(57)【要約】      （修正有）【課題】スクロール内壁面を効率よく研磨するとともに、研磨後にスクロール内部に残留した研磨物質を排出するようにした、スクロール状媒体流動路を研磨する方法を提供する。【解決手段】インペラ収容空間に連通するスクロール状媒体流動路２ｂの内壁面を研磨する方法であって、媒体流動路２ｂに、常温域ではゲル状物質で高温域では粘度が低下する基材１２ｂに研磨材１２ａを混入してなる研磨物質１２を常温域以下に冷却して粘度を上げて圧送して内壁面を研磨し、その後、媒体流動路２ｂを高温域まで加温して媒体流動路２ｂに残留した研磨物質１２の粘度を低下させ、媒体流動路２ｂの外に排出し、スクロール状の媒体流動路２ｂの内壁面を研磨する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インペラ収容空間に連通するスクロール状媒体流動路の内壁面を研磨する方法であって、
前記媒体流動路に、常温域ではゲル状物質で高温域では粘度が低下する基材に研磨材を混入してなる研磨物質を常温域以下に冷却して粘度を上げて圧送して前記内壁面を研磨し、
その後、前記媒体流動路を高温域まで加温して前記媒体流動路に残留した前記研磨物質の粘度を低下させ、前記媒体流動路の外に排出する、
スクロール状媒体流動路を研磨する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機器（例えばターボチャージャー）の内部に形成されたスクロール状媒体流動路の内壁面を研磨する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ターボチャージャーに用いられるタービンハウジングおよびコンプレッサーハウジングは、ダイカスト鋳造で形成される。このとき、スクロール部分の内壁面には鋳肌やバリが形成される。スクロール内はガスが高速で流動する媒体流動路であるため、この内壁面は抵抗を減らすために平滑であることが望ましい。湾曲した内壁面を研磨する従来技術として特許文献１の方法がある。特許文献１の方法は、砥粒を含んだ流体であるスラリーを用いて被研磨対象を研磨する方法である。この方法によると、砥粒と粘度が低い鉱物油であるベースオイルとの混合流体をスラリータンクから供給し、スラリーを加圧シリンダで加圧して被研磨対象に圧送する。この際、スラリーが通過することで被研磨対象が研磨される。その後、被研磨対象より排出されるスラリーを回収皿で回収し、回収配管を通じてスラリータンクへと導引して回収している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平11-165252号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された方法によると、湾曲した内壁面を有する被研磨対象を流体を用いて研磨することができる。しかし、この方法をタービンハウジングおよびコンプレッサーハウジングが有するスクロール内壁面の研磨に適用しようとすると、砥粒が粘度が低いベースオイルに含まれているため、砥粒がベースオイル内部で流動して内壁面との接触抵抗が小さくなり、研磨効率が悪くなるという課題がある。また、研磨後に砥粒を含んだ流体がスクロール内部に残留するという課題がある。
【０００５】
本発明は、スクロール内壁面を効率よく研磨するとともに、研磨後にスクロール内部に残留した研磨物質を効率よく排出するようにした方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかるインペラ収容空間に連通するスクロール状媒体流動路の内壁面を研磨する方法は、前記媒体流動路に、常温域ではゲル状物質で高温域では粘性が低下する基材に研磨材を混入してなる研磨物質を常温域以下に冷却して粘度を上げて圧送して前記内壁面を研磨し、その後、前記媒体流動路を高温域まで加温して前記媒体流動路に残留した前記研磨物質の粘度を低下させ、前記媒体流動路の外に排出する。
【０００７】
このようなスクロール状の媒体流動路の内壁面を研磨する方法によると、研磨物質の粘性を上げて媒体流動路内を流動させることにより研磨物質に混入された研磨材と内壁面の接触抵抗を増加させ、内壁面の研磨をすることができる。粘性が上がった研磨物質は流路の形状に沿って流動するため、鋳造された研磨対象物が湾曲した媒体流動路を有していても、これの内壁面を研磨することができる。その後、研磨対象物を加温して研磨物質の粘性を低下させることにより媒体流動路に残留した研磨物質を回収することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、スクロール内壁面を効率よく研磨するとともに、研磨後にスクロール内部に残留した研磨物質を効率よく排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明にかかるスクロール状媒体流動路を研磨する方法に適用されるターボチャージャーの断面図である。
【図２】スクロール状媒体流動路を研磨する方法に適用される研磨装置の概略図である。
【図３】タービンハウジングに取り付けられる蓋を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明にかかるスクロール状媒体流動路を研磨する方法の実施形態について説明する。
【００１１】
図１に示されるように、ターボチャージャー１は、排気ガスを導入して軸出力が得られるタービン２と、この軸出力で空気を圧縮するコンプレッサー３とを有する。タービン２は排気ガスで回転するタービンインペラ２ｃと、これを覆うタービンハウジング２ａとを有する。タービンハウジング２ａはタービンインペラ収容空間２ｅが設けられており、タービンインペラ収容空間２ｅの周囲にはタービンスクロール（媒体流動路）２ｂが延在している。
【００１２】
コンプレッサー３はタービンインペラ２ｃと連動して回転するコンプレッサーインペラ３ｃと、これを覆うコンプレッサーハウジング３ａとを有する。コンプレッサーハウジング３ａはコンプレッサーインペラ収容空間３ｅが設けられており、コンプレッサーインペラ収容空間３ｅの周囲にはコンプレッサースクロール（媒体流動路）３ｂが延在している。
【００１３】
タービンハウジング２ａとコンプレッサーハウジング３ａとは、ダイカスト鋳造で形成される。タービンスクロール２ｂとコンプレッサースクロール３ｂとは砂型中子を用いて成型される。そのため、鋳造後のタービンスクロール２ｂおよびコンプレッサースクロール３ｂのそれぞれの内壁面２ｆ，３ｆは、ざらついた鋳肌を有している。
【００１４】
タービンスクロール２ｂおよびコンプレッサースクロール３ｂはガスが高速で流動する媒体流動路となるため、内壁面２ｆ，３ｆは平滑であることが望ましい。そこで、内壁面２ｆ，３ｆを研磨するための研磨装置３０を用いる。タービンハウジング２ａとコンプレッサーハウジング３ａとは基本的に同様の構成を有しているため、以下タービンハウジング２ａを代表として説明する。
【００１５】
図２に示されるように、研磨装置３０は、タービンスクロール２ｂの内壁面２ｆを研磨するためのものである。研磨装置３０は、研磨物質１２をタービンハウジング２ａに圧送してタービンスクロール２ｂを研磨する圧送手段５と、タービンハウジング２ａから漏れ出た研磨物質１２を回収する第１の回収手段８と、タービンハウジング２ａ内に残留した研磨物質を回収する第２の回収手段９と、回収された研磨物質１２を搬送する搬送手段１０と、搬送された研磨物質１２を撹拌して圧送手段５に供給する撹拌手段１１とを主として備える。
【００１６】
圧送手段５は、研磨物質１２をタービンスクロール２ｂに圧送するためのものである。圧送手段５は、撹拌手段１１の供給路１１ｅと連通するシリンダ本体５ａと、シリンダ本体５ａ内を摺動して研磨物質１２をタービンスクロール２ｂに圧送する圧送ピストン５ｂと、を備える。タービンスクロール２ｂは圧送手段５に取り付けられている。圧送ピストン５ｂはロッド５ｃを介して駆動部６によって駆動される。
【００１７】
駆動部６は、ロッド５ｃに駆動力を伝達する駆動用ピストン６ｂと、駆動用ピストンを収容する駆動用シリンダ６ａと、駆動用ピストン６ｂを駆動するポンプ部６ｃとを有する。駆動部６は、駆動用ピストン６ｂで仕切られた駆動用シリンダ６ａのそれぞれの部屋に圧力差を生じさせることにより駆動用ピストン６ｂを駆動する。
【００１８】
圧送手段５とタービンスクロール２ｂとの間には開閉手段７が設けられている。シャッター７ａは、シリンダ本体５ａが下死点方向に移動中は閉じられ、上死点方向に移動中は開放される。開閉手段７は、シリンダ本体５ａとタービンスクロール２ｂとを遮断するシャッター７ａと、シャッター７ａに駆動力を伝達するロッド７ｂと、ロッド７ｂに駆動力を伝達する駆動用ピストン７ｃと、駆動用ピストン７ｃを収容する駆動用シリンダ７ｄとを有する。開閉手段７は、駆動用ピストン７ｃで仕切られた駆動用シリンダ７ｄのそれぞれの部屋に圧力差を生じさせることにより駆動用ピストン７ｃを駆動する。
【００１９】
第１の回収手段８は、タービンハウジング２ａから漏れ出た使用済研磨物質１２Ａを受け止めて回収するものである。第１の回収手段８は、使用済研磨物質１２Ａを受ける受容部８ｂと、受容部８ｂが受けた使用済研磨物質１２Ａを回収する回収容器８ａと備える。
【００２０】
第２の回収手段９は、研磨工程が行われた後のタービンハウジング２ａを加温して、タービンハウジング２ａ内に残留した使用済研磨物質１２Ａを排出して回収するものである。第２の回収手段９は、排出された使用済研磨物質１２Ａを受ける受容部９ｂと、受容部８ｂが受けた使用済研磨物質１２Ａを回収する回収容器９ａと、タービンハウジング２ａを加温する加温手段９ｃとを備える。受容部９ｂは、タービンハウジング２ａを収容する部屋になっている。加温手段９ｃは受容部９ｂを加温する。
【００２１】
搬送手段１０は、回収された研磨物質１２を搬送して、後述する撹拌手段１１に供給するためのものである。搬送手段１０は、回収された研磨物質１２が流動する回収用流路１０ａと、研磨物質１２を流動させるポンプ部１０ｂとを備える。ポンプ部１０ｂは圧送ポンプ等を用いることができる。
【００２２】
回収用流路１０ａにおいて、回収容器８ａ,９ａの下流には濾過部１４が設けられている。濾過部１４は、使用済研磨物質１２Ａ内に混入した切屑１４ａやバリを濾過し、使用済研磨物質１２Ａと分離する。濾過部１４は、切屑１４ａを除去するフィルタ１４ｂと、切屑１４ａを集めるダスト容器１４ｃとを有する。研磨対象の材料が鉄などの磁性体である場合には、磁気を用いて切屑等を分離することができる。
【００２３】
撹拌手段１１は、回収された研磨物質１２を撹拌して圧送手段５に供給するためのものである。撹拌手段１１は、搬送された使用済研磨物質１２Ａを一時的に貯める撹拌容器１１ａと、研磨物質１２を撹拌するための撹拌羽根部１１ｂと、撹拌羽根部１１ｂを回転させるモータ１１ｃとを備える。撹拌容器１１ａ内に貯められた研磨物質１２は、モータ１１ｃにロッド１１ｄを介して接続された撹拌羽根部１１ｂが回転することで撹拌される。
【００２４】
研磨物質１２は、基材１２ｂに研磨材１２ａを混入して生成される。研磨材１２ａは、例えば砂やガラス等からなる砥粒である。基材１２ｂは、約１０〜３０℃の常温域では粘度が高いゲル状の物質（例えば高分子高吸収性ポリマー材やシリコンゲル硬化材）である。そして、基材１２ｂを約４０℃以上に加温すると、粘度が低下して液状の物質となる。研磨物質１２は冷却されて粘度が高い状態では研磨に用いられ、その後、加温されて粘度が低い状態で回収される。
【００２５】
次に、タービンスクロール２ｂの内壁面２ｆを研磨する方法について説明する。
【００２６】
先ず、撹拌手段１１において、撹拌容器１１ａ内に貯められた研磨物質１２は、モータ１１ｃによって回転する撹拌羽根部１１ｂで撹拌される。撹拌された研磨物質１２は撹拌容器１１ａ下部で加温され、撹拌容器１１ａ下部付近には粘度が低下した研磨物質１２が溜まる。粘度が低下した研磨物質１２は圧送手段５に流れていく。
【００２７】
圧送手段５において、シャッター７ａが閉じた状態で圧送ピストン５ｂが下死点に移動すると、研磨物質１２がシリンダ本体５ａに供給される。その後、研磨物質１２をシリンダ本体５ａ内で常温域以下に冷却してゲル状になるように粘度を上げる。シャッター７ａが開放された状態で圧送ピストン５ｂが上死点方向に移動すると、研磨物質１２がタービンスクロール２ｂに圧送される。
【００２８】
タービンハウジング２ａにおいて、タービンスクロール２ｂとインペラ収容空間２ｅとは連通している。研磨物質１２を効率よくタービンスクロール２ｂに流動させるために、インペラ収容空間２ｅとタービンスクロール２ｂとを仕切る必要がある。
【００２９】
図３に示されるように、研磨物質１２がタービンスクロール２ｂを流動するようにインペラ収容空間２ｅを塞ぐブロック状の蓋２ｇが、タービンハウジング２ａに取り付けられている。この蓋２ｇは、粘度が高められた研磨物質１２をタービンスクロール２ｂの大口径側の流入口から小口径側の排出口まで案内する。このとき、タービンスクロール２ｂ内で研磨物質１２の圧力が高くなり、研磨物質１２に混入された研磨材１２ａと内壁面２ｆとの接触抵抗が大きくなる。そして、粘度が高められた研磨物質１２内では、研磨材１２ａの流動が少なくなる。この状態で、研磨物質１２が内壁面２ｆに接触しながら流動することにより内壁面２ｆが研磨される。
【００３０】
タービンスクロール２ｂから排出された使用済研磨物質１２Ａは、第１の回収手段８の受容部８ｂで集められ、回収容器８ａに一時的に貯められて回収される。回収された使用済研磨物質１２Ａは、回収容器８ａで加温され、粘度が下げられて回収用流路１０ａに流される。
【００３１】
上記の研磨工程が終了した後、タービンハウジング２ａは圧送手段５から取り外されて、第２の回収手段９に移動される。第２の回収手段９において、受容部９ｂに入れられたタービンハウジング２ａは加温される。この加温により、タービンハウジング２ａ内に残留した使用済研磨物質１２Ａは温度が上昇して粘度が下げられ、液状に変化する。液状となった使用済研磨物質１２Ａは、タービンハウジング２ａから排出される。受容部９ｂで受けられた使用済研磨物質１２Ａは、回収容器９ａで一時的に貯められて回収される。回収された使用済研磨物質１２Ａは回収用流路１０ａに流される。
【００３２】
回収用流路１０ａの途中の濾過部１４において、フィルタ１４ｂで使用済研磨物質１２Ａ内に混入した切屑１４ａやバリを濾過し、ダスト容器１４ｃに切屑１４ａを貯めて使用済研磨物質１２Ａと分離する。
【００３３】
回収用流路１０ａに流された使用済研磨物質１２Ａは、ポンプ部１０ｂで撹拌手段１１まで搬送される。撹拌手段１１に回収された使用済研磨物質１２Ａは、補充用の基材１２ｂと補充用の研磨材１２ａが所定の割合で添加される。基材１２ｂと研磨材１２ａとが添加された研磨物質１２は攪拌羽根部１１ｂで撹拌され研磨用に再生成される。再生成された研磨物質１２は、再び圧送手段５に供給され、研磨に用いられる。
【００３４】
上述した方法によると、タービンスクロール２ｂの内壁面２ｆを効率よく研磨することができる。さらに、研磨対象物としてのタービンハウジング２ａを加温して内部に残留した研磨物質１２の粘性を低下させることにより効率よく排出させることができ、使用済研磨物質１２Ａを回収することができる。
【００３５】
上述したスクロール状媒体流動路を研磨する方法については、タービンスクロール２ｂを代表として説明したが、コンプレッサースクロール３ａについても同様の方法を適用することができる。また、この方法は、この他に吸排気部を有するエンジンヘッド部や、インレットマニホールド等の鋳造部品が有する媒体流路の研磨に用いてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１…ターボチャージャー  ２…タービン  ２ａ…タービンハウジング  ２ｂ…タービンスクロール（媒体流動路）  ２ｃ…タービンインペラ  ２ｅ…タービンインペラ収容空間  ２ｆ…内壁面  ２ｇ…蓋  ３…コンプレッサー  ３ａ…コンプレッサーハウジング  ３ｂ…コンプレッサースクロール（媒体流動路）  ３ｃ…コンプレッサーインペラ  ３ｅ…コンプレッサーインペラ収容空間  ３ｆ…内壁面  ５…圧送手段  ５ａ…シリンダ本体  ５ｂ…圧送ピストン  ５ｃ…ロッド  ６…駆動部  ６ａ…駆動用シリンダ  ６ｂ…駆動用ピストン  ６ｃ…ポンプ部  ７…開閉手段  ７ａ…シャッター  ７ｂ…ロッド  ７ｃ…駆動用ピストン  ７ｄ…駆動用シリンダ  ８…第１の回収手段  ８ａ…回収容器  ８ｂ…受容部  ９…第２の回収手段  ９ａ…回収容器  ９ｂ…受容部  ９ｃ…加温手段  １０…搬送手段  １０ａ…回収用流路  １０ｂ…ポンプ部  １１…撹拌手段  １１ａ…撹拌容器  １１ｂ…撹拌羽根部  １１ｃ…モータ  １１ｄ…ロッド  １１ｅ…供給路  １２…研磨物質  １２ａ…研磨材  １２ｂ…基材  １２Ａ…使用済研磨物質  １４…濾過部  １４ａ…切屑  １４ｂ…フィルタ  １４ｃ…ダスト容器  ３０…研磨装置  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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