[go: up one dir, main page]

JP2020012375A - Refrigerant compressor and refrigerator using it - Google Patents

Refrigerant compressor and refrigerator using it Download PDF

Info

Publication number
JP2020012375A
JP2020012375A JP2016226462A JP2016226462A JP2020012375A JP 2020012375 A JP2020012375 A JP 2020012375A JP 2016226462 A JP2016226462 A JP 2016226462A JP 2016226462 A JP2016226462 A JP 2016226462A JP 2020012375 A JP2020012375 A JP 2020012375A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
refrigerant compressor
sliding member
sliding
hardness
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2016226462A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
小林 正則
Masanori Kobayashi
正則 小林
石田 貴規
Takanori Ishida
貴規 石田
飯田 登
Noboru Iida
飯田  登
稲垣 耕
Ko Inagaki
耕 稲垣
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 Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
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 Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority to JP2016226462A priority Critical patent/JP2020012375A/en
Priority to PCT/JP2017/041319 priority patent/WO2018092854A1/en
Publication of JP2020012375A publication Critical patent/JP2020012375A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Compressor (AREA)

Abstract

【課題】摺動部材の耐摩耗性と早期なじみ性を向上させることにより、信頼性が高く、併せて高効率の冷媒圧縮機を提供する。【解決手段】主軸109の基材表面に、相手摺動部材である主軸受111に比べて同等以上の硬さを有する硬質皮膜160を形成するとともに、前記硬質皮膜の表面に前記相手摺動部材に比べて硬さが小さい軟質皮膜170を形成してある。これにより、低速運転時などで摺動部材間の油膜厚さが薄くなった場合においても、硬質皮膜の表面に形成した軟質皮膜の初期なじみ性により、硬質皮膜と相手摺動部材である主軸受111との直接固体接触を回避することができ、運転初期から入力が低く、高効率で信頼性の高い冷媒圧縮機を提供することができる。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly reliable and highly efficient refrigerant compressor by improving wear resistance and early conformability of a sliding member. A hard coating (160) having a hardness equal to or higher than that of a main bearing (111) which is a mating sliding member is formed on the surface of a base material of a main shaft (109), and the mating sliding member is formed on the surface of the hard coating. A soft coating 170 having a hardness smaller than that of the above is formed. As a result, even when the oil film thickness between the sliding members becomes thin during low speed operation, etc., due to the initial conformability of the soft film formed on the surface of the hard film, the hard film and the main bearing that is the mating sliding member It is possible to avoid direct solid contact with 111, to provide a highly efficient and highly reliable refrigerant compressor with low input from the initial stage of operation. [Selection diagram] Figure 2

Description

本発明は、冷蔵庫、エアーコンディショナー等に使用される冷媒圧縮機およびそれを用いた冷凍装置に関するものである。   The present invention relates to a refrigerant compressor used for a refrigerator, an air conditioner, and the like, and a refrigeration apparatus using the same.

近年、地球環境保護の観点から化石燃料の使用量を削減するために、高効率の冷媒圧縮機の開発が進められている。   In recent years, in order to reduce the amount of fossil fuel used from the viewpoint of global environmental protection, development of a high-efficiency refrigerant compressor has been promoted.

上記高効率の冷媒圧縮機は、そのクランクシャフトなどの摺動部分の摩耗を防止すべく当該摺動面に、リン酸塩皮膜を形成し、このリン酸塩皮膜の形成によって、機械加工仕上げの加工面の凹凸を消し、摺動部材同士の初期なじみを良好にするなどの方策がとられている(例えば、特許文献1参照)。   The high-efficiency refrigerant compressor forms a phosphate film on the sliding surface to prevent abrasion of a sliding portion such as a crankshaft, and the formation of the phosphate film forms a machined finish. Measures have been taken to eliminate irregularities on the processed surface and to improve the initial familiarity between sliding members (for example, see Patent Document 1).

図7は、特許文献1に記載された従来の冷媒圧縮機の断面を示すものである。   FIG. 7 shows a cross section of a conventional refrigerant compressor described in Patent Document 1. As shown in FIG.

図7に示すように冷媒圧縮機の外筐となる密閉容器1は底部に潤滑油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、これ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, a hermetic container 1 serving as an outer casing of a refrigerant compressor stores a lubricating oil 2 at a bottom portion, and includes an electric element 5 including a stator 3 and a rotor 4, and a reciprocating type driven by the electric element 5. Of the compression element 6 are accommodated.

そして、圧縮要素6は、クランクシャフト7、シリンダブロック11、ピストン15等によって構成されている。   The compression element 6 includes a crankshaft 7, a cylinder block 11, a piston 15, and the like.

クランクシャフト7は、回転子4を圧入固定した主軸8と、主軸8に対し偏心して形成された偏心軸9からなり、給油ポンプ10を備えている。   The crankshaft 7 includes a main shaft 8 to which the rotor 4 is press-fitted and fixed, an eccentric shaft 9 formed eccentrically with respect to the main shaft 8, and includes an oil supply pump 10.

シリンダブロック11は、略円筒形のシリンダボア12からなる圧縮室13を形成するとともに、主軸8を軸支する主軸受14を有している。   The cylinder block 11 forms a compression chamber 13 composed of a substantially cylindrical cylinder bore 12 and has a main bearing 14 that supports the main shaft 8.

シリンダボア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。シリンダボア12の端面はバルブプレート18で封止されている。   The piston 15 loosely fitted into the cylinder bore 12 is connected to the eccentric shaft 9 via a piston pin 16 by a connecting rod 17 as connecting means. The end face of the cylinder bore 12 is sealed with a valve plate 18.

バルブプレート18のシリンダボア12の反対側にはシリンダヘッド19が固定されており、高圧室(図示せず)を形成している。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(図示せず)を密閉容器1内に導く。   A cylinder head 19 is fixed to the valve plate 18 on the side opposite to the cylinder bore 12, and forms a high-pressure chamber (not shown). The suction tube 20 is fixed to the closed container 1 and connected to a low pressure side (not shown) of the refrigeration cycle, and guides a refrigerant gas (not shown) into the closed container 1.

クランクシャフト7の主軸8と主軸受14、ピストン15とシリンダボア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、相互に摺動部を構成する。   The main shaft 8 and the main bearing 14 of the crankshaft 7, the piston 15 and the cylinder bore 12, the piston pin 16 and the connecting rod 17, the eccentric shaft 9 of the crankshaft 7 and the connecting rod 17 mutually constitute a sliding part.

摺動部を構成する摺動部材の中で、鉄系材料同士の組み合わせにおいては、どちらか一方の摺動部表面に前記した如くリン酸塩皮膜が形成されている。   Among the sliding members constituting the sliding portion, in a combination of iron-based materials, the phosphate film is formed on one of the sliding portion surfaces as described above.

以上のような構成において、以下その動作を説明する。   The operation of the above configuration 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の偏心運動により連結手段のコンロッド17及びピストンピン16を介してピストン15を駆動する。ピストン15はシリンダボア12内を往復運動し、サクションチューブ20を通して密閉容器1内に導かれた冷媒ガスを吸入し、圧縮室13内で連続して圧縮する。
Electric power supplied from a commercial power supply (not shown) is supplied to the electric element 5 to rotate the rotor 4 of the electric element 5. The rotator 4 rotates the crankshaft 7 and drives the piston 15 via the connecting rod 17 and the piston pin 16 of the connecting means by the eccentric movement of the eccentric shaft 9. The piston 15 reciprocates in the cylinder bore 12, sucks the refrigerant gas guided into the closed casing 1 through the suction tube 20, and continuously compresses the compressed gas in the compression chamber 13.

潤滑油2は、クランクシャフト7の回転に伴って給油ポンプ10から各摺動部に給油され、各摺動部を潤滑するとともに、ピストン15とシリンダボア12の間においてはシールを司る。   The lubricating oil 2 is supplied to each sliding portion from the oil supply pump 10 with the rotation of the crankshaft 7, lubricates each sliding portion, and controls a seal between the piston 15 and the cylinder bore 12.

ここで、クランクシャフト7の主軸8と主軸受14においては、回転運動が行われており、冷媒圧縮機の停止中は回転速度が0m/sとなり、起動時は金属接触状態からの回転運動開始となって大きな摩擦抵抗力がかかることになる。   Here, the main shaft 8 and the main bearing 14 of the crankshaft 7 are rotating, and the rotation speed is 0 m / s when the refrigerant compressor is stopped, and the rotation starts from the metal contact state when the refrigerant compressor is started. As a result, a large frictional resistance is applied.

この種の冷媒圧縮機では、クランクシャフト7の主軸8にリン酸塩皮膜が形成されており、当該リン酸塩皮膜が初期なじみ性を有するので、起動時の金属接触による異常摩耗を防止できる。   In this type of refrigerant compressor, a phosphate film is formed on the main shaft 8 of the crankshaft 7, and the phosphate film has an initial conformability, so that abnormal wear due to metal contact at startup can be prevented.

しかしながら、近年、冷媒圧縮機の高効率化を図るために、より低い粘度の潤滑油2を使用したり、または、各摺動部材間の摺動長がより短く設計されたりすることから、従来のリン酸塩皮膜では、早期に摩耗もしくは摩滅して、なじみ効果の持続が困難となり、耐摩耗性が低下する可能性があった。   However, in recent years, in order to improve the efficiency of the refrigerant compressor, the lubricating oil 2 having a lower viscosity is used, or the sliding length between the sliding members is designed to be shorter. In the case of the phosphate film, there was a possibility that wear or abrasion would occur at an early stage, it would be difficult to maintain a conforming effect, and abrasion resistance would decrease.

さらに、クランクシャフト7が一回転する間に主軸8にかかる荷重は大きく変動するとともに、この負荷変動に伴って、主軸8と主軸受14との間で、潤滑油2に溶け込んだ冷媒ガスが気化して発泡することがあり、それにより油膜が切れて金属接触する頻度が増加する。その結果、主軸8に形成したリン酸塩皮膜が早期に摩耗して摩擦係数が上昇し、それに伴い摺動部の発熱も大きくなって、凝着等の異常摩耗が生じる懸念があった。   Further, the load applied to the main shaft 8 during one rotation of the crankshaft 7 greatly fluctuates, and the refrigerant gas dissolved in the lubricating oil 2 flows between the main shaft 8 and the main bearing 14 due to the load fluctuation. And may foam, thereby increasing the frequency of breaking the oil film and making metal contact. As a result, there is a concern that the phosphate film formed on the main shaft 8 is worn away early and the friction coefficient is increased, and accordingly, the heat generation of the sliding portion is increased, thereby causing abnormal wear such as adhesion.

そこで、これに対処する方策として、ガス雰囲気中や塩浴浸漬によって、当該摺動面に硬くかつ緻密な化合物層、いわゆる軟窒化皮膜を形成することで耐力を上げたものがある(例えば、特許文献2参照)。   Therefore, as a measure to cope with this, there is a method of increasing the yield strength by forming a hard and dense compound layer, a so-called nitrocarburized film, on the sliding surface in a gas atmosphere or by immersion in a salt bath. Reference 2).

この冷媒圧縮機では、クランクシャフト7の主軸8に軟窒化皮膜が形成されており、当該軟窒化皮膜は一般的にHV(ビッカース硬さ)600以上であり、高い機械的強度を有するので、起動時の金属接触による異常摩耗を防止できる。   In this refrigerant compressor, a soft nitrided film is formed on the main shaft 8 of the crankshaft 7, and the soft nitrided film generally has an HV (Vickers hardness) of 600 or more and has high mechanical strength. Abnormal wear due to metal contact at the time can be prevented.

特開平7−238885号公報JP-A-7-238885 特公昭55−4958号公報JP-B-55-4958

しかしながら、近年、冷媒圧縮機の高効率化を図るために、インバータ駆動による低速運転化(例えば20Hz未満)が益々進んできており、低速の厳しい潤滑条件に適用するために用いられる軟窒化皮膜では、硬質で耐力が非常に高いことから摺動面同士が早々になじみ難いため、特に運転初期、あるいは低速運転域で摺動損失が増加する可能性がある。   However, in recent years, in order to increase the efficiency of the refrigerant compressor, low-speed operation (for example, less than 20 Hz) by an inverter drive has been increasingly advanced, and a nitrocarburized film used for application to severe low-speed lubrication conditions has been developed. In addition, since the sliding surfaces are hard to be readily adapted to each other due to being hard and having a very high proof stress, there is a possibility that a sliding loss may increase particularly in an initial operation or in a low speed operation range.

これは、摺動部材間、例えば主軸8と主軸受14の双方には粗さ領域において微小な突
起が多数存在しており、より低速運転になると、摺動部材間の油膜厚さが薄くなって、粗さ領域における固体接触の発生が頻発するようになることに起因する。その結果、従来の軟窒化皮膜のような硬く、機械的強度が高い皮膜を摺動部材の表面に形成すると、固体接触した際に、粗さ領域における突起の摩耗の進行速度が顕著に遅くなり、運転初期から入力が高い状態での運転が長時間に亘り継続される懸念があった。
This is because many small projections exist between the sliding members, for example, in both the main shaft 8 and the main bearing 14 in the roughness region, and when the operation is performed at a lower speed, the oil film thickness between the sliding members decreases. This is due to the frequent occurrence of solid contact in the roughness region. As a result, when a hard and high mechanical strength film such as a conventional nitrocarburized film is formed on the surface of the sliding member, the progress of abrasion of the projections in the roughness region is significantly slowed down upon solid contact. In addition, there is a concern that the operation in a state where the input is high from the beginning of the operation is continued for a long time.

本発明はこのような点に鑑みてなしたもので、摺動部材の耐摩耗性と早期なじみ性を向上させることにより、信頼性が高く、併せて高効率の冷媒圧縮機とそれを用いた冷凍装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a point, and by improving the wear resistance and early adaptability of a sliding member, a highly reliable, high-efficiency refrigerant compressor and a combination thereof have been used. An object is to provide a refrigeration apparatus.

本発明の冷媒圧縮機は、上記目的を達成するため、摺動部材の表面に相手摺動部材に比べて同等以上の硬さを有する硬質皮膜を形成するとともに、前記硬質皮膜の表面の全面あるいは一部に、前記相手摺動部材に比べて硬さが小さい軟質皮膜を形成した構成賭してある。   In order to achieve the above object, the refrigerant compressor of the present invention forms a hard coating having a hardness equal to or more than that of a mating sliding member on the surface of the sliding member, and also covers the entire surface of the hard coating or In some parts, a soft coating having a hardness smaller than that of the sliding member is formed.

これによって、摺動部材間の油膜厚さが薄くなって相手摺動部材との固体接触が発生したとしても、硬質皮膜の表面に形成された軟質皮膜の初期なじみ性により、運転初期から入力が低く、高効率で信頼性の高い冷媒圧縮機を提供することができる。   As a result, even if the oil film thickness between the sliding members becomes thin and solid contact with the mating sliding member occurs, an input from the initial operation due to the initial conformability of the soft film formed on the surface of the hard film. A low, highly efficient and highly reliable refrigerant compressor can be provided.

また、本発明に係る冷凍装置は、前記構成の冷媒圧縮機と、放熱器と、減圧装置と、吸熱器を環状に連結した冷媒回路を備えた構成としてある。   Further, a refrigeration apparatus according to the present invention is configured to include the refrigerant compressor having the above-described configuration, a radiator, a pressure reducing device, and a refrigerant circuit in which a heat absorber is connected in a ring shape.

これによりこの冷凍装置は、性能、信頼性が向上した冷媒圧縮機を搭載したことによって消費電力が低減でき、省エネルギー化を実現し、かつ、信頼性を向上させることができる。   This allows the refrigeration apparatus to be equipped with a refrigerant compressor with improved performance and reliability, thereby reducing power consumption, realizing energy saving, and improving reliability.

本発明は、上記構成により、潤滑油の粘度をより低く、かつ各摺動部間の摺動長さをより短く設計できるのに加え、摺動部の潤滑がより厳しい低速運転域においても、運転初期からの摺動ロスの低減が図れ、信頼性が高く高効率の冷媒圧縮機とそれを用いた冷凍装置を提供することができる。   According to the present invention, in addition to the configuration described above, the viscosity of the lubricating oil is lower and the sliding length between the sliding parts can be designed to be shorter. It is possible to provide a highly reliable and highly efficient refrigerant compressor and a refrigeration apparatus using the same, which can reduce the sliding loss from the initial operation.

本発明の実施の形態1における冷媒圧縮機の断面図Sectional view of a refrigerant compressor according to Embodiment 1 of the present invention. 図1の摺動部Aの断面を示す模式図FIG. 2 is a schematic view showing a cross section of the sliding portion A of FIG. 同実施の形態に用いた主軸表面の皮膜のSIM(走査イオン顕微鏡)観察を行った結果の一例を示すSIM像SIM image showing an example of the result of SIM (scanning ion microscope) observation of the coating on the spindle surface used in the embodiment. 同実施の形態における主軸と主軸受の深さ方向の硬さを表した特性図Characteristic diagram showing the hardness in the depth direction of the main shaft and the main bearing in the same embodiment 同実施の形態における冷媒圧縮機の入力とCOPの時系列変化曲線図FIG. 5 is a time-series change curve of the input of the refrigerant compressor and the COP in the embodiment. 本発明の実施の形態2における冷凍装置の構成を示す模式図FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration of a refrigeration apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. 従来の冷媒圧縮機の断面図Cross section of conventional refrigerant compressor

第1の発明は、密閉容器内に収納された電動要素と、前記電動要素により駆動され冷媒を圧縮する圧縮要素と、前記圧縮要素を構成する摺動部材間を潤滑する潤滑油と、前記摺動部材の表面に相手摺動部材に比べて同等以上の硬さを有する硬質皮膜を形成するとともに、前記硬質皮膜の表面の全面あるいは一部に前記相手摺動部材に比べて硬さが小さい軟質皮膜を形成した構成としてある。   According to a first aspect of the present invention, there is provided an electric element housed in a closed container, a compression element driven by the electric element to compress a refrigerant, a lubricating oil for lubricating between sliding members forming the compression element, A hard coating having a hardness equal to or greater than that of the mating sliding member is formed on the surface of the moving member, and the entire surface or a part of the surface of the hard coating is formed of a soft material having a hardness smaller than that of the mating sliding member. It has a configuration in which a film is formed.

これにより、摺動部材間の油膜厚さが薄くなって相手摺動部材との固体接触が発生したとしても、硬質皮膜の表面に形成された軟質皮膜の初期なじみ性により、運転初期から入力が低く、高効率で信頼性の高い冷媒圧縮機を提供することができる。   As a result, even if the oil film thickness between the sliding members becomes thin and solid contact with the mating sliding member occurs, an input from the initial operation due to the initial adaptability of the soft film formed on the surface of the hard film. A low, highly efficient and highly reliable refrigerant compressor can be provided.

第2の発明は、特に、第1の発明の軟質皮膜は樹脂を主成分とした構成としてある。   In the second invention, in particular, the soft coating of the first invention has a configuration containing a resin as a main component.

これにより、硬質皮膜の表面の凹凸を消し、平滑な表面を容易に形成することが可能となるとともに、樹脂は初期なじみ性を有するので、運転起動時の油膜が形成されていない状態において、金属接触による異常摩耗を防止でき、運転初期からの摺動ロスの低減が図れ、信頼性が高く高効率の冷媒圧縮機を提供することができる。   This makes it possible to eliminate irregularities on the surface of the hard film and easily form a smooth surface, and since the resin has initial conformability, the metal film is formed when the oil film is not formed at the start of operation. Abnormal wear due to contact can be prevented, sliding loss can be reduced from the beginning of operation, and a highly reliable and highly efficient refrigerant compressor can be provided.

第3の発明は、特に、第2の発明の樹脂は固体潤滑材を含有した樹脂としてある。   In the third invention, the resin of the second invention is a resin containing a solid lubricant.

これにより、運転起動時の油膜が形成されていない場合においても、固体潤滑剤により摩擦係数を低減することができるので、貧油条件下においても摺動ロスの低減が図れるとともに、摺動面同士の凝着を軽減することができるので、より高効率で、信頼性の高い冷媒圧縮機を提供することができる。   As a result, even when an oil film is not formed at the time of starting operation, the friction coefficient can be reduced by the solid lubricant, so that the sliding loss can be reduced even under poor oil conditions, and the sliding surfaces can be reduced. Can be reduced, so that a more efficient and highly reliable refrigerant compressor can be provided.

第4の発明は、特に、第1から第3のいずれか一つの発明において、電動要素は、商用電源周波数以下の運転周波数が含まれる複数の運転周波数でインバータ駆動される構成としてある。   In a fourth aspect, in particular, in any one of the first to third aspects, the electric element is driven by an inverter at a plurality of operation frequencies including an operation frequency equal to or lower than the commercial power supply frequency.

これにより、各摺動部への給油量が減少する低速運転時においても、なじみ性の良好な軟質皮膜により、硬質皮膜と相手摺動部材の固体接触を回避することができるため、入力が低く、高効率で信頼性の高い冷媒圧縮機を提供することができる。   As a result, even during low-speed operation in which the amount of lubrication to each sliding portion is reduced, the soft coating having good conformability can avoid solid contact between the hard coating and the mating sliding member. Thus, a highly efficient and highly reliable refrigerant compressor can be provided.

第5の発明は冷凍装置で、この冷凍装置は、冷媒圧縮機、放熱器、減圧装置、吸熱器を配管によって環状に連結した冷媒回路を有し、前記冷媒圧縮機を第1から第4のいずれか一つの発明の冷媒圧縮機とした構成としてある。   The fifth invention is a refrigeration apparatus, which has a refrigerant circuit in which a refrigerant compressor, a radiator, a decompression device, and a heat sink are connected in a ring by piping. It is configured as a refrigerant compressor of any one of the inventions.

これにより、性能、信頼性が向上した圧縮機の搭載によって冷凍装置の消費電力が低減でき、省エネルギー化を実現し、かつ、信頼性を向上させることができる。   Thereby, the power consumption of the refrigerating apparatus can be reduced by mounting the compressor with improved performance and reliability, energy saving can be realized, and reliability can be improved.

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 by the embodiment.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における冷媒圧縮機の断面図を示す。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a sectional view of a refrigerant compressor according to Embodiment 1 of the present invention.

図1において、この冷媒圧縮機100は、密閉容器101内にR600aを冷媒ガス102として充填するとともに、底部には潤滑油103として鉱油を貯留し、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 FIG. 1, a refrigerant compressor 100 includes a closed vessel 101 filled with R600a as a refrigerant gas 102, a mineral oil as a lubricating oil 103 at a bottom thereof, and an electric element 106 including a stator 104 and a rotor 105. And a reciprocating compression element 107 driven thereby.

そして、圧縮要素107は、クランクシャフト108、シリンダブロック112、ピストン132等によって構成されており、以下その構成を説明する。   The compression element 107 includes a crankshaft 108, a cylinder block 112, a piston 132, and the like. The configuration will be described below.

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とからなり、下端には潤滑油103に連通する給油ポンプ120を備えている。   The crankshaft 108 includes a main shaft 109 into which the rotor 105 is press-fitted and fixed, and an eccentric shaft 110 formed eccentrically with respect to the main shaft 109, and has a lower end provided with an oil supply pump 120 communicating with the lubricating oil 103.

シリンダブロック112は鋳鉄からなり、略円筒形のシリンダボア113を形成するとともに、主軸109を軸支する主軸受111を一体成型で備えている。   The cylinder block 112 is made of cast iron, forms a substantially cylindrical cylinder bore 113, and has a main bearing 111 that supports the main shaft 109 by integral molding.

ピストン132は、シリンダボア113に往復可動に挿入されている。ピストンピン115は、略円筒形状をなし、偏心軸110と平行に配置され、ピストン132に形成されたピストンピン孔116に回転不能に係止されている。連結手段117はアルミ鋳造品からなり、偏芯軸110を軸支する偏芯軸受119を備え、ピストンピン115を介して、偏心軸110とピストン132を連結している。シリンダボア113の端面はバルブプレート139で封止されている。   The piston 132 is reciprocally inserted into the cylinder bore 113. The piston pin 115 has a substantially cylindrical shape, is disposed parallel to the eccentric shaft 110, and is non-rotatably locked in a piston pin hole 116 formed in the piston 132. The connecting means 117 is made of an aluminum cast product, includes an eccentric bearing 119 that supports the eccentric shaft 110, and connects the eccentric shaft 110 and the piston 132 via the piston pin 115. The end face of the cylinder bore 113 is sealed with a valve plate 139.

シリンダヘッド140は、高圧室(図示せず)を形成し、バルブプレート139のシリンダボア113の反対側に固定される。サクションチューブ(図示せず)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142は、バルブプレート139とシリンダヘッド140に挟持される。   The cylinder head 140 forms a high-pressure chamber (not shown) and is fixed to the valve plate 139 on the side opposite to the cylinder bore 113. The suction tube (not shown) is fixed to the closed vessel 101 and connected to the low pressure side (not shown) of the refrigeration cycle, and guides the refrigerant gas 102 into the closed vessel 101. The suction muffler 142 is sandwiched between the valve plate 139 and the cylinder head 140.

図2は、図1の摺動部Aの断面を示す模式図、図3は同実施の形態に用いた主軸表面の皮膜のSIM(走査イオン顕微鏡)観察を行った結果の一例を示すSIM像を示すものである。   FIG. 2 is a schematic diagram showing a cross section of the sliding portion A of FIG. 1, and FIG. 3 is a SIM image showing an example of a result of SIM (scanning ion microscope) observation of a film on a main shaft surface used in the embodiment. It shows.

図2、図3において、クランクシャフト108は、基材150にねずみ鋳鉄(FC鋳鉄)を使用し、クランクシャフト108の主軸109の表面には硬質皮膜、この実施の形態では酸化皮膜160が形成され、さらに酸化皮膜160の表面にはその全面もしくは一部に軟質皮膜、この実施の形態では樹脂皮膜170が形成されている。なお、図3に示す樹脂皮膜170の上方は観察試料を保護するための保護膜である。 まず、酸化皮膜160について詳細に説明する。   2 and 3, the crankshaft 108 uses gray cast iron (FC cast iron) as a base material 150, and has a hard coating on the surface of the main shaft 109 of the crankshaft 108. In this embodiment, an oxide coating 160 is formed. Further, on the surface of the oxide film 160, a soft film, that is, a resin film 170 in this embodiment is formed on the entire surface or a part thereof. The upper portion of the resin film 170 shown in FIG. 3 is a protective film for protecting the observation sample. First, the oxide film 160 will be described in detail.

図3において、酸化皮膜160は、その表面側から、微結晶の組織で、かつ結晶密度が異なる第一aの部分151aと第一bの部分151bからなる第一の部分151、その下に縦長の柱状組織156を含有する第二の部分152、さらにその下方に横長の層状組織157を含有する第三の部分153からなり、第三の部分153の下方が基材150となっている。   In FIG. 3, the oxide film 160 has, from the surface side, a first portion 151 including a first a portion 151 a and a first b portion 151 b having a microcrystalline structure and different crystal densities, and a vertically elongated portion below the first portion 151. A second portion 152 containing a columnar structure 156 is further provided, and a third portion 153 containing a horizontally elongated layered structure 157 further below the second portion 152. The lower portion of the third portion 153 is a substrate 150.

酸化皮膜160の最表面に形成された第一の部分151は、最表面側の第一aの部分151aの結晶密度が、その下に形成された第一bの部分151bのそれよりも小さいことがわかる。第一aの部分151aは、所々に空隙部158(図3中の黒っぽく見える部分が該当)や、短径側の長さは100nm以下で、アスペクト比が1から10となる縦長の針状組織159を含有していることがわかる。一方の第一bの部分151bは、粒径100nm以下からなる微結晶155が敷き詰められたような組織で、第一aの部分で見られたような空隙158や針状組織159は殆ど見られないことがわかる。   In the first portion 151 formed on the outermost surface of the oxide film 160, the crystal density of the first a portion 151a on the outermost surface side is smaller than that of the first b portion 151b formed thereunder. I understand. The first a portion 151a includes a void portion 158 (corresponding to a blackish portion in FIG. 3) and a vertically elongated needle-like structure having a minor axis length of 100 nm or less and an aspect ratio of 1 to 10. 159 is contained. On the other hand, the first b portion 151b has a structure in which microcrystals 155 having a particle size of 100 nm or less are spread, and voids 158 and needle-like structures 159 as seen in the first a portion are almost observed. It turns out there is no.

また、第一の部分151は、EDS(エネルギー分散型X線分光法)分析やEELS(電子線エネルギー損失分光法)分析を行った結果では、最も多く占める成分が三酸化二鉄(Fe)で、ケイ素(Si)化合物も含まれていることがわかる。 In the first portion 151, as a result of performing EDS (energy dispersive X-ray spectroscopy) analysis or EELS (electron beam energy loss spectroscopy) analysis, the most occupying component is diiron trioxide (Fe 2 O). 3 ) shows that a silicon (Si) compound is also contained.

第一の部分151の下方に位置する第二の部分152は、縦方向の径が100nmから1μm程度、横方向の径が100nmから150nm程度で、縦方向の径を横方向の径で除したアスペクト比が約3から10となるような縦方向に長い、いわゆる縦長の柱状組織156が同じ方向に無数に形成されていることがわかる。   The second portion 152 located below the first portion 151 has a vertical diameter of about 100 nm to 1 μm, a horizontal diameter of about 100 nm to 150 nm, and the vertical diameter is divided by the horizontal diameter. It can be seen that a so-called vertically long columnar structure 156 having a vertically long aspect ratio of about 3 to 10 is formed in the same direction.

また、第二の部分152は、EDSやEELS分析を行った結果では、最も多く占める成分が四酸化三鉄(Fe)で、ケイ素(Si)化合物を含む部分から構成されていることがわかる。 In addition, according to the result of EDS and EELS analysis, the second portion 152 is composed of a portion containing silicon (Si) compound, in which the most occupying component is triiron tetroxide (Fe 3 O 4 ). I understand.

次に、第二の部分152の下方に位置する第三の部分153は、縦方向の径が数十nm以下、横方向の径が数百nm程度で、縦方向の径を横方向の径で除したアスペクト比が0.01から0.1となるような横方向に長い、いわゆる横長の層状組織157が形成されていることが分かる。   Next, the third portion 153 located below the second portion 152 has a vertical diameter of several tens nm or less, a horizontal diameter of about several hundred nm, and a vertical diameter of the horizontal diameter. It can be seen that a so-called horizontally long layered structure 157 is formed which is long in the horizontal direction and whose aspect ratio is 0.01 to 0.1.

また、第三の部分153は、EDSやEELS分析を行った結果では、最も多く占める成分が四酸化三鉄(Fe)でケイ素(Si)化合物とケイ素(Si)固溶部を含む部分から構成されていることがわかる。 In the third portion 153, the result of the EDS or EELS analysis shows that the most occupying component is triiron tetroxide (Fe 3 O 4 ), which includes a silicon (Si) compound and a silicon (Si) solid solution part. It can be seen that it is composed of parts.

なお、本実施の形態における酸化皮膜160の膜厚は約3μmである。   The thickness of oxide film 160 in the present embodiment is about 3 μm.

上記酸化皮膜160は、前述したように、最表面から順に、第一の部分151、第二の部分152、および、第三の部分153から構成されているが、酸化皮膜160の構成はこれに限定されない。   As described above, the oxide film 160 is composed of a first portion 151, a second portion 152, and a third portion 153 in order from the outermost surface. Not limited.

酸化皮膜160は、前述した第一の部分151、第二の部分152、および、第三の部分153を含む構成であればよいので、これら以外の組成となる部分を含んでもよい。また、酸化皮膜160は、最表面から第一の部分151、第二の部分152、および、第三の部分153の順で積層されている構成に限定されない。例えば、酸化皮膜160の他の構成としては、最表面から第一の部分151、および第二の部分152の順で積層される構成、最表面から第一の部分151、および第三の部分153、または最表面から第一の部分151、第二の部分152と第三の部分153の間にも第一の部分151が存在する構成、あるいは第一の部分151単層が挙げられる。このように、他の部分を含む構成、あるいは、各部分の積層順が異なる構成は、諸条件を調整することにより実現することができる。   The oxide film 160 may have a configuration including the above-described first portion 151, second portion 152, and third portion 153, and may include a portion having a composition other than these. Further, the oxide film 160 is not limited to the configuration in which the first portion 151, the second portion 152, and the third portion 153 are stacked in this order from the outermost surface. For example, other configurations of the oxide film 160 include a configuration in which the first portion 151 and the second portion 152 are stacked in this order from the outermost surface, a first portion 151 and a third portion 153 from the uppermost surface. Alternatively, a configuration in which the first portion 151 also exists between the first portion 151 and the second portion 152 and the third portion 153 from the outermost surface, or a single layer of the first portion 151 may be used. As described above, a configuration including other portions or a configuration in which the stacking order of each portion is different can be realized by adjusting various conditions.

代表的な諸条件としては、酸化皮膜160の製造方法(形成方法)が挙げられる。酸化皮膜160の製造方法は、公知の鉄系材料の酸化方法を好適に用いることができ、特に限定されない。基材150である鉄系材料の種類、その表面状態(前述した研磨仕上げ等)、求める酸化皮膜160の物性等の諸条件に応じて、製造条件等については適宜設定することができる。本開示では、炭酸ガス(二酸化炭素ガス)等の公知の酸化性ガスおよび公知の酸化設備を用いて、数百℃の範囲内、例えば400〜800℃の範囲内で基材122であるねずみ鋳鉄を酸化することにより、基材15の表面に酸化皮膜160を形成することができる。   Typical conditions include a method of forming (forming) the oxide film 160. A known method of oxidizing an iron-based material can be suitably used for the method of manufacturing the oxide film 160, and is not particularly limited. The manufacturing conditions and the like can be set as appropriate according to the type of the iron-based material serving as the base material 150, its surface state (the above-described polishing finish and the like), and various conditions such as the physical properties of the oxide film 160 to be obtained. In the present disclosure, using a known oxidizing gas such as carbon dioxide (carbon dioxide gas) and a known oxidizing equipment, the gray cast iron which is the base material 122 within a range of several hundred degrees Celsius, for example, within a range of 400 to 800 ° C. Is oxidized, an oxide film 160 can be formed on the surface of the base material 15.

次に、樹脂皮膜170について説明する。   Next, the resin film 170 will be described.

樹脂皮膜170は、酸化皮膜160の表面に形成され、その構造はポリアミドイミド(PAI)をバインダーとして、二硫化モリブデン(MoS)粒子(図示せず)を固体潤滑材として含有している。 The resin film 170 is formed on the surface of the oxide film 160 and has a structure containing polyamideimide (PAI) as a binder and molybdenum disulfide (MoS 2 ) particles (not shown) as a solid lubricant.

このような樹脂皮膜170は、次に示すような工法から形成される。   Such a resin film 170 is formed by the following method.

まず、予備加熱を行い、表面に酸化皮膜160を形成したクランクシャフト108を所定の温度に上げる。これは、酸化皮膜160の表面への樹脂皮膜170の固着促進が目的
である。
First, preheating is performed to raise the temperature of the crankshaft 108 on which the oxide film 160 is formed to a predetermined temperature. This is intended to promote the adhesion of the resin film 170 to the surface of the oxide film 160.

次に、主軸109の軸心を中心軸としてクランクシャフト108を回転させながら、樹脂皮膜170作製用に配合調整されたコーティング剤をスプレーにて塗布する。なお、塗布の際、不要な場所へのコーティング剤の付着を防止するために適切な形状のマスキング治具を取り付けている。その後、予備加熱時の温度よりも高い温度で仮乾燥を数分間行い、樹脂皮膜170を硬化させる。   Next, while rotating the crankshaft 108 about the axis of the main shaft 109 as a center axis, a coating agent blended and adjusted for preparing the resin film 170 is applied by spraying. At the time of application, a masking jig having an appropriate shape is attached in order to prevent the coating agent from adhering to unnecessary places. After that, temporary drying is performed for several minutes at a temperature higher than the temperature at the time of preheating to cure the resin film 170.

さらに、乾燥硬化した樹脂皮膜170の表面を軽くバフ掛けする。これは、樹脂皮膜170の最表面の表面粗さを微調整するのが目的で、砥粒を内包しているナイロンバフや比較的硬いスチールバフよりも、馬毛バフの方が望ましい。   Further, the surface of the dried and cured resin film 170 is lightly buffed. This is for the purpose of finely adjusting the surface roughness of the outermost surface of the resin film 170, and a horse hair buff is more preferable than a nylon buff containing abrasive grains or a relatively hard steel buff.

最後に、200〜250℃程度で、30分から2時間程度焼成を行い、コーティング剤中の希釈剤を全て蒸発させ、樹脂皮膜170を完全に酸化皮膜160の表面に固着させる。   Finally, baking is performed at about 200 to 250 ° C. for about 30 minutes to about 2 hours to completely evaporate the diluent in the coating agent, thereby completely fixing the resin film 170 to the surface of the oxide film 160.

なお、本実施の形態では、樹脂皮膜170の構造に関し、バインダーとしてポリアミドイミドを用いたが、熱硬化型の樹脂で、耐油性、耐熱性、耐冷媒性、及び耐有機剤性に優れているエポキシ樹脂やフェノール樹脂を使用しても同様の効果が得られる。   In the present embodiment, with respect to the structure of the resin film 170, polyamideimide is used as a binder. However, the thermosetting resin is excellent in oil resistance, heat resistance, refrigerant resistance, and organic agent resistance. The same effect can be obtained by using an epoxy resin or a phenol resin.

また、本実施の形態では、樹脂皮膜170中に含有される固体潤滑剤として、二硫化モリブデンを用いたが、四フッ化エチレン樹脂(PTFE)、グラファイト(C)を単独、あるいは混合させて使用しても同様の効果が得られる。   Further, in the present embodiment, molybdenum disulfide is used as the solid lubricant contained in resin film 170, but ethylene tetrafluoride resin (PTFE) and graphite (C) are used alone or as a mixture. The same effect can be obtained even if the same is performed.

さらに、固体潤滑剤として二硫化モリブデンやグラファイトを用いた場合、三酸化アンチモン(Sb)を併用することで、三酸化アンチモンが、樹脂皮膜170中に侵入してきた空気や酸素を捕捉し、自らが先に酸化されることで、樹脂皮膜170中の固体潤滑剤の酸化による変質を抑制し、摩耗抑制効果を十分に発揮させることができる。 Furthermore, when molybdenum disulfide or graphite is used as the solid lubricant, antimony trioxide (Sb 2 O 3 ) is used together with the antimony trioxide to capture air and oxygen that have entered the resin film 170. By being oxidized first, the solid lubricant in the resin film 170 is prevented from being deteriorated due to oxidation, and the effect of suppressing wear can be sufficiently exhibited.

次に、摺動部材同士の硬さの比較について説明する。   Next, comparison of hardness between sliding members will be described.

硬さとは物質、材料の特に表面または表面近傍の機械的性質の一つであり、材料が異物によって変形や傷を与えられようとする時の、物体の変形し難さ、物体の傷つき難さである。硬さにはさまざまな測定手段(定義)とそれに対応する値(硬さの尺度)が存在する。   Hardness is one of the mechanical properties of a substance or material, especially at or near the surface.When a material is liable to be deformed or scratched by a foreign substance, it is difficult to deform or damage the object. It is. There are various measurement means (definitions) and corresponding values (a measure of hardness) for hardness.

摺動部材同士が金属や非鉄金属であれば、同じ押込み硬さ試験法(例えば、ナノインデンテーション法、ビッカースやロックウェル硬さ法等)を用いて、摺動部材表面の皮膜が相手摺動部材よりも硬いかを判断してもよい。   If the sliding members are made of metal or non-ferrous metal, the coating on the surface of the sliding member is slid using the same indentation hardness test method (eg, nanoindentation method, Vickers or Rockwell hardness method). You may judge whether it is harder than a member.

一方、本実施の形態の樹脂皮膜170やリン酸塩皮膜のような押込み硬さ試験法が使用困難な場合は、例えばリング・オン・ディスク方式の摩耗試験で判断するのが望ましい。評価方法の一例を挙げると、ディスク表面に皮膜を形成し、荷重1000N、回転速度1m/s、油中に浸漬した状態で1時間程度運転させて、摺動面の状態を観察する。結果的に、リングと皮膜を設けたディスクのうち、相対的に大きく摩耗した方が、硬さが低いと判断してもよい。   On the other hand, when it is difficult to use the indentation hardness test method such as the resin film 170 or the phosphate film of the present embodiment, it is desirable to make a determination by, for example, a ring-on-disk wear test. As an example of the evaluation method, a film is formed on the disk surface, and the disk is operated for about one hour in a state of being immersed in oil at a load of 1000 N, a rotation speed of 1 m / s, and the state of the sliding surface is observed. As a result, among the disks provided with the ring and the coating, it may be determined that the one that is relatively significantly worn has lower hardness.

以上の様な考え方のもと、図4に、同実施の形態における主軸と主軸受の深さ方向の硬さを表した特性図を示す。なお、硬さはビッカース硬さで示している。   FIG. 4 is a characteristic diagram showing the hardness in the depth direction of the main shaft and the main bearing in the embodiment based on the above concept. In addition, hardness is shown by Vickers hardness.

主軸109表面の酸化皮膜160の硬さの計測には、シエンタ・オミクロン株式会社製のナノインデンテーション装置(トライボインデンター)を使用した。硬さの計測は、圧子を押込み一定時間維持させた後、少しだけ除荷し、次に前よりも高い荷重で押込むというようなステップを15回、最大1Nまで負荷−除荷試験を実施し、酸化皮膜160の硬さ、及び深さ方向の硬さ分布を計測した。   For measuring the hardness of the oxide film 160 on the surface of the main shaft 109, a nanoindentation device (tribo indenter) manufactured by Sienta Omicron Co., Ltd. was used. The hardness is measured by pressing the indenter for a certain period of time, then unloading it a little, and then pushing it in with a higher load than before 15 times, conducting a load-unloading test up to 1N. Then, the hardness of the oxide film 160 and the hardness distribution in the depth direction were measured.

なお、樹脂皮膜170の硬さは、主軸109や酸化皮膜160より大幅に硬さが小さく、同じ装置での測定ができないため、摩耗試験による相対比較の結果を基に、硬さの推定線を点線で示している。   Since the hardness of the resin film 170 is significantly smaller than that of the main shaft 109 and the oxide film 160 and cannot be measured by the same apparatus, an estimation line of the hardness is calculated based on the result of the relative comparison by the wear test. This is indicated by a dotted line.

摩耗試験は前述のリング・オン・ディスク方式で行った。試験に用いたリングは主軸受111と同じ材料から作製し、一方で、ディスクはクランクシャフト108と同じ材料から作製した後、本実施の形態で使用する膜厚が約3μm程度のPAI樹脂をその表面に塗布した。   The abrasion test was performed by the ring-on-disk method described above. The ring used in the test was made of the same material as the main bearing 111, while the disc was made of the same material as the crankshaft 108, and then a PAI resin having a film thickness of about 3 μm used in the present embodiment was used. Coated on the surface.

その結果、リングの摩耗量はほぼゼロであったのに対し、ディスク表面の樹脂皮膜は1〜2μm程度摩耗した。このことから、硬さの指標で言えば、樹脂皮膜170は主軸受111より低いと判断した。   As a result, while the wear amount of the ring was almost zero, the resin film on the disk surface was worn by about 1 to 2 μm. From this, it was determined that the resin film 170 was lower than the main bearing 111 in terms of the hardness index.

一方、主軸受111のビッカース硬さに関しては、シリンダブロック112の主軸受111の内周面の一部をファインカッターで切り出し、荷重0.5kgfの条件でビッカース硬さを計測した。   On the other hand, regarding the Vickers hardness of the main bearing 111, a part of the inner peripheral surface of the main bearing 111 of the cylinder block 112 was cut out with a fine cutter, and the Vickers hardness was measured under the condition of a load of 0.5 kgf.

この結果から、ジャーナル軸受を構成する主軸109の表面に、相手摺動部材である主軸受111に比べて同等以上の硬さを有する酸化皮膜160が形成されていることが分かった。   From this result, it was found that an oxide film 160 having a hardness equal to or higher than that of the main bearing 111 as a mating sliding member was formed on the surface of the main shaft 109 constituting the journal bearing.

以上のように構成された冷媒圧縮機について、以下その動作を説明する。   The operation of the refrigerant 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、外部のインバータ駆動回路(図示せず)を介して、電動要素106に供給され、電動要素106は複数の運転周波数でインバータ駆動される。電動要素106の回転子105は、クランクシャフト108を回転させ、偏心軸110の偏心運動が連結手段117からピストンピン115を介してピストン132を駆動する。ピストン132はシリンダボア113内を往復運動し、サクションチューブ(図示せず)を通して密閉容器101内に導かれた冷媒ガス102をサクションマフラー142から吸入し、圧縮室134内で圧縮する。   Electric power supplied from a commercial power supply (not shown) is supplied to the electric element 106 via an external inverter drive circuit (not shown), and the electric element 106 is inverter-driven at a plurality of operating frequencies. The rotor 105 of the electric element 106 rotates the crankshaft 108, and the eccentric movement of the eccentric shaft 110 drives the piston 132 from the connecting means 117 via the piston pin 115. The piston 132 reciprocates in the cylinder bore 113, sucks the refrigerant gas 102 guided into the sealed container 101 through the suction tube (not shown) from the suction muffler 142, and compresses the refrigerant gas 102 in the compression chamber 134.

潤滑油103はクランクシャフト108の回転に伴い、給油ポンプ120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132とシリンダボア113の間においてはシールを司る。   The lubricating oil 103 is supplied to each sliding portion from an oil supply pump 120 with the rotation of the crankshaft 108, lubricates the sliding portion, and controls a seal between the piston 132 and the cylinder bore 113.

ここで、図5に、同実施の形態における冷媒圧縮機の入力とCOPの時系列変化曲線図を示す。   Here, FIG. 5 shows a time-series change curve of the input of the refrigerant compressor and the COP in the embodiment.

図5(a)は、圧縮機入力の時系列経時変化を示し、図5(b)は、成績係数COP(Coefficient of Performance 冷凍冷蔵機器などのエネルギー消費効率の目安として使われる係数で、冷凍能力(W)を入力(W)で除した値である。以下、COPと称す)の時系列経時変化を示す。比較として、従来の冷媒圧縮機の結果も示す。   FIG. 5 (a) shows a time-series change of the compressor input over time, and FIG. 5 (b) shows a coefficient of performance COP (Coefficient of Performance) which is a coefficient used as a measure of energy consumption efficiency of a refrigerator or a refrigerator. (W) is a value obtained by dividing (W) by the input (W). For comparison, the results of the conventional refrigerant compressor are also shown.

図5(a)から、本実施の形態の冷媒圧縮機と、従来の冷媒圧縮機のいずれも運転開始直後の入力(以下、初期入力と称す)が最も高く、その後運転時間の経過に伴って入力は徐々に低下し、最終的にはほぼ一定の値(以下、定常入力と称す)を示すことがわかる。さらに、本実施の形態の冷媒圧縮機は、従来の冷媒圧縮機に比べて初期入力が低く、加えて、初期入力から定常入力に移行する時間も低減しているのが分かる。本実施の形態の冷媒圧縮機の移行時間をt1、従来の冷媒圧縮機のそれをt2とすると、t1はt2の約1/2程度となる。これにより、図5(b)に示すように、COPが早期に安定し、かつ向上することが分かった。   From FIG. 5 (a), the input immediately after the start of operation (hereinafter, referred to as an initial input) of both the refrigerant compressor of the present embodiment and the conventional refrigerant compressor is the highest, and thereafter, as the operation time elapses, It can be seen that the input gradually decreases and finally shows a substantially constant value (hereinafter, referred to as a steady input). Further, it can be seen that the refrigerant compressor of the present embodiment has a lower initial input than the conventional refrigerant compressor, and also has a reduced time to shift from the initial input to the steady input. Assuming that the transition time of the refrigerant compressor of the present embodiment is t1 and that of the conventional refrigerant compressor is t2, t1 is about 1/2 of t2. Thereby, as shown in FIG.5 (b), it turned out that COP is stabilized early and improves.

図5の結果について考察すると、従来の冷媒圧縮機は、特に低速運転(例えば20Hz以下)において、摺動部材間の油膜厚さが薄くなると、主軸109と主軸受111が局所的な接触が生じて油膜が切れてしまい、粗さ領域における固体接触の発生が頻発するためと考えられる。加えて、主軸109の表面に耐摩耗性の高い(硬い)酸化皮膜160が形成されているため、摺動部材(主軸と主軸受)同士の表面の突起が早々に摩耗せず、なじみ難くなるので、固体接触する時間が長くなる。故に、初期入力が高く、加えて、初期入力から定常入力に移行する時間も長くなると考えられる。   Considering the results of FIG. 5, in the conventional refrigerant compressor, local contact occurs between the main shaft 109 and the main bearing 111 when the oil film thickness between the sliding members is reduced, particularly at a low speed operation (for example, 20 Hz or less). It is considered that the oil film breaks and the solid contact frequently occurs in the roughness region. In addition, since the oxide film 160 having high wear resistance (hard) is formed on the surface of the main shaft 109, the projections on the surfaces of the sliding members (main shaft and main bearing) do not wear away quickly, making it difficult to fit. Therefore, the time for solid contact is prolonged. Therefore, it is considered that the initial input is high and the time required to shift from the initial input to the steady input is also long.

一方で、本実施の形態の冷媒圧縮機は、主軸109の表面に、主軸受111より硬度が大きい酸化皮膜160を形成し、さらにその表面に主軸受111より硬度が大幅に小さい樹脂皮膜170を形成しているため、低速運転域において摺動部材間の油膜厚さが極端に薄くなって主軸受111との固体接触が発生したとしても、硬質皮膜である酸化皮膜160の表面に形成された軟質皮膜である樹脂皮膜170の初期なじみ性により、運転初期から入力が低く、高効率で信頼性の高い冷媒圧縮機を提供することができる。   On the other hand, in the refrigerant compressor of the present embodiment, an oxide film 160 having a higher hardness than main bearing 111 is formed on the surface of main shaft 109, and a resin film 170 having a significantly lower hardness than main bearing 111 is formed on the surface. Due to the formation, even when the oil film thickness between the sliding members becomes extremely thin in the low-speed operation range and solid contact with the main bearing 111 occurs, the oil film is formed on the surface of the oxide film 160 which is a hard film. Due to the initial conformability of the resin film 170, which is a soft film, an input is low from the beginning of operation, and a highly efficient and highly reliable refrigerant compressor can be provided.

また、運転起動時等の貧油運転時において油膜切れが生じても、主軸109の表面の樹脂皮膜170の一部や固体潤滑材として含有している二硫化モリブデン粒子が主軸受111の表面に移着して摺動するため、摩擦係数を低減し、冷媒圧縮機の高効率化を図ることができる。   Further, even if the oil film breaks during poor oil operation such as at the start of operation, molybdenum disulfide particles contained as a part of the resin film 170 on the surface of the main shaft 109 and as a solid lubricant are formed on the surface of the main bearing 111. Since the transfer and sliding are performed, the coefficient of friction can be reduced, and the efficiency of the refrigerant compressor can be increased.

また、本実施の形態では、主軸109等の摺動部材の表面に形成する硬質皮膜を酸化皮膜160としているが、この酸化皮膜160は、微結晶の組織からなり最も多く占める成分が三酸化二鉄(Fe)でケイ素(Si)化合物も含む最表面の第一の部分151と、その下に縦長の柱状組織を含有し最も多く占める成分が四酸化三鉄(Fe)でケイ素(Si)化合物を含む第二の部分152と、さらにその下方に横長の層状組織を含有し四酸化三鉄(Fe)でケイ素(Si)化合物とケイ素(Si)固溶部を含む第三の部分153と、を含む構成となっているから、耐摩耗性が向上するのはもちろん、摺動部材の相手攻撃性が低下し、摺動初期のなじみ性も向上する。 Further, in the present embodiment, the hard film formed on the surface of the sliding member such as the main shaft 109 is the oxide film 160. The oxide film 160 is composed of microcrystals and the most occupied component is dioxide. Iron (Fe 2 O 3 ), a first portion 151 on the outermost surface that also contains a silicon (Si) compound, and a vertically occupied columnar structure underneath the first portion 151 are triiron tetroxide (Fe 3 O 4 ). A second portion 152 containing a silicon (Si) compound, and a layered structure below the second portion 152, and a silicon (Si) compound and a silicon (Si) solid solution portion containing triiron tetroxide (Fe 3 O 4 ). Therefore, not only the wear resistance is improved, but also the aggressiveness of the sliding member is reduced, and the adaptability at the initial stage of the sliding is also improved.

よって、樹脂皮膜170が酸化皮膜160の全面でなく一部に設けられている、或いは全面に設けられていて相手摺動部材の凹凸により部分的に摩滅し、酸化皮膜160が相手摺動部材と接することがあっても、樹脂皮膜170下方の酸化皮膜160が持つなじみ性により運転初期からの入力が低く高効率の運転を実現でき、しかも耐摩耗性が高いので信頼性の高い運転を行うことが可能となる。   Therefore, the resin film 170 is provided on a part of the oxide film 160, not on the entire surface, or is provided on the entire surface, and is partially worn out due to unevenness of the mating sliding member, and the oxide film 160 is Even if there is any contact, the operation of the oxide film 160 below the resin film 170 can be performed with low input from the initial operation and high efficiency operation can be realized, and the operation is highly reliable because of high wear resistance. Becomes possible.

この酸化皮膜160の高い耐摩耗性と、摺動部材の相手攻撃性の低下及び摺動初期のなじみ性の向上については本出願人の特願2016−003910号、特願2016−003909号に詳述している通りであるが、その理由の一つは以下のように考えられる。   The high abrasion resistance of the oxide film 160, the reduction of the aggressiveness of the sliding member and the improvement of the conformability at the initial stage of sliding are described in Japanese Patent Application Nos. 2006-003910 and 2016-003909 of the present applicant. As described above, one of the reasons is considered as follows.

すなわち、耐摩耗性についてであるが、この酸化皮膜160は鉄の酸化物であるから、従来のリン酸塩皮膜と比較して硬くかつ化学的には非常に安定しており、しかも最表面と
なる第一の部分151には、鉄の酸化物よりも硬度が高いケイ素(Si)化合物が含まれているので、高い耐摩耗性を示すと考えられる。それゆえ、信頼性の高い運転が可能となる。
In other words, regarding the abrasion resistance, since the oxide film 160 is an oxide of iron, it is harder and chemically more stable than a conventional phosphate film, and moreover, it is harder than the outermost surface. Since the first portion 151 contains a silicon (Si) compound having a higher hardness than the oxide of iron, it is considered that the first portion 151 exhibits high wear resistance. Therefore, reliable operation is possible.

一方、なじみ性についてであるが、この酸化皮膜160は、その最表面となる第一の部分151の最も多く占める成分が三酸化二鉄(Fe)で、その三酸化二鉄(Fe)の結晶構造は菱面体晶である。この菱面体の結晶構造は、その下方に位置する四酸化三鉄(Fe)の立方晶の結晶構造や、窒化皮膜の周密六方晶、面心立方晶、体心正方晶の結晶構造に比べ、結晶構造の面で柔軟になっている。そのため、三酸化二鉄(Fe)を多く含む第一の部分151は、従来のガス窒化皮膜または一般的な酸化皮膜(四酸化三鉄(Fe)単部分皮膜)に比較し高い硬さを有しつつ、相手攻撃性が低くて、摺動初期のなじみ性が向上すると考えられる。ゆえに、酸化皮膜160自体が持つなじみ性によっても運転初期から入力が低く高効率な運転を実現することができる。 On the other hand, regarding the conformability, in the oxide film 160, the most occupied component of the first portion 151, which is the outermost surface, is diiron trioxide (Fe 2 O 3 ). The crystal structure of 2 O 3 ) is rhombohedral. The crystal structure of the rhombohedral crystal structure includes a cubic crystal structure of triiron tetroxide (Fe 3 O 4 ) located below the crystal structure, a close-packed hexagonal crystal, a face-centered cubic crystal, and a body-centered tetragonal crystal structure of a nitride film. It is more flexible in terms of crystal structure. Therefore, the first portion 151 containing a large amount of diiron trioxide (Fe 2 O 3 ) is compared with a conventional gas nitride film or a general oxide film (triiron tetroxide (Fe 3 O 4 ) single-part film). It is thought that while having a high hardness, the aggressiveness of the opponent is low, and the conformability at the beginning of sliding is improved. Therefore, even with the familiarity of the oxide film 160 itself, the input is low from the beginning of the operation and a highly efficient operation can be realized.

つまりこの摺動部材の表面を構成する酸化皮膜160は、樹脂皮膜170が持つなじみ効果と同様、酸化皮膜160自体が持つなじみ性によっても運転初期からの入力が低く高効率の運転と信頼性の高い運転を実現可能とする。   That is, the oxide film 160 constituting the surface of the sliding member has a low input from the initial operation due to the conformability of the oxide film 160 itself, as well as the conformability effect of the resin film 170, and has high operation efficiency and reliability. High driving can be realized.

なお、この酸化皮膜160の第二の部分152および第三の部分153は、いずれもケイ素(Si)化合物を含むため、第一の部分151を含む酸化皮膜160の基材に対する密着力は強力なものとなる。しかも、第三の部分153は、第二の部分152よりもケイ素の含有量が多い。このように、ケイ素(Si)化合物を含む部分が積層され、基材に接する側のケイ素の含有量が多いことで、酸化皮膜160の密着力をより一層強化する。その結果、摺動時の負荷に対して、酸化皮膜160の耐力が向上し、酸化皮膜160の耐摩耗性が一段と高いものとなると考えられる。そして、最表面である第一の部分151が摩耗したとしても、第二の部分152および第三の部分153の存在により、より優れた耐摩耗性を発揮すると推察され、信頼性が向上する。   Since the second portion 152 and the third portion 153 of the oxide film 160 both contain a silicon (Si) compound, the adhesion of the oxide film 160 including the first portion 151 to the substrate is strong. It will be. Moreover, the third portion 153 has a higher silicon content than the second portion 152. As described above, the portion containing the silicon (Si) compound is laminated, and the silicon content on the side in contact with the base material is large, so that the adhesion of the oxide film 160 is further enhanced. As a result, it is considered that the proof stress of the oxide film 160 is improved with respect to the load during sliding, and the wear resistance of the oxide film 160 is further increased. Then, even if the first portion 151, which is the outermost surface, is worn, the presence of the second portion 152 and the third portion 153 is presumed to exert more excellent wear resistance, and the reliability is improved.

また、この酸化皮膜160の高い耐摩耗性と、摺動部材の相手攻撃性の低下及び摺動初期のなじみ性の向上については別の観点から見ると、以下の理由によるとも考えられる。   Further, from a different viewpoint, the high wear resistance of the oxide film 160, the reduction of the aggressiveness of the sliding member and the improvement of the conformability at the initial stage of the sliding are considered to be due to the following reasons.

すなわち、耐摩耗性についてであるが、この酸化皮膜160の最表面を構成する第一の部分151は前記した通りケイ素(Si)化合物が含まれている上に緻密な微結晶組織となっているところから、高い耐摩耗性を発揮すると考えられる。   That is, regarding the abrasion resistance, the first portion 151 constituting the outermost surface of the oxide film 160 contains a silicon (Si) compound and has a fine microcrystalline structure as described above. Therefore, it is considered that the steel exhibits high wear resistance.

一方、なじみ性についてであるが、この酸化皮膜160の第一の部分151は、上記の如く微結晶の組織であって、これら微結晶の間には所々にわずかな空隙部158が形成されている、あるいは、表面に微小な凹凸が生じている。そのため、毛細管現象により潤滑油103が酸化皮膜160の表面(摺動面)に保持されやすい。つまり、このようなわずかな空隙部158および/または微少な凹凸が存在することで、摺動状態が厳しい状況であっても摺動面に潤滑油103を留めること、いわゆる「保油性」を発揮することが可能になると考えられる。   On the other hand, regarding the conformability, the first portion 151 of the oxide film 160 has a microcrystalline structure as described above, and a slight void portion 158 is formed between the microcrystals. Or the surface has minute irregularities. Therefore, the lubricating oil 103 is easily held on the surface (sliding surface) of the oxide film 160 due to the capillary phenomenon. In other words, the presence of such small voids 158 and / or minute irregularities allows the lubricating oil 103 to be retained on the sliding surface even in a severe sliding state, that is, exhibits a so-called “oil retaining property”. It will be possible to do so.

さらに、上記酸化皮膜160は、第一の部分151の下方の基材150側に柱状組織156(第二の部分152)および層状組織157(第三の部分153)が存在しており、これら組織は、第一の部分151の微結晶155に比べて相対的に硬度が低い(軟らかい)。そのため、摺動時には、柱状組織156および層状組織157が「緩衝材」のように機能する(「緩衝材」の機能は第二の部分152或いは第三の部分153のいずれか一方のみであっても発揮されるので、第一の部分151の下方には第二の部分152および/または第三の部分153(好ましくは双方)が位置していれば良い)。これにより、摺動時の酸化皮膜160表面に対する相手方摺動部材からの圧力により最表面の微結晶155は基材150側に圧縮されるように挙動すると考えられ、その結果、酸化皮膜160の相手攻撃性は、他の表面処理膜と比較して顕著に低下し、これによってなじみ性がもたらせると推察される。   Further, the oxide film 160 has a columnar structure 156 (second portion 152) and a layered structure 157 (third portion 153) on the substrate 150 side below the first portion 151. Has relatively lower hardness (softer) than the microcrystal 155 of the first portion 151. Therefore, at the time of sliding, the columnar tissue 156 and the layered tissue 157 function like a "buffer" (the function of the "buffer" is only one of the second portion 152 and the third portion 153, and Therefore, the second portion 152 and / or the third portion 153 (preferably both) may be located below the first portion 151). Accordingly, it is considered that the microcrystal 155 on the outermost surface behaves so as to be compressed toward the base material 150 side by the pressure from the mating sliding member on the surface of the oxide film 160 during sliding. The aggressiveness is remarkably reduced as compared with other surface treatment films, and it is presumed that this leads to conformability.

つまり、この酸化皮膜160は相手攻撃性の低さと「保油性」から良好ななじみ性を発揮するため、樹脂皮膜170が持つなじみ効果と同様、酸化皮膜160自体のなじみ性によっても運転初期からの入力が低く高効率の運転と信頼性の高い運転を実現可能とする。したがって、例えば樹脂皮膜170が摩滅して酸化皮膜160が相手方摺動部材と接するようになっても長期間に亘って運転初期から入力が低く高効率の運転を継続することができる。   In other words, the oxide film 160 exhibits good adaptability from the low aggressiveness of the opponent and the “oil retention”, and therefore, as well as the adaptability effect of the resin film 170, the oxide film 160 itself also has an adaptability from the initial operation due to the adaptability. High efficiency operation with low input and highly reliable operation can be realized. Therefore, for example, even when the resin film 170 is worn and the oxide film 160 comes into contact with the other sliding member, the input is low from the beginning of the operation for a long period of time, so that the operation with high efficiency can be continued.

以上のように上記酸化皮膜160はこれを用いることによって、樹脂皮膜170による効果と合わさって運転初期からの入力が低く高効率の運転と信頼性の高い運転をダブルかつ長期に亘って実現可能とするが、本発明の摺動部材に形成する硬質皮膜は少なくとも相手摺動部材に比べて同等以上の硬さを有するものであればこの酸化皮膜160以外の他の皮膜であってもよいものである。   As described above, by using the oxide film 160, it is possible to realize a high efficiency operation and a highly reliable operation with a low input from the initial operation in combination with the effect of the resin film 170 over a long period of time. However, the hard film formed on the sliding member of the present invention may be a film other than the oxide film 160 as long as it has at least the same hardness as the mating sliding member. is there.

例えば、基材150が鉄系であれば、一般的な焼入れのほかに、表層に炭素や窒素等を浸み込ませる方法で形成した皮膜であってもよい。   For example, if the base material 150 is an iron-based material, it may be a film formed by a method of impregnating carbon, nitrogen, or the like into the surface layer in addition to general quenching.

また、水蒸気を使用したり、水酸化ナトリウムの水溶液に浸漬させて形成した酸化処理による皮膜であってもよい。   Further, it may be a film formed by oxidation treatment using steam or dipping in an aqueous solution of sodium hydroxide.

さらには、上記した酸化や浸炭、窒化、酸化処理等によって形成する化合物層からなる皮膜だけでなく、冷間加工、加工硬化、固溶強化、析出強化、分散強化、結晶粒微細化等によって転位のすべり運動を抑制させて基材の強化を図った層(以下、このような層を機械的強度改善層と称す)であってもよい。   Furthermore, not only the film consisting of the compound layer formed by the above-mentioned oxidation, carburization, nitriding, oxidation treatment, etc., but also dislocation by cold working, work hardening, solid solution strengthening, precipitation strengthening, dispersion strengthening, grain refinement, etc. (Hereinafter, such a layer is referred to as a mechanical strength improving layer) in which the sliding motion is suppressed to strengthen the substrate.

さらに加えて、メッキ、溶射、PVD、CVDの被覆法により形成した層であってもよい。   In addition, a layer formed by a coating method such as plating, thermal spraying, PVD, or CVD may be used.

よって、本発明ではこのような化合物層、機械的強度改善層、被覆法により形成した層を含めて硬質皮膜と定義する。   Therefore, in the present invention, such a compound layer, a mechanical strength improving layer, and a layer formed by a coating method are defined as a hard coating.

そして、このような硬質皮膜、すなわち、化合物層、機械的強度改善層、被覆法により形成した層は、いずれのものであっても相手側摺動部材よりも固いものであればよく、このような化合物層、機械的強度改善層、被覆法により形成した層の少なくとも一つで構成される硬質皮膜と軟質皮膜を設けることによって、運転初期から入力が低く安定した高効率な冷媒圧縮機を提供することができる。   And such a hard coating, that is, the compound layer, the mechanical strength improving layer, the layer formed by the coating method may be any one as long as it is harder than the mating sliding member. By providing a hard film and a soft film composed of at least one of a compound layer, a mechanical strength improving layer, and a layer formed by a coating method, a stable and highly efficient refrigerant compressor with low input from the initial operation is provided. can do.

なお、皮膜を形成する基材は鉄系以外であってもよく、相対する主軸受111に比べて同等以上の硬さを有する皮膜を形成できるものであればよいものである。   The base material on which the film is formed may be other than iron-based, as long as it can form a film having a hardness equal to or higher than that of the opposing main bearing 111.

また、本実施の形態では、軟質皮膜として1種類で1層の皮膜を形成したが、相手摺動部材より硬さが小さい皮膜であれば2種類以上の複数層の皮膜としてもよく、同様の効果が得られる。   Further, in this embodiment, one kind of soft film is formed as one kind of film, but two or more kinds of plural layers may be used as long as the film is smaller in hardness than the mating sliding member. The effect is obtained.

また、本実施の形態では、主軸109と主軸受111との摺動部分に適用したものを例示したが、これは偏心軸110と偏心軸受119、或いは、ピストン115とシリンダボア112との摺動部分に適用してもよく、更には硬質皮膜160と軟質皮膜170は主軸等の軸部品側ではなく主軸受等の軸受部品側の摺動部材に設けてもよく、同様の効果が得られることは言うまでもない。   Further, in the present embodiment, an example in which the present invention is applied to a sliding portion between the main shaft 109 and the main bearing 111 has been described. However, this is a sliding portion between the eccentric shaft 110 and the eccentric bearing 119, or the piston 115 and the cylinder bore 112. Further, the hard coating 160 and the soft coating 170 may be provided on the sliding member on the bearing component side such as the main bearing instead of the shaft component side such as the main shaft, and the same effect can be obtained. Needless to say.

また、冷媒圧縮機の形態についても、本実施の形態においては往復動式(レシプロ)の冷媒圧縮機を例示して説明したが、回転式やスクロール式、振動式等、摺動部を有する他の圧縮機においても同様の効果が得られることは言うまでもない。   In the present embodiment, a reciprocating (reciprocating) refrigerant compressor has been described as an example of a refrigerant compressor. It is needless to say that the same effect can be obtained also in the compressor described above.

さらに言及しておけば、本実施の形態で説明した摺動部材は冷媒圧縮機に用いたものを例示したが、これは摺動部材を用いた部品、機器、例えばポンプやモータ等どのようなものであっても良いものであり、適用に何ら制約を受けるものではない。   Furthermore, if the sliding member described in the present embodiment is exemplified by the one used in the refrigerant compressor, this is a component using the sliding member, a device such as a pump or a motor. It may be something, and there is no restriction on its application.

(実施の形態2)
図6は、本発明の実施の形態2における冷凍装置の構成を示す模式図である。ここでは、冷凍装置の基本構成の概略についてのみ説明する。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration of a refrigeration apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. Here, only the outline of the basic configuration of the refrigeration apparatus will be described.

図6において、冷凍装置は、一面が開口した断熱性の箱体とその開口を開閉する扉体構成の本体301と、本体301の内部を、物品の貯蔵空間303と機械室305に区画する区画壁307と、貯蔵空間303内を冷却する冷媒回路309を具備している。   In FIG. 6, the refrigeration apparatus has a heat-insulating box body with one side open, a main body 301 having a door body that opens and closes the opening, and a section that divides the inside of the main body 301 into a storage space 303 for articles and a machine room 305. A wall 307 and a refrigerant circuit 309 for cooling the inside of the storage space 303 are provided.

冷媒回路309は、冷媒圧縮機300と、放熱器313と、減圧装置315と、吸熱器317とを環状に配管接続して構成してあり、冷媒圧縮機300は実施の形態1で説明した冷媒圧縮機としてある。   The refrigerant circuit 309 is configured by connecting a refrigerant compressor 300, a radiator 313, a decompression device 315, and a heat absorber 317 in an annular pipe connection. The refrigerant compressor 300 is the refrigerant described in the first embodiment. There is as a compressor.

また、吸熱器317は、送風機(図示せず)を具備した貯蔵空間303内に配置されている。吸熱器317の冷却熱は、矢印で示すように、送風機によって貯蔵空間303内を循環するように撹拌され、貯蔵空間303内は冷却される。   The heat absorber 317 is arranged in the storage space 303 provided with a blower (not shown). The heat of cooling of the heat absorber 317 is agitated by a blower so as to circulate in the storage space 303 as indicated by an arrow, and the storage space 303 is cooled.

以上の構成からなる冷凍装置は、冷媒圧縮機300として本発明の実施の形態1における冷媒圧縮機を搭載することにより、冷凍装置の消費電力が低減でき、省エネルギー化を実現するとともに、冷凍装置の信頼性を向上させることができる。すなわち、上記冷媒圧縮機300は、主軸109の表面に、相対する主軸受111に比べて同等以上の硬さを有する酸化皮膜160を形成するとともに、酸化皮膜160の表面の全面あるいは一部に主軸受111に比べて硬さが小さい樹脂皮膜170を形成しているので、軸部品と軸受部品間の耐摩耗性が向上するとともに、軸部品と軸受部品の局所的な接触摺動を緩和でき、信頼性と性能が向上する。この冷媒圧縮機300の信頼性と性能向上によって、冷凍装置の消費電力が低減でき、省エネルギー化を実現するとともに、冷凍装置の信頼性を向上させることができる。   In the refrigeration apparatus having the above-described configuration, by mounting the refrigerant compressor according to Embodiment 1 of the present invention as the refrigerant compressor 300, the power consumption of the refrigeration apparatus can be reduced, and energy saving can be achieved. Reliability can be improved. That is, the refrigerant compressor 300 forms the oxide film 160 having a hardness equal to or greater than that of the main bearing 111 on the surface of the main shaft 109, and forms the main surface on the entire surface or a part of the surface of the oxide film 160. Since the resin film 170 having a smaller hardness than the bearing 111 is formed, wear resistance between the shaft component and the bearing component is improved, and local contact sliding between the shaft component and the bearing component can be reduced. Improves reliability and performance. By improving the reliability and performance of the refrigerant compressor 300, the power consumption of the refrigeration apparatus can be reduced, energy saving can be realized, and the reliability of the refrigeration apparatus can be improved.

以上のように、本発明は、性能と信頼性が高い冷媒圧縮機及びそれを用いた冷凍装置を提供することが可能となるので、冷凍サイクルを用いた各種機器に幅広く適用できる。   As described above, the present invention can provide a refrigerant compressor having high performance and high reliability and a refrigeration apparatus using the same, and thus can be widely applied to various devices using a refrigeration cycle.

100,300 冷媒圧縮機
101 密閉容器
103 潤滑油
106 電動要素
107 圧縮要素
109 主軸(摺動部材)
111 主軸受(摺動部材)
160 酸化皮膜(硬質皮膜)
170 樹脂皮膜(軟質皮膜)
309 冷媒回路
313 放熱器
315 減圧装置
100, 300 Refrigerant compressor 101 Airtight container 103 Lubricating oil 106 Electric element 107 Compression element 109 Main shaft (sliding member)
111 Main bearing (sliding member)
160 Oxide film (hard film)
170 resin film (soft film)
309 Refrigerant circuit 313 Radiator 315 Pressure reducing device

Claims (5)

密閉容器内に収納された電動要素と、前記電動要素により駆動され冷媒を圧縮する圧縮要素と、前記圧縮要素を構成する摺動部材間を潤滑する潤滑油と、前記摺動部材の表面に相手摺動部材に比べて同等以上の硬さを有する硬質皮膜を形成するとともに、前記硬質皮膜の表面の全面あるいは一部に前記相手摺動部材に比べて硬さが小さい軟質皮膜を形成した冷媒圧縮機。 An electric element housed in a closed container, a compression element driven by the electric element to compress a refrigerant, a lubricating oil for lubricating between sliding members constituting the compression element, Refrigerant compression in which a hard film having a hardness equal to or greater than that of the sliding member is formed, and a soft film having a hardness smaller than that of the mating sliding member is formed on the entire surface or a part of the surface of the hard film. Machine. 軟質皮膜は樹脂を主成分とした請求項1に記載の冷媒圧縮機。 The refrigerant compressor according to claim 1, wherein the soft coating mainly comprises a resin. 樹脂は固体潤滑材を含有した請求項2に記載の冷媒圧縮機。 The refrigerant compressor according to claim 2, wherein the resin contains a solid lubricant. 電動要素は、商用電源周波数以下の運転周波数が含まれる複数の運転周波数でインバータ駆動される請求項1から3のいずれか一項に記載の冷媒圧縮機。 The refrigerant compressor according to any one of claims 1 to 3, wherein the electric element is inverter-driven at a plurality of operation frequencies including an operation frequency equal to or lower than a commercial power supply frequency. 冷媒圧縮機、放熱器、減圧装置、吸熱器を配管によって環状に連結した冷媒回路を有し、前記冷媒圧縮機を請求項1から4のいずれか一項に記載の冷媒圧縮機とした冷凍装置。
A refrigeration apparatus having a refrigerant circuit in which a refrigerant compressor, a radiator, a decompression device, and a heat absorber are connected in a ring by piping, wherein the refrigerant compressor is the refrigerant compressor according to any one of claims 1 to 4. .
JP2016226462A 2016-11-21 2016-11-22 Refrigerant compressor and refrigerator using it Pending JP2020012375A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016226462A JP2020012375A (en) 2016-11-22 2016-11-22 Refrigerant compressor and refrigerator using it
PCT/JP2017/041319 WO2018092854A1 (en) 2016-11-21 2017-11-16 Refrigerant compressor and refrigeration device with same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016226462A JP2020012375A (en) 2016-11-22 2016-11-22 Refrigerant compressor and refrigerator using it

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020012375A true JP2020012375A (en) 2020-01-23

Family

ID=69168773

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016226462A Pending JP2020012375A (en) 2016-11-21 2016-11-22 Refrigerant compressor and refrigerator using it

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2020012375A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024195424A1 (en) * 2023-03-17 2024-09-26 サンデン株式会社 Sliding member

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024195424A1 (en) * 2023-03-17 2024-09-26 サンデン株式会社 Sliding member

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180245637A1 (en) Oxide coating formed on ferrous substrate, sliding member on which said oxide coating is formed, and apparatus provided with sliding member
JP6948578B2 (en) Refrigerant compressor and refrigeration equipment using it
JPWO2015194181A1 (en) Refrigerant compressor and refrigeration apparatus using the same
US11959670B2 (en) Refrigerant compressor and freezer including same
JP2020012375A (en) Refrigerant compressor and refrigerator using it
EP3543529B1 (en) Refrigerant compressor and freezer including same
WO2018092854A1 (en) Refrigerant compressor and refrigeration device with same
US10890363B2 (en) Refrigerant compressor and refrigeration device including refrigerant compressor
JP6041177B1 (en) Refrigerant compressor and refrigeration apparatus using the same
US10760563B2 (en) Refrigerant compressor and refrigeration device including refrigerant compressor
JP2020012374A (en) Refrigerant compressor and refrigerator using it
WO2017043036A1 (en) Coolant compressor and refrigeration device using same
JP2017053341A (en) Refrigerant compressor and refrigeration apparatus using the same
JP2017053339A (en) Refrigerant compressor and refrigeration apparatus using the same