(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動室と、前記作動室に連通する吸込通路および吐出通路とを有する形状に複数の分割体によって構成された筐体と、前記作動室内に軸を中心として回転可能に配設され、回転に伴ってオイルを、吸込通路を通して吸い込んで吐出通路を通して吐出させるロータとを有するオイルポンプの、前記筐体を構成する分割体のうち作動室に臨み、ロータの軸端に対向するリヤハウジングが高シリコン−アルミニウム合金によって形成されていると共に、前記リヤハウジングのうち少なくともロータの軸端に対向する表面が、前記リヤハウジングを陽極として、陰極と共に電解液に浸漬した状態で、
(1)  前記両極間に与える電流の電流密度を０Ａ／ｄｍ２から毎分０．３５Ａ／ｄｍ２以下の割合で増加させる第一工程と、
(2)  電流密度が所定値に達した時点以降、前記所定の電流密度を維持しながら陽極酸化処理を続ける第二工程と、
を経て形成された陽極酸化皮膜によって被覆されていることを特徴とするオイルポンプ。
【請求項２】
リヤハウジングが、シリコンを１〜２５質量％の割合で含む高シリコン−アルミニウム合金によって形成されている請求項１に記載のオイルポンプ。
【請求項３】
ロータが、鉄−ニッケル−モリブデン−炭素系の密度７．２５ｇ／ｃｍ３以上の高密度焼結体によって形成されている請求項１または２に記載のオイルポンプ。
【請求項４】
ロータが、前記高密度焼結体に真空浸炭処理をして浸炭焼入れした焼結体によって形成されている請求項３に記載のオイルポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車において、オイルをエンジン内や油圧駆動系内等で循環させる動力を発生させるためにオイルポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車において、オイルをエンジン内や油圧駆動系内等で循環させる動力を発生させるためにオイルポンプが用いられる。前記オイルポンプは、作動室と、前記作動室に連通する吸込通路および吐出通路とを有する形状に複数の分割体によって構成された筐体と、前記作動室内に軸を中心として回転可能に配設され、回転に伴ってオイルを、前記吸込通路を通して吸い込んで吐出通路を通して吐出させるロータとを有している。
【０００３】
前記筐体を構成する複数の分割体のうち作動室に臨み、ロータの軸端に対向するリヤハウジングを、オイルポンプの軽量化のためにアルミニウム合金によって形成すると共に、前記リヤハウジングのうち少なくともロータの軸端に対向する表面の耐摩耗性を向上させるために、前記表面を陽極酸化皮膜で被覆することが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−１３２２３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近時、オイルポンプの高圧化（例えば８ＭＰａ→１５ＭＰａ）に対応してリヤハウジングの歪みを防止するべくその強度を高めるために、前記リヤハウジングを形成するアルミニウム（Ａｌ）合金として、例えばシリコン（Ｓｉ）を１〜２５質量％程度の割合で含む高シリコン−アルミニウム合金を使用することが検討されている。しかしその場合、従来の陽極酸化処理では、リヤハウジングの表面に形成される陽極酸化皮膜の表面平滑性が低下して、前記陽極酸化皮膜が、対向するロータの軸端等を摩耗するいわゆる攻撃性を発現しやすいという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、リヤハウジングが、特に高シリコン−アルミニウム合金等のアルミニウム合金によって形成されていると共に、前記リヤハウジングのうちロータの軸端等に対向する表面が、前記ロータの軸端等に対する攻撃性を有しない上、耐摩耗性にも優れた陽極酸化皮膜で被覆されたオイルポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明者は、特に高シリコン−アルミニウム合金からなるリヤハウジングの表面に従来の陽極酸化処理によって陽極酸化皮膜を形成した際に、その表面平滑性が低下する原因について検討した結果、以下の事実を見出した。すなわち高シリコン−アルミニウム合金はシリコンの濃度が高いため、冷却時にシリコンの固相分離が進んで、アルミニウム相ないしはアルミニウムとシリコンの共晶相からなる連続相中にシリコン相が析出した結晶構造となり、リヤハウジングの表面は、前記連続相中にシリコン相が島状に露出した状態を呈する。
【０００７】
ところがアルミニウムを含む連続相とシリコン相とでは導電率が異なり、シリコン相を形成するシリコンは、連続相中のアルミニウムを陽極酸化するのに適した条件では殆ど酸化されないか、あるいは酸化されるとしてもその速度が著しく小さいため、陽極酸化皮膜は、特にその形成の初期段階において、前記リヤハウジングの表面の連続相が露出した領域（「連続相領域」と略記することがある。）において選択的に成長する。
【０００８】
成長がある程度進むとシリコン相が露出した領域（「シリコン相領域」と略記することがある）においても陽極酸化皮膜が僅かながら形成される他、連続相領域で成長した陽極酸化皮膜が前記シリコン相領域に回り込んで成長する。そのため陽極酸化皮膜は、最終的にはシリコン相領域に対応した大きな欠陥等のない（周知のようにアルミニウムの陽極酸化皮膜は、リヤハウジングの表面と接する活性層と、その上の多孔層とからなり、前記多孔層はオングストロームオーダーのごく微細な通孔を有する多孔質構造を有してはいるが）連続した皮膜となる。
【０００９】
しかし前記初期段階における成長速度の差に基づいて、陽極酸化皮膜の厚みには両領域間で大きな差を生じるため、結果として表面の平滑性が低下する。
そこで発明者は、リヤハウジングの表面のうちシリコン相領域への、連続相領域からの陽極酸化皮膜の回り込みを利用して、特に初期段階に前記両領域間で形成される陽極酸化皮膜の厚みの差をできるだけ小さくすることを検討した。その結果、陽極酸化処理を開始してから数分以内の初期段階において前記両極間に与える電流の電流密度を０Ａ／ｄｍ２から、所定の電流密度に達するまで毎分０．３５Ａ／ｄｍ２以下の割合で徐々に増加させればよいことを見出した。
【００１０】
すなわち電流密度を前記割合で徐々に増加させると、初期段階において、連続相領域での陽極酸化皮膜の急速な成長を抑制しながら、前記陽極酸化皮膜をシリコン相領域にも回り込ませて、前記両領域間で形成される陽極酸化皮膜の厚みの差をこれまでよりも小さくできる。そのためシリコン相の表面が陽極酸化皮膜で覆われた後は通常の定電流制御により一定の電流密度で陽極酸化処理を続けることで、リヤハウジングの表面の全体を、厚みがほぼ均一で表面平滑性に優れた陽極酸化皮膜によって被覆することが可能となる。
【００１１】
したがって本発明は、作動室（６）と、前記作動室に連通する吸込通路（７）および吐出通路（８）とを有する形状に複数の分割体によって構成された筐体（９）と、前記作動室内に軸（４）を中心として回転可能に配設され、回転に伴ってオイルを、吸込通路を通して吸い込んで吐出通路を通して吐出させるロータ（３）とを有するオイルポンプ（２）の、前記筐体を構成する分割体のうち作動室に臨み、ロータの軸端に対向するリヤハウジング（１）が高シリコン−アルミニウム合金によって形成されていると共に、前記リヤハウジングのうち少なくともロータの軸端に対向する表面（２５）が、前記リヤハウジングを陽極として、陰極と共に電解液に浸漬した状態で、
(1)  前記両極間に与える電流の電流密度を０Ａ／ｄｍ２から毎分０．３５Ａ／ｄｍ２以下の割合で増加させる第一工程と、
(2)  電流密度が所定値に達した時点以降、前記所定の電流密度を維持しながら陽極酸化処理を続ける第二工程と、
を経て形成された陽極酸化皮膜によって被覆されていることを特徴とするものである（請求項１）。なおカッコ内の英数字は、後述の実施の形態における対応構成要素等を表す。
【００１２】
リヤハウジングは、オイルポンプの高圧化のために前記リヤハウジングの強度を高めることを考慮すると、シリコンを１〜２５質量％の割合で含む高シリコン−アルミニウム合金によって形成されているのが好ましい（請求項２）。
またロータは、前記リヤハウジングと組み合わせた際に耐摩耗性を向上することを考慮すると鉄−ニッケル−モリブデン−炭素系の密度７．２５ｇ／ｃｍ３以上の高密度焼結体によって形成されているのが好ましく（請求項３）、特に前記高密度焼結体に真空浸炭処理をして浸炭焼入れした焼結体によって形成されているのが好ましい（請求項４）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明のオイルポンプ２の、ロータ３の軸４の軸線５の方向に沿う断面を示す断面図、図２は、前記オイルポンプ２からリヤハウジング１を外した状態を示す側面図である。
図１を参照して、この例のオイルポンプ２は、作動室６と、前記作動室６に連通するオイルの吸込通路７および吐出通路８とを有する筐体９と、前記作動室６内に軸線５を中心として回転可能に配設され、軸４の回転に伴ってオイルを、吸込通路７を通して吸い込んで吐出通路８を通して吐出させるロータ３とを含んでいる。
【００１４】
筐体９は、前記各部を有する形状に複数の分割体によって構成されている。すなわち筐体９は、分割面１０で分割可能なフロントハウジング（分割体）１１およびリヤハウジング（分割体）１を有している。フロントハウジング１１は、例えばアルミニウム合金からなり、分割面１０から凹入させて作動室６を備えている。フロントハウジング１１とリヤハウジング１は、分割面１０に設けたシール１２によってシールされている。フロントハウジング１１とリヤハウジング１とは、フロントハウジング１１に設けたネジ孔１３に、リヤハウジング１に設けた通孔１４を通してボルト１５をねじ込むことで互いに固定されている。
【００１５】
作動室６内には、シール１６を介して第一サイドプレート（分割体）１７が嵌め合わされている。リヤハウジング１は、前記第一サイドプレート１７と共にロータ３を両側から挟む部材としても機能するため第二サイドプレートとも呼ばれている。フロントハウジング１１の、作動室６の底の面方向の略中央には、前記底から分割面１０と直交する軸線５の方向に軸４を挿通させる貫通孔１８が形成されている。
【００１６】
第一サイドプレート１７には、作動室６に嵌め合わされた状態で、前記作動室６内に収容されるロータ３に対向する側の面と前記作動室６の底に対抗する側の面との間を貫通させて、前記貫通孔１８と連通して軸４を挿通させる貫通孔１９が形成されている。また貫通孔１９の周囲の２箇所の、軸線５を挟んで対称位置には前記貫通孔１９と並行させて、前記両面間を貫通する吐出ポート２０が形成されている。
【００１７】
作動室６の底の貫通孔１８の周囲には吐出ポート２０と繋がれる環状の吐出凹部２１が設けられており、前記吐出ポート２０および吐出凹部２１と、フロントハウジング１１内に形成した通路２２とを繋いで吐出通路８が構成されている。貫通孔１８内には、軸４を回転可能に支持する筒状のメタル軸受２３が配設されている。また貫通孔１８の作動室６と反対側の開口には、軸４とフロントハウジング１１との間をシールするシール２４が配設されている。
【００１８】
リヤハウジング１の、ロータ３と対向する対向面２５には、軸４の先端が挿入される凹部２６が設けられている。凹部２６内には、軸４を回転可能に支持する筒状のメタル軸受２７が配設されている。リヤハウジング１内には、吸込通路７を構成する通路２８（図中に破線で示す）が設けられている。対向面２５の、凹部２６の周囲の２箇所の、軸線５を挟んで対称位置には前記通路２８と作動室６とを繋ぐ吸込ポート２９（同じく図中に破線で示す）が設けられている。
【００１９】
フロントハウジング１１には、前記通路２８および吸込ポート２９と共に吸込通路７を構成し、かつ吐出通路８を流れるオイルが過剰であるとき前記オイルの一部を、バイパス通路３０を通して吸込通路７に還流する流量制御弁を構成する通路部材３１、３２が設けられており、前記通路部材３２にオイルの入口である吸込筒３３が接続されている。
図１、図２を参照して、作動室６内には、第一サイドプレート１７とリヤハウジング１とで挟持させて、ロータ３を囲む筒状のカムリング３４が嵌め合わされている。カムリング３４の筒の内周面は、軸線５の方向と直交する方向の形状が楕円形であるカム面３５とされている。
【００２０】
ロータ３は、軸４に一体的に取り付けられたロータ本体３６と、前記ロータ本体３６の外周面から軸線５へ向けて放射状に設けられた複数の溝３７に嵌め合わされて、前記外周面から外方へ放射状に配設された複数のベーン３８とを備えている。各ベーン３８は溝３７から出し入れ可能に設けられ、ベーン３８にかかる油圧によって径方向外方へ付勢される。
【００２１】
軸４を回転させると、ベーン３８は油圧によって径方向外方へ付勢されて、先端をカムリング３４のカム面３５に接触させた状態を維持しながらロータ本体３６と共に回転する。吸込ポート２９は、リヤハウジング１の対向面２５のうち図２の状態において隣り合うベーン３８によって仕切られた室３９、４０に対応する２箇所に設けられている。また吐出ポート２０は、第一サイドプレート１７のうち図２の状態において隣り合うベーン３８によって仕切られた室４１、４２に対応する２箇所に設けられている。
【００２２】
軸４を図２中に実線の矢印で示す方向に回転させるとベーン３８で仕切られた各室３９…それ自体が、吸込ポート２９から吐出ポート２０の方向へ回転することによって、オイルを、吸込通路７を通して吸い込んで吐出通路８を通して吐出させることができる。またこの際、前記回転に伴って各室３９…に下記の吸込力および吐出力が発生することによってオイルの逆流が防止される。
【００２３】
吸込力：吸込ポート２９から離れようとする室３９、４０の容積が、カム面３５の形状に基づいて増加することで、吸込通路７および吸込ポート２９を通して前記室３９、４０にオイルを吸込む吸込力が発生。
吐出力：吐出ポート２０に近づこうとする室４１、４２の容積が、カム面３５の形状に基づいて減少することで、吐出ポート２０および吐出通路８を通して前記室４１、４２からオイルを吐出させる吐出力が発生。
【００２４】
前記各部のうちリヤハウジング１とフロントハウジング１１は、オイルポンプ２を軽量化するため、共にアルミニウム合金、特にオイルポンプの高圧化（例えば８ＭＰａ→１５ＭＰａ）に対応して歪みを防止するべく強度を高めるために、例えばシリコンを１〜２５質量％、特に１０〜２０質量％程度の割合で含む高シリコン−アルミニウム合金によって形成される。またロータ３の軸端、すなわちロータ本体３６の側面、およびベーン３８の側縁に対向し、前記両部が摺接されるリヤハウジング１の対向面２５は、その耐摩耗性を高めるべく図示しない陽極酸化皮膜によって被覆される。
【００２５】
しかし前記高シリコン−アルミニウム合金からなるリヤハウジング１に通常の条件で陽極酸化処理をした場合には、先に説明したように陽極酸化皮膜の表面平滑性が低下して、ロータ本体３６やベーン３８に対する攻撃性を発現するという問題を生じる。
これに対し本発明ではリヤハウジング１を陽極として、陰極と共に電解液に浸漬した状態で、
(1)  前記両極間に与える電流の電流密度を０Ａ／ｄｍ２から毎分０．３５Ａ／ｄｍ２以下の割合で増加させる第一工程と、
(2)  電流密度が所定値に達した時点以降、前記所定の電流密度を維持しながら陽極酸化処理を続ける第二工程と、
を経て、前記対向面２５を陽極酸化皮膜で被覆することで、前記陽極酸化皮膜の表面平滑性を高めることができる。したがって、ロータ本体３６やベーン３８に対する攻撃性を抑えながら、前記対向面２５に良好な耐摩耗性を付与することが可能となる。
【００２６】
前記第一工程において電流密度を増加させる割合を小さくするほど、前記第一および第二工程を経て形成される陽極酸化皮膜の厚みを均一化し、その表面を平滑化できる。ただし第一工程において電流密度を増加させる割合を小さくするほど、所定の厚みを有する陽極酸化皮膜を形成するために長時間の処理が必要となり、前記陽極酸化皮膜を有する金属部品の生産性が低下する傾向がある。
【００２７】
そのため表面平滑性等に優れた陽極酸化皮膜を有するリヤハウジング１を、良好な生産性を維持しながら製造することを考慮すると、第一工程において電流密度を増加させる割合は、前記範囲内でも毎分０．１５Ａ／ｄｍ２以上、特に毎分０．１６〜０．３４Ａ／ｄｍ２であるのが好ましい。また電流密度は０Ａ／ｄｍ２から所定値まで一方的に増加させてもよいし、段階的に増加させてもよい。
【００２８】
第二工程においては電流密度を、定電流制御によって０．８Ａ／ｄｍ２以上、１．２Ａ／ｄｍ２以下、特に０．９Ａ／ｄｍ２以上、１．１Ａ／ｄｍ２以下の所定値に維持するのが好ましい。電流密度が前記範囲未満では、所定の厚みを有する陽極酸化皮膜を形成するために長時間の処理が必要となり、前記陽極酸化皮膜を有する金属部品の生産性が低下するおそれがある。また前記範囲を超える場合には陽極酸化皮膜の表面粗さが大きくなって、耐摩耗性が低下したり、オイルポンプの性能が低下したりするおそれがある。
【００２９】
陽極酸化処理は、電流密度を前記(1)(2)の工程を経て制御すること以外は従来同様に実施できる。例えばリヤハウジング１は、電解液に浸漬するに先立って脱脂等の前処理を施しておくのが好ましい。
陽極酸化皮膜は、リヤハウジング１の少なくとも対向面２５を被覆していればよく、前記対向面２５のみを陽極酸化皮膜で選択的に被覆するためには、リヤハウジング１の他の表面をマスキングすればよい。ただしマスキング等の手間を省くと共にリヤハウジング１の全表面の耐摩耗性を向上することを考慮すると、前記リヤハウジング１の、対向面２５を含む全表面を陽極酸化皮膜で被覆するのが好ましい。
【００３０】
陰極としては鉛（Ｐｂ）、カーボン（Ｃ）等が用いられる。
電解液としては硫酸浴、しゅう酸浴、クロム酸浴、りん酸浴、アルカリ浴等が挙げられ、特に硫酸浴が好ましい。電解液の液温は、できるだけ硬度が高い緻密な陽極酸化皮膜を形成することや、特に形成の初期段階において陽極酸化皮膜が連続相領域で選択的かつ急速に成長するのを抑制しながら、ある程度の成長速度を確保してリヤハウジング１の生産性を維持すること等を考慮すると１０〜４０℃、特に１０〜２０℃であるのが好ましい。
【００３１】
前記陽極酸化処理によって形成される陽極酸化皮膜は、従来同様にリヤハウジング１の対向面２５等と接する活性層と、その上の多孔層とからなり、前記多孔層はオングストロームオーダーのごく微細な通孔を有する多孔質構造を有している。
そのため、前記多孔層の通孔にオイルを保持させて、ロータ本体３６やベーン３８に対する良好な潤滑性を付与することが期待される。また、例えばオイルポンプ２を、特に自動車のエンジン周り等の高温環境下で使用する場合は、リヤハウジング１とロータ本体３６やベーン３８との焼き付きを防止するため、前記通孔に、例えば二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）等の固体潤滑剤を含浸させてもよい。
【００３２】
形成した陽極酸化皮膜は、その表面平滑性や耐食性等を向上するため、従来同様に水中に浸漬して煮沸する等の封孔処理を施すのが好ましい。
先に説明したように陽極酸化皮膜の表面は、ロータ本体３６やベーン３８に対する攻撃性を抑えるためにできるだけ平滑であることが求められる。具体的には日本工業規格ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２００１「製品の幾何特性仕様（ＧＰＳ）−表面性状：輪郭曲線方式−用語，定義及び表面性状パラメータ」の付属書１で規定された十点平均粗さＲＺＪＩＳ９４が１μｍに仕上げられた対向面２５に前記(1)(2)の工程を経て被覆される陽極酸化皮膜の十点平均粗さＲＺＪＩＳ９４が３μｍ以下であるのが好ましい。十点平均粗さの下限値は０μｍ、すなわち表面が完全に平滑であるの理想であるが、現実的には２μｍ程度であるのが好ましい。
【００３３】
陽極酸化皮膜の厚みは、リヤハウジング１の生産性を維持しながら、前記リヤハウジング１の対向面２５等に良好な耐摩耗性を付与することを考慮すると６〜１５μｍ、特に８〜１０μｍであるのが好ましい。
陽極酸化皮膜の硬さは、リヤハウジング１の対向面２５に十分な耐摩耗性を付与することを考慮すると、その内部硬さ（表面から深さ１ｍｍでの硬さ）が、日本工業規格ＪＩＳ  Ｚ２２４４：２００３「ビッカース硬さ試験−試験方法」において規定された測定方法によって測定される、試験力０．０９８０７Ｎでのビッカース硬さＨＶ０．０１で表して１５０である高シリコン−アルミニウムからなる対向面２５に前記(1)(2)の工程を経て被覆される陽極酸化皮膜の表面の、同じビッカース硬さＨＶ０．０１が２００〜３００程度であるのが好ましい。
【００３４】
ロータ３を構成するロータ本体３６は、その耐摩耗性を向上するために鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−モリブデン（Ｍｏ）−炭素（Ｃ）系の焼結合金、中でも鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−銅（Ｃｕ）−モリブデン（Ｍｏ）−炭素（Ｃ）系の焼結体、特にその強度や耐摩耗性を高めるため密度ρ＝７．２５ｇ／ｃｍ３以上、特に７．２５〜７．５ｇ／ｃｍ３の高密度の焼結体、さらには前記高密度の焼結体に浸炭焼入れ処理、すなわち真空浸炭処理等とその後の焼入れ処理とを施した焼結体等によって形成される。また第一サイドプレート１７、およびカムリング３４も、好ましくは同様の焼結体によって形成される。
【００３５】
前記焼結体における各成分の割合は、焼結体がロータ本体３６であるとき、ニッケルによって靭性を確保するためにニッケルが０．５〜５．５質量％、特に３〜４質量％、モリブデンが０．１〜１．０質量％、銅が０．５〜２．０質量％、および炭素が０．１〜０．８質量％で、かつ残部が鉄および不可避の不純物であるのが好ましい。
また焼結体が第一サイドプレート１７、カムリング３４であるとき、モリブデンによって耐摩耗性を確保するためにニッケルが０．５〜５．０質量％、特に３〜４質量％、モリブデンが０．５〜１．５質量％、銅が０〜２．０質量％、および炭素が０．１〜０．８質量％で、かつ残部が鉄および不可避の不純物であるのが好ましい。
【００３６】
前記いずれの場合も炭素の含有割合は、後述する浸炭焼入れ処理をする場合には、前記処理後の含有割合である。
前記焼結体は、例えば鉄−ニッケル−モリブデン系、もしくは鉄−ニッケル−銅−モリブデン系の金属粉末と炭素粉末とを配合した原料粉末を用いて、高密度温間金型潤滑によって製造できる。あらかじめ炭素粉末を含有させるのは、高密度の焼結体において浸炭焼入れ処理が不十分になる傾向があるのを補償するためである。炭素粉末を含有させることと、浸炭焼入れ処理において後述する真空浸炭処理を採用することとによって、前記高密度の焼結体を十分に浸炭焼入れ処理して、その耐摩耗性を向上することができる。
【００３７】
高密度温間金型潤滑では、まずロータ本体３６等の形状に対応した金型の型面にステアリン酸リチウム等の高級脂肪酸系潤滑剤を塗布すると共に、前記金型および原料粉末をいずれも１５０℃以上で、かつ高級脂肪酸系潤滑剤の融点以下（例えば２００℃程度まで）に加熱しながら原料粉末を金型に温間充填する。この際、原料粉末に１００質量部あたり０．２質量部程度の割合で、同じ高級脂肪酸系潤滑剤の粉末を配合しておいてもよい。
【００３８】
次いで、金型に充填した原料粉末をおよそ６００〜７００ＭＰａに加圧して圧密体を形成した後、金型から取り出した前記圧密体をおよそ１１００〜１４００℃で４０〜８０分間、焼結させると焼結体が得られる。
高級脂肪酸系潤滑剤は温間充填の際に潤滑剤として機能して原料粉末の充填密度を高める働きをし、また圧密体を形成する際の高圧下で鉄とメカノケミカル反応をして、例えばステアリン酸リチウムであればステアリン酸鉄を生成することで潤滑性を高めて、圧密体の金型からの離型性を高める働きをする。そのため圧密体の密度を高めて、前記圧密体から、先に説明した密度を満足する高密度の焼結体を製造することができる。
【００３９】
また前記焼結体を浸炭焼入れする際には、真空浸炭処理が好適に採用される。真空浸炭処理では、焼結体を真空中でおよそ８００〜１１００℃に加熱しながら浸炭ガスを導入してさらに２００〜３００分間程度加熱することで、前記高密度の焼結体の内部まで十分に浸炭させることができる。
浸炭後の焼結体を１００℃以下、特に５０〜７０℃のオイルに浸漬して焼入れすると浸炭焼入れ処理が終了する。このあと、必要に応じて焼結体を、およそ１８０〜２００℃で６０〜８０分間加熱する焼き戻し処理をしてもよい。
【００４０】
前記工程を経て製造される焼結体の、日本工業規格ＪＩＳ  Ｚ２５０５：１９８９「金属焼結材料の焼結密度試験方法」において規定された測定方法によって測定される密度は、先に説明したように７．２５ｇ／ｃｍ３以上、７．５ｇ／ｃｍ３以下、特に７．３ｇ／ｃｍ３以上、７．４５ｇ／ｃｍ３以下であるのが好ましい。密度が前記範囲未満では焼結体、すなわちロータ本体３６、ベーン３８、第一サイドプレート１７、およびカムリング３４の耐摩耗性を十分に向上できないおそれがある。また前記範囲を超える場合には、焼入れが不十分になって強度が低下するおそれがある。
【００４１】
特に焼結体がロータ本体３６であるとき、その表面の耐摩耗性を十分に維持しながら良好な靭性を付与することを考慮すると、前記焼結体の内部硬さは、前記ＪＩＳＺ２２４４：２００３「ビッカース硬さ試験−試験方法」において規定された測定方法によって測定される、試験力０．２Ｎでのビッカース硬さＨＶは、表面から深さ０．１〜０．２ｍｍの領域において７００〜８００で、かつ深さ１ｍｍ付近において５００〜６００であるのが好ましい。かかる硬さの分布を有する焼結体は、先に説明したロータ本体３６用の組成の合金にて形成し、浸炭焼入れ処理をすることで製造できる。
【００４２】
ベーン３８は、例えば軸受鋼ＳＵＪ２等の鋼材や、前記鋼材の表面にめっきを施した材料等によって形成することができる。
本発明のオイルポンプ２の構成は、以上で説明した図の例のものには限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことができる。
【実施例】
【００４３】
（実施例１）
基材としてシリコンの含有割合が１４質量％である高シリコン−アルミニウム合金製の板材を用意した。前記板材を形成する高シリコン−アルミニウム合金の、表面から深さ１ｍｍでのビッカース硬さＨＶ０．０１は１５０であった。板材の表面の十点平均粗さＲＺＪＩＳ９４は１μｍに仕上げた。
【００４４】
前記板材をあらかじめ脱脂処理したのち電源装置の陽極に接続し、鉛陰極と共に硫酸浴に浸漬して、まず第一工程において前記両極間に与える電流の電流密度を０Ａ／ｄｍ２から毎分０．３３３Ａ／ｄｍ２の割合で３分間かけて１Ａ／ｄｍ２まで増加させた。
次いで、電流密度が前記所定値に達した時点以降、定電流制御によって前記電流密度を維持しながらさらに３７分間、合計４０分間の陽極酸化処理をした後、基材を硫酸浴から取り出し、水洗し、さらに水中で煮沸することで封孔処理をして、表面が陽極酸化皮膜で被覆された金属部品のサンプルを製造した。
【００４５】
（比較例１）
第一工程において両極間に与える電流の電流密度を０Ａ／ｄｍ２から毎分１Ａ／ｄｍ２の割合で１分間かけて１Ａ／ｄｍ２まで増加させた後、定電流制御によって前記電流密度を維持しながらさらに３９分間、合計４０分間の陽極酸化処理をしたこと以外は実施例１と同様にして、表面が陽極酸化皮膜で被覆された金属部品のサンプルを製造した。
【００４６】
（表面粗さ測定）
実施例１、比較例１で製造した金属部品のサンプルの、陽極酸化皮膜の表面の十点平均粗さＲＺＪＩＳ９４を、表面粗さ計を用いて測定した。測定の条件は区間数６、カットオフ値λＣ＝０．８ｍｍ、λＳ＝０．００２５ｍｍ、測定速度：０．５ｍｍ／ｓｅｃとし、測定結果にガウシアンフィルタを適用して十点平均粗さＲＺＪＩＳ９４を求めた。
【００４７】
（厚み測定）
実施例１、比較例１で製造した金属部品のサンプルを陽極酸化皮膜の厚み方向にカットし、樹脂埋めしてカット面を研磨したのち４００倍の顕微鏡写真を撮影し、写真上の十点で測定した厚みの平均値を求めて陽極酸化皮膜の厚みとした。また前記十点の測定値の最大値と最小値の差を求めて厚みのばらつきを評価した。
【００４８】
（硬さ測定）
実施例１、比較例１で製造した金属部品のサンプルの、陽極酸化皮膜の表面をラップ研磨したのちビッカース硬さＨＶ０．０１を測定した。
以上の結果を表１に示す。
（実機試験）
実施例１、比較例１で使用したのと同じ、シリコンの含有割合が１４質量％である高シリコン−アルミニウム合金によって、図１に示す形状を有するリヤハウジング１を形成し、前記リヤハウジング１の、少なくともロータ３と対向する対向面２５を、実施例１、比較例１と同条件で陽極酸化処理して陽極酸化皮膜を形成した。
【００４９】
前記リヤハウジング１を、鉄−ニッケル−銅−モリブデン系の金属粉末と炭素粉末とを配合した原料粉末を用いて、高密度温間金型潤滑により所定の形状に成形し、次いで真空浸炭処理して形成したロータ本体３６、および軸受鋼ＳＵＪ２からなるベーン３８等と組み合わせて図１、図２に示すオイルポンプ２を構成した。
前記ロータ本体３６の密度は７．４ｇ／ｃｍ３、試験力０．２Ｎでのビッカース硬さＨＶは、表面から深さ０．１〜０．２ｍｍの領域において７３０で、かつ深さ１ｍｍ付近において５００であった。
【００５０】
前記オイルポンプ２を、下記の運転条件で１１０時間に亘って連続運転した。
（運転条件）
潤滑油：ＰＳポンプオイル
油温：１００℃以上
ポンプ圧力：１５ＭＰａ以上
ベーン３８の先端の摺動速度：３．９ｍ／ｓ以上
次いでリヤハウジング１を取り外し、対向面２５のうちロータ本体３６、およびベーン３８と接触していた領域の摩耗深さ（μｍ）を、接触型粗さ測定機を用いて、下記の測定条件で測定して、その最大値を求めた。測定は、前記領域の外周縁の一点から中心の凹部２６を通って、前記外周縁の反対側の一点に達する一方向について行った。
【００５１】
（測定条件）
スタイラス先端Ｒ：２μｍ
測定速度：０．５ｍｍ／ｓ
結果を、比較のため対向面２５等を陽極酸化処理しなかったリヤハウジング１を用いた場合（比較例２）の結果と併せて表１および図３に示す。
【００５２】
【表１】
0005062487.tif 000002
【００５３】
表１より、陽極酸化処理の第一工程において電流密度を毎分０．３５Ａ／ｄｍ２以下の割合で増加させた実施例１は、電流密度を、前記範囲を超えて増加させた比較例１のものに比べて陽極酸化皮膜の厚みのバラツキが小さく、表面平滑性に優れることが確認された。また表１および図３より、前記実施例１の構成としたリヤハウジングは、比較例１の構成としたもの、並びに陽極酸化皮膜を形成しなかった比較例２に比べて、それ自体の耐摩耗性にも優れることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の製造方法によって製造される金属部品の一例としてのリヤハウジングを含むオイルポンプの、ロータの軸の軸線の方向に沿う断面を示す断面図である。
【図２】図１のオイルポンプからリヤハウジングを外した状態を示す側面図である。
【図３】本発明の実施例、比較例で作製したリヤハウジングを用いて実機試験を行った後に測定された、対向面の摩耗深さの最大値を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５５】
１：リヤハウジング、２：オイルポンプ、３：ロータ、４：軸、６：作動室、７：吸込通路、８：吐出通路、９：筐体、２５：表面（対向面）。
【図１】
0005062487.tif 000003
【図２】
0005062487.tif 000004
【図３】
0005062487.tif 000005