JPH06234569A - 摺動部品 - Google Patents
摺動部品Info
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- JPH06234569A JPH06234569A JP5022594A JP2259493A JPH06234569A JP H06234569 A JPH06234569 A JP H06234569A JP 5022594 A JP5022594 A JP 5022594A JP 2259493 A JP2259493 A JP 2259493A JP H06234569 A JPH06234569 A JP H06234569A
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】過酷な使用条件下においても、耐摩耗性に優
れ、かつ長期間使用しても結晶相が安定であり、また摺
動相手部品も摩耗させることが少ない耐久性の優れた摺
動部品を提供する。 【構成】酸化セリウムを５〜２０モル％と、酸化アルミ
ニウムを１０〜６０モル％と、残部が酸化ジルコニウム
とから成るセラミックス焼結体で形成したことを特徴と
する。また酸化イットリウム、希土類元素酸化物、酸化
マグネシウム、酸化カルシウムから選択される少なくと
も１種を５〜２０モル％と、酸化セリウムを１０〜６０
モル％と、残部が酸化ジルコニウムとから成るセラミッ
クス焼結体で形成してもよい。
れ、かつ長期間使用しても結晶相が安定であり、また摺
動相手部品も摩耗させることが少ない耐久性の優れた摺
動部品を提供する。 【構成】酸化セリウムを５〜２０モル％と、酸化アルミ
ニウムを１０〜６０モル％と、残部が酸化ジルコニウム
とから成るセラミックス焼結体で形成したことを特徴と
する。また酸化イットリウム、希土類元素酸化物、酸化
マグネシウム、酸化カルシウムから選択される少なくと
も１種を５〜２０モル％と、酸化セリウムを１０〜６０
モル％と、残部が酸化ジルコニウムとから成るセラミッ
クス焼結体で形成してもよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は摺動部品に係り、特にロ
ータリコンプレッサ用ベーン材として有用であり、耐摩
耗性を改善し、耐久性の向上を図った摺動部品に関す
る。
ータリコンプレッサ用ベーン材として有用であり、耐摩
耗性を改善し、耐久性の向上を図った摺動部品に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】冷凍機、冷蔵庫、空調機やショーケース
においては冷媒を圧縮する圧縮機（コンプレッサ）が主
要機器として装備されている。上記用途例において一般
的に使用されているコンプレッサとして、図１および図
２に示すような密閉型の２段式ロータリコンプレッサが
ある。
においては冷媒を圧縮する圧縮機（コンプレッサ）が主
要機器として装備されている。上記用途例において一般
的に使用されているコンプレッサとして、図１および図
２に示すような密閉型の２段式ロータリコンプレッサが
ある。
【０００３】このロータリコンプレッサ１は、ケ―シン
グ２の内部にモータ３ａと圧縮要素３ｂとを内蔵し、圧
縮要素３ｂはモータ３から延びる回転軸４を主軸受５と
副軸受６に挿通させ、この主軸受５と副軸受６との間
に、仕切板７を介して２基のシリンダ８ａ，８ｂを配設
し、各シリンダ８ａ，８ｂ内において、前記回転軸４に
形成された偏心部９ａ，９ｂにそれぞれ円筒状のローラ
１０ａ，１０ｂを嵌合させる一方、図２に示すように偏
心回転するローラ１０ａ，１０ｂの外周面に対して常時
押し付けて接触摺動するように、ベーン１１ａ，１１ｂ
が配設されて構成される。このベーン１１ａ，１１ｂ
は、シリンダ８ａ，８ｂに形成されたベーン溝１２ａ，
１２ｂに出入自在に嵌装される。ベーン１１ａ，１１ｂ
は偏心部９ａ，９ｂおよびローラ１０ａ，１０ｂの回転
に応じて往復動し、各シリンダ８ａ，８ｂ内部を圧力的
に仕切る役割を果している。こうして圧縮機１は、モー
タ３の駆動によって前記ローラ１０ａ，１０ｂをシリン
ダ８ａ，８ｂ内において偏心回転させることにより、シ
リンダ８ａ，８ｂ内に吸入したガスを圧縮して吐出する
ものである。
グ２の内部にモータ３ａと圧縮要素３ｂとを内蔵し、圧
縮要素３ｂはモータ３から延びる回転軸４を主軸受５と
副軸受６に挿通させ、この主軸受５と副軸受６との間
に、仕切板７を介して２基のシリンダ８ａ，８ｂを配設
し、各シリンダ８ａ，８ｂ内において、前記回転軸４に
形成された偏心部９ａ，９ｂにそれぞれ円筒状のローラ
１０ａ，１０ｂを嵌合させる一方、図２に示すように偏
心回転するローラ１０ａ，１０ｂの外周面に対して常時
押し付けて接触摺動するように、ベーン１１ａ，１１ｂ
が配設されて構成される。このベーン１１ａ，１１ｂ
は、シリンダ８ａ，８ｂに形成されたベーン溝１２ａ，
１２ｂに出入自在に嵌装される。ベーン１１ａ，１１ｂ
は偏心部９ａ，９ｂおよびローラ１０ａ，１０ｂの回転
に応じて往復動し、各シリンダ８ａ，８ｂ内部を圧力的
に仕切る役割を果している。こうして圧縮機１は、モー
タ３の駆動によって前記ローラ１０ａ，１０ｂをシリン
ダ８ａ，８ｂ内において偏心回転させることにより、シ
リンダ８ａ，８ｂ内に吸入したガスを圧縮して吐出する
ものである。
【０００４】上記のようなロータリコンプレッサ１にお
いては、主副軸受５，６と回転軸４、シリンダ８とベー
ン１１、仕切板７とローラ１０など相互に摺接する摺動
部品における摩耗が特に顕著になるため、高い耐摩耗性
を有する摺動材で形成する必要がある。特に上記ベーン
１１は、その側面１３がベーン溝１２に摺接するととも
に、その先端面１４がローラ１０の外周面に摺接するた
め、特に高度な耐摩耗特性を有する摺動材で形成する必
要がある。
いては、主副軸受５，６と回転軸４、シリンダ８とベー
ン１１、仕切板７とローラ１０など相互に摺接する摺動
部品における摩耗が特に顕著になるため、高い耐摩耗性
を有する摺動材で形成する必要がある。特に上記ベーン
１１は、その側面１３がベーン溝１２に摺接するととも
に、その先端面１４がローラ１０の外周面に摺接するた
め、特に高度な耐摩耗特性を有する摺動材で形成する必
要がある。
【０００５】従来、この種の摺動材としては、高速度鋼
や共晶黒鉛鋳鉄の溶解材、さらにより具体的には２．２
Ｓｉ−３．４Ｃ−残部Ｆｅから成るＦＣ２００、ＳＭＦ
４０３０などのＳＭＦ−４種材（鉄−炭素−銅系合金）
など耐摩耗性を高めた摺動部品が一般に使用されてい
る。
や共晶黒鉛鋳鉄の溶解材、さらにより具体的には２．２
Ｓｉ−３．４Ｃ−残部Ｆｅから成るＦＣ２００、ＳＭＦ
４０３０などのＳＭＦ−４種材（鉄−炭素−銅系合金）
など耐摩耗性を高めた摺動部品が一般に使用されてい
る。
【０００６】特にベーンを構成する材料としては、高速
度鋼（ＳＫＨ−５１相当）やそれらの高速度鋼に窒化処
理を施して表面硬度を高めた材料が使用されていた。さ
らに近年は、摺動部品の耐摩耗性の向上を目的として、
セラミックス焼結体で形成した摺動部品も多用化されて
いる。中でも強度および靭性値に優れた酸化ジルコニウ
ム（ジルコニア）を主体とし、強化材としてアルミナ
（Ａｌ2 Ｏ3 ）を添加し、さらに安定化剤としての酸化
イットリウムを添加したセラミックス焼結体で形成した
摺動部品も使用されている。
度鋼（ＳＫＨ−５１相当）やそれらの高速度鋼に窒化処
理を施して表面硬度を高めた材料が使用されていた。さ
らに近年は、摺動部品の耐摩耗性の向上を目的として、
セラミックス焼結体で形成した摺動部品も多用化されて
いる。中でも強度および靭性値に優れた酸化ジルコニウ
ム（ジルコニア）を主体とし、強化材としてアルミナ
（Ａｌ2 Ｏ3 ）を添加し、さらに安定化剤としての酸化
イットリウムを添加したセラミックス焼結体で形成した
摺動部品も使用されている。
【０００７】上記ジルコニアは、他のセラミックス焼結
体と比較して強度および破壊靭性値に優れた材料であり
ジルコニア焼結体においては、室温において高温型であ
る正方晶の結晶粒子が組織内に封じ込められた形態で存
在させて強靭化を図ったものである。
体と比較して強度および破壊靭性値に優れた材料であり
ジルコニア焼結体においては、室温において高温型であ
る正方晶の結晶粒子が組織内に封じ込められた形態で存
在させて強靭化を図ったものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記ジル
コニア焼結体製の摺動部品を２００〜３００℃の使用温
度において長時間動作させると摺動部品の組織が相変態
し、クラックの発生や異常摩耗が多発することが、本発
明者らの確認試験によって明らかになった。
コニア焼結体製の摺動部品を２００〜３００℃の使用温
度において長時間動作させると摺動部品の組織が相変態
し、クラックの発生や異常摩耗が多発することが、本発
明者らの確認試験によって明らかになった。
【０００９】例えば、上記従来のジルコニア焼結体製の
ベーンをロータリコンプレッサに組み込み、冷蔵庫用コ
ンプレッサとして使用したところ、圧縮不良やブレード
の摺動不良が発生した。この原因を調査した結果、ジル
コニアは使用中にＴ（正方晶）相からＭ（単斜晶）相へ
と相変態を引き起こし、その相変態に伴う体積膨脹によ
ってベーンがベーン溝に接触し摺動不良を引き起こした
り、ベーン組織におけるクラックの発生により、その機
械的性質が低下し、異常摩耗が発生することが確認され
た。ちなみに下記の条件で摩耗確認試験を実施したとこ
ろ、下記のような結果が得られた。すなわち冷媒として
Ｒ−２２、潤滑油として鉱油、潤滑油最高温度を１３０
℃、電源周波数を５０Ｈｚとした条件下でロータリコン
プレッサを試験したところ、、１０００時間後にベーン
組織の１１％、２０００時間後には２４％が正方晶相か
ら単斜晶相に相変態し、５０００時間経過後には、異常
摩耗が発生した。
ベーンをロータリコンプレッサに組み込み、冷蔵庫用コ
ンプレッサとして使用したところ、圧縮不良やブレード
の摺動不良が発生した。この原因を調査した結果、ジル
コニアは使用中にＴ（正方晶）相からＭ（単斜晶）相へ
と相変態を引き起こし、その相変態に伴う体積膨脹によ
ってベーンがベーン溝に接触し摺動不良を引き起こした
り、ベーン組織におけるクラックの発生により、その機
械的性質が低下し、異常摩耗が発生することが確認され
た。ちなみに下記の条件で摩耗確認試験を実施したとこ
ろ、下記のような結果が得られた。すなわち冷媒として
Ｒ−２２、潤滑油として鉱油、潤滑油最高温度を１３０
℃、電源周波数を５０Ｈｚとした条件下でロータリコン
プレッサを試験したところ、、１０００時間後にベーン
組織の１１％、２０００時間後には２４％が正方晶相か
ら単斜晶相に相変態し、５０００時間経過後には、異常
摩耗が発生した。
【００１０】近年、圧縮機は冷凍機用、冷蔵庫用、空調
機用などの用途を問わず、高性能化や使用条件の拡大が
求められている。特に空調機においては、使用者の住空
間の変化や快適性の要求水準の高まりが著しく、インバ
ータを装備したものが標準品になりつつある。このよう
な空調機に使用される圧縮機では従来以上に過酷な運転
条件、すなわち高負荷条件下での高速運転や変速運転が
要求されている。また従来のフロン系冷媒が環境保護の
ために使用禁止になるとともに、より運転温度が高い新
規な冷媒に切換が進行しており、より熱的に安定で耐久
性の高い摺動部品が求められている。
機用などの用途を問わず、高性能化や使用条件の拡大が
求められている。特に空調機においては、使用者の住空
間の変化や快適性の要求水準の高まりが著しく、インバ
ータを装備したものが標準品になりつつある。このよう
な空調機に使用される圧縮機では従来以上に過酷な運転
条件、すなわち高負荷条件下での高速運転や変速運転が
要求されている。また従来のフロン系冷媒が環境保護の
ために使用禁止になるとともに、より運転温度が高い新
規な冷媒に切換が進行しており、より熱的に安定で耐久
性の高い摺動部品が求められている。
【００１１】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたものであり、上記のような過酷な使用条件下にお
いても、耐摩耗性に優れ、かつ長期間使用しても結晶相
が安定であり、また摺動相手部品も摩耗させることが少
ない耐久性の優れた摺動部品を提供することを目的とす
る。
されたものであり、上記のような過酷な使用条件下にお
いても、耐摩耗性に優れ、かつ長期間使用しても結晶相
が安定であり、また摺動相手部品も摩耗させることが少
ない耐久性の優れた摺動部品を提供することを目的とす
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
達成するため、特に過酷な条件下で使用されるベーン材
などの摺動部品の組成を種々変えて、組織の安定性およ
びその摺動特性を比較検討した。その結果、ジルコニア
を基材とし、所定量の酸化セリウムを安定化剤または分
散強化材として添加したセラミックス焼結体で摺動部品
を形成したときに、使用温度２００〜３００℃と高い場
合においても、摺動部品の組織の相変態が少なく、かつ
耐摩耗性に優れたロータリコンプレッサが得られること
が判明した。本発明は上記知見に基づいて完成されたも
のである。
達成するため、特に過酷な条件下で使用されるベーン材
などの摺動部品の組成を種々変えて、組織の安定性およ
びその摺動特性を比較検討した。その結果、ジルコニア
を基材とし、所定量の酸化セリウムを安定化剤または分
散強化材として添加したセラミックス焼結体で摺動部品
を形成したときに、使用温度２００〜３００℃と高い場
合においても、摺動部品の組織の相変態が少なく、かつ
耐摩耗性に優れたロータリコンプレッサが得られること
が判明した。本発明は上記知見に基づいて完成されたも
のである。
【００１３】すなわち本発明に係る摺動部品は、酸化セ
リウムを５〜２０モル％と、酸化アルミニウムを１０〜
６０モル％と、残部が酸化ジルコニウムとから成るセラ
ミックス焼結体で形成したことを特徴とする。
リウムを５〜２０モル％と、酸化アルミニウムを１０〜
６０モル％と、残部が酸化ジルコニウムとから成るセラ
ミックス焼結体で形成したことを特徴とする。
【００１４】また他の構成として、酸化イットリウム、
希土類元素酸化物、酸化マグネシウム、酸化カルシウム
から選択される少なくとも１種を５〜２０モル％と、酸
化セリウムを１０〜６０モル％と、残部が酸化ジルコニ
ウムとから成るセラミックス焼結体で形成したことを特
徴とする。
希土類元素酸化物、酸化マグネシウム、酸化カルシウム
から選択される少なくとも１種を５〜２０モル％と、酸
化セリウムを１０〜６０モル％と、残部が酸化ジルコニ
ウムとから成るセラミックス焼結体で形成したことを特
徴とする。
【００１５】さらにセラミックス焼結体の平均結晶粒径
は３μｍ以下に設定するとよい。またセラミックス焼結
体の母材を構成する酸化ジルコニウムは主として正方晶
または正方晶と立方晶とから構成するとよい。
は３μｍ以下に設定するとよい。またセラミックス焼結
体の母材を構成する酸化ジルコニウムは主として正方晶
または正方晶と立方晶とから構成するとよい。
【００１６】酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）は、主とし
て摺動部品の基地を構成するセラミックスであり、特に
摺動部品の構造強度および破壊靭性値を向上させるため
に５０〜９９モル％、より好ましくは６０〜７５モル％
の割合で添加される。
て摺動部品の基地を構成するセラミックスであり、特に
摺動部品の構造強度および破壊靭性値を向上させるため
に５０〜９９モル％、より好ましくは６０〜７５モル％
の割合で添加される。
【００１７】また酸化セリウム（ＣｅＯ2 ）は主として
安定化剤として働くものであり、上記摺動部品の結晶組
織を安定化させ相変態を防止するために５〜２０モル％
の割合で添加される。添加量が５モル％未満の場合に
は、相変態の防止効果が不充分である一方、添加量が２
０モル％を超えると基材が完全安定化ジルコニアとなっ
て構造強度が低下してしまうため、添加量は５〜２０モ
ル％の範囲に設定される。
安定化剤として働くものであり、上記摺動部品の結晶組
織を安定化させ相変態を防止するために５〜２０モル％
の割合で添加される。添加量が５モル％未満の場合に
は、相変態の防止効果が不充分である一方、添加量が２
０モル％を超えると基材が完全安定化ジルコニアとなっ
て構造強度が低下してしまうため、添加量は５〜２０モ
ル％の範囲に設定される。
【００１８】さらに酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）は
主として分散強化剤として働くものであり、硬度が高
く、ジルコニア基材中に分散されてベーン材の構造強度
を高めるとともに、耐摩耗性および摺動特性を改善する
ために１０〜６０モル％の割合で添加される。添加量が
１０モル％未満の場合には上記改善効果が不充分となる
一方、添加量が６０モル％を超える場合には、基地を構
成するジルコニア本来の性質が喪失し、強度および靭性
値が低下してしまう。したがって、酸化アルミニウムの
添加量は上記範囲に設定されるが、より好ましくは２０
〜４０モル％の範囲に設定するとよい。
主として分散強化剤として働くものであり、硬度が高
く、ジルコニア基材中に分散されてベーン材の構造強度
を高めるとともに、耐摩耗性および摺動特性を改善する
ために１０〜６０モル％の割合で添加される。添加量が
１０モル％未満の場合には上記改善効果が不充分となる
一方、添加量が６０モル％を超える場合には、基地を構
成するジルコニア本来の性質が喪失し、強度および靭性
値が低下してしまう。したがって、酸化アルミニウムの
添加量は上記範囲に設定されるが、より好ましくは２０
〜４０モル％の範囲に設定するとよい。
【００１９】また他の構成として分散強化材として酸化
セリウムを添加する場合には、この酸化セリウムが基材
の変態防止機能をも発揮するため、ジルコニア基材の安
定化剤としては従来の焼結助剤である酸化イットリウ
ム、希土類元素酸化物、酸化マグネシウム、酸化カルシ
ウムを使用することができる。
セリウムを添加する場合には、この酸化セリウムが基材
の変態防止機能をも発揮するため、ジルコニア基材の安
定化剤としては従来の焼結助剤である酸化イットリウ
ム、希土類元素酸化物、酸化マグネシウム、酸化カルシ
ウムを使用することができる。
【００２０】ここで分散強化材としての酸化セリウムの
添加量は、上記Ａｌ2 Ｏ3 の場合と同様に１０〜６０モ
ル％に設定される。添加量が１０モル％未満の場合には
強度、耐摩耗性および摺動特性の改善効果が不充分とな
る一方、６０モル％を超えると基地を構成するジルコニ
ア本来の靭性値が失われ、強度が低下してしまうため、
ＣｅＯ2 の添加量は上記範囲に設定される。
添加量は、上記Ａｌ2 Ｏ3 の場合と同様に１０〜６０モ
ル％に設定される。添加量が１０モル％未満の場合には
強度、耐摩耗性および摺動特性の改善効果が不充分とな
る一方、６０モル％を超えると基地を構成するジルコニ
ア本来の靭性値が失われ、強度が低下してしまうため、
ＣｅＯ2 の添加量は上記範囲に設定される。
【００２１】また上記分散強化材として添加するセラミ
ックス粒子（Ａｌ2 Ｏ3 またはＣｅＯ2 ）の平均粒径
は、原料セラミックス粒子の取扱性、ジルコニア基材と
セラミックス粒子との接合強度および摺動特性の均一性
に大きな影響を及ぼすため、本発明では０．０１〜１０
μｍの範囲に設定するのがよい。平均粒径が０．０１μ
ｍ未満の場合には、ジルコニア基材中への均一分散が困
難となるとともに、製造工程において飛散し易く取扱い
性が悪化する一方、平均粒径が１０μｍを超える場合に
はジルコニア基材とセラミックス粒子との接合面積が小
さくなり、摺動部品自体の構造強度が低くなるととも
に、ジルコニア基材に対するセラミックス粒子の分散状
態が悪くなり、摺動部品全体として均一な摺動特性を発
揮しにくくなる。したがって平均粒径は、上記範囲に設
定するのがよいが、より好ましくは１〜８μｍに設定す
るとよい。
ックス粒子（Ａｌ2 Ｏ3 またはＣｅＯ2 ）の平均粒径
は、原料セラミックス粒子の取扱性、ジルコニア基材と
セラミックス粒子との接合強度および摺動特性の均一性
に大きな影響を及ぼすため、本発明では０．０１〜１０
μｍの範囲に設定するのがよい。平均粒径が０．０１μ
ｍ未満の場合には、ジルコニア基材中への均一分散が困
難となるとともに、製造工程において飛散し易く取扱い
性が悪化する一方、平均粒径が１０μｍを超える場合に
はジルコニア基材とセラミックス粒子との接合面積が小
さくなり、摺動部品自体の構造強度が低くなるととも
に、ジルコニア基材に対するセラミックス粒子の分散状
態が悪くなり、摺動部品全体として均一な摺動特性を発
揮しにくくなる。したがって平均粒径は、上記範囲に設
定するのがよいが、より好ましくは１〜８μｍに設定す
るとよい。
【００２２】また摺動部品を形成するためのセラミック
ス焼結体の平均結晶粒径が０．２〜０．８μｍとなるよ
うに結晶組織を微細化することにより、摺動部品の機械
的強度をさらに高めることができる。さらにセラミック
ス焼結体の母材を形成する酸化ジルコニウムが、主とし
て正方晶または正方晶と立方晶とから成るように構成す
ることにより、高温域における相変態を効果的に抑制で
きる。
ス焼結体の平均結晶粒径が０．２〜０．８μｍとなるよ
うに結晶組織を微細化することにより、摺動部品の機械
的強度をさらに高めることができる。さらにセラミック
ス焼結体の母材を形成する酸化ジルコニウムが、主とし
て正方晶または正方晶と立方晶とから成るように構成す
ることにより、高温域における相変態を効果的に抑制で
きる。
【００２３】本発明の摺動部品を構成するセラミックス
焼結体は、下記の手順によって製造される。すなわち、
まずジルコニア原料粉末に前記安定化剤粉末および分散
強化材粉末を所定量添加して混合粉末とし溶媒中で粉砕
混合し、スプレードライヤーにて造粒する。得られた造
粒粉末を成形圧５０〜２００ＭＰａで圧縮して所定形状
の成形体とした後に、得られた成形体を窒素等の非酸化
性ガス雰囲気において、温度４００〜７００℃で１〜２
時間脱脂処理する。さらに脱脂した成形体を、大気雰囲
気中にて１２００℃〜１７００℃で１〜３時間常圧焼結
する。また、必要に応じて、この後、アルゴンまたは窒
素雰囲気中で１３００℃〜１７００℃，圧力５〜２００
ＭＰａの条件下で熱間静水圧プレス処理を行なって製造
される。この焼結体を所定寸法に研磨加工後、図１に示
すコンプレッサ１の圧縮要素３ｂに組み込むことによ
り、ロータリコンプレッサが得られる。
焼結体は、下記の手順によって製造される。すなわち、
まずジルコニア原料粉末に前記安定化剤粉末および分散
強化材粉末を所定量添加して混合粉末とし溶媒中で粉砕
混合し、スプレードライヤーにて造粒する。得られた造
粒粉末を成形圧５０〜２００ＭＰａで圧縮して所定形状
の成形体とした後に、得られた成形体を窒素等の非酸化
性ガス雰囲気において、温度４００〜７００℃で１〜２
時間脱脂処理する。さらに脱脂した成形体を、大気雰囲
気中にて１２００℃〜１７００℃で１〜３時間常圧焼結
する。また、必要に応じて、この後、アルゴンまたは窒
素雰囲気中で１３００℃〜１７００℃，圧力５〜２００
ＭＰａの条件下で熱間静水圧プレス処理を行なって製造
される。この焼結体を所定寸法に研磨加工後、図１に示
すコンプレッサ１の圧縮要素３ｂに組み込むことによ
り、ロータリコンプレッサが得られる。
【００２４】
【作用】上記構成に係る摺動部品によれば、酸化セリウ
ムを安定化剤または分散強化材として含有したセラミッ
クス焼結体で摺動部品を形成しているため、高温度域か
ら低温度域までの広い温度範囲において摺動部品の結晶
組織の相変態が効果的に抑制される。また分散強化材に
よって摺動部品の耐摩耗性および摺動性を大幅に改善す
ることができる。したがって、高温度条件下で長期間使
用する場合においても耐久性および信頼性に優れた摺動
部品を提供することができる。
ムを安定化剤または分散強化材として含有したセラミッ
クス焼結体で摺動部品を形成しているため、高温度域か
ら低温度域までの広い温度範囲において摺動部品の結晶
組織の相変態が効果的に抑制される。また分散強化材に
よって摺動部品の耐摩耗性および摺動性を大幅に改善す
ることができる。したがって、高温度条件下で長期間使
用する場合においても耐久性および信頼性に優れた摺動
部品を提供することができる。
【００２５】
【実施例】次に本発明に係る摺動部品について、ロータ
リコンプレッサのベーン材に適用した一実施例について
従来のベーン材を使用したロータリコンプレッサと比較
してより具体的に説明する。
リコンプレッサのベーン材に適用した一実施例について
従来のベーン材を使用したロータリコンプレッサと比較
してより具体的に説明する。
【００２６】実施例１〜１２ 実施例１〜１２に係る摺動部品として、図１のようなロ
ータリコンプレッサに使用するベーンを下記の手順でそ
れぞれ調製した。すなわち基材となるジルコニア粉末
に、分散強化材としてのＡｌ2 Ｏ3 粉末またはＣｅＯ2
粉末と、安定化剤としてのＣｅＯ2 粉末またはＹ2 Ｏ3
粉末とを表１に左欄に示す組成となるように配合して１
２種類の原料混合体を調製した。次にスプレードライヤ
を使用して各原料混合体を造粒し、平均粒径１００μｍ
の造粒粉をそれぞれ調製した。さらに得られた各造粒粉
を成形圧１０ＭＰａで加圧してベーン成形体を得た。そ
して各ベーン成形体を窒素ガス雰囲気において温度６０
０℃で２時間加熱することにより脱脂した。次に脱脂し
た各成形体を大気雰囲気下で温度１２００〜１７００℃
で１〜３時間焼結し、それぞれベーン焼結体とした。
ータリコンプレッサに使用するベーンを下記の手順でそ
れぞれ調製した。すなわち基材となるジルコニア粉末
に、分散強化材としてのＡｌ2 Ｏ3 粉末またはＣｅＯ2
粉末と、安定化剤としてのＣｅＯ2 粉末またはＹ2 Ｏ3
粉末とを表１に左欄に示す組成となるように配合して１
２種類の原料混合体を調製した。次にスプレードライヤ
を使用して各原料混合体を造粒し、平均粒径１００μｍ
の造粒粉をそれぞれ調製した。さらに得られた各造粒粉
を成形圧１０ＭＰａで加圧してベーン成形体を得た。そ
して各ベーン成形体を窒素ガス雰囲気において温度６０
０℃で２時間加熱することにより脱脂した。次に脱脂し
た各成形体を大気雰囲気下で温度１２００〜１７００℃
で１〜３時間焼結し、それぞれベーン焼結体とした。
【００２７】なお実施例４〜６および実施例１０〜１２
に係る摺動部品用の各ジルコニア焼結体に対しては、さ
らにアルゴン雰囲気中にて温度１３００〜１７００℃、
加圧力１００ＭＰａの条件下で熱間静水圧プレス（ＨＩ
Ｐ）処理を実施し緻密化を図った。
に係る摺動部品用の各ジルコニア焼結体に対しては、さ
らにアルゴン雰囲気中にて温度１３００〜１７００℃、
加圧力１００ＭＰａの条件下で熱間静水圧プレス（ＨＩ
Ｐ）処理を実施し緻密化を図った。
【００２８】そして得られた各ベーン焼結体を機械研削
研磨加工して、図４に示すようなロータリコンプレッサ
用の板状のベーン１１を製造し、さらに図１〜図３に示
すように鋳鉄製のローラ１０およびシリンダ８と上記実
施例１〜１２に係る各ベーン１１とを組み合せてロータ
リコンプレッサをそれぞれ調製した。
研磨加工して、図４に示すようなロータリコンプレッサ
用の板状のベーン１１を製造し、さらに図１〜図３に示
すように鋳鉄製のローラ１０およびシリンダ８と上記実
施例１〜１２に係る各ベーン１１とを組み合せてロータ
リコンプレッサをそれぞれ調製した。
【００２９】比較例１〜４ 一方、分散強化材としてのＡｌ2 Ｏ3 粉末、安定化剤と
してのＹ2 Ｏ3 粉末とを基材となるジルコニア粉末に添
加し、最終的に組成が表１左欄に示すように原料混合体
を調製した以外は、実施例１〜３と同一条件で成形、脱
脂、焼結して４種類のベーン焼結体を比較例１〜４に係
る摺動部品として調製し、同様に機械研磨加工後、ロー
ラ１０およびシリンダ８と組み合せて各ロータリコンプ
レッサをそれぞれ調製した。
してのＹ2 Ｏ3 粉末とを基材となるジルコニア粉末に添
加し、最終的に組成が表１左欄に示すように原料混合体
を調製した以外は、実施例１〜３と同一条件で成形、脱
脂、焼結して４種類のベーン焼結体を比較例１〜４に係
る摺動部品として調製し、同様に機械研磨加工後、ロー
ラ１０およびシリンダ８と組み合せて各ロータリコンプ
レッサをそれぞれ調製した。
【００３０】こうして調製した実施例１〜１２および比
較例１〜４に係る摺動部品としての各ベーン１１をロー
タリコンプレッサに組み込み、各ベーン１１の耐摩耗特
性、摺動特性およびコンプレッサ全体としての耐久性を
評価するために、下記運転条件で実機耐久試験を実施し
た。すなわち、圧縮冷媒としてＲ−２２、潤滑油として
鉱油を使用し、また潤滑油の最高温度を１３０℃、電源
周波数を５０Ｈｚ、最大吐出圧力を１５kg／cm2 Ｇに設
定して連続的に１０００時間運転する耐久試験を実施し
た。そして運転時間が１０００時間に達した時点におけ
る各コンプレッサのベーン１１先端部の摩耗量およびベ
ーン結晶組織の相変態量を測定し、下記表１に示す結果
を得た。なお、相変態量は各ベーン組織のＸ線回析を行
い、その回析パターンのＸ線強度比から算出した。
較例１〜４に係る摺動部品としての各ベーン１１をロー
タリコンプレッサに組み込み、各ベーン１１の耐摩耗特
性、摺動特性およびコンプレッサ全体としての耐久性を
評価するために、下記運転条件で実機耐久試験を実施し
た。すなわち、圧縮冷媒としてＲ−２２、潤滑油として
鉱油を使用し、また潤滑油の最高温度を１３０℃、電源
周波数を５０Ｈｚ、最大吐出圧力を１５kg／cm2 Ｇに設
定して連続的に１０００時間運転する耐久試験を実施し
た。そして運転時間が１０００時間に達した時点におけ
る各コンプレッサのベーン１１先端部の摩耗量およびベ
ーン結晶組織の相変態量を測定し、下記表１に示す結果
を得た。なお、相変態量は各ベーン組織のＸ線回析を行
い、その回析パターンのＸ線強度比から算出した。
【００３１】
【表１】
【００３２】表１に示す結果から明らかなように、安定
化剤または分散強化材として酸化セリウム（セリア）を
含有するジルコニア焼結体で形成したベーンを摺動部品
として装備した実施例１〜１２に係るロータリコンプレ
ッサにおいては、高温度条件下で長時間運転した場合に
おいても、酸化セリウムによってベーンの結晶組織の相
変態が効果的に抑制されるため、ベーン先端部および側
面部の摩耗量が従来の１／６以下と少なくなり、耐久性
に優れたロータリコンプレッサが得られた。
化剤または分散強化材として酸化セリウム（セリア）を
含有するジルコニア焼結体で形成したベーンを摺動部品
として装備した実施例１〜１２に係るロータリコンプレ
ッサにおいては、高温度条件下で長時間運転した場合に
おいても、酸化セリウムによってベーンの結晶組織の相
変態が効果的に抑制されるため、ベーン先端部および側
面部の摩耗量が従来の１／６以下と少なくなり、耐久性
に優れたロータリコンプレッサが得られた。
【００３３】特にベーン焼結体をさらに熱間静水圧処理
して緻密化した実施例４〜６および実施例１０〜１２に
係るベーンを装備したロータリコンプレッサでは、さら
にベーンの摩耗量が低減され、優れた耐摩耗性および耐
久性が発揮されることが確認された。
して緻密化した実施例４〜６および実施例１０〜１２に
係るベーンを装備したロータリコンプレッサでは、さら
にベーンの摩耗量が低減され、優れた耐摩耗性および耐
久性が発揮されることが確認された。
【００３４】一方、安定化剤または分散強化材として酸
化セリウムを含有しない従来のベーンを装備した比較例
１〜４に係るロータリコンプレッサにおいては、Ａｌ2
Ｏ3から成る分散強化材を配合した場合においても摩耗
量が高く、相変態量も１７〜２７と大きく、異常摩耗が
発生し易いことが確認された。
化セリウムを含有しない従来のベーンを装備した比較例
１〜４に係るロータリコンプレッサにおいては、Ａｌ2
Ｏ3から成る分散強化材を配合した場合においても摩耗
量が高く、相変態量も１７〜２７と大きく、異常摩耗が
発生し易いことが確認された。
【００３５】
【発明の効果】以上説明の通り、本発明に係る摺動部材
によれば、酸化セリウムを安定化剤または分散強化材と
して含有したセラミックス焼結体で形成されているた
め、高温度域から低温度域までの広い温度範囲において
摺動部品の結晶組織の相変態が効果的に抑制される。ま
た分散強化材によって摺動部品の耐摩耗性および摺動性
を大幅に改善することができる。したがって、上記摺動
部品を使用することにより、高温度条件下で長期間使用
する場合においても耐久性および信頼性に優れたロータ
リコンプレッサを提供することができる。
によれば、酸化セリウムを安定化剤または分散強化材と
して含有したセラミックス焼結体で形成されているた
め、高温度域から低温度域までの広い温度範囲において
摺動部品の結晶組織の相変態が効果的に抑制される。ま
た分散強化材によって摺動部品の耐摩耗性および摺動性
を大幅に改善することができる。したがって、上記摺動
部品を使用することにより、高温度条件下で長期間使用
する場合においても耐久性および信頼性に優れたロータ
リコンプレッサを提供することができる。
【図１】密閉型ロータリコンプレッサの構造を示す縦断
面図。
面図。
【図２】図１に示すロータリコンプレッサのロータ部を
示す平断面図。
示す平断面図。
【図３】図２に示すロータ部の１段のみを示す斜視図。
【図４】図３に示すベーンの形状を示す斜視図。
１ 圧縮機 ２ ケーシング ３ａ モータ ３ｂ 圧縮要素 ４ 回転軸 ５ 主軸受 ６ 副軸受 ７ 仕切板 ８，８ａ，８ｂ シリンダ ９，９ａ，９ｂ 偏心部 １０，１０ａ，１０ｂ ローラ １１，１１ａ，１１ｂ ベーン １２，１２ａ，１２ｂ ベーン溝 １３ ベーン側面 １４ ベーン先端面
Claims (2)
- 【請求項１】 酸化セリウムを５〜２０モル％と、酸化
アルミニウムを１０〜６０モル％と、残部が酸化ジルコ
ニウムとから成るセラミックス焼結体で形成したことを
特徴とする摺動部品。 - 【請求項２】 酸化イットリウム、希土類元素酸化物、
酸化マグネシウム、酸化カルシウムから選択される少な
くとも１種を５〜２０モル％と、酸化セリウムを１０〜
６０モル％と、残部が酸化ジルコニウムとから成るセラ
ミックス焼結体で形成したことを特徴とする摺動部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02259493A JP3267367B2 (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | 摺動部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02259493A JP3267367B2 (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | 摺動部品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06234569A true JPH06234569A (ja) | 1994-08-23 |
| JP3267367B2 JP3267367B2 (ja) | 2002-03-18 |
Family
ID=12087172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02259493A Expired - Fee Related JP3267367B2 (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | 摺動部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3267367B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5516269A (en) * | 1994-03-30 | 1996-05-14 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Zirconia vane for rotary compressors |
| EP0802171A2 (en) * | 1996-03-13 | 1997-10-22 | Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. | Low frictional ceramic material for sliding member |
| CN102852793A (zh) * | 2011-06-27 | 2013-01-02 | 三菱电机株式会社 | 回转式压缩机 |
| RU2681020C1 (ru) * | 2013-11-21 | 2019-03-01 | Оксиматек Гмбх Оксайд Матириал Текнолоджиз | Керамический материал |
| JP2019148229A (ja) * | 2018-02-27 | 2019-09-05 | 株式会社富士通ゼネラル | ロータリ圧縮機 |
-
1993
- 1993-02-10 JP JP02259493A patent/JP3267367B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5516269A (en) * | 1994-03-30 | 1996-05-14 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Zirconia vane for rotary compressors |
| EP0802171A2 (en) * | 1996-03-13 | 1997-10-22 | Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. | Low frictional ceramic material for sliding member |
| EP0802171A3 (en) * | 1996-03-13 | 1998-02-11 | Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. | Low frictional ceramic material for sliding member |
| CN102852793A (zh) * | 2011-06-27 | 2013-01-02 | 三菱电机株式会社 | 回转式压缩机 |
| JP2013007372A (ja) * | 2011-06-27 | 2013-01-10 | Mitsubishi Electric Corp | ロータリー圧縮機 |
| CN102852793B (zh) * | 2011-06-27 | 2015-06-03 | 三菱电机株式会社 | 回转式压缩机 |
| CZ306595B6 (cs) * | 2011-06-27 | 2017-03-22 | Mitsubishi Electric Corporation | Rotační kompresor |
| RU2681020C1 (ru) * | 2013-11-21 | 2019-03-01 | Оксиматек Гмбх Оксайд Матириал Текнолоджиз | Керамический материал |
| JP2019148229A (ja) * | 2018-02-27 | 2019-09-05 | 株式会社富士通ゼネラル | ロータリ圧縮機 |
| WO2019167574A1 (ja) * | 2018-02-27 | 2019-09-06 | 株式会社富士通ゼネラル | ロータリ圧縮機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3267367B2 (ja) | 2002-03-18 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |