JP2008185124A - 摺動部品 - Google Patents

摺動部品 Download PDF

Info

Publication number
JP2008185124A
JP2008185124A JP2007018980A JP2007018980A JP2008185124A JP 2008185124 A JP2008185124 A JP 2008185124A JP 2007018980 A JP2007018980 A JP 2007018980A JP 2007018980 A JP2007018980 A JP 2007018980A JP 2008185124 A JP2008185124 A JP 2008185124A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
swash plate
sliding
base material
shoe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007018980A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5033432B2 (ja
Inventor
Takahiro Sugioka
隆弘 杉岡
Takayuki Kato
崇行 加藤
Shuichi Yasuda
修一 安田
Atsushi Saito
淳志 斉藤
Masahiro Suzuki
將弘 鈴木
Kimitoshi Murase
仁俊 村瀬
Takashi Izeki
崇 伊関
Hideo Tachikawa
英男 太刀川
Kazuyuki Nakanishi
和之 中西
Takao Kobayashi
孝雄 小林
Kenichi Suzuki
憲一 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Industries Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Industries Corp, Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Toyota Industries Corp
Priority to JP2007018980A priority Critical patent/JP5033432B2/ja
Priority to EP08001513.4A priority patent/EP1953384B1/en
Priority to US12/021,673 priority patent/US7721642B2/en
Publication of JP2008185124A publication Critical patent/JP2008185124A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5033432B2 publication Critical patent/JP5033432B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B27/10Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
    • F04B27/1036Component parts, details, e.g. sealings, lubrication
    • F04B27/1054Actuating elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/20Sliding surface consisting mainly of plastics
    • F16C33/201Composition of the plastic
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2203/00Non-metallic inorganic materials
    • F05C2203/08Ceramics; Oxides
    • F05C2203/0804Non-oxide ceramics
    • F05C2203/0813Carbides
    • F05C2203/0817Carbides of silicon
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2203/00Non-metallic inorganic materials
    • F05C2203/08Ceramics; Oxides
    • F05C2203/0865Oxide ceramics
    • F05C2203/0882Carbon, e.g. graphite
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2225/00Synthetic polymers, e.g. plastics; Rubber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2251/00Material properties
    • F05C2251/14Self lubricating materials; Solid lubricants
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2253/00Other material characteristics; Treatment of material
    • F05C2253/12Coating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
  • Compressor (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Abstract

【課題】より優れた耐久性を発揮し、かつ鉛を含有しない摺動部品を提供する。
【解決手段】本発明の摺動部品である圧縮機用斜板8は、基材81と、この基材81の表面に形成され、シュー21が摺動する摺動面8aを少なくとも構成する摺動層82とを有している。摺動層82は、基材81上に形成され、Siを含有する非晶質硬質炭素膜(ダイヤモンドライクカーボン(DLC−Si))からなる第1層82aと、第1層82a上に形成され、MoS2等の固体潤滑剤を含有するポリアミドイミド(PAI)からなる第2層82bとからなる。
【選択図】図2

Description

本発明は摺動部品に関する。
特許文献1〜5に従来の摺動部品の一例である圧縮機用斜板が開示されている。これらの斜板は、基材と、この基材の表面に形成され、シューが摺動する摺動面を構成する摺動層とを有している。
特許文献1〜3に開示の斜板は、基材上に形成された第1層と、この第1層上に形成された第2層とからなる摺動層を採用している。一般的な斜板の基材は球状黒鉛鋳鉄(FCD)、軸受鋼(SUJ2)等の鉄系材料からなる。これらの斜板は、第1層がめっきによって形成されたSnであったり、溶射によって形成されたCu−Sn−Pb等であり、第2層がMoS2を含有するポリアミドイミド(PAI)からなる。
一方、特許文献4、5には、基材に非晶質硬質炭素(ダイヤモンドライクカーボン(DLC))膜からなる摺動層を形成して斜板とすることが開示されている。特許文献4には、DLC膜がケイ素(Si)を含み得ることも開示されている。
これらの斜板は斜板式圧縮機に用いられる。斜板式圧縮機は、内部にシリンダボア、クランク室、吸入室及び吐出室を形成するハウジングと、シリンダボア内に往復動可能に収容されてシリンダボア内に圧縮室を区画するピストンと、外部駆動源により駆動され、ハウジングに回転可能に支承された駆動軸と、クランク室内に設けられ、自己の前後の面と当接する対をなすシューを介して駆動軸の回転運動をピストンの往復運動に変換する斜板とを備えている。一般的な斜板は単一のものであり、これは自己の前後の面を駆動軸に対して傾斜させた状態で駆動軸とともに回転可能とされている。一方、各シューはそれぞれ略半球状をしており、各シューの略平面が斜板の前後の面と当接している。
このような構成である斜板式圧縮機では、外部駆動源により駆動軸が回転すると、斜板も回転し、シューを介して各ピストンがシリンダボア内で往復動する。これにより、この斜板式圧縮機は、吸入室から圧縮室に冷媒を吸入し、圧縮室において冷媒を圧縮して吐出室に吐出する。
このような斜板式圧縮機は、蒸発器、膨張弁、凝縮器及び配管とともに用いられて車両用等の冷凍回路を構成し、車室内等を空調することができる。
特開平10−205442号公報 特開平11−13638号公報 特開平11−193780号公報 特開2001−280236号公報 特開2002−5013号公報
しかし、例えば斜板式圧縮機をより高速で駆動する等、摺動部品の使用環境はますます厳しくなってきており、従来よりも優れた摺動性を発揮可能な摺動部品が求められている。また、自然環境上の理由から、摺動層に鉛を含有しない斜板が望まれている。発明者らは、上記要望の下、従来の斜板について以下の現象を確認した。
まず、従来の摺動層におけるMoS2を含有するPAIからなる第2層は、斜板式圧縮機のクランク室内に存在し得る不可避の異物により、長期使用時に剥げるおそれがある。そして、これによって剥き出しとなるめっきや溶射によるSnやCu−Sn−Pb等からなる第1層は、貧潤滑条件の下での耐久性の向上が望まれる。
一方、従来のDLC膜からなる摺動層は、DLC膜が貧潤滑条件において低い摩擦係数を示すことから、めっきや溶射によるSnやCu−Sn−Pb等からなる第1層よりも優れた摺動性を発揮できるものの、潤滑油がほとんど存在しないような条件になると、相手側のシューとの直接摺動となり、耐久性の低下が懸念される。
このため、発明者らは、摺動層の第1層をDLC膜とし、第2層をMoS2を含有するPAIからなるものとすることを検討した。
しかしながら、このような摺動層は第2層の密着性が十分でなかった。このため、DLC膜からなる第1層上の第2層の密着性を向上させるため、基材表面を粗くすることが考えられるが、そうすると長期使用時に第2層が剥げた場合に硬質の突起物がシューを攻撃し易く、シューの斜板に対する摺動性が阻害され、シューがピストンに焼き付く等の不具合を生じ、斜板式圧縮機の耐久性が懸念される。
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、より優れた耐久性を発揮し、かつ鉛を含有しない摺動部品を提供することを解決すべき課題としている。
発明者らは、第2層の密着性に優れたDLC膜からなる第1層を見出すべく、鋭意研究を行った。そして、Siを含有するDLC(DLC−Si)膜からなる第1層が第2層と高い密着性を発揮し、上述の課題を解決できることを発見した。
すなわち、本発明の摺動部品は、基材と、該基材の表面に形成される摺動面を少なくとも構成する摺動層とを有する摺動部品において、
前記摺動層は、前記基材上に形成され、Siを含有する非晶質硬質炭素膜からなる第1層と、該第1層上に形成され、固体潤滑剤を含有するアミド基及び/又はイミド基を含有する高分子からなる第2層とからなることを特徴とする。
摺動部品は圧縮機に用いられる斜板であり得、摺動層はシューが摺動する摺動面を少なくとも構成し得る。
発明者らの試験結果によれば、本発明の摺動部品は、厳しい潤滑条件の下、シューとの間で焼付きまでの時間の長期化を実現する。本発明の斜板は、Siを含有しないDLC膜からなる第1層を採用した摺動層をもつ斜板よりも、第2層を好適に密着し、シューとの間で焼付きまでの時間の長期化を実現するのである。
発明者らは本発明の作用効果を以下のように考えている。すなわち、本発明に係るDLC膜は、炭素(C)及び水素(H)の他、Siを含む。本発明の摺動部品では、例えば斜板式圧縮機のクランク室内に不可避の異物が存在しても、DLC−Si膜からなる第1層が第2層を好適に密着しているため、第2層に剥げを生じ難い。第1層の100nm程度の微細な表面凹凸が第2層に対してアンカーとして作用するものと考えられる。また、DLC−Si膜は、SiにOH基が結合したシラノール(SiOH)基を表面に有する。このシラノール基は極性を有し、樹脂に含まれる同様の極性をもつアミド結合やイミド結合と強く相互作用するため、樹脂−DLC−Si間が強固に密着すると考えられる。特に、DLC−Si膜は、SiにOH基が結合したシラノール(SiOH)基を表面に有し、このシラノール基が境界膜の摩擦力を低減することから、より一層摩耗し難い。なお、シラノール基の生成は例えば誘導体化法を利用したXPS分析により確認することができる。
例えば、特開平6−346074号公報及び特開平7−75150号公報には、Si及び窒素(N)を含有するDLC膜が摺動性及び耐摩耗性に優れる材料であることが開示されている。しかしながら、これらは斜板式圧縮機のクランク室内に存在し得る異物も考慮すべき摺動部品に限ったものではない。また、摺動部品において実績のある固体潤滑剤を含有するPAIからなる第2層について密着性の問題を確認し、その対策とより一層の耐久性の向上とのため、DLC−Si膜を第1層として採用することは、本発明者らの着想によるものである。
したがって、本発明の摺動部品は、より優れた耐久性を発揮し、かつ鉛を含有しないことにより優れた自然環境を実現することができる。このため、この斜板を用いた斜板式圧縮機は、優れた環境性能を発揮するとともに、長寿命を実現することができる。
基材はFCD、SUJ2等の鉄系材料からなり得る。基材の表面は粗面化されていることが好ましい。
摺動層は、基材の表面に形成され、シューが摺動する摺動面を構成する。摺動層は摺動面以外、すなわち斜板の他の部分を構成していることも可能である。発明者らの知見によれば、摺動層の厚みは3〜50μmが適切である。このうち、第1層の厚みは0.5〜5μmが適切であり、第2層の厚みは3〜50μmが適切である。
第1層のDLC膜は、プラズマCVD法、イオンプレーティング法、スパッタリング法等により形成することができる。但し、スパッタリング法に代表されるPVD法では、成膜原料に指向性があるため、均一に成膜するためには、装置内に複数のターゲットを配置したり、成膜する基材を回転させることが好ましい。その結果、成膜装置の構造が複雑化し、高価になる。また、PVD法では、摺動部品の基材の周面に成膜し難い場合がある。この点、プラズマCVD法は、反応ガスにより成膜するものであるため、摺動部品の基材に容易に成膜することができる。また、プラズマCVD法は、成膜装置の構造も単純で安価である。プラズマCVD法には、例えば、高周波放電を利用する高周波プラズマCVD法や、直流放電を利用する直流プラズマCVD法等があるが、直流プラズマCVD法は、成膜装置を真空炉と直流電源とから簡易に構成することができるため好適である。また、直流プラズマCVD法は、摺動部品の基材の一面側の周縁と他面側の周縁とを同時に成膜でき、好適である。
例えば、直流プラズマCVD法によりDLC膜を成膜する場合には、まず、真空容器内に基材を配置して、反応ガス及びキャリアガスを導入する。そして、放電によりプラズマを生成させ、反応ガス中のプラズマイオン化されたC、CH、Si等を基材に付着させればよい。反応ガスには、メタン(CH4)、アセチレン(C22)等の炭化水素ガスと、Si(CH34(TMS)、SiH4、SiCl4、SiH24等の珪素化合物ガスと、水素ガスとを用いることができる。キャリアガスにはアルゴンガスを用いることができる。
第1層の表面粗さはRz3μm以下であることが好ましい。このDLC膜の表面粗さは非常に小さいため、第2層が剥げた場合にシューとの間の境界膜の摩擦力が低減し、摩擦係数が低減する。また、第1層の表面粗さがRz3μmを超えると、DLCの突起物が大きく、長期使用時に第2層が剥げた場合にこの突起物がシューを攻撃し易く、シューの斜板に対する摺動性が阻害され、シューがピストンに焼き付く等の不具合を生じ、斜板式圧縮機の耐久性が懸念される。表面粗さの算出方法は、JISB0601(1994)に規定された方法に従う。
DLC膜自体の摩擦係数のためには、Si含有量は1〜20質量%であることが好ましいことは知られている(特開2006−22666号公報)。本発明の摺動部品においては、発明者らの試験によれば、第1層のSi含有量は5〜44質量%であることが好ましい。Si含有量が5質量%未満では、第2層の密着性がさほど向上せず、焼付き時間が実用的でない。Si含有量が44質量%を超えれば、DLC膜の摩耗量が大きすぎる。
第2層は固体潤滑剤を含有するPAI等のアミド基及び/又はイミド基を含有する高分子からなる。第2層は、未硬化のPAI樹脂及び固体潤滑剤を含んで混練されてなる塗料組成物を基材上の第1層上に塗布した後、加熱することにより形成される。こうして形成される第2層は、硬化したPAIからなるバインダ樹脂中に固体潤滑剤を含む。この第2層では、固体潤滑剤が従来と同様にバインダ樹脂によって内部に結合された状態で耐焼付き性、耐摩耗性等を向上させる。発明者らの試験によれば、ガラス転移温度が高いPAI樹脂、引張強度が大きいPAI樹脂、又はイミド基がアミド基より多いPAI樹脂からなる第2層は、より苛酷な条件下における一層の摺動特性を発揮する。特に、発明者らの試験結果によれば、ガラス転移温度が270°C以上のPAI樹脂を採用することが好ましい。ガラス転移温度が290°C以上のPAI樹脂を採用することが特に好ましい。また、常温での引張強度が200MPa以上のPAI樹脂を採用することも好ましい。発明者らによれば、これらのPAI樹脂としては、イミド基がアミド基より多いものであることが好ましい。PAI樹脂の数平均分子量は20000以上であることが好ましい。発明者らはこれらのPAI樹脂について本発明の効果を確認している。
固体潤滑剤としては、MoS2、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、エチレンテトラフルオロエチレン(ETFE)、テトラフルオロエチレンヘキサフルオロプロピレンコポリマー(FEP)、グラファイト等を採用することができる。
発明者らの試験によれば、第2層はエポキシ樹脂を含有する高分子からなることが好ましい。第2層がエポキシ樹脂を含有しておれば、第2層の密着性がより向上し、より長い焼付き時間を実現できる。
斜板の相手材であるシューとしては、SUJ2等の鉄系材料やアルミ系材料からなるものを採用し得る。発明者らの試験結果によれば、本発明の斜板はシューがSUJ2等の鉄系材料からなる場合に大きな効果を奏する。アルミ系材料からなるシューは表面にNiからなるメッキ層を有するものであってもよい。
斜板式圧縮機は、R134a等の一般的な冷媒の他、CO2冷媒を使用するものであり得る。特に、CO2を冷媒とする場合には、本発明の効果を顕著に享受することができる。なぜなら、CO2が冷媒である場合には、圧縮時の圧力が15MPa程度の非常に高い圧力となり、ピストンからシューを介して斜板に作用する圧縮反力も非常に高くなるからである。また、冷媒としてのCO2は、潤滑成分を添加したとしても、他の一般的な冷媒に比べて潤滑性能が非常に低いからである。
また、本発明の摺動部品は、斜板を用いた種々の斜板式圧縮機に採用することが可能である。例えば、斜板が単一のものである一般的な斜板式圧縮機の他、駆動軸とともに回転可能な第1斜板と、この第1斜板に相対回転可能に支持された第2斜板とを採用した斜板式圧縮機等に採用することが可能である。斜板が単一の斜板式圧縮機の場合、本発明の斜板は、駆動軸に対する傾斜角が変化する斜板に採用してもよいし、駆動軸に対する傾斜角が変化しない斜板に採用してもよい。斜板が第1斜板及び第2斜板からなる斜板式圧縮機の場合、本発明の斜板は第2斜板に採用され得る。
始めに、実施例1の摺動部品である圧縮機用斜板を採用する容量可変型斜板式圧縮機について説明する。この圧縮機は、図1に示すように、シリンダブロック1の前端にフロントハウジング2が接合されているとともに、シリンダブロック1の後端には弁ユニット3を介してリヤハウジング4が接合されている。シリンダブロック1及びフロントハウジング2には軸方向に延びる軸孔1a、2aが貫設されており、軸孔1a、2aにはそれぞれ軸受装置等を介して駆動軸5が回転可能に支承されている。なお、図1における下側を前側、上側を後側としている。
フロントハウジング2内はクランク室6とされている。クランク室6では、フロントハウジング2との間に軸受装置を介し、ラグプレート7が駆動軸5に固定されている。また、クランク室6には、斜板8がラグプレート7の後方に設けられている。斜板8は、駆動軸5によって挿通され、この状態でラグプレート7との間に設けられたリンク機構9によって傾斜角が変化するようになっている。
シリンダブロック1には、軸方向に延びる複数個のシリンダボア1bが同心円状に貫設されている。各シリンダボア1b内には片頭のピストン10が往復動可能に収納されている。各ピストン10のクランク室6側は首部とされており、各ピストン10の首部にはそれぞれ球面で凹設された受け座10aが互いに対面して設けられている。
斜板8と各ピストン10との間には、前後一対のシュー21が設けられている。斜板8は、図2に示すように、基材81と、この基材81の前後表面の周縁に形成された摺動層82、82とからなる。基材81はFCD、SUJ2等の鉄系材料からなる。摺動層82は、図3(C)に示すように、基材81上に形成された第1層82aと、第1層82a上に形成された第2層82bとからなる。第1層82aはDLC−Si膜からなり、第2層82bはMoS2及びエポキシ樹脂を含有するPAIからなる。
各摺動層82の表面は、図1に示すように、各シュー21が摺動する平坦な摺動面8a、8aを構成している。各シュー21は略半球状をしており、各シュー21の半球面がピストン10の受け座10aと当接し、略平面が斜板8の各摺動面8a、8aと当接している。
リヤハウジング4には吸入室4a及び吐出室4bが形成されている。シリンダボア1bは、弁ユニット3の吸入弁機構を介して吸入室4aに連通可能になっているとともに、弁ユニット3の吐出弁機構を介して吐出室4bに連通可能になっている。
また、リヤハウジング4には容量制御弁11が収納されている。容量制御弁11は、検知通路4cにより吸入室4aに連通し、給気通路4dにより吐出室4bとクランク室6とを連通させている。容量制御弁11は、吸入室4aの圧力を検知することにより、給気通路4dの開度を変更し、圧縮機の吐出容量を変更している。また、クランク室6と吸入室4aとは抽気通路4eによって連通している。吐出室4bには配管12によって凝縮器13、膨張弁14及び蒸発器15が接続されており、蒸発器15は配管12によって吸入室4aに接続されている。
フロントハウジング2の前端には軸受装置を介してプーリ16が回転可能に設けられており、プーリ16は駆動軸5に固定されている。プーリ16にはエンジン17によって回転駆動されるベルト18が巻き掛けられている。
上記斜板8は下記のようにして製造される。まず、図3(A)に示すように、FCD、SUJ2等の鉄系材料からなる基材81が鋳造、切削等によって用意される。
一方、図4に示す直流プラズマCVD(PCVD)成膜装置50を用い、以下のように、基材81の表面にDLC−Si膜を形成する。PCVD成膜装置50は、ステンレス製の容器40と、容器40内に設けられた基台41と、外部から容器40内に導かれたガス導入管42と、容器40内を外部に連通させるガス導出管43とを備えている。ガス導入管42は、バルブ(図略)を介して各種ガスボンベ(図略)に接続されている。ガス導出管43は、バルブ(図略)を介してロータリーポンプ(図略)及び拡散ポンプ(図略)に接続されている。
まず、基台41上に基材81を配置する。次に、容器40を密閉し、ガス導出管43に接続されたロータリーポンプ及び拡散ポンプにより、容器40内の空気を排気する。そして、容器40内にガス導入管42から水素ガスを導入する。その後、容器40の内側に設けたステンレス製陽極板44と基台41との間に直流電圧を印加し、放電を開始した。基材81の温度が一定温度になるまでイオン衝撃による昇温を行った。
次に、ガス導入管42から反応ガスとしてメタンガス及びTMSガスを導入し、さらに水素ガス及びアルゴンガスを導入し、図3(B)に示すように、基材81上に厚みが2μm、表面粗さがRz3μm以下のDLC−Si膜からなる第1層82aを成膜する。
また、以下の原料を用意する。
固体潤滑剤:MoS2
バインダ樹脂:PAI樹脂ワニス(PAI樹脂30質量%、溶剤(n−メチル−2−ピロリドン56質量%、キシレン14質量%)70質量%)
エポキシ樹脂
PAI樹脂は、数平均分子量が20000以上であり、イミド基がアミド基より多く、ガラス転移温度が307.1°C、引張強度が249MPa(250°Cの貯蔵弾性率は3.39×109Pa)である。
そして、PAI樹脂ワニス、MoS2及びエポキシ樹脂を配合する。これをよく攪拌後、3本ロールミルに通し、塗料組成物を作製する。この塗料組成物を基材81の第1層82a上にコーティングする。この際、塗料組成物をロールコート転写によって斜板用基材8に塗布し、その斜板用基材8を200°C×60分の大気条件下で加熱し、未硬化のバインダ樹脂を硬化させる。なお、エアスプレー法により塗料組成物をコーティングすることもできる。こうして、図3(C)に示すように、第1層82a上に厚みが10μmの第2層82bを形成する。
上記のように構成された圧縮機では、図1に示す駆動軸5が回転することにより斜板8が同期回転し、シュー21を介してピストン10がシリンダボア1b内を往復動する。これにより、ピストン10のヘッド側に形成される圧縮室が容積変化をする。このため、吸入室4a内の冷媒ガスは圧縮室内に吸入されて圧縮された後、吐出室4b内に吐出される。こうして圧縮機、凝縮器13、膨張弁14及び蒸発器15からなる冷凍回路で冷凍作用が行われる。この間、シュー21は、略平面が斜板8の摺動面8aと摺接するとともに、半球面がピストン10の受け座10aと摺接する。
実施例1の圧縮機の耐久性を評価するため、下記の試験を行った。まず、図5に示すように、斜板8を模した斜板供試体88とシュー25とを用意する。斜板供試体88は、斜板8と同種の基材88aの上面に種々の摺動層88bを形成したものである。摺動層88bの表面は、各シュー25が摺動する平坦な摺動面88cを構成している。シュー25は、斜板供試体88の摺動層88bに略平面を当接するように載置される。そして、シュー25の半球面に対応するシュー座38aが凹設された押し付け治具99により、シュー25を斜板供試体88に所定の荷重で押し付ける。こうして、斜板供試体88とシュー25とを当接させた状態で斜板供試体25を周速7.8m/秒、荷重5800N、冷凍機油75mg/分の条件下で回転させ、シュー25との間で焼付きが発生するまでの時間を測定した。
試験例1の斜板供試体25の摺動層88bは、表1に示すように、Si含有量が0質量%のDLC膜を第1層82aとしたものである。試験例2〜9の斜板供試体25の摺動層88bは、Si含有量が5〜44質量%のDLC−Si膜を第1層82aとしたものである。また、試験例7〜9の斜板供試体25の摺動層88bは、エポキシ樹脂を含有する第2層82bを採用したものである。結果を表2に示す。
Figure 2008185124
Figure 2008185124
表2に示すように、試験例2〜9の斜板供試体25は、試験例1の斜板供試体25よりも、シュー21との間で焼付きまでの時間の長期化を実現できていることがわかる。試験例2〜9の斜板供試体25では第1層82aのSiがアンカー効果を促進すると考えられ、第2層82bを好適に密着しているからである。
このため、実施例1の斜板8は、厳しい潤滑条件の下、シュー21との間で焼付きまでの時間の長期化を実現することがわかる。また、表2より、第1層82aのSi含有量は5〜44質量%であることが好ましいことがわかる。
したがって、実施例1の斜板8は、より優れた耐久性を発揮し、かつ鉛を含有しないことにより優れた自然環境を実現することができる。このため、この斜板8を用いた斜板式圧縮機は、優れた環境性能を発揮するとともに、長寿命を実現することができる。
以上において、本発明を実施例1に即して説明したが、本発明は上記実施例1に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。
本発明は斜板式圧縮機に利用可能である。
実施例1の斜板式圧縮機の縦断面図である。 実施例1の斜板式圧縮機の要部拡大縦断面図である。 実施例1の圧縮機用斜板の製造方法を示す断面図である。 実施例1の圧縮機用斜板の製造方法を示す断面図である。 斜板供試体とシューとの焼付き荷重の測定方法を示す概略模式図である。
符号の説明
81…基材
21、25…シュー
8a、88c…摺動面
82、88b…摺動層
82a…第1層
82b…第2層
8…圧縮機用斜板(摺動部品)

Claims (5)

  1. 基材と、該基材の表面に形成される摺動面を少なくとも構成する摺動層とを有する摺動部品において、
    前記摺動層は、前記基材上に形成され、Siを含有する非晶質硬質炭素膜からなる第1層と、該第1層上に形成され、固体潤滑剤を含有するアミド基及び/又はイミド基を含有する高分子からなる第2層とからなることを特徴とする摺動部品。
  2. 前記摺動部品は圧縮機に用いられる圧縮機用斜板であり、前記摺動層はシューが摺動する前記摺動面を少なくとも構成している請求項1記載の摺動部品。
  3. 前記第1層の表面粗さはRz3μm以下である請求項1又は2記載の摺動部品。
  4. 前記第1層のSi含有量は5〜44質量%である請求項1乃至3のいずれか1項記載の摺動部品。
  5. 前記第2層はエポキシ樹脂を含有する高分子からなる請求項1乃至4のいずれか1項記載の摺動部品。
JP2007018980A 2007-01-30 2007-01-30 摺動部品 Expired - Fee Related JP5033432B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007018980A JP5033432B2 (ja) 2007-01-30 2007-01-30 摺動部品
EP08001513.4A EP1953384B1 (en) 2007-01-30 2008-01-28 Sliding member
US12/021,673 US7721642B2 (en) 2007-01-30 2008-01-29 Sliding member

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007018980A JP5033432B2 (ja) 2007-01-30 2007-01-30 摺動部品

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008185124A true JP2008185124A (ja) 2008-08-14
JP5033432B2 JP5033432B2 (ja) 2012-09-26

Family

ID=39327140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007018980A Expired - Fee Related JP5033432B2 (ja) 2007-01-30 2007-01-30 摺動部品

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7721642B2 (ja)
EP (1) EP1953384B1 (ja)
JP (1) JP5033432B2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010073811A1 (ja) 2008-12-25 2010-07-01 大豊工業株式会社 斜板とその製造方法
WO2011108625A1 (ja) 2010-03-03 2011-09-09 太陽化学工業株式会社 非晶質炭素膜からなる層への固定化方法及び積層体
JP2015152015A (ja) * 2014-02-10 2015-08-24 大同メタル工業株式会社 摺動部材
KR20190096407A (ko) * 2016-12-19 2019-08-19 에스엠시 가부시키가이샤 내부식성 부재

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201972923U (zh) 2007-10-24 2011-09-14 艾默生环境优化技术有限公司 涡旋机
JP5182130B2 (ja) 2008-12-24 2013-04-10 株式会社豊田自動織機 圧縮機における摺動部材
JP5190473B2 (ja) * 2010-02-09 2013-04-24 本田技研工業株式会社 複層潤滑被膜用組成物及び内燃機関のピストン
KR101203776B1 (ko) 2010-07-15 2012-11-21 동우에이치에스티 주식회사 밸브리프터 표면처리방법
CN102536728A (zh) * 2010-12-31 2012-07-04 上海三电贝洱汽车空调有限公司 斜盘式压缩机
CN102225640B (zh) * 2011-04-07 2013-12-25 宁波甬微集团有限公司 一种提高压缩机滑片耐磨损性的薄膜及其制备方法
JP2014013036A (ja) * 2012-06-07 2014-01-23 Ntn Corp 斜板式コンプレッサの斜板およびその製造方法、並びに斜板式コンプレッサ

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11193780A (ja) * 1997-12-26 1999-07-21 Toyota Autom Loom Works Ltd 片頭ピストン型斜板式圧縮機および斜板の製造方法
JP2002005013A (ja) * 2000-06-27 2002-01-09 Toyota Industries Corp 斜板式圧縮機
JP2004169788A (ja) * 2002-11-19 2004-06-17 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 湿式クラッチ用摺動部材および湿式クラッチ装置
JP2006336674A (ja) * 2005-05-31 2006-12-14 Taiho Kogyo Co Ltd 直受コンロッド及びその製造方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU631037B2 (en) * 1989-12-28 1992-11-12 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Hard and lubricant thin film of amorphous carbon-hydrogen-silicon, iron base metallic material coated therewith, and the process for producing the same
JPH06346074A (ja) 1993-06-11 1994-12-20 Zexel Corp 耐磨耗性コーティングを有する摺動部品
JPH0775150A (ja) 1993-06-29 1995-03-17 Kyocera Corp 無線基地局
JPH0994911A (ja) 1995-09-29 1997-04-08 Ntn Corp 硬質カーボン膜成形体
JP3463540B2 (ja) 1996-11-21 2003-11-05 株式会社豊田自動織機 斜板式圧縮機
JP4023872B2 (ja) * 1997-06-26 2007-12-19 大豊工業株式会社 斜板式コンプレッサー用斜板
EP0911517B1 (en) * 1997-10-24 2004-09-01 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Swash plate type compressor
KR100436829B1 (ko) * 1999-06-18 2004-06-23 닛신덴키 가부시키 가이샤 탄소막 및 그 형성방법, 탄소막 피복물품 및 그 제조방법
JP3298571B2 (ja) * 1999-11-26 2002-07-02 大豊工業株式会社 摺動装置
JP2001280236A (ja) 2000-03-29 2001-10-10 Taiho Kogyo Co Ltd 斜板式コンプレッサの斜板及び斜板式コンプレッサー
DE60116407T2 (de) * 2000-05-09 2006-07-06 Kabushiki Kaisha Riken Amorphe oxidhaltige Kohlenstoffschicht
US6582200B2 (en) * 2000-07-14 2003-06-24 Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho Swash plate compressor having shoes made of a magnesium-based material
EP1172556A3 (en) * 2000-07-14 2004-05-12 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Swash plate compressor piston shoes
JP3918516B2 (ja) * 2001-11-07 2007-05-23 株式会社豊田自動織機 斜板式圧縮機
DE10223844B4 (de) * 2002-05-28 2013-04-04 Danfoss A/S Wasserhydraulische Maschine
US6969198B2 (en) * 2002-11-06 2005-11-29 Nissan Motor Co., Ltd. Low-friction sliding mechanism
JP2004360649A (ja) * 2003-06-06 2004-12-24 Nissan Motor Co Ltd エンジン用ピストンピン
JP4539205B2 (ja) * 2003-08-21 2010-09-08 日産自動車株式会社 冷媒圧縮機
JP2005133593A (ja) 2003-10-29 2005-05-26 Taiho Kogyo Co Ltd 斜板式コンプレッサの斜板
JP4076169B2 (ja) 2004-07-06 2008-04-16 株式会社豊田中央研究所 非晶質硬質炭素膜を備えたピストンリング、ピストン、シリンダ、ピストンピン
JP2006291881A (ja) * 2005-04-13 2006-10-26 Toyota Industries Corp 斜板式圧縮機
JP5098138B2 (ja) 2005-07-11 2012-12-12 富士通セミコンダクター株式会社 スパッタリング方法及びスパッタリング装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11193780A (ja) * 1997-12-26 1999-07-21 Toyota Autom Loom Works Ltd 片頭ピストン型斜板式圧縮機および斜板の製造方法
JP2002005013A (ja) * 2000-06-27 2002-01-09 Toyota Industries Corp 斜板式圧縮機
JP2004169788A (ja) * 2002-11-19 2004-06-17 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 湿式クラッチ用摺動部材および湿式クラッチ装置
JP2006336674A (ja) * 2005-05-31 2006-12-14 Taiho Kogyo Co Ltd 直受コンロッド及びその製造方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010073811A1 (ja) 2008-12-25 2010-07-01 大豊工業株式会社 斜板とその製造方法
US8939644B2 (en) 2008-12-25 2015-01-27 Taiho Kogyo Co., Ltd. Swash plate and production method of the same
US9657818B2 (en) 2008-12-25 2017-05-23 Taiho Kogyo Co., Ltd. Swash plate and production method of the same
WO2011108625A1 (ja) 2010-03-03 2011-09-09 太陽化学工業株式会社 非晶質炭素膜からなる層への固定化方法及び積層体
US9132609B2 (en) 2010-03-03 2015-09-15 Taiyo Chemical Industry Co., Ltd. Method for fixation onto layer comprising amorphous carbon film, and laminate
US9828671B2 (en) 2010-03-03 2017-11-28 Taiyo Yuden Chemical Technology Co., Ltd. Method for fixation onto layer comprising amorphous carbon film, and laminate
JP2015152015A (ja) * 2014-02-10 2015-08-24 大同メタル工業株式会社 摺動部材
KR20190096407A (ko) * 2016-12-19 2019-08-19 에스엠시 가부시키가이샤 내부식성 부재
JPWO2018116532A1 (ja) * 2016-12-19 2019-10-24 Smc株式会社 耐食部材
KR102397701B1 (ko) * 2016-12-19 2022-05-13 에스엠시 가부시키가이샤 내부식성 부재

Also Published As

Publication number Publication date
EP1953384B1 (en) 2015-09-09
EP1953384A2 (en) 2008-08-06
US7721642B2 (en) 2010-05-25
EP1953384A3 (en) 2012-12-12
US20080190284A1 (en) 2008-08-14
JP5033432B2 (ja) 2012-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5033432B2 (ja) 摺動部品
KR100709939B1 (ko) 슬라이딩 피막, 슬라이딩 부재, 슬라이딩 피막용 조성물,슬라이딩 장치, 사판식 압축기, 슬라이딩 피막의 형성 방법및 슬라이딩 부재의 제조 방법
JP4232506B2 (ja) 摺動部品
US20050139064A1 (en) Sliding material comprising fluorine plastic and binder resin
US9422927B2 (en) Swash plate for swash plate compressor and swash plate compressor
US7021194B2 (en) Sliding component and compressor
JP4285634B2 (ja) 摺動部材
KR100594335B1 (ko) 압축기
WO2012074107A9 (ja) 斜板式コンプレッサーの斜板
US20090004030A1 (en) Compressor swash plate and method of manufacturing the same
JP2006283706A (ja) 摺動部材用組成物、摺動部材及び流体機械
JP2002180964A (ja) 圧縮機の摺動部品及び圧縮機
JP2004323594A (ja) 塗料組成物及び摺動部品
JP2004277787A (ja) 摺動部材
JP2006008994A (ja) 摺動被膜、摺動部材、摺動被膜用組成物、摺動装置、斜板式コンプレッサ、摺動被膜の形成方法および摺動部材の製造方法
JP5217234B2 (ja) 摺動部被覆用樹脂組成物
CN101725503A (zh) 一种压缩机滑动件
JP2007231941A (ja) 斜板式コンプレッサの斜板および斜板式コンプレッサ
JP2002089440A (ja) 片側斜板式圧縮機
JPH10246192A (ja) 圧縮機内摺動部材用複層乾性潤滑被膜およびその被膜を用いた装置
CN101424258A (zh) 压缩机的滑动装置
KR20070026144A (ko) 경사판식 압축기용 경사판과 경사판식 압축기
JP2002089441A (ja) 片側斜板式圧縮機
JP2002089439A (ja) 斜板式圧縮機
JP2007231940A (ja) 斜板式コンプレッサの斜板および斜板式コンプレッサ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090303

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20091229

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20091230

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20100130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110830

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111028

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120327

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120619

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120702

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5033432

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150706

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees