涡旋构件和涡旋型流体机器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于改进其中使用涡旋构件的流体机器的密封性能的技术。
【背景技术】
[0002]其中采用具有螺旋叶片的涡旋构件的流体机器用于例如汽车空调(空调机器)等中。汽车空调中使用的涡旋压缩机通过将两个涡旋构件中的一个相对于另一个进行旋转来压缩冷却剂，两个涡旋构件的叶片彼此接合。由于涡旋构件的叶片和面板在涡旋压缩机中以接触状态移动，因此出现因所谓的滑动摩擦造成的能量损失问题。
[0003]因此，已经引入一些减少因滑动摩擦造成的能量损失的思路。例如，专利文献I描述了一种涡旋压缩机，该涡旋压缩机设置有均具有阶形部分的固定的涡旋构件和按轨道移动的涡旋构件，并且被构造成使得涡旋构件的阶形部分中的至少一个阶形部分的伸出端具有倒角部分，该倒角部分被形成为比上沿的外推线低。
[0004]引用列表
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:JP2002-364560A
【发明内容】
[0007]技术问题
[0008]然而，即使设置了以上提到的倒角部分，还是存在构件之间的大间隙允许流体泄漏从而使效率降低的情况。即使构件之间的间隙由于热膨胀而减小，还是存在构件之间出现磨损或刮擦的情况。
[0009]本发明的目的是改进其中使用涡旋构件的流体机器的密封性能和耐磨性。
[0010]问题的解决方案
[0011]为了解决上述问题，根据本发明的一方面的一种涡旋构件包括:基底，该基底包括面板和螺旋叶片，所述叶片被设置成从所述面板向着第二涡旋构件延伸;树脂层，该树脂层形成在所述基底上；以及多个凹槽，所述多个凹槽形成在所述树脂层的表面上。
[0012]优选地，所述凹槽的宽度小于或等于所述多个凹槽中的相邻凹槽之间的节距。
[0013 ]优选地，所述凹槽形成在与沿着所述叶片的方向不同的方向上。
[0014]优选地，所述凹槽为螺旋形状。
[0015]优选地，所述凹槽的深度小于所述多个凹槽中的相邻凹槽之间的节距。
[0016]优选地，所述凹槽被形成为连接到与形成有所述凹槽的所述表面相邻的另一表面上的其他凹槽。
[0017]根据本发明的一方面的一种涡旋型流体机器包括:如上所述的涡旋构件；以及所述第二涡旋构件，所述第二涡旋构件通过与所述涡旋构件接合并且相对于所述涡旋构件旋转来增大或减小由所述涡旋构件和所述第二涡旋构件形成的空间的容积。
[0018]本发明的有利效果
[0019]通过本发明，可以改进其中使用涡旋构件的流体机器的密封性能和耐磨性。
【附图说明】
[0020]图1是示出根据本发明的实施方式的涡旋压缩机的结构的剖视图。
[0021 ]图2是示出可移动涡旋构件的接触表面的剖视图。
[0022 ]图3示出图2中的树脂层的放大剖视图。
[0023]图4是示出形成在可移动涡旋构件的两个相邻表面上的凹槽的立体图。
[0024]图5是示出在可移动涡旋构件构中的凹槽形成方向的示意图。
[0025]图6是示出围绕与面板中心的轴线不同的轴线形成的凹槽的示意图。
[0026]参考标记列表
[0027]I:涡旋压缩机，10:簧片阀，2:外壳，3:旋转轴，3a:小直径部分，3b:大直径部分，3c:曲柄销，4:可移动涡旋构件，40a:底表面，40b:端表面，41b:内侧表面，42b:外侧表面，4a:面板，4b:叶片，4c:凸起，5:固定涡旋构件，5a:面板，5b:叶片，5c:孔，6:第一轴承，7:偏心衬套，7a:内圆周表面部分，7b:外圆周表面部分，8:第二轴承，B:脊部分，C:凹槽，L0:基底，L1:树脂层，01:轴线，02:轴线，S:原始表面，S1:压缩空间，S2:排放空间
【具体实施方式】
[0028]1.实施方式
[0029]1.1涡旋压缩机的结构
[0030]图1是示出根据本发明的实施方式的涡旋压缩机I的结构的剖视图。涡旋压缩机I是应用于汽车空调的压缩机，并且包括固定于汽车发动机(未示出)的外壳2、以可旋转的方式设置在外壳2中的旋转轴3、随旋转轴3旋转的可移动涡旋构件4和固定在外壳2内的固定涡旋构件5。外壳2的内部被分隔成压缩空间SI和排放空间S2，可移动涡旋构件4和固定涡旋构件5位于压缩空间SI中，排放空间S2在图1中相对于固定涡旋构件5形成在右侧，并且压缩空间SI和排放空间S2分别设置有吸气孔(未示出)和排气孔(未示出)，通过吸气孔吸入诸如冷却剂的气体，通过排气孔排放诸如冷却剂的气体。
[0031]中心轴线在水平方向上延伸的旋转轴3包括施加有发动机的驱动力的小直径部分3a、与小直径部分3a同轴直接连接的大直径部分3b、曲柄销3c，设置在包括小直径部分3a和大直径部分3b的旋转轴3的偏心位置的曲柄销3c向可移动涡旋构件4传递旋转力。因此，当小直径部分3a由发动机驱动时，大直径部分3b和小直径部分3a同轴旋转。因此，曲柄销3c在小直径部分3a和大直径部分3b的偏心位置转动，可移动涡旋构件4相对于固定涡旋构件5转动。这里，“转动”意指某个构件绕着位于另一个构件内的轴线移动。
[0032]在这些元件之中，大直径部分3b由第一轴承6(即，轴主体轴承)支撑。也就是说，第一轴承6是围绕大直径部分3b的环形构件。用于将旋转轴3的旋转传递到可移动涡旋构件4的偏心衬套7设置在曲柄销3c和可移动涡旋构件4之间。这个偏心衬套7包括支撑曲柄销3c的内圆周表面部分7a和紧靠可移动祸旋构件4滑动的外圆周表面部分7b，内圆周表面部分7a和外圆周表面部分7b设置在彼此偏心的位置。
[0033]可移动涡旋构件4和固定涡旋构件5分别包括具有预定直径(例如，150mm)的盘状面板4a和5a，并且分别包括叶片4b和5b，叶片4b和5b被设置成从面板4a和5a向着相对侧的面板5a和4a延伸。在与图1的平面正交的方向上截取的剖视图中，叶片4b和5b形成螺旋压缩空间SI。也就是说，压缩空间SI被面板4a和5a和叶片4b和5b包围。
[0034]环形凸起4c形成在叶片4b相对侧的可移动涡旋构件4的面板4a的表面上，设置在凸起4c的内圆周表面上的第二轴承8(即，偏心轴轴承)可旋转地支撑曲柄销3c。因此，当第二轴承8和可移动涡旋构件4绕着旋转轴3—体地转动时，偏心衬套7的外圆周表面部分7b紧靠第二轴承8的内表面滑动。此外，在可移动涡旋构件4的面板4a和外壳2之间设置用于防止可移动涡旋构件4绕着穿过可移动涡旋构件4本身内部的轴线旋转的机构。这里，“旋转”意指某个构件绕着所述构件内的轴线旋转。固定涡旋构件5固定于外壳2，孔5c设置在面板5a的中心并且用薄板形的簧片阀10打开和关闭，冷却剂从压缩空间SI通过孔5c流向排放空间S2o
[0035]因涡旋压缩机I具有这种构造，当旋转轴3的小直径部分3a因来自发动机的驱动力旋转时，旋转力通过曲柄销3c和偏心衬套7作用于可移动涡旋构件4。此时，由于可移动涡旋构件4的旋转受限制，因此可移动涡旋构件4在保持取向的同时绕着旋转轴3转动。可移动涡旋构件4的叶片4b和固定涡旋构件5的叶片5b在压缩空间SI中彼此相对移动，通过外壳2中形成的入口吸入冷却剂。随后，由于压缩空间SI的容积随着可移动涡旋构件4的旋转动作而减小，因此吸入压缩空间SI的冷却剂被压缩。被压缩的冷却剂由于相对于叶片4b和5b彼此移动而移动到压缩空间SI的中心，通过形成在固定涡旋构件5的面板5a中的孔5c并且通过簧片阀10流入排放空间S2，然后通过设置在外壳2中的排放口排出。
[0036]1-2.可移动涡旋构件的结构
[0037]可移动涡旋构件4包括:面板4a；被设置成从面板4a向着固定涡旋构件5延伸的叶片4b;和被设置在与叶片4b相对的表面上的凸起4c。在这些部件中，面板4a和叶片4b接触上述的固定涡旋构件5，以形成压缩空间SI。可移动涡旋构件4的与固定涡旋构件5接触的一些部分是面板4a的设置叶片4b的那侧的底表面40a、叶片4b的面对螺旋形状内部的内侧表面41b、面对螺旋形状外部的外侧表面42b和面对固定涡旋构件5的端表面40b。
[0038]端表面40b接触与上述的固定涡旋构件5的底表面对应的一部分，底表面40a接触与固定涡旋构件5的端表面对应的一部分。内侧表面41b接触与上述的固定涡旋构件5的外部侧表面对应的一部分，外侧表面42b接触与固定涡旋构件5的内部侧表面对应的一部分。
[0039]1-3.设置在可移动涡旋构件的接触表面上的树脂层
[0040]图2是示出可移动涡旋构件4的接触表面的剖视图。图2是图1中的区域R2的放大剖视图。可移动涡旋构件4包括由压铸铝制成的基底LO和设置在基底LO上的树脂层LI。树脂层LI包含以下中的至少一种作为粘结剂树脂:基于聚酰胺-亚胺的树脂、基于聚酰亚胺的树月旨、二异氰酸酯改性的基于聚酰胺-亚胺的树脂、二异氰酸酯改性的基于聚酰亚胺的树脂、BPDA改性的基于聚酰胺-亚胺的树脂、BPDA改性的基于聚酰亚胺的树脂、砜改性的基于聚酰胺-亚胺的树脂、砜改性的基于聚酰亚胺的树脂、环氧树脂、酚树脂、聚酰胺和弹性体。另外，树脂层LI包含以下中的至少一种作为固体润滑剂:石墨、碳、二硫化钼、聚四氟乙烯、氮化硼、二硫化钨、基于氟的树脂和软金属(例如，Sn和Bi)。应该注意，基底LO可由铸铁制成或者可通过对诸如铝和不锈钢的各种材料执行诸如烧结、锻造、切割、冲压和焊接的各种工艺来制成。基底LO还可由陶瓷制成。
[0041]树脂层LI通过将上述固体润滑剂分散在粘结剂树脂中并经调节的涂覆溶液涂抹在由压铸铝制成的基底LO上来形成。还可用喷射方法、辊转印方法、冲刷方法、浸渍方法、刷涂覆方法、印刷方法等来形成树脂层LI。
[0042]树脂层LI形成在可移动涡旋构件4的与固定涡旋构件5接触的一部分(接触表面)上。在图2中示出的示例中，例如，树脂层LI形成在可移动涡旋构件4的端表面40b上。
[0043]1-4.树脂层中形成的凹槽
[0044]在树脂层LI的表面上形成多个凹槽C。图3示出图2中的树脂层LI的放大剖视图。如图3(a)中所示，多个凹槽C形成在树脂层LI的表面上。各凹槽C的横截面的形状近似于其中宽度向着更深位置减小并且宽度的变化率向着基底增大的U形或半圆形。应该注意，图3示出与凹槽C的延伸方向(凹槽C的正切方向，例如，图6中示出的箭头D6所指示的方向)正交的横截面(例如，图6中示出的表面F6)。图3中示出的树脂层LI的剖视图示出轮廓以简化描述，并且相比于实际树脂层LI，示意图中的树脂层LI在竖直方向上放大。