JP3164637B2 - 流体圧縮機 - Google Patents
流体圧縮機Info
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- JP3164637B2 JP3164637B2 JP05244592A JP5244592A JP3164637B2 JP 3164637 B2 JP3164637 B2 JP 3164637B2 JP 05244592 A JP05244592 A JP 05244592A JP 5244592 A JP5244592 A JP 5244592A JP 3164637 B2 JP3164637 B2 JP 3164637B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は冷凍サイクルの冷媒ガス
を圧縮するのに適するヘリカルブレード方式の流体圧縮
機に関する。
を圧縮するのに適するヘリカルブレード方式の流体圧縮
機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より一般的な圧縮機として、レシプ
ロ方式、ロータリ方式などのものが知られている。近年
は、シリンダの吸込側から作動室に流入した冷媒をシリ
ンダの吐出側の作動室へ順次移送させながら圧縮してい
き、外部へ吐出するヘリカルブレード方式の流体圧縮機
が提案されている。
ロ方式、ロータリ方式などのものが知られている。近年
は、シリンダの吸込側から作動室に流入した冷媒をシリ
ンダの吐出側の作動室へ順次移送させながら圧縮してい
き、外部へ吐出するヘリカルブレード方式の流体圧縮機
が提案されている。
【０００３】このヘリカルブレード方式の圧縮機の一例
を図２を参照して説明する。図２に示すように、この圧
縮機は、ステータ１０１およびロータ１０３からなる駆
動手段１０５によって回転するシリンダ１０７と、シリ
ンダ１０７内にｅだけ偏心して配置され、オルダムリン
グ１０９を介してシリンダ１０７に対して相対的に旋回
可能なピストン１１１とを備えている。ピストン１１１
の外周面には、そのほぼ全長にわたって螺旋状の溝１１
３が形成されている。この溝１１３のピッチは、ピスト
ン１１１の一端（図面右側の吸込側）から他端（図面左
側の吐出側）に向かって徐々に小さくなっている。この
溝１１３には螺旋状のブレード１１５が出入り自在に嵌
合され、ブレード１１５の外周面はシリンダ１０７の内
周面と接触している。ピストン１１１は、シリンダ１０
７に対して偏心した位置で回転するため、ピストン外周
面とこれに対向するシリンダ内周面との間には、一回転
を一周期として変化する相対速度差が生じる。このた
め、螺旋状の溝１１３に出入可能に嵌合されたブレード
１１５によって、ピストン１１１とシリンダ１０７との
間の空間に複数の作動室１１７が軸方向に沿って形成さ
れる。このとき作動室１１７の容積は、ブレード１１５
が嵌合される螺旋状の溝１１３のピッチによって決定さ
れるが、溝１１３のピッチは吸込側から吐出側に向かっ
て徐々に小さくなっているため、作動室１１７の容積も
同様に徐々に小さくなる。したがって、吐出側に向けて
順次移送される間に、冷媒は徐々に圧縮されて外に吐出
される。
を図２を参照して説明する。図２に示すように、この圧
縮機は、ステータ１０１およびロータ１０３からなる駆
動手段１０５によって回転するシリンダ１０７と、シリ
ンダ１０７内にｅだけ偏心して配置され、オルダムリン
グ１０９を介してシリンダ１０７に対して相対的に旋回
可能なピストン１１１とを備えている。ピストン１１１
の外周面には、そのほぼ全長にわたって螺旋状の溝１１
３が形成されている。この溝１１３のピッチは、ピスト
ン１１１の一端（図面右側の吸込側）から他端（図面左
側の吐出側）に向かって徐々に小さくなっている。この
溝１１３には螺旋状のブレード１１５が出入り自在に嵌
合され、ブレード１１５の外周面はシリンダ１０７の内
周面と接触している。ピストン１１１は、シリンダ１０
７に対して偏心した位置で回転するため、ピストン外周
面とこれに対向するシリンダ内周面との間には、一回転
を一周期として変化する相対速度差が生じる。このた
め、螺旋状の溝１１３に出入可能に嵌合されたブレード
１１５によって、ピストン１１１とシリンダ１０７との
間の空間に複数の作動室１１７が軸方向に沿って形成さ
れる。このとき作動室１１７の容積は、ブレード１１５
が嵌合される螺旋状の溝１１３のピッチによって決定さ
れるが、溝１１３のピッチは吸込側から吐出側に向かっ
て徐々に小さくなっているため、作動室１１７の容積も
同様に徐々に小さくなる。したがって、吐出側に向けて
順次移送される間に、冷媒は徐々に圧縮されて外に吐出
される。
【０００４】従来、このような流体圧縮機のブレードな
どの用途に適用される高耐熱の摺動部材としては、熱硬
化性樹脂（例えばフェノール樹脂、ポリイミド系樹脂）
に炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維などを充填した
ものや、熱可塑性樹脂（例えば脂肪族系ポリアミド、ポ
リアセタール、超高密度ポリエチレン）に炭素繊維、ガ
ラス繊維、アラミド繊維などの短繊維を充填したものが
用いられてきた。さらに、耐熱性、耐薬品性を補うため
に、熱可塑性樹脂としてフッ素系樹脂、ポリアミドイミ
ド、ポリエーテルエーテルケトンを用いることも検討さ
れている。
どの用途に適用される高耐熱の摺動部材としては、熱硬
化性樹脂（例えばフェノール樹脂、ポリイミド系樹脂）
に炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維などを充填した
ものや、熱可塑性樹脂（例えば脂肪族系ポリアミド、ポ
リアセタール、超高密度ポリエチレン）に炭素繊維、ガ
ラス繊維、アラミド繊維などの短繊維を充填したものが
用いられてきた。さらに、耐熱性、耐薬品性を補うため
に、熱可塑性樹脂としてフッ素系樹脂、ポリアミドイミ
ド、ポリエーテルエーテルケトンを用いることも検討さ
れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の耐熱性摺動部材を、高温雰囲気下において捩じれおよ
び曲げが負荷されるような使用環境で用いた場合、一般
的には、堅くて脆い、耐熱性が不十分、コールドフロー
によって形を保持できないなどの問題が生じる。特に、
これらをヘリカルブレード方式の流体圧縮機のブレード
として用いた場合には、以下のような問題が生じる。
の耐熱性摺動部材を、高温雰囲気下において捩じれおよ
び曲げが負荷されるような使用環境で用いた場合、一般
的には、堅くて脆い、耐熱性が不十分、コールドフロー
によって形を保持できないなどの問題が生じる。特に、
これらをヘリカルブレード方式の流体圧縮機のブレード
として用いた場合には、以下のような問題が生じる。
【０００６】圧縮機内において流体は吸込側から吐出側
に向けて順次圧縮されて移送されるため、各作動室１１
７間には大きな差圧が生じる。この差圧は作動室１１７
を形成するブレード１１５を低圧側へ押圧する力Ｆとし
て作用するため、ブレード１１５は低圧側へ傾いて変形
する。ブレード１１５が変形すると、シリンダ１０７の
内周面との接触が不安定になりやすく、シール性が大幅
に低下して圧縮効率に悪影響を及ぼす。また、ブレード
１１５の側面がピストン１１１側に設けられた螺旋状の
溝１１３のエッジ部Ｐと強く接触しながら上下動するた
め、摩耗しやすく、耐久性の面で問題がある。したがっ
て、ヘリカルブレード方式の流体圧縮機のブレードとし
て用いられる摺動部材は、適度な弾性を有し、かつ塑性
変形しないことが要求される。
に向けて順次圧縮されて移送されるため、各作動室１１
７間には大きな差圧が生じる。この差圧は作動室１１７
を形成するブレード１１５を低圧側へ押圧する力Ｆとし
て作用するため、ブレード１１５は低圧側へ傾いて変形
する。ブレード１１５が変形すると、シリンダ１０７の
内周面との接触が不安定になりやすく、シール性が大幅
に低下して圧縮効率に悪影響を及ぼす。また、ブレード
１１５の側面がピストン１１１側に設けられた螺旋状の
溝１１３のエッジ部Ｐと強く接触しながら上下動するた
め、摩耗しやすく、耐久性の面で問題がある。したがっ
て、ヘリカルブレード方式の流体圧縮機のブレードとし
て用いられる摺動部材は、適度な弾性を有し、かつ塑性
変形しないことが要求される。
【０００７】本発明の目的は、螺旋状の溝に正しく嵌合
され、耐久性に優れ、各作動室間のシール性を損なうこ
とのないブレードを有し、長時間にわたって圧縮能力を
維持できる流体圧縮機を提供することにある。
され、耐久性に優れ、各作動室間のシール性を損なうこ
とのないブレードを有し、長時間にわたって圧縮能力を
維持できる流体圧縮機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の流体圧縮機は、
ブレードが、芯材、中間材および表層材からなる構成を
有し、芯材が０．８〜１．５×１０5 Ｎ／ｍ2 のヤング
率を有する金属または２００℃以上の軟化点を有する熱
可塑性樹脂の繊維強化体からなり、中間材が２８０℃以
上の軟化点を有するフッ素系樹脂からなり、表層材が２
８０℃以上の軟化点を有するフッ素系樹脂の繊維強化体
からなることを特徴とするものである。
ブレードが、芯材、中間材および表層材からなる構成を
有し、芯材が０．８〜１．５×１０5 Ｎ／ｍ2 のヤング
率を有する金属または２００℃以上の軟化点を有する熱
可塑性樹脂の繊維強化体からなり、中間材が２８０℃以
上の軟化点を有するフッ素系樹脂からなり、表層材が２
８０℃以上の軟化点を有するフッ素系樹脂の繊維強化体
からなることを特徴とするものである。
【０００９】本発明では、ブレードとして用いられる摺
動部材を構成する芯材、中間材および表層材が、それぞ
れ保形性、柔軟性およびシール性、ならびに耐摩擦摩耗
性という機能を発揮する。以下、それぞれの部材を構成
する材料についてさらに詳細に説明する。
動部材を構成する芯材、中間材および表層材が、それぞ
れ保形性、柔軟性およびシール性、ならびに耐摩擦摩耗
性という機能を発揮する。以下、それぞれの部材を構成
する材料についてさらに詳細に説明する。
【００１０】芯材は、耐熱性の確保および成形容易性の
観点から、０．８〜１．５×１０5 Ｎ／ｍ2 のヤング率
を有する金属または２００℃以上の軟化点を有する熱可
塑性樹脂の繊維強化体から構成される。
観点から、０．８〜１．５×１０5 Ｎ／ｍ2 のヤング率
を有する金属または２００℃以上の軟化点を有する熱可
塑性樹脂の繊維強化体から構成される。
【００１１】０．８〜１．５×１０5 Ｎ／ｍ2 のヤング
率を有する金属としては、適度な弾性を有する、ステン
レス、Ｎｉメッキ純銅、Ｎｉメッキ燐青銅などが挙げら
れる。銅にＮｉメッキを施すのは、銅の冷媒（フロン）
に対する耐性が弱いためである。
率を有する金属としては、適度な弾性を有する、ステン
レス、Ｎｉメッキ純銅、Ｎｉメッキ燐青銅などが挙げら
れる。銅にＮｉメッキを施すのは、銅の冷媒（フロン）
に対する耐性が弱いためである。
【００１２】２００℃以上の軟化点を有する熱可塑性樹
脂としては、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテ
ルイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルス
ルホン、フッ素系樹脂（例えば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、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、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレ
ン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）な
どが挙げられる。熱可塑性樹脂は、フィルム、シート、
板材として市販されているものを使用できる。強化繊維
としては、ＰＡＮ系炭素繊維またはメタ系もしくはパラ
系アラミド繊維のクロスが挙げられる。炭素繊維または
アラミド繊維と、スチールとの交織体を使用してもよ
い。強化繊維は、ブレードとして要求される機械的強度
に応じて選択される。繊維強化体からなる芯材は、熱時
圧縮成形（ホットメルト法）によって強化繊維のクロス
に熱可塑性樹脂を含浸させることにより製造できる。ま
た、芯材として、炭素繊維またはアラミド繊維と、熱可
塑性樹脂（ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレ
ンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスル
ホンなど）との、交織体、混織体、交互積層体を使用し
てもよい。本発明において、繊維強化体中の熱可塑性樹
脂の含有量は、３０〜６０重量％が好ましく、強度の点
を考慮すれば４０〜５０重量％がより好ましい。なお、
熱可塑性樹脂の軟化点の上限は特に限定されず、４００
℃程度の高い軟化点を有する熱可塑性樹脂を用いること
も可能である。
脂としては、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテ
ルイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルス
ルホン、フッ素系樹脂（例えば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、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、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレ
ン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）な
どが挙げられる。熱可塑性樹脂は、フィルム、シート、
板材として市販されているものを使用できる。強化繊維
としては、ＰＡＮ系炭素繊維またはメタ系もしくはパラ
系アラミド繊維のクロスが挙げられる。炭素繊維または
アラミド繊維と、スチールとの交織体を使用してもよ
い。強化繊維は、ブレードとして要求される機械的強度
に応じて選択される。繊維強化体からなる芯材は、熱時
圧縮成形（ホットメルト法）によって強化繊維のクロス
に熱可塑性樹脂を含浸させることにより製造できる。ま
た、芯材として、炭素繊維またはアラミド繊維と、熱可
塑性樹脂（ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレ
ンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスル
ホンなど）との、交織体、混織体、交互積層体を使用し
てもよい。本発明において、繊維強化体中の熱可塑性樹
脂の含有量は、３０〜６０重量％が好ましく、強度の点
を考慮すれば４０〜５０重量％がより好ましい。なお、
熱可塑性樹脂の軟化点の上限は特に限定されず、４００
℃程度の高い軟化点を有する熱可塑性樹脂を用いること
も可能である。
【００１３】中間材は、耐熱性、成形容易性、耐薬品性
の観点から、２８０℃以上の軟化点を有するフッ素系樹
脂、例えば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、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、テトラフルオロ
エチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロア
ルキルビニルエーテル共重合体、フッ素系ゴム（例えば
フッ化ビニリデン系共重合体、テトラフルオロエチレン
−プロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パー
フルオロメチルビニルエーテル共重合体）で構成され
る。これらのフッ素系樹脂をチューブ、丸棒、角棒、穴
開き角棒などの形状に成形したものが中間材として用い
られる。なお、フッ素系樹脂の軟化点の上限は特に限定
されず、３５０℃程度の高い軟化点を有するフッ素系樹
脂を用いることも可能である。
の観点から、２８０℃以上の軟化点を有するフッ素系樹
脂、例えば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、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、テトラフルオロ
エチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロア
ルキルビニルエーテル共重合体、フッ素系ゴム（例えば
フッ化ビニリデン系共重合体、テトラフルオロエチレン
−プロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パー
フルオロメチルビニルエーテル共重合体）で構成され
る。これらのフッ素系樹脂をチューブ、丸棒、角棒、穴
開き角棒などの形状に成形したものが中間材として用い
られる。なお、フッ素系樹脂の軟化点の上限は特に限定
されず、３５０℃程度の高い軟化点を有するフッ素系樹
脂を用いることも可能である。
【００１４】表層材は、摺動性、耐熱性、成形容易性の
観点から、２８０℃以上の軟化点を有するフッ素系樹脂
の繊維強化体で構成される。表層材が良好な摺動性を示
すためには、静摩擦係数が０．１以下であることが好ま
しい。フッ素系樹脂としては、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、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、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレ
ン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体など
が挙げられる。フッ素系樹脂は、例えば熱収縮フィルム
からなるチューブの形態で用いられる。強化繊維として
は、ＰＡＮ系炭素繊維またはメタ系もしくはパラ系アラ
ミド繊維のクロスが挙げられる。クロスは、例えばスリ
ーブまたはチューブの形態で用いられる。本発明におい
て、繊維強化体中のフッ素系樹脂の含有量は、３０〜６
０重量％が好ましく、強度の点を考慮すれば４０〜５０
重量％がより好ましい。なお、ここでもフッ素系樹脂の
軟化点の上限は特に限定されず、３５０℃程度の高い軟
化点を有するフッ素系樹脂を用いることも可能である。
観点から、２８０℃以上の軟化点を有するフッ素系樹脂
の繊維強化体で構成される。表層材が良好な摺動性を示
すためには、静摩擦係数が０．１以下であることが好ま
しい。フッ素系樹脂としては、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、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、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレ
ン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体など
が挙げられる。フッ素系樹脂は、例えば熱収縮フィルム
からなるチューブの形態で用いられる。強化繊維として
は、ＰＡＮ系炭素繊維またはメタ系もしくはパラ系アラ
ミド繊維のクロスが挙げられる。クロスは、例えばスリ
ーブまたはチューブの形態で用いられる。本発明におい
て、繊維強化体中のフッ素系樹脂の含有量は、３０〜６
０重量％が好ましく、強度の点を考慮すれば４０〜５０
重量％がより好ましい。なお、ここでもフッ素系樹脂の
軟化点の上限は特に限定されず、３５０℃程度の高い軟
化点を有するフッ素系樹脂を用いることも可能である。
【００１５】さらに表層材を構成するフッ素系樹脂に
は、固体潤滑材を添加してもよい。固体潤滑材として
は、層状構造化合物（例えばＭｏＳ2 、ＳｂＯ3 、Ｂ
Ｎ、ＰｂＯ、ＣａＦ2 、グラファイト、フッ化グラファ
イト）、非層状構造化合物、軟質金属（例えばＰｂ、Ｓ
ｎ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ）などが挙げられる。固体潤滑材
の添加量は、フッ素系樹脂に対して５〜１０重量％であ
ることが好ましい。
は、固体潤滑材を添加してもよい。固体潤滑材として
は、層状構造化合物（例えばＭｏＳ2 、ＳｂＯ3 、Ｂ
Ｎ、ＰｂＯ、ＣａＦ2 、グラファイト、フッ化グラファ
イト）、非層状構造化合物、軟質金属（例えばＰｂ、Ｓ
ｎ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ）などが挙げられる。固体潤滑材
の添加量は、フッ素系樹脂に対して５〜１０重量％であ
ることが好ましい。
【００１６】繊維強化体からなる表層材は、熱時圧縮成
形（ホットメルト法）によって強化繊維のクロスに熱可
塑性樹脂を含浸させることにより製造できる。表層材に
関しては、相手材との間で生じる摩耗のメカニズムの種
類に応じて、その表層部分（相手材と接する部分）にお
ける強化繊維の露出状態を調節することが好ましい。例
えば、凝着摩耗が生じる場合には、強化繊維を露出させ
ず、表層部分から強化繊維に達するまでに数十〜数百μ
ｍのフッ素系樹脂層が設けられていることが好ましい。
アブレッシブ摩耗が生じる場合には、表層部分に強化繊
維を露出させることが好ましい。
形（ホットメルト法）によって強化繊維のクロスに熱可
塑性樹脂を含浸させることにより製造できる。表層材に
関しては、相手材との間で生じる摩耗のメカニズムの種
類に応じて、その表層部分（相手材と接する部分）にお
ける強化繊維の露出状態を調節することが好ましい。例
えば、凝着摩耗が生じる場合には、強化繊維を露出させ
ず、表層部分から強化繊維に達するまでに数十〜数百μ
ｍのフッ素系樹脂層が設けられていることが好ましい。
アブレッシブ摩耗が生じる場合には、表層部分に強化繊
維を露出させることが好ましい。
【００１７】本発明に係るブレードは、芯材を成形し、
表層材を成形し、さらに中間材と合体して成形すること
により製造できる。この際、最初からブレードの形状に
合わせて螺旋状に成形してもよいし、棒状の摺動部材を
成形した後、螺旋状に加工してもよい。
表層材を成形し、さらに中間材と合体して成形すること
により製造できる。この際、最初からブレードの形状に
合わせて螺旋状に成形してもよいし、棒状の摺動部材を
成形した後、螺旋状に加工してもよい。
【００１８】
【作用】本発明の流体圧縮機を構成するブレードは所定
の機能を有する芯材、中間材および表層材から構成され
ているので、作動室において差圧による押圧力が働いて
も、変形が小さく抑えられる。この結果、各作動室間の
良好なシール性が確保されるとともに、ブレードが螺旋
状の溝のエッジ部と強く接触しあうことがなくなる。し
たがって、本発明の流体圧縮機は、長期間にわたって安
定に動作する。
の機能を有する芯材、中間材および表層材から構成され
ているので、作動室において差圧による押圧力が働いて
も、変形が小さく抑えられる。この結果、各作動室間の
良好なシール性が確保されるとともに、ブレードが螺旋
状の溝のエッジ部と強く接触しあうことがなくなる。し
たがって、本発明の流体圧縮機は、長期間にわたって安
定に動作する。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 実施例１ （１）芯材の成形
【００２０】（ａ）ＰＡＮ系炭素繊維クロス（東邦レー
ヨン社製、商品名Ｗ１１０３）と１２５μｍ厚のテトラ
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（以下ＰＦＡと略称する）のフィルム（オー
・エス・イー社製、商品名トヨフロン１２５ＰＸ）とを
積層し、温度３２５℃、圧力３０〜３５ｋｇ／ｃｍ2 で
熱時圧縮成形して、炭素繊維繊維中にＰＦＡを含浸させ
て芯材とした。なお、ここで用いられたＰＦＡフィルム
の軟化点は３００〜３１０℃、得られた芯材のヤング率
は８００Ｎ／ｍ2 であった。 （ｂ）薄板状のＳＵＳ３０４を用意し、角棒状に切り出
して芯材とした。この芯材のヤング率は１２００Ｎ／ｍ
2 であった。 （２）中間材の成形
ヨン社製、商品名Ｗ１１０３）と１２５μｍ厚のテトラ
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（以下ＰＦＡと略称する）のフィルム（オー
・エス・イー社製、商品名トヨフロン１２５ＰＸ）とを
積層し、温度３２５℃、圧力３０〜３５ｋｇ／ｃｍ2 で
熱時圧縮成形して、炭素繊維繊維中にＰＦＡを含浸させ
て芯材とした。なお、ここで用いられたＰＦＡフィルム
の軟化点は３００〜３１０℃、得られた芯材のヤング率
は８００Ｎ／ｍ2 であった。 （ｂ）薄板状のＳＵＳ３０４を用意し、角棒状に切り出
して芯材とした。この芯材のヤング率は１２００Ｎ／ｍ
2 であった。 （２）中間材の成形
【００２１】１２５μｍ厚のＰＦＡフィルムを所定枚数
積層して、熱時圧縮成形により１．２ｍｍ角のブロック
に成形した。後加工により所定寸法の穴開き棒状体を作
製して中間材とした。 （３）表層材の成形
積層して、熱時圧縮成形により１．２ｍｍ角のブロック
に成形した。後加工により所定寸法の穴開き棒状体を作
製して中間材とした。 （３）表層材の成形
【００２２】ＰＡＮ系の炭素繊維スリーブ（東邦レーヨ
ン社製）と１２５μｍ厚のＰＦＡフィルムとを積層し、
温度３３０℃、圧力３０〜３５ｋｇ／ｃｍ2 で熱時圧縮
成形し、表層材とした。
ン社製）と１２５μｍ厚のＰＦＡフィルムとを積層し、
温度３３０℃、圧力３０〜３５ｋｇ／ｃｍ2 で熱時圧縮
成形し、表層材とした。
【００２３】以上の各部材を積層し、温度３３０℃、圧
力３０〜３５ｋｇ／ｃｍ2 で３ｍｍ角の角棒状に熱時圧
縮成形して摺動部材を得た。なお、芯材は０．２ｍｍ
角、中間材の厚さは１．１ｍｍ、表層材の厚さは０．３
ｍｍであった。これを所定寸法に切り出して試験片を作
製した。
力３０〜３５ｋｇ／ｃｍ2 で３ｍｍ角の角棒状に熱時圧
縮成形して摺動部材を得た。なお、芯材は０．２ｍｍ
角、中間材の厚さは１．１ｍｍ、表層材の厚さは０．３
ｍｍであった。これを所定寸法に切り出して試験片を作
製した。
【００２４】これらの試験片について、荷重３．０ｋｇ
／ｃｍ2 、速度０．６ｍ／ｓｅｃ、温度１００℃の条件
で、潤滑油として３ＧＳＤを用い、相手材であるＳＫ３
に対するエッジピン摩耗試験（開角１２０°、先端部２
００μｍＲ）を実施したところ、ａおよびｂのいずれの
芯材を用いたものでも、５時間以上にわたって異常は認
められなかった。
／ｃｍ2 、速度０．６ｍ／ｓｅｃ、温度１００℃の条件
で、潤滑油として３ＧＳＤを用い、相手材であるＳＫ３
に対するエッジピン摩耗試験（開角１２０°、先端部２
００μｍＲ）を実施したところ、ａおよびｂのいずれの
芯材を用いたものでも、５時間以上にわたって異常は認
められなかった。
【００２５】また、試験片を図２に示したヘリカルブレ
ード方式の流体圧縮機のピストンの螺旋状の溝部に沿っ
て押し込んでブレードとして用いた。ロータの回転数３
０００ｒｐｍの条件で駆動試験を行ったところ、５００
０時間の運転でも異常摩耗は観察されなかった。 実施例２
ード方式の流体圧縮機のピストンの螺旋状の溝部に沿っ
て押し込んでブレードとして用いた。ロータの回転数３
０００ｒｐｍの条件で駆動試験を行ったところ、５００
０時間の運転でも異常摩耗は観察されなかった。 実施例２
【００２６】芯材および表層材の強化繊維として、パラ
系アラミド繊維クロス（デュポン・東レ・ケブラー社
製、商品名Ｔ−７４０）を用い、実施例１と全く同様に
して摺動部材を作製し、ヘリカルブレード方式の流体圧
縮機のブレードとして用い、駆動試験を行った。その結
果、５０００時間の運転でも異常摩耗は観察されなかっ
た。 実施例３
系アラミド繊維クロス（デュポン・東レ・ケブラー社
製、商品名Ｔ−７４０）を用い、実施例１と全く同様に
して摺動部材を作製し、ヘリカルブレード方式の流体圧
縮機のブレードとして用い、駆動試験を行った。その結
果、５０００時間の運転でも異常摩耗は観察されなかっ
た。 実施例３
【００２７】芯材としてアラミド繊維クロスＴ−７４０
に温度３５０℃、圧力５０ｋｇ／ｃｍ2 の条件で軟化点
２８５℃のポリエーテルエーテルケトンを含浸させたも
の、中間材としてＰＦＡブロック、表層材としてアラミ
ド繊維クロスＴ−７４０にＰＦＡを含浸させたものを用
い、実施例１と全く同様にして摺動部材を作製し、ヘリ
カルブレード方式の流体圧縮機のブレードとして用い、
駆動試験を行った。その結果、５０００時間の運転でも
異常摩耗は観察されなかった。 比較例１
に温度３５０℃、圧力５０ｋｇ／ｃｍ2 の条件で軟化点
２８５℃のポリエーテルエーテルケトンを含浸させたも
の、中間材としてＰＦＡブロック、表層材としてアラミ
ド繊維クロスＴ−７４０にＰＦＡを含浸させたものを用
い、実施例１と全く同様にして摺動部材を作製し、ヘリ
カルブレード方式の流体圧縮機のブレードとして用い、
駆動試験を行った。その結果、５０００時間の運転でも
異常摩耗は観察されなかった。 比較例１
【００２８】１５ｗｔ％のグラファイトを含有するポリ
イミド系樹脂を所定寸法に切断した試料の曲げ弾性率を
測定したところ、４０００Ｎ／ｍ2 であった。これをヘ
リカルブレード方式の流体圧縮機のピストンの溝部に押
し込もうとしたところ、成形性が悪いため、押し込めな
かった。 比較例２
イミド系樹脂を所定寸法に切断した試料の曲げ弾性率を
測定したところ、４０００Ｎ／ｍ2 であった。これをヘ
リカルブレード方式の流体圧縮機のピストンの溝部に押
し込もうとしたところ、成形性が悪いため、押し込めな
かった。 比較例２
【００２９】超高分子量ポリエチレンブロックを所定寸
法に切り落とし、ヘリカルブレード方式の流体圧縮機の
ピストンの溝部に押し込んでブレードとして用い、駆動
試験を行った。その結果、短時間でシール性がなくな
り、流体の圧縮効率が著しく落ちた。この原因は、ブレ
ードの熱劣化によるものと考えられる。 比較例３
法に切り落とし、ヘリカルブレード方式の流体圧縮機の
ピストンの溝部に押し込んでブレードとして用い、駆動
試験を行った。その結果、短時間でシール性がなくな
り、流体の圧縮効率が著しく落ちた。この原因は、ブレ
ードの熱劣化によるものと考えられる。 比較例３
【００３０】表層材としてアラミド繊維クロスＴ−７４
０に温度３５０℃、圧力５０ｋｇ／ｃｍ2 の条件でポリ
エーテルエーテルケトンを含浸させたものを用いた以外
は、実施例３と全く同様にして摺動部材を作製した。こ
れをヘリカルブレード方式の流体圧縮機のピストンの溝
部に押し込もうとしたところ、成形性が悪いため、押し
込めなかった。
０に温度３５０℃、圧力５０ｋｇ／ｃｍ2 の条件でポリ
エーテルエーテルケトンを含浸させたものを用いた以外
は、実施例３と全く同様にして摺動部材を作製した。こ
れをヘリカルブレード方式の流体圧縮機のピストンの溝
部に押し込もうとしたところ、成形性が悪いため、押し
込めなかった。
【００３１】
【発明の効果】以上詳述したように本発明に係るブレー
ドは芯材、中間材および表層材の３層構造からなってい
るので、耐熱性、耐摩耗性はもちろんのこと、捩じれ、
曲げに対しても耐性があり、これを用いた流体圧縮機は
長時間にわたって圧縮能力を維持できる。
ドは芯材、中間材および表層材の３層構造からなってい
るので、耐熱性、耐摩耗性はもちろんのこと、捩じれ、
曲げに対しても耐性があり、これを用いた流体圧縮機は
長時間にわたって圧縮能力を維持できる。
【図１】本発明に係るヘリカルブレード方式の流体圧縮
機を構成するブレードの断面図。
機を構成するブレードの断面図。
【図２】本発明に係るヘリカルブレード方式の流体圧縮
機の断面図。
機の断面図。
１…芯材、２…中間材、３…表層材、１０１…ステー
タ、１０３…ロータ、１０５…駆動手段、１０７…シリ
ンダ、１０９…オルダムリング、１１１…ピストン、１
１３…溝、１１５…ブレード、１１７…作動室、１１９
…吸込側、１２０…吐出側。
タ、１０３…ロータ、１０５…駆動手段、１０７…シリ
ンダ、１０９…オルダムリング、１１１…ピストン、１
１３…溝、１１５…ブレード、１１７…作動室、１１９
…吸込側、１２０…吐出側。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−291491（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−88992（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F04C 18/107 F04C 18/344 311 F04C 18/344 351 F04C 29/00
Claims (1)
- 【請求項１】 吸込側と吐出側とを有するシリンダと、
このシリンダ内に一部外周面がシリンダの内周面と接す
るように偏心した状態で挿通されシリンダに対して相対
運動を行う円柱状のピストンと、このピストンの外周面
に設けられ吸込側から吐出側に向かって徐々に小さくな
るピッチで形成された螺旋状の溝と、この溝に出入り自
在に嵌合されるとともに前記シリンダの内周面と接する
外周面を有し前記シリンダの内周面とピストンの外周面
との間を複数の作動室に区画する螺旋状のブレードとを
具備した流体圧縮機において、前記ブレードが、芯材、
中間材および表層材からなる構成を有し、芯材が０．８
〜１．５×１０5 Ｎ／ｍ2 のヤング率を有する金属また
は２００℃以上の軟化点を有する熱可塑性樹脂の繊維強
化体からなり、中間材が２８０℃以上の軟化点を有する
フッ素系樹脂からなり、表層材が２８０℃以上の軟化点
を有するフッ素系樹脂の繊維強化体からなることを特徴
とする流体圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05244592A JP3164637B2 (ja) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | 流体圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05244592A JP3164637B2 (ja) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | 流体圧縮機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05256280A JPH05256280A (ja) | 1993-10-05 |
| JP3164637B2 true JP3164637B2 (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=12914934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05244592A Expired - Fee Related JP3164637B2 (ja) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | 流体圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3164637B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3740178B2 (ja) * | 1994-10-31 | 2006-02-01 | 株式会社日立製作所 | スクリュウロータ及びスクリュウ式圧縮機並びにその製法 |
| JP2010060262A (ja) * | 2008-08-04 | 2010-03-18 | Sanden Corp | 冷凍回路用樹脂材料 |
| JP6951561B2 (ja) * | 2018-04-24 | 2021-10-20 | 株式会社日立産機システム | 流体機械、機械要素およびフッ素樹脂材 |
-
1992
- 1992-03-11 JP JP05244592A patent/JP3164637B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05256280A (ja) | 1993-10-05 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |