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WO2013051340A1 - スクロールコンプレッサ - Google Patents

スクロールコンプレッサ Download PDF

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Publication number
WO2013051340A1
WO2013051340A1 PCT/JP2012/070490 JP2012070490W WO2013051340A1 WO 2013051340 A1 WO2013051340 A1 WO 2013051340A1 JP 2012070490 W JP2012070490 W JP 2012070490W WO 2013051340 A1 WO2013051340 A1 WO 2013051340A1
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WO
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graphite
bearing
scroll compressor
main body
eccentric
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/070490
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
直樹 堀部
政治 八田
野村 諭
章 澤本
賢生 正村
政憲 秋月
陽一郎 壺井
マキ 青木
明男 平岡
Original Assignee
大豊工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 大豊工業株式会社 filed Critical 大豊工業株式会社
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Priority to EP12838120.9A priority patent/EP2770211B1/en
Priority to BR112014008032-1A priority patent/BR112014008032A2/ja
Priority to KR1020147010777A priority patent/KR101590973B1/ko
Priority to AU2012319811A priority patent/AU2012319811C1/en
Priority to EP20154213.1A priority patent/EP3663584B1/en
Priority to IN2700CHN2014 priority patent/IN2014CN02700A/en
Priority to EP17205727.5A priority patent/EP3346133B1/en
Priority to US14/349,982 priority patent/US9453509B2/en
Priority to CN201280048794.8A priority patent/CN103890403B/zh
Priority to EP20154211.5A priority patent/EP3660313B1/en
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    • F16C2360/00Engines or pumps
    • F16C2360/42Pumps with cylinders or pistons

Definitions

  • the present invention relates to a compressor used in an air conditioner for automobiles (car air conditioner), a home air conditioner, and the like, and in particular, a scroll compressor in which a rotating shaft is slidably held by a slide bearing provided inside a housing.
  • the present invention relates to a scroll compressor using a sliding bearing in which a sliding layer in which graphite having a high degree of graphitization and a specific shape is dispersed in a resin is fired on a back metal.
  • Non-patent Document 1 Tribologist Vol. 55 / No. 9). / 2010, “Trends and Tribology of Compressors for Car Air Conditioners” pp. 603-608).
  • Patent Document 1 As a scroll compressor for a car air conditioner, a compressor including a rotary shaft rotatably provided inside a housing, a movable scroll turning by rotation of the rotary shaft, and a fixed scroll fixed to the housing is disclosed in Patent Document 1: This is known from Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-183499.
  • Scroll compressor bearings that support the central axis of the compressor and those that support an eccentric shaft.
  • Rolling bearings are used for both.
  • a rolling bearing a ball bearing, a roller bearing, a needle roller bearing or the like is generally used.
  • Patent Document 2 gives a cooler compressor as an example of the application and proposes a graphite-resin sliding material having the following composition.
  • Graphite 5-60 wt% graphite
  • Resin 20-90 wt% polyimide and / or polyimide amide
  • Friction modifier 0.5-20 wt% clay, mullite, silica and / or alumina.
  • the graphite is artificial or natural graphite, and the shape is granular or flat, but it is described that flake or scale-like graphite is preferable because the flat surface is arranged on the sliding surface.
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-3988 uses a self-lubricating slide bearing in which graphite / resin is impregnated and fired on a bimetal that has been sintered together as a bearing for a home scroll compressor such as an air conditioner or a refrigerator. It has been proposed to use a heat-resistant resin such as polyimide as a resin. In addition, the use of aluminum or bronze slide bearings in home scroll compressors is described in Non-Patent Document 2: Tribologist Vol. 51 / No. 8/2006, “Tribology of Compressors Used for Home Appliances”, pages 560-561.
  • Non-Patent Document 3 Tribologist Vol. 56 / No. 5/2011 “The latest technology of rolling bearings”, page 277, is organized using graphs, which are shown in the table below.
  • mesophase microspheres (mesocarbon microbeads) are known as spherical carbon fine particles having a highly oriented graphite-like crystal structure.
  • Mesophase spherules are obtained by heat treating coal tar, coal tar pitch, asphalt, etc. at 350 to 450 ° C., separating the formed spherical crystals, and pulverizing them and then graphitizing them at 1500 to 3000 ° C. It is explained that spheroidization proceeds.
  • the mesophase spherules shown in the photomicrograph of this publication are significantly deformed from the true sphere form.
  • JP 2004-183499 A Japanese Patent No. 2517604 JP-A-3-3988 JP-A-7-223809 JP-A-5-331314
  • the slide bearing impregnated and fired with graphite and resin proposed in Patent Document 2 is generally evaluated as shown in Table 1 above, and has seizure resistance and resistance to resistance comparable to those used in conventional scroll compressors for car air conditioners. Abrasion cannot be achieved.
  • the present inventors paid attention to a spherical carbon material and, for example, have high sphericity proposed in Patent Document 5: JP-A-5-331314.
  • graphite was also examined, it was concluded that there was a problem of wear of the mating shaft because this hardness was as high as 800-1200 Hv.
  • the mesophase spherule proposed in Patent Document 4 is spherical, it has been determined that improvement in performance cannot be expected because the outer shape is considerably deformed rather than spherical.
  • the present invention provides a rotating shaft main body rotatably provided around the shaft center of the housing inside the housing, and revolves around the shaft center at a position eccentric to the shaft center of the rotating shaft main body.
  • An eccentric shaft connected to the rotary shaft main body, a movable scroll fixed to the eccentric shaft, a fixed scroll fixed to a housing, and a shaft main body bearing that slidably holds the rotary shaft main body.
  • the scroll compressor including an eccentric bearing that slidably holds the eccentric shaft, at least one of the shaft main body bearing and the eccentric bearing has an average diameter of 5 to 50 ⁇ m and a graphitization degree of 0.1.
  • a sliding bearing in which a sliding layer composed of 5 to 60% by weight of graphite in which particles in the range of 5 are present in a number ratio of 70% or more and at least one of the remaining polyimide resin and polyamideimide resin is fired on a back metal is provided.
  • the present invention relates to a scroll compressor.
  • A is the cross-sectional area per particle
  • i is the number of measurements
  • SUM is the sum of the mathematical expressions in [] (equivalent to the Greek letter sigma). is there.
  • the above-mentioned average shape factor (Y AVE ) and shape factor (Y) define the shape of coarse-grained graphite having a large influence on the sliding characteristics.
  • the present invention provides a plain bearing used in a compressor for scrolls having the following structures (A) and (B).
  • a movable scroll connected to the rotary shaft main body and turning around an eccentric shaft separate from the rotary shaft main body, and a fixed scroll fixed to the housing, the rotary shaft main body and A scroll compressor that holds the eccentric shaft slidably by bearings provided inside the housing (hereinafter referred to as “shaft-specific scroll compressor”).
  • a scroll compressor (hereinafter referred to as “shaft-integrated scroll compressor”) including an eccentric bearing that slidably holds the eccentric shaft.
  • the bearing that slidably holds the rotating shaft main body and the bearing that slidably holds the eccentric shaft is provided.
  • the plain bearing is composed of graphite having an average diameter of 5 to 50 ⁇ m, a degree of graphitization of 0.6 or more, and a particle ratio of 0.5 or more on the back metal surface.
  • a scroll compressor comprising 5 to 60% by weight of graphite occupying 50% or more, and having a structure in which a graphite-added resin-based sliding portion containing at least one of polyimide resin and polyamideimide resin is formed as a balance.
  • the particle ratio is the ratio of the minor axis / major axis of graphite.
  • the present invention is applied to all scroll compressors in which these shafts are operatively connected so that the rotation of the rotary shaft main body is transmitted to the eccentric shaft. can do.
  • the “graphite” of the present invention refers to both “graphite” described in paragraph No. 0027 and defined as an average shape factor and shape factor, and defined as a particle ratio. As will be described in detail later, the graphite particle form of the present invention is more spherical than normal scale-like graphite.
  • reference numeral 1 denotes a scroll compressor, which is eccentric by a housing 2 fixed to an engine (not shown), a rotating shaft main body (hereinafter referred to as “rotating shaft”) 3 rotatably provided in the housing 2, and the rotating shaft 3.
  • rotating shaft rotating shaft main body
  • a movable scroll 4 that turns around a shaft and a fixed scroll 5 that is fixed inside the housing 2 are basic components of the scroll compressor 1.
  • the inside of the housing 2 is partitioned into a compression chamber S1 in which the movable scroll 4 and the fixed scroll 5 are located, and a discharge chamber S2 formed on the right side of the fixed scroll 5 in the figure, and a gas such as a refrigerant is contained in the compression chamber S1.
  • a suction hole (not shown) for injecting gas is provided, and a discharge hole (not shown) for discharging the gas is provided in the discharge chamber S2.
  • the rotating shaft 3 whose axis extends in the horizontal direction includes a small diameter portion 3a that receives the driving force of the engine, and a large diameter portion 3b and a crank pin 3c that are coaxially connected to the small diameter portion 3a.
  • the large-diameter portion 3b rotates coaxially with the small-diameter portion 3a, whereby the crank pin 3c revolves at a position eccentric with respect to the small-diameter portion 3a and the large-diameter portion 3b and is movable.
  • the scroll 4 revolves or turns.
  • the inner large diameter portion 3b of these elements is pivotally supported by a first bearing 6 (that is, a shaft body bearing). That is, the ring-shaped member surrounding the large diameter portion 3 b is the first bearing 6.
  • An eccentric bush 7 for transmitting the rotation of the rotary shaft 3 to the movable scroll 4 is provided between the crank pin 3c and the movable scroll 4.
  • the eccentric bush 7 is an inner shaft that supports the crank pin 3c.
  • the peripheral surface part 7a and the outer peripheral surface part 7b which slides with the movable scroll 4 are provided, and the inner peripheral surface part 7a and the outer peripheral surface part 7b are provided in the eccentric position.
  • the movable scroll 4 and the fixed scroll 5 are each provided with disc-shaped plates 4a and 5a and wraps 4b and 5b erected from the plates 4a and 5a toward the plates 4a and 5a.
  • these wraps 4b and 5b form a spiral compression chamber S1. That is, the compression chamber S1 is a space surrounded by the plates 4a and 5a and the wraps 4b and 5b.
  • the plate 4a of the movable scroll 4 has a ring-shaped boss 4c formed on the surface opposite to the wrap 4b, and a second bearing 8 (that is, an eccentric shaft) fixed to the inner peripheral surface of the boss 4c.
  • a bearing pivotally supports the crank pin 3c. Therefore, when the second bearing 8 revolves around the central axis together with the movable scroll 4, that is, the outer peripheral surface portion 7 b of the eccentric bush 7 slides with the inner surface of the second bearing 8.
  • a mechanism for preventing the movable scroll 4 from rotating about the central axis of the compressor is provided between the plate 4 a of the movable scroll 4 and the housing 2.
  • the fixed scroll 5 is fixed to the housing 2, and a communication hole 5c for communicating the compression chamber S1 and the discharge chamber S2 is formed in the center of the plate 5a.
  • the communication hole 5c is opened and closed by a thin plate-like reed valve 10. Is done.
  • the scroll compressor 1 having the above configuration, when the small diameter portion 3a of the rotating shaft 3 is rotated by the driving force of the engine, the rotating force acts on the movable scroll 4 by the crank pin 3c and the eccentric bush 7. At this time, since the rotation of the movable scroll 4 is restricted, the movable scroll 4 revolves while maintaining its posture. In the compression chamber S1, the wraps 4b and 5b of the movable scroll 4 and the fixed scroll 5 are relative to each other. It moves and the refrigerant is sucked from the air inlet formed in the housing 2.
  • the compressed refrigerant moves to the center of the compression chamber S1 by the relative movement of the wraps 4b and 5b, passes through the through hole 5c formed in the plate 5a of the fixed scroll 5 and the reed valve 10, and goes to the discharge chamber S2. It flows in and is then discharged from a discharge hole provided in the housing 2.
  • a slide bearing is used for one or both of the first bearing 6 and the second bearing 8.
  • the first bearing 6 and the second bearing are used.
  • the bearing 8 is shown as using a plain bearing for both.
  • FIG. 2 further includes an electric motor 20 and a power feeding circuit unit 21 as specific to the electric motor driven scroll compressor, and the rotating shaft 3 is a first bearing 6 (rolling bearing in the illustrated embodiment) and a third bearing 22 (illustrated). In this embodiment, it is supported by a rolling bearing). In the present invention, all of the first bearing 6, the second bearing 8 and the third bearing 22 can be constituted by sliding bearings.
  • Reference numeral 23 is a counterweight, and 24 is a rotation restriction mechanism.
  • FIG. 3 shows a shaft-integrated scroll compressor according to this embodiment.
  • the same members as those shown in FIGS. 3, 38 is a crankcase
  • 39 is a cylindrical portion extending downward from the plate of the movable scroll member
  • 40 is a bearing mounting portion.
  • the first bearing 6, the second bearing 8, and / or the third bearing 22 uses the sliding bearing of the present invention. be able to.
  • the plain bearings 6, 8, and 22 include a backing metal 11 and a sliding layer or a graphite-added resin-based sliding portion (hereinafter referred to as “sliding layer”) 12.
  • a normal steel plate JIS-SPCC
  • the thickness of the back metal 11 is generally 0.5 to 2 mm, and a roughened portion 11a formed by sintering is shown on the surface thereof. The roughened portion may be formed by etching, shot blasting, or the like.
  • the sliding layer 12 is obtained by impregnating the roughened portion 11a with a resin and graphite dispersed in a solvent, followed by firing, so that the thickness is generally in the range of 5 to 200 ⁇ m.
  • the surface 12a of the sliding layer 12 can be polished, ground, or cut, and these can be performed alone or in combination.
  • the combination machining includes, for example, processing the surface roughness to be small by polishing and then performing groove processing by cutting, or performing rough processing by cutting and finishing by polishing.
  • the graphite of the present invention has a crystallinity degree of 0.6 or more, and almost overlaps with the graphitization degree range of natural graphite. In addition, the compatibility is excellent.
  • the degree of graphitization of spheroidal graphite is 0.8 or more.
  • the degree of graphitization is described in Non-Patent Document 4: Tribologist Vol. 49 / No. 7/2004 “How to Use Carbon Materials”, page 561, C.I. R.
  • Graphite is generally classified into two types, natural graphite and artificial graphite, and depending on the classification, it is further divided into three types: expanded graphite.
  • Natural graphite is divided into scaly graphite, scaly graphite and earthy graphite.
  • Artificial graphite includes those obtained by crushing artificial graphite electrodes.
  • Carbonized petroleum tar and coke are said to be graphitized carbon and include mesophase spherules. When graphitized carbon is fired at a high temperature, graphite is obtained. These graphites are not only different in production method but also clearly distinguish the product shape.
  • the graphite of the present invention has an average diameter in the range of 5 to 50 ⁇ m. Further, a preferable average diameter is 5 to 20 ⁇ m.
  • the average particle diameter was measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus LA-910 manufactured by Horiba, Ltd.
  • the degree of graphitization of graphite the larger this value, the better the crystallinity and the better the lubricity.
  • the degree of graphitization is particularly 0.6 or more, more preferably the degree of graphitization is 0.8 or more. It is desirable to set to.
  • the average diameter (MV) of graphite is represented by the following formula.
  • SUM is () values or Vi in mean sum for i number
  • d i is a circle equivalent diameter of one graphite particle
  • the V i is the volume of one graphite particles. Particles of 0.5 MV or less are not considered in the average shape factor measurement of equation (2).
  • Y AVE SUM [ ⁇ PM i 2 / 4 ⁇ A i ⁇ ] / i (2)
  • PM is the perimeter of each particle
  • A is the cross-sectional area per particle
  • SUM is the sum of i in the formula in [].
  • the method for measuring the equivalent circle diameter of graphite particles and the shape factor of graphite particles is to cut a slide bearing at an arbitrary position, and to obtain a cut surface as shown in FIG. 8 at a magnification of 200 times and a visual field range of 0.37 mm ⁇ 0.44 mm. Take a picture and binarize the sliding layer with an image analyzer.
  • the image analysis apparatus a commercially available one such as LUZEX-FS manufactured by Nicole Corporation can be used.
  • the first plain bearing 6 is cut at an arbitrary position, a cut surface as shown in FIG. 4 is photographed, binarized by an image analyzer, and the minimum diameter of binarized graphite particles is divided by the maximum diameter.
  • the particle ratio of 0.5 or more indicates that the shape of the graphite particles is closer to a sphere.
  • the graphite shape of the present invention is defined (1) by an average shape factor and a shape factor, or is defined (2) by a particle ratio.
  • the same graphite shape may satisfy these two definitions (1) and (2), or may satisfy only one of these definitions. In the latter case, graphite that satisfies only the definition (1) and does not satisfy the definition (2) has a large number of graphites that do not satisfy the requirement that the particle ratio is 0.5 or more.
  • the average shape factor (Y AVE ) of definition (1) is the same as the remaining graphite of “50% or more” in definition (2). It deviates, and flat graphite increases. From the above, the graphite shape preferably satisfies both the definitions (1) and (2). When only one of the definitions is satisfied, the ratio of the flat graphite particles increases, but the sliding characteristics are good.
  • the graphite of the present invention excludes the above-mentioned fine particles of 0.5 MV or less, and excludes graphite having a particle ratio of less than 50%, and excluding graphite having a particle ratio of less than 50%. It is composed of a curved surface as a whole. “As a whole” means that, when the individual particles are observed as a whole by the microscopic observation described in the previous paragraph and the previous paragraph, the particles have a curved or curved surface and no sharp portions. For this reason, the graphite of the present invention rarely damages the counterpart shaft (usually a steel shaft). As a result, the uneven surface of the mating shaft does not wear the sliding layer, and the sliding layer has excellent wear resistance and seizure resistance.
  • the scale-like graphite 30a (FIG. 4) is difficult to uniformly disperse because the flat surfaces of the particles approach, come into contact with each other, and the particles are intertwined.
  • the graphite defined by the average shape factor and the shape factor of the present invention or defined by the particle ratio is composed of a curved surface as a whole, and the particles are not entangled with each other. Easy to disperse uniformly. This also contributes to the improvement of the sliding characteristics. Note that scaly graphite has an idea that edges (FIG. 4, 12a ′) adhere to each other and do not exhibit lubricity (Non-patent Document 5: Tribologist Vol. 54 / No.
  • graphite 30b, c, and d defined by the average shape factor and shape factor or particle ratio of the present invention have their edges disappearing or rounded so that the edges are in contact with each other. There is nothing.
  • the graphite is easily dispersed uniformly in a resin such as the polyamide and is not oriented in the resin.
  • the ease of cleavage does not matter in the sliding direction.
  • graphite for example, natural graphite or spherical graphite close to natural graphite can be used, and these have a higher degree of graphitization than commercially available scaly graphite, earthy graphite, exfoliated graphite, etc.
  • the particle ratio is much higher.
  • the graphite content having the above-mentioned characteristics if the graphite content is less than 5% by weight, there arises a problem that low friction is not obtained and seizure resistance is inferior. When the amount exceeds 60% by weight, there arises a problem that the strength of the sliding material is lowered.
  • FIGS. 5 and 6 where the same elements as in FIG. 4 use the same reference numerals.
  • 30 is a graphite particle
  • 32 is a resin.
  • the scale-like graphite 30a has a substantially flat surface occupying a large area, and since the thickness is small, there are many graphite particles having a particle ratio of less than 0.5. Further, the average shape factor Y AVE measured in the cross section of the sliding layer 12 is increased. When these graphite particles are dispersed in the resin 32, the flat surface is directed in the direction of the surface 12a. On the other hand, among the graphite dispersed in the sliding layer 12 in the present invention shown in FIG.
  • FIG. 7 shows spherical graphite 30b and mesophase spherules 33 having the same area. Since the mesophase microsphere has a large perimeter, the numerator of the average shape factor (Y AVE ) increases, and as a result, the average shape factor (Y AVE ) itself increases. Graphite particles having an average shape factor (Y AVE ) of more than 4 and graphite particles having a particle ratio of less than 0.5 have a large shape anisotropy and are not preferable because of the orientation shown in FIG. A preferable average shape factor (Y AVE ) is 2.5 or less.
  • the ratio of the spherical graphite 30b is larger than the total graphite, in addition to the definition of the average shape factor (Y AVE ), particles having a shape factor (Y) in the range of 1 to 1.5 Must be 70% or more by number ratio.
  • the graphite particles are preferably substantially spheroidized pulverized graphite.
  • the spheroidized pulverized graphite has the above-described features such that the whole is composed of a curved or curved surface and has no edge. “Substantially” means that a small amount of the raw graphite powder, specifically 10% by weight or less, is allowed due to the grinding accuracy.
  • Graphite content If the graphite content is less than 5% by weight, low friction cannot be obtained, and seizure resistance is poor. On the other hand, if the graphite content exceeds 60% by weight, the strength of the sliding material decreases. .
  • the balance of the graphite is polyimide (PI) and / or polyamideimide (PAI) resin.
  • PI polyimide
  • PAI polyamideimide
  • the polyimide liquid or solid powdered polyesterimide, aromatic polyimide, polyetherimide, bismaleimide and the like can be used.
  • the polyamide-imide resin an aromatic polyamide-imide resin can be used. All of these resins are characterized by excellent heat resistance and a small friction coefficient.
  • At least one of clay, mullite and talc having a particle size of less than 10 ⁇ m is used as a friction modifier in an amount of 0.5 to 20 wt. % Can be contained.
  • the total amount of the friction modifier and graphite is preferably in the range of 5.5 to 80% by weight.
  • the clay and mullite are used to improve the wear resistance of the sliding layer by utilizing the fact that they are hard materials, and the talc contained in the talc is bonded with a weak van der Waals force between the layers. Therefore, it is easy to peel off between the layers, and a friction adjusting action can be obtained by mixing with the sliding layer.
  • the content of the friction modifier When the content of the friction modifier is less than 0.5% by weight, the effect of reducing friction is insufficient. On the other hand, when the content exceeds 20% by weight, the mating material is damaged and wear resistance is insufficient. .
  • the content is more preferably 5 to 15% by weight.
  • the particle size of the friction modifier exceeds 10 ⁇ m, the aggressiveness to the counterpart material becomes high, and when the total amount with the spherical graphite is less than 5.5% by weight, the wear amount of the sliding layer increases. However, if it exceeds 80% by weight, problems such as heat resistance and insufficient strength occur.
  • one or more of PTFE, MoS 2 and BN may be contained in an amount of 1 to 40% by weight with respect to the entire sliding layer 12. it can.
  • the total content of the graphite and the friction modifier is preferably in the range of 6.5 to 80% by weight. If the content of the solid lubricant is less than 1% by weight, the effect is small. If it exceeds 40% by weight, or if the total of graphite and the friction modifier exceeds 80% by weight, the heat resistance and strength are reduced. Problems occur.
  • the sliding layer can be impregnated with a total amount of at least one of silicon oil, machine oil, turbine oil, and mineral oil.
  • the MoS 2 has a cleavage property as in the case of graphite.
  • the random orientation is set so that the easiness of the cleavage is almost constant in the sliding direction. preferable. Since MoS 2 has an orientation due to the flat shape of the particles, orientation occurs when the viscosity of the resin is low during mixing and application with the resin. Orientation is possible.
  • the sliding bearing used in the scroll compressor according to the present invention is superior in wear resistance, seizure resistance and quietness than the conventional rolling bearing is that it is soft because of its excellent crystallinity of graphite.
  • the graphite is uniformly dispersed in the resin.
  • conventional scaly graphite has a large shape anisotropy and cannot be uniformly dispersed when dispersed in a resin. Therefore, graphite particles oriented in an unfavorable orientation are prone to wear and seize. It is easy to happen. An abnormal noise is generated with this wear.
  • the mating shaft is worn and seizure and abnormal noise are likely to occur due to this wear.
  • the graphite of the present invention is soft, and the graphite defined by the particle ratio or the average shape factor and shape factor is uniformly and non-orientated, so that it wears over the entire period of use from the beginning of sliding. The situation is constant.
  • the scroll compressor provided with the slide bearing of the present invention has improved durability and can improve quietness. Also, by replacing the rolling bearing with a plain bearing, the weight of the compressor is reduced, and the outer diameter of the bearing is reduced, so that it is possible to reduce the weight of the press-fitting part (ring boss) to the movable scroll and the counterweight. Become.
  • the compressor is downsized by reducing the counterweight.
  • the sliding layer of the present invention can ensure stable durability because the resin of the slide bearing is excellent in foreign matter burying property. Furthermore, the bearing becomes cheaper.
  • the sliding characteristics of the scroll compressor are measured based on the characteristics evaluated by the wear resistance and seizure resistance, and the graphite having the above average shape factor (Y AVE ) and shape factor (Y) is based on the blending.
  • Wear of first and second sliding bearings 6 and 8 (FIG. 1) having a sliding layer 12 is mounted, and a scroll compressor 1 driven by an automobile engine is operated to cause wear depth and seizure after the test.
  • the surface pressure is evaluated when When the slide bearing according to the present invention is provided in the scroll compressor 1, the following can be seen as compared with a conventional scroll compressor provided with a slide bearing in which flaky graphite is dispersed. First, both the amount of wear and the seizure surface pressure show good values with a good balance.
  • the degree of graphitization as described above is high, and graphite having a nearly spherical shape can be uniformly dispersed in the resin, and the graphite having a nearly spherical shape has no thin part. Even if it is exposed to the sliding portion, it is not chipped locally, and the surface roughness of the slide bearing can be reduced, so that seizure resistance is improved.
  • the graphite degree according to the present invention is high, nearly spherical and uniformly dispersed in the resin, and the graphite is locally Since the roughness is kept constant without chipping or roughening of the sliding surface, the sliding characteristics are kept good.
  • graphite-added resin sliding portion 12 components of the graphite-added resin sliding portion (hereinafter referred to as “graphite-added resin sliding portion”) 12 defined by the particle ratio in the first and second plain bearings 6 and 8 will be described.
  • graphite-added resin sliding portion 12 is composed of 5 to 60% by weight of graphite (however, the number of particles in the graphite is 50% or more and the number of particles is 0.5 or more) and 20 to 90% by weight of polyimide.
  • a friction modifier comprising at least one of clay, mullite, silica, and alumina.
  • at least one of solid lubricant composed of at least one of PTFE, MoS 2 , and BN of 40% by weight or less, silicon oil, machine oil, turbine oil, mineral oil of 10% by volume or less.
  • One or more kinds of oil can be contained.
  • the particle size is desirably 250 ⁇ m or less.
  • the graphite content is less than 5% by weight, the friction coefficient increases and the wear amount increases.
  • the content exceeds 60% by weight, the bonding strength with the resin and the back metal 11 decreases and the wear amount increases. Problem arises.
  • a more preferable content is 30 to 60% by weight.
  • the content of the polyimide and the polyimide amide is less than 20% by weight, the bonding strength is weakened and the wear amount is increased.
  • the content exceeds 90% by weight the friction coefficient is increased and the wear amount is increased. appear.
  • a more preferable content is 30 to 60% by weight.
  • the content of the friction modifier is less than 0.5% by weight, the wear resistance becomes insufficient.
  • the content exceeds 20% by weight the other material is damaged and the wear resistance of the other material is lowered. appear.
  • the content of the solid lubricant exceeds 40% by weight, problems such as a decrease in strength and insufficient heat resistance occur. A more preferable content is 5 to 20% by weight.
  • the oil content exceeds 10% by volume, problems such as a decrease in strength and insufficient heat resistance occur.
  • a preferable content is 0.1% by volume or more, and a more preferable content is 1 to 10% by volume.
  • a normal steel plate of 140 mm ⁇ 1.5 mm was prepared as a back metal, and bronze powder for the roughened portion (containing Sn 10%, +80, ⁇ 150 mesh) formed thereon, respectively.
  • bronze powder for the roughened portion containing Sn 10%, +80, ⁇ 150 mesh
  • After degreasing the backing metal 0.05 to 0.1 g of bronze powder was placed on the backing metal per unit area (cm 2 ), and then fired at 830 to 850 ° C. to form a roughened portion.
  • the thickness of the roughened portion was about 150 ⁇ m, and the porosity calculated based on the specific gravity of bronze was 40 to 80%.
  • the sliding layer components having the composition shown in Table 2 are thoroughly mixed with the solvent, then impregnated into the roughened portion, dried at 100 ° C., and then pressed down in a cold state to harden the sliding layer component. Finally, firing was performed at 250 ° C. to form a sliding layer having a thickness of about 80 ⁇ m, which was used as a bimetal sample and further processed into a bush.
  • graphite is spheroidized pulverized graphite (product name CGB10) produced by Nippon Graphite Industries Co., Ltd.
  • the column of “graphite” in Table 2 shows the content (% by weight), the average shape factor (Y AVE ) of graphite is as shown in (), and in Examples 1 to 18 of the present invention. In which the number of particles having a shape factor (Y) in the range of 1 to 1.5 was 80 to 90%.
  • the particle ratio of graphite was measured as follows. For Example 11 in Table 2 showing the cross-sectional micrograph in FIG. 8, a micrograph of the copper phase on the sliding surface side above the sintered alloy particles was taken as shown in FIG. And binarized. The number of graphite particles binarized in this way was 103 on the measurement surface, and when the ratio of the minimum diameter / maximum diameter of each graphite particle was measured, the number of particles having this ratio of 0.5 or more was 74, and the presence ratio of particles having a particle ratio of 0.5 or more was required to be 72%. When the same measurement was performed on Comparative Examples 2 and 3, it was found that the abundance ratios of the particle ratio of 0.5 or more were 11.4% and 48%, respectively.
  • Polyimide resin Toray products
  • Polyamideimide resin Hitachi Chemical Co., Ltd.
  • Clay Shiraishi Calcium products
  • average particle size 1 ⁇ m Mullite Kyoritsu Material Co .
  • Talc Nippon Talc products
  • average particle size 1 ⁇ m PTFE Asahi Glass Co., Ltd .
  • average particle size 9 ⁇ m MoS 2 Sumino Lubricant Company product
  • average particle size 1.4 ⁇ m BN Mitsui Chemicals product
  • Table 2 shows the experimental results of the plain bearing manufactured by combining the above blends.
  • graphite and scaly in the table have the above average particle size of 5 to 50 ⁇ m and a graphitization degree of 0.6 or more, but the average shape factor (Y AVE ) is greatly different. That's it. Therefore, the average shape factor (Y Ave ) ⁇ 10 is a boundary value between the graphite having the conventional shape and the graphite having the feature of the present invention.
  • the test method is as follows.
  • Abrasion resistance test Testing machine Plate-on-ring testing machine Lubrication: Liquid paraffin load: 50kgf (constant) Speed: 5m / s Test time: 60 minutes Evaluation method: Wear depth after test
  • Seizure resistance test Testing machine Thrust testing machine
  • Lubrication Liquid paraffin load: Gradually increasing speed: 10 m / s
  • Test time 60 minutes
  • Evaluation method Evaluation is based on the surface pressure when seizure occurs.
  • the test results are shown in Table 2.
  • the cross-sectional photograph of the test material of Example 14 is shown in FIG.
  • Comparative Example 1 uses spheroidal graphite, but has poor seizure resistance due to low graphitization degree. Since Comparative Examples 2 to 5 use scale-like graphite, the wear resistance and seizure resistance are poor. On the other hand, the example of this invention is excellent in these characteristics.
  • the scroll compressor mounted on an automobile according to the present invention uses a slide bearing instead of a conventional rolling bearing, and thus is excellent in terms of size and weight reduction, quietness, and cost. Further, the home scroll compressor is superior in characteristic stability when used for a long period of time as compared with a slide bearing that has been conventionally used.

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Abstract

【課題】 自動車に搭載されるスクロールコンプレッサに使用されていたころがり軸受をすべり軸受に代える。ころがり軸受と同等以上の性能のすべり軸受を提供する。 【解決手段】 黒鉛-平均径が5~50μmであり、黒鉛化度が0.6以上であり、5~60重量%、残部ポリイミド樹脂及び/又はポリアミドイミド樹脂からなる摺動層を裏金上に焼成したすべり軸受。黒鉛の形状は、(イ)平均径の0.5倍以下である微粒子を除いた粒子の下記定義による平均形状係数(YAVE)が1~4であって、かつ形状係数(Y)=1~1.5の範囲の粒子が個数割合で70%以上であるか、あるいは(ロ)粒子比が0.5以上の黒鉛粒子が全体個数の50%以上存在する。

Description

スクロールコンプレッサ
 本発明は、自動車用空調機(カーエアコン)や家庭用エアコンなどに使用されるコンプレッサに関するものであり、特に、回転軸をハウジング内部に設けたすべり軸受により摺動可能に保持したスクロールコンプッレッサにおいて、黒鉛化度が高くかつ形状が特有な黒鉛を樹脂中に分散させた摺動層を裏金に焼成したすべり軸受を使用したスクロールコンプレッサに関する。
 コンプレッサは斜板式、ベーン式及びスクロール式などが使用されているが、ハイブリッド車や電気自動車では電動駆動されるスクロールコンプレッサが開発されている(非特許文献1:トライボロジストVol.55/No.9/2010、「カーエアコン用コンプレッサの動向とトライボロジー」第603~608頁)。
 カーエアコン用スクロールコンプレッサとしては、ハウジングの内部に回転可能に設けられた回転軸と、回転軸の回転により旋回する可動スクロールと、ハウジングに固定された固定スクロールとを備えたコンプレッサが特許文献1:特開2004-183499号にて知られている。このスクロールコンプレッサの軸受はコンプレッサの中心軸を軸支するものと、偏心軸を軸支するものがあるが、両方ともころがり軸受が使用されている。このようなころがり軸受は一般的には玉軸受、ころ軸受、針軸ころ軸受などが使用される。
 本出願人の特許第2517604号明細書(特許文献2)は用途の例としてクーラー用コンプレッサを挙げ、次の組成をもつ黒鉛-樹脂系摺動材料を提案している。黒鉛-5~60重量%の黒鉛;樹脂-20~90重量%のポリイミド及び/又はポリイミドアミド;摩擦調整剤-0.5~20重量%のクレー、ムライト、シリカ及び/又はアルミナ。また前記黒鉛は人造又は天然グラファイト、形状は粒状もしくは扁平状であるが、片状又は鱗片状黒鉛は平坦面が摺動面に配列されるので好ましいと説明されている。
 特許文献3:特開平3-3988号公報は空気調和機や冷蔵庫などの家庭用スクロールコンプレッサの軸受として、連帯焼結したバイメタル上に、グラファイト・樹脂を含浸焼成したすべり軸受を使用し、自己潤滑性及び適正な強度をもたせ、さらに樹脂としてポリイミド等の耐熱樹脂を使用することが提案されている。
 また家庭用スクロールコンプレッサにはアルミ系や青銅系すべり軸受が使用されていることは、非特許文献2:トライボロジストVol.51/No.8/2006、「家電品に使用される圧縮機のトライボロジー」第560~561頁に解説されている。
 一般にカーエアコン用コンプレッサと家庭用又は業務用コンプレッサを比較すると、雰囲気温度、取付け部の振動などにおいて前者の方が厳しい状況にさらされ、さらに、エンジンで駆動されるカーエアコン用コンプレッサは回転数の変動が大きいために、上述のように従来はころがり軸受が使用されていた。
 すべり軸受ところがり軸受の定性的関係については、非特許文献3:トライボロジストVol.56/No.5/2011「転がり軸受の最新技術」第277頁にグラフを用いて整理されており、これを表に表すと次のとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 また、特許文献4:特開平7-223809号公報によると、高度に配向した黒鉛類似の結晶構造をもつ球状の炭素微粒子としてメソフェーズ小球体(メソカーボンマイクロビーズ)が公知である。メソフェーズ小球体は、コールタール、コールタールピッチ、アスファルトなどを350~450℃で熱処理し、生成した球状結晶を分離したものであり、これを粉砕した後1500~3000℃にて黒鉛化処理することにより、球状化が進行すると説明されている。しかしながら、この公報の顕微鏡写真に示されたメソフェーズ小球体は真球形態からは著しく変形している。
特開2004-183499号公報 特許第2517604号明細書 特開平3-3988号公報 特開平7-223809号公報 特開平5-331314号公報
トライボロジストVol.55/No.9/2010、「カーエアコン用コンプレッサの動向とトライボロジー」第603~608頁。 トライボロジストVol.51/No.8/2006、「家電品に使用される圧縮機のトライボロジー」第560~561頁。 トライボロジストVol.56/No.5/2011「転がり軸受の最新技術」第277頁。 :トライボロジストVol.49/No.7/2004「炭素材料の使い方」第561頁。 トライボロジストVol.54/No.1/2009「グラファイト材料のトライボロジ」第6-7頁。
 カーエアコンのスクロールコンプレッサに用いられる軸受は、混合冷媒雰囲気の貧潤滑下・高速高負荷で使用される。ころがり軸受の場合、ころがり寿命を確保するために、加工によるコスト増大は伴うものの、軸受を高精度にすることはやむを得ないと考えられている。しかしながら、精度を高めても要求される耐久性に達せず、ころがり寿命を確保できない場合がある。さらに、軸受部に外部から異物が侵入すると損傷や摩耗が発生し、更に寿命が短くなる問題がある。また、コンプレッサの静粛性に対する要求は年々高まっているが、ころがり軸受では騒音、振動の改善が難しい。
特許文献2で提案された黒鉛及び樹脂を含浸焼成したすべり軸受は、前掲表1のような評価がおおむね当てはまり、従来カーエアコン用スクロールコンプレッサに使用されていたころがり軸受に匹敵する耐焼付性及び耐摩耗性を実現することができない。本発明者らは、このような現状認識からすべり軸受の性能改善を研究した過程で、球状炭素材料に着目し、例えば特許文献5:特開平5-331314号に提案される真球性が高い黒鉛も検討したが、この硬度はHv800~1200と高いために、相手軸を摩耗させる問題があると結論した。また、特許文献4で提案されたメソフェーズ小球体は球状とはいえ、外形形状は球状よりはかなり変形しているために、性能の向上は期待できないと判断した。
 さらに、家庭用スクロールコンプレッサについては、近年の電力不足などの状況の中で、小型・軽量化、効率化及び低コスト化が求められている。またコンプレッサ運転効率化のためにはコンプレッサの軸の直径を小さくすることにより摩擦を低減することや、軸受材の摩擦係数低減が必要である。このような観点からは、特許文献2で検討されている鱗片状黒鉛などは、配向性が顕著であるために適切でなく、相手軸を摩耗させる傾向があり、好ましくない。
 本発明者らは、これら従来技術に改良を加え、耐焼付性及び耐摩耗性の高いすべり軸受を備えたスクロールコンプレッサを提供することに成功した。
すなわち、本発明は、ハウジングの内部に該ハウジングの軸心の周りを回転可能に設けられた回転軸本体と、前記回転軸本体の軸心に対して偏心した位置で該軸心の周りを公転するように前記回転軸本体に連結された偏心軸と、該偏心軸に固定された可動スクロールと、ハウジングに固定された固定スクロールと、前記回転軸本体を摺動可能に保持する軸本体軸受と、前記偏心軸を摺動可能に保持する偏心軸受とを含んでなるスクロールコンプレッサにおいて、前記軸本体軸受及び前記偏心軸受の少なくとも一方を、平均径が5~50μmであり、黒鉛化度が0.6以上であり、かつ平均径の0.5倍以下である微粒子を除いた粒子の下記定義による平均形状係数(YAVE)が1~4であり、かつ下記定義による形状係数(Y)=1~1.5の範囲の粒子が個数割合で70%以上存在する黒鉛5~60重量%と、残部ポリイミド樹脂及びポリアミドイミド樹脂のうち少なくとも1種とからなる摺動層を裏金上に焼成したすべり軸受としたことを特徴とするスクロールコンプレッサに関する。
AVE=SUM[{PM /4πA}]/i
Y=PM/4πA
ここで、PMは粒子1個の周囲長さ、Aは粒子1個当りの断面積、iは測定個数,SUMは[  ]内の数式のi個についての合計(ギリシャ文字のシグマに相当)である。上記した平均形状係数(YAVE)及び形状係数(Y)は摺動特性に影響が大きい粗粒の黒鉛に関して、形状を定義にしたものである。
さらに、本発明は、次の構造(イ)及び(ロ)のスクロールにコンプレッサに用いられるすべり軸受を提供する。
構造(イ):ハウジングの内部に該ハウジングの軸心の周りを回転可能に設けられた回転軸本体と、前記回転軸本体の軸心に対して偏心した位置で該軸心の周りを公転するように、前記回転軸本体に連結された、該回転軸本体とは別体の偏心軸の周りを旋回する可動スクロールと、前記ハウジングに固定された固定スクロールと、を備え、前記回転軸本体及び前記偏心軸をハウジング内部に設けた各軸受により摺動可能に保持するスクロールコンプレッサ(以下「軸別体型スクロールコンプレッサ」という)。
構造(ロ):ハウジングの内部に該ハウジングの軸心の周りを回転可能に設けられた回転軸本体と、前記回転軸本体の軸心に対して偏心した位置で該軸心の周りを公転するように前記回転軸本体に一体の偏心軸と、該偏心軸に固定された可動スクロールと、前記ハウジングに固定された固定スクロールと、前記回転軸本体を摺動可能に保持する軸本体軸受と、前記偏心軸を摺動可能に保持する偏心軸受と、を含んでなるスクロールコンプレッサ(以下「軸一体型スクロールコンプレッサ」という)。
本発明は、軸別体型スクロールコンプレッサ又は軸一体型スクロールコンプレッサにおいて、前記回転軸本体を摺動可能に保持する前記軸受及び前記偏心軸を摺動可能に保持する前記軸受のうち少なくとも一方又は両方をすべり軸受とし、該すべり軸受は、裏金の表面に、平均径が5~50μmであり、黒鉛化度が0.6以上であり、かつ粒子比が0.5以上である黒鉛が全粒子数の50%以上を占める黒鉛を5~60重量%含み、残部がポリイミド樹脂及びポリアミドイミド樹脂のうち少なくとも1種を含んだ黒鉛添加樹脂系摺動部を形成した構成を有することを特徴とするスクロールコンプレッサに関する。なお、粒子比とは、黒鉛の短径/長径の比である
以下の説明においては、主として軸別体型スクロールコンプレッサを説明するが、回転軸本体の回転が偏心軸に伝達されるようにこれらの軸が作用的に連結されているスクロールコンプレッサ全般に本発明を適用することができる。
さらに、本発明の「黒鉛」とは、段落番号0027で説明する「黒鉛」であって、平均形状係数及び形状係数に定義されるものと、粒子比に定義されたものの両方を指す。本発明の黒鉛の粒子形態は、詳しくは後述するように、通常の鱗(片)状黒鉛よりは球状に近い形態となる。
先ず、軸別体型スクロールコンプレッサ全体の構造を、図1に示された、自動車のエンジンにより駆動されるスクロールコンプレッサの実施態様につき説明する。図中、1はスクロールコンプレッサであり、図示しないエンジンに固定されたハウジング2と、ハウジング2内に回転可能に設けられた回転軸本体(以下「回転軸」という)3と、回転軸3によって偏心軸を介して旋回する可動スクロール4と、ハウジング2の内部に固定された固定スクロール5とがスクロールコンプレッサ1の基本的構成要素である。
上記した基本構成要素よりさらに具体的に構成すると次のとおりである。
 ハウジング2の内部は、可動スクロール4と固定スクロール5とが位置する圧縮室S1と、固定スクロール5よりも図示右側に形成された排出室S2とに区画され、圧縮室S1には冷媒などのガスを流入させるための図示しない吸入孔が、排出室S2には前記ガスを排出する図示しない排出孔がそれぞれ設けられている。
軸心が水平方向に延在する回転軸3は、エンジンの駆動力を受ける小径部3aと、これに同軸上で直結された大径部3b及びクランクピン3cとを有し、小径部3a及び大径部3bからなる回転軸3に対して偏心した位置に設けられたクランクピン3cが可動スクロール4に回転力を伝達する。したがって、小径部3aをエンジンによって駆動すると、大径部3bが小径部3aと同軸回転し、これによりクランクピン3cが小径部3a及び大径部3bに対して偏心した位置で公転するとともに、可動スクロール4が公転即ち旋回する。
これらの要素の内大径部3bは第1軸受6(即ち、軸本体軸受)により軸支されている。即ち、大径部3bを囲繞するリング状の部材が第1軸受6である。そしてクランクピン3cと可動スクロール4との間には、回転軸3の回転を可動スクロール4に伝達するための偏心ブシュ7が設けられており、該偏心ブシュ7はクランクピン3cを軸支する内周面部7aと、可動スクロール4と摺動する外周面部7bとを備え、内周面部7aと外周面部7bとは偏心した位置に設けられている。
可動スクロール4及び固定スクロール5は、それぞれ円盤状のプレート4a、5aと、該プレート4a、5aから相互のプレート4a、5aに向けて立設されたラップ4b、5bとを備えている。図1の紙面に直交する方向の断面図ではこれらラップ4b、5bは渦巻状の圧縮室S1を形成している。即ち、圧縮室S1はこれらプレート4a、5a及びラップ4b、5bによって囲繞された空間である。
また、可動スクロール4におけるプレート4aには、ラップ4bとは反対側の面にリング状のボス4cが形成され、該ボス4cの内周面に固設された第2軸受8(即ち、偏心軸軸受)がクランクピン3cを軸支している。したがって、第2軸受8が可動スクロール4と一体なって中心軸の周りを公転即ち旋回すると、偏心ブシュ7の外周面部7bが第2軸受8の内面と摺動する。
さらに、可動スクロール4のプレート4aとハウジング2との間には、可動スクロール4がコンプレッサの中心軸の周りを自転することを防止する機構が設けられている。
固定スクロール5はハウジング2に固定されており、プレート5aの中央には圧縮室S1と排出室S2とを連通させる連通孔5cが穿設され、該連通孔5cは薄板状のリード弁10により開閉される。
前記構成を有するスクロールコンプレッサ1によれば、回転軸3の小径部3aがエンジンの駆動力によって回転すると、クランクピン3c及び偏心ブシュ7によって可動スクロール4には回転力が作用する。このとき、可動スクロール4は自転が規制されていることから、可動スクロール4はその姿勢を維持したまま公転運動することとなり、圧縮室S1では可動スクロール4及び固定スクロール5のラップ4b、5bが相対移動して、ハウジング2に形成された吸気口から冷媒が吸入される。圧縮された冷媒は、ラップ4b、5bの相対移動によって圧縮室S1の中央へと移動し、固定スクロール5のプレート5aに形成された貫通孔5c及びリード弁10を通過して排出室S2へと流入し、その後ハウジング2に設けられた排出孔より排出される。
このような構成を有するスクロールコンプレッサ1において、第1軸受6及び第2軸受8の一方又は両方にすべり軸受を用いることが本発明の特徴であり、図1においては、第1軸受6及び第2軸受8の両方にすべり軸受を使用するものとして図示されている。
 続いて、自動車の電動機で駆動される軸別体型スクロールコンプレッサの実施態様を、図1と共通する部品は同じ参照符号で示す図2を参照して説明する。図2はさらに電動機駆動スクロールコンプレッサ特有のものとして電動機20、及び給電回路部21を有しており、回転軸3は第1軸受6(図示の実施態様ではころがり軸受)及び第3軸受22(図示の実施態様ではころがり軸受)により軸支されている。本発明においては、第1軸受6、第2軸受8及び第3軸受22のすべてをすべり軸受で構成することができる。23はカウンターウェイト、24は自転規制機構である。
 以上、自動車に搭載されるスクロールコンプレッサについて説明したが、家庭用及び業務用スクロールコンプレッサに本発明のすべり軸受を適用できる
 なお、家庭用及び業務用スクロールコンプレッサでは軸一体型を使用することが多い。
図3は、本実施例に係る軸一体型スクロールコンプレッサを示す。図3は、本願の図1,2と同じ部材は同じ参照符号を付して示す。図3において、38はクランクケース、39は可動スクロール部材のプレートから下向きに延在する円筒部、40は軸受装着部である。回転軸3の本体3aは偏心軸3bと一体になっているこの軸一体型スクロールコンプレッサにおいては、第1軸受6、第2軸受8及び/又は第3軸受22に本発明のすべり軸受を使用することができる。
 続いて、すべり軸受について説明する。すべり軸受6、8、22は図4に断面を示すように、裏金11と摺動層又は黒鉛添加樹脂系摺動部(以下「摺動層」という)12からなる。裏金11には一般に普通鋼板(JIS-SPCC)を使用することができるが、強度が高い高炭素鋼板なども使用しても支障ない。裏金11の厚さは一般に0.5~2mmであり、その表面には焼結により形成された粗面化部11aが示されている。粗面化部はエッチング、ショットブラストなどにより形成してもよい。摺動層12は樹脂と黒鉛を溶剤中に分散したものを粗面化部11aに含浸させその後焼成を行い、厚さを一般には5~200μmの範囲としたものである。
 摺動層12の表面12aを研磨、研削、切削加工を行うことが可能であり、これらを単独で行うことも、組み合わせて行うことも可能である。組合せ機械加工は、例えば、研磨にて表面粗さを小さく加工した後切削で溝加工をする、あるいは切削で粗加工した後研磨で仕上げるなどである。
次に、摺動層12の必須成分のうち黒鉛について説明する。
完全黒鉛結晶の黒鉛化度が1とする黒鉛化度で表して、本発明の黒鉛は結晶化度が0.6以上であり、天然黒鉛の黒鉛化度範囲とほとんど重複しており、潤滑性及びなじみ性が優れているものである。好ましくは、球状黒鉛の黒鉛化度が0.8以上である。なお、黒鉛化度(degree of graphitization)は非特許文献4:トライボロジストVol.49/No.7/2004「炭素材料の使い方」第561頁に定義されているC.R.Housakaの次の式のとおりである。P1=(d002 - 3.14)/(3.54 - 3.44)
黒鉛は一般に天然黒鉛と人造黒鉛の二種類に分類され、また分類によっては、さらに膨張黒鉛の三種類に大別される。天然黒鉛は鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛及び土状黒鉛に分けられる。人造黒鉛には人造黒鉛電極を破砕したものがある。石油系タールやコークスを炭素化したものは黒鉛化炭素といわれ、メソフェーズ小球体なども含まれる。黒鉛化炭素を高温で焼成すると黒鉛が得られる。これらの黒鉛は製造方法が違っているのみならず、製品形状も明らかに識別される。最近は、球状化破砕技術の開発により球状化粉砕黒鉛もしくは球状黒鉛という粉末が入手できる(日本黒鉛工業株式会社の技術資料:製品名CGC-100、50.20;ITO GRAPHITEのホームページ;http://www.graphite.co.jp/seihin.htm)。
黒鉛の平均粒径については、平均径が5μm未満であると黒鉛が凝集するという問題が発生し、また平均径が50μmを超えると、分散性が不良となるという問題がある。本発明の黒鉛は平均径が5~50μmの範囲である。さらに、好ましい平均径は5~20μmである。なお平均粒径については、株式会社堀場製作所製のレーザ回折/散乱式粒度分布測定装置LA-910を用いて計測を行った。
 黒鉛の黒鉛化度については、この値が大きいほど結晶性がよく潤滑性が優れるものとなり、本実施例では特に黒鉛化度を0.6以上とし、より好ましくは黒鉛化度を0.8以上に設定することが望ましい。
続いて、黒鉛粒子形状測定法のうち、先ず、平均形状係数(YAVE)の測定法を説明する。
黒鉛の平均径(MV)は次式で表される。
MV={SUM(V*d)}/SUMVi=SUM(d )/SUM(d )・・・(1)
ここで、SUMは(  )内の値又はViをi個についての合計を意味し、dは黒鉛粒子1個の円相当径、Vは黒鉛粒子1個の体積である。0.5MV以下の粒子は(2)式の平均形状係数測定においては考慮しない。
平均形状係数(YAVE)はi=1....n個の粒子の測定を行い、黒鉛粒子の周囲長さを断面積で割った比率であり、次の式で求められる。
AVE=SUM[{PM /4πA}]/i ・・・・・・・・・・・・・・・(2)
ここで、PMは粒子1個の周囲長さ、Aは粒子1個当りの断面積,SUMは[  ]内の数式のi個についての合計である。
黒鉛粒子の円相当径及び黒鉛粒子の形状係数の測定方法は、すべり軸受を任意の位置で切断し、図8に示すような切断面を倍率200倍、視野範囲0.37mm×0.44mmにて写真撮影し、摺動層を画像解析装置により二値化する。画像解析装置としては、市販のもの例えば株式会社ニコレ製LUZEX-FSを用いることができる。
次に、粒子比の測定法を説明する。上記第1すべり軸受6を任意の位置で切断し、図4に示すような切断面を写真撮影し、画像解析装置で二値化し、二値化した黒鉛粒子の最小径を最大径で割った比率をいう。そして上記粒子比が0.5以上とは、黒鉛粒子の形状がより球形に近いことを示している。
本発明の黒鉛形状は、平均形状係数及び形状係数で定義(1)されるか、あるいは粒子比で定義(2)される。同一黒鉛形状がこれら二つの定義(1)、(2)を満足する場合もあり、あるいは何れか一つの定義のみを満足する場合がある。後者の場合で、定義(1)のみを満足し、定義(2)を満足しない黒鉛は、粒子比が0.5以上の要件を満足しない黒鉛個数が多くなる。また定義(1)を満足せず、定義(2)を満足する黒鉛に関しては、定義(2)における「50%以上」の残部の黒鉛に関して、平均形状係数(YAVE)が定義(1)を逸脱し、扁平な黒鉛が多くなる。以上のことから、黒鉛形状は定義(1)及び(2)の両方を満足することが好ましい。何れか一方のみの定義を満足する場合は、扁平な黒鉛粒子の割合は多くなるが、摺動特性は良好である。
図6に示すように、本発明の黒鉛は、上記した0.5MV以下の微粒子は除いて、また粒子個数比で50%未満の比率で存在する粒子比0.5以下の黒鉛を除いて、全体として湾曲面から構成される。「全体として」とは前段落及び前々段落で説明した顕微鏡観察で個々の粒子を全体として観察すると、粒子が湾曲もしくは曲面を有しており、尖った部分がないことを意味する。このために本発明の黒鉛は相手軸(通常は鋼軸)を傷つけることが少ない。この結果として相手軸の凹凸面が摺動層を摩滅することがなく、摺動層の耐摩耗性が優れ、また耐焼付性を良好になる。さらに、鱗(片)状黒鉛30a(図4)は粒子の平坦面が接近し、接触し、また粒子どうしが絡み合うために均一に分散することが困難である。これに対して、本発明の平均形状係数及び形状係数で定義された又は粒子比で定義された黒鉛は、全体的に曲面から構成され、粒子どうしが絡み合うことがないために、樹脂32中に均一に分散し易い。このことも、摺動特性向上に寄与している。なお、鱗状黒鉛はエッジ(図4、12a’)どうしが凝着して潤滑性を示さないという考え方がある(非特許文献5:トライボロジストVol.54/No.1/2009「グラファイト材料のトライボロジ」第6-7頁)が、本発明の平均形状係数及び形状係数あるいは粒子比で定義された黒鉛30b、c、dはエッジが消失するかあるいは丸くなっているために、エッジ同士が接触することはない。
このような黒鉛化度が高くかつ本発明の定義による形状をもつ黒鉛を用いることにより、該黒鉛は上記ポリアミドなどの樹脂中に均一分散され易くなるとともに樹脂中で配向せず、これにより黒鉛のへき開の起こり易さは摺動方向を問わなくなる。
上述したような黒鉛としては、例えば天然黒鉛もしくは天然黒鉛に近い球状黒鉛を使用することが可能であり、これらは市販の鱗状黒鉛、土状黒鉛、薄片化黒鉛などより上記黒鉛化度が高く、また遥かに粒子比が高いものとなっている。
そして、上述したような特徴を有する黒鉛の含有量については、該黒鉛の含有量が5重量%未満であると低摩擦性が得られずに耐焼付性が劣るという問題が発生し、また含有量が60重量%を超えると摺動材料の強度が低下するという問題が発生する。
上記した黒鉛の摺動層中の配向を、図4と同じ要素は同じ参照符号を使用している図5及び6を参照して説明する。図5,6において、30は黒鉛粒子、32は樹脂である。鱗(片)状黒鉛30aはほぼ平坦な面が大きな面積を占めており、厚さが小さいために、0.5未満の粒子比の黒鉛粒子が多い。また、摺動層12の断面で測定する平均形状係数YAVEは大きくなる。これらの黒鉛粒子が樹脂32中に分散されると平坦面が表面12a方向を向くこととなり、一方、図6に示す本発明における摺動層12に分散した黒鉛のうち平均形状係数と形状係数で定義されたものは、球状30b、フランスパン(バケット)やラグビーボール状30c、勾玉30d状などであるために、図6に示す断面視でも表面12aと平行方向の断面視でも同じような黒鉛形状が現れる。これらの粒子の平均形状係数(YAVE)は小さい。なお、黒鉛が全部球状(即ち真球)の場合は平均形状係数(YAVE)=1となるが、球状化粉砕技術では原料黒鉛を真球にすることは困難であるために、平均形状係数(YAVE)=1.2~3.0の範囲で十分に優れた性能が得られる。
また図7には、同じ面積をもつ球状黒鉛30bとメソフェーズ小球体33を示す。メソフェーズ小球体は周囲長さが大きいために、平均形状係数(YAVE)の分子が大きくなり、この結果平均形状係数(YAVE)自体が大きくなる。
平均形状係数(YAVE)が4を超える黒鉛粒子や粒子比が0.5未満の黒鉛粒子は形状異方性が大きく、図5のような配向になるために好ましくない。好ましい平均形状係数(YAVE)は2.5以下である。さらに、球状黒鉛30bの割合が全体の黒鉛に対して大きいことが必要であるので、平均形状係数(YAVE)の定義に加えて、形状係数(Y)=1~1.5の範囲の粒子が個数割合で70%以上でなければならない。
本発明において、黒鉛粒子は、実質的に球状化粉砕黒鉛であることが好ましい。球状化粉砕黒鉛は、全体が湾曲もしくは曲面で構成される、エッジがないなど上述した特長をもっている。「実質的」とは粉砕精度に起因して、原料黒鉛粉末の形態をとどめているものが少量、具体的には10重量%以下は、許容されるという意味である。
黒鉛の量:黒鉛の含有量が5重量%未満であると低摩擦性が得られず、耐焼付性が劣り、一方黒鉛の含有量が60重量%を超えると摺動材料の強度が低下する。
上記した黒鉛の残部は、ポリイミド(PI)及び/又はポリアミドイミド(PAI)樹脂である。ポリイミドとしては、液状もしくは固体粉末状のポリエステルイミド、芳香族ポリイミド、ポリエーテルイミド、ビスマレインイミドなどを使用することができる。
 ポリアミドイミド樹脂としては、芳香族ポリアミドイミド樹脂を使用することができる。これらの樹脂は何れも耐熱性に優れ、摩擦係数が小さいという特長を有している。
 本発明のすべり軸受の摩擦を低減させるために、摩擦調整剤として、粒径が10μm未満のクレー、ムライト、タルクのうち少なくとも1種以上を摺動層12全体に対して0.5~20重量%含有させることができる。ただし、その際この摩擦調整剤と黒鉛との合計量を5.5~80重量%の範囲とすることが望ましい。
 上記クレーやムライトは硬質物であることを利用して、摺動層の耐摩耗性を向上させるために使用され、またタルクに含まれる滑石は層間が弱いファンデルワールス力で結合されていることから、層間ではがれ易く、摺動層に混合することにより摩擦調整作用を得ることができる。
 そして、前記摩擦調整剤の含有量は、0.5重量%未満であると、摩擦低減効果が不充分であり、一方20重量%を超えると相手材を傷つけて耐摩耗性を不充分にする。ここで含有量は5~15重量%がより好ましい。
 なお、摩擦調整剤の粒径が10μmを超えると、相手材への攻撃性が高くなり、さらに球状黒鉛との合計量が5.5重量%未満であると、摺動層の摩耗量が増大し、80重量%を超えると、耐熱性や強度不足などの問題が発生する。
さらに、本発明のすべり軸受の潤滑性を向上させるために、固体潤滑剤として、PTFE、MoS、BNのうち1種以上を摺動層12全体に対して1から40重量%含有させることができる。ただし、その際前記黒鉛及び摩擦調整剤との合計含有量を6.5~80重量%の範囲とすることが望ましい。固体潤滑剤の含有量が1重量%未満であるとその効果が少なく、40重量%を超えるか、もしくは黒鉛及び摩擦調整剤との合計が80重量%を超えると、耐熱性や強度の低下などの問題が発生する。同様に、摺動層に、総量で10容量%のシリコン油、機械油、タービン油、鉱物油の少なくとも1種を含浸することができる。
 上記固体潤滑剤のうち上記MoSについては、黒鉛と同様にへき開性を有しており、本発明ではこのへき開の起こり易さが摺動方向によりほぼ一定であるようにするため、ランダム配向が好ましい。MoSは粒子の扁平形状に起因する配向性があるので、樹脂との混合・塗布の際に、樹脂の粘度が低いと配向が起こるので、この点を考慮して摺動層を形成するとランダム配向が可能になる。
 本発明に係るスクロールコンプレッサに使用されたすべり軸受が、従来のころがり軸受よりも耐摩耗性、耐焼付性及び静粛性が優れている理由は、黒鉛の結晶性が優れているために軟質であり、かつ黒鉛が樹脂に均一に分散したことに起因すると考えられる。即ち、従来の鱗片状黒鉛は、黒鉛そのものが大きな形状異方性を有し、かつ樹脂に分散する際に均一分散できないので、好ましくない方位に配向された黒鉛粒子は摩耗を起こし易く、焼付きも起し易い。この摩耗に伴って異音が発生する。さらに、球状カーボンなどの硬質炭素材料は、真球性は高いものの、相手軸を摩耗し、これに起因して焼付や異音の発生が起こり易い。これに対して本発明の黒鉛は軟質であり、粒子比又は平均形状係数及び形状係数の何れで定義された黒鉛も均一・無配向で分散しているので、摺動初期から使用全期間において摩耗状況が一定している。
本発明のすべり軸受を備えたスクロールコンプレッサは耐久性が向上し、静粛性の改善が可能となる。また、ころがり軸受をすべり軸受に代えることによりコンプレッサが軽量化され、また軸受外径が小さくなるために、可動スクロールへの圧入部位(リングボス部)の軽量化とカウンターウェイトの軽量化も可能になる。カウンターウェイトを小さくすることでコンプレッサが小型化される。また、本発明の摺動層は、すべり軸受の樹脂が異物埋収性にすぐれるために、安定した耐久性を確保できる。さらに軸受が安価になる。
スクロールコンプレッサの摺動特性は評価実験では、耐摩耗性ならびに耐焼付性で評価される特性についての測定を行い、上記平均形状係数(YAVE)及び形状係数(Y)をもつ黒鉛を配合に基づく摺動層12を備えた第1、第2すべり軸受6、8(図1)を装着し、自動車のエンジンで駆動されるスクロールコンプレッサ1を運転して試験後の摩耗深さ及び焼付きが発生したときの面圧で評価を行う。
本発明にかかるすべり軸受をスクロールコンプレッサ1に設けた場合、従来の鱗片状黒鉛を分散したすべり軸受を設けたスクロールコンプレッサと場合に比べると次のことが分かる。先ず、摩耗量及び焼付き面圧の双方がバランスよく良好な値を示す。つまり、上記摺動層12における黒鉛が上述した条件を満たすことで、該黒鉛の配向が無方向となって、黒鉛のへき開による低摩擦性はその配向に関係なく安定して発揮される。換言すると、回転軸が回転して可動スクロール4が旋回することで振動などでの様々の動きが発生しても、これらの状況において、安定した耐焼付性に寄与する。
自動車の電動機で駆動されるスクロールコンプレッサ(図2)の第1~3すべり軸受6、8、22に上記摺動層を設けた場合も同様の性能が発揮される。
 また上述したような黒鉛化度が高くまた、球状に近い形状の黒鉛は樹脂中に均一に分散させることができ、また球状に近い黒鉛は薄い部分がないことから、該黒鉛が相手材との摺動部分に露出したとしても、局部的に欠けることはなく、すべり軸受の表面粗さを小さくすることができることから、耐焼付性が向上する。
スクロールコンプレッサのすべり軸受の摺動に関しては、摺動中に黒鉛が相手材と露出した場合に、本発明による黒鉛度が高く、球状に近くかつ樹脂中に均一に分散し黒鉛は、局部的に欠け、摺動面の粗くすることがなく粗さが一定に保たれるので、摺動特性が良好に保たれる。これに対し、黒鉛化度が低くまた粒子形状が球状から離れる黒鉛は、相手材との摺動部分に露出すると割れて脱落し、摺動面が粗くなって耐焼付性が低下し、また平らな黒鉛の場合、そのへき開方向が摺動方向とは異なる方向を向いて配向してしまうと、摩擦抵抗が高くなる。
 次に、上記第1、第2すべり軸受6、8における、粒子比で定義される黒鉛添加樹脂系摺動部(以下「黒鉛添加樹脂系摺動部」という)12の成分について説明する。なお、それ以外の構成については平均形状係数(YAVE)及び形状係数(Y)で定義される黒鉛を分散した摺動層における第1、第2すべり軸受6、8と同様であるため詳細な説明は省略する。
 黒鉛添加樹脂系摺動部12は、5~60重量%の黒鉛(但し、この黒鉛のうち粒子個数割合で50%以上は粒子が0.5以上である)と、20~90重量%のポリイミドおよびポリイミドアミドのうち少なくとも1種とを必須成分として含み、場合により、0.5~20重量%のクレー、ムライト、シリカ、アルミナのうち少なくとも1種からなる摩擦調整剤とを含んでいる。
 またその成分中には、40重量%以下のPTFE、MoS2、BNのうち少なくとも1種以上からなる固体潤滑剤や、10容量%以下のシリコン油、機械油、タービン油、鉱物油のうち少なくとも1種以上のオイルを含有させることが可能となっている。
 上記黒鉛については、人造もしくは天然のものを使用することができ、さらには粒径は250μm以下であることが望ましい。
 そして上記黒鉛の含有量については、5重量%未満とすると摩擦係数が大きくなって摩耗量が大きくなり、一方60重量%を越えると、樹脂や裏金11との結合力が弱まって摩耗量が大きくなるという問題が発生する。なおより好ましい含有量は30~60重量%となっている。
 上記ポリイミドおよびポリイミドアミドの含有量については、20重量%未満とすると結合力が弱まって摩耗量が大きくなり、一方90重量%を越えると、摩擦係数が大きくなって摩耗量が大きくなるという問題が発生する。なおより好ましい含有量は30~60重量%となっている。
 上記摩擦調整剤の含有量については、0.5重量%未満だと耐摩耗性が不十分となり、一方20重量%を越えると相手材を傷つけて相手材の耐摩耗性を低下させるという問題が発生する。
 上記固体潤滑剤の含有量については、40重量%を超えると、強度の低下や耐熱性が不足するなどの問題が発生する。なおより好ましい含有量は5~20重量%となっている。
 そして上記オイルの含有量については、10容量%を超えると、強度の低下や耐熱性が不足するなどの問題が発生する。なお好ましい含有量は0.1容量%以上であり、より好ましい含有量は1~10容量%となっている。
 以下、実施例によりさらに詳しく本発明を説明する。
裏金として140mm×1.5mmの普通鋼板を、またその上に形成する粗面化部用の青銅粉末(Sn10%含有、+80、-150メッシュ)を、それぞれ用意した。裏金を脱脂後、青銅粉末を裏金上に単位面積(cm)当り0.05~0.1g配置し、その後830~850℃で焼成を行って粗面化部を形成した。粗面化部の厚さは約150μmであり、青銅の比重に基づいて計算した気孔率は40~80%であった。表2に組成を示す摺動層成分は溶剤とともに十分に混合した後、粗面化部への含浸を行い、100℃で乾燥し、続いて冷間状態で圧下して摺動層成分を固め、最後に250℃で焼成を行い、厚さが約80μmの摺動層を形成して、バイメタル材試料とし、さらにブシュに加工した。表1において、「黒鉛」は日本黒鉛工業株式会社が生産している球状化粉砕黒鉛(製品名CGB10)である。表2の「黒鉛」の欄は、含有量(重量%)を示し、黒鉛の平均形状係数(YAVE)は( )内に示したとおりであり、さらに、本発明の実施例1~18においては、形状係数(Y)=1~1.5の範囲の粒子が個数割合で80~90%存在していた。
 黒鉛の粒子比の測定は次のように行なった。図8に断面顕微鏡写真を示す表2の実施例11につき、図8に示すように焼結合金粒子より上方の摺動面側の周銅相の顕微鏡写真を撮影し、これを画像解析装置を用いて二値化した。このように二値化された黒鉛粒子の個数は測定面において103であり、1個1個の黒鉛粒子の最小径/最大径比率を測定したところ、この比率が0.5以上の粒子個数は74であり、粒子比が0.5以上の粒子の存在割合は72%であることが求められた。同様の測定を比較例2及び3について行なったところ、粒子比が0.5以上の存在比率がそれぞれ11.4%及び48%であることが分かった。
 また、黒鉛以外の成分の詳細は次のとおりである。
 ポリイミド樹脂:東レ社製品
 ポリアミドイミド樹脂:日立化成工業社製品
 クレー:白石カルシウム社製品;平均粒径1μm
 ムライト:共立マテリアル社製品;平均粒径0.8μm
 タルク:日本タルク社製品;平均粒径1μm
 PTFE:旭硝子社製品;平均粒径9μm
 MoS:住鉱潤滑剤社製品;平均粒径1.4μm
BN:三井化学社製品;平均粒径1μm
 表2は上記配合を組み合わせることによって製造した上記すべり軸受についての実験結果を示したものとなっている。ここで、表中における黒鉛及び鱗状とは、上記平均粒径が5~50μm、黒鉛化度が0.6以上であるが、平均形状係数(YAVE)は大きく異なっており、鱗状黒鉛は10以上となっている。したがって、平均形状係数(YAve)≒10は従来の形状の黒鉛と本発明が特長とする形状の黒鉛との境界値になっている。
試験方法は次のとおりである。
耐摩耗性試験
 試験機:プレートオンリング試験機
 潤滑:流動パラフィン
荷重:50kgf(一定)
速度:5m/s
試験時間:60分
評価方法:試験後の摩耗深さ
耐焼付性試験
 試験機:スラスト試験機
 潤滑:流動パラフィン
荷重:荷重漸増
速度:10m/s
試験時間:60分
評価方法:焼付きが発生したときの面圧で評価する。
 試験結果を表2に示す。また、実施例14の供試材の断面写真を図9に示す。
[規則26に基づく補充 31.08.2012] 
Figure WO-DOC-TABLE-2
 比較例1は球状黒鉛を使用しているが、黒鉛化度が低いために、耐焼付性が不良である。比較例2から5は鱗片状黒鉛を使用しているので、耐摩耗性及び耐焼付性が不良である。これに対して本発明実施例はこれらの特性が優れている。
 以上説明したように、本発明の自動車搭載スクロールコンプレッサは軸受に、従来のころがり軸受に代えてすべり軸受を使用しているため、小型・軽量化、静粛性、価格の面で優れている。また、家庭用スクロールコンプレッサについては、従来使用されていたすべり軸受と比較すると、長期間使用した際の特性安定性に優れている。
一実施例にかかるスクロールコンプレッサの断面図である。 別の実施例に係るスクロールコンプレッサの断面図である。 さらに別の実施例に係るスクロールコンプレッサの断面図である。 すべり軸受の断面図である。 従来の鱗(片)状黒鉛を樹脂中に分散したすべり軸受の模式的断面図である。 本発明の黒鉛を樹脂中に分散したすべり軸受の模式的断面図である。 メソフェーズ小球体と球状黒鉛の平均形状係数を説明する図面である。 黒鉛粒子形状の説明図である。 本発明の実施例14の供試材の摺動層の顕微鏡写真である。

Claims (14)

  1.  ハウジングの内部に該ハウジングの軸心の周りを回転可能に設けられた回転軸本体と、前記回転軸本体の軸心に対して偏心した位置で該軸心の周りを公転するように前記回転軸本体に連結された偏心軸と、該偏心軸に固定された可動スクロールと、前記ハウジングに固定された固定スクロールと、前記回転軸本体を摺動可能に保持する軸本体軸受と、前記偏心軸を摺動可能に保持する偏心軸受と、を含んでなるスクロールコンプレッサにおいて、前記軸本体軸受及び前記偏心軸受の少なくとも一方を、平均径が5~50μmであり、黒鉛化度が0.6以上であり、かつ平均径の0.5倍以下である微粒子を除いた粒子の下記定義による平均形状係数(YAVE)が1~4の範囲内であって、かつ下記定義による形状係数(Y)=1~1.5の範囲の粒子が個数割合で70%以上存在する黒鉛5~60重量%と、残部ポリイミド樹脂及びポリアミドイミド樹脂のうち少なくとも1種と、からなる摺動層を裏金上に焼成したすべり軸受としたことを特徴とするスクロールコンプレッサ。
    AVE=SUM[{PM /4πA}]/i
    Y=PM/4πA
    ここで、PMは粒子1個の周囲長さ、Aは粒子1個当りの断面積、iは測定個数,SUMは[  ]内の数式のi個についての合計である。
  2.  ハウジングの内部に該ハウジングの軸心の周りを回転可能に設けられた回転軸本体と、
     前記回転軸本体の軸心に対して偏心した位置で該軸心の周りを公転するように、前記回転軸本体に連結された、該回転軸本体とは別体の偏心軸の周りを旋回する可動スクロールと、前記ハウジングに固定された固定スクロールと、を備え、前記回転軸本体及び前記偏心軸をハウジング内部に設けた各軸受により摺動可能に保持するスクロールコンプレッサにおいて、
     前記回転軸本体を摺動可能に保持する前記軸受及び前記偏心軸を摺動可能に保持する保持する前記軸受のうち少なくとも一方又は両方をすべり軸受とし、該すべり軸受は、裏金の表面に、平均径が5~50μmであり、黒鉛化度が0.6以上であり、かつ粒子比が0.5以上である黒鉛が全粒子数の50%以上を占める黒鉛を5~60重量%含み、残部がポリイミド樹脂及びポリアミドイミド樹脂のうち少なくとも1種を含んだ黒鉛添加樹脂系摺動部を形成した構成を有することを特徴とするスクロールコンプレッサ。
  3.  ハウジングの内部に該ハウジングの軸心の周りを回転可能に設けられた回転軸本体と、前記回転軸本体の軸心に対して偏心した位置で該軸心の周りを公転するように前記回転軸本体に一体の偏心軸と、該偏心軸に固定された可動スクロールと、前記ハウジングに固定された固定スクロールと、前記回転軸本体を摺動可能に保持する軸本体軸受と、前記偏心軸を摺動可能に保持する偏心軸受と、を含んでなるスクロールコンプレッサにおいて、前記軸本体軸受及び前記偏心軸受の少なくとも一方を、平均径が5~50μmであり、黒鉛化度が0.6以上であり、かつ平均径の0.5倍以下である微粒子を除いた粒子の下記定義による平均形状係数(YAVE)が1~4の範囲内であって、かつ下記定義による形状係数(Y)=1~1.5の範囲の粒子が個数割合で70%以上存在する黒鉛5~60重量%と、残部ポリイミド樹脂及びポリアミドイミド樹脂のうち少なくとも1種と、からなる摺動層を裏金上に焼成したすべり軸受としたことを特徴とするスクロールコンプレッサ。
    AVE=SUM[{PM /4πA}]/i
    Y=PM/4πA
    ここで、PMは粒子1個の周囲長さ、Aは粒子1個当りの断面積、iは測定個数,SUMは[  ]内の数式のi個についての合計である。
  4.  ハウジングの内部に該ハウジングの軸心の周りを回転可能に設けられた回転軸本体と、
     前記回転軸本体の軸心に対して偏心した位置で該軸心の周りを公転するように前記回転軸本体に一体の偏心軸の周りを旋回する可動スクロールと、前記ハウジングに固定された固定スクロールと、を備え、前記回転軸本体及び前記偏心軸をハウジング内部に設けた各軸受により摺動可能に保持するスクロールコンプレッサにおいて、
     前記回転軸本体を摺動可能に保持する前記軸受及び前記偏心軸を摺動可能に保持する保持する前記軸受のうち少なくとも一方又は両方をすべり軸受とし、該すべり軸受は、裏金の表面に、平均径が5~50μmであり、黒鉛化度が0.6以上であり、かつ粒子比が0.5以上である黒鉛が全粒子数の50%以上を占める黒鉛を5~60重量%含み、残部がポリイミド樹脂及びポリアミドイミド樹脂のうち少なくとも1種を含んだ黒鉛添加樹脂系摺動部を形成した構成を有することを特徴とするスクロールコンプレッサ。
  5. 前記黒鉛が実質的に球状化粉砕黒鉛からなることを特徴とする請求項1から4までの何れか1記載のスクロールコンプレッサ。
  6. 自動車用空調機に用いる請求項1又は2記載のスクロールコンプレッサ。
  7. 自動車のエンジンで駆動される請求項6記載のスクロールコンプレッサ。
  8. 自動車に搭載された電動機で駆動される請求項6記載のスクロールコンプレッサ。
  9. 家庭用及び業務用空調機に用いられ、電動機で駆動されることを特徴とする請求項1、3又は4記載のスクロールコンプレッサ。
  10. 前記摺動層又は黒鉛添加樹脂系摺動部は、粒径が10μm未満のクレー、ムライト、タルクのうち少なくとも1種以上からなる摩擦調整剤を0.5~20重量%さらに含有し、かつ前記摩擦調整剤と前記黒鉛との合計量を5.5~80重量%の範囲としたことを特徴とする請求項1から9までの何れか1記載のスクロールコンプレッサ。
  11. 前記摺動層又は黒鉛添加樹脂系摺動部は、PTFE、MoS、BNのうち少なくとも1種以上からなる固体潤滑剤を1~40重量%含有し、かつ前記固体潤滑剤と前記黒鉛及び摩擦調整剤との合計含有量を6.5~80重量%の範囲としたことを特徴とする請求項1から10までの何れか1項記載のスクロールコンプレッサ。
  12. 前記摺動層又は黒鉛添加樹脂系摺動部は、10容量%以下のシリコン油、機械油、タービン油、鉱物油のうち少なくとも1種以上のオイルを含むことを特徴とする請求項10又は11記載のスクロールコンプレッサ。
  13. 前記摺動層又は黒鉛添加樹脂系摺動部の表面が、研磨、研削、切削加工のうち少なくとも何れかの加工を施されていることを特徴とする請求項1から12までの何れか1項記載のスクロールコンプレッサ。
  14. 前記裏金の表面に、青銅粉末を焼結して粗面化部を形成し、該粗面化部のさらに表面に前記黒鉛添加樹脂系摺動部又は摺動層を形成したことを特徴とする請求項1から12までの何れか1項記載のスクロールコンプレッサ。
     
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