JP2835575B2 - スクロール型コンプレッサー用シール材 - Google Patents

スクロール型コンプレッサー用シール材

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はスクロール型コンプレ
ッサーのスクロール部材に使用するシール材に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】周知なようにスクロール型コンプレッサ
ーは、基板上に渦巻き形状の立壁を立設し、この立壁の
間に圧縮溝（圧縮室）を設けた一対のスクロール部材か
らなり、一方を固定側とし、他方を可動側として両スク
ロール部材を噛み合わせて配置し、可動側のスクロール
部材を偏心公転することによってこの両渦巻き壁によっ
て囲まれる圧縮室内で流体を圧縮するものである。この
スクロール型コンプレッサーにおいては、特開昭５０ー
３２５１２号公報、特開昭５５ー８１２９６号公報など
に示されるように立壁の上面に形成した収容溝内に配設
した渦巻き形状の長いシール材が相手側の圧縮溝底面に
接触して圧縮室の気密性を保持するものである。
【０００３】このシール材のシール特性や摺動特性によ
って、運転効率に大きな影響を及ぼすことから、従来か
らシール材について多くの研究がなされている。例え
ば、特開平３ー２７３０８３号公報には、ポリフェニレ
ンサルファイド樹脂（以下、ＰＰＳという。）３５〜８
０重量％、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％及び有機粉末５〜１５
重量％からなる射出成形可能なシール材料が示されてい
る。このシール材は、アルミニウムからなるスクロール
部材に対して、耐摩耗性等の摺動特性や成形性に優れる
としている。なお、ここで、ＰＡＮ系の炭素繊維では、
シール特性に欠けるとともに流動性に劣ることからピッ
チ系炭素繊維を用いるとしている。
【０００４】また、特開平４ー５４９２号公報や特開平
６ー２５６４５号公報には、液晶ポリマーに添加物とし
て、ガラス状炭素、又はフッ素樹脂及びカーボン繊維を
主成分とするシール材が示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、最近のスクロ
ール型コンプレッサーでは、高い圧縮率を得るために表
面にタフラム処理あるいはＮｉーＰメッキ等を施して表
面硬度をＨV５００以上としたスクロール部材の使用が
検討されている。かかる硬いスクロール部材に使用する
には、上述した従来のシール材では、耐摩耗性が十分で
ないという問題があった。
【０００６】そこで、この発明では、ＰＰＳ、ＰＡＮ系
炭素繊維、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（以下、Ｐ
ＴＦＥという。）からシール材を形成することによっ
て、高い硬度からなるスクロール部材に適用できるシー
ル材を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１の発
明では、ＰＡＮ系の炭素繊維を２０を越え４０重量％、
ポリテトラフルオロエチレン樹脂を１〜１５重量％を必
須成分として含有し、残部をポリフェニレンサルファイ
ド樹脂としている。請求項２の発明においては、請求項
１の発明に加えて、硬質粒子を１０重量％以下含ませて
いる。また、請求項３の発明では、硬質粒子を銅合金と
している。
【０００８】
【作用】ＰＰＳには、架橋タイプ及びリニアタイプのも
のがあるが、いずれのタイプのものであっても使用する
ことができ、化１で示される繰り返し単位を７０モル％
以上含むものが使用できる。７０モル％未満では耐熱性
において十分でなく、特に９０モル％以上のものが望ま
しい。
【０００９】
【化１】
【００１０】ＰＰＳとしては、フィリップス社製ライト
ンＰ−４等の市販品を使用することができる。
【００１１】ＰＡＮ系炭素繊維は、ピッチ系の炭素繊維
と比較して摩耗特性に優れるばかりでなく、成形時のヒ
ケ量も少なくなる。ＰＡＮ系炭素繊維の長さは、１ｍｍ
以下のものが望ましく、１ｍｍを越えると溶融時の流動
性が十分でなく成形が困難となる。ＰＡＮ系炭素繊維の
含有量は、２０を越え４０重量％であり、２０重量％未
満では耐荷重特性、耐摩耗特性及びクリープ特性の改良
効果が小さく、またヒケ量が大きくなる。４０重量％を
越えると成形性が悪くなる。特に２５〜３５重量％が耐
摩耗特性の点から望ましい。ＰＡＮ系炭素繊維として
は、東レ製トレカＭＬＤ−３，トレカＭＬＤ−３００，
トレカＭＬＤー１０００−Ｅ、東邦レーヨン製ベスファ
イトＨＴＡ−ＣＭＦー００４０−Ｅ、ベスファイトＨＴ
ＡーＣＭＦ−０１６０−Ｅ、ベスファイトＨＴＡーＣＭ
Ｆ−１０００−Ｅ（いずれも商標）等の市販品を使用す
ることができる。
【００１２】ＰＴＦＥは、分散性の点から平均粒子径が
２５μｍ程度のものが好ましい。ＰＴＦＥの含有量は１
〜１５重量％であり、１重量％未満では、摺動特性、非
焼付特性の改良効果が少ない。一方、１５重量％を越え
ると、シール材自体の強度が弱くなるとともにヒケ量が
多くなる。より好ましいのは、５〜１０重量％である。
ＰＴＦＥとしては、三井デュポン・フロロケミカル製Ｔ
ＬＰ１０Ｆ−１，ＴＬＰ−１０，ＭＰ１３００，ダイキ
ン工業製ルブロンＬー５、Ｌ−２、喜多村製ＫＴＬ−５
００Ｆ（いずれも商標）等の市販品を使用することがで
きる。１０重量％以下の硬質粒子を含有することによっ
て、耐荷重性、耐摩耗性をさらに向上することができる
（請求項２）。硬質粒子の粒子径は、１〜５０μｍのも
のが望ましく、またその含有量は１０重量％を越える
と、成形性が悪くなる。
【００１３】硬質粒子としては、ブロンズなどの銅合金
や他の金属の金属粉末粒子の他、ＰｂＯ、Ａｌ2Ｏ3など
の金属酸化物、ＰｂＦ2、ＰｂＳなどの金属化合物を使
用できるが、耐摩耗性の点から銅合金粉末が特に望まし
い。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、ＰＡＮ系の炭素繊
維を２０を越え４０重量％、ポリテトラフルオロエチレ
ン樹脂を１〜１５重量％を必須成分として含有し、残部
をポリフェニレンサルファイド樹脂とするシール材とす
ることにより、硬度がＨV５００以上のスクロール部材
に対しても良好な摺動特性、特に耐摩耗性に優れたスク
ロール型コンプレッサー用シール材とすることができ
る。また、硬質粒子を１０重量％以下含むことによっ
て、さらに耐摩耗性に優れたスクロール型コンプレッサ
ー用シール材とすることができる。
【００１５】
【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。
まず、実施例又は比較例に使用した原材料について説明
すると、 ＰＰＳ：フィリップス社製ライトンＰ−４（商標） ＰＴＦＥ：ダイキン工業株式会社製、ルブロンＬー５
（商標） ＰＡＮ系炭素繊維：東レ株式会社製、トレカミルドファ
イバーＭＬＤ−３００（商標） ピッチ系炭素繊維：呉羽化学株式会社製、クレハＭ２０
１Ｆ（商標） アラミド繊維：帝人株式会社製、テクノーラＴ−３２０
（商標） 硬質粒子粉末：ＰｂＦ2（橋本化成株式会社製）、Ａｌ2
Ｏ3（日軽化工株式会社製）、ブロンズ（福田金属箔粉
工業株式会社製）
【００１６】上記原材料を表１に示す重量％となるよう
に配合し、ヘンシェルミキサーによりドライブレンドに
より十分に混合し、その後４０ｍｍ径押出し機（押出し
温度３１０゜Ｃ）で溶融混練しながら、押し出して、均
一なペレットを得た。次にこれらのペレットを射出成形
機を用いて、シリンダ温度３００〜３３０゜Ｃ、金型温
度１４０゜Ｃで成形して実施例１〜７及び比較例８〜１
２を得た。なお、摩擦摩耗試験用として、外径を２５．
６ｍｍ、内径を２０．０ｍｍ、厚み２０．０ｍｍとする
筒状の試験片を成形した。また、ヒケ量の試験用とし
て、幅２．７ｍｍ、厚さ１．４ｍｍ、長さ２５０ｍｍと
なる図１に示すようなインボリュート曲線からなる渦巻
き形状のシール材１を成形した。
【００１７】
【表１】
【００１８】これらの実施例１〜７、比較例８〜１２に
ついて、表２に示す試験条件の下で摩擦摩耗試験を実施
し、表３に示す試験結果を得た。ここで、ヒケ量は図２
に示す成形したシール材１の中間部ａにおける横幅両側
とその中央部の高さの差ｔである。
【００１９】
【表２】
【００２０】
【表３】
【００２１】表３の結果から、ピッチ系の炭素繊維を含
有する比較例９〜１１では５１〜５６μｍの摩耗量を示
し、実施例１〜７の摩耗量の２倍以上を示した。また、
ＰＡＮ系炭素繊維に代えてアラミド繊維を含有する比較
例１２における摩耗量は９９μｍと著しく耐摩耗性に劣
る値を示した。また、ＰＡＮ系炭素繊維１０重量％含有
する比較例８では、その摩耗量が３９μｍと高い値を示
した。
【００２２】また、硬質粒子を添加していない実施例３
に対して、硬質粒子を添加した実施例４、６、７におい
ては、いずれもその摩耗量が少なくなり、特にブロンズ
の実施例７において顕著であった。
【図面の簡単な説明】
【図１】シール材の平面図である。
【図２】シール材の断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江上 敏夫 名古屋市北区猿投町２番地 大同メタル 工業株式会社内 (72)発明者 阿部 照雄 名古屋市北区猿投町２番地 大同メタル 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−305051（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−3538（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−273083（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−340866（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C09K 3/10 F04C 18/02 F16J 15/10

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ＰＡＮ系の炭素繊維を２０を越え４０重
    量％、ポリテトラフルオロエチレン樹脂を１〜１５重量
    ％を必須成分として含有し、残部をポリフェニレンサル
    ファイド樹脂とするスクロール型コンプレッサー用シー
    ル材。
  2. 【請求項２】 硬質粒子を１０重量％以下含むことを特
    徴とする請求項１記載のスクロール型コンプレッサー用
    シール材。
  3. 【請求項３】 硬質粒子が銅合金であることを特徴とす
    る請求項２記載のスクロール型コンプレッサー用シール
    材。
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