JP2010019091A - 斜板式圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】斜板とシューとの間において、耐焼付性と耐摩耗性との両方を満足させることができる斜板式圧縮機を提供する。
【解決手段】本発明の斜板式圧縮機は、クランク室６内で駆動軸５と同期回転可能に設けられた斜板８と、対をなして斜板８とピストン１０との間に設けられ、斜板８の揺動運動をピストン１０の往復動に変換するシュー２０ａ、２０ｂとを備えている。斜板８にはシュー２０ａ、２０ｂが摺動するシュー摺動面８２ａ、８３ａが形成されている。シュー摺動面８３ａは、固体潤滑剤を含む樹脂からなる第１被膜Ｃ１と、異物埋収性のある第２被膜Ｃ２とで周方向に区分されている。
【選択図】図３

Description

本発明は斜板式圧縮機に関する。

特許文献１に従来の斜板式圧縮機が開示されている。この斜板式圧縮機は、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、クランク室内で駆動軸と同期回転可能に設けられた斜板と、対をなして斜板とピストンとの間に設けられ、斜板の揺動運動をピストンの往復動に変換するシューとを備えている。そして、斜板には一方のシューが摺動するシュー摺動面と、他方のシューが摺動するシュー摺動面とが形成されている。

シュー摺動面は斜板の両面に形成されており、一面のシュー摺動面は耐焼付性に優れたＰＡＩ（ポリアミドイミド）を主体とするＰＡＩコーティング層で形成され、他面のシュー摺動面は耐摩耗性に優れたＰＢＩ（ポリベンゾイミダゾール）を主体とするＰＢＩコーティング層で形成されている。

特開２００７−２７０９９４号公報

ところで、斜板式圧縮機では、クランク室内に摩耗粉等の異物が不可避的に生じ、斜板とシューとの間に生じた隙間にその異物が入り込むことがある。その場合、上記従来の斜板式圧縮機では、斜板の一面のＰＡＩコーティング層がその異物によって摩耗され易い。このため、斜板とシューとの間におけるＰＡＩコーティング層に基づく耐焼付性が低下するおそれがある。

かといって、現状では、耐焼付性と耐摩耗性との両方に優れた材料が見当たらないため、斜板の一面をＰＡＩコーティング層に代えて耐摩耗性のある材料で形成しても、その場合には斜板とシューとの間の耐焼付性自体が得られなくなってしまう。

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、斜板とシューとの間において、耐焼付性と耐摩耗性との両方を満足させることができる斜板式圧縮機を提供することを解決すべき課題としている。

本発明の斜板式圧縮機は、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、前記シリンダボア内に往復動可能に収容されて前記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、前記ハウジングに回転可能に支承された駆動軸と、前記クランク室内で前記駆動軸と同期回転可能に設けられた斜板と、対をなして前記斜板と前記ピストンとの間に設けられ、前記斜板の揺動運動を前記ピストンの往復動に変換するシューとを備え、前記斜板には前記シューが摺動するシュー摺動面が形成された斜板式圧縮機において、
前記シュー摺動面は、固体潤滑剤を含む樹脂からなる第１被膜と、異物埋収性のある第２被膜とで周方向に区分されていることを特徴とする。

本発明の斜板式圧縮機は、斜板のシュー摺動面が第１被膜を有し、第１被膜が固体潤滑剤を含む樹脂からなるため、斜板がシューとの間において優れた耐焼付性を発揮する。また、この斜板式圧縮機は、斜板のシュー摺動面が第２被膜を有し、第２被膜が異物埋収性を有しているため、クランク室内に生じた異物が斜板とシューとの間に侵入しても、その異物が第２被膜で捕捉される。このため、第１被膜の耐摩耗性も発揮される。そして、斜板とシューとの間の隙間が過度に大きくならず、シューが斜板の姿勢の変化に好適に追従し、斜板とシューとの間の良好な耐焼付性が維持される。

したがって、本発明の斜板式圧縮機は、斜板とシューとの間において、耐焼付性と耐摩耗性との両方を満足させることができる。このため、この斜板式圧縮機は優れた耐久性を発揮することができる。

本発明の斜板式圧縮機は、駆動軸に対して傾斜角が変動可能な斜板を備えた容量可変型のものであり得る他、駆動軸に対して傾斜角が固定された斜板を備えた容量固定型のものであり得る。また、ピストンは、ピストンヘッドが一つである片頭ピストンであり得る他、ピストンヘッドが２つである両頭ピストンであり得る。

本発明の斜板式圧縮機では、第１被膜は、シュー摺動面のうち、シューが押圧される部分である押圧部分に形成され、第２被膜は、シュー摺動面のうち、シューが離反される部分である離反部分に形成されていることが好ましい（請求項２）。

斜板式圧縮機の斜板には、一方側のシューが摺動するシュー摺動面と、他方側のシューが摺動するシュー摺動面とが形成されている。各シュー摺動面は、シューが押圧される部分である押圧部分と、シューが離反される部分である離反部分とを有している。

すなわち、片頭ピストンを採用した斜板式圧縮機の斜板は、ピストンヘッド側のシュー摺動面の押圧部分がピストンに圧縮行程を行わせ、反ピストンヘッド側のシュー摺動面の押圧部分がピストンに吸入行程を行わせる。この際、ピストンヘッド側及び反ピストンヘッド側のシュー摺動面には、押圧部分から周方向で１８０度ずれて離反部分が生じている。つまり、この斜板式圧縮機では、ピストンヘッド側のシュー摺動面の上死点位置及び反ピストンヘッド側のシュー摺動面の下死点位置は押圧部分に含まれ、反ピストンヘッド側のシュー摺動面の上死点位置及びピストンヘッド側のシュー摺動面の下死点位置は離反部分に含まれる。

また、両頭ピストンを採用した斜板式圧縮機の斜板は、一方及び他方のシュー摺動面の押圧部分がピストンに圧縮行程を行わせる。この際、一方及び他方のシュー摺動面には、押圧部分から周方向で１８０度ずれた離反部分が生じ、それらの離反部分がピストンに吸入行程を行わせる。つまり、この斜板式圧縮機では、一方のシュー摺動面の上死点位置は他方のシュー摺動面の下死点位置に含まれ、一方のシュー摺動面の下死点位置は他方のシュー摺動面の上死点位置に含まれる。一方及び他方のシュー摺動面の上死点位置は押圧部分に含まれ、一方及び他方のシュー摺動面の下死点位置は離反部分に含まれる。

そして、異物は、シュー摺動面の離反部分において、斜板とシューとの間に入り込む。その異物は、シュー摺動面の押圧部分に移動することにより、シュー摺動面の摩耗を行う。このため、第１被膜が押圧部分に形成され、第２被膜が離反部分に形成されておれば、第２被膜で異物を捕捉することができ、第１被膜が異物によって摩耗され難い。

発明者らの試験結果によれば、第１被膜は、押圧部分の全面積の５０〜９０％で形成されていることが好ましい（請求項３）。第１被膜が押圧部分の全面積の５０％未満では、耐焼付性が十分でない。第１被膜が押圧部分の全面積の９０％を超えれば、異物の侵入に起因する摩耗量が許容範囲を超えて多くなる。

また、本発明の斜板式圧縮機では、第１被膜は周方向で２区分以上であり、第２被膜は周方向で２区分以上であり、第１被膜及び第２被膜は周方向で交互に形成されていることも好ましい（請求項４）。異物埋収性のある第２被膜は、第１被膜に比べて耐焼付性が劣るため、焼付きの発生が懸念される。ところが、上記の構成によれば、駆動軸の回転に伴い、第１被膜を構成する固体潤滑剤及び樹脂が各第２被膜に広範囲に転写されるため、シュー摺動面全体の耐焼付性の向上が実現される。

斜板は、基板と、この基板に形成され、シュー摺動面を構成する摺動層とからなり得る。そして、摺動層が第１被膜と第２被膜とで周方向に区分されていることが好ましい（請求項５）。この場合、摺動層が第１被膜又は第２被膜それぞれの単層構造とされるから、多層構造である場合に比べて、コストを低く抑えることができる。

ピストンはピストンヘッドが一つである片頭ピストンであり得る。また、斜板は前後にシュー摺動面を有し得る。このような斜板式圧縮機においては、ピストンヘッド側のシュー摺動面が第１被膜と第２被膜とで周方向に区分されていることが好ましい（請求項６）。この場合、ピストンヘッド側のシュー摺動面にシューが強く押圧されることから、ピストンヘッド側のシュー摺動面のみに本発明を適用するだけで十分に本発明の作用効果を奏することができ、かつコストの低減を実現することができる。反ピストンヘッド側のシュー摺動面は固体潤滑剤を含む樹脂からなり得る。

発明者らの試験結果によれば、第２被膜としては、銅系金属（銅又は銅を最も多く含む銅合金をいう。以下、同様。）、錫系金属（錫又は錫を最も多く含む錫合金をいう。以下、同様。）又はアルミシリコン系金属（アルミシリコン（ＡｌＳｉ）又はアルミシリコンを最も多く含むアルミシリコン合金をいう。以下、同様）を採用し得る（請求項７）。銅系金属又は錫系金属はめっき、溶射、焼結等の方法により構成され得る。また、斜板の基板がアルミニウム系金属からなる場合には、基板の表面に施されるアルマイトも第２被膜たり得る。

以下、本発明を具体化した実施例１〜３を図面を参照しつつ説明する。

実施例１の斜板式圧縮機は、図１に示すように、容量可変型斜板式圧縮機である。なお、図１における下側を前側、上側を後側としている。

この圧縮機は、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。ここで、シリンダブロック１、フロントハウジング２及びリヤハウジング４がハウジングを構成する。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。

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、駆動軸５及びラグプレート７と同期回転しながら、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内には片頭型のピストン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１０ｃとされており、首部１０ｃにはそれぞれ球面で凹設された受け座１０ａ、１０ｂが互いに対面して設けられている。各ピストン１０のシリンダボア１ｂ側はピストンヘッド１０ｄとされており、ピストンヘッド１０ｄは首部１０ｃと一体に連なり、かつシリンダボア１ｂを摺動可能になっている。

斜板８と各ピストン１０との間には、図２に示すように、前後一対のシュー２０ａ、２０ｂがそれぞれ設けられている。斜板８は、基板８１と、この基板８１の前面の周縁部のみに形成された摺動層８２と、基材８１の後面の周縁部のみに形成された摺動層８３とからなる。前方である反ピストンヘッド１０ｄ側の摺動層８２の表面はシュー２０ａが摺動するシュー摺動面８２ａであり、後方であるピストンヘッド１０ｄ側の摺動層８３の表面はシュー２０ｂが摺動するシュー摺動面８３ａである。

基板８１は、鉄系金属（鉄又は鉄を最も多く含む鉄合金をいう。以下、同様。）又はアルミニウム系金属（アルミニウム又はアルミニウムを最も多く含むアルミニウム合金をいう。以下、同様。）からなる。

摺動層８２は、図３（Ａ）に示すように、詳細を後述する第１被膜Ｃ１からなる。摺動層８３は、図３（Ｃ）に示すように、詳細を後述するように、互いに異なる材質からなる第１被膜Ｃ１と第２被膜Ｃ２とで周方向に区分されている。第１被膜Ｃ１及び第２被膜Ｃ２はそれぞれ単層構造とされている。

図１及び図２に示すシュー２０ａ、２０ｂは、鉄系金属又はアルミニウム系金属からなる。アルミニウム系金属からなるシュー２０ａ、２０ｂの表面には、ニッケルめっきが施されている。各シュー２０ａ、２０ｂは略半球状をなしている。

図３（Ａ）、（Ｃ）に示す第１被膜Ｃ１は、樹脂中に、例えばポリアミドイミド（ＰＡＩ）中に二硫化モリブデン（ＭｏＳ₂）、グラファイト、二硫化タングステン（ＷＳ₂）、窒化硼素（ＢＮ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の固体潤滑剤を分散させてなるコーティング層とされている。この構成により、第１被膜Ｃ１は耐焼付性に優れたものとなっている。

図３（Ｃ）に示す第２被膜Ｃ２は、銅系金属、錫系金属又はアルミシリコン系金属（アルミシリコン（ＡｌＳｉ）又はアルミシリコンを最も多く含むアルミシリコン合金をいう。）のめっき層、溶射層又は焼結層とされている。この構成により、第２被膜Ｃ２は異物埋収性を有するものとなっている。

斜板８の製造方法としては、特に限定されないが、例えば、次に示す２通りの方法を採用することができる。

第１の方法では、まずアルマイト処理の施された基板８１が用意される。次いで、固体潤滑剤としてのＭｏＳ₂を含む第１被膜Ｃ１の構成成分からなる液状の塗料が基板８１の周縁部にコーティングされる。このとき、コーティングの範囲は周方向について第１被膜Ｃ１の形成範囲である上記所定の範囲である。コーティングの手法としては、ロールコート塗装等の転写処理によることが望まれる。転写処理によれば、スプレー処理と違って第２被膜Ｃ２の形成範囲に塗料が侵入するのを回避し易く、コーティングを行う際に第２被膜Ｃ２の形成範囲をマスキングする必要がないからである。こうして形成された第１被膜Ｃ１はその後焼成によって硬化され、次いでその表面が研磨される。これにより、所定の範囲、所定の寸法及び所定の面粗度に調整された第１被膜Ｃ１が形成される。

第１被膜Ｃ１の形成後、基板８１の後面の周縁部における第２被膜Ｃ２の形成範囲に無電解めっきにより錫めっきの第２被膜Ｃ２が形成される。もっとも、錫めっきの第２被膜Ｃ２は電解めっきにより形成してもよい。なお、本発明者らは、第２被膜Ｃ２のめっき処理によって第１被膜Ｃ１を構成する塗料が劣化しないことを確認している。

第２の方法では、まず鉄系金属の基板８１が用意される。次いで、第１被膜Ｃ１の形成範囲を含む溶射不要部位をマスキングしながら、基板８１の後面の周縁部における第２被膜Ｃ２の形成範囲に銅系金属が溶射される。形成された第２被膜Ｃ２の表面は切削、研磨される。続いて、固体潤滑剤としてのＭｏＳ₂を含む第１被膜Ｃ１の構成成分からなる液状の塗料が基板８１の周縁部における第１被膜Ｃ１の形成範囲にコーティングされる。コーティングの手法は、転写処理とスプレー処理とのいずれであってもよいが、スプレー手法の場合には第２被膜Ｃ２の形成範囲をマスキングする必要がある。こうして形成された第１被膜はその後切削、研磨される。

図１に示すように、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。

上記のように構成された圧縮機では、駆動軸５が回転することにより斜板８が同期回転し、各対のシュー２０ａ、２０ｂを介して各ピストン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のピストンヘッド１０ｄ側に形成される各圧縮室が吸入行程と圧縮行程とを繰り返しながら容積変化をする。ピストン１０が圧縮室の容積を増加する向きに移動する吸入行程では、吸入室４ａ内の冷媒ガスが圧縮室内に吸入される。ピストン１０が圧縮室の容積を減少する向きに移動する圧縮行程では、冷媒ガスが圧縮されて圧縮室から吐出室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２０ａ、２０ｂは、略平面が斜板８のシュー摺動面８２ａ、８３ａと摺接するとともに、半球面がピストン１０の受け座１０ａ、１０ｂと摺接する。

図３（Ａ）に示すように、反ピストンヘッド１０ｄ側のシュー摺動面８２ａは、シュー２０ａが押圧される部分である押圧部分Ｐと、シュー２０ａが離反される部分である離反部分Ｄとを有している。また、図３（Ｃ）に示すように、ピストンヘッド１０ｄ側のシュー摺動面８３ａは、シュー２０ｂが押圧される部分である押圧部分Ｐと、シュー２０ｂが離反される部分である離反部分Ｄとを有している。第１被膜Ｃ１は押圧部分Ｐの全面積の５０％の領域を占有し、残りの５０％の領域を第２被膜Ｃ２が占有している。

シュー摺動面８３ａの押圧部分Ｐが各ピストン１０に圧縮行程を行わせ、反ピストンヘッド１０ｄ側のシュー摺動面８２ａの押圧部分Ｐが各ピストン１０に吸入行程を行わせる。この際、ピストンヘッド１０ｄ側及び反ピストンヘッド１０ｄ側のシュー摺動面８３ａ、８２ａには、押圧部分Ｐから周方向で１８０度ずれて離反部分Ｄが生じている。

つまり、この圧縮機では、ピストンヘッド１０ｄ側のシュー摺動面８３ａの上死点位置ＴＤＣ及び反ピストンヘッド１０ｄ側のシュー摺動面８２ａの下死点位置ＢＤＣは押圧部分Ｐに含まれ、反ピストンヘッド１０ｄ側のシュー摺動面８２ａの上死点位置ＴＤＣ及びピストンヘッド１０ｄ側のシュー摺動面８３ａの下死点位置ＢＤＣは離反部分Ｄに含まれる。

そして、この圧縮機は、斜板８のシュー摺動面８２ａ、８３ａが第１被膜Ｃ１を有し、第１被膜Ｃ１が固体潤滑剤を含む樹脂、例えばＰＡＩからなる樹脂コーティングであるため、斜板８がシュー２０ａ、２０ｂとの間において優れた耐焼付性を発揮する。

また、この圧縮機は、斜板８のシュー摺動面８３ａが第２被膜Ｃ２を有し、第２被膜Ｃ２が異物埋収性を有している。そして、クランク室６内に生じた異物は、シュー摺動面８３ａの離反部分Ｄにおいて、斜板８とシュー２０ｂとの間に入り込む。しかし、その異物は第２被膜Ｃ２で捕捉される。このため、異物がシュー摺動面８３ａの押圧部分Ｐに移動することがなく、異物が押圧部分Ｐにある第１被膜Ｃ１を摩耗し難いため、第１被膜Ｃ１の耐摩耗性も発揮される。そして、斜板８とシュー２０ｂとの間の隙間が過度に大きくならず、シュー２０ｂが斜板８の姿勢の変化に好適に追従し、斜板８とシュー２０ｂとの間の良好な耐焼付性が維持される。

なお、斜板８のシュー摺動面８２ａの押圧部分Ｐには吸入行程においてシュー２０ａが押圧されるだけであり、その力はさほどのものではない。このため、斜板８のシュー摺動面８２ａが第２被膜Ｃ２を有しておらず、離反部分Ｄで異物が斜板８とシュー２０ａとの間に入り込んだとしても、第１被膜Ｃ１の摩耗はさほど問題にならない。

したがって、この圧縮機は、斜板８とシュー２０ａ、２０ｂとの間において、耐焼付性と耐摩耗性との両方を満足させることができる。このため、この圧縮機は優れた耐久性を発揮することができる。

また、この圧縮機においては、反ピストンヘッド１０ｄ側のシュー摺動面８２ａが第１被膜Ｃ１だけからなり、ピストンヘッド１０ｄ側のシュー摺動面８３ａだけが第１被膜Ｃ１と第２被膜Ｃ２とで周方向に区分されている。このため、コストの低減を実現することができている。なお、反ピストンヘッド１０ｄ側のシュー摺動面８２ａについて、第１被膜Ｃ１と第２被膜Ｃ２とで周方向に区分することも可能である。

さらに、この圧縮機では、摺動層８２が第１被膜Ｃ１の単層構造であり、摺動層８３が第１被膜Ｃ１又は第２被膜Ｃ２それぞれの単層構造とされるから、多層構造である場合に比べて、コストを低く抑えることができる。

（評価）
実施例１の圧縮機の耐焼付性を評価するため、以下の試験を行った。まず、図４に示すように、斜板８を模した斜板供試体８８とシュー９２とが用意される。斜板供試体８８は、斜板８と同種の基板８８ａの上面に摺動層８８ｂを形成したものである。シュー９２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９２の半球面に対応する受け座３８ａが凹設された押し付け治具９９により、シュー９２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９２とを当接させた状態で斜板供試体８８を摺速１０．４ｍ/ｓ、荷重１．９６ｋＮ、無潤滑、Ｒ１３４ａ雰囲気の条件下で回転させ、何秒で焼付きが発生するかを測定した。

ここで、摺動層８８ｂは、ＭｏＳ₂を含むＰＡＩからなる第１被膜Ｃ１と、錫めっき又はアルマイトからなる第２被膜Ｃ２とで構成されている。シュー９２は、ＳＵＪ２からなるものを用いた。そして、第１被膜Ｃ１の摺動層８８ｂ全体に占める割合（以下、第１被膜の占有率という。）を０％から１００％まで段々変化させていった。結果を図５に示す。

図５から明らかなように、第１被膜Ｃ１の占有率が０〜３０％のときは焼付き時間に大きな変化はなかったが、３０％を超えたあたりから第１被膜Ｃ１の占有率が増すにつれ焼付き時間が次第に長くなった。ここでは、第１被膜の占有率が０％のときの焼付き時間が２５秒であることから、その２倍以上である５０秒以上の焼付き時間を合格と判断することとし、それに該当する第１被膜Ｃ１の占有率が５０％以上であれば、第１被膜Ｃ１のもつ耐焼付性の特性が有効に働くと考察した。実際の圧縮機では、斜板８に圧縮荷重が作用するのは摺動層８２、８３のうちの押圧部分Ｐ側であるため、この試験結果からすると、押圧部分Ｐの全面積の中に第１被膜Ｃ１が５０％以上の割合で含まれるのが好ましい。

また、圧縮機の耐摩耗性を評価するため、以下の試験を行った。図６に示すように、試験装置は、上記と同様、斜板供試体８８、シュー９２及び押し付け治具９９を備えている。そして、斜板供試体８８の摺動層８８ｂの上面に１５０μｌの潤滑油Ｌ及び１０ｍｇのアルミナ粉末からなる異物Ｆを載置し、次いでシュー９２を斜板供試体８８に５０ｋｇの荷重で押し付け、その状態で斜板供試体８８を５回転させる。斜板供試体８８の回転によって斜板供試体８８とシュー９２との間に異物Ｆが入り込み、摺動層８８ｂの上面が異物Ｆによって摩耗される。このときの摺動層８８ｂの膜厚減少量を摩耗量として測定した。

第１被膜の占有率を０％から１００％まで段々変化させる点及びシュー９２、摺動層８８ｂの各組成は、上記した耐焼付性の試験と同様である。第１被膜Ｃ１の膜厚は当初は２０μｍに設定されている。結果を図７に示す。

図７から明らかなように、第１被膜Ｃ１の占有率が０〜９０％のときは、摩耗量は格別多くなるわけではなく許容範囲に収まっていた。しかし、第１被膜Ｃ１の占有率が９０％を超えたあたりから摩耗量が急激に上昇した。これは、第１被膜Ｃ１の増加分だけ第２被膜Ｃ２の占有率が減少し、第２被膜Ｃ２のもつ異物埋収性の特性が発揮されなくなるからである。これにより、第１被膜Ｃ１の占有率が９０％以下であれば、第２被膜Ｃ２のもつ異物埋収性の特性が有効に働くと考察した。実際の圧縮機では、斜板８に圧縮荷重が作用するのは摺動層８２、８３のうちの押圧部分Ｐ側であるため、この試験結果からすると、押圧部分Ｐの全面積の中に第１被膜Ｃ１が９０％以下の割合で含まれるのが好ましい。以上をまとめると、第１被膜Ｃ１は、押圧部分Ｐの全面積の５０〜９０％で形成されているのが好ましい。なお、離反部分Ｄにも第１被膜Ｃ１が第２被膜Ｃ２と周方向に区分して形成されていてもよい。

実施例２の圧縮機は、図８（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、斜板８のシュー摺動面８２ａ、８３ａにおける第１被膜Ｃ１及び第２被膜Ｃ２のそれぞれの形成範囲が実施例１とは異なる。その他は実施例１と同様であり、重複する説明は省略する。

ピストンヘッド１０ｄ側及び反ピストンヘッド１０ｄ側のシュー摺動面８２ａ、８３ａにおいて、第１被膜Ｃ１は周方向で３区分に分割され、第２被膜Ｃ２は周方向で３区分に分割され、これら第１被膜Ｃ１及び第２被膜Ｃ２が周方向で交互に配置されている。より詳細に言えば、第１被膜Ｃ１は、周方向に３０°の領域でかつ３０°の角度差をもって分割配置され、第２被膜Ｃ２は第１被膜Ｃ１の間に分割配置されている。このため、第１被膜Ｃ１は押圧部分Ｐの全面積の５０％で形成され、第２被膜Ｃ２は押圧部分Ｐの全面積の５０％で形成されている。

駆動軸５が回転すると、摺動層８２、８３とシュー２０ａ、２０ｂとの間の摩擦によって第１被膜Ｃ１の塗料の一部が第２被膜Ｃ２側に転写される。このとき、第１被膜Ｃ１と第２被膜Ｃ２とがそれぞれ３区分に交互に分割配置されていることにより、塗料がそれぞれの第２被膜Ｃ２に広範囲に行き渡り、シュー摺動面８２ａ、８３ａ全体の耐焼付性の向上が実現される。

実施例３の圧縮機は、図９及び図１０に示すように、両頭ピストン２６を用いた固定容量型斜板式圧縮機である。なお、図９における下側を前側、上側を後側としている。

この圧縮機では、一対のシリンダブロック２１ａ、２１ｂの前端に弁ユニット２３ａを介してフロントハウジング２２が接合され、フロントハウジング２２内には吐出室２２ｂが形成されている。また、シリンダブロック２１ａ、２１ｂの後端には弁ユニット２３ｂを介してリアハウジング２４が接合され、リアハウジング２４内には吸入室２４ａ及び吐出室２４ｂが形成されている。ここで、シリンダブロック２１ａ、２１ｂ、フロントハウジング２２及びリアハウジング２４がハウジングを構成する。吐出室２２ｂ、２４ｂは図示しない単一の吐出室に連通している。

シリンダブロック２１ａ、２１ｂには駆動軸２５が回転可能に支承されており、この駆動軸２５とフロントハウジング２２との間にはシール部材２２ａが設けられている。また、シリンダブロック２１ａ、２１ｂには複数のシリンダボア２１ｄ、２１ｅが前後に貫設され、前後で対をなす各シリンダボア２１ｄ、２１ｅ内には両頭型のピストン２６が往復動可能に収容されている。各シリンダボア２１ｄ、２１ｅとピストン２６とにより、圧縮室がピストン２６の両ピストンヘッド２６ｃ、２６ｄ側に区画されている。

駆動軸２５には、吸入室２４ａと連通する導入孔２５ａが形成されているとともに、導入孔２５ａの前後において吸入案内溝２５ｂが各々径方向に貫設されている。また、シリンダブロック２１ａ、２１ｂには、吸入案内溝２５ｂを介して各シリンダボア２１ｄ、２１ｅと導入孔２５ａとを連通する吸入通路２１ｆが貫設されている。

また、シリンダブロック２１ａ、２１ｂ間にはクランク室２１ｃが区画形成されている。クランク室２１ｃ内において駆動軸２５に斜板２８が固定されている。斜板２８には前後で対をなす半球状のシュー２９ａ、２９ｂが設けられており、各ピストン２６は両ピストンヘッド２６ｃ、２６ｄ間の首部２６ｅが各対のシュー２９ａ、２９ｂによって係留されている。斜板２８の両端面と各シリンダブロック２１ａ、２１ｂの内端面との間には一対のスラスト軸受２７が設けられており、斜板２８はスラスト軸受２７を介して両シリンダブロック２１ａ、２１ｂの間に挟持されている。

斜板２８は、図１０に示すように、基板６１と、この基板６１の前面の周縁部に形成され、シュー２９ａと摺動可能な摺動層６２と、基板６１の後面の周縁部に形成され、シュー２９ｂと摺動可能な摺動層６３とからなる。前方のピストンヘッド２６ｃ側の摺動層６２の表面はシュー２９ａが摺動するシュー摺動面６２ａであり、後方のピストンヘッド２６ｄ側の摺動層６３の表面はシュー２９ｂが摺動するシュー摺動面６３ａである。摺動層６２、６３は、実施例１又は２と同様、耐焼付性に優れた第１被膜Ｃ１と、異物埋収性のある第２被膜Ｃ２とで周方向に区分されている。

基板６１及びシュー２９ａ、２９ｂにはアルミニウム系金属が用いられている。第１被膜Ｃ１は、樹脂中に、例えばＰＡＩ中に、ＭｏＳ₂等の固体潤滑剤を分散させてなるコーティング層とされ、第２被膜Ｃ２は、錫系金属又は銅系金属のめっき層あるいはアルマイト層とされている。第２被膜Ｃ２を溶射又は焼結によって形成することも可能である。

上記のように構成された圧縮機は、図９に示す駆動軸２５にプーリ又は電磁クラッチが結合され、車両に搭載される。プーリ又は電磁クラッチはベルトを介してエンジンによって駆動される。エンジンが駆動されている間、駆動軸２５が回転駆動されれば、斜板２８が駆動軸２５と同期回転し、ピストン２６が斜板２８の傾斜角度に応じたストロークでシリンダボア２１ｄ、２１ｅ内を往復動する。また、駆動軸２５が回転駆動されることにより、ピストン２６に連動させて、吸入案内溝２５ｂ及び吸入通路２１ｆを介して導入孔２５ａと圧縮室とを連通させたり遮断したりする。このため、ピストン２６が右から左に移動すると、導入孔２５ａと右側の圧縮室とが連通し、吸入室２４ａ及び導入孔２５ａを経て右側の圧縮室内に吸入される。その際、左側の圧縮室と導入室２５ａとが遮断され、冷媒ガスは左側の圧縮室で圧縮された後、吐出室２４ｂに吐出される。また、ピストン２６が左から右に移動すると、左右の圧縮室の動作は上記と逆になる。

斜板２８は、前方及び後方のシュー摺動面６２ａ、６３ａの押圧部分Ｐがピストン２６に圧縮行程を行わせる。この際、前方及び後方のシュー摺動面６２ａ、６３ａには、押圧部分Ｐから周方向で１８０度ずれた離反部分Ｄが生じ、それらの離反部分Ｄがピストン２６に吸入行程を行わせる。つまり、この圧縮機では、前方のシュー摺動面６２ａの上死点位置ＴＤＣは後方のシュー摺動面６３ａの下死点位置ＢＤＣであり、前方のシュー摺動面６２ａの下死点位置ＢＤＣは後方のシュー摺動面６３ａの上死点位置ＴＤＣである。前方及び後方のシュー摺動面６２ａ、６３ａの上死点位置ＴＤＣは押圧部分Ｐに含まれ、前方及び後方のシュー摺動面６２ａ、６３ａの下死点位置ＢＤＣは離反部分Ｄに含まれる。

このように、両頭ピストン２６を用いた固定容量型斜板式の圧縮機では、前後のシュー摺動面６２ａ、６３ａのいずれも第１被膜Ｃ１及び第２被膜Ｃ２からなる摺動層６２、６３とすることにより、耐焼付性及び耐摩耗性の両方を満足する圧縮機が提供される。

なお、本発明は上記実施例１〜３に制限されるものではない。例えば、第１被膜Ｃ１を構成する固体潤滑剤は例示したものに限らず、他のものでもよい。また、第１被膜Ｃ１は、固体潤滑剤を含む樹脂、例えばＰＡＩからなる被膜と他の材料からなる被膜（第２被膜Ｃ２を含む）とを積層させたものであってもよい。同様に、第２被膜Ｃ２は、めっき層、溶射層、焼結層又はアルマイト層からなる被膜と他の材料からなる被膜（第１被膜Ｃ１を含む）とを積層させたものであってもよい。また、第１被膜Ｃ１及び第２被膜Ｃ２は、それぞれ、２区分ずつに、又は４区分以上に分割配置されていてもよい。

本発明は車両用空調装置に利用可能である。

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の斜板式圧縮機に係り、図（Ａ）は斜板を前から見た模式図、図（Ｂ）は斜板の模式断面図、図（Ｃ）は斜板を後ろから見た模式図である。 斜板供試体とシューとの焼付き時間の測定を行う装置の模式断面図である。 焼付き時間と第１被膜の占有率との関係を示すグラフである。 摺動層の摩耗量の測定を行う装置の概略斜視図である。 摩耗量と第１被膜の占有率との関係を示すグラフである。 実施例２の斜板式圧縮機に係り、図（Ａ）は斜板を前から見た模式図、図（Ｂ）は斜板の模式断面図、図（Ｃ）は斜板を後ろから見た模式図である。 実施例３の斜板式圧縮機の縦断面図である。 実施例３の斜板式圧縮機の要部拡大縦断面図である。

符号の説明

１ｂ、２１ｄ、２１ｅ…シリンダボア
４ａ、２４ａ…吸入室
４ｂ、２２ｂ、２４ｂ…吐出室
５、２５…駆動軸
６、２１ｃ…クランク室
８、２８…斜板
８２ａ、８３ａ、６２ａ、６３ａ…シュー摺動面
１０、２６…ピストン
１０ｄ、２６ｃ、２６ｄ…ピストンヘッド
２０ａ、２０ｂ、２９ａ、２９ｂ…シュー
６２、６３、８２、８３…摺動層
Ｃ１…第１被膜
Ｃ２…第２被膜
Ｐ…押圧部分
Ｄ…離反部分

Claims (7)

1. 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、前記シリンダボア内に往復動可能に収容されて前記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、前記ハウジングに回転可能に支承された駆動軸と、前記クランク室内で前記駆動軸と同期回転可能に設けられた斜板と、対をなして前記斜板と前記ピストンとの間に設けられ、前記斜板の揺動運動を前記ピストンの往復動に変換するシューとを備え、前記斜板には前記シューが摺動するシュー摺動面が形成された斜板式圧縮機において、
   前記シュー摺動面は、固体潤滑剤を含む樹脂からなる第１被膜と、異物埋収性のある第２被膜とで周方向に区分されていることを特徴とする斜板式圧縮機。
2. 前記第１被膜は、前記シュー摺動面のうち、前記シューが押圧される部分である押圧部分に形成され、前記第２被膜は、前記シュー摺動面のうち、前記シューが離反される部分である離反部分に形成されている請求項１記載の斜板式圧縮機。
3. 前記第１被膜は、前記押圧部分の全面積の５０〜９０％で形成されている請求項２記載の斜板式圧縮機。
4. 前記第１被膜は周方向で２区分以上であり、前記第２被膜は周方向で２区分以上であり、前記第１被膜及び前記第２被膜は周方向で交互に形成されている請求項１記載の斜板式圧縮機。
5. 前記斜板は、基板と、前記基板に形成され、前記シュー摺動面を構成する摺動層とからなり、
   前記摺動層が前記第１被膜と前記第２被膜とで周方向に区分されている請求項１乃至４のいずれか１項記載の斜板式圧縮機。
6. 前記ピストンはピストンヘッドが一つである片頭ピストンであり、前記斜板は前後に前記シュー摺動面を有し、前記ピストンヘッド側の前記シュー摺動面が前記第１被膜と前記第２被膜とで周方向に区分されている請求項１乃至５のいずれか１項記載の斜板式圧縮機。
7. 前記第２被膜は銅系金属、錫系金属又はアルミシリコン系金属からなる請求項１乃至６のいずれか１項記載の斜板式圧縮機。

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