(57)【要約】冷媒圧縮機は、圧縮部と、駆動部と、第１、第２接触部とを有する。圧縮部は密閉容器内に収容され、冷媒ガスを圧縮する。駆動部は圧縮部を駆動する。第１、第２接触部は、圧縮部の駆動により接触したり摺動したりする。その表面には均等に配置された複数のくぼみと、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）を固着させた混合層との少なくともいずれかが形成されている。この構成により、第１、第２接触部の耐摩耗性が高まる。
2004055371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器と、
前記密閉容器内に収容され、冷媒を圧縮する圧縮部と、
前記圧縮部を駆動する駆動部と、
前記圧縮部の駆動により接触と摺動とのいずれかを行う第１接触部と第２接触部と、を備え、
前記第１接触部と前記第２接触部との少なくともいずれかの表面に、均一に配置された複数のくぼみと、二硫化モリブデンを固着させた混合層との少なくともいずれかを形成した、
冷媒圧縮機。
【請求項２】
前記第１接触部と前記第２接触部が前記圧縮部を構成する摺動部品である、
請求項１記載の冷媒圧縮機。
【請求項３】
前記圧縮部が、
ピストンと、
前記ピストンを遊嵌したボアと、を有し、
前記第１接触部が前記ピストンであり、前記第２接触部が前記ボアである、
請求項１記載の冷媒圧縮機。
【請求項４】
前記圧縮部が、
主軸部と偏心部とを有するクランクシャフトと、
前記主軸部を軸支した軸受部と、を有し、
前記第１接触部が前記主軸部であり、前記第２接触部が前記軸受部である、
請求項１記載の冷媒圧縮機。
【請求項５】
前記圧縮部が、
主軸部と偏心部とを有するクランクシャフトと、
ピストンと、
前記ピストンに設けられたピストンピンと、
前記偏心部と前記ピストンピンとを連結したコンロッドと、を有し、
前記第１接触部が前記ピストンピンであり、前記第２接触部が前記コンロッドである、
請求項１記載の冷媒圧縮機。
【請求項６】
前記駆動部が回転子を有し、
前記圧縮部が、
主軸部と偏心部とを有するクランクシャフトと、
前記主軸部を軸支した軸受部と、を有し、
前記冷媒圧縮機は、前記回転子と前記軸受部との間に、スラストワッシャをさらに備え、
前記回転子は、前記スラストワッシャと接するフランジ面を有し、
前記軸受部は、前記スラストワッシャと接するスラスト部を有し、
前記第１接触部が、前記スラストワッシャであり、前記第２接触部が、前記フランジ面と前記スラスト面との少なくともいずれかである、
請求項１記載の冷媒圧縮機。
【請求項７】
前記圧縮部が、
主軸部と、偏心部と、前記主軸部と前記偏心部との間に設けられたフランジ部とを有するクランクシャフトと、
前記主軸部を軸支し、前記フランジ部と接するスラスト部を設けた軸受部と、を有し、
前記第１接触部が、前記フランジ部であり、前記第２接触部が、前記スラスト部である、
請求項１記載の冷媒圧縮機。
【請求項８】
前記圧縮部が、
圧縮室と、
前記圧縮室内を転動するローリングピストンと、
前記ローリングピストンに挿圧され、前記圧縮室を仕切るベーンと、を有し、
前記第１接触部が、前記ローリングピストンであり、前記第２接触部が、前記ベーンである、
請求項１記載の冷媒圧縮機。
【請求項９】
前記圧縮部が、
主軸部と、副軸部と、偏心部とを有するシャフトと、
前記偏心部に遊嵌されたローリングピストンと、
前記主軸部を軸支する主軸受と、
前記副軸部を軸支する副軸受と、を有し、
前記第１接触部と前記第２接触部との組が、前記偏心部と前記ローリングピストン、前記主軸部と前記主軸受、前記副軸部と前記副軸受の少なくともいずれかである、
請求項１記載の冷媒圧縮機。
【請求項１０】
前記圧縮部は、
吸入弁座と、
吸入可動弁と、を有し、吸入工程で前記吸入可動弁が開く吸入バルブ装置と、
吐出弁座と、
吐出可動弁と、を有し吐出工程で前記吐出可動弁が開く吐出バルブ装置と、の少なくとも一方を含み、
前記第１接触部と前記第２接触部の組が、前記吸入弁座と前記吸入可動弁、前記吐出弁座と前記吐出可動弁の少なくともいずれかの組である、
請求項１記載の冷媒圧縮機。
【請求項１１】
前記吸入可動弁と前記吐出可動弁との少なくともいずれかが、表面組織がマルテンサイトの板ばね材で形成された、
請求項１０記載の冷媒圧縮機。
【請求項１２】
前記吸入可動弁と前記吐出可動弁との少なくともいずれかが腕部を有し、
前記腕部の少なくとも一方の面に複数のくぼみを均一に形成した、
請求項１０記載の冷媒圧縮機。
【請求項１３】
前記吐出可動弁は第１衝打部を有し、
前記吐出バルブ装置は、前記吐出可動弁の動きを規制し、前記吐出可動弁の開動作により前記第１衝打部と接する第２衝打部を有するストッパと、をさらに有し、
前記第１接触部が前記第１衝打部であり、前記第２接触部が前記第２衝打部である、
請求項１０記載の冷媒圧縮機。
【請求項１４】
前記吐出バルブ装置は、前記ストッパと前記吐出可動弁との間に、第３衝打部と第４衝打部とを有するバックアップリードと、をさらに有し、
前記第１接触部と前記第２接触部の組が、前記第１衝打部と前記第３衝打部、前記第２衝打部と前記第４衝打部の少なくともいずれかの組である、
請求項１３記載の冷媒圧縮機。
【請求項１５】
前記圧縮部から前記密閉容器外に、圧縮された冷媒を導出する吐出経路と、
前記吐出経路に被覆させた共振防止部と、をさらに備え、
前記第１接触部が前記吐出経路であり、前記第２接触部が前記共振防止部である、
請求項１記載の冷媒圧縮機。
【請求項１６】
前記圧縮部を前記密閉容器に弾接的に支持し、前記第１接触部と前記第２接触部とを有する支持部と、をさらに備えた、
請求項１記載の冷媒圧縮機。
【請求項１７】
前記支持部は、
前記圧縮部を保持する第１保持部材と、
前記密閉容器内面に設けられた第２保持部材と、
前記第１保持部材と前記第２保持部材との間に設けられたばねと、を有し、
前記第１接触部が前記ばねであり、前記第２接触部が前記第１保持部材と前記第２保持部材の少なくともいずれかである、
請求項１６記載の冷媒圧縮機。
【請求項１８】
オイルをさらに備え、
前記オイルは、前記くぼみに滞留した状態と前記混合層の表面に介在した状態との少なくともいずれかの状態にある、
請求項１記載の冷媒圧縮機。
【請求項１９】
前記くぼみの表面形状が球面である、
請求項１８記載の冷媒圧縮機。
【請求項２０】
前記くぼみの直径が２μｍ以上５０μｍ以下であり、かつ前記くぼみの深さが０．５μｍ以上１０μｍ以下である、
請求項１８記載の冷媒圧縮機。
【請求項２１】
前記くぼみを設けた前記第１接触部と前記第２接触部との少なくともいずれかの表面積に対する前記くぼみの占める面積割合が４０％以上８０％以下である、
請求項１８記載の冷媒圧縮機。
【請求項２２】
前記オイルの粘度はＶＧ５以上ＶＧ１０未満である、
請求項１８記載の冷媒圧縮機。
【請求項２３】
前記冷媒は、塩素フリーな炭化水素であり、前記オイルは前記冷媒と相溶性がある、
請求項１８記載の冷媒圧縮機。
【請求項２４】
前記冷媒は、イソブタンとプロパンとの少なくともいずれかを含み、
前記オイルは、アルキルベンゼン、鉱油、エステル、ポリビニルエーテル、ポリアクリレングリコールのうち少なくともいずれかを含む、
請求項１８記載の冷媒圧縮機。
【請求項２５】
前記第１接触部と前記第２接触部の母材が鉄系の材料であり、前記第１接触部と前記第２接触部との少なくともいずれかの表面組織がマルテンサイトである、
請求項１記載の冷媒圧縮機。
【請求項２６】
前記混合層の二硫化モリブデンの純度が９８％以上である、
請求項１記載の冷媒圧縮機。
【請求項２７】
前記くぼみの表面に前記混合層を形成した、
請求項１記載の冷媒圧縮機。
【請求項２８】
密閉容器と、
前記密閉容器内に収容され、冷媒を圧縮する圧縮部と、
前記圧縮部を駆動する駆動部と、
前記圧縮部の駆動により接離と摺動のいずれかを行う第１接触部と第２接触部と、を備え、
前記第１接触部と前記第２接触部との少なくともいずれかの表面に、均一に配置された複数のくぼみと、二硫化モリブデンを固着させた混合層との少なくともいずれかを形成した冷媒圧縮機と、
前記冷媒圧縮機の高圧側に接続された第１熱交換器と、
前記冷媒圧縮機の低圧側に接続された第２熱交換器と、
前記第１熱交換器と前記第２熱交換器との間に接続された膨張弁と、を備えた、
冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  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とそれを用いた冷凍機に関する。
【背景技術】  近年、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圧縮機の開発が進められている。
図５８は従来技術による密閉型電動冷媒圧縮機の断面図である。図５９はその圧縮機の支持構造図である。密閉容器（以下、容器）１は底部にオイル２を貯留するとともに、固定子３と回転子４からなる電動部５とこれによって駆動される圧縮部６を収容している。電動部５と圧縮部６からなる圧縮機本体７は密閉容器１内に圧縮コイルばね（以下、ばね）８によって弾性的に支持されている。
クランクシャフト９は回転子４を固定した主軸部９Ａと主軸部９Ａに対し偏心して形成された偏心部９Ｂからなり、給油ポンプ１０が設けられている。主軸部９Ａは軸受部２３により軸支されている。シリンダーブロック１１は略円筒形のボア１２からなる圧縮室１３を有している。ボア１２に遊嵌されたピストン１４は、偏心部９Ｂとスライド機構にて連結されており、ボア１２の端面はバルブプレート１５で封止されている。
ヘッド１６は高圧室を形成し、ヘッド１６から容器１外に圧縮された冷媒ガスを導出する吐出経路１７は管体１８を介して容器１外の冷凍サイクルの高圧側（図示せず）に接続されている。管体１８は、耐熱性、耐冷媒性、耐油性を有する高分子材料からなり、吐出経路１７の共振を防止している。
電動部５の固定子締結ボルト１９の頭部には合成樹脂製の保持部材２０が装着され、容器１の内壁に設けた突起部２１には合成樹脂製の保持部材２２が装着されている。保持部材２０、２２にはばね８が嵌装されている。
以上のように構成された冷媒圧縮機について、以下その動作を説明する。商用電源から供給される電力は電動部５に供給され、電動部５の回転子４を回転させる。回転子４はクランクシャフト９を回転させ、偏心部９Ｂの偏心運動がピストン１４を駆動する。これによりピストン１４はボア１２内を往復運動し、容器１内に導かれた冷媒ガスは吸入バルブ（図示せず）を介して圧縮室１３内に導入される。そして連続して圧縮され、圧縮された冷媒ガスは、吐出バルブ（図示せず）、吐出経路１７、管体１８を介して容器１外へ送られる。
オイル２はクランクシャフト９の回転に伴って給油ポンプ１０から各摺動部に給油され、摺動部を潤滑するとともに、偏芯部９Ｂ先端より容器１内に放出される。ピストン１４とボア１２との間ではシールとして機能する。
クランクシャフト９の主軸部９Ａと軸受部２３、ピストン１４とボア１２等はそれぞれ相互に摺動部を形成している。従来の圧縮機では、摺動部を構成する摺動部材の一方は、窒化処理した鉄系材料にリン酸マンガン処理した材料にて形成され、摺動部材の他方は、陽極酸化処理したアルミニウムダイキャストにて形成されている。このような技術は例えば特開平６−１１７３７１号公報に開示されている。
しかしながら、摺動部に硬度が低いリン酸マンガン処理を用いている場合、起動時等の摺動部に油膜が発生しない状態で金属接触が生じるとリン酸マンガン層が摩耗して無くなる。このため摩擦係数が高くなり摺動損失が増加する可能性がある。また摩擦係数を低減するために、摺動部間の隙間を小さくすると、金属接触が生じてリン酸マンガン層が摩耗して無くなり摩耗の増加や異常摩耗が発生する可能性がある。更に、ピストン１４−ボア１２間では、ピストン１４の摩耗量が多くなることにより、ピストン１４−ボア１２間の隙間が大きくなる。これにより、圧縮した冷媒ガスがピストン１４とボア１２との隙間から漏れて効率が低下する可能性がある。
加えて、摺動部における粘性抵抗を下げるためにオイルの粘度を低くした場合には、上記課題がさらに顕著になる。
また、別の従来の技術による圧縮機では、摺動部表面に固体潤滑剤である二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）が塗布されている。このような圧縮機は例えば、特開平８−１２１３６１号公報、特開平９−１１２４６９号公報に開示されている。
ＭｏＳ２は摺動面に塗布するためにポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ）のバインダーを含んでいる。しかしながらＰＡＩは、ＭｏＳ２単体に比較して摩擦係数が高く、その結果、摺動損失が増加する。また、摺動部の母材を鉄やアルミニウム等の金属材料で構成する場合、バインダーとして用いるＰＡＩとの結合力が通常の金属結合に比較して弱い。このため、ＭｏＳ２を塗布した摺動部において母材とバインダーとの界面ではく離が生じ、その結果ＭｏＳ２の耐摩粍性向上の効果が得られず、摩耗量が増加することがある。
また、ピストン１４の直線運動が圧縮部６を加振することで冷媒圧縮機７の回転中、常にばね８は微振動を発生するとともに、起動、停止時は慣性力によって圧縮部６が大きく振れる。その結果、ばね８もゆれるため、ばね８と保持部材２０，２２とが間欠的に接触しこすれる。このとき、保持部材２０、２２は合成樹脂製である為にこすれ音を吸収する。このような冷媒圧縮機に関する技術は特開平６−８１７６６号公報に開示されている。
しかしながら、この構成では、保持部材２０と保持部材２２が合成樹脂製の別部品である為に部品点数が増加し、製作コストが増加する。
また、圧縮部６の起動、停止時に、圧縮部６が大きく振れるため、吐出経路２２も大きく揺れる。このため、吐出経路２２と管体２３とが間欠的に接触しこすれる。管体２３は高分子材料からなるため、この際のこすれ音は吸収されるが、耐熱性、耐冷媒性、耐油性を有するため高コストである。
さらに圧縮機では圧縮部６の駆動に伴い、圧縮室１３と容器１との間で冷媒ガスを吸入、吐出するためのバルブ（図示せず）が作動する。その際、弁座とバルブシート等（図示せず）が接触し、騒音を発する。
このように、圧縮部６の駆動に伴い、様様な部分が接触し足り摺動する。そのために磨耗による性能低下を生じたり、騒音を発したりする。従来の技術でこれを解消するには、部品点数の増加や高価な材料を適用する必要がある。
【発明の開示】
本発明の冷媒圧縮機は、圧縮部と、駆動部と、第１、第２接触部とを有する。圧縮部は密閉容器内に収容され、冷媒ガスを圧縮する。駆動部は圧縮部を駆動する。第１、第２接触部は、圧縮部の駆動により接触したり摺動したりする。その表面には均等に配置された複数のくぼみと、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）を固着させた混合層との少なくともいずれかが形成されている。
【図面の簡単な説明】  図１は本発明の実施の形態における冷媒圧縮機の断面図である。
図２は図１におけるピストンとボアとにより形成される摺動部の拡大図である。
図３は図１におけるピストンとボアとが摺動する時のオイルの流れを示した図である。
図４は図１の冷媒圧縮機を含む冷凍機の冷凍サイクル図である。
図５は本発明の実施の形態における焼付き面圧を示した図である。
図６は本発明の実施の形態における摩擦係数を示した図である。
図７は本発明の実施の形態における摩耗量を示した図である。
図８は図１における主軸部と軸受部とにより形成される摺動部の拡大図である。
図９は図１におけるピストン周辺の拡大図である。
図１０は図９におけるピストンピンとコンロッドとにより形成される摺動部の拡大図である。
図１１は図１におけるスラスト軸受部周辺の拡大図である。
図１２は図１１におけるスラスト部とスラストワッシャとにより形成される摺動部の拡大図である。
図１３は本発明の実施の形態における摺動面とリン酸マンガン層との摩擦係数の特性図である。
図１４は本発明の実施の形態におけるコンプレッサーの冷凍能力の特性図である。
図１５は本発明の実施の形態によるコンプレッサーにおける効率の特性図である。
図１６は本発明の実施の形態における他の冷媒圧縮機の断面図である。
図１７は図１６の冷媒圧縮機を含む冷凍機の冷凍サイクル図である。
図１８は図１６におけるＧ−Ｇ線断面図である。
図１９は図１８におけるベーンとローリングピストンとにより形成される摺動部の拡大図である。
図２０は図１８におけるローリングピストンと偏心部とにより形成される摺動部の拡大図である。
図２１Ａ，Ｂは、本発明の実施の形態におけるピストンとボアとにより形成される摺動部の拡大図である。
図２２は、図２１Ｂにおける摺動時のオイルの流れを示した図である。
図２３は本発明の実施の形態における摩擦係数を示した図である。
図２４は本発明の実施の形態における摩擦量を示した図である。
図２５Ａ，Ｂは、図１における主軸部と軸受部とにより形成される別の摺動部の拡大図である。
図２６Ａ，Ｂは、図１におけるピストンピンとコンロッドとにより形成される別の摺動部の拡大図である。
図２７Ａ，Ｂは、図１におけるスラスト部とスラストワッシャとにより形成される別の摺動部の拡大図である。
図２８は本発明の実施の形態における摩擦係数の特性図である。
図２９は本発明の実施の形態におけるコンプレッサーの冷凍能力の特性図である。
図３０は本発明の実施の形態におけるコンプレッサーの効率の特性図である。
図３１Ａ，Ｂは、図１６におけるベーンとローリングピストンとにより形成される別の摺動部の拡大図である。
図３２Ａ，Ｂは、図１６におけるローリングピストンと偏心部とにより形成される別の摺動部の拡大図である。
図３３は本発明の実施の形態における冷媒圧縮機に設けた吸入バルブ装置の縦断面図である。
図３４は図３３における吸入バルブ装置の吸入弁座を示す平面図である。
図３５は図３３における吸入バルブ装置の吸入可動弁を示す平面図である。
図３６は本発明の実施の形態における冷媒圧縮機に設けた吐出バルブ装置の縦断面図である。
図３７は図３６における吐出バルブ装置の吐出弁座を示す平面図である。
図３８は図３６における吐出バルブ装置の吐出可動弁の相互シール面側を示す平面図である。
図３９は図３６における吐出バルブ装置の吐出可動弁の衝打部側を示す平面図である。
図４０は図３６における吐出バルブ装置のストッパを示す平面図である。
図４１は本発明の実施の形態における冷媒圧縮機に設けた他の吐出バルブ装置の縦断面図である。
図４２は図４１における吐出バルブ装置のバックアップリードの吐出可動弁との衝打部側を示す平面図である。
図４３は図４１における吐出バルブ装置のバックアップリードのストッパとの衝打部側を示す平面図である。
図４４は図３３における吸入バルブ装置の他の吸入弁座を示す平面図である。
図４５は図３３における吸入バルブ装置の他の吸入可動弁を示す平面図である。
図４６は図３６における吐出バルブ装置の他の吐出弁座を示す平面図である。
図４７は図３６における吐出バルブ装置の他の吐出可動弁の相互シール面側を示す平面図である。
図４８は図３６における吐出バルブ装置の他の吐出可動弁の衝打部側を示す平面図である。
図４９は図３６における吐出バルブ装置の他のストッパを示す平面図である。
図５０は図４１における吐出バルブ装置の他のバックアップリードの吐出可動弁との衝打部側を示す平面図である。
図５１は図４１における吐出バルブ装置の他のバックアップリードのストッパとの衝打部側を示す平面図である。
図５２は本発明の実施の形態によるさらに他の冷媒圧縮機の断面図である。
図５３は図５２の冷媒圧縮機を含む冷凍機の冷凍サイクル図である。
図５４は図５２の冷媒圧縮機における吐出経路と密着コイルばねとが接触する部分の拡大図である。
図５５Ａ、Ｂは図５２の冷媒圧縮機における他の吐出経路と密着コイルばねとが接触する部分の拡大図である。
図５６は本発明の実施の形態によるさらに他の冷媒圧縮機の断面図である。
図５７Ａ、Ｂ、Ｃは図５６の冷媒圧縮機における圧縮コイルばねと保持部材とが接触する部分の拡大図である。
図５８は従来技術による密閉型電動冷媒圧縮機の断面図である。
図５９は図５８の圧縮機の支持構造図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。なお、各実施の形態において、先行する実施の形態と同様の構成をなすものには同じ符号を付して説明し、詳細な説明を省略する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による冷媒圧縮機１００の断面図である。図２は図１におけるピストンとボアとにより形成される摺動部の拡大図である。図３は図１におけるピストンとボアとが摺動する時のオイルの流れを示した図である。図４は、冷媒圧縮機１００を含む冷凍機の冷凍サイクル図である。図５は、微細くぼみ有り無しでの焼付き面圧を示した特性図である。図６は、微細くぼみの形状、大きさの違いでの摩擦係数を示した特性図である。図７は、摺動部表面積に対する微細くぼみの占める割合の違いでの摩耗量を示した特性図である。
図１〜図３において、密閉容器（以下、容器）１０１内にはイソブタンからなる冷媒ガス１０２が充填されている。容器１０１は、底部にオイル１０３を貯留し、固定子１０４と回転子１０５とからなる１０６と、これによって駆動される往復式の圧縮部１０７とを収容している。電動部１０６は駆動部であり、圧縮部１０７を容器１０１内に密閉できれば、容器１０１外に設けてもよい。
次に圧縮部１０７を詳細に説明する。クランクシャフト１０８は回転子１０５を圧入固定した主軸部１０９と、主軸部１０９に対し偏心して形成された偏心部１１０からなる。クランクシャフト１０８は下端に、オイル１０３に連通する給油ポンプ１１１を設けられている。鋳鉄からなるシリンダーブロック１１２は略円筒形のボア１１３と主軸部１０９を軸支する軸受部１１４とを形成している。
ボア１１３に遊嵌されたピストン１１５は鉄系の材料からなり、ボア１１３と共に圧縮室１１６を形成している。ピストン１１５は、ピストンピン１１７を介して、連結部であるコンロッド１１８によって偏心部１１０と連結されている。ボア１１３の端面はバルブプレート１１９で封止されている。
ヘッド１２０は高圧室を形成し、バルブプレート１１９の、ボア１１３と反対側に固定されている。サクションチューブ１２１は容器１０１に固定されるとともに冷凍サイクルの低圧側で熱交換器６０に接続され、冷媒ガス１０２を容器１０１内に導く。サクションマフラー１２２は、バルブプレート１１９とヘッド１２０に挟持されている。ヘッド１２０から吐出される圧縮された冷媒１０２は熱交換器７０へ送られ、放熱し、膨張弁８０を介して熱交換器６０へ戻り、吸熱する。このようにして冷凍機が構成されている。
主軸部１０９と軸受部１１４、ピストン１１５とボア１１３、ピストンピン１１７とコンロッド１１８、偏心部１１０とコンロッド１１８はそれぞれ相互に摺動部を形成している。摺動部を形成する各部は圧縮部１０７の駆動により摺動し合う接触部である。
ピストン１１５の摺動面１１５Ａには、複数の微細くぼみ（以下、くぼみ）１２３がほぼ均一に形成されている。くぼみ１２３の形状は球面であり、さらに大きさが直径２０μｍ〜５０μｍ、深さが１μｍ〜１０μｍであることがより好ましい。さらに摺動面１１５Ａの表面積に対するくぼみ１２３の占める面積の割合は４０〜８０％であることがより好ましい。さらに鉄系材料においては摺動部表面の組織をマルテンサイト化することがより好ましい。
このようなくぼみ１２３は、表面のエッチング、プレス成型等により形成される。本実施の形態においては、鋼球やセラミック球等の硬度の硬い球をある速度以上で衝突させる方法でくぼみ１２３を形成している。例えば鋳鉄の表面を加工硬化によって硬度を高くする場合には、鋳鉄材料の表面に直径２〜５０μｍ程度のセラミックスや鋼球のような、被加工部品より硬質の小球を２０ｓｅｃ／ｍｉｎ以上の速度になるように投射装置により加速して噴射させる。このように、被加工部品に高速で衝突させると、表面に残留圧縮応力が付与され、ビッカース硬度で６００Ｈｖ程度まで硬度を高めることができる。
以上のように構成された冷媒圧縮機１００について、以下その動作を説明する。
商用電源から供給される電力は電動部１０６に供給され、電動部１０６の回転子１０５が回転する。回転子１０５はクランクシャフト１０８を回転させ、偏心部１１０の偏心運動が連結部のコンロッド１１８からピストンピン１１７を介してピストン１１５を駆動する。これによりピストン１１５はボア１１３内を往復運動する。サクションチューブ１２１を通して容器１０１内に導かれた冷媒ガス１０２はサクションマフラー１２２から吸入され、圧縮室１１６内で連続して圧縮される。
オイル１０３はクランクシャフト１０８の回転に伴い、給油ポンプ１１１から各摺動部に給油され、摺動部を潤滑するとともに、ピストン１４とボア１２との間ではシールとして機能する。
ピストン１１５がボア１１３内を往復運動して冷媒ガス１０２を圧縮する際、圧縮された冷媒ガス１０２の一部はピストン１１５とボア１１３との隙間を経て容器１０１内に漏出し、体積効率を下げる。しかしながら、本実施の形態においてはピストン１１５とボア１１３との隙間に漏出したガスはくぼみ１２３に達する。すると、くぼみ１２３においてピストン１１５とボア１１３の隙間の体積が増加することからラビリンスシールと同様の作用が生じ、漏出した冷媒ガスの流速は急速に低下する。この結果、冷媒ガス１０２の漏れ量が減少する。その結果、冷媒圧縮機１００の体積効率が向上するため、冷媒圧縮機１００の圧縮効率は向上する。
次に、図５を用いて微細くぼみ有り無しでの焼付き面圧を測定した結果について説明する。測定は、ＣＨ２ＦＣＦ３冷媒の雰囲気圧力０．４ＭＰａのもと、ＩＳＯ粘度グレードがＶＧ８からＶＧ１０のエステルオイルを使用し、摺動速度を１．０ｍ／ｓにおいて行われる。
図５より明らかに、くぼみ１２３を設けたピストン１１５はくぼみ１２３が無いものに比べ、焼きつき面圧の大幅な改善がされている。摺動部表面にくぼみ１２３をほぼ均一に形成することにより、供給されたオイル１０３がくぼみ１２３に保持される。摺動部材どうしの隙間が摺動方向に対して狭くなったとき、くぼみ１２３内のオイル１０３の粘性と摺動部の相対運動とにより、狭くなった隙間にオイル１０３が引き込まれる。これにより、負荷を支える圧力がオイル１０３に生じくさび形油膜が形成される。このくさび形油膜が、摺動部間に発生する金属接触を防止する。このことから焼付き荷重が上昇すると考えられる。
次にくぼみ１２３の形状と大きさをパラメーターに摩擦係数を測定した結果を図６に示す。測定は、ＣＨ２ＦＣＦ３冷媒の雰囲気圧力０．４ＭＰａのもと、ＶＧ８からＶＧ１０のエステルオイルを使用し、摺動速度を１．０ｍ／ｓ、面圧：０．５ＭＰａにおいて行われる。
この結果から、球面形状のくぼみ１２３を設けたピストン１１５は、角状の微細くぼみを設けたものに比べ、摩擦係数が低下していることがわかる。これは、くぼみ１２３の形状を球面とすることにより、投影面積の同じ多角錐に比べて体積が増加することにより、形成されるくさび形油膜の油圧が増加することによると考えられる。つまり、図３に示すように、くぼみの形状が球面であれば、摺動部が摺動する際に生じる油膜を発生させるオイルの流れがくぼみの中でうず流を形成し易くなり、その結果油圧が発生することで金属接触が防止される。
また、形状が球面であることから、摺動方向に関わらず、摺動にともなう摺動部間の隙間の変化量が一定となり、摺動部全体に均一な油膜が形成される。そして、ピストン１１５とボア１１３との隙間の偏りが小さくなり、ピストン１１５の側面から冷媒ガス１０２の漏れる量が少なくなるためと考えられる。
さらに、くぼみ１２３の大きさが直径２０〜３０μｍ、深さ１〜５μｍの場合に摩擦係数が最小の値になる。この大きさを中心にくぼみ１２３の大きさが直径２０μｍ〜５０μｍ、深さ１μｍ〜１０μｍの範囲でリン酸マンガン処理した場合より低い値となっており、潤滑摺動条件が改善される。
オイル１０３への冷媒１０２の溶け込み量は雰囲気圧力が低いほど少なくなる。くぼみの大きさが直径５０μｍ、深さ１０μｍ以上とした場合に比較して、体積が小さくなる直径２０μｍ〜５０μｍ、深さを１〜１０μｍのくぼみにおいては、雰囲気圧力の低下が少ない。このため、圧縮された冷媒ガス１０２の圧力が高圧のまま保たれ、オイル１０３中に溶け込み可能な冷媒量の低下が抑えられる。これによりオイル１０３中の冷媒の発泡現象が少なくなり、発泡により摺動部に形成された油膜の破断により生じる金属接触の発生が防止される。このようにして、摩擦係数の上昇が防止されると考えられる。
図７に示す摩耗体積からも同様のことが言える。なお、測定は、ＣＨ２ＦＣＦ３冷媒の雰囲気圧力０．４ＭＰａのもと、ＶＧ８からＶＧ１０のエステルオイルを使用し、摺動速度を１．０ｍ／ｓ、面圧：０．５ＭＰａにおいて行われる。図７は、摺動部表面積に対するくぼみ１２３以外の平面部分の占める割合と摩耗体積との関係を示している。すなわち平面比が小さいほどくぼみ１２３の占める割合が大きい。
この結果からは、くぼみ１２３を摺動部表面に設けることにより、リン酸マンガン処理した場合より摩耗量が少なくなることが判る。平面比が５２％では摩耗量が０ｍｍ３となる。しかし、摺動部表面積に対するくぼみ１２３の占める割合を多くすることにより摩耗量が増加する。さらに詳細な検討の結果、平面比が２０％以上、６０％以下、すなわち動部表面積に対する微細くぼみの占める面積割合が、４０％以上８０％以下の場合に、図中点線で示した実使用上問題のない摩耗量である０．０５ｍｍ３以下となる。
このような範囲においては、くぼみ１２３により滑り方向へのくさび膜が形成される傾斜表面部と、摺動面に対して平行となる平面部とが摺動部に設けられると考えられる。これにより、テーパーランド軸受と同様の形状、効果が得られ、発生する油圧により支えられる限界荷重が上昇し、金属接触が低下すると考えられる。
なお、摺動部材に鉄系材料を用いる場合、摺動部表面にくぼみ１２３を形成する手法として、表面に銅球、セラミックス球等の物質を一定速度以上で衝突させる。この方法によると、摺動部の表面層の組織がマルテンサイト化し、摺動部材の表面強度が上昇し、摩耗の進行速度が低下する。またくぼみ１２３を形成することにより摺動部間の面積が低減され、金属接触が低減される。
以上、本実施の形態においては、ピストン１１５の摺動面にほぼ均一にくぼみ１２３を設ける。また、ボア１１３にくぼみ１２３を設けたり、ピストン１１５とボア１１３との双方に施しても、同様の作用効果が得られる。
次に、主軸部１０９と軸受部１１４とにより形成される摺動部について説明する。図８は図１における主軸部１０９と軸受部１１４とにより形成される摺動部の拡大図である。
クランクシャフト１０８の主軸部１０９には、その摺動面１２５に複数のくぼみ１２３がほぼ均一に形成されている。
以上のように構成された冷媒圧縮機１００について、以下その動作を説明する。
摺動面１２５にくぼみ１２３をほぼ均一に形成したクランクシャフト１０８の主軸部１０９が軸受部１１４内を回転運動する。これにより、給油ポンプ１１１から冷媒を含んだオイル１０３が軸受部１１４とクランクシャフト１０８との間の摺動部に供給される。一方、軸受部１１４内をクランクシャフト１０８が一回転する間に主軸部１０９と軸受部１１４との隙間がくぼみ１２３の深さに対応して変化する。その際、主軸部１０９と軸受部１１４との隙間に、オイル１０３が引き込まれ、くさび形油膜が形成される。
また、くぼみ１２３が微細であることから冷媒が溶け込んだオイル１０３がくぼみ１２３内に供給されてもくぼみ１２３での体積変化が小さく雰囲気圧力の低下が少ない。このため、圧縮された冷媒ガス１０２の圧力が高圧のまま保たれ、オイル１０３中に溶け込み可能な冷媒量の低下が抑えられる。これによりオイル１０３中の冷媒の発泡現象が少なくなり、発泡により摺動部に形成された油膜の破断により生じる金属接触の発生が防止され、摩擦係数の上昇が防止される。
さらに、オイル１０３がくぼみ１２３に溜められ、摺動部への給油が行われない冷媒圧縮機１００運転開始時においても軸受部１１４と主軸部１０９との間に常にオイル１０３が存在する。このため焼付き荷重が上昇して異常摩耗が防止される。
以上、本実施の形態においては、クランクシャフト１０８の主軸部１０９の摺動面１２５にくぼみ１２３をほぼ均一に設ける。くぼみ１２３を形成することにより摺動部間の面積が低減され、金属接触が低減される。また、軸受部１１４にくぼみ１２３を設けても、主軸部１０９と軸受部１１４との双方に設けても、同様の作用効果が得られる。
次に、コンロッド１１８とピストンピン１１７とにより形成される摺動部について説明する。図９は図１におけるピストン周辺の拡大図である。図１０は図９におけるピストンピン１１７とコンロッド１１８とにより形成される摺動部の拡大図である。
ピストンピン１１７は、摺動面１２７にくぼみ１２３をほぼ均一に形成されている。くぼみ１２３を形成することにより摺動部間の面積が低減され、金属接触が低減される。
以上のように構成された冷媒圧縮機１００について、以下その動作を説明する。クランクシャフト１０８が回転することにより連結部であるコンロッド１１８によって連結されているピストンピン１１７を介してボア１１３に遊嵌されたピストン１１５が往復運動する。この際、コンロッド１１８とピストンピン１１７とは、揺動運動を行ない、ピストン１１５が上死点または下死点に達したときに速度が０ｍ／ｓとなり、油膜が形成できない状態になる。この時にも、ピストンピン１１７の摺動面１２７におけるくぼみ１２３にオイル１０３が保持されている。このため、摺動部分に常にオイル１０３が存在し、焼付き荷重が上昇して異常摩耗が防止される。
以上、本実施の形態においては、ピストンピン１１７の摺動面１２７にくぼみ１２３をほぼ均一に設ける。また、コンロッド１１８にくぼみ１２３を設けても、ピストンピン１１７とコンロッド１１８との双方に設けても、同様の作用効果が得られる。
次に、スラスト軸受部１３５に形成される摺動部について説明する。図１１は図１におけるスラスト軸受部１３５周辺の拡大図である。図１２は図１１におけるスラスト部１３０とスラストワッシャ１３４とが接する部分の拡大図である。
スラスト部１３０は摺動面１３０Ａにくぼみ１２３をほぼ均一に形成されている。
以上のように構成された冷媒圧縮機１００について、以下その動作を説明する。
クランクシャフト１０８には、回転子１０５が圧入固定されている。また、回転子１０５にはフランジ面１３２が形成され、軸受部１１４の上端面はスラスト部１３０になっている。フランジ面１３２と軸受部１１４のスラスト部１３０との間にはスラストワッシャ１３４が挿入されている。フランジ面１３２とスラスト部１３０とスラストワッシャ１３４とがスラスト軸受部１３５を構成し、クランクシャフト１０８、回転子１０５等の垂直荷重を支えている。従って、冷媒圧縮機１００が運転を停止しているときも、スラスト軸受部１３５には垂直荷重が負荷されている。
ここで、スラスト部１３０の摺動面１３０Ａにくぼみ１２３を形成することにより、摺動部への給油が行われない冷媒圧縮機１００運転開始時においても摺動部表面のくぼみ１２３にオイル１０３が保持される。このため、スラスト部１３０とスラストワッシャ１３４の間に金属接触が発生する場合でも、摺動部の摩擦係数が低くなり、摺動損失が低下する。さらに、くぼみ１２３にオイル１０３が保持され、摺動部分に常にオイル１０３が存在することにより焼付き荷重が上昇して異常摩耗が防止される。また、くぼみ１２３を形成することにより摺動部間の面積が低減され、金属接触が低減される。
以上、本実施の形態においては、スラスト軸受部１３５をフランジ面１３２、スラスト部１３０、スラストワッシャ１３４にて構成し、くぼみ１２３を摺動面１３０Ａに形成している。なお、クランクシャフト１０８の主軸部１０９と偏心部１１０との間にもスラスト部１３７となるフランジ面１３６がある。フランジ面１３６とそれに対向する軸受部１１４のスラスト部１３９とでスラスト軸受を構成してもよい。その場合、スラスト部１３７にくぼみ１２３を設ける。このようにしてする場合においても、同様の作用効果が得られる。
なお本実施の形態においては軸受部１１４のスラスト部１３０の摺動面１３０Ａにくぼみ１２３をほぼ均一に設ける。また、スラストワッシャ１３４にくぼみ１２３を設けても、スラストワッシャ１３４とスラスト部１３０との双方に設けても、同様の作用効果が得られる。また、スラストワッシャ１３４が回転子１０５のフランジ面に接する面に微小くぼみ１２３を設けてもよい。回転子１０５のフランジ面に微小くぼみ１２３を設けてもよい。さらにクランクシャフト１０８のスラスト部１３７にくぼみ１２３を設けても、クランクシャフト１０８のスラスト部１３７と軸受部１１４のスラスト部１３９との双方に設けても、同様の作用効果が得られる。
次に、オイル１０３に冷媒１０２が溶け込み易い組合せの場合について、くぼみ１２３の大きさとオイルの粘度との関係について説明する。図１３は、微細くぼみをほぼ均一に形成した摺動面とリン酸マンガン層との摩擦係数の特性図である。図１４は、摺動面に微細くぼみをほぼ均一に形成した場合とリン酸マンガン層を施した場合でのコンプレッサーにおける冷凍能力の特性図である。図１５は、摺動面に微細くぼみをほぼ均一に形成した場合とリン酸マンガン層をほどこした場合でのコンプレッサーにおける効率の特性図である。
なお図１において、容器１０１内はイソブタンからなる冷媒ガス１０２が充填されているとともに、底部には鉱油からなりＶＧ１０未満ＶＧ５以上の粘度のオイル１０３を貯留している。これ以外の構成は上述と同様である。
ここで主軸部１０９と軸受部１１４、ピストン１１５とボア１１３、ピストンピン１１７とコンロッド１１８、偏心部１１０とコンロッド１１８の各摺動部材間に形成された各摺動部における動作について説明する。以下、ピストン１１５を例に説明する。
上記各摺動部間においてはオイル１０３の粘度がＶＧ１０未満ＶＧ５以上と低いため、摺動部品同士が固体接触を起こしやすい。さらに、冷媒がイソブタンであることから、鉱油からなるオイル１０３に溶け込みやすく、オイル１０３の粘度が低下することで、さらに固体接触を起こしやすくなる。
しかしながら、図３に示すように、摺動部が摺動する際に生じる油膜を発生させるオイルの流れが球面状のくぼみ１２３の中でうず流を形成し易くなり、その結果油圧が発生することで固体接触が防止され、耐摩耗性が向上する。また、くぼみ１２３を形成することにより摺動部間の面積が低減され、金属接触が低減される。
加えて、鋼球やセラミック球等の硬度の硬い球をある速度以上で衝突させる方法でくぼみ１２３を形成していることから、加工硬化等により表面の硬度が上昇している。このため固体接触が生じる場合にも、異常摩耗が防がれ、耐摩耗性が向上する。特に摺動部がピストン１１５とボア１１３、ピストンピン１１７とコンロッド１１８で構成されている場合、１圧縮工程当たり２回、相互摺動速度が０ｍ／ｓとなる。このため、油圧がゼロとなり、固体接触が生じやすいので、本技術が極めて有効である。
ここで、図１３を用いて本実施の形態による摺動面に微細くぼみ３２３をほぼ均一に形成した場合とリン酸マンガン層をほどこした場合とにおけるオイル粘度を変えた際の摩擦係数について説明する。
測定は、ＣＨ２ＦＣＦ３冷媒の雰囲気圧力０．４ＭＰａのもと、ＶＧ４からＶＧ２２のエステルオイル、ＶＧ１相当のエタノールを使用して行う。まず、
１）直径が２μｍ〜１５μｍで深さが０．５μｍ〜１μｍの大きさのくぼみ１２３
２）直径が４０μｍ〜５０μｍで深さが７μｍ〜１０μｍの大きさのくぼみ１２３
３）直径が６０μｍ〜７０μｍで深さが１５μｍ〜２０μｍの大きさのくぼみ１２３
を形成した円盤を用意する。このような円盤を、摺動速度を１．０ｍ／ｓで回転させ、リング状に形成された相手材を、面圧０．５ＭＰａで押し付ける。図１３はこのような条件で磨耗試験を行った結果を示している。
この結果から、リン酸マンガン層を形成した場合と、直径が６０μｍ〜７０μｍ、深さが１５μｍ〜２０μｍの大きさのくぼみ１２３をほぼ均一に形成した場合には、オイル粘度をＶＧ１０未満にすると摩擦係数が上昇する。一方、直径が４０μｍ〜５０μｍ、深さが７μｍ〜１０μｍの大きさのくぼみ１２３をほぼ均一に形成した場合と、直径が２μｍ〜１５μｍで深さが０．５μｍ〜１μｍの大きさのくぼみ１２３をほぼ均一に形成した場合には、ＶＧ８までオイル粘度を低下させても摩擦係数が上昇しない。ＶＧ４までオイル粘度を低下させた場合でも、僅かに摩擦係数が上昇するのみである。さらに、リン酸マンガン処理に比べ摩擦係数が低下していることもわかる。
摺動部にほぼ均一に設けたくぼみ１２３の大きさが、直径４０μｍ〜５０μｍ、深さ７μｍ〜１０μｍ、もしくは直径２μｍ〜１５μｍ、深さ０．５μｍ〜１μｍであれば、摺動部間の動圧が均一化されることで隙間が一定となる。さらに詳細な検討により、これらの中間的な大きさのくぼみを設けても同様の効果が得られる。また、くぼみ１２３での体積変動が小さくなり、冷媒１０２を含んだオイル１０３がくぼみ１２３に供給される際に発生する隙間部での圧力低下が少ない。これにより、オイル１０３中での発泡現象が抑えられ油膜の破断が防止され、形成される油膜の油圧が増加する。このようにして固体接触部にかかる荷重が低減されることにより、摩擦係数が低下すると考えられる。
さらに、オイル粘度をパラメータに、往復式冷媒圧縮機の冷凍能力と、冷媒圧縮機の成績係数（ＣＯＰ）の変化を測定した結果を図１４、１５に示す。
試験は、ピストン１１５の摺動部に直径が２μｍ〜５０μｍで深さが０．５μｍ〜１０μｍの大きさのくぼみ１２３を均一に設け、イソブタン冷媒と、ＶＧ５とＶＧ１０の鉱油を用い、凝縮温度／蒸発温度：５４．４℃／−２３．３℃、吸入ガス、膨張弁前温度：３２．２℃の条件にて行う。その時の冷媒圧縮機の冷凍能力と成績係数（ＣＯＰ）を測定する。図１４，１５は、その結果をリン酸マンガン処理と比較して示している。
図１４では、リン酸マンガン処理したピストンを用いた圧縮機においてオイル１０３の粘度をＶＧ１０からＶＧ５に低下させた際、１１Ｗ程度まで大きく冷凍能力が低下している。一方、くぼみ１２３を設けたピストンを用いた圧縮機１００においては、冷凍能力の低下は１Ｗ程度であり、極めて少ない。
ピストン１１５がボア１１３内を往復運動して冷媒ガス１０２を圧縮する際、オイル１０３の粘度が非常に低いため、シール性が低下する。このため、圧縮室１１６で圧縮された冷媒ガス１０２がピストンとボア１１３の隙間から容器１０１内に漏出し冷凍能力が低下し易い。しかし、ピストン１１５に設けたくぼみ１２３により、くさび形油膜が形成される。このようにしてピストン１１５とボア１１３の隙間から漏出する冷媒ガスの量が低減されると推定される。
すなわち、ピストン１１５とボア１１３との隙間に漏出した冷媒ガス１０２がくぼみ１２３に達すると、くぼみ１２３においてピストン１１５とボア１１３との隙間の体積が増加する。このため、ラビリンスシールと同様の作用が生じ、漏出した冷媒ガス１０２の流速は急速に低下することで冷媒ガス１０２の漏れ量が減少する。その結果冷媒圧縮機の冷凍能力の低下が極めて小さく抑えられると考えられる。
同様に図１５においては、リン酸マンガン処理したピストンを用いた圧縮機に較べてくぼみ１２３を設けたピストン１１５を用いた圧縮機１００の方が圧縮機の効率を示す成績係数（ＣＯＰ）が上昇している。これは図１４に示したとおり、冷媒圧縮機の冷凍能力の低下が極めて小さく抑えられ、体積効率が維持されることによる。また、図１３に示したように摺動部における摩擦係数の上昇がリン酸マンガン処理した場合に較べて極めて少ないことから入力が低減されていることにもよる。またＶＧ１０からＶＧ５へのオイル粘度の低下に伴う粘性抵抗の低減が冷媒圧縮機の入力の低減に大きく寄与していると考えられる。
また、イソブタンと鉱油との組合せを例に挙げて説明をしたが、冷媒１０２に同じハイドロカーボン系冷媒であるプロパンを使用する場合においても、また、オイル１０３にアルキルベンゼン、エステル、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコール等を使用する場合においてもオイル１０３中に冷媒１０２が溶け込み更に粘度を低下させる。このため、本構成を適用することにより同様の効果が得られる。
なお上記説明では、摺動部の双方に直径が２μｍ〜５０μｍで深さが０．５μｍ〜１０μｍの大きさのくぼみ１２３をほぼ均一に設ける。くぼみ１２３は摺動部のいずれか一方に施してもよく、同様の作用効果が得られる。
また上記説明では、微小くぼみ１２３をピストン１１５に形成する場合について説明したが、他の摺動部についても同様である。
なお、オイル１０３の粘度はＶＧ１０未満ＶＧ５以上とすることが好ましい。このようにすることで、摺動部表面のくぼみ１２３にオイル１０３が溜まり、摺動面にオイルが保持される。また摺動時に摺動部間の隙間が微小に変化することにより摺動部間に動圧が発生して油膜が保持されやすく、固体接触の頻度が少なくなる。またシール部においてはシール性を向上させ、信頼性と効率とが高まる。
（実施の形態２）
図１６は、本発明の実施の形態２による冷媒圧縮機２００の断面図である。図１７は冷媒圧縮機２００を含む冷凍機の冷凍サイクル図である。図１８は図１６におけるＧ−Ｇ線断面図である。図１９は図１８におけるベーン２１６とローリングピストン（以下、ピストン）２１５とが接する部分の拡大図である。図２０は図１８におけるピストン２１５と偏心部２０７とが接する部分の拡大図である。
密閉容器（以下、容器）１０１には固定子１０４と回転子１０５からなる電動部１０６と、電動部１０６によって駆動されるローリングピストン型の圧縮部２０５がオイル１０３とともに収納されている。電動部１０６は駆動部である。
圧縮部２０５は、シャフト２１０と、シリンダー２１２と、主軸受２１３と副軸受２１４と、ピストン２１５と、板状のベーン２１６とを有する。シャフト２１０は偏心部２０７、主軸部２０８、副軸部２０９を有する。シリンダー２１２は圧縮室２１１を形成する。主軸受２１３と副軸受２１４とは、シリンダー２１２の両端面を封止するとともに各々主軸部２０８と副軸部２０９とを軸支する。ピストン２１５は偏心部２０７に遊嵌され圧縮室２１１内を転動する。ベーン２１６はピストン２１５に挿圧され、圧縮室２１１を高圧側と低圧側とに仕切る。主軸部２０８には回転子１０５が固定されている。
副軸受２１４に固定されたオイルポンプ２１７はオイル１０３に連通している。オイルポンプ２１７は、偏心部２０７とピストン２１５、主軸部２０８と主軸受２１３、副軸部２０９と副軸受２１４が各々形成する摺動部へオイル１０３を供給する。摺動部を形成する各部は圧縮部２０５の駆動により摺動し合う接触部である。
図１９、２０に示すように、ピストン２１５の摺動面２１８、偏心部２０７の摺動面２１９には、微細くぼみ（以下、くぼみ）１２３がほぼ均一に形成されている。また図示していないが、主軸部２０８、副軸部２０９の摺動面にもくぼみ１２３がほぼ均一に形成されている。実施の形態１と同様に、くぼみ１２３の形状は球面であり、さらに大きさが直径２０μｍ〜５０μｍ、深さが１μｍ〜１０μｍであることがより好ましい。さらに各摺動面の表面積に対するくぼみ１２３の占める面積の割合は４０〜８０％であることがより好ましい。さらに鉄系材料においては摺動部表面の組織をマルテンサイト化することがより好ましい。
以上のように構成された冷媒圧縮機２００について、以下その動作を説明する。
回転子１０５の回転に伴ってシャフト２１０は回転し、偏心部２０７に遊嵌されたピストン２１５が圧縮室２１１内を転動する。これにより、ベーン２１６に仕切られた圧縮室２１１の高圧側と低圧側との部屋の容積は連続的に変化し、これに伴って冷媒ガスは連続して圧縮される。さらに圧縮された冷媒ガスは容器１０１内に吐出され、吐出経路２２０を介して熱交換器７０へ送られ、外部へ放熱し、膨張弁８０を介して熱交換器６０へ戻り、外部から吸熱する。このようにして冷凍機が構成されている。
上述のように、容器１０１内が高圧雰囲気となる。また、容器１０１内が高圧であることからベーン２１６に容器１０１内の雰囲気圧力は、背圧として働きピストン２１５の外周表面にベーン２１６の先端を押しつける。ピストン２１５の外周表面にベーン２１６の先端が接触する部分では、円弧と円弧の接触となり線接触の形態であることから金属接触が頻繁に生じる。
ここで、ピストン２１５の外周表面にはくぼみ１２３がほぼ均一に形成されている。そのため、摺動部間の面積が低減され、金属接触が低減される。また、くぼみ１２３にオイル１０３が保持され、摺動部分に常にオイル１０３が存在することにより焼付き荷重が上昇して異常摩耗が防止される。なお、ピストン２１５の外周表面にくぼみ１２３を設けているが、ベーン２１６にくぼみ１２３を設けてもよい。またピストン２１５の外周表面とベーン２１６の双方に設けても、同等の効果を有する。
また、シャフト２１０の回転に伴ってオイルポンプ２１７はオイル１０３を連続的に各摺動部へ給油する。ここで、偏心部２０７の摺動面２１９や主軸部２０８、副軸部２０９の摺動面にはくぼみ１２３がほぼ均一に形成されている。これにより、偏心部２０７とピストン２１５、主軸部２０８と主軸受２１３、副軸部２０９と副軸受２１４が各々形成する摺動部の隙間に、オイルが引き込まれ、くさび形油膜が形成される。
ローリングピストン型の冷媒圧縮機２００では、ピストン２１５が偏心部２０７に回転自在に遊嵌されている。そして、ピストン２１５と偏心部２０７との間の相対速度は主軸部２０８−主軸受２１３間、副軸部２０９−副軸受２１４間の相対速度に比較して小さい。このため、数式（１）により求められるジャーナル軸受の特性を示すゾンマーフェルト数Ｓが小さくなる。これは、摺動潤滑上不利な条件である。
Ｓ＝μ×Ｎ／Ｐ×（Ｒ／Ｃ）２．．．（１）
数式（１）のように、ゾンマーフェルト数Ｓは、軸受半径Ｒと半径すきまＣと速度Ｎとオイル粘度μと面圧Ｐから求められる。
しかしながらピストン２１５と偏心部２０７との隙間がくぼみ１２３の深さに対応して変化する。このため、摺動速度が遅くても、ピストン２１５と偏心部２０７との隙間にオイルが引き込まれて、くさび形油膜が形成される。
さらにローリングピストン型の冷媒圧縮機では、容器１０１内が凝縮圧力となるため、内圧が高く、オイル１０３の冷媒が溶け込みやすい。これにより、オイルの粘度は低下するので、上述したゾンマーフェルト数Ｓが小さくなり、摺動潤滑上不利な条件である。
しかしながら、くぼみ１２３が微細であることから冷媒が溶け込んだオイル１０３がくぼみ１２３内に供給されてもくぼみ１２３での体積変化が小さく雰囲気圧力の低下が少ない。すなわち、圧縮された冷媒ガスの圧力が高圧のまま保たれる。このため、オイル中に溶け込み可能な冷媒量の低下が抑えられ、オイル中の冷媒の発泡現象が少なくなる。そして、発泡により摺動部に形成される油膜の破断により生じる金属接触の発生が防止され、摩擦係数の上昇が防止される。
なお、偏心部２０７、主軸部２０８、副軸部２０９の摺動面に、ほぼ均一にくぼみ１２３を設けている。また、ピストン２１５の内周表面、主軸受２１３、副軸受２１４ならびに、偏心部２０７とピストン２１５の内周表面の双方、主軸部２０８と主軸受２１３の双方、副軸部２０９副軸受２１４の双方にくぼみ１２３を設けても同様の作用効果が得られる。
次に、オイル１０３に冷媒が溶け込み易い組合せの場合について、くぼみ１２３の大きさについて説明する。
ここでは図１６において、容器１０１に封入されているオイル１０３は鉱油からなり粘度ＶＧ１０未満ＶＧ５以上で、冷媒ガス（図示せず）はイソブタンからなるとする。
既述のように偏心部２０７とピストン２１５、主軸部２０８と主軸受２１３、副軸部２０９と副軸受２１４とは、相互に摺動部を形成している。ここで、各摺動部の母材である鉄系材料の表面にほぼ均一に形成されているくぼみ１２３の大きさは、直径が２μｍ〜５０μｍで深さが０．５μｍ〜１０μｍである。また、くぼみ１２３は、偏心部２０７の摺動面２１９に鋼球やセラミック球等の硬度の硬い球をある速度以上で衝突させる方法で形成されている。これにより摺動面２１９は加工硬化等により表面硬度が上昇している。このため耐摩耗性が向上し、固体接触が生じても異常摩耗が防止される。またくぼみ１２３をこのような大きさにすることで、実施の形態１と同様に、冷媒がオイル１０３に溶け込みやすい場合でも固体接触の発生が減少し、摩擦係数の上昇が防止される。
また、上記説明ではイソブタンと鉱油との組合せを例に挙げて説明をしたが、冷媒に同じハイドロカーボン系冷媒であるプロパンを使用する場合にも、また、オイル１０３にアルキルベンゼン、エステル、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコール等を使用する場合にも、オイル１０３中に冷媒が溶け込み更に粘度を低下させる。この場合も本構成を適用することにより同様の効果が得られる。
（実施の形態３）
本実施の形態による冷媒圧縮機の基本的な構成は図１を用いて説明した実施の形態１と同様である。実施の形態１との違いは、主軸部１０９と軸受部１１４、ピストン１１５とボア１１３、ピストンピン１１７とコンロッド１１８、偏心部１１０とコンロッド１１８がそれぞれ相互に形成している摺動部である。摺動部を形成する各部は圧縮部１０７の駆動により接触し合う接触部である。
図２１Ａ，Ｂはピストン１１５とボア１１３とにより形成される摺動部の拡大図である。図２１Ａにおいて、ピストン１１５の母材である鉄系材料の表面部分である摺動面３２４には二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）を固着させた混合層３２３が形成されている。ＭｏＳ２の純度を９８％以上とし、図２１Ｂのように摺動面３２４に微細くぼみ（以下、くぼみ）１２３をほぼ均一に形成することがより好ましい。さらにくぼみ１２３は表面形状が球形で、かつ直径が２μｍ〜２０μｍで、深さが０．２μｍ〜１．０μｍであることが好ましい。
図２１ＡのようにＭｏＳ２を摺動面３２４に形成する方法の例を説明する。イミド基等の熱硬化性樹脂をバインダーとして用い、ジメチルアセトアミド等の溶剤に上記バインダー溶け込ませた溶液にＭｏＳ２の粒子をいれる。このような溶液を摺動面３２４に塗布した後、数百度で焼き付ける。
次に図２１ＢのようにＭｏＳ２を固着させた混合層３２３を表面に形成する方法を説明する。ＭｏＳ２の粒をある速度以上で摺動部品の母材である鉄系あるいはアルミニウム系等の金属の摺動面に衝突させる。このようにすると、衝突の際に生じる熱エネルギーによりＭｏＳ２の一部が母材に溶け込み金属結合する。これにより混合層３２３が固着すると共に、衝突の際の衝撃力によりくぼみ１２３が形成される。
以上のように構成された冷媒圧縮機１００について、以下その動作を図１、図２１Ａ，Ｂを参照しながら説明する。
商用電源から供給される電力は駆動部である電動部１０６に供給され、電動部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、偏心部１１０の偏心運動が連結部のコンロッド１１８からピストンピン１１７を介してピストン１１５を駆動する。これによりピストン１１５はボア１１３内を往復運動し、サクションチューブ１２１を通して容器１０１内に導かれた冷媒ガス１０２はサクションマフラー１２２から吸入され、圧縮室１１６内で圧縮される。
この際、ピストン１１５が上死点、下死点に達したときに速度が０ｍ／ｓとなり金属接触が生じることが多い。しかしながら、ピストン１１５の表面層にＭｏＳ２を固着させた混合層３２３を形成することからＭｏＳ２の持つ自己潤滑作用により摩擦係数が低下して摺動損失が低下する。
さらに図２１Ｂの構成では、ピストン１１５の摺動面３２４の混合層３２３にほぼ均一にくぼみ１２３を設けている。これにより実施の形態１と同様の効果が得られる。すなわち、くぼみ１２３を形成することにより摺動部間の面積が低減され、金属接触が低減される。また、ピストン１１５とボア１１３の隙間の漏出ガスがピストン１１５の表面にほぼ均一に形成したくぼみ１２３に達すると、くぼみ１２３においてピストン１１５とボア１１３の隙間の体積が増加する。このためラビリンスシールと同様の作用が生じ、漏出した冷媒ガスの流速は急速に低下する。この結果、冷媒ガスの漏れ量が減少する。その結果、冷媒圧縮機の体積効率が向上するため、冷媒圧縮機の圧縮効率は向上する。
図２２は、本実施の形態における摺動時のオイルの流れを示した図である。くぼみ１２３の形状が球面であれば、摺動部が摺動する際に生じる油膜を発生させるオイル１０３の流れがくぼみの中でうず流を形成し易くなる。その結果油圧が発生することで金属接触を防止し、耐摩耗性が向上する。また、形状が球面であることから、摺動方向に関わらず、摺動にともなう摺動部間の隙間の変化量が一定となり、摺動部全体に均一な油膜が形成される。これによりピストン１１５とボア１１３との隙間の偏りが小さくなり、ピストン１１５の側面から冷媒ガスの漏れる量が少なくなる。
次に、図２３に示す摩擦係数の特性図を用いて鉄系材料にＭｏＳ２を固着させた混合層３２３の有り無しならびにくぼみ１２３有り無しでの摩擦係数を測定した結果について説明する。この測定は、ＣＨ２ＦＣＦ３冷媒の雰囲気圧力０．４ＭＰａのもと、ＶＧ８からＶＧ１０のエステルオイルを使用し、摺動速度を１．０ｍ／ｓ、面圧：０．５ＭＰａにおいて行われる。
この結果から、鉄系材料にＭｏＳ２を固着させた混合層３２３はリン酸マンガン処理に比べ摩擦係数が低下していることがわかる。混合層３２３を形成しているＭｏＳ２の組織は稠密六方晶で、分子の大きさは、約６×１０−４μｍと小さい。このことから、鉄系材料、アルミニウム等の相手材に接触した場合、低い摩擦係数でへき開すると考えられる。これにより、金属接触が生じている摺動部の摩擦係数が低下すると考えられる。また、バインダーとして用いられるポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ）等の不純物の摩擦係数は、ＭｏＳ２に比較して高いので、ＭｏＳ２の純度を９８％以上にすることが望ましい。
さらに鉄系材料にＭｏＳ２を固着させた混合層３２３に球形でかつ直径を２μｍ〜２０μｍ、深さを０．２μｍ〜１．０μｍの大きさのくぼみ１２３を設けることにより摩擦係数は低下する。これはくぼみ１２３により、形成されるくさび形油膜の油圧が増加することで、金属接触部にかかる荷重が低減され摩擦係数が低下したことによると考えられる。
次に、鉄系材料にＭｏＳ２を固着させた混合層３２３に球形でかつ直径を２μｍ〜２０μｍ、深さを０．２μｍ〜１．０μｍの大きさのくぼみ１２３を設けた場合の摩耗量を測定した結果を説明する。図２４は、混合層３２３の表面にくぼみ１２３をほぼ均一に形成した場合と混合層３２３無しでリン酸マンガン処理した場合との摩耗量の特性図である。試験は、ＣＨ２ＦＣＦ３冷媒の雰囲気圧力０．４ＭＰａのもと、ＶＧ８からＶＧ１０のエステルオイルを使用し、摺動速度を１．０ｍ／ｓ、面圧：０．５ＭＰａの条件で２０時間行われる。
この結果から、混合層３２３にくぼみ１２３を設けることにより、リン酸マンガン処理の場合より摩耗量が少なくなることがわかる。これは、くぼみ１２３を形成することにより摺動部間の面積が低減され、金属接触が低減されることによる。また、形成されるくさび形油膜の油圧がくぼみ１２３により増加することで、金属接触部にかかる荷重が低減されることによると考えられる。さらに、ＭｏＳ２の粒をある速度以上で鉄系材料の表面に衝突させる方法でＭｏＳ２を固着させた混合層３２３ならびにくぼみ１２３を同時に形成している。このことから、ＭｏＳ２が母材内部に入り込みＭｏＳ２の一部が硬度の高い金属間化合物を形成することによりさらに耐摩耗性が向上している。
本実施の形態においてはピストン１１５の摺動面３２４にＭｏＳ２を固着させた混合層３２３を設けている。またさらに混合層３２３表面に直径を２μｍ〜２０μｍ、深さを０．２μｍ〜１．０μｍの大きさのくぼみ１２３をほぼ均一に設けている。またボア１１３にこのような混合層３２３を設けてもよい。ピストン１１５とボア１１３との双方に設けても、同様の作用効果が得られる。
次に、主軸部１０９と軸受部１１４とにより形成される摺動部について説明する。図２５Ａ，Ｂは主軸部１０９と軸受部１１４とにより形成される摺動部の拡大図である。
クランクシャフト１０８の主軸部１０９の母材である鉄系材料の表面にＭｏＳ２を含有させることにより金属材料中にＭｏＳ２を固着させた混合層３２３を形成している。混合層３２３のより好ましい形態は、前述と同様である。図２５Ｂは混合層３２３の表面である摺動面３２８にくぼみ１２３を形成した場合を示している。
混合層３２３を形成することにより、摺動部への給油が行われない冷媒圧縮機運転開始時において軸受け部１１４とクランクシャフト１０８の間に金属接触が発生しても摺動部の摩擦係数が低くなり、摺動損失が低下する。
さらに混合層３２３にくぼみ１２３をほぼ均一に形成することにより、実施の形態１と同様の効果を奏する。
本実施の形態においては主軸部１０９の摺動面３２８にＭｏＳ２を固着させた混合層３２３を設けている。そしてさらに混合層３２３表面に直径を２μｍ〜２０μｍ、深さを０．２μｍ〜１．０μｍの大きさのくぼみ１２３をほぼ均一に設けている。また軸受部１１４にこのような混合層３２３を設けてもよい。主軸部１０９と軸受部１１４との双方に設けても、同様の作用効果が得られる。
次に、コンロッド１１８とピストンピン１１７とにより形成される摺動部について説明する。図２６Ａ，Ｂはピストンピン１１７とコンロッド１１８とにより形成される摺動部の拡大図である。
ピストンピン１１７の摺動面３３１にはＭｏＳ２を固着させた混合層３２３が形成されている。混合層３２３のより好ましい形態は上述と同様である。図２６Ｂは混合層３２３の表面にくぼみ１２３をほぼ均一に形成した状態を示している。
コンロッド１１８とピストンピン１１７とは、ピストン１１５が上死点、下死点に達したときに速度が０ｍ／ｓとなり、油膜が形成できず金属接触が発生する。このような場合でも、混合層３２３を形成することにより、摺動部の摩擦係数が低くなり、摺動損失が低下する。
さらに混合層３２３にくぼみ１２３をほぼ均一に形成することにより、実施の形態１と同様の効果を奏する。
本実施の形態においてはピストンピン１１７の摺動面３３１にＭｏＳ２を固着させた混合層３２３を設けている。そしてさらに混合層３２３表面に直径を２μｍ〜２０μｍ、深さを０．２μｍ〜１．０μｍの大きさのくぼみ１２３をほぼ均一に設けている。またコンロッド１１８にこのような混合層３２３を設けてもよい。ピストンピン１１７とコンロッド１１８との双方に設けても、同様の作用効果が得られる。
次に、スラスト軸受部１３５に形成される摺動部について説明する。図２７Ａ，Ｂはスラスト部１３０とスラストワッシャ１３４とが接する部分の拡大図である。
スラスト部１３０の摺動面３３５にはＭｏＳ２を固着させた混合層３２３が形成されている。混合層３２３のより好ましい形態は上述と同様である。図２７Ｂは混合層３２３の表面にくぼみ１２３をほぼ均一に形成した状態を示している。くぼみ１２３のより好ましい形態も上述と同様である。
冷媒圧縮機が運転を停止しているときも、スラスト軸受部１３５には垂直荷重が負荷されている。このように垂直荷重が負荷され、さらに、摺動部への給油が行われない冷媒圧縮機運転開始時において、スラスト部１３０とスラストワッシャ１３４との間に金属接触が発生する。このような場合でも、混合層３２３を形成することにより、摺動部の摩擦係数が低くなり、摺動損失が低下する。
さらに混合層３２３にくぼみ１２３をほぼ均一に形成することにより、実施の形態１と同様の効果を奏する。
本実施の形態においては軸受部１１４のスラスト部１３０の摺動面３３５にＭｏＳ２を固着させた混合層３２３を設けている。そしてさらに混合層３２３表面に直径を２μｍ〜２０μｍ、深さを０．２μｍ〜１．０μｍの大きさのくぼみ１２３をほぼ均一に設けている。またスラストワッシャ１３４にこのような混合層３２３を設けてもよい。スラスト部１３０とスラストワッシャ１３４との双方に設けても、同様の作用効果が得られる。
以上、本実施の形態においては、スラスト軸受部１３５をフランジ面１３２、スラスト部１３０、スラストワッシャ１３４にて構成し、混合層３２３を摺動面３３５に形成している。なお、クランクシャフト１０８の主軸部１０９と偏心部１１０との間にもフランジ面１３６がある。フランジ面１３６とそれに対向する軸受部１１４のスラスト部１３９とでスラスト軸受を構成してもよい。その場合、スラスト部１３７に混合層３２３を設ける。このようにしてスラスト軸受を構成する場合においても、同様の作用効果が得られる。
なお、スラストワッシャ１３４とに混合層３２３を設けても、スラストワッシャ１３４とスラスト部１３０との双方に設けても、同様の作用効果が得られる。また、スラストワッシャ１３４が回転子１０５のフランジ面に接する面に混合層３２３を設けてもよい。回転子１０５のフランジ面に混合層３２３を設けてもよい。クランクシャフト１０８のスラスト部１３７に混合層３２３を設けても、クランクシャフト１０８のスラスト部１３７と軸受部１１４のスラスト部１３９との双方に設けても、同様の作用効果が得られる。
また、冷媒１０２としてハイドロカーボン系冷媒であるイソブタンやプロパンを使用する場合や、オイル１０３として鉱油、アルキルベンゼン、エステル、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコール等を使用する場合においては、オイル１０３中に冷媒１０２が溶け込み更に粘度を低下させる。このため、本構成を適用することにより同様の効果が得られる。これについて以下に述べる。
図２８は、ＭｏＳ２を固着させて形成した混合層３２３に微小くぼみ１２３を形成した場合と、リン酸マンガン層を形成した場合との摩擦係数の特性図である。図２９は、ピストンとボアとに、上記のような混合層３２３を形成した場合とリン酸マンガン層を形成した場合とのコンプレッサーにおける冷凍能力の特性図である。図３０は、上記２種類のコンプレッサーにおける効率の特性図である。
図１において、容器１０１内にはイソブタンからなる冷媒ガス１０２が充填されている。容器１０１は、鉱油からなりＶＧ１０未満ＶＧ１以上の粘度のオイル１０３を底部に貯留し、固定子１０４、回転子１０５からなる電動部１０６とこれによって駆動される往復式の圧縮部１０７を収容している。
主軸部１０９と軸受部１１４、ピストン１１５とボア１１３、ピストンピン１１７とコンロッド１１８、偏心部１１０とコンロッド１１８は相互に摺動部を形成する。各摺動部は圧縮部１０７の駆動により摺動する接触部である。
そして上記摺動部表面には、母材である鉄系材料の表面にＭｏＳ２を固着させた混合層３２３が形成されている。そして更に、表面に直径２μｍ〜５０μｍ、深さを０．５μｍ〜１０μｍの大きさのくぼみ１２３がほぼ均一に形成されている。
上記各摺動部間において、オイル１０３の粘度がＶＧ１０未満ＶＧ１以上と低いため、摺動部品同士が固体接触を起こしやすい。さらには冷媒ガス１０２がイソブタンであることからオイル１０３に溶け込みやすく、オイル１０３の粘度は低下することで、さらに固体接触を起こしやすくなる。特に摺動部がピストン１１５とボア１１３、ピストンピン１１７とコンロッド１１８である場合、１圧縮工程当たり２回、相互摺動速度が０ｍ／ｓとなるため、油圧がゼロとなり、固体接触が生じる。
しかしながら、ピストン１１５の表面層にＭｏＳ２を固着させた混合層３２３が形成されていることから、ＭｏＳ２の持つ固体潤滑作用により異常摩耗が防がれるとともに、摩擦係数が低下して摺動損失が低下する。
加えて図２２に示すように、摺動部が摺動する際に生じる油膜を発生させるオイル１０３の流れがくぼみ１２３の中でうず流を形成し易い。その結果油圧が発生することで固体接触が防止され、耐摩耗性が向上する。
ここで、図２８を用いてオイル１０３の粘度を変えた際の摩擦係数について説明する。この測定は、ＣＨ２ＦＣＦ３冷媒の雰囲気圧力０．４ＭＰａのもと、ＶＧ４からＶＧ２２のエステルオイル、ＶＧ１相当のエタノールを使用し、摺動速度を１．０ｍ／ｓ、面圧：０．５ＭＰａの条件にて行われる。
この結果から、リン酸マンガン処理しただけの場合は、オイル粘度をＶＧ１０未満にすると摩擦係数が上昇することがわかる。一方、くぼみ１２３を設けた混合層３２３を設けた場合は、ＶＧ１までオイル粘度を低下させても摩擦係数は上昇せず、リン酸マンガン処理した場合に比べ摩擦係数が低下していることがわかる。
さらにオイル粘度をパラメータに、往復式冷媒圧縮機の冷凍能力と冷媒圧縮機の成績係数（ＣＯＰ）の変化とを測定した結果を図２９、図３０を用いて説明する。鉄系材料のピストン１１５の摺動面３２４には、ＭｏＳ２を固着させた混合層３２３に直径２μｍ〜５０μｍ、深さを０．５μｍ〜１０μｍの大きさのくぼみ１２３が均一に設けられている。測定は、イソブタン冷媒とＶＧ５とＶＧ１０の鉱油を用い、凝縮温度／蒸発温度：５４．４℃／−２３．３℃、吸入ガス、膨張弁前温度：３２．２℃の条件にて行われる。
図２９において、リン酸マンガン処理をピストンに施した圧縮機では、オイル１０３の粘度をＶＧ１０からＶＧ５に低下させた際、大きく冷凍能力が低下している。一方、混合層３２３をピストンに形成した圧縮機では、冷凍能力の低下が極めて少ないことが分かる。
このことは、実施の形態１と同様のくぼみ１２３による効果と、混合層３２３による効果と推定される。
図３０においては、リン酸マンガン処理をピストンに施した圧縮機に比べて、くぼみ１２３を有する混合層３２３をピストンに設けた圧縮機の効率を示す成績係数（ＣＯＰ）が上昇している。これは図２９に示したとおり、冷媒圧縮機の冷凍能力の低下が極めて小さく抑えられていることにより体積効率が維持されることによる。また、図２８に示したように摺動部における摩擦係数の上昇がリン酸マンガン処理した場合に比べて極めて少ないことから入力が低減されていることにもよる。またＶＧ１０からＶＧ５へのオイル粘度の低下に伴う粘性抵抗の低減が冷媒圧縮機の入力の低減に大きく寄与していると考えられる。
なお、イソブタンと鉱油の組合せを例に挙げて説明をしたが、冷媒ガス１０２に同じハイドロカーボン系冷媒であるプロパンを使用する場合にも、オイル１０３にアルキルベンゼン、エステル、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコール等を使用する場合にもオイル１０３中に冷媒が溶け込み更に粘度を低下させる。このため、本構成を適用することにより同様の効果が得られる。
なお上記説明では、摺動部の双方に混合層３２３を設ける。混合層３２３は摺動部のいずれか一方に施してもよく、同様の作用効果が得られる。
また上記説明では、混合層３２３をピストン１１５に形成する場合について説明したが、他の摺動部についても同様である。
なお、オイル１０３の粘度はＶＧ１０未満ＶＧ１以上とし、摺動部でのオイル１０３の保持性が低下しても、摺動面に形成した混合層３２３中のＭｏＳ２の固体潤滑性により摩擦係数が低下する。このため、摺動損失が低減される。さらに低粘度のオイル１０３を用いることにより、摺動損失が低減される。
（実施の形態４）
本実施の形態による冷媒圧縮機の基本的な構成は図１６を用いて説明した実施の形態２と同様である。実施の形態２との違いは、偏心部２０７とローリングピストン（以下、ピストン）２１５、主軸部２０８と主軸受２１３、副軸部２０９と副軸受２１４がそれぞれ相互に形成している摺動部である。摺動部を形成する各部は圧縮部２０５の駆動により摺動し合う接触部である。
図３１Ａ，Ｂはピストン２１５とベーン２１６とにより形成される摺動部の拡大図である。図３２Ａ，Ｂはピストン２１５と偏心部２０７とにより形成される摺動部の拡大図である。
ピストン２１５の摺動面４１９には、母材の鉄系材料に二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）を固着させた混合層３２３が形成されている。偏心部２０７の摺動面４１９や、主軸部２０８、副軸部２０９の摺動部表面にもＭｏＳ２を含む混合層３２３が形成されている。ＭｏＳ２の純度を９８％以上とし、図３１Ｂ、図３２Ｂのように摺動面に微細くぼみ（以下、くぼみ）１２３をほぼ均一に形成することがより好ましい。さらにくぼみ１２３は表面形状が球形で、かつ直径が２μｍ〜２０μｍで、深さが０．２μｍ〜１．０μｍであることが好ましい。
以上のように構成された冷媒圧縮機２００について、図１６、図３１Ａ，Ｂ、図３２Ａ，Ｂを参照しながら以下その動作を説明する。
駆動部である電動部１０６が通電されると回転子１０３が回転する。これに伴ってシャフト２１０は回転し、偏心部２０７に遊嵌されたピストン２１５が圧縮室２１１内を転動する。これにより、ベーン２１６で仕切られた圧縮室２１１の高圧側と低圧側の部屋の容積は連続的に変化する。これに伴って冷媒ガスは連続して圧縮される。さらに圧縮された冷媒ガスは密閉容器（以下、容器）１０１内に吐出され、容器１０１内が高圧雰囲気となる。また、容器１０１内が高圧であることからベーン２１６に容器１０１内の雰囲気圧力が背圧として働き、ピストン２１５の外周表面にベーン２１６の先端が押しつけられる。ピストン２１５の外周表面とベーン２１６の先端との接触部分においては円弧と円弧の接触となり線接触の形態であることから金属接触が頻繁に生じる。
その際、ピストン２１５の外周表面にＭｏＳ２を含む混合層３２３を形成することにより、摺動部の摩擦係数が低くなり、摺動損失が低下する。なお、本実施の形態において、混合層３２３をピストン２１５の外周表面に設けているが、ベーン２１６に設けてもよい。ピストン２１５の外周表面とベーン２１６の双方に設けても、同等の効果を有する。
また、シャフト２１０の回転に伴ってオイルポンプ２１７はオイル１０３を連続的に各摺動部へ給油する。
偏心部２０７、主軸部２０８、副軸部２０９の摺動部表面の混合層３２３には、くぼみ１２３がほぼ均一に形成されている。これにより、実施の形態２と同様の効果を奏する。
実施の形態２で述べたようにローリングピストン型の冷媒圧縮機では、ピストン２１５が偏心部２０７に回転自在に遊嵌されている。そして、ピストン２１５と偏心部２０７との間の相対速度は主軸部２０８−主軸受２１３間、副軸部２０９−副軸受２１４間の相対速度に比較して小さくなる。これは摺動潤滑上金属接触が発生しやすい不利な条件である。しかしながら偏心部２０７の摺動面４１９には、ＭｏＳ２を固着させた混合層３２３を設けている。金属接触が発生した場合、ＭｏＳ２の組織が稠密六方晶で、分子の大きさが約６×１０−４μｍと小さくことから低い摩擦係数でへき開する。これにより、摺動部の摩擦係数が低くなり、摺動損失が低下する。
さらにローリングピストン型の冷媒圧縮機は容器１０１内が凝縮圧力となるため、内圧が高く、オイル１０３に冷媒が溶け込みやすい。このことによりオイルの粘度が低下する。これも、摺動潤滑上不利な条件である。しかしながら、くぼみ１２３が混合層３２３の表面に設けられていることにより、実施の形態２と同様の効果を奏する。
なお、偏心部２０７、主軸部２０８、副軸部２０９の摺動面に、直径を２μｍ〜２０μｍ、深さを０．２μｍ〜１．０μｍの大きさの微細くぼみ２１９をほぼ均一に設けたＭｏＳ２を固着させた混合層３２３を設けている。また、ピストン２１５の内周表面、主軸受２１３、副軸受２１４に混合層３２３を設けてもよい。偏心部２０７とピストン２１５の内周表面の双方、主軸部２０８と主軸受２１３の双方、副軸部２０９副軸受２１４の双方に混合層３２３を設けても、同様の作用効果が得られる。
また、冷媒としてハイドロカーボン系冷媒であるイソブタンやプロパンを使用する場合や、オイル１０３として鉱油、アルキルベンゼン、エステル、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコール等を使用する場合には、オイル１０３中に冷媒が溶け込み更に粘度が低下する。これにより耐摩耗性が低下することから本構成を適用することにより同様の効果が得られる。これについて以下に述べる。
ここでは図１６において、容器１０１に封入されているオイル１０３は鉱油からなり粘度ＶＧ１０未満ＶＧ５以上で、冷媒ガス（図示せず）はイソブタンからなるとする。
既述のように偏心部２０７とピストン２１５、主軸部２０８と主軸受２１３、副軸部２０９と副軸受２１４は相互に摺動部を形成している。そして各摺動部の表面では、母材である鉄系材料の表面にＭｏＳ２を固着させた混合層３２３が形成されている。この構成により、実施の形態３と同様に、固体接触が発生してもＭｏＳ２が低い摩擦係数でへき開し、摺動部の摩擦係数が低くなり、摺動損失が低下する。さらにその表面には、直径２μｍ〜５０μｍ、深さを０．５μｍ〜１０μｍの大きさのくぼみ１２３がほぼ均一に形成されている。くぼみ１２３をこのような大きさにすることで、実施の形態２と同様に、冷媒がオイル１０３に溶け込みやすい場合でも固体接触の発生が減少し、摩擦係数の上昇が防止される。
また、上記説明ではイソブタンと鉱油との組合せを例に挙げて説明をしたが、冷媒に同じハイドロカーボン系冷媒であるプロパンを使用する場合にも、また、オイル１０３にアルキルベンゼン、エステル、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコール等を使用する場合にも、オイル１０３中に冷媒が溶け込み更に粘度を低下させる。この場合も本構成を適用することにより同様の効果が得られる。
以上、実施の形態１〜４において、一定速度の圧縮機について述べている。なお、インバーター化に伴い冷媒圧縮機の低速化が進む中、特に２０Ｈｚを切るような超低速運転や同様に低速で起動をかけた場合に於いてはさらに異常摩耗の課題が大きい。このような圧縮機に本発明の構成を適用すれば、その効果が顕著になる。
一方、起動時に誘導電動機として働き、その後、電源周波数に同期して運転を行なう誘導同期モータを搭載した冷媒圧縮機においても、起動時同期運転に入り込む際の加速力が強い。そのため、異常摩耗の課題が大きい。このような圧縮機に本発明の構成を適用すれば、その効果が顕著になる。
さらに、摺動部材料を鉄以外にアルミ等の他の材料としても油膜の形成原理から考え、同様の作用効果が得られる。
（実施の形態５）
本実施の形態による冷媒圧縮機の基本的な構成は図１を用いて説明した実施の形態１と同様である。実施の形態１との違いは、バルブプレート１１９に設けられた吸入バルブ装置５２７と、吐出バルブ装置５３４である。
まず吸入バルブ装置について説明する。図３３は本実施の形態における吸入バルブ装置の縦断面図である。図３４は吸入バルブ装置５２７の吸入弁座（以下、弁座）５１７を示す平面図である。図３５は吸入バルブ装置５２７の吸入可動弁（以下、弁）５１９を示す平面図である。
バルブプレート１１９は弁座５１７を有し、弁５１９と共に吸入バルブ装置５２７を構成する。弁座５１７と、弁５１９のシール部５１９Ａとには、相互シール面に微細くぼみ（以下、くぼみ）１２３Ａがほぼ均一に形成されている。弁座５１７と、弁５１９のシール部５１９Ａとは、圧縮部１０７の駆動により接触し合う接触部である。また、弁５１９の腕部５１９Ｂには微細くぼみ（以下、くぼみ）１２３Ｂがほぼ均一に形成されている。くぼみ１２３Ａ、１２３Ｂの形状は球面が好ましく、さらに大きさは直径２μｍ〜２０μｍ、深さを０．２〜１．０μｍとすることが好ましい。さらに相互シール表面積に対するくぼみ１２３Ａ、１２３Ｂの占める面積割合は４０〜８０％が好ましい。
なお、弁座５１７と弁５１９とにくぼみ１２３Ａを形成する方法は実施の形態１でくぼみ１２３を形成する方法と同様である。弁５１９の部材として表面組織がマルテンサイトの板ばね材料を用いる場合についても同様に形成することができる。
以上のように構成された圧縮機について、図１、図３３〜３５を参照しながらその動作を説明する。
商用電源から供給される電力は駆動部である電動部１０６に供給され、電動部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、偏心部１１０の偏心運動が連結部のコンロッド１１８からピストンピン１１７を介してピストン１１５を駆動する。これによりピストン１１５はボア１１３内を往復運動する。サクションチューブ１２１を通して密閉容器（以下、容器）１０１内に導かれた冷媒ガス１０２はサクションマフラー１２２から吸入バルブ装置５２７を介して吸入され、圧縮室１１６内で連続して圧縮される。
吸入バルブ装置５２７から吸入される冷媒ガス１０２はミスト状となったオイル１０３を微量に含んでおり、吸入バルブ装置５２７を構成する弁座５１７と弁５１９との相互シール面にオイル１０３を供給する。供給されたオイル１０３は相互シール面のシールと潤滑との機能を果す。
ここで、くぼみ１２３Ａを形成する際に、弁座５１７と弁５１９との表面層の組織がマルテンサイト化し、表面強度が上昇している。このため、これらの耐磨耗性と耐衝撃性とが向上する。またくぼみ１２３Ａを形成することにより接触部間の面積が低減され、金属接触が低減される。
ピストン１１５がボア１１３内を往復運動して冷媒ガス１０２を圧縮する際、圧縮された冷媒ガス１０２の一部は吸入バルブ装置５２７の相互シール面からサクションマフラー１２２へと漏出する。この漏出は体積効率を下げる。しかしながら、本実施の形態においては吸入バルブ装置５２７を構成する弁座５１７と弁５１９のシール部５１９Ａとにほぼ均一にくぼみ１２３Ａを形成し、そこにオイル１０３が滞留している。オイル１０３が圧縮された冷媒ガス１０２の漏出に対して抵抗となる。この際、くぼみ１２３Ａの形状を球面とすることにより、同じ表面部への投影面積の多角錐に比べて体積が増加し、滞留するオイル１０３の量が増加する。この結果、冷媒ガス１０２の漏れ量が減少し、圧縮機の体積効率が向上するため、圧縮機の圧縮効率は向上する。
また、くぼみ１２３Ａに滞留したオイル１０３は、弁座５１７と弁５１９との相互シール面における潤滑性の向上にも寄与し、吸入バルブ装置５２７の耐摩耗性が向上する。また、くぼみ１２３Ａに滞留したオイル１０３は、弁５１９が弁座５１７へと着座する際の衝撃に対するダンパーの効果があることから吸入バルブ装置５２７着座衝撃に起因する圧縮機の騒音を低減する。さらには、腕部５１９Ｂにくぼみ１２３Ｂを形成する際に圧縮の残留応力を付与することで表面をマルテンサイト化することにより硬度が上がり耐衝撃性が向上し、疲労破壊強度が向上する。
なお、本実施の形態ではくぼみ１２３Ａを弁座５１７と弁５１９のシール部５１９Ａとの両方に設けているが、いずれか一方に設けてもよい。また、くぼみ１２３Ｂを弁５１９の腕部５１９Ｂの両面に設けているが、いずれか一面に設けてもよい。
次に吐出バルブ装置について説明する。図３６は本実施の形態における吐出バルブ装置５３４の縦断面図である。図３７は吐出バルブ装置５３４の吐出弁座（以下、弁座）５２８を示す平面図である。図３８は吐出バルブ装置５３４の吐出可動弁（以下、弁）５２５の相互シール面側を示す平面図である。図３９は吐出バルブ装置５３４の弁５２５の衝打部５４１Ａ側を示す平面図である。図４０は吐出バルブ装置５３４のストッパ５３７を示す平面図である。
バルブプレート１１９は弁座５２８を有し、弁５２５、ストッパ５３７と共に吐出バルブ装置５３４を構成する。弁座５２８と、弁５２５のシール部５２５Ａとは、圧縮部１０７の駆動により接触し合う接触部である。弁座５２８と、弁５２５のシール部５２５Ａとには、相互シール面にくぼみ１２３Ａがほぼ均一に形成されている。また、弁５２５の腕部５２５Ｂにはくぼみ１２３Ｂがほぼ均一に形成されている。そして弁５２５の衝打部５４１Ａとストッパ５３７の衝打部５４１Ｂにもくぼみ１２３Ａがほぼ均一に形成されている。衝打部５４１Ａ、５４１Ｂもまた、圧縮部１０７の駆動により接触し合う接触部である。くぼみ１２３Ａ、１２３Ｂのより好ましい形態は、前述と同様であり、その形成方法も同様である。
以下その動作を説明する。商用電源から供給される電力は駆動部である電動部１０６に供給され、電動部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、偏心部１１０の偏心運動が連結部であるコンロッド１１８からピストンピン１１７を介してピストン１１５を駆動する。これによりピストン１１５はボア１１３内を往復運動する。サクションチューブ１２１を通して容器１０１内に導かれた冷媒ガス１０２はサクションマフラー１２２から吸入バルブ装置５２７を介して吸入され、圧縮室１１６内で連続して圧縮される。圧縮された冷媒ガス１０２は、吐出バルブ装置５３４、ヘッド１２０を介して吐出管（図示せず）から冷凍サイクルの高圧側である熱交換器７０へと排出される。
圧縮室１１６内で連続して圧縮された冷媒ガス１０２はミスト状となったオイル１０３を微量に含んでいる。冷媒ガス１０２は吐出バルブ装置５３４を構成する弁座５２８と弁５２５のシール部５２５Ａとの相互シール面と、弁５２５の衝打部５４１Ａとストッパ５３７の衝打部５４１Ｂとにオイル１０３を供給する。供給されたオイル１０３は相互シール面のシールと潤滑、衝打部５４１Ａ、５４１Ｂの潤滑との機能を果す。
ここで、くぼみ１２３Ａを形成する際に、弁座５２８、弁５２５、衝打部５４１Ａ、５４１Ｂとの表面層の組織がマルテンサイト化し、表面強度が上昇している。このため、これらの耐磨耗性と耐衝撃性とが向上する。またくぼみ１２３Ａを形成することにより接触部間の面積が低減され、金属接触が低減される。
ピストン１１５がボア１１３内を往復運動して冷媒ガス１０２を吸入、圧縮する際、吐出バルブ装置５３４からヘッド１２０へと吐出された冷媒ガス１０２の一部は吐出バルブ装置５３４の相互シール面から圧縮室１１６へと漏出する。漏出した冷媒ガス１０２は再膨張を行うことから体積効率を下げる。しかしながら、本実施の形態においては吐出バルブ装置５３４を構成する弁座５２８と弁５２５のシール部５２５Ａとの相互シール面にほぼ均一に形成したくぼみ１２３Ａにオイル１０３が滞留している。オイル１０３が、一度ヘッド１２０へと吐出された冷媒ガス１０２の圧縮室１１６への漏出に対して抵抗となる。この際、くぼみ１２３Ａの形状を球面とすることにより、同じ表面部への投影面積の多角錐に比べて体積が増加し、滞留するオイル１０３の量が増加する。この結果、冷媒ガス１０２の漏れ量が減少し、圧縮機の体積効率が向上するため、圧縮機の圧縮効率は向上する。
また、くぼみ１２３Ａに滞留したオイル１０３は、弁座５２８と弁５２５のシール部５２５Ａとにおける相互シール面の潤滑性の向上にも寄与し、吐出バルブ装置５３４の耐摩耗性が向上する。
また、くぼみ１２３Ａに滞留したオイル１０３は、弁５２５のシール部５２５Ａが弁座５２８へと着座する際の衝撃に対するダンパーの効果がある。このため吐出バルブ装置５３４の着座衝撃に起因する圧縮機の騒音が低減される。さらには、腕部５２５Ｂにくぼみ１２３Ｂを形成する際に圧縮の残留応力を付与することで表面がマルテンサイト化され硬度が上がり、耐衝撃性が向上し、疲労破壊強度が向上する。
また、弁５２５の衝打部５４１Ａとストッパ５３７の衝打部５４１Ｂに、ほぼ均一に形成したくぼみ１２３Ａにオイル１０３が滞留する。このオイル１０３が衝打部５４１Ａ，５４１Ｂの潤滑性の向上にも寄与し、吐出バルブ装置５３４の耐摩耗性が向上する。
また、くぼみ１２３Ａに滞留したオイル１０３は、弁５２５が開放しストッパ５３７へと衝突する際の衝撃に対するダンパーの効果がある。このため吐出バルブ装置５３４の開放衝撃に起因する圧縮機の騒音が低減される。さらには、表面をマルテンサイト化することにより硬度が上がり耐衝撃性が向上する。
なおくぼみ１２３Ａを弁座５２８と弁５２５のシール部５２５Ａ、衝打部５４１Ａと衝打部５４１Ｂの全てに設けているが、それぞれの組合せの一方に設けてもよい。またくぼみ１２３Ｂを弁５２５の腕部５２５Ｂの両面に設けているが、いずれか一面に設けてもよい。
次にバックアップリード５３５を有する吐出バルブ装置について説明する。図４１は本発明の実施の形態における他の吐出バルブ装置５３４Ａの縦断面図である。図４２は吐出バルブ装置５３４Ａのバックアップリード５３５の、吐出可動弁（以下、弁）５２５との衝打部５４１Ｃ側を示す平面図である。図４３は吐出バルブ装置５３４Ａのバックアップリード５３５の、ストッパ５３７との衝打部５４１Ｄ側を示す平面図である。
図４１に示す吐出バルブ装置５３４Ａは、弁５２５とストッパ５３７との間にバックアップリード５３５を有する。弁５２５の衝打部５４１Ａとバックアップリード５３５の衝打部５４１Ｃ、バックアップリード５３５の衝打部５４１Ｄとストッパ５３７の衝打部５４１Ｂは、それぞれ圧縮部１０７の駆動により接触し合う接触部である。そしてバックアップリード５３５の衝打部５４１Ｃと衝打部５４１Ｄとには、くぼみ１２３Ａがほぼ均一に形成されている。くぼみ１２３Ａのより好ましい形態は前述と同様であり、その形成方法も同様である。これ以外の構成は、図３６の吐出バルブ装置５３４と同様である。
以下その動作を説明する。商用電源から供給される電力は駆動部である電動部１０６に供給され、電動部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、偏心部１１０の偏心運動が連結部であるコンロッド１１８からピストンピン１１７を介してピストン１１５を駆動する。これによりピストン１１５はボア１１３内を往復運動する。サクションチューブ１２１を通して容器１０１内に導かれた冷媒ガス１０２はサクションマフラー１２２から吸入バルブ装置５２７を介して吸入され、圧縮室１１６内で連続して圧縮される。圧縮された冷媒ガス１０２は、吐出バルブ装置５３４、ヘッド１２０を介して吐出管（図示せず）から冷凍サイクルの高圧側である熱交換器７０へと排出される。
圧縮室１１６内で連続して圧縮された冷媒ガス１０２はミスト状となったオイル１０３を微量に含んでいる。圧縮された冷媒ガス１０２は、吐出バルブ装置５３４Ａを構成する弁５２５の衝打部５４１Ａとバックアップリード５３５の衝打部５４１Ｃ、バックアップリード５３５の衝打部５４１Ｄとストッパ５３７の衝打部５４１Ｂとにオイル１０３を供給する。供給されたオイル１０３は衝打部５４１Ａ、５４１Ｂ、５４１Ｃ、５４１Ｄの潤滑の機能を果す。
くぼみ１２３Ａを形成する際に、弁５２５の衝打部５４１Ａとバックアップリード５３５の衝打部５４１Ｃ、バックアップリード５３５の衝打部５４１Ｄとストッパ５３７の衝打部５４１Ｂの表面層組織がマルテンサイト化し、表面強度が上昇する。このため、これらの耐磨耗性と耐衝撃性とが向上する。またくぼみ１２３Ａを形成することにより接触部間の面積が低減され、金属接触が低減される。
また、くぼみ１２３Ａの形状を球面とすることにより、同じ表面部への投影面積の多角錐に比べて体積が増加し、滞留するオイル１０３の量が増加する。くぼみ１２３Ａに滞留したオイル１０３は、弁５２５とバックアップリード５３５の衝打部５４１Ａ，５４１Ｃ、およびバックアップリード５３５とストッパ５３７の衝打部５４１Ｄ、５４１Ｂの潤滑性の向上に寄与する。その結果、吐出バルブ装置５３４の耐摩耗性が向上する。また、くぼみ１２３Ａに滞留したオイル１０３は、弁５２５がバックアップリード５３５へと衝突したり、バックアップリード５３５がストッパ５３７へと衝突する際の衝撃に対するダンパーの効果がある。このため吐出バルブ装置５３４Ａの開放衝撃に起因する圧縮機の騒音を低減する。さらには、表面をマルテンサイト化することにより硬度が上がり、各接触部の耐衝撃性が向上する。
なおくぼみ１２３Ａを弁座５２８と弁５２５のシール部５２５Ａ、衝打部５４１Ａと衝打部５４１Ｃ、衝打部５４１Ｄと衝打部５４１Ｂの全てに設けているが、それぞれの組合せの一方に設けてもよい。
以上のように本実施の形態によれば、吸入バルブ装置、吐出バルブ装置の耐摩耗性、耐衝撃性、疲労破壊強度が向上し、圧縮機の圧縮効率が向上し、圧縮機の騒音が低減される。
（実施の形態６）
本実施の形態による冷媒圧縮機の基本的な構成は図１を用いて説明した実施の形態５と同様である。実施の形態５との違いは、バルブプレート１１９に設けられた吸入バルブ装置５２７と、吐出バルブ装置５３４における各接触部である。
まず吸入バルブ装置について説明する。図４４は図３３における他の吸入バルブ装置５２７の吸入弁座（以下、弁座）５１７を示す平面図である。図４５は吸入バルブ装置５２７の吸入可動弁（以下、弁）５１９を示す平面図である。実施の形態５では、接触部である弁座５１７と、弁５１９のシール部５１９Ａとに微小くぼみ１２３Ａを設けているが、本実施の形態では二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）を固着させた混合層３２３が形成されている。これ以外の構成は実施の形態５における吸入バルブ装置と同様である。
弁座５１７と弁５１９とにＭｏＳ２を固着させた混合層３２３を形成する方法は実施の形態３と同様である。特に、表面にＭｏＳ２の微細粒を一定速度以上で衝突させる方法によれば、衝突の際に生じる熱エネルギーによりＭｏＳ２の一部が母材に溶け込み金属結合することにより固着させた混合層３２３が形成される。また同時に、衝突の際の衝撃力により実施の形態３と同様に微細くぼみが形成される。その際、表面層の組織がマルテンサイト化し、弁座５１７と弁５１９との表面強度が上昇する。弁５１９の部材に表面組織がマルテンサイトの板ばね材料を用いる場合についても同様に形成することができる。
このように、吸入バルブ装置５２７を構成する弁座５１７と弁５１９のシール部５１９Ａとには、ＭｏＳ２を固着させた混合層３２３が形成されている。これより、ＭｏＳ２の自己潤滑作用によって弁座５１７と弁５１９のシール部５１９Ａとの相互シール面の摩擦係数が低くなり耐摩耗性が向上する。なお、ＭｏＳ２の純度を９８％以上としてＭｏＳ２と比較して摩擦係数が高い不純物の量を極力抑えることにより、より高い効果が得られる。また、混合層３２３の表面にほぼ均一に微細くぼみを形成すれば、そこにオイル１０３が介在し、実施の形態５と同様の効果が得られる。この場合、微細くぼみの好ましい形態は実施の形態５と同様である。
以上のように本実施の形態によれば、混合層３２３を弁座５１７と、弁５１９のシール部５１９Ａとに設けることによって、圧縮機の吸入バルブ装置５２７の耐摩耗性が向上する。さらに、混合層３２３の表面に微小くぼみを均一に設ければ、吸入バルブ装置５２７の耐衝撃性が向上し、圧縮機の性能と効率が向上し、吸入バルブ装置５２７に起因する騒音が低減される。
なお、本実施の形態では微小くぼみを設けた混合層３２３を弁座５１７と弁５１９のシール部５１９Ａとの両方に設けているが、いずれか一方に設けてもよい。また、実施の形態５と同様に、微小くぼみを弁５１９の腕部５１９Ｂの少なくともいずれか一面に設けてもよい。
次に吐出バルブ装置について説明する。図４６は図３６における他の吐出バルブ装置５３４の吐出弁座（以下、弁座）５２８を示す平面図である。図４７は吐出バルブ装置５３４の吐出可動弁（以下、弁）５２５の相互シール面側を示す平面図である。図４８は吐出バルブ装置５３４の弁５２５の衝打部５４１Ａ側を示す平面図である。図４９は吐出バルブ装置５３４のストッパ５３７を示す平面図である。
実施の形態５では、接触部である弁座５２８と弁５２５のシール部５２５Ａ、衝打部５４１Ａと衝打部５４１Ｂとに微小くぼみ１２３Ａを設けている。一方、本実施の形態では二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）を固着させた混合層３２３が形成されている。これ以外の構成は実施の形態５における吐出バルブ装置と同様である。
弁座５２８と弁５２５、衝打部５４１Ａと衝打部５４１ＢとにＭｏＳ２を固着させた混合層３２３を形成する方法は実施の形態３と同様である。特に、表面にＭｏＳ２の微細粒を一定速度以上で衝突させる方法によれば、衝突の際に生じる熱エネルギーによりＭｏＳ２の一部が母材に溶け込み金属結合することにより固着させた混合層３２３が形成される。また同時に、衝突の際の衝撃力により実施の形態３と同様に微細くぼみが形成される。その際、表面層の組織がマルテンサイト化し、弁座５２８と弁５２５、衝打部５４１Ａと衝打部５４１Ｂとのそれぞれの表面強度が上昇する。弁５２５の部材に表面組織がマルテンサイトの板ばね材料を用いる場合についても同様に形成することができる。
このように、吐出バルブ装置５３４を構成する弁座５２８と弁５２５のシール部５２５Ａ、衝打部５４１Ａと衝打部５４１Ｂとに、ＭｏＳ２を固着させた混合層３２３が形成されている。これより、ＭｏＳ２の自己潤滑作用によって弁座５２８と弁５２５のシール部５２５Ａとの相互シール面、衝打部５４１Ａ、衝打部５４１Ｂのそれぞれの摩擦係数が低くなり耐摩耗性が向上する。なお、ＭｏＳ２の純度を９８％以上としてＭｏＳ２と比較して摩擦係数が高い不純物の量を極力抑えることにより、より高い効果が得られる。また、混合層３２３の表面にほぼ均一に微細くぼみを形成すれば、実施の形態５と同様の効果が得られる。この場合、微細くぼみの好ましい形態は実施の形態５と同様である。
以上のように本実施の形態によれば、混合層３２３を弁座５２８と弁５２５のシール部５２５Ａと、衝打部５４１Ａと衝打部５４１Ｂとに設けることによって、圧縮機の吐出バルブ装置５３４の耐摩耗性が向上する。さらに、混合層３２３の表面に微小くぼみを均一に設ければ、吐出バルブ装置５３４の耐衝撃性が向上し、圧縮機の性能と効率が向上し、吐出バルブ装置５３４に起因する騒音が低減される。
なお微小くぼみを設けた混合層３２３を弁座５２８と弁５２５のシール部５２５Ａ、衝打部５４１Ａと衝打部５４１Ｂの全てに設けているが、それぞれの組合せの一方に設けてもよい。また実施の形態５と同様に、微小くぼみを弁５２５の腕部５２５Ｂの少なくともいずれか一面に設けてもよい。
次にバックアップリード５３５を有する吐出バルブ装置について説明する。図５０は図４１における他の吐出バルブ装置５３４Ａのバックアップリード５３５の、吐出可動弁（以下、弁）５２５との衝打部５４１Ｃ側を示す平面図である。図５１は吐出バルブ装置５３４Ａのバックアップリード５３５の、ストッパ５３７との衝打部５４１Ｄ側を示す平面図である。
実施の形態５では、接触部である弁座５２８と弁５２５のシール部５２５Ａ、衝打部５４１Ａと衝打部５４１Ｃ、衝打部５４１Ｄと衝打部５４１Ｂとにそれぞれ微小くぼみ１２３Ａを設けている。一方、本実施の形態では二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）を固着させた混合層３２３が形成されている。これ以外の構成は実施の形態５における吐出バルブ装置と同様である。
弁座５２８と弁５２５、衝打部５４１Ａと衝打部５４１Ｃ、衝打部５４１Ｄと衝打部５４１ＢとにＭｏＳ２を固着させた混合層３２３を形成する方法は実施の形態３と同様である。特に、表面にＭｏＳ２の微細粒を一定速度以上で衝突させる方法によれば、衝突の際に生じる熱エネルギーによりＭｏＳ２の一部が母材に溶け込み金属結合することにより固着させた混合層３２３が形成される。また同時に、衝突の際の衝撃力により実施の形態３と同様に微細くぼみが形成される。その際、表面層の組織がマルテンサイト化し、弁座５２８と弁５２５、衝打部５４１Ａと衝打部５４１Ｃ、衝打部５４１Ｄと衝打部５４１Ｂとのそれぞれの表面強度が上昇する。弁５２５やバックアップリード５３５の部材に表面組織がマルテンサイトの板ばね材料を用いる場合についても同様に形成することができる。
このように、吐出バルブ装置５３４Ａを構成する弁座５２８と弁５２５のシール部５２５Ａ、衝打部５４１Ａと衝打部５４１Ｃ、衝打部５４１Ｄと衝打部５４１Ｂとに、ＭｏＳ２を固着させた混合層３２３が形成されている。これより、ＭｏＳ２の自己潤滑作用によって弁座５２８と弁５２５のシール部５２５Ａとの相互シール面、衝打部５４１Ａ、衝打部５４１Ｃ、衝打部５４１Ｄ、衝打部５４１Ｂのそれぞれの摩擦係数が低くなり耐摩耗性が向上する。なお、ＭｏＳ２の純度を９８％以上としてＭｏＳ２と比較して摩擦係数が高い不純物の量を極力抑えることにより、より高い効果が得られる。また、混合層３２３の表面にほぼ均一に微細くぼみを形成すれば、実施の形態５と同様の効果が得られる。この場合、微細くぼみの好ましい形態は実施の形態５と同様である。
以上のように本実施の形態によれば、混合層３２３を弁座５２８と弁５２５のシール部５２５Ａと、衝打部５４１Ａと衝打部５４１Ｃと、衝打部５４１Ｄと衝打部５４１Ｂとに設けることによって、圧縮機の吐出バルブ装置５３４Ａの耐摩耗性が向上する。さらに、混合層３２３の表面に微小くぼみを均一に設ければ、吐出バルブ装置５３４Ａの耐衝撃性が向上し、圧縮機の性能と効率が向上し、吐出バルブ装置５３４Ａに起因する騒音が低減される。
なお微小くぼみ有する混合層３２３を弁座５２８と弁５２５のシール部５２５Ａ、衝打部５４１Ａと衝打部５４１Ｃ、衝打部５４１Ｄと衝打部５４１Ｂの全てに設けているが、それぞれの組合せの一方に設けてもよい。
以上のように本実施の形態によれば、吸入バルブ装置、吐出バルブ装置の耐摩耗性、耐衝撃性、疲労破壊強度が向上し、圧縮機の圧縮効率が向上し、圧縮機の騒音が低減される。
なお、実施の形態５，６ではオイル１０３を内包したレシプロ式圧縮機について説明したが、他のロータリー式、スクロール式、リニア式等の圧縮方式の圧縮機についても同様の効果が得られる。また、オイルを用いないリニア式圧縮機等の圧縮機についてもオイルが関与しない効果が得られる。たとえば硬度や疲労破壊強度の改善によりもたらされる耐摩耗性や耐衝撃性や耐疲労破壊性が向上する。
（実施の形態７）
図５２は、本発明の実施の形態７による、冷媒圧縮機の断面図である。図５３は図５２の冷媒圧縮機を含む冷凍機の冷凍サイクル図である。図５４は、図５２の冷媒圧縮機における吐出経路と密着コイルばねとが接触する部分の拡大図である。
密閉容器（以下、容器）１０１は底部にオイル１０３を貯留するとともに、固定子１０４と回転子１０５とからなる駆動部である電動部１０６とこれによって駆動される圧縮部１０７を収容している。また、圧縮部１０７から容器１０１外に圧縮された冷媒ガスを導出する吐出経路７１７が設けられている。なお、鋼管からなる吐出経路７１７には、共振による異常振動を防止する為に密着コイルばね（以下、ばね）７１８が被覆されている。ばね７１８は吐出経路７１７の共振防止部であり、ゴム等の弾性体で構成してもよい。
クランクシャフト１０８は回転子１０５を固定した主軸部１０９と、主軸部１０９に対し偏心して形成された偏心部１１０からなり、給油ポンプ１１１を設けている。シリンダーブロック１１２は略円筒形のボア１１３からなる圧縮室１１６を有している。ボア１１３に遊嵌されたピストン１１５は、偏心部１１０と連結部であるコネクティングロッド７１９にて連結されており、ボア１１３の端面はバルブプレート１１９で封止されている。
ヘッド１２０は高圧室を形成し、ヘッド１２０から容器１０１外に圧縮された冷媒ガスを導出する吐出経路７１７は容器１０１を介して冷凍サイクルの高圧側である熱交換器７０に接続されている。
また、吐出経路７１７の表面には、微細くぼみ（以下、くぼみ）１２３がほぼ均一に形成されている。くぼみ１２３は球形でその大きさは直径２μｍ〜２０μｍ、深さが０．２〜１．０μｍであることが好ましい。さらにばね７１８に吐出経路７１７が接触する接触面７１７Ａの表面積に対するくぼみ１２３の占める面積割合が４０〜８０％であることが好ましい。
このようなくぼみ１２３を形成する方法は、実施の形態１と同様である。
なお、冷媒ガスは塩素を含まない炭化水素系冷媒であり、オイル１０３はこの冷媒と相溶性を有する。
以上のように構成された冷媒圧縮機について、以下その動作を説明する。クランクシャフト１０８の回転に伴ってピストン１１５が直線運動することにより、圧縮室１１６が体積変化する。これにより冷媒ガス（図示せず）が圧縮され、吐出経路７１７を通って容器１０１外に導出され、熱交換器７０に送られる。冷媒ガスは熱交換器７０で外部へ放熱し、膨張弁８０を介して熱交換器６０へ戻り、外部から吸熱する。このようにして冷凍機が構成されている。
オイル１０３はクランクシャフト１０８の回転に伴って給油ポンプ１１１から各摺動部に給油され、摺動部を潤滑するとともに、偏芯部１１０先端より容器１０１内に放出され、吐出経路７１７にも放出される。
また、圧縮機本体７０７は圧縮部１０７の駆動中、常に微振動を発生するとともに、起動、停止時は慣性力によって圧縮機本体７０７が大きく振れる。その結果、吐出経路７１７が左右、前後にゆれるため、吐出経路７１７を構成する鋼管とばね７１８とが間欠的に接触しこすれる。このように、吐出経路７１７とばね７１８とは圧縮部１０７の駆動に伴い接触し合う接触部である。
しかしながら、本実施の形態においては図５４に示すように、吐出経路７１７の接触面７１７Ａにくぼみ１２３がほぼ均一に形成されている。これにより、接触部間の面積が低減され、金属接触が低減される。また、くぼみ１２３を形成する際に、吐出経路７１７とばね７１８との表面層の組織がマルテンサイト化し、表面強度が上昇している。このため、これらの耐磨耗性と耐衝撃性とが向上する。また、オイル１０３がくぼみ１２３に保持される。吐出経路７１７とばね７１８との隙間が狭くなったとき、くぼみ１２３内のオイル１０３の粘性と接触部との相対運動により、狭くなった隙間にオイル１０３が引き込まれる。そして、負荷を支える圧力がオイル１０３に生じくさび形油膜を形成する。このくさび形油膜により、接触面７１７Ａに発生する金属接触が防止され、異常音の発生を効果的に抑えられる。
またくぼみ１２３の形状を球面とすれば、実施の形態１における図３と同様のオイル１０３の流れが生じ、その結果油圧が発生することで金属接触が防止される。これにより、異常音の発生が防止される。
くぼみ１２３の大きさは直径２０μｍ〜５０μｍ、深さを１μｍ〜１０μｍとくぼみ１２３の体積を小さく設定している。これにより、冷媒を含んだオイル１０３がくぼみ１２３に供給される際の体積変動が小さい。その結果、隙間での圧力低下があまり生じない。このため、オイル１０３中へ溶け込んでいる冷媒の発泡現象があまり生じないため、摺動時に発生する動圧により作り出される油膜が冷媒の発泡により破断されることが少ない。従って金属接触を防止する作用が高く維持されるため、耐磨耗性が高く、また異常音の発生を防止する作用が高まる。
また、摺動面７１７Ａの表面積に対するくぼみ１２３の占める面積割合が４０〜８０％とすれば、くぼみ１２３の球面形状が維持される。その結果、吐出経路７１７とばね７１８との間にくぼみ１２３による傾斜表面部と摺動面７１７Ａに対して平行な平面部が一様に設けられる。すなわち、一般的なテーパーランド軸受と同様の効果が得られる。これにより摺動時に発生する動圧が更に大きくなり、金属接触をさらに防止する効果が得られる。
そして、吐出経路７１７を構成する鋼管の表面にくぼみ１２３を形成する為に、鋼球、セラミックス球等の物質を表面に一定速度以上で衝突させている。このため、吐出経路７１７表面層の組織がマルテンサイト化しているので表面硬度が上昇し、耐摩耗性が向上している。
また冷媒ガスには炭化水素系冷媒を使用しているが、オイル１０３との相溶性の高い冷媒にもかかわらず、上述したようにオイル１０３中へ溶け込んでいる冷媒の発泡現象があまり生じない。このため、油膜が冷媒の発泡により破断されることが少ないので、オゾン層の破壊や地球温暖化を抑えた上でなおかつ耐磨耗性が高く異常音の発生が防止される。これらにより、部品点数を低減して製作コストを低減した冷媒圧縮機が得られる。
（実施の形態８）
図５５Ａ，Ｂは本発明の実施の形態８による、冷媒圧縮機における吐出経路と密着コイルばねとが接触する部分の拡大図である。本実施の形態による冷媒圧縮機は、実施の形態７で図５２を用いて説明した冷媒圧縮機と基本的な構造は同様である。実施の形態７では、吐出経路７１７を構成する鋼管の表面に、微細くぼみ（以下、くぼみ）１２３がほぼ均一に形成されている。これに対し本実施の形態では図５５Ａに示すように、吐出経路７１７を構成する鋼管の表面に二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）を含む混合層３２３が形成されている。これ以外は、実施の形態７と同様である。
また、図５５Ｂに示すように、混合層３２３の表面にくぼみ１２３をほぼ均一に形成することが好ましい。また、くぼみ１２３は球形でその大きさは直径２μｍ〜２０μｍ、深さが０．２〜１．０μｍであることが好ましい。さらにばね７１８に吐出経路７１７が接触する接触面７１７Ａの表面積に対するくぼみ１２３の占める面積割合が４０〜８０％であることが好ましい。
このような混合層３２３やくぼみ１２３を形成する方法は、実施の形態３と同様である。
なお、冷媒ガスは塩素を含まない炭化水素系冷媒であり、オイル１０３はこの冷媒と相溶性を有する。
圧縮機本体７０７は圧縮部１０７の駆動中、常に微振動を発生するとともに、起動、停止時は慣性力によって圧縮機本体７０７が大きく振れる。その結果、吐出経路７１７が左右、前後にゆれるため、吐出経路７１７を構成する鋼管とばね７１８とが間欠的に接触しこすれる。このように、吐出経路７１７とばね７１８とは圧縮部１０７の駆動に伴い接触し合う接触部である。
しかしながら、本実施の形態においては、吐出経路７１７の接触面７１７ＡにＭｏＳ２を含む混合層３２３が形成されている。ＭｏＳ２の組織が稠密六方晶であることから、固体接触が生じてもＭｏＳ２が低い摩擦係数でへき開することで固体潤滑作用を発揮する。これにより、接触部の摩擦係数が低くなり、金属接触による異常音の発生が効果的に抑えられる。
なおＭｏＳ２の純度を９８％以上とすることが好ましい。ＭｏＳ２より高い摩擦係数を持つ不純物が極めて微量となることで、接触部の摩擦係数がさらに低くなり、金属接触による異常音の発生がさらに抑えられる。
また図５５Ｂに示すように、混合層３２３の接触面７２５にくぼみ１２３をほぼ均一に形成することにより、実施の形態７と同様の効果が得られる。
くぼみ１２３の好ましい形態は実施の形態７と同様である。そして、鋼管からなる吐出経路７１７の表面にくぼみ１２３を形成する為に、ＭｏＳ２の球を表面に一定速度以上で衝突させている。このため、吐出経路７１７表面層の組織がマルテンサイト化しているので表面硬度が上昇し、耐摩耗性が向上している。
また冷媒ガスには炭化水素系冷媒を使用しているが、オイル１０３との相溶性の高い冷媒にもかかわらず、オイル１０３中へ溶け込んでいる冷媒の発泡現象があまり生じない。このため、油膜が冷媒の発泡により破断されることが少ないので、オゾン層の破壊や地球温暖化を抑えた上でなおかつ耐磨耗性が高く異常音の発生が防止される。これらにより、部品点数を低減して製作コストを低減した冷媒圧縮機が実現される。
なお、実施の形態７，８において冷媒圧縮機はレシプロ式圧縮機として説明している。また、冷媒圧縮機はロータリ式圧縮機、リニア式圧縮機等の圧縮機構から冷媒ガスを容器外へ導出する経路を有するものでも同様の効果が得られる。
（実施の形態９）
本実施の形態による冷媒圧縮機は、実施の形態７で図５２を用いて説明した冷媒圧縮機と基本的な構造は同様である。実施の形態７との違いは、固定子１０４を介して圧縮部１０７を密閉容器（以下、容器）１０１内に弾性的に支持する支持部９２３の構成である。図５６は本実施の形態による冷媒圧縮機の断面図である。図５７Ａは図５６の冷媒圧縮機における支持部９２３において圧縮コイルばね９０８と保持部材９２２とが接触する部分の拡大図である。
電動部１０６の固定子１０４を締結する固定子締結ボルト９１９には、頭部に一体に保持部材９２０が形成されている。容器１０１の内壁底部には保持部材９２２が固着されている。圧縮コイルばね（以下、ばね）９０８は、保持部材９２０と保持部材９２２とに各々上端、下端を挿入され、ばね９０８と保持部材９２０，９２２により支持部９２３が構成されている。
また、ばね９０８、保持部材９２０、９２２は鉄系の金属材料から形成されている。そしてばね９０８と保持部材９２０、ばね９０８と保持部材９２２の相互接触面の少なくともいずれか一方には微小くぼみ（以下、くぼみ）１２３がほぼ均一に形成されている。図５７Ａではその一例として、保持部材９２２の接触面９２４に微小くぼみ１２３を形成した状態を示している。
くぼみ１２３の形状は球面が好ましく、さらに大きさは直径２μｍ〜２０μｍ、深さを０．２〜１．０μｍとすることが好ましい。さらに相互シール表面積に対するくぼみ１２３の占める面積割合は４０〜８０％が好ましい。
なお、ばね９０８と保持部材９２０、９２２とにくぼみ１２３を形成する方法は実施の形態１でくぼみ１２３を形成する方法ど同様である。
なお、冷媒ガスは塩素を含まない炭化水素系冷媒であり、オイル１０３はこの冷媒と相溶性を有する。
以上のように構成された冷媒圧縮機について、以下その動作を説明する。クランクシャフト１０８の回転に伴ってピストン１１５が直線運動することにより、圧縮室１１６が体積変化する。これにより冷媒ガス（図示せず）が圧縮され、吐出経路７１７を通って容器１０１外に導出される。オイル１０３はクランクシャフト１０８の回転に伴って給油ポンプ１１１から各摺動部に給油され、摺動部を潤滑するとともに、偏芯部１１０先端より容器１０１内に放出される。
また、圧縮機本体７０７は圧縮部１０７の駆動中、常に微振動を発生するとともに、起動、停止時は慣性力によって圧縮機本体７０７が大きく振れる。その結果、ばね９０８が左右、前後にゆれるため、ばね９０８と保持部材９２０、ばね９０８と保持部材９２２とが間欠的に接触しこすれる。このように、ばね９０８と保持部材９２０、ばね９０８と保持部材９２２とは圧縮部１０７の駆動に伴い接触し合う接触部である。
しかしながら図５７Ａに示すように、保持部材９２２の接触面９２４には、ほぼ均等に微小くぼみ１２３が形成されている。これにより接触部間の面積が低減され、金属接触が低減される。また、くぼみ１２３を形成する際に、保持部材９２２の表面層の組織がマルテンサイト化し、表面強度が上昇している。このため、保持部材９２２の耐磨耗性と耐衝撃性とが向上する。この効果を有効にするためには、ばね９０８と保持部材９２０、９２２の全ての接触面に微小くぼみ１２３を形成することが望ましい。
また、接触面９２４等の相互接触面にくぼみ１２３をほぼ均一に形成することにより、オイル１０３がくぼみ１２３に保持される。ばね９０８と保持部材９２０、９２２との隙間が狭くなったとき、くぼみ１２３内のオイル１０３の粘性と接触部の相対運動により、狭くなった隙間にオイル１０３が引き込まれる。これにより、負荷を支える圧力がオイル１０３に生じくさび形油膜を形成する。このくさび形油膜が、相互接触面に発生する金属接触を防止することで異常音の発生が効果的に抑えられる。
さらに、くぼみ１２３の形状が球面であるため、接触する際に生じる油膜を発生させるオイル１０３の流れがくぼみ１２３の中でうず流を形成し易くなる。この様子は、実施の形態１で図３を用いて説明したのと同様である。その結果、発生する油圧が金属接触を防止することから、異常音の発生が防止される。
くぼみ１２３の大きさや、接触部表面積に対するくぼみ１２３の占める割合の好ましい形態についての説明は、他の実施の形態を同様なので省略する。
冷媒ガスには炭化水素系冷媒を使用しているが、オイル１０３との相溶性の高い冷媒にもかかわらず、上述したようにオイル１０３中へ溶け込んでいる冷媒の発泡現象があまり生じない。このため、油膜が冷媒の発泡により破断されることが少ない。また塩素を含まない炭化水素系冷媒を使用することで、大気開放時においてもオゾン層の破壊や地球温暖化を抑えた上でなおかつ耐摩耗性が高く異常音の発生が防止される。以上より、部品点数が低減され製作コストが低減された冷凍機が得られる。
なお、図５７Ｂに示すように、接触面９２４等の相互接触面に二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）を固着させた混合層３２３を形成してもよい。ＭｏＳ２を接触部表面に形成する方法は実施の形態３と同様である。この構成では、固体接触が生じてもＭｏＳ２が低い摩擦係数でへき開することで固体潤滑作用を発揮する。これにより、接触部の摩擦係数が低くなり、金属接触による異常音の発生が効果的に抑えられる。なお、ＭｏＳ２の純度についての説明は、実施の形態３と同様である。
さらに、図５７Ｃに示すように、混合層３２３の表面に、図５７Ａに示したようにくぼみ１２３をほぼ均等に形成してもよい。このように混合層３２３とくぼみ１２３とを同時に形成する方法は実施の形態３と同様である。また、くぼみ１２３の好ましい形態は上述と同様である。このようにすることで、図５７Ａ、図５７Ｂを用いて説明した効果が複合的に発揮される。
なお本実施の形態では、保持部材９２０、９２２とその間に配置されたばね９０８が支持部９２３を構成しており、いわゆるコイルスプリング懸架方式である。これ以外に、例えばリーフスプリング方式やトーションバー方式で支持部９２３を構成してもよい。それらの場合にも、圧縮部１０７の駆動により摺動する箇所にくぼみ１２３や混合層３２３を設けることにより、同様の効果が得られる。
なお、本実施の形態において冷凍機はレシプロ式圧縮機としたが、冷凍機はロータリ式圧縮機、スクロール圧縮機、リニア式圧縮機、スターリング式ポンプ等、種類に関わらず内部懸架式であれば同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】  本発明の冷媒圧縮機は、圧縮部と、駆動部と、第１、第２接触部とを有する。圧縮部は密閉容器内に収容され、冷媒ガスを圧縮する。駆動部は圧縮部を駆動する。第１、第２接触部は、圧縮部の駆動により接触したり摺動したりする。その表面には均等に配置された複数のくぼみと、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）を固着させた混合層との少なくともいずれかが形成されている。これらの接触部としては、ピストンとボアなどの摺動部、吸入弁、吐出弁の弁座と可動弁、吐出経路を構成する鋼管と密着コイルばね、圧縮部を保持する保持部材とばね等の支持部などがある。この構成により、第１、第２接触部の耐摩耗性が高くなり、信頼性が高く、高効率な圧縮機が得られる。またこのような圧縮機を用いた冷凍機も信頼性が高く、高効率である。
図面の参照符号の一覧表
１  密閉容器
２  オイル
３  固定子
４  回転子
５  電動部
６  圧縮部
７  圧縮機本体
８  圧縮コイルばね
９  クランクシャフト
９Ａ  主軸部
９Ｂ  偏心部
１０  給油ポンプ
１１  シリンダーブロック
１２  ボア
１３  圧縮室
１４  ピストン
１５  バルブプレート
１６  ヘッド
１７  吐出経路
１８  管体
１９  固定子締結ボルト
２０，２２  保持部材
２１  突起部
２３  軸受部
６０，７０  熱交換器
９０  膨張弁
１００  冷媒圧縮機
１０１  密閉容器
１０２  冷媒ガス
１０３  オイル
１０４  固定子
１０５  回転子
１０６  電動部
１０７  圧縮部
１０８  クランクシャフト
１０９  主軸部
１１０  偏心部
１１１  給油ポンプ
１１２  シリンダーブロック
１１３  ボア
１１４  軸受部
１１５  ピストン
１１５Ａ，１２５，１２７，１３０Ａ  摺動面
１１６  圧縮室
１１７  ピストンピン
１１８  コンロッド
１１９  バルブプレート
１２０  ヘッド
１２１  サクションチューブ
１２２  サクションマフラー
１２３，１２３Ａ，１２３Ｂ  微細くぼみ
１３０，１３７，１３９  スラスト部
１３２，１３６  フランジ面
１３４  スラストワッシャ
１３５  スラスト軸受部
２００  冷媒圧縮機
２０５  圧縮部
２０７  偏心部
２０８  主軸部
２０９  副軸部
２１０  シャフト
２１１  圧縮室
２１２  シリンダー
２１３  主軸受
２１４  副軸受
２１５  ピストン
２１６  ベーン
２１７  オイルポンプ
２１８，２１９，摺動面
２２０  吐出経路
３２３  混合層
３２４，３２８，３３１，３３５  摺動面
４１９  摺動面
５１７  吸入弁座
５１９  吸入可動弁
５１９Ａ  シール部
５１９Ｂ  腕部
５２５  吐出可動弁
５２５Ａ  シール部
５２５Ｂ  腕部
５２７  吸入バルブ装置
５２８  吐出弁座
５３４，５３４Ａ  吐出バルブ装置
５３５  バックアップリード
５３７  ストッパ
５４１Ａ，５４１Ｂ，５４１Ｃ，５４１Ｄ  衝打部
７０７  圧縮機本体
７１７  吐出経路
７１７Ａ，７２５  接触面
７１８  密着コイルばね
７１９  コネクティングロッド
９０８  圧縮コイルばね
９１９  固定子締結ボルト
９２０，９２２  保持部材
９２３  支持部
９２４  接触面
【図１】
2004055371.tif 000003
【図２】
2004055371.tif 000004
【図３】
2004055371.tif 000005
【図４】
2004055371.tif 000006
【図５】
2004055371.tif 000007
【図６】
2004055371.tif 000008
【図７】
2004055371.tif 000009
【図８】
2004055371.tif 000010
【図９】
2004055371.tif 000011
【図１０】
2004055371.tif 000012
【図１１】
2004055371.tif 000013
【図１２】
2004055371.tif 000014
【図１３】
2004055371.tif 000015
【図１４】
2004055371.tif 000016
【図１５】
2004055371.tif 000017
【図１６】
2004055371.tif 000018
【図１７】
2004055371.tif 000019
【図１８】
2004055371.tif 000020
【図１９】
2004055371.tif 000021
【図２０】
2004055371.tif 000022
2004055371.tif 000023
【図２２】
2004055371.tif 000024
【図２３】
2004055371.tif 000025
【図２４】
2004055371.tif 000026
2004055371.tif 000027
2004055371.tif 000028
2004055371.tif 000029
【図２８】
2004055371.tif 000030
【図２９】
2004055371.tif 000031
【図３０】
2004055371.tif 000032
2004055371.tif 000033
2004055371.tif 000034
【図３３】
2004055371.tif 000035
【図３４】
2004055371.tif 000036
【図３５】
2004055371.tif 000037
【図３６】
2004055371.tif 000038
【図３７】
2004055371.tif 000039
【図３８】
2004055371.tif 000040
【図３９】
2004055371.tif 000041
【図４０】
2004055371.tif 000042
【図４１】
2004055371.tif 000043
【図４２】
2004055371.tif 000044
【図４３】
2004055371.tif 000045
【図４４】
2004055371.tif 000046
【図４５】
2004055371.tif 000047
【図４６】
2004055371.tif 000048
【図４７】
2004055371.tif 000049
【図４８】
2004055371.tif 000050
【図４９】
2004055371.tif 000051
【図５０】
2004055371.tif 000052
【図５１】
2004055371.tif 000053
【図５２】
2004055371.tif 000054
【図５３】
2004055371.tif 000055
【図５４】
2004055371.tif 000056
2004055371.tif 000057
【図５６】
2004055371.tif 000058
2004055371.tif 000059
【図５８】
2004055371.tif 000060
【図５９】
2004055371.tif 000061
【手続補正書】
【提出日】平成16年3月26日(2004.3.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器と、
前記密閉容器内に収容され、冷媒を圧縮する圧縮部と、
前記圧縮部を駆動する駆動部と、
前記圧縮部の駆動により接触と摺動とのいずれかを行う第１接触部と第２接触部と、を備え、
前記第１接触部と前記第２接触部との少なくともいずれかの表面に、均一に配置された複数のくぼみと、二硫化モリブデンを固着させた混合層との少なくともいずれかを形成した、
冷媒圧縮機。
【請求項２】
前記第１接触部と前記第２接触部が前記圧縮部を構成する摺動部品である、
請求項１記載の冷媒圧縮機。
【請求項３】
前記圧縮部が、
ピストンと、
前記ピストンを遊嵌したボアと、を有し、
前記第１接触部が前記ピストンであり、前記第２接触部が前記ボアである、
請求項１記載の冷媒圧縮機。
【請求項４】
前記圧縮部が、
主軸部と偏心部とを有するクランクシャフトと、
前記主軸部を軸支した軸受部と、を有し、
前記第１接触部が前記主軸部であり、前記第２接触部が前記軸受部である、
請求項１記載の冷媒圧縮機。
【請求項５】
前記圧縮部が、
主軸部と偏心部とを有するクランクシャフトと、
ピストンと、
前記ピストンに設けられたピストンピンと、
前記偏心部と前記ピストンピンとを連結したコンロッドと、を有し、
前記第１接触部が前記ピストンピンであり、前記第２接触部が前記コンロッドである、
請求項１記載の冷媒圧縮機。
【請求項６】
前記駆動部が回転子を有し、
前記圧縮部が、
主軸部と偏心部とを有するクランクシャフトと、
前記主軸部を軸支した軸受部と、を有し、
前記冷媒圧縮機は、前記回転子と前記軸受部との間に、スラストワッシャをさらに備え、
前記回転子は、前記スラストワッシャと接するフランジ面を有し、
前記軸受部は、前記スラストワッシャと接するスラスト部を有し、
前記第１接触部が、前記スラストワッシャであり、前記第２接触部が、前記フランジ面と前記スラスト面との少なくともいずれかである、
請求項１記載の冷媒圧縮機。
【請求項７】
前記圧縮部が、
主軸部と、偏心部と、前記主軸部と前記偏心部との間に設けられたフランジ部とを有するクランクシャフトと、
前記主軸部を軸支し、前記フランジ部と接するスラスト部を設けた軸受部と、を有し、
前記第１接触部が、前記フランジ部であり、前記第２接触部が、前記スラスト部である、
請求項１記載の冷媒圧縮機。
【請求項８】
前記圧縮部が、
圧縮室と、
前記圧縮室内を転動するローリングピストンと、
前記ローリングピストンに挿圧され、前記圧縮室を仕切るベーンと、を有し、
前記第１接触部が、前記ローリングピストンであり、前記第２接触部が、前記ベーンである、
請求項１記載の冷媒圧縮機。
【請求項９】
前記圧縮部が、
主軸部と、副軸部と、偏心部とを有するシャフトと、
前記偏心部に遊嵌されたローリングピストンと、
前記主軸部を軸支する主軸受と、
前記副軸部を軸支する副軸受と、を有し、
前記第１接触部と前記第２接触部との組が、前記偏心部と前記ローリングピストン、前記主軸部と前記主軸受、前記副軸部と前記副軸受の少なくともいずれかである、
請求項１記載の冷媒圧縮機。
【請求項１０】
前記圧縮部は、
吸入弁座と、
吸入可動弁と、を有し、吸入工程で前記吸入可動弁が開く吸入バルブ装置と、
吐出弁座と、
吐出可動弁と、を有し吐出工程で前記吐出可動弁が開く吐出バルブ装置と、の少なくとも一方を含み、
前記第１接触部と前記第２接触部の組が、前記吸入弁座と前記吸入可動弁、前記吐出弁座と前記吐出可動弁の少なくともいずれかの組である、
請求項１記載の冷媒圧縮機。
【請求項１１】
前記吸入可動弁と前記吐出可動弁との少なくともいずれかが、表面組織がマルテンサイトの板ばね材で形成された、
請求項１０記載の冷媒圧縮機。
【請求項１２】
前記吸入可動弁と前記吐出可動弁との少なくともいずれかが腕部を有し、
前記腕部の少なくとも一方の面に複数のくぼみを均一に形成した、
請求項１０記載の冷媒圧縮機。
【請求項１３】
前記吐出可動弁は第1衝打部を有し、
前記吐出バルブ装置は、前記吐出可動弁の動きを規制し、前記吐出可動弁の開動作により前記第1衝打部と接する第2衝打部を有するストッパと、をさらに有し、
前記第１接触部が前記第1衝打部であり、前記第２接触部が前記第2衝打部である、
請求項１０記載の冷媒圧縮機。
【請求項１４】
前記吐出バルブ装置は、前記ストッパと前記吐出可動弁との間に、第３衝打部と第４衝打部とを有するバックアップリードと、をさらに有し、
前記第１接触部と前記第２接触部の組が、前記第1衝打部と前記第３衝打部、前記第2衝打部と前記第４衝打部の少なくともいずれかの組である、
請求項１３記載の冷媒圧縮機。
【請求項１５】
前記圧縮部から前記密閉容器外に、圧縮された冷媒を導出する吐出経路と、
前記吐出経路に被覆させた共振防止部と、をさらに備え、
前記第１接触部が前記吐出経路であり、前記第２接触部が前記共振防止部である、
請求項１記載の冷媒圧縮機。
【請求項１６】
前記圧縮部を前記密閉容器に弾接的に支持し、前記第１接触部と前記第２接触部とを有する支持部と、をさらに備えた、
請求項１記載の冷媒圧縮機。
【請求項１７】
前記支持部は、
前記圧縮部を保持する第1保持部材と、
前記密閉容器内面に設けられた第２保持部材と、
前記第1保持部材と前記第２保持部材との間に設けられたばねと、を有し、
前記第１接触部が前記ばねであり、前記第２接触部が前記第1保持部材と前記第２保持部材の少なくともいずれかである、
請求項１６記載の冷媒圧縮機。
【請求項１８】
オイルをさらに備え、
前記オイルは、前記くぼみに滞留した状態と前記混合層の表面に介在した状態との少なくともいずれかの状態にある、
請求項１記載の冷媒圧縮機。
【請求項１９】
前記くぼみの表面形状が球面である、
請求項１８記載の冷媒圧縮機。
【請求項２０】
前記くぼみの直径が２μｍ以上５０μｍ以下であり、かつ前記くぼみの深さが０．５μｍ以上１０μｍ以下である、
請求項１８記載の冷媒圧縮機。
【請求項２１】
前記くぼみを設けた前記第１接触部と前記第２接触部との少なくともいずれかの表面積に対する前記くぼみの占める面積割合が４０％以上８０％以下である、
請求項１８記載の冷媒圧縮機。
【請求項２２】
前記オイルの粘度はＶＧ５以上ＶＧ１０未満である、
請求項１８記載の冷媒圧縮機。
【請求項２３】
前記冷媒は、塩素フリーな炭化水素であり、前記オイルは前記冷媒と相溶性がある、
請求項１８記載の冷媒圧縮機。
【請求項２４】
前記冷媒は、イソブタンとプロパンとの少なくともいずれかを含み、
前記オイルは、アルキルベンゼン、鉱油、エステル、ポリビニルエーテル、ポリアクリレングリコールのうち少なくともいずれかを含む、
請求項１８記載の冷媒圧縮機。
【請求項２５】
前記第１接触部と前記第２接触部の母材が鉄系の材料であり、前記第１接触部と前記第２接触部との少なくともいずれかの表面組織がマルテンサイトである、
請求項１記載の冷媒圧縮機。
【請求項２６】
前記混合層の二硫化モリブデンの純度が９８％以上である、
請求項１記載の冷媒圧縮機。
【請求項２７】
前記くぼみの表面に前記混合層を形成した、
請求項１記載の冷媒圧縮機。
【請求項２８】
密閉容器と、
前記密閉容器内に収容され、冷媒を圧縮する圧縮部と、
前記圧縮部を駆動する駆動部と、
前記圧縮部の駆動により接離と摺動のいずれかを行う第１接触部と第２接触部と、を備え、
前記第１接触部と前記第２接触部との少なくともいずれかの表面に、均一に配置された複数のくぼみと、二硫化モリブデンを固着させた混合層との少なくともいずれかを形成した冷媒圧縮機と、
前記冷媒圧縮機の高圧側に接続された第１熱交換器と、
前記冷媒圧縮機の低圧側に接続された第２熱交換器と、
前記第１熱交換器と前記第２熱交換器との間に接続された膨張弁と、を備えた、
冷凍機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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とそれを用いた冷凍機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、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圧縮機の開発が進められている。
【０００３】
図５８は従来技術による密閉型電動冷媒圧縮機の断面図である。図５９はその圧縮機の支持構造図である。密閉容器（以下、容器）１は底部にオイル２を貯留するとともに、固定子３と回転子４からなる電動部５とこれによって駆動される圧縮部６を収容している。電動部５と圧縮部６からなる圧縮機本体７は密閉容器１内に圧縮コイルばね（以下、ばね）８によって弾性的に支持されている。
【０００４】
クランクシャフト９は回転子４を固定した主軸部９Ａと主軸部９Ａに対し偏心して形成された偏心部９Ｂからなり、給油ポンプ１０が設けられている。主軸部９Ａは軸受部２３により軸支されている。シリンダーブロック１１は略円筒形のボア１２からなる圧縮室１３を有している。ボア１２に遊嵌されたピストン１４は、偏心部９Ｂとスライド機構にて連結されており、ボア１２の端面はバルブプレート１５で封止されている。
【０００５】
ヘッド１６は高圧室を形成し、ヘッド１６から容器１外に圧縮された冷媒ガスを導出する吐出経路１７は管体１８を介して容器１外の冷凍サイクルの高圧側（図示せず）に接続されている。管体１８は、耐熱性、耐冷媒性、耐油性を有する高分子材料からなり、吐出経路１７の共振を防止している。
【０００６】
電動部５の固定子締結ボルト１９の頭部には合成樹脂製の保持部材２０が装着され、容器１の内壁に設けた突起部２１には合成樹脂製の保持部材２２が装着されている。保持部材２０、２２にはばね８が嵌装されている。
【０００７】
以上のように構成された冷媒圧縮機について、以下その動作を説明する。商用電源から供給される電力は電動部５に供給され、電動部５の回転子４を回転させる。回転子４はクランクシャフト９を回転させ、偏心部９Ｂの偏心運動がピストン１４を駆動する。これによりピストン１４はボア１２内を往復運動し、容器１内に導かれた冷媒ガスは吸入バルブ（図示せず）を介して圧縮室１３内に導入される。そして連続して圧縮され、圧縮された冷媒ガスは、吐出バルブ（図示せず）、吐出経路１７、管体１８を介して容器１外へ送られる。
【０００８】
オイル２はクランクシャフト９の回転に伴って給油ポンプ１０から各摺動部に給油され、摺動部を潤滑するとともに、偏芯部９Ｂ先端より容器１内に放出される。ピストン１４とボア１２との間ではシールとして機能する。
【０００９】
クランクシャフト９の主軸部９Ａと軸受部２３、ピストン１４とボア１２等はそれぞれ相互に摺動部を形成している。従来の圧縮機では、摺動部を構成する摺動部材の一方は、窒化処理した鉄系材料にリン酸マンガン処理した材料にて形成され、摺動部材の他方は、陽極酸化処理したアルミニウムダイキャストにて形成されている。このような技術は例えば特開平６−１１７３７１号公報に開示されている。
【００１０】
しかしながら、摺動部に硬度が低いリン酸マンガン処理を用いている場合、起動時等の摺動部に油膜が発生しない状態で金属接触が生じるとリン酸マンガン層が摩耗して無くなる。このため摩擦係数が高くなり摺動損失が増加する可能性がある。また摩擦係数を低減するために、摺動部間の隙間を小さくすると、金属接触が生じてリン酸マンガン層が摩耗して無くなり摩耗の増加や異常摩耗が発生する可能性がある。更に、ピストン１４−ボア１２間では、ピストン１４の摩耗量が多くなることにより、ピストン１４−ボア１２間の隙間が大きくなる。これにより、圧縮した冷媒ガスがピストン１４とボア１２との隙間から漏れて効率が低下する可能性がある。
【００１１】
加えて、摺動部における粘性抵抗を下げるためにオイルの粘度を低くした場合には、上記課題がさらに顕著になる。
【００１２】
また、別の従来の技術による圧縮機では、摺動部表面に固体潤滑剤である二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）が塗布されている。このような圧縮機は例えば、特開平８−１２１３６１号公報、特開平９−１１２４６９号公報に開示されている。
【００１３】
ＭｏＳ2は摺動面に塗布するためにポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ）のバインダーを含んでいる。しかしながらＰＡＩは、ＭｏＳ2単体に比較して摩擦係数が高く、その結果、摺動損失が増加する。また、摺動部の母材を鉄やアルミニウム等の金属材料で構成する場合、バインダーとして用いるＰＡＩとの結合力が通常の金属結合に比較して弱い。このため、ＭｏＳ2を塗布した摺動部において母材とバインダーとの界面ではく離が生じ、その結果ＭｏＳ2の耐摩耗性向上の効果が得られず、摩耗量が増加することがある。
【００１４】
また、ピストン１４の直線運動が圧縮部６を加振することで冷媒圧縮機７の回転中、常にばね８は微振動を発生するとともに、起動、停止時は慣性力によって圧縮部６が大きく振れる。その結果、ばね８もゆれるため、ばね８と保持部材２０，２２とが間欠的に接触しこすれる。このとき、保持部材２０、２２は合成樹脂製である為にこすれ音を吸収する。このような冷媒圧縮機に関する技術は特開平６−８１７６６号公報に開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、この構成では、保持部材２０と保持部材２２が合成樹脂製の別部品である為に部品点数が増加し、製作コストが増加する。
【００１６】
また、圧縮部６の起動、停止時に、圧縮部６が大きく振れるため、吐出経路２２も大きく揺れる。このため、吐出経路２２と管体２３とが間欠的に接触しこすれる。管体２３は高分子材料からなるため、この際のこすれ音は吸収されるが、耐熱性、耐冷媒性、耐油性を有するため高コストである。
【００１７】
さらに圧縮機では圧縮部６の駆動に伴い、圧縮室１３と容器１との間で冷媒ガスを吸入、吐出するためのバルブ（図示せず）が作動する。その際、弁座とバルブシート等（図示せず）が接触し、騒音を発する。
【００１８】
このように、圧縮部６の駆動に伴い、様様な部分が接触し足り摺動する。そのために磨耗による性能低下を生じたり、騒音を発したりする。従来の技術でこれを解消するには、部品点数の増加や高価な材料を適用する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の冷媒圧縮機は、圧縮部と、駆動部と、第１、第２接触部とを有する。圧縮部は密閉容器内に収容され、冷媒ガスを圧縮する。駆動部は圧縮部を駆動する。第１、第２接触部は、圧縮部の駆動により接触したり摺動したりする。その表面には均等に配置された複数のくぼみと、二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）を固着させた混合層との少なくともいずれかが形成されている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の冷媒圧縮機は、圧縮部と、駆動部と、第１、第２接触部とを有する。圧縮部は密閉容器内に収容され、冷媒ガスを圧縮する。駆動部は圧縮部を駆動する。第１、第２接触部は、圧縮部の駆動により接触したり摺動したりする。その表面には均等に配置された複数のくぼみと、二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）を固着させた混合層との少なくともいずれかが形成されている。これらの接触部としては、ピストンとボアなどの摺動部、吸入弁、吐出弁の弁座と可動弁、吐出経路を構成する鋼管と密着コイルばね、圧縮部を保持する保持部材とばね等の支持部などがある。この構成により、第１、第２接触部の耐摩耗性が高くなり、信頼性が高く、高効率な圧縮機が得られる。またこのような圧縮機を用いた冷凍機も信頼性が高く、高効率である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。なお、各実施の形態において、先行する実施の形態と同様の構成をなすものには同じ符号を付して説明し、詳細な説明を省略する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による冷媒圧縮機１００の断面図である。図２は図１におけるピストンとボアとにより形成される摺動部の拡大図である。図３は図１におけるピストンとボアとが摺動する時のオイルの流れを示した図である。図４は、冷媒圧縮機１００を含む冷凍機の冷凍サイクル図である。図５は、微細くぼみ有り無しでの焼付き面圧を示した特性図である。図６は、微細くぼみの形状、大きさの違いでの摩擦係数を示した特性図である。図７は、摺動部表面積に対する微細くぼみの占める割合の違いでの摩耗量を示した特性図である。
【００２３】
図１〜図３において、密閉容器（以下、容器）１０１内にはイソブタンからなる冷媒ガス１０２が充填されている。容器１０１は、底部にオイル１０３を貯留し、固定子１０４と回転子１０５とからなる１０６と、これによって駆動される往復式の圧縮部１０７とを収容している。電動部１０６は駆動部であり、圧縮部１０７を容器１０１内に密閉できれば、容器１０１外に設けてもよい。
【００２４】
次に圧縮部１０７を詳細に説明する。クランクシャフト１０８は回転子１０５を圧入固定した主軸部１０９と、主軸部１０９に対し偏心して形成された偏心部１１０からなる。クランクシャフト１０８は下端に、オイル１０３に連通する給油ポンプ１１１を設けられている。鋳鉄からなるシリンダーブロック１１２は略円筒形のボア１１３と主軸部１０９を軸支する軸受部１１４とを形成している。
【００２５】
ボア１１３に遊嵌されたピストン１１５は鉄系の材料からなり、ボア１１３と共に圧縮室１１６を形成している。ピストン１１５は、ピストンピン１１７を介して、連結部であるコンロッド１１８によって偏心部１１０と連結されている。ボア１１３の端面はバルブプレート１１９で封止されている。
【００２６】
ヘッド１２０は高圧室を形成し、バルブプレート１１９の、ボア１１３と反対側に固定されている。サクションチューブ１２１は容器１０１に固定されるとともに冷凍サイクルの低圧側で熱交換器６０に接続され、冷媒ガス１０２を容器１０１内に導く。サクションマフラー１２２は、バルブプレート１１９とヘッド１２０に挟持されている。ヘッド１２０から吐出される圧縮された冷媒１０２は熱交換器７０へ送られ、放熱し、膨張弁８０を介して熱交換器６０へ戻り、吸熱する。このようにして冷凍機が構成されている。
【００２７】
主軸部１０９と軸受部１１４、ピストン１１５とボア１１３、ピストンピン１１７とコンロッド１１８、偏心部１１０とコンロッド１１８はそれぞれ相互に摺動部を形成している。摺動部を形成する各部は圧縮部１０７の駆動により摺動し合う接触部である。
【００２８】
ピストン１１５の摺動面１１５Ａには、複数の微細くぼみ（以下、くぼみ）１２３がほぼ均一に形成されている。くぼみ１２３の形状は球面であり、さらに大きさが直径２０μｍ〜５０μｍ、深さが1μｍ〜１０μｍであることがより好ましい。さらに摺動面１１５Ａの表面積に対するくぼみ１２３の占める面積の割合は４０〜８０％であることがより好ましい。さらに鉄系材料においては摺動部表面の組織をマルテンサイト化することがより好ましい。
【００２９】
このようなくぼみ１２３は、表面のエッチング、プレス成型等により形成される。本実施の形態においては、鋼球やセラミック球等の硬度の硬い球をある速度以上で衝突させる方法でくぼみ１２３を形成している。例えば鋳鉄の表面を加工硬化によって硬度を高くする場合には、鋳鉄材料の表面に直径２〜５０μｍ程度のセラミックスや鋼球のような、被加工部品より硬質の小球を２０ｓｅｃ／ｍｉｎ以上の速度になるように投射装置により加速して噴射させる。このように、被加工部品に高速で衝突させると、表面に残留圧縮応力が付与され、ビッカース硬度で６００Ｈｖ程度まで硬度を高めることができる。
【００３０】
以上のように構成された冷媒圧縮機１００について、以下その動作を説明する。
【００３１】
商用電源から供給される電力は電動部１０６に供給され、電動部１０６の回転子１０５が回転する。回転子１０５はクランクシャフト１０８を回転させ、偏心部１１０の偏心運動が連結部のコンロッド１１８からピストンピン１１７を介してピストン１１５を駆動する。これによりピストン１１５はボア１１３内を往復運動する。サクションチューブ１２１を通して容器１０１内に導かれた冷媒ガス１０２はサクションマフラー１２２から吸入され、圧縮室１１６内で連続して圧縮される。
【００３２】
オイル１０３はクランクシャフト１０８の回転に伴い、給油ポンプ１１１から各摺動部に給油され、摺動部を潤滑するとともに、ピストン１４とボア１２との間ではシールとして機能する。
【００３３】
ピストン１１５がボア１１３内を往復運動して冷媒ガス１０２を圧縮する際、圧縮された冷媒ガス１０２の一部はピストン１１５とボア１１３との隙間を経て容器１０１内に漏出し、体積効率を下げる。しかしながら、本実施の形態においてはピストン１１５とボア１１３との隙間に漏出したガスはくぼみ１２３に達する。すると、くぼみ１２３においてピストン１１５とボア１１３の隙間の体積が増加することからラビリンスシールと同様の作用が生じ、漏出した冷媒ガスの流速は急速に低下する。この結果、冷媒ガス１０２の漏れ量が減少する。その結果、冷媒圧縮機１００の体積効率が向上するため、冷媒圧縮機１００の圧縮効率は向上する。
【００３４】
次に、図５を用いて微細くぼみ有り無しでの焼付き面圧を測定した結果について説明する。測定は、ＣＨ2ＦＣＦ3冷媒の雰囲気圧力０．４ＭＰａのもと、ＩＳＯ粘度グレードがＶＧ８からＶＧ１０のエステルオイルを使用し、摺動速度を１．０ｍ／ｓにおいて行われる。
【００３５】
図５より明らかに、くぼみ１２３を設けたピストン１１５はくぼみ１２３が無いものに比べ、焼きつき面圧の大幅な改善がされている。摺動部表面にくぼみ１２３をほぼ均一に形成することにより、供給されたオイル１０３がくぼみ１２３に保持される。摺動部材どうしの隙間が摺動方向に対して狭くなったとき、くぼみ１２３内のオイル１０３の粘性と摺動部の相対運動とにより、狭くなった隙間にオイル１０３が引き込まれる。これにより、負荷を支える圧力がオイル１０３に生じくさび形油膜が形成される。このくさび形油膜が、摺動部間に発生する金属接触を防止する。このことから焼付き荷重が上昇すると考えられる。
【００３６】
次にくぼみ１２３の形状と大きさをパラメーターに摩擦係数を測定した結果を図６に示す。測定は、ＣＨ2ＦＣＦ3冷媒の雰囲気圧力０．４ＭＰａのもと、ＶＧ８からＶＧ１０のエステルオイルを使用し、摺動速度を１．０ｍ／ｓ、面圧：０．５ＭＰａにおいて行われる。
【００３７】
この結果から、球面形状のくぼみ１２３を設けたピストン１１５は、角状の微細くぼみを設けたものに比べ、摩擦係数が低下していることがわかる。これは、くぼみ１２３の形状を球面とすることにより、投影面積の同じ多角錐に比べて体積が増加することにより、形成されるくさび形油膜の油圧が増加することによると考えられる。つまり、図３に示すように、くぼみの形状が球面であれば、摺動部が摺動する際に生じる油膜を発生させるオイルの流れがくぼみの中でうず流を形成し易くなり、その結果油圧が発生することで金属接触が防止される。
【００３８】
また、形状が球面であることから、摺動方向に関わらず、摺動にともなう摺動部間の隙間の変化量が一定となり、摺動部全体に均一な油膜が形成される。そして、ピストン１１５とボア１１３との隙間の偏りが小さくなり、ピストン１１５の側面から冷媒ガス１０２の漏れる量が少なくなるためと考えられる。
【００３９】
さらに、くぼみ１２３の大きさが直径２０〜３０μｍ、深さ１〜５μｍの場合に摩擦係数が最小の値になる。この大きさを中心にくぼみ１２３の大きさが直径２０μｍ〜５０μｍ、深さ1μｍ〜１０μｍの範囲でリン酸マンガン処理した場合より低い値となっており、潤滑摺動条件が改善される。
【００４０】
オイル１０３への冷媒１０２の溶け込み量は雰囲気圧力が低いほど少なくなる。くぼみの大きさが直径５０μｍ、深さ１０μｍ以上とした場合に比較して、体積が小さくなる直径２０μｍ〜５０μｍ、深さを1〜１０μｍのくぼみにおいては、雰囲気圧力の低下が少ない。このため、圧縮された冷媒ガス１０２の圧力が高圧のまま保たれ、オイル１０３中に溶け込み可能な冷媒量の低下が抑えられる。これによりオイル１０３中の冷媒の発泡現象が少なくなり、発泡により摺動部に形成された油膜の破断により生じる金属接触の発生が防止される。このようにして、摩擦係数の上昇が防止されると考えられる。
【００４１】
図７に示す摩耗体積からも同様のことが言える。なお、測定は、ＣＨ2ＦＣＦ3冷媒の雰囲気圧力０．４ＭＰａのもと、ＶＧ８からＶＧ１０のエステルオイルを使用し、摺動速度を１．０ｍ／ｓ、面圧：０．５ＭＰａにおいて行われる。図７は、摺動部表面積に対するくぼみ１２３以外の平面部分の占める割合と摩耗体積との関係を示している。すなわち平面比が小さいほどくぼみ１２３の占める割合が大きい。
【００４２】
この結果からは、くぼみ１２３を摺動部表面に設けることにより、リン酸マンガン処理した場合より摩耗量が少なくなることが判る。平面比が５２％では摩耗量が０ｍｍ3となる。しかし、摺動部表面積に対するくぼみ１２３の占める割合を多くすることにより摩耗量が増加する。さらに詳細な検討の結果、平面比が２０％以上、６０％以下、すなわち動部表面積に対する微細くぼみの占める面積割合が、４０％以上８０％以下の場合に、図中点線で示した実使用上問題のない摩耗量である０．０５ｍｍ3以下となる。
【００４３】
このような範囲においては、くぼみ１２３により滑り方向へのくさび膜が形成される傾斜表面部と、摺動面に対して平行となる平面部とが摺動部に設けられると考えられる。これにより、テーパーランド軸受と同様の形状、効果が得られ、発生する油圧により支えられる限界荷重が上昇し、金属接触が低下すると考えられる。
【００４４】
なお、摺動部材に鉄系材料を用いる場合、摺動部表面にくぼみ１２３を形成する手法として、表面に鋼球、セラミックス球等の物質を一定速度以上で衝突させる。この方法によると、摺動部の表面層の組織がマルテンサイト化し、摺動部材の表面強度が上昇し、摩耗の進行速度が低下する。またくぼみ１２３を形成することにより摺動部間の面積が低減され、金属接触が低減される。
【００４５】
以上、本実施の形態においては、ピストン１１５の摺動面にほぼ均一にくぼみ１２３を設ける。また、ボア１１３にくぼみ１２３を設けたり、ピストン１１５とボア１１３との双方に施しても、同様の作用効果が得られる。
【００４６】
次に、主軸部１０９と軸受部１１４とにより形成される摺動部について説明する。図８は図１における主軸部１０９と軸受部１１４とにより形成される摺動部の拡大図である。
【００４７】
クランクシャフト１０８の主軸部１０９には、その摺動面１２５に複数のくぼみ１２３がほぼ均一に形成されている。
【００４８】
以上のように構成された冷媒圧縮機１００について、以下その動作を説明する。
【００４９】
摺動面１２５にくぼみ１２３をほぼ均一に形成したクランクシャフト１０８の主軸部１０９が軸受部１１４内を回転運動する。これにより、給油ポンプ１１１から冷媒を含んだオイル１０３が軸受部１１４とクランクシャフト１０８との間の摺動部に供給される。一方、軸受部１１４内をクランクシャフト１０８が一回転する間に主軸部１０９と軸受部１１４との隙間がくぼみ１２３の深さに対応して変化する。その際、主軸部１０９と軸受部１１４との隙間に、オイル１０３が引き込まれ、くさび形油膜が形成される。
【００５０】
また、くぼみ１２３が微細であることから冷媒が溶け込んだオイル１０３がくぼみ１２３内に供給されてもくぼみ１２３での体積変化が小さく雰囲気圧力の低下が少ない。このため、圧縮された冷媒ガス１０２の圧力が高圧のまま保たれ、オイル１０３中に溶け込み可能な冷媒量の低下が抑えられる。これによりオイル１０３中の冷媒の発泡現象が少なくなり、発泡により摺動部に形成された油膜の破断により生じる金属接触の発生が防止され、摩擦係数の上昇が防止される。
【００５１】
さらに、オイル１０３がくぼみ１２３に溜められ、摺動部への給油が行われない冷媒圧縮機１００運転開始時においても軸受部１１４と主軸部１０９との間に常にオイル１０３が存在する。このため焼付き荷重が上昇して異常摩耗が防止される。
【００５２】
以上、本実施の形態においては、クランクシャフト１０８の主軸部１０９の摺動面１２５にくぼみ１２３をほぼ均一に設ける。くぼみ１２３を形成することにより摺動部間の面積が低減され、金属接触が低減される。また、軸受部１１４にくぼみ１２３を設けても、主軸部１０９と軸受部１１４との双方に設けても、同様の作用効果が得られる。
【００５３】
次に、コンロッド１１８とピストンピン１１７とにより形成される摺動部について説明する。図９は図１におけるピストン周辺の拡大図である。図１０は図９におけるピストンピン１１７とコンロッド１１８とにより形成される摺動部の拡大図である。
【００５４】
ピストンピン１１７は、摺動面１２７にくぼみ１２３をほぼ均一に形成されている。くぼみ１２３を形成することにより摺動部間の面積が低減され、金属接触が低減される。
【００５５】
以上のように構成された冷媒圧縮機１００について、以下その動作を説明する。クランクシャフト１０８が回転することにより連結部であるコンロッド１１８によって連結されているピストンピン１１７を介してボア１１３に遊嵌されたピストン１１５が往復運動する。この際、コンロッド１１８とピストンピン１１７とは、揺動運動を行ない、ピストン１１５が上死点または下死点に達したときに速度が０ｍ／ｓとなり、油膜が形成できない状態になる。この時にも、ピストンピン１１７の摺動面１２７におけるくぼみ１２３にオイル１０３が保持されている。このため、摺動部分に常にオイル１０３が存在し、焼付き荷重が上昇して異常摩耗が防止される。
【００５６】
以上、本実施の形態においては、ピストンピン１１７の摺動面１２７にくぼみ１２３をほぼ均一に設ける。また、コンロッド１１８にくぼみ１２３を設けても、ピストンピン１１７とコンロッド１１８との双方に設けても、同様の作用効果が得られる。
【００５７】
次に、スラスト軸受部１３５に形成される摺動部について説明する。図１１は図１におけるスラスト軸受部１３５周辺の拡大図である。図１２は図１１におけるスラスト部１３０とスラストワッシャ１３４とが接する部分の拡大図である。
【００５８】
スラスト部１３０は摺動面１３０Ａにくぼみ１２３をほぼ均一に形成されている。
【００５９】
以上のように構成された冷媒圧縮機１００について、以下その動作を説明する。
【００６０】
クランクシャフト１０８には、回転子１０５が圧入固定されている。また、回転子１０５にはフランジ面１３２が形成され、軸受部１１４の上端面はスラスト部１３０になっている。フランジ面１３２と軸受部１１４のスラスト部１３０との間にはスラストワッシャ１３４が挿入されている。フランジ面１３２とスラスト部１３０とスラストワッシャ１３４とがスラスト軸受部１３５を構成し、クランクシャフト１０８、回転子１０５等の垂直荷重を支えている。従って、冷媒圧縮機１００が運転を停止しているときも、スラスト軸受部１３５には垂直荷重が負荷されている。
【００６１】
ここで、スラスト部１３０の摺動面１３０Ａにくぼみ１２３を形成することにより、摺動部への給油が行われない冷媒圧縮機１００運転開始時においても摺動部表面のくぼみ１２３にオイル１０３が保持される。このため、スラスト部１３０とスラストワッシャ１３４の間に金属接触が発生する場合でも、摺動部の摩擦係数が低くなり、摺動損失が低下する。さらに、くぼみ１２３にオイル１０３が保持され、摺動部分に常にオイル１０３が存在することにより焼付き荷重が上昇して異常摩耗が防止される。また、くぼみ１２３を形成することにより摺動部間の面積が低減され、金属接触が低減される。
【００６２】
以上、本実施の形態においては、スラスト軸受部１３５をフランジ面１３２、スラスト部１３０、スラストワッシャ１３４にて構成し、くぼみ１２３を摺動面１３０Ａに形成している。なお、クランクシャフト１０８の主軸部１０９と偏心部１１０との間にもスラスト部１３７となるフランジ面１３６がある。フランジ面１３６とそれに対向する軸受部１１４のスラスト部１３９とでスラスト軸受を構成してもよい。その場合、スラスト部１３７にくぼみ１２３を設ける。このようにしてする場合においても、同様の作用効果が得られる。
【００６３】
なお本実施の形態においては軸受部１１４のスラスト部１３０の摺動面１３０Ａにくぼみ１２３をほぼ均一に設ける。また、スラストワッシャ１３４にくぼみ１２３を設けても、スラストワッシャ１３４とスラスト部１３０との双方に設けても、同様の作用効果が得られる。また、スラストワッシャ１３４が回転子１０５のフランジ面に接する面に微小くぼみ１２３を設けてもよい。回転子１０５のフランジ面に微小くぼみ１２３を設けてもよい。さらにクランクシャフト１０８のスラスト部１３７にくぼみ１２３を設けても、クランクシャフト１０８のスラスト部１３７と軸受部１１４のスラスト部１３９との双方に設けても、同様の作用効果が得られる。
【００６４】
次に、オイル１０３に冷媒１０２が溶け込み易い組合せの場合について、くぼみ１２３の大きさとオイルの粘度との関係について説明する。図１３は、微細くぼみをほぼ均一に形成した摺動面とリン酸マンガン層との摩擦係数の特性図である。図１４は、摺動面に微細くぼみをほぼ均一に形成した場合とリン酸マンガン層を施した場合でのコンプレッサーにおける冷凍能力の特性図である。図１５は、摺動面に微細くぼみをほぼ均一に形成した場合とリン酸マンガン層をほどこした場合でのコンプレッサーにおける効率の特性図である。
【００６５】
なお図１において、容器１０１内はイソブタンからなる冷媒ガス１０２が充填されているとともに、底部には鉱油からなりＶＧ１０未満ＶＧ５以上の粘度のオイル１０３を貯留している。これ以外の構成は上述と同様である。
【００６６】
ここで主軸部１０９と軸受部１１４、ピストン１１５とボア１１３、ピストンピン１１７とコンロッド１１８、偏心部１１０とコンロッド１１８の各摺動部材間に形成された各摺動部における動作について説明する。以下、ピストン１１５を例に説明する。
【００６７】
上記各摺動部間においてはオイル１０３の粘度がＶＧ１０未満ＶＧ５以上と低いため、摺動部品同士が固体接触を起こしやすい。さらに、冷媒がイソブタンであることから、鉱油からなるオイル１０３に溶け込みやすく、オイル１０３の粘度が低下することで、さらに固体接触を起こしやすくなる。
【００６８】
しかしながら、図３に示すように、摺動部が摺動する際に生じる油膜を発生させるオイルの流れが球面状のくぼみ１２３の中でうず流を形成し易くなり、その結果油圧が発生することで固体接触が防止され、耐摩耗性が向上する。また、くぼみ１２３を形成することにより摺動部間の面積が低減され、金属接触が低減される。
【００６９】
加えて、鋼球やセラミック球等の硬度の硬い球をある速度以上で衝突させる方法でくぼみ１２３を形成していることから、加工硬化等により表面の硬度が上昇している。このため固体接触が生じる場合にも、異常摩耗が防がれ、耐摩耗性が向上する。特に摺動部がピストン１１５とボア１１３、ピストンピン１１７とコンロッド１１８で構成されている場合、１圧縮工程当たり２回、相互摺動速度が０ｍ／ｓとなる。このため、油圧がゼロとなり、固体接触が生じやすいので、本技術が極めて有効である。
【００７０】
ここで、図１３を用いて本実施の形態による摺動面に微細くぼみ３２３をほぼ均一に形成した場合とリン酸マンガン層をほどこした場合とにおけるオイル粘度を変えた際の摩擦係数について説明する。
【００７１】
測定は、ＣＨ2ＦＣＦ3冷媒の雰囲気圧力０．４ＭＰａのもと、ＶＧ４からＶＧ２２のエステルオイル、ＶＧ１相当のエタノールを使用して行う。まず、
１）直径が２μｍ〜１５μｍで深さが０．５μｍ〜１μｍの大きさのくぼみ１２３
２）直径が４０μｍ〜５０μｍで深さが７μｍ〜１０μｍの大きさのくぼみ１２３
３）直径が６０μｍ〜７０μｍで深さが１５μｍ〜２０μｍの大きさのくぼみ１２３
を形成した円盤を用意する。このような円盤を、摺動速度を１．０ｍ／ｓで回転させ、リング状に形成された相手材を、面圧０．５ＭＰａで押し付ける。図１３はこのような条件で磨耗試験を行った結果を示している。
【００７２】
この結果から、リン酸マンガン層を形成した場合と、直径が６０μｍ〜７０μｍ、深さが１５μｍ〜２０μｍの大きさのくぼみ１２３をほぼ均一に形成した場合には、オイル粘度をＶＧ１０未満にすると摩擦係数が上昇する。一方、直径が４０μｍ〜５０μｍ、深さが７μｍ〜１０μｍの大きさのくぼみ１２３をほぼ均一に形成した場合と、直径が２μｍ〜１５μｍで深さが０．５μｍ〜１μｍの大きさのくぼみ１２３をほぼ均一に形成した場合には、ＶＧ８までオイル粘度を低下させても摩擦係数が上昇しない。ＶＧ４までオイル粘度を低下させた場合でも、僅かに摩擦係数が上昇するのみである。さらに、リン酸マンガン処理に比べ摩擦係数が低下していることもわかる。
【００７３】
摺動部にほぼ均一に設けたくぼみ１２３の大きさが、直径４０μｍ〜５０μｍ、深さ７μｍ〜１０μｍ、もしくは直径２μｍ〜１５μｍ、深さ０．５μｍ〜１μｍであれば、摺動部間の動圧が均一化されることで隙間が一定となる。さらに詳細な検討により、これらの中間的な大きさのくぼみを設けても同様の効果が得られる。また、くぼみ１２３での体積変動が小さくなり、冷媒１０２を含んだオイル１０３がくぼみ１２３に供給される際に発生する隙間部での圧力低下が少ない。これにより、オイル１０３中での発泡現象が抑えられ油膜の破断が防止され、形成される油膜の油圧が増加する。このようにして固体接触部にかかる荷重が低減されることにより、摩擦係数が低下すると考えられる。
【００７４】
さらに、オイル粘度をパラメータに、往復式冷媒圧縮機の冷凍能力と、冷媒圧縮機の成績係数（ＣＯＰ）の変化を測定した結果を図１４、１５に示す。
【００７５】
試験は、ピストン１１５の摺動部に直径が２μｍ〜５０μｍで深さが０．５μｍ〜１０μｍの大きさのくぼみ１２３を均一に設け、イソブタン冷媒と、ＶＧ５とＶＧ１０の鉱油を用い、凝縮温度／蒸発温度：５４．４℃／−２３．３℃、吸入ガス、膨張弁前温度：３２．２℃の条件にて行う。その時の冷媒圧縮機の冷凍能力と成績係数（ＣＯＰ）を測定する。図１４，１５は、その結果をリン酸マンガン処理と比較して示している。
【００７６】
図１４では、リン酸マンガン処理したピストンを用いた圧縮機においてオイル１０３の粘度をＶＧ１０からＶＧ５に低下させた際、１１Ｗ程度まで大きく冷凍能力が低下している。一方、くぼみ１２３を設けたピストンを用いた圧縮機１００においては、冷凍能力の低下は１Ｗ程度であり、極めて少ない。
【００７７】
ピストン１１５がボア１１３内を往復運動して冷媒ガス１０２を圧縮する際、オイル１０３の粘度が非常に低いため、シール性が低下する。このため、圧縮室１１６で圧縮された冷媒ガス１０２がピストンとボア１１３の隙間から容器１０１内に漏出し冷凍能力が低下し易い。しかし、ピストン１１５に設けたくぼみ１２３により、くさび形油膜が形成される。このようにしてピストン１１５とボア１１３の隙間から漏出する冷媒ガスの量が低減されると推定される。
【００７８】
すなわち、ピストン１１５とボア１１３との隙間に漏出した冷媒ガス１０２がくぼみ１２３に達すると、くぼみ１２３においてピストン１１５とボア１１３との隙間の体積が増加する。このため、ラビリンスシールと同様の作用が生じ、漏出した冷媒ガス１０２の流速は急速に低下することで冷媒ガス１０２の漏れ量が減少する。その結果冷媒圧縮機の冷凍能力の低下が極めて小さく抑えられると考えられる。
【００７９】
同様に図１５においては、リン酸マンガン処理したピストンを用いた圧縮機に較べてくぼみ１２３を設けたピストン１１５を用いた圧縮機１００の方が圧縮機の効率を示す成績係数（ＣＯＰ）が上昇している。これは図１４に示したとおり、冷媒圧縮機の冷凍能力の低下が極めて小さく抑えられ、体積効率が維持されることによる。また、図１３に示したように摺動部における摩擦係数の上昇がリン酸マンガン処理した場合に較べて極めて少ないことから入力が低減されていることにもよる。またＶＧ１０からＶＧ５へのオイル粘度の低下に伴う粘性抵抗の低減が冷媒圧縮機の入力の低減に大きく寄与していると考えられる。
【００８０】
また、イソブタンと鉱油との組合せを例に挙げて説明をしたが、冷媒１０２に同じハイドロカーボン系冷媒であるプロパンを使用する場合においても、また、オイル１０３にアルキルベンゼン、エステル、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコール等を使用する場合においてもオイル１０３中に冷媒１０２が溶け込み更に粘度を低下させる。このため、本構成を適用することにより同様の効果が得られる。
【００８１】
なお上記説明では、摺動部の双方に直径が２μｍ〜５０μｍで深さが０．５μｍ〜１０μｍの大きさのくぼみ１２３をほぼ均一に設ける。くぼみ１２３は摺動部のいずれか一方に施してもよく、同様の作用効果が得られる。
【００８２】
また上記説明では、微小くぼみ１２３をピストン１１５に形成する場合について説明したが、他の摺動部についても同様である。
【００８３】
なお、オイル１０３の粘度はＶＧ１０未満ＶＧ５以上とすることが好ましい。このようにすることで、摺動部表面のくぼみ１２３にオイル１０３が溜まり、摺動面にオイルが保持される。また摺動時に摺動部間の隙間が微小に変化することにより摺動部間に動圧が発生して油膜が保持されやすく、固体接触の頻度が少なくなる。またシール部においてはシール性を向上させ、信頼性と効率とが高まる。
【００８４】
（実施の形態２）
図１６は、本発明の実施の形態２による冷媒圧縮機２００の断面図である。図１７は冷媒圧縮機２００を含む冷凍機の冷凍サイクル図である。図１８は図１６におけるＧ−Ｇ線断面図である。図１９は図１８におけるベーン２１６とローリングピストン（以下、ピストン）２１５とが接する部分の拡大図である。図２０は図１８におけるピストン２１５と偏心部２０７とが接する部分の拡大図である。
【００８５】
密閉容器（以下、容器）１０１には固定子１０４と回転子１０５からなる電動部１０６と、電動部１０６によって駆動されるローリングピストン型の圧縮部２０５がオイル１０３とともに収納されている。電動部１０６は駆動部である。
【００８６】
圧縮部２０５は、シャフト２１０と、シリンダー２１２と、主軸受２１３と副軸受２１４と、ピストン２１５と、板状のベーン２１６とを有する。シャフト２１０は偏心部２０７、主軸部２０８、副軸部２０９を有する。シリンダー２１２は圧縮室２１１を形成する。主軸受２１３と副軸受２１４とは、シリンダー２１２の両端面を封止するとともに各々主軸部２０８と副軸部２０９とを軸支する。ピストン２１５は偏心部２０７に遊嵌され圧縮室２１１内を転動する。ベーン２１６はピストン２１５に挿圧され、圧縮室２１１を高圧側と低圧側とに仕切る。主軸部２０８には回転子１０５が固定されている。
【００８７】
副軸受２１４に固定されたオイルポンプ２１７はオイル１０３に連通している。オイルポンプ２１７は、偏心部２０７とピストン２１５、主軸部２０８と主軸受２１３、副軸部２０９と副軸受２１４が各々形成する摺動部へオイル１０３を供給する。摺動部を形成する各部は圧縮部２０５の駆動により摺動し合う接触部である。
【００８８】
図１９、２０に示すように、ピストン２１５の摺動面２１８、偏心部２０７の摺動面２１９には、微細くぼみ（以下、くぼみ）１２３がほぼ均一に形成されている。また図示していないが、主軸部２０８、副軸部２０９の摺動面にもくぼみ１２３がほぼ均一に形成されている。実施の形態１と同様に、くぼみ１２３の形状は球面であり、さらに大きさが直径２０μｍ〜５０μｍ、深さが1μｍ〜１０μｍであることがより好ましい。さらに各摺動面の表面積に対するくぼみ１２３の占める面積の割合は４０〜８０％であることがより好ましい。さらに鉄系材料においては摺動部表面の組織をマルテンサイト化することがより好ましい。
【００８９】
以上のように構成された冷媒圧縮機２００について、以下その動作を説明する。
【００９０】
回転子１０５の回転に伴ってシャフト２１０は回転し、偏心部２０７に遊嵌されたピストン２１５が圧縮室２１１内を転動する。これにより、ベーン２１６に仕切られた圧縮室２１１の高圧側と低圧側との部屋の容積は連続的に変化し、これに伴って冷媒ガスは連続して圧縮される。さらに圧縮された冷媒ガスは容器１０１内に吐出され、吐出経路２２０を介して熱交換器７０へ送られ、外部へ放熱し、膨張弁８０を介して熱交換器６０へ戻り、外部から吸熱する。このようにして冷凍機が構成されている。
【００９１】
上述のように、容器１０１内が高圧雰囲気となる。また、容器１０１内が高圧であることからベーン２１６に容器１０１内の雰囲気圧力は、背圧として働きピストン２１５の外周表面にベーン２１６の先端を押しつける。ピストン２１５の外周表面にベーン２１６の先端が接触する部分では、円弧と円弧の接触となり線接触の形態であることから金属接触が頻繁に生じる。
【００９２】
ここで、ピストン２１５の外周表面にはくぼみ１２３がほぼ均一に形成されている。そのため、摺動部間の面積が低減され、金属接触が低減される。また、くぼみ１２３にオイル１０３が保持され、摺動部分に常にオイル１０３が存在することにより焼付き荷重が上昇して異常摩耗が防止される。なお、ピストン２１５の外周表面にくぼみ１２３を設けているが、ベーン２１６にくぼみ１２３を設けてもよい。またピストン２１５の外周表面とベーン２１６の双方に設けても、同等の効果を有する。
【００９３】
また、シャフト２１０の回転に伴ってオイルポンプ２１７はオイル１０３を連続的に各摺動部へ給油する。ここで、偏心部２０７の摺動面２１９や主軸部２０８、副軸部２０９の摺動面にはくぼみ１２３がほぼ均一に形成されている。これにより、偏心部２０７とピストン２１５、主軸部２０８と主軸受２１３、副軸部２０９と副軸受２１４が各々形成する摺動部の隙間に、オイルが引き込まれ、くさび形油膜が形成される。
【００９４】
ローリングピストン型の冷媒圧縮機２００では、ピストン２１５が偏心部２０７に回転自在に遊嵌されている。そして、ピストン２１５と偏心部２０７との間の相対速度は主軸部２０８−主軸受２１３間、副軸部２０９−副軸受２１４間の相対速度に比較して小さい。このため、数式（１）により求められるジャーナル軸受の特性を示すゾンマーフェルト数Ｓが小さくなる。これは、摺動潤滑上不利な条件である。
【００９５】
Ｓ＝μ×Ｎ／Ｐ×（Ｒ／Ｃ）2…（１）
数式（１）のように、ゾンマーフェルト数Ｓは、軸受半径Ｒと半径すきまＣと速度Ｎとオイル粘度μと面圧Ｐから求められる。
【００９６】
しかしながらピストン２１５と偏心部２０７との隙間がくぼみ１２３の深さに対応して変化する。このため、摺動速度が遅くても、ピストン２１５と偏心部２０７との隙間にオイルが引き込まれて、くさび形油膜が形成される。
【００９７】
さらにローリングピストン型の冷媒圧縮機では、容器１０１内が凝縮圧力となるため、内圧が高く、オイル１０３の冷媒が溶け込みやすい。これにより、オイルの粘度は低下するので、上述したゾンマーフェルト数Ｓが小さくなり、摺動潤滑上不利な条件である。
【００９８】
しかしながら、くぼみ１２３が微細であることから冷媒が溶け込んだオイル１０３がくぼみ１２３内に供給されてもくぼみ１２３での体積変化が小さく雰囲気圧力の低下が少ない。すなわち、圧縮された冷媒ガスの圧力が高圧のまま保たれる。このため、オイル中に溶け込み可能な冷媒量の低下が抑えられ、オイル中の冷媒の発泡現象が少なくなる。そして、発泡により摺動部に形成される油膜の破断により生じる金属接触の発生が防止され、摩擦係数の上昇が防止される。
【００９９】
なお、偏心部２０７、主軸部２０８、副軸部２０９の摺動面に、ほぼ均一にくぼみ１２３を設けている。また、ピストン２１５の内周表面、主軸受２１３、副軸受２１４ならびに、偏心部２０７とピストン２１５の内周表面の双方、主軸部２０８と主軸受２１３の双方、副軸部２０９副軸受２１４の双方にくぼみ１２３を設けても同様の作用効果が得られる。
【０１００】
次に、オイル１０３に冷媒が溶け込み易い組合せの場合について、くぼみ１２３の大きさについて説明する。
【０１０１】
ここでは図１６において、容器１０１に封入されているオイル１０３は鉱油からなり粘度ＶＧ１０未満ＶＧ５以上で、冷媒ガス（図示せず）はイソブタンからなるとする。
【０１０２】
既述のように偏心部２０７とピストン２１５、主軸部２０８と主軸受２１３、副軸部２０９と副軸受２１４とは、相互に摺動部を形成している。ここで、各摺動部の母材である鉄系材料の表面にほぼ均一に形成されているくぼみ１２３の大きさは、直径が２μｍ〜５０μｍで深さが０．５μｍ〜１０μｍである。また、くぼみ１２３は、偏心部２０７の摺動面２１９に鋼球やセラミック球等の硬度の硬い球をある速度以上で衝突させる方法で形成されている。これにより摺動面２１９は加工硬化等により表面硬度が上昇している。このため耐摩耗性が向上し、固体接触が生じても異常摩耗が防止される。またくぼみ１２３をこのような大きさにすることで、実施の形態１と同様に、冷媒がオイル１０３に溶け込みやすい場合でも固体接触の発生が減少し、摩擦係数の上昇が防止される。
【０１０３】
また、上記説明ではイソブタンと鉱油との組合せを例に挙げて説明をしたが、冷媒に同じハイドロカーボン系冷媒であるプロパンを使用する場合にも、また、オイル１０３にアルキルベンゼン、エステル、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコール等を使用する場合にも、オイル１０３中に冷媒が溶け込み更に粘度を低下させる。この場合も本構成を適用することにより同様の効果が得られる。
【０１０４】
（実施の形態３）
本実施の形態による冷媒圧縮機の基本的な構成は図１を用いて説明した実施の形態１と同様である。実施の形態１との違いは、主軸部１０９と軸受部１１４、ピストン１１５とボア１１３、ピストンピン１１７とコンロッド１１８、偏心部１１０とコンロッド１１８がそれぞれ相互に形成している摺動部である。摺動部を形成する各部は圧縮部１０７の駆動により接触し合う接触部である。
【０１０５】
図２１Ａ，Ｂはピストン１１５とボア１１３とにより形成される摺動部の拡大図である。図２１Ａにおいて、ピストン１１５の母材である鉄系材料の表面部分である摺動面３２４には二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）を固着させた混合層３２３が形成されている。ＭｏＳ2の純度を９８％以上とし、図２１Ｂのように摺動面３２４に微細くぼみ（以下、くぼみ）１２３をほぼ均一に形成することがより好ましい。さらにくぼみ１２３は表面形状が球形で、かつ直径が２μｍ〜２０μｍで、深さが０．２μｍ〜１．０μｍであることが好ましい。
【０１０６】
図２１ＡのようにＭｏＳ2を摺動面３２４に形成する方法の例を説明する。イミド基等の熱硬化性樹脂をバインダーとして用い、ジメチルアセトアミド等の溶剤に上記バインダー溶け込ませた溶液にＭｏＳ2の粒子をいれる。このような溶液を摺動面３２４に塗布した後、数百度で焼き付ける。
【０１０７】
次に図２１ＢのようにＭｏＳ2を固着させた混合層３２３を表面に形成する方法を説明する。ＭｏＳ2の粒をある速度以上で摺動部品の母材である鉄系あるいはアルミニウム系等の金属の摺動面に衝突させる。このようにすると、衝突の際に生じる熱エネルギーによりＭｏＳ2の一部が母材に溶け込み金属結合する。これにより混合層３２３が固着すると共に、衝突の際の衝撃力によりくぼみ１２３が形成される。
【０１０８】
以上のように構成された冷媒圧縮機１００について、以下その動作を図１、図２１Ａ，Ｂを参照しながら説明する。
【０１０９】
商用電源から供給される電力は駆動部である電動部１０６に供給され、電動部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、偏心部１１０の偏心運動が連結部のコンロッド１１８からピストンピン１１７を介してピストン１１５を駆動する。これによりピストン１１５はボア１１３内を往復運動し、サクションチューブ１２１を通して容器１０１内に導かれた冷媒ガス１０２はサクションマフラー１２２から吸入され、圧縮室１１６内で圧縮される。
【０１１０】
この際、ピストン１１５が上死点、下死点に達したときに速度が０ｍ／ｓとなり金属接触が生じることが多い。しかしながら、ピストン１１５の表面層にＭｏＳ2を固着させた混合層３２３を形成することからＭｏＳ2の持つ自己潤滑作用により摩擦係数が低下して摺動損失が低下する。
【０１１１】
さらに図２１Ｂの構成では、ピストン１１５の摺動面３２４の混合層３２３にほぼ均一にくぼみ１２３を設けている。これにより実施の形態１と同様の効果が得られる。すなわち、くぼみ１２３を形成することにより摺動部間の面積が低減され、金属接触が低減される。また、ピストン１１５とボア１１３の隙間の漏出ガスがピストン１１５の表面にほぼ均一に形成したくぼみ１２３に達すると、くぼみ１２３においてピストン１１５とボア１１３の隙間の体積が増加する。このためラビリンスシールと同様の作用が生じ、漏出した冷媒ガスの流速は急速に低下する。この結果、冷媒ガスの漏れ量が減少する。その結果、冷媒圧縮機の体積効率が向上するため、冷媒圧縮機の圧縮効率は向上する。
【０１１２】
図２２は、本実施の形態における摺動時のオイルの流れを示した図である。くぼみ１２３の形状が球面であれば、摺動部が摺動する際に生じる油膜を発生させるオイル１０３の流れがくぼみの中でうず流を形成し易くなる。その結果油圧が発生することで金属接触を防止し、耐摩耗性が向上する。また、形状が球面であることから、摺動方向に関わらず、摺動にともなう摺動部間の隙間の変化量が一定となり、摺動部全体に均一な油膜が形成される。これによりピストン１１５とボア１１３との隙間の偏りが小さくなり、ピストン１１５の側面から冷媒ガスの漏れる量が少なくなる。
【０１１３】
次に、図２３に示す摩擦係数の特性図を用いて鉄系材料にＭｏＳ2を固着させた混合層３２３の有り無しならびにくぼみ１２３有り無しでの摩擦係数を測定した結果について説明する。この測定は、ＣＨ2ＦＣＦ3冷媒の雰囲気圧力０．４ＭＰａのもと、ＶＧ８からＶＧ１０のエステルオイルを使用し、摺動速度を１．０ｍ／ｓ、面圧：０．５ＭＰａにおいて行われる。
【０１１４】
この結果から、鉄系材料にＭｏＳ2を固着させた混合層３２３はリン酸マンガン処理に比べ摩擦係数が低下していることがわかる。混合層３２３を形成しているＭｏＳ2の組織は稠密六方晶で、分子の大きさは、約６×１０-4μｍと小さい。このことから、鉄系材料、アルミニウム等の相手材に接触した場合、低い摩擦係数でへき開すると考えられる。これにより、金属接触が生じている摺動部の摩擦係数が低下すると考えられる。また、バインダーとして用いられるポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ）等の不純物の摩擦係数は、ＭｏＳ2に比較して高いので、ＭｏＳ2の純度を９８％以上にすることが望ましい。
【０１１５】
さらに鉄系材料にＭｏＳ2を固着させた混合層３２３に球形でかつ直径を２μｍ〜２０μｍ、深さを０．２μｍ〜１．０μｍの大きさのくぼみ１２３を設けることにより摩擦係数は低下する。これはくぼみ１２３により、形成されるくさび形油膜の油圧が増加することで、金属接触部にかかる荷重が低減され摩擦係数が低下したことによると考えられる。
【０１１６】
次に、鉄系材料にＭｏＳ2を固着させた混合層３２３に球形でかつ直径を２μｍ〜２０μｍ、深さを０．２μｍ〜１．０μｍの大きさのくぼみ１２３を設けた場合の摩耗量を測定した結果を説明する。図２４は、混合層３２３の表面にくぼみ１２３をほぼ均一に形成した場合と混合層３２３無しでリン酸マンガン処理した場合との摩耗量の特性図である。試験は、ＣＨ2ＦＣＦ3冷媒の雰囲気圧力０．４ＭＰａのもと、ＶＧ８からＶＧ１０のエステルオイルを使用し、摺動速度を１．０ｍ／ｓ、面圧：０．５ＭＰａの条件で２０時間行われる。
【０１１７】
この結果から、混合層３２３にくぼみ１２３を設けることにより、リン酸マンガン処理の場合より摩耗量が少なくなることがわかる。これは、くぼみ１２３を形成することにより摺動部間の面積が低減され、金属接触が低減されることによる。また、形成されるくさび形油膜の油圧がくぼみ１２３により増加することで、金属接触部にかかる荷重が低減されることによると考えられる。さらに、ＭｏＳ2の粒をある速度以上で鉄系材料の表面に衝突させる方法でＭｏＳ2を固着させた混合層３２３ならびにくぼみ１２３を同時に形成している。このことから、ＭｏＳ2が母材内部に入り込みＭｏＳ2の一部が硬度の高い金属間化合物を形成することによりさらに耐摩耗性が向上している。
【０１１８】
本実施の形態においてはピストン１１５の摺動面３２４にＭｏＳ2を固着させた混合層３２３を設けている。またさらに混合層３２３表面に直径を２μｍ〜２０μｍ、深さを０．２μｍ〜１．０μｍの大きさのくぼみ１２３をほぼ均一に設けている。またボア１１３にこのような混合層３２３を設けてもよい。ピストン１１５とボア１１３との双方に設けても、同様の作用効果が得られる。
【０１１９】
次に、主軸部１０９と軸受部１１４とにより形成される摺動部について説明する。図２５Ａ，Ｂは主軸部１０９と軸受部１１４とにより形成される摺動部の拡大図である。
【０１２０】
クランクシャフト１０８の主軸部１０９の母材である鉄系材料の表面にＭｏＳ2を含有させることにより金属材料中にＭｏＳ2を固着させた混合層３２３を形成している。混合層３２３のより好ましい形態は、前述と同様である。図２５Ｂは混合層３２３の表面である摺動面３２８にくぼみ１２３を形成した場合を示している。
【０１２１】
混合層３２３を形成することにより、摺動部への給油が行われない冷媒圧縮機運転開始時において軸受け部１１４とクランクシャフト１０８の間に金属接触が発生しても摺動部の摩擦係数が低くなり、摺動損失が低下する。
【０１２２】
さらに混合層３２３にくぼみ１２３をほぼ均一に形成することにより、実施の形態１と同様の効果を奏する。
【０１２３】
本実施の形態においては主軸部１０９の摺動面３２８にＭｏＳ2を固着させた混合層３２３を設けている。そしてさらに混合層３２３表面に直径を２μｍ〜２０μｍ、深さを０．２μｍ〜１．０μｍの大きさのくぼみ１２３をほぼ均一に設けている。また軸受部１１４にこのような混合層３２３を設けてもよい。主軸部１０９と軸受部１１４との双方に設けても、同様の作用効果が得られる。
【０１２４】
次に、コンロッド１１８とピストンピン１１７とにより形成される摺動部について説明する。図２６Ａ，Ｂはピストンピン１１７とコンロッド１１８とにより形成される摺動部の拡大図である。
【０１２５】
ピストンピン１１７の摺動面３３１にはＭｏＳ2を固着させた混合層３２３が形成されている。混合層３２３のより好ましい形態は上述と同様である。図２６Ｂは混合層３２３の表面にくぼみ１２３をほぼ均一に形成した状態を示している。
【０１２６】
コンロッド１１８とピストンピン１１７とは、ピストン１１５が上死点、下死点に達したときに速度が０ｍ／ｓとなり、油膜が形成できず金属接触が発生する。このような場合でも、混合層３２３を形成することにより、摺動部の摩擦係数が低くなり、摺動損失が低下する。
【０１２７】
さらに混合層３２３にくぼみ１２３をほぼ均一に形成することにより、実施の形態１と同様の効果を奏する。
【０１２８】
本実施の形態においてはピストンピン１１７の摺動面３３１にＭｏＳ2を固着させた混合層３２３を設けている。そしてさらに混合層３２３表面に直径を２μｍ〜２０μｍ、深さを０．２μｍ〜１．０μｍの大きさのくぼみ１２３をほぼ均一に設けている。またコンロッド１１８にこのような混合層３２３を設けてもよい。ピストンピン１１７とコンロッド１１８との双方に設けても、同様の作用効果が得られる。
【０１２９】
次に、スラスト軸受部１３５に形成される摺動部について説明する。図２７Ａ，Ｂはスラスト部１３０とスラストワッシャ１３４とが接する部分の拡大図である。
【０１３０】
スラスト部１３０の摺動面３３５にはＭｏＳ2を固着させた混合層３２３が形成されている。混合層３２３のより好ましい形態は上述と同様である。図２７Ｂは混合層３２３の表面にくぼみ１２３をほぼ均一に形成した状態を示している。くぼみ１２３のより好ましい形態も上述と同様である。
【０１３１】
冷媒圧縮機が運転を停止しているときも、スラスト軸受部１３５には垂直荷重が負荷されている。このように垂直荷重が負荷され、さらに、摺動部への給油が行われない冷媒圧縮機運転開始時において、スラスト部１３０とスラストワッシャ１３４との間に金属接触が発生する。このような場合でも、混合層３２３を形成することにより、摺動部の摩擦係数が低くなり、摺動損失が低下する。
【０１３２】
さらに混合層３２３にくぼみ１２３をほぼ均一に形成することにより、実施の形態１と同様の効果を奏する。
【０１３３】
本実施の形態においては軸受部１１４のスラスト部１３０の摺動面３３５にＭｏＳ2を固着させた混合層３２３を設けている。そしてさらに混合層３２３表面に直径を２μｍ〜２０μｍ、深さを０．２μｍ〜１．０μｍの大きさのくぼみ１２３をほぼ均一に設けている。またスラストワッシャ１３４にこのような混合層３２３を設けてもよい。スラスト部１３０とスラストワッシャ１３４との双方に設けても、同様の作用効果が得られる。
【０１３４】
以上、本実施の形態においては、スラスト軸受部１３５をフランジ面１３２、スラスト部１３０、スラストワッシャ１３４にて構成し、混合層３２３を摺動面３３５に形成している。なお、クランクシャフト１０８の主軸部１０９と偏心部１１０との間にもフランジ面１３６がある。フランジ面１３６とそれに対向する軸受部１１４のスラスト部１３９とでスラスト軸受を構成してもよい。その場合、スラスト部１３７に混合層３２３を設ける。このようにしてスラスト軸受を構成する場合においても、同様の作用効果が得られる。
【０１３５】
なお、スラストワッシャ１３４とに混合層３２３を設けても、スラストワッシャ１３４とスラスト部１３０との双方に設けても、同様の作用効果が得られる。また、スラストワッシャ１３４が回転子１０５のフランジ面に接する面に混合層３２３を設けてもよい。回転子１０５のフランジ面に混合層３２３を設けてもよい。クランクシャフト１０８のスラスト部１３７に混合層３２３を設けても、クランクシャフト１０８のスラスト部１３７と軸受部１１４のスラスト部１３９との双方に設けても、同様の作用効果が得られる。
【０１３６】
また、冷媒１０２としてハイドロカーボン系冷媒であるイソブタンやプロパンを使用する場合や、オイル１０３として鉱油、アルキルベンゼン、エステル、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコール等を使用する場合においては、オイル１０３中に冷媒１０２が溶け込み更に粘度を低下させる。このため、本構成を適用することにより同様の効果が得られる。これについて以下に述べる。
【０１３７】
図２８は、ＭｏＳ2を固着させて形成した混合層３２３に微小くぼみ１２３を形成した場合と、リン酸マンガン層を形成した場合との摩擦係数の特性図である。図２９は、ピストンとボアとに、上記のような混合層３２３を形成した場合とリン酸マンガン層を形成した場合とのコンプレッサーにおける冷凍能力の特性図である。図３０は、上記２種類のコンプレッサーにおける効率の特性図である。
【０１３８】
図１において、容器１０１内にはイソブタンからなる冷媒ガス１０２が充填されている。容器１０１は、鉱油からなりＶＧ１０未満ＶＧ１以上の粘度のオイル１０３を底部に貯留し、固定子１０４、回転子１０５からなる電動部１０６とこれによって駆動される往復式の圧縮部１０７を収容している。
【０１３９】
主軸部１０９と軸受部１１４、ピストン１１５とボア１１３、ピストンピン１１７とコンロッド１１８、偏心部１１０とコンロッド１１８は相互に摺動部を形成する。各摺動部は圧縮部１０７の駆動により摺動する接触部である。
【０１４０】
そして上記摺動部表面には、母材である鉄系材料の表面にＭｏＳ2を固着させた混合層３２３が形成されている。そして更に、表面に直径２μｍ〜５０μｍ、深さを０．５μｍ〜１０μｍの大きさのくぼみ１２３がほぼ均一に形成されている。
【０１４１】
上記各摺動部間において、オイル１０３の粘度がＶＧ１０未満ＶＧ１以上と低いため、摺動部品同士が固体接触を起こしやすい。さらには冷媒ガス１０２がイソブタンであることからオイル１０３に溶け込みやすく、オイル１０３の粘度は低下することで、さらに固体接触を起こしやすくなる。特に摺動部がピストン１１５とボア１１３、ピストンピン１１７とコンロッド１１８である場合、１圧縮工程当たり２回、相互摺動速度が０ｍ／ｓとなるため、油圧がゼロとなり、固体接触が生じる。
【０１４２】
しかしながら、ピストン１１５の表面層にＭｏＳ2を固着させた混合層３２３が形成されていることから、ＭｏＳ2の持つ固体潤滑作用により異常摩耗が防がれるとともに、摩擦係数が低下して摺動損失が低下する。
【０１４３】
加えて図２２に示すように、摺動部が摺動する際に生じる油膜を発生させるオイル１０３の流れがくぼみ１２３の中でうず流を形成し易い。その結果油圧が発生することで固体接触が防止され、耐摩耗性が向上する。
【０１４４】
ここで、図２８を用いてオイル１０３の粘度を変えた際の摩擦係数について説明する。この測定は、ＣＨ2ＦＣＦ3冷媒の雰囲気圧力０．４ＭＰａのもと、ＶＧ４からＶＧ２２のエステルオイル、ＶＧ１相当のエタノールを使用し、摺動速度を１．０ｍ／ｓ、面圧：０．５ＭＰａの条件にて行われる。
【０１４５】
この結果から、リン酸マンガン処理しただけの場合は、オイル粘度をＶＧ１０未満にすると摩擦係数が上昇することがわかる。一方、くぼみ１２３を設けた混合層３２３を設けた場合は、ＶＧ１までオイル粘度を低下させても摩擦係数は上昇せず、リン酸マンガン処理した場合に比べ摩擦係数が低下していることがわかる。
【０１４６】
さらにオイル粘度をパラメータに、往復式冷媒圧縮機の冷凍能力と冷媒圧縮機の成績係数（ＣＯＰ）の変化とを測定した結果を図２９、図３０を用いて説明する。鉄系材料のピストン１１５の摺動面３２４には、ＭｏＳ2を固着させた混合層３２３に直径２μｍ〜５０μｍ、深さを０．５μｍ〜１０μｍの大きさのくぼみ１２３が均一に設けられている。測定は、イソブタン冷媒とＶＧ５とＶＧ１０の鉱油を用い、凝縮温度／蒸発温度：５４．４℃／−２３．３℃、吸入ガス、膨張弁前温度：３２．２℃の条件にて行われる。
【０１４７】
図２９において、リン酸マンガン処理をピストンに施した圧縮機では、オイル１０３の粘度をＶＧ１０からＶＧ５に低下させた際、大きく冷凍能力が低下している。一方、混合層３２３をピストンに形成した圧縮機では、冷凍能力の低下が極めて少ないことが分かる。
【０１４８】
このことは、実施の形態１と同様のくぼみ１２３による効果と、混合層３２３による効果と推定される。
【０１４９】
図３０においては、リン酸マンガン処理をピストンに施した圧縮機に比べて、くぼみ１２３を有する混合層３２３をピストンに設けた圧縮機の効率を示す成績係数（ＣＯＰ）が上昇している。これは図２９に示したとおり、冷媒圧縮機の冷凍能力の低下が極めて小さく抑えられていることにより体積効率が維持されることによる。また、図２８に示したように摺動部における摩擦係数の上昇がリン酸マンガン処理した場合に比べて極めて少ないことから入力が低減されていることにもよる。またＶＧ１０からＶＧ５へのオイル粘度の低下に伴う粘性抵抗の低減が冷媒圧縮機の入力の低減に大きく寄与していると考えられる。
【０１５０】
なお、イソブタンと鉱油の組合せを例に挙げて説明をしたが、冷媒ガス１０２に同じハイドロカーボン系冷媒であるプロパンを使用する場合にも、オイル１０３にアルキルベンゼン、エステル、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコール等を使用する場合にもオイル１０３中に冷媒が溶け込み更に粘度を低下させる。このため、本構成を適用することにより同様の効果が得られる。
【０１５１】
なお上記説明では、摺動部の双方に混合層３２３を設ける。混合層３２３は摺動部のいずれか一方に施してもよく、同様の作用効果が得られる。
【０１５２】
また上記説明では、混合層３２３をピストン１１５に形成する場合について説明したが、他の摺動部についても同様である。
【０１５３】
なお、オイル１０３の粘度はＶＧ１０未満ＶＧ１以上とし、摺動部でのオイル１０３の保持性が低下しても、摺動面に形成した混合層３２３中のＭｏＳ2の固体潤滑性により摩擦係数が低下する。このため、摺動損失が低減される。さらに低粘度のオイル１０３を用いることにより、摺動損失が低減される。
【０１５４】
（実施の形態４）
本実施の形態による冷媒圧縮機の基本的な構成は図１６を用いて説明した実施の形態２と同様である。実施の形態２との違いは、偏心部２０７とローリングピストン（以下、ピストン）２１５、主軸部２０８と主軸受２１３、副軸部２０９と副軸受２１４がそれぞれ相互に形成している摺動部である。摺動部を形成する各部は圧縮部２０５の駆動により摺動し合う接触部である。
【０１５５】
図３１Ａ，Ｂはピストン２１５とベーン２１６とにより形成される摺動部の拡大図である。図３２Ａ，Ｂはピストン２１５と偏心部２０７とにより形成される摺動部の拡大図である。
【０１５６】
ピストン２１５の摺動面４１９には、母材の鉄系材料に二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）を固着させた混合層３２３が形成されている。偏心部２０７の摺動面４１９や、主軸部２０８、副軸部２０９の摺動部表面にもＭｏＳ2を含む混合層３２３が形成されている。ＭｏＳ2の純度を９８％以上とし、図３１Ｂ、図３２Ｂのように摺動面に微細くぼみ（以下、くぼみ）１２３をほぼ均一に形成することがより好ましい。さらにくぼみ１２３は表面形状が球形で、かつ直径が２μｍ〜２０μｍで、深さが０．２μｍ〜１．０μｍであることが好ましい。
【０１５７】
以上のように構成された冷媒圧縮機２００について、図１６、図３１Ａ，Ｂ、図３２Ａ，Ｂを参照しながら以下その動作を説明する。
【０１５８】
駆動部である電動部１０６が通電されると回転子１０３が回転する。これに伴ってシャフト２１０は回転し、偏心部２０７に遊嵌されたピストン２１５が圧縮室２１１内を転動する。これにより、ベーン２１６で仕切られた圧縮室２１１の高圧側と低圧側の部屋の容積は連続的に変化する。これに伴って冷媒ガスは連続して圧縮される。さらに圧縮された冷媒ガスは密閉容器（以下、容器）１０１内に吐出され、容器１０１内が高圧雰囲気となる。また、容器１０１内が高圧であることからベーン２１６に容器１０１内の雰囲気圧力が背圧として働き、ピストン２１５の外周表面にベーン２１６の先端が押しつけられる。ピストン２１５の外周表面とベーン２１６の先端との接触部分においては円弧と円弧の接触となり線接触の形態であることから金属接触が頻繁に生じる。
【０１５９】
その際、ピストン２１５の外周表面にＭｏＳ2を含む混合層３２３を形成することにより、摺動部の摩擦係数が低くなり、摺動損失が低下する。なお、本実施の形態において、混合層３２３をピストン２１５の外周表面に設けているが、ベーン２１６に設けてもよい。ピストン２１５の外周表面とベーン２１６の双方に設けても、同等の効果を有する。
【０１６０】
また、シャフト２１０の回転に伴ってオイルポンプ２１７はオイル１０３を連続的に各摺動部へ給油する。
【０１６１】
偏心部２０７、主軸部２０８、副軸部２０９の摺動部表面の混合層３２３には、くぼみ１２３がほぼ均一に形成されている。これにより、実施の形態２と同様の効果を奏する。
【０１６２】
実施の形態２で述べたようにローリングピストン型の冷媒圧縮機では、ピストン２１５が偏心部２０７に回転自在に遊嵌されている。そして、ピストン２１５と偏心部２０７との間の相対速度は主軸部２０８−主軸受２１３間、副軸部２０９−副軸受２１４間の相対速度に比較して小さくなる。これは摺動潤滑上金属接触が発生しやすい不利な条件である。しかしながら偏心部２０７の摺動面４１９には、ＭｏＳ2を固着させた混合層３２３を設けている。金属接触が発生した場合、ＭｏＳ2の組織が稠密六方晶で、分子の大きさが約６×１０-4μｍと小さくことから低い摩擦係数でへき開する。これにより、摺動部の摩擦係数が低くなり、摺動損失が低下する。
【０１６３】
さらにローリングピストン型の冷媒圧縮機は容器１０１内が凝縮圧力となるため、内圧が高く、オイル１０３に冷媒が溶け込みやすい。このことによりオイルの粘度が低下する。これも、摺動潤滑上不利な条件である。しかしながら、くぼみ１２３が混合層３２３の表面に設けられていることにより、実施の形態２と同様の効果を奏する。
【０１６４】
なお、偏心部２０７、主軸部２０８、副軸部２０９の摺動面に、直径を２μｍ〜２０μｍ、深さを０．２μｍ〜１．０μｍの大きさの微細くぼみ２１９をほぼ均一に設けたＭｏＳ2を固着させた混合層３２３を設けている。また、ピストン２１５の内周表面、主軸受２１３、副軸受２１４に混合層３２３を設けてもよい。偏心部２０７とピストン２１５の内周表面の双方、主軸部２０８と主軸受２１３の双方、副軸部２０９副軸受２１４の双方に混合層３２３を設けても、同様の作用効果が得られる。
【０１６５】
また、冷媒としてハイドロカーボン系冷媒であるイソブタンやプロパンを使用する場合や、オイル１０３として鉱油、アルキルベンゼン、エステル、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコール等を使用する場合には、オイル１０３中に冷媒が溶け込み更に粘度が低下する。これにより耐摩耗性が低下することから本構成を適用することにより同様の効果が得られる。これについて以下に述べる。
【０１６６】
ここでは図１６において、容器１０１に封入されているオイル１０３は鉱油からなり粘度ＶＧ１０未満ＶＧ５以上で、冷媒ガス（図示せず）はイソブタンからなるとする。
【０１６７】
既述のように偏心部２０７とピストン２１５、主軸部２０８と主軸受２１３、副軸部２０９と副軸受２１４は相互に摺動部を形成している。そして各摺動部の表面では、母材である鉄系材料の表面にＭｏＳ2を固着させた混合層３２３が形成されている。この構成により、実施の形態３と同様に、固体接触が発生してもＭｏＳ2が低い摩擦係数でへき開し、摺動部の摩擦係数が低くなり、摺動損失が低下する。さらにその表面には、直径２μｍ〜５０μｍ、深さを０．５μｍ〜１０μｍの大きさのくぼみ１２３がほぼ均一に形成されている。くぼみ１２３をこのような大きさにすることで、実施の形態２と同様に、冷媒がオイル１０３に溶け込みやすい場合でも固体接触の発生が減少し、摩擦係数の上昇が防止される。
【０１６８】
また、上記説明ではイソブタンと鉱油との組合せを例に挙げて説明をしたが、冷媒に同じハイドロカーボン系冷媒であるプロパンを使用する場合にも、また、オイル１０３にアルキルベンゼン、エステル、ポリビニルエーテル、ポリアルキレングリコール等を使用する場合にも、オイル１０３中に冷媒が溶け込み更に粘度を低下させる。この場合も本構成を適用することにより同様の効果が得られる。
【０１６９】
以上、実施の形態１〜４において、一定速度の圧縮機について述べている。なお、インバーター化に伴い冷媒圧縮機の低速化が進む中、特に２０Ｈｚを切るような超低速運転や同様に低速で起動をかけた場合に於いてはさらに異常摩耗の課題が大きい。このような圧縮機に本発明の構成を適用すれば、その効果が顕著になる。
【０１７０】
一方、起動時に誘導電動機として働き、その後、電源周波数に同期して運転を行なう誘導同期モータを搭載した冷媒圧縮機においても、起動時同期運転に入り込む際の加速力が強い。そのため、異常摩耗の課題が大きい。このような圧縮機に本発明の構成を適用すれば、その効果が顕著になる。
【０１７１】
さらに、摺動部材料を鉄以外にアルミ等の他の材料としても油膜の形成原理から考え、同様の作用効果が得られる。
【０１７２】
（実施の形態５）
本実施の形態による冷媒圧縮機の基本的な構成は図１を用いて説明した実施の形態１と同様である。実施の形態１との違いは、バルブプレート１１９に設けられた吸入バルブ装置５２７と、吐出バルブ装置５３４である。
【０１７３】
まず吸入バルブ装置について説明する。図３３は本実施の形態における吸入バルブ装置の縦断面図である。図３４は吸入バルブ装置５２７の吸入弁座（以下、弁座）５１７を示す平面図である。図３５は吸入バルブ装置５２７の吸入可動弁（以下、弁）５１９を示す平面図である。
【０１７４】
バルブプレート１１９は弁座５１７を有し、弁５１９と共に吸入バルブ装置５２７を構成する。弁座５１７と、弁５１９のシール部５１９Ａとには、相互シール面に微細くぼみ（以下、くぼみ）１２３Ａがほぼ均一に形成されている。弁座５１７と、弁５１９のシール部５１９Ａとは、圧縮部１０７の駆動により接触し合う接触部である。また、弁５１９の腕部５１９Ｂには微細くぼみ（以下、くぼみ）１２３Ｂがほぼ均一に形成されている。くぼみ１２３Ａ、１２３Ｂの形状は球面が好ましく、さらに大きさは直径２μｍ〜２０μｍ、深さを０．２〜１．０μｍとすることが好ましい。さらに相互シール表面積に対するくぼみ１２３Ａ、１２３Ｂの占める面積割合は４０〜８０％が好ましい。
【０１７５】
なお、弁座５１７と弁５１９とにくぼみ１２３Ａを形成する方法は実施の形態１でくぼみ１２３を形成する方法と同様である。弁５１９の部材として表面組織がマルテンサイトの板ばね材料を用いる場合についても同様に形成することができる。
【０１７６】
以上のように構成された圧縮機について、図１、図３３〜３５を参照しながらその動作を説明する。
【０１７７】
商用電源から供給される電力は駆動部である電動部１０６に供給され、電動部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、偏心部１１０の偏心運動が連結部のコンロッド１１８からピストンピン１１７を介してピストン１１５を駆動する。これによりピストン１１５はボア１１３内を往復運動する。サクションチューブ１２１を通して密閉容器（以下、容器）１０１内に導かれた冷媒ガス１０２はサクションマフラー１２２から吸入バルブ装置５２７を介して吸入され、圧縮室１１６内で連続して圧縮される。
【０１７８】
吸入バルブ装置５２７から吸入される冷媒ガス１０２はミスト状となったオイル１０３を微量に含んでおり、吸入バルブ装置５２７を構成する弁座５１７と弁５１９との相互シール面にオイル１０３を供給する。供給されたオイル１０３は相互シール面のシールと潤滑との機能を果す。
【０１７９】
ここで、くぼみ１２３Ａを形成する際に、弁座５１７と弁５１９との表面層の組織がマルテンサイト化し、表面強度が上昇している。このため、これらの耐磨耗性と耐衝撃性とが向上する。またくぼみ１２３Ａを形成することにより接触部間の面積が低減され、金属接触が低減される。
【０１８０】
ピストン１１５がボア１１３内を往復運動して冷媒ガス１０２を圧縮する際、圧縮された冷媒ガス１０２の一部は吸入バルブ装置５２７の相互シール面からサクションマフラー１２２へと漏出する。この漏出は体積効率を下げる。しかしながら、本実施の形態においては吸入バルブ装置５２７を構成する弁座５１７と弁５１９のシール部５１９Ａとにほぼ均一にくぼみ１２３Ａを形成し、そこにオイル１０３が滞留している。オイル１０３が圧縮された冷媒ガス１０２の漏出に対して抵抗となる。この際、くぼみ１２３Ａの形状を球面とすることにより、同じ表面部への投影面積の多角錐に比べて体積が増加し、滞留するオイル１０３の量が増加する。この結果、冷媒ガス１０２の漏れ量が減少し、圧縮機の体積効率が向上するため、圧縮機の圧縮効率は向上する。
【０１８１】
また、くぼみ１２３Ａに滞留したオイル１０３は、弁座５１７と弁５１９との相互シール面における潤滑性の向上にも寄与し、吸入バルブ装置５２７の耐摩耗性が向上する。また、くぼみ１２３Ａに滞留したオイル１０３は、弁５１９が弁座５１７へと着座する際の衝撃に対するダンパーの効果があることから吸入バルブ装置５２７着座衝撃に起因する圧縮機の騒音を低減する。さらには、腕部５１９Ｂにくぼみ１２３Ｂを形成する際に圧縮の残留応力を付与することで表面をマルテンサイト化することにより硬度が上がり耐衝撃性が向上し、疲労破壊強度が向上する。
【０１８２】
なお、本実施の形態ではくぼみ１２３Ａを弁座５１７と弁５１９のシール部５１９Ａとの両方に設けているが、いずれか一方に設けてもよい。また、くぼみ１２３Ｂを弁５１９の腕部５１９Ｂの両面に設けているが、いずれか一面に設けてもよい。
【０１８３】
次に吐出バルブ装置について説明する。図３６は本実施の形態における吐出バルブ装置５３４の縦断面図である。図３７は吐出バルブ装置５３４の吐出弁座（以下、弁座）５２８を示す平面図である。図３８は吐出バルブ装置５３４の吐出可動弁（以下、弁）５２５の相互シール面側を示す平面図である。図３９は吐出バルブ装置５３４の弁５２５の衝打部５４１Ａ側を示す平面図である。図４０は吐出バルブ装置５３４のストッパ５３７を示す平面図である。
【０１８４】
バルブプレート１１９は弁座５２８を有し、弁５２５、ストッパ５３７と共に吐出バルブ装置５３４を構成する。弁座５２８と、弁５２５のシール部５２５Ａとは、圧縮部１０７の駆動により接触し合う接触部である。弁座５２８と、弁５２５のシール部５２５Ａとには、相互シール面にくぼみ１２３Ａがほぼ均一に形成されている。また、弁５２５の腕部５２５Ｂにはくぼみ１２３Ｂがほぼ均一に形成されている。そして弁５２５の衝打部５４１Ａとストッパ５３７の衝打部５４１Ｂにもくぼみ１２３Ａがほぼ均一に形成されている。衝打部５４１Ａ、５４１Ｂもまた、圧縮部１０７の駆動により接触し合う接触部である。くぼみ１２３Ａ、１２３Ｂのより好ましい形態は、前述と同様であり、その形成方法も同様である。
【０１８５】
以下その動作を説明する。商用電源から供給される電力は駆動部である電動部１０６に供給され、電動部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、偏心部１１０の偏心運動が連結部であるコンロッド１１８からピストンピン１１７を介してピストン１１５を駆動する。これによりピストン１１５はボア１１３内を往復運動する。サクションチューブ１２１を通して容器１０１内に導かれた冷媒ガス１０２はサクションマフラー１２２から吸入バルブ装置５２７を介して吸入され、圧縮室１１６内で連続して圧縮される。圧縮された冷媒ガス１０２は、吐出バルブ装置５３４、ヘッド１２０を介して吐出管（図示せず）から冷凍サイクルの高圧側である熱交換器７０へと排出される。
【０１８６】
圧縮室１１６内で連続して圧縮された冷媒ガス１０２はミスト状となったオイル１０３を微量に含んでいる。冷媒ガス１０２は吐出バルブ装置５３４を構成する弁座５２８と弁５２５のシール部５２５Ａとの相互シール面と、弁５２５の衝打部５４１Ａとストッパ５３７の衝打部５４１Ｂとにオイル１０３を供給する。供給されたオイル１０３は相互シール面のシールと潤滑、衝打部５４１Ａ、５４１Ｂの潤滑との機能を果す。
【０１８７】
ここで、くぼみ１２３Ａを形成する際に、弁座５２８、弁５２５、衝打部５４１Ａ、５４１Ｂとの表面層の組織がマルテンサイト化し、表面強度が上昇している。このため、これらの耐磨耗性と耐衝撃性とが向上する。またくぼみ１２３Ａを形成することにより接触部間の面積が低減され、金属接触が低減される。
【０１８８】
ピストン１１５がボア１１３内を往復運動して冷媒ガス１０２を吸入、圧縮する際、吐出バルブ装置５３４からヘッド１２０へと吐出された冷媒ガス１０２の一部は吐出バルブ装置５３４の相互シール面から圧縮室１１６へと漏出する。漏出した冷媒ガス１０２は再膨張を行うことから体積効率を下げる。しかしながら、本実施の形態においては吐出バルブ装置５３４を構成する弁座５２８と弁５２５のシール部５２５Ａとの相互シール面にほぼ均一に形成したくぼみ１２３Ａにオイル１０３が滞留している。オイル１０３が、一度ヘッド１２０へと吐出された冷媒ガス１０２の圧縮室１１６への漏出に対して抵抗となる。この際、くぼみ１２３Ａの形状を球面とすることにより、同じ表面部への投影面積の多角錐に比べて体積が増加し、滞留するオイル１０３の量が増加する。この結果、冷媒ガス１０２の漏れ量が減少し、圧縮機の体積効率が向上するため、圧縮機の圧縮効率は向上する。
【０１８９】
また、くぼみ１２３Ａに滞留したオイル１０３は、弁座５２８と弁５２５のシール部５２５Ａとにおける相互シール面の潤滑性の向上にも寄与し、吐出バルブ装置５３４の耐摩耗性が向上する。
【０１９０】
また、くぼみ１２３Ａに滞留したオイル１０３は、弁５２５のシール部５２５Ａが弁座５２８へと着座する際の衝撃に対するダンパーの効果がある。このため吐出バルブ装置５３４の着座衝撃に起因する圧縮機の騒音が低減される。さらには、腕部５２５Ｂにくぼみ１２３Ｂを形成する際に圧縮の残留応力を付与することで表面がマルテンサイト化され硬度が上がり、耐衝撃性が向上し、疲労破壊強度が向上する。
【０１９１】
また、弁５２５の衝打部５４１Ａとストッパ５３７の衝打部５４１Ｂに、ほぼ均一に形成したくぼみ１２３Ａにオイル１０３が滞留する。このオイル１０３が衝打部５４１Ａ，５４１Ｂの潤滑性の向上にも寄与し、吐出バルブ装置５３４の耐摩耗性が向上する。
【０１９２】
また、くぼみ１２３Ａに滞留したオイル１０３は、弁５２５が開放しストッパ５３７へと衝突する際の衝撃に対するダンパーの効果がある。このため吐出バルブ装置５３４の開放衝撃に起因する圧縮機の騒音が低減される。さらには、表面をマルテンサイト化することにより硬度が上がり耐衝撃性が向上する。
【０１９３】
なおくぼみ１２３Ａを弁座５２８と弁５２５のシール部５２５Ａ、衝打部５４１Ａと衝打部５４１Ｂの全てに設けているが、それぞれの組合せの一方に設けてもよい。またくぼみ１２３Ｂを弁５２５の腕部５２５Ｂの両面に設けているが、いずれか一面に設けてもよい。
【０１９４】
次にバックアップリード５３５を有する吐出バルブ装置について説明する。図４１は本発明の実施の形態における他の吐出バルブ装置５３４Ａの縦断面図である。図４２は吐出バルブ装置５３４Ａのバックアップリード５３５の、吐出可動弁（以下、弁）５２５との衝打部５４１Ｃ側を示す平面図である。図４３は吐出バルブ装置５３４Ａのバックアップリード５３５の、ストッパ５３７との衝打部５４１Ｄ側を示す平面図である。
【０１９５】
図４１に示す吐出バルブ装置５３４Ａは、弁５２５とストッパ５３７との間にバックアップリード５３５を有する。弁５２５の衝打部５４１Ａとバックアップリード５３５の衝打部５４１Ｃ、バックアップリード５３５の衝打部５４１Ｄとストッパ５３７の衝打部５４１Ｂは、それぞれ圧縮部１０７の駆動により接触し合う接触部である。そしてバックアップリード５３５の衝打部５４１Ｃと衝打部５４１Ｄとには、くぼみ１２３Ａがほぼ均一に形成されている。くぼみ１２３Ａのより好ましい形態は前述と同様であり、その形成方法も同様である。これ以外の構成は、図３６の吐出バルブ装置５３４と同様である。
【０１９６】
以下その動作を説明する。商用電源から供給される電力は駆動部である電動部１０６に供給され、電動部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、偏心部１１０の偏心運動が連結部であるコンロッド１１８からピストンピン１１７を介してピストン１１５を駆動する。これによりピストン１１５はボア１１３内を往復運動する。サクションチューブ１２１を通して容器１０１内に導かれた冷媒ガス１０２はサクションマフラー１２２から吸入バルブ装置５２７を介して吸入され、圧縮室１１６内で連続して圧縮される。圧縮された冷媒ガス１０２は、吐出バルブ装置５３４、ヘッド１２０を介して吐出管（図示せず）から冷凍サイクルの高圧側である熱交換器７０へと排出される。
【０１９７】
圧縮室１１６内で連続して圧縮された冷媒ガス１０２はミスト状となったオイル１０３を微量に含んでいる。圧縮された冷媒ガス１０２は、吐出バルブ装置５３４Ａを構成する弁５２５の衝打部５４１Ａとバックアップリード５３５の衝打部５４１Ｃ、バックアップリード５３５の衝打部５４１Ｄとストッパ５３７の衝打部５４１Ｂとにオイル１０３を供給する。供給されたオイル１０３は衝打部５４１Ａ、５４１Ｂ、５４１Ｃ、５４１Ｄの潤滑の機能を果す。
【０１９８】
くぼみ１２３Ａを形成する際に、弁５２５の衝打部５４１Ａとバックアップリード５３５の衝打部５４１Ｃ、バックアップリード５３５の衝打部５４１Ｄとストッパ５３７の衝打部５４１Ｂの表面層組織がマルテンサイト化し、表面強度が上昇する。このため、これらの耐磨耗性と耐衝撃性とが向上する。またくぼみ１２３Ａを形成することにより接触部間の面積が低減され、金属接触が低減される。
【０１９９】
また、くぼみ１２３Ａの形状を球面とすることにより、同じ表面部への投影面積の多角錐に比べて体積が増加し、滞留するオイル１０３の量が増加する。くぼみ１２３Ａに滞留したオイル１０３は、弁５２５とバックアップリード５３５の衝打部５４１Ａ，５４１Ｃ、およびバックアップリード５３５とストッパ５３７の衝打部５４１Ｄ、５４１Ｂの潤滑性の向上に寄与する。その結果、吐出バルブ装置５３４の耐摩耗性が向上する。また、くぼみ１２３Ａに滞留したオイル１０３は、弁５２５がバックアップリード５３５へと衝突したり、バックアップリード５３５がストッパ５３７へと衝突する際の衝撃に対するダンパーの効果がある。このため吐出バルブ装置５３４Ａの開放衝撃に起因する圧縮機の騒音を低減する。さらには、表面をマルテンサイト化することにより硬度が上がり、各接触部の耐衝撃性が向上する。
【０２００】
なおくぼみ１２３Ａを弁座５２８と弁５２５のシール部５２５Ａ、衝打部５４１Ａと衝打部５４１Ｃ、衝打部５４１Ｄと衝打部５４１Ｂの全てに設けているが、それぞれの組合せの一方に設けてもよい。
【０２０１】
以上のように本実施の形態によれば、吸入バルブ装置、吐出バルブ装置の耐摩耗性、耐衝撃性、疲労破壊強度が向上し、圧縮機の圧縮効率が向上し、圧縮機の騒音が低減される。
【０２０２】
（実施の形態６）
本実施の形態による冷媒圧縮機の基本的な構成は図１を用いて説明した実施の形態５と同様である。実施の形態５との違いは、バルブプレート１１９に設けられた吸入バルブ装置５２７と、吐出バルブ装置５３４における各接触部である。
【０２０３】
まず吸入バルブ装置について説明する。図４４は図３３における他の吸入バルブ装置５２７の吸入弁座（以下、弁座）５１７を示す平面図である。図４５は吸入バルブ装置５２７の吸入可動弁（以下、弁）５１９を示す平面図である。実施の形態５では、接触部である弁座５１７と、弁５１９のシール部５１９Ａとに微小くぼみ１２３Ａを設けているが、本実施の形態では二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）を固着させた混合層３２３が形成されている。これ以外の構成は実施の形態５における吸入バルブ装置と同様である。
【０２０４】
弁座５１７と弁５１９とにＭｏＳ2を固着させた混合層３２３を形成する方法は実施の形態３と同様である。特に、表面にＭｏＳ2の微細粒を一定速度以上で衝突させる方法によれば、衝突の際に生じる熱エネルギーによりＭｏＳ2の一部が母材に溶け込み金属結合することにより固着させた混合層３２３が形成される。また同時に、衝突の際の衝撃力により実施の形態３と同様に微細くぼみが形成される。その際、表面層の組織がマルテンサイト化し、弁座５１７と弁５１９との表面強度が上昇する。弁５１９の部材に表面組織がマルテンサイトの板ばね材料を用いる場合についても同様に形成することができる。
【０２０５】
このように、吸入バルブ装置５２７を構成する弁座５１７と弁５１９のシール部５１９Ａとには、ＭｏＳ2を固着させた混合層３２３が形成されている。これより、ＭｏＳ2の自己潤滑作用によって弁座５１７と弁５１９のシール部５１９Ａとの相互シール面の摩擦係数が低くなり耐摩耗性が向上する。なお、ＭｏＳ2の純度を９８％以上としてＭｏＳ2と比較して摩擦係数が高い不純物の量を極力抑えることにより、より高い効果が得られる。また、混合層３２３の表面にほぼ均一に微細くぼみを形成すれば、そこにオイル１０３が介在し、実施の形態５と同様の効果が得られる。この場合、微細くぼみの好ましい形態は実施の形態５と同様である。
【０２０６】
以上のように本実施の形態によれば、混合層３２３を弁座５１７と、弁５１９のシール部５１９Ａとに設けることによって、圧縮機の吸入バルブ装置５２７の耐摩耗性が向上する。さらに、混合層３２３の表面に微小くぼみを均一に設ければ、吸入バルブ装置５２７の耐衝撃性が向上し、圧縮機の性能と効率が向上し、吸入バルブ装置５２７に起因する騒音が低減される。
【０２０７】
なお、本実施の形態では微小くぼみを設けた混合層３２３を弁座５１７と弁５１９のシール部５１９Ａとの両方に設けているが、いずれか一方に設けてもよい。また、実施の形態５と同様に、微小くぼみを弁５１９の腕部５１９Ｂの少なくともいずれか一面に設けてもよい。
【０２０８】
次に吐出バルブ装置について説明する。図４６は図３６における他の吐出バルブ装置５３４の吐出弁座（以下、弁座）５２８を示す平面図である。図４７は吐出バルブ装置５３４の吐出可動弁（以下、弁）５２５の相互シール面側を示す平面図である。図４８は吐出バルブ装置５３４の弁５２５の衝打部５４１Ａ側を示す平面図である。図４９は吐出バルブ装置５３４のストッパ５３７を示す平面図である。
【０２０９】
実施の形態５では、接触部である弁座５２８と弁５２５のシール部５２５Ａ、衝打部５４１Ａと衝打部５４１Ｂとに微小くぼみ１２３Ａを設けている。一方、本実施の形態では二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）を固着させた混合層３２３が形成されている。これ以外の構成は実施の形態５における吐出バルブ装置と同様である。
【０２１０】
弁座５２８と弁５２５、衝打部５４１Ａと衝打部５４１ＢとにＭｏＳ2を固着させた混合層３２３を形成する方法は実施の形態３と同様である。特に、表面にＭｏＳ2の微細粒を一定速度以上で衝突させる方法によれば、衝突の際に生じる熱エネルギーによりＭｏＳ2の一部が母材に溶け込み金属結合することにより固着させた混合層３２３が形成される。また同時に、衝突の際の衝撃力により実施の形態３と同様に微細くぼみが形成される。その際、表面層の組織がマルテンサイト化し、弁座５２８と弁５２５、衝打部５４１Ａと衝打部５４１Ｂとのそれぞれの表面強度が上昇する。弁５２５の部材に表面組織がマルテンサイトの板ばね材料を用いる場合についても同様に形成することができる。
【０２１１】
このように、吐出バルブ装置５３４を構成する弁座５２８と弁５２５のシール部５２５Ａ、衝打部５４１Ａと衝打部５４１Ｂとに、ＭｏＳ2を固着させた混合層３２３が形成されている。これより、ＭｏＳ2の自己潤滑作用によって弁座５２８と弁５２５のシール部５２５Ａとの相互シール面、衝打部５４１Ａ、衝打部５４１Ｂのそれぞれの摩擦係数が低くなり耐摩耗性が向上する。なお、ＭｏＳ2の純度を９８％以上としてＭｏＳ2と比較して摩擦係数が高い不純物の量を極力抑えることにより、より高い効果が得られる。また、混合層３２３の表面にほぼ均一に微細くぼみを形成すれば、実施の形態５と同様の効果が得られる。この場合、微細くぼみの好ましい形態は実施の形態５と同様である。
【０２１２】
以上のように本実施の形態によれば、混合層３２３を弁座５２８と弁５２５のシール部５２５Ａと、衝打部５４１Ａと衝打部５４１Ｂとに設けることによって、圧縮機の吐出バルブ装置５３４の耐摩耗性が向上する。さらに、混合層３２３の表面に微小くぼみを均一に設ければ、吐出バルブ装置５３４の耐衝撃性が向上し、圧縮機の性能と効率が向上し、吐出バルブ装置５３４に起因する騒音が低減される。
【０２１３】
なお微小くぼみを設けた混合層３２３を弁座５２８と弁５２５のシール部５２５Ａ、衝打部５４１Ａと衝打部５４１Ｂの全てに設けているが、それぞれの組合せの一方に設けてもよい。また実施の形態５と同様に、微小くぼみを弁５２５の腕部５２５Ｂの少なくともいずれか一面に設けてもよい。
【０２１４】
次にバックアップリード５３５を有する吐出バルブ装置について説明する。図５０は図４１における他の吐出バルブ装置５３４Ａのバックアップリード５３５の、吐出可動弁（以下、弁）５２５との衝打部５４１Ｃ側を示す平面図である。図５１は吐出バルブ装置５３４Ａのバックアップリード５３５の、ストッパ５３７との衝打部５４１Ｄ側を示す平面図である。
【０２１５】
実施の形態５では、接触部である弁座５２８と弁５２５のシール部５２５Ａ、衝打部５４１Ａと衝打部５４１Ｃ、衝打部５４１Ｄと衝打部５４１Ｂとにそれぞれ微小くぼみ１２３Ａを設けている。一方、本実施の形態では二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）を固着させた混合層３２３が形成されている。これ以外の構成は実施の形態５における吐出バルブ装置と同様である。
【０２１６】
弁座５２８と弁５２５、衝打部５４１Ａと衝打部５４１Ｃ、衝打部５４１Ｄと衝打部５４１ＢとにＭｏＳ2を固着させた混合層３２３を形成する方法は実施の形態３と同様である。特に、表面にＭｏＳ2の微細粒を一定速度以上で衝突させる方法によれば、衝突の際に生じる熱エネルギーによりＭｏＳ2の一部が母材に溶け込み金属結合することにより固着させた混合層３２３が形成される。また同時に、衝突の際の衝撃力により実施の形態３と同様に微細くぼみが形成される。その際、表面層の組織がマルテンサイト化し、弁座５２８と弁５２５、衝打部５４１Ａと衝打部５４１Ｃ、衝打部５４１Ｄと衝打部５４１Ｂとのそれぞれの表面強度が上昇する。弁５２５やバックアップリード５３５の部材に表面組織がマルテンサイトの板ばね材料を用いる場合についても同様に形成することができる。
【０２１７】
このように、吐出バルブ装置５３４Ａを構成する弁座５２８と弁５２５のシール部５２５Ａ、衝打部５４１Ａと衝打部５４１Ｃ、衝打部５４１Ｄと衝打部５４１Ｂとに、ＭｏＳ2を固着させた混合層３２３が形成されている。これより、ＭｏＳ2の自己潤滑作用によって弁座５２８と弁５２５のシール部５２５Ａとの相互シール面、衝打部５４１Ａ、衝打部５４１Ｃ、衝打部５４１Ｄ、衝打部５４１Ｂのそれぞれの摩擦係数が低くなり耐摩耗性が向上する。なお、ＭｏＳ2の純度を９８％以上としてＭｏＳ2と比較して摩擦係数が高い不純物の量を極力抑えることにより、より高い効果が得られる。また、混合層３２３の表面にほぼ均一に微細くぼみを形成すれば、実施の形態５と同様の効果が得られる。この場合、微細くぼみの好ましい形態は実施の形態５と同様である。
【０２１８】
以上のように本実施の形態によれば、混合層３２３を弁座５２８と弁５２５のシール部５２５Ａと、衝打部５４１Ａと衝打部５４１Ｃと、衝打部５４１Ｄと衝打部５４１Ｂとに設けることによって、圧縮機の吐出バルブ装置５３４Ａの耐摩耗性が向上する。さらに、混合層３２３の表面に微小くぼみを均一に設ければ、吐出バルブ装置５３４Ａの耐衝撃性が向上し、圧縮機の性能と効率が向上し、吐出バルブ装置５３４Ａに起因する騒音が低減される。
【０２１９】
なお微小くぼみ有する混合層３２３を弁座５２８と弁５２５のシール部５２５Ａ、衝打部５４１Ａと衝打部５４１Ｃ、衝打部５４１Ｄと衝打部５４１Ｂの全てに設けているが、それぞれの組合せの一方に設けてもよい。
【０２２０】
以上のように本実施の形態によれば、吸入バルブ装置、吐出バルブ装置の耐摩耗性、耐衝撃性、疲労破壊強度が向上し、圧縮機の圧縮効率が向上し、圧縮機の騒音が低減される。
【０２２１】
なお、実施の形態５，６ではオイル１０３を内包したレシプロ式圧縮機について説明したが、他のロータリー式、スクロール式、リニア式等の圧縮方式の圧縮機についても同様の効果が得られる。また、オイルを用いないリニア式圧縮機等の圧縮機についてもオイルが関与しない効果が得られる。たとえば硬度や疲労破壊強度の改善によりもたらされる耐摩耗性や耐衝撃性や耐疲労破壊性が向上する。
【０２２２】
（実施の形態７）
図５２は、本発明の実施の形態７による、冷媒圧縮機の断面図である。図５３は図５２の冷媒圧縮機を含む冷凍機の冷凍サイクル図である。図５４は、図５２の冷媒圧縮機における吐出経路と密着コイルばねとが接触する部分の拡大図である。
【０２２３】
密閉容器（以下、容器）１０１は底部にオイル１０３を貯留するとともに、固定子１０４と回転子１０５とからなる駆動部である電動部１０６とこれによって駆動される圧縮部１０７を収容している。また、圧縮部１０７から容器１０１外に圧縮された冷媒ガスを導出する吐出経路７１７が設けられている。なお、鋼管からなる吐出経路７１７には、共振による異常振動を防止する為に密着コイルばね（以下、ばね）７１８が被覆されている。ばね７１８は吐出経路７１７の共振防止部であり、ゴム等の弾性体で構成してもよい。
【０２２４】
クランクシャフト１０８は回転子１０５を固定した主軸部１０９と、主軸部１０９に対し偏心して形成された偏心部１１０からなり、給油ポンプ１１１を設けている。シリンダーブロック１１２は略円筒形のボア１１３からなる圧縮室１１６を有している。ボア１１３に遊嵌されたピストン１１５は、偏心部１１０と連結部であるコネクティングロッド７１９にて連結されており、ボア１１３の端面はバルブプレート１１９で封止されている。
【０２２５】
ヘッド１２０は高圧室を形成し、ヘッド１２０から容器１０１外に圧縮された冷媒ガスを導出する吐出経路７１７は容器１０１を介して冷凍サイクルの高圧側である熱交換器７０に接続されている。
【０２２６】
また、吐出経路７１７の表面には、微細くぼみ（以下、くぼみ）１２３がほぼ均一に形成されている。くぼみ１２３は球形でその大きさは直径２μｍ〜２０μｍ、深さが０．２〜１．０μｍであることが好ましい。さらにばね７１８に吐出経路７１７が接触する接触面７１７Ａの表面積に対するくぼみ１２３の占める面積割合が４０〜８０％であることが好ましい。
【０２２７】
このようなくぼみ１２３を形成する方法は、実施の形態１と同様である。
【０２２８】
なお、冷媒ガスは塩素を含まない炭化水素系冷媒であり、オイル１０３はこの冷媒と相溶性を有する。
【０２２９】
以上のように構成された冷媒圧縮機について、以下その動作を説明する。クランクシャフト１０８の回転に伴ってピストン１１５が直線運動することにより、圧縮室１１６が体積変化する。これにより冷媒ガス（図示せず）が圧縮され、吐出経路７１７を通って容器１０１外に導出され、熱交換器７０に送られる。冷媒ガスは熱交換器７０で外部へ放熱し、膨張弁８０を介して熱交換器６０へ戻り、外部から吸熱する。このようにして冷凍機が構成されている。
【０２３０】
オイル１０３はクランクシャフト１０８の回転に伴って給油ポンプ１１１から各摺動部に給油され、摺動部を潤滑するとともに、偏芯部１１０先端より容器１０１内に放出され、吐出経路７１７にも放出される。
【０２３１】
また、圧縮機本体７０７は圧縮部１０７の駆動中、常に微振動を発生するとともに、起動、停止時は慣性力によって圧縮機本体７０７が大きく振れる。その結果、吐出経路７１７が左右、前後にゆれるため、吐出経路７１７を構成する鋼管とばね７１８とが間欠的に接触しこすれる。このように、吐出経路７１７とばね７１８とは圧縮部１０７の駆動に伴い接触し合う接触部である。
【０２３２】
しかしながら、本実施の形態においては図５４に示すように、吐出経路７１７の接触面７１７Ａにくぼみ１２３がほぼ均一に形成されている。これにより、接触部間の面積が低減され、金属接触が低減される。また、くぼみ１２３を形成する際に、吐出経路７１７とばね７１８との表面層の組織がマルテンサイト化し、表面強度が上昇している。このため、これらの耐磨耗性と耐衝撃性とが向上する。また、オイル１０３がくぼみ１２３に保持される。吐出経路７１７とばね７１８との隙間が狭くなったとき、くぼみ１２３内のオイル１０３の粘性と接触部との相対運動により、狭くなった隙間にオイル１０３が引き込まれる。そして、負荷を支える圧力がオイル１０３に生じくさび形油膜を形成する。このくさび形油膜により、接触面７１７Ａに発生する金属接触が防止され、異常音の発生を効果的に抑えられる。
【０２３３】
またくぼみ１２３の形状を球面とすれば、実施の形態１における図３と同様のオイル１０３の流れが生じ、その結果油圧が発生することで金属接触が防止される。これにより、異常音の発生が防止される。
【０２３４】
くぼみ１２３の大きさは直径２０μｍ〜５０μｍ、深さを１μｍ〜１０μｍとくぼみ１２３の体積を小さく設定している。これにより、冷媒を含んだオイル１０３がくぼみ１２３に供給される際の体積変動が小さい。その結果、隙間での圧力低下があまり生じない。このため、オイル１０３中へ溶け込んでいる冷媒の発泡現象があまり生じないため、摺動時に発生する動圧により作り出される油膜が冷媒の発泡により破断されることが少ない。従って金属接触を防止する作用が高く維持されるため、耐磨耗性が高く、また異常音の発生を防止する作用が高まる。
【０２３５】
また、摺動面７１７Ａの表面積に対するくぼみ１２３の占める面積割合が４０〜８０％とすれば、くぼみ１２３の球面形状が維持される。その結果、吐出経路７１７とばね７１８との間にくぼみ１２３による傾斜表面部と摺動面７１７Ａに対して平行な平面部が一様に設けられる。すなわち、一般的なテーパーランド軸受と同様の効果が得られる。これにより摺動時に発生する動圧が更に大きくなり、金属接触をさらに防止する効果が得られる。
【０２３６】
そして、吐出経路７１７を構成する鋼管の表面にくぼみ１２３を形成する為に、鋼球、セラミックス球等の物質を表面に一定速度以上で衝突させている。このため、吐出経路７１７表面層の組織がマルテンサイト化しているので表面硬度が上昇し、耐摩耗性が向上している。
【０２３７】
また冷媒ガスには炭化水素系冷媒を使用しているが、オイル１０３との相溶性の高い冷媒にもかかわらず、上述したようにオイル１０３中へ溶け込んでいる冷媒の発泡現象があまり生じない。このため、油膜が冷媒の発泡により破断されることが少ないので、オゾン層の破壊や地球温暖化を抑えた上でなおかつ耐磨耗性が高く異常音の発生が防止される。これらにより、部品点数を低減して製作コストを低減した冷媒圧縮機が得られる。
【０２３８】
（実施の形態８）
図５５Ａ，Ｂは本発明の実施の形態８による、冷媒圧縮機における吐出経路と密着コイルばねとが接触する部分の拡大図である。本実施の形態による冷媒圧縮機は、実施の形態７で図５２を用いて説明した冷媒圧縮機と基本的な構造は同様である。実施の形態７では、吐出経路７１７を構成する鋼管の表面に、微細くぼみ（以下、くぼみ）１２３がほぼ均一に形成されている。これに対し本実施の形態では図５５Ａに示すように、吐出経路７１７を構成する鋼管の表面に二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）を含む混合層３２３が形成されている。これ以外は、実施の形態７と同様である。
【０２３９】
また、図５５Ｂに示すように、混合層３２３の表面にくぼみ１２３をほぼ均一に形成することが好ましい。また、くぼみ１２３は球形でその大きさは直径２μｍ〜２０μｍ、深さが０．２〜１．０μｍであることが好ましい。さらにばね７１８に吐出経路７１７が接触する接触面７１７Ａの表面積に対するくぼみ１２３の占める面積割合が４０〜８０％であることが好ましい。
【０２４０】
このような混合層３２３やくぼみ１２３を形成する方法は、実施の形態３と同様である。
【０２４１】
なお、冷媒ガスは塩素を含まない炭化水素系冷媒であり、オイル１０３はこの冷媒と相溶性を有する。
【０２４２】
圧縮機本体７０７は圧縮部１０７の駆動中、常に微振動を発生するとともに、起動、停止時は慣性力によって圧縮機本体７０７が大きく振れる。その結果、吐出経路７１７が左右、前後にゆれるため、吐出経路７１７を構成する鋼管とばね７１８とが間欠的に接触しこすれる。このように、吐出経路７１７とばね７１８とは圧縮部１０７の駆動に伴い接触し合う接触部である。
【０２４３】
しかしながら、本実施の形態においては、吐出経路７１７の接触面７１７ＡにＭｏＳ2を含む混合層３２３が形成されている。ＭｏＳ2の組織が稠密六方晶であることから、固体接触が生じてもＭｏＳ2が低い摩擦係数でへき開することで固体潤滑作用を発揮する。これにより、接触部の摩擦係数が低くなり、金属接触による異常音の発生が効果的に抑えられる。
【０２４４】
なおＭｏＳ2の純度を９８％以上とすることが好ましい。ＭｏＳ2より高い摩擦係数を持つ不純物が極めて微量となることで、接触部の摩擦係数がさらに低くなり、金属接触による異常音の発生がさらに抑えられる。
【０２４５】
また図５５Ｂに示すように、混合層３２３の接触面７２５にくぼみ１２３をほぼ均一に形成することにより、実施の形態７と同様の効果が得られる。
【０２４６】
くぼみ１２３の好ましい形態は実施の形態７と同様である。そして、鋼管からなる吐出経路７１７の表面にくぼみ１２３を形成する為に、ＭｏＳ2の球を表面に一定速度以上で衝突させている。このため、吐出経路７１７表面層の組織がマルテンサイト化しているので表面硬度が上昇し、耐摩耗性が向上している。
【０２４７】
また冷媒ガスには炭化水素系冷媒を使用しているが、オイル１０３との相溶性の高い冷媒にもかかわらず、オイル１０３中へ溶け込んでいる冷媒の発泡現象があまり生じない。このため、油膜が冷媒の発泡により破断されることが少ないので、オゾン層の破壊や地球温暖化を抑えた上でなおかつ耐磨耗性が高く異常音の発生が防止される。これらにより、部品点数を低減して製作コストを低減した冷媒圧縮機が実現される。
【０２４８】
なお、実施の形態７，８において冷媒圧縮機はレシプロ式圧縮機として説明している。また、冷媒圧縮機はロータリ式圧縮機、リニア式圧縮機等の圧縮機構から冷媒ガスを容器外へ導出する経路を有するものでも同様の効果が得られる。
【０２４９】
（実施の形態９）
本実施の形態による冷媒圧縮機は、実施の形態７で図５２を用いて説明した冷媒圧縮機と基本的な構造は同様である。実施の形態７との違いは、固定子１０４を介して圧縮部１０７を密閉容器（以下、容器）１０１内に弾性的に支持する支持部９２３の構成である。図５６は本実施の形態による冷媒圧縮機の断面図である。図５７Ａは図５６の冷媒圧縮機における支持部９２３において圧縮コイルばね９０８と保持部材９２２とが接触する部分の拡大図である。
【０２５０】
電動部１０６の固定子１０４を締結する固定子締結ボルト９１９には、頭部に一体に保持部材９２０が形成されている。容器１０１の内壁底部には保持部材９２２が固着されている。圧縮コイルばね（以下、ばね）９０８は、保持部材９２０と保持部材９２２とに各々上端、下端を挿入され、ばね９０８と保持部材９２０，９２２により支持部９２３が構成されている。
【０２５１】
また、ばね９０８、保持部材９２０、９２２は鉄系の金属材料から形成されている。そしてばね９０８と保持部材９２０、ばね９０８と保持部材９２２の相互接触面の少なくともいずれか一方には微小くぼみ（以下、くぼみ）１２３がほぼ均一に形成されている。図５７Ａではその一例として、保持部材９２２の接触面９２４に微小くぼみ１２３を形成した状態を示している。
【０２５２】
くぼみ１２３の形状は球面が好ましく、さらに大きさは直径２μｍ〜２０μｍ、深さを０．２〜１．０μｍとすることが好ましい。さらに相互シール表面積に対するくぼみ１２３の占める面積割合は４０〜８０％が好ましい。
【０２５３】
なお、ばね９０８と保持部材９２０、９２２とにくぼみ１２３を形成する方法は実施の形態１でくぼみ１２３を形成する方法ど同様である。
【０２５４】
なお、冷媒ガスは塩素を含まない炭化水素系冷媒であり、オイル１０３はこの冷媒と相溶性を有する。
【０２５５】
以上のように構成された冷媒圧縮機について、以下その動作を説明する。クランクシャフト１０８の回転に伴ってピストン１１５が直線運動することにより、圧縮室１１６が体積変化する。これにより冷媒ガス（図示せず）が圧縮され、吐出経路７１７を通って容器１０１外に導出される。オイル１０３はクランクシャフト１０８の回転に伴って給油ポンプ１１１から各摺動部に給油され、摺動部を潤滑するとともに、偏芯部１１０先端より容器１０１内に放出される。
【０２５６】
また、圧縮機本体７０７は圧縮部１０７の駆動中、常に微振動を発生するとともに、起動、停止時は慣性力によって圧縮機本体７０７が大きく振れる。その結果、ばね９０８が左右、前後にゆれるため、ばね９０８と保持部材９２０、ばね９０８と保持部材９２２とが間欠的に接触しこすれる。このように、ばね９０８と保持部材９２０、ばね９０８と保持部材９２２とは圧縮部１０７の駆動に伴い接触し合う接触部である。
【０２５７】
しかしながら図５７Ａに示すように、保持部材９２２の接触面９２４には、ほぼ均等に微小くぼみ１２３が形成されている。これにより接触部間の面積が低減され、金属接触が低減される。また、くぼみ１２３を形成する際に、保持部材９２２の表面層の組織がマルテンサイト化し、表面強度が上昇している。このため、保持部材９２２の耐磨耗性と耐衝撃性とが向上する。この効果を有効にするためには、ばね９０８と保持部材９２０、９２２の全ての接触面に微小くぼみ１２３を形成することが望ましい。
【０２５８】
また、接触面９２４等の相互接触面にくぼみ１２３をほぼ均一に形成することにより、オイル１０３がくぼみ１２３に保持される。ばね９０８と保持部材９２０、９２２との隙間が狭くなったとき、くぼみ１２３内のオイル１０３の粘性と接触部の相対運動により、狭くなった隙間にオイル１０３が引き込まれる。これにより、負荷を支える圧力がオイル１０３に生じくさび形油膜を形成する。このくさび形油膜が、相互接触面に発生する金属接触を防止することで異常音の発生が効果的に抑えられる。
【０２５９】
さらに、くぼみ１２３の形状が球面であるため、接触する際に生じる油膜を発生させるオイル１０３の流れがくぼみ１２３の中でうず流を形成し易くなる。この様子は、実施の形態１で図３を用いて説明したのと同様である。その結果、発生する油圧が金属接触を防止することから、異常音の発生が防止される。
【０２６０】
くぼみ１２３の大きさや、接触部表面積に対するくぼみ１２３の占める割合の好ましい形態についての説明は、他の実施の形態を同様なので省略する。
【０２６１】
冷媒ガスには炭化水素系冷媒を使用しているが、オイル１０３との相溶性の高い冷媒にもかかわらず、上述したようにオイル１０３中へ溶け込んでいる冷媒の発泡現象があまり生じない。このため、油膜が冷媒の発泡により破断されることが少ない。また塩素を含まない炭化水素系冷媒を使用することで、大気開放時においてもオゾン層の破壊や地球温暖化を抑えた上でなおかつ耐摩耗性が高く異常音の発生が防止される。以上より、部品点数が低減され製作コストが低減された冷凍機が得られる。
【０２６２】
なお、図５７Ｂに示すように、接触面９２４等の相互接触面に二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）を固着させた混合層３２３を形成してもよい。ＭｏＳ2を接触部表面に形成する方法は実施の形態３と同様である。この構成では、固体接触が生じてもＭｏＳ2が低い摩擦係数でへき開することで固体潤滑作用を発揮する。これにより、接触部の摩擦係数が低くなり、金属接触による異常音の発生が効果的に抑えられる。なお、ＭｏＳ2の純度についての説明は、実施の形態３と同様である。
【０２６３】
さらに、図５７Ｃに示すように、混合層３２３の表面に、図５７Ａに示したようにくぼみ１２３をほぼ均等に形成してもよい。このように混合層３２３とくぼみ１２３とを同時に形成する方法は実施の形態３と同様である。また、くぼみ１２３の好ましい形態は上述と同様である。このようにすることで、図５７Ａ、図５７Ｂを用いて説明した効果が複合的に発揮される。
【０２６４】
なお本実施の形態では、保持部材９２０、９２２とその間に配置されたばね９０８が支持部９２３を構成しており、いわゆるコイルスプリング懸架方式である。これ以外に、例えばリーフスプリング方式やトーションバー方式で支持部９２３を構成してもよい。それらの場合にも、圧縮部１０７の駆動により摺動する箇所にくぼみ１２３や混合層３２３を設けることにより、同様の効果が得られる。
【０２６５】
なお、本実施の形態において冷凍機はレシプロ式圧縮機としたが、冷凍機はロータリ式圧縮機、スクロール圧縮機、リニア式圧縮機、スターリング式ポンプ等、種類に関わらず内部懸架式であれば同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【０２６６】
本発明の冷媒圧縮機は、圧縮部と、駆動部と、第１、第２接触部とを有する。圧縮部は密閉容器内に収容され、冷媒ガスを圧縮する。駆動部は圧縮部を駆動する。第１、第２接触部は、圧縮部の駆動により接触したり摺動したりする。その表面には均等に配置された複数のくぼみと、二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）を固着させた混合層との少なくともいずれかが形成されている。これらの接触部としては、ピストンとボアなどの摺動部、吸入弁、吐出弁の弁座と可動弁、吐出経路を構成する鋼管と密着コイルばね、圧縮部を保持する保持部材とばね等の支持部などがある。この構成により、第１、第２接触部の耐摩耗性が高くなり、信頼性が高く、高効率な圧縮機が得られる。またこのような圧縮機を用いた冷凍機も信頼性が高く、高効率である。
【図面の簡単な説明】
【０２６７】
【図１】本発明の実施の形態における冷媒圧縮機の断面図
【図２】図１におけるピストンとボアとにより形成される摺動部の拡大図
【図３】図１におけるピストンとボアとが摺動する時のオイルの流れを示した図
【図４】図１の冷媒圧縮機を含む冷凍機の冷凍サイクル図
【図５】本発明の実施の形態における焼付き面圧を示した図
【図６】本発明の実施の形態における摩擦係数を示した図
【図７】本発明の実施の形態における摩耗量を示した図
【図８】図１における主軸部と軸受部とにより形成される摺動部の拡大図
【図９】図１におけるピストン周辺の拡大図
【図１０】図９におけるピストンピンとコンロッドとにより形成される摺動部の拡大図
【図１１】図１におけるスラスト軸受部周辺の拡大図
【図１２】図１１におけるスラスト部とスラストワッシャとにより形成される摺動部の拡大図
【図１３】本発明の実施の形態における摺動面とリン酸マンガン層との摩擦係数の特性図
【図１４】本発明の実施の形態におけるコンプレッサーの冷凍能力の特性図
【図１５】本発明の実施の形態によるコンプレッサーにおける効率の特性図
【図１６】本発明の実施の形態における他の冷媒圧縮機の断面図
【図１７】図１６の冷媒圧縮機を含む冷凍機の冷凍サイクル図
【図１８】図１６におけるＧ−Ｇ線断面図
【図１９】図１８におけるベーンとローリングピストンとにより形成される摺動部の拡大図
【図２０】図１８におけるローリングピストンと偏心部とにより形成される摺動部の拡大図
【図２１】Ａ，Ｂは、本発明の実施の形態におけるピストンとボアとにより形成される摺動部の拡大図
【図２２】図２１Ｂにおける摺動時のオイルの流れを示した図
【図２３】本発明の実施の形態における摩擦係数を示した図
【図２４】本発明の実施の形態における摩擦量を示した図
【図２５】Ａ，Ｂは、図１における主軸部と軸受部とにより形成される別の摺動部の拡大図
【図２６】Ａ，Ｂは、図１におけるピストンピンとコンロッドとにより形成される別の摺動部の拡大図
【図２７】Ａ，Ｂは、図１におけるスラスト部とスラストワッシャとにより形成される別の摺動部の拡大図
【図２８】本発明の実施の形態における摩擦係数の特性図
【図２９】本発明の実施の形態におけるコンプレッサーの冷凍能力の特性図
【図３０】本発明の実施の形態におけるコンプレッサーの効率の特性図
【図３１】Ａ，Ｂは、図１６におけるベーンとローリングピストンとにより形成される別の摺動部の拡大図
【図３２】Ａ，Ｂは、図１６におけるローリングピストンと偏心部とにより形成される別の摺動部の拡大図
【図３３】本発明の実施の形態における冷媒圧縮機に設けた吸入バルブ装置の縦断面図
【図３４】図３３における吸入バルブ装置の吸入弁座を示す平面図
【図３５】図３３における吸入バルブ装置の吸入可動弁を示す平面図
【図３６】本発明の実施の形態における冷媒圧縮機に設けた吐出バルブ装置の縦断面図
【図３７】図３６における吐出バルブ装置の吐出弁座を示す平面図
【図３８】図３６における吐出バルブ装置の吐出可動弁の相互シール面側を示す平面図
【図３９】図３６における吐出バルブ装置の吐出可動弁の衝打部側を示す平面図
【図４０】図３６における吐出バルブ装置のストッパを示す平面図
【図４１】本発明の実施の形態における冷媒圧縮機に設けた他の吐出バルブ装置の縦断面図
【図４２】図４１における吐出バルブ装置のバックアップリードの吐出可動弁との衝打部側を示す平面図
【図４３】図４１における吐出バルブ装置のバックアップリードのストッパとの衝打部側を示す平面図
【図４４】図３３における吸入バルブ装置の他の吸入弁座を示す平面図
【図４５】図３３における吸入バルブ装置の他の吸入可動弁を示す平面図
【図４６】図３６における吐出バルブ装置の他の吐出弁座を示す平面図
【図４７】図３６における吐出バルブ装置の他の吐出可動弁の相互シール面側を示す平面図
【図４８】図３６における吐出バルブ装置の他の吐出可動弁の衝打部側を示す平面図
【図４９】図３６における吐出バルブ装置の他のストッパを示す平面図
【図５０】図４１における吐出バルブ装置の他のバックアップリードの吐出可動弁との衝打部側を示す平面図
【図５１】図４１における吐出バルブ装置の他のバックアップリードのストッパとの衝打部側を示す平面図
【図５２】本発明の実施の形態によるさらに他の冷媒圧縮機の断面図
【図５３】図５２の冷媒圧縮機を含む冷凍機の冷凍サイクル図
【図５４】図５２の冷媒圧縮機における吐出経路と密着コイルばねとが接触する部分の拡大図
【図５５】Ａ、Ｂは図５２の冷媒圧縮機における他の吐出経路と密着コイルばねとが接触する部分の拡大図
【図５６】本発明の実施の形態によるさらに他の冷媒圧縮機の断面図
【図５７】Ａ、Ｂ、Ｃは図５６の冷媒圧縮機における圧縮コイルばねと保持部材とが接触する部分の拡大図
【図５８】従来技術による密閉型電動冷媒圧縮機の断面図
【図５９】図５８の圧縮機の支持構造図
【符号の説明】
【０２６８】
1  密閉容器
2  オイル
3  固定子
4  回転子
5  電動部
6  圧縮部
7  圧縮機本体
8  圧縮コイルばね
9  クランクシャフト
9A  主軸部
9B  偏心部
10  給油ポンプ
11  シリンダーブロック
12  ボア
13  圧縮室
14  ピストン
15  バルブプレート
16  ヘッド
17  吐出経路
18  管体
19  固定子締結ボルト
20,22  保持部材
21  突起部
23  軸受部
60,70  熱交換器
90  膨張弁
100  冷媒圧縮機
101  密閉容器
102  冷媒ガス
103  オイル
104  固定子
105  回転子
106  電動部
107  圧縮部
108  クランクシャフト
109  主軸部
110  偏心部
111  給油ポンプ
112  シリンダーブロック
113  ボア
114  軸受部
115  ピストン
115A,125,127,130A  摺動面
116  圧縮室
117  ピストンピン
118  コンロッド
119  バルブプレート
120  ヘッド
121  サクションチューブ
122  サクションマフラー
123,123A,123B  微細くぼみ
130,137,139  スラスト部
132,136  フランジ面
134  スラストワッシャ
135  スラスト軸受部
200  冷媒圧縮機
205  圧縮部
207  偏心部
208  主軸部
209  副軸部
210  シャフト
211  圧縮室
212  シリンダー
213  主軸受
214  副軸受
215  ピストン
216  ベーン
217  オイルポンプ
218,219,  摺動面
220  吐出経路
323  混合層
324,328,331,335  摺動面
419  摺動面
517  吸入弁座
519  吸入可動弁
519A  シール部
519B  腕部
525  吐出可動弁
525A  シール部
525B  腕部
527  吸入バルブ装置
528  吐出弁座
534,534A  吐出バルブ装置
535  バックアップリード
537  ストッパ
541A,541B,541C,541D  衝打部
707  圧縮機本体
717  吐出経路
717A,725  接触面
718  密着コイルばね
719  コネクティングロッド
908  圧縮コイルばね
919  固定子締結ボルト
920,922  保持部材
923  支持部
924  接触面
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2004055371.tif 000062
【図２】
2004055371.tif 000063
【図３】
2004055371.tif 000064
【図４】
2004055371.tif 000065
【図５】
2004055371.tif 000066
【図６】
2004055371.tif 000067
【図７】
2004055371.tif 000068
【図８】
2004055371.tif 000069
【図９】
2004055371.tif 000070
【図１０】
2004055371.tif 000071
【図１１】
2004055371.tif 000072
【図１２】
2004055371.tif 000073
【図１３】
2004055371.tif 000074
【図１４】
2004055371.tif 000075
【図１５】
2004055371.tif 000076
【図１６】
2004055371.tif 000077
【図１７】
2004055371.tif 000078
【図１８】
2004055371.tif 000079
【図１９】
2004055371.tif 000080
【図２０】
2004055371.tif 000081
【図２１】
2004055371.tif 000082
【図２２】
2004055371.tif 000083
【図２３】
2004055371.tif 000084
【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【国際調査報告】
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