JP3885800B2 - 摺動部材及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、摺動部材及びその製造方法に関する。
ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）に代表されるフッ素樹脂は、摩擦抵抗が低く、また、耐摩耗性に優れることから、摺動部材に利用されている。例えば、特許文献１には、バインダとしてのウレタン系樹脂にフッ素樹脂粉末を添加してなる塗料を調製し、これを記録媒体カセットシャッター用のアルミニウム合金板に塗布し、動摩擦係数０．０３〜０．２０、表面粗度Ｒａ０．２μｍ以上の塗膜を形成することが記載されている。
また、特許文献２には、互いに摺動する樹脂製部品の最大表面粗さを１μｍ以上１００μｍ以下とし、その一方の摺動面にフッ素系コーティング剤を塗布することにより、当該両樹脂製部品の摺動面の摩耗量を少なくすることが記載されている。
特開平１０−１０６２１５号公報 特開平０９−２１２９６７号公報
上述の如きフッ素樹脂を含有する塗膜において、その摺動特性（耐摩耗性、低摩擦抵抗性）を高めるには、フッ素樹脂含有量を多くすればよいが、その場合、相対的にバインダ樹脂量が低下するため、塗膜強度が低下するとともに、塗膜が基材（被塗材）から剥離し易くなる。このため、フッ素含有量を増加する、すなわち、摺動特性を向上させることには限界があった。
本発明の課題は、少ないフッ素樹脂量で摺動部材の摺動特性を向上させることにあり、また、塗膜と基材との密着性を高めることにある。
本発明は、このような課題に対して、限られたフッ素樹脂量で摺動部材表面の摺動特性に寄与するフッ素量を増大させることができるようにした。
請求項１に係る発明は、少なくとも表層部(43)はマトリックス樹脂(44)中にフッ素樹脂粒子(45)が分散されてなり、該表層部(43)の表面が摺動面を構成する摺動部材であって、
上記表層部(43)の摺動面は、該表層部(43)とラップ定盤(51)との間に遊離砥粒(57)を分散させた研磨液(58)を介在させ且つ加圧状態で行なうラッピング研磨によって、表面粗度Ｒａが０．０３μｍ以上０．２μｍ以下とされ、
上記摺動面に多数のフッ素樹脂粒子(45)が分散して露出し、該フッ素樹脂粒子(45)の露出部(45a)が上記マトリックス樹脂(44)に埋まっている部分より外側に該摺動面に沿って広がっていることを特徴とする。
すなわち、フッ素樹脂粒子(45)を含有する摺動部材の場合、その摺動面におけるフッ素樹脂粒子(45)の露出面積が広いほど、その摺動特性が高くなる。しかし、マトリックス樹脂(44)中にフッ素樹脂粒子(45)を分散させただけであれば、摺動面におけるフッ素樹脂粒子(45)の露出面積の大きさは表層部(43)のフッ素樹脂粒子(45)の含有量に対応したものになるだけである。
これに対して、本発明では、摺動面に露出している各フッ素樹脂粒子(45)は、その露出部(45a)がラッピング研磨によって押し潰されて、マトリックス樹脂(44)に埋まっている部分より外側に摺動面に沿って広がっているから、それだけ摺動面におけるフッ素樹脂粒子(45)の露出面積が広くなる。よって、限られたフッ素樹脂含有量であっても、優れた摺動特性が得られる。
そうして、上記ラッピングによって調整する表層部(43)の表面粗度Ｒａと該表層部(43)表面のフッ素元素の存在率とには相関があり、表面粗度Ｒａを０．０３μｍ以上０．２μｍ以下としたときに、表層部(43)表面のフッ素元素の存在率が高くなり、優れた摺動特性が得られる。上記表面粗度Ｒａは０．０３μｍ以上０．１μｍ以下とすることがさらに好ましい。
ここに、上記表層部(43)は、摺動部材本体に塗装等によって形成された皮膜であっても、摺動部材本体と共に一体成型されたものであってもよい。この点は以下に述べる発明に関しても特に断りがない限り同様である。
請求項２に係る発明は、少なくとも表層部(43)はマトリックス樹脂(44)中にフッ素樹脂粒子(45)が分散されてなり、該表層部(43)の表面が摺動面を構成する摺動部材であって、
上記表層部(43)の摺動面は、該表層部(43)とラップ定盤(51)との間に遊離砥粒(57)を分散させた研磨液(58)を介在させ且つ加圧状態で行なうラッピング研磨によって、表面粗度Ｒａが０．０３μｍ以上０．２μｍ以下とされ、
上記摺動面のフッ素元素の存在率が、上記表層部(43)の摺動面下のフッ素元素の存在率の１．２５倍以上であることを特徴とする。
すなわち、上記摺動面下のフッ素元素の存在率は上記表層部(43)のフッ素樹脂粒子(45)含有量に対応する。本発明においても請求項１と同じく、ラッピング研磨及び表面粗度Ｒａの調整により、表層部(43)表面のフッ素元素の存在率が高くなり、優れた摺動特性が得られる。上記表面粗度Ｒａは０．０３μｍ以上０．１μｍ以下とすることがさらに好ましい。そうして、本発明において、摺動面のフッ素元素の存在率が摺動面下のフッ素元素の存在率の１．２５倍以上であるということは、それだけ該摺動面にフッ素樹脂粒子(45)が広く露出しているということであり、よって、限られたフッ素樹脂含有量であっても、優れた摺動特性が得られる。
マトリックス樹脂(44)としては、アクリル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド等を採用することができ、その種類は問わない。この点は以下に述べる他の発明においても特に断りがない限り同様である。
フッ素樹脂としては、テトラフルオロエチレンを主成分とする含フッ素重合体が好ましく、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ樹脂（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樹脂）、ＰＦＡ樹脂（テトラフルオロエチレン−パーフルオロ（プロピルビニルエーテル）共重合樹脂）等がある。この点は以下に述べる他の発明においても特に断りがない限り同様である。
請求項３に係る発明は、少なくとも表層部(43)はマトリックス樹脂(44)中にフッ素樹脂粒子(45)が分散されてなる素材(56)を形成し、
上記素材(56)の表層部(43)とラップ定盤(51)との間に遊離砥粒(57)を分散させた研磨液(58)を介在させて、該表層部(43)の表面を加圧状態でラッピング研磨することにより、該表層部(43)の表面粗度Ｒａを０．０３μｍ以上０．２μｍ以下にすることを特徴とする摺動部材の製造方法である。
すなわち、上記表層部(43)表面に露出しているフッ素樹脂粒子(45)の露出部(45a)は、上記ラッピング研磨によって押し潰されて該表面に沿って外側に広がる。これにより、表層部(43)表面のフッ素元素の存在率が表層部(43)内部のフッ素元素の存在率よりも高くなる。そうして、上記ラッピングによって調整する表層部(43)の表面粗度Ｒａと該表層部(43)表面のフッ素元素の存在率とには相関があり、表面粗度Ｒａを０．０３μｍ以上０．２μｍ以下としたときに、表層部(43)表面のフッ素元素の存在率が高くなり、優れた摺動特性が得られる。上記表面粗度Ｒａは０．０３μｍ以上０．１μｍ以下とすることがさらに好ましい。
上記表層部(43)は、マトリックス樹脂(44)とフッ素樹脂とを含有する塗料を基材(41)に塗布することによって形成することができ、上記マトリックス樹脂(44)とフッ素樹脂との質量比率は「７０：３０」から「６５：３５」の範囲に設定し、上記摺動面のフッ素元素の存在率は２６質量％以上４０質量％以下とすることができる。
すなわち、上記フッ素樹脂の割合を低く抑えながら、換言すれば、マトリックス樹脂量を多くしながら、上記摺動面のフッ素元素の存在率を２６質量％以上にするというものである。従って、表層部(43)の基材(41)に対する良好な接着力を確保しながら、優れた摺動特性を得ることができる。しかも、この摺動特性の向上により、他の物品との摺動によって表層部(43)が受ける摩擦抵抗が小さくなるから、塗膜(43)の耐剥離性がさらに向上する。
但し、４０質量％を越えるフッ素元素の存在率にするには、上記マトリックス樹脂量をかなり少なくする必要があり、表層部(43)の強度や、表層部(43)と基材(41)との接着性を確保することが困難になる。
また、上記マトリックス樹脂(44)とフッ素樹脂との比率に関し、上記範囲よりもマトリックス樹脂(44)の割合が多くなると、塗膜(43)の基材(41)に対する接着力が高まるものの、塗料中のフッ素樹脂量が相対的に少なくなり、上記ラッピング研磨によるフッ素元素存在率の上昇にも限界があるから、摩擦抵抗の小さい良好な摺動特性を得ることが難しくなる。一方、上記比率範囲よりもフッ素樹脂の割合を多くすると、摺動特性自体は良好になっても、マトリックス樹脂(44)が少なくなることから、基材(41)との接着力が不十分になり、塗膜(43)が基材(41)から剥離し易くなる。
上記マトリックス樹脂(44)としてはポリアミドイミドを採用し、上記フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥという。）と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樹脂（以下、ＦＥＰ樹脂という。）とよりなることが好ましい。
マトリックス樹脂(44)として、基材(41)との接着に有利なアミド結合と、耐熱性に有利な酸イミド結合とを有するポリアミドイミドを採用すると、耐熱性が高く且つ強度及び基材(41)との接着性の高い塗膜(43)を得ることができる。そうして、フッ素樹脂のうち、融点が比較的低いＦＥＰ樹脂が塗膜(43)焼付け時に溶融して膜形成補助剤として働くとともに、塗膜(43)全体のフッ素元素の存在率を高めることになり、融点の高いＰＴＦＥが塗膜(43)焼付け後も粒子として残り、上記ラッピング研磨によって押し潰され摺動面のフッ素元素の存在率を高めることになり、優れた摺動特性が得られる。
上記摺動部材用塗料の溶剤としては、ＮＭＰ（Ｎ-メチル-２-ピロリドン）等の有機溶剤或いは水を用いることができる。水を溶媒とし、基材(41)を金属製とする場合は、基材(41)に錆止め用の下塗りを行なうことが望ましい。
また、上記摺動部材用塗料には、カーボン等の顔料、その他の添加剤を配合することができる。添加剤を配合する場合は、摺動特性及び基材(41)との密着性に悪影響が出ないように少量にすることが望ましい。例えば、添加剤としてカーボンを用いる場合はフッ素樹脂量の３％以下とし、好ましくは１％以下、特に好ましくは０．５％以下の配合量とする。
以上のように、請求項１に係る発明によれば、表層部(43)の摺動面に多数のフッ素樹脂粒子(45)が分散して露出し、該フッ素樹脂粒子(45)の露出部(45a)が、ラッピング研磨及び表面粗度Ｒａの調整により、当該表層部(43)を構成するマトリックス樹脂(44)に埋まっている部分より外側に該摺動面に沿って広がって、該摺動面のフッ素元素存在率が高くなっているから、限られたフッ素樹脂量であっても、優れた摺動特性が得られる。
請求項２に係る発明によれば、マトリックス樹脂(44)中にフッ素樹脂粒子(45)が分散されてなる表層部(43)は、ラッピング研磨及び表面粗度Ｒａの調整により、その摺動面のフッ素元素の存在率が、摺動面下のフッ素の存在率の１．２５倍以上であるから、限られたフッ素樹脂含有量であっても、優れた摺動特性が得られる。
請求項３に係る発明によれば、少なくとも表層部(43)はマトリックス樹脂(44)中にフッ素樹脂粒子(45)が分散されてなる素材(56)を形成し、この素材(56)の表層部(43)とラップ定盤(51)との間に遊離砥粒(57)を分散させた研磨液(58)を介在させて、該表層部(43)の表面を加圧状態でラッピング研磨することにより、該表層部(43)の表面粗度Ｒａを０．０３μｍ以上０．２μｍ以下にするようにしたから、表層部(43)表面に露出しているフッ素樹脂粒子(45)の露出部(45a)がラッピング研磨によって押し潰されて、表層部(43)表面のフッ素元素の存在率が表層部(43)内部のフッ素元素の存在率よりも高くなり、少ないフッ素樹脂量であっても、優れた摺動特性が得られる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
この実施形態は本発明を図１に示すスクロール型圧縮機(1)のスラストプレート（摺動部材）に適用したものである。
＜スクロール型圧縮機について＞
スクロール型圧縮機（1）は、例えば空気調和装置等の蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷凍装置の冷媒回路において、蒸発器から吸入した低圧の冷媒を圧縮して凝縮器へ送り出すのに用いられる。この圧縮機（1）は、ケーシング（10）内の下部側に配設された駆動機構（20）と、ケーシング（10）内の上部側に配設された圧縮機構（30）とを備えている。
ケーシング（10）は、円筒状のケーシング本体（11）と、ケーシング本体（11）の上端に固定された上部鏡板（12）と、ケーシング本体（11）の下端に固定された下部鏡板（13）とを有している。また、ケーシング（10）には、冷媒の吸入管（14）が下部に、吐出管（15）が上部に設けられている。吸入管（14）は上記冷媒回路の蒸発器に、吐出管（15）は凝縮器にそれぞれ接続されている。ケーシング（10）内では、圧縮機構（30）のすぐ下方に上部ハウジング（16）が固定され、駆動機構（20）の下方に下部ハウジング（19）が固定されている。
駆動機構（20）は、電動機（21）と駆動軸（22）とから構成されている。電動機（21）は、上部ハウジング（16）及び下部ハウジング（19）を介してケーシング本体（11）に固定された環状のステータ（23）と、このステータ（23）の内周側に装着されたロータ（24）とを備え、ロータ（24）に上記駆動軸（22）が連結されている。この駆動軸（22）は、上部ハウジング（16）の転がり軸受け（18）と、下部ハウジング（19）の転がり軸受け（19a）とによって、回転可能に支持されている。
駆動軸（22）には、その軸方向に延びる主給油路（22c）が形成されている。駆動軸（22）の下端部には給油ポンプ（22d）が設けられていて、ケーシング（10）底の油溜まりに貯留する冷凍機油を該駆動軸（22）の回転に伴って汲み上げるように構成されている。主給油路（22c）は、給油ポンプが汲み上げた冷凍機油を各摺動部分へ供給するように、各部に設けられた給油口（図示せず）と連通している。
圧縮機構（30）は、上部ハウジング（16）に固定された固定スクロール（31）と、上部ハウジング(16)の上面にスラストプレート(17)を介して回転自在に支持されて固定スクロール（31）に対して可動に構成された可動スクロール（32）とを有している。固定スクロール（31）は、上部ハウジング（16）にボルトなどの締結手段で固定された固定側鏡板（31a）と、この固定側鏡板（31a）に一体的に形成された渦巻き状（インボリュート状）のラップ（31b）とを有している。可動スクロール（32）は、可動側鏡板（32a）と、この可動側鏡板（32a）に一体的に形成された渦巻き状（インボリュート状）のラップ（32b）とを有している。この固定スクロール（31）のラップ（31b）と可動スクロール（32）のラップ（32b）とは互いに噛み合っている。固定側鏡板（31a）と可動側鏡板（32b）との間において両ラップ（31b，32b）の接触部の間が圧縮室（33）として構成されている。
圧縮室（33）の外周縁部には吸入口（33a）が形成され、該吸入口（33a）はケーシング（10）内における圧縮機構（30）の下方の空間（低圧空間）を介して吸入管（14）と連通している。また、圧縮室（33）の中心部には吐出口（33b）が形成され、該吐出口（33b）はケーシング（10）内における圧縮機構（30）の上方の空間（高圧空間）を介して吐出管（15）と連通している。
駆動軸（22）の上端部分には、径方向外方へ張り出した受け部（22a）と、該駆動軸（22）の回転中心に対して可動スクロール（32）の最適公転半径に対応する寸法で偏心した偏心部（22b）とが形成されている。一方、可動スクロール（32）の可動側鏡板（32a）の下面には、上記偏心部（22b）と同一中心上に位置するように、円筒状の軸受け部（嵌合部）（32c）が形成されている。この軸受け部（32c）は、その内径寸法が上記偏心部（22b）の外径寸法よりも大きく形成されている。
上記偏心部（22b）と軸受け部（32c）とは、スライドブッシュ（25）を介して連結されている。また、スライドブッシュ（25）と軸受け部（32c）の間には、滑り軸受け（29）が装着されている。また、可動スクロール（32）と上部ハウジング（16）との間には、可動スクロール（32）の自転を阻止する機構としてオルダム継手（34）が設けられている。
従って、電動機（21）を起動すると、ロータ（24）の回転に伴って駆動軸（22）が回転し、その回転力は、スライドブッシュ（25）を介して可動スクロール（32）に伝達される。可動スクロール（32）は、オルダム継手（34）により自転が禁止されているため、駆動軸（22）の回転中心の周りで自転せずに公転だけを行う。そして、可動スクロール（32）の公転動作により、固定スクロール（31）と可動スクロール（32）の間の圧縮室（33）の容積が変化する。このことにより、圧縮室（33）では、その容積変化に伴って、吸入管（14）から低圧の冷媒が吸引されるとともに該冷媒が圧縮される。冷媒は高圧になり、吐出管（15）から吐出された後、冷媒回路において凝縮、膨張、蒸発の各行程を経て、再度吸入管（14）から吸入されて圧縮される作用が繰り返される。
上記圧縮機(1)のスラストプレート(17)の軸受面には、通常は主給油路（22c）を通じて供給される冷凍機油によって潤滑されるが、圧縮機(1)が以下のような厳しい条件、ひいては軸受面に冷凍機油がない状態で運転される場合がある。
Ａ．油溜まり部の冷凍機油がなくなった状態での運転。
Ｂ．圧縮機(1)の停止中に冷媒回路の高圧側より冷媒が圧縮機(1)に戻り、軸受面が液冷媒で洗われた後に圧縮機(1)が起動。
Ｃ．圧縮機(1)の運転中に液冷媒が過剰に戻って油溜まり部の冷凍機油が希釈され、軸受面の冷凍機油が液冷媒で洗い流された状態で運転が継続。
そこで、本実施形態ではスラストプレート(17)を以下に述べるように構成し、その摺動特性を改善することにより、軸受面に冷凍機油が存在しない状態で圧縮機(1)が運転されても可動スクロール（32）又は上部ハウジング（16）の異常摩耗やこの両者の焼き付きを生じないようにしている。
＜ストラストプレートの構造＞
スラストプレート(17)は、図２に模式的に示すように、鋼板製の基材(41)の表面にリン酸亜鉛皮膜(42)が形成され、このリン酸亜鉛皮膜(42)の表面に塗膜（表層部）(43)が形成されたものであり、塗膜表面が摺動面になっている。
塗膜(43)は、マトリックス樹脂(44)中にフッ素樹脂粒子(45)が分散されてなる。また、塗膜(43)の摺動面（表面）には多数のフッ素樹脂粒子(45)が分散して露出し、これらフッ素樹脂粒子(45)の露出部(45a)は押し潰されて、マトリックス樹脂(44)に埋まっている部分よりも外側に摺動面に沿って広がっている。このようにフッ素樹脂粒子(45)の露出部(45a)が押し潰されて周囲に広がっていることにより、摺動面におけるフッ素元素の存在率が、摺動面下の塗膜内部におけるフッ素元素の存在率よりも高くなっている。
なお、図示は省略するが、マトリックス樹脂(44)には塗膜焼付け時に溶融したフッ素樹脂が分散しており、上記フッ素元素の存在率にはこの溶融分散したフッ素樹脂も含まれている。
上記マトリックス樹脂(44)は、バインダとして働くポリアミドイミドであり、塗膜形成後も粒子として残っている上記フッ素樹脂粒子(45)はＰＴＦＥであり、塗膜焼付け時に溶融してマトリックス樹脂中に分散しているフッ素樹脂はＦＥＰ樹脂である。
＜スラストプレートの製法＞
次に上記スラストプレートの製造例を説明する。但し、本発明は当該製造例に限定されるものではない。
−素材の形成−
まず、表面粗度Ｒａ＝０．１μｍ程度の基材(41)をリン酸亜鉛水溶液で処理し、基材(41)の表面にリン酸亜鉛皮膜(42)を形成する。次に下記組成の塗料を上記リン酸亜鉛皮膜(42)の表面に塗布し焼付けて塗膜(43)を形成する。
（塗料の組成）
ポリアミドイミド；７０重量部
ＰＴＦＥ（融点３８０℃）；３重量部
ＦＥＰ樹脂（融点２６０℃）；２７重量部
グラファイト；０．１５重量部
溶剤；ＮＭＰ（適量）
塗膜(43)の焼付け温度は２８０℃であり、ＦＥＰ樹脂粉末（粒径２μｍ以下）はその融点が焼付け温度よりも低いことから、当該焼付けにより溶融して塗膜の形成に寄与する。ＰＴＦＥ粉末（粒径２μｍ以下）はその融点が焼付け温度よりも高いことから、フッ素樹脂粒子(45)として残って塗膜中に分散した状態になる。焼付け後の塗膜厚は例えば４０〜７０μｍ程度になるようにする。また、塗膜(43)の表面粗度Ｒａは０．３〜０．６μｍ程度になる。
−素材の加工−
次に以上の如くして得られた素材の塗膜(43)の表面をラッピング研磨する。図３はこの研磨の態様を模式的に示す。同図において、(51)はラップ定盤、(52)は押えプレートである。押えプレート(52)に素材(56)を固定し、ラップ定盤(51)と素材(56)の塗膜(43)との間に、遊離砥粒(57)を分散させた研磨液(58)を介在させて塗膜(43)の表面のラッピング研磨を行なう。ラッピング圧力は９．８ｋＰａ以上４９ｋＰａ以下、好ましくは９．８ｋＰａ以上１９．６ｋＰａ以下とする。
このラッピング研磨により、図４に示すように塗膜(43)の表面より露出しているフッ素樹脂粒子(45)の露出部(45a)は、砥粒(57)によって押し潰されて砥膜(43)に埋まっている部分よりも外側に塗膜(43)の表面に沿って広がる。また、同時に塗膜(43)は、その膜厚が３０μｍ程度になり、その表面粗度Ｒａも小さくなる。この表面粗度Ｒａは０．０３μｍ以上０．２μｍ以下となるようにすることが好ましい。
−表面粗度Ｒａと塗膜表面のフッ素元素存在率との関係−
図５は上述の塗料組成（マトリックス樹脂（ポリアミドイミド）：フッ素樹脂（ＰＴＦＥ＋ＦＥＰ樹脂）＝７０：３０）を採用し、砥粒(57)の粒径を種々に変えて上記ラッピング研磨を行なったときの、塗膜(43)の表面粗度Ｒａと表面Ｆ濃度（フッ素元素の存在率）との関係を示すグラフ（横軸は対数目盛）である。表面Ｆ濃度はＥＤＸ（エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置）を用いて測定した。未研磨品はラッピング研磨を行なう前のものであり、その表面粗度Ｒａは０．５μｍ、表面Ｆ濃度は２２質量％である。表面粗度Ｒａ及び表面Ｆ濃度は表１の通りである。
図５及び表１によれば、上記ラッピング研磨によって表面粗度Ｒａを０．０３μｍ以上０．５μｍ以下にしたときに、表面Ｆ濃度が未研磨品よりも高くなっており、スラストプレート(17)の摺動特性が良くなることがわかる。これは、塗膜(43)の表面に露出しているフッ素樹脂粒子(45)の露出部(45a)がラッピング研磨によって押し潰されて周囲に広がったためである。
すなわち、図６は未研磨品の表面の写真、図７は表面粗度Ｒａが０．０５μｍになるようにラッピング研磨を行なった本発明に係るスラストプレート(17)の塗膜表面の写真である。図６では塗膜表面に小さな凹凸が見られるが、図７では塗膜表面の突出部が押し潰されて周囲に広がっており、フッ素樹脂粒子も押し潰されてその露出面積が大きくなっていることが理解できる。
図５及び表１をみると、表面Ｆ濃度は表面粗度Ｒａ＝０．０５μｍ付近でピークになり、これよりも表面粗度Ｒａが大きくなる場合及び小さくなる場合のいずれもにおいても表面Ｆ濃度が低下していっている。表面粗度Ｒａが大きい場合は、ラッピング研磨によるフッ素樹脂粒子(45)の露出部(45a)の押し潰しが充分でないために表面Ｆ濃度がそれほど高くなっていないものである。一方、表面粗度Ｒａが小さくなると表面Ｆ濃度が低くなるのは、表面粗度Ｒａが小さくするには砥粒(57)の粒径を小さくする必要があり、塗膜表面のフッ素樹脂粒子(45)がその小さな砥粒(57)によって削り取られるためである。
以上の結果から、表面粗度Ｒａが所定の範囲になるようにラッピング研磨を行なうことが、表面Ｆ濃度を高める上で有効であることがわかる。また、表面Ｆ濃度を未研磨品よりも１．２５倍以上に高めると、摺動特性が顕著に改善されるが、１．２５倍以上にするには、表面粗度Ｒａを０．０３μｍ以上０．２μｍ以下となるようにすることが好ましいということができる。
また、上記ラッピング研磨による表面粗度Ｒａには砥粒(57)の粒径が影響し、一般に粒径４μｍのときＲａ＝０．０３μｍに、粒径８μｍのときＲａ＝０．０５μｍに、粒径１２μｍのときにＲａ＝０．１μｍに、粒径２０μｍのときにＲａ＝０．５μｍになることから、砥粒(57)の粒径は３μｍ以上２５μｍ以下、さらには４μｍ以上１２μｍ以下とすることが好ましい。
−摺動面（塗膜表面）下のフッ素元素存在率について−
上述の如く、本発明においては、塗膜表面にラッピング研磨を施すことによって、未研磨品よりも表面Ｆ濃度を高めているが、この未研磨品の表面Ｆ濃度は摺動面下の（すなわち、塗膜内部の）フッ素元素の存在率に相当する。そうして、この摺動面下のフッ素元素存在率は、当該摺動面を研磨して塗膜内部を露出させ、その露出面に存在する元素をＥＤＸを用いて分析することによって測定することができる。摺動面下の塗膜内部の露出は、砥粒の粒径＝２０μｍ、ラッピング圧力＝９．８ｋＰａ、研磨速度＝１ｍ／sec、研磨時間＝３０secの条件で摺動面をラッピング研磨をすることによって行なうことができる。
従って、摺動部材の摺動面の表面Ｆ濃度をＥＤＸによって測定し、次いでその摺動面に上記条件でラッピング研磨を行なって塗膜内部を露出させ、この露出面の表面Ｆ濃度をＥＤＸによって測定し、前者の表面Ｆ濃度が後者よりも高いとき、本発明が実施されていると確認することができる。
−その他−
なお、上記実施形態ではスラストプレート(17)を設けたが、上部ハウジング（16）に上記実施形態と同様に摺動特性の優れた塗膜(43)を形成するようにしてもよい。
また、ラッピング研磨に変えてバニシングを行なうことにより、摺動面の表面Ｆ濃度を高めるようにしてもよい。
本発明の実施形態に係るスクロール型圧縮機の縦断面図である。 同圧縮機に用いたスラストプレートの一部を模式的に示す断面図である。 同スラストプレートをラッピング研磨する態様を模式的に示す図である。 同研磨により摺動面のフッ素樹脂粒子が押し潰される様子を模式的に示す断面図である。 摺動面の表面粗度と表面Ｆ濃度の関係を示すグラフ図である。 未研磨品の摺動面を撮影した顕微鏡写真である。 ラッピング研磨品の摺動面を撮影した顕微鏡写真である。
符号の説明
１７ スラストプレート（摺動部材）
４１ 基材
４３ 塗膜（表層部）
４４ マトリックス樹脂
４５ フッ素樹脂粒子
４５ａ 露出部
５６ 素材

Claims (3)

  1. 少なくとも表層部(43)はマトリックス樹脂(44)中にフッ素樹脂粒子(45)が分散されてなり、該表層部(43)の表面が摺動面を構成する摺動部材であって、
    上記表層部(43)の摺動面は、該表層部(43)とラップ定盤(51)との間に遊離砥粒(57)を分散させた研磨液(58)を介在させ且つ加圧状態で行なうラッピング研磨によって、表面粗度Ｒａが０．０３μｍ以上０．２μｍ以下とされ、
    上記摺動面に多数のフッ素樹脂粒子(45)が分散して露出し、該フッ素樹脂粒子(45)の露出部(45a)が上記マトリックス樹脂(44)に埋まっている部分より外側に該摺動面に沿って広がっていることを特徴とする摺動部材。
  2. 少なくとも表層部(43)はマトリックス樹脂(44)中にフッ素樹脂粒子(45)が分散されてなり、該表層部(43)の表面が摺動面を構成する摺動部材であって、
    上記表層部(43)の摺動面は、該表層部(43)とラップ定盤(51)との間に遊離砥粒(57)を分散させた研磨液(58)を介在させ且つ加圧状態で行なうラッピング研磨によって、表面粗度Ｒａが０．０３μｍ以上０．２μｍ以下とされ、
    上記摺動面のフッ素元素の存在率が、上記表層部(43)の摺動面下のフッ素元素の存在率の１．２５倍以上であることを特徴とする摺動部材。
  3. 少なくとも表層部(43)はマトリックス樹脂(44)中にフッ素樹脂粒子(45)が分散されてなる素材(56)を形成し、
    上記素材(56)の表層部(43)とラップ定盤(51)との間に遊離砥粒(57)を分散させた研磨液(58)を介在させて、該表層部(43)の表面を加圧状態でラッピング研磨することにより、該表層部(43)の表面粗度Ｒａを０．０３μｍ以上０．２μｍ以下にすることを特徴とする摺動部材の製造方法。
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