JP2018159310A - 圧縮機用滑り軸受および圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】耐摩耗性、低摩擦特性、相手材への耐攻撃性に優れ、かつ、基材とすべり層との密着性にも優れる圧縮機用滑り軸受、および、該圧縮機用滑り軸受を備えた圧縮機を提供する。【解決手段】圧縮機の圧縮機構を駆動するための回転部材を回転可能に支持する圧縮機用滑り軸受であって、この滑り軸受１は、金属製基材２と、金属製基材２の一方の表面に設けられた多孔質層３と、多孔質層３に対する樹脂組成物の含浸被覆層４とからなり、上記樹脂組成物は、ポリテトラフルオロエチレン樹脂に、ポリテトラフルオロエチレン樹脂より低融点の溶融フッ素樹脂と、粉末状充填材とを含み、繊維状充填材を含まない樹脂組成物である。【選択図】図３

Description

本発明は、圧縮機の圧縮機構を駆動するための回転部材を回転可能に支持する圧縮機用滑り軸受および該圧縮機用滑り軸受を備えた圧縮機に関する。

空調装置（エアコン）等に用いられる圧縮機は、その圧縮機構を駆動するための駆動軸などの回転部材を有し、この回転部材を軸受により支持している。従来、例えば、この回転部材を回転可能に支持する滑り軸受を備えた圧縮機において、その滑り軸受として、金属製バックメタルに合成樹脂製すべり面が形成されたものが提案されている（特許文献１〜４参照）。

特開２００２−３４９４３７号公報 特開２００７−２０５２５４号公報 特開２０１０−１５９８０８号公報 特開２０１３−１４５０２６号公報

特許文献１に記載の滑り軸受は、ＳＰＣＣなどの鉄製基材に青銅焼結層を介してポリテトラフルオロエチレンがコーティングされているが、耐摩耗性の面で改善の余地がある。また、特許文献２に記載の滑り軸受は、ＳＰＣＣや純銅板製の金属製基材に多孔質青銅焼結層と合成樹脂組成物とが混在して露出しているが、低摩擦特性の面で改善の余地がある。

また、特許文献３に記載の滑り軸受は、多孔質層に含浸被覆された樹脂組成物に炭素繊維が必須とされた複層軸受であるが、相手材である圧縮機の駆動軸がアルミニウム合金や焼入れなしの鋼材である場合、該相手材への耐攻撃性（相手材を傷つけない性質）が不十分となるおそれがある。

また、特許文献４に記載の滑り軸受は、 焼結金属製基材に芳香族ポリエーテルケトン樹脂組成物の射出成形層が形成されるが、圧縮機の使用条件によっては、射出成形層の基材との密着性が不十分となるおそれがある。

本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、耐摩耗性、低摩擦特性、相手材への耐攻撃性に優れ、かつ、基材とすべり層との密着性にも優れる圧縮機用滑り軸受、および、該圧縮機用滑り軸受を備えた圧縮機の提供を目的とする。

本発明の圧縮機用滑り軸受は、圧縮機の圧縮機構を駆動するための回転部材を回転可能に支持する圧縮機用滑り軸受であって、上記滑り軸受は、金属製基材と、金属製基材の一方の表面に設けられた多孔質層と、該多孔質層に対する樹脂組成物の含浸被覆層とからなり、上記樹脂組成物は、ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと記す）樹脂に、上記ＰＴＦＥ樹脂より低融点の溶融フッ素樹脂と、粉末状充填材とを含み、繊維状充填材を含まない樹脂組成物であることを特徴とする。ここで、粉末状充填材とは、粒状、球状、板状、鱗片状などのアスペクト比（長辺と短辺の比率）１．５以下の充填材をいう。

上記溶融フッ素樹脂は、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（以下、ＰＦＡと記す）樹脂であることを特徴とする。

上記粉末状充填材は、粒状または球状の充填材であることを特徴とする。また、上記粒状または球状の充填材は、黒鉛または全芳香族ポリエステル樹脂であること特徴とする。

上記樹脂組成物は、該樹脂組成物全体積に対して、上記溶融フッ素樹脂を３〜３０体積％、上記粉末状充填材を５〜３０体積％含むことを特徴とする。

上記滑り軸受は、上記回転部材をラジアル方向に支持する（ラジアル滑り）軸受であることを特徴とする。また、上記ラジアル滑り軸受は、上記圧縮機構のハウジング内の内部空間を圧力的に隔絶するように配設されていることを特徴とする。

上記滑り軸受は、上記回転部材をスラスト方向に支持する（スラスト滑り）軸受であることを特徴とする。また、上記スラスト滑り軸受は、上記圧縮機構において発生する圧縮反力を上記回転部材を介して受ける側に配設されていることを特徴とする。

本発明の圧縮機は、圧縮機構を駆動するための回転部材を回転可能に支持する、上記本発明の滑り軸受を備えることを特徴とする。

本発明の圧縮機用滑り軸受は、金属製基材と、金属製基材の一方の表面に設けられた多孔質層と、該多孔質層に対する樹脂組成物の含浸被覆層とからなり、上記樹脂組成物は、ＰＴＦＥ樹脂に、上記ＰＴＦＥ樹脂より低融点の溶融フッ素樹脂と、粉末状充填材とを含み、繊維状充填材を含まない樹脂組成物からなるので、耐摩耗性、低摩擦特性、相手材への耐攻撃性に優れ、かつ、基材とすべり層との密着性にも優れる。

ここで、ＰＴＦＥ樹脂に配合した低融点の溶融フッ素樹脂は、圧縮機の製造において、多孔質層に樹脂組成物を含侵後、ＰＴＦＥ樹脂の融点をこえる所要温度で焼成した際に軟化溶融する。ＰＴＦＥ樹脂は高い非粘着性を有しているので、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリエーテルケトン系樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂などの他の耐熱性熱可塑性樹脂とは容易に溶着できないが、溶融フッ素樹脂はＰＴＦＥ樹脂と同じフッ素樹脂であるため、ＰＴＦＥ樹脂と溶着し易く保持機能に優れる。溶融した溶融フッ素樹脂は多孔質層、粒状または球状の充填材とも溶着可能である。従って、溶融フッ素樹脂が、粉末状充填材とＰＴＦＥ樹脂の接着剤（バインダー樹脂）の役割を果たし、摺動時の充填材脱落を抑制できる。また、含浸被覆層（樹脂層）と多孔質層との接着剤の効果もあるので、摺動時における多孔質層からの含浸被覆層の摩耗脱落を抑制できる。

また、ＰＴＦＥ樹脂より低融点の溶融フッ素樹脂が特にＰＦＡ樹脂であるので、耐熱性、低摩擦特性に優れたバインダー樹脂として機能する。また、滑り軸受の製造におけるＰＴＦＥ樹脂の焼成時に分解することなく、バインダー樹脂の役割を果たすことができ、低摩擦で低摩耗の滑り軸受となる。

粉末状充填材は、ＰＴＦＥ樹脂の本来の低摩擦特性を阻害することなく、含浸被覆層の耐摩耗性を向上させている。粉末状充填材の中でも、特に粒状または球状の充填材は、異方性がなく低摩擦特性に優れる。また、この粒状または球状の充填材が、潤滑性に優れた黒鉛または不溶融の全芳香族ポリエステル樹脂であるので、低摩擦で耐摩耗性に優れ、高面圧条件下であっても好適に使用可能な滑り軸受となる。

樹脂組成物が、該樹脂組成物全体積に対して溶融フッ素樹脂を３〜３０体積％、粒状または球状の充填材を５〜３０体積％含むので、より確実に低摩擦、低摩耗特性が得られる。

本発明の圧縮機用滑り軸受は、従来の圧縮機用滑り軸受と同じ軸受サイズでありながら、耐摩耗性、低摩擦性、寸法安定性などに優れる。このため、圧縮機の回転部材をラジアル方向に支持するラジアル滑り軸受、および、回転部材をスラスト方向に支持するスラスト滑り軸受として好適に使用できる。

本発明の圧縮機は、圧縮機構を駆動するための回転部材を回転可能に支持する滑り軸受を備えた圧縮機であって、この滑り軸受として本発明の圧縮機用滑り軸受を採用するので、省エネルギー性、長寿命性に優れる圧縮機となり得る。

圧縮機用滑り軸受を用いた圧縮機の第１実施形態を示す断面図である。 圧縮機用滑り軸受（ラジアル滑り軸受）の一例を示す斜視図等である。 図２の圧縮機用滑り軸受の摺動面の拡大断面図である。 圧縮機用滑り軸受を用いた圧縮機の第２実施形態を示す断面図である。 圧縮機用滑り軸受（スラスト滑り軸受）の一例を示す斜視図等である。 圧縮機用滑り軸受を用いた圧縮機の第３実施形態を示す断面図である。 圧縮機用滑り軸受を用いた圧縮機の第４実施形態を示す断面図である。

本発明の圧縮機用滑り軸受を用いた圧縮機の第１の実施形態として、図１に車両空調装置（カーエアコン）を構成する片頭型ピストン式圧縮機の例を説明する。

図１に示すように、圧縮機５は、そのハウジングを構成する、シリンダブロック６と、フロントハウジング７と、リヤハウジング９とを有する。リヤハウジング９は、弁形成体８を介してシリンダブロック６に接合固定されている。ここで、シリンダブロック６とフロントハウジング７とで囲まれる部分にクランク室１０がある。ハウジングには、クランク室１０を貫通する形で駆動軸１１が回転自在に支持されている。駆動軸１１は金属製のものなどが用いられる。駆動軸１１の一端側（図中左側）が、動力伝達機構を介して車両エンジンに直結されている。駆動軸１１には、クランク室１０において鉄製のラグプレート１２が一体回転可能に固定されている。駆動軸１１およびラグプレート１２によって回転部材が構成されている。

駆動軸１１の一端部は、フロントハウジング７に設けられた貫通孔７ａに嵌入されたラジアル滑り軸受１ａによって回転自在に支持されている。また、駆動軸１１の他端部は、シリンダブロック６に設けられた貫通孔６ａに嵌入されたラジアル滑り軸受１ｂによって回転自在に支持されている。このラジアル滑り軸受１ａおよび１ｂが本発明の圧縮機用滑り軸受である。

クランク室１０には、カムプレートとしての斜板１３が収容されている。斜板１３は、ヒンジ機構１４を介したラグプレート１２との作動連結、および駆動軸１１の支持によりラグプレート１２および駆動軸１１と同期回転可能であるとともに、駆動軸１１の回転中心軸線方向へのスライド移動を伴いながら該駆動軸１１に対して傾動可能に構成されている。また、シリンダブロック６には、複数のシリンダボア１５が形成され、このシリンダボア１５に片頭型のピストン１６が往復動可能に収容されている。シリンダボア１５の前後開口は、弁形成体８およびピストン１６によって閉塞されており、このシリンダボア１５内にピストン１６の往復動に応じて体積変化する圧縮室が形成されている。各ピストン１６は、シュー１７を介して斜板１３の外周部に係留されている。この構成により、駆動軸１１の回転に伴う斜板１３の回転運動が、シュー１７を介してピストン１６の往復直線運動に変換される。ピストン１６、シュー１７、斜板１３、ヒンジ機構１４およびラグプレート１２によってクランク機構が構成され、該クランク機構、シリンダブロック６および駆動軸１１によって圧縮機構が構成されている。

ラグプレート１２とフロントハウジング７との間にはスラスト転がり軸受１８ａが配設されている。スラスト転がり軸受１８ａは、回転部材（駆動軸１１およびラグプレート１２）をスラスト方向に支持するとともに、圧縮機構において発生する圧縮反力をラグプレート１２を介して受ける側に配設されている。また、駆動軸１１は、シリンダブロック６の貫通孔６ａ内に配設されたスラスト転がり軸受１８ｂによってその後端部が支持されており、後方へのスラスト移動が規制されるようになっている。

リヤハウジング９には、吸入室１９および吐出室２０が形成されている。吸入室１９の冷媒ガスは、各ピストン１６の移動により弁形成体８を介してシリンダボア１５に導入される。シリンダボア１５に導入された低圧な冷媒ガスは、ピストン１６の移動により所定の圧力にまで圧縮され、弁形成体８を介して吐出室２０に導入される。この吸入室１９、吐出室２０、シリンダボア１５、弁形成体８によって冷媒経路が構成されている。

以上の構成を有する圧縮機５は、車両エンジンから動力伝達機構を介して駆動軸１１に動力が供給されると、駆動軸１１とともに斜板１３が回転する。斜板１３の回転に伴って各ピストン１６が斜板１３の傾斜角度に対応したストロークで往復動され、各シリンダボア１５において冷媒の吸入、圧縮および吐出が順次繰り返される。

以下、図２および図３に基づいて、本発明の圧縮機用滑り軸受であるラジアル滑り軸受１（１ａおよび１ｂ）について説明する。図２は、本発明の圧縮機用滑り軸受であるラジアル滑り軸受の斜視図および断面図である。また、図３は、摺動面の拡大断面図である。図２および図３に示すように、ラジアル滑り軸受１は、鋼板などの金属製基材２の表面に焼結金属などの多孔質層３を形成し、この多孔質層３中に樹脂組成物を含浸被覆して含浸被覆層（樹脂層）４を形成している。すなわち、このラジアル滑り軸受１は、（１）金属製基材２、（２）多孔質層３、（３）含浸被覆層４（樹脂層）とからなる三層構造体とされている。多孔質層と含浸被覆層からなるすべり層において、含浸被覆層の表面が摺動面となり、高面圧下での摺動特性や該すべり層と基材との密着性に優れた軸受となる。

本発明では、この含浸被覆層４を形成する樹脂組成物として、ＰＴＦＥ樹脂に、ＰＴＦＥ樹脂より低融点の溶融フッ素樹脂と、粉末状充填材とを含み、繊維状充填材を含まない組成物を用いている。ここで、含まないようにする繊維状充填材としては、炭素繊維、ガラス繊維、各種ウィスカなどが挙げられる。以下、含浸被覆層を形成する樹脂組成物について詳細に説明する。

含浸被覆層を形成する樹脂組成物のベース樹脂となるＰＴＦＥ樹脂は、−（ＣＦ_２−ＣＦ_２）_ｎ−で表される一般のＰＴＦＥ樹脂を使用できる。また、一般のＰＴＦＥ樹脂にパーフルオロアルキルエーテル基（−Ｃ_ｐＦ_２ｐ−Ｏ−）（ｐは１−４の整数）あるいはポリフルオロアルキル基（Ｈ（ＣＦ_２）_ｑ−）（ｑは１−２０の整数）などを導入した変性ＰＴＦＥ樹脂も使用できる。上記の変性ＰＴＦＥ樹脂は、耐圧縮特性が一般のＰＴＦＥ樹脂より優れているため、好適に使用できる。なお、一般のＰＴＦＥ樹脂と変性ＰＴＦＥ樹脂を併用してもよい。

上記樹脂組成物に用いるＰＴＦＥ樹脂（融点３２７℃）より低融点の溶融フッ素樹脂としては、ＰＦＡ樹脂：融点３１０℃、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂：融点２６０℃、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体樹脂：融点２７０℃などが挙げられる。これらは粉末状または粒子状で樹脂組成物に配合される。これらの溶融フッ素樹脂の中でも、ＰＦＡ樹脂が最も好ましい。ＰＦＡ樹脂は、ＰＴＦＥ樹脂に分子構造が類似しており、最も高耐熱性であるため、耐摩耗性に優れ、滑り軸受の製造における樹脂組成物の焼成時に最も分解しにくいからである。

上記樹脂組成物に用いる溶融フッ素樹脂の平均粒径は５〜１００μｍであることが好ましい。なお、本発明における平均粒径は、レーザー解析法による測定値である。溶融フッ素樹脂の平均粒径が５μｍ未満では、多孔質層、粉末状充填材、およびＰＴＦＥ樹脂の相互の接着力が低下し、耐摩耗性の向上が図れないおそれがある。また、１００μｍをこえると組成物中の粒子数が少なくなり、多孔質層、粉末状充填材、およびＰＴＦＥ樹脂との接触割合が低くなり、耐摩耗性の均一な向上が図れないおそれがある。接着力による耐摩耗性向上のためには、平均粒径１０〜５０μｍが好ましい。

上記樹脂組成物に用いる粉末状充填材は、耐面圧性を高く維持することができ、アスペクト比が１．５以下の各種形状の粉末状充填材であればよい。このような粉末状充填材を使用することで、炭素繊維、ガラス繊維、各種ウィスカなどの繊維状充填材を使用した場合に比べ、摩擦係数を低く維持できる。

上記樹脂組成物に用いる粉末状充填材としては、異方性の無い粒状または球状の充填材が好ましく、特に、黒鉛または全芳香族ポリエステル樹脂が好ましい。黒鉛または全芳香族ポリエステル樹脂は単独で使用しても併用してもよい。黒鉛および全芳香族ポリエステル樹脂は、潤滑性を有し不溶融であり、充填材自身の摩耗も少ないので、摩擦係数を低く維持し、樹脂層の耐摩耗性に優れ、相手材を損傷し難い。このような粉末状充填材を含み、繊維状充填材を含まないことで、相手材への耐攻撃性に特に優れる。

上記樹脂組成物に用いる粉末状充填材の平均粒径は５〜６０μｍであることが好ましい。粉末状充填材の平均粒径が５μｍ未満では、耐摩耗性の付与が不十分となるおそれがある。また、６０μｍをこえると脱落し易く、耐摩耗性が低下するおそれがある。

上記樹脂組成物における配合比は、該樹脂組成物全体積に対して溶融フッ素樹脂が３〜３０体積％であり、粉末状充填材が５〜３０体積％であることが好ましい。溶融フッ素樹脂の配合比が３体積％未満では、多孔質層、粉末状充填材、ＰＴＦＥ樹脂の相互の接着力が乏しく、耐摩耗性の向上が図れないおそれがある。また、３０体積％をこえると摩擦係数が増加するおそれがある。

粉末状充填材の配合比が５体積％未満では、耐摩耗性の付与が不十分となるおそれがある。また、３０体積％をこえると、含浸被覆層の強度低下による耐摩耗性の低下、混合による均一分散性の低下、ならびに多孔質層への含浸工程で含浸性が悪くなり、未含浸部が発生するおそれがある。

上記樹脂組成物において、溶融フッ素樹脂と粉末状充填材を除いた残部をベース樹脂であるＰＴＦＥ樹脂とし、実質的に３成分とすることが好ましい。また、上記樹脂組成物には、耐摩耗性、低摩擦特性、耐圧縮クリープ特性などの必要特性を低下させない範囲であれば、必要に応じて、熱可塑性樹脂粉末、二硫化モリブデン、顔料（カーボン、酸化鉄）などの他の充填剤を配合してもよい。

上記樹脂組成物を用いて含浸被覆層を形成する方法を例示する。溶媒にＰＴＦＥ樹脂を分散させたディスバージョン（例えば、三井・デュポンフロロケミカル社製３１−ＪＲ）に、上述の各原料を所定の配合比で配合し、撹拌することによりペースト状にした後、多孔質層に含浸させて、溶媒を乾燥除去、焼成することにより含浸被覆層４が得られる。

圧縮機用のラジアル滑り軸受１において、多孔質層３は、金属製基材２に対し優れた接着強度を確保するために、非鉄金属の焼結層または溶射層として形成することが好ましい。非鉄金属としては、摩擦摩耗特性に優れることから、銅または銅を主成分とする銅合金が好ましい。非鉄金属（銅合金）の焼結層は、例えば、鋼板上に、銅合金粉末を厚さ０．３ｍｍで散布し、次いで、還元雰囲気中で７５０〜９００℃の温度に加熱して銅合金粉末を焼結することによって得られる。

金属製基材２としては、鋼（ＳＰＣＣなどの構造用圧延鋼など）あるいは鋼以外の金属、例えばステンレス鋼または青銅などの銅系合金などを使用できる。運転時に異常摩耗が発生した場合でも、焼き付きを未然に防止するため、金属製基材を鋼板とし、多孔質層の非鉄金属を上記鋼板より軟質の金属とすることが好ましい。また、多孔質層の非鉄金属を、上述の銅または銅を主成分とする銅合金とすることで、焼き付き防止効果をさらに向上できる。

金属製基材２に対する多孔質層３の密着強度をさらに高めるために、金属製基材２の多孔質層３を形成する表面に、多孔質層３の非鉄金属と同等の金属をメッキすることが好ましい。

また、金属製基材２が使用中に錆びることを防止するため、金属製基材２の他方の表面（多孔質層３を形成する面の反対面）に防錆用メッキを付けることが好ましい。また、環境負荷を小さくし、どのような用途でも広く使用可能とするためには、この防錆用メッキを錫メッキとすることが好ましい。

含浸被覆層４の滑り面（摺動面）の表面形状は、含侵時のローラー表面形状などによって、様々な凹凸模様を付けることが可能である。しかしながら、高面圧において、すべり面が凹凸形状の場合、接触面積が低下しより高面圧となり、樹脂材の摩耗、変形が起こりやすいので、フラット形状（凹凸なし）であることが好ましい。

このようなラジアル滑り軸受１は、例えば、金属製基材となる鋼板（平板）の上に多孔質層と含浸被覆層とを上述の方法で形成し、この三層構造の鋼板を円筒状に丸め加工することで製造できる。この滑り軸受は、上記のとおり耐摩耗性、低摩擦特性、相手材への耐攻撃性、基材とすべり層との密着性に優れるものである。

図１に示す第１の実施形態では、駆動軸１１は、上記した特性を有するラジアル軸受１ａおよび１ｂの樹脂層の摺動面（内周面）に摺接して支持されている。このため、摺接面での摩耗や、樹脂層の変形を防止でき、低回転トルクを安定的に得ることができる。

また、貫通孔７ａのラジアル滑り軸受１ａよりも前方（図中左側）の部分には、リップシール７ｂが設けられており、ハウジング内の冷媒ガスの貫通孔７ａを介した外部への漏洩を防止している。ここで、ラジアル滑り軸受１ａは、寸法精度に優れ、駆動軸１１の周面とのクリアランスが回転支持のために必要な最小限のものとなるようにこれに沿った形状に設定され、かつ、ラジアル滑り軸受１ａの外周面と貫通孔７ａの内周面とは可能な限り隙間なく密着した状態となるように設定されている。このため、貫通孔７ａ内におけるラジアル滑り軸受１ａとリップシール７ｂとの間の空間の圧力を、クランク室１０の圧力よりも低く維持することが容易になる。この構成により、ハウジング内の冷媒ガスの貫通孔７ａを介した外部への漏洩を防止するためのリップシール７ｂの負担が軽くなる。

さらに、この第１の実施形態では、ラジアル滑り軸受１ａおよび１ｂは、ハウジング内の冷媒経路には含まれないクランク室１０に配設されている。これらラジアル滑り軸受１ａおよび１ｂによれば、比較的冷媒ガスの循環量が少なく該冷媒ガスに混在するミスト状の潤滑オイルによる潤滑効果の低いクランク室１０においても、樹脂層の摺動面によってラジアル滑り軸受１ａおよび１ｂと駆動軸１１との摺接部分の摩耗を抑止できる。この結果、圧縮機の寿命を延長できる。よって、この実施形態の圧縮機にラジアル滑り軸受１ａおよび１ｂを採用することは特に有用である。

本発明の圧縮機用滑り軸受を用いた圧縮機の第２の実施形態を図４に基づいて説明する。この第２の実施形態は、図１に示す第１の実施形態における圧縮機の構成を、スラスト転がり軸受１８ａに代えて、本発明の圧縮機用滑り軸受であるスラスト滑り軸受２１を用いた構成に変更したものである。その他の構成は、第１の実施形態と同一である。

図４に示すように、フロントハウジング７とラグプレート１２との間には、スラスト滑り軸受２１が配設されている。スラスト滑り軸受２１はラグプレート１２に固着され、フロントハウジング７に固定された鉄製のリング状のプレート２５と摺接している。スラスト滑り軸受とプレート２５との摺接により、回転部材の前方（図中左側）へのスラスト移動が規制される。

図５に基づいてスラスト滑り軸受２１を説明する。図５は、本発明の圧縮機用滑り軸受であるスラスト滑り軸受の斜視図および断面図である。スラスト滑り軸受２１は、鋼板などの金属製基材２２の片側表面に焼結金属などの多孔質層２３を形成し、この多孔質層２３中に樹脂組成を含浸被覆して含浸被覆層（樹脂層）２４を形成している。すなわち、このスラスト滑り軸受は、（１）金属製基材２２、（２）多孔質層２３、（３）含浸被覆層２４（樹脂層）とからなる三層構造体とされている。この含浸被覆層２４を形成する樹脂組成物は、上記した第１の実施形態と同じであり、摺動面の構造も図３に示すものと同様である。

この第２の実施形態では、スラスト方向であって圧縮機構において発生する圧縮反力をラグプレート１２を介して受ける側において回転部材を支持する軸受として、スラスト滑り軸受２１を採用している。この形態では、転がり軸受を採用した場合に比較してコストダウンすることが可能になる。また、このスラスト滑り軸受は、第１の実施形態のラジアル滑り軸受と同様に、冷媒経路には含まれない潤滑効果の低いクランク室１０に配設されながら、樹脂層の摺動面によってスラスト滑り軸受２１とプレート２５との摺接部分の摩耗を抑止できる。この結果、圧縮機の寿命を延長できる。よって、この実施形態の圧縮機にスラスト滑り軸受２１を採用することは特に有用である。

また、この実施形態において、さらにスラスト転がり軸受１８ｂに代えて、本発明の圧縮機用滑り軸受であるスラスト滑り軸受を採用してもよい。

本発明の圧縮機用滑り軸受を用いた圧縮機の第３の実施形態として、図６に車両空調装置（カーエアコン）を構成する両頭型ピストン式圧縮機の例を説明する。この態様の圧縮機５’は、一対のシリンダブロック３３、フロントハウジング３４、およびリヤハウジング３５によりハウジングが構成されている。また、駆動軸３２と、クランク室３７内において該駆動軸３２に固定された斜板３６とにより、回転部材が構成されている。複数のシリンダボア３３ａは、駆動軸３２と平行に延びるように、各シリンダブロック３３の両端部間に同一円周上で所定間隔おきに形成されている。両頭型のピストン３９は、各シリンダボア３３ａ内に往復動可能に嵌挿支持され、それらの両端面と対応する両弁形成体４０との間において圧縮室が形成されている。また、シュー３８および斜板３６によってクランク機構が構成され、該クランク機構、シリンダブロック３３（シリンダボア３３ａ）、ピストン３９、および駆動軸３２によって圧縮機構が構成されている。

駆動軸３２は、シリンダブロック３３およびフロントハウジング３４の中央に、一対のラジアル滑り軸受３１ａおよび３１ｂを介して回転可能に支持されており、動力伝達機構を介して車両エンジン等の外部駆動源に作動連結されている。ラジアル滑り軸受３１ａおよび３１ｂは、シリンダブロック３３の内部に形成されたクランク室３７に連通するようにシリンダブロック３３の中央に形成された収容孔３３ｂに挿入されている。このラジアル滑り軸受３１ａおよび３１ｂが本発明の圧縮機用滑り軸受である。具体的な構成は、径方向および軸方向の寸法等を除いて第１の実施形態の場合と同様であり、同様の製法によって製造される。また、一対のスラスト転がり軸受４４は、斜板３６の支持円筒部の前後方向の両端面とこれらに対向する各シリンダブロック３３の中央部との間に設けられ、該スラスト転がり軸受４４を介して斜板３６が両シリンダブロック３３間に挟まれた状態で保持されている。

駆動軸の挿通孔３４ａと、シリンダブロック３３に形成された収容孔３３ｂとは、弁形成体４０（図中左側）に形成された貫通孔を介して連通した状態となっている。挿通孔３４ａには、リップシール３４ｂが設けられており、ハウジング内の冷媒ガスの挿通孔３４ａを介した外部への漏洩を防止している。ここで、ラジアル滑り軸受３１ａは、寸法精度に優れ、駆動軸３２の周面とのクリアランスが回転支持のために必要な最小限のものとなるようにこれに沿った形状に設定され、かつ、ラジアル滑り軸受３１ａの外周面と収容孔３３ｂの内周面とは可能な限り隙間なく密着した状態となるように設定されている。このため、挿通孔３４ａ内におけるリップシール３４ｂとラジアル滑り軸受３１ａとの間の空間の圧力を、クランク室３７の圧力よりも低く維持することが容易になる。この構成により、ハウジング内の冷媒ガスの挿通孔３４ａを介した外部への漏洩を防止するためのリップシール３４ｂの負担が軽くなる。

この実施形態では、クランク室３７、ボルト挿通孔４３、吸入室４１、圧縮室、および吐出室４２などによって、ハウジング内の冷媒経路が構成される。このハウジング内の冷媒経路内の各部位は、該経路内を流通する冷媒ガスに混在するミスト状の潤滑オイルなどにより潤滑される。このため、冷媒経路を構成するクランク室３７（詳細には収容孔３３ｂ）に配設されたラジアル滑り軸受３１ａおよび３１ｂと駆動軸３２との摺接部分には、上記潤滑オイルによる潤滑作用が大きく働く。これにより、駆動軸３２と滑り軸受３１ａおよび３１ｂとの摺接部分は、良好に潤滑され、圧縮機の寿命を延長できる。

また、この実施形態において、さらにスラスト転がり軸受４４に代えて、本発明の圧縮機用滑り軸受であるスラスト滑り軸受を採用してもよい。

本発明の圧縮機用滑り軸受を用いた圧縮機の第４の実施形態として、図７に車両空調装置（カーエアコン）を構成するスクロール式圧縮機の例を説明する。この態様の圧縮機５''は、固定スクロール５１と、センターハウジング５２と、モータハウジング５３によってハウジングが構成されている。センターハウジング５２およびモータハウジング５３には、回転軸である鉄製のシャフト５４がラジアル滑り軸受５５および５６を介して回転可能に支持されている。また、シャフト５４には偏心軸５４ａが一体に形成され、これにバランスウエイト５７が支持されている。シャフト５４およびバランスウエイト５７によって回転部材が構成されている。

偏心軸５４ａは、可動スクロール５８が固定スクロール５１と対向するように、ラジアル滑り軸受５９およびブッシュ６０を介して相対回転可能に支持されている。ラジアル滑り軸受５９は、可動基板５８ａに突設されたボス部５８ｃ内に嵌合された略円筒状のブッシュ６０内に嵌合されて収容されている。ラジアル滑り軸受５９の内周面が、偏心軸５４ａの外周面との摺接面となる。可動スクロール５８の可動基板５８ａには可動渦巻壁５８ｂが形成され、固定スクロール５１の固定基板５１ａには可動渦巻壁５８ｂと噛合う固定渦巻壁５１ｂが形成されている。固定基板５１ａ、固定渦巻壁５１ｂ、可動基板５８ａ、および可動渦巻壁５８ｂにより区画される領域が、可動スクロール５８の回転に応じて容積減少する密閉室６１となる。固定スクロール５１、可動スクロール５８、センターハウジング５２、ブッシュ６０、ラジアル滑り軸受５５、５９、シャフト５４、バランスウエイト５７などによって、スクロール式圧縮機構が構成されている。

モータハウジング５３の内周面には固定子であるステータ６２が固定されており、シャフト５４の外周面にはステータ６２と相対する位置に回転子であるロータ６３が固定されている。ステータ６２およびロータ６３は電動式モータを構成し、ステータ６２への通電によりロータ６３およびシャフト５４が一体回転する。また、センターハウジング５２には、隔壁部５２ａが設けられており、ラジアル滑り軸受５５は、該隔壁部５２ａの中央に形成された貫通孔５２ｂに嵌入されている。ラジアル滑り軸受５５の内周面が、シャフト５４の外周面との摺接面となる。

シャフト５４には、その内部に吐出室６４とモータ室６５とを連通する流体通路５４ｂと、モータ室６５とモータハウジング５３の外部とを連通する流体通路５４ｃとが形成されている。可動スクロール５８の公転に伴ない、固定スクロール５１の入口から密閉室６１に流入した冷媒ガスは、吐出ポート５８ｄ、吐出室６４、流体通路５４ｂ、モータ室６５、流体通路５４ｃを通って、モータハウジング５３の壁部に設けられた出口５３ａを介して外部に流出する。このため、吐出室６４、流体通路５４ｂ、モータ室６５、および流体通路５４ｃは、吐出圧にほぼ等しい圧力値を有した高圧領域となる。一方、リング状のシール部材６６を挟んで外側は吸入圧に近い圧力値を有した低圧室６７となる。

ラジアル滑り軸受５５、５６、および５９が、本発明の圧縮機用滑り軸受である。具体的な構成は、径方向および軸方向の寸法等を除いて第１の実施形態の場合と同様であり、同様の製法によって製造される。

ラジアル滑り軸受５５および５９は、それぞれ貫通孔５２ｂ、ブッシュ６０に挿入されるとともにシャフト５４（軸受５９は具体的には偏心軸５４ａ）が挿入された状態では、シャフト５４の周面とのクリアランスが回転支持のために必要な最小限のものとなるようにこれに沿った形状に設定されている。なお、ラジアル滑り軸受５５の外周面と貫通孔５２ｂの内周面とは、ラジアル滑り軸受５９の外周面とブッシュ６０の内周面とは、それぞれ、可能な限り隙間なく密着した状態となるように設定されている。

ボス部５８ｃの外周側と隔壁部５２ａの内周側とで囲まれた空間６８とモータ室６５との、貫通孔５２ｂとシャフト５４との隙間を介した連通は、ラジアル滑り軸受５５によってほぼ遮断されている。また、吐出室６４と空間６８との、ブッシュ６０と偏心軸５４ａとの隙間を介した連通は、ラジアル滑り軸受５９によってほぼ遮断されている。すなわち、ラジアル滑り軸受５５および５９は、ハウジングの内部空間を圧力的に隔絶するように設けられている。

空間６８は、調整弁による調圧やラジアル滑り軸受５５および５９と、シャフト５４との僅かな隙間を介した高圧領域（モータ室６５や吐出室６４）からの冷媒ガスの漏洩により、該高圧領域よりも低圧であるとともに低圧室６７よりも高圧な中間圧状態に維持される。可動スクロール５８の背面に高圧領域よりも圧力が低い領域（空間６８）が設けられることにより、可動スクロール５８の背面に加わる圧力によって可動スクロール５８に生じる固定スクロール５１側への荷重は軽減される。そのため、可動スクロール５８のスムーズな公転が得られるとともに、可動スクロール５８の機械的損失が低減される。

ラジアル滑り軸受５５および５９は、上述のとおり耐摩耗性などに優れるため、シャフト５４との摺接部分の摩耗が低減でき、この摩耗により両者間の隙間が広がることによる圧力隔絶効果の低下を抑止できる。このように、ラジアル滑り軸受５５および５９は、シャフト５４との間で良好なシール性を発揮でき、さらにその効果を高く維持することが容易である。このため、特段にシール部材を設けることなく、吐出室６４と空間６８とを、モータ室６５と空間６８とを効果的に圧力的に隔絶することが可能になる。

以上、第１〜第４の実施形態について説明したが、本発明の実施態様はこれに限定されるものではない。

各実施例および各比較例に用いた樹脂組成物の配合材料を以下に示す。
（１）ＰＴＦＥ樹脂［ＰＴＦＥ］：三井・デュポンフロロケミカル社製；テフロン（登録商標）３１ＪＲ
（２）ＰＦＡ樹脂［ＰＦＡ］：三井・デュポンフロロケミカル社製；テフロンＭＪ−１０２（融点３１０℃，平均粒径２０μｍ）
（３）粒状黒鉛［ＧＲＰ−１］：日本黒鉛社製；ＣＧＢ２０（平均粒径２０μｍ）
（４）球状黒鉛［ＧＲＰ−２］：エア・ウォーター・ベルパール社製；ベルパールＣ２０００（平均粒径１５μｍ）
（５）全芳香族ポリエステル樹脂［ＯＢＰ］：住友化学工業社製；スミカスーパーＥ１０１Ｓ（平均粒径１５μｍ）
（６）ＰＰＳ樹脂［ＰＰＳ］：東ソー社製；Ｂ１６０（融点２８８℃，平均粒径７０μｍ）
（７）炭素繊維［ＣＦ］：東レ社製；トレカＭＬＤ３０
（８）二硫化モリブデン粉末［ＭｏＳ_２］：ダウコーニング社製；モリコートＺパウダー（平均粒径４．３μｍ）
（９）硫酸カルシウム粉末［ＣａＳＯ_４］：ノリタケカンパニーリミテド社製；Ｄ−１０１Ａ（平均粒径２４μｍ）

実施例１〜実施例４および比較例１〜比較例４
両面に銅メッキの付けられたＳＰＣＣ鋼板（日新製鋼社製；カッパータイト）の片方の表面に青銅粉末（＃１００メッシュパス、＃２００メッシュオン）を散布し、加熱・加圧することにより鋼板上に均一な層厚の多孔質層（焼結金属層）を形成した。この多孔質層の上に、表１に示す配合割合で調整したＰＴＦＥ樹脂組成物のディスパージョンを塗布し、乾燥炉中で溶媒を蒸発させ、加熱・加圧により固形成分を多孔質層に含浸被覆した。

このようにして得られた厚み１ｍｍの三層構造の板を、９４.３ｍｍ×２０ｍｍにカットし、円筒状に丸め加工することで内径３０ｍｍ、外形３２ｍｍ、高さ２０ｍｍの試験用ラジアル軸受を作製した。

＜耐焼き付き性試験＞
得られた試験用ラジアル軸受を用い、油中ラジアル型試験機により耐焼付き性試験を実施した。表２の油供給条件で３０分慣らし運転後、油供給を停止・油排出し焼付くまでの時間を測定した。焼付き時間は、滑り軸受の外径部温度が２０℃上昇またはトルクが２倍に上昇するまでの時間（分）とし、表３に示した。

＜耐摩耗試験＞
耐焼付き性試験と同じ試験用ラジアル軸受について、油中ラジアル型試験機を用い、表２の油供給条件で３０時間運転時の摩擦係数と３０時間運転後の摩耗量（μｍ）を測定し表３に示した。

本発明の実施例１〜実施例４のラジアル滑り軸受は、表３に示す試験結果のとおり、優れた耐焼付き性と耐摩耗性を有していた。一方、各比較例の場合、摩耗量が実施例の２倍以上であり、各実施例より耐摩耗性が劣ることが明らかである。耐摩耗性が劣るために、多孔質層の露出率が高くなり、動摩擦係数の上昇につながる。

本発明の圧縮機用滑り軸受は、耐摩耗性、低摩擦特性、相手材への耐攻撃性に優れ、かつ、基材とすべり層との密着性にも優れるので、ルームエアコン用やカーエアコン用の圧縮機（コンプレッサ）において、その圧縮機構を駆動するための回転部材を回転可能に支持する滑り軸受として好適に利用できる。

１、１ａ、１ｂ ラジアル滑り軸受（圧縮機用滑り軸受）
２、２２ 金属製基材
３、２３ 多孔質層
４、２４ 含浸被覆層（樹脂層）
５、５’、５'' 圧縮機
６ シリンダブロック
７ フロントハウジング
８ 弁形成体
９ リヤハウジング
１０ クランク室
１１ 駆動軸
１２ ラグプレート
１３ 斜板
１４ ヒンジ機構
１５ シリンダボア
１６ ピストン
１７ シュー
１８ａ、１８ｂ スラスト転がり軸受
１９ 吸入室
２０ 吐出室
２１ スラスト滑り軸受（圧縮機用滑り軸受）
２５ プレート
３１ａ、３１ｂ ラジアル滑り軸受（圧縮機用滑り軸受）
３２ 駆動軸
３３ シリンダブロック
３３ａ シリンダボア
３３ｂ 収容孔
３４ フロントハウジング
３４ａ 挿通孔
３４ｂ リップシール
３５ リヤハウジング
３６ 斜板
３７ クランク室
３８ シュー
３９ ピストン
４０ 弁形成体
４１ 吸入室
４２ 吐出室
４３ ボルト挿通孔
４４ スラスト転がり軸受
５１ 固定スクロール
５１ａ 固定基板
５１ｂ 固定渦巻壁
５２ センターハウジング
５２ａ 隔壁部
５２ｂ 貫通孔
５３ モータハウジング
５３ａ 出口
５４ シャフト
５４ａ 偏心軸
５４ｂ、５４ｃ 流体通路
５５、５６、５９ ラジアル滑り軸受（圧縮機用滑り軸受）
５７ バランスウエイト
５８ 可動スクロール
５８ａ 可動基板
５８ｂ 可動渦巻壁
５８ｃ ボス部
５８ｄ 吐出ポート
６０ ブッシュ
６１ 密閉室
６２ ステータ
６３ ロータ
６４ 吐出室
６５ モータ室
６６ シール部材
６７ 低圧室
６８ 空間

Claims (10)

1. 圧縮機の圧縮機構を駆動するための回転部材を回転可能に支持する圧縮機用滑り軸受であって、
   前記滑り軸受は、金属製基材と、金属製基材の一方の表面に設けられた多孔質層と、該多孔質層に対する樹脂組成物の含浸被覆層とからなり、
   前記樹脂組成物は、ポリテトラフルオロエチレン樹脂に、前記ポリテトラフルオロエチレン樹脂より低融点の溶融フッ素樹脂と、粉末状充填材とを含み、繊維状充填材を含まない樹脂組成物であることを特徴とする圧縮機用滑り軸受。
2. 前記溶融フッ素樹脂は、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂であることを特徴とする請求項１記載の圧縮機用滑り軸受。
3. 前記粉末状充填材は、粒状または球状の充填材であること特徴とする請求項１または請求項２記載の圧縮機用滑り軸受。
4. 前記粒状または球状の充填材は、黒鉛または全芳香族ポリエステル樹脂であること特徴とする請求項３記載の圧縮機用滑り軸受。
5. 前記樹脂組成物は、該樹脂組成物全体積に対して、前記溶融フッ素樹脂を３〜３０体積％、前記粉末状充填材を５〜３０体積％含むことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項記載の圧縮機用滑り軸受。
6. 前記滑り軸受は、前記回転部材をラジアル方向に支持する軸受であることを特徴とする請求項１ないし請求項５までのいずれか１項記載の圧縮機用滑り軸受。
7. 前記滑り軸受は、前記圧縮機構のハウジング内の内部空間を圧力的に隔絶するように配設されていることを特徴とする請求項６記載の圧縮機用滑り軸受。
8. 前記滑り軸受は、前記回転部材をスラスト方向に支持する軸受であることを特徴とする請求項１ないし請求項５までのいずれか１項記載の圧縮機用滑り軸受。
9. 前記滑り軸受は、前記圧縮機構において発生する圧縮反力を前記回転部材を介して受ける側に配設されていることを特徴とする請求項８記載の圧縮機用滑り軸受。
10. 圧縮機構を駆動するための回転部材を回転可能に支持する滑り軸受を備えた圧縮機であって、前記滑り軸受が、請求項１ないし請求項９までのいずれか１項記載の圧縮機用滑り軸受であることを特徴とする圧縮機。

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