專利名稱：封閉式壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于冰箱、空調(diào)等上的封閉式壓縮機(jī)，尤其涉及具有做往復(fù)運(yùn)動的活塞的封閉式壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
歷來，作為在壓縮機(jī)的活塞和連桿上的球鉸接結(jié)構(gòu)，已知有如特開2003-214343號公報(專利文獻(xiàn)1)那樣在球面承接孔(球承接孔)和球的雙方或在一方實(shí)施滲氮處理及磷酸錳處理并在球面上使用了高碳鉻鋼材的結(jié)構(gòu)。
然而，在專利文獻(xiàn)1(專利文獻(xiàn)1特開2003-214343號公報)的結(jié)構(gòu)上存在著下述的問題。
在專利文獻(xiàn)1的結(jié)構(gòu)上，球面上所使用的高碳鉻鋼材的硬度較高，加工起來較難。還有，供給球鉸接結(jié)構(gòu)即球面軸承(球和球承接孔)的潤滑油的通道在從汽缸拉拔活塞時成為活塞和氣缸的接觸面且使得構(gòu)成潤滑油的通道的間隙變窄。
僅憑該間隙存在潤滑油不能充分流通的可能性，由此存在球面軸承(球和球承接孔)溫度上升并損傷的可能性。
還有，封閉式壓縮機(jī)，在容器即箱體插入內(nèi)部機(jī)構(gòu)后通過焊接而封閉。
由此，焊接時的熔化飛沫即飛濺粒子不可避免地混入并殘留在容器內(nèi)。已知若殘留的飛濺粒子混入循環(huán)油中并進(jìn)入滑動部，則損傷滑動部件的表面，且發(fā)生卡住并導(dǎo)致磨損或粘連。
再有，若在各個滑動面上所產(chǎn)生的磨粉也混入潤滑油內(nèi)，并尤其進(jìn)入球鉸接部等的較窄的滑動部內(nèi)，則與粒子同樣地導(dǎo)致磨損或粘連，明顯降低壓縮機(jī)的可靠度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述傳統(tǒng)的課題而完成的，其目的在于通過球面軸承連結(jié)活塞和連桿且充分供給潤滑油，并通過使用耐磨性較高的材料提高壓縮機(jī)的性能及可靠度。
本發(fā)明是一種封閉式壓縮機(jī)，具有與活塞連結(jié)的連桿，設(shè)置于連桿上的球和設(shè)置于活塞上的球承接孔轉(zhuǎn)動滑動自如地球鉸接，且對該球鉸接的滑動部進(jìn)行潤滑油供給，其特征在于，活塞、連桿的一方是以鐵為主成分的合金材料，另一方的材料是比上述以鐵為主成分的合金材料的表面層的硬度更高硬度化的材料。
根據(jù)本發(fā)明，能夠降低球鉸接部的磨損，能夠做成信賴度較高的壓縮機(jī)。
下面，進(jìn)一步具體說明本發(fā)明。
本發(fā)明，其特征在于，活塞、連桿的一方是以鐵為主成分的合金材料，另一方的材料是上述以鐵為主成分的合金材料維氏硬度的1.5倍以上的硬度的材料。
再有，在本發(fā)明中，通過設(shè)置于球鉸接部上的連桿的內(nèi)部的供油口供給潤滑油，并通過在活塞和連桿的接觸面(球和球承接孔)上形成油膜而降低摩擦力，且提高效率，并通過油膜降低活塞和連桿的固體接觸，從而能夠提高磨損信賴度。
還有，為了提高球承接孔的內(nèi)球面的成型性，活塞一側(cè)以鐵系燒結(jié)材料為宜。一方面，雖然為了球的外球面的成型、加工及形成供油口，連桿以燒結(jié)材料為宜，但在考慮了磨損耐久性的組合上也能夠適用熔煉材料。
為了將來自曲柄銷的轉(zhuǎn)動力作為往復(fù)動力來壓縮氣體，鐵系燒結(jié)材料有必要使活塞或連桿或者在其雙方具有充分的強(qiáng)度，并使該鐵系燒結(jié)材料的密度為6.6g/cm3以上。
為了充分進(jìn)行供油并有效形成油膜，用于球鉸接的組合上的燒結(jié)材料須做成更高密度。
通過在燒結(jié)原料粉完畢后加工成適宜的形狀并實(shí)施水蒸氣處理，而由在空穴表面上所形成的氧化膜封住內(nèi)部及表面的空穴，并使?jié)櫥湍げ蝗菀淄ㄟ^空穴排出。通過水蒸氣處理的封孔部的氧化物，在提高燒結(jié)材料的強(qiáng)度的同時也具有防止膠合磨損的效果。
由于隨制冷劑壓縮的運(yùn)轉(zhuǎn)條件在球鉸接部上有暫時施加較大的負(fù)荷的情況，因此，為了即使在摩擦面上發(fā)生固體接觸也使同種材料彼此互不接觸地使一方的表面滲氮化或硫化物化或者作為這些的混合層而進(jìn)行異種材料化。
在供給滑動部(球和球承接孔)的潤滑油中，混入由在壓縮機(jī)內(nèi)開始使用時的磨合運(yùn)行或暫時的高負(fù)荷運(yùn)行所生成的磨粉粒子或箱體密封時的飛濺粒子。磨粉，由于在較軟的一側(cè)的材料上滑動部(球和球承接孔)表面的加工硬化層脫落或脫落的磨粉在滑動面的間隙中變形，因此，其硬度變成原材料的1.5倍到2倍。
在滑動部(球和球承接孔)上，通過使更硬一側(cè)的表面硬度為較軟一側(cè)的1.5倍以上，而防止較硬一側(cè)材料的表面變得粗糙，且磨粉邊使較軟材料的表面變形邊通過轉(zhuǎn)動或受潤滑油推動而流動來向摩擦面之外排出。
還有，由于在排出磨粉后，較軟的一方的材料被較硬的一方的材料表面形狀所磨合，能夠復(fù)原近似于磨粉形成、排出前的光滑的形狀的表面。
從提高壓縮效率的角度來看，正常運(yùn)轉(zhuǎn)時的滑動部(球和球承接孔)的間隙以最大不超過10微米為宜，且生成于該間隙內(nèi)或與潤滑油一起進(jìn)入的粒子的大小大約為10微米以下，因此，為防止較硬一方材料不因轉(zhuǎn)動的粒子而變形、磨損，確保表面擴(kuò)散處理的有效深度與表面粒子的大小相比為2倍以上的深度。
飛濺粒子是在箱體焊接時經(jīng)所熔化了的鐵制品的箱體材料在空間中再次凝固而形成的，呈大致球形且其維氏硬度有的達(dá)到約800左右。雖然也可以改善焊接方法或在供油路徑上設(shè)置過濾器，但過濾器也有降低供油效率并惡化潤滑的情況。因此，為了防止由飛濺粒子所引起的球鉸接部的損傷，以進(jìn)一步提高較硬一方的硬度為宜。
雖然鐵系材料通過淬火提高硬度并提高耐磨性，但由于表面是金屬材質(zhì)因而在與鐵系燒結(jié)材料組合時容易引起與對象材料之間的膠合。通過進(jìn)一步使表面滲氮化或滲碳化以增加硬度，并進(jìn)一步使之非金屬化以防止由與對象材料之間的膠合和磨粉所引起的變形、磨損。在非金屬化方面硫化物處理也有效。也可以適宜地組合這些擴(kuò)散處理。在擴(kuò)散處理上，為了保持淬火后的內(nèi)部硬度，有必要能夠以擴(kuò)散處理溫度以上的溫度回火。
為了用于本發(fā)明結(jié)構(gòu)上的潤滑油牢靠地保持油膜，以在鐵系燒結(jié)材料及滲氮化或滲碳亦或硫化的表面上具有良好的吸附力的酯類合成油為宜。即使混合礦物油和酯油，酯類分子也能夠有選擇性地附著在滑動部表面并防止固體接觸。
為了保持所供給的潤滑油的油膜，封孔處理是必需的。但，通過在不可避免地殘留的空穴內(nèi)填充潤滑油，即使在因發(fā)生磨損使得空穴露出表面的情況下所填充的潤滑油也能防止磨損部的金屬接觸，并能夠防止磨損。
再有，本發(fā)明在具有活塞和連桿的連結(jié)結(jié)構(gòu)的壓縮機(jī)中，做成連結(jié)結(jié)構(gòu)(球和球承接孔)不脫落的球鉸接結(jié)構(gòu)，并進(jìn)一步做成從連桿內(nèi)部供給潤滑油的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明，在進(jìn)行憑制冷劑本身無法帶來磨損防止效果的異丁烷制冷劑或R134a等的非氯制冷劑的壓縮的情況下，能夠成為有效的封閉式壓縮機(jī)。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠構(gòu)成潤滑性良好的球鉸接機(jī)構(gòu)，并能夠提高封閉式壓縮機(jī)的性能及可靠度。


圖1是涉及本發(fā)明的實(shí)施例的封閉式壓縮機(jī)的縱向剖視圖。
圖2是表示涉及本發(fā)明的實(shí)施例的活塞內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)的圖。
圖3是涉及本發(fā)明的實(shí)施例的圖1的A-A剖視圖。
圖4是涉及本發(fā)明的實(shí)施例的圖1的B-B剖視圖。
圖5是涉及本發(fā)明的實(shí)施例的連桿的立體圖。
圖6是涉及本發(fā)明的實(shí)施例的止回器的立體圖。
圖7是表示涉及本發(fā)明的實(shí)施例的活塞和連桿的組裝狀態(tài)的圖。
圖8是在涉及本發(fā)明的實(shí)施例的對活塞和連桿的組裝狀態(tài)上附加止回器而表示的圖。
圖9是表示涉及本發(fā)明的其他實(shí)施例的活塞和連桿以及止回器之間的關(guān)系的剖視圖。
圖10是涉及本發(fā)明的其他實(shí)施例的止回器的立體圖。
圖11是涉及本發(fā)明的其他實(shí)施例的曲軸和曲軸軸承部的剖視圖。
圖12是表示涉及本發(fā)明的實(shí)施例的活塞材料和連桿材料的磨損試驗(yàn)結(jié)果的圖。
圖13是表示涉及本發(fā)明的實(shí)施例的燒結(jié)材料的硬度測定結(jié)果的圖。
圖14是表示涉及本發(fā)明的實(shí)施例的各種鋼材的硬度測定結(jié)果的圖。
圖15是表示涉及本發(fā)明的實(shí)施例的活塞材料和連桿材料的磨損試驗(yàn)結(jié)果的圖。
1-汽缸、4-活塞、2-連桿、2a-球、4a-球承接孔具體實(shí)施方式
下面，根據(jù)附圖分別說明各個實(shí)施方式。
在圖1上，表示通過連桿2結(jié)合在曲軸7a上的活塞4在與封閉容器內(nèi)的軸承部1a和構(gòu)架1b成型為一體的壓縮單元的活塞1內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動而構(gòu)成壓縮單元的適用本發(fā)明的往復(fù)型封閉式壓縮機(jī)。
在構(gòu)架1b的下部，安裝有構(gòu)成電動單元即電動機(jī)的定子5及轉(zhuǎn)子6。在從轉(zhuǎn)子6的轉(zhuǎn)子軸7的轉(zhuǎn)動中心偏心的位置上有曲軸7a。
該轉(zhuǎn)子軸7貫通并安裝在構(gòu)架1b的軸承部1a上。該轉(zhuǎn)子軸7和轉(zhuǎn)子6直接連結(jié)，通過轉(zhuǎn)子軸7的轉(zhuǎn)動(這里為順時針方向的轉(zhuǎn)動)，并借助于連桿2使活塞4做往復(fù)運(yùn)動。
包括轉(zhuǎn)子軸7的曲軸7a、連桿2稱之為曲柄機(jī)構(gòu)。
下面用圖2、圖3、圖4詳細(xì)地說明壓縮單元的活塞。
圖2是表示從轉(zhuǎn)子軸7觀察活塞4的內(nèi)部一側(cè)的圖，具有球承接部(內(nèi)球面)4a。圖3是圖2的A-A剖視圖。圖4是圖2的B-B剖視圖。
活塞的球承接部(內(nèi)球面)4a雖然在A-A剖面中呈從連桿2的球(外球面)2a的前端以180度以上的角度包住的形狀，但在B-B剖面中呈僅以180度以下的角度包住連桿2的球(外球面)2a的形狀。
因此，由于在B-B剖面中構(gòu)成其滑動面積比A-A剖面小的球鉸接結(jié)構(gòu)且潤滑油所通過路徑較短，因此，成為潤滑油易于流動且能夠充分供給潤滑油的結(jié)構(gòu)。
下面根據(jù)圖5對連桿進(jìn)行說明。
圖5是連桿2的立體圖。連桿2由插入活塞4的球承接孔(內(nèi)球面)4a內(nèi)的球(外球面)2a和插入曲軸7a的曲軸軸承部2b及連接球(外球面)2a和曲軸軸承部2b的桿部2c構(gòu)成。
供油孔2d設(shè)置成貫通球(外球面)2a及桿部2c的內(nèi)部。潤滑油流過該供油孔2d并從曲軸軸承部2b供給到球(外球面)2a的滑動部。
還有，球(外球面)2a與活塞4的球承接孔(內(nèi)球面)4a相同地做成將球面的一部分切口的結(jié)構(gòu)。因此，構(gòu)成潤滑油所通過路徑較短且便于潤滑油流過并能夠充分供給潤滑油的結(jié)構(gòu)。
下面用圖6、圖7及圖8對止回器進(jìn)行說明。
圖6是表示止回器的立體圖。圖7是將止回器組裝在球鉸接結(jié)構(gòu)上的狀態(tài)的立體圖。圖8(a)是從曲軸軸承部一側(cè)觀察作為球鉸接結(jié)構(gòu)而組裝的止回器的圖。圖8(b)是與改變觀察角度的圖7相同的立體圖。
在對止回器進(jìn)行說明之前，附加說明連桿的球(外球面)和活塞的球承接孔(內(nèi)球面)。
球(外球面)2a對稱地具有以沿著連桿2的長度方向的方式形成的一對平坦面2c。
球承接孔(內(nèi)球面)4a具有與兩平坦面2c之間的厚寬相等或稍大地形成的一對插入用切開口4b。插入用切開口4b的寬幅為L?；钊?在一對插入用切開口4b的外側(cè)具有大致呈半圓形的一對保持凹部4c。
活塞4在球承接孔(內(nèi)球面)4a所形成位置跟前具有比球承接孔(內(nèi)球面)4a更大的圓形孔4f。也就是說，球承接孔(內(nèi)球面)4a，形成為落入圓形孔4f的中央底部。
貯油部4d形成于球承接孔(內(nèi)球面)4a的中央底部上。流過供油孔2d而供給的潤滑油滯留在該貯油部4d上。通過滯留在該處的潤滑油，球承接孔(內(nèi)球面)4a和球(外球面)2a之間的滑動面充分濕潤，且進(jìn)行正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。
通過將球(外球面)2a插入到球承接孔(內(nèi)球面)4a內(nèi)并使平坦面2c進(jìn)入到插入用切開口4b內(nèi)地轉(zhuǎn)動球(外球面)2a，進(jìn)行以球承接孔(內(nèi)球面)4a和球(外球面)2a正常地滑動的方式結(jié)合的球鉸接的防脫。
止回器10，防止被球鉸接的球(外球面)2a從球承接孔(內(nèi)球面)4a脫落地進(jìn)行球(外球面)2a的止回。
該止回器10，具有插入設(shè)置于活塞4上的一對保持凹部4c內(nèi)的一對嵌入腿10a和跨接在一對嵌入腿10a上的連結(jié)部10b。一對嵌入腿10a具有平坦板部10a1和從該平坦板部10a1的兩端一側(cè)向外側(cè)彎折并邊勾勒圓弧邊互相靠近地延伸的兩個圓弧部10a2。
再有，在平坦板部10a1的中央，具有設(shè)置成向內(nèi)側(cè)凹陷且與球(外球面)2a的平坦面2c接合的凹部10a3。止回器10，經(jīng)彎折鋼板而成，是用包括鋼板或磷青銅板的彈簧性的金屬板制作而成。
如圖7、圖8所示，止回器10安裝于活塞4上。從活塞4的圓形孔4f插入的止回器10，通過嵌入腿10a插入到保持凹部4c內(nèi)而保持。由于兩個圓弧部10a2利用彈性以撓曲的方式嵌入保持凹部4c內(nèi)，因此，嵌入腿10a不易脫落。
通過使用設(shè)有具有該彈性的圓弧部10a2的止回器10，無需使活塞4的球承接孔(內(nèi)球面)4a及連桿2的球(外球面)2a變形即可組裝球鉸接結(jié)構(gòu)，并構(gòu)成滑動性優(yōu)良的球鉸接結(jié)構(gòu)。
在止回器10安裝在活塞4上的狀態(tài)下，平坦板部10a1的凹部10a3與球(外球面)2a的平坦面2c結(jié)合。因此，球(外球面)2a的向解除平坦面2c和凹部10a3之間的接合的方向的轉(zhuǎn)動被阻止。通過該轉(zhuǎn)動阻止，球(外球面)2a和球承接孔(內(nèi)球面)4a所結(jié)合的球鉸接能夠不脫落地保持。
球(外球面)2a相對于球承接孔(內(nèi)球面)4a的轉(zhuǎn)動，成為如連桿2的桿部2c進(jìn)行搖頭那樣的擺動的轉(zhuǎn)動動作。
下面引用圖9、圖10對止回器的其他實(shí)施例進(jìn)行敘述。
該止回器10，如圖10所示那樣，其特征在于，在連結(jié)部10b上設(shè)置了卡定爪10c。至于其他部分，具有與上述的止回器共通的結(jié)構(gòu)。
活塞4，如圖9所示那樣，其特征在于，在圓形孔4f上設(shè)有環(huán)狀的卡定槽4g，至于其他部分，具有與上述的活塞共通的結(jié)構(gòu)。
通過卡定爪10c與卡定槽4g結(jié)合，止回器10不會從圓形孔4f脫落。由于在通過兩個圓弧部10a2的彈性所進(jìn)行的保持上附加卡定爪10c的卡定，因此，止回器10更可靠地保持。
下面引用圖11對涉及潤滑油的供給的其他實(shí)施例進(jìn)行說明。
曲軸7a，具有在軸向延伸的潤滑油的油流通孔110和向外周貫通的油流通孔111。還有，曲軸軸承部2b，在滑動面上具有環(huán)狀的油槽112。在該油槽112上以連通的方式形成有供油孔2d。
在曲軸軸承部2b上，流過油流通孔110的潤滑油經(jīng)由油流通孔111、油槽112供給，并潤濕曲軸軸承部2b和曲軸7a的滑動面。由于油槽112內(nèi)的潤滑油也注入到供油孔2d內(nèi)，因此，也潤濕球承接孔(內(nèi)球面)4a和球(外球面)2a之間的滑動面。
由于構(gòu)成貯油器的油槽112設(shè)置于曲軸軸承部2b上，使得潤滑油對曲軸軸承部2b和曲軸7a之間的滑動面的供給順利地進(jìn)行。還有，由于在構(gòu)成貯油器的油槽112上連通有供油孔2d，所以使得潤滑油對球承接孔(內(nèi)球面)4a和球(外球面)2a之間的滑動面的供給順利地進(jìn)行。
下面對用來確保適用于充分地供給潤滑油的結(jié)構(gòu)上的球鉸接部的可靠度的材料進(jìn)行說明。
通過環(huán)塊摩擦試驗(yàn)機(jī)對活塞4及連桿2上所使用的材料進(jìn)行滑動試驗(yàn)的結(jié)果表示在圖12上。
本試驗(yàn)是在潤滑油中進(jìn)行的，其滑動速度定成1.01m/s且試驗(yàn)負(fù)荷定成123.5N。從試驗(yàn)結(jié)果確認(rèn)出，當(dāng)使用在連桿2的材料上未進(jìn)行封孔處理且僅在活塞4的材料上實(shí)施水蒸氣處理后封孔的燒結(jié)材料4時，磨損量較多。
之所以如此，是因?yàn)槲醋鞣饪滋幚?，因而無法形成油膜。一方面，在使用無空穴的鑄鐵或在雙方均實(shí)施了封孔處理的燒結(jié)材料的情況下，具有連桿2的材料的磨損變少的傾向，并能夠用連桿2的材料滿足必要的臨界磨損量。
然而，發(fā)現(xiàn)活塞4的材料的磨損也增加。在同種燒結(jié)材料的情況下，在組合了連桿2的材料上滲氮的燒結(jié)材料4SN和未滲氮的活塞4的材料的燒結(jié)材料8S時，雖然在滲氮的連桿2的材料上未超出磨損臨界值，但得到了未滲氮的活塞4的材料的磨損增大的結(jié)果。
在雙方均滲氮的情況下，無論是哪一方磨損都有了增大。在模具鋼上經(jīng)實(shí)施下述的熱處理(處理?xiàng)l件103)而使表面較硬的對象材料A3和燒結(jié)材料8S上，連桿2的材料和活塞4的材料均提高了耐磨損性，并且未超出磨損臨界值。通過這些試驗(yàn)和嘗試研究，發(fā)現(xiàn)所組合的材料表面的硬度之比較大地影響耐磨性提高。
圖13表示燒結(jié)材料的表面硬度測定結(jié)果。燒結(jié)材料4SN和燒結(jié)材料8S的表面硬度之比大約為1.4倍，能夠推測出通過加大該硬度比能夠滿足圖12所示磨損臨界值。
表1模具用鋼淬火滲氮材料的處理?xiàng)l件和硬度測定結(jié)果

表1綜合了涉及本發(fā)明的實(shí)施例的模具用鋼淬火滲氮材料的處理?xiàng)l件和硬度測定結(jié)果。
表1表示作為對象材料，為了進(jìn)一步加大硬度比而使用相當(dāng)于JIS中的SKD11的冷軋模具鋼，并實(shí)施了熱處理及滲氮處理的對象材料A1、A3、A4的表面層及內(nèi)部的硬度測定結(jié)果。
已知提高淬火溫度則表面硬度提高，再有，降低滲氮處理的溫度則使表層及內(nèi)部均高硬度化。而且，已知若適用該最高硬度的材料(對象材料A4)，能夠使硬度之比大約為3倍，并如圖11所示那樣，能夠在連桿2的材料和活塞4的材料雙方抑制磨損。
由于提高對象材料的硬度意味著同時增加加工難度，因此，鑒于加工性實(shí)施了對象材料的研究。在表1的對象材料A1、A3、A4的基礎(chǔ)上，使用了JIS中的SCM415材料(表面滲氮硬化處理鋼)，并通過滲氮和高頻感應(yīng)加熱淬火，制作了對象材料B6、B8。
在與圖12相同的條件下與燒結(jié)材料8S組合的磨損試驗(yàn)結(jié)果表示在圖15中。
從該結(jié)果中可知，若表面層的硬度之比為1.5倍以上，則關(guān)于正常的磨損能夠得到所期望的耐久性。
如上所述，由于若應(yīng)用本發(fā)明的各個實(shí)施例，則在球鉸接結(jié)構(gòu)的球承接孔(內(nèi)球面)4a及球(外球面)2a上不發(fā)生異常磨損，因此，能夠確保封閉式壓縮機(jī)的長期可靠度，而且，通過封閉式壓縮機(jī)的動作過程中的滑動損失的降低，能夠提高封閉式壓縮機(jī)的效率。
再有，使用對象材料B6、B8且分別與燒結(jié)材料8S組合，并與圖12同樣地通過環(huán)塊摩擦試驗(yàn)機(jī)重復(fù)進(jìn)行了滑動試驗(yàn)。重復(fù)試驗(yàn)是在將低碳鋼焊接時的飛濺焊渣調(diào)節(jié)成10微米的平均粒徑后混合的潤滑油中進(jìn)行的，其滑動速度定成1.01m/s且試驗(yàn)負(fù)荷定成123.5N，且進(jìn)行了短時試驗(yàn)。
試驗(yàn)完畢觀察摩擦面結(jié)果，雖然在對象材料B6的表面上觀察到了由飛濺粒子引起的傷痕即磨料磨損痕跡，但在對象材料B8的表面上幾乎未觀察到磨料磨損痕跡。
從上述結(jié)果，決定了作為活塞4的材料使用在燒結(jié)材料上用水蒸氣處理實(shí)施了封孔的材料，作為連桿2的材料使用在燒結(jié)材料上用水蒸氣處理實(shí)施了封孔后滲氮的材料以及對模具鋼實(shí)施淬火并在高溫回火后在回火溫度以下狀態(tài)實(shí)施了滲氮的材料。
(實(shí)施方式1)首先，制作了作為活塞4的材料使用了實(shí)施有通過水蒸氣處理所形成的封孔處理的Fe-Cu(1～2％)-C(0.7～1.0％)的燒結(jié)材料，并作為連桿2的材料使用了鐵系合金的壓縮機(jī)。
該鐵系合金是熔煉材料，在將Cr(11～13重量％)-Mo(0.8～1.2重量％)-Mn(0.3～0.6重量％)-C(0.6～1.6重量％)和其他包括不可避免元素的剩余部分鐵的鐵合金在1010℃～1040℃淬火后，進(jìn)行2次520℃2小時的回火，并在480℃的鹽浴中實(shí)施了90分鐘的滲氮處理。
在裝備了該封閉式壓縮機(jī)的制冷循環(huán)上，作為制冷劑封入了異丁烷，作為潤滑油封入了酯油，并在每分鐘運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為4900轉(zhuǎn)且排出壓力為1.6Mpa的狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)了30天，其結(jié)果，在球鉸接結(jié)構(gòu)部上未發(fā)生磨損，并得到了能夠維持良好的潤滑性的結(jié)果。
還有，進(jìn)行了將排出壓力提高到2.0Mpa的同樣的試驗(yàn)，其結(jié)果，在球鉸接結(jié)構(gòu)部上未發(fā)生異常磨損，且能夠維持良好的特性。
還有，制作了將飛濺粒子以管理上限的10倍添加到潤滑油中的壓縮機(jī)，并用同樣的條件運(yùn)轉(zhuǎn)了5天，其結(jié)果，未停止轉(zhuǎn)動且能夠穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)，另外，除了在摩擦面上有細(xì)微的擦痕以外未出現(xiàn)異常磨損。
權(quán)利要求
1.一種封閉式壓縮機(jī)，具備封閉容器和收放在該封閉容器內(nèi)的壓縮單元、電動單元以及將所述電動單元的轉(zhuǎn)動力傳遞給壓縮單元的曲柄機(jī)構(gòu)，所述壓縮單元具有汽缸和在該汽缸內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動的活塞，所述曲柄機(jī)構(gòu)具有與所述活塞連結(jié)的連桿，設(shè)置于所述連桿上的球和設(shè)置于所述活塞上的球承接孔轉(zhuǎn)動滑動自如地球鉸接，且對該球鉸接的滑動部進(jìn)行潤滑油供給，其特征在于，所述活塞、所述連桿的一方是以鐵為主成分的合金材料，另一方的材料相對所述以鐵為主成分的合金材料的表面層的硬度，在維氏硬度中為1.5倍以上的硬度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封閉式壓縮機(jī)，其特征在于，所述以鐵為主成分的合金材料是燒結(jié)材料，該燒結(jié)材料的密度為6.6g/cm3或以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的封閉式壓縮機(jī)，其特征在于，所述燒結(jié)材料通過氧化膜實(shí)施封孔處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的封閉式壓縮機(jī)，其特征在于，所述封孔處理是在所述活塞或所述連桿的成型、切削加工后通過水蒸氣處理而實(shí)施的殘留在所述燒結(jié)材料內(nèi)的空穴的封孔處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封閉式壓縮機(jī)，其特征在于，另一方材料，其前面部或所述滑動部上實(shí)施有滲氮處理或碳化處理、滲碳處理、滲硫氮化處理中任意一個表面擴(kuò)散處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的封閉式壓縮機(jī)，其特征在于，通過所述表面擴(kuò)散處理所形成的氮化物層或硫化物層亦或硫化物和氮化物的混合層是表面硬化層，其成為所述1.5倍以上的硬度的范圍為離最外表面的深度至少為20微米或以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的封閉式壓縮機(jī)，其特征在于，所述表面擴(kuò)散處理是在材料的回火溫度以下進(jìn)行的表面擴(kuò)散處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封閉式壓縮機(jī)，其特征在于，所述潤滑油是酯類潤滑油或混合了酯類潤滑油和礦物油的潤滑油。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的封閉式壓縮機(jī)，其特征在于，酯類潤滑油或混合了酯類潤滑油和礦物油的潤滑油填充、浸滲在殘留于所述燒結(jié)材料上的空穴內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封閉式壓縮機(jī)，其特征在于，將在所述汽缸中壓縮的制冷劑指定為異丁烷。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封閉式壓縮機(jī)，其特征在于，在所述汽缸中壓縮的制冷劑中，使用與酯類潤滑油具有互溶性的R134a等的非氯系制冷劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封閉式壓縮機(jī)，其特征在于，具有縱向貫通所述連桿并連通到所述球的滑動部一側(cè)上的供油孔。
13.一種封閉式壓縮機(jī)，具備封閉容器和收放在該封閉容器內(nèi)的壓縮單元、電動單元以及將所述電動單元的轉(zhuǎn)動力傳遞給壓縮單元的曲柄機(jī)構(gòu)，所述壓縮單元具有汽缸和在該汽缸內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動的活塞，所述曲柄機(jī)構(gòu)具有與所述活塞連結(jié)的連桿，設(shè)置于所述連桿上的球和設(shè)置于所述活塞上的球承接孔轉(zhuǎn)動滑動自如地球鉸接，且對該球鉸接的滑動部進(jìn)行潤滑油供給，其特征在于，所述球?qū)ΨQ地具有以沿著所述連桿的長度方向的方式形成的一對平坦面，所述球承接孔具有與所述兩平坦面之間的厚度相等或稍大地形成的一對插入用切開口，使所述平坦面進(jìn)入到插入用切開口內(nèi)地將插入到所述球承接孔內(nèi)的所述球轉(zhuǎn)動而構(gòu)成球鉸接的防脫，所述活塞、所述連桿的一方是以鐵為主成分的合金材料，另一方的材料相對所述以鐵為主成分的合金材料的表面層的硬度，在維氏硬度中為1.5倍以上的硬度。
14.一種封閉式壓縮機(jī)，具備封閉容器和收放在該封閉容器內(nèi)的壓縮單元、電動單元以及將所述電動單元的轉(zhuǎn)動力傳遞給壓縮單元的曲柄機(jī)構(gòu)，所述壓縮單元具有汽缸和在該汽缸內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動的活塞，所述曲柄機(jī)構(gòu)具有與所述活塞連結(jié)的連桿，設(shè)置于所述連桿上的球和設(shè)置于所述活塞上的球承接孔轉(zhuǎn)動滑動自如地球鉸接，且對該球鉸接的滑動部進(jìn)行潤滑油供給，其特征在于，所述球?qū)ΨQ地具有以沿著所述連桿的長度方向的方式形成的一對平坦面，所述球承接孔具有與所述兩平坦面之間的厚度相等或稍微大一些地形成的一對插入用切開口，使所述平坦面進(jìn)入到插入用切開口內(nèi)地將插入到所述球承接孔內(nèi)的所述球轉(zhuǎn)動而構(gòu)成球鉸接的防脫，所述活塞在一對插入用切開口的外側(cè)具有大致呈半圓形的一對保持凹部，具備阻止插入到所述球承接孔內(nèi)的所述球向脫落的方向的轉(zhuǎn)動的止回器，所述止回器，具有插入所述一對保持凹部內(nèi)的一對嵌入腿和跨接在所述一對嵌入腿上的連結(jié)部，所述活塞、所述連桿的一方是以鐵為主成分的合金材料，另一方的材料相對所述以鐵為主成分的合金材料的表面層的硬度，在維氏硬度中為1.5倍以上的硬度。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的封閉式壓縮機(jī)，其特征在于，所述一對嵌入腿，具有平坦板部和從該平坦板部的兩端一側(cè)向外側(cè)彎折并邊勾勒圓弧邊互相靠近地延伸的兩個圓弧部。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的封閉式壓縮機(jī)，其特征在于，所述嵌入腿，具有向內(nèi)側(cè)凹陷地設(shè)置于平坦板部的中央且與所述球的平坦面接合的凹部。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的封閉式壓縮機(jī)，其特征在于，所述止回器的連結(jié)部，具有與設(shè)置于所述活塞上的卡定槽卡定的卡定爪。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的封閉式壓縮機(jī)，其特征在于，所述止回器由包括鋼板在內(nèi)的金屬板形成。
19.一種封閉式壓縮機(jī)，具備封閉容器和收放在該封閉容器內(nèi)的壓縮單元、電動單元以及將所述電動單元的轉(zhuǎn)動力傳遞給壓縮單元的曲柄機(jī)構(gòu)，所述壓縮單元具有汽缸和在該汽缸內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動的活塞，所述曲柄機(jī)構(gòu)具有與所述活塞連結(jié)的連桿，設(shè)置于所述連桿上的球和設(shè)置于所述活塞上的球承接孔轉(zhuǎn)動滑動自如地球鉸接，且對該球鉸接的滑動部進(jìn)行潤滑油供給，其特征在于，所述連桿具有設(shè)置于所述球的相反一側(cè)上的曲軸軸承，所述曲柄機(jī)構(gòu)具有設(shè)置于電動單元一側(cè)上的曲軸和設(shè)置于成為所述球的相反一側(cè)的所述連桿的端部上且轉(zhuǎn)動自如地支撐所述曲軸的曲軸軸承，所述曲軸軸承在滑動面上具有環(huán)狀的油槽，所述連桿具有從所述油槽連通到所述球的滑動部一側(cè)上的供油孔，所述活塞、所述連桿的一方是以鐵為主成分的合金材料，另一方的材料相對所述以鐵為主成分的合金材料的表面層的硬度，在維氏硬度中為1.5倍以上的硬度。
20.一種封閉式壓縮機(jī)，具備封閉容器和收放在該封閉容器內(nèi)的壓縮單元、電動單元以及將所述電動單元的轉(zhuǎn)動力傳遞給壓縮單元的曲柄機(jī)構(gòu)，所述壓縮單元具有汽缸和在該汽缸內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動的活塞，所述曲柄機(jī)構(gòu)具有與所述活塞連結(jié)的連桿，設(shè)置于所述連桿上的球和設(shè)置于所述活塞上的球承接孔轉(zhuǎn)動滑動自如地球鉸接，且對該球鉸接的滑動部進(jìn)行潤滑油供給，其特征在于，所述球承接孔在其底部具有貯油部所述活塞、所述連桿的一方是以鐵為主成分的合金材料，另一方的材料相對所述以鐵為主成分的合金材料的表面層的硬度，在維氏硬度中為1.5倍以上的硬度。
全文摘要
本發(fā)明提供將連桿和活塞的連結(jié)結(jié)構(gòu)做成較低摩擦損失的球鉸接機(jī)構(gòu)，并具有穩(wěn)定性、高性能及高可靠度的封閉式壓縮機(jī)。本發(fā)明的封閉式壓縮機(jī)，具備封閉容器和收放在該封閉容器內(nèi)的壓縮單元、電動單元以及將上述電動單元的轉(zhuǎn)動力傳遞給壓縮單元的曲柄機(jī)構(gòu)，上述壓縮單元具有汽缸和在該汽缸內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動的活塞，上述曲柄機(jī)構(gòu)具有與上述活塞連結(jié)的連桿，設(shè)置于上述連桿上的球和設(shè)置于上述活塞上的球承接孔轉(zhuǎn)動滑動自如地球鉸接，且對該球鉸接的滑動部進(jìn)行潤滑油供給，其特征在于，上述活塞、上述連桿的一方是以鐵為主成分的合金材料，另一方的材料相對上述以鐵為主成分的合金材料的表面層的硬度，在維氏硬度中為1.5倍以上的硬度。
文檔編號F04B39/00GK1978899SQ20061016454
公開日2007年6月13日 申請日期2006年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月7日
發(fā)明者中島昌一, 高安博, 佐藤真一, 紺野元, 別役健二, 野崎務(wù) 申請人:日立空調(diào)·家用電器株式會社