JPH09324759A

JPH09324759A - 圧縮機

Info

Publication number: JPH09324759A
Application number: JP14407496A
Authority: JP
Inventors: Jinko Kataoka; 仁孝片岡
Original assignee: Matsushita Refrigeration Co
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-06-06
Filing date: 1996-06-06
Publication date: 1997-12-16

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は冷凍冷蔵装置や空調機などに用いら
れる圧縮機に関するものであり、非圧縮ガスとしてハイ
ドロフルオロカーボンを使用した圧縮機に対して、摺動
材料の最適化及び油膜の形成されやすい構成を図り、圧
縮機の摺動損失を低減させると共に、耐久性を向上させ
ることを目的とする。【解決手段】圧縮機を構成する要素において、ベアリ
ング１４のスラスト受け面に三角形状からなる油溝１
４′の溝角度を１２０°以上の鈍角にすると共に、ロー
タ３とベアリング１４の間に微細なフッ化エチレンの重
合体からなる球状粒子を含むフッ化エチレンの重合体で
表面被覆された金属板からなるスラスト受け１５を取り
付けることにより、スラスト受けとベアリングの摺動面
における潤滑・磨耗特性を改善し圧縮機の効率、耐久性
を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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。

【０００２】

【従来の技術】近年、オゾン層の破壊等の環境問題のた
め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ＣＦＣ１２と称する）の製造、お
よび冷凍冷蔵装置への使用が禁止となり、その代替とし
て分子内に塩素を含まない１、１、１、２テトラフルオ
ロエタン（以下ＨＦＣ１３４ａと称する）が使用しれて
いる。ところが、分子内に塩素を含まない前記冷媒は潤
滑性能が悪いため、従来冷媒の場合では摩耗が発生しな
かった摺動部において、摩耗が発生し、摺動損失の増
加、圧縮機の耐久性の低下を引き起こす。したがって、
圧縮機の摺動材料の特性の向上、部品構成等の見直しを
図る必要がある。

【０００３】以下従来の圧縮機の一例を図４、図５、図
６、図７及び図８を参照しながら説明する。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は一対で電動モータを形成す
る。また５はコンロッド、６はシリンダ、７はピスト
ン、８はビストンピンである。ロータ３とステータ４で
形成されたモータにより、ロータ３に圧入されたシャフ
ト２がベアリング９に沿って回転する。この時、シャフ
ト２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たピストン７に固定されたピスト
ンピン８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１０内におい
て、冷媒ガスが吸入し、圧縮される。圧縮機下部の潤滑
油１２がシャフト下部に取り付けられた給油管１３によ
って汲み上げられた後、シャフト２に施された螺旋上の
給油溝によって、さらに圧縮機上部に汲み上げられ、各
摺動部に給油される。

【０００４】従来ではシャフト２とロータ３の自重が懸
かったままロータ３とベアリング９が直接摺動し、ベア
リング９のスラスト受け面に磨耗が発生するのを、防止
するために、ロータ３とベアリング９の間にスラスト受
け１１を使用している。このスラスト受け１１には、ベ
アリング９の材料であるアルミ系合金材料と耐磨耗面か
ら相性の良い鉄系材料である工具鋼が用いられている。
また、このスラスト受け１１がロータ３、及びシャフト
２と共回りさせるために、中空円板状のスラスト受け１
１の対極に２個の半円状の爪部１１ａを有する形状にな
っており、ロータ３のスラスト受け面に設けられた半円
形状の溝部３ａにより支持されている。一方のベアリン
グ９のスラスト受け面には、ベアリング９とスラスト受
け１１から構成されるスラスト面に潤滑油１２を給油す
ることと潤滑油１２を圧縮機下部へと循環させることを
主眼とした溝角度９０°以下からなる三角形の油溝９′
を施している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、スラスト受け１１とベアリング９の接
触部が圧縮機内の構成要素の摺動部の中で最も給油管１
３から離れており、また、スラスト受け１１とベアリン
グ９は面接触での摺動になるために、スラスト受け１１
に到達した潤滑油が摺動部に入り込みにくいので、給油
状態が摺動部に比べてあまり良くないと言える。

【０００６】また、ロータのスラスト受け面とスラスト
受けの平面度に部品精度及び組み立て精度上の問題によ
り、スラスト受け１１及びベアリング９から構成される
スラスト摺動面の外周側、あるいは内周側において片当
たりが生じ、部分的に凝着磨耗等が発生し、磨耗量が著
しく大きくなる可能性がある。

【０００７】さらに、ベアリング９のスラスト受け面に
設けられた油溝９′は、潤滑油の循環機能を有するため
に溝角度が９０°以下であると溝の深さが１〜２ｍｍ程
度となる。一般的にベアリング９のスラスト受け面と三
角形状からなる油溝９′の斜面にて形成される角度が９
０°に近づけば近づくほどスラスト面における油膜が油
溝９′のすみ角において破断する傾向が強くなる。した
がって、溝角度が９０°以下となると、スラスト面の油
膜の形成性が低下し、凝着磨耗等の発生要因にもなって
いる。

【０００８】ここで、上記のような構成でも、ＣＦＣ１
２を冷媒として用いた圧縮機において磨耗が発生しなか
った要因は、潤滑油以外に冷媒として封入されているＣ
ＦＣ１２そのものが高い潤滑性能を有していたからであ
る。

【０００９】分子内に塩素を含まず潤滑性能の劣る冷媒
ＨＦＣ１３４ａを封入した圧縮機の場合には、特に給油
条件の比較的良くないスラスト受けとベアリングの摺動
部において、摺動損失が増加し、圧縮効率が悪化する。
また部品精度上の影響を受けやすく、油膜が形成されに
くいことから、金属接触を起こしやすいので一旦凝着磨
耗が発生すると、圧縮機の十分な耐久性が得られない。

【００１０】そこで、冷媒ＨＦＣ１３４ａに対して、新
たな摺動材料の最適化などを至急図る必要がある。

【００１１】本発明は上記課題に鑑み、冷媒ＨＦＣ１３
４ａ等のハイドロフルオロカーボン冷媒を使用する圧縮
機に対して、摺動材料の最適化及び油膜が形成されやす
い構成を図り、圧縮機の摺動損失を低減させるととも
に、圧縮機の耐久性を向上させることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決させるた
めに本発明の圧縮機は、被圧縮ガスを冷媒ＨＦＣ１３４
ａとし、ベアリングのスラスト受け面に形成された三角
形状からなる油溝の溝角度を１２０°以上の鈍角にする
とともに、ロータとベアリングの間に３フッ化エチレン
又は４フッ化エチレンの重合体又は共重合体からなる有
機樹脂被膜で表面処理を施した金属板からなるスラスト
受けを取り付けたものである。この発明によれば、スラ
スト受けとベアリングからなるスラスト摺動部の摺動性
の改善及び凝着性を解消し、さらに油膜の形成性が改善
できることから摺動損失の低減が可能となる。その結果
圧縮機の高効率、及び耐久性の向上が実現できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、ベアリングのスラスト受け面に形成された三角形状
からなる油溝の溝角度を１２０°以上の鈍角にするとと
もに、ロータとベアリングの間に約１〜１０μｍの粒径
の３フッ化エチレン又は４フッ化エチレンの重合体又は
共重合体からなる球状粒子を予め混合した３フッ化エチ
レン又は４フッ化エチレンの重合体又は共重合体からな
る有機樹脂被膜で表面処理を施した金属板からなるスラ
スト受けを取り付けたものである。これにより、スラス
ト受けとベアリングからなるスラスト摺動部の摺動性の
改善及び凝着性を解消し、さらに油膜の成形性が改善で
きることから摺動損失の低減が可能となる。その結果圧
縮機の高効率、及び耐久性の向上が実現できる。

【００１４】本発明の請求項１に記載の発明は、ベアリ
ングのスラスト受け面に形成された三角形状からなる油
溝の溝角度を１２０°以上の鈍角にするとともに、ロー
タとベアリングの間に３フッ化エチレン又は４フッ化エ
チレンの重合体又は共重合体からなる有機樹脂被膜で表
面処理を施した後に、その被膜上にＣＦ₄等のフッ化カ
ーボンをプラズマ照射したところの金属板からなるスラ
スト受けを取り付けたものである。これにより、スラス
ト受けとベアリングからなるスラスト摺動部の摺動性の
改善及び凝着性を解消し、さらに油膜の形成性が改善で
きることから摺動損失の低減が可能となる。その結果圧
縮機の高効率、及び耐久性の向上が実現できる。以下、
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明す
る。

【００１５】尚、圧縮機の全体構成は従来と同様であ
り、詳細な説明を省略する。（実施の形態１）図１に実施の形態１におけるベアリン
グ１４のスラスト受け面に形成された油溝１４′の周辺
拡大図を示す。ベアリング１４はアルミニウム合金で加
工した後、図１に示すように、溝角度が１２０〜１３０
°からなる油溝１４′を形成する。

【００１６】スラスト受け１５は約１〜１０μｍの粒径
の３フッ化エチレン又は４フッ化エチレンの重合体又は
共重合体からなる球状粒子を予め混合した３フッ化エチ
レン又は４フッ化エチレンの重合体又は共重合体からな
る有機樹脂被膜で表面処理を施した金属板である。その
ためスラスト受け１５の表面は微細な凹凸を有しており
ベアリング１４とスラスト受け面との界面にわずかな空
隙が消磁フッ素樹脂の潤滑性と潤滑油１２の保油層が確
保される。

【００１７】これらの結果、三角形状からなる油溝９′
の溝角度を１２０〜１３０°と鈍角化することにより、
ベアリング１４のスラスト受け面と三角形状からなる油
溝１４′の斜面とのなす角度も鈍角化するために、油溝
１４′のすみ角による油膜切れの傾向が小さくなること
からスラスト面に油膜が形成されやすくなる。しかも、
このようにベアリング１４のスラスト受け面の油溝１
４′の溝角度を鈍角化することで、潤滑特性を改善する
ことができると共に、他摺動部の微細な磨耗粉を油溝か
ら逃すことができ、スラスト摺動面への磨耗粉の噛み込
みを防止することもできる。

【００１８】一方、図２に示すようにスラスト受け１５
を構成する材料の表面が非金属性のフッ素樹脂であるた
めに、金属同士による摺動形態の場合のような凝着磨耗
や焼付きが発生しない。また１〜１０μｍのフッ素樹脂
からなる球状粒子を含むフッ素樹脂被膜であるため、表
面弾性にすぐれ、ロータのスラスト受け面の部品の精度
上の問題によるわずかな振れ量等に応じて変形すること
から、片当たりによる異常磨耗の発生を未然に防止する
ことが可能となる。

【００１９】したがって、油膜の形成性を向上させるた
めにベアリングのスラスト受け面に設けられた溝角度が
１２０〜１３０°と鈍角である油溝１４′とスラスト受
け１５に１〜１０μｍの３フッ化エチレン又は４フッ化
エチレンの重合体又は共重合体の粒子を予め混合した３
フッ化エチレン又は４フッ化エチレンの重合体又は共重
合体からなる有機樹脂被膜１５′で表面処理を施すこと
による相乗効果によって、潤滑性能の劣る冷媒ＨＦＣ１
３４ａ等のハイドロフルオロカーボン冷媒の雰囲気下に
おいてもベアリング１４とスラスト受け１５の摺動部の
磨耗が低減でき、その結果、摺動損失も低減することが
できる。

【００２０】以上のように被圧縮ガスをハイドロフルオ
ロカーボンとし、ベアリング１４のスラスト受け面に形
成された油溝１４′の溝角度を１２０〜１３０°にする
と共に、スラスト受け１５約１〜１０μｍの３フッ化エ
チレン又は４フッ化エチレンの重合体又は共重合体の球
状粒子を予め混合した３フッ化エチレン又は４フッ化エ
チレンの重合体又は共重合体からなる有機樹脂被膜１
５′で表面処理を施すことによって、ベアリング１４と
スラスト受け１５の接触部における片当たりや油膜切れ
等による異常磨耗を防止することができ、圧縮機の耐久
性の向上、及び高効率化が可能となる。

【００２１】（実施の形態２）図３に示すようにスラス
ト受け１６は、３フッ化エチレン又は４フッ化エチレン
の重合体又は共重合体からなる有機樹脂被膜で表面処理
を施した後に、その被膜上にＣＦ₄等のフッ化カーボン
１６′をプラズマ照射したところの金属板である。その
ためスラスト受け１１の表面は３フッ化メチル基、フッ
化メチレン基で覆われ極めてフッ素リッチの表面を形成
する。

【００２２】これらの結果、三角形状からなる油溝１
４′の溝角度を１２０〜１３０°と鈍角化ることによ
り、ベアリング１４のスラスト受け面と三角形状からな
る油溝１４′の斜面とのなす角度も鈍角化するために、
油溝１４′のすみ角による油膜切れの傾向が小さくなる
ことからスラスト面に油膜が形成されやすくなる。しか
も、このようにベアリング１４のスラスト受け面の油溝
１４′溝角度を鈍角化することで、潤滑特性を改善する
ことができると共に、他摺動部の微細な磨耗粉を油溝か
ら逃すことができ、スラスト摺動面への磨耗粉の噛み込
みを防止することもできる。

【００２３】一方、スラスト受けを構成する材料の表面
が非金属性のフッ素樹脂であるために、金属同士による
摺動形態の場合のような凝着磨耗や焼付きが発生しな
い。

【００２４】したがって、油膜の形成性を向上させるた
めにベアリングのスラスト受け面に設けられた溝角度が
１２０〜１３０°と鈍角である油溝とスラスト受け１６
に３フッ化エチレン又は４フッ化エチレンの重合体又は
共重合体からなる有機樹脂被膜で表面処理を施した後
に、その被膜上にＣＦ₄等のフッ化カーボン１６′をプ
ラズマ照射することによる相乗効果によって、潤滑性能
の劣る冷媒ＨＦＣ１３４ａ等のハイドロフルオロカーボ
ン冷媒の雰囲気下においてもベアリング１４とスラスト
受け１６の摺動部の磨耗が低減でき、その結果、摺動損
失も低減することができる。

【００２５】以上のように本実施の形態において、被圧
縮ガスをハイドロフルオロカーボンとしベアリング１４
のスラスト受け面に形成された油溝１４′の溝角度を１
２０〜１３０°にすると共に、スラスト受け１６にフッ
化エチレン又は４フッ化エチレンの重合体又は共重合体
からなる有機樹脂被膜で表面処理を施した後に、その被
膜上にＣＦ₄等のフッ化カーボン１６′をプラズマ照射
することによって、ベアリング１４とスラスト受け１６
の接触部における片当たりや油膜切れ等による異常磨耗
を防止することができ、圧縮機の耐久性の向上、及び高
効率化が可能となる。

【００２６】この時、スラスト受け１６が金属板である
が、３フッ化エチレン又は４フッ化エチレンの重合体又
は共重合体からなる樹脂板であっても同様の効果が得ら
れる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明は、被圧縮ガスを冷
媒ＨＦＣ１３４ａとし、ベアリングのスラスト受け面に
形成された三角形状からなる油溝の溝角度を１２０°以
上の鈍角にするとともに、ロータとベアリングの間に約
１〜１０μｍの粒径の３フッ化エチレン又は４フッ化エ
チレンの重合体又は共重合体からなる球状粒子を予め混
合した３フッ化エチレン又は４フッ化エチレンの重合体
又は共重合体からなる有機樹脂被膜で表面処理を施した
金属板からなるスラスト受けを取り付けることによっ
て、スラスト受けとベアリングからなるスラスト摺動部
の摺動性の改善及び凝着性を解消し、さらに油膜の形成
性が改善できることから摺動損失の低減が可能となるそ
の結果圧縮機の高効率、及び耐久性の向上が実現でき
る。

【００２８】また、本発明は、被圧縮ガスを冷媒ＨＦＣ
１３４ａとし、ベアリングのスラスト受け面に形成され
た三角形状からなる油溝の溝角度を１２０°以上の鈍角
にするとともに、ロータとベアリングの間に３フッ化エ
チレン又は４フッ化エチレンの重合体又は共重合体から
なる有機樹脂被膜で表面処理を施した後に、その被膜上
にＣＦ₄等のフッ化カーボンをプラズマ照射したところ
の金属板からなるスラスト摺動部の摺動性の改善及び凝
着性を解消し、さらに油膜の形成性が改善できることか
ら摺動損失の低減が可能となるその結果圧縮機の高効
率、及び耐久性の向上が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一及び第二の実施の形態におけるベ
アリングのスラスト受け面に形成された油溝の周辺拡大
図

【図２】本発明の第一の実施の形態におけるスラスト受
けの側面図

【図３】本発明の第二の実施の形態におけるスラスト受
けの側面図

【図４】従来の圧縮機の断面図

【図５】従来のベアリングのスラスト受け面に形成され
た油溝の周辺拡大図

【図６】従来のスラスト受けの側面から見た図の一部拡
大図

【図７】スラスト受けの側面図

【図８】ロータの底面図

【符号の説明】

１４ベアリング１４′ 油溝１５，１６スラスト受け

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被圧縮ガスを１、１、１、２テトラフル
オロエタン、ジフルオロメタン、ペンタフルオロエタ
ン、１、１、１トリフルオロエタン、等のハイドロフル
オロカーボンの単一またはそれらの混合物ガスを冷媒と
し、ロータとステータにより形成される電動機と連結す
るシャフトと、前記シャフトを支えるベアリングとを備
えてなる圧縮機の構成要素において、ロータとベアリン
グの間に３フッ化エチレン又は４フッ化エチレンの重合
体又は共重合体からなる有機樹脂被膜で表面処理を施し
た金属板からなるスラスト受けを取り付けたことを特徴
とする圧縮機。
【請求項２】有機樹脂被膜が約１〜１０μｍの粒径の
３フッ化エチレン又は４フッ化エチレンの重合体又は共
重合体からなる球状粒子を含む３フッ化エチレン又は４
フッ化エチレンの重合体又は共重合体であるところの請
求項１記載の圧縮機。
【請求項３】有機樹脂被膜が３フッ化エチレン又は４
フッ化エチレンの重合体又は共重合体からなる樹脂被膜
でありその被膜上にＣＦ₄等のフッ化カーボンをプラズ
マ照射したところの請求項1記載の圧縮機。