圧縮機
【課題】表面に冷凍機油がよくなじみ、冷媒の漏れ損失を低減させることが可能な圧縮機を提供する。
【解決手段】スイング圧縮機１は、互いに協働して相対移動することにより冷媒を圧縮する揺動ピストン２１とシリンダ２７ａを有している。スイング圧縮機１の駆動中に揺動ピストン２１とシリンダ２７ａとが、近接する部分は、冷凍機油に対する接触角が２５度以下であるコーティング層６０ａ、６０ｂ、７０ａによって覆われている。
【解決手段】スイング圧縮機１は、互いに協働して相対移動することにより冷媒を圧縮する揺動ピストン２１とシリンダ２７ａを有している。スイング圧縮機１の駆動中に揺動ピストン２１とシリンダ２７ａとが、近接する部分は、冷凍機油に対する接触角が２５度以下であるコーティング層６０ａ、６０ｂ、７０ａによって覆われている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、金属製の基材の表面に対して摺動性（低摩擦性）および耐摩耗性を付与する目的で、樹脂塗膜が形成された摺動部材が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１（特開２００３−４２０７８号公報）に記載の摺動部材では、摺動性および耐摩耗性を確保するために、表面にＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂をコーティングさせている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の摺動部材によると、表面の耐摩耗性は良好に維持することができるが、フッ素樹脂が撥油性を有するために、冷凍機油をはじいてしまう。このため、フッ素樹脂が表面に設けられた摺動部材を採用する圧縮機では、冷凍機油による隙間のシールを十分に確保することが困難であり、冷媒の漏れ損失を小さく抑えることが困難であった。
【０００５】
本発明は、上述した点に鑑みて、表面に冷凍機油がよくなじみ、冷媒の漏れ損失を低減させることが可能な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】
【０００６】
本発明の第１観点に係る圧縮機は、第１部材と、第１部材に対して相対移動することにより、第１部材と協働して冷媒を圧縮する第２部材と、を備えている。第１部材と第２部材とが協働して、互いに冷媒圧力が異なる２つの空間に仕切っている状態で、少なくとも第１部材と第２部材の互いに近接している部分の表面が、冷凍機油に対する接触角が２５度以下の樹脂のコーティング層で覆われている。
【０００７】
この圧縮機では、第１部材と第２部材とが互いに近接している部分の表面において、冷凍機油に対する接触角が２５度以下となる樹脂のコーティング層で覆われている。このため、圧縮機が駆動している状態においても、冷凍機油が第１部材と第２部材との間に入り込みやすく、冷媒の漏れ損失を低減させることで、圧縮機の運転効率を向上させることができる。
【０００８】
本発明の第２観点に係る圧縮機は、第１観点に係る圧縮機において、コーティング層は、半径６．８ｍｍの鋼球圧子、荷重１５ｋｇｆにおけるＨＲＬスケールで測定した硬度が１２５以下である。
【０００９】
この圧縮機では、第１部材と第２部材とが互いに近接している部分に設けられたコーティング層において、冷凍機油に対する接触角を２５度以下にしつつ、さらに、硬度が小さく抑えられている。このため、第１部材と第２部材との隙間が小さくなるように形成して、冷媒の漏れ損失を低減させた場合において、第１部材と第２部材とが互いに接触した場合であっても摩耗させることが可能になるため、摩擦損失を小さく抑えることが可能になる。
【００１０】
本発明の第３観点に係る圧縮機は、第１観点または第２観点に係る圧縮機において、コーティング層は、熱硬化性樹脂と固体潤滑剤とを含有しており、ポリテトラフルオロエチレンの含有量が５０ｗｔ％未満である。ここで、熱硬化性樹脂は、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、フェノール樹脂、および、エポキシ樹脂よりなる群から選ばれる少なくとも一種である。また、固体潤滑剤は、グラファイト、カーボンおよび二硫化モリブデンよりなる群から選ばれる少なくとも一種である。
【００１１】
この圧縮機では、コーティング層におけるポリテトラフルオロエチレンの含有量を少なく抑えることにより、接触角を低減させることが可能になるとともに、ポリテトラフルオロエチレンの含有量を低減させた場合であっても、所定の強度を確保することが可能になる。
【００１２】
本発明の第４観点に係る圧縮機は、第１観点から第３観点のいずれかに係る圧縮機において、スイングピストン形、スイングシリンダ形、および、スクロール形のいずれかである。
【００１３】
この圧縮機は、冷媒圧力が高い空間から低い空間に向けて漏れ出す冷媒流れを抑制して、運転効率を上げることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１観点に係る圧縮機では、冷媒の漏れ損失を低減させることで、圧縮機の運転効率を向上させることができる。
【００１５】
本発明の第２観点に係る圧縮機では、冷媒の漏れ損失を低減させた場合において、摩擦損失を小さく抑えることが可能になる。
【００１６】
本発明の第３観点に係る圧縮機では、接触角を低減させることが可能になるとともに、所定の強度を確保することが可能になる。
【００１７】
本発明の第４観点に係る圧縮機では、冷媒圧力が高い空間から低い空間に向けて漏れ出す冷媒流れを抑制して、運転効率を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る揺動ピストン型のスイング圧縮機の側面視概略断面構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る揺動ピストン型のスイング圧縮機の軸方向視概略断面構成図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るスクロール圧縮機の側面視概略断面構成図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るスクロール圧縮機の可動スクロール周辺の側面視概略断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るスクロール圧縮機の可動スクロール周辺の概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の圧縮機は、第１部材と、第１部材に対して相対移動することにより、第１部材と協働して冷媒を圧縮する第２部材と、を備えている。第１部材と第２部材とが協働して、互いに冷媒圧力が異なる２つの空間に仕切っている状態で、少なくとも第１部材と第２部材の互いに近接している部分の表面が、冷凍機油に対する接触角が２５度以下の樹脂のコーティング層で覆われている。
【００２０】
（１）第１部材および第２部材
第１部材および第２部材の材質は、特に限定されないが、金属製であることが好ましく、このような基材として、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄系の合金を挙げることができる。
【００２１】
また、第１部材と第２部材とは互いに同じ素材で構成されていてもよいし、異なる素材で構成されていてもよい。
【００２２】
第１部材と第２部材との関係は、互いに相対移動することで、冷媒圧力が異なる２つの空間に仕切っている関係であれば特に限定されるものではないが、例えば、揺動ピストン型のスイング圧縮機におけるピストンとシリンダの関係、スクロール圧縮機におけるピストンとシリンダの関係等が挙げられる。
【００２３】
（２）コーティング層
コーティング層は、第１部材と第２部材とが協働して、互いに冷媒圧力が異なる２つの空間に仕切っている状態で、少なくとも第１部材と第２部材の互いに近接している部分の表面に設けられる。コーティング層は、第１部材と第２部材のいずれか一方のみに形成されていてもよいし、この両方に形成されていてもよい。コーティング層は、第１部材のうち、第２部材と協働して圧縮室を形成する空間を向いた面のみ、もしくは、第２部材のうち、第１部材と協働して圧縮室を形成する空間を向いた面のみ、または、これらの両方、さらには、第１部材と第２部材のいずれかまたは両方の表面全体を覆っていてもよい。
【００２４】
ここで、「近接している」状態には、互いの表面が接している状態を含み、具体的には、第１部材と第２部材とが相対移動している際に最も近接した状態では、第１部材と第２部材との最近接距離が０．１ｍｍ以下であることが、冷媒の漏れ損失を低減させる観点から好ましい。
【００２５】
コーティング層は、冷凍機油に対する接触角が２５度以下の樹脂によって表面が構成されている。このたえ、冷凍機油がコーティング層の表面に馴染み、第１部材と第２部材との間に入り込みやすく、冷媒の漏れ損失を低減させることで、圧縮機の運転効率を向上させることができている。なお、この接触角は、２０度以下であることが好ましく、１５度以下であることがより好ましく、１０度以下であることが最も好ましい。
【００２６】
この接触角を特定するために用いられる冷凍機油は、エーテル油（具体的には、出光興産社製エーテル油ＦＶＣ５０Ｋ）であってよい。接触角の測定においては、基材上に形成された塗膜の表面粗さＲａが０．５μｍとなるように研磨された表面に、滴下された冷凍機油が形成する接触角を測定する。コーティング層に含有されるフッ素樹脂の重量比率が高いほど、上記接触角が小さくなる傾向にあるため、コーティング層におけるフッ素樹脂の重量比率が５０ｗｔ％未満であることが好ましい。フッ素樹脂のなかでも、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の重量比率が５０ｗｔ％未満であることが好ましく、ポリテトラフルオロエチレンの重量比率が４０ｗｔ％以下であることがより好ましく、３０ｗｔ％以下であることがさらに好ましい。
【００２７】
なお、上記エーテル油の種類は、接触角を特定するためのものであり、本発明の圧縮機が採用される冷媒回路では、冷凍機油として同じエーテル油が用いられてもよいし、異なる冷凍機油が用いられてもよい。
【００２８】
コーティング層の硬度（ロックウェル硬さ：Rockwell hardness）は、半径６．８ｍｍの鋼球圧子、荷重１５ｋｇｆにおけるＨＲＬスケールで測定した硬度が１２５以下であることが好ましい。なお、ここでの硬度は、株式会社アカシ製のロックウェル硬度測定機（型式：ＡＴＫ−Ｆ２０００）を用いた実測値をいう。冷媒の漏れ損失を低減させるために第１部材と第２部材との隙間を小さくした圧縮機を製造する場合に、上述のようにコーティング層の硬度を小さく調節することで、駆動中に第１部材と第２部材とが接触してしまうことがあっても、コーティング層を摩耗させることにより、摩擦損失を小さく抑えることが可能になる。なお、このコーティング層の硬度は、上記条件下において１２３以下であることがより好ましい。
【００２９】
コーティング層は、好ましくは熱硬化性樹脂を含有している。この熱硬化性樹脂は、特に限定されないが、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、フェノール樹脂、および、エポキシ樹脂よりなる群から選ばれる少なくとも一種とすることができる。
【００３０】
コーティング層は、好ましくは固体潤滑剤を含有している。この固体潤滑剤は、特に限定されないが、グラファイト、カーボンおよび二硫化モリブデンよりなる群から選ばれる少なくとも一種とすることができる。グラファイト、カーボンおよび二硫化モリブデンの平均粒径については、特に限定されないが、平均粒径５０μｍ以下であることが望ましい。平均粒径５０μｍ以下のものを用いることでコーティング層の中（例えば、熱硬化性樹脂の中）における分散状態をより均一にすることが可能になり、摩擦係数のバラツキを小さく抑制できる場合がある。
【００３１】
なお、コーティング層は、熱硬化性樹脂および固体潤滑剤を含有しつつ、ポリテトラフルオロエチレンの含有率が５０ｗｔ％未満であることが好ましい。この場合には、ポリテトラフルオロエチレンの含有量を低減させた場合であっても、所定の強度を確保することが可能になる。なお、特に限定されるものではないが、ポリテトラフルオロエチレンの平均粒径は５０〜３５０ｎｍであることが好ましい。なお、平均粒子径は、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における積算値５０％での粒径とすることができる。
【００３２】
コーティング層の膜厚は、特に限定されるものではないが、例えば、３μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以上２０μｍ以下であることがより好ましい。特に、圧縮機の駆動時に摺接する部分同士を、他の部分よりも厚めに形成することが好ましい。
【００３３】
（３）用途の例
本発明の圧縮機は、特に限定されるものではなく、蒸発器、凝縮器、膨張弁などと共に冷媒回路を構成し、その冷媒回路中のガス冷媒を圧縮する役割を担うものであり、例えば、上述したように、揺動ピストン型のスイング圧縮機やスクロール圧縮機とすることができる。なお、いずれも、作動冷媒として４１０Ａや二酸化炭素を用いることができる。作動冷媒として４１０Ａを採用した場合の冷凍機油としては、例えば、エーテル油（ＦＶＣ５０Ｋ）が挙げられる。また、作動冷媒として二酸化炭素を採用した場合の冷凍機油としては、例えば、ＰＡＧ（ポリアルキレングリコール）が挙げられる。なお、作動冷媒として二酸化炭素を採用する場合であっても、接触角については、エーテル油を用いて評価している。
【００３４】
（３−１）揺動ピストン型のスイング圧縮機
例えば、揺動ピストン型のスイング圧縮機におけるピストンとシリンダの両方にコーティング層が形成される場合の例として、側面視概略断面構成図である図１および軸方向視概略断面構成図である図２に示す圧縮機を挙げて説明する。
【００３５】
圧縮装置１は、揺動ピストン型であり密閉型のスイング圧縮機であり、ケーシング２、モータ３、圧縮機構４、シャフト６を備えている。
【００３６】
モータ３、圧縮機構４およびシャフト６は、ケーシング２の内部に収納されている。圧縮機構４は、単シリンダのスイング圧縮機であり、揺動ピストン２１、ブッシュ２３、およびシリンダ２７ａを有している。
【００３７】
ケーシング２は、筒状部２ａと、筒状部２ａの上下の開口端を閉じる一対の鏡板２ｂ、２ｃとを有している。ケーシング２の筒状部２ａは、モータ３のモータステータ８およびモータロータ９を収納している。また、ケーシング２は、圧縮機構４の下部に冷凍機油Ａを貯める貯油空間３２を有する。冷凍機油Ａは、圧縮機構４の潤滑に用いられ、冷媒とともにケーシング２の内部に充填される。
【００３８】
モータ３は、環状のモータステータ８と、モータステータ８の内部空間８ａに回転自在に配置されたモータロータ９とを有している。モータロータ９は、シャフト６に連結され、シャフト６とともに回転することが可能である。
【００３９】
モータステータ８は、複数の点接合部７によって筒状部２ａに固定されている。点接合部７は、具体的には、筒状部２ａに貫通孔２ｄを形成し、その貫通孔２ｄを通してモータステータ８をスポット溶接することにより形成されている。
【００４０】
圧縮機構４は、ブレード２２を有する揺動ピストン２１と、ブレード２２を揺動可能に支持するブッシュ２３と、シリンダ２７ａと、シリンダ２７ａの両端に位置するフロントヘッド２７ｂおよびリアヘッド２７ｃとを有している。シリンダ２７ａは、揺動ピストン２１を収納するシリンダ室２４、ブッシュ２３が回転自在に挿入されたブッシュ孔２５を有している。リアヘッド２７ｃは、ブッシュ孔２５に連通するブッシュ給油路２６を有している。
【００４１】
揺動ピストン２１は、モータ３の回転駆動力を受けてシャフト６の偏心部６ａが偏心して回転することによって、シリンダ室２４の内部で揺動する。これにより、吸入管２８から吸入された冷媒が、シリンダ室２４内部で圧縮される。圧縮された冷媒は、ケーシング２の内部を通って上昇し、吐出管２９から吐出される。
【００４２】
フロントヘッド２７ｂは、マウンティングプレート３０にネジ止めされている。マウンティングプレート３０は、マウンティングプレート接合部３１によってケーシング２の筒状部２ａに固定されている。マウンティングプレート接合部３１は、スポット溶接により形成されている。
【００４３】
このスイング圧縮機１では、シリンダ室２４と揺動ピストン２１とが、第１部材と第２部材の関係を有しており、それぞれ摺接する表面に上述のコーティング層６０ａ、６０ｂ、７０ａが形成されている。これにより、冷媒圧力が高い空間から低い空間に向けて漏れ出す冷媒流れを抑制できる。なお、揺動ピストン２１の径方向（揺動軸方向に垂直な方向）に形成されるコーティング層６０ａやシリンダ２７ａの径方向に形成されるコーティング層の膜厚は、揺動ピストン２１の高さ方向（揺動軸方向）に形成されるコーティング層６０ｂの膜厚よりも厚いことが好ましい。
【００４４】
（３−２）スクロール圧縮機
また、例えば、スクロール圧縮機におけるピストンとシリンダの両方にコーティング層が形成される場合の例として、側面視概略断面構成図である図３、可動スクロール周辺の側面視概略断面図である図４、および、可動スクロール周辺の概略斜視図である図５に示す圧縮機を挙げて説明する。
【００４５】
スクロール圧縮機２０１は、主に、縦長円筒状の密閉ドーム型のケーシング２１０、スクロール圧縮機構２１５、オルダムリング２３９、駆動モータ２１６、下部主軸受２６０、吸入管２１９、および吐出管２２０から構成されている。
【００４６】
ケーシング２１０は、略円筒状の胴部ケーシング部２１１と、胴部ケーシング部２１１の上端部に気密状に溶接される椀状の上壁部２１２と、胴部ケーシング部２１１の下端部に気密状に溶接される椀状の底壁部２１３とを有する。そして、このケーシング２１０には、主に、ガス冷媒を圧縮するスクロール圧縮機構２１５と、スクロール圧縮機構２１５の下方に配置される駆動モータ２１６とが収容されている。このスクロール圧縮機構２１５と駆動モータ２１６とは、ケーシング２１０内を上下方向に延びるように配置される駆動軸２１７によって連結されている。
【００４７】
スクロール圧縮機構２１５は、主に、ハウジング２２３と、ハウジング２２３の上方に密着して配置される固定スクロール２２４と、固定スクロール２２４に噛合する可動スクロール２２６とから構成されている。
【００４８】
スクロール圧縮機構２１５は、可動スクロール２２６の鏡板２２６ａ下面からスラスト力を受ける正スラスト構造である。固定スクロール２２４の渦巻き部２２４ｂの側面には軸方向に広がったコーティング層２２４ｂ１が形成されている。可動スクロール２２６の渦巻き部２２６ｂの側面には、固定スクロール２２４のコーティング層２２４ｂ１に対面するようにして軸方向に広がった、コーティング層２２６ｂ１が形成されている。また、固定スクロール２２４の渦巻き部２２４ｂの上面には径方向に広がったコーティング層２２４ｂ２が形成されている。可動スクロール２２６の渦巻き部２２６ｂの下面には、固定スクロール２２４に対面するようにして径方向に広がった、コーティング層２２６ｂ２が形成されている。これらのコーティング層２２４ｂ１、２２４ｂ２、２２６ｂ１、２２６ｂ２には、上述したコーティング層が形成されているため、冷凍機油がよくなじみ、冷媒漏れを低減させつつ、摩擦損失も低減可能となっている。
【００４９】
固定スクロール２２４は、図３〜６に示されるように、主に、平板状の鏡板２２４ａと、鏡板２２４ａの下面に形成された渦巻き状（インボリュート状）の渦巻き部２２４ｂとから構成されている。吐出口２４１およびそれに連通する吐出通路は、鏡板２２４ａの中央部分において上下方向に延びるように形成されている。固定スクロール２２４の渦巻き部２２４ｂは、軸方向に延びるように形成されている。鏡板２２４ａには、圧縮室２４０に連通する吐出口２４１が鏡板２２４ａの略中心に貫通して形成されている。吐出口２４１は、鏡板２２４ａの中央部分において上下方向に延びるように形成されている。
【００５０】
可動スクロール２２６は、主に、鏡板２２６ａと、鏡板２２６ａの上面に形成された渦巻き状（インボリュート状）の渦巻き部２２６ｂと、鏡板２２６ａの下面に形成された軸受部２２６ｃと、鏡板２２６ａの両端部に形成される溝部２２６ｄとから構成されている。可動スクロール２２６の渦巻き部２２６ｂは、固定スクロール２２４の渦巻き部２２４ｂの内部の隙間に配置され、軸方向に延びるように形成されている。可動スクロール２２６は、アウタードライブの可動スクロールである。すなわち、可動スクロール２２６は、駆動軸２１７の外側に嵌合する軸受部２２６ｃを有している。可動スクロール２２６は、溝部２２６ｄにオルダムリング２３９が嵌め込まれることによりハウジング２２３に支持される。また、軸受部２２６ｃには駆動軸２１７の上端が嵌入される。可動スクロール２２６は、このようにスクロール圧縮機構２１５に組み込まれることによって駆動軸２１７の回転により自転することなくハウジング２２３内を公転する。そして、可動スクロール２２６の渦巻き部２２６ｂは固定スクロール２２４の渦巻き部２２４ｂに噛合させられており、両渦巻き部２２４ｂ，２２６ｂの接触部の間には圧縮室２４０が形成されている。そして、この圧縮室２４０では、可動スクロール２２６の公転に伴い、両渦巻き部２２４ｂ，２２６ｂ間の容積が中心に向かって収縮する。スクロール圧縮機２０１では、このようにしてガス冷媒を圧縮するようになっている。圧縮室２４０は、可動スクロール２２６の公転する位置によって容積変化し、ガス冷媒が吐出され、冷媒流れが吐出口２４１へ流れる。
【００５１】
ハウジング２２３は、胴部ケーシング部２１１に圧入固定されている。そして、このハウジング２２３には、上端面が固定スクロール２２４の下端面と密着するように、固定スクロール２２４がボルト（図示せず）により締結固定されている。また、このハウジング２２３には、上面中央に凹設されたハウジング凹部２３１と、下面中央から下方に延設された軸受部２３２とが形成されている。そして、この軸受部２３２には、上下方向に貫通する軸受孔２３２ａが形成されており、この軸受孔２３２ａにクランク軸１７が回転自在に嵌入されている。
【００５２】
オルダムリング２３９は、上述したように、可動スクロール２２６の自転運動を防止するための部材であって、ハウジング２２３に形成されるオルダム溝（図示せず）に嵌め込まれている。なお、このオルダム溝は、長円形状の溝であって、ハウジング２２３において互いに対向する位置に配設されている。
【００５３】
駆動モータ２１６は、本実施形態において直流モータであって、主に、ケーシング２１０の内壁面に固定された環状のステータ２５１と、ステータ２５１の内側に僅かな隙間（エアギャップ通路）をもって回転自在に収容されたロータ２５２とから構成されている。そして、この駆動モータ２１６は、ステータ２５１の上側に形成されているコイルエンド２５３の上端がハウジング２２３の軸受部２３２の下端とほぼ同じ高さ位置になるように配置されている。ステータ２５１には、ティース部に銅線が巻回されており、上方および下方にコイルエンド２５３が形成されている。ロータ２５２は、上下方向に延びるように胴部ケーシング部２１１の軸心に配置された駆動軸２１７を介してスクロール圧縮機構２１５の可動スクロール２２６に駆動連結されている。
【００５４】
下部主軸受２６０は、駆動モータ２１６の下方の下部空間に配設されている。この下部主軸受２６０は、胴部ケーシング部２１１に固定されるとともに駆動軸２１７の下端側軸受を構成し、駆動軸２１７を支持している。
【００５５】
吸入管２１９は、冷媒回路の冷媒をスクロール圧縮機構２１５に導くためのものであって、ケーシング２１０の胴部ケーシング部２１１に気密状に嵌入されている。
【００５６】
吐出管２２０は、ケーシング２１０内の冷媒をケーシング２１０外に吐出させるためのものであって、ケーシング２１０の上壁部２１２に気密状に嵌入されている。
【実施例】
【００５７】
以下、上述したコーティング層の塗膜形成成分を変更しながら、実施例１−３、比較例１の各サンプルを用意し、それぞれの接触角、硬度、摩耗量、圧縮機効率を評価した。
【００５８】
なお、各サンプルは、いずれも同じ種類の基材である多孔質焼結金属（三菱マテリアルＰＭＧ製のF112）の表面に対して塗布することで用意した。
【００５９】
（実施例１）
実施例１では、ポリアミドイミド（日立化成社製、商品名：HI-600）と、グラファイト（日本黒鉛社製、商品名：Ｊ−ＣＰＢ）と、を４０：６０の重量比率となるように混合して得られた塗料から、基材にスプレー塗装し、雰囲気温度２８０℃下で３０分間焼成させた。なお、焼成後に得られる塗膜が１００μｍとなるように塗装の程度を調節した。
【００６０】
（実施例２）
実施例２では、ポリアミドイミド（日立化成社製、商品名：HI-600）と、二硫化モリブデン（住鉱潤滑剤社製造、商品名：モリパウダーＰＢ）、グラファイト（日本黒鉛社製、商品名：Ｊ−ＣＰＢ）と、ポリテトラフルオロエチレン（ダイキン工業社製造、商品名：ルブロンＬ５）と、を５０：２５：２０：５の重量比率となるように混合して得られた塗料から、基材にスプレー塗装し、雰囲気温度２８０℃下で３０分間焼成させた。なお、焼成後に得られる塗膜が１００μｍとなるように塗装の程度を調節した。
【００６１】
（実施例３）
実施例３では、エポキシ樹脂（ハンツマンジャパン社製造、商品名：アラルダイト（主剤ＰＺ−９８５、硬化剤ＨＺ−９８５Ｅ））と、グラファイト（日本黒鉛社製、商品名：Ｊ−ＣＰＢ）と、を４０：６０の重量比率となるように混合して得られた塗料から、基材にスプレー塗装し、雰囲気温度２８０℃下で３０分間焼成させた。なお、焼成後に得られる塗膜が１００μｍとなるように塗装の程度を調節した。
【００６２】
（比較例１）
比較例１では、ポリアミドイミド（日立化成社製、商品名：HI-600）と、ポリテトラフルオロエチレン（ダイキン工業社製造、商品名：ルブロンＬ５）と、を５０：５０の重量比率となるように混合して得られた塗料から、基材にスプレー塗装し、雰囲気温度２８０℃下で３０分間焼成させた。なお、焼成後に得られる塗膜が１００μｍとなるように塗装の程度を調節した。
【００６３】
（接触角）
接触角は、実施例１−３、比較例１の各サンプルについて、基材上に形成された塗膜の表面粗さＲａが０．５μｍとなるように研磨し、研磨後の表面に滴下された冷凍機油（出光興産社製エーテル油ＦＶＣ５０Ｋ）が形成する接触角を測定した。
【００６４】
接触角の測定には、協和界面科学株式会社の自動接触角計ＣＡ−ＶＰを用いて、液適法で測定した。
【００６５】
（硬度）
硬度は、実施例１−３、比較例１の各サンプルについて、半径６．８ｍｍの鋼球圧子を用いて、荷重１５ｋｇｆにおけるＨＲＬスケールでロックウェル硬さを測定した。
【００６６】
（摩耗量）
摩耗量は、実施例１−３、比較例１の各サンプルについて、冷凍機油（出光興産社製エーテル油ＦＶＣ５０Ｋ）中に浸漬させた状態で、表面粗さＲａが０．４μｍの鉄系焼結材料（住友電工社製、商品名：Ｄ４０）を相手材料として、面圧７ＭＰａ、速度３ｍ／ｓの条件下で１時間摺動させた場合のコーティング層側の摩耗量（摩耗膜厚）を測定した。
【００６７】
（圧縮機効率）
実施例１−３、比較例１については、基材に塗布して得られた上記各サンプルとは別に、スイング圧縮機（ダイキン工業社製、商品名：１ＹＣ２３ＧＸＤ）のピストンの両面側と外周部にスプレー塗装して得られるものを、実施例１−３および比較例１についてそれぞれ用意した。ここで、ピストンの外周については、径方向の膜厚が２０μｍとなるように、高さ方向については膜厚が５μｍとなるように、それぞれコーティング層を形成した。ここで、コーティング層が形成されたピストンの半径方向の隙間が１０μｍ、高さ方向の隙間が４μｍとなるように調節した。冷媒としては、Ｒ４１０Ａを用い、凝縮温度Ｔｃが２７℃、蒸発温度Ｔｅが３℃の条件下で、スイング圧縮機を周波数が２５ｒｐｓとなるように運転し、入力に対する圧縮機の能力を測定した。この条件下で算出される冷媒物性上の理論ＣＯＰ（理論成績係数）＝（理論能力）／（理論入力）を１００％とした場合の各サンプルの実測ＣＯＰについて、それぞれ比率で示した。なお、ピストンにコーティング層が設けられておらず、半径方向の隙間が２０μｍ、高さ方向の隙間が１０μｍであるスイング圧縮機を用いて圧縮機効率の基準を求めた。
【００６８】
以上に基づいて得られた結果を以下の表１に示す。
【００６９】
【表１】
【００７０】
以上より、コーティング層の冷凍機油に対する接触角が小さい場合には、冷凍機油のシール性が高く、冷媒のもれ損失を減少することができ、圧縮機効率を向上させることができることが確認された。
【００７１】
また、コーティング層の硬度が低い場合には、摩耗量が大きくなること、および、硬度が高い場合には、接触しても摩耗しにくいことが確認された。
【００７２】
このため、コーティング層の硬度が高い場合には摩擦損失が大きくなってしまうが、コーティング層の硬度が低い場合には接触しても摩耗が生じることで、摩擦損失が大きくならないことが確認された。
【００７３】
以上より、接触角が小さく硬度の低いコーティング層を設けることで、冷媒の漏れ損失を抑制しつつ、摩擦損失も低減されることで、圧縮機効率を向上させることができることが確認された。
【符号の説明】
【００７４】
１ スイング圧縮機（圧縮機）
２１ 揺動ピストン（第１部材）
２７ａ シリンダ（第２部材）
６０ａ、６０ｂ、７０ａ、２２４ｂ１、２２４ｂ２、２２６ｂ１、２２６ｂ２ コーティング層
２０１ スクロール圧縮機（圧縮機）
２２４ （第２部材）
２２６ （第１部材）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７５】
【特許文献１】特開２００３−４２０７８号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、金属製の基材の表面に対して摺動性（低摩擦性）および耐摩耗性を付与する目的で、樹脂塗膜が形成された摺動部材が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１（特開２００３−４２０７８号公報）に記載の摺動部材では、摺動性および耐摩耗性を確保するために、表面にＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂をコーティングさせている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の摺動部材によると、表面の耐摩耗性は良好に維持することができるが、フッ素樹脂が撥油性を有するために、冷凍機油をはじいてしまう。このため、フッ素樹脂が表面に設けられた摺動部材を採用する圧縮機では、冷凍機油による隙間のシールを十分に確保することが困難であり、冷媒の漏れ損失を小さく抑えることが困難であった。
【０００５】
本発明は、上述した点に鑑みて、表面に冷凍機油がよくなじみ、冷媒の漏れ損失を低減させることが可能な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】
【０００６】
本発明の第１観点に係る圧縮機は、第１部材と、第１部材に対して相対移動することにより、第１部材と協働して冷媒を圧縮する第２部材と、を備えている。第１部材と第２部材とが協働して、互いに冷媒圧力が異なる２つの空間に仕切っている状態で、少なくとも第１部材と第２部材の互いに近接している部分の表面が、冷凍機油に対する接触角が２５度以下の樹脂のコーティング層で覆われている。
【０００７】
この圧縮機では、第１部材と第２部材とが互いに近接している部分の表面において、冷凍機油に対する接触角が２５度以下となる樹脂のコーティング層で覆われている。このため、圧縮機が駆動している状態においても、冷凍機油が第１部材と第２部材との間に入り込みやすく、冷媒の漏れ損失を低減させることで、圧縮機の運転効率を向上させることができる。
【０００８】
本発明の第２観点に係る圧縮機は、第１観点に係る圧縮機において、コーティング層は、半径６．８ｍｍの鋼球圧子、荷重１５ｋｇｆにおけるＨＲＬスケールで測定した硬度が１２５以下である。
【０００９】
この圧縮機では、第１部材と第２部材とが互いに近接している部分に設けられたコーティング層において、冷凍機油に対する接触角を２５度以下にしつつ、さらに、硬度が小さく抑えられている。このため、第１部材と第２部材との隙間が小さくなるように形成して、冷媒の漏れ損失を低減させた場合において、第１部材と第２部材とが互いに接触した場合であっても摩耗させることが可能になるため、摩擦損失を小さく抑えることが可能になる。
【００１０】
本発明の第３観点に係る圧縮機は、第１観点または第２観点に係る圧縮機において、コーティング層は、熱硬化性樹脂と固体潤滑剤とを含有しており、ポリテトラフルオロエチレンの含有量が５０ｗｔ％未満である。ここで、熱硬化性樹脂は、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、フェノール樹脂、および、エポキシ樹脂よりなる群から選ばれる少なくとも一種である。また、固体潤滑剤は、グラファイト、カーボンおよび二硫化モリブデンよりなる群から選ばれる少なくとも一種である。
【００１１】
この圧縮機では、コーティング層におけるポリテトラフルオロエチレンの含有量を少なく抑えることにより、接触角を低減させることが可能になるとともに、ポリテトラフルオロエチレンの含有量を低減させた場合であっても、所定の強度を確保することが可能になる。
【００１２】
本発明の第４観点に係る圧縮機は、第１観点から第３観点のいずれかに係る圧縮機において、スイングピストン形、スイングシリンダ形、および、スクロール形のいずれかである。
【００１３】
この圧縮機は、冷媒圧力が高い空間から低い空間に向けて漏れ出す冷媒流れを抑制して、運転効率を上げることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１観点に係る圧縮機では、冷媒の漏れ損失を低減させることで、圧縮機の運転効率を向上させることができる。
【００１５】
本発明の第２観点に係る圧縮機では、冷媒の漏れ損失を低減させた場合において、摩擦損失を小さく抑えることが可能になる。
【００１６】
本発明の第３観点に係る圧縮機では、接触角を低減させることが可能になるとともに、所定の強度を確保することが可能になる。
【００１７】
本発明の第４観点に係る圧縮機では、冷媒圧力が高い空間から低い空間に向けて漏れ出す冷媒流れを抑制して、運転効率を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る揺動ピストン型のスイング圧縮機の側面視概略断面構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る揺動ピストン型のスイング圧縮機の軸方向視概略断面構成図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るスクロール圧縮機の側面視概略断面構成図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るスクロール圧縮機の可動スクロール周辺の側面視概略断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るスクロール圧縮機の可動スクロール周辺の概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の圧縮機は、第１部材と、第１部材に対して相対移動することにより、第１部材と協働して冷媒を圧縮する第２部材と、を備えている。第１部材と第２部材とが協働して、互いに冷媒圧力が異なる２つの空間に仕切っている状態で、少なくとも第１部材と第２部材の互いに近接している部分の表面が、冷凍機油に対する接触角が２５度以下の樹脂のコーティング層で覆われている。
【００２０】
（１）第１部材および第２部材
第１部材および第２部材の材質は、特に限定されないが、金属製であることが好ましく、このような基材として、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄系の合金を挙げることができる。
【００２１】
また、第１部材と第２部材とは互いに同じ素材で構成されていてもよいし、異なる素材で構成されていてもよい。
【００２２】
第１部材と第２部材との関係は、互いに相対移動することで、冷媒圧力が異なる２つの空間に仕切っている関係であれば特に限定されるものではないが、例えば、揺動ピストン型のスイング圧縮機におけるピストンとシリンダの関係、スクロール圧縮機におけるピストンとシリンダの関係等が挙げられる。
【００２３】
（２）コーティング層
コーティング層は、第１部材と第２部材とが協働して、互いに冷媒圧力が異なる２つの空間に仕切っている状態で、少なくとも第１部材と第２部材の互いに近接している部分の表面に設けられる。コーティング層は、第１部材と第２部材のいずれか一方のみに形成されていてもよいし、この両方に形成されていてもよい。コーティング層は、第１部材のうち、第２部材と協働して圧縮室を形成する空間を向いた面のみ、もしくは、第２部材のうち、第１部材と協働して圧縮室を形成する空間を向いた面のみ、または、これらの両方、さらには、第１部材と第２部材のいずれかまたは両方の表面全体を覆っていてもよい。
【００２４】
ここで、「近接している」状態には、互いの表面が接している状態を含み、具体的には、第１部材と第２部材とが相対移動している際に最も近接した状態では、第１部材と第２部材との最近接距離が０．１ｍｍ以下であることが、冷媒の漏れ損失を低減させる観点から好ましい。
【００２５】
コーティング層は、冷凍機油に対する接触角が２５度以下の樹脂によって表面が構成されている。このたえ、冷凍機油がコーティング層の表面に馴染み、第１部材と第２部材との間に入り込みやすく、冷媒の漏れ損失を低減させることで、圧縮機の運転効率を向上させることができている。なお、この接触角は、２０度以下であることが好ましく、１５度以下であることがより好ましく、１０度以下であることが最も好ましい。
【００２６】
この接触角を特定するために用いられる冷凍機油は、エーテル油（具体的には、出光興産社製エーテル油ＦＶＣ５０Ｋ）であってよい。接触角の測定においては、基材上に形成された塗膜の表面粗さＲａが０．５μｍとなるように研磨された表面に、滴下された冷凍機油が形成する接触角を測定する。コーティング層に含有されるフッ素樹脂の重量比率が高いほど、上記接触角が小さくなる傾向にあるため、コーティング層におけるフッ素樹脂の重量比率が５０ｗｔ％未満であることが好ましい。フッ素樹脂のなかでも、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の重量比率が５０ｗｔ％未満であることが好ましく、ポリテトラフルオロエチレンの重量比率が４０ｗｔ％以下であることがより好ましく、３０ｗｔ％以下であることがさらに好ましい。
【００２７】
なお、上記エーテル油の種類は、接触角を特定するためのものであり、本発明の圧縮機が採用される冷媒回路では、冷凍機油として同じエーテル油が用いられてもよいし、異なる冷凍機油が用いられてもよい。
【００２８】
コーティング層の硬度（ロックウェル硬さ：Rockwell hardness）は、半径６．８ｍｍの鋼球圧子、荷重１５ｋｇｆにおけるＨＲＬスケールで測定した硬度が１２５以下であることが好ましい。なお、ここでの硬度は、株式会社アカシ製のロックウェル硬度測定機（型式：ＡＴＫ−Ｆ２０００）を用いた実測値をいう。冷媒の漏れ損失を低減させるために第１部材と第２部材との隙間を小さくした圧縮機を製造する場合に、上述のようにコーティング層の硬度を小さく調節することで、駆動中に第１部材と第２部材とが接触してしまうことがあっても、コーティング層を摩耗させることにより、摩擦損失を小さく抑えることが可能になる。なお、このコーティング層の硬度は、上記条件下において１２３以下であることがより好ましい。
【００２９】
コーティング層は、好ましくは熱硬化性樹脂を含有している。この熱硬化性樹脂は、特に限定されないが、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、フェノール樹脂、および、エポキシ樹脂よりなる群から選ばれる少なくとも一種とすることができる。
【００３０】
コーティング層は、好ましくは固体潤滑剤を含有している。この固体潤滑剤は、特に限定されないが、グラファイト、カーボンおよび二硫化モリブデンよりなる群から選ばれる少なくとも一種とすることができる。グラファイト、カーボンおよび二硫化モリブデンの平均粒径については、特に限定されないが、平均粒径５０μｍ以下であることが望ましい。平均粒径５０μｍ以下のものを用いることでコーティング層の中（例えば、熱硬化性樹脂の中）における分散状態をより均一にすることが可能になり、摩擦係数のバラツキを小さく抑制できる場合がある。
【００３１】
なお、コーティング層は、熱硬化性樹脂および固体潤滑剤を含有しつつ、ポリテトラフルオロエチレンの含有率が５０ｗｔ％未満であることが好ましい。この場合には、ポリテトラフルオロエチレンの含有量を低減させた場合であっても、所定の強度を確保することが可能になる。なお、特に限定されるものではないが、ポリテトラフルオロエチレンの平均粒径は５０〜３５０ｎｍであることが好ましい。なお、平均粒子径は、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における積算値５０％での粒径とすることができる。
【００３２】
コーティング層の膜厚は、特に限定されるものではないが、例えば、３μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以上２０μｍ以下であることがより好ましい。特に、圧縮機の駆動時に摺接する部分同士を、他の部分よりも厚めに形成することが好ましい。
【００３３】
（３）用途の例
本発明の圧縮機は、特に限定されるものではなく、蒸発器、凝縮器、膨張弁などと共に冷媒回路を構成し、その冷媒回路中のガス冷媒を圧縮する役割を担うものであり、例えば、上述したように、揺動ピストン型のスイング圧縮機やスクロール圧縮機とすることができる。なお、いずれも、作動冷媒として４１０Ａや二酸化炭素を用いることができる。作動冷媒として４１０Ａを採用した場合の冷凍機油としては、例えば、エーテル油（ＦＶＣ５０Ｋ）が挙げられる。また、作動冷媒として二酸化炭素を採用した場合の冷凍機油としては、例えば、ＰＡＧ（ポリアルキレングリコール）が挙げられる。なお、作動冷媒として二酸化炭素を採用する場合であっても、接触角については、エーテル油を用いて評価している。
【００３４】
（３−１）揺動ピストン型のスイング圧縮機
例えば、揺動ピストン型のスイング圧縮機におけるピストンとシリンダの両方にコーティング層が形成される場合の例として、側面視概略断面構成図である図１および軸方向視概略断面構成図である図２に示す圧縮機を挙げて説明する。
【００３５】
圧縮装置１は、揺動ピストン型であり密閉型のスイング圧縮機であり、ケーシング２、モータ３、圧縮機構４、シャフト６を備えている。
【００３６】
モータ３、圧縮機構４およびシャフト６は、ケーシング２の内部に収納されている。圧縮機構４は、単シリンダのスイング圧縮機であり、揺動ピストン２１、ブッシュ２３、およびシリンダ２７ａを有している。
【００３７】
ケーシング２は、筒状部２ａと、筒状部２ａの上下の開口端を閉じる一対の鏡板２ｂ、２ｃとを有している。ケーシング２の筒状部２ａは、モータ３のモータステータ８およびモータロータ９を収納している。また、ケーシング２は、圧縮機構４の下部に冷凍機油Ａを貯める貯油空間３２を有する。冷凍機油Ａは、圧縮機構４の潤滑に用いられ、冷媒とともにケーシング２の内部に充填される。
【００３８】
モータ３は、環状のモータステータ８と、モータステータ８の内部空間８ａに回転自在に配置されたモータロータ９とを有している。モータロータ９は、シャフト６に連結され、シャフト６とともに回転することが可能である。
【００３９】
モータステータ８は、複数の点接合部７によって筒状部２ａに固定されている。点接合部７は、具体的には、筒状部２ａに貫通孔２ｄを形成し、その貫通孔２ｄを通してモータステータ８をスポット溶接することにより形成されている。
【００４０】
圧縮機構４は、ブレード２２を有する揺動ピストン２１と、ブレード２２を揺動可能に支持するブッシュ２３と、シリンダ２７ａと、シリンダ２７ａの両端に位置するフロントヘッド２７ｂおよびリアヘッド２７ｃとを有している。シリンダ２７ａは、揺動ピストン２１を収納するシリンダ室２４、ブッシュ２３が回転自在に挿入されたブッシュ孔２５を有している。リアヘッド２７ｃは、ブッシュ孔２５に連通するブッシュ給油路２６を有している。
【００４１】
揺動ピストン２１は、モータ３の回転駆動力を受けてシャフト６の偏心部６ａが偏心して回転することによって、シリンダ室２４の内部で揺動する。これにより、吸入管２８から吸入された冷媒が、シリンダ室２４内部で圧縮される。圧縮された冷媒は、ケーシング２の内部を通って上昇し、吐出管２９から吐出される。
【００４２】
フロントヘッド２７ｂは、マウンティングプレート３０にネジ止めされている。マウンティングプレート３０は、マウンティングプレート接合部３１によってケーシング２の筒状部２ａに固定されている。マウンティングプレート接合部３１は、スポット溶接により形成されている。
【００４３】
このスイング圧縮機１では、シリンダ室２４と揺動ピストン２１とが、第１部材と第２部材の関係を有しており、それぞれ摺接する表面に上述のコーティング層６０ａ、６０ｂ、７０ａが形成されている。これにより、冷媒圧力が高い空間から低い空間に向けて漏れ出す冷媒流れを抑制できる。なお、揺動ピストン２１の径方向（揺動軸方向に垂直な方向）に形成されるコーティング層６０ａやシリンダ２７ａの径方向に形成されるコーティング層の膜厚は、揺動ピストン２１の高さ方向（揺動軸方向）に形成されるコーティング層６０ｂの膜厚よりも厚いことが好ましい。
【００４４】
（３−２）スクロール圧縮機
また、例えば、スクロール圧縮機におけるピストンとシリンダの両方にコーティング層が形成される場合の例として、側面視概略断面構成図である図３、可動スクロール周辺の側面視概略断面図である図４、および、可動スクロール周辺の概略斜視図である図５に示す圧縮機を挙げて説明する。
【００４５】
スクロール圧縮機２０１は、主に、縦長円筒状の密閉ドーム型のケーシング２１０、スクロール圧縮機構２１５、オルダムリング２３９、駆動モータ２１６、下部主軸受２６０、吸入管２１９、および吐出管２２０から構成されている。
【００４６】
ケーシング２１０は、略円筒状の胴部ケーシング部２１１と、胴部ケーシング部２１１の上端部に気密状に溶接される椀状の上壁部２１２と、胴部ケーシング部２１１の下端部に気密状に溶接される椀状の底壁部２１３とを有する。そして、このケーシング２１０には、主に、ガス冷媒を圧縮するスクロール圧縮機構２１５と、スクロール圧縮機構２１５の下方に配置される駆動モータ２１６とが収容されている。このスクロール圧縮機構２１５と駆動モータ２１６とは、ケーシング２１０内を上下方向に延びるように配置される駆動軸２１７によって連結されている。
【００４７】
スクロール圧縮機構２１５は、主に、ハウジング２２３と、ハウジング２２３の上方に密着して配置される固定スクロール２２４と、固定スクロール２２４に噛合する可動スクロール２２６とから構成されている。
【００４８】
スクロール圧縮機構２１５は、可動スクロール２２６の鏡板２２６ａ下面からスラスト力を受ける正スラスト構造である。固定スクロール２２４の渦巻き部２２４ｂの側面には軸方向に広がったコーティング層２２４ｂ１が形成されている。可動スクロール２２６の渦巻き部２２６ｂの側面には、固定スクロール２２４のコーティング層２２４ｂ１に対面するようにして軸方向に広がった、コーティング層２２６ｂ１が形成されている。また、固定スクロール２２４の渦巻き部２２４ｂの上面には径方向に広がったコーティング層２２４ｂ２が形成されている。可動スクロール２２６の渦巻き部２２６ｂの下面には、固定スクロール２２４に対面するようにして径方向に広がった、コーティング層２２６ｂ２が形成されている。これらのコーティング層２２４ｂ１、２２４ｂ２、２２６ｂ１、２２６ｂ２には、上述したコーティング層が形成されているため、冷凍機油がよくなじみ、冷媒漏れを低減させつつ、摩擦損失も低減可能となっている。
【００４９】
固定スクロール２２４は、図３〜６に示されるように、主に、平板状の鏡板２２４ａと、鏡板２２４ａの下面に形成された渦巻き状（インボリュート状）の渦巻き部２２４ｂとから構成されている。吐出口２４１およびそれに連通する吐出通路は、鏡板２２４ａの中央部分において上下方向に延びるように形成されている。固定スクロール２２４の渦巻き部２２４ｂは、軸方向に延びるように形成されている。鏡板２２４ａには、圧縮室２４０に連通する吐出口２４１が鏡板２２４ａの略中心に貫通して形成されている。吐出口２４１は、鏡板２２４ａの中央部分において上下方向に延びるように形成されている。
【００５０】
可動スクロール２２６は、主に、鏡板２２６ａと、鏡板２２６ａの上面に形成された渦巻き状（インボリュート状）の渦巻き部２２６ｂと、鏡板２２６ａの下面に形成された軸受部２２６ｃと、鏡板２２６ａの両端部に形成される溝部２２６ｄとから構成されている。可動スクロール２２６の渦巻き部２２６ｂは、固定スクロール２２４の渦巻き部２２４ｂの内部の隙間に配置され、軸方向に延びるように形成されている。可動スクロール２２６は、アウタードライブの可動スクロールである。すなわち、可動スクロール２２６は、駆動軸２１７の外側に嵌合する軸受部２２６ｃを有している。可動スクロール２２６は、溝部２２６ｄにオルダムリング２３９が嵌め込まれることによりハウジング２２３に支持される。また、軸受部２２６ｃには駆動軸２１７の上端が嵌入される。可動スクロール２２６は、このようにスクロール圧縮機構２１５に組み込まれることによって駆動軸２１７の回転により自転することなくハウジング２２３内を公転する。そして、可動スクロール２２６の渦巻き部２２６ｂは固定スクロール２２４の渦巻き部２２４ｂに噛合させられており、両渦巻き部２２４ｂ，２２６ｂの接触部の間には圧縮室２４０が形成されている。そして、この圧縮室２４０では、可動スクロール２２６の公転に伴い、両渦巻き部２２４ｂ，２２６ｂ間の容積が中心に向かって収縮する。スクロール圧縮機２０１では、このようにしてガス冷媒を圧縮するようになっている。圧縮室２４０は、可動スクロール２２６の公転する位置によって容積変化し、ガス冷媒が吐出され、冷媒流れが吐出口２４１へ流れる。
【００５１】
ハウジング２２３は、胴部ケーシング部２１１に圧入固定されている。そして、このハウジング２２３には、上端面が固定スクロール２２４の下端面と密着するように、固定スクロール２２４がボルト（図示せず）により締結固定されている。また、このハウジング２２３には、上面中央に凹設されたハウジング凹部２３１と、下面中央から下方に延設された軸受部２３２とが形成されている。そして、この軸受部２３２には、上下方向に貫通する軸受孔２３２ａが形成されており、この軸受孔２３２ａにクランク軸１７が回転自在に嵌入されている。
【００５２】
オルダムリング２３９は、上述したように、可動スクロール２２６の自転運動を防止するための部材であって、ハウジング２２３に形成されるオルダム溝（図示せず）に嵌め込まれている。なお、このオルダム溝は、長円形状の溝であって、ハウジング２２３において互いに対向する位置に配設されている。
【００５３】
駆動モータ２１６は、本実施形態において直流モータであって、主に、ケーシング２１０の内壁面に固定された環状のステータ２５１と、ステータ２５１の内側に僅かな隙間（エアギャップ通路）をもって回転自在に収容されたロータ２５２とから構成されている。そして、この駆動モータ２１６は、ステータ２５１の上側に形成されているコイルエンド２５３の上端がハウジング２２３の軸受部２３２の下端とほぼ同じ高さ位置になるように配置されている。ステータ２５１には、ティース部に銅線が巻回されており、上方および下方にコイルエンド２５３が形成されている。ロータ２５２は、上下方向に延びるように胴部ケーシング部２１１の軸心に配置された駆動軸２１７を介してスクロール圧縮機構２１５の可動スクロール２２６に駆動連結されている。
【００５４】
下部主軸受２６０は、駆動モータ２１６の下方の下部空間に配設されている。この下部主軸受２６０は、胴部ケーシング部２１１に固定されるとともに駆動軸２１７の下端側軸受を構成し、駆動軸２１７を支持している。
【００５５】
吸入管２１９は、冷媒回路の冷媒をスクロール圧縮機構２１５に導くためのものであって、ケーシング２１０の胴部ケーシング部２１１に気密状に嵌入されている。
【００５６】
吐出管２２０は、ケーシング２１０内の冷媒をケーシング２１０外に吐出させるためのものであって、ケーシング２１０の上壁部２１２に気密状に嵌入されている。
【実施例】
【００５７】
以下、上述したコーティング層の塗膜形成成分を変更しながら、実施例１−３、比較例１の各サンプルを用意し、それぞれの接触角、硬度、摩耗量、圧縮機効率を評価した。
【００５８】
なお、各サンプルは、いずれも同じ種類の基材である多孔質焼結金属（三菱マテリアルＰＭＧ製のF112）の表面に対して塗布することで用意した。
【００５９】
（実施例１）
実施例１では、ポリアミドイミド（日立化成社製、商品名：HI-600）と、グラファイト（日本黒鉛社製、商品名：Ｊ−ＣＰＢ）と、を４０：６０の重量比率となるように混合して得られた塗料から、基材にスプレー塗装し、雰囲気温度２８０℃下で３０分間焼成させた。なお、焼成後に得られる塗膜が１００μｍとなるように塗装の程度を調節した。
【００６０】
（実施例２）
実施例２では、ポリアミドイミド（日立化成社製、商品名：HI-600）と、二硫化モリブデン（住鉱潤滑剤社製造、商品名：モリパウダーＰＢ）、グラファイト（日本黒鉛社製、商品名：Ｊ−ＣＰＢ）と、ポリテトラフルオロエチレン（ダイキン工業社製造、商品名：ルブロンＬ５）と、を５０：２５：２０：５の重量比率となるように混合して得られた塗料から、基材にスプレー塗装し、雰囲気温度２８０℃下で３０分間焼成させた。なお、焼成後に得られる塗膜が１００μｍとなるように塗装の程度を調節した。
【００６１】
（実施例３）
実施例３では、エポキシ樹脂（ハンツマンジャパン社製造、商品名：アラルダイト（主剤ＰＺ−９８５、硬化剤ＨＺ−９８５Ｅ））と、グラファイト（日本黒鉛社製、商品名：Ｊ−ＣＰＢ）と、を４０：６０の重量比率となるように混合して得られた塗料から、基材にスプレー塗装し、雰囲気温度２８０℃下で３０分間焼成させた。なお、焼成後に得られる塗膜が１００μｍとなるように塗装の程度を調節した。
【００６２】
（比較例１）
比較例１では、ポリアミドイミド（日立化成社製、商品名：HI-600）と、ポリテトラフルオロエチレン（ダイキン工業社製造、商品名：ルブロンＬ５）と、を５０：５０の重量比率となるように混合して得られた塗料から、基材にスプレー塗装し、雰囲気温度２８０℃下で３０分間焼成させた。なお、焼成後に得られる塗膜が１００μｍとなるように塗装の程度を調節した。
【００６３】
（接触角）
接触角は、実施例１−３、比較例１の各サンプルについて、基材上に形成された塗膜の表面粗さＲａが０．５μｍとなるように研磨し、研磨後の表面に滴下された冷凍機油（出光興産社製エーテル油ＦＶＣ５０Ｋ）が形成する接触角を測定した。
【００６４】
接触角の測定には、協和界面科学株式会社の自動接触角計ＣＡ−ＶＰを用いて、液適法で測定した。
【００６５】
（硬度）
硬度は、実施例１−３、比較例１の各サンプルについて、半径６．８ｍｍの鋼球圧子を用いて、荷重１５ｋｇｆにおけるＨＲＬスケールでロックウェル硬さを測定した。
【００６６】
（摩耗量）
摩耗量は、実施例１−３、比較例１の各サンプルについて、冷凍機油（出光興産社製エーテル油ＦＶＣ５０Ｋ）中に浸漬させた状態で、表面粗さＲａが０．４μｍの鉄系焼結材料（住友電工社製、商品名：Ｄ４０）を相手材料として、面圧７ＭＰａ、速度３ｍ／ｓの条件下で１時間摺動させた場合のコーティング層側の摩耗量（摩耗膜厚）を測定した。
【００６７】
（圧縮機効率）
実施例１−３、比較例１については、基材に塗布して得られた上記各サンプルとは別に、スイング圧縮機（ダイキン工業社製、商品名：１ＹＣ２３ＧＸＤ）のピストンの両面側と外周部にスプレー塗装して得られるものを、実施例１−３および比較例１についてそれぞれ用意した。ここで、ピストンの外周については、径方向の膜厚が２０μｍとなるように、高さ方向については膜厚が５μｍとなるように、それぞれコーティング層を形成した。ここで、コーティング層が形成されたピストンの半径方向の隙間が１０μｍ、高さ方向の隙間が４μｍとなるように調節した。冷媒としては、Ｒ４１０Ａを用い、凝縮温度Ｔｃが２７℃、蒸発温度Ｔｅが３℃の条件下で、スイング圧縮機を周波数が２５ｒｐｓとなるように運転し、入力に対する圧縮機の能力を測定した。この条件下で算出される冷媒物性上の理論ＣＯＰ（理論成績係数）＝（理論能力）／（理論入力）を１００％とした場合の各サンプルの実測ＣＯＰについて、それぞれ比率で示した。なお、ピストンにコーティング層が設けられておらず、半径方向の隙間が２０μｍ、高さ方向の隙間が１０μｍであるスイング圧縮機を用いて圧縮機効率の基準を求めた。
【００６８】
以上に基づいて得られた結果を以下の表１に示す。
【００６９】
【表１】
【００７０】
以上より、コーティング層の冷凍機油に対する接触角が小さい場合には、冷凍機油のシール性が高く、冷媒のもれ損失を減少することができ、圧縮機効率を向上させることができることが確認された。
【００７１】
また、コーティング層の硬度が低い場合には、摩耗量が大きくなること、および、硬度が高い場合には、接触しても摩耗しにくいことが確認された。
【００７２】
このため、コーティング層の硬度が高い場合には摩擦損失が大きくなってしまうが、コーティング層の硬度が低い場合には接触しても摩耗が生じることで、摩擦損失が大きくならないことが確認された。
【００７３】
以上より、接触角が小さく硬度の低いコーティング層を設けることで、冷媒の漏れ損失を抑制しつつ、摩擦損失も低減されることで、圧縮機効率を向上させることができることが確認された。
【符号の説明】
【００７４】
１ スイング圧縮機（圧縮機）
２１ 揺動ピストン（第１部材）
２７ａ シリンダ（第２部材）
６０ａ、６０ｂ、７０ａ、２２４ｂ１、２２４ｂ２、２２６ｂ１、２２６ｂ２ コーティング層
２０１ スクロール圧縮機（圧縮機）
２２４ （第２部材）
２２６ （第１部材）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７５】
【特許文献１】特開２００３−４２０７８号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材（２１、２２６）と、
前記第１部材に対して相対移動することにより、前記第１部材と協働して冷媒を圧縮する第２部材（２７ａ、２２４）と、
を備え、
前記第１部材と前記第２部材とが協働して、互いに冷媒圧力が異なる２つの空間に仕切っている状態で、少なくとも前記第１部材と前記第２部材の互いに近接している部分の表面が、冷凍機油に対する接触角が２５度以下の樹脂のコーティング層（６０ａ、６０ｂ、７０ａ、２２４ｂ１、２２６ｂ１、２２４ｂ２、２２６ｂ２）で覆われている、
圧縮機（１、２０１）。
【請求項２】
前記コーティング層は、半径６．８ｍｍの鋼球圧子、荷重１５ｋｇｆにおけるＨＲＬスケールで測定した硬度が１２５以下である、
請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記コーティング層は、
ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、フェノール樹脂、および、エポキシ樹脂よりなる群から選ばれる少なくとも一種の熱硬化性樹脂と、
グラファイト、カーボンおよび二硫化モリブデンよりなる群から選ばれる少なくとも一種の固体潤滑剤と、
を含有しており、
ポリテトラフルオロエチレンの含有量が５０ｗｔ％未満である、
請求項１または２に記載の圧縮機。
【請求項４】
スイングピストン形、スイングシリンダ形、および、スクロール形のいずれかである、
請求項１から３のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項１】
第１部材（２１、２２６）と、
前記第１部材に対して相対移動することにより、前記第１部材と協働して冷媒を圧縮する第２部材（２７ａ、２２４）と、
を備え、
前記第１部材と前記第２部材とが協働して、互いに冷媒圧力が異なる２つの空間に仕切っている状態で、少なくとも前記第１部材と前記第２部材の互いに近接している部分の表面が、冷凍機油に対する接触角が２５度以下の樹脂のコーティング層（６０ａ、６０ｂ、７０ａ、２２４ｂ１、２２６ｂ１、２２４ｂ２、２２６ｂ２）で覆われている、
圧縮機（１、２０１）。
【請求項２】
前記コーティング層は、半径６．８ｍｍの鋼球圧子、荷重１５ｋｇｆにおけるＨＲＬスケールで測定した硬度が１２５以下である、
請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記コーティング層は、
ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、フェノール樹脂、および、エポキシ樹脂よりなる群から選ばれる少なくとも一種の熱硬化性樹脂と、
グラファイト、カーボンおよび二硫化モリブデンよりなる群から選ばれる少なくとも一種の固体潤滑剤と、
を含有しており、
ポリテトラフルオロエチレンの含有量が５０ｗｔ％未満である、
請求項１または２に記載の圧縮機。
【請求項４】
スイングピストン形、スイングシリンダ形、および、スクロール形のいずれかである、
請求項１から３のいずれか１項に記載の圧縮機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−１５０９２（Ｐ２０１３−１５０９２Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４９０３９（Ｐ２０１１−１４９０３９）
【出願日】平成２３年７月５日（２０１１．７．５）
【出願人】（０００００２８５３）ダイキン工業株式会社 (7,604)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月５日（２０１１．７．５）
【出願人】（０００００２８５３）ダイキン工業株式会社 (7,604)
【Ｆターム（参考）】
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