JPH06109139A - 無潤滑シール材料 - Google Patents
無潤滑シール材料Info
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- JPH06109139A JPH06109139A JP3066792A JP6679291A JPH06109139A JP H06109139 A JPH06109139 A JP H06109139A JP 3066792 A JP3066792 A JP 3066792A JP 6679291 A JP6679291 A JP 6679291A JP H06109139 A JPH06109139 A JP H06109139A
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- molybdenum disulfide
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 摩擦による自己磨耗を抑制する。
【構成】 テトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含む
合成樹脂材料を基材とし、そこに、充填材として相手部
材を傷つける攻撃性を抑える銅系合金粉に加えて、自己
部材の強度を向上させると共に摩擦係数を下げるカーボ
ン繊維、二硫化モリブデンを配合し、耐摩擦性を持た
せ、磨耗に対する安定性を与えたものである。
合成樹脂材料を基材とし、そこに、充填材として相手部
材を傷つける攻撃性を抑える銅系合金粉に加えて、自己
部材の強度を向上させると共に摩擦係数を下げるカーボ
ン繊維、二硫化モリブデンを配合し、耐摩擦性を持た
せ、磨耗に対する安定性を与えたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、冷媒等を圧縮・膨脹す
るコンプレッサー等の無潤滑シール材料にかかり、特
に、不活性ガス雰囲気中の無潤滑シール材料に関する。
また、本発明は、冷凍機の圧縮機、膨脹機等のピストン
リング、スターリングエンジンのロッドシールのピスト
ンリング、ガスシール、空調機用コンプレッサーのシー
ル等に使用可能である。
るコンプレッサー等の無潤滑シール材料にかかり、特
に、不活性ガス雰囲気中の無潤滑シール材料に関する。
また、本発明は、冷凍機の圧縮機、膨脹機等のピストン
リング、スターリングエンジンのロッドシールのピスト
ンリング、ガスシール、空調機用コンプレッサーのシー
ル等に使用可能である。
【０００２】
【従来技術】従来の無潤滑シール材料の組成について
は、特開昭５８−７２７７０号公報等に記載の技術があ
る。
は、特開昭５８−７２７７０号公報等に記載の技術があ
る。
【０００３】この公報で開示された無潤滑シール材料
は、フツ素樹脂（四フツ化エチレン樹脂）を基材樹脂と
し、銅系または鉄系の合金とカーボン繊維とを配合し
て、ピストンシリンダへの攻撃性と自己磨耗性を抑制す
るものであった。
は、フツ素樹脂（四フツ化エチレン樹脂）を基材樹脂と
し、銅系または鉄系の合金とカーボン繊維とを配合し
て、ピストンシリンダへの攻撃性と自己磨耗性を抑制す
るものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような無潤滑シ
ール材料において、銅系合金とカーボン繊維を配合した
フツ素樹脂の摩擦磨耗試験を実施した結果を、後述の表
１の従来例１として示した。この結果からして上記公報
に掲載の配合による摩擦特性は、自己磨耗の進行が大き
い。したがって、長い間使用するとピストンリング等と
して作用するシリンダー内壁とピストンとのシール性が
確保できず、圧縮機能を低下させることになる。
ール材料において、銅系合金とカーボン繊維を配合した
フツ素樹脂の摩擦磨耗試験を実施した結果を、後述の表
１の従来例１として示した。この結果からして上記公報
に掲載の配合による摩擦特性は、自己磨耗の進行が大き
い。したがって、長い間使用するとピストンリング等と
して作用するシリンダー内壁とピストンとのシール性が
確保できず、圧縮機能を低下させることになる。
【０００５】また、カーボン繊維のみを配合したフツ素
樹脂で摩擦磨耗試験を実施した結果を表１の従来例２と
して示した。
樹脂で摩擦磨耗試験を実施した結果を表１の従来例２と
して示した。
【０００６】前記従来例１と従来例２とを比較すると、
効果において格別目立つほどの銅系合金を添加すること
による大きな改善は得られなかった。
効果において格別目立つほどの銅系合金を添加すること
による大きな改善は得られなかった。
【０００７】そこで、本発明は、配合材の改良により、
摩擦による自己磨耗性を抑制した無潤滑シール材料の提
供を課題とするものである。
摩擦による自己磨耗性を抑制した無潤滑シール材料の提
供を課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる無潤滑
シール材料は、テトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を
含む合成樹脂材料を基材とし、そこに、充填材として銅
系合金粉、カーボン繊維、二硫化モリブデンを配合した
ものである。
シール材料は、テトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を
含む合成樹脂材料を基材とし、そこに、充填材として銅
系合金粉、カーボン繊維、二硫化モリブデンを配合した
ものである。
【０００９】特に、前記合成樹脂材料に含むテトラフル
オロエチレンは、少くとも５０WT％以上とし、また、前
記銅系合金粉、カーボン繊維、二硫化モリブデンの充填
は、銅系合金粉を３〜３５WT％、カーボン繊維を３〜３
５WT％、二硫化モリブデンを１〜１５WT％の範囲とし、
それらの和を７WT％から７０WT％の範囲とするのが好適
である。
オロエチレンは、少くとも５０WT％以上とし、また、前
記銅系合金粉、カーボン繊維、二硫化モリブデンの充填
は、銅系合金粉を３〜３５WT％、カーボン繊維を３〜３
５WT％、二硫化モリブデンを１〜１５WT％の範囲とし、
それらの和を７WT％から７０WT％の範囲とするのが好適
である。
【００１０】
【作用】この発明においては、テトラフルオロエチレン
を含む合成樹脂材料を基材とし、そこに、充填材として
相手部材を傷つける攻撃性を抑える銅系合金粉に加え
て、自己部材の強度を向上させると共に、摩擦係数を下
げるカーボン繊維及び二硫化モリブデンを配合し、耐磨
耗性を持たせ、磨耗に対する安定性を与えたものであ
る。
を含む合成樹脂材料を基材とし、そこに、充填材として
相手部材を傷つける攻撃性を抑える銅系合金粉に加え
て、自己部材の強度を向上させると共に、摩擦係数を下
げるカーボン繊維及び二硫化モリブデンを配合し、耐磨
耗性を持たせ、磨耗に対する安定性を与えたものであ
る。
【００１１】
【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
する。
する。
【００１２】表１は本発明の無潤滑シール材料の実施
例、比較例、従来例の配合によるテストピースの磨耗試
験結果を示したものである。
例、比較例、従来例の配合によるテストピースの磨耗試
験結果を示したものである。
【００１３】
【表１】
【００１４】［実施例１］テトラフルオロエチレン（以
下、単に『ＰＴＦＥ』と記す）にカーボン繊維（直径 6
μm 、長さ30μm ）を１０WT％と、銅系合金粉としてブ
ロンズ粉（成分Ｃｕ：Ｓｎ＝９：１）を１０WT％と、二
硫化モリブデン（粒径 5μm ）を５WT％とを配合したテ
ストピース１２を用いて磨耗試験を行なった。
下、単に『ＰＴＦＥ』と記す）にカーボン繊維（直径 6
μm 、長さ30μm ）を１０WT％と、銅系合金粉としてブ
ロンズ粉（成分Ｃｕ：Ｓｎ＝９：１）を１０WT％と、二
硫化モリブデン（粒径 5μm ）を５WT％とを配合したテ
ストピース１２を用いて磨耗試験を行なった。
【００１５】この摩擦磨耗試験は、縦型往復摺動試験機
を用いて無潤滑シール材料磨耗試験をヘリウムガス雰囲
気中で行なった。
を用いて無潤滑シール材料磨耗試験をヘリウムガス雰囲
気中で行なった。
【００１６】次に、これらの試験方法及び条件を説明す
る。
る。
【００１７】図１は本発明の一実施例の無潤滑シール材
料の特性を試験した縦型往復摺動試験機の概要を示す説
明図である。
料の特性を試験した縦型往復摺動試験機の概要を示す説
明図である。
【００１８】図において、縦型往復摺動試験機の基本的
構成は、ステンレススチール（ＳＵＳ３０４）からなる
シリンダ１１と、前記シリンダ１１に摺接するピストン
リング材料からなるテストピース１２と、前記テストピ
ース１２を保持する治具１３と、前記治具１３を介して
シリンダ１１に前記テストピース１２を押圧する荷重部
材１４からなる。
構成は、ステンレススチール（ＳＵＳ３０４）からなる
シリンダ１１と、前記シリンダ１１に摺接するピストン
リング材料からなるテストピース１２と、前記テストピ
ース１２を保持する治具１３と、前記治具１３を介して
シリンダ１１に前記テストピース１２を押圧する荷重部
材１４からなる。
【００１９】前記テストピース１２の大きさは、その
縦、横、高さが５×１０×５mmであり、その５×１０mm
を摺動面側としている。また、前記シリンダ１１は縦、
横、高さが５×３０×６０mmであり、そのシリンダ１１
に対してテストピース１２を上下に摺動させる。このと
き、前記治具１３を介してシリンダ１１の方向へ、所定
の加重が荷重部材１４によって、テストピース１２の面
圧力が２０ Kg/cm2 で常に一定に保たれている。前記テ
ストピース１２は回転速度５００ rpmを往復運動に変換
し、上下動をストローク４０mmとして往復運動させてい
る。環境条件は雰囲気温度１００℃で摺動時間は８時間
を標準としている。この摺動８時間後の磨耗体積変化を
実施例別に表１に示した。
縦、横、高さが５×１０×５mmであり、その５×１０mm
を摺動面側としている。また、前記シリンダ１１は縦、
横、高さが５×３０×６０mmであり、そのシリンダ１１
に対してテストピース１２を上下に摺動させる。このと
き、前記治具１３を介してシリンダ１１の方向へ、所定
の加重が荷重部材１４によって、テストピース１２の面
圧力が２０ Kg/cm2 で常に一定に保たれている。前記テ
ストピース１２は回転速度５００ rpmを往復運動に変換
し、上下動をストローク４０mmとして往復運動させてい
る。環境条件は雰囲気温度１００℃で摺動時間は８時間
を標準としている。この摺動８時間後の磨耗体積変化を
実施例別に表１に示した。
【００２０】［実施例２〜５］前記実施例１と同一材料
を表１に示す配合率で配合したテストピース１２を用い
て実施例１と同一の試験を行なった。
を表１に示す配合率で配合したテストピース１２を用い
て実施例１と同一の試験を行なった。
【００２１】［比較例１〜４］前記実施例１と同一材料
を表１に示す配合率で配合したテストピース１２を用い
て実施例１と同一の試験を行なった。
を表１に示す配合率で配合したテストピース１２を用い
て実施例１と同一の試験を行なった。
【００２２】［従来例１］ＰＴＦＥにカーボン繊維（直
径 6μm 、長さ30μm ）を１５WT％と、銅系合金粉とし
てブロンズ粉（成分Ｃｕ：Ｓｎ＝９：１）を１０WT％と
を配合したテストピースを用いて縦型往復磨耗試験を行
なった。
径 6μm 、長さ30μm ）を１５WT％と、銅系合金粉とし
てブロンズ粉（成分Ｃｕ：Ｓｎ＝９：１）を１０WT％と
を配合したテストピースを用いて縦型往復磨耗試験を行
なった。
【００２３】［従来例２］ＰＴＦＥにカーボン繊維（直
径 6μm 、長さ30μm ）を１５WT％を配合したテストピ
ースを用いて縦型往復磨耗試験を行なった。
径 6μm 、長さ30μm ）を１５WT％を配合したテストピ
ースを用いて縦型往復磨耗試験を行なった。
【００２４】なお、上記実施例１と従来例２については
１００時間までの長時間試験を行なった。
１００時間までの長時間試験を行なった。
【００２５】上記のように、本発明の実施例は従来材料
の１／５から１／２に磨耗が低減した。本発明の実施例
の範囲では、シール性、及び相手材料への攻撃性は従来
材料と同様で問題のないことを確認した。
の１／５から１／２に磨耗が低減した。本発明の実施例
の範囲では、シール性、及び相手材料への攻撃性は従来
材料と同様で問題のないことを確認した。
【００２６】更に、１００時間(hr)後の磨耗試験の結果
を図２及び図３に示す。
を図２及び図３に示す。
【００２７】図２は本発明の実施例（実施例１）の無潤
滑シール材料を１００℃で実験した結果の時間−磨耗体
積特性図であり、また、図３は本発明の実施例（実施例
１）の無潤滑シール材料を−１０℃で実験した結果の時
間−磨耗体積特性図である。なお、図３の縦軸の磨耗体
積の単位は図２の１／１０となっている。
滑シール材料を１００℃で実験した結果の時間−磨耗体
積特性図であり、また、図３は本発明の実施例（実施例
１）の無潤滑シール材料を−１０℃で実験した結果の時
間−磨耗体積特性図である。なお、図３の縦軸の磨耗体
積の単位は図２の１／１０となっている。
【００２８】図２に示すように、本発明の実施例１の無
潤滑シール材料を１００℃で実験した特性図において、
従来例（従来例２）は時間に比例して磨耗が進んでいる
のに対して、本実施例（実施例１）では初期磨耗後、低
磨耗率の定常磨耗状態に移っているが、その定常状態で
は磨耗率が小さくなっている。１００時間後の実験結果
では、本実施例のテストピース１２は従来例の１／１０
以下の磨耗体積変化になっていることがわかる。また、
この試験条件の環境温度１００℃は、コンプレッサーの
冷媒圧縮温度８０〜１００℃に相当することから、冷凍
機の圧縮機とほぼ同一条件となる。特に、このテストピ
ース１２と同一材料でコンプレッサー用ピストンリング
を形成し、それを用いて使用した場合には、１０００時
間以上運転すれば、実施例の無潤滑シール材料と従来例
の無潤滑シール材料との差は極めて大きくなる。
潤滑シール材料を１００℃で実験した特性図において、
従来例（従来例２）は時間に比例して磨耗が進んでいる
のに対して、本実施例（実施例１）では初期磨耗後、低
磨耗率の定常磨耗状態に移っているが、その定常状態で
は磨耗率が小さくなっている。１００時間後の実験結果
では、本実施例のテストピース１２は従来例の１／１０
以下の磨耗体積変化になっていることがわかる。また、
この試験条件の環境温度１００℃は、コンプレッサーの
冷媒圧縮温度８０〜１００℃に相当することから、冷凍
機の圧縮機とほぼ同一条件となる。特に、このテストピ
ース１２と同一材料でコンプレッサー用ピストンリング
を形成し、それを用いて使用した場合には、１０００時
間以上運転すれば、実施例の無潤滑シール材料と従来例
の無潤滑シール材料との差は極めて大きくなる。
【００２９】また、図３に示すように、本発明の実施例
１の無潤滑シール材料を−１０℃で実験したものは、従
来例と本実施例では初期磨耗、その後の定常磨耗状態と
共に、磨耗率が小さく、この程度の磨耗は無潤滑シール
材料として実用上問題にならない。即ち、低温において
も、本発明の実施例１の無潤滑シール材料は従来例のも
のよりも磨耗は少いが、いずれも、磨耗率は少く実用上
問題にならない。
１の無潤滑シール材料を−１０℃で実験したものは、従
来例と本実施例では初期磨耗、その後の定常磨耗状態と
共に、磨耗率が小さく、この程度の磨耗は無潤滑シール
材料として実用上問題にならない。即ち、低温において
も、本発明の実施例１の無潤滑シール材料は従来例のも
のよりも磨耗は少いが、いずれも、磨耗率は少く実用上
問題にならない。
【００３０】このように、本発明の実施例の無潤滑シー
ル材料は、低温度状態及び高温度状態においても低磨耗
率となり、摩擦による自己磨耗性を抑制することができ
る。また、摩擦による攻撃性においても、従来のものと
遜色がない。
ル材料は、低温度状態及び高温度状態においても低磨耗
率となり、摩擦による自己磨耗性を抑制することができ
る。また、摩擦による攻撃性においても、従来のものと
遜色がない。
【００３１】ところで、本発明の実施例のＰＴＦＥは、
発明者等の実験によれば、少くとも５０WT％以上とする
と、磨耗性及び攻撃性が良好であることが判明した。
発明者等の実験によれば、少くとも５０WT％以上とする
と、磨耗性及び攻撃性が良好であることが判明した。
【００３２】また、本発明の実施例の銅系合金粉、カー
ボン繊維、二硫化モリブデンの充填は、発明者等の実験
によれば、銅系合金粉を３〜３５WT％、カーボン繊維を
３〜３５WT％、二硫化モリブデンを１〜１５WT％の範囲
とし、それらの和を７WT％から７０WT％の範囲とする
と、磨耗性及び攻撃性が良好であることが判明した。
ボン繊維、二硫化モリブデンの充填は、発明者等の実験
によれば、銅系合金粉を３〜３５WT％、カーボン繊維を
３〜３５WT％、二硫化モリブデンを１〜１５WT％の範囲
とし、それらの和を７WT％から７０WT％の範囲とする
と、磨耗性及び攻撃性が良好であることが判明した。
【００３３】
【発明の効果】以上のように、請求項１の発明の無潤滑
シール材料は、ＰＴＦＥを含む合成樹脂材料を基材と
し、そこに、充填材として相手部材を傷つける攻撃性を
抑える銅系合金粉に加えて、自己部材の強度を向上させ
ると共に摩擦係数を下げるカーボン繊維、二硫化モリブ
デンを配合し、耐摩擦性を持たせ、磨耗に対する安定性
を与えたものである。
シール材料は、ＰＴＦＥを含む合成樹脂材料を基材と
し、そこに、充填材として相手部材を傷つける攻撃性を
抑える銅系合金粉に加えて、自己部材の強度を向上させ
ると共に摩擦係数を下げるカーボン繊維、二硫化モリブ
デンを配合し、耐摩擦性を持たせ、磨耗に対する安定性
を与えたものである。
【００３４】したがって、この発明の無潤滑シール材料
を用いると、３種類の充填材が相互に影響して、銅系合
金粉、カーボン繊維の表面をＰＴＦＥの薄い膜が覆い、
初期磨耗後の磨耗進行を防止し、初期磨耗後、殆ど磨耗
が進行せず、長期間メンテナンスなしで運転可能とな
る。
を用いると、３種類の充填材が相互に影響して、銅系合
金粉、カーボン繊維の表面をＰＴＦＥの薄い膜が覆い、
初期磨耗後の磨耗進行を防止し、初期磨耗後、殆ど磨耗
が進行せず、長期間メンテナンスなしで運転可能とな
る。
【００３５】請求項１または請求項２の発明の無潤滑シ
ール材料は、特に、前記合成樹脂材料に含むＰＴＦＥ
を、少くとも５０WT％以上としたもの、前記銅系合金
粉、カーボン繊維、二硫化モリブデンの充填は、銅系合
金粉を３〜３５WT％、カーボン繊維を３〜３５WT％、二
硫化モリブデンを１〜１５WT％の範囲とし、それらの和
を７WT％から７０WT％の範囲としたものは、摩擦による
攻撃性及び自己磨耗性の抑制が好適である。
ール材料は、特に、前記合成樹脂材料に含むＰＴＦＥ
を、少くとも５０WT％以上としたもの、前記銅系合金
粉、カーボン繊維、二硫化モリブデンの充填は、銅系合
金粉を３〜３５WT％、カーボン繊維を３〜３５WT％、二
硫化モリブデンを１〜１５WT％の範囲とし、それらの和
を７WT％から７０WT％の範囲としたものは、摩擦による
攻撃性及び自己磨耗性の抑制が好適である。
【図１】図１は本発明の一実施例の無潤滑シール材料の
特性を試験した縦型往復摺動試験機の概要を示す説明図
である。
特性を試験した縦型往復摺動試験機の概要を示す説明図
である。
【図２】図２は本発明の実施例の無潤滑シール材料を１
００℃で実験した結果の時間−磨耗体積特性図である。
００℃で実験した結果の時間−磨耗体積特性図である。
【図３】図３は本発明の実施例の無潤滑シール材料を−
１０℃で実験した結果の時間−磨耗体積特性図である。
１０℃で実験した結果の時間−磨耗体積特性図である。
１１ シリンダ １２ テストピース １３ 治具 １４ 荷重部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 里路 文規 三重県四日市市川島町6200番地の256
Claims (3)
- 【請求項１】 テトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を
含む合成樹脂材料に、銅系合金粉、カーボン繊維、二硫
化モリブデンを同時に充填したことを特徴とする無潤滑
シール材料。 - 【請求項２】 前記合成樹脂材料に含むテトラフルオロ
エチレンは、少くとも５０WT％以上としたことを特徴と
する請求項１に記載の無潤滑シール材料。 - 【請求項３】 前記銅系合金粉、カーボン繊維、二硫化
モリブデンの充填は、銅系合金粉を３〜３５WT％、カー
ボン繊維を３〜３５WT％、二硫化モリブデンを１〜１５
WT％の範囲とし、それらの和を７WT％から７０WT％の範
囲としたことを特徴とする請求項１に記載の無潤滑シー
ル材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3066792A JPH06109139A (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 無潤滑シール材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3066792A JPH06109139A (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 無潤滑シール材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06109139A true JPH06109139A (ja) | 1994-04-19 |
Family
ID=13326073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3066792A Pending JPH06109139A (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 無潤滑シール材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06109139A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003035367A (ja) * | 2001-07-24 | 2003-02-07 | Nok Corp | シールリング |
| JP2004231105A (ja) * | 2003-01-31 | 2004-08-19 | Nissin Kogyo Co Ltd | カップシールおよび液圧式マスタシリンダ |
| JP2004308837A (ja) * | 2003-04-09 | 2004-11-04 | Nissin Kogyo Co Ltd | シール部材 |
| JP2006283643A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Hitachi Ltd | 往復動圧縮機 |
| CN103821631A (zh) * | 2014-01-21 | 2014-05-28 | 北京理工大学 | 一种光学发动机用活塞环及快速安装方法 |
| CN109796707A (zh) * | 2019-02-12 | 2019-05-24 | 扬州天健机械制造有限公司 | 一种耐摩擦、抗疲劳汽车减震器挡油环 |
-
1991
- 1991-03-29 JP JP3066792A patent/JPH06109139A/ja active Pending
Cited By (6)
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