TWI377293B - Method of manufacturing vane - Google Patents

Description

1377293 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種輪葉之製造方法。 本申請案係根據2008年2月21曰申請之國際申請案 PCT/IB2008/000385號主張優先權，於此引用其内容。 【先前技術】 藉由複數輪葉之壓縮工作來進行排氣之旋轉葉片型之油 旋真空泵係受到利用。油旋真空泵具有：轉子，其係於缸 體内部旋轉’及輪葉，其係從轉子朝向缸體突出。油旋真 空泵之輪葉具有區隔壓縮空間之功能，以熱硬化性樹脂等 樹脂材料所構成（參考例如日本特開2〇〇6·32821 5號公報及 曰本特開2005-272652號公報）。 圖5係關於以往技術之輪葉之製造方法之步驟圖。關於 以往技術之輪葉之製造步驟包含：（勾形成母材131之母材 形成步驟（圖5Α) ; (b)從母材131形成粗加工品132之粗加工 V驟（圖5B) ’（c)藉由加熱器146所進行之粗加工品1 32之乾 燥或熱處理步驟（圖5C); (d)將粗加工品132完成為最終形 狀品130之最終加工步驟（圖5D) ; (e)藉由乾燥劑152防止吸 濕，同時保官最終形狀品130之保管步驟（圖5E);及（f)將 最，冬形狀品130浸潰於油旋真空泵所使用之油19〇中之浸油 步驟（圖5F)。 油％真空泵係由於運轉中之壓縮工作而發熱。因此，會 冓成輪葉之熱硬化性樹脂之未硬化部分硬化，從而輪葉 收縮之If況。右輪葉收縮而與缸體之間隙變大，則達到壓 138034.doc 1377293 力變高，排氣速度降低，或嗓音位準升高。 因此，關於以往技術之輪葉之製造方法之熱處理步驟 (圖5C)係以高於運轉中之油旋真空泵之輪葉溫度之溫度進 行。 於油旋真空泵之運轉中，輪葉之周邊壓力逼近真空》然 而’關於以往技術之輪葉之製造方法係於大氣中進行熱處 理步驟（圖5C)。大氣中之熱處理比起真空中之熱處理，其 熱硬化性樹脂之硬化速度變慢，故無法使熱硬化性樹脂之 未硬化部分硬化完畢。因此，於油旋真空泵之運轉中，樹 脂材料之硬化進展’會有輪葉收縮變形的問題。 而且’由於在大氣中進行熱處理步驟（圖5C)，故難以使 輪葉材料所含之低蒸氣壓成分脫離完畢。因此，於油旋真 空泵之運轉中，低蒸氣壓成分從輪葉脫離，會有輪葉收縮 變形的問題。 而且’即使以高溫進行熱處理步驟（圖5C)，藉此低蒸氣 壓成分脫離完畢，大氣中之水分侵入（吸濕）至脫離後之空 間’輪葉於最終加工步驟（圖5D)前膨脹變形。因此，於油 旋真空泵之運轉中，水分從輪葉脫離，會有輪葉收縮變形 的問題。 【發明内容】 因此，本發明之目的在於提供一種輪葉之製造方法其 係可防止油旋真空泵在運轉中之輪葉變形。 為了達成上述目的，關於本發明之輪葉之製造方法，該 輪葉係使用於油旋真空泵且至少一部分以樹脂材料所構 138034.doc 1377293 &;該製造方法係在將前述輪葉完成為最终形狀之最终加 • I步驟前’包含有油含浸㈣，其係、於減壓環境下，將前 • 述輪葉浸潰在使用於前述油旋真空泵之油中。 若根據此結構，藉由將輪葉配置於減壓環境下，可使低 • 《氣壓成分從輪葉内部脫離。而且，由於將輪葉浸潰於油 中，因此可使油浸滲到輪葉之内部空間。因此，可防止最 ‘ 終加工步驟前，輪葉吸收水分而膨脹變形。藉此，可防止 於油旋真空栗之運轉中，水分從輪葉脫離而輪葉變形。 於前述油含浸步驟，經由前述油加熱前述輪葉至特定溫 度亦可。 若根據此結構，藉由在減壓環境下加熱輪葉，可使低蒸 氣壓成分有效率地從輪葉内部脫離。而且’由於可使油浸 滲到脫離後之空間，因此可防止油旋真空泉在運轉中之二 葉變形。 另-方面，關於本發明之其他輪葉之製造方法，該輪葉 • 係使用於油旋真空泵且至少一部分以樹脂材料所構成；該 製造方法係在將前述輪葉完成為最終形&之最終加工步驟 前，包含有：加熱步驟，其係於減壓環境下，加熱前述輪 ' 帛至特定溫度；〗油含浸步冑，其係從前述加熱步驟起在 : 保持前述輪葉於減壓環境之狀態下，將前述輪葉浸潰在使 用於前述油旋真空栗之油中。 若根據此結構，於加熱步驟可使低蒸氣壓成分有效率地 從輪葉内部脫離。而且，由於從加熱步驟至油含浸步驟， 將輪葉保持於減壓環境下，因此在防止輪葉吸濕之狀態 138034.doc 1377293 下，可使油浸滲到低蒸氣壓成分脫離後之空間。因此，。 防止油旋真空泵在運轉中之輪葉變形。 前述特定溫度宜為前述油旋真空泵在運轉時之前述輪葉 之最高溫度以上之溫度。 、 若根據此結構，加熱輪葉至最高溫度以上，預先使低蒸 氣壓成分從輪葉内部脫離，藉此可防止於油旋真空泵之運 轉中，低蒸氣壓成分從輪葉内部脫離，可防止油旋真空泵 在運轉中之輪葉變形。 前述減壓環境宜為前述油旋真空泵在運轉時之前述輪葉 周邊之最低壓力以下之壓力。 若根據此結構，將輪葉保持在最低壓力以下，預先使低 蒸氣壓成分從輪葉内部脫離，藉此可防止於油旋真空泵之 運轉中，低蒸氣壓成分從輪葉内部脫離，可防止油旋真空 泵在運轉中之輪葉變形。 前述樹脂材料為熱硬化性樹脂亦可。 若根據此結構，藉由於減壓環境下加熱輪葉可進行樹 脂材料硬化。藉此，可防止於油旋真空泵之運轉中，樹脂 材料之硬化進行而輪葉變形。 【實施方式】 以下，針對關於本發明之實施型態之油旋真空泵利用 圖式來說明。 (油旋真空泵） 圖1係表示油旋真空泵之概略結構之正面剖面圖。油旋 真空泵10具備圓筒狀之缸體12。於缸體12之上部設置有吸 138034.doc 1377293 氣口 14及排氣口 16。於缸體12之内側配置有圓柱狀之轉子 20。轉子20之旋轉轴線係從缸體12之中心軸線往上方偏移 而設置。 圖2為轉子之分解立體圖。從轉子2〇之外周面朝向旋轉 軸’與旋轉軸呈平行地形成有複數（本實施型態為2個）槽 22。於槽22插入有輪葉30。 輪葉30係於編織化學纖維或玻璃纖維等纖維成網狀而形 成之片材’將樹脂材料予以塗層而形成平板狀。作為樹脂 材料係使用酚樹脂等熱硬化性樹脂。此外，輪葉3〇亦可僅 以樹脂材料形成。而且，視泵之使用溫度條件，作為樹脂 材料亦可使用熱塑性樹脂。 回到圖1，若轉子20旋轉，輪葉30係藉由離心力而變位 至從槽飛出之方向。藉此，一面使輪葉3〇之前端抵接於缸 體12之内面，轉子2〇 —面旋轉。由於轉子2〇之旋轉軸從缸 體12之中心軸偏移配置，因此由轉子2〇、缸體12及輪葉 所圍起之空間之容積係與轉子20之旋轉一同變化。藉由該 容積變化來進行氣體輸送。 油旋真空泵10—般係將缸體或閥的部分浸泡於油箱（不 圖示）内之油中，以防止外氣侵入之構造。然後，製造僅 以潤滑及藉由油膜之密封所必要之油量來吸引油之構造。 (輪葉之製造方法） (第1實施型態） 接著，說明關於本實施型態之輪葉之製造方法。 圖3Α〜圖3D係關於本實施型態之輪葉之製造方法之步驟 138034.doc 1377293 圖。關於本實施型態之輪葉之製造方法包含：（甸原材料成 形步驟（圖3A)、（b)粗加工步驟（圖3B)、（c)油含浸步驟（圖 3C)及（d)最終加工步騾（圖3D)。 於（a)原材料成形步驟形成母材31。具體而言，首先使編 織成網狀之纖維片材沈入液狀之熱硬化性樹脂之液槽 (pool)。從液槽拉起液狀之熱硬化性樹脂已滲入之纖維片 材，以加壓裝置夾住其並加熱，使熱硬化性樹脂硬化，藉 此形成母材3 1。俯視母材3丨之情況下之面積（以下為俯視 面積）係形成為可取出複數最終形狀品之大小。 (b) 於粗加工步驟，進行母材31之寬度裁切及厚度加 工，形成粗加工品32 »粗加工品32之俯視面積及厚度係形 成稍微大於最終形狀品之俯視面積及厚度。 (c) 於油含浸步驟’將粗加工品32浸潰於油9〇中。 圖4係使用於油含浸步驟之油含浸裝置之概略結構圖。 油含浸裝置40具備處理室41。於處理室41連接有將内部減 壓之真空泵42。於處理室41之内部設置有油槽44。於油槽 44之内部，儲留有使用於油旋真空泵1〇之油9〇。於油槽44 之底部設置有加熱油9〇之加熱器46。 於油含浸裝置40，藉由真空泵42來將處理室41之内部減 壓。具體而言，予以減壓，以使處理室41之壓力成為油旋 真空泵10在運轉中之輪葉周邊之最低壓力（亦即油旋真空 泵10之達到壓力）以下之特定壓力。例如減壓至1〇〇〇 Pa程 度即可。 藉由加熱器加熱油90。具體而言，加熱以使浸潰於油90 138034.doc 中之粗加工品32之溫度，成為油旋真空泵1〇在運轉中之輪 葉之最高溫度以上之特定溫度。而且，宜加熱以使粗加工 品32之溫度，成為輪葉材料所含之熱硬化樹脂之硬化溫度 以上。而且，宜加熱以使粗加工品32之溫度，成為輪葉材 料所含之低蒸氣壓成分（例如水分或碳化氫等）脫離之溫度 以上。而且，宜加熱以使粗加工品32之溫度，成為可維持 輪葉材料之機械強度之溫度以下，並成為輪葉材料之劣化 極限（例如玻璃轉移或熱分解等）之溫度以下。例如加熱至 150°C〜160°C程度即可。 然後，將粗加工品32浸潰於經加熱之油9〇中。此外，於 碳化氫系之油之情況下，由於因重複處理而氧化劣化，低 蒸氣壓成分會增加，因此宜定期更換。 U)於原材料成形步驟，由於加壓裝置之加壓及加熱不 均，於熱硬化樹脂之硬化進展可能產生偏差。該情況下， 於油旋真空泵1〇之運轉中，若輪葉變得高溫，則熱硬化樹 脂之硬化部分地進行，會有輪葉收縮變形的問題。 相對於此，關於本實施型態之輪葉之製造方法係於卜）油 含浸步驟，在減壓環境下加熱粗加工品32，因此可促進熱 硬化樹脂之硬化。特別由於在較油旋真空泵1〇之運轉中嚴 苛之環境（壓力•溫度）下進行（c)油含浸步驟，因此可防止 油旋真空泵10在運轉中之硬化進展。進一步由於加熱粗加 工品，以成為輪葉材料所含之熱硬化樹脂之硬化溫度以 上，因此可使熱硬化樹脂硬化完畢。藉此，可防止油旋真 空泵10在運轉t之輪葉之變形。 138034.doc 1377293 而且，關於以往技術之輪葉之製造方法係於大氣中進行 熱處理步驟。因此，即使以油旋真空泵在運轉中之輪葉之 最高溫度以上之溫度進行熱處理步驟，仍難以使輪葉材料 所含之低蒸氣壓成分脫離完畢。若於油旋真空泵之運轉 中低蒸载*壓成分從輪葉脫離，則會有輪葉收縮變形的問 題0 相對於此，關於本實施型態之輪葉之製造方法係於（c)油 含浸步驟’在減壓環境下加熱粗加工品32，因此可促進輪 葉#料所含之低蒸氣壓成分脫離。例如即使以較以往技術 之熱處理步驟低溫來加熱粗加工品，仍可實現與以往技術 同位準之低蒸氣壓成分之脫離。於本實施型態，由於在較 油旋真空泵ίο之運轉中嚴苛之環境（壓力•溫度）下進行（c) 油含浸步驟’因此可防止油旋真空泵1 〇在運轉中之低蒸氣 壓成分脫離。進一步由於加熱粗加工品至輪葉材料所含之 低蒸氣壓成分脫離之溫度以上之溫度，因此可使輪葉材料 所含之低蒸氣壓成分脫離完畢。藉此，可防止油旋真空栗 10在運轉中之輪葉之變形。 而且’關於以往技術之輪葉之製造方法即使藉由以高溫 進行熱處理步驟，以使低蒸氣壓成分脫離完畢，仍有大氣 中之水分侵入（吸濕）至脫離後之空間，輪葉於最終加工步 驟前膨脹之虞。因此，於油旋真空泵之運轉中，水分從輪 葉脫離，會有輪葉收縮變形的問題。 相對於此，關於本實施型態之輪葉之製造方法係於（e)油 含浸步驟，在減壓環境下一面加熱粗加工品32，一面浸潰 138034.doc •10- 1377293 於油90中，因此可使低蒸氣壓成分脫離後之空間含浸油。 藉此，可防止水分侵入脫離後之空間，可防止油旋真空栗 10在運轉中之輪葉之變形。 此外，不僅是低蒸氣壓成分脫離後之微細空間，於所編 織之纖維之間隙、或藉由伴隨於樹脂之熱硬化進展之體積 變化所發生之空間、於硬化中所發生之不要成分氣體被封 入之空間，亦含浸有油，可防止油旋真空泵10在運轉中之 輪葉之變形。如此’於輪葉材料中可能產生間隙之所有情 況下，本發明均有效地發揮作用。 (d)最終加工步驟（圖3D) ’高精度地加工粗加工品，形成 最終形狀品3 0。本實施型態係於最終加工步驟前，使構成 輪葉之熱硬化樹脂硬化完畢’使低蒸氣壓成分從樹脂内部 脫離，並使脫離後之空間含浸油’故於最終加工後，最終 形狀品不會膨脹及收縮。因此’可防止油旋真空泵丨〇在運 轉中之輪葉之變形。 此外’本實施型態之（c)油含浸步驟係將輪葉浸潰於經加 熱之油中。相對於此，於輪葉材料由不因加熱而反應之材 料（例如光硬化性樹脂）所組成’且輪葉材料不含低蒸氣壓 成分之情況下’將輪葉浸潰於未加熱之油中，進行（c)油含 浸步驟亦可。 (第2實施型態） 接著’針對關於本發明之第2實施型態之輪葉之製造方 法來說明。第1實施型態係具有油含浸步驟，其係在減壓 環境下，將輪葉浸潰於高溫油中；但第2實施型態之相異 138034.doc 1377293 點在於取代此而具有：加熱步驟，其係於減壓環境下加熱 輪葉；及油含浸步驟，其係於減壓環境下，將輪葉浸潰於 油中。此外，關於與第丨實施型態同樣結構之部分省略 其詳細說明。 第2實施型態係於在粗加工步驟形成粗加工品後進行 於減壓環境下加熱粗加工品之加熱步驟。由於在減壓環境 下難以藉由輻射加熱，因此藉由傳熱進行加熱。具體而 言，於處理室内設置熱板，於熱板上載置粗加工品，藉由 來自熱板之傳熱進行粗加工品之加熱。此外，處理室内之 壓力及輪葉之加熱溫度係與第1實施型態相同。 藉此，可使作為輪葉材料之熱硬化樹脂硬化完畢，而且 可使低蒸氣壓成分從輪葉材料之内部脫離。 接著’從加熱步驟屌樣保持粗加工品於減壓環境下，進 行將粗加工品浸潰於油中之油含浸步驟。藉此，可使低蒸 氣壓成分脫離後之空間含浸油，可防止大氣中之水分侵入 脫離後之空間。此外，由於在加熱步驟加熱輪葉，因此於 油含浸步驟無須加熱油，但加熱亦可。 其後，於最終加工步驟形成最終形狀品。於第2實施型 態，亦於最終加工步騾前，使構成輪葉之熱硬化樹脂硬化 進展’使低蒸氣壓成分從樹脂内部脫離，並使脫離後之空 間含浸油，因此可防止油旋真空泵在運轉中之輪葉之變 形。 此外，本發明之技術範圍不限定於上述各實施型態，包 含在不.障離本發明之旨趣之範圍内，於上述各實施型態加 138034.doc 1377293 入各種變更後之技術筋圊。 啊乾圍亦即，各實施型態所舉出之且 體材料或結構等只不過為一例，可適宜地予以變更。 例如本實施型態舉例說明具備2片輪葉之油旋真空栗 10,但於具備1片或3片以上之輪鼙夕、.山热吉介石 <构某之/由旋真空泵，亦可適 用本發明。 而且，本實施型態舉例說明輪葉藉由離心力而抵接於缸 體内面之油旋真空泵10，但於藉由線圈彈簧等來將輪葉朝 向缸體内面施力之油旋真空泵，亦可適用本發明。 產業上之可利用性 本發明係藉由將輪葉配置於減壓環境下，可使低蒸氣壓 成分從輪葉内部脫離。而且，由於將輪葉浸潰於油中，因 此可使輪葉内部之空間含浸油。因此，可防止於最終加工 步驟後，輪葉吸收水分而膨脹變形。藉此，可防止於油旋 真空栗之運轉中，水分從輪葉脫離’從而輪葉變形。 【圖式簡單說明】 圖1係表示油旋真空果之概略結構之正面别面圖； 圖2為轉子之分解立體圖； 圖3A〜圖3D係關於本實施型態之輪葉之製造方法之步驟 团 · 圆， 圖4係使用於油含浸步驟之油含浸裝置之概略結構 圖；及 圖5A〜圖5F係關於以往技術之輪葉之製造方法之步驟 圖。 【主要元件符號說明】 138034.doc •13· 1377293 10 油旋真空泵 12 缸體 14 吸氣口 16 排氣口 20 轉子 22 槽 30 輪葉、最終形狀品 40 油含浸裝置 41 處理室 42 真空泵 44 油槽 46 加熱器 130 最終形狀品 146 加熱器 152 乾燥劑 31，131 母材 32, 132 粗加工品 90, 190 油 138034.doc

Claims (1)

1377293 * 七 、申請專利範圍： 第098104208號專利申請案 广—^ 中文申請專利範圍替換本(1〇1年8月 一種輪葉之製造方法，其係用於製造輪葉者，該輪葉係 使用於油旋真空泵且至少一部分以樹脂材料所構成者； 該製造方法之特徵在於： 在將前述輪葉完成為最終形狀之最終加工步驟前， 含有： 油含浸步雜，其係於減壓環境下，將前述輪葉浸潰 在使用於前述油旋真空果之油中； 其中於前述油含浸步驟’經由前述油加熱前述輪葉 至前述油旋真空泵在運轉時之前述輪葉的最高溫度以^ 之溫度； 前述減壓環境係前述油旋真空泵在運轉時之前述輪 葉周邊之最低壓力以下之壓力。 2. 3. 如請求項1之輪葉之製造方法，其中前述樹脂材埶 硬化性樹脂。 … 用於製造輪葉者，該輪葉係 部分以樹脂材料所構成者· 一種輪葉之製造方法，其係 使用於油旋真空泵且至少一 該製造方法之特徵在於： 在將前述輪葉完成為最終形狀之最終加工步騍今 含有： 月” L ，加熱前述輪葉至前 的最高溫度以上之溫 加熱步驟’其係於減壓環境下 述油旋真空泵在運轉時之前述輪葉 度；及 述輪葉保 油含次步驟，其係從前述加熱步驟起將前 138034-1010829.doc 1377293 持於減壓環境之狀態下，將前迷輪葉浸潰在使用於前述 油旋真空泵之油中； 其中前述減壓環境係前述油旋真空泵在運轉時之前 述輪葉周邊之最低壓力以下之壓力。 4. 如請求項3之輪葉之製造方法，其中前述樹脂材料為熱 硬化性樹脂。 138034-1010829.doc