JPH07139485A - スクロール型コンプレッサーのシール部材 - Google Patents
スクロール型コンプレッサーのシール部材Info
- Publication number
- JPH07139485A JPH07139485A JP5282991A JP28299193A JPH07139485A JP H07139485 A JPH07139485 A JP H07139485A JP 5282991 A JP5282991 A JP 5282991A JP 28299193 A JP28299193 A JP 28299193A JP H07139485 A JPH07139485 A JP H07139485A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scroll
- seal member
- weight
- type compressor
- nylon
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- Rotary Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 低コストで、製造が容易で、高荷重・高圧に
耐えるスクロール型コンプレッサーのシール部材を提供
する。 【構成】 シール部材４の組成（合計１００重量％）
は、炭素繊維を１０〜５０重量％、ＰＴＦＥ若しくはＨ
ＤＰＥ又は両者を５〜３０重量％および残量を４６ナイ
ロンとするか、またはシール部材の組成（合計１００重
量％）は、ポリアミド繊維若しくは炭素繊維又は両者を
５〜３０重量％、ＰＴＦＥ若しくはＨＤＰＥ又は両者を
５〜３０重量％、無機物を１０〜３０重量％および残量
を４６ナイロンとする。
耐えるスクロール型コンプレッサーのシール部材を提供
する。 【構成】 シール部材４の組成（合計１００重量％）
は、炭素繊維を１０〜５０重量％、ＰＴＦＥ若しくはＨ
ＤＰＥ又は両者を５〜３０重量％および残量を４６ナイ
ロンとするか、またはシール部材の組成（合計１００重
量％）は、ポリアミド繊維若しくは炭素繊維又は両者を
５〜３０重量％、ＰＴＦＥ若しくはＨＤＰＥ又は両者を
５〜３０重量％、無機物を１０〜３０重量％および残量
を４６ナイロンとする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はスクロール型コンプレッ
サーのシール部材に関する。
サーのシール部材に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】スク
ロール型コンプレッサーとは、渦巻壁を形成してなる一
対のスクロール部材の該渦巻壁相互を偏心状態で噛み合
わせ、相対的な公転円運動を行わせることにより、渦巻
壁間の密閉空間を中心方向に移動させながら流体を圧縮
し、この流体を中心部から吐出するようにしたものであ
る。本発明の理解を容易にするために、図に基づいてス
クロール型コンプレッサーの要部の構造を具体的に説明
すると、図１はスクロール部材の斜視図、図２は図１の
部分断面図であり、スクロール部材１は、その渦巻壁２
の先端部に溝３が形成され、溝３にシール部材４が装入
されている。また、図３は上記スクロール部材１を可動
側とし、固定側スクロール部材１´と偏心させて噛み合
わせた状態を示しており、両方の渦巻壁２の各シール部
材４を相互に他のスクロール部材の渦巻壁の底に摺接さ
せ、相互にシールする構造である。
ロール型コンプレッサーとは、渦巻壁を形成してなる一
対のスクロール部材の該渦巻壁相互を偏心状態で噛み合
わせ、相対的な公転円運動を行わせることにより、渦巻
壁間の密閉空間を中心方向に移動させながら流体を圧縮
し、この流体を中心部から吐出するようにしたものであ
る。本発明の理解を容易にするために、図に基づいてス
クロール型コンプレッサーの要部の構造を具体的に説明
すると、図１はスクロール部材の斜視図、図２は図１の
部分断面図であり、スクロール部材１は、その渦巻壁２
の先端部に溝３が形成され、溝３にシール部材４が装入
されている。また、図３は上記スクロール部材１を可動
側とし、固定側スクロール部材１´と偏心させて噛み合
わせた状態を示しており、両方の渦巻壁２の各シール部
材４を相互に他のスクロール部材の渦巻壁の底に摺接さ
せ、相互にシールする構造である。
【０００３】このように、常に摺接動を強いられるスク
ロール型コンプレッサーのシール部材には、耐熱性に優
れ、低摩擦係数のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ
Ｅ）が主材料として用いられることが多く、例えば、特
開昭６２−１１３８８２号公報には、「有機充填材入り
ＰＴＦＥに射出成形可能なフッ素樹脂粉末を添加した材
料からなるスクロール型コンプレッサーのシール部材」
が開示され、また、特開昭６２−２２３４８８号公報に
は、「芳香族ポリエーテルケトン樹脂、ポリアリーレン
スルフィド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂のうちの少な
くとも１種類の樹脂にＰＴＦＥおよび射出成形可能な含
フッ素樹脂を添加した材料からなるスクロール型コンプ
レッサーのシール部材」が開示されている。
ロール型コンプレッサーのシール部材には、耐熱性に優
れ、低摩擦係数のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ
Ｅ）が主材料として用いられることが多く、例えば、特
開昭６２−１１３８８２号公報には、「有機充填材入り
ＰＴＦＥに射出成形可能なフッ素樹脂粉末を添加した材
料からなるスクロール型コンプレッサーのシール部材」
が開示され、また、特開昭６２−２２３４８８号公報に
は、「芳香族ポリエーテルケトン樹脂、ポリアリーレン
スルフィド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂のうちの少な
くとも１種類の樹脂にＰＴＦＥおよび射出成形可能な含
フッ素樹脂を添加した材料からなるスクロール型コンプ
レッサーのシール部材」が開示されている。
【０００４】ところで、現在スクロール型コンプレッサ
ーに使われている新冷媒（Ｒ１３４ａ）はコストが高い
ので、少量を高圧で使用するのが一般的な傾向であり、
さらに、コンプレッサーのコンパクト化は今後一層進む
ものと考えられ、その結果、シール部材もより一層の高
荷重に耐えるようなものが要求されている。この点、上
記公報に記載されたものはフッ素樹脂をベースとするも
のであり、高荷重による変形が大きく、使用に耐えない
という問題がある。
ーに使われている新冷媒（Ｒ１３４ａ）はコストが高い
ので、少量を高圧で使用するのが一般的な傾向であり、
さらに、コンプレッサーのコンパクト化は今後一層進む
ものと考えられ、その結果、シール部材もより一層の高
荷重に耐えるようなものが要求されている。この点、上
記公報に記載されたものはフッ素樹脂をベースとするも
のであり、高荷重による変形が大きく、使用に耐えない
という問題がある。
【０００５】また、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰ
Ｓ）樹脂やポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹
脂をシール部材のベース樹脂とした場合、前者のもので
は、急激な圧力変化および摺動によって流体吐出口（図
１Ｅ部）付近で折損しやすく、後者のものは、射出成形
工程における流動性が悪くてシール部材の厚みが制約さ
れるという問題の他にＰＥＥＫ自体のコストが高いとい
う問題がある。
Ｓ）樹脂やポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹
脂をシール部材のベース樹脂とした場合、前者のもので
は、急激な圧力変化および摺動によって流体吐出口（図
１Ｅ部）付近で折損しやすく、後者のものは、射出成形
工程における流動性が悪くてシール部材の厚みが制約さ
れるという問題の他にＰＥＥＫ自体のコストが高いとい
う問題がある。
【０００６】本発明は従来の技術の有するこのような問
題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、低コ
ストで、製造が容易で、高荷重・高圧に耐えるスクロー
ル型コンプレッサーのシール部材を提供することにあ
る。
題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、低コ
ストで、製造が容易で、高荷重・高圧に耐えるスクロー
ル型コンプレッサーのシール部材を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、渦巻壁を形成する一対のスクロール部材の
該渦巻壁相互を偏心状態で噛み合わせ、渦巻壁の先端部
に形成された溝に嵌合するシール部材とによって両スク
ロール部材間に密閉空間を形成するスクロール型コンプ
レッサーに使用される上記シール部材が、４６ナイロン
に以下の（Ａ）および（Ｂ）成分を添加した合計量が１
００重量％の材料からなること特徴とするスクロール型
コンプレッサーのシール部材を第一の発明とする。
に本発明は、渦巻壁を形成する一対のスクロール部材の
該渦巻壁相互を偏心状態で噛み合わせ、渦巻壁の先端部
に形成された溝に嵌合するシール部材とによって両スク
ロール部材間に密閉空間を形成するスクロール型コンプ
レッサーに使用される上記シール部材が、４６ナイロン
に以下の（Ａ）および（Ｂ）成分を添加した合計量が１
００重量％の材料からなること特徴とするスクロール型
コンプレッサーのシール部材を第一の発明とする。
【０００８】（Ａ）炭素繊維を１０〜５０重量％ （Ｂ）ＰＴＦＥ若しくは高密度ポリエチレン（ＨＤＰ
Ｅ）又は両者を５〜３０重量％ また、渦巻壁を形成する一対のスクロール部材の該渦巻
壁相互を偏心状態で噛み合わせ、渦巻壁の先端部に形成
された溝に嵌合するシール部材とによって両スクロール
部材間に密閉空間を形成するスクロール型コンプレッサ
ーに使用される上記シール部材が、４６ナイロンに以下
の（Ａ´）、（Ｂ）および（Ｃ）成分を添加した合計量
が１００重量％の材料からなること特徴とするスクロー
ル型コンプレッサーのシール部材を第二の発明とする。 （Ａ´）ポリアミド繊維若しくは炭素繊維又は両者を５
〜３０重量％ （Ｂ）ＰＴＦＥ若しくはＨＤＰＥ又は両者を５〜３０重
量％ （Ｃ）無機物を１０〜３０重量％ なお、無機物としては、マイカ、チタン酸カリウムウィ
スカー、酸化チタン、クレー、カオリンおよび炭酸カル
シウムを使用することができる。
Ｅ）又は両者を５〜３０重量％ また、渦巻壁を形成する一対のスクロール部材の該渦巻
壁相互を偏心状態で噛み合わせ、渦巻壁の先端部に形成
された溝に嵌合するシール部材とによって両スクロール
部材間に密閉空間を形成するスクロール型コンプレッサ
ーに使用される上記シール部材が、４６ナイロンに以下
の（Ａ´）、（Ｂ）および（Ｃ）成分を添加した合計量
が１００重量％の材料からなること特徴とするスクロー
ル型コンプレッサーのシール部材を第二の発明とする。 （Ａ´）ポリアミド繊維若しくは炭素繊維又は両者を５
〜３０重量％ （Ｂ）ＰＴＦＥ若しくはＨＤＰＥ又は両者を５〜３０重
量％ （Ｃ）無機物を１０〜３０重量％ なお、無機物としては、マイカ、チタン酸カリウムウィ
スカー、酸化チタン、クレー、カオリンおよび炭酸カル
シウムを使用することができる。
【０００９】
【作用】４６ナイロンは耐熱性、摺動性、耐摩耗性、耐
クリープ性および耐疲労性に優れているが、４６ナイロ
ン単体では寸法変化が大きく、シール部材として使用す
るときの作動性が問題となる。そこで、寸法安定性なら
びに各特性の改良を図るべく、第一の発明または第二の
発明に示すような材料を４６ナイロンに適量添加するの
が好ましい。以下に、各添加材料の作用について説明す
る。まず、第一の発明の添加材料について説明する。炭
素繊維は寸法安定性、耐クリープ性、耐衝撃性および耐
疲労性を改良するが、１０重量％より少ないとその効果
が期待できず、一方、５０重量％より多くなると、スク
ロール部材（アルミ又はアルミ合金が使用されることが
多い）の損傷度が大きくなり、また、シール部材の摩耗
も大きくなって短寿命となる。ＰＴＦＥまたはＨＤＰＥ
は摺動性を改良し、耐摩耗性を向上するが、５重量％よ
り少ないとその効果が期待できず、一方、３０重量％よ
り多くなると、疲労強度および耐衝撃性が低下する。
クリープ性および耐疲労性に優れているが、４６ナイロ
ン単体では寸法変化が大きく、シール部材として使用す
るときの作動性が問題となる。そこで、寸法安定性なら
びに各特性の改良を図るべく、第一の発明または第二の
発明に示すような材料を４６ナイロンに適量添加するの
が好ましい。以下に、各添加材料の作用について説明す
る。まず、第一の発明の添加材料について説明する。炭
素繊維は寸法安定性、耐クリープ性、耐衝撃性および耐
疲労性を改良するが、１０重量％より少ないとその効果
が期待できず、一方、５０重量％より多くなると、スク
ロール部材（アルミ又はアルミ合金が使用されることが
多い）の損傷度が大きくなり、また、シール部材の摩耗
も大きくなって短寿命となる。ＰＴＦＥまたはＨＤＰＥ
は摺動性を改良し、耐摩耗性を向上するが、５重量％よ
り少ないとその効果が期待できず、一方、３０重量％よ
り多くなると、疲労強度および耐衝撃性が低下する。
【００１０】次に、第二の発明の添加材料について説明
する。無機物は寸法安定性および耐クリープ性を改良す
るが、１０重量％より少ないとその効果が期待できな
い。一方、３０重量％より多くなると、スクロール部材
の損傷度が大きくなり、また、シール部材の摩耗も大き
くなる。さらに、シール部材が脆くなり、耐衝撃性が損
なわれる。ポリアミド繊維は、無機物やＰＴＦＥまたは
ＨＤＰＥの添加量が多い場合でも、耐衝撃性および耐疲
労性の低下を防止する。しかし、添加量が５重量％より
少ないとその効果が期待できず、一方、３０重量％より
多くなると、混合時の分散性が低下し、各物性が低下す
る。
する。無機物は寸法安定性および耐クリープ性を改良す
るが、１０重量％より少ないとその効果が期待できな
い。一方、３０重量％より多くなると、スクロール部材
の損傷度が大きくなり、また、シール部材の摩耗も大き
くなる。さらに、シール部材が脆くなり、耐衝撃性が損
なわれる。ポリアミド繊維は、無機物やＰＴＦＥまたは
ＨＤＰＥの添加量が多い場合でも、耐衝撃性および耐疲
労性の低下を防止する。しかし、添加量が５重量％より
少ないとその効果が期待できず、一方、３０重量％より
多くなると、混合時の分散性が低下し、各物性が低下す
る。
【００１１】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。表１に示
すような配合（重量％）のものから、図１〜３に示すよ
うな形状のシール部材４を射出成形により作製した。そ
して、このシール部材の温度による長さ方向の寸法変化
と実機による１０００時間耐久テスト後の厚み変化率を
測定した。表１に、この測定結果と各配合例の物性を併
せて示す。なお、物性評価およびシール部材の特性評価
は以下のような方法で行った。
すような配合（重量％）のものから、図１〜３に示すよ
うな形状のシール部材４を射出成形により作製した。そ
して、このシール部材の温度による長さ方向の寸法変化
と実機による１０００時間耐久テスト後の厚み変化率を
測定した。表１に、この測定結果と各配合例の物性を併
せて示す。なお、物性評価およびシール部材の特性評価
は以下のような方法で行った。
【００１２】〔物性評価〕 (1) 線膨張係数 流れ方向の寸法変化を測定することで求めた。 (2) 圧縮クリープ変形率 ＡＳＴＭ Ｄ−６２１に準拠し、２００ kgf／cm2 ×２
４Ｈｒの条件で測定した。 (3) ノッチ付きアイゾット強度 ＡＳＴＭ Ｄ−２５６に準拠して測定した。 (4) 摩擦係数、摩耗係数 スラスト型摩擦摩耗試験機を用いて、すべり速度＝１ｍ
／sec 、面圧＝３ＭＰａ、相手材＝アルミ合金、雰囲気
温度＝１３０℃の条件で測定した。
４Ｈｒの条件で測定した。 (3) ノッチ付きアイゾット強度 ＡＳＴＭ Ｄ−２５６に準拠して測定した。 (4) 摩擦係数、摩耗係数 スラスト型摩擦摩耗試験機を用いて、すべり速度＝１ｍ
／sec 、面圧＝３ＭＰａ、相手材＝アルミ合金、雰囲気
温度＝１３０℃の条件で測定した。
【００１３】〔シール部材の特性評価〕 (1) 長さ方向の寸法変化 室温から１８０℃まで昇温させたときの長さ方向の寸法
変化を調べた。寸法変化が１％より小さいものを
『小』、寸法変化が１％より大きいものを『大』とし
て、表１に示す。 (2) 厚み変化率 流体吸入圧力と吐出圧力との差＝約３０ kgf／cm2 、ク
ランク軸の回転数＝７５０rpm 、吐出温度＝１３０℃の
条件で、実機で１０００時間連続運転し、テスト前後の
シール部材の摩耗による厚み変化率を測定した。
変化を調べた。寸法変化が１％より小さいものを
『小』、寸法変化が１％より大きいものを『大』とし
て、表１に示す。 (2) 厚み変化率 流体吸入圧力と吐出圧力との差＝約３０ kgf／cm2 、ク
ランク軸の回転数＝７５０rpm 、吐出温度＝１３０℃の
条件で、実機で１０００時間連続運転し、テスト前後の
シール部材の摩耗による厚み変化率を測定した。
【００１４】
【表１】
【００１５】表１に明らかなように、本実施例に係るも
のは、実機テストの結果、長さ方向ならびに厚み方向の
寸法変化が少なく、スクロール型コンプレッサーのシー
ル部材として好適に使用することができる。しかし、比
較例１、比較例７に係るものは、それぞれ炭素繊維、ポ
リアミド繊維の添加量が本発明の範囲より多くて押出機
におけるペレット化ができず、物性評価およびシール部
材の特性評価が実施できなかった。また、比較例２、比
較例６に係るものは、それぞれ炭素繊維、無機物の添加
量が本発明の範囲より少ないために、寸法変化が大き
く、実機での耐久性の評価が実施できなかった。（シー
ル部材の作動が極端に悪かった） また、比較例３に係るものは、ＰＴＦＥとＨＤＰＥの合
計量が本発明の範囲より多いために、機械的特性の中で
特に耐衝撃性が劣り、実機テスト中に吐出口付近のシー
ル部材が破損した。さらに、比較例８に係るものには、
炭素繊維またはポリアミド繊維が全く添加されていない
ので、機械的強度が不足し、実機テスト中に破損した。
また、比較例４に係るものには、ＰＴＦＥまたはＨＤＰ
Ｅが全く添加されていないので、摺動性が悪くて摩耗し
やすく、実機テストでの厚み変化が大きかった。そし
て、比較例５に係るものは、無機物の添加量が本発明の
範囲より多いために相手材（アルミ合金）を損傷し、ま
たシール部材自体の摩耗も大きく、実機テストでの厚み
変化が大きかった。
のは、実機テストの結果、長さ方向ならびに厚み方向の
寸法変化が少なく、スクロール型コンプレッサーのシー
ル部材として好適に使用することができる。しかし、比
較例１、比較例７に係るものは、それぞれ炭素繊維、ポ
リアミド繊維の添加量が本発明の範囲より多くて押出機
におけるペレット化ができず、物性評価およびシール部
材の特性評価が実施できなかった。また、比較例２、比
較例６に係るものは、それぞれ炭素繊維、無機物の添加
量が本発明の範囲より少ないために、寸法変化が大き
く、実機での耐久性の評価が実施できなかった。（シー
ル部材の作動が極端に悪かった） また、比較例３に係るものは、ＰＴＦＥとＨＤＰＥの合
計量が本発明の範囲より多いために、機械的特性の中で
特に耐衝撃性が劣り、実機テスト中に吐出口付近のシー
ル部材が破損した。さらに、比較例８に係るものには、
炭素繊維またはポリアミド繊維が全く添加されていない
ので、機械的強度が不足し、実機テスト中に破損した。
また、比較例４に係るものには、ＰＴＦＥまたはＨＤＰ
Ｅが全く添加されていないので、摺動性が悪くて摩耗し
やすく、実機テストでの厚み変化が大きかった。そし
て、比較例５に係るものは、無機物の添加量が本発明の
範囲より多いために相手材（アルミ合金）を損傷し、ま
たシール部材自体の摩耗も大きく、実機テストでの厚み
変化が大きかった。
【００１６】
【発明の効果】本発明のシール部材は、４６ナイロンが
本来有している摺動性、耐衝撃性および耐疲労性を損な
うことなく、耐摩耗性、寸法安定性および耐クリープ性
を著しく改善するものであり、高荷重・高圧条件で作動
するスクロール型コンプレッサーのシール部材として好
適に使用することができる。
本来有している摺動性、耐衝撃性および耐疲労性を損な
うことなく、耐摩耗性、寸法安定性および耐クリープ性
を著しく改善するものであり、高荷重・高圧条件で作動
するスクロール型コンプレッサーのシール部材として好
適に使用することができる。
【図１】スクロール型コンプレッサーのスクロール部材
の斜視図である。
の斜視図である。
【図２】スクロール型コンプレッサーのスクロール部材
の一部を示す断面図である。
の一部を示す断面図である。
【図３】スクロール型コンプレッサーのスクロール部材
を噛み合わせた状態を示す断面図である。
を噛み合わせた状態を示す断面図である。
１…スクロール部材 １´…スクロール部材 ２…渦巻壁 ３…溝 ４…シール部材
Claims (2)
- 【請求項１】 渦巻壁を形成する一対のスクロール部材
の該渦巻壁相互を偏心状態で噛み合わせ、渦巻壁の先端
部に形成された溝に嵌合するシール部材とによって両ス
クロール部材間に密閉空間を形成するスクロール型コン
プレッサーに使用される上記シール部材が、４６ナイロ
ンに以下の（Ａ）および（Ｂ）成分を添加した合計量が
１００重量％の材料からなることを特徴とするスクロー
ル型コンプレッサーのシール部材。 （Ａ）炭素繊維を１０〜５０重量％ （Ｂ）ポリテトラフルオロエチレン若しくは高密度ポリ
エチレン又は両者を５〜３０重量％ - 【請求項２】 渦巻壁を形成する一対のスクロール部材
の該渦巻壁相互を偏心状態で噛み合わせ、渦巻壁の先端
部に形成された溝に嵌合するシール部材とによって両ス
クロール部材間に密閉空間を形成するスクロール型コン
プレッサーに使用される上記シール部材が、４６ナイロ
ンに以下の（Ａ´）、（Ｂ）および（Ｃ）成分を添加し
た合計量が１００重量％の材料からなることを特徴とす
るスクロール型コンプレッサーのシール部材。 （Ａ´）ポリアミド繊維若しくは炭素繊維又は両者を５
〜３０重量％ （Ｂ）ポリテトラフルオロエチレン若しくは高密度ポリ
エチレン又は両者を５〜３０重量％ （Ｃ）無機物を１０〜３０重量％
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5282991A JPH07139485A (ja) | 1993-11-12 | 1993-11-12 | スクロール型コンプレッサーのシール部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5282991A JPH07139485A (ja) | 1993-11-12 | 1993-11-12 | スクロール型コンプレッサーのシール部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07139485A true JPH07139485A (ja) | 1995-05-30 |
Family
ID=17659799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5282991A Pending JPH07139485A (ja) | 1993-11-12 | 1993-11-12 | スクロール型コンプレッサーのシール部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07139485A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014509706A (ja) * | 2011-03-29 | 2014-04-21 | エドワーズ リミテッド | スクロール圧縮機 |
-
1993
- 1993-11-12 JP JP5282991A patent/JPH07139485A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014509706A (ja) * | 2011-03-29 | 2014-04-21 | エドワーズ リミテッド | スクロール圧縮機 |
| US9938975B2 (en) | 2011-03-29 | 2018-04-10 | Edwards Limited | Scroll compressor including seal with axial length that is greater than radial width |
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