(57)【要約】過給機（１）は、第１、第２ロータ（２）、（４）の表面に下処理用コーティング材による下処理コーティングを施した上で、第１、第２ロータ（２）、（４）をロータハウジング（１３）内に挿入し、組み付ける。そして、第１、第２ロータ（２）、（４）を回転させながら、第１、第２ロータ（２）、（４）の表面にさらに仕上用コーティング材による最終コーティングが施す。第１、第２ロータ（２）、（４）及びロータハウジング（１３）内の収容凹部（１６）の内壁面に影響を与えることなく、第１ロータ（２）と第２ロータ（４）との間や、第１ロータ（２）及び第２ロータ（４）と収容凹部（１６）の内壁面との間、に生じる隙間を相対的に小さくでき、ポンプ効率の更なる向上を実現することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に収容された２つのロータを回転させることで、ハウジング内に導入された流体を圧縮し、ハウジング内で圧縮された流体を吐出するポンプの製造方法において、
上記ハウジング内に上記２つのロータを組み付けた後に、上記２つのロータを回転させながら、これら２つのロータの表面にコーティング材によるコーティングを施すポンプ製造方法。
【請求項２】
上記ハウジングには、当該ハウジング内に組み付けられた上記２つのロータが露出するロータ露出開口部が形成され、該ロータ露出開口部から上記２つのロータの表面にコーティング材によるコーティングを施す請求項１に記載のポンプ製造方法。
【請求項３】
上記ロータ露出開口部は、上記ハウジング内で圧縮された流体を吐出するために該ハウジングに形成された流体吐出口である請求項２に記載のポンプ製造方法。
【請求項４】
上記ロータ露出開口部は、上記ハウジング内に流体を導入するために該ハウジングに形成された流体導入口と、上記ハウジング内で圧縮された流体を吐出するために該ハウジングに形成された流体吐出口と、である請求項２に記載のポンプ製造方法。
【請求項５】
上記２つのロータは、上記ハウジングに組み付けられる前に、その表面に下処理用コーティング材による下処理コーティングが施されている請求項１〜４のいずれかに記載のポンプ製造方法。
【請求項６】
上記ポンプは、内燃機関の過給機である請求項１〜５のいずれかに記載のポンプ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプ内部の隙間を小さくするポンプ製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハウジング内のロータを回転させることで流体に圧力を与える回転ポンプにおいては、ハウジング内のロータ間や、ロータとハウジングとの間に生じる隙間が大きくなると、この隙間から流体が低圧側に漏れてしまいポンプ効率が低下することになる。【０００３】
そこで、特許文献１では、ハウジング内で２つのロータを回転させるポンプを製造するにあたって、ハウジング内に組み付けられる前に２つのロータの表面に予め通常よりも厚くコーティング材によるコーティングを施し、その後これら２つのロータを上記ハウジング内に組み付けてハウジング内で回転駆動し、ロータ表面の余分なコーティング材料を削り取ることで、ロータ間の隙間や、ロータとハウジングとの間の隙間を小さくしている。【０００４】
しかしながら、特許文献１のように、２つのロータの表面に予め通常よりも厚くコーティングを施すとしても、組み付け作業性を確保するためには、ロータ間や、ロータとハウジングとの間にある程度の隙間を設けておく必要があり、その分の隙間がロータ間や、ロータとハウジングとの間に必ず生じてしまうことになる。【０００５】
また、この特許文献１のようなポンプの製造方法では、ロータの組み付け時に、コーティング材料が剥がれ落ちたり、摩耗したりすると、その部位には隙間が生じてしまうことになる。【０００６】
つまり、ハウジングに対して組み付ける前にロータにコーティングを施すだけでは、ハウジングにロータを組み付けた後にロータ間やロータとハウジングとの間にある程度の隙間が残ってしまうことになり、これらの隙間から空気が低圧側に漏れ出すことによるポンプ効率の低下については改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１５７０５３号公報
【発明の概要】
【０００８】
そこで、本発明のポンプ製造方法は、ハウジング内に２つのロータを組み付けた後に、上記２つのロータを回転させながら、これら２つのロータの表面にコーティング材によるコーティングを施すことを特徴としている。
【０００９】
本発明によれば、ロータ間や、ロータとハウジングとの間の隙間を一層小さくすることができ、ロータ間や、ロータとハウジングとの間の隙間から漏れ出る流体の量を一層少なくすることができるので、ポンプ効率の更なる向上を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る製造方法で製造された過給機の概略構成を模式的に示した説明図。
【図２】図１におけるロータを示す説明図であって、（ａ）は２つのロータを軸方向視した説明図であり、（ｂ）は２つのロータを軸直角方向視した説明図。
【図３】本発明に係る製造方法で製造された過給機を示す説明図。
【図４】本発明に係る製造方法で製造された過給機を示す説明図。
【図５】本発明に係る製造方法で製造された過給機のポンプ特性を示す特性図。
【図６】本発明が適用可能な過給機の他例を模式的に示した説明図。
【図７】図６におけるロータを示す説明図であって、（ａ）は２つのロータを軸方向視した説明図であり、（ｂ）は２つのロータを軸直角方向視した説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係る製造方法で製造された過給機１の概略構成を模式的に示した説明図である。
【００１３】
この過給機１は、図示せぬ内燃機関のクランクシャフトにより駆動される機械式過給機（スーパーチャージャ）であって、車両用内燃機関の吸気系に配置される一種の歯車ポンプである。
【００１４】
この過給機１は、上記クランクシャフトにより駆動される円筒状の第１ロータ２と、第１ロータ２の回転軸となる金属製の第１シャフト３と、第１ロータ２と噛み合う第２ロータ４と、第２ロータ４の回転軸となる金属製の第２シャフト５と、第１シャフト３に連結された金属製のインプットシャフト６と、第１シャフト３の一端に取り付け第１タイミングギヤ７と、第２シャフト５の一端に取り付けられ、第１タイミングギヤ７と係合する第２タイミングギア８と、これら各部材が収容される金属製のハウジング９と、から大略構成されている。
【００１５】
第１、第２ロータ２、４は、図２に示すように、円筒状で歯数が４つのはずば歯車であって、例えばアルミニウム合金からなっている。
【００１６】
インプットシャフト６は、一端側にプーリ１１が取り付けられ、他端がカップリング１２を介して第１シャフト３の一端に連結されている。プーリ１１には、内燃機関のクランクシャフトの回転が、図示せぬベルトにより伝達される。
【００１７】
ハウジング９は、第１、第２ロータ２、４が収容されるロータハウジング１３と、ロータハウジング１３の一端側を覆うフロントカバー１４と、ロータハウジング１３の他端側を覆うプレート部材１５と、を有している。
【００１８】
ロータハウジング１３は、他端側が開口する有底円筒状を呈し、内側に第１、第２ロータ２、４を並列に収容する収容凹部１６が形成されている。また、ロータハウジング１３の一端側には、第１シャフト３の一端側を回転可能に支持する第１フロントベアリング１７と、第２シャフト５の一端側を回転可能に支持する第２フロントベアリング１８と、が配置されている。
【００１９】
フロントカバー１４は、段付き円筒状を呈し、その内側にインプットシャフト６、第１タイミングギア７、第２タイミングギア８が収容される。また、フロントカバー１４には、インプットシャフト６を回転可能に支持するベアリング１９、２０が配置されている。このフロントカバー１４は、図示せぬボルトによりロータハウジング１３の一端に固定される。
【００２０】
プレート部材１５は、平板状を呈し、図示せぬボルトによりロータハウジング１３の他端に固定される。プレート部材１５とロータハウジング１３との間は、シール部材２１によってシールされている。また、プレート部材１５には、第１シャフト３の他端側を回転可能に支持する第１リアベアリング２２と、第２シャフト５の他端側を回転可能に支持する第２リアベアリング２３と、が配置される。
【００２１】
なお、図１中の２４、２５、２６はオイルシール、２７はベアリング１９、２０の間に配置されるスペーサである。
【００２２】
過給機１は、第１、第２ロータ２、４を回転駆動することで、ハウジング９内に導入した空気を第１、第２ロータ２、４の他端側から一端側に向けて送り出しながら圧縮し、ロータハウジング１３の一端側から圧縮した空気を吐出する。
【００２３】
過給機１は、図３に示すように、プレート部材１５に流体導入口として開口形成された空気導入口３１からハウジング９内に空気を導入する。本実施例の空気導入口３１は、全体が略コ字形状を呈し、第１ロータ２の２つ歯の歯面と、第２ロータ４の２つ歯の歯面が見えるように形成されている。なお、図３は、過給機１をロータハウジング１３の他端側からみた外観を模式的に示した説明図である。
【００２４】
そして、過給機１は、図４に示すように、ロータハウジング１３に流体吐出口として開口形成された吸気吐出口３２からロータハウジング１３内で圧縮された空気を吐出する。空気吐出口３２は、第１、第２ロータ２、４の双方が見えるように、ロータハウジング１３に開口形成されている。また、本実施例の空気吐出口３２は、その外形状が２等辺３角形となっており、底辺が第１、第２ロータ２、４の一端側の端面を含む平面上に位置し、一方の斜辺が第１ロータ２の歯すじに合わせて傾き、他方の斜辺が第２ロータ４の歯すじに合わせて傾くよう形成されている。なお、図４は、過給機１と、過給機１内の第１、第２ロータ２、４との位置関係を合わせて並べて示した説明図である。
【００２５】
この過給機１は、第１、第２ロータ２、４の表面に下処理用コーティング材による下処理コーティングを施した上で、これらを第１、第２ロータ２、４をロータハウジング１３内に挿入し、組み付けている。そして、本実施例では、ロータハウジング１３内に第１、第２ロータ２、４を組み付けた後に、第１、第２ロータ２、４を回転させながら、第１、第２ロータ２、４の表面にさらに仕上用コーティング材による最終コーティングが施される。
【００２６】
最終コーティングは、例えば、第１、第２ロータ２、４を数十回回転させながら、仕上用コーティング材を空気吐出口３２から第１、第２ロータ２、４の表面に噴霧することによって施される。本実施例では、図４の網掛け部分Ｍの範囲となる第１、第２ロータ２、４の一端側の表面に対して最終コーティングが施されることになる。換言すれば、仕上用コーティング材を空気吐出口３２から噴霧することで、第１、第２ロータ２、４の表面のうち、回転時に空気吐出口３２の直下を通過する部分とその周辺部分に対して最終コーティングが施されることになる。
【００２７】
この最終コーティングでは、仕上用コーティング材によって第１、第２ロータ２、４の表面に仕上用コーティング層が形成される。この仕上用コーティング層は、第１ロータ２と第２ロータ４との間や、第１ロータ２と収容凹部１６の内壁面との間や、第２ロータ４と収容凹部１６の内壁面との間、に生じる隙間よりも厚くなると、第１、第２ロータ２、４の回転に伴いこすれあう相手側によって削り取られることになる。
【００２８】
つまり、仕上用コーティング層は、第１、第２ロータ２、４の回転に伴いこすれた場合には、第１、第２ロータ２、４や収容凹部１６の内壁面に影響を及ぼすことなく、自身が削りとられるようないわゆるアブレイダブル材により形成される。本実施例では、二硫化モリブデンを主成分とするコーティング材を仕上用コーティング材として用いている。
【００２９】
このようにアブレイダブル材を仕上用コーティング材として使用することで、第１、第２ロータ２、４及び収容凹部１６の内壁面に影響を与えることなく、第１ロータ２と第２ロータ４との間や、第１ロータ２と収容凹部１６の内壁面との間や、第２ロータ４と収容凹部１６の内壁面との間、に生じる隙間を小さくすることができる。
【００３０】
また、ロータハウジング１３に組み付けた後に、第１、第２ロータ２、４に対して最終コーティングを施すことで、組み付けの際に生じた下処理コーティングに剥がれや摩耗の修復が可能となる。
【００３１】
図５は、本実施例の過給機１のポンプ特性（図中の実線）と、最終コーティングを実施しなかった以外は上述した過給機１と同一構成となる過給機のポンプ特性（図中の破線）と、を示す特性図である。ロータハウジング１３に第１、第２ロータ２、４を組み付けた後に、最終コーティングを実施することで、第１、第２ロータ２、４及び収容凹部１６の内壁面に影響を与えることなく、第１ロータ２と第２ロータ４との間や、第１ロータ２と収容凹部１６の内壁面との間や、第２ロータ４と収容凹部１６の内壁面との間、に生じる隙間を相対的に小さくすることが可能となり、図５に示すように、過給機１の運転領域の全域で、ポンプ回転数（第１、第２ロータ２、４の回転数）に対するポンプ吐出流量（空気吐出口からの空気の吐出流量）を相対的に多くすることができ、ポンプ効率の更なる向上を実現することができる。そのため、本実施例の過給機１では、ポンプ効率の向上により、内燃機関の出力向上や燃費の改善効果といった効果を奏することができる。
【００３２】
また、空気吐出口３２から第１、第２ロータ２、４に対して最終コーティングを施すことで、ロータハウジング１３内（収容凹部１６）の相対的に高圧となる部分において、第１ロータ２と第２ロータ４との間や、第１ロータ２と収容凹部１６の内壁面との間や、第２ロータ４と収容凹部１６の内壁面との間、に生じる隙間を小さくすることができるので、効果的に過給機１のポンプ効率を向上させることができる。なお、高圧側から低圧側への空気の漏れに対しては、特に、第１ロータ２の歯先と第２ロータ４の歯底との間、第１ロータ２の歯先とロータハウジング１３の内壁面との間、第２ロータ４の歯先と第１ロータ２の歯底との間、第２ロータ４の歯先とロータハウジング１３の内壁面との間、第１ロータ２の一端面とロータハウジング１３の内壁面との間、第２ロータ４の一端面とロータハウジング１３の内壁面との間、の隙間が小さくすることが重要である。
【００３３】
そして、最終コーティングでのコーティング量（仕上用コーティング層の厚み）により第１ロータ２と第２ロータ４との間や、第１ロータ２と収容凹部１６の内壁面との間や、第２ロータ４と収容凹部１６の内壁面との間、に生じる隙間の管理が可能となるので、総じて過給機１の性能のバラツキを低減することができる。
【００３４】
また、空気吐出口３２からは、第１、第２ロータ２、４の双方が見えるため、ロータハウジング１３内に組み付けられた第１、第２ロータ２、４に対して、効率的に仕上用コーティング材による最終コーティングを施すことができる。
【００３５】
そして、本実施例では、ロータハウジング１３に組み付ける前の第１、第２ロータ２、４に対して、下処理用コーティング材による下処理コーティングが施されているので、最終コーティングの処理時間を短縮することができる。下処理用コーティング材としては、樹脂材料からなるものや最終コーティングで使用する仕上用コーティング材と同じものを使用してもよい。
【００３６】
また、空気吐出口３２からの最終コーティングに加え、空気導入口３１からも仕上用コーティング材を噴霧して最終コーティングを行うようにすれば、第１ロータ２と第２ロータ４との間や、第１ロータ２と収容凹部１６の内壁面との間や、第２ロータ４と収容凹部１６の内壁面との間、に生じる隙間を小さくすることができるハウジング９内の範囲を拡大することができ、過給機１のポンプ効率をより一層向上させることができる。
【００３７】
なお、本発明は上述した実施例以外の過給機にも適用可能であり、例えば図６、図７に示すように、いわゆるルーツ式の機械式過給機に対しても適用可能である。図６はルーツ式の過給機の断面図であり、図７は、ルーツ式の過給機における２つのロータを示す説明図である。図６、図７において、４１、４２はロータ、４３はロータ４１、４２が収容されるハウジングである。
【００３８】
また、本発明は、過給機にのみ適用されものではなく、いわゆる外接歯車ポンプに広く適用可能である。
【００３９】
また、上述した実施例では、流体吐出口である空気吐出口３２の形状が２等辺３角形となっているが、流体吐出口の形状はロータの形状に応じて適宜設定されるものであり、２等辺３角形に限定されるものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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