JPH0861274A - Rotary compressor - Google Patents
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- JPH0861274A JPH0861274A JP6199167A JP19916794A JPH0861274A JP H0861274 A JPH0861274 A JP H0861274A JP 6199167 A JP6199167 A JP 6199167A JP 19916794 A JP19916794 A JP 19916794A JP H0861274 A JPH0861274 A JP H0861274A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は冷凍サイクル中でＨＦＣ
（ハイドロフルオロカーボン）冷媒を圧縮するコンプレ
ッサに係り、特に圧縮機構を構成するブレード等の摺動
部材に関する。The present invention relates to HFC in a refrigeration cycle.
The present invention relates to a compressor that compresses a (hydrofluorocarbon) refrigerant, and particularly to a sliding member such as a blade that constitutes a compression mechanism.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、ロータリコンプレッサはシリン
ダ内に偏心回転するローラが収容されているとともに、
シリンダにはブレード溝が設けられており、このブレー
ド溝内にブレードが往復運動できるよう嵌合されてい
る。このブレードは圧縮ばねによりその先端部をローラ
の外周面に弾性的に当接させて摺動自在に設けられてお
り、ブレードによりシリンダ内を二分するようになって
いる。2. Description of the Related Art In general, a rotary compressor has an eccentrically rotating roller housed in a cylinder.
A blade groove is provided in the cylinder, and the blade is fitted in the blade groove so that the blade can reciprocate. This blade is provided slidably with its tip end elastically abutted on the outer peripheral surface of the roller by a compression spring, and divides the inside of the cylinder by the blade.
【０００３】このため、ブレードはその側面がブレード
溝に摺動接触し、かつ、先端部がローラの外周面に摺動
接触するので、ブレードには優れた耐摩耗性が要求され
ている。Therefore, since the side surface of the blade is in sliding contact with the blade groove and the tip end is in sliding contact with the outer peripheral surface of the roller, the blade is required to have excellent wear resistance.
【０００４】従来、このようなロータリコンプレッサに
おいては、たとえば特開昭６０−２２８７９４号公報に
あるようにタングステンを主に含有する高速度工具鋼
（ＪＩＳ ＳＫＨ−５１相当）材やクロムを含有した鋼
に窒化処理を施した材料といった比較的耐摩耗性の高い
材料により形成されている。Conventionally, in such a rotary compressor, for example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 60-228794, a high speed tool steel (corresponding to JIS SKH-51) material mainly containing tungsten and a steel containing chromium. It is formed of a material having a relatively high wear resistance, such as a material that is subjected to a nitriding treatment.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
空気調和機及び冷蔵庫等の長時間運転や最大・最小出力
幅の増加により、その運転条件は過酷なものになってき
ており、ブレードとローラ間及びブレードとシリンダ間
の摩耗が増大する傾向にあり、この結果、ロータリコン
プレッサの故障、性能低下を招くという問題があった。However, in recent years,
Operating conditions have become more severe due to long-term operation of air conditioners and refrigerators and the increase in maximum and minimum output width, and wear between blades and rollers and between blades and cylinders tends to increase. As a result, there has been a problem that the rotary compressor is broken down and the performance is deteriorated.
【０００６】特に、空気調和機用や冷蔵庫用のコンプレ
ッサとして用いられる場合、いままで冷媒として用いら
れてきたＲ１２やＲ２２等の塩素を含有する冷媒はオゾ
ン層を破壊する可能性が高いため、近い将来での使用が
禁止されることになるが、これらの冷媒に替わるＲ３
２、Ｒ１２５、Ｒ１３４ａ、Ｒ１４３ａ等のＨＦＣ冷媒
（ハイドロフルオロカーボン）は、塩素元素を含有しな
いため、特に、鉄系材料の摺動部材では、なじみ層とし
ての塩化鉄層が形成されず、焼付けや摩耗が起りやす
い。In particular, when used as a compressor for an air conditioner or a refrigerator, a chlorine-containing refrigerant such as R12 and R22 which has been used as a refrigerant up to now has a high possibility of destroying the ozone layer, and therefore is close. R3, which replaces these refrigerants, will be banned for future use
Since HFC refrigerants (hydrofluorocarbons) such as 2, R125, R134a, and R143a do not contain a chlorine element, an iron chloride layer as a familiar layer is not formed particularly in a sliding member made of an iron-based material, so that seizure or wear may occur. Is likely to occur.
【０００７】そこで、本発明は上記のような問題点を解
消し、ＨＦＣ冷媒使用によるより過酷な運転条件下にお
いても、耐摩耗性に優れた摺動部材を提供し、長時間の
運転やコンプレッサモータの最大から最小までの運転回
転数の変化幅の増加に耐えられる信頼性に優れたコンプ
レッサを提供することを目的をする。Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems and provides a sliding member having excellent wear resistance even under more severe operating conditions due to the use of HFC refrigerant, which enables long-term operation and compressor operation. It is an object of the present invention to provide a highly reliable compressor that can withstand an increase in the variation range of the operating speed from the maximum to the minimum of the motor.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、第１の発明では、シリンダ内に偏心回転自在にロー
ラを収容し、このローラに先端部を弾性的に当接させる
とともに前記シリンダに設けられるブレード溝に摺動自
在に嵌合するブレードを具備し、シリンダ内で圧縮され
る冷媒をＨＦＣ冷媒とするロータリコンプレッサにおい
て、前記ブレードをアルミナを分散したジルコニア焼結
体で構成し、その硬さをＨＶ１３５０〜１５５０とし
た。In order to solve the above-mentioned problems, in the first aspect of the invention, a roller is housed in a cylinder so as to be eccentrically rotatable, and the tip end of the roller is elastically abutted and the cylinder is In a rotary compressor having a blade slidably fitted in a blade groove provided in, and using a refrigerant compressed in a cylinder as an HFC refrigerant, the blade is made of a zirconia sintered body in which alumina is dispersed. The hardness was HV1350-1550.
【０００９】第２の発明は、ブレードをアルミナを分散
したジルコニア焼結体で構成し、その線膨張係数を８．
５〜９．４［１／℃］とした。第３の発明は、ブレード
の熱伝達率を０．０１０［cal/cm・sec ・℃％］以上と
した。According to a second aspect of the invention, the blade is made of a zirconia sintered body in which alumina is dispersed, and its linear expansion coefficient is 8.
It was set to 5 to 9.4 [1 / ° C]. In the third invention, the heat transfer coefficient of the blade is set to 0.010 [cal / cm · sec · ° C%] or more.
【００１０】第４の発明は、第１の発明のコンプレッサ
において、ブレードの比重を４．８〜６．０とした。第
５の発明は、第１の発明のコンプレッサにおいて、ブレ
ード表面の気孔の直径を１〜１００μｍとした。According to a fourth aspect of the invention, in the compressor of the first aspect, the blade has a specific gravity of 4.8 to 6.0. A fifth invention is the compressor of the first invention, wherein the diameter of the pores on the blade surface is 1 to 100 µm.
【００１１】第６の発明は、第１ないし第５の発明のコ
ンプレッサにおいて、ブレードにおける正方晶（ｔ相）
から単斜晶（ｍ相）への変態量を５０％未満とした。第
７の発明は、第６の発明のコンプレッサにおいて、ブレ
ードを等方静水圧プレス処理（ＨＩＰ処理）した。A sixth invention is, in the compressor of the first to fifth inventions, a tetragonal crystal (t phase) in the blade.
To less than 50%. A seventh invention is the compressor of the sixth invention, wherein the blade is isotropically hydrostatically pressed (HIP processing).
【００１２】第８の発明は、第１ないし第７の発明のコ
ンプレッサにおいて、ブレードをブレード先端の摺動方
向に対し直角方向に研削した。第９の発明は、第１ない
し第８の発明のコンプレッサにおいて、ブレードの相手
材となるローラあるいはシリンダをＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉ含
有の合金鋳鉄とした。第１０の発明は、ブレード、ロー
ラ、シリンダからなる圧縮機構の摺動部分に給油される
潤滑油を４価のエステル系合成油とした。An eighth invention is the compressor of the first to seventh inventions, wherein the blade is ground in a direction perpendicular to the sliding direction of the blade tip. A ninth aspect of the invention is the compressor of the first to eighth aspects of the invention, wherein the roller or cylinder that is the mating member of the blade is alloy cast iron containing Cr-Mo-Ni. In a tenth aspect of the invention, the lubricating oil supplied to the sliding portion of the compression mechanism including the blade, the roller, and the cylinder is a tetravalent ester synthetic oil.
【００１３】[0013]
【作用】このような構成において、第１の発明では、ブ
レードの硬さをＨＶ１３５０〜１５５０としているの
で、ブレード切削加工時の欠け、割れがなく、仕上げの
研削加工で磨きやすい。また、従来ブレード材料として
用いられている窒化鉄の硬度Ｈｖ８００〜１３００より
硬くなっているので、ＨＦＣ冷媒を用いてコンプレッサ
の実用試験を行っても摩耗量は１μｍ以下と極めて少な
かった。With such a construction, in the first invention, since the hardness of the blade is HV1350-1550, there is no chipping or cracking at the time of blade cutting and it is easy to polish by finishing grinding. Further, since the hardness is higher than the hardness Hv of 800 to 1300 of iron nitride conventionally used as a blade material, the wear amount was 1 μm or less, which was extremely small even when the compressor was practically tested using the HFC refrigerant.
【００１４】第２の発明では、線膨張係数を８．５〜
９．４［１／℃］としているので、ブレードとブレード
溝のクリアランスが小さくなり、冷媒のリークが少なく
なったため、コンプレッサの吐出圧力が安定するように
なった。In the second invention, the coefficient of linear expansion is set to 8.5.
Since it is set to 9.4 [1 / ° C], the clearance between the blade and the blade groove is reduced, and the refrigerant leakage is reduced, so that the discharge pressure of the compressor is stabilized.
【００１５】第３の発明では、ブレードの熱伝達率を
０．０１０［cal/cm・sec ・℃％］以上としているの
で、ブレード自体の過熱を回避できた。このため、ＨＦ
Ｃ冷媒を用いて高負荷で高速回転を連続運転させてもブ
レードの焼付きは発生しなかった。In the third invention, the heat transfer coefficient of the blade is set to 0.010 [cal / cm.sec..degree. C.%] or more, so that overheating of the blade itself can be avoided. Therefore, HF
Even if the C refrigerant was used and the high-speed rotation was continuously operated at a high load, the seizure of the blade did not occur.
【００１６】第４の発明では、ブレードの硬さをＨＶ１
３５０〜１５５０としたことで摩耗量が極めて少なくな
り、さらに、このブレードの硬さを維持したままで、比
重は４．８〜６．０としているので、従来ブレード材料
として用いられている鉄の比重７．４より低く軽量にな
り、起動トルクが低減し、最高回転数が増加し、コンプ
レッサの運転効率が向上した。また、軽量化により振
動、騒音が低減した。In the fourth invention, the hardness of the blade is HV1.
The wear amount is extremely reduced by setting 350 to 1550, and further, the specific gravity is set to 4.8 to 6.0 while maintaining the hardness of this blade. The specific gravity is lower than 7.4, the weight is reduced, the starting torque is reduced, the maximum rotation speed is increased, and the operation efficiency of the compressor is improved. In addition, vibration and noise have been reduced by reducing the weight.
【００１７】第５の発明では、第１または第２の発明の
コンプレッサにおいて、ブレード表面の気孔の直径を１
〜１００μｍとしているので、ブレードの真実接触面が
小さくなりすぎないようになっている。このため、相手
材及びブレード自身の摩耗を極めて少なくでき、さら
に、ブレードの変形も防止できた。また、この気孔の直
径の範囲においての、ブレードの保油性も良好であるこ
とが分かった。According to a fifth aspect of the invention, in the compressor of the first or second aspect, the diameter of the pores on the blade surface is 1
Since it is set to -100 μm, the true contact surface of the blade is prevented from becoming too small. Therefore, the wear of the mating material and the blade itself can be extremely reduced, and further, the deformation of the blade can be prevented. It was also found that the oil retaining property of the blade was good in the range of the diameter of the pores.
【００１８】第６の発明では、正方晶（ｔ相）から単斜
晶（ｍ相）への変態量を５０％未満としているので、ブ
レードが亀裂することはなかった。第７の発明では、正
方晶（ｔ相）から単斜晶（ｍ相）への変態量を５０％未
満とし、かつブレードの全方向からプレスされる等方静
水圧プレス処理（ＨＩＰ処理）を施すので、内部欠陥が
少なく亀裂を生じることがない。これに対し、単純なプ
レスでは逃げ道ができるため内部欠陥が発生しやすい。In the sixth aspect of the invention, since the amount of transformation from tetragonal (t phase) to monoclinic (m phase) is less than 50%, the blade is not cracked. In the seventh invention, the amount of transformation from tetragonal (t phase) to monoclinic (m phase) is less than 50%, and isotropic hydrostatic press treatment (HIP treatment) is performed in which the blade is pressed in all directions. Since it is applied, there are few internal defects and cracks do not occur. On the other hand, an internal defect is likely to occur because a simple press provides an escape route.
【００１９】第８の発明では、ブレードをブレード先端
の摺動方向に対し直角方向に研削しているので、シリン
ダの圧縮室から吸入室への冷媒のリークを抑えることが
でき、低速運転でのコンプレッサの吐出圧力及び吸入圧
力が安定するようになった。According to the eighth aspect of the invention, since the blade is ground in a direction perpendicular to the sliding direction of the blade tip, it is possible to suppress the leakage of the refrigerant from the compression chamber of the cylinder to the suction chamber, and to operate at low speed. The discharge pressure and suction pressure of the compressor became stable.
【００２０】第９の発明では、ブレードの相手材となる
ローラあるいはシリンダをＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉ含有の合金
鋳鉄としているので、ブレードとの組合せでローラ、シ
リンダの摩耗を低減できた。In the ninth aspect of the invention, the roller or cylinder that is the counterpart material of the blade is made of alloy cast iron containing Cr-Mo-Ni. Therefore, the wear of the roller and cylinder can be reduced by combining it with the blade.
【００２１】第１０の発明では、潤滑油を４価のエステ
ル系合成油としているので、３価のエステル系合成油を
用いる場合に比較して、ブレード、ローラ、シリンダの
摩耗量を１μｍ以下と極めて少なくすることができた。In the tenth aspect of the invention, since the lubricating oil is a tetravalent ester synthetic oil, the wear amount of the blade, roller and cylinder is 1 μm or less as compared with the case where a trivalent ester synthetic oil is used. It was possible to reduce extremely.
【００２２】[0022]
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。図１は図４に示すような電動機構Ａと圧縮機構Ｂ
を有するロータリコンプレッサの圧縮機構Ｂの要部を示
す斜視図で、図２はブレードの斜視図であり、図中のシ
リンダ１にはローラ２が収容されるとともにブレード溝
３が形成され、ブレード溝３にはブレード４が収容され
ている。また、ブレード４はその両側面４ａを介して摺
動自在に設けられている。前記ローラ２は図示しない偏
心軸によって偏心回転させられ、ブレード４は図示しな
いばねによって付勢され、その曲面状の先端部４ｂがロ
ーラ２の外周面に摺動接触している。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an electric mechanism A and a compression mechanism B as shown in FIG.
2 is a perspective view showing a main part of a compression mechanism B of a rotary compressor having a blade, and FIG. 2 is a perspective view of a blade. In the figure, a roller 2 is housed in a cylinder 1 and a blade groove 3 is formed. A blade 4 is housed in the blade 3. Further, the blade 4 is provided slidably via the both side surfaces 4a. The roller 2 is eccentrically rotated by an eccentric shaft (not shown), the blade 4 is urged by a spring (not shown), and the curved tip portion 4b is in sliding contact with the outer peripheral surface of the roller 2.
【００２３】そして、ブレード４は、ジルコニアが５０
〜９８．５重量％、アルミナが１〜４９．５％、残部安
定化剤が０．５〜１０重量％の組成の焼結体となるよう
に、予めジルコニア、アルミナ、安定化剤を混合し乾燥
した原料粉末を用いて、金型成形ラバー、射出成形また
は鋳込成形を行うことにより成形し、これを脱脂後、１
２００〜１７００℃で１〜３時間焼結する。The blade 4 is made of zirconia of 50.
Zirconia, alumina, and a stabilizer are mixed in advance so that a sintered body having a composition of 98.5 wt%, alumina of 49.5%, and balance stabilizer of 0.5-10 wt% is obtained. Using the dried raw material powder, molding is performed by molding rubber, injection molding or cast molding, and after degreasing, 1
Sinter at 200 to 1700 ° C. for 1 to 3 hours.
【００２４】この後、必要に応じて不活性ガス雰囲気中
で１３００〜１７００℃、１０〜１００ＭＰａの条件に
て熱間等方静水圧プレス処理を行ったものである。この
ように本実施例では、ブレードを等方静水圧プレス処理
（ＨＩＰ処理）しており、全方向からプレスされるの
で、内部欠陥が少ない。これに対し、単純なプレスした
場合には逃げ道ができるため内部欠陥が発生しやすい。Thereafter, if necessary, hot isostatic pressing was carried out under the conditions of 1300 to 1700 ° C. and 10 to 100 MPa in an inert gas atmosphere. As described above, in this embodiment, the blade is isotropically hydrostatically pressed (HIP processing) and is pressed from all directions, so that there are few internal defects. On the other hand, in the case of simple pressing, an escape route is created, so internal defects are likely to occur.
【００２５】以下、表１〜表６を参照し、ブレードの硬
度、線膨張係数、比重、熱伝達率、気孔の直径、相変態
量等の特性値を変えて相手材のローラ及びシリンダをＣ
ｒ−Ｍｏ−Ｎｉ含有の合金鋳鉄として高負荷下で４００
０時間運転したときの騒音、加工性、ブレードのクリア
ランス、保油性、相手材の摩耗、亀裂、ブレード過熱、
ブレード内部欠陥、リーク等の度合いについて説明す
る。Hereinafter, referring to Tables 1 to 6, by changing the characteristic values such as the hardness of the blade, the coefficient of linear expansion, the specific gravity, the heat transfer coefficient, the diameter of the pores, the amount of phase transformation, etc.
400 under high load as alloy cast iron containing r-Mo-Ni
Noise, workability, blade clearance, oil retention, wear of mating material, cracks, blade overheating,
The degree of blade internal defect, leak, etc. will be described.
【００２６】なお、コンプレッサにて圧縮する冷媒は、
フロン冷媒による環境破壊の問題を考慮して、冷媒自体
を塩素の含まないハイドロ・フルオロ・カーボン冷媒
（以下「ＨＦＣ冷媒」という）としてＲ１３４ａを用
い、圧縮機構の摺動部分に給油される潤滑油（冷凍機
油）を４価のエステル系合成油としている。The refrigerant compressed by the compressor is
In consideration of the problem of environmental damage due to CFC refrigerant, R134a is used as the refrigerant itself as a hydro fluorocarbon refrigerant (hereinafter referred to as "HFC refrigerant") that does not contain chlorine, and the lubricating oil is supplied to the sliding parts of the compression mechanism. (Refrigerator oil) is a tetravalent ester synthetic oil.
【００２７】表１は、ブレードの硬度を複数変えたとき
の加工性と相手材の損傷、ブレード自身の摩耗の度合い
を示したものであり、仕上げ加工である研削加工の加工
性においては、ビッカース硬度がＨｖ１２５０以下から
Ｈｖ１５５０までは加工時間が短く、精度よく加工でき
加工性がよいが、ビッカース硬度がＨｖ１６５０を越え
るとブレードの素材が硬くなりすぎ、加工時間が掛かり
加工性が悪くなる。また、相手材の摩耗の度合いは、ビ
ッカース硬度がＨｖ１５５０までは良好であるが、Ｈｖ
１６５０を越えるとブレードが硬すぎて摩耗量は増加し
実用的でない。Table 1 shows the workability when the hardness of the blade is varied, the damage of the mating material, and the degree of wear of the blade itself. In terms of the workability of the finishing grinding process, Vickers is used. When the hardness is from Hv1250 or less to Hv1550, the processing time is short, and the processing can be performed accurately, and the workability is good. The degree of wear of the mating material is good up to a Vickers hardness of Hv1550,
If it exceeds 1650, the blade is too hard and the amount of wear increases, which is not practical.
【００２８】一方、ブレード自体の摩耗の度合いは、ビ
ッカース硬度がＨｖ１２５０以下ではブレードの硬度が
十分でなく、摩耗量が多く、ビッカース硬度をＨｖ１３
５０以上にすれば、摩耗量は少なくすることができる。On the other hand, regarding the degree of wear of the blade itself, if the Vickers hardness is Hv1250 or less, the hardness of the blade is not sufficient, the amount of wear is large, and the Vickers hardness is Hv13.
If it is 50 or more, the amount of wear can be reduced.
【００２９】これより、加工性、相手材の摩耗、ブレー
ド自身の摩耗を総合的に考慮するとブレードの硬度は、
本発明のように、ビッカース硬度でＨｖ１３５０〜１５
５０とすることが好ましい。From the above, when the workability, the wear of the mating material, and the wear of the blade itself are comprehensively considered, the hardness of the blade is
As in the present invention, Hv 1350 to 15 in Vickers hardness
It is preferably 50.
【００３０】[0030]
【表１】 [Table 1]
【００３１】表２は、ブレードの線膨張係数を複数変え
たときのブレードとブレード溝のクリアランスから発生
する圧縮工程で冷媒のリークの度合いを示したものであ
り、熱膨張率を８．０以下とすると上記リークにより吐
出圧力が低下し圧縮効率が悪くなる。Table 2 shows the degree of refrigerant leakage in the compression process which is generated from the clearance between the blade and the blade groove when the linear expansion coefficient of the blade is changed, and the coefficient of thermal expansion is 8.0 or less. If so, the leak causes the discharge pressure to decrease and the compression efficiency to deteriorate.
【００３２】これに対し、本発明のように線膨張係数を
８．５×１０-6〜９．４×１０-6［１／℃］とした場合
には、冷媒のリークが発生しにくいので、吐出圧力は低
下せず圧縮効率を安定させることができる。On the other hand, when the linear expansion coefficient is set to 8.5 × 10 −6 to 9.4 × 10 −6 [1 / ° C.] as in the present invention, the leakage of the refrigerant hardly occurs. The discharge pressure does not decrease, and the compression efficiency can be stabilized.
【００３３】特に、９×１０-6［１／℃］とした場合に
は、金属系材料の線膨張係数と非常に近いため、鋳鉄や
鋼のシリンダあるいはローラと組合わせても、線膨張係
数の材料間差に起因する隙間の増大による圧縮ロスとい
った問題は起きにくくすることができる。Particularly, in the case of 9 × 10 -6 [1 / ° C.], since the coefficient of linear expansion is very close to that of metallic materials, even if combined with a cast iron or steel cylinder or roller, the coefficient of linear expansion is The problem of compression loss due to the increase in the gap due to the difference between the materials can be suppressed.
【００３４】[0034]
【表２】 [Table 2]
【００３５】表３は、ブレードの熱伝達率を複数変えた
ときのブレードの過熱、ブレードの摩耗、冷凍機油の劣
化の度合いを示したものであり、熱伝達率が０．００５
では冷凍機油の劣化の度合いは実用可能な程度で問題な
いが、ブレードが過熱されやすく摩耗量が多くなる。ま
た、ブレードの熱伝達率が０．００３ではブレードが過
熱され摩耗がさらに多くなり、冷凍機油が劣化しやすく
実用上問題がある。Table 3 shows the degree of blade overheating, blade wear, and deterioration of refrigerating machine oil when the heat transfer coefficient of the blades was varied, and the heat transfer coefficient was 0.005.
However, the degree of deterioration of the refrigerating machine oil is practically acceptable, but the blade is easily overheated and the amount of wear increases. Further, when the heat transfer coefficient of the blade is 0.003, the blade is overheated and wear is further increased, and the refrigerating machine oil is apt to deteriorate, which is a practical problem.
【００３６】これに対し、本発明のように熱伝達率を
０．０１０〜０．０１５とすれば、ブレード自体の過熱
は少なくなり、さらに冷凍機油の劣化を少なくすること
ができる。このため、ＨＦＣ冷媒を使用してもブレード
の摩耗を少なくでき、かつ、ブレードの焼付きを防止で
きるので、高負荷の高速回転の連続運転が可能である。
とくに、熱伝達率を０．０１５としたときが最もブレー
ドの過熱、摩耗、及び冷凍機油の劣化を少なくすること
ができる。On the other hand, when the heat transfer coefficient is set to 0.010 to 0.015 as in the present invention, overheating of the blade itself is reduced, and further deterioration of the refrigerating machine oil can be reduced. For this reason, even if the HFC refrigerant is used, it is possible to reduce the abrasion of the blade and prevent the blade from seizing, so that continuous operation with high load and high speed rotation is possible.
In particular, when the heat transfer coefficient is 0.015, it is possible to minimize the overheating and wear of the blade and the deterioration of the refrigerating machine oil.
【００３７】[0037]
【表３】 [Table 3]
【００３８】表４は、ブレードの比重を複数変えたとき
の起動トルク騒音の度合いを示したものであり、アルミ
ナ分散ジルコニアを用いた場合には、比重が鉄の７．９
より低くなり、従来の鉄系材料のブレードに比べ起動ト
ルクが低減し、最高回転数が増加し、コンプレッサの運
転効率が向上した。さらに、軽量化により振動、騒音が
低減した。Table 4 shows the degree of start-up torque noise when the specific gravity of the blades was changed, and when alumina-dispersed zirconia was used, the specific gravity was 7.9.
It is lower, the starting torque is lower than that of the conventional ferrous material blade, the maximum rotation speed is increased, and the operation efficiency of the compressor is improved. In addition, the weight reduction has reduced vibration and noise.
【００３９】但し、ブレードの摩耗を少なく抑えるため
には、ブレードの硬度をビッカース硬度でＨｖ１３５０
〜１５５０とする必要があり、これに対応する比重は
４．８〜６．０の範囲となる。However, in order to suppress the wear of the blade to a minimum, the hardness of the blade is Vvs hardness of Hv1350.
˜1550, and the corresponding specific gravity is in the range of 4.8 to 6.0.
【００４０】したがって、ブレードの硬度をビッカース
硬度でＨｖ１３５０〜１５５０とするとともに、比重を
４．８〜６．０とすることにより、摩耗量を少量に抑え
るながら、コンプレッサの運転効率の向上及び振動、騒
音の低減が可能になる。Therefore, the hardness of the blade is set to Hv1350-1550 in Vickers hardness and the specific gravity is set to 4.8-6.0 to improve the operation efficiency and vibration of the compressor while suppressing the wear amount to a small amount. It is possible to reduce noise.
【００４１】[0041]
【表４】 [Table 4]
【００４２】表５は、ブレードの気孔の直径を複数変え
たときのブレードの保油性、ブレードの摩耗、ブレード
の変形の度合いを示したものであり、気孔の直径を１μ
ｍ未満とすると、ブレードの変形はなく、ブレード自体
の摩耗量も少なくなるが保油性が悪く、高負荷下の高速
運転時には潤滑油が摺動部分に溜まりにくくなり、ブレ
ードの焼付き、破損等が発生するという問題がある。Table 5 shows the degree of oil retention of the blades, wear of the blades, and deformation of the blades when the diameters of the pores of the blade were changed, and the diameter of the pores was 1 μm.
If it is less than m, the blade will not be deformed, and the amount of wear of the blade itself will be small, but the oil retaining property will be poor, and it will be difficult for the lubricating oil to accumulate in the sliding portion during high-speed operation under high load, and seizure or damage of the blade, etc. There is a problem that occurs.
【００４３】一方、気孔の直径が１００μｍを越えた場
合には、保油性は良好であるが、ブレードの摩耗量が増
加し始め、気孔の直径が２００μｍを越えるとブレード
の変形は大きくなり、長期的な運転によりブレードの損
傷、破損等を生じるという問題がある。On the other hand, when the pore diameter exceeds 100 μm, the oil retaining property is good, but the amount of wear of the blade begins to increase, and when the pore diameter exceeds 200 μm, the deformation of the blade becomes large and the There is a problem that the blade is damaged or broken due to the general operation.
【００４４】これに対し、本発明のように気孔の直径を
１〜１００μｍとした場合には、ブレードの保油性が良
好であり、さらに、真実接触面が小さくなりすぎないの
で、相手材及びブレード自身の摩耗を少なくすることが
でき、高負荷下の高速運転が可能である。On the other hand, when the diameter of the pores is 1 to 100 μm as in the present invention, the oil retaining property of the blade is good and the true contact surface does not become too small. The wear of itself can be reduced, and high-speed operation under high load is possible.
【００４５】尚、ブレードの硬度を上述した実施例に示
すようにビッカース硬度でＨｖ１３５０〜１５５０とす
ることで、低周波数か高周波数に渡る広範囲な周波数域
においてより確実な耐摩耗性を確保することができる。By ensuring that the hardness of the blade is Hv 1350 to 1550 in Vickers hardness as shown in the above embodiment, more reliable wear resistance can be secured in a wide frequency range from low frequency to high frequency. You can
【００４６】[0046]
【表５】 [Table 5]
【００４７】表６は、正方晶（ｔ相）から単斜晶（ｍ
相）への変態量を複数変えたときの亀裂の発生の度合い
を示したものであり、変態量が５０％を越えると内部ス
トレスが大きく亀裂が発生するが、本発明のように、変
態量を５０％未満とすると、変態の際に生じる体積変化
に起因した内部ストレスが小さく亀裂することがない。Table 6 shows tetragonal (t phase) to monoclinic (m)
It shows the degree of occurrence of cracks when a plurality of transformation amounts to (phase) are changed. When the transformation amount exceeds 50%, internal stress is large and cracks are generated. Is less than 50%, the internal stress due to the volume change occurring during transformation is small and cracking does not occur.
【００４８】また、上述した実施例において、ブレード
を等方静水圧プレス処理（ＨＩＰ処理）することによ
り、内部欠陥を少なくしてブレードの剛性を向上し小形
化・薄肉化ができるが、この変態量が５０％未満となる
ように構成することで、より確実に亀裂発生を防止する
ことができる。Further, in the above-described embodiment, the blade is subjected to isotropic isostatic pressing (HIP treatment) to reduce internal defects, improve the rigidity of the blade, and reduce the size and thickness of the blade. By configuring the amount to be less than 50%, it is possible to more reliably prevent the occurrence of cracks.
【００４９】[0049]
【表６】 [Table 6]
【００５０】このように、上述した本発明の実施例で
は、近年の長時間運転、最大・最小出力幅の増加という
過酷な運転条件、さらには、塩素を含まないＲ１３４ａ
のようなＨＦＣ冷媒を使用しても、騒音、加工性、ブレ
ードのクリアランス、保油性、相手材の摩耗、亀裂、ブ
レード過熱、リーク等の影響が少なく、実用上信頼性が
確保できるように、ブレードの硬度、線膨張係数、熱伝
達率、比重、気孔の直径、相変態等の特性値を設定した
ので、総合面において信頼性の高いＨＦＣ冷媒対応のコ
ンプレッサを提供することができる。As described above, in the above-described embodiment of the present invention, the recent long-term operation, the severe operating condition of increasing the maximum / minimum output width, and the chlorine-free R134a.
Even when using such HFC refrigerant, noise, workability, blade clearance, oil retaining property, wear of counterpart material, crack, blade overheating, leakage, etc. are less affected and practical reliability can be ensured. Since the characteristic values such as the hardness of the blade, the coefficient of linear expansion, the heat transfer coefficient, the specific gravity, the diameter of the pores, and the phase transformation are set, it is possible to provide a highly reliable compressor compatible with the HFC refrigerant in terms of overall aspects.
【００５１】上述した実施例においては、ジルコニアを
５０〜９８．５重量％、アルミナを１〜４９．５重量
％、残部安定化剤が０．５〜１０重量％の範囲で混合割
合を変えることで、硬度、線膨張係数、熱伝達率、比
重、気孔の直径、相変態量を設定することができる。In the above-mentioned examples, the mixing ratio is changed within the range of 50 to 98.5% by weight of zirconia, 1 to 49.5% by weight of alumina and 0.5 to 10% by weight of the balance stabilizer. The hardness, linear expansion coefficient, heat transfer coefficient, specific gravity, pore diameter, and phase transformation amount can be set.
【００５２】尚、このように特性値を設定したロータリ
コンプレッサにおいて、さらに、ブレードとローラの摺
動面におけるシリンダの圧縮室から吸入室への冷媒ガス
のリークを防止するには、図３に示すように、ブレード
をブレード先端の摺動方向に対し直角方向に研削すれば
よい。Further, in the rotary compressor having the characteristic values set as described above, in order to further prevent the leakage of the refrigerant gas from the compression chamber of the cylinder to the suction chamber on the sliding surface of the blade and the roller, it is shown in FIG. Thus, the blade may be ground in a direction perpendicular to the sliding direction of the blade tip.
【００５３】ブレード先端の摺動方向に対し直角方向に
研削した場合には、研削して形成される研削傷はブレー
ドの圧縮室側の面から吸入室側の面にブレードの先端を
介して跨がるように形成されるので、この研削傷を介し
てシリンダの圧縮室から吸入室への冷媒ガスがリークす
ることがあるが、上述したようにブレード先端の摺動方
向に対し直角方向に研削すれば、ブレードの圧縮室側の
面から吸入室側の面に研削傷は跨がって形成されないの
で、ブレードの先端により確実に遮断することが可能で
ある。When the blade tip is ground in a direction perpendicular to the sliding direction, the grinding scratches formed by grinding extend from the surface of the blade on the compression chamber side to the surface of the suction chamber side via the tip of the blade. Since it is formed so that the refrigerant gas may leak from the compression chamber of the cylinder to the suction chamber through this grinding flaw, as described above, grinding is performed in the direction perpendicular to the sliding direction of the blade tip. Then, since the grinding scratch is not formed across the surface of the blade on the side of the compression chamber and the surface on the side of the suction chamber, it is possible to surely block it by the tip of the blade.
【００５４】尚、本実施例においては、ブレードの相手
材となるローラあるいはシリンダをＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉ含
有の合金鋳鉄とし、潤滑油を４価のエステル系合成油と
しているので、ブレード、ローラ、シリンダの摩耗量を
１μｍ以下と極めて少なくすることができた。In this embodiment, since the roller or cylinder which is the mating material of the blade is alloy cast iron containing Cr-Mo-Ni and the lubricating oil is tetravalent ester synthetic oil, the blade, roller, The wear amount of the cylinder could be extremely reduced to 1 μm or less.
【００５５】[0055]
【発明の効果】以上のように本発明は、長時間運転、最
大・最小出力幅の増加という過酷な運転条件、さらに
は、塩素を含まないＲ１３４ａのようなＨＦＣ冷媒の使
用に対し、十分な耐久性を得ることができる。INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present invention is suitable for long-term operation, severe operating conditions such as increase in maximum and minimum output width, and use of HFC refrigerant such as R134a containing no chlorine. Durability can be obtained.
【００５６】この内、第１の発明では、ブレードの硬さ
をＨＶ１３５０〜１５５０としているので、ブレード切
削加工時の欠け、割れがなく、仕上げの研削加工で加工
しやすく製造性がよい。さらに、ブレードの摩耗量を極
めて少なくすることができた。Of these, in the first invention, since the hardness of the blade is HV1350-1550, there is no chipping or cracking at the time of blade cutting, and it is easy to process by finishing grinding, and the manufacturability is good. Further, the amount of wear of the blade could be extremely reduced.
【００５７】第２の発明では、線膨張係数を８．５〜
９．４［１／℃］としているので、ブレードとブレード
溝のクリアランスが小さく冷媒のリークを抑えることが
できる。In the second invention, the linear expansion coefficient is 8.5 to
Since it is set to 9.4 [1 / ° C], the clearance between the blade and the blade groove is small, and the refrigerant leakage can be suppressed.
【００５８】第３の発明では、熱伝達率を０．０１０
［cal/cm・sec ・℃％］以上としているので、ブレード
自体の過熱を回避することができる。第４の発明では、
ブレードの硬さをＨＶ１３５０〜１５５０としたことで
摩耗量が極めて少なくなり、さらに、このブレードの硬
さを維持したままで、比重は４．８〜６．０としている
ので、従来ブレード材料として用いられている鉄の比重
７．４より低く軽量になり、起動トルクが低減し、最高
回転数が増加し、コンプレッサの運転効率が向上した。
また、軽量化により振動、騒音が低減した。In the third invention, the heat transfer coefficient is 0.010.
Since it is set to [cal / cm · sec · ° C%] or more, overheating of the blade itself can be avoided. In the fourth invention,
Since the hardness of the blade was set to HV1350-1550, the amount of wear was extremely reduced, and the specific gravity was set to 4.8 to 6.0 while maintaining the hardness of this blade. Therefore, it was used as a conventional blade material. The specific gravity of iron is lower than 7.4, which is lighter, the starting torque is reduced, the maximum rotation speed is increased, and the operating efficiency of the compressor is improved.
In addition, vibration and noise have been reduced by reducing the weight.
【００５９】第５の発明では、ブレード表面の気孔の直
径を１〜１００μｍとしているので、ブレードの真実接
触面が小さくなりすぎないようになっている。このた
め、相手材及びブレード自身の摩耗を極めて少なくで
き、さらに、ブレードの変形も防止できた。また、この
気孔の直径の範囲においての、ブレードの保油性も良好
である。In the fifth aspect of the invention, since the diameter of the pores on the blade surface is 1 to 100 μm, the true contact surface of the blade is prevented from becoming too small. Therefore, the wear of the mating material and the blade itself can be extremely reduced, and further, the deformation of the blade can be prevented. Further, the oil retaining property of the blade is also good in the range of the diameter of the pores.
【００６０】第６の発明では、正方晶（ｔ相）から単斜
晶（ｍ相）への変態量を５０％未満としているので、ブ
レードが亀裂することはなかった。第７の発明では、正
方晶（ｔ相）から単斜晶（ｍ相）への変態量を５０％未
満とし、かつブレードの全方向からプレスされる等方静
水圧プレス処理（ＨＩＰ処理）を施すので、内部欠陥が
少なく亀裂を生じることがない。In the sixth aspect of the invention, since the amount of transformation from tetragonal (t phase) to monoclinic (m phase) is less than 50%, the blade does not crack. In the seventh invention, the amount of transformation from tetragonal (t phase) to monoclinic (m phase) is less than 50%, and isotropic hydrostatic press treatment (HIP treatment) is performed in which the blade is pressed in all directions. Since it is applied, there are few internal defects and cracks do not occur.
【００６１】第８の発明では、ブレードをブレード先端
の摺動方向に対し直角方向に研削しているので、シリン
ダの圧縮室から吸入室への冷媒のリークを抑えることが
でき、低速運転でのコンプレッサの吐出圧力及び吸入圧
力が安定するようになった。According to the eighth aspect of the invention, since the blade is ground in a direction perpendicular to the sliding direction of the blade tip, it is possible to suppress refrigerant leakage from the compression chamber of the cylinder to the suction chamber, and to operate in low speed operation. The discharge pressure and suction pressure of the compressor became stable.
【００６２】第９の発明では、ブレードの相手材となる
ローラあるいはシリンダをＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉ含有の合金
鋳鉄としているので、ブレードとの組合せでローラ、シ
リンダの摩耗を低減できた。In the ninth aspect of the present invention, the roller or cylinder that is the mating member of the blade is made of Cr-Mo-Ni-containing alloy cast iron, so that the wear of the roller and cylinder can be reduced by combining it with the blade.
【００６３】第１０の発明では、潤滑油を４価のエステ
ル系合成油としているので、３価のエステル系合成油を
用いる場合に比較して、ブレード、ローラ、シリンダの
摩耗量を１μｍ以下と極めて少なくすることができた。In the tenth aspect of the invention, since the lubricating oil is a tetravalent ester synthetic oil, the amount of wear of the blade, roller and cylinder is 1 μm or less as compared with the case where a trivalent ester synthetic oil is used. It was possible to reduce extremely.
【図１】ロータリコンプレッサの圧縮機構の要部を示す
斜視図。FIG. 1 is a perspective view showing a main part of a compression mechanism of a rotary compressor.
【図２】ブレードの斜視図。FIG. 2 is a perspective view of a blade.
【図３】ブレードの研削方向を示すブレードの斜視図。FIG. 3 is a perspective view of a blade showing a grinding direction of the blade.
【図４】ロータリコンプレッサの断面図。FIG. 4 is a sectional view of a rotary compressor.
１…シリンダ，２…ローラ，３…ブレード溝，４…ブレ
ード，４ｂ…先端部1 ... Cylinder, 2 ... Roller, 3 ... Blade groove, 4 ... Blade, 4b ... Tip
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 篠澤 和弘 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 伊勢川 浩行 静岡県富士市蓼原336番地 株式会社東芝 富士工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kazuhiro Shinozawa 2-4 Suehiro-cho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Toshiba Keihin Office (72) Inventor Hiroyuki Isegawa 336 Tatehara, Fuji-shi, Shizuoka Toshiba Corporation Inside the Fuji factory
Claims (10)
し、このローラに先端部を弾性的に当接させるとともに
前記シリンダに設けられるブレード溝に摺動自在に嵌合
するブレードを具備し、シリンダ内で圧縮される冷媒を
ＨＦＣ冷媒とするロータリコンプレッサにおいて、前記
ブレードをアルミナを分散したジルコニア焼結体で構成
し、その硬さをＨＶ１３５０〜１５５０としたことを特
徴とするロータリコンプレッサ。1. A cylinder is provided with a roller eccentrically rotatably rotatably, a tip of which is elastically abutted against the roller, and a blade which is slidably fitted in a blade groove provided in the cylinder. A rotary compressor in which a refrigerant compressed in a cylinder is an HFC refrigerant, wherein the blade is made of a zirconia sintered body in which alumina is dispersed, and the hardness is HV1350-1550.
ニア焼結体で構成し、その線膨張係数を８．５〜９．４
［１／℃］としたことを特徴とするロータリコンプレッ
サ。2. The blade is composed of a zirconia sintered body in which alumina is dispersed, and its linear expansion coefficient is 8.5 to 9.4.
A rotary compressor characterized by having [1 / ° C].
し、このローラに先端部を弾性的に当接させるとともに
前記シリンダに設けられるブレード溝に摺動自在に嵌合
するブレードを具備し、シリンダ内で圧縮される冷媒を
ＨＦＣ冷媒とするロータリコンプレッサにおいて、前記
ブレードの熱伝達率を０．０１０［cal/cm・sec ・℃
％］以上としたことを特徴とする請求項１記載のロータ
リコンプレッサ。3. A roller is eccentrically rotatably housed in a cylinder, and a tip is elastically brought into contact with the roller and a blade is slidably fitted in a blade groove provided in the cylinder. In a rotary compressor that uses HFC refrigerant as the refrigerant compressed in the cylinder, the blade has a heat transfer coefficient of 0.010 [cal / cm · sec · ° C].
%] Or more, the rotary compressor according to claim 1.
とを特徴とする請求項１記載のロータリコンプレッサ。4. The rotary compressor according to claim 1, wherein the blade has a specific gravity of 4.8 to 6.0.
ｍとしたことを特徴とする請求項１記載のロータリコン
プレッサ。5. The diameter of pores on the blade surface is 1 to 100 μm.
The rotary compressor according to claim 1, wherein the rotary compressor is m.
晶（ｍ相）への変態量を５０％未満としたことを特徴と
する請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のロータ
リコンプレッサ。6. The rotary according to claim 1, wherein the amount of transformation from tetragonal (t phase) to monoclinic (m phase) in the blade is less than 50%. compressor.
ＩＰ処理）したことを特徴とする請求項６記載のロータ
リコンプレッサ。7. The blade isotropically hydrostatically pressed (H
The rotary compressor according to claim 6, which has been subjected to IP processing.
対し直角方向に研削したことを特徴とする請求項１ない
し請求項７のいずれかに記載のロータリコンプレッサ。8. The rotary compressor according to claim 1, wherein the blade is ground in a direction perpendicular to the sliding direction of the blade tip.
リンダをＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉ含有の合金鋳鉄としたことを
特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の
ロータリコンプレッサ。9. The rotary compressor according to claim 1, wherein the roller or cylinder serving as the mating member of the blade is made of alloy cast iron containing Cr—Mo—Ni.
縮機構の摺動部分に給油される潤滑油を４価のエステル
系合成油としたことを特徴とする請求項１ないし請求項
９のいずれかに記載のロータリコンプレッサ。10. A tetravalent ester-based synthetic oil is used as the lubricating oil supplied to the sliding portion of a compression mechanism composed of a blade, a roller, and a cylinder. The described rotary compressor.
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