JPH0422789A

JPH0422789A - 冷媒圧縮機

Info

Publication number: JPH0422789A
Application number: JP2127600A
Authority: JP
Inventors: Shoichiro Kitaichi; 昌一郎北市
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-05-17
Filing date: 1990-05-17
Publication date: 1992-01-27
Also published as: US5199859A; KR950000266B1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、冷媒圧縮機に係り、特に冷媒として１．１，
１．２−テトラフルオロエタンまたは１．１−ジフルオ
ロエタンの冷媒を使用するに際して好適な冷媒圧縮機に
関する。

（従来の技術）一般に、室内あるいは車内の空気調和機、あるいは冷蔵
庫などには、冷風あるいは温風を送り出すために、冷媒
圧縮機が使用されている。

この冷媒圧縮機は、例えば第９図に示すロータリー式の
密閉型圧縮機や、カーエアコン用の半密閉型冷媒圧縮機
（図示省略）などがある。

第９図の、縦断面図として示した密閉型の冷媒圧縮機を
例として説明する。

同図において、密閉されたケーシング１内にはステータ
２とロータ３とで構成されるモータ機構４が設置されて
いる。

モータ機構４の下部には圧縮機構５が配設され、上記モ
ータ機構４によって圧縮装置５が駆動される。これによ
って、図示しないアキュムレータを介して供給管６から
導入された冷媒が圧縮され、ケーシング１内に一旦吐出
させた後、ケーシング１の上部に設けられた吐出管７か
ら冷凍機側に冷媒が供給される。

このような密閉型圧縮機における圧縮機構５について、
第１０図を加えて詳しく説明する。第１０図は圧縮機構
５の横断面図である。

これらの図において、ケーシング１内にはモータ４が収
容され、このモータ４により回転するシャフト８がフレ
ームの軸受９に軸支されてシリンダ１０内を貫通し、さ
らにその下端部はサブベアリング１１の軸受に軸支され
ている。

シャフト８のシリンダ１０の内部は、クランク部１２（
偏心部）となっており、このクランク部１２とシリンダ
１０との間にローラ１３が嵌合され、シャフト８の回転
によりローラ１３が遊星運動する。

また、シリンダ１０を貫通してブレード１４が設けられ
、スプリング１５の付勢力によりブレード１４の一端側
はローラ１３の外周に接触し、シリンダ１０内を吸込室
１６と吐出室１７に分割している。上記ローラ１３の遊
星運動に応じてブレード１４は往復運動する。

冷媒ガスはシャフト８の回転に伴うローラ１３の遊星運
動に応じて、吸込口１８から吸込まれ、圧縮され、吐出
口１９から吐出されるが、この摺動部の動作を円滑にす
るためにケーシング１内には冷凍機油２０が収容されて
いる。この冷凍機油２０は、シャフト８の回転により、
シャフト８下端に設けられている図示されないポンプに
沿って吸い上げられ、摺動部を潤滑するようになってい
る。

このような冷媒圧縮機の摩耗は、ブレード１４とシャフ
ト８を中心としたものに分けられる。

ブレード１４はシャフト８の回転に伴い往復運動するが
、この際分割されたシリンダ１０内の２室の圧力差によ
りシリンダ１０の貫通孔内面にこすりつけられブレード
１４、シリンダ１０ともに摩耗する。また、ブレード１
４はスプリング１５によりその端部がローラ１３に押付
けられているため、ローラ１３の外周も摩耗する。

一方、シャフト８−は、ローラ１３を介してスプリング
１５やシリンダ１０内の圧力を受け、軸受９とサブベア
リング１１に押付けられて若干湾曲した形状となって高
速回転するため、シャフト８の外面、軸受９及びサブベ
アリング１１の内面が同様に摩耗する。

このような密閉型冷凍圧縮機の冷媒としては、ジクロロ
ジフロロメタン（以下フロン１．２　（ＣＰＣ１２）と
称する）やクロロジフロロメタンが主に用いられており
、また圧縮機構うに封入される冷凍機油としては、ＣＰ
ＣＩ２やクロロジフロロメタン（ＨＣＰＣ２２）に対し
て溶解性を示すナフテン系やパラフィン系鉱油が用いら
れている。

これら冷媒や冷凍機油はケーシング１内を直接循環する
ため、圧縮機構うにおいては耐摩耗性を有することが必
要である。

ところで、最近、上述した冷媒などからのフロンの放出
がオゾン層の破壊につながり、人体や生態系に深刻な影
響を与えることがはっきりしてきたため、オゾン破壊係
数の高いフロン１２などは段階的に使用が削減され、将
来的には使用しない方向に決定している。

このような状況下にあって、フロン１２　（ＣＰＣ１２
）の代替冷媒として、１．．１．Ｉ、２−テトラフルオ
ロエタン（以下フロン１３４ａ　（ＨＰＣ１３４ａ）と
称す）や、１１−ジフルオロエタン（以下フロン１５２
ａ　（ｔｌＦｃ　１５２ａ）と称す）等が開発されてい
る。

ところで、これらフロン１３４ａまたはフロン１５２ａ
の冷媒は、オゾン破壊係数が低い反面、フロン１２の使
用において用いられていた冷凍機油である鉱油にはほと
んど溶解しない。このため、フロン１３４ａまたはフロ
ン１５２ａを冷媒圧縮機の冷媒として使用する場合は、
冷凍機油としてこれらの冷媒と相溶性を有するエーテル
系油、エステル系油、フッ素系油等の使用が試みられて
いる。

（発明が解決しようとする課８）しかしながら、冷媒としてフロン１２に代わってＨＦＣ
１３４ａまたはｔｌＰｃ　１５２ａを用い、冷凍機油と
してこれらの冷媒と相溶性を有する、たとえばポリアル
キレングリコール系油やポリエステル系油を用いた冷媒
圧縮機の場合、上述した圧縮機構５の摺動部材として使
用されているＦｅ１２、Ｓ−１５ｃ　、、Ｓ−１２Ｃ５
ＳＷＲＣＨＩＯＡ、　５ＷＣＨ１５Ａ　、、８０Ｍ４３
５、焼結合金、ステンレス鋼などの耐摩耗性が低下し、
長期間安定して冷媒圧縮機を運転することができないと
いう問題が生じている。

これは、従来冷媒としてフロン１２を用いた場合、フロ
ン１２中の塩素（ＣＩ）原子が、金属基材のＰｅ原子と
反応して耐摩耗性の良い塩化鉄膜を形成するのに対し、
フロン１３４ａあるいはフロン１５２ａを用いた場合は
、これらの化合物中に０１原子が存在しないために塩化
鉄膜のような潤滑膜が形成されず、潤滑作用が低下する
ことに原因の一つがある。

摺動部材として多用されている炭素鋼は、通常、冷間加
工などの塑性加工が施されたビッカース硬度が３００を
超えて５００程度までの硬さの部材であり、塑性加工後
の炭素鋼は加工硬化するとともに各結晶粒が加工方向に
長く伸びた冷間圧延組織となっている。このような低炭
素鋼の冷間圧延組織の顕微鏡写真（日本金属学会　金属
組織写真集鉄鋼材料綿ｐ３８．　（１９７９）から引用
）の模式図を第８図に示す。

第８図において、圧延方向に長く伸びた白く見える結晶
粒がフェライト、この隙間を埋めるように黒く見える部
分かパーライトである。

このような組織を有する炭素鋼は、もともと圧延によっ
て引張られていることから残留応力が存在しており熱的
に不安定であるうえ、その表面に潤滑膜が充分に形成さ
れなければ、摺動時の熱による剥離が生じ易くなり、剥
離した部分がパリとなって摺動相手材を削るため、摩耗
量が増大してしまうのである。

さらに、従来の鉱油系冷凍機油には環状化合物が含まれ
ており油膜形成能力が比較的高かったのに対し、フロン
１３４ａあるいはフロン１５２ａと相溶性を有する冷凍
機油は鎖状化合物が主体であり、厳しい摺動条件下では
適切な油膜厚さを保つことができないことも耐摩耗性の
低下を促進させる要因となっている。

したかって、フロン１２　（ＣＰＣＩ２）に替わる新た
な冷媒であるフロン１３４ａ　（ＩＩＦＣ１３４ａ）あ
るいはフロン１５２ａ　（ＩＩＦＣ１５２ａ）を用い、
これらの冷媒と相溶性を有する冷凍機油を使用した冷媒
圧縮機において、摺動部材の耐摩耗性を向上させ、長期
使用を可能とすることが、重要な課題となっている。

本発明はこのような課題を解決するためになされたもの
で、フロン１３４ａまたはフロン１５２ａの使用に際１
−で、摺動部位で用いる部材の耐摩耗性を向上させ、長
寿命化を図った冷媒圧縮機を提供することを目的とする
。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明の冷媒圧縮機は、密閉された容器内にモータ機構
および圧縮機構が収容され、かつ、冷媒として１　、１
．　、１．　、２−テトラフルオロエタンまたは１゜１
−ジフルオロエタンの冷媒を、冷凍機油として前記冷媒
と相溶性を有する冷凍機油を使用し、前記冷媒が前記容
器内を循環する冷媒圧縮機において、前記圧縮機構にお
ける摺動部品は、ビッカース硬度が２００〜３００であ
る鋳鉄と、ビッカース硬度が２００〜３００であり、か
つ、　ｌｍ１２あたりの平均結晶粒数が２０００〜３２
００個である炭素鋼とを用い、前記鋳鉄と前記炭素鋼と
が摺動するよう組合せて構成されたことを特徴としてい
る。

本発明において、冷媒として使用するフロン１３４ａま
たはフロン１５２ａは、両者ともＣ１原子を含まないた
めオゾン破壊係数が０であり、環境保全に有用である。

フロン１３４ａはエネルギー効率がそれほど高くないも
のの、現行システムとの互換が可能であるという長所を
有している。また、フロン１５２ａは可燃性を有するも
のの、エネルギー効率が非常に高いという長所を有して
いる。

これらの冷媒を使用する冷媒圧縮機では、冷凍機油とし
て１３４ａまたはフロン１５２ａと相溶性を有するもの
を用いる必要があり、たとえば、エーテル系油、エステ
ル系油、フッ素系油等が挙げられる。

冷媒と冷凍機油との相溶性は、冷凍サイクルの配管中に
冷凍機油が残留することを防止し、確実に圧縮機に冷凍
機油を戻すために必要な条件である。

上述したエーテル系油、エステル系油、フッ素系油の中
でも、エーテル系油の１種であるポリアルキレングリコ
ール系油は粘度指数が高く、低温流動性に優れているた
め、フロン１３４ａまたはフロン１５２ａに対する冷凍
機油として適している。

また、エステル系油は吸湿性の低さにおいて優れている
。

本発明において、冷媒圧縮機の圧縮機構における摺動部
品の一方の部材である鋳鉄は、ビッカース硬度が２００
〜３００である。

ビッカース硬度が２００未満であると機械的強度が充分
でなく、３００を超えると摩耗量が急激に増大するため
である。

これに対する摺動部品の他方の部材である炭素鋼は、ビ
ッカース硬度が２００〜３００であり、かつ、１ｍｉ　
２あたりの平均結晶粒数が２０００〜３２００個である
。

ビッカース硬度が２００未満であると機械的強度が充分
でなく、３００を超えると摩耗量が急激に増大するため
である。さらに、このビッカース硬度が２００〜３００
である炭素鋼は１■２あたりの平均結晶粒数が２０００
〜３２００個である。このような範囲の個数である場合
、炭素鋼の結晶粒はほぼ等方向で粗大化した形状となり
、組織自体の弾力性が増して、耐摩耗性を向上させる。

炭素鋼の１ａｆｆ１２あたりの平均結晶粒数が２０００
未満の場合、結晶粒が粗大化しすぎて機械的強度が低下
し、３２００個を超えると結晶粒の形状が小さく、等方
向でない細長く歪んだ形状となり、摺動時の発熱によっ
て表面が剥離しやすくなる。表面に生じた剥離片は摺動
相手材を傷付け、摩耗量を増大させる結果となるのであ
る。

そして、鋳鉄の硬度が炭素鋼の硬度よりも多少高い組合
せで両者を用いることが好ましく、耐摩耗性の向上によ
り効果的である。

本発明において、ビッカース硬度が２００〜３００であ
る鋳鉄は、一般に炭素量またはケイ素量を調節すること
により得られる。これは、鋳鉄の硬度が、次式で示され
る共晶度の値が大きいほど黒鉛量が多く硬度が小さくな
る関係にあるためである。

式：　　Ｓ　ｃ　−Ｃ％／　［４，２３−１／３　（Ｓ
ｔ％＋　Ｐ％）　］また、上記炭素鋼は、加工後の熱処
理条件によってビッカース硬度および結晶粒の形状や大
きさをコントロールすることができ、たとえば次のよう
な方法を挙げることができる。

塑性加工した炭素鋼を、その炭素量に応して適切な温度
で焼きなます。加工によって硬化したものを、軟化させ
るだけでなく組織的にも加工の影響を除去するためには
、−様なオーステナイト組織まで加熱してから徐冷すれ
ばよい。

なお、このような熱処理によって寸法の変化が生じた場
合は、必要に応して最終的に寸法精度を調整する。

硬度については、焼きなましのような熱処理を施さない
場合、通常、ビッカース硬度で３００を超える硬度とな
る。したがって、焼きなましの、ような熱処理を行うこ
とによって、ビッカース硬度が２００〜３００で、かつ
、加工によって歪んだ炭素鋼の結晶形をほぼ等方向な形
状とし、その平均結晶粒数が２０００〜３２００個／ｆ
ｆｉ＋１２である炭素鋼を得ることができる。

また、本発明において、結晶粒数は、摺動部祠の摺動方
向に対して垂直な方向に切断した断面を充ｌ）′ｊ１ｊ
Ｉ］磨し、その後ナイタル液によって腐食させ、この断
面を光学顕微鏡を用いて４００倍の状態に設定し、結晶
粒の数をカウントして１■２当たりの数に換弁すること
により決定される。

本発明の冷媒圧縮機は、上述した鋳鉄と炭素鋼とが摺動
するよう摺動部位に組合せて用いる。

これらの紹合せの例として、たとえば、鋳鉄をシャフト
やシリンダに使用し、炭素鋼を軸受やピストンに使用す
る。

このような摺動部材の組合せで冷媒圧縮機を構成するこ
とにより、摺動部材の耐摩耗性を長期に渡って維持する
ことができる。

（作　用）フロン１３４ａやフロン１５２ａは水溶解度が高く、し
たがってこれらと相溶性を有する冷凍機油、たとえばポ
リアルキレングリコール系の冷凍機油は強い極性基を有
することから吸湿性が非常に高いものとなっている。

冷凍機油の吸湿性について第１表に示し、フロン１３４
ａの水溶解度について第１１図に示した。

（以下余白）このように、かなりの量の水分が存在すると、摺動部材
表面の潤滑膜が分解され、部材の腐蝕摩耗が生じ、しか
もその進展が加速されるのである。

本発明では、ビッカース硬度が２００〜３００である鋳
鉄と、ビッカース硬度が２００〜３００であり、かつ、
平均結晶粒数が２０００〜３２００個／１１１１２であ
る炭素鋼とを組合せて摺動部材とすることにより、塩素
原子による潤滑膜が形成されない場合、あるいは冷凍機
油の油膜保持力が低い場合でも、摺動部位での摩擦熱に
対する抵抗力を高め、優れた耐摩耗性を維持している。

一般に、冷間加工などの塑性加工後の炭素鋼は、加工硬
化するとともに各結晶粒が加工方向に長く伸びた冷間圧
延組織となる。このような圧延組織からなる炭素鋼は、
圧延方向に対する強度は高いが、圧延方向に垂直な方向
については強度が低い。

また、結晶粒が歪んでいることから結晶粒界に残留応力
が存在し、熱的に不安定な状態となっている。すなわち
、熱によって容易に残留応力を解放し、表面が剥離しや
すい状態にあると言える。

冷媒圧縮機内の摺動部では、金属同士の接触によって５
００℃以上もの高温となり、表面近傍の組織はその部材
の耐摩耗性に大きく影響するのである。

これに対して本発明の炭素鋼は、ビッカース硬度が２０
０〜３００であり、かつ、平均結晶粒数が２０００〜３
２００個／ａｍ２となるよう処理されたものであり、こ
れによって結晶粒がほぼ等方的な形状となり、大きさも
適度に粗大化している。このような結晶粒の形状によっ
て、組織の弾力性が増し、表面の剥離が減少する。これ
により、摺動時の摩耗量が低減される。

（実施例）次に、本発明の実施例について説明する。

実施例１ビッカース硬度２８０の鋳鉄Ｆｅ２５材を用い、シャフ
トとして所定形状に切り出した。

一方、この摺動相手部品である軸受として、炭素鋼Ｓ−
１５０（炭素含有量０．１．３ｗｔ％）を所定形状に切
り出し、焼きなまし温度８６６℃で熱処理を施した。

この熱処理によって、ビッカース硬度２３６、１ｍ１１
１２あたりの平均結晶粒数が２４２４個である炭素鋼部
祠を得た。この炭素鋼の断面組織の顕微鏡写真を第１図
（ａ）として示す。同図は、倍率４００倍で、光学顕微
鏡を用いた観察による。

この断面は、摺動部材の摺動方向に対して垂直な方向に
切断した断面であり、結晶粒の数は、光学顕微鏡での観
察によって４００倍での数をｌｎｍ　２当たりの数に換
算することにより決定した。

この写真から明らかなように、この実施例の炭素鋼は、
ビッカース硬度が３００を超える従来の炭素鋼と比較し
て結晶形状が等方的であり、粗大化したものである。

これらの摺動部材を用いて第９図に示した冷媒圧縮機を
組立て、エステル系油の冷凍機油を供給し、冷媒として
ＨＰＣ１３４ａを用いて５００時間の運転を行った。

運転終了後、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いてシャフ
トの表面観察を行ったところ、摩耗痕はほとんど認めら
れなかった。

さらに、第４図に示すような摩耗試験機を用いてシャフ
トの耐摩耗性を評価した。

この装置は、シャフト４１をＶ−ブロック４２・４２で
挟み込み、■−ブロック４２の締め付けによる前垂を一
定の値に設定し、シャフト４１を回転させて冷媒を吹込
みながら、一定時間の摩耗量を調べるものである。

ここでは、フロン１３４ａを吹込みつつ、シャフトの回
転を２９０ｒｐｍとして、シャフト４１を鋳鉄ＦＣ２５
とし、■−ブロック４２をこの実施例で得た炭素鋼とし
て、試験を行った。

この結果、ビッカース硬度２８０の鋳鉄Ｆｅ１２材と、
ビッカース硬度２３６で、かつ％　　１ｍｆｉ’あたり
の平均結晶粒数が２４２４個である炭素鋼との組合仕で
は摩耗量は２ｍｇと非常に少なく、優れた耐摩耗性を有
していた。この摩耗試験後の炭素鋼の断面組織の顕微鏡
写真を第１図（ｂ）として示す。摩耗箇所は矢印で示し
た部分であり、摩耗試験前の表面状態と大きな差異は見
られない。

実施例２ビッカース硬度２８０の鋳鉄Ｆｅ２５材を用い、シャフ
トとして所定形状に切り出した。

一方、この摺動相手部品である軸受として、炭素鋼Ｓ−
１５ｃ　　（炭素含有量０．１３　ｗｔ％）を所定形状
に切り出し、焼きなまし温度６００℃で熱処理を施した
。

この熱処理によって、ビッカース硬度２８８．１■２あ
たりの平均結晶粒数が３１５４個である炭素鋼部材を得
た。この炭素鋼の断面組織の顕微鏡写真を第２図（ａ）
として示す。倍率および観察方法は、実施例１と同一条
件である。

これらの摺動部材を用いて第８図に示した冷媒圧縮機を
組立て、ポリアルキレングリコール系油の冷凍機油を供
給し、冷媒として肝Ｃ１５２ａを用いて５００時間の運
転を行った。

さらに、実施例１と同様の耐摩耗性試験を行った結果、
この実施例による鋳鉄と炭素鋼との組合せでは摩耗量は
２．９Ｂと少なく、優れた耐摩耗性を有していた。この
摩耗試験後の炭素鋼の断面組織の顕微鏡写真を第２図（
ｂ）として示す。

実施例３ビッカース硬度２４０の鋳鉄Ｆｅ２５材を用い、シャフ
トとして所定形状に切り出した。

一方、この摺動相手部品である軸受として、炭素鋼Ｓ−
１５ｃ　　（炭素含有量０．１３　ｗｔ％）を所定形状
に切り出し、焼きなまし温度８６６℃で熱処理を施した
。この熱処理によって、ビッカース硬度２２０．１■２
あたりの平均結晶粒数が２１３０個である炭素鋼部材を
得た。

これらの摺動部材を用いて、実施例１と同じ冷媒圧縮機
を組立て、エステル系油の冷凍機油を供給し、冷媒とし
てＩＩＦＣ１３４ａを用いて５００時間の運転を行った
。

運転終了後、実施例１と同様にシャフトの表面観察を行
ったところ、摩耗痕はほとんど認められず、シャフトの
耐摩耗性評価においても摩耗量は１．７ｍｇと良好な結
果が得られた。

実施例４ビッカース硬度２６０の鋳鉄Ｆｅ２５材を用い、シャフ
トとして所定形状に切り出した。

一方、この摺動相手部品である軸受として、炭素鋼Ｓ−
１５Ｃ（炭素含有量０．１３　ｗｔ％）を所定形状に切
り出し、焼きなまし温度８６６℃で熱処理を施した。

この熱処理によって、ビッカース硬度２５０、かつｌ■
２あたりの平均結晶粒数が２６００個である炭素鋼部材
を得た。

これらの摺動部材を用いて、実施例１と同じ冷媒圧縮機
を組立て、ポリアルキレングリコール系油の冷凍機油を
供給し、冷媒としてフロン１５２ａを用いて５００時間
の運転を行った。

運転終了後、実施例１と同様にシャフトの表面観察を行
ったところ、摩耗痕はほとんど認められず、シャフトの
耐摩耗性評価においても摩耗量は２．２Ｂと良好な結果
が得られた。

比較例１ビッカース硬度３２０の鋳鉄Ｆｅ１２材を用い、シャフ
トとじて所定形状に切り出した。

一方、この摺動相手部品である軸受として、炭素鋼Ｓ−
１５Ｃ（炭素含有ｍ　Ｏ、Ｉ　３　ｗ　ｔ　２６　）を
焼なましの熱処理なしで所定形状に切り出し、ビッカー
ス硬度３１０．１）２あたりの平均結晶粒数が３６３６
個である炭素鋼部材を得た。この炭素鋼の断面組織の顕
微鏡写真を第３図（ａ）として示す。

この写真は実施例１と同様に、倍率４００倍で、光学顕
微鏡を用いた観察による。

この写真から明らかなように、ビッカース硬度が３００
を超え　１ｆｆｌｆｆ１２あたりの平均結晶粒数が３２
００個を超えた炭素鋼は、結晶形状が細長く圧延された
形状であった。

これらの摺動部材を用い゛Ｃ実施例１と同一構成の冷媒
圧縮機を組立て、エステル系油の冷凍機油を供給し、冷
媒に実施例１と同じＩＩＦＣ１３４ａを用いて、上記冷
媒圧縮機を５００時間運転した。

運転終了後、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いてシャフ
トの表面観察を行ったところ、摺動によって生じた摩耗
痕がはっきりと認められた。

さらに、第４図に示す摩耗試験機を用いて実施例１と同
一条件でシャフトの耐摩耗性を評価した。

この摩耗試験後の炭素鋼の断面組織の顕微鏡写真を第３
図（ｂ）として示す。

この写真からも明らかなように、ビッカース硬度が３０
０を超え、炭素鋼の結晶粒数が３２００個を超えた部材
の組合せでは摩耗量が５０ｍｇと著しく、長時間の使用
に耐え得ないものであった。

比較例２ビッカース硬度１５０の鋳鉄ＰＣ２５材を用い、シャフ
トとして所定形状に切り出した。

一方、この摺動相手部品である軸受として、炭素鋼Ｓ−
１，５Ｃ（炭素含有Ｍ　Ｏ，１３νｔ％）を切り出し、
焼きなまし温度９５０℃の熱処理によってビッカース硬
度１７０、ｌｎｖ　２あたりの平均結晶粒数が１５５０
個である炭素鋼部材を得た。

これらの摺動部材を用いて実施例１と同一構成の冷媒圧
縮機を組立て、エステル系油の冷凍機油を供給し、冷媒
に実施例１と同じフロン１３４ａを用いて、上記冷媒圧
縮機を５００時間運転した。

すると、摺動部材の硬度が小さいために機械的強度が不
足し、運転終了後のシャフトにはクラ・ツクが発生して
いた。

これまで述べてきた実施例および比較例の結果を併せて
第５図および第６図にグラフとして示す。

第５図は炭素鋼のビッカース硬度と摩耗量との関係を表
し、第６図は炭素鋼の結晶粒数と摩耗量との関係を表し
たものである。

これら　２つのグラフから、炭素鋼のビッカース硬度が
３００を超える付近で摩耗量が飛躍的に増大しているこ
と、また、炭素鋼の結晶粒数が１ｍｎ　２あたり３２０
０個を超える付近で摩耗量が急激にはねあがることがわ
かる。

すなわち、本発明のように、ビッカース硬度が２００〜
３００である鋳鉄と、ビッカース硬度が２００〜３００
であり、かつ　ＩＩＩ＋１２あたりの平均結晶粒数が２
０００〜３２００個である炭素鋼とが摺動するよう摺動
部材を組合せることにより、これら摺動部材の耐摩耗性
を大きく向上させ、このような摺動部材を用いることに
よって冷媒圧縮機の長寿命化を図ることができた。

参考例ここでは、フロン１２　（ＣＰＣＩ２）を用いた従来の
システムの冷媒圧縮機の場合における、摺動部材の耐摩
耗性について述べる。

ＣＦＣＩ２使用のシステムにおいては、冷凍機油として
パラフィン系冷凍機油を用い、摺動部材として通常の炭
素鋼（ビッカース硬度３０６）と鋳鉄（ビッカース硬度
２７８）とを組合せて用い、実施例と同様に　５００時
間の運転を行った。

運転終了後のシャフトの表面観察によれば、摩耗痕はほ
とんど認められず、シャフトの耐摩耗性評価においても
摩耗量は５Ｂと低い値であった。

第７図に、これまで説明した実施例、比較例および参考
例による各組合せの摺動部材の摩耗量の結果を示す。

第７図から明らかなように、冷媒としてフロン１２が使
用される場合においては、ビッカース硬度が３００を超
える部材を用いても同等問題はなかったのであるが、Ｃ
ＰＣＩ２に替わるＣＩ原子を含まない冷媒を使用すると
き、それまでの摺動部材では、比較例１に示されるよう
に耐摩耗性が大きく低下し、Ｃ１原子を含まない冷媒で
あるＩＩＰＣ１３４，ａや肝Ｃ１５２ａに適した摺動部
材が必要となったのである。

そして、本発明によるビッカース硬度や結晶粒数、結晶
形状を有する鋳鉄と炭素鋼との組合せによって、従来の
フロン１２使用のシステムと同等あるいはそれ以上に摺
動部材の耐摩耗性を向上させることかできた。

なお、ここではロータリー式の冷媒圧縮機について説明
したが、往復式の冷媒圧縮機の場合でも摺動部材として
本発明のような組合せを行うことこより、耐摩耗性向上
の優れた効果を得ることができる。

［発明の効果］以上説明したように、本発明の冷媒圧縮機は、ビッカー
ス硬度が２００〜３００である鋳鉄と、ビッカース硬度
が２００〜３００であり、かつ、ＩＩＩｍ’あたりの平
均結晶粒数が２０００〜３２００個である炭素鋼とを用
い、これらの部材同士が摺動するよう組合せて冷媒圧縮
機の摺動部品を構成しているので、１．１，１．２−テ
トラフルオロエタンまたは１．１−ジフルオロエタンの
冷媒使用に際して、摺動部材の耐摩耗性を大きく向上さ
せることができる。

したがって、信頼性の高い長寿命な冷媒圧縮機を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の冷媒圧縮機における軸受炭
素鋼の断面組織の顕微鏡写真、第２図は本発明の他の実
施例の冷媒圧縮機における軸受炭素鋼の断面組織の顕微
鏡写真、第３図は従来の冷媒圧縮機における軸受炭素鋼
の断面組織の顕微鏡写真、第４図は摩耗試験機の断面図
、第５図は炭素鋼の硬度と摩耗量との関係を示す図、第
６図は炭素鋼の結晶粒数と摩耗量との関係を示す図、第
７図は各種組合せの摺動部材の摩耗量を示す図、第８図
は一般的な炭素鋼の冷間圧延組織の顕微鏡写真の模式図
、第９図は密閉型冷媒圧縮機の縦断面図、第１０図は第
９図に示した冷媒圧縮機の圧縮機構の横断面図、第１１
図は各種冷媒の水溶解度を示す図である。１・・・ケーシング、２・・・ステータ、３・・・ロー
タ、４・・・モータ機構、５・・・圧縮機構、６・・・
供給管、７・・・吐出管、８・・・シャフト、９・・・
軸受、１０・・・シリンダ、１１・・・サブベアリング
、１２・・・クランク、１３・・・ローラ、１４・・・
ブレード、１５・・・スプリング、１６・・・吸込室、
１７・・・吐出室、１８・・・吸込口、１９・・・吐出
口、２０・・・冷凍機油。出願人　　　　　　株式会社　東芝

Claims

【特許請求の範囲】

（１）密閉された容器内にモータ機構および圧縮機構が
収容され、かつ、冷媒として１，１，１，２−テトラフ
ルオロエタンまたは１，１−ジフルオロエタンの冷媒を
、冷凍機油として前記冷媒と相溶性を有する冷凍機油を
使用し、前記冷媒が前記容器内を循環する冷媒圧縮機に
おいて、前記圧縮機構における摺動部品は、ビッカース
硬度が２００〜３００である鋳鉄と、ビッカース硬度が
２００〜３００であり、かつ、１ｍｍ＾２あたりの平均
結晶粒数が２０００〜３２００個である炭素鋼とを用い
、前記鋳鉄と前記炭素鋼とが摺動するよう組合せて構成
されたことを特徴とする冷媒圧縮機。