内啮合齿轮泵的制作方法

文档序号:15579177发布日期:2018-09-29 06:25

技术领域

本发明涉及对油、水、药液等液体进行加压输送的内啮合齿轮泵(余摆线泵)。



背景技术:

内啮合齿轮泵(余摆线泵)是这样的泵,该泵在壳体内以密闭的状态收容有具有余摆线齿形的外转子以及内转子,并以如下方式起作用:随着驱动轴的旋转,固定于驱动轴的内转子和外转子旋转,吸入液体并将液体喷出。例如专利文献1~3提出了这种泵。

基于图11以及图12表示以往的内啮合齿轮泵的一个例子。图11表示以往的内啮合齿轮泵的组装立体图,图12的(a)表示图11的内啮合齿轮泵的剖视图,图12的(b)表示另一形态的内啮合齿轮泵的剖视图。如图11所示,该泵21以在具有多个内齿的环状的外转子22内收容具有多个外齿的内转子23而成的余摆线式组件24为主体。该余摆线式组件24自由旋转地收容于形成在带凸缘的圆柱状的壳体25的圆形的余摆线式组件收容凹部25a。在壳体25上固定有用于封堵余摆线式组件收容凹部25a的盖26。如图12(a)所示,壳体25和盖26由螺钉30紧固固定于设备主体的固定板28。壳体25与盖26之间的接触面是机械加工面,被面密封。

余摆线式组件24构成为,内转子23以内转子23的外齿与外转子22的内齿啮合、且偏心的状态自由旋转地收容在外转子22内。在各转子彼此接触的分隔点之间,与余摆线式组件24的旋转方向相应地形成有吸入侧的容积室以及喷出侧的容积室。由未图示的马达等驱动源驱动而旋转的驱动轴31(在图11中省略)贯通于内转子23的轴心而被固定。轴承32被压入盖26中,对驱动轴31进行支承。在驱动轴31旋转而内转子23旋转时,外齿与外转子22的内齿啮合从而使外转子22向同一方向牵连转动,液体从吸入口被吸入到因该旋转而容积增大并变成负压的吸入侧容积室。该吸入侧容积室因余摆线式组件24旋转而容积减少并变成内压上升的喷出侧容积室,因此,所吸入的液体向喷出口喷出。

轴承32可使用滚动轴承、金属衬套(铜、锡、铅等的合金)或缠绕有聚四氟乙烯(以下记作PTFE)树脂的衬套等滑动轴承。其中,大多使用廉价的滑动轴承。在将滑动轴承压入盖26时,在压入前通过机械加工对盖26的轴承压入部进行精加工。而且,为了管理与驱动轴31之间的间隙,在压入后对滑动轴承的内径进行机械加工。

在与吸入侧容积室连通的吸入口,根据需要设置有从壳体25伸出的液体吸入喷嘴27(图12的(b))。在吸入口路径的包含该喷嘴27在内的、直到吸入侧容积室为止的任意部位上,安装有用于去除所吸入的液体中的异物的金属制或树脂制的网格过滤器29。网格过滤器29被点焊固定、或被以C形环等物理固定。另外,网格过滤器29、液体吸入喷嘴27夹着橡胶衬垫而在确保密封性的同时进行安装。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第4215160号

专利文献2:日本专利第4726116号

专利文献3:日本专利第2611371号



技术实现要素:

发明所要解决的问题

在此,供轴承32压入的盖26可使用通过压铸铝法等成形而成的铝的铸件或铸铁的铸件、或者烧结金属件。在压入时需要对过盈量进行管理,从而防止轴承32在使用过程中脱出。铝的铸件或铸铁的铸件的尺寸精度较低,因此,难以不对盖中的压入部进行机械加工就使用。

若为了省略加工而增大过盈量,则存在由于压入力增大而引起盖或轴承变形、功能降低的情况。另外,存在当压入时轴承、盖挤裂,并由其切屑引起滑动部的烧伤等不良问题的情况。例如,在切屑咬入到涡旋型压缩机的滑动部(叶端密封、涡旋构件、推力轴承、径向轴承)的情况下,有可能促进各构件的磨损,导致耐久性的降低、耗电的上升、冷冻能力的降低。尤其是,在以二氧化碳为制冷剂的涡旋型压缩机中,作为喷出压力,压力为8MPa以上,并且根据情况的不同有时为10MPa以上,因此,即使是微量的碎屑(磨损粉末),也容易引起叶端密封、铝合金制的涡旋构件等的磨损。

另外,盖26即使是烧结金属件,尺寸精度也不充分,无法省略机械加工。烧结金属是脆的,因此在增大过盈量时存在盖产生裂纹的风险。这样,需要机械加工,因而成为成本升高的主要原因。

轴承32在所加压输送的油、水、药液等液体的润滑下使用,但根据不同的使用环境、外部主要原因(例如,暂时没有加压输送的液体的情况)而存在以接近没有润滑的状态使用的情况。例如,在空调等压缩机中,也存在每年反复进行半年~1年间完全没有运转的状态下的再起动的事例。在以接近没有润滑的状态使用的情况下,金属衬套会提前烧伤。缠绕有PTFE树脂的衬套是在作为背衬的钢板上形成有铜锡合金粉末层、在该铜锡合金粉末层之上形成有PTFE树脂层(厚度几十μm)的结构,最表层的PTFE树脂层具有润滑性,因此不会提前烧伤。不过,由于对缠绕有PTFE树脂的衬套的内径进行机械加工,因而铜锡合金粉末层会局部地暴露。由于缠绕有PTFE树脂的衬套的铜锡合金粉末层的偏差以及PTFE树脂层的偏差、内径加工时的尺寸,铜锡合金粉末层的暴露比例发生变化,烧伤特性产生偏差。而且,由于压入前的轴承压入部加工、压入后的滑动轴承内径加工的错位,存在在轴承内产生暴露比例极高的部位的情况。缠绕有PTFE树脂的衬套不是单一材料,因此,存在上述的问题。

本发明是为了应对这样的问题而做成的,目的在于提供如下的一种内啮合齿轮泵,所述内啮合齿轮泵能够削减机械加工工序并以低成本制造,并且一体地设置有耐烧伤性稳定成较高的滑动轴承部。

用于解决课题的方案

本发明的内啮合齿轮泵具有余摆线式组件,该余摆线式组件构成为,具有多个外齿的内转子以所述外齿与内齿啮合、且偏心的状态自由旋转地收容在具有多个所述内齿的外转子内,在所述内齿与所述外齿之间形成将液体吸入的吸入侧容积室和将吸入到该吸入侧容积室的液体喷出的喷出侧容积室,所述内啮合齿轮泵的特征在于,

具有:驱动轴,其固定于所述内转子;壳体,其形成有收容所述余摆线式组件的凹部;以及盖,其对该壳体的所述凹部进行封堵,

在从所述盖以及所述壳体中选出的至少一个构件上,具有自由旋转地支承所述驱动轴的滑动轴承部,

该滑动轴承部通过对热塑性树脂组合物进行注塑成形而形成在所述构件上,在所述滑动轴承部的表面具有(1)凹坑或凸起、或者(2)未与所述驱动轴的贯通孔连通的润滑槽

本发明的内啮合齿轮泵具有余摆线式组件,该余摆线式组件构成为,具有多个外齿的内转子以所述外齿与内齿啮合、且偏心的状态自由旋转地收容在具有多个所述内齿的外转子内,在所述内齿与所述外齿之间形成将液体吸入的吸入侧容积室和将吸入到该吸入侧容积室的液体喷出的喷出侧容积室,所述内啮合齿轮泵的特征在于,

具有:驱动轴,其固定于所述内转子;壳体,其形成有收容所述余摆线式组件的凹部;以及盖,其对该壳体的所述凹部进行封堵,

在从所述盖以及所述壳体中选出的至少一个构件上,具有自由旋转地支承所述驱动轴的滑动轴承部,该滑动轴承部通过对热塑性树脂组合物进行注塑成形而形成在所述构件上。

其特征在于,在具有所述滑动轴承部的所述构件中,形成该滑动轴承部的部位由烧结金属体构成。

其特征在于,所述滑动轴承部具有径向轴承部以及推力轴承部,所述推力轴承部位于所述径向轴承部的内径侧。

其特征在于,在所述推力轴承部的所述驱动轴的推力支承面上具有连通到该支承面的所述驱动轴的贯通孔的润滑槽。

其特征在于,所述热塑性树脂组合物是向聚醚醚酮树脂中掺合碳纤维以及聚四氟乙烯树脂而成的组合物。

其特征在于,所述内啮合齿轮泵是用于向涡旋型压缩机的滑动部供给所述液体的泵。

发明效果

在本发明的内啮合齿轮泵中,在形成有收容余摆线式组件的凹部的壳体、以及对该壳体的凹部进行封堵的盖中的至少一个构件上,具有自由旋转地支承驱动轴的滑动轴承部,该滑动轴承部通过对热塑性树脂组合物进行注塑成形而形成于上述构件,因此,无需对盖、壳体上的轴承形成部进行机械加工,能够以低于压入分体形成的滑动轴承的成本制造。另外,滑动轴承部不具有背衬、烧结层等,由热塑性树脂组合物这单一材料构成,因此,耐烧伤性稳定地变高。

在具有上述滑动轴承部的构件中,形成该滑动轴承部的部位由烧结金属体构成,因此,利用烧结金属表面的凹凸的锚固效果来提高与注塑成形的树脂组合物之间的密合力。

上述滑动轴承部具有径向轴承部以及推力轴承部,推力轴承部位于径向轴承部的内径侧,因此,该滑动轴承部成为低转矩、低磨损。另外,滑动轴承部通过注塑成形形成,因此,能够容易地形成可承受这样的径向载荷和推力载荷这两者的形状的轴承。

在上述推力轴承部的驱动轴的推力支承面上具有连通到该支承面的驱动轴的贯通孔的润滑槽,因此,容易将油等从驱动轴与轴承部之间的间隙向该支承面导入,能够设为更低转矩、更低磨损。而且,在该推力轴承部位于径向轴承部的内径侧的结构中形成上述润滑槽,因此,也能够防止油等向外部泄漏。

上述热塑性树脂组合物是向PEEK树脂中掺合碳纤维以及PTFE树脂而成的组合物,因此,具有优异的耐热性、耐油、耐化学品性、耐蠕变性、耐载荷性、耐磨性、低摩擦特性,能够形成为长寿命且耐烧伤性优异的轴承一体的泵。

通过以上那样的做法,本发明的内啮合齿轮泵能够适合用作用于向空调用涡旋型压缩机的滑动部供给液体的泵。

附图说明

图1是表示本发明的内啮合齿轮泵的一个例子的组装立体图。

图2是表示本发明的内啮合齿轮泵的一个例子的轴向剖视图。

图3是表示形成有径向轴承部的盖的一个例子的图。

图4是表示形成有径向轴承部和推力轴承部的盖的另一例子的图。

图5是表示形成有推力轴承部的盖的一个例子的图。

图6是表示形成有推力轴承部的盖的另一例子的图。

图7是表示具有形成有润滑槽的滑动轴承部的盖的例子的图。

图8是使用图7的盖的内啮合齿轮泵的轴向剖视图。

图9是表示本发明的内啮合齿轮泵的另一例子的轴向剖视图。

图10是表示本发明的内啮合齿轮泵的又一例子的轴向剖视图。

图11是以往的内啮合齿轮泵的组装立体图。

图12是以往的内啮合齿轮泵的轴向剖视图。

具体实施方式

基于图1以及图2说明本发明的内啮合齿轮泵的一实施方式。图1表示内啮合齿轮泵的组装立体图,图2表示内啮合齿轮泵的轴向剖视图。如图1以及图2所示,内啮合齿轮泵1包括:余摆线式组件4,其是在环状的外转子2内收容内转子3而形成的;壳体5,其形成有用于自由旋转地收容该余摆线式组件4的圆形的凹部(余摆线式组件收容凹部)5a;盖6,其对壳体5的余摆线式组件收容凹部5a进行封堵。盖6是与壳体5的余摆线式组件收容凹部5a所开口的上表面的外形一致的形状。如图2所示,壳体5和盖6利用固定螺钉8紧固固定于设备主体的固定板10。另外,在内转子3的旋转中心具有同轴地固定的驱动轴9。

内转子3的外齿的数量比外转子2的内齿的数量少1个,内转子3以上述外齿与上述内齿内接并与上述内齿啮合的偏心的状态收容在外转子2内。在各转子彼此接触的分隔点之间,与余摆线式组件4的旋转方向相应地形成吸入侧的容积室以及喷出侧的容积室。在壳体5的余摆线式组件收容凹部5a的底面5b形成有与吸入侧的容积室连通的吸入口和与喷出侧的容积室连通的喷出口。此外,与吸入侧容积室连通的吸入口和与喷出侧容积室连通的喷出口形成于壳体5、盖6、驱动轴9中的任一者即可。

在该内啮合齿轮泵1中,液体从吸入口被吸入到因余摆线式组件4在驱动轴9的作用下的旋转而容积增大并变成负压的吸入侧容积室。该吸入侧容积室由于余摆线式组件4旋转而容积减少并变成内压上升的喷出侧容积室,所吸入的液体从该喷出侧容积室向喷出口喷出。上述的泵作用利用余摆线式组件4的旋转而连续地进行,液体被连续地加压输送。而且,由于利用所吸入的液体使各容积室的密闭性提高的液体密封效果,在各容积室间产生的压差变大,可获得较大的泵作用。

以上内容是本发明的内啮合齿轮泵的基本结构以及作用,本发明的内啮合齿轮泵的主要特征在于,对热塑性树脂组合物进行注塑成形(嵌入成形)而在盖6和/或壳体5上形成滑动轴承部11。

在图1以及图2所示的例子中,驱动轴9被直接注塑成形于盖6的滑动轴承部11自由旋转地支承。滑动轴承部11具有承受由驱动轴9产生的径向载荷的圆筒状的径向轴承部11b和承受推力载荷的圆盘状的推力轴承部11a这两者。推力轴承部11a呈凸缘部状设于径向轴承部11b的端部外径侧。推力轴承部11a在其中央部具有驱动轴9的贯通孔。如图2所示,该驱动轴9是具有主体部、以及直径小于该主体部的直径的顶端部的台阶状的轴,该顶端部被固定于内转子3。滑动轴承部11利用推力轴承部11a的支承面对驱动轴9的台阶面进行支承,利用径向轴承部11b的支承面对驱动轴9的顶端部外径面进行支承。在该图2中,推力轴承部11a是对驱动轴的整个台阶面进行支承的形状,但并不限定于此,也可以设为对台阶面的一部分进行支承的形状。

在图3~图6中示出滑动轴承部的其他例子。图3~图6是仅表示盖的轴向剖视图。图3所示的盖6仅具有承受由驱动轴产生的径向载荷的圆筒状的径向轴承部11b,没有推力轴承部。在无需对驱动轴的推力载荷进行支承的泵、以除了该轴承以外的部分承受推力载荷的构造的情况下,或者是因载荷轻而能够利用盖部件直接承受推力载荷的情况下,能够设为这样的形态的滑动轴承部。

图4所示的盖6具有承受由驱动轴产生的径向载荷的圆筒状的径向轴承部11b和承受推力载荷的圆盘状的推力轴承部11a这两者,推力轴承部11a位于径向轴承部11b的内径侧。另外,推力轴承部11a设于径向轴承部11b的下端部(余摆线式组件侧)。

图5以及图6所示的盖6仅具有承受由驱动轴产生的推力载荷的圆盘状的推力轴承部11a,没有径向轴承部。在无需对驱动轴的径向载荷进行支承的泵、以除了该轴承以外的部分承受径向载荷的构造的情况下,能够设为这样的形态的滑动轴承部。在图6中,在推力轴承部11a的外侧整周具有相对于推力轴承面突出的突出部6b。通过设置突出部6b,推力轴承面在进行加压输送的贮油器中滑动,因此,摩擦低并能够提高断油时的耐烧伤性。

滑动轴承部是通过注塑成形而形成的,因此,能够容易地在其表面形成流体动压槽、润滑槽、凹坑或凸起。通过注塑成形时的模具转印形成所需的表面形状、花样,因此,能够进行自由度较高的产品设计。能够根据位置容易地改变槽等的深度、宽度。通过机械加工形成动压槽、润滑槽的生产率较差,成本升高,并不现实。流体动压槽、润滑槽、凹坑或凸起的形状、位置没有特别限定。在油、水、药液等的润滑下,通过设置流体动压槽,能够产生动压而降低摩擦系数。另外,通过进行流体润滑来减轻摩擦剪切力,能够将润滑槽、凹坑或凸起设为低摩擦、低磨损。流体动压槽、润滑槽、凹坑或凸起也起到贮油器的作用,因此,能够提高断油时的耐烧伤性。

在图7中示出形成有润滑槽的滑动轴承部的例子。图7是仅表示盖的俯视图(上图)以及轴向剖视图(下图)。图7所示的盖6与图4所示的盖是同样的形状,具有承受由驱动轴产生的径向载荷的圆筒状的径向轴承部11b和承受推力载荷的圆盘状的推力轴承部11a这两者,推力轴承部11a位于径向轴承部11b的内径侧。在该盖6中,还在推力轴承部11a的表面(驱动轴支承面)形成有润滑槽11c以及在径向轴承部11b的表面(驱动轴支承面)形成有润滑槽11d。

径向轴承部11b的润滑槽11d是沿着轴向延伸的直线状的凹部,沿着周向以等间隔(90°间隔)设置有4个。润滑槽11d不是贯通的,也不与推力轴承部11a的润滑槽11c连续,因此,也起到贮油器的作用。另外,推力轴承部11a的润滑槽11c连通到盖6的驱动轴的贯通孔6a。润滑槽11c分别形成为L字状,润滑槽11c使其一端与贯通孔6a连通的同时在该贯通孔6a的周围呈同心圆状配置有多个。此外,润滑槽11c的形状并不限定于该图7所示的形状。在利用余摆线式组件加压输送油等时,油从驱动轴和盖贯通孔之间的间隙泄漏。将该油保持于润滑槽11c中来降低由推力载荷导致的摩擦转矩。而且,也能够在推力轴承部11a的表面设置凹状坑、设置贮油器。

在图8中示出使用了图7的盖的内啮合齿轮泵的轴向剖视图。除了盖6的结构以外,与图2所示的内啮合齿轮泵是同样的结构。该内啮合齿轮泵1将推力轴承部11a设于径向轴承部11b的内径侧,因此,旋转半径变小,摩擦转矩变小。而且,具有上述润滑槽,因此,能够有效地利用从驱动轴9和盖6的贯通孔之间的间隙泄漏的油,润滑状态优异,滑动轴承部也起到密封效果(抑制向轴承部外部的泄漏)。因此,耐烧伤性稳定地提高,寿命延长。

在图9以及图10中示出在壳体形成有滑动轴承部的例子。图9以及图10是内啮合齿轮泵的轴向剖视图。如图9所示,该内啮合齿轮泵1在壳体5形成有滑动轴承部11。壳体5具有承受由驱动轴9产生的径向载荷的圆筒状的径向轴承部11b和承受推力载荷的圆盘状的推力轴承部11a这两者,推力轴承部11a位于径向轴承部11b的内径侧。该情况也能够设为图3~图7所例示的滑动轴承部的形态,能够获得与在盖侧形成有滑动轴承部的情况同样的效果。另外,在图10中,在与图9同样的结构中,将壳体5设为烧结构件5c和树脂构件5d的复合件,在烧结构件5c形成滑动轴承部11。

形成滑动轴承部的热塑性树脂组合物是以能够注塑成形的合成树脂为基础树脂的组合物。作为该基础树脂,可列举出例如热塑性聚酰亚胺(以下记作PI)树脂、聚醚酮树脂、PEEK树脂、聚苯硫醚(以下记作PPS)树脂、聚酰胺酰亚胺(以下记作PAI)树脂、聚酰胺树脂(以下记作PA)等。上述各树脂既可以单独使用,也可以是混合两种以上的上述各树脂而成的聚合物合金。

PPS树脂是具有苯环在对位通过硫键连结而成的聚合物构造的结晶性的热塑性树脂。PPS树脂具有极高的刚性、优异的耐热性、尺寸稳定性、耐磨性、滑动特性等。PPS树脂根据其分子构造而存在交联型、半交联型、直链型、支链型等等类型,但作为能够在本发明中使用的PPS树脂的市面产品,可列举出东曹株式会社(東ソー社)制的#160、B-063、DIC株式会社制的T4AG、LR-2G等。

PEEK树脂是具有苯环在对位通过醚键与羰基连结而成的聚合物构造的结晶性的热塑性树脂。PEEK树脂除了具有优异的耐热性、耐蠕变性、耐载荷性、耐磨性、滑动特性等之外,还具有优异的成形性。作为能够在本发明中使用的PEEK树脂的市面产品,可列举出例如威格斯公司(ビクトレックス社)制的PEEK(90P、150P、380P、450P等)、苏威高性能塑料公司(ソルベイアドバンストポリマーズ社)制的KetaSpire(KT-820P、KT-880P等)、大赛璐德固赛公司(ダイセルデグサ社)制的VESTAKEEP(1000G、2000G、3000G、4000G等)等。

作为能够在本发明中使用的PA树脂,可列举出聚酰胺6(PA6)树脂、聚酰胺6-6(PA66)树脂、聚酰胺6-10(PA610)树脂、聚酰胺6-12(PA612)树脂、聚酰胺4-6(PA46)树脂、聚酰胺9-T(PA9T)树脂、改性PA9T树脂、聚酰胺6-T(PA6T)树脂、改性PA6T树脂、聚己二酰己二胺(聚酰胺MXD-6)树脂等。此外,在各聚酰胺树脂中,数字表示酰胺键间的碳数,T表示苯二甲酸残基。

作为能够在本发明中使用的热塑性PI树脂的市面产品可列举出三井化学株式会社制的AURUM、作为PAI树脂的市面产品可列举出苏威特种聚合物公司(ソルベイスペシャルティポリマーズ社)制的托朗(TORLON)等。

为了用于本发明的内啮合齿轮泵的滑动轴承部,优选使用相对于所加压输送的油、水、药液等液体具有耐性的、由于吸水、吸油所产生的尺寸变化较小的基础树脂。另外,在涡旋型压缩机中,优选使用150℃以上的耐热性树脂。作为这样的耐化学品性、耐热性、尺寸稳定性、耐磨性优异的树脂,在上述树脂中优选PEEK树脂、PPS树脂。而且,其中,由于成形体的耐蠕变性、耐载荷性、耐磨性等优异,特别优选使用PEEK树脂。

优选向形成滑动轴承部的热塑性树脂组合物掺合掺合剂。例如,为了高强度化、高弹性化、高尺寸精度化,能够掺合玻璃纤维、碳纤维、须晶、云母、滑石等加强剂;为了赋予耐磨性、去除注塑成形收缩的各向异性,能够掺合矿物质、碳酸钙、玻璃珠等无机填充剂(粉末、粒子状);为了赋予润滑性,能够掺合石墨、PTFE树脂等固体润滑剂。

优选单独或适当地组合使用对赋予高强度化、高弹性化、高尺寸精度化、耐磨性有效的玻璃纤维、碳纤维、或无机填充剂。尤其是,碳纤维对高强度化、高弹性化、高尺寸精度化是有用的,在所加压输送的油、水、药液等润滑下的摩擦磨损特性优异。

由于也存在所加压输送的油、水、药液等的润滑状态较差的情况,因此优选掺合石墨、PTFE树脂等固体润滑剂。尤其是,优选即使是像在空调等的压缩机中间隔一段时间而再次起动的情况那样滑动面的润滑不足的情况下也能实现低摩擦化且防止烧伤的PTFE树脂。

在本发明中,特别优选使用以PEEK树脂为基础树脂、向其中掺合碳纤维和PTFE树脂而成的热塑性树脂组合物。优选如下树脂组合物:碳纤维的配比是5~30体积%,PTFE树脂的配比是1~30体积%,剩余部分是PEEK树脂。通过该构成获得的滑动轴承部的耐油性、耐化学品性优异,即使在压缩机等超过120℃的高温气氛下使用,摩擦磨损特性也优异,在润滑不足的情况下也难以烧伤。

碳纤维也可以是按照原材料分类的沥青类或PAN(聚丙烯腈)类中的任一种,优选具有高弹性模量的PAN类碳纤维。其烧结温度没有特别限定,但与以2000℃或2000℃以上的高温进行烧结而石墨(黑铅)化而成的碳纤维相比,优选在高PV下也使作为对象材料的金属制的驱动轴难以磨损损伤的、以1000~1500℃左右烧结而成的碳化品的碳纤维。碳纤维的平均纤维直径是20μm以下,优选是5~15μm。在超过所述范围的较粗的碳纤维中,产生极压,因此,耐载荷性的促进效果不足,驱动轴的磨损损伤变大,因此,并不优选。

碳纤维也可以是短纤维、磨碎纤维中的任一种,但在以薄壁成形滑动轴承部的情况下,优选纤维长度小于1mm的磨碎纤维。优选碳纤维的平均纤维长度是0.02~0.2mm。小于0.02mm时,无法获得充分的加强效果,因此,耐蠕变性、耐磨性较差。在超过0.2mm的情况下,纤维长度相对于树脂厚度的比率变大,因此,薄壁成形性较差。尤其是,在以树脂厚度为0.1~0.7mm左右的薄壁进行注塑成形的情况下,若纤维长度超过0.2mm,则阻碍薄壁成形性。为了进一步提高薄壁成形的稳定性,优选平均纤维长度为0.02~0.2mm。

作为能够在本发明中使用的碳纤维的市面产品,作为沥青类,可列举出株式会社吴羽(クレハ社)制的短纤维KRECA milled fibers(M101S、M101F、M101T、M107S、M1007S、M201S、M207S)、大阪燃气化学公司(大阪ガスケミカル社)制的ドナカーボ·ミルド(S241、S244、SG241、SG244),作为PAN类,可列举出东邦特耐克丝株式会社(Toho Tenax Co.,Ltd)制的Tenax HTA-CMF0160-0H、CMF0070-0H等。

作为PTFE树脂,能够使用以-(CF2-CF2)n-表示的一般的PTFE树脂,另外,能够使用向一般的PTFE树脂导入全氟烷基醚基(-CpF2p-O-)(p是1-4的整数)或者多氟烷基(H(CF2)q-)(q是1-20的整数)等而成的改性PTFE树脂。这些PTFE树脂以及改性PTFE树脂也可以是采用获得一般的成形粉的悬浮聚合法、获得细粉的乳液聚合法中任一个方法而获得的树脂。

PTFE树脂粉末的平均粒径(基于激光分析法的测定值)没有特别限定,但出于稳定的低摩擦特性、耐磨性考虑,优选设为20μm以下。作为PTFE树脂粉末,能够使用将PTFE树脂加热到其熔点以上来进行烧结而成的粉末。另外,也能够使用对加热烧结后的粉末进一步照射γ射线或电子射线等而成的粉末。这些PTFE树脂粉末与没有进行加热烧结等的PTFE树脂(成形粉、细粉)相比较,耐磨特性较优异。

作为能够在本发明中使用的PTFE树脂的市面产品,可列举出株式会社喜多村制的KTL-610、KTL-350、KTL-450、KTL-8N、KTL-8F、KTL-400H、Du Pont-Mitsui Fluorochemicals株式会社制的特氟龙(Teflon注册商标)7-J、旭硝子株式会社制氟纶(Fluon)G163、L169J、L170J、L173J、大金工业株式会社制的POLYFLON M-15、POLYFLON PTFE Low Polymer-5、Hoechst AG公司制的Hostaflon F9205、TF9207等。

此外,也可以对热塑性树脂组合物掺合众所周知的添加剂到不阻碍本发明的效果的程度。作为该添加剂,可列举出例如氮化硼等摩擦特性促进剂、碳粉末、氧化铁、氧化钛等着色剂、石墨、金属氧化物粉末等导热性促进剂。

对以上各原材料进行混合、搅拌的部件并没有特别限定,利用亨舍尔混合机、球混合机(日文:ボールミキサー)、螺旋叶片式搅拌器、罗迪格犁铧式混合机、超级亨舍尔混合机等将粉末原料干式混合,还利用双轴挤压机等溶融挤压机进行溶融搅拌,能够获得成形用颗粒(pellet)。另外,填充材料的投入也可以在利用双轴挤压机等进行溶融搅拌之际采用侧面进料。使用该成形用颗粒并在将形成滑动轴承部的构件(盖和/或壳体)放到模具内的状态下进行注塑成形(嵌入成形),成形出滑动轴承部。另外,为了改善物理性质,也可以在成形后实施退火处理等。

注塑成形时的浇口方式(针点浇口、盘形浇口等)、浇口位置没有特别限定,但在含有碳纤维等的情况下,优选将浇口设置在该碳纤维能够以该碳纤维的长度方向相对于滑动轴承部的旋转方向交叉成45~90度(优选80~90度)的方式取向的位置。由此,能够减轻由碳纤维等的两端的边缘对驱动轴造成的磨损损伤,可谋求摩擦系数的稳定化。

盖的材质也可以是熔炼金属、烧结金属中的任一种。作为熔炼金属,优选原材料的机械加工时的材料损失较少的铸铁、压铸件,从强度、价格方面考虑,优选铸铁。在直接对热塑性树脂组合物进行注塑成形而在熔炼金属制的盖上形成滑动轴承部的情况下,为了提高与树脂之间的密合性,优选通过机械加工形成物理的凹凸的止脱等、或者实施化学表面处理。作为化学表面处理,可列举出(1)酸性溶液处理、碱性溶液处理或者通过与其他溶液混合而在表面接合面形成微细凹凸形状的处理、或、(2)在接合面形成与树脂层化学反应的接合膜的处理(株式会社东亚电化TRI处理等)。

作为烧结金属,出于强度、价格方面考虑,优选铁系烧结金属。在烧结金属的表面存在凹凸,即使没有预处理也能够提高与树脂之间的密合性,因此,与熔炼金属相比,更优选。作为可在本发明中使用的烧结金属,优选该烧结金属的密度以材质的理论密度比计是0.7~0.9。材质的理论密度比是在将材质的理论密度(气孔率0%的情况下的密度)设为1时的烧结金属基材的密度之比。理论密度比小于0.7时,烧结金属的强度变低,烧结金属有可能由于嵌入成形时的注塑成形压力而产生裂纹。若理论密度比超过0.9,则凹凸变小,因此,表面积减少、锚固效果降低,与树脂之间的密合性变低。以铁为主成分的烧结金属通过实施蒸汽处理,具有将在成形或再压(精压)工序时意外地附着在烧结表面、或渗透到内部的油分、附着物等去除的效果,因此,与树脂之间的密合性的偏差较小,与树脂之间的密合性稳定。另外,也能够对烧结金属基材实施防锈处理。

壳体的材质没有特别限定,能够采用与盖同质的材料。原材料的机械加工时的材料损失较少、加工成本便宜,因此,优选铸铁、铝铸件、压铸铝。另外,也可以形成为树脂组合物的注塑成形体。

盖以及壳体也可以是金属体(例如,烧结金属体)和树脂成形体的复合体。在该情况下,通过在形成滑动轴承部的部位配置烧结金属体,利用烧结金属表面的凹凸的锚固效果来提高与注塑成形后的树脂组合物之间的密合力,能够防止滑动轴承部的剥离等(参照图10)。

外转子以及内转子的材质是烧结金属,也可以是铁系、铜铁系、铜系、不锈钢系等中的任一种。出于价格方面、耐磨性考虑,优选较硬的铁系。另外,在加压输送药液等的余摆线泵中,采用防锈能力较高的不锈钢系等即可。

优选将通过热塑性树脂组合物的注塑成形形成的滑动轴承部的厚度设为0.1~0.7mm的范围。推力轴承部、径向轴承部均优选该范围,两者的厚度即使恒定,也可以不同。此外,也可以是,在注塑成形时以厚壁形成,随后以机械加工进行精加工。若厚度超过0.7mm,则由摩擦产生的热难以从摩擦面向盖等那一侧散发,摩擦面温度有可能变高。另外,由载荷导致的变形量变大的同时摩擦面处的真实接触面积也变大,摩擦力、摩擦发热变高,耐烧伤性也有可能降低。在厚度小于0.1mm时,长期使用时的寿命有可能变短。

在本发明的内啮合齿轮泵中,滑动轴承部由在盖等上直接进行注塑成形的热塑性树脂组合物构成,因此,不对形成滑动轴承部的构件的内径部进行机械加工就能够形成该轴承部,很经济。另外,滑动轴承部由单一材料构成,因此,在轴承部的内径加工后,在使用过程中滑动面的材料也不会变化,因此,可获得稳定的烧伤特性。而且,通过在摩擦面设置润滑槽、流体润滑槽等,能够减小摩擦转矩、降低轴承磨损。

工业可用性

本发明的内啮合齿轮泵能够削减机械加工工序并以低成本制造、且轴承功能较高,因此,能够用作加压输送油、水、药液等液体的轴承一体的内啮合齿轮泵(余摆线泵),尤其是能够适合用作用于向以氟利昂替代品、二氧化碳等为制冷剂的电热水器、室内空调、车载空调用的涡旋型压缩机的滑动部供给液体的泵。

附图标记说明

1、内啮合齿轮泵;2、外转子;3、内转子;4、余摆线式组件;5、壳体;6、盖;7、金属制过滤器;8、固定螺钉;9、驱动轴;10、设备主体的固定板;11、滑动轴承部。

再多了解一些
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1