(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に、粘度がＶＧ３〜ＶＧ２２の潤滑油を貯留するとともに、
電動要素と、前記電動要素によって駆動され、かつ冷媒を圧縮する圧縮要素を収容し、
前記冷媒をＲ６００ａ、Ｒ２９０のいずれか一つ、またはこれらを含む混合物とし、
前記潤滑油を、鉱油、エステル油またはアルキルベンゼン油、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコールのいずれか一つ、またはこれらの混合物とし、
前記電動要素ならびに前記圧縮要素を構成する少なくとも一つの部材に、ニトリルゴム材料を採用し、
さらに、前記ニトリルゴム材料に含まれる結合アクリロニトリル含有量を、４０〜５１重量％とした冷媒圧縮機。
【請求項２】
前記ニトリルゴム材料のムーニー粘度ＭＬ１＋４（１００℃）を５０〜１５０、硬度を５５°〜８０°とするゴム材料の部材とした請求項１に記載の冷媒圧縮機。
【請求項３】
前記結合アクリロニトリル含有量を４０〜５１重量％としたニトリルゴム材料に、ポリ塩化ビニルを添加した請求項１または２に記載の冷媒圧縮機。
【請求項４】
前記電動要素ならびに前記圧縮要素を構成する少なくとも一つの部材を、表面が結合アクリロニトリル含有量を４０〜５１重量％のニトリルゴム材料であり、内部が結合アクリロニトリル含有量を４０％未満のニトリルゴム材料もしくは水素添加ニトリルゴム材料である多層構造とした請求項１から３のいずれか一項に記載の冷媒圧縮機。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の冷媒圧縮機を用いた機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の冷媒圧縮機としては、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冷媒圧縮機の開発が進められており、その中で吸入時の冷媒の温度を低減することで冷凍能力の向上が図られている。また、その際にゴム製の部品が使用されている（例えば特許文献１、２参照）。
【０００３】
以下、図面を参照しながら上記従来の回転式圧縮機について説明する。
【０００４】
図４は、従来技術の密閉型電動冷媒圧縮機の平面断面図である。図５は、従来技術における吸入管軸心方向からの縦断面図である。
【０００５】
図４、図５において、密閉容器２は、底部に潤滑油１２を貯留すると共に、固定子４と回転子６で構成される電動要素８と、この電動要素８により回転駆動される圧縮要素１０とを収納しており、密閉容器２の内外を連通する吸入管２１を備えている。
【０００６】
圧縮要素１０は、電動要素８と一体に組み立てられており、円筒状の圧縮室３０を形成するシリンダーブロック３２と、圧縮室３０内を往復運動するピストン３６と、圧縮室３０に連通する消音空間２２を形成する吸入マフラー２３を備えている。
【０００７】
吸入マフラー２３は、消音空間２２と密閉容器２内空間とを連通し、吸入管２１の軸心方向から見た投影図において、吸入管２１と重合しないように配置された吸入口２４を形成するとともに、ゴム材料により形成され、吸入管２１と対向するように吸入マフラー２３に固定されたガイド２５を備えている。このガイド２５は、吸入マフラー２３の吸入口２４へ冷媒を導くように、吸入口２５から延出している。
【０００８】
以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下その動作を説明する。
【０００９】
外部電源（図示せず）より電動要素８に通電がされると、回転子６が回転し、これに伴ってピストン３６が圧縮室３０内で往復運動を行い、圧縮要素１０が所定の圧縮運動を行う。
【００１０】
吸入工程時に、圧縮室３０の圧力が低下することで密閉容器２内の圧力が低下し、外部冷凍システム（図示せず）から吸入管２１を通ってＲ１３４ａ冷媒（図示せず）が一旦密閉容器２内に導かれて開放される。その結果、多くのＲ１３４ａ冷媒は、密閉容器２内を飛散している潤滑油１２とともに、吸入管２１と対向しているガイド２４に衝突し、圧力の低い吸入口２４へと導かれ、吸入マフラー２３の消音空間２２を通って圧縮室３０に吸入される。
【００１１】
圧縮室３０に導かれたＲ１３４ａ冷媒は、ピストン３６の往復運動により圧縮室３０内で圧縮され後、再び冷却システムへと吐き出される。この時に、ガイド２５と吸入管２１とが近接対向しているため、Ｒ１３４ａ冷媒の温度が比較的低いまま吸入マフラー２３内に吸入され、圧縮室３０内で圧縮される。その結果、Ｒ１３４ａ冷媒の単位時間内の吸入質量（冷媒循環量）は大きくなり、冷凍能力が増えることから圧縮機の効率が向上する。
また、ゴム製のガイド２４は、水素添加ニトリルゴムが使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００８−２２３６０５号公報
【特許文献２】特開平５−６５３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、従来の水素添加ニトリルゴムにおいては、Ｒ６００ａ等の炭化水素系冷媒雰囲気下において、水素添加ニトリルゴム内に冷媒が浸透すると表面にブリスターが発生し、機械的性質が低下していた。したがって、ゴム製の部品が破損して機能低下を起こす可能性が高くなると言った問題があった。
【００１４】
本発明は、従来の問題を解決するもので、圧縮機に使用するゴム製の部材を、結合アクリロニトリル含有量が４０〜５１重量％のニトリルゴムとすることで、Ｒ６００ａ等の炭化水素系冷媒を使用しても信頼性が高い冷媒圧縮機が得られることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の冷媒圧縮機は、密閉容器内に、粘度がＶＧ３〜ＶＧ２２の潤滑油を貯留するとともに、電動要素と、前記電動要素によって駆動され、かつ冷媒を圧縮する圧縮要素を収容し、前記冷媒をＲ６００ａ、Ｒ２９０のいずれか一つ、またはこれらを含む混合物とし、前記潤滑油を、鉱油、エステル油またはアルキルベンゼン油、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコールのいずれか一つ、またはこれらの混合物とし、前記電動要素ならびに前記圧縮要素を構成する少なくとも一つの部材に、ニトリルゴム材料を採用し、さらに、前記ニトリルゴム材料に含まれる結合アクリロニトリル含有量を、４０〜５１重量％としたものである。
【００１６】
かかることにより、Ｒ６００ａ等の炭化水素系冷媒を使用しても、ゴム内に冷媒が浸透し、表面にブリスターを発生させることが防止でき、信頼性の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の冷媒圧縮機は、電動要素ならびに圧縮要素を構成する少なくとも一つの部材に、ニトリルゴム材料を採用した、さらに、前記ニトリルゴム材料に含まれる結合アクリロニトリル含有量を、４０〜５１重量％としたもので、Ｒ６００ａ等の炭化水素系冷媒を使用しても、ゴム内に冷媒が浸透して表面にブリスターを発生するといったことが防止でき、信頼性の高い冷媒圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１における冷媒圧縮機の平面断面図
【図２】同実施の形態１における冷媒圧縮機の吸入管軸心方向からの縦断面図
【図３】結合アクリロニトリル含有量とガラス転移温度との関係を示した図
【図４】従来の冷媒圧縮機の平面断面図
【図５】従来の冷媒圧縮機における吸入管軸心方向からの縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
請求項１に記載の発明は、密閉容器内に、粘度がＶＧ３〜ＶＧ２２の潤滑油を貯留するとともに、電動要素と、前記電動要素によって駆動され、かつ冷媒を圧縮する圧縮要素を収容し、前記冷媒をＲ６００ａ、Ｒ２９０のいずれか一つ、またはこれらを含む混合物とし、前記潤滑油を、鉱油、エステル油またはアルキルベンゼン油、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコールのいずれか一つ、またはこれらの混合物とし、前記電動要素ならびに前記圧縮要素を構成する少なくとも一つの部材に、ニトリルゴム材料を採用し、さらに、前記ニトリルゴム材料に含まれる結合アクリロニトリル含有量を、４０〜５１重量％としたものである。
【００２０】
かかることにより、耐油、耐薬品性が向上し、Ｒ６００ａ等の炭化水素系冷媒を使用しても、ゴム内に冷媒が浸透して表面にブリスターを発生するといったことが防止でき、信頼性を向上することができる。
また、かかることにより、耐油、耐薬品性が向上し、Ｒ６００ａ、Ｒ２９０のいずれか一つ、またはこれらを含む混合物の冷媒を使用しても、ゴム内に冷媒が浸透して表面へのブリスターの発生を防止し、信頼性を向上する。
【００２１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ニトリルゴム材料のムーニー粘度ＭＬ１＋４（１００℃）を５０〜１５０、硬度を５５°〜８０°とするゴム材料の部材としたものである。
【００２２】
前記ニトリルゴム材料に含まれる結合アクリロニトリル含有量を４０〜５１重量％とすることにより、耐油、耐薬品性が向上するとともに機械的性質も向上し、Ｒ６００ａ等の炭化水素系冷媒を使用しても、ゴム内に冷媒が浸透して表面へのブリスターの発生を防止し、信頼性を向上することができる。
【００２３】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載または請求項２に記載の発明において、前記結合アクリロニトリル含有量を４０〜５１重量％としたニトリルゴム材料に、ポリ塩化ビニルを添加したものである。
【００２４】
このように、極性樹脂で耐薬品性の高いポリ塩化ビニルを添加することにより、さらに耐油、耐薬品性が向上し、Ｒ６００ａ等の炭化水素系冷媒を使用してもゴム内に冷媒が浸透して表面へのブリスターの発生を防止し、信頼性が向上する。
【００２５】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記電動要素ならびに前記圧縮要素を構成する少なくとも一つの部材を、表面が結合アクリロニトリル含有量を４０〜５１重量％のニトリルゴム材料であり、内部が結合アクリロニトリル含有量を４０％未満のニトリルゴム材料もしくは水素添加ニトリルゴム材料である多層構造としたものである。
【００２６】
したがって、前記部材表面の表面ニトリルゴム材料に含まれる結合アクリロニトリル含有量を４０〜５１重量％とすることにより、耐油、耐薬品性が向上し、Ｒ６００ａ等の炭化水素系冷媒を使用しても、ゴム内に冷媒が浸透して表面へのブリスターの発生を防止し、信頼性が向上する。
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態よってこの発明が限定されるものではない。
【００３０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における、冷媒圧縮機の平面断面図である。図２は、同実施の形態１における冷媒圧縮機の吸入管軸心方向からの縦断面図である。図３は、結合アクリロニトリル含有量とガラス転移温度との関係を示した図である。
【００３１】
図１、図２において、密閉容器１０２の底部には、粘度がＶＧ３〜ＶＧ２２の潤滑油１１２が貯留され、また、内部には、固定子１０４と回転子１０６で構成される電動要素１
０８と、この電動要素１０８によって回転駆動される圧縮要素１１０を収納し、さらに、密閉容器１０２には、該密閉容器１０２の内外を連通する吸入管１２１を備えている。
【００３２】
圧縮要素１１０は、電動要素１０８と一体に組み立てられており、円筒状の圧縮室１３０を形成するシリンダーブロック１３２と、圧縮室１３０内を往復運動するピストン１３６と、圧縮室１３０に連通した消音空間１２２を形成する吸入マフラー１２３を備えている。
【００３３】
この吸入マフラー１２３の消音空間１２２は、密閉容器１０２内空間とも連通しており、吸入管１２１の軸心方向から見た投影図において、吸入管１２１と重合しないように配置された吸入口１２４を具備している。また、吸入マフラー１２３の吸入口１２４には、結合アクリロニトリル含有量を４０〜５１重量％、ムーニー粘度ＭＬ１＋４（１００℃）を５０〜１５０、硬度を５５°〜８０°のニトリルゴム材料により形成されたカバー１２５が吸入管１２１と対向するように固定されている。
【００３４】
以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下その動作を説明する。
【００３５】
電動要素１０８に外部電源（図示せず）が給電されると、回転子１０６が回転し、これに伴ってピストン１３６は圧縮室１３０内で往復運動を行い、圧縮要素１１０が所定の圧縮運動を行う。
【００３６】
吸入工程時に圧縮室１３０の圧力が低下することで密閉容器１０２内の圧力が低下し、外部冷凍システム（図示せず）から吸入管１２１を通ってＲ６００ａ冷媒（図示せず）が一旦密閉容器１０２内に導かれて開放される。この時、多くのＲ６００ａ冷媒は、密閉容器１０２内を飛散している潤滑油１１２とともに、もしくは液状のＲ６００ａ冷媒が直接吸入管１２１と対向しているカバー１２５に衝突して圧力の低い吸入口１２４へと導かれ、吸入マフラー１２３の消音空間１２２を通って圧縮室１３０に吸入される。そして、圧縮室１３０に導かれたＲ６００ａ冷媒は、ピストン１３６の往復運動により圧縮室１３０内で圧縮された後、再び冷却システムへと吐出される。
【００３７】
この時、結合アクリロニトリル含有量を４０〜５１重量％、ムーニー粘度ＭＬ１＋４（１００℃）を５０〜１５０、硬度を５５°〜８０°のニトリルゴム材料により形成されたカバー１２５は、Ｒ６００ａ冷媒雰囲気下に暴露されることとなる。さらに、カバー１２５と吸入管１２１とが近接対向しているため、Ｒ６００ａ冷媒が液体状態のままカバー１２５に衝突し、蒸発してカバー１２５の温度を低下させる場合もある。
【００３８】
ここで、ニトリルゴム材料の結合アクリロニトリル含有量と耐Ｒ６００ａ冷媒との関係について説明する。
【００３９】
一般に、ニトリルゴム材料は、Ｒ６００ａ用冷媒圧縮機内で使用すると、ニトリルゴム材料内にＲ６００ａ冷媒が浸透してニトリルゴム材料自体を膨潤させる。また、ニトリルゴム材料が塑性変形できる限界を超えることによって変形してしまい、表面にブリスターを発生することがある。
【００４０】
〔表１〕は、結合アクリロニトリル含有量を変化させたニトリルゴム材料並びに水素添加ニトリルゴムをＲ６００ａ冷媒とともに密閉容器内に封入して１２５℃で２時間エージング処理行った後の表面観察結果である。
【００４１】
【表１】
0005899402.tif 000002
【００４２】
〔表１〕に示すように、結合アクリロニトリル含有量が３９．０重量％以下ではブリスターの発生が認められ、４０．５重量％以上ではブリスターの発生が認められなかった。
【００４３】
このことは、結合アクリロニトリル含有量が３９．０重量％以下のニトリルゴム材料ならびに水素添加ニトリルゴムでは、Ｒ６００ａ冷媒は、従来のＲ１３４ａ冷媒と比較して極性が低く、また、分子量も、Ｒ１３４ａ冷媒の１０２．０ｋｇ／ｋｍｏｌと比較してＲ６００ａ冷媒では５８．１ｋｇ／ｋｍｏｌと小さいことから、ニトリルゴム材料中にＲ６００ａ冷媒が浸透したと考えられる。
【００４４】
一方、結合アクリロニトリル含有量を増加することにより、アクリロニトリルのニトリル基（−ＣＮ）が多くなる。このニトリル基（−ＣＮ）は、極性を有していることからニトリルゴム材料としても極性が強くなる。このことが、従来のＲ１３４ａ冷媒と比較して極性が低く、分子量が小さいＲ６００ａ冷媒に対してもニトリルゴム材料中への浸透を防止している。
【００４５】
次に、図３を用いて結合アクリロニトリル含有量とガラス転移温度の関係について説明する。
【００４６】
図３は、示唆熱分析により結合アクリロニトリル含有量を変化させたニトリルゴム材料のガラス転移温度を計測した結果を示した図である。
【００４７】
図３に示した結果より、結合アクリロニトリル含有量を増加することによってガラス転移温度の上昇することがわかる。基本的にガラス転移温度以下の温度域では、ゴム材料はゴム弾性を有さない。したがって、結合アクリロニトリル含有量を増加することで、使用できる温度の下限値が高くなる。
【００４８】
一方、本発明においては使用する冷媒がＲ６００ａであり、上述したように液状のＲ６００ａ冷媒が直接カバー１２５に衝突した場合、カバー１２５上でＲ６００ａ冷媒が蒸発する場合がある。この時、Ｒ６００ａ冷媒の蒸発温度が−１１．６７℃であることから、カバー１２５が使用できる温度の下限値は−１２℃以下とする必要がある。ここで、図３に示すようにガラス転移温度が−１２℃となる結合アクリロニトリル含有量は５１．０重量％であることがわかる。したがって、Ｒ６００ａ冷媒下で使用するニトリルゴム材料の結合アクリロニトリル含有量を４０〜５１重量％とすることは有効な手段である。
【００４９】
また、ニトリルゴム材料のムーニー粘度ＭＬ１＋４（１００℃）を５０〜１５０、硬度を５５°〜８０°とすることで、引張強度等の機械的性質が向上し、カバー１２５の製造並びに装着が容易となる。
【００５０】
さらに、ポリ塩化ビニルを添加することにより、ポリ塩化ビニルが持つ良好な耐オゾン性等の効果も同時に有することとなり、品質が安定することは言うまでもない。
【００５１】
また、本実施の形態１においては、結合アクリロニトリル含有量を４０〜５１重量％、ムーニー粘度ＭＬ１＋４（１００℃）を５０〜１５０、硬度を５５°〜８０°のニトリルゴム材料により形成されたカバー１２５としたが、このニトリルゴム材料は、上述したように耐Ｒ６００ａ冷媒がゴムの内部に浸透することを防止することから、内部を、結合アクリロニトリル含有量を４０％未満のニトリルゴム材料、水素添加ニトリルゴム材料単体もしくはこれらを組み合わせた材料とし、表面に本ニトリルゴム材料を持つ他層構造とすることで同様の効果が得られる。
【００５２】
さらに、本実施の形態１においては、冷媒をＲ６００ａ冷媒としたが、同じ炭化水素系の冷媒であるＲ２９０のいずれか一つ、またはこれらを含む混合物を用いても同じ効果が得られる。
【００５３】
なお、本実施の形態１においては、往復動式の冷媒圧縮機を例示して説明したが、回転式やスクロール式、振動式等、摺動部や吐出弁を有する他の圧縮機においても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上のように、本発明にかかる冷媒圧縮機は、低粘度潤滑剤を用いながら信頼性が高い圧縮機を提供することが可能となるので、冷凍サイクルを用いた機器に幅広く適用できる。
【符号の説明】
【００５５】
１０２  密閉容器
１０８  電動要素
１１０  圧縮要素
１１２  潤滑油
１２１  吸入管
１２２  消音空間
１２３  吸入マフラー
１２４  吸入口
１２５  カバー
１３０  圧縮室
１３２  シリンダーブロック
１３６  ピストン
【図１】
0005899402.tif 000003
【図２】
0005899402.tif 000004
【図３】
0005899402.tif 000005
【図４】
0005899402.tif 000006
【図５】
0005899402.tif 000007