JP6748890B2 - 冷媒圧縮機およびそれを用いた冷凍装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷蔵庫、エアーコンディショナー等に使用される冷媒圧縮機およびそれを用いた冷凍装置に関するものである。

近年、地球環境保護の観点から化石燃料の使用を少なくする高効率の冷媒圧縮機の開発が進められている。

このような高効率の冷媒圧縮機は、そのピストンまたはクランクシャフト等の摺動部分の摩耗を防止すべく当該摺動面に、リン酸塩被膜を形成する等の方策がとられている。このリン酸塩被膜の形成によって機械加工仕上げの加工面の凹凸を消し、摺動部材同士の初期なじみを良好にすることができる（例えば、特許文献１参照）。

図１１は、特許文献１に記載された従来の冷媒圧縮機の断面図を示すものである。
図１１に示すように、密閉容器１は、冷媒圧縮機の外筐となるものであり、その底部に潤滑油２を貯留するとともに、固定子３および回転子４からなる電動要素５と、これによって駆動される往復式の圧縮要素６と、を収容している。

そして、上記圧縮要素６は、クランクシャフト７、シリンダーブロック１１、ピストン１５等によって構成されている。以下、圧縮要素６の構成を説明する。

クランクシャフト７は、回転子４を圧入固定した主軸部８と、主軸部８に対し偏心して形成された偏心軸９とからなり、さらに給油ポンプ１０を備えている。

シリンダーブロック１１は、略円筒形のボアー１２からなる圧縮室１３を形成するとともに、主軸部８を軸支する軸受部１４を有する。

ボアー１２に遊嵌されたピストン１５は、ピストンピン１６を介して、偏心軸９との間を連結手段であるコンロッド１７によって連結されている。ボアー１２の端面はバルブプレート１８で封止されている。

バルブプレート１８のボアー１２の反対側にはヘッド１９が固定されており、ヘッド１９により高圧室が形成される。サクションチューブ２０は密閉容器１に固定されるとともに、冷凍サイクルの低圧側（図示せず）に接続され、冷媒ガス（図示せず）を密閉容器１内に導く。サクションマフラー２１は、バルブプレート１８およびヘッド１９に挟持される。

クランクシャフト７の主軸部８および軸受部１４、ピストン１５およびボアー１２、ピストンピン１６およびコンロッド１７、クランクシャフト７の偏心軸９およびコンロッド１７は、いずれも互いに摺動部を形成する。

摺動部を構成する摺動部材の中で、鉄系材料同士の組み合わせにおいては、どちらか一方の摺動面に対して、前述した如く多孔質結晶体からなる不溶解性のリン酸塩被膜が形成してある。

以上のような構成において、次に動作を説明する。
商用電源（図示せず）から供給される電力は電動要素５に供給され、電動要素５の回転子４を回転させる。回転子４はクランクシャフト７を回転させ、偏心軸９の偏心運動により連結手段のコンロッド１７及びピストンピン１６を介してピストン１５を駆動する。ピストン１５はボアー１２内を往復運動する。これにより、サクションチューブ２０を通して密閉容器１内に導かれた冷媒ガスは、サクションマフラー２１から圧縮室１３内に吸入され、圧縮室１３内で連続して冷媒ガスが圧縮される。

潤滑油２は、クランクシャフト７の回転に伴って給油ポンプ１０から各摺動部に給油され、各摺動部を潤滑する。また、潤滑油２は、ピストン１５およびボアー１２の間においてはシールを司る。

ここで、クランクシャフト７の主軸部８および軸受部１４においては、回転運動が行われている。冷媒圧縮機の停止中は回転速度が０ｍ／ｓとなり、起動時は金属接触状態からの回転運動開始となって大きな摩擦抵抗力がかかることになる。この冷媒圧縮機では上記クランクシャフト７の主軸部８にリン酸塩被膜が形成されていて、当該リン酸塩被膜が初期なじみ性を有する、それゆえ、リン酸塩被膜により、起動時の金属接触による異常摩耗を防止することができる。

特開平７−２３８８８５号公報

ここで、近年、冷媒圧縮機の高効率化を図るために、より粘度の低い潤滑油２を使用したり、または、摺動部間の摺動長さがより短く設計されたりする。このため、従来のリン酸塩被膜では、早期に摩耗もしくは摩滅して、なじみ効果の持続が困難となりおそれがある。これにより、リン酸塩被膜の自己耐摩耗性が低下する可能性がある。

さらに、冷媒圧縮機においては、クランクシャフト７が一回転する間にクランクシャフト７の主軸部８にかかる荷重は大きく変動する。また、この負荷変動に伴って、クランクシャフト７および軸受部１４の間で、潤滑油２に溶け込んだ冷媒ガスが気化して発泡することがある。この発泡により油膜が切れて金属接触する頻度が増加する。

その結果、クランクシャフト７の主軸部８に形成したリン酸塩被膜が早期に摩耗して摩擦係数が上昇するおそれがある。また、摩耗係数の上昇に伴い摺動部の発熱も大きくなって、凝着等の異常摩耗が生じる懸念がある。さらに、ピストン１５およびボアー１２の間においても同様の現象を起こすおそれがある。それゆえ、ピストン１５およびボアー１２においても、クランクシャフト７と同様の課題を有している。

本発明は、上記従来の課題を解決するものであって、摺動部材の自己耐摩耗性を向上させることにより、信頼性に優れるとともに、優れた効率の冷媒圧縮機およびそれを用いた冷凍装置を提供することを目的としている。

本発明に係る冷媒圧縮機は、前記の課題を解決するために、電動要素と、前記電動要素により駆動され冷媒を圧縮する圧縮要素とを備え、前記圧縮要素を構成する少なくともひとつの摺動部材が鉄系材料であり、前記鉄系材料の摺動面に、少なくとも微結晶からなる第一の部分と、柱状組織を含有する第二の部分、および／または、層状組織を含有する第三の部分と、を含む酸化被膜を施している構成である。

前記構成によれば、摺動部材は自己耐摩耗性の向上と相手攻撃性の抑制を併せ持つとともに、基材と酸化被膜との密着性を向上することできる。それゆえ、潤滑油の粘度をより低くすることができるとともに、各摺動部における摺動長さをより短く設計することができる。したがって、摺動部において摺動ロスの低減を図ることができるため、冷媒圧縮機として優れた効率および性能を実現できるとともに長期信頼性を確保することができる。

また、本発明に係る冷媒圧縮機は、前記の課題を解決するために、前記構成の冷媒圧縮機と、放熱器と、減圧装置と、吸熱器とを含み、これらを配管によって環状に連結した冷媒回路を備える構成である。

前記構成によれば、冷凍装置は、圧縮機効率が向上した冷媒圧縮機を搭載していることになる。そのため、当該冷凍装置の消費電力を低減し、省エネルギー化を実現することができる。

本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。

本発明では、以上の構成により、摺動部材の自己耐摩耗性を向上させることにより、信頼性に優れるとともに、優れた効率の冷媒圧縮機およびそれを用いた冷凍装置を提供することができる、という効果を奏する。

本開示の実施の形態１における冷媒圧縮機の模式的断面図である。 図２Ａ〜図２Ｃは、実施の形態１における冷媒圧縮機の摺動部に形成した酸化被膜のＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）観察を行った結果の一例を示すＴＥＭ画像である。 図３Ａ，図３Ｂは、実施の形態１における酸化被膜のＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）観察を行った結果の一例を示すＳＥＭ（二次電子顕微鏡）画像である。 実施の形態１における酸化被膜のＳＩＭ（走査イオン顕微鏡）観察を行った結果の一例を示すＳＩＭ（走査イオン顕微鏡）画像である。 実施の形態１における酸化被膜のリング・オン・ディスク式摩耗試験後のディスクの摩耗量を示す説明図である。 実施の形態１における酸化被膜のリング・オン・ディスク式摩耗試験後のリングの摩耗量を示す説明図である。 実施の形態１を用いた酸化被膜の実機信頼性試験後の摺動部材におけるＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）観察を行った結果の一例を示すＴＥＭ（透過電子顕微鏡）画像である。 本開示の実施の形態２における冷媒圧縮機の模式的断面図である。 図９Ａ，図９Ｂは、実施の形態２における酸化被膜のＳＩＭ（走査イオン顕微鏡）観察を行った結果の一例を示すＳＩＭ（走査イオン顕微鏡）画像である。 本開示の実施の形態３における冷凍装置の模式図である。 従来の冷媒圧縮機の模式的断面図である。

本開示に係る冷媒圧縮機は、電動要素と、前記電動要素により駆動され冷媒を圧縮する圧縮要素とを備え、前記圧縮要素を構成する少なくともひとつの摺動部材が鉄系材料であり、前記鉄系材料の摺動面に、少なくとも微結晶からなる第一の部分と、柱状組織を含有する第二の部分、および／または、層状組織を含有する第三の部分と、を含む酸化被膜を施している構成である。

これにより、摺動部材は自己耐摩耗性の向上と相手攻撃性の抑制を併せ持つとともに、基材と酸化被膜との密着性を向上することできる。それゆえ、潤滑油の粘度をより低くすることができるとともに、各摺動部を構成するそれぞれの摺動部材の摺動長さをより短く設計することができる。したがって、摺動部において摺動ロスの低減を図ることができるため、冷媒圧縮機として優れた効率および性能を実現できるとともに長期信頼性を確保することができる。

前記構成の冷媒圧縮機においては、前記酸化被膜は、最表面に位置する前記第一の部分、当該第一の部分の下方に位置する前記第二の部分、さらに、当該第二の部分の下方に位置する前記第三の部分から少なくとも構成されてもよい。

これにより、摺動部材は、より一層効果的に自己耐摩耗性の向上と相手攻撃性の抑制を併せ持つことができる。その結果、冷媒圧縮機として、高性能を実現できるとともに長期信頼性を確保することができる。

前記構成の冷媒圧縮機においては、前記第一の部分の結晶粒径は０．００１〜１μｍの範囲内であり、前記第一の部分の結晶粒径は、前記第二の部分のそれよりも小さい構成であってもよい。

これにより、第一の部分は「保油性」の高い構成になる。それゆえ、例えば、摺動部材が貧油条件下で摺動することになっても、摺動面に油膜の形成を促すことができる。これにより、摺動部材の耐摩耗性を向上することができる。

前記構成の冷媒圧縮機においては、前記第一の部分は、少なくとも、互いに結晶密度の異なる第一ａの部分および第一ｂの部分から構成されてもよい。

これにより、第一の部分は「保油性」の高い構成になる。それゆえ、例えば、摺動部材が貧油条件下で摺動することになっても、摺動面に油膜の形成を促すことができる。これにより、摺動部材の耐摩耗性を向上することができる。

前記構成の冷媒圧縮機においては、前記第一ａの部分は表面側に位置し、前記第一ｂの部分は、当該第一ａの部分の下方に位置するとともに、前記第一ａの部分の結晶密度が、前記第一ｂの部分の結晶密度よりも小さい構成であってもよい。

これにより、第一の部分は、第一ａの部分により「保油性」の高い構成になるとともに、第一ｂの部分により第一ａの部分を良好に支持することができる。

前記構成の冷媒圧縮機においては、前記第一ａの部分は、アスペクト比が１から１０００の範囲内となる縦長の針状組織を含有する構成であってもよい。

これにより、摺動部材の摺動面において、相手材の摺動面との「なじみ」を促進させることができる。

前記構成の冷媒圧縮機においては、前記第二の部分は、アスペクト比が１から２０の範囲内となる縦長の結晶組織を含有する構成であってもよい。

これにより、第二の部分は、摺動方向に対し垂直な縦長結晶が密集形成した組織となる。それゆえ、第二の部分の機械的特性が向上するので、結果として、酸化被膜の耐久性をさらに向上することができる。

前記構成の冷媒圧縮機においては、前記第三の部分は、アスペクト比が０．０１から１の範囲内となる横長の結晶組織を含有する構成であってもよい。

これにより、第三の部分は、摺動方向に対し平行な横長結晶が密集形成した組織となる。これにより、第三の部分に滑り性を持たせることができるので、酸化被膜の耐剥離性および密着性が向上し、結果として、酸化被膜の耐久性をより一層向上することができる。

前記構成の冷媒圧縮機においては、前記酸化被膜は、鉄、酸素、およびケイ素を含有する構成であってもよい。

これにより、酸化被膜は、機械的強度、耐剥離性、および密着性に優れるものとなる。その結果、酸化被膜の耐久性を向上することができる。

前記構成の冷媒圧縮機においては、前記酸化被膜の膜厚は１〜５μｍの範囲内である構成であってもよい。

これにより、摺動部材の耐摩耗性および長期信頼性が向上するとともに、寸法精度も安定化してする。その結果、冷媒圧縮機の生産性を向上させることが可能となる。

前記構成の冷媒圧縮機においては、前記冷媒をＲ１３４ａ等のＨＦＣ系冷媒もしくはその混合冷媒とし、前記潤滑油をエステル油またはアルキルベンゼン油、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコールのいずれかひとつ、またはこれらの混合油とする構成であってもよい。

これにより、低粘度の潤滑油を使用しても摺動部材の異常摩耗を防止することができる。また、摺動部材の摺動ロスを低減することが可能になる。そのため、冷媒圧縮機の信頼性を向上できるとともに優れた効率を実現することができる。

前記構成の冷媒圧縮機においては、前記冷媒をＲ６００ａ、Ｒ２９０、Ｒ７４４等の自然冷媒もしくはその混合冷媒とし、前記潤滑油を鉱油、エステル油またはアルキルベンゼン油、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコールのいずれかひとつ、またはこれらの混合油とする構成であってもよい。

これにより、低粘度の潤滑油を使用しても摺動部材の異常摩耗を防止することができる。また、摺動部材の摺動ロスを低減することが可能になる。そのため、冷媒圧縮機の信頼性を向上できるとともに優れた効率を実現することができる。さらに、温室効果の少ない冷媒を使用することで、地球温暖化抑制を図ることができる。

前記構成の冷媒圧縮機においては、前記冷媒をＲ１２３４ｙｆ等のＨＦＯ系冷媒もしくはその混合冷媒とし、前記潤滑油をエステル油またはアルキルベンゼン油、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコールのいずれかひとつ、またはこれらの混合油とする構成であってもよい。

これにより、低粘度の潤滑油を使用しても摺動部材の異常摩耗を防止することができる。また、摺動部材の摺動ロスを低減することが可能になる。そのため、冷媒圧縮機の信頼性を向上できるとともに優れた効率を実現することができる。さらに、温室効果の少ない冷媒を使用することで、地球温暖化抑制を図ることができる。

前記構成の冷媒圧縮機においては、前記電動要素は、複数の運転周波数でインバータ駆動される構成であってもよい。

これにより、各摺動部への給油量が少なくなる低速運転時においても、耐磨耗性に優れた酸化被膜により、信頼性を向上させることができる。また、回転数が増加する高速運転時においても、優れた信頼性を維持することができる。これにより、冷媒圧縮機の信頼性をより一層向上することができる。

本開示に係る冷凍装置は、前記構成の冷媒圧縮機と、放熱器と、減圧装置と、吸熱器とを含み、これらを配管によって環状に連結した冷媒回路を備える構成である。

これにより、冷凍装置は、圧縮機効率が向上した冷媒圧縮機を搭載していることになる。そのため、当該冷凍装置の消費電力を低減し、省エネルギー化を実現することができる。

以下、本開示の代表的な実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。

（実施の形態１）
［冷媒圧縮機の構成］
まず、本実施の形態１に係る冷媒圧縮機の代表的な一例について、図１および図２Ａを参照して具体的に説明する。図１は、本実施の形態１に係る冷媒圧縮機１００の断面図であり、図２Ａは、冷媒圧縮機１００の摺動部のＴＥＭ観察を行った結果の一例を示す顕微鏡写真である。

図１に示すように、冷媒圧縮機１００においては、密閉容器１０１内にはＲ１３４ａからなる冷媒ガス１０２が充填されるとともに、底部には潤滑油１０３としてエステル油が貯留されている。また、密閉容器１０１内には、固定子１０４および回転子１０５からなる電動要素１０６と、これによって駆動される往復式の圧縮要素１０７とが収容されている。

そして、圧縮要素１０７は、クランクシャフト１０８、シリンダーブロック１１２、ピストン１３２等によって構成されている。圧縮要素１０７の構成を以下に説明する。

クランクシャフト１０８は、回転子１０５を圧入固定した主軸部１０９と、主軸部１０９に対し偏心して形成された偏心軸１１０と、から少なくとも構成される。クランクシャフト１０８の下端には潤滑油１０３に連通する給油ポンプ１１１を備えている。

クランクシャフト１０８は、基材１５４として、ケイ素（Ｓｉ）を約２％含有してなるねずみ鋳鉄（ＦＣ鋳鉄）を使用し、表面に酸化被膜１５０が形成されている。本実施の形態１における酸化被膜１５０の代表的な一例を図２Ａに示す。図２Ａは、酸化被膜１５０の断面をＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）により観察した結果の一例であり、酸化被膜１５０の厚さ方向の全体像を示す。

本実施の形態１における酸化被膜１５０は、図２Ａに示すように、最表面から、微結晶１５５からなる第一の部分１５１、その下に縦長の柱状組織１５６を含有する第二の部分１５２、さらにその下方に横長の層状組織１５７を含有する第三の部分１５３、そして基材１５４というような構成を有している。

なお、本実施の形態１における酸化被膜１５０の膜厚は約３μｍである。また、図２Ａに示す酸化被膜１５０は、後述する実施例１において、リング・オン・ディスク式摩耗試験で用いたディスク（基材１５４）に形成されたものである。

シリンダーブロック１１２は鋳鉄からなり、略円筒形のボアー１１３を形成するとともに、主軸部１０９を軸支する軸受部１１４を備えている。

また、回転子１０５にはフランジ面１２０が形成され、軸受部１１４の上端面がスラスト面１２２になっている。フランジ面１２０と軸受部１１４のスラスト面１２２との間には、スラストワッシャ１２４が挿入されている。フランジ面１２０、スラスト面１２２およびスラストワッシャ１２４でスラスト軸受１２６を構成している。

ピストン１３２はある一定量のクリアランスを保ってボアー１１３に遊嵌され、鉄系の材料からなり、ボアー１１３と共に圧縮室１３４を形成する。また、ピストン１３２は、ピストンピン１３７を介して連結手段であるコンロッド１３８により偏心軸１１０と連結されている。ボアー１１３の端面はバルブプレート１３９で封止されている。

ヘッド１４０は高圧室を形成している。ヘッド１４０は、バルブプレート１３９のボアー１１３の反対側に固定される。サクションチューブ（図示せず）は、密閉容器１０１に固定されるとともに冷凍サイクルの低圧側（図示せず）に接続され、冷媒ガス１０２を密閉容器１０１内に導く。サクションマフラー１４２は、バルブプレート１３９とヘッド１４０に挟持される。

以上のように構成された冷媒圧縮機１００について、以下その動作を説明する。
商用電源（図示せず）から供給される電力は電動要素１０６に供給され、電動要素１０６の回転子１０５を回転させる。回転子１０５はクランクシャフト１０８を回転させ、偏心軸１１０の偏心運動が連結手段のコンロッド１３８からピストンピン１３７を介してピストン１３２を駆動する。ピストン１３２はボアー１１３内を往復運動し、サクションチューブ（図示せず）を通して密閉容器１０１内に導かれた冷媒ガス１０２をサクションマフラー１４２から吸入し、圧縮室１３４内で圧縮する。

潤滑油１０３はクランクシャフト１０８の回転に伴い、給油ポンプ１１１から各摺動部に給油され、摺動部を潤滑するとともに、ピストン１３２とボアー１１３の間においてはシールを司る。なお、摺動部とは、複数の摺動部材が互いの摺動面で接した状態で摺動する部位を意味する。

ここで、近年の冷媒圧縮機１００では、さらなる高効率化を図るため、潤滑油１０３として、（１）既述した如くより粘度の低いものを使用する、または、（２）摺動部を構成するそれぞれの摺動部材の摺動長さ（摺動部間の摺動長さとする。）がより短く設計される、等の対応が行われている。そのため、摺動条件はより過酷な方向に進んでいる。すなわち、摺動部の間の油膜はより薄くなる傾向にあり、あるいは、摺動部の間の油膜が形成され難い傾向にある。

加えて、冷媒圧縮機１００においては、クランクシャフト１０８の偏心軸１１０が、シリンダーブロック１１２の軸受部１１４、並びに、クランクシャフト１０８の主軸部１０９に対して偏心して形成されている。そのため、圧縮された冷媒ガス１０２のガス圧により、クランクシャフト１０８の主軸部１０９と偏心軸１１０とコンロッド１３８との間に、負荷変動を伴う変動荷重が加えられる。この負荷変動に伴って、主軸部１０９と軸受部１１４との間などで、潤滑油１０３に溶け込んだ冷媒ガス１０２が繰り返し気化するため、潤滑油１０３に発泡が発生する。

このような理由により、クランクシャフト１０８の主軸部１０９と軸受部１１４との間などの摺動部において、油膜が切れて摺動面同士が金属接触する頻度が増加する。

しかしながら、この冷媒圧縮機１００の摺動部、例えば、本実施の形態１で一例として示すクランクシャフト１０８の摺動部には、前述した構成の酸化被膜１５０が施してある。そのため、油膜が切れる頻度が増加したとしても、これに伴い発生する摺動面の摩耗を長期間にわたって抑制することができる。

［酸化被膜の構成］
次に、図２Ａに加えて、図２Ｂ〜図４を参照して、摺動部の摩耗を抑制する酸化被膜１５０についてさらに詳述する。

なお、図２Ａは、前述したように、酸化被膜１５０の厚さ方向の全体像を示すＴＥＭ画像であり、図２Ｂは、図２Ａにおいて破線で囲んだ［ｉ］の部分を拡大したＴＥＭ画像であり、図２Ｃは、図２Ａにおいて破線で囲んだ［ｉｉ］の部分を拡大したＴＥＭ画像である。

また、図３Ａは、本実施の形態１における酸化被膜１５０において、第一の部分１５１および第二の部分１５２をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察した結果の一例を示すＳＥＭ画像であり、図３Ｂは、図３Ａにおける［ｉｉｉ］の部分を拡大したＳＥＭ画像である。また、図４は、本実施の形態１における酸化被膜１５０をＳＩＭ（走査イオン顕微鏡）で観察した結果の一例を示すＳＩＭ画像である。

本実施の形態１では、クランクシャフト１０８は、ねずみ鋳鉄（ＦＣ鋳鉄）を基材１５４としている。酸化被膜１５０は、この基材１５４の表面に形成されている。具体的には、例えば、基材１５４の摺動表面を研磨仕上げした後、酸化性ガスを用いた酸化処理により酸化被膜１５０が形成されている。

なお、図２Ａにおいては、向かって上側が最表面、向かって下側が基材１５４に相当する（図２Ａでは、実際には、酸化被膜１５０の厚さ方向は向かって左側に傾斜しているが、便宜上、略上下方向とする）。それゆえ、図２Ａを説明する上では、略上下方向を「縦方向」と称し、この「縦方向」に直交する方向（縦方向の垂直方向）を「横方向」と称する。

前述したように、図２Ａに示すように、酸化被膜１５０は、本実施の形態１では、最表面から、微結晶１５５からなる第一の部分１５１、その下に縦長の柱状組織１５６を含有する第二の部分１５２、さらにその下方に横長の層状組織１５７を含有する第三の部分１５３から少なくとも構成されており、第三の部分１５３の下方が基材１５４となっている。

なお、酸化被膜１５０が形成された試料（クランクシャフト１０８の一部）をＴＥＭで観察する際には、当該試料を保護するために、酸化被膜１５０の上に保護膜（カーボン蒸着膜）を形成する。図２Ａにおいて、第一の部分１５１の上方は、この保護膜である。

図２Ａ〜図２Ｃ並びに図３Ａ，図３Ｂに示すように、本実施の形態１における酸化被膜１５０においては、最表面に形成される第一の部分１５１は、粒径１００ｎｍ以下の微結晶１５５が敷き詰められたような組織で構成されていることが分かる。なお、酸化被膜１５０が形成された試料（クランクシャフト１０８の一部）をＳＥＭで観察する際には、当該試料を保護するために、酸化被膜１５０の上に保護用の樹脂膜を形成している。そのため、酸化被膜１５０の表面は樹脂により包埋されている。図３Ａ，図３Ｂにおいて、第一の部分１５１の上方は、この樹脂である。

また、図３Ａ，図３Ｂに示すように、第一の部分１５１の下方には第二の部分１５２が位置する。この第二の部分１５２は、縦方向の径が５００ｎｍから１μｍ程度、横方向の径が１００ｎｍから１５０ｎｍ程度の組織で構成されている。この組織の縦方向の径を横方向の径で除したアスペクト比は、約３から１０の範囲となるので、この組織は縦方向に長いものである。それゆえ、第二の部分１５２は、アスペクト比の大きい「縦長」の柱状組織１５６が同じ方向に無数に形成されていることが分かる。

図２Ａ〜図２Ｃ、図３Ａ，図３Ｂ、並びに図４に示すように、本実施の形態１における酸化被膜１５０においては、第二の部分１５２の下方には第三の部分１５３が位置する。この第三の部分１５３は、縦方向の径が数十ｎｍ以下、横方向の径が数百ｎｍ程度の組織で構成されている。この組織の縦方向の径を横方向の径で除したアスペクト比は、０．０１から０．１の範囲となるので、この組織は横方向に長いものである。それゆえ、第三の部分１５３は、アスペクト比の小さい「横長」の層状組織１５７が形成されていることが分かる。なお、図４において、第一の部分１５１の上方は、前述した保護用の樹脂膜である。

ここで、図４に示すように、第三の部分１５３には基材１５４の組織であるセメンタイト１５８が確認される。これに対して、第一の部分１５１および第二の部分１５２には、セメンタイト１５８は確認されない。それゆえ、第三の部分１５３は、基材１５４の酸化処理により、基材１５４に酸素が拡散されることにより形成されると推測される。これに対して、第一の部分１５１および第二の部分１５２は、基材１５４の表面に酸化物が成長することにより形成されると推測される。

酸化被膜１５０の製造方法（形成方法）は、公知の鉄系材料の酸化方法を好適に用いることができ、特に限定されない。基材１５４である鉄系材料の種類、その表面状態（前述した研磨仕上げ等）、求める酸化被膜１５０の物性等の諸条件に応じて、製造条件等については適宜設定することができる。本開示では、炭酸ガス（二酸化炭素ガス）等の公知の酸化性ガスおよび公知の酸化設備を用いて、数百℃の範囲内、例えば４００〜８００℃の範囲内で基材１５４であるねずみ鋳鉄を酸化することにより、基材１５４の表面に酸化被膜１５０を形成することができる。

また、本実施の形態１に係る酸化被膜１５０は、第一の部分１５１と、第二の部分１５２および第三の部分１５３の少なくとも一方を含む構成であればよい。つまり、酸化被膜１５０は、諸条件を調整することにより、第一の部分１５１および第二の部分１５２の２層を含む構成であるか、第一の部分１５１および第三の部分１５３の２層を含む構成となり得る。また、諸条件を調整することにより、酸化被膜１５０は、前述したように、第一の部分１５１、第二の部分１５２および第三の部分１５３の３層を含む構成となる。

特に、酸化被膜１５０の代表的な構成としては、図２Ａ〜図４に示すように、最表面から順に、第一の部分１５１、第二の部分１５２および第三の部分１５３となる３層構造を挙げることができるが、これら以外の部分を含んでもよいし、これら部分の積層順も諸条件の調整により適宜設定することができる。この点は、例えば、後述する比較例１または２のように、諸条件を設定することで、第二の部分１５２のみの酸化被膜、あるいは、第二の部分１５２および第三の部分１５３からなる酸化被膜を形成することができることからも自明である。

また、後述する実施の形態２で例示するように、第一の部分１５１は、さらに下位の部分に区分することも可能である。つまり、本実施の形態１に係る酸化被膜１５０は、第一の部分１５１が必須であり、第二の部分１５２または第三の部分１５３のいずれかを含んでいればよく、第一の部分１５１、第二の部分１５２および第三の部分１５３のいずれも含んでもよく、さらに他の部分を含んでもよい。

ここで、第一の部分１５１は、微結晶１５５からなる組織で構成されるが、第一の部分１５１には、これは微結晶１５５以外の組織等を全く含まないという意味ではない。本開示においては、第一の部分１５１は、実質的に微結晶１５５からなる構成であり、「不純物」の範囲内で他の組織等を含んでもよい。したがって、第一の部分１５１は、少なくとも微結晶１５５からなる構成、言い換えれば、微結晶１５５を主たる組織とする構成であればよく、他の組織を含んでもよい（例えば、後述する実施の形態２参照）。

また、第二の部分１５２は、柱状組織１５６を含有していればよく、他の組織を含有してもよいし、実質的に柱状組織１５６から構成されてもよい。同様に、第三の部分１５３は、層状組織１５７を含有していればよく、他の組織を含有してもよいし、実質的に層状組織１５７から構成されてもよい。第一の部分１５１、第二の部分１５２および第三の部分１５３は、例えば、後述する実施例等で得られる作用効果を発揮できるものであればよいので、これら部分に必須の組織以外の組織を含んでもよいことは言うまでもない。

実施の形態１に係る酸化被膜１５０においては、第一の部分１５１は、ナノレベルの微結晶１５５が敷き詰められたような組織であればよく、微結晶１５５の粒径の上限は１００ｎｍ以下に限定されない。例えば、微結晶１５５の粒径は、０．００１μｍ（１ｎｍ）〜１μｍ（１０００ｎｍ）の範囲内であればよい。これにより、後述する実施例１〜３で得られる作用効果と同様の作用効果を良好に実現することができる。

同様に、本実施の形態１に係る酸化被膜１５０においては、第二の部分１５２は、アスペクト比の大きい「縦長」の柱状組織１５６が同じ方向に無数に形成されている構成であればよく、柱状組織１５６のアスペクト比は３〜１０の範囲内に限定されない。例えば、柱状組織１５６のアスペクト比は、１〜２０の範囲内であればよい。これにより、後述する実施例１〜３で得られる作用効果と同様の作用効果を良好に実現することができる。

同様に、本実施の形態１に係る酸化被膜１５０においては、第三の部分１５３は、アスペクト比の小さい「横長」の層状組織１５７が形成されている構成であればよく、層状組織１５７のアスペクト比は、０．０１〜０．１の範囲内に限定されない。例えば、層状組織１５７のアスペクト比は、０．０１〜１の範囲内であればよい。これにより、後述する実施例１〜３で得られる作用効果と同様の作用効果を良好に実現することができる。

なお、第一の部分１５１の微結晶１５５の粒径、第二の部分１５２の柱状組織１５６のアスペクト比、および第三の部分１５３の層状組織１５７のアスペクト比は、基材１５４の種類または表面状態等の「基材条件」に応じて前述した酸化被膜１５０の製造条件を適宜設定することで、好適な範囲内に設定することができる。

［酸化被膜の評価］
次に、本実施の形態１に係る酸化被膜１５０の代表的な一例について、その特性を評価した結果を、図５〜図７を参照して説明する。以下の説明では、実施例、従来例、および比較例の結果に基づき、第一の部分１５１、第二の部分１５２、および第三の部分１５３のそれぞれの組織が、酸化被膜１５０の特性にどのように寄与するかについて検討している。

（実施例１）
摺動部材としてねずみ鋳鉄製のディスクを用いた。したがって、基材１５４の材質はねずみ鋳鉄であり、ディスクの表面が摺動面となる。前述した通り、炭酸ガス等の酸化性ガスを用いて、４００〜８００℃の範囲内でディスクを酸化することにより、摺動面に対して本実施の形態１に係る酸化被膜１５０を形成した。この酸化被膜１５０は、図２Ａ〜図４に示すように、第一の部分１５１、第二の部分１５２および第三の部分１５３を備える構成であった。このようにして本実施例１の評価用試料を準備した。この評価用試料について、後述する自己耐摩耗性および相手攻撃性の評価を行った。

（従来例１）
表面処理膜として、本実施の形態１に係る酸化被膜１５０の代わりに、従来のリン酸塩被膜を形成した。これ以外は、実施例１と同様にして従来例１の評価用試料を準備した。この評価用試料について、後述する自己耐摩耗性および相手攻撃性の評価を行った。

（比較例１）
表面処理膜として、本実施の形態１に係る酸化被膜１５０の代わりに、層状組織１５７を含有する部分（第三の部分１５３）単層からなる比較酸化被膜を形成した。これ以外は、実施例１と同様にして比較例１の評価用試料を準備した。この評価用試料について、後述する自己耐摩耗性および相手攻撃性の評価を行った。

（比較例２）
表面処理膜として、本実施の形態１に係る酸化被膜１５０の代わりに、層状組織１５７を含有する部分（第三の部分１５３）の上方に柱状組織１５６を含有する部分（第二の部分１５２）のみを形成させた２層からなる比較酸化被膜を形成した。これ以外は、実施例１と同様にして比較例２の評価用試料を準備した。この評価用試料について、後述する自己耐摩耗性および相手攻撃性の評価を行った。

（自己耐摩耗性および相手攻撃性の評価）
Ｒ１３４ａ冷媒およびＶＧ３（４０℃での粘度グレードが３ｍｍ^２／ｓ）のエステル油の混合雰囲気下で、前述した評価用試料を用いて、リング・オン・ディスク式摩耗試験を実施した。評価用試料であるディスクとは別に、相手材として、ねずみ鋳鉄を基材とし、その表面（摺動面）に表面研磨のみ施したリングを準備した。摩耗試験は、株式会社エイ・アンド・ディ製の中圧フロン摩擦摩耗試験機 ＡＦＴ−１８−２００Ｍ（商品名）を用いて、荷重１０００Ｎの条件にて行った。これにより、評価用試料（ディスク）に形成された表面処理膜の摩耗特性（自己耐摩耗性）と、当該表面処理膜の相手材（リング）の摺動面への攻撃性（相手攻撃性）とを併せて評価した。

（実施例１、従来例１、および比較例の対比）
図５は、リング・オン・ディスク式摩耗試験を実施した結果であって、評価用試料であるディスクの摺動面の摩耗量を示す。また、図６は、リング・オン・ディスク式摩耗試験を実施した結果であって、相手材であるリングの摩耗量を示す。

図５に示すように、実施例１、比較例１、および比較例２のいずれの表面処理膜（酸化被膜）も、従来例１の表面処理膜（リン酸塩被膜）に比べて摩耗量が少なく、自己耐摩耗性が優れていることが分かる。特に、実施例１の酸化被膜１５０および比較例２の比較酸化被膜を施したディスクでは、その表面に摩耗がほとんど認められない。それゆえ、リン酸塩被膜に比べて酸化被膜そのものの自己耐摩耗性が優れていることが分かる。

一方、図６に示すように、相手材であるリングの摩耗量は、実施例１、比較例１および従来例１では、ほとんど摩耗が認められないが、比較例２において有意な摩耗が認められる。それゆえ、比較例２の比較酸化被膜は相手攻撃性が高いことが分かる。

以上の結果から、実施例１すなわち前述した酸化被膜１５０を備える摺動部材のみが、ディスクおよびリングのいずれもほとんど摩耗が認められなかった。それゆえ、酸化被膜１５０を備える摺動部材は良好な自己耐摩耗性を実現できるとともに、相手材に対する相手攻撃性が良好に低下することが分かる。

これら実施例１、従来例１および比較例の結果から、本実施の形態１に係る酸化被膜１５０は、次のような作用効果を奏すると考えられる。

まず、比較例１のように、表面処理膜が実質的に第三の部分１５３のみである構成、すなわち、摺動方向に対し平行で単層からなる層状組織１５７を含有する部分のみである構成では、摺動により組織に滑りが生じると推測される。それゆえ、表面処理膜を有する摺動部材（ディスク）の摺動面には、ある程度の摩耗が生じるが、相手材（リング）の摺動面の摩耗はほとんど認められない。それゆえ、従来例１ほどではないにせよ自己耐摩耗性は低い傾向にあるが、相手攻撃性は低くなっていると考えられる。

また、比較例２のように、表面処理膜が最表面から第二の部分１５２および第三の部分１５３の２層からなる構成、すなわち、層状組織１５７を含有する部分の上に、柱状組織１５６を含有する部分を備える構成では、摺動面に無数の束状の柱状組織１５６が存在するため、摺動面の機械的強度が高くなり、その結果、摺動部材（ディスク）の自己耐摩耗性は高くなると推測される。しかしながら、摺動が開始されてしばらくの間、いわゆる「初期摩耗域」の間に、摺動面が未処理のままの相手材（リング）を攻撃する傾向にあり、結果的に、相手材の摺動面に摩耗が生じると考えられる。

また、リング・オン・ディスク式摩耗試験の後に、摺動部材（ディスク）の摺動面を観察したところ、柱状組織１５６および層状組織１５７の界面付近に剥離は確認されなかった。それゆえ、柱状組織１５６を含有する第二の部分１５２と層状組織１５７を含有する第三の部分１５３とは、互いに界面の密着強度に優れており、表面処理膜としての耐剥離性が高いと推測される。

実施例１では、表面処理膜が、第一の部分１５１、第二の部分１５２および第三の部分１５３を備える酸化被膜１５０であり、比較例１および２のいずれの摺動部材（ディスク）に比べても自己耐摩耗性に優れている。しかも、実施例１の摺動部材であれば、相手材（リング）の摺動面においても摩耗がほとんど認められないため、相手攻撃性も十分に低下させることができる。

このように、実施例１では、本実施の形態１に係る酸化被膜１５０が良好な自己耐摩耗性と、非常に低い相手攻撃性とを実現している。その要因としては、当該酸化被膜１５０が第一の部分１５１を備えることによると推測される。第一の部分１５１は、粒径１００ｎｍ以下の微結晶１５５で構成され、これら微結晶１５５の間にはわずかな空隙が生じ、あるいは、表面に微小な凹凸が生ずる。このような空隙および／または凹凸が存在することで、摺動状態が厳しい状況であっても摺動面に潤滑油１０３を留めること、いわゆる「保油性」を発揮することが可能となり、その結果、摺動面に油膜が形成され易くなると考えられる。

また、酸化被膜１５０においては、基材１５４側に柱状組織１５６および層状組織１５７が存在するが、これら組織は、微結晶１５５に比べて相対的に硬度が低い（軟らかい）。そのため、摺動時には、柱状組織１５６および層状組織１５７が「緩衝材」のように機能すると推測される。これにより、摺動時の表面に対する圧力により微結晶１５５は基材１５４側に圧縮されるように挙動すると考えられる。その結果、酸化被膜１５０の相手攻撃性は、他の表面処理膜と比較して顕著に低下し、相手材の摺動面の摩耗を有効に抑制していると考えられる。

また、前述した観点から、本実施の形態１に係る酸化被膜１５０においては、少なくとも第一の部分１５１を備えていることが必須であるとともに、第二の部分１５２または第三の部分１５３のいずれかを備えていればよいことが分かる。より好ましくは、比較例１および２の結果からも明らかなように、酸化被膜１５０は、第一の部分１５１、第二の部分１５２および第三の部分１５３を全て備えていればよいことが分かる。

なお、本実施の形態１におけるリング・オン・ディスク式摩耗試験では、酸化被膜をディスク側に設けて試験を実施しているが、酸化被膜をリング側に設けても同様の結果が得られる。また、酸化被膜の耐摩耗性の評価は、リング・オン・ディスク式摩耗試験に限定されず他の試験方法によって評価することもできる。

（実施例２）
評価用試料としてねずみ鋳鉄製の丸棒を用いた。したがって、基材１５４の材質はねずみ鋳鉄であり、鋳鉄丸棒の表面が摺動面となる。実施例１と同様にして、鋳鉄丸棒の表面に、本実施の形態１に係る酸化被膜１５０を形成した。この酸化被膜１５０は、図２Ａ〜図４に示すように、第一の部分１５１、第二の部分１５２および第三の部分１５３を備える構成であった。このようにして本実施例２の評価用試料を準備した。この評価用試料の一端を潤滑油１０３に浸漬させた。その結果、評価用試料の一端から他端に向かって潤滑油１０３が顕著に上昇することが観察された。

第一の部分１５１は、粒径１００ｎｍ以下の微結晶１５５を敷き詰めたような組織となっている。そのため、毛細管現象により潤滑油１０３が酸化被膜１５０の表面（摺動面）に保持されやすいことが実験的に裏付けられた。したがって、実施例２の結果から、本実施の形態１に係る酸化被膜１５０は良好な「保油性」を発揮することができるため、当該酸化被膜１５０を備える摺動部材は、自己耐摩耗性が高くかつ相手攻撃性も低いものとすることができることが分かる。

（実施例３）
次に、本実施の形態１に係る酸化被膜１５０が形成されたクランクシャフト１０８を搭載した冷媒圧縮機１００を用いて実機信頼性試験を行った。冷媒圧縮機１００は、前述したように、図１に示す構成であるため、その説明を省略する。実機信頼性試験に際しては、前述した実施例１等と同様に、Ｒ１３４ａ冷媒およびＶＧ３（４０℃での粘度グレードが３ｍｍ^２／ｓ）のエステル油を用いた。クランクシャフト１０８の主軸部１０９の摩耗を加速させるべく、高温環境の下、短時間で運転および停止を繰り返す、高温高負荷断続運転モードで、冷媒圧縮機１００を動作させた。

実機信頼性試験の終了後、冷媒圧縮機１００を解体してクランクシャフト１０８を取り出し、その摺動面を確認した。この摺動面の観察結果に基づいて、実機信頼性試験の評価を行った。

（従来例２）
クランクシャフト１０８に対して従来のリン酸塩被膜を形成した以外は、実施例３と同様にして、当該クランクシャフト１０８を備える冷媒圧縮機１００の実機信頼性試験を行った。その後、冷媒圧縮機１００を解体してクランクシャフト１０８を取り出し、その摺動面を確認した。

（実施例３および従来例２の対比）
従来例２では、クランクシャフト１０８の摺動面に摩耗が発生しており、リン酸塩被膜の損耗が認められた。これに対して、実施例３では、クランクシャフト１０８の摺動面の損傷は極めて軽微であった。

さらに、実施例３におけるクランクシャフト１０８の摺動面の断面をＴＥＭにより観察した。その結果を図７に示す。なお、図７は、摺動面の断面のＴＥＭ画像であり、第一の部分１５１の上方は、図２Ａで説明したように、試料を保護するために形成された保護膜である。

図７に示すように、冷媒圧縮機１００を過酷な条件で動作させたにもかかわらず、クランクシャフト１０８の摺動面には、微結晶１５５を含有する第一の部分１５１が残存していた。これにより、本実施の形態１に係る酸化被膜１５０は、第一の部分１５１を備えているため、この第一の部分１５１が定常摩耗域（摺動面がいわゆる「なじんだ」状態になる領域、摩耗の進行速度が非常に遅い領域）になっていると考えられる。そのため、酸化被膜１５０を備える摺動部材（実施例３ではクランクシャフト１０８）は、冷媒を圧縮する環境下においても、耐摩耗性が非常に良好であることが分かる。

［変形例等］
このように、本実施の形態１では、冷媒圧縮機１００が備える摺動部材の少なくとも一つが鉄系材料であり、この鉄系材料の摺動面に、微結晶１５５からなる第一の部分１５１と、柱状組織１５６を含有する第二の部分１５２と、層状組織１５７を含有する第三の部分１５３とを備える酸化被膜１５０が形成されている。

これにより、摺動部材の自己耐摩耗性を向上するとともに、相手攻撃性を十分に抑制することができる。そのため、従来の表面処理膜では困難であった、冷媒圧縮機１００の高効率設計（すなわち、潤滑油１０３の粘度をより低く、かつ、摺動部間の摺動長さをより短くする設計）を実現することができる。その結果、冷媒圧縮機１００においては、摺動部の摺動ロスを低減することが可能となり、高信頼性かつ高効率化を実現することができる。

酸化被膜１５０の膜厚としては、本実施の形態１では約３μｍを例示したが、酸化被膜１５０の膜厚はこれに限定されない。代表的な膜厚としては、１〜５μｍの範囲内を挙げることができる。膜厚が１μｍ未満の場合では、諸条件にもよるが、長期にわたって耐摩耗性等の特性を維持することが難しくなる場合がある。一方、膜厚が５μｍを超える場合には、諸条件にもよるが、摺動面の面粗度が過大となる。そのため、複数の摺動部材で構成される摺動部の精度を管理することが難しくなる場合がある。

基材１５４としては、本実施の形態１ではねずみ鋳鉄を用いているが、基材１５４の材質はこれに限定されない。酸化被膜１５０が形成される基材１５４は、鉄系材料であればよく、その具体的な構成は特に限定されない。代表的には、鋳鉄が好適に用いられるが、これに限定されず、基材１５４は、鋼材であってもよいし焼結材であってもよいし、それ以外の鉄系材料であってもよい。また、鋳鉄の具体的な種類も特に限定されず、前記の通りねずみ鋳鉄（普通鋳鉄、ＦＣ鋳鉄）であってもよいし、球状黒鉛鋳鉄（ＦＣＤ鋳鉄）であってもよいし、その他の鋳鉄であってもよい。

ねずみ鋳鉄は、通常、ケイ素を約２％含有しているが、基材１５４のケイ素の含有量は特に限定されない。鉄系材料がケイ素を含有すれば、酸化被膜１５０の密着性を向上できる場合がある。一般的に、鋳鉄には通常１〜３％程度のケイ素を含有しているため、基材１５４としては、例えば、球状黒鉛鋳鉄（ＦＣＤ鋳鉄）等を用いることができる。さらに、鋼材または焼結材は、ケイ素を実質的に含有しなかったり、ケイ素の含有量が鋳鉄に比べて低かったりするものが多いが、これら鋼材または焼結材に対してケイ素を０．５〜１０％程度添加してもよい。これにより、鋳鉄を基材１５４として用いた場合と同様の作用効果が得られる。

酸化被膜１５０が形成される基材１５４の表面、すなわち、摺動面の状態も特に限定されない。通常は、前述したように基材１５４の表面を研磨した研磨面であればよいが、基材１５４の種類または摺動部材の種類等によっては研磨していない面であってもよいし、酸化処理する前に公知の表面処理が施されてもよい。

冷媒としては、本実施の形態１ではＲ１３４ａを用いているが、冷媒の種類はこれに限定されない。同様に、潤滑油１０３としては、本実施の形態１ではエステル油が用いられているが、潤滑油１０３の種類もこれに限定されない。冷媒および潤滑油１０３の組合せとしては、公知の種々のものを好適に用いることができる。

特に好適な冷媒および潤滑油１０３の組合せとしては、例えば、下記の３例を挙げることができる。これら組合せを用いることで、本実施の形態１と同様に、冷媒圧縮機１００の優れた効率化および優れた信頼性を実現することが可能となる。

まず、組合せ１としては、冷媒として、例えば、Ｒ１３４ａまたはこれ以外の他のＨＦＣ系冷媒、あるいはＨＦＣ系の混合冷媒を用い、潤滑油１０３として、エステル油またはエステル油以外のアルキルベンゼン油、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコール、またはこれらの混合油を用いる例を挙げることができる。

また、組合せ２としては、冷媒として、Ｒ６００ａ、Ｒ２９０、Ｒ７４４等の自然冷媒もしくはその混合冷媒を用い、潤滑油１０３として、鉱油、エステル油またはアルキルベンゼン油、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコールのいずれかひとつ、またはこれらの混合油を用いる例を挙げることができる。

さらに、組合せ３としては、冷媒として、Ｒ１２３４ｙｆ等のＨＦＯ系冷媒もしくはその混合冷媒を用い、潤滑油１０３としては、エステル油またはアルキルベンゼン油、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコールのいずれかひとつ、またはこれらの混合油を用いる例を挙げることができる。

これらの組合せのうち、特に、組合せ２または組合せ３であれば、温室効果の少ない冷媒を使用することで地球温暖化の抑制を図ることもできる。また、組合せ３では、潤滑油１０３として例示した一群にさらに鉱油が含まれてもよい。

また、本実施の形態１では、冷媒圧縮機１００は、前記の通りレシプロ式（往復動式）であるが、本開示に係る冷媒圧縮機は、レシプロ式に限定されず、回転式、スクロール式、振動式等のように、公知の他の構成であってもよいことは言うまでもない。本開示が適用可能な冷媒圧縮機は、摺動部および吐出弁等を有する公知の構成であれば、本実施の形態１で説明した作用効果と同様の作用効果を得ることができる。

また、本実施の形態１では、冷媒圧縮機１００は、商用電源によって駆動されるものであるが、本開示に係る冷媒圧縮機は、これに限定されず、例えば、複数の運転周波数でインバータ駆動されるものであってもよい。冷媒圧縮機がこのような構成であっても、当該冷媒圧縮機が備える摺動部の摺動面に、前述した構成の酸化被膜１５０を形成することで、当該摺動部において、自己耐摩耗性の向上および相手攻撃性の抑制の双方を実現することができる。これにより、各摺動部に給油量が少なくなるような低速運転時、あるいは、電動要素の回転数が増加する高速運転時においても、冷媒圧縮機の信頼性を向上させることができる。

（実施の形態２）
前記実施の形態１においては、酸化被膜１５０の好ましい一例として、第一の部分１５１、第二の部分１５２および第三の部分１５３を備える構成を例示したが、本開示はこれに限定されない。本実施の形態２では、第一の部分１５１が、互いに結晶密度の異なる第一ａの部分および第一ｂの部分により区分可能である構成について、具体的に説明する。

［冷媒圧縮機の構成］
まず、本実施の形態２に係る冷媒圧縮機の代表的な一例について、図８および図９Ａを参照して具体的に説明する。図８は、本実施の形態２に係る冷媒圧縮機２００の断面図であり、図９Ａは、酸化被膜２５０の厚さ方向の全体像を示すＳＩＭ（走査イオン顕微鏡）画像である。

図８に示すように、冷媒圧縮機２００においては、密閉容器２０１内にはＲ１３４ａからなる冷媒ガス１０２が充填されるとともに、底部には潤滑油１０３としてエステル油が貯留されている。また、密閉容器２０１内には、固定子１０４および回転子１０５からなる電動要素１０６と、これによって駆動される往復式の圧縮要素２０７とが収容されている。

そして、圧縮要素２０７は、クランクシャフト２０８、シリンダーブロック１１２、ピストン１３２等によって構成されている。圧縮要素２０７の構成を以下に説明する。

クランクシャフト２０８は、回転子１０５を圧入固定した主軸部２０９と、主軸部２０９に対し偏心して形成された偏心軸２１０と、から少なくとも構成される。クランクシャフト２０８の下端には潤滑油１０３に連通する給油ポンプ２１１を備えている。クランクシャフト２０８は、図９Ａに示すように、基材２５４として、ケイ素（Ｓｉ）を約２％含有してなるねずみ鋳鉄（ＦＣ鋳鉄）を使用し、表面に酸化被膜２５０が形成されている。

シリンダーブロック１１２は鋳鉄からなり、略円筒形のボアー１１３を形成するとともに、主軸部２０９を軸支する軸受部１１４を備えている。

また、回転子１０５にはフランジ面１２０が形成され、軸受部１１４の上端面がスラスト面１２２になっている。フランジ面１２０と軸受部１１４のスラスト面１２２との間には、スラストワッシャ１２４が挿入されている。フランジ面１２０、スラスト面１２２およびスラストワッシャ１２４でスラスト軸受１２６を構成している。

ピストン１３２はある一定量のクリアランスを保ってボアー１１３に遊嵌され、鉄系の材料からなり、ボアー１１３と共に圧縮室１３４を形成する。また、ピストン１３２は、ピストンピン１３７を介して連結手段であるコンロッド１３８により偏心軸２１０と連結されている。ボアー１１３の端面はバルブプレート１３９で封止されている。

ヘッド１４０は高圧室を形成している。ヘッド１４０は、バルブプレート１３９のボアー１１３の反対側に固定される。サクションチューブ（図示せず）は、密閉容器２０１に固定されるとともに冷凍サイクルの低圧側（図示せず）に接続され、冷媒ガス１０２を密閉容器２０１内に導く。サクションマフラー１４２は、バルブプレート１３９とヘッド１４０に挟持される。

以上のように構成された冷媒圧縮機２００について、以下その動作を説明する。
商用電源（図示せず）から供給される電力は電動要素１０６に供給され、電動要素１０６の回転子１０５を回転させる。回転子１０５はクランクシャフト２０８を回転させ、偏心軸２１０の偏心運動が連結手段のコンロッド１３８からピストンピン１３７を介してピストン１３２を駆動する。ピストン１３２はボアー１１３内を往復運動し、サクションチューブ（図示せず）を通して密閉容器２０１内に導かれた冷媒ガス１０２をサクションマフラー１４２から吸入し、圧縮室１３４内で圧縮する。

潤滑油１０３はクランクシャフト２０８の回転に伴い、給油ポンプ２１１から各摺動部に給油され、摺動部を潤滑するとともに、ピストン１３２とボアー１１３の間においてはシールを司る。

ここで、近年の冷媒圧縮機２００では、さらなる高効率化を図るため、潤滑油１０３として、（１）既述した如くより粘度の低いものを使用する、または、（２）摺動部間の摺動長さがより短く設計される、等の対応が行われている。そのため、摺動条件はより過酷な方向に進んでいる。すなわち、摺動部の間の油膜はより薄くなる傾向にあり、あるいは、摺動部の間の油膜が形成され難い傾向にある。

加えて、冷媒圧縮機２００においては、クランクシャフト２０８の偏心軸２１０が、シリンダーブロック１１２の軸受部１１４、並びに、クランクシャフト２０８の主軸部２０９に対して偏心して形成されている。そのため、圧縮された冷媒ガス１０２のガス圧により、クランクシャフト２０８の主軸部２０９と偏心軸２１０とコンロッド１３８との間に、負荷変動を伴う変動荷重が加えられる。この負荷変動に伴って、主軸部２０９と軸受部１１４との間などで、潤滑油１０３に溶け込んだ冷媒ガス１０２が繰り返し気化するため、潤滑油１０３に発泡が発生する。

このような理由により、クランクシャフト２０８の主軸部２０９と軸受部１１４との間などの摺動部において、油膜が切れて摺動面同士が金属接触する頻度が増加する。

しかしながら、この冷媒圧縮機２００の摺動部、例えば、本実施の形態２で一例として示すクランクシャフト２０８の摺動部には、前述した構成の酸化被膜２５０が施してある（図９Ａ参照）。そのため、油膜が切れる頻度が増加したとしても、これに伴い発生する摺動面の摩耗を長期間にわたって抑制することができる。

［酸化被膜の構成］
次に、図９Ａ，図９Ｂを参照して、摺動部の摩耗を抑制する酸化被膜２５０について具体的に説明する。なお、図９Ａは、前記の通り、酸化被膜２５０の厚さ方向の全体像を示すＳＩＭ（走査イオン顕微鏡）画像であり、図９Ｂは、図２Ａにおける［ｉｖ］の部分を拡大したＳＩＭ画像である。

本実施の形態１では、クランクシャフト２０８は、ねずみ鋳鉄を基材２５４としている。酸化被膜２５０は、この基材２５４の表面に、前記実施の形態１と同様に、酸化処理により形成されている。

なお、図９Ａにおいては、向かって上側が最表面、向かって下側が基材２５４に相当する。それゆえ、図９Ａおよびその拡大画像である図９Ｂを説明する上では、上下方向を「縦方向」と称し、この「縦方向」に直交する方向（縦方向の垂直方向）を「横方向」と称する。

図９Ａに示すように、酸化被膜２５０は、本実施の形態２では、最表面から、微結晶２５５からなる第一の部分２５１、その下に縦長の柱状組織２５６を含有する第二の部分２５２、さらにその下方に横長の層状組織２５７を含有する第三の部分２５３から少なくとも構成されており、第三の部分２５３の下方が基材２５４となっている。ここで、図９Ｂに示すように、第一の部分２５１は、結晶密度が異なる第一ａの部分２５１ａおよび第一ｂの部分２５１ｂに区分することが可能となっている。

なお、酸化被膜２５０が形成された試料（クランクシャフト２０８の一部）をＳＩＭで観察する際には、前記実施の形態１でも説明したように、当該試料を保護するために、酸化被膜２５０の上に保護用の樹脂膜を形成している。そのため、酸化被膜２５０の表面は樹脂により包埋されている。図９Ａ，図９Ｂにおいて、第一の部分２５１の上方は、この樹脂膜である。

図９Ａ，図９Ｂに示すように、本実施の形態２における酸化被膜２５０においては、最表面に形成される第一の部分２５１は、前記実施の形態１における第一の部分１５１と同様に、粒径１００ｎｍ以下の微結晶２５５が敷き詰められたような組織で構成されていることが分かる。

ここで、第一の部分２５１は、実質的に微結晶２５５からなる構成である、という点で、前記実施の形態１における第一の部分１５１と同様に「単一層」と見なすことができる。しかしながら、特に図９Ｂに示すように、微結晶２５５の密度を基準として見れば、最表面側の第一ａの部分２５１ａと、基材２５４（第二の部分２５２）側の第一ｂの部分２５１ｂとに区分することができる。第一ａの部分２５１ａは、その下の第一ｂの部分２５１ｂに比べて結晶密度が小さい（低密度である）。

具体的には、図９Ｂに示すように、第一ａの部分２５１ａは、少なくとも微結晶２５５からなるとともに、所々に空隙部２５８（図９Ｂにおいて黒っぽく見える部分）を有する。また、第一ａの部分２５１ａは、短径側の長さが１００ｎｍ以下で、かつ、アスペクト比が１から１０の範囲内となる縦長の針状組織２５９を含有している。これに対して、第一ａの部分２５１ａの下方の第一ｂの部分２５１ｂには、空隙部２５８も針状組織２５９はほとんど含有されていない。第一ｂの部分２５１ｂは、ナノレベルの微結晶２５５が敷き詰められたような組織となっている。

また、図９Ａ，図９Ｂに示すように、第一の部分２５１（第一ｂの部分２５１ｂ）の下方には第二の部分２５２が位置する。この第二の部分２５２は、縦方向の径が５００ｎｍから１μｍ程度、横方向の径が１００ｎｍから１５０ｎｍ程度の組織で構成されている。この組織の縦方向の径を横方向の径で除したアスペクト比は、約３から１０の範囲となるので、この組織は縦方向に長いものである。それゆえ、第二の部分２５２は、アスペクト比の大きい「縦長」の柱状組織２５６が同じ方向に無数に形成されていることが分かる。

また、図９Ａ，図９Ｂに示すように、第二の部分２５２の下方には第三の部分２５３が位置する。この第三の部分２５３は、縦方向の径が数十ｎｍ以下、横方向の径が数百ｎｍ程度の組織で構成されている。この組織の縦方向の径を横方向の径で除したアスペクト比は、０．０１から０．１の範囲となるので、この組織は横方向に長いものである。それゆえ、第三の部分２５３は、アスペクト比の小さい「横長」の層状組織２５７が形成されていることが分かる。

本実施の形態２に係る酸化被膜２５０は、前記実施の形態１に係る酸化被膜１５０と同様の構成を有している。そのため、酸化被膜２５０においても、前記実施の形態１で説明したように、摺動部材の自己耐摩耗性を向上するとともに、相手攻撃性を十分に抑制することができる。また、酸化被膜２５０を形成した摺動部材を用いた冷媒圧縮機２００においては、高効率設計を実現することができるので、摺動部の摺動ロスを低減することが可能となり、優れた信頼性かつ優れた効率を実現することができる。

さらに、酸化被膜２５０においては、第一の部分２５１が、少なくとも第一ａの部分２５１ａおよび第一ｂの部分２５１ｂにより構成されている。そのため、第一ａの部分２５１ａには、前記実施の形態１における第一の部分１５１と同様に、微結晶２５５の間に空隙および／または凹凸が存在する。特に、第一ａの部分２５１ａは、微結晶２５５の結晶密度が低いために、前記実施の形態１における微小な空隙よりも「広い」空隙である空隙部２５８を有する。そのため、摺動部に潤滑油１０３が給油されにくいような状況（貧油状況）であっても、摺動面に良好に潤滑油１０３を留めることができる。その結果、摺動部材として良好な「保油性」を発揮することができる。

しかも、第一ａの部分２５１ａには、「保油性」に寄与する空隙部２５８が生じるだけでなく、針状組織２５９も含有されている。針状組織２５９は、微結晶２５５に比べて硬度が低いため、摺動面においては自己犠牲型の摩耗を呈する。その結果、相手材の摺動面との「なじみ」を促進させることができる。それゆえ、冷媒圧縮機２００においては、起動時に、摺動部における静摩擦の発生を抑制するため、早期に安定した低入力を実現することができる。

また、第一ａの部分２５１ａの下方に位置する第一ｂの部分２５１ｂは、第一ａの部分２５１ａよりも結晶密度が大きい。そのため、微結晶２５５が敷き詰められた組織としては、第一ａの部分２５１ａより緻密になり機械的強度も向上する。その結果、良好な「保油性」を発揮する第一ａの部分２５１ａを、機械的強度の高い第一ｂの部分２５１ｂで支持することになる。それゆえ、第一の部分２５１全体として見れば、より良好な「保油性」を発揮できるとともに、第一の部分２５１の耐剥離性を向上することができる。

さらに、第一の部分２５１の下方には、前記実施の形態１に係る酸化被膜１５０と同様に、第二の部分２５２および第三の部分２５３の少なくとも一方（好ましくは双方）が位置している。第二の部分２５２に含有される柱状組織２５６と、第三の部分２５３に含有される層状組織２５７は、第一の部分２５１に含有される微結晶２５５に比べて相対的に硬度が低い（軟らかい）。

そのため、前記実施の形態１で説明したように、摺動時には、第二の部分２５２（柱状組織２５６）および第三の部分２５３（層状組織２５７）が「緩衝材」のように機能し、第一の部分２５１（微結晶２５５）は基材２５４側に圧縮されるように挙動すると考えられる。その結果、酸化被膜２５０の相手攻撃性は、他の表面処理膜と比較して顕著に低下し、相手材の摺動面の摩耗を有効に抑制することが可能となる。

本実施の形態２に係る酸化被膜２５０においては、第一の部分２５１（第一ａの部分２５１ａおよび第一ｂの部分２５１ｂ）は、ナノレベルの微結晶２５５が敷き詰められたような組織であればよく、微結晶２５５の粒径の上限は１００ｎｍ以下に限定されない。前記実施の形態１における第一の部分１５１と同様に、微結晶２５５の粒径は、例えば、０．００１μｍ（１ｎｍ）〜１μｍ（１０００ｎｍ）の範囲内であればよい。これにより、前記実施の形態１で説明した作用効果と同様の作用効果を良好に実現することができる。

また、第一ａの部分２５１ａにおいては、空隙部２５８の占める割合は１０％以上であることが望ましい。これにより、摺動面に油膜を形成させやすくする（摺動面の「保油性」を高める）ことができるとともに、相手攻撃性をより良好に抑制することができる。これに対して、第一ｂの部分２５１ｂにおいては、空隙部２５８の占める割合は１０％未満であることが望ましい。空隙部２５８の占める割合が大きすぎると、第一ａの部分２５１ａとの対比にもよるが、組織の緻密性（機械的強度）が十分に向上されず、第一ａの部分２５１ａを良好に支持できなくなる恐れがある。

つまり、第一の部分２５１においては、第一ａの部分２５１ａおよび第一ｂの部分２５１ｂを区分する際の境界値（もしくは閾値）として、例えば、空隙部２５８の体積占有率（例えば１０％）を用いることができる。

また、第一ａの部分２５１ａは、微結晶２５５だけでなく縦長の針状組織２５９も含有しているが、この針状組織２５９のアスペクト比は特に限定されない。本実施の形態２では、針状組織２５９は、短径側の長さが１００ｎｍ以下で、アスペクト比が１から１０の範囲内であるが、アスペクト比は１から１０００の範囲内であってもよい。

なお、酸化被膜２５０のより具体的な構成は、第一の部分２５１が結晶密度の違いから第一ａの部分２５１ａおよび第一ｂの部分２５１ｂの２層に区分可能であることを除いて、前記実施の形態１に係る酸化被膜１５０と同様である。それゆえ、酸化被膜２５０のより詳細な説明は省略する。酸化被膜２５０の具体的構成については、前記相違点を除いて、前記実施の形態１で説明した酸化被膜１５０の説明をほぼそのまま援用することができる。また、第一の部分２５１は、結晶密度の違いから、第一ａの部分２５１ａおよび第一ｂの部分２５１ｂ以外の部分を含んでもよい。

このように、本実施の形態２では、冷媒圧縮機２００が備える摺動部材の少なくとも一つが鉄系材料であり、この鉄系材料の摺動面に、微結晶２５５からなる第一の部分２５１と、柱状組織２５６を含有する第二の部分２５２と、層状組織２５７を含有する第三の部分２５３とを備え、第一の部分２５１は、結晶密度の異なる第一ａの部分２５１ａおよび第一ｂの部分２５１ｂから少なくとも構成されている、酸化被膜２５０が形成されている。

これにより、摺動部材の自己耐摩耗性を向上するとともに、相手攻撃性を十分に抑制することができる。そのため、従来の表面処理膜では困難であった、冷媒圧縮機２００の高効率設計（すなわち、潤滑油１０３の粘度をより低く、かつ、摺動部間の摺動長さをより短くする設計）を実現することができる。その結果、冷媒圧縮機２００においては、摺動部の摺動ロスを低減することが可能となり、優れた信頼性かつ優れた効率を実現することができる。

（実施の形態３）
本実施の形態３では、前記実施の形態１で説明した冷媒圧縮機１００または前記実施の形態２で説明した冷媒圧縮機２００を備える冷凍装置の一例について、図１０を参照して具体的に説明する。

図１０は、前記実施の形態１に係る冷媒圧縮機１００または前記実施の形態２に係る冷媒圧縮機２００を備える冷凍装置の概略構成を模式的に示している。そのため、本実施の形態３では、冷凍装置の基本構成の概略についてのみ説明する。

図１０に示すように、本実施の形態３に係る冷凍装置は、本体３７５、区画壁３７８、および冷媒回路３７０等を備えている。本体３７５は、断熱性の箱体および扉体等により構成されており、箱体はその一面が開口した構成であり、扉体は箱体の開口を開閉する構成である。本体３７５の内部は、区画壁３７８により物品の貯蔵空間３７６と機械室３７７とに区画される。貯蔵空間３７６内には、図示しない送風機が設けられている。なお、本体３７５の内部は、貯蔵空間３７６および機械室３７７以外の空間等に区画されてもよい。

冷媒回路３７０は、貯蔵空間３７６内を冷却する構成であり、例えば、前記実施の形態１で説明した冷媒圧縮機１００と、放熱器３７２と、減圧装置３７３と、吸熱器３７４とを備え、これらが環状に配管で接続された構成となっている。吸熱器３７４は、貯蔵空間３７６内に配置されている。吸熱器３７４の冷却熱は、図１０の破線の矢印で示すように、図示しない送風機によって貯蔵空間３７６内を循環するように撹拌される。これにより貯蔵空間３７６内は冷却される。

冷媒回路３７０が備える冷媒圧縮機１００は、前記実施の形態１で説明したように、鉄系材料で構成される摺動部材を備え、この摺動部材の摺動面に前述した酸化被膜１６０が形成されている。この冷媒回路３７０は、冷媒圧縮機１００に代えて、前記実施の形態２で説明した冷媒圧縮機２００を備えてもよい。冷媒圧縮機２００も、冷媒圧縮機１００と同様に、鉄系材料で構成される摺動部材を備え、この摺動部材の摺動面に前述した酸化被膜２６０が形成されている。

このように、本実施の形態３に係る冷凍装置は、前記実施の形態１に係る冷媒圧縮機１００（または前記実施の形態２に係る冷媒圧縮機２００）を搭載している。冷媒圧縮機１００（または冷媒圧縮機２００）が備える摺動部は、自己耐摩耗性の向上と相手攻撃性の抑制とを併せて実現することができる。そのため、冷媒圧縮機１００（または冷媒圧縮機２００）は、摺動部の摺動ロスを低減することが可能となり、優れた信頼性かつ優れた効率を実現することができる。その結果、本実施の形態３に係る冷凍装置は、消費電力を低減することができるので、省エネルギー化を実現することができる。

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

以上のように、本発明は、低粘度の潤滑油を用いながら信頼性に優れた冷媒圧縮機と、この冷媒圧縮機を用いた冷凍装置を提供することが可能となる。そのため、本発明は、冷凍サイクルを用いた各種機器に幅広く適用することができる。

１００ 冷媒圧縮機
１０１ 密閉容器
１０３ 潤滑油
１０６ 電動要素
１０７ 圧縮要素
１０８ クランクシャフト（摺動部材）
１５０ 酸化被膜
１５１ 第一の部分
１５２ 第二の部分
１５３ 第三の部分
１５４ 基材
１５５ 微結晶
１５６ 柱状組織
１５７ 層状組織
２００ 冷媒圧縮機
２０１ 密閉容器
２５０ 酸化被膜
２５１ 第一の部分
２５１ａ 第一ａの部分
２５１ｂ 第一ｂの部分
２５２ 第二の部分
２５３ 第三の部分
２５４ 基材
２５５ 微結晶
２５６ 柱状組織
２５７ 層状組織
２５８ 空隙部
２５９ 針状組織
３７０ 冷媒回路
３７２ 放熱器
３７３ 減圧装置
３７４ 吸熱器

Claims (14)

1. 電動要素と、前記電動要素により駆動され冷媒を圧縮する圧縮要素とを備え、
   前記圧縮要素を構成する少なくともひとつの摺動部材が鉄系材料であり、
   前記鉄系材料の摺動面に、
   少なくとも微結晶からなる第一の部分と、
   柱状組織を含有する第二の部分、および／または、層状組織を含有する第三の部分と、
   を含む酸化被膜を施しており、
   前記第一の部分の結晶粒径は０．００１〜１μｍの範囲内であり、前記第一の部分の結晶粒径は、第二の部分のそれよりも小さいことを特徴とする、
   冷媒圧縮機。
2. 前記酸化被膜は、最表面に位置する前記第一の部分、当該第一の部分の下方に位置する前記第二の部分、さらに、当該第二の部分の下方に位置する前記第三の部分から少なくとも構成されていることを特徴とする、
   請求項１に記載の冷媒圧縮機。
3. 前記第一の部分は、少なくとも、互いに結晶密度の異なる第一ａの部分および第一ｂの部分から構成されていることを特徴とする、
   請求項１または２に記載の冷媒圧縮機。
4. 前記第一ａの部分は表面側に位置し、前記第一ｂの部分は、当該第一ａの部分の下方に位置するとともに、
   前記第一ａの部分の結晶密度が、前記第一ｂの部分の結晶密度よりも小さいことを特徴とする、
   請求項３に記載の冷媒圧縮機。
5. 前記第一ａの部分は、アスペクト比が１から１０００の範囲内となる縦長の針状組織を含有することを特徴とする、
   請求項３または４に記載の冷媒圧縮機。
6. 前記第二の部分は、アスペクト比が１から２０の範囲内となる縦長の結晶組織を含有することを特徴とする、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の冷媒圧縮機。
7. 前記第三の部分は、アスペクト比が０．０１から１の範囲内となる横長の結晶組織を含有することを特徴とする、
   請求項１から６のいずれか一項に記載の冷媒圧縮機。
8. 前記酸化被膜は、鉄、酸素、およびケイ素を含有することを特徴とする、
   請求項１から７のいずれか一項に記載の冷媒圧縮機。
9. 前記酸化被膜の膜厚は１〜５μｍの範囲内であることを特徴とする、
   請求項１から７のいずれか一項に記載の冷媒圧縮機。
10. 前記冷媒をＲ１３４ａ等のＨＦＣ系冷媒もしくはその混合冷媒とし、
    前記潤滑油をエステル油またはアルキルベンゼン油、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコールのいずれかひとつ、またはこれらの混合油とすることを特徴とする、
    請求項１から９のいずれか一項に記載の冷媒圧縮機。
11. 前記冷媒をＲ６００ａ、Ｒ２９０、Ｒ７４４等の自然冷媒もしくはその混合冷媒とし、
    前記潤滑油を鉱油、エステル油またはアルキルベンゼン油、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコールのいずれかひとつ、またはこれらの混合油とすることを特徴とする、
    請求項１から９のいずれか一項に記載の冷媒圧縮機。
12. 前記冷媒をＲ１２３４ｙｆ等のＨＦＯ系冷媒もしくはその混合冷媒とし、
    前記潤滑油をエステル油またはアルキルベンゼン油、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコールのいずれかひとつ、またはこれらの混合油とすることを特徴とする、
    請求項１から９のいずれか一項に記載の冷媒圧縮機。
13. 前記電動要素は、複数の運転周波数でインバータ駆動されることを特徴とする、
    請求項１から１２のいずれか一項に記載の冷媒圧縮機。
14. 請求項１から１３のいずれか一項に記載の冷媒圧縮機と、放熱器と、減圧装置と、吸熱器とを含み、これらを配管によって環状に連結した冷媒回路を備えることを特徴とする、
    冷凍装置。