(57)【要約】  冷媒圧縮機は、工具鋼で形成した圧縮機構部の摺動部材１３ｂの表面に、クロムの単一層からなる第１の層（２４）と、クロムとタングステンカーバイトとの合金層からなる第２の層（２５）と、タングステン及びタングステンカーバイトの少なくとも一方を含有するアモルファス炭素層からなる第３の層（２６）と、金属を含有せず炭素と水素とを含むアモルファス炭素層からなる第４の層（２７）と、を順に形成する。第２の層（２５）は、クロム含有率が第３の層（２６）側より第１の層（３４）側で高く、タングステンカーバイトの含有率が第１の層（２４）側より第３の層（２６）側で高くなっている。また、第３の層（２６）は、タングステン又はタングステンカーバイトの含有率が第４の層２７側より第２の層（２５）側が高くなっている。
2009116405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍サイクルに使用される冷媒を圧縮する圧縮機構部を備えた冷媒圧縮機において、
前記圧縮機構部の摺動部材の少なくとも１つが工具鋼で形成され、
クロムの単一層からなる第１の層と、クロムとタングステンカーバイトとの合金層からなる第２の層と、タングステン及びタングステンカーバイトの少なくとも一方を含有した金属含有アモルファス炭素層からなる第３の層と、金属を含有せず炭素と水素とを含むアモルファス炭素層からなる第４の層とが、前記摺動部材の表面に順に形成され、
前記第２の層は、クロム含有率が前記第３の層側より前記第１の層側で高く、かつ、タングステンカーバイトの含有率が前記第１の層側より前記第３の層側で高くなるように形成され、
前記第３の層は、タングステン又はタングステンカーバイトの含有率が前記第４の層側より前記第２の層側が高くなるように形成されているもの。
【請求項２】
請求項１に記載の冷媒圧縮機であって、
前記冷凍機油にはリン系又は硫黄系の耐荷重添加剤が、前記圧縮機構部を潤滑する冷凍機油に添加されているもの。
【請求項３】
請求項１に記載の冷媒圧縮機であって、
前記摺動部材が摺動する相手材は、球状又は片状の黒鉛形態をした鋳鉄であるもの。
【請求項４】
請求項１に記載の冷媒圧縮機であって、
前記摺動部材の表面に形成された前記第４の層の厚さ寸法が、前記摺動部材の表面に形成された前記第３の層の厚さ寸法より大きいもの。
【請求項５】
請求項１に記載の冷媒圧縮機において、
前記摺動部材の表面に形成された前記第４の層は、シリコンとシリコンカーバイトの少なくとも一方を含有するもの。
【請求項６】
冷凍サイクル装置であって、
冷凍サイクルに使用される冷媒を圧縮する圧縮機構部を備えた冷媒圧縮機と、凝縮器と、膨張装置と、蒸発器とを備え、
前記冷媒圧縮機は、
前記圧縮機構部の摺動部材の少なくとも１つが工具鋼で形成され、
クロムの単一層からなる第１の層と、クロムとタングステンカーバイトとの合金層からなる第２の層と、タングステン及びタングステンカーバイトの少なくとも一方を含有した金属含有アモルファス炭素層からなる第３の層と、金属を含有せず炭素と水素とを含むアモルファス炭素層からなる第４の層とが、前記摺動部材の表面に順に形成され、
前記第２の層は、クロム含有率が前記第３の層側より前記第１の層側で高く、かつ、タングステンカーバイトの含有率が前記第１の層側より前記第３の層側で高くなるように形成され、
前記第３の層は、タングステン又はタングステンカーバイトの含有率が前記第４の層側より前記第２の層側が高くなるように形成されているもの。
【請求項７】
請求項６に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記冷凍機油にはリン系又は硫黄系の耐荷重添加剤が、前記圧縮機構部を潤滑する冷凍機油に添加されているもの。
【請求項８】
請求項６に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記摺動部材が摺動する相手材は、球状又は片状の黒鉛形態をした鋳鉄であるもの。
【請求項９】
請求項６に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記摺動部材の表面に形成された前記第４の層の厚さ寸法が、前記摺動部材の表面に形成された前記第３の層の厚さ寸法より大きいもの。
【請求項１０】
請求項６に記載の冷凍サイクル装置であって、
前記摺動部材の表面に形成された前記第４の層は、シリコンとシリコンカーバイトの少なくとも一方を含有するもの。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒圧縮機及び冷凍サイクル装置に関し、特に、耐摩耗性と密着力とに優れた被膜を有する摺動部材を備えた冷媒圧縮機及び冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷凍サイクル装置は、室内を冷暖房する空気調和機、冷蔵庫、冷凍ショーケースなどの冷凍装置、さらには近年ではヒートポンプ式給湯器にも利用されている。これらの冷凍サイクル装置は、冷媒圧縮機を組み込み、ＨＦＣ系冷媒もしくはその他ＨＣ系やＣＯ2等の自然冷媒などの冷媒を循環させる。【０００３】
このような冷媒圧縮機として、特許文献１に記載されたものが知られている。この従来の冷媒圧縮機は、密閉ケース内に電動機部及びこの電動機部と回転軸を介して連結された圧縮機構部を収納する。そして、シリンダが圧縮機構部に設けられ、偏心ローラがシリンダ内に配置され、摺動部材であるベーンの先端部が偏心ローラの周面に弾性的に当接される。そして、偏心ローラが電動機部に駆動されて回転すると、偏心ローラとベーンとが摺動する。【０００４】
このとき、偏心ローラとベーンの摺動によりベーン表面が磨耗することを抑制するため、アモルファス炭素層を含む被膜がベーンの表面に形成される。【０００５】
また、特許文献１に記載された従来の冷媒圧縮機では、皮膜としてアモルファス炭素層が単層又は２層ベーン表面に形成される。そして、アモルファス炭素層が２層形成された場合には、下層（ベーンの母材側）が水素含有アモルファス炭素層、上層が金属含有アモルファス炭素層とされる。【０００６】
そして、更に、ベーンの母材の表面には窒化層が形成され、この窒化層の上に中間層が形成され、中間層の上にアモルファス炭素層が形成される。これらの窒化層や中間層は、ベーンの母材とアモルファス炭素層との間の硬度差を緩やかに変化させるために形成される。このように、窒化層と中間層との間および、中間層とアモルファス炭素層との間の硬度差を小さくすることにより、それらの間の密着性が向上する。その結果、アモルファス炭素層がベーン表面から剥離することが抑制される。
【特許文献１】特開２００７−３２３６０号公報
【発明の開示】
【０００７】
上記のように、特許文献１に記載された従来の冷媒圧縮機のベーンは、ベーンの母材の表面に窒化層を形成し、さらに、その上に中間層とアモルファス炭素層とを形成する。
【０００８】
しかし、窒化層、中間層、アモルファス炭素層の形成は、それぞれ異なる処理である。従って、これらの層の形成を連続処理するためには、それに対応した処理炉や処理プログラムが必要となる。このため、製造上の制約があり、コスト高となっている。
【０００９】
また、窒化層は、表面に窒素化合物層が存在していると密着力の大幅な低下を招くため、窒化層の表面は拡散層のみとしている。窒化層の表面を拡散層のみとする方法は、窒素化合物層を除去する方法と、窒化処理で窒素化合物層を生成させない方法とがある。窒素化合物を除去する場合は、部品精度の維持が困難であり、加工ロスなどにより歩留まりが低下する原因となる。一方、窒化処理で窒素化合物層を生成させない場合は、窒化によりベーンの母材の表面粗さが悪化するため、アモルファス炭素層の表面粗さも悪化するという問題がある。
【００１０】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、冷媒圧縮機の摺動部材表面にアモルファス炭素層を形成する場合、そのアモルファス炭素層の剥離抑制を安価な構造により行なうことである。
【００１１】
本発明の第１の特徴に係る冷媒圧縮機は、冷凍サイクルに使用される冷媒を圧縮する圧縮機構部を備え、前記圧縮機構部の摺動部材の少なくとも１つを工具鋼で形成する。そして、クロムの単一層からなる第１の層と、クロムとタングステンカーバイトの合金層からなる第２の層と、タングステン及びタングステンカーバイトの少なくとも一方を含有した金属含有アモルファス炭素層からなる第３の層と、金属を含有せず炭素と水素とを含むアモルファス炭素層からなる第４の層とが、工具鋼で形成した前記摺動部材の表面に順に形成される。このとき、前記第２の層は、クロム含有率が前記第３の層側より前記第１の層側で高く、かつ、タングステンカーバイトの含有率が前記第１の層側より前記第３の層側で高くなるように形成される。また、前記第３の層は、タングステン又はタングステンカーバイトの含有率が前記第４の層側より前記第２の層側が高くなるように形成される。
【００１２】
本発明の第２の特徴に係る冷凍サイクル装置は、本発明の第１の特徴に係る冷媒圧縮機と、凝縮器と、膨張装置と、蒸発器と、を備える。
【００１３】
本発明の特徴によれば、冷媒圧縮機の摺動部材表面にアモルファス炭素層を形成する場合、そのアモルファス炭素層の剥離抑制を安価な構造により行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る冷媒圧縮機を用いた冷凍サイクル装置を示す概略図である。
【図２】冷媒圧縮機の一部を構成するシリンダとローラとベーンとを示す斜視図である。
【図３】ベーンの先端側の一部を示す断面図である。
【図４】被膜の剥離荷重を従来例と比較して示すグラフである。
【図５】被膜の表面粗さを従来例と比較して示すグラフである。
【図６】本発明の第２の実施形態におけるベーンの被膜の磨耗量を測定する装置を示す斜視図である。
【図７】比較する従来例のベーンの先端部の一部を示す断面図である。
【図８】冷凍機油に耐荷重添加剤を添加した場合の磨耗低減率を示すグラフである。
【図９】本発明の第３の実施形態において、ベーンが当接する相手材の材質が球状黒鉛鋳鉄の場合には被膜の磨耗量が少なくなることを示すグラフである。
【図１０】本発明の第４の実施形態において、第４の層の厚さ寸法を第３の厚さ寸法より大きくすることにより被膜の欠け・剥離の発生率が低下することを示すグラフである。
【図１１】本発明の第５の実施形態のベーンの先端部の一部を示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。【００１６】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態の冷媒圧縮機を備えた冷凍サイクル装置１について、図１〜５に基づいて説明する。【００１７】
本発明の第１の実施形態の冷凍サイクル装置１は、図１に示すように、密閉型回転式の冷媒圧縮機２と、凝縮器３と、膨張装置４と、蒸発器５と、を備える。また、冷凍サイクル装置１は、冷媒として、ＨＦＣ冷媒、ＨＣ（炭化水素系）冷媒、または、二酸化炭素冷媒を用いる。冷媒圧縮機２は２シリンダ型であり、密閉ケース２ａを備える。密閉ケース２ａ内には、電動機部６と圧縮機構部である回転圧縮機構部７とが収納される。そして、電動機部６は、第１の偏心部８ａと第２の偏心部８ｂを有する回転軸８を介して、回転圧縮機構部７と連結される。【００１８】
電動機部６は、回転子６ａと固定子６ｂとからなる。電動機部６は、インバータで駆動されるブラシレスＤＣ同期モータ、ＡＣモータ、若しくは商用電源で駆動されるモータであっても良い。【００１９】
冷凍機油９が密閉ケース２ａの底部に貯留され、回転圧縮機構部７を潤滑する。冷凍機油９としては、ポリオールエステル油、エーテル系油、鉱物油、アルキルベンゼン油、ＰＡＧ油の単一油又は混合油が用いられる。【００２０】
回転圧縮機構部７は、第１の圧縮機構部７ａと第２の圧縮機構部７ｂとからなる。第１の圧縮機構部７ａは、第１のシリンダ室１０ａを形成する第１のシリンダ１１ａを備える。第２の圧縮機構部７ｂは、第２のシリンダ室１０ｂを形成する第２のシリンダ１１ｂを備える。偏心回転(公転)する第１のローラ１２ａが第１のシリンダ室１０ａ内に設けられる。偏心回転(公転)する第２のローラ１２ｂが第２のシリンダ室１０ｂ内に設けられる。第１のベーン１３ａが第１のシリンダ１１ａに配設される。第２のベーン１３ｂが第２のシリンダ１１ｂに配設される。図１にはベーン１３ｂのみを図示する。第１のベーン１３ａは、第１のローラ１２ａの外周面に接して往復動し、第１のシリンダ室１０ａ内を吸込室と圧縮室とに仕切る摺動部材である。第２のベーン１３ｂは、第２のローラ１２ｂの外周面に接して往復動し、第２のシリンダ室１０ｂ内を吸込室と圧縮室とに仕切る摺動部材である。したがって、第１のベーン１３ａは、その先端面が第１のローラ１２ａの外周面と摺動し、その側面が第１のシリンダ１１ａに形成された第１の溝１４ａの側面と摺動する。また、第２のベーン１３ｂは、その先端面が第２のローラ１２ｂの外周面と摺動し、その側面が第２のシリンダ１１ｂに形成された第２の溝１４ｂの側面と摺動する（図２に溝１４ｂのみを図示）。【００２１】
第１の圧縮機構部７ａの第１のシリンダ室１０ａは、蓋部材としての主軸受１５と仕切り板１６とで覆われる。第２の圧縮機構部７ｂの第２のシリンダ室１０ｂは、蓋部材としての副軸受１７と仕切り板１６とで覆われる。主軸受１５には、第１の吐出孔１８ａと第１の吐出弁１９ａとが設けられる。副軸受１７には、第２の吐出孔１８ｂと第２の吐出弁１９ｂとが設けられる（第１の吐出孔１８ａと第２の吐出孔１８ｂは図示せず）。【００２２】
密閉ケース２ａの上面部には、圧縮冷媒ガスを吐出させる吐出管２０が接続される。また、密閉ケース２ａの側面下部側には、吸込み管２１及びアキュムレータ２２が接続される。【００２３】
第２の圧縮機構部７ｂは、図２に示すよう、第２のシリンダ１１ｂと第２のローラ１２ｂと第２のベーン１３ｂ等により構成される。なお、第１の圧縮機構部７ａは第２の圧縮機構部７ｂと同じ構成である。第１の圧縮機構部７ａは、第１のシリンダ１１ａと第１のローラ１２ａと第１のベーン１３ａ等により構成される。【００２４】
図３に示すよう、ベーン１３ｂは、硬度ＨＲＣ６３に調質した高速度工具鋼（ＳＫＨ５１）を母材２３として形成される。そして、母材２３の先端側の表面に、クロム（Ｃｒ）の単一層からなる第１の層２４と、クロムとタングステンカーバイト（ＷＣ）との合金層からなる第２の層２５と、タングステン（Ｗ）を含有するアモルファス炭素層からなる第３の層２６と、金属を含有せず炭素と水素とを含むアモルファス炭素層からなる第４の層２７とが、順番に形成される。なお、第３の層２６は、タングステンに代えてタングステンカーバイトを含有するアモルファス炭素層としてもよく、又は、タングステンとタングステンカーバイトとの双方を含有するアモルファス炭素層としてもよい。【００２５】
第２の層２５は、クロムの含有率が第３の層２６より第１の層２４側で高く、かつ、タングステンカーバイトの含有率が第１の層２４側より第３の層２６側で高くなるように形成される。【００２６】
第３の層２６は、タングステンの含有率が第４の層２７側より第２の層２５側が高くなるように形成される。【００２７】
各層２４、２５、２６、２７の厚さ寸法は、第１の層２４が０．２μｍ、第２の層２５が０．３μｍ、第３の層２６が１．２５μｍ、第４の層２７が１．２５μｍである。そして、各層２４〜２７からなる被膜２８は全体で３μｍとなる。各層２４〜２７からなる被膜２８の信頼性を考えると、被膜２８は２〜５μｍの厚さが好ましい。【００２８】
また、被膜２８の表面硬度は、磨耗特性に影響するが、HV(0.025)2000未満では、アモルファス炭素層の高硬度材としての効果を発揮できない。一方、被膜２８の表面硬度がHV(0.025)4000以上では、相手材の磨耗を引き起こす場合がある。従って、被膜２８の表面硬度はHV(0.025)2000〜4000の範囲が好ましい。【００２９】
被膜２８の剥離荷重（臨界荷重）を従来例と比較して行なったスクラッチ試験の試験結果を、図４のグラフに示す。なお、この試験では、被膜２８の厚さ寸法は上述したように形成した３μｍとした。また、比較する従来例のベーンは、特許文献１に記載されたように母材に窒化処理を施して表面改質を行なったものを用いた。この試験結果により、本実施の形態に係るベーン１３ｂは、従来例のベーンに比べて剥離荷重が大きくなり、しかも、従来例で行なっていたベーンの母材の表面への窒化層の形成が不要であることが判明した。【００３０】
つぎに、被膜２８の表面粗さを従来例と比較して測定した測定結果を、図５のグラフに示す。この測定は、被膜２８を形成した本実施形態のベーン１３ｂと、従来例で用いられるベーンの母材と、従来例で用いられるベーンの母材に窒化処理をしたものと、窒化処理後に中間層とアモルファス炭素層とからなる被膜を形成した従来例のベーンとについて行なった。なお、窒化処理は、窒素化合物層を生成しない方法で行なった。従来例によれば、窒化処理によってベーンの母材の表面粗さが粗くなり、この表面粗さが被膜を形成した後も残ることが判明した。これに対し、本実施の形態のベーン１３ｂでは、表面粗さが滑らかになることが判明した。【００３１】
以上、第１の実施形態では、第１の層２４と第２の層２５と第３の層２６と第４の層２７とが、高速度工具鋼からなるベーン１３ｂの母材２３の表面に順に形成される。そして、第１の層２４はクロムの単一層とし、第２の層２５はクロムとタングステンカーバイトの合金層とし、第３の層２６はタングステン及びタングステンカーバイトの少なくとも一方を含有した金属含有アモルファス炭素層とし、第４の層２７は金属を含有せず炭素と水素とを含むアモルファス炭素層とする。さらに、第２の層２５は、クロム含有率が第３の層２６側より第１の層２４側で高く、かつ、タングステンカーバイトの含有率が第１の層２４側より第３の層２６側で高くなるように形成される。また、第３の層２６は、タングステン又はタングステンカーバイトの含有率が第４の層２７側より第２の層２５側が高くなるように形成される。【００３２】
このため、第1の層２４は、母材２３と密着力に優れたクロム層であり、かつ、第１の層２４と第２の層２５との間、第２の層２５と第３の層２６との間、及び、第３の層２６と第４の層２７との間の硬度差が小さくなる。これにより、これらの各層間の密着性が向上し、第４の層（アモルファス炭素層）２７、及び、第４の層２７を含む被膜２８がベーン１３ｂから剥離することを抑制することができる。【００３３】
しかも、従来例で説明したような窒化層をベーン１３ｂの母材２３に形成する必要がなく、第１の層２４〜第４の層２７の形成と異なる処理である窒化層を形成する工程がない。このため、ベーンは安価な構造とすることができる。【００３４】
さらに、ベーン１３ｂの母材２３に対する窒化処理を行わない。このため、母材２３の表面粗さが窒化処理に伴って粗くなるということが起こらず、第４の層２７の表面粗さを滑らかにすることができる。【００３５】
なお、本実施形態では、ベーン１３ｂの母材２３として高速度工具鋼（ＳＫＨ５１）を使用した場合を例に挙げて説明した。しかし、高速度工具鋼に代えて炭素工具鋼や合金工具鋼を使用してもよい。【００３６】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態の冷媒圧縮機について、図６〜図８に基づいて説明する。なお、第２の実施形態の冷媒圧縮機の基本的な構成は第１の実施の形態の冷媒圧縮機２の基本的な構成と同じである。従って、第２の実施形態の冷媒圧縮機の構成については図１を用いて説明する。【００３７】
第２の実施形態の冷媒圧縮機は、冷凍機油９に、この冷凍機油９中に耐荷重添加剤であるリン酸エステル０．５重量％と硫黄系化合物０．５重量％とを添加したポリオールエステル油を使用する。第２の実施形態の他の構成は、第１の実施の形態と同じである。【００３８】
冷凍機油９中に耐荷重添加剤を添加した場合と添加しない場合とにおける被膜２８の磨耗量を測定するために、図６に示した装置を用いて測定を行なった。この測定では、高速度工具鋼で形成したディスク３０を、耐荷重添加剤を添加した冷凍機油９中に浸漬する。そして、ベーン１３ｂに被膜２８を形成した部分が、一定荷重（例えば、３００Ｎ）でディスク３０に当接させられる。この状態で、ディスク３０を中心線Ａの回りに一定速度（例えば、７１６ｒｐｍ）で矢印方向に回転させ、被膜２８の磨耗量を測定した。測定は１時間継続して行なった。なお、同じ試験を、従来例のベーン３１に対しても行なった。試験に用いた従来例のベーン３１は、図７に示すように、ベーン３１の母材３２の表面に窒化層３３を拡散形成し、その上に中間層３４を形成し、その上に金属を含有せず炭素と水素とを含むアモルファス炭素層２７（本実施形態の第４の層に相当）を形成し、その上にタングステンを含有するアモルファス炭素層２６（本実施形態の第３の層に相当）を形成したものである。【００３９】
図８に示す試験結果のグラフは、同様の試験を耐荷重添加剤を添加しない冷凍機油９中で行なった場合の被膜２８の磨耗量に対する低減率を表わしている。この図８のグラフによれば、耐荷重添加剤を添加した場合における被膜２８の磨耗量の低減率が、本実施の形態のベーン１３ｂは図７に示した従来例のベーン３１に比べて大きいことが判明した。【００４０】
以上、第２の実施形態では、第１の実施の形態で説明したように母材２３に第１の層２４〜第４の層２７を順に形成したベーン１３ｂを、耐荷重添加剤を添加した冷凍機油９中で使用する。このような構成により、耐荷重添加剤の作用を効果的に発揮することができ、従来例のベーン３１を耐荷重添加剤を添加した冷凍機油９中で使用した場合に比べて被膜２８の磨耗量を低減させることができる。【００４１】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態の冷媒圧縮機について、図９に基づいて説明する。なお、第３の実施形態の冷媒圧縮機の基本的な構成は第１の実施形態の冷媒圧縮機２の基本的な構成と同じである。従って、第３の実施形態の冷媒圧縮機の構成は、図１、図２を用いて説明する。また、第３の実施形態に関して、磨耗量を測定するために使用した装置は、図６に示した装置である。【００４２】
ベーン１３ｂがローラ１２ｂに当接して摺動する場合のベーン１３ｂの被膜２８の磨耗量を測定するため、図６に示す装置を用いて測定を行った。このとき、ディスク３０を高速度工具鋼（ＳＫＨ５１）で形成した場合と、球状黒鉛鋳鉄（ＦＣＤ６００）で形成した場合とについて測定を行った。【００４３】
図９のグラフは、ベーン１３ｂが当接する相手材の材質による被膜２８の磨耗量の変化を示す。この磨耗量の測定は、耐荷重添加剤を添加しない冷凍機油９にディスク３０を浸漬させて行い、ディスク３０が高速度工具鋼である場合のベーン１３ｂの被膜２８の磨耗量と、ディスク３０が球状黒鉛鋳鉄である場合のベーン１３ｂの磨耗量とを比較している。ディスク３０が高速度工具鋼である場合のベーン１３ｂの被膜２８の磨耗量を１００％としたとき、ディスク３０が球状黒鉛鋳鉄である場合のベーン１３ｂの被膜２８の磨耗量は約７０％であった。【００４４】
なお、ディスク３０を片状黒鉛鋳鉄（ＦＣ）で形成した場合も、球状黒鉛鋳鉄の場合と同様の結果が得られた。さらに、これらの球状黒鉛鋳鉄又は片状黒鉛鋳鉄に、バナジウム（Ｖ）、リン（Ｐ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）などの元素を添加した鋳鉄でも、同様の効果が得られた。【００４５】
以上、第３の実施形態では、ベーン１３ｂが摺動する相手材であるローラ１２ｂを、球状黒鉛鋳鉄又は片状黒鉛鋳鉄とする。このような構成により、冷凍機油９中に耐荷重添加剤を添加しなくても、ベーン１３ｂの被膜２８の磨耗量を低減することができる。【００４６】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態の冷媒圧縮機について、図１０に基づいて説明する。なお、第４の実施形態の冷媒圧縮機の基本的な構成は第１の実施形態の冷媒圧縮機２の基本的な構成と同じである。従って、第５の実施形態の冷媒圧縮機の構成については図１、図３を用いて説明する。【００４７】
第１の実施形態の冷媒圧縮機２では、図３に示すように、第３の層２６と第４の層２７との厚さ寸法を共に１．２５μｍとした場合を例に挙げて示した。これに対し、第４の実施形態では、第３の層２６の厚さ寸法と第４の層２７の厚さ寸法とを変化させた。【００４８】
図１０のグラフは、アモルファス炭素層（第３の層２６と第４の層２７）の構成比（第４の層２７／第３の層２６）と、被膜２８の耐衝撃性（欠け・剥離の発生）の傾向を示している。【００４９】
被膜２８の耐衝撃性は、冷媒圧縮機２においてベーン１３ｂがローラ１２ｂに激しく衝突する特異な条件、例えば、高圧縮比で液冷媒を断続的に吸込ませる状態を意図的に作って試験を行なったときの被膜２８の欠け、剥離の発生傾向を示している。【００５０】
図１０のグラフより、アモルファス炭素層（第３の層２６と第４の層２７）の構成比（第４の層２７／第３の層２６）は、１より大きく１０以下とすることで、さらには、３〜７とすることで、冷媒圧縮機２の運転中におけるベーン１３ｂの被膜２８の欠けや剥離を抑制できることが判明した。【００５１】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態の冷媒圧縮機の摺動部材であるベーン４０について、図１１に基づいて説明する。なお、第５の実施形態の冷媒圧縮機の基本的な構成は第１の実施形態の冷媒圧縮機２の基本的な構成とベーン４０以外は同じである。従って、第５の実施形態の冷媒圧縮機の構成については図１を用いて説明する。【００５２】
第５の実施形態の冷媒圧縮機では、ベーン４０は、硬度ＨＲＣ６３に調質した高速度工具鋼（ＳＫＨ５１）を母材２３として形成され、その表面に順番に、クロムの単一層からなる第１の層２４と、クロムとタングステンカーバイトとの合金層からなる第２の層２５と、タングステンを含有するアモルファス炭素層からなる第３の層２６と、シリコン（Ｓｉ）を含有するアモルファス炭素層からなる第４の層４１とが形成される。【００５３】
第２の層２５は、クロムの含有率が第３の層２６より第１の層２４側で高く、かつ、タングステンカーバイトの含有率が第１の層２４側より第３の層２６側で高くなるように形成される。【００５４】
第３の層２６は、タングステンの含有率が第４の層４１側より第２の層２５側が高くなるように形成される。【００５５】
各層２４、２５、２６、４１の厚さ寸法は、第１の層２４が０．２μｍ、第２の層２５が０．３μｍ、第３の層２６が１．７５μｍ、第４の層４１が１．７５μｍであり、全体で４μｍとなる。【００５６】
シリコンを含有することにより形成されるシリコンカーバイト（ＳｉＣ）は、耐熱性の点で優れた特性を有する。このため、シリコンを含有するアモルファス炭素層からなる第４の層４１を有するベーン４０は、高温による第４の層４１の破壊を防止することができる。
【産業上の利用の可能性】
【００５７】
本発明の冷媒圧縮機及び冷凍サイクル装置では、摺動部材に耐摩耗性と密着力とに優れ剥離しにくいアモルファス炭素層を含む皮膜の形成を安価な構造により行なうことができる。このため、高性能且つ安価な冷媒圧縮機および冷凍サイクル装置を提供できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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