(57)【要約】【課題】  圧縮機において、互いに圧力が異なる領域の境界上にある摺動部材に対し、摺動と共に発生する揺動への十分な追従性を与え、これにより領域の密封性を高める。【解決手段】  互いに圧力が異なる領域の間に具備される摺動部材の少なくともひとつに、架橋ポリテトラフルオロエチレンを含むポリテトラフルオロエチレン組成物を用いる。【選択図】  図２
2008180090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機において、互いに圧力が異なる領域の間に具備される摺動部材の少なくともひとつが、架橋ポリテトラフルオロエチレンを含むポリテトラフルオロエチレン組成物からなることを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
請求項１に記載の圧縮機において、前記架橋ポリテトラフルオロエチレンを含むポリテトラフルオロエチレン組成物からなる摺動部材は、回転軸に対して摺動するリップリングであることを特徴とする圧縮機。
【請求項３】
請求項１に記載の圧縮機において、前記架橋ポリテトラフルオロエチレンを含むポリテトラフルオロエチレン組成物からなる摺動部材は、シリンダーに対して摺動するピストンリングであることを特徴とする圧縮機。
【請求項４】
請求項１に記載の圧縮機において、前記架橋ポリテトラフルオロエチレンを含むポリテトラフルオロエチレン組成物は、更に、固体潤滑剤を含むことを特徴とする圧縮機。
【請求項５】
請求項４に記載の圧縮機において、前記固体潤滑剤は、グラファイト及び二硫化モリブデンの少なくとも一方を含むことを特徴とする圧縮機。
【請求項６】
請求項１に記載の圧縮機において、前記架橋ポリテトラフルオロエチレンを含むポリテトラフルオロエチレン組成物は、更に、耐摩耗性添加剤を含むことを特徴とする圧縮機。
【請求項７】
請求項６に記載の圧縮機において、前記耐摩耗性添加剤は、球状カーボン、カーボン繊維、金属酸化物、セラミックスの少なくともひとつを含むことを特徴とする圧縮機。
【請求項８】
請求項１に記載の圧縮機において、前記架橋ポリテトラフルオロエチレンを含むポリテトラフルオロエチレン組成物は、更に、摩擦調整剤を含むことを特徴とする圧縮機。
【請求項９】
請求項８に記載の圧縮機において、前記摩擦調整剤は、金属硫化物、鉛、亜鉛の少なくともひとつを含むことを特徴とする圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用空調装置等に用いられている圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境に対する影響を考慮して、冷媒ガスを二酸化炭素ガスとした空調装置の開発が進んでいる。一般に、この種の空調装置では、従来の冷媒ガスを用いる空調装置で冷媒ガスを圧縮する際の圧力よりも高い圧力で二酸化炭素ガスを圧縮する必要がある。
【０００３】
圧縮機には、金属部材と非金属部材が摺動する機構があり、こうした機構の中には、摺動機構を挟んでガスの圧力が異なる機構がある。この種の機構の例として、シリンダーとピストンリング、回転軸とリップリング型シールがある。この種の機構では、両部材が摺動することから、特に、両部材の間の摩擦抵抗が低いことが求められる。また、耐久性の観点から、特に非金属部材に対して高い耐摩耗性が求められる。更に、摺動機構を挟んで圧力差があることから、摺動部には高い密閉性が求められる。
【０００４】
従来の冷媒ガスを圧縮する圧縮機では、非金属部材として例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を用いていた。しかし、ＰＴＦＥは十分なバネ弾性を有していない。このため、圧縮機の摺動部材にＰＴＦＥを用いると、部材間で軸振れ等の揺動が起きたとき、ＰＴＦＥでは揺動に対して十分に追従出来ないために部材間に隙間が生じ、その結果、部材間でガス漏れが発生することがあった。このガス漏れは、冷媒ガスとして二酸化炭素ガスを用いる圧縮機では、ガスを高圧で圧縮する必要があるため、特に問題となる。
【０００５】
ＰＴＦＥ含有物からなるピストンリングを開示する従来の文献としては特許文献１がある。また、ＰＴＦＥ含有物からなるリップリングを開示する従来の文献としては特許文献２がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６-２８３６４３
【特許文献２】特開２００４−４４７４５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、互いに圧力が異なる領域の境界上にある摺動部材に対し、摺動と共に発生する揺動への十分な追従性を与え、これにより領域の密封性を高める技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するため、本発明は次のような圧縮機を提供する。即ち、本発明は、圧縮機において、互いに圧力が異なる領域の間に具備される摺動部材の少なくともひとつが、架橋ポリテトラフルオロエチレン（架橋ＰＴＦＥ）を含むポリテトラフルオロエチレン組成物（ＰＴＦＥ組成物）からなることを特徴とする圧縮機を提供する。架橋ＰＴＦＥを含むＰＴＦＥ組成物からなる摺動部材に対して摺接する他方の摺動部材は、例えば金属からなる。
【０００９】
架橋ＰＴＦＥを含むＰＴＦＥ組成物からなる摺動部材は、例えば、回転軸に対して摺動するリップリングがある。この場合、回転軸は、互いに圧力が異なる２領域の一方から他方へ貫通し、リップリングは回転軸に沿って高圧領域から低圧領域にガスが漏れるのを防ぐ。架橋ＰＴＦＥを含有するＰＴＦＥ組成物はバネ弾性を有するので、回転軸の揺動に対して高い追従性を有する。
【００１０】
架橋ＰＴＦＥを含むＰＴＦＥ組成物からなる摺動部材の他の例としてはシリンダーに対して摺動するピストンリングがある。この場合、シリンダーボアが高圧領域となり、シリンダー内壁とピストンの間の空間が低圧領域となる。
【００１１】
架橋ＰＴＦＥを含むＰＴＦＥ組成物は、更に、固体潤滑剤を含むこととしてもよい。固体潤滑剤の例としてグラファイト、二硫化モリブデンを挙げる。
【００１２】
架橋ＰＴＦＥを含むＰＴＦＥ組成物は、更に、耐摩耗性添加剤を含むこととしてもよい。耐摩耗性添加剤の例として、球状カーボン、カーボン繊維、金属酸化物、セラミックスを挙げる。
【００１３】
架橋ＰＴＦＥを含むＰＴＦＥ組成物は、更に、摩擦調整剤を含むこととしてもよい。摩擦調整剤の例として、金属硫化物、鉛、亜鉛を挙げる。
【発明の効果】
【００１４】
架橋ＰＴＦＥを含むＰＴＦＥ組成物は、バネ弾性、低い摩擦係数、高い耐摩耗性を有する。このため、架橋ＰＴＦＥ含有のＰＴＦＥ組成物からなる摺動部材は、揺動に対する高い追従性を有し、かつ、摺動時の摩擦が少なく、かつ、長寿命を有する。従って、本発明の圧縮機によれば、摺動に伴う揺動によって摺動部材間に空隙が生じ、圧力差を有する領域間でガス漏れが起きるのを防ぐことが出来る。また、摺動時のエネルギーロスを抑えながら、圧力差を有する領域間における密封性能を、良好な状態で長期間維持することが出来る。これらの効果は両立することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、圧縮機の摺動機構において、互いに摺動する部材のうち、少なくとも一方に、架橋ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含むポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）組成物を用いることを特徴とする。
【００１６】
架橋ＰＴＦＥを含むＰＴＦＥ組成物は、従来用いられていたＰＴＦＥとほぼ同等の低い摩擦係数を有し、かつ、従来のＰＴＦＥと比較して耐摩耗性に優れている。更に、架橋ＰＴＦＥを含むＰＴＦＥ組成物は、従来のＰＴＦＥにはないバネ弾性がある。このため、軸振れ等の運動の振れに対して追従することが可能となり、その結果、摺動部材間の密封性を高めることが可能となる。
【００１７】
これにより、本発明では、ＰＴＦＥと同等の低い摩擦抵抗と、ＰＴＦＥよりも高い耐磨耗性と、高い弾性に起因する高い追従性とを同時に提供することが可能であり、その結果、特に高圧でガスを圧縮する圧縮機であっても、摩擦抵抗によるロスを抑えつつ、高い密封性を長期間にわたって維持することが出来る。
【００１８】
本発明を適応可能な摺動部材の例として、図１に示す斜板式圧縮機の軸封装置１００とピストン部２００を以下に挙げて説明する。
【実施例１】
【００１９】
本発明の実施例１である軸封装置１００について説明する。図２を参照すると、軸封装置１００は、ハウジング１、高圧側に配設された第1シール部材２、低圧側に配設された第２シール部材３からなり、貫通した回転軸４を回転させると、第１シール部材２と回転軸４との間、及び、第２シール部材３と回転軸４との間にて摺動が起きる。圧縮機の作動時において、図中、ハウジング１を挟んで左側は低圧側領域となり、右側は高圧側領域となる。
【００２０】
ハウジング１は円孔を有し、この円孔の内壁面にて第１シール部材２を保持している。第１シール部材２はゴム製リップリングであり、図中略Ｌ字型の断面を有する第２シール部材３を保持する。第１シール部材２は、図中右側、即ち高圧側領域にて、第２シール部材３と回転軸４との間に蓋をするように覆っていて、その端部は回転軸４に接触している。第２シール部材３は架橋ＰＴＦＥを含むＰＴＦＥ組成物からなり、回転軸４との摺動面に、螺旋状に凹状の溝を有する。この螺旋凹溝によりポンプ効果が発生し、回転軸４との間に良好な密封機能を実現している。
【００２１】
尚、第２シール部材３を構成するＰＴＦＥ組成物は、架橋ＰＴＦＥに加えて、固体潤滑剤、耐磨耗性添加剤、摩擦調整剤等の充填剤を含有していることが好ましい。固体潤滑剤の例としてはグラファイト、二硫化モリブデンがある。耐摩耗性添加剤の例としては球状カーボン、カーボン繊維、金属酸化物、セラミックスがある。摩擦調整剤の例としては金属硫化物、鉛、亜鉛がある。
【００２２】
軸封装置１００によれば、第２シール部材３が架橋ＰＴＦＥを含むＰＴＦＥ組成物からなり、従来のＰＴＦＥにはないバネ弾性を有するため、回転軸４の軸振れに対する高い追従性を有し、その結果、圧縮機の動作時における密封性を高めることが可能となる。また、第２シール部材３が架橋ＰＴＦＥを含むＰＴＦＥ組成物からなり、より高い耐磨耗性を有するため、ポンプ効果を長期間維持することが出来る。このため、ポンプ効果による密封性を長期間維持することが可能となる。これらの効果を、従来のＰＴＦＥの第２シール部材と同等の低摩擦抵抗を保ったまま実現することが出来る。
【実施例２】
【００２３】
本発明の実施例２であるピストン部２００について図３を参照して説明する。ピストン部２００は、図１に示した斜板式圧縮機の断面図のうち、シリンダーヘッドのひとつを中心に拡大した図である。ピストン部２００は、シリンダーブロック２１、シリンダーヘッド２２、弁板２３及びピストン２４からなる。シリンダーヘッド２２は吸入室２５及び吐出室２６を有し、これらに対応して、弁板２３は吸入孔２７及び吐出孔２８を有する。ピストン部２００において、高圧側領域はシリンダーボア３１に相当し、低圧側領域はシリンダーブロック２１とピストン２４との間の空間のうち、図中ピストンリング３０よりも左側の空間に相当する。
【００２４】
図３において点線で囲んだ領域Ａを拡大した図４を参照すると、ピストン２４は、上死点側端部近傍に外周面に沿って溝２９を有し、溝２９にはピストンリング３０が嵌合されている。
【００２５】
ピストンリング３０は、図５に示すように、外径がピストン２４より大きい円錐リング形を有し、架橋ＰＴＦＥを含むＰＴＦＥ組成物からなる。ピストンリング３０はシリンダーブロック２１の内壁と接触しながら往復運動し、両者の間で摺動が発生する。
【００２６】
尚、ピストンリング３０を構成するＰＴＦＥ組成物は、架橋ＰＴＦＥに加えて、固体潤滑剤、耐磨耗性添加剤、摩擦調整剤等の充填剤を含有していることが好ましい。固体潤滑剤の例としてはグラファイト、二硫化モリブデンがある。耐摩耗性添加剤の例としては球状カーボン、カーボン繊維、金属酸化物、セラミックスがある。摩擦調整剤の例としては金属硫化物、鉛、亜鉛がある。
【００２７】
ピストン部２００によれば、ピストンリング３０が架橋ＰＴＦＥを含むＰＴＦＥ組成物からなるので、従来のＰＴＦＥからなるピストンリングにはないバネ弾性を有し、ピストン２４の軸振れに対する追従性が高い。また、同時に、従来のＰＴＦＥからなるピストンリングよりも高い耐磨耗性を有するので、磨耗が少なく、ブローバイガスをシールする効果を長く維持することが出来る。従って、高い密閉性を長期間安定して維持することが出来る。同時に、従来のＰＴＦＥと同様に摩擦抵抗が低いので、ピストンの往復運動に伴う摩擦によるエネルギーロスを従来と同等に抑えることができる。
【００２８】
以上、本発明を実施の形態及び実施例に即して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施の形態である斜板式圧縮機の模式断面図である。
【図２】本発明の実施例１である軸封装置１００について説明するための模式断面図である。
【図３】本発明の実施例２であるピストン部２００について説明するための模式断面図である。
【図４】図３内にて点線で囲った部分Ａの拡大図である。
【図５】ピストンリング３０について説明するための模式断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    ハウジング
２    第１シール部材
３    第２シール部材
４    回転軸
２１  シリンダーブロック
２２  シリンダーヘッド
２３  弁板
２４  ピストン
２５  吸入室
２６  吐出室
２７  吸入孔
２８  吐出孔
２９  溝
３０  ピストンリング
【図１】
2008180090.tif 000003
【図２】
2008180090.tif 000004
【図３】
2008180090.tif 000005
【図４】
2008180090.tif 000006
【図５】
2008180090.tif 000007