斜盘式压缩机的斜盘以及斜盘式压缩机的制作方法

专利名称：斜盘式压缩机的斜盘以及斜盘式压缩机的制作方法技术领域：本发明涉及空气调节器等中使用的斜盘式压缩机的斜盘以及斜盘式压缩机。技术背景存有制冷剂的罩内，在旋转轴上以直接固定的方式，或者经由连结部件间接地直 角以及倾斜安装的斜盘上，使滑靴(shoe)滑动，经由该滑靴将斜盘的旋转运动变换成活塞 的往返运动从而使制冷剂压缩、膨胀的斜盘式压缩机有利用双头型活塞在两侧使制冷剂压 缩、膨胀的双斜盘型、利用单头型活塞只在单侧使制冷剂压缩、膨胀的单斜盘型。另外，还有 滑靴只在斜盘的单侧面上滑动的斜盘式压缩机以及在斜盘的两侧面上滑动的斜盘式压缩 机。这些斜盘式压缩机中，在运转初期时存在润滑油到达存有制冷剂的罩内之前金属 质的斜盘与滑靴已进行滑动的情况，从而这些滑动部成为没有润滑油的干润滑状态，容易 发生烧伤。另外，近年来在开发中的将碳酸气体用作制冷剂的斜盘式压缩机中，压缩机内的 压力甚至达到lOMPa，所以斜盘与滑靴之间的滑动压力变得比这个还高，斜盘的滑动部变得 更容易发生烧伤。作为防止这种烧伤的方案，至今为止已提出在滑靴进行滑动的金属质斜盘的滑 动面上喷镀铜系或者铝系的金属材料，在该金属喷镀层上实施铅系的电镀、锡系的电镀、 铅-锡系的电镀、聚四氟乙烯(PTFE)系的覆盖、二硫化钼的覆盖或者二硫化钼-石墨混合 覆盖的技术(例如，参照专利文献1)、在斜盘的滑动面上隔着铝的喷镀膜形成了由二硫化 钼、聚四氟乙烯等的固体润滑剂、和土状石墨等的移动量调整剂以及聚酰胺-酰亚胺等的 粘接剂构成的润滑用皮膜的技术(例如，参照专利文献2)等。在斜盘的金属基材与树脂润滑覆盖膜之间形成铜系、铝系的喷镀层的目的是为了 树脂润滑覆盖膜即使被烧伤的情况下也能使树脂润滑覆盖膜不发生剥离。通过使用铜系、 铝系这种软质金属制成即使树脂润滑覆盖膜被磨损也不使滑靴和金属基材发生直接的滑 动，从而防止无法挽回的烧伤的发生。然而，喷镀层的形成存在成本提高、斜盘平面精度下降的问题，所以也在进行去除 喷镀层的研究。例如，已提出对于具有用热固化树脂聚酰胺-酰亚胺树脂固化了含有聚四 氟乙烯的固体润滑剂的滑动层的斜盘，在其滑动对象的滑靴的表面设置镍系电镀，从而进 一步提高斜盘和滑靴之间的润滑性进而防止烧伤的技术(专利文献3)。另外，在提高了耐磨损性的高涂膜强度斜盘中，磨合性变差滑动阻力变大从而发 生涂膜剥离，所以出于提高流体润滑、边界润滑、干润滑中的摩擦特性为目的，已提出在固 体润滑涂覆膜的滑动表面上形成多个同心状的周向的槽和该槽之间的凸部的技术(专利 文献4)。专利文献1 日本特开平8-199327号公报专利文献2 日本特开2002-089437号公报专利文献3 日本特开2003_13拟87号公报专利文献4 国际公开W02002/075172 发明内容如上所述，由于润滑膜的粘固效应(anchor effect)，在基板的表面上作为中间层 形成由铜系或者铝系材料构成的喷镀层时存在成本提高、斜盘平面精度下降这样的问题。因此，本发明的课题在于，在基板的表面上作为中间层没有形成由铜系或者铝系 材料构成的喷镀层的情况下，实现斜盘基本的要求特性，即实现利用润滑油的稳定的边界 润滑状态，并且即使在润滑油干枯的情况下也能在边界润滑状态中使摩擦磨损特性稳定 化。为了解决上述的课题，本发明采用了以下的构成，一种斜盘式压缩机的斜盘，所述 斜盘式压缩机是在存有制冷剂的罩内，使滑靴在斜盘上滑动，经由该滑靴将所述斜盘的旋 转运动变换成活塞的往返运动，从而使制冷剂压缩、膨胀的压缩机，所述斜盘是以直接固定 于旋转轴上的方式，或者经由连结部件间接固定的方式，直角以及倾斜地进行安装的斜盘， 所述斜盘的基板由将经轧制后的钢板冲压加工成圆盘状的圆盘状钢板所构成，并对该圆盘 状钢板的两个表面进行研磨加工，制成供所述滑靴滑动的滑动面，且在该滑动面形成有配 合了 40 50重量％的氟树脂的低摩擦树脂覆盖层。即，本发明的斜盘的基板是由将经轧制的钢板冲压加工成圆盘状的圆盘状钢板所 构成，并对该圆盘状钢板的两个表面进行了研磨加工，所以表面平面精度优异，即使表面上 不形成喷镀层，形成低摩擦树脂覆盖层的涂膜的附着力也优异，能够防止低摩擦树脂覆盖 层的剥离。另外，斜盘的基板表面平面精度优异，所以通过低摩擦树脂覆盖层的均膜性的确 保，实现利用润滑油的稳定的边界润滑状态，即使在润滑油干枯的情况下也能在边界润滑 状态中使摩擦磨损特性稳定化。所述圆盘状钢板的两个表面可以使用双面研磨机进行研磨加工。所述研磨加工可以采用将圆盘状钢板的轴中心保持的方式进行旋转，使成为滑动 面的上表面、下表面同时用砥石进行研磨的驱动式双面研磨法。所述经研磨加工的圆盘状钢板的两个表面优选为平面度8μπι以下、平行度10 μ m 以下。本发明中，平面度以及平行度是以JIS B 0182进行定义。作为所述低摩擦树脂覆盖层的衬底也可以实施喷丸处理。作为所述圆盘状钢板的原材料可以使用SAPH440C。作为形成所述低摩擦树脂覆盖层的低摩擦树脂涂料可以使用如下物质。低摩擦树脂涂料相对于涂膜配合有40 50重量％的氟树脂。该氟树脂只要能以 低摩擦赋予覆盖层非粘着性，且具有耐受滑动部件使用温度环境的耐热性就可以使用。具体可举出聚四氟乙烯(熔点327°C、连续使用温度260°C、以下称为PTFE)。PTFE 是由-CF2CF2-的重复单元所构成，约340 380°C下的熔融粘度约为101° IO11Pa 的高 值，高于熔点时也难以流动，氟树脂中也属于具有优异的耐热性。另外，低温下也呈优良的 性质，摩擦磨损特性优良，本发明中优选。PTFE为粉末，虽然不是特别限定，但为了涂膜的表 面平滑性优选为粒径30 μ m以下的粉末。低摩擦树脂涂料中，作为基体只要具有使用斜盘时不发生热损坏的耐热性、以及 能粘结氟树脂粉末，使低摩擦树脂涂料牢固地粘附于斜盘基材的耐热性树脂就可以使用。具体为可以举出聚酰胺-酰亚胺树脂(PAI)。PAI是分子内具有酰亚胺键和酰胺 键的树脂。另外，芳香族系聚酰胺-酰亚胺树脂的酰亚胺键可以是聚酰胺酸等的前体，也可 以是环化的酰胺环，还可以是这些混合存在的状态。这种芳香族系PAI有由芳香族伯二胺、如二苯甲烷二胺，与芳香族三元酸酐、如偏 苯三酸酐的单或者二酰基卤化衍生物来制造的PAI，由芳香族三元酸酐与芳香族二异氰酸 酯化合物、如二苯甲烷二异氰酸酯来制造的PAI等，另外，作为与酰胺键相比增大了酰亚胺 键的比率的PAI有由芳香族、脂肪族或者脂环族二异氰酸酯化合物，与芳香族四元酸二酐 以及芳香族三元酸酐来制造的PAI等，无论哪一种PAI都可以使用。优选在本发明的低摩擦树脂涂料中还配合石墨。众所周知石墨作为固体润滑剂具 有优异的特性，也作为斜盘的固体润滑剂被使用。石墨大致区分为天然石墨和人造石墨，人造石墨由于制造工序中生成的碳化硅而 阻碍润滑性能以及难以制造充分进行了石墨化的石墨，所以不适合用作润滑剂。而天然石 墨是完全被石墨化而产出，所以具有非常高的润滑特性，适合当做固体润滑剂。然而，多含 杂质且该杂质降低润滑性，所以需要去除杂质，不过难以完全去除。本发明的低摩擦树脂涂料中优选使用固定碳97. 5%以上的石墨，更优选固定碳 98. 5%以上的人造石墨。上述石墨时与润滑油的磨合性高，即使表面上未附着润滑油但仍 可通过微量含浸于石墨中的润滑油而能够维持润滑性，所以优选。本发明的低摩擦树脂涂料的配比是相对于涂膜氟树脂40 50重量％、基体树脂 50 60重量％。通过将各自的成分配合成该范围而能够发挥与基板的附着力、涂膜的耐磨 损性等作用。氟树脂小于40重量％时摩擦特性发生劣化，大于50重量％时有损涂膜的附 着力，成为剥离的原因。并且出于改良摩擦磨损特性的目的优选配合石墨。此时，相对于涂膜，氟树脂 40 50重量％、基体树脂45 55重量％、石墨1 10重量％。石墨小于1重量％时难以 得到配合石墨时的摩擦磨损特性改良効果，大于10重量％时有损涂膜的附着力，成为剥离 的原因。基体树脂小于45重量％时有损涂膜的附着力，成为剥离的原因，大于55重量％时 摩擦特性发生劣化。本发明涉及的涂膜是通过将上述低摩擦树脂涂料喷涂而进行的。低摩擦树脂涂料 是通过将固形分氟树脂和基体树脂以及石墨在溶剂类中分散或溶解而得到的。作为溶剂类 可以使用丙酮、甲基乙基甲酮等的酮类，乙酸甲酯、乙酸乙酯等的酯类，甲苯、二甲苯等的芳 香族烃类，甲基氯仿、三氯乙烯、三氯三氟代乙烷等的有机卤化化合物类，N-甲基-2-吡咯 烷酮(NMP)、甲基异吡咯烷酮(MIP)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAC)等的极性非 质子溶剂类等。这些溶剂类可以单独或作为混合物使用。将上述的低摩擦树脂涂料向基板通过喷涂法进行涂布并煅烧而粘结了的涂膜，其 膜厚以煅烧后的厚度为20 50μπι。使用与基材的研磨加工中所述相同的双面研磨法，将 低摩擦树脂涂料的膜厚加工成8 30 μ m而使最终部件的精加工精度制成平面度IOymW 下、平行度10 μ m以下。另外，本发明采用如下构成斜盘式压缩机具备上述中的任一个斜盘。所述斜盘式压缩机优选将碳酸气体用作制冷剂。本发明的斜盘式压缩机的斜盘的基板是由将经轧制的钢板冲压加工成圆盘状的 圆盘状钢板所构成，对该圆盘状钢板的两个表面进行了研磨加工，所以表面平面精度优异， 即使表面上不形成喷镀层，形成低摩擦树脂覆盖层的涂膜的附着力也优异，低摩擦树脂覆 盖层的剥离也少。另外，斜盘的基板表面平面精度优异，所以确保低摩擦树脂覆盖层的均膜性，实现 了利用润滑油的稳定的边界润滑状态，即使在润滑油干枯的情况下也能在边界润滑状态中 使摩擦磨损特性稳定化。另外，本发明的斜盘式压缩机由于具备了上述的斜盘，所以即使将压缩机内的压 力甚至达到IOMpa的碳酸气体作为制冷剂使用的斜盘式压缩机中使用也能够获得充分耐 用的压缩机。图1是表示斜盘式压缩机的实施方式的纵剖视图。图2是扩大表示图1的斜盘的剖视图。图3是图1的斜盘的局部切口侧视图。符号说明1 罩2旋转轴3 斜盘3a 基板4 滑靴5 活塞5a 凹部6 缸膛7滚针轴承8推力滚针轴承9球面座10树脂覆盖层具体实施方式下面根据本发明的实施方式。该斜盘式压缩机是将碳酸气体用作制冷 剂，如图1所示，是存有制冷剂的罩1内，将在旋转轴2上直接固定的方式倾斜安装的斜盘 3的旋转运动经由斜盘3的两侧面上滑动的滑靴4变换成双头型活塞5的往返运动，在罩1 的周向上等间隔地形成的缸膛6内的各活塞5的两侧使制冷剂压缩、膨胀的双斜盘型压缩 机，高速旋转驱动的旋转轴2在径向的方向被滚针轴承7支撑，在推力方向被推力滚针轴承 8支撑。所述各活塞5上以横跨斜盘3的外周部的方式形成有凹部fe，在该凹部fe的轴向 对面形成的球面座9上落座有半球状的滑靴4。该滑靴4也有呈球状的，其将活塞5以相6对斜盘3的旋转可相对自由移动的方式支撑。由此，顺利进行从斜盘3的旋转运动向活塞 5的往返运动的变换。如图2所示，所述斜盘3的基材3a的供滑靴4滑动的基材3a两侧面的表面上形 成有由作为氟树脂的PTFE、作为耐热性树脂的PAI以及石墨粉末构成的树脂覆盖层10。所述斜盘3的基材3a是由将经轧制的钢板冲压加工成圆盘状的圆盘状钢板所构 成，对该圆盘状钢板的两个表面进行研磨加工制，以将其设为供所述滑靴滑动的滑动面。该 滑动面上形成有配合了 40 50重量％氟树脂的低摩擦树脂覆盖层10。所述树脂覆盖层10是通过将溶媒中溶解PAI，向该进行了溶解的树脂溶液配合 PTFE和石墨粉末并进行稀释而得的涂覆剂，用喷涂法涂布于基板3a的表面，在下煅 烧而得的，其配比为，相对于PTFE100重量份，PAI为150重量份、石墨粉末为10重量份。其 中，PTFE是再生PTFE的放射线照射材料，PAI是分散于N-甲基吡咯烷酮的PAI清漆，石墨 粉末是平均粒径10 μ m的人造石墨。(实施例)如下制造了所述斜盘3的基板3a。将SAPH440C钢板通过冲压加工而成形为圆盘 状之后，利用车床粗加工成厚度6. 5mmX Φ 90mm。其后，用双面研磨机(砥石#80)对两面 进行研磨以使厚度成为6. 36mm。此时的精度测定值示于表1。接着，圆板基材的表面进行喷丸，提高了表面粗糙度。接着，对于样品片，用喷涂法以各自的两面上锻烧后成为30 μ m的方式涂布作为 固形分含有组合A的低摩擦树脂涂料。煅烧后用双面研磨机(砥石树脂用#400)研磨进 行了最终精加工(厚度6. 40mm)。此时的精度测定值一并示于表1。组合A(a) PTFE 平均粒径 10 μ m 的 PTFE40 重量 ％(b)PAI 玻璃化转移温度对51的物质55重量％(c)石墨粉末平均粒径10 μ m的人造物质 5重量％(比校例)将S45C钢材通过车削加工切削成圆盘状(t = 6. 5mmX Φ 90mm)之后，使用平面研 磨机(砥石#80)以厚度成为6. 36mm的方式进行了两面的研磨。此时的精度测定值示于 表1。接着对该样品片，用喷涂法以各自的两面上锻烧后成为30 μ m的方式涂布了组合 A。煅烧后用平面研磨机(砥石树脂用#400)研磨进行了最终精加工(厚度6. 40mm)。此 时的精度测定值一并示于表1。[表 1]实施例1实施例2比较例1衬底粗加工切削加工切削加工切削加工平面度，μπι151520权利要求1.一种斜盘式压缩机的斜盘，该斜盘式压缩机是在存有制冷剂的罩内，使滑靴在斜 盘上滑动，经由该滑靴将所述斜盘的旋转运动变换成活塞的往返运动，从而使制冷剂压缩、 膨胀的压缩机，其中所述斜盘是以直接固定于旋转轴上的方式，或者以经由连结部件间接 固定的方式，直角以及倾斜地进行安装的斜盘，其特征在于，所述斜盘的基板由将轧制后的钢板冲压加工成圆盘状的圆盘状钢板构成，并对该圆盘 状钢板的两个表面进行研磨加工，制成供所述滑靴进行滑动的滑动面，且在该滑动面形成 有配合了 40 50重量％的氟树脂的低摩擦树脂覆盖层。2.根据权利要求1所述的斜盘式压缩机的斜盘，其特征在于，所述圆盘状钢板的两个 表面经双面研磨机研磨加工。3.根据权利要求1或2所述的斜盘式压缩机的斜盘，其特征在于，所述研磨加工是将圆 盘状钢板的轴中心保持的方式进行旋转，使成为滑动面的上表面、下表面同时用砥石研磨 的驱动式双面研磨法。4.根据权利要求1 3中任一项所述的斜盘式压缩机的斜盘，其特征在于，经研磨加工 后的圆盘状钢板的两个表面是，平面度8μπι以下、平行度10 μ m以下的两个面。5.根据权利要求1 4中任一项所述的斜盘式压缩机的斜盘，其特征在于，对所述低摩 擦树脂覆盖层的衬底实施了喷丸处理。6.根据权利要求1 5中任一项所述的斜盘式压缩机的斜盘，其特征在于，所述圆盘状 钢板的原材料为SAPH440C。7.根据权利要求1 6中任一项所述的斜盘式压缩机的斜盘，其特征在于，形成所述 低摩擦树脂覆盖层的涂膜构成为，相对于涂膜，氟树脂占40 50重量％以及基体树脂占 45 55重量％，石墨占1 10重量％。8.根据权利要求1 6中任一项所述的斜盘式压缩机的斜盘，其特征在于，形成所述 低摩擦树脂覆盖层的涂膜构成为，相对于涂膜，氟树脂占40 50重量％以及石墨占1 10 重量％，其余部分为基体树脂和杂质。9.根据权利要求7或8所述的斜盘式压缩机的斜盘，其特征在于，所述氟树脂是聚四氟 乙烯树脂，所述基体树脂是聚酰胺-酰亚胺树脂，所述石墨是固定碳97. 5%以上的石墨。10.根据权利要求9所述的斜盘式压缩机的斜盘，其特征在于，所述石墨是固定碳 98. 5%以上的人造石墨。11.一种斜盘式压缩机，其特征在于，具备权利要求1 10中任一项所述的斜盘。12.根据权利要求11所述的斜盘式压缩机，其特征在于，斜盘和进行滑动的滑靴的表 面未形成润滑膜。全文摘要在形成斜盘式压缩机斜盘(3)的基板(3a)的表面上作为中间层没有形成由铜系或者铝系材料构成的喷镀层的情况下，就实现了斜盘基本的要求特性，即实现了利用润滑油的稳定的边界润滑状态。斜盘(3)的基板(3a)是由将经轧制的钢板冲压加工成圆盘状的圆盘状钢板所构成，对该圆盘状钢板的两个表面进行了研磨加工，从而在表面上不形成喷镀层也能充分确保含有耐烧伤性优异的氟树脂的树脂覆盖层(10)的附着力，以碳酸气体作为制冷剂的斜盘式压缩机中也能充分耐用。文档编号F04B27/08GK102037242SQ200980107130公开日2011年4月27日 申请日期2009年2月27日 优先权日2008年3月3日发明者冲芳郎, 谷川直成 申请人:Ntn株式会社