JPH09112469A - スイング圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コストアップを招くことなく、ロータリーピ
ストン内周面の耐磨耗性を有効に高める。 【解決手段】 シリンダ（１２）のシリンダ室（１１）
内に、駆動軸の偏心軸部（３ａ）に回転自在に嵌合する
鋳鉄製のロータリーピストン（１５）を配置する。ロー
タリーピストンに一体的に設けたブレード（３１）によ
りシリンダ室を吸入口（２１）に通じる低圧室（３３）
と吐出口（２２）に通じる高圧室（３４）とに区画する
とともに、シリンダの穴（２５）内に配置した揺動ブッ
シュ（３２）によりブレード（３１）の先端側を揺動自
在にかつ進退自在に支持する。ロータリーピストン（１
５）の内周面（１５ａ）にのみ高周波焼入れ、窒化又は
ショットピーニングの表面硬化処理を施し、あるいは二
硫化モリブデン、リン酸マンガン、黒鉛又はＰＴＦＥの
固体潤滑剤を塗布する表面処理を施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空調装置や冷凍装
置等に使用されるスイング圧縮機に関し、特に、駆動軸
の偏心軸部が回転自在に嵌合するロータリーピストン内
周面の表面処理に係わる。

【０００２】

【従来の技術】一般に、空調装置等に使用されるロータ
リー圧縮機は、例えば特開平６−１４７１６４号公報に
開示するように、吸入口及び吐出口が開口するシリンダ
室を有するシリンダと、駆動軸の偏心軸部に回転自在に
嵌合され、上記シリンダ室内に配置されたロータリーピ
ストンと、上記シリンダ室を吸入口に通じる低圧室と吐
出口に通じる高圧室とに区画するブレードとを備え、駆
動軸の回転によりロータリーピストンがシリンダ室の外
周壁に沿って公転し、この公転毎に吸入口から吸入した
冷媒ガス等の流体を圧縮して吐出口から吐出する構成に
なっている。

【０００３】そして、このロータリー圧縮機の一種とし
てスイング圧縮機（スイング型ロータリー圧縮機ともい
う）がある。通常のロータリー圧縮機では、ブレードが
シリンダ側に出没自在に設けられ、その先端がロータリ
ーピストンの外周面に当接するのに対して、スイング圧
縮機では、ブレードがロータリーピストン側に設けられ
ている。このスイング圧縮機の場合、ロータリーピスト
ンとブレードとは、鋳鉄又はその他の鉄系材料を用いて
鋳造等により一体成形されている。また、シリンダの吸
入口と吐出口との間にシリンダ室に臨んむブッシュ穴を
形成し、該ブッシュ穴内に上記ブレードの先端側を揺動
自在にかつ進退自在に支持する揺動ブッシュを回動可能
に配置し、これにより、ロータリーピストンが駆動軸の
回転によりシリンダ室の外周壁に沿って公転するとき該
ロータリーピストンがブレードを介して揺動ブッシュを
支点として揺動する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
スイング圧縮機では、ロータリーピストンの自転が完全
になくなることから、通常のロータリー圧縮機の場合よ
りもロータリーピストンの内周面と駆動軸の偏心軸部の
外周面との間のＰＶ値（荷重と速度との積）が増加し、
その部位の負荷が増大し、潤滑不良によりロータリーピ
ストンの内周面が著しく磨耗を起こす虞がある。そのた
め、ロータリーピストンの内周面に軸受メタルを圧入す
る必要があるが、これはコストアップにつながることに
なる。

【０００５】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、ロータリーピストンの
内周面に適切な表面処理を施すことにより、コストアッ
プを招くことなく、ロータリーピストンの内周面の耐磨
耗性を有効に高めるようにするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、スイング圧縮機として、図
２に示すように、吸入口（２１）及び吐出口（２２）が
開口するシリンダ室（１１）を有するシリンダ（１２）
と、駆動軸（３）の偏心軸部（３ａ）に回転自在に嵌合
され、上記シリンダ室（１１）内に配置された鋳鉄又は
その他の鉄系材料からなるロータリーピストン（１５）
と、該ロータリーピストン（１５）に一体的に設けら
れ、上記シリンダ室（１１）を吸入口（２１）に通じる
低圧室（３３）と吐出口（２２）に通じる高圧室（３
４）とに区画するブレード（３１）と、上記シリンダ
（１２）にそのシリンダ室（１１）に臨んで形成された
穴（２５）内に回動自在に設けられ、上記ブレード（３
１）の先端側を揺動自在にかつ進退自在に支持する揺動
ブッシュ（３２）とを備えることを前提とする。そし
て、上記ロータリーピストン（１５）の内周面（１５
ａ）にのみ表面硬化処理を施してなる構成とする。これ
により、ロータリーピストン（１５）の内周面（１５
ａ）は、表面硬化処理によって表面硬さが増大している
ため、仮に駆動軸の偏心軸部の外周面との間で潤滑不良
が生じてもロータリーピストンの内周面が著しい磨耗を
起こすことはない。しかも、表面硬化処理は、ロータリ
ーピストン（１５）の内周面（１５ａ）にのみ施すに過
ぎず、また、その処理自体も軸受メタルを用いる場合よ
りも安価なものである。

【０００７】ここで、上記ロータリーピストン（１５）
は、ビッカース硬さＨv ＝２４０〜３００の鉄系材料か
らなることが多いが、この場合、ロータリーピストン
（１５）の内周面（１５ａ）に施す表面硬化処理は、請
求項３に係る発明の如くビッカース硬さＨv を４００以
上にすることが望ましい。この表面硬化処理は、具体的
には請求項４に係る発明の如く高周波焼入れ、窒化又は
ショットピーニングである。

【０００８】また、請求項２に係る発明は、請求項１に
係る発明とスイング圧縮機の前提部分を同一とする。そ
して、ロータリーピストン（１５）の内周面（１５ａ）
にのみ固体潤滑剤を塗布する表面処理を施してなる構成
とする。これにより、ロータリーピストン（１５）の内
周面（１５ａ）は、固体潤滑剤を塗布する表面処理によ
って自己潤滑性を有しているため、仮に駆動軸の偏心軸
部の外周面との間で潤滑不良が生じてもロータリーピス
トンの内周面が著しい磨耗を起こすことはない。しか
も、表面処理は、ロータリーピストン（１５）の内周面
（１５ａ）にのみ施すに過ぎず、また、その処理自体も
軸受メタルを用いる場合よりも安価なものである。

【０００９】ここで、上記ロータリーピストン（１５）
は、ビッカース硬さＨv ＝２４０〜３００の鉄系材料か
らなることが多いが、この場合、ロータリーピストン
（１５）の内周面（１５ａ）に塗布する固体潤滑剤は、
請求項５に係る発明の如くビッカース硬さＨv が２００
以下のものであることが望ましい。この固体潤滑剤は、
具体的には請求項６に係る発明の如く二硫化モリブデ
ン、リン酸マンガン、黒鉛又はＰＴＦＥ（ポリテトラフ
ルオロエチレン）である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１１】図１は本発明の一実施形態に係るスイング
圧縮機の全体構成を示し、（１）は密閉ケーシングであ
って、該ケーシング（１）内の上部にはモータ（２）が
配置されているとともに、下部には該モータ（２）から
延びる駆動軸（３）で回転駆動される圧縮機本体として
の圧縮要素（４）が配置されている。

【００１２】上記圧縮要素（４）は、内部にシリンダ室
（１１）を有するシリンダ（１２）と、該シリンダ（１
２）の軸方向両側にシリンダ室（１１）を閉鎖するよう
に設けられたサイドハウジングとしてのフロントヘッド
（１３）及びリヤヘッド（１４）と、上記シリンダ室
（１１）内に配置されたロータリーピストン（１５）と
を備えている。図２に示すように、上記シリンダ室（１
１）の外周壁は、断面略円形状に形成されており、上記
ロータリーピストン（１５）は円環状に形成され、その
内側には上記駆動軸（３）の偏心軸部（３ａ）が回転自
在に嵌合されており、駆動軸（３）は、フロントヘッド
（１３）及びリヤヘッド（１４）に各々形成された貫通
孔（１３ａ），（１４ａ）内を上下方向に貫通してい
る。上記偏心軸部（３ａ）の軸心は、駆動軸（３）の中
心点より所定量オフセットされていて、駆動軸（３）の
回転時にはロータリーピストン（１５）が自転すること
なくその外周面の一個所でシリンダ室（１１）の外周壁
に接触又は近接しつつ外周壁に沿って公転するようにな
っている。

【００１３】上記シリンダ（１２）にはそのシリンダ室
（１１）の外周壁に各々開口する吸入口（２１）及び吐
出口（２２）が設けられ、吸入口（２１）には密閉ケー
シング（１）の外部から吸入管（２３）が接続されてい
る一方、吐出口（２２）にはシリンダ室（１１）（詳し
くは後述する高圧室（３４））内の圧力が所定値以上に
なったときに開く吐出弁（２４）が設けられている。ま
た、シリンダ（１２）には吸入口（２１）と吐出口（２
２）との間の位置に軸方向に貫通するブッシュ穴（２
５）が形成され、該ブッシュ穴（２５）は、円周の一部
でシリンダ室（１１）に臨んで開口する円柱形状の穴部
（２５ａ）と、該穴部（２５ａ）のシリンダ室（１１）
と反対側に位置する断面が略矩形状の穴部（２５ｂ）と
からなる。

【００１４】上記ロータリーピストン（１５）にはその
外周面から半径方向に突出して延びるブレード（３１）
が一体的に設けられている。ロータリーピストン（１
５）とブレード（３１）とは鋳鉄、鋼又はその他の鉄系
材料により一体成形されており、そのビッカース硬さＨ
v は２４０〜３００程度である。上記ブレード（３１）
の先端側は上記ブッシュ穴（２５）内に挿入されている
一方、ブッシュ穴（２５）の穴部（２５ａ）内には断面
が略半円形状の一対の揺動ブッシュ（３２），（３２）
が配置され、該両揺動ブッシュ（３２），（３２）は、
ブレード（３１）を挟んだ状態のまま該ブレード（３
１）がブッシュ穴（２５）内を進退移動するのを許容す
るとともにブレード（３１）と一体にブッシュ穴（２
５）の穴部（２５ａ）内で揺動（回動）するように設け
られている。そして、上記ブレード（３１）は、シリン
ダ（１２）の内周面とロータリーピストン（１５）の外
周面との間のシリンダ室（１１）を吸入口（２１）に通
じる低圧室（３３）と吐出口（２２）に通じる高圧室
（３４）とに区画しており、この状態でロータリーピス
トン（１５）がブレード（３１）を介して揺動ブッシュ
（３２）を支点に揺動するようシリンダ（１２）の内周
面つまりシリンダ室（１１）の外周壁に沿って公転し、
この公転毎に吸入口（２１）から吸入した冷媒ガス等の
流体を圧縮して吐出口（２２）から吐出するように構成
されている。

【００１５】そして、本発明の特徴点として、上記ロー
タリーピストン（１５）は、その内周面（１５ａ）にの
み高周波焼入れ、窒化又はショットピーニングによる表
面硬化処理が施されてなり、その内周面（１５ａ）のビ
ッカース硬さＨv は４００以上になっている。ここで、
周知の通り、高周波焼入れとは、高周波電流を流したコ
イルのうず電流により表面のみを発熱させ、急冷して表
面層のみを焼入れ硬化させる処理であり、窒化とは、Ｎ
（窒素）を含んだ雰囲気中でワークを加熱し、Ｎを浸入
させ、Ｆe4Ｎ，Ｆe2Ｎの化合物を生成させて表面を硬化
させる処理であり、ショットピーニングとは、無数のシ
ョット又はグリッドを圧縮空気又は遠心力で噴霧し、表
面層を加工硬化させる処理である。

【００１６】尚、図２中、（４３）はシリンダ（１２）
を軸方向に貫通して設けられた締結ボルトであり、この
締結ボルト（４３）によりシリンダ（１２）を挟んでフ
ロントヘッド（１３）及びリヤヘッド（１４）が組み付
けられる。

【００１７】したがって、上記実施形態においては、ビ
ッカース硬さＨv が２４０〜３００程度の鉄系材料から
なるロータリーピストン（１５）の内周面（１５ａ）
に、高周波焼入れ、窒化又はショットピーニングによる
表面硬化処理を施すことにより、その内周面（１５ａ）
のビッカース硬さＨv が４００以上にまで増大している
ため、仮に駆動軸（３）の偏心軸部（３ａ）の外周面と
の間で潤滑不良が生じてもロータリーピストン（１５）
の内周面（１５ａ）が著しい磨耗を起こすことはなく、
信頼性を高めることができる。しかも、上記表面硬化処
理は、ロータリーピストン（１５）の内周面（１５ａ）
にのみ施すに過ぎず、また、その処理自体も軸受メタル
を用いる場合よりも安価なものであるので、実施化を図
る上で有利である。

【００１８】尚、上記実施形態では、ロータリーピスト
ン（１５）の内周面（１５ａ）にのみ高周波焼入れ、窒
化又はショットピーニングによる表面硬化処理を施して
表面硬さを増加することで耐磨耗性を高めるようにした
が、本発明、特に請求項２に係る発明は、ロータリーピ
ストン（１５）の内周面（１５ａ）にのみ二硫化モリブ
デン、リン酸マンガン、黒鉛又はＰＴＦＥ（ポリテトラ
フルオロエチレン）等の固体潤滑剤を塗布する表面処理
を施すことにより、ロータリーピストン（１５）の内周
面（１５ａ）に自己潤滑性を持たせ、これにより耐磨耗
性を高めるようにするものである。ここで、ロータリー
ピストン（１５）がビッカース硬さＨv＝２４０〜３０
０の鋳鉄からなる場合、ロータリーピストン（１５）の
内周面（１５ａ）の耐磨耗性を高める観点からは固体潤
滑剤として、ビッカース硬さＨvが２００以下のものを
使用することが望ましい。

【００１９】

【発明の効果】以上の如く、本発明のスイング圧縮機に
よれば、ロータリーピストン（１５）の内周面（１５
ａ）にのみ高周波焼入れ、窒化又はショットピーニング
等の表面硬化処理を施して表面硬さを増大することによ
り、あるいは二硫化モリブデン、リン酸マンガン、黒鉛
又はＰＴＦＥ等の固体潤滑剤を塗布する表面処理を施し
て自己潤滑性を持たせることにより、ロータリーピスト
ン内周面の耐磨耗性を高めることができ、信頼性の向上
を図ることができる。しかも、コスト的に安価に実施す
ることができ、実施化を図る上で有利である。

【００２０】特に、上記ロータリーピストン（１５）
が、ビッカース硬さＨv ＝２４０〜３００の鉄系材料か
らなる場合、ロータリーピストン（１５）の内周面（１
５ａ）に施す表面硬化処理は、請求項３に係る発明の如
くビッカース硬さＨv を４００以上にすることが望まし
い。また、ロータリーピストン（１５）の内周面（１５
ａ）に塗布する固体潤滑剤は、ビッカース硬さＨv が２
００以下のものであることが望ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るスイング圧縮機の全体
構成を示す縦断側面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線における断面図である。

【符号の説明】

３ 駆動軸 ３ａ 偏心軸部 ４ 圧縮要素 １１ シリンダ室 １２ シリンダ １５ ロータリーピストン １５ａ ロータリーピストン内周面 ２１ 吸入口 ２２ 吐出口 ２５ ブッシュ穴 ３１ ブレード ３２ 揺動ブッシュ ３３ 低圧室 ３４ 高圧室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 健一 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 (72)発明者 福永 剛 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 (72)発明者 加藤 勝三 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 (72)発明者 廣内 隆 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 (72)発明者 沈 建国 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸入口（２１）及び吐出口（２２）が開
   口するシリンダ室（１１）を有するシリンダ（１２）
   と、 駆動軸（３）の偏心軸部（３ａ）に回転自在に嵌合さ
   れ、上記シリンダ室（１１）内に配置された鋳鉄又はそ
   の他の鉄系材料からなるロータリーピストン（１５）
   と、 該ロータリーピストン（１５）に一体的に設けられ、上
   記シリンダ室（１１）を吸入口（２１）に通じる低圧室
   （３３）と吐出口（２２）に通じる高圧室（３４）とに
   区画するブレード（３１）と、 上記シリンダ（１２）にそのシリンダ室（１１）に臨ん
   で形成された穴（２５）内に回動自在に設けられ、上記
   ブレード（３１）の先端側を揺動自在にかつ進退自在に
   支持する揺動ブッシュ（３２）とを備えたスイング圧縮
   機において、 上記ロータリーピストン（１５）の内周面（１５ａ）に
   のみ表面硬化処理が施されていることを特徴とするスイ
   ング圧縮機。
2. 【請求項２】 吸入口（２１）及び吐出口（２２）が開
   口するシリンダ室（１１）を有するシリンダ（１２）
   と、 駆動軸（３）の偏心軸部（３ａ）に回転自在に嵌合さ
   れ、上記シリンダ室（１１）内に配置された鋳鉄又はそ
   の他の鉄系材料からなるロータリーピストン（１５）
   と、 該ロータリーピストン（１５）に一体的に設けられ、上
   記シリンダ室（１１）を吸入口（２１）に通じる低圧室
   （３３）と吐出口（２２）に通じる高圧室（３４）とに
   区画するブレード（３１）と、 上記シリンダ（１２）にそのシリンダ室（１１）に臨ん
   で形成された穴（２５）内に回動自在に設けられ、上記
   ブレード（３１）の先端側を揺動自在にかつ進退自在に
   支持する揺動ブッシュ（３２）とを備えたスイング圧縮
   機において、 上記ロータリーピストン（１５）の内周面（１５ａ）に
   のみ固体潤滑剤を塗布する表面処理が施されていること
   を特徴とするスイング圧縮機。
3. 【請求項３】 請求項１記載のスイング圧縮機におい
   て、 上記ロータリーピストン（１５）は、ビッカース硬さＨ
   v ＝２４０〜３００の鋳鉄からなり、ロータリーピスト
   ン（１５）の内周面（１５ａ）に施す表面硬化処理は、
   ビッカース硬さＨv を４００以上にするものであること
   を特徴とするスイング圧縮機。
4. 【請求項４】 請求項３記載のスイング圧縮機におい
   て、 上記表面硬化処理は高周波焼入れ、窒化又はショットピ
   ーニングであることを特徴とするスイング圧縮機。
5. 【請求項５】 請求項２記載のスイング圧縮機におい
   て、 上記ロータリーピストン（１５）は、ビッカース硬さＨ
   v ＝２４０〜３００の鋳鉄からなり、ロータリーピスト
   ン（１５）の内周面（１５ａ）に塗布する固体潤滑剤
   は、ビッカース硬さＨv が２００以下のものであること
   を特徴とするスイング圧縮機。
6. 【請求項６】 請求項５記載のスイング圧縮機におい
   て、 上記固体潤滑剤は二硫化モリブデン、リン酸マンガン、
   黒鉛又はポリテトラフルオロエチレンであることを特徴
   とするスイング圧縮機。