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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-18
(45)【発行日】2023-12-26
(54)【発明の名称】圧縮機及び冷凍サイクル装置
(51)【国際特許分類】
F04B 39/02 20060101AFI20231219BHJP
F04C 29/02 20060101ALI20231219BHJP
F25B 1/02 20060101ALI20231219BHJP
F25B 1/04 20060101ALI20231219BHJP
【ＦＩ】
F04B39/02 S
F04C29/02 A
F25B1/02 A
F25B1/04 A
F25B1/04 Y
F25B1/02 Z
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2022518085
(86)(22)【出願日】2021-04-27
(86)【国際出願番号】 JP2021016809
(87)【国際公開番号】W WO2021221057
(87)【国際公開日】2021-11-04
【審査請求日】2022-10-07
(31)【優先権主張番号】P 2020078679
(32)【優先日】2020-04-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２７年度、国立研究開発法人科学技術振興機構、戦略的創造研究推進事業（ＡＣＣＥＬ）「濃厚ポリマーブラシのレジリエンシー強化とトライボロジー応用」委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願」
(73)【特許権者】
【識別番号】505461072
【氏名又は名称】東芝キヤリア株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】504182255
【氏名又は名称】国立大学法人横浜国立大学
(73)【特許権者】
【識別番号】504132272
【氏名又は名称】国立大学法人京都大学
(74)【代理人】
【識別番号】110001634
【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】平山 卓也
(72)【発明者】
【氏名】服部 仁志
(72)【発明者】
【氏名】中野 健
(72)【発明者】
【氏名】辻井 敬亘
【審査官】岸 智章
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－０６５７８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－０５４９７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－３０３２６４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０４Ｂ ３９／０２
Ｆ２５Ｂ １／０２
Ｆ２５Ｂ １／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
作動流体を吸い込んで吐出する圧縮機構部を有する圧縮機において、前記圧縮機構部が第１の摺動面と、前記第１の摺動面と摺動し前記第１の摺動面よりも面積が小さい第２の摺動面とを有し、前記第２の摺動面にポリマーブラシが設けられており、
前記第２の摺動面に前記第１の摺動面との距離が異なる部分が存在し、
前記第２の摺動面に設けられた前記ポリマーブラシにおける前記距離が大きい部分のポリマーの占有面積率が、前記距離が小さい部分のポリマーの占有面積率よりも高い、圧縮機。
【請求項2】
作動流体を吸い込んで吐出する圧縮機構部を有する圧縮機において、前記圧縮機構部が第１の摺動面と、前記第１の摺動面と摺動し前記第１の摺動面よりも面積が小さい第２の摺動面とを有し、前記第２の摺動面にポリマーブラシが設けられており、
前記ポリマーブラシが前記圧縮機構部を潤滑する潤滑剤により膨潤され、前記潤滑剤が前記作動流体と相溶性を有しており、
前記第１の摺動面と前記第２の摺動面の曲率半径が互いに異なり、前記第１の摺動面と前記第２の摺動面とが、接触圧が下記式（１）で表される条件を満たすように線状に接触されている、圧縮機。
【数1】
【数2】
【請求項3】
前記第２の摺動面に前記第１の摺動面との距離が異なる部分が存在し、前記第２の摺動面に設けられた前記ポリマーブラシにおける前記距離が大きい部分のポリマーの占有面積率が、前記距離が小さい部分のポリマーの占有面積率よりも高い、請求項２に記載の圧縮機。
【請求項4】
前記第２の摺動面の表面硬さが、前記第１の摺動面の表面硬さよりも高い、請求項１～３のいずれか一項に記載の圧縮機。
【請求項5】
前記第２の摺動面の表面粗さＲａが、前記第１の摺動面の表面粗さＲａよりも大きい、請求項１～４のいずれか一項に記載の圧縮機。
【請求項6】
作動室を形成するシリンダと、前記作動室内で回転するピストンと、前記ピストンに形成された複数のベーンスロットにそれぞれ収容された複数のベーンとを含む圧縮機構部を備え、前記ピストンの回転に伴って各々の前記ベーンが前記ベーンスロット内をスライドし、前記ベーンの先端面と前記ピストンの内周面とが摺動して前記作動室が吸込室と圧縮室に分割されるベーン型圧縮機において、前記第２の摺動面である前記ベーンの先端面に前記ポリマーブラシが設けられている、請求項１～５のいずれか一項に記載の圧縮機。
【請求項7】
シリンダと、前記シリンダ内に往復動自在に収容されたピストンとを含む圧縮機構部を備えるレシプロ型圧縮機において、前記第２の摺動面である、前記ピストンにおける前記シリンダの内周面と摺動する外周面に前記ポリマーブラシが設けられている、請求項１～５のいずれか一項に記載の圧縮機。
【請求項8】
前記第２の摺動面の周囲の非摺動面まで前記ポリマーブラシが設けられている、請求項１～７のいずれか一項に記載の圧縮機。
【請求項9】
互いに摺動する前記第１の摺動面と前記第２の摺動面が、圧力差のある前記作動流体を分割しつつシールするシール面であり、少なくとも前記第２の摺動面の高圧側の前記非摺動面に前記ポリマーブラシが設けられている、請求項８に記載の圧縮機。
【請求項10】
請求項１～９のいずれか一項に記載の圧縮機と、前記圧縮機に接続された放熱器と、前記放熱器に接続された膨張装置と、前記膨張装置に接続された蒸発器とを備えている冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、作動流体を吸い込んで吐出する圧縮機、及び冷凍サイクル装置に関する。
本願は、２０２０年４月２７日に、日本に出願された特願２０２０－０７８６７９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、２０２０年４月２７日に、日本に出願された特願２０２０－０７８６７９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【0002】
例えば空気調和機等の冷凍サイクル装置においては、作動流体である冷媒を吸い込んで吐出する圧縮機構部を有する、冷媒圧縮機等の圧縮機が用いられている（例えば、特許文献１）。圧縮機の効率を高めるには、互いに摺動する摺動面の摩擦損失を低減することが重要である。しかし、特許文献１のような従来の圧縮機では、互いに摺動する摺動面の摩擦損失を効率良く長期的に安定して低減することは難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００４－３１６５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明が解決しようとする課題は、互いに摺動する摺動面の摩擦損失を効率良く長期的に安定して低減できる圧縮機、及び前記圧縮機を用いた冷凍サイクル装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
実施形態の圧縮機は、作動流体を吸い込んで吐出する圧縮機構部を持ち、かつ圧縮機構部の互いに摺動する第１の摺動面と第２の摺動面のうち、第１の摺動面よりも面積が小さい第２の摺動面にポリマーブラシが設けられている。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】実施形態の冷凍サイクル装置の一例を示した概略構成図。
【図3】実施形態の圧縮機構部のベーンを示した斜視図。
【図5】ポリマーブラシを設けた摺動面の摩耗の様子を示した断面図。
【図6】実施形態のレシプロ型圧縮機の概略図。
【図8】実施例で使用したブロックオンリング試験機を示した概略図。
【図9】実験例１～４のブロックの摺動面の摩耗深さを示した図。
【図10】実験例５における二層分離温度線図。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下の用語の定義は、本明細書及び特許請求の範囲にわたって適用される。
「摺動面」とは、圧縮機構部を構成する複数の部品間における互いに摺動する面であって、摺動初期において潤滑油膜を介して互いに摺接している面を意味する。摺動面には、表面にポリマーブラシが設けられた状態で摺動する面も含む。
「摺動面の周囲の非摺動面」とは、部品の摺動面の周囲の面における、摺動初期において前記摺動面が摺接している摺動面には摺接していない面である。非摺動面は、時間の経過に伴って摺動面の摩耗が進行したときに、摺動面となり得る面であってもよく、摺動面とはならない面であってもよい。
数値範囲を示す「～」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。
「摺動面」とは、圧縮機構部を構成する複数の部品間における互いに摺動する面であって、摺動初期において潤滑油膜を介して互いに摺接している面を意味する。摺動面には、表面にポリマーブラシが設けられた状態で摺動する面も含む。
「摺動面の周囲の非摺動面」とは、部品の摺動面の周囲の面における、摺動初期において前記摺動面が摺接している摺動面には摺接していない面である。非摺動面は、時間の経過に伴って摺動面の摩耗が進行したときに、摺動面となり得る面であってもよく、摺動面とはならない面であってもよい。
数値範囲を示す「～」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。
【0008】
実施形態の圧縮機は、作動流体を吸い込んで吐出する圧縮機構部を有する。圧縮機構部は、互いに摺動する、第１の摺動面と、第１の摺動面よりも面積が小さい第２の摺動面とを有し、第２の摺動面にポリマーブラシが設けられている。圧縮機は、作動流体を吸い込んで吐出する圧縮機構部を有するものであればよく、圧縮機構部の第２の摺動面にポリマーブラシが設けられる以外は公知の態様を制限なく採用できる。
また、実施形態の冷凍サイクル装置は、圧縮機と、放熱器と、膨張装置と、蒸発器とを備えるものであり、上記特徴を有する圧縮機を備える以外は公知の態様を採用できる。
また、実施形態の冷凍サイクル装置は、圧縮機と、放熱器と、膨張装置と、蒸発器とを備えるものであり、上記特徴を有する圧縮機を備える以外は公知の態様を採用できる。
【0009】
以下、実施形態の圧縮機及び冷凍サイクル装置の一例を示して説明する。
本実施形態の冷凍サイクル装置１は、図１に示すように、圧縮機２と、圧縮機２に接続された放熱器である凝縮器３と、凝縮器３に接続された膨張装置４と、膨張装置４と圧縮機２との間に接続された吸熱器としての蒸発器５と、を備えている。
本実施形態の冷凍サイクル装置１は、図１に示すように、圧縮機２と、圧縮機２に接続された放熱器である凝縮器３と、凝縮器３に接続された膨張装置４と、膨張装置４と圧縮機２との間に接続された吸熱器としての蒸発器５と、を備えている。
【0010】
圧縮機２は、いわゆるロータリ式のベーン型圧縮機であり、作動流体として低圧の気体冷媒（作動流体）を内部に取り込んで圧縮し、高温、高圧の気体冷媒とするものである。なお、圧縮機は、ロータリ式には限定されず、スクロール式、レシプロ式、斜板式等の圧縮機であってもよい。圧縮機２の具体的な構成については後述する。
凝縮器３は、圧縮機２から送り込まれる高温、高圧の気体冷媒から熱を放熱させ、高圧の液体冷媒（作動流体）にするものである。
凝縮器３は、圧縮機２から送り込まれる高温、高圧の気体冷媒から熱を放熱させ、高圧の液体冷媒（作動流体）にするものである。
【0011】
膨張装置４は、凝縮器３から送り込まれる高圧の液体冷媒の圧力を下げ、低温、低圧の液体冷媒にするものである。
蒸発器５は、膨張装置４から送り込まれる低温、低圧の液体冷媒を気化させ、低温、低圧の液体冷媒を低圧の気体冷媒にするものである。蒸発器５においては、低圧の液体冷媒が気化する際に周囲から気化熱が奪われ、周囲が冷却される。なお、蒸発器５を通過した低圧の気体冷媒は、圧縮機２内に取り込まれる。
このように、本実施形態の冷凍サイクル装置１では、作動流体である冷媒が気体冷媒と液体冷媒とに相変化しながら循環する。
蒸発器５は、膨張装置４から送り込まれる低温、低圧の液体冷媒を気化させ、低温、低圧の液体冷媒を低圧の気体冷媒にするものである。蒸発器５においては、低圧の液体冷媒が気化する際に周囲から気化熱が奪われ、周囲が冷却される。なお、蒸発器５を通過した低圧の気体冷媒は、圧縮機２内に取り込まれる。
このように、本実施形態の冷凍サイクル装置１では、作動流体である冷媒が気体冷媒と液体冷媒とに相変化しながら循環する。
【0012】
圧縮機２は、圧縮機本体１１と、アキュムレータ１２と、を備えている。
アキュムレータ１２は、いわゆる気液分離器である。アキュムレータ１２は、蒸発器５と圧縮機本体１１との間に設けられている。アキュムレータ１２は、吸い込みパイプ２１を通して圧縮機本体１１に接続されている。アキュムレータ１２は、蒸発器５で気化された気体冷媒、及び蒸発器５で気化されなかった液体冷媒のうち、気体冷媒のみを圧縮機本体１１に供給する。
アキュムレータ１２は、いわゆる気液分離器である。アキュムレータ１２は、蒸発器５と圧縮機本体１１との間に設けられている。アキュムレータ１２は、吸い込みパイプ２１を通して圧縮機本体１１に接続されている。アキュムレータ１２は、蒸発器５で気化された気体冷媒、及び蒸発器５で気化されなかった液体冷媒のうち、気体冷媒のみを圧縮機本体１１に供給する。
【0013】
圧縮機本体１１は、駆動軸３１と、駆動要素３２と、圧縮機構部３３と、これら駆動軸３１、駆動要素３２及び圧縮機構部３３を収納する密閉容器３４と、を備えている。
密閉容器３４は筒状に形成されるとともに、その軸方向の両端部が閉塞されている。密閉容器３４内には、潤滑剤Ｊが収容されている。潤滑剤Ｊ内には、圧縮機構部３３の一部が浸漬されている。
密閉容器３４は筒状に形成されるとともに、その軸方向の両端部が閉塞されている。密閉容器３４内には、潤滑剤Ｊが収容されている。潤滑剤Ｊ内には、圧縮機構部３３の一部が浸漬されている。
【0014】
駆動軸３１は、密閉容器３４の軸線Ｏ１に沿って同軸上に配置されている。なお、以下の説明では、軸線Ｏ１に沿う方向を単に軸方向といい、軸方向に直交する方向を径方向といい、軸線Ｏ１周りの方向を周方向という。
【0015】
駆動要素３２は、密閉容器３４内における軸方向の第１側に配置されている。圧縮機構部３３は、密閉容器３４内における軸方向の第２側に配置されている。以下の説明では、軸方向に沿う駆動要素３２側（第１側）を上側、圧縮機構部３３側（第２側）を下側とする。
【0016】
駆動要素３２は、いわゆるインナーロータ型のＤＣブラシレスモータである。具体的に、駆動要素３２は、固定子３５と、回転子３６と、を備えている。
固定子３５は、密閉容器３４の内壁面に焼嵌め等により固定されている。
回転子３６は、固定子３５の内側に径方向に間隔をあけた状態で、駆動軸３１の上部に固定されている。
固定子３５は、密閉容器３４の内壁面に焼嵌め等により固定されている。
回転子３６は、固定子３５の内側に径方向に間隔をあけた状態で、駆動軸３１の上部に固定されている。
【0017】
圧縮機構部３３は、駆動軸３１が貫通する筒状のシリンダ４１と、シリンダ４１の軸方向の両端開口部を各別に閉塞するとともに、駆動軸３１を回転可能に支持する主軸受４２及び副軸受４３と、を備えている。
【0018】
図１に示すように、主軸受４２は、駆動軸３１が挿通された筒部４２ａと、筒部４２ａの下端部から径方向の外側に向けて突設されたフランジ部４２ｂと、を備えている。主軸受４２は、シリンダ４１の上端開口部を閉塞している。また、主軸受４２は、駆動軸３１のうち、シリンダ４１よりも上方に位置する部分を回転可能に支持している。
【0019】
副軸受４３は、駆動軸３１が挿通される筒部４３ａと、筒部４３ａの上端部から径方向の外側に向けて突設されたフランジ部４３ｂと、を備えている。副軸受４３は、シリンダ４１の下端開口部を閉塞している。また、副軸受４３は、駆動軸３１のうち、シリンダ４１よりも下方に位置する部分を回転可能に支持している。
【0020】
シリンダ４１、主軸受４２、及び副軸受４３により形成された空間は、作動室４５（図２参照）を構成している。
図２に示すように、駆動軸３１におけるシリンダ４１内の部分にはピストン４６が外挿されている。ピストン４６は駆動軸３１の回転に伴ってシリンダ４１内で回転し、ピストン４６の外周面４６ａがシリンダ４１の内周面４１ａに潤滑油膜を介して摺動する。
図２に示すように、駆動軸３１におけるシリンダ４１内の部分にはピストン４６が外挿されている。ピストン４６は駆動軸３１の回転に伴ってシリンダ４１内で回転し、ピストン４６の外周面４６ａがシリンダ４１の内周面４１ａに潤滑油膜を介して摺動する。
【0021】
ピストン４６には、平面視において、駆動軸３１寄りの位置からピストン４６の外周面４６ａまで達するベーンスロット４７が２つ形成されている。ベーンスロット４７は、シリンダ４１の軸方向（高さ方向）の全体に亘って形成されている。
【0022】
ベーンスロット４７内には、図３に示すベーン４８が設けられている。軸方向から見た平面視において、ベーン４８の先端面４８ａは、径方向の外側に向かって凸の円弧状とされている。また、各々のベーン４８はシリンダ４１の内周面４１ａに向かって付勢されている。そのため、図２に示すように、各々のベーンスロット４７内では、ピストン４６の回転に伴い、ピストン４６の外周面４６ａ側から見てベーン４８が前後にスライド移動し、ベーン４８の先端面４８ａの少なくとも一部がシリンダ４１の内周面４１ａに接した状態が維持される。ベーン４８の先端面４８ａとシリンダ４１の内周面４１ａとの間には、潤滑油Ｊが介在している。これにより、ピストン４６の回転に伴ってベーン４８が回転しつつ、ベーン４８の先端面４８ａがシリンダ４１の内周面４１ａと摺動するようになっている。シリンダ４１の作動室４５は、ピストン４６と２つのベーン４８によって吸込室４５ａと圧縮室４５ｂとに分割される。
【0023】
シリンダ４１には、シリンダ４１を径方向に貫通し作動室４５の吸込室４５ａ内に開口する吸込通路４９と、シリンダ４１を径方向に貫通し作動室４５の圧縮室４５ｂ内に開口する吐出ポート５０とが形成されている。シリンダ４１における吐出ポート５０の外側には、作動室４５（圧縮室４５ｂ）内の圧力上昇に伴って吐出ポート５０を開閉し、作動室４５外に気体冷媒を吐出する吐出弁５１が配設されている。図１に示すように、主軸受４２には、主軸受４２を上方から覆う吐出マフラ５２が設けられている。吐出マフラ５２には、吐出マフラ５２の内外を連通する連通孔５３が形成されている。
【0024】
圧縮機２では、駆動要素３２の固定子３５に電力が供給されると、駆動軸３１が回転子３６とともに軸線Ｏ１周りに回転する。そして、駆動軸３１の回転に伴い、作動室４５内でピストン４６が回転する。このとき、ピストン４６の外周面４６ａは、シリンダ４１の内周面４１ａにおける吸込通路４９と吐出ポート５０の間の部分に潤滑油膜を介して摺接する。また、ピストン４６の外周面４６ａ側から見て、ベーンスロット４７内のベーン４８が前後にスライド移動し、ベーン４８の先端面４８ａの少なくとも一部がシリンダ４１の内周面４１ａに潤滑油膜を介して常に摺接する。そして、ピストン４６の回転に伴って吸込通路４９から作動室４５内に気体冷媒（作動流体）が取り込まれるとともに、作動室４５内に取り込まれた気体冷媒が圧縮される。
【0025】
具体的には、吸込通路４９から作動室４５の吸込室４５ａ内に気体冷媒が吸い込まれるとともに、圧縮室４５ｂにて先に吸込通路４９から吸い込まれていた気体冷媒が圧縮される。圧縮された高温、高圧の気体冷媒は吐出ポート５０を通して作動室４５の外側（吐出マフラ５２内）に吐出され、連通孔５３を通して密閉容器３４内に吐出される。密閉容器３４内に吐出された気体冷媒は、凝縮器３に送り込まれる。
【0026】
圧縮機構部３３における各部材の材質は、特に限定されない。シリンダ４１、主軸受４２、副軸受４３の材質は、例えば、ＦＣ２５０等のねずみ鋳鉄、ピストン４６の材質は、例えば、ＦＣ２５０のねずみ鋳鉄にＭｏ、Ｎｉ、Ｃｒ等を添加した特殊合金鋳鉄（モニクロ鋳鉄）とすることができる。ベーン４８の材質は、例えば、ＳＵＳ４４０Ｃにガス窒化処理を施して形成したものを使用できる。
【0027】
圧縮機２の圧縮機構部３３において、ベーン４８の先端面４８ａとシリンダ４１の内周面４１ａは互いに摺動している。ベーン４８の先端面４８ａの面積はシリンダ４１の内周面４１ａの面積よりも小さく、シリンダ４１の内周面４１ａが第１の摺動面であり、ベーン４８の先端面４８ａが第２の摺動面を含む。
【0028】
より具体的には、図４に示すように、軸方向から見た平面視において、シリンダ４１の内周面４１ａは径方向外側に向かって凹の円弧状になっており、ベーン４８の先端面４８ａは径方向の外側に向かって凸の円弧状とされている。摺動初期においては、平面視で、ベーン４８の先端面４８ａの一部がシリンダ４１の内周面４１ａと潤滑油膜を介して軸方向に線状に摺接している。また、ベーン４８の先端面４８ａにおける摺接部分の高圧側（圧縮室４５ｂ側）と低圧側（吸込室４５ａ側）は、それぞれシリンダ４１の内周面４１ａから遠ざかる円弧状となっている。
【0029】
このように、ベーン４８の先端面４８ａは、摺動初期において潤滑油膜を介してシリンダ４１の内周面４１ａと摺接する第２の摺動面４８ｂと、第２の摺動面４８ｂの高圧側と低圧側にそれぞれ存在する非摺動面４８ｃとを有している。ベーン４８の先端面４８ａにおける第２の摺動面４８ｂの周囲の非摺動面４８ｃは、摺動初期にはシリンダ４１の内周面４１ａと摺接していない。時間の経過に伴い、摺動によって第２の摺動面４８ｂの摩耗が進行すると、非摺動面４８ｃはシリンダ４１の内周面４１ａと潤滑油膜を介して摺接して第２の摺動面となり得る。
【0030】
圧縮機構部３３では、シリンダ４１の内周面４１ａよりも面積が小さいベーン４８の先端面４８ａにポリマーブラシ８０が設けられている。ポリマーブラシ８０は複数のポリマー鎖から形成されており、圧縮抵抗が大きく、摩擦抵抗が小さい等の優れた機械的特性を発現するうえ、潤滑剤Ｊを保持することができる。これにより、ベーン４８の先端面４８ａの摩耗が潤滑剤Ｊによって十分に抑制される。ポリマーブラシの詳細については後述する。
【0031】
また、面積の異なる摺動面同士が摺動する場合、面積の大きい摺動面よりも面積の小さい摺動面の方が相手の摺動面と摺接する時間が長く、摩擦条件が過酷で摩耗リスクが高い。圧縮機構部３３では、面積がより小さいベーン４８の先端面４８ａにポリマーブラシ８０を設けることで、少量のポリマーブラシ８０で、摩耗リスクが高い第２の摺動面４８ｂの摩耗を経済的かつ効果的に抑制できる。さらに、摩擦損失を効率良く長期的に安定して低減することができる。特に圧縮機２のようなベーン型圧縮機において、ベーン４８の先端面４８ａは最も摩耗リスクが高いため、ベーン４８の先端面４８ａにポリマーブラシ８０を設けることで、より効果的に信頼性の極めて高い圧縮機２とすることができる。
【0032】
上述のように、ベーン４８の先端面４８ａは平面視で凸の円弧状で、高圧側と低圧側がシリンダ４１の内周面４１ａから遠ざかっているため、第２の摺動面４８ｂのなかでも、第１の摺動面であるシリンダ４１の内周面４１ａとの距離が異なる部分が存在する。このように、第２の摺動面に第１の摺動面との距離が異なる部分が存在する場合、ポリマーブラシにおける第２の摺動面と第１の摺動面との距離が大きい部分のポリマーの占有面積率は、当該距離が小さい部分のポリマーの占有面積率よりも高いことが好ましい。これにより、第１の摺動面と第２の摺動面の距離が小さい部分では、ポリマーブラシが疎であるため、潤滑剤膜を介した摺動がメインとなる流体潤滑域での摩擦低減効果が向上する。一方、第１の摺動面と第２の摺動面の距離が大きい部分ではポリマーブラシが密であるため、ポリマーブラシを介して摺動負荷を分散する効果が高くなり、摺動面の摩耗を効率良く抑制できる。これらのことから、摩擦損失を効率良く長期的に安定して低減できる効果がさらに高まる。
【0033】
本実施形態のベーン４８の先端面４８ａにおいては、先端面４８ａ全体にポリマーブラシ８０が設けられている。すなわち、ベーン４８の先端面４８ａでは、第２の摺動面４８ｂに加え、第２の摺動面４８ｂの周囲の非摺動面４８ｃにまでポリマーブラシ８０が設けられている。このように、第２の摺動面の周囲の非摺動面までポリマーブラシが設けられていることで、第２の摺動面がポリマーブラシとともに摩耗して摺動面が拡大された場合でも、周囲の非摺動面に設けられているポリマーブラシによって摩耗の進行がさらに抑制される。そのため、さらに長期にわたって高い信頼性を保つことができる。
なお、第２の摺動面の周囲の非摺動面にポリマーブラシを設けない態様としてもよい。
なお、第２の摺動面の周囲の非摺動面にポリマーブラシを設けない態様としてもよい。
【0034】
圧縮機構部３３では、ベーン４８の先端面４８ａがシリンダ４１の内周面４１ａに摺接した状態で、作動室４５が高圧の圧縮室４５ｂと低圧の吸込室４５ａとに分割される。このように、シリンダ４１の内周面４１ａ（第１の摺動面）とベーン４８の先端面４８ａにおける第２の摺動面４８ｂは、圧力差のある気体冷媒（作動流体）を分割しつつシールするシール面でもある。
【0035】
このように、第１の摺動面と第２の摺動面が、圧力差のある作動流体を分割しつつシールするシール面である場合、少なくとも第２の摺動面の高圧側の非摺動面にポリマーブラシが設けられていることが好ましい。具体例としては、ベーン４８の先端面４８ａにおいて非摺動面４８ｃにポリマーブラシ８０を設ける場合、少なくとも第２の摺動面４８ｂの高圧側（圧縮室４５ｂ側）の非摺動面４８ｃにポリマーブラシ８０を設けることが好ましい。これにより、潤滑剤Ｊの供給が一時的に途切れた場合でも、高圧側の非摺動面４８ｃのポリマーブラシ８０に保持されていた潤滑剤Ｊが差圧によって第２の摺動面４８ｂに供給されるため、潤滑剤不足にも対応できる信頼性がさらに高い圧縮機２となる。
【0036】
圧縮機構部３３では、シリンダ４１の内周面４１ａの曲率半径と、ベーン４８の先端面４８ａの曲率半径（第２の摺動面４８ｂの曲率半径）は異なっている。このように、第１の摺動面と第２の摺動面の曲率半径が互いに異なる場合、第１の摺動面と第２の摺動面とは、接触圧が下記式（１）で表される条件を満たすように線状に摺接されていることが好ましい。
【0037】
【数1】
【0038】
ただし、式（１）中、Ｆは第１の摺動面及び第２の摺動面が受ける荷重（Ｎ）である。Ｌは第１の摺動面と第２の摺動面との線状の摺接部分の長さ（ｍｍ）である。Ａは下記式（２）で表される。
【0039】
【数2】
【0040】
ただし、式（２）中、Ｅ１は第１の摺動面を形成する基材の縦弾性係数（ＭＰａ）である。Ｅ２は第２の摺動面を形成する基材の縦弾性係数（ＭＰａ）である。ν１は第１の摺動面を形成する基材のポアソン比である。ν２は第２の摺動面を形成する基材のポアソン比である。Ｒ１は線状の摺接部分の長さ方向から見たときの第１の摺動面の曲率半径（ｍｍ）である。Ｒ２は線状の摺接部分の長さ方向から見たときの第２の摺動面の曲率半径（ｍｍ）である。曲率半径は、摺動面が凸面である場合は正の値、凹面である場合は負の値とし、平面である場合は無限大とする。
【0041】
一般に、潤滑剤が作動流体と相溶すると、潤滑剤の動粘度が低下するため、摺動面の摩耗が生じやすくなる。しかし、機械工学便覧Ａ４－１０９に示されるヘルツの接触面圧を表す公式において、第１の摺動面と第２の摺動面の接触圧が式（１）の条件を満たすことで、潤滑剤が作動流体と相溶する場合でも、摺動面の摩耗抑制効果が十分に得られやすくなる。
【0042】
第２の摺動面４８ｂを含むベーン４８の先端面４８ａの表面硬さは、第１の摺動面であるシリンダ４１の内周面４１ａの表面硬さよりも高いことが好ましい。互いに摺動する摺動面は、摺動による摩擦によって表面が徐々に削られていく。第２の摺動面の表面硬さが第１の摺動面の表面硬さよりも高いことで、初期摩耗等での第２の摺動面の摩耗量が少なくなる。これにより、より多くのポリマーブラシを長期的に第２の摺動面に残存させることができるため、摺動面の摩耗を低減する効果がより高くなり、摩擦損失の低減効果がさらに高まる。
【0043】
より具体的に説明すると、通常、圧縮機構部の各部品の基材表面には微細な凹凸がある。表面硬さが低い摺動面７４や表面硬さが高い摺動面７６にポリマーブラシ８０を設けると、未摺動の状態では、図５（Ａ）に示すように、凸部にも凹部にも万遍なくポリマーが結合されている。
【0044】
しかし、表面硬さが低い摺動面７４は摩耗しやすい。そのため、圧縮機が作動して摺動面７４が摺動すると、図５（Ｃ）に示すように、摩耗によって摺動面７４の摺動境界面Ｙが短時間で凹部の底に近づいていき、凸部が削られると共にポリマーが剥がれ落とされた摩耗面７０が広範囲に形成される。
これに対し、表面硬さが高い摺動面７６にポリマーブラシ８０を設けた場合、摺動面７６は摺動面７４よりも摩耗しにくいため、図５（Ｂ）に示すように、摺動面７６の摺動境界面Ｘは深さ方向に移動しにくい。これにより、凸部が削られると共にポリマーが剥がれ落とされた摩耗面７０が広がりにくく、ポリマーブラシ８０のうちの多くのポリマーが摺動面７６に長期的に残存する。そのため、ポリマーブラシによる摩擦損失の低減効果がさらに高くなる。
これに対し、表面硬さが高い摺動面７６にポリマーブラシ８０を設けた場合、摺動面７６は摺動面７４よりも摩耗しにくいため、図５（Ｂ）に示すように、摺動面７６の摺動境界面Ｘは深さ方向に移動しにくい。これにより、凸部が削られると共にポリマーが剥がれ落とされた摩耗面７０が広がりにくく、ポリマーブラシ８０のうちの多くのポリマーが摺動面７６に長期的に残存する。そのため、ポリマーブラシによる摩擦損失の低減効果がさらに高くなる。
【0045】
第２の摺動面の表面硬さと第１の摺動面の表面硬さの差は、５０ＨＶ～２８３０ＨＶが好ましく、２００ＨＶ～２０００ＨＶがより好ましい。表面硬さの差が前記範囲の下限値以上であれば、第１の摺動面に対して第２の摺動面の摩耗が低減される。表面硬さの差が前記範囲の上限値以下であれば、硬さの差による第１の摺動面の著しい摩耗が防止される。
【0046】
第１の摺動面の表面硬さは、１７０ＨＶ～６００ＨＶが好ましく、２００ＨＶ～５２０ＨＶがより好ましい。
第２の摺動面の表面硬さは、２２０ＨＶ～３０００ＨＶが好ましく、５００ＨＶ～２５００ＨＶがより好ましい。
第２の摺動面の表面硬さは、２２０ＨＶ～３０００ＨＶが好ましく、５００ＨＶ～２５００ＨＶがより好ましい。
【0047】
第２の摺動面は、未処理の基材表面であってもよく、基材表面に表面硬化処理を施して表面硬さが高められた面であってもよい。表面硬化処理によって表面硬さを高める手法は、ベーン４８等の第２の摺動面を形成する基材として、硬さの低い基材でも使用できるようになるため、基材の材料の選択肢が広がり、製造性、生産性、入手性等の自由度が向上する点で有利である。
【0048】
表面硬化処理としては、表面硬さを高めることができる処理であれば特に限定されず、例えば、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）コーティング、ガス窒化処理、浸炭処理等が挙げられる。
【0049】
例えば、シリンダ４１の材質として、ＦＣ２５０相当のねずみ鋳鉄を用いることで、シリンダ４１の内周面４１ａの表面硬さをロックウェル硬さでＨＲＢ９３（ビッカーズ硬さ：２１０ＨＶ相当）とすることができる。ベーン４８の材質としてＳＫＨ５１を用いて、ベーン４８の先端面４８ａの表面硬さをロックウェル硬さでＨＲＣ６３（ビッカーズ硬さ：７７０ＨＶ相当）とすることができ、さらに表面硬化処理としてＤＬＣコーティングを施すことで、表面硬さをビッカーズ硬さで２５００ＨＶとすることができる。
【0050】
第２の摺動面であるベーン４８の先端面４８ａの表面粗さＲａは、第１の摺動面であるシリンダ４１の内周面４１ａの表面粗さＲａよりも大きいことが好ましい。第２の摺動面の表面粗さＲａが第１の摺動面の表面粗さＲａよりも大きいことで、摩耗が進行しても、より多くのポリマーブラシが第２の摺動面の凹部に残存しやすくなる。これにより、第２の摺動面の凹部がオイルスポット（潤滑油溜まり）として長期的に機能しやすくなるため、摺動面の摩耗を低減する効果がより高くなる。
【0051】
第２の摺動面の表面粗さＲａは、０．１０μｍ以上が好ましく、０．１０～０．２５μｍがより好ましく、０．１０～０．２０μｍがさらに好ましい。第２の摺動面の表面粗さＲａが前記範囲の下限値以上であれば、摺動面の摩耗を低減する効果がより高くなるため、圧縮機の信頼性がより高くなる。
なお、摺動面の表面粗さＲａは、ポリマーブラシがない状態の表面粗さＲａである。表面粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１に準拠して測定される。
なお、摺動面の表面粗さＲａは、ポリマーブラシがない状態の表面粗さＲａである。表面粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１に準拠して測定される。
【0052】
第１の摺動面及び第２の摺動面の下記式（３）で表される合成粗さαは、１．０μｍ以下が好ましい。
α＝｛（α１）２＋（α２）２｝１／２ ・・・（３）
ただし、式（３）中のα１は、第１の摺動面の表面粗さＲａである。α２は、第２の摺動面の表面粗さＲａである。
α＝｛（α１）２＋（α２）２｝１／２ ・・・（３）
ただし、式（３）中のα１は、第１の摺動面の表面粗さＲａである。α２は、第２の摺動面の表面粗さＲａである。
【0053】
合成粗さαは表面粗さＲａの標準偏差を表す。表面粗さのバラツキを考慮することで、ポリマーブラシの効果を高めることができる。合成粗さαが１．０μｍ以下であれば、ポリマーブラシを過度に長くしなくても、摺動面の摩耗を低減する効果がより高くなるため、圧縮機の信頼性がより高くなる。
例えば、ポリマーブラシの長さが２μｍ程度の場合、合成粗さαは、０．８２μｍ以下が好ましく、０．６０μｍ以下がより好ましい。
例えば、ポリマーブラシの長さが２μｍ程度の場合、合成粗さαは、０．８２μｍ以下が好ましく、０．６０μｍ以下がより好ましい。
【0054】
作動流体としては、特に限定されず、例えば、塩素を含まない炭化水素系冷媒、二酸化炭素、飽和フッ化炭化水素系冷媒、不飽和フッ化炭化水素系冷媒、含フッ素エーテル系冷媒等が挙げられる。作動流体としては、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【0055】
潤滑剤としては、特に限定されず、例えば、鉱物油、ポリオールエステル油、ポリビニルエーテル油、ポリアルキレングリコール油、ポリアルファオレフィン油等の潤滑油が挙げられる。なお、潤滑剤は、潤滑油には限定されず、公知のイオン液体等であってもよい。潤滑剤としては、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【0056】
圧縮機構部では、第２の摺動面に設けたポリマーブラシが圧縮機構部を潤滑する潤滑剤で膨潤され、かつ潤滑剤が作動流体と相溶性を有していることが好ましい。ポリマーブラシが膨潤していると、摺動負荷に対する強靭性が向上し、また摺動面圧が分散化しやすい。圧縮機構部を潤滑する潤滑剤によってポリマーブラシを膨潤させる態様では、ポリマーブラシに潤滑剤が安定して供給され、ポリマーブラシの膨潤状態を保持しやすい。また、潤滑剤が作動流体と相溶性を有することで、例えば圧縮機を冷凍サイクル装置に用いる場合に、圧縮機から吐出した潤滑剤を作動流体とともに速やかに圧縮機内に戻すことができ、圧縮機内の潤滑剤量が不足するリスクを低減できる。これらのことから、圧縮機の信頼性がさらに高くなる。
【0057】
「潤滑剤と作動流体が相溶性を有する」とは、潤滑剤と作動流体とを混合して静置したときに二層に分離しないことを意味する。
作動流体と相溶性を有する潤滑剤としては、作動流体と潤滑剤の合計質量に対する潤滑剤の比率が６０質量％以上となるように混合したときに、－１０℃から６０℃において、常に作動流体と相溶性を有する潤滑剤が好ましい。これにより、作動流体に潤滑剤を混合することで、作動媒体を利用してポリマーブラシに潤滑剤を安定して供給することができる。そのため、幅広い使用環境で圧縮機の効率向上と長期信頼性確保の両立が実現できる。
作動流体と相溶性を有する潤滑剤としては、作動流体と潤滑剤の合計質量に対する潤滑剤の比率が６０質量％以上となるように混合したときに、－１０℃から６０℃において、常に作動流体と相溶性を有する潤滑剤が好ましい。これにより、作動流体に潤滑剤を混合することで、作動媒体を利用してポリマーブラシに潤滑剤を安定して供給することができる。そのため、幅広い使用環境で圧縮機の効率向上と長期信頼性確保の両立が実現できる。
【0058】
このような作動流体と潤滑剤との組み合わせとしては、塩素を含まない炭化水素系冷媒、二酸化炭素、飽和フッ化炭化水素系冷媒、不飽和フッ化炭化水素系冷媒及び含フッ素エーテル系冷媒からなる群から選ばれる少なくとも１種の作動流体と、鉱物油、ポリオールエステル油、ポリビニルエーテル油、アルキレングリコール油及びポリアルファオレフィン油からなる群から選ばれる少なくとも１種の潤滑剤との組み合わせが好ましい。これにより、潤滑性及び化学安定性に優れ、長期信頼性に優れたポリマーブラシが形成されやすい。
【0059】
作動流体の具体例としては、プロパン、プロピレン、ノルマルブタン、２－メチルブタン、イソブタン、冷媒用炭酸ガス（Ｒ７４４）、ＨＦＣ２３、ＨＦＣ３２、ＨＦＣ１２５、ＨＦＣ１３４ａ、ＨＦＣ１４３ａ、ＨＦＣ２３６ｆａ、ＨＦＣ４１０Ａ（Ｒ４１０Ａ）、ＨＦＯ１２２５ｙｅ、ＨＦＯ１２３３ｚｄ、ＨＦＯ１２３３ｙｄ、ＨＦＯ１２３４ｙｆ、ＨＦＯ１２３４ｚｅ、ＨＦＯ１２３４ｙｅ、ＨＦＯ１２４３ｚｆ、ＨＦＥ２４５ｍｃ、ＨＦＥ１４３ｍ等が挙げられる。
【0060】
潤滑剤の具体例としては、４０℃の動粘度が７４ｍｍ２／ｓ、１００℃の動粘度が８．７ｍｍ２／ｓであるポリオールエステル油（ＰＯＥ）、４０℃の動粘度が６８ｍｍ２／ｓ、１００℃の動粘度が８ｍｍ２／ｓであるポリビニルエーテル油（ＰＶＥ）、４０℃の動粘度が１０５ｍｍ２／ｓ、１００℃の動粘度が２０ｍｍ２／ｓであるポリアルキレングリコール油（ＰＡＧ）、４０℃の動粘度が１０ｍｍ２／ｓ、１００℃の動粘度が２．３ｍｍ２／ｓである鉱物油等が挙げられる。
【0061】
ポリマーブラシを形成するポリマーとしては、例えば、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、ポリ（ラウリルメタクリレート）（ＰＬＭＡ）、ポリ（Ｎ，Ｎ－ジエチル－Ｎ－（２－メタクリロイルエチル）－Ｎ－メチルアンモニウム・ビス（トリフルオロメチルスルフォニル）イミド）（ＰＤＥＭＭ－ＴＦＳＩ）等が挙げられる。ポリマーブラシを形成するポリマーは、１種であってもよく、２種以上であってもよい。
【0062】
ポリマーブラシを潤滑剤で膨潤させる場合、ポリマーブラシを形成するポリマーと潤滑剤の組み合わせは、ＰＬＭＡと、ポリオールエステル及びポリビニルエーテルから選ばれる冷凍機油との組み合わせが好ましい。ＰＬＭＡとこれらの冷凍機油とは親和性に優れるため、ポリマーブラシを膨潤させることが容易になる。
【0063】
ポリマーブラシを潤滑剤で膨潤させる場合、非極性の潤滑剤を適用できる点では、ポリマーブラシを形成するポリマーはＰＭＭＡが好ましい。非極性の潤滑剤は圧縮機で使用される金属材料、有機材料等への悪影響が少なく、より信頼性に優れた圧縮機とすることができる。
【0064】
ポリマーブラシは、例えば、第２の摺動面に複数のポリマーをグラフトすることによって設けることができる。ポリマーブラシにおいて各ポリマーをグラフトする態様は、公知の態様を採用できる。
ポリマーブラシを形成するポリマーが基材との結合のための反応性の官能基を有し、該官能基を用いた結合を介してグラフトされていることが好ましい。反応性の官能基としては、例えば、ジアルコキシシリル基、トリアルコキシシリル基等の加水分解性シリル基が挙げられる。
ポリマーブラシを形成するポリマーが基材との結合のための反応性の官能基を有し、該官能基を用いた結合を介してグラフトされていることが好ましい。反応性の官能基としては、例えば、ジアルコキシシリル基、トリアルコキシシリル基等の加水分解性シリル基が挙げられる。
【0065】
ポリマーブラシにおいては、シリコンを含む酸化物を介してポリマーがグラフトされていることが好ましい。これにより、ポリマーブラシがより効果的に形成されることで、ポリマーブラシがもつトライボロジーと強靭性を有効に発揮しやすくなる。そのため、低摩擦による摩擦損失の低減効果が得られやすく、圧縮機の効率が向上する。
【0066】
より具体的には、第２の摺動面において、基材表面にシリコンを含む酸化物がコートされ、末端に加水分解性シリル基を有するポリマーが、そのシリコンを含む酸化物とシロキサン結合により結合してグラフトされていることが好ましい。例えば、基材表面にコートされたシリコンを含む酸化物に、ブロモ基等の重合開始基を有するカップリング剤をカップリング反応させた後、溶液中での原子移動ラジカル重合（ＡＴＲＰ）を行うことでポリマーブラシを形成できる。
【0067】
シリコンを含む酸化物としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、エトキシトリメトキシシラン、ジメトキシジエトキシシラン、メトキシトリエトキシシラン等が挙げられる。シリコンを含む酸化物としては、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【0068】
重合開始基を有するカップリング剤としては、例えば、（３－トリメトキシシリル）プロピル－２－ブロモ－２－メチルプロピオネート等が挙げられる。重合開始基を有するカップリング剤としては、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【0069】
ポリマーブラシは、架橋構造を有していることが好ましい。ポリマーブラシが架橋構造を有することで、ポリマーブラシがもつトライボロジーと強靭性を有効に発揮でき、低摩擦による摩擦損失の低減効果が高まる。
【0070】
架橋構造を形成するための架橋基としては、アジド基、ハロゲン基（好ましくはブロモ基）等が挙げられる。ポリマーは、主鎖に架橋基を有していてもよく、分岐鎖を有する場合には分岐鎖に架橋基を有していてもよい。分岐鎖を形成する際に主鎖に生じた未反応の反応基を架橋基として用いてもよく、分岐鎖をリビングラジカル重合で形成した際に分岐鎖の末端に残る反応基を架橋基として用いてもよい。
【0071】
架橋構造は、物理架橋であってもよく、化学架橋であってもよい。物理架橋及び化学架橋の導入は、ポリマーブラシを形成する際の重合時（その場架橋）であってもよく、重合後であってもよい。
例えば、その場架橋で化学架橋を導入する場合、重合時にモノマー（単官能性）に加えて、ジビニルモノマー（エチレングリコールジメタクリレート等）等の２官能性モノマーを適量添加すればよい。２官能性モノマーの添加量は、適宜設定すればよく、例えばモノマーの総量に対して１ｍｏｌ％とすることができる。
例えば、その場架橋で化学架橋を導入する場合、重合時にモノマー（単官能性）に加えて、ジビニルモノマー（エチレングリコールジメタクリレート等）等の２官能性モノマーを適量添加すればよい。２官能性モノマーの添加量は、適宜設定すればよく、例えばモノマーの総量に対して１ｍｏｌ％とすることができる。
【0072】
架橋構造を有するポリマーブラシは、基材表面から切り出しても、良溶媒（例えば、ｏ－ジクロロベンゼン）には溶解しなくなる。これにより、ポリマーに充分に架橋が形成されていることを確認できる。また、良溶媒中、ＡＦＭコロイドプロープ法によりポリマーブラシの膨潤度を測定すると、架橋していない状態に比べて膨潤度が低下するため、これによっても十分に架橋が形成されたことを確認できる。
【0073】
ポリマーブラシを形成するポリマーのグラフト密度は、ポリマーブラシが高い潤滑性を示すように設定することが好ましい。グラフト密度は、用いられるポリマーの種類や、溶媒の種類等によって適宜設定できる。
【0074】
ポリマーがＰＭＭＡの場合、グラフト密度は、０．１鎖／ｎｍ２以上が好ましく、０．１５鎖／ｎｍ２以上がより好ましく、０．２鎖／ｎｍ２以上がさらに好ましく、０．３鎖／ｎｍ２以上が特に好ましく、０．４鎖／ｎｍ２以上が極めて好ましく、０．４５鎖／ｎｍ２以上が最も好ましい。
【0075】
ポリマーがＰＬＭＡの場合、グラフト密度は、０．０４鎖／ｎｍ２以上が好ましく、０．０６鎖／ｎｍ２以上がより好ましく、０．０８／ｎｍ２以上がさらに好ましく、０．１２鎖／ｎｍ２以上が特に好ましく、０．１６鎖／ｎｍ２以上が極めて好ましく、０．１８鎖／ｎｍ２以上が最も好ましい。
【0076】
ポリマーがＰＤＥＭＭ－ＴＦＳＩの場合、グラフト密度は、０．０２鎖／ｎｍ２以上が好ましく、０．０３鎖／ｎｍ２以上がより好ましく、０．０４鎖／ｎｍ２以上がさらに好ましく、０．０６鎖／ｎｍ２以上が特に好ましく、０．０８鎖／ｎｍ２以上が極めて好ましく、０．０９鎖／ｎｍ２以上が最も好ましい。
【0077】
ポリマーのグラフト密度は、公知の方法に従って測定できる。例えば、Macromolecules，31, 5934-5936 (1998)、Macromolecules，33， 5608-5612 (2000)、Macromolecules，38， 2137-2142 (2005)等に記載の方法に従って測定できる。
具体的には、グラフト密度σ（鎖／ｎｍ２）は、ポリマーブラシを形成するポリマーの量であるグラフト量（Ｗ）と、ポリマー（グラフト鎖）の数平均分子量（Ｍｎ）を測定し、下記式（４）から求めることができる。
σ（鎖／ｎｍ２）＝Ｗ（ｇ／ｎｍ２）／Ｍｎ×（アボガドロ数） ・・・（４）
具体的には、グラフト密度σ（鎖／ｎｍ２）は、ポリマーブラシを形成するポリマーの量であるグラフト量（Ｗ）と、ポリマー（グラフト鎖）の数平均分子量（Ｍｎ）を測定し、下記式（４）から求めることができる。
σ（鎖／ｎｍ２）＝Ｗ（ｇ／ｎｍ２）／Ｍｎ×（アボガドロ数） ・・・（４）
【0078】
グラフト量（Ｗ）は、ポリマーブラシを形成する基材表面が平面の場合には、エリプソメトリー法によりポリマーブラシの乾燥状態の厚みを測定し、その測定値とバルク密度を用いて、単位面積当たりのグラフト量を算出できる。ポリマーブラシを形成する基材表面の材質がシリカである場合には、赤外吸収分光測定（ＩＲ）、熱重量損失測定（ＴＧ）、元素分析測定等によりグラフト量（Ｗ）を測定することもできる。
【0079】
具体的には、グラフト密度σは、例えば、ポリマーブラシの乾燥状態における厚みとポリマーのＭｎとをプロットしたグラフの傾き（例えば、特開平１１－２６３８１９号公報参照）、ポリマーブラシのポリマーのグラフト量と当該ポリマーのＭｎとをプロットしたグラフの傾きから求めることができる。
【0080】
第２の摺動面におけるポリマーブラシが形成された領域の面積に対する、当該ポリマーブラシを形成するポリマーの占有面積率（ポリマーブラシの厚さ方向に直交する断面の断面積当たりのポリマーの占有面積率）σ＊は、１０％以上が好ましく、１５％以上がより好ましく、２０％以上がさらに好ましい。占有面積率σ＊が下限値以上であれば、ポリマーブラシのトライボロジー特性が向上するうえ、強靭性（レジリエンシー）が図られるため、耐久性に優れたポリマーブラシとなる。圧縮機を様々な使用環境及び用途に適用できる。
【0081】
占有面積率σ＊は、第２の摺動面のポリマーブラシが形成された領域においてグラフト点（ポリマーの１つ目のモノマー）が占める割合を意味する。ポリマーブラシにおいて各ポリマーが最密充填された状態、すなわちこれ以上ポリマーをグラフトできない状態で占有面積率σ＊は１００％となる。
占有面積率σ＊は、ポリマーの伸びきり形態における繰り返し単位長さ及びポリマーのバルク密度から、ポリマーブラシの厚さ方向に直交する断面の断面積を求め、これにグラフト密度σを掛けることで算出できる。
占有面積率σ＊は、ポリマーの伸びきり形態における繰り返し単位長さ及びポリマーのバルク密度から、ポリマーブラシの厚さ方向に直交する断面の断面積を求め、これにグラフト密度σを掛けることで算出できる。
【0082】
ポリマーブラシを形成するポリマーのＭｎは、所望の潤滑性を示すように設定でき、５００～１０，０００，０００が好ましく、１００，０００～１０，０００，０００がより好ましい。
分子量分布指数（Ｍｗ／Ｍｎ）は、所望の潤滑性を示すように設定でき、１．５以下が好ましく、１．０１～１．５がより好ましい。
分子量分布指数（Ｍｗ／Ｍｎ）は、所望の潤滑性を示すように設定でき、１．５以下が好ましく、１．０１～１．５がより好ましい。
【0083】
ポリマーブラシを形成するポリマーの数平均分子量（Ｍｎ）及び重量平均分子量（Ｍｗ）は、基材がシリカの場合や基材表面にシリカコートしてポリマーをグラフトしている場合には、フッ化水素酸処理によりポリマー（グラフト鎖）をグラフト点から切り出した後、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）法により測定することができる。
【0084】
ポリマーブラシを形成するポリマーのＭｎ及びＭｗは、ポリマーブラシを形成する際の重合と同条件の重合で得られる遊離ポリマーのＭｎ及びＭｗとほぼ等しい。例えばポリマーブラシを形成する際の重合溶液に遊離開始剤を添加することで、ポリマーブラシを形成するポリマーと同等のＭｎ及びＭｗを有する遊離ポリマーを得ることができる。この遊離ポリマーのＭｎ及びＭｗをＧＰＣ法により測定し、ポリマーブラシを形成するポリマーのＭｎ及びＭｗとしてもよい。
ＧＰＣ法では、入手可能な分子量既知のポリマーを単分散した標準試料を用いた較正法、多角度光散乱検出器を用いた絶対分子量評価を行う。
ＧＰＣ法では、入手可能な分子量既知のポリマーを単分散した標準試料を用いた較正法、多角度光散乱検出器を用いた絶対分子量評価を行う。
【0085】
ポリマーブラシを形成するポリマーの平均長さは、所望の潤滑性を示すように設定でき、０．５μｍ以上が好ましく、０．７μｍ以上がより好ましく、０．８μｍ以上がさらに好ましく、１．０μｍ以上が特に好ましい。ポリマーの平均長さが下限値以上であれば、ポリマーブラシのトライボロジー特性が向上するうえ、強靭性（レジリエンシー）が図られるため、耐久性に優れたポリマーブラシとなる。そのため、圧縮機を様々な使用環境及び使用用途に適用できる。
ポリマーの平均長さの上限は、圧縮機の機能を損なわない範囲で適宜設定でき、例えば、５μｍとすることができる。
ポリマーの分子鎖の平均長さは、例えば、ポリマーのＭｎ及びＭｗ／Ｍｎから求めることができる。
ポリマーの平均長さの上限は、圧縮機の機能を損なわない範囲で適宜設定でき、例えば、５μｍとすることができる。
ポリマーの分子鎖の平均長さは、例えば、ポリマーのＭｎ及びＭｗ／Ｍｎから求めることができる。
【0086】
ポリマーブラシは、分子鎖の平均長さが０．５μｍ以上のポリマーで形成され、かつ摺動面におけるポリマーの占有面積率σ＊が１０％以上である厚膜濃厚ポリマーブラシであることが特に好ましい。
【0087】
以上説明した実施形態によれば、圧縮機構部における面積が小さく、摩耗リスクの高い第２の摺動面にポリマーブラシが設けられるため、摺動面の摩耗を効果的に抑制できる。さらに、摩擦損失を効率良く長期的に安定して低減することができる。
【0088】
なお、本発明の実施形態を説明したが、実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【0089】
圧縮機構部における第１の摺動面と第２の摺動面は、シリンダの内周面とベーンの先端面には限定されない。例えば、第１の摺動面が主軸受４２の下面であり、第２の摺動面がベーン４８の上端面であってもよい。第１の摺動面が副軸受４３の上面であり、第２の摺動面がベーン４８の下端面であってもよい。第１の摺動面が主軸受４２の下面であり、第２の摺動面がピストン４６の上端面であってもよい。第１の摺動面が副軸受４３の上面であり、第２の摺動面がピストン４６の下端面であってもよい。
【0090】
圧縮機は、ベーン型圧縮機には限定されず、例えば、図６に例示したレシプロ型圧縮機６（以下、「圧縮機６」という。）であってもよい。
圧縮機６は、シリンダ１１０と、シリンダ１１０内に往復動自在に収容されたピストン１１１とを含む圧縮機構部１０１を備えている。シリンダ１１０の上部には、吸込弁１１２と吐出弁１１３が設けられている。
圧縮機６は、シリンダ１１０と、シリンダ１１０内に往復動自在に収容されたピストン１１１とを含む圧縮機構部１０１を備えている。シリンダ１１０の上部には、吸込弁１１２と吐出弁１１３が設けられている。
【0091】
圧縮機６では、シリンダ１１０内でピストン１１１が下降する際に吸込弁１１２が開き、シリンダ１１０とピストン１１１とで形成された作動室１１４に作動流体が流入する。また、ピストン１１１が上昇する際に作動室１１４内で作動流体が圧縮され、作動室１１４内がシリンダ１１０の外部空間と同等以上の圧力に達すると吐出弁１１３が開き、作動流体がシリンダ１１０の外部に吐出される。
【0092】
圧縮機６においては、シリンダ１１０の内周面１１０ａとピストン１１１の外周面１１１ａとが互いに摺動する。ピストン１１１の外周面１１１ａの面積はシリンダ１１０の内周面１１０ａよりも小さく、シリンダ１１０の内周面１１０ａが第１の摺動面であり、ピストン１１１の外周面１１１ａが第２の摺動面を含む。圧縮機６では、ピストン１１１の外周面１１１ａにポリマーブラシ８０が設けられる。
【0093】
面積がより小さく、相手の摺動面との摺接時間が長い、より過酷な摩擦条件のピストン１１１の外周面１１１ａにポリマーブラシ８０を設けることで、効果的に摺動面の摩耗を抑制できる。また、潤滑剤を供給しにくく保持させにくいピストン１１１の外周面１１１ａにポリマーブラシ８０を設けることで、潤滑剤をピストン１１１の外周面１１１ａに容易に供給して保持させることができる。そのため、摺動面の摩耗低減効果が安定して得られやすくなり、摩擦損失を効率良く長期的に安定して低減できる信頼性が高い圧縮機６となる。
【0094】
図７に示すように、この実施形態では、ピストン１１１の上部が縮径し、ピストン１１１の外周面１１１ａの上部が上端に向かうにつれてシリンダ１１０の内周面１１０ａから遠ざかるように傾斜している。この場合、ピストン１１１の外周面１１１ａは、摺動初期において潤滑油膜を介してシリンダ１１０の内周面１１０ａと摺接する第２の摺動面１１１ｂと、第２の摺動面１１０ｂの上側（高圧側）に存在する非摺動面１１０ｃとを有している。
【0095】
圧縮機構部１０１では、ピストン１１１の外周面１１１ａがシリンダ１１０の内周面１１０ａに摺接した状態で、シリンダ１１０内の高圧の作動室１１４と低圧の外部空間とが分割される。このように、シリンダ１１０の内周面１１０ａ（第１の摺動面）とピストン１１１の外周面１１１ａにおける第２の摺動面１１１ｂは、圧力差のある作動流体を分割しつつシールするシール面でもある。
【0096】
ピストン１１１の外周面１１１ａにおいては、外周面１１１ａ全体にポリマーブラシ８０が設けられている。すなわち、ピストン１１１の外周面１１１ａでは、第２の摺動面１１１ｂに加え、第２の摺動面１１１ｂの周囲の高圧側の非摺動面１１１ｃにまでポリマーブラシ８０が設けられている。これにより、第２の摺動面１１１ｂの潤滑剤が減少した場合でも、高圧側の非摺動面１１１ｃのポリマーブラシ８０に保持されていた潤滑剤が差圧によって第２の摺動面１１１ｂに供給されるため、潤滑剤不足にも対応できる信頼性がさらに高い圧縮機６となる。
なお、第２の摺動面の周囲の非摺動面にポリマーブラシを設けない態様としてもよい。
なお、第２の摺動面の周囲の非摺動面にポリマーブラシを設けない態様としてもよい。
【0097】
また、圧縮機２において説明した第２の摺動面にポリマーブラシを設ける際のその他の好ましい態様は、圧縮機６のようなレシプロ型圧縮機にも適用可能である。
【0098】
以下、実施例によって具体的に説明するが、以下の記載によっては限定されない。なお、以下の記載における「部」は、「質量部」を意味する。
【0099】
［摺動信頼性の加速評価試験］
図８に示すブロックオンリング試験機２００を用意した。ブロックオンリング試験機２００は、冷媒２０２と潤滑剤２０３とが封入されているケース２０１と、ケース２０１内において潤滑剤２０３に一部が浸漬されている状態で回転可能に設けられたリング２０４とを備えている。リング２０４の上方からブロック２０５を所定の荷重Ｆで押し当てながら、所定の速度でリング２０４を回転させ、ブロック２０５の摺動面２０５ａの摩耗深さ（最大深さ）を測定することで、摺動信頼性を評価した。リング２０４が回転することによって、リング２０４の外周面２０４ａに付着した潤滑剤２０３がリング２０４とブロック２０５との摺接部分に供給される。リング２０４とブロック２０５との摺動においては、リング２０４の外周面２０４ａが第１の摺動面、ブロック２０５のリング２０４と摺接する摺動面２０５ａが第２の摺動面である。
相溶する冷媒２０２と潤滑剤２０３として、Ｒ４１０Ａとポリオールエステル油（ＰＯＥ）を用いた。潤滑剤２０３の実動粘度が運転中の圧縮機の摺動部と同等程度となるように、潤滑剤２０３の動粘度、ケース２０１内の冷媒２０２の圧力、試験温度（潤滑剤の温度）を調節した。試験条件を表１に示す。
図８に示すブロックオンリング試験機２００を用意した。ブロックオンリング試験機２００は、冷媒２０２と潤滑剤２０３とが封入されているケース２０１と、ケース２０１内において潤滑剤２０３に一部が浸漬されている状態で回転可能に設けられたリング２０４とを備えている。リング２０４の上方からブロック２０５を所定の荷重Ｆで押し当てながら、所定の速度でリング２０４を回転させ、ブロック２０５の摺動面２０５ａの摩耗深さ（最大深さ）を測定することで、摺動信頼性を評価した。リング２０４が回転することによって、リング２０４の外周面２０４ａに付着した潤滑剤２０３がリング２０４とブロック２０５との摺接部分に供給される。リング２０４とブロック２０５との摺動においては、リング２０４の外周面２０４ａが第１の摺動面、ブロック２０５のリング２０４と摺接する摺動面２０５ａが第２の摺動面である。
相溶する冷媒２０２と潤滑剤２０３として、Ｒ４１０Ａとポリオールエステル油（ＰＯＥ）を用いた。潤滑剤２０３の実動粘度が運転中の圧縮機の摺動部と同等程度となるように、潤滑剤２０３の動粘度、ケース２０１内の冷媒２０２の圧力、試験温度（潤滑剤の温度）を調節した。試験条件を表１に示す。
【0100】
【表1】
【0101】
なお、表１における「実動粘度」は、試験時のリングとブロックとの摺接部分における動粘度である。「リングの外周速度」は、回転するリングの外周面のブロックと摺接する部分における速度である。摺接部分の長さは、リングとブロックの摺接している部分におけるリングの回転軸方向（線状に摺接している摺接部分の長さ方向）の長さである。
【0102】
ブロック２０５は、材質をＳＵＳ４４０Ｃとし、摺動面２０５ａに表面硬化処理としてガス窒化処理を施し、摺動面２０５ａの表面硬さをビッカーズ硬さで１０００ＨＶとした。リング２０４は、材質をねずみ鋳鉄にＭｏ、Ｎｉ、Ｃｒ等が添加されたモニクロ鋳鉄とし、外周面２０４ａの表面硬さをビッカーズ硬さで５１０ＨＶとした。リング２０４とブロック２０５の仕様を表２に示す。
【0103】
【表2】
【0104】
［１Ｈ－ＮＭＲ測定］
１Ｈ－ＮＭＲ測定では、フーリエ変換核磁気共鳴装置ＦＴ－ＮＭＲ（株式会社ＪＥＯＬ ＲＥＳＯＮＡＮＣＥ製「ＪＮＭ－ＥＣＡ６００」あるいは「ＥＣＡ４００」）を用いた。重溶媒として、重クロロホルム（和光純薬工業株式会社製）を用いた。
１Ｈ－ＮＭＲ測定では、フーリエ変換核磁気共鳴装置ＦＴ－ＮＭＲ（株式会社ＪＥＯＬ ＲＥＳＯＮＡＮＣＥ製「ＪＮＭ－ＥＣＡ６００」あるいは「ＥＣＡ４００」）を用いた。重溶媒として、重クロロホルム（和光純薬工業株式会社製）を用いた。
【0105】
［ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）］
ＧＰＣ法による分子量測定では、分子量測定装置として昭和電工株式会社製「Ｓｈｏｄｅｘ ＧＰＣ－１０１」を用い、カラムは昭和電工株式会社製「Ｓｈｏｄｅｘ ＫＦ－８０６Ｌ」）を２本直列に接続した。溶離液としてはテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を用いた。測定は４０℃で行い、流量を０．８ｍＬ／分とした。キャリブレーション試料を分子量既知のＰＭＭＡ（ＶＡＲＩＡＮ社製）として得たＰＭＭＡ換算の検量線を用いて、Ｍｎ及びＭｗ／Ｍｎをそれぞれ求めた。
ＧＰＣ法による分子量測定では、分子量測定装置として昭和電工株式会社製「Ｓｈｏｄｅｘ ＧＰＣ－１０１」を用い、カラムは昭和電工株式会社製「Ｓｈｏｄｅｘ ＫＦ－８０６Ｌ」）を２本直列に接続した。溶離液としてはテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を用いた。測定は４０℃で行い、流量を０．８ｍＬ／分とした。キャリブレーション試料を分子量既知のＰＭＭＡ（ＶＡＲＩＡＮ社製）として得たＰＭＭＡ換算の検量線を用いて、Ｍｎ及びＭｗ／Ｍｎをそれぞれ求めた。
【0106】
［ポリマーブラシの乾燥膜厚］
ポリマーブラシの乾燥膜厚の測定では、分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン株式会社製「Ｍ－２０００Ｕ」）を用いた。光源には、重水素（Ｄｅｕｔｅｒｉｕｍ）及び石英タングステンハロゲン（Ｑｕａｒｔｚ Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｈａｌｏｇｅｎ：ＱＴＨ）ランプを用いた。
ポリマーブラシの乾燥膜厚の測定では、分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン株式会社製「Ｍ－２０００Ｕ」）を用いた。光源には、重水素（Ｄｅｕｔｅｒｉｕｍ）及び石英タングステンハロゲン（Ｑｕａｒｔｚ Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｈａｌｏｇｅｎ：ＱＴＨ）ランプを用いた。
【0107】
［実験例１］
ブロック２０５を、アセトンとヘキサンの質量比１：１の混合溶媒で３０分間、次いでクロロホルムで３０分間、次いで２－プロパノールで３０分間、超音波洗浄し、ＵＶオゾンクリーナーで３０分処理した。洗浄したブロック２０５をエタノール３４．８部に浸漬した。
蓋付きサンプル容器でテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）０．５４部とエタノール１７．８部の溶液を調製し、別のサンプル容器で２８％アンモニア水１．３部とエタノール１７．８部の溶液を調製し、それらを混合した。その混合液に、洗浄したブロック２０５をエタノール３４．８部とともに加え、室温（２５℃）で２４時間反応させた後、反応液からブロック２０５を取り出してエタノールで超音波洗浄し、摺動面２０５ａにシリカコートしたブロック２０５を得た。
ブロック２０５を、アセトンとヘキサンの質量比１：１の混合溶媒で３０分間、次いでクロロホルムで３０分間、次いで２－プロパノールで３０分間、超音波洗浄し、ＵＶオゾンクリーナーで３０分処理した。洗浄したブロック２０５をエタノール３４．８部に浸漬した。
蓋付きサンプル容器でテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）０．５４部とエタノール１７．８部の溶液を調製し、別のサンプル容器で２８％アンモニア水１．３部とエタノール１７．８部の溶液を調製し、それらを混合した。その混合液に、洗浄したブロック２０５をエタノール３４．８部とともに加え、室温（２５℃）で２４時間反応させた後、反応液からブロック２０５を取り出してエタノールで超音波洗浄し、摺動面２０５ａにシリカコートしたブロック２０５を得た。
【0108】
シリカコートしたブロック２０５をアセトンとヘキサンの質量比１：１の混合溶媒で３０分間、次いでクロロホルムで３０分間、次いで２－プロパノールで３０分間、超音波洗浄し、ＵＶオゾンクリーナーで３０分処理した。
蓋付きサンプル容器で（３－トリメトキシシリル）プロピル－２－ブロモ－２－メチルプロピオネート０．５部とエタノール２２．３部の溶液を調製し、別のサンプル容器で２８％アンモニア水５．７部とエタノール２５．４部の溶液を調製してそれらを混合した。その混合液に、シリカコートした洗浄後のブロック２０５を浸漬させ、室温（２５℃）で２４時間、シランカップリング反応を行った後、反応液からブロック２０５を取り出してエタノールで超音波洗浄し、摺動面２０５ａに重合開始基を固定化したブロック２０５を得た。
蓋付きサンプル容器で（３－トリメトキシシリル）プロピル－２－ブロモ－２－メチルプロピオネート０．５部とエタノール２２．３部の溶液を調製し、別のサンプル容器で２８％アンモニア水５．７部とエタノール２５．４部の溶液を調製してそれらを混合した。その混合液に、シリカコートした洗浄後のブロック２０５を浸漬させ、室温（２５℃）で２４時間、シランカップリング反応を行った後、反応液からブロック２０５を取り出してエタノールで超音波洗浄し、摺動面２０５ａに重合開始基を固定化したブロック２０５を得た。
【0109】
グローブボックスの中で、テフロン（登録商標）製耐圧容器に、エチル－２－ブロモ－２－メチルプロピオネート０．０００２６部、ラウリルメタクリレート（ＳＬＭＡ、日油株式会社製ブレンマーＳＬＭＡ－Ｓ）３６．１部、臭化銅（Ｉ）０．２１部、臭化銅（ＩＩ）０．０１４部、４，４’－ジノニル－２，２’－ビピリジル１．２部、アニソール３７．５部を添加した。次に、重合開始基を固定化したブロック２０５を耐圧容器に入れて蓋をし、６００Ｃ、４００ＭＰａの条件で２時間、ＳＩ－ＡＴＲＰを行った。重合終了後、重合溶液からブレードを取り出し、ＴＨＦで十分洗浄し、摺動面２０５ａに厚膜ＰＬＭＡブラシを設けたブロック２０５を得た。
【0110】
重合後の重合溶液について、１Ｈ－ＮＭＲ測定とＧＰＣ法による分子量測定を行い、遊離ＰＬＭＡのＭｎ及びＭｗ／Ｍｎを算出したところ、Ｍｎは４．６×１０６、Ｍｗ／Ｍｎは１．２３であった。
また、重合に際しては、ブレードの場合と同様の方法で重合開始基を固定化したシリコンウェーハも重合溶液に加え、膜厚測定のレファレンスとした。偏光解析法（ｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｒｙ）により、シリコンウェーハに形成されたＰＬＭＡブラシの乾燥膜厚を分析したところ、１．１０μｍであった。また、得られたデータからグラフト密度σと占有面積率σ＊を算出したところ、グラフト密度σは０．２０鎖／ｎｍ２、占有面積率σ＊は３８％であった。
また、重合に際しては、ブレードの場合と同様の方法で重合開始基を固定化したシリコンウェーハも重合溶液に加え、膜厚測定のレファレンスとした。偏光解析法（ｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｒｙ）により、シリコンウェーハに形成されたＰＬＭＡブラシの乾燥膜厚を分析したところ、１．１０μｍであった。また、得られたデータからグラフト密度σと占有面積率σ＊を算出したところ、グラフト密度σは０．２０鎖／ｎｍ２、占有面積率σ＊は３８％であった。
【0111】
摺動面２０５ａに厚膜ＰＬＭＡブラシを設けたブロック２０５を用い、ブロックオンリング試験機２００により、荷重Ｆを１５０Ｎとして加速試験を行い、摺動面２０５ａの摩耗深さを測定した。表１及び表２の数値から式（２）によって求めたＡを用いて算出される２Ｆ／πＬＡは、１７１ＭＰａであった。
【0112】
［実験例２］
摺動面２０５ａにポリマーブラシを設けていないブロック２０５を用いた以外は、実験例１と同様に荷重Ｆを１５０Ｎとして加速試験を行い、摺動面２０５ａの摩耗深さを測定した。
摺動面２０５ａにポリマーブラシを設けていないブロック２０５を用いた以外は、実験例１と同様に荷重Ｆを１５０Ｎとして加速試験を行い、摺動面２０５ａの摩耗深さを測定した。
【0113】
［実験例３］
摺動面２０５ａに厚膜ＰＬＭＡブラシを設けたブロック２０５を用い、ブロックオンリング試験機２００により、荷重Ｆを３００Ｎとして加速試験を行い、摺動面２０５ａの摩耗深さを測定した。表１及び表２の数値から式（２）によって求めたＡを用いて算出される２Ｆ／πＬＡは、２４２ＭＰａであった。
摺動面２０５ａに厚膜ＰＬＭＡブラシを設けたブロック２０５を用い、ブロックオンリング試験機２００により、荷重Ｆを３００Ｎとして加速試験を行い、摺動面２０５ａの摩耗深さを測定した。表１及び表２の数値から式（２）によって求めたＡを用いて算出される２Ｆ／πＬＡは、２４２ＭＰａであった。
【0114】
［実験例４］
摺動面２０５ａにポリマーブラシを設けていないブロック２０５を用い、荷重Ｆを３００Ｎとした以外は、実験例１と同様にして加速試験を行い、摺動面２０５ａの摩耗深さを測定した。
各実験例の摺動面２０５ａの摩耗深さの測定結果を図９に示す。
摺動面２０５ａにポリマーブラシを設けていないブロック２０５を用い、荷重Ｆを３００Ｎとした以外は、実験例１と同様にして加速試験を行い、摺動面２０５ａの摩耗深さを測定した。
各実験例の摺動面２０５ａの摩耗深さの測定結果を図９に示す。
【0115】
図９に示すように、ブロック２０５の摺動面２０５ａにポリマーブラシを設けた実験例１は、ポリマーブラシを設けていない実験例２に比べて摩耗深さが小さく、摺動信頼性に優れていた。同様に、ブロック２０５の摺動面２０５ａにポリマーブラシを設けた実験例３は、ポリマーブラシを設けていない実験例４に比べて摩耗深さが小さく、摺動信頼性に優れていた。また、２Ｆ／πＬＡの値が２４０ＭＰａ未満である実験例１は、２Ｆ／πＬＡの値が２４０ＭＰａを超える実験例３に比べて、摺動面の摩耗を抑制する効果が高かった。
【0116】
［実験例５］
作動流体であるＲ４１０Ａと、潤滑剤（冷凍機油）であるＰＯＥとの－１０℃から６０℃における二層分離温度線図を図１０に示す。
図１０に示すように、－１０℃から６０℃の温度範囲において、この作動流体（冷媒）と潤滑剤（冷凍機油）は二層分離する領域があるが、作動流体と潤滑剤の合計質量に対する潤滑剤の比率が６０質量％以上では、常に相溶性を有していた。
作動流体であるＲ４１０Ａと、潤滑剤（冷凍機油）であるＰＯＥとの－１０℃から６０℃における二層分離温度線図を図１０に示す。
図１０に示すように、－１０℃から６０℃の温度範囲において、この作動流体（冷媒）と潤滑剤（冷凍機油）は二層分離する領域があるが、作動流体と潤滑剤の合計質量に対する潤滑剤の比率が６０質量％以上では、常に相溶性を有していた。
【符号の説明】
【0117】
１…冷凍サイクル装置、２…圧縮機、３…凝縮器（放熱器）、４…膨張装置、５…蒸発器（吸熱器）、６…レシプロ型圧縮機、３１…駆動軸、３３…圧縮機構部、３４…密閉容器、４１…シリンダ、４１ａ…内周面（第１の摺動面）、４２…主軸受（閉塞板）、４３…副軸受、４５…作動室、４５ａ…吸込室、４５ｂ…圧縮室、４６…ピストン、４７…ベーンスロット、４８…ベーン、４８ａ…先端面、４８ｂ…第２の摺動面、４８ｃ…非摺動面、８０…ポリマーブラシ、１０１…圧縮機構部、１１０…シリンダ、１１０ａ…内周面（第１の摺動面）、１１１…ピストン、１１１ａ…外周面、１１１ｂ…第２の摺動面、１１１ｃ…非摺動面。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】