JPH07103140A - Compressor - Google Patents

Compressor

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Publication number
JPH07103140A
JPH07103140A JP25418993A JP25418993A JPH07103140A JP H07103140 A JPH07103140 A JP H07103140A JP 25418993 A JP25418993 A JP 25418993A JP 25418993 A JP25418993 A JP 25418993A JP H07103140 A JPH07103140 A JP H07103140A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piston pin
piston
compressor
connecting rod
wear
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.)
Pending
Application number
JP25418993A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takanori Ishida
貴規 石田
Toshikazu Sakai
寿和 境
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Refrigeration Co
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 Matsushita Refrigeration Co filed Critical Matsushita Refrigeration Co
Priority to JP25418993A priority Critical patent/JPH07103140A/en
Publication of JPH07103140A publication Critical patent/JPH07103140A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • F05C2201/0466Nickel
    • 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

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  • Compressor (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the durability of a compressor in optimizing a sliding material for the compressor using a specific coolant by forming the base material of a piston pin with hardened steel, and simultaneously applying nickel composite platings, having a specific composition, onto the surface. CONSTITUTION:When a shaft 2 pressed in a rotor 3 is rotated by a motor consisting of this rotor 3 and a stator 4, a piston 7 reciprocates in the inner part of a cylinder 6 via a connecting rod 5 consisting of an aluminum alloy and a piston pin 10. In consequence, compressed gas consisting of coolants 1 and bitetrafluoroethane is condensed in the inner part of a space 9 to be formed by the piston 7 and the cylinder 6. In a compressor like this, a base material 10a of the piston pin 10 is made up of hardened steel. In succession, a nickel composite plating layer 10b made up of mixing fine grains 10c of poly tetrafluoroehtylene 10 to 35 volume% in a matrix alloy made of nickel as the main ingredient are installed on a surface of the base material 10a.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は冷凍冷蔵装置や空調機等
に用いられる圧縮機に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a compressor used in a refrigerating machine, an air conditioner or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、冷凍冷蔵装置や空調機は、オゾン
層の破壊などの環境問題のために従来使用してきた分子
内に塩素を含む冷媒ジフルオロジクロロメタン(以下C
FC−12と称する)やジフルオロクロロメタン(以下
HCFC−22と称する)等から分子内に塩素を含まな
い冷媒1、1、1、2テトラフルオロエタン(以下HF
C−134aと称する)への変更が検討されている。と
ころが、分子内に塩素を含まない前記冷媒は、潤滑性能
が悪く圧縮機の摺動材料の特性を向上する必要がある。
2. Description of the Related Art In recent years, refrigerating machines and air conditioners have been used conventionally due to environmental problems such as destruction of the ozone layer.
FC-12), difluorochloromethane (hereinafter referred to as HCFC-22), etc., a refrigerant 1, 1, 1, 2 tetrafluoroethane (hereinafter referred to as HF) containing no chlorine in the molecule.
A change to C-134a) is under consideration. However, the refrigerant that does not contain chlorine in the molecule has poor lubrication performance and needs to improve the characteristics of the sliding material of the compressor.

【0003】以下図面を参照しながら従来の圧縮機の一
例について説明する。1は圧縮機である。2はシャフ
ト、3はロータ、4はステータでありロータ3とステー
タ4は一対でモータを形成する。また5はコンロッド、
6はシリンダ、7はピストン、8はピストンピンであ
る。ロータ3とステータ4により形成されるモータによ
り、ロータ3に圧入されたシャフト2が回転する。この
時、シャフト2の偏心部に取り付けられたコンロッド5
及び、コンロッド5の他端に取り付けられかつピストン
7に固定されたピストンピン8を介して、シャフト2の
回転運動が伝達されピストン7がシリンダ6内を往復運
動する。そして、ピストン7とシリンダ6により形成さ
れる空間9内において、冷媒ガスCFC−12が吸入、
圧縮される。
An example of a conventional compressor will be described below with reference to the drawings. 1 is a compressor. Reference numeral 2 is a shaft, 3 is a rotor, 4 is a stator, and the rotor 3 and the stator 4 form a pair to form a motor. 5 is a connecting rod,
6 is a cylinder, 7 is a piston, and 8 is a piston pin. The shaft 2 press-fitted into the rotor 3 rotates by the motor formed by the rotor 3 and the stator 4. At this time, the connecting rod 5 attached to the eccentric part of the shaft 2
The rotational movement of the shaft 2 is transmitted through the piston pin 8 attached to the other end of the connecting rod 5 and fixed to the piston 7, and the piston 7 reciprocates in the cylinder 6. The refrigerant gas CFC-12 is sucked into the space 9 formed by the piston 7 and the cylinder 6,
Compressed.

【0004】ここで、往復運動のエネルギ損失を低減す
るためコンロッド5を軽量部材であるアルミニウム合金
で形成し、また軸受面積が小さく厳しい摺動条件となる
コンロッド5とピストンピン8の接触部の耐久性を向上
させるため、ピストンピン8を焼入鋼で形成していた。
Here, in order to reduce the energy loss of reciprocating motion, the connecting rod 5 is made of an aluminum alloy which is a lightweight member, and the contact area between the connecting rod 5 and the piston pin 8 which has a small bearing area and is in a severe sliding condition is durable. In order to improve the property, the piston pin 8 is made of hardened steel.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成は、潤滑性能の高い従来の冷媒CFC−12や
HCFC−22が圧縮機の潤滑油中に溶解していること
を前提に考えられている。分子内に塩素を含まず潤滑性
能が劣る冷媒HFC−134aを使用した場合には特に
コンロッドとピストンピンの接触部においてピストンピ
ンの表面にコンロッドの材料であるアルミニウム合金が
凝着し、その結果コンロッドの摩耗が増大し十分な耐久
性が得られない。そこで、上記の塩素を含まない冷媒に
対して新たに摺動材料の最適化を図る必要がある。そこ
で、往復運動のエネルギ損失を低減する目的でコンロッ
ド5を軽量部材であるアルミニウムダイキャスト(JI
S:ADC12)で形成するため、ピストンピン10の
表面にアルミニウムが凝着しにくい材料を選択する必要
がある。
However, the above-mentioned structure is considered on the assumption that the conventional refrigerants CFC-12 and HCFC-22 having high lubricating performance are dissolved in the lubricating oil of the compressor. There is. When the refrigerant HFC-134a, which does not contain chlorine in the molecule and is inferior in lubrication performance, is used, especially at the contact portion between the connecting rod and the piston pin, the aluminum alloy that is the material of the connecting rod is adhered to the surface of the connecting pin, and as a result, the connecting rod is formed. Wear increases and sufficient durability cannot be obtained. Therefore, it is necessary to newly optimize the sliding material for the refrigerant that does not contain chlorine. Therefore, in order to reduce the energy loss of reciprocating motion, the connecting rod 5 is made of aluminum die cast (JI
Since it is formed by S: ADC12), it is necessary to select a material in which aluminum does not easily adhere to the surface of the piston pin 10.

【0006】本発明は上記課題に鑑み、冷媒HFC−1
34aを使用する圧縮機に対して摺動材料の最適化を図
り圧縮機の耐久性を向上させるものである。
In view of the above problems, the present invention is directed to the refrigerant HFC-1.
The sliding material is optimized with respect to the compressor using 34a to improve the durability of the compressor.

【0007】[0007]

【課題を解決させるための手段】上記課題を解決するた
めに本発明の圧縮機は、被圧縮ガスを冷媒HFC−13
4aとし、コンロッドをアルミニウム合金で形成した構
成において、ピストンピンの表面にニッケルを主成分と
するマトリックス合金にポリ四ふっ化エチレンを配合し
たニッケルリン複合めっきを形成させたものである。
In order to solve the above-mentioned problems, a compressor of the present invention uses a refrigerant HFC-13 as a compressed gas.
4a, the connecting rod is made of an aluminum alloy, and a nickel-phosphorus composite plating is formed on the surface of the piston pin, in which a matrix alloy containing nickel as a main component is mixed with polytetrafluoroethylene.

【0008】上記課題を解決するために本発明の圧縮機
は、被圧縮ガスを冷媒HFC−134aとし、コンロッ
ドをアルミニウム合金で形成した構成において、ピスト
ンピンの表面に酸窒化処理を施し、窒化処理層とその上
に酸化鉄皮膜を形成させたものである。
In order to solve the above problems, the compressor of the present invention has a structure in which the compressed gas is the refrigerant HFC-134a and the connecting rod is made of an aluminum alloy, and the surface of the piston pin is subjected to oxynitriding treatment and nitriding treatment. A layer and an iron oxide film formed on it.

【0009】[0009]

【作用】本発明は上記した構成によって、コンロッドと
ピストンピンの接触部の凝着摩耗を防止しその結果圧縮
機の耐久性を向上させるものである。
The present invention has the above-described structure to prevent the adhesive wear of the contact portion between the connecting rod and the piston pin, thereby improving the durability of the compressor.

【0010】[0010]

【実施例】以下本発明の第一の実施例について図面を参
照しながら説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0011】図1に本発明の圧縮機の断面図を示す。1
は圧縮機である。2はシャフト、3はロータ、4はステ
ータでありロータ3とステータ4は一対でモータを形成
する。また、5はコンロッド、6はシリンダ、7はピス
トン、10はピストンピンである。ロータ3とステータ
4により形成されるモータにより、ロータ3に圧入され
たシャフト2が回転する。この時、シャフト2の偏心部
に取り付けられかつピストン7に固定されたピストンピ
ン10を介して、シャフト2の回転運動が伝達されピス
トン7がシリンダ6内を往復運動する。そして、ピスト
ン7とシリンダ6により形成される空間9内において、
冷媒HFC−134aが吸入、圧縮される。 ここで、
図2に本実施例のピストンピン10の断面図を示す。ピ
ストンピン10は母材10aをクロムモリブデン鋼(J
IS:SCM415)とし加工後、潤滑性に優れた平均
粒径1μm程度のポリ四ふっ化エチレンの微粒子10C
を分散させたニッケル系合金めっき浴を施し、約300
℃にてエージング処理を行った。このニッケルリン複合
めっき層10bのリンの含有率は8〜10重量%であ
る。また、このニッケルリン複合めっき層10bは硬度
HV400〜600で厚さが10μm程度ありポリ四ふ
っ化エチレンを20〜25体積%含有してなる。
FIG. 1 is a sectional view of the compressor of the present invention. 1
Is a compressor. Reference numeral 2 is a shaft, 3 is a rotor, 4 is a stator, and the rotor 3 and the stator 4 form a pair to form a motor. Further, 5 is a connecting rod, 6 is a cylinder, 7 is a piston, and 10 is a piston pin. The shaft 2 press-fitted into the rotor 3 rotates by the motor formed by the rotor 3 and the stator 4. At this time, the rotational movement of the shaft 2 is transmitted through the piston pin 10 attached to the eccentric portion of the shaft 2 and fixed to the piston 7, and the piston 7 reciprocates in the cylinder 6. Then, in the space 9 formed by the piston 7 and the cylinder 6,
The refrigerant HFC-134a is sucked and compressed. here,
FIG. 2 shows a sectional view of the piston pin 10 of this embodiment. The base material 10a of the piston pin 10 is made of chromium molybdenum steel (J
After processing as IS: SCM415), fine particles 10C of polytetrafluoroethylene having an average particle size of about 1 μm and excellent in lubricity.
Nickel-based alloy plating bath in which
Aging treatment was performed at ℃. The nickel-phosphorus composite plating layer 10b has a phosphorus content of 8 to 10% by weight. The nickel-phosphorus composite plating layer 10b has a hardness of HV 400 to 600, a thickness of about 10 μm, and contains 20 to 25% by volume of polytetrafluoroethylene.

【0012】上記構成での効果を短時間で検証するため
摩耗試験機を使用し摩耗量及び摺動面の状態で評価し
た。この摩耗試験機は一定速度で回転する回転片の外周
面に一定荷重で固定片を摺接させるものである。なお、
固定片にはコンロッドの材料を使用し、回転片にはピス
トンピンの材料を使用した。摺動条件は実際の圧縮機の
コンロッドとピストンピンの摺動条件より過酷な条件と
して速度0.5m/s、荷重100N、面圧200N/cm2
し、試験は油の供給を行わない乾燥摩擦条件にて実施し
た。また、雰囲気ガスとして冷媒HFC−134aを使
用した。ここで、冷媒ガスは摩擦試験機の試験片設置部
を半密閉とし大気圧で連続供給するものとした。結果を
(表1)に示す。
In order to verify the effect of the above constitution in a short time, a wear tester was used to evaluate the amount of wear and the state of the sliding surface. This wear tester is one in which a fixed piece slides on an outer peripheral surface of a rotating piece that rotates at a constant speed with a constant load. In addition,
The material of the connecting rod was used for the fixed piece, and the material of the piston pin was used for the rotating piece. The sliding conditions were set to a speed of 0.5 m / s, a load of 100 N, and a surface pressure of 200 N / cm 2 , which were more severe than the sliding conditions of the actual connecting rod and piston pin of the compressor. The test was dry friction without oil supply. It was carried out under the conditions. Further, the refrigerant HFC-134a was used as the atmosphere gas. Here, the refrigerant gas was continuously supplied at atmospheric pressure with the test piece installation part of the friction tester being semi-sealed. The results are shown in (Table 1).

【0013】[0013]

【表1】 [Table 1]

【0014】比較例1は雰囲気ガスとして従来の冷媒C
FC−12を用い、固定片に従来の圧縮機に用いていた
コンロッドの材料であるアルミダイキャスト(JIS:
ADC12)を使用し、回転片に従来の圧縮機に用いて
いたピストンピンの材料であるクロムモリブデン鋼(J
IS:SCM415)を使用した場合である。比較例1
の結果の示す通り、摺動条件が速度0.5m/s、荷重5
0Nである場合においては、コンロッドの摩耗は1〜2
μmに抑えられており実際の圧縮機内のコンロッドの摩
耗量を再現している。また、摺動条件が速度0.5m/
s、荷重100Nにおいては、回転片の摺動面にアルミニ
ウム合金の移着が認められ、著しい凝着摩耗が発生して
いることがわかる。これは、摺動条件が速度0.5m/
s、荷重100Nの場合ではCFC−12のもつ塩素の吸
着層による潤滑性能では十分な耐久性を確保できないた
めと考える。
In Comparative Example 1, the conventional refrigerant C is used as the atmosphere gas.
Using FC-12, the fixed piece is aluminum die cast (JIS: JIS) which is the material of the connecting rod used in the conventional compressor.
ADC12) is used, and the rotary piece is made of chromium molybdenum steel (J) which is the material of the piston pin used in the conventional compressor.
This is the case when IS: SCM415) is used. Comparative Example 1
As shown in the result, the sliding condition is speed 0.5m / s, load 5
When it is 0N, the wear of the connecting rod is 1-2.
It is suppressed to μm and reproduces the actual wear amount of the connecting rod in the compressor. Also, the sliding condition is a speed of 0.5 m /
At s and a load of 100 N, it can be seen that transfer of the aluminum alloy was observed on the sliding surface of the rotating piece and significant adhesive wear occurred. This is because the sliding condition is speed 0.5m /
It is considered that, when the load is 100 N and the load is 100 N, sufficient durability cannot be ensured by the lubricating performance of the chlorine adsorption layer of CFC-12.

【0015】比較例2は雰囲気ガスとしてHFC−13
4aを用い、固定片に従来の圧縮機に用いていたコンロ
ッドの材料であるアルミダイキャスト(JIS:ADC
12)を使用し、回転片に従来の圧縮機に用いていたピ
ストンピンの材料であるクロムモリブデン鋼(JIS:
SCM415)を使用した場合である。比較例2の結果
に示す通り、摺動条件が速度0.5m/s、荷重50Nから
回転片の摺動面にアルミニウム合金の移着が認められ、
凝着摩耗が発生していることがわかる。これは分子内に
塩素を含まない冷媒HFC−134aとCFC−12の
差が明確に示されている。しかしながら、摺動条件が速
度0.5m/s、荷重100Nを用いた場合では、比較例2
の固定片の摩耗量が比較例1の固定片の摩耗量よりも小
さくなる結果が得られた。これは、凝着が発生すると摺
動状態が不安定となり、固定片の摩耗量のばらつきが大
きくなるためであると考える。
Comparative Example 2 uses HFC-13 as the atmosphere gas.
4a and aluminum die cast (JIS: ADC) which is the material of the connecting rod used in the conventional compressor for the fixed piece.
12) is used, and the rotary piece is made of chrome molybdenum steel (JIS: the material of the piston pin used in the conventional compressor).
This is the case when SCM415) is used. As shown in the results of Comparative Example 2, when the sliding conditions were a speed of 0.5 m / s and a load of 50 N, transfer of the aluminum alloy was observed on the sliding surface of the rotating piece.
It can be seen that adhesive wear has occurred. This clearly shows the difference between the refrigerants HFC-134a and CFC-12 which do not contain chlorine in the molecule. However, in the case where the sliding conditions were a speed of 0.5 m / s and a load of 100 N, Comparative Example 2
The result was that the amount of wear of the fixed piece was smaller than that of the fixed piece of Comparative Example 1. It is considered that this is because when the adhesion occurs, the sliding state becomes unstable and the variation in the wear amount of the fixed piece increases.

【0016】比較例3において、耐摩耗性に優れた異種
金属材料にする目的のために、回転片は母材をクロムモ
リブデン鋼(JIS:SCM415)とし加工後、50
0〜600℃にて窒化処理を行い、さらにその表面にイ
オンコーティング法による窒化チタンを蒸着させ、膜厚
1〜3μmからなる硬度HV1800〜2300の皮膜
を形成させたものである。比較例3の結果に示す通り、
著しい凝着摩耗が発生している。故にピストンピンの表
面に窒化チタンのイオンコーティングをしても固定片の
摩耗量、及び摺動面の状態を改善することはできない。
したがって、異種金属材料、特に表面硬化だけでは凝着
摩耗の低減は図れないことを示している。 これに対し
て、本実施例と同じ仕様にするべく固定片にコンロッド
の材料であるアルミダイキャスト(JIS:ADC1
2)を使用し、回転片にピストンピンの材料であるクロ
ムモリブデン鋼(JIS:SCM415)の表面にニッ
ケルリン複合めっきを施したものを使用した。雰囲気ガ
スとして冷媒HFC−134aを用い摺動条件を速度
0.5m/s、荷重100Nとした場合でも、従来の冷媒C
FC−12を用いた比較例1の結果に示すような凝着摩
耗が発生しない。また、比較例1の固定片の摩耗量と比
べて1/10程度の摩耗量に抑えることができ、かつ回
転片の摺動面にアルミニウム合金の移着が確認されない
ことから、コンロッドとピストンピンの接触部における
摺動状態が大きく改善され、十分な耐久性が確保できる
と考える。これは、ピストンピンの表面に分散している
ポリ四ふっ化エチレン粒子が自己潤滑性を有しており、
摺動に伴ってポリ四ふっ化エチレン粒子が接触面全面に
広がるために摩擦係数が小さくなり固定片と回転片の接
触面における凝着摩耗を防いでいると考える。したがっ
て、この自己潤滑性を有することによって、潤滑性能の
劣るHFC−134a下においても正常摩耗が維持でき
優れた耐久性を示すものと考える。
In Comparative Example 3, for the purpose of forming a dissimilar metal material having excellent wear resistance, the rotary piece was made of chrome molybdenum steel (JIS: SCM415), and after processing 50
Nitriding treatment is performed at 0 to 600 ° C., and titanium nitride is vapor-deposited on the surface by an ion coating method to form a film having a hardness HV1800 to 2300 having a film thickness of 1 to 3 μm. As shown in the results of Comparative Example 3,
Significant adhesive wear has occurred. Therefore, even if the surface of the piston pin is coated with titanium nitride ions, the amount of wear of the fixed piece and the condition of the sliding surface cannot be improved.
Therefore, it is shown that cohesive wear cannot be reduced only by dissimilar metal materials, especially surface hardening. On the other hand, in order to obtain the same specifications as in the present embodiment, the fixed piece is made of aluminum die cast (JIS: ADC1)
2) was used, and the rotating piece was made of chromium molybdenum steel (JIS: SCM415), which is the material of the piston pin, and the surface of which was plated with nickel-phosphorus composite. Even when the refrigerant HFC-134a is used as the atmosphere gas and the sliding conditions are a speed of 0.5 m / s and a load of 100 N, the conventional refrigerant C is used.
Adhesive wear as shown in the results of Comparative Example 1 using FC-12 does not occur. Further, the wear amount can be suppressed to about 1/10 of the wear amount of the fixed piece of Comparative Example 1, and the transfer of the aluminum alloy is not confirmed on the sliding surface of the rotating piece. It is considered that the sliding state at the contact portion of is greatly improved and sufficient durability can be secured. This is because the polytetrafluoroethylene particles dispersed on the surface of the piston pin have self-lubricity,
It is considered that the polytetrafluoroethylene particles spread over the entire contact surface with sliding, so that the friction coefficient becomes small and adhesion wear at the contact surface between the fixed piece and the rotating piece is prevented. Therefore, it is considered that the self-lubricating property enables the normal wear to be maintained even under the HFC-134a having the inferior lubrication performance, and exhibits the excellent durability.

【0017】結論として、実際の圧縮機のコンロッド5
にアルミダイキャスト(JIS:ADC12)を使用し
ピストンピン10にクロムモリブデン鋼(JIS:SC
M415)の表面にニッケルリン複合めっきを形成した
ものを使用することにより、凝着摩耗を防止し圧縮機の
耐久性を向上させることが可能であると考える。
In conclusion, the actual connecting rod 5 of the compressor
Aluminum die cast (JIS: ADC12) is used for the piston pin 10 and chromium molybdenum steel (JIS: SC
It is considered that it is possible to prevent cohesive wear and improve the durability of the compressor by using M415) on the surface of which nickel-phosphorus composite plating is formed.

【0018】以上のように本実施例においては、被圧縮
ガスをHFC−134aを使用し、コンロッドをアルミ
ニウムダイキャスト(JIS:ADC12)で形成した
構成において、ピストンピンをクロムモリブデン鋼(J
IS:SCM415)の母材にポリ四ふっ化エチレン粒
子を20〜25体積%含有してなるニッケルリン複合め
っき層を形成することによりコンロッド及びピストンピ
ンの摩耗が低減でき、従来冷媒CFC−12以上の耐久
性が維持できることがわかった。
As described above, in this embodiment, the compressed gas is HFC-134a, and the connecting rod is formed by aluminum die casting (JIS: ADC12).
By forming a nickel phosphorus composite plating layer containing 20 to 25% by volume of polytetrafluoroethylene particles on the base material of IS: SCM415), wear of connecting rod and piston pin can be reduced, and conventional refrigerant CFC-12 or more. It was found that the durability of can be maintained.

【0019】なお、本実施例によれば、回転片の表面に
ポリ四ふっ化エチレン粒子を20〜25体積%分散させ
たニッケルリン複合めっき層を形成させたが、ポリ四ふ
っ化エチレン粒子を10〜35体積%分散させても同様
の効果が得られる。ポリ四ふっ化エチレン粒子が10体
積%より少ない場合は十分な自己潤滑性が得られず耐摩
耗性が低下する。一方、ポリ四ふっ化エチレンが35体
積%より多い場合はめっき層の均一性や面粗度が悪化す
る。
According to this embodiment, a nickel phosphorus composite plating layer having 20 to 25% by volume of polytetrafluoroethylene particles dispersed therein was formed on the surface of the rotary piece. Similar effects can be obtained by dispersing 10 to 35% by volume. When the content of polytetrafluoroethylene particles is less than 10% by volume, sufficient self-lubricating property cannot be obtained and wear resistance is deteriorated. On the other hand, when the polytetrafluoroethylene content is more than 35% by volume, the uniformity and surface roughness of the plating layer deteriorate.

【0020】以下本発明の第2の実施例について図面を
参照しながら説明する。なお、第1の実施例と同じもの
は同一番号を付して説明を省略する。
A second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0021】図3に本発明の第2の実施例である圧縮機
の断面図を示す。ここで、図4に本実施例のピストンピ
ン11の断面図を示す。ピストンピン11は母材11a
をクロムモリブデン鋼(JIS:SCM415)とし加
工後、処理温度500〜600゜Cとして塩浴窒化処理法
により、膜厚30μm程度の窒化処理層11bとその上
に1〜2μmの酸化鉄皮膜11cからなる酸窒化処理層
を形成させたものである。なお、表面の状態は多孔質で
ある。
FIG. 3 shows a sectional view of a compressor which is a second embodiment of the present invention. Here, FIG. 4 shows a sectional view of the piston pin 11 of the present embodiment. The piston pin 11 is the base material 11a
After being processed into chromium molybdenum steel (JIS: SCM415), a nitriding layer 11b having a thickness of about 30 μm and an iron oxide film 11c having a thickness of 1 to 2 μm thereon are formed by a salt bath nitriding method at a treatment temperature of 500 to 600 ° C. And an oxynitriding layer is formed. The surface condition is porous.

【0022】上記構成での効果を短時間で検証するため
摩耗試験機を使用し摩耗量及び摺動面の状態で評価し
た。この摩耗試験機は一定速度で回転する回転片の外周
面に一定荷重で固定片を摺接させるものである。なお、
固定片にはコンロッドの材料を使用し、回転片にはピス
トンピンの材料を使用した。摺動条件は実際の圧縮機の
コンロッドとピストンピンの摺動条件より過酷な条件と
して速度0.5m/s、荷重100N、面圧200N/cm2
し、試験は油の供給を行わない乾燥摩擦条件にて実施し
た。また、雰囲気ガスとして冷媒HFC−134aを使
用した。ここで、冷媒ガスは摩擦試験機の試験片設置部
を半密閉とし大気圧で連続供給するものとした。結果を
(表2)に示す。
In order to verify the effect of the above structure in a short time, a wear tester was used to evaluate the amount of wear and the state of the sliding surface. This wear tester is one in which a fixed piece slides on an outer peripheral surface of a rotating piece that rotates at a constant speed with a constant load. In addition,
The material of the connecting rod was used for the fixed piece, and the material of the piston pin was used for the rotating piece. The sliding conditions were set to a speed of 0.5 m / s, a load of 100 N, and a surface pressure of 200 N / cm 2 , which were more severe than the actual sliding conditions of the connecting rod and piston pin of the compressor. The test was dry friction without oil supply. It was carried out under the conditions. Further, the refrigerant HFC-134a was used as the atmosphere gas. Here, the refrigerant gas was continuously supplied at atmospheric pressure with the test piece installation part of the friction tester being semi-sealed. The results are shown in (Table 2).

【0023】[0023]

【表2】 [Table 2]

【0024】比較例1は雰囲気ガスとして従来の冷媒C
FC−12を用い、固定片に従来の圧縮機に用いていた
コンロッドの材料であるアルミダイキャスト(JIS:
ADC12)を使用し、回転片に従来の圧縮機に用いて
いたピストンピンの材料であるクロムモリブデン鋼(J
IS:SCM415)を使用した場合である。比較例1
の結果の示す通り、摺動条件が速度0.5m/s、荷重5
0Nである場合においては、コンロッドの摩耗は1〜2
μmに抑えられており実際の圧縮機内のコンロッドの摩
耗量を再現している。また、摺動条件が速度0.5m/
s、荷重100Nにおいては、回転片の摺動面にアルミニ
ウム合金の移着が認められ、著しい凝着摩耗が発生して
いることがわかる。これは、摺動条件が速度0.5m/
s、荷重100Nの場合ではCFC−12のもつ塩素の吸
着層による潤滑性能では十分な耐久性を確保できないた
めと考える。
In Comparative Example 1, the conventional refrigerant C is used as the atmosphere gas.
Using FC-12, the fixed piece is aluminum die cast (JIS: JIS) which is the material of the connecting rod used in the conventional compressor.
ADC12) is used, and the rotary piece is made of chromium molybdenum steel (J) which is the material of the piston pin used in the conventional compressor.
This is the case when IS: SCM415) is used. Comparative Example 1
As shown in the result, the sliding condition is speed 0.5m / s, load 5
When it is 0N, the wear of the connecting rod is 1-2.
It is suppressed to μm and reproduces the actual wear amount of the connecting rod in the compressor. Also, the sliding condition is a speed of 0.5 m /
At s and a load of 100 N, it can be seen that transfer of the aluminum alloy was observed on the sliding surface of the rotating piece and significant adhesive wear occurred. This is because the sliding condition is speed 0.5m /
It is considered that, when the load is 100 N and the load is 100 N, sufficient durability cannot be ensured by the lubricating performance of the chlorine adsorption layer of CFC-12.

【0025】比較例2は雰囲気ガスとしてHFC−13
4aを用い、固定片に従来の圧縮機に用いていたコンロ
ッドの材料であるアルミダイキャスト(JIS:ADC
12)を使用し、回転片に従来の圧縮機に用いていたピ
ストンピンの材料であるクロムモリブデン鋼(JIS:
SCM415)を使用した場合である。比較例2の結果
に示す通り、摺動条件が速度0.5m/s、荷重50Nから
回転片の摺動面にアルミニウム合金の移着が認められ、
凝着摩耗が発生していることがわかる。これは分子内に
塩素を含まない冷媒HFC−134aとCFC−12の
差が明確に示されている。しかしながら、摺動条件が速
度0.5m/s、荷重100Nを用いた場合では、比較例2
の固定片の摩耗量が比較例1の摩耗量よりも小さくなる
結果が得られた。これは、凝着が発生すると摺動状態が
不安定となり、固定片の摩耗量のばらつきが大きくなる
ためであると考える。
Comparative Example 2 uses HFC-13 as the atmosphere gas.
4a and aluminum die cast (JIS: ADC) which is the material of the connecting rod used in the conventional compressor for the fixed piece.
12) is used, and the rotary piece is made of chrome molybdenum steel (JIS: the material of the piston pin used in the conventional compressor).
This is the case when SCM415) is used. As shown in the results of Comparative Example 2, when the sliding conditions were a speed of 0.5 m / s and a load of 50 N, transfer of the aluminum alloy was observed on the sliding surface of the rotating piece.
It can be seen that adhesive wear has occurred. This clearly shows the difference between the refrigerants HFC-134a and CFC-12 which do not contain chlorine in the molecule. However, in the case where the sliding conditions were a speed of 0.5 m / s and a load of 100 N, Comparative Example 2
The result was that the amount of wear of the fixed piece was smaller than that of Comparative Example 1. It is considered that this is because when the adhesion occurs, the sliding state becomes unstable and the variation in the wear amount of the fixed piece increases.

【0026】比較例3において、回転片は母材をクロム
モリブデン鋼(JIS:SCM415)とし加工後、塩
浴窒化処理法により窒化処理層を形成させたものであ
る。比較例3の結果に示す通り、著しい凝着摩耗が発生
している。故にピストンピンの表面に窒化処理層を形成
させたとしても固定片の摩耗量、及び摺動面の状態を改
善することはできない。したがって、窒化処理層のみで
は凝着摩耗の低減は図れないことを示している。
In Comparative Example 3, the rotary piece was formed by using chromium molybdenum steel (JIS: SCM415) as a base material, and then forming a nitriding layer by a salt bath nitriding method. As shown in the results of Comparative Example 3, significant adhesive wear occurs. Therefore, even if the nitriding layer is formed on the surface of the piston pin, the amount of wear of the fixed piece and the state of the sliding surface cannot be improved. Therefore, it is shown that adhesion wear cannot be reduced only by the nitriding layer.

【0027】これに対して、本実施例と同じ仕様にする
べく固定片にコンロッドの材料であるアルミダイキャス
ト(JIS:ADC12)を使用し、回転片にピストン
ピンの材料であるクロムモリブデン鋼(JIS:SCM
415)の表面に酸窒化処理を施したものを使用する
と、雰囲気ガスとして冷媒HFC−134aを用い摺動
条件を速度0.5m/s、荷重100Nとした場合では従来
の冷媒CFC−12を用い摺動条件が速度0.5m/s、
荷重100Nとした場合よりも1/10以下の摩耗量に
抑えることができ、かつ摺動面に凝着が確認されないこ
とから十分な耐久性が確保できると考える。これは、ピ
ストンピンの表面に生成する酸化鉄皮膜層のすべり特性
により、摩擦係数が小さくなるためにピストンピンとコ
ンロッドの接触面における凝着摩耗を防いでいると考え
る。したがって、この自己潤滑性を有することによっ
て、潤滑性能の劣るHFC−134a下においても正常
摩耗が維持でき優れた耐久性を示すものと考える。
On the other hand, in order to obtain the same specifications as in the present embodiment, aluminum die cast (JIS: ADC12), which is the material for the connecting rod, is used for the fixed piece, and chromium molybdenum steel (the material for the piston pin, which is the material for the piston pin, is used for the rotating piece. JIS: SCM
415) whose surface is subjected to oxynitriding treatment, the conventional refrigerant CFC-12 is used when the refrigerant HFC-134a is used as the atmospheric gas and the sliding condition is a speed of 0.5 m / s and a load of 100N. Sliding condition is speed 0.5m / s,
It is considered that the wear amount can be suppressed to 1/10 or less than that when the load is 100 N, and sufficient durability can be secured because no adhesion is confirmed on the sliding surface. It is considered that this is because the sliding characteristics of the iron oxide film layer formed on the surface of the piston pin prevent the adhesion wear at the contact surface between the piston pin and the connecting rod because the friction coefficient becomes small. Therefore, it is considered that the self-lubricating property enables the normal wear to be maintained even under the HFC-134a having the inferior lubrication performance, and exhibits the excellent durability.

【0028】結論として、実際の圧縮機のコンロッド5
にアルミダイキャスト(JIS:ADC12)を使用し
ピストンピン11にクロムモリブデン鋼(JIS:SC
M415)の表面に酸窒化処理を施し酸化鉄皮膜を形成
したものを使用することにより、凝着摩耗を防止し圧縮
機の耐久性を向上させることが可能であると考える。
In conclusion, the actual compressor connecting rod 5
Aluminum die cast (JIS: ADC12) is used for the piston pin 11 and chromium molybdenum steel (JIS: SC
It is considered that it is possible to prevent cohesive wear and improve the durability of the compressor by using M415) that has been subjected to an oxynitriding treatment on its surface to form an iron oxide film.

【0029】以上のように本実施例においては、被圧縮
ガスをHFC−134aを使用し、コンロッドをアルミ
ニウムダイキャスト(JIS:ADC12)で形成した
構成において、ピストンピンをクロムモリブデン鋼(J
IS:SCM415)の母材に塩浴処理法により膜厚3
0μm程度からなる窒化処理層とその上に1〜2μmか
らなる酸化鉄皮膜を形成させることによりコンロッドと
ピストンピンの接触面における凝着摩耗が低減でき、従
来冷媒CFC−12以上の耐久性が維持できることがわ
かった。
As described above, in this embodiment, the compressed gas is HFC-134a, the connecting rod is formed by aluminum die casting (JIS: ADC12), and the piston pin is made of chromium molybdenum steel (J
IS: SCM 415) base material with a salt bath treatment method resulting in a film thickness of 3
By forming a nitriding layer of about 0 μm and an iron oxide film of 1 to 2 μm on it, adhesion wear on the contact surface between the connecting rod and the piston pin can be reduced, and the durability of the conventional refrigerant CFC-12 or higher can be maintained. I knew I could do it.

【0030】また、酸化鉄皮膜の表面は多孔質であり、
わずかでも油が供給されるならば酸化鉄表面に油が浸透
し摺動面に油膜の形成が容易になる利点はある。
The surface of the iron oxide film is porous,
If even a small amount of oil is supplied, there is an advantage that the oil penetrates into the iron oxide surface and the oil film is easily formed on the sliding surface.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ピストン
ピンの表面にポリ四ふっ化エチレン粒子を20〜25体
積%含有してなるニッケルリン複合めっき層を形成する
ことにより、冷媒HFC−134aを用いる厳しい条件
においてもコンロッドとピストンピンの接触部の摺動状
態が改善でき、その結果圧縮機の耐久性を向上させるこ
とができる。
As described above, according to the present invention, by forming a nickel phosphorus composite plating layer containing 20 to 25% by volume of polytetrafluoroethylene particles on the surface of the piston pin, the refrigerant HFC- Even under severe conditions using 134a, the sliding state of the contact portion between the connecting rod and the piston pin can be improved, and as a result, the durability of the compressor can be improved.

【0032】以上のように本発明によれば、ピストンピ
ンの表面に窒化処理層とその上に酸化鉄皮膜を形成させ
ることにより、冷媒HFC−134aを用いる厳しい条
件においてもコンロッドとピストンの接触部の摺動状態
が改善でき、その結果圧縮機の耐久性を向上させること
ができる。
As described above, according to the present invention, by forming the nitriding layer on the surface of the piston pin and the iron oxide film on the nitriding layer, the contact portion between the connecting rod and the piston can be contacted even under severe conditions using the refrigerant HFC-134a. It is possible to improve the sliding condition, and as a result, it is possible to improve the durability of the compressor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第一の実施例を用いた圧縮機の断面図FIG. 1 is a sectional view of a compressor using a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第一の実施例におけるピストンピンの
拡大断面図
FIG. 2 is an enlarged sectional view of a piston pin according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第二の実施例を用いた圧縮機の断面図FIG. 3 is a sectional view of a compressor using a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第二の実施例におけるピストンピンの
拡大断面図
FIG. 4 is an enlarged sectional view of a piston pin according to a second embodiment of the present invention.

【図5】従来の圧縮機の断面図FIG. 5 is a sectional view of a conventional compressor.

【図6】従来におけるピストンピンの拡大断面図FIG. 6 is an enlarged sectional view of a conventional piston pin.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2……シャフト 5……コンロッド 10……ピストンピン 2 ... Shaft 5 ... Connecting rod 10 ... Piston pin

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被圧縮ガスを冷媒1、1、1、2テトラ
フルオロエタンとし、電動モータと連結するシャフト
と、アルミニウム合金で形成されその一端の軸受部が前
記シャフトに取り付けられたコンロッドと、前記コンロ
ッドの他端の軸受部に取り付けられたピストンピンと、
前記ピストンピンに固定されたピストンと、前記ピスト
ンと一体で圧縮室を形成するシリンダとを備えてなる圧
縮機の構成要素において、前記ピストンピンの母材を焼
入綱とし、ニッケルを主成分とするマトリックス合金に
ポリ四ふっ化エチレンを10〜35体積%配合したニッ
ケルリン複合めっきをその表面に施していることを特徴
とする圧縮機。
1. A shaft for connecting compressed gas to refrigerants 1, 1, 1, 2 tetrafluoroethane and an electric motor, and a connecting rod made of aluminum alloy and having a bearing portion at one end thereof attached to the shaft. A piston pin attached to a bearing portion at the other end of the connecting rod,
In a component of a compressor including a piston fixed to the piston pin and a cylinder that forms a compression chamber integrally with the piston, a base material of the piston pin is a hardened steel, and nickel is a main component. A compressor characterized in that a nickel phosphorus composite plating in which 10 to 35% by volume of polytetrafluoroethylene is mixed with the matrix alloy is coated on the surface thereof.
【請求項2】 被圧縮ガスを冷媒1、1、1、2テトラ
フルオロエタンとし、電動モータと連結するシャフト
と、アルミニウム合金で形成されその一端の軸受部が前
記シャフトに取り付けられたコンロッドと、前記コンロ
ッドの他端の軸受部に取り付けられたピストンピンと、
前記ピストンピンに固定されたピストンと前記ピストン
と一体で圧縮室を形成するシリンダとを備えてなる圧縮
機の構成要素において、前記ピストンピンの母材を焼入
綱とし、その表面に酸窒化処理を施し、窒化処理層とそ
の上に酸化鉄皮膜を形成させていることを特徴とする圧
縮機。
2. A shaft to be connected to an electric motor, wherein the gas to be compressed is refrigerant 1, 1, 1, 2 tetrafluoroethane, and a connecting rod formed of an aluminum alloy and having a bearing portion at one end thereof attached to the shaft. A piston pin attached to a bearing portion at the other end of the connecting rod,
In a component of a compressor including a piston fixed to the piston pin and a cylinder that forms a compression chamber integrally with the piston, a base material of the piston pin is a quenching steel, and an oxynitriding treatment is performed on a surface thereof. And a nitriding layer and an iron oxide film formed on the nitriding layer.
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