特開 2024-165685 スラストプレート、スクロール圧縮機及びスラストプレートの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024165685

(43)【公開日】2024-11-28

(54)【発明の名称】スラストプレート、スクロール圧縮機及びスラストプレートの製造方法

(51)【国際特許分類】

   F04C 18/02 20060101AFI20241121BHJP

   F04C 29/00 20060101ALI20241121BHJP

【ＦＩ】

F04C18/02 311Z

F04C18/02 311H

F04C29/00 B

F04C29/00 U

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023082076

(22)【出願日】2023-05-18

(71)【出願人】

【識別番号】000001845

【氏名又は名称】サンデン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002354

【氏名又は名称】弁理士法人平和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】安藤 怜

(72)【発明者】

【氏名】田中 雄太

(72)【発明者】

【氏名】宍戸 宏光

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 秀昭

【テーマコード（参考）】

3H039

3H129

【Ｆターム（参考）】

3H039AA02

3H039AA06

3H039AA12

3H039BB04

3H039BB07

3H039CC02

3H039CC03

3H039CC22

3H129AA02

3H129AA15

3H129AA21

3H129AB03

3H129BB31

3H129BB44

3H129CC10

(57)【要約】

【課題】面内に強いせん断力がかかった場合でも、樹脂層の剥離を抑制でき、耐久性及び耐食性に優れるスラストプレート、スクロール圧縮機及びスラストプレートの製造方法を提供する。
【解決手段】金属により構成されたプレート本体と、前記プレート本体における一方の主面及び端面のそれぞれに直接積層された樹脂層と、を含むスラストプレートであって、前記プレート本体における前記一方の主面と前記端面との間の角部の少なくとも一部に前記樹脂層が設けられていない部位を有し、前記部位にリン酸塩皮膜が設けられている、スラストプレート。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属により構成されたプレート本体と、
前記プレート本体における一方の主面及び端面のそれぞれに直接積層された樹脂層と、
を含むスラストプレートであって、
前記プレート本体における前記一方の主面と前記端面との間の角部の少なくとも一部に前記樹脂層が設けられていない部位を有し、前記部位にリン酸塩皮膜が設けられている、スラストプレート。

【請求項2】

前記プレート本体における他方の主面にリン酸塩皮膜が設けられている、請求項１に記載のスラストプレート。

【請求項3】

前記リン酸塩皮膜が、リン酸マンガン皮膜、リン酸亜鉛皮膜又はリン酸カルシウム皮膜である、請求項１又は請求項２に記載のスラストプレート。

【請求項4】

ハウジングと、
前記ハウジングに固定された固定スクロールと、
前記固定スクロールに対して旋回する可動スクロールと、
前記ハウジングに取付けられ、前記可動スクロールにおける背面に面接触し、前記可動スクロールにおける軸方向の反力を受ける、請求項１又は請求項２に記載のスラストプレートと、
を備え、
前記スラストプレートは、前記プレート本体の前記一方の主面上に設けられた前記樹脂層を、前記可動スクロールにおける背面に面接触させるように配置されている、スクロール圧縮機。

【請求項5】

金属により構成されたプレート本体における一方の主面及び端面のそれぞれに直接、塗布法により樹脂層を形成すること、及び
前記プレート本体における前記一方の主面と前記端面との間の角部の少なくとも一部における前記樹脂層が設けられていない部位、及び、前記プレート本体における他方の主面にリン酸塩化成処理を施すこと、
をこの順で含む、スラストプレートの製造方法。

【請求項6】

前記リン酸塩化成処理に、リン酸マンガン、リン酸亜鉛又はリン酸カルシウムを用いる、請求項５に記載のスラストプレートの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スラストプレート、スクロール圧縮機及びスラストプレートの製造方法に関する。さらに詳しくは、スクロール圧縮機等に使用され、面内に強いせん断力がかかった場合でも、樹脂層の剥離を抑制でき、耐久性及び耐食性に優れるスラストプレート、スクロール圧縮機及びスラストプレートの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に示されるように、スクロール圧縮機は、冷媒を圧縮するスクロールユニットを備えており、固定スクロールと可動スクロールとが対面して設置されている。可動スクロールの背面には軸方向の反力を受けるスラストプレートが設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－２１０８１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献1をはじめとする従来の技術では、摺動部材の耐久性を向上させることを目的として、プレート本体の表面に下地処理としてリン酸塩処理を施した後、形成されたリン酸塩皮膜を樹脂層により被覆していた。しかしながら、スラストプレートの摺動環境においては樹脂層の表面に強いせん断力が加わるため、樹脂層の下地であるリン酸塩皮膜が内部で破断してしまう場合がある。これは樹脂層が剥離する原因になり得るため、耐久性の観点でさらなる改善の余地がある。

【0005】

本発明者らは、プレート本体の表面に直接、樹脂層を形成することについて検討した。まず、樹脂を含む塗料をプレート本体に塗布して樹脂層を形成する場合、プレート本体の角部にまで樹脂層を形成するためには樹脂層を厚く形成する必要があった（これは塗料の表面張力等に起因する。）。しかしながら、このように樹脂層を厚く形成する場合は、樹脂層がプレート本体から剥離し易くなることがわかった。また、このように樹脂層を厚く形成する場合は、樹脂層の厚さを均一にすることが困難であり、その結果、スクロール圧縮機の運転時にスラストプレートにかかる面圧が不均一になることがわかった。一方で、樹脂層を薄く形成する場合は、塗料の表面張力によって、プレート本体の角部が樹脂層から露出する。この場合、金属により構成されたプレート本体の露出により耐食性が損なわれると共に、樹脂層の端部が摺動面に存在することで、当該端部を起端として樹脂層の剥離が発生してしまうことがわかった。

【0006】

本発明の目的は、面内に強いせん断力がかかった場合でも、樹脂層の剥離を抑制でき、耐久性及び耐食性に優れるスラストプレート、スクロール圧縮機及びスラストプレートの製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一実施形態に係るスラストプレートは、金属により構成されたプレート本体と、前記プレート本体における一方の主面及び端面のそれぞれに直接積層された樹脂層と、を含むスラストプレートであって、前記プレート本体における前記一方の主面と前記端面との間の角部の少なくとも一部に前記樹脂層が設けられていない部位を有し、前記部位にリン酸塩皮膜が設けられていることを特徴とする。

【0008】

本実施形態に係るスラストプレートによれば、プレート本体の角部が樹脂層から露出していても、当該角部にリン酸塩皮膜を備えるため、当該角部を起端とする樹脂層の剥離をリン酸塩皮膜によって抑制できる。これにより、スラストプレートの面内に高いせん断力が加わっても、樹脂層の剥離を抑制し、耐久性が向上する。また、金属により構成されたプレート本体の角部がリン酸塩皮膜で被覆されることで、耐食性も向上する。即ち、樹脂層とリン酸塩皮膜とが協働的に作用して、耐久性及び耐食性を向上することができる。さらに、プレート本体の角部が樹脂層から露出することが許容されるため、塗料の表面張力を考慮して厚く形成せざるを得なかった樹脂層を、薄く形成することが可能になり、その結果、樹脂層による断熱作用を低減することも可能になる。樹脂層による断熱作用が低減することで、摺動発熱の放熱性が向上する。また、樹脂層を薄く形成することが可能になることで、樹脂層の厚さの均一性を向上でき、スクロール圧縮機の運転時にスラストプレートにかかる面圧を均一化できる。

【0009】

より好ましくは、前記プレート本体における他方の主面にリン酸塩皮膜が設けられている。これにより、スラストプレートの他方の主面に格別に樹脂層を設けなくても、リン酸塩皮膜によってプレート本体が被覆されるので、簡素な構成で、スラストプレートの耐久性がさらに向上する。

【0010】

より好ましくは、前記リン酸塩皮膜が、リン酸マンガン皮膜、リン酸亜鉛皮膜又はリン酸カルシウム皮膜である。これにより、リン酸塩皮膜を容易に形成でき、プレート本体の角部の露出部位を被覆できるため、スラストプレートの耐久性及び耐食性がより良好に発揮される。

【0011】

本発明の一実施形態に係るスクロール圧縮機は、ハウジングと、前記ハウジングに固定された固定スクロールと、前記固定スクロールに対して旋回する可動スクロールと、前記ハウジングに取付けられ、前記可動スクロールにおける背面に面接触し、前記可動スクロールにおける軸方向の反力を受ける、上記のスラストプレートと、を備え、前記スラストプレートは、前記プレート本体の前記一方の主面上に設けられた前記樹脂層を、前記可動スクロールにおける背面に面接触させるように配置されていることを特徴とする。

【0012】

本実施形態に係るスクロール圧縮機によれば、該スクロール圧縮機が備えるスラストプレートの耐久性及び耐食性に優れるため、スクロール圧縮機の耐久性も向上する効果が得られる。

【0013】

本発明の一実施形態に係るスラストプレートの製造方法は、金属により構成されたプレート本体における一方の主面及び端面のそれぞれに直接、塗布法により樹脂層を形成すること、及び前記プレート本体における前記一方の主面と前記端面との間の角部の少なくとも一部における前記樹脂層が設けられていない部位、及び、前記プレート本体における他方の主面にリン酸塩化成処理を施すこと、をこの順で含むことを特徴とする。

【0014】

本実施形態に係るスラストプレートの製造方法では、金属表面処理であるリン酸塩化成処理を、あえてプレート本体に樹脂層を形成した後で施す。これにより、樹脂層を必要な部位に形成でき、後段のリン酸塩化成処理により、樹脂層が形成されていない部位（プレート本体における金属表面の露出部位）に選択的にリン酸塩化成処理を施すことができる。樹脂層の表面にはリン酸塩皮膜が形成されないため、樹脂層の本来の表面（円滑な摺動面）を維持することができる。その結果、プレート本体の角部が樹脂層から露出していても、当該角部にリン酸塩皮膜を備えるため、当該角部を起端とする樹脂層の剥離をリン酸塩皮膜によって抑制できる。これにより、スラストプレートの面内に高いせん断力が加わっても、樹脂層の剥離を抑制し、耐久性が向上する。また、金属により構成されたプレート本体の角部がリン酸塩皮膜で被覆されることで、耐食性も向上する。即ち、樹脂層とリン酸塩皮膜とが協働的に作用して、耐久性及び耐食性を向上することができる。さらに、プレート本体の角部が樹脂層から露出することが許容されるため、樹脂層を薄く形成することが可能になり、その結果、樹脂層による断熱作用を低減することも可能になる。樹脂層による断熱作用が低減することで、摺動発熱の放熱性が向上する。また、樹脂層を薄く形成することが可能になることで、樹脂層の厚さの均一性を向上でき、スクロール圧縮機の運転時にスラストプレートにかかる面圧を均一化できる。またさらに、樹脂層が形成されたプレート本体の全体をリン酸塩化成処理液に浸漬することで、プレート本体の角部（金属露出部）と他方の主面とに同時にリン酸塩化成処理を施すことも可能であるため、生産性を向上することもできる。

【0015】

より好ましくは、前記リン酸塩化成処理に、リン酸マンガン、リン酸亜鉛又はリン酸カルシウムを用いる。これにより、スラストプレートの耐久性及び耐食性がより良好に発揮される。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、面内に強いせん断力がかかった場合でも、樹脂層の剥離を抑制でき、耐久性及び耐食性に優れるスラストプレート、スクロール圧縮機及びスラストプレートの製造方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態に係るスラストプレートを備えたスクロール圧縮機の前後方向に沿った断面図である。

【図2】図１のスクロール圧縮機が備えるスラストプレートの平面図である。

【図3】図２における（Ａ）－（Ａ）線断面図であり、スラストプレートにおける一方の主面と端面との間の角部近傍を拡大して示す図である。

【図4】本発明の一実施形態に係るスラストプレートの製造方法を説明する図である。

【図5】実施例１における、樹脂層形成後、かつリン酸塩化成処理前のプレート本体の様子を示す画像であり、（ａ）はマイクロスコープ像、（ｂ）は二次電子像、（ｃ）は反射電子像である。

【図6】実施例１における、樹脂層形成後、かつリン酸塩化成処理前のプレート本体の様子を示す画像であり、（ｄ）は元素分析によるＣ（炭素原子）分析像、（ｅ）は元素分析によるＦｅ（鉄原子）分析像である。

【図7】比較例２に係るスラストプレートの耐久試験の結果を示す写真である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであり、構成を下記のものに特定するものでない。すなわち、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

【0019】

（スラストプレート及びスクロール圧縮機）
図１は本発明の一実施形態に係るスラストプレートを備えたスクロール圧縮機（以下、単に「圧縮機」とも称する。）の前後方向に沿った断面図である。

【0020】

圧縮機１１は、例えばカーエアコンの冷媒回路で用いられるベルト駆動型のスクロール圧縮機であり、冷媒を吸入し、圧縮してから排出する。圧縮機１１は、前後方向に沿って前側から順に並んだ、フロントハウジング１２と、センタハウジング１３と、リアハウジング１４と、によって気密性を保つように一体化されている。フロントハウジング１２の上部には、冷媒を吸入する吸入口（図示省略）が形成され、リアハウジング１４の上部には、圧縮された冷媒を排出する排出口１６が形成されている。

【0021】

フロントハウジング１２の前側には、回転軸２１が回転自在に支持されている。回転軸２１の前端側には、電磁クラッチ２２を介してプーリ２３に連結されている。プーリ２３には、例えばエンジンの動力が駆動ベルトを介して伝達される。

【0022】

センタハウジング１３の後側には、固定スクロール２４が形成されており、フロントハウジング１２の後側からセンタハウジング１３の前側にかけて、可動スクロール２５が収容されている。

【0023】

固定スクロール２４は、センタハウジング１３の後側を閉塞するように形成されており、円板状に形成された固定端板２６と、この固定端板２６の前面に形成された固定渦巻き２７と、を備える。

【0024】

可動スクロール２５は、固定端板２６の前側に配置されており、円板状に形成された可動端板２８と、この可動端板２８の後面に形成され、固定渦巻き２７と噛み合う可動渦巻き２９と、を備える。

【0025】

固定端板２６の前面と可動端板２８の後面とが対向し、固定渦巻き２７と可動渦巻き２９とが噛み合っている。固定渦巻き２７の先端は、図示しないチップシールを介して可動端板２８の後面に摺動可能に接触し、可動渦巻き２９の先端は、図示しないチップシールを介して固定端板２６の前面に摺動可能に接触している。固定端板２６の前面、固定渦巻き２７、可動端板２８の後面、及び可動渦巻き２９で囲まれた区画によって、冷媒を圧縮するための圧力室３１が形成されている。前後方向から見ると、圧力室３１は、三日月状の密閉空間となる。

【0026】

可動端板２８の前面には、ボス３２が形成され、回転軸２１の後端には、偏心させたクランク端部３３が形成され、クランク端部３３がボス３２に回転自在の状態で嵌め込まれている。回転軸２１の回転運動は、クランク端部３３によって旋回運動として可動スクロール２５に伝達される。可動スクロール２５は、例えばピン＆ホールを介して自転が阻止され、且つ固定スクロール２４に対する公転が許容されている。

【0027】

固定端板２６の中央には、前後方向に貫通した吐出孔（図示省略）が形成され、吐出孔は、固定端板２６の後側に形成された吐出室３５に連通している。固定端板２６の後面には、吐出孔の後端側を開閉可能な吐出弁３６が設けられている。

【0028】

固定スクロール２４に対して可動スクロール２５が公転すると、圧力室３１は、前後方向から見て、スクロール中心に向かって変位してゆき、且つ容積が縮小してゆく。圧力室３１は、スクロール外側にあるときに吸入口（図示省略）と連通して冷媒を吸入し、スクロール中心にあるときに吐出孔（図示省略）と連通して圧縮した冷媒を吐出する。吐出弁３６は、吐出圧を受けるときに、吐出室３５に冷媒を吐出させる。

【0029】

フロントハウジング１２には、フロントハウジング１２に取付けられ、可動端板２８の前面、つまり可動スクロール２５の背面に面接触し、可動スクロール２５における軸方向の反力を受ける円環状のスラストプレート３７が設けられている。固定スクロール２４に対して可動スクロール２５が公転するときに、スラストプレート３７に対しても可動スクロール２５の可動端板２８が摺動することになる。

【0030】

可動スクロール２５は、金属により構成することができ、例えば、６０００系のアルミ合金、つまりアルミニウム－マグネシウム－シリコン系（Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系）合金である。ここでは、Ａ６０６１－Ｔ６を使用している。尚、Ａ４０３２では、シリコンの含有率が１１．０～１３．５［％］であるのに対して、Ａ６０６１では、シリコンの含有率が０．４～０．８［％］である。また、少なくとも可動スクロール２５の背面、つまり可動端板２８の前面が、アルマイト処理（陽極酸化処理）されていてもよい。

【0031】

図２は、図１のスクロール圧縮機が備えるスラストプレートの平面図である。また、図３は、図２における（Ａ）－（Ａ）線断面図であり、スラストプレートにおける一方の主面と端面との間の角部近傍を拡大して示す図である。

【0032】

スラストプレート３７は、金属により構成された円環状のプレート本体３８と、プレート本体３８における一方の主面３８ａ及び端面３８ｂのそれぞれに直接積層された樹脂層３９と、を含む。ここで、「直接積層された」とは、プレート本体３８における金属表面と、樹脂層３９とが、他の層を介さずに積層されていることを意味する。また、「端面」とは、プレート本体３８における厚さ方向の面であり、一方の主面３８ａと他方の主面とを接続する面であり、「側面」ということもできる。図示の例では、円環状のプレート本体３８の外周面及び内周面がそれぞれ端面３８ｂに相当する。また、円環状のプレート本体３８の周方向に等間隔で配置された４つの貫通孔（図示しないピンを挿通するための孔）の内周面もまた端面３８ｂに相当する。

【0033】

スラストプレート３７は、プレート本体３８における一方の主面３８ａと端面３８ｂとの間の角部の少なくとも一部に樹脂層３９が設けられていない部位を有し、当該部位にリン酸塩皮膜４０が設けられている。

【0034】

かかるスラストプレート３７においては、プレート本体３８の角部が樹脂層３９から露出していても、当該角部にリン酸塩皮膜４０を備えるため、当該角部を起端とする樹脂層３９の剥離をリン酸塩皮膜４０によって抑制できる。これにより、スラストプレート３７の面内に高いせん断力が加わっても、樹脂層３９の剥離を抑制し、耐久性が向上する。また、金属により構成されたプレート本体３８の角部がリン酸塩皮膜４０で被覆されることで、耐食性も向上する。即ち、樹脂層３９とリン酸塩皮膜４０とが協働的に作用して、耐久性及び耐食性を向上することができる。さらに、プレート本体３８の角部が樹脂層３９から露出することが許容されるため、塗料の表面張力を考慮して厚く形成せざるを得なかった樹脂層３９を、薄く形成することが可能になり、その結果、樹脂層３９による断熱作用を低減することも可能になる。樹脂層３９による断熱作用が低減することで、摺動発熱の放熱性が向上する。また、樹脂層３９を薄く形成することが可能になることで、樹脂層３９の厚さの均一性を向上でき、圧縮機１１の運転時にスラストプレート３７にかかる面圧を均一化できる。

【0035】

圧縮機１１において、スラストプレート３７は、プレート本体３８の一方の主面３８ａ上に設けられた樹脂層３９を、可動スクロール２５における背面に面接触させるように配置される。

【0036】

プレート本体３８を構成する金属は格別限定されず、例えば、鉄又は鉄を含む合金等が挙げられ、より具体的には例えば炭素鋼等が挙げられる。プレート本体３８は少なくともその表面が金属によって構成され、通常は、プレート本体３８は金属からなる。プレート本体３８の厚さは、例えば０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。この範囲の厚さであれば、プレート本体３８は十分な強度を発揮でき、またプレート本体３８の変形を防止できる。また、プレート本体３８のビッカース硬度は、例えば２３５Ｈｖ以上２９５Ｈｖ以下である。

【0037】

樹脂層３９は、樹脂を含むものであればよい。樹脂は格別限定されず、例えば、ポリアミドイミド等が挙げられる。樹脂としてポリアミドイミドを含むことにより、樹脂層３９のプレート本体３８に対する接着性に優れる効果が得られる。

【0038】

樹脂層３９は、樹脂に加えて、固体潤滑剤を含むことができる。固体潤滑剤は格別限定されず、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、グラファイト、酸化アルミニウム（アルミナ）、二硫化モリブデン等が挙げられる。ポリテトラフルオロエチレンは樹脂層３９に粒子として含有させることができ、その粒径は、例えば０．１～２０μｍである。これにより、潤滑性に優れ、かつ樹脂層からの粒子の脱落を防止できる。樹脂層３９は、これら固体潤滑剤からなる群から選択される１種以上を含有することができる。樹脂層３９が固体潤滑剤を含む場合、樹脂はバインダーとしても機能し得る。

【0039】

樹脂層３９における固体潤滑剤の含有量は、樹脂層３９の総量に対して１０質量％以上６０質量％以下が好ましく、３０質量％以上６０質量％以下がより好ましい。また、好ましい一例として、樹脂層３９は、ポリアミドイミドを１００質量部としたときに、ポリテトラフルオロエチレンが３０質量部以上７０質量部以下、グラファイトが５質量部以上２０質量部以下、酸化アルミニウムが０．５質量部以上３質量部以下となるように配合される。

【0040】

樹脂層３９の厚さは、５０μｍ以下、３０μｍ以下、さらには２５μｍ以下であることが好ましい。尚、「樹脂層３９の厚さ」は、樹脂層３９における最も厚い部分における厚さとする。このように樹脂層３９を薄く形成することにより、摺動発熱の放熱性に優れ、スラストプレート３７、さらには圧縮機１１の耐久性を向上できる。また、樹脂層３９を、５０μｍ以下、３０μｍ以下、さらには２５μｍ以下のように薄く形成することにより、プレート本体３８からの樹脂層３９の剥離をより好適に防止できる。さらに、樹脂層３９を、５０μｍ以下、３０μｍ以下、さらには２５μｍ以下のように薄く形成することで、樹脂層３９の厚さの均一性を向上でき、圧縮機１１の運転時にスラストプレート３７にかかる面圧を均一化できる。そして、樹脂層３９を薄く形成する場合は、プレート本体３８における一方の主面３８ａと端面３８ｂとの間の角部の少なくとも一部に樹脂層３９が設けられていない部位（プレート本体３８を構成する金属が露出した部位）が形成され易くなる。これは樹脂層３９を形成するために用いる塗料の表面張力に起因し得る。樹脂層３９が設けられていない部位は、プレート本体３８における一方の主面３８ａと端面３８ｂとの間の角部に沿うように（稜線に沿うように）、連続的に（帯状に）形成され得る（例えば、後述する図５及び図６参照）。当該露出部位にリン酸塩皮膜４０を設けることによって、スラストプレートの耐久性及び耐食性を向上することができる。樹脂層３９の厚さの下限は格別限定されず、例えば、５μｍ以上、１０μｍ以上又は１５μｍ以上であり得る。樹脂層３９の厚さは、例えば、５μｍ以上５０μｍ以下、１０μｍ以上３０μｍ以下、さらには１５μｍ以上２５μｍ以下であることが好ましい。

【0041】

上述したように、スラストプレート３７は、プレート本体３８における一方の主面３８ａと端面３８ｂとの間の角部の少なくとも一部に樹脂層３９が設けられていない部位を有し、当該部位にリン酸塩皮膜４０が設けられている。特に、プレート本体３８における一方の主面３８ａと、プレート本体３８の内周面に相当する端面３８ｂとの間の角部の少なくとも一部に樹脂層３９が設けられていない部位を有し、当該部位にリン酸塩皮膜４０が設けられていることが好ましい。

【0042】

リン酸塩皮膜４０は、リン酸マンガン皮膜、リン酸亜鉛皮膜又はリン酸カルシウム皮膜であることが好ましい。これにより、スラストプレート３７の耐久性及び耐食性がより良好に発揮される。

【0043】

図示しないが、リン酸塩皮膜４０は、プレート本体３８における他方の主面（一方の主面３８ａを表面とした場合の裏面に相当）にも設けられていることが好ましい。これにより、スラストプレート３７における他方の主面（可動スクロール２５とは反対側の面）の耐摺動性が向上する効果が得られる。スラストプレート３７自体は、当該スラストプレート３７をハウジングに取付けるためのピンに対してルースであり得、運転中にスラストプレート３７における他方の主面と当該他方の主面と接するハウジング（フロントハウジング１２）との間にも摺動が発生し得る。そのため、他方の主面の耐摺動性が向上することで、スラストプレート３７の耐久性をさらに向上できる。

【0044】

本実施形態では、プレート本体３８に樹脂層３９を設けると共に、樹脂層３９が設けられていない部位（金属露出部位）にリン酸塩皮膜４０を形成することで、圧縮機１１における金属同士の摺動を回避でき、これも耐久性の向上に寄与する。また、リン酸塩皮膜４０には防錆効果があるため、錆防止の効果も発揮される。

【0045】

（スラストプレートの製造方法）
図４は、本発明の一実施形態に係るスラストプレートの製造方法を説明する図である。図４では、図３と同様の断面を示している。

【0046】

本実施形態に係るスラストプレートの製造方法は、まず、図４（ａ）に示すように、金属により構成されたプレート本体３８における一方の主面３８ａ及び端面３８ｂのそれぞれに直接、塗布法により樹脂層３９を形成する。次いで、図４（ｂ）に示すように、プレート本体３８における一方の主面３８ａと端面３８ｂとの間の角部の少なくとも一部における樹脂層３９が設けられていない部位、及び、プレート本体３８における他方の主面（図示省略）にリン酸塩化成処理を施す（リン酸塩皮膜４０を形成する）。

【0047】

即ち、本実施形態に係るスラストプレートの製造方法では、金属表面処理であるリン酸塩化成処理を、あえて、金属により構成されたプレート本体３８に樹脂層３９を形成した後で施す。これにより、樹脂層３９を必要な部位に形成でき、後段のリン酸塩化成処理により、樹脂層３９が形成されていない部位（プレート本体における金属表面の露出部位）に選択的にリン酸塩化成処理を施すことができる。樹脂層３９の表面にはリン酸塩皮膜４０が形成されないため、樹脂層３９の本来の表面（円滑な摺動面）を維持することができる。その結果、プレート本体３８の角部が樹脂層３９から露出していても、当該角部にリン酸塩皮膜４０を備えるため、当該角部を起端とする樹脂層３９の剥離をリン酸塩皮膜４０によって抑制できる。これにより、スラストプレート３７の面内に高いせん断力が加わっても、樹脂層３９の剥離を抑制し、耐久性が向上する。また、金属により構成されたプレート本体３８の角部がリン酸塩皮膜４０で被覆されることで、耐食性も向上する。即ち、樹脂層３９とリン酸塩皮膜４０とが協働的に作用して、耐久性及び耐食性を向上することができる。さらに、プレート本体３８の角部が樹脂層３９から露出することが許容されるため、樹脂層３９を薄く形成することが可能になり、その結果、樹脂層３９による断熱作用を低減することも可能になる。樹脂層３９による断熱作用が低減することで、摺動発熱の放熱性が向上する。また、樹脂層３９を薄く形成することが可能になることで、樹脂層３９の厚さの均一性を向上でき、圧縮機１１の運転時にスラストプレート３７にかかる面圧を均一化できる。またさらに、樹脂層３９が形成されたプレート本体３８の全体をリン酸塩化成処理液に浸漬することで、プレート本体３８の角部（金属露出部）と他方の主面とに同時にリン酸塩化成処理を施すことも可能であるため、生産性を向上することもできる。本実施形態に係るスラストプレートの製造方法によれば、上述した本発明の一実施形態に係るスラストプレートを効率的に製造できる。本実施形態に係るスラストプレートの製造方法については、上述した本発明の一実施形態に係るスラストプレートについてした説明が適宜援用される。

【0048】

樹脂層３９を形成するための塗布法においては、塗料を用いることができる。塗料は、樹脂層３９を構成するための上述した樹脂や固体潤滑剤等の成分を含むことができる。また、塗料は、Ｎ－メチル－２－ピロリジノン等の溶剤を含むことができる。例えば、塗料は、Ｎ－メチル－２－ピロリジノン等を主成分とする溶剤にポリアミドイミド等の樹脂を溶解したワニスと、固体潤滑剤又はその分散液とを混合して、調製することができる。

【0049】

塗料における固体潤滑剤の含有量は、乾燥後における樹脂層３９の総量に対して１０質量％以上６０質量％以下となる量であることが好ましく、３０質量％以上６０質量％以下となる量であることがより好ましい。これにより、レベリングが良好になり、樹脂層３９の平滑性が向上し、耐摩耗性が向上する。特に上記含有量が１０質量％以上であることにより、塗料に、樹脂層３９を所望の膜厚で形成可能な粘度を付与することができる。また、特に上記含有量が６０質量％以下であることにより、粘度が過剰に高くなることが防止され、塗料の塗布適性（特にスプレー塗装への適性）を向上できる。

【0050】

塗布法に用いる塗布手段は格別限定されず、例えば、スプレーコーティング、ディップコーティング、スピンコーティング、ローノレコーティング等の公知の方法を好適に用いることができる。塗り斑の発生を抑え、均一な膜厚に制御が可能なことや、溶剤の除去効率を向上させる観点からは、スプレーコーティングが特に好ましい。

【0051】

プレート本体３８における一方の主面３８ａ及び端面３８ｂのそれぞれに塗料を塗布した後、形成された塗膜（溶剤を含む）を加熱することが好ましい。これにより、溶剤を除去して乾燥することができ、また塗膜を硬化（加熱硬化）することができる。加熱温度は１７０℃以上２５０℃以下であることが好ましく、加熱時間は３０～１２０分間であることが好ましい。加熱温度が１７０℃以上であることにより硬化反応を十分に進行することができ、機械的強度と耐摩耗性が良好に発揮される。加熱温度が２５０℃以下であれば、エネルギーコストを抑えることができる。加熱時間が３０分間以上であることにより硬化反応を十分に進行することができ、機械的強度と耐摩耗性が良好に発揮される。加熱時間が１２０分間以下であることにより、エネルギーコストを抑えることができる（通常、１２０分間より長く加熱しても硬化反応はそれ以上に進行しない。）。

【0052】

樹脂層３９を形成するための塗布法においては、プレート本体３８における一方の主面３８ａと端面３８ｂとの間の角部の少なくとも一部に、樹脂層３９が形成されない部位（金属表面が露出した部位）が形成される。一方、プレート本体３８における他方の主面には、塗料を塗布せず、樹脂層３９を形成しない。

【0053】

リン酸塩化成処理は、公知の方法を特に制限なく用いることができ、例えば、樹脂層３９が形成されたプレート本体３８の全体を、リン酸塩化成処理液（例えばリン酸塩水溶液）に浸漬することによって行うことができる。これにより、プレート本体３８における一方の主面３８ａと端面３８ｂとの間の角部の少なくとも一部における樹脂層３９が設けられていない部位、及び、プレート本体３８における他方の主面（他方の主面は、金属表面が露出した状態である。）のそれぞれに対して、同時に、かつ選択的に（即ち樹脂層３９が形成されている部位を除くように）、リン酸塩化成処理を施すことができる。そのため、製造効率を向上することができる。

【0054】

リン酸塩水溶液の温度は格別限定されず、例えば５０℃以上９０℃以下であり得る。リン酸塩化成処理に用いるリン酸塩は、リン酸マンガン、リン酸亜鉛又はリン酸カルシウムであることが好ましい。これにより、得られるスラストプレート３７の耐久性及び耐食性がより良好に発揮される。

【実施例0055】

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されない。

【0056】

実施例１
金属（炭素鋼（Ｓ６５Ｃ））により構成されたプレート本体（引張強度：７２０ＭＰａ以上、ビッカース硬さ：２３５Ｈｖ以上、板厚：０．５ｍｍ）を、炭化水素系洗浄剤を用いて３分間、超音波洗浄して、十分に脱脂した。

【0057】

一方で、ポリアミドイミド（１００質量部）、ポリテトラフルオロエチレン（５０質量部）、グラファイト（１０質量部）及びアルミナ（１質量部）を、固体潤滑剤（ポリテトラフルオロエチレン、グラファイト及びアルミナの総量）の割合が３０質量％になるようにＮ－メチル－２－ピロリドンで希釈し、十分に撹拌して、塗料を調製した。

【0058】

プレート本体を５０℃で２０分間以上予熱した後、プレート本体における一方の主面及び端面のそれぞれに、スプレー塗装により上記塗料を塗布し、２３０℃で３０分間加熱して、樹脂層を形成した。塗料の塗布量は、加熱硬化後の樹脂層の膜厚が約２０μｍになるように制御した。プレート本体における一方の主面と端面との間の角部には、樹脂層が設けられていない部位が形成された。

【0059】

尚、プレート本体における一方の主面と端面との間の角部に、樹脂層が設けられていない部位が形成されたことは、マイクロスコープ像、二次電子像、反射電子像、元素分析等により確認することができる。図５及び図６は、実施例１における、樹脂層形成後、かつリン酸塩化成処理前のプレート本体の様子を示す画像であり、（ａ）はマイクロスコープ像、（ｂ）は二次電子像、（ｃ）は反射電子像、（ｄ）は元素分析によるＣ（炭素原子）分析像、（ｅ）は元素分析によるＦｅ（鉄原子）分析像である。また、各画像において、αはプレート本体の主面、βは角部、γは端面である。例えば、元素分析の場合、樹脂層が設けられた部位（主面α及び端面γ）においては、プレート本体を構成するＦｅ（鉄原子）が検出されず、樹脂層を構成するＣ（炭素原子）が検出される。一方、樹脂層が設けられていない部位（角部β）においては、プレート本体を構成するＦｅ（鉄原子）が多く検出されるが、樹脂層を構成するＣ（炭素原子）は検出されない（即ち、金属表面が露出している。）。図５及び図６より、プレート本体における一方の主面αと端面γとの間の角部βに沿うように（稜線に沿うように）、樹脂層が設けられていない部位（金属表面が露出した部位）が連続的に（帯状に）形成されていることがわかる。

【0060】

次いで、樹脂層が形成されたプレート本体に、脱脂洗浄及び表面活性化処理を施した。脱脂洗浄は、炭化水素系洗浄剤を用いて３分間、超音波洗浄することにより行った。また、表面活性化処理は酸洗浄により行った。

【0061】

次いで、樹脂層が形成されたプレート本体の全体を、８５℃のリン酸マンガン水溶液に浸漬して、プレート本体における樹脂層が形成されていない表面（一方の主面と端面との間の角部の少なくとも一部における樹脂層が設けられていない部位、及び、プレート本体における他方の主面）に同時にリン酸塩化成処理を施して、膜厚約１０μｍのリン酸塩皮膜（リン酸マンガン皮膜）を形成した。以上のようにして、スラストプレートを得た。

【0062】

比較例１
リン酸塩化成処理を省略したこと以外は実施例１と同様にして、スラストプレートを得た。このスラストプレートは、実施例１と同様にプレート本体における一方の主面と端面との間の角部に樹脂層が設けられていない部位が形成されているが、実施例１とは異なり、リン酸塩化成処理を省略したことにより、当該部位にリン酸塩皮膜は形成されておらず、金属表面が露出した状態である（図５及び図６に示したままの状態ということもできる。）。

【0063】

比較例２
実施例１と同様のプレート本体を、実施例１と同様の処理により十分に脱脂した。次いで、プレート本体の全体を実施例１と同様のリン酸マンガン水溶液に浸漬して、プレート本体の表面全体にリン酸塩化成処理を施して、膜厚約１０μｍのリン酸塩皮膜（リン酸マンガン皮膜）を形成した。一方で、実施例１と同様の塗料を調製した。リン酸塩皮膜が形成されたプレート本体を５０℃で、２０分間以上予熱した後、プレート本体における一方の主面及び端面のそれぞれに、スプレー塗装により上記塗料を塗布し、２３０℃で３０分間加熱して、樹脂層を形成した。ここでは、加熱硬化後の樹脂層の膜厚が約２０μｍになるように制御した。プレート本体における一方の主面と端面との間の角部には、樹脂層が設けられていない部位が形成された。以上のようにして、スラストプレートを得た。

【0064】

評価方法
（１）耐久試験
実施例及び比較例で得られたスラストプレートの各々をスクロール圧縮機に装着し、以下の試験条件で耐久試験を行った。

【0065】

［試験条件］
荷重：２９００［Ｎ］
回転速度：０．５２［ｍ／ｓｅｃ］
クラッチ ｏｎ／ｏｆｆ：２５［ｓｅｃ］／５［ｓｅｃ］
継続時間：４８０［ｈｒ］
スラストプレート周囲温度：１１０［℃］

【0066】

試験後のスラストプレートの外観を目視にて観察した結果、実施例１では、目立った劣化は観察されず、耐久性が良好であることが分かった。金属により構成されたプレート本体が、樹脂層及びリン酸マンガン皮膜によって安定に被覆されているため、耐食性（防錆性）にも優れると考えられる。

【0067】

比較例１では、プレート本体における一方の主面と端面との間の角部（金属表面）が樹脂層から露出していることに起因して、圧縮機の可動スクロール背面の異常摩耗が確認された。このことから、耐久性に劣ることが分った。

【0068】

比較例２では、スラストプレートの表面（一方の主面側の表面）が３箇所にわたって部分的に剥離していることが観察され、耐久性に劣ることが分った（図７：剥離部を白線で囲むと共に、矢印で指し示す。）。剥離部を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した結果、リン酸マンガンの結晶粒が確認された。また、剥離部をエネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＸ）で成分分析した結果、Ｐ（リン原子）、Ｍｎ（マンガン原子）及びＦｅ（鉄原子）が検出された。このことから、スラストプレート本体近傍のリン酸マンガン皮膜内で破断が生じ、リン酸マンガン皮膜の一部と共に、該リン酸マンガン皮膜上の樹脂層が剥離したことが分かった。

【産業上の利用可能性】

【0069】

本発明のスラストプレートは、例えば、スクロール圧縮機等に好適に使用できる。

【符号の説明】

【0070】

１１ 圧縮機
１２ フロントハウジング
１３ センタハウジング
１４ リアハウジング
１６ 排出口
２１ 回転軸
２２ 電磁クラッチ
２３ プーリ
２４ 固定スクロール
２５ 可動スクロール
２６ 固定端板
２７ 固定渦巻き
２８ 可動端板
２９ 可動渦巻き
３１ 圧力室
３２ ボス
３３ クランク端部
３５ 吐出室
３６ 吐出弁
３７ スラストプレート
３８ プレート本体
３９ 樹脂層
４０ リン酸塩皮膜

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】