滑动构件及其制造方法 |
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| 申请号 | CN201280063347.X | 申请日 | 2012-11-16 | 公开(公告)号 | CN104011409B | 公开(公告)日 | 2016-12-07 |
| 申请人 | 大丰工业株式会社; | 发明人 | 野村论; 金光博; 八田政治; 正村贤生; | ||||
| 摘要 | 推 力 轴承 (1)配备有施加于基材(11)的表面的 树脂 涂层(12)。格子形排出槽(13)形成在 推力轴承 (1)的表面中，并且具有正方形等的形状的平面突起(14)形成在排出槽的相邻 位置 处。每个平面突起(14)的各个 角 部(14A)均被 倒角 成圆形。平面突起(14)的表面形成相对于 配对 构件滑动的滑动面(1B)。穿入配对构件与滑动面(1B)之间的诸如磨损颗粒之类的杂质(16)落入排出槽个角部(14A)倒角为圆形防止了杂质(16)积聚在排出槽(13)中，由此防止杂质(16)咬入平面突起(14)(滑动面(1B))中。(13)中，然后被排出到滑动面(1B)的外部。将各 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种滑动构件(1)，该滑动构件包括： |
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| 说明书全文 | 滑动构件及其制造方法技术领域背景技术[0002] 常规地，已公知安装在机动车辆中的涡旋压缩机，并且已经提出了改进涡旋压缩机的推力轴承的方案(例如，专利文献1至专利文献3)。即，在专利文献1中，沿周向延伸的多个环状槽和沿径向延伸的多个槽一起设置在推力轴承的滑动面上，并且与它们相邻地定位的平面突起被构造为受压面(参见专利文献1的图5)。 [0003] 而且，在专利文献2中，在由作为一对的固定侧推力轴承座圈和可动侧推力轴承座圈构成的推力轴承中，对固定侧推力轴承座圈的滑动面执行诸如DLC之类的硬质表面处理，并且在可动侧推力轴承座圈的滑动面上形成大量圆形突起(参见专利文献2的图4)。 [0005] 现有技术 [0006] 专利文献 [0007] 专利文献1：JP 4511412B [0008] 专利文献2：JP 4737141B [0009] 专利文献3：JP 3364016B 发明内容[0010] 要解决的问题 [0011] 顺便提及，目前需要提高机动车辆的燃料效率，由此也寻求针对涡旋压缩机在较差润滑条件下动力损失的降低。在涡旋压缩机中，推力轴承被固定到形成固定侧的中间壳体，推力轴承座圈被附接到形成可动侧的旋回叶片的端面，并且旋回叶片侧的推力轴承和推力轴承座圈随着旋回叶片的移动而滑动。已知涡旋压缩机在旋回叶片与驱动轴协作地摇摆时具有非常慢的周向速度。由此，对于涡旋压缩机，在旋回叶片摇摆时，难以在旋回叶片侧的推力轴承座圈与在推力轴承座圈上滑动的推力轴承的滑动面之间形成足够的油膜。具体地，在低压涡旋压缩机的情况下，存在的问题在于，因为沿轴向作用于旋回叶片上的较大压缩力被推力轴承的滑动面支撑，所以油膜不容易形成在滑动部上。 [0012] 在油膜不容易形成在推力轴承的滑动面上的状态下，推力轴承座圈与推力轴承之间的摩擦由此增大，并且损失发动机动力。鉴于此，在上述专利文献2和3中，树脂涂层被施加于推力轴承的表面。然而，在这种情况下，通过摩擦也产生了来自树脂的磨损颗粒，并且这些磨损颗粒可以穿到推力轴承座圈与推力轴承的滑动面之间并且刺入这些表面中。在这种情况下，存在的问题在于，阻碍了在推力轴承座圈与推力轴承的滑动面上形成油膜，并且位于推力轴承座圈的相对侧的旋回叶片的端面与和该端面相对的壳体之间的间隙被阻塞。 [0013] 解决技术问题的方案 [0014] 鉴于上述情况，根据本发明的第一方面，提供一种滑动构件，该滑动构件包括基材和施加于该基材的表面的树脂涂层，其中，在所述滑动构件的表面上形成格子形排出槽或具有角部的形状的排出槽，在与所述排出槽相邻的位置处形成多个平面突起，所述多个平面突起的表面被构成为相对于配对构件滑动的滑动面，所述平面突起的各个角部均被倒角成圆形，并且穿到所述滑动面与所述配对构件之间的杂质经由所述排出槽被排出到所述滑动面的外部。 [0015] 而且，根据本发明的第二方面，提供了根据第一方面的滑动构件，其中，所述滑动构件是涡旋压缩机的推力轴承或相对于所述推力轴承滑动的推力轴承座圈，并且所述排出槽兼用做供润滑油流通的润滑油通路。 [0016] 而且，根据本发明的第三方面，提供了根据第二方面的滑动构件，其中，所述格子形排出槽形成在所述推力轴承或所述推力轴承座圈的表面上，并且具有角部的正方形的所述平面突起形成在与所述排出槽相邻的位置处。 [0017] 而且，根据本发明的第四方面，提供了根据第二方面的滑动构件，其中，在所述推力轴承或所述推力轴承座圈的表面上形成沿径向延伸的多个直线状槽，形成与所述直线状槽交叉的至少一个环状槽，所述排出槽由所述多个直线状槽和所述环状槽构成，并且所述平面突起形成在与所述排出槽相邻的位置处。 [0018] 而且，根据本发明的第五方面，提供了根据第二方面的滑动构件，其中，在所述推力轴承或所述推力轴承座圈的表面沿周向的多个位置处形成V形槽，在该V形槽中，位于外侧的端部在外周部处开口，并且位于内侧的端部在内周部处开口，所述排出槽由多个所述V形槽构成，并且所述平面突起形成在与所述V形槽相邻的位置处。 [0019] 而且，根据本发明的第六方面，提供了一种用于制造根据第一方面至第五方面中任一方面所述的滑动构件的方法，所述方法包括以下步骤：在基材的表面上形成格子形排出槽或具有角部的形状的排出槽；以及随后在所述基材的整个表面区域上以均匀厚度形成树脂涂层，以形成所述排出槽和所述平面突起。 [0020] 而且，根据本发明的第七方面，提供了一种用于制造根据第一方面至第五方面中任一方面所述的滑动构件的方法，所述方法包括以下步骤：经由丝网印刷将树脂涂层形成到基材的平坦表面，并且仅利用所述树脂涂层形成所述排出槽和所述多个平面突起，其中，所述排出槽的底部由所述基材的露出的表面构成。 [0021] 而且，根据本发明的第八方面，提供了一种用于制造根据第一方面至第五方面中任一方面所述的滑动构件的方法，所述方法包括以下步骤：将树脂涂层施加于基材的平坦表面；跨过所述树脂涂层自身或所述树脂涂层和所述基材的内部来形成所述排出槽；以及形成所述平面突起。 [0022] 发明效果 [0023] 根据这种构造，因为滑动面由涂布有树脂的平面突起构成，所以可以减小滑动面与配对构件之间的接触阻力，从而可以降低因滑动构件与配对构件接触而引起的动力损失。而且，因为穿到滑动面与配对构件之间的杂质可以经由排出槽排出到滑动面的外部，所以可以防止杂质刺入滑动面中。因此，可以提供一种寿命长并能够减小动力损失的滑动构件。附图说明 [0024] 图1是示出本发明的实施方式的平面图。 [0025] 图2是图1的主要部分的放大图。 [0026] 图3是沿图1的III-III线的主要部分的剖视图。 [0027] 图4是图1的主要部分的放大图。 [0028] 图5是示出常规构造的主要部分的平面图。 [0029] 图6是示出本发明的实施方式的主要部分的剖视图。 [0030] 图7是示出本发明的实施方式的主要部分的剖视图。 [0031] 图8是示出本发明的实施方式的主要部分的剖视图。 [0032] 图9是示出本发明的实施方式的平面图。 [0033] 图10是示出本发明的另一个实施方式的平面图。 具体实施方式[0034] 在下文中，当针对例示性实施方式描述本发明时，图1至图4中的附图标记1表示涡旋压缩机的推力轴承。而且，如从专利文献1至专利文献3已知的，涡旋压缩机设置有中间壳体2，圆筒状外壳的内部相对于该中间壳体2沿轴向被分为一端和另一端。推力轴承1的背面1A被固定到中间壳体2在旋回叶片3侧的端面2A。 [0035] 环形推力轴承座圈4的里面4B被固定到旋回叶片3的背面3A，并且推力轴承座圈4的端面4A(滑动面)接近或接触推力轴承1的滑动面1B。 [0036] 如由图4中的白色粗箭头所示的，当旋回叶片3和推力轴承座圈4在图中未示出的旋转轴上摇摆时，在旋回叶片3上作用沿轴向的力(图3中的向下力)，从而使得与旋回叶片3一起协作地摇摆的推力轴承座圈4的端面4A(滑动面)和作为固定侧的推力轴承1的滑动面1B滑动。 [0037] 如图3的剖视图所示，本实施方式的推力轴承1由以预定厚度整体环形形成的基材11和施加于基材11的表面(与推力轴承座圈4相对的面)的树脂涂层12构成。 [0038] 由此已被施加有脂涂层12的推力轴承1具有形成在其整个表面上的格子形排出槽13。该格子形排出槽13由以纵横相同的间距形成的大量直线状槽13A构成。直线状槽13A的深度、宽度和截面形状被设定为全部相同。而且，每个直线状槽13A在纵向上的一个端部13B在推力轴承1的外周部1C或内周部1D处开口。 [0039] 格子形排出槽13的内部空间充当用于排出诸如磨损颗粒之类的杂质16的排出通路，并且还充当供润滑油流通的润滑油通路。 [0040] 在本实施方式的推力轴承1中，由于形成了格子形排出槽13，所以形成了具有角部的正方形的大量平面突起14。平面突起14的每个角部14A被倒角为圆形。换言之，形成纵横的直线状槽13A的交叉点的角部14A都被倒角为圆形(参见图2)。而且，如图3所示，一个角部14A与邻接角部14A之间的每个直边14B都被形成为相对于直线状槽13A的平坦底部倾斜15度至90度的倾斜面。换言之，角部14A和直线状槽13A具有开口侧比底部宽的倒梯形截面形状。 [0041] 要注意的是，在将每个角部14A都倒角成圆形时的半径R被设定为大于0.2mm，并且一条边14B的长度L被设定为大于1.0mm。 [0042] 具有如上所述的构造的本实施方式的推力轴承1通过如下的制造过程来制造。即，首先，制造设置有预定厚度的环形基材11。例如，将铁基材料、铝基材料或铜基材料用作基材11的材料。接着，通过在基材11的整个表面(推力轴承座圈4侧的端面)区域上以预定间距进行的切割加工来形成相同深度的纵横的直线状槽13A，因此在基材11的表面上形成格子形排出槽13和与其相邻位置处的大量平面突起14。在切割加工时，如上所述，将平面突起14的各个角部14A倒角为圆形。 [0043] 随后，将树脂涂层12以相同厚度施加在基材11的整个表面区域上(参见图3)，其中在该表面区域上，形成有格子形排出槽13和大量平面突起14。可以使用诸如以下的材料和制造过程来形成树脂涂层12。即，作为树脂涂层12，硬颗粒可以与固体润滑剂混合，使用热固性树脂作为粘合剂。作为固体润滑剂，可以使用MoS2、PTFE、Gr、WS2、h-BN、CF、氟基树脂等，并且可以混合这些材料中的一种或多种。而且，作为硬颗粒，可以使用氧化物(氧化铝、二氧化硅)、氮化物(SiN)、碳化物(SiC)、硫化物(ZnS)等，并且可以混合这些材料中的一种或多种。而且，作为被用作粘合剂的硬热固性树脂，可以使用PI、PAI等，并且可以混合这些材料中的一种或多种。要注意的是，如果需要，可以省略硬颗粒，并且可以使用仅热固性树脂和固体润滑剂的组合。而且，作为用于制造树脂涂层的工艺，可以使用辊式涂布、喷涂、旋涂或移印。 [0044] 而且，虽然如上所述通过在基材11的表面中切割纵横的直线状槽并且随后施加树脂涂层12来形成推力轴承1的格子形排出槽13和平面突起14，但是也可以如下通过切割加工之外的过程来形成格子形排出槽13和平面突起14。即，可以通过蚀刻加工或压制加工而不是切割加工来在基材11的表面上形成格子形排出槽13，并且随后类似于上述实施方式，可以将相同厚度的树脂涂层12施加于基材11的表面。 [0045] 而且，如图6所示，树脂涂层12通过丝网印刷等以与格子形排出槽13的深度相同的厚度形成在基材11的平坦表面(上表面)上。通过形成该树脂涂层12，在形成格子形排出槽13的同时也形成平面突起14。而且，平面突起14的各个角部14A还被倒角为圆形。在本实施方式中，采用了使作为格子形排出槽13的底部的基材11的表面露出的构造。 [0046] 而且，如图7所示，树脂涂层12可以通过丝网印刷等以比格子形排出槽13的深度大的厚度形成在基材11的整个平坦表面区域上，并且可以随之一起形成格子形排出槽13和平面突起14可。在图7的实施方式中，树脂涂层12形成为包括格子形排出槽13的底部。换言之，采用了不使基材11的表面露出的构造。 [0047] 而且，如图8所示，树脂涂层12可以以相同厚度被丝网印刷在基材11的整个平坦表面区域上，并且随后，可以通过如此的切割加工来形成格子形排出槽13，即：穿过树脂涂层12并且切割到基材11的表面之下的内部。在本实施方式中，将使基材11露出，从而作为格子形排出槽13的底部。推力轴承1可以由如上所述的制造过程来制造。 [0048] 借助具有上述构造的本实施方式的推力轴承1，可以获得以下作用和效果。即，因为推力轴承1设置有格子形排出槽13，所以润滑油经由充当润滑油通路的排出槽13流通，并且以均匀的方式快速地供应至滑动面1B。由此，在滑动面1B上快速地形成油膜。 [0049] 而且，因为通过包括树脂涂层12的平面突起14的表面来形成滑动面1B，所以可以减小滑动面1B在相对于推力轴承座圈4的端面4A滑动时的接触阻力。而且，滑动面1B具有良好的润滑油保持性。由此，可以减小推力轴承座圈4与推力轴承1接触时的接触阻力和滑动阻力。由此可以减小涡旋压缩机中的动力损失，从而使得能够提高机动车辆的燃料效率。 [0050] 而且，因为格子形排出槽13存在于推力轴承1的表面中，所以如图2所示，在诸如磨损颗粒之类的细小杂质16穿入到滑动面1B中的情况下，这些杂质落入格子形排出槽13中并且从内周部1D或外周部1C排出到滑动面1B的外部。更具体地，如图4所示，旋回叶片3和推力轴承座圈4以圆弧状方式摇摆，从而与排出槽13的纵横的直线状槽13A倾斜地交叉。由此，诸如磨损颗粒之类的杂质16随着推力轴承座圈4的摇摆而落入格子形排出槽13中，并且随后穿过这些槽而朝向内周部1D或外周部1C移动。这里，因为构成直线状槽13A的交叉点的角部14A全部被倒角成圆形，所以诸如磨损颗粒之类的杂质16不会被捕获在角部14A上并积聚(参见图2)。而且，随着推力轴承座圈4的摇摆已经部分地进入格子形排出槽13的杂质16将被直线状的边14B和移动使得与边14B的交叉点相对移位的推力轴承座圈4的端面4A磨损。 换言之，诸如磨损颗粒之类的杂质16通过平面突起14的边14B的边缘而被分裂成小颗粒，并且分裂后的杂质16落入排出槽13中并且从内周部1D或外周部1C排出。因此，借助本实施方式的止推轴1，可以有利地防止诸如磨损颗粒之类的杂质16刺入由平面突起14的表面构成的滑动面1B中。由此，可以提供寿命长的推力轴承1。 [0051] 与如上所述的实施方式相比，在图5(专利文献1的图5)所示的常规构造的情况下，在推力轴承的表面上形成环状槽和多个直线状槽，但是形成槽的交叉点的角部是直角。由此，借助该常规构造，已被提出具有以下问题：诸如磨损颗粒之类的杂质旨在积聚在交叉点的角部的位置处，并且由此积聚的杂质最终刺入滑动面中，从而损坏了滑动面。 [0052] 接着，在上述实施方式中，虽然格子形排出槽13形成在推力轴承1的表面上，但是除了格子形之外的具有角部的形状的槽可以形成在推力轴承1的表面上并且用作排出槽13。即，在图9中，在推力轴承1的表面上形成沿周向每45度在径向上延伸的直线状槽13A，并且形成一个环状槽13C，而与直线状槽13A交叉。排出槽13由直线状槽13A和环状槽13C构成。 其余构造与图1至图4中所示的第一实施方式相同。在图9所示的实施方式中，直线状槽13A的端13B在内周部1D或外周部1C处开口。多个扇形平面突起14紧邻排出槽13形成，并且平面突起14的表面构成滑动面1B。而且，与上述实施方式类似，位于环状槽13C和直线状槽13A的交叉点处的角部14A都被倒角为圆形。其余构造与第一实施方式相同，并且与第一实施方式对应的构件被赋予相同的构件编号。 [0053] 另外，在图10中，V形槽18沿周向以规则间隔形成在推力轴承1的表面上，其中端18B在内周部1D或外周部1C处开口。排出槽13由这些V形槽18构成。而且，邻接V形槽18的相邻部分充当平面突起14，并且该平面突起14的表面构成滑动面1B。V形槽18在中间弯曲的角部18A(对置部分的角部)被倒角为圆形。其余构造与第一实施方式相同。 [0054] 即使在推力轴承1设置有具有如图9和图10所示的角部的形状的排出槽13的情况下，也可以获得与第一实施方式相同的作用和效果。 [0055] 要注意的是，在上述实施方式中，虽然树脂涂层12被施加于基材11的表面并且形成排出槽13和平面突起14，但是可以在基材11与树脂涂层12之间形成中间层。换言之，可以采用以下构造，其中，在基材11的表面上形成中间层，树脂涂层12被施加于中间层的表面，并且因此形成上述排出槽13和平面突起14。作为在这种情况下的中间层，可以采用烧结铜层、喷涂铜层或喷涂铜铝层。 [0056] 而且，虽然上述实施方式中描述了本发明应用于被固定到中间壳体2的推力轴承1的情况，但是本发明还可以应用于充当配对构件的推力轴承座圈4的端面4A。而且，本发明还可以应用于构造为省略推力轴承1的中间壳体2的端面2A。在这种情况下，端面2A充当基材，并且树脂涂层12施加到该端面2A。另选地，本发明可以应用于构造为省略推力轴承座圈4的旋回叶片3的背面3A。在这种情况下，旋回叶片3的背面3A充当基材，并且树脂涂层12施加到该背面3A。 [0058] 附图标记列表 [0059] 1：推力轴承(滑动构件) 1B：滑动面 [0060] 1C：外周部 1D：内周部 [0061] 4：推力轴承座圈(滑动构件) 11：基材 [0062] 12：树脂涂层 13：排出槽 [0063] 14：平面突起 14A：角部 |
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