DE112019007999T5

DE112019007999T5 - Verfahren zur Herstellung eines mit vernetztem Fluorharz beschichteten Rotors

Info

Publication number: DE112019007999T5
Application number: DE112019007999.9T
Authority: DE
Inventors: Shoichi Takada; Masato Uozumi; Makoto Nakabayashi; Eiichi Kobayashi; Kazuaki Ikeda
Original assignee: Sumitomo Electric Sintered Alloy Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Sintered Alloy Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2019-12-24
Filing date: 2019-12-24
Publication date: 2022-10-13
Also published as: CN114616392A; CN114616392B; JPWO2021130862A1; JP7290751B2; US12103038B2; WO2021130862A1; US20220388028A1

Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung eines mit vernetztem Fluorharz beschichteten Rotors ist ein Verfahren zur Herstellung eines ringförmigen Außenrotors einer Innenzahnradpumpe, wobei der Außenrotor eine Innenumfangsfläche, die eine Vielzahl von Innenzähnen bildet, und Seitenflächen orthogonal zu einer axialen Richtung aufweist, und ein Innenrotor eine Außenumfangsfläche aufweist, die eine Vielzahl von Außenzähnen bildet, die mit den Innenzähnen kämmen, und der so konfiguriert ist, dass er sich um eine Position dreht, die exzentrisch zu einem Mittelpunkt des Außenrotors auf einer radial inneren Seite des Außenrotors liegt, wobei die Seitenflächen des Außenrotors mit einem vernetzten Fluorharz beschichtet sind und die Innenumfangsfläche des Außenrotors nicht mit dem vernetzten Fluorharz beschichtet ist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Verwenden einer äußeren Abdeckvorrichtung zum Abdecken der Innenumfangsfläche in einem Zustand, in dem die Seitenflächen des Außenrotors freiliegen, wobei in der äußeren Abdeckvorrichtung einen Positionierpasszahnabschnitt zum Positionieren des Außenrotors in einer Umfangsrichtung durch Anpassen an die Innenumfangsfläche des Außenrotors ausgebildet ist; Beschichten des Außenrotors mit einem unvernetzten Fluorharz in einem Zustand, in dem die äußere Abdeckvorrichtung an dem Außenrotor angebracht ist; und anschließendes Bestrahlen des Fluorharzes mit Strahlung in einem Zustand, in dem die äußere Abdeckvorrichtung von dem Außenrotor entfernt ist, um das Fluorharz zu vernetzen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mit vernetztem Fluorharz beschichteten Rotors.
Stand der Technik
Als Innenzahnradpumpe ist eine in der Patentliteratur 1 beschriebene Pumpe bekannt. Die Innenzahnradpumpe der Patentliteratur 1 umfasst einen ringförmigen Außenrotor, einen Innenrotor, der sich um eine vom Mittelpunkt des Außenrotors exzentrische Position auf der radial inneren Seite des Außenrotors dreht, und ein Gehäuse, in dem der Außenrotor und der Innenrotor untergebracht sind. Hier hat der Außenrotor eine Innenumfangsfläche, die eine Vielzahl von Innenzähnen bildet, und Seitenflächen orthogonal zu einer axialen Richtung. Darüber hinaus hat der Innenrotor eine Außenumfangsfläche, die eine Vielzahl von Außenzähnen bildet, die mit den Innenzähnen des Außenrotors kämmen, sowie Seitenflächen, die senkrecht zur axialen Richtung stehen.
Im Allgemeinen wird zwischen jeder Seitenfläche des Außenrotors und dem Gehäuse ein Spiel (seitliches Spiel) eingestellt, das die Drehung des Außenrotors ermöglicht. Wenn das seitliche Spiel groß ist, erhöht sich die Leckagemenge der Fluids, wodurch die Fördermenge der Pumpe sinkt. Daher ist es vorzuziehen, dass das seitliche Spiel klein ist. Wird das seitliche Spiel jedoch zu klein gewählt, besteht das Problem, dass es zwischen jeder Seitenfläche des Außenrotors und des Gehäuses leicht zu einer Blockade kommt. Daher wird das seitliche Spiel in der Regel auf eine Größe von einigen zehn Mikrometern oder mehr eingestellt.
In ähnlicher Weise wird zwischen jeder Seitenfläche des Innenrotors und dem Gehäuse ein Spiel (seitliches Spiel) eingestellt, das die Drehung des Innenrotors ermöglicht. Auch dieses seitliche Spiel wird in der Regel auf eine Größe von einigen zehn Mikrometern oder mehr eingestellt.
Die Anmelder der vorliegenden Anmeldung haben eine Innenzahnradpumpe entwickelt, die es erlaubt, das Spiel zwischen einem Außenrotor und einem Innenrotor sehr klein einzustellen und gleichzeitig ein Festfressen des Außenrotors und des Innenrotors zu verhindern, und haben als solche Innenzahnradpumpe eine Pumpe gemäß Patentschrift 2 vorgeschlagen.
Bei der Innenzahnradpumpe gemäß der Patentliteratur 2 ist der Außenrotor und/oder der Innenrotor und/oder das Gehäuse mit einem vernetzten Fluorharz beschichtet. Da das vernetzte Fluorharz die Eigenschaften eines niedrigen Reibungskoeffizienten und einer hohen Verschleißfestigkeit aufweist, ist es möglich, ein Festfressen des Außenrotors und des Innenrotors über einen langen Zeitraum zu verhindern, wenn mindestens eines der Elemente umfassend den Außenrotor, den Innenrotor und das Gehäuse mit dem vernetzten Fluorharz beschichtet ist, selbst wenn die Abstände zwischen dem Außenrotor und dem Innenrotor sehr klein eingestellt sind.
Zitationsliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2014-47751
Patentliteratur 2: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2014-173513

Zusammenfassung der Erfindung
Lösung des Problems
Ein Verfahren zur Herstellung eines mit vernetztem Fluorharz beschichteten Rotors gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines mit vernetztem Fluorharz beschichteten Rotors zur Herstellung eines ringförmigen Außenrotors einer Innenzahnradpumpe, umfassend:

den Außenrotor, der eine Innenumfangsfläche, die eine Vielzahl von Innenzähnen bildet, und Seitenflächen orthogonal zu einer axialen Richtung aufweist, und
einen Innenrotor mit einer Außenumfangsfläche, die eine Vielzahl von Außenzähnen bildet, die mit den Innenzähnen kämmen, und der so konfiguriert ist, dass er sich um eine Position dreht, die exzentrisch zu einer Mitte des Außenrotors an einer radial inneren Seite des Außenrotors liegt,
wobei die Seitenflächen des Außenrotors mit einem vernetzten Fluorharz beschichtet sind, wobei die Innenumfangsfläche des Außenrotors nicht mit dem vernetzten Fluorharz beschichtet ist, wobei das Verfahren umfasst:
- Verwenden einer äußeren Abdeckvorrichtung zum Abdecken der Innenumfangsfläche in einem Zustand, in dem die Seitenflächen des Außenrotors freiliegen, wobei die äußere Abdeckvorrichtung einen Positionierpasszahnabschnitt zum Positionieren der äußeren Abdeckvorrichtung in Bezug auf den Außenrotor in einer Umfangsrichtung durch Anbringen an die Innenumfangsfläche des Außenrotors aufweist;
- Beschichten des Außenrotors mit einem unvernetzten Fluorharz in einem Zustand, in dem die äußere Abdeckvorrichtung an dem Außenrotor angebracht ist; und
- anschließendes Bestrahlen des Fluorharzes mit Strahlung in einem Zustand, in dem die äußere Abdeckvorrichtung vom Außenrotor entfernt ist, um das Fluorharz zu vernetzen.

Ferner ist ein Verfahren zur Herstellung eines mit vernetztem Fluorharz beschichteten Rotors gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines mit vernetztem Fluorharz beschichteten Rotors zur Herstellung eines Innenrotors einer Innenzahnradpumpe, umfassend:

einen ringförmigen Außenrotor, der eine Innenumfangsfläche aufweist, die eine Vielzahl von Innenzähnen bildet, und
den Innenrotor, der eine Außenumfangsfläche, die eine Vielzahl von Außenzähnen bildet, die mit den Innenzähnen kämmen, und Seitenflächen orthogonal zu einer axialen Richtung aufweist, und der so konfiguriert ist, dass er sich um eine Position dreht, die exzentrisch zu einer Mitte des Außenrotors auf einer radial inneren Seite des Außenrotors ist,
wobei die Seitenflächen des Innenrotors mit einem vernetzten Fluorharz beschichtet sind, wobei die Außenumfangsfläche des Innenrotors nicht mit dem vernetzten Fluorharz beschichtet ist, wobei das Verfahren umfasst:
- Verwenden einer inneren Abdeckvorrichtung zum Abdecken der Außenumfangsfläche in einem Zustand, in dem die Seitenflächen des Innenrotors freiliegen, wobei die innere Abdeckvorrichtung einen Positionierpasszahnabschnitt zum Positionieren der inneren Abdeckvorrichtung in Bezug auf den Innenrotor in einer Umfangsrichtung durch Anbringen an die Außenumfangsfläche des Innenrotors aufweist;
- Beschichten des Innenrotors mit einem unvernetzten Fluorharz in einem Zustand, in dem die innere Abdeckvorrichtung an dem Innenrotor angebracht ist; und
- anschließendes Bestrahlen des Fluorharzes mit Strahlung in einem Zustand, in dem die innere Abdeckvorrichtung vom Innenrotor entfernt ist, um das Fluorharz zu vernetzen.

Figurenliste

1 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Innenzahnradpumpe, in der ein Außenrotor und ein Innenrotor verwendet werden, die durch ein Verfahren zur Herstellung eines mit vernetztem Fluorharz beschichteten Rotors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhalten wurden.
2 ist eine Vorderansicht der Innenzahnradpumpe aus 1.
3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III in 2.
4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV in 3.
5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs um den Außenrotor und den Innenrotor in 3.
6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VI-VI in 2.
7 ist ein Diagramm, das ein Verfahren zur Herstellung des in 5 gezeigten Au-ßenrotors veranschaulicht, und ist eine perspektivische Explosionsansicht, die eine äußere Abdeckvorrichtung und den Außenrotor vor der Beschichtung mit einem Fluorharz zeigt.
8 ist eine Teilquerschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die äußere Abdeckvorrichtung auf dem in 7 dargestellten Außenrotor montiert ist.
9 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IX-IX in 8.
10 ist ein Diagramm, das ein Verfahren zur Herstellung des in 5 gezeigten Innenrotors veranschaulicht, und eine perspektivische Explosionsdarstellung, die eine innere Abdeckvorrichtung, eine Wellenlochabdeckvorrichtung und den Innenrotor vor der Beschichtung mit einem Fluorharz zeigt.
11 ist eine Teilquerschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die Innenabdeckvorrichtung und die Wellenlochabdeckvorrichtung auf dem in 10 dargestellten Innenrotor montiert sind.
12 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XII-XII in 11.

Ausführliche Beschreibung
[Probleme, die durch die vorliegende Erfindung gelöst werden sollen]
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben eine Innenzahnradpumpe, bei der mindestens ein Element, umfassend einen Außenrotor, einen Innenrotor und ein Gehäuse, mit einem vernetzten Fluorharz beschichtet ist, wie in der Patentliteratur 2 beschrieben, selbst entwickelt und die Massenproduktion einer Pumpe, bei der ein Außenrotor und ein Innenrotor mit einem vernetzten Fluorharz beschichtet sind, als solche Innenzahnradpumpe untersucht.
Bei der Beschichtung eines Außenrotors mit einem vernetzten Fluorharz wird davon ausgegangen, dass die gesamte Oberfläche (eine Innenumfangsfläche, die die Innenzähne des Außenrotors bildet, Seitenflächen des Außenrotors, eine Außenumfangsfläche des Au-ßenrotors) des Außenrotors beschichtet wird. Außerdem wird bei der Beschichtung eines Innenrotors mit einem vernetzten Fluorharz davon ausgegangen, dass die gesamte Oberfläche (eine Außenumfangsfläche, die die Außenzähne des Innenrotors bildet, Seitenflächen des Innenrotors, eine Innenumfangsfläche des Innenrotors) des Innenrotors beschichtet wird.
Wenn jedoch die gesamte Oberfläche des Außenrotors mit dem vernetzten Fluorharz beschichtet ist, oder wenn die gesamte Oberfläche des Innenrotors mit dem vernetzten Fluorharz beschichtet ist, ist es schwierig, das Spiel (Kopfspiel) zwischen den Außenzähnen des Außenrotors und den Innenzähnen des Innenrotors genau zu steuern, wodurch das Problem entsteht, dass die Pumpenleistung instabil wird.
Das heißt, da die Innenumfangsfläche, die die Innenzähne des Außenrotors bildet, eine gekrümmte Oberfläche ist, die die gezahnte Form der Innenzähne hat, ist es schwierig, die Dicke des vernetzten Fluorharzes genau zu steuern, wenn die Innenumfangsfläche des Außenrotors mit dem vernetzten Fluorharz beschichtet wird. Da die Außenumfangsfläche, die die Außenzähne des Innenrotors bildet, ebenfalls eine gekrümmte Fläche ist, die die gezahnte Form der Außenzähne aufweist, ist es schwierig, die Dicke des vernetzten Fluorharzes beim Beschichten der Außenumfangsfläche des Innenrotors mit dem vernetzten Fluorharz genau zu steuern. Daher ist die Größe des Kopfspiels zwischen den Innenzähnen am Innenumfang des Außenrotors und den Außenzähnen am Außenumfang des Innenrotors nicht stabil, wodurch sich das Problem ergibt, dass die Pumpenleistung instabil wird.
Daher haben die Erfinder untersucht, die Innenumfangsfläche des Außenrotors und die Außenumfangsfläche des Innenrotors nicht zu beschichten, wenn der Außenrotor und der Innenrotor mit dem vernetzten Fluorharz beschichtet werden, um die Größe des Kopfspiels zwischen den Innenzähnen am Innenumfang des Außenrotors und den Außenzähnen am Außenumfang des Innenrotors zu stabilisieren. Insbesondere haben die Erfinder die Beschichtung eines Teils des Außenrotors mit Ausnahme der Innenumfangsfläche durch Anbringen eines Abdeckbandes an der Innenumfangsfläche des Außenrotors untersucht, wenn die Oberfläche des Außenrotors mit dem vernetzten Fluorharz beschichtet wird. Darüber hinaus haben die Erfinder die Beschichtung eines Teils des Innenrotors mit Ausnahme der Außenumfangsfläche durch Anbringen eines Abdeckbandes an der Außenumfangsfläche des Innenrotors untersucht, wenn die Oberfläche des Innenrotors mit dem vernetzten Fluorharz beschichtet wird.
Da jedoch die Innenumfangsfläche des Außenrotors eine gekrümmte Oberfläche mit der gezahnten Form der Innenzähne ist, ist es schwierig, das Abdeckband so anzubringen, dass das Abdeckband in engem Kontakt mit der Innenumfangsfläche des Außenrotors steht. Da die Außenumfangsfläche des Innenrotors ebenfalls eine gekrümmte Oberfläche mit der gezahnten Form der Außenzähne ist, ist es ebenfalls schwierig, das Abdeckband so anzubringen, dass das Abdeckband in engem Kontakt mit der Außenumfangsfläche des Innenrotors steht.
Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Rotor einer Innenzahnradpumpe, der ein Festfressen des Rotors über einen langen Zeitraum hinweg verhindern kann und eine stabile Leistung aufweist, auf einfache Weise herzustellen.
[Auswirkungen der vorliegenden Erfindung]
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, auf einfache Weise einen Rotor einer Innenzahnradpumpe herzustellen, der ein Festfressen des Rotors über einen langen Zeitraum hinweg verhindern kann und eine stabile Leistung aufweist.
[Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung]
(1) Ein Verfahren zur Herstellung eines mit vernetztem Fluorharz beschichteten Rotors gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines mit vernetztem Fluorharz beschichteten Rotors zur Herstellung eines ringförmigen Außenrotors einer Innenzahnradpumpe, umfassend:

Da die Seitenflächen des Außenrotors mit dem vernetzten Fluorharz beschichtet sind, ist es somit möglich, ein Festfressen des Außenrotors über einen langen Zeitraum zu verhindern, selbst wenn das seitliche Spiel des Außenrotors sehr klein eingestellt ist.
Da die äußere Abdeckvorrichtung zum Abdecken der Innenumfangsfläche in einem Zustand, in dem die Seitenflächen des Außenrotors freiliegen, verwendet wird, wenn der Außenrotor mit dem unvernetzten Fluorharz beschichtet wird, wird die Innenumfangsfläche des Außenrotors nicht mit dem Fluorharz beschichtet. Daher wird die Größe des Kopfspiels zwischen den Innenzähnen am Innenumfang des Außenrotors und den Außenzähnen am Außenumfang des Innenrotors stabil, und die Pumpenleistung wird stabil.
Da der Positionierpasszahnabschnitt zur Positionierung der äußeren Abdeckvorrichtung in Bezug auf den Außenrotor in Umfangsrichtung durch Anbringen an der Innenumfangsfläche des Außenrotors in der äußeren Abdeckvorrichtung ausgebildet ist, ist die Montage der äußeren Abdeckvorrichtung am Außenrotor einfach.
Bei der Vernetzung des unvernetzten Fluorharzes durch Bestrahlung des Fluorharzes mit Strahlung wird die Bestrahlung mit Strahlung in einem Zustand durchgeführt, in dem die äußere Abdeckvorrichtung vom Außenrotor entfernt ist. Daher wird verhindert, dass die Strahlung durch die äußere Abdeckvorrichtung blockiert wird, und es ist möglich, das Fluorharz gleichmäßig und einheitlich zu vernetzen.
(2) Als die äußere Abdeckvorrichtung wird vorzugsweise eine Vorrichtung mit einem gezahnten Flansch verwendet, der Umfangsbereiche entlang der Innenumfangsfläche der Seitenflächen des Außenrotors überlappt.
Dabei kann, wenn der Außenrotor mit dem unvernetzten Fluorharz beschichtet wird, der größte Teil jeder Seitenfläche des Außenrotors freigelegt werden, während die Innenumfangsfläche des Außenrotors sicher mit dem gezahnten Flansch bedeckt ist. Daher ist es möglich, den größten Teil jeder Seitenfläche des Außenrotors mit dem vernetzten Fluorharz zu beschichten und gleichzeitig zu verhindern, dass die Innenumfangsfläche des Außenrotors beschichtet wird.
(3) Der gezahnte Flansch ist vorzugsweise so geformt, dass ein Bereich, in dem der gezahnte Flansch die Seitenflächen des Außenrotors überlappt, eine Breite von nicht mehr als 0,5 mm aufweist.
Dabei ist es möglich, fast die gesamte Seitenfläche des Außenrotors mit dem vernetzten Fluorharz zu beschichten.
(4) Wenn der Außenrotor eine zylindrische Außenumfangsfläche hat,
können sowohl die Seitenflächen als auch die Außenumfangsfläche des Außenrotors mit dem unvernetzten Fluorharz beschichtet werden, wenn der Außenrotor mit dem unvernetzten Fluorharz in einem Zustand beschichtet wird, in dem die äußere Abdeckvorrichtung an dem Außenrotor angebracht ist; und
können sowohl das Fluorharz auf den Seitenflächen als auch das Fluorharz auf der Außenumfangsfläche dann vernetzt werden, wenn das Fluorharz mit Strahlung in einem Zustand bestrahlt wird, in dem die äußere Abdeckvorrichtung vom Außenrotor entfernt ist.
Da dabei nicht nur die Seitenflächen des Außenrotors, sondern auch die Außenumfangsfläche des Außenrotors mit dem vernetzten Fluorharz beschichtet wird, ist es möglich, das Drehmoment für den Drehantrieb des Außenrotors effektiv zu reduzieren.
(5) Ein Verfahren zur Herstellung eines mit vernetztem Fluorharz beschichteten Rotors gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines mit vernetztem Fluorharz beschichteten Rotors zur Herstellung eines Innenrotors einer Innenzahnradpumpe, umfassend:

Da die Seitenflächen des Innenrotors mit dem vernetzten Fluorharz beschichtet sind, ist es möglich, ein Festfressen des Innenrotors über einen langen Zeitraum zu verhindern, selbst wenn das seitliche Spiel des Innenrotors sehr klein eingestellt ist.
Da die innere Abdeckvorrichtung zum Abdecken der Außenumfangsfläche in einem Zustand, in dem die Seitenflächen des Innenrotors freiliegen, verwendet wird, wenn der Innenrotor mit dem unvernetzten Fluorharz beschichtet wird, wird die Außenumfangsfläche des Innenrotors nicht mit dem Fluorharz beschichtet. Daher wird die Größe des Kopfspiels zwischen den Innenzähnen auf dem Innenumfang des Außenrotors und den Außenzähnen auf dem Außenumfang des Innenrotors stabil, und die Pumpenleistung wird stabil.
Da der Positionierpasszahnabschnitt zur Positionierung der inneren Abdeckvorrichtung in Bezug auf den Innenrotor in Umfangsrichtung durch Anpassen an die Außenumfangsfläche des Innenrotors in der inneren Abdeckvorrichtung ausgebildet ist, ist die Montage der inneren Abdeckvorrichtung am Innenrotor einfach.
Bei der Vernetzung des unvernetzten Fluorharzes durch Bestrahlen des Fluorharzes mit Strahlung wird die Bestrahlung mit Strahlung in einem Zustand durchgeführt, in dem die innere Abdeckvorrichtung vom Innenrotor entfernt ist. Daher wird verhindert, dass die Strahlung durch die innere Abdeckvorrichtung blockiert wird, und es ist möglich, das Fluorharz gleichmäßig und einheitlich zu vernetzen.
(6) Als innere Abdeckvorrichtung wird vorzugsweise eine Vorrichtung mit einem gezahnten Flansch verwendet, der Umfangsbereiche entlang der Außenumfangsfläche der Seitenflächen des Innenrotors überlappt.
Dabei kann, wenn der Innenrotor mit dem unvernetzten Fluorharz beschichtet wird, der größte Teil jeder Seitenfläche des Innenrotors freigelegt werden, während die Außenumfangsfläche des Innenrotors mit dem gezahnten Flansch sicher abgedeckt wird. Daher ist es möglich, den größten Teil jeder Seitenfläche des Innenrotors mit dem vernetzten Fluorharz zu beschichten und gleichzeitig zu verhindern, dass die Außenumfangsfläche des Innenrotors beschichtet wird.
(7) Der gezahnte Flansch ist vorzugsweise so geformt, dass ein Bereich, in dem der gezahnte Flansch die Seitenflächen des Innenrotors überlappt, eine Breite von nicht mehr als 0,5 mm aufweist.
Dabei ist es möglich, fast die gesamte Seitenfläche des Innenrotors mit dem vernetzten Fluorharz zu beschichten.
[Einzelheiten der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung]
Nachfolgend werden konkrete Beispiele für ein Verfahren zur Herstellung eines mit vernetztem Fluorharz beschichteten Rotors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Beispiele beschränkt und wird durch die Ansprüche definiert, und soll eine den Ansprüchen entsprechende Bedeutung sowie alle Änderungen innerhalb des Anwendungsbereichs der Ansprüche umfassen.
1 bis 6 zeigen eine Innenzahnradpumpe, in der ein Außenrotor 1 und ein Innenrotor 2 verwendet werden, die durch ein Verfahren zur Herstellung eines mit vernetztem Fluorharz beschichteten Rotors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden. Die Innenzahnradpumpe umfasst den ringförmigen Außenrotor 1, den Innenrotor 2, der an der radial inneren Seite des Außenrotors 1 angeordnet ist, und ein Gehäuse 3, in dem der Außenrotor 1 und der Innenrotor 2 untergebracht sind.
Wie in 3 gezeigt, umfasst das Gehäuse 3 einen Gehäusekörper 4, der in einer hohlen, rohrförmigen Form ausgebildet ist und den Außenumfang des Außenrotors 1 umgibt, eine erste Seitenkomponente 5a, die lösbar an einem Endabschnitt in axialer Richtung (ein Endabschnitt auf der linken Seite in der Zeichnung) des Gehäusekörpers 4 befestigt ist, und eine zweite Seitenkomponente 5b, die lösbar an einem anderen Endabschnitt in axialer Richtung (ein Endabschnitt auf der rechten Seite in der Zeichnung) des Gehäusekörpers 4 befestigt ist.
Die erste Seitenkomponente 5a, der Gehäusekörper 4 und die zweite Seitenkomponente 5b werden aneinander befestigt, indem gemeinsame Schrauben 7 in die in jeder Komponente ausgebildeten Schraubeneinführungslöcher 6 eingeführt und diese Komponenten mit den Schrauben 7 festgezogen werden. Darüber hinaus werden die erste Seitenkomponente 5a, der Gehäusekörper 4 und die zweite Seitenkomponente 5b in einer Richtung senkrecht zur Achse positioniert, indem gemeinsame Schlagstifte 9 in die in jeder Komponente ausgebildeten Schlagstifteinführungslöcher 8 eingeführt werden.
Im Innenrotor 2 ist ein Wellenloch 11 ausgebildet, in das eine Drehwelle 10 eingesetzt ist. Die Drehwelle 10 ist ein Wellenkörper, der den Innenrotor 2 drehend antreibt und mit einer nicht dargestellten Drehantriebsvorrichtung (Elektromotor oder dergleichen) verbunden ist. Die Drehwelle 10 und das Wellenloch 11 sind so ineinander eingepasst, dass sich die Drehwelle 10 und der Innenrotor 2 gemeinsam drehen. Zusätzlich zu der in der Zeichnung gezeigten Schlüsselweitenpassung können für die Montage der Drehwelle 10 und des Wellenlochs 11 auch Keilnutpassungen, Passfedernutpassungen und Passungen mit einem Eingriff zwischen zylindrischen Oberflächen (Schrumpfpassungen oder Presspassungen) verwendet werden.
Das Wellenloch 11 des Innenrotors 2 ist eine Durchgangsbohrung, die den Innenrotor 2 in axialer Richtung durchdringt. Die Drehwelle 10 ist so in das Wellenloch 11 eingesetzt, dass ein Teil auf einer Seite in axialer Richtung (in der Zeichnung die linke Seite) aus dem Innenrotor 2 herausragt und ein Teil auf der anderen Seite in axialer Richtung (in der Zeichnung die rechte Seite) aus dem Innenrotor 2 herausragt. Der Abschnitt der Drehwelle 10, der auf der einen Seite in axialer Richtung aus dem Innenrotor 2 herausragt, wird durch ein erstes Lager 12a, das auf der ersten Seitenkomponente 5a montiert ist, drehbar gelagert, und der Abschnitt der Drehwelle 10, der auf der anderen Seite in axialer Richtung aus dem Innenrotor 2 herausragt, wird durch ein zweites Lager 12b, das auf der zweiten Seitenkomponente 5b montiert ist, drehbar gelagert.
Wie in 4 gezeigt, ist der Außenrotor 1 ein ringförmiges Element, das eine zylindrische Außenumfangsfläche 13, eine Innenumfangsfläche 15, die eine Vielzahl von Innenzähnen 14 bildet, und Seitenflächen 16 (siehe 3) orthogonal zur axialen Richtung aufweist. Der Innenrotor 2 ist ein Element, das eine Außenumfangsfläche 18, die eine Vielzahl von Außenzähnen 17 bildet, die mit den Innenzähnen 14 des Außenrotors 1 kämmen, und Seitenflächen 19 (siehe 3) senkrecht zur axialen Richtung aufweist.
Die Außenumfangsfläche 13 des Außenrotors 1 ist an einer zylindrischen Innenumfangsfläche 20 des Gehäusekörpers 4 mit einem Spalt dazwischen befestigt, und der Außenrotor 1 ist durch die Befestigung drehbar gelagert. Dabei ist der Außenrotor 1 so gelagert, dass er um eine Position drehbar ist, die exzentrisch zur Mittelposition des Innenrotors 2 (d.h. der Rotationsmittelposition der Drehwelle 10) liegt. Wenn der Innenrotor 2 gedreht wird, dreht sich der Außenrotor 1 zusammen mit dem Innenrotor2 aufgrund des Eingriffs der Innenverzahnung 14 und der Außenverzahnung 17. Die Drehrichtung des Innenrotors 2 ist in der Zeichnung der Uhrzeigersinn.
Die Anzahl der Innenzähne 14 des Außenrotors 1 ist um eins größer als die Anzahl der Außenzähne 17 des Innenrotors 2. Die Außenumfangsfläche 18 des Innenrotors 2 ist eine gekrümmte Fläche, die als Trajektorie durch Verschieben eines Zahnprofils der Außenzähne 17 in axialer Richtung erhalten wird (z.B. ein Zahnprofil, bei dem Kurven, die in einer konvexen Form radial nach außen gekrümmt sind, und Kurven, die in einer konkaven Form radial nach innen gekrümmt sind, abwechselnd entlang der Umfangsrichtung ausgerichtet sind, wie z. B. eine Trochoidkurve oder eine Zykloidkurve). Die Innenumfangsfläche 15 des Außenrotors 1 ist ebenfalls eine gekrümmte Fläche, die als Trajektorie durch Verschieben eines Zahnprofils der Innenzähne 14 in axialer Richtung erhalten wird (z.B. ein Zahnprofil, bei dem radial nach außen gekrümmte Kurven in konvexer Form und radial nach innen gekrümmte Kurven in konkaver Form abwechselnd entlang der Umfangsrichtung ausgerichtet sind, wie eine Trochoidkurve, eine Zykloidkurve oder eine Hüllkurve eines Zahnprofils des Innenrotors 2).
Zwischen dem Außenumfang des Innenrotors 2 und dem Innenumfang des Außenrotors 1 sind mehrere Kammern 21 (Fluidaufnahmeräume) gebildet, die durch die jeweiligen Außenzähne 17 und die jeweiligen Innenzähne 14 definiert sind. Hier sind die mehreren Kammern 21 so ausgebildet, dass sich ihr Volumen bei der Drehung des Innenrotors 2 und des Außenrotors 1 ändert. Das heißt, das Volumen jeder Kammer 21 ist in einer Winkelposition maximiert, in der die Mitte des Innenrotors 2 und die Mitte des Außenrotors 1 am weitesten voneinander entfernt sind (in der oberen Position in der Zeichnung), und nimmt ab, wenn sich die Kammer 21 einer Winkelposition nähert, in der die Mitte des Innenrotors 2 und die Mitte des Außenrotors 1 einander am nächsten sind (in der unteren Position in der Zeichnung).
Wenn sich der Innenrotor2 und der Außenrotor 1 drehen, tritt daher aufgrund der Verringerung der Volumina der Kammern 21 eine Fluidabgabewirkung auf einer Seite auf, durch die eine Bewegung von der Winkelposition, in der die Mitte des Innenrotors 2 und die Mitte des Außenrotors 1 am weitesten voneinander entfernt sind, zu der Winkelposition erfolgt, in der die Mitte des Innenrotors 2 und die Mitte des Außenrotors 1 einander am nächsten sind (auf der rechten Seite in der Zeichnung). Andererseits tritt auf einer Seite, durch die eine Bewegung von der Winkelposition, in der die Mitte des Innenrotors 2 und die Mitte des Außenrotors 1 einander am nächsten sind, zu der Winkelposition, in der die Mitte des Innenrotors 2 und die Mitte des Außenrotors 1 am weitesten voneinander entfernt sind (auf der linken Seite in der Zeichnung), aufgrund einer allmählichen Vergrößerung der Volumina der Kammern 21, eine Fluidansaugwirkung auf.
Wie in 5 gezeigt, sind die Seitenflächen 16 des Außenrotors 1 ein Paar flacher Flächen, die auf beiden Seiten in axialer Richtung des Außenrotors 1 so ausgebildet sind, dass sie einander in axialer Richtung gegenüberliegen. Die Seitenflächen 19 des Innenrotors 2 sind ein Paar flacher Flächen, die auf beiden Seiten in axialer Richtung des Innenrotors 2 so ausgebildet sind, dass sie einander in axialer Richtung gegenüberliegen.
Die Seitenflächen 16 und die Außenumfangsfläche 13 des Außenrotors 1 sind mit einem vernetzten Fluorharz 22 beschichtete Flächen (vernetzte Fluorharzflächen). Die Innenumfangsfläche 15 des Außenrotors 1 ist dagegen eine nicht mit dem vernetzten Fluorharz 22 beschichtete Oberfläche (Metalloberfläche). Hier umfasst der Außenrotor 1 einen Sintermetallkörper 23 und eine Beschichtungsschicht aus dem vernetzten Fluorharz 22, die die Oberfläche des Sintermetallkörpers 23 beschichtet. Der Sintermetallkörper 23 wird durch Erhitzen eines Pulverpresslings, der durch Formpressen eines Pulvermaterials auf Eisenbasis mit einer Form erhalten wird, auf eine hohe Temperatur gleich oder niedriger als der Schmelzpunkt des Materials gebildet.
Das vernetzte Fluorharz 22 wird durch Vernetzung von Molekülen eines Kettenpolymers erhalten, das ein Fluorharz bildet, und hat einen niedrigen Reibungskoeffizienten, der dem eines allgemeinen Fluorharzes (nicht vernetztes Fluorharz) entspricht, aber eine viel höhere Verschleißfestigkeit als der eines allgemeinen Fluorharzes.
Als zu vernetzendes Fluorharz können Polytetrafluorethylen (PTFE), Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer (FEP), Tetrafluorethylen-Perfluoralkylvinylether-Copolymer (PFA) und dergleichen verwendet werden. Als das vernetzte Fluorharz 22 wird vorzugsweise vernetztes PTFE verwendet. Wenn vernetztes PTFE verwendet wird, da das vernetzte PTFE einen besonders niedrigen Reibungskoeffizienten unter den oben genannten Fluorharzen hat und eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit aufweist, tritt fast kein Verschleiß auf, so dass es möglich ist, die Pumpeneffizienz effektiv zu erhöhen.
Auch die Seitenflächen 19 des Innenrotors 2 sind Oberflächen, die mit einem vernetzten Fluorharz 24 beschichtet sind (vernetzte Fluorharzoberflächen). Die Außenumfangsfläche 18 des Innenrotors 2 und die Innenfläche des Wellenlochs 11 sind dagegen nicht mit dem vernetzten Fluorharz 24 beschichtet (Metallflächen). Hier umfasst der Innenrotor 2 einen Sintermetallkörper 25 und eine Beschichtungsschicht aus dem vernetzten Fluorharz 24, die so vorgesehen ist, dass sie die Oberfläche des Sintermetallkörpers 25 beschichtet.
Die Breitenabmessung zwischen dem Paar der Seitenflächen 16 des Außenrotors 1 ist gleich der Breitenabmessung zwischen dem Paar der Seitenflächen 19 des Innenrotors 2. Die Seitenfläche 16 auf der einen Seite in axialer Richtung (die linke Seite in der Zeichnung) des Außenrotors 1 befindet sich auf derselben Ebene wie die Seitenfläche 19 auf der einen Seite in axialer Richtung (die linke Seite in der Zeichnung) des Innenrotors 2, und die Seitenfläche 16 auf der anderen Seite in axialer Richtung (die rechte Seite in der Zeichnung) des Außenrotors 1 befindet sich auf derselben Ebene wie die Seitenfläche 19 auf der anderen Seite in axialer Richtung (die rechte Seite in der Zeichnung) des Innenrotors 2.
Die erste Seitenkomponente 5a hat eine ebene Passfläche 26, die durch Anziehen der Schrauben 7 an eine Seitenfläche auf der einen Seite in axialer Richtung des Gehäusekörpers 4 gepresst und befestigt wird, und eine ebene Gleitführungsfläche 27, die die Seitenfläche 16 auf der einen Seite in axialer Richtung des Außenrotors 1 und die Seitenfläche 19 auf der einen Seite in axialer Richtung des Innenrotors 2 gleitet und führt. Die zweite Seitenkomponente 5b weist ebenfalls eine ebene Passfläche 26 auf, die in axialer Richtung des Gehäusekörpers 4 durch Anziehen der Schrauben 7 an eine Seitenfläche auf der anderen Seite gepresst und befestigt wird, sowie eine ebene Gleitführungsfläche 27, die die Seitenfläche 16 auf der anderen Seite in axialer Richtung des Außenrotors 1 und die Seitenfläche 19 auf der anderen Seite in axialer Richtung des Innenrotors 2 gleitet und führt. Die Gleitführungsflächen 27 sind jeweils eine bearbeitete Fläche mit einer Oberflächenrauheit von Ra 1,6 µm oder weniger (vorzugsweise Ra 0,8 µm oder weniger).
Der Spalt zwischen den Seitenflächen 16 des Außenrotors 1 und dem Gehäuse 3 (d.h. die Differenz zwischen der Breitenabmessung zwischen dem Paar der Seitenflächen 16 des Außenrotors 1 und der inneren Breitenabmessung zwischen einem Paar der in axialer Richtung einander zugewandten Gleitführungsflächen 27 des Gehäuses 3) ist so eingestellt, dass er nicht größer als 20 µm (vorzugsweise nicht größer als 15 µm, besonders bevorzugt nicht größer als 10 µm) ist. Ebenso wird der Spalt zwischen den Seitenflächen 19 des Innenrotors 2 und dem Gehäuse 3 (d.h. die Differenz zwischen der Breitenabmessung zwischen dem Paar der Seitenflächen 19 des Innenrotors 2 und der inneren Breitenabmessung zwischen dem Paar der Gleitführungsflächen 27, die einander in axialer Richtung zugewandt sind, des Gehäuses 3) so eingestellt, dass er nicht größer als 20 µm (vorzugsweise nicht größer als 15 µm, noch bevorzugter nicht größer als 10 µm) ist.
Wie in 6 gezeigt, sind eine erste Ansaugöffnung 28a und eine erste Auslassöffnung 29a in der ersten Seitenkomponente 5a offen ausgebildet. Außerdem sind eine zweite Ansaugöffnung 28b und eine zweite Auslassöffnung 29b in der zweiten Seitenkomponente 5b offen ausgebildet.
Die erste Ansaugöffnung 28a und die zweite Ansaugöffnung 28b sind in der gleichen Form an symmetrischen Positionen mit dem Innenrotor 2 und dem Außenrotor 1 dazwischen geöffnet. Dementsprechend sind der Druck, den der Innenrotor 2 und der Außenrotor 1 durch das Fluid in der ersten Ansaugöffnung 28a erhalten, und der Druck, den der Innenrotor 2 und der Außenrotor 1 durch das Fluid in der zweiten Ansaugöffnung 28b erhalten, ausgeglichen, um zu verhindern, dass der Innenrotor 2 und der Außenrotor 1 kippen.
In ähnlicher Weise sind auch die erste Auslassöffnung 29a und die zweite Auslassöffnung 29b in der gleichen Form an symmetrischen Positionen mit dem Innenrotor 2 und dem Außenrotor 1 dazwischen offen ausgebildet. Dementsprechend sind der Druck, den der Innenrotor 2 und der Außenrotor 1 durch das Fluid in der ersten Auslassöffnung 29a erhalten, und der Druck, den der Innenrotor 2 und der Außenrotor 1 durch das Fluid in der zweiten Auslassöffnung 29b erhalten, ausgeglichen, um zu verhindern, dass der Innenrotor 2 und der Außenrotor 1 kippen.
Wie in 4 und 6 gezeigt, stehen die erste Ansaugöffnung 28a und die zweite Ansaugöffnung 28b durch einen Verbindungskanal 30, der in dem Gehäusekörper 4 ausgebildet ist, miteinander in Verbindung. Darüber hinaus, wie in 2 und 6 gezeigt, steht die erste Ansaugöffnung 28a mit einer Ansaugöffnung 31 in Verbindung, die an der Außenfläche der ersten Seitenkomponente 5a offen ausgebildet ist, und die erste Auslassöffnung 29a steht mit einer Auslassöffnung 32 in Verbindung, die an der Außenfläche der ersten Seitenkomponente 5a offen ausgebildet ist.
Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung des Außenrotors 1, bei dem die Seitenflächen 16 und die Außenumfangsfläche 13 mit dem vernetzten Fluorharz 22 beschichtet werden, unter Bezugnahme auf die 7 bis 9 beschrieben.
Zunächst werden der Außenrotor 1 vor der Beschichtung und eine äußere Abdeckvorrichtung 40 vorbereitet. Die äußere Abdeckvorrichtung 40 ist eine Vorrichtung zum Abdecken der Innenumfangsfläche 15 des Außenrotors 1 in einem Zustand, in dem die Seitenflächen 16 des Außenrotors 1 freigelegt sind. Die äußere Abdeckvorrichtung 40 umfasst eine erste Vorrichtung 40a zum Schließen einer Öffnung auf einer Seite in der axialen Richtung des Außenrotors 1 und eine zweite Vorrichtung 40b zum Schließen einer Öffnung auf der anderen Seite in der axialen Richtung des Außenrotors 1. Die erste Vorrichtung 40a und die zweite Vorrichtung 40b sind durch eine Schraube 41 im Inneren des Außenrotors 1 miteinander verbunden. Die erste Vorrichtung 40a und die zweite Vorrichtung 40b haben jeweils einen Positionierpasszahnabschnitt 42 und einen gezahnten Flansch 43.
Der Positionierpasszahnabschnitt 42 ist ein Abschnitt zum Positionieren des Außenrotors 1 in der Umfangsrichtung durch Anpassen an die Innenumfangsfläche 15 des Außenrotors 1. Die Außenumfangsfläche des Positionierpasszahnabschnitts 42 ist eine gekrümmte Fläche, die als eine Trajektorie erhalten wird, indem in der axialen Richtung eine Kurve mit einer Form verschoben wird, die durch Versetzen des Zahnprofils der Innenzähne 14 zur radial inneren Seite erhalten wird. Dabei ist die Außenumfangsfläche des Positionierpasszahnabschnitts 42 so ausgebildet, dass der Abstand zwischen der Außenumfangsfläche des Positionierpasszahnabschnitts 42 und der Innenumfangsfläche 15 des Außenrotors 1 nicht größer als 0,2 mm (vorzugsweise nicht größer als 0,15 mm) ist. Die axiale Länge des Positionierpasszahnabschnitts 42 ist so eingestellt, dass sie nicht größer als 2,0 mm (vorzugsweise nicht größer als 1,5 mm) ist.
Der gezahnte Flansch 43 ist ein Abschnitt, der so geformt ist, dass er vom axial äußeren Ende des Positionierpasszahnabschnitts 42 radial nach außen ragt. Der gezahnte Flansch 43 hat eine gezahnte Form, die den Innenzähnen 14 entspricht, so dass der gezahnte Flansch 43 Umfangsabschnitte entlang der Innenumfangsfläche 15 der Seitenflächen 16 des Außenrotors 1 überlappt. Das heißt, die Außenumfangsfläche des gezahnten Flansches 43 ist eine gekrümmte Fläche, die als eine Trajektorie durch Verschieben einer Kurve in axialer Richtung erhalten wird, die eine Form hat, die durch Versetzen des Zahnprofils der Innenzähne 14 zur radial äußeren Seite erhalten wird. Die Außenumfangsfläche des gezahnten Flansches 43 ist so ausgebildet, dass der Abstand, um den die Außenumfangsfläche des gezahnten Flansches 43 von der Innenumfangsfläche 15 des Außenrotors 1 zur radial äußeren Seite vorsteht (eine Breite w1 eines bandförmigen Bereichs, in dem der gezahnte Flansch 43 die Seitenflächen 16 des Außenrotors 1 überlappt, wie in 8 gezeigt), nicht größer als 0,5 mm (vorzugsweise nicht größer als 0,3 mm) ist.
Dann wird die äußere Abdeckvorrichtung 40 vor der Beschichtung auf dem Außenrotor 1 angebracht, und in diesem Zustand wird der Außenrotor 1 mit einem unvernetzten Fluorharz beschichtet. Insbesondere wird eine Dispersionsflüssigkeit, die durch Dispergieren feiner Partikel des Fluorharzes (z. B. PTFE) in Wasser gewonnen wird, auf die Oberfläche des Außenrotors 1 aufgetragen, an dem die äußere Abdeckvorrichtung 40 angebracht wurde. Das Auftragen kann durch Tauchen (Eintauchen) oder Sprühen erfolgen. Danach wird durch Trocknen der aufgetragenen Dispersionsflüssigkeit eine Beschichtungsschicht aus den feinen Partikeln des unvernetzten Fluorharzes auf der Oberfläche des Außenrotors 1 gebildet. Zu diesem Zeitpunkt sind sowohl die Seitenflächen 16 als auch die Außenumfangsfläche 13 des Außenrotors 1 mit den feinen Partikeln des unvernetzten Fluorharzes beschichtet. Danach wird die äußere Abdeckvorrichtung 40 vom Außenrotor 1 entfernt und der Außenrotor 1 auf eine Temperatur erhitzt, die gleich oder höher ist als der Schmelzpunkt des Fluorharzes, wodurch die feinen Partikel des unvernetzten Fluorharzes, mit denen die Seitenflächen 16 und die Außenumfangsfläche 13 des Außenrotors 1 beschichtet wurden, gebacken werden, um die feinen Partikel des Fluorharzes zu verschmelzen. Die äußere Abdeckvorrichtung 40 kann nach dem Einbrennen des Fluorharzes entfernt werden.
Danach wird das Fluorharz auf den Seitenflächen 16 und der Außenumfangsfläche 13 des Außenrotors 1 durch Bestrahlen des Außenrotors 1 mit Strahlung in einem Zustand vernetzt, in dem die äußere Abdeckvorrichtung 40 von dem Außenrotor 1 entfernt ist. Insbesondere wird der Außenrotor 1 in einem Zustand, in dem die äußere Abdeckvorrichtung 40 vom Außenrotor 1 entfernt ist, in eine sauerstofffreie Atmosphäre mit einer vorbestimmten hohen Temperatur gebracht, und Strahlung (z.B. ein Elektronenstrahl) wird auf die Oberfläche des Außenrotors 1 angewendet, wodurch kovalente Bindungen zwischen Molekülen eines Kettenpolymers, das das Fluorharz bildet, gebildet werden, um die Moleküle des Kettenpolymers zu vernetzen. Darüber hinaus werden durch die zu diesem Zeitpunkt aufgebrachte Strahlung auch chemische Bindungen zwischen dem Außenrotor 1 und den Molekülen des das Fluorharz bildenden Kettenpolymers gebildet, und die Haftung des vernetzten Fluorharzes 22 wird durch die chemischen Bindungen sehr hoch. Danach wird die Oberfläche des vernetzten Fluorharzes 22, falls erforderlich, durch Schleifen oder Polieren bearbeitet.
Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung des Innenrotors 2, bei dem die Seitenflächen 19 mit dem vernetzten Fluorharz 24 beschichtet sind, unter Bezugnahme auf die 10 bis 12 beschrieben.
Zunächst werden der Innenrotor 2 vor der Beschichtung, eine Innenabdeckvorrichtung 50 und eine Wellenlochabdeckvorrichtung 51 vorbereitet. Die Innenabdeckvorrichtung 50 ist eine Vorrichtung zum Abdecken der Außenumfangsfläche 18 des Innenrotors 2 in einem Zustand, in dem die Seitenflächen 19 des Innenrotors 2 freiliegen. Die Innenabdeckvorrichtung 50 umfasst eine erste Vorrichtung 50a, die am Außenumfang eines Endabschnitts auf einer Seite in axialer Richtung des Innenrotors 2 angebracht wird, und eine zweite Vorrichtung 50b, die am Außenumfang eines Endabschnitts auf der anderen Seite in axialer Richtung des Innenrotors 2 angebracht wird. Die erste Vorrichtung 50a und die zweite Vorrichtung 50b sind durch Schrauben 52 an der radial äußeren Seite des Innenrotors 2 miteinander verbunden. Die erste Vorrichtung 50a und die zweite Vorrichtung 50b haben in axialer Richtung zueinander passende Flächen 53. Zwischen der ersten Vorrichtung 50a und der zweiten Vorrichtung 50b ist ein ringförmiges Dichtungselement 54 (siehe 11 und 12) zur Abdichtung der Passflächen 53 eingebaut. Die erste Vorrichtung 50a und die zweite Vorrichtung 50b haben jeweils einen Positionierpasszahnabschnitt 55 und einen gezahnten Flansch 56.
Der Positionierpasszahnabschnitt 55 ist ein Abschnitt zum Positionieren des Innenrotors 2 in der Umfangsrichtung durch Anpassen an die Außenumfangsfläche 18 des Innenrotors 2. Die Innenumfangsfläche des Positionierpasszahnabschnitts 55 ist eine gekrümmte Fläche, die als Trajektorie durch Verschieben einer Kurve in axialer Richtung erhalten wird, die eine Form hat, die durch Versetzen des Zahnprofils der Außenzähne 17 zur radial äußeren Seite erhalten wird. Dabei ist die Innenumfangsfläche des Positionierpasszahnabschnitts 55 so ausgebildet, dass der Abstand zwischen der Innenumfangsfläche des Positionierpasszahnabschnitts 55 und der Außenumfangsfläche 18 des Innenrotors 2 nicht größer als 0,2 mm (vorzugsweise nicht größer als 0,15 mm) ist. Die axiale Länge des Positionierpasszahnabschnitts 55 ist so eingestellt, dass sie nicht größer als 2,0 mm (vorzugsweise nicht größer als 1,5 mm) ist.
Der gezahnte Flansch 56 ist ein Abschnitt, der so geformt ist, dass er vom axial äußeren Ende des Positionierpasszahnabschnitts 55 radial nach innen ragt. Der gezahnte Flansch 56 hat eine gezahnte Form, die den Außenzähnen 17 entspricht, so dass der gezahnte Flansch 56 Umfangsabschnitte entlang der Außenumfangsfläche 18 der Seitenflächen 19 des Innenrotors 2 überlappt. Das heißt, die Innenumfangsfläche des gezahnten Flansches 56 ist eine gekrümmte Fläche, die als eine Trajektorie durch Verschieben einer Kurve in axialer Richtung erhalten wird, die eine Form hat, die durch Versetzen des Zahnprofils der Außenzähne 17 zur radial inneren Seite erhalten wird. Die Innenumfangsfläche des gezahnten Flansches 56 ist so geformt, dass der Abstand von der Außenumfangsfläche 18 des Innenrotors 2 zu der Innenumfangsfläche des gezahnten Flansches 56, die sich auf der radial inneren Seite desselben befindet (eine Breite w2 eines bandförmigen Bereichs, in dem der gezahnte Flansch 56 die Seitenflächen 19 des Innenrotors 2 überlappt, wie in 11 gezeigt), nicht größer als 0,5 mm (vorzugsweise nicht größer als 0,3 mm) ist.
Die Wellenlochabdeckvorrichtung 51 umfasst eine erste Vorrichtung 51a zum Schlie-ßen einer Öffnung auf einer Seite in axialer Richtung des Wellenlochs 11 und eine zweite Vorrichtung 51b zum Schließen einer Öffnung auf der anderen Seite in axialer Richtung des Wellenlochs 11. Die erste Vorrichtung 51a und die zweite Vorrichtung 51b sind durch eine Schraube 57 innerhalb des Wellenlochs 11 miteinander verbunden.
Dann werden die Innenabdeckvorrichtung 50 und die Wellenlochabdeckvorrichtung 51 vor der Beschichtung auf dem Innenrotor 2 angebracht, und in diesem Zustand wird der Innenrotor 2 mit einem unvernetzten Fluorharz beschichtet. Insbesondere wird eine Dispersionsflüssigkeit, die durch Dispergieren feiner Partikel des Fluorharzes (z. B. PTFE) in Wasser gewonnen wird, auf die Oberfläche des Innenrotors 2 aufgetragen, an dem die Innenabdeckvorrichtung 50 und die Wellenlochabdeckvorrichtung 51 angebracht wurden. Das Auftragen kann durch Tauchen (Eintauchen) oder Sprühen erfolgen. Danach wird durch Trocknen der aufgetragenen Dispersionsflüssigkeit eine Beschichtungsschicht aus den feinen Partikeln des unvernetzten Fluorharzes auf der Oberfläche des Innenrotors 2 gebildet. Zu diesem Zeitpunkt sind die Seitenflächen 19 des Innenrotors 2 mit den feinen Partikeln des unvernetzten Fluorharzes beschichtet. Danach werden die innere Abdeckvorrichtung 50 und die Wellenlochabdeckvorrichtung 51 vom Innenrotor 2 entfernt, und der Innenrotor 2 wird auf eine Temperatur erhitzt, die gleich oder höher als der Schmelzpunkt des Fluorharzes ist, wodurch die feinen Partikel des unvernetzten Fluorharzes, mit denen die Seitenflächen 19 des Innenrotors 2 beschichtet wurden, gebacken werden, um die feinen Partikel des Fluorharzes zu schmelzen. Die innere Abdeckvorrichtung 50 und die Wellenlochabdeckvorrichtung 51 können nach dem Einbrennen des Fluorharzes entfernt werden.
Danach wird das Fluorharz auf den Seitenflächen 19 des Innenrotors 2 durch Bestrahlen des Innenrotors 2 mit Strahlung in einem Zustand vernetzt, in dem die innere Abdeckvorrichtung 50 und die Wellenlochabdeckvorrichtung 51 von dem Innenrotor 2 entfernt sind. Insbesondere wird in einem Zustand, in dem die innere Abdeckvorrichtung 50 und die Wellenlochabdeckvorrichtung 51 von dem Innenrotor 2 entfernt sind, der Innenrotor 2 in eine sauerstofffreie Atmosphäre mit einer vorbestimmten hohen Temperatur gebracht, und Strahlung (z.B. ein Elektronenstrahl) wird auf die Oberfläche des Innenrotors 2 angewendet, wodurch kovalente Bindungen zwischen Molekülen eines Kettenpolymers, das das Fluorharz bildet, gebildet werden, um die Moleküle des Kettenpolymers zu vernetzen. Darüber hinaus werden durch die zu diesem Zeitpunkt aufgebrachte Strahlung auch chemische Bindungen zwischen dem Innenrotor 2 und den Molekülen des Kettenpolymers, das das Fluorharz bildet, gebildet, und die Haftung des vernetzten Fluorharzes 24 wird durch die chemischen Bindungen sehr hoch. Danach wird die Oberfläche des vernetzten Fluorharzes 24, falls erforderlich, durch Schleifen oder Polieren bearbeitet.
Wenn der Außenrotor 1 und der Innenrotor 2, die mit den vernetzten Fluorharzen 22 und 24 beschichtet sind, wie in der obigen Ausführungsform hergestellt werden, kann ein Festfressen des Außenrotors 1 und des Innenrotors 2 über einen langen Zeitraum verhindert werden, und es ist möglich, den Außenrotor 1 und den Innenrotor 2 mit stabiler Leistung einfach herzustellen.
Das heißt, wenn der Außenrotor 1, bei dem die Seitenflächen 16 und die Außenumfangsfläche 13 mit dem vernetzten Fluorharz 22 beschichtet sind, wie in der obigen Ausführungsform hergestellt wird, ist es möglich, ein Festfressen des Außenrotors 1 über einen langen Zeitraum zu verhindern, da die Seitenflächen 16 des Außenrotors 1 mit dem vernetzten Fluorharz 22 beschichtet sind, selbst wenn das seitliche Spiel des Außenrotors 1 sehr klein eingestellt ist.
Da die äußere Abdeckvorrichtung 40 zur Abdeckung der Innenumfangsfläche 15 in einem Zustand, in dem die Seitenflächen 16 des Außenrotors 1 freiliegen, verwendet wird, wenn der Außenrotor 1 mit dem unvernetzten Fluorharz beschichtet wird, wird die Innenumfangsfläche 15 des Außenrotors 1 nicht mit dem Fluorharz beschichtet. Daher wird die Größe des Kopfspiels zwischen den Innenzähnen 14 am Innenumfang des Außenrotors 1 und den Außenzähnen 17 am Außenumfang des Innenrotors 2 stabil, und die Pumpenleistung wird stabil.
Da der Positionierpasszahnabschnitt 42 zur Positionierung der äußeren Abdeckvorrichtung 40 in Bezug auf den Außenrotor 1 in Umfangsrichtung durch Anpassen an die Innenumfangsfläche 15 des Außenrotors 1 in der äußeren Abdeckvorrichtung 40 ausgebildet ist, ist die Montage der äußeren Abdeckvorrichtung 40 am Außenrotor 1 einfach.
Bei der Vernetzung des unvernetzten Fluorharzes durch Bestrahlen des Fluorharzes mit Strahlung wird die Bestrahlung mit Strahlung in einem Zustand durchgeführt, in dem die äußere Abdeckvorrichtung 40 von dem Außenrotor 1 entfernt ist. Daher wird verhindert, dass die Strahlung durch die äußere Abdeckvorrichtung 40 blockiert wird, und es ist möglich, das Fluorharz gleichmäßig und einheitlich zu vernetzen.
Da die äußere Abdeckvorrichtung 40 den gezahnten Flansch 43 aufweist, kann beim Beschichten des Außenrotors 1 mit dem unvernetzten Fluorharz der größte Teil jeder Seitenfläche 16 des Außenrotors 1 freigelegt werden, während die Innenumfangsfläche 15 des Außenrotors 1 sicher abgedeckt wird. Daher ist es möglich, den größten Teil jeder Seitenfläche 16 des Außenrotors 1 mit dem vernetzten Fluorharz 22 zu beschichten und gleichzeitig zu verhindern, dass die Innenumfangsfläche 15 des Außenrotors 1 beschichtet wird.
Da der gezahnte Flansch 43 so ausgebildet ist, dass der Bereich, in dem der gezahnte Flansch 43 die Seitenflächen 16 des Außenrotors 1 überlappt, eine Breite w1 (siehe 8) von nicht mehr als 0,5 mm (vorzugsweise nicht mehr als 0,3 mm) aufweist, ist es möglich, jede Seitenfläche 16 des Außenrotors 1 nahezu vollständig mit dem vernetzten Fluorharz 22 zu beschichten.
Da nicht nur die Seitenflächen 16 des Außenrotors 1, sondern auch die Außenumfangsfläche 13 des Außenrotors 1 mit dem vernetzten Fluorharz 22 beschichtet ist, kann das Drehmoment für den Rotationsantrieb des Außenrotors 1 wirksam reduziert werden.
Wenn der Innenrotor 2, bei dem die Seitenflächen 19 mit dem vernetzten Fluorharz 24 beschichtet sind, wie in der obigen Ausführungsform hergestellt wird, ist es möglich, ein Festfressen des Innenrotors 2 über einen langen Zeitraum zu verhindern, da die Seitenflächen 19 des Innenrotors 2 mit dem vernetzten Fluorharz 24 beschichtet sind, selbst wenn das seitliche Spiel des Innenrotors 2 sehr klein eingestellt ist.
Da die innere Abdeckvorrichtung 50 zum Abdecken der Außenumfangsfläche 18 in einem Zustand, in dem die Seitenflächen 19 des Innenrotors 2 freiliegen, verwendet wird, wenn der Innenrotor 2 mit dem unvernetzten Fluorharz beschichtet wird, wird die Außenumfangsfläche 18 des Innenrotors 2 nicht mit dem Fluorharz beschichtet. Daher wird die Größe des Kopfspiels zwischen den Innenzähnen 14 auf dem Innenumfang des Außenrotors 1 und den Außenzähnen 17 auf dem Außenumfang des Innenrotors 2 stabil, und die Pumpenleistung wird stabil.
Da der Positionierpasszahnabschnitt 55 zur Positionierung der Innenabdeckvorrichtung 50 in Bezug auf den Innenrotor 2 in Umfangsrichtung durch Anpassen an die Außenumfangsfläche 18 des Innenrotors 2 in der Innenabdeckvorrichtung 50 ausgebildet ist, ist die Montage der Innenabdeckvorrichtung 50 am Innenrotor 2 einfach.
Bei der Vernetzung des unvernetzten Fluorharzes durch Bestrahlen des Fluorharzes mit Strahlung wird die Bestrahlung mit Strahlung in einem Zustand durchgeführt, in dem die innere Abdeckvorrichtung 50 von dem Innenrotor 2 entfernt ist. Daher wird verhindert, dass die Strahlung durch die innere Abdeckvorrichtung 50 blockiert wird, und es ist möglich, das Fluorharz gleichmäßig und einheitlich zu vernetzen.
Da die innere Abdeckvorrichtung 50 den gezahnten Flansch 56 aufweist, kann bei der Beschichtung des Innenrotors 2 mit dem unvernetzten Fluorharz der größte Teil jeder Seitenfläche 19 des Innenrotors 2 freigelegt werden, während die Außenumfangsfläche 18 des Innenrotors 2 sicher mit dem gezahnten Flansch 56 abgedeckt wird. Daher ist es möglich, den größten Teil jeder Seitenfläche 19 des Innenrotors 2 mit dem vernetzten Fluorharz 24 zu beschichten und gleichzeitig zu verhindern, dass die Außenumfangsfläche 18 des Innenrotors 2 beschichtet wird.
Da der gezahnte Flansch 56 so geformt ist, dass der Bereich, in dem der gezahnte Flansch 56 die Seitenflächen 19 des Innenrotors 2 überlappt, eine Breite w2 (siehe 11) von nicht mehr als 0,5 mm (vorzugsweise nicht mehr als 0,3 mm) aufweist, ist es möglich, jede Seitenfläche 19 des Innenrotors 2 nahezu vollständig mit dem vernetzten Fluorharz 24 zu beschichten.
Bezugszeichenliste

1: Außenrotor
2: Innenrotor
3: Gehäuse
4: Gehäusekörper
5a: Erste Seitenkomponente
5b: Zweite Seitenkomponente
6: Schraubeneinführungsloch
7: Schraube
8: Schlagstifteinführungsloch
9: Schlagstift
10: Drehwelle
11: Wellenloch
12a: Erstes Lager
12b: Zweites Lager
13: Außenumfangsfläche
14: Innenzähne
15: Innenumfangsfläche
16: Seitenfläche
17: Außenzähne
18: Außenumfangsfläche
19: Seitenfläche
20: Innenumfangsfläche
21: Kammer
22: Vernetztes Fluorharz
23: Sintermetallkörper
24: Vernetztes Fluorharz
25: Sintermetallkörper
26: Passfläche
27: Gleitfläche
28a: Erste Ansaugöffnung
28b: Zweite Ansaugöffnung
29a: Erste Auslassöffnung
29b: Zweite Auslassöffnung
30: Verbindungsweg
31: Ansaugöffnung
32: Auslassöffnung
40: Äußere Abdeckvorrichtung
40a: Erste Vorrichtung
40b: Zweite Vorrichtung
41: Schraube
42: Positionierpasszahnabschnitt
43: Gezahnter Flansch
50: Innere Abdeckvorrichtung
50a: Erste Vorrichtung
50b: Zweite Vorrichtung
51: Wellenlochabdeckvorrichtung
51a: Erste Vorrichtung
51b: Zweite Vorrichtung
52: Schraube
53: Passfläche
54: Dichtungselement
55: Positionierpasszahnabschnitt
56: Gezahnter Flansch
57: Schraube
w1: Breite des Bereichs, in dem der gezahnte Flansch die Seitenflächen des Außenrotors überlappt
w2: Breite des Bereichs, in dem der gezahnte Flansch die Seitenflächen des Innenrotors überlappt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2014047751 [0006]
JP 2014173513 [0006]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines mit vernetztem Fluorharz beschichteten Rotors zur Herstellung eines ringförmigen Außenrotors einer Innenzahnradpumpe, umfassend: den Außenrotor, der eine Innenumfangsfläche, die eine Vielzahl von Innenzähnen bildet, und Seitenflächen orthogonal zu einer axialen Richtung aufweist, und einen Innenrotor mit einer Außenumfangsfläche, die eine Vielzahl von Außenzähnen bildet, die mit den Innenzähnen kämmen, und der so konfiguriert ist, dass er sich um eine Position dreht, die exzentrisch zu einer Mitte des Außenrotors an einer radial inneren Seite des Außenrotors liegt, wobei die Seitenflächen des Außenrotors mit einem vernetzten Fluorharz beschichtet sind, wobei die Innenumfangsfläche des Außenrotors nicht mit dem vernetzten Fluorharz beschichtet ist, wobei das Verfahren umfasst: Verwenden einer äußeren Abdeckvorrichtung zum Abdecken der Innenumfangsfläche in einem Zustand, in dem die Seitenflächen des Außenrotors freiliegen, wobei die äußere Abdeckvorrichtung einen Positionierpasszahnabschnitt zum Positionieren der äußeren Abdeckvorrichtung in Bezug auf den Außenrotor in einer Umfangsrichtung durch Anbringen an die Innenumfangsfläche des Außenrotors aufweist; Beschichten des Außenrotors mit einem unvernetzten Fluorharz in einem Zustand, in dem die äußere Abdeckvorrichtung an dem Außenrotor angebracht ist; und anschließendes Bestrahlen des Fluorharzes mit Strahlung in einem Zustand, in dem die äußere Abdeckvorrichtung vom Außenrotor entfernt ist, um das Fluorharz zu vernetzen.
Verfahren zur Herstellung eines mit vernetztem Fluorharz beschichteten Rotors nach Anspruch 1, wobei die äußere Abdeckvorrichtung einen gezahnten Flansch aufweist, der Umfangsabschnitte entlang der Innenumfangsfläche der Seitenflächen des Außenrotors überlappt.
Verfahren zur Herstellung eines mit vernetztem Fluorharz beschichteten Rotors nach Anspruch 2, wobei der gezahnte Flansch so geformt ist, dass ein Bereich, in dem der gezahnte Flansch die Seitenflächen des Außenrotors überlappt, eine Breite von nicht mehr als 0,5 mm aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines mit vernetztem Fluorharz beschichteten Rotors nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Außenrotor eine zylindrische Außenumfangsfläche aufweist, und wobei das Verfahren umfasst: Beschichten sowohl der Seitenflächen als auch der Außenumfangsfläche des Außenrotors mit dem unvernetzten Fluorharz, wenn der Außenrotor mit dem unvernetzten Fluorharz in einem Zustand beschichtet wird, in dem die äußere Abdeckvorrichtung an dem Außenrotor angebracht ist; und anschließende Vernetzen sowohl des Fluorharzes auf den Seitenflächen als auch des Fluorharzes auf der Außenumfangsfläche bei Bestrahlung des Fluorharzes mit Strahlung in einem Zustand, in dem die äußere Abdeckvorrichtung von dem Außenrotor entfernt ist.
Verfahren zur Herstellung eines mit vernetztem Fluorharz beschichteten Rotors für die Herstellung eines Innenrotors einer Innenzahnradpumpe, umfassend: einen ringförmigen Außenrotor, der eine Innenumfangsfläche aufweist, die eine Vielzahl von Innenzähnen bildet, und den Innenrotor, der eine Außenumfangsfläche, die eine Vielzahl von Außenzähnen bildet, die mit den Innenzähnen kämmen, und Seitenflächen orthogonal zu einer axialen Richtung aufweist, und der so konfiguriert ist, dass er sich um eine Position dreht, die exzentrisch zu einer Mitte des Außenrotors auf einer radial inneren Seite des Außenrotors ist, wobei die Seitenflächen des Innenrotors mit einem vernetzten Fluorharz beschichtet sind, wobei die Außenumfangsfläche des Innenrotors nicht mit dem vernetzten Fluorharz beschichtet ist, wobei das Verfahren umfasst: Verwenden einer inneren Abdeckvorrichtung zum Abdecken der Außenumfangsfläche in einem Zustand, in dem die Seitenflächen des Innenrotors freiliegen, wobei die innere Abdeckvorrichtung einen Positionierpasszahnabschnitt zum Positionieren der inneren Abdeckvorrichtung in Bezug auf den Innenrotor in einer Umfangsrichtung durch Anbringen an die Außenumfangsfläche des Innenrotors aufweist; Beschichten des Innenrotors mit einem unvernetzten Fluorharz in einem Zustand, in dem die innere Abdeckvorrichtung an dem Innenrotor angebracht ist; und anschließendes Bestrahlen des Fluorharzes mit Strahlung in einem Zustand, in dem die innere Abdeckvorrichtung vom Innenrotor entfernt ist, um das Fluorharz zu vernetzen.
Verfahren zur Herstellung eines mit vernetztem Fluorharz beschichteten Rotors nach Anspruch 5, wobei die innere Abdeckvorrichtung einen gezahnten Flansch aufweist, der Umfangsabschnitte entlang der Außenumfangsfläche der Seitenflächen des Innenrotors überlappt.
Verfahren zur Herstellung eines mit vernetztem Fluorharz beschichteten Rotors nach Anspruch 6, wobei der gezahnte Flansch so geformt ist, dass ein Bereich, in dem der gezahnte Flansch die Seitenflächen des Innenrotors überlappt, eine Breite von nicht mehr als 0,5 mm aufweist.