JP2001323882A - Unit device for scroll fluid machine - Google Patents

Unit device for scroll fluid machine

Info

Publication number
JP2001323882A
JP2001323882A JP2000147462A JP2000147462A JP2001323882A JP 2001323882 A JP2001323882 A JP 2001323882A JP 2000147462 A JP2000147462 A JP 2000147462A JP 2000147462 A JP2000147462 A JP 2000147462A JP 2001323882 A JP2001323882 A JP 2001323882A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scroll
temperature
tip seal
present
wear
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2000147462A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsuo Natori
達雄 名取
Kiju Endo
喜重 遠藤
Shigeru Machida
茂 町田
Takashi Osanawa
尚 長縄
雄二 ▲吉▼冨
Yuji Yoshitomi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2000147462A priority Critical patent/JP2001323882A/en
Publication of JP2001323882A publication Critical patent/JP2001323882A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To outstandingly improve an abrasion-resistance at a higher temperature by investigating a composition of a tip seal and to enhance a reliability of an oil free scroll fluid machine and a system thereof equipped with this. SOLUTION: A tip seal containing PAI as a main component in which MoS2, SB2O3, C (graphite) and PTFE are formulated as fillers is auxiliarily provided on an oil free scroll fluid machine. Thereby, since an abrasion speed of the tip seal can be outstandingly reduced, the oil free type scroll fluid machine with a high performance and a high reliability can be provided.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮作動室の容積
を減じながら気体を圧縮する旋回運動形容積式圧縮機で
あって、特に渦巻状に構成された旋回スクロール、およ
び固定スクロール部材によって三日月状の圧縮室が形成
され、該三日月状の圧縮室が旋回スクロールの旋回運動
によって容積を減じながら気体を圧縮するオイルフリー
式スクロール流体機械に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a orbiting positive displacement compressor for compressing gas while reducing the volume of a compression working chamber, and more particularly to a crescent-shaped orbiting scroll and a fixed scroll member. The present invention relates to an oil-free scroll fluid machine in which a crescent-shaped compression chamber is formed, and the crescent-shaped compression chamber compresses gas while reducing the volume by the orbiting motion of the orbiting scroll.

【0002】[0002]

【従来の技術】スクロール圧縮機は従来から知られてい
るように、鏡板にインボリュート曲線などの連続した曲
線で渦巻き状に形成されたラップを直立して設けた旋
回,固定両スクロール部材を互いに噛み合わせて、一方
のスクロール部材を他方のスクロール部材に対して自転
しないように拘束しながら一方を相対的に旋回運動さ
せ、スクロール部材の外周部から中央部に向かって気体
を圧縮させるものである。この中で、オイル式のスクロ
ール圧縮機はオイルが潤滑作用及び冷却作用をもたらす
ので、気体の吸入口の温度と吐出口の温度の差は殆んど
ない。しかしながら、本発明が対象としている、オイル
フリー式スクロール圧縮機においては、圧縮終了時点の
空気温度は一般に断熱圧縮変化によってほぼ定められる
ので、圧縮終了時点の空気温度は圧縮開始温度の上昇分
以上に上昇するため、格段に高い温度レベルになること
が問題であった。
2. Description of the Related Art As is conventionally known, a scroll compressor is provided with an orbiting wrap formed upright in a spiral shape with a continuous curve such as an involute curve on an end plate, and both rotating and fixed scroll members are engaged with each other. In addition, one of the scroll members is rotated relative to the other scroll member so as not to rotate with respect to the other scroll member, so that the one of the scroll members is rotated relatively to compress the gas from the outer periphery to the center of the scroll member. Among them, the oil-type scroll compressor has a lubricating action and a cooling action, so that there is almost no difference between the temperature of the gas inlet and the temperature of the gas outlet. However, in the oil-free scroll compressor to which the present invention is directed, since the air temperature at the end of compression is generally substantially determined by an adiabatic compression change, the air temperature at the end of compression is more than the rise in the compression start temperature. The problem is that the temperature rises to a significantly higher temperature level.

【0003】さらには、吐出圧力を更に高めたり、圧縮
機容量を更に大きくしたりする場合においては圧縮終了
温度がさらに上昇する。
Further, when the discharge pressure is further increased or the compressor capacity is further increased, the compression end temperature further increases.

【0004】特に、圧縮終了温度が高いと、スクロール
部材そのものも高温になるが、渦巻きに沿って中央部へ
と圧縮されるのでスクロールの中央部が最も高い圧力に
なり、この結果スクロール部品の中央部が最も高温にな
る。このように圧力分布にほぼ応じた温度分布を示すよ
うになっているので、スクロール部材の熱変形量も一定
では無い。このため、スクロールラップの高さ方向の熱
膨張も一様ではなく、スクロールラップ先端面とラップ
鏡板面との隙間も一様ではなくなる。従って、特公平6
−31624号公報等の公知技術にも示されているよう
に、圧縮気体の漏れを防止し高い圧縮効率を維持するた
めに、ラップ先端にシール部品としての“チップシー
ル”を装着することが必要になる。運転時においては、
チップシールとラップ鏡板面との間には相対滑りが発生
し、ラップに比べ軟質であるチップシールの摩耗が問題
となる。
[0004] In particular, when the compression end temperature is high, the scroll member itself becomes high in temperature, but is compressed along the spiral to the central part, so that the central part of the scroll has the highest pressure. The part gets hottest. Since the temperature distribution substantially corresponds to the pressure distribution as described above, the amount of thermal deformation of the scroll member is not constant. For this reason, the thermal expansion in the height direction of the scroll wrap is not uniform, and the gap between the scroll wrap tip surface and the lap end plate surface is not uniform. Therefore, Tokuho 6
As shown in the prior art such as Japanese Patent No. 31624, it is necessary to attach a “tip seal” as a sealing component at the tip of the wrap in order to prevent leakage of compressed gas and maintain high compression efficiency. become. When driving,
Relative slippage occurs between the tip seal and the surface of the lap head plate, which causes a problem of wear of the tip seal, which is softer than the wrap.

【0005】すなわち、チップシールの摩耗を長期的に
ゼロ若しくは極めて微小に保つことがオイルフリー式ス
クロール圧縮機の高性能化および長期信頼性維持の点で
極めて重要である。このチップシールの材質として従来
から主にPTFE樹脂が採用されている。摩耗の程度は
ラップ鏡板面とチップシールとの滑り面での相対速度や
押し付け力、そして雰囲気温度によって大きく左右され
る。チップシールの摩耗量は更に滑り面の状態などによ
っても変わるが、圧縮機内での摩耗量は特に雰囲気温度
によって大きく変わるのが特徴である。すなわち、圧縮
開始点である空気吸入口付近の温度は室温からさほど高
くない温度に保たれているので摩耗量に対する温度の影
響度は小さい。
[0005] That is, it is extremely important to keep the wear of the tip seal at zero or extremely small in the long term in order to improve the performance of the oil-free scroll compressor and maintain long-term reliability. Conventionally, PTFE resin has been mainly used as a material for the tip seal. The degree of abrasion largely depends on the relative speed and pressing force on the sliding surface between the lap head surface and the tip seal, and the ambient temperature. The amount of wear of the tip seal further varies depending on the condition of the sliding surface and the like, but the amount of wear in the compressor is characterized by a large change particularly depending on the ambient temperature. That is, since the temperature near the air suction port, which is the compression start point, is kept at a temperature not so high from room temperature, the influence of the temperature on the wear amount is small.

【0006】しかしながら、上記したように圧縮機運転
中はスクロール中心部で非常に高い温度になるため、チ
ップシールの摩耗量は中心側の部分で大きくなり、高圧
の空気が漏洩し圧縮機性能を低下させる。このように、
チップシールの摩耗は渦巻きに沿った方向で見ると、圧
力差と温度の関係でその積が部分的に大きくなるが、な
かでも温度の影響が最も高いことになる。
However, as described above, during operation of the compressor, the temperature at the center of the scroll becomes extremely high, so that the amount of wear of the tip seal increases at the center, and high-pressure air leaks to reduce the compressor performance. Lower. in this way,
When the wear of the tip seal is viewed in the direction along the spiral, the product partially increases due to the relationship between the pressure difference and the temperature, but the effect of the temperature is the highest among them.

【0007】また、チップシールが摺動するのは相手ス
クロールのラップ鏡板面であり、この鏡板面の温度も摩
耗量を左右する大きな因子である。鏡板面の温度は、圧
縮空気の温度より低いのが一般的であるが、直接的な摺
動面となるのでチップシールの摩耗量との相関が非常に
強いのが特徴である。
The tip seal slides on the lap mirror surface of the counterpart scroll, and the temperature of the mirror surface is also a major factor influencing the amount of wear. The temperature of the head surface is generally lower than the temperature of the compressed air, but is characterized by a very strong correlation with the wear amount of the tip seal because it directly forms a sliding surface.

【0008】オイルフリースクロール圧縮機用チップシ
ールの新しい組成が特開平10−8032号公報に開示
されている。この発明は、ポリフェニレンサルファイド
樹脂35〜80重量%に、フルオロカーボン重合体10
〜35重量%,ピッチ系炭素繊維5〜15重量%および
前記ポリフェニレンサルファイド樹脂の溶融成形温度で
固体状を保つ有機粉末5〜15重量%を添加した手段を
採用したものである。すなわち、この発明は、機械的強
度に優れ、相手材に損傷を与えず摺動時の耐摩耗性およ
び精密な射出成形がし易いチップシール材料を提供する
ことを目的としている。
[0008] A new composition of a tip seal for an oil-free scroll compressor is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-80332. According to the present invention, the fluorocarbon polymer 10 is added to 35 to 80% by weight of the polyphenylene sulfide resin.
A means is used in which about 35% by weight, 5 to 15% by weight of pitch-based carbon fibers, and 5 to 15% by weight of an organic powder which maintains a solid state at the melt molding temperature of the polyphenylene sulfide resin are added. That is, an object of the present invention is to provide a chip seal material which has excellent mechanical strength, does not damage a mating material, and is easy to perform abrasion resistance during sliding and precise injection molding.

【0009】この発明はポリフェニレンサルファイド樹
脂をベース樹脂としているので、PTFE樹脂を主成分
とする従来のチップシールと比べれば、耐熱性,機械的
強度,摺動時の耐摩耗性等が向上している点は事実であ
る。しかし、開示された上記の技術は、オイルフリー式
スクロール圧縮機のうち、吐出圧力が0.9Mpa以上
になるような高圧仕様のものや、圧縮機容量が呼称で
7.5kW 以上になるような大形のものには必ずしも好
適とは言い難い。このような場合では、気体の圧縮に伴
う発熱量が極めて大きいため吐出空気温度が非常に高く
なる傾向がある。PPSなどを含む一般の樹脂系は雰囲
気温度の上昇と共に軟化するため、結果として摩耗が激
しくなるためである。従ってPPSをベース樹脂として
も必ずしも対応できないのである。すなわち、耐熱性が
すぐれ高強度のPPSをベース樹脂とした場合でも、温
度上昇と共に軟化は徐々に進行するので、雰囲気温度が
例えば230〜260℃若しくはそれを超えるような高
温下では軟化・劣化により摩耗が進行し長期信頼性は低
下する恐れがあるためである。
Since the present invention uses a polyphenylene sulfide resin as a base resin, heat resistance, mechanical strength, abrasion resistance during sliding, and the like are improved as compared with a conventional chip seal containing a PTFE resin as a main component. That is true. However, the above-described technology disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-157556 discloses an oil-free scroll compressor that has a high-pressure specification in which the discharge pressure is 0.9 Mpa or more, or a compressor in which the compressor capacity is 7.5 kW or more. It is not always suitable for large ones. In such a case, the amount of heat generated by the compression of the gas is extremely large, so that the discharge air temperature tends to be extremely high. This is because a general resin system containing PPS and the like softens with an increase in ambient temperature, resulting in severe wear. Therefore, it is not always possible to use PPS as a base resin. That is, even when a high-strength PPS is used as the base resin because of its excellent heat resistance, the softening gradually progresses with an increase in the temperature. Therefore, when the ambient temperature is high, such as 230 to 260 ° C. or higher, the softening / deterioration occurs. This is because the wear may progress and the long-term reliability may decrease.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】オイルフリー式のスク
ロール圧縮機で吐出圧力が0.9Mpa 以上になるよう
な高圧仕様のものや、圧縮機容量が呼称で7.5kW 以
上になるような大形のものでは、気体の圧縮に伴う発熱
量が大きいため吐出空気温度が非常に高くなる傾向にあ
る。従って、雰囲気温度が例えば230〜260℃を超
えるような高温になりうるので従来技術によるチップシ
ールでは高温による軟化・劣化により摩耗が進行し長期
信頼性は低下する場合がある。
SUMMARY OF THE INVENTION An oil-free scroll compressor having a high-pressure specification in which the discharge pressure is 0.9 MPa or more, or a large-sized compressor in which the compressor capacity is nominally 7.5 kW or more. In this case, the discharge air temperature tends to be extremely high because the amount of heat generated by the compression of the gas is large. Accordingly, since the ambient temperature can be as high as, for example, higher than 230 to 260 ° C., the chip seal according to the conventional technique may be softened or deteriorated due to the high temperature, causing abrasion to progress and the long-term reliability to be reduced.

【0011】本発明の目的は上記問題点を解消すること
にあり、スクロール流体機械のうちオイルフリー式のス
クロール空気圧縮機に対して、温度上昇に伴って硬さや
耐摩耗性等の特性が向上する画期的なチップシールを提
案し、スクロールラップと鏡板間の間隙の適正化とチッ
プシールの摩耗に対する長期信頼性を確保しもって雰囲
気温度が230〜260℃を超えるような大容量(7.5
kW〜11kW以上),高圧(吐出圧力が0.9Mpa以
上)及び高性能のオイルフリー式スクロール流体機械の
実現を現在及び将来に向かって確保する点にある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to improve the characteristics such as hardness and abrasion resistance with an increase in temperature with respect to an oil-free scroll air compressor among scroll fluid machines. A large capacity (7.7 ° C) where the ambient temperature exceeds 230-260 ° C while ensuring a proper gap between the scroll wrap and the end plate and ensuring long-term reliability against wear of the tip seal. 5
kW to 11 kW or more), high pressure (discharge pressure of 0.9 Mpa or more), and high-performance oil-free scroll fluid machine with high and high performance.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明では次のような手段を講じている。すなわち、こ
の発明においては、高温においても高強度を維持するポ
リアミドイミド樹脂(PAI)を主成分とし、二硫化モ
リブデン(MoS2 ),三酸化アンチモン(SB
23),グラファイト(C)、さらに好ましくはこれに
フルオロカーボン重合体としてのポリテトラフルオロエ
チレン(PTFE)を添加したチップシールに関するも
のである。
To achieve the above object, the present invention takes the following measures. That is, in the present invention, the main component is a polyamideimide resin (PAI) that maintains high strength even at a high temperature, and molybdenum disulfide (MoS 2 ) and antimony trioxide (SB) are used.
2 O 3 ), graphite (C), and more preferably, to a chip seal to which polytetrafluoroethylene (PTFE) as a fluorocarbon polymer is added.

【0013】以下にその詳細を述べる。The details will be described below.

【0014】[0014]

【化1】 Embedded image

【0015】[0015]

【化2】 Embedded image

【0016】まず、この発明に使用されるポリアミドイ
ミド樹脂(以下、PAIと略称する)は、(化1),(化
2)の構造式で示される合成樹脂である。このポリマー
の50%はイミド化されていない状態もしくはアミド酸
の状態にあり熱を加えるとイミド環が形成される。この
樹脂は射出成形が可能な熱可塑性樹脂であり無水トリメ
ット酸と芳香族ジアミンを反応させて得られる。すなわ
ち芳香核が交互にアミド結合とイミド結合でつながった
高分子鎖からできている。PAI樹脂を主成分とする本
発明に係るチップシールは、PTFEやPPS等を主成
分とする公知技術のチップシールとは全く異なり、加熱
されると硬さや耐摩耗性等の特性が向上する画期的なチ
ップシールである。すなわち本発明のチップシールの主
成分であるPAI樹脂は、加熱前には(化1)のような化
学構造であるのに対し約230〜260℃で十分加熱す
ることによって同(化2)の構造に変化し、これにとも
なって最適の分子量と物性が得られる。従って、PAI
樹脂は過酷な摩耗条件下において本発明のチップシール
の形状を保持する‘骨格機能’を有する。このように高
温加熱によって硬さや強さが急上昇する、PAI樹脂を
主成分とした点が本発明の第1の作用原理である。
First, the polyamideimide resin (hereinafter abbreviated as PAI) used in the present invention is a synthetic resin represented by the structural formulas (Chemical Formula 1) and (Chemical Formula 2). 50% of this polymer is in a non-imidated or amic acid state, and upon application of heat, an imide ring is formed. This resin is a thermoplastic resin that can be injection molded and is obtained by reacting trimetic anhydride with an aromatic diamine. That is, the aromatic nucleus is composed of a polymer chain alternately connected by an amide bond and an imide bond. The tip seal according to the present invention containing a PAI resin as a main component is completely different from the known tip seal containing a PTFE, PPS, or the like as a main component, and has properties such as improved hardness and abrasion resistance when heated. It is a periodical chip seal. That is, the PAI resin, which is a main component of the chip seal of the present invention, has a chemical structure as shown in (Chemical formula 1) before heating, but is sufficiently heated at about 230 to 260 ° C. The structure changes, and the optimum molecular weight and physical properties are obtained accordingly. Therefore, PAI
The resin has a 'skeleton function' that maintains the shape of the tip seal of the present invention under severe wear conditions. The first principle of the present invention is that the PAI resin is used as the main component, and the hardness and strength are rapidly increased by high-temperature heating.

【0017】PAIをチップシール材の主成分とした場
合、MOS2 は有力な潤滑材の一つでありドライ下での
潤滑作用は、このMOS2 の存在が大きい。なお、本発
明で使用する二硫化モリブデン(MoS2 )は一般に固
体潤滑剤として用いられている粉末であり、粒径は20
ミクロン以内のものが望ましいしかし、高温下において
は空気中の酸素との間に酸化が促進され、2MOS2
3O2 ⇒ 2MoO3 +2S2 (ガス)の反応が進行す
る。その結果生成された硫黄分は酸化してSOx(ガ
ス)となるので、MoO3 はバインダーとの結合力が低
下して剥離しやすくなる。また、仮にMOO3 がチップ
シール内に残留したとしても、MOO3 は潤滑性が低い
ためチップシールの潤滑機能を全体として低下させる。
When PAI is used as the main component of the chip seal material, MOS 2 is one of the leading lubricants, and the lubrication action under dry conditions is largely due to MOS 2 . The molybdenum disulfide (MoS 2 ) used in the present invention is a powder generally used as a solid lubricant, and has a particle size of 20%.
It is desirable that the diameter is within a micron. However, at high temperatures, oxidation with oxygen in the air is promoted, and 2MOS 2 +
The reaction of 3O 2 ⇒ 2MoO 3 + 2S 2 (gas) proceeds. As a result, the generated sulfur is oxidized to form SOx (gas), so that MoO 3 has a reduced bonding force with the binder and is easily peeled. Further, even if MOO 3 remains in the chip seal, the lubrication function of the chip seal deteriorates as a whole because MOO 3 has low lubricity.

【0018】MOS2 の酸化は約200℃から徐々に進
行し300℃付近から急激に進行する。MOS2 の酸化
を防ぐために本発明においてはSB23を添加した。図
1に本発明のチップシールの断面模式図を示す。図1で
aはMoS2 、bはSB23、cはグラファイト、dは
フルオロカーボン重合体である。SB23は成形品表面
及び内部のMOS2 の周囲に介在しており、MOS2
り酸化し易いので侵入してくる酸素を選択的に捕捉しS
24となるので、これによってMOS2 の酸化を有効
に阻止するというのが、本発明の第2の作用原理であ
る。この三酸化アンチモン(SB23)はそれ自体一定
の潤滑性を有しており、一般には樹脂の防燃剤として使
われている。
Oxidation of MOS 2 progresses gradually from about 200 ° C. and rapidly progresses from around 300 ° C. In the present invention, SB 2 O 3 was added to prevent oxidation of MOS 2 . FIG. 1 shows a schematic sectional view of the tip seal of the present invention. In FIG. 1, a is MoS 2 , b is SB 2 O 3 , c is graphite, and d is a fluorocarbon polymer. SB 2 O 3 is interposed between the surface of the molded article and the inside of the MOS 2 , and is more easily oxidized than the MOS 2 , so that it selectively captures the invading oxygen and forms S 2 O 3.
Since it becomes B 2 O 4 , this effectively prevents the oxidation of MOS 2 , which is the second operational principle of the present invention. This antimony trioxide (SB 2 O 3 ) has a certain level of lubricity per se, and is generally used as a resin flame retardant.

【0019】さらに、この発明で耐熱性の優れた固体潤
滑材としてグラファイトを添加するが、これにはピッチ
系のグラファイトを用いる。なぜなら、ピッチ系のグラ
ファイトを用いると、耐熱性が良好だけでなく、摺動相
手材としてのスクロール本体の摩耗を少なくすることが
できるからである。また射出成形時の良好な樹脂流動性
を保つために、グラフアィトの長さは20ミクロン以内
のものが望ましい。このグラファイトは、表面をたとえ
ばエポキシ樹脂,ポリアミド樹脂,ポリカーボネート樹
脂,ポリアセタール樹脂等の処理剤で処理したものを用
いることが好ましいが、これらに限定されるものではな
い。
Further, in the present invention, graphite is added as a solid lubricant having excellent heat resistance, and pitch-based graphite is used for this. This is because when pitch-based graphite is used, not only the heat resistance is good, but also the wear of the scroll main body as a sliding partner material can be reduced. In order to maintain good resin fluidity at the time of injection molding, the length of the graphite is desirably 20 μm or less. It is preferable to use a graphite whose surface is treated with a treating agent such as an epoxy resin, a polyamide resin, a polycarbonate resin, and a polyacetal resin, but is not limited to these.

【0020】このように、耐熱性が良好な固体潤滑材で
あり相手材であるアルミニウムにも損傷を与えることが
殆どないグラファイトをチップシール材の一成分とする
ことが、本発明の第3の作用原理である。
As described above, according to the third aspect of the present invention, graphite, which is a solid lubricant having good heat resistance and hardly damages aluminum as a mating material, is used as one component of the chip sealing material. It is the principle of operation.

【0021】つぎに、この発明におけるフルオロカーボ
ン重合体はポリテトラフルオロエチレン,ポリテトラフ
ルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体,
ポリトリクロロフルオロエチレン,テトラフルオロエチ
レン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体な
どを含むが、特にPTFEが好ましい。また、PTFEでも
平均粒系20μmのものが好ましい。PTFE配合の役
割は、これが有効な有機系固体潤滑材であるとともに、
チップシールに柔軟性を付与できるので、それによって
ラップおよびシール溝側壁との間のシール性を向上さ
せ、高圧空気の漏洩を阻止する点にある。有機固体潤滑
材としてのPTFEをチップシールの成分の一つとする
ことが本発明の第4の作用原理である。
Next, the fluorocarbon polymer in the present invention is polytetrafluoroethylene, polytetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer,
It includes polytrichlorofluoroethylene, tetrafluoroethylene / perfluoroalkylvinyl ether copolymer, etc., and PTFE is particularly preferred. Also, PTFE having an average particle size of 20 μm is preferable. The role of the PTFE compound is that this is an effective organic solid lubricant,
The point is that the tip seal can be imparted with flexibility, thereby improving the sealing performance between the wrap and the seal groove side wall and preventing the leakage of high-pressure air. The fourth working principle of the present invention is to use PTFE as an organic solid lubricant as one of the components of the tip seal.

【0022】以上主成分としてのPAIおよび副成分と
しての無機系固体潤滑剤である、グラファイト,MOS
2 及びある種の固体潤滑材であると共に、MOS2 の酸
化防止剤としての働きを有するSB23、さらに有機系
固体潤滑剤としてのフルオロカーボン重合体、好ましく
はPTFEの配合割合は以下の通りである。すなわち、
40重量部のPAIに対し、MOS2 が5〜7重量部、
SB23が3〜5重量部、グラファイト0.7〜0.9重
量部、フルオロカーボン重合体、好ましくはPTFEを
6〜8重量部とする。
As described above, graphite and MOS, which are PAI as a main component and an inorganic solid lubricant as an auxiliary component,
2 and a certain kind of solid lubricant, SB 2 O 3 having an action as an antioxidant for MOS 2 , and a fluorocarbon polymer as an organic solid lubricant, preferably PTFE, the mixing ratio is as follows: It is. That is,
For 40 parts by weight of PAI, MOS 2 is 5 to 7 parts by weight,
The content of SB 2 O 3 is 3 to 5 parts by weight, the content of graphite is 0.7 to 0.9 parts by weight, and the content of the fluorocarbon polymer, preferably PTFE, is 6 to 8 parts by weight.

【0023】グラフアィトは、0.7 重量部未満の少量
では耐熱性向上への寄与が不充分であり、逆に0.9重
量部を越える多量では溶融樹脂の流動性を阻害する。M
OS2については、5重量部未満の少量のときは潤滑性
が良好でなく、逆に7重量部を越える多量では前記流動
性は悪くなる。フルオロカーボン重合体が6重量部未満
の少量では潤滑性向上への寄与が不充分であり、逆に8
重量部を越える多量では耐熱性が低下するからである。
In the graphite, if the amount is less than 0.7 part by weight, the contribution to the improvement of heat resistance is insufficient, while if it exceeds 0.9 part by weight, the flowability of the molten resin is hindered. M
The OS 2, when a small amount of less than 5 parts by weight not good lubricity, the fluidity is a great amount exceeding 7 parts by weight conversely deteriorates. If the amount of the fluorocarbon polymer is less than 6 parts by weight, the contribution to the improvement in lubricity is insufficient, and
If the amount exceeds the weight part, the heat resistance decreases.

【0024】これらの諸原料の混合は、ヘンシェルミキ
サーなどを用いたドライブレンドやブラベンダ,押出機
を用いた溶融混合など公知の手段で行なうことができ
る。
The mixing of these various materials can be carried out by known means such as dry blending using a Henschel mixer or melt mixing using a Brabender or an extruder.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】(実施例1)先ず、このチップシ
ール材の最適配合範囲を検討した。主成分としてのPA
Iは40重量部(一定)とし、他の成分について以下に
配合の検討を行うことした。実験結果の判定項目は耐摩
耗性,潤滑性,相手材の損耗率及び射出成形性であり、
つぎにのべる方法で判定した。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Example 1) First, the optimum compounding range of this chip sealing material was examined. PA as the main component
I was set to 40 parts by weight (constant), and the composition of other components was examined below. Judgment items of the experimental results were abrasion resistance, lubricity, the wear rate of the mating material, and injection moldability.
Next, it was determined by the following method.

【0026】耐摩耗性−耐摩耗性の評価は、アムスラ
試験機を用いて行った。試験は40mm径で長さ10mmの
リング状試料2ケを10kgfで押し付け、190rpmで、
相対滑りを10%発生させて摺動する方法により行っ
た。試料の内の一方はアルマイト処理を施した硬質アル
ミ材を相手材として用いた。結果は摩耗粉が2mg発生す
るまでの時間が10時間以上の場合を優れている、1時
間以上で10時間未満を良好、1時間未満をやや不良と
判定した。
Abrasion resistance--Evaluation of abrasion resistance was performed using an Amsula tester. In the test, two ring-shaped samples each having a diameter of 40 mm and a length of 10 mm were pressed at 10 kgf, and at 190 rpm,
The sliding was performed by generating 10% relative slip. For one of the samples, a hard aluminum material subjected to alumite treatment was used as a mating material. The results were excellent when the time until the generation of 2 mg of abrasion powder was 10 hours or more. The results were excellent when 1 hour or more and less than 10 hours were good, and when less than 1 hour was slightly poor.

【0027】潤滑性−潤滑性の評価は、ピンオンディ
スク試験機を用いて行った。試験は表面に厚さ40ミク
ロンのアルマイト処理を施したアルミニウム試験片(6
0mm径で厚さ6mm、Rmax=25ミクロン)をディス
ク(相手材)として、1000rpm で回転させ、この表
面に本発明に係る各種配合のピンを荷重1kgで押し付け
て測定した。結果は摩擦係数が0.1 以下の場合を優れ
ている、0.1以上で0.25未満を良好、0.25 以上
をやや不良と判定した。
Lubricity--Evaluation of lubricity was performed using a pin-on-disk tester. The test was carried out on an aluminum test piece (6 μm) whose surface was anodized with a thickness of 40 μm.
A disk (counterpart) having a diameter of 0 mm and a thickness of 6 mm, Rmax = 25 microns) was rotated at 1000 rpm, and pins of various compositions according to the present invention were pressed against the surface with a load of 1 kg to measure. The results were evaluated as excellent when the friction coefficient was 0.1 or less, good when the friction coefficient was 0.1 or more and less than 0.25, and slightly poor when the friction coefficient was 0.25 or more.

【0028】相手材の損耗率−上記ピンオンディスク
試験において、50時間後に相手材の重量を測定して摩
耗重量が3mg未満の場合を優れている、3mg以上で5mg
未満の場合を良好、5mg以上の場合をやや不良と判定し
た。
Wear rate of counterpart material-In the above-mentioned pin-on-disk test, the weight of the counterpart material was measured after 50 hours, and when the wear weight was less than 3 mg, it was excellent.
The case of less than 5 was judged as good, and the case of 5 mg or more was judged as slightly bad.

【0029】射出成形性−射出成形性は、断面が2mm
×2mmで全長600mmのスクロール形のキャビティを有
する射出成形用金型を作製して、金型温度200℃,バ
レル温度が29フルオロカーボン重合体6〜8重量部を
これに添加する。0〜340℃,ノズル温度370℃で
本発明に係る所定配合の溶融樹脂を射出圧力80MPa
で射出して成形品の長さを測定して判定した。すなわ
ち、樹脂の流動長さが550mm以上〜600mmの場合を
優れている、500mm以上で550mm未満の場合を良
好、550mm以下の場合を不良と判定した。
Injection moldability-Injection moldability is 2 mm in cross section.
An injection mold having a scroll-shaped cavity having a size of 2 mm and a total length of 600 mm is prepared, and 6 to 8 parts by weight of a fluorocarbon polymer having a mold temperature of 200 ° C. and a barrel temperature of 29 is added thereto. 0-340 ° C, nozzle temperature 370 ° C, injection pressure of the molten resin of the present invention is 80 MPa.
And the length of the molded product was measured and judged. That is, when the flow length of the resin was 550 mm or more and 600 mm or less, it was determined to be excellent. When the flow length was 500 mm or more and less than 550 mm, it was determined to be good.

【0030】総合評価−上記4項目の結果を全体とし
て判断した。
Overall Evaluation-The results of the above four items were judged as a whole.

【0031】PAIをチップシール材の主成分とした場
合、MoS2 は主たる潤滑材でありドライ下での潤滑作
用は、このMoS2 の存在が大きい。しかし、高温下に
おいては空気中の酸素との間に酸化が促進され、2Mo
2 +3O2 ⇒ 2MoO3+2S2(ガス)の反応が進行
する。その結果、生成された硫黄分は酸化してSOx
(ガス)となり、MoO3 はバインダーとの結合力が低
下して剥離しやすくなる。また、かりにMoO3 がチッ
プシール内に残留したとしても、MoO3 は潤滑性が低
いためチップシールの潤滑機能を全体として低下させ
る。そこで、前述したように、主成分としてのPAIは
40重量部(一定)とし、Sb23とCを一定としMo
2 の割合を変え、次にMoS2 とCを一定としSb2
3の割合を変えて検討を行った。その結果、MoS2
が6重量部迄は潤滑性や耐摩耗性は向上するがその後は
やや低下する。従ってMoS2 が6重量部が好適であ
る。また、Sb23によるMoS2 の酸化防止効果は、
Sb23の増加につれて向上するが、MoS2 に比べて
Sb23の比率が大きすぎると、潤滑性や耐摩耗性が低
下してしまうことがわかった。その理由は相対的に主成
分樹脂(骨材樹脂)としてのPAIの量が不足するため
と考えられる。従って、適正なMoS2 /Sb23の比
は1.2〜2.0であり、さらに1.5が最適値であるこ
とが判明した。
When PAI is used as the main component of the chip seal material, MoS 2 is a main lubricant, and the presence of MoS 2 is large in the lubricating action under dry conditions. However, under high temperature, oxidation with oxygen in the air is promoted, and 2Mo
The reaction of S 2 + 3O 2 ⇒2MoO 3 + 2S 2 (gas) proceeds. As a result, the generated sulfur is oxidized to SOx
(Gas), and MoO 3 has a reduced bonding force with the binder and is easily peeled. Even if MoO 3 remains in the tip seal, MoO 3 has a low lubricating property, so that the lubrication function of the tip seal is reduced as a whole. Therefore, as described above, the PAI as the main component is set to 40 parts by weight (constant), Sb 2 O 3 and C are fixed, and Mo is set.
Changing the ratio of S 2, then MoS 2 and the C constant Sb 2
The examination was performed by changing the ratio of O 3 . As a result, MoS 2
However, up to 6 parts by weight, lubricity and abrasion resistance are improved, but thereafter slightly lowered. Therefore, 6 parts by weight of MoS 2 is preferred. In addition, the anti-oxidation effect of MoS 2 by Sb 2 O 3 is as follows.
Is improved with increasing Sb 2 O 3, the ratio of Sb 2 O 3 as compared to the MoS 2 is too large, lubricity and abrasion resistance is found to decrease. It is considered that the reason is that the amount of PAI as a main component resin (aggregate resin) is relatively short. Therefore, the appropriate ratio of MoS 2 / Sb 2 O 3 was 1.2 to 2.0, and 1.5 was found to be the optimum value.

【0032】次に、Cの最適配合量の検討を行った。他
の因子を固定し、Cのみ0.6乃至1.0重量部の範囲で
変化させた。この結果、Cは0.7〜0.9重量部の範囲
が良好であり、0.8重量部が最適値であることがわか
った。
Next, the optimum amount of C was examined. Other factors were fixed and only C was varied in the range of 0.6 to 1.0 parts by weight. As a result, it was found that C was good in the range of 0.7 to 0.9 part by weight, and 0.8 part by weight was the optimum value.

【0033】最後に別配合としてPAI,MOS2 ,S
23及びCの値を上記の最適値(一定)とし、有機固
体潤滑材としてのPTFEの割合を6乃至8重量部の範
囲内で0.5 おきに加えて検討した。その結果、耐熱
性,潤滑性および耐摩耗性のいずれもPTFEの割合に
よって影響を受けることが判明し、耐熱性はPTFEの
割合が少ない方が良好である傾向が明らかとなった。し
かし、潤滑性は、PTFEが7重量部付近にピークが認めら
れ、また、耐摩耗性もピークが、約7重量部付近であ
り、総合的にはPTFEの配合は6.5〜7.5重量部の
範囲が適正であることが判明した。以上の検討結果か
ら、チップシール材の構成は表1及び表2に示す割合が
良好であり特に表2の配合割合がより優れていることが
明らかとなった。
Finally, PAI, MOS 2 , S
The values of b 2 O 3 and C were set to the above-mentioned optimum values (constant), and the ratio of PTFE as an organic solid lubricant was examined by adding every 0.5 in the range of 6 to 8 parts by weight. As a result, it was found that all of the heat resistance, lubricity and wear resistance were affected by the proportion of PTFE, and it was revealed that the lower the proportion of PTFE, the better the heat resistance. However, the lubricity has a peak at around 7 parts by weight of PTFE, and the abrasion resistance also has a peak at around 7 parts by weight. Overall, the blending of PTFE is 6.5 to 7.5. The parts by weight range proved to be appropriate. From the above examination results, it was clarified that the composition of the chip sealing material was good in the proportions shown in Tables 1 and 2, and particularly the composition ratio in Table 2 was more excellent.

【0034】[0034]

【表1】 [Table 1]

【0035】[0035]

【表2】 [Table 2]

【0036】次に、表2の最適配合のチップシール材
(厚さ3mm)の加熱温度(所定温度×20時間)と硬さ
の関係を調べた、硬さとリニアの関係にある耐摩耗性の
良否を判断することにした。すなわち成形後のチップシ
ール材について、加熱温度を200乃至440℃の間で
50℃ごとに変えた試料を用い、ビッカース硬さ計によ
り硬さを測定した。結果は図2の(A)に示す通りである
が、図には従来配合のチップシールの結果(B)もあわせ
て示した。本発明のチップシールの硬さは、加熱温度が
150〜200℃では従来品と同等ないし、やや低いの
であるが、加熱温度の上昇と共に急上昇し350℃にな
るとHv=60となり200℃の時の倍の硬さとなる。
そして400℃ですこし軟化しHv=50となる。この
ように約350℃が硬さのピークであることは大型で高
速かつ高性能のオイルフリー式スクロール圧縮機に用い
るチップシール材として極めて好適である。これに対し
従来品の硬さは200℃以降は低下するのみであって本
発明のチップシールの有用性が明らかである。
Next, the relationship between the heating temperature (predetermined temperature × 20 hours) and the hardness of the tip sealing material (thickness: 3 mm) having the optimum composition shown in Table 2 was examined. We decided to judge. That is, the hardness of the molded chip seal material was measured by a Vickers hardness tester using a sample in which the heating temperature was changed every 50 ° C. between 200 and 440 ° C. The results are as shown in FIG. 2 (A), and the figure also shows the result (B) of the tip seal of the conventional combination. The hardness of the tip seal of the present invention is equal to or slightly lower than that of the conventional product at a heating temperature of 150 to 200 ° C., but rapidly rises with an increase of the heating temperature and reaches 350 ° C., and Hv = 60 at 200 ° C. It becomes twice as hard.
And it softens a little at 400 degreeC, and it becomes Hv = 50. The fact that the peak of the hardness at about 350 ° C. is very suitable as a tip seal material used in a large, high-speed, high-performance oil-free scroll compressor. On the other hand, the hardness of the conventional product only decreases after 200 ° C., and the usefulness of the tip seal of the present invention is apparent.

【0037】[0037]

【表3】 [Table 3]

【0038】次に、表3に示す本発明に係るチップシー
ル材と従来配合のチップシール材について、加熱温度と
耐摩耗性の検討結果について述べる。
Next, with respect to the chip seal material according to the present invention and the conventional chip seal material shown in Table 3, the examination results of heating temperature and wear resistance will be described.

【0039】耐摩耗性の評価は、アムスラ試験機を用い
て行った。試験は40mm径で長さ10mmのリング状試料
2ケを10kgfで押し付け、190rpmで、相対滑りを1
0%発生させて摺動する方法により行った。試料の内の
一方はアルマイト処理を施した硬質アルミ材を相手材と
して用いた。
The evaluation of wear resistance was performed using an Amsula tester. In the test, two ring-shaped samples each having a diameter of 40 mm and a length of 10 mm were pressed at a pressure of 10 kgf, and a relative slip of 1 at 190 rpm.
The sliding was performed by generating 0%. For one of the samples, a hard aluminum material subjected to alumite treatment was used as a mating material.

【0040】本発明のチップシール材の試料の熱処理温
度とアムスラ試験により摩耗粉が発生し始めるまでの時
間の関係を求めた。摩耗粉が発生するまでの時間が長い
ほど耐摩耗性が良いことになる。図3の(A)にその結
果を示す。比較のために示した従来配合のチップシール
の結果も同図中に(B)として併記した。図3から明ら
かなように205℃以下では、従来のチップシール材の
方が良好な結果であった。しかし、この温度を境として
高温側では本発明によるチップシール材が良好な耐摩耗
性を示すようになり、300℃で熱処理したものでは摩
耗粉の発生し始める時間は従来のチップシール材の約1
80倍となった。また温度が上昇すると摩耗粉発生まで
の時間が短くなる従来のチップシール材に対して、本発
明によるチップシール材は加熱温度の上昇とともに、摩
耗粉発生までの時間が長くなり、さきに述べた潤滑性能
試験の結果と合わせ評価すると、PTFE−PI系の従
来型のチップシール材に比べ高温特性が格段に向上し
た。
The relationship between the heat treatment temperature of the sample of the chip sealing material of the present invention and the time until the start of the generation of abrasion powder was determined by an Amsula test. The longer the time until the generation of wear powder, the better the wear resistance. FIG. 3A shows the result. The result of the chip seal of the conventional composition shown for comparison is also shown as (B) in the same figure. As is clear from FIG. 3, at a temperature of 205 ° C. or lower, the conventional chip sealing material had better results. However, on the high temperature side from this temperature, the chip seal material according to the present invention shows good wear resistance, and when heat treated at 300 ° C., the time to start generating wear powder is about the same as that of the conventional chip seal material. 1
80 times. Also, in contrast to the conventional chip sealing material in which the time until the generation of wear powder decreases when the temperature rises, the chip sealing material according to the present invention increases the time until the generation of wear powder as the heating temperature increases, and as described above. When evaluated together with the results of the lubrication performance test, the high-temperature characteristics were significantly improved as compared with the conventional PTFE-PI-based chip seal material.

【0041】次に本発明のチップシールと従来品のチッ
プシールに関して、加熱温度と長期潤滑性の検討結果に
ついて述べる。長期潤滑性の評価も、上記アムスラ試験
機を用いて行った。試験は40mm径で長さ10mmのリン
グ状試料2ケを10kgf で押し付け、190rpm で、相
対滑りを10%発生させて摺動する方法により行った。
評価試験片の相手材はアルマイト処理を施した硬質アル
ミ材である。本発明のチップシール材の長期潤滑性は、
それぞれの加熱温度において摩擦係搬が0.3になるま
での摩擦距離で求めた。
Next, with respect to the tip seal of the present invention and the conventional tip seal, the results of the examination of the heating temperature and the long-term lubricity will be described. Evaluation of long-term lubricity was also performed using the above Amsula tester. The test was carried out by pressing two ring-shaped samples each having a diameter of 40 mm and a length of 10 mm at a pressure of 10 kgf, and sliding at 190 rpm with a relative slip of 10%.
The mating material of the evaluation test piece is a hard aluminum material subjected to alumite treatment. The long-term lubricity of the tip sealing material of the present invention is
At each heating temperature, the friction distance was determined until the frictional transfer became 0.3.

【0042】本発明のチップシールの実験結果は図4の
(A)で従来品の結果は(B)である。従来品は加熱温
度の上昇とともに、耐摩耗性が悪化するが、本発明のチ
ップシールは耐摩耗性が向上して約400℃でピークと
なりその後やや低下する。このように加熱温度が上昇す
るにつれて長期潤滑性が向上する。特に約320℃で以
降は長期潤滑性が大幅向上するが、約400℃以上にな
るとRはやや低下する。従って、これらの結果からも本
発明が圧縮室内の温度が約230〜260℃以上にもな
るような大型,高速のオイルフリースクロール圧縮機に
用いるチップシールの組成として優れていることが明ら
かである。
FIG. 4A shows the experimental results of the tip seal of the present invention, and FIG. 4B shows the results of the conventional product. Although the wear resistance of the conventional product deteriorates with an increase in the heating temperature, the wear resistance of the tip seal of the present invention is improved and peaks at about 400 ° C., and then slightly decreases. As the heating temperature increases, long-term lubricity improves. Particularly at about 320 ° C., the long-term lubricity is greatly improved, but at about 400 ° C. or more, R slightly decreases. Therefore, it is clear from these results that the present invention is excellent as a composition of a tip seal used in a large-sized, high-speed oil-free scroll compressor in which the temperature in the compression chamber is about 230 to 260 ° C. or more. .

【0043】さらには、加熱温度、言い換えるとスクロ
ール内部の雰囲気温度が高いほどチップシールとしての
機能が向上するという、従来技術の延長では考えられな
い独特な機能を有することから、将来の超大型,超高速
オイルフリースクロール圧縮機の実現も可能となった。
以下、上述の検討結果に基づいて、その特性が最も良好
だった本発明に係る上記チップシール材を実際のオイル
フリー圧縮機に適用して、その効果を確認した。
Furthermore, since the function as a tip seal improves as the heating temperature, in other words, the ambient temperature inside the scroll increases, it has a unique function that cannot be considered as an extension of the conventional technology. An ultra-high-speed oil-free scroll compressor has also been realized.
Hereinafter, based on the above-mentioned examination results, the effect was confirmed by applying the tip sealing material according to the present invention having the best characteristics to an actual oil-free compressor.

【0044】(実施例2)本発明の一実施例における圧
縮機の基本構成について図5と図6に従って説明をす
る。図5は、旋回スクロールの鏡板外周部に複数のクラ
ンク軸を配設して旋回スクロールに旋回運動をもたらす
形式のスクロール形圧縮機の全体構造を表す縦断面図で
ある。図6は、図5のA−A断面矢視図でラップ同士の
噛み合い状態を示す断面図で旋回スクロールと固定スク
ロールのラップによって圧縮作動室が形成される様子等
を表したものである。説明の都合上、図5に示したクラ
ンク軸4,5及びバランスウエイト17,18そして旋
回スクロール3に配設した軸受11も取り除いて示して
いる。
(Embodiment 2) The basic structure of a compressor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing the overall structure of a scroll type compressor of a type in which a plurality of crankshafts are arranged on the outer peripheral portion of the end plate of the orbiting scroll to cause the orbiting scroll to orbit. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the meshing state of the wraps in the cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 5 and shows a state where a compression working chamber is formed by the wraps of the orbiting scroll and the fixed scroll. For convenience of explanation, the crankshafts 4 and 5 and the balance weights 17 and 18 and the bearing 11 disposed on the orbiting scroll 3 shown in FIG.

【0045】図5でスクロール圧縮機は、渦巻き状に形
成されたスクロールラップ1bを有する固定スクロール
1とこれに同じように形成されたスクロールラップ2b
を有する固定スクロール2が平行に配置されており、そ
の間に鏡板3aの両側に同じく渦巻き状に形成されたス
クロールラップ3b,3cを有する旋回スクロール3が
それぞれの固定スクロールに噛み合っている。旋回スク
ロール3のラップ3b,3cは所定の厚さを有してお
り、旋回スクロールが一定半径で旋回運動するときに構
成される包絡線が固定スクロールラップの基本線を構成
している。実質的には旋回と固定両ラップは非接触状態
を保って噛み合うように構成され、旋回スクロール3の
鏡板3aの両側に圧縮作動室14と15を形成してい
る。これらの圧縮作動室14と15は、図5に一方の圧
縮作動室14を示したように両スクロールラップによっ
て三日月状に形成される。スクロール圧縮機ではこのよ
うな三日月状の圧縮作動室14が中心軸に対して、対称
に一対の部屋(圧縮作動室14′)がほぼ同じ体積で構成さ
れる。この圧縮作動室14は、旋回スクロール3の旋回
運動に伴って圧縮作動室14が連続的に中心部に移動す
るようになっている。そして、この圧縮作動室14は外
周部から中心に向かって順次その体積が小さくなるよう
に構成されている。
In FIG. 5, the scroll compressor comprises a fixed scroll 1 having a scroll wrap 1b formed in a spiral shape and a scroll wrap 2b formed in the same manner.
The orbiting scroll 3 having the scroll wraps 3b and 3c which are also formed in a spiral shape on both sides of the end plate 3a is engaged with each fixed scroll. The wraps 3b and 3c of the orbiting scroll 3 have a predetermined thickness, and an envelope formed when the orbiting scroll orbits with a constant radius forms a basic line of the fixed scroll wrap. Practically, the orbiting and fixed wraps are configured to engage with each other while maintaining a non-contact state, and form compression working chambers 14 and 15 on both sides of the end plate 3a of the orbiting scroll 3. These compression working chambers 14 and 15 are formed in a crescent shape by both scroll wraps as shown in FIG. In the scroll compressor, such a crescent-shaped compression working chamber 14 has a pair of chambers (compression working chambers 14 ') symmetrically with respect to the central axis, and has approximately the same volume. The compression working chamber 14 is configured to continuously move to the center in accordance with the orbital movement of the orbiting scroll 3. The volume of the compression working chamber 14 is gradually reduced from the outer periphery toward the center.

【0046】また、図5に示すように固定スクロール1
及び固定スクロール2、そして旋回スクロール3のそれ
ぞれのラップ先端部には本願発明に関わるPAI樹脂を
主成分、その他の有機成分および無機成分を副成分とす
る複合樹脂材料で形成されたチップシール1c,2c,
3d,3eがそれぞれ渦巻きに沿って設けられており、
図6に示すように平面図で示した場合、前記チップシー
ル1cはラップ先端面に配置されており渦巻きに沿った
長さ方向では複数個に分割して設けられている。このチ
ップシールは、機能・性能上に特に問題が無ければ分割
しなくてもよいが、分割することにより圧縮機運転時の
熱膨張量の逃げを好適に設定することができるのでシー
ル性能や信頼性の向上を図ることができる。
Further, as shown in FIG.
The tip seals 1c, 1c of the fixed scroll 2 and the orbiting scroll 3 are formed of a composite resin material containing the PAI resin according to the present invention as a main component and other organic components and inorganic components as subcomponents. 2c,
3d and 3e are respectively provided along the spiral,
When shown in a plan view as shown in FIG. 6, the tip seal 1c is disposed on the tip end surface of the wrap, and is divided into a plurality of pieces in the length direction along the spiral. This chip seal does not need to be divided if there is no particular problem in function and performance, but by dividing it, the escape of the amount of thermal expansion during compressor operation can be set appropriately, so that the sealing performance and reliability can be improved. Performance can be improved.

【0047】固定スクロール1と2それに、旋回スクロ
ール3はそれぞれアルミニウム合金等に代表されるよう
に軽くて、熱伝導性の良い材料で構成されている。しか
し、アルミ合金は鉄系にくらべ強度が低いので、オイル
フリー式圧縮機用には高強度である高Siアルミ合金を
適用することが望ましい。さらには、ラップ接触時の潤
滑性を向上、あるいは接触時の焼き付きなどに対して信
頼性の高いオイルフリー式圧縮機を提供するため、スク
ロールラップの側面や鏡板面などの全面に、高Siアル
ミニウム合金用の陽極酸化皮膜処理等の表面処理を施
す。
The fixed scrolls 1 and 2 and the orbiting scroll 3 are each made of a light material having good heat conductivity as represented by an aluminum alloy or the like. However, since aluminum alloys have lower strength than iron-based ones, it is desirable to apply high-strength high-Si aluminum alloys for oil-free compressors. Furthermore, in order to improve the lubricity at the time of wrap contact or to provide a reliable oil-free compressor against seizure at the time of contact, high Si aluminum A surface treatment such as an anodic oxide film treatment for an alloy is performed.

【0048】ところで、本発明が対象としているオイル
フリー式スクロ−ル圧縮機の場合、固定スクロール側で
は外表面に設けたフィンによって好適に冷却されるの
で、摺動面の温度は設計的に管理することができる。し
かしながら、旋回スクロールについては、固定スクロー
ルにサンドウィッチ状に配置されていることや旋回運動
しているため、鏡板に小さな貫通孔を設けただけでは冷
却用空気が流入しにくいためにファン冷却等の手段を講
じても、冷却効果が小さく部品の温度が然程低くならな
い。このため、固定スクロールの先端に設けたチップシ
ールは高温になった旋回スクロールラップ鏡板面と摺動
することになる。従って、旋回スクロールに設けたチッ
プシールより固定スクロールに設けたチップシールのほ
うが摩耗量が大きくなるという問題があった。
In the case of the oil-free scroll compressor to which the present invention is applied, the fixed scroll side is suitably cooled by the fins provided on the outer surface, so that the temperature of the sliding surface is controlled by design. can do. However, as for the orbiting scroll, since it is arranged in a sandwich shape on the fixed scroll and is orbiting, it is difficult for cooling air to flow in simply by providing a small through hole in the end plate, so that means such as fan cooling is used. However, the cooling effect is small and the temperature of the parts does not decrease so much. For this reason, the tip seal provided at the tip of the fixed scroll slides on the surface of the orbiting scroll wrap end plate that has become hot. Therefore, there is a problem that the wear amount of the tip seal provided on the fixed scroll is larger than that of the tip seal provided on the orbiting scroll.

【0049】しかし、本発明に係るチップシールを適用
した結果、圧縮機運転中は両スクロールラップは非接触
で、しかも隙間を微小に保つことが出来るので、両スク
ロール部材は適度な温度に保たれる。従って、熱膨張量
を微小な量に保つことができるので、高性能な圧縮機を
提供できる。さらに、スクロール部材をアルミニウム合
金で構成しても適当な温度に維持できることから、疲労
強度を高い状態で設定することができ、信頼性の高い圧
縮機を提供することができる。さらには、スクロールラ
ップ先端に適用したシール部材すなわち、チップシール
の摩耗量は摺動面温度にも影響され、一般には温度が高
いほど摩耗量が大きくなる傾向を有している。しかしな
がら、本発明のチップシールは前述したように、また図
2〜図4より明らかなように約350℃までは、雰囲気
温度が上昇すれば、一般通念とは逆に耐摩耗性が向上す
るという顕著な特徴が見られる。
However, as a result of applying the tip seal according to the present invention, during operation of the compressor, both scroll wraps are in non-contact and the gap can be kept small, so that both scroll members are kept at an appropriate temperature. It is. Therefore, the amount of thermal expansion can be kept very small, so that a high-performance compressor can be provided. Further, even if the scroll member is made of an aluminum alloy, it can be maintained at an appropriate temperature, so that the fatigue strength can be set in a high state, and a highly reliable compressor can be provided. Furthermore, the amount of wear of the seal member applied to the tip of the scroll wrap, that is, the amount of wear of the tip seal is also affected by the temperature of the sliding surface. Generally, the higher the temperature, the greater the amount of wear. However, as described above, and as apparent from FIGS. 2 to 4, the tip seal of the present invention improves wear resistance up to about 350 ° C. as the ambient temperature increases, contrary to general wisdom. Noticeable features are seen.

【0050】従って、本実施例により旋回スクロール3
や固定スクロール1,2のラップ先端に設けたチップシ
ールの摩耗量を微小に保つことができるため、圧縮機と
して長期に渉って高い性能を維持することができると共
に、チップシール交換時間を長く設定できるので、チッ
プシール交換のための作業費も安価にすることができ
る。本発明の実施によってチップシールの交換期間は従
来の約3倍に延長されると共に、初期性能の維持期間も
同様に延長された。
Therefore, according to the present embodiment, the orbiting scroll 3
And the amount of wear of the tip seals provided at the tips of the wraps of the fixed scrolls 1 and 2 can be kept very small, so that the compressor can maintain high performance over a long period of time, and the tip seal replacement time can be extended. Since it can be set, the operation cost for tip seal replacement can be reduced. By the implementation of the present invention, the replacement period of the tip seal is extended to about three times that of the conventional one, and the maintenance period of the initial performance is similarly extended.

【0051】[0051]

【発明の効果】本発明によれば、チップシールの摩耗速
度を小さく保つことができるので、チップシールの摩耗
に対する長期信頼性を得ることができ、長期に渡って安
定した圧縮機性能が得られる高速,高性能の大型オイル
フリースクロール圧縮機を提供できると共に、チップシ
ールの摩耗速度を遅らせることができるので、チップシ
ールの交換時間を長く設定することができる。さらに
は、旋回および固定両スクロールのラップ隙間を長期間
微小な状態に保つことができるので、高性能かつ高信頼
性のオイルフリースクロール圧縮機を提供できる。
According to the present invention, since the wear rate of the tip seal can be kept low, long-term reliability against the wear of the tip seal can be obtained, and stable compressor performance can be obtained over a long period of time. A high-speed, high-performance large oil-free scroll compressor can be provided, and the wear speed of the tip seal can be delayed, so that the time for replacing the tip seal can be set longer. Further, since the lap gap between the orbiting and fixed scrolls can be kept in a minute state for a long time, an oil-free scroll compressor with high performance and high reliability can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例に係わるチップシール材の断
面模式図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a tip sealing material according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例に係わるチップシール材の加
熱温度と硬さの関係を示す特性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between the heating temperature and the hardness of the tip sealing material according to one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例に係わるチップシール材の加
熱温度と摩耗粉発生までの摩擦時間の関係を示す特性図
である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between a heating temperature of a chip sealing material and a friction time until generation of abrasion powder according to one embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例に係わるチップシール材の加
熱温度とアムスラ摩耗試験の関係を示す特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a heating temperature of a tip sealing material and an Amsla wear test according to one embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例を示すオイルフリー式スクロ
ール圧縮機の全断面図。
FIG. 5 is an overall sectional view of an oil-free scroll compressor showing one embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施例で旋回スクロールに固定スク
ロールのラップ部を噛み合せた様子を示す平面図。
FIG. 6 is a plan view showing a state where a wrap portion of a fixed scroll is meshed with the orbiting scroll in one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A…本発明配合の成形品による実験結果、B…従来配合
の成形品による実験結果、1…固定スクロール、2…固
定スクロール、3…旋回スクロール、4…主クランク
軸、5…補助クランク軸、6…プーリ、7…タイミング
ベルト、8…連通孔、9…吐出ポート、10,11,1
2…軸受、13…弾性支持部材、14,15…圧縮作動
室、17,18…バランスウエイト、20…歯付きプー
リ、22,23…吸入孔。
A: Experimental results using molded articles of the present invention, B: Experimental results using molded articles of the conventional composition, 1 ... fixed scroll, 2 ... fixed scroll, 3 ... orbiting scroll, 4 ... main crankshaft, 5 ... auxiliary crankshaft, 6 pulley, 7 timing belt, 8 communication hole, 9 discharge port, 10, 11, 1
2 ... bearing, 13 ... elastic support member, 14, 15 ... compression working chamber, 17, 18 ... balance weight, 20 ... toothed pulley, 22, 23 ... suction hole.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 町田 茂 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 長縄 尚 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 ▲吉▼冨 雄二 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 Fターム(参考) 3H039 AA02 AA10 AA14 BB04 BB05 BB15 BB28 CC05 CC31 CC35 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shigeru Machida 502 Kandate-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Pref. Machinery Research Laboratory, Ltd. Inside the Machinery Research Laboratory (72) Inventor ▲ Yoshi ▼ Yuji Tomi 502, Kandachi-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki F-term in the Machinery Research Laboratory, Hitachi Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一対の固定スクロールの渦巻き状ラップ面
を互いに向かい合わせて平行に配置すると共に、前記両
固定スクロールの間に鏡板の両面に渦巻き状のスクロー
ルラップを有する旋回スクロールを配置して、該鏡板の
両面で旋回スクロールと固定スクロールを互いに渦巻き
状のラップを噛み合わせることによって圧縮作動室を複
数形成させ、旋回スクロールの外周部に配置した複数の
クランク軸によって旋回スクロールを旋回運動させるこ
とにより、旋回スクロール鏡板の両側の圧縮作動室で気
体を圧縮させる構造のスクロール流体機械をユニット内
に収めたスクロール流体機械とそのユニット装置におい
て、前記各スクロールラップ先端部に溝を形成して、こ
の溝にイミド基を有する熱硬化性樹脂と、固体潤滑材と
を成分とするチップシールを配設して構成したことを特
徴とするスクロール流体機械のユニット装置。
An orbiting scroll having spiral scroll wraps on both sides of a head plate is arranged between said fixed scrolls, and spiral wrap surfaces of a pair of fixed scrolls are arranged in parallel with each other. A plurality of compression working chambers are formed by engaging a spiral wrap with the orbiting scroll and the fixed scroll on both sides of the end plate, and the orbiting scroll is orbited by a plurality of crankshafts arranged on the outer peripheral portion of the orbiting scroll. In a scroll fluid machine in which a scroll fluid machine having a structure for compressing gas in compression operation chambers on both sides of an orbiting scroll head plate is housed in a unit, and a unit device thereof, a groove is formed at a tip portion of each of the scroll wraps. A chip comprising a thermosetting resin having an imide group and a solid lubricant. Unit device scroll fluid machine, characterized by being configured by disposing a seal.
JP2000147462A 2000-05-15 2000-05-15 Unit device for scroll fluid machine Pending JP2001323882A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000147462A JP2001323882A (en) 2000-05-15 2000-05-15 Unit device for scroll fluid machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000147462A JP2001323882A (en) 2000-05-15 2000-05-15 Unit device for scroll fluid machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001323882A true JP2001323882A (en) 2001-11-22

Family

ID=18653648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000147462A Pending JP2001323882A (en) 2000-05-15 2000-05-15 Unit device for scroll fluid machine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001323882A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005076611A (en) * 2003-09-03 2005-03-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Sliding member of compressor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005076611A (en) * 2003-09-03 2005-03-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Sliding member of compressor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100934843B1 (en) Composition for sliding member, sliding member and fluid machine
AU2005205262B2 (en) Fluid Machinery
KR20070058535A (en) Slide member and fluid machine
WO2006109511A1 (en) Composition for sliding member, sliding member, and fluid machine
US9944880B2 (en) Oil-free screw compressor coated with a base resin, a solid lubricant and a heat-resistant additive
WO2015011875A1 (en) Scroll compressor
JP2007204601A (en) Composition for sliding member, and fluid machine
JPH08121361A (en) Screw rotor and screw type compressor and manufacture thereof
JP2001323882A (en) Unit device for scroll fluid machine
CN103450796A (en) Sliding film on surface of compressor sliding part and formation method thereof
JPS6215280A (en) Lip sealing material
JPH08105391A (en) Tip seal and scroll compressor
JP2005036198A (en) Sealing material and scroll fluid machine provided with the same
JP2006275280A (en) Sliding member and fluid machine
US5575634A (en) Sealing material for scroll-type compressor
JP2023050146A (en) Annular seal member of scroll compressor
JPH07180681A (en) Scroll fluid machine
JP6951561B2 (en) Fluid machinery, machine elements and fluororesin materials
JP2009287483A (en) Refrigerant compressor
JPH02112685A (en) Scroll type compressor
WO2023228435A1 (en) Sliding material and gas compressor
JP4647119B2 (en) HELICAL BLADE FOR COMPRESSOR, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND COMPRESSOR USING THIS BLADE
JPH02245085A (en) Material for sliding part
JP4128442B2 (en) SEALING MATERIAL AND SCROLL FLUID MACHINE WITH THE SAME
JP2975215B2 (en) Tip seal