CN101165346A - 制冷剂压缩机 - Google Patents

Abstract

提供一种制冷剂压缩机(10)，在密闭容器(1)内具备压缩不含氯的制冷剂的压缩机部(2)、驱动该压缩机部(2)的旋转轴(7)、支承该旋转轴(7)的轴承、和使旋转轴(7)做旋转运动的电动机(9)。旋转轴(7)具备固定在电动机转子(9b)的主轴部(7a)、和卡合在压缩机部(2)上的曲柄部(7b)。轴承具备支承主轴部(7a)的主轴承(6c)、和支承曲柄部(7b)的曲柄轴承(4c)。主轴承(6c)由曲柄侧主轴承(6c1)和邻接于该曲柄侧主轴承的电动机侧主轴承(6c2)构成。曲柄轴承(4c)及曲柄侧主轴承(6c1)由在含有石墨的碳质基材的气孔中浸渗金属的碳素轴承构成。电动机侧主轴承(6c2)由卷曲的板材形成的卷合套构成。

Description

制冷剂压缩机

技术领域

本发明涉及一种制冷剂压缩机，尤其涉及适用于空调用、冷冻用及热水机用的制冷剂压缩机。

背景技术

作为现有的制冷剂压缩机，如在日本特开2002-147354号公报所示的制冷剂压缩机。该制冷剂压缩机，在密闭容器内，具备压缩不含氯的制冷剂的压缩机部、驱动该压缩机部的旋转轴、轴支承该旋转轴的轴承，和使所述旋转轴做旋转运动的电动机。旋转轴具备固定在电动机转子上的主轴部，和卡合于压缩机部的曲柄部。旋转轴的轴承具有轴支承电动机的压缩机部侧的主轴部的主轴承，和轴支承曲柄部的曲柄轴承。作为主轴承及曲柄轴承，公开了使用碳素轴承材或树脂轴承材或带里衬树脂复合轴承材。

专利文献1：日本专利特开2002-147354号公报

在所述的专利文献1的制冷剂压缩机中，在主轴承及曲柄轴承全部用碳素轴承的情况下，存在碳素轴承价格高的问题。

另外，在主轴承及曲柄轴承全部用树脂轴承材或带里衬树脂轴承材的情况下，存在难以确保边界润滑状态下的耐磨损性或耐烧接性等的可靠性的问题。最近，作为制冷剂使用R410A、二氧化碳、丙烷等制冷剂，为了提高压缩机性能，轴承的负载增大，在面压高的部分由润滑油形成的润滑膜部分地被切断，使轴承和旋转轴局部地直接接触，很容易形成所谓边界润滑状态，特别是，制冷剂压缩机开始运转(启动)时或过大的制冷剂混入很容易形成润滑状态。

发明内容

本发明的目的是，提供廉价的并且可以确保可靠性的制冷剂压缩机及用于该制冷剂压缩机的空调机、冷冻机及热水机。

为了达成所述目的的本发明的第一形态的制冷剂压缩机在密闭容器内具备：压缩机部，其压缩不含氯的制冷剂；旋转轴，其驱动所述压缩机部；轴承，其对所述旋转轴进行轴支承；电动机，使所述旋转轴做旋转运动的，所述旋转轴具有固定于所述电动机转子上的主轴部、和与所述压缩机部卡合的曲柄部，对所述旋转轴进行轴支承的轴承具有轴支承所述主轴部的主轴承、和轴支承所述曲柄部的曲柄轴承，所述制冷剂压缩机的特征在于，所述主轴承由曲柄侧主轴承与邻接于该曲柄侧主轴承的电动机侧主轴承构成，所述电动机侧主轴承以将板材卷曲而形成的卷合套构成。

在所述本发明的第一形态中的具体的构成例如下所述。

(1)所述压缩机部使在底板上竖立设置有涡旋状盖板的固定涡管和在底板上竖立设置有涡旋状盖板的旋转涡管与各自的盖板啮合而构成，所述曲柄轴承设置于向所述旋转涡管的反盖板侧突出地设置的毂部内；所述主轴承，比所述电动机更靠近压缩机部侧对所述旋转轴轴支承，所述旋转轴具有将存留于所述密闭容器内的润滑油利用差压供给到所述曲柄轴承及所述主轴承的油通路。

(2)所述卷合套是将具备有自润滑性的PTFE系树脂或有自润滑性的含有石墨或MoS₂等的聚酰亚胺系树脂的表面层的金属板，以将该表面层构成为内侧的方式，卷曲成形。

(3)在所述(2)中，所述卷合套具有在烧结于所述金属板上的青铜的多孔质内浸渗具有自润滑性的PTFE系树脂或具有自润滑性的含有石墨或MoS₂等的聚酰亚胺系树脂的表面层。

(4)在所述(2)或(3)中，所述曲柄轴承及所述曲柄侧主轴承由使从除IB族、Fe以外的VIII族及Sn中选择的一种、或以这些金属为主的合金浸渗于含有20～50重量％石墨的碳质基材的气孔内的碳素轴承构成。

(5)在所述(2)或(3)中，所述曲柄轴承及所述曲柄侧主轴承由，在含有石墨的碳质基材的气孔中，从1B族Fe除外的VIII族及Sn选出1种金属，或者由浸渗以这些金属为主的合金，肖氏硬度为65～120的碳素轴承构成。

(6)在所述(5)中，所述曲柄轴承及所述曲柄侧主轴承由使从除IB族、Fe以外的VIII族及Sn中选择的一种、或以这些金属为主的合金浸渗于含有石墨的碳质基材的气孔内，且气孔率为0.05％～2体积％的碳素轴承构成。

(7)在所述(2)或(3)中，所述曲柄轴承及所述曲柄侧主轴承由从除IB族、Fe以外的VIII族及Sn中选择的一种、或以这些金属为主，且含有0.2重量％以下的V及Ti的至少一种的合金浸渗于含有石墨的碳质基材的气孔内的碳素轴承构成。

(8)所述制冷剂是R410A、二氧化碳、丙烷中任意一种的制冷剂。

另外，本发明的第二形态是一种空调机，其使用权利要求1～9中任一项所述的制冷剂压缩机。

另外，本发明的第三形态是一种冷冻机，其使用权利要求1～9中任一项所述的制冷剂压缩机。

另外，本发明的第四形态是一种热水机，其使用权利要求1～9中任一项所述的制冷剂压缩机。

发明效果

根据本发明，可以得到廉价的并且可以确保可靠性的制冷剂压缩机及使用这些的空调机、冷冻机及热水机。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的制冷剂压缩机的纵向立体图；

图2是图1制冷剂压缩机的主要部分的扩大立体图；

图3是表示在图1的制冷剂压缩机中使用的轴承材在实施例及比较例中的肖氏硬度与无润滑摩擦系数关系图；

图4是表示在图1的制冷剂压缩机中使用的轴承材在实施例及比较例中的肖氏硬度与无润滑固定片磨耗量关系图；

图5是表示在图1的制冷剂压缩机中使用的轴承材在实施例及比较例在中的肖氏硬度与润滑油中的摩擦系数关系图；

图6是表示在图1的制冷剂压缩机中使用的轴承材在实施例及比较例中的肖氏硬度与润滑油中的磨耗量关系图；

图7是表示在图1的制冷剂压缩机中使用的轴承材在实施例及比较例中气孔率与在轴承润滑油中的磨耗量的关系图；

图8是表示在图1的制冷剂压缩机中使用的轴承材在实施例中的融点与摩擦系数的关系图；

图9是表示在图1的制冷剂压缩机中使用的轴承材在实施例中的石墨含有率与在无润滑状态下的摩擦系数的关系图；

图10是表示在图1的制冷剂压缩机中使用的轴承材在实施例中的实验面压与磨耗量的关系图；

图11是表示在图1的制冷剂压缩机中使用的轴承材在实施例中润滑油中的耐荷重实验中的磨耗量的示意图；

图12是表示在图1的制冷剂压缩机中使用的轴承材在实施例中无润滑状态下的磨耗量的示意图；

图13是表示在图1的制冷剂压缩机中使用的轴承材在实施例中无润滑状态下的磨耗量的示意图。

图中：

1-密闭容器、2-压缩机部、3-平衡重、4-旋转涡管、4a-底板、4b-涡旋状盖板、4c-旋转轴承(曲柄轴承)、4d-背面键槽、5-固定涡管、5a-底板、5b-涡旋状盖板、5d-吸入口、5e-喷出口、6A-上框架、6B-下框架、6c-主轴承、6c1-副轴承、7-旋转轴、7a-主轴部、7b-曲柄部、7c-油导入管、7d-油通路、8-欧氏连接器、9-电动机、9a-定子、9b-转子、10-制冷剂压缩机。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的一实施方式的制冷剂压缩机进行说明。

本实施方式的制冷剂压缩机10，如图1及图2所示，在密闭容器1内具备，压缩不含氯的制冷剂的压缩机部2；驱动该压缩机部2的旋转轴7；轴支承该旋转轴7的轴承4c、6c1、6c2、6d；支撑轴承6c1、6c2的上框架6A；支承轴承6d的下框架6B；使旋转轴7做旋转运动的电动机9作为主要构成要素。作为不含氯的制冷剂使用R410A、二氧化碳、丙烷这其中任意一种制冷剂。在密闭容器1的底部，存留有润滑油。

该制冷剂压缩机10是将压缩机部2配置在上方，电动机9配置在下方，经由垂直设置的旋转轴7，将压缩机部2与电动机9连接设置而构成了立式卷轴压缩机。电动机9由在密闭容器1内固定的定子9a和在定子9a的内侧旋转自如地配置的转子9b构成。

压缩机部2使在底板5a上直立涡旋状盖板5b的固定涡管5，和在底板4a上直立涡旋状盖板4b的旋转涡管4，与盖板5b、盖板4b互相啮合配置。固定涡管5和旋转涡管4之间形成压缩室。在固定涡管5的外周部形成吸入口5d，在中央部形成喷出口5e。固定涡管5通过螺栓固定于上框架6A。旋转涡管4配置在固定涡管5和上框架6a之间，并通过固定涡管5支撑。上框架6a通过熔接固定于密闭容器1。固定涡管5、旋转涡管4及上框架6由含有5～15重量％铸铁或Si的Al基合金构成。

作为自转防止机构的欧氏连接器8是用于使旋转涡管4相对于固定涡管5不发生自转地进行旋转运动的连接器，且卡合于旋转涡管4的底板4a的背面键槽和上框架6A的底座键槽间。

旋转轴7具备固定于电动机9的转子9b的主轴部7a，和卡合于压缩机部2的曲柄部7b。在旋转轴7上设有配重3。主轴部7a贯通转子9b上下延伸，下端部安装有油导入管7c。曲柄部7b与主轴部7a的上侧端部一体设置，与旋转涡管4的向反盖板侧突出设置的毂部4e卡合。

主轴部7a在转子9b的上侧用主轴承6c轴支承，在转子9b的下侧用副轴承6d轴支承。主轴承6c由曲柄侧主轴承6c1和邻接于该曲柄侧主轴承6c1的电动机侧主轴承6c2构成。

曲柄侧主轴承6c1，由在含有石墨的碳质基材的气孔内浸渗金属的碳素轴承构成。该曲柄侧主轴承6c1，具体地如下构成，即：在含有20～50重量％石墨的碳素质基材的气孔内浸渗从IB族、Fe除外的VIII族、及Sn选出的一种、或者以这些金属为主，包含0.2％重量以下的V及Ti的至少一种的合金，且肖氏硬度为65～120、气孔率为0.05～2体积％的碳素轴承。

电动机侧主轴承6c2，由卷曲板材而形成的卷合套构成。电动机侧主轴承6c2具体如下形成，即：将具备有自润滑性的PTFE系树脂或者有自润滑性的聚酰亚胺系树脂表面层的金属板，将该表面层向内侧卷起而形成。在本实施方式中，是使在金属板上烧结的青铜的多孔质内浸渗具有自润滑性的PTFE系树脂或者具有自润滑性的聚酰亚胺系树脂。

曲柄部7，通过在毂部4e内设置的构成曲柄轴承的旋转轴承4c进行轴支承。该旋转轴承4c由在含有石墨的碳质基材的气孔内浸渗金属的碳素轴承构成。该旋转轴承4c，具体为，在含有20～50重量％石墨的碳质基材的气孔中浸渗从IB族、Fe除外的VIII族、及Sn选出的一种、或者以这些金属为主，含有0.2％重量以下的V及Ti的至少一种的合金，且肖氏硬度为65～120、气孔率为0.05～2体积％的碳素轴承构成。

轴承4c、6c1、6c2都由具有5mm以上长度的滑动轴承构成。因此，可以容许负载于旋转轴承4c及曲柄侧主轴承6c1的高负载的面压，可以得到可靠性高的制冷剂压缩机。

旋转轴7在旋转轴7的中心部形成上下贯通的油通路7d，以通过差压将在密闭容器1内的底部存留的润滑油供给副轴承6d、主轴承6c、旋转轴承4c及压缩机部2等。该油通路7d与油导入管7c连通。

在所述结构的制冷剂压缩机中，如果通过电动机9使旋转轴7旋转，从而制冷剂压缩机起动，则通过曲柄部7b的偏心旋转，旋转涡管4不自转地相对固定涡管5进行旋转运动。因此，外部的冷冻循环的制冷剂气体通过吸入管11由吸入口5d吸入到压缩机部2内，在压缩机部2的压缩室进行压缩，由喷出口5e吐到密闭容器1内。喷出的制冷剂气体从喷出管12喷出到外部的冷冻循环中。

并且，如果在密闭容器1内充满高压的制冷剂气体，则密闭容器1的底部的润滑油利用差压，通过油导入管7c及油通路7d，供给到副轴承6d、主轴承6c、旋转轴承4c及压缩机部2等内，并对这些滑动部润滑。但是，在启动时或制冷剂的喷出压力高的情况下，润滑油供给不足，易发生磨损或烧接等的损伤。特别在，在轴承的面压高的高负载部分易发生磨损或烧接等损伤。

因此，在本实施方式中，将形成面压高的高负载部的曲柄轴承4c及曲柄侧主轴承6c1通过由在含有石墨的碳质基材的气孔内浸渗金属的碳素轴承构成，可以确保边界润滑状态下的耐磨损性或耐烧接性等可靠性，同时将形成面压低的低负载部的电动机侧主轴承6c2通过卷曲板材而形成的卷合套，使价格低廉。

接下来，说明在本实施方式中使用的旋转轴承4c及曲柄侧主轴承6c1的制造方法。

首先，在真空炉中，对放入金属或合金的原材料的坩埚加热到相对于这些金属或合金的熔融温度高100℃的温度，这些金属或合金成熔液状态。然后，在这些金属或合金的熔液中，浸入含有由规定长度的圆柱体或者长方体构成的含有石墨的碳质基材，通过氮气进行加压，使这些金属或合金浸渗在碳质基材的气孔中。然后，从坩埚中取出碳质基材，通过对该碳质基材进行切削加工而形成圆筒形状，由此形成旋转轴承4c及曲柄侧主轴承6c1。

另外，碳质基材，也可通过准精化(near net shape)形成圆柱形状后，切断成规定的长度而形成。并且，碳质基材，也可通过准精化(near netshape)的一种挤压成型法，形成圆筒体或圆柱体。

接下来，对构成在本实施方式中使用的旋转轴承4c及曲柄侧主轴承6c1的轴承材即实施例1～7的各种轴承性能与比较例1～6比较地进行说明。

表1表示比较例1～4及实施例1～7中的浸渗金属(或浸渗合金)的种类和肖氏硬度。

【表1】

表1

项目	序号	浸渗金属	肖氏硬度
				比较例	1	无	58
2	无	68
			3		无	74
4	无	105
			实施例		1	Sn	70
2	青铜	84
				3	青铜+V	88
4	青铜+Ti	86
				5	青铜	103
6	Sn	105
				7	Cu	115

	8	PTFE系卷合套	-
				9	聚酰亚胺系卷合套	-

在此，实施例1、6中Sn的重量含量是99％。实施例7中Cu的重量含量是99.9％。实施例2～5中青铜(BC3)中的重量含量是Sn为10％、锌为2％及Pb为0.2％，剩余部分为铜。另外，在实施例3、4中V及Ti的量相对于合金各为0.1％。

另外，无浸渗金属的比较例1～4的轴承材的气孔率，如后述的图7所示为6～11％，气孔率越大硬度越低。碳质基材浸渗前的气孔率以体积率来看，实施例1～4为11％、实施例5～7为6％。该浸渗后的气孔率以体积率来看，实施例1为1.1％、实施例2为1.2％、实施例3为0.6％、实施例4为0.7％、实施例5为1.3％、实施例6为1.5％、实施例7为0.7％。碳质基材的石墨量以重量来看，实施例1～7为35％。无浸渗金属的比较例1～4的轴承材的硬度，根据气孔率、石墨、间距、焦油等的量而各异。

图3表示比较例1～4及实施例1～7中的肖氏硬度与无润滑状态下摩擦系数的关系。在图3中，对作为无润滑状态，作为不含氯的制冷剂的一例的R410A的气体中的摩擦系数进行评价。另外，从图3到图7，三角符号是比较例的轴承材，圆圈符号是实施例的轴承材。在这些符号上带有的数字是比较例或实施例在表1中的序号。

从图3可知，实施例及比较例相同，轴承材的无润滑下的摩擦系数，具有肖氏硬度越大而越变小的倾向。该倾向在烃系的制冷剂气体中评价摩擦的情况也同样。使用青铜(BC3)的轴承材，肖氏硬度在65以上，优选肖氏硬度达到80以上时摩擦系数有变小的倾向。

图4表示在比较例1～4及实施例1～7的轴承材中的肖氏硬度与在无润滑下的磨耗量的关系。磨耗实验使用高压气氛气体磨耗实验机，作为试验片，在固定片(10mm×10mm×36mm)上形成碳质基材、在可动片上形成SCM415的结构钢的渗碳淬火材，在以面压9.8MPa、滑动速度1.2m/s、R410A制冷剂气氛中进行10小时，测定试验后的磨耗量。从图4中可知，轴承材的肖氏硬度的越高，磨耗量越少。使用青铜(BC3)的轴承材可知，肖氏硬度为65以上，优选肖氏硬度在80以上时磨耗量变小。

图5表示在比较例1～4及实施例1～7的轴承材中的肖氏硬度与在润滑油中的摩擦系数的关系。如图5明确可知，没有浸渗金属的比较例2～4，虽然肖氏硬度在65以上，摩擦系数高达0.1以上。这是因为，由于比较例1～4的轴承材的气孔率高达如图7所示，所以在润滑油中的滑动，油切断且油膜变薄而成为混合润滑，并不优选。使用青铜的轴承材，肖氏硬度为65以上，优选肖氏硬度为80以上的轴承材摩擦系数小。实施例5是使用将青铜(BC3)作为浸渗金属的的轴承材，润滑油中的摩擦系数低。

图6表示在比较例1～4及实施例1～7的轴承材中的肖氏硬度与在润滑油中的磨耗量的关系。在该图6中，表示在R410A制冷剂+合成油的混合润滑中，以1.2m/s的滑动速度，面压最大98MPa，以0.15MPa/s的负载速度负载的耐载荷实验的磨耗量。使用青铜(BC3)的轴承材，肖氏硬度为65以上，优选肖氏硬度80以上的轴承材的磨耗量少。实施例5使用将青铜(BC3)作为浸渗金属的轴承材，润滑油中的磨耗量最少。因此，可以判断肖氏硬度越高越适合作轴承材料。

图7表示在比较例1～4及实施例1～7的轴承材中的残留气孔率和在润滑油中的苛刻条件下的磨耗实验中摩擦系数的关系。使用合成油作为润滑油，该油适合R410A氟里昂制冷剂。

该气孔率的测定，使用FISONS社制((株)ァムコ)的孔率计2000型进行测定。该方法采取的细孔分布曲线，通过“累积气孔容积”ד体积密度”×100(％)算出气孔率。可以确认出在气孔率越小油膜保持力越大的润滑油中的摩擦系数小。另外，浸渗在青铜中添加V或Ti的合金的实施例或实施例4，浸渗时反应生成V或Ti的碳化物(VC、TiC)，与碳质基材的浸润性变好，提高润滑中的油膜保持力，摩擦系数变小。浸渗添加V或Ti的合金的碳质基材的表面用扫描型电子显微镜观察后，确认在碳质基材与合金的界面上的V或Ti的碳化物。

图8表示的是浸渗金属与在最苛刻的润滑条件下的无润滑油状态的摩擦系数的关系。图中的数字表示浸渗金属前的碳质基材的肖氏硬度。浸渗前的碳质基材的肖氏硬度即使不同，根据浸渗金属的不同而各异的摩擦系数的倾向大致相同。判断出融点在900℃以上的Cu或Cu合金与低融点金属是同程度的摩擦系数。

另外，使用作为高融点材料的铜，即使其他的高融点金属如果可能浸渗，通过与碳质基材组合也可以实现耐磨耗性和低磨擦。

在本实施方式中，作为浸渗的过程，采用在熔融金属中浸渗碳质基材的同时进行加压的方式浸渗金属。在该过程中，当然尽可能地降低融点能有效的提高生成性。因此，在Cu中添加Sn可以降低若干融点制作轴承材。在浸渗金属中使用合金可以使提高浸渗金属的强度，也可以达到提高轴承全体硬度的效果。并且，添加提高浸渗金属切削性的元素，可以使轴承材的磨擦表面的精加工状态平滑并且良好，可以构成可靠性更高的轴承部。

图9表示的是，关于由含有石墨的碳质基材构成的，并在其中浸渗青铜(BC3)或Cu的轴承材，各石墨含有率与无润滑摩擦系数间的关系。No。5是所述的实施例5，5-1～5-4是追加数据。如图9所示那样石墨含有率占20～50％的重量，特别是占20～40％重量的摩擦系数是极小值。

图10所示的是实施例8的PTFE系的卷合套与实施例5的碳素轴承在R410A制冷剂环境中的磨耗实验结果。卷合套的实验面，青铜露出率调整为36％。环境压力为0.5MPa、滑动速度为1.2m/s，实验时间为目标2小时，测定实验后的磨耗量。磨耗量在低负载领域的10MPa内，实施例8的卷合套的磨耗量少，但是在面压为20MPa下，实施例5的碳素轴承的磨耗量少，判断出高硬度的实施例5的碳素轴承在苛刻的环境下高负载领域的耐磨耗性优于硬度低、耐热温度低的卷合套。

图11是实施例8的PTFE系的卷合套及实施例5的碳素材，在R410A制冷剂+合成油的混合润滑中，以1.2m/s的滑动速度，直到面压达到98MPa为止以0.15MPa/s的负载速度，表示负载的耐荷重实验的磨耗量。即使在存在油的润滑状态下直到面压为高负载领域的98MPa的负载的情况下的磨耗量，可以判断处高硬度的实施例5的碳素轴承材的磨耗量少，耐磨耗性优良。

图12表示的是，实施例8的PTFE系卷合套、实施例9的聚酰亚胺系的卷合套、及实施例5的碳素轴承材，以面压为9.8MPa、在二氧化碳制冷剂环境中的磨耗实验时的磨耗量。PTFE系卷合套实验面的青铜露出率调整为36％。另一方面，在聚酰亚胺系的卷合套实验面上不露出青铜。磨擦量按着实施例5的碳素轴承材＜实施例8的PTFE系的卷合套＜实施例9的聚酰亚胺系卷合套的顺序依次减少。如以上那样，面压为9.8MPa的高压情况，可以判断处实施例5的碳素轴承材有优良的耐磨耗性。

图13表示的是，实施例8的PTFE系卷合套、实施例9的聚酰亚胺系卷合套、及实施例5的碳素轴承材，在面压为9.8MPa、二氧化碳制冷剂环境中的磨耗实验时的平均摩擦系数。PTFE系卷合套实验面的青铜露出率调整为36％。另一方面，在聚酰亚胺系的卷合套实验面上不露出青铜。平均摩擦系数，同磨耗量同样按着实施例5的碳素轴承材＜实施例8的PTFE系的卷合套＜实施例9的聚酰亚胺系卷合套的顺序依次减少。如以上那样，面压为9.8MPa的高压情况，可以判断处实施例5的碳素轴承材的磨擦低。

其次，对于将实施例5的长度为14mm的碳素轴承用在实机压缩机的旋转轴承4c处、将实施例5的长度为21.5mm的碳素轴承用在曲柄侧主轴承6c1处、将实施例8的PTFE系的卷合套用于电动机侧主轴承6c2处的制冷剂压缩机的实验结果进行说明。该实验是在R410A制冷剂和合成油中的模拟轴承启动停止的苛刻实验。该结果，即使在旋转轴承4c的旋转轴承侧面或曲柄侧主轴承6c1的曲柄侧端部也没有发现异常磨耗，轴承4c、轴承6c1、轴承6c2全部完整，可以确保制冷剂压缩机的可靠性。

该实验即使在二氧化碳制冷剂和合成油的环境中实施，即使在旋转轴承4c的旋转轴承侧或曲柄侧主轴承6c1的曲柄侧端部，也没有发现异常磨耗，轴承4c、轴承6c1、轴承6c2全部完整，可以确保制冷剂压缩机的可靠性。

其次，将实施例5的长度为14mm的碳素轴承用在实机压缩机的旋转轴承4c处、将实施例5的长度为21.5mm的碳素轴承用在曲柄侧主轴承6c1处、将实施例9的聚酰亚胺系的卷合套用于电动机侧主轴承6c2处进行实验。该实验是在R410A制冷剂和合成油中的模拟轴承启动停止的苛刻实验。该结果，即使在旋转轴承4c的旋转轴承侧面或曲柄侧主轴承6c1的曲柄侧端部也没有发现异常磨耗，轴承4c、轴承6c1、轴承6c2全部完整，可以确保制冷剂压缩机的可靠性。

该实验即使在二氧化碳制冷剂和合成油的环境中实施，即使在旋转轴承4c的旋转轴承侧或曲柄侧主轴承6c1的曲柄侧端部，也没有发现异常磨耗，轴承4c、轴承6c1、轴承6c2全部完整，可以确保制冷剂压缩机的可靠性。

根据所述的实施方式，即使在边界润滑状态中很难烧接的碳质基材中的石墨含量最适合减低摩擦系数及提高耐磨耗性，在该碳质基材的气孔内为了在润滑油中很容易地形成油膜而浸渗金属，并且铅及锑以外的浸渗金属的组成及组织，为了使减低摩擦系数及得到耐磨耗性而调整浸渗量，得到滑动特性优良的轴承，碳质基材中的石墨由于磨擦而变薄裂开，可以减低摩擦系数。因为在高负载中石墨的含量很多时，碳质基材自身变得质软抵抗形变的能力增大磨擦增大，同时磨耗增大，所以石墨的含量应在50％以下，更理想的含量是在35％以下。并且，因为碳质基材的石墨含量不到20％时该碳质基材变硬，将磨损与之磨擦的金属材，所述石墨的含量应在20～50％之间，更理想的含量是在20～35％之间，可以得到低磨擦并且耐磨耗性高的轴承，可以提供可靠性高的制冷剂压缩机。另外，旋转轴承4c及曲柄侧主轴承6c1的长度在5mm以上时可以容许高负载的面压得到高可靠性的制冷剂压缩机。

另外，根据本实施方式，暴露在无润滑或苛刻的滑动条件下的制冷剂压缩机，为了防止摩擦系数小、耐磨耗性良好的碳质基材，在无润滑或苛刻的滑动状态下很难通过在含有石墨的碳质基材中残留的气孔排出润滑油形成油膜，在碳质基材的气孔中，含有铅及锑的重量各1％，从IB族、Fe除外的VIII族及Sn中选出一种金属或使用浸渗V、Ti的重量在0.2％以下的合金而成的轴承材构成制冷剂压缩机的轴承，该轴承的硬度为肖氏硬度，达到65～120，更理想的达到80以上，最理想的可以达到100以上，在无润滑或苛刻的滑动条件下保持很小的摩擦系数，并且将磨耗抑制在最小限度，可以提供高可靠性并且长使用寿命的制冷剂压缩机。另外，考虑生产量的情况下，因为肖氏硬度达到90以上时加工性下降，所以该轴承材的肖氏硬度在69～90之间，更理想的在80～90之间，可以提供具备耐磨耗性并且兼并具备生产性的制冷剂压缩机。

另外，铅及锑的含量应在0.5％以下，最理想的含量为零，但JIS规格材可以用于生产。

另外，根据本实施方式，在制冷剂压缩机的常定运转状态下，即使在润滑油丰富的状态下运转，也要将轴承材的气孔控制在很少的状态，也就是，含有石墨的碳质基材的气孔率的体积为0.05～2％，因为可以控制形成稳定的润滑油膜而发生的磨耗，从而得到长使用寿命的制冷剂压缩机。

另外，根据本实施方式，在用于旋转轴承4c及曲柄侧主轴承6c1的碳质基材的气孔中，在浸渗的合金中添加0.2％重量的V或Ti，可以提高与碳质基材的浸润性，气孔率变小，形成更稳定的润滑油膜，可以抑制磨耗，获得高可靠性的制冷剂压缩机。

另外，根据本实施方式，由于在旋转轴承4c及曲柄侧主轴承6c1的碳质基材中浸渗的金属及合金的融点达到900℃以上，在持续苛刻的滑动状态的情况下，即使温度升高，也可以保持润滑性及耐磨耗性，提高了制冷剂压缩机的可靠性。

IB族是Cu、Au，VIII族是Co、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt，从中选出Cu、Au、Co、Ni。并且，合金中含铜80～90％、锡5～11％及锌3％以下，含铅量在1.0％以下，更理想是在0.5％以下的合金。这些金属很难与碳形成化合物，具有高耐磨耗性和耐烧接性，并且容易浸渗。

因为在碳质基材内存在气孔，润滑油流入该气孔内。因为由此油膜消失，所以浸渗对环境及人体产生影响小的铜。只有铜的浸渗部质软，因为通过磨擦铜的部分容易焊接，添加合金化元素强化焊接并且防止磨耗。焊接消失，即使在边界润滑状态下也可以使摩擦系数变小，作为轴承用能获得高可靠性的制冷剂压缩机。

另外，根据本实施方式，由于在旋转轴承4c及曲柄侧主轴承6c1的碳质基材中浸渗的金属及合金的融点达到900℃以上，在持续苛刻的滑动状态的情况下，即使温度升高，也可以保持润滑性及耐磨耗性，提高了制冷剂压缩机的可靠性。

本发明有效适用于要求耐烧接性或耐磨耗性的空调机用压缩机、冷冻机用压缩机及热水机用压缩机。

Claims (12)

1.一种制冷剂压缩机，其在密闭容器内具备：

压缩机部，其压缩不含氯的制冷剂；

旋转轴，其驱动所述压缩机部；

轴承，其对所述旋转轴进行轴支承；

电动机，使所述旋转轴做旋转运动的，

所述旋转轴具有固定于所述电动机转子上的主轴部、和与所述压缩机部卡合的曲柄部，

对所述旋转轴进行轴支承的轴承具有轴支承所述主轴部的主轴承、和轴支承所述曲柄部的曲柄轴承，

所述制冷剂压缩机的特征在于，

所述主轴承由曲柄侧主轴承与邻接于该曲柄侧主轴承的电动机侧主轴承构成，

所述电动机侧主轴承以将板材卷曲而形成的卷合套构成。

2.如权利要求1所述的制冷剂压缩机，其特征在于，

所述压缩机部使在底板上竖立设置有涡旋状盖板的固定涡管和在底板上竖立设置有涡旋状盖板的旋转涡管与各自的盖板啮合而构成，

所述曲柄轴承设置于向所述旋转涡管的反盖板侧突出地设置的毂部内，

所述主轴承，比所述电动机更靠近压缩机部侧对所述旋转轴轴支承，

所述旋转轴具有将存留于所述密闭容器内的润滑油利用差压供给到所述曲柄轴承及所述主轴承的油通路。

3.如权利要求1所述的制冷剂压缩机，其特征在于，

所述卷合套是将具备有自润滑性的PTFE系树脂或有自润滑性的含有石墨或MoS₂等的聚酰亚胺系树脂的表面层的金属板，以将该表面层构成为内侧的方式，卷曲成形。

4.如权利要求3所述的制冷剂压缩机，其特征在于，

所述卷合套具有在烧结于所述金属板上的青铜的多孔质内浸渗具有自润滑性的PTFE系树脂或具有自润滑性的含有石墨或MoS2等的聚酰亚胺系树脂的表面层。

5.如权利要求3或权利要求4所述的制冷剂压缩机，其特征在于，

所述曲柄轴承及所述曲柄侧主轴承由使从除IB族、Fe以外的VIII族及Sn中选择的一种、或以这些金属为主的合金浸渗于含有20～50重量％石墨的碳质基材的气孔内的碳素轴承构成。

6.如权利要求3或权利要求4所述的制冷剂压缩机，其特征在于，

所述曲柄轴承及所述曲柄侧主轴承由使从除IB族、Fe以外的VIII族及Sn中选择的一种、或以这些金属为主的合金浸渗于含有石墨的碳质基材的气孔内，且肖氏硬度为65～120的碳素轴承构成。

7.如权利要求6所述的制冷剂压缩机，其特征在于，

所述曲柄轴承及所述曲柄侧主轴承由使从除IB族、Fe以外的VIII族及Sn中选择的一种、或以这些金属为主的合金浸渗于含有石墨的碳质基材的气孔内，且气孔率为0.05％～2体积％的碳素轴承构成。

8.如权利要求3或权利要求4所述的制冷剂压缩机，其特征在于，

所述曲柄轴承及所述曲柄侧主轴承由从除IB族、Fe以外的VIII族及Sn中选择的一种、或以这些金属为主，且含有0.2重量％以下的V及Ti的至少一种的合金浸渗于含有石墨的碳质基材的气孔内的碳素轴承构成。

9.如权利要求1所述制冷剂压缩机，其特征在于，

所述制冷剂是R410A、二氧化碳、丙烷中任意一种的制冷剂。

10.一种空调机，其特征在于，

使用权利要求1～9中任一项所述的制冷剂压缩机。

11.一种冷冻机，其特征在于，

使用权利要求1～9中任一项所述的制冷剂压缩机。

12.一种热水机，其特征在于，

使用权利要求1～9中任一项所述的制冷剂压缩机。

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