JP5182130B2 - 圧縮機における摺動部材 - Google Patents

Description

本発明は、圧縮機における摺動部材に関する。

回転する斜板の摺動面とピストンとの間に、半球形状のシュー（摺動部材）が介在されたピストン式圧縮機では、斜板とシューとの摺接部位の摩耗防止、及びピストンとシューとの摺接部位の摩耗防止のため、シューの表面に摺動性に優れたコーティング層が設けられている。

シューの表面に設けられるコーティング層としてダイヤモンド・ライク・カーボン（非晶質硬質炭素膜）層を用いる技術思想が開示されている（例えば、特許文献１参照）。ダイヤモンド・ライク・カーボン層は、貧潤滑の状態でも摺動性に優れた高硬度の炭素膜である。

しかし、シューの母材（地金）としてアルミニウムのような硬度が低い材質を用いた場合、このような母材からなるシューの表面に高硬度のダイヤモンド・ライク・カーボン層を直接設けると、母材とダイヤモンド・ライク・カーボンとの硬度の大きな差により、ダイヤモンド・ライク・カーボン層の母材からの剥離が生じ易い。

そこで、特許文献２では、シューの母材の表面にニッケル−リン系メッキ（ニッケル系メッキ層）を設け、このニッケル−リン系メッキの表面にダイヤモンド・ライク・カーボン層を設ける技術思想が開示されている。ニッケル−リン系メッキの硬度とダイヤモンド・ライク・カーボンの硬度との差は、シューの母材の硬度とダイヤモンド・ライク・カーボンの硬度との差に比べて小さいため、高硬度のダイヤモンド・ライク・カーボン層をアルミニウムに設けつつも、そのダイヤモンド・ライク・カーボン層の剥離が抑制されるようになっている。

特開平６−３４６０７４号公報 特開２００２−１９４５６５号公報

ところが、ニッケル−リン系メッキ上にダイヤモンド・ライク・カーボン層を直接設けた場合、ニッケル−リン系メッキに対するダイヤモンド・ライク・カーボン層の密着性が低いという問題があった。

本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、ニッケル系メッキ層とダイヤモンド・ライク・カーボン層との密着性を向上させることができる圧縮機における摺動部材を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、圧縮機における摺動部材であって、前記摺動部材は、アルミニウム系の母材の上に、窒素、シリコン、チタン、クロム、及びアルミニウムのうちの少なくとも一つの添加材を含有するニッケル系メッキ層を有するとともに、前記ニッケル系メッキ層の表面に、該ニッケル系メッキ層が含有する添加材と同じ添加材を含有するダイヤモンド・ライク・カーボン層が設けられていることを要旨とする。

これによれば、添加材を含有するニッケル系メッキ層と、添加材を含有するダイヤモンド・ライク・カーボン層にはそれぞれ同じ添加材が含まれている。このため、ニッケル系メッキ層の添加材と、ダイヤモンド・ライク・カーボン層の添加材とが互いに密着し、ニッケル系メッキ層とダイヤモンド・ライク・カーボン層との密着性を向上させることができる。

また、前記母材と前記添加材を含有するニッケル系メッキ層との間には、前記添加材を含有しないニッケル系メッキ層が設けられていてもよい。
これによれば、母材と、添加材を含有するダイヤモンド・ライク・カーボン層との間には、添加材を含有するニッケル系メッキ層及び添加材を含有しないニッケル系メッキ層が介在することとなる。よって、母材と、添加材を含有するダイヤモンド・ライク・カーボン層との間に介在する層の厚みを厚くすることができる。

また、前記添加材を含有するダイヤモンド・ライク・カーボン層の表面には、前記添加材を含有しないダイヤモンド・ライク・カーボン層が設けられていてもよい。
これによれば、ダイヤモンド・ライク・カーボンを主体とする層全体の厚みを厚くすることができる。また、摺動部材の最外面に添加材を含有しないダイヤモンド・ライク・カーボン層が設けられる。摺動部材の最外面が添加材を含有するダイヤモンド・ライク・カーボン層よりなる場合と比べて、摺動部材の最外面を高硬度にすることができるとともに摩擦係数を低くすることができる。

また、前記ニッケル系メッキ層は、ニッケル−リン・メッキ層であってもよい。これによれば、母材にニッケル系メッキ層を容易に設けることができる。

本発明によれば、ニッケル系メッキ層とダイヤモンド・ライク・カーボン層との密着性を向上させることができる。

実施形態のピストン式圧縮機を示す縦断面図。 第１の実施形態のシューを示す部分拡大断面図。 第２の実施形態のシューを示す部分拡大断面図。 第３の実施形態のシューを示す部分拡大断面図。 実施例１〜３、比較例１〜３の結果を示す表。 実施例４〜６、比較例４〜６の結果を示す表。 実施例７〜１０の結果を示す表。

（第１の実施形態）
以下、本発明の圧縮機における摺動部材を、可変容量型ピストン式圧縮機におけるシューに具体化した第１の実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。

図１に示すように、可変容量型ピストン式圧縮機１０のハウジングは、シリンダブロック１１と、このシリンダブロック１１の前端に接合されたフロントハウジング１２と、シリンダブロック１１の後端に接合されたリヤハウジング１７とから形成されている。フロントハウジング１２とシリンダブロック１１との間には制御圧室１２１が区画されるとともに、リヤハウジング１７内には吸入室２９及び吐出室３２が区画されている。シリンダブロック１１とフロントハウジング１２とには回転軸１３が支持されている。回転軸１３は、外部駆動源（例えば車両エンジン）から回転駆動力を得る。

回転軸１３には回転支持体１４が止着されるとともに斜板１５が回転軸１３の軸方向へスライド可能かつ傾動可能に支持されている。斜板１５の母材（地金）は、鉄系である。斜板１５は、環状の基板部２０と、基板部２０の外周に形成された環状の摺動板部２１とを備えている。斜板１５は、回転支持体１４に形成されたガイド孔１４１と、斜板１５の基板部２０に設けられたガイドピン１６との連係により回転軸１３の軸方向へ傾動可能かつ回転軸１３と一体的に回転可能である。

シリンダブロック１１に貫設された複数のシリンダボア１１１（図１では２つのみ示す）内にはピストン１８が収容されている。ピストン１８は、頭部１８１と首部１８２とからなり、シリンダボア１１１内に嵌入されたピストン１８の頭部１８１は、シリンダボア１１１内に圧縮室１１２を区画する。この圧縮室１１２は、吸入ポート３０を介して吸入室２９に連通可能であるとともに、吐出ポート３１を介して吐出室３２に連通可能になっている。ピストン１８は、シリコン含有のアルミニウム系の材質で形成されている。首部１８２には挿入凹部１９が形成されるとともに、この挿入凹部１９には斜板１５の摺動板部２１が挿入されている。

挿入凹部１９の内周面と摺動板部２１の端面との間に形成される前後一対の空間それぞれには摺動部材としての半球形状のシュー２６が嵌合されている。そして、斜板１５の回転運動は、前後一対のシュー２６を介してピストン１８の前後往復運動に変換され、ピストン１８がシリンダボア１１１内を往復動する。

ピストン１８がシリンダボア１１１内を復動（図１において右側から左側への移動）すると、吸入室２９の冷媒が吸入ポート３０を経由して圧縮室１１２へ吸入される。ピストン１８がシリンダボア１１１内を往動（図１において左側から右側への移動）すると、圧縮室１１２内の冷媒が吐出ポート３１を経由して吐出室３２へ吐出される。

次に、シュー２６について詳細に説明する。図２に示すように、シュー２６はアルミニウム系の母材２７を備え、この母材２７の表面（母材２７上）には、添加材たるシリコン（Ｓｉ）を含有するニッケル系メッキ層としての第１コーティング層３５が設けられている。第１コーティング層３５は、シリコンを含有するニッケル−リン・メッキ層（Ｓｉ含有Ｎｉ−Ｐ・メッキ層）よりなる。そして、第１コーティング層３５は、シリコン系の界面活性剤を添加したメッキ液に母材２７を浸すこと（無電解メッキ）によって母材２７の表面に形成されている。なお、第１コーティング層３５は、電気メッキによって母材２７の表面に形成されていてもよい。

また、第１コーティング層３５の表面には、添加材たるシリコンを含有するダイヤモンド・ライク・カーボン層（Ｓｉ含有ＤＬＣ層）としての第２コーティング層３６が設けられている。なお、以下の説明において、上記のようにダイヤモンド・ライク・カーボンをＤＬＣと記載する。第２コーティング層３６は、シリコン原子基準で示す濃度（原子基準濃度：ａｔｍ％）が大きいほど、第１コーティング層３５に対する密着性が高くなるものである。

第２コーティング層３６を形成するには、まず、第１コーティング層３５の表面に形成された酸化膜をスパッタさせ、第１コーティング層３５の表面をクリーニングする。次に、第１コーティング層３５の表面にシリコンをイオン注入し、最後に、第１コーティング層３５上に、シリコンを含有するＤＬＣを堆積させることで第２コーティング層３６が形成される。第２コーティング層３６は、ＣＶＤ（化学気相蒸着）によって形成されている。なお、第２コーティング層３６は、ＰＶＤ（物理気相蒸着）によって形成してもよい。そして、シュー２６は、母材２７と第２コーティング層３６の間に第１コーティング層３５（中間層）が設けられてなるとともに、母材２７の表面に、共にシリコンを含有する第１及び第２コーティング層３５，３６が重層されて形成されている。

上記第１の実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）アルミニウム系の母材２７の表面に第１コーティング層３５を設けるとともに、第１コーティング層３５の表面に第２コーティング層３６を設けた。第１コーティング層３５は、シリコンを含有する金属層であり、第２コーティング層３６は、シリコンを含有するセラミックス層である。よって、第１コーティング層３５と第２コーティング層３６は共にシリコンを含有しているため、金属層とセラミックス層であってもシリコンの存在により互いに密着する。その結果として、第１コーティング層３５と第２コーティング層３６の密着性を向上させることができ、第２コーティング層３６が第１コーティング層３５から剥離することを抑制することができる。

（２）ニッケル−リン・メッキ層である第１コーティング層３５の硬度は、ＤＬＣよりなる第２コーティング層３６の硬度に比べて低く、シュー２６の母材２７であるアルミニウムの硬度よりも高い。つまり、ＤＬＣの密着対象部材の硬度とＤＬＣの硬度との差が低減するため、ＤＬＣの応力が緩和されて第２コーティング層３６の剥離が抑制される。

（３）無電解メッキで形成される第１コーティング層３５は、シュー２６をメッキ液に浸すだけでよいので、シュー２６の母材２７の表面全体を被覆する第１コーティング層３５の形成に好適である。

（第２の実施形態）
次に、本発明の圧縮機における摺動部材を、可変容量型ピストン式圧縮機におけるシューに具体化した第２の実施形態を図３に基づいて説明する。なお、以下の説明では、既に説明した実施形態と同一構成について同一符号を付すなどし、その重複する説明を省略又は簡略する。

図３に示すように、シュー２６において、母材２７の表面には、添加材たるシリコンを含有しないニッケル系メッキ層としてのニッケル−リン・メッキ層（Ｎｉ−Ｐ・メッキ層）３７が設けられるとともに、このニッケル−リン・メッキ層３７の表面に、第１の実施形態と同じ第１コーティング層（Ｓｉ含有Ｎｉ−Ｐ・メッキ層）３５が設けられている。すなわち、第２の実施形態のシュー２６は、母材２７と第１コーティング層３５との間に、添加材を含有しないニッケル−リン・メッキ層３７が設けられている。

さらに、シュー２６において、第１コーティング層３５の表面には、第１の実施形態と同じ第２コーティング層（Ｓｉ含有ＤＬＣ層）３６が設けられている。なお、第１コーティング層３５とニッケル−リン・メッキ層３７とで、母材２７と第２コーティング層３６の間に設けられる中間層を形成している。よって、第２の実施形態においては、母材２７と第２コーティング層３６の間に設けられる中間層の厚みが、第１の実施形態より厚くなっている。

したがって、上記第２の実施形態によれば、第１の実施形態に記載の（１）〜（３）の効果に加えて以下の効果を得ることができる。
（４）母材２７と第２コーティング層３６の間に設けられる中間層の厚みを厚くすることで、中間層が変形し難くなり、第２コーティング層３６の割れを防止することができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の圧縮機における摺動部材を、可変容量型ピストン式圧縮機におけるシューに具体化した第３の実施形態を図４に基づいて説明する。なお、以下の説明では、既に説明した実施形態と同一構成について同一符号を付すなどし、その重複する説明を省略又は簡略する。

図４に示すように、シュー２６において、母材２７の表面には、添加材たるシリコンを含有しないニッケル系メッキ層としてのニッケル−リン・メッキ層（Ｎｉ−Ｐ・メッキ層）３７が設けられるとともに、このニッケル−リン・メッキ層３７の表面には、第１の実施形態と同じ第１コーティング層（Ｓｉ含有Ｎｉ−Ｐ・メッキ層）３５が設けられている。すなわち、第３の実施形態のシュー２６は、母材２７と第１コーティング層３５との間に、添加材を含有しないニッケル−リン・メッキ層３７が設けられている。

さらに、シュー２６において、第１コーティング層３５の表面には、第１の実施形態と同じ第２コーティング層（Ｓｉ含有ＤＬＣ層）３６が設けられるとともに、この第２コーティング層３６の表面には、添加材たるシリコンを含有しないＤＬＣ層（ＤＬＣ層）３８が設けられている。すなわち、中間層の上に、ＤＬＣを主体とした層が２層設けられており、第３の実施形態においては、ＤＬＣを主体とした層の厚みが、第１の実施形態より厚くなっている。

したがって、上記第３の実施形態によれば、第１の実施形態に記載の（１）〜（３）の効果に加えて以下の効果を得ることができる。
（５）中間層、及び中間層上に設けられるＤＬＣを主体とした層の厚みを厚くすることで、中間層、及びＤＬＣを主体とした層、それぞれが変形し難くなり、第２コーティング層３６においては割れを防止することができる。また、シュー２６の最外面には、シリコンを含有しないＤＬＣ層３８が設けられている。このため、シュー２６の最外面を第２コーティング層３６によって形成する場合と比較して、シュー２６の最外面を高硬度にすることができるとともに摩擦係数を低くすることができる。

（実施例１〜３、及び比較例１〜３）
次に、実施例及び比較例を挙げて第１〜第３の実施形態をさらに具体的に説明する。
実施例１〜３、及び比較例１〜３のシューに対し、スクラッチ試験を用いて薄膜評価を行った。なお、スクラッチ試験は、一定の曲率半径を持つ硬い（ダイヤモンド）圧子を膜表面に押付け、荷重を増加させながら引っ掻き、膜の剥離が生じる荷重値（臨界荷重値）を計測するものである。そして、この荷重値が大きい程、膜の密着性が高いことが示される。

実施例１では、第１の実施形態のシュー２６を用いてスクラッチ試験を行い、第２コーティング層（Ｓｉ含有ＤＬＣ層）３６の密着性を測定した。なお、図５に示すように、実施例１では、中間層（Ｓｉ含有Ｎｉ−Ｐ・メッキ層）の厚みを５マイクロメートル（μｍ）に設定した。実施例２では、第２の実施形態のシュー２６を用いてスクラッチ試験を行い、第２コーティング層（Ｓｉ含有ＤＬＣ層）３６の密着性を測定した。なお、図５に示すように、実施例２では、中間層（Ｎｉ−Ｐ・メッキ層＋Ｓｉ含有Ｎｉ−Ｐ・メッキ層）の厚みを２０マイクロメートル（μｍ）に設定した。さらに、実施例３では、第３の実施形態のシュー２６を用いてスクラッチ試験を行い、第２コーティング層（Ｓｉ含有ＤＬＣ層）３６の密着性を測定した。なお、図５に示すように、実施例３では、中間層（Ｎｉ−Ｐ・メッキ層＋Ｓｉ含有Ｎｉ−Ｐ・メッキ層）の厚みを２０マイクロメートル（μｍ）に設定した。また、実施例１〜３において、第２コーティング層３６のシリコン原子基準で示す濃度（含有量）は、１０ａｔｍ％に設定した。

比較例１では、母材２７の表面に中間層を設けず、母材２７の表面に、シリコンを含有しないＤＬＣ層（ＤＬＣ層）を直接設けたシューを用いてスクラッチ試験を行い、ＤＬＣ層の母材２７に対する密着性を測定した。比較例２では、母材２７の表面に、中間層として、シリコンを含有しないニッケル−リン・メッキ層（Ｎｉ−Ｐ・メッキ層）を設け、ニッケル−リン・メッキ層の表面に、シリコンを含有しないＤＬＣ層（ＤＬＣ層）を設けたシューを用いてスクラッチ試験を行い、ＤＬＣ層の中間層に対する密着性を測定した。なお、中間層（Ｎｉ−Ｐ・メッキ層）の厚みを５マイクロメートル（μｍ）に設定した。さらに、比較例３では、母材２７の表面に、中間層として、シリコンを含有しないニッケル−リン・メッキ層（Ｎｉ−Ｐ・メッキ層）を設け、ニッケル−リン・メッキ層の表面に、シリコンを含有しないＤＬＣ層（ＤＬＣ層）を設けたシューを用いてスクラッチ試験を行い、ＤＬＣ層の中間層に対する密着性を測定した。なお、中間層（Ｎｉ−Ｐ・メッキ層）の厚みを２０マイクロメートル（μｍ）に設定した。

図５にスクラッチ試験の結果を示す。図５に示すように、実施例１〜３においては、第２コーティング層（Ｓｉ含有ＤＬＣ層）３６の剥離が生じる荷重値は、比較例１〜３におけるＤＬＣ層の剥離が生じる荷重値より遙かに大きいことが示された。よって、実施例１〜３のように、第１コーティング層３５及び第２コーティング層３６それぞれにシリコンを含有させることにより、第２コーティング層３６の第１コーティング層３５に対する密着性が向上することが示された。また、実施例２及び実施例３のように、中間層の厚みが厚くなることで、第２コーティング層３６の剥離が生じる荷重値が大きくなることが示された。

（第４の実施形態）
次に、本発明の圧縮機における摺動部材を、可変容量型ピストン式圧縮機におけるシューに具体化した第４の実施形態を説明する。なお、第４の実施形態のシューの構成は、第１の実施形態の図２と同じ２層であるとともに、添加材がシリコンから窒素に替わった構成であるため、第４の実施形態のシューの図示を省略する。

第４の実施形態において、シューはアルミニウム系の母材を備え、この母材の表面（母材上）には、添加材たる窒素（Ｎ）を含有するニッケル系メッキ層としての第１コーティング層（Ｎ含有Ｎｉ−Ｐ・メッキ層）が設けられている。この第１コーティング層は、メッキ液に母材を浸すこと（無電解メッキ）によって母材の表面にニッケル−リン・メッキ層を形成した後に、ニッケル−リン・メッキ層に窒素をイオン注入することによって形成されており、第１コーティング層の表面は窒化されている。

また、第１コーティング層の表面には、添加材たる窒素を含有するダイヤモンド・ライク・カーボン層（Ｎ含有ＤＬＣ層）としての第２コーティング層が設けられている。第２コーティング層を形成するには、まず、第１コーティング層の表面に形成された酸化膜をスパッタさせ、第１コーティング層の表面をクリーニングする。次に、第１コーティング層の表面に窒素をイオン注入し、最後に、第１コーティング層上に、窒素を含有するＤＬＣを堆積させることで第２コーティング層が形成される。そして、シューは、母材と第２コーティング層の間に第１コーティング層（中間層）が設けられてなるとともに、母材の表面に、共に窒素を含有する第１及び第２コーティング層が重層されて形成されている。

上記第４の実施形態によれば、第１の実施形態に記載の（２）〜（３）の効果に加えて以下の効果を得ることができる以下のような効果を得ることができる。
（６）アルミニウム系の母材の表面に第１コーティング層を設けるとともに、第１コーティング層の表面に第２コーティング層を設けた。第１コーティング層は、窒素を含有する金属層であり、第２コーティング層は、窒素を含有するセラミックス層である。よって、第１コーティング層と第２コーティング層は共に窒素を含有しているため、金属層とセラミックス層であっても窒素の存在により互いに密着する。その結果として、第１コーティング層と第２コーティング層の密着性を向上させることができ、第２コーティング層が第１コーティング層から剥離することを抑制することができる。

（第５の実施形態）
次に、本発明の圧縮機における摺動部材を、可変容量型ピストン式圧縮機におけるシューに具体化した第５の実施形態を説明する。なお、第５の実施形態のシューの構成は、第２の実施形態図３と同じ３層であるとともに、添加材がシリコンから窒素に替わった構成であるため、第５の実施形態のシューの図示を省略する。

シューにおいて、母材の表面には、添加材たる窒素を含有しないニッケル系メッキ層としてのニッケル−リン・メッキ層（Ｎｉ−Ｐ・メッキ層）が設けられるとともに、このニッケル−リン・メッキ層の表面に、第４の実施形態と同じ第１コーティング層（Ｎ含有Ｎｉ−Ｐ・メッキ層）が設けられている。すなわち、第５の実施形態のシューは、母材と第１コーティング層との間に、添加材を含有しないニッケル−リン・メッキ層が設けられている。さらに、シューにおいて、第１コーティング層の表面には、第４の実施形態と同じ第２コーティング層（Ｎ含有ＤＬＣ層）が設けられている。なお、第１コーティング層とニッケル−リン・メッキ層とで、母材と第２コーティング層の間に設けられる中間層を形成している。

したがって、上記第５の実施形態によれば、第１の実施形態に記載の（２）、（３）及び第４の実施形態に記載の（６）の効果に加えて以下の効果を得ることができる。
（７）母材と第２コーティング層の間に設けられる中間層の厚みを厚くすることで、中間層が変形し難くなり、第２コーティング層の割れを防止できる。

（第６の実施形態）
次に、本発明の圧縮機における摺動部材を、可変容量型ピストン式圧縮機におけるシューに具体化した第６の実施形態を説明する。なお、第６の実施形態のシューの構成は、第３の実施形態の図４と同じ４層であるとともに、添加材がシリコンから窒素に替わった構成であるため、第６の実施形態のシューの図示を省略する。

シューにおいて、母材の表面には、添加材たる窒素を含有しないニッケル系メッキ層としてのニッケル−リン・メッキ層（Ｎｉ−Ｐ・メッキ層）が設けられるとともに、このニッケル−リン・メッキ層の表面には、第４の実施形態と同じ第１コーティング層（Ｎ含有Ｎｉ−Ｐ・メッキ層）が設けられている。すなわち、第６の実施形態のシューは、母材と第１コーティング層との間に、添加材を含有しないニッケル−リン・メッキ層が設けられている。

さらに、シューにおいて、第１コーティング層の表面には、第４の実施形態と同じ第２コーティング層（Ｎ含有ＤＬＣ層）が設けられるとともに、この第２コーティング層の表面には、添加材たる窒素を含有しないＤＬＣ層（ＤＬＣ層）が設けられている。そして、第１コーティング層とニッケル−リン・メッキ層とで、母材と第２コーティング層の間に設けられる中間層が形成されるとともに、この中間層の上に、ＤＬＣを主体とした層が２層設けられている。

したがって、上記第６の実施形態によれば、第１の実施形態に記載の（２）、（３）、第４の実施形態に記載の（６）、及び第５の実施形態に記載の（７）の効果に加えて以下の効果を得ることができる。

（８）中間層、及び中間層上に設けられるＤＬＣを主体とした層の厚みを厚くすることで、中間層、及びＤＬＣを主体とした層、それぞれが変形し難くなり、第２コーティング層においては割れを防止することができる。また、シューの最外面には、窒素を含有しないＤＬＣ層が設けられている。このため、シューの最外面を第２コーティング層によって形成する場合と比較して、シューの最外面を高硬度にすることができるとともに摩擦係数を低くすることができる。

（実施例４〜６、及び比較例４〜６）
次に、実施例及び比較例を挙げて第４〜第６の実施形態をさらに具体的に説明する。
実施例４〜６、及び比較例４〜６のシューに対し、実施例１〜３、及び比較例１〜３と同じスクラッチ試験を用いて薄膜評価を行った。

実施例４では、第４の実施形態のシューを用いてスクラッチ試験を行い、第２コーティング層（Ｎ含有ＤＬＣ層）の密着性を測定した。なお、図６に示すように、実施例４では、中間層（Ｎ含有Ｎｉ−Ｐ・メッキ層）の厚みを５マイクロメートル（μｍ）に設定した。実施例５では、第５の実施形態のシューを用いてスクラッチ試験を行い、第２コーティング層（Ｎ含有ＤＬＣ層）の密着性を測定した。なお、図６に示すように、実施例５では、中間層（Ｎｉ−Ｐ・メッキ層＋Ｎ含有Ｎｉ−Ｐ・メッキ層）の厚みを２０マイクロメートル（μｍ）に設定した。さらに、実施例６では、第６の実施形態のシューを用いてスクラッチ試験を行い、第２コーティング層（Ｎ含有ＤＬＣ層）の密着性を測定した。なお、図６に示すように、実施例６では、中間層（Ｎｉ−Ｐ・メッキ層＋Ｎ含有Ｎｉ−Ｐ・メッキ層）の厚みを２０マイクロメートル（μｍ）に設定した。また、実施例４〜実施６において、第２コーティング層の窒素原子基準で示す濃度（含有量）は、８ａｔｍ％に設定した。

比較例４では、母材の表面に中間層を設けず、母材の表面に、窒素を含有しないＤＬＣ層（ＤＬＣ層）を直接設けたシューを用いてスクラッチ試験を行い、ＤＬＣ層の母材に対する密着性を測定した。比較例５では、母材の表面に、中間層として、窒素を含有しないニッケル−リン・メッキ層（Ｎｉ−Ｐ・メッキ層）を設け、ニッケル−リン・メッキ層の表面に、窒素を含有しないＤＬＣ層（ＤＬＣ層）を設けたシューを用いてスクラッチ試験を行い、ＤＬＣ層の中間層に対する密着性を測定した。なお、中間層（Ｎｉ−Ｐ・メッキ層）の厚みを５マイクロメートル（μｍ）に設定した。さらに、比較例６では、母材の表面に、中間層として、窒素を含有しないニッケル−リン・メッキ層（Ｎｉ−Ｐ・メッキ層）を設け、ニッケル−リン・メッキ層の表面に、窒素を含有しないＤＬＣ層（ＤＬＣ層）を設けたシューを用いてスクラッチ試験を行い、ＤＬＣ層の中間層に対する密着性を測定した。なお、中間層（Ｎｉ−Ｐ・メッキ層）の厚みを２０マイクロメートル（μｍ）に設定した。

図６にスクラッチ試験の結果を示す。図６に示すように、実施例４〜６においては、第２コーティング層（Ｎ含有ＤＬＣ層）の剥離が生じる荷重値は、比較例４〜６において、ＤＬＣ層の剥離が生じる荷重値より遙かに大きいことが示された。よって、実施例４〜６のように、第１コーティング層及び第２コーティング層それぞれに窒素を含有させることにより、第２コーティング層の第１コーティング層に対する密着性が向上することが示された。また、実施例５及び実施例６のように、中間層の厚みが厚くなることで、第２コーティング層の剥離が生じる荷重値が大きくなることが示された。

（第７の実施形態）
次に、本発明の圧縮機における摺動部材を、可変容量型ピストン式圧縮機におけるシューに具体化した第７の実施形態を説明する。なお、第７の実施形態のシューの構成は、図４に示すシューにおいて、ニッケル−リン・メッキ層（Ｎｉ−Ｐ・メッキ層）３７が存在しないものと同じであるため、第７の実施形態のシューの図示を省略する。

シューにおいて、母材の表面には、第１の実施形態と同じ第１コーティング層（Ｓｉ含有Ｎｉ−Ｐ・メッキ層）が設けられている。さらに、シューにおいて、第１コーティング層の表面には、第１の実施形態と同じ第２コーティング層（Ｓｉ含有ＤＬＣ層）が設けられるとともに、この第２コーティング層の表面には、添加材たるシリコンを含有しないＤＬＣ層（ＤＬＣ層）が設けられている。なお、第１コーティング層により、母材と第２コーティング層の間に設けられる中間層を形成している。

したがって、上記第７の実施形態によれば、第１の実施形態に記載の（１）〜（３）と同様の効果を得ることができる。
（第８の実施形態）
次に、本発明の圧縮機における摺動部材を、可変容量型ピストン式圧縮機におけるシューに具体化した第８の実施形態を説明する。なお、第８の実施形態のシューは、図４に示すシューにおいて、ニッケル−リン・メッキ層（Ｎｉ−Ｐ・メッキ層）３７が存在せず、かつ添加材がシリコンから窒素に替わったものであるため、第８の実施形態のシューの図示を省略する。

シューにおいて、母材の表面には、第４の実施形態と同じ第１コーティング層（Ｎ含有Ｎｉ−Ｐ・メッキ層）が設けられている。さらに、シューにおいて、第１コーティング層の表面には、第４の実施形態と同じ第２コーティング層（Ｎ含有ＤＬＣ層）が設けられるとともに、この第２コーティング層の表面には、添加材たる窒素を含有しないＤＬＣ層（ＤＬＣ層）が設けられている。なお、第１コーティング層により、母材と第２コーティング層の間に設けられる中間層を形成している。

したがって、上記第８の実施形態によれば、第１の実施形態に記載の（２）〜（３）の効果、及び第４の実施形態に記載の（６）の効果と同様の効果を得ることができる。
（実施例７〜１０）
次に、実施例７〜１０を挙げて、第７〜第８の実施形態をさらに具体的に説明する。

図７に示すように、実施例７では、第７の実施形態のシューにおいて、第２コーティング層のシリコン原子基準で示す濃度（含有量）を、１ａｔｍ％に設定した。実施例８では、第７の実施形態のシューにおいて、第２コーティング層のシリコン原子基準で示す濃度（含有量）を、２２ａｔｍ％に設定した。そして、実施例７及び実施例８それぞれのシューに対しスクラッチ試験を行い、第２コーティング層（Ｓｉ含有ＤＬＣ層）の密着性を測定した。なお、図７に示すように、実施例７及び実施例８では、中間層（Ｓｉ含有Ｎｉ−Ｐ・メッキ層）の厚みを２０マイクロメートル（μｍ）に設定した。

実施例９では、第８の実施形態のシューにおいて、第２コーティング層の窒素原子基準で示す濃度（含有量）を、１ａｔｍ％に設定した。実施例１０では、第８の実施形態のシューにおいて、第２コーティング層の窒素原子基準で示す濃度（含有量）を、２３ａｔｍ％に設定した。そして、実施例９及び実施例１０それぞれのシューに対しスクラッチ試験を行い、第２コーティング層（Ｎ含有ＤＬＣ層）の密着性を測定した。なお、図７に示すように、実施例９及び実施例１０では、中間層（Ｎ含有Ｎｉ−Ｐ・メッキ層）の厚みを２０マイクロメートル（μｍ）に設定した。

図７にスクラッチ試験の結果を示す。図７に示すように、実施例７及び実施例８において、シリコンの濃度が高い実施例８の方が、実施例７よりも第２コーティング層の剥離が生じる荷重値が大きいことが示された。また、実施例９及び実施例１０においても、窒素の濃度が高い実施例１０の方が、実施例９よりも第２コーティング層の剥離が生じる荷重値が大きいことが示された。よって、第２コーティング層における添加材の濃度を高くすることにより、第２コーティング層の第１コーティング層に対する密着性が向上することが示された。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 第１〜第３の実施形態において、ニッケル−リン・メッキ層及びＤＬＣ層に含有させる添加材をチタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、又はアルミニウム（Ａｌ）に変更してもよい。

○ 第１〜第３の実施形態において、ニッケル−リン・メッキ層及びＤＬＣ層に含有させる添加材をシリコン（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）のうちの少なくとも１つに変更してもよい。例えば、ニッケル−リン・メッキ層及びＤＬＣ層に含有させる添加材をシリコンとチタンにしてもよい。

○ 摺動部材としてのピストン１８や斜板１５に本発明を適用してもよい。
○ 圧縮機としてスクロール式圧縮機、ベーン式圧縮機、ルーツ式圧縮機における摺動部材に本発明を適用してもよい。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（１）前記ニッケル系メッキ層は、無電解メッキによって形成される請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の圧縮機における摺動部材。

１０…圧縮機としてのピストン式圧縮機、２６…摺動部材としてのシュー、２７…母材、３５…添加材を含有するニッケル系メッキ層としての第１コーティング層、３６…添加材を含有するダイヤモンド・ライク・カーボン層としての第２コーティング層、３７…添加材を含有しないニッケル系メッキ層としてのニッケル−リン・メッキ層、３８…添加材を含有しないダイヤモンド・ライク・カーボン層としてのＤＬＣ層。

Claims (4)

1. 圧縮機における摺動部材であって、
   前記摺動部材は、アルミニウム系の母材の上に、窒素、シリコン、チタン、クロム、及びアルミニウムのうちの少なくとも一つの添加材を含有するニッケル系メッキ層を有するとともに、前記ニッケル系メッキ層の表面に、該ニッケル系メッキ層が含有する添加材と同じ添加材を含有するダイヤモンド・ライク・カーボン層が設けられていることを特徴とする圧縮機における摺動部材。
2. 前記母材と前記添加材を含有するニッケル系メッキ層との間には、前記添加材を含有しないニッケル系メッキ層が設けられている請求項１に記載の圧縮機における摺動部材。
3. 前記添加材を含有するダイヤモンド・ライク・カーボン層の表面には、前記添加材を含有しないダイヤモンド・ライク・カーボン層が設けられている請求項１又は請求項２に記載の圧縮機における摺動部材。
4. 前記ニッケル系メッキ層は、ニッケル−リン・メッキ層である請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の圧縮機における摺動部材。

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