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JPH05340369A - Compressor - Google Patents

Compressor

Info

Publication number
JPH05340369A
JPH05340369A JP15089492A JP15089492A JPH05340369A JP H05340369 A JPH05340369 A JP H05340369A JP 15089492 A JP15089492 A JP 15089492A JP 15089492 A JP15089492 A JP 15089492A JP H05340369 A JPH05340369 A JP H05340369A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
less
vane
compressor
rotor
refrigeration cycle
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
JP15089492A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Iizuka
董 飯塚
Kazuji Fukuda
和司 福田
Hideki Yazawa
秀樹 矢沢
Daiji Sakamoto
大司 坂本
Hideki Nakamura
秀樹 中村
Norimasa Uchida
憲正 内田
Takashi Takehara
隆司 竹原
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.)
Hitachi Ltd
Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Metals 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 Hitachi Ltd, Hitachi Metals Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP15089492A priority Critical patent/JPH05340369A/en
Publication of JPH05340369A publication Critical patent/JPH05340369A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】HFC系冷媒の使用に耐え、耐食性、耐摩耗性
に優れた鉄系焼結ベーンを備えた圧縮機を得る。 【構成】密閉型ロータリー圧縮機40のベーン6を、重
量%でC 1.5〜4.5%、Si 1.5%以下、Mn
1.0%以下、Cr 3〜6%と;W 30%以下、M
o 20%以下の1種または2種がW+2Moで24〜
40%;V、Nbの1種または2種を5〜15%;Co
20%以下;残部Feおよび不純物よりなる高速度鋼
基地に、Ti、V、Zr、Nb、Hf、Taの窒化物粒
子、炭窒化物粒子の1種または2種以上をベーン重量に
対して合計で3〜15%分散させたFe基合金で構成す
る。
(57) [Abstract] [Purpose] To obtain a compressor equipped with an iron-based sintered vane that is resistant to the use of HFC-based refrigerants, and has excellent corrosion resistance and wear resistance. [Structure] The vane 6 of the hermetic rotary compressor 40 contains C 1.5 to 4.5% by weight, Si 1.5% or less, and Mn.
1.0% or less, Cr 3 to 6%; W 30% or less, M
o 20% or less of 1 or 2 is W + 2Mo and is 24 to
40%; 5 or 15% of one or two of V and Nb; Co
20% or less; one or more of Ti, V, Zr, Nb, Hf, Ta nitride particles and carbonitride particles are added to the high-speed steel base consisting of the balance Fe and impurities, based on the vane weight. And an Fe-based alloy with 3 to 15% dispersed therein.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、冷凍サイクルを構成す
る圧縮機に係り、特に冷媒として塩素を含まない代替え
フロンを冷媒とするロータリー圧縮機に好適なベーンに
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a compressor which constitutes a refrigeration cycle, and more particularly to a vane suitable for a rotary compressor which uses chlorine-free alternative CFC as a refrigerant.

【0002】[0002]

【従来の技術】カーエアコン、冷凍冷蔵庫、業務用低温
機器等の冷凍サイクルには、冷媒を循環させる圧縮機が
使用されている。例えば、揺動ロータリー式圧縮機(略
してロータリー圧縮機)は、シリンダー内を偏心してロ
ーターが回転し、シリンダーに嵌装されたベーンの先端
がローターと摺接すると共に、ベーンの側面はシリンダ
ーと摺動させ、形成される空間の容積変化により冷媒と
なる気体を圧縮する。すなわち、ロータリー圧縮機の一
般的な構成は、密閉ケース内にローターを回転させる電
動要素と、この電動要素により駆動される圧縮要素と、
圧縮機油とを収容して成り、この圧縮要素はシャフトの
偏心部に取付けられたローターと、ローターを収納する
シリンダーと、このシリンダーの溝内に収納され、かつ
その先端部がローターの外周と摺接するベーンとを備え
て構成され、このシリンダー内で冷凍サイクルを循環す
る冷媒ガスを圧縮する。また、冷媒ガスとしては、従来
からフロンガスが用いられている。
2. Description of the Related Art A compressor that circulates a refrigerant is used in a refrigeration cycle of a car air conditioner, a refrigerator-freezer, a commercial low-temperature equipment and the like. For example, in an oscillating rotary compressor (rotary compressor for short), the rotor rotates eccentrically inside the cylinder, the tip of the vane fitted in the cylinder slides on the rotor, and the side surface of the vane slides on the cylinder. The gas serving as a refrigerant is compressed by moving the gas and changing the volume of the space formed. That is, the general configuration of a rotary compressor is an electric element for rotating a rotor in a closed case, a compression element driven by the electric element,
This compression element contains compressor oil, and this compression element is installed in the eccentric part of the shaft, a cylinder that houses the rotor, and is housed in the groove of this cylinder, and its tip part slides on the outer circumference of the rotor. And a vane in contact therewith, and compresses the refrigerant gas circulating in the refrigeration cycle in this cylinder. Freon gas has been conventionally used as the refrigerant gas.

【0003】上記ベーンとして一般的に用いられている
材料としては、低合金鋼や高速度鋼等である。これらの
材料は、高硬度のマトリックスに硬度の高い炭化物を分
散析出させた材料であり、それ自身の耐摩耗性は優れて
いるが、ベーンと摺接する相手材の摩耗量は増大する。
さらに炭化物粒子の脱落等による擦り摩耗が発生する。
この傾向は、回転数の増大に伴い顕著になる。なお、こ
の種の圧縮機に関連するものとしては、例えば特開平3
−217687号公報が挙げられる。
Materials generally used for the vanes include low alloy steel and high speed steel. These materials are materials in which high-hardness carbides are dispersed and precipitated in a high-hardness matrix and have excellent wear resistance themselves, but the amount of wear of the mating material in sliding contact with the vane increases.
Further, rubbing wear occurs due to falling of the carbide particles.
This tendency becomes remarkable as the rotation speed increases. A compressor related to this type of compressor is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 3
No. 217687 is cited.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前述のように、ベーン
として要求される特性は、ベーン自身が耐摩耗性を有す
ると共に、ベーンと摺接する相手材の摩耗量を極力少な
くすることである。一方、近年になって圧縮機の冷媒と
して従来から用いられてきた通称フロンガスと呼ばれる
クロロフルオロカーボン(以下、CFCと記す)が拡散
して成層圏に達すると、紫外線によって分解された塩素
が、オゾン層を破壊する現象が問題となり、今や世界的
に環境破壊問題として取り上げられるに至ってきてい
る。
As described above, the characteristics required of the vane are that the vane itself has wear resistance and that the amount of wear of the mating material that is in sliding contact with the vane is minimized. On the other hand, when chlorofluorocarbons (hereinafter referred to as CFCs), which are commonly used as refrigerants for compressors in recent years and are commonly called CFCs, diffuse and reach the stratosphere, chlorine decomposed by ultraviolet rays causes the ozone layer to disappear. The phenomenon of destruction has become a problem, and it is now being taken up as an environmental destruction problem worldwide.

【0005】このような背景から無害冷媒剤の開発が進
み、現在では塩素を含まないハイドロフルオロカーボン
(以下、HFCと記す)系フロンが最有望視されてい
る。ところが、HFC系フロンはエネルギー効率の点で
従来のCFC系フロンに比べてやや悪く、圧縮機の部材
にかかる負荷を大きくする必要があること、また、従来
の鉱油系の潤滑油はHFC系フロンと相溶性に劣るた
め、鉱油系に替わるポリアルキレングリコール(以下、
PAGと記す)系油が使用されるが、これは水の溶解度
が大きいこと、さらにはPAG系油が使用中にギ酸や酢
酸等のカルボン酸(有機酸)に分解され易く、そのため
耐発錆性、耐食性が良好な部材が要求されること、など
ベーンの材質に対して新たな特性が要求されるようにな
ってきた。さらにまた、密閉型ロータリー圧縮機の潤滑
油としては、電気絶縁性に優れ、水の溶解度も小さいこ
とからエステル油が有望であるが、この場合も油が劣化
すると、熱分解や加水分解を受けて有機酸を生じ、潤滑
油の全酸価を上昇させるため、ベーン等の部材に対して
は同様に耐発錆性、耐食性が良好な部材が要求される。
From such a background, development of harmless refrigerant agents has progressed, and chlorine-free hydrofluorocarbon (hereinafter referred to as HFC) type CFCs are now most promising. However, HFC-based CFCs are slightly inferior to conventional CFC-based CFCs in terms of energy efficiency, and it is necessary to increase the load on the components of the compressor. In addition, conventional mineral oil-based lubricating oils use HFC-based CFCs. Because of its poor compatibility with polyalkylene glycol (hereinafter,
PAG) -based oil is used, but it has a high solubility in water, and moreover, the PAG-based oil is easily decomposed into carboxylic acids (organic acids) such as formic acid and acetic acid during use, so rust resistance New characteristics have come to be demanded for the material of the vane, such as the requirement of a member having good corrosion resistance and corrosion resistance. Furthermore, as a lubricating oil for hermetic rotary compressors, ester oils are promising because of their excellent electrical insulation and low water solubility, but in this case as well, if the oils deteriorate, they will undergo thermal decomposition or hydrolysis. As a result, organic acids are generated and the total acid value of the lubricating oil is increased, so that for members such as vanes, members having good rust resistance and corrosion resistance are also required.

【0006】本発明は以上の問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、ベーン自身の耐摩耗性
を高めると共に、ベーンと摺接する相手材の摩耗を低め
る効果を有し、しかもHFC系冷媒の使用に耐える鉄系
焼結ベーンを備えた圧縮機を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to enhance the wear resistance of the vane itself and to reduce the wear of the mating material slidingly contacting the vane. Moreover, it is another object of the present invention to provide a compressor including an iron-based sintered vane that can withstand the use of HFC-based refrigerant.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は種々実験の結
果、以下に示す知見に基づいて為されたものである。す
なわち、ベーンの先端は、HRC50程度の硬さに熱処
理されたFC25等の鋳鉄製ローターに押しつけられ、
高速(1〜3m/s)で摺動している。特に、本発明が
対象とするベーンは、HFC系フロンを冷媒に用いるた
めに、ベーンに加わる負荷が大きく、また、比較的高温
の環境下におかれている。このために、従来のSKH5
1クラスの高速度鋼製ベーンでは、擦り摩耗の他、ベー
ンの相手材と焼き付く凝着摩耗などが相乗的に作用して
異常摩耗を起こし、実用的な圧縮機としての性能が得ら
れていない。
The present invention has been made based on the following findings as a result of various experiments. That is, the tip of the vane is pressed against a cast iron rotor such as FC25 which is heat-treated to have a hardness of about HRC50,
Sliding at high speed (1 to 3 m / s). In particular, the vane targeted by the present invention has a large load applied to the vane and is placed in a relatively high temperature environment because HFC-based CFCs are used as the refrigerant. For this reason, the conventional SKH5
In the 1-class high-speed steel vanes, in addition to rubbing wear, the mating material of the vane and the seizing adhesion wear act synergistically to cause abnormal wear, and the performance as a practical compressor is not obtained. ..

【0008】上記条件下でベーンそのものも、ローター
も摩耗させないためには、ベーンの基地硬度をHRC6
0以上に高め、また、軟化抵抗を高め、さらには微細な
炭化物や炭窒化物、窒化物粒子を均一、多量に分散させ
て耐摩耗性と耐凝着摩耗性とを高め、摩耗抵抗を減じて
やることの重要性を知見した。
In order to prevent the vane itself and the rotor from being worn under the above conditions, the base hardness of the vane is set to HRC6.
0 or more, softening resistance is increased, and fine carbide, carbonitride, and nitride particles are dispersed uniformly and in a large amount to improve wear resistance and adhesion wear resistance and reduce wear resistance. I found the importance of doing things.

【0009】そこで、本発明のベーン材料は、Fe基と
し、多量の微細な炭化物や炭窒化物、窒化物粒子を分散
させるために焼結法で製造することを特徴とする。ま
た、予備合金の粉末で生成される炭化物以外に炭窒化
物、窒化物を粉末として添加し分散させた組織であるこ
とを特徴とする。
Therefore, the vane material of the present invention is characterized by being Fe-based and manufactured by a sintering method in order to disperse a large amount of fine carbide, carbonitride and nitride particles. Further, it is characterized in that it has a structure in which carbonitrides and nitrides are added as powders and dispersed in addition to the carbides generated in the powder of the preliminary alloy.

【0010】かかる知見に基づき、上記本発明の目的
は、密閉ケース内にローターを回転させる電動要素と、
この電動要素により駆動される圧縮要素と、圧縮機油と
を収容して成り、この圧縮要素はシャフトの偏心部に取
付けられたローターと、ローターを収納するシリンダー
と、このシリンダーの溝内に収納され、かつその先端部
がローターの外周と摺接するベーンとを備えて構成され
る圧縮機において、前記ベーンを、重量%でC 1.5
〜4.5%、Si 1.5%以下、Mn 1.0%以下、
Cr 3〜6%と;W 30%以下、Mo 20%以下の
1種または2種がW+2Moで24〜40%;V、Nb
の1種または2種を5〜15%;Co 20%以下;残
部Feおよび不純物よりなる高速度鋼基地に、Ti、
V、Zr、Nb、Hf、Taの窒化物粒子、炭窒化物粒
子の1種または2種以上をベーン重量に対して合計で3
〜15%分散させたFe基合金で構成して成る圧縮機に
より、達成される。
Based on such knowledge, an object of the present invention is to provide an electric element for rotating a rotor in a closed case,
The compression element driven by the electric element and the compressor oil are housed, and the compression element is housed in the rotor mounted on the eccentric part of the shaft, the cylinder housing the rotor, and the groove of the cylinder. And a vane whose tip portion is in sliding contact with the outer periphery of the rotor, wherein the vane has a weight ratio of C 1.5
~ 4.5%, Si 1.5% or less, Mn 1.0% or less,
Cr 3-6%; W 30% or less, Mo 20% or less 1 or 2 is W + 2Mo, 24-40%; V, Nb
5% to 15% of 1 or 2 of Co; 20% or less of Co; a high-speed steel base consisting of the balance Fe and impurities, Ti,
One or two or more of V, Zr, Nb, Hf, Ta nitride particles and carbonitride particles are added to the vane weight in a total of 3
This is accomplished with a compressor composed of a Fe-based alloy with ~ 15% dispersion.

【0011】なお、上記圧縮機油となる潤滑油として
は、冷媒を構成するHFCに対応させてエステル油であ
ることが好ましい。
The lubricating oil that serves as the compressor oil is preferably ester oil corresponding to the HFC that constitutes the refrigerant.

【0012】[0012]

【作用】以下に本発明のベーンを構成する各元素の作用
および数値の限定理由について説明する。Cは、共に添
加するW、Mo、V等と結合して硬質の炭化物を形成す
る。また、Cの一部は基地に固溶して基地の硬さを高め
る。このように炭化物の形成と一部を基地に固溶させる
ために前記炭化物の形成元素量とバランスを考慮したC
の配合が必要である。本発明によれば、Cが1.5%未
満では基地の硬さが不十分で、形成される炭化物量も少
ない。また、4.5%を超えると靭性が低下するため、
Cは1.5〜4.5%とする。
The function of each element constituting the vane of the present invention and the reason for limiting the numerical values will be described below. C combines with W, Mo, V, etc. added together to form a hard carbide. Moreover, a part of C is solid-dissolved in the matrix to increase the hardness of the matrix. As described above, in order to form a solid solution of carbide and a part of the solid solution in the matrix, the amount of C forming element and the balance of C are taken into consideration.
Is required. According to the present invention, when C is less than 1.5%, the hardness of the matrix is insufficient and the amount of carbide formed is small. Further, if it exceeds 4.5%, the toughness decreases, so
C is 1.5 to 4.5%.

【0013】Siは脱酸素元素として鋼質を改善する
他、基地に固溶して基地中の硬さを高める効果がある。
Siが1.5%を超えると靭性が低下するためSiは
1.5%以下とする。MnもSiと同様脱酸素元素とし
て鋼質を改善する効果があるため、Mnは1.0%以下
とする。Crは炭化物を形成して耐摩耗性を高める効果
を有する。また、基地中に固溶して焼き入れ性を高める
他、基地の耐食性も向上させる。本発明が対象とする代
替フロンを冷媒に用いる場合、従来の鉱油系に替わるP
AG系の潤滑油は水の溶解度が大きく、しかも使用中に
有機酸を形成するので、また、水の溶解度が小さく、絶
縁性に優れたエステル系の潤滑油においても熱分解、も
しくは加水分解を受けて有機酸を形成するので、ベーン
は耐食性も必要である。Crが3%未満では、上記の効
果が少なく、逆に6%を超えると熱処理によって目的と
する硬さが得られにくいため、Crは3〜6%とする。
Si serves as a deoxidizing element to improve the steel quality, and also has the effect of forming a solid solution in the matrix to increase the hardness in the matrix.
If Si exceeds 1.5%, the toughness decreases, so Si is set to 1.5% or less. Like Mn, Mn has an effect of improving the steel quality as a deoxidizing element, so Mn is made 1.0% or less. Cr has the effect of forming carbides and increasing wear resistance. Further, in addition to enhancing the hardenability by forming a solid solution in the matrix, it also improves the corrosion resistance of the matrix. When the alternative CFC targeted by the present invention is used as a refrigerant, P that replaces the conventional mineral oil system is used.
AG-based lubricating oils have high water solubility and form organic acids during use, and therefore, even ester-based lubricating oils, which have low water solubility and excellent insulation properties, do not undergo thermal decomposition or hydrolysis. The vanes are also required to be corrosion resistant as they receive and form organic acids. If Cr is less than 3%, the above effect is small, and if it exceeds 6%, it is difficult to obtain the desired hardness by heat treatment. Therefore, Cr is set to 3 to 6%.

【0014】WとMoは、Cと結合して、M6C型の炭
化物を形成し、耐摩耗性、耐凝着摩耗性を高める効果が
ある。また、W、Moの一部は基地に固溶して、焼きも
どし軟化抵抗を高める効果もある。W、Moは必ずしも
複合添加する必要はないが、本発明の目的を達成し、優
れた特性のベーンとするには、W 30%以下、Mo2
0%以下の1種または2種がW+2Mo量で24%以上
と従来にない含有量とすることが必要である。しかし、
W+2Mo量が40%を超えると靭性が著しく低下する
のでW+2Mo量を24〜40%とする。
W and Mo combine with C to form an M 6 C type carbide, which has the effect of enhancing wear resistance and adhesion wear resistance. In addition, a part of W and Mo is solid-dissolved in the matrix and also has an effect of increasing tempering softening resistance. W and Mo do not necessarily need to be added in combination, but in order to achieve the object of the present invention and to provide a vane with excellent properties, W 30% or less, Mo2
It is necessary that the content of one or two of 0% or less is 24% or more in the amount of W + 2Mo, which is unprecedented. But,
If the W + 2Mo amount exceeds 40%, the toughness is significantly reduced, so the W + 2Mo amount is set to 24 to 40%.

【0015】VとNbは、Cと結合して、基地中に均質
で微細なMC型の炭化物を形成して、耐摩耗性、耐凝着
摩耗性を大幅に向上させる効果を有するので、本発明の
目的を達成するのに重要な元素である。V、Nbは必ず
しも複合添加する必要はなく、上記効果を得るために
V、Nbの1種または2種が最低5%必要である。しか
し、15%を超えると溶解が難しいこと、靭性が低下す
る理由で5〜15%とする。
V and Nb combine with C to form a homogeneous and fine MC-type carbide in the matrix, which has the effect of significantly improving wear resistance and adhesive wear resistance. It is an important element for achieving the purpose of the invention. It is not always necessary to add V and Nb in combination, and at least 5% of one or two of V and Nb is required to obtain the above effects. However, if it exceeds 15%, it is difficult to dissolve, and the toughness decreases, so the content is set to 5 to 15%.

【0016】Coは基地中に固溶して基地の硬さを高め
る効果がある他、有機酸に対する腐食を抑制する効果も
ある。しかし、Coが20%を超えると靭性が低下する
ためCo20%以下とする。
Co has the effect of forming a solid solution in the matrix to increase the hardness of the matrix, and also has the effect of suppressing corrosion with respect to organic acids. However, if Co exceeds 20%, the toughness decreases, so Co is set to 20% or less.

【0017】本発明によれば、Ti、V、Zr、Nb、
Hf、Taの窒化物、炭窒化物粒子の1種または2種以
上を上記組成からなる高速度鋼の基地中に分散させるこ
とは、最も重要な構成要件のひとつである。すなわち、
通常、ローターやシリンダーは鋳鉄製のため、鉄との親
和性が小さい窒化物粒子または炭窒化物粒子を前記高速
度鋼組成の基地中に分散させることにより、耐摩耗性の
向上と共に摩擦係数が著しく小さくなり、そのためにベ
ーンの相手材との凝着摩耗が著しく減少する。したがっ
て、ベーン自体も摩耗し難くなると共に相手のローター
やシリンダーの摩耗の減少が顕著になる。ベーン重量に
対して3%未満では上記効果が不十分で、逆に15%を
超えると焼結性が不安定になるため、窒化物、炭窒化物
の1種または2種以上を合計で3〜15%とした。な
お、上記の窒化物、炭窒化物粒子と同時に炭化物粒子を
複合添加し分散させても同様な効果が得られる。
According to the present invention, Ti, V, Zr, Nb,
Dispersing one or more of Hf and Ta nitrides and carbonitride particles in the matrix of high-speed steel having the above composition is one of the most important constituent requirements. That is,
Usually, since the rotor and the cylinder are made of cast iron, by dispersing the nitride particles or carbonitride particles having a small affinity for iron in the matrix of the high-speed steel composition, the friction coefficient is improved together with the improvement of wear resistance. It is significantly reduced, and therefore the adhesive wear of the vane with the mating material is significantly reduced. Therefore, the vanes themselves are less likely to wear, and the wear of the mating rotor and cylinder is significantly reduced. If the amount is less than 3% with respect to the vane weight, the above effect is insufficient. On the contrary, if it exceeds 15%, the sinterability becomes unstable. -15%. Similar effects can be obtained by adding and dispersing the carbide particles together with the above-mentioned nitride and carbonitride particles.

【0018】本発明のベーンは、基地となる鋼中に分散
する炭化物粒子も微細かつ均一に分散させる理由、およ
び前記窒化物、炭窒化物粒子を均一に分散させる目的か
ら、本発明のベーン用材料は粉末冶金法で製造すること
が望ましい。さらに、本発明のFe基合金構成して成る
ベーンの、少なくとも摺動面に窒化処理や酸窒化処理な
どの表面硬化処理層を設けることで、ベーン本体の耐摩
耗性を高めるだけでなく、相手のローターやシリンダー
の凝着摩耗が著しく抑制される。
The vane of the present invention is used for the vane of the present invention for the reason that the carbide particles dispersed in the base steel are also finely and uniformly dispersed, and the purpose of uniformly dispersing the nitride and carbonitride particles. The material is preferably manufactured by powder metallurgy. Furthermore, by providing a surface hardening treatment layer such as a nitriding treatment or an oxynitriding treatment on at least the sliding surface of the vane made of the Fe-based alloy of the present invention, not only the wear resistance of the vane body is enhanced but also the mating Adhesive wear of the rotor and cylinder is significantly suppressed.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明す
る。 〈実施例1〉ベーン材として、表1に示す組成を持つ合
金粉末を水アトマイズ法により製造した。なお、表1中
の試料No.14は、比較例として作成した従来の組成
からなるベーン材である。同表から明らかなように、ベ
ーン材の硬度比較(焼もどし硬さHRC表示)をする
と、本実施例の試料No.1〜13が、従来の試料N
o.14に比して著しく向上していることが確認され
た。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below based on examples. <Example 1> As a vane material, alloy powder having the composition shown in Table 1 was produced by a water atomizing method. In addition, sample No. 1 in Table 1. 14 is a vane material having a conventional composition prepared as a comparative example. As is clear from the table, when comparing the hardness of the vane materials (tempering hardness HRC display), the sample No. 1 to 13 are conventional sample N
o. It was confirmed that it was remarkably improved as compared with 14.

【0020】[0020]

【表1】 [Table 1]

【0021】〈実施例2〉実施例1で準備したベーン材
について強制劣化試験を行ない、その結果を表2に表示
した。試験項目は、次の3項目で行なった。
<Example 2> The vane material prepared in Example 1 was subjected to a forced deterioration test, and the results are shown in Table 2. The test items were the following three items.

【0022】(1)腐食減量(mg/cm2・h)試
験:5%ギ酸−5%酢酸水溶液(60℃)に30時間浸
漬。この条件は、実際に圧縮機を駆動させた時の潤滑油
の分解生成物である有機酸に比べてかなりpHが高い。
(1) Corrosion weight loss (mg / cm 2 · h) test: Immersion in 5% formic acid-5% acetic acid aqueous solution (60 ° C.) for 30 hours. Under this condition, the pH is considerably higher than that of the organic acid which is a decomposition product of the lubricating oil when the compressor is actually driven.

【0023】(2)摩耗量(mm3)試験:大越式摩耗
試験による。試験方法は、図1に示すようにベーン片6
を回転するローターとなるローラー7に所定の荷重Fを
かけて圧接し、その接触面に潤滑油8を滴下しながら行
ない、摩耗してベーン片6の表面に形成された凹部の体
積を計測して求めた。 〈試験条件〉 ・潤滑油:ポリオールエステル油 ・ローラー材:連続鋳造鋳鉄を熱処理したHRC50の
もの ・ローラー回転速度:1.14m/s ・荷重:18.9kgf ・摩耗距離:3000m ・ベーン片:実施例1の表1に表示した試料。
(2) Abrasion amount (mm 3 ) test: According to Ohkoshi type abrasion test. The test method is as shown in FIG.
The roller 7 serving as a rotor that rotates is pressed against the roller 7 with a predetermined load F, the lubricating oil 8 is dropped on the contact surface, and the volume of the recessed portion formed on the surface of the vane piece 6 due to wear is measured. I asked. <Test conditions> -Lubricant oil: Polyol ester oil-Roller material: HRC50 of heat-treated continuous cast iron-Roller rotation speed: 1.14 m / s-Load: 18.9 kgf-Abrasion distance: 3000 m-Vane piece: Implemented The samples shown in Table 1 of Example 1.

【0024】(3)実機試験:実施例1のベーン材を、
図2の密閉型ロータリー圧縮機(縦断面図を示す)に実
装して、ベーン6とローラー7の耐摩耗特性について強
制試験を行なった。圧縮機の構造自体は従来の構成であ
り、同図において、1aは回転子、1bは固定子、2は
クランクシャフト(回転軸)であり電動要素Mを構成し
ている。2aは回転軸の偏心部で、ローターとなるロー
ラー7の内周を摺動することにより、ローラー7をシリ
ンダー3内にて偏心回転させる。ベーン6は、バネ9で
押圧されてその先端がローラー7の表面と摺接する。4
は主軸受、5は副軸受であり、これらが組み込まれて圧
縮要素を構成している。8は圧縮機油(潤滑油)でポン
プ機構により密閉ケース10内の底部から回転軸2に供
給され、ベーン6、ローラー7、シリンダー3にも給油
される。図3は図2の圧縮要素の横断面図を模式的に示
したものである。なお、この実機試験は、ベーン6とロ
ーラー7との両方の耐摩耗特性について行なったもので
あり、従来の比較例をベースに相対比較してその結果を
表2中に示した。表中の上段はベーン、下段はローラー
の摩耗量(何れも相対値)を、そして左列はベーン6に
表面処理を施さなかった場合を、右列は周知の酸窒化処
理の表面処理を施した場合をそれぞれ示している。
(3) Actual machine test: Using the vane material of Example 1,
It was mounted on the hermetic rotary compressor shown in FIG. 2 (longitudinal sectional view), and a forced test was performed on the wear resistance characteristics of the vane 6 and the roller 7. The structure of the compressor itself is a conventional structure, and in the figure, 1a is a rotor, 1b is a stator, and 2 is a crankshaft (rotating shaft), which constitutes an electric element M. Reference numeral 2a denotes an eccentric part of the rotating shaft, which slides on the inner circumference of the roller 7 serving as a rotor, thereby causing the roller 7 to eccentrically rotate in the cylinder 3. The vane 6 is pressed by the spring 9 and its tip comes into sliding contact with the surface of the roller 7. Four
Is a main bearing, and 5 is a sub-bearing, which are assembled to form a compression element. Reference numeral 8 is a compressor oil (lubricating oil), which is supplied to the rotary shaft 2 from the bottom of the closed case 10 by the pump mechanism, and is also supplied to the vane 6, the roller 7, and the cylinder 3. FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view of the compression element of FIG. Note that this actual machine test was carried out on the wear resistance characteristics of both the vane 6 and the roller 7, and the results are shown in Table 2 by making a relative comparison based on a conventional comparative example. The upper row in the table is the vane, the lower row is the amount of wear of the rollers (both are relative values), the left row is the case where the surface treatment is not applied to the vane 6, and the right row is the surface treatment of the well-known oxynitriding treatment. The respective cases are shown.

【0025】〈試験条件〉 ・潤滑油:ポリオールエステル油、ただし、強制劣化試
験のため予め全酸価0.21mgKOH/gに調整。こ
れは油1g中和するのにKOHが0.21mg要する酸
性状態を示すもの ・潤滑油の温度:130℃ ・ローラー:連続鋳造鋳鉄を熱処理したHRC50のも
の ・ローラーの回転速度:3000rpm ・試験時間:3ヵ月連続運転試験。
<Test conditions> Lubricating oil: polyol ester oil, but adjusted to a total acid value of 0.21 mgKOH / g in advance for the forced deterioration test. This shows an acid state in which KOH requires 0.21 mg to neutralize 1 g of oil.-Lubricating oil temperature: 130 ° C-Roller: HRC50 obtained by heat-treating continuous cast iron.-Rotating speed: 3000 rpm-Test time : 3 months continuous operation test.

【0026】以上の試験結果を表2に纏めて表示したの
で、それぞれについて順次説明する。 先ず(1)の腐
食減量については、本発明の何れのベーン材も比較例の
試料No.14に対比してほぼ半減しており、耐食性に
優れていることが分かる。
The above test results are summarized and displayed in Table 2. Each of them will be described in order. First, regarding the corrosion weight loss of (1), all the vane materials of the present invention were sample Nos. Compared with No. 14, it is almost half, and it can be seen that the corrosion resistance is excellent.

【0027】次に(2)の摩耗量試験についても、比較
例の試料No.14の摩耗量6.9mm3に対比して、
本発明の何れのベーン材も1.0〜3.0mm3と著し
く少なく、耐摩耗性に優れていることが分かる。
Next, regarding the wear amount test of (2), the sample No. of the comparative example was also used. In contrast to the wear amount of 6.9 mm 3 of 14,
It can be seen that each of the vane materials of the present invention has a significantly small amount of 1.0 to 3.0 mm 3 and is excellent in wear resistance.

【0028】また、(3)の実機試験において、表面処
理を施さなかった比較例のベーン6の摩耗量を20とし
た時のローラー7の摩耗量を100として相対比較した
ところ、表中の左列に示したようにベーンの摩耗量が5
〜10であり、ローラーのそれが25〜50であり、何
れも良好な耐摩耗特性を示した。また、表面処理を施し
た比較例のベーン6の摩耗量を80とした時のローラー
7の摩耗量を80として相対比較したところ、表中の右
列に示したようにベーンの摩耗量が4〜9、ローラーの
それが10〜40であり、ベーンを表面処理することに
より、さらに良好な耐摩耗特性を示した。
Further, in the actual machine test of (3), when the wear amount of the vane 6 of the comparative example not subjected to the surface treatment was set to 20 and the wear amount of the roller 7 was set to 100, a relative comparison was made. As shown in the row, the vane wear amount is 5
-10, and that of the roller was 25-50, all showing good abrasion resistance. Further, when the abrasion amount of the roller 7 when the abrasion amount of the vane 6 of the comparative example subjected to the surface treatment was 80 was set to 80 and the relative comparison was made, as shown in the right column of the table, the vane abrasion amount was 4 .About.9, that of the roller was 10 to 40, and by the surface treatment of the vane, the wear resistance property was further improved.

【0029】[0029]

【表2】 [Table 2]

【0030】〈実施例3〉実施例2の実機試験に用いた
構成の圧縮機を用いて冷凍サイクルを構成した例を図4
に示す。ただし、この場合の圧縮機油(潤滑油)8とし
ては、劣化の無い新しいエステル油で、粘度32cSt
(センチ・ストークス)、全酸価0.01mgKOH/
gのものを使用した。図4において、40が圧縮機であ
り、41が凝縮器、42が膨張機構、43が蒸発機、4
5が乾燥機(冷媒乾燥用)である。冷媒としてはHFC
を用いた。この種の冷凍サイクルは、冷凍冷蔵庫、エア
コンディショナー(ルームエアコン、カーエアコン)と
して信頼性の高い性能を示した。
<Embodiment 3> An example in which a refrigeration cycle is constructed using the compressor having the construction used in the actual equipment test of Embodiment 2 is shown in FIG.
Shown in. However, in this case, the compressor oil (lubricating oil) 8 is a new ester oil without deterioration and has a viscosity of 32 cSt.
(Centi Stokes), total acid value 0.01mgKOH /
The thing of g was used. In FIG. 4, 40 is a compressor, 41 is a condenser, 42 is an expansion mechanism, 43 is an evaporator, 4
5 is a dryer (for drying the refrigerant). HFC as the refrigerant
Was used. This type of refrigeration cycle showed highly reliable performance as a refrigerator / freezer and an air conditioner (room air conditioner, car air conditioner).

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように本発明により、所期
の目的を達成することができた。すなわち、代替え冷媒
フロンであるHFC系冷媒に充分に適応でき耐食性と耐
摩耗性に優れた鉄系焼結ベーンを備えた圧縮機を得るこ
とができ、信頼性の高い冷凍サイクルを実現することが
できた。
As described above, according to the present invention, the intended purpose can be achieved. That is, it is possible to obtain a compressor equipped with an iron-based sintered vane having excellent corrosion resistance and wear resistance that can be sufficiently adapted to an HFC-based refrigerant that is a substitute refrigerant CFC, and to realize a highly reliable refrigeration cycle. did it.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例となるベーンの摩耗量特性試
験の説明図。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a wear amount characteristic test of a vane according to an embodiment of the present invention.

【図2】同じく圧縮機の縦断面図。FIG. 2 is a vertical sectional view of the compressor.

【図3】同じく圧縮機の横断面図。FIG. 3 is a transverse sectional view of the compressor.

【図4】同じく冷凍サイクルの構成図。FIG. 4 is a block diagram of a refrigeration cycle of the same.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a…固定子、 1b…回転
子、2…クランクシャフト(回転軸)、 2a…回
転軸の偏心部、3…シリンダー、
4…主軸、5…副軸、
6…ベーン、7…ローラー、
8…潤滑油、9…バネ、
10…ケース、M…電動機。
1a ... Stator, 1b ... Rotor, 2 ... Crankshaft (rotating shaft), 2a ... Eccentric part of the rotating shaft, 3 ... Cylinder,
4 ... Main axis, 5 ... Secondary axis,
6 ... Vane, 7 ... Roller,
8 ... Lubricating oil, 9 ... Spring,
10 ... Case, M ... Electric motor.

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年6月11日[Submission date] June 11, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0020[Correction target item name] 0020

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0020】[0020]

【表1】 [Table 1]

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0029[Name of item to be corrected] 0029

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0029】[0029]

【表2】 [Table 2]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢沢 秀樹 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株 式会社日立製作所栃木工場内 (72)発明者 坂本 大司 島根県安来市安来町2107番地の2日立金属 株式会社安来工場内 (72)発明者 中村 秀樹 島根県安来市安来町2107番地の2日立金属 株式会社安来工場内 (72)発明者 内田 憲正 島根県安来市安来町2107番地の2日立金属 株式会社安来工場内 (72)発明者 竹原 隆司 島根県安来市安来町2107番地の2日立金属 株式会社安来工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Hideki Yazawa Inventor Hideki Yazawa 800 Tomita, Ohira-cho, Shimotsuga-gun, Tochigi Stock company Hitachi Co., Ltd. Tochigi factory (72) Inventor Daiji Sakamoto 2107-2, Yasugi-cho, Yasugi-shi, Shimane Prefecture Hitachi Metals Co., Ltd. Yasugi Plant (72) Inventor Hideki Nakamura 2107-2 Yasugi-cho, Yasugi-shi, Shimane Prefecture Hitachi Metals Ltd. Yasugi Plant (72) Inventor Kensei Uchida 2107-2, Yasugi-cho, Yasugi-shi, Shimane Prefecture Hitachi Metals Inside the Yasugi Factory (72) Inventor Takashi Takehara 2107-2 Yasugi Town, Yasugi City, Shimane Prefecture 2 Hitachi Metals Inside the Yasugi Factory

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】密閉ケース内にローターを回転させる電動
要素と、この電動要素により駆動される圧縮要素と、圧
縮機油とを収容して成り、この圧縮要素がシャフトの偏
心部に取付けられたローターと、ローターを収納するシ
リンダーと、このシリンダーの溝内に収納され、かつそ
の先端部がローターの外周と摺接するベーンとを備えて
構成される圧縮機において、前記ベーンを、重量%でC
1.5〜4.5%、Si 1.5%以下、Mn 1.0
%以下、Cr3〜6%と;W30%以下、Mo20%以
下の1種または2種がW+2Moで24〜40%;V、
Nbの1種または2種を5〜15%;Co20%以下;
残部Feおよび不純物よりなる高速度鋼基地に、Ti、
V、Zr、Nb、Hf、Taの窒化物粒子、炭窒化物粒
子の1種または2種以上をベーン重量に対して合計で3
〜15%分散させたFe基合金で構成して成る圧縮機。
Claim: What is claimed is: 1. A rotor comprising an electric element for rotating a rotor, a compression element driven by the electric element, and compressor oil contained in a sealed case, the compression element being attached to an eccentric portion of a shaft. And a cylinder for accommodating the rotor, and a vane accommodated in the groove of the cylinder and having a tip portion slidingly in contact with the outer periphery of the rotor, the compressor comprising:
1.5-4.5%, Si 1.5% or less, Mn 1.0
% Or less, Cr 3 to 6%; W 30% or less, Mo 20% or less 1 type or 2 types is W + 2Mo, 24 to 40%; V,
5 to 15% of one or two of Nb; Co 20% or less;
In the high-speed steel base consisting of the balance Fe and impurities, Ti,
One or two or more of V, Zr, Nb, Hf, Ta nitride particles and carbonitride particles are added to the vane weight in a total of 3
A compressor composed of an Fe-based alloy having 15% dispersed therein.
【請求項2】上記圧縮機油として、エステル系油を充填
して成る請求項1記載の圧縮機。
2. The compressor according to claim 1, wherein the compressor oil is filled with an ester oil.
【請求項3】重量%でC 1.5〜4.5%、Si 1.
5%以下、Mn1.0%以下、Cr3〜6%と;W 3
0%以下、Mo 20%以下の1種または2種がW+2
Moで24〜40%;V、Nbの1種または2種を5〜
15%;Co20%以下;残部Feおよび不純物よりな
る高速度鋼基地に、Ti、V、Zr、Nb、Hf、Ta
の窒化物粒子、炭窒化物粒子の1種または2種以上をベ
ーン重量に対して合計で3〜15%分散させたFe基合
金で構成して成るベーン。
3. C 1.5-4.5% in weight%, Si 1.
5% or less, Mn 1.0% or less, Cr 3 to 6%; W 3
One or two of 0% or less and Mo of 20% or less is W + 2
Mo Mo 24-40%; V, Nb 1 or 2 5
15%; Co 20% or less; Ti, V, Zr, Nb, Hf, Ta in a high-speed steel base consisting of the balance Fe and impurities.
A vane formed of an Fe-based alloy in which one or more of the above-mentioned nitride particles and carbonitride particles are dispersed in a total amount of 3 to 15% based on the weight of the vane.
【請求項4】圧縮機と、凝縮器と、乾燥機と、膨張機構
と、蒸発機とを備えた冷凍サイクルであって、前記圧縮
機を請求項1もしくは2記載の圧縮機で構成して成る冷
凍サイクル。
4. A refrigeration cycle comprising a compressor, a condenser, a dryer, an expansion mechanism, and an evaporator, wherein the compressor comprises the compressor according to claim 1 or 2. A refrigeration cycle consisting of.
【請求項5】上記冷凍サイクル内の冷媒をHFC系冷媒
で構成して成る請求項4記載の冷凍サイクル。
5. The refrigeration cycle according to claim 4, wherein the refrigerant in the refrigeration cycle is an HFC refrigerant.
【請求項6】請求項4もしくは5記載の冷凍サイクルか
ら成る冷凍冷蔵庫。
6. A freezer-refrigerator comprising the refrigeration cycle according to claim 4 or 5.
【請求項7】請求項4もしくは5記載の冷凍サイクルか
ら成るエアコンデショナー。
7. An air conditioner comprising a refrigeration cycle according to claim 4 or 5.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000009071A (en) * 1998-06-24 2000-01-11 Daikin Ind Ltd Rotary compressor
US6139296A (en) * 1996-10-11 2000-10-31 Sanyo Electric Co., Ltd. Method for treating metal surface, rotary shaft for refrigerant compressor treated by the method, vane for refrigerant compressor treated by the method, and refrigerant compressor using the same

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