JP2004084656A

JP2004084656A - 摺動部品

Info

Publication number: JP2004084656A
Application number: JP2003091130A
Authority: JP
Inventors: Kimitoshi Murase; 村瀬　仁俊; Toshihisa Shimo; 下　俊久
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2002-06-24
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2023-03-28
Also published as: KR20040000358A; DE10328120A1; CN1479011A; JP4232506B2; US20040052649A1; US7241722B2; KR100537592B1; DE10328120B4; FR2845095B1; FR2845095A1; CN100538067C

Abstract

【課題】摺動部品の耐焼付き性、耐摩耗性及び摺動面に形成された被膜と摺動部品の基材との密着性を向上する。
【解決手段】圧縮機の摺動部品である斜板１０及びシュー１５ａ，１５ｂには、少なくとも摺動面にシラン変性樹脂被膜１７が形成されている。シラン変性樹脂被膜１７は斜板１０やシュー１５ａ，１５ｂの摺動面に直接形成されている。シラン変性樹脂はアルコキシシリル基を有する。シラン変性樹脂としてはシラン変性ポリアミドイミド樹脂が使用されている。シラン変性樹脂被膜１７には固体潤滑剤が含有されていてもよい。固体潤滑剤としては、例えばフッ素樹脂、二硫化モリブデン、グラファイト等が使用される。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は摺動部品に係り、例えば、車両の空調システムに使用される圧縮機の斜板やピストン等に好適な摺動部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧縮機の内部機構を構成する摺動部材（摺動部品）間の潤滑は、通常、圧縮機内部に保持された潤滑オイルを圧縮機の運転に伴って流通するガス（例えばフロンガス等の冷媒ガス）でミスト化し、そのミスト化したオイルを各摺動部位に搬送することで行われている。しかし、圧縮機を運転停止状態で長時間放置した後に再起動するような場合には、摺動部位に付着していた潤滑オイルが冷媒ガスによって洗い流される場合がある。
【０００３】
例えば、斜板式圧縮機においては、ピストンがシューを介して斜板に連結され、斜板の回転又は斜板の揺動によってピストンがシリンダボア内を往復動される。そして、圧縮機の運転初期に潤滑オイルが斜板とシューとの摺動面に到達する前に斜板とシューとが摺動される。しかも、潤滑オイルが斜板とシューとの摺動面に到達する前に、ガス状の冷媒が前記摺動面に到達して摺動面に残存する潤滑オイルを洗浄する働きをなす。従って、運転初期に潤滑オイルのないドライの摺動条件で斜板とシューとが摺動される。
【０００４】
このため、圧縮機の起動後で冷媒ガスが圧縮機に帰還してオイルのミスト化が進むまでの期間（１分程度）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の不十分な状態に陥る期間となる。それ故、このような潤滑オイルの量が不十分な期間においても摺動部位における潤滑を確保するための技術が従来より提案されている。
【０００５】
従来、斜板やピストン等の摺動部品の表面（摺動面）の焼付き防止、耐摩耗性向上、低摩擦係数化のため、摺動部品の表面に固体潤滑剤を含んだ樹脂のコーティングを行うことが実施又は提案されている（例えば、特許文献１参照。）特許文献１には、鉄系又はアルミニウム系基板材料からなる斜板の表面（具体的にはシューとの摺接面）に、スズ、銅等のメッキ層を形成し、そのメッキ層にポリアミドイミド樹脂と、固体潤滑剤（二硫化モリブデン、グラファイト等）からなる摺接層を形成することが開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−１３６３８号公報（明細書の段落［０００６］）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、さらなる信頼性確保のために、耐焼付き性、耐摩耗性、基材との密着性等の特性の向上が望まれている。例えば、近年、圧縮機の冷媒として二酸化炭素が注目されてきているが、二酸化炭素を冷媒として使用すると、ピストンを介して斜板に作用する圧縮荷重がフロン系の冷媒を使用した場合に比較して格段に大きくなり、摺動環境がより厳しくなるため、摺動性の向上が求められている。そして、耐焼付き性、耐摩耗性、基材との密着性等の特性を向上させることは、摺動性の向上に寄与する。
【０００８】
本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであって、その第１の目的は耐焼付き性、耐摩耗性を向上することができる摺動部品を提供することにある。また、第２の目的は、さらに摺動面に形成された被膜と摺動部品の基材との密着性を向上することができる摺動部品を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記第１の目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、金属製の部品本体の少なくとも摺動面に、溶剤に可溶でかつエポキシ樹脂以上の耐熱性を有する樹脂のシラン変性樹脂の被膜を形成した。
【００１０】
この発明では、金属製の摺動部品の摺動面に被膜を形成する樹脂がシラン変性されているため、被膜中にケイ素が均一に分散され、耐焼付き性、耐摩耗性が向上する。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記シラン変性樹脂の被膜には固体潤滑剤が含有されている。従って、この発明では、シラン変性樹脂単独の被膜に比較して被膜の耐焼付き性が向上する。
【００１２】
第２の目的を達成するため、請求項３に記載の発明では、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記シラン変性樹脂はアルコキシシリル基又はアリールオキシシリル基を有する。
【００１３】
シラン変性樹脂は、溶剤に溶解された状態で摺動面に塗布、焼成されることにより被膜を形成する。その際、シラン変性樹脂を構成するアルコキシシリル基又はアリールオキシシリル基の一部が分解されるとともに、摺動部品の金属表面に存在する水酸基と反応して金属表面と結合するため、密着性が向上する。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記シラン変性樹脂はポリアミドイミドのシラン変性樹脂である。ポリアミドイミドはポリイミドに比較して耐熱性はやや劣るが、溶剤に溶け易く塗料としたときの安定性が良く、価格も安いため、低コストで容易に被膜を形成できる。
【００１５】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記シラン変性樹脂はエポキシ樹脂のシラン変性樹脂である。
この発明では、シラン変性を行う樹脂としてポリアミドイミドやポリイミドを使用した場合に比較して、コストが安くなる。また、エポキシ樹脂はポリアミドイミドやポリイミドに比較して金属に対する密着性が良い。
【００１６】
請求項６に記載の発明では、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記シラン変性樹脂はポリイミドのシラン変性樹脂である。この発明では、シラン変性を行う樹脂としてポリアミドイミドやエポキシ樹脂を使用した場合に比較して、耐熱性が向上する。
【００１７】
請求項７に記載の発明では、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の発明において、前記摺動部品は圧縮機の摺動部品である。従って、この発明の摺動部品を使用することにより、圧縮機の信頼性及び耐久性が向上する。
【００１８】
請求項８に記載の発明では、請求項７に記載の発明において、前記摺動部品は斜板式圧縮機の斜板である。従って、この発明では、シューを介して大きな荷重が作用する斜板の摺動面における摺動性及び耐久性が向上し、ひいては圧縮機の信頼性及び耐久性が向上する。
【００１９】
請求項９に記載の発明では、請求項７に記載の発明において、前記摺動部品は圧縮機のシューである。従って、この発明では、例えば、斜板及びピストンの間に配置された状態で大きな荷重を受けて摺動するシューの摺動面における摺動性及び耐久性が向上し、ひいては圧縮機の信頼性及び耐久性が向上する。
【００２０】
請求項１０に記載の発明では、請求項７に記載の発明において、前記摺動部品は圧縮機の駆動軸を支持するすべり軸受である。従って、この発明では、駆動軸を支持するすべり軸受の摺動性及び耐久性が向上し、ひいては圧縮機の信頼性及び耐久性が向上する。
【００２１】
請求項１１に記載の発明では、請求項７に記載の発明において、前記摺動部品はピストン式圧縮機の駆動軸に一体的に設けられ、駆動軸と同期回転することで圧縮室と吸入圧力領域との間のガス通路を開閉可能に構成され、かつ前記駆動軸を圧縮機のハウジングに回転可能に支持するロータリバルブである。従って、この発明では、駆動軸を単に支持するすべり軸受けの摺動面の径に比べて摺動面の径が大きなロータリバルブの摺動性及び耐久性が向上し、ひいては圧縮機の信頼性及び耐久性が向上する。
【００２２】
請求項１２に記載の発明では、請求項７に記載の発明において、前記摺動部品はピストン式圧縮機のピストンである。従って、この発明では、ピストンの摺動面の摺動性及び耐久性が向上し、ひいては圧縮機の信頼性及び耐久性が向上する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を可変容量型の斜板式圧縮機に具体化した一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は圧縮機の模式断面図を示し、図２は斜板とシューの関係を示す部分拡大断面図を示す。なお、図１において左側を圧縮機Ｃの前側とする。
【００２４】
図１に示すように圧縮機Ｃ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とを備えている。シリンダブロック１、弁形成体３及び両ハウジング２，４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Ｃのハウジングを構成している。
【００２５】
前記ハウジング内には、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、各シリンダボア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に設けられた吸入弁３ａ及び吐出弁３ｂを介して各シリンダボア１ａと選択的に連通可能となっている。
【００２６】
シリンダブロック１とフロントハウジング２との間にはクランク室５を貫通した状態で駆動軸９がベアリングを介して回転可能に支持されている。クランク室５にはカムプレートとしての斜板１０が収容されている。斜板１０の中央部には挿通孔１０ａが形成され、挿通孔１０ａに駆動軸９が貫挿されている。回転支持体としてのラグプレート１１は、クランク室５内において駆動軸９に一体回転可能に固定されている。斜板１０は、ラグプレート１１及びヒンジ機構１２を介して駆動軸９に作動連結され、駆動軸９と同期回転可能かつ駆動軸９の軸線方向への摺動を伴いながら駆動軸９に対し傾動可能となっている。
【００２７】
斜板１０には、駆動軸９を挟んでヒンジ機構１２と反対側にカウンタウェイト部１０ｂが一体に形成されている。駆動軸９上にはラグプレート１１と斜板１０との間に押圧ばね１３が巻装されている。斜板１０は、押圧ばね１３によってシリンダブロック１に接近する方向（即ち、傾角減少方向）に付勢されている。斜板１０の傾角減少方向への傾動は、駆動軸９上に固定されたサークリップ１４に当接することで規制され、斜板１０の最小傾角θｍｉｎが制限される。また、斜板１０の最大傾角θｍａｘは、斜板１０のカウンタウェイト部１０ｂがラグプレート１１に当接することで制限される。なお、傾角とは駆動軸９と直交する面と斜板１０との成す角度を意味する。
【００２８】
斜板１０の周縁部が前後一対のシュー１５ａ，１５ｂ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。そして、駆動軸９の回転に伴う斜板１０の回転運動が、シュー１５ａ，１５ｂを介してピストン８の往復運動に変換される。
【００２９】
リヤハウジング４にはクランク圧Ｐｃを調節するための公知の制御弁１６が設けられている。制御弁１６はクランク室５と吐出室７とを連通する図示しない給気通路の途中に設けられ、ソレノイドの電磁力により給気通路の開度を制御する弁機構を備えている。そして、制御弁１６を介しての吐出室７からクランク室５への冷媒ガスの供給量と、クランク室５と吸入室６とを連通する図示しない抽気通路を介してのクランク室５から吸入室６への冷媒ガスの逃がし量とのバランスにより、クランク圧Ｐｃが調整される。
【００３０】
圧縮機Ｃの摺動部品である斜板１０及びシュー１５ａ，１５ｂには、少なくとも摺動面にシラン変性樹脂の被膜１７（以下、シラン変性樹脂被膜１７）が形成されている。シラン変性樹脂被膜１７は部品本体としての斜板１０やシュー１５ａ，１５ｂの摺動面に直接形成されている。
【００３１】
シラン変性樹脂はアルコキシシリル基又はアリールオキシシリル基を有する。アルコキシシリル基のアルコキシ基は、好ましくは炭素数１〜６、より好ましくは炭素数１〜４で、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等が挙げられる。また、アリールオキシシリル基のアリールオキシ基は、好ましくは炭素数６〜１０、より好ましくは炭素数６〜８で、例えば、フェニルオキシ基、ジメチルフェニルオキシ基、メチルフェニルオキシ基等が挙げられる。
【００３２】
シラン変性樹脂被膜１７には固体潤滑剤が含有されていてもよい。固体潤滑剤としては、例えばフッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）やＰＦＡ，ＥＴＦＥ，ＦＥＰ等）、二硫化モリブデン、グラファイト等が使用される。
【００３３】
斜板１０には、斜板回転時の遠心力に基づく回転運動のモーメントを適正に発生させるために比較的重い鉄系材料（例えばＦＣＤ７００等の鋳鉄）が用いられている。他方、シュー１５ａ，１５ｂには、その機械的強度等を配慮して同じく鉄系材料（例えば軸受鋼）が用いられている。なお、鉄系材料製の斜板１０の摺動面にアルミニウム系金属を肉盛りし、その上にシラン変性樹脂被膜１７を形成する場合もある。
【００３４】
シラン変性ポリアミドイミド樹脂は、例えば特開２００１−２４０６７０号公報に開示された方法と同様な製造方法で製造される。即ち、カルボキシル基及び酸無水物基の少なくとも一方を分子端末に有するポリアミドイミド樹脂と、グリシドールとアルコキシシラン部分縮合物との脱アルコール反応によって得られるグリシジルエーテル基含有アルコキシシラン部分縮合物とを、開環エステル化反応させて得られる。
【００３５】
＜ポリアミドイミド樹脂の製造＞
攪拌機、冷却管、温度計を備えた反応装置に、Ｎ−メチルピロリドン１１６０ｇ、キシレン２９０ｇ、無水トリメリット酸３４５．８ｇ及び４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート４２５．０ｇを入れ、窒素気流下９０℃で２時間反応させた。ついで、窒素気流を止め、１時間かけて１３５℃まで温度を上昇させた後、３．５時間反応を継続した。その後、冷却し、Ｎ−メチルピロリドン／キシレン＝４／１（重量比）で希釈し、不揮発分２５％のポリアミドイミド樹脂溶液を得た。
【００３６】
＜グリシジルエーテル基含有アルコキシシラン部分縮合物の製造＞
攪拌機、冷却管、温度計を備えた反応装置に、グリシドール（日本油脂（株）製、商品名「エピオールＯＨ」）２５０ｇと、テトラメトキシシラン部分縮合物（多摩化学（株）製、商品名「メチルシリケート５１」、Ｓｉの平均個数４）７９９．８１ｇを仕込んだ。そして、窒素気流下、攪拌しながら、９０℃に昇温後、触媒としてジブチル錫ジラウレート１．００ｇを加え、脱メタノール反応させた。反応中、メタノールを反応系内から分水器を使って留去し、その量が、約９０ｇに達した時点で、冷却した。昇温後冷却開始までに要した時間は６時間であった。５０℃に冷却後、窒素吹き込み栓と分水器を取り去り、減圧ラインを繋いで、１３ｋＰａで約１５分間、系内に残存するメタノールを減圧によって除去した。この間、減圧によって約２１．０ｇのメタノールが除去された。その後、フラスコを室温まで冷却し、９２９．８１ｇのグリシジルエーテル基含有アルコキシシラン部分縮合物を得た。（生成物１分子当たりのＳｉの平均個数）／（生成物１分子当たりのグリシジルエーテル基の平均個数）は２である。
【００３７】
＜シラン変性ポリアミドイミド樹脂の製造＞
攪拌機、冷却管、温度計を備えた反応装置に、前記のようにして製造したポリアミドイミド樹脂溶液２００ｇと、グリシジルエーテル基含有アルコキシシラン部分縮合物５．１７ｇを仕込み、９５℃に昇温後、４時間反応させた。Ｎ−メチルピロリドン８．２６ｇを加えて、冷却し、不揮発分２５％のシラン変性ポリアミドイミド樹脂を得た。
【００３８】
シラン変性ポリアミドイミド樹脂を製造する際、ポリアミドイミド樹脂溶液とグリシジルエーテル基含有アルコキシシラン部分縮合物の種類、使用量及びＮ−メチルピロリドンの使用量を変更することにより、シリカ含有量の異なるシラン変性ポリアミドイミド樹脂が得られる。
【００３９】
斜板１０やシュー１５ａ，１５ｂの摺動面にシラン変性樹脂被膜１７を形成するには、シラン変性樹脂を溶剤に溶解した溶液（以下、シラン変性樹脂ワニスと称す）を調製する。そして、摺動面を脱脂した後、シラン変性樹脂ワニスを摺動面に塗布し、その後、焼成して所定の膜厚のシラン変性樹脂被膜１７を形成する。シラン変性樹脂被膜１７は厚さが５〜５０μｍ、好ましくは１０〜３０μｍに形成される。
【００４０】
ポリアミドイミドのシラン変性樹脂を原料としたシラン変性ポリアミドイミド樹脂ワニスの場合、溶剤には例えばＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）やＮＭＰ／キシレンを使用する。エポキシ樹脂のシラン変性樹脂を原料としたシラン変性エポキシ樹脂ワニスの場合、溶剤には例えばＭＥＫ（メチルエチルケトン）を使用する。
【００４１】
焼成条件は樹脂ワニスの種類によって異なり、シラン変性ポリアミドイミド樹脂ワニスの場合、例えば８０℃３０分、１５０℃３０分、２００℃３０分の３回に分けて焼成する。また、シラン変性エポキシ樹脂ワニスの場合、例えば１００℃３０分、２００℃６０分の２回に分けて焼成する。
【００４２】
次に前記のように構成された圧縮機の作用を説明する。
駆動軸９の回転に伴い斜板１０が一体回転し、斜板１０の回転運動がシュー１５ａ，１５ｂを介して各ピストン８の往復運動に変換され、各ピストン８が斜板１０の傾角に対応したストロークで往復動される。この駆動の継続によってシリンダボア１ａ内では、吸入室６からの冷媒ガスの吸入、吸入冷媒ガスの圧縮、吐出室７への圧縮済み冷媒ガスの吐出が順次繰り返される。図示しない外部冷媒回路から吸入室６に供給された冷媒は、吸入ポートを介してシリンダボア１ａ内に吸入され、ピストン８の移動による圧縮作用を受けた後、吐出ポートを介して吐出室７に吐出される。吐出室７に吐出された冷媒は、吐出孔から外部冷媒回路に送り出される。
【００４３】
そして、制御弁１６の開度が冷房負荷に応じて調整され、吐出室７とクランク室５との連通状態が変更される。冷房負荷が高く吸入室６の圧力が高い状態では、制御弁１６の開度は小さくなり、クランク室５の圧力（クランク圧Ｐｃ）が小さくなって斜板１０の傾角が大きくなる。そして、ピストン８のストロークが大きくなって圧縮機が大容量で運転される。冷房負荷が低く吸入室６の圧力が低い状態では、制御弁１６の開度が大きくなり、クランク圧Ｐｃが大きくなって斜板１０の傾角が小さくなる。そして、ピストン８のストロークが小さくなって圧縮機が小容量で運転される。
【００４４】
斜板１０及びシュー１５ａ，１５ｂの摺動面にシラン変性樹脂被膜１７が形成されているため、摺動面における摺動性及び耐久性が向上し、ひいては圧縮機の信頼性及び耐久性が向上する。
【００４５】
（実施例１〜６及び比較例１〜４）
シラン変性樹脂被膜１７の摺動性能を従来技術と比較するため、シラン変性樹脂及びシラン変性を行わない樹脂でそれぞれ樹脂ワニスを調製し、表面を脱脂した金属基材の表面に膜厚２０μｍの被膜を形成して評価サンプルとし、摩擦係数、摩耗量、耐焼付き性及び密着性について評価を行った。
【００４６】
＜評価サンプルの形成＞
実施例１
硬化残分中に含まれるシリカ２ｗｔ％のシラン変性ポリアミドイミド樹脂ワニス（ＰＡＩ樹脂固形成分濃度３０ｗｔ％＋溶剤（ＮＭＰ／キシレン））を調製した。表面を脱脂したアルミ基材に上記樹脂ワニスをバーコーターを用いて塗布し、８０℃３０分、１５０℃３０分、２００℃３０分で焼成し、膜厚２０μｍの被膜を形成した。
【００４７】
比較例１
シラン変性ポリアミドイミド樹脂ワニスに代えて、ポリアミドイミド樹脂ワニス（ＰＡＩ樹脂固形成分濃度３０ｗｔ％＋溶剤（ＮＭＰ／キシレン）：日立化成工業（株）製ＨＰＣ−５０００）を使用した点を除いて、実施例１と同様の条件でアルミ基材に膜厚２０μｍの被膜を形成した。
【００４８】
実施例２
硬化残分中に含まれるシリカ２ｗｔ％のシラン変性ポリアミドイミド樹脂ワニス（ＰＡＩ樹脂固形成分濃度３０ｗｔ％＋溶剤（ＮＭＰ／キシレン））に固体潤滑剤を加え、良く攪拌後、三本ロールを２回通し、コーティング材料を得た。固体潤滑剤として、ＰＴＦＥ粉、ＭｏＳ_２粉、グラファイト粉を同時に使用した。次に表面を脱脂したアルミ基材にバーコーターを用いてコーティング材料を塗布し、８０℃３０分、１５０℃３０分、２００℃３０分で焼成し、膜厚２０μｍの被膜を形成した。
【００４９】
コーティング材料の固形分の配合割合は、シラン変性ポリアミドイミド樹脂６５ｗｔ％、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）１０ｗｔ％、ＭｏＳ_２２０ｗｔ％、グラファイト５ｗｔ％である。
【００５０】
比較例２
シラン変性ポリアミドイミド樹脂ワニスに代えて、ポリアミドイミド樹脂ワニス（ＰＡＩ樹脂固形成分濃度３０ｗｔ％＋溶剤（ＮＭＰ／キシレン）：日立化成工業（株）製ＨＰＣ−５０００）を使用した点を除いて、実施例２と同様の条件でアルミ基材に膜厚２０μｍの被膜を形成した。
【００５１】
実施例３
硬化残分中に含まれるシリカ３６ｗｔ％のシラン変性エポキシ樹脂ワニス（エポキシ樹脂５０ｗｔ％＋溶剤（ＭＥＫ））に、硬化剤（フェノールノボラック樹脂）、シラン硬化触媒（オクチル酸錫）、固体潤滑剤を加え、良く攪拌後、コーティング材料を得た。固体潤滑剤として、ＰＴＦＥ粉、ＭｏＳ_２粉、グラファイト粉を同時に使用した。次に表面を脱脂したアルミ基材にバーコーターを用いてコーティング材料を塗布し、１００℃３０分、２００℃６０分で焼成し、膜厚２０μｍの被膜を形成した。
【００５２】
コーティング材料の固形分の配合割合は、シラン変性ポリアミドイミド樹脂６５ｗｔ％、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）１０ｗｔ％、ＭｏＳ_２２０ｗｔ％、グラファイト５ｗｔ％である。
【００５３】
比較例３
シラン変性エポキシ樹脂ワニスに代えて、エポキシ樹脂ワニス（エポキシ樹脂５０ｗｔ％＋溶剤（ＭＥＫ））を使用した点を除いて、実施例３と同様の条件でアルミ基材に膜厚２０μｍの被膜を形成した。
【００５４】
実施例４、実施例５
シラン変性ポリアミドイミド樹脂ワニス（ＰＡＩ樹脂固形成分濃度３０ｗｔ％＋溶剤（ＮＭＰ／キシレン））中の硬化残分中に含まれるシリカの量を５ｗｔ％（実施例４）、７ｗｔ％（実施例５）と変化させたワニスに固体潤滑剤を加え、良く攪拌後、三本ロールを２回通し、コーティング材料を得た。固体潤滑剤として、ＰＴＦＥ粉、ＭｏＳ_２粉、グラファイト粉を同時に使用した。次に表面を脱脂したアルミ基材にバーコーターを用いて各コーティング材料を塗布し、８０℃３０分、１５０℃３０分、２００℃３０分で焼成し、膜厚２０μｍの被膜を形成した。
【００５５】
コーティング材料の固形分の配合割合は、シラン変性ポリアミドイミド樹脂６５ｗｔ％、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）１０ｗｔ％、ＭｏＳ_２２０ｗｔ％、グラファイト５ｗｔ％である。
【００５６】
実施例６
硬化残分中に含まれるシリカ２ｗｔ％のシラン変性ポリアミドイミド樹脂ワニス（ＰＡＩ樹脂固形成分濃度３０ｗｔ％＋溶剤（ＮＭＰ／キシレン））に固体潤滑剤を加え、良く攪拌後、三本ロールを２回通し、コーティング材料を得た。固体潤滑剤として、ＰＴＦＥ粉、ＭｏＳ_２粉、グラファイト粉を同時に使用した。次に表面を脱脂した鋳鉄ＦＣＤ７００にバーコーターを用いてコーティング材料を塗布し、８０℃３０分、１５０℃３０分、２３０℃３０分で焼成し、膜厚２０μｍの被膜を形成した。
【００５７】
コーティング材料の固形分の配合割合は、シラン変性ポリアミドイミド樹脂６５ｗｔ％、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）１０ｗｔ％、ＭｏＳ_２２０ｗｔ％、グラファイト５ｗｔ％である。
【００５８】
比較例４
シラン変性ポリアミドイミド樹脂ワニスに代えて、ポリアミドイミド樹脂ワニス（ＰＡＩ樹脂固形成分濃度３０ｗｔ％＋溶剤（ＮＭＰ／キシレン）：日立化成工業（株）製ＨＰＣ−５０００）を使用した点を除いて、実施例６と同様の条件で鋳鉄ＦＣＤ７００に膜厚２０μｍの被膜を形成した。
【００５９】
＜試験方法＞
（摩擦係数、摩耗量の評価試験）
スラスト型試験機により、滑り速度：６０ｍ／ｍｉｎ、面圧：９．８ＭＰａ、相手材：ねずみ鋳鉄ＦＣ−２５又は鉄ＳＵＪ２の潤滑下での摩擦係数について試験開始直後と試験開始１００時間後の摩擦係数を調べた。
【００６０】
また、摩耗量については、図３（ａ）に示すように、評価サンプル３０に押圧されて回転される相手材３１との摺接面に形成された溝３０ａ（図３（ｂ）に図示）の１００時間後の深さｄを計測して摩耗量として評価した。
【００６１】
（耐焼付き荷重の評価試験）
スラスト試験機により、滑り速度：６０ｍ／ｍｉｎ、相手材：ねずみ鋳鉄ＦＣ−２５又は鉄ＳＵＪ２の潤滑下で、面圧を一定周期（１ＭＰａ／２ｍｉｎ）で上昇させた時の焼付き発生面圧を求めた。
【００６２】
なお、相手材としてねずみ鋳鉄ＦＣ−２５を使用するのは実施例１〜実施例５及び比較例１〜比較例３の場合であり、実施例６及び比較例４の場合は評価サンプルの基材が鋳鉄ＦＣＤ７００のため、相手材として鉄ＳＵＪ２を用いた。
【００６３】
（密着性評価）
ＪＩＳ　Ｋ５４００クロスカット残率にて評価した。
初期及びオートクレーブ試験（１２１℃、２０２ｋＰａ）１００時間後の密着性を評価した。
【００６４】
前記各試験の結果を表１に示す。
【００６５】
【表１】

表１の実施例１及び比較例１から、シラン変性ポリアミドイミド樹脂被膜は、シラン変性がなされていないポリアミドイミド樹脂被膜に比較して、耐焼付き性、耐摩耗性、基材（アルミ基材）との密着性のいずれの特性も向上していることが確認できる。また、表１の実施例２及び比較例２から、シラン変性ポリアミドイミド樹脂被膜に固体潤滑剤を含有させた場合は、シラン変性がなされていないポリアミドイミド樹脂被膜に固体潤滑剤を含有させた場合に比較して、耐焼付き性、耐摩耗性、基材（アルミ基材）との密着性のいずれの特性も向上していることが確認できる。
【００６６】
表１の実施例１及び実施例２から、シラン変性ポリアミドイミド樹脂被膜に固体潤滑剤を含有させた場合は、固体潤滑剤を含有させない場合に比較して、耐焼付き性が向上していることが確認できる。
【００６７】
表１の実施例３及び比較例３から、シラン変性エポキシ樹脂被膜に固体潤滑剤を含有させた場合は、シラン変性がなされていないエポキシ樹脂被膜に固体潤滑剤を含有させた場合に比較して、耐焼付き性、耐摩耗性、基材（アルミ基材）との密着性のいずれの特性も向上していることが確認できる。
【００６８】
表１の実施例２，４，５から、シラン変性ポリアミドイミド樹脂被膜を形成する際に使用するシラン変性ポリアミドイミド樹脂中の硬化残分に含まれるシリカの量を変更しても、同等の摺動特性が得られることが確認できる。
【００６９】
表１の実施例６及び比較例４から、摺動部材の材質をアルミ基材から鋳鉄に変更しても、シラン変性ポリアミドイミド樹脂被膜がシラン変性がなされていないポリアミドイミド樹脂被膜に比較して、耐焼付き性、耐摩耗性、基材との密着性のいずれの特性も向上していることが確認できる。
【００７０】
表１から、いずれの場合も、シラン変性樹脂被膜を摺動面に形成することにより、シラン変性がなされていない同じ樹脂被膜を摺動面に形成した場合に比較して、摺動性が大幅に向上することが確認された。
【００７１】
（実施例７〜９及び比較例５）
次に潤滑油なしの無潤状態で斜板とシューとの摺接部における焼き付き評価試験を行った。
【００７２】
（無潤滑焼き付き試験）
図４に示すように、鋳鉄ＦＣＤ７００製の斜板１０の摺動面に潤滑用被膜１８を形成し、軸受鋼製のシュー１９の平面と接触させた状態で、周速度１０．５ｍ／ｓ、荷重２０００Ｎにおいて、無潤滑状態での焼き付き時間を測定した。
【００７３】
潤滑用被膜１８の形成は、斜板１０の表面に直接形成するのではなく、斜板１０の表面にアルミニウムの溶射膜（図示せず）を形成し、その上にバーコーターを用いてコーティング材料を塗布し、２３０℃１時間で焼成し、膜厚１５μｍの潤滑用被膜を形成した。
【００７４】
実施例７〜実施例９ではシラン変性ポリアミドイミド樹脂ワニス（ＰＡＩ樹脂固形成分濃度３０ｗｔ％＋溶剤（ＮＭＰ／キシレン））中の硬化残分中に含まれるシリカの量を変化させたワニスに固体潤滑剤を加え、良く攪拌後、三本ロールを２回通し、コーティング材料を得た。シリカの量は、実施例７では２ｗｔ％、実施例８では５ｗｔ％、実施例９では７ｗｔ％とした。固体潤滑剤として、ＭｏＳ_２粉、グラファイト粉、ＰＴＦＥ粉を同時に使用した。コーティング材料の固形分の配合割合は、実施例７〜９のいずれの場合もシラン変性ポリアミドイミド樹脂６５ｗｔ％、ＭｏＳ_２２０ｗｔ％、グラファイト１０ｗｔ％、ＰＴＦＥ５ｗｔ％である。
【００７５】
比較例５では、シラン変性ポリアミドイミド樹脂ワニスに代えて、ポリアミドイミド樹脂ワニス（ＰＡＩ樹脂固形成分濃度３０ｗｔ％＋溶剤（ＮＭＰ／キシレン）：日立化成工業（株）製ＨＰＣ−５０００）を使用した点を除いて、実施例７〜９と同様のコーティング材料を使用した。そして、表面にアルミニウムの溶射膜が形成された（図示せず）鋳鉄ＦＣＤ７００製の斜板１０に、実施例７〜９と同様の条件で潤滑用被膜１８を形成した。試験の結果を表２に示す。
【００７６】
【表２】

表２の実施例７〜９及び比較例５から、固体潤滑剤を含有させた状態において、シラン変性ポリアミドイミド樹脂被膜は、シラン変性がなされていないポリアミドイミド樹脂被膜に比較して、無潤滑状態において耐焼付き性が大幅に向上していることが確認できる。
【００７７】
また、実施例７〜９から、無潤滑状態におけるシラン変性ポリアミドイミド樹脂被膜の耐焼付き性は、固体潤滑剤としてＭｏＳ_２２０ｗｔ％、グラファイト１０ｗｔ％、ＰＴＦＥ５ｗｔ％を含有させた場合、シリカ含有量が少ない方が耐焼付き性が良い。
【００７８】
この実施の形態では以下の効果を有する。
（１）　金属製の部品本体の少なくとも摺動面に、溶剤に可溶でかつエポキシ樹脂以上の耐熱性を有する樹脂のシラン変性樹脂の被膜を形成した。従って、金属製の摺動部品（斜板１０及びシュー１５ａ，１５ｂ）の摺動面に被膜を形成する樹脂はシラン変性されているため、被膜中にケイ素が均一に分散され、耐焼付き性、耐摩耗性が向上する。
【００７９】
（２）　シラン変性樹脂の被膜には固体潤滑剤が含有されている。従って、シラン変性樹脂単独の被膜に比較して被膜の耐焼付き性が向上する。
（３）　シラン変性樹脂はアルコキシシリル基又はアリールオキシシリル基を有し、シラン変性樹脂は、溶剤に溶解された状態で摺動面に塗布、焼成されることにより被膜を形成する。従って、シラン変性樹脂は摺動部品の金属表面に存在する水酸基と反応して金属表面と結合するため、密着性が向上する。
【００８０】
（４）　シラン変性樹脂としてポリアミドイミドのシラン変性樹脂を使用した場合、ポリイミドに比較して耐熱性はやや劣るが、溶剤に溶け易く塗料としたときの安定性が良く、価格も安いため、低コストで容易にシラン変性樹脂被膜１７を形成できる。
【００８１】
（５）　シラン変性樹脂としてエポキシ樹脂のシラン変性樹脂を使用した場合、シラン変性ポリアミドイミドやシラン変性ポリイミドを使用した場合に比較して、コストが安くなる。
【００８２】
（６）　摺動部品としての斜板１０及びシュー１５ａ，１５ｂの摺動面に、シラン変性樹脂被膜１７が形成されている。従って、斜板１０及びシュー１５ａ，１５ｂの摺動性及び耐久性が向上する。その結果、非常に厳しい摺動環境におかれる斜板１０の潤滑性及び耐久性が向上するため、圧縮機の信頼性及び耐久性が向上する。
【００８３】
実施の形態は前記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
〇　固体潤滑剤を使用する際、ＰＴＦＥ、二硫化モリブデン、グラファイトの３種類を混合して使用する代わりに、いずれか２種類を混合して使用したり、いずれか１種類のみを使用してもよい。
【００８４】
○　固体潤滑剤のＰＴＦＥに代えて他のフッ素樹脂、例えば、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、ＦＥＰＣ、ＥＴＦＥを使用してもよい。また、固体潤滑剤として、フッ素樹脂、二硫化モリブデン、グラファイト以外の他の固体潤滑剤を使用してもよい。
【００８５】
〇　固体潤滑剤の量は前記実施例の量に限らず適宜変更してもよい。
〇　シラン変性樹脂被膜１７は、固体潤滑剤に加えて、アルミナ、シリカ、炭化ケイ素、窒化ケイ素等の硬質粒子や、ＺｎＳ、Ａｇ_２Ｓ、ＣｕＳ等の硫黄含有金属化合物からなる極圧剤や、界面活性剤を含有してもよい。
【００８６】
○　斜板１０及びシュー１５ａ，１５ｂに限らず、ピストン８やラグプレート１１等の他の摺動部品に適用してもよい。ピストン８の場合は、シリンダブロック１又はフロントハウジング２との摺接面や、シュー１５ａ，１５ｂとの摺接面にシラン変性樹脂被膜１７が形成される。また、駆動軸９を支持する軸受としてすべり軸受を使用する場合、すべり軸受の摺接面にシラン変性樹脂被膜１７を形成してもよい。
【００８７】
○　斜板式圧縮機（ピストン式圧縮機）として、吸入弁にリード弁タイプのものを使用する代わりに、ロータリバルブを使用する構成としてもよい。この圧縮機は、例えば、図５，６に示すように、シリンダブロック１においてシリンダボア１ａに囲まれた中心部からリヤハウジング４の中心部にかけて円柱状のバルブ収容室２０が形成されている。バルブ収容室２０は後方側で吸入室６に連通され、バルブ収容室２０と各圧縮室２１とは、シリンダブロック１に形成された複数（図５参照）の吸入連通路２２を介してそれぞれ連通されている。
【００８８】
バルブ収容室２０内には、ロータリバルブ２３が回転可能に収容されている。ロータリバルブ２３は、吸入室６側に開口する有底円筒状をなしており、その底部の中心部には取付孔２３ａが形成されている。ロータリバルブ２３は、アルミニウム系の金属材料により構成されている。駆動軸９の後端はバルブ収容室２０内に配置され、その後端の小径部９ａには、ロータリバルブ２３が取付孔２３ａにおいて圧入固定されている。従って、ロータリバルブ２３と駆動軸９とは一体化されており、ロータリバルブ２３は駆動軸９の回転、つまりはピストン８の往復動に同期して回転される。
【００８９】
図５に示すように、前記ロータリバルブ２３の筒内空間は、吸入室６と連通する導入室２４をなしている。ロータリバルブ２３の外周面２３ｂには、導入室２４と常時連通される吸入案内溝２５が周方向の一定区間に形成されている。この吸入案内溝２５と前記吸入連通路２２とが、吸入圧力領域としての導入室２４と圧縮室２１との間の冷媒ガス通路をなしている。この冷媒ガス通路をロータリバルブ２３がその回転によって開閉する。
【００９０】
そして、ロータリバルブ２３の摺接面（摺動面）となる外周面２３ｂ及び後端面２３ｃにシラン変性樹脂被膜１７（図示せず）が形成される。この構成では、駆動軸９は、ロータリバルブ２３を介することでハウジングに回転可能に支持されており、ロータリバルブ２３を収容するバルブ収容室２０が、軸受収容室を兼ねている。従って、バルブ収容室２０の内周面２０ａのみを高精度で加工すれば、ロータリバルブ２３の外周面２３ｂとバルブ収容室２０の内周面２０ａとの間のクリアランスからのガス漏れの問題を解消することができ、静寂性に優れてなおかつ圧縮効率が良好な圧縮機を安価に提供することが可能となる。
【００９１】
○　シラン変性樹脂被膜１７は摺動部品の少なくとも摺動面に形成されていればよく、摺動面のみに形成する代わりに、摺動面以外の部分にもシラン変性樹脂被膜１７が形成されていてもよい。
【００９２】
○　斜板１０の材質は鉄系金属に限らず、アルミニウム系の金属（アルミニウムやアルミニウム合金）やステンレス等を使用してもよい。
○　可変容量型の斜板式圧縮機に限らず、両頭式や固定容量型の斜板式圧縮機に適用してもよい。斜板が駆動軸と一体回転せずに、駆動軸の回転に伴って揺動するタイプの斜板式圧縮機に適用してもよい。また、斜板式圧縮機に限らず、スクロール式圧縮機やベーン式圧縮機等他の形式の圧縮機に適用してもよい。
【００９３】
○　圧縮機の摺動部品に限らず、他の機械の摺動部品に適用してもよい。
前記実施の形態から把握される発明（技術的思想）について、以下に記載する。
【００９４】
（１）　請求項２に記載の発明において、前記固体潤滑剤はフッ素樹脂、二硫化モリブデン及びグラファイトの少なくとも一種を含んでいる。
（２）　請求項４に記載の発明において、前記シラン変性樹脂はカルボキシル基及び酸無水物基の少なくとも一方を分子端末に有するポリアミドイミド樹脂と、グリシドールとアルコキシシラン部分縮合物との脱アルコール反応によって得られるグリシジルエーテル基含有アルコキシシラン部分縮合物とを、開環エステル化反応させて得られたものである。
【００９５】
（３）　請求項４に記載の発明において、前記シラン変性樹脂は、硬化残分中に含まれるシリカが１〜１０ｗｔ％のシラン変性ポリアミドイミド樹脂ワニスを塗布、焼成して形成されたものである。
【００９６】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１〜請求項１２に記載の発明によれば、摺動部品の耐焼付き性、耐摩耗性を向上することができる。また、請求項３に記載の発明によれば、摺動面に形成された被膜と摺動部品の基材との密着性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態の摺動部品を備えた圧縮機の断面図。
【図２】斜板とシューの関係を示す部分拡大断面図。
【図３】（ａ）はスラスト型試験機による評価サンプルに加わる力を示す模式斜視図、（ｂ）は摩耗量の評価方法を示す模式断面図。
【図４】無潤滑状態での焼き付き試験方法を示す模式断面図。
【図５】図６のＡ−Ａ線断面図。
【図６】別の実施の形態の圧縮機の断面図。
【符号の説明】
Ｃ…圧縮機、２…ハウジングを構成するフロントハウジング、４…同じくリヤハウジング４、８…摺動部品としてのピストン、９…駆動軸、１０…摺動部品としての斜板、１５ａ，１５ｂ，１９…同じくシュー、１７…シラン変性樹脂被膜、２１…圧縮室、２２…ガス通路を構成する吸入連通路、２３…摺動部品としてのロータリバルブ、２５…ガス通路を構成する吸入案内溝。

Claims

金属製の部品本体の少なくとも摺動面に、溶剤に可溶でかつエポキシ樹脂以上の耐熱性を有する樹脂のシラン変性樹脂の被膜を形成した摺動部品。
前記シラン変性樹脂の被膜には固体潤滑剤が含有されている請求項１に記載の摺動部品。
前記シラン変性樹脂はアルコキシシリル基又はアリールオキシシリル基を有する請求項１又は請求項２に記載の摺動部品。
前記シラン変性樹脂はポリアミドイミドのシラン変性樹脂である請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の摺動部品。
前記シラン変性樹脂はエポキシ樹脂のシラン変性樹脂である請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の摺動部品。
前記シラン変性樹脂はポリイミドのシラン変性樹脂である請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の摺動部品。
前記摺動部品は圧縮機の摺動部品である請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の摺動部品。
前記摺動部品は斜板式圧縮機の斜板である請求項７に記載の摺動部品。
前記摺動部品は圧縮機のシューである請求項７に記載の摺動部品。
前記摺動部品は圧縮機の駆動軸を支持するすべり軸受である請求項７に記載の摺動部品。
前記摺動部品はピストン式圧縮機の駆動軸に一体的に設けられ、駆動軸と同期回転することで圧縮室と吸入圧力領域との間のガス通路を開閉可能に構成され、かつ前記駆動軸を前記圧縮機のハウジングに回転可能に支持するロータリバルブである請求項７に記載の摺動部品。
前記摺動部品はピストン式圧縮機のピストンである請求項７に記載の摺動部品。