(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャピラリーレオメータによる 320℃、剪断速度 103sec-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 である樹脂組成物からなるスクロール型圧縮機に用いられる射出成形された渦巻形状のチップシールであって、前記射出成形における突出しピン跡が凸形状であり、前記凸形状が反シール面に形成されたことを特徴とするチップシール。
【請求項２】
前記凸形状が円柱状であり、該円柱状の径が前記反シール面幅寸法の 50 〜 100 ％であることを特徴とする請求項１記載のチップシール。
【請求項３】
渦巻形状のキャビティおよび複数の突出しピンを可動側型板に有する射出成形金型内に樹脂組成物を注入・固化する工程と、前記樹脂組成物が固化した後に前記突き出しピンによって成形体を前記金型から取り出す工程とバレル研磨工程とを含むチップシールの製造方法において、
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 103sec-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 であり、
前記突出しピンは、その径がチップシールの反シール面幅寸法の 50 〜 100％であり、かつ前記注入・固化する工程時に前記反シール面位置より所定の距離後退しており、前記バレル研磨工程後の圧縮空気を使用したバリ除去工程を省略したことを特徴とするチップシールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクロール型圧縮機のチップシールとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スクロール型圧縮機は、その圧縮機構部の断面を図５に示すように、それぞれ鏡板９ａ、１０ａとその表面に直立する渦巻形状のラップ９ｂ、１０ｂとを有する固定スクロール９および可動スクロール１０が、渦巻形状ラップ壁１１において相互に偏心状態にかみ合わされて、それらの間に圧縮室１２が形成されている。可動スクロール１０が固定スクロール９の軸線の周りで公転することにより、圧縮室１２が渦巻形状の中心側に移動してガス等の圧縮が行なわれる。
この圧縮室１２の密閉性を確保するために、固定スクロール９および可動スクロール１０のラップ端面には渦巻の延長方向に沿って溝１３が形成され、この溝１３内には対向する鏡板に摺接する渦巻状のシール部材であるチップシール１が収容されている。
このチップシールは、そのほとんどが断面四角形状であり、ラップ端面の溝１３内で隙間をもって収容され、溝と対向する鏡板との間で、ガス等の圧力により対向する鏡板に向かって溝底より浮上し、互いの渦巻壁の間をシールする。
【０００３】
従来、渦巻状の細長い形状をしたチップシールは合成樹脂を射出成形することにより製造されている。用いられる合成樹脂は、チップシールを十分に形成させるため要求特性が確保できる範囲内で、できる限り溶融粘度を低く材料設計された樹脂組成物を用いる。例えば、ポリフェニレンスルフィド（以下、ＰＰＳと略称する）樹脂を主成分とした樹脂組成物や、溶融粘度を低くするため液晶ポリエステル樹脂を配合したポリエーテルエーテルケトン（以下、ＰＥＥＫと略称する）樹脂等の耐熱性樹脂組成物が好適に用いられる。射出成形は、細長い渦巻形状のキャビティが形成された金型内に樹脂組成物を注入・固化した後、成形されたチップシールを複数の突出しピンによって取り出すことによりなされている。射出成形上がりのチップシールは、金型のパーティングライン部および突出しピン部にバリが発生している。これは極めて高い射出圧力で射出成形すること、あるいは溶融粘度を低く設計した材料を用いることに起因している。射出成形時に発生したバリを除くために、バレル研磨やブラシ等による仕上げ加工がなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
射出成形後のバリ除去加工は、バレル研磨やブラシ等によりなされているが、完全に除去することは不可能であった。そのため圧縮空気を吹き付けることによってわずかに残ったバリを完全に除去する工程が必要となる。このような工程を省略した場合、スクロール圧縮機の運転中にチップシールからバリが剥がれ落ち、これがチップシールあるいは鏡板面の摩耗を促進し、圧縮機構部のシール性を低下させる。
【０００５】
さらに、極めて高い射出圧力で射出成形するため、チップシールはキャビティ内に頑強に形成されることとなり、突出しピンによる取り出し時にチップシールが変形したり破損したりする不具合が生じる。特に、チップシールの幅が細いものに顕著である。
【０００６】
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、成形後のバレル研磨でバリが完全に除去でき、また、突出しピンによる取り出し時にチップシールが変形したり破損したりする不具合が生じないチップシールおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のチップシールは、キャピラリーレオメータによる 320℃、剪断速度 103sec-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 である樹脂組成物からなるスクロール型圧縮機に用いられる射出成形された渦巻形状のチップシールであって、射出成形における突出しピン跡が凸形状であり、上記凸形状が反シール面に形成されたことを特徴とする。ここで、反シール面とは、断面四角形状のチップシールがラップ端面溝に収容されたとき、対向する相手鏡板に摺接する面の反対側の面をいう。具体的には、射出成形時において、固定金型板側で形成される面がシール面であり、可動金型板の底部で形成される面が反シール面である。
【０００８】
また、上記凸形状が反シール面に形成された円柱状であり、該円柱状の径が反シール面幅寸法の 50 〜 100％であることを特徴とする。
【０００９】
本発明のチップシールの製造方法は、渦巻形状のキャビティおよび複数の突出しピンを可動側型板に有する射出成形金型内に樹脂組成物を注入・固化する工程と、樹脂組成物が固化した後に上記突き出しピンによって成形体を金型から取り出す工程とバレル研磨工程とを含むチップシールの製造方法において、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 103sec-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 であり、上記突出しピンの径がチップシールの反シール面幅寸法の 50 〜 100％であり、かつ上記注入・固化する工程時にチップシールの反シール面位置より所定の距離後退していることを特徴する。
【００１０】
突出しピンによる取り出し時にチップシールが変形したり破損したりする不具合、あるいはバレル研磨でバリを完全に除去できない原因を追求したところ、チップシールに形成される突出しピンの跡が関連することを見出した。
射出成形で形成し突出しピンによって取り出す製品には、突出しピンの跡が必ず形成される。この突出しピンの跡は、機能性部品の場合、製品表面からわずかに凹形状になるように金型を設計、製造する。その理由は、製品機能上の理由以外にも、寸法管理が容易であることや、凸形状であればどうしても見た目が悪いとの印象を受ける等が挙げられる。
図４はキャビティより取り出し直後のチップシールの断面図（図４（ａ））、およびバレル研磨後の断面図（図４（ｂ））をそれぞれ示す。
チップシール１の断面は、突出しピン跡２が凹状部となって残り、その凹状部周縁にバリ３が発生している。この状態でバレル研磨を行なうと、バリ３の一部は突出しピン跡２内に折れ曲がり、除去できなくなる。このため、突出しピン跡２の凹状部の微小バリ３を完全に除去する工程が必要となる。
【００１１】
本発明は、上記知見によりなされたもので、突出しピン跡を凸形状とすることにより、また凸形状の径を反シール面幅寸法の 50 〜 100％とすることにより、成形時にチップシールの変形や破損が生じなく、またバレル研磨等によりバリを確実に除去することができる。
【００１２】
また、突出しピンの径を反シール面幅寸法の 50 〜 100％と、位置を反シール面位置より所定の距離後退させる製造方法により、凸形状の突出しピン跡を有するチップシールを従来の金型の僅かな変更で製造することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に係るチップシールの形状について図１により説明する。図１（ａ）はスクロール型圧縮機に用いられるチップシールを反シール面よりみた斜視図であり、図１（ｂ）はＡ−Ａ拡大断面図を表す。
断面四角形状のチップシール１に射出成形時の突出しピン跡２が複数個形成されている。この突出しピン跡２は、突出しピンの断面形状によって定まるが、円柱状であることが好ましい。この円柱状の径ｒは反シール面幅寸法ｔの 50 〜 100％であることが好ましく、この範囲であると、突出しピンによる取り出し時のチップシールの変形や破損を防止できる。また、円柱状の高さｈは、チップシールの厚さＨの 5〜 35 ％であることが好ましい。この範囲であると、バレル研磨にてバリが完全に除去できることにより、圧縮空気を使用したバリ除去工程が省略できる。
さらに、チップシールをラップ端面溝に組み付けた場合、チップシールの底面と溝底面の間に空間が形成されるため、運転開始におけるガス等の圧力によるチップシールの溝底からの浮上がスムーズになる。
なお、反シール面の凸状部はスクロール型圧縮機のシール性を損なうことはない。
【００１４】
突出しピン跡が凸形状であると、成形後のバレル研磨等において、微小バリを完全に除去できる。微小バリの発生状況を図２に示す。図２はキャビティより取り出し直後のチップシールの断面図（図２（ａ））、およびバレル研磨後の断面図（図２（ｂ））をそれぞれ示す。
チップシール１の断面は、突出しピン跡２が凸状部となって残り、その凸状部周縁にバリ３が発生している。この状態でバレル研磨を行なうと、バリ３は、蓄積される場所がないため、容易に取り除くことができる。
【００１５】
本発明に係るチップシールの金型の一例について図３により説明する。図３は金型の部分断面図である。
金型は固定側型板４と可動側型板５とからなり、それらの間に渦巻形状のキャビティ６が形成されている。可動側型板５にはキャビティ６と連通する複数の突出しピン孔７が形成され、各ピン孔７に突出しピン８がスライド自在に挿入されている。突出しピン８の径はキャビティ６の面幅寸法の 50 〜 100％である。また、突出しピン８の先端面は、キャビティの厚さの 5〜 35 ％の距離だけ反シール面位置より後退して設定される。
【００１６】
上記金型を用いるチップシールの製造工程は、一例として以下の工程でなされる。（１）所定温度に昇温した金型のキャビティ６内に、溶融した樹脂組成物をノズルからスプールおよびランナを経て射出する、（２）射出工程後に保圧工程に入る、（３）保圧工程が完了したら、一定時間冷却させ樹脂組成物を固化させる、（４）金型を開け突き出しピンを前進させることによってチップシールを取り出す、（５）ゲートカットを行いチップシールとランナを分離する、（６）バレル研磨により表面の微小バリをとる。
【００１７】
なお、本発明に使用することのできる樹脂組成物は、ＰＥＥＫなどのポリエーテルケトン系樹脂、ＰＰＳ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103sec-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。
【００１８】
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、ＰＰＳ系樹脂組成物を挙げることができる。
具体的には、ＰＰＳ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。
【００１９】
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、ＪＩＳ  Ｋ  ７２１０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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【実施例】
実施例１
炭素繊維 15 重量％とテトラフルオロエチレン樹脂粉末 5重量％とが配合されたＰＥＥＫ樹脂を樹脂組成物として用いて、全長 560 mm 、幅 2 mm 、高さ 1.9 mm の断面四角形状のチップシールを射出成形した。なお、突出しピンの断面形状は円形であり、その直径は 1.5 mm とした。また、突出しピンの位置はキャビティ面より 0.3 mm 後退させて金型を設定した。射出成形条件は、シリンダ温度 370〜 410℃、金型温度 200℃、射出圧力 200MPa で行なった。
金型より取り出す際にチップシールに変形や破損は生じなかった。その後、チップシールを 15 分間バレル研磨を行なった。
得られたチップシールは、突出しピン跡が凸形状を有しており、また、その凸形状先端部にバリは見られなかった。
実施例２
炭素繊維 10 重量％とテトラフルオロエチレン樹脂粉末 5重量％および芳香族ポリアミド樹脂粉末 5重量％とが配合されたＰＰＳ樹脂を樹脂組成物として用いて、射出成形条件をシリンダー温度 260〜 290℃、金型温度 100℃、射出圧力 180MPa に変更した以外は実施例１と同一の条件で射出成形した。
金型より取り出す際にチップシールに変形や破損は生じなかった。その後、チップシールを 15 分間バレル研磨を行なった。
得られたチップシールは、突出しピン跡が凸形状を有しており、また、その凸形状先端部にバリは見られなかった。
【００２２】
比較例１
突出しピンの位置をキャビティ面より 0.2 mm 前進させて金型を設定する以外は、実施例１と同一の条件で射出成形し、バレル研磨を行なった。
得られたチップシールは、突出しピン跡が凹形状となっており、また、その凹形状内部に微小バリが残存していた。
比較例２
突出しピンの直径を 0.8 mm にした以外は実施例２と同一の条件で射出成形した。得られたチップシールは、突出しピンによって付けられた膨らみをシール面に有しており、シール性を保持できないチップシールであった。
【００２３】
【発明の効果】
本発明のチップシールは、射出成形における突出しピン跡が凸形状であるので、バレル研磨等によりバリを確実に除去することができる。
また、凸形状の径を反シール面幅寸法の 50 〜 100％とするので、成形時にチップシールの変形や破損が生じない。
【００２４】
本発明のチップシールの製造方法は、突出しピンの径がチップシールの反シール面幅寸法の 50 〜 100％であり、かつ注入・固化工程時に突出しピンの位置がチップシールの反シール面位置より所定の距離後退しているので、凸形状の突出しピン跡を有するチップシールを従来の金型の僅かな変更で製造することができ、生産性向上、コスト削減に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】チップシールを反シール面よりみた斜視図である。
【図２】微小バリの発生状況を示す断面図である。
【図３】チップシールの金型の部分断面図である。
【図４】従来のチップシールの断面図である。
【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    チップシール
２    突出しピン跡
３    バリ
４    固定側型板
５    可動側型板
６    キャビティ
７    突出しピン孔
８    突出しピン
【図１】
0003957876.tif 000002
【図２】
0003957876.tif 000003
【図３】
0003957876.tif 000004
【図４】
0003957876.tif 000005
【図５】
0003957876.tif 000006