JP2006090330A - 冷凍機用圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【課題】境界潤滑時の焼付耐力が大きく、かつ摺動による摩耗量の少ない冷凍機用圧縮機の軸受を備えた冷凍機用圧縮機を提供する。
【解決手段】多孔質青銅と、多孔質青銅の多孔内に含浸させた樹脂とが裏金上に形成されて軸受1が構成されている。クランク軸5との接触面において多孔質青銅と樹脂とが疎らに露出している。そして接触面における多孔質青銅の露出面積の割合が5%以上60%以下である。これにより、境界潤滑時の焼付耐力が大きく、かつ摺動による摩耗量の少ない冷凍機用圧縮機の軸受を備えた冷凍機用圧縮機を得ることができる。
【選択図】図1
【解決手段】多孔質青銅と、多孔質青銅の多孔内に含浸させた樹脂とが裏金上に形成されて軸受1が構成されている。クランク軸5との接触面において多孔質青銅と樹脂とが疎らに露出している。そして接触面における多孔質青銅の露出面積の割合が5%以上60%以下である。これにより、境界潤滑時の焼付耐力が大きく、かつ摺動による摩耗量の少ない冷凍機用圧縮機の軸受を備えた冷凍機用圧縮機を得ることができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、冷凍機用圧縮機に関するものである。
これまで冷凍機用圧縮機の冷媒として、CFC(クロロフルオロカーボン)やHCFC(ハイドロクロロフルオロカーボン)が用いられてきた。しかし近年、これらのCFC、HCFCに含まれる塩素によってオゾン層が破壊されるのを防止するため、代替冷媒として塩素を含まないHFC(ハイドロフルオロカーボン)が用いられるようになってきた。
この冷媒の変更に伴って、冷凍機用圧縮機の軸受材質の変更も必要となってきた。なぜなら、これまで軸受に用いられてきたAl(アルミニウム)を含む材質は、代替冷媒であるHFCにより腐食しやすいからである。そこで、軸受の材質として、青銅を含む材質などを用いることが検討されている。軸受に青銅を含む材質を用いた技術としては、たとえば特開昭59−194128号公報がある。
上記公報には、合成樹脂と潤滑剤とからなる複合物質を含浸させた多孔質青銅系合金を裏金上に焼結して形成した冷凍機用圧縮機の軸受が開示されている。そして、その軸受は、軸との接触面においてその多孔質青銅系合金と複合物質との両方が疎らに露出するように形成されている。
しかし、上記公報には、軸との接触面における多孔質青銅系合金の露出割合は全く開示されていない。このため、上記公報の軸受では、境界潤滑時などでの焼付耐力が低下することで焼付きを生じたり、また摺動による摩耗量が増加することで軸受隙間が大きくなり、こじり、焼付きなどの損傷が生じるという問題点があった。
そこで、本発明の目的は、境界潤滑時の焼付耐力が大きく、かつ摺動による摩耗量の少ない冷凍機用圧縮機の軸受を備えた冷凍機用圧縮機を提供することである。
本願発明者らは、鋭意検討した結果、冷凍機用圧縮機の軸受において、軸との接触面(摺動面)における多孔質青銅系合金の露出割合を変えることで、耐焼付き性および耐摩耗性が変わることを見出した。また、本願発明者らは、この露出割合を所定範囲内とすることで、冷凍機用圧縮機の軸受に適した耐焼付き性および耐摩耗性の双方を満足した軸受が得られることを見出した。
したがって冷凍機用圧縮機の軸受では、多孔質青銅系合金と、多孔質青銅系合金の孔内に含浸させた樹脂材料とが備えられ、摺動面において多孔質青銅系合金と樹脂材料とが露出しており、かつ摺動面における多孔質青銅系合金の露出面積の割合が5%以上60%以下である。
冷凍機用圧縮機の軸受において、摺動面における多孔質青銅系合金の露出面積の割合を5%以上60%以下としたのは、5%未満では摺動による摩耗量が格段に大きくなってしまい、60%を超えると焼付耐力が極めて低下し焼付きが生じやすくなるからである。これにより、境界潤滑時などでの焼付耐力が大きく、かつ摺動による摩耗量が小さい冷凍機用圧縮機の軸受を得ることができる。
なお、多孔質青銅系合金を用いたのは、青銅系合金が代替冷媒に対して腐食しにくく、かつ青銅系合金の熱伝達率が高いため軸受が焼けるのを防止できるからである。また青銅系合金を多孔質としたのは、孔内に樹脂が入り込むことで裏金に青銅系合金を強固に結び付け、摺動時に青銅系合金が摩擦でこぼれ落ちるのを防止するためである。また樹脂材料を用いたのは、青銅系合金だけでは焼付きが生じやすいため、焼付きを防止するためである。
また軸との接触面において多孔質青銅系合金と樹脂材料とを疎らに露出させることが好ましく、これにより、青銅系合金の耐摩耗性と樹脂材料の耐焼付き性との効果をなるべく均一に発揮させることができる。
なお、本明細書において多孔質青銅系合金とは、銅とスズとの合金である青銅のうち多孔質のものを含む材質を意味するものとし、多孔質青銅のみからなる材質、多孔質青銅だけでなくそれ以外のものを含む材質などを含むものとする。
上記の冷凍機用圧縮機の軸受では、摺動面における多孔質青銅系合金の露出面積の割合は5%以上30%以下であることが好ましい。
摺動面における多孔質青銅系合金の露出面積の割合を30%以下としたのは、この範囲では耐焼付き性のほぼ最大の効果が得られるからである。
上記の冷凍機用圧縮機の軸受では、裏金がさらに備えられ、裏金上に多孔質青銅系合金と樹脂材料とが形成されていることが好ましい。
これにより、多孔質青銅系合金の孔内に樹脂が入り込むことで裏金に青銅系合金を強固に結び付けることができ、摺動時に青銅系合金が摩擦でこぼれ落ちることを防止することができる。
上記の冷凍機用圧縮機の軸受では、冷凍機用圧縮機によって圧縮される冷媒は、塩素を含まないハイドロフルオロカーボン系の代替冷媒であることが好ましい。
この代替冷媒を用いることにより、オゾン層の破壊を防止でき、またこの代替冷媒を用いた場合でも本発明の軸受は腐食しがたい。
上記の冷凍機用圧縮機の軸受では、樹脂材料は合成樹脂と潤滑剤とからなる複合物質を含むことが好ましい。
これにより、各使用状況に応じて、樹脂材料を適宜選択することができる。
上記の冷凍機用圧縮機の軸受では、合成樹脂は四フッ化エチレンを含み、潤滑剤は鉛を含むことが好ましい。
上記の冷凍機用圧縮機の軸受では、合成樹脂は四フッ化エチレンを含み、潤滑剤は鉛を含むことが好ましい。
これにより、合成樹脂の材質を適切に選択することができ、また鉛は潤滑性を向上させる。
上記の冷凍機用圧縮機の軸受では、樹脂材料は含油ポリアセタール樹脂を含むことが好ましい。
これにより、樹脂材料を適切に選択することができる。
本発明の冷凍機用圧縮機では、可動スクロールを有するスクロール型の圧縮要素と、可動スクロールに駆動力を伝えるための駆動軸と、駆動軸との摺動部に配置された軸受とを備え、軸受は、多孔質青銅系合金と、多孔質青銅系合金の孔内に含浸させた樹脂材料とを備え、摺動面において多孔質青銅系合金と樹脂材料とが露出しており、かつ摺動面における多孔質青銅系合金の露出面積の割合が5%以上60%以下である。
本発明の冷凍機用圧縮機では、可動スクロールを有するスクロール型の圧縮要素と、可動スクロールに駆動力を伝えるための駆動軸と、駆動軸との摺動部に配置された軸受とを備え、軸受は、多孔質青銅系合金と、多孔質青銅系合金の孔内に含浸させた樹脂材料とを備え、摺動面において多孔質青銅系合金と樹脂材料とが露出しており、かつ摺動面における多孔質青銅系合金の露出面積の割合が5%以上60%以下である。
これにより、境界潤滑時などでの焼付耐力が大きく、かつ摺動による摩耗量が小さい軸受を備えた冷凍機用圧縮機を得ることができる。
上記の冷凍機用圧縮機では、軸受は、可動スクロールと駆動軸との摺動部に配置された滑り軸受であることが好ましい。
これにより、可動スクロールと駆動軸との摺動部において、境界潤滑時などでの焼付耐力を大きくできるとともに、摺動による摩耗量を小さくすることができる。
上記の冷凍機用圧縮機では、軸受は、ハウジングと駆動軸との摺動部に配置された滑り軸受であることが好ましい。
これにより、ハウジングと駆動軸との摺動部において、境界潤滑時などでの焼付耐力を大きくできるとともに、摺動による摩耗量を小さくすることができる。
上記の冷凍機用圧縮機では、駆動軸に設けられた給油用孔から軸受へ油を供給できる構成を有することが好ましい。
本発明に用いられる軸受は上述したように焼付耐力が大きく、かつ摺動による摩耗量が小さい。このため、一時的に軸受部への給油が悪くなり、境界潤滑状態になった場合でも焼付・摩耗を防止できるため、上記給油経路を有する冷凍機用圧縮機に好適である。
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
図1を参照して、密閉容器20内には、主にモータ(図示せず)と圧縮要素CFとが配設されている。
図1を参照して、密閉容器20内には、主にモータ(図示せず)と圧縮要素CFとが配設されている。
モータのロータ(図示せず)に連結されたクランク軸5の上端部には、クランク軸5に対して偏心した偏心部5aが設けられており、この偏心部5aには、円筒状のスライドブッシュ3が遊嵌されている。このスライドブッシュ3は、可動スクロール11のボス部11b内に受入れられている。そしてボス部11bの内周面に取付けられた滑り軸受1の内周面とスライドブッシュ3の外周面とは摺動部を構成している。これにより、クランク軸5の駆動力がスライドブッシュ3を介在して可動スクロール11に伝達されて、可動スクロール11は公転する。
この可動スクロール11の公転により、可動スクロール11および固定スクロール13の各うず巻状歯部11a、13aによって構成された圧縮室がスクロールの外周側から内周側へと徐々に体積を減じながら移動する。これによって、圧縮室中の冷媒ガスは、徐々に圧縮されて最内周の圧縮室に至り、そこで吐出口から吐出される。
なおクランク軸5には、冷凍機用圧縮機の下方(図示せず)から偏心部5aの端面にまで達する給油用孔5bが設けられている。この給油用孔5bにより、冷凍機用圧縮機の下方の油溜りから油が偏心部5aの端面に導かれた後、滑り軸受1とスライドブッシュ3との摺動部へ供給される。
次に、図1における滑り軸受1の構成について詳細に説明する。
図2を参照して、滑り軸受1は、裏金1aと、多孔質青銅1bと、樹脂1cとを有している。多孔質青銅1bと、その多孔質青銅1bの孔内に含浸させた樹脂1cとは、裏金1a上に形成されている。スライドブッシュ3との接触面(摺動面)1dにおいて多孔質青銅1bと樹脂1cとが疎らに露出している。そしてその接触面1dにおける多孔質青銅1bの露出面積の割合は5%以上60%以下である。また接触面1dにおける多孔質青銅1bの露出面積の割合は5%以上30%以下であることが好ましい。
図2を参照して、滑り軸受1は、裏金1aと、多孔質青銅1bと、樹脂1cとを有している。多孔質青銅1bと、その多孔質青銅1bの孔内に含浸させた樹脂1cとは、裏金1a上に形成されている。スライドブッシュ3との接触面(摺動面)1dにおいて多孔質青銅1bと樹脂1cとが疎らに露出している。そしてその接触面1dにおける多孔質青銅1bの露出面積の割合は5%以上60%以下である。また接触面1dにおける多孔質青銅1bの露出面積の割合は5%以上30%以下であることが好ましい。
本願発明者らは、図1および図2に示す冷凍機用圧縮機を用いて、青銅の露出面積の割合(露出率)を変化させた場合の軸受面圧と摩耗量とを測定した。その結果を図3および図4に示す。
まず図3を参照して、青銅の露出率が高くなると軸受面圧が低下することが判明した。特に、青銅の露出率が60%を超えると、軸受面圧は3MPa程度に低くなってしまい、焼付きやすくなってしまうことがわかった。また青銅の露出率が30%以下であれば、軸受面圧は10MPa程度と格段に高くでき、耐焼付き性のほぼ最大の効果が得られることがわかった。
次に図4を参照して、青銅の露出率を高くすれば、摩耗量を小さくできることがわかった。また青銅の露出率が5%未満では急激に摩耗量が多くなることがわかった。
上記図3と図4との結果より、青銅の露出面積の割合が5%以上60%以下であれば、耐焼付き性および耐摩耗性の双方に優れた冷凍機用圧縮機の軸受が得られることが判明した。また青銅露出率が5%以上30%以下であれば、より耐焼付き性に優れた冷凍機用圧縮機の軸受の得られることもわかった。
このように本実施の形態の滑り軸受1は耐焼付性および耐摩耗性の双方に優れているため、図1に示すように給油用孔5bを通じて滑り軸受1とスライドブッシュ3との摺動部に油を供給する構成の冷凍機用圧縮機に特に適している。
なお本実施の形態では、多孔質青銅1bが用いられているが、多孔質青銅1bに限定されず、多孔質青銅を含む材質が用いられてもよく、その意味において多孔質青銅系合金が用いられてもよい。また樹脂1cが用いられているが、この部分1cには樹脂を含む材料、たとえば合成樹脂と潤滑剤とからなる複合物質が用いられてもよく、またPTFE(四フッ化エチレン)と鉛とを含む材質が用いられてもよい。この場合、鉛は潤滑性を向上させる働きをする。また、樹脂1cの材質は含油ポリアセタール樹脂を含んでいてもよい。
また図1の構成では、クランク軸5を上部ハウジング7で支持するために転がり軸受9が用いられているが、転がり軸受9の代わりに、図5に示すように裏金1aと多孔質青銅1bと樹脂1cとからなる図2に示す構成の滑り軸受1が用いられてもよい。また図1では図示していないが、下部ハウジングとクランク軸5との間に図2に示す構成の滑り軸受が用いられてもよい。
なお図1の構成では、圧縮要素CFとしてスクロール型のものについて説明したが、圧縮要素はこれに限定されるものではなく、冷凍機に用いられる圧縮機であればいかなるものでもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本発明は、耐焼付性および耐摩耗性の要求される冷凍機用圧縮機の軸受およびそれを備えた冷凍機用圧縮機に有利に適用され得る。
1 滑り軸受、1a 裏金、1b 多孔質青銅、1c 樹脂、5 クランク軸、11 可動スクロール。
Claims (3)
- 可動スクロール(11)を有するスクロール型の圧縮要素(CF)と、
前記可動スクロール(11)に駆動力を伝えるための駆動軸(5)と、
前記駆動軸(5)との摺動部に配置された軸受(1)とを備え、
前記軸受(1)は、多孔質青銅系合金(1b)と、前記多孔質青銅系合金(1b)の孔内に含浸させた樹脂材料(1c)とを備え、摺動面(1d)において前記多孔質青銅系合金(1b)と前記樹脂材料(1c)とが露出しており、かつ前記摺動面(1d)における前記多孔質青銅系合金(1b)の露出面積の割合が5%以上60%以下であり、
前記圧縮要素(CF)によって圧縮される冷媒は、塩素を含まないハイドロフルオロカーボン系の代替冷媒であり、
前記軸受(1)は、前記可動スクロール(11)と前記駆動軸(5)との摺動部に配置された滑り軸受である、冷凍機用圧縮機。 - 可動スクロール(11)を有するスクロール型の圧縮要素(CF)と、
前記可動スクロール(11)に駆動力を伝えるための駆動軸(5)と、
前記駆動軸(5)との摺動部に配置された軸受(1)とを備え、
前記軸受(1)は、多孔質青銅系合金(1b)と、前記多孔質青銅系合金(1b)の孔内に含浸させた樹脂材料(1c)とを備え、摺動面(1d)において前記多孔質青銅系合金(1b)と前記樹脂材料(1c)とが露出しており、かつ前記摺動面(1d)における前記多孔質青銅系合金(1b)の露出面積の割合が5%以上60%以下であり、
前記圧縮要素(CF)によって圧縮される冷媒は、塩素を含まないハイドロフルオロカーボン系の代替冷媒であり、
前記軸受(1)は、ハウジング(7)と前記駆動軸(5)との摺動部に配置された滑り軸受である、冷凍機用圧縮機。 - 前記駆動軸(5)に設けられた給油用孔(5b)から前記軸受(1)へ油を供給できる構成を有する、請求項1または請求項2に記載の冷凍機用圧縮機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005327736A JP2006090330A (ja) | 1998-07-29 | 2005-11-11 | 冷凍機用圧縮機 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21401898 | 1998-07-29 | ||
JP2005327736A JP2006090330A (ja) | 1998-07-29 | 2005-11-11 | 冷凍機用圧縮機 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP56298799A Division JP3823325B2 (ja) | 1998-07-29 | 1999-07-23 | 冷凍機用圧縮機の軸受および冷凍機用圧縮機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006090330A true JP2006090330A (ja) | 2006-04-06 |
Family
ID=36231513
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005327736A Pending JP2006090330A (ja) | 1998-07-29 | 2005-11-11 | 冷凍機用圧縮機 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2006090330A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8613555B2 (en) | 2011-05-09 | 2013-12-24 | Trane International Inc. | Composite metal-polymer bushing and crankshaft assembly |
-
2005
- 2005-11-11 JP JP2005327736A patent/JP2006090330A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8613555B2 (en) | 2011-05-09 | 2013-12-24 | Trane International Inc. | Composite metal-polymer bushing and crankshaft assembly |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
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