(57)【要約】  【課題】摺動部に銅めっきが発生しにくい、信頼性の高い冷媒圧縮機を実現するものである。  【解決手段】圧縮室１１６内から圧縮冷媒とともに冷凍サイクル（図示せず）へと吐出されるオイル１０３の循環量をＡ（ｃｍ３／ｈ）とし、電動要素１０６から密閉容器１０１にリークするリーク電流量をＢ（ｍＡ）としたときに、（Ａ−０．５）／（０．０１×Ｂ）≦−１．３の関係を満たすように規定することで、摺動部に銅めっきが発生することを抑えることができ、信頼性の高い冷媒圧縮機を提供できるものである。【選択図】図１
2008223507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内にオイルを貯溜するとともに、電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素を収容し、前記圧縮要素は略円筒形の圧縮室を備えたシリンダブロックと、前記圧縮室内で往復運動する鉄系金属からなるピストンと、前記圧縮室の開口端を封止するように形成されたバルブ部とを備え、前記圧縮室内から圧縮冷媒とともに冷凍サイクル（図示せず）へと吐出されるオイルの循環量をＡ（ｃｍ３／ｈ）とし、前記電動要素から前記密閉容器にリークするリーク電流量をＢ（ｍＡ）としたときに、（Ａ−０．５）／（０．０１×Ｂ）≦−１．３を満たす冷媒圧縮機。
【請求項２】
密閉容器内にオイルを貯溜するとともに、電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素を収容し、前記圧縮要素は略円筒形の圧縮室を備えたシリンダブロックと、前記圧縮室内で往復運動する鉄系金属からなるピストンと、前記圧縮室の開口端を封止するように形成されたバルブ部とを備え、少なくとも前記オイルまたは冷媒ガスの一方にさらされる部位に金属表面を活性化させることにより形成した銅イオン捕集部を設けた冷媒圧縮機。
【請求項３】
電動要素及び圧縮要素を密閉容器内に弾性的に支持するとともに、貯溜したオイルに少なくとも一部が浸漬したコイルばねを備え、銅イオン捕集部を前記コイルばねの表面に形成した請求項２に記載の冷媒圧縮機。
【請求項４】
コイルばねをショットピーニング処理することで金属表面を活性化させた請求項３に記載の冷媒圧縮機。
【請求項５】
バルブプレートに穿設した吸入孔と、前記吸入リード孔を開閉する薄板状の吸入リードとで形成された吸入バルブを有し、銅イオン捕集部を吸入リードの圧縮室側面に形成した請求項２に記載の冷媒圧縮機。
【請求項６】
少なくとも吸入リードの圧縮室側表面をタンブリング、ピーニング、加熱の少なくともいずれか一つの方法で処理することで金属表面を活性化させた請求項５に記載の冷媒圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷媒圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷媒圧縮機は冷媒やオイルを封入しているが、水分が存在しているとオイルや冷媒が劣化しやすくなるため冷媒圧縮機組み立て後に水分除去を行っている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１４は特許文献１に記載された従来の冷媒圧縮機の断面図である。
【０００４】
図１４において、密閉容器１内には冷媒２を充填するとともに、底部にはオイル３を貯留し、固定子４および回転子５からなる電動要素６と、これによって駆動される往復式の圧縮機構７を収容している。
【０００５】
また、銅管より形成された吸入管８及び吐出管９は、密閉容器１に固定され、吸入管８は冷媒２を密閉容器１内に導き、吐出管９は冷媒２を冷凍サイクル（図示せず）へと送り出す。
【０００６】
加熱コイル１０は密閉容器１の外壁に近接対向するように設置され、加熱コイル１０の一端は高周波発振器１１に接続されている。
【０００７】
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、作用を説明する。
【０００８】
商用電源（図示せず）より高周波発振器１１に電力が供給されると高周波エネルギーを持った電流へと変換され、加熱コイル１０へと送られることで密閉容器１の外表面付近にうず電流が生じてジュール熱が発生し、密閉容器１が加熱されることで、オイル３中に含まれる水分や、電動要素６、圧縮機構７や密閉容器１の内壁に付着した水分を除去することで、冷媒２やオイル３が劣化して冷媒圧縮機の運転に悪影響を及ぼさない量まで低減させることで信頼性を確保していた。
【特許文献１】特開昭５９−２１９６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の方法で水分除去を行っても完全に水分を除去することは難しく、冷媒圧縮機内にわずかでも水分が残留していると、比較的高温になりやすい摺動部で金属表面に銅めっきを生じるケースが存在することが分かった。
【００１０】
銅めっき生成のメカニズムは一般に、冷媒やオイルの一部が分解されてカルボン酸などの酸物質が生成し、このような酸物質が銅で形成された吐出管や吸入管などの配管内壁に付着すると配管の表面を腐食してオイル中に銅イオンが析出する。そしてオイル中に析出した銅イオンが鉄系金属で形成され、比較的高温になりやすい摺動部で金属表面に銅めっきを生じると考えられている。
【００１１】
従来の冷媒圧縮機においてはオイルの初期水分量を５ｐｐｍ以下となるよう、冷凍サイクル（図示せず）内を１０Ｐａ以下になるまで真空引きしてから冷媒２を封入していたがそれでもなお金属表面に銅めっきを生じることがあった。
【００１２】
金属表面に銅めっきを生じると、銅は鉄よりも柔らかいので、金属間接触が起きた際に銅めっきされた面だけが一方的に削られて表面が平滑性を失い、シール性の低下により冷媒漏れが生じて冷凍能力が低下する可能性があった。また、平滑性を失った面が金属間接触をおこすと摩耗が生じやすく、冷媒圧縮機の信頼性を損ねる可能性があった。
【００１３】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、冷媒圧縮機において、高信頼性の冷媒圧縮機を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記従来の課題を解決するために本発明の冷媒圧縮機は、圧縮室内から圧縮冷媒とともに冷凍サイクル（図示せず）へと吐出されるオイルの循環量をＡ（ｃｍ３／ｈ）とし、前記電動要素から前記密閉容器にリークするリーク電流量をＢ（ｍＡ）としたときに、（Ａ−０．５）／（０．０１×Ｂ）≦−１．３を満たすことで、微量の水分により銅イオンがオイル中に析出したとしても、摺動部への銅めっきを抑制でき、金属間の接触がおきた際に、銅めっきされた側の金属表面が一方的に削られて平滑性を失うことを抑えることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の冷媒圧縮機は、金属間での接触がおきた際に銅めっきされた側の金属表面が一方的に削られて平滑性を失うことを抑えることができるので、シール性の低下と摩耗を回避でき、高効率かつ高信頼性の冷媒圧縮機を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
請求項１に記載の発明は、密閉容器内にオイルを貯溜するとともに、電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素を収容し、前記圧縮要素は略円筒形の圧縮室を備えたシリンダブロックと、前記圧縮室内で往復運動する鉄系金属からなるピストンと、前記圧縮室の開口端を封止するように形成されたバルブ部とを備え、前記圧縮室内から圧縮冷媒とともに冷凍サイクル（図示せず）へと吐出されるオイルの循環量をＡ（ｃｍ３／ｈ）とし、前記電動要素から前記密閉容器にリークするリーク電流量をＢ（ｍＡ）としたときに、（Ａ−０．５）／（０．０１×Ｂ）≦−１．３を満たす冷媒圧縮機としたことで、微量の水分により銅イオンがオイル中に析出したとしても、摺動部への銅めっきを抑制できるので、金属間での接触がおきた際に銅めっきされた側の金属表面が一方的に削られて平滑性を失うことを抑えることができるので、シール性の低下と摩耗を回避でき、高効率かつ高信頼性の冷媒圧縮機とすることができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、密閉容器内にオイルを貯溜するとともに、電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素を収容し、前記圧縮要素は略円筒形の圧縮室を備えたシリンダブロックと、前記圧縮室内で往復運動する鉄系金属からなるピストンと、前記圧縮室の開口端を封止するように形成されたバルブ部とを備え、少なくとも前記オイルまたは冷媒ガスの一方にさらされる部位に金属表面を活性化させることにより形成した銅イオン捕集部を設けたことで、微量の水分により銅イオンがオイル中に析出したとしても、摺動部への銅めっきをさらに抑制できるので、金属間での接触がおきた際に銅めっきされた側の金属表面が一方的に削られて平滑性を失うことを抑えることができるので、シール性の低下と摩耗を回避でき、高効率かつ高信頼性の冷媒圧縮機とすることができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、電動要素及び圧縮要素を密閉容器内に弾性的に支持するとともに、貯溜したオイルに少なくとも一部が浸漬したコイルばねを備え、銅イオン捕集部を前記コイルばねの表面に形成したことで、常にオイルに浸漬されているコイルばねに形成しているので、効率的に銅イオンを捕集することができ、さらに信頼性が向上する。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、コイルばねをショットピーニング処理することで金属表面を活性化させたことで、銅イオンを捕集して信頼性を高めるだけではなく、コイルばねの耐力も向上させているので、さらに信頼性が向上する。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、バルブプレートに穿設した吸入孔と、前記吸入孔の前記圧縮室側の外周に形成された吸入リード座と、前記吸入リード座を開閉する薄板状の吸入リードとで形成された吸入バルブを有し、銅イオン捕集部を吸入リードの圧縮室側面に形成したことで、圧縮室で圧縮されて高温になったガスが最初に接触する部分に銅イオン捕集部を設けているので、効率良く銅イオンを捕集することができ、さらに信頼性が向上する。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、少なくとも吸入リードの圧縮室側表面をタンブリング、ピーニング、加熱の少なくともいずれか一つの方法で処理することで金属表面を活性化させたことで、銅イオンを捕集して信頼性が向上するだけではなく、吸入リードに残留応力を持たせることができるので、耐力が向上し、さらに信頼性を向上させることができる。
【００２２】
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。また、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００２３】
（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断面図、図２は同実施の形態における冷媒圧縮機の図１のＡ部拡大図、図３は同実施の形態における摺動部材への銅めっき発生有無を示したグラフである。
【００２４】
図１において、密閉容器１０１内には冷媒１０２を充填するとともに、底部にはオイル１０３を貯留し、固定子１０４および回転子１０５からなる電動要素１０６と、これによって駆動される往復式の圧縮要素１０７を収容している。
【００２５】
次に、圧縮要素１０７の詳細を以下に説明する。
【００２６】
クランクシャフト１０８は、回転子１０５を圧入固定した主軸１０９および主軸１０９に対し偏心して形成された偏心軸１１０とからなり、下端にはオイル１０３に連通する給油ポンプ１１１を設けている。このとき、給油ポンプ１１１は給油ポンプ１１１のオイル１０３くみ上げ能力を変えることにより冷凍サイクル（図示せず）へと吐出されるオイル１０３の循環量Ａ（ｃｍ３／ｈ）を、凝縮温度／凝縮温度：５４．４℃／−２３．３℃の条件で１ｃｍ３／ｈから１５ｃｍ３／ｈの間に調整している。シリンダブロック１１２は、略円筒形のボアー１１３と主軸１０９を軸支する軸受部１１４を形成している。
【００２７】
ボアー１１３に遊嵌された鉄系金属からなるピストン１１５は、ボアー１１３とともに圧縮室１１６を形成し、ピストンピン１１７を介して連結手段であるコンロッド１１８によって偏心軸１１０と連結されている。
【００２８】
バルブプレート１１９はボアー１１３の端面を封止するように配設され、圧縮室１１６と連通する吸入孔１２０を穿設し、薄板状のばね鋼材で形成され吸入孔１２０を開閉する吸入リード１２１とから構成されたバルブ部１２２を構成している。
【００２９】
また、ヘッド１２３はバルブプレート１１９の反ボアー１１３側に固定され、吐出孔１２４を開閉し、吐出弁１２５を収納する高圧室１２６を形成する。サクションマフラー１２７はバルブプレート１１９とヘッド１２３に狭持される。
【００３０】
銅管で形成された吸入管１２８および吐出管１２９は密閉容器１０１に固定されるとともに、冷凍サイクル（図示せず）に接続され、吸入管１２８は冷媒１０２を密閉容器１０１内に導き、吐出管１２９は冷媒１０２を冷凍サイクル（図示せず）へと送り出す。
【００３１】
以上のように構成された圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
【００３２】
商用電源（図示せず）から供給される電力は電動要素１０６に供給され、電動要素１０６の回転子１０５を回転させる。回転子１０５はクランクシャフト１０８を回転させ、偏心軸１１０の偏心運動が連結手段のコンロッド１１８からピストンピン１１７を介してピストン１１５を駆動することで、ピストン１１５はボアー１１３内を往復運動する。
【００３３】
そして、吸入管１２８より密閉容器１０１内に導かれた冷媒１０２は、サクションマフラー１２７を通って吸入リード１２１を開け、吸入孔１２０から圧縮室１１６内に吸入される。圧縮室１１６内に吸入された冷媒１０２は連続して圧縮され、圧縮された冷媒１０２は吐出孔１２４から高圧室１２６へと送られた後、吐出管１２９より冷凍サイクル（図示せず）へと送り出される。
【００３４】
次に図３を用いてオイル循環量およびリーク電流量と摺動部への銅めっきとの相関について説明する。なお、摺動部としてはピストン１１５とボアー１１３間、クランクシャフト１０８と軸受部１１４等が考えられるが、ここではピストン１１５とボアー１１３を例にとって説明する。
【００３５】
図３は給油ポンプ１１１のオイル１０３くみ上げ能力を変えることにより冷凍サイクル（図示せず）へと吐出されるオイル１０３の循環量を、凝縮温度／凝縮温度：５４．４℃／−２３．３℃の条件で１ｃｍ３／ｈから１５ｃｍ３／ｈまで変化させ、電動要素１０６に絶縁対策を施してリーク電流量を０．３０ｍＡから０．５０ｍＡまで変化させた冷媒圧縮機において、冷媒１０２にＲ６００ａ、オイル１０３に鉱油を用いて信頼性試験を行った結果である。
【００３６】
ここでリーク電流量は、密閉容器１０１底部外壁であってオイル１０３が貯留されている部分と、アースとの電流差を測定している。
【００３７】
試験条件は凝縮温度／蒸発温度：５４．４℃／−２３．３℃で５００時間運転を行い、ＥＤＸ（エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置）で測定することにより、ボアー１１３、ピストン１１５における銅めっき生成の有無を調査したものである。
【００３８】
また、冷媒圧縮機に組み込む前にボアー１１３、ピストン１１５の銅濃度をＥＤＸ（エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置）で測定して銅の成分が検出されないことを確認している。
【００３９】
なお、オイルの初期水分量は５ｐｐｍ以下であった。また、試験前に冷凍サイクル（図示せず）内を１０Ｐａ以下になるまで真空引きしてから冷媒１０２を封入した。
【００４０】
図３よりオイル循環量とリーク電流量より銅めっき発生有無の境界条件が存在することが分かり、近似的に（数１）を満たせば銅めっきの発生が抑えられることが分かった。
【００４１】
【数１】
2008223507.tif 000003
【００４２】
本実施の形態によれば銅めっきがピストン１１５やボアー１１３の表面に発生しないため、ピストン１１５とボアー１１３間に金属間接触がおきた際でも一方の摺動面が一方的に削られて表面の平滑性を損ね、シール性が低下するといったことを回避でき、同時に荒れた面が金属間接触をおこし相手材を大きく摩耗させてしまう、といった現象も回避することができる。
【００４３】
実際の生産工程において完全に水分や酸素を除去するのは困難であり、冷凍サイクル内にわずかな水分が存在することで摺動部に銅めっきがおこる可能性があるものの、本実施の形態において、冷凍サイクル（図示せず）へと吐出されるオイル１０３の循環量と、電動要素１０６から密閉容器１０１へとリークするリーク電流量が、（数１）を満たすことで、冷凍サイクル内にわずかな水分や空気が残存して銅イオンが発生したとしても銅めっきの生成を抑えることができるので、高い信頼性を実現することができる。
【００４４】
以上のように、本実施の形態は、オイル循環量とリーク電流量が銅めっき現象の発生有無に対する影響因子であり、また発生有無の境界条件が存在することを見出してなされたもので、冷凍サイクル（図示せず）へと吐出されるオイルの循環量と、密閉容器にリークするリーク電流量とが、（数１）を満たす冷媒圧縮機において、高い信頼性を実現することができるものである。
【００４５】
（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２における冷媒圧縮機の断面図、図５は同実施の形態における冷媒圧縮機の図４のＢ部拡大図、図６は同実施の形態における冷媒圧縮機の図４のＣ部拡大図、図７は同実施の形態における銅イオン捕集部の形成図、図８は同実施の形態における摺動部材への銅めっき発生有無を示したグラフである。
【００４６】
図４において、密閉容器２０１内には冷媒２０２を充填するとともに、底部にはオイル２０３を貯留し、固定子２０４と回転子２０５からなる電動要素２０６と、これによって駆動される往復式の圧縮要素２０７と、電動要素２０６と圧縮要素２０７を弾性的に支持するコイルばね２０８とを収容している。
【００４７】
コイルばね２０８はオイル２０３に浸漬するとともに、鉄系金属より形成され、表面に銅イオン捕集部２０９を設けている。
【００４８】
ここで図６を用いて、コイルばね２０８の表面に銅イオン捕集部２０９を形成する方法について説明する。
【００４９】
鉄系金属で形成されたコイルばね２０８に市販の投射用ガラスビーズをドライエアー等のキャリアガスとともに金属表面に高速で衝突させる。投射用ガラスビーズの直径は２０から５０μｍ、衝突速度は約１００ｍ／ｓｅｃとした。
【００５０】
この方法により、投射用ガラスビーズが衝突することによって発生した運動エネルギーが金属の摺動面で熱エネルギーに変換され、金属表面近傍にある電子が励起された状態になることで、イオンとの反応性が高くなった銅イオン捕集部２０９が形成される。
【００５１】
次に、圧縮要素２０７の詳細を以下に説明する。
【００５２】
クランクシャフト２１０は、回転子２０５を圧入固定した主軸２１１および主軸２１１に対し偏心して形成された偏心軸２１２からなり、下部にはオイル２０３に連通する給油ポンプ２１３を設けている。このとき、給油ポンプ２１３は給油ポンプ２１３のオイル２０３くみ上げ能力を変えることにより冷凍サイクル（図示せず）へと吐出されるオイル２０３の循環量Ａ（ｃｍ３／ｈ）を、凝縮温度／凝縮温度：５４．４℃／−２３．３℃の条件で１ｃｍ３／ｈから１５ｃｍ３／ｈの間に調整している。シリンダブロック２１４は、略円筒形のボアー２１５と主軸２１１を軸支する軸受部２１６を形成している。
【００５３】
ボアー２１５に遊嵌されたピストン２１７は、ボアー２１５とともに圧縮室２１８を形成し、ピストンピン２１９を介して連結手段であるコンロッド２２０によって偏心軸２１２と連結されている。
【００５４】
バルブプレート２２１はボアー２１５の端面を封止するように配設され、圧縮室２１８と連通する吸入孔２２２を穿設し、薄板状のばね鋼材で形成され吸入孔２２２を開閉する吸入リード２２３とから構成されたバルブ部２２４を構成している。
【００５５】
また、ヘッド２２５はバルブプレート２２１の反ボアー２１５側に固定され、吐出孔２２６を開閉し、吐出弁２２７を収納する高圧室２２８を形成する。サクションマフラー２２９はバルブプレート２２１とヘッド２２５に狭持される。
【００５６】
銅管で形成された吸入管２３０及び吐出管２３１は密閉容器２０１に固定されるとともに、冷凍サイクル（図示せず）に接続され、吸入管２３０は冷媒２０２を密閉容器２０１内へと導き、吐出管２３１は冷媒２０２を冷凍サイクル（図示せず）へと送り出す。
【００５７】
以上のように構成された圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
【００５８】
商用電源（図示せず）から供給される電力は電動要素２０６に供給され、電動要素２０６の回転子２０５を回転させる。回転子２０５はクランクシャフト２１０を回転させ、偏心軸２１２の偏心運動が連結手段のコンロッド２２０からピストンピン２１９を介してピストン２１７を駆動することで、ピストン２１７はボアー２１５内を往復運動する。
【００５９】
そして、吸入管２３０より密閉容器２０１内に導かれた冷媒２０２は、サクションマフラー２２９を通って吸入リード２２３を開け、吸入孔２２２から圧縮室２１８内に吸入される。圧縮室２１８内に吸入された冷媒２０２は連続して圧縮され、圧縮された冷媒２０２は吐出孔２２６から高圧室２２８へと送られた後、吐出管２３１より冷凍サイクル（図示せず）へと送り出される。
【００６０】
次に、図８を用いて銅イオン捕集部２０９を設けたときのオイル循環量及びリーク電流量と摺動部への銅めっきの相関について説明する。なお、摺動部としてはピストン２１７とボアー２１５間、クランクシャフト２１０と軸受部２１６等が考えられるが、ここではピストン２１７とボアー２１５を例にとって説明する。
【００６１】
図８は給油ポンプ２１３のオイル２０３くみ上げ能力を変えることにより冷凍サイクル（図示せず）へと吐出されるオイル２０３の循環量Ａを、凝縮温度／凝縮温度：５４．４℃／−２３．３℃の条件で１ｃｍ３／ｈから１５ｃｍ３／ｈまで変化させ、電動要素２０６に絶縁対策を施してリーク電流量Ｂを０．３０ｍＡから０．５０ｍＡまで変化させた冷媒圧縮機において、冷媒２０２にＲ６００ａ、オイル２０３に鉱油を用いて信頼性試験を行った結果である。
【００６２】
ここでリーク電流量は、密閉容器２０１底部外壁であってオイル２０３が貯留されている部分と、アースとの電流差を測定している。
【００６３】
試験条件は凝縮温度／蒸発温度：５４．４℃／−２３．３℃で５００時間運転を行い、ＥＤＸ（エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置）で測定することにより、ボアー２１５、ピストン２１７における銅めっき生成の有無を調査したものである。
【００６４】
また、冷媒圧縮機に組み込む前にボアー２１５、ピストン２１７の銅濃度をＥＤＸ（エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置）で測定して銅の成分が検出されないことを確認している。
【００６５】
なお、オイルの初期水分量は５ｐｐｍ以下であった。また、試験前に冷凍サイクル（図示せず）内を１０Ｐａ以下になるまで真空引きしてから冷媒２０２を封入した。
【００６６】
図８より、銅イオン捕集部２０９を設けると、オイル循環量とリーク電流量が増加して（数１）を満たさない条件であっても銅めっきの発生が抑えられることがわかった。一方、コイルばね２０８に形成した銅イオン捕集部２０９には銅めっきが発生していた。
【００６７】
つまり、銅イオン捕集部２０９を設けることで、冷凍サイクル（図示せず）内に僅かに残留した水分や空気によって銅イオンが生じても、銅イオンは摺動部よりもオイル２０３に浸漬しているコイルばね２０８と先に接触する可能性が高いため、イオンとの反応性が高い状態である銅イオン捕集部２０９で銅イオンが捕集されて、ピストン２１７やボアー２１５の表面への銅めっき発生を抑えることができたと考えられる。
【００６８】
本実施の形態によれば、銅めっきがピストン２１７やボアー２１５の表面に発生しないため、ピストン２１７とボアー２１５間に金属間接触がおきた際でも一方の摺動面が一方的に削られて表面の平滑性を損ね、シール性が大きく低下するといったことを回避でき、同時に荒れた面が金属間接触をおこし相手材を大きく摩耗させてしまう、といった現象も回避することができる。
【００６９】
実際の生産工程において完全に水分や酸素を除去するのは困難であり、冷凍サイクル内にわずかな水分や空気が存在することで摺動部に銅めっきがおこる可能性があるものの、本実施の形態において、銅イオン捕集部２０９を設けることで、冷凍サイクル内にわずかな水分や空気が残存して銅イオンが発生したとしても銅めっきの生成を抑えることができるので、高い信頼性を実現することができる。
【００７０】
また、コイルばね２０８の表面をショットピーニング処理することで、圧縮残留応力が発生して、コイルばねの耐力を向上することができ、信頼性を向上させることができる。
【００７１】
なお、オイル２０３中に酸捕捉効果や酸化防止効果のある添加剤を添加しておけば、水分や空気を捕捉して酸物質の形成を抑える効果や、発生した酸物質を捕捉または分解する効果が得られるので、銅イオンの発生を抑えて冷媒圧縮機の信頼性がさらに向上する。また、水分や空気を補足する効果のある添加剤と、発生した酸物質を捕捉または分解する効果のある添加剤とを両方添加しても良い。
【００７２】
以上のように本実施の形態は、オイル循環量とリーク電流量が銅めっき現象の発生有無に対する影響因子であるも、オイルまたは冷媒ガスにさらされる部位に金属表面を活性化させることにより形成した銅イオン捕集部を設けることで、オイル循環量とリーク電流量が多くても銅イオン捕集部で銅イオンを捕捉することで摺動部における銅めっき現象を抑制し、高い信頼性を実現することができる。
【００７３】
（実施の形態３）
図９は本発明の実施の形態３における冷媒圧縮機の断面図、図１０は同実施の形態における冷媒圧縮機の図９のＤ部拡大図、図１１は同実施の形態における冷媒圧縮機の図１０のＥ部拡大図、図１２は同実施の形態における銅イオン捕集部の形成図、図１３は同実施の形態における摺動部材への銅めっき発生有無を示したグラフである。
【００７４】
図９において、密閉容器３０１内には冷媒３０２を充填するとともに、底部にはオイル３０３を貯留し、固定子３０４と回転子３０５からなる電動要素３０６と、これによって駆動される往復式の圧縮要素３０７と、電動要素３０６と圧縮要素３０７を弾性的に支持するコイルばね３０８とを収容している。
【００７５】
次に、圧縮要素３０７の詳細を以下に説明する。
【００７６】
クランクシャフト３０９は、回転子３０５を圧入固定した主軸３１０および主軸３１０に対し偏心して形成された偏心軸３１１からなり、下部にはオイル３０３に連通する給油ポンプ３１２を設けている。このとき、給油ポンプ３１２は給油ポンプ３１２のオイル３０３くみ上げ能力を変えることにより冷凍サイクル（図示せず）へと吐出されるオイル３０３の循環量Ａ（ｃｍ３／ｈ）を、凝縮温度／凝縮温度：５４．４℃／−２３．３℃の条件で１ｃｍ３／ｈから１５ｃｍ３／ｈの間に調整している。シリンダブロック３１３は、略円筒形のボアー３１４と主軸３１０を軸支する軸受部３１５を形成している。
【００７７】
ボアー３１４に遊嵌されたピストン３１６は、ボアー３１４とともに圧縮室３１７を形成し、ピストンピン３１８を介して連結手段であるコンロッド３１９によって偏心軸３１１と連結されている。
【００７８】
バルブプレート３２０はボアー３１４の端面を封止するように配設され、圧縮室３１７と連通する吸入孔３２１を穿設し、薄板状のばね鋼材で形成され吸入孔３２１を開閉する吸入リード３２２とから構成された吸入バルブ３２３を構成している。吸入リード３２２の圧縮室３１７側面には銅イオン捕集部３２４を形成している。
【００７９】
また、ヘッド３２５はバルブプレート３２０の反ボアー３１４側に固定され、吐出孔３２６を開閉し、吐出弁３２７を収納する高圧室３２８を形成する。サクションマフラー３２９はバルブプレート３２０とヘッド３２５に狭持される。
【００８０】
ここで図１０を用いて、吸入リード３２２の圧縮室３１７側面の表面に銅イオン捕集部３２４を形成する方法について説明する。金属材料で形成された吸入リード３２２の圧縮室３１７側面に、ドライエアー等のキャリアガス及び、または水等のキャリアともに市販の投射用アルミナ粒子を衝突させることで銅イオン捕集部３２４を形成する。投射用アルミナ粒子の直径は２０から５０μｍ、衝突速度は約１００ｍ／ｓｅｃである。
【００８１】
この方法により、投射用アルミナ粒子が衝突することによって発生した運動エネルギーが金属の摺動面で熱エネルギーに変換され、金属表面近傍にある電子が励起された状態になることで、イオンとの反応性が高くなった銅イオン捕集部３２４が形成される。
【００８２】
銅管で形成された吸入管３３０及び吐出管３３１は密閉容器３０１に固定されるとともに、冷凍サイクル（図示せず）に接続され、吸入管３３０は冷媒３０２を密閉容器３０１内へと導き、吐出管３３１は冷媒３０２を冷凍サイクル（図示せず）へと送り出す。
【００８３】
以上のように構成された圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
【００８４】
商用電源（図示せず）から供給される電力は電動要素３０６に供給され、電動要素３０６の回転子３０５を回転させる。回転子３０５はクランクシャフト３０９を回転させ、偏心軸３１１の偏心運動が連結手段のコンロッド３１９からピストンピン３１８を介してピストン３１６を駆動することで、ピストン３１６はボアー３１４内を往復運動する。
【００８５】
そして、吸入管３３０より密閉容器３０１内に導かれた冷媒３０２は、サクションマフラー３２９を通って吸入リード３２２を開け、吸入孔３２１から圧縮室３１７内に吸入される。圧縮室３１７内に吸入された冷媒３０２は連続して圧縮され、圧縮された冷媒３０２は吐出孔３２６から高圧室３２８へと送られた後、吐出管３３１より冷凍サイクル（図示せず）へと送り出される。
【００８６】
次に、図１３を用いて銅イオン捕集部３２４を設けたときのオイル循環量及びリーク電流量と摺動部への銅めっきの相関について説明する。なお、摺動部としてはピストン３１６とボアー３１４間、クランクシャフト３０９と軸受部３１５等が考えられるが、ここではピストン３１６とボアー３１４を例にとって説明する。
【００８７】
図１３は給油ポンプ３１２のオイル３０３くみ上げ能力を変えることにより冷凍サイクル（図示せず）へと吐出されるオイル３０３の循環量Ａを、凝縮温度／凝縮温度：５４．４℃／−２３．３℃の条件で１ｃｍ３／ｈから１５ｃｍ３／ｈまで変化させ、電動要素３０６に絶縁対策を施してリーク電流量Ｂを０．３０ｍＡから０．５０ｍＡまで変化させた冷媒圧縮機において、冷媒３０２にＲ６００ａ、オイル３０３に鉱油を用いて信頼性試験を行った結果である。
【００８８】
ここでリーク電流量は、密閉容器３０１底部外壁であってオイル３０３が貯留されている部分と、アースとの電流差を測定している。
【００８９】
試験条件は凝縮温度／蒸発温度：５４．４℃／−２３．３℃で５００時間運転を行い、ＥＤＸ（エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置）で測定することにより、ボアー３１４、ピストン３１６における銅めっき生成の有無を調査したものである。
【００９０】
また、冷媒圧縮機に組み込む前にボアー３１４、ピストン３１６の銅濃度をＥＤＸ（エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置）で測定して銅の成分が検出されないことを確認している。
【００９１】
なお、オイルの初期水分量は５ｐｐｍ以下であった。また、試験前に冷凍サイクル（図示せず）内を１０Ｐａ以下になるまで真空引きしてから冷媒３０２を封入した。
【００９２】
図１３より、銅イオン捕集部３２４を設けると、オイル循環量とリーク電流量が増加して（数１）を満たさない条件であっても銅めっきの発生が抑えられていることが分かった。一方、吸入リード３２２の圧縮室３１７側面に形成した銅イオン捕集部３２４には銅めっき現象が発生していた。
【００９３】
つまり、銅イオン捕集部３２４を設けることで、冷凍サイクル（図示せず）内に僅かに残留した水分や空気により銅イオンが生じても、圧縮室３１７で圧縮されて高温になった冷媒３０２ガスが初めに接触する吸入リード３２２の圧縮室３１７側面に銅イオンとの反応性が高い状態である銅イオン捕集部３２４が設けられているので、銅イオン捕集部３２４で銅イオンが捕捉されることで、ピストン３１６やボアー３１４の表面への銅めっき発生を抑えることができたと考えられる。
【００９４】
本実施の形態によれば、銅めっきがピストン３１６やボアー３１４の表面に発生しないため、ピストン３１６とボアー３１４間に金属間接触がおきた際でも一方の摺動面が一方的に削られて表面の平滑性を損ね、シール性が大きく低下するといったことを回避でき、同時に荒れた面が金属間接触をおこし相手材を大きく摩耗させてしまう、といった現象も回避することができる。
【００９５】
実際の生産工程において完全に水分や酸素を除去するのは困難であり、冷凍サイクル内にわずかな水分や空気が存在することで摺動部に銅めっきがおこる可能性があるものの、本実施の形態において、銅イオン捕集部３２４を設けることで、冷凍サイクル内にわずかな水分や空気が残存して銅イオンが発生したとしても銅めっきの生成を抑えることができるので、高い信頼性を実現することができる。
【００９６】
また、吸入リード３２２の圧縮室３１７側面の表面にアルミナ粒子を投射して銅イオン捕集部３２４を設けているので、圧縮残留応力が発生して、コイルばねの耐力を向上することができ、さらに信頼性を向上させることができる。
【００９７】
また、金属材料からなる吸入リード３２２の圧縮室３１７側面の表面をショットピーニング処理することで、吸入リード３２２の端部に生じる微細なばりを除去することができるので、冷媒圧縮機の信頼性を向上させることができる。
【００９８】
なお、本実施の形態においてはアルミナ粒子を吸入リード３２２の圧縮室３１７側面に投射する手法（ピーニング）を用いているが、鉄系金属、ガラスビーズ、セラミックス等を投射しても良く、バレル石等を用いたタンブリング処理を行うか、吸入リード３２２を加熱しても同様の効果が得られる。
【００９９】
なお、オイル３０３中に酸捕捉効果や酸化防止効果のある添加剤を添加しておけば、水分や空気を捕捉して酸物質の形成を抑える効果や、発生した酸物質を捕捉または分解する効果が得られるので、銅イオンの発生を抑えて冷媒圧縮機の信頼性がさらに向上する。また、水分や空気を補足する効果のある添加剤と、発生した酸物質を捕捉または分解する効果のある添加剤とを両方添加しても良い。
【０１００】
以上のように本実施の形態は、オイル循環量とリーク電流量が銅めっき現象の発生有無に対する影響因子であるも、オイルまたは冷媒ガスにさらされる部位に金属表面を活性化させることにより形成した銅イオン捕集部を設けることで、オイル循環量とリーク電流量が多くても銅イオン捕集部で銅イオンを捕捉することで摺動部における銅めっき現象を抑制し、高い信頼性を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
以上のように本発明の冷媒圧縮機は銅めっき現象をおこしにくく高い信頼性を備えているので、冷凍サイクルを用いた機器に幅広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の実施の形態１における冷媒圧縮機の断面図
【図２】図１におけるＡ部拡大図
【図３】本発明の実施の形態１における銅めっきの発生有無を示したグラフ
【図４】本発明の実施の形態２における冷媒圧縮機の断面図
【図５】図４におけるＢ部拡大図
【図６】図４におけるＣ部拡大図
【図７】本発明の実施の形態２における銅イオン捕集部の形成図
【図８】本発明の実施の形態２における銅めっきの発生有無を示したグラフ
【図９】本発明の実施の形態３における冷媒圧縮機の断面図
【図１０】図９におけるＤ部拡大図
【図１１】図１０におけるＥ部拡大図
【図１２】本発明の実施の形態３における銅イオン捕集部の形成図
【図１３】本発明の実施の形態３における銅めっき発生有無を示したグラフ
【図１４】従来の冷媒圧縮機の断面図
【符号の説明】
【０１０３】
１０１，２０１，３０１  密閉容器
１０３，２０３，３０３  オイル
１０６，２０６，３０６  電動要素
１０７，２０７，３０７  圧縮要素
１１２，２１４，３１３  シリンダブロック
１１５，２１７，３１６  ピストン
１１６，２１８，３１７  圧縮室
１２０，２２２，３２１  吸入孔
１２１，２２３，３２２  吸入リード
１２２，２２４  バルブ部
２０８，３０８  コイルばね
２０９，３２４  銅イオン捕集部
３２３  吸入バルブ
【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１４】
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【図７】
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【図１２】
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