CN104661764B - 向盘状基材涂布滑动用涂料的涂布方法 - Google Patents

向盘状基材涂布滑动用涂料的涂布方法 Download PDF

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Abstract

当将滑动用涂料涂布于斜板式压缩机的斜板基材等盘状基材时，不需要进行掩盖作业等，能高效地将涂料仅涂布在滑动部上，且能以没有过大或不足的方式在滑动部的全部区域形成均匀膜厚的涂膜。一边使盘状基材在水平位置处旋转，一边将滑动用涂料从涂料供给喷嘴供给到所述盘状基材的滑动部，并通过配置在盘状基材的旋转方向下游位置处的刮刀，使供给到滑动部的滑动用涂料变得平滑。

Description

向盘状基材涂布滑动用涂料的涂布方法
技术领域
本发明涉及一种向盘状基材涂布滑动用涂料的涂布方法，更详细来说，涉及一种向在车用空调装置等中使用的斜板式压缩机的斜板基材等盘状基材涂布滑动用涂料的涂布方法。
背景技术
在斜板式压缩机中，存在固定容量型斜板式压缩机和可变容量型斜板式压缩机，其中，上述固定容量型斜板式压缩机使斜板倾斜地直接固定于驱动轴，该驱动轴以能旋转的方式配置在外壳内，上述可变容量型斜板式压缩机通过连接构件将斜板以能改变倾斜角度的方式安装于驱动轴，无论在哪种斜板式压缩机中，都使滑履在斜板上滑动，并通过滑履将斜板的旋转运动转换为活塞的往复运动来对制冷剂进行压缩。
在上述斜板式压缩机中，在运转初期，由于在制冷剂中含有的润滑油到达滑动部之前，斜板与滑履发生滑动，因此，该滑动部处于没有润滑油的干润滑状态，容易产生烙印(日文：焼付き)。因此，作为防止这种烙印的一个方法，已知有一种在斜板的滑动部上涂布滑动用涂料，并使涂膜加热固化来形成滑动用覆膜的方法(例如专利文献1及2)，上述滑动用涂料例如是通过使聚四氟乙烯(PTFE)、石墨等固体润滑剂分散在热固性树脂的聚酰胺酰亚胺树脂(PAI)的有机溶剂溶液后调制而成的涂料。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2004-323594号公报
专利文献2：日本专利特许第4025832号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在上述方法中，作为向斜板的滑动部涂布滑动用涂料的涂布方法，可采用喷涂法、辊涂法等，但在这些方法中，涂料会被涂布到斜板的滑动部之外的部位，因此，会过度消耗涂料，并导致产品的制造成本上升。另外，若在滑动部之外的部位也形成有滑动用覆膜，则组装斜板时的组装精度产生错乱，因此，为了避免上述错乱的产生，一般在涂布涂料时将滑动部之外的部位掩盖以防止涂料附着，但上述掩盖作业很花费时间，因此，产品的制造效率降低，此外，使用掩盖件也会导致产品制造成本上升。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明为解决上述现有技术的实际情况而作，其技术问题在于提供一种在将滑动用涂料涂布到斜板基材等盘状基材时，不需要进行掩盖作业等就能高效地将涂料仅涂布在滑动部上的涂布方法。
即，本发明的向盘状基材涂布滑动用涂料的涂布方法采用了如下结构：一边使盘状基材在水平位置处旋转，一边将滑动用涂料从涂料供给喷嘴供给到上述盘状基材的滑动部，并通过配置在盘状基材的旋转方向下游位置处的刮刀，使供给到滑动部的滑动用涂料变得平滑。
发明效果
根据本发明的涂布方法，不需要进行用于防止涂料附着在盘状基材的滑动部之外的部位处的掩盖作业，能高效地将涂料仅涂布在滑动部上，且能以没有过大或不足的方式在滑动部的全部区域形成均匀膜厚的涂膜。
附图说明
图1是对将滑动用涂料涂布到盘状基材的工序进行说明的示意俯视图。
图2是对涂布工序时的刮刀相对于盘状基材的角度θ1进行说明的示意俯视图。
图3是对涂布工序时的刮刀相对于盘状基材的角度θ2及涂料供给喷嘴的配置位置进行说明的示意主视图。
图4是对涂布工序时的刮刀相对于盘状基材的角度θ1、θ2、θ3进行说明的示意立体图。
图5是对在涂布工序结束时刮刀从盘状基材脱离进行说明的示意立体图。
图6是表示斜板式压缩机的结构的剖视图。
具体实施方式
本发明实施方式中使用的盘状基材由通常作为斜板式压缩机的斜板材料使用的铁类材料、铜类材料等形成，但一般使用铁类材料。另外，本发明实施方式中使用的滑动用涂料并不特别限定，能使用目前所使用的公知的涂料来作为斜板的滑动用涂料。通常的斜板的滑动用涂料是通过使固体润滑剂分散在热固性树脂的有机溶剂溶液后制造而成的。作为热固性树脂，例如能使用聚酰胺酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚醚酰亚胺、酚醛树脂、环氧树脂、非饱和聚酯等中的至少一种，但优选将聚酰胺酰亚胺树脂作为主要成分。作为固体润滑剂，例如能使用聚四氟乙烯、二硫化钼、二硫化钨、石墨、氮化硼、氧化锑、氧化铅、铅、铟及锡中的至少一种，但优选以聚四氟乙烯(PTFE)为主要成分并在其中适量调配石墨后的材料。例如，当使用在聚四氟乙烯中适量调配石墨后的材料作为固体润滑剂、并使用以聚酰胺酰亚胺树脂为主要成分的材料作为热固性树脂的情况下，能以重量比20～60/40～80的比例调配固体润滑剂和热固性树脂。
在图1～图5中，盘状基材1水平载置在未图示的旋转装置上，并通过该旋转装置使盘状基材1沿箭头方向旋转。在盘状基材1的滑动部1a上方的规定高度位置处配置有涂料供给喷嘴2，滑动用涂料从未图示的涂料注料器被输送至涂料供给喷嘴2。涂料的涂布工序在盘状基材1每旋转360°时进行一个周期。当将涂料供给喷嘴2的配置位置设为0°位置时，在大致180°的位置处配置有刮刀3。滑动用涂料从喷嘴2排出并涂布在旋转的盘状基材1的滑动部1a上。从喷嘴2涂布出的涂料4在保持粗线形状的同时到达刮刀3。通过刮刀3使上述涂料4变得平滑，使得滑动部1a的整个面被通过上述刮刀3平滑化后的涂料5覆盖。在涂布工序的一个周期结束后，停止从喷嘴2向盘状基材1排出涂料，刮刀3移动至规定的待机位置并在那里待机。在上述涂布工序中，刮刀3相对于盘状基材1的平面配置成后述的规定角度θ1、θ2、θ3。在例如200℃～250℃的温度的加热炉中对滑动部1a被平滑化的涂料5覆盖的盘状基材1加热30分钟～60分钟，从而使涂膜5加热固化。然后，用磨削机对加热固化后的盘状基材1的涂膜进行磨削，来调节到规定的表面粗糙度。
在本发明的涂布方法中，较为理想的是，通过下述记载的方式设定刮刀3相对于盘状基材1的角度、刮刀3从盘状基材1脱离的脱离方向和脱离速度、涂料供给喷嘴的配置位置、涂料供给喷嘴的内径、涂料粘度及滑动部的涂布量等。
刮刀3相对于盘状基材1的角度θ1
刮刀3配置在比盘状基材1的平面朝上方浮起与涂布厚度相当的位置处，刮刀3的刀刃的前端呈直线形状。如图2及图4所示，当将包括刮刀3的刀刃前端在内且垂直于盘状基材1的面S1与盘状基材1的平面之间的交线设为直线L1，并将连接(i)盘状基材1的中心点O与(ii)盘状基材1的滑动部1a的内侧端部1b和直线L1的交点P的直线设为直线L2时，较为理想的是，将直线L1与直线L2所成的角度θ1设为－1°～+15°。此处，负(－)的角度是指直线L1位于比直线L2更靠盘状基材1的旋转上游侧的位置的角度，正(+)的角度是指直线L1位于比直线L2更靠盘状基材1的旋转下游侧的位置的角度。当涂料粘度较低时，涂料有时会在因盘状基材1的旋转而产生的离心力的作用下朝外侧流动，另外，在刮刀3的角度θ1为0°的情况下，涂料有时会受到刮刀3影响而流向盘状基材1的中心方向。因而，较为理想的是，根据涂料粘度在上述角度范围内恰当调节刮刀3的角度θ1。
刮刀3相对于盘状基材1的角度θ2
在图3及图4中，较为理想的是，将刮刀3的刀刃的前端相对于盘状基材1的平面在上下方向上的角度θ2设为－1°～+1°。此处，负(－)的角度是指刮刀3的刀刃的前端从盘状基材1的内侧向外侧朝下方倾斜的角度，正(+)的角度是指刮刀3的刀刃的前端从盘状基材1的内侧向外侧朝上方倾斜的角度。有时因涂料粘度的影响而使涂膜厚度在滑动部的外侧变厚或是在内侧变厚，因此，较为理想的是，根据涂料粘度在上述角度范围内恰当调节刮刀在上下方向上的角度θ2。
刮刀3相对于盘状基材1的角度θ3
刮刀3配置成以相对于盘状基材1朝旋转方向下游侧倾倒的方式倾斜。在图4中，当将穿过盘状基材1的滑动部1a的内侧端部1b与直线L1的交点P且位于与直线L2正交的盘状基材1的平面上的直线设为直线L3，并将包括直线L3在内且垂直于盘状基材1的平面S2与刮刀3的平面之间的交线设为直线L4时，较为理想的是，将直线L3与直线L4所成的角度θ3设为25°～85°。通过将刮刀3的角度θ3调节在上述角度范围内，能始终以载放在刮刀3的表面上的状态下残留大致一定量的涂料，并能使上述残留的涂料附着在下一个周期的盘状基材1，藉此，能在连续周期中稳定地进行涂料4的平滑化。
刮刀3的脱离方向及脱离速度
在涂布工序的一个周期结束后，刮刀3通过未图示的脱离装置而从涂布时的配置位置脱离。在上述脱离时，刮刀3以规定速度从涂布时的配置位置向上侧方向、外侧方向、前侧方向(盘状基材1的旋转上游方向)各个方向脱离，移动到规定的下一周期的待机位置并在那里停止。即，在图5中，刮刀3以规定速度从涂布时的配置位置朝XYZ坐标系的各坐标轴的方向脱离。较为理想的是，对于各坐标轴，将刮刀3的脱离速度设为0.1～10mm/秒的速度。另外，较为理想的是，将盘状基材1在刮刀3脱离时的旋转速度设为10～200rpm。通过在上述速度范围内恰当调节刮刀3的脱离速度及盘状基材1的旋转速度，能防止因刮刀3脱离的影响而产生的涂布面的平滑度降低，并能防止附着在刮刀3上的涂料滴落等。
涂料供给喷嘴2的配置位置及喷嘴内径
在图3中，两个涂料供给喷嘴2a、2b在半径方向上排列配置。较为理想的是，将外侧的喷嘴2a的位置P1设置在距离盘状基材1的外侧端部为0.5～6mm的位置处，将外侧的喷嘴2a和内侧的喷嘴2b的喷嘴间的间距P2设为0.5～5mm。另外，较为理想的是，将涂料供给喷嘴2的内径设为0.3～4mm。
涂料粘度
涂料粘度较为理想的是1000～30000mPa·s/25℃，最为理想的是5000～12000mPa·s/25℃。此处，涂料粘度是使用旋转式B型粘度计测定出的粘度。通过将涂料粘度在上述范围内调节，能最大限度地抑制因刮刀、离心力的影响而产生的涂膜厚度的偏差，并能防止涂料向滑动部1a之外的部位滴落。
涂布量
盘状基材1的滑动部1a的涂料的涂布量较为理想的是在滑动部1a的每单位面积为0.006～0.038g/cm2，最为理想的是0.012～0.026g/cm2。通过恰当调节涂料从涂料供给喷嘴2向盘状基材1的滑动部1a的排出量和盘状基材1的旋转速度，从而能在上述范围内调节涂料向滑动部1a的涂布量。
斜板式压缩机
在加热炉中对通过上述涂布方法涂布在盘状基材1上的滑动用涂料的涂膜进行加热固化，接着，用磨削机对固化涂膜进行磨削，来制成规定的表面粗糙度。接着，对将这样形成有滑动覆膜的盘状基材1用作斜板的斜板式压缩机的一例进行说明。
图6所示的可变容量型斜板式压缩机包括：驱动轴6；转子7，该转子7固定于驱动轴6；以及斜板8，该斜板8以能改变倾角且能滑动的方式支承于驱动轴6。斜板8包括盘状基材1和斜板轴套部9，盘状基材1通过铆钉固接于斜板轴套部9。经由对斜板8的周缘部进行夹持的一对滑履10而卡定在斜板8上的活塞11以能滑动的方式与形成于缸体12的缸膛12a嵌合。驱动轴6、转子7、斜板8收容在前外壳13内。排出室及吸入室形成于缸盖14。利用缸体12和缸盖14夹持阀板15。缸体12、前外壳13、缸盖14、阀板15一体组装。驱动轴6被前外壳13和缸体12支承成能旋转。
在从转子7向斜板8延伸的一对转子臂7a上形成有圆形通孔7b、7c。圆形通孔7b、7c与由驱动轴6的中心轴线X和斜板8的上死点Dp形成的平面正交，并同轴延伸。在从斜板8向转子7延伸的单个斜板臂8a上形成有圆形通孔8b。圆形通孔8b与由驱动轴6的中心轴线X和斜板8的上死点Dp形成的平面正交并延伸。配置有将转子臂7a与斜板臂8a连接的连杆臂16。在连杆臂16的一端部形成有圆形通孔16a，在连杆臂16的分成两路的另一端部形成有圆形通孔16b、16c。一对转子臂7a夹持连杆臂16的一端部，连杆臂16的一分为二的另一端部夹持斜板臂8a。
销17被压入固定于圆形通孔8b，并且两端部以能相对滑动的方式与圆形通孔16b、16c嵌合。销18被压入固定于圆形通孔16a，并且两端部以能相对滑动的方式与圆形通孔7b、7c嵌合。由转子臂7a、斜板臂8a、连杆臂16及销17、18来形成连杆机构19。连杆机构19允许斜板8的倾角变动，并将转子7和斜板8连接成无法绕驱动轴6相对旋转。
伴随着斜板8的旋转，活塞10在缸体12a内往复运动，向缸膛12a内抽吸气体，并对缸膛12a内的气体进行压缩。此时，利用未图示的控制系统，根据空调装置的热负载通过压差控制阀对吸入室20的压力与曲柄室21的压力间的压差进行控制，从而进行斜板8的倾角控制。
实施例
将50重量％的热固性树脂的聚酰胺酰亚胺树脂、35重量％的烧成粒状聚四氟乙烯、15重量％石墨以及适量的有机溶剂(N―甲基―2―吡咯烷酮)投入球磨机，并粉碎混合三小时，来调制滑动用涂料(上述配合比为固体成分基准)。上述涂料的粘度(旋转式B型粘度计、转子No.3、旋转速度6rpm、25℃)为8.68Pa·s/25℃。另一方面，在对铁制的盘状基材1的表面进行脱脂之后，通过喷丸处理进行表面粗糙，来形成10μmRz的表面粗糙度。上述盘状基材1的直径为86mm，滑动部的圆环宽度为15mm。一边将上述盘状基材1水平配置于旋转装置，并使其以旋转速度60rpm进行旋转，一边将上述滑动用涂料从图1～图3记载的涂料供给喷嘴2供给到盘状基材1的滑动部，并利用上述图1～图3中记载的刮刀3使供给来的涂料变得平滑。将涂料供给喷嘴2配置在旋转角0°的位置，并将刮刀3配置在180°的位置。将刮刀3相对于盘状基材1的角度θ1调节为1°，将刮刀3相对于盘状基材1的角度θ2调节为－0.04°，将刮刀3相对于盘状基材1的角度θ3调节为45°。涂料供给喷嘴2具有两个喷嘴2a、2b，将喷嘴2a的喷嘴位置P1设为3mm，将喷嘴2a、2b的喷嘴间的间距P2设为3.76mm，将两个喷嘴的喷嘴直径设为2.4mm。另外，对从涂料供给喷嘴2排出的涂料排出量和盘状基材1的旋转速度进行调节，以使涂布量为0.022g/cm2。涂料的涂布工序在盘状基材1每旋转360°时进行一个周期。在涂布工序的一个周期结束后，对于XYZ坐标系的各坐标轴，使刮刀3以1mm/秒的移动速度从涂布时的配置位置脱离，移动到规定的待机位置并在那里停止。将上述脱离时的盘状基材1的旋转速度设为60rpm。通过上述涂布方法，能在涂布没有附着于滑动部1a之外的部位且没有涂料滴下等的情况下，将涂料平滑地仅涂布在滑动部1a上。在230℃下对涂布有涂料的盘状基材1加热干燥30分钟，来使涂膜热固化，接着，用磨削机对固化涂膜进行磨削，来将涂膜表面制成0.9μmRa的表面粗糙度。
工业上的可利用性
本发明的滑动用涂料的涂布方法在将滑动用涂料涂布于斜板基材等盘状基材时，不需要进行用于防止涂料附着于滑动部之外的部位的掩盖作业等，能高效地将涂料仅涂布在滑动部上，且能以没有过大或不足的方式在滑动部的全部区域形成均匀膜厚的涂膜，因此，在工业上是有用的。
符号说明
1 盘状基材
1a 滑动部
1b 滑动部1a的内侧端部
2、2a、2b 涂料供给喷嘴
3 刮刀
4 从涂料供给喷嘴2涂布出的涂料
5 通过刮刀3平滑化后的涂料
6 驱动轴
7 转子
7a 转子臂
7b、7c 圆形通孔
8 斜板
8a 斜板臂
8b 圆形通孔
9 斜板轴套部
10 滑履
11 活塞
12 缸体
12a 缸膛
13 前外壳
14 缸盖
15 阀板
16 连杆臂
16a、16b、16c 圆形通孔
17 销
18 销
19 连杆机构
20 吸入室
21 曲柄室
O 盘状基材1的中心点
P 盘状基材1的滑动部1a的内侧端部1b与直线L1的交点
Dp 斜板8的上死点
L1 构成包括刮刀3的刀刃的前端在内且垂直于盘状基材1的面S1与盘状基材1的平面之间的交线的直线
L2 将盘状基材1的中心点O与交点P连接的直线
L3 穿过交点P且位于与直线L2正交的盘状基材1的平面上的直线
L4 构成包括直线L3在内且垂直于盘状基材1的平面S2与刮刀3的平面之间的交线的直线
θ1 直线L1与直线L2所成的角度
θ2 刮刀3的刀刃的前端相对于盘状基材1的平面在上下方向上的角度
θ3 直线L3与直线L4所成的角度

Claims (9)

1.一种向盘状基材涂布滑动用涂料的涂布方法，将滑动用涂料从涂料供给喷嘴供给到在水平位置处旋转的盘状基材的滑动部，来对所述盘状基材的滑动部涂布滑动用涂料，其特征在于，
使用位于所述盘状基材的旋转方向下游侧的刮刀，以使供给到所述滑动部的所述滑动用涂料变得平滑，
在将包括所述刮刀的刀刃的前端在内且垂直于所述盘状基材的面与所述盘状基材的平面之间的交线设为直线L1，并将连接(i)所述盘状基材的中心点(O)与(ii)所述盘状基材的滑动部的内侧端部和直线L1的交点(P)的直线设为直线L2时，将所述直线L1与所述直线L2的角度θ1设为大于0°且小于等于+15°，
其中，正的角度是指直线L1位于比直线L2更靠所述盘状基材的旋转下游侧的位置的角度。
2.一种向盘状基材涂布滑动用涂料的涂布方法，将滑动用涂料从涂料供给喷嘴供给到在水平位置处旋转的盘状基材的滑动部，来对所述盘状基材的滑动部涂布滑动用涂料，其特征在于，
使用位于所述盘状基材的旋转方向下游侧的刮刀，以使供给到所述滑动部的所述滑动用涂料变得平滑，
将所述刮刀的刀刃的前端相对于所述盘状基材的平面在上下方向上的角度θ2设为大于等于－1°且小于0°，
其中，负的角度是指所述刮刀的刀刃的前端从所述盘状基材的内侧向外侧朝下方倾斜的角度。
3.如权利要求1或2所述的向盘状基材涂布滑动用涂料的涂布方法，其特征在于，
当将包括所述刮刀的刀刃的前端在内且垂直于所述盘状基材的面与所述盘状基材的平面之间的交线设为直线L1、将连接(i)所述盘状基材的中心点(O)与(ii)所述盘状基材的滑动部的内侧端部和直线L1的交点(P)的直线设为直线L2，将穿过所述盘状基材的滑动部的内侧端部与所述直线L1的交点(P)且位于与直线L2正交的所述盘状基材的平面上的直线设为直线L3，并将包括所述直线L3在内且垂直于所述盘状基材的平面与所述刮刀的平面之间的交线设为直线L4时，将所述直线L3与所述直线L4的角度θ3设为25°～85°。
4.如权利要求1或2所述的向盘状基材涂布滑动用涂料的涂布方法，其特征在于，
将外侧的喷嘴和内侧的喷嘴这两个涂料供给喷嘴在所述盘状基材的半径方向上排列配置，将外侧喷嘴的位置设置为距离所述盘状基材的外侧端部为0.5～6mm的位置处，将所述外侧喷嘴和所述内侧喷嘴的喷嘴间的间距设为0.5～5mm。
5.如权利要求1或2所述的向盘状基材涂布滑动用涂料的涂布方法，其特征在于，
将所述涂料供给喷嘴的内径设为0.3～4mm。
6.如权利要求1或2所述的向盘状基材涂布滑动用涂料的涂布方法，其特征在于，
将所述滑动用涂料的粘度设为1000～30000mPa·s/25℃。
7.如权利要求1或2所述的向盘状基材涂布滑动用涂料的涂布方法，其特征在于，
将向所述盘状基材的滑动部涂布的涂料的涂布量设置成滑动部的每单位面积为0.006～0.038g/cm2。
8.如权利要求1或2所述的向盘状基材涂布滑动用涂料的涂布方法，其特征在于，
在涂布工序的一个周期结束后，以0.1～10mm/秒的速度使所述刮刀从涂布时的配置位置向上侧方向、外侧方向及前侧方向的各个方向脱离，并将进行所述脱离时的所述盘状基材的旋转速度设为10～200rpm。
9.如权利要求1或2所述的向盘状基材涂布滑动用涂料的涂布方法，其特征在于，
所述盘状基材是使滑履在斜板上滑动并通过所述滑履将所述斜板的旋转运动转换为活塞的往复运动来对制冷剂进行压缩的斜板式压缩机的斜板基材。
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