(57)【要約】【課題】低コストで製造することができ、固体潤滑剤である含フッ素樹脂が強固に密着して摺動性に優れた円筒形の軸受け(70)およびその製造方法を提供する。【解決手段】円筒形の軸受け(70)を形作る基材に化成処理を施して、表面を粗面化する。この時表面粗さＲａは３．７μｍである。この表面に含フッ素樹脂を含有している固体潤滑層を形成する。この固体潤滑層の表面を研磨した後、軸受け(70)をハウジングである可動スクロール(50)の突出部(53)の内部に圧入する。【選択図】図１
2006097720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形の軸受け(70)であって、
金属製であって円筒形の基材と、該基材の内側表面に設けられた固体潤滑層とを備え、
前記基材の内側表面は、輪郭曲線の算術平均高さＲａが０．５μｍよりも大きく１０μｍ未満の表面粗さである粗面化処理がなされており、
前記固体潤滑層は、含フッ素樹脂を含有している、軸受け(70)。
【請求項２】
ハウジングの中に圧入されていることを特徴とする請求項１に記載の軸受け(70)。
【請求項３】
前記基材の内側表面は、輪郭曲線の算術平均高さＲａが０．７５μｍよりも大きく１０μｍ未満の表面粗さである粗面化処理がなされている、請求項１または２に記載の軸受け(70)。
【請求項４】
前記粗面化処理は化成処理である、請求項１から３のいずれか一つに記載の軸受け(70)。
【請求項５】
前記固体潤滑層は、ポリアミドイミド樹脂を含有している、請求項１から４のいずれか一つに記載の軸受け(70)。
【請求項６】
金属製であって円筒形の基材を形成する工程と、
前記基材の少なくとも内側表面を粗面化する粗面化工程と、
前記粗面化工程の後に、前記基材の内面に含フッ素樹脂を含有している固体潤滑層を形成する工程と、
を含む、軸受け(70)の製造方法。
【請求項７】
前記粗面化工程では、前記基材の内側表面は粗面化によって輪郭曲線の算術平均高さＲａが０．５μｍよりも大きく１０μｍ未満の表面粗さとなっている、請求項６に記載の軸受け(70)の製造方法。
【請求項８】
前記粗面化工程では、前記基材の内側表面は粗面化によって輪郭曲線の算術平均高さＲａが０．７５μｍよりも大きく１０μｍ未満の表面粗さとなっている、請求項６に記載の軸受け(70)の製造方法。
【請求項９】
前記粗面化工程では、化成処理によって粗面化を行う、請求項６から８のいずれか一つに記載の軸受け(70)の製造方法。
【請求項１０】
さらに、ハウジングの内側に前記基材を圧入する圧入工程を含む、請求項６から９のいずれか一つに記載の軸受け(70)の製造方法。
【請求項１１】
前記圧入工程の前に、前記固体潤滑層の表面を研磨する工程を備えている、請求項１０に記載の軸受け(70)の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受け及びその製造方法に関し、特に円筒形の軸受け及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、円筒形の低摩擦のすべり軸受けは、表面に潤滑層を備えた平板を円筒形に丸めて製造していた（例えば、特許文献１，２参照）。このような軸受けは、裏金とこの裏金上に一体に設けられたライニング層とを備えた板状素材を圧延するスキンパス工程と、このスキンパス工程後に板状素材を筒状に湾曲する曲げ工程と、この曲げ工程後にライニング層の内周面を切削して仕上げる切削工程とを行なって作成されている。
【０００３】
けれども、最後にライニング層の内周面（表面）を切削して平滑に仕上げても、スキンパス工程時および曲げ工程時に加わった応力が経時変化または熱的変化により解放されて内周面に凹凸が生じてしまう。このような凹凸が生じると駆動軸の安定した作動が阻害されるようになる。特許文献１に記載されている技術では、このような凹凸が生じないように、切削工程を、スキンパス工程時にライニング層に加わった応力が解放されてから行なうようにしている。
【特許文献１】特開平１１−２７７１６８号公報
【特許文献２】特開２００２−５３６７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、スキンパス工程、曲げ工程、切削工程の３工程を有しており、スキンパス工程はさらに裏金に鉛青銅粉末を載せて焼結させて焼結層を形成する工程と、焼結層に耐熱性合成樹脂を含浸させてライニング層を形成する工程と、ライニング層を有する裏金を圧延する圧延工程とに分かれている。このように、特許文献１の技術では多くの工程を必要とするため、製造時間が長くなるとともに製造コストが増加する問題が必然的に生じる。そして圧延工程、曲げ工程が存在するため、固体潤滑剤である耐熱性合成樹脂が焼結層から剥がれやすくなってしまう。また、ライニング層を有する平板を曲げて円筒形とするため、接合部分が段差となったり接合部分で摩擦係数が変化してしまうという問題もあった。これらの問題は特許文献２に記載されている技術にも内包されているものである。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、低コストで製造することができ固体潤滑剤である含フッ素樹脂が強固に密着して摺動性に優れた円筒形の軸受け(70)およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本願の第１の発明は、円筒形の軸受け(70)であって、金属製の基材と、該基材の表面に設けられた固体潤滑層とを備えていることを特徴とする。また、本願の第２の発明は、軸受け(70)の製造方法であって基材の表面を粗面化する粗面化工程を含んでいることを特徴とする。
【０００７】
具体的には、本願の第１の発明は、円筒形の軸受け(70)を対象とし、次のような解決手段を講じた
即ち、請求項１に記載の発明は、円筒形の軸受け(70)であって、金属製であって円筒形の基材と、該基材の内側表面に設けられた固体潤滑層とを備え、前記基材の内側表面は、輪郭曲線の算術平均高さＲａが０．５μｍよりも大きく１０μｍ未満の表面粗さである粗面化処理がなされており、前記固体潤滑層は、含フッ素樹脂を含有している。
【０００８】
上記の構成により、請求項１に記載の発明では、基材の内側表面と含フッ素樹脂を含む層とが強固に密着し、含フッ素樹脂を含む層が基材から欠落するおそれがほとんどない摺動性能に優れた円筒形の軸受け(70)が実現する。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、ハウジングの中に圧入されていることを特徴とする請求項１に記載の軸受け(70)である。
【００１０】
上記の構成により、請求項２の発明では、ハウジングの中に圧入された円筒形の軸受け(70)であって、摺動性能に優れたものが実現する。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、前記基材の内側表面は、輪郭曲線の算術平均高さＲａが０．７５μｍよりも大きく１０μｍ未満の表面粗さである粗面化処理がなされている、請求項１または２に記載の軸受け(70)である。
【００１２】
上記の構成により、請求項３の発明では、基材の内側表面と含フッ素樹脂を含む層とが非常に強固に密着し、基材からの含フッ素樹脂を含む層の欠落を確実に防止できる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、前記粗面化処理は化成処理である、請求項１から３のいずれか一つに記載の軸受け(70)である。
【００１４】
上記の構成により、請求項４の発明では、粗面化処理を精度良くかつ再現性良く行うことができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、前記固体潤滑層は、ポリアミドイミド樹脂を含有している、請求項１から４のいずれか一つに記載の軸受け(70)である。
【００１６】
上記の構成により、請求項５の発明では、含フッ素樹脂を含む層を割れにくくすることができ、より強固に金属基材に密着させることができる。
【００１７】
次に本願の第２の発明は、軸受け(70)の製造方法を対象とし、次のような解決手段を講じた。
【００１８】
即ち、請求項６に記載の発明は、金属製であって円筒形の基材を形成する工程と、前記基材の少なくとも内側表面を粗面化する粗面化工程と、前記粗面化工程の後に、前記基材の内面に含フッ素樹脂を含有している固体潤滑層を形成する工程とを含む。
【００１９】
上記の構成により、請求項６の発明では、固体潤滑層を基材に強固に密着させることができるとともに、少ない工程で軸受け(70)を製造することができる。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、前記粗面化工程では、前記基材の内側表面は粗面化によって輪郭曲線の算術平均高さＲａが０．５μｍよりも大きく１０μｍ未満の表面粗さとなっている、請求項６に記載の軸受け(70)の製造方法である。
【００２１】
上記の構成により、請求項７の発明では、基材の内側表面と含フッ素樹脂を含む層とが強固に密着し、含フッ素樹脂を含む層が基材から欠落するおそれがほとんどない摺動性能に優れた円筒形の軸受け(70)を製造することができる。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、前記粗面化工程では、前記基材の内側表面は粗面化によって輪郭曲線の算術平均高さＲａが０．７５μｍよりも大きく１０μｍ未満の表面粗さとなっている、請求項６に記載の軸受け(70)の製造方法である。
【００２３】
上記の構成により、請求項８の発明では、基材の内側表面と含フッ素樹脂を含む層とが非常に強固に密着し、基材からの含フッ素樹脂を含む層の欠落が確実に防止された軸受け(70)を製造することができる。
【００２４】
請求項９に記載の発明は、前記粗面化工程では、化成処理によって粗面化を行う、請求項６から８のいずれか一つに記載の軸受け(70)の製造方法である。
【００２５】
上記の構成により、請求項９の発明では、粗面化処理を精度良くかつ再現性良く行うことができる。
【００２６】
請求項１０に記載の発明は、さらに、ハウジングの内側に前記基材を圧入する圧入工程を含む、請求項６から９のいずれか一つに記載の軸受け(70)の製造方法である。
【００２７】
上記の構成により、請求項１０の発明では、ハウジングの中に圧入された円筒形の軸受け(70)であって、摺動性能に優れたものを少ない工程によって低コストに製造することができる。
【００２８】
請求項１１に記載の発明は、前記圧入工程の前に、前記固体潤滑層の表面を研磨する工程を備えている、請求項１０に記載の軸受け(70)の製造方法である。
【００２９】
上記の構成により、請求項１１の発明では、製造工程を少なくして低コストとすることができる。
【発明の効果】
【００３０】
請求項１に記載の発明によれば、金属製の基材と含フッ素樹脂との密着性が高くなり、優れた摺動性を示す。
【００３１】
請求項２に記載の発明によれば、ハウジングの中に圧入された円筒形の軸受け(70)であって、摺動性能に優れたものが実現する。
【００３２】
請求項３に記載の発明によれば、金属製の基材と含フッ素樹脂との密着性が確実に高くなり、非常に優れた摺動性を示す。
【００３３】
請求項４に記載の発明によれば、金属製の基材の表面粗面化を精度良くかつ再現性よく行うことができる。
【００３４】
請求項５に記載の発明によれば、含フッ素樹脂を含む層を硬くし且つこの層の金属製基材への密着性をより向上させることができる。
【００３５】
請求項６に記載の発明によれば、少ない工程で優れた摺動性を示す円筒形の軸受け(70)を製造できる。
【００３６】
請求項７に記載の発明によれば、少ない工程で金属製の基材と含フッ素樹脂との密着性が高く摺動性に優れた円筒形軸受け(70)を製造できる。
【００３７】
請求項８に記載の発明によれば、少ない工程で金属製の基材と含フッ素樹脂との密着性が確実に高く摺動性に非常に優れた円筒形軸受け(70)を製造できる。
【００３８】
請求項９に記載の発明によれば、金属製の基材の表面粗面化を精度良くかつ再現性よく行うことができる。
【００３９】
請求項１０に記載の発明によれば、ハウジングの中に圧入された円筒形の軸受け(70)であって、摺動性能に優れたものを少ない工程で製造することができる。
【００４０】
請求項１１に記載の発明によれば、円筒形軸受け(70)を、製造工程を少なくして低コストに製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００４２】
（実施形態１）
本実施形態のスクロール型圧縮機(10)は、冷凍装置の冷媒回路に設けられて、流体であるガス冷媒を圧縮するために用いられる。
【００４３】
《スクロール型圧縮機の全体構成》
図１に示すように、上記スクロール型圧縮機(10)は、いわゆる全密閉形に構成されている。このスクロール型圧縮機(10)は、縦長で円筒形の密閉容器状に形成されたケーシング(11)を備えている。ケーシング(11)の内部には、下から上へ向かって順に、下部軸受部材(30)と、電動機(35)と、圧縮機構(40)とが配置されている。また、ケーシング(11)の内部には、上下に延びる駆動軸(20)が設けられている。
【００４４】
ケーシング(11)の内部は、圧縮機構(40)の固定スクロール(60)によって上下に仕切られている。このケーシング(11)の内部では、固定スクロール(60)の上方の空間が第１室(12)となり、その下方の空間が第２室(13)となっている。
【００４５】
ケーシング(11)の胴部には、吸入管(14)が取り付けられている。この吸入管(14)は、ケーシング(11)内の第２室(13)に開口している。一方、ケーシング(11)の上端部には、吐出管(15)が取り付けられている。この吐出管(15)は、ケーシング(11)内の第１室(12)に開口している。
【００４６】
駆動軸(20)は、主軸部(21)と鍔部(22)と偏心部(23)とを備えている。鍔部(22)は、主軸部(21)の上端に形成されており、主軸部(21)よりも大径の円板状となっている。一方、偏心部(23)は、鍔部(22)の上面に突設されている。この偏心部(23)は、主軸部(21)よりも小径の円柱状となっており、その軸心が主軸部(21)の軸心に対して偏心している。
【００４７】
駆動軸(20)の主軸部(21)は、圧縮機構(40)のフレーム部材(41)を貫通している。この主軸部(21)は、ころ軸受(42)を介してフレーム部材(41)に支持されている。また、駆動軸(20)の鍔部(22)及び偏心部(23)は、フレーム部材(41)よりも上方の第１室(12)に位置している。
【００４８】
駆動軸(20)には、スライドブッシュ(25)が取り付けられている。スライドブッシュ(25)は、円筒部(26)とバランスウェイト部(27)とを備え、鍔部(22)の上に載せられている。スライドブッシュ(25)の円筒部(26)には、駆動軸(20)の偏心部(23)が回転自在に挿入されている。
【００４９】
下部軸受部材(30)は、ケーシング(11)内の第２室(13)に位置している。この下部軸受部材(30)は、ボルト(32)によってフレーム部材(41)に固定されている。そして、下部軸受部材(30)は、玉軸受(31)を介して駆動軸(20)の主軸部(21)を支持している。
【００５０】
下部軸受部材(30)には、給油ポンプ(33)が取り付けられている。この給油ポンプ(33)は、駆動軸(20)の下端に係合している。そして、給油ポンプ(33)は、駆動軸(20)によって駆動され、ケーシング(11)の底に溜まった冷凍機油を吸入する。給油ポンプ(33)に吸い上げられた冷凍機油は、駆動軸(20)内に形成された通路を通って圧縮機構(40)等へ供給される。
【００５１】
電動機(35)は、固定子(36)と回転子(37)とによって構成されている。固定子(36)は、下部軸受部材(30)と共にボルト(32)によってフレーム部材(41)に固定されている。一方、回転子(37)は、駆動軸(20)の主軸部(21)に固定されている。
【００５２】
ケーシング(11)の胴部には、給電用のターミナル(16)が取り付けられている。このターミナル(16)は、端子箱(17)によって覆われている。電動機(35)に対しては、ターミナル(16)を通じて電力が供給される。
【００５３】
《圧縮機構の構成》
圧縮機構(40)は、固定スクロール(60)やフレーム部材(41)の他に、可動スクロール(50)とオルダムリング(43)とを備えている。そして、この圧縮機構(40)は、いわゆる非対称スクロール構造を採っている。
【００５４】
可動スクロール(50)は、可動側平板部(51)、可動側ラップ(52)、及び突出部(53)を備えている。可動側平板部(51)は、やや肉厚の円板状に形成されている。突出部(53)は、可動側平板部(51)の下面から突出するように、可動側平板部(51)と一体に形成されている。また、突出部(53)は、可動側平板部(51)のほぼ中央に位置している。この突出部(53)には、スライドブッシュ(25)の円筒部(26)が挿入されている。つまり、可動スクロール(50)は、スライドブッシュ(25)を介して駆動軸(20)の偏心部(23)に係合している。
【００５５】
可動側ラップ(52)は、可動側平板部(51)の上面側に立設され、可動側平板部(51)と一体に形成されている。可動側ラップ(52)は、高さが一定の渦巻き壁状に形成されている。
【００５６】
可動スクロール(50)は、オルダムリング(43)を介してフレーム部材(41)の上に載置されている。オルダムリング(43)には、二対のキーが形成されている。このオルダムリング(43)は、一対のキーが可動スクロール(50)の可動側平板部(51)に係合し、残りの一対のキーがフレーム部材(41)に係合している。駆動軸(20)の偏心部(23)に係合する可動スクロール(50)は、このオルダムリング(43)により自転運動が規制されて公転運動だけを行う。
【００５７】
図１に示すように、固定スクロール(60)は、固定側平板部(61)と、固定側ラップ(63)と、縁部(62)とを備えている。固定側平板部(61)は、やや肉厚の円板状に形成されている。この固定側平板部(61)の直径は、ケーシング(11)の内径と概ね等しくなっている。縁部(62)は、固定側平板部(61)の周縁部分から下方へ向かって延びる壁状に形成されている。固定スクロール(60)は、縁部(62)の下端がフレーム部材(41)に当接する状態で、ボルト(44)によってフレーム部材(41)に固定されている。そして、固定スクロール(60)は、その縁部(62)がケーシング(11)  と密着することで、ケーシング(11)内を第１室(12)と第２室(13)に仕切っている。
【００５８】
固定側ラップ(63)は、固定側平板部(61)の下面側に立設され、固定側平板部(61)と一体に形成されている。固定側ラップ(63)は、高さが一定の渦巻き壁状に形成されており、約３巻き分の長さとなっている。固定側ラップ(63)では、その内側面のほぼ全体が内側ラップ面(64)となる一方、その外側面のうちの巻き始めから約２巻き分の長さの部分が外側ラップ面(65)となっている。
【００５９】
固定側平板部(61)の下面のうち、内側ラップ面(64)と外側ラップ面(65)に挟まれた部分は、歯底面(66)となっている。この歯底面(66)は、可動側ラップ(52)の先端と摺接する。また、固定側平板部(61)における固定側ラップ(63)の巻き始め近傍には、吐出口(67)が形成されている。この吐出口(67)は、固定側平板部(61)を貫通しており、第１室(12)に開口している。
【００６０】
上述のように、本実施形態のスクロール型圧縮機(10)は、冷凍機の冷媒回路に設けられている。この冷媒回路では、冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。その際、スクロール型圧縮機(10)は、蒸発器から低圧のガス冷媒を吸入して圧縮し、圧縮後の高圧のガス冷媒を凝縮器へ送り出す。
【００６１】
スクロール型圧縮機(10)を運転すると、スライドブッシュ(25)の円筒部(26)と可動スクロール(50)の突出部(53)とが摺動する。本実施形態では、この摺動部分に軸受け(70)を設けている。この軸受け(70)は円筒形であって、鉄を基材としてその表面（内面側）に潤滑剤層が設けられた摺動部材からなる。潤滑剤層が設けられた軸受け(70)の内面は、スライドブッシュ(25)の円筒部(26)の外面と摺動する。
【００６２】
この軸受け(70)の基材表面は、化成処理によってその表面粗さＲａが３．７μｍになっている。そして、その上にポリアミドイミド樹脂（以下、ＰＡＩという）とポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥという）とテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合樹脂（以下、ＦＥＰという）を混合させた潤滑剤を塗布して約１００μｍの厚みの潤滑剤層を形成している。ここで、表面粗さＲａとは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１に規定されている輪郭曲線の算術平均高さＲａのことであり、これ以降も表面粗さＲａと表示されているときは、ＪＩＳにより規定された算術平均高さＲａを表しているものとする。
【００６３】
このような構成の軸受け(70)をハウジングである可動スクロール(50)の突出部(53)の中（内側）に配置することにより、スライドブッシュ(25)の円筒部(26)と軸受け(70)とが冷媒に晒されながら摺動しても低い摩擦係数で非常に長時間摺動し続けることができる。
【００６４】
《摺動部分の検討》
以下に円筒形の軸受け(70)の摺動部分（円筒の内面）に関して行った検討について説明する。なお、以下の摺動性能の検討においては、平面における摺動性能によって検討を行った。
【００６５】
含フッ素樹脂は、金属との摩擦係数が低く摺動性が優れているが、金属製の基材との密着力が劣っており、金属製基材からすぐに剥がれてしまう。そこで、本願発明者らは、基材の表面粗さをどのようにしたら含フッ素樹脂の基材への密着性が向上するかをまず検討した。
【００６６】
検討の方法は、図２に示すようなリング／ディスク試験片を用いた限界面圧試験によって行った。限界面圧試験は潤滑剤の基材への密着性を評価する試験であって、ＳＵＪ２（ＪＩＳ  Ｇ４８０５−１９９０による）からなるリングを一定速度で回転させ、評価試験片（ディスク）をその回転軸に沿ってリングに押し付けて評価を行う。試験ではリングに掛かるトルクを測定しながら、押し付ける荷重を一定時間毎に段階的に増加させていく。そしてトルクが急上昇した荷重を面圧に換算し、この面圧と回転速度との積を限界ＰＶ（限界面圧速度積）として密着性の評価指数とする。つまり、試験片の潤滑剤が基材から剥離するとリング／ディスク間の摩擦係数が急激に大きくなってトルクが急上昇するので、限界ＰＶにより密着性が評価できるのである。限界ＰＶは大きい方が密着性に優れている。なお、今回の試験は大気中で、かつリング／ディスク間には潤滑油を介在させることなく行った。
【００６７】
試験片は、鉄基材の表面に化成処理により粗面化処理を施し、さらにその表面にフッ素樹脂を含む潤滑剤層を形成して作成した。基材の表面粗さＲａは、化成処理の処理条件を変えることで調節した。化成処理には、ここではリン酸マンガンを用いた。潤滑剤層は、ＰＡＩ／ＦＥＰ／ＰＴＦＥ＝７０／２４／６の組成比の樹脂混合物から形成した。潤滑剤層の厚みは約１００μｍとした。なお、潤滑剤層は樹脂混合物を塗布した後に焼成をし、その後に表面を研磨して形成した。
【００６８】
図３は基材の表面粗さＲａと限界ＰＶとの関係のグラフである。なお、ここで図３に示す基材Ｒａとは、基材表面におけるＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１に規定されている輪郭曲線の算術平均高さＲａのことである。このグラフから判るように、Ｒａが０．５μｍよりも小さいと限界ＰＶが０．４ＭＰａ・ｍ／ｓ未満であるが、Ｒａが０．５μｍを越えると限界ＰＶが０．４ＭＰａ・ｍ／ｓよりも大きくなり、一般的な摺動部材用途としては十分な密着性を有している。限界ＰＶが１ＭＰａ・ｍ／ｓ以上（Ｒａ０．７５μｍ以上）であると環境の変化があっても十分な密着性を保つことができるので好ましい。なお、より密着性を必要とされる用途では、限界ＰＶが１．０ＭＰａ・ｍ／ｓ以上（Ｒａ０．７５μｍ以上）であるほうがよく、好ましくは１．５ＭＰａ・ｍ／ｓ以上（Ｒａ０．８５μｍ以上）である。
【００６９】
一方、表面粗さＲａが大きくなりすぎると、表面の粗さのうち最大高さＲｚも大きくなるため、潤滑剤層の表面から基材の一部が突き出してしまう。また、表面粗さＲａを大きくするためには、化成処理を長時間行う必要があり、コストが増大してしまうとともに、化成処理により形成された基材表面の凹凸が崩壊し易くなる。これらの理由で、表面粗さＲａは１０μｍ未満であることが好ましく、５μｍ以下であると低コストで作成できるためより好ましい。
【００７０】
次に、鉄基材の表面粗さＲａを化成処理によって３．７μｍとし、上記の組成比の潤滑剤層を基材表面に塗布し、さらに焼成／研磨した本実施形態のサンプルＢと、比較のために形成したサンプルＡ（鉄板の上にポーラスなブロンズ焼結体（表面粗さＲａ３０μｍ以上）を形成し、フッ素樹脂を含浸させたもの）とを摺動性能の評価テストを行った。なお、比較サンプルＡは、空調用スクロール圧縮機に用いられている従来の摺動部材である。
【００７１】
図５は、空気中における潤滑油無しでの限界面圧試験の結果である。比較サンプルＡは、面圧が約５．５ＭＰａになると焼き付いてしまったが、サンプルＢは面圧が試験機の上限の７ＭＰａに達しても焼き付きは起こさなかった。
【００７２】
図６は、空気中における潤滑油無しでの摩耗量テストの結果である。テスト条件は、面圧２．８ＭＰａ、摺動速度１ｍ／ｓで１時間の摺動という条件である。比較サンプルＡは、約４５μｍの摩耗量となったが、サンプルＢは摩耗量が１０μｍと非常に少なく、優れていることがわかる。
【００７３】
さらに、冷媒中における摺動テストの結果を図４に示す。一般に空調用圧縮機内では、摺動部分の摩耗を抑えるために、冷媒（ＨＦＣ冷媒）と潤滑油とを６５：３５の割合で混合させて用いているが、このテストでは潤滑油の混合比率（濃度）を変更してデータを採取した。ＨＦＣ冷媒はフッ素含有物質を含んでいる。図４に示した摺動テストは、面圧３ＭＰａ、摺動速度２ｍ／ｓで２時間摺動させたときの摩耗量を縦軸に取っている。横軸は冷媒中に混合させた潤滑油の割合を示している。
【００７４】
比較サンプルＡは、摺動部分に用いられている従来の部材であるが、通常の潤滑油濃度３５％において摩耗量が１３μｍで、潤滑油濃度を１０％にすると摩耗量は２４μｍに増加した。一方、サンプルＢは、潤滑油濃度１０％で摩耗量が２μｍであり、潤滑油濃度０％、即ち冷媒１００％であっても摩耗量が４μｍと非常に少なく、本実施形態のサンプルＢの冷媒１００％時の摩耗量は比較サンプルＡの通常潤滑油濃度（３５％）時の摩耗量よりも少ない。
【００７５】
上記結果から明らかなように、本実施形態のサンプルＢは潤滑油濃度０％であってもほとんど摩耗しないので、冷媒中に潤滑油を混合させる必要が無く、冷却効率を大幅に向上させることができる。含フッ素樹脂が摺動部材の表面に存しているので、フッ素含有物質を含む冷媒に対してなじみが良く、摺動性能が向上している。また、圧縮機の始動時や過渡時などには、摺動部において冷媒が存在しない完全ドライな状態になることが考えられるが、このような場合でも本実施形態のサンプルＢは優れた摺動性能を発揮する。このような優れた摺動性能は、基材と含フッ素樹脂層（潤滑剤層）との密着性が高い状態ではじめて発揮されるものである。つまり、サンプルＢでは基材表面の表面粗さＲａを適切な範囲にしているので、基材と含フッ素樹脂層との密着性が非常に優れており、従って優れた摺動性能を発揮できるのである。
【００７６】
次に含フッ素樹脂を含む層の組成について説明する。
【００７７】
含フッ素樹脂を含む層の主成分は、１５質量％以上３５質量％以下のフッ素樹脂と、６５質量％以上８５質量％以下のポリアミドイミド樹脂とによって構成されていることが好ましい。また、上記主成分中のフッ素樹脂は、ＦＥＰとＰＴＦＥとによって構成されていることが好ましい。このフッ素樹脂では、ＰＴＦＥよりもＦＥＰの割合の方が多くなっていることが好ましい。具体的には、このフッ素樹脂におけるＦＥＰとＰＴＦＥの質量比は、ＦＥＰ：ＰＴＦＥ＝７：３〜９９：１が好ましく、ＦＥＰが「９」に対してＰＴＦＥが「１」であるのが望ましい。
【００７８】
上記のようにポリアミドイミド樹脂を混合させていると、耐衝撃性に優れるというポリアミドイミド樹脂の特性を利用することができ、構成部材の摺動面上に耐衝撃性が高くて剥がれにくい樹脂被膜を形成できる。また、ポリアミドイミド樹脂は硬度が高いという特性も有することから、この樹脂被膜は、比較的硬くて摩耗しにくいものとなる。
【００７９】
また、含フッ素樹脂を含む層には、フッ素樹脂とポリアミドイミド樹脂とで構成された主成分の他に、着色料としてのカーボン等の顔料、その他の添加剤が配合されていてもよい。このような添加剤の添加量は、含フッ素樹脂を含む層の性能や基材に対する密着性に悪影響が出ない程度に設定される。例えば、添加剤としてのカーボンは、フッ素樹脂の３質量％以下に設定する必要があり、好ましくは１質量％以下、更に好ましくは０.５質量％以下に設定するのが望ましい。
【００８０】
また、含フッ素樹脂を含む層の厚みは、３５μｍ以上１２０μｍ以下が好ましい。３５μｍよりも薄いと摺動性能が劣ってしまう虞があり、１２０μｍよりも厚いと、製造コストが大きくなってしまう。この層の厚みは、５０μｍ以上１０５μｍ以下が摺動性能の面とコスト面とでより好ましい。なお、ここでいう層の厚みは平均の厚みであって、局所的にはこの範囲外の厚みであっても構わない。
【００８１】
《軸受け(70)の製造方法》
本実施形態の軸受け(70)の製造方法を従来の軸受けの製造方法と比較して説明をする。
【００８２】
図７は従来の軸受け(118)の製造工程を示した概略の工程図である。なお、図７は工程を２段に亘って示している。工程は、上段左から始まり、右側へ進んでいき、上段右端から下段左端に移り、下段左端から右側へと進んでいく。
【００８３】
従来の軸受け(118)は、金属製の板材の表面に金属粉末散布装置でブロンズ等の金属粉末を散布する工程から製造が開始される。
【００８４】
次に焼結炉内で金属粉末を焼結させて、板材の上に燒結金属層を形成する。この燒結金属層はポーラスであるので、燒結金属層にフッ素樹脂を含浸させるとともに、燒結金属の表面をフッ素樹脂で覆う。
【００８５】
それから、焼成炉でフッ素樹脂を焼成し、サイジング（スキンパス）工程において圧延を行う。そして、切断機よってプレス切断して所望のサイズの平板とする。
【００８６】
次に、図７左下に示すように平板をプレス加工によって円筒形の軸受け(118)とする。このときフッ素樹脂層が円筒内面になるようにプレス加工を行う。この軸受け(118)を円筒形のハウジング(119)に圧入し（図では円筒の側面からみたところを示している）、軸受け(118)の圧入されたハウジング(119)とする。それから、軸受け(118)内面のフッ素樹脂層を研磨して（内周加工）、軸受け（118）内径を軸の外径と略同じとする。こうして軸受け(118)が出来上がる。なお、ここではハウジング(119)の形状を単純な円筒形状に省略して示しているが、実際には可動スクロール(50)のような複雑な形状である。
【００８７】
一方、本実施形態の軸受け(70)の製造工程は、図８に上下２段で示されているように、鉄製の円筒形ブッシュからスタートする。この鉄製の円筒形ブッシュを化成処理浴に浸して円筒形ブッシュの表面を化成処理により粗面化する。化成処理の薬剤は、リン酸塩（例えばリン酸マンガン）を用いる。この粗面化により円筒形ブッシュの内面の表面粗さＲａを３．７μｍとする。ここでは、円筒形ブッシュ全体を浴に浸して、外面も粗面化処理を行っているが、少なくとも内面を粗面化すればよい。
【００８８】
次に、粗面化処理を終えた円筒形ブッシュの内面に樹脂を塗布する。この樹脂は、ＰＡＩ／ＦＥＰ／ＰＴＦＥ＝７０／２４／６の組成比の樹脂混合物とした。樹脂の塗布後、焼成炉で樹脂の焼成を行う。こうして円筒ブッシュの内面には含フッ素樹脂を含む樹脂からなる潤滑剤層が設けられ、円筒形の軸受け(70)となる。
【００８９】
それから、円筒形の軸受け(70)の内面を研磨（内周加工）して、軸受け(70)内径を軸の外径と略同じ大きさにする。
【００９０】
その後、ハウジングとしての可動スクロール(50)の突出部(53)に軸受け(70)を圧入して、完成する。なお、ここでも突出部(53)のみを円筒形で表し可動スクロール(50)の大部分は省略している。
【００９１】
上記の従来の製造方法と本実施形態の製造方法とを比べると、本実施形態の軸受け(70)は円筒形ブッシュを用意すれば、粗面化、樹脂塗布、焼成、内周加工、圧入の５工程で製造できるのに対し、従来の軸受け(118)は金属粉末塗布、金属粉末焼結、フッ素樹脂含浸、焼成、サイジング、切断、プレス曲げ、圧入、内周加工の９工程と本実施形態の約２倍の工程数となり、それだけ時間とコストが掛かってしまう。また、２つの製造方法でのさらなる大きな違いは次の２つである。
【００９２】
一つは、圧入と内周加工とを行う順番の違いである。従来の製造方法ではまずハウジングに圧入してそれから内周加工を行う。これは素材の特性および接合部分があるということのため、先に内周加工を行うと寸法および形状精度を所望の寸法および形状精度とすることができないからである。このため、可動スクロール(50)のような大型かつ複雑な形状のハウジングに圧入してから内周加工を行う必要があり、従って内周加工が難しくなり、また大型の特殊な加工機械が必要となる。一方、本実施形態の製造方法では剛性の高い基材を選ぶことができ、従って内周加工後に圧入を行うことができる。このため、内周加工では円筒形ブッシュを加工機械にセットして行えば良く、内周加工を簡単な加工機械で容易に行うことができ、従来の製造方法に比べて内周加工のコストを大幅に小さくすることができる。
【００９３】
二つ目は、接合部の有無である。従来の製造方法では平板を丸くするので、平板の端部が接合する接合部分が生じてしまう。この部分は力が掛かると変形しやすく、他の部分とは摩擦係数が異なってしまう虞がある。しかしながら、本実施形態の製造方法で製造した軸受け(70)は接合部がないので、このような不具合は生じない。
【００９４】
本実施形態では、円筒形摺動部材である軸受け(70)において、基材の内側の表面粗さＲａを所定の大きさにしてその表面に含フッ素樹脂を含む層を形成して潤滑層としているので、基材と含フッ素樹脂を含む層とが強固に密着しており、優れた摺動性能を示す。特に、フッ素含有物質を含む冷媒中で用いられる場合には、潤滑油が無くてもほとんど摩耗せず、低摩擦係数での摺動を長時間維持できる。また、本実施形態の軸受け(70)は、基材の内側表面を化成処理により所定の表面粗さＲａにすることで優れた摺動性能を示すので、簡単且つ低コストでこの摺動部材を製造することができる。また、本実施形態の軸受け(70)はこのように簡単な方法で製造できるので、スライドブッシュ(25)の円筒部(26)と可動スクロール(50)の突出部(53)との摺動部分に限らず、円筒形状の様々な種類・用途の摺動部材をこの方法で製造することができる。
【００９５】
（実施形態２）
実施形態２では、可動スクロール(50)の突出部(53)そのものが円筒形の軸受けとなっている。即ち、図９において突出部(53)の内面(80)が潤滑剤層を備えた摺動部となっている。なお、図９に示す本実施形態に係る圧縮機(10)はこの摺動部分以外は実施形態１と同じであるので、実施形態１と同じ部分についての説明は省略する。
【００９６】
本実施形態においては、可動スクロール(50)の突出部(53)内面(80)を化成処理によって粗面化し、樹脂塗布、焼成、内周加工を行って摺動部としている。化成処理によって内面(80)は表面粗さＲａが１．２μｍとなっている。また、塗布している樹脂は、実施形態１と同じもので、樹脂層の厚みは７０μｍである。
【００９７】
本実施形態は実施形態１の作用効果に加えて、ハウジングへの圧入工程が必要ないため製造コストをさらに下げることができる。
【００９８】
（その他の実施形態）
実施形態１，２では、主軸部(21)はころ軸受(42)および玉軸受(31)が摺動部となって支持されているが、主軸部(21)をジャーナル軸受で支持してもよく、その場合はこの軸受けの基材表面を所定の表面粗さＲａとしてその表面に含フッ素樹脂を含む層を形成した潤滑部を形成してもよい。
【００９９】
実施形態１，２では、スクロール型圧縮機(10)の円筒形の軸受け(70)において基材表面粗さＲａを所定の粗さとしてその表面に含フッ素樹脂を含む層を形成しているが、圧縮機はスクロール型に限定されず、流体を圧縮するどのような形式の圧縮機であってもよい。また流体も冷媒に限定されない。さらには、本発明の軸受けは圧縮機に使用される軸受けに限定されない。車両や製造装置等の駆動部、回転部分など、どのような軸受けであってもよい。
【０１００】
また、互いに摺動する２つの部材の一方の部材においてのみ基材表面粗さＲａを所定の粗さとしてその表面に含フッ素樹脂を含む層を形成してもよいし、両方の部材において基材表面粗さＲａを所定の粗さとしてその表面に含フッ素樹脂を含む層を形成してもよい。
【０１０１】
軸受け(70)の基材は鉄に限定されず、アルミなど鉄以外の金属であっても構わない。
【０１０２】
また、基材を粗面化するのは化成処理に限定されず、サンドブラスト処理など種々の公知の方法を用いることができ、これらの方法を組み合わせてもよい。また、化成処理に用いる薬剤もリン酸マンガンに限定されず、他のリン酸塩や公知の薬液を用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
以上説明したように、本発明に係る軸受けは、優れた摺動性能を有し、また、本発明に係る軸受けの製造方法は、優れた摺動性能の軸受けを低コストで製造することができ、空調機や車両、製造装置、工作機械等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】実施形態１に係るスクロール型圧縮機の断面図である。
【図２】限界面圧試験を説明する概略図である。
【図３】基材の表面粗さＲａと限界ＰＶとの関係を表す図である。
【図４】冷媒中における摺動テストの結果を示す図である。
【図５】空気中での限界面圧試験の結果を示す図である。
【図６】空気中での摩耗量テストの結果を示す図である。
【図７】従来の軸受けの製造方法の概略工程図である
【図８】実施形態１に係る軸受けの製造方法の概略工程図である。
【図９】実施形態２に係るスクロール型圧縮機の断面図である。
【符号の説明】
【０１０５】
７０    軸受け
８０    軸受け
【図１】
2006097720.tif 000003
【図２】
2006097720.tif 000004
【図３】
2006097720.tif 000005
【図４】
2006097720.tif 000006
【図５】
2006097720.tif 000007
【図６】
2006097720.tif 000008
【図７】
2006097720.tif 000009
【図８】
2006097720.tif 000010
【図９】
2006097720.tif 000011