鉄製シリンダとロ
ーラ及びベーンの双方、もしくはいずれか・方を軟窒化
処理した鉄系焼結合金の組合わせとしたロータリー式コ
ンプレッサーであるが、鉄系焼結合金の多孔質材の軟窒
化処理では形状変形が大きく、仝孔と窒化物とがノツチ
作用を赳こし強瓜の点て問題がある。
また特開昭60−73082号に記載のものはシリンダ
内面が鉄系酸化物を10〜40体積%含有する鉄系焼結
合金で、ローラ及びベーンはマルテンサイトを焼き戻す
ことにより生成した基地中に金属炭化物及び金属酸化物
が分散し、かつ窒素が前記基地中に固溶している鉄系焼
結合金で構成されていることを特徴としたものであるが
、小形高出力。
高機能、高性能の圧縮機のベーン材としては強度の点で
溶製材よりなる従来の材料に比へで著しく劣るものであ
る。
また特開昭62−13784号に記載のものはクランク
シャフトにシアン酸アルカリ金属塩を主体とする塩浴に
浸漬して、硫化鉄を含む窒化鉄の多孔質層、その下層に
窒化鉄の合金層を形I戊することを特徴とするものであ
るが、毒性の高い塩浴成分がクランクシャフトの中空部
やm11孔に入り洗浄残りが発生しやすく、さらに洗浄
した廃液を無公書化する工程を必要とし、生産性、経済
的効率を暑しく悪くするうえ、高コ」法粘度管理を必要
とする部材には、処理後寸法を確保するための修正加−
Lを必要とするという欠点があった9゜ さらに、特開昭61〜36166号に記載されたものは
摺動面がセラミックからなる摺動部材において、摺動部
材にアルミナを主材料としてジルコニアを5〜50重量
%、もしくは無機繊維を5〜50重量%混入したことを
特徴とするものであるが、AD、z○3にジルコニアを
分散したセラミックは非安定化ジルコニアが正方晶から
単斜晶の蛮態膨ツI(によって、アルミナ焼結体の内部
に多数の微細亀裂を発生させるため、強度の点で問題が
あり、高負荷用摺動部材としては適用がむずかしかった
〔発明が解決しようとする課題〕
」1記した従来の技術においては、小形高出力の高性能
圧縮機を駆動させる高強度の摺動部材に対して、十分な
機械強度、フロンで希釈された低粘度の冷凍機油による
境界潤滑条件下における十分な保油性、なじみ性、耐摩
耗性と、付着した塩浴成分の洗浄の問題2寸法性」二げ
加工などの複雑な後工程に対する生産効率、等のすべて
を満足させる点における配慮がなされておらず、これら
の点に問題が多く、またフロンを使用する圧縮機におい
ては、小形高性能に対する摺動部材材料の高強度化、圧
縮機の機械損失や容積効率などの機械的性能の強化、長
期間の運転における信頼の向上、さらには生産コストな
どに多くの問題があった。
以上は圧縮機の代表例である回転式圧縮機について主と
して述べたものであるが、他の、例えばレシプロ式、ス
クロール式、スクリュー式算の圧縮機においても同様の
問題点がある。
本発明の目的は、上記した従来技術における諸問題を解
決し、圧縮機などの摺動構造物の小形高性能化1機械的
性能の向上、長期間にわたる信頼性の向上、生産効率の
拡大及び生産コストの低下を図ることにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の摺動構造物は、鉄系材料から成る部材と、この
部材と摺動可能に接する多孔質のセラミ1 ツク層を備えた部材とを有し、鉄系材料の表面は四三酸
化鉄を主成分とする多孔質の酸化膜で構成され且つ酸化
膜の下層に酸窒化層が形成されていることを特徴とする
この明細書で「酸窒化層」という用品は、鉄系基体と一
体化している窒化物層と、該鉄系基体の反対側で窒化物
層と一体化している窒化物及び酸化物の混合物から成る
混在層と、によって構成された層を意味する。
本発明の圧縮機は、鉄系材料から成るシャフトと、該シ
ャフトに連結され11つハ三縮髪Jフこかうハ゛縮+n
eansと、シャフトを回転可能に支持する軸受とを有
し、シャフト表面が四酸三価鉄を主成分とする多孔質の
酸化膜で構成され、酸化膜の下側に酸窒化層が形成され
、軸受の摺動面が多孔質のセラミック層から成ることを
特徴とする。
本発明の回転圧縮機は、ジャーナル軸受によって」二・
下部のベアリングに支持されたクランクシャフトと、こ
のクランクシャフトにより偏心同転させるローラとこの
ローラを収納するシリンダと、2 該シリンダに形成されたベーン溝内に摺動自在に設けら
れ且つ先端部がローラの外周部に摺動可能に接触してい
るベーンとを有し、クランクシャフトは鉄系材料で作ら
れ、クランクシャフトの摺動面が四三酸化鉄を主成分と
する多孔質の酸化膜で形成され、その下層に酸窒化層が
形成されており、前記クランクシャフトの軸受の摺動面
が多孔質のセラミック層からなることを特徴とする。
〔作用〕
以下に本発明の構成について、さらに具体的に説明する
本発明における鉄系材料の部材あるいはシャフト材とし
ては、片状黒鉛鋳鉄、共晶黒鉛鋳鉄4球状黒鉛鋳鉄2機
械構造用炭素鋼9合金鋼などの従来の溶接鉄系摺動材を
使用し、これをアンモニアガスにQ 、 5〜6voQ
%の空気を金石し且つ100〜200nnAqの圧力の
混合ガス中で4.50〜650℃で15分〜3時間保持
する酸窒化処理を施してまず表面近傍に粒状の窒化鉄、
及び酸化鉄のa在する混在層と該混在層の下で該混在層
と−体化している窒化鉄層とからなる酸窒化層を一様に
形成し、次に300〜800℃の温度で100〜200
 nun A qの圧力を有する水蒸気中で]5〜2時
間保持するスチーム処理を施して酸窒化層の表面部の窒
化鉄を酸化させることにより、第4図及び第5図に示す
ように空孔54110〜50%で0.1〜1μmのサイ
ズの空孔が多数存在する網目状多孔質の化学的に安定な
0.05〜]、 OIi mの厚さのFe3O4を主成
分とする酸化鉄被膜2]と、酸化鉄被膜21と鉄系材料
部材あるいはシャフトの基体24との間でこれらと一体
化した酸窒化層22(0,01〜2μmの厚さの混在病
27+1〜20μmの厚さの窒化鉄層28)が形成され
る。この構成により黒鉛周囲をN1窒化周がhli弾し
、黒鉛部は固体潤滑孔及び強1111な/111留め孔
となる。
四三酸化鉄は硬さがHv 300〜600で、その下層
の酸窒化層はHv 600〜1300であり、十分な強
度を有している。このようにして構成した鉄系材料部材
あるいはシャフトは前記したような、摺動構造物あるい
は圧縮機における苛酷ね・潤滑条件に十分対応できる強
度2機械的性能を有するものである。
前記鉄系材料部材と摺動関係に接する部材の材料あるい
は軸受材は従来の鋳鉄及び鉄系焼結材では摩耗及び凝着
が起こり耐焼付き性が劣るので、本発明においては、金
属系よりも高硬度で耐焼付き性のすくれた多孔質セラミ
ック層を備えた部材あるいは軸受を使用する。
セラミックは炭化物系、酸化物系、窒化物系などの材料
が考えられるが、特に前述したようなシャフトに組み合
わせるセラミックとして、炭化物系では炭化珪素(α及
びβ−8in)が良好である。また窒化物系では窒化珪
素、窒化アルミ、サイアロン、窒化ボロンが良好である
。酸化物系ではアルミナ、ジルコニアが良好である。さ
らに各炭化物、窒化物、酸化物の混合及びセラミック粒
と反応して結合材となる金属を添加した複合材も良好で
ある。
泊記各セラミック、セラミックの混合材、あるいはセラ
ミックと金属との複合材は、2〜↓Oμmの粒径の粉体
を約2000℃で大気圧下で焼結体としこの焼結体の外
側を鋳鉄で鋳くるみとして裏金とすることにより、ある
いは焼結体単体を使用することにより厚さ0.5〜1.
 On+n+のセラミック層あるいは複合材を表面層と
する軸受とした。
この表面層はいずれも体積%で1〜50%好ましくは5
〜20%の空孔率を存在せしめることにより油溜りと油
膜形成が容易であり、耐焼付き性が向」ニする。裏金付
き軸受の場合、に記鋳ぐるみ以外に焼きばめによりセラ
ミック焼結体を裏金に接合してもよい。
セラミック、セラミックの混合材、セラミックと金属と
の複合材による軸受は、各材単独で構成されても、ある
いは鉄系材料等の適宜基材の表面に複数材料の薄層を形
成することにより構成されてもよい。
摺動面の最上面に四三酸化鉄を主成分とする多孔質の酸
化膜が形成され、その下層に酸窒化層が形成されている
圧縮機における摺動部材であるシャフトと、該シャフト
に組み合わされる軸受との間においては、アブレシブ及
び凝着による焼付き及び摩耗防止等を考慮することが必
須要件であり、さらにできるだけ低摩擦係数の組合せで
あることが要求される。
例えば第1図に示すような斜板式圧縮機はカークーラー
等に適用され、また同しく第2図及び第3図に示すよう
なロータリー圧縮機は冷蔵庫、エアコン等に適用される
ものであるが、このような構成の圧縮機の駆動軸5とス
ラスト軸受13゜14、クランクシャフトのピン部10
9とローラ108、クランクシャフト102と上部ベア
リング1.06と下部ベアリング107の組合せになる
摺動部に本発明の圧縮機におけるシャフトと軸受の材料
組合わせを適用する。
これらの摺動部材は近年のルームエアコンや冷蔵庫にお
ける小形化、高機能化に応して、回転数制御方式が採用
され、低速から高速の広範囲領域で運転されるようにな
ってきた。特にクランクシャフトのピン部109とロー
ラ108.クランクシャフト102と上部ベアリング1
06と下部べアリング107の組み合わせにおいて、境
界潤滑に伴う問題が発生しやすいが、本発明の摺動部材
組合せを採用すればこれらの問題は解決される。
冷蔵庫、エアコン、カークーラー等に用いられる圧縮機
は、例えばエアコンの場合、低速回転から建屋内の温度
立ち上がり時間や霜取り時間の短縮のため、使用条件が
非常に苛酷になる。この際、冷凍機油(潤滑浦と冷媒の
、2B合λ11)がシャフトと軸受間の摩擦部に行き渡
るためには時間がかかり金属接触を伴う境界潤滑領域で
使用されるためpx耗が激しく、凝着を起こして運転不
能となる原因となっていた。しかし本発明のように摺動
面の最」二面に四三酸化鉄を主成分とする多孔質の酸化
膜が形成され、その下層に酸窒化層が形成されたシャフ
トと、摺動面がセラミック焼結体あるいは県材表面に薄
層のセラミック焼結体を形成してなる軸受、とを組み合
わせて適用することにより、苛酷な境界条件においてふ
つ化炭素系冷媒を溶解した低枯度の冷凍機LIl+が多
孔質Ji7tである前記酸化デ久被膜に保持され、また
浸透作用によlJ 11I+膜切れの回復作用が早< 
’/Il+膜保持力にすぐれ、また相手□動面の形状に
よくなしんで密着するため、負荷面圧を軽減する作用が
あるので、凝着による運転不能は防止できる。酸化鉄披
収はセラミックに対して固溶や拡散を起こしにくく、摩
擦面の凝着、焼付きを防止できる。さらに前記各層は化
学的に安定なため高温運転条件においても、冷凍機/I
l+の劣化を防止し腐食摩耗を起こしにくくする作用が
ある。
本発明のセラミック軸受を用いた場合、セラミックは高
硬度で化学的に安定なので、高温運転条件において腐食
摩耗を起こしにくく、耐熱性にすぐれ、非凝着性、非焼
付き性の効果があり、またポーラスであるため浦の保持
力にすぐれ、/111膜切れ回復作用にすぐれている。
従って、本発明の摺動構造物の焼付き面圧は10Okg
f/cJ以上であり、好ましくは200kgf/個f以
」1有する。
以上のような理由により、本発明のシャフトと軸受の組
合せは両部材の長所を生かし、相互作用19 によりIf縮機の苛酷な境界潤滑条イ!1〜ドにおいて
も、焼付き性、凝着性、耐摩耗性、摩擦係数を著しく改
菩でき、圧縮機としての機械的P1゛能と長期間の信頼
P1を高めることができろものである。。
〔実施例〕
実施例] 第]−図において、1,2はシリンダブロックであり、
互いに対象な形状のシリンダプロッタ1゜2が2個合わ
せられることによって圧縮機本体3を構成している。各
シリンダブロック■、2は13個ずつのシリンダボアl
a、2aに両頭のビスI・ン4が摺動可能に嵌合されて
いる。圧縮機本体3の中心孔3aは回転軸5に神道され
、軸受6,7によって回転可能に支承されている。この
回転軸5の中央部に斜板8がスプリンタピン9にょ1て
固定されている。そしてこの斜板8が回41i、lll
l115とともに回転させられるときその鼎動力が摺動
子10を介してピストン4に伝えられ、以てビスI〜ン
4が往復摺動させらるようになっている。43゜14は
スラス1〜軸受である。
20 回転軸5は以下の工程により製作した。第1表(重量%
)の成分を有する球状黒鉛鋳鉄丸棒材(J I S :
 FCD50)及び第1表の成分を有する片状黒鉛鋳鉄
丸棒を機械加工することにより回転軸と同じ寸法を有す
る2個の鋳鉄体を準備した。
次にアンモニアガスに6VoQ%の空気を含む100−
200+m+A q (ゲージ圧)の混合ガス中に54
0℃の温度で40分間この鋳鉄体を保持し、厚さ約25
μmの基地の粒界に添って形成した網目上の窒化物を有
する酸窒化層を回転軸5の全体に設けた。最外表面には
層状の窒化物が形成されないようにした。より高温、長
時間処理すると層状の窒化層が形成されるが、形成され
ない方が好ましい。酸窒化層のうち酸化鉄C主として四
三酸化鉄と若干のFeO,Fex○3を含む)と400
〜500 Hvの硬度を有する窒化鉄とが混合した混在
層の厚さは0.05〜工μmであった。次に500℃、
525℃及び600℃の温度でスチーム中に酸窒化層付
き鋳鉄体を60分保持するスチーム処理をおこない、第
4図及び第5図に示す四二酸化鉄(FeaO番)層21
と酸窒化層22(即ち混在層27及び窒化層28から戒
る層)とを有する回転軸を得た。この時の四三酸化鉄屑
及び酸窒化層の顕微鏡写真を観察した結果、四三酸化鉄
屑は面積率で40〜50%の空孔率を有する網目状多孔
質状態を有していた。
第  1  表 一方回転軸を支持する軸受は、2〜10μmの粒寸法を
有するα−SiC,β−3iC,ジルコニア、窒化ケイ
素、窒化ボロン、アルミナ及びサイアロンの粉体のそれ
ぞれを焼結して空孔率約10%の円筒体を作り、この円
筒体から軸受を製造した。第6図はこの軸受のセラミッ
ク表面層を示し26はセラミック粒、25は空孔を示す
次に上記回転軸と軸受との組み合わせによる圧縮機の性
能を試験するため、上記回転軸の球状黒鉛鋳鉄及び軸受
と同じセラミック材料並びに比較品用の材料として共晶
黒鉛鋳鉄を使用し、回転軸及び軸受製造と同し工程によ
り、内径20nwi厚さ2.8mmの円筒状可動試験片
(回転軸に対応する)及び縦10nu横40+nm厚さ
5mの板状固定試験片(軸受に対応する)を作り、第9
A図に示す焼付試験及び第9B図に示す摩耗試験をおこ
ない、それぞれ第7図及び第8図に示す結果を得た。ま
ず、第7図に示すものは、ふつ化炭素系冷媒C2C(l
 sF3を溶解して低粘度化した潤滑油であるナフテン
系冷凍機油の雰囲気中で、周速10m/sで荷重を上昇
させ、焼付き限界面圧を求めた結果である。
この結果から明らかなように、従来の鋳鉄同志の組合わ
せによるものは75kgf/−が限界面圧であるのに対
し、本発明の組み合わせによるものはそれより高く、工
00kgf/cJ以上である230kgf/−以上であ
り、従来のものに比べ3倍以上も限界値が高くなる。ま
た特にβ−SiC,セラ3− ミックを用いた組合せの場合には470 kg f /
 cr++と、最も高い焼付き面圧を示すことがわかっ
た。
次に第8図に示すものは、耐摩耗性についての試験結果
である。この結果を見ると、本発明のように軸受にセラ
ミックを組み合わせると、従来のもののような組み合わ
せによるものよりも可動片の摩耗量はいずれも土m2当
りで0.025nm”以下と耐摩耗性がすぐれているこ
とがわかる。
」1記の結果から本発明の摺動部材の組み合わせによる
圧縮機は、冷凍溶解の低粘度潤滑油が多孔質酸化鉄被膜
に吸着して保油性、なしみ性を発揮し、油膜切れによる
摺動面の凝着性、焼付き性を発揮し、従来に比べすぐれ
た摩擦摩耗特性を示すことがわかる。
第7図に示すように、β−8iCは最も焼付面圧が高く
、摩耗量も最も少ない。次いでα−3iC。
窒化ケイ層が優れており、可動片の表面酸化層に対して
非酸化物系のセラミックスが好ましい特性を有すること
がわかる。最もアルミナとの組合せが劣るが、非セラミ
ツクス材に比へ著しく優れて4− いる。次いで、ジルコニア、窒化ボロン、サイアロンの
順に優れている。即ち、摺動部材として互いに異なった
材質のセラミックス層とすることが好ましく、酸化物に
対して非酸化物系とすることが好ましい。
実施例2 第2図及び第3図に示すように、主として冷蔵庫、エア
コン等に用いられるロータリー式圧縮機である。第2図
、第3図において、1.01は密閉容器、102はクラ
ンクシャフト、103は電動機部、104は圧縮機部で
ある。圧縮機部104は第1図に示すようにシリンダ1
05.上部ベアリング106.下部ベアリング上0フ、
ローラ108、クランクシャフトのピン部109、及び
ベーン110より構成される。前記クランクシャフト1
02は上部ベアリング106と下部ベアリング107に
よりジャーナル軸受支持され、クランクシャフトピン部
はジャーナル軸受の摺動によリローラ108に偏心回転
を与える。ローラ108を収容するシリンダ105に形
成されたベーン溝111と先端部が前記ローラ108の
外周面にそれぞれ摺動可能に接触させたベーンが一方向
、又は往復のスラスト軸受摺動する構造となっている。
上記圧縮機における回転軸(クランクシャフト)102
、及び上部ベアリング106、及び下部ベアリング10
7よりなる軸受は、実施例1のものと同様である。前述
の水蒸気処理を施さないものについても同様に実施した
実施例3 第4図及び第5図で示す黒鉛含有鋳鉄の表面にCV D
 (Che+n1cal Vapor Deposit
ion :プラズマ化学的蒸着法)、及びP V D 
(Physj、cal VaporDepositjo
n :物理的蒸着法)により空孔率10%の薄層のセラ
ミック焼結体を形成してなる軸受材を、第1.第2実施
例における軸受材に代えて用いた。シャフトは実施例1
.実施例2のものと同様である。本実施例におけるセラ
ミックもβ−3iCを用いればより効果的であった。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明の圧縮機は、圧縮機を構成する
シャフトの摺動面に多孔質の酸化鉄被膜とその下層に酸
窒化層を形威し、前記シャフトの軸受は多孔質セラミッ
ク焼結体よりなるので、ふつ化炭素系冷媒により希釈さ
れた低粘度化した潤滑油の油膜切れの状態や、異物混入
等における異常運転においても、油膜の保持性、浸透性
、非凝着性、非焼付き性が良くなり、圧縮機としての機
械的性能及び長期運転における信頼性を著しく改善する
効果がある。
又本発明はふつ化炭素系冷媒を圧縮するレシプロ式圧縮
機9回転圧縮機、スクリュー式圧縮機。
斜板式圧縮機などすべての圧縮機に適用することにより
、同様の効果を得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】 第1図はカークーラー用斜板式圧縮機の概略図、第2図
はロータリー式圧縮機の概略図、第3図は第2図A−A
線断面図、第4図は四三酸化鉄層と酸窒化層と片状黒鉛
鋳鉄基体とを示した断面図、第5図は球状黒鉛鋳鉄から
なるシャフト基体部に7− 設けられた四三酸化鉄層及び酸窒化鉄屑を示す断面図、
第6図は四三酸化鉄屑表面と協働する軸受表面のセラミ
ック層を示す例示図、第7図は耐焼付き試験結果を示す
グラフ、第8図は耐摩耗試験結果を示すグラフであり、
第9A図は焼付試験方法を示す断面図であり、第9B図
は摩耗試験の方記 一ν 8−

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.鉄系材料から成る部材と、この部材と摺動可能に接
    する多孔質のセラミック層を備えた部材とを有し、鉄系
    部材の表面は四三酸化鉄を主成分とする多孔質の酸化膜
    で構成され且つ酸化膜の下層に酸窒化層が形成されてい
    ることを特徴とする摺動構造物。
  2. 2.鉄系材料から成る部材は回転軸であり、多孔質のセ
    ラミック層を備えた部材は該回転軸を支持する軸受であ
    る請求項1の摺動構造物。
  3. 3.鉄系材料は、片状黒鉛鋳鉄,共晶黒鉛鋳鉄,球状黒
    鉛鋳鉄,機械構造用炭素鋼及び合金鋼から成る群から選
    択された1種である請求項1の摺動構造物。
  4. 4.Fe_3O_4を主成分とする多孔質の酸化膜は、
    10〜50%の空孔率と0.1〜1μm厚さを有する請
    求項1の摺動構造物。
  5. 5.酸窒化層は、多孔質酸化膜と一体化して該多孔質酸
    化膜の内側に配置され且つFe_3O_4を主成分とし
    若干量のFeO及びFe_2O_3を含む酸化鉄と窒化
    鉄との混合した混在層と、該混在層と一体化して該混在
    層の内側に配置され、且つ鉄系材料の基板と一体化した
    窒化鉄層とから成る請求項1の摺動構造物。
  6. 6.混在層の厚さは0.01〜2μmであり、窒化鉄層
    の厚さは1〜20μmである請求項5の摺動構造物。
  7. 7.セラミック層を備えた部材は、鉄系材料から成る裏
    金と、この裏金に接合されたセラミック層とから成るあ
    るいはセラミックの単体から成る請求項1の摺動構造物
  8. 8.セラミック層は1〜50%の空孔率と、0.5〜1
    0mmの厚さとを有する請求項6の摺動構造物。
  9. 9.セラミック層は、α−SiC,β−SiC,アルミ
    ナ,ジルコニア,窒化珪素,窒化アルミニウム,サイア
    ロン及び窒化ボロンから成る群から選択された少なくと
    も1種である請求項1の摺動構造物。
  10. 10.鉄系材料から成るシャフトと、該シヤフトに連結
    され且つ流体の圧縮をおこなう圧縮手段と、シャフトを
    回転可能に支持する軸受とを有し、シャフト表面が四酸
    三価鉄を主成分とする多孔質の酸化膜で構成され、酸化
    膜の下側に酸窒化層が形成され、軸受の摺動面が多孔質
    のセラミック層から成ることを特徴とする圧縮機。
  11. 11.鉄系材料から成るシャフトと、該シャフトに連結
    され且つ流体の圧縮をおこなう圧縮手段と、シャフトを
    回転可能に支持する軸受とを有し、シャフトの表面は四
    酸三価鉄を主成分とする多孔質の酸化膜で構成され、酸
    化膜の下側に酸窒化層が形成され、軸受は上部ベアリン
    グ,下部ベアリングから成りこのうちの少なくとも一方
    の摺動面がセラミック層からなる圧縮機。
  12. 12.鉄系材料は、片状黒鉛鋳鉄,共晶黒鉛鋳鉄,球状
    黒鉛鋳鉄,機械構造用炭素鋼及び合金鋼から成る群から
    選択された1種であり、Fe_3O_4を主成分とする
    多孔質の酸化膜は、10〜50%の空孔率と0.1〜1
    μm厚さを有し、酸窒化層は、多孔質酸化膜と一体化し
    て多孔質酸化膜の内側に配置され且つFe_3O_4を
    主成分とし若干量のFeO及びFe_2O_3を含む酸
    化鉄と窒化鉄との混合した混在層と、該混在層と一体化
    して該混在層の内側に配置され、且つ鉄系材料の基板と
    一体化した窒化鉄層とから成り、前記混在層の厚さは0
    .01〜2μmであり、窒化鉄層の厚さは1〜20μm
    であり、セラミック層を備えた軸受は、鉄系材料から成
    る裏金と、この裏金に接合されたセラミック層とから成
    るあるいはセラミックの単体から成り、セラミック層は
    1〜50%の空孔率と、0.5〜10mmの厚さとを有
    し、且つα−SiC,β−SiC,アルミナ,ジルコニ
    ア,窒化珪素,窒化アルミニウム,サイアロン及び窒化
    ボロンから成る群から選択された少なくとも1種である
    請求項10又は11の圧縮機。
  13. 13.ジャーナル軸受によつて上・下部のベアリングに
    支持されたクランクシャフトと、このクランクシャフト
    により偏心回転されるローラとこのローラを収納するシ
    リンダと、該シリンダに形成されたベーン溝内に摺動自
    在に設けられ且つ先端部がローラの外周部に摺動可能に
    接触しているベーンとを有し、流体を圧縮する圧縮機に
    おいて、クランクシヤフトは鉄系材料で作られ、クラン
    クシャフトの摺動面が四三酸化鉄を主成分とする多孔質
    の酸化膜で形成され、その下層に酸窒化層が形成されて
    おり、前記クランクシャフトの軸受の摺動面が多孔質の
    セラミック層からなることを特徴とする回転式圧縮機。
  14. 14.ジャーナル軸受によつて上・下部のベアリングに
    支持されたクランクシャフトと、このクランクシャフト
    により偏心回転されるローラとこのローラを収納するシ
    リンダと、該シリンダに形成されたベーン溝内に摺動自
    在に設けられ且つ先端部がローラの外周部に摺動可能に
    接触しているベーンとを有し、流体を圧縮するクランク
    シャフトは鉄系材料で作られ、クランクシヤフトの摺動
    面が四三酸化鉄を主成分とする多孔質の酸化膜で形成さ
    れ、その下層に酸窒化層が形成されており、前記クラン
    クシャフトの軸受における上部ベアリング,下部ベアリ
    ングの少なくとも一方の摺動面が多孔質のセラミック層
    からなる回転式圧縮機。
  15. 15.鉄系材料は、片状黒鉛鋳鉄,共晶黒鉛鋳鉄,球状
    黒鉛鋳鉄,機械構造用炭素鋼及び合金鋼から成る群から
    選択された1種であり、Fe_3O_4を主成分とする
    多孔質の酸化膜は、10〜50%の空孔率と0.1〜1
    μmの厚さを有し、酸窒化層は、多孔質酸化膜と一体化
    して多孔質酸化膜の内側に配置され且つFe_3O_4
    を主成分とし若干量のFeO及びFe_2O_3を含む
    酸化鉄と窒化鉄との混合した混在層と、該混在層と一体
    化して該混在層の内側に配置され、且つ鉄系材料の基板
    と一体化した窒化鉄層とから成り、混在層の厚さは0.
    01〜2μmであり、窒化鉄層の厚さは1〜20μmで
    あり、セラミック層を備えた部材は、鉄系材料から成る
    裏金と、この裏金に接合されたセラミック層とから成る
    あるいはセラミックの単体から成り、セラミック層は1
    〜50%の空孔率と、0.5〜10mmの厚さとを有し
    、且つセラミック層は、α−SiC,β−SiC,アル
    ミナ,ジルコニア,窒化珪素,窒化アルミニウム,サイ
    アロン及び窒化ボロンから成る群から選択された少なく
    とも1種である請求項19又は20の回転式圧縮機。
  16. 16.鉄系材料から成る部材と、この部材と摺動可能に
    接する多孔質のセラミック層を備えた部材とを有する摺
    動構造物の製造法において、前記鉄系材料から成る部材
    を若干の空気を含む窒化ガス雰囲気中で窒化処理した後
    、水蒸気雰囲気中で酸化処理を施すことを特徴とする摺
    動構造物の製造法。
JP2051692A 1989-03-06 1990-03-05 摺動構造物とそれを用いた圧縮機及び製造法 Expired - Lifetime JP2821225B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2051692A JP2821225B2 (ja) 1989-03-06 1990-03-05 摺動構造物とそれを用いた圧縮機及び製造法

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1-52110 1989-03-06
JP5211089 1989-03-06
JP2051692A JP2821225B2 (ja) 1989-03-06 1990-03-05 摺動構造物とそれを用いた圧縮機及び製造法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0362890A true JPH0362890A (ja) 1991-03-18
JP2821225B2 JP2821225B2 (ja) 1998-11-05

Family

ID=26392255

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2051692A Expired - Lifetime JP2821225B2 (ja) 1989-03-06 1990-03-05 摺動構造物とそれを用いた圧縮機及び製造法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2821225B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0523839A2 (en) * 1991-06-07 1993-01-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Refrigerant compressor using refrigerant HFC134a or HFC152a
WO2013125197A1 (ja) * 2012-02-20 2013-08-29 パナソニック株式会社 摺動部材およびこれを用いた冷媒圧縮機、並びに、冷蔵庫およびエアーコンディショナー
WO2017043037A1 (ja) * 2015-09-07 2017-03-16 パナソニックIpマネジメント株式会社 冷媒圧縮機およびそれを用いた冷凍装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5025628B2 (ja) * 2008-12-17 2012-09-12 株式会社東芝 洗濯機

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0523839A2 (en) * 1991-06-07 1993-01-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Refrigerant compressor using refrigerant HFC134a or HFC152a
EP0523839A3 (ja) * 1991-06-07 1994-08-03 Toshiba Kk
WO2013125197A1 (ja) * 2012-02-20 2013-08-29 パナソニック株式会社 摺動部材およびこれを用いた冷媒圧縮機、並びに、冷蔵庫およびエアーコンディショナー
CN104066988A (zh) * 2012-02-20 2014-09-24 松下电器产业株式会社 滑动部件和使用其的制冷剂压缩机、以及冷藏库和空调机
JPWO2013125197A1 (ja) * 2012-02-20 2015-07-30 パナソニックIpマネジメント株式会社 摺動部材およびこれを用いた冷媒圧縮機、並びに、冷蔵庫およびエアーコンディショナー
JP2017115889A (ja) * 2012-02-20 2017-06-29 パナソニックIpマネジメント株式会社 摺動部材およびこれを用いた冷媒圧縮機、並びに、冷蔵庫およびエアーコンディショナー
US10704541B2 (en) 2012-02-20 2020-07-07 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Slide member, refrigerant compressor incorporating slide member, refrigerator and air conditioner
WO2017043037A1 (ja) * 2015-09-07 2017-03-16 パナソニックIpマネジメント株式会社 冷媒圧縮機およびそれを用いた冷凍装置
CN108026913A (zh) * 2015-09-07 2018-05-11 松下知识产权经营株式会社 冷媒压缩机和使用该冷媒压缩机的冷冻装置
JPWO2017043037A1 (ja) * 2015-09-07 2018-06-28 パナソニックIpマネジメント株式会社 冷媒圧縮機およびそれを用いた冷凍装置
CN108026913B (zh) * 2015-09-07 2019-06-28 松下知识产权经营株式会社 冷媒压缩机和使用该冷媒压缩机的冷冻装置
US10890363B2 (en) 2015-09-07 2021-01-12 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Refrigerant compressor and refrigeration device including refrigerant compressor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2821225B2 (ja) 1998-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5087181A (en) Sliding structure such as compressor or the like
JPH081184B2 (ja) 圧縮機
JP2000054973A (ja) ロータリコンプレッサ
JP2842421B2 (ja) 圧縮機の鉄系摺動部品及びこれの表面処理方法と圧縮機
WO1999014511A1 (fr) Element coulissant et compresseur frigorifique l'utilisant
JPH0362890A (ja) 摺動構造物とそれを用いた圧縮機及び製造法
JP2825334B2 (ja) 圧縮機
JP2002031055A (ja) 密閉型圧縮機
JPH08177772A (ja) ポンプ
JP2009287483A (ja) 冷媒圧縮機
JP2809763B2 (ja) 摺動部材およびそれを用いた圧縮機
JPH0551708A (ja) 圧縮機用耐摩耗材料およびその材料を使用した圧縮機
JP3267367B2 (ja) 摺動部品
KR910008212B1 (ko) 압 축 기
JPH06159259A (ja) ポンプ
KR102206102B1 (ko) 결합형 베인-롤러 구조의 로터리 압축기
JPH06193575A (ja) 圧縮機
JPH06207253A (ja) 鉄基摺動部品材料
JPH0551707A (ja) 圧縮機用耐摩耗材料
JP2686244B2 (ja) 回転式冷媒ガス圧縮機およびその製造方法
JP2003097429A (ja) 摺動部材
JP2543093B2 (ja) シ−ル用摺動部品
JP2784437B2 (ja) 圧縮機用ベーン
KR101261987B1 (ko) 압축기 부품 표면처리방법
JPH07179981A (ja) 耐摩耗性材料およびその製造方法と,その材料を使用した圧縮機