內嚙合齒輪泵的制作方法

內嚙合齒輪泵的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種能夠削減機械加工工序并以低成本制造、且一體地設有耐燒傷性較高地穩定的滑動軸承部的內嚙合齒輪泵。內嚙合齒輪泵(1)具有余擺線式組件(4)，該余擺線式組件(4)構成為，具有多個外齒的內轉子(3)以外齒與內齒嚙合、且偏心的狀態自由旋轉地收容在具有多個內齒的外轉子(2)內，在內齒和外齒之間形成有將液體吸入的吸入側容積室和將吸入到該吸入側容積室的液體噴出的噴出側容積室，所述的內嚙合齒輪泵(1)具有：驅動軸(9)，其固定于內轉子(3)；殼體(5)，其形成有用于收容余擺線式組件(4)的凹部(5a)；蓋(6)，其對殼體(5)的凹部(5a)進行封堵，在蓋(6)具有將驅動軸(9)支承成自由旋轉的滑動軸承部(11)，滑動軸承部(11)通過對熱塑性樹脂組合物直接進行注塑成形而形成在蓋(6)上。
【專利說明】
內嚙合齒輪泵
技術領域
[0001]本發明涉及對油、水、藥液等液體進行加壓輸送的內嚙合齒輪栗(余擺線栗)。
【背景技術】
[0002]內嚙合齒輪栗(余擺線栗)是這樣的栗，該栗在殼體內以密閉的狀態收容有具有余擺線齒形的外轉子以及內轉子，并以如下方式起作用:隨著驅動軸的旋轉，固定于驅動軸的內轉子和外轉子旋轉，吸入液體并將液體噴出。例如專利文獻I?3提出了這種栗。
[0003]基于圖11以及圖12表不以往的內嗤合齒輪栗的一個例子。圖11表不以往的內嗤合齒輪栗的組裝立體圖，圖12的(a)表示圖11的內嚙合齒輪栗的剖視圖，圖12的(b)表示另一形態的內嚙合齒輪栗的剖視圖。如圖11所示，該栗21以在具有多個內齒的環狀的外轉子22內收容具有多個外齒的內轉子23而成的余擺線式組件24為主體。該余擺線式組件24自由旋轉地收容于形成在帶凸緣的圓柱狀的殼體25的圓形的余擺線式組件收容凹部25a。在殼體25上固定有用于封堵余擺線式組件收容凹部25a的蓋26。如圖12(a)所示，殼體25和蓋26由螺釘30緊固固定于設備主體的固定板28。殼體25與蓋26之間的接觸面是機械加工面，被面密封。
[0004]余擺線式組件24構成為，內轉子23以內轉子23的外齒與外轉子22的內齒嚙合、且偏心的狀態自由旋轉地收容在外轉子22內。在各轉子彼此接觸的分隔點之間，與余擺線式組件24的旋轉方向相應地形成有吸入側的容積室以及噴出側的容積室。由未圖示的馬達等驅動源驅動而旋轉的驅動軸31(在圖11中省略)貫通于內轉子23的軸心而被固定。軸承32被壓入蓋26中，對驅動軸31進行支承。在驅動軸31旋轉而內轉子23旋轉時，外齒與外轉子22的內齒嚙合從而使外轉子22向同一方向牽連轉動，液體從吸入口被吸入到因該旋轉而容積增大并變成負壓的吸入側容積室。該吸入側容積室因余擺線式組件24旋轉而容積減少并變成內壓上升的噴出側容積室，因此，所吸入的液體向噴出口噴出。
[0005]軸承32可使用滾動軸承、金屬襯套(銅、錫、鉛等的合金)或纏繞有聚四氟乙烯(以下記作PTFE)樹脂的襯套等滑動軸承。其中，大多使用廉價的滑動軸承。在將滑動軸承壓入蓋26時，在壓入前通過機械加工對蓋26的軸承壓入部進行精加工。而且，為了管理與驅動軸31之間的間隙，在壓入后對滑動軸承的內徑進行機械加工。
[0006]在與吸入側容積室連通的吸入口，根據需要設置有從殼體25伸出的液體吸入噴嘴27(圖12的(b))。在吸入口路徑的包含該噴嘴27在內的、直到吸入側容積室為止的任意部位上，安裝有用于去除所吸入的液體中的異物的金屬制或樹脂制的網格過濾器29。網格過濾器29被點焊固定、或被以C形環等物理固定。另外，網格過濾器29、液體吸入噴嘴27夾著橡膠襯墊而在確保密封性的同時進行安裝。
[0007]現有技術文獻
[0008]專利文獻
[0009]專利文獻1:日本專利第4215160號
[0010]專利文獻2:日本專利第4726116號
[0011]專利文獻3:日本專利第2611371號

【發明內容】

[0012]發明所要解決的問題
[0013]在此，供軸承32壓入的蓋26可使用通過壓鑄鋁法等成形而成的鋁的鑄件或鑄鐵的鑄件、或者燒結金屬件。在壓入時需要對過盈量進行管理，從而防止軸承32在使用過程中脫出。鋁的鑄件或鑄鐵的鑄件的尺寸精度較低，因此，難以不對蓋中的壓入部進行機械加工就使用。
[0014]若為了省略加工而增大過盈量，則存在由于壓入力增大而引起蓋或軸承變形、功能降低的情況。另外，存在當壓入時軸承、蓋擠裂，并由其切肩引起滑動部的燒傷等不良問題的情況。例如，在切肩咬入到渦旋型壓縮機的滑動部(葉端密封、渦旋構件、推力軸承、徑向軸承)的情況下，有可能促進各構件的磨損，導致耐久性的降低、耗電的上升、冷凍能力的降低。尤其是，在以二氧化碳為制冷劑的渦旋型壓縮機中，作為噴出壓力，壓力為SMPa以上，并且根據情況的不同有時為1MPa以上，因此，即使是微量的碎肩(磨損粉末)，也容易引起葉端密封、鋁合金制的渦旋構件等的磨損。
[0015]另外，蓋26即使是燒結金屬件，尺寸精度也不充分，無法省略機械加工。燒結金屬是脆的，因此在增大過盈量時存在蓋產生裂紋的風險。這樣，需要機械加工，因而成為成本升高的主要原因。
[0016]軸承32在所加壓輸送的油、水、藥液等液體的潤滑下使用，但根據不同的使用環境、外部主要原因(例如，暫時沒有加壓輸送的液體的情況)而存在以接近沒有潤滑的狀態使用的情況。例如，在空調等壓縮機中，也存在每年反復進行半年?I年間完全沒有運轉的狀態下的再起動的事例。在以接近沒有潤滑的狀態使用的情況下，金屬襯套會提前燒傷。纏繞有PTFE樹脂的襯套是在作為背襯的鋼板上形成有銅錫合金粉末層、在該銅錫合金粉末層之上形成有PTFE樹脂層(厚度幾十μπι)的結構，最表層的PTFE樹脂層具有潤滑性，因此不會提前燒傷。不過，由于對纏繞有PTFE樹脂的襯套的內徑進行機械加工，因而銅錫合金粉末層會局部地暴露。由于纏繞有PTFE樹脂的襯套的銅錫合金粉末層的偏差以及PTFE樹脂層的偏差、內徑加工時的尺寸，銅錫合金粉末層的暴露比例發生變化，燒傷特性產生偏差。而且，由于壓入前的軸承壓入部加工、壓入后的滑動軸承內徑加工的錯位，存在在軸承內產生暴露比例極高的部位的情況。纏繞有PTFE樹脂的襯套不是單一材料，因此，存在上述的問題。
[0017]本發明是為了應對這樣的問題而做成的，目的在于提供如下的一種內嚙合齒輪栗，所述內嚙合齒輪栗能夠削減機械加工工序并以低成本制造，并且一體地設置有耐燒傷性穩定成較高的滑動軸承部。
[0018]用于解決課題的方案
[0019]本發明的內嚙合齒輪栗具有余擺線式組件，該余擺線式組件構成為，具有多個外齒的內轉子以所述外齒與內齒嚙合、且偏心的狀態自由旋轉地收容在具有多個所述內齒的外轉子內，在所述內齒與所述外齒之間形成將液體吸入的吸入側容積室和將吸入到該吸入側容積室的液體噴出的噴出側容積室，所述內嚙合齒輪栗的特征在于，
[0020]具有:驅動軸，其固定于所述內轉子;殼體，其形成有收容所述余擺線式組件的凹部；以及蓋，其對該殼體的所述凹部進行封堵，
[0021]在從所述蓋以及所述殼體中選出的至少一個構件上，具有自由旋轉地支承所述驅動軸的滑動軸承部，該滑動軸承部通過對熱塑性樹脂組合物進行注塑成形而形成在所述構件上。
[0022]其特征在于，在具有所述滑動軸承部的所述構件中，形成該滑動軸承部的部位由燒結金屬體構成。
[0023]其特征在于，所述滑動軸承部具有徑向軸承部以及推力軸承部，所述推力軸承部位于所述徑向軸承部的內徑側。
[0024]其特征在于，在所述推力軸承部的所述驅動軸的推力支承面上具有連通到該支承面的所述驅動軸的貫通孔的潤滑槽。
[0025]其特征在于，所述熱塑性樹脂組合物是向聚醚醚酮樹脂中摻合碳纖維以及聚四氟乙烯樹脂而成的組合物。
[0026]其特征在于，所述內嚙合齒輪栗是用于向渦旋型壓縮機的滑動部供給所述液體的栗O
[0027]發明效果
[0028]在本發明的內嚙合齒輪栗中，在形成有收容余擺線式組件的凹部的殼體、以及對該殼體的凹部進行封堵的蓋中的至少一個構件上，具有自由旋轉地支承驅動軸的滑動軸承部，該滑動軸承部通過對熱塑性樹脂組合物進行注塑成形而形成于上述構件，因此，無需對蓋、殼體上的軸承形成部進行機械加工，能夠以低于壓入分體形成的滑動軸承的成本制造。另外，滑動軸承部不具有背襯、燒結層等，由熱塑性樹脂組合物這單一材料構成，因此，耐燒傷性穩定地變高。
[0029]在具有上述滑動軸承部的構件中，形成該滑動軸承部的部位由燒結金屬體構成，因此，利用燒結金屬表面的凹凸的錨固效果來提高與注塑成形的樹脂組合物之間的密合力。
[0030]上述滑動軸承部具有徑向軸承部以及推力軸承部，推力軸承部位于徑向軸承部的內徑側，因此，該滑動軸承部成為低轉矩、低磨損。另外，滑動軸承部通過注塑成形形成，因此，能夠容易地形成可承受這樣的徑向載荷和推力載荷這兩者的形狀的軸承。
[0031]在上述推力軸承部的驅動軸的推力支承面上具有連通到該支承面的驅動軸的貫通孔的潤滑槽，因此，容易將油等從驅動軸與軸承部之間的間隙向該支承面導入，能夠設為更低轉矩、更低磨損。而且，在該推力軸承部位于徑向軸承部的內徑側的結構中形成上述潤滑槽，因此，也能夠防止油等向外部泄漏。
[0032]上述熱塑性樹脂組合物是向PEEK樹脂中摻合碳纖維以及PTFE樹脂而成的組合物，因此，具有優異的耐熱性、耐油、耐化學品性、耐蠕變性、耐載荷性、耐磨性、低摩擦特性，能夠形成為長壽命且耐燒傷性優異的軸承一體的栗。
[0033]通過以上那樣的做法，本發明的內嚙合齒輪栗能夠適合用作用于向空調用渦旋型壓縮機的滑動部供給液體的栗。
【附圖說明】
[0034]圖1是表示本發明的內嚙合齒輪栗的一個例子的組裝立體圖。
[0035]圖2是表示本發明的內嚙合齒輪栗的一個例子的軸向剖視圖。
[0036]圖3是表示形成有徑向軸承部的蓋的一個例子的圖。
[0037]圖4是表示形成有徑向軸承部和推力軸承部的蓋的另一例子的圖。
[0038]圖5是表示形成有推力軸承部的蓋的一個例子的圖。
[0039]圖6是表示形成有推力軸承部的蓋的另一例子的圖。
[0040]圖7是表示具有形成有潤滑槽的滑動軸承部的蓋的例子的圖。
[0041]圖8是使用圖7的蓋的內嚙合齒輪栗的軸向剖視圖。
[0042]圖9是表示本發明的內嚙合齒輪栗的另一例子的軸向剖視圖。
[0043]圖10是表不本發明的內嗤合齒輪栗的又一例子的軸向剖視圖。
[0044]圖11是以往的內嚙合齒輪栗的組裝立體圖。
[0045]圖12是以往的內嚙合齒輪栗的軸向剖視圖。
【具體實施方式】
[0046]基于圖1以及圖2說明本發明的內嚙合齒輪栗的一實施方式。圖1表示內嚙合齒輪栗的組裝立體圖，圖2表示內嚙合齒輪栗的軸向剖視圖。如圖1以及圖2所示，內嚙合齒輪栗I包括:余擺線式組件4，其是在環狀的外轉子2內收容內轉子3而形成的；殼體5，其形成有用于自由旋轉地收容該余擺線式組件4的圓形的凹部(余擺線式組件收容凹部)5a;蓋6，其對殼體5的余擺線式組件收容凹部5a進行封堵。蓋6是與殼體5的余擺線式組件收容凹部5a所開口的上表面的外形一致的形狀。如圖2所示，殼體5和蓋6利用固定螺釘8緊固固定于設備主體的固定板1。另外，在內轉子3的旋轉中心具有同軸地固定的驅動軸9。
[0047]內轉子3的外齒的數量比外轉子2的內齒的數量少I個，內轉子3以上述外齒與上述內齒內接并與上述內齒嗤合的偏心的狀態收容在外轉子2內。在各轉子彼此接觸的分隔點之間，與余擺線式組件4的旋轉方向相應地形成吸入側的容積室以及噴出側的容積室。在殼體5的余擺線式組件收容凹部5a的底面5b形成有與吸入側的容積室連通的吸入口和與噴出側的容積室連通的噴出口。此外，與吸入側容積室連通的吸入口和與噴出側容積室連通的噴出口形成于殼體5、蓋6、驅動軸9中的任一者即可。
[0048]在該內嚙合齒輪栗I中，液體從吸入口被吸入到因余擺線式組件4在驅動軸9的作用下的旋轉而容積增大并變成負壓的吸入側容積室。該吸入側容積室由于余擺線式組件4旋轉而容積減少并變成內壓上升的噴出側容積室，所吸入的液體從該噴出側容積室向噴出口噴出。上述的栗作用利用余擺線式組件4的旋轉而連續地進行，液體被連續地加壓輸送。而且，由于利用所吸入的液體使各容積室的密閉性提高的液體密封效果，在各容積室間產生的壓差變大，可獲得較大的栗作用。
[0049]以上內容是本發明的內嚙合齒輪栗的基本結構以及作用，本發明的內嚙合齒輪栗的主要特征在于，對熱塑性樹脂組合物進行注塑成形(嵌入成形)而在蓋6和/或殼體5上形成滑動軸承部11。
[0050]在圖1以及圖2所示的例子中，驅動軸9被直接注塑成形于蓋6的滑動軸承部11自由旋轉地支承。滑動軸承部11具有承受由驅動軸9產生的徑向載荷的圓筒狀的徑向軸承部Ilb和承受推力載荷的圓盤狀的推力軸承部Ua這兩者。推力軸承部Ila呈凸緣部狀設于徑向軸承部Ilb的端部外徑側。推力軸承部Ila在其中央部具有驅動軸9的貫通孔。如圖2所示，該驅動軸9是具有主體部、以及直徑小于該主體部的直徑的頂端部的臺階狀的軸，該頂端部被固定于內轉子3。滑動軸承部11利用推力軸承部Ila的支承面對驅動軸9的臺階面進行支承，利用徑向軸承部Ilb的支承面對驅動軸9的頂端部外徑面進行支承。在該圖2中，推力軸承部Ila是對驅動軸的整個臺階面進行支承的形狀，但并不限定于此，也可以設為對臺階面的一部分進行支承的形狀。
[0051]在圖3?圖6中示出滑動軸承部的其他例子。圖3?圖6是僅表示蓋的軸向剖視圖。圖3所示的蓋6僅具有承受由驅動軸產生的徑向載荷的圓筒狀的徑向軸承部11b，沒有推力軸承部。在無需對驅動軸的推力載荷進行支承的栗、以除了該軸承以外的部分承受推力載荷的構造的情況下，或者是因載荷輕而能夠利用蓋部件直接承受推力載荷的情況下，能夠設為這樣的形態的滑動軸承部。
[0052]圖4所示的蓋6具有承受由驅動軸產生的徑向載荷的圓筒狀的徑向軸承部Ilb和承受推力載荷的圓盤狀的推力軸承部Ila這兩者，推力軸承部Ila位于徑向軸承部Ilb的內徑偵U。另外，推力軸承部Ila設于徑向軸承部Ilb的下端部(余擺線式組件側)。
[0053]圖5以及圖6所示的蓋6僅具有承受由驅動軸產生的推力載荷的圓盤狀的推力軸承部11a，沒有徑向軸承部。在無需對驅動軸的徑向載荷進行支承的栗、以除了該軸承以外的部分承受徑向載荷的構造的情況下，能夠設為這樣的形態的滑動軸承部。在圖6中，在推力軸承部Ila的外側整周具有相對于推力軸承面突出的突出部6b。通過設置突出部6b，推力軸承面在進行加壓輸送的貯油器中滑動，因此，摩擦低并能夠提高斷油時的耐燒傷性。
[0054]滑動軸承部是通過注塑成形而形成的，因此，能夠容易地在其表面形成流體動壓槽、潤滑槽、凹坑或凸起。通過注塑成形時的模具轉印形成所需的表面形狀、花樣，因此，能夠進行自由度較高的產品設計。能夠根據位置容易地改變槽等的深度、寬度。通過機械加工形成動壓槽、潤滑槽的生產率較差，成本升高，并不現實。流體動壓槽、潤滑槽、凹坑或凸起的形狀、位置沒有特別限定。在油、水、藥液等的潤滑下，通過設置流體動壓槽，能夠產生動壓而降低摩擦系數。另外，通過進行流體潤滑來減輕摩擦剪切力，能夠將潤滑槽、凹坑或凸起設為低摩擦、低磨損。流體動壓槽、潤滑槽、凹坑或凸起也起到貯油器的作用，因此，能夠提尚斷油時的耐燒傷性。
[0055]在圖7中示出形成有潤滑槽的滑動軸承部的例子。圖7是僅表示蓋的俯視圖(上圖)以及軸向剖視圖(下圖)。圖7所示的蓋6與圖4所示的蓋是同樣的形狀，具有承受由驅動軸產生的徑向載荷的圓筒狀的徑向軸承部Ilb和承受推力載荷的圓盤狀的推力軸承部Ila這兩者，推力軸承部IIa位于徑向軸承部Ilb的內徑側。在該蓋6中，還在推力軸承部IIa的表面(驅動軸支承面)形成有潤滑槽Ilc以及在徑向軸承部Ilb的表面(驅動軸支承面)形成有潤滑槽I Id。
[0056]徑向軸承部Ilb的潤滑槽Ild是沿著軸向延伸的直線狀的凹部，沿著周向以等間隔(90°間隔)設置有4個。潤滑槽Ild不是貫通的，也不與推力軸承部Ila的潤滑槽Ilc連續，因此，也起到貯油器的作用。另外，推力軸承部Ila的潤滑槽Ilc連通到蓋6的驅動軸的貫通孔6a。潤滑槽Ilc分別形成為L字狀，潤滑槽Ilc使其一端與貫通孔6a連通的同時在該貫通孔6a的周圍呈同心圓狀配置有多個。此外，潤滑槽Ilc的形狀并不限定于該圖7所示的形狀。在利用余擺線式組件加壓輸送油等時，油從驅動軸和蓋貫通孔之間的間隙泄漏。將該油保持于潤滑槽I Ic中來降低由推力載荷導致的摩擦轉矩。而且，也能夠在推力軸承部I Ia的表面設置凹狀坑、設置貯油器。
[0057]在圖8中示出使用了圖7的蓋的內嚙合齒輪栗的軸向剖視圖。除了蓋6的結構以外，與圖2所示的內嚙合齒輪栗是同樣的結構。該內嚙合齒輪栗I將推力軸承部Ila設于徑向軸承部I Ib的內徑側，因此，旋轉半徑變小，摩擦轉矩變小。而且，具有上述潤滑槽，因此，能夠有效地利用從驅動軸9和蓋6的貫通孔之間的間隙泄漏的油，潤滑狀態優異，滑動軸承部也起到密封效果(抑制向軸承部外部的泄漏)。因此，耐燒傷性穩定地提高，壽命延長。
[0058]在圖9以及圖10中示出在殼體形成有滑動軸承部的例子。圖9以及圖10是內嚙合齒輪栗的軸向剖視圖。如圖9所示，該內嚙合齒輪栗I在殼體5形成有滑動軸承部U。殼體5具有承受由驅動軸9產生的徑向載荷的圓筒狀的徑向軸承部Ilb和承受推力載荷的圓盤狀的推力軸承部Ila這兩者，推力軸承部Ila位于徑向軸承部Ilb的內徑側。該情況也能夠設為圖3?圖7所例示的滑動軸承部的形態，能夠獲得與在蓋側形成有滑動軸承部的情況同樣的效果。另外，在圖10中，在與圖9同樣的結構中，將殼體5設為燒結構件5c和樹脂構件5d的復合件，在燒結構件5c形成滑動軸承部11。
[0059]形成滑動軸承部的熱塑性樹脂組合物是以能夠注塑成形的合成樹脂為基礎樹脂的組合物。作為該基礎樹脂，可列舉出例如熱塑性聚酰亞胺(以下記作PI)樹脂、聚醚酮樹月旨、PEEK樹脂、聚苯硫醚(以下記作PPS)樹脂、聚酰胺酰亞胺(以下記作PAI)樹脂、聚酰胺樹月旨(以下記作PA)等。上述各樹脂既可以單獨使用，也可以是混合兩種以上的上述各樹脂而成的聚合物合金。
[0060]PPS樹脂是具有苯環在對位通過硫鍵連結而成的聚合物構造的結晶性的熱塑性樹脂。PPS樹脂具有極高的剛性、優異的耐熱性、尺寸穩定性、耐磨性、滑動特性等。PPS樹脂根據其分子構造而存在交聯型、半交聯型、直鏈型、支鏈型等等類型，但作為能夠在本發明中使用的PPS樹脂的市面產品，可列舉出東曹株式會社(東y —社)制的#160、B-063、DIC株式會社制的T4AG、LR-2G等。
[0061]PEEK樹脂是具有苯環在對位通過醚鍵與羰基連結而成的聚合物構造的結晶性的熱塑性樹脂。PEEK樹脂除了具有優異的耐熱性、耐蠕變性、耐載荷性、耐磨性、滑動特性等之夕卜，還具有優異的成形性。作為能夠在本發明中使用的PEEK樹脂的市面產品，可列舉出例如威格斯公司(匕'夕卜夕只社)制的PEEK(90P、150P、380P、450P等)、蘇威高性能塑料公司
只卜求— X、社)制的KetaSpire(KT-820P、KT-880P等)、大賽璐德固賽公司(夕、、彳七 JVys 夕社)制的 VESTAKEEP (1000G、2000G、3000G、4000G等)等。
[0062 ]作為能夠在本發明中使用的PA樹脂，可列舉出聚酰胺6 (PA6)樹脂、聚酰胺6 -6(PA66)樹脂、聚酰胺6-10(PA610)樹脂、聚酰胺6-12(PA612)樹脂、聚酰胺4-6(PA46)樹脂、聚酰胺9_T(PA9T)樹脂、改性PA9T樹脂、聚酰胺6-T(PA6T)樹脂、改性PA6T樹脂、聚己二酰己二胺(聚酰胺MXD-6)樹脂等。此外，在各聚酰胺樹脂中，數字表示酰胺鍵間的碳數，T表示苯二甲酸殘基。
[0063]作為能夠在本發明中使用的熱塑性PI樹脂的市面產品可列舉出三井化學株式會社制的AURUM、作為PAI樹脂的市面產品可列舉出蘇威特種聚合物公司(乂/X彳只X十少亍^求— X'社)制的托朗(T0RL0N)等。
[0064]為了用于本發明的內嚙合齒輪栗的滑動軸承部，優選使用相對于所加壓輸送的油、水、藥液等液體具有耐性的、由于吸水、吸油所產生的尺寸變化較小的基礎樹脂。另外，在渦旋型壓縮機中，優選使用150°C以上的耐熱性樹脂。作為這樣的耐化學品性、耐熱性、尺寸穩定性、耐磨性優異的樹脂，在上述樹脂中優選PEEK樹脂、PPS樹脂。而且，其中，由于成形體的耐蠕變性、耐載荷性、耐磨性等優異，特別優選使用PEEK樹脂。
[0065]優選向形成滑動軸承部的熱塑性樹脂組合物摻合摻合劑。例如，為了高強度化、高彈性化、高尺寸精度化，能夠摻合玻璃纖維、碳纖維、須晶、云母、滑石等加強劑;為了賦予耐磨性、去除注塑成形收縮的各向異性，能夠摻合礦物質、碳酸鈣、玻璃珠等無機填充劑(粉末、粒子狀)；為了賦予潤滑性，能夠摻合石墨、PTFE樹脂等固體潤滑劑。
[0066]優選單獨或適當地組合使用對賦予高強度化、高彈性化、高尺寸精度化、耐磨性有效的玻璃纖維、碳纖維、或無機填充劑。尤其是，碳纖維對高強度化、高彈性化、高尺寸精度化是有用的，在所加壓輸送的油、水、藥液等潤滑下的摩擦磨損特性優異。
[0067]由于也存在所加壓輸送的油、水、藥液等的潤滑狀態較差的情況，因此優選摻合石墨、PTFE樹脂等固體潤滑劑。尤其是，優選即使是像在空調等的壓縮機中間隔一段時間而再次起動的情況那樣滑動面的潤滑不足的情況下也能實現低摩擦化且防止燒傷的PTFE樹脂。
[0068]在本發明中，特別優選使用以PEEK樹脂為基礎樹脂、向其中摻合碳纖維和PTFE樹脂而成的熱塑性樹脂組合物。優選如下樹脂組合物:碳纖維的配比是5?30體積％，PTFE樹脂的配比是I?30體積％，剩余部分是PEEK樹脂。通過該構成獲得的滑動軸承部的耐油性、耐化學品性優異，即使在壓縮機等超過120°C的高溫氣氛下使用，摩擦磨損特性也優異，在潤滑不足的情況下也難以燒傷。
[0069]碳纖維也可以是按照原材料分類的瀝青類或PAN(聚丙烯腈)類中的任一種，優選具有高彈性模量的PAN類碳纖維。其燒結溫度沒有特別限定，但與以2000°C或2000°C以上的高溫進行燒結而石墨(黑鉛)化而成的碳纖維相比，優選在高PV下也使作為對象材料的金屬制的驅動軸難以磨損損傷的、以1000?1500°C左右燒結而成的碳化品的碳纖維。碳纖維的平均纖維直徑是20μπι以下，優選是5?15μπι。在超過所述范圍的較粗的碳纖維中，產生極壓，因此，耐載荷性的促進效果不足，驅動軸的磨損損傷變大，因此，并不優選。
[0070]碳纖維也可以是短纖維、磨碎纖維中的任一種，但在以薄壁成形滑動軸承部的情況下，優選纖維長度小于Imm的磨碎纖維。優選碳纖維的平均纖維長度是0.02?0.2mm。小于0.02mm時，無法獲得充分的加強效果，因此，耐婦變性、耐磨性較差。在超過0.2mm的情況下，纖維長度相對于樹脂厚度的比率變大，因此，薄壁成形性較差。尤其是，在以樹脂厚度為0.1?0.7_左右的薄壁進行注塑成形的情況下，若纖維長度超過0.2_，則阻礙薄壁成形性。為了進一步提高薄壁成形的穩定性，優選平均纖維長度為0.02?0.2mm。
[0071]作為能夠在本發明中使用的碳纖維的市面產品，作為瀝青類，可列舉出株式會社吳羽(夕 P/、社)制的短纖維KRECA milled fibers(M101S、M101F、M101T、M107S、M1007S、M201S、M207S)、大阪燃氣化學公司(大阪力'只代力少社)制的K于力一求.K (S241、S244、SG241、SG244)，作為PAN類，可列舉出東邦特耐克絲株式會社(Toho Tenax C0.,Ltd)制的Tenax HTA-CMF0160-0H、CMF0070-0H等。
[0072]作為PTFE樹脂，能夠使用以-(CF2-CF2)n-表示的一般的PTFE樹脂，另外，能夠使用向一般的PTFE樹脂導入全氟烷基醚基(-CpF2p-0-)(p是1-4的整數)或者多氟烷基(H(CF2)q-)(q是1-20的整數)等而成的改性PTFE樹脂。這些PTFE樹脂以及改性PTFE樹脂也可以是采用獲得一般的成形粉的懸浮聚合法、獲得細粉的乳液聚合法中任一個方法而獲得的樹脂。
[0073]PTFE樹脂粉末的平均粒徑(基于激光分析法的測定值)沒有特別限定，但出于穩定的低摩擦特性、耐磨性考慮，優選設為20μπι以下。作為PTFE樹脂粉末，能夠使用將PTFE樹脂加熱到其熔點以上來進行燒結而成的粉末。另外，也能夠使用對加熱燒結后的粉末進一步照射γ射線或電子射線等而成的粉末。這些PTFE樹脂粉末與沒有進行加熱燒結等的PTFE樹脂(成形粉、細粉)相比較，耐磨特性較優異。
[0074]作為能夠在本發明中使用的PTFE樹脂的市面產品，可列舉出株式會社喜多村制的KTL-610、KTL-350、KTL-450、KTL-8N、KTL-8F、KTL-400H、Du Pont-Mitsui Fluorochemicals株式會社制的特氟龍06^011注冊商標)7-1、旭硝子株式會社制氟綸$111011)6163、1^69了、L170J、L173J、大金工業株式會社制的POLYFLON M_15、P0LYFL0N PTFE Low Polymer-5^Hoechst AG公司制的Hostaf1n F9205、TF9207等。
[0075]此外，也可以對熱塑性樹脂組合物摻合眾所周知的添加劑到不阻礙本發明的效果的程度。作為該添加劑，可列舉出例如氮化硼等摩擦特性促進劑、碳粉末、氧化鐵、氧化鈦等著色劑、石墨、金屬氧化物粉末等導熱性促進劑。
[0076]對以上各原材料進行混合、攪拌的部件并沒有特別限定，利用亨舍爾混合機、球混合機(日文:求一少一)、螺旋葉片式攪拌器、羅迪格犁鏵式混合機、超級亨舍爾混合機等將粉末原料干式混合，還利用雙軸擠壓機等溶融擠壓機進行溶融攪拌，能夠獲得成形用顆粒(pellet)。另外，填充材料的投入也可以在利用雙軸擠壓機等進行溶融攪拌之際采用側面進料。使用該成形用顆粒并在將形成滑動軸承部的構件(蓋和/或殼體)放到模具內的狀態下進行注塑成形(嵌入成形)，成形出滑動軸承部。另外，為了改善物理性質，也可以在成形后實施退火處理等。
[0077]注塑成形時的澆口方式(針點澆口、盤形澆口等)、澆口位置沒有特別限定，但在含有碳纖維等的情況下，優選將澆口設置在該碳纖維能夠以該碳纖維的長度方向相對于滑動軸承部的旋轉方向交叉成45?90度(優選80?90度)的方式取向的位置。由此，能夠減輕由碳纖維等的兩端的邊緣對驅動軸造成的磨損損傷，可謀求摩擦系數的穩定化。
[0078]蓋的材質也可以是熔煉金屬、燒結金屬中的任一種。作為熔煉金屬，優選原材料的機械加工時的材料損失較少的鑄鐵、壓鑄件，從強度、價格方面考慮，優選鑄鐵。在直接對熱塑性樹脂組合物進行注塑成形而在熔煉金屬制的蓋上形成滑動軸承部的情況下，為了提高與樹脂之間的密合性，優選通過機械加工形成物理的凹凸的止脫等、或者實施化學表面處理。作為化學表面處理，可列舉出(I)酸性溶液處理、堿性溶液處理或者通過與其他溶液混合而在表面接合面形成微細凹凸形狀的處理、或、(2)在接合面形成與樹脂層化學反應的接合膜的處理(株式會社東亞電化TRI處理等)。
[0079]作為燒結金屬，出于強度、價格方面考慮，優選鐵系燒結金屬。在燒結金屬的表面存在凹凸，即使沒有預處理也能夠提高與樹脂之間的密合性，因此，與熔煉金屬相比，更優選。作為可在本發明中使用的燒結金屬，優選該燒結金屬的密度以材質的理論密度比計是
0.7?0.9。材質的理論密度比是在將材質的理論密度(氣孔率0%的情況下的密度)設為I時的燒結金屬基材的密度之比。理論密度比小于0.7時，燒結金屬的強度變低，燒結金屬有可能由于嵌入成形時的注塑成形壓力而產生裂紋。若理論密度比超過0.9，則凹凸變小，因此，表面積減少、錨固效果降低，與樹脂之間的密合性變低。以鐵為主成分的燒結金屬通過實施蒸汽處理，具有將在成形或再壓(精壓)工序時意外地附著在燒結表面、或滲透到內部的油分、附著物等去除的效果，因此，與樹脂之間的密合性的偏差較小，與樹脂之間的密合性穩定。另外，也能夠對燒結金屬基材實施防銹處理。
[0080]殼體的材質沒有特別限定，能夠采用與蓋同質的材料。原材料的機械加工時的材料損失較少、加工成本便宜，因此，優選鑄鐵、鋁鑄件、壓鑄鋁。另外，也可以形成為樹脂組合物的注塑成形體。
[0081]蓋以及殼體也可以是金屬體(例如，燒結金屬體)和樹脂成形體的復合體。在該情況下，通過在形成滑動軸承部的部位配置燒結金屬體，利用燒結金屬表面的凹凸的錨固效果來提高與注塑成形后的樹脂組合物之間的密合力，能夠防止滑動軸承部的剝離等(參照圖 10)。
[0082]外轉子以及內轉子的材質是燒結金屬，也可以是鐵系、銅鐵系、銅系、不銹鋼系等中的任一種。出于價格方面、耐磨性考慮，優選較硬的鐵系。另外，在加壓輸送藥液等的余擺線栗中，采用防銹能力較高的不銹鋼系等即可。
[0083]優選將通過熱塑性樹脂組合物的注塑成形形成的滑動軸承部的厚度設為0.1?
0.7mm的范圍。推力軸承部、徑向軸承部均優選該范圍，兩者的厚度即使恒定，也可以不同。此外，也可以是，在注塑成形時以厚壁形成，隨后以機械加工進行精加工。若厚度超過
0.7mm，則由摩擦產生的熱難以從摩擦面向蓋等那一側散發，摩擦面溫度有可能變高。另外，由載荷導致的變形量變大的同時摩擦面處的真實接觸面積也變大，摩擦力、摩擦發熱變高，耐燒傷性也有可能降低。在厚度小于0.1mm時，長期使用時的壽命有可能變短。
[0084]在本發明的內嚙合齒輪栗中，滑動軸承部由在蓋等上直接進行注塑成形的熱塑性樹脂組合物構成，因此，不對形成滑動軸承部的構件的內徑部進行機械加工就能夠形成該軸承部，很經濟。另外，滑動軸承部由單一材料構成，因此，在軸承部的內徑加工后，在使用過程中滑動面的材料也不會變化，因此，可獲得穩定的燒傷特性。而且，通過在摩擦面設置潤滑槽、流體潤滑槽等，能夠減小摩擦轉矩、降低軸承磨損。
[0085]工業可用性
[0086]本發明的內嚙合齒輪栗能夠削減機械加工工序并以低成本制造、且軸承功能較高，因此，能夠用作加壓輸送油、水、藥液等液體的軸承一體的內嚙合齒輪栗(余擺線栗)，尤其是能夠適合用作用于向以氟利昂替代品、二氧化碳等為制冷劑的電熱水器、室內空調、車載空調用的渦旋型壓縮機的滑動部供給液體的栗。
[0087]附圖標記說明
[0088]1、內嚙合齒輪栗;2、外轉子;3、內轉子;4、余擺線式組件;5、殼體;6、蓋;7、金屬制過濾器;8、固定螺釘;9、驅動軸;10、設備主體的固定板;11、滑動軸承部。
【主權項】
1.一種內嚙合齒輪栗，其具有余擺線式組件，該余擺線式組件構成為，具有多個外齒的內轉子以所述外齒與內齒嚙合、且偏心的狀態自由旋轉地收容在具有多個所述內齒的外轉子內，在所述內齒與所述外齒之間形成將液體吸入的吸入側容積室和將吸入到該吸入側容積室的液體噴出的噴出側容積室，所述內嚙合齒輪栗的特征在于， 具有:驅動軸，其固定于所述內轉子;殼體，其形成有收容所述余擺線式組件的凹部；以及蓋，其對該殼體的所述凹部進行封堵， 在從所述蓋以及所述殼體中選出的至少一個構件上，具有自由旋轉地支承所述驅動軸的滑動軸承部，該滑動軸承部通過對熱塑性樹脂組合物進行注塑成形而形成在所述構件上。2.根據權利要求1所述的內嚙合齒輪栗，其特征在于， 在具有所述滑動軸承部的所述構件中，形成該滑動軸承部的部位由燒結金屬體構成。3.根據權利要求1所述的內嚙合齒輪栗，其特征在于， 所述滑動軸承部具有徑向軸承部以及推力軸承部，所述推力軸承部位于所述徑向軸承部的內徑側。4.根據權利要求3所述的內嚙合齒輪栗，其特征在于， 在所述推力軸承部的所述驅動軸的推力支承面上具有連通到該支承面的所述驅動軸的貫通孔的潤滑槽。5.根據權利要求1所述的內嚙合齒輪栗，其特征在于， 所述熱塑性樹脂組合物是向聚醚醚酮樹脂中摻合碳纖維以及聚四氟乙烯樹脂而成的組合物。6.根據權利要求1所述的內嚙合齒輪栗，其特征在于， 所述內嚙合齒輪栗是用于向渦旋型壓縮機的滑動部供給所述液體的栗。
【文檔編號】F04C2/10GK105829718SQ201480068219
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年12月10日
【發明人】石井卓哉, 淺田, 淺田一
【申請人】Ntn株式會社