專利名稱：壓縮機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種壓縮機。
背景技術：
日本公開專利申請2002-89437公開了一種壓縮機，該壓縮機具有殼體，多個缸 膛、曲柄腔、吸氣腔和排氣腔形成于該殼體中。該壓縮機被并入制冷回路中，其中該制冷回 路包括蒸發(fā)器、吸氣裝置和冷凝器。壓縮機的每一缸膛容納相應的活塞，并且使活塞進行往 復運動。外部驅動源(如發(fā)動機)驅動被殼體可旋轉地支撐的驅動軸。斜盤支撐在驅動軸 上并與驅動軸同步旋轉。斜盤通過多對半球形滑履與活塞連接。一滑動膜形成于斜盤的一 表面上，該斜盤在滑履的平面上滑動。該滑動膜由粘合劑樹脂形成，該粘合劑樹脂包含固體 潤滑劑，如二硫化鑰。
當外部驅動源驅動驅動軸時，斜盤同步旋轉以通過滑履使每一活塞在缸膛中往復 運動。壓縮腔形成于每一缸膛中，壓縮腔的容積隨著活塞頭的往復運動而變化。當活塞從 上死點移到下死點時，低壓制冷氣體從吸氣裝置被吸入壓縮腔中，該吸氣裝置與制冷回路 中的蒸發(fā)器連接。另一方面，當活塞從下死點移到上死點時，高壓制冷氣體從壓縮腔被排入 排出腔。排出腔與制冷回路中的冷凝器連接。該制冷回路用作車輛的空氣調節(jié)系統(tǒng)，以用 來對車輛進行空氣調節(jié)。
對于這種壓縮機而言，涂覆于斜盤表面上的滑動膜使滑履的平表面光滑地滑動， 從而抑制了斜盤和滑履的嘎吱聲，這些嘎吱聲是由于斜盤和滑履中的至少一個磨損或兩者 之間互相卡咬而引起的。
在傳統(tǒng)的壓縮機中，在不利的條件下，例如不僅斜盤表面和滑履的平表面，而且第 一構件的第一滑動面和第二構件的第二滑動面在高速下或相對重的負載下(如高熱負載) 互相滑動，進一步提高滑動特性是需要的。特別地，當使用二氧化碳作為制冷劑時，更加需 要提高滑動特性。因此，可以考慮增加固體潤滑劑的含量，例如，使滑動膜中的二硫化鑰質 量含量增加到10%或更多，從而提高了第一構件和第二構件之間的抗卡咬特性。但是，如果 增加固定潤滑劑的含量，則固體潤滑劑將易于從滑動膜脫落，從而導致滑動膜的磨損深度 增加。發(fā)明內容
本發(fā)明的一個目的是提供一種具有良好滑動特性的壓縮機。
為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種壓縮機，該壓縮機包括第一構件、第二構件 和滑動膜。該第一構件具有第一滑動面。該第二構件具有第二滑動面。第一滑動面和第二 滑動面相互滑動?；瑒幽ば纬捎诘谝换瑒用婧偷诙瑒用嬷械闹辽僖粋€滑動面上?；瑒幽び砂潭櫥瑒┑木埘０?酰亞胺樹脂形成。至少能滿足下列要求中的一個
(I)聚酰胺-酰亞胺樹脂的玻璃化溫度不低于270°C，
(II)聚酰胺-酰亞胺樹脂在室溫下的拉伸強度不低于200MPa，和
(III)聚酰胺-酰亞胺樹脂中的酰亞胺基多于酰胺基。
結合下列附圖及以舉例方式對本發(fā)明原理的闡述，本發(fā)明的其它方面和有益效果 將顯得很清楚。


參見下列附圖及下面對本發(fā)明優(yōu)選實施方案的描述，能透徹理解本發(fā)明及本發(fā)明 的目的和有益效果，附圖如下
圖1是本發(fā)明第一優(yōu)選實施方案中的壓縮機的橫斷面視圖2是沿圖1所示2-2線的橫斷面視圖3是圖1所示壓縮機的斜盤和滑履的橫斷面視圖，表示滑履和斜盤的滑動面；
圖4是一曲線圖，表示試驗(i)的測試件I的PAI樹脂的熱機械測試結果；
圖5是一曲線圖，表示試驗(i)的測試件I的PAI樹脂的動態(tài)粘彈性測量結果；
圖6是一曲線圖，表示試驗⑴的測試件II的PAI樹脂的熱機械測試結果；
圖7是一曲線圖，表示試驗⑴的測試件II的PAI樹脂的動態(tài)粘彈性測量結果；
圖8是一曲線圖，表示試驗⑴的比較測試件的PAI樹脂的熱機械測試結果；
圖9是一曲線圖，表示試驗(i)的比較測試件的PAI樹脂的動態(tài)粘彈性測量結果；
圖10是試驗(i)的測試裝置的橫斷面視圖11是一曲線圖，表示在試驗⑴中測試件I的第一測試結果；
圖12是一曲線圖，表示在試驗⑴中測試件I的第二測試結果；
圖13是一曲線圖，表示在試驗⑴中測試件II的第一測試結果；
圖14是一曲線圖，表示在試驗⑴中測試件II的第二測試結果；
圖15是一曲線圖，表示在試驗⑴中比較測試件I的第一測試結果；
圖16是一曲線圖，表示在試驗⑴中比較測試件I的第二測試結果；
圖17是本發(fā)明第二和第三個實施方案的斜盤和滑履的橫斷面視圖，表示滑履和 斜盤的滑動面；
圖18是本發(fā)明第二和三實施方案的斜盤的局部橫斷面視圖19是一曲線圖，表示由陽極化鋁形成的中間層厚度與卡咬時間之間的關系；
圖20是本發(fā)明第四實施方案的滑履和活塞的橫斷面視圖，表示滑履和活塞的滑 動面；
圖21是本發(fā)明第五實施方案的滑履和活塞的橫斷面視圖，表示滑履和活塞的滑 動面；
圖22是本發(fā)明第六實施方案的滑履和活塞的橫斷面視圖，表示滑履和活塞的滑 動面；
圖23是本發(fā)明第七實施方案的滑履和活塞的橫斷面視圖，表示滑履和活塞的滑 動面；
圖24是本發(fā)明第八實施方案的滑履和活塞的橫斷面視圖，表示滑履和活塞的滑動面；
圖25是顯示圖24所示滑履的變化的放大橫斷面視圖26是本發(fā)明第九實施方案的活塞和殼體的橫斷面視圖，表示活塞和殼體的滑 動面；
圖27是顯示圖26所示滑履的變化的局部橫斷面視圖28是本發(fā)明第十實施方案的旋轉閥和殼體的橫斷面視圖,表不旋轉閥和殼體 的滑動面；
圖29是顯示圖28所示旋轉閥的變化的局部橫斷面視圖30是本發(fā)明第十六實施方案的活塞的透視圖31是圖30所示活塞的旋轉限制器和殼體的滑動面的橫斷面視圖32是顯示圖30所示活塞的變化的局部橫斷面視圖33是本發(fā)明第十七實施方案的壓縮機的橫斷面視圖34是圖33所示壓縮機的驅動軸和殼體的滑動面的橫斷面視圖35是顯示圖33所示驅動軸的變化的放大橫斷面視圖36是一曲線圖，表示本發(fā)明第十八實施方案和比較實施方案4的結果；
圖37是本發(fā)明第二十二實施方案的活塞和斜盤的橫斷面視圖，表示活塞和斜盤 的滑動面；
圖38是圖37所示壓縮機中的活塞的透視圖；和
圖39是顯示圖37所示活塞的變化的局部橫斷面視圖。
具體實施方式
現在將參照附圖對本發(fā)明的幾個實施方案進行描述。類似或相同的附圖標記表示 附圖中的類似或相同構件。
將參照圖1至16描述本發(fā)明的第一實施方案。
如圖1所示，變排量斜盤式壓縮機包括由鋁基合金制成的氣缸體I、由鋁基合金制 成并固定于氣缸體I前端的前殼體2、和由招基合金制成的后殼體4,該后殼體4通過閥機 構3固定于氣缸體I后端,該閥機構3包括閥板、排氣閥和擋板。曲柄腔2a限定于氣缸體 I和前殼體2之間。吸氣腔4a和排氣腔4b限定于后殼體4中。在該實施方案中，氣缸體I、前殼體2和后殼體4構成殼體。吸氣腔4a與蒸發(fā)器(未示出)連接，蒸發(fā)器通過膨脹閥 (未示出)與冷凝器(未示出)連接，冷凝器與排氣腔4b連接。壓縮機、蒸發(fā)器、膨脹閥和 冷凝器構成車輛的空調制冷回路。在附圖中，左側表示前側，右側表示后側。
由鐵基合金制成的驅動軸5通過徑向軸承2b被旋轉地支撐于前殼體2中。如圖 2所示，多個缸膛la(圖1僅示出一個)等間隔環(huán)繞驅動軸5的軸L形成。每一缸膛Ia容 納由鋁基合金制成的相應的單頭活塞6，并使活塞6往復運動。壓縮腔11限定于每一缸膛 Ia中，壓縮腔11的容積隨活塞6的往復運動而變化。如圖1所示，平行于驅動軸5的軸L 延伸的旋轉閥腔Ib穿過氣缸體I的中心。旋轉閥腔Ib容納與驅動軸5同步旋轉的旋轉閥12。旋轉閥12具有與吸氣腔4a相通的吸入腔12a，和與吸入腔12a相通的吸氣導引槽12b。 該吸氣導引槽12b徑向延伸。氣缸體I具有多個徑向延伸的吸氣通道lc，該徑向延伸吸氣 通道Ic通過吸氣導引槽12b (如圖2所示)連接每一缸膛Ia的壓縮腔11和吸入腔12a。
在曲柄腔2a內，由鐵基合金制成的凸緣板7固定于驅動軸5上。止推軸承2c設置在凸緣板7和驅動軸5之間。由鐵基合金制成的斜盤8支撐在驅動軸5上。斜盤8沿驅動軸5的軸L滑動并相對于該軸L傾斜。鉸接機構K設置于凸緣板7和斜盤8之間。斜盤 8通過鉸接機構K與凸緣板7連接。鉸接機構K驅動斜盤8和凸緣板7 —體旋轉，并引導斜盤8相對于驅動軸5的軸L滑動和傾斜。
鉸接機構K包括一對導引孔7b和一對導引銷8b，凸緣板7具有一對臂7a，每一導引孔7b分別形成于一個臂7a中。導引銷Sb固定于斜盤8上。每一導引銷Sb的頂部具有一球形部分，該球形部分裝配于相應的導引孔7b中。通孔8a貫穿斜盤8的中心，驅動軸5 插入該通孔8a中。由鐵基合金制成的一對半球狀滑履9a和9b設置于斜盤8的外周上。每一活塞6的端部通過一對滑履9a，9b與斜盤8的外周連接。從而，根據斜盤8的傾斜角，斜盤8的旋轉運動轉變成活塞6的往復運動。
后殼體4容納控制閥10，該控制閥10與吸氣腔4a、排氣腔4b和曲柄腔2a連接。 控制閥10控制曲柄腔2a中的壓力。根據壓力控制，改變斜盤8的傾斜角來控制壓縮機的排量。
如圖3所示，斜盤8具有前周面8c和后周面8d，滑履9a，9 b的平表面9c，9d在該兩周面上滑動?；瑒幽形成于前周面Sc和后周面8d的每一個上。以下列方式形成滑動膜C。
首先，準備好下列成分。
即，準備好固體潤滑劑(例如聚四氟乙烯(PTFE)粉末)、二硫化鑰(MoS2)、石墨和粘合劑樹脂。固體潤滑劑是PTFE粉末，粘合劑樹脂是測試件I的PAI樹脂清漆。該PAI樹脂清漆包含30%質量的PAI樹脂，70%質量的溶劑。該溶劑包含56%質量的N-甲基2-吡咯烷酮，14%質量的二甲苯。PAI樹脂的數均分子量不小于20000。測試件I的PAI樹脂清漆含有的酰亞胺基多于酰胺基。
在本實施方案的滑動膜C中，固體潤滑劑的體積最好在某一范圍內，該范圍對應于固體潤滑劑與粘合劑樹脂的體積比是40 60至60 40。如果固體潤滑劑的體積低于某一值，其中該值所對應的固體潤滑劑與粘合劑樹脂的體積比是40 60，那么滑動膜的抗卡咬性不好。另一方面，如果固體潤滑劑的體積高于某一值，其中該值所對應的固體潤滑劑與粘合劑樹脂的體積比是60 40，那么不能顯著地提高滑動膜的抗卡咬性，并且固體潤滑劑將可能會脫落。從而導致滑動膜的磨損深度增加。
在200°C下烘烤PAI樹脂清漆60分鐘以形成PAI樹脂。然后，用熱機械分析器(TMA)對該PAI樹脂進行熱機械測試，該熱機械分析器是精工儀器有限公司(Seiko Instruments Inc)的產品。測試結果如圖4所示。測試條件如下夾具是張力式夾具；卡盤之間的距離是IOmm ;溫度從室溫(25°C )變化到400°C ;溫度的增加率是10°C /分鐘；拉伸負載是5g ;樣品的尺寸是寬2mm,長30mm,厚20 μ m。線A表示單位時間的伸長,線C表示伸長量，線B表示負載。從圖4可以明顯看出，PAI樹脂的玻璃化溫度是307. 1°C。
根據本發(fā)明的測試結果，優(yōu)選使用玻璃化溫度不低于270°C的PAI樹脂。更優(yōu)選使用玻璃化溫度不低于290°C的PAI樹脂。也可以優(yōu)選使用室溫下的拉伸強度不低于200MPa 的PAI樹脂。
在200°C下烘烤PAI樹脂清漆60分鐘以形成PAI樹脂。然后，用動力機械分析器(DMA)對該PAI樹脂進行動態(tài)粘彈性測試,其中該動力機械分析器是SeikoInstruments Inc的產品。測試結果如圖5所示。該測試條件如下夾具是張力式夾具；卡盤之間的距離是IOmm ;溫度從室溫(25°C )變化到400°C ;測試頻率是IHz和2Hz，溫度的增加率是3°C / 分鐘；拉伸負載是5g ;樣品尺寸是寬4mm,長40mm,厚20 μ m。圖中的虛線表示在測試頻率為IHz下的測試數據，實線表示在測試頻率為2Hz下的測試數據。線D和線E表示儲能彈性模量，線F表示樹脂的伸長，線G和F表示tan δ。從圖5可明顯看出，PAI的拉伸強度是 249MPa(在250°C下的儲能彈性模量是3. 39X109Pa)。
混合50%體積的PAI樹脂，18%體積的PTFE粉末、18%體積的二硫化鑰和14%體積的石墨。將它們充分攪拌后，將該混合物送入三輪碾壓器中。因此，生產出了測試件I的滑動件涂料組合物。
隨后，準備好由鐵基合金制成的斜盤8，該斜盤8已經過除油污處理。然后將涂料組合物涂敷于斜盤8的前周面Sc和后周面8d上。特別地，以碾涂方式將涂料組合物涂覆于斜盤8上。然后將斜盤8在200°C和大氣壓狀態(tài)下加熱60分鐘，從而硬化了未硬化的粘合劑樹脂。以這種方式制備了斜盤8，該斜盤8的前周面Sc和后周面8d上具有滑動膜C， 該滑動膜C由含有固體潤滑劑的粘合劑樹脂形成。固體潤滑劑分散于粘合劑樹脂中以形成滑動膜C。該壓縮機使用這樣制造的斜盤8進行組裝。在本實施方案中，將滑動件涂料組合物碾涂于斜盤8的前周面Sc和后周面8d上。但是，也可以將該涂料組合物以空氣噴射的方式涂覆于上述表面上。
將驅動軸5與滑輪或電磁離合器連接，將這樣形成的壓縮機安裝于車輛上。發(fā)動機或電機通過傳動帶驅動滑輪或電磁離合器。當發(fā)動機或電機運行時，如果驅動軸5旋轉， 斜盤8就擺動。從而，在對應于斜盤8的傾斜角的沖程中，每一活塞6在相應缸膛Ia中往復運動。旋轉閥12隨著驅動軸5的旋轉而旋轉。當旋轉閥12旋轉時，隨著每一活塞6的往復運動，吸入腔12a通過吸氣導引槽12b和相應的吸入通道Ic選擇地與相應的吸氣腔11 連接或不連接。因此，當活塞6從上死點運動到下死點時，相應的壓縮腔11與吸入腔12a 連接，從而制冷氣體通過吸氣腔4a和吸入腔12a從蒸發(fā)器流入壓 縮腔11。另一方面，當每一活塞6從下死點運動到上死點時，吸入腔12a與壓縮腔11不連接，從而制冷氣體在壓縮腔11中被壓縮。隨后，已被壓縮的氣體通過排氣腔4b被排入冷凝器中。
和現有技術一樣，斜盤8的表面8c，8d上的滑動膜C對斜盤8和滑履9a，9b具有抗卡咬性。特別地，由于滑動膜C中的PAI樹脂含有的酰亞胺基多于酰胺基，PAI樹脂具有高的玻璃化溫度和高拉伸強度。因此，該滑動膜在不利條件下能提高滑動性能。
發(fā)明人進行了關于前述效果的下列測試。以下列方式制造傳統(tǒng)PAI樹脂。S卩，結構式I表示的I，2，4-苯三酸酐(TMA)與結構式2表示的4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI) 發(fā)生反應。因此制備的PAI樹脂具有相同數量的酰亞胺基和酰胺基，如結構式3所示。
結構式I
權利要求
1.一種壓縮機，包括第一構件，該第一構件具有第一滑動面；第二構件，該第二構件具有第二滑動面，第一滑動面和第二滑動面相互滑動；和滑動膜，該滑動膜形成于第一和第二滑動面的至少一個表面上，該滑動膜由包含固體潤滑劑的聚酰胺一酰亞胺樹脂形成，其特征在于作為聚酰胺一酰亞胺樹脂原材料的異氰酸酯組分含有5%-90%摩爾的3，3’ -二甲基聯苯-4, 4，- 二異氰酸酯；聚酰胺一酰亞胺樹脂的玻璃化轉變溫度不低于290°C ；聚酰胺一酰亞胺樹脂的數均分子量不小于20000 ;和聚酰胺一酰亞胺樹脂在室溫下的拉伸強度不低于200MPa，并且所述聚酰胺-酰亞胺樹脂包含的酰亞胺基多于酰胺基，其中第一構件和第二構件中的至少一個由鋁基金屬制成，滑動膜形成于該鋁基金屬上，中間具有由陽極化鋁形成的中間層。
2.根據權利要求I所述的壓縮機，其特征在于所述固體潤滑劑含有聚四氟乙烯。
3.根據權利要求I所述的壓縮機，其特征在于中間層的厚度不小于3微米。
4.根據權利要求1-3任一項所述的壓縮機，其特征在于包括殼體，吸氣腔、排氣腔和缸膛限定于該殼體中；驅動軸，該驅動軸被殼體可旋轉地支撐；活塞，該活塞容納于缸膛中，活塞在缸膛中往復運動并在缸膛中限定了壓縮腔；和斜盤，該斜盤通過滑履與活塞連接，從而將驅動軸的旋轉運動轉變成活塞的往復運動， 所述的第一構件包括滑履，第二構件包括斜盤和活塞中的至少一個。
5.根據權利要求4所述的壓縮機，其特征在于斜盤、活塞和滑履中的至少一個由鋁基金屬制成。
6.根據權利要求1-3任一項所述的壓縮機，其特征在于包括殼體，吸氣腔、排氣腔和缸膛限定于該殼體中；驅動軸，該驅動軸被殼體可旋轉地支撐；活塞，該活塞容納于缸膛中，活塞在缸膛中往復運動并在缸膛中限定了壓縮腔；和斜盤，該斜盤通過滑履與活塞連接，從而將驅動軸的旋轉運動轉變成活塞的往復運動， 所述的第一構件包括殼體，第二構件包括活塞和驅動軸中的至少一個。
7.根據權利要求6所述的壓縮機，其特征在于活塞、驅動軸和殼體中的至少一個由鋁基金屬制成。
8.根據權利要求1-3任一項所述的壓縮機，其特征在于包括殼體，吸氣腔、排氣腔和缸膛限定于該殼體中；驅動軸，該驅動軸被殼體可旋轉地支撐；活塞，該活塞容納于缸膛中，活塞在缸膛中往復運動并在缸膛中限定了壓縮腔；和斜盤，該斜盤通過滑履與活塞連接，從而將驅動軸的旋轉運動轉變成活塞的往復運動， 其中所述第一構件包括具有旋轉限制器的活塞，該旋轉限制器具有第一滑動表面，所述第二構件包括具有作為第二滑動面的圓周面的斜盤。
9.根據權利要求8所述的壓縮機，其特征在于活塞或斜盤由鋁基金屬制成。
10.根據權利要求1-3任一項所述的壓縮機，其特征在于包括殼體，吸氣腔、排氣腔和缸膛限定于該殼體中；驅動軸，該驅動軸被殼體可旋轉地支撐；活塞，該活塞容納于缸膛中，活塞在缸膛中往復運動并在缸膛中限定了壓縮腔；斜盤，該斜盤通過滑履與活塞連接，從而將驅動軸的旋轉運動轉變成活塞的往復運動，和旋轉閥，該旋轉閥被殼體可旋轉地支撐，旋轉閥與驅動軸一體旋轉，壓縮腔通過該旋轉閥與吸氣腔連接，其中所述第一構件包括殼體，所述第二構件包括旋轉閥。
11.根據權利要求10所述的壓縮機，其特征在于殼體或旋轉閥由鋁基金屬制成。
全文摘要
一種壓縮機具有斜盤和滑履。斜盤的表面在滑履的表面上滑動。一滑動膜形成于斜盤的每一表面上?；瑒幽び芍辽侔腆w潤滑劑的聚酰胺－酰亞胺樹脂制成。該聚酰胺－酰亞胺樹脂的玻璃化溫度是270℃，在室溫下的拉伸強度是200MPa，或者酰亞胺基多于酰胺基。當斜盤的基體部分由鋁基金屬制成時，滑動膜形成于基體部分上，并且陽極化鋁中間層形成于滑動膜和基體部分之間。
文檔編號F01B3/00GK102979694SQ20121057065
公開日2013年3月20日 申請日期2004年6月18日 優(yōu)先權日2003年6月19日
發(fā)明者杉岡隆弘, 杉浦學, 星田隆宏, 大迫真實, 下俊久, 村瀨仁俊, 加藤崇行 申請人:株式會社豐田自動織機