CN106574611B - 斜盘式压缩机用半球滑履的制造方法和注射成形模具 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于得到如下的半球滑履的制造方法和注射成形模具，该半球滑履即使在运转开始时的没有润滑油的干状态下也不会产生发热胶着，抑制了由摩擦发热导致的润滑特性的下降、制造时的强度降低，并且耐久性优异。在斜盘式压缩机用半球滑履(4)的制造方法中，所述斜盘式压缩机用半球滑履具有：基材，所述基材由硬质材料构成且在中心轴部分具有中空部；和树脂层，所述树脂层由树脂组合物构成，并形成于在该基材的周围与斜盘滑动的平面部的表面和在该基材的周围与活塞滑动的球面部的表面，在基材的中空部中形成有填充了树脂组合物的树脂填充部和没有填充的空孔部，通过在将基材(5)配置于成形模具的型腔(22)内的状态下，从成为树脂填充部(8)的部分起注射填充树脂组合物，从而形成所述树脂填充部和所述树脂层。

Description

斜盘式压缩机用半球滑履的制造方法和注射成形模具
技术领域
本发明涉及在汽车用空调等所使用的斜盘式压缩机中夹设于斜盘与活塞之间并用于将斜盘的旋转运动转换成活塞的往复运动的半球滑履的制造方法。另外，涉及该制造方法所使用的注射成形模具。
背景技术
斜盘式压缩机是如下的压缩机：在存在制冷剂的壳体内，使半球滑履在斜盘上滑动，经由该半球滑履将斜盘的旋转运动转换成活塞的往复运动，以使制冷剂压缩、膨胀，所述斜盘以直接固定的方式呈直角或倾斜地安装于旋转轴或经由连结部件间接地呈直角或倾斜地安装于旋转轴。在这样的斜盘式压缩机中，有使用双头形的活塞在两侧使制冷剂压缩、膨胀的双斜盘型和使用单头形的活塞仅在单侧使制冷剂压缩、膨胀的单斜盘型。另外，半球滑履有仅在斜盘的单侧面滑动的滑履和在斜盘的两侧面滑动的滑履。在这些斜盘式压缩机中，在斜盘与半球滑履的滑动面上产生每秒20m以上的大的相对速度的滑动，半球滑履在非常严苛的环境中使用。
另外，在润滑时，润滑油一边溶入制冷剂一边被稀释并在壳体内循环，成为雾状并供给至滑动部。但是，在从运转休止状态再次开始运转的情况下，存在如下的问题：润滑油会被液化的制冷剂冲走，运转开始时的斜盘与半球滑履的滑动面成为没有润滑油的干状态，容易产生发热胶着。
作为防止该发热胶着的手段，例如提出了：通过静电粉末喷涂法在斜盘和半球滑履的至少滑动面上直接形成了聚醚醚酮(PEEK)树脂覆膜的手段(参照专利文献1)、通过静电粉末喷涂法形成了含有固体润滑剂的热塑性聚酰亚胺覆膜的手段(参照专利文献2)。
另外，为了在高速高温条件下确保高的滑动性，提出了如下方案：在斜盘、半球滑履以及活塞的至少一个滑动接触部位，形成了由粘合剂和分散于该粘合剂中的固体润滑剂构成的滑动层，所述粘合剂由PEEK树脂构成(参照专利文献3)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-180964号公报
专利文献2：日本特开2003-049766号公报
专利文献3：日本特开2002-039062号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在现有技术中，为了提高斜盘与半球滑履的润滑特性，如上所述，提出了由润滑性覆膜形成斜盘、半球滑履的滑动面的方法，但即便在现实中有向斜盘上形成润滑性覆膜的情况，也完全没有向半球滑履上形成润滑性覆膜的情况。推测其理由是：与斜盘相比，半球滑履的滑动面积较小，而且也承受着与活塞的球面座之间的滑动，因此，由于摩擦热而不能充分地得到润滑性覆膜的耐久性。
例如，如现有技术那样，为了与斜盘和活塞之间的滑动而用树脂覆膜覆盖了半球滑履的整个表面，在这种情况下，可能会产生如下情形：摩擦热的散热性降低，并且产生半球滑履基材的温度上升，树脂覆膜会熔化。另外，通过静电粉末喷涂法或涂液涂敷进行的树脂覆膜的形成，将半球滑履暴露于烧成温度中而存在强度降低的担忧。
另一方面，具有润滑性覆膜的斜盘存在如下的问题:不仅滑动面的平面度、平行度、厚度精度这些加工精度严格，而且由昂贵的材料构成的润滑性覆膜的覆膜面积大，所以不能低价化。
本发明为应对这些问题而做出。其目的在于提供一种半球滑履的制造方法和注射成形模具，用于得到如下的半球滑履：即使在运转开始时的没有润滑油的干状态下也不会产生发热胶着，抑制了由摩擦发热导致的润滑特性的下降、制造时的强度降低，并且耐久性优异。
用于解决问题的手段
本发明的斜盘式压缩机用半球滑履的制造方法是如下方法：在所述斜盘式压缩机中，在存在制冷剂的壳体内，使半球滑履在斜盘上滑动，经由该半球滑履将所述斜盘的旋转运动转换成活塞的往复运动，使制冷剂压缩、膨胀，所述斜盘以直接固定的方式呈直角或倾斜地安装于旋转轴或经由连结部件间接地呈直角或倾斜地安装于旋转轴，所述斜盘式压缩机用半球滑履的制造方法的特征在于，所述半球滑履具有：基材，所述基材由硬质材料构成且在中心轴部分具有中空部；和树脂层，所述树脂层由树脂组合物构成，并形成于在该基材的周围与所述斜盘滑动的平面部的表面和在该基材的周围与所述活塞滑动的球面部的表面，在所述基材的中空部中形成有填充了所述树脂组合物的树脂填充部和没有填充该树脂组合物的空孔部，通过在将所述基材配置于成形模具的型腔内的状态下，从成为所述树脂填充部的部分起注射填充所述树脂组合物，从而形成该树脂填充部和所述树脂层。
其特征在于，所述基材的中空部为圆筒空间状，在该中空部的所述树脂填充部侧的端部形成有孔径比除此以外的部分大的大径中空部。
其特征在于，在使成形模具的芯销与所述基材的中空部的成为所述空孔部的部分嵌合并将该基材定位在成形模具的型腔内的状态下，进行所述树脂组合物的注射填充。
其特征在于，用于注射填充所述树脂组合物的浇口位于所述半球滑履的平面部侧。另外，其特征在于，该浇口是针点浇口。
其特征在于，所述树脂填充部占据所述中空部的轴向长度的1/4～3/4。
本发明的斜盘式压缩机用半球滑履的注射成形模具是上述本发明的制造方法所使用的模具。该模具的特征在于，具备可动侧模板和固定侧模板，所述可动侧模板和所述固定侧模板中的一方具有构成所述型腔的一部分且用于形成所述球面部的凹状球面，并且在该型腔的水平方向的中心轴上配置有与所述基材的中空部嵌合的芯销，所述可动侧模板和所述固定侧模板中的另一方具有构成所述型腔的一部分且用于形成所述平面部的凹状平面，并且与所述芯销同轴地配置有用于注射填充所述树脂组合物的浇口。
所述模具的特征在于，在所述芯销的前端具有小径台阶部，在该芯销与所述基材的中空部嵌合的状态下，所述小径台阶部的台阶面碰到所述基材的端面上。
所述模具的特征在于，在所述可动侧模板具有所述芯销，该芯销作为突出销在成形模具打开后能够前进。
在所述模具中，其特征在于，所述浇口的浇口嘴设置在从所述半球滑履的滑动表面凹陷的位置。
发明效果
由于用本发明的斜盘式压缩机用半球滑履的制造方法得到的半球滑履具有由硬质材料构成的基材、以及形成于在该基材的周围与斜盘滑动的平面部的表面和在该基材的周围与活塞滑动的球面部的表面的树脂层，所以即使在运转开始时的干状态下也能够防止发热胶着。另外，由于在基材的中空部中形成有填充了树脂组合物的树脂填充部和没有填充树脂组合物的空孔部，所以摩擦热从该空孔部散热，能够防止由于基材的温度上升而导致树脂层熔化。
在本发明的制造方法中，由于树脂层的形成采用了注射成形，所以不会在制造时暴露于烧成温度而没有强度降低的担忧。另外，由于注射成形时在熔融状态下对树脂组合物施加压力，所以致密地形成树脂层，耐载荷性也优异。并且，由于在将基材配置于成形模具的型腔内的状态下从成为树脂填充部的部分起注射填充树脂组合物，所以能够一体地形成树脂填充部和各树脂层，并且该树脂层能够均匀地覆盖基材的表面。因此，不会产生树脂层相对于滑动面的滑动特性的不均匀性、向基材紧贴的紧贴强度的不均匀性，能够防止由于与斜盘、活塞的滑动而导致树脂层剥落等。
由于基材的中空部为圆筒空间状，在该中空部的树脂填充部侧的端部形成有孔径比除此以外的部分大的大径中空部，所以能够将浇口直径设定为较大，另外，能够确保来自浇口的熔融树脂的流动性。因此，即使是薄壁，也能够防止欠注(short shot)等注射成形的不良，能够实现紧贴强度高的均匀的树脂层的形成。
由于在使成形模具的芯销与基材的中空部的成为空孔部的部分嵌合并将该基材定位在成形模具的型腔内的状态下，进行树脂组合物的注射填充，所以能够将具有球面的半球滑履的基材容易且正确地配置在注射成形的模具内。
由于用于注射填充树脂组合物的浇口位于半球滑履的平面部侧，所以熔融树脂的流动成为从平面部向球面部流动，能够将最承受载荷的平面部的树脂层以经得起高表面压力的方式形成为薄壁。另外，由于该浇口是针点浇口，所以能够进行注射成形工序中的浇口切割(gate cut)，与使用钳子等手动工具的后加工相比，能够防止给树脂层表面带来损伤。
由于树脂填充部占据中空部的轴向长度的1/4～3/4，所以该部分起到冷料井(cold slug well)的作用，能够防止冷料出现在树脂层中。
由于本发明的斜盘式压缩机用半球滑履的注射成形模具具备可动侧模板和固定侧模板，可动侧模板和固定侧模板中的一方具有构成型腔的一部分且用于形成所述球面部的凹状球面，并且在该型腔的水平方向的中心轴上配置有与半球滑履基材的中空部嵌合的芯销，可动侧模板和固定侧模板中的另一方具有构成型腔的一部分且用于形成所述平面部的凹状平面，并且与所述芯销同轴地配置有浇口，所以从浇口注射的熔融树脂撞到芯销的前端，之后，从半球滑履的轴心起逐渐均匀地覆盖半球滑履基材的表面。因此，形成于半球滑履的球面部、平面部的表面的树脂层没有接缝，成为均匀的树脂层。
由于在芯销的前端具有小径台阶部，在该芯销与半球滑履的基材的中空部嵌合的状态下，小径台阶部的台阶面碰到基材的端面上，所以基材在型腔内在轴向上被定位。因此，能够将具有球面的半球滑履的基材容易且正确地配置在型腔内。另外，由于在基材中，与芯销的小径台阶部接触的轴向接触面成为在半球滑履完成后没有形成树脂层的露出面，所以也能够从该部分散热。
由于在可动侧模板具有芯销，该芯销作为突出销在成形模具打开后能够前进，所以无需另外设置突出销，在半球滑履的树脂层上不会残留突出销痕迹。
由于上述浇口的浇口嘴设置在从半球滑履的滑动表面凹陷的位置，所以能够防止浇口痕从半球滑履的滑动表面(树脂层的表面)突出。
附图说明
图1是表示使用了用本发明的制造方法得到的斜盘式压缩机用半球滑履的斜盘式压缩机的一例的纵剖视图。
图2是放大表示图1的半球滑履的纵剖视图和俯视图。
图3是表示本发明的注射成形模具的一例的剖视图。
图4是表示本发明的半球滑履的制造工序的图。
具体实施方式
基于附图，说明使用了用本发明的制造方法得到的斜盘式压缩机用半球滑履的斜盘式压缩机的一例。图1是表示斜盘式压缩机的纵剖视图。图1所示的斜盘式压缩机是如下的双斜盘型压缩机：将二氧化碳用作制冷剂，在存在制冷剂的壳体1内，经由在斜盘3的两侧面上滑动的半球滑履4，将以直接固定的方式倾斜地安装于旋转轴2的斜盘3的旋转运动转换成双头形活塞9的往复运动，在以等间隔在壳体1的周向上形成的缸膛10内的各活塞9的两侧，使制冷剂压缩、膨胀。以高速旋转驱动的旋转轴2在径向上由针状滚子轴承11支承，在推力方向上由推力针状滚子轴承12支承。在该结构中，斜盘3也可以是经由连结部件间接地固定于旋转轴2的形态。此外，也可以是并非倾斜而呈直角地安装的形态。
在各活塞9上，以跨越斜盘3的外周部的方式形成有凹部9a，在形成于该凹部9a的轴向相向面的球面座13上安放有半球滑履4，以相对于斜盘3的旋转而相对移动自如的方式支承活塞9。由此，顺畅地进行从斜盘3的旋转运动向活塞9的往复运动的转换。半球滑履4的球面部与活塞9(球面座13)滑动，平面部与斜盘3滑动。
基于图2，详细说明用本发明的制造方法得到的斜盘式压缩机用半球滑履的构造。图2的上图是表示半球滑履的一例的纵剖视图，图2的下图是其俯视图。如图2所示，半球滑履4具有由球面部4a、平面部4b以及外周部4c构成的大致半球状的构造，所述球面部4a构成球体的一部分，所述平面部4b是在球面部4a的相反侧以大致平面切割该球体而成的形态，所述外周部4c连接球面部4a和平面部4b。另外，半球滑履4的俯视形状为圆形，外周部4c的表面(树脂层6c的表面)成为圆筒外周面。半球滑履4的整体形状是将圆柱体的一个底面设为构成半球的一部分的凸形状而成的形状。此外，半球滑履4的整体形状不限定于此，只要具有与斜盘滑动的平面部和与活塞滑动的球面部即可，也可以设为没有上述外周部(圆筒部)的形状。
半球滑履4将由硬质材料构成的部件作为基材5，用后述的注射成形在与斜盘滑动的平面部4b的表面和与活塞滑动的球面部4a的表面上形成有树脂层6。树脂层6中的形成在球面部4a的表面上的是树脂层6a，形成在平面部4b的表面上的是树脂层6b，形成在外周部4c上的是树脂层6c。各树脂层是薄壁(0.1～0.7mm左右)，基材5的形状是沿着半球滑履4的整体形状的形状。此外，半球滑履的直径为5～15mm左右。
在半球滑履4中，与斜盘滑动的平面部4b和与活塞滑动的球面部4a位于轴向相反侧。通过将形成在这些表面上的树脂层设为经由外周部4c等而连续的一体部件，双面的树脂层在构造上难以从基材剥离。另外，优选将球面部4a的树脂层6a的厚度设为比平面部4b的树脂层6b的厚度厚。通过使球面部的树脂层比平面部的树脂层厚，与斜盘滑动的平面部的树脂层薄，具有高的耐载荷性，与活塞滑动的球面部的树脂层厚，单侧接触时的磨合性良好，耐磨损性优异。并且，容易确保注射成形时的高的熔融流动性。
在图2所示的形态中，在基材5上，在其圆形中央的中心轴部分形成有贯通球面部4a侧和平面部4b侧的圆筒空间状的中空部5b。在中空部5b中，形成有填充了树脂组合物的树脂填充部8和没有填充树脂组合物的空孔部7。空孔部7是在成形时供芯销嵌合的部位，未填充树脂而成为基材表面露出的状态。通过设置空孔部7，即使因与斜盘和活塞的滑动而产生摩擦热，也能够在基材中传递并从该空孔部释放热，不会产生树脂层的熔化等，耐磨损性、耐发热胶着性优异。另外，空孔部7也具有作为保持润滑油的油槽的功能。
并且，图2所示的形态的半球滑履4在球面部4a侧的外表面上具有基材5不由树脂层6覆盖而露出的露出面5a，所述露出面5a是与活塞不接触的非接触部。该非接触部是用平行于平面部4b的面切割球面部4a的一部分而得到的形状的部位，是不与活塞滑动接触的部位。通过在球面部4a侧的外表面上设置这样的作为非接触部的基材的露出面，容易将在球面部产生的摩擦热散热。此外，如后所述，通过在注射成形模具的芯销上设置小径台阶部，使该小径台阶部的台阶面碰到基材的端面上而进行轴向的定位，从而在半球滑履4的中空部的芯销嵌合侧的边缘形成与该台阶面对应的露出面5a。
作为半球滑履的基材的材质，只要由机械强度、热传导性优异的硬质材料构成即可，不特别限定，例如可列举出钢、铝、铝合金、铜、铜合金等金属材料、陶瓷等。作为钢材，可列举出轴承钢(SUJ1～5等)、铬钼钢、机械结构用碳素钢、低碳钢、不锈钢、高速钢等。为了减轻与活塞的滑动接触而导致的磨损损伤，可以对这些钢材实施淬火等处理来提高表面硬度。在上述材料中，根据可靠性优选使用轴承钢。
另外，作为基材的材质，也能够采用铁类、铜铁类、铜类、不锈钢类等的烧结金属。由于能够提高基材与树脂层的紧贴性，所以优选以铁为主成分的烧结金属，进一步优选铜的含量为10重量％以下的铁类烧结金属。通过将基材设为烧结金属制，球面部表面的润滑油保持性优异，另外，通过表面凹凸的锚定效果，能够提高与树脂层的紧贴性。
在半球滑履的基材为熔炼金属、陶瓷等致密体的情况下，为了提高与树脂层的紧贴性，优选在形成树脂层之前，通过喷丸、机械加工等物理表面处理，将基材的表面加工成凹凸形状。另外，优选实施酸性溶液处理(硫酸、硝酸、盐酸等或者与其他溶液的混合)、碱性溶液处理(氢氧化钠、氢氧化钾等或者与其他溶液的混合)等化学表面处理，在基材的表面上形成微细凹凸形状。当实施酸性溶液处理时，可以不需要遮蔽，所以优选。微细凹凸形状根据浓度、处理时间、后处理等而不同，但是为了提高由锚定效果带来的紧贴性，优选形成为凹部间距为数nm～数十μm的微细的凹凸。通过化学表面处理而形成的微细凹凸形状成为多孔质这样的复杂的立体构造，因此易于发挥锚定效果，特别是能够实现牢固的紧贴。
作为形成树脂层的树脂组合物的基体树脂，优选能够注射成形且润滑特性和耐热性优异的合成树脂。作为这样的合成树脂，例如可列举出芳香族聚醚酮(PEK)类树脂、聚缩醛(POM)树脂、聚苯硫醚(PPS)树脂、能够注射成形的聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺(PAI)树脂、聚酰胺(PA)树脂、能够注射成形的氟树脂等。上述各种合成树脂既可以单独使用，也可以是混合了两种以上而成的聚合物合金。在这些合成树脂中，优选使用芳香族PEK类树脂。通过使用芳香族PEK类树脂，能够得到耐热性、耐油、耐化学品性、耐蠕变特性、摩擦磨损特性等优异且可靠性非常高的半球滑履。
作为能够在本发明中使用的芳香族PEK类树脂，有聚醚醚酮(PEEK)树脂、聚醚酮(PEK)树脂、聚醚酮醚酮酮(PEKEKK)树脂等。作为能够在本发明中使用的PEEK树脂的市面销售品，可列举出威格斯公司制：VICTREX PEEK(90P、150P、380P、450P、90G、150G等)、苏威特种聚合物公司制：Keta Spire PEEK(KT-820P、KT-880P等)、大赛璐-赢创公司制：VESTAKEEP(1000G、2000G、3000G、4000G等)等。另外，作为PEK树脂，可列举出威格斯公司制：VICTREXHT等，作为PEKEKK树脂，可列举出威格斯公司制：VICTREX ST等。
形成树脂层的树脂组合物优选为树脂温度380℃、剪切速度1000s-1下的熔融粘度为50～200Pa·s。当熔融粘度在该范围内时，能在半球滑履的基材的表面上顺畅地进行薄壁的注射成形。由于能够进行薄壁注射成形，且不需要成形后的后加工，所以制造变容易，能实现制造成本的减少。在以芳香族PEK类树脂为主成分的合成树脂的情况下，为了使熔融粘度处于上述范围，优选采用在上述条件下的熔融粘度为150Pa·s以下的芳香族PEK类树脂。
形成树脂层的树脂组合物优选为在上述的芳香族PEK类树脂中掺合了聚四氟乙烯(PTFE)树脂、石墨、二硫化钼等固体润滑剂、各种晶须、芳族聚酰胺纤维、碳纤维等纤维状增强材料而成的树脂组合物。纤维状增强材料以及无机类的固体润滑剂(石墨、二硫化钼等)具有减小芳香族PEK类树脂的成形收缩率的效果，具有在与基材的嵌件成形时抑制树脂层的内部应力的效果。另外，固体润滑剂即使在润滑油稀薄的条件下，也能够实现低摩擦，能够防止发热胶着。
在形成树脂层的树脂组合物，混合上述各种原材料并混匀的手段不特别限定，用亨舍尔混合机、球混合机、带式掺混机、勒迪格混合器(レディゲミキサー)、超级亨舍尔混合机等仅将粉末原料干式混合，进一步用双螺杆挤出机等熔融挤出机熔融混匀，从而能够得到该树脂组合物的成形用颗粒。另外，填充材料的投入可以在用双螺杆挤出机等进行熔融混匀时采用侧向进料。使用该成形用颗粒，在后述的制造工序中形成树脂层。此外，为了改善物性，可以在成形后实施退火处理等。
本发明的斜盘式压缩机用半球滑履的制造方法是用注射成形来形成以上结构的半球滑履特别是其树脂部分的制造方法。另外，本发明的斜盘式压缩机用半球滑履的注射成形模具是在上述制造方法中使用的模具。基于图3详细说明该注射成形模具。图3是表示本发明的注射成形模具的一例的剖视图。如图3所示，该注射成形模具14是由可动侧模板15、固定侧模板16以及固定侧安装板17构成的三板构造的模具。固定侧模板16具有用于形成半球滑履的平面部的凹状平面16a，可动侧模板15具有用于形成半球滑履的球面部的凹状球面15a。凹状球面15a和凹状平面16a是构成型腔22的一部分的面。在可动侧模板15上，在型腔22的水平方向的中心轴上配置有芯销18。芯销18是在前端具有小径台阶部18a的小径带台阶形状。另外，在固定侧模板16上，配置有横浇道(runner)19、与直浇道(sprue)20连通并用于将熔融树脂填充到型腔22内的浇口(gate)21。在这里，浇口21配置成与芯销18同轴。另外，型腔22可以设为如下结构：在固定侧模板上具有用于形成半球滑履的球面部的凹状球面，在可动侧模板上具有用于形成半球滑履的平面部的凹状平面。在该情况下，也在可动侧模板上在型腔的水平方向的中心轴上配置小径带台阶形状的芯销，在固定侧模板上与芯销同轴地配置浇口。
此外，在本发明的制造方法中，芯销和浇口(也包括直浇道、横浇道)的配置不限定于该图所示的形态。
作为本发明的制造方法的一例，基于图4说明使用了图3的注射成形模具的半球滑履的制造工序。图4(a)～(d)是表示利用该模具的半球滑履的制造工序的图。如图4(a)所示，在注射成形前，预先在型腔22内配置基材5。具体而言，使芯销18的前端的小径台阶部18a与基材5的中空部5b嵌合。基材5的中空部5b为圆筒空间状，芯销18的小径台阶部18a是与之嵌合的圆柱状。由此，基材5在型腔22内在水平方向和轴向上被定位。通过利用这样的芯销与基材的中空部的嵌合，能够容易且正确地进行型腔内的基材的定位，能够容易地以高精度在该基材的表面上形成薄壁的树脂层。在基材5的中空部5b中，小径台阶部18a嵌合的部分在半球滑履完成后成为空孔部7，小径台阶部18a不嵌合的部分在半球滑履完成后成为树脂填充部8(参照图2)。另外，在基材5中，与芯销18的小径台阶部18a的台阶面相抵接的抵接面(轴向接触面)成为在半球滑履完成后未形成有树脂层6的露出面5a(参照图2)。在注射成形前，由固定侧安装板17、固定侧模板16以及可动侧模板15构成的三板构造的注射成形模具14在合模的状态下保持在使用树脂的规定温度。
如图4(b)所示，将上述树脂组合物加热成熔融状态而成的熔融树脂23通过所设定的注射压力注射到模具内，并通过横浇道19、直浇道20，经由浇口21填充到型腔22内。之后，在合模的状态下经过一定时间的保压工序和冷却工序。固定侧模板16的浇口21配置成与可动侧模板15的芯销18同轴(型腔22的水平方向的中心轴上)，在型腔22中，该浇口嘴设置于在半球滑履完成后成为树脂填充部8的部分。这样，在该工序中，在将基材5配置于型腔22内的状态下，从成为树脂填充部的部分注射填充熔融树脂23，所述树脂填充部是基材5的中心轴部分(嵌件成形)。
由此，从浇口21注射的熔融树脂撞到芯销18的前端(小径台阶部18a的前端)，之后，以从半球滑履的轴心起均匀地逐渐覆盖基材5的表面的方式流动。结果，能够一体地且均匀地形成覆盖基材的周围的各树脂层而不会产生接缝，不会产生树脂层的局部的强度降低、滑动特性的不均匀性、与基材紧贴的紧贴强度的不均匀性等，能够防止由于与斜盘、活塞的滑动而导致树脂层破裂或剥落等。此外，在基材5的中空部5b为在轴向上不贯通的形状的情况下，从浇口21注射的熔融树脂撞到该中空部5b的底部，同样地进行均匀的覆盖。
另外，在基材5的中空部5b，作为与芯销18不嵌合的非嵌合部并成为树脂填充部的部分实现冷料井的作用，能够防止冷料出现在树脂层中。通过将树脂填充部设定在占据中空部5b的轴向长度的1/4～3/4的范围内，特别容易得到上述效果。另外，通过设定在该范围内，基材5与芯销18的嵌合部也能够确保足够的嵌合长度。
在该图所示的形态中，在基材5的中空部5b的树脂填充部侧的端部，形成有孔径比除此以外的部分大的大径中空部5c。大径中空部5c的孔径是中空部5b的除此以外的部分的孔径的1.5倍～3倍。通过形成大径中空部5c，能够将浇口直径设定为较大，另外，容易确保来自浇口的熔融树脂的流动性。因此，即使是薄壁，也能够防止欠注等注射成形的不良，能够形成紧贴强度高的均匀的树脂层。
在该图所示的形态中，浇口21位于半球滑履的平面部侧。由此，熔融树脂的流动成为从平面部侧向球面部侧流动，能够将最承受载荷的平面部的树脂层以经得起高表面压力的方式形成为薄壁。另外，由于浇口21是针点浇口，所以能够进行注射成形工序中的浇口切割(模具内浇口切割)，不会有在手动对作为精密部件的半球滑履进行浇口切割时给表面带来损伤等危险。
由于浇口21的浇口嘴设置在从半球滑履的滑动表面凹陷的位置，所以能够防止浇口痕从半球滑履的滑动表面(树脂层的表面)突出。特别是通过将浇口21设置在从基材5的表面位置起比树脂层的厚度深地凹陷的位置，能够更可靠地防止上述浇口痕的突出。
如图4(c)所示，冷却工序后，通过开模，从固定侧安装板17打开固定侧模板16，同时从固定侧模板16打开可动侧模板15。由此，横浇道等从模具脱落并落下。另外，当从固定侧模板16打开可动侧模板15时，位于浇口21的树脂断裂而进行浇口切割。
最后，如图4(d)所示，通过将芯销18作为突出销并使之前进，从型腔内取出半球滑履4。这样，通过设为将芯销18作为突出销并在成形模具打开后能够前进的结构，无需设置另外的突出销，不会在半球滑履的树脂层上残留突出销痕迹。此外，上述的“前进”是指朝使成品从模具的型腔内突出到型腔外的方向推进。
也可以是，在通过以上工序形成树脂层后，对成为与斜盘或活塞滑动的滑动面的树脂层的表面进行研磨加工。通过研磨加工，各个高度尺寸不会产生偏差，精度提高。另外，树脂层的该表面的表面粗糙度优选调整到0.05～1.0μmRa(JIS B0601)。通过设为该范围内，与斜盘或活塞滑动的树脂层滑动面上的真实接触面积变大，能够降低实际表面压力，能够防止发热胶着。如果表面粗糙度小于0.05μmRa，则润滑油向滑动面的供给不足，当超过1.0μmRa时，由于在滑动面上的真实接触面积下降，所以局部成为高表面压力，存在发热胶着的危险。更优选的是，表面粗糙度为0.1～0.5μmRa。
在成为与斜盘或活塞滑动的滑动面的树脂层的表面上，为了补充稀薄润滑时的润滑作用，可以在上述空孔部以外形成油槽或动压槽。作为油槽的形态，可列举出斑点状或条纹状的凹部。作为斑点状或条纹状，可列举出平行的直线状、格子状、旋涡状、放射状或环状等。油槽的深度只要小于树脂层的厚度即可，能够适当确定。
使用通过本发明的制造方法得到的半球滑履的斜盘式压缩机是如下的斜盘式压缩机：在存在制冷剂的壳体内，使半球滑履在斜盘上滑动，经由该半球滑履将上述斜盘的旋转运动转换成活塞的往复运动，使制冷剂压缩、膨胀，所述斜盘以直接固定的方式呈直角或倾斜地安装于旋转轴或经由连结部件间接地呈直角或倾斜地安装于旋转轴。通过将用本发明的制造方法得到的半球滑履用于该斜盘式压缩机，在与半球滑履滑动的斜盘和活塞上，能够除去润滑性覆膜。即，斜盘等的表面能够在维持基材的研磨面的状态下组装到斜盘式压缩机并使其与半球滑履滑动。因此，通过采用上述半球滑履，能够提供在功能方面同等的同时低价的斜盘式压缩机。
产业上的可利用性
本发明的斜盘式压缩机用半球滑履的制造方法，能够制造如下的半球滑履：即使在运转开始时的没有润滑油的干状态下也不会产生发热胶着，抑制了由摩擦发热导致的润滑特性的下降、制造时的强度降低，并且耐久性优异。因此，能够用于各种斜盘式压缩机的半球滑履的制造。特别是也能够适当地用于近些年的以二氧化碳、HFC1234yf为制冷剂且高速高负载规格(例如表面压力超过8MPa)的斜盘式压缩机的半球滑履的制造。
附图标记说明
1 壳体
2 旋转轴
3 斜盘
4 半球滑履
5 基材
6 树脂层
7 空孔部
8 树脂填充部
9 活塞
10 缸膛
11 针状滚子轴承
12 推力针状滚子轴承
13 球面座
14 注射成形模具
15 可动侧模板
16 固定侧模板
17 固定侧安装板
18 芯销
19 横浇道
20 直浇道
21 浇口
22 型腔
23 熔融树脂

Claims (10)

1.一种斜盘式压缩机用半球滑履的制造方法，在所述斜盘式压缩机中，在存在制冷剂的壳体内，使半球滑履在斜盘上滑动，经由该半球滑履将所述斜盘的旋转运动转换成活塞的往复运动，使制冷剂压缩、膨胀，所述斜盘以直接固定的方式呈直角或倾斜地安装于旋转轴或经由连结部件间接地呈直角或倾斜地安装于旋转轴，
所述斜盘式压缩机用半球滑履的制造方法的特征在于，
所述半球滑履具有：基材，所述基材由金属材料或陶瓷的硬质材料构成且在中心轴部分具有中空部；和树脂层，所述树脂层由树脂组合物构成，并形成于在该基材的周围与所述斜盘滑动的平面部的表面和在该基材的周围与所述活塞滑动的球面部的表面，在所述基材的中空部中形成有填充了所述树脂组合物的树脂填充部和没有填充该树脂组合物的空孔部，
通过在将所述基材配置于成形模具的型腔内的状态下，从成为所述树脂填充部的部分起注射填充所述树脂组合物，从而形成该树脂填充部和所述树脂层。
2.根据权利要求1所述的斜盘式压缩机用半球滑履的制造方法，其特征在于，
所述基材的中空部为圆筒空间状，在该中空部的所述树脂填充部侧的端部形成有孔径比除此以外的部分大的大径中空部。
3.根据权利要求1所述的斜盘式压缩机用半球滑履的制造方法，其特征在于，
在使所述成形模具的芯销与所述基材的中空部的成为所述空孔部的部分嵌合并将该基材定位在该成形模具的型腔内的状态下，进行所述树脂组合物的注射填充。
4.根据权利要求1所述的斜盘式压缩机用半球滑履的制造方法，其特征在于，
用于注射填充所述树脂组合物的浇口位于所述半球滑履的平面部侧。
5.根据权利要求4所述的斜盘式压缩机用半球滑履的制造方法，其特征在于，
所述浇口是针点浇口。
6.根据权利要求1所述的斜盘式压缩机用半球滑履的制造方法，其特征在于，
所述树脂填充部占据所述中空部的轴向长度的1/4～3/4。
7.一种斜盘式压缩机用半球滑履的注射成形模具，是权利要求1所述的斜盘式压缩机用半球滑履的制造方法所使用的注射成形模具，其特征在于，
所述注射成形模具具备可动侧模板和固定侧模板，
所述可动侧模板和所述固定侧模板中的一方具有构成所述型腔的一部分且用于形成所述球面部的凹状球面，并且在该型腔的水平方向的中心轴上配置有与所述基材的中空部嵌合的芯销，
所述可动侧模板和所述固定侧模板中的另一方具有构成所述型腔的一部分且用于形成所述平面部的凹状平面，并且与所述芯销同轴地配置有用于注射填充所述树脂组合物的浇口。
8.根据权利要求7所述的斜盘式压缩机用半球滑履的注射成形模具，其特征在于，
在所述芯销的前端具有小径台阶部，在该芯销与所述基材的中空部嵌合的状态下，所述小径台阶部的台阶面碰到所述基材的端面上。
9.根据权利要求7所述的斜盘式压缩机用半球滑履的注射成形模具，其特征在于，
在所述可动侧模板具有所述芯销，该芯销作为突出销在成形模具打开后能够前进。
10.根据权利要求7所述的斜盘式压缩机用半球滑履的注射成形模具，其特征在于，
所述浇口的浇口嘴设置在从所述半球滑履的滑动表面凹陷的位置。
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