JP2003322262A

JP2003322262A - ガスシール材および該ガスシール材を備えた圧縮機

Info

Publication number: JP2003322262A
Application number: JP2002126671A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yamada; 健史山田; Takayuki Kato; 崇行加藤; Masamitsu Osako; 真実大迫
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2002-04-26
Publication date: 2003-11-14

Abstract

(57)【要約】【課題】ガスシール性および耐摩耗性に優れたガスシ
ール材およびそのガスシール材を備えた圧縮機の構成技
術を提供する。【解決手段】実施例１では、水素化ＮＢＲ（ＮＢＲ系
ポリマー）１００重量部に対し、固体潤滑剤粉末として
二硫化モリブデン（ＭｏＳ₂）粉末が１０重量部の比率
で配合され、実施例２では、水素化ＮＢＲ（ＮＢＲ系ポ
リマー）１００重量部に対し、ニッケル（Ｎｉ）粉末が
１０重量部の比率で配合されている。実施例１および２
の構成のリップシール部材は、比較例に比して耐摩耗性
および炭酸ガスに対するガスシール性に優れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスシール材に係
り、詳しくは摺動部におけるガスのシールを行うのに有
効なガスシール材の構成技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】冷凍機等では、空調回路や、その空調回
路に設置される機器の圧力維持、冷媒ガスシールを目的
としたガスシール材が用いられる。このようなガスシー
ル材として、一般的にＮＢＲ（アクリロニトリル・ブタ
ジエン・ラバー）を主体としたＮＢＲ系ポリマー（ＮＢ
Ｒまたは水素化ＮＢＲ）が用いられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなＮＢＲ系ポリマーは一般的に摩擦係数が高く耐摩耗
性を向上させるのに限界がある。したがって、このよう
なＮＢＲ系ポリマーを用いたガスシール材を圧縮機など
の摺動部において使用するときには、そのガスシール材
の耐摩耗性を十分に考慮する必要がある。とりわけ、炭
酸ガスを冷媒として用いる圧縮機では、摺動部における
冷媒圧力がフロンガスを冷媒として用いる場合よりも高
圧であり摺動部の摩擦が増大するゆえ、ガスシール材の
耐摩耗性の低下が特に懸念される。一方でこのようなＮ
ＢＲ系ポリマーは炭酸ガスのガス透過率が高く、炭酸ガ
スのガスシール性を維持するのに限界がある。そこで、
本発明者らは、ＮＢＲ系ポリマーを主体としこのＮＢＲ
系ポリマーに種々の成分を配合したガスシール材を作製
し、それらのガスシール材の性能評価を行った。その
際、ガスシール材の耐摩耗性の評価のみならず、ガスシ
ール材の本来の目的であるガスシール性の評価について
もあわせて実施した。一般に、炭酸ガスはその他のガス
に比してガス透過率が高く、炭酸ガスに対するガスシー
ル性の高いガスシール材はその他のガスに対しても有効
であるため、ガスシール性の評価については、炭酸ガス
を用いる場合を主体に検討を行った。その結果、本発明
者らは、ＮＢＲ系ポリマーに、所定の比率でニッケル粉
末や固体潤滑剤粉末を配合することにより、耐摩耗性お
よびガスシール性に優れたガスシール材を実現し得るこ
ととなった。本発明では、耐摩耗性およびガスシール性
に優れたガスシール材およびそのガスシール材を備えた
圧縮機の構成技術を提供することを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明のガスシール材は、請求項１〜４に記載のよ
うに構成される。また、本発明のガスシール材を備えた
圧縮機は請求項５に記載のように構成される。なお、本
発明は、ガスシール材をＮＢＲ系ポリマーに潤滑性を付
与する所定の配合物が配合された構成とすることで、ガ
スシール材の耐摩耗性およびガスシール性を向上させる
ことができるようにした技術である。従って、ＮＢＲ系
ポリマーに配合される配合物は、それ自体が潤滑性を有
するものであってもよいし、あるいはＮＢＲ系ポリマー
との関係において配合後に潤滑性を発生させるものであ
ってもよい。

【０００５】請求項１に記載したガスシール材は、摺動
部にガスシール用として設けられる。例えば圧縮機にお
いて、この圧縮機を駆動する駆動軸の摺動部、すなわち
この駆動軸の軸封箇所に本発明のガスシール材が設けら
れる。このガスシール材は、ＮＢＲ系ポリマーを主体と
するものであり、このＮＢＲ系ポリマーにニッケル粉末
が配合されている。ＮＢＲ系ポリマーには、各種のＮＢ
Ｒあるいは水素化ＮＢＲ、好適にはＺｅｔｐｏｌ００２
０（日本ゼオン社製品、結合アクリロニトリル量４９．
２％、比重１．００）を用いる。なお、本発明において
「ポリマー」とは、添加剤等が配合されていない組成物
を指すものとする。ニッケル粉末には、例えばインコｔ
ｙｐｅ２１０（インコ社製品）を用いる。本発明者ら
は、ＮＢＲ系ポリマーにニッケル粉末を所定の比率で配
合したガスシール材の耐摩耗性および炭酸ガスに対する
ガスシール性等について評価した。その結果、本発明者
らは、ＮＢＲ系ポリマーにニッケル粉末を配合すること
で、炭酸ガスに対するガスシール性を維持しつつ、しか
も高圧条件下での耐摩耗性をも満足するガスシール材を
実現し得ることとなった。なお、ここでいう「ガスシー
ル性」とは、ガスシール材に対するガス透過性能を示
す、いわゆるガスバリア性と同義であるものとする。ニ
ッケル粉末は、ガスシール材の潤滑性能を向上させる機
能を有する。すなわち、このニッケル粉末は、摺動部に
おいてＮＢＲ系ポリマーが摩耗することで生成するカー
ボン主体の摩耗粉に対して触媒として作用し、その摩耗
粉をグラファイト化させる。このグラファイト化した摩
耗粉は自己潤滑性を有する固体潤滑剤として作用し、こ
れによりガスシール材の摺動部における潤滑性能を向上
させることとなる。また、ＮＢＲ系ポリマーにこのニッ
ケル粉末を配合することで、配合しない場合に比して炭
酸ガスに対するガスシール性を向上させることができ
る。以上のように請求項１に記載の発明によれば、ＮＢ
Ｒ系ポリマーにニッケル粉末を配合することで耐摩耗性
およびガスシール性に優れたガスシール材を実現するこ
とができる。

【０００６】なお、ＮＢＲ系ポリマーに対するニッケル
粉末の配合比率は、請求項２に記載のように設定される
のが好ましい。すなわち、本発明ではＮＢＲ系ポリマー
１００重量部に対し、ニッケル粉末が５〜５０重量部の
比率で配合されている。ニッケル粉末をこのような配合
比率とすることにより、ガスシール材の耐摩耗性および
ガスシール性を向上させる効果をより確実に得られるこ
ととなる。なお、ニッケル粉末の配合比率が５重量部よ
りも少ないと、耐摩耗性の効果が十分に発揮されない。
また、ニッケル粉末の配合比率が５０重量部よりも多い
と、ゴムとしての伸び、強度が急激に低下する。

【０００７】請求項３に記載したガスシール材は、請求
項１に記載のガスシール材と同様に摺動部にガスシール
用として設けられる。このガスシール材は、ＮＢＲ系ポ
リマーを主体とするものであり、このＮＢＲ系ポリマー
に固体潤滑剤粉末が配合されている。ＮＢＲ系ポリマー
には、各種のＮＢＲあるいは水素化ＮＢＲ、好適にはＺ
ｅｔｐｏｌ００２０（日本ゼオン社製品、結合アクリロ
ニトリル量４９．２％、比重１．００）を用いる。固体
潤滑剤粉末には、二硫化モリブデン（ＭｏＳ₂）、二硫
化タングステン（ＷＳ₂）、ポリテトラフルオロエチレ
ン（ＰＴＦＥ）粉末などを好適に用いる。二硫化モリブ
デン（ＭｏＳ₂）を用いる場合には、例えばモリコート
マイクロサイズパウダー（ダウコーニングアジア社製
品）を用いることができる。本発明者らは、ＮＢＲ系ポ
リマーに固体潤滑剤粉末を所定の比率で配合したガスシ
ール材の耐摩耗性および炭酸ガスに対するガスシール性
等について評価した。その結果、本発明者らは、ＮＢＲ
系ポリマーに固体潤滑剤粉末を配合することで、炭酸ガ
スに対するガスシール性を維持しつつ、しかも高圧条件
下での耐摩耗性をも満足するガスシール材を実現し得る
こととなった。固体潤滑剤粉末は自己潤滑性を有するゆ
え、この固体潤滑剤粉末がＮＢＲ系ポリマーに配合され
ることによりガスシール材の摺動部における潤滑性能を
向上させることが可能となる。また、ＮＢＲ系ポリマー
にこの固体潤滑剤粉末を配合することで、配合しない場
合に比して炭酸ガスに対するガスシール性を向上させる
ことができる。以上のように請求項３に記載の発明によ
れば、ＮＢＲ系ポリマーに固体潤滑剤粉末を配合するこ
とで耐摩耗性およびガスシール性に優れたガスシール材
を実現することができる。

【０００８】なお、ＮＢＲ系ポリマーに対する固体潤滑
剤粉末の配合比率は、請求項４に記載のように設定され
るのが好ましい。すなわち、本発明ではＮＢＲ系ポリマ
ー１００重量部に対し、固体潤滑剤粉末が５〜５０重量
部の比率で配合されている。固体潤滑剤粉末をこのよう
な配合比率とすることにより、ガスシール材の耐摩耗性
およびガスシール性を向上させる効果をより確実に得ら
れることとなる。なお、固体潤滑剤粉末の配合比率が５
重量部よりも少ないと、耐摩耗性の効果が十分に発揮さ
れない。また、固体潤滑剤粉末の配合比率が５０重量部
よりも多いと、ゴムとしての伸び、強度が急激に低下す
る。

【０００９】また、請求項５に記載の圧縮機では、請求
項１〜４に記載のガスシール材が設けられる。すなわ
ち、このガスシール材を、例えば駆動軸の軸封箇所に設
置するリップシール部材として用いる。例えば、炭酸ガ
ス冷媒を用いる圧縮機では、駆動軸の軸封箇所の圧力が
フロンガス冷媒として用いる場合よりも高圧であるため
耐摩耗性の低下が特に懸念されるが、ＮＢＲ系ポリマー
に潤滑性を付与する所定の配合物が配合されたリップシ
ール部材を用いることで、圧縮機における冷媒の耐摩耗
性およびガスシール性を向上させることが可能となる。
従って、本発明のガスシール材は、冷媒を高圧条件下で
使用し、とりわけ高いガスシール性および耐摩耗性が要
求されるような圧縮機のガスシール材として特に有効で
ある。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施の形態を
図面を用いて説明する。なお、本実施の形態では、可変
容量圧縮機の軸封機構における冷媒シール技術について
説明する。ここで、図１は本実施の形態の可変容量圧縮
機１００の縦断面図である。図２は図１の部分拡大図で
ある。

【００１１】図１に示すように、可変容量圧縮機（以
下、「圧縮機」という）１００は、シリンダブロック
１、該シリンダブロック１の前端（図中の左側）に締結
されたフロントハウジング２、シリンダブロック１の後
端（図中の右側）にバルブプレート６を介して締結され
たリヤハウジング５を備えている。リヤハウジング５
は、炭酸ガス冷媒を吸入する吸入室３、吸入室３から吸
入され圧縮された圧縮冷媒を吐出する吐出室４を有して
いる。この炭酸ガス冷媒は、炭酸ガスを主体とするもの
である。バルブプレート６には、吸入弁３ｂを介して吸
入室３とシリンダボア１ａとを連通する吸入ポート３
ａ、吐出弁４ｂを介して吐出室４とシリンダボア１ａと
を連通する吐出ポート４ａ等が設けられている。また、
バルブプレート６には、フロントハウジング２内のクラ
ンク室９と吸入室３とを連通する抽気通路１６が設けら
れている。

【００１２】シリンダブロック１およびフロントハウジ
ング２には、外部駆動源としての車両エンジン（図示省
略）にクラッチ機構を介することなく直接的に連結され
た（直結された）駆動軸８が挿通されている。この駆動
軸８は、車両エンジンの起動状態において回転駆動さ
れ、後述するピストン１５等からなる圧縮機の圧縮機構
を駆動するようになっている。また、この駆動軸８は、
シリンダブロック１およびフロントハウジング２に設け
られたベアリング機構によって回転可能に支持されてい
る。

【００１３】クランク室９には、円板状の回転斜板１１
が収容されている。この回転斜板１１はその中央位置に
挿通孔１２を有し、この挿通孔１２に駆動軸８が挿通さ
れている。また、回転斜板１１には、反シリンダブロッ
ク１側の２箇所に、先端に球状部１３ａを有するピン部
材１３が設けられている。駆動軸８には、この駆動軸８
と一体に回転するローター３０が固着されている。この
ローター３０は円形の回転盤３１を有し、この回転盤３
１に支持アーム３２、バランスウエイト部３３等を備え
ている。また、回転盤３１には駆動軸８を挿入する挿入
孔３０ａが設けられている。

【００１４】ローター３０は、ヒンジ機構２０を介して
回転斜板１１と連結されている。すなわち、ローター３
０側の支持アーム３２と、回転斜板１１側のピン部材１
３とが係合する係合構造によってヒンジ機構２０が構成
されている。支持アーム３２は、ピン部材１３の球状部
１３ａに対応した形状の支持孔３２ａを有している。そ
して、ピン部材１３の球状部１３ａが支持孔３２ａに挿
入された状態で、支持アーム３２がピン部材１３を支持
する一方、ピン部材１３は支持孔３２ａ内を摺動可能に
なっている。従って、このヒンジ機構２０は、支持アー
ム３２とピン部材１３とが係合した状態で、駆動軸８の
回転トルクを回転斜板１１に伝達する一方、回転斜板１
１の傾動を可能とする。すなわち、回転斜板１１は、駆
動軸８に対し摺動可能かつ傾動可能になっている。

【００１５】シリンダブロック１には、円周方向に所定
間隔で配置された所定数のシリンダボア１ａが設けられ
ている。各シリンダボア１ａ内にはそれぞれピストン１
５が摺動可能に収容されている。また、ピストン１５の
背面側は、シュー１４を介して回転斜板１１に連結され
ている。従って、回転斜板１１が駆動軸８の回転に伴っ
て回転運動すると、この回転運動に伴って圧縮機構を構
成する各ピストン１５は各シリンダボア１ａ内を往復動
するように構成されている。このようにピストン１５が
往復動することにより、例えば吸入行程を行うシリンダ
ボア内に冷媒が吸入され、吐出行程を行うシリンダボア
内から、圧縮され高圧化された圧縮冷媒が吐出される。

【００１６】ローター３０とフロントハウジング２との
間には、回転盤３１の前面に当接するスラストベアリン
グ４０が設けられている。そして、ピストン１５の往復
移動によって生じる圧縮反力は、ピストン１５、シュー
１４、回転斜板１１、ヒンジ機構２０およびスラストベ
アリング４０を介して、フロントハウジング２で受け止
められるようになっている。

【００１７】圧縮機１００の吐出容量は、ピストン１５
のストローク量（ピストンの上死点から下死点までの距
離）によって定められ、ピストン１５のストローク量は
回転斜板１１の傾斜角度によって定められるように構成
されている。すなわち、駆動軸の軸線に対する回転斜板
１１の傾斜角度θが大きいほどピストン１５のストロー
ク量および吐出容量が大きくなり、一方回転斜板１１の
傾斜角度θが小さいほどピストン１５のストローク量お
よび吐出容量が小さくなる。また、運転中における回転
斜板１１の傾斜角度θは、シリンダボア１ａ内とクラン
ク室９内との圧力差によって決定され、この差圧は容量
制御弁１８によって調節されるように構成されている。
なお、図１では、回転斜板１１の傾斜角度θが最も大き
い状態、すなわち吐出容量が最大となる高負荷時の状態
を示している。なお、低負荷時では、回転斜板１１は例
えば図１中の二点鎖線で示す位置に設定される。

【００１８】容量制御弁１８は、シリンダブロック１お
よびリヤハウジング５にわたり、吐出室４とクランク室
９とを連通する給気通路１７に設けられている。この容
量制御弁１８は電磁弁であり、給気通路１７の開度を容
量制御弁１８によって調整するようになっている。給気
通路１７の開度を調整することによって、クランク室９
の圧力が変更され、シリンダボア１ａ内の圧力とクラン
ク室９内の圧力との圧力差が調整される。その結果、駆
動軸８に対する回転斜板１１の傾斜角度θが変更され、
ピストン１５のストローク量が変更されて、吐出容量が
調整されることとなる。なお、本実施の形態では、炭酸
ガス冷媒に混合する冷凍機油として、ＰＡＧ（ポリアル
キレングリコール）が使用されている。この他に、冷凍
機油として、ＰＯＥ（ポリオールエステル）、ＰＶＥ
（ポリビニルエーテル）等を使用してもよい。

【００１９】軸封機構５０は、駆動軸８に対応した位置
に設けられている。この軸封機構５０は、図２に示すよ
うに、駆動軸８の周面８ａに当接するリップシール部材
５１およびリップシール部材５５、保持金具５６，５７
等を備えている。この駆動軸８が本発明における摺動部
に対応しており、この駆動軸８における冷媒のシールに
用いるリップシール部材５１が本発明におけるガスシー
ル材に対応している。リップシール部材５１は、後述す
るように水素化ＮＢＲを主体に配合されたものであり、
固定部５２から延びる可動部５３を有する。リップシー
ル部材５５は、例えば樹脂製でリップシール部材５１と
保持金具５７との間に配置されている。保持金具５６，
５７は例えばいずれも金属製で、保持金具５６がリップ
シール部材５１を保持し、保持金具５７がリップシール
部材５５を保持するようになっている。なお、リップシ
ール部材５１の外周側に形成される空間部５８はクラン
ク室９と連通しており、したがってクランク室９の冷媒
の圧力が空間部５８に入り込み、リップシール部材５１
に作用することとなる。

【００２０】軸封機構５０が組付けられる前の無負荷状
態においては、リップシール部材５１およびリップシー
ル部材５５は、図２中の二点鎖線で示すようになってい
る。一方、軸封機構５０が駆動軸８に対応して組付けら
れると、リップシール部材５１およびリップシール部材
５５は駆動軸８の周面８ａによって押圧され、図２中の
実線で示すようになる。この状態では、リップシール部
材５１およびリップシール部材５５の緊迫力が駆動軸８
の周面８ａに作用しており、この緊迫力こそがハウジン
グ内外をシールするシール作用を付与し、クランク室９
の炭酸ガス冷媒が駆動軸８の周面８ａに沿ってハウジン
グ外へ洩れるのを阻止する。

【００２１】次に、本発明のガスシール材の一実施の形
態であるリップシール部材５１につき、そのリップシー
ル部材５１として用いる加硫シートの組成および物理評
価結果を図３〜図５を参照しながら説明する。ここで、
図３は、実施例１，２および比較例の加硫シートの組
成、評価結果を示す。図４は、実施例１，２および比較
例の加硫シートの耐摩耗性の比較を示すグラフである。
図５は、実施例１，２および比較例の加硫シートのガス
シール性の比較を示すグラフである。

【００２２】ここで、実施例および比較例の加硫シート
には、水素化ＮＢＲ（本発明におけるＮＢＲ系ポリマー
に対応している）、補強性無機充填剤としてのカーボン
ブラック、二硫化モリブデン（ＭｏＳ₂）粉末（本発明
における固体潤滑剤に対応している）、ニッケル（Ｎ
ｉ）粉末等が所定量配合されている。これら各配合物と
して以下のものを用いている。水素化ＮＢＲは、ＮＢＲ
（アクリロニトリル・ブタジエン・ラバー）を主体とす
るものである。（Ａ）水素化ＮＢＲ：Ｚｅｔｐｏｌ００２０（日本ゼオ
ン社製品、結合アクリロニトリル量４９．２％、比重
１．００）（Ｂ）カーボンブラック（ＨＡＦＮ−３３０）（Ｃ）ＭｏＳ₂粉末：モリコートマイクロパウダーサ
イズ（ダウコーニングアジア社製品）（Ｄ）Ｎｉ粉末：インコｔｙｐｅ２１０（インコ社製
品）但し、実施例及び比較例には、これらの他にこの種のＮ
ＢＲ系ポリマーに通常用いられる離型剤等が適量配合さ
れている。また、その他、亜鉛華、有機過酸化物、老化
防止剤を適宜配合することもできる。

【００２３】図３に示すように、実施例１，２および比
較例の加硫シートでは、水素化ＮＢＲ１００重量部に対
しカーボンブラックが６０重量部の比率で配合されてい
る。さらに、実施例１の加硫シートでは、水素化ＮＢＲ
１００重量部に対しＭｏＳ₂粉末が１０重量部の比率で
配合されている。このＭｏＳ₂粉末が本発明における固
体潤滑剤粉末に対応している。また、実施例２の加硫シ
ートでは、水素化ＮＢＲ１００重量部に対しＮｉ粉末が
１０重量部の比率で配合されている。なお、比較例の加
硫シートには、ＭｏＳ₂粉末およびＮｉ粉末のいずれも
配合されていない。

【００２４】これら各加硫シートを成形する場合、以上
の各々の成分を、開放式混練機である８インチオープン
ロール（ロール温度：約８０〜１３０℃）で混練し、そ
の混練物を１８０℃で６分間プレス加硫し、正方形また
は円形で、厚さ０．５ｍｍの加硫シートに成形する。ま
た、比較例の加硫シートについても、上記工程と同様の
工程を用いることができる。なお、本実施の形態の開放
式混練機のオープンロールにかえて、ニーダ、インター
ミキサー等の密閉式混練機などを用いることもできる。

【００２５】上記工程により得られた、実施例１，２お
よび比較例の加硫シートの物理評価を行うべく、以下の
測定を実施した。〔引張強度〕各加硫シートの引張強度の測定に際して
は、例えばＪＩＳＫ６３０１に準拠した試験方法を用
い、各加硫シートが切断時に至るまでの最大荷重の測定
を行った。〔伸び〕各加硫シートの伸びの測定に際しては、例えば
ＪＩＳＫ６３０１に準拠した試験方法を用いて行っ
た。〔圧縮永久歪〕各加硫シートの圧縮永久歪の測定に際し
ては、例えばＪＩＳＫ６３０１に準拠した試験方法を
用い、１５０℃の温度で、７０時間の測定を行った。〔炭酸ガス透過係数〕各加硫シートの炭酸ガス透過係数
の測定に際しては、各加硫シートから直径２５ｍｍの円
形の試料を採取し、この試料を高圧ガス透過率装置に取
り付け、高圧条件下（圧力：５ＭＰａ）における炭酸ガ
スの透過率を測定した。なお、この測定に用いた高圧ガ
ス透過率装置は既知の構成のものであり、その詳細な構
成についての説明は省略するものとする。例えばＡＳＴ
ＭＤ１４３４に準拠した試験方法を用いる。〔摩耗
量〕各加硫シートの摩耗量の測定に際しては、リップシ
ール部材５１を各加硫シートと同様の組成とし、このリ
ップシール部材５１を上記構成の圧縮機１００に組み込
んだ状態で摩耗試験を実施した。駆動軸８の回転数６，
５００回／分、クランク室９の圧力６ＭＰａの条件下
で、およそ２０時間の摩耗試験を実施した。なお、この
摩耗試験において、既に述べたように冷媒として炭酸ガ
スを使用し、冷凍機油としてＰＡＧ（ポリアルキレング
リコール）を使用した。

【００２６】上記の方法によって各種の物理評価を行っ
た結果、以下のことがいえる。なお、図３および図４に
おいて、摩耗量が小さい方が耐摩耗性が高いことを示
し、図３および図５において、炭酸ガス透過係数の小さ
い方が炭酸ガスに対するガスシール性が高いことを示
す。（１）加硫シートの摩耗量は、実施例１では０．１ｍｍ
であり、実施例２では０．２ｍｍであり、いずれも比較
例の摩耗量０．５ｍｍに比して明らかに低下することが
確認された。すなわち、実施例１，２における加硫シー
トの耐摩耗性は、比較例における加硫シートに比して相
対的に優れている。これは、実施例１において配合され
る二硫化モリブデン（ＭｏＳ₂）粉末が、自己潤滑性を
有することによるものである。また、実施例２において
配合されるニッケル（Ｎｉ）粉末が潤滑性能を向上させ
る機能を有することによるものである。ニッケル粉末
は、シール材中のポリマーやカーボンブラックが摩耗す
ることで生成するカーボン主体の摩耗粉に対して触媒と
して作用し、その摩耗粉をグラファイト化させることで
自己潤滑性を向上させる。（２）加硫シートの炭酸ガス透過係数は、実施例１では
１．４５×１０^-9[ｃｍ³（ＳＴＰ）・ｃｍ／ｃｍ²・ｓ
ｅｃ・ｃｍＨｇ]であり、実施例２では１．５５×１０
^-9[ｃｍ³（ＳＴＰ）・ｃｍ／ｃｍ²・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ]
であり、いずれも比較例の炭酸ガス透過係数１．７３×
１０^-9[ｃｍ³（ＳＴＰ）・ｃｍ／ｃｍ²・ｓｅｃ・ｃｍ
Ｈｇ]に比して低いことが確認された。すなわち、実施
例１，２における加硫シートの炭酸ガスに対するガスシ
ール性は、比較例における加硫シートに比して相対的に
優れている。これは、実施例１において配合される二硫
化モリブデン（ＭｏＳ₂）粉末および実施例２において
配合されるニッケル（Ｎｉ）粉末が、ガスバリア性を向
上させる機能を有することによるものである。（３）実施例１および実施例２における加硫シートの引
張強度、伸び、圧縮永久歪は、比較例とほぼ同程度であ
り、実用上問題のないレベルである。

【００２７】以上のように本実施の形態によれば、水素
化ＮＢＲ（ＮＢＲ系ポリマー）１００重量部に対し、二
硫化モリブデン（ＭｏＳ₂）粉末を１０重量部の比率で
配合した実施例１の加硫シートは、耐摩耗性およびガス
シール性を向上させるのに有効である。また、水素化Ｎ
ＢＲ（ＮＢＲ系ポリマー）１００重量部に対し、ニッケ
ル（Ｎｉ）粉末を１０重量部の比率で配合した実施例２
の加硫シートは、耐摩耗性およびガスシール性を向上さ
せるのに有効である。従って、実施例１，２の加硫シー
トを、炭酸ガス冷媒を使用する圧縮機１００におけるリ
ップシール部材５１として好適に用いることができる。
リップシール部材５１は、クランク室９の高圧の炭酸ガ
ス冷媒が作用する構成ゆえ、とりわけ耐摩耗性の低下が
懸念されるが、本実施の形態によればこのような高圧条
件下においてもリップシール部材５１の耐摩耗性の低下
を抑えることができる。これにより、圧縮機１００およ
びそれに関連する空調装置における信頼性の向上、長寿
命化を図ることが可能となる。

【００２８】なお、本発明は上記の実施の形態のみに限
定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられ
る。例えば、上記の実施の形態を応用した次の各形態を
実施することもできる。

【００２９】上記実施の形態では、実施例１では水素化
ＮＢＲ１００重量部に対し、ニッケル粉末が１０重量部
配合され、実施例２では水素化ＮＢＲ１００重量部に対
し、ＭｏＳ₂粉末が１０重量部配合される場合について
記載したが、水素化ＮＢＲに対するニッケル粉末ないし
ＭｏＳ₂粉末の配合比率は必要に応じて種々設定可能で
ある。水素化ＮＢＲ１００重量部に対し例えば５〜５０
重量部の範囲でニッケル粉末ないしＭｏＳ₂粉末を配合
することで、確実なガスシール効果および耐摩耗効果を
得ることが可能となる。なお、ニッケル粉末やＭｏＳ₂
粉末の配合比率が５重量部よりも少ないと、耐摩耗性の
効果が十分に発揮されない。また、ニッケル粉末やＭｏ
Ｓ₂粉末の配合比率が５０重量部よりも多いと、ゴムと
しての伸び、強度が急激に低下する。

【００３０】また、上記実施の形態では、水素化ＮＢＲ
に配合する固体潤滑剤粉末としてＭｏＳ₂粉末を用いる
場合について記載したが、ＭｏＳ₂粉末以外の固体潤滑
剤粉末、例えば二硫化タングステン（ＷＳ₂）粉末、ポ
リテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）粉末などを適宜
用いることもできる。

【００３１】また、上記実施の形態のリップシール部材
に更に別の添加剤を配合することもできる。例えば、非
補強性無機充填剤を配合したものをリップシール部材と
して用いることもできる。この場合、水素化ＮＢＲ（Ｎ
ＢＲ系ポリマー）１００重量部に対し無機充填剤を３０
重量部以下の比率で配合するのが好ましい。無機充填剤
の配合比率が３０重量部よりも多くなると、混練性が悪
化して成形が困難となる。この無機充填剤としては、例
えば天然マイカ、タルク、瀝青炭フィラー、またこれら
のうちの複数を組み合わせたものを用いることができ
る。天然マイカとしては、例えばレプコマイカＳ−３２
５（レプコ社製品、平均粒径１０μｍ以上、アスペクト
比（フレーク径／フレーク厚）３０以上）がある。瀝青
炭フィラーとしては、例えばオースチンブラック３２５
（ＣｏａｌＦｉｌｌｅｒ社製品、平均粒径６μｍ、比
重１．３２）がある。また、水素化ＮＢＲ１００重量部
に対して、可塑剤を５重量部以上２０重量部以下添加す
ることもできる。これにより、さらにシール材の低温使
用性を向上させることができる。

【００３２】また、上記実施の形態では、圧縮機１００
において駆動軸８の軸封機構５０を構成するリップシー
ル部材５１に対し本発明を適用する場合について記載し
たが、圧縮機以外の各種機器の摺動部のガスシール技術
に本発明を適用することもできる。

【００３３】また、上記実施の形態では、可変容量タイ
プの圧縮機について記載したが、可変容量タイプ以外の
各種圧縮機において本発明を適用することもできる。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、ガスシール性および耐
摩耗性に優れたガスシール材およびそのガスシール材を
備えた圧縮機の構成技術を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態の可変容量圧縮機１００の縦断面
図である。

【図２】図１の部分拡大図である。

【図３】実施例１，２および比較例の加硫シートの組
成、評価結果を示す。

【図４】実施例１，２および比較例の加硫シートの耐摩
耗性の比較を示すグラフである。

【図５】実施例１，２および比較例の加硫シートのガス
シール性の比較を示すグラフである。

【符号の説明】

８…駆動軸５０…軸封機構５１，５５…リップシール部材１００…可変容量圧縮機（圧縮機）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ１０Ｍ 169/04 Ｃ１０Ｍ 169/04 Ｆ０４Ｂ 39/00 １０４Ｆ０４Ｂ 39/00 １０４Ａ // Ｃ１０Ｎ 10:16 Ｃ１０Ｎ 10:16 40:34 40:34 (72)発明者大迫真実愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機内Ｆターム(参考） 3H003 AA03 AB07 AC03 AD01 AD02 BC01 3J006 AE08 AE16 CA01 CA03 4H017 AA03 AA23 AC11 AD01 AE05 4H104 AA08A CE04C EB03 PA19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】摺動部におけるガスのシールに用いるガ
スシール材であって、ＮＢＲ系ポリマーにニッケル粉末が配合されていること
を特徴とするガスシール材。
【請求項２】請求項１に記載したガスシール材であっ
て、前記ＮＢＲ系ポリマー１００重量部に対し、前記ニッケ
ル粉末が５〜５０重量部の比率で配合されていることを
特徴とするガスシール材。
【請求項３】摺動部における炭酸ガスのシールに用い
るガスシール材であって、ＮＢＲ系ポリマーに固体潤滑剤粉末が配合されているこ
とを特徴とするガスシール材。
【請求項４】請求項３に記載したガスシール材であっ
て、前記ＮＢＲ系ポリマー１００重量部に対し、前記固体潤
滑剤粉末が５〜５０重量部の比率で配合されていること
を特徴とするガスシール材。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載のガスシ
ール材を備えた圧縮機。