JP2010151048A - Rotary type fluid machine and refrigeration cycle device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To secure fatigue wear life and reliability. <P>SOLUTION: A rotary type compressor 10 includes a roller 34 engaged with an eccentric shaft part 33 and eccentrically rotating in a cylinder chamber 31, and a blade 35 dividing an inside of the cylinder chamber 31. An inner circumference surface 34b of the roller 34 forms a raceway surface 39 of a rolling bearing rolling element 38 of a rolling bearing 37 between the roller 34 and the eccentric shaft part 33. The roller 34 is formed out of high carbon chrome bearing steel and carburized bearing steel having surface hardness of HRC 45 or higher. The blade 35 is formed out of one of ferrous materials having at least sliding surface with the roller 34 nitrided and surface hardness set HV900 or higher, ferrous sintered materials impregnating solid lubricant, and materials having either of diamond-like-carbon coating and ceramics coating applied on a base material having hardness of HRC 60 or higher, and ceramics materials. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ロータリ型流体機械及び冷凍サイクル装置に関する。   The present invention relates to a rotary fluid machine and a refrigeration cycle apparatus.

ロータリ型流体機械において、油膜形成の期待できないローラ及びブレードの摺接部の耐摩耗対策として、黒鉛が固体潤滑剤として働くモニクロ鋳鉄（Ｍｏ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ）等の鋳物をローラの材質に用いる技術が知られている。また、例えば特許文献１に示されるように、転がり軸受を介さず、ローラの材質に軸受鋼を用いる技術がある。
特開平１１−２２６７７号公報 In rotary type fluid machinery, as a countermeasure against wear of roller and blade sliding parts where oil film formation cannot be expected, cast iron such as Monicast Iron (Mo-Ni-Cr-Fe) in which graphite acts as a solid lubricant is used as the material of the roller. The technique used is known. For example, as shown in Patent Document 1, there is a technique of using bearing steel as a material of a roller without using a rolling bearing.
JP-A-11-22677

しかしながら、上記の技術には以下のような問題がある。すなわち、モニクロ鋳鉄等の鋳物をローラの材質に用いる技術では、ローラが転がり軸受の外輪を兼用するタイプの場合、材質が鋳物では内径部における転がり疲れ（疲労摩耗）寿命を確保することが出来ない。また、上記転がり軸受を介さず軸受鋼を用いる技術においても、ローラの硬度の設定がされておらず、又ブレードに関しても硬度や適切な表面処理方法がなされていないため、信頼性を確保できない。   However, the above technique has the following problems. In other words, in the technology that uses cast iron such as monichrome cast iron as the material of the roller, when the roller is a type that also serves as the outer ring of the rolling bearing, it is not possible to secure a rolling fatigue (fatigue wear) life at the inner diameter portion when the material is cast. . Further, even in the technique using the bearing steel without using the rolling bearing, the hardness of the roller is not set, and the hardness and the appropriate surface treatment method for the blade are not made, so that the reliability cannot be ensured.

この発明は、上記の事情を考慮したもので、疲労摩耗寿命及び信頼性を確保することが可能なロータリ型流体機械及び冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a rotary fluid machine and a refrigeration cycle apparatus capable of ensuring fatigue wear life and reliability in consideration of the above-described circumstances.

本発明の一形態に係るロータリ型流体機械は、シリンダ室を形成するシリンダと、クランクシャフトの偏心軸部に係合されシリンダ室内で偏心回転するローラと、ローラの外周面に当接するよう押圧付勢されシリンダ室内を区画するブレードとを備え、上記ローラとクランクシャフトの偏心軸部との間に転がり軸受を設けたロータリ型流体機械において、
上記ローラ内周面が転がり軸受転動体の軌道面を形成するとともに、上記ローラを表面硬度がＨＲＣ４５以上である高炭素クロム軸受鋼及び浸炭軸受用鋼のいずれかで形成し、上記ブレードを、少なくともローラとの摺接面が窒化処理され、表面硬度がＨＶ９００以上にされた鉄系材料、固体潤滑剤を含浸した鉄系焼結材料、硬度がＨＲＣ６０以上の基材にダイヤモンドライクカーボンコーティング及びセラミックスコーティングのいずれかを施した材料、及びセラミックス材のいずれかで形成したことを特徴とする。 A rotary fluid machine according to an aspect of the present invention includes a cylinder that forms a cylinder chamber, a roller that is engaged with an eccentric shaft portion of a crankshaft and rotates eccentrically in the cylinder chamber, and a pressure that is in contact with the outer peripheral surface of the roller. A rotary fluid machine including a blade that is energized to partition a cylinder chamber, and a rolling bearing is provided between the roller and the eccentric shaft portion of the crankshaft.
The inner circumferential surface of the roller forms a raceway surface of a rolling bearing rolling element, the roller is formed of any one of high carbon chromium bearing steel and carburized bearing steel having a surface hardness of HRC45 or more, and the blade includes at least An iron-based material whose surface contact with the roller is nitrided and has a surface hardness of HV900 or higher, an iron-based sintered material impregnated with a solid lubricant, a base material with a hardness of HRC60 or higher, diamond-like carbon coating and ceramic coating It is characterized in that it is formed of either a material subjected to any of the above or a ceramic material.

この発明によれば、疲労摩耗寿命及び信頼性を確保することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to ensure fatigue wear life and reliability.

以下、本発明の第１実施形態にかかる流体機械及び冷凍サイクル装置１について図１及び図２を参照して説明する。図１は本実施形態に係る冷凍サイクル装置１の構成を示す説明図であり、一部のみ断面で示す。図２はロータリ型流体機械としてのロータリ型圧縮機１０の横断面を示す説明図である。   Hereinafter, a fluid machine and a refrigeration cycle apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a refrigeration cycle apparatus 1 according to the present embodiment, and only a part thereof is shown in cross section. FIG. 2 is an explanatory view showing a cross section of a rotary compressor 10 as a rotary fluid machine.

冷凍サイクル装置１は、ロータリ型圧縮機１０と、ロータリ型圧縮機１０に接続された凝縮器１１と、凝縮器１１に接続された膨張装置１２と、膨張装置１２に接続された蒸発器１３と、を備えて構成されている。   The refrigeration cycle apparatus 1 includes a rotary compressor 10, a condenser 11 connected to the rotary compressor 10, an expansion device 12 connected to the condenser 11, and an evaporator 13 connected to the expansion device 12. , And is configured.

ロータリ型圧縮機１０は、密閉容器２１と、該密閉容器２１内に設けられる電動機構部２２、圧縮機構部２３、下端に偏心軸部３３を有するクランクシャフト２４、を備えて構成されている。圧縮機構部２３の上下にクランクシャフト２４を支持する主軸受２５、副軸受２６がそれぞれ設けられている。   The rotary compressor 10 includes a sealed container 21, an electric mechanism part 22 provided in the sealed container 21, a compression mechanism part 23, and a crankshaft 24 having an eccentric shaft part 33 at the lower end. A main bearing 25 and a sub bearing 26 are provided above and below the compression mechanism 23 to support the crankshaft 24.

圧縮機構部２３は、シリンダ室３１を形成するシリンダ３２と、クランクシャフト２４の偏心軸部３３に係合されシリンダ室３１内で偏心回転する環状のローラ３４と、板状のブレード３５と、を備えている。   The compression mechanism 23 includes a cylinder 32 that forms a cylinder chamber 31, an annular roller 34 that is engaged with an eccentric shaft portion 33 of the crankshaft 24 and rotates eccentrically in the cylinder chamber 31, and a plate-like blade 35. I have.

シリンダ３２には吸入孔４１が形成され、吸入管４２を介して図示しないアキュムレータと接続されている。   A suction hole 41 is formed in the cylinder 32 and is connected to an accumulator (not shown) via a suction pipe 42.

ローラ３４は、内周面３４ｂを構成する内径部３４ｃと、外周面３４ａを構成する外径部３４ｄと、を備えて環状に構成されている。   The roller 34 is formed in an annular shape including an inner diameter portion 34c constituting the inner peripheral surface 34b and an outer diameter portion 34d constituting the outer peripheral surface 34a.

ブレード３５はローラ３４の外周面３４ａに当接するように付勢部材３５ａにより押圧付勢され、シリンダ室３１内を吸入室と圧縮室とに区画する。ブレード３５はローラ３４の外周面３４ａに当接して摺動する。   The blade 35 is pressed and urged by the urging member 35a so as to come into contact with the outer peripheral surface 34a of the roller 34, and divides the inside of the cylinder chamber 31 into a suction chamber and a compression chamber. The blade 35 slides in contact with the outer peripheral surface 34 a of the roller 34.

このロータリ型圧縮機１０においては、ローラ３４の内周面３４ｂとクランクシャフト２４の偏心軸部３３との間に転がり軸受３７が介されている。   In the rotary compressor 10, a rolling bearing 37 is interposed between the inner peripheral surface 34 b of the roller 34 and the eccentric shaft portion 33 of the crankshaft 24.

転がり軸受３７は環状に並列して配される複数の球状の転がり軸受転動体３８と、この転がり軸受転動体３８の内側を摺接して支持する内輪３７ａと、転がり軸受転動体３８の図中上下を転がり軸受転動体３８に摺接して支持する環状の保持器４０と、を備えて構成されている。   The rolling bearing 37 includes a plurality of spherical rolling bearing rolling elements 38 arranged in parallel in an annular shape, an inner ring 37a that slides and supports the inside of the rolling bearing rolling element 38, and upper and lower parts of the rolling bearing rolling element 38 in the figure. And a ring-shaped cage 40 that slidably contacts and supports the rolling bearing rolling elements 38.

ローラ３４の内周面３４ｂが転がり軸受転動体３８の軌道面３９を形成することにより、ローラ３４が転がり軸受３７の外輪を兼用している。すなわち、転がり軸受転動体３８は、内輪３７ａと保持器４０と、ローラ３４の内周面３４ｂとに囲まれ、摺接して回転可能に保持されている。   The inner circumferential surface 34 b of the roller 34 forms the raceway surface 39 of the rolling bearing rolling element 38, so that the roller 34 also serves as the outer ring of the rolling bearing 37. That is, the rolling bearing rolling element 38 is surrounded by the inner ring 37a, the retainer 40, and the inner peripheral surface 34b of the roller 34, and is rotatably held in sliding contact.

ローラ３４の材質は、その内径部３４ｃ及び外径部３４ｄにおいて表面硬度がＨＲＣ４５以上の高炭素クロム軸受鋼（ＪＩＳ鋼種ＳＵＪ２）で構成されている。   The material of the roller 34 is made of high carbon chromium bearing steel (JIS steel type SUJ2) having a surface hardness of HRC45 or more at the inner diameter portion 34c and the outer diameter portion 34d.

ブレード３５の材質は、すくなくともローラ３４との摺接面において窒化処理が施され、その表面の硬度がビッカース硬さＨＶ９００以上にされた鉄系材料（ＳＵＳ４４０Ｃ、ＳＫＨ５１等）である。ここで、窒化処理とは、純窒化、浸硫窒化、軟窒化、浸炭窒化のいずれかを含む表面処理である。   The material of the blade 35 is an iron-based material (SUS440C, SKH51, or the like) that is at least slidably contacted with the roller 34 and has a surface hardness of Vickers hardness HV900 or higher. Here, the nitriding treatment is a surface treatment including any of pure nitriding, nitrosulphurizing, soft nitriding, and carbonitriding.

また、ブレード３５は、窒化処理の前工程としてフッ化処理がなされていても良い。   Further, the blade 35 may be subjected to a fluorination treatment as a pre-process of the nitriding treatment.


本実施形態においては、冷凍サイクル装置１の冷媒として、例えばＨＣ，ＨＦＣ，ＣＯ２等の塩素を含まない冷媒が使用される。
In the present embodiment, a refrigerant that does not contain chlorine, such as HC, HFC, CO 2 , is used as the refrigerant of the refrigeration cycle apparatus 1.

上述のように構成されたロータリ型圧縮機１０において、電動機構部２２によりクランクシャフト２４が駆動され、ローラ３４が偏心運動することにより冷媒が吸入され、圧縮室で圧力が上げられる。冷媒は、シリンダ３２に形成された吐出切欠き４３を介して密閉容器２１内へ吐出される。   In the rotary compressor 10 configured as described above, the crankshaft 24 is driven by the electric mechanism unit 22 and the roller 34 is eccentrically moved, whereby the refrigerant is sucked and the pressure is increased in the compression chamber. The refrigerant is discharged into the sealed container 21 through a discharge notch 43 formed in the cylinder 32.

実施例１として、ローラ３４は、硬さをＨＲＣ６２に調質したＳＵＪ２とし、ブレード３５の材質はマルテンサイト系ステンレス鋼ＳＵＳ４４０Ｃにガス窒化処理を施し、化合物層（白層）８μｍ、拡散層６５μｍ、表面硬さをＨＶ１１５０としたもの、実施例２として、フッ化処理後ガス窒化処理を施した以外は上記実施例１と同一のものとし、比較例１としてフッ化及び窒化処理を未実施のものについてのＦＡＬＥＸ試験による耐磨耗性を図３及び図４に示す。図３は試験条件を示し、図４は試験結果を示す。   As Example 1, the roller 34 is SUJ2 whose hardness is tempered to HRC62, and the material of the blade 35 is gas nitriding treatment on martensitic stainless steel SUS440C, the compound layer (white layer) is 8 μm, the diffusion layer is 65 μm, The surface hardness is HV1150, and Example 2 is the same as Example 1 except that gas nitriding after fluorination is performed, and Fluorination and nitridation are not performed as Comparative Example 1. 3 and 4 show the abrasion resistance by FALEEX test. FIG. 3 shows the test conditions, and FIG. 4 shows the test results.

ＦＡＬＥＸ試験による耐磨耗性比較では、窒化処理を施した実施例１及び実施例２の窒化品と窒化処理を施さない比較例１の窒化未実施品との違いは明白であり、窒化未実施品では早期に凝着を起こすが、窒化品は同条件では凝着を起こさないことがわかる。これはローラ３４材質が鋳物の時よりも顕著な傾向であり、ＳＵＪ２に対しては窒化層が耐摩耗性に有効であることを示す。   In the wear resistance comparison by the FALEX test, the difference between the nitrided product of Example 1 and Example 2 subjected to nitriding treatment and the non-nitrided product of Comparative Example 1 not subjected to nitriding treatment is obvious, and nitriding not performed It can be seen that the product causes adhesion at an early stage, whereas the nitrided product does not cause adhesion under the same conditions. This is a tendency more prominent than when the material of the roller 34 is cast, and for SUJ2, the nitrided layer is effective in wear resistance.

図５にフッ化処理有・無による窒化後の寸法変換率を示す。フッ化未実施品を基準に相対比較している。図５においてフッ化処理を施さない場合（フッ化未実施品）の寸法変化率に対して、本実施形態におけるフッ化処理を施したブレード３５の寸法変化率は５０％程度であることがわかる。   FIG. 5 shows the dimensional conversion rate after nitriding with and without fluorination treatment. Relative comparisons are made based on non-fluorinated products. In FIG. 5, it can be seen that the dimensional change rate of the blade 35 subjected to the fluorination treatment in this embodiment is about 50% of the dimensional change rate when the fluorination treatment is not performed (unfluorinated product). .

本実施形態によれば以下のような効果が得られる。すなわち、摩擦損失割合の高い偏心部において転がり軸受３７を設けているため、摩擦損失を大きく低減でき、性能が向上する。   According to this embodiment, the following effects can be obtained. That is, since the rolling bearing 37 is provided in the eccentric portion having a high friction loss ratio, the friction loss can be greatly reduced, and the performance is improved.

また、ローラ３４が転がり軸受３７の外輪を兼用しているため、ロータリ型圧縮機１０の小型化、低コスト化が測れる。さらにローラ３４の材質及び硬度を上記のように設定したことにより、内径部３４ｃにおける転がり疲れ（疲労摩擦）寿命を確保することが出来る。   Further, since the roller 34 also serves as the outer ring of the rolling bearing 37, the rotary compressor 10 can be reduced in size and cost. Furthermore, by setting the material and hardness of the roller 34 as described above, it is possible to ensure a rolling fatigue (fatigue friction) life in the inner diameter portion 34c.

加えて油膜形成が期待できず金属接触に近い境界潤滑状態となるローラ３４とブレード３５との摺接部においては、ローラ３４に形成されたＣｒの複炭化物の存在や、ブレード３５表面に形成された窒化の白層及びその下の窒素の拡散層により、極めて高い耐摩耗性、耐焼き付き性を確保することが出来る。このため、信頼性の高いロータリ型圧縮機１０を実現できる。   In addition, at the sliding contact portion between the roller 34 and the blade 35 where no oil film formation can be expected and the boundary lubrication state is close to metal contact, the presence of Cr double carbide formed on the roller 34 or the surface of the blade 35 is formed. The nitriding white layer and the underlying nitrogen diffusion layer can ensure extremely high wear resistance and seizure resistance. For this reason, the highly reliable rotary compressor 10 can be realized.

さらに、窒化処理の前工程にフッ化処理をすることで、表面の酸化膜や異物を除去することができ、窒化処理時に窒素の侵入や拡散が起こりやすくなる。そのため窒化層の安定と窒化前後での寸法及び形状変化のばらつきの低減を図れる。   Furthermore, by performing a fluorination treatment before the nitriding treatment, an oxide film and foreign matter on the surface can be removed, and nitrogen intrusion and diffusion are likely to occur during the nitriding treatment. Therefore, it is possible to stabilize the nitrided layer and reduce variations in dimensional and shape changes before and after nitriding.

また、油保持性の乏しい軸受鋼をローラ３４に用いた場合においても、ブレード３５ローラ３４摺接部のシール性を確保でき、また、ブレード３５とローラ３４との摺接領域での押し付け力が安定・均一化することで、ローラ３４自転数の減少による潤滑不良が抑制され、摺動部での摩耗を低減できる。   Further, even when a bearing steel with poor oil retention is used for the roller 34, the sealing performance of the sliding contact portion of the blade 35 and the roller 34 can be secured, and the pressing force in the sliding contact area between the blade 35 and the roller 34 can be reduced. By stabilizing and equalizing, poor lubrication due to a decrease in the number of rotations of the roller 34 is suppressed, and wear at the sliding portion can be reduced.

ロータリ型圧縮機１０によれば、潤滑性の劣る塩素を含まない冷媒を使用した場合においても、ローラ３４とブレード３５との摺接部において、高い耐摩耗性・耐焼付け性を確保することが出来るため、適用する冷媒の制約が少ない。   According to the rotary compressor 10, high wear resistance and seizure resistance can be ensured at the sliding contact portion between the roller 34 and the blade 35 even when a refrigerant that does not contain chlorine having poor lubricity is used. Because it is possible, there are few restrictions on the applied refrigerant.

さらに、ローラ３４の外周面３４ａに、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）またはシリコンカーバイド（ＳｉＣ）やクロムナイトライド（ＣｒＮ）等のセラミックスのコーティングを施すことにより、金属接触に近い境界潤滑状態となるローラ３４とブレード３５の摺接部において、極めて高い耐磨耗性・耐焼付け性を確保することが出来る
なお、上記実施形態では、ローラ３４の材質は、その内径部３４ｃ及び外径部３４ｄにおいて表面硬度がＨＲＣ４５以上の高炭素クロム軸受鋼（ＪＩＳ鋼種ＳＵＪ２）であり、ブレード３５の材質は、ローラ３４との摺接面において窒化処理が施され、その表面の硬度がビッカース硬さＨＶ９００以上にされた鉄系材料（ＳＵＳ４４０Ｃ、ＳＫＨ５１等）である場合について説明したが、これに限られるものではない。 Further, the outer surface 34a of the roller 34 is coated with a ceramic such as DLC (diamond-like carbon), silicon carbide (SiC), or chrome nitride (CrN), so that the roller 34 is brought into a boundary lubrication state close to metal contact. It is possible to ensure extremely high wear resistance and seizure resistance at the sliding contact portion between the blade 35 and the blade 35. In the above embodiment, the material of the roller 34 is the surface hardness at the inner diameter portion 34c and the outer diameter portion 34d. Is a high carbon chrome bearing steel (JIS steel type SUJ2) of HRC45 or higher, and the material of the blade 35 is subjected to nitriding treatment on the sliding contact surface with the roller 34, and the surface hardness is set to Vickers hardness HV900 or higher. The case where it is an iron-based material (SUS440C, SKH51, etc.) has been described. It is not something that can be done.

例えば、実施例３として、ローラ３４の材質は、その内径部３４ｃ及び外径部３４ｄにおいて表面硬度がＨＲＣ４５以上の浸炭軸受用鋼（ＪＩＳ鋼種ＳＣｒ４２０Ｈ）としてもよい。この場合にも、上記と同様の効果が得られる。さらに、浸炭焼入による表面の硬化や緻密な組織化により、耐衝撃性を確保することが出来る。   For example, as Example 3, the material of the roller 34 may be carburized bearing steel (JIS steel type SCr420H) having a surface hardness of HRC45 or more at the inner diameter portion 34c and the outer diameter portion 34d. In this case, the same effect as described above can be obtained. Furthermore, impact resistance can be ensured by hardening of the surface and carburizing by carburizing and quenching.

また、実施例４として、ブレード３５の材質は、例えば二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＥＥ）等の固体潤滑剤を含浸した鉄系焼結材料としてもよい。この場合にも、上記と同様の効果が得られる。さらに、固体潤滑膜の形成により、金属接触に近い境界潤滑状態となるローラ３４とブレード３５の摺接部においても、極めて高い耐磨耗性・耐焼付け性を確保することが出来る。 As Example 4, the material of the blade 35 may be an iron-based sintered material impregnated with a solid lubricant such as molybdenum disulfide (MoS 2 ) or polytetrafluoroethylene (PTEE). In this case, the same effect as described above can be obtained. Furthermore, by forming the solid lubricating film, extremely high wear resistance and seizure resistance can be ensured even in the sliding contact portion between the roller 34 and the blade 35 in a boundary lubrication state close to metal contact.

実施例５として、ブレード３５の材質は、硬度がＨＲＣ６０以上の基材にＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）コーティングが施された材料としてもよい。この場合にも、上記と同様の効果が得られる。さらに、ブレード３５に自己潤滑性のあるＤＬＣがコーティングされているので、特に金属接触に近い境界潤滑状態となるローラ３４とブレード３５の摺接部において、極めて高い耐摩耗性・耐焼き付き性を確保することが出来る。また、ブレード３５の基材硬度がＨＲＣ６０以上であるので、コーティングを施しても硬度差によるコーティング材の剥離を防ぐことが可能となる。   As Example 5, the material of the blade 35 may be a material in which a DLC (diamond-like carbon) coating is applied to a base material having a hardness of HRC 60 or higher. In this case, the same effect as described above can be obtained. Furthermore, since the blade 35 is coated with self-lubricating DLC, extremely high wear resistance and seizure resistance are ensured particularly in the sliding contact portion between the roller 34 and the blade 35 in a boundary lubrication state close to metal contact. I can do it. Moreover, since the base material hardness of the blade 35 is HRC60 or more, it is possible to prevent the coating material from being peeled off due to the hardness difference even if coating is applied.

実施例６として、ブレード３５の材質は、例えばシリコンカーバイド（ＳｉＣ）やクロムナイトライド（ＣｒＮ）等でセラミックスコーティングを施した材料としてもよい。この場合にも、上記と同様の効果が得られる。さらに、ブレード３５に耐熱性があり非金属のセラミックス材がコーティングされているので、特に金属接触に近い境界潤滑状態となるローラ３４とブレード３５の摺接部において、極めて高い耐摩耗性・耐焼き付き性を確保することが出来る。また、ブレード３５の基材硬度がＨＲＣ６０以上であるので、コーティングを施しても硬度差によるコーティング材の剥離を防ぐことが可能となる。   As a sixth embodiment, the material of the blade 35 may be a material coated with a ceramic coating such as silicon carbide (SiC) or chrome nitride (CrN). In this case, the same effect as described above can be obtained. Furthermore, since the blade 35 is coated with a non-metallic ceramic material having heat resistance, extremely high wear resistance and seizure resistance are obtained particularly in the sliding contact portion between the roller 34 and the blade 35 which is in a boundary lubrication state close to metal contact. Sex can be secured. Moreover, since the base material hardness of the blade 35 is HRC60 or more, it is possible to prevent the coating material from being peeled off due to the hardness difference even if coating is applied.

実施例７として、ブレード３５の材質は、炭化珪素、窒化珪素等のセラミックス材としてもよい。この場合にも、上記と同様の効果が得られる。さらに、ブレード３５の材質が、耐熱性があり非金属のセラミックス材であるので、金属接触に近い境界潤滑状態となるローラ３４とブレード３５の摺接部においても極めて高い耐摩耗性・耐焼き付き性を確保することが出来る。   As Example 7, the material of the blade 35 may be a ceramic material such as silicon carbide or silicon nitride. In this case, the same effect as described above can be obtained. Furthermore, since the material of the blade 35 is a heat-resistant and non-metallic ceramic material, extremely high wear resistance and seizure resistance can be obtained even in the sliding contact portion between the roller 34 and the blade 35 in a boundary lubrication state close to metal contact. Can be secured.

［第２実施形態］
以下本発明の第２実施形態に係るロータリ型圧縮機１０を、図６を参照して説明する。なお、保持器４０の材質以外は上記第１実施形態にかかる冷凍サイクル装置１及びロータリ型圧縮機１０と同様であるため、共通する説明を省略する。 [Second Embodiment]
Hereinafter, a rotary compressor 10 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, since it is the same as that of the refrigerating cycle apparatus 1 and the rotary compressor 10 concerning the said 1st Embodiment except the material of the holder | retainer 40, common description is abbreviate | omitted.

本実施形態において、図６に示すローラ３４内径部３４ｃの転がり軸受３７に、耐熱性と耐油耐冷媒性に優れるプラスチックの材料からなる保持器４０が設けられている。保持器４０は転がり軸受転動体３８を保持する機能を有し、転がり軸受転動体３８は転動する際に保持器４０に対して摺接する。   In the present embodiment, the rolling bearing 37 of the inner diameter portion 34c of the roller 34 shown in FIG. 6 is provided with a cage 40 made of a plastic material having excellent heat resistance and oil and refrigerant resistance. The cage 40 has a function of holding the rolling bearing rolling elements 38, and the rolling bearing rolling elements 38 are in sliding contact with the cage 40 when rolling.

ここで、一般的な転がり軸受の保持器を説明する。一般的な転がり軸受は、通常、金属または樹脂で構成される。樹脂の利点として、軽量で高速回転用途に好適であって低騒音である。転がり軸受の保持器に多く使用される樹脂材として、ＰＡ樹脂（ナイロン６６やナイロン４６）やＰＯＭ樹脂（ポリアセタール）がある。これらの材料でローラ３４を構成する場合には、耐熱温度が低く軟化する冷凍機油や冷媒に晒されると強度劣化するという問題がある。また、耐熱性や耐油冷媒性に優れる樹脂材に、ＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサルファイド）がある。ＰＰＳ樹脂には、分子構造から架橋型と直鎖型の２種類がある。架橋型のＰＰＳ樹脂は、低分子量物の抽出があり、この抽出物がコンプレッサ圧縮機や冷凍サイクル配管（キャピラリ）の詰まりを引き起こし、性能低下やコンプレッサを停止させるといった不具合が生じる場合がある。よって、ローラ３４内径部の転がり軸受の保持器に使用する樹脂材は耐熱性、耐油耐冷媒性（強度劣化）のほかに、抽出物がないという特性も必要である。一方、信頼性に優れる金属製の保持器をローラ３４内径部の転がり軸受の保持器に使用した場合、高速化運転での摺動損失、騒音増大の問題がある。   Here, a general rolling bearing cage will be described. A general rolling bearing is usually made of metal or resin. As an advantage of the resin, it is lightweight, suitable for high-speed rotation, and low noise. As resin materials often used for cages of rolling bearings, there are PA resins (nylon 66 and nylon 46) and POM resins (polyacetal). When the roller 34 is made of these materials, there is a problem that the strength deteriorates when exposed to a refrigerating machine oil or refrigerant having a low heat-resistant temperature and softening. In addition, PPS resin (polyphenylene sulfide) is a resin material excellent in heat resistance and oil refrigerant resistance. There are two types of PPS resins, a crosslinked type and a linear type, from the molecular structure. The cross-linked PPS resin has a low molecular weight extraction, and this extract may cause clogging of the compressor compressor and the refrigeration cycle piping (capillary), resulting in problems such as performance degradation and stoppage of the compressor. Therefore, in addition to heat resistance and oil resistance and refrigerant resistance (strength deterioration), the resin material used for the roller bearing retainer of the inner diameter part of the roller 34 must have a characteristic that there is no extract. On the other hand, when a metal cage having excellent reliability is used as a rolling bearing cage for the inner diameter portion of the roller 34, there are problems of sliding loss and increased noise during high-speed operation.

本実施形態における保持器４０の材質は、直鎖型ＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサルファイド）、ＬＣＰ樹脂（液晶ポリマー）、ＰＥＩ樹脂（ポリエーテルイミド）、ＰＡＩ樹脂（ポリアミドイミド）、ＰＥＥＫ樹脂（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＩ樹脂（ポリイミド）、フッ素樹脂から選択されるスーパーエンジニアリングプラスチックとした。   The material of the cage 40 in this embodiment is linear PPS resin (polyphenylene sulfide), LCP resin (liquid crystal polymer), PEI resin (polyetherimide), PAI resin (polyamideimide), PEEK resin (polyetheretherketone). ), PI resin (polyimide) and fluororesin.

本実施形態によれば、上述の一般的に使用されるＰＡ樹脂やＰＯＭ樹脂と比較して、耐熱性、耐油耐冷媒性に優れるとともに抽出物が少ないため、高い信頼性を確保することが出来る。また、上記材料は、射出成形加工が可能であり、金属に比べ形状の自由度が大きいため、複雑な形状にも対応でき、保持器４０の性能を向上させることが出来る。また、自己潤滑性に優れる材料で構成したため、機械ロスの低減、低騒音化が可能である。さらに、ガラス繊維や炭素繊維を複合させることによって耐熱性や強度が増し、高いモーメント負荷に耐えることが出来る。   According to this embodiment, as compared with the above-mentioned generally used PA resin and POM resin, it is excellent in heat resistance and oil resistance and refrigerant resistance, and since there are few extracts, high reliability can be ensured. . Moreover, since the said material can be injection-molded and has a large freedom degree of shape compared with a metal, it can respond also to a complicated shape and can improve the performance of the holder | retainer 40. FIG. In addition, since it is made of a material having excellent self-lubricating properties, it is possible to reduce mechanical loss and reduce noise. Furthermore, by combining glass fiber and carbon fiber, heat resistance and strength are increased, and a high moment load can be withstood.

［第３実施形態］
以下本発明の第３実施形態にかかるロータリ型圧縮機１０について図７を参照して説明する。なお、ロータリ型圧縮機１０がスイングタイプであることとブレード３５の材質以外は上記第１及び第２実施形態に係る冷凍サイクル装置１及びロータリ型圧縮機１０と同様であるため、共通する説明を省略する。 [Third Embodiment]
A rotary compressor 10 according to a third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. Since the rotary compressor 10 is a swing type and is the same as the refrigeration cycle apparatus 1 and the rotary compressor 10 according to the first and second embodiments except for the material of the blade 35, a common description is given. Omitted.

図７に示すように、本実施形態にかかるロータリ型圧縮機１０は、ローラ３４の外周にブレード３５が固定されたスイングタイプのロータリ型圧縮機１０であり、ローラ３４とクランクシャフト２４の偏心軸部３３との間に転がり軸受３７が介されている。ローラ３４内径部３４ｃには転がり軸受転動体３８の軌道面３９が形成されている。   As shown in FIG. 7, the rotary compressor 10 according to this embodiment is a swing type rotary compressor 10 in which a blade 35 is fixed to the outer periphery of a roller 34, and an eccentric shaft of the roller 34 and the crankshaft 24. A rolling bearing 37 is interposed between the portion 33. A raceway surface 39 of a rolling bearing rolling element 38 is formed on the inner diameter portion 34c of the roller 34.

本実施形態において、ローラ３４の材質は、その内径部３４ｃにおいて表面硬度ＨＲＣ４５以上の高炭素クロム軸受鋼（ＪＩＳ鋼種ＳＵＪ２等）あるいは浸炭軸受用鋼（ＪＩＳ鋼種ＳＣｒ４２０Ｈ等）である。   In this embodiment, the material of the roller 34 is a high carbon chromium bearing steel (JIS steel type SUJ2 or the like) or a carburized bearing steel (JIS steel type SCr420H or the like) having a surface hardness HRC45 or more at the inner diameter portion 34c.

本実施形態によれば、上記実施形態と同様の効果が得られる。加えて、ローラ３４がブレード３５に固定されているので、ブレード３５に対策を施さなくても信頼性の高いロータリ型圧縮機１０が得られる。   According to this embodiment, the same effect as the above-described embodiment can be obtained. In addition, since the roller 34 is fixed to the blade 35, the highly reliable rotary compressor 10 can be obtained without taking measures against the blade 35.

この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、上記実施形態においてはシリンダ室３１が１つの流体機械（圧縮機）を例示したが、膨張器やポンプ、シリンダ室３１を２つ以上有するもの等にも本発明を適用できる。また、上記実施形態で例示したローラ３４の複数の特徴と、ブレード３５の複数の特徴とを、適宜組み合わせて実施可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. For example, in the above-described embodiment, the cylinder chamber 31 is illustrated as one fluid machine (compressor). However, the present invention can also be applied to an expander, a pump, and one having two or more cylinder chambers 31. In addition, the plurality of features of the roller 34 exemplified in the above embodiment and the plurality of features of the blade 35 can be combined as appropriate.

さらに、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。   Furthermore, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment.

本発明の第１実施形態に係る冷凍サイクル装置の構成を示す説明図。Explanatory drawing which shows the structure of the refrigerating-cycle apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 同実施形態にかかる圧縮機の断面を示す説明図。Explanatory drawing which shows the cross section of the compressor concerning the embodiment. 同実施形態にかかる圧縮機と比較例の試験条件を示す表。The table | surface which shows the test conditions of the compressor concerning the same embodiment and a comparative example. 同実施形態にかかる圧縮機と比較例のＦＡＬＥＸ試験結果を示す表。The table | surface which shows the FALEX test result of the compressor concerning the embodiment and a comparative example. 同実施形態にかかるブレードとフッ化未実施品の寸法変化率を示す表。The table | surface which shows the dimensional change rate of the braid | blade concerning the same embodiment, and the fluoride non-execution goods. 本発明の第２実施形態にかかるローラ及び転がり軸受を示す平面図。The top view which shows the roller and rolling bearing concerning 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態にかかる流体機械の断面を示す説明図。Explanatory drawing which shows the cross section of the fluid machine concerning 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１…冷凍サイクル装置、１０…ロータリ型圧縮機（ロータリ型流体機械）、
１１…凝縮器、１２…膨張装置、１３…蒸発器、２１…密閉容器、２２…電動機構部、
２３…圧縮機構部、２４…クランクシャフト、３１…シリンダ室、３２…シリンダ、
３３…偏心軸部、３４…ローラ、３４ｂ…内周面、３４ｃ…内径部、３４ａ…外周面、
３４ｄ…外径部、３５…ブレード、３７…転がり軸受、３７ａ…内輪、
３８…転がり軸受転動体、３９…軌道面、４０…保持器。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Refrigeration cycle apparatus, 10 ... Rotary type compressor (rotary type fluid machine),
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Condenser, 12 ... Expansion apparatus, 13 ... Evaporator, 21 ... Sealed container, 22 ... Electric mechanism part,
23 ... Compression mechanism, 24 ... Crankshaft, 31 ... Cylinder chamber, 32 ... Cylinder,
33 ... Eccentric shaft part, 34 ... Roller, 34b ... Inner peripheral surface, 34c ... Inner diameter part, 34a ... Outer peripheral surface,
34d ... outer diameter part, 35 ... blade, 37 ... rolling bearing, 37a ... inner ring,
38 ... rolling element rolling element, 39 ... raceway surface, 40 ... cage.

Claims (6)

シリンダ室を形成するシリンダと、クランクシャフトの偏心軸部に係合されシリンダ室内で偏心回転するローラと、ローラの外周面に当接するよう押圧付勢されシリンダ室内を区画するブレードとを備え、上記ローラとクランクシャフトの偏心軸部との間に転がり軸受を設けたロータリ型流体機械において、
上記ローラ内周面が転がり軸受転動体の軌道面を形成するとともに、
上記ローラを表面硬度がＨＲＣ４５以上である高炭素クロム軸受鋼及び浸炭軸受用鋼のいずれかで形成し、
上記ブレードを、少なくともローラとの摺接面が窒化処理され、表面硬度がＨＶ９００以上にされた鉄系材料、固体潤滑剤を含浸した鉄系焼結材料、硬度がＨＲＣ６０以上の基材にダイヤモンドライクカーボンコーティング及びセラミックスコーティングのいずれかを施した材料、及びセラミックス材のいずれかで形成したことを特徴とするロータリ型流体機械。 A cylinder that forms a cylinder chamber, a roller that is engaged with an eccentric shaft portion of the crankshaft and rotates eccentrically in the cylinder chamber, and a blade that is pressed and urged to abut against the outer peripheral surface of the roller to partition the cylinder chamber, In a rotary fluid machine provided with a rolling bearing between the roller and the eccentric shaft portion of the crankshaft,
The roller inner peripheral surface forms the raceway surface of the rolling bearing rolling element,
The roller is formed of either high carbon chromium bearing steel having a surface hardness of HRC45 or more and carburized bearing steel,
An iron-based material in which at least the sliding contact surface with the roller is nitrided and the surface hardness is HV900 or higher, an iron-based sintered material impregnated with a solid lubricant, a base material with a hardness of HRC60 or higher is diamond-like. A rotary type fluid machine characterized in that it is formed of either a carbon coating or a ceramic coating material, or a ceramic material. 上記ブレードは、フッ化処理した後に前記窒化処理の表面処理が施された鉄系材料で形成したことを特徴とする請求項１記載のロータリ型流体機械。   2. The rotary fluid machine according to claim 1, wherein the blade is made of an iron-based material that has been subjected to a nitriding treatment after being subjected to a fluorination treatment. 上記ローラの外周面に、ダイヤモンドライクカーボンコーティング及びセラミックスコーティングのいずれかを施したことを特徴とする請求項１記載のロータリ型流体機械。   2. The rotary fluid machine according to claim 1, wherein either one of a diamond-like carbon coating and a ceramic coating is applied to the outer peripheral surface of the roller. 上記転がり軸受の保持器を、耐熱性、耐油性及び耐冷媒性を有するプラスチック材料で形成したことを特徴とする請求項１記載のロータリ型流体機械。   2. The rotary fluid machine according to claim 1, wherein the cage of the rolling bearing is formed of a plastic material having heat resistance, oil resistance and refrigerant resistance. 上記保持器の材質が、直鎖型ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、及びフッ素樹脂から選択されるスーパーエンジニアリングプラスチックであることを特徴とする請求項４記載のロータリ型流体機械。   5. The material of the cage is a super engineering plastic selected from linear polyphenylene sulfide, liquid crystal polymer, polyetherimide, polyamideimide, polyetheretherketone, polyimide, and fluororesin. The described rotary fluid machine. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のロータリ型流体機械と、凝縮器と、膨張装置と、蒸発器とからなる冷凍サイクル装置。   A refrigeration cycle apparatus comprising the rotary fluid machine according to any one of claims 1 to 5, a condenser, an expansion device, and an evaporator.
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