JPH0477037B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の利用分野〕 本発明は、ロータリ形フロン圧縮機に係り、特
にローリングピストン式フロン圧縮機の摺動部分
の摩擦、摩耗の低減、焼付き防止を図るようにし
たフロン圧縮機に関する。 〔発明の背景〕 近年、エアコン及び冷蔵庫に用いるフロン圧縮
機の分野において、小形高性能化の傾向から、従
来のレシプロ形に代つてローリングピストン式で
代表されるロータリ形が注目されている。このロ
ータリ形は、レシプロ形に比較して、摺動部の摩
擦条件が苛酷なことから、優れた潤滑性、すなわ
ち高度な耐荷重性、耐摩耗性を有する冷凍機油を
必要とし、これまでナフテン系鉱油に極圧添加剤
であるトリクレジルホスフエートを配合したもの
が推奨されてきた。しかしこのトリクレジルホス
フエートは、フロンの分解を促進し、油の熱安定
性を低下させるという問題点があつた。 第１図Ａはローリングピストン式圧縮機の縦断
面図、第１図Ｂはその横断面図である。第１図中
１は回転軸、２はローラ、３はシリンダ、４はベ
ーン、５は冷凍機油、６は軸受、７は吸入管、８
はケース、９はモータ、１０は吐出管そして１１
は吐出弁を意味する。 ところでローリングピストン式圧縮機は、第１
図に示すように偏心運動する回転軸１により駆動
されるローラ２は、シリンダ３内壁に一部が密着
した状態で回転し、フロンを圧縮する。低圧室と
高圧室を仕切るベーン４は、シリンダに設けられ
た溝内を上下動し、その下端はバネによつてロー
ラに押付けられている。ベーンとローラ間は、線
接触の摩擦であり、その線圧は相当大きい。 他方冷凍機油５は、回転軸下端に設けられた遠
心ポンプにより汲上げられて各摺動部に供給され
るが、ベーンとローラ間、ベーンとシリンダ間へ
は、ローラと上下軸受６との間隙を通過した一部
の油のみが供給されるので、その供給油量は少な
い。 更に最近では、効率向上の観点から、これらの
間隙をせばめて高圧側から低圧側へのフロンの漏
れを防止する方策がとられることから、これら摺
動部への供給油量が益々制約を受ける傾向にあ
る。 〔発明の目的〕 本発明は、このような現状にかんがみてなされ
たものであり、その目的は、少ない供給油量でも
該摺動部の摩擦、摩耗の低減を図つたロータリ形
フロン圧縮機を提供することにある。 〔発明の概要〕 本発明を概説すれば、本発明はロータリ形フロ
ン圧縮機に関する発明であつて、パラフイン系鉱
油、ナフテン系鉱油及びアルキルベンゼンよりな
る群から選択した少なくとも１種の基油に、モノ
カルボン酸の多価アルコールエステル、及びメタ
ンスルホン酸エステルを含有させた冷凍機油を用
いたことを特徴とする。 従来のトリクレジルホスフエートを始めとする
極圧剤は、充分な油が供給される状態でのみその
効果が発揮されることを確認し、これに代る方策
を種々検討した結果、金属に対する吸着力の大き
い、分子中にエステル基をもつモノカルボン酸の
多価アルコールエステルが、この目的に合致する
油であること、鉱油、アルキルベンゼンにある量
を配合してもその効果が失われないことを見出
し、本発明を完成するに至つたものである。な
お、このような多価アルコールエステル油を鉱
油、アルキルベンゼンに配合するとその耐フロン
性が若干阻害されるので、この配合油に更に少量
のメタンスルホン酸エステルを配合することが不
可欠である。 本発明におけるモノカルボン酸の多価アルコー
ルエステルは、例えば、トリメチロールプロパン
又はペンタエリトリトール等の多価アルコールと
カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、２−エチ
ルヘキサン酸、イソオクタン酸及びペラルゴン酸
等の脂肪族モノカルボン酸とのエステルを使用す
ることができる。これらのエステルの例として
は、トリメチロールプロパントリカプリレート、
ペンタエリトリトールテトラカプリレート及びペ
ンタエリトリトールペラルゴネート等を挙げるこ
とができ、このようなエステルは市販品として入
手することができる（例えば、チバ・ガイギー社
製、商品名レオルーブ）。また、メタンスルホン
酸エステルとしては、例えばメタンスルホン酸メ
チル、メタンスルホン酸エチル等を挙げることが
できる。 本発明における(a)基油に対する(b)多価アルコー
ルエステルの配合割合は、ｂ／ａ＋ｂとして５〜30 重量％、更に(c)メタンスルホン酸エステルの配合
割合は、ｃ／ａ＋ｂ＋ｃとして0.05〜0.5重量％とす ることが適当であり、この範囲内に配合した冷凍
機油を用いることによりロータリ形フロン圧縮機
の耐摩耗性を向上させることができる。 〔発明の実施例〕 次に本発明を実施例により、更に詳細に説明す
るが、本発明はこれら実施例に限定されない。 なお、第２図は、本発明の実施例のフアレツク
ス試験機における摩擦特性の測定結果を示すグラ
フである。第２図において、横軸は時間（分）を
縦軸は摩擦係数を示す。 実施例１及び２、比較例１〜８ 40℃における粘度が32.7cStのパラフイン系鉱
油（共同石油社製、商品名フレオール）に第１表
に示す３種の多価アルコールエステル（チバ・ガ
イギー社、商品名レオルーブ）の所定量を配合
し、その一部には、メタンスルホン酸エステルを
添加して８種の冷凍機油を調製した。 これら冷凍機油につき、フアレツクス試験によ
り摩擦特性、シールドチユーブテストにより耐フ
ロン性、更にフロン圧縮機による運転試験を行つ
た。また、比較のために基油単独のもの（比較例
６）及び基油にトリクレジルホスフエートを添加
したもの（比較例７）、トリス（ノニルフエニル）
ホスフアイトを添加したもの（比較例８）につい
ても同様の試験を行つた。 ここでのフアレツクス試験は、回転軸を２個の
Ｖブロツクで挟み、所定荷重を負荷した後、軸を
300rpmで回転したときの摩擦トルクから摩擦係
数を求めた。通常この試験は、摩擦試験部を約70
mlの油中に浸漬した状態で行うが、ここでは供給
油量と潤滑性との関係をみるためにビーカーに採
つた供試油（70ml）を流量可変形の循環ポンプで
摩擦試験部に供給する方式で行つた。この場合の
供給油量は0.3〜10ml／分である。荷重は200ポン
ド一定とし、それぞれの供給油量において摩擦し
たとき、摩擦係数が急増することにより判定され
る焼付き発生に至るまでの時間を測定した。 シールドチユーブテストは、内径６mm、肉厚３
mmの耐圧ガラス製試験管に0.5mlの供試油を採取
し、この中に触媒として、銅板（４×30×0.1mm）
及びSKS−３鋼製ピン（φ2×30mm）を入れ、こ
れを液体窒素で冷却して0.5mlのフロン12を採取
し、溶封したものを180℃で960時間加熱した。加
熱後開封して油とフロン混合物中のフロンの分解
生成物である塩素イオン量を測定した。 なお実機による試験として、第１図に示すロー
リングピストン式圧縮機（フロン12冷媒、高圧
15atg、低圧1atgの運転条件、ローラと上下軸受
面との間隙を規定の1/2）による約６か月間の連
続運転を行つた。 得られたフアレツクス試験、シールドチユーブ
テスト結果並びに実機試験の結果を第１表に示
す。

【表】

【表】 第１表から明らかなように、このような給油不
足の状態で有効に働くといわれていたトリクレジ
ルホスフエート、トリス（ノニルフエニル）ホス
フアイトのような極圧添加剤の配合は、基油と同
様に短時間に焼付きを生じている。これに対し本
発明の多価アルコールエステル配合油は、最少の
給油量でも30分以上焼付かず、低摩擦係数を示し
ている。この理由については、必ずしも明確でな
いが、多価アルコールエステルの分子が極性基に
より金属面に炭化水素分子よりも強固に吸着し、
かつ脱着し難いことに基因していると推定され
る。 他方、基油に多価アルコールエステルを配合す
ると耐フロン性は、若干低下するが、メタンスル
ホン酸エステルの少量添加により、従来から耐フ
ロン性向上剤として著名な亜りん酸エステルであ
るトリス（ノニルフエニル）ホスフアイト添加系
よりもむしろ塩素イオン生成量が少なく、優れる
ようになる。 また第１表から明らかなように本発明にかかる
冷凍機油を適用したローリングピストン式フロン
圧縮機は、約６か月間の運転後においても、ベー
ンとローラ摺動部の摩耗が少なく、かつ油中の塩
素イオン量も少なく、従来の冷凍機油との組合せ
に比べて優れた特性を有している。 実施例３及び４、比較例９及び10 40℃における粘度が29.4cStのナフテン系鉱油
（サン石油社製、スニソオイル）、34.6cStのアル
キルベンゼン（松村石油社製、バーレルフリー
ズ）を基油とし、これに所定量のペンタエリトリ
トールペラルゴネート及びメタンスルホン酸メチ
ルを配合し、第２表に示す冷凍機油を調製した。

〔発明の効果〕

本発明によれば、フアレツクス摩擦試験におけ
る給油量が少ない状態で焼付かず、かつ冷凍機油
を用いたローリングピストン式フロン圧縮機にお
いて、ローラと上下軸間の間隙をせばめて給油量
を制限した状態でも摩耗防止の働きを有し、共存
させたメタンスルホン酸エステルの少量添加によ
つて耐フロン性を向上させることができるという
顕著な効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは、ローリングピストン式フロン圧縮
機の縦断面概略図であり、Ｂはその横断面概略図
であり、第２図は、本発明例のフアレツクス試験
機における摩擦特性の測定結果図である。 １：回転軸、２：ローラ、３：シリンダ、４：
ベーン、５：冷凍機油、６：軸受、７：吸入管、
８：ケース、９：モータ、１０：吐出管、１１：
吐出弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ パラフイン系鉱油、ナフテン系鉱油及びアル
   キルベンゼンよりなる群から選択した少なくとも
   １種の基油に、モノカルボン酸の多価アルコール
   エステル、及びメタンスルホン酸エステルを含有
   させた冷凍機油を用いたことを特徴とするロータ
   リ形フロン圧縮機。 ２ 該モノカルボン酸の多価アルコールエステル
   における多価アルコール成分が、トリメチロール
   プロパン又はペンタエリトリトールである特許請
   求の範囲第１項記載のロータリ形フロン圧縮機。 ３ 該メタンスルホン酸エステルが、メタンスル
   ホン酸のメチル又はエチルエステルである特許請
   求の範囲第１項記載のロータリ形フロン圧縮機。