JP2008180090A - Compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は車両用空調装置等に用いられている圧縮機に関する。 The present invention relates to a compressor used in a vehicle air conditioner or the like.
環境に対する影響を考慮して、冷媒ガスを二酸化炭素ガスとした空調装置の開発が進んでいる。一般に、この種の空調装置では、従来の冷媒ガスを用いる空調装置で冷媒ガスを圧縮する際の圧力よりも高い圧力で二酸化炭素ガスを圧縮する必要がある。 In consideration of the influence on the environment, development of an air conditioning apparatus using carbon dioxide gas as a refrigerant gas is proceeding. Generally, in this type of air conditioner, it is necessary to compress the carbon dioxide gas at a pressure higher than the pressure when compressing the refrigerant gas with a conventional air conditioner using a refrigerant gas.
圧縮機には、金属部材と非金属部材が摺動する機構があり、こうした機構の中には、摺動機構を挟んでガスの圧力が異なる機構がある。この種の機構の例として、シリンダーとピストンリング、回転軸とリップリング型シールがある。この種の機構では、両部材が摺動することから、特に、両部材の間の摩擦抵抗が低いことが求められる。また、耐久性の観点から、特に非金属部材に対して高い耐摩耗性が求められる。更に、摺動機構を挟んで圧力差があることから、摺動部には高い密閉性が求められる。 The compressor has a mechanism in which a metal member and a non-metal member slide, and among these mechanisms, there is a mechanism in which the gas pressure is different across the sliding mechanism. Examples of this type of mechanism include cylinders and piston rings, rotating shafts and lip ring type seals. In this type of mechanism, since both members slide, it is particularly required that the frictional resistance between both members be low. In addition, from the viewpoint of durability, high wear resistance is particularly required for non-metallic members. Furthermore, since there is a pressure difference across the sliding mechanism, high sealing performance is required for the sliding portion.
従来の冷媒ガスを圧縮する圧縮機では、非金属部材として例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を用いていた。しかし、PTFEは十分なバネ弾性を有していない。このため、圧縮機の摺動部材にPTFEを用いると、部材間で軸振れ等の揺動が起きたとき、PTFEでは揺動に対して十分に追従出来ないために部材間に隙間が生じ、その結果、部材間でガス漏れが発生することがあった。このガス漏れは、冷媒ガスとして二酸化炭素ガスを用いる圧縮機では、ガスを高圧で圧縮する必要があるため、特に問題となる。 In a conventional compressor that compresses refrigerant gas, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE) is used as a non-metallic member. However, PTFE does not have sufficient spring elasticity. For this reason, when PTFE is used for the sliding member of the compressor, when a swing such as a shaft swing occurs between the members, a gap is generated between the members because PTFE cannot sufficiently follow the swing, As a result, gas leakage may occur between members. This gas leakage is particularly problematic in a compressor using carbon dioxide gas as the refrigerant gas because the gas needs to be compressed at a high pressure.
PTFE含有物からなるピストンリングを開示する従来の文献としては特許文献1がある。また、PTFE含有物からなるリップリングを開示する従来の文献としては特許文献2がある。
Patent Document 1 is a conventional document disclosing a piston ring made of PTFE-containing material. Further,
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、互いに圧力が異なる領域の境界上にある摺動部材に対し、摺動と共に発生する揺動への十分な追従性を与え、これにより領域の密封性を高める技術を提供することである。 The present invention has been made in view of such a situation, and a problem to be solved by the present invention is to swing the sliding member on the boundary of the region where the pressures are different from each other. It is to provide a technique for providing sufficient followability, thereby improving the sealing performance of the region.
上述の課題を解決するため、本発明は次のような圧縮機を提供する。即ち、本発明は、圧縮機において、互いに圧力が異なる領域の間に具備される摺動部材の少なくともひとつが、架橋ポリテトラフルオロエチレン(架橋PTFE)を含むポリテトラフルオロエチレン組成物(PTFE組成物)からなることを特徴とする圧縮機を提供する。架橋PTFEを含むPTFE組成物からなる摺動部材に対して摺接する他方の摺動部材は、例えば金属からなる。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides the following compressor. That is, the present invention relates to a polytetrafluoroethylene composition (PTFE composition) in which at least one sliding member provided between regions having different pressures in the compressor includes crosslinked polytetrafluoroethylene (crosslinked PTFE). Is provided. The compressor characterized by comprising. The other sliding member that is in sliding contact with the sliding member made of the PTFE composition containing cross-linked PTFE is made of, for example, metal.
架橋PTFEを含むPTFE組成物からなる摺動部材は、例えば、回転軸に対して摺動するリップリングがある。この場合、回転軸は、互いに圧力が異なる2領域の一方から他方へ貫通し、リップリングは回転軸に沿って高圧領域から低圧領域にガスが漏れるのを防ぐ。架橋PTFEを含有するPTFE組成物はバネ弾性を有するので、回転軸の揺動に対して高い追従性を有する。 A sliding member made of a PTFE composition containing cross-linked PTFE includes, for example, a lip ring that slides with respect to a rotating shaft. In this case, the rotating shaft passes from one of the two regions having different pressures to the other, and the lip ring prevents gas from leaking from the high pressure region to the low pressure region along the rotating shaft. Since the PTFE composition containing cross-linked PTFE has spring elasticity, it has a high followability with respect to the oscillation of the rotating shaft.
架橋PTFEを含むPTFE組成物からなる摺動部材の他の例としてはシリンダーに対して摺動するピストンリングがある。この場合、シリンダーボアが高圧領域となり、シリンダー内壁とピストンの間の空間が低圧領域となる。 Another example of a sliding member made of a PTFE composition containing crosslinked PTFE is a piston ring that slides relative to a cylinder. In this case, the cylinder bore is a high pressure region, and the space between the cylinder inner wall and the piston is a low pressure region.
架橋PTFEを含むPTFE組成物は、更に、固体潤滑剤を含むこととしてもよい。固体潤滑剤の例としてグラファイト、二硫化モリブデンを挙げる。 The PTFE composition containing crosslinked PTFE may further contain a solid lubricant. Examples of solid lubricants include graphite and molybdenum disulfide.
架橋PTFEを含むPTFE組成物は、更に、耐摩耗性添加剤を含むこととしてもよい。耐摩耗性添加剤の例として、球状カーボン、カーボン繊維、金属酸化物、セラミックスを挙げる。 The PTFE composition containing crosslinked PTFE may further contain an antiwear additive. Examples of antiwear additives include spherical carbon, carbon fibers, metal oxides, and ceramics.
架橋PTFEを含むPTFE組成物は、更に、摩擦調整剤を含むこととしてもよい。摩擦調整剤の例として、金属硫化物、鉛、亜鉛を挙げる。 The PTFE composition containing crosslinked PTFE may further contain a friction modifier. Examples of friction modifiers include metal sulfides, lead and zinc.
架橋PTFEを含むPTFE組成物は、バネ弾性、低い摩擦係数、高い耐摩耗性を有する。このため、架橋PTFE含有のPTFE組成物からなる摺動部材は、揺動に対する高い追従性を有し、かつ、摺動時の摩擦が少なく、かつ、長寿命を有する。従って、本発明の圧縮機によれば、摺動に伴う揺動によって摺動部材間に空隙が生じ、圧力差を有する領域間でガス漏れが起きるのを防ぐことが出来る。また、摺動時のエネルギーロスを抑えながら、圧力差を有する領域間における密封性能を、良好な状態で長期間維持することが出来る。これらの効果は両立することが出来る。 A PTFE composition comprising crosslinked PTFE has spring elasticity, a low coefficient of friction, and high wear resistance. For this reason, the sliding member which consists of a PTFE composition containing crosslinked PTFE has high followability to swinging, little friction during sliding, and long life. Therefore, according to the compressor of the present invention, it is possible to prevent an air gap from being generated between the sliding members due to the swinging associated with the sliding, and gas leakage between the regions having a pressure difference. Moreover, the sealing performance between the regions having a pressure difference can be maintained in a good state for a long period while suppressing energy loss during sliding. These effects can be compatible.
本発明は、圧縮機の摺動機構において、互いに摺動する部材のうち、少なくとも一方に、架橋ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を含むポリテトラフルオロエチレン(PTFE)組成物を用いることを特徴とする。 The present invention is characterized in that, in a sliding mechanism of a compressor, a polytetrafluoroethylene (PTFE) composition containing crosslinked polytetrafluoroethylene (PTFE) is used as at least one of members sliding with each other. .
架橋PTFEを含むPTFE組成物は、従来用いられていたPTFEとほぼ同等の低い摩擦係数を有し、かつ、従来のPTFEと比較して耐摩耗性に優れている。更に、架橋PTFEを含むPTFE組成物は、従来のPTFEにはないバネ弾性がある。このため、軸振れ等の運動の振れに対して追従することが可能となり、その結果、摺動部材間の密封性を高めることが可能となる。 A PTFE composition containing cross-linked PTFE has a low coefficient of friction substantially equal to that of conventionally used PTFE, and is excellent in wear resistance as compared with conventional PTFE. Furthermore, PTFE compositions containing cross-linked PTFE have spring elasticity not found in conventional PTFE. For this reason, it is possible to follow the movement of the shaft and other movements, and as a result, it is possible to improve the sealing performance between the sliding members.
これにより、本発明では、PTFEと同等の低い摩擦抵抗と、PTFEよりも高い耐磨耗性と、高い弾性に起因する高い追従性とを同時に提供することが可能であり、その結果、特に高圧でガスを圧縮する圧縮機であっても、摩擦抵抗によるロスを抑えつつ、高い密封性を長期間にわたって維持することが出来る。 Thereby, in this invention, it is possible to provide simultaneously the low frictional resistance equivalent to PTFE, the abrasion resistance higher than PTFE, and the high followability resulting from high elasticity, and as a result, especially high pressure Even a compressor that compresses gas can maintain high sealing performance over a long period of time while suppressing loss due to frictional resistance.
本発明を適応可能な摺動部材の例として、図1に示す斜板式圧縮機の軸封装置100とピストン部200を以下に挙げて説明する。
As an example of a sliding member to which the present invention can be applied, a
本発明の実施例1である軸封装置100について説明する。図2を参照すると、軸封装置100は、ハウジング1、高圧側に配設された第1シール部材2、低圧側に配設された第2シール部材3からなり、貫通した回転軸4を回転させると、第1シール部材2と回転軸4との間、及び、第2シール部材3と回転軸4との間にて摺動が起きる。圧縮機の作動時において、図中、ハウジング1を挟んで左側は低圧側領域となり、右側は高圧側領域となる。
A
ハウジング1は円孔を有し、この円孔の内壁面にて第1シール部材2を保持している。第1シール部材2はゴム製リップリングであり、図中略L字型の断面を有する第2シール部材3を保持する。第1シール部材2は、図中右側、即ち高圧側領域にて、第2シール部材3と回転軸4との間に蓋をするように覆っていて、その端部は回転軸4に接触している。第2シール部材3は架橋PTFEを含むPTFE組成物からなり、回転軸4との摺動面に、螺旋状に凹状の溝を有する。この螺旋凹溝によりポンプ効果が発生し、回転軸4との間に良好な密封機能を実現している。
The housing 1 has a circular hole, and the
尚、第2シール部材3を構成するPTFE組成物は、架橋PTFEに加えて、固体潤滑剤、耐磨耗性添加剤、摩擦調整剤等の充填剤を含有していることが好ましい。固体潤滑剤の例としてはグラファイト、二硫化モリブデンがある。耐摩耗性添加剤の例としては球状カーボン、カーボン繊維、金属酸化物、セラミックスがある。摩擦調整剤の例としては金属硫化物、鉛、亜鉛がある。
In addition, it is preferable that the PTFE composition which comprises the
軸封装置100によれば、第2シール部材3が架橋PTFEを含むPTFE組成物からなり、従来のPTFEにはないバネ弾性を有するため、回転軸4の軸振れに対する高い追従性を有し、その結果、圧縮機の動作時における密封性を高めることが可能となる。また、第2シール部材3が架橋PTFEを含むPTFE組成物からなり、より高い耐磨耗性を有するため、ポンプ効果を長期間維持することが出来る。このため、ポンプ効果による密封性を長期間維持することが可能となる。これらの効果を、従来のPTFEの第2シール部材と同等の低摩擦抵抗を保ったまま実現することが出来る。
According to the
本発明の実施例2であるピストン部200について図3を参照して説明する。ピストン部200は、図1に示した斜板式圧縮機の断面図のうち、シリンダーヘッドのひとつを中心に拡大した図である。ピストン部200は、シリンダーブロック21、シリンダーヘッド22、弁板23及びピストン24からなる。シリンダーヘッド22は吸入室25及び吐出室26を有し、これらに対応して、弁板23は吸入孔27及び吐出孔28を有する。ピストン部200において、高圧側領域はシリンダーボア31に相当し、低圧側領域はシリンダーブロック21とピストン24との間の空間のうち、図中ピストンリング30よりも左側の空間に相当する。
A
図3において点線で囲んだ領域Aを拡大した図4を参照すると、ピストン24は、上死点側端部近傍に外周面に沿って溝29を有し、溝29にはピストンリング30が嵌合されている。
Referring to FIG. 4 in which a region A surrounded by a dotted line in FIG. 3 is enlarged, the
ピストンリング30は、図5に示すように、外径がピストン24より大きい円錐リング形を有し、架橋PTFEを含むPTFE組成物からなる。ピストンリング30はシリンダーブロック21の内壁と接触しながら往復運動し、両者の間で摺動が発生する。
As shown in FIG. 5, the
尚、ピストンリング30を構成するPTFE組成物は、架橋PTFEに加えて、固体潤滑剤、耐磨耗性添加剤、摩擦調整剤等の充填剤を含有していることが好ましい。固体潤滑剤の例としてはグラファイト、二硫化モリブデンがある。耐摩耗性添加剤の例としては球状カーボン、カーボン繊維、金属酸化物、セラミックスがある。摩擦調整剤の例としては金属硫化物、鉛、亜鉛がある。
In addition, it is preferable that the PTFE composition which comprises the
ピストン部200によれば、ピストンリング30が架橋PTFEを含むPTFE組成物からなるので、従来のPTFEからなるピストンリングにはないバネ弾性を有し、ピストン24の軸振れに対する追従性が高い。また、同時に、従来のPTFEからなるピストンリングよりも高い耐磨耗性を有するので、磨耗が少なく、ブローバイガスをシールする効果を長く維持することが出来る。従って、高い密閉性を長期間安定して維持することが出来る。同時に、従来のPTFEと同様に摩擦抵抗が低いので、ピストンの往復運動に伴う摩擦によるエネルギーロスを従来と同等に抑えることができる。
According to the
以上、本発明を実施の形態及び実施例に即して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形が可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, although this invention was demonstrated according to embodiment and an Example, this invention is not limited to this, It cannot be overemphasized that various deformation | transformation are possible within the scope of the present invention. .
1 ハウジング
2 第1シール部材
3 第2シール部材
4 回転軸
21 シリンダーブロック
22 シリンダーヘッド
23 弁板
24 ピストン
25 吸入室
26 吐出室
27 吸入孔
28 吐出孔
29 溝
30 ピストンリング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007012130A JP2008180090A (en) | 2007-01-23 | 2007-01-23 | Compressor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Family Applications (1)
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JP2007012130A Withdrawn JP2008180090A (en) | 2007-01-23 | 2007-01-23 | Compressor |
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-
2007
- 2007-01-23 JP JP2007012130A patent/JP2008180090A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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