(57)【要約】      （修正有）【課題】容積効率と耐久性とを両立させるだけでなく、省エネルギーで応答性に優れる過給装置用ブロワを提供する。【解決手段】互いに咬合する一対の樹脂ロータとして、導電性を有するロータ母体１の表面にアブレィダブル層３が形成された樹脂ロータを用いる。【選択図】図１
2016079955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の過給装置用ブロワであって、
上記ブロワが、互いに咬合する一対の樹脂ロータを有し、
上記樹脂ロータが、母体表面にアブレィダブル層を有し、
上記母体が、導電性を有するものであることを特徴とする過給装置用ブロワ。
【請求項２】
上記母体を構成する樹脂が、ポリフェニレンサルファイド樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の過給装置用ブロワ。
【請求項３】
上記母体が、ガラス繊維及び／又は無機フィラーを含有するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の過給装置用ブロワ。
【請求項４】
上記母体が、導電層を有するものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載の過給装置用ブロワ。
【請求項５】
上記導電層の厚さが、１０〜１５０μｍであることを特徴とする請求項４に記載の過給装置用ブロワ。
【請求項６】
上記導電層が、導電性紛体とバインダーとを含有するものであり、該バインダーが不飽和ポリエステル硬化物、ポリアミドイミド、ポリウレタンから選択される１種以上であることを特徴とする請求項４又は５に記載の過給装置用ブロワ。
【請求項７】
上記導電性紛体が、カーボン及び／又はグラファイトであることを特徴とする請求項６に記載の過給装置用ブロワ。
【請求項８】
上記アブレィダブル層の厚さが、５０〜１９０μｍであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つの項に記載の過給装置用ブロワ。
【請求項９】
上記アブレィダブル層の鉛筆硬度が４Ｂ〜２Ｈであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つの項に記載の過給装置用ブロワ。
【請求項１０】
上記アブレィダブル層が、固体潤滑剤と樹脂とを含むものであり、
上記樹脂が、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリウレタンから選択される１種以上であり、
上記固体潤滑剤が、グラファイト、二硫化モリブテン、ポリテトラフルオロエチレンから選択される１種以上であることを特徴とする請求項９に記載の過給装置用ブロワ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽量化と共に容積効率を向上させた過給装置用ブロワに関する。
【背景技術】
【０００２】
容積形ブロワは、ブロワ内部に流体を吸入し排出することで、流体に運動エネルギーを与えたり圧力を高めたりするものである。特に、ルーツ形やリショルム式等の二つのロータが咬み合うことで流体を移送するものは、容積効率向上のために流体の漏れが少ないことが要求され、２つのロータ間やロータとケーシングの間にクリアランスは最小限に設定される。
【０００３】
さらに、内燃機関の過給装置用ブロワは、一般的に、毎分１０，０００回〜２０，０００回程の高速で回転するものである一方で、ロータ間に潤滑油を供給することができず、熱膨張や負荷等によって、一時的な変形が生じるとロータ等が接触して損傷し易く、容積効率の向上と耐久性とを両立させることが困難である。
【０００４】
特許文献１には、ロータの表面に削られ易いアブレィダブル被膜を形成することで、潤滑性を付与し、上記クリアランスによる漏れを最小化すると共に、接触によるロータ等の損傷や接触ノイズを低減することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１７６７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１のブロワにあっては、ロータの母材がアルミ等の金属製であって、重く慣性モーメントが大きいものであるため、応答性が低く、またロータ駆動のための消費エネルギーが多いものである。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、容積効率と耐久性とを両立させるだけでなく、省エネルギーで応答性に優れる過給装置用ブロワを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、樹脂ロータの母体に導電性を付与することで、アブレィダブル層を形成でき、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
本発明は、上記知見に基づくものであって、本発明の過給装置用ブロワは、互いに咬合する一対の樹脂ロータを有するものであり、該樹脂ロータが、導電性を有する母体表面にアブレィダブル層が形成されたものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、導電性を有する母体表面にアブレィダブル層が形成された樹脂ロータを用いることとしたため、容積効率と耐久性とを両立させるだけでなく、省エネルギーで応答性に優れる過給装置用ブロワを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の樹脂ロータの層構成の例を示す図である。
【図２】本発明の過給装置用ブロワの一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の過給装置用ブロワについて詳細に説明する。
本発明の過給装置用ブロワは、導電性を有する母体表面にアブレィダブル層を形成された樹脂ロータが互いに咬合してなるものである。
【００１３】
＜樹脂ロータ＞
本発明の樹脂ロータの層構成の例を図１に示す。本発明の樹脂ロータは図１（Ａ）に示すように導電性を有するロータ母体１の表面に、アブレィダブル層３を有するものであり、ロータ母体１は、図１（Ｂ）に示すように導電層２が設けられたものであってもよい。
【００１４】
ロータ母体を構成する樹脂としては、機械的強度が高いもの、所謂、スーパエンジニアリング・プラスチックを使用することができ、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリサルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）等が挙げられ、これらは１種又は２種以上を混合して用いてもよい。
【００１５】
本発明の樹脂ロータは、内燃機関の過給装置用ブロワに用いられるものであるため、耐摩耗性、耐衝撃性等の機械的強度に優れるだけでなく、燃料等の有機溶媒に対する耐薬品性や、耐熱性、難燃性を有することはもちろん、線膨張率が小さく寸法安定性がよくロータ間等のクリアランスを最小限にできることが必要である。
さらに加えて、脈動を低減するための複雑なロータの形状をも形成可能であることも必要であり、成形性に優れることが要求される。
したがって、上記スーパエンジニアリング・プラスチックの中でも、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）であることが好ましい。
【００１６】
樹脂ロータを構成する樹脂は、ガラス繊維及び／又は無機フィラーを含有することが好ましい。ガラス繊維及び／又は無機フィラーを含有することで、耐衝撃性、耐クリープ性等の機械的特性が向上する。
【００１７】
本発明における樹脂ロータの母体は導電性を有する。
樹脂ロータの母体が導電性を有することで静電紛体塗装が可能になり、後述する適度な硬さのアブレィダブル層を形成できる。上記導電性フィラーとしては、カーボンブラックやグラファイト等の導電性炭素材料や、金属酸化物粉末を使用することができる。
上記導電性は、樹脂ロータの母体表面に導電層を形成することや、母体を構成する樹脂中に導電性フィラーを樹脂中に分散させることで付与することができる。
【００１８】
樹脂ロータの母体は、射出成形法や圧縮成形法等により成形することができる。
【００１９】
＜導電層＞
上記導電層は、導電性紛体とバインダーとを含有するものであり、必要に応じて、難燃材、レベリング剤等の他の添加物を含有して成る。
上記導電性紛体としては、カーボンブラックやグラファイトの他、従来公知の金属酸化物粉末を使用することができ、中でもカーボンブラックやグラファイトは軽量であり、好ましく使用できる。
上記金属酸化物粉末としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫、硫酸バリウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム等の微粒子を挙げることができる。
上記導電性紛体は、１種又は２種以上を混合して用いてもよい。
【００２０】
上記導電性紛体の導電層中の含有量は、樹脂ロータの母体に導電性を付与できれば特に限定されないが、例えば５質量％以上７０質量％以下であることが好ましい。５質量％未満では導電性が十分でない場合があり、７０質量％を超えると塗工液の流動性が低下し、均一な厚さに成膜することが困難になり、寸法精度が低下することがある。
【００２１】
上記バインダーは、上記樹脂ロータを構成する樹脂と接着が可能な熱硬化性樹脂を使用することができる。熱硬化性樹脂としては、例えば、ポリアミドイミド、エポキシ樹脂、ポリウレタン、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル硬化物、ポリアミド等を挙げることができ、これらは１種又は２種以上を混合して用いてもよい。
中でも、熱硬化性ポリアミドイミドは、低分子量、低粘性のモノマー又は前駆体ポリマーから合成されるため、塗工が容易であり、均一な厚さの塗膜を形成できると共に、線膨張率が小さく寸法安定性に優れ、さらに耐熱性を有するため好ましく使用できる。
【００２２】
上記難燃材としては、水酸化アルミニウム等の金属水酸化物を挙げることができ、また、上記レベリング剤としては、アクリル系、ビニル系、シリコーン系、フッ素系のレベリング剤が挙げられる。中でも、フッ素系のレベリング剤は少量の添加で塗膜欠陥の発生を防止でき、均一な厚さの導電層を形成でき、好ましく使用できる。
【００２３】
本発明の導電層は、上記材料を有機溶媒に溶解乃至分散させた塗工液を塗工して形成される。導電層の塗工方法としては、スプレー塗工、浸漬塗工等が挙げることができるが、スプレー塗工であることが好ましい。スプレー塗工によれば、形状が複雑な樹脂ロータであっても均一な膜厚の導電層を形成できる。
【００２４】
上記導電層の膜厚としては、１０μｍ以上１５０μｍ以下であることが好ましい。１０μｍ未満では、塗膜欠陥が生じて後述するアブレィダブル層を全面に形成できないことがあり、１５０μｍを超えると、膜厚を均一にすることが困難になることがある。
【００２５】
＜アブレィダブル層＞
上記アブレィダブル層は、固体潤滑剤及び樹脂を含有し、自ら摩耗することで樹脂ロータの損傷を防止するものである。アブレィダブル層を設けることで、樹脂ロータ間等のクリアランスを最小限、すなわち、ほぼゼロにすることができる。
【００２６】
上記固体潤滑剤としては、グラファイト、二硫化モリブテン（ＭｏＳ２）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、フッ化バリウム（ＢａＦ２）、窒化ホウ素（ＢＮ）等を使用することができる。
また、固体潤滑剤の含有量は、組成物全体の２５〜７５質量％であることが好ましい。固体潤滑剤の含有量が２５質量％未満では満足すべき摺動特性が得られないことがあり、７５質量％を超えると十分な被膜強度が得られず、耐摩耗性が低下することがある。
【００２７】
また、上記樹脂としては、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリウレタン等を挙げることができる。これらは１種又は２種以上を混合して用いてもよい。
中でもエポキシ樹脂は、様々な材料に対する密着性が非常によく、強靭で耐水性、耐薬品性に優れるため好ましく使用できる。
【００２８】
上記アブレィダブル層を構成する固体潤滑剤と樹脂とは、静電塗装紛体として使用される。本発明のアブレィダブル層は、均一かつ厚みを有するだけでなく、柔らかく削られ易くする必要があり、浸漬塗工やスプレー塗工に比し、塗膜欠陥がなく、嵩密度が小さく疎な塗膜を形成できる静電紛体塗装によって形成される。
なお、本発明のアブレィダブル層は上記特性を有するものであるが、一般的な静電紛体塗装と同様に、塗料を塗布した後、加熱することで塗膜を形成する。
【００２９】
上記アブレィダブル層の鉛筆硬度は、４Ｂ〜２Ｈであることが好ましい。４Ｂより柔らかくては、摩耗して耐久性が低下することがあり、２Ｈを超えると硬すぎて潤滑性が低下することがある。なお硬度は、例えば固体潤滑剤と樹脂との量比においては樹脂量が多くなると柔らかくなり、一方で含有させるカーボン量が多くなると硬くなるので、適宜狙いとする硬度となるように調整する。
【００３０】
上記アブレィダブル層の厚さ、５０〜１９０μｍであることが好ましい。５０μｍ未満では潤滑性が十分でない場合があり、１９０μｍを超えると、膜厚を均一にすることが困難になることがある。
【００３１】
＜ブロワ＞
本発明の過給装置用ブロワの一例の概略断面図を図２に示す。
本発明の過給装置用ブロワＢは、図２に示すように、ケーシングＣ内に一対のロータＲを組み込んで成り、これらのロータＲにはそれぞれ凸部Ｒ１と凹部Ｒ２とが形成される。
一対のロータＲは、一方のロータの凹部Ｒ２に、他方のロータの凸部Ｒ１が入り込み、挟合状態を維持しながら、それぞれ、図３中に示す矢印の方向に回転し、流体（本発明においてはガス）を吸込口ＩＰから排出口ＥＰに流動させるものである。
なお、図２には、３葉式のブロワを示したが、葉の数は限定されるものではなく、２葉式でも４葉式でもよい。
【００３２】
また、図２には、ルーツ形のブロワを示したが、ブロワの種類はこれに限られるものではなく、リショルム式等の二つのロータが咬み合うことで流体を移送するものであれば本発明の樹脂ロータを適用することができる。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００３４】
［実施例１］
ガラス繊維及び無機フィラーを含有するポリフェニレンサルファイド樹脂（トレリナ：Ａ６３０Ｔ−３０Ｖ：東レ社製）を射出成形し、樹脂ロータの母体を形成した。
アセチレンブラック（デンカブラック粉末；電気化学工業社製）：ポリアミドイミド＝１：９の比率となるように有機溶媒（Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド）に溶解し、導電層用塗工液を作製した。
上記樹脂ロータの母体に、導電層用塗工液を硬化後の膜厚が１００μｍになるようにスプレー塗工し、１８０℃で３０分加熱乾燥して導電層を形成した。
【００３５】
次に、上記導電層を形成した母体に−８０ｋＶの電圧を印加し、スプレーガンを用いて、グラファイトとエポキシ樹脂とを含有する導電性静電塗装紛体（ドライコート１４１０：住鉱潤滑剤（株）製）を帯電させて静電紛体塗装により、膜厚が１００μｍのアブレィダブル層を形成し、過給装置用ブロワを作製した。
また、樹脂ロータの母体を平板にすること以外は同様にして、実施例の密着性評価用試料を作製した。
【００３６】
［比較例１］
導電層を形成しないこと以外は、実施例１と同様にして過給装置用ブロワを作製した。
また、樹脂ロータの母体を平板にすること以外は同様にして、比較例の密着性評価用試料を作製した。
【００３７】
［評価］
ＪＩＳ Ｋ ５６００に準処した碁盤目試験を行った。
具体的には、密着性評価用試料のアブレィダブル層に１ｍｍ間隔で縦横に１１本の切れ込みを入れて１ｍｍ角の碁盤目を１００個作った。この上 に透明感圧付着テープ（ニチバン株式会社製、セロテープ（登録商標）ＣＴ−１５Ｓ）を貼り付け、素早く剥がし、剥がれなかった箇所を目視観察して密着性を評価した。
測定用試料は密着性評価前に温度２５℃、相対湿度６０％の部屋で２時間以上調湿した後に評価した。評価結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
2016079955.tif 000003
【符号の説明】
【００３９】
１    ロータ母体
２    導電層
３    アブレィダブル層
Ｃ    ケーシング
Ｒ    ロータ
Ｒ１  凸部
Ｒ２  凹部
ＩＰ  吸込口
ＥＰ  排出口
【図１】
2016079955.tif 000004
【図２】
2016079955.tif 000005