CN108026912B - 冷媒压缩机和使用其的冷冻装置 - Google Patents

Abstract

冷媒压缩机包括电动元件和由该电动元件驱动的压缩冷媒的压缩元件。构成压缩元件的至少一个滑动部件为铁系材料。在该铁系材料的滑动面施加有包含第一部分(151)以及第二部分(152)和/或第三部分(153)的氧化覆膜(150)。第一部分(151)至少包括微晶(155)。第二部分(152)含有柱状组织(156)。第三部分(153)含有层状组织(157)。

Description

冷媒压缩机和使用其的冷冻装置

技术领域

本发明涉及在冰箱、空调等所使用的冷媒压缩机和使用其的冷冻装置。

背景技术

近年来，从地球环境保护的观点考虑，减少化石燃料使用的高效率的冷媒压缩机的开发正在发展。

这样的高效率的冷媒压缩机采取了在需要防止其活塞或曲轴等滑动部分的磨损的该滑动面形成磷酸盐覆膜等的对策。通过形成该磷酸盐覆膜，能够消除机械加工完成后的加工面的凹凸，并能够使滑动部件彼此的初期磨合变得良好(例如，参照专利文献1)。

图11表示专利文献1所记载的现有的冷媒压缩机的截面图。

如图11所示，密闭容器1是形成冷媒压缩机的外壳的部件，在其底部储存润滑油2，并且收纳有包含定子3和转子4的电动元件5以及由其驱动的往复式的压缩元件6。

并且，上述压缩元件6由曲轴7、缸体11、活塞15等构成。以下，对压缩元件6的构成进行说明。

曲轴7包括压入固定转子4的主轴部8和相对于主轴部8偏心而形成的偏心轴9，还具有供油泵10。

缸体11形成包括大致圆筒形的缸腔12的压缩室13，并且具有对主轴部8进行轴支承的轴承部14。

自由嵌入缸腔12的活塞15经由活塞销16，利用作为连结单元的连杆17将其与偏心轴9之间连结。缸腔12的端面由阀板18密封。

在阀板18的与缸腔12相反的一侧固定有缸盖19，由缸盖19形成高压室。吸引管20固定于密闭容器1，并且与冷冻循环的低压侧(未图示)连接，将冷媒气体(未图示)导入密闭容器1内。吸引消音器21被阀板18和缸盖19夹持。

曲轴7的主轴部8和轴承部14、活塞15和缸腔12、活塞销16和连杆17、曲轴7的偏心轴9和连杆17均彼此形成滑动部。

在构成滑动部的滑动部件中，在铁系材料彼此的组合中，相对于任意一方的滑动面，形成如上所述的由多孔结晶体构成的不溶性的磷酸盐覆膜。

在如上所述的构成中，接着对动作进行说明。

从商用电源(未图示)供给的电力被供给到电动元件5，使电动元件5的转子4转动。转子4使曲轴7转动，通过偏心轴9的偏心运动，经由连结单元的连杆17和活塞销16来驱动活塞15。活塞15在缸腔12内往复运动。由此，通过吸引管20被导入密闭容器1内的冷媒气体从吸引消音器21被吸入压缩室13内，在压缩室13内连续对冷媒气体进行压缩。

润滑油2伴随曲轴7的转动从供油泵10被供给到各滑动部，对各滑动部进行润滑。并且，润滑油2在活塞15和缸腔12之间起到密封的作用。

在此，在曲轴7的主轴部8和轴承部14中，进行转动运动。在冷媒压缩机停止时，转动速度为0m/s，在启动时，由金属接触状态开始转动运动，受到大的摩擦阻力。在该冷媒压缩机中，在上述曲轴7的主轴部8形成有磷酸盐覆膜，该磷酸盐覆膜具有初期磨合性，因此，利用磷酸盐覆膜，能够防止启动时因接触金属而引起的异常磨损。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7－238885号公报

发明内容

发明要解决的课题

因此，近年来，为了实现冷媒压缩机的高效率化，使用粘度更低的润滑油2、或者将滑动部间的滑动长度设计得更短。因此，利用现有的磷酸盐覆膜，可能导致提早发生磨损或摩耗、磨合效果难以持续。由此，存在磷酸盐覆膜的自身耐磨损性下降的可能性。

并且，在冷媒压缩机中，在曲轴7一次转动期间，曲轴7的主轴部8所受到的负荷发生大幅变动。另外，伴随该负荷变动，在曲轴7和轴承部14之间，有时溶入润滑油2中的冷媒气体气化而起泡。由于该起泡，油膜破裂，金属接触的频率增大。

其结果，有可能导致在曲轴7的主轴部8上形成的磷酸盐覆膜提早磨损、摩擦系数升高。并且，伴随磨损系数的升高，滑动部的放热也增大，可能发生固结等异常磨损。并且，在活塞15和缸腔12之间，也可能发生同样的现象。因此，在活塞15和缸腔12中也存在与曲轴7同样的课题。

本发明解决了上述现有的课题，其目的在于：通过提高滑动部件的自身耐磨损性，提供可靠性优异且效率优异的冷媒压缩机和使用其的冷冻装置。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明所涉及的冷媒压缩机的构成为：包括电动元件和由上述电动元件驱动的压缩冷媒的压缩元件，构成上述压缩元件的至少一个滑动部件为铁系材料，上述铁系材料的滑动面施加有氧化覆膜，上述氧化覆膜包含：至少包括微晶的第一部分；以及含有柱状组织的第二部分和/或含有层状组织的第三部分。

根据上述构成，滑动部件兼具提高自身耐磨损性和抑制对方破坏性的特性，并且，能够提高基材与氧化覆膜的密合性。因而能够使润滑油的粘度更低，并且将各滑动部的滑动长度设计得更短。因此，在滑动部中，能够实现滑动损失的降低，由此作为冷媒压缩机，能够实现优异的效率和性能，并且能够确保长期可靠性。

另外，为了解决上述课题，本发明所涉及的冷媒压缩机的构成为：包括冷媒回路，上述冷媒回路具有上述构成的冷媒压缩机、散热器、减压装置和吸热器并利用配管将它们连结成环状。

根据上述构成，冷冻装置搭载有提高了压缩机效率的冷媒压缩机。因此，能够降低该冷冻装置的电力消耗、实现节能化。

参照附图，根据以下的优选实施方式的详细说明，本发明的上述目的、其他目的、特征和优点更为明确。

发明效果

在本发明中，利用以上的构成，能够获得如下效果：通过提高滑动部件的自身耐磨损性，能够提供可靠性优异、并且效率优异的冷媒压缩机以及使用其的冷冻装置。

附图说明

图1是本发明的实施方式1中的冷媒压缩机的截面示意图。

图2的图2A～图2C是表示对在实施方式1中的冷媒压缩机的滑动部形成的氧化覆膜进行TEM(透射型电子显微镜)观察所得到的结果的一个例子的TEM图像。

图3的图3A、图3B是表示对实施方式1中的氧化覆膜进行SEM(扫描型电子显微镜)观察所得到的结果的一个例子的SEM(二次电子显微镜)图像。

图4是表示对实施方式1中的氧化覆膜进行SIM(扫描离子显微镜)观察所得到的结果的一个例子的SIM(扫描离子显微镜)图像。

图5是表示实施方式1中的氧化覆膜的环-盘(ring on disk)式磨损试验后的盘的磨损量的说明图。

图6是表示实施方式1中的氧化覆膜的环-盘式磨损试验后的环的磨损量的说明图。

图7是表示对使用实施方式1的氧化覆膜的实机可靠性试验后的滑动部件进行TEM(透射型电子显微镜)观察所得到的结果的一个例子的TEM(透射电子显微镜)图像。

图8是本发明的实施方式2中的冷媒压缩机的截面示意图。

图9的图9A、图9B是对实施方式2中的氧化覆膜进行SIM(扫描离子显微镜)观察所得到的结果的一个例子的SIM(扫描离子显微镜)图像。

图10是本发明的实施方式3中的冷冻装置的示意图。

图11是现有的冷媒压缩机的截面示意图。

具体实施方式

本发明所涉及的冷媒压缩机构成为：包括电动元件和由上述电动元件驱动的压缩冷媒的压缩元件，构成上述压缩元件的至少一个滑动部件为铁系材料，在上述铁系材料的滑动面施加有氧化覆膜，上述氧化覆膜包含：至少包括微晶的第一部分；以及含有柱状组织的第二部分和/或含有层状组织的第三部分。

由此，滑动部件兼具提高自身耐磨损性和抑制对方破坏性的特性，并且，能够提高基材与氧化覆膜的密合性。因而能够使润滑油的粘度更低，并且将构成各滑动部的各个滑动部件的滑动长度设计得更短。因此，在滑动部中，能够实现滑动损失的降低，作为冷媒压缩机，能够实现优异的效率和性能，并且能够确保长期可靠性

在上述构成的冷媒压缩机中，上述氧化覆膜可以至少由位于最表面的上述第一部分、位于该第一部分下方的上述第二部分和位于该第二部分下方的上述第三部分构成。

由此，对于滑动部件而言，能够更有效地兼具提高自身耐磨损性和抑制对方破坏性的特性。其结果，作为冷媒压缩机，能够实现高性能，并且能够确保长期可靠性。

在上述构成的冷媒压缩机中，可以构成为：上述第一部分的结晶粒径在0.001～1μm的范围内，上述第一部分的结晶粒径小于上述第二部分的结晶粒径。

由此，第一部分成为“保油性”高的构成。因而，例如即便滑动部件在贫油条件下滑动，也能够促使在滑动面形成油膜。由此，能够提高滑动部件的耐磨损性。

在上述构成的冷媒压缩机中，上述第一部分可以至少由结晶密度彼此不同的第一a部分和第一b部分构成。

由此，第一部分成为“保油性”高的构成。因而，例如即便滑动部件在贫油条件下滑动，也能够促使在滑动面形成油膜。由此，能够提高滑动部件的耐磨损性。

在上述构成的冷媒压缩机中，可以构成为：上述第一a部分位于表面侧，上述第一b部分位于该第一a部分的下方，并且，上述第一a部分的结晶密度小于上述第一b部分的结晶密度。

由此，第一部分由于第一a部分而成为“保油性”高的构成，并且能够由第一b部分良好地支承第一a部分。

在上述构成的冷媒压缩机中，可以构成为：上述第一a部分含有纵横比在1～1000的范围内的纵长的针状组织。

由此，在滑动部件的滑动面，能够促进与对方材料的滑动面的“磨合”。

在上述构成的冷媒压缩机中，可以构成为：上述第二部分含有纵横比在1～20的范围内的纵长的结晶组织。

由此，第二部分成为密集形成有相对于滑动方向垂直的纵长结晶的组织。因而，第二部分的机械特性提高，因此，结果能够进一步提高氧化覆膜的耐久性。

在上述构成的冷媒压缩机中，可以构成为：上述第三部分含有纵横比在0.01～1的范围内的横长的结晶组织。

由此，第三部分成为密集形成有相对于滑动方向平行的横长结晶的组织。由此，能够使第三部分具有滑动性，因此，氧化覆膜的耐剥离性和密合性提高，结果能够进一步提高氧化覆膜的耐久性。

在上述构成的冷媒压缩机中，可以构成为：上述氧化覆膜含有铁、氧和硅。

由此，氧化覆膜成为机械强度、耐剥离性和密合性优异的膜。其结果，能够提高氧化覆膜的耐久性。

在上述构成的冷媒压缩机中，可以构成为：上述氧化覆膜的膜厚在1～5μm的范围内。

由此，滑动部件的耐磨损性和长期可靠性提高，并且尺寸精度也稳定化。其结果，能够使冷媒压缩机的生产率提高。

在上述构成的冷媒压缩机中，可以构成为：使上述冷媒为R134a等的HFC系冷媒或其混合冷媒，使上述润滑油为酯油或烷基苯油、聚乙烯醚、聚亚烷基二醇中的任一种或它们的混合油。

由此，即使使用低粘度的润滑油，也能够防止滑动部件的异常磨损。并且，能够降低滑动部件的滑动损失。因此，能够提高冷媒压缩机的可靠性并且能够实现优异的效率。

在上述构成的冷媒压缩机中，可以构成为：使上述冷媒为R600a、R290、R744等的自然冷媒或其混合冷媒，使上述润滑油为矿物油、酯油或烷基苯油、聚乙烯醚、聚亚烷基二醇中的任一种或它们的混合油。

由此，即使使用低粘度的润滑油，也能够防止滑动部件的异常磨损。并且，能够降低滑动部件的滑动损失。因此，能够提高冷媒压缩机的可靠性并且能够实现优异的效率。并且，通过使用温室效应小的冷媒，能够抑制地球温暖化。

在上述构成的冷媒压缩机中，可以构成为：使上述冷媒为R1234yf等的HFO系冷媒或其混合冷媒，使上述润滑油为酯油或烷基苯油、聚乙烯醚、聚亚烷基二醇中的任一种或它们的混合油。

由此，即使使用低粘度的润滑油，也能够防止滑动部件的异常磨损。并且，能够降低滑动部件的滑动损失。因此，能够提高冷媒压缩机的可靠性并且能够实现优异的效率。并且，通过使用温室效应小的冷媒，能够抑制地球温暖化。

在上述构成的冷媒压缩机中，可以构成为：以多个运转频率变频驱动上述电动元件。

由此，即使在向各滑动部的供油量减少的低速运转时，利用耐磨损性优异的氧化覆膜，也能够使可靠性提高。另外，即使在转速增加的高速运转时，也能够维持优异的可靠性。由此，能够进一步提高冷媒压缩机的可靠性。

本发明所涉及的冷冻装置构成为：包括冷媒回路，上述冷媒回路具有上述构成的冷媒压缩机、散热器、减压装置和吸热器并且利用配管将它们连结成环状。

由此，冷冻装置搭载有压缩机效率得到提高的冷媒压缩机。因此，能够降低该冷冻装置的电力消耗，实现节能化。

下面，参照附图对本发明的代表性的实施方式进行说明。其中，以下在所有附图中对相同或相应的元件标注相同的参照符号，省略重复说明。

(实施方式1)

[冷媒压缩机的构成]

首先，参照图1和图2A，对本实施方式1所涉及的冷媒压缩机的代表性的一个例子进行具体地说明。图1是本实施方式1所涉及的冷媒压缩机100的截面图，图2A是表示对冷媒压缩机100的滑动部进行TEM观察所得到的结果的一个例子的显微镜照片。

如图1所示，在冷媒压缩机100中，在密闭容器101内填充有由R134a构成的冷媒气体102，并且在底部储存有作为润滑油103的酯油。并且，在密闭容器101内收纳有包括定子104和转子105的电动元件106以及由其驱动的往复式的压缩元件107。

另外，压缩元件107由曲轴108、缸体112、活塞132等构成。下面对压缩元件107的构成进行说明。

曲轴108至少由压入固定转子105的主轴部109和相对于主轴部109偏心而形成的偏心轴110构成。在曲轴108的下端具有与润滑油103连通的供油泵111。

关于曲轴108，作为基材154，使用含有约2％的硅(Si)的灰铸铁(FC铸铁)，表面形成有氧化覆膜150。图2A表示本实施方式1中的氧化覆膜150的代表性的一个例子。图2A是利用TEM(透射型电子显微镜)观察氧化覆膜150的截面所得到的结果的一个例子，表示氧化覆膜150的厚度方向的整体图像。

本实施方式1中的氧化覆膜150，如图2A所示，具有如下构成：从最表面起，为包括微晶155的第一部分151，其下方为含有纵长的柱状组织156的第二部分152，进一步其下方为含有横长的层状组织157的第三部分153，接着为基材154。

其中，本实施方式1中的氧化覆膜150的膜厚约为3μm。另外，在后述的实施例1中，图2A所示的氧化覆膜150形成于环-盘式磨损试验所使用的盘(基材154)。

缸体112由铸铁构成，形成大致圆筒形的缸腔113，并且具有对主轴部109进行轴支承的轴承部114。

并且，转子105形成有凸缘面120，轴承部114的上端面成为推力面122。在凸缘面120与轴承部114的推力面122之间插入有推力垫圈124。由凸缘面120、推力面122和推力垫圈124构成推力轴承126。

活塞132确保某一定量的间隙而自由嵌入缸腔113，由铁系的材料构成，与缸腔113一起形成压缩室134。并且，活塞132经由活塞销137，通过作为连结单元的连杆138与偏心轴110连结。缸腔113的端面被阀板139密封。

缸盖140形成高压室。缸盖140固定于阀板139的与缸腔113相反的一侧。吸引管(未图示)固定于密闭容器101，并且与冷冻循环的低压侧(未图示)连接，将冷媒气体102导入密闭容器101内。吸引消音器142被阀板139和缸盖140夹持。

下面，对如上所述构成的冷媒压缩机100的动作进行说明。

从商用电源(未图示)供给的电力被供给到电动元件106，使电动元件106的转子105转动。转子105使曲轴108转动，偏心轴110的偏心运动从连结单元的连杆138经由活塞销137而驱动活塞132。活塞132在缸腔113内往复运动，通过吸引管(未图示)导入密闭容器101内的冷媒气体102从吸引消音器142吸入，在压缩室134内压缩。

润滑油103伴随曲轴108的转动从供油泵111被供给到各滑动部，对滑动部进行润滑，并且在活塞132与缸腔113之间起到密封的作用。其中，滑动部意指多个滑动部件以在彼此的滑动面接触的状态进行滑动的部位。

在此，在近年来的冷媒压缩机100中，为了实现进一步的高效化，采取(1)如上所述使用低粘度润滑油作为润滑油103、或者(2)将构成滑动部的各个滑动部件的滑动长度(作为滑动部间的滑动长度)设计得更短等的策略。因此，滑动条件向着更为严苛的方向发展。即，存在滑动部间的油膜变得更薄的倾向，或者存在难以形成滑动部间的油膜的倾向。

此外，在冷媒压缩机100中，曲轴108的偏心轴110相对于缸体112的轴承部114以及曲轴108的主轴部109偏心而形成。因此，利用被压缩的冷媒气体102的气压，在曲轴108的主轴部109、偏心轴110和连杆138之间，施加伴随负荷变动的变动负荷。伴随该负荷变动，溶入润滑油103中的冷媒气体102在主轴部109与轴承部114之间等反复气化，因此润滑油103发生起泡。

由于这样的理由，在曲轴108的主轴部109与轴承部114之间等的滑动部，油膜破裂，滑动面彼此进行金属接触的频率增加。

但是，在该冷媒压缩机100的滑动部、例如本实施方式1中作为一个例子表示的曲轴108的滑动部，施加有上述构成的氧化覆膜150。因此，即使油膜破裂的频率增加，也能够长期地抑制伴随这种情况而产生的滑动面的磨损。

[氧化覆膜的构成]

下面，除了参照图2A之外，还参照图2B～图4，进一步对抑制滑动部磨损的氧化覆膜150进行详细说明。

其中，如上所述，图2A表示氧化覆膜150的厚度方向的整体图像的TEM图像，图2B是将图2A中虚线所围成的[i]部分放大的TEM图像，图2C是将图2A中虚线所围成的[ii]部分放大的TEM图像。

另外，图3A是利用SEM(扫描型电子显微镜)观察本实施方式1中氧化覆膜150中的第一部分151和第二部分152所得到的结果的一个例子的SEM图像，图3B是将图3A中的[iii]部分放大的SEM图像。另外，图4是利用SIM(扫描离子显微镜)观察本实施方式1中的氧化覆膜150所得到的结果的一个例子的SIM图像。

在本实施方式1中，曲轴108将灰铸铁(FC铸铁)作为基材154。氧化覆膜150形成在该基材154的表面。具体而言，例如，在对基材154的滑动表面进行研磨加工后，通过使用氧化性气体的氧化处理，形成氧化覆膜150。

其中，在图2A中，向上的一侧相当于最表面，向下的一侧相当于基材154(在图2A中，实际上氧化覆膜150的厚度方向向左侧倾斜，简便起见作为大致的上下方向)。因而，在对图2A进行说明时，将大致上下方向称为“纵向”，将与该“纵向”正交的方向(纵向的垂直方向)称为“横向”。

如上所述，如图2A所示，在本实施方式1中，氧化覆膜150从最表面起至少由包括微晶155的第一部分151、其下方的含有纵长的柱状组织156的第二部分152、以及其下方的含有横长的层状组织157的第三部分153构成，第三部分153的下方为基材154。

其中，在利用TEM观察形成有氧化覆膜150的试样(曲轴108的一部分)时，为了保护该试样，在氧化覆膜150之上形成保护膜(碳蒸镀膜)。在图2A中，第一部分151的上方为该保护膜。

如图2A～图2C以及图3A、图3B所示可知，在本实施方式1中的氧化覆膜150中，形成于最表面的第一部分151由铺满粒径在100nm以下的微晶155的组织构成。其中，在利用SEM观察形成有氧化覆膜150的试样(曲轴108的一部分)时，为了保护该试样，在氧化覆膜150之上形成保护用的树脂膜。因此，氧化覆膜150的表面被树脂包埋。在图3A、图3B中，第一部分151的上方为该树脂。

另外，如图3A、图3B所示，第二部分152位于第一部分151的下方。该第二部分152由纵向的直径为500nm～1μm左右、横向的直径为100nm～150nm左右的组织构成。由于该组织的纵向的直径除以横向的直径所得到的纵横比约处于3～10的范围，因而该组织是纵向长的组织。由此可知，第二部分152在相同方向上形成有无数个纵横比大的“纵长”的柱状组织156。

如图2A～图2C、图3A、图3B以及图4所示，在本实施方式1中的氧化覆膜150中，第三部分153位于第二部分152的下方。该第三部分153由纵向的直径为数十nm以下、横向的直径为数百nm左右的组织构成。该组织的纵向的直径除以横向的直径所得到的纵横比处于0.01～0.1的范围，因而该组织是横向长的组织。由此可知，第三部分153形成有纵横比小的“横长”的层状组织157。其中，在图4中，第一部分151的上方为上述的保护用的树脂膜。

在此，如图4所示，在第三部分153确认到作为基材154的组织的渗碳体(cementite)158。而在第一部分151和第二部分152未确认到渗碳体158。因而推测第三部分153通过由于基材154的氧化处理使氧扩散到基材154而形成。与此相对，推测第一部分151和第二部分152通过氧化物在基材154的表面生长而形成。

氧化覆膜150的制造方法(形成方法)适合使用公知的铁系材料的氧化方法，没有特别限定。可以根据作为基材154的铁系材料的种类、其表面状态(前述的研磨加工等)、所要求的氧化覆膜150的物性等各项条件，对制造条件等进行适当设定。在本发明中，通过使用碳酸气体(二氧化碳气体)等公知的氧化性气体和公知的氧化设备，在数百℃的范围内、例如400～800℃的范围内将作为基材154的灰铸铁氧化，能够在基材154的表面形成氧化覆膜150。

另外，本实施方式1所涉及的氧化覆膜150为包含第一部分151以及第二部分152和第三部分153的至少一方的构成即可。即，通过调整各项条件，氧化覆膜150能够成为包含第一部分151和第二部分152这两层的构成，或者成为包含第一部分151和第三部分153这两层的构成。另外，通过调整各项条件，如上所述，氧化覆膜150成为包含第一部分151、第二部分152和第三部分153这三层的构成。

特别是，作为氧化覆膜150的代表性的构成，可以列举如图2A～图4所示、从最表面起依次为第一部分151、第二部分152和第三部分153的三层结构，但也可以包含除了这些以外的部分，这些部分的叠层顺序也可以通过调整各项条件来适当设定。例如后述的比较例1或2所示，通过设定各项条件，能够形成仅由第二部分152构成的氧化覆膜、或者形成由第二部分152和第三部分153构成的氧化覆膜，这一点也是不言而明的。

另外，如后述的实施方式2所例示的那样，第一部分151还能够进一步区分为下位的部分。即，本实施方式1所涉及的氧化覆膜150中，第一部分151是必须的，包含第二部分152或第三部分153的任一个即可，可以包含第一部分151、第二部分152和第三部分153的全部，还可以进一步包含其他的部分。

在此，第一部分151由包括微晶155的组织构成，但并不意味着第一部分151完全不含除微晶155以外的组织等。在本发明中，第一部分151为实质上由微晶155形成的构成，在“杂质”的范围内也可以含有其他的组织等。因此，第一部分151为至少包括微晶155的构成、换言之为以微晶155为主要的组织的构成即可，也可以含有其他的组织(例如，参照后述的实施方式2)。

另外，第二部分152只要含有柱状组织156即可，也可以含有其他的组织，也可以实质上由柱状组织156构成。同样，第三部分153只要含有层状组织157即可，也可以含有其他的组织，也可以实质上由层状组织157构成。第一部分151、第二部分152和第三部分153例如只要能够发挥后述的实施例等所获得的作用效果即可，因而，这些部分当然还可以含有必须组织以外的组织。

在实施方式1所涉及的氧化覆膜150中，第一部分151只要是铺满纳米级的微晶155的组织即可，微晶155的粒径的上限不限定于100nm以下。例如，微晶155的粒径可以在0.001μm(1nm)～1μm(1000nm)的范围内。由此，能够良好地实现与后述的实施例1～3所获得的作用效果同样的作用效果。

同样，在本实施方式1所涉及的氧化覆膜150中，第二部分152只要是在相同方向上形成有无数个纵横比大的“纵长”的柱状组织156的构成即可，柱状组织156的纵横比不限定在3～10的范围内。例如，柱状组织156的纵横比在1～20的范围内即可。由此，能够良好地实现与后述的实施例1～3所获得的作用效果同样的作用效果。

同样，在本实施方式1所涉及的氧化覆膜150中，第三部分153只要是形成有纵横比小的“横长”的层状组织157的构成即可，层状组织157的纵横比不限定在0.01～0.1的范围内。例如，层状组织157的纵横比在0.01～1的范围内即可。由此，能够良好地实现与后述的实施例1～3所获得的作用效果同样的作用效果。

其中，关于第一部分151的微晶155的粒径、第二部分152的柱状组织156的纵横比和第三部分153的层状组织157的纵横比，可以根据基材154的种类或表面状态等的“基材条件”，通过适当设定上述的氧化覆膜150的制造条件，而设定在适合的范围内。

[氧化覆膜的评价]

下面，参照图5～图7，对评价本实施方式1所涉及的氧化覆膜150的代表性的一个例子的特性所得到的结果进行说明。在以下的说明中，基于实施例、现有例和比较例的结果，对第一部分151、第二部分152和第三部分153各自的组织如何有助于氧化覆膜150的特性进行研究。

(实施例1)

作为滑动部件，使用灰铸铁制的盘。因此，基材154的材质为灰铸铁，盘的表面成为滑动面。如上所述，使用碳酸气体等的氧化性气体，在400～800℃的范围内将盘氧化，从而在滑动面上形成本实施方式1所涉及的氧化覆膜150。如图2A～图4所示，该氧化覆膜150为具有第一部分151、第二部分152和第三部分153的构成。如上所述地操作，准备本实施例1的评价用试样。对该评价用试样进行后述的自身耐磨损性和对方破坏性的评价。

(现有例1)

作为表面处理膜，代替本实施方式1所涉及的氧化覆膜150，形成现有的磷酸盐覆膜。除此以外，与实施例1同样操作，准备现有例1的评价用试样。对该评价用试样进行后述的自身耐磨损性和对方破坏性的评价。

(比较例1)

作为表面处理膜，代替本实施方式1所涉及的氧化覆膜150，形成由含有层状组织157的部分(第三部分153)单层构成的比较氧化覆膜。除此以外，与实施例1同样操作，准备比较例1的评价用试样。对该评价用试样进行后述的自身耐磨损性和对方破坏性的评价。

(比较例2)

作为表面处理膜，代替本实施方式1所涉及的氧化覆膜150，形成在含有层状组织157的部分(第三部分153)的上方仅形成有含有柱状组织156的部分(第二部分152)的由2层构成的比较氧化覆膜。除此以外，与实施例1同样操作，准备比较例2的评价用试样。对该评价用试样进行后述的自身耐磨损性和对方破坏性的评价。

(自身耐磨损性和对方破坏性的评价)

在R134a冷媒和VG3(40℃时的粘度等级为3mm²/s)的酯油的混合氛围下，使用上述的评价用试样，实施环-盘式磨损试验。准备作为评价用试样的盘，另外作为对方材料，准备将灰铸铁作为基材且在其表面(滑动面)仅实施了表面研磨的环。磨损试验使用株式会社A&D制造的中压氟利昂摩擦磨损试验机AFT－18－200M(商品名)，在负荷1000N的条件下进行。由此，一并评价形成于评价用试样(盘)的表面处理膜的磨损特性(自身耐磨损性)和该表面处理膜对对方材料(环)的滑动面的破坏性(对方破坏性)。

(实施例1、现有例1和比较例的对比)

图5是实施环-盘式磨损试验所得到的结果，表示作为评价用试样的盘的滑动面的磨损量。另外，图6是实施环-盘式磨损试验所得到的结果，表示作为对方材料的环的磨损量。

如图5所示，实施例1、比较例1和比较例2的任意示例中的表面处理膜(氧化覆膜)的磨损量都比现有例1的表面处理膜(磷酸盐覆膜)少，可知自身耐磨损性优异。特别是在施加有实施例1的氧化覆膜150和比较例2的比较氧化覆膜的盘中，其表面几乎看不到磨损。由此可知氧化覆膜本身的自身耐磨损性比磷酸盐覆膜优异。

另一方面，如图6所示，关于作为对方材料的环的磨损量，在实施例1、比较例1和现有例1中均几乎看不到磨损，但在比较例2中看到了明显的磨损。由此可知比较例2的比较氧化覆膜的对方破坏性高。

根据以上结果，只有具备实施例1、即上述的氧化覆膜150的滑动部件，盘和环均几乎看不到磨损。由此可知，具备氧化覆膜150的滑动部件能够实现良好的自身耐磨损性，并且对于对方材料的对方破坏性良好地下降。

根据这些实施例1、现有例1和比较例的结果，可以认为本实施方式1所涉及的氧化覆膜150能够获得如下所述的作用效果。

首先，如比较例1所示，在表面处理膜实质上仅为第三部分153的构成、即仅为含有相对于滑动方向平行且由单层构成的层状组织157的部分的构成中，可以推测由于滑动而使组织出现打滑。因而，在具有表面处理膜的滑动部件(盘)的滑动面出现某种程度的磨损，但几乎看不到对方材料(环)的滑动面的磨损。因此可以认为尽管不像现有例1那样的程度，但仍存在自身耐磨损性低的倾向，但是对方破坏性降低。

另外，如比较例2所示，在表面处理膜从最表面起由第二部分152和第三部分153这两层形成的构成、即在含有层状组织157的部分之上具备含有柱状组织156的部分的构成中，由于在滑动面存在无数的束状的柱状组织156，因而滑动面的机械强度提高，其结果，可以推测滑动部件(盘)的自身耐磨损性提高。但是，可以认为在滑动开始不久期间的、所谓的“初期磨损阶段”期间，存在滑动面破坏未处理的状态的对方材料(环)倾向，其结果，在对方材料的滑动面产生磨损。

另外，在环-盘式磨损试验之后，观察滑动部件(盘)的滑动面，在柱状组织156和层状组织157的界面附近未看到剥离。因此可以推测含有柱状组织156的第二部分152与含有层状组织157的第三部分153彼此的界面的密合强度优异，作为表面处理膜的耐剥离性高。

在实施例1中，表面处理膜是具有第一部分151、第二部分152和第三部分153的氧化覆膜150，自身耐磨损性比比较例1和2的任意的滑动部件(盘)都优异。并且，为实施例1的滑动部件时，在对方材料(环)的滑动面也几乎看不到磨损，因而对方破坏性也能够充分地降低。

如上所述，在实施例1中，本实施方式1所涉及的氧化覆膜150实现良好的自身耐磨损性和非常低的对方破坏性。作为其主要原因，可以推测是由于该氧化覆膜150具备第一部分151。第一部分151由粒径100nm以下的微晶155构成，在这些微晶155之间产生少许空隙，或者表面产生微小的凹凸。可以认为由于存在这样的空隙和/或凹凸，即使在滑动状态严苛的状态下，也能够发挥在滑动面存留润滑油103的、所谓的“保油性”，其结果，容易在滑动面形成油膜。

另外，在氧化覆膜150中，虽然在基材154侧存在柱状组织156和层状组织157，但这些组织的硬度比微晶155相对较低(软)。因此，可以推测在滑动时柱状组织156和层状组织157起到“缓冲材料”的作用。由此，可以认为由于滑动时对表面的压力，发生微晶155向基材154侧被压缩的行为。其结果，可以认为氧化覆膜150的对方破坏性比其他表面处理膜显著下降，有效地抑制了对方材料的滑动面的磨损。

并且，根据上述的观点可知，在本实施方式1所涉及的氧化覆膜150中，必须至少具有第一部分151，并且具有第二部分152或第三部分153的任一个即可。由比较例1和2的结果可知，更优选氧化覆膜150具有第一部分151、第二部分152和第三部分153的全部。

其中，在本实施方式1中的环-盘式磨损试验中，将氧化覆膜设置在盘一侧实施试验，但即使将氧化覆膜设置在环一侧，也能够得到同样的结果。另外，氧化覆膜的耐磨损性的评价并不限定于环-盘式磨损试验，还可以通过其他的试验方法进行评价。

(实施例2)

作为评价用试样，使用灰铸铁制的圆棒。因此，基材154的材质为灰铸铁，铸铁圆棒的表面成为滑动面。与实施例1同样操作，在铸铁圆棒的表面形成本实施方式1所涉及的氧化覆膜150。如图2A～图4所示，该氧化覆膜150为具有第一部分151、第二部分152和第三部分153的构成。如上所述地操作，准备本实施例2的评价用试样。将该评价用试样的一端浸渍到润滑油103中。其结果，观察到润滑油103明显地从评价用试样的一端向另一端上升。

第一部分151形成铺满粒径100nm以下的微晶155的组织。因此，通过实验证实由于毛细管现象，润滑油103容易在氧化覆膜150的表面(滑动面)保持。因此，由实施例2的结果可知，本实施方式1所涉及的氧化覆膜150能够发挥良好的“保油性”，因而具有该氧化覆膜150的滑动部件能够成为自身耐磨损性高、且对方破坏性也低的部件。

(实施例3)

下面，使用搭载形成有本实施方式1所涉及的氧化覆膜150的曲轴108的冷媒压缩机100，进行实机可靠性试验。冷媒压缩机100为上述的图1所示的构成，因而省略其说明。在实机可靠性试验时，与上述的实施例1等同样地使用R134a冷媒和VG3(40℃时的粘度等级为3mm²/s)的酯油。为了加速曲轴108的主轴部109的磨损，使冷媒压缩机100以在高温环境下在短时间内反复运转和停止的高温高负荷间歇运转模式工作。

在实机可靠性试验结束后，将冷媒压缩机100拆解，取出曲轴108，对其滑动面进行确认。基于该滑动面的观察结果，进行实机可靠性试验的评价。

(现有例2)

除了在曲轴108上形成现有的磷酸盐覆膜以外，与实施例3同样操作，进行具有该曲轴108的冷媒压缩机100的实机可靠性试验。之后，将冷媒压缩机100拆解，取出曲轴108，对其滑动面进行确认。

(实施例3和现有例2的对比)

在现有例2中，在曲轴108的滑动面发生磨损，确认到磷酸盐覆膜的损耗。而在实施例3中，曲轴108的滑动面的损伤极其轻微。

并且，利用TEM对实施例3中的曲轴108的滑动面的截面进行观察。将其结果示于图7。其中，图7是滑动面的截面的TEM图像，如图2A所说明的那样，第一部分151的上方是为了保护试样而形成的保护膜。

如图7所示，尽管使冷媒压缩机100在严苛的条件下工作，曲轴108的滑动面也仍残留有含有微晶155的第一部分151。由此，可以认为由于本实施方式1所涉及的氧化覆膜150具有第一部分151，该第一部分151成为稳定磨损区域(滑动面达到所谓的“磨合”的状态的区域、磨损的进展速度非常慢的区域)。因此可知具有氧化覆膜150的滑动部件(在实施例3中为曲轴108)即使在压缩冷媒的环境下，耐磨损性也非常好。

[变形例等]

如上所述，在本实施方式1中，冷媒压缩机100所具备的滑动部件的至少一个为铁系材料，在该铁系材料的滑动面形成有氧化覆膜150，该氧化覆膜150具备包括微晶155的第一部分151、含有柱状组织156的第二部分152和含有层状组织157的第三部分153。

由此，能够提高滑动部件的自身耐磨损性，并且能够充分地抑制对方破坏性。因此，能够实现利用现有的表面处理膜难以实现的、冷媒压缩机100的高效率设计(即，使润滑油103的粘度更低、并且使滑动部间的滑动长度更短的设计)。其结果，在冷媒压缩机100中，能够降低滑动部的滑动损失，能够实现高可靠性和高效率化。

作为氧化覆膜150的膜厚，在本实施方式1中例示了约3μm，但氧化覆膜150的膜厚并不限定于此。作为代表性的膜厚，可以列举1～5μm的范围。在膜厚低于1μm时，虽然也依赖于各项条件，但有时难以长期地维持耐磨损性等特性。而在膜厚超过5μm时，虽然也依赖于各项条件，但滑动面的面粗糙度变得过大。因此，有时难以管理由多个滑动部件构成的滑动部的精度。

作为基材154，在本实施方式1中使用灰铸铁，但基材154的材质并不限定于此。形成氧化覆膜150的基材154只要是铁系材料即可，其具体的构成并没有特别限定。代表性地适当使用铸铁，但并不限定于此，基材154可以为钢材，也可以为烧结材料，还可以为除此以外的铁系材料。另外，铸铁的具体种类也没有特别限定，如上所述，可以为灰铸铁(普通铸铁、FC铸铁)，也可以为球状石墨铸铁(FCD铸铁)，还可以为其他的铸铁。

灰铸铁通常含有约2％的硅，但基材154的硅的含量并没有特别限定。如果铁系材料含有硅，则有时能够提高氧化覆膜150的密合性。一般而言，铸铁通常含有1～3％左右的硅，因此，作为基材154，例如可以使用球状石墨铸铁(FCD铸铁)等。并且，钢材或烧结材料大多情况下实质上不含硅，或者硅的含量比铸铁低，但可以向这些钢材或烧结材料中添加0.5～10％左右的硅。由此，能够获得与使用铸铁作为基材154的情况相同的作用效果。

形成氧化覆膜150的基材154的表面、即滑动面的状态也没有特别限定。通常，如上所述，只要是对基材154的表面进行研磨而成的研磨面即可，但根据基材154的种类或滑动部件的种类等，也可以是未经研磨的面，还可以在进行氧化处理之前实施公知的表面处理。

作为冷媒，在本实施方式1中使用R134a，但冷媒的种类并不限定于此。同样地，作为润滑油103，在本实施方式1中使用酯油，但润滑油103的种类也不限定于此。作为冷媒和润滑油103的组合，适合使用公知的各种组合。

作为特别适合的冷媒和润滑油103的组合，例如可以列举下述的3个例子。通过使用这些组合，能够与本实施方式1同样地实现冷媒压缩机100的优异的效率化和优异的可靠性。

首先，作为组合1，可以列举如下的例子：作为冷媒，例如使用R134a或除此以外的其他的HFC系冷媒或者HFC系的混合冷媒，作为润滑油103，使用酯油或除酯油以外的烷基苯油、聚乙烯醚、聚亚烷基二醇或者它们的混合油。

另外，作为组合2，可以列举如下的例子：作为冷媒，使用R600a、R290、R744等的自然冷媒或其混合冷媒，作为润滑油103，使用矿物油、酯油或烷基苯油、聚乙烯醚、聚亚烷基二醇中的任一种或者它们的混合油。

进而，作为组合3，可以列举如下的例子：作为冷媒，使用R1234yf等的HFO系冷媒或其混合冷媒，作为润滑油103，使用酯油或烷基苯油、聚乙烯醚、聚亚烷基二醇中的任一种或者它们的混合油。

在这些组合中，特别是组合2或组合3，通过使用温室效应小的冷媒，还能够实现地球温暖化的抑制。另外，在组合3中，作为润滑油103例示的一组物质中还可以包含矿物油。

另外，在本实施方式1中，如上所述，冷媒压缩机100是活塞式(往复运动式)，但本发明所涉及的冷媒压缩机并不限定于活塞式，当然也可以是旋转式、涡旋式、振动式等公知的其他构成。能够适用本发明的冷媒压缩机只要是具有滑动部和喷出阀等的公知构成，就能够获得与本实施方式1所说明的作用效果相同的作用效果。

另外，在本实施方式1中，冷媒压缩机100利用商用电源进行驱动，但本发明所涉及的冷媒压缩机并不限定于此，例如也可以以多个运转频率进行变频驱动。即使冷媒压缩机是这样的构成，通过在该冷媒压缩机所具有的滑动部的滑动面上形成上述构成的氧化覆膜150，在该滑动部，也能够实现自身耐磨损性的提高和对方破坏性的抑制两者。由此，即使在向各滑动部的供油量减少的低速运转时，或者在电动元件的转速增加的高速运转时，也能够提高冷媒压缩机的可靠性。

(实施方式2)

在上述实施方式1中，作为氧化覆膜150的优选的一个例子，例示了具备第一部分151、第二部分152和第三部分153的构成，但本发明并不限定于此。在本实施方式2中，对于第一部分151能够由结晶密度彼此不同的第一a部分和第一b部分区分的构成，进行具体说明。

[冷媒压缩机的构成]

首先，参照图8和图9A，对本实施方式2所涉及的冷媒压缩机的代表性的一个例子进行具体说明。图8是本实施方式2所涉及的冷媒压缩机200的截面图，图9A是表示氧化覆膜250的厚度方向的整体图像的SIM(扫描离子显微镜)图像。

如图8所示，在冷媒压缩机200中，在密闭容器201内填充有由R134a构成的冷媒气体102，并且在底部储存有作为润滑油103的酯油。另外，在密闭容器201内收纳有包括定子104和转子105的电动元件106以及由其驱动的往复式的压缩元件207。

并且，压缩元件207由曲轴208、缸体112、活塞132等构成。以下对压缩元件207的构成进行说明。

曲轴208至少由压入固定转子105的主轴部209和相对于主轴部209偏心而形成的偏心轴210构成。在曲轴208的下端具有与润滑油103连通的供油泵211。对于曲轴208而言，如图9A所示，作为基材254，使用含有约2％的硅(Si)的灰铸铁(FC铸铁)，在表面形成有氧化覆膜250。

缸体112由铸铁构成，形成大致圆筒形的缸腔113，并且具有对主轴部209进行轴支承的轴承部114。

另外，转子105形成有凸缘面120，轴承部114的上端面成为推力面122。在凸缘面120与轴承部114的推力面122之间插入推力垫圈124。由凸缘面120、推力面122和推力垫圈124构成推力轴承126。

活塞132保持某一定量的间隙而自由嵌入缸腔113，由铁系的材料构成，与缸腔113一起形成压缩室134。并且，活塞132经由活塞销137，通过作为连结单元的连杆138与偏心轴210连结。缸腔113的端面被阀板139密封。

缸盖140形成高压室。缸盖140固定在阀板139的与缸腔113相反的一侧。吸引管(未图示)固定于密闭容器201，并且与冷冻循环的低压侧(未图示)连接，将冷媒气体102导入密闭容器201内。吸引消音器142被阀板139和缸盖140夹持。

下面，对如上所述构成的冷媒压缩机200的动作进行说明。

从商用电源(未图示)供给的电力被供给到电动元件106，使电动元件106的转子105转动。转子105使曲轴208转动，偏心轴210的偏心运动从连结单元的连杆138经由活塞销137而驱动活塞132。活塞132在缸腔113内往复运动，通过吸引管(未图示)导入密闭容器201内的冷媒气体102从吸引消音器142吸入，在压缩室134内压缩。

润滑油103伴随曲轴208的转动从供油泵211被供给到各滑动部，对滑动部进行润滑，并且在活塞132与缸腔113之间起到密封的作用。

在此，在近年来的冷媒压缩机200中，为了实现进一步的高效化，采取(1)如上所述使用低粘度润滑油作为润滑油103、或者(2)将滑动部间的滑动长度设计得更短等的策略。因此，滑动条件向着更为严苛的方向发展。即，存在滑动部间的油膜变得更薄的倾向，或者存在难以形成滑动部间的油膜的倾向。

此外，在冷媒压缩机200中，曲轴208的偏心轴210相对于缸体112的轴承部114以及曲轴208的主轴部209偏心而形成。因此，利用被压缩的冷媒气体102的气压，在曲轴208的主轴部209、偏心轴210与连杆138之间，施加伴随负荷变动的变动负荷。伴随该负荷变动，溶入润滑油103内的冷媒气体102在主轴部209与轴承部114之间等反复气化，因而润滑油103发生起泡。

由于这样的理由，在曲轴208的主轴部209与轴承部114之间等的滑动部，油膜破裂，滑动面彼此进行金属接触的频率增加。

但是，在该冷媒压缩机200的滑动部、例如本实施方式2中作为一个例子例示的曲轴208的滑动部，施加有上述构成的氧化覆膜250(参照图9A)。因此，即使油膜破裂的频率增加，也能够长期地抑制伴随这种情况而产生的滑动面的磨损。

[氧化覆膜的構成]

下面，参照图9A、图9B，对抑制滑动部磨损的氧化覆膜250进行具体地说明。其中，如上所述，图9A是表示氧化覆膜250的厚度方向的整体图像的SIM(扫描离子显微镜)图像，图9B是将图2A中的[iv]部分放大的SIM图像。

在本实施方式1中，曲轴208将灰铸铁作为基材254。氧化覆膜250与上述实施方式1同样地通过氧化处理在该基材254的表面形成。

其中，在图9A中，向上的一侧相当于最表面，向下的一侧相当于基材254。因而，在对图9A以及作为其放大图像的图9B进行说明时，将上下方向称为“纵向”，将与该“纵向”正交的方向(纵向的垂直方向)称为“横向”。

如图9A所示，在本实施方式2中，氧化覆膜250从最表面起至少由包括微晶255的第一部分251、其下方的含有纵长的柱状组织256的第二部分252、以及其下方的含有横长的层状组织257的第三部分253构成，第三部分253的下方为基材254。在此，如图9B所示，第一部分251能够区分为结晶密度不同的第一a部分251a和第一b部分251b。

其中，在利用SIM观察形成有氧化覆膜250的试样(曲轴208的一部分)时，如上述实施方式1所说明的那样，为了保护该试样，在氧化覆膜250之上形成保护用的树脂膜。因此，氧化覆膜250的表面被树脂包埋。在图9A、图9B中，第一部分251的上方为该树脂膜。

如图9A、图9B所示可知，在本实施方式2的氧化覆膜250中，形成于最表面的第一部分251与上述实施方式1中的第一部分151同样，由铺满粒径100nm以下的微晶255的组织构成。

在此，第一部分251实质上由微晶255构成，在这一点上，可以与上述实施方式1中的第一部分151同样地视作“单一层”。但是，特别是如图9B所示，将微晶255的密度作为基准来看时，能够区分为最表面侧的第一a部分251a和基材254(第二部分252)侧的第一b部分251b。第一a部分251a的结晶密度比其下方的第一b部分251b的结晶密度小(低密度)。

具体而言，如图9B所示，第一a的部分251a至少包括微晶255，并且随处具有空隙部258(在图9B中，看上去发黑的部分)。另外，第一a部分251a含有短径侧的长度在100nm以下、且纵横比在1～10的范围内的纵长的针状组织259。相对于此，在第一a部分251a的下方的第一b部分251b，空隙部258也几乎不含针状组织259。第一b部分251b形成铺满纳米级的微晶255的组织。

另外，如图9A、图9B所示，第二部分252位于第一部分251(第一b部分251b)的下方。该第二部分252由纵向的直径为500nm～1μm左右、横向的直径为100nm～150nm左右的组织构成。该组织的纵向的直径除以横向的直径所得到的纵横比处于约3～10的范围，因而该组织是纵向长的组织。由此可知，第二部分252在相同方向上形成有无数个纵横比大的“纵长”的柱状组织256。

另外，如图9A、图9B所示，第三部分253位于第二部分252的下方。该第三部分253由纵向的直径为数十nm以下、横向的直径为数百nm左右的组织构成。该组织的纵向的直径除以横向的直径所得到的纵横比在0.01～0.1的范围，因而该组织是横向长的组织。由此可知，第三部分253形成有纵横比小的“横长”的层状组织257。

本实施方式2所涉及的氧化覆膜250具有与上述实施方式1所涉及的氧化覆膜150同样的构成。因此，在氧化覆膜250中，也像上述实施方式1中说明的那样，能够提高滑动部件的自身耐磨损性，并且能够充分地抑制对方破坏性。另外，在使用形成有氧化覆膜250的滑动部件的冷媒压缩机200中，能够实现高效率设计，因而能够降低滑动部的滑动损失，能够实现优异的可靠性和优异的效率。

并且，在氧化覆膜250中，第一部分251至少由第一a部分251a和第一b部分251b构成。因此，与上述实施方式1中的第一部分151同样，在第一a部分251a，在微晶255之间存在空隙和/或凹凸。特别是第一a部分251a由于微晶255的结晶密度低，而具有作为比上述实施方式1中的微小空隙“宽”的空隙的空隙部258。因此，即使在难以向滑动部供给润滑油103的状况(贫油状況)下，能够良好地在滑动面存留润滑油103。其结果，作为滑动部件，能够发挥良好的“保油性”。

并且，在第一a部分251a不仅产生有助于“保油性”的空隙部258，还含有针状组织259。由于针状组织259的硬度比微晶255低，所以在滑动面呈现自牺牲型的磨损。其结果，能够促进与对方材料的滑动面的“磨合”。因此，在冷媒压缩机200中，能够抑制在启动时在滑动部产生静摩擦，因而能够尽早实现稳定的低输入。

另外，位于第一a部分251a下方的第一b部分251b的结晶密度大于第一a部分251a。因此，作为铺满微晶255的组织，比第一a部分251a更为致密，机械强度也提高。其结果，由机械强度高的第一b部分251b支承发挥良好的“保油性”的第一a部分251a。因此，从第一部分251整体来看，能够发挥更好的“保油性”，并且能够提高第一部分251的耐剥离性。

并且，与上述实施方式1所涉及的氧化覆膜150同样，第二部分252和第三部分253的至少一方(优选双方)位于第一部分251的下方。第二部分252所含的柱状组织256和第三部分253所含的层状组织257与第一部分251所含的微晶255相比，硬度相对较低(软)。

因此，如上述实施方式1中说明的那样，可以认为在滑动时第二部分252(柱状组织256)和第三部分253(层状组织257)起到“缓冲材料”的作用，发生第一部分251(微晶255)向基材254侧被压缩的行为。其结果，氧化覆膜250的对方破坏性比其他表面处理膜显著下降，能够有效地抑制对方材料的滑动面的磨损。

在本实施方式2所涉及的氧化覆膜250中，第一部分251(第一a部分251a和第一b部分251b)只要是铺满纳米级的微晶255的组织即可，微晶255的粒径的上限不限定于100nm以下。与上述实施方式1中的第一部分151同样，微晶255的粒径例如可以在0.001μm(1nm)～1μm(1000nm)的范围内。由此，能够良好地实现与上述实施方式1中说明的作用效果同样的作用效果。

另外，在第一a部分251a中，空隙部258所占的比例优选为10％以上。由此，能够容易地在滑动面形成油膜(提高滑动面的“保油性”)，能够更好地抑制对方破坏性。相对于此，在第一b部分251b中，空隙部258所占的比例优选低于10％。在空隙部258所占的比例过大时，虽然也因与第一a部分251a的对比而有所不同，但仍可能会导致组织的致密性(机械强度)无法充分提高，不能良好地支承第一a部分251a。

即，在第一部分251中，作为区分第一a部分251a和第一b部分251b时的边界值(或阈值)，例如可以利用空隙部258的体积占有率(例如10％)。

并且，第一a部分251a不仅含有微晶255，还含有纵长的针状组织259，该针状组织259的纵横比没有特别限定。在本实施方式2中，针状组织259的短径侧的长度在100nm以下、纵横比在1～10的范围内，但纵横比也可以在1～1000的范围内。

另外，关于氧化覆膜250的更具体的构成，除了第一部分251能够根据结晶密度的差异而区分为第一a部分251a和第一b部分251b这两层之外，与上述实施方式1所涉及的氧化覆膜150相同。因此，省略氧化覆膜250的更详细的说明。关于氧化覆膜250的具体构成，除了上述不同点之外，基本上可以直接援用上述实施方式1中说明的氧化覆膜150的说明。另外，第一部分251中，根据结晶密度的差异，可以包含除第一a部分251a和第一b部分251b以外的部分。

如上所述，在本实施方式2中，冷媒压缩机200所具备的滑动部件的至少一个为铁系材料，在该铁系材料的滑动面形成有氧化覆膜250，该氧化覆膜250具有包括微晶255的第一部分251、含有柱状组织256的第二部分252和包含层状组织257的第三部分253，第一部分251至少由结晶密度不同的第一a部分251a和第一b部分251b构成。

由此，能够提高滑动部件的自身耐磨损性，并且能够充分地抑制对方破坏性。因此，能够实现利用现有的表面处理膜难以实现的、冷媒压缩机200的高效率设计(即，使润滑油103的粘度更低、并且使滑动部间的滑动长度更短的设计)。其结果，在冷媒压缩机200中，能够降低滑动部的滑动损失，能够实现优异的可靠性和优异的效率。

(实施方式3)

在本实施方式3中，参照图10，对具有上述实施方式1所说明的冷媒压缩机100或上述实施方式2所说明的冷媒压缩机200的冷冻装置的一个例子进行具体地说明。

图10示意性地表示具有上述实施方式1所涉及的冷媒压缩机100或上述实施方式2所涉及的冷媒压缩机200的冷冻装置的概略构成。因此，在本实施方式3中，仅对冷冻装置的基本构成的概略进行说明。

如图10所示，本实施方式3所涉及的冷冻装置具有主体375、划分壁378和冷媒回路370等。主体375由隔热性的箱体和门体等构成，箱体为其一面开口的构成，门体为将箱体的开口开关的构成。主体375的内部被划分壁378划分为物品的储存空间376和机械室377。在储存空间376内设置有未图示的鼓风机。另外，主体375的内部也可以被划分为储存空间376和机械室377以外的空间等。

冷媒回路370是对储存空间376内进行冷却的构成，例如构成为：具有上述实施方式1所说明的冷媒压缩机100、散热器372、减压装置373和吸热器374并利用配管将它们连接成环状。吸热器374配置在储存空间376内。如图10的虚线的箭头所示，吸热器374的冷却热被未图示的鼓风机搅拌，从而在储存空间376内循环。由此，储存空间376内被冷却。

冷媒回路370所具备的冷媒压缩机100，如上述实施方式1中说明的那样，具备由铁系材料构成的滑动部件，在该滑动部件的滑动面形成有上述的氧化覆膜160。该冷媒回路370可以具备上述实施方式2中说明的冷媒压缩机200来代替冷媒压缩机100。冷媒压缩机200也与冷媒压缩机100同样，具备由铁系材料构成的滑动部件，在该滑动部件的滑动面形成有上述的氧化覆膜260。

如上所述，本实施方式3所涉及的冷冻装置搭载有上述实施方式1所涉及的冷媒压缩机100(或上述实施方式2所涉及的冷媒压缩机200)。冷媒压缩机100(或冷媒压缩机200)所具有的滑动部能够同时实现自身耐磨损性的提高和对方破坏性的抑制。因此，冷媒压缩机100(或冷媒压缩机200)能够降低滑动部的滑动损失，能够实现优异的可靠性和优异的效率。其结果，本实施方式3所涉及的冷冻装置能够减小电力消耗，因而能够实现节能化。

对本领域技术人员而言，能够根据上述说明获知本发明的多种改良或其他实施方式。因此，上述说明应该仅理解为例示，提供上述说明的目的在于向本领域技术人员教导用于实施本发明的最佳方式。只要不脱离本发明的宗旨，可以对其结构和/或功能的详细内容进行实质性的变更。

产业上的可利用性

如上所述，本发明能够提供虽然使用低粘度的润滑油但可靠性优异的冷媒压缩机、和使用该冷媒压缩机的冷冻装置。因此，本发明能够广泛地应用于使用冷冻循环的各种设备。

符号说明

100：冷媒压缩机；101：密闭容器；103：润滑油；106：电动元件；107：压缩元件；108：曲轴(滑动部件)；150：氧化覆膜；151：第一部分；152：第二部分；153：第三部分；154：基材；155：微晶；156：柱状组织；157：层状组织；200：冷媒压缩机；201：密闭容器；250：氧化覆膜；251：第一部分；251a：第一a部分；251b：第一b部分；252：第二部分；253：第三部分；254：基材；255：微晶；256：柱状组织；257：层状组织；258：空隙部；259：针状组织；370：冷媒回路；372：散热器；373：减压装置；374：吸热器。

Claims (14)

1.一种冷媒压缩机，其特征在于：

包括电动元件和由所述电动元件驱动的压缩冷媒的压缩元件，

构成所述压缩元件的至少一个滑动部件为铁系材料，

在所述铁系材料的滑动面施加有氧化覆膜，

所述氧化覆膜至少由位于最表面的第一部分、位于该第一部分下方的第二部分以及位于该第二部分下方的第三部分构成，

所述第一部分至少包括微晶，所述第二部分含有柱状组织，所述第三部分含有层状组织。

2.如权利要求1所述的冷媒压缩机，其特征在于：

所述第一部分的结晶粒径在0.001～1μm的范围内，所述第一部分的结晶粒径小于第二部分的结晶粒径。

3.如权利要求1所述的冷媒压缩机，其特征在于：

所述第一部分至少由结晶密度彼此不同的第一a部分和第一b部分构成。

4.如权利要求3所述的冷媒压缩机，其特征在于：

所述第一a部分位于表面侧，所述第一b部分位于该第一a部分的下方，并且，所述第一a部分的结晶密度小于所述第一b部分的结晶密度。

5.如权利要求3所述的冷媒压缩机，其特征在于：

所述第一a部分含有纵横比在1～1000的范围内的纵长的针状组织。

6.如权利要求1所述的冷媒压缩机，其特征在于：

所述第二部分含有纵横比在1～20的范围内的纵长的结晶组织。

7.如权利要求2所述的冷媒压缩机，其特征在于：

所述第三部分含有纵横比在0.01～1的范围内的横长的结晶组织。

8.如权利要求1所述的冷媒压缩机，其特征在于：

所述氧化覆膜含有铁、氧和硅。

9.如权利要求1所述的冷媒压缩机，其特征在于：

所述氧化覆膜的膜厚在1～5μm的范围内。

10.如权利要求1所述的冷媒压缩机，其特征在于：

使所述冷媒为R134a的HFC系冷媒或其混合冷媒，

使润滑油为酯油或烷基苯油、聚乙烯醚、聚亚烷基二醇中的任一种或它们的混合油。

11.如权利要求1所述的冷媒压缩机，其特征在于：

使所述冷媒为R600a、R290、R744的自然冷媒或其混合冷媒，

使润滑油为矿物油、酯油或烷基苯油、聚乙烯醚、聚亚烷基二醇中的任一种或它们的混合油。

12.如权利要求1所述的冷媒压缩机，其特征在于：

使所述冷媒为R1234yf的HFO系冷媒或其混合冷媒，

使润滑油为酯油或烷基苯油、聚乙烯醚、聚亚烷基二醇中的任一种或它们的混合油。

13.如权利要求1所述的冷媒压缩机，其特征在于：

以多个运转频率变频驱动所述电动元件。

14.一种冷冻装置，其特征在于：

包括冷媒回路，所述冷媒回路具有权利要求1～13中任一项所述的冷媒压缩机、散热器、减压装置和吸热器并利用配管将它们连结成环状。