特許 7486741 圧縮機及び冷凍サイクル装置

(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】2024-05-10

(45)【発行日】2024-05-20

(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 39/00 20060101AFI20240513BHJP

   F04B 39/10 20060101ALI20240513BHJP

   F04C 29/00 20060101ALI20240513BHJP

【ＦＩ】

F04B39/00 A

F04B39/10 A

F04C29/00 U

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2020099596

(22)【出願日】2020-06-08

(65)【公開番号】P2021193290

(43)【公開日】2021-12-23

【審査請求日】2023-05-10

【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】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】石塚 紀生

(72)【発明者】

【氏名】小田 俊和

(72)【発明者】

【氏名】辻井 敬亘

【審査官】中村 大輔

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０７０７９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１６６２７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１９１１４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０２６４４５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２０／１５３３９４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｂ ３９／００

Ｆ０４Ｃ ２９／００

Ｆ１６Ｃ １７／００－１７／２６

Ｆ１６Ｃ ３３／００－３３／２８

Ｃ０８Ｊ ９／００－ ９／４２

(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、
前記圧縮機構部は、作動流体を圧縮室に吸入するか、もしくは圧縮室から吐出する通孔と、前記通孔を開閉する開閉弁と、前記通孔の周囲に設けられ、弁閉時に前記開閉弁との間をシールする弁座と、を備え、
前記開閉弁及び前記弁座のシール面のいずれか一方又は両方に、連続空孔とポリマー骨格の３次元共連続構造を有するポリマーモノリスが設けられている圧縮機。

【請求項2】

前記ポリマーモノリスの表面に前記連続空孔に通じる開口部が形成され、前記圧縮機構部を潤滑する潤滑油が前記開口部を通じて前記連続空孔内に流出入する、請求項１に記載の圧縮機。

【請求項3】

前記ポリマーモノリスの表面に前記連続空孔に通じる複数の開口部が形成され、運転時に前記の複数の開口部間で圧力差が生じる、請求項１又は２に記載の圧縮機。

【請求項4】

前記圧縮機構部を潤滑する潤滑剤の１００℃における動粘度が、５．０ｍｍ^２／ｓ以上２５ｍｍ^２／ｓ以下である、請求項１～３のいずれか一項に記載の圧縮機。

【請求項5】

前記ポリマーモノリスの空孔率が３０％以上８０％以下である、請求項１～４のいずれか一項に記載の圧縮機。

【請求項6】

前記ポリマーモノリスの平均空孔径が０．１μｍ以上２．０μｍ以下である、請求項１～５のいずれか一項に記載の圧縮機。

【請求項7】

前記圧縮機構部は、前記シール面として機能する第一の表面と第二の表面とを有し、前記第二の表面は前記第一の表面よりも表面粗さＲａが大きく、前記第二の表面に前記ポリマーモノリスが設けられている、請求項１～６のいずれか一項に記載の圧縮機。

【請求項8】

前記圧縮機構部は、前記シール面として機能する第一の表面と第二の表面とを有し、前記第二の表面は前記第一の表面よりも表面硬さが高く、前記第二の表面に前記ポリマーモノリスが設けられている、請求項１～７のいずれか一項に記載の圧縮機。

【請求項9】

前記第二の表面に表面硬化処理が施されている、請求項８に記載の圧縮機。

【請求項10】

前記ポリマーモノリスの前記ポリマー骨格が、２官能以上のエポキシ化合物と２官能以上のアミン化合物との重合物である、請求項１～９のいずれか一項に記載の圧縮機。

【請求項11】

前記ポリマーモノリスがシリカ粒子を含む、請求項１～９のいずれか一項に記載の圧縮機。

【請求項12】

請求項１～１１のいずれか一項に記載の圧縮機と、放熱器と、膨張装置と、吸熱器とを備えた冷凍サイクル装置。

【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。

【背景技術】

【0002】

空気調和機等の冷凍サイクル装置では、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。圧縮機の効率を高めるには、摺動部の摩擦損失を低減することや、シール面の隙間からの作動流体の漏れ損失を低減することが重要である。

【0003】

圧縮機構部においては、耐摩耗性、シール性、騒音低減等を目的に、摺動面やシール面にコーティングが施されることがある。特許文献１には、圧縮機構部の摺動面にフッ素樹脂コーティングを施すことが開示されている。特許文献２には、圧縮機構部が備える弁装置において、リード弁に撥油性の被膜を形成することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平１－１８２５８９号公報

【文献】特開平５－９９１４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１の圧縮機構部では、摺動面に潤滑剤を保持させることが難しく、潤滑剤による冷却効果が十分に得られにくい。特許文献２の圧縮機構部では、弁装置のシール性が低下し、またリード弁や弁座が摩耗しやすいため、性能や信頼性が低下する。

【0006】

本発明が解決しようとする課題は、圧縮機構部における摺動面の摩擦損失の低減やシール性向上を図れる圧縮機、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】

【0007】

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、かつ圧縮機構部の摺動面又はシール面の少なくとも一方に、連続空孔とポリマー骨格の３次元共連続構造を有するポリマーモノリスが設けられている。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【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2】図１の冷凍サイクル装置における圧縮機の圧縮機構部のＡ－Ａ断面図。

【図3】図１の圧縮機構部におけるシリンダ室の吐出孔近傍を拡大した断面図。

【図4】実験例１のポリマーモノリスを走査型電子顕微鏡により観察した写真。

【図5】実験例１におけるポリマーモノリスを設けていないブレードを備える態様を基準とした圧縮機の総合効率比。

【図6】実験例１におけるポリマーモノリスを設けていないブレードを備える態様を基準とした圧縮機の体積効率比。

【図7】実験例１におけるポリマーモノリスを設けていないブレードを備える態様と比較した圧縮機の運転騒音。

【発明を実施するための形態】

【0009】

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において、互いに接触した状態で摺動する面を意味する。
「シール面」とは、圧縮機構部を構成する複数の部品において、圧縮機構部内の作動流体の漏れを抑制するように、互いに接触した状態か、もしくはわずかに離間した状態で向き合わされる面を意味する。互いに向き合うシール面同士の距離は、０．０５ｍｍ以下が好ましく、０．０２ｍｍ以下がより好ましい。
「ポリマーモノリス」とは、３次元的に連通した連続空孔とポリマー骨格とで３次元共連続構造が形成されている高分子多孔質体を意味する。
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。

【0010】

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し、前記圧縮機構部の摺動面又はシール面の少なくとも一方に、連続空孔とポリマー骨格の３次元共連続構造を有するポリマーモノリスが設けられている。すなわち、圧縮機構部の摺動面とシール面の両方、又はいずれか一方にポリマーモノリスが設けられている。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、圧縮機構部の摺動面又はシール面の少なくとも一方にポリマーモノリス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、吸熱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。

【0011】

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。

【0012】

圧縮機２は、いわゆるロータリ式の圧縮機であり、作動流体として低圧の気体冷媒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、高圧の液体冷媒にするものである。

【0013】

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。

【0014】

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。

【0015】

圧縮機本体１１は、回転軸３１と、電動機部３２と、圧縮機構部３３と、これら回転軸３１、電動機部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、その軸線Ｏ１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。

【0016】

回転軸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。

【0017】

電動機部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、軸方向に沿う電動機部３２側（第１側）を上側、圧縮機構部３３側（第２側）を下側とする。

【0018】

電動機部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、電動機部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、回転軸３１の上部に固定されている。

【0019】

圧縮機構部３３は、複数のシリンダ室を有する多気筒の圧縮機構部である。例えば、実施形態の圧縮機構部３３は、２個のシリンダ室３８ａ，３８ｂを有する２気筒の圧縮機構部である。圧縮機構部３３は、複数のシリンダ３７ａ，３７ｂと、仕切板３９と、上側の主軸受４０と、下側の副軸受４１と、上側の第１マフラ５１及び第２マフラ５２と、下側の第３マフラ５３と、を備える。

【0020】

２つのシリンダ３７ａ，３７ｂは、それぞれ筒状で、上からこの順に回転軸３１が貫通し、回転軸３１と同軸上に配置されている。シリンダ３７ａとシリンダ３７ｂとの間に仕切板３９が設けられている。上側のシリンダ３７ａの上端開口部が主軸受４０で閉塞され、下側のシリンダ３７ｂの下端開口部が副軸受４１で閉塞されている。主軸受４０及び副軸受４１は回転軸３１を回転可能に支持している。

【0021】

シリンダ３７ａの内側にはシリンダ室３８ａが形成されている。回転軸３１のうち、シリンダ室３８ａ内に位置する部分には、軸線Ｏ１に対して径方向に偏心する偏心部４２ａが形成されている。偏心部４２ａにはローラ４３ａが外挿されている。

【0022】

図１及び図２に示すように、シリンダ３７ａにおける周方向の一部には、径方向の外側に向けて窪むブレード溝４４が形成されている。ブレード溝４４は、シリンダ３７ａの軸方向（高さ方向）の全体に亘って形成されている。ブレード溝４４は、径方向の外側端部において、密閉容器３４内に連通している。

【0023】

ブレード溝４４内には、ブレード４５が設けられている。ブレード４５は、シリンダ３７ａに対して径方向にスライド移動可能に構成されている。ブレード４５は、径方向の外側端面である背面が付勢手段により径方向の内側に向けて付勢されている。ブレード４５は、径方向の内側端面である先端面がシリンダ室３８ａ内においてローラ４３ａの外周面に当接している。これにより、ブレード４５は、ローラ４３の偏心回転に伴ってシリンダ室３８ａ内に進退可能に構成されている。ローラ４３ａ及びブレード４５により、シリンダ室３８ａは吸込室４６ａと圧縮室４６ｂとに分割される。
ブレード４５とブレード溝４４の内面の間、ブレード４５と主軸受４０の下面との間、ブレード４５と仕切板３９の上面との間には、潤滑油Ｊが介在している。

【0024】

シリンダ３７ａにおける、ブレード溝４４に対するローラ４３ａの回転方向（図２中の矢印参照）前方（図２中、ブレード溝４４の左側）に位置する部分には、シリンダ３７ａを径方向に貫通する吸込孔４７が形成されている。吸込孔４７の径方向の外側端部は吸い込みパイプ２１（図１参照）と接続されている。一方、吸込孔４７の径方向の内側端部は、シリンダ室３８ａの吸込室４６ａ内に開口している。

【0025】

シリンダ３７ａの上端開口部は主軸受４０によって閉塞されている。主軸受４０は、回転軸３１のうち、シリンダ３７ａよりも上方に位置する部分を回転可能に支持している。具体的に、主軸受４０は、回転軸３１が挿通された筒部４０ａと、筒部４０ａ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４０ｂと、を備えている。

【0026】

シリンダ３７ａの上側に位置する主軸受４０のフランジ部４０ｂにおける、ローラ４３ａの回転方向に沿うブレード溝４４の手前側（図２中、ブレード溝４４の右側）には、吐出孔（通孔）４８ａが形成されている。吐出孔４８ａは、シリンダ室３８ａ内の軸方向から見て半円形状に形成されている。吐出孔４８ａは、シリンダ３７ａの少なくとも上面で開口している。

【0027】

図１及び図３に示すように、主軸受４０のフランジ部４０ｂにおける吐出孔４８ａの外側の周縁部には環状の吐出弁座４９ａが設けられており、その上に開閉弁５０ａが設けられている。シリンダ室３８ａ（圧縮室４６ｂ）内の圧力に伴って開閉弁５０ａが開閉することで、吐出孔４８ａが開閉されてシリンダ室３８ａ外に気体冷媒を吐出することができる。開閉弁５０ａの閉弁時には、吐出弁座４９ａによって吐出孔４８ａの外側の周縁部と開閉弁５０ａとの間がシールされる。

【0028】

シリンダ室３８ｂは、シリンダ室３８ａとは上下反転した態様で構成されている。シリンダ３７ｂの内側にシリンダ室３８ｂが形成されている。回転軸３１のうち、シリンダ室３８ｂ内に位置する部分には、軸線Ｏ１に対して径方向に偏心する偏心部４２ｂが形成されている。偏心部４２ｂにはローラ４３ｂが外挿されている。シリンダ３７ｂにはブレード溝が形成され、ブレード溝内にブレードが設けられている。そして、ローラ４３ｂ及びブレードにより、シリンダ室３８ｂが吸込室と圧縮室とに分割される。シリンダ３７ｂにも、吸込室に開口する吸込孔が形成されている。

【0029】

シリンダ３７ｂの下端開口部は副軸受４１によって閉塞されている。副軸受４１は、回転軸３１のうち、シリンダ３７ｂよりも下方に位置する部分を回転可能に支持している。具体的に、副軸受４１は、回転軸３１が挿通された筒部４１ａと、筒部４１ａ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４１ｂと、を備えている。

【0030】

シリンダ３７ｂの下側に位置する副軸受４１のフランジ部４１ｂにおける、ローラ４３ｂの回転方向に沿うブレード溝の手前側には、吐出孔（通孔）４８ｂが形成されている。吐出孔４８ｂは、シリンダ３７ｂの少なくとも下面で開口している。副軸受４１のフランジ部４１ｂにおける吐出孔４８ｂの外側の周縁部には環状の吐出弁座４９ｂが設けられており、その上に開閉弁５０ｂが設けられている。シリンダ室３８ｂ（圧縮室）内の圧力に伴って開閉弁５０ｂが開閉することで、吐出孔４８ｂが開閉されてシリンダ室３８ｂ外に気体冷媒を吐出することができる。開閉弁５０ｂの閉弁時には、吐出弁座４９ｂによって副軸受４１のフランジ部４１ｂにおける吐出孔４８ｂの外側の周縁部と開閉弁５０ｂとの間がシールされる。

【0031】

主軸受４０の上側には、第１マフラ５１と第２マフラ５２がこの順に設けられている。第１マフラ５１及び第２マフラ５２には、それぞれ連通孔５１ａ，５２ａが形成されている。副軸受４１の下側には、第３マフラ５３が設けられている。また、圧縮機構部３３は、下側の第３マフラ５３内から第１マフラ５１内まで通じる不図示のマフラ室間通路を有している。シリンダ室３８ａから吐出孔４８ａを通して吐出される高温、高圧の気体冷媒、及びシリンダ室３８ｂから吐出孔４８ｂを通して吐出される高温、高圧の気体冷媒は、連通孔５１ａ，５２ａを通して密閉容器３４内に吐出される。

【0032】

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３７ａ，３７ｂ、主軸受４０、副軸受４１の材質は、例えば、ＦＣ２５０等のねずみ鋳鉄とすることができる。ローラ４３ａ，４３ｂ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。ブレード４５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。

【0033】

圧縮機２では、電動機部３２の固定子３５に電力が供給されると、回転軸３１が回転子３６とともに軸線Ｏ１周りに回転する。そして、回転軸３１の回転に伴い、シリンダ室３８ａ内で偏心部４２ａ及びローラ４３ａが偏心回転し、シリンダ室３８ｂ内で偏心部４２ｂ及びローラ４３ｂが偏心回転する。これにより、吸込みパイプ２１，２１を通してそれぞれのシリンダ室３８ａ，３８ｂ内に気体冷媒が取り込まれるとともに、シリンダ室３８ａ，３８ｂ内に取り込まれた気体冷媒が圧縮される。

【0034】

具体的には、シリンダ室３８ａのうち、吸込室４６ａ内に吸込孔４７を通して作動流体（気体冷媒）が吸い込まれるとともに、圧縮室４６ｂにて先に吸込孔４７から吸い込まれていた気体冷媒が圧縮される。圧縮された気体冷媒は、主軸受４０の吐出孔４８ａを通してシリンダ室３８ａの外側（第１マフラ５１内）に吐出され、連通孔５１ａ，５２ａを通して密閉容器３４内に吐出される。また、シリンダ室３８ｂでも同様に気体冷媒が圧縮され、副軸受４１の吐出孔４８ｂを通してシリンダ室３８ｂの外側（第３マフラ５３内）に吐出される。第３マフラ５３内に吐出された気体冷媒は、マフラ室間通路を通じて第１マフラ５１内へと送られ、連通孔５１ａ，５２ａ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。

【0035】

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及び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。

【0036】

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。

【0037】

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、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Ｊ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。

【0038】

潤滑剤の１００℃における動粘度は、５．０ｍｍ^２／ｓ以上２５ｍｍ^２／ｓ以下が好ましく、５．０ｍｍ^２／ｓ以上２０ｍｍ^２／ｓ以下がより好ましく、１０ｍｍ^２／ｓ以上２０ｍｍ^２／ｓ以下がさらに好ましい。潤滑剤の動粘度が前記下限値以上であれば、ポリマーモノリスの連続空孔内における潤滑剤の流速が速くなりすぎることによる漏れ損失の増大を抑制しやすい。潤滑剤の動粘度が前記上限値以下であれば、潤滑剤の流速が遅くなりすぎることによる冷却効果の低下を抑制しやすい。

【0039】

潤滑剤の具体例としては、例えば、１００℃の動粘度が８．７ｍｍ^２／ｓであるポリオールエステル油（ＰＯＥ）、１００℃の動粘度が８．０ｍｍ^２／ｓであるポリビニルエーテル油（ＰＶＥ）、１００℃の動粘度が２０ｍｍ^２／ｓであるポリアルキレングリコール油（ＰＡＧ）等が挙げられる。

【0040】

圧縮機構部３３における摺動面又はシール面の少なくとも一方には、ポリマーモノリスが設けられている。ポリマーモノリスの詳細については後述する。摺動面やシール面にポリマーモノリスを設けることで、強度を保ちつつ柔軟性を高めることができ、またポリマーモノリスが多量の潤滑剤を長時間保持することができる。これにより、摺動面圧の分散や摺動部の温度上昇の抑制等により、摩耗や焼き付き等を抑制することができ、シール面のシール性も向上することから、高信頼性かつ高性能な圧縮機となる。またポリマーモノリスの柔軟性によって騒音低減効果も得られる。
圧縮機構部においては、少なくともシール面にポリマーモノリスが設けられていることが好ましい。

【0041】

圧縮機２の圧縮機構部３３において、主軸受４０の吐出孔４８ａの周縁部に設けられている環状の吐出弁座４９ａと開閉弁５０ａの互いに対向する面はシール面である。同様に、副軸受４１の吐出孔４８ｂの周縁部に設けられている環状の吐出弁座４９ｂと開閉弁５０ｂの互いに対向する面はシール面である。

【0042】

例えば、図３に示すように、主軸受４０の吐出孔４８ａの周縁部に設けられている環状の吐出弁座４９ａと対向する、開閉弁５０ａのシール面５４にポリマーモノリス８０が設けられる。このように、作動流体を圧縮室に吸入するか、もしくは圧縮室から吐出する通孔と、通孔を開閉する開閉弁と、通孔の周囲に設けられ、弁閉時に開閉弁との間をシールする弁座とを備える圧縮機構部において、開閉弁及び弁座のシール面のいずれか一方又は両方にポリマーモノリスが設けられていることが好ましい。これにより、開閉弁と弁座のシール面において、潤滑剤を十分に保持させつつ、潤滑剤による表面張力を低減できる。またポリマーモノリスの柔軟性によって閉弁時の衝撃を緩和できるため、シール性向上、摩耗防止、開弁抵抗低減、衝撃音低減等の効果が得られる。

【0043】

また、ブレード４５の先端面、両側の側面、上端面及び下端面、ローラ４３ａ，４３ｂの外周面、内周面、上端面及び下端面、ブレード溝４４の内面、主軸受４０の下面と内周面、副軸受４１の上面と内周面、仕切板の上面と下面、回転軸３１の外周面等は、摺動面である。ブレード４５の両側の側面、上端面及び下端面、ローラ４３ａ，４３ｂの上端面及び下端面、主軸受４０の下面、副軸受４１の上面、仕切板の上面と下面等は、シール面でもある。シリンダ３７ａ，３７ｂの内周面等は、シール面である。これらの摺動面やシール面にポリマーモノリスを設けてもよい。

【0044】

圧縮機構部３３では、摺動面又はシール面のいずれか一方又は両方として機能する、互いに対向する第一の表面と第二の表面において、第二の表面は第一の表面よりも表面硬さが高い場合、第二の表面にポリマーモノリスが設けられていることが好ましい。

【0045】

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。第二の表面の表面硬さが第一の表面の表面硬さよりも高いことで、初期摩耗等での第二の表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モノリスを長期的に第二の表面に残存させることができる。そのため、ポリマーモノリスによる効果をより長く持続させることができる。

【0046】

第二の表面の表面硬さと第一の表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、第一の表面に対して第二の表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、硬さの差による第一の表面の著しい摩耗が防止される。

【0047】

第一の表面の表面硬さ（ビッカーズ硬さ）は、１７０ＨＶ～６００ＨＶが好ましく、２００ＨＶ～５２０ＨＶがより好ましい。
第二の表面の表面硬さ（ビッカーズ硬さ）は、２２０ＨＶ～３０００ＨＶが好ましく、５００ＨＶ～２５００ＨＶがより好ましい。

【0048】

第二の表面は、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、第二の表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。

【0049】

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。

【0050】

圧縮機構部３３では、摺動面又はシール面のいずれか一方又は両方として機能する、互いに対向する第一の表面と第二の表面において、第二の表面が第一の表面よりも表面粗さＲａが大きい場合、第二の表面にポリマーモノリスが設けられていることが好ましい。これにより、摩耗が進行しても、より多くのポリマーモノリスが第二の表面の凹部に残存しやすくなるため、ポリマーモノリスによる効果をより長く持続させることができる。

【0051】

第二の表面の表面粗さ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。第二の表面の表面粗さＲａが前記範囲の下限値以上であれば、第二の表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、第一の表面及び第二の表面の表面粗さＲａは、ポリマーモノリス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】

第一の表面及び第二の表面の下記式（１）で表される合成粗さαは、１．０μｍ以下が好ましい。
α＝｛（α_１）^２＋（α_２）^２｝^１／２ ・・・（１）
ただし、式（１）中のα_１は、第一の表面の表面粗さＲａである。α_２は、第二の表面の表面粗さ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、ポリマーモノリス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、ポリマーモノリス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。

【0054】

ポリマーモノリスの空孔率は、３０％以上８０％以下が好ましく、４０％以上７０％以下がより好ましく、５０％以上７０％以下がさらに好ましい。ポリマーモノリスの空孔率が前記範囲の下限値以上であれば、より多くの潤滑剤をポリマーモノリスに貯留させることができる。ポリマーモノリスの空孔率が前記範囲の上限値以下であれば、十分な強度のポリマーモノリスを形成しやすい。
なお、ポリマーモノリスの空孔率は水銀圧入法で測定した値である。

【0055】

ポリマーモノリスの平均空孔径は、０．１μｍ以上２．０μｍ以下が好ましく、０．２μｍ以上２．０μｍ以下がより好ましく、０．２μｍ以上１．５μｍ以下がさらに好ましい。ポリマーモノリスの平均空孔径が前記範囲の下限値以上であれば、ポリマーモノリスの連続空孔内に潤滑剤を流入させやすく、ポリマーモノリスによる効果が得られやすい。ポリマーモノリスの平均空孔径が前記範囲の上限値以下であれば、ポリマーモノリスの連続空孔内における潤滑剤の流速が速くなりすぎることによる漏れ損失の増大を抑制しやすい。
なお、ポリマーモノリスの平均空孔径は水銀圧入法で測定した値である。

【0056】

ポリマーモノリスの表面には連続空孔に通じる開口部が形成され、圧縮機構部を潤滑する潤滑油がポリマーモノリスの開口部を通じて連続空孔内に流出入するようになっていることが好ましい。すなわち、ポリマーモノリスの連続空孔が表面まで到達して開口部が形成され、前記開口部を通じて潤滑油がポリマーモノリスの連続空孔に流出入できるようになっていることが好ましい。これにより、摺動面又はシール面に供給される潤滑油がポリマーモノリスに保持されやすくなるため、ポリマーモノリスによる効果がさらに得られやすくなる。

【0057】

また、ポリマーモノリスの表面に連続空孔に通じる複数の開口部が形成されており、運転時にそれら複数の開口部間に圧力差が生じることが好ましい。これにより、連続空孔内における潤滑剤の流れが促進され、特に摺動面の冷却効果が高くなり、摺動信頼性がさらに高くなる。

【0058】

ポリマーモノリスの平均膜厚は、５μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、５μｍ以上５０μｍ以下がさらに好ましく、５μｍ以上２０μｍ以下が特に好ましい。ポリマーモノリスの平均膜厚が前記範囲の下限値以上であれば、潤滑油を十分に保持できる。ポリマーモノリスの平均膜厚が前記範囲の上限値以下であれば、部品の精度をより高くできる。

【0059】

ポリマーモノリスのポリマー骨格は、重合性化合物と架橋剤との重合物であることが好ましい。
重合性化合物としては、特に限定されず、架橋剤との重合によりポリマー骨格を形成可能な化合物であればよい。例えば、エポキシ化合物、（メタ）アクリレート化合物、スチレン化合物等が挙げられる。なかでも、柔軟性に優れ、微細な多孔質構造のポリマーモノリスを形成しやすい点から、エポキシ化合物が好ましい。

【0060】

エポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジアミノジフェニルメタン型エポキシ樹脂、テトラキス（ヒドロキシフェニル）エタンべース等のポリフェニルベースエポキシ樹脂、フルオレン含有エポキシ樹脂、２，２，２，－トリ－（２，３－エポキシプロピル）－イソシアネート等のトリグリシジルイソシアヌレート、トリアジン環含有エポキシ樹脂等、複素芳香環を含むエポキシ樹脂、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラグリシジル－ｍ－キシリレンジアミン等の芳香環由来の炭素原子を含む芳香族系エポキシ化合物や、脂肪族グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、脂肪族グリシジルエステル型エポキシ樹脂、脂環族グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、脂環族グリシジルエステル型エポキシ樹脂、１，３－ビス（Ｎ，Ｎ’－ジグリシジルアミノメチル）シクロヘキサン等の芳香環由来の炭素原子を含まない脂肪族系エポキシ化合物等が挙げられる。なかでも２官能以上のエポキシ化合物が好ましく、分子内にグリシジル基を２つ以上有する化合物がより好ましい。好ましい具体例としては、１，３－ビス（Ｎ，Ｎ’－ジグリシジルアミノメチル）シクロヘキサン等が挙げられる。

【0061】

架橋剤としては、例えば、アミン化合物、酸無水物、フェノール化合物、ヒドラジド化合物等が挙げられる。

【0062】

アミン化合物としては、例えば、ｍ－フェニレンジアミン、ｐ－フェニレンジアミン、ｏ－フェニレンジアミン、４，４’－ジアミノジフェニルスルホン、４，４’－メチレン－ビス（２－クロロアニリン）、ベンジルジメチルアミン、ジメチルアミノメチルベンゼン等の芳香族アミン化合物；トリアジン環等の複素芳香環を有する芳香族アミン化合物；エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、イミノビスプロピルアミン、ビス（ヘキサメチレン）トリアミン、１，３，６－トリスアミノメチルヘキサン、ポリメチレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、ポリエーテルジアミン、イソホロンジアミン、メンタンジアミン、Ｎ－アミノエチルピペラジン、３，９－ビス（３－アミノプロピル）２，４，８，１０－テトラオキサスピロ（５，５）ウンデカンアダクト、ビス（４－アミノシクロへキシル）メタン及びこれらの変性品等の脂環族アミン化合物；１，６－ヘキサメチレンビス（Ｎ，Ｎ－ジメチルセミカルバジド）等の脂肪族ポリアミンヒドラジド化合物；ポリアミン類とダイマー酸からなる脂肪族ポリアミドアミン類やポリアミノアミド類等が挙げられる。

【0063】

酸無水物としては、例えば、無水フタル酸、無水トリメット酸、無水ピロメット酸等の芳香族酸無水物が挙げられる。
フェノール化合物としては、例えば、ノボラック型フェノール樹脂等が挙げられる。
ヒドラジド化合物としては、例えば、イソフタル酸ジヒドラジド等の芳香族ヒドラジド化合物；アジピン酸ジヒドラジド、セバチン酸ジヒドラジド、ドデカン二酸ジヒドラジド等の脂肪族ヒドラジド化合物が挙げられる。

【0064】

架橋剤は重合性化合物の種類に応じて適宜選択することが好ましい。重合性化合物として、エポキシ化合物を用いた場合は、架橋剤はアミン化合物であることが好ましく、２官能以上のアミン化合物である分子内にアミノ基を２つ以上有する化合物ことがより好ましい。２官能以上のアミン化合物としては、脂環族アミン化合物であることが好ましい。好ましい具体例としては、ビス（４－アミノシクロへキシル）メタン等が挙げられる。

【0065】

ポリマーモノリスのポリマー骨格としては、ポリマーモノリスの形成が簡便な点から、２官能以上のエポキシ化合物と２官能以上のアミン化合物の重合物であることが好ましく、２官能以上の脂肪族系エポキシ化合物と２官能以上の脂環族アミン化合物の重合物であることがより好ましい。

【0066】

重合性化合物と架橋剤の配合割合は、架橋密度等を考慮して決定すればよい。例えば、重合性化合物が２官能以上のエポキシ化合物であり、架橋剤が２官能以上のアミン化合物である場合、重合性化合物のエポキシ基１当量に対して、架橋剤のアミン当量が０．６～１．５の範囲になるように調整することが好ましい。

【0067】

ポリマーモノリスは、例えば、重合性化合物と架橋剤と孔形成剤とを含むポリマーモノリス形成用組成物によって形成することができる。より具体的には、摺動面又はシール面にポリマーモノリス形成用組成物を塗布して塗布膜を形成し、塗布膜を硬化する。重合性化合物の重合に伴ってポリマー成分が増大し、スピノーダル分解が起こって共連続構造が発現する。その後、硬化膜から孔形成剤を除去することでポリマーモノリスを形成することができる。

【0068】

ポリマーモノリスを設ける摺動面又はシール面には、ポリマーモノリス形成用組成物との親和性を向上させるために、シランカップリング剤等の公知のカップリング剤による処理や、プラズマ処理等が施されていてもよい。

【0069】

ポリマーモノリス形成用組成物の塗布方法としては、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、浸漬塗布、スプレー塗布、スピン塗布、バーコーター塗布、アプリケーター塗布、ロールコーター塗布、カーテンコーター塗布、スクリーン印刷等が挙げられる。なかでも、凹凸面や曲面への塗布が容易である点から、浸漬塗布が好ましい。

【0070】

塗布膜の硬化処理方法としては、特に限定されず、重合性化合物や架橋剤の種類に応じて適宜選択できる。例えば、加熱する方法、紫外線や電子線等の電磁波を照射する方法等が挙げられる。加熱により硬化処理を行う場合、加熱温度は、２５～２００℃が好ましく、３０～１８０℃がより好ましく、４０～１６０℃がさらに好ましい。低い温度で硬化処理を行うほど、最終的に形成されるポリマーモノリスの平均空孔径をより大きくすることができる。高い温度で硬化処理を行うほど、最終的に形成されるポリマーモノリスの平均空孔径をより小さくすることができる。

【0071】

硬化処理を行った後、さらにアニール処理を行うことも好ましい。アニール処理を行うことで、硬化反応を完了させるとともに基材との密着性が向上する。アニール処理を行う場合、温度は、１００～２００℃が好ましく、１２０～１８０℃がより好ましく、１５０～１８０℃がさらに好ましい。

【0072】

硬化膜から孔形成剤を除去する処理としては、例えば、硬化膜中に含まれる孔形成剤を抽出する処理が挙げられる。孔形成剤が水溶性である場合、水、アルコール、アセトン等の孔形成剤よりも揮発性の高い溶媒中に入れることにより、孔形成剤を硬化膜から抽出できる。この後、置換された溶媒を揮発除去することによりポリマーモノリスが得られる。

【0073】

孔形成剤を抽出する方法としては、前述の溶媒による抽出とそれに続く熱乾燥法ではなく、孔形成剤を直接加熱除去する方法でもよい。この場合、沸点が高い孔形成剤については、減圧下に加熱することで、より低温で孔形成剤を揮発除去することもできる。

【0074】

孔形成剤としては、重合性化合物及び架橋剤を溶解可能であり、かつ、重合性化合物と架橋剤とが重合した後、反応誘起相分離を生じさせることが可能な化合物であることが好ましい。孔形成剤の具体例としては、例えば、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等のセロソルブ類、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル類、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ジエチレングリコール等のグリコール類等が挙げられる。これらのなかでも、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、トリエチレングリコール及びジエチレングリコールが好ましい。ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコールの分子量は６００未満であることが好ましいが、分子量６００を超えるものを用いることもできる。

【0075】

孔形成剤は、圧縮機構部に使用する潤滑油と相溶性の良いものを用いることも好ましい。このような孔形成剤を用いた場合は、ポリマーモノリス中に孔形成剤が含まれた状態でも部品として使用することができ、孔形成剤の洗浄除去等の工程を簡略化又は省略するもともでき、圧縮機の製造コストをより低減できる。

【0076】

孔形成剤の配合量は、重合性化合物と架橋剤の合計１００質量部に対して、５０～７００質量部が好ましく、２００～５００質量部がより好ましい。孔形成剤の配合量が前記範囲であれば、ポリマーモノリスによる効果がさらに向上する。

【0077】

ポリマーモノリスは、シリカ粒子を含んでいることが好ましい。すなわち、ポリマーモノリス形成用組成物にはシリカ粒子が含まれていることが好ましい。これにより、ポリマーモノリス形成用組成物の塗布時の液だれを効果的に抑制することができ、圧縮機の製造性が向上する。

【0078】

シリカ粒子の平均粒子径は、０．００１～１００μｍが好ましく、０．０１～１０μｍがより好ましく、０．０１～０．１μｍがさらに好ましい。シリカ粒子の平均粒子径が前記範囲であれば、ポリマーモノリス形成用組成物の粘度を適度に増粘させることができ、塗布時の液だれを抑制しやすい。
シリカ粒子の市販品としては、例えば、「アエロジル」（日本アエロジル株式会社）、「レオロシール」（株式会社トクヤマ）等が挙げられる。

【0079】

シリカ粒子の配合量は、重合性化合物と架橋剤と孔形成剤の合計１００質量部に対して、０．００１～２０質量部が好ましく、１～１０質量部がより好ましい。シリカ粒子の配合量が前記範囲であれば、ポリマーモノリス形成用組成物の粘度を適度に増粘させることができ、塗布時の液だれを抑制しやすい。

【0080】

ポリマーモノリス形成用組成物は、さらに界面活性剤を含んでいてもよい。ポリマーモノリス形成用組成物に界面活性剤を含有させることで、重合後の相分離サイズを制御しやすい。界面活性剤としては、特に制限されず、例えば、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤、親水性ブロックと疎水性ブロックからなるブロックコポリマー、例えばポリアクリル酸ブロックとポリアクリルエステルブロックからなるブロックコポリマー、ポリオキシエチレンブロックとポリアクリルエステルブロックからなるブロックコポリマー、ポリオキシエチレンブロックとポリオキシプロピレンブロックからなるブロックコポリマー等が挙げられる。界面活性剤の分子量についても、特に限定されず、低分子化合物でも高分子化合物でも使用することができる。

【0081】

アニオン界面活性剤としては、例えば、脂肪酸塩、高級アルコールの硫酸エステル塩、脂肪アルコールのリン酸エステル塩、アルキルアリルスルホン酸塩、ホルマリン縮合ナフタレンスルホン酸塩等が挙げられる。カチオン界面活性剤としては、例えば、アルキル１級アミン塩、アルキル２級アミン塩、アルキル３級アミン塩、アルキル４級アンモニウム塩、ピリジニウム塩等が挙げられる。ノニオン界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルエステル類、ソルビタンアルキルエステル類、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル類等が挙げられる。高分子界面活性剤としては、例えば、部分ケン化ポリビニルアルコール、澱粉、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、部分ケン化ポリメタクリル酸塩等が例示される。

【0082】

ポリマーモノリス形成用組成物中における界面活性剤の配合量は、重合性化合物と架橋剤の合計１００質量部に対して、０．０１～１０質量部が好ましく、０．１～１０質量部がより好ましい。界面活性剤の配合量が前記範囲であれば、潤滑油保持性に優れた部材をより容易に得ることができる。

【0083】

ポリマーモノリス形成用組成物には、沸点が１００℃以下の低沸点溶剤を配合してもよい。低沸点溶剤の沸点は、９０℃以下が好ましく、８０℃以下がより好ましく、６０℃以下がさらに好ましい。低沸点溶剤の沸点が前記範囲であれば、塗布膜から溶剤が速やかに除去されやすく、塗布時の液だれなどを抑制しやすい。低沸点溶剤としては、アセトン、テトラヒドロフラン、エタノール等が挙げられ、アセトンが特に好ましい。

【0084】

ポリマーモノリス形成用組成物に低沸点溶剤を配合する場合、低沸点溶剤の配合量は、重合性化合物と架橋剤と孔形成剤の合計１００質量部に対して、１～１０００質量部が好ましく、１～１００質量部がより好ましい。低沸点溶剤の配合量が前記範囲であれば、塗布時の液だれを抑制しやすい。

【0085】

ポリマーモノリス形成用組成物には、その機械的特性を向上させる目的でセルロースナノファイバーを配合してもよい。セルロースナノファイバーの原料として用いることができるセルロースの種類は、特に限定されず、例えば木材系天然セルロースに加えて、コットンリンター、竹、麻、バガス、ケナフ、バクテリアセルロース、ホヤセルロース、バロニアセルロースといった非木材系天然セルロースや、さらにレーヨン繊維、キュプラ繊維に代表される再生セルロースを用いることができる。

【0086】

セルロースナノファイバーの製造方法も特に限定されず、例えばグラインダーによる機械処理の他、ＴＥＭＰＯ等のＮ－オキシル化合物を用いた酸化処理、希酸加水分解処理、酵素処理等を機械処理と併用してセルロースナノファイバーを得る方法が知られている。また、バクテリアセルロースもセルロースナノファイバーとして用いることができる。さらに、各種天然セルロースを各種セルロース溶剤に溶解させた後、電界紡糸することによって得られる再生セルロースナノファイバーを用いてもよい。

【0087】

ポリマーモノリス形成用組成物にセルロースナノファイバーを配合する場合、セルロースナノファイバーの配合量は、重合性化合物と架橋剤と孔形成剤の合計１００質量部に対して、０．０１～１０００質量部が好ましく、１～１００質量部がより好ましい。セルロースナノファイバーの配合量が前記範囲であれば、ポリマーモノリスの機械的特性が向上する。

【0088】

ポリマーモノリス形成用組成物は、種々の特性を向上させる等の目的で、レベリング剤、消泡剤、着色剤、無機フィラー、グラファイトやフッ素粒子等の自己潤滑性固体・ナノ材料等の各種添加剤を添加することができる。なお、モノリス構造を生じるためのスピノーダル分解を阻害しないものを選択するように留意するべきである。

【0089】

ポリマーモノリス形成用組成物の２５℃における粘度は、１０ｍＰａ・ｓ以上が好ましく、１００ｍＰａ・ｓ以上がより好ましい。粘度が前記範囲であれば、塗布時の液だれを抑制しやすい。

【0090】

以上説明したように、実施形態によれば、圧縮機構部の摺動面又はシール面の少なくとも一方にポリマーモノリスが設けられる。これにより、強度を保ちつつ柔軟性が高まり、また潤滑剤を長期間保持できるため、圧縮機構部における摺動面の摩擦損失の低減や、シール面のシール性向上を図ることができる。またポリマーモノリスの柔軟性によって騒音低減効果も得られる。

【0091】

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。

【実施例】

【0092】

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。

【0093】

［空孔率及び平均空孔径］
ポリマーモノリスの空孔率及び平均空孔径は水銀圧入法で測定した。

【0094】

［ポリマーモノリスの平均膜厚］
ポリマーモノリスの平均膜厚（乾燥膜厚）の測定には、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。

【0095】

［総合効率、体積効率］
作動流体としてＨＦＣ３２冷媒、潤滑剤として１００℃における動粘度が８．７ｍｍ^２／ｓであるＰＯＥを用い、ＡＳＨＲＡＥ（アメリカ暖房冷凍空調学会）条件にて、ポリマーモノリスを設けていないブレードを備える態様を基準とした圧縮機の総合効率比及び体積効率比を評価した。

【0096】

［騒音試験］
作動流体としてＨＦＣ３２冷媒、潤滑剤として１００℃における動粘度が８．７ｍｍ^２／ｓであるＰＯＥを用い、回転軸の回転数を９０ｒｐｓとして、ポリマーモノリスを設けていないブレードを備える態様を基準とした圧縮機の運転騒音を測定した。

【0097】

［実験例１］
図１及び図２に例示した圧縮機構部３３を備える圧縮機２と同様の態様の圧縮機を製造した。圧縮機構部におけるブレード（ＳＵＳ４４０Ｃ）の上端面、下端面及び両方の側面にはガス窒化処理を施し、表面硬さを１０００ＨＶとした。ブレードの上端面、下端面及び両方の側面の表面粗さＲａは０．１６であった。ブレードの上端面、下端面及び両方の側面のそれぞれと対向する、主軸受の下面、副軸受の上面、仕切板の上面及び下面、シリンダのブレード溝の内面の表面硬さは２１０ＨＶ、表面粗さＲａは０．１１であった。

【0098】

重合性化合物として、エポキシ当量が９５～１１０（平均１０２）である下記式（２）で表されるエポキシ化合物（商品名「テトラッドＣ」、三菱ガス化学工業株式会社製）１０質量部、架橋剤として、アミン価が５２０～５５０である下記式（３）で表されるビス（４－アミノシクロへキシル）メタン（東京化成工業株式会社製）５．７５質量部、孔形成剤として、平均分子量が２００である下記式（４）で表されるポリエチレングリコール２００（キシダ化学株式会社製）４０質量部、シリカ粒子としてアエロジル１３０（日本アエロジル株式会社製）２．５質量部を用い、これらを自転・公転ミキサーの「あわとり錬太郎」で混合することで、ポリマーモノリス形成用組成物を得た。

【0099】

【化1】

【0100】

浸漬塗布により、ガス窒化処理を施したブレード（ＳＵＳ４４０Ｃ）の下端面及び両方の側面に前記ポリマーモノリス形成用組成物を塗布した。塗布膜を１２０℃で６０分間加熱して硬化させた後、溶媒として純水を用いて孔形成剤を抽出により除去し、表面に複数の開口部を有する平均膜厚が２０μｍのポリマーモノリスを形成した。ポリマーモノリスの空孔率は５５％、平均空孔径は０．３μｍであった。ポリマーモノリスを走査型電子顕微鏡によって観察した写真を図４に示す。
また、ポリマーモノリスを設けていないブレードを備える態様を基準とした圧縮機の総合効率比を図５、体積効率比を図６に示す。ポリマーモノリスを設けていないブレードを備える態様と比較した圧縮機の運転騒音を図７に示す。

【0101】

図５及び図６に示すように、ブレードにポリマーモノリスを設けることで、圧縮機の総合効率及び体積効率が向上した。また、図７に示すように、ブレードにポリマーモノリスを設けることで、騒音低減効果が得られた。

【符号の説明】

【0102】

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）、３４…密閉容器、３７ａ，３７ｂ…シリンダ、３８ａ，３８ｂ…シリンダ室、３９…仕切板、４０…主軸受、４１…副軸受、４３ａ，４３ｂ…ローラ、４５…ブレード、４８ａ，４８ｂ…吐出孔（通孔）、４９ａ，４９ｂ…吐出弁座、５０ａ，５０ｂ…開閉弁、８０…ポリマーモノリス。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】