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JP2013057287A - Sliding member and compressor - Google Patents

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JP2013057287A
JP2013057287A JP2011195810A JP2011195810A JP2013057287A JP 2013057287 A JP2013057287 A JP 2013057287A JP 2011195810 A JP2011195810 A JP 2011195810A JP 2011195810 A JP2011195810 A JP 2011195810A JP 2013057287 A JP2013057287 A JP 2013057287A
Authority
JP
Japan
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piston
sliding
oil
sliding member
compressor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2011195810A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sukeki Yoshimi
祐基 吉見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2011195810A priority Critical patent/JP2013057287A/en
Publication of JP2013057287A publication Critical patent/JP2013057287A/en
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Abstract

【課題】摺動面に設けたV溝構造により、オイルの流れを制限し、すべり特性の優れた高信頼性の摺動部材と、高信頼性かつ高効率の圧縮機を提供する。
【解決手段】摺動部材であるピストン119の表面に、ピストン119の摺動方向に延出するV溝127を、所定の間隔で複数配列形成することにより、オイル103の乱流を防ぎ、流体摩擦の低減を図ることができた。その結果、摺動特性が向上し、耐摩耗性に優れた摺動構造が得られ、圧縮機の信頼性を高めることができる。
【選択図】図3
The present invention provides a highly reliable sliding member that restricts the flow of oil by a V-groove structure provided on a sliding surface and has excellent slip characteristics, and a highly reliable and highly efficient compressor.
A plurality of V grooves 127 extending in a sliding direction of a piston 119 are formed on the surface of a piston 119 that is a sliding member at a predetermined interval, thereby preventing turbulent flow of oil 103 and preventing fluid from flowing. Friction could be reduced. As a result, sliding characteristics are improved, a sliding structure having excellent wear resistance is obtained, and the reliability of the compressor can be increased.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、鉄鋼製品例えばピストン等の摺動面に、耐摩擦性および初期なじみ性の優れたV溝を設け、そのV溝構造にリン酸塩皮膜を形成した摺動部材と、冷蔵庫やエアーコンデンサー等に使用される圧縮機に関するものである。   The present invention provides a sliding member in which a V groove having excellent friction resistance and initial conformability is provided on a sliding surface of a steel product such as a piston, and a phosphate film is formed on the V groove structure, a refrigerator or an air The present invention relates to a compressor used for a condenser or the like.

近年、地球環境保護の観点から化石燃料の使用を減らすために、高効率の圧縮機の開発が進められている。   In recent years, high-efficiency compressors have been developed in order to reduce the use of fossil fuels from the viewpoint of protecting the global environment.

従来、圧縮機のピストン等の摺動面に、リン酸塩皮膜を形成することやショットピーニング加工で表面を梨地にし、摺動部材同士の初期なじみを良好にした摺動部材および圧縮機が知られている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, there have been known sliding members and compressors in which a phosphate film is formed on the sliding surface of a piston or the like of a compressor or the surface is satin-finished by shot peening to improve the initial familiarity between the sliding members. (For example, refer to Patent Document 1).

以下、図面を参照しながら上記従来の摺動部材および圧縮機を説明する。   The conventional sliding member and compressor will be described below with reference to the drawings.

図7は、特許文献1に記載された従来の圧縮機の縦断面図、図8は、特許文献1に記載された従来の摺動部材の要部断面図である。   FIG. 7 is a longitudinal cross-sectional view of a conventional compressor described in Patent Document 1, and FIG. 8 is a main-part cross-sectional view of a conventional sliding member described in Patent Document 1.

図7に示すように、密閉容器1は、底部にオイル2を貯留するとともに、固定子3および回転子4からなる電動要素5と、電動要素5によって駆動される往復式の圧縮要素6を収容している。   As shown in FIG. 7, the hermetic container 1 stores oil 2 at the bottom and houses an electric element 5 including a stator 3 and a rotor 4, and a reciprocating compression element 6 driven by the electric element 5. doing.

次に、圧縮要素6の詳細を以下に説明する。   Next, details of the compression element 6 will be described below.

クランクシャフト7は、回転子4を圧入固定した主軸部8および、主軸部8に対し偏心して形成された偏心軸9を備え、さらに給油ポンプ10を設けている。   The crankshaft 7 includes a main shaft portion 8 into which the rotor 4 is press-fitted and fixed, an eccentric shaft 9 formed eccentric to the main shaft portion 8, and an oil supply pump 10.

また、シリンダーブロック11は、略円筒形のボアー12からなる圧縮室13を形成するとともに、主軸部8を軸支する軸受部14を設けている。   Further, the cylinder block 11 forms a compression chamber 13 composed of a substantially cylindrical bore 12 and is provided with a bearing portion 14 that supports the main shaft portion 8.

ボアー12に遊嵌されたピストン15は、ピストンピン16を介して、偏心軸9との間を連結手段であるコンロッド17によって連結されている。   The piston 15 loosely fitted to the bore 12 is connected to the eccentric shaft 9 via a piston pin 16 by a connecting rod 17 as a connecting means.

ボアー12の端面は、バルブプレート18で封止されている。   The end face of the bore 12 is sealed with a valve plate 18.

また、ヘッド19は、高圧室(図示せず)と低圧室(図示せず)を形成し、バルブプレート18の反ボアー12側に固定される。   The head 19 forms a high pressure chamber (not shown) and a low pressure chamber (not shown) and is fixed to the valve plate 18 on the side opposite to the bore 12.

サクションチューブ20は、密閉容器1に固定されるとともに、冷凍サイクルの低圧側(図示せず)に接続され、冷媒ガスを密閉容器1内に導く。サクションマフラー21は、バルブプレート18とヘッド19に挟持されている。   The suction tube 20 is fixed to the sealed container 1 and connected to the low-pressure side (not shown) of the refrigeration cycle, and guides the refrigerant gas into the sealed container 1. The suction muffler 21 is sandwiched between the valve plate 18 and the head 19.

クランクシャフト7の主軸部8と軸受部14、ピストン15とボアー12、ピストンピン16とコンロッド17、クランクシャフト7の偏心軸9とコンロッド17とは、相互に摺動部を形成し、摺動部を構成する摺動部材は、どちらか一方の摺動部表面に多孔質結晶体のリン酸塩皮膜22を形成している。   The main shaft portion 8 and the bearing portion 14 of the crankshaft 7, the piston 15 and the bore 12, the piston pin 16 and the connecting rod 17, and the eccentric shaft 9 and the connecting rod 17 of the crankshaft 7 form a sliding portion. Is formed with a phosphate film 22 of porous crystal on the surface of one of the sliding portions.

図8では、摺動部の一例として、ピストン15とボアー12で形成される摺動部を示しており、ピストン15の摺動部表面に、多孔質のリン酸塩皮膜22を形成している。   In FIG. 8, as an example of the sliding portion, a sliding portion formed by the piston 15 and the bore 12 is shown, and a porous phosphate coating 22 is formed on the sliding portion surface of the piston 15. .

以上のように構成された圧縮機について、以下その動作を説明する。   The operation of the compressor configured as described above will be described below.

商用電源(図示せず)から供給される電力は電動要素5に供給され、電動要素5の回転子4を回転させる。回転子4は、クランクシャフト7を回転させ、偏心軸9の偏心運動が連結手段であるコンロッド17からピストンピン16を介してピストン15に伝達される。これにより、ピストン15はボアー12内を往復運動する。そして、サクションチューブ20を通じて密閉容器1内に導かれた冷媒ガスは、サクションマフラー21から吸入され、圧縮室13内で連続して圧縮される。   Electric power supplied from a commercial power source (not shown) is supplied to the electric element 5 to rotate the rotor 4 of the electric element 5. The rotor 4 rotates the crankshaft 7, and the eccentric motion of the eccentric shaft 9 is transmitted from the connecting rod 17, which is a connecting means, to the piston 15 via the piston pin 16. As a result, the piston 15 reciprocates in the bore 12. The refrigerant gas introduced into the sealed container 1 through the suction tube 20 is sucked from the suction muffler 21 and continuously compressed in the compression chamber 13.

オイル2は、クランクシャフト7の回転に伴い、給油ポンプ10から各摺動部に給油され、摺動部を潤滑するとともに、ピストン15とボアー12の摺動部においては、多孔質結晶体である酸化皮膜22によりオイルが保持され、シールの役割を果たす。   As the crankshaft 7 rotates, the oil 2 is supplied to each sliding portion from the oil pump 10 to lubricate the sliding portion, and the sliding portion between the piston 15 and the bore 12 is a porous crystal. Oil is held by the oxide film 22 and serves as a seal.

ここで、ピストン15とボアー12とは、漏れ損失を小さくするために、非常に狭いクリアランスで遊嵌されている。その結果、ピストン15とボアー12の形状、精度のばらつきによっては、部分的に相互接触を起こす部位が生じることもある。   Here, the piston 15 and the bore 12 are loosely fitted with a very narrow clearance in order to reduce leakage loss. As a result, depending on variations in the shape and accuracy of the piston 15 and the bore 12, there may be a portion that causes partial contact.

しかしながら、リン酸塩皮膜22をピストン15の摺動面に形成することで、ピストン15が上死点ならびに下死点において速度が零となった場合においても、ピストン15の表面に形成したリン酸塩皮膜22により、ボアー12との金属接触を防止することができる。   However, by forming the phosphate film 22 on the sliding surface of the piston 15, the phosphoric acid formed on the surface of the piston 15 even when the speed of the piston 15 becomes zero at the top dead center and the bottom dead center. The salt coating 22 can prevent metal contact with the bore 12.

国際公開第2007/126230号International Publication No. 2007/126230

しかしながら、上記従来の摺動部材をオイルの粘度が高い環境下で使用する場合は、リン酸塩皮膜の多孔質結晶体の形状を生かし、また、ショットピーニング加工にて梨地状にすることにより、オイルの保持性を得ることができたが、オイルの粘度による流体摩擦抵抗が大きいため、摺動損失が生じるという課題を有していた。   However, when using the conventional sliding member in an environment where the viscosity of the oil is high, by taking advantage of the shape of the porous crystalline body of the phosphate film, Although oil retention could be obtained, there was a problem that sliding loss occurred because of high fluid frictional resistance due to oil viscosity.

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、オイルの流れを制御することにより、摺動特性を向上させる摺動部材を提供し、信頼性の高い高効率の圧縮機を提供することを目的としている。   The present invention solves the above-described conventional problems, and provides a sliding member that improves sliding characteristics by controlling the flow of oil, and provides a highly reliable and highly efficient compressor. It is aimed.

上記従来の課題を解決するために、本発明は、摺動部材表面に、摺動方向へ延出するV溝を一定の間隔で配列形成したものである。   In order to solve the above-described conventional problems, the present invention is such that V-grooves extending in the sliding direction are arranged at regular intervals on the surface of the sliding member.

この構成により、オイルの流れを制御することができ、摺動損失を低減することができる。   With this configuration, the flow of oil can be controlled, and sliding loss can be reduced.

本発明は、摺動時におけるオイルの乱流を摺動方向に制御させることにより、流体抵抗を低減させることができる。また、摺動方向に対して垂直に交差溝を設けることにより、
V溝に沿って流れてきたオイルを、交差溝にて溜められたオイルの壁と衝突させ、その衝突により、高密度なオイルの膜を形成することができる。このオイル膜により、密閉空間を形成する摺動部の密閉性が向上するため、高摺動性の摺動部材および高信頼性かつ高効率の圧縮機を提供することができる。
The present invention can reduce fluid resistance by controlling the turbulent flow of oil during sliding in the sliding direction. In addition, by providing a crossing groove perpendicular to the sliding direction,
The oil flowing along the V-groove collides with the oil wall accumulated in the intersecting groove, and a high-density oil film can be formed by the collision. Since the oil film improves the sealing performance of the sliding portion forming the sealed space, a highly slidable sliding member and a highly reliable and highly efficient compressor can be provided.

本発明の実施の形態1における圧縮機の縦断面図The longitudinal cross-sectional view of the compressor in Embodiment 1 of this invention 図1におけるA部の拡大図Enlarged view of part A in FIG. 図2におけるB部の表面図Surface view of part B in FIG. 図3におけるC部の断面図Sectional view of part C in FIG. 同実施の形態1における摺動特性図Sliding characteristic diagram in the first embodiment 同実施の形態1におけるレシプロ型圧縮機の特性図Characteristic diagram of reciprocating compressor in the first embodiment 従来の圧縮機の縦断面図Vertical section of a conventional compressor 従来の摺動部材の要部断面図Cross section of the main part of a conventional sliding member

請求項1に記載の発明は、摺動部材の表面に、摺動方向に延出し、かつオイルが流れるV溝を、所定の間隔で複数配列させたものである。   In the first aspect of the present invention, a plurality of V-grooves extending in the sliding direction and through which oil flows are arranged on the surface of the sliding member at a predetermined interval.

かかることにより、摺動時におけるオイルの乱流を摺動方向に制御することができ、その結果、オイルの流体抵抗を低減し、すべり特性が優れた信頼性の高い摺動部材を形成することができる。   As a result, oil turbulence during sliding can be controlled in the sliding direction, and as a result, the fluid resistance of oil can be reduced, and a highly reliable sliding member with excellent sliding characteristics can be formed. Can do.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記摺動部材の表面に、前記V溝と交差する交差溝を設けたものである。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a crossing groove that intersects the V-groove is provided on the surface of the sliding member.

かかることによって、V溝に沿って流れてきたオイルを、この交差溝で溜めることができる。その結果、摺動面に介在するオイル膜の密度が確保でき、高密度なオイルの膜による密閉性に優れた摺動構成が得られる、信頼性の高い摺動部材を構成することができる。   As a result, the oil that has flowed along the V-groove can be accumulated in the intersecting groove. As a result, the density of the oil film interposed on the sliding surface can be ensured, and a highly reliable sliding member can be configured in which a sliding configuration excellent in sealing performance by the high density oil film can be obtained.

請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、前記摺動部材の表面に、リン酸塩皮膜を形成したものである。   The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein a phosphate film is formed on the surface of the sliding member.

かかる構成によれば、前記リン酸塩皮膜の多孔質結晶体によって金属接触を防ぎ、オイルの保持力を高め摺動部の摩耗を防止することができる。したがって、さらに信頼性の高い摺動部材を構成することができる。   According to such a configuration, metal contact can be prevented by the porous crystal body of the phosphate film, oil retention can be increased, and wear of the sliding portion can be prevented. Therefore, a more reliable sliding member can be configured.

請求項4に記載の発明は、密閉容器内に、オイルを貯留するとともに圧縮要素を収容し、前記圧縮要素を、主軸および偏心軸を備えたクランクシャフトと、前記主軸を回転自在に軸支する軸受部と、一方が前記クランクシャフトと一体に形成され、他方が前記軸受部と一体に形成されたスラスト部と、シリンダーを形成するシリンダーブロックと、前記シリンダー内を往復動するピストンと、前記ピストンに固定されたピストンピンと、前記偏心軸と前記ピストンを連携するコンロッドを備えたレシプロ型の圧縮要素とし、前記ピストンを、請求項1から3のいずれか一項に記載の摺動部材とする圧縮機である。   According to a fourth aspect of the present invention, oil is stored in a sealed container and a compression element is accommodated, and the compression element is rotatably supported by a crankshaft having a main shaft and an eccentric shaft, and the main shaft. A bearing portion; one formed integrally with the crankshaft; the other formed integrally with the bearing portion; a cylinder block forming a cylinder; a piston reciprocating in the cylinder; and the piston The compression which uses as a reciprocating type compression element provided with the connecting rod which cooperates the piston pin fixed to the said and the said eccentric shaft and the said piston, The said piston is used as the sliding member as described in any one of Claim 1 to 3 Machine.

かかることにより、前記V溝によってオイルを制御することで、オイルの流体抵抗を抑えることができる。また、摺動方向に対して交差する交差溝により溜められたオイルの壁とV溝に沿って流れてきたオイルとの衝突により高密度なオイルの膜を形成することができることから密閉性を向上することができる。さらに、リン酸塩皮膜による多孔質結晶体によって金属接触を防止し、オイルの保持力を高めることができるため、摺動特性や耐摩
耗性に優れた信頼性高い圧縮機を提供することができる。
Accordingly, the oil resistance can be suppressed by controlling the oil by the V groove. In addition, a high-density oil film can be formed by the collision between the oil wall accumulated by the intersecting groove intersecting the sliding direction and the oil flowing along the V-groove, thereby improving the sealing performance. can do. Furthermore, since the porous crystal body by the phosphate film can prevent metal contact and increase oil retention, it is possible to provide a highly reliable compressor with excellent sliding characteristics and wear resistance. .

請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の発明において、前記オイルを、粘度グレードVG10以下のオイルとしたものである。   The invention according to claim 5 is the invention according to claim 4, wherein the oil is an oil having a viscosity grade of VG10 or less.

かかることにより、低粘度オイルにおいても摺動部表面のV溝や交差溝、リン酸塩皮膜により、オイルの流体抵抗を抑え、オイルによる密閉性を高めることができ、また、金属接触を抑えた信頼性の高い圧縮機を提供することができる。   As a result, even in low-viscosity oil, the fluid resistance of the oil can be suppressed by the V groove, the cross groove, and the phosphate film on the surface of the sliding portion, and the sealing property by the oil can be improved, and the metal contact is also suppressed. A highly reliable compressor can be provided.

請求項6に記載の発明は、請求項4または5に記載の発明において、前記圧縮要素を駆動する電動要素を備え、前記電動要素を、少なくとも電動周波数以下の運転周波数を含む運転周波数でインバーター駆動するようにしたものである。   The invention according to claim 6 is the invention according to claim 4 or 5, further comprising an electric element that drives the compression element, and the electric element is driven by an inverter at an operation frequency including an operation frequency at least equal to or less than the electric frequency. It is what you do.

かかることにより、摺動部表面のリン酸塩皮膜によるオイルの保持力が高いことにより、駆動スピードが遅い場合においても流体潤滑状態を保つことができる。そのため、さらに耐摩耗性に優れ、かつ冷凍能力の高い圧縮機を提供することができる。   Accordingly, the fluid retaining state can be maintained even when the driving speed is slow due to the high oil holding force of the phosphate film on the surface of the sliding portion. Therefore, it is possible to provide a compressor having further excellent wear resistance and high refrigerating capacity.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における圧縮機の縦断面図、図2は、図1におけるA部の拡大図、図3は、図2におけるB部の表面図、図4は、図3におけるC部の断面図である。図5は、同実施の形態1における摺動特性図、図6は、レシプロ型圧縮機の特性図である。
(Embodiment 1)
1 is a longitudinal sectional view of a compressor according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of part A in FIG. 1, FIG. 3 is a surface view of part B in FIG. 2, and FIG. FIG. FIG. 5 is a sliding characteristic diagram according to the first embodiment, and FIG. 6 is a characteristic diagram of the reciprocating compressor.

図1から図4において、密閉容器101内には、R134aからなる冷媒ガス102を充填するとともに、底部にはVG10のエステル系からなるオイル103を貯留している。また、固定子104および回転子105からなる電動要素106と、これによって駆動される往復式の圧縮要素107を収容している。   In FIGS. 1 to 4, the sealed container 101 is filled with a refrigerant gas 102 made of R134a, and oil 103 made of an ester of VG10 is stored at the bottom. Moreover, the electric element 106 which consists of the stator 104 and the rotor 105, and the reciprocating compression element 107 driven by this are accommodated.

次に、圧縮要素107の詳細を説明する。   Next, details of the compression element 107 will be described.

クランクシャフト108は、回転子105を圧入固定した主軸109と、主軸109に対し偏心して形成された偏心軸110を具備し、下端にはオイル103に連通する給油ポンプ111を設けている。   The crankshaft 108 includes a main shaft 109 in which the rotor 105 is press-fitted and fixed, and an eccentric shaft 110 formed eccentric to the main shaft 109, and an oil supply pump 111 communicating with the oil 103 is provided at the lower end.

鋳鉄からなるシリンダーブロック112は、略円筒形のボアー113と主軸109を軸支する軸受部114とを形成している。   The cylinder block 112 made of cast iron forms a substantially cylindrical bore 113 and a bearing portion 114 that supports the main shaft 109.

また、回転子105にはフランジ面115が形成され、軸受部114の上端面は、スラスト部116になっている。フランジ面115と軸受部114のスラスト部116の間には、スラストワッシャ117が挿入されている。そして、フランジ面115、スラスト部116および、スラストワッシャ117でスラスト軸受部118を構成している。   Further, a flange surface 115 is formed on the rotor 105, and the upper end surface of the bearing portion 114 is a thrust portion 116. A thrust washer 117 is inserted between the flange surface 115 and the thrust portion 116 of the bearing portion 114. A thrust bearing portion 118 is configured by the flange surface 115, the thrust portion 116, and the thrust washer 117.

漏れ損失を小さくするために、ある一定量のクリアランスを保ってボアー113に遊嵌されたピストン119は、鋳鉄または鉄系の材料からなり、ボアー113とともに圧縮室120を形成し、ピストンピン121を介して連結手段であるコンロッド122によって偏心軸110と連結されている。ピストン119とボアー113は、例えば直径の差で5μm〜15μm程度のクリアランス寸法で遊嵌されている。   In order to reduce leakage loss, the piston 119 loosely fitted into the bore 113 while maintaining a certain amount of clearance is made of cast iron or an iron-based material, forms a compression chamber 120 together with the bore 113, and the piston pin 121 is The connecting shaft 122 is connected to the eccentric shaft 110 through a connecting means. The piston 119 and the bore 113 are loosely fitted with a clearance dimension of about 5 μm to 15 μm, for example, due to a difference in diameter.

ボアー113の端面は、バルブプレート123で封止されている。また、ヘッド124は、高圧室(図示せず)と低圧室(図示せず)を形成し、バルブプレート123の反ボアー113側に固定されている。サクションチューブ125は、密閉容器101に固定されるとともに、冷凍サイクルの低圧側(図示せず)に接続され、冷媒ガス102を密閉容器101内に導く。サクションマフラー126は、バルブプレート123とヘッド124に挟持されている。   The end surface of the bore 113 is sealed with a valve plate 123. The head 124 forms a high-pressure chamber (not shown) and a low-pressure chamber (not shown), and is fixed to the side opposite to the bore 113 of the valve plate 123. The suction tube 125 is fixed to the sealed container 101 and connected to the low pressure side (not shown) of the refrigeration cycle, and guides the refrigerant gas 102 into the sealed container 101. The suction muffler 126 is sandwiched between the valve plate 123 and the head 124.

ピストン119とボアー113、主軸109と軸受部114、スラスト部116とスラストワッシャ117、ピストンピン121とコンロッド112、偏心軸110とコンロッド122は、相互に摺動部を形成し、それぞれの摺動部材の少なくとも一方に、断面形状において、底面より開口面が広いV字状のV溝127を形成している。   The piston 119 and the bore 113, the main shaft 109 and the bearing portion 114, the thrust portion 116 and the thrust washer 117, the piston pin 121 and the connecting rod 112, the eccentric shaft 110 and the connecting rod 122 form a sliding portion, and each sliding member At least one of them is formed with a V-shaped V-shaped groove 127 having an opening surface wider than the bottom surface in the cross-sectional shape.

ここでは、摺動部材として、ピストン119を例にとって詳しく述べることにする。   Here, the piston 119 will be described in detail as an example of the sliding member.

ピストン119とボアー113が相互に形成する摺動部のうち、ピストン119の摺動面(表面)には、摺動部方向に延出するV溝127を一定間隔に配列させ、また、摺動方向に対してピストントップ部近くに、V溝127と交差する交差溝128を、ピストン119の外周を一周した環状に設け、さらに、多孔質結晶体であるリン酸塩皮膜129を形成している。   Among the sliding portions formed by the piston 119 and the bore 113, V-grooves 127 extending in the direction of the sliding portion are arranged at regular intervals on the sliding surface (front surface) of the piston 119. An intersection groove 128 intersecting with the V groove 127 is provided in the annular shape around the outer periphery of the piston 119 in the vicinity of the piston top portion with respect to the direction, and a phosphate film 129 that is a porous crystal is formed. .

本実施の形態1においては、開口面が0.3から0.7mmのV溝127を0.1から1.0mmの間隔で配列し、リン酸塩皮膜128の膜厚が0.5μm以上としたものである。   In the first embodiment, V grooves 127 having an opening surface of 0.3 to 0.7 mm are arranged at intervals of 0.1 to 1.0 mm, and the thickness of the phosphate film 128 is 0.5 μm or more. It is a thing.

上記構成のピストン119を組み混んだレシプロ型の圧縮機について、以下その動作を説明する。   The operation of the reciprocating compressor in which the piston 119 having the above configuration is mixed will be described below.

商用電源(図示せず)から供給される電力は、電動要素106に供給され、電動要素106の回転子105を回転させる。回転子105の回転に伴い、クランクシャフト108が回転し、偏心軸110が旋回運動する。偏心軸110の旋回運動は、連結手段であるコンロッド122によって往復運動に変換され、ピストンピン121を介してピストン119を駆動する。したがって、ピストン119は、ボアー113内を往復運動し、この動作に伴ってサクションチューブ125を通じ、密閉容器101内に導かれた冷媒ガス102は、サクションマフラー126から吸入され、圧縮室120内で圧縮される。   Electric power supplied from a commercial power source (not shown) is supplied to the electric element 106 to rotate the rotor 105 of the electric element 106. As the rotor 105 rotates, the crankshaft 108 rotates and the eccentric shaft 110 rotates. The turning motion of the eccentric shaft 110 is converted into a reciprocating motion by the connecting rod 122 which is a connecting means, and the piston 119 is driven via the piston pin 121. Therefore, the piston 119 reciprocates in the bore 113, and the refrigerant gas 102 introduced into the sealed container 101 through the suction tube 125 along with this operation is sucked from the suction muffler 126 and compressed in the compression chamber 120. Is done.

オイル103は、クランクシャフト108の回転に伴い、給油ポンプ111から各摺動部に給油され、摺動部を潤滑するとともに、ピストン119とボアー113の間においては、シールの役割を果たす。   As the crankshaft 108 rotates, the oil 103 is supplied to each sliding portion from the oil supply pump 111, lubricates the sliding portion, and plays a role of a seal between the piston 119 and the bore 113.

圧縮室120内で圧縮された冷媒ガス102は、ディスチャージチューブ(図示せず)を通って冷凍サイクル内(図示せず)に排出され、冷凍サイクル内を循環して、再びサクションチューブ125より密閉容器101内に導かれる。   The refrigerant gas 102 compressed in the compression chamber 120 passes through a discharge tube (not shown), is discharged into the refrigeration cycle (not shown), circulates in the refrigeration cycle, and is again sealed from the suction tube 125. 101 is led.

ピストン119がボアー113内で往復圧縮運動をする際、ピストン119とボアー113のクリアランスが非常に狭いため、ピストン119とボアー113の形状、精度のばらつきによっては、部分的に相互接触を起こす部位が生ずることもある。こういった場合においても、リン酸塩皮膜129による多孔質結晶体によりオイル103の保油力を高めることができる。その結果、ピストン119とボアー113の摺動部は、常に流体潤滑状態となり、摩耗しにくく、また、V溝127によりオイルの流動性が向上し、交差溝12
8が、V溝127に沿って流動してきたオイルを堰止めることにより、オイルの密度を向上し、高効率で高信頼性の圧縮機を提供することができる。
When the piston 119 reciprocates in the bore 113, the clearance between the piston 119 and the bore 113 is very narrow. Sometimes it happens. Even in such a case, the oil retention of the oil 103 can be increased by the porous crystal body formed by the phosphate film 129. As a result, the sliding portion between the piston 119 and the bore 113 is always in a fluid lubrication state and is not easily worn, and the fluidity of the oil is improved by the V groove 127, so that the cross groove 12
8 blocks the oil flowing along the V-groove 127, thereby improving the density of the oil and providing a highly efficient and highly reliable compressor.

以上の圧縮機としての効率の詳細については、後述する。   The details of the efficiency as the compressor will be described later.

次に、摺動部材表面にV溝127を一定の間隔に配列させた摺動部材についてV溝127の角度とピッチについて説明する。摺動部材表面において、摺動方向に高さが0.5mmで、ピッチが0.3から0.7mmのV溝127を、0.3mmの間隔で配列させた摺動部材の摺動特性について、R134aからなる冷媒とVG10のエステル系からなるオイルの共存下での鉄系試験片を、1.0m/sの速度で摺動させ、鋳鉄の板材を100Nで押し付けることによる流体摩擦試験にて評価を行った。V溝127の幅と摺動摩擦の関係を、図5を参照しながら説明する。   Next, the angle and pitch of the V-groove 127 will be described for the sliding member in which the V-groove 127 is arranged on the surface of the sliding member at a constant interval. The sliding characteristics of the sliding member in which V-grooves 127 having a height of 0.5 mm in the sliding direction and a pitch of 0.3 to 0.7 mm are arranged at intervals of 0.3 mm on the surface of the sliding member. In a fluid friction test by sliding an iron-based test piece in the presence of a refrigerant composed of R134a and an oil composed of an ester-based VG10 at a speed of 1.0 m / s and pressing a cast iron plate at 100 N Evaluation was performed. The relationship between the width of the V-groove 127 and sliding friction will be described with reference to FIG.

図5において、横軸にV溝127の幅を示し、縦軸に摺動摩擦係数を示している。この試験において、ピッチ幅が大きくなることにより摺動係数が良化していることが判る。   In FIG. 5, the horizontal axis represents the width of the V-groove 127, and the vertical axis represents the sliding friction coefficient. In this test, it can be seen that the sliding coefficient is improved by increasing the pitch width.

次に、本発明の実施の形態1におけるV溝127を一定間隔に形成した摺動部材(ピストン119)を組み込んだ圧縮機の特性について説明する。   Next, the characteristics of the compressor incorporating the sliding member (piston 119) in which the V-groove 127 is formed at regular intervals in the first embodiment of the present invention will be described.

本実施の形態1における摺動部材を用いた圧縮機と従来の圧縮機の特性比較を、図6に示す。   FIG. 6 shows a comparison of characteristics between the compressor using the sliding member in the first embodiment and the conventional compressor.

本実施の形態1におけるピストン119を圧縮機に組み込んでおり、ピストン119とボアー113のクリアランスは、従来の圧縮機と同一にしている。   The piston 119 in the first embodiment is incorporated in the compressor, and the clearance between the piston 119 and the bore 113 is the same as that of the conventional compressor.

図6より、本発明の実施の形態1における摺動材を用いた圧縮機の方が従来例の圧縮機に比べて平均値で効率が高いことが判る。   From FIG. 6, it can be seen that the compressor using the sliding material in the first embodiment of the present invention is higher in average efficiency than the conventional compressor.

レシプロ型の圧縮機においては、ピストン119が上死点ならびに下死点に位置したときには速度が零となり、論理的に油圧が発生せず油膜が形成されなくなるため、この上死点ならびに下死点において金属接触が生じることが多い。   In the reciprocating type compressor, when the piston 119 is located at the top dead center and the bottom dead center, the speed is zero, and no hydraulic pressure is generated and no oil film is formed. In many cases, metal contact occurs.

またピストン119が上死点付近にあるときは、ピストン119が圧縮された高圧冷媒によって大きな圧縮荷重を受け、この圧縮荷重はピストンピン121、コンロッド122を介してクランクシャフト108に伝わり、クランクシャフト108が反ピストン119方向へ傾斜する。クランクシャフト108が傾斜すると、ボアー113の中でピストン119が傾斜し、その結果、ピストン119がボアー113と接触し摩耗が生ずる。   When the piston 119 is near top dead center, the piston 119 receives a large compressive load by the compressed high-pressure refrigerant, and this compressive load is transmitted to the crankshaft 108 via the piston pin 121 and the connecting rod 122. Tilts in the direction of the anti-piston 119. When the crankshaft 108 is inclined, the piston 119 is inclined in the bore 113. As a result, the piston 119 comes into contact with the bore 113 and wear occurs.

しかしながら、本実施の形態1においては、リン酸塩皮膜127の多孔質膜により、オイル103の保持力を高めることができ、ピストン119とボアー113との接触や摩耗が、オイル103によって低減される。また、オイル103の流れ方向が摺動方向に制限され、ピストン119のトップ部近傍に形成された交差溝128とV溝127との作用により、ピストン119とボアー113との間に高密度なオイルの壁ができるため、すべり特性が優れ、高信頼性の圧縮機を提供することができる。   However, in the first embodiment, the holding power of the oil 103 can be increased by the porous film of the phosphate film 127, and the contact and wear between the piston 119 and the bore 113 are reduced by the oil 103. . Further, the flow direction of the oil 103 is limited to the sliding direction, and a high-density oil is provided between the piston 119 and the bore 113 by the action of the cross groove 128 and the V groove 127 formed near the top portion of the piston 119. Therefore, it is possible to provide a highly reliable compressor having excellent sliding characteristics.

なお、本実施の形態1においては、一定速度のレシプロ型の圧縮機について述べたが、インバーター化に伴って圧縮機の低速化が進む中、特に20Hzを切るような超低速運動においても流体潤滑を成立することができ、顕著な効果が得られる。   Although the reciprocating compressor having a constant speed has been described in the first embodiment, the fluid lubrication is performed even in an ultra-low speed motion of less than 20 Hz as the compressor speeds down along with the inverter. Can be established, and a remarkable effect can be obtained.

また、本実施の形態1においては、ピストン119の摺動部表面にV溝127を摺動方
向で、かつ一定の間隔に配列させ、リューブライト処理したものを例に詳しく述べたが、相互に摺動部を形成しているクランクシャフト108の主軸109と軸受部114、あるいは、回転子105のフランジ面115とスラストワッシャ117、さらに、軸受部114の上端面のスラスト部116とスラストワッシャ117、また、ピストンピン121とコンロッド122、さらに、偏心軸110とコンロッド122で形成されるそれぞれの摺動部においても、同様にV溝127と交差溝128を形成することができ、同様の作用効果が期待できるものである。
In the first embodiment, the V-groove 127 is arranged on the surface of the sliding portion of the piston 119 in the sliding direction and at a constant interval, and is described in detail as an example. The main shaft 109 and the bearing portion 114 of the crankshaft 108 forming the sliding portion, or the flange surface 115 and the thrust washer 117 of the rotor 105, and the thrust portion 116 and the thrust washer 117 on the upper end surface of the bearing portion 114, In addition, the V-groove 127 and the crossing groove 128 can be similarly formed in the sliding portions formed by the piston pin 121 and the connecting rod 122, and the eccentric shaft 110 and the connecting rod 122. It can be expected.

さらに、本実施の形態1においては、スラスト軸受部118を、フランジ面115とスラスト部116、及びスラストワッシャ117にて構成したものを例にして説明したが、クランクシャフト108の主軸109と偏心軸110との間のフランジ部131の反偏心軸110側に設けられたクランクシャフト108のスラスト面132と、軸受部114のスラスト部116でスラスト軸受部を構成し、ここにV溝127と交差溝128を形成した場合においても、同様の作用効果が期待できる。   Further, in the first embodiment, the thrust bearing portion 118 has been described as an example configured by the flange surface 115, the thrust portion 116, and the thrust washer 117. However, the main shaft 109 and the eccentric shaft of the crankshaft 108 are described. A thrust bearing portion is constituted by the thrust surface 132 of the crankshaft 108 provided on the side opposite to the eccentric shaft 110 of the flange portion 131 and the thrust portion 116 of the bearing portion 114, and the V groove 127 and the intersecting groove are formed here. Even when 128 is formed, the same effect can be expected.

なお、冷媒ガス102は、R600a、R290、及びこれらを含んだ混合冷媒、R134a、R152、R407C、R404A、R410であれば同等の効果が得られる。   If the refrigerant gas 102 is R600a, R290, and a mixed refrigerant including these, R134a, R152, R407C, R404A, R410, the same effect can be obtained.

以上のように、本発明は、高い信頼性を持った摺動部材とすることが可能であり、その摺動部材を組み込んだ高信頼性かつ高効率の圧縮機を提供することができる。   As described above, the present invention can provide a sliding member having high reliability, and can provide a highly reliable and highly efficient compressor incorporating the sliding member.

101 密閉容器
103 オイル
107 圧縮要素
108 クランクシャフト
109 主軸
110 偏心軸
112 シリンダーブロック
114 軸受部
116 スラスト部
119 ピストン
121 ピストンピン
122 コンロッド
127 V溝
128 交差溝
129 リン酸皮膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Airtight container 103 Oil 107 Compression element 108 Crankshaft 109 Main shaft 110 Eccentric shaft 112 Cylinder block 114 Bearing part 116 Thrust part 119 Piston 121 Piston pin 122 Connecting rod 127 V groove 128 Cross groove 129 Phosphate film

Claims (6)

摺動部材の表面に、摺動方向に延出し、かつオイルが流れるV溝を、所定の間隔で複数配列させた摺動部材。 A sliding member in which a plurality of V-grooves extending in the sliding direction and through which oil flows are arranged on the surface of the sliding member at a predetermined interval. 前記摺動部材の表面に、前記V溝と交差する交差溝を設けた請求項1に記載の摺動部材。 The sliding member according to claim 1, wherein a crossing groove that intersects with the V-groove is provided on a surface of the sliding member. 前記摺動部材の表面に、リン酸塩皮膜を形成した請求項1または2に記載の摺動部材。 The sliding member according to claim 1, wherein a phosphate film is formed on a surface of the sliding member. 密閉容器内に、オイルを貯留するとともに圧縮要素を収容し、前記圧縮要素を、主軸および偏心軸を備えたクランクシャフトと、前記主軸を回転自在に軸支する軸受部と、一方が前記クランクシャフトと一体に形成され、他方が前記軸受部と一体に形成されたスラスト部と、シリンダーを形成するシリンダーブロックと、前記シリンダー内を往復動するピストンと、前記ピストンに固定されたピストンピンと、前記偏心軸と前記ピストンを連携するコンロッドを備えたレシプロ型の圧縮要素とし、前記ピストンを、請求項1から3のいずれか一項に記載の摺動部材とした圧縮機。 Oil is stored in a sealed container and a compression element is accommodated, and the compression element includes a crankshaft having a main shaft and an eccentric shaft, and a bearing portion that rotatably supports the main shaft, one of which is the crankshaft A thrust portion formed integrally with the bearing portion, a cylinder block forming a cylinder, a piston reciprocating in the cylinder, a piston pin fixed to the piston, and the eccentricity The compressor which made it the reciprocating type compression element provided with the connecting rod which cooperates a shaft and the said piston, and used the said piston as the sliding member as described in any one of Claim 1 to 3. 前記オイルを、粘度グレードVG10以下のオイルとした請求項4に記載の圧縮機。 The compressor according to claim 4, wherein the oil is an oil having a viscosity grade of VG10 or less. 前記圧縮要素を駆動する電動要素を備え、前記電動要素を、少なくとも電動周波数以下の運転周波数を含む運転周波数でインバーター駆動するようにした請求項4または5に記載の圧縮機。 6. The compressor according to claim 4, further comprising an electric element that drives the compression element, wherein the electric element is driven by an inverter at an operation frequency that includes at least an operation frequency equal to or lower than the electric frequency.
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