JP2019082147A - Swash plate - Google Patents

Abstract

To provide a swash plate enabling reduction in manufacturing cost while suppressing nonuniform wear on a resin coating layer.SOLUTION: The swash plate in one embodiment includes an annular base material including a first surface opposed to a first opposite material on the compression chamber side and a second surface opposed to a second opposite material on the counter compression chamber side, a plurality of first grooves formed in the first surface and extending in a direction non-parallel to a sliding direction in a region where a bearing pressure given by the first opposite material becomes the greatest, and a first resin coating layer formed on the first surface to form a sliding surface with the first opposite material.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、斜板式コンプレッサーにおいて用いられる斜板に関する。   The present invention relates to a swash plate used in a swash plate compressor.

基材上に樹脂コーティング層を形成した斜板において、樹脂コーティング層の表面に溝を形成する技術が知られている（例えば特許文献１乃至３）。   In a swash plate in which a resin coating layer is formed on a base material, techniques for forming grooves in the surface of the resin coating layer are known (for example, Patent Documents 1 to 3).

特開２００６−２６６１３９号公報JP, 2006-266139, A

本願の発明者らは、斜板において基材上にある種の溝を形成すると、その上に形成された樹脂コーティング層において不均一な摩耗が発生するという問題を見いだした。   The inventors of the present application have found the problem that forming certain grooves on the substrate in the swash plate causes non-uniform wear in the resin coating layer formed thereon.

これに対し本発明は、樹脂コーティング層における不均一な摩耗を抑制しつつ、製造コストを低減する技術を提供する。   On the other hand, the present invention provides a technique for reducing manufacturing costs while suppressing uneven wear in the resin coating layer.

本発明は、圧縮室側の第１相手材と対向する第１表面及び反圧縮室側の第２相手材と対向する第２表面を含む環形状を有する基材と、前記第１表面に形成され、前記第１相手材によりかかる面圧が最大となる領域における摺動方向と非平行な方向に延びる複数の第１溝と、前記第１表面に形成され、前記第１相手材との摺動面を形成する第１樹脂コーティング層とを有する斜板を提供する。   The present invention is formed on a base material having an annular shape including a first surface facing a first mating member on the compression chamber side and a second surface facing a second mating member on the anti-compression chamber side, and the first surface And a plurality of first grooves extending in a direction not parallel to the sliding direction in a region where the surface pressure applied by the first mating member is maximum, and the first groove formed on the first surface and sliding with the first mating member Provided is a swash plate having a first resin coating layer forming a dynamic surface.

この斜板は、前記２表面に形成され、前記第２相手材によりかかる面圧が最大となる領域における摺動方向と非平行な方向に延びる複数の第２溝と、前記第２表面に形成され、前記第２相手材との摺動面を形成する第２樹脂コーティング層とを有してもよい。   The swash plate is formed on the two surfaces, and formed on the second surface with a plurality of second grooves extending in a direction not parallel to the sliding direction in a region where the surface pressure exerted by the second mating member is maximum. And a second resin coating layer that forms a sliding surface with the second mating material.

前記第１溝が延びる方向と前記第２溝が延びる方向とが異なっていてもよい。   The direction in which the first groove extends may be different from the direction in which the second groove extends.

前記複数の第１溝は、前記第１相手材によりかかる面圧が最大となる領域における摺動方向と直交する方向に延びてもよい。   The plurality of first grooves may extend in a direction orthogonal to the sliding direction in a region where the surface pressure applied by the first mating member is maximum.

前記複数の第２溝は、前記第２相手材によりかかる面圧が最大となる領域における摺動方向と直交する方向に延びてもよい。   The plurality of second grooves may extend in a direction orthogonal to the sliding direction in a region where the surface pressure applied by the second mating member is maximum.

本発明によれば、樹脂コーティング層における不均一な摩耗を抑制しつつ、製造コストを低減することができる。   According to the present invention, manufacturing costs can be reduced while suppressing uneven wear in the resin coating layer.

一実施形態に係るコンプレッサー１の構造を示す断面模式図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The cross-sectional schematic diagram which shows the structure of the compressor 1 which concerns on one Embodiment. 斜板３の形状を例示する図。The figure which illustrates the shape of the swash plate 3. 斜板３の断面構造を例示する図。The figure which illustrates the cross-section of the swash plate 3. 基材３１の表面形状を例示する図。The figure which illustrates the surface shape of the base material 31. FIG. 溝３１２の形状を例示する図。The figure which illustrates the shape of the groove | channel 312. FIG. コーティング層３２の表面形状を例示する図。The figure which illustrates the surface shape of the coating layer 32. FIG. 特異な摩耗を説明する図。Diagram illustrating unusual wear. 斜板３の製造方法を例示するフローチャート。The flowchart which illustrates the manufacturing method of swash plate 3. FIG. 実施例及び比較例における基材３１の表面形状を示す図。The figure which shows the surface shape of the base material 31 in an Example and a comparative example. 摩耗試験後における樹脂コーティング層の表面写真。The surface photograph of the resin coating layer after an abrasion test.

１．構成
図１は、一実施形態に係るコンプレッサー１の構造を示す断面模式図である。コンプレッサー１は、いわゆる斜板式コンプレッサーである。コンプレッサー１は、シャフト２、斜板３、ピストン４、及びシュー５を有する。シャフト２は、ハウジング（図示略）に対して回転可能に支持されている。斜板３は、シャフト２の回転軸に対して斜めに固定されている。斜板３は、本発明に係る摺動部材の一例である。ピストン４は、ハウジングに設けられたシリンダボア（図示略）内を往復運動する。シュー５は、斜板３とピストン４との間に設けられており、斜板３及びピストン４とそれぞれ摺動する。シュー５において、斜板３と摺動する面はほぼ平坦であり、ピストン４と摺動する面はドーム状（半球状）の形状を有している。シュー５は、本発明に係る摺動部材と摺動する相手材の一例である。シャフト２の回転は、斜板３によりピストン４の往復運動に変換される。なお図示は省略しているが、コンプレッサー１の圧縮室は図１の右側に存在する。 1. Configuration FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a compressor 1 according to an embodiment. The compressor 1 is a so-called swash plate type compressor. The compressor 1 has a shaft 2, a swash plate 3, a piston 4 and a shoe 5. The shaft 2 is rotatably supported relative to a housing (not shown). The swash plate 3 is obliquely fixed to the rotation axis of the shaft 2. The swash plate 3 is an example of the sliding member according to the present invention. The piston 4 reciprocates in a cylinder bore (not shown) provided in the housing. The shoe 5 is provided between the swash plate 3 and the piston 4 and slides with the swash plate 3 and the piston 4 respectively. In the shoe 5, the surface sliding with the swash plate 3 is substantially flat, and the surface sliding with the piston 4 has a dome-like (hemispherical) shape. The shoe 5 is an example of a mating member that slides on the sliding member according to the present invention. The rotation of the shaft 2 is converted to the reciprocating motion of the piston 4 by the swash plate 3. Although not shown, the compression chamber of the compressor 1 is on the right side of FIG.

図２は、斜板３の形状を例示する図である。図２は、摺動面に垂直な方向から見た図である。斜板３は、全体として中央部に孔３９を有する円板形状（ドーナツ形状又は環形状）を有する。斜板３から見ると、シュー５は、摺動面上を回転運動している。ここで回転運動とは、斜板３に対してシュー５が円弧状又は円状の軌跡を描く運動をいう。例えば圧縮室側の摺動面を考えたとき、ピストン４が最も引き出された位置（圧縮率最低）から最も押し込まれた位置（圧縮率最高）までは圧縮室に向かって力がかかるので、シュー５は斜板３と摺動している。しかし、ピストン４が最も押し込まれた位置から最も引き出された位置に向かうときには圧縮室と反対側に力がかかるので、シュー５が斜板３の摺動面から浮き上がる場合がある。軌跡を円弧状というのはこのためである。なお、孔３９はシャフト２を受けるための孔である。   FIG. 2 is a view illustrating the shape of the swash plate 3. FIG. 2 is a view as seen from the direction perpendicular to the sliding surface. The swash plate 3 has a disk shape (donut shape or ring shape) having a hole 39 in the center as a whole. When viewed from the swash plate 3, the shoe 5 is in rotational movement on the sliding surface. Here, the rotational movement is a movement in which the shoe 5 draws a circular or circular trajectory with respect to the swash plate 3. For example, when considering the sliding surface on the compression chamber side, a force is applied to the compression chamber from the position where the piston 4 is pulled out the most (compression ratio lowest) to the position pressed the most (compression ratio highest). 5 is in sliding contact with the swash plate 3. However, when the piston 4 moves from the most depressed position to the most withdrawn position, a force is applied to the side opposite to the compression chamber, so the shoe 5 may be lifted from the sliding surface of the swash plate 3. That is why the locus is arc-shaped. The hole 39 is a hole for receiving the shaft 2.

図３は、斜板３の断面構造を例示する図である。図３は、シュー５との摺動面に垂直な断面における構造を示す模式図である。斜板３は、基材３１、コーティング層３２、及びコーティング層３３を有する。コーティング層３２及びコーティング層３３はいずれもシュー５と摺動する。コーティング層３２及びコーティング層３３は、いずれも、本発明に係る樹脂コーティング層の一例である。基材３１は、中央部に孔を有する円板形状を有しており、要求される特性を満たす金属、例えば、鉄系、銅系、又はアルミニウム系の合金により形成される。シュー５との凝着を防ぐ観点から、基材３１はシュー５とは異なる材料で形成されることが好ましい。   FIG. 3 is a view illustrating the cross-sectional structure of the swash plate 3. FIG. 3 is a schematic view showing a structure in a cross section perpendicular to the sliding surface with the shoe 5. The swash plate 3 has a substrate 31, a coating layer 32, and a coating layer 33. The coating layer 32 and the coating layer 33 both slide on the shoe 5. The coating layer 32 and the coating layer 33 are both examples of the resin coating layer according to the present invention. The base material 31 has a disk shape having a hole in the central part, and is formed of a metal satisfying the required characteristics, for example, an iron-based, copper-based, or aluminum-based alloy. From the viewpoint of preventing adhesion with the shoe 5, the substrate 31 is preferably formed of a material different from that of the shoe 5.

コーティング層３２は、斜板３の摺動面の特性を改善するために設けられている。コーティング層３２は、少なくともバインダー樹脂を含む。この点からコーティング層３２は樹脂コーティング層の一例である。バインダー樹脂は、例えば熱硬化性樹脂により形成される。熱硬化性樹脂としては、例えば、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、及びポリイミド（ＰＩ）、エポキシ、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、及びフェノール系樹脂の少なくとも１種が用いられる。コーティング層３２は、添加剤として固体潤滑剤を含んでもよい。固体潤滑剤は、潤滑特性を改善するため、すなわち摩擦係数を低減するために添加される。コーティング層３２は、例えば、２０〜７０ｖｏｌ％の固体潤滑材を含む。固体潤滑剤としては、例えば、ＭｏＳ２、グラファイト（Ｇｒ）、カーボン、フッ素系樹脂（ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等）、軟質金属（Ｓｎ，Ｂｉ等）、ＷＳ２、及びｈ−ＢＮの少なくとも１種が用いられる。コーティング層３２は、添加剤として硬質粒子を含んでもよい。硬質粒子としては、例えば、酸化物、窒化物、炭化物、及び硫化物の少なくとも１種が用いられる。   The coating layer 32 is provided to improve the characteristics of the sliding surface of the swash plate 3. The coating layer 32 contains at least a binder resin. The coating layer 32 is an example of a resin coating layer from this point. The binder resin is formed of, for example, a thermosetting resin. As the thermosetting resin, for example, at least one of polyamideimide (PAI), polyamide (PA), polyimide (PI), epoxy, polyetheretherketone (PEEK), and phenol resin is used. The coating layer 32 may contain a solid lubricant as an additive. Solid lubricants are added to improve the lubricating properties, ie to reduce the coefficient of friction. The coating layer 32 contains, for example, 20 to 70 vol% of a solid lubricant. The solid lubricant includes, for example, at least one of MoS2, graphite (Gr), carbon, fluorine-based resin (polytetrafluoroethylene (PTFE), etc.), soft metal (Sn, Bi, etc.), WS2, and h-BN. Is used. The coating layer 32 may contain hard particles as an additive. As hard particles, for example, at least one of an oxide, a nitride, a carbide, and a sulfide is used.

コーティング層３２の摩滅を防止する観点から、コーティング層３２の厚さは１０μｍ以上であることが好ましく、１５μｍ以上であることがより好ましく、２０μｍ以上であることがさらに好ましい。例えば、コーティング層３２の厚さが５μｍ未満であると、コーティング層３２が摩耗して基材３１が露出してしまう場合がある。基材３１が露出すると、摩擦係数が増大したり、シュー５と凝着したりする問題が発生する。また、コーティング層３２の膜厚が厚すぎるとかえって耐焼付性が低下する場合があることから、５０μｍ以下であることが好ましい。コーティング層３３の材料及び厚さについては、コーティング層３２と同様である。   From the viewpoint of preventing abrasion of the coating layer 32, the thickness of the coating layer 32 is preferably 10 μm or more, more preferably 15 μm or more, and still more preferably 20 μm or more. For example, if the thickness of the coating layer 32 is less than 5 μm, the coating layer 32 may be worn and the substrate 31 may be exposed. When the substrate 31 is exposed, problems such as an increase in the coefficient of friction and adhesion with the shoe 5 occur. In addition, when the film thickness of the coating layer 32 is too thick, the seizure resistance may be reduced rather, so the thickness is preferably 50 μm or less. The material and thickness of the coating layer 33 are the same as those of the coating layer 32.

図４は、基材３１の表面形状を例示する図である。図４（Ａ）は、後面（圧縮室側：図１の右側）においてシュー５（第１相手材の一例）対向する表面３１５（第１表面の一例）を、図４（Ｂ）は、前面（反圧縮室側：図１の左側）においてシュー５（第２相手材の一例）と対向する表面３１１（第２表面の一例）を、それぞれ示す。   FIG. 4 is a view illustrating the surface shape of the substrate 31. As shown in FIG. 4A shows the surface 315 (an example of the first surface) opposed to the shoe 5 (an example of the first mating member) on the rear surface (the compression chamber side: the right side of FIG. 1), and FIG. A surface 311 (an example of a second surface) opposed to the shoe 5 (an example of a second counter member) on the side (anti-compression chamber side: left side in FIG. 1) is shown.

基材３１の表面３１５には、複数の溝３１６（第１溝の一例）が形成される。この例において、複数の溝３１６は、全て同じ方向に延びる、互いに平行な溝である。複数の溝３１６は、表面３１５上の点Ｐｍ１における摺動方向と非平行な方向（この例においては点Ｐｍ１における摺動方向と垂直な方向）に延びる。点Ｐｍ１は、領域３１７の代表点である。領域３１７は、コンプレッサーの運転において摩耗が発生しやすい領域、すなわちシュー５から受ける面圧が最大となる領域である。具体的には、圧縮率が最高となる運転状態においてシュー５と摺動する位置の周辺領域（この位置を含む領域）である。圧縮率が最高の運転状態におけるシュー５の位置を０°として、中心Ｃｓとなす角により、表面３１１上の位置を極座標で表すと、領域３１７はθ＝０°〜１５０°及び２１０°〜３６０°であることが好ましく、θ＝０°〜９０°及び２７０°〜３６０°であることがより好ましく、θ＝０°〜６０°及び３００°〜３６０°であることがさらに好ましい。点Ｐｍ１は、例えば、領域３１７の重心である。あるいは、点Ｐｍ１は、圧縮率が最高となる運転状態においてシュー５と摺動する位置であってもよい。なおこの例において溝３１６は表面３１５の全面においてほぼ均一に形成されているが、表面３１５の一部において溝３１６が形成されていない領域が存在してもよい。   A plurality of grooves 316 (an example of a first groove) are formed on the surface 315 of the base 31. In this example, the plurality of grooves 316 are grooves parallel to one another, all extending in the same direction. The plurality of grooves 316 extend in a direction not parallel to the sliding direction at point Pm1 on the surface 315 (in this example, the direction perpendicular to the sliding direction at point Pm1). The point Pm1 is a representative point of the area 317. The area 317 is an area where wear is apt to occur in the operation of the compressor, that is, an area where the surface pressure received from the shoe 5 is maximum. Specifically, it is a peripheral region (a region including this position) of a position sliding on the shoe 5 in the operating state where the compression rate is the highest. Region 317 is θ = 0 ° to 150 ° and 210 ° to 360 ° when the position on surface 311 is represented in polar coordinates by the angle with the center Cs, where the position of shoe 5 at the highest compression ratio is 0 °. It is preferable that it is °, more preferably θ = 0 ° to 90 ° and 270 ° to 360 °, and still more preferably θ = 0 ° to 60 ° and 300 ° to 360 °. The point Pm1 is, for example, the center of gravity of the area 317. Alternatively, the point Pm1 may be a position sliding on the shoe 5 in the operating state where the compression rate is the highest. In this example, the grooves 316 are formed substantially uniformly over the entire surface 315, but there may be a region where the grooves 316 are not formed in a part of the surface 315.

基材３１の表面３１１には、複数の溝３１２（第２溝の一例）が形成される。この例において、複数の溝３１２は、全て同じ方向に延びる、互いに平行な溝である。複数の溝３１２は、表面３１１上の点Ｐｍ２における摺動方向と非平行な方向（この例においては点Ｐｍ２における摺動方向と垂直な方向）に延びる。点Ｐｍ２は、領域３１３の代表点である。領域３１３は、コンプレッサーの運転において摩耗が発生しやすい領域、すなわちシュー５から受ける面圧が最大となる領域である。具体的には、圧縮率が最低となる運転状態においてシュー５と摺動する位置の周辺領域（この位置を含む領域）である。領域３１３はθ＝１５０°〜２１０°であることが好ましい。点Ｐｍ２は、例えば、領域３１３の重心である。あるいは、点Ｐｍ２は、圧縮率が最高となる運転状態においてシュー５と摺動する位置であってもよい。なおこの例において溝３１２は表面３１１の全面においてほぼ均一に形成されているが、表面３１１の一部において溝３１２が形成されていない領域が存在してもよい。   A plurality of grooves 312 (an example of a second groove) are formed on the surface 311 of the base 31. In this example, the plurality of grooves 312 are parallel grooves, all extending in the same direction. The plurality of grooves 312 extend in a direction not parallel to the sliding direction at point Pm2 on the surface 311 (in this example, the direction perpendicular to the sliding direction at point Pm2). The point Pm2 is a representative point of the area 313. The area 313 is an area where wear is apt to occur in the operation of the compressor, that is, an area where the surface pressure received from the shoe 5 is maximum. Specifically, it is a peripheral region (a region including this position) of the position sliding on the shoe 5 in the operating state where the compression rate is the lowest. The region 313 preferably has θ = 150 ° to 210 °. The point Pm2 is, for example, the center of gravity of the area 313. Alternatively, the point Pm2 may be a position sliding on the shoe 5 in the operating state where the compression rate is the highest. In this example, the groove 312 is formed substantially uniformly over the entire surface 311, but a region where the groove 312 is not formed may be present in part of the surface 311.

溝３１２と溝３１６とは基材３１の表裏にそれぞれ形成されるが、互いに異なる方向に延びていてもよい。溝の方向は各表面に適した方向に設定することができる。   The grooves 312 and the grooves 316 are formed on the front and back of the substrate 31, respectively, but may extend in different directions. The direction of the grooves can be set to the direction suitable for each surface.

図５は、溝３１２の形状を例示する図である。図５は、溝３１２を表面３１１に垂直な方向から見た模式図である。この例において、溝３１２は、レーザー加工により形成される。レーザー加工とは、レーザー光のエネルギーを利用した加工技術をいう。具体的には、溝３１２は、基材３１に対し、レーザー光をパルス照射しつつ、照射位置を移動することにより形成される。パルス１回のレーザー光照射により、ほぼ円形の凹部（穴）が形成される。照射位置を移動させることにより、所望の形状の溝３１２が形成される。溝３１２が延びる方向に垂直な断面において、複数の溝３１２はほぼ円弧形状を有する。隣り合う溝３１２の底部の間隔ｐ１は例えば１０〜１００μｍであり、溝３１２の開口部の幅ｗ１は例えば１０〜１００μｍである。この例において、間隔ｐ１と幅ｗ１とはほぼ等しい。一例において、間隔ｐ１は４０〜８０μｍである。なお、間隔ｐ１は幅ｗ１よりも大きくてもよい。溝３１２が延びる方向に平行な断面において、溝３１２は平坦では無く、レーザー光のスポットに起因する微小の凹凸を有する。一例において、この凹凸の間隔ｐ２は、１０〜３０μｍである。なお、溝３１６の構造も溝３１２と同様である。   FIG. 5 is a view illustrating the shape of the groove 312. As shown in FIG. FIG. 5 is a schematic view of the groove 312 as seen from the direction perpendicular to the surface 311. In this example, the grooves 312 are formed by laser processing. Laser processing refers to processing technology that utilizes the energy of laser light. Specifically, the groove 312 is formed by moving the irradiation position to the base material 31 while applying a pulse to the laser light. A substantially circular recess (hole) is formed by one pulse of laser light irradiation. By moving the irradiation position, a groove 312 having a desired shape is formed. The plurality of grooves 312 have a substantially arc shape in a cross section perpendicular to the direction in which the grooves 312 extend. The distance p1 between the bottoms of adjacent grooves 312 is, for example, 10 to 100 μm, and the width w1 of the opening of the grooves 312 is, for example, 10 to 100 μm. In this example, the spacing p1 and the width w1 are approximately equal. In one example, the spacing p1 is 40-80 μm. The interval p1 may be larger than the width w1. In a cross section parallel to the direction in which the grooves 312 extend, the grooves 312 are not flat and have minute asperities due to the spots of laser light. In one example, the interval p2 of the unevenness is 10 to 30 μm. The structure of the groove 316 is similar to that of the groove 312.

図６は、コーティング層３２の表面形状を例示する図である。コーティング層３２の表面３２１は、シュー５と摺動する摺動面となる。表面３２１には、複数の溝３２２が形成される。この例において、溝３２２は、孔３９の中心Ｃｓから表面３２１に垂直な方向に移動した位置にある視点から見て、孔３９と中心を共通にする同心円の形状を有する。複数の溝３２２において、隣り合う溝３２２の底部の間隔ｐ２及び溝３２２の幅ｗ２は、それぞれ間隔ｐ１及び幅ｗ１と同程度である。なお、間隔ｐ２及び幅ｗ２は、間隔ｐ１及び幅ｗ１と異なっていてもよい。   FIG. 6 is a view illustrating the surface shape of the coating layer 32. As shown in FIG. The surface 321 of the coating layer 32 is a sliding surface that slides on the shoe 5. A plurality of grooves 322 are formed on the surface 321. In this example, the groove 322 has the shape of a concentric circle having a center in common with the hole 39 when viewed from a position moved in a direction perpendicular to the surface 321 from the center Cs of the hole 39. In the plurality of grooves 322, the distance p2 between the bottoms of adjacent grooves 322 and the width w2 of the grooves 322 are approximately the same as the distance p1 and the width w1, respectively. The interval p2 and the width w2 may be different from the interval p1 and the width w1.

ここで、本願発明が解決しようとする課題について詳細に説明する。本願の発明者らは、従来、ショットブラストにより行われていた基材３１の表面３１１の粗面化処理を、レーザー加工で代替すべく開発を進めていた。まず、表面３１１に、孔３９の中心と中心を共通とする同心円状の溝を有する基材３１を試作した。この基材３１の上に樹脂コーティング層を形成した斜板に対して摩耗試験を行ったところ、発明者らは特異な摩耗が発生することを発見した。   Here, problems to be solved by the present invention will be described in detail. The inventors of the present application have been developing to replace the roughening treatment of the surface 311 of the base material 31 conventionally performed by shot blasting with laser processing. First, on the surface 311, a base material 31 having a concentric groove having the same center as the center of the hole 39 was made on a trial basis. When a wear test was performed on a swash plate on which a resin coating layer was formed on the substrate 31, the inventors discovered that a unique wear occurred.

図７は、特異な摩耗を説明する図である。図７（Ａ）が通常の摩耗を、図７（Ｂ）が特異な摩耗を、それぞれ示している。通常の摩耗において、使用後の摺動面はほぼ平坦である。これに対し、特異な摩耗において、コーティング層３２の表面は、基材３１の表面３１１に形成された溝にならって摩耗する。すなわち、コーティング層３２において、溝に相当する部分は他の部分よりも深く摩耗する。このような不均一な摩耗により、使用後の摺動面には、基材３１の表面３１１に形成された溝にならった凹凸（溝）が形成される。   FIG. 7 is a figure explaining a specific wear. FIG. 7A shows normal wear and FIG. 7B shows unique wear. In normal wear, the sliding surface after use is nearly flat. On the other hand, in the specific wear, the surface of the coating layer 32 wears along the grooves formed on the surface 311 of the substrate 31. That is, in the coating layer 32, the portion corresponding to the groove wears deeper than the other portions. Due to such nonuniform wear, asperities (grooves) following the grooves formed on the surface 311 of the base 31 are formed on the sliding surface after use.

予期せぬ不具合を回避するため、このような不均一な摩耗を低減することが望まれる。不均一な摩耗が発生する原因について、本願の発明者らは以下の仮説を立てた。同心円状の溝を有する基材３１を用いた例では、コーティング層３２において摺動方向の凹凸が少ないため、摺動方向に発生するせん断力に対抗する力が働きにくい。そのため溝に沿った方向すなわち摺動方向への摩耗が進行しやすい。さらに、摩耗は、相手材から受ける力が強い位置において最も進行しやすい。この仮説に基づき、本願の発明者らは、摺動方向に発生するせん断力に対抗する力が働きやすい表面構造を着想した。   It is desirable to reduce such non-uniform wear in order to avoid unexpected failures. The inventors of the present application made the following hypothesis about the cause of the occurrence of uneven wear. In the example using the base material 31 which has a concentric groove, since the unevenness | corrugation of the sliding direction is few in the coating layer 32, the force which opposes the shear force generate | occur | produced in a sliding direction does not act easily. Therefore, the wear in the direction along the groove, ie, the sliding direction tends to progress. Furthermore, wear is most likely to progress at a position where the force received from the mating material is strong. Based on this hypothesis, the inventors of the present application have conceived a surface structure in which a force against the shear force generated in the sliding direction is likely to act.

２．製造方法
図８は、斜板３の製造方法を例示するフローチャートである。ステップＳ１において、基材３１が準備される。基材３１の準備には、例えば、表面の研削及び洗浄液を用いた洗浄を含む。ステップＳ２において、基材３１の表面３１１に溝３１２が形成される。溝３１２は、例えばレーザー加工により形成される。ステップＳ３において、表面３１１の洗浄が行われる。この洗浄は、例えば、アルコール等の洗浄液を用いずにエアブローにより行われる。ステップＳ４において、基材３１上にコーティング層３２の前駆体物質が塗布される。前駆体物質の塗布は、例えば、ロールコート又はパッド印刷による行われる。ステップＳ５において、コーティング層３２が乾燥及び焼成される。ステップＳ６において、コーティング層３２の表面３２１に溝３２２が形成される。溝３２２は、例えば切削加工により形成される。 2. Manufacturing Method FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of manufacturing the swash plate 3. In step S1, a base 31 is prepared. Preparation of the substrate 31 includes, for example, grinding of the surface and cleaning with a cleaning solution. In step S 2, grooves 312 are formed on the surface 311 of the base 31. The grooves 312 are formed, for example, by laser processing. In step S3, the surface 311 is cleaned. This cleaning is performed, for example, by air blow without using a cleaning liquid such as alcohol. In step S 4, a precursor substance of the coating layer 32 is applied onto the substrate 31. The application of the precursor material is performed, for example, by roll coating or pad printing. In step S5, the coating layer 32 is dried and fired. In step S6, the groove 322 is formed on the surface 321 of the coating layer 32. The groove 322 is formed, for example, by cutting.

３．実施例
（１）試料の準備
図９は、実施例及び比較例における基材３１の表面形状を示す図である。比較例（図９（Ａ））においては、レーザー加工を用いて同心円状の溝３１２が形成された。レーザー光のパルス照射により形成される凹部の、加工処理の進行方向（この場合、進行方向はほぼ摺動方向に等しい）における間隔は１０〜３０μｍであり、進行方向と垂直な方向における間隔は４０〜８０μｍであった。摺動方向に沿った、加工後の表面粗さは約８μｍ（ＲｚＪＩＳ）であった。実施例（図９（Ｂ））においては、レーザー加工を用いて放射状の溝３１２が形成された。加工後の表面粗さは、約６μｍ（ＲｚＪＩＳ）であった。 3. Example (1) Preparation of Sample FIG. 9 is a view showing the surface shape of the base 31 in Examples and Comparative Examples. In the comparative example (FIG. 9A), concentric grooves 312 were formed using laser processing. The distance between recesses formed by pulse irradiation of laser light in the processing direction (in this case, the direction of travel is approximately equal to the sliding direction) is 10 to 30 μm, and the distance in the direction perpendicular to the direction of travel is 40 It was -80 micrometers. The surface roughness after processing along the sliding direction was about 8 μm (Rz JIS). In the example (FIG. 9 (B)), radial grooves 312 were formed using laser processing. The surface roughness after processing was about 6 μm (Rz JIS).

上記の表面加工がされた基材３１の上に、樹脂コーティング層が形成された。バインダー樹脂としてはＰＡＩが用いられ、固体潤滑剤としてＭｏＳ２及びグラファイトが用いられた。   A resin coating layer was formed on the surface-treated substrate 31 described above. PAI was used as a binder resin, and MoS2 and graphite were used as solid lubricants.

（２）摩耗試験
以下の条件（いわゆる貧潤滑条件）で摩耗試験を行った。
潤滑方式：オイルミスト噴霧
潤滑量：０．２２ｍｇ／ｍｉｎ
周速：４．２ｍ／ｓ
面圧：３．２ＭＰａ
試験時間：２０ｍｉｎ
雰囲気：大気中 (2) Wear Test A wear test was conducted under the following conditions (so-called poor lubrication conditions).
Lubrication method: Oil mist spray Lubrication amount: 0.22 mg / min
Speed: 4.2 m / s
Surface pressure: 3.2 MPa
Test time: 20 min
Atmosphere: in the atmosphere

（３）試験結果
図１０は、摩耗試験後における樹脂コーティング層の表面状態を示す模式図である。図１０（Ａ）は実施例の結果を、図１０（Ｂ）は比較例の結果を、それぞれ示す。比較例においては、摺動方向に垂直な方向において、試料の表面（摺動面）に基材３１上の溝３１２と同等の間隔で、約約２〜３μｍの深さの溝が存在した。すなわち、不均一な摩耗が発生した。一方で、実施例においては、試料の表面に溝は存在せずほぼ平坦（０．３μｍＲａ程度）であった。このように、実施例によれば、不均一な摩耗を抑制することができる。 (3) Test Results FIG. 10 is a schematic view showing the surface state of the resin coating layer after the abrasion test. FIG. 10 (A) shows the result of the example, and FIG. 10 (B) shows the result of the comparative example. In the comparative example, grooves having a depth of about 2 to 3 μm were present on the surface (sliding surface) of the sample at intervals equivalent to the grooves 312 on the substrate 31 in the direction perpendicular to the sliding direction. That is, uneven wear occurred. On the other hand, in the example, no groove was present on the surface of the sample and the surface was almost flat (about 0.3 μm Ra). Thus, according to the embodiment, nonuniform wear can be suppressed.

この実施例によれば、基材３１において摺動方向と直交する（すなわち非平行な）溝を形成することにより、不均一な摩耗を抑制することが分かった。実施例の試験では摺動面に与えられる面圧は一定であったが、実際のコンプレッサーにおいては斜板３にかかる面圧は一定ではなく周方向の位置に依存して異なっており、面圧が高い領域（例えば領域３１７及び領域３１３）において摩耗が起こりやすいと考えられる。したがって、面圧が高い領域において、基材３１に形成される溝が摺動方向と非平行（例えば直交）であればよい。例えば、図９（Ｂ）のように放射状の溝を形成する例と比較すると、図４の溝３１２は一方向のみを向いている（全て平行である）。溝３１６についても同様である。このように基材３１の各表面に形成される溝の方向を一方向に揃えることにより、放射状のように他方向の溝を形成する例と比較して製造コストを低減することができる。   According to this embodiment, it has been found that by forming grooves in the base material 31 perpendicular to the sliding direction (that is, non-parallel), nonuniform wear is suppressed. In the tests of the embodiment, the surface pressure applied to the sliding surface was constant, but in an actual compressor, the surface pressure applied to the swash plate 3 is not constant but differs depending on the circumferential position, and the surface pressure It is believed that wear is likely to occur in areas where there is a high (eg, area 317 and area 313). Therefore, in the region where the surface pressure is high, the groove formed in the base material 31 may be nonparallel (for example, perpendicular) to the sliding direction. For example, compared with the example which forms a radial groove like FIG. 9 (B), the groove | channel 312 of FIG. 4 is facing only one direction (all parallel). The same applies to the groove 316. By aligning the direction of the grooves formed on each surface of the substrate 31 in one direction in this manner, the manufacturing cost can be reduced as compared with an example in which the grooves in the other direction are formed radially.

実施例に係る斜板は、樹脂コーティング層の不均一な摩耗を抑制できる。   The swash plate according to the embodiment can suppress uneven wear of the resin coating layer.

４．変形例
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。以下、変形例をいくつか説明する。以下の変形例のうち２つ以上のものが組み合わせて用いられてもよい。 4. Modifications The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications are possible. Hereinafter, some modified examples will be described. Two or more of the following modifications may be used in combination.

溝３２２の形状は実施形態において例示したものに限定されない。例えば、溝３２２は、同心円、渦巻き、又は格子など他の形状を有してもよい。   The shape of the groove 322 is not limited to the one exemplified in the embodiment. For example, the grooves 322 may have other shapes, such as concentric circles, spirals, or lattices.

基材３１は単一の材料で形成されたものに限定されない。例えば、鋼製の裏金の上に銅合金のライニング層が形成された２層構造のもの、さらには３層以上の構造のものが用いられてもよい。   The substrate 31 is not limited to one formed of a single material. For example, a two-layer structure in which a copper alloy lining layer is formed on a steel back metal, or a three or more-layer structure may be used.

１…コンプレッサー、２…シャフト、３…斜板、４…ピストン、５…シュー、３１…基材、３２…コーティング層、３３…コーティング層、３９…孔、３１１…表面、３１２…溝、３２１…表面、３２２…溝 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... compressor, 2 ... shaft, 3 ... swash plate, 4 ... piston, 5 ... shoe, 31 ... base material, 32 ... coating layer, 33 ... coating layer, 39 ... hole, 311 ... surface, 312 ... groove, 321 ... 321 Surface, 322 ... groove

Claims (5)

圧縮室側の第１相手材と対向する第１表面及び反圧縮室側の第２相手材と対向する第２表面を含む環形状を有する基材と、
前記第１表面に形成され、前記第１相手材によりかかる面圧が最大となる領域における摺動方向と非平行な方向に延びる複数の第１溝と、
前記第１表面に形成され、前記第１相手材との摺動面を形成する第１樹脂コーティング層と
を有する斜板。 A base material having an annular shape including a first surface facing the first mating member on the compression chamber side and a second surface facing the second mating member on the non-compression chamber side,
A plurality of first grooves formed on the first surface and extending in a direction not parallel to the sliding direction in a region where the surface pressure exerted by the first mating member is maximum;
A swash plate having a first resin coating layer formed on the first surface and forming a sliding surface with the first mating member. 前記第２表面に形成され、前記第２相手材によりかかる面圧が最大となる領域における摺動方向と非平行な方向に延びる複数の第２溝と、
前記第２表面に形成され、前記第２相手材との摺動面を形成する第２樹脂コーティング層と
を有する請求項１に記載の斜板。 A plurality of second grooves formed on the second surface and extending in a direction not parallel to the sliding direction in a region where the surface pressure exerted by the second mating member is maximum;
The second resin coating layer formed on the second surface and forming a sliding surface with the second mating member. 前記第１溝が延びる方向と前記第２溝が延びる方向とが異なっている
請求項２に記載の斜板。 The swash plate according to claim 2, wherein a direction in which the first groove extends and a direction in which the second groove extends are different. 前記複数の第１溝は、前記第１相手材によりかかる面圧が最大となる領域における摺動方向と直交する方向に延びる
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の斜板。 The swash plate according to any one of claims 1 to 3, wherein the plurality of first grooves extend in a direction orthogonal to a sliding direction in a region where the surface pressure applied by the first mating member is maximum. 前記複数の第２溝は、前記第２相手材によりかかる面圧が最大となる領域における摺動方向と直交する方向に延びる
請求項２乃至４のいずれか一項に記載の斜板。 The swash plate according to any one of claims 2 to 4, wherein the plurality of second grooves extend in a direction orthogonal to a sliding direction in a region where the surface pressure applied by the second mating member is maximum.

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