JPS6299689A - 密閉式冷却用コンプレツサの可動部品を構成する複合材料の試験方法及び該方法によつて選定された複合材料からなる部品を備えた密閉式冷却用コンプレツサ - Google Patents

密閉式冷却用コンプレツサの可動部品を構成する複合材料の試験方法及び該方法によつて選定された複合材料からなる部品を備えた密閉式冷却用コンプレツサ

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JPS6299689A
JPS6299689A JP61246472A JP24647286A JPS6299689A JP S6299689 A JPS6299689 A JP S6299689A JP 61246472 A JP61246472 A JP 61246472A JP 24647286 A JP24647286 A JP 24647286A JP S6299689 A JPS6299689 A JP S6299689A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、密閉式冷却用コンプレッサのクランクシャフ
ト、連接棒、ピストン、バルブ等の可動部品を構成する
複合材料の試験方法並びに該方法を使用して選定された
複合材料からなる上記部品を備えた冷却用コンプレッサ
に関するものである。
従来の技術 冷却用コンプレッサもしくは冷凍ユニットの可動部品、
特にクランクシャフト、連接棒、ピストン及びバルブの
質量すなわち重量を低減するための研究が長年の間なさ
れている。上記部品は、冷媒の圧縮に要する全エネルギ
量に対して相当量のエネルギを消費するからである。
さらに、奇数個のピストンを有するコンプレッサにおい
ては、つりあい用のカウンタウェイトを付設して慣性力
を低減する必要がある。これらのカウンタウェイトの質
量に比例して、コンプレッサの効率が低下する。
可動部品の質量を低減すれば、モータの必要出力が小さ
くてすみ、したがって巻線のサイズも小さくてすみ、さ
らに振動及び雑音も低減する。
様々な工業分野において、複合材料、すなわち繊維材料
を混合した合成材料が用いられ、従来のものに比して質
量すなわち重量が低減された構造が実現している。
このようなわけで、コンプレッサの可動部品の製造にも
、複合材料が用いられている。
しかしながら、複合材料を使用する対象によっては問題
を起こさないこともあるとはいえ、密閉式冷却用コンプ
レッサの部品の場合に問題がないとは限らない。
実際性の技術分野では、材料の選定は通常機械的及び熱
的特性に基づいてなされる場合がほとんどである。例え
ば陸上車の車体を構成する部品の製造に際しては、これ
ら部品が、該部品に及ぼされる機械応力に耐えられるこ
とが非常に重要である。熱的に絶縁された部品もしくは
加熱される部品と接触する部品の製造に際しては、該部
品が熱応力に耐えられるものであることが非常に重要で
ある。
コンプレッサ内で可動状態にある部品を製造するには、
以下に示す特定の使用条件を同時に満足する複合材料を
選定しなければならない。
第１に、可動部品には高い機械応力が作用している。第
２に、コンプレッサの作動温度は２００℃程度と高い。
最後に、上記部品が置かれている環境は化学的に極めて
腐蝕性が高い。
非腐蝕性環境下１こおいて、幾つか温度条件を変えて、
機械的及び物理的特性が測定される。さらに製造者は、
機械的応力がない状態で、所与の環境下において幾つか
温度条件を変えて、所与の複合材料の化学的安定性を測
定する。したがって、製造者が示す特性のみによって、
その材料が上述のコンプレッサの部品の製造に適合する
か否かを前辺って判断することはできない。
本発明は上記知見に基づくものであり、完全密閉式冷却
用コンプレッサ内の可動部品の製造に用いる複合材料の
適合試験方法並びに該方法で選定される部品を備えた完
全密閉式冷却用コンプレッサを提供せんとするものであ
る。
問題点を解決するための手段 本発明によるならば、完全密閉式冷却用コンプレッサの
可動部品を構成する複合材料の適合試験方法にして、 非腐蝕性環境における機械的及び熱的な初期特性がコン
プレクサ内で発生する機械的及び熱的応力に相当する条
件を充足するような複合材料を、第１の所定の試験期間
ＴＩの間、コンプレッサの最大動作温度に相当する試験
温度で、コンプレッサ内に存在する化学生成物を含む環
境下に置いて、上記第１の試験期間終了時に化学的及び
機械的特性を測定し、該測定結果を上記の機械的もしく
は化学的な初期特性と比較し、上記第１の試験期間Ｔ１
より長い第２の期間Ｔ２の間、上記材料をコンプレッサ
の環境下で使用した場合、上記特性がどのように変化す
るかを計算によって評価し、上記第２の期間Ｔ２に相当
する動作期間の後の評価特性が所定の特性を満足する場
合、上記複合材料を上記可動部品の製造に用いることを
特徴とする方法が提供される。
本発明のもう１つの態様によれば、上記特性評価は、コ
ンプレッサの寿命、すなわち１２年乃至１５年より長い
期間Ｔ２に対してなされる。
本発明では、所定の試験期間の後、材料特性の変化が検
査されて特性に変化が認められた材料が廃棄されるばか
りでなく、たとえ試験終了時に特性の変化が認められて
も、所定の動作期間の後上記複合材料が呈するであろう
特性を評価する。したがって、本発明に従う方法は、従
来の方法に比して特に優れている。
本発明のその他の利点、目的および特長は、以下例示的
に示す記述によってより明確となるであろう。
実施例 複合材料は、少なくとも以下に示す２つの要素からなる
。すなわち、以下接続マトリックスと呼称する、通常樹
脂状の合成材料と、ガラス繊維もしくは炭素繊維のよう
な繊維材料である。
上記合成材料と繊維材料は、含有する繊維の性質及び／
又は比率に応じて、例えば射出成形によりもしくは圧縮
成形により加工される。繊維は、実際長くも短くもなり
、織布状にも繊維状にもなる。
上記加工の目的は成形品を製造することにあるが、加工
操作が本発明の目的ではない。
しかしながら、複合材料の特性は、繊維の比率、繊維の
性質及び使用されるマ）　ＩＪフックス密接に関係する
ことに注意する必要がある。
本発明の方法によれば、公知の複合材料から適当な機械
的及び熱的な初期特性を有する材料を選定し、上記特性
がまさしく望ましいものであり、コンプレッサ内の条件
を満足するものか否かを測定により検証し、コンプレッ
サ内に存在する化学生成物を含む環境においてコンプレ
ッサの動作温度で上記材料を試験する。上記試験を完了
して、化学的及び機械的特性が検証される。
該試験の複合材料が化学的に過度に劣化しているような
場合は、廃棄される。試験終了時の機械的特性が冷却用
コンプレッサの環境条件に全く不適合な場合も同様に廃
棄される。
一方、試験終了時の複合材料の特性が上記環境条件に相
変わらず適合している場合には、試験終了時特性を初期
特性と比較する。そして、この複合材料が、コンプレッ
サの少なくとも平均寿命期間を超えて、苛酷な化学的及
び熱的条件下でコンプレッサ内で使用された場合、該複
合材料がどのように変化するかを計算によって決定する
。
不適合な機械的及び／又は化学的特性を有する複合材料
はすべて廃棄される。
試験終了時に化学的変化が観察される場合、機械的特性
が以後どのように開化するかを決定する前にその複合材
料を廃棄するのが好ましい。
本発明に従う方法の１実施例では、化学的腐蝕性環境外
での機械的及び熱的初期特性が適合である複合材料を選
定した後、サンプルを製造してこれらを試験に供する。
化学試験では、所定の期間Ｔ１だけサンプルをコンプレ
ッサの潤滑油及び冷媒の存在下に置いて、コンプレッサ
の最大動作温度に保持する。
上記温度は、好ましくは約２００℃である。１つの適用
例として、試験を７日間続行し、その後サンプルを取り
出す。
試験は、コンプレッサ内で発現可能な最も腐蝕性の高い
環境下で遂行されるのが好ましい。したがって、例えば
ナフテン油及び冷媒を含む環境下で試験が行われる。試
験結果が満足すべきものであれば、パラフィン系油に対
しても満足すべき結果が得られると考えられる。なぜな
ら、パラフィン系油と冷媒の反応による生成物は、腐蝕
性がより低いからである。実際、パラフィン系油は、こ
れを包囲する化学薬剤、特に冷媒との反応性がより低い
。
数多くの知られた複合材料の中で、機械的及び熱的初期
特性が望ましいものであると検証されて試験に供しえた
ものはほとんどない。
こうした状況下、含浸エポキシ樹脂からなる複合材料、
ポリアミド及びガラスからなる複合材料、ポリエステル
及びガラスからなる複合材料及びビニールエステル樹脂
と炭素及びガラス繊維とからなる複合材料が試験に供さ
れることになった。これらの複合材料はすべて、測定さ
れた樹脂の化学的及び／又は機械的な不安定性が原因で
、試験終了時に廃棄された。
同様に、その他の複合材料が、すなわち、アセトンエチ
ルポリエステルを基剤とする樹脂、ポリアミド樹脂を基
剤とする樹脂及びスルホンポリエステル樹脂を基剤とす
る樹脂が試験に供されていた。
上記試験終了後も上記複合材料は、良好な化学的及び機
械的特性を呈する。機械的及び化学的特性が以後どのよ
うに変化するかの評価は、上記複合材料の各々について
計算によってなされる。
計算によれば、アセトンエチルポリエステルを基剤とす
る樹脂は廃棄すべきことがわかる。この樹脂は、計算で
選定した動作期間である期間Ｔ２に相当する期間終了後
、機械的特性が劣化しているからである。
計算結果によれば、射出成形によって加工された、ガラ
ス繊維を３０％含有するポリイミド樹脂からなる複合材
料が適合する材料であることがわかった。
また、計算によれば、圧縮成形によって加工された、ガ
ラス繊維を６５％含有するポリイミド樹脂からなる複合
材料も適合材料であることがわかった。
さらに計算によれば、ポリイミド樹脂を予備含浸したガ
ラス繊維織物からなり、切断した後圧縮成形及び整形に
より加工した複合材料も適合材料であることがわかった
。
また計算によれば、射出成形によって加工可能な、ガラ
ス繊維を３０％含有するスルホンポリエステル樹脂から
なる複合材料も適合材料であることがわかった。
本発明のもう１つの目的は、例えば連接棒、クランクシ
ャフト、ピストンもしくはバルブ等の可動部品の少なく
とも１つが本発明の方法によって選定された複合材料か
らなるコンプレッサを提供することである。
各部品は、所定の複合材料に従って射出成形もしくはプ
レス成形によって製造される。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）密閉式冷却用コンプレッサの可動部品を構成する
    複合材料の適合試験方法にして、 非腐蝕性環境における機械的及び熱的な初期特性がコン
    プレッサ内で発生する機械的及び熱的応力に相当する条
    件を充足するような複合材料を、第１の所定の試験期間
    Ｔ１の間、コンプレッサの最大動作温度に相当する試験
    温度で、コンプレッサ内に存在する化学生成物を含む環
    境下に置いて、上記第１の試験期間終了時に化学的及び
    機械的特性を測定し、該測定結果を上記の機械的もしく
    は化学的な初期特性と比較し、上記第１の試験期間Ｔ１
    より長い第２の期間Ｔ２の間、上記材料をコンプレッサ
    の環境下で使用した場合、上記特性がどのように変化す
    るかを計算によって評価し、評価特性が、上記第２の期
    間Ｔ２に相当する動作期間の後の所望の特性を満足する
    場合、上記複合材料を上記可動部品の製造に用いること
    を特徴とする方法。
  2. （２）上記試験は、冷媒及びナフテン系油を含有する環
    境下で行われることを特徴とする特許請求の範囲第１項
    記載の方法。
  3. （３）上記特性評価のための第２の期間Ｔ２は、コンプ
    レッサの寿命に等しいかもしくはそれより長いことを特
    徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
  4. （４）上記第２の期間Ｔ２は、約１５年であることを特
    徴とする特許請求の範囲第３項記載の方法。
  5. （５）上記試験温度は、約２００℃であることを特徴と
    する特許請求の範囲第１項記載の方法。
  6. （６）上記試験は、７日間にわたる第１の期間Ｔ１の間
    行われることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
    方法。
  7. （７）上記第２の期間Ｔ２の間に行われる特性評価は、
    試験終了後に測定された機械的及び化学的特性が、コン
    プレッサ内において第１の期間Ｔ１の間要求される条件
    を充足する場合にのみ行われることを特徴とする特許請
    求の範囲第１項記載の方法。
  8. （８）上記第２の期間Ｔ２後の特性評価は、化学的特性
    が上記試験中に変化しなかった場合にのみ行われること
    を特徴とする特許請求の範囲第７項記載の方法。
  9. （９）可動部品として少なくとも連接棒、クランクシャ
    フト、ピストン及びバルブを具備し、該可動部品の少な
    くとも１つは特許請求の範囲第１項乃至第８項のいずれ
    か１項記載の方法によって選定された複合材料からなる
    ことを特徴とする完全密閉式冷却用コンプレッサ。
  10. （１０）上記可動部品の少なくとも１つは、ポリイミド
    樹脂と３０％のガラス繊維の混合物からなる複合材料の
    射出成形により製造されることを特徴とする特許請求の
    範囲第９項記載の完全密閉式冷却用コンプレッサ。
  11. （１１）上記可動部品の少なくとも１つは、ポリイミド
    樹脂と６５％のガラス繊維とからなる圧縮複合材料から
    製造されることを特徴とする特許請求の範囲第９項記載
    の完全密閉式冷却用コンプレッサ。
  12. （１２）上記可動部品の少なくとも１つは、ガラス繊維
    織物とポリイミド樹脂の混合物からなる複合材料を切断
    、圧縮及び整形することにより加工して製造することを
    特徴とする特許請求の範囲第９項記載の完全密閉式冷却
    用コンプレッサ。
  13. （１３）上記可動部品の少なくとも１つは、スルホンポ
    リエステル樹脂と３０％のガラス繊維の混合物からなる
    複合材料を射出成形により製造することを特徴とする特
    許請求の範囲第９項記載の完全密閉式冷却用コンプレッ
    サ。
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