JP2000249063A - ピストン式圧縮機のピストン - Google Patents
ピストン式圧縮機のピストンInfo
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- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
- F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F04B27/0873—Component parts, e.g. sealings; Manufacturing or assembly thereof
- F04B27/0878—Pistons
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐摩耗性に優れたコート層を有する式圧縮機
のピストンを提供する。 【解決手段】 ピストン２２の外周面に形成したコート
層３５を、フッ素樹脂とバインダー樹脂とを主成分とす
るとともに、モース硬度が４．０の耐摩耗性付与剤を
０．１体積％添加して形成する。前記耐摩耗性付与剤
を、フッ化カルシウムとし、その粒径を約５μｍとす
る。
のピストンを提供する。 【解決手段】 ピストン２２の外周面に形成したコート
層３５を、フッ素樹脂とバインダー樹脂とを主成分とす
るとともに、モース硬度が４．０の耐摩耗性付与剤を
０．１体積％添加して形成する。前記耐摩耗性付与剤
を、フッ化カルシウムとし、その粒径を約５μｍとす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、車両の空
調システムに使用される圧縮機のピストンに関するもの
である。
調システムに使用される圧縮機のピストンに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】例えば、車両の空調システムに用いられ
る圧縮機として、ピストン式圧縮機がある。この圧縮機
のピストンとして、ピストンリングを有することなく、
ピストンの外周面を直接シリンダボアの内周面に接触さ
せる構成のものが存在する。このような構成のピストン
においては、ピストンリングを備えていなくても、ピス
トンの外周面とシリンダボアの内周面との間の摺動特
性、シール性、耐摩耗性等を確保する必要がある。
る圧縮機として、ピストン式圧縮機がある。この圧縮機
のピストンとして、ピストンリングを有することなく、
ピストンの外周面を直接シリンダボアの内周面に接触さ
せる構成のものが存在する。このような構成のピストン
においては、ピストンリングを備えていなくても、ピス
トンの外周面とシリンダボアの内周面との間の摺動特
性、シール性、耐摩耗性等を確保する必要がある。
【０００３】そこで、従来からピストンの外周面にフッ
素樹脂等を主成分とするコート層を形成し、前述した摺
動特性、シール性、耐摩耗性等を確保することが実施さ
れている。
素樹脂等を主成分とするコート層を形成し、前述した摺
動特性、シール性、耐摩耗性等を確保することが実施さ
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のフ
ッ素樹脂を主成分とするコーティング材料でコート層を
形成したピストン式圧縮機のピストンにおいては、同コ
ート層の耐摩耗性が必ずしも満足できるものではないと
いった問題がある。
ッ素樹脂を主成分とするコーティング材料でコート層を
形成したピストン式圧縮機のピストンにおいては、同コ
ート層の耐摩耗性が必ずしも満足できるものではないと
いった問題がある。
【０００５】本発明は、上記従来技術に存在する問題点
に着目してなされたものであって、その目的は、耐摩耗
性に優れたコート層を有するピストン式圧縮機のピスト
ンを提供することにある。
に着目してなされたものであって、その目的は、耐摩耗
性に優れたコート層を有するピストン式圧縮機のピスト
ンを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のピストン式圧縮
機のピストンは、ピストンの外周面にコート層が設けら
れたピストン式圧縮機のピストンにおいて、該コート層
は、フッ素樹脂１００重量部に対してバインダーが５０
〜４００重量部であって、かつモース硬度が２．０〜
５．０の範囲にある耐摩耗性付与剤が該フッ素樹脂に対
して０．０５〜１２体積％含まれていることを特徴とす
るものである。
機のピストンは、ピストンの外周面にコート層が設けら
れたピストン式圧縮機のピストンにおいて、該コート層
は、フッ素樹脂１００重量部に対してバインダーが５０
〜４００重量部であって、かつモース硬度が２．０〜
５．０の範囲にある耐摩耗性付与剤が該フッ素樹脂に対
して０．０５〜１２体積％含まれていることを特徴とす
るものである。
【０００７】本発明のピストン式圧縮機のピストンの外
周面に設けられたコート層は、フッ素樹脂１００重量
部、バインダー５０〜４００重量部、モース硬度が２．
０〜５．０の範囲で、前記フッ素樹脂に対して０．０５
〜１２体積％の耐摩耗性付与剤をそれぞれ有機溶剤に溶
解したコーティング液をピストン式圧縮機のピストンの
外周面に被覆し、乾燥等の方法により有機溶剤を除去し
て形成される。なお、前記コート層には、本発明の効果
を阻害しない限り、所望により十数％程度まで、前記コ
ーティング液に対して前記以外に所望の添加剤をさらに
加えても構わない。この例としては、顔料、染料等が挙
げられる。
周面に設けられたコート層は、フッ素樹脂１００重量
部、バインダー５０〜４００重量部、モース硬度が２．
０〜５．０の範囲で、前記フッ素樹脂に対して０．０５
〜１２体積％の耐摩耗性付与剤をそれぞれ有機溶剤に溶
解したコーティング液をピストン式圧縮機のピストンの
外周面に被覆し、乾燥等の方法により有機溶剤を除去し
て形成される。なお、前記コート層には、本発明の効果
を阻害しない限り、所望により十数％程度まで、前記コ
ーティング液に対して前記以外に所望の添加剤をさらに
加えても構わない。この例としては、顔料、染料等が挙
げられる。
【０００８】本発明において、ピストン式圧縮機のピス
トン外周面に設けられるコート層の厚さは、該ピストン
式圧縮機の使用条件や使用目的により、所望の厚さで設
けられるが、通常は２０〜６０μｍの厚さで設けられ
る。
トン外周面に設けられるコート層の厚さは、該ピストン
式圧縮機の使用条件や使用目的により、所望の厚さで設
けられるが、通常は２０〜６０μｍの厚さで設けられ
る。
【０００９】本発明に使用される耐摩耗性付与剤とはモ
ース硬度が２．０〜５．０の範囲にある鉱物、無機物ま
たは無機化合物であり、その性状はコート層中に均一に
分散できるものが使用される。具体的には、粉体、微粒
子または微粒子状の物質である。耐摩耗性付与剤のモー
ス硬度が２を下回ると、耐摩耗性が十分発揮されず、モ
ース硬度が５を上回ると、該コート層表面と接する摺動
部表面を傷付ける傾向が生じてくる。
ース硬度が２．０〜５．０の範囲にある鉱物、無機物ま
たは無機化合物であり、その性状はコート層中に均一に
分散できるものが使用される。具体的には、粉体、微粒
子または微粒子状の物質である。耐摩耗性付与剤のモー
ス硬度が２を下回ると、耐摩耗性が十分発揮されず、モ
ース硬度が５を上回ると、該コート層表面と接する摺動
部表面を傷付ける傾向が生じてくる。
【００１０】このコート層においては前記耐摩耗性付与
剤は前記モース硬度範囲のものが前記フッ素樹脂の含有
量に対して、０．０５〜１２体積％の範囲で使用され
る。この範囲を下回ると、耐摩耗性が十分発揮されず、
またこの範囲を上回ると、該コート層表面と接する摺動
部表面を傷付ける傾向が生じてくる。なお、耐摩耗性の
観点からは、前記耐摩耗性付与剤のモース硬度が２．５
〜４．５の範囲のものがより望ましく、一層望ましくは
３．０〜４．０のものが使用される。ここで、モース硬
度は、各耐摩耗性付与剤固有の特性値である。本発明で
は、前記モース硬度範囲にある鉱物、無機物または無機
化合物を、前記形態（粉体、微粒子等）となるように粉
砕等の処理を行ったものを耐摩耗性付与剤として使用す
るものである。
剤は前記モース硬度範囲のものが前記フッ素樹脂の含有
量に対して、０．０５〜１２体積％の範囲で使用され
る。この範囲を下回ると、耐摩耗性が十分発揮されず、
またこの範囲を上回ると、該コート層表面と接する摺動
部表面を傷付ける傾向が生じてくる。なお、耐摩耗性の
観点からは、前記耐摩耗性付与剤のモース硬度が２．５
〜４．５の範囲のものがより望ましく、一層望ましくは
３．０〜４．０のものが使用される。ここで、モース硬
度は、各耐摩耗性付与剤固有の特性値である。本発明で
は、前記モース硬度範囲にある鉱物、無機物または無機
化合物を、前記形態（粉体、微粒子等）となるように粉
砕等の処理を行ったものを耐摩耗性付与剤として使用す
るものである。
【００１１】前記耐摩耗性付与剤は、通常、平均粒径１
０μｍ以下のものが使用される。平均粒径が１０μｍを
超えると、平滑な塗布表面が得られず、実用性が低下す
る。この耐摩耗性付与剤として、具体的には、フッ化カ
ルシウム、酸化亜鉛、マイカ、水酸化アルミニウム、窒
化ホウ素、炭酸カルシウム、第３リン酸カルシウム、硫
酸バリウム等が挙げられるが、これらに限定されるもの
ではない。
０μｍ以下のものが使用される。平均粒径が１０μｍを
超えると、平滑な塗布表面が得られず、実用性が低下す
る。この耐摩耗性付与剤として、具体的には、フッ化カ
ルシウム、酸化亜鉛、マイカ、水酸化アルミニウム、窒
化ホウ素、炭酸カルシウム、第３リン酸カルシウム、硫
酸バリウム等が挙げられるが、これらに限定されるもの
ではない。
【００１２】前記耐摩耗性付与剤として好適には固体潤
滑性を有するものが選択される。この例としてはフッ化
カルシウム等が挙げられる。前記フッ素樹脂としては、
ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）ＥＴＦＥ（エ
チレンテトラフルオロエチレン）ＦＥＰ（テトラフルオ
ロエチレンヘキサフルオロプロロレンコポリマー）等が
挙げられるがこれらに限定されるものではない。本発明
で使用されるフッ素樹脂は、通常は粉体（パウダー）な
いしは粉体状のものが使用される。このようなフッ素樹
脂は広く市販されており、例えばポリテトラフルオロエ
チレンの場合、ホスタフロンＴＦ（ヘキストインダスト
リー社）、セフラルループ（セントラル硝子株式会社）
等の商品名で販売されている。バインダーとしては耐熱
性の高い熱硬化性樹脂が通常使用される。例えばポリア
ミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、フェ
ノール樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるもの
ではない。
滑性を有するものが選択される。この例としてはフッ化
カルシウム等が挙げられる。前記フッ素樹脂としては、
ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）ＥＴＦＥ（エ
チレンテトラフルオロエチレン）ＦＥＰ（テトラフルオ
ロエチレンヘキサフルオロプロロレンコポリマー）等が
挙げられるがこれらに限定されるものではない。本発明
で使用されるフッ素樹脂は、通常は粉体（パウダー）な
いしは粉体状のものが使用される。このようなフッ素樹
脂は広く市販されており、例えばポリテトラフルオロエ
チレンの場合、ホスタフロンＴＦ（ヘキストインダスト
リー社）、セフラルループ（セントラル硝子株式会社）
等の商品名で販売されている。バインダーとしては耐熱
性の高い熱硬化性樹脂が通常使用される。例えばポリア
ミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、フェ
ノール樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるもの
ではない。
【００１３】通常はこれらの樹脂が溶剤で希釈されたも
のが市販されており、本発明にもその様な市販品を適用
することができる。この様な溶剤で希釈された製品を本
発明に適用する場合は、その固形分（樹脂成分）が本発
明におけるバインダーとなる。例えばポリアミドイミド
樹脂の場合、ＨＰＣシリーズ（日立化成工業株式会社）
の商品名で販売されている。
のが市販されており、本発明にもその様な市販品を適用
することができる。この様な溶剤で希釈された製品を本
発明に適用する場合は、その固形分（樹脂成分）が本発
明におけるバインダーとなる。例えばポリアミドイミド
樹脂の場合、ＨＰＣシリーズ（日立化成工業株式会社）
の商品名で販売されている。
【００１４】前記コーティング液において、溶剤の占め
る割合は、バインダー、フッ素樹脂および耐摩耗性付与
剤等が溶剤に均一に分散ないしは溶解して、塗布等の作
業に適した状態になる程度であれば、格別に限定される
ものではない。通常は前記各成分の合計重量を１００重
量部とした場合、溶剤も１００重量部程度使用される
が、溶剤使用量は所望により選ばれる。
る割合は、バインダー、フッ素樹脂および耐摩耗性付与
剤等が溶剤に均一に分散ないしは溶解して、塗布等の作
業に適した状態になる程度であれば、格別に限定される
ものではない。通常は前記各成分の合計重量を１００重
量部とした場合、溶剤も１００重量部程度使用される
が、溶剤使用量は所望により選ばれる。
【００１５】（作用）請求項１の発明においては、耐摩
耗性付与剤によりコート層の耐摩耗性を向上させること
ができる。図４は、ピストンに対して耐摩耗性付与剤を
含むコート層を設け、そのピストンを有するピストン式
圧縮機を特定条件下で動作させた後に、コート層の摩耗
量を測定した結果を示す。前述のような耐摩耗性付与剤
を含有しないコート層と比較して、モース硬度が２．０
〜５．０の耐摩耗性付与剤を含有するコート層は、摩耗
量が少なく、耐摩耗性に優れている。これに対し、モー
ス硬度の値が上記範囲より低い耐摩耗性付与剤を含有さ
せた場合には、耐摩耗性が顕著に低下する。逆に、モー
ス硬度の値が上記範囲を超えると、コート層と接触する
シリンダボアの内周面の摩耗が促進される。
耗性付与剤によりコート層の耐摩耗性を向上させること
ができる。図４は、ピストンに対して耐摩耗性付与剤を
含むコート層を設け、そのピストンを有するピストン式
圧縮機を特定条件下で動作させた後に、コート層の摩耗
量を測定した結果を示す。前述のような耐摩耗性付与剤
を含有しないコート層と比較して、モース硬度が２．０
〜５．０の耐摩耗性付与剤を含有するコート層は、摩耗
量が少なく、耐摩耗性に優れている。これに対し、モー
ス硬度の値が上記範囲より低い耐摩耗性付与剤を含有さ
せた場合には、耐摩耗性が顕著に低下する。逆に、モー
ス硬度の値が上記範囲を超えると、コート層と接触する
シリンダボアの内周面の摩耗が促進される。
【００１６】請求項２に記載の発明においては、耐摩耗
性の向上が良好である。請求項３に記載の発明において
は、耐摩耗性の向上がさらに良好である。請求項４に記
載の発明においては、耐摩耗性が最も良好である。
性の向上が良好である。請求項３に記載の発明において
は、耐摩耗性の向上がさらに良好である。請求項４に記
載の発明においては、耐摩耗性が最も良好である。
【００１７】請求項５に記載の発明においては、添加剤
の固体潤滑性により、ピストンに作用する摺動抵抗が小
さくなり、良好な摺動特性を得ることができる。請求項
６に記載の発明においては、モース硬度と固体潤滑性の
双方を高いレベルで発現するフッ化カルシウムにより、
耐摩耗性及び摺動特性をきわめて適切に得ることができ
る。
の固体潤滑性により、ピストンに作用する摺動抵抗が小
さくなり、良好な摺動特性を得ることができる。請求項
６に記載の発明においては、モース硬度と固体潤滑性の
双方を高いレベルで発現するフッ化カルシウムにより、
耐摩耗性及び摺動特性をきわめて適切に得ることができ
る。
【００１８】請求項７に記載の発明では、請求項６の効
果をさらに良好に維持できる。
果をさらに良好に維持できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態について説明する。図１〜図３は、本発明を両頭ピ
ストン式圧縮機の両頭ピストンにおいて具体化した実施
形態を示す。
形態について説明する。図１〜図３は、本発明を両頭ピ
ストン式圧縮機の両頭ピストンにおいて具体化した実施
形態を示す。
【００２０】一対のセンタハウジング１１，１２は相互
に固定され、それらの前後にはフロントハウジング１３
及びリヤハウジング１４がそれぞれバルブプレート１
５，１６介して固定されている。前記両センタハウジン
グ１１，１２，フロントハウジング１３及びリヤハウジ
ング１４はアルミニウム合金よりなる。前記両センタハ
ウジング１１，１２間にはラジアルベアリング１７を介
して駆動シャフト１８が回転可能に支持されている。駆
動シャフト１８の中間部には斜板１９が固定されてお
り、その斜板１９はスラストベアリング２０によりフロ
ントハウジング１３及びリヤハウジング１４に支持され
ている。
に固定され、それらの前後にはフロントハウジング１３
及びリヤハウジング１４がそれぞれバルブプレート１
５，１６介して固定されている。前記両センタハウジン
グ１１，１２，フロントハウジング１３及びリヤハウジ
ング１４はアルミニウム合金よりなる。前記両センタハ
ウジング１１，１２間にはラジアルベアリング１７を介
して駆動シャフト１８が回転可能に支持されている。駆
動シャフト１８の中間部には斜板１９が固定されてお
り、その斜板１９はスラストベアリング２０によりフロ
ントハウジング１３及びリヤハウジング１４に支持され
ている。
【００２１】フロントハウジング１３及びリヤハウジン
グ１４にはそれぞれ駆動シャフト１８の軸心を中心とし
た同一円上にて等間隔をおいてシリンダボア２１が配列
形成されている。前後に対向するシリンダボア２１間に
はピストン２２が往復動可能に収容され、その中間腹部
にはシュー２３を介して前記斜板１９の外周部が連結さ
れている。前記ピストン２２は、アルミニウム合金より
なる。
グ１４にはそれぞれ駆動シャフト１８の軸心を中心とし
た同一円上にて等間隔をおいてシリンダボア２１が配列
形成されている。前後に対向するシリンダボア２１間に
はピストン２２が往復動可能に収容され、その中間腹部
にはシュー２３を介して前記斜板１９の外周部が連結さ
れている。前記ピストン２２は、アルミニウム合金より
なる。
【００２２】そして、駆動シャフト１１が回転される
と、斜板１９が一体に揺動回転され、この揺動回転によ
りピストン２２が往復動される。このため、外部冷媒回
路（図示しない）に接続された吸入室２４から吸入ポー
ト２５及び吸入弁２６を介して冷媒ガスがシリンダボア
２１内に吸入される。そして、その冷媒ガスが圧縮され
て吐出ポート２７及び吐出弁２８を介して吐出室２９に
吐出され、その吐出室２９から前記外冷媒回路に送出さ
れる。
と、斜板１９が一体に揺動回転され、この揺動回転によ
りピストン２２が往復動される。このため、外部冷媒回
路（図示しない）に接続された吸入室２４から吸入ポー
ト２５及び吸入弁２６を介して冷媒ガスがシリンダボア
２１内に吸入される。そして、その冷媒ガスが圧縮され
て吐出ポート２７及び吐出弁２８を介して吐出室２９に
吐出され、その吐出室２９から前記外冷媒回路に送出さ
れる。
【００２３】次に、前記ピストン２２の構成について説
明すると、図２に示すように、同ピストン２２は全体と
して概略円柱状をなす鋳造品である。ピストン２２は、
一方の円柱状頭部３１がフロント側のシリンダボア２１
内に挿入配置されるとともに、他方の円柱頭部３１がリ
ヤ側のシリンダボア２１内に挿入配置される。凹部３２
は、両頭部３１間の中央部付近に肉盗みを施すことによ
って形成されている。前記シュー２３を受ける受け部と
してのシュー座３３は、同凹部３２内に形成されてい
る。このシュー座３３に前記シュー２３が受けられる。
明すると、図２に示すように、同ピストン２２は全体と
して概略円柱状をなす鋳造品である。ピストン２２は、
一方の円柱状頭部３１がフロント側のシリンダボア２１
内に挿入配置されるとともに、他方の円柱頭部３１がリ
ヤ側のシリンダボア２１内に挿入配置される。凹部３２
は、両頭部３１間の中央部付近に肉盗みを施すことによ
って形成されている。前記シュー２３を受ける受け部と
してのシュー座３３は、同凹部３２内に形成されてい
る。このシュー座３３に前記シュー２３が受けられる。
【００２４】そして、フッ素樹脂及びバインダーを主成
分するコート層３５が、シリンダボア２１との摺接部位
としての前記両頭部３１の外周面に、数十μｍの厚みで
皮膜形成されている。このため、ピストン２２の外周面
とシリンダボア２１の内周面との間のシール性、低摩擦
摺動性および耐摩耗性が確保されている。
分するコート層３５が、シリンダボア２１との摺接部位
としての前記両頭部３１の外周面に、数十μｍの厚みで
皮膜形成されている。このため、ピストン２２の外周面
とシリンダボア２１の内周面との間のシール性、低摩擦
摺動性および耐摩耗性が確保されている。
【００２５】前記コート層３５におけるフッ素樹脂とバ
インダーとの重量比はフッ素樹脂１００重量部に対し
て、バインダーが５０〜４００重量部である。そして、
コート層３５には耐摩耗性付与剤として平均粒径５μｍ
のフッ化カルシウムが、フッ素樹脂に対して０．１体積
％含有されている。このフッ化カルシウムは、モース硬
度が４．０であり、固体潤滑性を有するものである。
インダーとの重量比はフッ素樹脂１００重量部に対し
て、バインダーが５０〜４００重量部である。そして、
コート層３５には耐摩耗性付与剤として平均粒径５μｍ
のフッ化カルシウムが、フッ素樹脂に対して０．１体積
％含有されている。このフッ化カルシウムは、モース硬
度が４．０であり、固体潤滑性を有するものである。
【００２６】ちなみに、コート層３５は図３に示すロー
ルコーティング装置５１により形成される。このロール
コーティング装置５１は、コーティング材料Ｃが貯留さ
れた材料パン５２と、同材料パン５２のコーティング材
料Ｃ中に外周部の一部が没入されたメタルロール５３
と、同メタルロール５３に所定間隔をおいて配置された
コンマロール５４と、前記メタルロール５３に接触配置
された合成ゴム製の転写ロール５５と、ピストン２２を
回転可能に保持するワークホルダ５６と、同ワークホル
ダ５６及び前記各ロール５３〜５５をそれぞれ矢印方向
に回転させるモータ等を備えた駆動機構（図示しない）
を備えている。
ルコーティング装置５１により形成される。このロール
コーティング装置５１は、コーティング材料Ｃが貯留さ
れた材料パン５２と、同材料パン５２のコーティング材
料Ｃ中に外周部の一部が没入されたメタルロール５３
と、同メタルロール５３に所定間隔をおいて配置された
コンマロール５４と、前記メタルロール５３に接触配置
された合成ゴム製の転写ロール５５と、ピストン２２を
回転可能に保持するワークホルダ５６と、同ワークホル
ダ５６及び前記各ロール５３〜５５をそれぞれ矢印方向
に回転させるモータ等を備えた駆動機構（図示しない）
を備えている。
【００２７】駆動機構を起動して各ロール５３〜５５及
びピストン２２を回転させると、メタルロール５３の外
周面に対して材料パン５２中のコーティング材料Ｃが、
その周方向に順次付着される。同メタルロール５３に付
着されたコーティング材料Ｃは、コンマロール５４によ
り膜厚が調節された後、それに接触する転写ロール５５
に転写される。そして、同転写ロール５５に接するピス
トン２２の頭部３１にはコーティング材料Ｃが転写塗布
される。前記コーティング材料Ｃが塗布された後のピス
トン２２に対して、乾燥硬化処理が施され、コート層３
５が形成される。
びピストン２２を回転させると、メタルロール５３の外
周面に対して材料パン５２中のコーティング材料Ｃが、
その周方向に順次付着される。同メタルロール５３に付
着されたコーティング材料Ｃは、コンマロール５４によ
り膜厚が調節された後、それに接触する転写ロール５５
に転写される。そして、同転写ロール５５に接するピス
トン２２の頭部３１にはコーティング材料Ｃが転写塗布
される。前記コーティング材料Ｃが塗布された後のピス
トン２２に対して、乾燥硬化処理が施され、コート層３
５が形成される。
【００２８】以上のように構成されたピストン２２は、
そのコート層３５が前述したフッ化カルシウムを含んで
いるため、以下のような効果を発揮する。 ・フッ化カルシウムが固体潤滑性を有するため、シリン
ダボア２１の内周面とコート層３５との摩擦抵抗が小さ
くなる。従って、ピストン２２の摺動特性が向上し、圧
縮機の稼働効率がアップする。フッ化カルシウムの粒径
を平均１０μｍ以下望ましくは１〜５μｍとすると摺動
特性が一層向上する。
そのコート層３５が前述したフッ化カルシウムを含んで
いるため、以下のような効果を発揮する。 ・フッ化カルシウムが固体潤滑性を有するため、シリン
ダボア２１の内周面とコート層３５との摩擦抵抗が小さ
くなる。従って、ピストン２２の摺動特性が向上し、圧
縮機の稼働効率がアップする。フッ化カルシウムの粒径
を平均１０μｍ以下望ましくは１〜５μｍとすると摺動
特性が一層向上する。
【００２９】・コート層３５がシリンダボア２１を形成
したセンタハウジング１１，１２とほぼ等しい硬度のフ
ッ化カルシウムを含有するため、図４に示すように、コ
ート層３５の耐摩耗性が飛躍的に向上する。従って、高
いシール性を長期にわたって維持でき、圧縮機の稼働効
率の維持に寄与できる。
したセンタハウジング１１，１２とほぼ等しい硬度のフ
ッ化カルシウムを含有するため、図４に示すように、コ
ート層３５の耐摩耗性が飛躍的に向上する。従って、高
いシール性を長期にわたって維持でき、圧縮機の稼働効
率の維持に寄与できる。
【００３０】・本発明においては、フッ化カルシウムの
配合比が、フッ素樹脂に対して０．０５体積％以上であ
れば、その特性を発揮できる。前記実施形態のコート層
３５においては、フッ素樹脂に対してフッ化カルシウム
が０．１体積％であるため、フッ化カルシウムの特性を
発揮して、前記の摺動特性や耐摩耗性を確保できる。な
お、フッ化カルシウムの配合比がフッ素樹脂に対して、
１２体積％を超えると、コート層中におけるフッ素樹脂
とバインダーの割合が相対的に低下するので、摺動特性
等の面で好ましくない。
配合比が、フッ素樹脂に対して０．０５体積％以上であ
れば、その特性を発揮できる。前記実施形態のコート層
３５においては、フッ素樹脂に対してフッ化カルシウム
が０．１体積％であるため、フッ化カルシウムの特性を
発揮して、前記の摺動特性や耐摩耗性を確保できる。な
お、フッ化カルシウムの配合比がフッ素樹脂に対して、
１２体積％を超えると、コート層中におけるフッ素樹脂
とバインダーの割合が相対的に低下するので、摺動特性
等の面で好ましくない。
【００３１】・コート層３５のフッ素樹脂とバインダー
との比率が、重量比で、フッ素樹脂１００重量部に対し
てバインダーが５０〜４００重量部の範囲内であるた
め、コート層３５の接着強度、耐摩耗性及び摺動性をバ
ランス良く確保できる。これに対し、バインダーの比率
が低くなると、ピストン２２に対するコート層３５の接
着強度が低下する。また、バインダーの比率が高くなる
と、すなわちフッ素樹脂の比率が低くなると、耐摩耗性
及び摺動特性が低下する。
との比率が、重量比で、フッ素樹脂１００重量部に対し
てバインダーが５０〜４００重量部の範囲内であるた
め、コート層３５の接着強度、耐摩耗性及び摺動性をバ
ランス良く確保できる。これに対し、バインダーの比率
が低くなると、ピストン２２に対するコート層３５の接
着強度が低下する。また、バインダーの比率が高くなる
と、すなわちフッ素樹脂の比率が低くなると、耐摩耗性
及び摺動特性が低下する。
【００３２】この発明は、前記実施形態に限定されるも
のではなく、以下のように具体化してもよい。 ・耐摩耗性付与剤としてフッ化カルシウム以外のもの、
例えば、酸化亜鉛，マイカ、水酸化アルミニウム等を単
独で、あるいはそれらを混合して、またはフッ化カルシ
ウムと混合して使用すること。配合比率，粒径等は前記
実施形態に従う。
のではなく、以下のように具体化してもよい。 ・耐摩耗性付与剤としてフッ化カルシウム以外のもの、
例えば、酸化亜鉛，マイカ、水酸化アルミニウム等を単
独で、あるいはそれらを混合して、またはフッ化カルシ
ウムと混合して使用すること。配合比率，粒径等は前記
実施形態に従う。
【００３３】・耐摩耗性付与剤としてモース硬度の異な
るものを使用すること。例えば、モース硬度が２．５〜
４．５の範囲内のもの、あるいはモース硬度が３．０〜
４．０の範囲内のものを使用すること。このようにして
も、前記実施形態に準じた効果を得ることができる。も
ちろん、これらモース硬度の異なるものを混合した場合
も同様である。
るものを使用すること。例えば、モース硬度が２．５〜
４．５の範囲内のもの、あるいはモース硬度が３．０〜
４．０の範囲内のものを使用すること。このようにして
も、前記実施形態に準じた効果を得ることができる。も
ちろん、これらモース硬度の異なるものを混合した場合
も同様である。
【００３４】
【参考例１】フッ素樹脂、バインダー、フッ化カルシウ
ムからなるコーティング液を調製し、基材（後記の「デ
ィスク」）に塗布し、１８０℃で９０分間焼成させたも
のについて、後記の試験方法により耐摩耗性を測定し
た。 コーティング液組成 フッ素樹脂 ポリテトラフルオロエチレンパウダー（平均粒径４μ
ｍ、かさ密度２８０±８０ｇ／Ｌ、製法：乳化重合）：
１００重量部 バインダー ポリアミドイミド：日立化成工業株式会社製 ＨＰＣ−
５０００ １６０重量部（但し、固形分換算量） 溶剤 Ｎ−メチルピロリドン ３４０重量部 キシレン ３０重量部 フッ化カルシウム（平均粒径３μｍ、モース硬度４．
０） 添加量（フッ素樹脂に対する体積％）と摩耗量との関係
は以下の通りである。フッ 化カルシウム（体積％）0 0.05 0.3 1.0 3.0 5.0 8.0 12.0 15.0 摩耗量（μｍ） 10 2.0 1.0 0.5 0 0.5 1.0 2.0 8.0 測定方法と条件：上記の摩耗量は、３０μｍの厚さのコ
ート層を持つディスクに対して、リングを４ｋｇで圧接
し、無給油、５００ｒｐｍで２０時間回転させた後のコ
ート層の摩耗深さを計測したものである。
ムからなるコーティング液を調製し、基材（後記の「デ
ィスク」）に塗布し、１８０℃で９０分間焼成させたも
のについて、後記の試験方法により耐摩耗性を測定し
た。 コーティング液組成 フッ素樹脂 ポリテトラフルオロエチレンパウダー（平均粒径４μ
ｍ、かさ密度２８０±８０ｇ／Ｌ、製法：乳化重合）：
１００重量部 バインダー ポリアミドイミド：日立化成工業株式会社製 ＨＰＣ−
５０００ １６０重量部（但し、固形分換算量） 溶剤 Ｎ−メチルピロリドン ３４０重量部 キシレン ３０重量部 フッ化カルシウム（平均粒径３μｍ、モース硬度４．
０） 添加量（フッ素樹脂に対する体積％）と摩耗量との関係
は以下の通りである。フッ 化カルシウム（体積％）0 0.05 0.3 1.0 3.0 5.0 8.0 12.0 15.0 摩耗量（μｍ） 10 2.0 1.0 0.5 0 0.5 1.0 2.0 8.0 測定方法と条件：上記の摩耗量は、３０μｍの厚さのコ
ート層を持つディスクに対して、リングを４ｋｇで圧接
し、無給油、５００ｒｐｍで２０時間回転させた後のコ
ート層の摩耗深さを計測したものである。
【００３５】
【参考例２】参考例１において、フッ化カルシウム０．
３体積％に代えて、下記の種類の耐摩耗性付与剤０．３
体積％を使用した他は、参考例１と同様にして、コート
層を形成させ、参考例１と同様にコート層の摩耗量を測
定した。その結果をフッ化カルシウム０．３体積％の場
合の結果を含めて以下に示す。 モース硬度 平均粒径（μｍ） 摩耗量（μｍ） 無添加 １０ グラファイト（六方晶） １．５ ５．０ ９ 窒化ホウ素（六方晶） ２．０ １．５ ５ マイカ（単斜晶） ２．５ ３．０ ３ 水酸化アルミニウム（六方晶） ３．０ １．０ ２ 炭酸カルシウム ３．５ ０．０４ ２ フッ化カルシウム（立方晶） ４．０ ３．０ １ 酸化亜鉛（六方晶） ４．５ ０．６ ２ 第３リン酸カルシウム（無定型）５．０ ２．０ ４
３体積％に代えて、下記の種類の耐摩耗性付与剤０．３
体積％を使用した他は、参考例１と同様にして、コート
層を形成させ、参考例１と同様にコート層の摩耗量を測
定した。その結果をフッ化カルシウム０．３体積％の場
合の結果を含めて以下に示す。 モース硬度 平均粒径（μｍ） 摩耗量（μｍ） 無添加 １０ グラファイト（六方晶） １．５ ５．０ ９ 窒化ホウ素（六方晶） ２．０ １．５ ５ マイカ（単斜晶） ２．５ ３．０ ３ 水酸化アルミニウム（六方晶） ３．０ １．０ ２ 炭酸カルシウム ３．５ ０．０４ ２ フッ化カルシウム（立方晶） ４．０ ３．０ １ 酸化亜鉛（六方晶） ４．５ ０．６ ２ 第３リン酸カルシウム（無定型）５．０ ２．０ ４
【００３６】
【実施例】参考例２に準じて、グラファイト、マイカ、
フッ化カルシウムまたは第３リン酸カルシウムを含有し
たコート層（厚さ：約３０μｍ）を両頭斜板ピストン式
圧縮機のピストンの外周面に設け、次の条件のもとに、
実機で試験した結果を以下に示す（図４）。
フッ化カルシウムまたは第３リン酸カルシウムを含有し
たコート層（厚さ：約３０μｍ）を両頭斜板ピストン式
圧縮機のピストンの外周面に設け、次の条件のもとに、
実機で試験した結果を以下に示す（図４）。
【００３７】 圧縮機 ：両頭斜板ピストン式圧縮機 冷媒／オイル：Ｒ１３４／ＰＡＧ 回転数 ：７００ｒｐｍ 運転時間 ：１００Ｈ 耐摩耗性付与剤（０．３体積％） モース硬度 局部摩耗量（μｍ） ・グラファイト（六方晶） １．５ １３ ・マイカ（単斜晶） ２．５ ７ ・フッ化カルシウム（立方晶） ４．０ ３ ・第３リン酸カルシウム（無定型） ５．０ ８ 前記試験結果に比し、全体に摩耗量が大きいが、ピスト
ンで一番摩耗のしやすい局部での測定値であっても、モ
ース硬度１．５のものに比して、他のものの摩耗量は値
が小さくなっており、耐摩耗性に優れている傾向に変り
はない。
ンで一番摩耗のしやすい局部での測定値であっても、モ
ース硬度１．５のものに比して、他のものの摩耗量は値
が小さくなっており、耐摩耗性に優れている傾向に変り
はない。
【００３８】
【発明の効果】以上、実施形態において例示したよう
に、この発明においては、以下の効果を発揮する。
に、この発明においては、以下の効果を発揮する。
【００３９】請求項１の発明においては、フッ素樹脂に
対して耐摩耗性付与剤が０．０５〜１２体積％配合され
ているので、耐摩耗性を向上させることができ、ひいて
は良好なシール性を確保できる。
対して耐摩耗性付与剤が０．０５〜１２体積％配合され
ているので、耐摩耗性を向上させることができ、ひいて
は良好なシール性を確保できる。
【００４０】請求項２に記載の発明においては、耐摩耗
性付与剤としてモース硬度２．５〜４．５のものを用い
たことにより、耐摩耗性の向上が良好である。請求項３
に記載の発明においては、耐摩耗性付与剤としてモース
硬度３．０〜４．０のものを用いたことにより、耐摩耗
性の向上がさらに良好である。
性付与剤としてモース硬度２．５〜４．５のものを用い
たことにより、耐摩耗性の向上が良好である。請求項３
に記載の発明においては、耐摩耗性付与剤としてモース
硬度３．０〜４．０のものを用いたことにより、耐摩耗
性の向上がさらに良好である。
【００４１】請求項４に記載の発明においては、モース
硬度４．０の耐摩耗性付与剤を用いたことにより、耐摩
耗性が最も良好である。請求項５に記載の発明において
は、耐摩耗性付与剤として固体潤滑剤を使用したことに
より、ピストンに作用する摺動抵抗が小さくなり、良好
な摺動特性を得ることができる。
硬度４．０の耐摩耗性付与剤を用いたことにより、耐摩
耗性が最も良好である。請求項５に記載の発明において
は、耐摩耗性付与剤として固体潤滑剤を使用したことに
より、ピストンに作用する摺動抵抗が小さくなり、良好
な摺動特性を得ることができる。
【００４２】請求項６に記載の発明においては、モース
硬度と固体潤滑性の双方を高いレベルで発現するフッ化
カルシウムを用いたことにより、耐摩耗性及び摺動特性
をきわめて適切に得ることができる。
硬度と固体潤滑性の双方を高いレベルで発現するフッ化
カルシウムを用いたことにより、耐摩耗性及び摺動特性
をきわめて適切に得ることができる。
【００４３】請求項７に記載の発明では、フッ化カルシ
ウムの平均粒径を１０μｍ以下にしたことにより、請求
項６の効果をさらに良好に維持できる。
ウムの平均粒径を１０μｍ以下にしたことにより、請求
項６の効果をさらに良好に維持できる。
【図１】 圧縮機の縦断面図。
【図２】 ピストンの斜視図。
【図３】 ロールコーティング装置を示す模式図。
【図４】 モース硬度と摩耗量との関係を示すグラフ。
１１・・・ハウジングを構成するシリンダブロック、２１・
・・シリンダボア、２２・・・ピストン、３５・・・コート層、
５１・・・ロールコーティング装置、Ｃ・・・コーティング材
料。
・・シリンダボア、２２・・・ピストン、３５・・・コート層、
５１・・・ロールコーティング装置、Ｃ・・・コーティング材
料。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉岡 隆弘 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 福嶋 茂男 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 山下 二郎 神奈川県足柄上郡開成町中之名271−４ (72)発明者 山口 哲司 神奈川県足柄上郡山北町岸3622−３ Ｆターム(参考） 3H003 AA03 AB07 AC03 AD03 BD10 CB00 CE04 3H076 AA07 BB26 CC34
Claims (7)
- 【請求項１】 ピストンの外周面にコート層が設けられ
たピストン式圧縮機のピストンにおいて、該コート層
は、フッ素樹脂１００重量部に対してバインダーが５０
〜４００重量部であって、かつモース硬度が２．０〜
５．０の範囲にある耐摩耗性付与剤が該フッ素樹脂に対
して０．０５〜１２体積％含まれていることを特徴とす
るピストン式圧縮機のピストン。 - 【請求項２】 前記耐摩耗性付与剤のモース硬度が２．
５〜４．５の範囲のものである請求項１に記載のピスト
ン式圧縮機のピストン。 - 【請求項３】 前記耐摩耗性付与剤のモース硬度が３．
０〜４．０以下の範囲のものである請求項１に記載のピ
ストン式圧縮機のピストン。 - 【請求項４】 前記耐摩耗性付与剤のモース硬度が４．
０である請求項１に記載のピストン式圧縮機のピスト
ン。 - 【請求項５】 前記耐摩耗性付与剤が固体潤滑性を有す
るものである請求項１〜４のいずれかに記載のピストン
式圧縮機のピストン。 - 【請求項６】 前記耐摩耗性付与剤がフッ化カルシウム
である請求項１〜５のいずれかに記載のピストン式圧縮
機のピストン。 - 【請求項７】 前記耐摩耗性付与剤が平均粒径１０μｍ
以下のものである請求項１〜請求項６のいずれかに記載
のピストン式圧縮機のピストン。
Priority Applications (7)
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|---|---|---|---|
| JP11051688A JP2000249063A (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | ピストン式圧縮機のピストン |
| EP00103139A EP1031726B1 (en) | 1999-02-26 | 2000-02-16 | Compressor piston |
| DE60025288T DE60025288T2 (de) | 1999-02-26 | 2000-02-16 | Verdichterkolben |
| US09/506,788 US6357340B1 (en) | 1999-02-26 | 2000-02-18 | Piston compressor piston |
| BR0000661-0A BR0000661A (pt) | 1999-02-26 | 2000-02-25 | êmbolo de compressor de êmbolo |
| KR10-2000-0009428A KR100378572B1 (ko) | 1999-02-26 | 2000-02-25 | 피스톤식 압축기의 피스톤 |
| CN00102399A CN1104342C (zh) | 1999-02-26 | 2000-02-25 | 活塞式压缩机的活塞 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11051688A JP2000249063A (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | ピストン式圧縮機のピストン |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008165623A Division JP2008261345A (ja) | 2008-06-25 | 2008-06-25 | ピストンのコーティング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000249063A true JP2000249063A (ja) | 2000-09-12 |
| JP2000249063A5 JP2000249063A5 (ja) | 2005-04-07 |
Family
ID=12893849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11051688A Pending JP2000249063A (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | ピストン式圧縮機のピストン |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6357340B1 (ja) |
| EP (1) | EP1031726B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000249063A (ja) |
| KR (1) | KR100378572B1 (ja) |
| CN (1) | CN1104342C (ja) |
| BR (1) | BR0000661A (ja) |
| DE (1) | DE60025288T2 (ja) |
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| JP2006509956A (ja) * | 2002-12-13 | 2006-03-23 | ルーク ファールツォイク・ヒドラウリク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト | アキシャルピストン機械 |
| WO2006098303A1 (ja) * | 2005-03-16 | 2006-09-21 | Daikin Industries, Ltd. | 摺動部材用組成物、摺動部材及び流体機械 |
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