冷媒圧縮機，冷凍装置
【課題】Ｒ６００ａ冷媒を使用する冷媒圧縮機において、一時的に潤滑油が供給されない可能性のある圧縮機の軸受部での摩耗や焼付きを抑制することを課題とする。
【解決手段】作動冷媒にＲ６００ａ（イソブタン）を用いた冷媒圧縮機において、クロムモリブデン鋼で作製したコンロッドに対して、基材表面に拡散浸透層を確実に形成できるようにするため、下層に純クロムの膜層、中間層としてタングステンカーバイト層，Ｍｅ−ＤＬＣ層を形成し、最上部にＤＬＣ処理を施し、ＤＬＣコーティング層を形成する。これにより、焼結材特有の空孔処理を不要とした。また、基材自体の硬度と基材への密着性を向上させることによって、最表面のＤＬＣコーティング層による摺動部の焼付きや異常摩耗を防止することができる。
【解決手段】作動冷媒にＲ６００ａ（イソブタン）を用いた冷媒圧縮機において、クロムモリブデン鋼で作製したコンロッドに対して、基材表面に拡散浸透層を確実に形成できるようにするため、下層に純クロムの膜層、中間層としてタングステンカーバイト層，Ｍｅ−ＤＬＣ層を形成し、最上部にＤＬＣ処理を施し、ＤＬＣコーティング層を形成する。これにより、焼結材特有の空孔処理を不要とした。また、基材自体の硬度と基材への密着性を向上させることによって、最表面のＤＬＣコーティング層による摺動部の焼付きや異常摩耗を防止することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷蔵庫，エアコン等に用いられる密閉形冷媒圧縮機に関し、特に往復運動するピストンを有する密閉形冷媒圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境保全といった観点から冷凍サイクルの冷媒はＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）から自然系冷媒に移行している。特に炭化水素冷媒については地球温暖化係数が低いという観点から既に冷蔵庫ではＲ６００ａ（イソブタン）が用いられている。
【０００３】
一方、冷凍機油は冷媒圧縮機に使用され、その摺動部の潤滑，密封，冷却，絶縁等の役割を果たすものである。近年、圧縮機は省エネルギー化，小型化，低騒音化，高効率化が要求され、これに伴って冷凍機油の使用条件が苛酷化している。このため、圧縮機の信頼性確保の面から潤滑性が要求されている。
【０００４】
さて、冷蔵庫用の圧縮機としては、往復運動をするピストンを有する密閉形冷媒圧縮機として、クランクシャフトとピストンとをコンロッドで連結し、回転運動するシャフトの運動を往復運動に変える構造が一般的である。この中でピストンとコンロッドの連結構造としては特開２００４−２７９６９号公報（特許文献１）に記載のようにピストンとコンロッドとの連結部にピストンピンを用いており、このピストンピンが軸となるような構造として両者が連結される構造となっている。
【０００５】
また、圧縮機のピストンとコンロッドにボールジョイント構造としては特開２００３−２１４３４３号公報（特許文献２）のように窒化処理及び燐酸マンガン処理を球面受け穴（ボール受け穴）やボール部の両方若しくは一方に施し、球面に高炭素クロム鋼材を使用した構造が知られている。
【０００６】
更に、ボールジョイント構造において回転規制部をコンロッド側ではなくピストン側に設けた構造のものが特開２００７−６４１９９号公報（特許文献３）に知られている。
また、ＤＬＣ処理としては、摺動部品であるベーン材にＤＬＣ−Ｓｉ皮膜をコーティングした密閉型圧縮機が特開２００７−１００５１７号公報（特許文献４）に知られている。
【０００７】
また、Ｒ６００ａ（イソブタン）用冷凍機油としてナフテン系鉱油やパラフィン系鉱油が冷媒との相溶性が良く、安価であることから広く使われている。
【０００８】
しかしＲ６００ａ（イソブタン）は、これら冷凍機油との相溶性が高いことから、冷媒／冷凍機油混合液の粘度低下から発生する圧縮機の潤滑不良が懸念される。また、Ｒ６００ａ（イソブタン）は分子中に塩素やフッ素を含まないため、冷媒自体の潤滑性が望めない。
【０００９】
そのため、潤滑性を上げるため冷凍機油として高潤滑性のポリオールエステル油を用いる方法が特開２００７−２４８０２０号公報（特許文献５）に示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−２７９６９号公報
【特許文献２】特開２００３−２１４３４３号公報
【特許文献３】特開２００７−６４１９９号公報
【特許文献４】特開２００７−１００５１７号公報
【特許文献５】特開２００７−２４８０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記特許文献１はピストンとコンロッドの連結をピストンピンによって行っているが、この連結構造はピストン側に挿入されるピストンピンを軸としてコンロッド側に軸受部を有している。従って、ピストン側の軸がコンロッド側の軸受けに傾いて挿入されると摺動に関して問題が生じる場合があった。すなわち、ピストンピンとコンロッドの間の摺動部が局所的になり、このとき両者の接触面圧も過大となるため、摺動部の摩耗等によって信頼性の低下を招くことにもなり得る。特許文献１では潤滑油の供給を安定化して信頼性の向上を図っているが、軸構造に起因して発生する摺動部の局所化自体を解決するものではなかった。
【００１２】
上記特許文献２はボールジョイント方式によってピストンとコンロッドを連結する構造を採用している。ピストンに設けられる球座を塑性加工により成型しているため上記のような問題は生じないがピストンとコンロッドの間の摺動に問題が生じ得る構造であった。すなわち連結状態を確保するため、球座部分を閉じる方向に加工されているため、連結部に供給される潤滑油の通路が狭くなってしまい、潤滑油が十分に供給されない場合がある。従って、連結部分への潤滑油の供給を十分に行えず、球面軸受部の温度上昇及び損傷を招く可能性があった。
【００１３】
更に、球面（ボール）に高炭素クロム鋼材を用いた場合には、高炭素クロム鋼材の硬度が高いため、加工性に問題が生じていた。すなわち、耐摩耗性が高いだけでなく、加工性にも優れた材料が求められていた。
【００１４】
上記特許文献３は回転規制部をピストン側に設けピストンとコンロッドの相対的な回転を規制し、ピストンとコンロッドには加工性を向上させるため酸化膜により封孔処理された鉄系焼結材を用いた。しかしながら、圧縮機の性能向上として冷凍機油の低粘度化が進むにつれ摺動部への冷凍機油の供給性及び油膜形成性が低下することから、周囲の条件によっては圧縮機起動時に無給油状態になり、ロッドとピストン間の摩耗が増加する可能性がある。このことから、摺動部の耐摩耗性を十分に確保する必要がある。
【００１５】
上記特許文献４は圧縮機の摺動部品の基材に窒化処理を施して窒化拡散層を形成し、更に窒化拡散層の上にＤＬＣ−Ｓｉ処理を施した密閉型圧縮機が記載されている。しかしながら、ＤＬＣ−Ｓｉ皮膜はＤＬＣ中にＳｉを含んでおり、摩擦係数の低減は期待できるが摩耗量、いわゆる耐摩耗性の面に問題がある。
【００１６】
上記特許文献５は冷凍機油であるポリオールエステル油が水分共存化において加水分解を起こしやすく、冷凍サイクルの閉塞や摺動部における腐食摩耗の原因にもなる。また、低粘度化が進むと油膜形成も難しくなり摺動部発熱による冷凍機油の劣化についても対応が必要となってくる。
【００１７】
したがって、自然系冷媒であるイソブタンを使用した冷媒圧縮機においては、従来の冷媒圧縮機と比較して、摺動部の耐摩耗性を向上させることができ、信頼性の高い密閉形冷媒圧縮機が望まれている。
【００１８】
そこで、本発明は、一時的に潤滑油が供給されない可能性のある圧縮機の軸受部において摩耗や焼付きを防止し、高い耐摩耗性と耐焼付き性を有する軸受材を用いた高信頼性かつ長寿命な冷媒圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
課題の具体的解決手段は下記の通りである。
【００２０】
密閉容器内に圧縮要素部と電動要素部が収納され、前記電動要素部で駆動されるクランクシャフトとピストンがコンロッドによりボールジョイント構造で連結される密閉型圧縮機において、
前記ボールジョイント部に耐摩耗性を向上させるための表面処理としてＤＬＣ（Diamond Like Carbon）コーティングを施したことを特徴とする冷媒圧縮機。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ピストンやロッドといった摺動部材が無給油状態で摩擦係数が上昇するような場合でも耐摩耗性を保ち摺動摩耗を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】密閉形冷媒圧縮機を説明する断面図である。
【図２】ピストン内面構造を示す図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】コンロッドの斜視図である。
【図６】回り止めの斜視図である。
【図７】ピストンとコンロッドの組み立て状態図である。
【図８】基本的な冷凍機用の冷凍サイクル構成図である。
【図９】本発明の表面処理における内部構成を示す部分図である。
【図１０】従来の表面処理における内部構成を示す部分図である。
【図１１】密着性評価結果である。
【図１２】摩耗試験による摩耗係数比較である。
【図１３】摩耗試験における摩耗量比較である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明であるレシプロ方式による密閉形冷媒圧縮機の断面図である。
【００２５】
この冷媒圧縮機は、油溜めを兼ねた密閉ケース内に設けられた軸受け部１ａ及びフレーム１ｂと一体に成形されたシリンダ１内をピストン４が往復動して圧縮機要素を構成するレシプロ型の圧縮機である。
【００２６】
フレーム１ｂの下部には電動要素として電動機を構成するステータ５及びロータ６が備えられており、クランクシャフト７の回転中心から偏心した位置に、クランクピン７ａが設けられている。
【００２７】
クランクシャフト７はフレームの軸受部１ａに貫通してフレーム１ｂの下部から上部へ延伸しており、クランクピン７ａがフレーム１ｂの上方側に位置するように設けられている。クランクシャフト７の下部はロータ６と直結しており、電動機の動力によってクランクシャフト７は回転する。クランクピン７ａとピストン４との間はコンロッド２で連結されており、クランクピン７ａ及びコンロッド２を介してピストン４が往復動する構成となっている。
【００２８】
即ち、本実施例の密閉型冷媒圧縮機は密閉容器内にシリンダ１，ピストン４等の圧縮要素と、電動機等の要素が収納されており、クランクシャフト７によって電動要素からの回転力を伝える構成を前提としている。
【００２９】
圧縮要素のピストンについて図２〜図４を用いて詳細に説明する。
【００３０】
図２はピストン４をロータシャフト７から見た内部側を示す図でありボール受け部（内球面）４ａを有している。図３は図２のＡ−Ａ断面図である。図４は図２のＢ−Ｂ断面図である。ピストンのボール受け部（内球面）４ａはＡ−Ａ断面ではコンロッド２のボール（外球面）２ａを含む形状である。従って、Ｂ−Ｂ断面ではＡ−Ａ断面よりも摺動面積が少ないボールジョイント構造となり、潤滑油の通る経路が短いため、潤滑油が流れやすく、十分に潤滑油が供給できる構造になる。
【００３１】
図５はコンロッド２の斜視図である。コンロッド２はピストン４のボール受け部（内球面）４ａの挿入されるボール（外球面）２ａとクランクシャフト７ａが挿入されるクランク軸受部２ｂと、ボール（外球面）２ａとクランク軸受部２ｂを繋ぐロッド部２ｃから構成されている。給油孔２ｄは、ボール（外球面）２ａ及びロッド部２ｃの内部を貫通するように設けられる。潤滑油は、この給油孔２ｄを流れてクランク軸受部２ｂからボール（外球面）２ａの摺動部に供給される。
【００３２】
また、ボール（外球面）２ａはピストン４のボール受け部（内球面）４ａと同様に球面の一部を切り欠いた構造となっている。従って潤滑油の通る経路が短く、潤滑油が流れやすく十分に潤滑油が供給できる構造になる。
【００３３】
図６は回り止めを示す斜視図である。図７はボールジョイント構造の斜視図である。コンロッド２は回り止め１０によりボールジョイントされたボール（外球面）２ａがボール受け穴（内球面）４ａから脱落しないように、ボール（外球面）２ａの回り止めを行う。
【００３４】
ボール受け穴（内球面）４ａに対するボール（外球面）２ａの回動は、コンロッド２のロッド部２ｃが首を振るような揺動の回動運動になる。
【００３５】
コンロッド２はクロムモリブデン鋼であり、ピストン４は鉄系焼結材を採用している。焼結材の空孔処理にはスチーム処理を行っており酸化皮膜を形成することで空孔内に加工油等の工程副資材が入ったまま製品に組み込まれることを防いでいる。これらの工程副資材がサイクル内に持ち込まれた場合、運転中にサイクル内に溶出して冷凍機油の劣化を促進する恐れがある。また、空孔処理を行っていない場合、空孔内に潤滑油が吸収されてしまい摺動部の油膜形成が不十分になる。クロムモリブデン鋼は基材自体の硬度も比較的高く、焼結材と異なり空孔処理の必要がない。
【００３６】
本発明のＤＬＣ処理はボール（外球面）２ａに施すことにより摺動部の耐摩耗性を向上させ、摺動部の摩耗損傷を低減するものである。
【００３７】
図８に冷凍装置用の冷凍サイクル構成図を示す。冷媒圧縮機１１，凝縮器１２，減圧装置１３，蒸発器１４よりなる冷凍装置において、冷媒圧縮機１１は、低温低圧の冷媒ガスを圧縮し、高温高圧の冷媒ガスを吐出し凝縮器１２に送る。凝縮器１２に送られた冷媒ガスは、その熱を空気中に放出しながら高温高圧の冷媒液となり、減圧装置１３に送られる。減圧装置１３を通過する高温高圧の冷媒液は絞り効果により低温低圧の湿り蒸気となり蒸発器１４へ送られる。
【００３８】
蒸発器１４に入った冷媒は周囲から熱を吸収して蒸発し、蒸発器１４を出た低温低圧の冷媒ガスは圧縮機１１に吸い込まれ、以下同じサイクルが繰り返される。この冷凍サイクルにおいて、冷凍機等では低温度の蒸発器温度（−４０℃以下）を必要としている。ここで冷媒との相溶性が悪い冷凍機油を使用すると熱交換器や膨張機構で冷媒と分離した冷凍機油が蓄積し、圧縮機への油戻り性が落ちる。
【００３９】
本発明の冷媒はＲ６００ａ（イソブタン）であり、分子中に塩素を含んでいないことから、冷媒自身の潤滑性が期待できず、圧縮機の耐摩耗性を低下させる。前記に記載の冷凍機油を用いることで、冷媒／冷凍機油混合液の潤滑性を確保できる。前記したポリールエステル油としては、多価アルコールと１価の脂肪酸とから合成され、熱安定性に優れるヒンダードタイプが好ましい。
【００４０】
例えば、多価アルコールとしては、ペンタエリスリトール，ジペンタエリスリトールがある。１価の脂肪酸としては、ペンタン酸，ヘキサン酸，ヘプタン酸，オクタン酸，２−メチルブタン酸，２−メチルペンタン酸，２−メチルヘキサン酸，２−エチルヘキサン酸，イソオクタン酸，３，５，５−トリメチルヘキサン酸等があり、単独で又は２種類以上の混合脂肪酸にして用いる。特に冷凍機油に基油としては分子中にエステル結合を少なくとも２個保有する式（１），（２）又は（３）で示される脂肪酸のエステル油の群から選ばれる少なくとも１種類が好ましい。
【００４１】
（Ｒ1−ＣＨ2)2−Ｃ−(ＣＨ2−Ｏ−ＣＯ−Ｒ2)2 ・・・・（１）
（式（１）中、Ｒ1は、それぞれ独立して水素原子または炭素数１〜３のアルキル基を表し、Ｒ2は、それぞれ独立して炭素数５〜１２のアルキル基を表す）
（Ｒ1−ＣＨ2）−Ｃ−(ＣＨ2−Ｏ−ＣＯ−Ｒ2)3 ・・・・（２）
（式（２）中、Ｒ1およびＲ2は、前記と同義である）
Ｃ−(ＣＨ2−Ｏ−ＣＯ−Ｒ2)4 ・・・・（３）
（式（３）中、Ｒ2は、前記と同義である）
冷凍機油の粘度（ＪＩＳ Ｋ２２８３で測定）に関しては、レシプロ式圧縮機の場合では４０℃における粘度が５〜１５mm2／ｓの範囲が好ましい。粘度５mm2／ｓ未満の場合は冷媒が溶解した粘度が低くなってしまい、圧縮機内部での油膜が十分に保持されず潤滑性が保てない。更には圧縮部のシール性も保てない。これに対して粘度１５mm2／ｓを越えると粘性抵抗，摩擦抵抗等の機械損失が増大し、圧縮機効率を低下させる。
【００４２】
本発明では前記した冷凍機油に、酸化防止剤，酸捕捉剤，消泡剤，金属不活性剤等を添加しても全く問題はない。特にポリオールエステル油は酸化劣化を起こしやすく、吸湿性が高いことから水分持ち込み量が増加してＰＥＴフィルム等のモータ絶縁材料の加水分解による劣化が生じる可能性が高く、酸化防止剤，酸捕捉剤の配合は必要である。酸化防止剤としては、フェノール系であるＤＢＰＣ（２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール）が好ましい。酸捕捉剤としては、エポキシ系，カルボジイミド系などがあるが、脂肪族のエポキシ化合物が一般的に用いられる。
【００４３】
図９は、本発明の表面処理における内部構成を示す部分図である。また、図１０に従来の表面処理における内部構成を示す。従来はコンロッド２の基材は鉄系焼結材１５ａにスチーム処理を施して酸化皮膜１５ｂを形成したのみであったが、摺動部材の耐摩耗性を向上させるため、コンロッド２の基材をクロムモリブデン鋼１５で作製し表面にＤＬＣ処理を施した。クロムモリブデン鋼の場合は鉄系焼結材のように空孔がないので封孔処理としてスチーム処理の実施を省略できる。
【００４４】
表面処理層の構成としては、まず摺動部材の基材表面に拡散浸透層を確実に形成できるようにするため、下層に純クロムの膜層１６を配し、拡散浸透層（中間層）としてタングステンカーバイト層１７及びＭｅ−ＤＬＣ層（Metal-Diamond Like Carbon）１８を形成し、最上部にＤＬＣ（Diamond Like Carbon）処理を施し、ＤＬＣコーティング層１９を形成する。ＤＬＣコーティング層１９は、炭素がダイヤモンド結合とグラファイト結合を含むアモルファス結合をしているものである。特徴として、ダイヤモンド構造を含むため非常に高硬度であり、また結晶粒界を持たないため成膜後の表面が平滑で、更にグラファイト結合により潤滑性があり低摩擦である。
【００４５】
ＤＬＣ皮膜を保護膜とすることで、硬度が大幅に向上し、そのため保護膜の膜厚を薄くできる。これにより、成膜時の膜厚精度の向上をはかることができる。膜厚が２μｍ未満では十分な膜厚にいたらず、表面層が摩耗して消失した場合、基材が直接接触することになり、摩耗量が増大する。また、本発明のＤＬＣ処理法は成膜温度２５０℃以下のスパッタリング法であり、最大膜厚が５〜６μｍである。それ以上の膜厚を形成するには処理時間もかかり効率が悪く、更に膜厚が厚い衝撃を受けた時の基材への追従性が落ちるため剥離しやすくなる。
【００４６】
従って、ＤＬＣコーティングの膜厚は２〜６μｍとする。更に、低摩擦かつ表面が平滑であることから摺動部の焼付きや摩耗等の課題に対して、大幅な改善を図る作用を有する。前記摺動部材は、その摺動面は耐焼付き性及び耐摩耗性が良好なＤＬＣであるため、固体接触した場合でも金属接触特有のアグレッシブ摩耗や焼付きが発生しにくくなる。
【００４７】
図１１は基材とＤＬＣコーティングの密着性評価結果である。評価方法としては圧痕試験とスクラッチ試験を実施した。圧痕試験はロックウェル圧痕試験機にて１５０kgの荷重をかけて圧痕の周囲に発生するクラックを観察する方法で行った。クラックの状態から６段階に分類し、クラックが殆ど起きない物をＨ１、やや多いものをＨ２、クラック以外に剥離が若干起きた物をＨ３、剥離が複数箇所見られたものをＨ４、剥離が広範囲で見られたものをＨ５、完全に剥離したものをＨ６とした。
【００４８】
スクラッチ試験はダイヤモンド圧子を先端に取り付けたＡＥセンサーを試験片に垂直に立て、試験条件として負荷１００Ｎ／min，速度１０mm／minとしてフレーク発生時の摩擦力を測定した。
【００４９】
これらの試験の結果、実施例１では殆どクラックも見られず評価はＨ１であった。また、スクラッチ試験の荷重は１８Ｎであり、周囲の剥離は見られなかった。比較例１はクラックも見られず評価はＨ１であったが、スクラッチ試験の荷重は１４Ｎと実施例１と比較するとやや低い。比較例２はクラックも見られず評価は１であり、スクラッチ試験でも荷重は１７Ｎと実施例とほぼ同等であったが、基材自体の硬さが１３５ＨＢとやや低い。比較例３は鉄系焼結材にスチーム処理を施し酸化皮膜層を形成した後ＤＬＣコーティングを施したものであるが、圧痕の周囲が広範囲で薄利しており、評価はＨ５であった。
【００５０】
また、スクラッチ試験では荷重は１１Ｎであり、キズをつけた周囲に膜の剥離が起きている。基材自体の硬さも１１８.７ＨＢと低い。このことから、実施例１が十分な硬さを保持しつつＤＬＣの密着性も優れていることが確認できた。
【００５１】
図１２は本発明のＤＬＣ皮膜の耐摩耗性を確認するために行った摩耗試験による摩耗係数比較を行ったものである。試験方法はプレート／リング方式の摩耗試験機を用いた。試験片としてプレートはＳＫＨ５１、リングは１４ＥＰＣにスチーム処理を施したのちＤＬＣ皮膜を成膜した。ＤＬＣ皮膜の膜厚は２.５μｍとした。比較例としてはＤＬＣ無処理の１４ＥＰＣ材を用いた。
【００５２】
潤滑油なし、摺動速度０.１２ｍ／ｓ，面圧９.８ＭＰａで負荷した摩耗試験の結果、ＤＬＣ処理を施した１４ＥＰＣ材は、無処理の１４ＥＰＣ材と比較すると摩擦係数は約１／２に減少した。無処理のものは２.５ｈｒ時点で試験片が完全に摩耗してしまい、試験を中断した。
【００５３】
図１３は前記摩耗試験における摩耗量を示したものである。ＤＬＣコーティングを施したものの摩耗量は１μｍであるのに対し、無処理のものは試験片が完全に摩耗してしまったため、摩耗量は３０００μｍとなった。
【００５４】
これらの結果により、鉄系焼結材にＤＬＣコーティングを施したものでも高い摺動性を有することができるため、基材としてクロムモリブデン鋼を用いた本発明においても同等以上の高い摺動特性を有するといえる。
【００５５】
以上、上述したＤＬＣ皮膜を成膜したクロムモリブデン鋼を摺動部材として使用すれば、ＣＦＣ冷媒及びＨＣＦＣ冷媒は勿論、塩素を含まないために潤滑性が劣るＨＦＣ冷媒及びＨＣ冷媒、また超高圧状態となる自然系冷媒を使用する冷媒圧縮機への適用が可能であり、かつ圧縮機の高性能及び高信頼性を提供できる。更に、上述の冷媒圧縮機を用いた空調機，冷凍機、及び給湯機への適用が可能であると共に、高性能及び高信頼性化を提供できる。
【００５６】
以上を踏まえて図９に示す構成のコンロッド２を搭載した密閉形冷媒圧縮機を用いての１２０ｈｒの実機評価試験を行った。冷媒としてＲ６００ａ、冷凍機油として４０℃における動粘度が８mm2／ｓであるポリオールエステル油を用いた。この冷凍機油には酸化防止剤と酸捕捉剤が添加されている。試験後のボールジョイント部に異常摩耗が発生することはなく、冷凍機油においても劣化は見られなかったため良好な特性が維持できた。
【符号の説明】
【００５７】
１ シリンダ
２ コンロッド
２ａ ボール
４ ピストン
４ａ ボール受け穴
７ クランクシャフト
１１ 圧縮機
１２ 凝縮機
１３ 膨張機構
１４ 蒸発機
１５ クロムモリブデン鋼
１５ａ 鉄系焼結材
１５ｂ 酸化皮膜層
１６ 純クロムの膜層
１７ タングステンカーバイト層
１８ Ｍｅ−ＤＬＣ層
１９ ＤＬＣコーティング層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷蔵庫，エアコン等に用いられる密閉形冷媒圧縮機に関し、特に往復運動するピストンを有する密閉形冷媒圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境保全といった観点から冷凍サイクルの冷媒はＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）から自然系冷媒に移行している。特に炭化水素冷媒については地球温暖化係数が低いという観点から既に冷蔵庫ではＲ６００ａ（イソブタン）が用いられている。
【０００３】
一方、冷凍機油は冷媒圧縮機に使用され、その摺動部の潤滑，密封，冷却，絶縁等の役割を果たすものである。近年、圧縮機は省エネルギー化，小型化，低騒音化，高効率化が要求され、これに伴って冷凍機油の使用条件が苛酷化している。このため、圧縮機の信頼性確保の面から潤滑性が要求されている。
【０００４】
さて、冷蔵庫用の圧縮機としては、往復運動をするピストンを有する密閉形冷媒圧縮機として、クランクシャフトとピストンとをコンロッドで連結し、回転運動するシャフトの運動を往復運動に変える構造が一般的である。この中でピストンとコンロッドの連結構造としては特開２００４−２７９６９号公報（特許文献１）に記載のようにピストンとコンロッドとの連結部にピストンピンを用いており、このピストンピンが軸となるような構造として両者が連結される構造となっている。
【０００５】
また、圧縮機のピストンとコンロッドにボールジョイント構造としては特開２００３−２１４３４３号公報（特許文献２）のように窒化処理及び燐酸マンガン処理を球面受け穴（ボール受け穴）やボール部の両方若しくは一方に施し、球面に高炭素クロム鋼材を使用した構造が知られている。
【０００６】
更に、ボールジョイント構造において回転規制部をコンロッド側ではなくピストン側に設けた構造のものが特開２００７−６４１９９号公報（特許文献３）に知られている。
また、ＤＬＣ処理としては、摺動部品であるベーン材にＤＬＣ−Ｓｉ皮膜をコーティングした密閉型圧縮機が特開２００７−１００５１７号公報（特許文献４）に知られている。
【０００７】
また、Ｒ６００ａ（イソブタン）用冷凍機油としてナフテン系鉱油やパラフィン系鉱油が冷媒との相溶性が良く、安価であることから広く使われている。
【０００８】
しかしＲ６００ａ（イソブタン）は、これら冷凍機油との相溶性が高いことから、冷媒／冷凍機油混合液の粘度低下から発生する圧縮機の潤滑不良が懸念される。また、Ｒ６００ａ（イソブタン）は分子中に塩素やフッ素を含まないため、冷媒自体の潤滑性が望めない。
【０００９】
そのため、潤滑性を上げるため冷凍機油として高潤滑性のポリオールエステル油を用いる方法が特開２００７−２４８０２０号公報（特許文献５）に示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−２７９６９号公報
【特許文献２】特開２００３−２１４３４３号公報
【特許文献３】特開２００７−６４１９９号公報
【特許文献４】特開２００７−１００５１７号公報
【特許文献５】特開２００７−２４８０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記特許文献１はピストンとコンロッドの連結をピストンピンによって行っているが、この連結構造はピストン側に挿入されるピストンピンを軸としてコンロッド側に軸受部を有している。従って、ピストン側の軸がコンロッド側の軸受けに傾いて挿入されると摺動に関して問題が生じる場合があった。すなわち、ピストンピンとコンロッドの間の摺動部が局所的になり、このとき両者の接触面圧も過大となるため、摺動部の摩耗等によって信頼性の低下を招くことにもなり得る。特許文献１では潤滑油の供給を安定化して信頼性の向上を図っているが、軸構造に起因して発生する摺動部の局所化自体を解決するものではなかった。
【００１２】
上記特許文献２はボールジョイント方式によってピストンとコンロッドを連結する構造を採用している。ピストンに設けられる球座を塑性加工により成型しているため上記のような問題は生じないがピストンとコンロッドの間の摺動に問題が生じ得る構造であった。すなわち連結状態を確保するため、球座部分を閉じる方向に加工されているため、連結部に供給される潤滑油の通路が狭くなってしまい、潤滑油が十分に供給されない場合がある。従って、連結部分への潤滑油の供給を十分に行えず、球面軸受部の温度上昇及び損傷を招く可能性があった。
【００１３】
更に、球面（ボール）に高炭素クロム鋼材を用いた場合には、高炭素クロム鋼材の硬度が高いため、加工性に問題が生じていた。すなわち、耐摩耗性が高いだけでなく、加工性にも優れた材料が求められていた。
【００１４】
上記特許文献３は回転規制部をピストン側に設けピストンとコンロッドの相対的な回転を規制し、ピストンとコンロッドには加工性を向上させるため酸化膜により封孔処理された鉄系焼結材を用いた。しかしながら、圧縮機の性能向上として冷凍機油の低粘度化が進むにつれ摺動部への冷凍機油の供給性及び油膜形成性が低下することから、周囲の条件によっては圧縮機起動時に無給油状態になり、ロッドとピストン間の摩耗が増加する可能性がある。このことから、摺動部の耐摩耗性を十分に確保する必要がある。
【００１５】
上記特許文献４は圧縮機の摺動部品の基材に窒化処理を施して窒化拡散層を形成し、更に窒化拡散層の上にＤＬＣ−Ｓｉ処理を施した密閉型圧縮機が記載されている。しかしながら、ＤＬＣ−Ｓｉ皮膜はＤＬＣ中にＳｉを含んでおり、摩擦係数の低減は期待できるが摩耗量、いわゆる耐摩耗性の面に問題がある。
【００１６】
上記特許文献５は冷凍機油であるポリオールエステル油が水分共存化において加水分解を起こしやすく、冷凍サイクルの閉塞や摺動部における腐食摩耗の原因にもなる。また、低粘度化が進むと油膜形成も難しくなり摺動部発熱による冷凍機油の劣化についても対応が必要となってくる。
【００１７】
したがって、自然系冷媒であるイソブタンを使用した冷媒圧縮機においては、従来の冷媒圧縮機と比較して、摺動部の耐摩耗性を向上させることができ、信頼性の高い密閉形冷媒圧縮機が望まれている。
【００１８】
そこで、本発明は、一時的に潤滑油が供給されない可能性のある圧縮機の軸受部において摩耗や焼付きを防止し、高い耐摩耗性と耐焼付き性を有する軸受材を用いた高信頼性かつ長寿命な冷媒圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
課題の具体的解決手段は下記の通りである。
【００２０】
密閉容器内に圧縮要素部と電動要素部が収納され、前記電動要素部で駆動されるクランクシャフトとピストンがコンロッドによりボールジョイント構造で連結される密閉型圧縮機において、
前記ボールジョイント部に耐摩耗性を向上させるための表面処理としてＤＬＣ（Diamond Like Carbon）コーティングを施したことを特徴とする冷媒圧縮機。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ピストンやロッドといった摺動部材が無給油状態で摩擦係数が上昇するような場合でも耐摩耗性を保ち摺動摩耗を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】密閉形冷媒圧縮機を説明する断面図である。
【図２】ピストン内面構造を示す図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】コンロッドの斜視図である。
【図６】回り止めの斜視図である。
【図７】ピストンとコンロッドの組み立て状態図である。
【図８】基本的な冷凍機用の冷凍サイクル構成図である。
【図９】本発明の表面処理における内部構成を示す部分図である。
【図１０】従来の表面処理における内部構成を示す部分図である。
【図１１】密着性評価結果である。
【図１２】摩耗試験による摩耗係数比較である。
【図１３】摩耗試験における摩耗量比較である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明であるレシプロ方式による密閉形冷媒圧縮機の断面図である。
【００２５】
この冷媒圧縮機は、油溜めを兼ねた密閉ケース内に設けられた軸受け部１ａ及びフレーム１ｂと一体に成形されたシリンダ１内をピストン４が往復動して圧縮機要素を構成するレシプロ型の圧縮機である。
【００２６】
フレーム１ｂの下部には電動要素として電動機を構成するステータ５及びロータ６が備えられており、クランクシャフト７の回転中心から偏心した位置に、クランクピン７ａが設けられている。
【００２７】
クランクシャフト７はフレームの軸受部１ａに貫通してフレーム１ｂの下部から上部へ延伸しており、クランクピン７ａがフレーム１ｂの上方側に位置するように設けられている。クランクシャフト７の下部はロータ６と直結しており、電動機の動力によってクランクシャフト７は回転する。クランクピン７ａとピストン４との間はコンロッド２で連結されており、クランクピン７ａ及びコンロッド２を介してピストン４が往復動する構成となっている。
【００２８】
即ち、本実施例の密閉型冷媒圧縮機は密閉容器内にシリンダ１，ピストン４等の圧縮要素と、電動機等の要素が収納されており、クランクシャフト７によって電動要素からの回転力を伝える構成を前提としている。
【００２９】
圧縮要素のピストンについて図２〜図４を用いて詳細に説明する。
【００３０】
図２はピストン４をロータシャフト７から見た内部側を示す図でありボール受け部（内球面）４ａを有している。図３は図２のＡ−Ａ断面図である。図４は図２のＢ−Ｂ断面図である。ピストンのボール受け部（内球面）４ａはＡ−Ａ断面ではコンロッド２のボール（外球面）２ａを含む形状である。従って、Ｂ−Ｂ断面ではＡ−Ａ断面よりも摺動面積が少ないボールジョイント構造となり、潤滑油の通る経路が短いため、潤滑油が流れやすく、十分に潤滑油が供給できる構造になる。
【００３１】
図５はコンロッド２の斜視図である。コンロッド２はピストン４のボール受け部（内球面）４ａの挿入されるボール（外球面）２ａとクランクシャフト７ａが挿入されるクランク軸受部２ｂと、ボール（外球面）２ａとクランク軸受部２ｂを繋ぐロッド部２ｃから構成されている。給油孔２ｄは、ボール（外球面）２ａ及びロッド部２ｃの内部を貫通するように設けられる。潤滑油は、この給油孔２ｄを流れてクランク軸受部２ｂからボール（外球面）２ａの摺動部に供給される。
【００３２】
また、ボール（外球面）２ａはピストン４のボール受け部（内球面）４ａと同様に球面の一部を切り欠いた構造となっている。従って潤滑油の通る経路が短く、潤滑油が流れやすく十分に潤滑油が供給できる構造になる。
【００３３】
図６は回り止めを示す斜視図である。図７はボールジョイント構造の斜視図である。コンロッド２は回り止め１０によりボールジョイントされたボール（外球面）２ａがボール受け穴（内球面）４ａから脱落しないように、ボール（外球面）２ａの回り止めを行う。
【００３４】
ボール受け穴（内球面）４ａに対するボール（外球面）２ａの回動は、コンロッド２のロッド部２ｃが首を振るような揺動の回動運動になる。
【００３５】
コンロッド２はクロムモリブデン鋼であり、ピストン４は鉄系焼結材を採用している。焼結材の空孔処理にはスチーム処理を行っており酸化皮膜を形成することで空孔内に加工油等の工程副資材が入ったまま製品に組み込まれることを防いでいる。これらの工程副資材がサイクル内に持ち込まれた場合、運転中にサイクル内に溶出して冷凍機油の劣化を促進する恐れがある。また、空孔処理を行っていない場合、空孔内に潤滑油が吸収されてしまい摺動部の油膜形成が不十分になる。クロムモリブデン鋼は基材自体の硬度も比較的高く、焼結材と異なり空孔処理の必要がない。
【００３６】
本発明のＤＬＣ処理はボール（外球面）２ａに施すことにより摺動部の耐摩耗性を向上させ、摺動部の摩耗損傷を低減するものである。
【００３７】
図８に冷凍装置用の冷凍サイクル構成図を示す。冷媒圧縮機１１，凝縮器１２，減圧装置１３，蒸発器１４よりなる冷凍装置において、冷媒圧縮機１１は、低温低圧の冷媒ガスを圧縮し、高温高圧の冷媒ガスを吐出し凝縮器１２に送る。凝縮器１２に送られた冷媒ガスは、その熱を空気中に放出しながら高温高圧の冷媒液となり、減圧装置１３に送られる。減圧装置１３を通過する高温高圧の冷媒液は絞り効果により低温低圧の湿り蒸気となり蒸発器１４へ送られる。
【００３８】
蒸発器１４に入った冷媒は周囲から熱を吸収して蒸発し、蒸発器１４を出た低温低圧の冷媒ガスは圧縮機１１に吸い込まれ、以下同じサイクルが繰り返される。この冷凍サイクルにおいて、冷凍機等では低温度の蒸発器温度（−４０℃以下）を必要としている。ここで冷媒との相溶性が悪い冷凍機油を使用すると熱交換器や膨張機構で冷媒と分離した冷凍機油が蓄積し、圧縮機への油戻り性が落ちる。
【００３９】
本発明の冷媒はＲ６００ａ（イソブタン）であり、分子中に塩素を含んでいないことから、冷媒自身の潤滑性が期待できず、圧縮機の耐摩耗性を低下させる。前記に記載の冷凍機油を用いることで、冷媒／冷凍機油混合液の潤滑性を確保できる。前記したポリールエステル油としては、多価アルコールと１価の脂肪酸とから合成され、熱安定性に優れるヒンダードタイプが好ましい。
【００４０】
例えば、多価アルコールとしては、ペンタエリスリトール，ジペンタエリスリトールがある。１価の脂肪酸としては、ペンタン酸，ヘキサン酸，ヘプタン酸，オクタン酸，２−メチルブタン酸，２−メチルペンタン酸，２−メチルヘキサン酸，２−エチルヘキサン酸，イソオクタン酸，３，５，５−トリメチルヘキサン酸等があり、単独で又は２種類以上の混合脂肪酸にして用いる。特に冷凍機油に基油としては分子中にエステル結合を少なくとも２個保有する式（１），（２）又は（３）で示される脂肪酸のエステル油の群から選ばれる少なくとも１種類が好ましい。
【００４１】
（Ｒ1−ＣＨ2)2−Ｃ−(ＣＨ2−Ｏ−ＣＯ−Ｒ2)2 ・・・・（１）
（式（１）中、Ｒ1は、それぞれ独立して水素原子または炭素数１〜３のアルキル基を表し、Ｒ2は、それぞれ独立して炭素数５〜１２のアルキル基を表す）
（Ｒ1−ＣＨ2）−Ｃ−(ＣＨ2−Ｏ−ＣＯ−Ｒ2)3 ・・・・（２）
（式（２）中、Ｒ1およびＲ2は、前記と同義である）
Ｃ−(ＣＨ2−Ｏ−ＣＯ−Ｒ2)4 ・・・・（３）
（式（３）中、Ｒ2は、前記と同義である）
冷凍機油の粘度（ＪＩＳ Ｋ２２８３で測定）に関しては、レシプロ式圧縮機の場合では４０℃における粘度が５〜１５mm2／ｓの範囲が好ましい。粘度５mm2／ｓ未満の場合は冷媒が溶解した粘度が低くなってしまい、圧縮機内部での油膜が十分に保持されず潤滑性が保てない。更には圧縮部のシール性も保てない。これに対して粘度１５mm2／ｓを越えると粘性抵抗，摩擦抵抗等の機械損失が増大し、圧縮機効率を低下させる。
【００４２】
本発明では前記した冷凍機油に、酸化防止剤，酸捕捉剤，消泡剤，金属不活性剤等を添加しても全く問題はない。特にポリオールエステル油は酸化劣化を起こしやすく、吸湿性が高いことから水分持ち込み量が増加してＰＥＴフィルム等のモータ絶縁材料の加水分解による劣化が生じる可能性が高く、酸化防止剤，酸捕捉剤の配合は必要である。酸化防止剤としては、フェノール系であるＤＢＰＣ（２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール）が好ましい。酸捕捉剤としては、エポキシ系，カルボジイミド系などがあるが、脂肪族のエポキシ化合物が一般的に用いられる。
【００４３】
図９は、本発明の表面処理における内部構成を示す部分図である。また、図１０に従来の表面処理における内部構成を示す。従来はコンロッド２の基材は鉄系焼結材１５ａにスチーム処理を施して酸化皮膜１５ｂを形成したのみであったが、摺動部材の耐摩耗性を向上させるため、コンロッド２の基材をクロムモリブデン鋼１５で作製し表面にＤＬＣ処理を施した。クロムモリブデン鋼の場合は鉄系焼結材のように空孔がないので封孔処理としてスチーム処理の実施を省略できる。
【００４４】
表面処理層の構成としては、まず摺動部材の基材表面に拡散浸透層を確実に形成できるようにするため、下層に純クロムの膜層１６を配し、拡散浸透層（中間層）としてタングステンカーバイト層１７及びＭｅ−ＤＬＣ層（Metal-Diamond Like Carbon）１８を形成し、最上部にＤＬＣ（Diamond Like Carbon）処理を施し、ＤＬＣコーティング層１９を形成する。ＤＬＣコーティング層１９は、炭素がダイヤモンド結合とグラファイト結合を含むアモルファス結合をしているものである。特徴として、ダイヤモンド構造を含むため非常に高硬度であり、また結晶粒界を持たないため成膜後の表面が平滑で、更にグラファイト結合により潤滑性があり低摩擦である。
【００４５】
ＤＬＣ皮膜を保護膜とすることで、硬度が大幅に向上し、そのため保護膜の膜厚を薄くできる。これにより、成膜時の膜厚精度の向上をはかることができる。膜厚が２μｍ未満では十分な膜厚にいたらず、表面層が摩耗して消失した場合、基材が直接接触することになり、摩耗量が増大する。また、本発明のＤＬＣ処理法は成膜温度２５０℃以下のスパッタリング法であり、最大膜厚が５〜６μｍである。それ以上の膜厚を形成するには処理時間もかかり効率が悪く、更に膜厚が厚い衝撃を受けた時の基材への追従性が落ちるため剥離しやすくなる。
【００４６】
従って、ＤＬＣコーティングの膜厚は２〜６μｍとする。更に、低摩擦かつ表面が平滑であることから摺動部の焼付きや摩耗等の課題に対して、大幅な改善を図る作用を有する。前記摺動部材は、その摺動面は耐焼付き性及び耐摩耗性が良好なＤＬＣであるため、固体接触した場合でも金属接触特有のアグレッシブ摩耗や焼付きが発生しにくくなる。
【００４７】
図１１は基材とＤＬＣコーティングの密着性評価結果である。評価方法としては圧痕試験とスクラッチ試験を実施した。圧痕試験はロックウェル圧痕試験機にて１５０kgの荷重をかけて圧痕の周囲に発生するクラックを観察する方法で行った。クラックの状態から６段階に分類し、クラックが殆ど起きない物をＨ１、やや多いものをＨ２、クラック以外に剥離が若干起きた物をＨ３、剥離が複数箇所見られたものをＨ４、剥離が広範囲で見られたものをＨ５、完全に剥離したものをＨ６とした。
【００４８】
スクラッチ試験はダイヤモンド圧子を先端に取り付けたＡＥセンサーを試験片に垂直に立て、試験条件として負荷１００Ｎ／min，速度１０mm／minとしてフレーク発生時の摩擦力を測定した。
【００４９】
これらの試験の結果、実施例１では殆どクラックも見られず評価はＨ１であった。また、スクラッチ試験の荷重は１８Ｎであり、周囲の剥離は見られなかった。比較例１はクラックも見られず評価はＨ１であったが、スクラッチ試験の荷重は１４Ｎと実施例１と比較するとやや低い。比較例２はクラックも見られず評価は１であり、スクラッチ試験でも荷重は１７Ｎと実施例とほぼ同等であったが、基材自体の硬さが１３５ＨＢとやや低い。比較例３は鉄系焼結材にスチーム処理を施し酸化皮膜層を形成した後ＤＬＣコーティングを施したものであるが、圧痕の周囲が広範囲で薄利しており、評価はＨ５であった。
【００５０】
また、スクラッチ試験では荷重は１１Ｎであり、キズをつけた周囲に膜の剥離が起きている。基材自体の硬さも１１８.７ＨＢと低い。このことから、実施例１が十分な硬さを保持しつつＤＬＣの密着性も優れていることが確認できた。
【００５１】
図１２は本発明のＤＬＣ皮膜の耐摩耗性を確認するために行った摩耗試験による摩耗係数比較を行ったものである。試験方法はプレート／リング方式の摩耗試験機を用いた。試験片としてプレートはＳＫＨ５１、リングは１４ＥＰＣにスチーム処理を施したのちＤＬＣ皮膜を成膜した。ＤＬＣ皮膜の膜厚は２.５μｍとした。比較例としてはＤＬＣ無処理の１４ＥＰＣ材を用いた。
【００５２】
潤滑油なし、摺動速度０.１２ｍ／ｓ，面圧９.８ＭＰａで負荷した摩耗試験の結果、ＤＬＣ処理を施した１４ＥＰＣ材は、無処理の１４ＥＰＣ材と比較すると摩擦係数は約１／２に減少した。無処理のものは２.５ｈｒ時点で試験片が完全に摩耗してしまい、試験を中断した。
【００５３】
図１３は前記摩耗試験における摩耗量を示したものである。ＤＬＣコーティングを施したものの摩耗量は１μｍであるのに対し、無処理のものは試験片が完全に摩耗してしまったため、摩耗量は３０００μｍとなった。
【００５４】
これらの結果により、鉄系焼結材にＤＬＣコーティングを施したものでも高い摺動性を有することができるため、基材としてクロムモリブデン鋼を用いた本発明においても同等以上の高い摺動特性を有するといえる。
【００５５】
以上、上述したＤＬＣ皮膜を成膜したクロムモリブデン鋼を摺動部材として使用すれば、ＣＦＣ冷媒及びＨＣＦＣ冷媒は勿論、塩素を含まないために潤滑性が劣るＨＦＣ冷媒及びＨＣ冷媒、また超高圧状態となる自然系冷媒を使用する冷媒圧縮機への適用が可能であり、かつ圧縮機の高性能及び高信頼性を提供できる。更に、上述の冷媒圧縮機を用いた空調機，冷凍機、及び給湯機への適用が可能であると共に、高性能及び高信頼性化を提供できる。
【００５６】
以上を踏まえて図９に示す構成のコンロッド２を搭載した密閉形冷媒圧縮機を用いての１２０ｈｒの実機評価試験を行った。冷媒としてＲ６００ａ、冷凍機油として４０℃における動粘度が８mm2／ｓであるポリオールエステル油を用いた。この冷凍機油には酸化防止剤と酸捕捉剤が添加されている。試験後のボールジョイント部に異常摩耗が発生することはなく、冷凍機油においても劣化は見られなかったため良好な特性が維持できた。
【符号の説明】
【００５７】
１ シリンダ
２ コンロッド
２ａ ボール
４ ピストン
４ａ ボール受け穴
７ クランクシャフト
１１ 圧縮機
１２ 凝縮機
１３ 膨張機構
１４ 蒸発機
１５ クロムモリブデン鋼
１５ａ 鉄系焼結材
１５ｂ 酸化皮膜層
１６ 純クロムの膜層
１７ タングステンカーバイト層
１８ Ｍｅ−ＤＬＣ層
１９ ＤＬＣコーティング層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に圧縮要素部と電動要素部が収納され、前記電動要素部で駆動されるクランクシャフトとピストンがコンロッドによりボールジョイント構造で連結される密閉型圧縮機において、
前記ボールジョイント部にＤＬＣ（Diamond Like Carbon）コーティングを施したことを特徴とする冷媒圧縮機。
【請求項２】
請求項１において、
前記ピストンが鉄を主成分とした焼結材であり、酸化膜によって空孔の封孔処理が施されていることを特徴とする冷媒圧縮機。
【請求項３】
請求項１において、
前記コンロッドが、クロムモリブデン鋼であり、表面処理としてＤＬＣコーティングを施したことを特徴とする冷媒圧縮機。
【請求項４】
前記コンロッドの表面処理法として、基材表面に拡散浸透層を確実に形成できるようにするため、下層に純クロムの膜層、中間層としてタングステンカーバイト層，Ｍｅ−ＤＬＣ層（Metal- Diamond Like Carbon）を形成し、最上部にＤＬＣ（Diamond Like Carbon）処理を施し、ＤＬＣコーティング層を形成したことを特徴とする請求項１に記載の冷媒圧縮機。
【請求項５】
前記摺動部材へのＤＬＣコーティングの膜厚を２〜６μｍとした請求項１に記載の冷媒圧縮機。
【請求項６】
冷媒としてＲ６００ａ、冷凍機油としてポリオールエステル油を用いたことを特徴とする請求項１〜３に記載の冷媒圧縮機。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかにおいて、
前記冷凍機油の粘度が４０℃の動粘度で５〜１５mm2／Ｓであることを特徴とする冷媒圧縮機。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れかにおいて、
前記冷凍機油中に酸捕捉剤，酸化防止剤のうち少なくとも一種が添加されていることを特徴とする冷媒圧縮機。
【請求項９】
少なくとも、圧縮機，凝縮器，膨張機構及び蒸発器とこれらを接続する冷媒配管により構成された冷凍サイクルにおいて、請求項１の冷媒圧縮機を搭載した冷凍装置。
【請求項１】
密閉容器内に圧縮要素部と電動要素部が収納され、前記電動要素部で駆動されるクランクシャフトとピストンがコンロッドによりボールジョイント構造で連結される密閉型圧縮機において、
前記ボールジョイント部にＤＬＣ（Diamond Like Carbon）コーティングを施したことを特徴とする冷媒圧縮機。
【請求項２】
請求項１において、
前記ピストンが鉄を主成分とした焼結材であり、酸化膜によって空孔の封孔処理が施されていることを特徴とする冷媒圧縮機。
【請求項３】
請求項１において、
前記コンロッドが、クロムモリブデン鋼であり、表面処理としてＤＬＣコーティングを施したことを特徴とする冷媒圧縮機。
【請求項４】
前記コンロッドの表面処理法として、基材表面に拡散浸透層を確実に形成できるようにするため、下層に純クロムの膜層、中間層としてタングステンカーバイト層，Ｍｅ−ＤＬＣ層（Metal- Diamond Like Carbon）を形成し、最上部にＤＬＣ（Diamond Like Carbon）処理を施し、ＤＬＣコーティング層を形成したことを特徴とする請求項１に記載の冷媒圧縮機。
【請求項５】
前記摺動部材へのＤＬＣコーティングの膜厚を２〜６μｍとした請求項１に記載の冷媒圧縮機。
【請求項６】
冷媒としてＲ６００ａ、冷凍機油としてポリオールエステル油を用いたことを特徴とする請求項１〜３に記載の冷媒圧縮機。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかにおいて、
前記冷凍機油の粘度が４０℃の動粘度で５〜１５mm2／Ｓであることを特徴とする冷媒圧縮機。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れかにおいて、
前記冷凍機油中に酸捕捉剤，酸化防止剤のうち少なくとも一種が添加されていることを特徴とする冷媒圧縮機。
【請求項９】
少なくとも、圧縮機，凝縮器，膨張機構及び蒸発器とこれらを接続する冷媒配管により構成された冷凍サイクルにおいて、請求項１の冷媒圧縮機を搭載した冷凍装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−２２６３２０（Ｐ２０１１−２２６３２０Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９４５９０（Ｐ２０１０−９４５９０）
【出願日】平成２２年４月１６日（２０１０．４．１６）
【出願人】（３９９０４８９１７）日立アプライアンス株式会社 (3,043)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１６日（２０１０．４．１６）
【出願人】（３９９０４８９１７）日立アプライアンス株式会社 (3,043)
【Ｆターム（参考）】
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