JP2000257555A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】容量可変型斜板式圧縮機においてシューとピス
トンとの間の摺動性を改善し斜板の最大傾角θｍａｘを
従来以上に大きくして吐出容量の増大を図る。 【解決手段】斜板１０の外周部をピストン８の端部に摺
動自在に係留させるシュー２０Ａ，２０Ｂの凸球面２１
には、二硫化モリブデン等の固体潤滑成分を含む固体潤
滑皮膜２２が形成されている。他方、前記シューの凸球
面２１と接触するピストンの凹球面８１には、軟質金属
たるスズを主体とした軟質皮膜８２が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、相対摺動可能に相
互接触する第１及び第２部材を備えた圧縮機に関し、特
に前記二つの部材間の摺動性の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】斜板式圧縮機の内部機構を構成する部材
間の摺動性を改善するために、部材の摺動面に各種のコ
ーティングを施す技術が提案されており、例えば、以下
に述べる先行技術Ａ及びＢが既に存在する。

【０００３】（先行技術Ａ）：特開昭５７−１４６０７
０号公報は、斜板の角度が固定した両頭ピストン型斜板
式圧縮機において、斜板の外周部をピストンに対し摺動
自在に係留させるためのシュー（摺動子）の凸球面に固
体潤滑剤を含有する潤滑皮膜を形成することにより、シ
ューの凸球面とピストン側の凹球面との摩擦抵抗を低減
して動力損失を低減する技術を開示する。

【０００４】（先行技術Ｂ）：特開平８−２４７０２６
号公報は、斜板の角度が固定した両頭ピストン型斜板式
圧縮機において、シュー（カムフォロワ）の凸球面と摺
接するピストン側の凹球面にスズを主体とした皮膜（表
面被覆層）を設けることにより、シューの凸球面とピス
トン側の凹球面との摺動抵抗を低減して両者の焼付きを
防止する技術を開示する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、斜板式圧縮
機には、先行技術Ａ及びＢに示された両頭ピストン型斜
板式圧縮機のように斜板が駆動軸に一定角度で固定され
た固定斜板／固定容量型の圧縮機の他に、容量可変型斜
板式圧縮機がある。容量可変型斜板式圧縮機では斜板が
駆動軸に対し傾動可能に作動連結されており、斜板角θ
（一般に駆動軸に対して直交する仮想平面Ｐと斜板との
なす角度を指し「傾角」とも呼ばれる）を最小傾角θｍ
ｉｎから最大傾角θｍａｘまでの間の任意の角度に適宜
設定することで、ピストンストロークを変更し圧縮ガス
の吐出容量を変更可能としている。特に車輌用空調装置
に用いられる圧縮機の分野では、冷房負荷に応じて吐出
容量を自己調節可能な容量可変型斜板式圧縮機は、他タ
イプの圧縮機では実現できない幾多の利点を生み出すた
め、その有用性が評価されている。

【０００６】一般に斜板式圧縮機では、斜板径（各ピス
トンの係留部の中心を通る円の直径を意味する）や斜板
角の設定に応じてピストンストローク（即ち吐出容量）
が決まる。容量可変型斜板式圧縮機が最大吐出能力を発
揮できる最大傾角についても、駆動軸及び斜板の回転時
における斜板とシューとの間やシューとピストンとの間
等における摺動抵抗の許容限界を考慮して決定される。
つまり、斜板に関係する摺動部材間での摺動性の許容限
界が最大傾角設定のボトルネックとなっている。ただ
し、斜板式圧縮機の場合には、その内部に保持された潤
滑オイルを圧縮機内を流通するガス（例えばフロンガス
等の冷媒ガス）でミスト化して各摺動部位に搬送すると
いう対策がとられており、圧縮機が定常運転する限り、
内部機構の潤滑や摺動抵抗といったことはあまり問題に
ならない。

【０００７】それにもかかわらず、前記先行技術Ａ及び
Ｂのようなコーティングによる追加的対策が必要とされ
るのは、ミスト状オイルによる内部潤滑に頼れない状
況、即ち潤滑オイルの供給が一時的に途絶えるような状
況があり得るためである。例えば潤滑オイルの供給が一
時的に途絶える状況は、運転停止状態の圧縮機を長時間
放置した後再起動するときに生ずる。というのも、圧縮
機の運転停止後に液化した冷媒が各摺動部位に付着して
いた潤滑オイルを洗い流してしまうため、圧縮機の起動
直後には各摺動部位に潤滑オイルがほとんど残っていな
いのである。そして、各摺動部位に潤滑オイルが再び供
給されるのは、冷媒ガスが圧縮機に帰還してオイルのミ
スト化がすすむまでの間、具体的には圧縮機の起動から
約１分経過後である。この起動から約１分経過までの期
間が、圧縮機の運転中にもかかわらず潤滑が必要な摺動
部位がオイルレス状態に陥る魔の期間なのである。つま
り、前記コーティングを施す意味は、この魔の期間だけ
でも摺動部位における最低限の潤滑を確保することにあ
ると言ってもよい。そして、従来の容量可変型斜板式圧
縮機（最大傾角は１９°程度に設定）では、前記先行技
術Ａ又はＢのような対策を施すことで事無きを得てい
た。

【０００８】ところが最近では、省エネルギー／省スペ
ースの要求が高まり、より小さな体格の圧縮機でより大
きな吐出能力を求められるようになってきた。このた
め、圧縮機のハウジング径および斜板径を大きくして最
大吐出容量をアップする設計は許されず、斜板の最大傾
角を従来以上に大きくすることでピストンストロークの
増大を図る必要が出ている。経験上、前記先行技術Ａ又
はＢのような対策では最大傾角を１９°程度とするのが
限界であり、それ以上の傾角増大は望めない。そのた
め、オイルレス環境下において、特にシューの凸球面と
ピストンの凹球面との接触摺動性を従来以上に格段に向
上させる必要に迫られている。

【０００９】本発明の目的は、圧縮機を構成する二つの
部材間の接触摺動性を飛躍的に改善することで、圧縮機
の体格を大きくすることなく吐出容量の増大を図ること
ができる圧縮機を提供することにある。つまり、二部材
間の摺動部位がオイルレス状況に陥った場合でも、その
摺動部位の接触摺動性をできる限り長期にわたり良好に
保つことができる圧縮機の摺接構造を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、相対摺動可能
に相互接触する第１及び第２部材を備えた圧縮機におい
て、前記第１部材の摺動面には固体潤滑皮膜が形成さ
れ、前記第２部材の摺動面には軟質金属を主体とした軟
質皮膜が形成されており、前記固体潤滑皮膜を構成する
固体潤滑成分は、軟質金属以外の固体潤滑成分であるこ
とを特徴とする。このように二つの部材の各摺動面に固
体潤滑皮膜と軟質皮膜とをそれぞれ形成することによ
り、その相乗作用によって従来以上に部材の摺動性が改
善される。

【００１１】本発明が適用される圧縮機は、好ましくは
斜板式圧縮機であり、更に好ましくは斜板の傾角を変更
可能な容量可変型斜板式圧縮機である。いずれにせよ斜
板式圧縮機は、ピストンと、斜板の外周部を前記ピスト
ンに摺動自在に係留させるためのシューとを備え、前記
シューは摺動面としての凸球面を有し、前記ピストンは
前記シューの凸球面と接触する摺動面としての凹球面を
有している。

【００１２】相対摺動可能に相互接触する第１及び第２
部材が前述のシュー及びピストンであり、これらの凸球
面及び凹球面に前述の固体潤滑皮膜および軟質皮膜が形
成されることは好ましく、この場合には斜板の最大傾角
（θｍａｘ）を従来以上に大きくすることが可能とな
り、圧縮機の体格を大きくすることなく吐出容量を大幅
に向上させることが可能となる。

【００１３】なお、シューとピストン（又は斜板）のよ
うに相対摺動可能に相互接触する二つの部材は、摺動時
における「ともがね現象」による焼付きを防止する意味
で従来から異なる金属材料で形成するのが慣例となって
いる。例えば、シューをＳＵＪ２材（高炭素クロム軸受
鋼鋼材）等の軸受鋼で構成した場合には、ピストン（又
は斜板）は、アルミニウム又はアルミニウム合金を母材
として構成される。この場合のアルミニウム合金として
は、例えばＡｌ−Ｓｉ系合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系合金
があげられる。又、母材材料としては、硬質粒子をマト
リックス中に含むものが好ましく、その代表例としては
アルジル合金があげられる。アルジル合金には、１０〜
３０重量％程度のシリコンが含有されており、共晶組成
以下のシリコン含有率ならば該シリコンはマトリックス
内において共晶シリコンとして存在する。なお、硬質粒
子を含む他の母材材料として、Ａｌ−Ｍｎ金属間化合
物、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｎ金属間化合物、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ
金属間化合物、Ａｌ−Ｃｒ金属間化合物なども使用でき
る。

【００１４】本発明における第１部材及び第２部材は前
記シュー及びピストン（又は斜板）に限定されるもので
はないが、本発明を適用する場合でも第１部材及び第２
部材における母材材料の選択は、従来のシューとピスト
ン（又は斜板）の場合に準じて行われることは好まし
い。

【００１５】（第１部材の固体潤滑皮膜に関する詳細説
明）第１部材の摺動面には固体潤滑皮膜が形成され、そ
の固体潤滑皮膜を構成する固体潤滑成分は軟質金属以外
の固体潤滑成分である。そのような固体潤滑皮膜の具体
例としては、無機もしくは有機の固体潤滑成分からなる
層、又は、無機もしくは有機の固体潤滑成分を含有した
樹脂層があげられる。無機固体潤滑成分としては、二硫
化モリブデン、二硫化タングステン、グラファイト、窒
化ホウ素、酸化アンチモンおよび酸化鉛があげられる。
有機固体潤滑成分としては、ポリテトラフルオロエチレ
ン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂があげられる。使用され
る固体潤滑成分は、前述の二つの群から選択される少な
くとも一種であることは好ましく、又、前記固体潤滑成
分を複数種混合して用いることもできる。なお、固体潤
滑成分の多くが一般に層状又は薄片状構造を有してお
り、その層間での滑りによって潤滑性が発揮される。

【００１６】前記固体潤滑成分には、それ自体で金属表
面に物理的及び／又は化学的に付着可能なものもある
が、粉末状とした固体潤滑成分を、水、溶剤、バインダ
ー樹脂又はこれらの混合物に分散させ、それを第１部材
の摺動面に塗布した後、適当な温度で焼き付けることで
固体潤滑皮膜を形成してもよい。この場合の塗布方法と
してはスプレー法、タンブリング法又は刷毛塗り法のい
ずれも採用可能である。バインダー樹脂としては、エポ
キシ樹脂、フェノール樹脂、フラン樹脂、ポリアミドイ
ミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセ
タール樹脂、フッ素樹脂（例えばＰＴＦＥ）および不飽
和ポリエステル樹脂などがあげられる。かかるバインダ
ー樹脂の一種又は複数種を併用した場合でも、固体潤滑
成分が本来有する特性は損なわれない。

【００１７】固体潤滑皮膜を形成する前に、第１部材の
摺動面に対して下地処理を施し、この下地層を介して固
体潤滑皮膜をコーティングしてもよい（ただし下地層は
省略可能）。前記下地層としては、リン酸マンガン、リ
ン酸亜鉛、クロム酸塩の各化成皮膜や、タフトライド法
等による軟窒化処理で形成される軟窒化皮膜を例示でき
る。又、前記下地層は、銅系合金又はスズ系合金の溶射
層であってもよい。更に第１部材がアルミニウム系合金
を母材とする場合には、下地層は母材の陽極酸化によっ
て形成されるアルマイト層であってもよい。

【００１８】固体潤滑皮膜の厚み（下地層との二層構造
とする場合には合計厚み）が１０μｍ以下であることは
好ましく、７μｍ以下であることは更に好ましく、５μ
ｍ以下であることは最も好ましい。前記厚みが薄いほど
好ましい理由は、固体潤滑成分が塑性流動等によって厚
みを若干変動させた場合でも、相互接触する二つの部材
間に過大な隙間が発生しないようにするためである。

【００１９】（第２部材の軟質皮膜に関する詳細説明）
第２部材の摺動面には、軟質金属を主体とした軟質皮膜
が形成される。このように、第１部材の摺動面に形成さ
れた固体潤滑皮膜と接触する第２部材の摺動面が軟質皮
膜であることにより顕著な効果が得られる理由は定かで
はないが、軟質であることによって固体潤滑皮膜とのな
じみがよくなり、このことで固体潤滑成分の層間滑り性
が更によくなる結果、摩耗抵抗が少なくなるためと推測
される。固体潤滑皮膜と軟質皮膜との組み合わせによっ
て二部材間の摺動性が相乗的効果でもって改善されるこ
とは、本件の出願前から公知の知見ではなく、本件の発
明者らが試行錯誤を重ねることによって初めて得られた
技術的知見である。

【００２０】軟質金属としては、スズ（Ｓｎ）又はスズ
を含む合金があげられる。スズを含む合金としては、
銅、ニッケル、亜鉛、鉛、インジウム、銀の中から選ば
れる少なくとも一種の金属とスズとの合金があげられ
る。

【００２１】軟質皮膜を形成する前に、第２部材の摺動
面に対して下地処理を施し、この下地層を介して軟質皮
膜をコーティングしてもよい（ただし下地層は省略可
能）。かかる下地処理としては、アルマイト処理、燐酸
マンガン処理、燐酸亜鉛処理、亜鉛メッキ処理があげら
れる。下地層を介して軟質皮膜をコーティングすること
で、軟質皮膜の密着性や耐焼付き性を更に向上できる場
合がある。

【００２２】軟質金属としてスズ主体の合金を用いる場
合、銅、ニッケル、亜鉛、鉛、インジウムの中から選択
される少なくとも一種の金属を含有させることは好まし
い。そして、その含有量は、軟質皮膜中で０．８〜１．
２重量％の範囲であることが特に好ましい。スズと他の
金属との共存比率は、目的性能に応じて実験的に種々選
択できる。例えば、銅を共存させる場合、軟質皮膜中の
銅の含有率は０．１〜５０重量％の範囲が好ましい。銅
が０．１重量％より少ないと銅共存の効果が乏しく耐摩
耗性の向上が見られない。他方、銅が５０重量％より多
くなると、スズによる効果が減少し却って摩擦抵抗が増
大してしまう。なお、軟質皮膜中に更に、前述のような
固体潤滑成分を少量共存させてもよい。これにより摩擦
抵抗が一層小さくなる場合がある。

【００２３】軟質皮膜の形成には、公知の電解メッキ
法、無電解での化学メッキ法、ＣＶＤ法、真空蒸着、ス
パッタリング、イオンプレーティング等の方法が利用で
きる。固体潤滑成分等を軟質皮膜中に分散させる場合に
は複合メッキ法も利用できる。なお、軟質皮膜の厚みは
１〜５μｍの範囲とすることが好ましい。厚さが１μｍ
より薄いと摩擦係数の低下が少なくなり、厚さが５μｍ
より厚いと母材からの剥離等の密着強度上の不具合が生
じることがある。

【００２４】ちなみに、第１部材及び第２部材の双方の
皮膜を同種材料で構成することは、たとえその材料自体
が摩擦低減効果のあるものだとしても採用され得ない。
なぜなら、一般に同種材料だと接触摺動時に双方の皮膜
が相互凝着を起こし易く、接触摺動性をかえって悪くす
るからである。

【００２５】

【発明の実施の形態】まず、本発明の適用対象となる容
量可変型斜板式圧縮機の一例を簡単に説明する。図１に
示すように斜板式圧縮機は、シリンダブロック１と、そ
の前端に接合されたフロントハウジング２と、シリンダ
ブロック１の後端に弁形成体３を介して接合されたリヤ
ハウジング４とを備え、これらは複数の通しボルト（図
示略）により相互に接合固定されて圧縮機のハウジング
を構成する。このハウジング内には、クランク室５、吸
入室６及び吐出室７が区画されている。シリンダブロッ
ク１には複数のシリンダボア１ａ（一つのみ図示）が形
成され、各ボア１ａには片頭型のピストン８が往復動可
能に収容されている。吸入室６及び吐出室７は、弁形成
体３に設けられた各種フラッパ弁を介して各ボア１ａと
選択的に連通可能となっている。クランク室５内には駆
動軸９が回転可能に支持され、又、カムプレートたる斜
板１０が収容されている。斜板１０の中央部には挿通孔
１０ａが貫設され、この挿通孔１０ａに駆動軸９が挿通
されている。この斜板１２は、ヒンジ機構１３及びラグ
プレート１１を介して駆動軸９に作動連結され、駆動軸
６と同期回転可能且つ駆動軸の軸線方向への摺動を伴い
ながら駆動軸に対し傾動可能となっている。そして、斜
板１０の外周部が前後一対のシュー（カムフォロワ）２
０Ａ，２０Ｂを介して各ピストン８の端部に摺動自在に
係留されることで、全てのピストン８が斜板１０に作動
連結されている。駆動軸９とともに所定角度に傾斜した
斜板１０が回転すると、各ピストン８が斜板の傾角に対
応したストロークで往復動され、各シリンダボア１ａで
は、吸入室６（吸入圧Ｐｓの領域）からの冷媒ガスの吸
入、圧縮、吐出室７（吐出圧Ｐｄの領域）への圧縮冷媒
ガスの吐出が順次繰り返される。

【００２６】斜板１０は、傾角減少バネ１４によってシ
リンダブロック１に接近する方向（傾角減少方向）に付
勢されている。ただし、例えば駆動軸９上に固定された
サークリップ１５で斜板１０の傾角減少方向への摺動を
規制することで斜板の最小傾角θｍｉｎ（例えば３〜５
°）が制限される。他方、斜板１０の最大傾角θｍａｘ
は、例えば斜板のカウンタウェイト部１０ｂがラグプレ
ート１１の規制部１１ａに当接することで制限される。
斜板１０の傾角は、斜板回転時の遠心力に基づく回転運
動のモーメント、傾角減少バネ１４の付勢作用に基づく
バネ力によるモーメント、ピストンの往復慣性力による
モーメント、ガス圧によるモーメント等の各種モーメン
トの相互バランスに基づいて決定される。ガス圧による
モーメントとは、シリンダボアの内圧とピストン背圧に
あたるクランク室５の内圧（クランク圧Ｐｃ）との相互
関係に基づいて発生するモーメントであり、クランク圧
Ｐｃに応じて傾角減少方向にも増大方向にも作用する。
図１の斜板式圧縮機では、図示しない制御弁１６を用い
てクランク圧Ｐｃを調節することで前記ガス圧によるモ
ーメントを適宜変更し、斜板１０の傾角を最小傾角θｍ
ｉｎと最大傾角θｍａｘとの間の任意の角度に設定でき
るようになっている（図２及び図３参照）。なお、図２
及び図３に示す面Ｐは、駆動軸９に対して直交する仮想
平面である。

【００２７】図２及び図３に示すように、ピストン８の
端部には、斜板１０の外周部及び一対のシュー２０Ａ，
２０Ｂを進入させる凹部が設けられている。シュー２０
Ａ，２０Ｂの各々は摺動面としての凸球面２１を有して
いる。ピストン８の前記凹部には、各シューの凸球面２
１と対向接触する摺動面としての凹球面８１が形成され
ている。ピストン８及び斜板１０はアルミニウム合金製
であるのに対し、シュー２０Ａ，２０Ｂは鉄系材料であ
る軸受鋼からなる。そして、各シューの凸球面２１上に
は皮膜２２が形成され、ピストンの凹球面８１上には皮
膜８２が形成されている。皮膜２２，８２の形成形態お
よび形成方法については後記実施例１及び２において詳
述する。

【００２８】なお、前述の「発明が解決しようとする課
題」の欄において、斜板角が大きくなるとシューとピス
トンとの間の摺動抵抗が大きくなる旨を述べたが、それ
には主として二つの理由がある。第一に、斜板角θが大
きくなるに従い各シューの姿勢角も大きくなり、シュー
の凸球面２１とピストンの凹球面８１との接触面積（圧
縮反力等を受け止める面積）が次第に小さくなって摺動
面圧が高まることがあげられる（図２と図３を比較され
たし）。第二に、各シューはピストン８からの圧縮反力
と斜板１０からの面抗力との合力たる横方向分力を受け
ながら斜板１０とピストンの凹球面８１との間に保持さ
れているが、斜板角が大きくなるに従いピストンからシ
ューに伝達される圧縮反力も大きくなり、それに連れて
前記横方向分力も増大し摺動面圧が増大傾向となること
があげられる。以上のような事情から、少なくとも最大
傾角θｍａｘ付近では、斜板角θの増え方が僅か数度で
あっても、シューとピストンとの間の摺動抵抗は急激に
高まる傾向にある。

【００２９】次に、本発明の実施例１及び２、並びに、
比較対象となる比較例１，２及び３における皮膜形成の
形態及び手法について説明する。 （実施例１）：シューの凸球面２１上の皮膜２２とし
て、二硫化モリブデン等を含む固体潤滑皮膜を形成する
とともに、ピストンの凹球面８１上の皮膜８２として、
スズを主体とする軟質皮膜を形成した実施例である。

【００３０】軸受鋼製のシューを６０〜７０℃の苛性ソ
ーダ等のアルカリ溶液中で脱脂した後、水洗して表面に
付着したアルカリを除去した。次にそのシューを８５〜
９５℃のリン酸マンガン水溶液中に浸漬して、シューの
全表面（凸球面２１を含む）に下地層としてのリン酸マ
ンガン化成皮膜（厚さ約３μｍ）を形成した。これを湯
洗及び温風乾燥した後に、固体潤滑成分を含むフェノー
ル樹脂組成物（２０重量％の二流化モリブデン、２０重
量％のグラファイトおよび残量のフェノール樹脂からな
る）を溶剤で希釈したものをスプレー塗布し、１５０〜
１８０℃で３０〜６０分焼成することで前記下地層の上
に固体潤滑皮膜２２（厚さ約２μｍ ）を形成した。

【００３１】他方、アルミニウム合金製のピストン８の
全体を、無電解メッキ水溶液（６重量％のスズ酸カリウ
ムと、０．０１２重量％のグルコン酸銅を含有する）に
浸漬したまま６０〜８０℃で約３時間保持したのち水洗
した。これにより、ピストン８の全表面（凹球面８１を
含む）に、スズと銅との共析メッキ層からなる皮膜８２
（厚さ約１．２μｍ ）を形成した。この共析メッキ層
の組成はスズ９７重量％、銅３重量％であり、スズを主
体とするものである。

【００３２】（実施例２）：シューの凸球面２１上の皮
膜２２として、スズを主体とする軟質皮膜を形成すると
ともに、ピストンの凹球面８１上の皮膜８２として、二
硫化モリブデン等を含む固体潤滑皮膜を形成した実施例
である。

【００３３】電解メッキ水溶液（６重量％のスズ酸カリ
ウムと、０．０１２重量％のグルコン酸銅を含有する）
の中で軸受鋼製のシューの本体を陰電極に接続する一方
で、イオン化傾向の大きい金属棒で陽電極を形成する。
そして、前記両電極間に所定の電圧を印加することで、
シューの表面にスズ及び銅を析出させた。水洗後のシュ
ーの全表面（凸球面２１を含む）に、スズと銅との共析
メッキ層からなる皮膜２２を形成した。その後、表面研
磨によって皮膜２２の厚さを約１．２μｍとした。この
共析メッキ層の組成はスズ９７重量％、銅３重量％であ
り、スズを主体とするものである。

【００３４】他方、アルミニウム合金製のピストン８の
全体を、硫酸又はシュウ酸の溶液中に浸漬し、これを陽
極として電解処理を行うことにより、その母材の全表面
（凹球面８１を含む）に下地層としての酸化膜（アルマ
イト層）を形成した。これを水洗・脱脂した後、二硫化
モリブデンを分散させたポリアミドイミド樹脂組成物を
溶剤で希釈したものを前記凹球面８１にスプレー塗布
し、２００℃で焼成することで前記下地層の上に固体潤
滑皮膜８２（厚さ約５μｍ ）を形成した。

【００３５】（比較例１）：シューの凸球面２１上の皮
膜２２として、前記実施例１と同様の二硫化モリブデン
等を含む固体潤滑皮膜を形成したものであり、その一方
で、ピストンの凹球面８１上には皮膜８２を形成するこ
となく、アルミニウム合金の地肌を最表面としたもので
ある。

【００３６】（比較例２）：ピストンの凹球面８１上の
皮膜８２として、前記実施例１と同様のスズを主体とす
る軟質皮膜を形成したものであり、その一方で、シュー
の凸球面２１上には皮膜２２を形成することなく、軸受
鋼の地肌を最表面としたものである。

【００３７】（比較例３）：シューの凸球面２１上には
皮膜２２を形成することなく、軸受鋼の地肌を最表面と
するとともに、ピストンの凹球面８１上にも皮膜８２を
形成することなく、アルミニウム合金の地肌を最表面と
したものである。

【００３８】（耐久性試験の方法及び評価）図１のよう
な斜板式圧縮機に対し前記実施例及び比較例のようなシ
ュー及びピストンを組み込み、シュー／ピストン間での
連続摺動耐久性試験を行った。その試験では、実機での
起動直後の状態を想定して圧縮機内をオイルレス環境下
（圧縮機内に潤滑オイルを全く入れない状態）とすると
ともに、その試験条件を、吸入圧Ｐｓ＝１ｋｇｆ／ｃｍ
²Ｇ、吐出圧Ｐｄ＝１５ｋｇｆ／ｃｍ²Ｇ、駆動軸の回転
速度＝１０００ｒｐｍとした。ただし、斜板角について
は最大傾角θｍａｘを保持するとともに、その最大傾角
が１９°と２３°の各場合について試験を行った。各場
合についてオイルレス環境下で１分間連続運転した後の
シュー／ピストン間における焼付き等の不具合の有り
（×）、無し（○）を目視で評価した。その評価結果を
表１に示す。

【００３９】

【表１】 表１に示すように、シュー側及びピストン側の双方に皮
膜２２，８２を形成した実施例１及び２では、θｍａｘ
＝２３°でも１分間の連続運転後も焼付き等を生じず優
れた耐久性能を示した。これに対し、シュー側又はピス
トン側の片方のみに皮膜２２又は８２を形成した比較例
１及び２では、θｍａｘ＝１９°では焼付きを生じなか
ったものの、θｍａｘ＝２３°では焼付きを生じてしま
いオイルレス環境での１分間の連続運転に耐えられなか
った。又、シュー及びピストンのいずれにも皮膜を付与
しなかった比較例３では、θｍａｘ＝１９°及び２３°
のいずれの条件もパスできなかった。

【００４０】なお、この斜板式圧縮機では、最大傾角θ
ｍａｘが１９°から２３°に増加するだけで、吐出容量
がｔａｎ２３°／ｔａｎ１９°＝１．２３倍と飛躍的に
増大する。

【００４１】（別例）本発明が適用可能な部位は、前述
のようなシュー／ピストン間の摺動部位に限定されるも
のではなく、以下のａ，ｂ及びｃの接触摺動部位に本発
明が適用されてもよい（つまり、第１及び第２部材の組
合せとして次の組合せがあげられる）。 ａ．シューと斜板１０との間、 ｂ．ピストン８の外周面とシリンダブロックのシリンダ
ボア１ａの内周面との間、 ｃ．駆動軸９と斜板１０との間。

【００４２】本発明は斜板式圧縮機に適用が限定される
ものではなく、スクロール型圧縮機等の他のタイプの圧
縮機に適用されてもよい。 （前記各請求項に記載した以外の技術的思想） （イ）請求項１〜５のいずれか一項に記載の圧縮機にお
いて、前記第１部材の摺動面に形成された固体潤滑皮膜
は、軟質金属以外の固体潤滑成分と、バインダー樹脂と
によって構成されていること。

【００４３】（ロ）前記技術思想（イ）において、前記
バインダー樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フ
ラン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポ
リアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、フッ素樹脂および
不飽和ポリエステル樹脂からなる群から選択される少な
くとも一種であること。

【００４４】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、二
部材間の摺動部位がオイルレス状況に陥った場合でも、
その摺動部位の接触摺動性をできる限り長期にわたり良
好に保つことができる。そして、圧縮機を構成する二つ
の部材間の接触摺動性を飛躍的に改善し、圧縮機の体格
を大きくすることなく吐出容量の増大を図ることが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】容量可変型斜板式圧縮機の縦断面図。

【図２】最小傾角時におけるシューとピストンとの摺接
部位の断面図。

【図３】最大傾角時におけるシューとピストンとの摺接
部位の断面図。

【符号の説明】

８…ピストン、９…駆動軸、１０…斜板、２０Ａ，２０
Ｂ…シュー、２１…凸球面（摺動面）、２２…皮膜、８
１…凹球面（摺動面）、８２…皮膜。

フロントページの続き (72)発明者 栗田 創 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 倉掛 浩隆 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 Ｆターム(参考） 3H003 AA03 AB07 AC03 AD01 AD02 CB07 CE04 3H076 AA06 BB17 CC20 CC33 CC61

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相対摺動可能に相互接触する第１及び第
   ２部材を備えた圧縮機において、前記第１部材の摺動面
   には固体潤滑皮膜が形成され、前記第２部材の摺動面に
   は軟質金属を主体とした軟質皮膜が形成されており、前
   記固体潤滑皮膜を構成する固体潤滑成分は、軟質金属以
   外の固体潤滑成分であることを特徴とする圧縮機。
2. 【請求項２】 前記圧縮機は斜板式圧縮機であり、該斜
   板式圧縮機は、相対摺動可能に相互接触する第１及び第
   ２部材として、ピストンと、斜板の外周部を前記ピスト
   ンに摺動自在に係留させるためのシューとを備えてお
   り、前記シューは摺動面としての凸球面を有し、前記ピ
   ストンは前記シューの凸球面と接触する摺動面としての
   凹球面を有していることを特徴とする請求項１に記載の
   圧縮機。
3. 【請求項３】 前記斜板式圧縮機は、斜板の傾角を変更
   可能な容量可変型斜板式圧縮機であることを特徴とする
   請求項２に記載の圧縮機。
4. 【請求項４】 前記軟質金属以外の固体潤滑成分は、二
   硫化モリブデン、二硫化タングステン、グラファイト、
   窒化ホウ素、酸化アンチモン、酸化鉛およびフッ素樹脂
   からなる群から選択される少なくとも一種であることを
   特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の圧縮
   機。
5. 【請求項５】 前記軟質金属は、スズ又はスズを含む合
   金であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項
   に記載の圧縮機。