(57)【要約】【課題】  斜板式コンプレッサの斜板の斜板基材に被着されたコーティング層に関して、潤滑油が乏しい、運転状態時、相手シューとの焼付きを防止し、高速回転、高荷重条件で、被覆剥離を起こさず、相手シューから来る荷重を十分に支えることができる。コーティング層を提供する。【解決手段】  被覆表面に被着された焼結金属、溶射金属、凸部などに、固体潤滑剤を含む樹脂３２、金属３１が混在しており、さらに、前記樹脂と固体潤滑剤の割合が２０〜８０面積％である。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
斜板式コンプレッサの斜板の斜板基材に被着されたコーティング層の表面おいて、樹脂、金属及び固体潤滑剤が混在しており、さらに、前記樹脂と固体潤滑剤の割合が２０〜８０面積％であることを特徴とする斜板式コンプレッサの斜板。
【請求項２】
前記金属が斜板基材に被着された焼結金属である請求項１記載の斜板式コンプレッサの斜板。
【請求項３】
前記金属が斜板に溶射された溶射金属である請求項１記載の斜板式コンプレッサの斜板。
【請求項４】
前記金属が斜板基材に形成された凸部である請求項１記載の斜板式コンプレッサの斜板。
【請求項５】
前記金属が銅合金である請求項２から４までの何れか１項記載の斜板式コンプレッサの斜板。
【請求項６】
前記樹脂が、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、及びポリエーテルイミド樹脂からなる群より選択された少なくとも1種である請求項１から５までの何れか1項記載の斜板式コンプレッサの斜板。
【請求項７】
前記固体潤滑剤が、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、黒鉛、窒化ホウ素、鉛、インジウム及びスズからなる群より選択された少なくとも1種である請求項１から６までの何れか1項記載の斜板式コンプレッサの斜板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は斜板式コンプレッサの斜板に関するものである。
【０００２】
図1に一例を示す。斜板式コンプレッサにおいて、１はシリンダブロック、２はバルブプレート、３はシリンダヘッド、４は駆動軸、５はスラスト軸受、６はラジアル軸受、７はメカニカルシール、８は斜板、１０は斜板室、１１はシリンダボア、１２はピストン、１３はボール、１５は通路、１６は吐出室である。この斜板式コンプレッサでは、駆動軸４を回転駆動してこれと一体の斜板８を回転させ、その回転に伴ってピストン１２を往復動させると、シリンダボア１１内で圧縮された被圧縮ガスはバルブプレート2A,2Bに形成した通路15A,15Bおよび図示しない吐出弁を介して各吐出室16A,16B内に吐出しされ、ここからさらに両吐出室16A,16Bを連通する通路１７および吐出通路１９から吸込まれる被圧縮ガスは、通路２０で方向を変えられて一対の吸込室21A、21B内に導入され、ここから図示しない吸込弁およびバルブプレート2A,2Bに形成した通路を介して上記シリンダボア11内に吸込まれる。そして、上記斜板８を収納した斜板室１０に導入される被圧縮ガス中の潤滑油は、ミスト状態で斜板８やスラスト軸受５等の摺動部に供給される。上記のラジアル軸受には前掲公報ではアルミニウム軸受合金と炭素鋼の組み合わせが使用されている。
【背景技術】
【０００３】
斜板式コンプレッサの斜板の表面処理としては次のものが公知である。
（１）Cu又はAl合金を溶射し、必要によりPb、Snめっきを行う方法（特許文献１）
（２）Cu溶射層をMoS2、PTFE皮膜で被覆する（特許文献２）
（３）アルミニウム合金基板に固体潤滑層を形成する（特許文献３）。
（４）金属粒子入り樹脂層（特許文献４）
（５）非晶質硬質炭素膜（DLC）（特許文献５）
（６）固体潤滑剤とPEEK樹脂の混合皮膜（特許文献６）
（７）固体潤滑剤と土状黒鉛の混合皮膜（特許文献７）
（８）焼結層の表面に樹脂をコーティングするかあるいはめっき層を設ける方法（特許文献８）。
【特許文献１】欧州特許第０７１３９７２１B1
【特許文献２】米国特許第６,１２３,００９号明細書
【特許文献３】特開平02−002475
【特許文献４】特開2000−265953
【特許文献５】特開2002−005013
【特許文献６】特開2002−039062
【特許文献７】特開2002−089437
【特許文献８】特開2002−180961
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記（１）の方法による金属のみが被覆された斜板は、潤滑油が乏しい、運転状態時、相手シューとの焼付きを生ずる可能性があり、また（２）、（３）、（４）、（６）、（７）の方法による金属の上に固体潤滑皮膜形成を行った斜板は、近年の高速回転、高荷重条件では、被覆剥離の問題が生じる。上記（５）の方法は、ＤＬＣ被覆が繰り返し荷重によりクラックを生じ、樹脂コーティング同様剥離の問題がある。
上記（８）の方法は、特に焼結による金属層に樹脂層やめっき層を形成し、接着面の表面積を稼ぐことにより、剥がれを防止しようとするものである。しかしながら樹脂コートのみの部分があることは、その部分の強度が弱く相手シューから来る荷重を支えきれず、剥離するという問題は根本的に防止できない。
【０００５】
したがって、皮膜の摺動特性と密着性の両立をさせるために、本発明は、斜板式コンプレッサの斜板の斜板基材に被着されたコーティング層の表面において、樹脂、金属及び固体潤滑剤が混在しており、樹脂と固体潤滑剤の割合が２０〜８０面積％であることを特徴とする斜板式コンプレッサの斜板を提供するものである。以下、具体的に本発明を説明する。
【０００６】
斜板の基材は炭素鋼などの鋼材又はアルミニウム合金であって、その表面に、焼結性が優れた特に銅合金などの金属焼結層、溶射層などのポーラス構造をもつ層が通常５０〜３００μmの厚さに被着されている。ポーラス層の空孔率は通常３０〜７０体積％である。さらに、ポーラス層の代わりに斜板表面に、深さが５０〜３００μm程度の溝又は無数の穴を形成して、擬似ポーラス構造を形成してもよい。
図２及び３は焼結又は溶射によるポーラス構造の断面を示し、３０は基材、３１は金属、３２は固体潤滑剤を含む樹脂である。図２に示されるポーラス構造の表面が図３に示されており、固体潤滑剤を含む樹脂３２と金属３１が混在している。
金属３１としては銅合金、特に７０％以上がCuの銅合金が好ましく、特に鉛青銅、スズ青銅、りん青銅などが望ましい。
図４及び５は切削加工により形成された、角柱状空間の擬似ポーラス構造を示す。
上述のように、溝切削、金属粉溶射等で基材に形成されたポーラス金属面の上に固体潤滑を含む樹脂を含浸、プレス、溶射、ロールコート等で押し込みその上の表面を切削および研磨し、表面を金属と樹脂とを混合させた材料構成にする。
【０００７】
樹脂としては、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、及びポリエーテルイミド樹脂などを好ましく使用することができる。また、前記固体潤滑剤としては、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、黒鉛、窒化ホウ素、鉛、インジウム及びスズなどを好ましく使用することができる。固体潤滑剤粒子の平均粒度は１〜５０μmであることが好ましい。
固体潤滑剤の割合は２０〜８０重量％、特に３０〜５０重量％であり、残部が樹脂であることが好ましい。また表面における露出割合は樹脂が固体潤滑剤が５〜５０面積％であり、残部が金属であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
斜板式コンプレッサにおいて、潤滑油が乏しい運転時、摺動温度が上昇すると、本発明の斜板コーティング層における樹脂と固体潤滑剤の熱膨張差によって、固体潤滑剤が樹脂の表面を覆い、焼付きを防ぎ、また定常運転時は、摺動層表面の金属面で荷重を支え、切削により小さく設定された表面粗さで流体潤滑膜を形成し、低摩擦となる。また樹脂の耐剥離性にも優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施例１
斜板基材(鋼材)に青銅粉末（100〜200mesh アトマイズ粉）を厚さ250μｍに焼結し、その焼結層の空孔部（体積率６０％）へ、固体潤滑材としてMoS2を50％含むPAI樹脂を溶射とともに含浸し、その後乾燥することによりコートした。
その後表面を切削、研磨し、表面に樹脂と金属の混合面にし、下記のような焼付試験とオイルなし試験を行った。なお、溶射条件、切削取り代を変化させることにより、樹脂面と金属面の露出割合を変化させた。また比較のために溶射表面層及び溶射表面層上をPAI樹脂でコートした比較表面層を有する供試材も調製した。
【００１０】
(1)焼付試験条件
試験機：高圧雰囲気摩擦試験機
潤滑：（冷凍機油＋フロンガス）
荷重：0.98MPa/15min漸増
回転数：6000rpm
相手軸：SUJ2（シュー形状）
(2)オイルなし試験条件
試験機：高圧雰囲気摩擦試験機
潤滑：フロンガス中
荷重：3MPa
回転数：1000rpm
相手軸：SUJ2（シュー形状）
【００１１】
【表１】
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【００１２】
表1から分かるように、樹脂表面露出割合が20〜80％であると、低摩擦係数と高焼付面圧の両方が達成され、しかも耐熱性も要求されるオイルなし試験条件下での耐焼付性もすぐれている。
比較例3,4の金属溶射材は耐焼付性が不良であり、比較例5は樹脂の密着性が不良である。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
以上説明したように、本発明の斜板表面コーティング層は、低摩擦、耐摩耗性に優れ、剥離し難く、耐熱性良好であり、貧潤滑から流体潤滑までの潤滑領域において優れた摺動特性を示す。したがって、本発明の斜板は斜板式コンプレッサーの過酷な摺動条件（貧、無潤滑）に対し、摺動特性に優れ、耐熱性の観点でも優れている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】斜板式コンプレッサの構造図である。
【図２】溶射又は焼結により形成されたポーラス構造の断面図を示す図面である。
【図３】図２の表面組織を示す図面である。
【図４】機械加工により形成されたポーラス構造の断面図を示す図面である。
【図５】図４の表面組織を示す図面である。
【符号の説明】
【００１５】
１    シリンダブロック
２    バルブプレート
３    シリンダヘッド
４    駆動軸
５    スラスト軸受
６    ラジアル軸受
７    メカニカルシール
８    斜板
１０  斜板室
１１  シリンダボア
１２  ピストン
１３  ホール
１５  通路
１６  吐出室
１７  吸込室
３１  金属
３２  固体潤滑剤を含む樹脂
【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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