JP2003003956A - 密閉形コンプレッサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】コンプレッサ摺動部の耐摩耗性を向上させ、長
期間安定した運転を保証でき、ＨＦＣ冷媒下で使用可能
な密閉形コンプレッサを提供する。 【解決手段】本発明に係る密閉形コンプレッサ１０は、
密閉ケース１１内に電動機１２と圧縮機械１３とを収容
し、この圧縮機械１３で圧縮される冷媒にＨＦＣ冷媒を
用いたものである。密閉形コンプレッサ１０はコンプレ
ッサ摺動部を潤滑する冷凍機油に４価以上のエステル油
を用い、コンプレッサの摺動部を構成する一方の摺動部
材１８，２１（１９，２２）に、摺動面を窒化処理して
表面硬さＨｖ１０００以上の材料を用い、他方の摺動部
材１９，２２（１８，２１）にＭｏ−Ｎｉ−Ｃｒ含有鋳
鉄を用いたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐摩耗性に優れた摺動
部材を有する密閉形コンプレッサに係り、特にＨＦＣ冷
媒と４価以上のエステル油を用いた密閉形コンプレッサ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】冷蔵庫や冷凍ショーケース等の冷凍装
置、室内を冷暖房する空気調和機には冷凍サイクルが備
えられ、この冷凍サイクルには冷媒を循環させる密閉形
コンプレッサが組み込まれている。

【０００３】密閉形コンプレッサは密閉ケース内に電動
機とこの電動機により駆動される圧縮機械とが収容され
る。この圧縮機械でコンプレッサ用冷媒を圧縮し、高温
・高圧化して冷凍サイクルに吐出させるようになってい
る。

【０００４】従来の密閉形コンプレッサには、コンプレ
ッサ用冷媒としてクロロフルオロカーボンのＣＦＣ１２
冷媒（以下、Ｒ１２冷媒という。）やハイドロクロロフ
ルオロカーボンのＨＣＦＣ２２冷媒（以下、Ｒ２２冷媒
という。）が用いられ、また、冷凍機油にはＲ１２やＲ
２２冷媒と相溶性の優れたナフテン系やパラフィン系の
鉱油が用いられている。

【０００５】Ｒ１２冷媒をコンプレッサ用冷媒に用いた
場合には、Ｒ１２冷媒中に含まれる塩素（Ｃｌ）原子が
金属基材の鉄（Ｆｅ）原子と反応して塩化鉄なる潤滑被
膜を形成する。この塩化鉄からなる潤滑被膜は、自己潤
滑性を有し耐摩耗性に優れ、金属同士の接触を防止して
摩耗防止に有効に作用する。

【０００６】加えて、Ｒ１２冷媒と従来の冷凍機油は無
極性であるため吸湿性が低い。このため、鉄系金属基材
上に形成される塩化鉄層は加水分解を起こさず安定した
潤滑被膜として存在する。

【０００７】ところが、Ｒ１２冷媒は大気圏で化学的に
極めて安定しており、オゾン層を破壊するおそれが強い
ためフロン規制対象の特定フロンに指定される一方、Ｒ
２２冷媒は、大気圏で分解し易く、オゾン層を破壊する
力が弱い指定フロンであるが、オゾン層破壊効果が残る
ため、将来的には使用しない方針が国際的に決定してい
る。

【０００８】最近では、特定フロンや指定フロンに代わ
る代替フロンとしてオゾン層を破壊することのないＨＦ
Ｃ（ハイドロフルオロカーボン）冷媒が開発されてい
る。ＨＦＣ冷媒はオゾン破壊係数がゼロであるが、塩素
原子を有さないため、自己潤滑性が劣る問題がある。

【０００９】また、ＨＦＣ冷媒をコンプレッサ用冷媒と
して用いて密閉形コンプレッサを運転させると、冷凍機
油にナフテン系やパラフィン系の鉱油を用いたものでは
ＨＦＣ冷媒との相溶性が悪い。これらの鉱油はＨＦＣ冷
媒に溶け込まないため、油戻りが悪く、コンプレッサ摺
動部の潤滑や冷却を阻害し、焼付等の問題を生じさせる
おそれがある。

【００１０】このため、ＨＦＣ冷媒と相溶性に優れた冷
凍機油の開発が余儀なくされており、種々の冷凍機油の
開発が進められている。その中で、ＰＡＧ（ポリアルキ
レングリコール）油がＨＦＣ冷媒との相溶性が良好なこ
とから、カーエアコンで多く採用されている。

【００１１】しかし、ＰＡＧ油は体積抵抗率が低く、電
気絶縁抵抗に問題があり、電動機のモータが冷凍機油に
つかる密閉形コンプレッサでは採用できない。

【００１２】近年、密閉形コンプレッサ用の冷凍機油と
して脂肪酸とアルコールにより合成されるエステル油が
注目を集めている。エステル油はＨＦＣ冷媒との相溶性
も優れ、鉱油より耐熱性に優れ、熱的安定性や電気絶縁
抵抗特性も良好である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ＨＦＣ冷媒を用いた密
閉形コンプレッサの冷凍機油として採用される、エステ
ル油は脂肪酸やアルコールの基油構造により油特性が異
なる。エステル油は耐熱性や電気絶縁抵抗特性は良好で
あるが、耐摩耗性や耐加水分解性が基油構造により大き
く低下し、冷凍機油としての潤滑性も、従来のＣＦＣ冷
媒やＨＣＦＣ冷媒と鉱油との組合せたものに較べ低い等
の問題があった。

【００１４】また、ＨＦＣ冷媒を用いた密閉形コンプレ
ッサにエステル油を採用しても、圧縮機械の摺動部材と
して使用される鋳鉄，炭素鋼，合金鋼，焼結合金，ステ
ンレス鋼などの耐摩耗性が低下し、長期間安定してコン
プレッサを運転させることができないという問題があっ
た。

【００１５】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、コンプレッサ摺動部の耐摩耗性を向上させ、長
期間安定した運転を保証でき、ＨＦＣ冷媒下で使用可能
な密閉形コンプレッサを提供することを目的とする。

【００１６】本発明の他の目的は、冷凍機油として適正
なエステル油を選択して耐加水分解性を良好にして腐食
摩耗を防止し、長寿命化を図り、信頼性を向上させた密
閉形コンプレッサを提供するにある。

【００１７】本発明の別の目的は、ＨＦＣ冷媒との相溶
性に優れ、冷凍機油として耐熱性，電気絶縁抵抗性が良
好で、スラッジ等の発生を有効的に防止できる密閉形コ
ンプレッサを提供するにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る密閉形コン
プレッサは、上述した課題を解決するために、請求項１
に記載したように、密閉ケース内に電動機と圧縮機械と
を収容し、この圧縮機械で圧縮される冷媒にＨＦＣ冷媒
を用いた密閉形コンプレッサにおいて、このコンプレッ
サの摺動部を潤滑する冷凍機油に４価以上のエステル油
を用い、前記コンプレッサの摺動部を構成する一方の摺
動部材に、摺動面を窒化処理して表面硬さＨｖ１０００
以上の材料を用い、他方の摺動部材にＭｏ−Ｎｉ−Ｃｒ
含有鋳鉄を用いたものである。

【００１９】また、上述した課題を解決するために、本
発明に係る密閉形コンプレッサは、請求項２に記載した
ように、前記密閉形コンプレッサはロータリコンプレッ
サであり、一方の摺動部材はベーン、他方の摺動部材は
ローラであり、前記ベーンの少なくとも先端が窒化処理
されてＨｖ１０００以上の硬度を有したり、また、請求
項３に記載したように、前記ベーンはＳＫＨ材あるいは
ＳＵＳ材で表面が窒化処理される一方、窒化処理された
ベーン表面の化合物層が４μｍ以上の層厚を有するもの
である。

【００２０】さらに、本発明に係る密閉形コンプレッサ
は、上述した課題を解決するために、請求項４に記載し
たように、密閉ケース内に電動機と圧縮機械とを収容
し、この圧縮機械で圧縮される冷媒にＨＦＣ冷媒を用い
た密閉形コンプレッサにおいて、このコンプレッサの摺
動部を潤滑する冷凍機油に４価以上のエステル油を用
い、前記コンプレッサの摺動部を構成する一方の摺動部
材に周期律表４族の窒化物，４族の炭化物，４族の酸化
物またはこれらの混合物を用い、他方の摺動部材に鋳鉄
等の鉄合金材料を用いたものである。

【００２１】上述した課題を解決するために、本発明に
係る密閉形コンプレッサは、請求項５に記載したよう
に、前記一方の摺動部材は母材表面を未処理構造とし、
他方の摺動部材にＭｏ−Ｎｉ−Ｃｒ含有鋳鉄を用いた
り、さらに、請求項６に記載したように、前記密閉コン
プレッサはロータリコンプレッサであり、一方の摺動部
材はベーンであり、他方の摺動部材はローラであるもの
である。

【００２２】本発明に係る密閉形コンプレッサは、上述
した課題を解決するために、請求項７に記載したよう
に、密閉ケース内に電動機と圧縮機械とを収容し、この
圧縮機械で圧縮される冷媒にＨＦＣ冷媒を用いた密閉形
コンプレッサにおいて、このコンプレッサの摺動部を潤
滑する冷凍機油に４価以上のエステル油を用い、前記コ
ンプレッサの摺動部を構成する一方の摺動部材を、周期
律表４族，５族もしくは６族の炭化物，窒化物または酸
化物を母材とし、母材表面に同族の窒化物，炭化物また
は窒化物の薄膜でそれぞれ表面処理したものを用い、他
方の摺動部材にＭｏ−Ｎｉ−Ｃｒ含有鋳鉄等の鉄系材料
を用いたものである。

【００２３】

【作用】請求項１記載の密閉形コンプレッサにおいて
は、冷凍機油に４価以上のエステル油を用いたので、潤
滑性が向上し、耐摩耗性が良好となる。エステル油は脂
肪酸とアルコールの合成により得られるが、脂肪酸のＯ
Ｈ基の数によりきまるエステル油中のエステル結合の数
により潤滑性が異なる一方、４価以上のエステル油は３
価以下のエステル油に較べ耐摩耗性が良好となる。例え
ば４価のエステル油は３価のエステル油に較べ官能基と
してのエステル結合が多いため、コンプレッサ摺動部の
摺動部材との結合力が高く、耐摩耗性が改善される。５
価以上のエステル油は、コストの点を除けばさらに結合
力の向上が期待でき、好ましい。

【００２４】また、コンプレッサ摺動部を構成する一方
の摺動部材の表面を窒化処理してＨｖ１０００以上の表
面硬度を有するようにしたので、摩耗の進行を極力抑え
ることができ、他方の摺動部材にＭｏ−Ｎｉ−Ｃｒ含有
鋳鉄を用いると、この鋳鉄に含まれる黒鉛の自己潤滑性
により良好な潤滑性能を得ることができる。

【００２５】請求項２記載の密閉形コンプレッサでは、
ロータリコンプレッサのベーン（ブレード）材料を窒化
処理してＨｖ１０００以上の表面硬さとしたので、ベー
ンに作用する切削摩耗の進行を抑えることができる。摺
動部材をＳＫＨ５１やＳＵＳ材２のようなＨｖ６００〜
８００程度の材料で構成すると、摺動による切削摩耗が
進行するおそれがあるが、Ｈｖ１０００以上にすると、
この摩耗の進行を有効的に抑えることができる。

【００２６】請求項３記載の密閉形コンプレッサでは、
ロータリコンプレッサのベーン（ブレード）材料をＳＫ
Ｈ材あるいはＳＵＳ材で構成した表面を窒化処理し、ベ
ーン表面の化合物層の厚さを４μｍ以上としたので、摩
耗量が少なく、コンプレッサ性能を向上させることがで
きる。密閉形コンプレッサの単体耐久試験をしたとき、
窒化処理なしのＳＫＨ材ではベーン先端摩耗量が１５μ
ｍであるのに対し、窒化処理を施すと４μｍ程度と非常
に小さく、したがって、窒化処理された化合物層の厚さ
を４μｍ以上とすることにより、ベーン材料に摩耗によ
る悪影響を及ぼさない。

【００２７】請求項４記載の密閉形コンプレッサでは、
コンプレッサ摺動部を構成する一方の摺動部材を周期律
表４族の窒化物，４族の炭化物，４族の酸化物またはこ
れらの混合物とすると、コンプレッサ冷媒としてＨＦＣ
冷媒，冷凍機油として４価以上のエステル油を使用した
とき、摩耗量が小さく、良好な摩耗形態を得ることがで
きる。

【００２８】請求項５記載の密閉形コンプレッサでは、
コンプレッサ摺動部を構成する他方の摺動部材にＭｏ−
Ｎｉ−Ｃｒ含有鋳鉄を用いると、この鋳鉄に含まれる黒
鉛の自己潤滑性により良好な潤滑性能が得られた。

【００２９】請求項６記載の密閉形コンプレッサでは、
ロータリコンプレッサのベーン（ブレード）材料に周期
律表４族の窒化物，４族の炭化物，４族の酸化物または
これらの混合物を用い、ローラにＭｏ−Ｎｉ−Ｃｒ含有
鋳鉄を用いると、ＨＦＣ冷媒をコンプレッサ用冷媒と
し、４価以上のエステル油を用いた中でベーンの先端摩
耗量が小さく、また良好な潤滑性能が得られる。

【００３０】請求項７記載の密閉形コンプレッサでは、
コンプレッサ摺動部を構成する一方の摺動部材を、周期
律表４族，５族もしくは６族の炭化物，窒化物または酸
化物を母材とし、母材表面に同種の窒化物，炭化物また
は窒化物の薄膜でそれぞれ表面処理すると、摺動部材表
面が改質され、Ｈｖ１０００以上の表面硬度を得ること
ができる。表面改質の際、表面改質膜と同種の材料を母
材に入れることにより、表面改質膜と母材との密着強度
を上げることができ、ＨＦＣ冷媒や４価以上のエステル
油を使用したコンプレッサでの薄膜使用が可能となる。

【００３１】

【実施例】以下、本発明に係る密閉形コンプレッサの実
施例について添付図面を参照して説明する。

【００３２】本発明に係る密閉形コンプレッサは、冷蔵
庫や冷凍ショーケース等の冷凍装置、室内を冷暖房する
空気調和機の冷凍サイクルに組み込まれるもので、レシ
プロタイプ，ロータリタイプ，スクロールタイプ，ヘリ
カルタイプに大別される。ロータリタイプの密閉形コン
プレッサは、冷蔵庫等に用いられる低温用ロータリコン
プレッサと、空気調和機等に用いられる高温用ロータリ
コンプレッサに分けられる。

【００３３】このうち、レシプロタイプの密閉形コンプ
レッサ１０は、代表的には図１に示すように構成され、
密閉ケース１１内に下部の電動機１２とこの電動機１２
により駆動される上部の圧縮機械１３が収容される。電
動機１２と圧縮機械１３は固定フレーム１４に一体的に
組み付けられ、複数の支持スプリング１５により浮上状
態に支持される。

【００３４】電動機１２はステータ１６とロータ１７と
を有し、ロータ１７に回転シャフトを形成するクランク
シャフト１８が回転一体に軸装される。クランクシャフ
ト１８は固定フレーム１４に固定された軸受１９に回転
自在に支持される。

【００３５】クランクシャフト１８のクランク部１８ａ
は軸受の上方に突出して形成され、このクランク部１８
ａにピストンロッドを形成するコンロッド２０の大端部
２０ａが軸装される。コンロッド２０の小端ボール部２
０ｂはピストン２１に球継手を介して連結され、このピ
ストン２１がシリンダ２２のシリンダ室２３内を摺動自
在に支持される。球継手はコンロッド２０の小端ボール
部２０ｂとピストン２１の球座部２１ａとにより形成さ
れる。

【００３６】シリンダ２２の一側は図示しない吐出弁お
よび吸込弁を備えたヘッドプレート２４を介してシリン
ダカバー２５で覆われており、このシリンダカバー２５
内に吸込室および吐出室２６が形成される。吐出室２６
は図示しない吐出マフラから吐出パイプ２７を経て密閉
ケース１１外の吐出管（図示せず）に吐出されるように
なっている。

【００３７】一方、図示しない吸込管から密閉ケース１
１内に吸い込まれたコンプレッサ用冷媒は、図示しない
吸込チャンバから吸込室に入り、この吸込室からシリン
ダ室２３内に入り、このシリンダ室２３内でピストン２
１の往復運動により、断熱圧縮作用が行われる。この密
閉形コンプレッサ１０は、縦置型で密閉ケース１１内を
低圧とするコンプレッサである。密閉形コンプレッサ１
０は密閉ケース１１内を高圧とするタイプのものでも、
また、横置型コンプレッサであってもよい。

【００３８】密閉ケース１１の底部にはコンプレッサ摺
動部を潤滑し、冷却する冷凍機油３０が貯溜されてい
る。この冷凍機油３０はクランクシャフト１８内に形成
されたオイルポンプ３１によりコンプレッサ摺動部に案
内され、コンプレッサ摺動部を油潤滑している。

【００３９】コンプレッサ摺動部は、摺動材を摺動自在
に支持する支持構造に形成され、一方の摺動部材とこの
摺動部材の相手方を構成する他方の摺動部材とから構成
される。具体的には、コンプレッサ摺動部には、クラン
クシャフト１８と軸受１９，クランクシャフト１８のク
ランク部１８ａとコンロッド大端部２０ａ，コンロッド
小端ボール部２０ｂとピストン２１の球座部２１ａ，ピ
ストン２１とシリンダ２２とがあり、これらの摺動部材
には、鉄系金属に特定目的を満足させるために、珪素，
マンガン，ニッケル，クロム，銅，アルミニウム，タン
グステン，モリブデン，バナジウム，コバルト，ジルコ
ニウム等を少なくとも一種添加した鉄系合金が主に用い
られ、この鉄系合金として合金鋼，炭素鋼，ステンレス
鋼，焼結合金などがある。コンプレッサ摺動部の軽量化
のためとに少なくとも一方の摺動部材にアルミニウム材
料を用いたものもある。

【００４０】また、コンプレッサ用冷媒としてオゾン破
壊係数がゼロで、地球環境に優しいＨＦＣ冷媒が用いら
れる。ＨＦＣ冷媒には、単冷媒として１，１，１，２−
テトラフルオロエタン（以下、Ｒ１３４ａ冷媒とい
う。）が代表的に存在するが、この他に、ＨＣＦＣのＲ
２２冷媒より吐出圧力（温度）の高いジフルオロメタン
（Ｒ３２），ペンタフルオロエタン（Ｒ１２５），１，
１，２，２−テトラフルオロエタン（Ｒ１３４），１，
１，２−トリフルオロエタン（Ｒ１４３），１，１，１
−トリフルオロエタン（Ｒ１４３ａ），１，１−ジフル
オロエタン（Ｒ１５２ａ），モノフルオロエタン（Ｒ１
６１）が挙げられる。

【００４１】これらのＨＦＣ単冷媒の中では、従来のＣ
ＦＣのＲ１２冷媒に近い沸点を有し、熱的特性が近似す
るＲ１３４，Ｒ１３４ａ，Ｒ１４３，Ｒ１４３ａが代替
冷媒として好ましい。

【００４２】ＨＦＣ冷媒は単冷媒として用いるだけでな
く、ＨＦＣ単冷媒を２種以上混合させた混合物であって
もよく、ＨＦＣ混合冷媒として、Ｒ１２５／Ｒ１４３ａ
／Ｒ１３４ａの混合冷媒，Ｒ３２／Ｒ１３４ａの混合冷
媒，Ｒ３２／Ｒ１２５の混合冷媒，Ｒ３２／Ｒ１２５／
Ｒ１３４ａの混合冷媒，Ｒ１２５／Ｒ１３４ａの混合冷
媒が考えられる。

【００４３】一方、密閉形コンプレッサ１０のコンプレ
ッサ摺動部を潤滑し、冷却する冷凍機油３０にはＨＦＣ
冷媒と相溶性に優れた４価のエステル油が用いられる。
４価エステル油は４価アルコール（ペンタエリエストー
ル）と脂肪酸とにより合成される合成油である。４価エ
ステル油は３価エステル油に較べ耐摩耗性が良好であ
る。

【００４４】４価エステル油は３価エステル油に較べ官
能基としてのカルボニキル基が多いため、コンプレッサ
摺動部を構成する摺動部材との結合力が高く、耐摩耗性
が改善される。冷凍機油３０に５価以上のエステル油を
用いると、摺動部材との結合力がより向上するので、製
造コストを無視すれば好ましい。

【００４５】次に、レシプロタイプの密閉形コンプレッ
サの作用を説明する。

【００４６】密閉形コンプレッサ１０の電動機１２に通
電すると、電動機１２が起動してロータ１７が回転せし
められる。このロータ１７と一体にクランクシャフト１
８が回転する。電動機１２の回転トルクは、クランクシ
ャフト１８からそのクランク部１８ａ，コンロッド２０
を介してピストン２１に伝達され、このピストン２１を
シリンダ２２内で往復運動させる。

【００４７】ピストン２１の往復運動に伴ってコンプレ
ッサ用冷媒であるＨＦＣ冷媒が吸込室からシリンダ室２
３内に吸い込まれて圧縮される。コンプレッサ用冷媒の
圧縮により高温・高圧化された冷媒は吐出室２６に吐出
され、続いて吐出マフラに案内されて消音される一方、
吐出圧力の脈動がならされ、吐出パイプ２７を通り吐出
管から冷凍サイクル内に吐出される。

【００４８】一方、冷凍サイクルからのコンプレッサ用
冷媒は、密閉ケース１１内に吸い込まれ、密閉ケース１
１内に形成される吸込チャンバから吸込室を経てシリン
ダ室２３に導かれ、次の冷媒圧縮作用に備えられる。

【００４９】図２に示された密閉形コンプレッサは、冷
蔵庫に組み込まれる横置タイプの低温用ロータリコンプ
レッサを示すものである。図１と同じ機能を有する部材
は同一符号を付して説明する。低温用ロータリコンプレ
ッサは冷媒の蒸発温度が５℃未満のコンプレッサをい
う。

【００５０】この密閉形コンプレッサ４０は、密閉ケー
ス１１内に電動機１２とこの電動機１２にて駆動される
圧縮機械１３とが組み込まれ、収容される。電動機１２
は密閉ケース１１に圧入されるステータ１６とこのステ
ータ１６内に収容されるロータ１７とを有し、ロータ１
７に回転シャフトとしてのクランクシャフト１８が回転
一体に軸装される。

【００５１】クランクシャフト１８は圧縮機械１３を構
成するメインベアリング４１とサブベアリング４２によ
り回転自在に支持される。このメインベアリング４１と
サブベアリング４２により圧縮機械１３はブロック状シ
リンダ４３内にシリンダ室４４を画成しており、このシ
リンダ室４４内にピストンローラ４５が転動自在に収容
される。ピストンローラ４５はクランクシャフト１８の
クランク部１８ａに軸装され、クランクシャフト１８の
回転によりシリンダ室４４内を偏心回転せしめられるよ
うになっている。

【００５２】シリンダ４３内に形成されるシリンダ室４
４はベーンとしてのブレード４６により吸込側と吐出側
とに分けられる。ブレード４６はシリンダ４３に形成さ
れるブレード溝４７に摺動自在に収容され、ブレード背
側に形成されたスプリング４８により常時ピストンロー
ラ４５側にばね付勢され、ローラ外周面を押圧してい
る。

【００５３】密閉ケース１１の下部にはコンプレッサ摺
動部を潤滑し、冷却する冷凍機油３０が貯溜されてお
り、この冷凍機油３０はブレード４６の背側に形成され
るオイルポンプ５０により供給管５１を経てコンプレッ
サ摺動部に供給され、コンプレッサ摺動部を潤滑してい
る。コンプレッサ摺動部は、クランクシャフト１８とメ
インベアリング４１やサブベアリング４２，ピストンロ
ーラ４５とメインベアリング４１やサブベアリング４
２，ブレード（ベーン）４６とピストンローラ４５，シ
リンダ４３のブレード溝４７とブレード４６等で構成さ
れる。冷凍機油３０には脂肪酸（カルボン酸）とアルコ
ールを合成した４価以上のエステル油が用いられる。

【００５４】また、密閉ケース１１に収容される圧縮機
械１３のシリンダ室４４には、吸込管５３を通ってコン
プレッサ用冷媒が吸い込まれる。このコンプレッサ用冷
媒には、オゾン破壊係数がゼロで地球環境に優しいＲ１
３４ａ等のＨＦＣ冷媒が用いられる。

【００５５】シリンダ室４４の吸込側から吸い込まれた
コンプレッサ用冷媒はピストンローラ４５の回転により
圧縮され、吐出ポート５４から吐出室５５を経て密閉ケ
ース１１内に案内される。その後、吐出管５６から冷凍
サイクル内に吐出される。

【００５６】なお、図２において、符号５７はオイルク
ーラであり、このオイルクーラ５７により冷凍機油３０
を冷却し、密閉ケース１１内を冷却している。

【００５７】次に、密閉形コンプレッサ４０の作用を説
明する。

【００５８】低温ロータリコンプレッサの密閉形コンプ
レッサ４０の電動機１２に通電すると、電動機１２が起
動してロータ１７が回転せしめられ、このロータ１７と
一体にクランクシャフト１８が回転する。このクランク
シャフト１８の回転により、そのクランク部１８ａに装
着されたピストンローラ４５が偏心回転せしめられる。

【００５９】ピストンローラ４５がシリンダ室４４内で
偏心回転することにより、シリンダ室４４の吸込側から
吸い込まれたコンプレッサ用冷媒は次第に圧縮されて圧
縮冷媒となり、吐出ポート５４から吐出室５５を経て密
閉ケース１１内に放出され、続いてこの密閉ケース１１
から吐出管５６を経て冷凍サイクルに吐出されるように
なっている。

【００６０】一方、冷凍サイクルを循環したコンプレッ
サ用冷媒は吸込管５３から圧縮機械１３のシリンダ室４
４に吸い込まれ、次の冷媒圧縮作用に備えられる。

【００６１】図３に示された密閉形コンプレッサは、空
気調和機の冷凍サイクルに組み込まれる縦置タイプの高
温用ロータリコンプレッサを示すものである。この高温
用ロータリコンプレッサにおいても、図１および図２と
同じ機能を有する部材には同じ符号を付して説明する。
高温用ロータリコンプレッサは冷媒の蒸発温度が５℃以
上のコンプレッサをいう。

【００６２】この密閉形コンプレッサ６０はツインタイ
プのロータリコンプレッサを示すものである。密閉形コ
ンプレッサ６０は密閉ケース１１内に電動機１２とこの
電動機１２により駆動される圧縮機械１３とが収容さ
れ、電動機１２は上部に、圧縮機械１３は下部にそれぞ
れ設置される。

【００６３】電動機１２は密閉ケース１１内の上部に圧
入されるステータ１６とこのステータ１６に回転自在に
設けられるロータ１７とを有し、ロータ１７にはクラン
クシャフト１８が回転一体に設けられる。

【００６４】クランクシャフト１８はロータ１７より下
方に突出して延び、圧縮機械１３のメインベアリング４
１とサブベアリング４２により回転自在に支持される。

【００６５】圧縮機械１３は２個のシリンダ（シリンダ
ブロック）４３，４３を有し、各シリンダ４３，４３の
シリンダ室４４，４４内にピストンローラ４５，４５が
収容される。ピストンローラ４５はクランクシャフト１
８のクランク部１８ａ，１８ｂに軸装され、このクラン
クシャフト１８の回転によりピストンローラ４５，４５
が偏心回転せしめられるようになっている。

【００６６】圧縮機械１３の各シリンダ４３，４３間は
仕切プレート６１で仕切られている。この圧縮機械１３
はメインベアリング４１側のシリンダ４３を断面コの字
状固定フレーム６２にボルト固定し、このフレーム６２
を密閉ケース１１内周部に溶接にて固定している。各シ
リンダ４３，４３のシリンダ室はブレード４６により吸
込側と吐出側とに分けられる。ブレード４６は各シリン
ダ４３，４３に形成されたブレード溝４７に摺動自在に
収容され、スプリング４８により常時ピストンローラ４
５側にばね付勢される。

【００６７】密閉ケース１１内に収容されたロータリ式
圧縮機械１３の各シリンダ４３，４３に対向して吸込用
貫通孔６４，６４が形成され、この吸込用貫通孔６４，
６４を介してアキュムレータ６５からの吸込管６６が、
各シリンダ４３の吸込孔にそれぞれ連通される。

【００６８】吸込管６６を通って吸い込まれたＨＦＣ冷
媒のコンプレッサ用冷媒は、圧縮機械１３の各シリンダ
室４４，４４の吸込側に吸い込まれ、ここで圧縮作用が
行われる。シリンダ室４４で圧縮された冷媒は各吐出室
５５から第２吐出室５６を経て密閉ケース１１に放出さ
れ、その後、吐出管５６を経て密閉ケース１１外の冷凍
サイクルに吐出されるようになっている。

【００６９】この密閉形コンプレッサ６０では、密閉ケ
ース１１の底部にコンプレッサ摺動部を潤滑する冷凍機
油３０が貯溜される。この冷凍機油は脂肪酸とアルコー
ルを合成して得られる４価以上のエステル油である。密
閉ケース１１の底部に貯溜された冷凍機油３０はクラン
クシャフト１８内の下部に形成されるオイルポンプ（図
示せず）によりコンプレッサ摺動部に送られてこのコン
プレッサ摺動部を油潤滑し、冷却している。

【００７０】この密閉形コンプレッサ６０のコンプレッ
サ摺動部は、クランクシャフト１８とメインベアリング
４１やサブベアリング４２，ピストンローラ４５と各ベ
アリング４１，４２や仕切プレート６１，ブレード４６
とピストンローラ４５，ブレード４６とシリンダ４３の
ブレード溝４７などで構成される。

【００７１】この密閉形コンプレッサにおいても、図２
に示す低温用密閉形ロータリコンプレッサと同様なコン
プレッサ冷媒の圧縮作用が行なわれる。

【００７２】図４および図５は密閉形コンプレッサをス
クロールタイプのコンプレッサに適用した例を示す。

【００７３】スクロールタイプの密閉形コンプレッサ７
０は大型の空気調和機等の冷凍サイクルに組み込まれる
ものであり、密閉ケース１１内に電動機１２とこの電動
機１２により駆動されるスクロールタイプの圧縮機械１
３とを収容している。電動機１２は密閉ケース１１内下
部に、圧縮機械１３は密閉ケース１１内上部にそれぞれ
配置される。

【００７４】電動機１２は密閉ケース１１内に固定され
たステータ１６とこのステータ１６に収容されるロータ
１７とを有し、ロータ１７には回転シャフトとしてのク
ランクシャフト１８が回転一体に軸装される。クランク
シャフト１８は固定フレーム６２の軸受部６２ａに回転
自在に支持される一方、クランクシャフト１８は固定フ
レーム６２より上方に突出し、突出部にクランク部１８
ａが形成される。

【００７５】一方、圧縮機械１３は密閉ケース１１に固
定される固定スクロール７１とこの固定スクロール７１
に対して旋回運動する旋回スクロール７２とを有し、両
スクロール７１，７２が組み合されて圧縮室７３が形成
される。旋回スクロール７２はクランクシャフト１８の
クランク部１８ａに回転自在に軸装される一方、クラン
クシャフト１８の回転に伴う旋回スクロール７２の旋回
運動に伴って旋回スクロール７２が自転することがない
ように旋回スクロール７２と固定フレーム６２の間にオ
ルダム継手としてのオルダムリング７５が介装される。
固定フレーム６２は旋回スクロール７２のスラスト荷重
をオルダムリング７５を介して受けるようになってい
る。

【００７６】密閉ケース１１の途中には吸込管５３が設
けられ、この吸込管５３からコンプレッサ用冷媒として
のＨＦＣ冷媒を吸い込むようになっている。密閉ケース
１１内に吸い込まれたコンプレッサ用冷媒は、吸込通路
７６を介して圧縮機械１３の圧縮室７３に案内される。

【００７７】圧縮室７３に導かれたコンプレッサ用冷媒
は電動機１２の作動により駆動されて冷媒圧縮作用が行
なわれ、圧縮されたコンプレッサ用冷媒は固定スクロー
ル７１の中心部側に案内され、この中心部に形成された
吐出口７７から吐出室７８に送られ、その後、吐出管５
６を経て密閉ケース１１外に吐出される。吐出室７８は
密閉ケース１１と隔壁７９とにより画成される。

【００７８】一方、密閉ケース１１の底部にはコンプレ
ッサ摺動部を潤滑する冷凍機油が貯溜されており、この
冷凍機油３０はクランクシャフト１８の下部に設けられ
たオイルポンプ（図示せず）によりコンプレッサ摺動部
に案内される。冷凍機油３０にはコンプレッサ冷媒であ
るＨＦＣ冷媒と相溶性に優れた４価以上のエステル油が
用いられる。

【００７９】クランクシャフト１８にはオイルポンプか
ら組み上げられた冷凍機油３０を、コンプレッサ摺動部
であるクランクシャフト１８と固定フレーム６２の軸受
部およびクランクシャフト１８のクランク部１８ａと旋
回スクロール７２との軸装部に案内する給油孔７４が穿
設されている。

【００８０】クランクシャフト１８の各摺動部に対応す
る位置には、供給された冷凍機油を固定フレーム６２の
上面と旋回スクロール７２の下面で形成される環状空間
８０に導く給油溝が設けられている。

【００８１】また、固定フレーム６２には、この環状空
間８０に開口してこの空間８０に導かれた冷凍機油の一
部を固定フレーム６２のスラスト受面Ａに供給する給油
孔８１が設けられている。固定フレーム６２のスラスト
受面Ａには環状油溝８２が形成され、スラスト受面Ａに
供給された冷凍機油を流動させるようになっている。

【００８２】また、旋回スクロール７２の下面には、図
に８３，８４で示す第１，第２の２つの円形の凹陥部が
設けられている。この第１，第２の凹陥部８３，８４に
は、この旋回スクロール７２の上面に貫通する貫通孔８
５が形成され、各貫通孔８５は、この円形の第１，第２
の凹陥部８３，８４の偏心した位置に設けられている。
このうち、一方の貫通孔８５は、上記旋回スクロール７
２の翼７２ａのラップ巻き終り端に位置している。

【００８３】旋回スクロール７２は、固定フレーム６２
に対して偏心して旋回するので、この旋回スクロール７
２の旋回動作に伴って、２つの凹陥部８３，８４は、交
互に環状油溝８２と連通するようになっている。なお、
図４および図５は、第１の凹陥部８３が上記環状油溝８
２と連通した状態を示すものである。

【００８４】次にスクロールタイプの密閉形コンプレッ
サの作用を説明する。

【００８５】この密閉形コンプレッサ７０は電動機１２
への通電により電動機１２が起動されてロータ１７が回
転せしめられ、クランクシャフト１８がロータ１７と一
体に回転せしめられる。クランクシャフト１８の回転に
より旋回スクロール７２が自転することなく偏心回転
し、固定スクロール７１に対して旋回（スクロール）運
動する。

【００８６】この旋回運動により、吸込管５３から密閉
ケース１１内の吸込通路７６を介して圧縮機械１３の圧
縮室７３に案内されたコンプレッサ用冷媒は圧縮作用を
受ける。このとき、固定スクロール７１と旋回スクロー
ル７２によって形成された圧縮室７３は旋回しながら固
定スクロール７１の径方向中心側にシフトし、このシフ
トする際に容積を縮小しながら移動して冷媒の圧縮作用
を行ない、固定スクロール７１の中心部に形成された吐
出口７７から吐出室７８を経て吐出管５６に吐出され
る。

【００８７】一方、密閉形コンプレッサ７０の運転によ
り、密閉ケース１１の底部に貯溜された冷凍機油３０は
電動機１２の駆動に運動するオイルポンプの作動でクラ
ンクシャフト１８に汲み上げられ、給油孔７４を通して
クランクシャフト１８の摺動部Ｂ，Ｃに供給される。

【００８８】クランクシャフト１８の各摺動部Ｂ，Ｃを
潤滑した冷凍機油３０は給油溝を通って環状空間８０に
導かれ、続いて給油孔８１を通って上記スラスト受面Ａ
の環状油溝８２に供給される。この環状油溝８２に供給
された冷凍機油の一部は、このスラスト受面Ａを潤滑す
るのに使用され、他の潤滑油は、第１，第２の凹陥部８
３，８４および貫通孔８５を通って旋回スクロール７２
の上面の外周部に供給される。

【００８９】この潤滑油は、圧縮機械１３の圧縮室７３
内に吸引されたコンプレッサ用冷媒と共に、この固定ス
クロール７１および旋回スクロール７２の中心部に導か
れ、この固定スクロール７１と旋回スクロール７２の摺
動部の潤滑に使用される。

【００９０】この密閉形コンプレッサ７０では、環状溝
である圧縮室用給油孔８２を設けることにより圧縮室７
３内に冷凍機油を積極的に供給して潤滑作用を良好に行
なうことができる。特に冷凍機油は旋回スクロール７２
の回転数に応じた量が供給されるので、固定スクロール
７１と旋回スクロール７２の摺動部をより適正に潤滑で
きる。

【００９１】図６および図７は密閉形コンプレッサをヘ
リカルタイプのコンプレッサに適用した例を示す。

【００９２】このヘリカルタイプの密閉形コンプレッサ
９０は、密閉ケース１１内に収容される電動機１２と圧
縮機械１３とで構成され、電動機１２と圧縮機械１３は
一体的に組み立てられる。

【００９３】電動機１２は密閉ケース１１内に固定され
るステータ１６とこのステータ１６に収容されるロータ
１７とを有する。

【００９４】電動機１２のロータ１７には圧縮機械１３
のシリンダ９１がシリンダカバー９２を介して回転一体
に軸装される。シリンダ９１は両端が開口しており、シ
リンダ軸受９３，９４を介して主軸受９５および副軸受
９６に支持される。

【００９５】シリンダ９１内にはピストン９７が偏心配
置されて収容され、シリンダ９１の回転がオルダム継手
９８を介してピストン９７に伝達されるようになってい
る。ピストン９７の外周壁の一部は軸方向に沿ってシリ
ンダ９１の内周壁に転接される。ピストン９７の外周面
には、一端側から他端側に向って徐々にピッチを小とす
る螺旋状のブレード溝が形成され、このブレード溝に螺
旋状のヘリカルブレード９９が出し入れ自在に嵌め込ま
れる。

【００９６】ピストン９７は軸方向一端部に主軸部９７
ａが、他端部に副軸部９７ｂがそれぞれ一体に設けら
れ、両軸部が主軸受９５および副軸受９６の偏心位置に
形成された支持孔に挿入されて回転自在に支持される。
主軸受９５および副軸受９６は密閉ケース１１に固定さ
れるフランジ部９５ａ，９６ａとこのフランジ部から一
体に突出する軸受ボス部９５ｂ，９６ｂとを有し、この
軸受ボス部９５ｂ，９６ｂにスリーブ状メタルのシリン
ダ軸受９３，９４が回転自在に支持される。

【００９７】しかして、圧縮機械１３を構成するシリン
ダ９１とピストン９７との間の空間はヘリカルブレード
９９により軸方向に複数仕切られ、シリンダ９１内にヘ
リカルブレード９９の一端側から他端側、すなわち、コ
ンプレッサ用冷媒の吸込側から吐出側に向ってその容積
を漸次小さくなる複数の圧縮室１００が形成される。

【００９８】シリンダ９１とピストン９７との回転に伴
ってヘリカルブレード９９に軸方向のスライドが生じな
いように、シリンダ９１の一側にブレードストッパ１０
１が突出して設けられる。ブレードストッパ１０１はオ
ルダム機構９８の近傍位置に設けられ、ピストン９７の
端部に設けられる凹陥部１０２に対向している。

【００９９】オルダム機構９８は図７に示すようにシリ
ンダ９１に回転一体に軸装されるシリンダ軸受９４に回
転一体で径方向にスライド可能なオルダムリング１０４
を有し、このオルダムリング１０４にピストン９７のオ
ルダム部９７ｃを回転一体に連結して構成され、シリン
ダ９１の回転力をピストン９７に伝達するようになって
いる。

【０１００】また、密閉ケース１１の一側には吸込管が
設けられ、この吸込管５３から吸い込まれたコンプレッ
サ用冷媒としてのＨＦＣ冷媒は、主軸受９５の支持孔お
よびピストン９７の吸込通路１０５を通って圧縮機械１
３の圧縮室１００に案内される。圧縮室１００に案内さ
れたコンプレッサ用冷媒は電動機１２の駆動により圧縮
機械１３が駆動し、シリンダ９１がピストン９７ととも
に回転することにより圧縮作用が行なわれる。

【０１０１】シリンダ９１とピストン９７とヘリカルブ
レード９９とにより形成される圧縮機械１３で圧縮室１
００が軸方向に偏位することによりコンプレッサ用冷媒
が圧縮され、圧縮されたコンプレッサ用冷媒はブレード
ストッパ１０１に形成される冷媒導出孔１０６を経て密
閉ケース１１内に放出され、続いて吐出管５６から密閉
ケース１１外に吐出される。

【０１０２】この密閉形コンプレッサ９０においても、
コンプレッサ摺動部は図示しないオイルポンプにより、
コンプレッサ摺動部に案内され、コンプレッサ摺動部を
冷凍機油３０で潤滑している。冷凍機油３０は密閉ケー
ス１１の下部に貯溜される。冷凍機油３０にはコンプレ
ッサ用冷媒と相溶性に優れた４価以上のエステル油が用
いられる。

【０１０３】コンプレッサ摺動部にはピストン９７のブ
レード溝とヘリカルブレード９９，オルダム継手９８の
オルダムリング１０４，シリンダ軸受９３，９４と主軸
受９５や副軸受９６，ピストン９７の軸部と主軸受９５
や副軸受９６等がある。

【０１０４】次に、密閉形コンプレッサの具体的実施例
を説明する。

【０１０５】図８に示す実施例１は密閉形コンプレッサ
としてレシプロタイプの密閉形コンプレッサ１０とスク
ロールタイプの密閉形コンプレッサ７０を用意し、コン
プレッサ用冷媒であるＨＦＣ冷媒の種類と冷凍機油を種
々変えて、１６Ｈｚ〜９０Ｈｚの暖房運転を連続１００
０時間行なった後のコンプレッサ摺動部の摩耗評価とコ
ンタミ評価の実機試験を行なったものである。コンタミ
評価とは、冷凍サイクル中のキャピラリチューブや膨脹
弁等の減圧機構へのスラッジ付着量を評価するものであ
る。

【０１０６】レシプロタイプの密閉形コンプレッサ１０
では、コンプレッサ摺動部の例としてコンロッド２０と
クランクシャフト１８の摺動部の摩耗評価とコンタミ評
価を行なった。コンプレッサ摺動部の一方の摺動部材に
コンロッド２０を、相手材である他方の摺動部材をクラ
ンクシャフト１８に設定した。コンロッド２０はアルミ
ニウム材料を母材（主体）とし、表面を陽極酸化により
アルマイト処理したものを使用し、クランクシャフト１
８にＪＩＳ規格においてＳ４５Ｃの炭素鋼を用いた。

【０１０７】スクロールタイプの密閉形コンプレッサ７
０では、コンプレッサ摺動部として翼である旋回スクロ
ール７２とオルダムリング１０４の摺動部の摩耗評価と
コンタミ評価を行なった。一方の摺動部材を翼である旋
回スクロール７２とし、相手材である他方の摺動部材を
オルダムリング１０４とした。旋回スクロール７２はレ
シプロタイプのコンロッドと同様にアルミニウム材料を
母材とし、表面をアルマイト処理したものを、オルダム
リング１０４はＪＩＳ規格のＳ４５Ｃの炭素鋼を用い
た。

【０１０８】実機試験による摩耗評価において、☆印は
摩耗量１μｍ以下で摩耗無，◎印は摩耗量５μｍ以下で
摩耗無，○印は１０μｍ以下の正常摩耗，△印は摩耗量
２０μｍ以下で摩耗大・傷有，×印は摩耗量２０μｍ以
上で傷・凝着大の５段階評価を行なった。ここに凝着と
は、摺動部材同士が固着した状態をいう。○印以上が実
用運転可能で好ましい摺動材料であることを示してい
る。

【０１０９】また、スラッジ（コンタミ）評価は、冷凍
サイクル中のスラッジ付着量が微小で実用上問題のない
◎印と、スラッジ付着量が小であり、実用上良好で問題
の無い○印と、スラッジ付着量が中であり、実用上正常
で問題のない△印と、スラッジ付着量大で問題がある×
印の４段階評価を行なった。

【０１１０】実施例１によると、コンプレッサ用冷媒に
Ｒ１３４ａのＨＦＣ単冷媒と、Ｒ３２（２５ｗｔ％）／
Ｒ１２５（２５ｗｔ％）／Ｒ１３４ａ（５０ｗｔ％）の
ＨＦＣ混合冷媒を使用し、冷凍機油として３価のエステ
ル油と４価のエステル油を用いて評価試験を行なった。

【０１１１】評価試験結果では、４価のエステル油を使
用したものは、摩耗量が正常摩耗で、スラッジ付着量も
少なく、良好であることがわかった。これに対し、３価
のエステル油を冷凍機油として用いたものでは、摩耗評
価でいずれも摩耗量が大きく問題があることがわかっ
た。

【０１１２】また、比較例１〜３で示すように、密閉形
コンプレッサのコンプレッサ摺動部の一方の摺動部材に
アルミニウム材料を用い、他方の摺動部材にアルミニウ
ム材料あるいはＪＩＳ規格のＳ４５Ｃの炭素鋼を用いた
ものでは、コンプレッサ用冷媒にＨＦＣ冷媒（Ｒ１３４
ａ冷媒あるいはＲ３２／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ混合冷
媒）、冷凍機油に３価あるいは４価のエステル油を用い
ても、いずれも摩耗が大であり、摩耗評価の点で不適で
あることがわかった。

【０１１３】実施例１から、ＨＦＣ冷媒を使用したレシ
プロタイプあるいはスクロールタイプの密閉形コンプレ
ッサ１０，７０のコンプレッサ摺動部に、摺動材である
一方の摺動部材にアルミニウム材料を用いてもアルマイ
ト処理し、他方の摺動部材を炭素鋼とし、４価のエステ
ル油を冷凍機油として使用すれば、潤滑性が向上し、耐
摩耗性が良好となることがわかった。

【０１１４】４価のエステル油は、脂肪酸と４価アルコ
ール（ペンタエリエストール）により合成された合成油
であるが、脂肪酸のＯＨ基の数によりきまるエステル油
中のエステル結合の数により潤滑性が異なり、４価のエ
ステル油は、３価以下のエステル油に較べ、官能基とし
てエステル結合が多いため、コンプレッサ摺動部におい
て摺動部材との結合力が高く、耐摩耗性が改善される。
５価以上のエステル油を用いると製造コストが従来の鉱
油の１０倍〜２０倍程度と高いが、このコストの点を除
けば、さらに結合力の向上が期待できる。

【０１１５】また、コンプレッサ摺動部の摺動材である
一方の摺動部材をアルミニウム材で形成した場合には、
摺動部材の軽量化が図れ、慣性力が低下するので、摺動
面の面圧低下が図れ、エネルギロスを低減させることが
できる。

【０１１６】また、コンプレッサ摺動部の一方の摺動部
材をアルマイト処理で表面処理することにより、アルマ
イトに生じる小孔にエステル油を蓄えることができ、ア
ルミニウム材に対するエステル油の吸着性，摺動性，保
油性を向上させ、摺動状態を良好にすることができ、摺
動面の油切れ，焼付・異常摩耗を防止し、ＨＦＣ冷媒の
使用下で長時間安定した運転を保証できる。

【０１１７】図９に示す実施例２〜実施例５に示す密閉
形コンプレッサも、実施例１と同じ運転条件でレシプロ
タイプの密閉形コンプレッサ１０とスクロールタイプの
密閉形コンプレッサ７０とをそれぞれ１０００時間の連
続実機試験を行ない、摩耗評価とスラッジ評価を行なっ
たものである。

【０１１８】コンプレッサ用冷媒としてＨＦＣ冷媒（Ｒ
１３４単冷媒あるいはＲ３２／Ｒ１２５／Ｒ１３４ａ混
合冷媒）の使用下で、コンプレッサ摺動部の一方の摺動
部材（レシプロタイプのコンロッド，スクロールタイプ
の翼（旋回スクロール））にはアルミニウム材料を母材
とし、表面をアルマイト処理した後、さらに二硫化モリ
ブデン（ＭｏＳ２）で表面処理したものを用いると、相
手材の他方の摺動部材（クランクシャフト，オルダムリ
ング）に、アルミニウム材料（実施例２），ＪＩＳ規格
Ｓ４５Ｃの炭素鋼（実施例３）、炭素鋼に窒化処理で表
面処理したもの（実施例４）をそれぞれ用いても、４価
のエステル油を冷凍機油としてと使用すれば、摩耗評価
やコンタミ評価が良好で好ましいことがわかった。な
お、摩耗量については、実施例１２から実施例１４の順
に少なくなることがわかった。一方、３価のエステル油
を使用した場合には、いずれも摩耗評価の点で劣り、好
ましくないことがわかった。

【０１１９】また、実施例５に記載のように、コンプレ
ッサ摺動部の一方の摺動部材（コンロッド；翼）の表面
をアルマイト処理し、さらにＰＴＦＥ（ポリテトラフロ
ロエチレン）で表面処理した場合には、相手材である他
方の摺動部材（クランクシャフト，オルダムリング）に
ＪＩＳ規格ＦＣ２０００の鋳鉄を用いても、４価のエス
テル油を冷凍機油として使用すれば、摩耗評価やコンタ
ミ評価が共に良好であることがわかる。３価のエステル
油では摩耗評価の点で劣り、好ましくない。

【０１２０】実施例２〜実施例５に記載のＨＦＣ冷媒使
用の密閉形コンプレッサにおいては、コンプレッサ摺動
部の一方の摺動部材としてアルミニウム材料を母材と
し、表面をアルマイト処理した後から、二硫化モリブデ
ンやＰＴＦＥで表面処理を行なうと、４価のエステル油
を冷凍機油として使用した場合、一方の摺動表面に潤滑
被膜を形成して自己潤滑性を高めることができ、良好な
摺動状態を維持でき、摺動表面の油切れ、焼付・異常摩
耗を有効的に防止できる。

【０１２１】そして、コンプレッサ摺動部の相手材であ
る他方の摺動部材にはアルミニウム材料，炭素鋼，鋳
鉄，炭素鋼に窒化処理を施したものを用いることがで
き、炭素鋼に窒化処理を施すことにより、表面硬度を向
上させることができ、摩耗量の軽減を図ることができ
る。

【０１２２】図１０に示す実施例６および実施例７の密
閉形コンプレッサは、吐出圧力が２．５ＭＰａ，吸込圧
力が０．５ＭＰａの圧力条件でロータリコンプレッサの
運転周波数が９０Ｈｚで連続１０００時間運転してコン
プレッサ摺動部の摩耗評価を実機試験にて行なったもの
である。摩耗量はクランクシャフト１８とベアリングの
摩耗量の和をとったものである。このロータリコンプレ
ッサではコンプレッサ用冷媒としてＲ１３４ａのＨＦＣ
冷媒を、冷凍機油に添加剤入りの４価のヒンダードエス
テル油を使用した。

【０１２３】実施例６および実施例７の密閉形コンプレ
ッサでは、コンプレッサ摺動部を構成する一方の摺動部
材をクランクシャフト１８とし、他方の摺動部材をベア
リング４１，４２とした。一方の摺動部材には実施例６
ではフェライト率４０％以下の球状黒鉛鋳鉄かなる鋳物
材を、実施例７では、フェライト率１５％以下の片状黒
鉛鋳鉄からなる鋳物材を、軸材料にそれぞれ使用し、相
手材である他方の摺動部材のベアリングには、ＪＩＳ規
格ＦＣ２５０相当の片状黒鉛鋳鉄を軸受材料に用いた。

【０１２４】フェライト率を複数種変えて行なった評価
試験の結果、コンプレッサ摺動部の一方の摺動部材のフ
ェライト量と摩耗量の関係は、一方の摺動部材には球状
黒鉛鋳鉄を用いたものが図１０の実線ａで示すように表
され、片状黒鉛鋳鉄を用いたものが実線ｂで示すように
表わされる。球状黒鉛鋳鉄を用いるとフェライト量が４
０％以上で摩耗量が増大することがわかり、また、片状
黒鉛鋳鉄ではフェライト量が１５％以上で急速に摩耗量
が増大することがわかる。したがって、コンプレッサ摺
動部を構成する一方の摺動部材にフェライト率４０％以
下の球状黒鉛鋳鉄あるいはフェライト率１５％以下の片
状黒鉛鋳鉄を用いることにより、軸摩耗を効果的に防止
できる。相手材の他方の摺動部材には、自己潤滑特性を
有する片状黒鉛鋳鉄だけでなく、自己潤滑特性とともに
剛性の大きな球状黒鉛鋳鉄を用いてもよい。

【０１２５】また、一方の摺動部材である軸材料に球状
黒鉛鋳鉄を用いることにより、軸材料の剛性を高めるこ
とができ、高速回転可能なインバータ機種に適したもの
となる。インバータ機種では、電動機がインバータ制御
されるため、軸材料の摺動部材に生じるアンバランスマ
スが高速回転下で大きなアンバランス力となるため、剛
性の大きな軸材料が必要となる。

【０１２６】したがって、一方の摺動部材に球状黒鉛鋳
鉄を用い、他方の摺動部材に片状あるいは球状黒鉛鋳鉄
を用いたものは、密閉形コンプレッサのコンプレッサ摺
動部に適した材料となり、レシプロタイプのクランクシ
ャフトと軸受のコンプレッサ摺動部，ロータリコンプレ
ッサのクランクシャフトとメインベアリング，サブベア
リングのコンプレッサ摺動部，スクロールコンプレッサ
のクランクシャフトと軸受部のコンプレッサ摺動部，ヘ
リカルコンプレッサのピストンと主軸受，副軸受のコン
プレッサ摺動部に適用できる。

【０１２７】軸材料に片状黒鉛鋳鉄を用いた場合には、
５０〜６０Ｈｚで運転される商用機種に適したものとな
り、片状黒鉛鋳鉄に含まれる黒鉛による自己潤滑特性に
より、軸摩耗が防止される。

【０１２８】さらに、冷凍機油に添加剤入りの４価のヒ
ンダードエステル油を用いることにより、熱安定性を向
上させ、耐熱性を向上させることができる。

【０１２９】ヒンダートタイプアルコールを使って生成
したヒンダートエステル油は、エステル結合のアルコー
ル側のβ炭素に水素結合がないため、六員環構造をとる
ことができず、低エネモルギ熱分解反応によるカルボン
酸の生成が阻止され、熱安定性が向上する。

【０１３０】これに対し、非ヒンダードタイプアルコー
ルでは、図１１に示すように、β炭素に結合した水素原
子が、エステル結合中の酸素と結合し、六員環構造の中
間体を介して低エネルギでカルボン酸を生成し易く、熱
安定性に欠ける。

【０１３１】４価のエステル油は、図８および図９に示
すように、３価のエステル油に較べ、摩耗量やコンタミ
量が減少する傾向にあるが、４価のエステル油をヒンダ
ードエステル油とすることにより、熱安定性や耐熱性が
より一層向上する。４価のヒンダードエステル油には、
安定剤や酸化防止剤，銅不活性剤等の添加剤を選択的に
入れ、極圧添加剤は注入しない。

【０１３２】安定剤添加は、混入水分による加水分解か
ら生成した酸（エステル油の加水分解により生じた酸）
や混入水分そのものを捕捉することを目的とする。酸化
防止剤の添加は、密閉形コンプレッサ保管時の酸化劣化
の防止を目的とする。エステル油は鉱油に較べ酸化安定
性は優れているが、吸湿性が高いため、この吸湿性に起
因した酸化防止を図るためである。また、銅不活性剤添
加は、冷凍サイクルの銅管内の活性化エネルギの高い部
分に保護膜を形成し、銅を主体とする冷凍サイクル内付
着物の生成を抑制することを目的とする。

【０１３３】さらに、極圧添加剤を不採用の理由は、既
存のリン酸エステル系の極圧添加剤は、ＨＦＣ冷媒下で
は塩素原子が存在しないため潤滑被膜が生成されず、エ
ステル油自身の摺動面吸着に妨害されて効果が少ない。
特に、ロータリコンプレッサのベーンとピストンローラ
間では金属接触による摩耗が生じ易い。効果を上げよう
とすると極圧添加剤濃度を上げる必要があり、新たに腐
食（摩耗）の問題が発生するおそれがあるためである。

【０１３４】安定剤にはエポキシ化合物があり、４価の
ヒンダードエステル油では０．２〜０．８ｗｔ％の安定
剤が添加される。安定剤の増加はエステル油の体積抵抗
率を低下させることから、製品としての電気絶縁抵抗率
を満足できる範囲の添加量（例えば０．５ｗｔ％）が選
択される。

【０１３５】また安定剤により捕捉されるのは、酸が優
先するが、酸の発生がない場合には、所要量、例えば５
００ｐｐｍまで油中水分の捕捉が可能となる。

【０１３６】酸化防止剤にはＤＢＰＣ（ジブチル・パラ
クレゾール）があり、０．１〜０．５ｗｔ％添加され
る。ＤＢＰＣを０．１ｗｔ％の添加で常温保管１年の酸
化防止剤残存率は１００％に保つことができる。

【０１３７】銅不活性剤にはＢＴＡ（ベンゾ・トリアゾ
ール）があり、５〜２０ｐｐｍ添加される。銅不活性剤
の添加量は冷凍サイクル内の総銅表面積を計算すること
により定められる。

【０１３８】図１２は、密閉形コンプレッサのコンプレ
ッサ摺動部に用いられる摺動部材の材料特性値を別の観
点から評価したものである。図１２に示す密閉形コンプ
レッサでは、摺動部材の材料の特性値を実機試験ではな
く図１３で示す摩擦摩耗試験機のテーブルテストの評価
試験により評価したものである。

【０１３９】この評価試験は、ＨＦＣ冷媒の雰囲気中に
おいて一方の摺動部材であるピンＰを、他方の摺動部材
であるディスクＤに所要の荷重で押し付けて、ピンＰと
ディスクＤの摺動部分に３価エステル油や４価エステル
油を噴射してピンＰとディスクＤの摩耗量を測定したも
のである。

【０１４０】一方の摺動部材であるピンＰには、変形例
１では、ＪＩＳ規格のＳＭＦ４のＣｕが１．０ｗｔ％，
Ｃが０．８ｗｔ％，残部がＦｅの焼結材料に、水蒸気処
理で表面を酸化した密度比８８％の材料を用い、他方の
摺動部材であるディスクには、Ｍｏ−Ｎｉ−Ｃｒ含有鋳
鉄を使用した。ここに、密度比とは、材料の全体の体積
に対する空孔を除いた体積の比をいう。

【０１４１】変形例１のように摺動部材の密度比が９５
％未満のピン材料では、保水量が大きく、水分排除を効
果的に行なうことができない。冷凍機油にエステル油を
用いると、水分の存在下で可逆反応（加水分解）が生
じ、生じた脂肪酸によりエステル油そのものが劣化さ
れ、潤滑性が低下したり、密閉形コンプレッサ内の有機
材料の劣化を促進させるおそれがあり、好ましくない。
ちなみに、密度比９５％以上の材料は密度比７０％の材
料の保水量の１／３以下となり、水分排除を有効的に行
なうことができる。

【０１４２】変形例２および３は、一方の摺動部材であ
るピンＰに、密度比９５％以上の焼結材料を使用し、他
方の摺動部材であるディスクＤには、Ｍｏ−Ｎｉ−Ｃｒ
含有鋳鉄を用いたものである。変形例２のピンＰは、Ｓ
ＭＦ４のＣｕが２ｗｔ％，Ｃが０．８ｗｔ％，残部がＦ
ｅの焼結材料にＣｕ−Ｓｎで表面を溶浸させ、密度比９
９％としたものであり、変形例３のピンＰは、ＳＭＦ４
のＣｕが２ｗｔ％，Ｃが０．８ｗｔ％，残部がＦｅの焼
結材料にＣｕで表面を溶浸させたものである。変形例２
と３の摺動部材では、摩耗量が極めて少なく、好ましい
摺動材料であることがわかる。

【０１４３】摺動部材には密度比９５％以上の焼結材料
を用いると水分排除を効果的に行なうことができ、エス
テル油等の劣化を有効的に防止できる。また、空孔を各
々独立させることにより、空孔内への水分の侵入を効果
的に防止でき、水分排除機能を向上させることができ
る。

【０１４４】また、コンプレッサ摺動部を構成する一方
の摺動部材を鉄合金材料で形成し、Ｃｕ−ＳｎやＣｕで
表面を溶浸させる表面処理とした場合には、加工時の冷
却水が空孔内に保持されるのを防止でき、エステル油を
加水分解して劣化させるのを効果的に防ぐことができ
る。

【０１４５】さらに、コンプレッサ摺動部を構成する摺
動部材に密度比９５％未満の材料を用いた場合には、空
孔を封止する必要があるが、その際、空孔の封止をＰＴ
ＦＥ，ＭｏＳ_２，銅，錫，または青銅等の自己潤滑剤で
行なうことにより、水分の排除と潤滑性の向上を図るこ
とができ、エステル油の劣化を効果的に防止できる。

【０１４６】図１４は密閉形コンプレッサをロータリコ
ンプレッサに適用した例を示す。図１４に示される実施
例８および９，比較例１および２に表示された摩耗評価
やコンタミ評価は図８に示すものと同じ条件でしたもの
である。

【０１４７】実施例８および９の密閉形コンプレッサ
は、図２に示す低温用ロータリコンプレッサ４０や図３
に示す高温用ロータリコンプレッサ６０に適用した例を
示すもので、コンプレッサ温度１２０℃，吐出圧力が
２．５ＭＰａ，吸込圧力が０．０５ＭＰａの圧力条件で
連続１５００時間コンプレッサ運転した後の摩耗評価と
コンタミ評価を表わしたものである。

【０１４８】密閉形コンプレッサのコンプレッサ用冷媒
には、Ｒ１３４ａ冷媒あるいはＲ３２／Ｒ１３４ａ混合
冷媒のＨＦＣ冷媒を使用した。

【０１４９】実施例８では、密閉形コンプレッサのコン
プレッサ摺動部を構成する一方の摺動部材にベーン（ブ
レード）を用い、他方の摺動部材であるピストンローラ
にＭｏ−Ｎｉ−Ｃｒ含有鋳鉄を用いたものである。一方
の摺動部材であるベーンは、高速工具鋼であるＳＫＨ５
１等のＳＫＨ材の表面、少なくともブレード先端側表面
を窒化処理し、表面硬度をビッカース硬度（Ｈｖ）１０
００以上としたものである。

【０１５０】実施例９は、一方の摺動部材であるベーン
にＳＵＳ４４０Ｃのようなステンレス鋼（ＳＵＳ材）を
用いて、ベーンの少なくとも先端を窒化処理し、Ｈｖ１
０００以上の表面硬度としたものである。

【０１５１】実施例８および９で示すＨＦＣ冷媒使用の
密閉形コンプレッサにおいては、コンプレッサ摺動部の
一方の摺動部材であるベーンの少なくとも先端部をＳＫ
Ｈ材あるいはＳＵＳ材で構成し、表面を窒化処理してＨ
ｖ１０００以上の表面硬度とすることにより、４価のエ
ステル油を冷凍機油として用いると、摩耗量が極めて少
なく、良好な摺動態様が得られる。

【０１５２】３価のエステル油を用いた場合には、摩耗
量が大きく、好ましくない。

【０１５３】また、比較例１および２に示すように、密
閉形コンプレッサのコンプレッサ摺動部の一方の摺動部
材（ベーン）をＣｒ含有のＳＫＨ材やＳＵＳ材を用いて
も、ベーンの表面硬さがＨｖ１０００未満であると、冷
媒にＨＣＦＣのＲ２２を用い、冷凍機油に鉱油を用いる
従来の組合せでは正常摩耗であるが、冷媒にＨＦＣ冷媒
を、冷凍機油に４価のエステル油を使用した場合、摩耗
量が多く、好ましくない。

【０１５４】すなわち、実施例８および９に示すよう
に、コンプレッサ摺動部を構成する一方の摺動部材（ベ
ーン）の表面を窒化処理してＨｖ１０００以上の表面硬
度を有するようにすることにより、ベーンの切削摩耗を
極力低くすることができる。一方の摺動部材を比較例１
および２で示すように、ＳＫＨ５１やＳＵＪ２のように
Ｈｖ６００〜８００の材料では、切削摩耗が進行し、好
ましくない。

【０１５５】また、ベーンをＳＫＨ材やＳＵＳ材で構成
し、表面を窒化処理して化合物層（表面層）を４μｍ以
上とすることにより、窒化処理しないＳＫＨ材の１５μ
ｍ摩耗量（比較例１参照）に較べ窒化処理したものは４
μｍ程度と非常に少なく、コンプレッサ性能も良好であ
る。

【０１５６】ベーン表面を窒化処理し、表面硬度をＨｖ
１０００以上としたベーン（ブレード）では、単体耐久
試験によるブレード先端の摩耗量が４μｍ前後であるの
で、ベーン表面に形成される化合物層を４μｍ以上とす
ることにより、ブレード先端摩耗によるベーン材料に悪
影響を及ぼさない。

【０１５７】さらに、ＨＦＣ冷媒使用の密閉形コンプレ
ッサにおいて、図１５に実施例１０〜１３で示すよう
に、コンプレッサ摺動部を構成する一方の摺動部材であ
るベーン（ブレード）に周期律表４族の窒化物（Ｔｉ
Ｎ），４族の炭化物（ＴｉＣ），４族の酸化物（Ｔｉ
Ｏ），またはこれらの混合物（例えばＴｉＣとＴｉＮの
混合物）を使用し、相手材である他方の摺動部材（ロー
ラ）にＭｏ−Ｎｉ−Ｃｒ含有鋳鉄を用い、ＨＦＣ冷媒と
４価のエステル油を使用したとき、摩耗量やコンタミ量
が少なく、良好な摩耗形態を得ることができる。

【０１５８】コンプレッサ摺動部の相手材である他方の
摺動部材（ローラ）にＭｏ−Ｎｉ−Ｃｒ含有鋳鉄を用い
ると、この鋳鉄に含まれる黒鉛の自己潤滑性により良好
な潤滑性能が得られる。

【０１５９】図１６には密閉形コンプレッサをロータリ
コンプレッサに適用した実施例１４で示すもので、この
実施例１４で示すように、密閉形コンプレッサのコンプ
レッサ摺動部を構成する一方の摺動部材（ベーン）に周
期律表４族の酸化物と３族の酸化物との混合材料、例え
ばジルコニアとアルミナの混合物あるいはこの混合物と
イットリアとの混合物（混合セラミックス）を用いるこ
とにより、ＨＦＣ冷媒中で４価のエステル油を用いる
と、ブレード先端摩耗量は１μｍ未満とほとんど摩耗せ
ず、極めて良好な摺動状態を長期間にわたり期待でき
る。

【０１６０】特に、ロータリコンプレッサで、一方の摺
動部材であるベーン（ブレード）にアルミナとジルコニ
アを主体とする混合セラミックスを用い、相手材である
他方の摺動部材（ローラ）にＭｏ−Ｎｉ−Ｃｒ含有鋳鉄
を使用したものは、冷凍機油に４価のエステル油を使用
すると摩耗量は１μｍ未満ではほとんどなく、コンタミ
量もスラッジ付着量が微小で極めて優れているので、低
周波数から高周波数まで能力可変なインバータ駆動方式
のような摺動条件の厳しいコンプレッサへの適用が考え
られる。この実施例では、３価のエステル油を冷凍機油
として用いても好ましいことがわかる。なお、この実施
例ではジルコニウムを７５ｗｔ％，アルミナを２０ｗｔ
％，残部を安定化剤としたブレードを採用したコンプレ
ッサで実機試験を行なった。

【０１６１】図１７はＨＦＣ冷媒のＲ１３４ａ冷媒を使
用したロータリコンプレッサを、吐出圧力が２ＭＰａ，
吸込圧力が０．０２ＭＰａの圧力条件で、コンプレッサ
温度１２０℃で連続２０００時間運転したときのベーン
のブレード先端摩耗量を冷凍機油の種類で比較して示し
たものであり、ベーンの相手材であるピストンローラは
Ｍｏ−Ｎｉ−Ｃｒ含有鋳鉄を用いたものである。

【０１６２】図１７からも、アルミナとジルコニアの複
合セラミックスをベーンに用いたものは、表面硬度をＨ
ｖ１０００以上とすることができ、４価のエステル油中
で使用すると摩耗量が１μｍ以下とほとんど存在せず、
４価のエステル油中で極めて良好な摩耗形態を示す。

【０１６３】図１５および図１６に示す実施例１０〜１
４は、密閉形コンプレッサとして低温用ロータリコンプ
レッサと高温用ロータリコンプレッサを用いて、吐出圧
力Ｐｄが２．５ＭＰａ，吸込圧力が０．５ＭＰａの圧力
条件、コンプレッサ運転周波数９０Ｈｚ，コンプレッサ
用冷媒にＲ１３４ａ冷媒あるいはＲ３２／Ｒ１３４ａ混
合冷媒を使用し、冷凍機油に３価のヒンダードエステル
油と４価のヒンダードエステル油を用いて連続１０００
時間の運転を行なって摩耗評価とコンタミ評価を行なっ
たものである。

【０１６４】図１８は密閉形コンプレッサの実施例１５
〜１７を示すものである。実施例１５〜１７に示すもの
は、コンプレッサ摺動部を構成する一方の摺動部材（ピ
ン）を相手材である他方の摺動部材（ディスク）に押し
付け、摩擦摩耗試験機のテーブルテストにより評価試験
を行なったものである。

【０１６５】評価試験は、雰囲気圧力が２ＭＰａの圧力
条件で、２５０ｋｇの荷重を作用させ、コンプレッサ温
度１２０℃，摺動速度１ｍ／ｓｅｃ，摺動時間４時間の
試験条件で、摺動部材の摩耗評価を行なったものであ
る。

【０１６６】コンプレッサ摺動部を構成する一方の摺動
部材（ピン）を、周期律表４族，５族もしくは６族の炭
化物（ＴｉＣ，ＶＣ，ＣｒＣ）を母材とし、母材表面に
同族の窒化物の薄膜でそれぞれ表面処理すると、摺動部
材表面が改質され、Ｈｖ１０００以上の表面硬度を得る
ことができる。表面改質の際、表面改質膜と同種の材料
を母材に入れることにより、表面改質膜と母材との密着
強度を上げることができ、ＨＦＣ冷媒および４価のエス
テル油中での薄膜使用を可能とする。

【０１６７】図１９および図２０も図１８と同じ方法で
テーブルテストにより評価試験を行なった実施例１８〜
２０と実施例２１〜２３をそれぞれ示すものである。

【０１６８】図１９および図２０で示す密閉形コンプレ
ッサでは、コンプレッサ摺動部を構成する一方、摺動部
材（ベーン）を、周期律表４族，５族，もしくは６族の
窒化物（ＴｉＮ，ＶＮ，ＣｒＮ）、または周期律表４
族，５族もしくは６族の酸化物（ＴｉＯ，ＶＯ，Ｃｒ
Ｏ）を母材とし、母材表面に同族の炭化物（ＴｉＣ，Ｖ
Ｃ，ＣｒＣ）の薄膜あるいは同族の窒化物（ＴｉＮ，Ｖ
Ｎ，ＣｒＮ）の薄膜でそれぞれ表面処理して表面改質を
行ない、Ｈｖ１０００以上の表面硬度を得るようにした
ものである。表面改質の際、表面改質膜と同種の材料を
母材に入れることにより、表面改質膜を母材との密着強
度を上げることができ、ＨＦＣ冷媒および４価のエステ
ル油中での薄膜使用を可能とする。このように４族，５
族または６族の窒化物，炭化物または酸化物に、同族の
炭化物，窒化物，酸化物を組み合せたものも、コンプレ
ッサ摺動部の摺動部材としての好ましいものになる。

【０１６９】ＨＦＣ冷媒と４価のエステル油中では、塩
化物の潤滑物質が形成されないため、表面摩擦係数が増
大する。このため、表面改質膜と母材との密着強度が重
要となる。

【０１７０】この密閉形コンプレッサは、ロータリコン
プレッサやヘリカルコンプレッサのコンプレッサ摺動部
に適用することが望ましく、ロータリコンプレッサでは
一方の摺動部材がベーン（ブレード）、他方の摺動部材
がローラの摺動部分に、ヘリカルコンプレッサでは一方
の摺動部材がオルダムリングは、他方の摺動部材がピス
トンまたはシリンダ軸受の摺動部分に使うことが好まし
い。ヘリカルコンプレッサのピストンまたはシリンダ軸
受には例えば炭素鋼が用いられる。

【０１７１】なお、図２０の比較例１で示すように、一
方の摺動部材を６族の窒化物（ＣｒＮ）に４族の窒化物
（ＴｉＮ）で薄膜処理し、他方の摺動部材（ローラ）に
Ｍｏ−Ｎｉ−Ｃｒ含有鋳鉄を用いても、密着強度が弱い
ため摩耗量が大きく、不適である。

【０１７２】また、実施例１５〜２３の密閉形コンプレ
ッサにおいて、他方の摺動部材を周期律表６Ａ族もしく
は５族の金属を含む鉄合金金属を用いたので、ＨＦＣ冷
媒や４価以上のエステル油のコンプレッサで、摺動部材
の摩耗を低減できる。

【０１７３】例えば、ロータリコンプレッサに他方の摺
動部材であるローラにＭｏ−Ｎｉ−Ｃｒ含有鋳鉄を用い
ることで、ベーン材との組合せで摩耗を低減できる。

【０１７４】この密閉形コンプレッサでは、ロータリコ
ンプレッサのブレード溝のうち、吸込側ブレード溝の内
面をブローチ加工した後、研摩加工して１．６Ｓ以下の
表面精度に成形することで、シリンダのブレード溝とベ
ーンとの接触面積を増大させ、摩耗を低減できる。

【０１７５】ＨＦＣ冷媒と４価以上のエステル油を用い
たロータリコンプレッサにおいて、ベーン硬度をＨｖ１
０００以上としても、全体の摩耗を少なくするために、
ベーンと相対運動するシリンダのブレード溝内の表面粗
さを小さくしてなめらかにする必要がある。通常シリン
ダのブレード溝はブローチ加工で行なわれるため、表面
粗さが４Ｓ〜８Ｓと大きく、ベーン硬度がＨｖ１０００
以上としただけでは充分な摩耗低減を図ることができな
い。

【０１７６】さらに、この密閉形コンプレッサにおい
て、ＨＦＣ冷媒とともに使用される４価以上のエステル
油を構成するアルコールに、ヒンダードタイプアルコー
ルを用いることが望ましい。４価のヒンダードタイプア
ルコールを用いた４価のヒンダードタイプエステル油
は、熱安定性や耐熱性に優れたものとなるので、特にジ
フルオロメタン（Ｒ３２冷媒）を多く含むＨＦＣ冷媒の
ようにコンプレッサ温度の高い場合に必要となる。

【０１７７】また、密閉形コンプレッサに使用されるエ
ステル油は、脂肪酸がＣ７〜Ｃ１１級の酸で作られ、分
岐型脂肪酸を５０ｖｏｌ％以上とすることが望ましい。

【０１７８】エステル油は脂肪酸とアルコールの合成に
より作られるが、Ｃ４〜Ｃ６級の脂肪酸は、脂肪酸エス
テルと鉄や銅等の金属との反応性が高いため、スラッジ
原因となる鉄や銅等の金属石鹸を作り易い。金属石鹸の
作り易さを阻害するため、脂肪酸はＣ７〜Ｃ１１級にす
る必要があり、脂肪酸を分岐型主体とする必要がある。

【０１７９】分岐型エステル油は、図２１の分岐構造に
示すように、エステル基の隣りにあるα炭素（エステル
基に近い方からα，β，γと呼ぶ。）上に炭素分岐（Ｃ
２Ｈ５）があるため、この炭素分岐が立体障害となり、
水分子の侵入を妨害するため、加水分解が起こりにく
い。

【０１８０】また、分岐型エステル油は分岐型脂肪酸を
主体とすることにより、ＨＦＣ冷媒との相溶性が改善さ
れ、油戻りが良好となるので、冷凍機油の不足を防止で
きる。

【０１８１】冷凍機油の選別は、ＨＦＣ冷媒の相溶性の
観点とは別に、吸湿性や電気絶縁性の観点から３価以上
のアルコールであるポリオールとモノカルボン酸（カル
ボニキル基が１つ）を合成したポリオールエステル油に
絞られ、さらにポリオールは、摺動部材との結合力を考
慮して図２２に示すように、４価のヒンダードタイプア
ルコールを採用し、熱的安定性や酸化安定性が劣る非ヒ
ンダードタイプアルコールは対象外とし、また、ヒンダ
ードタイプアルコールであっても３価のアルコールは摩
耗が大きいため対象外とした。

【０１８２】また、４価以上のエステル油を構成するモ
ノカルボン酸は、加水分解性や安定性，ＨＦＣ冷媒との
相溶性、等を考慮して分岐型の脂肪酸（カルボン酸）を
９０ｖｏｌ％以上とし、直鎖型の脂肪酸（エステル基に
近い方の炭素）上に炭素分岐をもつものを主体とし、具
体的には分岐型の脂肪酸と直鎖型の脂肪酸は、耐加水分
解性を重視して、分岐型が例えば約９０ｖｏｌ％，直鎖
型が残りの１０ｖｏｌ％の比率に設定される。

【０１８３】なお、本発明の一実施例においては冷凍機
油として４価のエステル油、好ましくは４価のヒンダー
ドタイプアルコールを原料とする例を主に説明したが、
冷凍機油は結合力がより大きな５価以上のエステル油で
あってもよい。

【０１８４】また、本発明の密閉形コンプレッサに用い
られる密閉ケースには、蓋体と有底筒状の容器を嵌め合
せて溶接固定して完全密閉とするものや、蓋体と容器と
をボルトナットで固定して半密閉とするものがある。

【０１８５】その他、本発明の精神を逸脱しない範囲で
種々の変形が考えられる。

【０１８６】

【発明の効果】以上に述べたように本発明に係る密閉形
コンプレッサにおいては、ＨＦＣ冷媒で使用でき、耐摩
耗性に優れ、冷凍機油の耐加水分解性（安定性）が良好
であるため、腐食やスラッジの発生問題を有効的に回避
できる。

【０１８７】本発明に係る密閉形コンプレッサにおいて
は、冷凍機油に４価以上のエステル油を用いたので、潤
滑性が向上し、耐摩耗性が良好となる。エステル油は脂
肪酸とアルコールの合成により得られるが、脂肪酸のＯ
Ｈ基の数によりきまるエステル油中のエステル結合の数
により潤滑性が異なる一方、４価以上のエステル油は３
価以下のエステル油に較べ耐摩耗性が良好となる。例え
ば４価のエステル油は３価のエステル油に較べ官能基と
してのエステル結合が多いため、コンプレッサ摺動部の
摺動部材との結合力が高く、耐摩耗性が改善される。５
価以上のエステル油は、コストの点を除けばさらに結合
力の向上が期待でき、好ましい。

【０１８８】また、コンプレッサ摺動部を構成する一方
の摺動部材の表面を窒化処理してＨｖ１０００以上の表
面硬度を有するようにしたので、摩耗の進行を極力抑え
ることができ、他方の摺動部材にＭｏ−Ｎｉ−Ｃｒ含有
鋳鉄を用いると、この鋳鉄に含まれる黒鉛の自己潤滑性
により良好な潤滑性能を得ることができはる。

【０１８９】さらに、この密閉形コンプレッサは、ロー
タリコンプレッサのベーン（ブレード）材料を窒化処理
してＨｖ１０００以上の表面硬さとしたので、ベーンに
作用する切削摩耗の進行を抑えることができる。摺動部
材をＳＫＨ５１やＳＵＳ材２のようなＨｖ６００〜８０
０程度の材料で構成すると、摺動による切削摩耗が進行
するおそれがあるが、Ｈｖ１０００以上にすると、この
摩耗の進行を有効的に抑えることができる。

【０１９０】また、密閉形コンプレッサは、ロータリコ
ンプレッサのベーン（ブレード）材料をＳＫＨ材あるい
はＳＵＳ材で構成した表面を窒化処理し、ベーン表面の
化合物層の厚さを４μｍ以上としたので、摩耗量が少な
く、コンプレッサ性能を向上させることができる。密閉
形コンプレッサの単体耐久試験をしたとき、窒化処理な
しのＳＫＨ材ではベーン先端摩耗量が１５μｍであるの
に対し、窒化処理を施すと４μｍ程度と非常に小さく、
したがって、窒化処理された化合物層の厚さを４μｍ以
上とすることにより、ベーン材料に摩耗による悪影響を
及ぼさない。

【０１９１】さらに、密閉形コンプレッサは、コンプレ
ッサ摺動部を構成する一方の摺動部材を周期律表４族の
窒化物，４族の炭化物，４族の酸化物またはこれらの混
合物とすると、コンプレッサ冷媒としてＨＦＣ冷媒，冷
凍機油として４価以上のエステル油を使用したとき、摩
耗量が小さく、良好な摩耗形態を得ることができる。

【０１９２】また、この密閉形コンプレッサは、コンプ
レッサ摺動部を構成する他方の摺動部材にＭｏ−Ｎｉ−
Ｃｒ含有鋳鉄を用いると、この鋳鉄に含まれる黒鉛の自
己潤滑性により良好な潤滑性能が得られた。

【０１９３】一方、この密閉形コンプレッサは、ロータ
リコンプレッサのベーン（ブレード）材料に周期律表４
族の窒化物，４族の炭化物，４族の酸化物またはこれら
の混合物を用い、ローラにＭｏ−Ｎｉ−Ｃｒ含有鋳鉄を
用いると、ＨＦＣ冷媒をコンプレッサ用冷媒とし、４価
以上のエステル油を用いた中でベーンの先端摩耗量が小
さく、また良好な潤滑性能が得られる。

【０１９４】本発明に係る密閉形コンプレッサでは、コ
ンプレッサ摺動部を構成する一方の摺動部材を、周期律
表４族，５族もしくは６族の炭化物，窒化物または酸化
物を母材とし、母材表面に同種の窒化物，炭化物または
窒化物の薄膜でそれぞれ表面処理すると、摺動部材表面
が改質され、Ｈｖ１０００以上の表面硬度を得ることが
できる。表面改質の際、表面改質膜と同種の材料を母材
に入れることにより、表面改質膜と母材との密着強度を
上げることができ、ＨＦＣ冷媒や４価以上のエステル油
を使用したコンプレッサでの薄膜使用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る密閉形コンプレッサをレシプロタ
イプのコンプレッサに適用した例を示す縦断面図。

【図２】本発明に係る密閉形コンプレッサを低温用ロー
タリコンプレッサに適用した例を示す縦断面図。

【図３】本発明に係る密閉形コンプレッサを高温用ロー
タリコンプレッサに適用した例を示す縦断面図。

【図４】本発明に係る密閉形コンプレッサをスクロール
タイプのコンプレッサに適用した例を示す縦断面図。

【図５】図４に示すスクロールタイプのコンプレッサに
備えられる旋回スクロールを示す平面図。

【図６】本発明に係る密閉形コンプレッサをヘリカルタ
イプのコンプレッサに適用した例を示す縦断面図。

【図７】図６に示すヘリカルタイプのコンプレッサに備
えられるオルダム機構を示す分解組立図。

【図８】本発明に係る密閉形コンプレッサの実施例およ
び比較例を用いて実機試験によりコンプレッサ摺動部の
摩耗評価とコンタミ評価を表示したデータ図。

【図９】実施例２〜実施例５に係る密閉形コンプレッサ
でコンプレッサ摺動部の摩耗評価とコンタミ評価を行な
った図８と同様なデータ図。

【図１０】密閉形コンプレッサとして実施例６および７
に示す密閉形コンプレッサを用いてコンプレッサ摺動部
の摩耗量を求めた実機試験によるデータ図。

【図１１】非ヒンダードタイプアルコールからカルボン
酸が生成される過程を説明する図。

【図１２】コンプレッサ摺動部の材料特性を別の観点か
らウォッチしたデータ図。

【図１３】摺動部材の摩擦摩耗試験機を簡略的に示す原
理図。

【図１４】本発明に係る密閉形コンプレッサの実施例と
比較例を比較してコンプレッサ摺動部の摩耗評価とコン
タミ評価を行なったデータ図。

【図１５】実施例１０〜１３の密閉形コンプレッサのコ
ンプレッサ摺動部の摩耗評価とコンタミ評価を行なった
図１４と同様なデータ図。

【図１６】実施例１４の密閉形コンプレッサの摩耗評価
とコンタミ評価を行なった図１４と同様なデータ図。

【図１７】種々の冷凍機油に対するベーン材の摩耗量を
比較して示す図。

【図１８】実施例１５〜１７に示す密閉形コンプレッサ
を摩擦摩耗試験機のテーブルテストにより評価試験を行
なったデータ図。

【図１９】実施例１８〜２０の密閉形コンプレッサをテ
ーブルテストにより評価試験を行なった図１８と同様な
データ図。

【図２０】実施例２１〜２３の密閉形コンプレッサをテ
ーブルテストにより評価試験を行なった図１８と同様な
データ図。

【図２１】分岐型エステル油の分子構造を核磁気共鳴イ
メージング装置を用いて解析した結果を示す図。

【図２２】冷凍機油としてポリオールエステルの選択基
準例を示した図。

【符号の説明】

１０，４０，６０，７０，９０ 密閉形コンプレッサ １１ 密閉ケース １２ 電動機 １３ 圧縮機械 １４ 固定フレーム １６ ステータ １７ ロータ １８ クランクシャフト（回転シャフト） １８ａ クランク部 ２０ コンロッド（連結ロッド） ２１ ピストン ２２ シリンダ ２３ シリンダ室 ３０ 冷凍機油 ３１，５０ オイルポンプ ４１ メインベアリング ４２ サブベアリング ４３ シリンダ（シリンダブロック） ４５ ピストンローラ ４６ ブレード（ベーン） ４７ ブレード溝 ４８ スプリング ５３ 吸込管 ５６ 吐出管 ６１ 仕切プレート ６５ アキュムレータ ６６ 吸込管 ７１ 固定スクロール ７２ 旋回スクロール ７３ 圧縮室 ７５ オルダムリング ７８ 吐出室 ８０ 環状油溝 ９１ シリンダ ９３，９４ シリンダ軸受 ９５ 主軸受 ９６ 副軸受 ９７ ピストン ９８ オルダム機構 ９９ ヘリカルベーン １００ 圧縮室 １０４ オルダムリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H003 AA01 AB01 AC03 AD00 AD01 BD02 3H029 AA01 AA11 BB11 CC35 3H039 AA01 AA11 BB11 CC35 3H076 AA02 BB17 CC30 CC34 CC37 CC99

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉ケース内に電動機と圧縮機械とを収
   容し、この圧縮機械で圧縮される冷媒にＨＦＣ冷媒を用
   いた密閉形コンプレッサにおいて、このコンプレッサの
   摺動部を潤滑する冷凍機油に４価以上のエステル油を用
   い、前記コンプレッサの摺動部を構成する一方の摺動部
   材に、摺動面を窒化処理して表面硬さＨｖ１０００以上
   の材料を用い、他方の摺動部材にＭｏ−Ｎｉ−Ｃｒ含有
   鋳鉄を用いたことを特徴とする密閉形コンプレッサ。
2. 【請求項２】 前記密閉形コンプレッサはロータリコン
   プレッサであり、一方の摺動部材はベーン、他方の摺動
   部材はローラまたはシリンダであり、前記ベーンの少な
   くとも先端が窒化処理されてＨｖ１０００以上の硬度を
   有する請求項１記載の密閉形コンプレッサ。
3. 【請求項３】 前記ベーンはＳＫＨ材あるいはＳＵＳ材
   で表面が窒化処理される一方、窒化処理されたベーン表
   面の化合物層が４μｍ以上の層厚を有する請求項２記載
   の密閉形コンプレッサ。
4. 【請求項４】 密閉ケース内に電動機と圧縮機械とを収
   容し、この圧縮機械で圧縮される冷媒にＨＦＣ冷媒を用
   いた密閉形コンプレッサにおいて、このコンプレッサの
   摺動部を潤滑する冷凍機油に４価以上のエステル油を用
   い、前記コンプレッサの摺動部を構成する一方の摺動部
   材に周期律表４族の窒化物，４族の炭化物，４族の酸化
   物またはこれらの混合物を用い、他方の摺動部材に鋳鉄
   等の鉄合金材料を用いたことを特徴とする密閉形コンプ
   レッサ。
5. 【請求項５】 前記一方の摺動部材は母材表面を未処理
   構造とし、他方の摺動部材にＭｏ−Ｎｉ−Ｃｒ含有鋳鉄
   を用いた請求項４記載の密閉形コンプレッサ。
6. 【請求項６】 前記密閉コンプレッサはロータリコンプ
   レッサであり、一方の摺動部材はベーンであり、他方の
   摺動部材はローラまたはシリンダである請求項４記載の
   密閉形コンプレッサ。
7. 【請求項７】 密閉ケース内に電動機と圧縮機械とを収
   容し、この圧縮機械で圧縮される冷媒にＨＦＣ冷媒を用
   いた密閉形コンプレッサにおいて、このコンプレッサの
   摺動部を潤滑する冷凍機油に４価以上のエステル油を用
   い、前記コンプレッサの摺動部を構成する一方の摺動部
   材を、周期律表４族，５族もしくは６族の炭化物，窒化
   物または酸化物を母材とし、母材表面に同族の窒化物，
   炭化物または窒化物の薄膜で表面処理したものをそれぞ
   れ用い、他方の摺動部材にＭｏ−Ｎｉ−Ｃｒ含有鋳鉄等
   の鉄系材料を用いたことを特徴とする密閉形コンプレッ
   サ。