(57)【要約】【課題】ピストンとシューとの摺接部における耐かじり性・耐焼き付き性を確保しつつ、より低コスト化を図ることのできる斜板式圧縮機を提供する。【解決手段】斜板式圧縮機１００は、駆動軸１１０とともに回転する斜板１１１と、この斜板１１１の周縁部近傍を挟んで配設された一対のシュー１３７ａ，１３７ｂと、この一対のシュー１３７ａ，１３７ｂを介して斜板１１１に連結されたピストン１３６と、を備える。ピストン１３６は、駆動軸１１０の回転に伴う斜板１１１の回転によってシリンダボア１０１ａ内を往復運動する。この斜板式圧縮機１００において、一対のシュー１３７ａ，１３７ｂのそれぞれが摺接するピストン１３６側の部位にはリン酸亜鉛皮膜が形成されており、これにより、ピストン１３６とシュー１３７ａ，１３７ｂとの摺接部におけるかじりや焼き付きの発生が抑制される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸とともに回転する斜板と、この斜板の周縁部近傍を挟んで配設された一対のシューと、この一対のシューを介して前記斜板に連結されたピストンと、を備え、前記斜板の回転によって前記ピストンを往復運動させる斜板式圧縮機であって、
前記一対のシューのそれぞれが摺接する前記ピストン側の部位に、リン酸亜鉛皮膜が形成されている、斜板式圧縮機。
【請求項２】
前記ピストンは、ピストン本体と、このピストン本体から延出すると共に前記一対のシューを収容可能な収容部が形成された延出部と、を有し、
前記一対のシューのそれぞれは、前記収容部内に形成された凹球面状の摺動部に摺接する球面部及び前記斜板の平面摺動部に摺接する平坦部を有し、
前記一対のシューは、前記収容部内において、前記斜板に対して前記ピストン本体側に配設された第１シュー及び前記斜板に対して前記ピストン本体とは反対側に配設された第２シューであり、
前記凹球面状の摺動部は、前記第１シューの前記球面部が摺接する第１摺動部及び前記第２シューの前記球面部が摺接する第２摺動部であり、
前記第１摺動部に形成された前記リン酸亜鉛皮膜の表面の面粗度が、前記第２摺動部に形成された前記リン酸亜鉛皮膜の表面の面粗度よりも小さい、請求項１に記載の斜板式圧縮機。
【請求項３】
工場出荷前に、前記第１摺動部に形成された前記リン酸亜鉛皮膜の表面が前記第１シューの前記球面部との摺接によってあらかじめ平滑化されている、請求項２に記載の斜板式圧縮機。
【請求項４】
前記リン酸亜鉛皮膜の膜厚が１〜６μｍであり、前記リン酸亜鉛皮膜の表面の面粗度がＲａ０．８以下である、請求項１〜３のいずれか一つに記載の斜板式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動軸とともに回転する斜板によってピストンを往復運動させる斜板式圧縮機に関し、特に車両エアコンシステムなどの冷媒循環装置に使用される斜板式圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、駆動軸に固定された斜板の回転がシューを介してピストンの往復運転に変換される圧縮機において、前記シューと摺接する前記ピストン側の嵌合部に、自己潤滑性を有する錫を主体とした表面被覆層を形成することが開示されている。この特許文献１に記載の圧縮機では、錫を主体とした前記表面被覆層の作用によって前記ピストンと前記シューとの間の摩擦抵抗を低減し、潤滑不足に伴う前記ピストンと前記シューとの摺動部での焼き付き等の発生を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２４７０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、錫を主体とした前記表面被覆層などの固体潤滑材皮膜の形成には比較的コストがかかる。この種の圧縮機においても更なる低コスト化が要求されており、前記ピストンと前記シューとの摺接部での焼き付き等の発生をより低コストで防止できる技術が望まれている。
【０００５】
そこで、本発明は、ピストンとシューとの摺接部における十分な耐かじり性・耐焼き付き性を確保しつつ、より低コスト化を図ることのできる、斜板式圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面による斜板式圧縮機は、駆動軸とともに回転する斜板と、この斜板の周縁部近傍を挟んで配設された一対のシューと、この一対のシューを介して前記斜板に連結されたピストンと、を備え、前記斜板の回転によって前記ピストンを往復運動させる斜板式圧縮機であって、前記一対のシューのそれぞれが摺接する前記ピストン側の部位に、リン酸亜鉛皮膜が形成されている。
【発明の効果】
【０００７】
前記斜板式圧縮機によれば、前記一対のシューのそれぞれが摺接する前記ピストン側の部位にリン酸亜鉛皮膜が形成されているので、このリン酸亜鉛皮膜の有するなじみ性によって、前記一対のシューと前記ピストンとの摺接部が一時的に無潤滑状態となっても当該摺接部でかじりや焼き付きが発生することが抑制される。また、前記リン酸亜鉛皮膜は錫を主体とした表面被覆層などの固体潤滑材皮膜よりも低コストで形成できるので、従来に比べて、斜板式圧縮機のコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明が適用された可変容量圧縮機（斜板式圧縮機）の断面図である。
【図２】前記可変容量圧縮機のシューの拡大断面図である。
【図３】前記可変容量圧縮機のピストンの要部拡大図である。
【図４】前記可変容量圧縮機における斜板とピストンとの連結部分の拡大図である。
【図５】試験２（リン酸亜鉛皮膜の表面の面粗度の変化）の結果を示す図である。
【図６】試験３（リン酸亜鉛皮膜の耐かじり性及び駆動軸の回転トルク）に使用する試験装置の一例を示す図である。
【図７】試験３の結果を示す図である。
【図８】試験３における駆動軸の回転トルクデータの一例を示す図である。
【図９】同じく試験３における駆動軸の回転トルクデータの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明が適用された斜板式圧縮機の一例である可変容量圧縮機１００の断面図である。この可変容量圧縮機１００は、図示省略した冷媒循環装置に使用され、当該冷媒循環装置の冷媒を吸入し圧縮して吐出する。本実施形態において、可変容量圧縮機１００は車両エアコンシステムに使用されるものとする。
【００１０】
図１に示すように、可変容量圧縮機１００は、複数のシリンダボア１０１ａが形成されたシリンダブロック１０１と、シリンダブロック１０１の一端に設けられたフロントハウジング１０２と、シリンダブロック１０１の他端にバルブプレート１０３を介して設けられたシリンダヘッド１０４と、を備えている。
【００１１】
シリンダブロック１０１とフロントハウジング１０２とによってクランク室１４０が形成され、このクランク室１４０内を横断するように駆動軸１１０が設けられている。
クランク室１４０内には、斜板１１１が配置されている。この斜板１１１の中央部には貫通孔１１１ｂが形成されており、駆動軸１１０はこの貫通孔１１１ｂを挿通している。また、斜板１１１は、駆動軸１１０に固定されたロータ１１２と連結手段としてのリンク機構１２０を介して連結されている。これにより、斜板１１１は駆動軸１１０とともに回転し、また、駆動軸１１０に沿ってその傾斜角が変更可能となっている。
【００１２】
リンク機構１２０は、ロータ１１２に突設された第１アーム１１２ａと、斜板１１１に突設された第２アーム１１１ａと、一端が第１連結ピン１２２を介して第１アーム１１２ａに回動可能に連結されると共に他端が第２連結ピン１２３を介して第２アーム１１１ａに回動可能に連結されたリンクアーム１２１と、を含む。
【００１３】
斜板１１１の貫通孔１１１ｂは、斜板１１１が最大傾斜角から最小傾斜角の範囲で傾動可能な形状に形成されている。本実施形態において、貫通孔１１１ｂには、駆動軸１１０と当接することによって傾斜角を小さくする方向への斜板１１１の傾斜角変位（傾動）を規制する最小傾斜角規制部が形成されている。例えば、斜板１１１が駆動軸１１０に対して直交するときの斜板１１１の傾斜角を０度（最小傾斜角）とした場合、前記最小傾斜角規制部は、斜板１１１の傾斜角がほぼ０度となるまでの傾斜角変位（傾動）を許容するように形成されている。また、傾斜角を増大させる方向の斜板１１１の傾斜角変位（傾動）は、斜板１１１がロータ１１２に当接することによって規制される。したがって、斜板１１１の傾斜角は、斜板１１１がロータ１１２に当接したときに最大傾斜角となる。
【００１４】
駆動軸１１０には、傾斜角を減少させる方向に斜板１１１を付勢する傾斜角減少バネ１１４と、傾斜角を増大させる方向に斜板１１１を付勢する傾斜角増大バネ１１５とが、斜板１１１を挟んで装着されている。具体的には、傾斜角減少バネ１１４は、斜板１１１とロータ１１２との間に装着されており、傾斜角増大バネ１１５は、斜板１１１と駆動軸１１０に固定又は形成されたバネ支持部材１１６との間に装着されている。
【００１５】
ここで、斜板１１１の傾斜角が最小傾斜角であるときに、傾斜角増大バネ１１５の付勢力の方が傾斜角減少バネ１１４の付勢力よりも大きくなるように設定されている。このため、駆動軸１１０が回転していないとき、すなわち、可変容量圧縮機１００が停止しているときに、斜板１１１は、傾斜角減少バネ１１４の付勢力と傾斜角増大バネ１１５の付勢力とがバランスする傾斜角（＞最小傾斜角）に位置する。この傾斜角減少バネ１１４付勢力と傾斜角増大バネ１１５の付勢力とがバランスする傾斜角は、ピストン１３６による圧縮動作が確保される最小の傾斜角範囲として設定されており、例えば１〜３度の範囲に設定することができる。
【００１６】
駆動軸１１０の一端は、フロントハウジング１０２のボス部１０２ａを貫通してフロントハウジング１０２の外側まで延在して、図示省略した動力伝達装置に連結されている。なお、駆動軸１１０とボス部１０２ａとの間には軸封装置１３０が挿入されており、クランク室１４０内部は外部空間から遮断されている。
【００１７】
駆動軸１１０及びロータ１１２は、ラジアル方向においては軸受１３１、１３２によって支持され、スラスト方向においては軸受１３３及びスラストプレート１３４によって支持されている。なお、駆動軸１１０のスラストプレート１３４側の端部とスラストプレート１３４とは、調整ネジ１３５によって所定の隙間を有するように調整されている。
そして、駆動軸１１０は、図示省略した外部駆動源からの動力が前記動力伝達装置に伝達されることにより、前記動力伝達装置と同期して回転する。
【００１８】
また、可変容量圧縮機１００は、シリンダボア１０１ａと同数のピストン１３６を有している。各ピストン１３６は、ピストン本体１３６ａと、このピストン本体１３６ａから延出する延出部１３６ｂと、を備えている。ピストン本体１３６ａは、シリンダボア１０１ａ内に配置されており、延出部１３６ｂは、クランク室１４０側に突出している。
【００１９】
ピストン１３６の延出部１３６ｂには、斜板１１１の周縁部近傍を挟んで配設された一対のシュー１３７ａ，１３７ｂを収容可能な収容部１３６ｃが形成されている。すなわち、ピストン１３６は、斜板１１１の周縁部近傍を挟んで配設された一対のシュー１３７ａ，１３７ｂを介して、斜板１１１に連結されている。これにより、ピストン１３６（ピストン本体１３６ａ）は、斜板１１１の回転によって、対応するシリンダボア１０１ａ内を往復運動するようになっている。なお、斜板１１１とピストン１３６の連結構造については後述する。
【００２０】
本実施形態において、ピストン１３６は、アルミニウム系の材料で形成され、一対のシュー１３７ａ，１３７ｂは、鉄系の材料（例えば軸受鋼）で形成されている。
また、以下の説明においては、収容部１３６ｃ内に配設された一対のシュー１３７ａ，１３７ｂのうち、斜板１１１に対してピストン本体１３６ａ側に配設されたシュー１３７ａを「第１シュー」といい、斜板１１１に対してピストン本体１３６ａとは反対側に配設されたシュー１３７ｂを「第２シュー」という。
【００２１】
シリンダヘッド１０４には、中央部に配置された吸入室１４１と、吸入室１４１を環状に取り囲むように配置された複数の吐出室１４２と、が形成されている。吸入室１４１は、バルブプレート１０３に形成された連通孔（吸入孔）１０３ａ及び吸入弁（図示省略）を介して、各シリンダボア１０１ａと連通する。吐出室１４２は、バルブプレート１０３に形成された連通孔（吐出孔）１０３ｂ及び吐出弁（図示省略）を介して、対応するシリンダボア１０１ａと連通する。
【００２２】
ここで、フロントハウジング１０２、センターガスケット（図示省略）シリンダブロック１０１、シリンダガスケット（図示省略）、バルブプレート１０３、ヘッドガスケット（図示省略）及びシリンダヘッド１０４などが複数の通しボルト１０５によって締結されて圧縮機ハウジングが形成される。
【００２３】
シリンダヘッド１０４には、前記車両用エアコンシステムの低圧側の冷媒回路と吸入室１４１とを連通する吸入通路１０４ａと、高圧側の冷媒回路と吐出室１４２とを連通する吐出通路１０４ｂと、が形成されている。
【００２４】
また、シリンダヘッド１０４には、吐出通路１０４ｂを開閉する開閉手段としての逆止弁２００が配設されている。この逆止弁２００は、逆止弁２００の上流となる吐出室１４２の圧力と逆止弁２００の下流となる吐出通路１０４ｂの圧力との圧力差に応答して動作するものであり、前記圧力差が所定値より小さい場合に吐出通路１０４ｂを遮断し、前記圧力差が所定値より大きい場合に吐出通路１０４ｂを開放する。
【００２５】
シリンダヘッド１０４には、さらに制御弁３００が設けられている。この制御弁３００は、吐出室１４２とクランク室１４０とを連通する圧力供給通路１４５の開度を調整することでクランク室１４０に導入する吐出ガス量を制御する。また、クランク室１４０内の冷媒は、連通路１０１ｃ、空間１０１ｄ及びバルブプレート１０３に形成されたオリフィス１０３ｃによって構成される放圧通路１４６を介して吸入室１４１へ流れるようになっている。
したがって、制御弁３００によってクランク室１４０の圧力を変化させ、これにより、斜板１１１の傾斜角、つまりピストン１３６のストロークを変化させることにより、可変容量圧縮機１００の吐出容量を可変制御できるようになっている。
【００２６】
次に、図２〜図４を参照して、可変容量圧縮機１００における斜板１１１とピストン１３６の連結構造について具体的に説明する。図２は、第１シュー１３７ａ及び第２シュー１３７ｂの拡大断面図であり、図３は、ピストン１３６の要部拡大図であり、図４は、斜板１１１とピストン１３６との連結部分の拡大図である。
【００２７】
第１シュー１３７ａと第２シュー１３７ｂとは、同形状に形成されており、それぞれ球面部１３７ｃと平坦部１３７ｄとを有している。
ピストン１３６において、ピストン本体１３６ａは、内部が中空に形成されている。また、シリンダボア１０１ａと摺接するピストン本体１３６ａの外周面及びフロントハウジング１０２の内周面と摺接する延出部１３６ｂの外側面には、図示省略した耐摩耗性皮膜（例えばＰＴＦＥのコート層）が形成されている。さらに、延出部１３６ｂに形成された収容部１３６ｃには、一対の凹球面状の摺動部（第１摺動部１３６ｄ，第２摺動部１３６ｅ）が形成されている。これら第１摺動部１３６ｄ及び第２摺動部１３６ｅの表面には、なじみ層としてのリン酸亜鉛皮膜１３６ｆ，１３６ｇがそれぞれ形成されている。
【００２８】
上述したように、ピストン１３６の延出部１３６ｂに形成された収容部１３６ｃ内において、第１シュー１３７ａは、斜板１１１に対してピストン本体１３６ａ側に配設され、第２シュー１３７ｂは、斜板１１１に対してピストン本体１３６ａとは反対側に配設されている。
【００２９】
第１シュー１３７ａの球面部１３７ｃは、第１摺動部１３６ｄに形成されたリン酸亜鉛皮膜１３６ｆに摺接し、第１シュー１３７ａの平坦部１３７ｄは、斜板１１１のピストン本体１３６ａ側の面に形成された円環状の平面摺動部１１１ｃに摺接する。また、第２シュー１３７ｂの球面部１３７ｃは、第２摺動部１３６ｅに形成されたリン酸亜鉛皮膜１３６ｇ）に摺接し、第２シュー１３７ｂの平坦部１３７ｄは、斜板１１１のピストン本体１３６ａとは反対側の面に形成された円環状の平面摺動部１１１ｄに摺接する。
なお、第１シュー１３７ａ、第２シュー１３７ｂの表面には、特に皮膜が形成されておらず、斜板１１１の平面摺動部１１１ｃ，１１１ｄの表面には、図示省略した耐摩耗性皮膜（例えばＰＴＦＥのコート層）が形成されている。
【００３０】
このような斜板１１１とピストン１３６の連結構造（さらに言えば、摺接連結構造）により、駆動軸１１０の回転に伴う斜板１１１の回転が、一対のシュー（第１シュー１３７ａ，第２シュー１３７ｂ）を介して、シリンダボア１０１ａ内におけるピストン１３６の往復運動に変換され、これにより、可変容量圧縮機１００は、前記車両エアコンシステムの冷媒の吸入、圧縮及び吐出を行う。
【００３１】
次に、図５〜図９を参照して、各シュー１３７ａ，１３７ｂの球面部１３７ｃが摺接するリン酸亜鉛皮膜１３６ｆ，１３６ｇついて説明する。
リン酸亜鉛（皮膜）処理は、下地処理として使用されることが良く知られており、アルミニウム素材に適用可能である。リン酸亜鉛皮膜１３６ｆ，１３６ｇは、例えばピストン１３６の延出部１３６ｂを処理液中に浸漬させ、一対の凹球面状の摺動部（第１摺動部１３６ｄ，第２摺動部１３６ｅ）のアルミ素地と前記処理液とを反応させることによって形成される。このように、リン酸亜鉛皮膜を形成するための処理工程は比較的簡素であるので、錫を主体とした表面被覆層などの固体潤滑材皮膜を形成する場合に比べて、皮膜形成のためのコストを抑制することができる。
【００３２】
ここで、発明者らは、第１摺動部１３６ｄ，第２摺動部１３６ｅに形成する皮膜としてリン酸亜鉛皮膜１３６ｆ，１３６ｇを採用するに際して、以下のような試験を行ってその機能を確認している。
【００３３】
（１）試験１（リン酸亜鉛皮膜１３６ｆ，１３６ｇの耐摩耗性）
リン酸亜鉛皮膜１３６ｆ，１３６ｇは、結晶性の皮膜であって、その結晶粒を所定の状態にすべく処理条件が管理されている。この処理条件の下で形成されるリン酸亜鉛皮膜１３６ｆ，１３６ｇの膜厚は１〜６μｍであり、表面の面粗度はＲａ０．８以下である。
可変容量圧縮機１００の運転時間が増大すれば、リン酸亜鉛皮膜１３６ｆ、１３６ｇの磨耗も進行する。ここで、可変容量圧縮機１００の運転中は、第２摺動部１３６ｅの表面のリン酸亜鉛皮膜１３６ｇよりも第１摺動部１３６ｄの表面のリン酸亜鉛皮膜１３６ｆに大きな負荷がかかるため、リン酸亜鉛皮膜１３６ｇに比べてリン酸亜鉛皮膜１３６ｆの摩耗量が大きくなると考えられる。この点に関し、発明者らは、耐摩耗性試験を行い、リン酸亜鉛皮膜１３６ｆ，１３６ｇの初期の膜厚が１〜６μｍであれば、可変容量圧縮機１００の寿命に至るまでにリン酸亜鉛皮膜１３６ｆ，１３６ｇが消失することがないこと、すなわち、リン酸亜鉛皮膜１３６ｆ，１３６ｇが十分な耐摩耗性を有することを確認した。
【００３４】
（２）試験２（リン酸亜鉛皮膜１３６ｆ，１３６ｇの表面の面粗度の変化）
一対のシュー（第１シュー１３７ａ，第２シュー１３７ｂ）の球面部１３７ｃとの摺接によってリン酸亜鉛皮膜１３６ｆ，１３６ｇの表面の面粗度Ｒａがどのように変化するかを確認する試験を行った。具体的には、リン酸亜鉛皮膜１３６ｆ，１３６ｇが形成された新品のピストン１３６を可変容量圧縮機１００に組み込み、第１摺動部１３６ｄのリン酸亜鉛皮膜１３６ｆに負荷がかかるように、クランク室１４０内を負圧、ピストン１３６の上面（トップ面）を大気圧として斜板１１１の傾斜角を最大の状態（最大傾斜角）とし、この状態で手動にて駆動軸１１０を回転させてリン酸亜鉛皮膜１３６ｆ，１３６ｇの表面の面粗度Ｒａがどのように変化するかを確認した。なお、ピストン１３６、一対のシュー（第１シュー１３７ａ，第２シュー１３７ｂ）及び斜板１１１の各摺接部にはオイルを塗布した。また、試料（新品のピストン１３６）は、リン酸亜鉛皮膜１３６ｆ，１３６ｇの表面の初期の面粗度Ｒａがばらつくように選定した。試験２の結果を図５に示す。
【００３５】
図５に示すように、リン酸亜鉛皮膜１３６ｆの表面は、駆動軸１１０の回転の回数が増加するにしたがって面粗度Ｒａが小さくなり、同時に各ピストン１３６間における面粗度Ｒａのばらつきも小さくなっている。また、リン酸亜鉛皮膜１３６ｆの表面の面粗度Ｒａは、最終的に０．３未満（より具体的には、０．１〜０．２５程度）に収斂することが確認された。
【００３６】
このことは、新品のピストン１３６を可変容量圧縮機１００に組み込んで駆動軸１１０を回転させる、換言すれば、可変容量圧縮機１００の短時間の運転（なじみ運転）を行うことにより、リン酸亜鉛皮膜１３６ｆの表面が第１シュー１３７ａの球面部１３７ｃと摺接して徐々に平滑化され（滑らかな表面状態となり）、これによって、リン酸亜鉛皮膜１３６ｆの表面がなじみ性を有して第１シュー１３７ａの球面部１３７ｃとの摺接面での摩擦抵抗が減少すること、すなわち、耐焼き付き性等を発揮する状態であることを示唆するものである。
【００３７】
なお、図では示していないが、第２摺動部１３６ｅのリン酸亜鉛皮膜１３６ｇの表面の面粗度は、駆動軸１１０の回転の回数が増加してもほとんど変化していなかった。したがって、なじみ運転を行うことにより、第１摺動部１３６ｄの表面に形成されたリン酸亜鉛皮膜１３６ｆの表面の面粗度は、第２摺動部１３６ｅの表面に形成されたリン酸亜鉛皮膜１３６ｇの表面の面粗度よりも小さくなる。
【００３８】
（３）試験３（リン酸亜鉛皮膜１３６ｆの耐かじり性及び駆動軸１１０の回転トルク）
次に、試験２と同様、可変容量圧縮機１００に組み込んで駆動軸１１０を手動で回転させることによってリン酸亜鉛皮膜１３６ｆの表面の面粗度Ｒａが小さくなったピストン１３６、すなわち、第１摺動部１３６ｄのリン酸亜鉛皮膜１３６ｆの表面が調整（平滑化）されたピストン１３６が、実際になじみ性を有しているか否かを確認する試験を行った。具体的には、図６に示すような試験装置４００を用いてピストン１３６の上面（トップ面）に過大な付勢力を作用させ、第１摺動部１３６ｆと第１シュー１３７ａの球面部１３７ｃとの間でかじりが発生するか否かを確認した。
【００３９】
試験装置４００は、ピストン１３６（１本）がセットされる圧縮機本体部分４１０と、セットされたピストン１３６の上面（トップ面）に付勢力を作用させる付勢力調整装置４２０と、を備える。付勢力調整装置４２０は、圧縮機本体部分４１０にセットされたピストン１３６の上面（トップ面）に付勢力を作用させることができればよく、その構成等は問わない。
【００４０】
試験装置４００の圧縮機本体部分４１０において、斜板１１１の傾斜角は最大傾斜角に固定されている。付勢力調整装置４２０は、ピストン１３６が上死点位置にあるときにピストン１３６の上面（トップ面）に１０ＭＰａの圧力に相当する付勢力を作用させ、ピストン１３６が上死点位置から下死点位置に向かって所定距離移動したときに付勢力がゼロとなるようになっている。ここで、上死点位置でピストン１３６の上面（トップ面）に作用する１０ＭＰａの圧力は、液圧縮を想定したものであり、本実施形態における可変容量圧縮機１００の通常の運転では有り得ないほど高い圧力である。
【００４１】
試料は、試験２と同様の方法によって駆動軸１１０を手動で２０回転させた状態のピストン１３６と、駆動軸１１０を手動で８０回転させた状態のピストン１３６との２種類とした。駆動軸１１０を２０回転させた状態のピストンは、なじみ（運転）が不足している状態を想定したものであり、駆動軸１１０を８０回転させた状態のピストンは、なじみ（運転）が十分な状態を想定したものである。
【００４２】
この試験３では、図６に示す試験装置４００において、付勢力調整装置４２０によってピストン１３６の上面（トップ面）に所定の付勢力を作用させた状態で駆動軸１１０を回転させて第１摺動部１３６ｆと第１シュー１３７ａの球面部１３７ｃとの間でかじりが発生するか否かの確認を行い、このときの駆動軸１１０の回転トルクを計測した。
なお、ピストン１３６、一対のシュー（第１シュー１３７ａ，第２シュー１３７ｂ）及び斜板１１１は洗浄されており、オイルは一切付着されていない。また、この試験は、駆動軸１１０を１０回転させ、その間にかじりが発生するか否かを確認した。
【００４３】
試験３の結果を図７に示す。
事前に駆動軸１１０を８０回転させた（すなわち、なじみが十分な状態の）ピストン１３６（ｎ＝５）については、すべてがかじりを発生させることなく、駆動軸１１０を１０回転させることができた。一方、事前に駆動軸１１０を２０回転させた（すなわち、なじみが不足している状態の）ピストン１３５（ｎ＝５）については、一つしか駆動軸１１０を１０回転させることができなかった（残りはかじりが発生した）。
【００４４】
図８、図９は、駆動軸１１０の回転トルクデータの一例であり、図８は、１回転目でかじりが発生したときの駆動軸１１０の回転トルクデータであり、図９は、かじりが発生することなく１０回転させることができたときの駆動軸１１０の回転トルクデータである。
なお、第１摺動部１３６ｄ，１３６ｅにリン酸亜鉛皮膜１３６ｆ、１３６ｇが形成されていないピストンの場合、この試験においては１００％かじりが発生し、駆動軸１１０を１０回転させることができたものは一つも無かった。
【００４５】
以上のことから、第１摺動部１３６ｄ及び第２摺動部１３６ｅにリン酸亜鉛皮膜１３６ｆ，１３６ｇが形成され、特に、第１摺動部１３６ｄのリン酸亜鉛皮膜１３６ｆの表面が第１シュー１３７ａの球面部１３７ｃとの摺接によって十分に調整（平滑化）された状態のピストン１３６は、オイルが一切無い状態で、かつ、過大な圧縮荷重が作用した場合であっても、シューとの摺接部にかじりを発生させることがないこと、及び、リン酸亜鉛皮膜１３６ｆが十分ななじみ性を有する皮膜であることが確認された。つまり、リン酸亜鉛皮膜１３６ｆは、「なじみ層」として機能していると言える。
【００４６】
試験１〜３の結果より、（ａ）膜厚が１〜６μｍ、表面の面粗度がＲａ０．８で形成されたリン酸亜鉛皮膜１３６ｆ，１３６ｇは十分な耐摩耗性を有すること、（ｂ）第１シュー１３７ａの球面部１３７ｃによって表面が調整（平滑化）されたリン酸亜鉛皮膜１３６ｆは十分ななじみ性を有しており、耐焼き付き性及び耐かじり性を発揮すること、及び、（ｃ）結果的に、第１摺動部１３６ｆに形成されたリン酸亜鉛皮膜１３６ｈの表面の面粗度Ｒａが、第２摺動部１３６ｇに形成されたリン酸亜鉛皮膜１３６ｉの表面の面粗度Ｒａよりも小さくなること、が確認された。
【００４７】
次に、可変容量圧縮機１００の組立工程におけるリン酸亜鉛皮膜の表面の調整（平滑化）について説明する。
可変容量圧縮機１００の組立工程において、複数の通しボルト１０５を締め付けて前記圧縮機ハウジングが形成された状態であれば、駆動軸１１０を回転させてピストン１３６を往復運動させることができる。したがって、この工程よりも後に、駆動軸１１０を回転させてリン酸亜鉛皮膜の表面を調整（平滑化）する工程、より具体的には、第１摺動部１３６ｄのリン酸亜鉛皮膜１３６ｆの表面になじみ性を持たせる調整工程を設ければよい。この調整工程は、駆動軸１１０の回転によってリン酸亜鉛皮膜１３６ｈのなじみ性が確保されるようにあらかじめ諸条件が設定される。なお、可変容量圧縮機１００の組立工程が、駆動軸１１０を回転させる工程を含んでいる場合には、当該工程の一部又は全部を前記調整工程として利用することができる。
【００４８】
ここで、前記調整工程では、上述したように、第１摺動部１３６ｄのリン酸亜鉛皮膜１３６ｆの表面が調整（平滑化）されて面粗度Ｒａが小さくなる一方、第２摺動部１３６ｅのリン酸亜鉛皮膜１３６ｇの表面の面粗度Ｒａはほとんど変化しない。このため、可変容量圧縮機１００の製品完成状態において、更に言えば、可変容量圧縮機１００の工場出荷前に、第１摺動部１３６ｄのリン酸亜鉛皮膜１３６ｆの表面が平滑化されており、第１摺動部１３６ｄのリン酸亜鉛皮膜１３６ｆの面粗度Ｒａが、第２摺動部１３６ｅのリン酸亜鉛皮膜１３６ｇの表面の面粗度Ｒａよりも小さくなっている。
【００４９】
次に、以上のような構成を有する可変容量圧縮機１００の作用を説明する。
例えば、車両が長時間放置されて可変容量圧縮機の回転が長時間停止し、これによって可変容量圧縮機の内部に液冷媒が多量に貯留されると、この液冷媒によって可変容量圧縮機の内部のオイルが洗い流される。その後、可変容量圧縮機が起動すると、オイルが液冷媒とともに圧縮機外部に流出してしまい可変容量圧縮機の内部が一時的に無潤滑状態となる場合がある。つまり、可変容量圧縮機の内部の一時的な無潤滑状態は、当該可変容量圧縮機の起動時に発生し易い。
【００５０】
本実施形態による可変容量圧縮機１００では、第１シュー１３７ａ，第２シュー１３７ｂが摺接するピストン１３６側の第１摺動部１３６ｄ、第２摺動部１３６ｅにリン酸亜鉛皮膜１３６ｆ，１３６ｇが形成され、特に第１摺動部１３６ｄのリン酸亜鉛皮膜１３６ｆの表面は、第１シュー１３７ａの球面部１３７ｃとの摺接によって予め平滑化されてなじみ性を有している。このため、ピストン１３６とシュー１３７ａ，１３７ｂとの摺接部が無潤滑状態となっても、当該摺接部におけるかじりや焼き付きの発生を抑制できる。
【００５１】
特に、本実施形態では、上述したように、可変容量圧縮機１００が停止している状態では、斜板１１１は、傾斜角減少バネ１１４の付勢力と傾斜角増大バネ１１５の付勢力がバランスする傾斜角に保持され、このときの傾斜角は、ピストン１３６による圧縮動作が確実に確保される最小の傾角範囲（例えば１°〜３°）として設定されている。このため、可変容量圧縮機１００の起動時に、第１摺動部１３６ｄに大きな力が作用することが構造的に回避されており、加えて、リン酸亜鉛皮膜（特に第１摺動部１３６ｄのリン酸亜鉛皮膜１３６ｆ）のなじみ性の効果によって、オイルがエアコンシステムを循環して可変容量圧縮機１００に戻ってくるまでの間の一時的な無潤滑状態における可変容量圧縮機１００の確実な動作が確保される。
【００５２】
なお、上記実施形態では、本発明を斜板の傾斜角（ピストンストローク）が変更可能な可変容量圧縮機に適用しているが、斜板の傾斜角が固定されている固定容量圧縮機にも本発明を適用できることはもちろんである。
【００５３】
また、上記実施形態では、可変容量圧縮機１００の組立工程が、第１摺動部１３６ｄのリン酸亜鉛皮膜１３６ｆの表面になじみ性を持たせる調整工程を含んでおり、可変容量圧縮機１００の工場出荷前に、第１摺動部１３６ｄのリン酸亜鉛皮膜１３６ｆの表面の面粗度Ｒａが第２摺動部１３６ｅのリン酸亜鉛皮膜１３６ｇの表面の面粗度Ｒａよりも小さくなっている。しかし、これに限るものではなく、可変容量圧縮機１００の組立工程が前記調整工程を含まなくてもよい。可変容量圧縮機１００の完成品にはオイルが封入されており、可変容量圧縮機１００が車両に取り付けられて初期的に運転される場合には、通常、内部が無潤滑状態となることはないからである。
【００５４】
この場合、初期的な運転によって第１摺動部１３６ｄのリン酸亜鉛皮膜１３６ｆの表面になじみ性が確保され、その後に、第１摺動部１３６ｄのリン酸亜鉛皮膜１３６ｆの表面の面粗度Ｒａが第２摺動部１３６ｅのリン酸亜鉛皮膜１３６ｇの表面の面粗度Ｒａよりも小さくなる。すなわち、前記初期的な運転が前記なじみ運転に相当し、この初期的な運転が行われた後に、第１摺動部１３６ｄのリン酸亜鉛皮膜１３６ｆの表面の面粗度Ｒａが第２摺動部１３６ｅのリン酸亜鉛皮膜１３６ｇの表面の面粗度Ｒａよりも小さくなった場合も本発明に含まれる。
【００５５】
さらに、ピストンの凹球面状の摺動部とシューの球面部との間にリン酸亜鉛皮膜を介在させる場合、上記実施形態のように、ピストンの凹球面状の摺動部の表面にリン酸亜鉛皮膜を形成するのではなく、シューの球面部の表面にリン酸亜鉛皮膜を形成することも想定される。しかし、リン酸亜鉛皮膜のなじみ性を確保するためには、ピストンの凹球面状の摺動部の表面にリン酸亜鉛皮膜を形成するのが望ましい。一般に、シューの球面部は、硬度が高いと共にその面粗度が高精度に管理され、かつ、凸曲面であるので凹球面状に形成されたリン酸亜鉛皮膜をなじませるのに好都合であるからである。
【符号の説明】
【００５６】
１００…可変容量圧縮機（斜板式圧縮機）、１０１…シリンダブロック、１０１ａ…シリンダボア、１０２…フロントハウジング、１０４…シリンダヘッド、１１０…駆動軸、１１１…斜板、１１１ｃ，１１１ｄ…平面摺動部、１１２…ロータ、１２０…リンク機構、１３６…ピストン、１３６ａ…ピストン本体、１３６ｂ…延出部、１３６ｃ…収容部、１３６ｄ…第１摺動部（凹球面状の摺動部）、１３６ｅ…第２摺動部（凹球面状の摺動部）、１３６ｆ，１３６ｇ…リン酸亜鉛皮膜、１３７ａ…第１シュー、１３７ｂ…第２シュー、１３７ｃ…球面部、１３７ｄ…平坦部、１４１…吸入室、１４２…吐出室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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