JP5199728B2

JP5199728B2 - Rotary compressor

Info

Publication number: JP5199728B2
Application number: JP2008129131A
Authority: JP
Inventors: 優藤井; 智明中筋; 英人中尾; 勝紀佐藤; 継雄朴木; 太郎加藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-05-16
Filing date: 2008-05-16
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2028-05-16
Also published as: JP2009275645A

Description

本発明は、冷凍機や空調機器に用いられるロータリ圧縮機に関するものであり、特に、小型・高性能なロータリ圧縮機に関するものである。 The present invention relates to a rotary compressor used in a refrigerator or an air conditioner, and more particularly to a small and high performance rotary compressor.

通常の冷凍機や空調機器に用いられているロータリ圧縮機は、密閉容器内に圧縮機構と、これを駆動する電動機とが内蔵されている。電動機のロータにはクランクシャフトの一端が連結固定され、クランクシャフトの他端には、圧縮機構のシリンダ内で偏心して回転するローリングピストンが設けられている。
そして、クランクシャフトは、圧縮機構のシリンダを挟んで設置された第１の軸受と第２の軸受とで支持されている。 A rotary compressor used in a normal refrigerator or air conditioner includes a compression mechanism and an electric motor that drives the compression mechanism in a sealed container. One end of the crankshaft is connected and fixed to the rotor of the electric motor, and the other end of the crankshaft is provided with a rolling piston that rotates eccentrically in the cylinder of the compression mechanism.
The crankshaft is supported by a first bearing and a second bearing installed with a cylinder of the compression mechanism interposed therebetween.

ロータリ圧縮機におけるクランクシャフトを支持する軸受構造には、クランクシャフトが潤滑油の膜を介して支持されるジャーナル軸受がある。そして、クランクシャフトは、冷媒の圧縮により発生する大きな荷重により、ジャーナル軸受の内面に強く押し付けられながら回転する。
この時、クランクシャフトとジャーナル軸受との接触面が完全に平滑なら、流体潤滑理論通りの膜厚の流体膜が形成され、分子層程度の厚さになるまで連続流体膜による潤滑が行われる。しかし、実際のクランクシャフトとジャーナル軸受とは、表面に凸凹やうねりを持っている。この凸凹やうねりを持った表面同士が接近しあうと、潤滑油の平均膜厚がかなりあっても流体潤滑から混合潤滑へ、さらには境界潤滑への移行がおこり、ジャーナル軸受とクランクシャフトとの摩擦抵抗や摩耗量が増加するとの問題があった。 As a bearing structure for supporting a crankshaft in a rotary compressor, there is a journal bearing in which the crankshaft is supported via a lubricating oil film. The crankshaft rotates while being strongly pressed against the inner surface of the journal bearing by a large load generated by the compression of the refrigerant.
At this time, if the contact surface between the crankshaft and the journal bearing is completely smooth, a fluid film having a film thickness according to the theory of fluid lubrication is formed, and lubrication with a continuous fluid film is performed until the film thickness is about the molecular layer. However, actual crankshafts and journal bearings have irregularities and undulations on the surface. If the surfaces with irregularities and undulations come close to each other, even if the average film thickness of the lubricating oil is quite large, the transition from fluid lubrication to mixed lubrication, and further to boundary lubrication occurs. There was a problem that the frictional resistance and the amount of wear increased.

クランクシャフトとジャーナル軸受との接触面における潤滑（軸受特性）を評価するものとして、次の（１）式で表される油膜厚さパラメータΛ（平滑な面として求めた油膜厚さｈと合成粗さσとの比）がある。この油膜厚さパラメータΛにおいて、Λ≦１の領域では完全に境界潤滑が起こり、Λ＞１では混合潤滑から流体潤滑が期待できる。 In order to evaluate the lubrication (bearing characteristics) on the contact surface between the crankshaft and the journal bearing, the oil film thickness parameter Λ (the oil film thickness h obtained as a smooth surface and the synthetic roughness) expressed by the following equation (1) Is a ratio to σ). In this oil film thickness parameter Λ, boundary lubrication occurs completely in the region of Λ ≦ 1, and fluid lubrication can be expected from mixed lubrication when Λ> 1.

そこで、ジャーナル軸受とクランクシャフトとの摩擦抵抗や摩耗量が増加する問題を解決するロータリ圧縮機として、主軸（クランクシャフトに相当）にネズミ鋳鉄材ＦＣ２５０や鋼材のＳ４５ＣやＳＣＭ４１５を用い、主軸を支持する軸受部品（第２の軸受に相当）に設けられたジャーナル軸受に、カーボンブッシュ材やポリイミド系ブッシュ材や裏金付き樹脂複合軸受材などを用い、主軸とジャーナル軸受との軸受特性の油膜厚さパラメータΛをΛ＞３．３とし、ジャーナル軸受部にある主軸の表面粗さＲａをＲａ≦０．２とし、ジャーナル軸受の表面粗さＲａをＲａ≦０．３としたものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。 Therefore, as a rotary compressor that solves the problem of increased frictional resistance and wear between the journal bearing and crankshaft, the main shaft (corresponding to the crankshaft) is made of gray cast iron FC250 and steel materials S45C and SCM415, and the main shaft is supported. The journal bearing provided in the bearing component (equivalent to the second bearing) uses a carbon bush material, polyimide bush material, resin composite bearing material with backing metal, etc., and the oil film thickness of the bearing characteristics of the main shaft and journal bearing The parameter Λ is set to Λ> 3.3, the surface roughness Ra of the main shaft in the journal bearing portion is set to Ra ≦ 0.2, and the surface roughness Ra of the journal bearing is set to Ra ≦ 0.3. (For example, refer to Patent Document 1).

また、ロータリ圧縮機は、高性能化による冷媒の高圧縮化にともない、クランクシャフトに加わる荷重が増大し、クランクシャフトの撓みが大きくなるとの問題もあった。
この、クランクシャフトの撓みの増加を防止するには、クランクシャフトの剛性を高くする必要がある。クランクシャフトの剛性を高くする一つの方法として、軸径を大きくすることが挙げられる。
しかし、この方法では、圧縮機の寸法が大きくなることにより使用材料が増加したり、クランクシャフトと軸受部との接触速度が増大し、摩擦が大きくなり摺動ロスが増加するとともに、軸受部の摩耗量が増加するとの問題があった。 In addition, the rotary compressor has a problem that, as the refrigerant is highly compressed due to high performance, the load applied to the crankshaft increases, and the crankshaft is greatly bent.
In order to prevent this increase in the deflection of the crankshaft, it is necessary to increase the rigidity of the crankshaft. One way to increase the rigidity of the crankshaft is to increase the shaft diameter.
However, in this method, the material used increases due to the increase in the size of the compressor, the contact speed between the crankshaft and the bearing increases, the friction increases and the sliding loss increases. There was a problem that the amount of wear increased.

この問題を解決した、軸径を大きくすることなしに、クランクシャフトの剛性を高くしたロータリ圧縮機として、上軸受（第１の軸受に相当）と下軸受（第２の軸受に相当）とに、滑り軸受タイプの簡単な軸受構造を用い、シャフト（クランクシャフトに相当）に、鋼管を用いて剛性を高くするとともに、表面にパーライトやマルテンサイトやベイナイトなどの耐摩耗層を設け、さらに、このシャフトを研削仕上げ加工後に、最終表面処理としてリン酸マンガン処理や二硫化モリブデン処理をしたものを用いたものが開示されている（例えば、特許文献２参照）。 As a rotary compressor that solves this problem and increases the crankshaft rigidity without increasing the shaft diameter, an upper bearing (corresponding to the first bearing) and a lower bearing (corresponding to the second bearing) are used. Using a simple bearing structure of a sliding bearing type, the shaft (equivalent to a crankshaft) is made of steel pipe to increase rigidity, and a wear-resistant layer such as pearlite, martensite, and bainite is provided on the surface. A shaft that has been subjected to manganese phosphate treatment or molybdenum disulfide treatment as a final surface treatment after grinding and finishing the shaft is disclosed (for example, see Patent Document 2).

特開２００１−２８９１６９号公報JP 2001-289169 A 特開２０００−２２７０８３号公報JP 2000-227083 A

特許文献１に記載のロータリ圧縮機は、クランクシャフトに、ネズミ鋳鉄材ＦＣ２５０と鋼材のＳ４５ＣやＳＣＭ４１５が示されており、ロータリ圧縮機の高性能化にともなうクランクシャフトに加わる荷重の増大に対してもヤング率の高い鋼材を使用しクランクシャフトの撓みを防止する効果が期待できるが、軸受材としてカーボンブッシュ材やポリイミド系ブッシュ材や裏金付き樹脂複合軸受材などの部品が必要であり、コスト増加が問題となった。
また、特許文献２に記載のロータリ圧縮機は、クランクシャフトに、表面を熱処理や窒化処理や浸炭処理を施し、剛性を向上させた鋼管を用いているので、クランクシャフトの軸径を大きくしなくとも、十分な剛性を有し、クランクシャフトの撓みが小さい。また、クランクシャフトの熱処理や窒化処理や浸炭処理を施した面は、さらに、研削仕上げやバフがけを行った後に、固体潤滑性を有するリン酸マンガン処理や二硫化モリブデン処理を行い、滑り軸受に対する耐摩耗性を向上させている。 In the rotary compressor described in Patent Document 1, the cast iron material FC250 and the steel materials S45C and SCM415 are shown on the crankshaft. With respect to the increase in load applied to the crankshaft as the performance of the rotary compressor increases. However, the use of steel with a high Young's modulus can be expected to prevent the crankshaft from being bent. However, parts such as carbon bushing, polyimide bushing, and resin composite bearings with backing metal are required as bearing materials, which increases costs. Became a problem.
In addition, the rotary compressor described in Patent Document 2 uses a steel pipe whose surface is heat treated, nitrided or carburized to improve rigidity, so that the shaft diameter of the crankshaft is not increased. Both have sufficient rigidity and small deflection of the crankshaft. In addition, the surface of the crankshaft that has been heat-treated, nitrided or carburized is further ground and buffed, and then treated with solid-lubricated manganese phosphate or molybdenum disulfide to provide sliding bearings. Improves wear resistance.

ジャーナル軸受を用いた圧縮機の実際の運転状態では、起動時や停止時は軸回転数が低速となるので、ジャーナル軸受における油膜反力が小さくなり、油膜厚さも小さくなる。特に起動時には、潤滑油の供給も遅れるため、ジャーナル軸受の表面とクランクシャフトの面との直接接触が発生する。
そのため、特許文献２に記載のロータリ圧縮機にジャーナル軸受を用いると、起動時や停止時に、ジャーナル軸受面とクランクシャフト面とが直接接触するので、クランクシャフトの表面に設けられたリン酸マンガン皮膜や二硫化モリブデン皮膜などが摩耗し、クランクシャフトの熱処理や窒化処理や浸炭処理を施した面が露出する。
この、クランクシャフトの熱処理や窒化処理や浸炭処理を施した面は、硬度が大きく、ジャーナル軸受との間に大きな硬度差を生じ、ジャーナル軸受の摩耗が進行する。その結果、軸受の表面粗さが増大し、流体潤滑状態から混合潤滑状態や境界潤滑状態に移行し、ジャーナル軸受が焼きつくなどの、圧縮機の信頼性が低下するとの問題があった。 In an actual operation state of a compressor using a journal bearing, the shaft rotational speed is low at the time of starting and stopping, so that the oil film reaction force in the journal bearing is reduced and the oil film thickness is also reduced. In particular, at the time of start-up, since the supply of the lubricating oil is also delayed, direct contact between the surface of the journal bearing and the surface of the crankshaft occurs.
Therefore, when a journal bearing is used in the rotary compressor described in Patent Document 2, the journal bearing surface and the crankshaft surface are in direct contact at the time of start and stop, so the manganese phosphate coating provided on the surface of the crankshaft or the like is worn molybdenum disulfide film, a surface subjected to heat treatment or nitriding treatment and carburization of the crank shaft is exposed.
The surface of the crankshaft that has been subjected to heat treatment, nitriding treatment, or carburizing treatment has a high hardness and a large hardness difference with the journal bearing, causing wear of the journal bearing to proceed. As a result, the surface roughness of the bearing increases, the fluid lubrication state shifts to the mixed lubrication state or the boundary lubrication state, and there is a problem that the reliability of the compressor is lowered, such as burning of the journal bearing.

この発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、高性能化にともない、クランクシャフトに加わる荷重が増大しても、クランクシャフトの寸法を大きくすることなしに、クランクシャフトの撓みの増加を防止でき、しかも、軸受部分にカーボンブッシュ材やポリイミド系ブッシュ材や裏金付き樹脂複合軸受材などの軸受部材を追加することなく、クランクシャフトを支えるジャーナル軸受部の潤滑が良好で、ジャーナル軸受の摩耗が少ないロータリ圧縮機を得ることである。 The present invention has been made to solve the above-described problems. Even if the load applied to the crankshaft increases as the performance increases, the crankshaft is not enlarged. In addition, the journal bearing that supports the crankshaft is well lubricated without adding bearing members such as carbon bushing, polyimide bushing, and resin composite bearings with a backing metal to the bearing. It is to obtain a rotary compressor with less wear of the journal bearing.

本発明に係わる第１のロータリ圧縮機は、密閉容器内に、電動機と圧縮機構とが内蔵されており、圧縮機構が、シリンダとシリンダ内に設けられたローリングピストンと、電動機のロータに連結固定されたクランクシャフトと、シリンダの上面と下面とに各々設けられたクランクシャフトを支えるジャーナル軸受とを備え、ローリングピストンがクランクシャフトに偏心して取り付けられ、ローリングピストンの外周面の一部がシリンダの内周面に摺接して、圧縮室内を回転するロータリ圧縮機であって、クランクシャフトが、機械構造用鋼からなり、クランクシャフトの、少なくともジャーナル軸受に摺動する部分の表面に、マルテンサイト層もしくは窒化物層と、マルテンサイト層もしくは窒化物層の表面に形成されたリン酸マンガン皮膜と、リン酸マンガン皮膜の表面に形成された二硫化モリブデン皮膜とを備え、クランクシャフトのマルテンサイト層もしくは窒化物層の表面粗さが、ジャーナル軸受の表面粗さより小さいものである。 A first rotary compressor according to the present invention includes an electric motor and a compression mechanism built in a sealed container, and the compression mechanism is connected and fixed to a cylinder, a rolling piston provided in the cylinder, and a rotor of the electric motor. And a journal bearing for supporting the crankshaft provided on each of the upper surface and the lower surface of the cylinder. The rolling piston is eccentrically attached to the crankshaft, and a part of the outer peripheral surface of the rolling piston is inside the cylinder. A rotary compressor that rotates in a compression chamber in sliding contact with a peripheral surface, wherein the crankshaft is made of steel for machine structural use, and a martensite layer or a surface of a portion of the crankshaft that slides at least on a journal bearing Nitride layer and manganese phosphate skin formed on the surface of martensite layer or nitride layer When, a molybdenum disulfide film formed on the surface of the manganese phosphate film, the surface roughness of the martensitic layer or nitride layer of the crankshaft, is smaller than the surface roughness of the journal bearing.

本発明に係わる第２のロータリ圧縮機は、クランクシャフトが、機械構造用鋼からなり、クランクシャフトの、少なくともジャーナル軸受に摺動する部分の表面に、マルテンサイト層もしくは窒化物層と、マルテンサイト層もしくは窒化物層の表面に形成された二硫化モリブデン皮膜とを備え、クランクシャフトのマルテンサイト層もしくは窒化物層の表面粗さが、ジャーナル軸受の表面粗さより小さいものである。 In a second rotary compressor according to the present invention, the crankshaft is made of mechanical structural steel, and a martensite layer or a nitride layer is provided on the surface of at least a portion of the crankshaft that slides on the journal bearing. And a molybdenum disulfide film formed on the surface of the layer or nitride layer, and the surface roughness of the martensite layer or nitride layer of the crankshaft is smaller than the surface roughness of the journal bearing.

本発明に係わる第１のロータリ圧縮機は、密閉容器内に、電動機と圧縮機構とが内蔵されており、圧縮機構が、シリンダとシリンダ内に設けられたローリングピストンと、電動機のロータに連結固定されたクランクシャフトと、シリンダの上面と下面とに各々設けられたクランクシャフトを支えるジャーナル軸受とを備え、ローリングピストンがクランクシャフトに偏心して取り付けられ、ローリングピストンの外周面の一部がシリンダの内周面に摺接して、圧縮室内を回転するロータリ圧縮機であって、クランクシャフトが、機械構造用鋼からなり、クランクシャフトの、少なくともジャーナル軸受に摺動する部分の表面に、マルテンサイト層もしくは窒化物層と、マルテンサイト層もしくは窒化物層の表面に形成されたリン酸マンガン皮膜と、リン酸マンガン皮膜の表面に形成された二硫化モリブデン皮膜とを備え、クランクシャフトのマルテンサイト層もしくは窒化物層の表面粗さが、ジャーナル軸受の表面粗さより小さいものであり、クランクシャフトに加わる荷重が増大しても、クランクシャフトの寸法を大きくすることなしに、クランクシャフトの撓みの増加を防止でき、しかも、クランクシャフトを支えるジャーナル軸受部の潤滑が良好で摩耗の少ないロータリ圧縮機を得ることができる。 A first rotary compressor according to the present invention includes an electric motor and a compression mechanism built in a sealed container, and the compression mechanism is connected and fixed to a cylinder, a rolling piston provided in the cylinder, and a rotor of the electric motor. And a journal bearing for supporting the crankshaft provided on each of the upper surface and the lower surface of the cylinder. The rolling piston is eccentrically attached to the crankshaft, and a part of the outer peripheral surface of the rolling piston is inside the cylinder. A rotary compressor that rotates in a compression chamber in sliding contact with a peripheral surface, wherein the crankshaft is made of steel for machine structural use, and a martensite layer or a surface of a portion of the crankshaft that slides at least on a journal bearing Nitride layer and manganese phosphate skin formed on the surface of martensite layer or nitride layer And a molybdenum disulfide film formed on the surface of the manganese phosphate film, and the surface roughness of the martensite layer or nitride layer of the crankshaft is smaller than the surface roughness of the journal bearing. Even if the applied load increases, it is possible to prevent an increase in crankshaft deflection without increasing the size of the crankshaft, and to provide a rotary compressor with good lubrication and low wear on the journal bearing that supports the crankshaft. Can be obtained.

本発明に係わる第２のロータリ圧縮機は、クランクシャフトが、機械構造用鋼からなり、クランクシャフトの、少なくともジャーナル軸受に摺動する部分の表面に、マルテンサイト層もしくは窒化物層と、マルテンサイト層もしくは窒化物層の表面に形成された二硫化モリブデン皮膜とを備え、クランクシャフトのマルテンサイト層もしくは窒化物層の表面粗さが、ジャーナル軸受の表面粗さより小さいものであり、クランクシャフトに加わる荷重が増大しても、クランクシャフトの寸法を大きくすることなしに、クランクシャフトの撓みの増加を防止でき、しかも、クランクシャフトを支えるジャーナル軸受部の潤滑が良好で摩耗の少ないロータリ圧縮機を得ることができる。 In a second rotary compressor according to the present invention, the crankshaft is made of mechanical structural steel, and a martensite layer or a nitride layer is provided on the surface of at least a portion of the crankshaft that slides on the journal bearing. And a molybdenum disulfide film formed on the surface of the layer or nitride layer, the surface roughness of the martensite layer or nitride layer of the crankshaft is smaller than the surface roughness of the journal bearing, and is applied to the crankshaft Even if the load increases, without increasing the size of the crankshaft, an increase in crankshaft deflection can be prevented, and a journal compressor supporting the crankshaft is lubricated with good wear and a rotary compressor with low wear. be able to.

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係わるロータリ圧縮機の断面模式図である。
図２は、本発明の実施の形態１に係わるロータリ圧縮機の、図１に示す断面模式図におけるＡ―Ａ断面の模式図である。
図１と図２とに示すように、本実施の形態のロータリ圧縮機１００は、アッパーシェル１９とロワーシェル２０とで形成された密閉容器２１内に、電動機１１と圧縮機構９が内蔵されている。アッパーシェル１９には、冷媒を吐出させる吐出パイプ１０が設けられている。
圧縮機構９は、第１の軸受１３とＵシリンダ１５とミドルプレート１６とＬシリンダ１７と第２の軸受１８とが積層され、第１の軸受１３とミドルプレート１６とで形成された第１の圧縮室２５と、第２の軸受１８とミドルプレート１６とで形成された第２の圧縮室２６とを備えている。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a schematic sectional view of a rotary compressor according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of the AA cross section in the schematic cross-sectional view shown in FIG. 1 of the rotary compressor according to the first embodiment of the present invention.
As shown in FIGS. 1 and 2, the rotary compressor 100 according to the present embodiment includes an electric motor 11 and a compression mechanism 9 in a sealed container 21 formed by an upper shell 19 and a lower shell 20. . The upper shell 19 is provided with a discharge pipe 10 for discharging the refrigerant.
The compression mechanism 9 includes a first bearing 13, a U cylinder 15, a middle plate 16, an L cylinder 17, and a second bearing 18, which are formed by the first bearing 13 and the middle plate 16. A compression chamber 25 and a second compression chamber 26 formed by the second bearing 18 and the middle plate 16 are provided.

第１の圧縮室２５内と第２の圧縮室２６内とには、各々にローリングピストン１４が設置されている。各ローリングピストン１４は、電動機１１のロータに連結固定され、且つ第１の軸受１３と第２の軸受１８とで支持されたクランクシャフト１２に偏心して取り付けられている。そして、クランクシャフト１２の回転により、各ローリングピストン１４は、その外周面の一部が対応するＵシリンダ１５とＬシリンダ１７との各内周面に摺接して、回転する。
また、Ｕシリンダ１５とＬシリンダ１７とには、半径方向に形成された溝に内側から出没できるベーン２３が設けられている。このベーン２３は、溝内に設けられたスプリング２４の作用により、ローリングピストン１４の回転時にも、ローリングピストン１４の外周面と摺接している。
また、Ｕシリンダ１５とＬシリンダ１７とには、冷媒を吸入する吸入パイプ２２が、各々設けられている。
本実施の形態のロータリ圧縮機１００では、圧縮室を２個としているが、これに限定されるものではない。 A rolling piston 14 is installed in each of the first compression chamber 25 and the second compression chamber 26. Each rolling piston 14 is connected and fixed to the rotor of the electric motor 11 and is eccentrically attached to the crankshaft 12 supported by the first bearing 13 and the second bearing 18. The rotation of the crankshaft 12 causes each rolling piston 14 to rotate while being in sliding contact with the inner peripheral surfaces of the U cylinder 15 and the L cylinder 17 corresponding to a part of the outer peripheral surface thereof.
In addition, the U cylinder 15 and the L cylinder 17 are provided with vanes 23 that can appear and disappear from the inside in grooves formed in the radial direction. The vane 23 is in sliding contact with the outer circumferential surface of the rolling piston 14 even when the rolling piston 14 is rotated by the action of a spring 24 provided in the groove.
The U cylinder 15 and the L cylinder 17 are each provided with a suction pipe 22 for sucking refrigerant.
In the rotary compressor 100 of the present embodiment, there are two compression chambers, but the present invention is not limited to this.

本実施の形態のロータリ圧縮機１００では、第１の軸受１３と第２の軸受１８に、ジャーナル軸受が用いられ、クランクシャフト１２には、従来のヤング率約１６０ＧＰａの球状黒鉛鋳鉄ＤＣＤ５５０に替えて、例えば、ヤング率が２１０ＧＰａの機械構造用合金であるクロムモリブデン鋼ＳＣＭ４３５が用いられている。ＳＣＭ材は、硬度が高くまた靭性の目安となる延びが比較的小さいため、摩耗によるなじみが比較的良い。 In the rotary compressor 100 of the present embodiment, journal bearings are used for the first bearing 13 and the second bearing 18, and the crankshaft 12 is replaced with the conventional spheroidal graphite cast iron DCD550 having a Young's modulus of about 160 GPa. For example, chrome molybdenum steel SCM435, which is an alloy for mechanical structures having a Young's modulus of 210 GPa, is used. Since the SCM material has high hardness and has a relatively small elongation that serves as a measure of toughness, the conformability due to wear is relatively good.

図３は、本発明の実施の形態１に係わるロータリ圧縮機に用いられるクランクシャフトの表面の構成を示す断面模式図である。
図３に示すように、本実施の形態におけるクランクシャフト１２の表面は、表面処理され、材質の異なる複数の層となっている。
すなわち、金属母材４３の表面には、表面を研磨フィルムにて超仕上げ加工を行った窒化物層４２が設けられ、窒化物層４２の表面には、バフ仕上げを行ったリン酸マンガン皮膜４１が設けられ、リン酸マンガン皮膜４１の表面には、二硫化モリブデン皮膜４０が設けられている。 FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the surface of the crankshaft used in the rotary compressor according to Embodiment 1 of the present invention.
As shown in FIG. 3, the surface of the crankshaft 12 in the present embodiment is surface-treated to form a plurality of layers made of different materials.
That is, a nitride layer 42 whose surface is superfinished with a polishing film is provided on the surface of the metal base material 43, and a manganese phosphate coating 41 that is buffed on the surface of the nitride layer 42. And a molybdenum disulfide film 40 is provided on the surface of the manganese phosphate film 41.

本実施の形態のクランクシャフト１２の表面を構成する層および皮膜の厚さは、窒化物層４２が１０μｍ〜２０μｍ、リン酸マンガン皮膜４１が２μｍ〜５μｍ、二硫化モリブデン皮膜４０が約１μｍである。
また、本実施の形態のクランクシャフト１２では、研削加工仕上げ後の金属母材表面の表面粗さは、約１．５μｍであるが、窒化処理直後の窒化物層４２表面の表面粗さは、図４の測定結果例に示すように、約２．５μｍであった。そのため、窒化物層４２は、超仕上げ加工が行われ、その超仕上げ加工後の表面粗さは、図５の測定結果例に示すように、約０．７μｍより小さかった。
すなわち、超仕上げ加工を行なった窒化物層４２を備えたクランクシャフト１２の窒化物層４２の表面は、図６のクランクシャフトの断面模式図に示すように、かなり平滑であった。
そのため、図３に示すように、窒化物層４２の表面に形成されたリン酸マンガン皮膜４１も、さらに、リン酸マンガン皮膜４１の表面に形成された二硫化モリブデン皮膜４０も、その表面粗さは、非常に小さくなっている。 The thickness of the layer and the film constituting the surface of the crankshaft 12 of the present embodiment are 10 μm to 20 μm for the nitride layer 42, 2 μm to 5 μm for the manganese phosphate film 41, and about 1 μm for the molybdenum disulfide film 40. .
Further, in the crankshaft 12 of the present embodiment, the surface roughness of the surface of the metal base material after grinding processing is about 1.5 μm, but the surface roughness of the surface of the nitride layer 42 immediately after nitriding is As shown in the measurement result example of FIG. 4, it was about 2.5 μm. Therefore, the nitride layer 42 was superfinished, and the surface roughness after the superfinishing was smaller than about 0.7 μm as shown in the measurement result example of FIG.
That is, the surface of the nitride layer 42 of the crankshaft 12 including the nitride layer 42 subjected to the superfinishing process was considerably smooth as shown in the schematic cross-sectional view of the crankshaft in FIG.
Therefore, as shown in FIG. 3, the manganese phosphate film 41 formed on the surface of the nitride layer 42 and the molybdenum disulfide film 40 formed on the surface of the manganese phosphate film 41 also have a surface roughness. Is very small.

次に、本実施の形態におけるクランクシャフト１２の表面を構成する層および皮膜の形成方法について説明する。
クランクシャフト１２の金属母材、すなわち、機械構造用合金であるＳＣＭ４３５材は、研削仕上げ加工を行い、表面を滑らかにする。
クランクシャフト１２の金属母材表面の耐摩耗性を向上させるための窒化物層４２の形成は、クランクシャフト１２を、４８０℃〜５８０℃の処理温度で塩浴窒化処理により行う。この処理温度は、鋼材の変態温度（９００℃以上）より十分に低温（４８０℃）であるので、クランクシャフト１２の形状精度の劣化はほとんどなく、また、クランクシャフト１２の表面硬度はビッカース硬度Ｈｖ＝８００程度になる。 Next, a method for forming a layer and a film constituting the surface of the crankshaft 12 in the present embodiment will be described.
The metal base material of the crankshaft 12, that is, the SCM435 material, which is an alloy for machine structure, is subjected to a grinding finish to smooth the surface.
Formation of the nitride layer 42 for improving the wear resistance of the metal base material surface of the crankshaft 12 is performed by salt bath nitriding treatment of the crankshaft 12 at a treatment temperature of 480 ° C. to 580 ° C. Since this processing temperature is sufficiently lower (480 ° C.) than the transformation temperature (900 ° C. or higher) of the steel material, the shape accuracy of the crankshaft 12 is hardly deteriorated, and the surface hardness of the crankshaft 12 is Vickers hardness Hv. = 800 or so.

塩浴窒化処理により形成された窒化物層４２の表面粗さは上記のように、約２．５μｍと大きいので、窒化物層４２は超仕上げ加工がなされる。具体的には、ワークとなるクランクシャフト１２を旋盤などに取り付けて回転させながら、研磨砥粒層が形成されたラッピングフィルムを樹脂製ローラなどによりクランクシャフト１２に押し付けてクランクシャフト１２の表面を研磨する。研磨フィルムの砥粒として、粗加工用砥粒付きフィルム２０００番（砥粒径９μｍ）、仕上げ加工用砥粒付きフィルム２０００番（砥粒径９μｍ）、仕上げ加工用砥粒付きフィルム４０００番（砥粒径３μｍ）の３種類のラッピングフィルムを段階的に用いて行う。
超仕上げ加工による窒化物層４２の研磨量は半径で約１μｍ〜約２μｍであり、窒化物層４２の厚さが１０μｍ〜２０μｍであるので、超仕上げ加工後も、窒化物層４２は十分に残っている。
本実施の形態では、ラッピングフィルムによる超仕上げ加工法を挙げたが、所定の表面粗さまで小さくできれば、その他の超仕上げ加工方法も用いることができ、ラッピングフィルムによる超仕上げ加工法に限定されるものではない。 As described above, since the surface roughness of the nitride layer 42 formed by the salt bath nitriding process is as large as about 2.5 μm, the nitride layer 42 is superfinished. Specifically, the crankshaft 12 as a workpiece is attached to a lathe and rotated, and the lapping film on which the abrasive grain layer is formed is pressed against the crankshaft 12 by a resin roller or the like to polish the surface of the crankshaft 12. To do. As abrasive grains for polishing film, No. 2000 with coarse processing abrasive grains (abrasive grain size 9 μm), No. 2000 film with abrasive grains for finishing (abrasive grain size 9 μm), No. 4000 film with abrasive grains for finishing (abrasive) Three types of wrapping films having a particle diameter of 3 μm) are used stepwise.
The polishing amount of the nitride layer 42 by the superfinishing process is about 1 μm to about 2 μm in radius, and the thickness of the nitride layer 42 is 10 μm to 20 μm. Remaining.
In the present embodiment, the superfinishing method using a wrapping film has been described, but other superfinishing methods can be used as long as the surface roughness can be reduced to a predetermined surface roughness, which is limited to the superfinishing method using a wrapping film. is not.

平滑化した窒化物層４２表面へのリン酸マンガン皮膜４１の形成は、リン酸マンガン液の槽に、クランクシャフト１２を浸漬させ、クランクシャフト１２表面の鉄をエッチングするとともに、リン酸マンガン結晶を析出させて行う。析出したリン酸マンガン結晶は、その大きさが約１μｍ〜約２μｍあるので、リン酸マンガン皮膜４１の形成直後の表面は、凹凸が大きくなる。そのため、リン酸マンガン皮膜４１の形成後に、バフなどにより表面の凹凸を滑らかにする。 Formation of the manganese phosphate coating 41 on the smoothed nitride layer 42 surface involves immersing the crankshaft 12 in a manganese phosphate bath, etching the iron on the surface of the crankshaft 12, and forming manganese phosphate crystals. Precipitate and perform. Since the deposited manganese phosphate crystal has a size of about 1 μm to about 2 μm, the surface immediately after the formation of the manganese phosphate film 41 becomes uneven. Therefore, after forming the manganese phosphate film 41, the surface irregularities are smoothed by buffing or the like.

二硫化モリブデン皮膜４０の形成は、リン酸マンガン皮膜４１の表面に、二硫化モリブデン粉末をショットブラスト法により噴きつけて行う。形成された二硫化モリブデン皮膜４０は樹脂などのバインダー成分を含んでいない。また、二硫化モリブデン皮膜４０は、クランクシャフト１２における、第１の軸受１３で支持される部分と、第２の軸受１８で支持される部分の２箇所のみに形成する。 The molybdenum disulfide film 40 is formed by spraying molybdenum disulfide powder onto the surface of the manganese phosphate film 41 by shot blasting. The formed molybdenum disulfide film 40 does not contain a binder component such as a resin. Further, the molybdenum disulfide coating 40 is formed only at two locations on the crankshaft 12, a portion supported by the first bearing 13 and a portion supported by the second bearing 18.

次に、実施例にて、本実施の形態のロータリ圧縮機を詳細に説明する。 Next, the rotary compressor of this embodiment will be described in detail by way of examples.

実施例１．
本実施例のロータリ圧縮機１００は、クランクシャフト１２の直径を、従来のロータリ圧縮機の１６ｍｍのままとして、Ｕシリンダ１５とＬシリンダ１７の高さを高くし、圧縮室の容量を、従来の１７２ｃｃから１９４ｃｃへ、約１３％増大したものである。
そして、ロータリ圧縮機１００の高圧縮化によるクランクシャフト１２への負荷増加に対応するため、クランクシャフト１２には、従来のヤング率約１６０ＧＰａの球状黒鉛鋳鉄ＦＣＤ５５０に替えて、ヤング率が約２１０ＧＰａと約３１％高い機械構造用合金であるクロムモリブデン鋼ＳＣＭ４３５を用いる。
本実施例のロータリ圧縮機１００では、圧縮室の容量の増加率以上にヤング率の増加率が高い材料をクランクシャフト１２に用いているので、クランクシャフト１２の撓みを、従来のロータリ圧縮機のクランクシャフトの撓みより小さくできる。 Example 1.
In the rotary compressor 100 of the present embodiment, the diameter of the crankshaft 12 is maintained at 16 mm of the conventional rotary compressor, the heights of the U cylinder 15 and the L cylinder 17 are increased, and the capacity of the compression chamber is increased. This is an increase of about 13% from 172cc to 194cc.
In order to cope with an increase in load on the crankshaft 12 due to high compression of the rotary compressor 100, the crankshaft 12 has a Young's modulus of about 210 GPa instead of the conventional spheroidal graphite cast iron FCD550 of about 160 GPa. The chromium-molybdenum steel SCM435, which is about 31% higher in mechanical structure, is used.
In the rotary compressor 100 of the present embodiment, since a material having a higher Young's modulus increase rate than the increase rate of the compression chamber capacity is used for the crankshaft 12, bending of the crankshaft 12 Can be smaller than the deflection of the crankshaft.

本実施例では、ジャーナル軸受である、第１の軸受１３の有効長を３０ｍｍとし、第２の軸受１８の有効長を１９．６ｍｍとしている。また、第１の軸受１８の重心と第２の軸受１３の重心との間の距離を７６.２ｍｍとし、第２の軸受１８の重心からＬシリンダ１７の荷重点までの距離を２２．９ｍｍとし、第２の軸受１８の重心からＵシリンダ１５の荷重点までの距離を４８．２ｍｍとしている。また、クランクシャフト１２と各軸受１３，１８との隙間は、０．０１９ｍｍとしている。そして、ジャーナル軸受の軸受材は、ねずみ鋳鉄ＦＣ２５０であり、その表面の最大粗さσbは、１μｍとしている。 In this embodiment, the effective length of the first bearing 13, which is a journal bearing, is 30 mm, and the effective length of the second bearing 18 is 19.6 mm. The distance between the center of gravity of the first bearing 18 and the center of gravity of the second bearing 13 is 76.2 mm, and the distance from the center of gravity of the second bearing 18 to the load point of the L cylinder 17 is 22.9 mm. The distance from the center of gravity of the second bearing 18 to the load point of the U cylinder 15 is 48.2 mm. Moreover, the clearance gap between the crankshaft 12 and each bearing 13 and 18 is 0.019 mm. The journal bearing material is gray cast iron FC250, and its surface has a maximum roughness σb of 1 μm.

このような寸法のジャーナル軸受に対して、Patir＆Chengの修正レイノルズ方程式とGreenwood＆Williamsの固体接触理論を基にクランクシャフトにかかる負荷とそのときの最小油膜厚さｈｓを求めた。その結果、本実施例のロータリ圧縮機の定格運転条件における最小油膜厚さｈsとして、１．２μｍが得られた。 For journal bearings of this size, the load on the crankshaft and the minimum oil film thickness hs at that time were determined based on Patir & Cheng's modified Reynolds equation and Greenwood & Williams solid contact theory. As a result, 1.2 μm was obtained as the minimum oil film thickness hs under the rated operating conditions of the rotary compressor of this example.

本実施例のロータリ圧縮機１００のクランクシャフト１２は、上記方法により形成された表面処理層が設けられている。表面処理層は、金属母材４３の表面に設けられ、表面を研磨フィルムにて超仕上げ加工を行い表面粗さを約０．７μｍより小さくした窒化物層４２と、窒化物層４２の表面に設けられた、バフ仕上げを行ったリン酸マンガン皮膜４１と、リン酸マンガン皮膜４１の表面に設けられた、平滑な二硫化モリブデン皮膜４０とで形成されている。 The crankshaft 12 of the rotary compressor 100 of the present embodiment is provided with a surface treatment layer formed by the above method. The surface treatment layer is provided on the surface of the metal base material 43, and the surface is superfinished with a polishing film so that the surface roughness is less than about 0.7 μm, and on the surface of the nitride layer 42. It is formed by a provided manganese phosphate film 41 that has been buffed, and a smooth molybdenum disulfide film 40 provided on the surface of the manganese phosphate film 41.

ジャーナル軸受が流体潤滑から混合潤滑の状態で動作するには、上記（１）式における油膜厚さパラメータΛが１より大きいことが必要である。つまり、本実施例のロータリ圧縮機では、ジャーナル軸受における、最小油膜厚さｈｓが合成粗さσｃより大きいことである。
すなわち、本実施例のロータリ圧縮機で、ジャーナル軸受が流体潤滑から混合潤滑の状態を維持して動作するには、クランクシャフトの表面粗さσaが、下記（２）式の関係を満たすことである。 In order for the journal bearing to operate in the state of fluid lubrication to mixed lubrication, the oil film thickness parameter Λ in the above equation (1) needs to be larger than 1. That is, in the rotary compressor of the present embodiment, the minimum oil film thickness hs in the journal bearing is larger than the combined roughness σc.
That is, in the rotary compressor of this embodiment, in order for the journal bearing to operate while maintaining the state of fluid lubrication to mixed lubrication, the surface roughness σa of the crankshaft satisfies the relationship of the following equation (2). is there.

上記（２）式に、最小油膜厚さｈsとして１．２μｍを、ジャーナル軸受の表面の最大粗さσbとして１μｍを、代入すると、クランクシャフトの表面粗さσa＜０．７μｍとなり、本実施例のロータリ圧縮機のジャーナル軸受は、クランクシャフトの表面粗さが０．７μｍより小さいと、流体潤滑から混合潤滑の状態を維持して動作すると考えられる。 By substituting 1.2 μm as the minimum oil film thickness hs and 1 μm as the maximum roughness σb of the journal bearing surface into the above equation (2), the crankshaft surface roughness σa <0.7 μm is obtained. If the crankshaft has a surface roughness of less than 0.7 μm, the journal bearing of this rotary compressor is considered to operate while maintaining the state of fluid lubrication to mixed lubrication.

本実施の形態のロータリ圧縮機では、クランクシャフトの最外表面は平滑であり、その表面粗さを０．７μｍより小さくでき、ジャーナル軸受は、流体潤滑から混合潤滑の状態を維持して動作する。
また、本実施の形態のロータリ圧縮機では、クランクシャフトの最外表面の表面粗さが、例え０．７μｍ以上であっても、最外表面層が二硫化モリブデン皮膜であるので、軸受材のＦＣ２５０に対して柔らかいため、接触により軸受の形状になじみ、定常状態においては流体潤滑状態を維持することができる。特に、二硫化モリブデン皮膜に樹脂などのバインダー成分を含まないので、固体潤滑材としての機能が高い
ロータリ圧縮機の実際の運転では、起動時や停止時に軸回転数が低速となり、ジャーナル軸受における油膜反力が小さくなり、油膜厚さが小さくなる。特に起動時には、潤滑油の供給も遅れるため、ジャーナル軸受の表面とクランクシャフトの面との直接接触が発生し、二硫化モリブデン皮膜とリン酸マンガン皮膜とが摩耗する。
このように、二硫化モリブデン皮膜とリン酸マンガン皮膜とが摩耗しても、クランクシャフトの面が、耐摩耗性を有する、表面粗さが０．７μｍより小さい窒化物層面となるので、ジャーナル軸受での潤滑が、流体潤滑から混合潤滑の状態で、ロータリ圧縮機を運転できる。 In the rotary compressor of the present embodiment, the outermost surface of the crankshaft is smooth and the surface roughness can be made smaller than 0.7 μm, and the journal bearing operates while maintaining the state from fluid lubrication to mixed lubrication. .
Further, in the rotary compressor of the present embodiment, even if the surface roughness of the outermost surface of the crankshaft is 0.7 μm or more, for example, the outermost surface layer is a molybdenum disulfide film. Since it is soft with respect to FC250, it adapts to the shape of the bearing by contact and can maintain a fluid lubrication state in a steady state. In particular, the molybdenum disulfide film does not contain a binder component such as resin, so it has a high function as a solid lubricant.In actual operation of a rotary compressor, the shaft rotation speed becomes low at startup and stop, and the oil film in the journal bearing The reaction force becomes smaller and the oil film thickness becomes smaller. In particular, at the time of start-up, since the supply of lubricating oil is also delayed, direct contact between the surface of the journal bearing and the surface of the crankshaft occurs, and the molybdenum disulfide film and the manganese phosphate film wear.
Thus, even if the molybdenum disulfide film and the manganese phosphate film are worn, the surface of the crankshaft becomes a nitride layer surface having wear resistance and a surface roughness of less than 0.7 μm. In this state, the rotary compressor can be operated in a state of fluid lubrication to mixed lubrication.

また、本実施の形態のロータリ圧縮機は、従来のロータリ圧縮機の圧縮室の容量より大きな圧縮室を有し、クランクシャフトに、そのヤング率の増加率が、圧縮室の容量増加率より大きくなる機械構造用合金鋼を用いているので、ロータリ圧縮機を高圧縮化しても、クランクシャフトの撓みが大きくならない。 Further, the rotary compressor of the present embodiment has a compression chamber larger than the capacity of the compression chamber of the conventional rotary compressor, and the crankshaft has an increase rate of Young's modulus larger than that of the compression chamber. Therefore, even if the rotary compressor is highly compressed, the bending of the crankshaft does not increase.

すなわち、本実施の形態のツインロータリ圧縮機は、従来と同じねずみ鋳鉄ＦＣ２５０を軸受に用いて、小型高性能圧縮機の耐久性試験を行っても、ジャーナル軸受での焼付きなどの不具合の発生がなく、また軸受の摩耗損傷もほとんどなく、高圧縮運転をしても、従来の圧縮機と同等の信頼性を確保することができる。 In other words, the twin rotary compressor of the present embodiment uses the same gray cast iron FC250 as the conventional bearing, and even if the durability test of the small high-performance compressor is performed, problems such as seizure in the journal bearing occur. In addition, there is almost no wear damage on the bearing, and reliability equivalent to that of a conventional compressor can be ensured even in high compression operation.

実施の形態２．
本実施の形態のロータリ圧縮機は、クランクシャフトの表面層の構成を替えた以外、実施の形態１と同様である。
図７は、本発明の実施の形態２に係わるロータリ圧縮機に用いられるクランクシャフトの表面の構成を示す断面模式図である。
図７に示すように、本実施の形態では、金属母材４３の表面には、表面を研磨フィルムにて超仕上げ加工を行った窒化物層４２が設けられ、窒化物層４２の表面には、二硫化モリブデン皮膜４０が設けられている。
窒化物層４２の形成方法および二硫化モリブデン皮膜４０の形成方法は、実施の形態１と同様である。また、窒化物層４２の表面粗さは、研磨フィルムにて超仕上げ加工により、約０．７μｍより小さくしている。 Embodiment 2. FIG.
The rotary compressor of the present embodiment is the same as that of the first embodiment except that the configuration of the surface layer of the crankshaft is changed.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the surface of the crankshaft used in the rotary compressor according to Embodiment 2 of the present invention.
As shown in FIG. 7, in the present embodiment, the surface of the metal base material 43 is provided with a nitride layer 42 whose surface is superfinished with a polishing film, and the surface of the nitride layer 42 is provided on the surface. A molybdenum disulfide film 40 is provided.
The method for forming nitride layer 42 and the method for forming molybdenum disulfide film 40 are the same as in the first embodiment. Further, the surface roughness of the nitride layer 42 is made smaller than about 0.7 μm by superfinishing with a polishing film.

図８は、本発明の実施の形態２に係わるロータリ圧縮機に用いられるクランクシャフトの二硫化モリブデン皮膜の表面粗さの測定結果例である。クランクシャフト１２の表面粗さは約１．５μｍであり、本実施の形態の軸受が流体潤滑から混合潤滑の状態を維持して動作する表面粗さより大きくなっており、クランクシャフト１２とジャーナル軸受との接触が発生する。
しかし、二硫化モリブデン皮膜４０は、軸受材のＦＣ２５０に対して柔らかいため、接触により軸受の形状になじみ、定常状態においては流体潤滑状態を維持することができる。また、二硫化モリブデン皮膜４０の摩耗が進行して、窒化物層４２が露出しても、その最大粗さが０．７μｍより小さいので、ジャーナル軸受での潤滑が、流体潤滑から混合潤滑の状態で、ロータリ圧縮機を運転でき、軸受の摩耗が低減できる。 FIG. 8 is an example of measurement results of the surface roughness of the molybdenum disulfide film on the crankshaft used in the rotary compressor according to the second embodiment of the present invention. The surface roughness of the crankshaft 12 is about 1.5 μm, which is larger than the surface roughness with which the bearing of the present embodiment operates while maintaining the state of fluid lubrication to mixed lubrication. Contact occurs.
However, since the molybdenum disulfide film 40 is soft with respect to the bearing material FC250, it is adapted to the shape of the bearing by contact and can maintain a fluid lubrication state in a steady state. Further, even when the wear of the molybdenum disulfide film 40 progresses and the nitride layer 42 is exposed, the maximum roughness is smaller than 0.7 μm, so that the lubrication at the journal bearing is in a state of fluid lubrication to mixed lubrication. Thus, the rotary compressor can be operated, and the wear of the bearing can be reduced.

実際に、本実施の形態のクランクシャフト１２を、実施の形態１と同じ設計のツインロータリ圧縮機に組み込み、小型高性能圧縮機の耐久性試験を行っても、クランクシャフトの撓みが大きくならないとともに、ジャーナル軸受での焼付きなどの不具合は発生せず、軸受摩耗も従来モデルと同等となり、高圧縮による高能率化を達成するとともに、従来機種と同等のジャーナル軸受部分の信頼性を確保することができる。 Actually, even if the crankshaft 12 of the present embodiment is incorporated in a twin rotary compressor having the same design as that of the first embodiment and the durability test of the small high-performance compressor is performed, the crankshaft is not greatly bent. , No problems such as seizure in journal bearings occur, bearing wear is equivalent to that of the conventional model, high efficiency is achieved by high compression, and the reliability of the journal bearing part is equivalent to that of the conventional model. Can do.

実施の形態１および２においては、耐磨耗性を向上させるために窒化物層を形成した場合について説明したが、高周波焼入れなどの加工法により焼入れ処理をおこないマルテンサイト層を４５０μｍ以上の厚みで形成し、クランクシャフトの硬度ＨＲＣ５０−６３（ビッカース硬度５１３から７７２相当）とした場合でも同様の効果が得ることができる。 In the first and second embodiments, the case where the nitride layer is formed in order to improve the wear resistance has been described. However, the martensite layer has a thickness of 450 μm or more by performing a quenching process by a processing method such as induction hardening. The same effect can be obtained even when the crankshaft hardness is HRC50-63 (equivalent to Vickers hardness 513 to 772).

本発明に係わるロータリ圧縮機は、クランクシャフトの撓みが小さく、ジャーナル軸受での潤滑性に優れているので、高性能な高圧縮タイプのロータリ圧縮機として有効に用いることができる。 The rotary compressor according to the present invention can be effectively used as a high-performance, high-compression rotary compressor because the crankshaft has a small deflection and is excellent in lubricity in a journal bearing.

本発明の実施の形態１に係わるロータリ圧縮機の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the rotary compressor concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係わるロータリ圧縮機の、図１に示す断面模式図におけるＡ―Ａ断面の模式図である。It is the schematic diagram of the AA cross section in the cross-sectional schematic diagram shown in FIG. 1 of the rotary compressor concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係わるロータリ圧縮機に用いられるクランクシャフトの表面の構成を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the structure of the surface of the crankshaft used for the rotary compressor concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係わるロータリ圧縮機に用いられるクランクシャフトの窒化処理直後の窒化物層表面の表面粗さの測定結果例を示す図である。It is a figure which shows the example of a measurement result of the surface roughness of the nitride layer surface immediately after the nitridation process of the crankshaft used for the rotary compressor concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係わるロータリ圧縮機に用いられるクランクシャフトの超仕上げ加工後の窒化物層表面の表面粗さの測定結果例を示す図である。It is a figure which shows the example of a measurement result of the surface roughness of the nitride layer surface after the superfinishing process of the crankshaft used for the rotary compressor concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係わるロータリ圧縮機に用いられる、窒化物層を超仕上げ加工した後のクランクシャフトの断面模式図を示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional schematic diagram of the crankshaft after superfinishing the nitride layer used for the rotary compressor concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態２に係わるロータリ圧縮機に用いられるクランクシャフトの表面の構成を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the structure of the surface of the crankshaft used for the rotary compressor concerning Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態２に係わるロータリ圧縮機に用いられるクランクシャフトの二硫化モリブデン皮膜の表面粗さの測定結果例を示す図である。It is a figure which shows the example of a measurement result of the surface roughness of the molybdenum disulfide film | membrane of the crankshaft used for the rotary compressor concerning Embodiment 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０吐出パイプ、１１電動機、１２クランクシャフト、１３第１の軸受、
１４ローリングピストン、１５Ｕシリンダ、１６ミドルプレート、
１７Ｌシリンダ、１８第２の軸受、１９アッパーシェル、２０ロワーシェル、
２１密閉容器、２２吸入パイプ、２３ベーン、２４スプリング、
２５第１の圧縮室、２６第２の圧縮室、４０二硫化モリブデン皮膜、
４１リン酸マンガン皮膜、４２窒化物層、４３金属母材、
１００ロータリ圧縮機。 10 discharge pipe, 11 electric motor, 12 crankshaft, 13 first bearing,
14 rolling piston, 15 U cylinder, 16 middle plate,
17 L cylinder, 18 second bearing, 19 upper shell, 20 lower shell,
21 closed container, 22 suction pipe, 23 vane, 24 spring,
25 first compression chamber, 26 second compression chamber, 40 molybdenum disulfide film,
41 Manganese phosphate coating, 42 Nitride layer, 43 Metal matrix,
100 Rotary compressor.

Claims

密閉容器内に、電動機と圧縮機構とが内蔵されており、上記圧縮機構が、シリンダと上記シリンダ内に設けられたローリングピストンと、上記電動機のロータに連結固定されたクランクシャフトと、上記シリンダの上面と下面とに各々設けられた上記クランクシャフトを支えるジャーナル軸受とを備え、上記ローリングピストンが、上記クランクシャフトに偏心して取り付けられ、上記ローリングピストンの外周面の一部が上記シリンダの内周面に摺接して、圧縮室内を回転するロータリ圧縮機であって、
上記クランクシャフトが、機械構造用鋼からなり、上記クランクシャフトの、少なくとも上記ジャーナル軸受と摺動する部分の表面に、マルテンサイト層もしくは窒化物層と、上記マルテンサイト層もしくは窒化物層の表面に形成されたリン酸マンガン皮膜と、上記リン酸マンガン皮膜の表面に形成された二硫化モリブデン皮膜とを備え、上記クランクシャフトのマルテンサイト層もしくは窒化物層の表面粗さが、上記ジャーナル軸受の表面粗さより小さいことを特徴とするロータリ圧縮機。 An electric motor and a compression mechanism are built in the sealed container, and the compression mechanism includes a cylinder, a rolling piston provided in the cylinder, a crankshaft connected and fixed to the rotor of the electric motor, and the cylinder. A journal bearing for supporting the crankshaft provided on each of an upper surface and a lower surface, the rolling piston is mounted eccentrically on the crankshaft, and a part of an outer peripheral surface of the rolling piston is an inner peripheral surface of the cylinder A rotary compressor that rotates in a compression chamber in sliding contact with
The crankshaft is made of mechanical structural steel, on the surface of the crankshaft that slides at least with the journal bearing, on the surface of the martensite layer or nitride layer, and on the surface of the martensite layer or nitride layer. The surface of the journal bearing is provided with a formed manganese phosphate film and a molybdenum disulfide film formed on the surface of the manganese phosphate film, and the surface roughness of the martensite layer or nitride layer of the crankshaft is A rotary compressor characterized by being smaller in roughness.

密閉容器内に、電動機と圧縮機構が内蔵されており、上記圧縮機構が、シリンダと上記シリンダ内に設けられたローリングピストンと、上記電動機のロータに連結固定されたクランクシャフトと、上記シリンダの上面と下面とに各々設けられた上記クランクシャフトを支えるジャーナル軸受とを備え、上記ローリングピストンが、上記クランクシャフトに偏心して取り付けられ、上記ローリングピストンの外周面の一部が上記シリンダの内周面に摺接して、圧縮室内を回転するロータリ圧縮機であって、
上記クランクシャフトが、機械構造用鋼からなり、上記クランクシャフトの、少なくとも上記ジャーナル軸受と摺動する部分の表面に、マルテンサイト層もしくは窒化物層と、上記マルテンサイト層もしくは窒化物層の表面に形成された二硫化モリブデン皮膜とを備え、上記クランクシャフトのマルテンサイト層もしくは窒化物層の表面粗さが、上記ジャーナル軸受の最大表面粗さより小さいことを特徴とするロータリ圧縮機。 An electric motor and a compression mechanism are incorporated in the sealed container, and the compression mechanism includes a cylinder, a rolling piston provided in the cylinder, a crankshaft connected and fixed to a rotor of the electric motor, and an upper surface of the cylinder. And a journal bearing for supporting the crankshaft provided respectively on the lower surface, the rolling piston is mounted eccentrically on the crankshaft, and a part of the outer peripheral surface of the rolling piston is on the inner peripheral surface of the cylinder A rotary compressor that is in sliding contact and rotates in the compression chamber,
The crankshaft is made of mechanical structural steel, on the surface of the crankshaft that slides at least with the journal bearing, on the surface of the martensite layer or nitride layer, and on the surface of the martensite layer or nitride layer. A rotary compressor comprising: a formed molybdenum disulfide film, wherein a martensite layer or a nitride layer of the crankshaft has a surface roughness smaller than a maximum surface roughness of the journal bearing.

クランクシャフトの、少なくともジャーナル軸受と摺動する部分のマルテンサイト層もしくは窒化物層の表面粗さσａが、下記（２）式の関係を満たすことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロータリ圧縮機。

3. The surface roughness σa of the martensite layer or nitride layer of at least a portion of the crankshaft that slides with the journal bearing satisfies the relationship of the following formula (2): 3. Rotary compressor.

ジャーナル軸受の表面粗さσｂが１μｍであり、クランクシャフトの、少なくとも上記ジャーナル軸受と摺動する部分のマルテンサイト層もしくは窒化物層の表面粗さσａが０．７μｍより小さいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロータリ圧縮機。 The surface roughness σb of the journal bearing is 1 μm, and the surface roughness σa of the martensite layer or nitride layer of at least the portion of the crankshaft that slides with the journal bearing is less than 0.7 μm. The rotary compressor according to claim 1 or claim 2.

二硫化モリブデン皮膜が樹脂などのバインダー成分を含まないことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のロータリ圧縮機。 The rotary compressor according to any one of claims 1 to 4, wherein the molybdenum disulfide film does not contain a binder component such as a resin.

クランクシャフトに、圧縮室の容量増加率よりヤング率の増加率が大きい機械構造用鋼を用いたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のロータリ圧縮機。 The rotary compressor according to any one of claims 1 to 5, wherein steel for mechanical structure having a Young's modulus increase rate larger than a compression chamber capacity increase rate is used for the crankshaft.