(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
斜板と、その斜板上を摺動するシューとを含んで構成される斜板式圧縮機であって、
前記斜板の前記シューに対する摺動面に、少なくともポリテトラフルオルエチレンを含有する固体潤滑剤が熱硬化樹脂で固められて成り、かつ、ポリテトラフルオルエチレンの含有率が１０〜４０vol％の範囲にある摺動層が設けられ、
前記シューの前記斜板に対する摺動面に、Ｎｉ−Ｐ系メッキ，Ｎｉ−Ｂ系メッキ，Ｎｉ−Ｐ−Ｂ−Ｗ系メッキ，Ｎｉ−Ｐ−Ｂ系メッキから選ばれるニッケルメッキが施されたことを特徴とする斜板式圧縮機。
【請求項２】
前記固体潤滑剤がさらに二硫化モリブデンを含み、その二硫化モリブデンの含有率が５〜３０vol％の範囲にある請求項１に記載の斜板式圧縮機。
【請求項３】
前記熱硬化樹脂がポリアミドイミドを主成分とするものである請求項１または２に記載の斜板式圧縮機。
【請求項４】
前記斜板が鉄合金製である請求項１ないし３のいずれかに記載の斜板式圧縮機。
【請求項５】
前記シューが、アルミニウム合金製である請求項１ないし４のいずれかに記載の斜板式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、斜板式圧縮機に関し、詳しくは、その斜板式圧縮機を構成する複数の部材の間に配設されてそれら部材の円滑な相対移動を許容する摺動装置およびそれに用いられる摺動材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の摺動材として既に種々のものが知られている。例えば、特開昭６０−２２０８０号公報には、斜板式圧縮機の斜板とシューとの少なくとも一方に、二硫化モリブデン，二硫化タングステン，グラファイト，窒化硼素，フッ素樹脂等の固体潤滑剤を、フェノール樹脂，エポキシ樹脂，フラン樹脂，ユリヤ樹脂，ポリアミドイミド樹脂，不飽和ポリエステル等の熱硬化樹脂で固めた固体潤滑剤層を形成することが記載されている。また、特開平８−１９９３２７号公報には、鉄系またはアルミニウム系の斜板に、銅系もしくはアルミニウム系材料を溶射して硬質層を形成し、その上に鉛系，錫系，鉛−錫系のメッキ、あるいはポリテトラフルオルエチレン系、二硫化モリブデン，二硫化モリブデン−黒鉛の被覆等軟質層を形成することが記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果】
これら摺動材はそれぞれ優れたものであるが、各種装置の小形化、軽量化、高性能化に伴って、摺動材がさらされる環境は益々厳しくなっており、さらに優れた摺動材の開発が求められ続けている。本発明の発明者らは、その要求に応えるべく研究を続けるうちに、例えば、斜板式圧縮機を無潤滑（ドライ）状態で運転した場合のような過酷な摺動条件の下において、ポリテトラフルオルエチレンを比較的多量に含む摺動層を形成した摺動材が、優れた耐焼付き性、耐摩耗性を示すことを発見した。本発明は、この発見に基づいてなされたものであり、本発明によって、下記各態様の摺動材および摺動装置を含んで構成される斜板式圧縮機が得られる。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴およびそれらの組合わせが以下の各項に記載のものに限定されると解釈されるべきではない。また、一つの項に複数の事項が記載されている場合、それら複数の事項を常に一緒に採用しなければならないわけではない。一部の事項のみを選択して採用することも可能なのである。
【０００４】
なお、以下の各項において、(1)項，(9)項，(10)項，(11)項の技術的特徴を合わせ持つ態様の摺動装置を含んで構成される斜板式圧縮機が請求項１に相当し、請求項１に(4)項の技術的特徴による限定を加えたものが請求項２に、請求項１または２に(5)項の技術的特徴による限定を加えたものが請求項３に、請求項１ないし３のいずれかに(12)項の技術的特徴による限定を加えたものが請求項４に、請求項１ないし４のいずれかに(7)項の技術的特徴による限定を加えたものが請求項５にそれぞれ相当する。
【０００５】
（１）少なくともポリテトラフルオルエチレンを含有する固体潤滑剤が熱硬化樹脂で固められて成り、かつ、ポリテトラフルオルエチレンの含有率が１０〜４０vol％の範囲にある摺動層を備えたことを特徴とする摺動材。
このように、ポリテトラフルオルエチレンを比較的多量に含む摺動材は、前述のように、潤滑剤が存在しない、あるいは存在はするが著しく不足しているというような極めて過酷な摺動条件下において、優れた耐焼付き性，耐摩耗性を示す。したがって、圧縮機用の摺動装置，汎用の滑り軸受，エンジンのピストンとシリンダブロックとの摺動部等、過酷な摺動条件の下に使用される摺動装置に特に適している。
（２）前記ポリテトラフルオルエチレンの含有率が１４vol％以上の範囲にある (1)項に記載の摺動材。
（３）前記ポリテトラフルオルエチレンの含有率が１８vol％以上の範囲にある (2)項に記載の摺動材。
（４）前記固体潤滑剤がさらに二硫化モリブデンを含み、その二硫化モリブデンの含有率が５〜３０vol％の範囲にある (1)項ないし (3)項のいずれかに記載の摺動材。
固体潤滑剤としてさらに二硫化モリブデンを加えれば、一層優れた摺動材が得られる。二硫化モリブデンの含有率は７vol％以上、１５vol％以上とすることがさらに望ましい。
（５）前記熱硬化樹脂がポリアミドイミドを主成分とするものである (1)項ないし (4)項のいずれかに記載の摺動材。
熱硬化樹脂としてはフェノール樹脂，エポキシ樹脂，フラン樹脂，ユリヤ樹脂，不飽和ポリエステル等も使用可能であるが、ポリアミドイミド樹脂が特に好適である。
（６）少なくともポリテトラフルオルエチレンを含有する固体潤滑剤が熱硬化樹脂で固められて成り、かつ、ポリテトラフルオルエチレンの含有率が１０〜４０vol％の範囲にある摺動層を備えた第１摺動材と、
ニッケル系メッキが施された第２摺動材と
が互いに摺動することを特徴とする摺動装置。
ポリテトラフルオルエチレンを比較的多量に含む摺動材は、後に詳述するように、相手材がニッケル系のメッキが施されたものである場合に、他の摺動材、例えば、ポリテトラフルオルエチレンを含まず二硫化モリブデンを比較的多量に含む摺動材に比較して特に顕著な耐焼付き性および耐摩耗性を示す。 (2)項ないし (5)項のいずれかの特徴を本項の摺動装置に適用することが可能である。
（７）前記第２摺動材が、アルミニウム合金製の母材にニッケル系メッキが施されたものである (6)項に記載の摺動装置。
（８）前記ニッケル系メッキが無電解ニッケルメッキを含む (6)項または (7)項に記載の摺動装置。
（９）前記ニッケル系メッキが，Ｎｉ−Ｐ，Ｎｉ−Ｂ，Ｎｉ−Ｐ−Ｂ−Ｗ，Ｎｉ−Ｐ−Ｂの少なくとも一つのメッキ層を含む (6)項ないし (8)項のいずれかに記載の摺動装置。
（１０）前記摺動装置が圧縮機の摺動装置である (6)項ないし (9)項のいずれかに記載の摺動装置。
圧縮機においては被圧縮気体、例えば、車両搭載用の冷媒圧縮機における冷媒ガスに、潤滑油を霧状にして混入させ、被圧縮気体に潤滑油を摺動装置へ運ばせることが行われている。この場合には、比較的長時間停止していた圧縮機が起動される際に、摺動装置が殆ど潤滑油のない状態で作動させられることがあり、摺動材の焼付きが特に発生し易い。摺動層における固体潤滑剤の含有率を増せば、耐焼付き性を向上させることができるが、反面、耐摩耗性が低下してしまう。それに対し、本発明に従って摺動層を比較的多量のポリテトラフルオルエチレンを含有するものとすれば、耐焼付き性と耐摩耗性との両方の要求を共に満たすことができる。本発明は、ベーンコンプレッサのベーンとロータあるいはサイドプレートとの組合わせ、スクロール圧縮機の２つのスクロールの組合わせ、斜板式圧縮機のシューと斜板との組合わせ等、種々の圧縮機用摺動装置に適用して特に有効なものである。
（１１）前記圧縮機が斜板式圧縮機であり、前記摺動装置が、斜板と、その斜板上を摺動するシューとを含む(10)項に記載の摺動装置。
斜板は鉄系の材料から成るものとされることが多く、特に鋳鉄製とされることが多い。
（１２）前記第１摺動材が鉄系母材の表面に前記摺動層が形成されたものである (6)項ないし(11)項のいずれかに記載の摺動装置。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態である車両用エアコンディショナの冷媒圧縮機として用いられる斜板式圧縮機を例に取り、図面に基づいて詳細に説明する。図１に本実施形態における斜板式圧縮機を示す。図１において、１０はシリンダブロックであり、シリンダブロック１０の中心軸線周りの一円周上には、軸方向に延びる複数のシリンダボア１２が形成されている。シリンダボア１２の各々には、片頭ピストン１４（以下、ピストン１４と略称する）が往復運動可能に配設されている。シリンダブロック１０の軸方向の一端面（図１の左側の端面であり、前端面と称する）には、フロントハウジング１６が取り付けられ、他方の端面（図１の右側の端面であり、後端面と称する）には、リヤハウジング１８がバルブプレート２０を介して取り付けられている。フロントハウジング１６，リヤハウジング１８，シリンダブロック１０等により斜板式圧縮機のハウジングが構成されている。リヤハウジング１８とバルブプレート２０との間には、吸入室２２，吐出室２４が形成され、それぞれ、吸入ポート２６，供給ポート２８を経て、図示しない冷凍回路に接続される。バルブプレート２０には、吸入孔３２，吸入バルブ３４，吐出孔３６，吐出バルブ３８等が設けられている。
【０００７】
上記ハウジング内には、回転軸５０が、シリンダブロック１０の中心軸線を回転軸線として回転可能に設けられている。回転軸５０は、その両端部においてそれぞれフロントハウジング１６，シリンダブロック１０にベアリングを介して回転可能に支持されている。シリンダブロック１０の中心部には、支持穴５６が形成されており、その支持穴５６において上記ベアリングを介して支持されているのである。回転軸５０のフロントハウジング１６側の端部は、図示しない駆動源としての車両エンジンに、電磁クラッチ等のクラッチ装置を介して連結されている。したがって、車両エンジンの作動時に、クラッチ装置によって回転軸５０が車両エンジンに接続されれば、回転軸５０が自身の軸線まわりに回転させられる。
【０００８】
回転軸５０には、斜板６０が軸方向に相対移動可能かつ傾動可能に取り付けられている。斜板６０には、中心線を通る貫通穴６１が形成され、この貫通穴６１を回転軸５０が貫通している。貫通穴６１は、両端開口側ほど図１における上下方向に内のり寸法が漸増させられ、それら両端部の横断面形状が長穴をなしている。回転軸５０にはまた、回転板６２が固定され、スラストベアリング６４を介してフロントハウジング１６に受けられている。斜板６０は、ヒンジ機構６６により、回転軸５０と一体的に回転させられるとともに、軸方向の移動を伴う傾動を許される。ヒンジ機構６６は、回転板６２に固定的に設けられた支持アーム６７と、斜板６０に固定的に設けられ、支持アーム６７のガイド穴６８にスライド可能に嵌合されたガイドピン６９と、斜板６０の貫通穴６１と、回転軸５０の外周面とを含むものである。
【０００９】
前記ピストン１４は、斜板６０の外周部を跨ぐ状態で係合させられる係合部７０と、係合部７０と一体に設けられ、シリンダボア１２に嵌合される頭部７２とを備えている。本実施形態における頭部７２は、中空頭部とされて軽量化が図られている。頭部７２，シリンダボア１２およびバルブプレート２０が共同して圧縮室を形成している。また、係合部７０は一対の球冠状のシュー７６を介して斜板６０の外周部と係合させられている。シュー７６については後に詳しく説明する。なお、本実施形態におけるピストン１４は、その一端部にのみ１つの頭部７２を備えることから片頭ピストンと称される。
【００１０】
ピストン１４は斜板６０の回転により往復運動させられる。詳しくは、斜板６０の回転運動が、シュー７６を介してピストン１４の往復直線運動に変換される。ピストン１４が上死点から下死点へ移動する吸入行程において、吸入室２２内の冷媒ガスが吸入孔３２，吸入バルブ３４を経てシリンダボア１２内の圧縮室に吸入される。ピストン１４が下死点から上死点へ移動する圧縮行程において、シリンダボア１２内の圧縮室の冷媒ガスが圧縮され、吐出穴３６，吐出バルブ３８を経て吐出室２４に吐出される。冷媒ガスの圧縮に伴ってピストン１４には、軸方向の圧縮反力が作用する。圧縮反力は、ピストン１４，斜板６０，回転板６２およびスラストベアリング６４を介してフロントハウジング１６に受けられる。
【００１１】
シリンダブロック１０を貫通して給気通路８０が設けられている。この給気通路８０により、吐出室２４と、フロントハウジング１６とシリンダブロック１０との間に形成された斜板室８６とが接続されている。給気通路８０の途中には、電磁制御弁９０が設けられている。この電磁制御弁９０のソレノイド９２への電流供給が、コンピュータを主体とする制御装置（図示省略）により、冷房負荷等の情報に応じて制御される。
【００１２】
回転軸５０の内部には、排出通路１００が設けられている。排出通路１００は、一端において前記支持穴５６に開口させられるとともに、他端において斜板室８６に開口させられている。支持穴５６は排出ポート１０４を経て吸入室２２に連通させられている。
【００１３】
本斜板式圧縮機は可変容量型であり、高圧側である吐出室２４と低圧側である吸入室２２との圧力差を利用して斜板室８６内の圧力が制御されることにより、ピストン１４の前後に作用するシリンダボア１２内の圧縮室の圧力と斜板室８６の圧力との差が調節され、斜板６０の傾斜角度が変更されてピストン１４のストロークが変更され、圧縮機の吐出容量が調節される。具体的には、電磁制御弁９０の励磁，消磁の制御により、斜板室８６が吐出室２４に連通させられたり、遮断されたりすることによって、斜板室８６の圧力が制御される。なお、本実施形態の斜板式圧縮機において斜板の傾斜角を変更させる斜板傾斜角変更装置は、前述のヒンジ機構６６を始めとして、シリンダボア１２，ピストン１４，吸入室２２，吐出室２４，支持穴５６，斜板室８６，排出通路１００，排出ポート１０４および図示しない制御装置等から構成されることになる。
【００１４】
シリンダブロック１０およびピストン１４は、金属の一種であるアルミニウム合金製のものとされ、ピストン１４の外周面には、フッ素樹脂のコーティングが施されている。フッ素樹脂でコーティングすれば、同種金属との直接接触を回避して焼付きを防止しつつシリンダボア１２との嵌合隙間を可及的に小さくすることができる。ただし、シリンダブロック１０やピストン１４の材料、コーティング層の材料等は、上述の材料に限らず、他の材料であってもよい。
【００１５】
ピストン１４の係合部７０は、概してＵ字形をなし、頭部７２の中心軸線と直交する方向に互いに平行に延びる一対のアーム部１２０，１２２と、これらアーム部１２０，１２２の基端同士を連結する連結部１２４とを備えている。アーム部１２０，１２２の互いに対向する側面には、それぞれシュー保持面となる凹球面１２８が形成されている。これら２つの凹球面１２８は同一球面上に位置している。
【００１６】
前記一対のシュー７６は、図２に示すように、外表面の一方が概して凸球面をなす球面部１３２と、他方が概して平面をなす平面部１３８とを有する球冠状である。平面部１３８は、厳密には僅かに中高の曲面（例えば、曲率半径がきわめて大きい凸球面）とされるとともに、外周部がテーパ値のきわめて大きいテーパ面とされている。また、球面部１３２の平面部１３８に近い側の部分が円筒面とされている。これら、中高の曲面，テーパ面，円筒面および凸球面等の境界には比較的曲率半径の小さい丸みが付けられている。一対のシュー７６は、球面部１３２においてピストン１４の凹球面１２８に摺動可能に保持され、平面部１３８において斜板６０の外周部の両側面である両摺動面１４０，１４２に接触し、斜板６０の外周部を両側から挟持する。一対のシュー７６はその状態で球面部１３２の凸球面が同一球面上に位置するように設計されている。つまり、本実施形態におけるシュー７６は、半球より斜板６０の厚さのほぼ半分だけ小さい球冠状を成しているのである。なお、シューの形状は上記形状に限定されるものではない。例えば、固定容量型圧縮機においては、シューの平面部が摩耗した場合でも、摺動面の面積が減少しないようにする等の理由で、半球よりやや大きくされることが望ましい。
【００１７】
シュー７６の母材１４６は、アルミニウムを主成分とし、シリコンを含有するアルミニウム合金（Ａ４０３２等）から成る。シュー７６の母材１４６の上には、母材１４６の表面全体を覆う硬質層１５０が形成され、その硬質層１５０の上には硬質層１５０の外表面全体を覆う別の硬質層１５２が形成されている。図２には、それら硬質層１５０，１５２の厚みが、理解を容易にするために誇張して示されている。硬質層１５０は、例えば、Ｎｉ−Ｐ，Ｎｉ−Ｂ，Ｎｉ−Ｐ−Ｂ−Ｗ，Ｎｉ−Ｐ−Ｂ等のニッケル系メッキとしての無電解ニッケルメッキとすることができる。本実施形態においては、Ｎｉ−Ｐのメッキ層が形成されている。また、硬質層１５２は、Ｎｉ−Ｂ，Ｎｉ−Ｐ−Ｂ−Ｗ，Ｎｉ−Ｐ−Ｂ等のニッケル系メッキとすることができる。本実施形態においては、Ｎｉ−Ｐ−Ｂ−Ｗのメッキ層とされている。上記Ｎｉ−Ｐメッキ層，Ｎｉ−Ｂメッキ層，Ｎｉ−Ｐ−Ｂ−Ｗメッキ層，Ｎｉ−Ｐ−Ｂメッキ層は、全て無電解ニッケルメッキであり、公知の化学メッキ法により形成される。この方法によれば、母材１４６に厚さが均一の２層のメッキ層を容易かつ簡単な装置で形成することができる。
【００１８】
硬質層１５０，１５２の形成により、シュー７６の球面部１３２とピストン１４の凹球面１２８との同種金属の摺動による焼付き、およびシュー７６の平面部１３８と斜板６０の両摺動面１４０，１４２との焼付きが良好に防止される。また、アルミニウムを主成分とする材料から成るシュー７６の母材１４６が母材１４６より硬度の高い硬質層１５０（Ｎｉ−Ｐメッキ層の場合、一般的にビッカース硬さＨV ４００〜５５０）および硬質層１５２（Ｎｉ−Ｐ−Ｂ−Ｗメッキ層の場合、一般的にビッカース硬さＨV６５０〜８００）によって覆われることにより、シュー７６の強度が増し、シュー７６の耐久性、ひいてはピストン１４を含む斜板式圧縮機の耐久性が向上する。
【００１９】
母材１４６と硬質層（本実施形態ではＮｉ−Ｐ−Ｂ−Ｗメッキ層）１５２との間に形成される硬質層（本実施形態ではＮｉ−Ｐメッキ層）１５０はまた、下地層として機能して母材１４６とＮｉ−Ｐ−Ｂ−Ｗメッキ層との固着性（密着性）を高め、Ｎｉ−Ｐ−Ｂ−Ｗメッキ層の母材１４６からの剥離を防止する機能を果たす。Ｎｉ−Ｐ−Ｂ−Ｗは、一般的にＮｉ−Ｐより硬度が高く、耐摩耗性に優れている。同じことは硬質層１５２をＮｉ−Ｂメッキ層とする場合にも言える。また、Ｎｉ−Ｐメッキ層は、Ｎｉ−Ｐ−Ｂ−Ｗメッキ層に衝撃が加えられた時の緩衝層としても機能する。このように硬質層１５２の母材１４６からの剥離や欠けが良好に防止されることによっても、シュー７６の摺動性および耐久性が長期にわたって維持される。
【００２０】
斜板６０は、その母材１６０が鉄系材料の一種であるダクタイル鋳鉄（ＦＣＤ７００あるいはＦＣＤ６００）から成る。母材１６０の表面であって、シュー７６の平面部１３８との摺動面１４０，１４２には、摺動層１６４が形成されている。なお、図２には、理解を容易にするために、摺動層１６４の厚みが誇張して示されている。摺動層１６４は、少なくともポリテトラフルオルエチレン（以下、「ＰＴＦＥ」と略称する）を含有する固体潤滑剤が、熱硬化樹脂で固められて成るものである。熱硬化樹脂としては、ポリアミドイミド（ＰＡＩ），フェノール樹脂，エポキシ樹脂，フラン樹脂，ユリヤ樹脂，不飽和ポリエステル等を少なくとも１つ含むものを使用可能であり、ポリアミドイミドを主成分とするものが望ましい。摺動層１６４におけるＰＴＦＥの含有率は、１０〜４０vol％の範囲にあり、１４vol％以上の範囲にあることが望ましく、１８vol％以上の範囲にあることがさらに望ましい。固体潤滑剤は、上記ＰＴＦＥの他に、二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）を含有するものとすることが望ましい。二硫化モリブデンの摺動層１６４における含有率は、５〜３０vol％の範囲にあり、７vol％以上の範囲にあることが望ましく、１５vol％以上の範囲にあることがさらに望ましい。
【００２１】
本実施形態においては、斜板６０が第１摺動材を、シュー７６が斜板６０上を摺動する第２摺動材をそれぞれ構成している。本実施形態は、第１摺動材と第２摺動材とを含む摺動装置を、斜板式圧縮機に適用した一実施形態なのである。
【００２２】
本実施形態によれば、斜板６０の摺動層１６４がＰＴＦＥを１０〜４０vol％含有するものとすることにより、摺動特性に優れた斜板６０が得られ、斜板６０とシュー７６との摺動抵抗が低減させられるとともに、斜板６０の耐焼付き性および耐摩耗性が向上する。斜板式圧縮機においては、比較的長時間停止していた圧縮機が起動される際や、冷媒ガスが圧縮機外部に漏れた場合などに、圧縮機内が潤滑油不足の状態（その究極の状態はドライ状態）となり易いのであるが、このような苛酷な条件下でも、斜板６０の優れた摺動特性が維持され、斜板６０とシュー７６との焼付きが防止され、斜板６０、ひいては圧縮機の寿命低下が良好に回避される。
【００２３】
シュー７６の硬質層１５２を、二硫化モリブデン，窒化ホウ素（ＢＮ），二硫化タングステン （ＷＳ2），グラファイト，ＰＴＦＥ等の固体潤滑剤を少なくとも一つ含有するものとすることもできる。また、硬質層１５２の、シュー７６の球面部１３２側と平面部１３８側との少なくとも一方の上に、固体潤滑剤を含有した合成樹脂の層である減摩層を形成することも可能である。固体潤滑剤としては、上記硬質層１５２に含有させ得る固体潤滑剤であれば使用することができ、合成樹脂としては、ポリアミドイミド，エポキシ樹脂，ポリエーテルケトン，フェノール樹脂等を採用することができる。これらポリアミドイミド，エポキシ樹脂，ポリエーテルケトン，フェノール樹脂は、耐熱性に優れ、かつ、上記固体潤滑剤を含むことにより、耐摩耗性が向上するとともに、摩擦係数が低減する。
【００２４】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、これは例示に過ぎず、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態では、シュー７６の表面を覆う被膜たる硬質層を２層（硬質層１５０，１５２）とした場合で説明したが、本実施形態において例示したメッキのうちの１つから成る単一の層としてもよい。また、斜板６０の母材１６０を鉄系材料から成るものとして説明したが、Ａ３９０等のアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金としてもよい。さらに、斜板との係合部の両側に頭部を有する両頭ピストンを備える斜板式圧縮機、あるいは、固定容量型斜板式圧縮機等に使用することも可能であり、その他、本発明は、前記〔発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。
【００２５】
【実施例】
上記〔発明の実施の形態〕の項で説明した斜板式圧縮機の摺動装置を構成する斜板６０およびシュー７６であって、摺動層１６４における固体潤滑剤および熱硬化樹脂の各含有率を表１に示すように種々に変えた斜板６０の、シュー７６との耐焼付き性および耐摩耗性を含む摺動特性についてそれぞれ試験を行った。本摺動特性試験では、固体潤滑剤および熱硬化樹脂の含有率がそれぞれ異なる斜板６０を１１種類製造し、それらを♯１〜♯１１の番号でそれぞれ表す。♯１〜♯１０の斜板６０は、本発明に係る斜板であり、各斜板６０の摺動層１６４は、ＰＴＦＥおよび二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）がポリアミドイミド（ＰＡＩ）を主成分とする熱硬化樹脂で固められて成るものである。♯１〜♯１０の斜板６０は、それぞれ摺動層１６４におけるＰＴＦＥの含有率を１０〜４０vol％（約８〜５０wt％）の範囲で変えたものである。また、二硫化モリブデンの摺動層１６４における含有率は、５〜３０vol％の範囲である。♯１１の斜板は、比較のために製造された斜板であり、その摺動層は、固体潤滑剤としてＰＴＦＥを含まず、二硫化モリブデンおよびグラファイトがポリアミドイミドを主成分とする熱硬化樹脂で固められて成るものである。表１には、上記試験の結果が斜板６０の番号♯１〜♯１１と対応付けて記載されている。
【００２６】
【表１】
0003918516.tif 000002
【００２７】
上記摺動特性試験は以下の要領で行った。摺動特性試験は、ドライ焼付き試験，摩耗量試験，貧潤滑焼付き荷重試験を含むものであり、それらのうち、ドライ焼付き試験および摩耗量の試験は実機で行い、貧潤滑焼付き荷重の試験は、図３に示す試験機１７０を使用して行った。試験機１７０については後に説明する。なお、試験に使用した実機は、前記〔発明の実施の形態〕の項で説明した容量可変型斜板式圧縮機と同様のものであるため、説明は省略する。本実機において♯１〜♯１１の斜板と摺動するシュー７６は、前記アルミニウム合金（Ａ４０３２）製の母材（ビッカース硬さＨV１５０）１４６上に、厚さ２５μｍのＮｉ−Ｐメッキ層が形成され、さらにその上に厚さ２５μｍのＮｉ−Ｐ−Ｂ−Ｗメッキから成る硬質層１５２が形成されたものを使用した。
【００２８】
ドライ焼付き試験は、潤滑油の存在しない無潤滑（ドライ）状態の実機に、♯１〜♯１１の斜板をそれぞれ組み込んで実施した。本試験では、実機の斜板回転数を３０００ｒｐｍ、吐出圧を０．９８ＭＰａ（１０ｋｇｆ／ｃｍ2）に設定した。
【００２９】
上記ドライ焼付き試験の結果として、前記表１に、♯１〜♯１１の斜板の焼付きが生じるまでの時間を示す。表１から明らかなように、固体潤滑剤としてＰＴＦＥを含む♯１〜♯１０の斜板６０は、♯１１の斜板のようにＰＴＦＥを含まない摺動層を有する斜板と比較して、無潤滑状態で斜板６０とシュー７６とを摺動させた場合に両者が焼付くまでの時間が長くなる。特に、♯１〜♯５および♯９および♯１０の斜板６０のように、摺動層１６４中のＰＴＦＥの含有率が２０vol％〜４０vol％（２５wt％〜５０wt％）のものでは、焼付き時間が♯１１の斜板と比較して３〜４倍に延長される。
【００３０】
また、貧潤滑焼付き荷重試験で使用した試験機１７０は、図３に示すように、斜板６０を保持して斜板６０の中心軸線まわりに回転させる回転装置（図示省略）と、シュー７６を保持し、斜板６０の摺動面１４０上にシュー７６を接触させるシュー保持具１７４とを含むものである。本貧潤滑焼付き荷重試験の条件は、潤滑油が存在はするが著しく不足している貧潤滑状態、具体的には、１５ｍｇ／ｍｉｎで潤滑油が噴霧される状態において、♯１〜♯１１の斜板６０を回転装置に保持させるとともに、シュー保持部１７４に保持させたシュー７６を斜板６０に対して、３９２Ｎの荷重から始まり、５分毎に３９２Ｎずつ荷重を増加させて押し付け、回転速度１５００ｒｐｍで斜板６０を回転させるものとした。斜板６０のシュー７６との接触面の中央の半径は４３ｍｍであるので、摺動速度は６８ｍ／ｓｅｃである。♯１〜♯１０の斜板６０のうち代表的なものとして♯２，♯４，♯５，♯１０の斜板６０を選び、それら斜板６０と♯１１の斜板とで、貧潤滑状態で焼付きが発生する荷重を測定した。本貧潤滑焼付き荷重試験の結果を前記表１に示す。
【００３１】
表１から明らかなように、♯１１の斜板では焼付きが生じる荷重が３１３６Ｎであるのに対して、本発明に係る斜板のうち、特に♯１０の斜板６０では、その２倍の荷重（６２７２Ｎ）で斜板６０とシュー７６とを摺動させた場合に焼付きが発生した。本発明に係るその他の斜板（♯２，♯４，♯５の斜板６０）についても、♯１１の斜板と比較して貧潤滑焼付き荷重がかなり大きかった。
つまり、本発明によれば、無潤滑状態や貧潤滑状態という過酷な摺動条件下での耐焼付き性が向上し、優れた摺動特性を維持する斜板６０およびシュー７６が得られるのである。
【００３２】
摩耗量試験は、正規の（実際に圧縮機の通常運転時に使用される）潤滑油を含む冷媒ガスを使用した潤滑条件で行った。本摩耗量試験では、実機の斜板回転数を４５００ｒｐｍ、吐出圧を高圧の３．４３ＭＰａ（３５ｋｇｆ／ｃｍ2）に設定して断続運転を行った。すなわち、上記条件で２５秒間運転を行い、５秒間停止させるという作動を２０時間にわたって繰り返し行わせた。
【００３３】
この摩耗量試験は、♯１〜♯５および♯８〜♯１０の斜板６０について行った。その試験結果を表１に示す。表１から明らかなように、摺動層１６４中のＰＴＦＥの含有率が高くなるほど、斜板６０の摩耗量が大きくなる傾向がある。したがって、摺動層１６４中のＰＴＦＥの含有率を１０vol％〜４０vol％とすることが、耐摩耗性向上と耐焼付き性向上との両方の観点から望ましく、ＰＴＦＥの含有率を１４vol％〜３５vol％とすることがさらに望ましく、１８vol％〜３０vol％とすることが特に望ましい。斜板６０の摺動層１６４をこのように構成することにより、耐摩耗性および耐焼付き性の高い斜板６０が得られ、斜板６０およびシュー７６の寿命低下を良好に回避し得る。
【００３４】
上記♯１１の斜板は、ＳＵＪ２（軸受鋼の一種である高炭素クロム軸受鋼）製のシューと組み合わされる場合には、前記摺動特性試験と同一の条件で試験した場合に、ドライ焼付き時間が２５秒、貧潤滑焼付き荷重５８８０Ｎというように優れた摺動特性を示すのであるが、アルミニウム合金から成る母材１４６にＮｉ−Ｐメッキの硬質層１５０およびＮｉ−Ｐ−Ｂ−Ｗメッキの硬質層１５２が形成されたシュー７６と組み合わせた本試験においては、表１に示すように、ドライ焼付き時間が１０秒、貧潤滑焼付き荷重３１３６Ｎと摺動特性が低下してしまう。これは、♯１１の斜板をニッケルメッキのシュー７６と組み合わせた場合には、ＳＵＪ２製のシューと組み合わせた場合に比較して摩擦係数が高くなることと関係があり、試験途中のＳＵＪ２製のシューの平面部には、二硫化モリブデンが転写されているのに対し、ニッケルメッキのシュー７６には転写されていないことと関係があると推測される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である摺動装置を構成する斜板およびシューを備える斜板式圧縮機を示す正面断面図である。
【図２】上記斜板とシューとを拡大して示す正面断面図である。
【図３】上記斜板とシューとの摺動特性試験に使用される試験機を概略的に示す正面断面図である。
【符号の説明】
６０：斜板    ７６：シュー    １４０，１４２：摺動面    １４６：母材    １５０，１５２：硬質層    １６０：母材    １６４：摺動層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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