WO2004055371A1

WO2004055371A1 - 冷媒圧縮機とそれを用いた冷凍機

Info

Publication number: WO2004055371A1
Application number: PCT/JP2003/016023
Authority: WO
Inventors: Hirotaka Kawabata; Takahide Nagao; Akihiko Kubota; Hironari Akashi; Kosuke Tsuboi; Takashi Kakiuchi; Makoto Katayama; Takeshi Kojima
Original assignee: Matsushita Refrigeration Company
Priority date: 2002-12-16
Filing date: 2003-12-15
Publication date: 2004-07-01
Also published as: EP1574712A1; KR100559124B1; EP1574712A4; JP4402043B2; JP5012847B2; AU2003289340A1; KR20040085159A; CN1685154A; JPWO2004055371A1; US7422423B2; CN100378332C; JP2009185824A; US20050172646A1

Abstract

冷媒圧縮機は、圧縮部と、駆動部と、第１、第２接触部とを有する。圧縮部は密閉容器内に収容され、冷媒ガスを圧縮する。駆動部は圧縮部を駆動する。第１、第２接触部は、圧縮部の駆動により接触したり摺動したりする。その表面には均等に配置された複数のくぼみと、二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）を固着させた混合層との少なくともいずれかが形成されている。この構成により、第１、第２接触部の耐摩耗性が高まる。

Description

明細書

冷媒圧縮機とそれを用いた冷凍機技術分野

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とそれを用いた冷凍機に関する。背景技術

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圧縮機の開発が進められている。

図 5 8は従来技術による密閉型電動冷媒圧縮機の断面図である。図 5 9はその圧縮機の支持構造図である。密閉容器（以下、容器） 1 は底部にオイル 2 を貯留するとともに、固定子 3 と回転子 4からなる電動部 5 とこれによって駆動される圧縮部 6 を収容している。電動部 5 と圧縮部 6からなる圧縮機本体 7は密閉容器 1 内に圧縮コィルばね（以下、ばね） 8 によって弾性的に支持されている。

クランクシャフト 9は回転子 4を固定した主軸部 9 Aと主軸部 9 Aに対し偏心して形成された偏心部 9 Bからなり、給油ポンプ 1 0 が設けられている。主軸部 9 Aは軸受部 2 3 により軸支されている。シリンダーブロック 1 1 は略円筒形のポア 1 2からなる圧縮室 1 3 を有している。. ポア 1 2 に遊嵌されたピストン 1 4は、偏心部 9 B とスライド機構にて連結されており、ポア 1 2の端面はバルブプレート 1 5で封止されている。

ヘッド 1 6は高圧室を形成し、ヘッド 1 6から容器 1外に圧縮された冷媒ガスを導出する吐出経路 1 7は管体 1 8 を介して容器 1外の冷凍サイクルの高圧側（図示せず）に接続されている。管体 1 8 は、耐熱性、耐冷媒性、耐油性を有する高分子材料からなり、吐出経路 1 7の共振を防止している。

電動部 5の固定子締結ポルト 1 9の頭部には合成樹脂製の保持部材 2 0が装着され、容器 1 の内壁に設けた突起部 2 1 には合成樹脂製の保持部材 2 2が装着されている。保持部材 2 0 、 2 2 にはばね 8が嵌装されている。

以上のように構成された冷媒圧縮機について、以下その動作を説明する。商用電源から供給される電力は電動部 5 に供給され、電動部 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 9 を回転させ、偏心部 9 Bの偏心運動がピストン 1 4を駆動する。これによりピストン 1 4はポア 1 2内を往復運動し、容器 1 内に導かれた冷媒ガスは吸入バルブ（図示せず）を介して圧縮室 1 3内に導入される。そして連続して圧縮され、圧縮された冷媒ガスは、吐出バルブ（図示せず）、吐出経路 1 7、管体 1 8 を介して容器 1外へ送られる。

オイル 2はクランクシャフト 9の回転に伴って給油ポンプ 1 0から各搢動部に給油され、摺動部を潤滑するとともに、偏芯部 9 B先端より容器 1 内に放出される。ピストン 1 4 とポア 1 2 との間ではシールとして機能する。

クランクシャフト 9の主軸部 9 Aと軸受部 2 3、ピストン 1 4とポア 1 2等はそれぞれ相互に摺動部を形成している。従来の圧縮機では、摺動部を構成する摺動部材の一方は、窒化処理した鉄系材料にリン酸マンガン処理した材料にて形成され、摺動部材の他方は、陽極酸化処理したアルミニウムダイキャストにて形成されている。このような技術は例えば特開平 6 _ 1 1 7 3 7 1号公報に開示されている。

しかしながら、摺動部に硬度が低いリン酸マンガン処理を用いている場合、起動時等の摺動部に油膜が発生しない状態で金属接触が生じるとリン酸マンガン層が摩耗して無くなる。このため摩擦係数が高くなり摺動損失が増加する可能性がある。また摩擦係数を低減するために、摺動部間の隙間を小さぐすると、金属接触が生じてリン酸マンガン層が摩耗して無くなり摩耗の増加や異常摩耗が発生する可能性がある。更に、ピストン 1 4 一ポア 1 2間では、ピストン 1 4の摩耗量が多くなることにより、ピストン 1 4 一ポア 1 2間の隙間が大きくなる。これにより、圧縮した冷媒ガスがピストン 1 4 とポア 1 2 との隙間から漏れて効率が低下する可能性がある。

加えて、摺動部における粘性抵抗を下げるためにオイルの粘度を低くした場合には、上記課題がさらに顕著になる。

また、別の従来の技術による圧縮機では、摺動部表面に固体潤滑剤である二硫化モリブデン（ M 0 S ₂) が塗布されている。このような圧縮機は例えば、特開平 8 — 1 2 1 3 6 1号公報、特開平 9 一 1 1 2 4 6 9号公報に開示されている。

M o S ₂ は摺動面に塗布するためにポリアミドイミド樹脂（ P A I ) のバインダ一を含んでいる。しかしながら P A I は、 M o S ₂ 単体に比較して摩擦係数が高く、その結果、摺動損失が増加する。また、摺動部の母材を鉄やアルミニウム等の金属材料で構成する場合、バインダーとして用いる P A I との結合力が通常の金属結合に比較して弱い。このため、 M o S ₂ を塗布した摺動部において母材とバインダーとの界面ではく離が生じ、その結果 M o S ₂ の耐摩耗性向上の効果が得られず、摩耗量が増加することがある。

また、ピストン 1 4の直線運動が圧縮部 6 を加振することで冷'媒圧縮機 7 の回転中、常にばね 8は微振動を発生するとともに、起動、停止時は慣性力によって圧縮部 6が大きく振れる。その結果、ばね 8 もゆれるため、ばね 8 と保持部材 2 0 , 2 2 とが間欠的に接触しこすれる。このとき、保持部材 2 0 、 2 2は合成樹脂製である為にこすれ音を吸収する。このような冷媒圧縮機に関する技術は特開平 6 - 8 1 7 6 6号公報に開示されている。

しかしながら、この構成では、保持部材 2 0 と保持部材 2 2が合成樹脂製の別部品である為に部品点数が増加し、製作コストが増加する。

また、圧縮部 6 の起動、停止時に、圧縮部 6が大きく振れるため、吐出経路 2 2 も大きく揺れる。このため、吐出経路 2 2 と管体 2 3 とが間欠的に接触しこすれる。管体 2 3は高分子材料からなるため、この際のこすれ音は吸収されるが、耐熱性、耐冷媒性、耐油性を有するため高コストである。

さらに圧縮機では圧縮部 6の駆動に伴い、圧縮室 1 3 と容器 1 との間で冷媒ガスを吸入、吐出するためのバルブ（図示せず）が作動する。その際、弁座とパルブシート等（図示せず）が接触し、騒を発する。

このように、圧縮部 6の駆動に伴い、様様な部分が接触し足り摺動する。そのために磨耗による性能低下を生じたり、騒音を発したりする。従来の技術でこれを解消するには、部品点数の増加や高価な材料を適用する必要がある発明の開示

本発明の冷媒圧縮機は、圧縮部と、駆動部と、第 1、第 2接触部とを有する。圧縮部は密閉容器内に収容され、冷媒ガスを圧縮する。駆動部は圧縮部を駆動する。第 1、第 2接触部は、圧縮部の駆動により接触したり摺動したりする。その表面には均等に配置された複数のくぼみと、二硫化モリブデン（M o S ₂) を固着させた混合層との少なくともいずれかが形成されている。図面の簡単な説明

図 1 は本発明の実施の形態における冷媒圧縮機の断面図である図 2は図 1 におけるピス卜ンとポアとにより形成される摺動部の拡大図である

図 3は図 1 におけるピストンとポアとが摺動する時のオイルの流れを示した図である。

図 4は図 1 の冷媒圧縮機を含む冷凍機の冷凍サイクル図である図 5は本発明の実施の形態における焼付き面圧を示した図であ図 6は本発明の実施の形態における摩擦係数を示した図である図 7は本発明の実施の形態における摩耗量を示した図である図 8は図 1 における主軸部と軸受部とにより形成される摺動部の拡大図である図 9は図 1 におけるピス卜ン周辺の拡大図である。

図 1 0は図 9 におけるピス卜ンピンとコンロッドとにより形成される摺動部の拡大図である

図 1 1 は図 1 におけるスラス卜軸受部周辺の拡大図である図 1 2 は図 1 1 におけるスラスト部とスラストヮッシャとにより形成される摺動部の拡大図であ

図 1 3は本発明の実施の形態における摺動面とリン酸マンガン層との摩擦係数の特性図である。

図 1 4は本発明の実施の形態におけるコンプレッサーの冷凍能力の特性図である。

図 1 5 は本発明の実施の形態によるコンプレッサーにおける効率の特性図である。

図 1 6は本発明の実施の形態における他の冷媒圧縮機の断面図である。

図 1 7は図 1 6の冷媒圧縮機を含む冷凍機の冷凍サイクル図である。

図 1 8 は図 1 6 における G— G線断面図である。

図 1 9は図 1 8 におけるべ一ンと口一ングピストンとにより形成される摺動部の拡大図である

図 2 0は図 1 8 におけるローリングピストンと偏心部とにより形成される摺動部の拡大図である

図 2 1 A , Bは、本発明の実施の形態におけるピス卜ンとポアとにより形成される摺動部の拡大図である

図 2 2は、図 2 1 Bにおける摺動時のォィルの流れを示した図である

図 2 3 は本発明の実施の形態における摩擦係数を示した図である図 2 4は本発明の実施の形態における摩擦量を示した図である。図 2 5 A， Bは、図 1 における主軸部と軸受部とにより形成される別の摺動部の拡大図である。

図 2 6 A , Bは、図 1 におけるピストンピンとコンロッドとにより形成される別の摺動部の拡大図である

図 2 7 A ， Bは、図 1 におけるスラス卜部とスラストヮッシャとにより形成される別の摺動部の拡大図でめる

図 2 8は本発明の実施の形態における摩擦係数の特性図である。図 2 9 は本発明の実施の形態におけるンプレッサ一の冷凍能力の特性図である。

図 3 0は本発明の実施の形態における Πンプレッサーの効率の特性図である。

図 3 1 A ， Bは、図 1 6におけるべンとローリングピストンとにより形成される別の摺動部の拡大図であ 0

図 3 2 A , Bは、図 1 6における口ングビストンと偏心部とにより形成される別の摺動部の拡大図でめ

図 3 3は本発明の実施の形態における媒圧縮機に設けた吸入バルブ装置の縦断面図である。

図 3 4は図 3 3 における吸入バルブお gの吸入弁座を示す平面図である。

図 3 5は図 3 3 における吸入バルブ壮置の吸入可動弁を示す平面図である。

図 3 6は本発明の実施の形態における媒圧縮機に設けた吐出バルブ装置の縦断面図である。

図 3 7は図 3 6 における吐出バルブ壮置の吐出弁座を示す平面図である。

図 3 8は図 3 6 における吐出バルブ壮置の吐出可動弁の相互シール面側を示す平面図である。

図 3 9は図 3 6 における吐出バルブ装の吐出可動弁の衝打部側を示す平面図である。

図 4 0は図 3 6における吐出バルブ装置のストッパを示す平面図である。

図 4 1 は本発明の実施の形態における冷媒圧縮機に設けた他の吐出バルブ装置の縦断面図である。図 4 2は図 4 1 における吐出バルブ装置のバック.ァップリードの吐出可動弁との衝打部側を示す平面図である。

図 4 3は図 4 1 における吐出バルブ装置のバックアツプリードのストツバとの衝打部側を示す平面図である。

図 4 4は図 3 3における吸入バルブ装置の他の吸入弁座を示す平面図である。

図 4 5は図 3 3 における吸入バルブ装置の他の吸入可動弁を示す平面図である。

図 4 6は図 3 6における吐出バルブ装置の他の吐出弁座を示す平面図である。

図 4 7は図 3 6 における吐出バルブ装置の他の吐出可動弁の相互シール面側を示す平面図である。

図 4 8は図 3 6 における吐出バルブ装置の他の吐出可動弁の衝打部側を示す平面図である。

図 4 9は図 3 6 における吐出バルブ装置の他のストツパを示す平面図である。

図 5 0は図 4 1 における吐出バルブ装置の他のバックアツプリ― ドの吐出可動弁との衝打部側を示す平面図である。

図 5 1 は図 4 1 における吐出バルブ装置の他のバックアツプリ― ドのストツパとの衝打部側を示す平面図である。

図 5 2は本発明の実施の形態によるさらに他の冷媒圧縮機の断面図である。

図 5 3は図 5 2の冷媒圧縮機を含む冷凍機の冷凍サイクル図である。

図 5 4は図 5 2の冷媒圧縮機における吐出経路と密着コイルばねとが接触する部分の拡大図である。

図 5 5 A、 Bは図 5 2の冷媒圧縮機における他の吐出経路と密着コイルばねとが接触する部分の拡大図である。

図 5 6は本発明の実施の形態によるさらに他の冷媒圧縮機の断面図である。図 5 7 A、 B、 Cは図 5 6の冷媒圧縮機における圧縮コイルばねと保持部材とが接触する部分の拡大図である。

図 5 8は従来技術による密閉型電動冷媒圧縮機の断面図である。図 5 9は図 5 8の圧縮機の支持構造図である。発明を実施するための最良の形態

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。なお、各実施の形態において、先行する実施の形態と同様の構成をなすものには同じ符号を付して説明し、詳細な説明を省略する。

(実施の形態 1 )

図 1 は、本発明の実施の形態 1 による冷媒圧縮機 1 0 0の断面図である。図 2は図 1 におけるピストンとポアとにより形成される搢動部の拡大図である。図 3は図 1 におけるピストンとポアとが摺動する時のオイルの流れを示した図である。図 4は、冷媒圧縮機 1 0 0 を含む冷凍機の冷凍サイクル図である。図 5は、微細くぼみ有り無しでの焼付き面圧を示した特性図である。図 6は、微細くぼみの形状、大きさの違いでの摩擦係数を示した特性図である。図 7は、摺動部表面積に対する微細くぼみの占める割合の違いでの摩耗量を示した特性図である。

図 1〜図 3 において、密閉容器（以下、容器） 1 0 1 内にはイソブタンからなる冷媒ガス 1 0 2が充填されている。容器 1 0 1 は、底部にオイル 1 0 3 を貯留し、固定子 1 0 4 と回転子 1 0 5 とからなる 1 0 6 と、これによつて駆動される往復式の圧縮部 1 0 7 とを収容している。電動部 1 0 6は駆動部であり、圧縮部 1 0 7 を容器 1 0 1内に密閉できれば、容器 1 0 1外に設けてもよい。

次に圧縮部 1 0 7 を詳細に説明する。クランクシャフト 1 0 8 は回転子 1 0 5 を圧入固定した主軸部 1 0 9 と、主軸部 1 0 9 に対し偏心して形成された偏心部 1 1 0からなる。クランクシャフト 1 0 8は下端に、オイル 1 0 3 に連通する給油ポンプ 1 1 1 を設けられている。铸鉄からなるシリンダーブロック 1 1 2は略円筒形のポア 1 1 3 と主軸部 1 0 9 を軸支する軸受部 1 1 4 とを形成している。ポア 1 1 3 に遊嵌されたピストン 1 1 5は鉄系の材料からなり、ポア 1 1 3 と共に圧縮室 1 1 6 を形成している。ピストン 1 1 5は、ピストンピン 1 1 7を介して、連結部であるコンロッド 1 1 8 によつて偏心部 1 1 0 と連結されている。ポア 1 1 3 の端面はバルブプレート 1 1 9で封止されている。

へッド 1 2 0は高圧室を形成し、バルブプレー卜 1 1 9 の、ポア 1 1 3 と反対側に固定されている。サクシヨンチューブ 1 2 1 は容器 1 0 1 に固定されるとともに冷凍サイクルの低圧側で熱交換器 6 0 に接続され、冷媒ガス 1 0 2 を容器 1 0 1 内に導く。サクシヨンマフラ一 1 2 2は、バルブプレート 1 1 9 とヘッド 1 2 0 に挟持されている。へッド 1 2 0から吐出される圧縮された冷媒 1 0 2は熱交換器 7 0へ送られ、放熱し、膨張弁 8 0 を介して熱交換器 6 0へ戻り、吸熱する。このようにして冷凍機が構成されている。

主軸部 1 0 9 と軸受部 1 1 4、ピストン 1 1 5 とポア 1 1 3、ピストンピン 1 1 7 とコンロッド 1 1 8、偏心部 1 1 0 とコンロッド 1 1 8はそれぞれ相互に摺動部を形成している。摺動部を形成する各部は圧縮部 1 0 7の駆動により摺動し合う接触部である。

ピストン 1 1 5の摺動面 1 1 5 Aには、複数の微細くぼみ（以下、くぼみ） 1 2 3がほぼ均一に形成されている。くぼみ 1 2 3の形状は球面であり、さらに大きさが直径 2 0 m〜 5 0 m、深さが 1 m〜 l 0 mであることがより好ましい。さらに摺動面 1 1 5 A の表面積に対するくぼみ 1 2 3の占める面積の割合は 4 0〜 8 0 % であることがより好ましい。さらに鉄系材料においては摺動部表面の組織をマルテンサイト化することがより好ましい。

このようなくぼみ 1 2 3は、表面のエッチング、プレス成型等により形成される。本実施の形態においては、鋼球やセラミック球等の硬度の硬い球をある速度以上で衝突させる方法でくぼみ 1 2 3 を形成している。例えば铸鉄の表面を加工硬化によって硬度を高くする場合には、铸鉄材料の表面に直径 2〜 5 0 m程度のセラミックスゃ鋼球のような、被加工部品より硬質の小球を 2 0 s e c / m i n以上の速度になるように投射装置により加速して噴射させる。このように、被加工部品に高速で衝突させると、表面に残留圧縮応力が付与され、ピッカース硬度で 6 0 0 H V程度まで硬度を咼めることができる。

以上のように構成された冷媒圧縮機 1 0 0 について、以下その動作を説明する

商用電源から供給される電力は電動部 1 0 6 に供給され、電動部

1 0 6の回転子 1 0 5が回転する。回子 1 0 5 はクランクシャフ卜 1 0 8 を回転させ、偏心部 1 1 0の偏心運動が連結部のンロッド、 1 1 8からビス卜ン 'ピン 1 1 7 を介してピストン 1 1 5 を駆動する ·<)しによりピス卜ン 1 1 5はポア 1 1 3内を往復運動する。サクションチューブ 1 2 1 を通して容器 1 0 1 内に導かれた冷媒ガス

1 0 2はサクシヨンマフラ一 1 2 2から吸入され、圧縮室 1 1 6内で連続して圧縮される

オイル 1 0 3はクランクシャフト 1 0 8の回転に伴い、給油ポンプ 1 1 1から各摺動部に給油され、摺動部を潤滑するとともに、ピス卜ン 1 4とポア 1 2 との間ではシールとして機能する。

ビス卜ン 1 1 5がポア 1 1 3内を往復運動して冷媒ガス 1 0 2 を圧縮する際、圧縮された冷媒ガス 1 0 2の一部はピストン 1 1 5 とポア 1 1 3 との隙間を経て容器 1 0 1 内に漏出し、体積効率を下げる。しかしながら、本実施の形態においてはピストン 1 1 5 とポア 1 1 3 との隙間に漏出したガスはくぼみ 1 2 3に達する。すると、くぼみ 1 2 3 においてピストン 1 1 5 とポア 1 1 3 の隙間の体積が増加することからラビリンスシールと同様の作用が生じ、漏出した冷媒ガスの流速は急速に低下する。この結果、冷媒ガス 1 0 2の漏れ量が減少する。その結果、冷媒圧縮機 1 0 0の体積効率が向上するため、冷媒圧縮機 1 0 0 の圧縮効率は向上する。

次に、図 5 を用いて微細くぼみ有り無しでの焼付き面圧を測定した結果について説明する。測定は、 C H ₂ F C F ₃冷媒の雰囲気圧力 0. 4 M P aのもと、 1 3〇粘度グレードが¥。 8から¥ 1 0のエステルオイルを使用し、摺動速度を 1. O mZ s において行われる。

図 5より明らかに、くぼみ 1 2 3を設けたピストン 1 1 5はくぼみ 1 2 3が無いものに比べ、焼きつき面圧の大幅な改善がされている。摺動部表面にくぼみ 1 2 3 をほぼ均一に形成することにより、供給されたオイル 1 0 3がくぼみ 1 2 3 に保持される。摺動部材どうしの隙間が摺動方向に対して狭くなつたとき、くぼみ 1 2 3内のオイル 1 0 3の粘性と摺動部の相対運動とにより、狭くなつた隙間にオイル 1 0 3が引き込まれる。これにより、負荷を支える圧力がオイル 1 0 3 に生じくさび形油膜が形成される。このくさび形油膜が、摺動部間に発生する金属接触を防止する。このことから焼付き荷重が上昇すると考えられる。

次にくぼみ 1 2 3の形状と大きさをパラメ一夕一に摩擦係数を測定した結果を図 6に示す。測定は、 C H ₂ F C F ₃冷媒の雰囲気圧力 0. 4 M P aのもと、 V G 8から V G 1 0のエステルオイルを使用し、摺動速度を 1. O mZ s 、面圧： 0. 5 M P aにおいて行われる。

この結果から、球面形状のくぼみ 1 2 3 を設けたピストン 1 1 5 は、角状の微細くぼみを設けたものに比べ、摩擦係数が低下していることがわかる。これは、くぼみ 1 2 3 の形状を球面とすることにより、投影面積の同じ多角錐に'比べて体積が増加することにより、形成されるくさび形油膜の油圧が増加することによると考えられる。つまり、図 3 に示すように、くぼみの形状が球面であれば、插動部が摺動する際に生じる油膜を発生させるオイルの流れがくぼみの中でうず流を形成し易くなり、その結果油圧が発生することで金属接触が防止される。

また、形状が球面であることから、摺動方向に関わらず、摺動にともなう摺動部間の隙間の変化量が一定となり、摺動部全体に均一な油膜が形成される。そして、ピストン 1 1 5 とポア 1 1 3 との隙間の偏りが小さくなり、ピストン 1 1 5 の側面から冷媒ガス 1 0 2 の漏れる量が少なくなるためと考えられる。

さらに、くぼみ 1 2 3の大きさが直径 2 0〜 3 0 11、深さ 1〜

5 mの場合に摩擦係数が最小の値になる。この大きさを中心にくぼみ 1 2 3の大きさが直径 2 0 ;ii m〜 5 0 ^ m、深さ 1 m〜 l 0 mの範囲でリン酸マンガン処理した場合より低い値となっており、潤滑摺動条件が改善される。

オイル 1 0 3への冷媒 1 0 2の溶け込み量は雰囲気圧力が低いほど少なくなる。くぼみの大きさが直径 5 0 si m, 深さ 1 0 m以上とした場合に比較して、体積が小さくなる直径 2 0 m〜 5 0 m, 深さを 1〜 1 0 ^ mのくぼみにおいては、雰囲気圧力の低下が少ない。このため、圧縮された冷媒ガス 1 0 2の圧力が高圧のまま保たれ、オイル 1 0 3中に溶け込み可能な冷媒量の低下が抑えられる。これによりオイル 1 0 3 中の冷媒の発泡現象が少なくなり、発泡により揹動部に形成された油膜の破断により生じる金属接触の発生が防止される。このようにして、摩擦係数の上昇が防止されると考えられる。

図 7 に示す摩耗体積からも同様のことが言える。なお、測定は、 C H ₂ F C F ₃冷媒の雰囲気圧力 0. 4 M P aのもと、 V G 8から V G 1 0のエステルオイルを使用し、摺動速度を 1. O m/ s 、面圧： 0. 5 M P aにおいて行われる。図 7 は、摺動部表面積に対するくぼみ 1 2 3以外の平面部分の占める割合と摩耗体積との関係を示している。すなわち平面比が小さいほどくぼみ 1 2 3の占める割合が大きい。

この結果'からは、くぼみ 1 2 3 を摺動部表面に設けることにより、リン酸マンガン処理した場合より摩耗量が少なくなることが判る。平面比が 5 2 %では摩耗量が 0 mm³ となる。しかし、摺動部表面積に対するくぼみ 1 2 3の占める割合を多くすることにより摩耗量が増加する。さらに詳細な検討の結果、平面比が 2 0 %以上、 6 0 % 以下、すなわち動部表面積に対する微細くぼみの占める面積割合が、 4 0 %以上 8 0 %以下の場合に、図中点線で示した実使用上問題のない摩耗量である 0 . 0 5 m m ³以下となる。

このような範囲においては、くぼみ 1 2 3 により滑り方向へのくさび膜が形成される傾斜表面部と、摺動面に対して平行となる平面部とが摺動部に設けられると考えられる。これにより、テ一パーランド軸受と同様の形状、効果が得られ、発生する油圧により支えられる限界荷重が上昇し、金属接触が低下すると考えられる。

なお、摺動部材に鉄系材料を用いる場合、摺動部表面にくぼみ 1 2 3 を形成する手法として、表面に鋼球、セラミックス球等の物質を一定速度以上で衝突させる。この方法によると、摺動部の表面層の組織がマルテンサイト化し、摺動部材の表面強度が上昇し、摩耗の進行速度が低下する。またくぼみ 1 2 3 を形成することにより摺動部間の面積が低減され、金属接触が低減される。

以上、本実施の形態においては、ピストン 1 1 5の摺動面にほぼ均一にくぼみ 1 2 3 を設ける。また、ポア 1 1 3 にくぼみ 1 2 3 を設けたり、ピストン 1 1 5 とポア 1 1 3 との双方に施しても、同様の作用効果が得られる。

次に、主軸部 1 0 9 と軸受部 1 1 4 とにより形成される摺動部について説明する。図 8は図 1 における主軸部 1 0 9 と軸受部 1 1 4 とにより形成される摺動部の拡大図である。

クランクシャフト 1 0 8の主軸部 1 0 9 には、その摺動面 1 2 5 に複数のくぼみ 1 2 3がほぼ均一に形成されている。

以上のように構成された冷媒圧縮機 1 0 0 について、以下その動作を説明する。

摺動面 1 2 5 にくぼみ 1 2 3 をほぼ均一に形成したクランクシャフト 1 0 8の主軸部 1 0 9が軸受部 1 1 4内を回転運動する。これにより、給油ポンプ 1 1 1から冷媒を含んだオイル 1 0 3が軸受部 1 1 4とクランクシャフト 1 0 8 との間の摺動部に供給される。一方、軸受部 1 1 4内をクランクシャフト 1 0 8がー回転する間に主軸部 1 0 9 と軸受部 1 1 4 との隙間がくぼみ 1 2 3の深さに対応して変化する。その際、主軸部 1 0 9 と軸受部 1 1 4 との隙間に、ォィル 1 0 3が引き込まれ、くさび形油膜が形成される。

また、くぼみ 1 2 3が微細であることから冷媒が溶け込んだォィル 1 0 3がくぼみ 1 2 3内に供給されてもくぼみ 1 2 3での体積変化が小さく雰囲気圧力の低下が少ない。このため、圧縮された冷媒ガス 1 0 2の圧力が高圧のまま保たれ、オイル 1 0 3中に溶け込み可能な冷媒量の低下が抑えられる。これによりオイル 1 0 3中の冷媒の発泡現象が少なくなり、発泡により搢動部に形成された油膜の破断により生じる金属接触の発生が防止され、摩擦係数の上昇が防止される。

さらに、オイル 1 0 3がくぼみ 1 2 3 に溜められ、摺動部への給油が行われない冷媒圧縮機 1 0 0運転開始時においても軸受部 1 1 4 と主軸部 1 0 9 との間に常にオイル 1 0 3が存在する。このため焼付き荷重が上昇して異常摩耗が防止される。

以上、本実施の形態においては、クランクシャフト 1 0 8の主軸部 1 0 9の摺動面 1 2 5 にくぼみ 1 2 3 をほぼ均一に設ける。くぼみ 1 2 3 を形成することにより摺動部間の面積が低減され、金属接触が低減される。また、軸受部 1 1 4にくぼみ 1 2 3 を設けても、主軸部 1 0 9 と軸受部 1 1 4 との双方に設けても、同様の作用効果が得られる。

次に、コンロッド 1 1 8 とピストンピン 1 1 7 とにより形成される摺動部について説明する。図 9は図 1 におけるピストン周辺の拡大図である。図 1 0は図 9 におけるピストンピン 1 1 7 とコンロッド 1 1 8 とにより形成される摺動部の拡大図である。

ピストンピン 1 1 7は、摺動面 1 2 7 にくぼみ 1 2 3 をほぼ均一に形成されている。くぼみ 1 2 3を形成することにより摺動部間の面積が低減され、金属接触が低減される。

以上のように構成された冷媒圧縮機 1 0 0 について、以下その動作を説明する。クランクシャフト 1 0 8が回転することにより連結部であるコンロッド 1 1 8 によって連結されているピストンピン 1 1 7を介してポア 1 1 3に遊嵌されたピストン 1 1 5が往復運動する。この際、コンロッド 1 1 8とピストンピン 1 1 7 とは、揺動運動を行ない、ピストン 1 1 5が上死点または下死点に達したときに速度が O mZ s となり、油膜が形成できない状態になる。この時にも、ピストンピン 1 1 7の摺動面 1 2 7におけるくぼみ 1 2 3にォィル 1 0 3が保持されている。このため、摺動部分に常にオイル 1 0 3が存在し、焼付き荷重が上昇して異常摩耗が防止される。

以上、本実施の形態においては、ピストンピン 1 1 7の摺動面 1 2 7にくぼみ 1 2 3をほぼ均一に設ける。また、コンロッド 1 1 8 にくぼみ 1 2 3を設けても、ピストンピン 1 1 7 とコンロッド 1 1 8 との双方に設けても、同様の作用効果が得られる。

次に、スラスト軸受部 1 3 5に形成される摺動部について説明する。図 1 1は図 1におけるスラスト軸受部 1 3 5周辺の拡大図である。図 1 2は図 1 1 におけるスラスト部 1 3 0とスラストヮッシャ 1 3 4とが接する部分の拡大図である。

スラスト部 1 3 0は摺動面 1 3 0 Aにくぼみ 1 2 3をほぼ均一に形成されている。

以上のように構成された冷媒圧縮機 1 0 0について、以下その動作を説明する。

クランクシャフト 1 0 8には、回転子 1 0 5が圧入固定されている。また、回転子 1 0 5にはフランジ面 1 3 2が形成され、軸受部 1 1 4の上端面はスラスト部 1 3 0になっている。フランジ面 1 3 2と軸受部 1 1 4のスラスト部 1 3 0 との間にはスラストヮッシャ 1 3 4が挿入されている。フランジ面 1 3 2 とスラスト部 1 3 0とスラストヮッシャ 1 3 4とがスラスト軸受部 1 3 5を構成し、クランクシャフト 1 0 8、回転子 1 0 5等の垂直荷重を支えている。従つて、冷媒圧縮機 1 0 0が運転を停止しているときも、スラスト軸受部 1 3 5には垂直荷重が負荷されている。

ここで、スラスト部 1 3 0の摺動面 1 3 O Aにくぼみ 1 2 3を形成することにより、摺動部への給油が行われない冷媒圧縮機 1 0 0 運転開始時においても摺動部表面のくぼみ 1 2 3 にオイル 1 0 3が保持される。このため、スラスト部 1 3 0 とスラストヮッシャ 1 3

4の間に金属接触が発生する場合でも、摺動部の摩擦係数が低くなり、摺動損失が低下する。さらに、くぼみ 1 2 3 にオイル 1 0 3が保持され、摺動部分に常にオイル 1 0 3が存在することにより焼付き荷重が上昇して異常摩耗が防止されるま/こ、 <ぼみ 1 2 3 を形成することにより摺動部間の面積が低減され、接触が低減され金

る。

以上、本実施の形態においては、スラスト軸受部 1 3 5 をフランジ面 1 3 2 、スラスト部 1 3 0、スラストヮッシャ 1 3 4にて構成し、くぼみ 1 2 3 を摺動面 1 3 O Aに形成している。なお、クランクシャフ h 1 0 8の主軸部 1 0 9 と偏心部 1 1 0 との間にもスラス卜部 1 3 7 となるフランジ面 1 3 6がある。フランジ面 1 3 6 とそれに対向する軸受部 1 1 4のスラスト部 1 3 9 とでスラスト軸受を構成してもよい。その場合、スラスト部 1 3 7 にくぼみ 1 2 3 を設ける。のようにしてする場合においても、同様の作用効果が得られる。

なお本実施の形態においては軸受部 1 1 4のスラスト部 1 3 0の摺動面 1 3 0 Aにくぼみ 1 2 3 をほぼ均一に設ける。また、スラス卜ヮッシャ 1 3 4にくぼみ 1 2 3 を設けても、スラストヮッシャ 1

3 4 とスラスト部 1 3 0 との双方に設けても、同様の作用効果が得られるまた、スラス卜ヮッシャ 1 3 4が回転子 1 0 5のフランジ面に接する面に微小くぼみ 1 2 3を設けてもよい。回転子 1 0 5のフランジ面に微小くぼみ 1 2 3 を設けてもよい。さらにクランクシャフ卜 1 0 8 のスラスト部 1 3 7 にくぼみ 1 2 3 を設けても、クランクシャフ h 1 0 8のスラスト部 1 3 7 と軸受部 1 1 4のスラスト部 1 3 9 との双方に設けても、同様の作用効果が得られる。

次に、オイル 1 0 3 に冷媒 1 0 2が溶け込み易い組合せの場合について、くぼみ 1 2 3の大きさとオイルの粘度との関係について説明する。図 1 3は、微細くぼみをほぼ均一に形成した摺動面とリン酸マンガン層との摩擦係数の特性図である。図 1 4は、摺動面に微細くぼみをほぼ均一に形成した場合とリン酸マンガン層を施した場合でのコンプレッサにおける冷凍能力の特性図である。図 1 5 は、摺動面に微細くぼみをほぼ均一に形成した場合とリン酸マンガン層をほどこした場合でのコンプレッサ一における効率の特性図である。なお図 1 において、容器 1 0 1 内はイソブタンからなる冷媒ガス

1 0 2が充填されているととちに、底部には鉱油からなり V G 1 0 未満 V G 5以上の粘度のオイル 1 0 3 を貯留している。これ以外の構成は上述と同様であ 0

ここで主軸部 1 0 9 と軸受部 1 1 4、ピス卜ン 1 1 5 とポア 1 1

3、ピス卜ンピン 1 1 7 と 3ンロッド 1 1 8、偏心部 1 1 0 とコンロッド 1 1 8の各摺動部材間に形成された各摺動部における動作について説明する。以下、ピスン 1 1 5 を例に説明する。

上記各摺動部間においてはォィル 1 0 3の粘度が V G 1 0未満 V

G 5以上と低いため、摺動部 n αq同士が固体接触を起こしやすい。さらに、冷媒がィソブタンであることから、鉱油からなるオイル 1 0

3 に溶け込みやすく、オイル 1 0 3の粘度が低下することで、さらに固体接触を起こしゃすくなる。

しかしながら、図 3 に示すように、摺動部が摺動する際に生じる油膜を発生させるオイルの流れが球面状のくぼみ 1 2 3の中でうず流を形成し易くなり、その結果油圧が発生することで固体接触が防止され、耐摩耗性が向上する。また、くぼみ 1 2 3 を形成することにより摺動部間の面積が低減され、金属接触が低減される。

加えて、鋼球やセラミック球等の硬度の硬い球をある速度以上で衝突させる方法でくぼみ 1 2 3 を形成していることから、加工硬化等により表面の硬度が上昇している。このため固体接触が生じる楊合にも、異常摩耗が防がれ、耐摩耗性が向上する。特に摺動部がピストン 1 1 5 とボア 1 1 3、ピストンピン 1 1 7 とコンロッド 1 1 8で構成されている場合、 1圧縮工程当たり 2回、相互摺動速度が O m Z s となる。このため、油圧がゼロとなり、固体接触が生じやすいので、本技術が極めて有効である。

ここで、図 1 3 を用いて本実施の形態による摺動面に微細くぼみ 3 2 3をほぼ均一に形成した場合とリン酸マンガン層をほどこした場合とにおけるオイル粘度を変えた際の摩擦係数について説明する。測定は、 C H ₂ F C F ₃冷媒の雰囲気圧力 0. 4 M P aのもと、 V G 4から V G 2 2のエステルオイル、 V G 1相当のエタノールを使用して行う。まず、

1 ) 直径が 2 m 1 5 X mで深さが、 0 . 5 m 1 mの大きさのくぼみ 1 2 3

2 ) 直径が 4 0 m 5 0 mで深さが 7 m 1 0 mの大きさのくぼみ 1 2 3

3 ) 直径が 6 0 β m 7 0 a mで深さが 1 5 m 2 0 β mの大きさのくぼみ 1 2 3

を形成した円盤を用意する。このような円盤を、摺動速度を 1. 0 m/ sで回転させ、リング状に形成された相手材を、面圧 0 . 5 M

P aで押し付ける。図 1 3はこのような条件で磨耗式験を行った結果を示している。

の結果から、リン酸マンガン層を形成した場 αと、直径が 6 0 m 7 0 i , 深さが 1 5 z m 2 0 /z mの大きさのくぼみ 1 2 3 をほぼ均一に形成した場合には、オイル粘度を V G 1 0未満にすると摩擦係数が上昇する。一方、直径が 4 0 x m 5 0 m、深さが 7 z m l 0 mの大きさのくぼみ 1 2 3 をほぼ均一に形成した場合と、直径が 2 ^ m 1 5 z mで深さが 0 . 5 m l i mの大きさのくぼみ 1 2 3をほぼ均一に形成した場合には、 V G 8 までォィル粘度を低下させても摩擦係数が上昇しない。 V G 4までオイル粘度を低下させた場合でも、僅かに摩擦係数が上昇するのみである。さらに、リン酸マンガン処理に比べ摩擦係数が低下していることもわかる。

摺動部にほぼ均一に設けたくぼみ 1 2 3の大きさが、直径 4 0 u m 5 0 m、深さ 7 Π Ι Ο ΠΙ もしくは直径 2 m 1 5 m、深さ 0. 5 m〜 1 mであれば、摺動部間の動圧が均一化されることで隙間が一定となる。さらに詳細な検討により、これらの中間的な大きさのくぼみを設けても同様の効果が得られる。また、くぼみ 1 2 3での体積変動が小さくなり、冷媒 1 0 2 を含んだオイル 1 0 3がくぼみ 1 2 3 に供給される際に発生する隙間部での圧力低下が少ない。これにより、オイル 1 0 3 中での発泡現象が抑えられ油膜の破断が防止され、形成される油膜の油圧が増加する。このようにして固体接触部にかかる荷重が低減されることにより、摩擦係数が低下すると考えられる。

さらに、オイル粘度をパラメ一夕に、往復式冷媒圧縮機の冷凍能力と、冷媒圧縮機の成績係数（C O P ) の変化を測定した結果を図 1 4、 1 5 に示す。

試験は、ピストン 1 1 5 の摺動部に直径が 2 π！〜 5 0 mで深さが 0. 5 m〜 l 0 mの大きさのくぼみ 1 2 3 を均一に設け、イソブタン冷媒と、 V G 5 と V G 1 0の鉱油を用い、凝縮温度ノ蒸発温度： 5 4. 4 °C / - 2 3. 3 °C、吸入ガス、膨張弁前温度： 3 2. 2 °Cの条件にて行う。その時の冷媒圧縮機の冷凍能力と成績係数（ C O P ) を測定する。図 1 4 , 1 5は、その結果をリン酸マンガン処理と比較して示している。

図 1 4では、リン酸マンガン処理したピストンを用いた圧縮機においてオイル 1 0 3の粘度を V G 1 0から V G 5 に低下させた際、 1 1 W程度まで大きく冷凍能力が低下している。一方、くぼみ 1 2 3 を設けたピストンを用いた圧縮機 1 0 0 においては、冷凍能力の低下は 1 W程度であり、極めて少ない。

ピストン 1 1 5がポア 1 1 3内を往復運動して冷媒ガス 1 0 2 を圧縮する際、オイル 1 0 3の粘度が非常に低いため、シール性が低下する。このため、圧縮室 1 1 6で圧縮された冷媒ガス 1 0 2がピストンとポア 1 1 3の隙間から容器 1 0 1 内に漏出し冷凍能力が低下し易い。しかし、ピストン 1 1 5 に設けたくぼみ 1 2 3 により、くさび形油膜が形成される。このようにしてピストン 1 1 5 とポア 1 1 3の隙間から漏出する冷媒ガスの量が低減されると推定される。すなわち、ピストン 1 1 5 とポア 1 1 3 との隙間に漏出した冷媒ガス 1 0 2がくぼみ 1 2 3 に達すると、くぼみ 1 2 3 においてピストン 1 1 5 とポア 1 1 3 との隙間の体積が増加する。このため、ラビリンスシールと同様の作用が生じ、漏出した冷媒ガス 1 0 2の流速は急速に低下することで冷媒ガス 1 0 2の漏れ量が減少する。その結果冷媒圧縮機の冷凍能力の低下が極めて小さく抑えられると考えられる。

同様に図 1 5 においては、リン酸マンガン処理したピストンを用いた圧縮機に較べてくぼみ 1 2 3 を設けたピストン 1 1 5 を用いた圧縮機 1 0 0の方が圧縮機の効率を示す成績係数（ C O P ) が上昇している。これは図 1 4に示したとおり、冷媒圧縮機の冷凍能力の低下が極めて小さく抑えられ、体積効率が維持されることによる。また、図 1 3 に示したように撺動部における摩擦係数の上昇がリン酸マンガン処理した場合に較べて極めて少ないことから入力が低減されていることにもよる。また V G 1 0から V G 5へのオイル粘度の低下に伴う粘性抵抗の低減が冷媒圧縮機の入力の低減に大きく寄与していると考えられる。

また、イソブタンと鉱油との組合せを例に挙げて説明をしたが、冷媒 1 0 2 に同じハイドロカーボン系冷媒であるプロパンを使用する場合においても、また、オイル 1 0 3 にアルキルベンゼン、エステル、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコール等を使用する場合においてもオイル 1 0 3中に冷媒 1 0 2が溶け込み更に粘度を低下させる。このため、本構成を適用することにより同様の効果が得られる。

なお上記説明では、摺動部の双方に直径が 2 / m〜 5 0 mで深さが 0 . 5 m〜 1 0 mの大きさのくぼみ 1 2 3 をほぼ均一に設ける。くぼみ 1 2 3は摺動部のいずれか一方に施してもよく、同様の作用効果が得られる。

また上記説明では、微小くぼみ 1 2 3 をピストン 1 1 5 に形成する場合について説明したが、他の摺動部についても同様である。

なお、オイル 1 0 3 の粘度は V G 1 0未満 V G 5以上とすることが好ましい。このようにすることで、摺動部表面のくぼみ 1 2 3 にオイル 1 0 3が溜まり、摺動面にオイルが保持される。また摺動時に摺動部間の隙間が微小に変化することにより摺動部間に動圧が発生して油膜が保持されやすく、固体接触の頻度が少なくなる。またシ一ル部においてはシール性を向上させ、信頼性と効率とが高まる。

(実施の形態 2 )

図 1 6は、本発明の実施の形態 2による冷媒圧縮機 2 0 0の断面図である。図 1 7は冷媒圧縮機 2 0 0 を含む冷凍機の冷凍サイクル図である。図 1 8は図 1 6 における G— G線断面図である。図 1 9 は図 1 8 におけるベーン 2 1 6 とローリングピストン（以下、ビストン） 2 1 5 とが接する部分の拡大図である。図 2 0は図 1 8 におけるピストン 2 1 5 と偏心部 2 0 7 とが接する部分の拡大図である。密閉容器（以下、容器） 1 0 1 には固定子 1 0 4と回転子 1 0 5 からなる電動部 1 0 6 と、電動部 1 0 6 によって駆動されるローリングピストン型の圧縮部 2 0 5がオイル 1 0 3 とともに収納されている。電動部 1 0 6は駆動部である。

圧縮部 2 0 5は、シャフト 2 1 0 と、シリンダ一 2 1 2 と、主軸受 2 1 3 と副軸受 2 1 4 と、ピストン 2 1 5 と、板状のベーン 2 1 6 とを有する。シャフト 2 1 0は偏心部 2 0 7、主軸部 2 0 8、副軸部 2.0 9 を有する。シリンダー 2 1 2は圧縮室 2 1 1 を形成する。主軸受 2 1 3 と副軸受 2 1 4とは、シリンダー 2 1 2の両端面を封止するとともに各々主軸部 2 0 8 と副軸部 2 0 9 とを軸支する。ピストン 2 1 5 は偏心部 2 0 7に遊嵌され圧縮室 2 1 1 内を転動する。ベ一ン 2 1 6 はピストン 2 1 5 に揷圧され、圧縮室 2 1 1 を高圧側と低圧側とに仕切る。 .主軸部 2 0 8 には回転子 1 0 5が固定されている。

副軸受 2 1 4に固定されたオイルポンプ 2 1 7はオイル 1 0 3 に連通している。オイルポンプ 2 1 7は、偏心部 2 0 7 とピストン 2 1 5、主軸部 2 0 8 と主軸受 2 1 3、副軸部 2 0 9 と副軸受 2 1 4 が各々形成する摺動部へオイル 1 0 3 を供給する。摺動部を形成する各部は圧縮部 2 0 5 の駆動により摺動し合う接触部である。

図 1 9、 2 0 に示すように、ピストン 2 1 5の摺動面 2 1 8、偏心部 2 0 7 の摺動面 2 1 9 には、微細くぼみ（以下、くぼみ） 1 2 3がほぼ均一に形成されている。また図示していないが、主軸部 2 0 8、副軸部 2 0 9の摺動面にもくぼみ 1 2 3がほぼ均一に形成されている。実施の形態 1 と同様に、くぼみ 1 2 3の形状は球面であり、さらに大きさが直径 2 0 m〜 5 0 z m、深さが l/ m〜 l 0 mであることがより好ましい。さらに各摺動面の表面積に対するくぼみ 1 2 3の占める面積の割合は 4 0〜 8 0 %であることがより好ましい。さらに鉄系材料においては摺動部表面の組織をマルテンサイト化することがより好ましい。

以上のように構成された冷媒圧縮機 2 0 0 について、以下その動作を説明する。

回転子 1 0 5の回転に伴ってシャフト 2 1 0は回転し、偏心部 2 0 7 に遊嵌されたピストン 2 1 5が圧縮室 2 1 1 内を転動する。これにより、ベ一ン 2 1 6に仕切られた圧縮室 2 1 1 の高圧側と低圧側との部屋の容積は連続的に変化し、これに伴って冷媒ガスは連続して圧縮される。さらに圧縮された冷媒ガスは容器 1 0 1 内に吐出され、吐出経路 2 2 0 を介して熱交換器 7 0へ送られ、外部へ放熱し、膨張弁 8 0 を介して熱交換器 6 0へ戻り、外部から吸熱する。このようにして冷凍機が構成されている。

上述のように、容器 1 0 1 内が高圧雰囲気となる。また、容器 1 0 1 内が高圧であることからベーン 2 1 6 に容器 1 0 1 内の雰囲気圧力は、背圧として働きピストン 2 1 5 の外周表面にベーン 2 1 6 の先端を押しつける。ピストン 2 1 5の外周表面にベーン 2 1 6 の先端が接触する部分では、円弧と円弧の接触となり線接触の形態であることから金属接触が頻繁に生じる。ここで、ピストン 2 1 5の外周表面にはくぼみ 1 2 3がほぼ均一に形成されている。そのため、摺動部間の面積が低減され、金属接触が低減される。また、くぼみ 1 2 3 にオイル 1 0 3が保持され、摺動部分に常にオイル 1 0 3が存在することにより焼付き荷重が上昇して異常摩耗が防止される。なお、ピストン 2 1 5の外周表面にくぼみ 1 2 3 を設けているが、ベ一ン 2 1 6 にくぼみ 1 2 3 を設けてもよい。またピストン 2 1 5の外周表面とベ一ン 2 1 6の双方に設けても、同等の効果を有する。

また、シャフト 2 1 0の回転に伴ってオイルポンプ 2 1 7はオイル 1 0 3 を連続的に各摺動部へ給油する。ここで、偏心部 2 0 7 の摺動面 2 1 9や主軸部 2 0 8、副軸部 2 0 9の摺動面にはくぼみ 1 2 3がほぼ均一に形成されている。これにより、偏心部 2 0 7 とピス卜ン 2 1 5、主軸部 2 0 8 と主軸受 2 1 3、副軸部 2 0 9 と副軸受 2 1 4が各々形成する摺動部の隙間に、オイルが引き込まれ、くさび形油膜が形成される。

口一リングピストン型の冷媒圧縮機 2 0 0では、ピストン 2 1 5 が偏心部 2 0 7 に回転自在に遊嵌されている。そして、ピストン 2 1 5 と偏心部 2 0 7 との間の相対速度は主軸部 2 0 8 _主軸受 2 1 3間、副軸部 2 0 9 —副軸受 2 1 4間の相対速度に比較して小さい。このため、数式（ 1 ) により求められるジャーナル軸受の特性を示すゾンマーフェルト数 Sが小さくなる。これは、摺動潤滑上不利な条件である。

S = X N / P X ( R / C ) · ²... ( 1 ) 数式（ 1 ) のように、ゾンマーフェルト数 Sは、軸受半径 Rと半径すきま Cと速度 Nとオイル粘度 // と面圧 Pから求められる。

しかしながらピストン 2 1 5 と偏心部 2 0 7 との隙間がくぼみ 1 2 3の深さに対応して変化する。このこめ、摺動速度が遅くても、ピストン 2 1 5 と偏心部 2 0 7 との隙間にオイルが引き込まれて、くさび形油膜が形成される。

さらに口一リングピストン型の冷媒圧縮機では、容器 1 0 1 内が凝縮圧力となるため、内圧が高く、オイル 1 0 3の冷媒が溶け込みやすい。これにより、オイルの粘度は低下するので、上述したゾンマ一フェルト数 Sが小さくなり、摺動潤滑上不利な条件である。

しかしながら、くぼみ 1 2 3が微細であることから冷媒が溶け込んだオイル 1 0 3がくぼみ 1 2 3内に供給されてもくぼみ i 2 3での体積変化が小さく雰囲気圧力の低下が少ない。すなわち、圧縮された冷媒ガスの圧力が高圧のまま保たれる。このため、オイル中に溶け込み可能な冷媒量の低下が抑えられ、オイル中の冷媒の発泡現象が少なくなる。そして、発泡により摺動部に形成される油膜の破断により生じる金属接触の発生が防止され、摩擦係数の上昇が防止される。

なお、偏心部 2 0 7、主軸部 2 0 8、副軸部 2 0 9の摺動面に、ほぼ均一にくぼみ 1 2 3 を設けている。また、ピストン 2 1 5 の内周表面、主軸受 2 1 3、副軸受 2 1 4ならびに、偏心部 2 0 7 とピストン 2 1 5の内周表面の双方、主軸部 2 0 8 と主軸受 2 1 3の双方、副軸部 2 0 9副軸受 2 1 4の双方にくぼみ 1 2 3 を設けても同様の作用効果が得られる。，

次に、オイル 1 0 3 に冷媒が溶け込み易い組合せの場合について、くぼみ 1 2 3の大きさについて説明する。

ここでは図 1 6 において、容器 1 0 1 に封入されているオイル 1 0 3は鉱油からなり粘度 V G 1 0未満 V G 5以上で、冷媒ガス（図示せず）はイソブタンからなるとする。

既述のように偏心部 2 0 7 とピストン 2 1 5、主軸部 2 0 8 と主軸受 2 1 3、副軸部 2 0 9 と副軸受 2 1 4 とは、相互に摺動部を形成している。ここで、各摺動部の母材である鉄系材料の表面にほぼ均一に形成されているくぼみ 1 2 3の大きさは、直径が 2 ； m〜 5 O mで深さが 0 . 5 m〜 1 0 mである。また、くぼみ 1 2 3 は、偏心部 2 0 7の摺動面 2 1 9 に鋼球やセラミック球等の硬度の硬い球をある速度以上で衝突させる方法で形成されている。これにより摺動面 2 1 9は加工硬化等により表面硬度が上昇している。このため耐摩耗性が向上し、固体接触が生じても異常摩耗が防止される。またくぼみ 1 2 3 をこのような大きさにすることで、実施の形態 1 と同様に、冷媒がオイル 1 0 3 に溶け込みやすい場合でも固体接触の発生が減少し、摩擦係数の上昇が防止される。

また、上記説明ではイソブタンと鉱油との組合せを例に挙げて説明をしたが、冷媒に同じハイド口カーボン系冷媒であるプロパンを使用する場合にも、また、オイル 1 0 3 にアルキルベンゼン、エステル、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコール等を使用する場合にも、オイル 1 0 3中に冷媒が溶け込み更に粘度を低下させる。この場合も本構成を適用することにより同様の効果が得られる。

(実施の形態 3 )

本実施の形態による冷媒圧縮機の基本的な構成は図 1 を用いて説明した実施の形態 1 と同様である。実施の形態 1 との違いは、主軸部 1 0 9 と軸受部 1 1 4、ピストン 1 1 5 とポア 1 1 3、ピストンピン 1 1 7 とコンロッド 1 1 8、偏心部 1 1 0 とコンロッド 1 1 8 がそれぞれ相互に形成している摺動部である。摺動部を形成する各部は圧縮部 1 0 7の駆動により接触し合う接触部である。

図 2 1 A , Bはピストン 1 1 5 とポア 1 1 3 とにより形成される摺動部の拡大図である。図 2 1 Aにおいて、ピストン 1 1 5の母材である鉄系材料の表面部分である摺動面 3 2 4には二硫化モリブデン（M o S ₂) を固着させた混合層 3 2 3が形成されている。 M o S ₂ の純度を 9 8 %以上とし、図 2 1 Bのように摺動面 3 2 4に微細 <ぼみ（以下、くぼみ） 1 2 3 をほぼ均一に形成することがより好ましい。さらにくぼみ 1 2 3は表面形状が球形で、かつ直径が 2 111〜 2 0 111で、深さが 0. 2 ΠΊ〜 1. O ^ mであることが好ましい。

図 2 1 Aのように M o S ₂ を摺動面 3 2 4に形成する方法の例を説明する。イミド基等の熱硬化性樹脂をバインダーとして用い、ジメチルァセトアミド等の溶剤に上記バインダー溶け込ませた溶液に M o S ₂ の粒子をいれる。このような溶液を摺動面 3 2 4に塗布した後、数百度で焼き付ける。

次に図 2 1 Bのように M o S ₂ を固着させた混合層 3 2 3 を表面に形成する方法を説明する。 M o S ₂ の粒をある速度以上で摺動部品の母材である鉄系あるいはアルミニウム系等の金属の摺動面に衝突させる。このようにすると、衝突の際に生じる熱エネルギーにより M 0 S ₂ の一部が母材に溶け込み金属結合する。これにより混合層 3 2 3が固着すると共に、衝突の際の衝撃力によりくぼみ 1 2 3 が形成される。

以上のように構成された冷媒圧縮機 1 0 0 について、以下その動作を図 1 、図 2 1 A， Bを参照しながら説明する。

商用電源から供給される電力は駆動部である電動部 1 0 6 に供給され、電動部 1 0 6 の回転子 1 0 5 を回転させる。回転子 1 0 5はクランクシャフト 1 0 8を回転させ、偏心部 1 1 0の偏心運動が連結部のコンロッド 1 1 8からピストンピン 1 1 7 を介してピストン 1 1 5 を駆動する。これによりピストン 1 1 5はポア 1 1 3内を往復運動し、サクシヨンチューブ 1 2 1 を通して容器 1 0 1 内に導かれた冷媒ガス 1 0 2はサクシヨンマフラ一 1 2 2から吸入され、圧縮室 1 1 6内で圧縮される。

この際、ピストン 1 1 5が上死点、下死点に達したときに速度が 0 m Z s となり金属接触が生じることが多い。しかしながら、ピストン 1 1 5の表面層に M o S ₂ を固着させた混合層 3 2 3 を形成することから M o S ₂ の持つ自己潤滑作用により摩擦係数が低下して摺動損失が低下する。

さらに図 2 1 Bの構成では、ピストン 1 1 5の摺動面 3 2 4の混合層 3 2 3 にほぼ均一にくぼみ 1 2 3 を設けている。これにより実施の形態 1 と同様の効果が得られる。すなわち、くぼみ 1 2 3 を形成することにより摺動部間の面積が低減され、金属接触が低減される。また、ピストン 1 1 5 とポア 1 1 3の隙間の漏出ガスがピストン 1 1 5 の表面にほぼ均一に形成したくぼみ 1 2 3 に達すると、くぼみ 1 2 3 においてピストン 1 1 5 とポア 1 1 3の隙間の体積が増加する。このためラビリンスシールと同様の作用が生じ、漏出した冷媒ガスの流速は急速に低下する。この結果、冷媒ガスの漏れ量が減少する。その結果、冷媒圧縮機の体積効率が向上するため、冷媒圧縮機の圧縮効率は向上する。

図 2 2は、本実施の形態における摺動時のオイルの流れを示した図である。くぼみ 1 2 3 の形状が球面であれば、摺動部が摺動する際に生じる油膜を発生させるオイル 1 0 3の流れがくぼみの中でうず流を形成し易くなる。その結果油圧が発生することで金属接触を防止し、耐摩耗性が向上する。また、形状が球面であることから、摺動方向に関わらず、摺動にともなう摺動部間の隙間の変化量が一定となり、摺動部全体に均一な油膜が形成される。これによりビストン 1 1 5 とポア 1 1 3 との隙間の偏りが小さくなり、ピストン 1 1 5の側面から冷媒ガスの漏れる量が少なくなる。

次に、図 2 3 に示す摩擦係数の特性図を用いて鉄系材料に M o S ₂ を固着させた混合層 3 2 3の有り無しならびにくぼみ 1 2 3有り無しでの摩擦係数を測定した結果について説明する。この測定は、 C H ₂ F C F ₃冷媒の雰囲気圧力 0. 4 M P aのもと、 V G 8から V G 1 0 のエステルオイルを使用し、摺動速度を 1. 0 mZ s 、面圧： 0. 5 M P aにおいて行われる。

この結果から、鉄系材料に M o S ₂ を固着させた混合層 3 2 3 はリン酸マンガン処理に比べ摩擦係数が低下していることがわかる。混合層 3 2 3 を形成している M o S ₂ の組織は稠密六方晶で、分子の大きさは、約 6 X 1 0 ^ mと小さい。このことから、鉄系材料、アルミニウム等の相手材に接触した場合、低い摩擦係数でへき開すると考えられる。これにより、金属接触が生じている摺動部の摩擦係数が低下すると考えられる。また、バインダーとして用いられるポリアミドイミド樹脂（ P A I ) 等の不純物の摩擦係数は、 M o S ₂ に比較して高いので、 M o S ₂ の純度を 9 8 %以上にすることが望ましい。さらに鉄系材料に M o S ₂ を固着させた混合層 3 2 3 に球形でかつ直径を 2 m〜 2 0 m、深さを 0. 2 m〜 l . O mの大きさのくぼみ 1 2 3を設けることにより摩擦係数は低下する。これはくぼみ 1 2 3 により、形成されるくさび形油膜の油圧が増加することで、金属接触部にかかる荷重が低減され摩擦係数が低下したことによると考えられる。

次に、鉄系材料に M 0 S ₂ を固着させた混合層 3 2 3 に球形でかつ直径を 2 m〜 2 0 ^ m、深さを 0 . 2 m〜 l . 0 mの大きさのくぼみ 1 2 3 を設けた場合の摩耗量を測定した結果を説明する。図 2 4は、混合層 3 2 3の表面にくぼみ 1 2 3 をほぼ均一に形成した場合と混合層 3 2 3無しでリン酸マンガン処理した場合との摩耗量の特性図である。試験は、 C H ₂ F C F ₃冷媒の雰囲気圧力 0 . 4 M P aのもと、 V G 8から V G 1 0のエステルオイリレを使用し、摺動速度を 1 . 0 mZ s 、面圧： 0 . 5 M P aの条件で 2 0時間行われる。

この結果から、混合層 3 2 3 にくぼみ 1 2 3 を設けることにより、リン酸マンガン処理の場合より摩耗量が少なくなることがわかる。これは、くぼみ 1 2 3 を形成することにより摺動部間の面積が低減され、金属接触が低減されることによる。また、形成されるくさび形油膜の油圧がくぼみ 1 2 3 により増加することで、金属接触部にかかる荷重が低減されることによると考えられる。さらに、 M o S ₂ の粒をある速度以上で鉄系材料の表面に衝突させる方法で M o S ₂ を固着させた混合層 3 2 3ならびにくぼみ 1 2 3 を同時に形成している。このことから、 M o S ₂が母材内部に入り込み M o S ₂の一部が硬度の高い金属間化合物を形成することによりさらに耐摩耗性が向上している。

本実施の形態においてはピストン 1 1 5の摺動面 3 2 4に M o S ₂ を固着させた混合層 3 2 3 を設けている。またさらに混合層 3 2 3表面に直径を 2 m〜 2 0 z m、深さを 0 . 2 m〜 l . 0 m の大きさのくぼみ 1 2 3 をほぼ均一に設けている。またポア 1 1 3 にこのような混合層 3 2 3 を設けてもよい。ピストン 1 1 5 とポア 1 1 3 との双方に設けても、同様の作用効果が得られる。

次に、主軸部 1 0 9 と軸受部 1 1 4 とにより形成される摺動部について説明する。図 2 5 A , Bは主軸部 1 0 9 と軸受部 1 1 4とにより形成される搢動部の拡大図である。

クランクシャフト 1 0 8の主軸部 1 0 9の母材である鉄系材料の表面に M o S ₂を含有させることにより金属材料中に M o S ₂を固着させた混合層 3 2 3 を形成している。混合層 3 2 3のより好ましい形匕は、前述と同様である。図 2 5 Bは混合層 3 2 3 の表面である摺動面 3 2 8 にくぼみ 1 2 3 を形成した場合を示している。

？比層 3 2 3 を形成することにより、摺動部への給油が行われないンム媒圧縮機運転開始時において軸受け部 1 1 4 とクランクシャフ

1 0 8の間に金属接触が発生しても摺動部の摩擦係数が低くなり摺動損失が低下する。

さらに混合層 3 2 3 にくぼみ 1 2 3 をほぼ均一に形成することにより、実施の形態 1 と同様の効果を奏する。

本実施の形態においては主軸部 1 0 9 の摺動面 3 2 8 に M o S ₂ を固着させた混合層 3 2 3 を設けている。そしてさらに混合層 3 2

3表面に直径を 2 m 〜 2 0 m、深さを 0 . 2 m 〜 l . Ο ΠΙ の大ささのくぼみ 1 2 3 をほぼ均一に設けている。また軸受部 1 1

4にこのような混合層 3 2 3 を設けてもよい。主軸部 1 0 9 と軸受部 1 1 4 との双方に設けても、同様の作用効果が得られる。

次に、コンロッド 1 1 8 とピストンピン 1 1 7 とにより形成される摺動部について説明する。図 2 6 A , Βはピストンピン 1 1 7 とコンロッド 1 1 8 とにより形成される摺動部の拡大図である。

ピストンピン 1 1 7 の摺動面 3 3 1 には M o S ₂ を固着させた混合層 3 2 3が形成されている。混合層 3 2 3のより好ましい形態は上述と同様である。図 2 6 Βは混合層 3 2 3の表面にくぼみ 1 2 3 をほぼ均一に形成した状態を示している。

コンロッド 1 1 8 とピストンピン 1 1 7 とは、ピストン 1 1 5が上死点、下死点に達したときに速度が 0 m Z s となり、油膜が形成できず金属接触が発生する。このような場合でも、混合層 3 2 3 を形成することにより、摺動部の摩擦係数が低くなり、摺動損失が低下する。

本実施の形態においてはピストンピン 1 1 7 の摺動面 3 3 1 に M o S ₂ を固着させた混合層 3 2 3 を設けている。そしてさらに混合層 3 2 3表面に直径を 2 111〜 2 0 111、深さを 0 . 2 m〜 l . 0 mの大きさのくぼみ 1 2 3 をほぼ均一に設けている。またコンロッド 1 1 8 にこのような混合層 3 2 3 を設けてもよい。ピストンピン 1 1 7 とコンロッド 1 1 8 との双方に設けても、同様の作用効果が得られる。

次に、スラスト軸受部 1 3 5 に形成される摺動部について説明する。図 2 7 A， Bはスラスト部 1 3 0 とスラストヮッシャ 1 3 4 とが接する部分の拡大図である。

スラスト部 1 3 0の摺動面 3 3 5 には M o S ₂ を固着させた混合層 3 2 3が形成されている。混合層 3 2 3のより好ましい形態は上述と同様である。図 2 7 Bは混合層 3 2 3の表面にくぼみ 1 2 3 をほぼ均一に形成した状態を示している。くぼみ 1 2 3 のより好ましい形態も上述と同様である。

冷媒圧縮機が運転を停止しているときも、スラスト軸受部 1 3 5 には垂直荷重が負荷されている。このように垂直荷重が負荷され、さらに、摺動部への給油が行われない冷媒圧縮機運転開始時において、スラスト部 1 3 0 とスラストヮッシャ 1 3 4 との間に金属接触が発生する。このような場合でも、混合層 3 2 3 を形成することにより、摺動部の摩擦係数が低くなり、摺動損失が低下する。

本実施の形態においては軸受部 1 1 4のスラスト部 1 3 0の摺動面 3 3 5 に M o S ₂ を固着させた混合層 3 2 3 を設けている。そしてさらに混合層 3 2 3表面に直径を 2 m 2 0 z m、深さを 0 . 2 π 1 . 0 mの大きさのくぼみ 1 2 3 をほぼ均一に設けている。またスラストヮッシャ 1 3 4にこのような混合層 3 2 3 を設けてもよい。スラスト部 1 3 0 とスラストヮッシャ 1 3 4との双方に設けても、同様の作用効果が得られる。

以上、本実施の形態においてはスラスト軸受部 1 3 5 をフランジ面 1 3 2 、スラスト部 1 3 0 スラス卜ヮッシャ 1 3 4にて構成し、も層 3 2 3 を摺動面 3 3 5に形成しているなお、クランクシャフ卜 1 0 8の主軸部 1 0 9 と偏心部 1 1 0 との間にもフランジ面 1 3 6がある。フランジ面 1 3 6 とそれに対向する軸受部 1 1 4 のスラス部 1 3 9 とでスラス h軸受を構成してもよい。その場合、スラス卜部 1 3 7 に混合層 3 2 3を設ける。このようにしてスラスト軸受を構成する場合においても同様の作用効果が得られる。なお、スラス卜ヮッシャ 1 3 4とに混合層 3 2 3 を設けても、スラス卜ヮ Vシャ 1 3 4 とスラス h部 1 3 0 との双方に Xけても、同様の作用効果が得られる。またスラス卜ヮッシャ 1 3 4が回転子

1 0 5のフランジ面に接する面に混合層 3 2 3 を設けてもよい。回転子 1 0 5のフランジ面に混合層 3 2 3 を設けてもよい。クランクシャフト 1 0 8のスラスト部 1 3 7 に混合層 3 2 3 を設けても、クランクシャフ卜 1 0 8 のスラスト部 1 3 7 と軸受部 1 1 4のスラスト部 1 3 9 との双方に設けても、同様の作用効果が得られる。

また、冷媒 1 0 2 としてハイドロカーボン系冷媒であるイソブタンゃプロパンを使用する場合や、オイル 1 0 3 として鉱油、アルキルベンゼン、エステル、ポリビニルェ一テル、ポリアルキレンダリコール等を使用する場合においては、オイル 1 0 3 中に冷媒 1 0 2 が溶け込み更に粘度を低下させる。このため、本構成を適用することにより同様の効果が得られる。これについて以下に述べる。

図 2 8 は、 M o S ₂ を固着させて形成した混合層 3 2 3 に微小くぼみ 1 2 3 を形成した場合と、リン酸マンガン層を形成した場合との摩擦係数の特性図である。図 2 9は、ピストンとポアとに、上記のような混合層 3 2 3 を形成した場合とリン酸マンガン層を形成した場合とのコンプレッサーにおける冷凍能力の特性図である。図 3 0は、上記 2種類のコンプレッサーにおける効率の特性図である。図 1 において、容器 1 0 1 内にはイソブタンからなる冷媒ガス 1 0 2が充填されている。容器 1 0 1 は、鉱油からなり V G 1 0未満 V G 1以上の粘度のオイル 1 0 3 を底部に貯留し、固定子 1 0 4、回転子 1 0 5からなる電動部 1 0 6 とこれによって駆動される往復式の圧縮部 1 0 7 を収容している。

主軸部 1 0 9 と軸受部 1 1 4、ピストン 1 1 5 とポア 1 1 3、ピストンピン 1 1 7 とコンロッド 1 1 8、偏心部 1 1 0 とコンロッド 1 1 8は相互に摺動部を形成する。各摺動部は圧縮部 1 0 7の駆動により摺動する接触部である。

そして上記摺動部表面には、母材である鉄系材料の表面に M o S ₂ を固着させた混合層 3 2 3が形成されている。そして更に、表面に直径 2 m〜 5 0 m、深さを 0. 〜： Ι Ο ΠΊの大きさのくぼみ 1 2 3がほぼ均一に形成されている。

上記各摺動部間において、オイル 1 0 3の粘度が V G 1 0未満 V G 1以上と低いため、摺動部品同士が固体接触を起こしやすい。さらには冷媒ガス 1 0 2がイソブタンであることからオイル 1 0 3 に溶け込みやすく、オイル 1 0 3の粘度は低下することで、さらに固体接触を起こしやすくなる。特に摺動部がピストン 1 1 5 とポア 1 1 3、ピストンピン 1 1 7 とコンロッド 1 1 8である場合、 1圧縮工程当たり 2回、相互摺動速度が 0 m Z s となるため、油圧がゼロとなり、固体接触が生じる。

しかしながら、ピストン 1 1 5 の表面層に M o S ₂ を固着させた混合層 3 2 3が形成されていることから、 M o S ₂ の持つ固体潤滑作用により異常摩耗が防がれるとともに、摩擦係数が低下して摺動損失が低下する。

加えて図 2 2 に示すように、摺動部が摺動する際に生じる油膜を発生させるオイル 1 0 3の流れがくぼみ 1 2 3の中でうず流を形成し易い。その結果油圧が発生することで固体接触が防止され、耐摩耗性が向上する。

ここで、図 2 8を用いてオイル 1 0 3の粘度を変えた際の摩擦係数について説明する。この測定は、 C H ₂ F C F ₃冷媒の雰囲気圧力 0. 4 M P aのもと、 V G 4から V G 2 2のエステルオイル、 V G 1相当のエタノールを使用し、摺動速度を 1. O mZ s 面圧： 0. 5 M P aの条件にて行われる。

この結果から、リン酸マンガン処理しただけの場合は、オイル粘度を V G 1 0未満にすると摩擦係数が上昇することがわかる。一方、くぼみ 1 2 3を設けた混合層 3 2 3 を設けた場合は、 V G 1 までォィル粘度を低下させても摩擦係数は上昇せず、リン酸マンガン処理した場合に比べ摩擦係数が低下していることがわかる。

さらにオイル粘度をパラメ一夕に、往復式冷媒圧縮機の冷凍能力と冷媒圧縮機の成績係数（ C O P ) の変化とを測定した結果を図 2 9、図 3 0 を用いて説明する。鉄系材料のピストン 1 1 5の摺動面 3 2 4には、 M o S ₂ を固着させた混合層 3 2 3 に直径 2 ΓΓΙ〜 5 0 m, 深さを 0. 5 ^ m〜 l 0 mの大きさのくぼみ 1 2 3が均一に設けられている。測定は、イソブタン冷媒と V G 5 と V G 1 0 の鉱油を用い、凝縮温度 Z蒸発温度： 5 4. 4 °C / - 2 3. 3 °C , 吸入ガス、膨張弁前温度： 3 2. 2 °Cの条件にて行われる。

図 2 9 において、リン酸マンガン処理をピストンに施した圧縮機では、オイル 1 0 3の粘度を V G 1 0から V G 5 に低下させた際、大きく冷凍能力が低下している。一方、混合層 3 2 3 をピストンに形成した圧縮機では、冷凍能力の低下が極めて少ないことが分かる。

このことは、実施の形態 1 と同様のくぼみ 1 2 3 による効果と、混合層 3 2 3 による効果と推定される。

図 3 0においては、リン酸マンガン処理をピストンに施した圧縮機に比べて、くぼみ 1 2 3を有する混合層 3 2 3をピストンに設けた圧縮機の効率を示す成績係数（C O P ) が上昇している。これは図 2 9 に示したとおり、冷媒圧縮機の冷凍能力の低下が極めて小さく抑えられていることにより体積効率が維持されることによる。また、図 2 8 に示したように摺動部における摩擦係数の上昇がリン酸マンガン処理した場合に比べて極めて少ないことから入力が低減されていることにもよる。また V G 1 0から V G 5へのオイル粘度の低下に伴う粘性抵抗の低減が冷媒圧縮機の入力の低減に大きく寄与していると考えられる。

なお、イソブタンと鉱油の組合せを例に挙げて説明をしたが、冷媒ガス 1 0 2 に同じハイドロカーボン系冷媒であるプロパンを使用する場合にも、オイル 1 0 3 にアルキルベンゼン、エステル、ポリビニルエーテル、ボリアルキレングリコール等を使用する場合にもオイル 1 0 3中に冷媒が溶け込み更に粘度を低下させる。このため、本構成を適用することにより同様の効果が得られる。

なお上記説明では、摺動部の双方に混合層 3 2 3 を設ける。混合層 3 2 3は摺動部のいずれか一方に施してもよく、同様の作用効果が得られる。

また上記説明では、混合層 3 2 3 をピストン 1 1 5 に形成する場合について説明したが、他の摺動部についても同様である。

なお、オイル 1 0 3の粘度は¥ 0 1 0未満¥ 0 1以上とし、摺動部でのオイル 1 0 3の保持性が低下しても、摺動面に形成した混合層 3 2 3 中の M o S ₂の固体潤滑性により摩擦係数が低下する。このため、摺動損失が低減される。さらに低粘度のオイル 1 0 3 を用いることにより、摺動損失が低減される。 (実施の形態 4 )

本実施の形態による冷媒圧縮機の基本的な構成は図 1 6 を用いて説明した実施の形態 2 と同様である。実施の形態 2 との違いは、偏心部 2 0 7 とローリングピストン（以下、ピストン） 2 1 5、主軸部 2 0 8 と主軸受 2 1 3、副軸部 2 0 9 と副軸受 2 1 4がそれぞれ相互に形成している摺動部である。摺動部を形成する各部は圧縮部 2 0 5の駆動により摺動し合う接触部である。

図 3 1 A, Bはピストン 2 1 5 とべーン 2 1 6 とにより形成される摺動部の拡大図である。図 3 2 A， Bはピストン 2 1 5 と偏心部 2 0 7 とにより形成される摺動部の拡大図であ。

ピストン 2 1 5の摺動面 4 1 9には、母材の鉄系材料に二硫化モリブデン（M 0 S'₂) を固着させた混合層 3 2 3が形成されている。偏心部 2 0 7 の摺動面 4 1 9や、主軸部 2 0 8、副軸部 2 0 9の摺動部表面にも M o S ₂ を含む混合層 3 2 3が形成されている。 M o S ₂ の純度を 9 8 %以上とし、図 3 1 B、図 3 2 Bのように摺動面に微細くぼみ（以下、くぼみ） 1 2 3 をほぼ均一に形成することがより好ましい。さらにくぼみ 1 2 3は表面形状が球形で、かつ直径が 2 Π！〜 2 0 mで、深さが 0. 2 m〜 l . O mであることが好ましい。

以上のように構成された冷媒圧縮機 2 0 0 について、図 1 6、図 3 1 A, B、図 3 2 A, Bを参照しながら以下その動作を説明する。駆動部である電動部 1 0 6が通電されると回転子 1 0 3が回転する。これに伴ってシャフト 2 1 0は回転し、偏心部 2 0 7 に遊嵌されたピストン 2 1 5が圧縮室 2 1 1 内を転動する。これにより、ベ —ン 2 1 6で仕切られた圧縮室 2 1 1 の高圧側と低圧側の部屋の容積は連続的に変化する。これに伴って冷媒ガスは連続して圧縮される。さらに圧縮された冷媒ガスは密.閉容器（以下、容器） 1 0 1内に吐出され、容器 1 0 1 内が高圧雰囲気となる。また、容器 1 0 1 内が高圧であることからベーン 2 1 6 に容器 1 0 1 内の雰囲気圧力が背圧として働き、ピストン 2 1 5の外周表面にベーン 2 1 6の先端が押しつけられる。ピストン 2 1 5の外周表面とベーン 2 1 6の先端との接触部分においては円弧と円弧の接触となり線接触の形態であることから金属接触が頻繁に生じる。

その際、ピストン 2 1 5 の外周表面に M o S ₂ を含む混合層 3 2 3 を形成することにより、摺動部の摩擦係数が低くなり、摺動損失が低下する。なお、本実施の形態において、混合層 3 2 3 をピストン 2 1 5の外周表面に設けているが、ベーン 2 1 6 に設けてもよい。ピストン 2 1 5の外周表面とベーン 2 1 6の双方に設けても、同等の効果を有する。

また、シャフト 2 1 0の回転に伴ってオイルポンプ 2 1 7はオイル 1 0 3 を連続的に各插動部へ給油する。

偏心部 2 0 7、主軸部 2 0 8、副軸部 2 0 9 の摺動部表面の混合層 3 2 3 には、くぼみ 1 2 3がほぼ均一に形成されている。これにより、実施の形態 2 と同様の効果を奏する。

実施の形態 2で述べたように口一リングピストン型の冷媒圧縮機では、ピストン 2 1 5が偏心部 2 0 7 に回転自在に遊嵌されている。そして、ピストン 2 1 5 と偏心部 2 0 7 との間の相対速度は主軸部 2 0 8 一主軸受 2 1 3間、副軸部 2 0 9 —副軸受 2 1 4間の相対速度に比較して小さくなる。これは摺動潤滑上金属接触が発生しやすい不利な条件である。しかしながら偏心部 2 0 7の摺動面 4 1 9 には、 M o S ₂ を固着させた混合層 3 2 3 を設けている。金属接触が発生した場合、 M o S ₂ の組織が稠密六方晶で、分子の大きさが約 6 X I 0 ·⁴ mと小さくことから低い摩擦係数でへき開する。これにより、摺動部の摩擦係数が低くなり、摺動損失が低下する。

さらにローリングピストン型の冷媒圧縮機は容器 1 0 1 内が凝縮圧力となるため、内圧が高く、オイル 1 0 3 に冷媒が溶け込みやすい。このことによりオイルの粘度が低下する。これも、摺動潤滑上不利な条件である。しかしながら、くぼみ 1 2 3が混合層 3 2 3の表面に設けられていることにより、実施の形態 2 と同様の効果を奏する。

なお、偏心部 2 0 7、主軸部 2 0 8、副軸部 2 0 9の摺動面に、直径を 2 ^ ΙΏ〜 2 0 ΠΙ、深さを 0 . 2 2 m〜 l . Ο ΓΠの大きさの微細くぼみ 2 1 9 をほぼ均一に設けた M o S ₂ を固着させた混合層 3 2 3 を設けている。また、ピストン 2 1 5の内周表面、主軸受 2 1 3、副軸受 2 1 4に混合層 3 2 3 を設けてもよい。偏心部 2 0 7 とピストン 2 1 5の内周表面の双方、主軸部 2 0 8 と主軸受 2 1 3の双方、副軸部 2 0 9副軸受 2 1 4の双方に混合層 3 2 3 を設けても、同様の作用効果が得られる。

また、冷媒としてハイドロ力一ボン系冷媒であるイソブタンゃプ口パンを使用する場合や、オイル 1 0 3 として鉱油、アルキルベンゼン、エステル、ポリビニルェ一テル、ポリアルキレングリコール等を使用する場合には、オイル 1 0 3中に冷媒が溶け込み更に粘度が低下する。これにより耐摩耗性が低下することから本構成を適用することにより同様の効果が得られる。これについて以下に述べる。

既述のように偏心部 2 0 7 とピストン 2 1 5、主軸部 2 0 8 と主軸受 2 1 3、副軸部 2 0 9 と副軸受 2 1 4は相互に摺動部を形成している。そして各摺動部の表面では、母材である鉄系材料の表面に M o S ₂ を固着させた混合層 3 2 3が形成されている。この構成により、実施の形態 3 と同様に、固体接触が発生しても M o S ₂が低い摩擦係数でへき開し、摺動部の摩擦係数が低くなり、摺動損失が低下する。さらにその表面には、直径 2 m〜 5 0 m、深さを 0 . 5 m〜 l の大きさのくぼみ 1 2 3がほぼ均一に形成されている。くぼみ 1 2 3 をこのような大きさにすることで、実施の形態 2 と同様に、冷媒がオイル 1 0 3 に溶け込みやすい場合でも固体接触の発生が減少し、摩擦係数の上昇が防止される。

また、上記説明ではイソブタンと鉱油との組合せを例に挙げて説明をしたが、冷媒に同じハイドロ力一ボン系冷媒であるプロパンを使用する場合にも、また、オイル 1 0 3 にアルキルベンゼン、エステル、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコール等を使用する場合にも、オイル 1 0 3中に冷媒が溶け込み更に粘度を低下させる。この場合も本構成を適用することにより同様の効果が得られる。以上、実施の形態 1 〜 4において、一定速度の圧縮機について述ベている。なお、インバーター化に伴い冷媒圧縮機の低速化が進む中、特に 2 O H z を切るような超低速運転や同様に低速で起動をかけた場合に於いてはさらに異常摩耗の課題が大きい。このような圧縮機に本発明の構成を適用すれば、その効果が顕著になる。

一方、起動時に誘導電動機として働き、その後、電源周波数に同期して運転を行なう誘導同期モータ ¾搭載した冷媒圧縮機においても、起動時同期運転に入り込む際の加速力が強い。そのため、異常摩耗の課題が大きい。このような圧縮機に本発明の構成を適用すれば、その効果が顕著になる。

さらに、摺動部材料を鉄以外にアルミ等の他の材料としても油膜の形成原理から考え、同様の作用効果が得られる。

(実施の形態 5 )

本実施の形態による冷媒圧縮機の基本的な構成は図 1 を用いて説明した実施の形態 1 と同様である。実施の形態 1 との違いは、バルブプレート 1 1 9 に設けられた吸入バルブ装置 5 2 7 と、吐出バルブ装置 5 3 4である。

まず吸入バルブ装置について説明する。図 3 3は本実施の形態における吸入バルブ装置の縦断面図である。図 3 4は吸入バルブ装置 5 2 7の吸入弁座（以下、弁座） 5 1 7 を示す平面図である。図 3 5は吸入バルブ装置 5 2 7 の吸入可動弁（以下、弁） 5 1 9 を示す平面図である。

バルブプレート 1 1 9は弁座 5 1 7 を有し、弁 5 1 9 と共に吸入バルブ装置 5 2 7 を構成する。弁座 5 1 7 と、弁 5 1 9 のシール部 5 1 9 Aとには、相互シール面に微細くぼみ（以下、くぼみ） 1 2 3 Aがほぼ均一に形成されている。弁座 5 1 7 と、弁 5 1 9のシ一ル部 5 1 9 Aとは、圧縮部 1 0 7の駆動により接触し合う接触部である。また、弁 5 1 9 の腕部 5 1 9 Bには微細くぼみ（以下、くぼみ） 1 2 3 Bがほぼ均一に形成されている。くぼみ 1 2 3 A、 1 2 3 Bの形状は球面が好ましく、さらに.大きさは直径 2 m〜 2 0 m、深さを 0 . 2 〜 1 . O mとすることが好ましい。さらに相互シール表面積に対するくぼみ 1 2 3 A、 1 2 3 Bの占める面積割合は 4 0 〜 8 0 %が好ましい。

なお、弁座 5 1 7 と弁 5 1 9 とにくぼみ 1 2 3 Aを形成する方法は実施の形態 1でくぼみ 1 2 3 を形成する方法と同様である。弁 5 1 9 の部材として表面組織がマルテンサイ卜の板ばね材料を用いる場合についても同様に形成することができる。 +

以上のように構成された圧縮機について、図 1、図 3 3 〜 3 5 を参照しながらその動作を説明する。

商用電源から供給される電力は駆動部である電動部 1 0 6 に供給され、電動部 1 0 6 の回転子 1 0 5 を回転させる。回転子 1 0 5はクランクシャフト 1 0 8 を回転させ、偏心部 1 1 0 の偏心運動が連結部のコンロッド 1 1 8からピストンピン 1 1 7 を介してピストン 1 1 5 を駆動する。これによりピストン 1 1 5 はポア 1 1 3内を往復運動する。サクシヨンチューブ 1 2 1 を通して密閉容器（以下、容器） 1 0 1 内に導かれた冷媒ガス 1 0 2はサクシヨンマフラ一 1 2 2から吸入バルブ装置 5 2 7 を介して吸入され、圧縮室 1 1 6内で連続して圧縮される。

吸入バルブ装置 5 2 7から吸入される冷媒ガス 1 0 2はミスト状となったオイル 1 0 3 を微量に含んでおり、吸入バルブ装置 5 2 7 を構成する弁座 5 1 7 と弁 5 1 9 との相互シール面にオイル 1 0 3 を供給する。供給されたオイル 1 0 3は相互シール面のシールと潤滑との機能を果す。

ここで、くぼみ 1 2 3 Aを形成する際に、弁座 5 1 7 と弁 5 1 9 との表面層の組織がマルテンサイト化し、表面強度が上昇している。このため、これらの耐磨耗性と耐衝撃性とが向上する。またくぼみ 1 2 3 Aを形成することにより接触部間の面積が低減され、金属接触が低減される。

ピストン 1 1 5がポア 1 1 3内を往復運動して冷媒ガス 1 0 2 を圧縮する際、圧縮された冷媒ガス 1 0 2の一部は吸入バルブ装置 5 2 7の相互シール面からサクシヨンマフラー 1 2 2へと漏出する。この漏出は体積効率を下げる。しかしながら、本実施の形態においては吸入バルブ装置 5 2 7 を構成する弁座 5 1 7 と弁 5 1 9 のシール部 5 1 9 Aとにほぼ均一にくぼみ 1 2 3 Aを形成し、そこにオイル 1 0 3が滞留している。オイル 1 0 3が圧縮された冷媒ガス 1 0 2の漏出に対して抵抗となる。この際、くぼみ 1 2 3 Aの形状を球面とすることにより、同じ表面部への投影面積の多角錐に比べて体積が増加し、滞留するオイル 1 0 3の量が増加する。この結果、冷媒ガス 1 0 2の漏れ量が減少し、圧縮機の体積効率が向上するため、圧縮機の圧縮効率は向上する。 '

また、くぼみ 1 2 3 Aに滞留したオイル 1 0 3は、弁座 5 1 7 と弁 5 1 9 との相互シール面における潤滑性の向上にも寄与し、吸入バルブ装置 5 2 7の耐摩耗性が向上する。また'、くぼみ 1 2 3 Aに滞留したオイル 1 0 3 は、弁 5 1 9が弁座 5 1 7へと着座する際の衝撃に対するダンパーの効果があることから吸入バルブ装置 5 2 7 着座衝撃に起因する圧縮機の騒音を低減する。さらには、腕部 5 1 9 Bにくぼみ 1 2 3 Bを形成する際に圧縮の残留応力を付与することで表面をマルテンサイト化することにより硬度が上がり耐衝撃性が向上し、疲労破壌強度が向上する。

なお、本実施の形態ではくぼみ 1 2 3 Aを弁座 5 1 7 と弁 5 1 9 のシール部 5 1 9 Aとの両方に設けているが、いずれか一方に設けてもよい。また、くぼみ 1 2 3 Bを弁 5 1 9 の腕部 5 1 9 Bの両面に設けているが、いずれか一面に設けてもよい。

次に吐出バルブ装置について説明する。図 3 6は本実施の形態における吐出バルブ装置 5 3 4の縦断面図である。図 3 7は吐出バルブ装置 5 3 4の吐出弁座（以下、弁座） 5 2 8 を示す平面図である。図 3 8は吐出バルブ装置 5 3 4の吐出可動弁（以下、弁） 5 2 5 の相互シール面側を示す平面図である。図 3 9 は吐出バルブ装置 5 3 4の弁 5 2 5 の衝打部 5 4 1 A側を示す平面図である。図 4 0は吐出バルブ装置 5 3 4のストッパ 5 3 7 を示す平面図である。

バルブプレー卜 1 1 9は弁座 5 2 8 を有し、弁 5 2 5、ストッパ 5 3 7 と共に吐出バルブ装置 5 3 4を構成する。弁座 5 2 8 と、弁 5 2 5のシール部 5 2 5 Aとは、圧縮部 1 0 7の駆動により接触し合う接触部である。弁座 5 2 8 と、弁 5 2 5のシール部 5 2 5 Aとには、相互シール面にくぼみ 1 2 3 Aがほぼ均一に形成されている。また、弁 5 2 5の腕部 5 2 5 Bにはくぼみ 1 2 3 Bがほぼ均一に形成されている。そして弁 5 2 5の衝打部 5 4 1 Aとストッノ、° 5 3 7 の衝打部 5 4 1 Bにもくぼみ 1 2 3 Aがほぼ均一に形成されている。衝打部 5 4 1 A、 5 4 1 Bもまた、圧縮部 1 0 7の駆動により接触し合う接触部である。くぼみ 1 2 3 A、 1 2 3 Bのより好ましい形態は、前述と同様であり、その形成方法も同様である。

以下その動作を説明する。商用電源から供給される電力は駆動部である電動部 1 0 6 に供給され、電動部 1 0 6 の回転子 1 0 5 を回転させる。回転子 1 0 5はクランクシャフト 1 0 8 を回転させ、偏心部 1 1 0の偏心運動が連結部であるコンロッド 1 1 8からピストンピン 1 1 7 を介してピストン 1 1 5 を駆動する。これによりピストン 1 1 5はポア 1 1 3内を往復運動する。サクシヨンチューブ 1 2 1 を通して容器 1 0 1 内に導かれた冷媒ガス 1 0 2はサクシヨンマフラー 1 2 2から吸入バルブ装置 5 2 7 を介して吸入され、圧縮室 1 1 6内で連続して圧縮される。圧縮された冷媒ガス 1 0 2 は、吐出バルブ装置 5 3 4、ヘッド 1 2 0 を介して吐出管（図示せず）から冷凍サイクルの高圧側である熱交換器 7 0へと排出される。

圧縮室 1 1 6内で連続して圧縮された冷媒ガス 1 0 2はミスト状となったオイル 1 0 3 を微量に含んでいる。冷媒ガス 1 0 2は吐出バルブ装置 5 3 4を構成する弁座 5 2 8 と弁 5 2 5のシール部 5 2 5 Aとの相互シール面と、弁 5 2 5の衝打部 5 4 1 Aとストッノ、° 5 3 7 の衝打部 5 4 1 Bとにオイル 1 0 3 を供給する。供給されたォィル 1 0 3は相互シール面のシールと潤滑、衝打部 5 4 1 A、 5 4 1 Bの潤滑との機能を果す。

ここで、くぼみ 1 2 3 Aを形成する際に、弁座 5 2 8、弁 5 2 5、衝打部 5 4 1 A、 5 4 1 Bとの表面層の組織がマルテンサイト化し、表面強度が上昇している。このため、これらの耐磨耗性と耐衝擊性とが向上する。またくぼみ 1 2 3 Aを形成することにより接触部間の面積が低減され、金属接触が低減される。

ピストン 1 1 5がポア 1 1 3内を往復運動して冷媒ガス 1 0 2 を吸入、圧縮する際、吐出バルブ装置 5 3 4からヘッド 1 2 0へと吐出された冷媒ガス 1 0 2の一部は吐出バルブ装置 5 3 4の相互シ一ル面から圧縮室 1 1 6へと漏出する。漏出した冷媒ガス 1 0 2は再膨張を行うことから体積効率を下げる。しかしながら、本実施の形態においては吐出バルブ装置 5 3 4を構成する弁座 5 2 8 と弁 5 2 5のシール部 5 2 5 Aとの相互シール面にほぼ均一に形成したくぼみ 1 2 3 Aにオイル 1 0 3が滞留している。オイル 1 0 3が、一度ヘッド 1 2 0へと吐出された冷媒ガス 1 0 2の圧縮室 1 1 6への漏出に対して抵抗となる。この際、くぼみ 1 2 3 Aの形状を球面とすることにより、同じ表面部への投影面積の多角錐に比べて体積が増加し、滞留するオイル 1 0 3の量が増加する。この結果、冷媒ガス 1 0 2の漏れ量が減少し、圧縮機の体積効率が向上するため、圧縮機の圧縮効率は向上する。

また、くぼみ 1 2 3 Aに滞留したオイル 1 0 3は、弁座 5 2 8 と弁 5 2 5のシール部 5 2 5 Aとにおける相互シール面の潤滑性の向上にも寄与し、吐出バルブ装置 5 3 4の耐摩耗性が向上する。

また、くぼみ 1 2 3 Aに滞留したオイル 1 0 3は、弁 5 2 5 のシール部 5 2 5 Aが弁座 5 2 8へと着座する際の衝撃に対するダンパ一の効果がある。このため吐出バルブ装置 5 3 4の着座衝撃に起因する圧縮機の騒音が低減される。さらには、腕部 5 2 5 Bにくぼみ 1 2 3 Bを形成する際に圧縮の残留応力を付与することで表面がマルテンサイト化され硬度が上がり、耐衝撃性が向上し、疲労破壌強度が向上する。

また、弁 5 2 5の衝打部 5 4 1 Aとストッパ 5 3 7の衝打部 5 4 1 Bに、ほぼ均一に形成したくぼみ 1 2 3 Aにオイル 1 0 3が滞留する。このオイル 1 0 3が衝打部 5 4 1 A， 5 4 1 Bの潤滑性の向上にも寄与し、吐出バルブ装置 5 3 4の耐摩耗性が向上する。

また、くぼみ 1 2 3 Aに滞留したオイル 1 0 3は、弁 5 2 5が開放しストッパ 5 3 7へと衝突する際の衝撃に対するダンパーの効果がある。このため吐出バルブ装置 5 3 4の開放衝撃に起因する圧縮機の騒音が低減される。さらには、表面をマルテンサイト化することにより硬度が上がり耐衝撃性が向上する。

なおくぼみ 1 2 3 Aを弁座 5 2 8 と弁 5 2 5 のシール部 5 2 5 A、衝打部 5 4 1 Aと衝打部 5 4 1 Bの全てに設けているが、それぞれの組合せの一方に設けてもよい。またくぼみ 1 2 3 Bを弁 5 2 5の腕部 5 2 5 Bの両面に設けているが、いずれか一面に設けてもよい。

次にバックアップリード 5 3 5を有する吐出バルブ装置について説明する。図 4 1 は本発明の実施の形態における他の吐出バルブ装置 5 3 4 Aの縦断面図である。図 4 2 は吐出バルブ装置 5 3 4 Aのノックアップリード 5 3 5の、吐出可動弁（以下、弁） 5 2 5 との衝打部 5 4 1 C側を示す平面図である。図 4 3は吐出バルブ装置 5 3 4 Aのバックアップリード 5 3 5の、ストッパ 5 3 7 との衝打部 5 4 1 D側を示す平面図である。

図 4 1 に示す吐出バルブ装置 5 3 4 Aは、弁 5 2 5 とストッパ 5 3 7 との間にバックアップリード 5 3 5 を有する。弁 5 2 5の衝打部 5 4 1 Aとノックアツプリ一ド 5 3 5の衝打部 5 4 1 C、ノックアップリード 5 3 5 の衝打部 5 4 1 Dとストッパ 5 3 7 の衝打部 5 4 1 Bは、それぞれ圧縮部 1 0 7 の駆動により接触し合う接触部である。そしてバックアップリード 5 3 5 の衝打部 5 4 1 Cと衝打部 5 4 1 Dとには、くぼみ 1 2 3 Aがほぼ均一に形成されている。くぼみ 1 2 3 Aのより好ましい形態は前述と同様であり、その形成方法も同様である。これ以外の構成は、図 3 6 の吐出バルブ装置 5 3 4と同様である。

以下その動作を説明する。商用電源から供給される電力は駆動部である電動部 1 0 6 に供給され、電動部 1 0 6の回転子 1 0 5 を回転させる。回転子 1 0 5はクランクシャフト 1 0 8 を回転させ、偏心部 1 1 0の偏心運動が連結部であるコンロッド 1 1 8からピストンピン 1 1 7 を介してピストン 1 1 5 を駆動する。これによりピストン 1 1 5はポア 1 1 3内を往復運動する。サクシヨンチューブ 1 2 1 を通して容器 1 0 1 内に導かれた冷媒ガス 1 0 2はサクシヨンマフラー 1 2 2から吸入バルブ装置 5 2 7 を介して吸入され、圧縮室 1 1 6内で連続して圧縮される。圧縮された冷媒ガス 1 0 2は、吐出バルブ装置 5 3 4、ヘッド 1 2 0 を介して吐出管（図示せず）から冷凍サイクルの高圧側である熱交換器 7 0へと排出される。圧縮室 1 1 6内で連続して圧縮された冷媒ガス 1 0 2はミスト状となったオイル 1 0 3 を微量に含んでいる。圧縮された冷媒ガス 1 0 2は、吐出バルブ装置 5 3 4 Aを構成する弁 5 2 5の衝打部 5 4 1 Aとバックアップリード 5 3 5の衝打部 5 4 1 C、ノックァップリード 5 3 5 の衝打部 5 4 1 Dとストッパ 5 3 7 の衝打部 5 4 1 B とにオイル 1 0 3 を供給する。供給されたオイル 1 0 3は衝打部 5 4 1 A、 5 4 1 B、 5 4 1 C、 5 4 1 Dの潤滑の機能を果す。

くぼみ 1 2 3 Aを形成する際に、弁 5 2 5 の衝打部 5 4 1 Aとバックアップリード 5 3 5の衝打部 5 4 1 C、ノックァップリード 5 3 5 の衝打部 5 4 1 Dとストッパ 5 3 7 の衝打部 5 4 1 Bの表面層組織がマルテンサイト化し、表面強度が上昇する。このため、これらの耐磨耗性と耐衝撃性とが向上する。またくぼみ 1 2 3 Aを形成することにより接触部間の面積が低減され、金属接触が低減される。

また、くぼみ 1 2 3 Aの形状を球面とすることにより、同じ表面部への投影面積の多角錐に比べて体積が増加し、滞留するオイル 1 0 3 の量が増加する。くぼみ 1 2 3 Aに滞留したオイル 1 0 3は、弁 5 2 5 とノックアップリード 5 3 5の衝打部 5 4 1 A , 5 4 1 C , およびバックアップリード 5 3 5 とストッノ \° 5 3 7 の衝打部 5 4 1 D、 5 4 1 Bの潤滑性の向上に寄与する。その結果、吐出バルブ装置 5 3 4の耐摩耗性が向上する。また、くぼみ 1 2 3 Aに滞留したオイル 1 0 3は、弁 5 2 5がバックアップリード 5 3 5へと衝突したり、ノックアップリード 5 3 5がストッノ \° 5 3 7へと衝突する際の衝撃に対するダンパーの効果がある。このため吐出バルブ装置 5 3 4 Aの開放衝撃に起因する圧縮機の騒音を低減する。さらには、表面をマルテンサイト化することにより硬度が上がり、各接触部の耐衝撃性が向上する。

なおくぼみ 1 2 3 Aを弁座 5 2 8 と弁 5 2 5のシール部 5 2 5 A、衝打部 5 4 1 Aと衝打部 5 1 C、衝打部 5 4 1 Dと衝打部 5 4 1 Bの全てに設けているが、それぞれの組合せの一方に設けてもよい。以上のように本実施の形態によれば、吸入バルブ装置、吐出バルブ装置の耐摩耗性、耐衝撃性、疲労破壊強度が向上し、圧縮機の圧縮効率が向上し、圧縮機の騒音が低減される。

(実施の形態 6 )

本実施の形態による冷媒圧縮機の基本的な構成は図 1 を用いて説明した実施の形態 5 と同様である。実施の形態 5 との違いは、バルブプレート 1 1 9に設けられた吸入バルブ装置 5 2 7 と、吐出バルブ装置 5 3 4における各接触部である。

まず吸入バルブ装置について説明する。図 4 4は図 3 3 における他の吸入バルブ装置 5 2 7の吸入弁座（以下、弁座） 5 1 7 を示す平面図である。図 4 5は吸入バルブ装置 5 2 7の吸入可動弁（以下、弁） 5 1 9 を示す平面図である。実施の形態 5では、接触部である弁座 5 1 7 と、弁 5 1 9のシール部 5 1 9 Aとに微小くぼみ 1 2 3 Aを設けているが、本実施の形態では二硫化モリブデン（M o S ₂) を固着させた混合層 3 2 3が形成されている。これ以外の構成は実施の形態 5 における吸入バルブ装置と同様である。

弁座 5 1 7 と弁 5 1 9 とに M o S ₂ を固着させた混合層 3 2 3 を形成する方法は実施の形態 3 と同様である。特に、表面に M o S ₂ の微細粒を一定速度以上で衝突させる方法によれば、衝突の際に生じる熱エネルギーにより M o S ₂ の一部が母材に溶け込み金属結合することにより固着させた混合層 3 2 3が形成される。また同時に、衝突の際の衝撃力により実施の形態 3 と同様に微細くぼみが形成される。その際、表面層の組織がマルテンサイト化し、弁座 5 1 7 と弁 5 1 9 との表面強度が上昇する。弁 5 1 9の部材に表面組織がマルテンサイ卜の板ばね材料を用いる場合についても同様に形成することができる。

このように、吸入バルブ装置 5 2 7 を構成する弁座 5 1 7 と弁 5 1 9 のシール部 5 1 9 Aとには、 M o S ₂ を固着させた混合層 3 2 3が形成されている。これより、 M o S ₂ の自己潤滑作用によって弁座 5 1 7 と弁 5 1 9のシール部 5 1 9 Aとの相互シール面の摩擦係数が低くなり耐摩耗性が向上する。なお、 M o S ₂の純度を 9 8 % 以上として M o S ₂ と比較して摩擦係数が高い不純物の量を極力抑えることにより、より高い効果が得られる。また、混合層 3 2 3 の表面にほぼ均一に微細くぼみを形成すれば、そこにオイル 1 0 3が介在し、実施の形態 5 と同様の効果が得られる。この場合、微細くぼみの好ましい形態は実施の形態 5 と同様である。

以上のように本実施の形態によれば、混合層 3 2 3 を弁座 5 1 7 と、弁 5 1 9のシール部 5 1 9 Aとに設けることによって、圧縮機の吸入バルブ装置 5 2 7の耐摩耗性が向上する。さらに、混合層 3 2 3の表面に微小くぼみを均一に設ければ、吸入バルブ装置 5 2 7 の耐衝撃性が向上し、圧縮機の性能と効率が向上し、吸入バルブ装置 5 2 7 に起因する騒音が低減される。

なお、本実施の形態では微小くぼみを設けた混合層 3 2 3 を弁座 5 1 7 と弁 5 1 9のシール部 5 1 9 Aとの両方に設けているが、いずれか一方に設けてもよい。また、実施の形態 5 と同様に、微小くぼみを弁 5 1 9の腕部 5 1 9 Bの少なくともいずれか一面に設けてもよい。

次に吐出バルブ装置について説明する。図 4 6は図 3 6 における他の吐出パルプ装置 5 3 4の吐出弁座（以下、弁座） 5 2 8 を示す平面図である。図 4 7は吐出バルブ装置 5 3 4の吐出可動弁（以下、弁） 5 2 5 の相互シール面側を示す平面図である。図 4 8は吐出バルブ装置 5 3 4の弁 5 2 5の衝打部 5 4 1 A側を示す平面図である。図 4 9は吐出バルブ装置 5 3 4のストッパ 5 3 7 を示す平面図である。

実施の形態 5では、接触部である弁座 5 2 8 と弁 5 2 5 のシール部 5 2 5 A、衝打部 5 4 1 Aと衝打部 5 4 1 B とに微小くぼみ 1 2 3 Aを設けている。一方、本実施の形態では二硫化モリブデン（M o S ₂) を固着させた混合層 3 2 3が形成されている。これ以外の構成は実施の形態 5における吐出バルブ装置と同様である。

弁座 5 2 8 と弁 5 2 5、衝打部 5 4 1 Aと衝打部 5 4 1 B とに M o S ₂ を固着させた混合層 3 2 3 を形成する方法は実施の形態 3 と同様である。特に、表面に M o S ₂ の微細粒を一定速度以上で衝突させる方法によれば、衝突の際に生じる熱エネルギーにより M o S ₂ の一部が母材に溶け込み金属結合することにより固着させた混合層

3 2 3が形成される。また同時に、衝突の際の衝撃力により実施の形態 3 と同様に微細くぼみが形成される。その際、表面層の組織がマルテンサイト化し、弁座 5 2 8 と弁 5 2 5、衝打部 5 4 1 Aと衝打部 5 4 1 Bとのそれぞれの表面強度が上昇する。弁 5 2 5の部材に表面組織がマルテンサイトの板ばね材料を用いる場合についても同様に形成することができる。

このように、吐出バルブ装置 5 3 4を構成する弁座 5 2 8 と弁 5 2 5のシール部 5 2 5 A、衝打部 5 4 1 Aと衝打部 5 4 1 Bとに、 M o S ₂ を固着させた混合層 3 2 3が形成されている。これより、 M o S ₂ の自己潤滑作用によつて弁座 5 2 8 と弁 5 2 5のシール部 5 2 5 Aとの相互シール面、衝打部 5 4 1 A、衝打部 5 4 I Bのそれぞれの摩擦係数が低くなり耐摩耗性が向上する。なお、 M o S ₂ の純度を 9 8 %以上として M o S ₂ と比較して摩擦係数が高い不純物の量を極力抑えることにより、より高い効果が得られる。また、混合層 3 2 3の表面にほぼ均一に微細くぼみを形成すれば、実施の形態 5 と同様の効果が得られる。この場合、微細くぼみの好ましい形態は実施の形態 5 と同様である。

以上のように本実施の形態によれば、混合層 3 2 3 を弁座 5 2 8 と弁 5 2 5 のシール部 5 2 5 Aと、衝打部 5 4 1 Aと衝打部 5 4 1 Bとに設けることによって、圧縮機の吐出バルブ装置 5 3 4の耐摩耗性が向上する。さらに、混合層 3 2 3 の表面に微小くぼみを均一に設ければ、吐出バルブ装置 5 3 4の耐衝擊性が向上し、圧縮機の性能と効率が向上し、吐出バルブ装置 5 3 4に起因する騒音が低減される。

なお微小くぼみを設けた混合層 3 2 3 を弁座 5 2 8 と弁 5 2 5 のシール部 5 2 5 A、衝打部 5 4 1 Aと衝打部 5 4 1 Bの全てに設けているが、それぞれの組合せの一方に設けてもよい。また実施の形態 5 と同様に、微小くぼみを弁 5 2 5 の腕部 5 2 5 Bの少なくともいずれか一面に設けてもよい。

次にバックアップリード 5 3 5 を有する吐出バルブ装置について説明する。図 5 0は図 4 1 における他の吐出バルブ装置.5 3 4 Aのノックアップリード 5 3 5の、吐出可動弁（以下、弁） 5 2 5 との衝打部 5 4 1 C側を示す平面図である。図 5 1 は吐出バルブ装置 5 3 4 Aのバックアップリード 5 3 5 の、ストッパ 5 3 7 との衝打部 5 4 1 D側を示す平面図である。

実施の形態 5では、接触部である弁座 5 2 8 と弁 5 2 5のシール部 5 2 5 A、衝打部 5 4 1 Aと衝打部 5 4 1 C、衝打部 5 4 1 Dと衝打部 5 4 1 Bとにそれぞれ微小くぼみ 1 2 3 Aを設けている。一方、本実施の形態では二硫化モリブデン（M o S ₂) を固着させた混合層 3 2 3が形成されている。これ以外の構成は実施の形態 5 における吐出バルブ装置と同様である。

弁座 5 2 8 と弁 5 2 5、衝打部 5 4 1 Aと衝打部 5 4 1 C、衝打部 5 4 1 Dと衝打部 5 4 1 B とに M o S ₂ を固着させた混合層 3 2 3を形成する方法は実施の形態 3 と同様である。特に、表面に M o S ₂ の微細粒を一定速度以上で衝突させる方法によれば、衝突の際に生じる熱エネルギーにより M o S ₂ の一部が母材に溶け込み金属結合することにより固着させた混合層 3 2 3が形成される。また同時に、衝突の際の衝撃力により実施の形態 3 と同様に微細くぼみが形成される。その際、表面層の組織がマルテンサイト化し、弁座 5

2 8 と弁 5 2 5、衝打部 5 4 1 Aと衝打部 5 4 1 C、衝打部 5 4 1 Dと衝打部 5 4 1 Bとのそれぞれの表面強度が上昇する。弁 5 2 5 やバックアップリード 5 3 5の部材に表面組織がマルテンサイトの板ばね材料を用いる場合についても同様に形成することができる。

このように、吐出バルブ装置 5 3 4 Aを構成する弁座 5 2 8 と弁 5 2 5 のシール部 5 2 5 A、衝打部 5 4 1 Aと衝打部 5 4 1 C、衝打部 5 4 1 Dと衝打部 5 4 1 B とに、 M o S ₂ を固着させた混合層

3 2 3が形成されている。これより、 M o S ₂ の自己潤滑作用によつて弁座 5 2 8 と弁 5 2 5 のシール部 5 2 5 Aとの相互シール面、衝打部 5 4 1 A、衝打部 5 4 1 C、衝打部 5 4 1 D、衝打部 5 4 1 Bのそれぞれの摩擦係数が低くなり耐摩耗性が向上する。なお、 M o S ₂の純度を 9 8 %以上として M o S ₂と比較して摩擦係数が高い不純物の量を極力抑えることにより、より高い効果が得られる。また、混合層 3 2 3の表面にほぼ均一に微細くぼみを形成すれば、実施の形態 5 と同様の効果が得られる。この場合、' 微細くぼみの好ましい形態は実施の形態 5 と同様である。

以上のように本実施の形態によれば、混合層 3 2 3 を弁座 5 2 8 と弁 5 2 5のシール部 5 2 5 Aと、衝打部 5 4 1 Aと衝打部 5 4 1 Cと、衝打部 5 4 1 Dと衝打部 5 4 1 Bとに設けることによって、圧縮機の吐出バルブ装置 5 3 4 Aの耐摩耗性が向上する。さらに、混合層 3 2 3の表面に微小くぼみを均一に設ければ、吐出バルブ装置 5 3 4 Aの耐衝撃性が向上し、圧縮機の性能と効率が向上し、吐出バルブ装置 5 3 4 Aに起因する騒音が低減される。

なお微小くぼみ有する混合層 3 2 3 を弁座 5 2 8 と弁 5 2 5 のシール部 5 2 5 A、衝打部 5 4 1 Aと衝打部 5 4 1 C、衝打部 5 4 1 Dと衝打部 5 4 1 Bの全てに設けているが、それぞれの組合せの一方に設けてもよい。

以上のように本実施の形態によれば、吸入バルブ装置、吐出バルブ装置の耐摩耗性、耐衝撃性、疲労破壊強度が向上し、圧縮機の圧縮効率が向上し、圧縮機の騒音が低減される。

なお、実施の形態 5 , 6ではオイル 1 0 3 を内包したレシプロ式圧縮機について説明したが、他の口一タリ一式、スクロール式、リニァ式等の圧縮方式の圧縮機についても同様の効果が得られる。また、オイルを用いないリニア式圧縮機等の圧縮機についてもオイルが関与しない効果が得られる。たとえば硬度や疲労破壊強度の改善によりもたらされる耐摩耗性ゃ耐衝撃性ゃ耐疲労破壊性が向上する。

(実施の形態 7 )

図 5 2は、本発明の実施の形態 7 による、冷媒圧縮機の断面図である。図 5 3は図 5 2の冷媒圧縮機を含む冷凍機の冷凍サイクル図である。図 5 4は、図 5 2の冷媒圧縮機における吐出経路と密着コィルばねとが接触する部分の拡大図である。

密閉容器（以下、容器） 1 0 1 は底部にオイル 1 0 3 を貯留するとともに、固定子 1 0 4 と回転子 1 0 5 とからなる駆動部である電動部 1 0 6 とこれによって駆動される圧縮部 1 0 7 を収容している。また、圧縮部 1 0 7から容器 1 0 1外に圧縮された冷媒ガスを導出する吐出経路 7 1 7が設けられている。なお、鋼管からなる吐出経路 7 1 7 には、共振による異常振動を防止する為に密着コイルばね (以下、ばね） 7 1 8が被覆されている。ばね 7 1 8は吐出経路 7 1 7の共振防止部であり、ゴム等の弾性体で構成してもよい。

クランクシャフト 1 0 8は回転子 1 0 5 を固定した主軸部 1 0 9 と、主軸部 1 0 9に対し偏心して形成された偏心部 1 1 0からなり、給油ポンプ 1 1 1 を設けている。シリンダ一ブロック 1 1 2は略円筒形のポア 1 1 3からなる圧縮室 1 1 6 を有している。ポア 1 1 3 に遊嵌されたピストン 1 1 5は、偏心部 1 1 0 と連結部であるコネクティングロッド 7 1 9 にて連結されており、ポア 1 1 3の端面はバルブプレート 1 1 9で封止されている。

ヘッド 1 2 0は高圧室を形成し、ヘッド 1 2 0から容器 1 0 1外に圧縮された冷媒ガスを導出する吐出経路 7 1 7は容器 1 0 1 を介して冷凍サイクルの高圧側である熱交換器 7 0 に接続されている。また、吐出経路 7 1 7の表面には、微細くぼみ（以下、くぼみ） 1 2 3がほぼ均一に形成されている。くぼみ 1 2 3 は球形でその大きさは直径 2 Π！〜 2 0 m、深さが 0 . 2〜 1 . 0 mであることが好ましい。さらにばね 7 1 8 に吐出経路 7 1 7が接触する接触面 7 1 7 Aの表面積に対するくぼみ 1 2 3の占める面積割合が 4 0 〜 8 0 %であることが好ましい。

このようなくぼみ 1 2 3 を形成する方法は、実施の形態 1 と同様である。

なお、冷媒ガスは塩素を含まない炭化水素系冷媒であり、オイル 1 0 3はこの冷媒と相溶性を有する。

以上のように構成された冷媒圧縮機について、以下その動作を説明する。クランクシャフト 1 0 8の回転に伴ってピストン 1 1 5が直線運動することにより、圧縮室 1 1 6が体積変化する。これにより冷媒ガス（図示せず）が圧縮され、吐出経路 7 1 7 を通って容器 1 0 1外に導出され、熱交換器 7 0 に送られる。冷媒ガスは熱交換器 7 0で外部へ放熱し、膨張弁 8 0を介して熱交換器 6 0へ戻り、外部から吸熱する。このようにして冷凍機が構成されている。

オイル 1 0 3はクランクシャフト 1 0 8の回転に伴って給油ボンプ 1 1 1から各摺動部に給油され、摺動部を潤滑するとともに、偏芯部 1 1 0先端より容器 1 0 1 内に放出され、吐出.経路 7 1 7 にも放出される。

また、圧縮機本体 7 0 7は圧縮部 1 0 7の駆動中、常に微振動を発生するとともに、起動、停止時は慣性力によって圧縮機本体 7 0 7が大きく振れる。その結果、吐出経路 7 1 7が左右、前後にゆれるため、吐出経路 7 1 7 を構成する鋼管とばね 7 1 8 とが間欠的に接触しこすれる。このように、吐出経路 7 1 7 とばね 7 1 8 とは圧縮部 1 0 7の駆動に伴い接触し合う接触部である。

しかしながら、本実施の形態においては図 5 4に示すように、吐出経路 7 1 7の接触面 7 1 7 Aにくぼみ 1 2 3がほぼ均一に形成されている。これにより、接触部間の面積が低減され、金属接触が低減される。また、くぼみ 1 2 3 を形成する際に、吐出経路 7 1 7 とばね 7 1 8 との表面層の組織がマルテンサイト化し、表面強度が上昇している。このため、これらの耐磨耗性と耐衝撃性とが向上する。また、オイル 1 0 3がくぼみ 1 2 3 に保持される。吐出経路 7 1 7 とばね 7 1 8 との隙間が狭くなつたとき、くぼみ 1 2 3内のオイル 1 0 3の粘性と接触部との相対運動により,、狭くなつた隙間にオイル 1 0 3が引き込まれる。そして、負荷を支える圧力がオイル 1 0 3 に生じくさび形油膜を形成する。このくさび形油膜により、接触面 7 1 7 Aに発生する金属接触が防止され、異常音の発生を効果的に抑えられる。

またくぼみ 1 2 3の形状を球面とすれば、実施の形態 1 における図 3 と同様のオイル 1 0 3の流れが生じ、その結果油圧が発生することで金属接触が防止される。これにより、異常音の発生が防止される。

くぼみ 1 2 3 の大きさは直径 2 0 z m〜 5 0 m、深さを 1 β m 〜 1 Ο ΠΙとくぼみ 1 2 3 の体積を小さく設定している。これにより、冷媒を含んだオイル 1 0 3がくぼみ 1 2 3 に供給される際の体積変動が小さい。その結果、隙間での圧力低下があまり生じない。このため、オイル 1 0 3 中へ溶け込んでいる冷媒の発泡現象があまり生じないため、摺動時に発生する動圧により作り出される油膜が冷媒の発泡により破断されることが少ない。従って金属接触を防止する作用が高く維持されるため、耐磨耗性が高く、また異常音の発生を防止する作用が高まる。

また、摺動面 7 1 7 Αの表面積に対するくぼみ 1 2 3 の占める面積割合が 4 0〜 8 0 %とすれば、くぼみ 1 2 3 の球面形状が維持される。その結果、吐出経路 7 1 7 とばね 7 1 8 どの間にくぼみ 1 2 3 による傾斜表面部と摺動面 7 1 7 Αに対して平行な平面部が一様に設けられる。すなわち、一般的なテーパーランド軸受と同様の効果が得られる。これにより摺動時に発生する動圧が更に大きくなり、金属接触をさらに防止する効果が得られる。 ·

そして、吐出経路 7 1 7 を構成する鋼管の表面にくぼみ 1 2 3 を形成する為に、鋼球、セラミックス球等の物質を表面に一定速度以上で衝突させている。このため、吐出経路 7 1 7表面層の組織がマルテンサイト化しているので表面硬度が上昇し、耐摩耗性が向上している。

また冷媒ガスには炭化水素系冷媒を使用しているが、オイル 1 0 3 との相溶性の高い冷媒にもかかわらず、上述したようにオイル 1 0 3 中へ溶け込んでいる冷媒の発泡現象があまり生じない。このため、油膜が冷媒の発泡により破断されることが少ないので、オゾン層の破壊や地球温暖化を抑えた上でなおかつ耐磨耗性が高く異常音の発生が防止される。これらにより、部品点数を低減して製作コストを低減した冷媒圧縮機が得られる。 (実施の形態 8 )

図 5 5 A , Bは本発明の実施の形態 8 による、冷媒圧縮機における吐出経路と密着コイルばねとが接触する部分の拡大図である。本実施の形態による冷媒圧縮機は、実施の形態 7で図 5 2 を用いて説明した冷媒圧縮機と基本的な構造は同様である。実施の形態 7では、吐出経路 7 1 7 を構成する鋼管の表面に、微細くぼみ（以下、くぼみ） 1 2 3がほぼ均一に形成されている。これに対し本実施の形態では図 5 5 Aに示すように、吐出経路 7 1 7 を構成する鋼管の表面に二硫化モリブデン（M o S ₂ ) を含む混合層 3 2 3が形成されている。これ以外は、実施の形態 7 と同様である。

また、図 5 5 Bに示すように、混合層 3 2 3の表面にくぼみ 1 2 3 をほぼ均一に形成することが好ましい。また、くぼみ 1 2 3は球形でその大きさは直径 2 m〜 2 0 β m、深さが 0 . 2〜 1 . 0 mであることが好ましい。さらにばね 7 1 8 に吐出経路 7 1 7が接触する接触面 7 1 7 Aの表面積に対するくぼみ 1 2 3の占める面積割合が 4 0〜 8 0 %であることが好ましい。このような混合層 3 2 3やくぼみ 1 2 3 を形成する方法は、実施の形態 3 と同様である。

圧縮機本体 7 0 7は圧縮部 1 0 7の駆動中、常に微振動を発生するとともに、起動、停止時は慣性力によって圧縮機本体 7 0 7が大きく振れる。その結果、吐出経路 7 1 7が左右、前後にゆれるため、吐出経路 7 1 7 を構成する鋼管とばね 7 1 8 とが間欠的に接触しこすれる。このように、吐出経路 7 1 7 とばね 7 1 8 とは圧縮部 1 0 7 の駆動に伴い接触し合う接触部である。

しかしながら、本実施の形態においては、吐出経路 7 1 7の接触面 7 1 7 Aに M o S ₂を含む混合層 3 2 3が形成されている。 M o S ₂の組織が稠密六方晶であることから、固体接触が生じても M o S ₂が低い摩擦係数でへき開することで固体潤滑作用を発揮する。これにより、接触部の摩擦係数が低くなり、金属接触による異常音の発生が効果的に抑えられる。

なお M o S ₂の純度を 9 8 %以上とすることが好ましぃ。 1^ 0 3 ₂ より高い摩擦係数を持つ不純物が極めて微量となることで、接触部の摩擦係数がさらに低くなり、金属接触による異常音の発生がさらに抑えられる。

また図 5 5 Bに示すように、混合層 3 2 3の接触面 7 2 5 にくぼみ 1 2 3 をほぼ均一に形成することにより、実施の形態 7 と同様の効果が得られる。

くぼみ 1 2 3の好ましい形態は実施の形態 7 と同様である。そして、鋼管からなる吐出経路 7 1 7の表面にくぼみ 1 2 3 を形成する為に、 M o S ₂の球を表面に一定速度以上で衝突させている。このため、吐出経路 7 1 7表面層の組織がマルテンサイト化しているので表面硬度が上昇し、耐摩耗性が向上している。

また冷媒ガスには炭化水素系冷媒を使用しているが、オイル 1 0 3 との相溶性の高い冷媒にもかかわらず、オイル 1 0 3中へ溶け込んでいる冷媒の発泡現象があまり生じない。このため、油膜が冷媒の発泡により破断されることが少ないので、オゾン層の破壊や地球温暖化を抑えた上でなおかつ耐磨耗性が高く異常音の発生が防止される。これらにより、部品点数を低減して製作コストを低減した冷媒圧縮機が実現される。

なお、実施の形態 7 , 8 において冷媒圧縮機はレシプロ式圧縮機として説明している。また、冷媒圧縮機は口一タリ式圧縮機、リニァ式圧縮機等の圧縮機構から冷媒ガスを容器外へ導出する経路を有するものでも同様の効果が得られる。

(実施の形態 9 )

本実施の形態による冷媒圧縮機は、実施の形態 7で図 5 2 を用いて説明した冷媒圧縮機と基本的な構造は同様である。実施の形態 7 との違いは、固定子 1 0 4を介して圧縮部 1 0 7 を密閉容器（以下、容器） 1 0 1 内に弾性的に支持する支持部 9 2 3の構成である。図 5 6 は本実施の形態による冷媒圧縮機の断面図である。図 5 7 Aは図 5 6の冷媒圧縮機における支持部 9 2 3 において圧縮コイルばね 9 0 8 と保持部材 9 2 2 とが接触する部分の拡大図である。

電動部 1 0 6 の固定子 1 0 4を締結する固定子締結ポルト 9 1 9 には、頭部に一体に保持部材 9 2 0が形成されている。容器 1 0 1 の内壁底部には保持部材 9 2 2が固着されている。圧縮コイルばね (以下、ばね） 9 0 8 は、保持部材 9 2 0 と保持部材 9 2 2 とに各々上端、下端を揷入され、ばね 9 0 8 と保持部材 9 2 0 , 9 2 2 により支持部 9 2 3が構成されている。

また、ばね 9 0 8、保持部材 9 2 0、 9 2 2は鉄系の金属材料から形成されている。そしてばね 9 0 8 と保持部材 9 2 0、ばね 9 0 8 と保持部材 9 2 2の相互接触面の少なくともいずれか一方には微小くぼみ（以下、くぼみ） 1 2 3がほぼ均一に形成されている。図 5 7 Aではその一例として、保持部材 9 2 2の接触面 9 2 4に微小くぼみ 1 2 3 を形成した状態を示している。くぼみ 1 2 3の形状は球面が好ましく、さらに大きさは直径 2 n m〜 2 0 m、深さを 0 . 2 〜 1 . O mとすることが好ましい。さらに相互シール表面積に対するくぼみ 1 2 3の占める面積割合は 4 0 〜 8 0 %が好ましい。

なお、ばね 9 0 8 と保持部材 9 2 0 、 9 2 2 とにくぼみ 1 2 3 を形成する方法は実施の形態 1でくぼみ 1 2 3 を形成する方法ど同様である。

以上のように構成された冷媒圧縮機について、以下その動作を説明する。クランクシャフト 1 0 8の回転に伴ってピストン 1 1 5が直線運動することにより、圧縮室 1 1 6が体積変化する。これにより冷媒ガス（図示せず）が圧縮され、吐出経路 7 1 7 を通って容器 1 0 1外に導出される。オイル 1 0 3はクランクシャフト 1 0 8 の回転に伴って給油ポンプ 1 1 1から各摺動部に給油され、摺動部を潤滑するとともに、偏芯部 1 1 0先端より容器 1 0 1 内に放出される。

また、圧縮機本体 7 0 7 は圧縮部 1 0 7の駆動中、常に微振動を発生するとともに、起動、停止時は慣性力によって圧縮機本体 7 0 7が大きく振れる。その結果、ばね 9 0 8が左右、前後にゆれるため、ばね 9 0 8 と保持部材 9 2 0、ばね 9 0 8 と保持部材 9 2 2 とが間欠的に接触しこすれる。このように、ばね 9 0 8 と保持部材 9 2 0、ばね 9 0 8 と保持部材 9 2 2 とは圧縮部 1 0 7の駆動に伴い接触し合う接触部である。

しかしながら図 5 7 Aに示すように、保持部材 9 2 2の接触面 9 2 4には、ほぼ均等に微小くぼみ 1 2 3が形成されている。これにより接触部間の面積が低減され、金属接触が低減される。また、くぼみ 1 2 3 を形成する際に、保持部材 9 2 2の表面層の組織がマルテンサイト化し、表面強度が上昇している。このため、保持部材 9 2 2の耐磨耗性と耐衝撃性とが向上する。この効果を有効にするためには、ばね 9 0 8 と保持部材 9 2 0 、 9 2 2の全ての接触面に微小くぼみ 1 2 3 を形成することが望ましい。

また、接触面 9 2 4等の相互接触面にくぼみ 1 2 3 をほぼ均一に形成することにより、オイル 1 0 3がくぼみ 1 2 3 に保持される。ばね 9 0 8 と保持部材 9 2 0 、 9 2 2 との隙間が狭くなつたとき、くぼみ 1 2 3内のオイル 1 0 3の粘性と接触部の相対運動により、狭くなつた隙間にオイル 1 0 3が引き込まれる。これにより、負荷を支える圧力がオイル 1 0 3 に生じくさび形油膜を形成する。このくさび形油膜が、相互接触面に発生する金属接触を防止することで異常音の発生が効果的に抑えられる。

さらに、くぼみ 1 2 3の形状が球面であるため、接触する際に生じる油膜を発生させるオイル 1 0 3 の流れがくぼみ 1 2 3 の中でうず流を形成し易くなる。この様子は、実施の形態 1で図 3 を用いて説明したのと同様である。その結果、発生する油圧が金属接触を防止することから、異常音の発生が防止される。

くぼみ 1 2 3の大きさや、接触部表面積に対するくぼみ 1 2 3の占める割合の好ましい形態についての説明は、他の実施の形態を同様なので省略する。

冷媒ガスには炭化水素系冷媒を使用しているが、オイル 1 0 3 との相溶性の高い冷媒にもかかわらず、上述したようにオイル 1 0 3 中へ溶け込んでいる冷媒の発泡現象があまり生じない。このため、油膜が冷媒の発泡により破断されることが少ない。また塩素を含まない炭化水素系冷媒を使用することで、大気開放時においてもォゾン層の破壌や地球温暖化を抑えた上でなおかつ耐摩耗性が高く異常音の発生が防止される。以上より、部品点数が低減され製作コストが低減された冷凍機が得られる。

なお、図 5 7 Bに示すように、接触面 9 2 4等の相互接触面に二硫化モリブデン（M o S ₂) を固着させた混合層 3 2 3 を形成してもよい。 M o S ₂ を接触部表面に形成する方法は実施の形態 3 と同様である。この構成では、固体接触が生じても M o S ₂ が低い摩擦係数でへき開することで固体潤滑作用を発揮する。これにより、接触部の摩擦係数が低くなり、金属接触による異常音の発生が効果的に抑えられる。なお、 M o S ₂ の純度についての説明は、実施の形態 3 と同様である'。

さらに、図 5 7 Cに示すように、混合層 3 2 3 の表面に、図 5 7 Aに示したようにくぼみ 1 2 3 をほぼ均等に形成してもよい。このように混合層 3 2 3 とくぼみ 1 2 3 とを同時に形成する方法は実施の形態 3 と同様である。また、くぼみ 1 2 3 の好ましい形態は上述と同様である。このようにすることで、図 5 7 A、図 5 7 Bを用いて説明した効果が複合的に発揮される。

なお本実施の形態では、保持部材 9 2 0 、 9 2 2 とその間に配置されたばね 9 0 8が支持部 9 2 3 を構成しており、いわゆるコイルスプリング懸架方式である。これ以外に、例えばリーフスプリング方式やト一シヨンバー方式で支持部 9 2 3 を構成してもよい。それらの場合にも、圧縮部 1 0 7の駆動により摺動する箇所にくぼみ 1 2 3や混合層 3 2 3 を設けることにより、同様の効果が得られる。なお、本実施の形態において冷凍機はレシプロ式圧縮機としたが、冷凍機はロータリ式圧縮機、スクロール圧縮機、リニア式圧縮機、スターリング式ポンプ等、種類に関わらず内部懸架式であれば同様の効果が得られる。産業上の利用可能性

本発明の冷媒圧縮機は、圧縮部と、駆動部と、第 1、第 2接触部とを有する。圧縮部は密閉容器内に収容され、冷媒ガスを圧縮する。駆動部は圧縮部を駆動する。第 1、第 2接触部は、圧縮部の駆動により接触したり摺動したりする。その表面に.は均等に配置された複数のくぼみと、二硫化モリブデン（M o S ₂) を固着させた混合層との少なくともいずれかが形成されている。これらの接触部としては、ピストンとポアなどの摺動部、吸入弁、吐出弁の弁座と可動弁、吐出経路を構成する鋼管と密着コイルばね、圧縮部を保持する保持部材とばね等の支持部などがある。この構成により、第 1、第 2接触部の耐摩耗性が高くなり、信頼性が高く、高効率な圧縮機が得られる。またこのような圧縮機を用いた冷凍機も信頼性が高く、高効率である。

Claims

請求の範囲

1 . 密閉容器と、

前記密閉容器内に収容され、冷媒を圧縮する圧縮部と、前記圧縮部を駆動する駆動部と、

前記圧縮部の駆動により接触と摺動とのいずれかを行う第 1 接触部と第 2接触部と、を備え、

前記第 1接触部と前記第 2接触部との少なくともいずれかの表面に、均一に配置された複数のくぼみと、二硫化モリブデンを固着させた混合層との少なくともいずれかを形成した、

冷媒圧縮機。

2 . 前記第 1接触部と前記第 2接触部が前記圧縮部を構成する摺動部品である、

請求項 1記載の冷媒圧縮機。

3 . 前記圧縮部が、

ピス卜ンと、

前記ピストンを遊嵌したポアとを有し、前記第 1接触部が前記ピストンであり前記第 2接触部が前記ポアである、

請求項 1記載の冷媒圧縮機。

4 . 前記圧縮部が、

主軸部と偏心部とを有するクランクシャフトと、前記主軸部を軸支した軸受部と、を有し、前記第 1接触部が前記主軸部であり、前記第 2接触部が前記軸受部である、

請求項 1記載の冷媒圧縮機。

5 . 前記圧縮部が、

主軸部と偏心部とを有するクランクシャフトと、ピス卜ンと、

前記ピストンに設けられたピストンピンと、

前記偏心部と前記ピストンピンとを連結したコンロッドと、を有し、

前記第 1接触部が前記ピストンピンであり、前記第 2接触部が前記コンロッドである、

請求項 1記載の冷媒圧縮機。

6 . 前記駆動部が回転子を有し、

前記圧縮部が、

主軸部と偏心部とを有するクランクシャフトと、前記主軸部を軸支した軸受部と、を有し、前記冷媒圧縮機は、前記回転子と前記軸受部との間に、スラストヮッシャをさらに備え、

前記回転子は、前記スラストヮッシャと接するフランジ面を有し、

前記軸受部は、前記スラストヮッシャと接するスラスト部を有し、

前記第 1接触部が、前記スラストヮッシャであり、前記第 2 接触部が、前記フランジ面と前記スラスト面との少なくともいずれかである、

請求項 1記載の冷媒圧縮機。 .

7 . 前記圧縮部が、

主軸部と、偏心部と、前記主軸部と前記偏心部との間に設けられたフランジ部とを有するクランクシャフトと、前記主軸部を軸支し、前記フランジ部と接するスラスト部を設けた軸受部と、を有し、前記第 1接触部が、前記フランジ部であり、前記第 2接触部が、前記スラス卜部である、

請求項 1記載の冷媒圧縮機。

8 . 前記圧縮部が、

圧縮室と、

前記圧縮室内を転動するローリングピストンと、前記口一リングピストンに揷圧され、前記圧縮室を仕切るベーンと、を有し、

前記第 1接触部が、前記ローリングピストンであり、前記第 2接触部が、前記べーンである、 .

請求項 1記載の冷媒圧縮機。

9 . 前記圧縮部が、

主軸部と、副軸部と、偏心部とを有するシャフトと、前記偏心部に遊嵌されたローリングピストンと、前記主軸部を軸支する主軸受と、

前記副軸部を軸支する副軸受と、を有し、前記第 1接触部と前記第 2接触部との組が、'前記偏心部と前記口一リングピストン、前記主軸部と前記主軸受、前記副軸部と前記副軸受の少なくともいずれかである、請求項 1記載の冷媒圧縮機。

1 0 . 前記圧縮部は、

吸入弁座と、

吸入可動弁と、を有し、吸入工程で前記吸入可動弁が開く吸入バルブ装置と、

吐出弁座と、

吐出可動弁と、を有し吐出工程で前記吐出可動弁が開く吐出バルブ装置と、の少なくとも一方を含み、前記第 1接触部と前記第 2接触部の組が、前記吸入弁座と前記吸入可動弁、前記吐出弁座と前記吐出可動弁の少なくともいずれかの組である、

請求項 1記載の冷媒圧縮機。

1 1 .前記吸入可動弁と前記吐出可動弁との少なくともいずれかが、表面組織がマルテンサイトの板ばね材で形成された、

請求項 1 0記載の冷媒圧縮機。

1 2 . 前記吸入可動弁と前記吐出可動弁との少なくともいずれかが腕部を有し、

前記腕部の少なくとも一方の面に複数のくぼみを均一に形成した、

請求項 1 0記載の冷媒圧縮機。

1 3 . 前記吐出可動弁は第 1衝打部を有し、

前記吐出バルブ装置は、前記吐出可動弁の動きを規制し、前記吐出可動弁の開動作により前記第 1衝打部と接する第 2衝打部を有するストツバと、をさらに有し、

前記第 1接触部が前記第 1衝打部であり、前記第 2接触部が前記第 2衝打部である、

請求項 1 0記載の冷媒圧縮機。

1 4 . 前記吐出バルブ装置は、前記ストツバと前記吐出可動弁との間に、第 3衝打部と第 4衝打部とを有するパックァップリードと、をさらに有し、

前記第 1接触部と前記第 2接触部の組が、前記第 1衝打部と前記第 3衝打部、前記第 2衝打部と前記第 4衝打部の少なくともいずれかの組である、

請求項 1 3記載の冷媒圧縮機。

1 5 . 前記圧縮部から前記密閉容器外に、圧縮された冷媒を導出する吐出経路と、

前記吐出経路に被覆させた共振防止部と、をさらに備え、前記第 1接触部が前記吐出経路であり、前記第 2接触部が前記共振防止部である、

請求項 1記載の冷媒圧縮機。

1 6 . 前記圧縮部を前記密閉容器に弾接的に支持し、前記第 1接触部と前記第 2接触部とを有する支持部と、をさらに備えた、

請求項 1記載の冷媒圧縮機。

1 7 . 前記支持部は、

前記圧縮部を保持する第 1保持部材と、前記密閉容器内面に設けられた第 2保持部材と、前記第 1 保持部材と前記第 2保持部材との間に設けられたばねと、を有し、

前記第 1接触部が前記ばねであり、前記第 2接触部が前記第 1保持部材と前記第 2保持部材の少なくともいずれかである、

請求項 1 6記載の冷媒圧縮機。

1 8 . オイルをさらに備え、

前記オイルは、前記くぼみに滞留した状態と前記混合層の表面に介在した状態との少なくともいずれかの状態にある、

請求項 1記載の冷媒圧縮機。

1 9 . 前記くぼみの表面形状が球面である、

請求項 1 8記載の冷媒圧縮機。

2 0 . 前記くぼみの直径が以上 5 0 z m以下であり、かつ前記くぼみの深さが 0. 5 以上 1 0 m以下である、請求項 1 8記載の冷媒圧縮機。

2 1 . 前記くぼみを設けた前記第 1接触部と前記第 2接触部との少なくともいずれかの表面積に対する前記くぼみの占める面積割合が 4 0 %以上 8 0 %以下である、

請求項 1 8記載の冷媒圧縮機。

2 2. 前記オイルの粘度は V G 5以上 V G 1 0未満である、

請求項 1 8記載の冷媒圧縮機。

2 3. 前記冷媒は、塩素フリーな炭化水素であり、前記オイルは前記冷媒と相溶性がある、

請求項 1 8記載の冷媒圧縮機。

2 4. 前記冷媒は、イソブタンとプロパンとの少なくともいずれかを含み、

前記オイルは、アルキルベンゼン、鉱油、エステル、ポリビニルエーテル、ポリアクリレングリコールのうち少なくともいずれかを含む、

請求項 1 8記載の冷媒圧縮機。

2 5.前記第 1接触部と前記第 2接触部の母材が鉄系の材料であり、前記第 1接触部と前記第 2接触部との少なくともいずれかの表面組織がマルテンサイトである、

請求項 1記載の冷媒圧縮機。

2 6. 前記混合層の二硫化モリブデンの純度が 9 8 %以上である、請求項 1記載の冷媒圧縮機。

2 7 . 前記くぼみの表面に前記混合層を形成した、

請求項 1記載の冷媒圧縮機。

2 8 . 密閉容器と、

前記圧縮部の駆動により接離と摺動のいずれかを行う第 1接触部と第 2接触部と、を備え、

前記第 1接触部と前記第 2接触部との少なくともいずれかの表面に、均一に配置された複数のくぼみと、二硫化モリブデンを固着させた混合層との少なくともいずれかを形成した冷媒圧縮機と、

前記冷媒圧縮機の高圧側に接続された第 1熱交換器と、前記冷媒圧縮機の低圧側に接続された第 2熱交換器と、前記第 1熱交換器と前記第 2熱交換器との間に接続された膨張弁と、を備えた、

冷凍機。