JPH11254482A

JPH11254482A - うず巻形チップシールおよびその射出成形用金型

Info

Publication number: JPH11254482A
Application number: JP7312398A
Authority: JP
Inventors: Katsuo Shibahara; 克夫柴原
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1998-03-06
Filing date: 1998-03-06
Publication date: 1999-09-21

Abstract

(57)【要約】【課題】成形後のゲートカット加工が容易であるか、
あるいはゲートカット加工を必要としない。【解決手段】樹脂組成物を射出成形する時のゲートを
うず巻形チップシールの外周面に隣接する反シール面側
に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、うず巻形チップシ
ールおよびその射出成形用金型に関し、特にスクロール
圧縮機のスクロールラップに取付けられるうず巻形チッ
プシールおよびその射出成形用金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】スクロール型圧縮機の圧縮機構部は、図
５に示すように、ハウジングに固定されている固定スク
ロール１０および固定スクロール１０に対して偏心運動
をする可動スクロール１１とから構成されている。固定
および可動スクロールは、それぞれ鏡板１０ａ、１１ａ
とその表面に直立するうず巻形のラップ１０ｂ、１１ｂ
とからなり、これらうず巻形のラップ上端面の長手方向
に溝１２が形成されており、この溝１２に樹脂材料から
なるうず巻形チップシール９が組み付けられている。固
定スクロール１０と可動スクロール１１とは、うず巻形
ラップ壁相互を偏心状態にかみ合わせて、うず巻形ラッ
プ壁１３の間に密閉空間を形成する。また、固定スクロ
ール１０と可動スクロール１１とのラップ上端面に組み
付けられているチップシール９は、相互に他のスクロー
ルの鏡板表面に摺接し、これによりうず巻形ラップ壁の
間を通過する冷媒等のシールを行なっている。このた
め、チップシール９は、密閉空間内の気密性を確保する
必要があり、チップシール９の鏡板と摺接するシール面
と溝１２と密着する外周面あるいは内周面は、シール機
能上重要な働きがある。

【０００３】従来、チップシール９は射出成形法により
製造されているが、射出成形時のゲート痕がチップシー
ルの内外周面に残ると溝１２の側面との密着性を阻害す
ることとなる。このため、射出成形時のゲートをその端
部面にサイドゲート方式あるいはサブマリンゲート方式
により設けるうず巻形チップシールが知られている（特
開平６−１３７２８５号公報、特開平８−１４４９７０
号公報）。

【０００４】一方、サブマリンゲート方式による射出成
形法を用いて、外周面に隣接する側面にゲート痕を形成
した有端リング状のオイルシールリングが知られている
（特開平９−９４８５１号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、端部面にゲー
トを直接設けたうず巻形チップシールでは、ゲート開口
面積はチップシールの断面積以下でしか設定できない。
しかし実際的には、端部面は円周方向に円形状（Ｒ状）
になっており、ゲート開口面積はチップシールの断面積
の１／２以下に設定せざるをえなかった。上記の理由か
ら、上述した従来技術である端部面にゲートを直接設け
たうず巻形チップシールは、その形状（細く展開距離の
長い）によって十分な成形ができないのが現状であっ
た。

【０００６】また、オイルシールリングは、その外周面
および両側面がシール機能上重要な働きをする。そのた
め、特開平９−９４８５１号に記載のオイルシールリン
グは、そのいずれか一方の側面にゲート痕と突き出しピ
ン痕を有すため、その側面を研磨によって平滑にする必
要がある。

【０００７】本発明はこのような問題に対処するために
なされたもので、うず巻形チップシールの機能上重要な
シール面および内外周面のいずれにもゲート痕が無く、
端部にゲートを設けても十分なゲート開口面積が確保で
き、成形後のゲートカット加工が容易であるか、あるい
はゲートカット加工を必要としないうず巻形チップシー
ルおよびその射出成形用金型を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のうず巻形チップ
シールは樹脂組成物を射出成形して得られ、射出成形時
のゲートをうず巻形チップシールの外周面に隣接する反
シール面側に設けたことを特徴とする。

【０００９】また、上記樹脂組成物は、キャピラリーレ
オメータによる 320℃、剪断速度10³ sec^-1、毛管直径
1mm、毛管長さ 10mm 、バレル直径 9.55mm 、バレル長
さ 350mmの条件における溶融粘度が 120〜300 Pa・s で
あることを特徴とする。

【００１０】本発明のうず巻形チップシールの射出成形
用金型は、固定側型板と、この固定側型板との衝合部に
うず巻形のキャビティを形成する可動側型板とを有し、
該可動側型板は、上記キャビティの側面に隣接する底面
に連通する第２ランナと、この第２ランナに連結するサ
ブマリンゲートと、上記第２ランナに移動可能に嵌合・
配置したゲートプレスピンとを具備することを特徴とす
る。

【００１１】また、上記サブマリンゲートより溶融樹脂
組成物を供給した後、保圧または冷却工程中に、上記ゲ
ートプレスピンが、上記キャビティの底面に達するまで
移動できる手段を有することを特徴とする。

【００１２】射出成形時のゲートをうず巻形チップシー
ルの外周面に隣接する反シール面側に設けることによ
り、内外周面にゲート痕が残らない。また、外周面に隣
接する反シール面側におけるゲート後加工が必要となる
場合であっても、うず巻形の形状により該反シール面側
での後加工は外周面より容易である。所定の溶融粘度を
有する樹脂組成物を用いることより、成形性が向上し、
後加工がより容易となる。また、内外周面にゲート痕が
ないので、スクロール型圧縮機の圧縮機能が向上する。
さらには、外周面に隣接する反シール面側にサブマリン
ゲート部を設けることにより、ゲート開口部を大きくと
ることができるので、キャビティ内での樹脂流動が容易
となり均一な特性を有するうず巻形チップシールが得ら
れる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明のうず巻形チップシールの
射出成形用金型およびそれを用いて成形されるうず巻形
チップシールについて図１ないし図４を参照して説明す
る。図１は、本発明の一実施例に係る金型の断面図であ
り、図２は樹脂組成物が充填された状態を示す要部拡大
断面図であり、図３はゲート部分の樹脂切断状態を示す
要部拡大断面図であり、図４はうず巻形チップシールの
底面図である。

【００１４】図１において、１は固定側型板であって、
その中央部分には溶融樹脂を供給するスプル２が形成さ
れている。この固定側型板１に可動側型板３が衝合され
る。この可動側型板３には、スプル２に連通するランナ
４が形成されており、それに隣接する部分にはうず巻形
チップシールのキャビティ５が形成されている。キャビ
ティ５はランナ４を介して複数個形成することができ
る。キャビティ５の側面に隣接する底面、特にうず巻形
チップシールの反シール面側、すなわち金型でいえば突
出ピン側の面の一部分に第２ランナ６がキャビティ５に
連通するように形成されている。そして、この第２ラン
ナ６には突出ピンとしても機能する円柱状のゲートプレ
スピン７が移動可能に嵌合・配置されている。このゲー
トプレスピン７は、キャビティ５の底面に達するまで移
動できる手段、例えば油圧シリンダなどによって移動制
御される。一方、ランナ−４と第２ランナ６とはサブマ
リンゲート（トンネルゲート）８によって連結されてい
る。なお、上述の固定側型板１および可動側型板３は図
示しない油圧シリンダなどによって型締め（衝合）、型
開きが行なわれる。

【００１５】この金型を用いるうず巻形チップシールの
成形は次のように行なわれる。図２に示すように、固定
側型板１および可動側型板３を図示しない油圧シリンダ
などによって型締めし、それぞれのパーテング面を衝合
させる。次に、溶融状態の樹脂組成物Ｐをスプル２から
供給すると、樹脂組成物Ｐはランナ４、サブマリンゲー
ト８、ゲート口８ａを介して第２ランナ６に供給され、
さらに第２ランナ６を経てキャビティ５に供給される。
次に、樹脂組成物Ｐの硬化後、可動側型板３を図示しな
い油圧シリンダなどによって型開きする。この際に、例
えばスプル２、ランナ４、サブマリンゲート８の樹脂組
成物がそれぞれ一体化された状態で固定側型板、可動側
型板から図示しない突出しピンなどを利用して取り出さ
れる。その際、第２ランナ６およびキャビティ５内の樹
脂組成物が自動的に切り放される。同時に、キャビティ
５から成形体を取り出すことによって、図４に示すよう
に、外周面９ａにゲート痕のないうず巻形チップシール
９が得られる。第２ランナ６部分は、後加工によって除
去してもゲートを設けた部位が機能部分ではないので、
外周面９ａなどに設けられたゲート痕の処理を行なうよ
りもより容易に行なうことができる。

【００１６】また、図３に示すように、キャビティ５に
供給充填された樹脂組成物Ｐが保圧または冷却工程中に
ゲートプレスピン７をキャビティ５に向けて移動させる
ことにより、ゲート痕の後処理を必要としないうず巻形
チップシールを得ることができる。すなわち、ゲートプ
レスピン７の移動により、第２ランナ６とサブマリンゲ
ート８とのゲート口８ａに存在する樹脂組成物Ｐはゲー
トプレスピン７によって切断（ないし剪断）される。一
方、第２ランナ６に充填されている樹脂組成物Ｐはゲー
トプレスピン７によって押圧され、キャビティ５に圧入
される。そして、ゲートプレスピン７の先端面がキャビ
ティ５の底面にほぼ一致する位置まで移動した段階で停
止される。樹脂組成物Ｐの硬化後、可動側型板３を図示
しない油圧シリンダなどによって型開きする。この際
に、例えばスプル２、ランナ４、サブマリンゲート８の
樹脂組成物がそれぞれ一体化された状態で固定側型板
１、可動側型板３から図示しない突出しピンなどを利用
して取り出される。その後、キャビティ５から成形体を
取り出すことによってうず巻形チップシール９が得られ
る。このチップシール９のゲート部分には、図４に示す
ように、外周面９ａに隣接する反シール面９ｂにゲート
プレスピン７による樹脂組成物Ｐの押圧痕７ａが形成さ
れている。

【００１７】ゲート位置は、うず巻形チップシール全長
のいずれの位置に設けてもよいが、樹脂組成物の流動性
を重視する場合には全長の中央付近に、チップシールの
強度を重視する場合には全長の両端部、好ましくは外側
末端部付近のいずれかに設けることが好ましい。

【００１８】上述の方法によれば、キャビティ５への樹
脂組成物の供給は、サブマリンゲート８を介してキャビ
ティ５の底面に連通する第２ランナ６を経て供給される
ために、成形されたうず巻形チップシール９の、機能的
に重要な内周面および外周面９ａにはゲート痕が形成さ
れない。従って、圧縮機のシール部材としてシール性能
に優れている。

【００１９】また、可動側型板３に複数のキャビティ５
を形成することができるため、うず巻形チップシール９
を多数個同時に成形することができ、生産性を高めるこ
とができる。これに伴つて、うず巻形チップシールのコ
ストも効果的に低減できる。

【００２０】また、キャビティ５に供給された樹脂組成
物Ｐが硬化するまでの間に、ゲートプレスピン７がキャ
ビティ５の底面に向けて移動するのであるが、この際
に、サブマリンゲート８と第２ランナ６とを接続するゲ
ート口８ａの樹脂組成物が自動的に切断・分離される。

【００２１】さらに、ゲートプレスピン７の移動によっ
て、第２ランナ６に充填された樹脂組成物Ｐがキャビテ
ィ５に圧入される。このことにより、成形作業の終了後
に改めてうず巻形チップシール９と製品以外の部分とを
切断・分離するような後加工が全く不要となり、作業効
率の改善は勿論のこと、コストをも有効に低減できる。
さらには、キャビティ内の樹脂密度が高くなり、うず巻
形チップシールの品質を向上させることができる。

【００２２】なお、本発明は、何ら上記実施例にのみ制
約されることなく、例えばゲートプレスピン７などに機
械的振動、超音波振動などの加振装置を付設してキャビ
ティへの樹脂の充実度（充填度）を高めることもでき
る。

【００２３】本発明に使用することのできる樹脂組成物
は、ポリエーテルケトン系樹脂、ポリフェニレンフルフ
ィド系樹脂等の射出成形が可能な熱可塑性耐熱合成重合
体などの樹脂組成物が好ましく、また、キャピラリーレ
オメータによる 320℃、剪断速度10³ sec^-1、毛管直径
1mm、毛管長さ 10mm 、バレル直径 9.55mm 、バレル長
さ 350mmの条件における溶融粘度が 120〜300 Pa・s で
あることが好ましい。この溶融粘度範囲の樹脂組成物を
用いることにより、良好な流動性を有し、本発明の金型
を用いてうず巻形チップシールを容易に成形することが
できる。

【００２４】上述の溶融粘度範囲を有し、本発明に好適
な樹脂組成物としては、ポリフェニレンスルフィド系樹
脂組成物を挙げることができる。具体的には、ポリフェ
ニレンスルフィド（以下、ＰＰＳと略称する）樹脂等の
合成樹脂を 75 〜 93 重量％、フッ素系樹脂等の固体潤
滑剤を 2〜 10 重量％、炭素繊維等の繊維系強化剤を 5
〜 20 重量％含むことが好ましい。また、ＰＰＳ樹脂等
の樹脂成分の配合量を少なくして、芳香族ポリアミド繊
維を 3〜 10 重量％添加する構成とすることもできる。

【００２５】ＰＰＳ樹脂は、−Ｃ₆Ｈ₄−Ｓ−で表され
る繰り返し単位を 90 モル％以上、100 モル％以下含
み、ＪＩＳＫ７２１０による高化式フローテスタ試
験の 300℃における溶融粘度が 30 〜250 Pa・s である
ものが好ましい。−Ｃ₆Ｈ₄−Ｓ−で表される繰り返し
単位が 90 モル％未満であると樹脂組成物としての射出
成形性などの所期した性質がなくなるからである。

【００２６】そして、上記した条件を満足するＰＰＳ樹
脂としては、製造段階で重合後の直鎖状のＰＰＳ樹脂
（いわゆるリニア型ＰＰＳ樹脂）、またはこれを架橋さ
せたＰＰＳ樹脂（いわゆるリニア架橋型ＰＰＳ樹脂）の
いずれを採用することも可能である。架橋型ＰＰＳ樹脂
は、その耐熱性と価格等の点で、平均して総合的に優
れ、このようなものとして、例えば、トープレン社製：
Ｋ４等を挙げることができる。また、引張り強さ、曲げ
強さなどを改良したリニア型ＰＰＳ樹脂を用いることも
好ましい。リニア型ＰＰＳ樹脂の市販品としては、トー
プレン社製：ＬＮ−２（溶融粘度 100Pa・s ）を例示す
ることができる。また、リニア架橋型ＰＰＳ樹脂として
は、トープレン社製：Ｔ４ＡＧ（溶融粘度 200Pa・s ）
を例示することができる。

【００２７】樹脂組成物におけるＰＰＳ樹脂等の樹脂成
分の配合割合は、 75 〜 93 重量％、すなわち、他の材
料の残部として 75 重量％以上である。 75 重量％未満
では、スクロール型コンプレッサ用のシール材として、
小面積で展開長の長いものが成形困難だからである。

【００２８】フッ素系樹脂等の潤滑性付与剤は、樹脂組
成物に低摩擦係数で非粘着性特性を導入するために添加
するものであって、コンプレッサの設計性能に応じて適
当な摩擦係数となるものを採用することができる。低摩
擦係数で好ましいフッ素系樹脂としては、ポリテトラフ
ルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン・へキサ
フルオロプロピレン共重合体、ポリトリクロロフルオロ
エチレン、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などが挙げられる。このう
ち、最も低摩擦係数であるポリテトラフルオロエチレン
が好ましい。また、ポリテトラフルオロエチレン等の潤
滑性付与剤の形態は、平均粒径が例えば50 μm 以下、
好ましくは 1〜25μm 以下の滑剤級の粉末が好ましい。
具体的には英国アイ・シー・アイ社製：フルオン（商
標）Ｌ１６９、同Ｌ１７０、同Ｌ１７１、ダイキン工業
社製：ルブロン（商標）Ｌ−２、同ＬＤ−１、デュポン
社製：テフロン（商標）ＴＬＰ−１０、同ＴＬＰ−１０
Ｆ−１などを挙げることができる。また、γ線照射処理
した市販の潤滑剤用ポリテトラフルオロエチレンやバー
ジン材のポリテトラフルオロエチレンを一度焼結した
後、粉砕して得られる再生ポリテトラフルオロエチレン
等が挙げられ、このようなものとして、喜多村社製：Ｋ
Ｔ４００Ｈを使用することができる。

【００２９】樹脂組成物におけるフッ素系樹脂等の潤滑
性付与剤の配合割合は、 2〜 10 重量％である。フッ素
系樹脂の配合割合が 2重量％未満では、うず巻形チップ
シールの潤滑性が不充分となって好ましくなく、逆に 1
0 重量％を越えると、適当な溶融流動性が得られないか
らである。

【００３０】炭素繊維等の繊維系強化剤は、平均繊維径
が好ましくは 1〜 20 μm 、より好ましくは 10 〜 18
μm であり、かつアスペクト比が 1〜 80 、より好まし
くは5〜 50 のものが好ましい。平均繊維径が 1μm 未
満では繊維同士に凝集する現象が見られて組成物中に均
一分散し難くなり、 20 μm を越えると、摺動時にアル
ミニウム合金製の相手材となる鏡板などを摩耗する。ま
た、アスペクト比が 1未満のものでは、マトリックス自
体の補強効果が損なわれて機械的特性が低下し、逆にア
スペクト比が 80 を越えると、混合時の均一分散が極め
て困難となって、耐摩耗性が充分に改善されずに品質低
下を招くことになるからである。また、炭素繊維はポリ
アクリロニトリルを出発原料とするＰＡＮ系炭素繊維、
ピッチを出発原料とするピッチ系炭素繊維のいずれも使
用することができる。

【００３１】このような炭素繊維等の繊維系強化剤の配
合割合は、 5〜 20 重量％である。なぜなら、 5重量％
未満では、機械的強度の補強効果、耐摩耗性の改善効果
が小さく、 20 重量％を越える多量では、溶融流動性が
著しく低下するからである。

【００３２】

【発明の効果】本発明のうず巻形チップシールは、射出
成形時のゲート位置を前記うず巻形チップシールの外周
面に隣接する反シール面側に設けたので、チップシール
として機能的に重要な外周面にゲート痕が形成されな
い。従って成形後のゲートカット加工が容易である。あ
るいはゲートカット加工を必要としない。その結果、シ
ール性が向上し、スクロール型圧縮機の圧縮性能が向上
する。

【００３３】また、溶融粘度が 120〜300 Pa・s である
樹脂組成物を用いるので、成形性が向上し、後加工がよ
り容易となる。

【００３４】本発明の射出成形用金型は、サブマリンゲ
ート方式を用いているので、成形後のゲートカット加工
が容易である。あるいはゲートカット加工を必要としな
い。その結果、本発明の射出成形用金型を用いることに
より、うず巻形チップシールの製造コストを下げること
ができる。

【００３５】また、サブマリンゲート方式において、ゲ
ートプレスピンをキャビティの底面に達するまで移動さ
せることにより、うず巻形チップシールのゲートカット
加工が必要なくなる。その結果、シール性が向上し、ス
クロール型圧縮機の圧縮性能が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る金型の断面図である。

【図２】樹脂組成物が充填された状態を示す要部拡大断
面図である。

【図３】ゲート部分の樹脂切断状態を示す要部拡大断面
図である。

【図４】うず巻形チップシールの底面図である。

【図５】スクロール型圧縮機の圧縮機構部の断面図であ
る。

【符号の説明】

１固定側型板２スプル３可動側型板４ランナ５キャビティ６第２ランナ７ゲートプレスピン８サブマリンゲート９うず巻形チップシール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂組成物を射出成形して得られるうず
巻形チップシールであって、射出成形時のゲートを前記
うず巻形チップシールの外周面に隣接する反シール面側
に設けたことを特徴とするうず巻形チップシール。
【請求項２】前記樹脂組成物は、キャピラリーレオメ
ータによる 320℃、剪断速度10³ sec^-1、毛管直径 1m
m、毛管長さ 10mm 、バレル直径 9.55mm 、バレル長さ
350mmの条件における溶融粘度が 120〜300 Pa・s であ
ることを特徴とする請求項１記載のうず巻形チップシー
ル。
【請求項３】固定側型板と、この固定側型板との衝合
部にうず巻形のキャビティを形成する可動側型板とを有
する射出成形用金型であって、前記可動側型板は、前記キャビティの側面に隣接する底
面に連通する第２ランナと、この第２ランナに連結する
サブマリンゲートと、前記第２ランナに移動可能に嵌合
・配置したゲートプレスピンとを具備することを特徴と
するうず巻形チップシールの射出成形用金型。
【請求項４】前記サブマリンゲートより溶融樹脂組成
物を供給した後、保圧または冷却工程中に、前記ゲート
プレスピンが、前記キャビティの底面に達するまで移動
できる手段を有することを特徴とする請求項３記載のう
ず巻形チップシールの射出成形用金型。