CN117425779A - 涡旋压缩机及其所需的偏心衬套的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及涡旋压缩机及其所需的偏心衬套的制造方法，该涡旋压缩机包括：轴，通过驱动源而旋转；偏心衬套，具有插入上述轴的壁凹部及对于上述轴偏心的偏心部；绕动涡盘，与上述偏心部连动而进行绕动运动；以及固定涡盘，与上述绕动涡盘啮合，并且上述偏心衬套通过包含烧结步骤、整形步骤及涂层形成步骤的涡旋压缩机用偏心衬套的制造方法来形成，以使其包含气孔及涂层，从而能够减少制造成本及重量且提高耐久性。

Description

涡旋压缩机及其所需的偏心衬套的制造方法
技术领域
本发明涉及涡旋压缩机及其所需的偏心衬套的制造方法，更详细地说，涉及能够用通过固定涡盘及偏心衬套而进行绕动运动的绕动涡盘来压缩制冷剂的涡旋压缩机及其所需的偏心衬套的制造方法。
背景技术
一般，在汽车上设置有用于向室内提供冷暖气的空调装置(Air Conditioning；A/C)。这种上述空调装置具有冷气系统的结构，包含将从蒸发器导入的低温低压的气相制冷剂压缩成高温高压的气相制冷剂并供给给冷凝器的压缩机。
关于上述压缩机，存在通过活塞的往复运动来压缩制冷剂的往复式和进行旋转运动的同时执行压缩的旋转式。关于上述往复式，根据动力传递方式存在使用曲柄向多个活塞传递动力的曲柄式、通过设置有斜盘的旋转轴来传递动力的斜盘式等，关于上述旋转式，存在使用旋转的转轴和翼的旋翼式、使用绕动涡盘和固定涡盘的涡盘式。
其中，涡旋压缩机相比其他种类的压缩机，具有能够得到相对较高的压缩比且制冷剂的吸入、压缩、吐出行程柔顺地衔接而能够得到稳定的扭矩的优点，因此作为制冷剂压缩用而广泛使用于空调装置等中。
图1是示出以往的涡旋压缩机的剖视图，图2是示出图1的涡旋压缩机中的偏心衬套的立体图。
参照图1及图2，以往的涡旋压缩机包括：驱动源100，产生旋转力；轴300，通过上述驱动源100而旋转；偏心衬套400’，具有插入上述轴300的壁凹部410’和对于上述轴300偏心的偏心部420’；绕动涡盘500’，与上述偏心部420’连动而进行绕动运动；以及固定涡盘600，与上述绕动涡盘500’啮合并形成压缩室。
此处，在上述偏心衬套400’与上述绕动涡盘500’之间具备滚珠轴承(B)。
但是，在这种以往的涡旋压缩机中，存在制造成本增加的问题。具体地讲，上述偏心衬套400’在通过铸造或锻造成型之后以符合所需尺寸的方式进行切削加工来制造，因此存在上述偏心衬套400’的制造成本增加的问题。并且，随着具备上述滚珠轴承(B)，存在涡旋压缩机的制造成本增加的问题。
另外，由于上述滚珠轴承(B)，存在旋转体的重量增加且耐久性降低的问题。
发明内容
技术问题
因此，本发明的目的在于，提供能够减少制造成本的涡旋压缩机及其所需的偏心衬套的制造方法。
另外，本发明的另一目的在于，提供能够减少重量且提高耐久性的涡旋压缩机及其所需的偏心衬套的制造方法。
技术方案
本发明为了实现如上所述的目的，提供一种涡旋压缩机，包括：轴，通过驱动源而旋转；偏心衬套，具有插入上述轴的壁凹部及对于上述轴偏心的偏心部；绕动涡盘，与上述偏心部连动而进行绕动运动；以及固定涡盘，与上述绕动涡盘啮合，上述偏心衬套包括气孔。
上述偏心衬套能够在上述偏心部的表面还包括涂层，使得上述偏心衬套能够直接与上述绕动涡盘接触并滑动。
上述涂层能够由固体润滑剂形成。
上述固体润滑剂能够由聚四氟乙烯(PTFE)形成。
上述绕动涡盘能够包括：板形的绕动涡盘端板；绕动涡盘涡卷部，从上述绕动涡盘端板的一表面突出；以及环形的凸台部，从上述绕动涡盘端板的另一表面向上述绕动涡盘涡卷部的相反侧突出，且上述偏心部插入该环形的凸台部，上述涂层形成在与上述凸台部的内周面相对的上述偏心部的外周面，与上述凸台部的内周面接触。
上述涂层还能够形成在与上述凸台部的基底面相对的上述偏心部的前端面。
上述绕动涡盘能够包括插入上述偏心部的环形的凸台部，上述偏心部的前端面与上述凸台部的基底面分开形成，在上述偏心部的前端面与上述凸台部的基底面之间形成有间隙，上述偏心部包括第1油液凹槽，该第1油液凹槽阴刻形成在上述偏心部的外周面并与上述间隙连通。
在上述凸台部能够形成有连通孔，该连通孔贯通上述凸台部并使上述间隙与上述凸台部的外部连通。
上述壁凹部能够包括第2油液凹槽，该第2油液凹槽阴刻形成在上述壁凹部的表面，向上述偏心部的圆周方向延伸并与上述第1油液凹槽连通。
上述壁凹部还能够包括第3油液凹槽，该第3油液凹槽阴刻形成在上述壁凹部的表面，向上述壁凹部的半径方向延伸并与上述第2油液凹槽连通。
并且，本发明提供涡旋压缩机用偏心衬套的制造方法，该涡旋压缩机用偏心衬套的制造方法包括对上述偏心衬套所需的粉末进行配合的粉末配合(mixing)步骤；对在上述粉末配合步骤中配合的粉末进行加压的成型(compacting)步骤；对经过上述成型步骤的成型品进行加热的烧结(sintering)步骤；以及对经过上述烧结步骤的烧结品进行加压来调整尺寸的整形(sizing)步骤。
能够实施多次上述整形步骤。
在上述成型步骤、上述烧结步骤及上述整形步骤中的至少任意一个步骤中使用的模具能够包括对上述偏心衬套的偏心部进行把持的突起。
上述突起能够向上述偏心部的轴向延伸形成。
还能够包括：涂层形成步骤，在经过上述整形步骤的上述偏心衬套的偏心部形成涂层。
发明效果
基于本发明的涡旋压缩机及其所需的偏心衬套的制造方法，该涡旋压缩机包括：轴，通过驱动源而旋转；偏心衬套，具有插入上述轴的壁凹部和对于上述轴偏心的偏心部；绕动涡盘，与上述偏心部连动而进行绕动运动；以及固定涡盘，与上述绕动涡盘啮合，并且上述偏心衬套通过包含烧结步骤及整形步骤的涡旋压缩机用偏心衬套的制造方法来形成，以使其包含气孔，从而能够减少制造成本。
另外，上述偏心衬套制造方法还包含涂层形成步骤，在上述偏心部的表面形成能够与上述绕动涡盘接触的涂层，从而能够在上述偏心部与上述绕动涡盘之间不具备单独的轴承，因此能够减少旋转体的重量且提高耐久性。
附图说明
图1是示出以往的涡旋压缩机的剖视图，
图2是示出图1的涡旋压缩机中的偏心衬套的立体图，
图3是示出基于本发明的一实施例的涡旋压缩机中的偏心衬套与绕动涡盘的组装部位的剖视图，
图4是示出图3的偏心衬套的立体图，
图5是图4的主视图，
图6是图3的A部分放大图，
图7是示出制造图3至图6的偏心衬套的方法的顺序图，
图8是示出基于本发明的另一实施例的偏心衬套的主视图。
具体实施方式
以下，参照附图对基于本发明的涡旋压缩机及其所需的偏心衬套的制造方法进行详细说明。
图3是示出基于本发明的一实施例的涡旋压缩机中的偏心衬套和绕动涡盘的组装部位的剖视图，图4是示出图3的偏心衬套的立体图，图5是图4的主视图，图6是图3的A部分放大图，图7是示出制造图3至图6的偏心衬套的方法的顺序图。
另一方面，为了便于说明，对于图3至图7中未图示的构成要素，将参照图1。
参照图3至图7及图1，基于本发明的一实施例的涡旋压缩机能够包括：壳体100；驱动源200，具备于上述壳体100的内部并产生旋转力；轴300，通过上述驱动源200而旋转；偏心衬套400，将上述轴300的旋转运动转换为偏心旋转运动；绕动涡盘500，与上述偏心衬套400连动而进行绕动运动；以及固定涡盘600，与上述绕动涡盘500啮合而与上述绕动涡盘500一起形成压缩室。
上述壳体100包含对上述绕动涡盘500进行支承的主框架110，上述主框架110能够包含插入上述轴300的支承孔112及与上述支承孔112连通并收纳上述偏心衬套400的背压室114。
此处，上述背压室114不仅能够通过填充到上述背压室114的油液的压力而向上述固定涡盘600侧对上述绕动涡盘500进行加压，而且还能够提供上述偏心衬套400旋转的空间。
上述驱动源200能够由具有定子及转子的电机形成。此处，上述驱动源200还能够由与车辆的发动机连动的盘毂组装体来形成。
上述轴300形成为向一方向延伸的圆筒形，在上述轴300的一端部能够与上述偏心衬套400结合，在上述轴300的另一端部能够与上述转子结合。
上述偏心衬套400能够包含；壁凹部410，插入上述轴300；偏心部420，以上述壁凹部410为基准向上述轴300的相反侧突出并且对于上述轴300偏心；以及平衡配重430，为了实现上述偏心衬套400的整体的旋转平衡，以上述壁凹部410为基准配置在上述偏心部420的相反侧。
并且，上述偏心衬套400还能够包含形成在上述偏心部420的表面的涂层(C)。
上述涂层(C)例如能够由聚四氟乙烯(PTFE)、石墨(graphite)、二硫化钼(MoS2)等固体润滑剂形成。
并且，上述涂层(C)能够包含形成在上述偏心部420的外周面的第1涂覆部(C1)及形成在上述偏心部420的前端面的第2涂覆部(C2)。
并且，上述偏心衬套400还能够包含阴刻形成在上述偏心部420的外周面的第1油液凹槽(G1)。
上述第1油液凹槽(G1)形成有多个，上述多个第1油液凹槽(G1)分别向上述偏心部420的轴向延伸并能够与后述的间隙(GAP)连通。
并且，上述偏心衬套400还能够包含在上述壁凹部410中的与上述偏心部420相遇的部位的表面阴刻形成的第2油液凹槽(G2)。
上述第2油液凹槽(G2)在上述偏心部420的圆周方向上延伸，能够与上述多个第1油液凹槽(G1)连通。
此处，虽然在上述第1油液凹槽(G1)的表面也能够形成有上述涂层(C)，但是在该情况下，形成在上述第1油液凹槽(G1)的表面的涂层(C)形成为阴刻在形成于上述偏心部420的外周面的涂层(C)，因此上述第1油液凹槽(G1)不会被上述涂层(C)完全填充。即，即使形成有上述涂层(C)，上述第1油液凹槽(G1)也能够依然有效地存在。
另一方面，如图7所示，上述偏心衬套400能够通过包含粉末配合步骤(S1)、成型步骤(S2)、烧结步骤(S3)、整形步骤(S4)及涂层形成步骤(S5)的基于本发明的一实施例的偏心衬套制造方法来形成。
具体地，能够配合制造上述偏心衬套400所需的粉末。即，能够执行上述粉末配合步骤(S1)。并且，能够对在上述粉末配合步骤(S1)中配合的粉末进行加压来成型为上述偏心衬套400的形状。即，能够执行上述成型步骤(S2)。并且，经过上述成型步骤(S2)的成型品被加热，从而上述成型品的粉末熔化的同时密接而能够被固结。即，能够执行上述烧结步骤(S3)。并且，能够通过对经过上述烧结步骤(S3)的烧结品进行加压来调整尺寸。即，能够执行上述整形步骤(S4)。此处，关于上述整形步骤(S4)，为了提高尺寸精密度，能够实施多次。并且，使用碳含有量为0.3～0.9％范围的铁系材料，完成多次上述整形步骤(S4)的产品的比重成为7.0g/cm3以上，最终产品的气孔率为7～15％，并且对比成型，整形的气孔率变化可以为5％以下。并且，可以在经过上述整形步骤(S4)的整形品中的特定部位(偏心部420)形成上述涂层(C)。即，能够执行上述涂层形成步骤(S5)。
此处，在上述成型步骤(S2)、上述烧结步骤(S3)及上述整形步骤(S4)中使用的模具(未图示)包含把持将要形成为上述偏心部420的部位的突起，上述突起能够形成为与上述第1油液凹槽(G1)对应的形状。即，上述突起能够向将要形成为上述偏心部420的部位的轴向延伸形成。
上述绕动涡盘500能够包含：圆盘形的绕动涡盘端板510；绕动涡盘涡卷部520，从上述绕动涡盘端板510的一表面向上述固定涡盘600侧突出；以及环形的凸台部530，从上述绕动涡盘端板510的另一表面向上述绕动涡盘涡卷部520的相反侧突出并插入上述偏心部420。
此处，在上述绕动涡盘端板510的另一表面还形成有插入例如如奥尔德姆环这种自转防止部件的自转防止部件插入槽540，上述自转防止部件插入槽540能够根据上述绕动涡盘500的位置与上述背压室114连通或遮蔽。
并且，上述凸台部530包含与上述偏心部420的外周面相对的内周面和与上述偏心部420的前端面相对的基底面，上述凸台部530的内周面能够与上述偏心部420的外周面(更准确地是第1涂覆部(C1))接触。
另一方面，上述凸台部530的基底面与上述偏心部420的前端面(更准确地是第2涂覆部(C2))分开，在上述凸台部530的基底面与上述偏心部420的前端面(更准确地是第2涂覆部(C2))之间能够形成有间隙(GAP)。
并且，在上述凸台部530能够形成有贯通上述凸台部530而使上述间隙(GAP)与上述凸台部530的外部(更准确地是自转防止部件插入槽540)连通的连通孔532。
上述固定涡盘600能够包含：圆盘形的固定涡盘端板610；固定涡盘涡卷部620，从上述固定涡盘端板610突出并与上述绕动涡盘涡卷部520啮合；以及吐出口630，在上述固定涡盘端板610的中心部贯通上述固定涡盘端板610。
以下，对基于本实施例的涡旋压缩机及其所需的偏心衬套的制造方法的作用效果进行说明。
即，当对上述驱动源200施加电源时，上述轴300能够与上述转子一起旋转。于是，能够反复进行以下一系列的过程：上述绕动涡盘500通过上述偏心衬套400与上述轴300连动而进行绕动运动，通过这种上述绕动涡盘500的绕动运动，制冷剂被吸入到上述压缩室，在上述压缩室中被压缩，并且从上述压缩室吐出。
此处，就基于本实施例的涡旋压缩机而言，上述偏心衬套400由包含上述烧结步骤(S3)和上述整形步骤(S4)的基于本实施例的涡旋压缩机用偏心衬套的制造方法来形成，因此能够删除以往的切削工序。由此，能够减少调整上述偏心衬套400的尺寸所需的加工成本和间接制造成本，能够减少上述偏心衬套400的制造成本。
并且，上述偏心衬套400通过烧结来形成，因此有可能包含气孔。由此，能够减少上述偏心衬套400的材料成本。并且，能够减少上述偏心衬套400的重量。由此，上述偏心衬套400的旋转惯性减少，能够提高对旋转体进行支承的部件的耐久性。并且，能够提高搭载上述涡旋压缩机的车辆的燃油经济性。
并且，上述气孔中的位于上述偏心部420的表面的气孔增加上述偏心部420的表面积，从而能够提高上述涂层(C)与上述偏心部420之间的结合力。
并且，上述偏心部420包含上述涂层(C)，因此能够删除以往的对偏心部420与绕动涡盘500之间进行支承的滚珠轴承(B)。由此，能够减少上述涡旋压缩机的部件个数、重量及制造成本。并且，上述凸台部530的直径能够减少至上述偏心部420的直径水准，从而上述绕动涡盘500的重量及旋转惯性减少，能够进一步提高对旋转体进行支承的部件的耐久性。
并且，上述涂层(C)由固体润滑层形成，因此能够抑制上述偏心部420与上述凸台部530之间的损伤。
并且，如图6所示的箭头，随着上述背压室114的油液通过上述自转防止部件插入槽540、上述连通孔532、上述间隙(GAP)及上述第1油液凹槽(G1)供给到上述偏心部420的外周面与上述凸台部530的内周面之间，从而能够抑制上述涂层(C)的损伤及上述偏心部420与上述凸台部530之间的损伤。
并且，对上述偏心部420的外周面与上述凸台部530的内周面之间进行润滑的油液被捕集到上述第2油液凹槽(G2)之后，通过上述壁凹部410与上述凸台部530之间的缝隙而被回收到上述背压室114，从而能够向上述偏心部420与上述凸台部530之间持续提供新鲜的油液。
并且，上述间隙(GAP)及上述第2油液凹槽(G2)还执行储液功能，因此能够抑制向上述偏心部420与上述凸台部530之间供给油液的中断。
并且，上述涂层(C)不仅具备在上述偏心部420的外周面，而且还具备在上述偏心部420的前端面，即不仅具备上述第1涂覆部(C1)而且还具备上述第2涂覆部(C2)，因此即使由于异常举动导致上述偏心部420的前端面与上述凸台部530的基底面接触，也能够抑制上述偏心部420与上述凸台部530的损伤。
并且，在上述成型步骤(S2)、上述烧结步骤(S3)及上述整形步骤(S4)中使用的模具(未图示)包含把持上述偏心部420的上述突起，通过上述突起防止上述模具(未图示)的上下部扭曲，并且还形成有上述第1油液凹槽(G1)，从而能够防止上述偏心衬套400的制造不良，能够减少上述偏心衬套400的制造成本。
并且，上述第2油液凹槽(G2)收纳上述模具(未图示)的毛刺(burr)，从而还能够执行防止上述模具(未图示)扭曲的功能。
另一方面，在本实施例的情况下，虽然在上述偏心部420形成有上述第1油液凹槽(G1)和上述第2油液凹槽(G2)，但是并不限定于此。即，能够仅上述第1油液凹槽(G1)形成于上述偏心部420。或者，如图8所示，还能够在偏心部420形成用于将第2油液凹槽(G2)的油液顺利地排出到背压室114的第3油液凹槽(G3)。上述第3油液凹槽(G3)阴刻形成在壁凹部410的表面，向上述壁凹部410的半径方向延伸，能够与上述第2油液凹槽(G2)连通。并且，形成有多个上述第3油液凹槽(G3)，上述多个第3油液凹槽(G3)向上述壁凹部410的圆周方向排列，从而能够以放射状形成。
另一方面，在本实施例的情况下，上述突起形成在所有的在上述成型步骤(S2)、上述烧结步骤(S3)及上述整形步骤(S4)中使用的模具(未图示)，但是并不限定于此。即，上述突起能够形成于在上述成型步骤(S2)、上述烧结步骤(S3)及上述整形步骤(S4)中的至少任意一个中使用的模具(未图示)。

Claims (15)

1.一种涡旋压缩机，包括：
轴，通过驱动源而旋转；
偏心衬套，具有插入所述轴的壁凹部及对于所述轴偏心的偏心部；
绕动涡盘，与所述偏心部连动而进行绕动运动；以及
固定涡盘，与所述绕动涡盘啮合，
所述偏心衬套包括气孔。
2.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其中，
所述偏心衬套在所述偏心部的表面还包括涂层，使得所述偏心衬套能够直接与所述绕动涡盘接触并滑动。
3.根据权利要求2所述的涡旋压缩机，其中，
所述涂层由固体润滑剂形成。
4.根据权利要求3所述的涡旋压缩机，其中，
所述固体润滑剂由聚四氟乙烯(PTFE)形成。
5.根据权利要求2所述的涡旋压缩机，其中，
所述绕动涡盘包括：板形的绕动涡盘端板；绕动涡盘涡卷部，从所述绕动涡盘端板的一表面突出；以及环形的凸台部，从所述绕动涡盘端板的另一表面向所述绕动涡盘涡卷部的相反侧突出，且所述偏心部插入该环形的凸台部，
所述涂层形成在与所述凸台部的内周面相对的所述偏心部的外周面，与所述凸台部的内周面接触。
6.根据权利要求5所述的涡旋压缩机，其中，
所述涂层还形成在与所述凸台部的基底面相对的所述偏心部的前端面。
7.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其中，
所述绕动涡盘包括插入所述偏心部的环形的凸台部，
所述偏心部的前端面与所述凸台部的基底面分开形成，在所述偏心部的前端面与所述凸台部的基底面之间形成有间隙，
所述偏心部包括第1油液凹槽，该第1油液凹槽阴刻形成在所述偏心部的外周面并与所述间隙连通。
8.根据权利要求7所述的涡旋压缩机，其中，
在所述凸台部形成有连通孔，该连通孔贯通所述凸台部并使所述间隙与所述凸台部的外部连通。
9.根据权利要求7所述的涡旋压缩机，其中，
所述壁凹部包括第2油液凹槽，该第2油液凹槽阴刻形成在所述壁凹部的表面，向所述偏心部的圆周方向延伸并与所述第1油液凹槽连通。
10.根据权利要求9所述的涡旋压缩机，其中，
所述壁凹部还包括第3油液凹槽，该第3油液凹槽阴刻形成在所述壁凹部的表面，向所述壁凹部的半径方向延伸并与所述第2油液凹槽连通。
11.一种涡旋压缩机用偏心衬套的制造方法，包括：
粉末配合步骤，对涡旋压缩机的偏心衬套所需的粉末进行配合，该涡旋压缩机包括通过驱动源而旋转的轴、具有插入所述轴的壁凹部及对于所述轴偏心的偏心部的偏心衬套、与所述偏心部连动而进行绕动运动的绕动涡盘以及与所述绕动涡盘啮合的固定涡盘；
成型步骤，对在所述粉末配合步骤中配合的粉末进行加压；
烧结步骤，对经过所述成型步骤的成型品进行加热；以及
整形步骤，对经过所述烧结步骤的烧结品进行加压来调整尺寸。
12.根据权利要求11所述的涡旋压缩机用偏心衬套的制造方法，其中，
实施多次所述整形步骤。
13.根据权利要求11所述的涡旋压缩机用偏心衬套的制造方法，其中，
在所述成型步骤、所述烧结步骤及所述整形步骤中的至少任意一个步骤中使用的模具包括对所述偏心衬套的偏心部进行把持的突起。
14.根据权利要求13所述的涡旋压缩机用偏心衬套的制造方法，其中，
所述突起向所述偏心部的轴向延伸形成。
15.根据权利要求11所述的涡旋压缩机用偏心衬套的制造方法，其中，还包括：
涂层形成步骤，在经过所述整形步骤的所述偏心衬套的偏心部形成涂层。
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