(57)【要約】      （修正有）【課題】摩耗耐久性の向上やメンテナンスサイクルの延長を図ることができる機械装置及びこれに用いる摺動材を提供する。【解決手段】金属表面を有する部材３１と、部材３１表面を摺動する摺動材３２と、を有し、摺動材３２は、フッ素樹脂３２ａを母材とし、該母材に、フッ素樹脂３２ａから遊離するフッ素を捕捉する第一の材料３２ｂ又は金属表面に吸着する第二の材料３２ｃの少なくとも一方が配合された複合樹脂材料により形成される機械装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属表面を有する部材と、
前記部材表面を摺動する摺動材と、を有し、
前記摺動材は、フッ素樹脂を母材とし、該母材に、前記フッ素樹脂から遊離するフッ素を捕捉する第一の材料又は前記金属表面に吸着する第二の材料の少なくとも一方が配合された複合樹脂材料により形成されることを特徴とする機械装置。
【請求項２】
前記摺動材が、前記第一の材料として、該第一の材料と前記フッ素樹脂から遊離するフッ素との反応の活性化エネルギーが、前記金属表面と、前記フッ素樹脂から遊離するフッ素との反応の活性化エネルギーより低いものを含有することを特徴とする請求項１に記載の機械装置。
【請求項３】
前記摺動材が、前記第二の材料として、前記金属表面に対する前記第二の材料の吸着エネルギーが、前記金属表面に対する前記フッ素樹脂の吸着エネルギーより大きいものを含有することを特徴とする請求項１に記載の機械装置。
【請求項４】
前記部材が、Ａｌ系材料又はＦｅ系材料を用いて形成されることを特徴とする請求項１に記載の機械装置。
【請求項５】
前記部材としてのシリンダと、
前記シリンダの内部を往復動しつつ、該シリンダ内に、流体を圧縮又は膨張させる作動空間を形成するピストンと、
前記作動空間の外部から前記作動空間内へと前記流体を流通させるか、又は前記作動空間から該作動空間の外部へと前記流体を吐出させる孔部と、
前記ピストンに装着され、前記シリンダの内面と摺動する前記摺動材としてのピストンリングと、を有し、
前記ピストンリングは、前記複合樹脂材料により形成されることを特徴とする請求項１に記載の機械装置。
【請求項６】
固定鏡板に固定スクロールラップが形成された、前記部材としての固定スクロールと、
旋回鏡板に旋回スクロールラップが形成された、前記部材としての旋回スクロールと、
前記固定スクロールと前記旋回スクロールとが互いに対向して噛み合わされて設置されて形成された、流体を圧縮又は膨張させる作動空間と、
前記作動空間の外部から前記作動空間内へと前記流体を流通させるか、又は前記作動空間から該作動空間の外部へと前記流体を吐出させる孔部と、
前記固定スクロールラップの前記旋回鏡板との対向側端部及び前記旋回スクロールラップの前記固定鏡板との対向側端部にそれぞれ嵌合された、前記摺動材としてのチップシールと、を有することを特徴とする請求項１に記載の機械装置。
【請求項７】
前記流体として、乾燥ガスが前記作動空間に導入されることを特徴とする請求項５又は６に記載の機械装置。
【請求項８】
金属表面を有する部材表面を摺動する摺動材であって、
フッ素樹脂を母材とし、該母材に、前記フッ素樹脂から遊離するフッ素を捕捉する第一の材料又は前記金属表面に吸着する第二の材料の少なくとも一方が配合された複合樹脂材料により形成されることを特徴とする摺動材。
【請求項９】
前記第一の材料と前記フッ素樹脂から遊離するフッ素との反応の活性化エネルギーは、
前記金属表面と、前記フッ素樹脂から遊離するフッ素との反応の活性化エネルギーより低いことを特徴とする請求項８に記載の摺動材。
【請求項１０】
前記金属表面に対する前記第二の材料の吸着エネルギーは、前記金属表面に対する前記フッ素樹脂の吸着エネルギーより大きいことを特徴とする請求項８に記載の摺動材。
【請求項１１】
前記フッ素樹脂は、ＰＴＦＥ、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）及びポリフッ化ビニリデン（二フッ化）（ＰＶＤＦ）からなる群から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする請求項８に記載の摺動材。
【請求項１２】
前記第一の材料は、β型アルミナ（β−Ａｌ２Ｏ３）、γ型アルミナ（γ−Ａｌ２Ｏ３）、δ型アルミナ（δ−Ａｌ２Ｏ３）、θ型アルミナ（θ−Ａｌ２Ｏ３）、シリカ（ＳｉＯ２）−アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）複合酸化物、ゼオライト、チタニア（ＴｉＯ２）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、セリア（ＣｅＯ２）、セリア−ジルコニア複合酸化物からなる群から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする請求項８に記載の摺動材。
【請求項１３】
前記第二の材料は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）からなる群から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする請求項８に記載の摺動材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械装置及びこれに用いる摺動材に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気などの流体を圧縮する流体機械としては、一般に、レシプロ式の流体機械やスクロール式の流体機械が用いられている。例えばレシプロ式流体機械において、金属製のシリンダ内を往復動するピストンには、シリンダの内面と摺動する摺動材として、ピストンリングが取り付けられている。また、例えばスクロール式の流体機械において、金属製の固定スクロールや、固定スクロールに対して円運動しながら摺接する旋回スクロールの端部には、これらの内面と摺動する摺動材として、チップシールが取り付けられている。
【０００３】
摺動材としては、例えばポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥという。）に代表される樹脂材料が用いられている。例えばＰＴＦＥは、結晶性が高く、せん断強度が小さいため、せん断を受けると容易にミクロレベルで剥離し、被摺動面に移着する。被摺動面に移着膜が形成されることにより、摺動材自体は、シリンダ等の硬質の金属面とは直接接触せず、移着膜と接触して摺動することから、低摩擦化や低摩耗化の効果を得ることが可能となる。
【０００４】
例えば特許文献１には、摺動材として、ＰＴＦＥよりも金属材に対して移着し易い変性ＰＴＦＥを用いることで、電気的に中性なガスを圧縮するときの、摺動材成分の付着量の低減を改善するようにした流体圧縮機が開示されている。また、特許文献２には、水素ガス雰囲気下で、金属表面にＰＴＦＥを接触させて摺動させることにより、該金属表面にＰＴＦＥの転移膜を形成する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−５７３２号公報
【特許文献２】特開２００８−２９０３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
金属材の表面は、通常酸化されて水酸基が生成している。このような金属材の表面を、ＰＴＦＥ等の摺動材により摺動すると、金属材の表面に活性種が露出し、金属フッ化物等の金属化合物が生成することがある。この場合、摺動材からの移着膜の形成が阻害されるため、移着膜による低摩擦化や低摩耗化の効果が得られ難くなり、摺動材の摩耗が顕在化する。これにより、摺動部における摩耗耐久性が低下し、メンテナンスサイクルの短縮や、寿命短縮等の問題が生じていた。
【０００７】
特許文献１の流体圧縮機では、摺動面における活性種の発生や、これに伴う移着膜の形成が阻害される現象を抑制することは困難である。また、特許文献２に記載の方法では、金属表面における金属フッ化物等の生成をある程度抑制できる可能性があるものの、水素ガス雰囲気下において移着膜を予め形成する必要があるため、製造コストが膨大となる。
【０００８】
そこで本発明は、摩耗耐久性の向上やメンテナンスサイクルの延長を図ることができる機械装置及びこれに用いる摺動材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】
【０００９】
本発明の機械装置の好ましい実施形態は、金属表面を有する部材と、前記部材表面を摺動する摺動材と、を有し、前記摺動材は、フッ素樹脂を母材とし、該母材に、前記フッ素樹脂から遊離するフッ素を捕捉する第一の材料又は前記金属表面に吸着する第二の材料の少なくとも一方が配合された複合樹脂材料により形成されることを特徴とする。
【００１０】
また、好ましくは、上記した実施形態に係る機械装置に用いられる摺動材として構成される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る摺動材によれば、部材表面における金属フッ化物の生成を抑制し、部材への移着膜の形成を促進して、摩耗耐久性の向上やメンテナンスサイクルの延長を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係る機械装置に備えられる摺動部３０を示す図である。
【図２】ＰＴＦＥ単独で構成された従来の摺動材によりアルミニウム表面を摺動するときの化学反応を説明する図である。
【図３】ＰＴＦＥ単独で構成された摺動材を摺動させた後の、アルミニウム表面に形成された摺動痕のＸ線光電子分光分析スペクトルを示す図である。
【図４】実施形態に係るレシプロ式流体機械４０の全体構成を示す断面図である。
【図５】図４に示すレシプロ式流体機械４０のシリンダ４１内部の構成を拡大して示す断面図である。
【図６】スクロール式流体機械５０の構成を示す断面図である。
【図７】図６に示すスクロール式流体機械５０の固定スクロール５１及び旋回スクロール５２の一部を拡大して示す図である。
【図８】オルダム継手を備えたスクロール式流体機械７０の構成を示す断面図である。
【図９】図８中のケーシング、旋回スクロール及びオルダム継手を示す分解斜視図である。
【図１０】図８中のスライダを拡大して示す図である。
【図１１】ピンオンディスク摩擦試験により得られた、各ピンの比摩耗量の評価結果を示す図である。
【図１２】実施例４及び比較例２の摩擦試験後のアルミニウムディスク表面に形成された移着物のＸＰＳスペクトルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、実施形態に係る機械装置に備えられる摺動部３０を示す図である。機械装置としては、例えばレシプロ式流体機械やスクロール式流体機械を挙げることができる。レシプロ式流体機械やスクロール式流体機械の全体構成は後述する。
【００１４】
摺動部３０は、金属製の部材３１と、フッ素樹脂を母材とする複合樹脂材料により形成された摺動材３２と、を有している。摺動部３０では、摺動材３２が、摺動界面３３において部材３１と接触して摺動する。摺動界面３３には、潤滑油やグリースなどが供給されてもよい。但し、実施形態の機械装置は、潤滑油等を供給せず、オイルフリーの状態で使用したときに、特に効果が発揮される。
【００１５】
図１に示す例では、部材３１は、基材としての金属材３１ａの表面に、金属酸化物３１ｂが形成されている。即ち、図１に示す例では、金属酸化物３１ｂにより、金属表面が形成されており、この金属酸化物３１ｂに、摺動材３２を接触させて摺動させる。なお、図１では、金属材３１ａの表面に金属酸化物３１ｂが形成されている例を示したが、金属材３１ａには、必ずしも金属酸化物３１ｂが形成されていなくてもよく、部材３１の表面に、金属材３１ａが露出していていもよい。即ち、部材３１の金属表面は、金属材３１ａを構成する金属により形成されていてもよく、金属材３１ａ上に形成された、金属酸化物３１ｂ等の金属化合物により形成されていてもよい。
【００１６】
摺動材３２を構成する複合樹脂材料には、母材であるフッ素樹脂３２ａ中に、第一の材料３２ｂと第二の材料３２ｃとが配合されている。図１では、フッ素樹脂３２ａ中に、第一の材料３２ｂ及び第二の材料３２ｃの双方が配合されている複合樹脂材料を用いた例を示したが、複合樹脂材料としては、第一の材料３２ｂ又は第二の材料３２ｃのいずれか一方が配合されていてもよい。第一の材料３２ｂ、第二の材料３２ｃについては後述する。摺動材３２には、上記した第一の材料３２ｂ、第二の材料３２ｃに加えて、カーボン等の補強材や固体潤滑材が配合されていてもよい。
【００１７】
部材３１を構成する金属材３１ａとしては、例えば、Ａｌ、Ｍｇ、Ｓｉ等の軽金属や、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｕ等の遷移金属を用いることができる。部材３１としては、具体的には、例えばアルミニウムやアルミニウム合金等のＡｌ系材料、鉄や鉄−ニッケル合金等のＦｅ系材料、チタンやチタン合金等のＴｉ系材料、銅や銅合金等のＣｕ系材料を用いることができる。中でも、Ａｌ系材料を用いた場合に、耐摩耗性について優れた効果を得ることができる。Ａｌ系材料には、例えばＭｇ、Ｓｉ等が含有されていてもよい。また、Ｆｅ系材料には、例えばＣｒ、Ｎｉ、Ｍｏ等が含有されていてもよい。
【００１８】
金属材３１ａの表面に形成される金属酸化物３１ｂとしては、例えば金属材３１ａがアルミニウムの場合には酸化アルミニウム（以降、アルミナと呼ぶ）であり、鉄の場合には酸化鉄であり、銅の場合には酸化銅である。
【００１９】
部材３１は、図１に示すように、部材３１の基材を金属材３１ａにより形成してもよいし、部材３１の基材の表面に、上記した金属材３１ａを構成する金属材料と同様の金属材料を用いて、例えばメッキ処理や物理蒸着（ＰＶＤ）法、化学蒸着（ＣＶＤ）法等により表面処理してもよい。表面処理する場合、部材３１の基材は、上記した金属材３１ａにより構成してもよく、上記した金属材３１ａを構成する金属材料以外の金属材料を用いて構成してもよく、金属材料以外の材料を用いて構成してもよい。
【００２０】
摺動材３２を構成する複合樹脂材料のフッ素樹脂３２ａとしては、ＰＴＦＥ、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（二フッ化）（ＰＶＤＦ）からなる群から選ばれる少なくとも一つを用いることができる。例えば、ＰＴＦＥと、それ以外のフッ素樹脂とを混合して用いてもよい。
【００２１】
第一の材料３２ｂ、第二の材料３２ｃが配合されていない、ＰＴＦＥ単独で構成された従来の摺動材を用いた場合の問題点を、アルミニウム表面を摺動するときの化学反応を例に、図２及び図３を用いて説明する。アルミニウムの表面は通常酸化されており、酸化表面に大気中の水蒸気が解離吸着することで、水酸基が生成する（図２（１）参照）。このようなアルミニウム表面を、ＰＴＦＥからなる摺動材により摺動すると、摩擦熱やメカノケミカル的な作用により、アルミニウム表面が化学的に活性化し、水酸基が水分子として脱離する。水酸基が脱離した後のアルミニウム表面には、配位不飽和となって活性化したＡｌ原子（以下、活性Ａｌ原子という）が、表面に露出した状態となる（図２（２）参照）。活性Ａｌ原子は電子不足状態であり、周囲から電子を奪うルイス酸として作用する。このため、活性Ａｌ原子がＰＴＦＥに作用すると、ＰＴＦＥからフッ素を引き抜き、フッ化アルミニウムを生成する。
【００２２】
アルミニウム表面に形成されたフッ化アルミニウムが、移着膜の形成に与える影響を、図３を用いて説明する。図３に、ＰＴＦＥ単独で構成された摺動材を摺動させた後の、アルミニウム表面に形成された摺動痕のＸ線光電子分光分析（以下、ＸＰＳという）スペクトルを示す。図３中（Ｂ）は、フッ化アルミニウムを予め生成させたアルミニウム表面とＰＴＦＥ単独で構成された摺動材とを摺動させた後の、アルミニウム表面に形成された摺動痕のＸＰＳスペクトルであり、図３中（Ａ）は、フッ化アルミニウムを生成させていないアルミニウム表面とＰＴＦＥ単独で構成された摺動材とを摺動させた後のアルミニウム表面に形成された摺動痕のＸＰＳスペクトルを示す図である。図３に示すように、アルミニウム表面にフッ化アルミニウムを予め生成させた場合（Ｂ）には、アルミニウム表面にフッ化アルミニウムを生成させていない場合（Ａ）と比較して、ＰＴＦＥ単独で構成された摺動材から生じる移着膜に対応するＣ−Ｆのピークが低下していることが確認できる。即ち、摺動時に生成したフッ化アルミニウム等の金属フッ化物は、低摩擦化や低摩耗化に寄与する移着膜の形成を阻害することが確認できる。従って、摺動材３２としては、図３中（Ａ）に示す状態が得られるようにするため、部材３１（例えばアルミニウム）の表面における金属化合物（例えばフッ化アルミニウム）の生成を抑制しながら、部材３１の表面を摺動できるものが望ましい。
【００２３】
第一の材料３２ｂは、摺動材３２の母材であるフッ素樹脂３２ａから遊離するフッ素を捕捉するトラップ材として機能するものである。これにより、例えばアルミニウム表面におけるフッ化アルミニウム等の、金属フッ化物の生成を防止することができる。
【００２４】
第一の材料３２ｂとしては、この第一の材料３２ｂと、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂３２ａから遊離するフッ素との反応の活性化エネルギーが、部材３１の金属表面と、フッ素樹脂３２ａから遊離するフッ素との反応の活性化エネルギーより低いものを用いることができる。なお、フッ素と反応する金属表面としては、上記したように、金属材３１ａを構成する金属や、金属材３１ａ上に形成された金属酸化物３１ｂ等の金属化合物が挙げられる。この場合、第一の材料３２ｂは、金属表面と比較して、フッ素樹脂３２ａから遊離するフッ素との反応性が高いため、部材３１の表面において、フッ素樹脂３２ａから遊離したフッ素が活性Ａｌ原子等の活性反応サイトと反応してフッ化する前に、このフッ素を第一の材料３２ｂにより捕捉（トラップ）することができる。
【００２５】
第一の材料３２ｂとしては、一般に固体酸触媒の材料として用いられる金属酸化物の粉末を用いることができる。第一の材料としては、例えば、β型アルミナ（β−Ａｌ２Ｏ３）、γ型アルミナ（γ−Ａｌ２Ｏ３）、δ型アルミナ（δ−Ａｌ２Ｏ３）、θ型アルミナ（θ−Ａｌ２Ｏ３）、シリカ（ＳｉＯ２）−アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）複合酸化物、ゼオライト、チタニア（ＴｉＯ２、ルチル型又はアナターゼ型）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、セリア（ＣｅＯ２）、セリア−ジルコニア複合酸化物からなる群から選ばれる少なくとも一つを用いることができる。なお、上記した金属酸化物の粒子表面には、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂に配合したときの分散性を高める目的で、シランカップリング処理等により表面処理をしてもよい。
【００２６】
第二の材料３２ｃは、部材３１の金属表面に吸着するものである。なお、部材３１の金属表面としては、上記したように、金属材３１ａを構成する金属や、金属材３１ａ上に形成された金属酸化物３１ｂ等の金属化合物が挙げられる。第二の材料３２ｃとしては、部材３１の金属表面に対する第二の材料３２ｃの吸着エネルギーが、部材３１の金属表面に対するフッ素樹脂の吸着エネルギーより大きいものを用いることができる。即ち、ＰＴＦＥ単独で構成された従来の摺動材を用いた摺動部においては、図２で説明したように、部材であるアルミニウムの表面に露出した活性Ａｌ原子が、摺動材であるＰＴＦＥと接触することでフッ化アルミニウムが生成し、移着膜の形成を阻害していた。第二の材料３２ｃとして、上記したものを用いた場合、第二の材料３２ｃは、フッ素樹脂３２ａと比較して、部材３１の金属表面に対する吸着性が高いため、活性Ａｌ原子等の活性反応サイトにフッ素樹脂が接触してフッ化反応が進行する前に、この活性反応サイトに第二の材料３２ｃが吸着し、部材３１表面におけるフッ化反応を抑制することができる。また、第二の材料３２ｃは、活性Ａｌ原子等の活性反応サイトが生成する前の金属表面に吸着し、活性反応サイト自体の生成を抑制することもできる。これにより、部材３１表面におけるフッ化反応を抑制することができる。
【００２７】
第二の材料３２ｃとしては、摺動材３２を製造する際の加熱プロセスを考慮すると、摺動材３２の母材であるフッ素樹脂の融点付近の温度で揮発しない、高分子材料を用いることが好ましい。低分子材料を用いると、摺動材３２の製造時における加熱プロセス中に、燃焼により気化したり、揮発したりして、第二の材料３２ｃによる金属フッ化物の生成抑制効果を十分に得られない可能性がある。
【００２８】
第二の材料３２ｃとしては、例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の、極性基を有する樹脂材料の粉末体が挙げられる。第二の材料３２ｃとしては、上記した樹脂材料の粉末体のいずれか一つを単独で用いてもよく、複数種を組み合わせて用いてもよい。
【００２９】
複合樹脂材料には、第一の材料３２ｂ、第二の材料３２ｃに加えて、補強材や、固体潤滑材等を配合してもよい。なお、固体潤滑材としては、ＰＴＦＥ等の、母材成分として配合した成分以外の成分を使用する。補強材は、摺動材としての強度を高めるものであり、一例としては、カーボン（球状カーボン、カーボン繊維など）、ガラス繊維、球状アルミナ、銅、ブロンズ等が挙げられる。また、固体潤滑材の一例としては、グラファイト、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素（六方晶）等が挙げられる。
【００３０】
複合樹脂材料を製造する際には、一般に、ＰＴＦＥ等の母材の粉末、第一の材料３２ｂの粉末、第二の材料３２ｃの粉末を、ミキサーで混合し、続いて圧縮成型又は射出成型した後、焼成して得ることができる。焼成は、使用する母材、第一の材料３２ｂ、第二の材料３２ｃの種類に応じて、その温度範囲を適宜調整して行う。
【００３１】
摺動材３２における、第一の材料３２ｂ又は第二の材料３２ｃの存在確認は、例えばＸＲＤや赤外分光分析（以下、ＩＲという）を用いて行うことができる。例えば、第一の材料３２ｂである金属酸化物の粉末は、特定の結晶形をもつため、ＸＲＤで検出することができる。また、第二の材料３２ｃである樹脂材料の粉末は、特定の官能基を有するため、ＩＲで検出することができる。
【００３２】
図４は、一実施形態に係るレシプロ式流体機械４０の全体構成を示す断面図である。レシプロ式流体機械４０は、シリンダ４１と、シリンダ４１内部を往復動するピストン４２と、を有している。シリンダ４１内の、ピストン４２により画成された空間には、流体を圧縮又は膨張させる作動空間としての圧縮／膨張室４３が形成されている。
【００３３】
シリンダ４１の図４中上端は、仕切り板４４により閉塞されており、仕切り板４４に、吸入口４４ａ、吐出口４４ｂが設けられている。吸入口４４ａ、吐出口４４ｂには、それぞれ、吸入弁４４ｃ、吐出弁４４ｄが設けられており、吸入弁４４ｃ、吐出弁４４ｄの先には、それぞれ配管が接続されている。
【００３４】
シリンダ４１は、図４中下端側が開放されており、この下端部において、筐体４５と接続されている。ピストン４２には、ピストンピン４６ａを介して連結棒４６が接続されている。筐体４５内には、モータ４７が収容されている。モータ４７は、プーリ４８、及びプーリ４８間に巻き回されたベルト４９を介して、連結棒４６に接続されている。
【００３５】
レシプロ式流体機械４０の作動時には、モータ４７の動力を、ベルト４９、プーリ４８を介して、連結棒４６によりピストン４２に伝える。ピストン４２を上下動させることで、吸入口４４ａから圧縮／膨張室４３内に外気を吸入し、圧縮／膨張室４３内で吸入ガスを圧縮する。圧縮されたガスは、吐出口４４ｂを通って、圧縮／膨張室４３の外部に吐出され、配管により回収される。
【００３６】
図５に、図４に示すレシプロ式流体機械４０のシリンダ４１内部の構成を拡大して示す。ピストン４２には、ピストンリング４２１、ライダーリング４２２が環装されており、ピストン４２の上下動に伴い、ピストンリング４２１、ライダーリング４２２が、シリンダ４１の内周面と摺動する。これにより、ピストン４２とシリンダ４１との接触やカジリを防止することができ、ピストン４２とシリンダ４１とのスムーズな摺動状態を得ることができる。
【００３７】
シリンダ４１は、図１における部材３１に該当し、ピストンリング４２１は、図１における摺動材３２に該当する。ピストン４２は、金属製であってもよいし、樹脂製であってもよい。シリンダ４１は、金属材３１ａ（図１参照）を基材とする金属製であり、金属材３１ａについて説明したのと同様の材料を用いて形成することができる。シリンダ４１には、金属材３１ａに対する表面処理により、適宜被膜を形成してもよい。例えば、金属材３１ａの表面に対して、Ｎｉ等によりメッキ膜を形成してもよい。なお、シリンダ４１の金属材３１ａの表面には、被膜を形成しなくてもよい。
【００３８】
ピストンリング４２１は、上記した複合樹脂材料により形成する。即ち、ピストンリング４２１は、母材であるフッ素樹脂に、第一の材料３２ｂ又は第二の材料３２ｃの少なくとも一方が配合されている複合樹脂材料を用いて形成する。ライダーリング４２２についても、ピストンリング４２１と同様、複合樹脂材料を用いて形成してもよい。
【００３９】
図６は、スクロール式流体機械５０の構成を示す断面図である。図６において、スクロール式流体機械５０は、スクロール式流体機械５０の外殻をなすケーシング５３と、ケーシング５３に回転可能に設けられた駆動軸５４と、ケーシング５３に取り付けられた固定スクロール５１と、駆動軸５４のクランク軸５４Ａに旋回可能に設けられた旋回スクロール５２と、を有している。固定スクロール５１は、固定鏡板５１ａと、固定鏡板５１ａの一主面側に渦巻状に形成された固定スクロールラップ５１ｂと、を有している。旋回スクロール５２は、旋回鏡板５２ａと、旋回鏡板５２ａの一主面側に渦巻状に形成された旋回スクロールラップ５２ｂと、を有している。旋回スクロール５２には、旋回鏡板５２ａの背面側中央にボス部５２ｆが突設されている。
【００４０】
旋回スクロール５２は、旋回スクロールラップ５２ｂが、固定スクロールラップ５１ｂと互いに噛み合うように、互いに対向して配置されている。これにより、固定スクロールラップ５１ｂと旋回スクロールラップ５２ｂとの間に、流体を圧縮又は膨張する作動空間としての圧縮／膨張室５５が形成される。
【００４１】
固定スクロール５１の固定鏡板５１ａの外周側には、吸入口５６が穿設されている。吸入口５６は、最外周側の圧縮／膨張室５５に連通している。また、固定クスロール５１の固定鏡板５１ａの中心部には、吐出口５７が穿設されている。吐出口５７は、最内周側の圧縮／膨張室５５に開口している。
【００４２】
駆動軸５４は、玉軸受５８を介してケーシング５３に回転可能に支持されている。駆動軸５４の一端側は、ケーシング５３外で電動モータ等に連結されており、駆動軸５４の他端側は、ケーシング５３内に伸張してクランク軸５４Ａとなる。クランク軸５４Ａの軸線は、駆動軸５４の軸線に対して、所定寸法だけ偏心している。
【００４３】
ケーシング５３の旋回スクロール５２側の内周には、円環状のスラスト受部６１が設けられている。スラスト受部６１と旋回鏡板５２ａとの間には、スラストプレート６２が設けられている。スラストプレート６２は、例えば鉄等の金属材料により円環状の板体として形成されており、旋回スクロール５２が旋回運動したときに、旋回鏡板５２ａに対してその表面が摺動し、主に圧縮運転時に旋回スクロール５２に作用するスラスト方向（旋回スクロール５２を固定スクロール５１から離間させる方向）の荷重をスラスト受部６１と共に受承する。これにより、ケーシング５３と旋回鏡板５２ａとのかじりや異常摩耗を防止する。
【００４４】
また、スラスト受部６１と旋回鏡板５２ａとの間には、スラストプレート６２より中心寄りの位置に、オルダムリング６３が設けられている。オルダムリング６３は、駆動軸５４によって旋回スクロール５２が回転駆動されたときに、旋回スクロール５２の自転を防止し、クランク軸５４Ａによる所定寸法の旋回半径を持った円運動を与える。
【００４５】
不図示の電動モータ等により駆動軸５４を回転駆動させると、旋回スクロール５２が所定寸法の旋回半径で旋回運動し、吸込口５６から吸い込まれた外部の空気が、固定スクロールラップ５１ｂと旋回スクロールラップ５２ｂとの間に画成された圧縮／膨張室５５…内で順次圧縮される。この圧縮空気は、固定スクロール５１の吐出口５７から、外部の空気タンク等に吐出される。
【００４６】
図７に、図６に示すスクロール式流体機械５０の固定スクロール５１及び旋回スクロール５２の一部を拡大して示す。固定スクロールラップ５１ｂの旋回鏡板５２ａとの対向側の端面５１ｃには、溝５１ｄが形成されており、この溝５１ｄには、チップシール５９１が嵌め込まれている。また、旋回スクロールラップ５２ｂの固定鏡板５１ａとの対向側の端面５２ｃにも、溝５２ｄが形成されており、この溝５２ｄにもチップシール５９２が嵌め込まれている。
【００４７】
旋回スクロール５２の旋回運動に伴い、チップシール５９１が旋回鏡板５２ａのラップ底面５２ｅと摺動し、チップシール５９２が固定鏡板５１ａのラップ底面５１ｅと摺動する。これにより、固定スクロールラップ５１ｂと旋回鏡板５２ａのラップ底面５２ｅとの接触や、旋回スクロールラップ５２ｂと固定鏡板５１ａのラップ底面５１ｅとの接触を防止することができ、スムーズな摺動状態を得ることができる。
【００４８】
図７において、固定スクロール５１及び旋回スクロール５２は、図１における部材３１に該当し、チップシール５９１及びチップシール５９２は、図１における摺動材３２に該当する。固定スクロール５１及び旋回スクロール５２は、金属材３１ａ（図１参照）を基材とする金属製であり、金属材３１ａについて説明したのと同様の材料を用いて形成することができる。固定スクロール５１の固定鏡板５１ａのラップ底面５１ｅ及び固定スクロールラップ５１ｂの側面には、金属材３１ａに対する表面処理により、適宜メッキ膜等の被膜を形成してもよい。
【００４９】
チップシール５９１及びチップシール５９２は、複合樹脂材料により形成する。即ち、チップシール５９１及びチップシール５９２は、母材であるフッ素樹脂に、第一の材料３２ｂ又は第二の材料３２ｃの少なくとも一方が配合されている複合樹脂材料を用いて形成する。
【００５０】
また、スラストプレート６２と旋回鏡板５２ａとの摺動部において、これらの摺動面を形成するスラストプレート６２表面又は旋回鏡板５２ａの表面に、上記した、複合樹脂材料をコーティングしてもよい。また、上記した説明では、スラストプレート６２を、鉄等の金属材料により形成した例を示したが、スラストプレート６２自体を、複合樹脂材料により形成してもよい。また、上記した説明では、スラストプレート６２と、スラストプレート６２より中心寄りの位置に設けられたオルダムリング６３により、旋回スクロール５２の自転を防止する機構について示したが、本発明における実施形態はこれに限られるものではなく、本発明は、例えば補助クランク（図示しない）など他の自転防止機構を用いたスクロール式流体機械にも用いることができる。
【００５１】
図６〜７では、旋回スクロール５２の自転を防止する機構として、オルダムリング６３を備えたスクロール式流体機械５０の構成を示した。図８〜図１０では、旋回スクロールの自転防止機構として、オルダム継手を備えたスクロール式流体機械７０の構成を示す。図８において、７１は固定スクロール、７２は旋回スクロール、７３はケーシング、７４は駆動軸である。旋回スクロール７２は、旋回スクロール本体７５と、旋回スクロール本体７５の背面側に取り付けられた、略円板状の背面プレート７６とを有している。
【００５２】
固定スクロール７１は、固定鏡板７１ａの表面側に固定スクロールラップ７１ｂが設けられ、固定鏡板７１ａの背面側に放熱板７１ｃが設けられている。また、旋回スクロール本体７５は、旋回鏡板７５ａの表面側に、固定スクロールラップ７１ｂと対向するように、旋回スクロールラップ７５ｂが設けられ、旋回鏡板７５ａの背面側に放熱板７５ｃが設けられている。
【００５３】
背面プレート７６は、旋回スクロール本体７５の放熱板７５ｃの先端に、ボルト等により固着されており、その背面中央部には、ボス部７６ｄが軸方向に突出している。なお、スクロール式流体機械７０の基本的な構成は、上記した点以外は、図６に示す構成と同様である。このため、図６と共通する部分については説明を省略する。
【００５４】
スクロール式流体機械７０では、旋回スクロール７２の背面プレート７６と、ケーシング７３のフランジ部７７との間に、自転防止機構であるオルダム継手９０が設けられている。図９〜図１０に示すように、オルダム継手９０は、Ｘ軸方向に延びるＸ軸ガイド９１、９１、Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向に延びるＹ軸ガイド９２、９２、Ｘ軸ガイド９１及びＹ軸ガイド９２に摺接するスライダ９３、及びスライダ９３に配置された各球体９４を有している。
【００５５】
Ｘ軸ガイド９１、９１、Ｙ軸ガイド９２、９２は、いずれも細長い角板状に形成されている。Ｘ軸ガイド９１、９１は、ケーシング７３のフランジ部７７の摺動面７７Ａに一体に設けられており、Ｙ軸方向に一定の寸法だけ離間して設置されている。Ｙ軸ガイド９２、９２は、背面プレート７６の摺動面７６Ａに一体に設けられており、Ｘ軸方向に一定の寸法だけ離間して設置されている。
【００５６】
スライダ９３は、略正方形の平板状に形成されており、側面９３ａ、９３ａが、Ｘ軸ガイド９１、９１の内面に摺接し、側面９３ｂ、９３ｂが、Ｙ軸ガイド９２、９２の内面に摺接するように装着されている。スライダ９３の中央部には、背面プレート７６のボス部７６ｄが貫通する逃し穴９３ｃが穿設されており、その４隅には、貫通孔９３ｄ、９３ｄ、９３ｄ、９３ｄが穿設されている。貫通孔９３ｄには、球体９４、９４、９４、９４が挿入されている。
【００５７】
オルダム継手９０は、スライダ９３をＸ軸方向、Ｙ軸方向に摺動変位させることにより、旋回スクロール７２の自転を防止し、旋回スクロール７２に所定寸法の旋回半径をもった円運動を与える自転防止機構として機能する。
【００５８】
図８に示すスクロール式流体機械７０は、不図示の電動モータ等により駆動軸７４を回転駆動させると、旋回スクロール７２が所定寸法の旋回半径で旋回運動し、吸込口７８から吸込まれた外部の空気が、固定スクロールラップ７１ｂと旋回スクロールラップ７５ｂとの間に画成された圧縮／膨張室７９、７９…内で順次圧縮される。この圧縮空気は、固定スクロール７１の吐出口８０から、吐出パイプ８１を介して吐き出され、外部のタンクに貯留される。
【００５９】
例えばＸ軸ガイド９１、９１、Ｙ軸ガイド９２、９２が金属製であり、スライダ９３が樹脂製である場合、スライダ９３における、摺動面を構成する領域を、上記した複合樹脂材料により形成してもよい。また、スライダ９３の摺動面を形成する面を、複合樹脂材料によりコーティングしてもよい。また、Ｘ軸ガイド９１、９１、Ｙ軸ガイド９２、９２が金属製である場合には、Ｘ軸ガイド９１、９１、Ｙ軸ガイド９２、９２の表面に、複合樹脂材料をコーティングしてもよい。また、Ｘ軸ガイド９１、９１、Ｙ軸ガイド９２、９２を複合樹脂材料により構成し、スライダ９３を金属製としてもよい。
【００６０】
図４〜５に示すレシプロ式流体機械、及び図６〜１０に示すスクロール式流体機械においては、いずれも圧縮／膨張室内に供給するガスとして、大気を用いてもよいし、乾燥ガスを用いてもよい。即ち、高純度窒素ガス等の、露点が低く、湿度が低いガスを圧縮する際には、フッ素樹脂を母材とする摺動材の摩耗が悪化し易く、流体機械のメンテナンスサイクルや寿命が短くなり易かった。上記した実施形態に係る摺動材は、圧縮するガスの種類に拠らずに、部材の表面における金属フッ化物の生成抑制効果を発現する。このため、実施形態の摺動材を適用した流体機械を、例えば乾燥ガスの圧縮に供することもできる。
【００６１】
乾燥ガスの例としては、露点−３０℃以下のガスを挙げることができる。乾燥ガスとしては、例えば合成空気、高純度窒素ガス、酸素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス、水素ガス等が挙げられる。
【００６２】
上記した実施形態では、圧縮機に代表される流体機械に、図１に示す摺動材３２を適用した場合を例に説明した。但し、実施形態に係る摺動材３２は、流体機械以外にも、真空装置、印刷装置、分析装置、宇宙関連機器等の、固体潤滑性が求められる機械装置に用いてもよい。
【００６３】
第一原理に基づく密度汎関数理論（ＤＦＴ）手法により、第一の材料３２ｂと第二の材料３２ｃの特性を検証した。以下の検証では、複合樹脂材料の第一の材料３２ｂとしてγ型アルミナを用い、第二の材料３２ｃとしてＰＥＥＫ樹脂を用いた場合について検証した。また、部材３１を構成する金属材３１ａはアルミニウムとし、最表層の金属酸化物３１ｂは酸化アルミニウムとした。
【００６４】
まず、第一の材料３２ｂであるγ型アルミナ、及び摺動材３１の最表層の金属酸化物３１ｂである酸化アルミニウムのそれぞれについて、フッ素との反応の活性化エネルギーを計算した。酸化アルミニウムとしては、α型アルミナを仮定した。
【００６５】
計算には、市販のソフトウェア「ＤＭｏｌ３」（Ａｃｃｅｌｒｙｓ社製）を用いた。また、汎関数として「ＧＧＡ−ＰＢＥ」を用い、基底関数として「ＤＮＰ」を用いた。また、エネルギー収束閾値を、１０−５Ｈａとした。計算結果を表１に示す。なお、活性化エネルギーは、正に大きいほど反応が進行し難いことを示す。
【００６６】
表１に示すように、フッ素とγ型アルミナ（第一の材料３２ｂ）との反応の活性化エネルギーΔＥ１は、フッ素とα型アルミナ（金属酸化物３１ｂ）との反応の活性化エネルギーΔＥ２と比較して小さい。
【００６７】
従って、母材であるＰＴＦＥにγ型アルミナを配合することにより、ＰＴＦＥから遊離したフッ素を、γ型アルミナにより捕捉（トラップ）することができる。このため、部材としてのアルミニウム表面のフッ化現象を抑制することができる。
【００６８】
【表１】
2018066427.tif 000003
【００６９】
次に、第二の材料３２ｃであるＰＥＥＫ樹脂、及び摺動材３１の母材であるＰＴＦＥのそれぞれについて、部材３１の最表層の金属酸化物３１ｂである酸化アルミニウム（α型アルミナ）に対する吸着エネルギーを、表１に示す計算と同じソフトウェアを用いて計算した。計算結果を表２に示す。なお、吸着エネルギーの計算において、樹脂材料を構成するポリマー鎖の全てをモデル化することは困難であるため、吸着エネルギーの計算は、それぞれのモノマーについて行った。吸着エネルギーは、負に大きいほど強く吸着していることを表す。
【００７０】
表２に示すように、酸化アルミニウム（α型アルミナ）表面に対するＰＥＥＫ樹脂（第二の材料３２ｃ）の吸着エネルギーΔＥ３は、酸化アルミニウム（α型アルミナ）表面に対するＰＴＦＥ（摺動材３２の母材）の吸着エネルギーΔＥ４と比較して、負に大きい値を示している。従って、ＰＴＦＥにＰＥＥＫ樹脂を配合することにより、酸化アルミニウム表面の反応活性サイトにＰＥＥＫ樹脂が吸着し、アルミニウム表面のフッ化を抑制することが可能である。
【００７１】
【表２】
2018066427.tif 000004
【００７２】
第一の材料３２ｂ及び第二の材料３２ｃの効果を検討するため、ピンオンディスク摩擦試験を行った。ピンオンディスク摩擦試験では、計算による検証と同様、第一の材料３２ｂとしてγ型アルミナを使用し、第二の材料３２ｃとしてＰＥＥＫ樹脂を使用し、部材３１を構成する金属材３１ａとしてアルミニウムを使用した。金属材３１ａの最表層の金属酸化物３１ｂは酸化アルミニウムとした。
【００７３】
ピンオンディスク摩擦試験は、表３に示す材料を用いた複合樹脂材料により形成した直径φ３ｍｍの棒状部材を、摺動材３２に対応するピンとして使用した。具体的には、各原料粉をミキサーで混合し、得られた混合物を圧縮成型、さらに焼成して得られた焼成品をφ３の棒状に加工したものを、摩擦試験に供した。
【００７４】
なお、表３において「○」は、γ型アルミナ、ＰＥＥＫ樹脂又はカーボンを、ＰＴＦＥ（母材）に対して配合したことを示し、「−」は、γ型アルミナ、ＰＥＥＫ樹脂又はカーボンを、ＰＴＦＥ（母材）に対して配合しなかったことを示す。また、表３において、γ型アルミナ、ＰＥＥＫ樹脂又はカーボンをＰＴＦＥ（母材）に対して配合した場合、それぞれの成分のＰＴＦＥ（母材）に対する配合割合は、実施例１〜５、比較例１〜３において同率とした。
【００７５】
また、φ３０ｍｍ、厚さ４ｍｍ、表面の算術平均粗さ０．０５μｍのアルミニウム製ディスクを、部材３１に対応するディスクとして使用した。摩擦試験は、ディスクの中心から７．５ｍｍだけシフトした位置に、荷重１０Ｎでピンを押し付けた状態で、回転数１００ｒｐｍ（すべり速度は７８．５ｍｍ／ｓ）で６時間連続して行った。
【００７６】
摩擦試験を実施する際の雰囲気としては、大気雰囲気、高純度窒素雰囲気の２種類を適用した。大気雰囲気は、温度約２０℃、相対湿度約５０％とした。高純度窒素の雰囲気は、窒素ガスボンベから窒素ガスを供給して形成した。高純度窒素の雰囲気は、温度約２０℃、露点−７０℃の乾燥状態とした。
【００７７】
（実施例１）
母材であるＰＴＦＥに、第一の材料３２ｂとしてγ型アルミナを配合して、複合樹脂材料を得た。この複合樹脂材料により作成したピンを用いて、大気雰囲気下でピンオンディスク摩擦試験を行った。  
（実施例２）  
母材であるＰＴＦＥに、第二の材料３２ｃとしてＰＥＥＫ樹脂を配合して、複合樹脂材料を得た。この複合樹脂材料により作成したピンを用いて、大気雰囲気下でピンオンディスク摩擦試験を行った。  
（実施例３）
母材であるＰＴＦＥに、第一の材料３２ｂとしてγ型アルミナを配合し、第二の材料３２ｃとしてＰＥＥＫ樹脂を配合して、複合樹脂材料を得た。この複合樹脂材料により作成したピンを用いて、大気雰囲気下でピンオンディスク摩擦試験を行った。  
（実施例４）
実施例３で得られた複合樹脂材料に、さらにカーボンを配合し、得られた複合樹脂材料により作成したピンを用いて、大気雰囲気下でピンオンディスク摩擦試験を行った。  
（実施例５）
実施例４で用いたものと同じ複合樹脂材料によりピンを作成した。得られたピンを用いて、高純度窒素雰囲気下でピンオンディスク摩擦試験を行った。
【００７８】
（比較例１）
母材であるＰＴＦＥに、第一の材料３２ｂ、第二の材料３２ｃのいずれも配合していない樹脂材料（ＰＴＦＥの割合が１００％である樹脂材料）により、ピンを作成した。得られたピンを用いて、大気雰囲気下でピンオンディスク摩擦試験を行った。  
（比較例２）
母材であるＰＴＦＥに、第一の材料３２ｂ、第二の材料３２ｃのいずれも配合せず、カーボンを配合して得られた樹脂材料により、ピンを作成した。得られたピンを用いて、大気雰囲気下でピンオンディスク摩擦試験を行った。  
（比較例３）
比較例２で用いたものと同じ樹脂材料により、ピンを作成した。得られたピンを用いて、高純度窒素囲気下でピンオンディスク摩擦試験を行った。
【００７９】
【表３】
2018066427.tif 000005
【００８０】
ピンオンディスク摩擦試験により得られた、各ピンの比摩耗量の評価結果を図１１に示す。ピンオンディスク摩擦試験の評価は、摩擦試験に伴うピンの長さの変化を計測し、摩擦試験前後でのピンの長さの減少量（摩耗量）を算出して行った。図１１には、実施例１〜５及び比較例１〜３について算出された、各ピンの減少量（摩耗量）を、比較例１（ＰＴＦＥ単独で構成された摺動材の場合）の減少量（摩耗量）を基準とした相対値として示した。
【００８１】
図１１に示すように、実施例１及び実施例２は、比較例１と比較して、摩耗量が約１／１００まで低下することが確認できた。即ち、ＰＴＦＥに対して第一の材料３２ｂ又は第二の材料３２ｃを配合することで、摺動材３２としての摩耗耐久性を、１００倍向上させることができることが確認できた。また、実施例３では、実施例１や実施例２と比較して、摩耗量がさらに低下していることが確認できた。このことから、第一の材料３２ｂと第二の材料３２ｃとを併用することにより、摩耗耐久性を向上させる効果が相乗的に発現されることが確認できた。
【００８２】
また、実施例４では、比較例２と比較して、摩耗量が約１／４０まで低下していることが確認できた。即ち、ＰＴＦＥにカーボンを配合して補強した複合樹脂材料に対して、更に第一の材料３２ｂや第二の材料３２ｃを配合することで、摺動材３２としての摩耗耐久性を、約４０倍向上させることができた。さらに、実施例４では、比較例１と比較すると、１０００倍以上の摩耗耐久性を有することが確認できた。
【００８３】
また、実施例５と比較例３とを比較すると、高純度窒素雰囲気下においても、第一の材料３２ｂ及び第二の材料３２ｃによる摩耗耐久性の向上効果が確認できた。即ち、大気中で摩擦試験を行った、実施例４と比較例２とを比較した結果と同様に、第一の材料３２ｂと第二の材料３２ｃとを母材に配合することにより、約４０倍の摩耗耐久性向上の効果を得られることが確認できた。
【００８４】
上記したピンオンディスク摩擦試験後のアルミニウムディスク表面に形成された移着物に対して、Ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）による化学分析を行い、フッ素の化学結合状態から、アルミニウム表面に存在する化学種を特定した。Ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）は、表３において検討した材料のうち、摩耗量が最小であった実施例４と、これに対応する比較例２について行った。
【００８５】
図１２（ａ）に実施例４の摩擦試験後のアルミニウムディスク表面に形成された移着物のＸＰＳスペクトル、図１２（ｂ）に比較例２の摩擦試験後のアルミニウムディスク表面に形成された移着物のＸＰＳスペクトルを示す。なお、図１２（ａ）、（ｂ）のいずれも、Ｆ１ｓ光電子のスペクトルである。図１２より、第一の材料３２ｂや第二の材料３２ｃを含まない樹脂材料をピンとして用いた比較例２のアルミニウムディスク表面では、図１２（ｂ）に示すように、フッ化アルミニウムのピークが確認された。これに対し、第一の材料３２ｂと第二の材料３２ｃを含む複合樹脂材料を、ピンとして用いた実施例４のアルミニウムディスク表面では、図１２（ａ）に示すように、フッ化アルミニウムをピークは確認されなかった。この結果から、母材であるＰＴＦＥに対して、第一の材料３２ｂや第二の材料３２ｃを配合することによって、フッ化アルミニウムの形成が抑制されることが確認できた。
【００８６】
以上説明した摩擦試験及び表面化学分析の結果から明らかなように、実施形態に係る摺動材は、部材３１との摺動時に、部材３１の摺動面に金属フッ化物が生成されるのを抑制できる。このため、摺動面に移着膜が形成され易くなり、摺動材３２の摩耗耐久性を向上できる。従って、この摺動材３２を、例えばレシプロ式流体機械のピストンリングやスクロール式流体機械のチップシールに適用することで、ピストンリングやチップシールの摩耗耐久性が高められるため、これらの交換寿命が長くなる。このため、レシプロ式流体機械やスクロール式流体機械のメンテナンスサイクルや寿命を延長できる。
【００８７】
また、一般に、摩耗耐久性が悪化し易い、高純度窒素等の乾燥雰囲気においても、実施形態の摺動材３２を用いることで、摩耗耐久性の向上を図ることができる。このため、レシプロ式流体機械やスクロール式流体機械で乾燥ガスを圧縮する際にも、メンテナンスサイクルや寿命の延長を図ることができる。
【符号の説明】
【００８８】
３０…摺動部、３１…部材、３１ａ…金属材、３１ｂ…金属酸化物、３２…摺動材、３２ａ…フッ素樹脂、３２ｂ…第一の材料、３２ｃ…第二の材料、３３…摺動界面、４０…レシプロ式流体機械、４１…シリンダ、４２…ピストン、４２１…ピストンリング、４２２…ライダーリング、４３、５５、７９…圧縮／膨張室、４４…仕切り板、４４ａ、５６、７８…吸入口、４４ｂ、５７、８０…吐出口、４４ｃ…吸入弁、４４ｄ…吐出弁、４５…筐体、４６…連結棒、４６ａ…ピストンピン、４７…モータ、４８…プーリ、４９…ベルト、４６…連結棒、５０、７０…スクロール式流体機械、５１、７１…固定スクロール、５１ａ、７１ａ…固定鏡板、５１ｂ、７１ｂ…固定スクロールラップ、５１ｃ、５２ｃ…端面、５１ｄ、５２ｄ…溝、５１ｅ、５２ｅ…ラップ底面、５２、７２…旋回スクロール、５２ａ、７５ａ…旋回鏡板、５２ｂ、７５ｂ…旋回スクロールラップ、５２ｆ、７６ｄ…ボス部、５３、７３…ケーシング、５４、７４…駆動軸、５４Ａ…クランク軸、５８…玉軸受、５９１、５９２…チップシール、６１…スラスト受部、６２…スラストプレート、６３…オルダムリング、７１ｃ、７５ｃ…放熱板、７５…旋回スクロール本体、７６…背面プレート、７６Ａ、７７Ａ…摺動面、７７…フランジ部、８１…吐出パイプ、９０…オルダム継手、９１…Ｘ軸ガイド、９２…Ｙ軸ガイド、９３…スライダ、９３ａ、９３ｂ…スライダ９３の側面、９３ｃ…逃し穴、９３ｄ…貫通孔、９４…球体
【図１】
2018066427.tif 000006
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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