JP2001165044A

JP2001165044A - 摺動部材

Info

Publication number: JP2001165044A
Application number: JP35131199A
Authority: JP
Inventors: Takanori Ishida; 貴規石田; Ichiro Morita; 一郎森田; Junta Kawabata; 淳太川端; Ko Inagaki; 耕稲垣; Makoto Katayama; 誠片山; Akira Hayashi; 陽林
Original assignee: Matsushita Refrigeration Co
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-12-10
Filing date: 1999-12-10
Publication date: 2001-06-19

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、オイルの供給が少ない場合、ある
いはオイルフリー条件下においても、摺動部位の低摩擦
化が図れ、かつ耐摩耗性を向上させた信頼性の高い圧縮
機やポンプ等の摺動部材を提供することを目的としてい
る。【解決手段】密閉された容器内に圧縮機構と冷媒と冷
凍機油を内装し、前記圧縮機構における摺動材料の少な
くとも一方が７０〜９９ｗｔ％のほう化チタンセラミッ
クス粉末に対し、ニッケル粉末、及び炭素粉末を合計で
１〜３０ｗｔ％配合した複合材料からなることを特徴と
したもので、ほう化チタンセラミックス自体がもつ耐摩
耗性に加え、ほう化物による自己潤滑性により、オイル
供給状態が悪い場合においても、高信頼性,高効率の圧
縮機及びポンプが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍冷蔵装置や空
調機器等に用いられる圧縮機及びポンプ等の摺動部材に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】冷凍サイクル等に使用する圧縮機には従
来から冷媒としてＣＦＣ−１２（ジクロロジフロロメタ
ン）やＨＣＦＣ−２２（モノクロロジフロロメタン）が
主に使用されてきたが、オゾン層の破壊が生物系に及ぼ
す影響や地球温暖化の観点から、分子内に塩素（Ｃｌ）
原子を含まないＨＦＣ系冷媒であるＨＦＣ−１３４ａ
（１，１，１−テトラフロロエタン）等の冷媒や自然冷
媒（ハイドロカーボン、二酸化炭素、アンモニア、水
素，ヘリウム等）が使用されてきている。

【０００３】また、冷凍サイクル等に使用する圧縮機に
は従来から冷媒と合成オイル等により摺動部位の潤滑を
行ってきたが、環境負荷物質削減の観点から、圧縮機内
にオイルを封入しないオイルフリーの圧縮機の開発が望
まれている。

【０００４】しかし、冷媒がＣＦＣ−１２からＨＦＣ−
１３４ａに変わることにより、摺動時に摺動部表面にて
形成される耐摩耗性及び潤滑効果を呈する塩化鉄（Ｆｅ
Ｃｌｘ）膜の生成が望めないことや、特に、オイルフリ
ーにより摺動状態が極めて悪くなると、摩擦係数が増加
し摩耗量が顕著に多くなることから、圧縮機の効率が悪
化し、信頼性確保は困難となる。

【０００５】このような状況下において、長期に亘る耐
久信頼性を確保するためには、耐摩耗性に優れた摺動材
料の開発が益々重要となる。

【０００６】従来の圧縮機としては，例えば振動式圧縮
機として実開昭５８−１１６７８４号公報に開示されて
いるものがある。

【０００７】以下、図面を参照しながら前記従来の圧縮
機の一例について説明する。

【０００８】図７は従来の圧縮機の断面図である。

【０００９】圧縮機１は、モーター３、シリンダー５、
軸受６、ピストン８、共振スプリング１１、シリンダー
ヘッド１０から構成されており、サスペンションスプリ
ング（図示せず）により、密閉ケーシング２内に弾性支
持されている。モーター３は、コイル巻線により形成さ
れた固定子４と鉄心で形成された可動子７とから構成さ
れており、可動子７はピストン８に固定されている。

【００１０】シリンダー５、軸受６は、ピストン８が軸
方向に可動可能なように支持している。共振スプリング
１１はその一端がモーター３の可動子７に固定され、も
う一方の他端が軸受６に固定されており、一部が密閉ケ
ーシング２内に溜められたオイル１２内に浸漬してい
る。

【００１１】８ａはシリンダー５、ピストン８により構
成される圧縮室であり、ピストン８内の吸入孔８ｂより
圧縮室８ａに導かれた冷媒ガスがピストン８の往復運動
により圧縮される。

【００１２】また密閉ケーシング２内の下部に溜まった
オイル１２は、ピストン８の軸方向の往復運動に伴う共
振スプリング１１の伸縮運動により撹拌され、密閉ケー
シング２内に飛散し、ピストン８とシリンダー５とで構
成される摺動部位、及びピストン８と軸受６とで構成さ
れる摺動部位を潤滑している。

【００１３】従来では、圧縮機１の摺動部位を構成する
摺動部材として、ピストン、シリンダは鉄系材料等で形
成されていた。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、潤滑作
用を有さないＨＦＣ系冷媒や自然冷媒の場合、前記鉄系
材料では、起動初期等のオイル供給が少ない状態では摩
擦係数が高く、かつ摩耗が発生する可能性があった。更
に、オイルフリー条件下においては、従来の鉄系材料で
は、異常摩耗や焼き付きが発生し、圧縮機の高効率化、
高信頼性化を実現することは更に困難となる。

【００１５】そこで、代替冷媒化やオイルフリー化に対
応した圧縮機やポンプの耐久信頼性を向上すべく、耐摩
耗性に優れた材料としてセラミックスがある。例えば、
特公昭６１−２３８８７号公報にあるような窒化珪素セ
ラミックス、窒化炭素セラミックスや、特開平５−７１
４８４にあるような部分安定化ジルコニアセラミックス
がある。

【００１６】前者の窒化珪素セラミックス、及び窒化炭
素セラミックスは、耐摩耗性に非常に優れており、鉄系
材料やアルミニウム系合金に比べて各摺動部の油切れに
よる異常摩耗や焼付きを顕著に抑制することができる。

【００１７】しかしながら、前記ピストンを窒化珪素セ
ラミックス,窒化炭素セラミックスにて、前記シリンダ
を従来の鉄系材料やアルミニウム合金にて作製した圧縮
機で実機運転を行った場合、圧縮効率が従来よりも低下
するというような不具合が発生する。これは、窒化珪素
セラミックスや窒化炭素セラミックスの線膨張係数が、
鉄系材料のそれに比べて１／４〜１／６程度であること
に起因する。実機運転中では、ピストンとシリンダの周
囲温度は８０〜１００℃以上に達する。このことから、
ピストン材料とシリンダ材料の線膨張係数の差が大きい
と、熱負荷時の摺動部材間のクリアランスは、嵌め合い
時のそれよりも顕著に拡大し、冷媒漏れが増大するため
に、圧縮効率が従来に比べて低下するのである。

【００１８】このように、線膨張係数が鉄系材料よりも
顕著に小さいセラミックス材料は、例え耐摩耗性に優れ
ていたとしても、熱負荷時のクリアランス管理が困難で
あるピストン等の摺動部材には使用することはできな
い。

【００１９】一方、後者の部分安定化ジルコニアセラミ
ックスの線膨張係数は鉄系材料とほぼ同等である。この
ことから、ピストンを部分安定化ジルコニアセラミック
スにて、シリンダを鉄系材料で作製すれば、窒化珪素セ
ラミックスや窒化炭素セラミックスの場合に見られた圧
縮効率が従来の比べて低下するというような事象は発生
しない。

【００２０】しかしながら、Ｗｅａｒ誌（Ｖｏｌ．１３
２）のＧ．Ｗ．Ｓｔａｃｈｏｗｉａｋらの論文による
と、部分安定化ジルコニア系セラミックスと鉄系材料等
の摩擦、摩耗特性を評価検討した結果、オイル供給量が
少ない場合やオイルフリー状態ではセラミックス上への
金属の移着が必ず起こり、特にオイルフリーでの使用で
は、摩擦係数は非常に高く、異常摩耗、焼き付きが発生
するために、オイル等の潤滑剤が必ず必要とのことであ
る。従って、摺動材料として部分安定化ジルコニアセラ
ミックスを使用しても、オイルの供給が極めて悪い条件
下、あるいはオイルフリー条件下において、摺動部位に
おける異常摩耗や焼き付きを抑制、防止することができ
ない。

【００２１】本発明は、このような従来技術の問題点に
着目してなされたもので、摺動相手材である鉄系材料の
線膨張係数と同等の線膨張係数を有することから、熱負
荷時の摺動部材間のクリアランスの増大を回避し、圧縮
効率を低下させることはなく、オイルの供給が少ない場
合、あるいはオイルを全く封入しないオイルフリー条件
においても、耐久信頼性の高い圧縮機やポンプを提供す
ることを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の圧縮機やポンプに使用する摺動部材は、圧
縮機構における摺動材料の少なくとも一方が７０〜９９
ｗｔ％のほう化チタンセラミックス粉末に対し、ニッケ
ル粉末、及び炭素粉末を合計で１〜３０ｗｔ％配合した
複合材料からなることを特徴としたもである。これによ
り、摺動相手材である鉄系材料の線膨張係数と同等の線
膨張係数を有することから、熱負荷時の摺動部材間のク
リアランスの増大を回避し、圧縮効率を低下させること
はなく、オイルの供給が少ない場合、あるいはオイルを
封入しないオイルフリー条件においても、耐久信頼性の
高い圧縮機やポンプを提供することができる。

【００２３】請求項２に係る本発明の圧縮機やポンプに
使用する摺動部材は、圧縮機構における摺動材料の少な
くとも一方の基材上に膜厚が０．５〜１０．０μｍから
なるほう化チタンセラミックス皮膜を形成したことを特
徴としたものである。これにより、オイルの供給が少な
い場合、あるいはオイルを封入しないオイルフリー条件
においても、耐久信頼性の高い圧縮機やポンプを提供す
ることができる。更に、基材として、従来の鉄系材料を
使用し、最適な膜厚からなる皮膜処理のみに留めること
により、実機信頼性確保のための摺動部材改良によるコ
ストアップは、ほう化チタンセラミックスのバルク材へ
の変更に比べて顕著に抑制できる。

【００２４】また、請求項３に係る本発明の圧縮機やポ
ンプに使用する摺動部材は、圧縮機構における摺動材料
の少なくとも一方の基材上に平均層厚０．０５〜０．３
μｍを有する金属Ｔｉからなる密着層を介して、膜厚
０．５〜１０．０μｍからなるほう化チタンセラミック
ス皮膜を形成したことを特徴とするものである。これに
より、オイルの供給が少ない場合、あるいはオイルを封
入しないオイルフリー条件においても、耐久信頼性の高
い圧縮機やポンプを提供することができる。更に、金属
Ｔｉからなる密着層を介することにより、皮膜層と基材
との密着性が大幅に向上し、摺動時の剥離強度が増大す
るために、ほう化チタンセラミックス皮膜のもつ耐摩耗
性、及び自己潤滑性を十二分に発揮することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を示
す図面を参照しながら説明する。なお、従来と同一構成
については、同一記号を付して詳細な説明を省略する。

【００２６】（実施例１）図１は本発明の実施例１によ
る圧縮機の断面図である。図２は同実施例のほう化チタ
ンセラミックス製ピストン１３の摺動表面近傍の断面拡
大図である。

【００２７】本発明のほう化チタンセラミックス１３ａ
製摺動部材は、例えば、以下の（１）〜（６）の工程に
より製造する。（１）７０〜９９ｗｔ％のほう化チタン
粉末に対し、ニッケル粉末及び炭素粉末を合計で１〜３
０ｗｔ％配合し、セラミックス配合物を作成する。
（２）このセラミックス配合物を均質に混合してセラミ
ックス混合物を作成する。（３）このセラミックス混合
物をバインダと共に金型に収容して加圧し、セラミック
ス圧粉体を作成する。（４）このセラミックス圧粉体を
加圧しセラミックス成形体を作成する。（５）このセラ
ミックス成形体を非酸化性雰囲気で焼結し、セラミック
ス焼結体を作成する。（６）このセラミックス焼結体を
所定の摺動部材の寸法精度に沿って研磨加工を行い、ほ
う化チタン製摺動部材を作製する。

【００２８】ほう化チタンセラミックスの線膨張係数は
８．０×１０^-6以上であり、相手材である鉄系材料の線
膨張係数とほぼ同等である。このことから、摺動部材と
してほう化チタンセラミックスを使用することにより、
摺動発熱や雰囲気温度の増加に伴う熱負荷時のクリアラ
ンスの変化量は従来材料とほぼ同等であり、従来に比べ
て冷媒漏れによる圧縮効率低下というような不具合は発
生しない。

【００２９】ほう化チタンセラミックスは、高硬度（ヴ
ィッカース硬度、ＨＶ２６００）、高弾性（ヤング率、
４８０ＧＰａ）を有することから、機械的強度、耐摩耗
性に優れた材料である。更に、ほう化チタンセラミック
スの成分であるほう化物は自己潤滑性を有することは一
般的に知られており、この自己潤滑性により、オイルの
供給が少ない場合、あるいはオイルを封入しないオイル
フリー条件においても、摺動部位の耐摩耗性を一層向上
させることが可能である。

【００３０】また、ほう化チタンセラミックスは、耐摩
耗性、高機械的強度といった特性に加え、純鉄と同等レ
ベルの優れた導電性（１０^-5Ω・ｃｍ）を有するために
放電加工による複雑形状・精密形状品の作製への対応も
可能である。

【００３１】このように、圧縮機構における摺動材料の
少なくとも一方が７０〜９９ｗｔ％のほう化チタンセラ
ミックス粉末に対し、ニッケル粉末、及び炭素粉末を合
計で１〜３０ｗｔ％配合した複合材料からなることによ
り、摺動相手材である鉄系材料の線膨張係数と同等の線
膨張係数を有することから、熱負荷時の摺動部材間のク
リアランスの増大を回避し、圧縮効率を低下させること
はなく、オイルの供給が少ない場合、あるいはオイルを
封入しないオイルフリー条件においても、摺動部位の耐
摩耗性を著しく向上させることができる。

【００３２】その結果、本実施例の摺動部材により、代
替冷媒化、オイルフリー化に対応できる高信頼性、高効
率の圧縮機及びポンプを得ることが可能である。

【００３３】また、本実施例においては、振動式圧縮機
の摺動部材としてピストンを例に挙げたが、その他の摺
動部品や振動式圧縮機以外の他の圧縮方式の摺動部品で
あっても同様の効果が得られる。さらに、使用する冷媒
に関係なく、例えば、ＨＦＣ系冷媒や自然冷媒を使用す
る圧縮機の場合や冷媒を使用しないポンプなどの場合に
おいても同様の効果が得られる。

【００３４】（実施例２）図３は本発明の実施例２によ
る圧縮機の断面図である。図４は同実施例のほう化チタ
ンセラミックス皮膜１４ａを施したピストン１４の表面
近傍の断面拡大図である。

【００３５】本発明のほう化チタンセラミックス皮膜１
４ａは、例えば、ダイナミックイオンミキシング法を利
用して、以下の工程により製造する。ほう素蒸着とチタ
ンイオン注入、あるいはチタン蒸着とほう素イオン注入
を同時に行い、前者の場合は蒸着ほう素原子数とチタン
イオン入射数の比（Ｂ／Ｔｉ）を、後者の場合も蒸着チ
タン原子数とほう素イオン入射数の比（Ｔｉ／Ｂ）を所
定の範囲になるようにイオン注入条件、及び蒸着条件を
制御し、鉄系材料の基材上にほう化チタンセラミックス
皮膜１４ａを形成する。なお、本実施例では、ほう化チ
タンセラミックス皮膜の膜厚は５．０〜６．０μｍであ
り、基材１４ｂとして鋳鉄（ＦＣ２００）を用いてい
る。

【００３６】皮膜であるほう化チタンセラミックス自体
が持つ耐摩耗性に加え、皮膜の主要成分であるほう化物
は自己潤滑性を有することは一般的に知られており、こ
の自己潤滑性により、オイルの供給が少ない場合、ある
いはオイルを封入しないオイルフリー条件においても、
摺動部位の耐摩耗性を一層向上させることが可能であ
る。

【００３７】ほう化チタンセラミックス皮膜の膜厚を本
実施例では５．０〜６．０μｍとしているが、０．５〜
１０．０μｍとしても同様な耐摩耗性が得られる。膜厚
が０．５μｍ未満では十分な耐久性を得ることはできな
い。一方、１０．０μｍ以上の場合、寸法精度の悪化に
加え、逆に剥離し易くなり、耐久信頼性が損なわれる可
能性がある。従って、摺動部材にほう化チタンセラミッ
クス皮膜を形成する場合、冷蔵庫の使用環境、使用条
件、及びコスト等を十分に勘案して、冷蔵庫耐久年数で
ある１０年相当の膜厚として、０．５〜１０．０μｍの
範囲から最適値を選択することが望ましい。

【００３８】また、ほう化チタンセラミックスのバルク
材の硬度は、アルミナセラミックスや部分安定化ジルコ
ニアセラミックスに比べて高いことから、寸法精度に関
わる研磨加工に必要なコストが比較的高くなる傾向にあ
る。しかしながら、本実施例のように、基材として従来
の鉄系材料を使用し、摺動表面へのほう化チタンセラミ
ックス皮膜処理に留め、かつ冷凍冷蔵庫等の耐久年数で
ある１０年相当に耐え得る最適な膜厚を選択することに
より、摺動部材改良に伴うコストアップをほう化チタン
セラミックスバルクと比較して顕著に抑制することがで
きる。

【００３９】このように、圧縮機構における摺動材料の
少なくとも一方の基材上に膜厚が０．５〜１０．０μｍ
からなるほう化チタンセラミックス皮膜を形成すること
により、オイルの供給が少ない場合、あるいはオイルを
封入しないオイルフリー条件においても、摺動部位の耐
摩耗性を著しく向上させることができる。

【００４０】その結果、本実施例の摺動部材により、代
替冷媒化、オイルフリー化に対応できる高信頼性、高効
率の圧縮機及びポンプを得ることが可能である。

【００４１】なお、本発明ではダイナミックイオンミキ
シング法の方法を使用しているが、膜組成の性質を徐々
に変化させて構成皮膜の機械的強度を向上させる傾斜組
成コーティング技術を駆使し、マグネトロンスパッタリ
ング装置、及びプラズマＣＶＤ装置を用いて形成しても
同様な効果が得られる。

【００４２】また、本実施例では、基材として鋳鉄（Ｆ
Ｃ２００）を使用しているが、他の鉄系材料、例えば、
高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）、はだ焼き鋼（ＳＣＭ
４１５）、あるいはステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）等を
使用しても同様な効果が得られる。

【００４３】また、本実施例においては、振動式圧縮機
の摺動部材としてピストンを例に挙げたが、その他の摺
動部品や振動式圧縮機以外の他の圧縮方式の摺動部品で
あっても同様の効果が得られる。さらに、使用する冷媒
に関係なく、例えば、ＨＦＣ系冷媒や自然冷媒を使用す
る圧縮機の場合や冷媒を使用しないポンプなどの場合に
おいても同様の効果が得られる。

【００４４】（実施例３）図５は本発明の実施例３によ
る圧縮機の断面図である。図６は同実施例のほう化チタ
ンセラミックス皮膜１５ａ、及び金属Ｔｉ密着層１５ｂ
を施したピストン１５の表面近傍の断面拡大図である。

【００４５】本発明のほう化チタンセラミックス皮膜１
５ａは、例えば、ダイナミックイオンミキシング法を利
用して製造したものである。なお、基材とほう化チタン
セラミックス皮膜の間に、主要成分は遷移金属であるチ
タン（Ｔｉ）であり、かつ平均層厚が０．０５〜０．３
μｍからなる密着層を介している。また、ほう化チタン
セラミックス皮膜の膜厚は５．０〜６．０μｍであり、
基材１５ｂとして鋳鉄（ＦＣ２００）を用いている。

【００４６】ほう化チタンセラミックス自体が持つ耐摩
耗性に加え、ほう化チタンセラミックス皮膜の成分であ
るほう化物は自己潤滑性を有することは一般的に知られ
ており、この自己潤滑性により、オイルの供給が少ない
場合、あるいはオイルを封入しないオイルフリー条件に
おいても、摺動部位の耐摩耗性を一層向上させることが
可能である。

【００４７】また、主要成分は遷移金属であるチタン
（Ｔｉ）であり、かつ平均層厚が０．０５〜０．３μｍ
からなる密着層を介して、ほう化チタンセラミックス皮
膜を被覆することにより、基材とほう化チタンセラミッ
クス皮膜との界面近傍の線膨張係数、及び硬度の差が緩
和され、皮膜にクラックが生じて基材表面から剥離する
という不具合を抑制、防止することができる。従って、
本実施例では基材として鋳鉄材料（ＦＣ２００）を使用
しているが、他の鉄系材料、例えば、高炭素クロム軸受
鋼（ＳＵＪ２）、はだ焼き鋼（ＳＣＭ４１５）、あるい
はステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）等を使用しても同様な
効果が得られるのは言うまでも無く、線膨張係数がほう
化チタンセラミックスに比べて約２〜３倍大きいアルミ
ニウム合金等としても剥離強度の低下を抑制、防止する
ことが可能である。

【００４８】このように、圧縮機構における摺動材料の
少なくとも一方の基材上に平均層厚０．０５〜０．３μ
ｍを有する金属Ｔｉからなる密着層を介して、膜厚が
０．５〜１０．０μｍからなるほう化チタンセラミック
ス皮膜を形成したことにより、オイルの供給が少ない場
合、あるいはオイルを封入しないオイルフリー条件にお
いても、摺動部位の耐摩耗性を著しく向上させることが
できると共に、基材とほう化チタンセラミックス皮膜と
の界面近傍の線膨張係数、及び硬度の差が緩和され、摺
動時の剥離強度が増大するために、ほう化チタンセラミ
ックス皮膜のもつ耐摩耗性、及び自己潤滑性を十二分に
発揮することができる。。

【００４９】その結果、本実施例の摺動部材により、代
替冷媒化、オイルフリー化に対応できる高信頼性、高効
率の圧縮機及びポンプを得ることが可能である。

【００５０】なお、本発明ではダイナミックイオンミキ
シング法の方法を使用しているが、膜組成の性質を徐々
に変化させて構成皮膜の機械的強度を向上させる傾斜組
成コーティング技術を駆使し、マグネトロンスパッタリ
ング装置、及びプラズマＣＶＤ装置を用いて形成しても
同様な効果が得られる。

【００５１】ほう化チタンセラミックス皮膜の膜厚を本
実施例では５．０〜６．０μｍとしているが、０．５〜
１０．０μｍとしても同様な耐摩耗性が得られる。膜厚
が０．５μｍ未満では十分な耐久性を得ることはできな
い。一方、１０．０μｍ以上の場合、寸法精度の悪化に
加え、逆に剥離し易くなり、耐久信頼性が損なわれる可
能性がある。従って、摺動部材にほう化チタンセラミッ
クス皮膜を形成する場合、冷蔵庫の使用環境、使用条
件、及びコスト等を十分に勘案して、冷蔵庫耐久年数で
ある１０年相当の膜厚として、０．５〜１０．０μｍの
範囲から最適値を選択することが望ましい。

【００５２】また、本実施例においては、振動式圧縮機
の摺動部材としてピストンを例に挙げたが、その他の摺
動部品や振動式圧縮機以外の他の圧縮方式の摺動部品で
あっても同様の効果が得られる。さらに、使用する冷媒
に関係なく、例えば、ＨＦＣ系冷媒や自然冷媒を使用す
る圧縮機の場合や冷媒を使用しないポンプなどの場合に
おいても同様の効果が得られる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る本
発明の圧縮機やポンプに使用する摺動部材は、圧縮機構
における摺動材料の少なくとも一方が７０〜９９ｗｔ％
のほう化チタンセラミックス粉末に対し、ニッケル粉
末、及び炭素粉末を合計で１〜３０ｗｔ％配合した複合
材料からなることを特徴としたもである。これにより、
摺動相手材である鉄系材料の線膨張係数と同等の線膨張
係数を有することから、熱負荷時の摺動部材間のクリア
ランスの増大を回避し、圧縮効率を低下させることはな
く、オイルの供給が少ない場合、あるいはオイルを封入
しないオイルフリー条件においても、耐久信頼性の高い
圧縮機やポンプを提供することが可能である。

【００５４】また、請求項２に係る本発明の圧縮機やポ
ンプに使用する摺動部材は、圧縮機構における摺動材料
の少なくとも一方の基材上に膜厚が０．５〜１０．０μ
ｍからなるほう化チタンセラミックス皮膜を形成したこ
とを特徴としたものである。これにより、オイルの供給
が少ない場合、あるいはオイルを封入しないオイルフリ
ー条件においても、耐久信頼性の高い圧縮機やポンプを
提供することが可能である。更に、基材として従来の鉄
系材料を使用し、摺動表面へのほう化チタンセラミック
ス皮膜処理に留め、かつ冷凍冷蔵庫等の耐久年数である
１０年相当に耐え得る最適な膜厚を選択することによ
り、摺動部材改良に伴うコストアップをほう化チタンセ
ラミックスバルクと比較して顕著に抑制することができ
る。

【００５５】また、請求項３に係る本発明の圧縮機やポ
ンプに使用する摺動部材は、圧縮機構における摺動材料
の少なくとも一方の基材上に平均層厚０．０５〜０．３
μｍを有する金属Ｔｉからなる密着層を介して、膜厚
０．５〜１０．０μｍからなるほう化チタンセラミック
ス皮膜を形成したことを特徴とするものである。これに
より、オイルの供給が少ない場合、あるいはオイルを封
入しないオイルフリー条件においても、耐久信頼性の高
い圧縮機やポンプを提供することが可能である。更に、
金属Ｔｉからなる密着層を介することにより、皮膜層と
基材との密着性が大幅に向上し、摺動時の剥離強度が増
大することから、ほう化チタンセラミックス皮膜のもつ
耐摩耗性、自己潤滑性を十二分に発揮することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１による圧縮機の断面図

【図２】本発明の実施例１の摺動部材表面の一部拡大断
面図

【図３】本発明の実施例２による圧縮機の断面図

【図４】本発明の実施例２の摺動部材表面の一部拡大断
面図

【図５】本発明の実施例３による圧縮機の断面図

【図６】本発明の実施例３の摺動部材表面の一部拡大断
面図

【図７】従来の圧縮機の断面図

【符号の説明】

８ピストン１３本発明の実施例１のピストン１３ａほう化チタンセラミックス１４本発明の実施例２のピストン１４ａほう化チタンセラミックス皮膜１４ｂ基材１５本発明の実施例３のピストン１５ａほう化チタンセラミックス皮膜１５ｂ金属Ｔｉ密着層１５ｃ基材

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ２３Ｃ 14/48 Ｃ２３Ｃ 14/48 Ｂ (72)発明者川端淳太大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号松下冷機株式会社内 (72)発明者稲垣耕大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号松下冷機株式会社内 (72)発明者片山誠大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号松下冷機株式会社内 (72)発明者林陽大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号松下冷機株式会社内Ｆターム(参考） 3H003 AA02 AB04 AC03 AD02 CB00 CD03 3H076 AA02 BB26 CC03 CC34 CC65 4G001 BA44 BA60 BA61 BB44 BB60 BB61 BC23 BC71 BC73 BD12 BE32 4K029 AA02 BA53 BC02 BD04 CA09 DB03 DB05 DE00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】密閉された容器内に圧縮機構と冷媒と冷
凍機油を内装し、前記圧縮機構における摺動材料の少な
くとも一方が７０〜９９ｗｔ％のほう化チタンセラミッ
クス粉末に対し、ニッケル粉末、及び炭素粉末を合計で
１〜３０ｗｔ％配合した複合材料からなることを特徴と
する摺動部材。
【請求項２】密閉された容器内に圧縮機構と冷媒と冷
凍機油を内装し、前記圧縮機構における摺動材料の少な
くとも一方の基材上に膜厚が０．５〜１０．０μｍから
なるほう化チタンセラミックス皮膜を形成したことを特
徴とする摺動部材。
【請求項３】基材上に、平均層厚０．０５〜０．３μ
ｍを有する金属Ｔｉからなる密着層を介して、膜厚０．
５〜１０．０μｍからなるほう化チタンセラミックス皮
膜を形成したことを特徴とする請求項２記載の摺動部
材。