JPH09222082A

JPH09222082A - 圧縮機

Info

Publication number: JPH09222082A
Application number: JP5679796A
Authority: JP
Inventors: Takanori Ishida; 貴規石田
Original assignee: Matsushita Refrigeration Co
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-02-19
Filing date: 1996-02-19
Publication date: 1997-08-26

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、冷凍冷蔵装置や空調機等に用いら
れる圧縮機に関するものであり、被圧縮ガスとして１，
１，２テトラフルオロエタンを使用した圧縮機に対し
て、摺動材料の適正化および油膜の形成され易い構成を
図り、圧縮機の摺動損失を低減させると共に、圧縮機の
耐久性を向上させることを課題とする。【解決手段】圧縮機１を構成する要素において、アル
ミニウム合金で形成したベアリング１４上端面に三角形
状とした放射状溝からなる油溝を複数本取り付けると共
に、ロータ３とベアリング１４の間に表面にポリ四ふっ
化エチレンの微粒子を１０〜３５体積％配合したニッケ
ルリン複合メッキを形成したスラスト受け１５を取り付
けることにより、スラスト受けとベアリングの摺動面に
おける潤滑，摩耗特性を改善し、圧縮機の効率，耐久性
を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍冷蔵装置や空
調機等に用いられる圧縮機の技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、冷凍冷蔵装置や空調機の圧縮機に
は、オゾン層の破壊等の環境問題のために、従来使用し
てきた分子内に塩素を含む冷媒ジフルオロジクロロメタ
ン（以下、ＣＦＣ−１２と称する）やジフルオロクロロ
メタン（以下、ＨＣＦＣ−２２と称する）等にかわっ
て、分子内に塩素を含まない冷媒１，１，２テトラフル
オロエタン（以下、ＨＦＣ−１３４ａと称する）が封入
されている。ところが、分子内に塩素を含まない前記冷
媒は潤滑性能が悪いために、従来の冷媒の場合では摩耗
が発生しなかった摺動部において、摩耗が発生し、摺動
損失の増加，圧縮機の耐久性の低下を引き起こす。従っ
て、圧縮機の摺動材料の特性の向上，部品構成等の見直
しをする必要がある。

【０００３】以下、図面を参照しながら従来の圧縮機の
一例を説明する。図１３，１４，１５において、１は圧
縮機である。２はシャフト、３はロータ、４はステータ
であり、ロータ３とステータ４は一対で電動モータを構
成する。また５はコンロッド、６はシリンダ、７はピス
トン、８はピストンピンである。ロータ３とステータ４
により構成されるモータにより、ロータ３に圧入された
シャフト２がベアリング９に沿って回転する。この時、
シャフト２の偏心部に取り付けられたコンロッド５およ
び、コンロッド５の他端に取り付けられ、かつピストン
７に固定されたピストンピン８を介して、シャフト２の
回転運動が伝達されピストン７がシリンダ６内を往復運
動する。そして、ピストン７とシリンダ６により形成さ
れる空間１０内において、冷媒ガスが吸入，圧縮され
る。１１はロータ３とベアリング９との間にあるスラス
ト受けである。圧縮機下部の潤滑油１２が、シャフト下
部に取り付けられた給油管１３によって汲み上げられた
後、シャフト２に施された螺旋状の給油溝によって、さ
らに圧縮機上部に汲み上げられ、各摺動部に給油され
る。

【０００４】ここで、ロータ３とステータ４の重さが１
２００〜１５００ｇあり、従来ではロータ３とステータ
４の自重によりロータ３とベアリング９が直接摺動し、
スラスト摩耗が発生するのを防止するために、例えばロ
ータ３とベアリング９の間に中空円板状のスラスト受け
１１がシャフト２に圧入されている。また、このスラス
ト受け１１には、ベアリング９の材料であるアルミ系合
金材料と耐摩耗性的に相性の良い鉄系材料である工具鋼
（ＪＩＳ：ＳＫ５Ｍ）が用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、圧縮機の冷媒として潤滑性能の高いＣ
ＦＣ−１２やＨＣＦＣ−２２を封入していることを前提
に考えられている。一般に、スラスト受けとベアリング
の接触部は、圧縮機内の構成要素の摺動部の中において
最も給油管から離れており、またスラスト受けとベアリ
ングは面接触での摺動になるために、ベアリング上端に
到達した潤滑油が摺動部に入り込みにくいので、給油状
態が他の摺動部に比べてあまり良くないと言える。さら
に、他の摺動部で発生した微小な摩耗粉等のゴミが潤滑
油と共にベアリング上端まで汲み上げられる結果、ベア
リングとスラスト受けの摺動部に潤滑油と共にゴミが入
り込むと、アブレシブ摩耗や焼付き等の原因になる。

【０００６】ここで、上記のような構成でも、ＣＦＣ−
１２やＨＣＦＣ−２２を冷媒として用いた圧縮機におい
て摩耗が発生しなかった要因は、潤滑油以外に冷媒とし
て封入されているＣＦＣ−１２やＨＣＦＣ−２２そのも
のが高い潤滑性能を有していたからである。

【０００７】分子内に塩素を含まず潤滑性能の劣る冷媒
ＨＦＣ−１３４ａを封入した圧縮機の場合には、特に給
油条件の比較的良くないスラスト受けとベアリングの接
触部において、摺動損失が増加するために、圧縮効率が
悪化する。また、金属接触を起こし易いので凝着摩耗が
発生すると、圧縮機の十分な耐久性が得られない。

【０００８】そこで、上記の塩素を含まない冷媒に対し
て新たに摺動材料の適正化等を至急図る必要がある。

【０００９】本発明は上記課題に鑑み、冷媒ＨＦＣ−１
３４ａを使用する圧縮機に対して、摺動材料の適正化お
よび油膜が形成され易い構成を図り、圧縮機の摺動損失
を低減させると共に、圧縮機の耐久性を向上させること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の圧縮機は、被圧縮ガスを冷媒ＨＦＣ−１３４
ａとし、ベアリング上端面に放射状溝からなる油溝を複
数本取り付けると共に、ロータとベアリングの間に、ニ
ッケルを主成分とするマトリックス合金にポリ四ふっ化
エチレンを１０〜３５体積％配合したメッキを表面に施
したスラスト受けを取り付けたものである。この発明に
よれば、ロータとベアリング、例えばロータとステータ
の自重を支えるスラスト受けとベアリングの摺動損失を
低減させ、かつ摩耗を防止し、その結果圧縮機の高効率
および耐久性の向上が実現できる。

【００１１】また、上記課題を解決するために本発明の
圧縮機は、被圧縮ガスを冷媒ＨＦＣ−１３４ａとし、ベ
アリング上端面に放射状溝からなる油溝を複数本取り付
けると共に、前記ロータとベアリングの間に、表面にア
ンモニアガス中の水分含有量が３〜１０％であるガス窒
化処理と水蒸気処理を同時に施して、窒素と酸素を含有
する固溶層とその上に酸化皮膜層を形成したスラスト受
けを取り付けたものである。この発明によれば、ロータ
とベアリング、例えばロータとステータの自重を支える
スラスト受けとベアリングの摺動損失を低減させ、かつ
摩耗を防止し、その結果圧縮機の高効率および耐久性の
向上が実現できる。

【００１２】また、上記課題を解決するために本発明の
圧縮機は、被圧縮ガスを冷媒ＨＦＣ−１３４ａとし、ベ
アリング上端面に放射状溝からなる油溝を複数本取り付
けると共に、前記ロータとベアリングの間に、表面に塩
浴窒化処理と水蒸気処理を施して、窒化処理層とその上
に酸化皮膜層を形成したスラスト受けを取り付けたもの
である。この発明によれば、ロータとベアリング、例え
ばロータとステータの自重を支えるスラスト受けとベア
リングの摺動損失を低減させ、かつ摩耗を防止し、その
結果圧縮機の高効率および耐久性の向上が実現できる。

【００１３】また、上記課題を解決するために本発明の
圧縮機は、被圧縮ガスを冷媒ＨＦＣ−１３４ａとし、ベ
アリング上端面に放射状溝からなる油溝を複数本取り付
けると共に、前記ロータとベアリングの間に、表面に硫
黄化合物を加えた塩浴窒化処理を施して、窒化処理層と
その上に硫化皮膜層を形成したスラスト受けを取り付け
たものである。この発明によれば、ロータとベアリン
グ、例えばロータとステータの自重を支えるスラスト受
けとベアリングの摺動損失を低減させ、かつ摩耗を防止
し、その結果圧縮機の高効率および耐久性の向上が実現
できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明は、ベアリング上端面に放
射状溝からなる油溝を取り付けると共に、ロータとベア
リングの間に、特定な強化処理を施したスラスト受けを
設けてベアリングの摺動損失を低減させ、かつ摩耗を防
止し、その結果圧縮機の高効率および耐久性の向上が実
現するものである。

【００１５】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明の実施例１について図面を参
照しながら説明する。

【００１６】図１において、従来例と同じ構成部品につ
いては、図１３と同じ符号を付し詳細な説明は省略す
る。１は圧縮機である。２はシャフト、３はロータ、４
はステータであり、ロータ３とステータ４は一対で電動
モータを形成する。ここで、ロータ３とベアリング１４
の間にスラスト受け１５を設けている。また５はコンロ
ッド、６はシリンダ、７はピストン、８はピストンピン
である。ロータ３とステータ４により形成されるモータ
により、ロータ３に圧入されたシャフト２がベアリング
１４に沿って回転する。この時、シャフト２の偏心部に
取り付けられたコンロッド５および、コンロッド５の他
端に取り付けられ、かつピストン７に固定されたピスト
ンピン８を介して、シャフト２の回転運動が伝達されピ
ストン７がシリンダ６内を往復運動する。そして、ピス
トン７とシリンダ６により形成される空間１０内におい
て、冷媒ガスが吸入，圧縮される。圧縮機下部の潤滑油
１２が、シャフト下部に取り付けられた給油管１３によ
って汲み上げられた後、シャフト２に施された螺旋状の
給油溝によって、さらに圧縮機上部に汲み上げられ、各
摺動部に給油される。

【００１７】ここで、図２に本実施例１のベアリング１
４の上端、すなわちスラスト受け１５との摺動部分の上
視図を示す。ベアリング１４はアルミニウム合金で加工
した後、図２に示すように、例えば三角形状とした放射
状溝からなる油溝１４ａを複数本形成する。

【００１８】また、図３に本実施例１のスラスト受け１
５の側面から見た図の一部分の説明図を示す。スラスト
受け１５は母材１５ａを工具鋼（ＪＩＳ：ＳＫ５Ｍ）と
して加工後、潤滑性に優れた平均粒径１μｍ程度のポリ
四ふっ化エチレンの微粒子１５ｂを分散させたニッケル
系合金メッキ浴を施し、約３００℃にてエージング処理
を行った。このニッケルリン複合メッキ層１５ｃは硬度
ＨＶ４００〜６００で厚さ１０μｍ程度あり、ポリ四ふ
っ化エチレンを２０〜２５体積％含有している。

【００１９】それらの結果、少量であっても潤滑油１２
をシャフト２の回転により、ベアリング１４に形成され
た三角形状とした放射状溝からなる油溝１４ａに誘い込
むので、従来に比べて摺動面に油膜が形成され易くな
る。そして、このようにベアリング１４に油溝１４ａを
設けることにより、スラスト受け１５の面との摺動特性
を改善することができると共に、他摺動部の微小な摩耗
粉を油溝１４ａから逃がすことができ、摺動面への微小
な摩耗粉の噛み込みを防止することもできる。

【００２０】一方、スラスト受け１５の表面に分散して
いるポリ四ふっ化エチレンの微粒子１５ｂが自己潤滑性
を有しており、摺動に伴ってポリ四ふっ化エチレンの微
粒子１５ｂが接触面全体に広がるために、ベアリング１
４とスラスト受け１５の摺動部に耐摩耗性に十分な油膜
が形成されなくても、ベアリング１４とスラスト受け１
５の接触面における金属接触による凝着摩耗を未然に防
止することができる。

【００２１】従って、油膜が形成され易くするためにベ
アリング１４に設けられた油溝１４ａと自己潤滑性を有
するニッケルリン複合メッキを表面に形成したスラスト
受け１５の二重の摩耗防止策を施すことによる相乗効果
によって、潤滑性能の劣るＨＦＣ−１３４ａ下において
もベアリング１４とスラスト受け１５の摺動部の摩耗が
低減でき、その結果、摩擦係数も小さく押さえることが
できる。

【００２２】以上のように本実施例１においては、被圧
縮ガスをＨＦＣ−１３４ａを使用し、圧縮機のベアリン
グ上端面に、例えば三角形状とした放射状溝からなる油
溝１４ａを数本取り付けると共に、ロータとベアリング
の間に、ニッケルを主成分とするマトリックス合金にポ
リ四ふっ化エチレンを２０〜２５体積％配合したニッケ
ルリン複合メッキを施したスラスト受け１５を取り付け
ることによって、ベアリング１４とスラスト受け１５の
接触部における異常摩耗を防止することができ、圧縮機
の耐久性および圧縮効率を向上させることができる。

【００２３】なお本実施例１によれば、スラスト受け１
５の表面にポリ四ふっ化エチレンの微粒子１５ｂを２０
〜２５体積％分散させたニッケルリン複合メッキ層１５
ｃを形成させたが、ポリ四ふっ化エチレンの微粒子１５
ｂを１０〜３５体積％分散させても同様の効果が得られ
る。ポリ四ふっ化エチレンの微粒子１５ｂが１０体積％
より少ない場合は、十分な自己潤滑性が得られない。一
方、ポリ四ふっ化エチレンの微粒子１５ｂが３５体積％
より多い場合は、メッキ層の均一性や面粗度が悪化す
る。

【００２４】なお本実施例１によれば、ポリ四ふっ化エ
チレンを配合したのはニッケルリンメッキであるが、ニ
ッケルメッキ，クロムメッキとしても同様の効果が得ら
れる。

【００２５】また本実施例１では、ベアリング１４をア
ルミニウム合金で加工した後、三角形状とした放射状溝
からなる油溝１４ａを形成したが、ベアリング１４の上
端部に三角形状とした放射状溝からなる油溝１４ａがで
きるような鋳型を作成した後、アルミニウム合金を鋳込
んで作成しても良い。

【００２６】また本実施例１では、ベアリング上端面に
放射状溝からなる油溝１４ａを複数本形成したが、渦巻
き状または螺旋状の給油溝を複数本形成しても同等の効
果が得られる。

【００２７】本発明の請求項２に記載の発明は、ベアリ
ング上端面に放射状溝からなる油溝を複数本取り付ける
と共に、前記ロータとベアリングの間に、表面にアンモ
ニアガス中の水分含有量が３ないし１０％であるガス窒
化処理と水蒸気処理を同時に施して、窒素と酸素を含有
する固溶層とその上に酸化皮膜層を形成したスラスト受
けを取り付けたものであって、これによって、ロータと
ベアリングの自重を支えるスラスト受けとベアリングの
摺動損失を低減させ、かつ摩耗を防止し、その結果圧縮
機の高効率および耐久性の向上が実現できる。

【００２８】（実施例２）以下、本発明の実施例２につ
いて図面を参照しながら説明する。

【００２９】図４において、従来例と同じ構成部品につ
いては、図１３と同じ符号を付し詳細な説明は省略す
る。１は圧縮機である。２はシャフト、３はロータ、４
はステータであり、ロータ３とステータ４は一対で電動
モータを形成する。ここで、ロータ３とベアリング１６
の間にスラスト受け１７を設けている。また５はコンロ
ッド、６はシリンダ、７はピストン、８はピストンピン
である。ロータ３とステータ４により形成されるモータ
により、ロータ３に圧入されたシャフト２がベアリング
１６に沿って回転する。この時、シャフト２の偏心部に
取り付けられたコンロッド５および、コンロッド５の他
端に取り付けられ、かつピストン７に固定されたピスト
ンピン８を介して、シャフト２の回転運動が伝達されピ
ストン７がシリンダ６内を往復運動する。そして、ピス
トン７とシリンダ６により形成される空間１０内におい
て、冷媒ガスが吸入，圧縮される。圧縮機下部の潤滑油
１２が、シャフト下部に取り付けられた給油管１３によ
って汲み上げられた後、シャフト２に施された螺旋状の
給油溝によって、さらに圧縮機上部に汲み上げられ、各
摺動部に給油される。

【００３０】ここで、図５に本実施例２のベアリング１
６の上端、すなわちスラスト受け１７との摺動部分の上
視図を示す。ベアリング１６はアルミニウム合金で加工
した後、図５に示すように、例えば三角形状とした放射
状溝からなる油溝１６ａを複数本形成する。

【００３１】また、図６に本実施例２のスラスト受け１
７の側面から見た図の一部分の説明図を示す。スラスト
受け１７は母材１７ａを工具鋼（ＪＩＳ：ＳＫ５Ｍ）と
して加工後、アンモニア中の水分含有量を５％，処理温
度５００〜５２０℃としたガス窒化処理法と水蒸気処理
法を同時に行い、全膜厚が２０〜３０μｍ以上からなる
窒素と酸素を含有する固溶層１７ｂとその上に酸化皮膜
層１７ｃを形成させたものである。なお、最外層である
酸化皮膜層１７ｃは多孔質であり、主として純粋なマグ
ネタイトにより形成されている。

【００３２】それらの結果、少量であっても潤滑油１２
をシャフト２の回転により、ベアリング１６に形成され
た三角形状とした放射状溝からなる油溝１６ａに誘い込
むので、従来に比べて摺動面に油膜が形成され易くな
る。そして、このようにベアリング１６に油溝１６ａを
設けることにより、スラスト受け１７の面との摺動特性
を改善することができると共に、他摺動部の微小な摩耗
粉を油溝１６ａから逃がすことができ、摺動面への微小
な摩耗粉の噛み込みを防止することもできる。また、ス
ラスト受け１７の表面に形成された酸化鉄皮膜層（酸化
皮膜層１７ｃ）は多孔質であり、わずかでも潤滑油が供
給されれば、酸化皮膜層１７ｃに潤滑油が浸透し、摺動
面に油膜の形成がさらに容易になる。

【００３３】ここで、ベアリングとスラスト受けの摺動
面に十分な油膜が形成されなかった場合、スラスト受け
の表面にガス窒化処理層のみを形成しただけでは、スラ
スト受けの材料の硬度がＨＶ１０００〜１２００と高く
なるためスラスト受け自体の耐摩耗性を向上するが、逆
にベアリング材に対する攻撃性が増し、凝着摩耗を引き
起こしてしまうものと考えられる。従って、スラスト受
け自体の耐摩耗性を向上するだけでは、圧縮機の十分な
耐久性を向上させることはできない。

【００３４】しかし、本発明におけるスラスト受け１７
の表面に形成された酸化皮膜層１７ｃの滑り特性により
摺動部の摩擦係数の低減が可能である。酸化皮膜層１７
ｃは相手材である金属，合金に対して優れた非凝着性を
有する。また、スラスト受け１７自体の硬度がＨＶ１０
００〜１２００となり、耐摩耗性も向上することから、
結果として、ベアリング１６とスラスト受け１７の摺動
部における金属接触による凝着摩耗を未然に防ぐことが
できる。

【００３５】従って、油膜が形成され易くするためにベ
アリング１６に設けられた油溝１６ａと、滑り特性，非
凝着性を有するガス窒化処理と水蒸気処理を表面に施し
たスラスト受け１７の二重の摩耗防止策を施すことによ
る相乗効果によって、潤滑性能の劣るＨＦＣ−１３４ａ
下においてもベアリング１６とスラスト受け１７の摺動
部の摺動損失が低減でき、かつ異常摩耗を防止すること
ができる。

【００３６】以上のように本実施例２においては、被圧
縮ガスをＨＦＣ−１３４ａを使用し、圧縮機のベアリン
グ上端面に、例えば三角形状とした放射状溝からなる油
溝１６ａを数本取り付けると共に、ロータとベアリング
の間に、母材１７ａである工具鋼（ＪＩＳ：ＳＫ５Ｍ）
の表面にガス窒化処理と水蒸気処理による全膜厚が２０
〜３０μｍ以上からなる窒素と酸素を含有する固溶層１
７ｂとその上に酸化皮膜層１７ｃを形成させたスラスト
受け１７を取り付けることによって、ベアリング１６と
スラスト受け１７の接触部における異常摩耗を防止する
ことができ、圧縮機の圧縮効率および耐久性を向上させ
ることができる。

【００３７】なお、実施例２におけるガス窒化処理と水
蒸気処理には、アンモニアガス雰囲気中の水分含有量を
５％としたが、３〜１０％としても全膜厚が２０〜３０
μｍに形成され、同様の効果が得られる。水分含有量を
３％未満とした場合および１０％以上とした場合では、
どちらも固溶層の厚さが小さくなり十分な耐摩耗性が得
られない。

【００３８】なお実施例２では、ベアリング１６をアル
ミニウム合金で加工した後、三角形状とした放射状溝か
らなる油溝１６ａを形成したが、ベアリング１６の上端
部に三角形状とした放射状溝からなる油溝１６ａができ
るような鋳型を作成した後、アルミニウム合金を鋳込ん
で作成しても良い。

【００３９】また本実施例２では、ベアリング上端面に
放射状溝からなる油溝１６ａを複数本形成したが、渦巻
き状または螺旋状の給油溝を複数本形成しても同等の効
果が得られる。

【００４０】本発明の請求項４に記載の発明は、ベアリ
ング上端面に、例えば三角形状した放射状溝からなる油
溝を複数本取り付けると共に、前記ロータとベアリング
の間に、表面に塩浴窒化処理と水蒸気処理を施して、窒
化処理層とその上に酸化皮膜層を形成したスラスト受け
を取り付けたものであって、これによって、ロータとス
テータの自重を支えるスラスト受けとベアリングの摺動
損失を低減させ、かつ摩耗を防止し、その結果圧縮機の
高効率および耐久性の向上が実現できる。

【００４１】（実施例３）以下、本発明の実施例３につ
いて図面を参照しながら説明する。

【００４２】図７において、従来例と同じ構成部品につ
いては、図１３と同じ符号を付し詳細な説明は省略す
る。１は圧縮機である。２はシャフト、３はロータ、４
はステータであり、ロータ３とステータ４は一対で電動
モータを形成する。ここで、ロータ３とベアリング１８
の間にスラスト受け１９を設けている。また５はコンロ
ッド、６はシリンダ、７はピストン、８はピストンピン
である。ロータ３とステータ４により形成されるモータ
により、ロータ３に圧入されたシャフト２がベアリング
１８に沿って回転する。この時、シャフト２の偏心部に
取り付けられたコンロッド５および、コンロッド５の他
端に取り付けられ、かつピストン７に固定されたピスト
ンピン８を介して、シャフト２の回転運動が伝達されピ
ストン７がシリンダ６内を往復運動する。そして、ピス
トン７とシリンダ６により形成される空間１０内におい
て、冷媒ガスが吸入，圧縮される。圧縮機下部の潤滑油
１２が、シャフト下部に取り付けられた給油管１３によ
って汲み上げられた後、シャフト２に施された螺旋状の
給油溝によって、さらに圧縮機上部に汲み上げられ、各
摺動部に給油される。

【００４３】ここで、図８に本実施例３のベアリング１
８の上端、すなわちスラスト受け１９との摺動部分の上
視図を示す。ベアリング１８はアルミニウム合金で加工
した後、図８に示すように、例えば三角形状とした放射
状溝からなる油溝１８ａを複数本形成する。

【００４４】また、図９に本実施例３のスラスト受け１
９の側面から見た図の一部分の説明図を示す。スラスト
受け１９は母材１９ａを工具鋼（ＪＩＳ：ＳＫ５Ｍ）と
して加工後、処理温度５００〜６００℃，処理時間１．
５〜２時間とした塩浴窒化処理法と水蒸気処理法を行
い、全膜厚が２０〜３０μｍ以上からなる窒化処理層１
９ｂとその上に酸化皮膜層１９ｃを形成させたものであ
る。なお、最外層である酸化皮膜層１９ｃは多孔質であ
り、主として純粋なマグネタイトにより形成されてい
る。

【００４５】それらの結果、たとえ少量であっても潤滑
油１２をシャフト２の回転により、ベアリング１８に形
成された三角形状とした放射状溝からなる油溝１８ａに
誘い込むので、従来に比べて摺動面に油膜が形成され易
くなる。そして、このようにベアリング１８に油溝１８
ａを設けることにより、スラスト受け１９の面との摺動
特性を改善することができると共に、他摺動部の微小な
摩耗粉を油溝１８ａから逃がすことができ、摺動面への
微小な摩耗粉の噛み込みを防止することもできる。ま
た、スラスト受け１９の表面に形成された酸化鉄皮膜層
（酸化皮膜層１９ｃ）は多孔質であり、わずかでも潤滑
油が供給されれば、酸化皮膜層１９ｃに潤滑油が浸透
し、摺動面に油膜の形成がさらに容易になる。

【００４６】ここで、ベアリングとスラスト受けの摺動
面に十分な油膜が形成されなかった場合、スラスト受け
の表面に塩浴窒化処理層のみを形成しただけでは、スラ
スト受けの材料の硬度がＨＶ７００〜８００と高くなる
ためスラスト受け自体の耐摩耗性は向上するが、逆にベ
アリング材に対する攻撃性が増し、凝着摩耗を引き起こ
してしまうものと考えられる。従って、スラスト受け自
体の耐摩耗性は向上するだけでは、圧縮機の十分な耐久
性を向上させることはできない。

【００４７】しかし、本発明におけるスラスト受け１９
の表面に形成された酸化皮膜層１９ｃの滑り特性により
摺動部の摩擦係数の低減が可能である。酸化皮膜層１９
ｃは相手材である金属，合金に対して優れた非凝着性を
有する。また、スラスト受け１９自体の硬度がＨＶ７０
０〜８００となり、耐摩耗性も向上することから、結果
として、ベアリング１８とスラスト受け１９の摺動部に
おける金属接触による凝着摩耗を未然に防ぐことができ
る。

【００４８】従って、油膜が形成され易くするためにベ
アリング１８に設けられた油溝１８ａと、滑り特性，非
凝着性を有する塩浴窒化処理と水蒸気処理を表面に施し
たスラスト受け１９の二重の摩耗防止策を施すことによ
る相乗効果によって、潤滑性能の劣るＨＦＣ−１３４ａ
下においてもベアリング１８とスラスト受け１９の摺動
部の摺動損失が低減でき、かつ異常摩耗を防止すること
ができる。

【００４９】以上のように本実施例３においては、被圧
縮ガスをＨＦＣ−１３４ａを使用し、圧縮機のベアリン
グ上端面に、例えば三角形状とした放射状溝からなる油
溝１８ａを複数本取り付けると共に、ロータ３とベアリ
ング１８間に、表面に塩浴窒化処理と水蒸気処理を施
し、全膜厚が２０〜３０μｍ以上からなる窒化処理層１
９ｂとその上に酸化皮膜層１９ｃを形成したスラスト受
け１９を取り付けることによって、ベアリング１８とス
ラスト受け１９の接触部における異常摩耗を防止するこ
とができ、圧縮機の圧縮効率および耐久性を向上させる
ことができる。

【００５０】なお、実施例３における塩浴窒化処理法に
よる窒化処理層の硬度は、ガス窒化処理法による固溶層
の硬度に比べて、１／２〜２／３程度であるが、最外周
の酸化皮膜層１９ｃのもつ滑り特性，相手材である金属
や合金に対する非凝着性はガス窒化処理法のものに比べ
てほぼ同等である。しかし、塩浴窒化処理法に必要な処
理時間が１．５〜２時間であり、その後の水蒸気処理に
要する処理時間を加えても、ガス窒化処理と水蒸気処理
における処理時間と比べると１／３以下である。従っ
て、処理に要する時間が短いことから、量産性に優れた
方法である。

【００５１】また本実施例３によれば、窒化処理層１９
ｂの膜厚を２０〜３０μｍ以上としたが、２０μｍ未満
ではスラスト受け１９自体の耐摩耗性が確保できない。

【００５２】なお本実施例３では、ベアリング１８をア
ルミニウム合金で加工した後、三角形状とした放射状溝
からなる油溝１８ａを形成したが、ベアリング１８の上
端部に三角形状とした放射状溝からなる油溝１８ａがで
きるような鋳型を作成した後、アルミニウム合金を鋳込
んで作成しても良い。

【００５３】また本実施例３では、ベアリング１８の上
端面に放射状溝からなる油溝１８ａを複数本形成した
が、渦巻き状または螺旋状の給油溝を複数本形成しても
同等の効果が得られる。

【００５４】本発明の請求項６に記載の発明は、ベアリ
ング上端面に放射状溝からなる油溝を複数本取り付ける
と共に、前記ロータとベアリングの間に、表面に硫黄化
合物を加えた塩浴窒化処理を施して、窒化処理層とその
上に硫化皮膜層を形成したスラスト受けを取り付けたも
のであって、これによって、ロータとステータの自重を
支えるスラスト受けとベアリングの摺動損失を低減さ
せ、かつ摩耗を防止し、その結果圧縮機の高効率および
耐久性の向上が実現できる。

【００５５】（実施例４）以下、本発明の実施例４につ
いて図面を参照しながら説明する。

【００５６】図１０において、従来例と同じ構成部品に
ついては、図１３と同じ符号を付し詳細な説明は省略す
る。１は圧縮機である。２はシャフト、３はロータ、４
はステータであり、ロータ３とステータ４は一対で電動
モータを形成する。ここで、ロータ３とベアリング２０
の間にスラスト受け２１を設けている。また５はコンロ
ッド、６はシリンダ、７はピストン、８はピストンピン
である。ロータ３とステータ４により形成されるモータ
により、ロータ３に圧入されたシャフト２がベアリング
２０に沿って回転する。この時、シャフト２の偏心部に
取り付けられたコンロッド５および、コンロッド５の他
端に取り付けられ、かつピストン７に固定されたピスト
ンピン８を介して、シャフト２の回転運動が伝達されピ
ストン７がシリンダ６内を往復運動する。そして、ピス
トン７とシリンダ６により形成される空間１０内におい
て、冷媒ガスが吸入，圧縮される。圧縮機下部の潤滑油
１２が、シャフト下部に取り付けられた給油管１３によ
って汲み上げられた後、シャフト２に施された螺旋状の
給油溝によって、さらに圧縮機上部に汲み上げられ、各
摺動部に給油される。

【００５７】ここで、図１１に本実施例４のベアリング
２０の上端、すなわちスラスト受け２１との摺動部分の
上視図を示す。ベアリング２０はアルミニウム合金で加
工した後、図１１に示すように、例えば三角形状とした
放射状溝からなる油溝２０ａを複数本形成する。

【００５８】また、図１２に本実施例４のスラスト受け
２１の側面から見た図の一部分の説明図を示す。スラス
ト受け２１は母材２１ａを工具鋼（ＪＩＳ：ＳＫ５Ｍ）
として加工後、処理温度５７０℃，処理時間１．５〜２
時間とした硫黄化合物を加えた塩浴窒化処理法のみを行
い、全膜厚が２０〜３０μｍ以上からなる窒化処理層２
１ｂとその上に硫化皮膜層２１ｃを形成させたものであ
る。

【００５９】それらの結果、たとえ少量であっても潤滑
油１２をシャフト２の回転により、ベアリング２０に形
成された三角形状とした放射状溝からなる油溝２０ａに
誘い込むので、従来に比べて摺動面に油膜が形成され易
くなる。そして、このようにベアリング２０に油溝２０
ａを設けることにより、スラスト受け２１の面との摺動
特性を改善することができると共に、他摺動部の微小な
摩耗粉を油溝２０ａから逃がすことができ、摺動面への
微小な摩耗粉の噛み込みを防止することもできる。

【００６０】ここで、ベアリングとスラスト受けの摺動
面に十分な油膜が形成されなかった場合、スラスト受け
の表面に塩浴窒化処理層のみを形成しただけでは、スラ
スト受けの材料の硬度がＨＶ７００〜８００と高くなる
ためスラスト受け自体の耐摩耗性は向上するが、逆にベ
アリング材に対する攻撃性が増し、凝着摩耗を引き起こ
してしまうものと考えられる。従って、スラスト受け自
体の耐摩耗性を向上するだけでは、圧縮機の十分な耐久
性を向上させることはできない。

【００６１】しかし、本発明におけるスラスト受け２１
の表面に形成された硫化皮膜層２１ｃは、潤滑摩擦域、
すなわち正常摩耗であるマイルド摩耗域では、その耐摩
耗性をほとんど発揮しないが、非潤滑摩擦域、すなわち
凝着や熱的摩耗が主として現れるシビア摩耗において、
特に優れた耐凝着性，耐焼付き性を示す。

【００６２】本発明における硫黄化合物を加えた塩浴窒
化処理法による硫化処理層２１ｃは、塩浴窒化処理と水
蒸気処理を施して形成した酸化皮膜層のような油膜形成
能力や滑り特性は有していないが、特に非潤滑摩擦域に
おける耐凝着，耐摩耗性能に関しては酸化皮膜層と同等
以上の効果が得られる。その結果として、ベアリング２
０とスラスト受け２１の摺動部における金属接触による
凝着摩耗を未然に防ぐことができる。また、硫黄化合物
を加えた塩浴窒化処理のみで良いことから、塩浴窒化処
理と水蒸気処理を施し、酸化皮膜層と窒化処理層を形成
する方法に比べて、工数が少ない。従って、量産性に優
れた方法である。

【００６３】従って、油膜が形成され易くするためにベ
アリングに設けられた油溝２０ａと、優れた耐凝着性，
耐焼付き性を有する硫黄化合物を加えた塩浴窒化処理を
表面に施したスラスト受け２１の二重の摩耗防止策を施
すことによる相乗効果によって、潤滑性能の劣るＨＦＣ
−１３４ａ下においてもベアリング２０とスラスト受け
２１の摺動部の摺動損失が低減でき、かつ異常摩耗を防
止することができる。

【００６４】以上のように本実施例４においては、被圧
縮ガスをＨＦＣ−１３４ａを使用し、圧縮機のベアリン
グ上端面に、例えば三角形状とした放射状溝からなる油
溝２０ａを複数本取り付けると共に、ロータ３とベアリ
ング２０の間に、表面に硫黄化合物を加えた塩浴窒化処
理を施して、膜厚が２０〜３０μｍ以上からなる窒化処
理層２１ｂとその上に硫化皮膜層２１ｃを形成したスラ
スト受け２１を取り付けることによって、ベアリング２
０とスラスト受け２１の接触部における異常摩耗を防止
することができ、圧縮機の耐久性を向上させることがで
きる。

【００６５】なお、実施例４によれば、窒化処理層２１
ｂの膜厚を２０〜３０μｍ以上としたが、２０μｍ未満
ではスラスト受け２１自体の耐摩耗性が確保できない。

【００６６】なお本実施例４ではベアリング２０をアル
ミニウム合金で加工した後、三角形状とした放射状溝か
らなる油溝２０ａを形成したが、ベアリングの上端部に
三角形状とした放射状溝からなる油溝２０ａができるよ
うな鋳型を作成した後、アルミニウム合金を鋳込んで作
成しても良い。

【００６７】また本実施例４では、ベアリング２０の上
端面に放射状溝からなる油溝２０ａを複数本形成した
が、渦巻き状または螺旋状の給油溝を複数本形成しても
同等の効果が得られる。

【００６８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、圧縮機の
ベアリング上端面に放射状溝からなる油溝を複数本取り
付けると共に、ロータとベアリングの間に、ニッケルを
主成分とするマトリックス合金にポリ四ふっ化エチレン
を２０〜２５体積％配合したメッキを施したスラスト受
けを取り付けることによる相乗効果により、冷媒ＨＦＣ
−１３４ａを用いる潤滑，摩耗特性的に厳しい条件下に
おいても、ベアリングとスラスト受けの摺動部の潤滑，
摩耗特性を改善することができ、その結果、圧縮機の圧
縮効率および耐久性を向上させることができる。

【００６９】また、圧縮機のベアリング上端面に放射状
溝からなる油溝を複数本取り付けると共に、ロータとベ
アリングの間に、母材である工具鋼（ＪＩＳ：ＳＫ５
Ｍ）の表面にガス窒化処理と水蒸気処理による窒素と酸
素を含有する固溶層とその上に酸化皮膜層を形成させた
スラスト受けを取り付けることによる相乗効果により、
冷媒ＨＦＣ−１３４ａを用いる潤滑，摩耗特性的に厳し
い条件下においても、ベアリングとスラスト受けの摺動
部の潤滑，摩耗特性を改善することができ、その結果、
圧縮機の圧縮効率および耐久性を向上させることができ
る。

【００７０】また、圧縮機のベアリング上端面に放射状
溝からなる油溝を複数本取り付けると共に、ロータとベ
アリングの間に、母材である工具鋼（ＪＩＳ：ＳＫ５
Ｍ）の表面に塩浴窒化処理と水蒸気処理を施して、窒化
処理層とその上に酸化皮膜層を形成したスラスト受けを
取り付けることによる相乗効果により、冷媒ＨＦＣ−１
３４ａを用いる潤滑，摩耗特性的に厳しい条件下におい
ても、ベアリングとスラスト受けの摺動部の潤滑，摩耗
特性を改善することができ、その結果、圧縮機の圧縮効
率および耐久性を向上させることができる。

【００７１】また、圧縮機のベアリング上端面に放射状
溝からなる油溝を複数本取り付けると共に、ロータとベ
アリングの間に、母材である工具鋼（ＪＩＳ：ＳＫ５
Ｍ）の表面に硫黄化合物を加えた塩浴窒化処理を施し
て、窒化処理層とその上に硫化皮膜層を形成したスラス
ト受けを取り付けることによる相乗効果により、冷媒Ｈ
ＦＣ−１３４ａを用いる潤滑，摩耗特性的に厳しい条件
下においても、ベアリングとスラスト受けの摺動部の潤
滑，摩耗特性を改善することができ、その結果、圧縮機
の圧縮効率および耐久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における圧縮機の断面図

【図２】同ベアリング部上視図

【図３】同スラスト受けの側面から見た図の一部分説明
図

【図４】本発明の実施例２における圧縮機の断面図

【図５】同ベアリング部上視図

【図６】同スラスト受けの側面から見た図の一部分説明
図

【図７】本発明の実施例３における圧縮機の断面図

【図８】同ベアリング部上視図

【図９】同スラスト受けの側面から見た図の一部分説明
図

【図１０】本発明の実施例４における圧縮機の断面図

【図１１】同ベアリング部上視図

【図１２】同スラスト受けの側面から見た図の一部分説
明図

【図１３】従来の圧縮機の断面図

【図１４】同ベアリング部上視図

【図１５】同スラスト受けの側面から見た図の一部分説
明図

【符号の説明】

３ロータ４ステータ６シリンダ７ピストン９，１４，１６，１８，２０ベアリング１１，１５，１７，１９，２１スラスト受け１４ａ，１６ａ，１８ａ，２０ａ油溝１５ａ，１７ａ，１９ａ，２１ａ母材１５ｂポリ四ふっ化エチレンの微粒子１５ｃニッケルリン複合メッキ層１７ｂ固溶層１７ｃ，１９ｃ酸化皮膜層１９ｂ，２１ｂ窒化処理層２１ｃ硫化皮膜層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被圧縮ガスを冷媒１，１，２テトラフル
オロエタンとし、ロータとステータにより構成される電
動モータと連結するシャフトと、前記シャフトを支える
ベアリングとを備えた圧縮機において、ベアリング上端
面に放射状溝からなる油溝を複数本取り付けると共に、
ロータとベアリングの間に、ニッケルを主成分とするマ
トリックス合金にポリ四ふっ化エチレンを１０ないし３
５体積％配合したメッキを施したスラスト受けを取り付
けたことを特徴とする圧縮機。
【請求項２】被圧縮ガスを冷媒１，１，２テトラフル
オロエタンとし、ロータとステータにより構成される電
動モータと連結するシャフトと、前記シャフトを支える
ベアリングとを備えた圧縮機において、ベアリング上端
面に放射状溝からなる油溝を複数本取り付けると共に、
ロータとベアリングの間に、表面にアンモニアガス中の
水分含有量が３ないし１０％であるガス窒化処理と水蒸
気処理を同時に施して、窒素と酸素を含有する固溶層と
その上に酸化皮膜層を形成したスラスト受けを取り付け
たことを特徴とする圧縮機。
【請求項３】スラスト受けにおける窒素と酸素を含有
する固溶層と、その上に形成した酸化皮膜層との両層を
２０μｍ以上の厚さとしたことを特徴とする請求項２記
載の圧縮機。
【請求項４】被圧縮ガスを冷媒１，１，２テトラフル
オロエタンとし、ロータとステータにより構成される電
動モータと連結するシャフトと、前記シャフトを支える
ベアリングとを備えた圧縮機において、ベアリング上端
面に放射状溝からなる油溝を複数本取り付けると共に、
ロータとベアリングの間に、表面に塩浴窒化処理と水蒸
気処理を施して、窒化処理層とその上に酸化皮膜層を形
成したスラスト受けを取り付けたことを特徴とする圧縮
機。
【請求項５】スラスト受けにおける窒化処理層を２０
μｍ以上の厚さとしたことを特徴とする請求項４記載の
圧縮機。
【請求項６】被圧縮ガスを冷媒１，１，２テトラフル
オロエタンとし、ロータとステータにより構成される電
動モータと連結するシャフトと、前記シャフトを支える
ベアリングとを備えた圧縮機において、ベアリング上端
面に放射状溝からなる油溝を複数本取り付けると共に、
ロータとベアリングの間に、表面に硫黄化合物を加えた
塩浴窒化処理を施して、窒化処理層とその上に硫化皮膜
層を形成したスラスト受けを取り付けたことを特徴とす
る圧縮機。
【請求項７】スラスト受けにおける窒化処理層を２０
μｍ以上の厚さとしたことを特徴とする請求項６記載の
圧縮機。