JP2002321049A - プロファイル部と軸の鋳ぐるみ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スーパーチャージャ用ロータを構成するプロ
ファイル部と軸を安価に効率よく強固に連結することが
できるプロファイル部と軸の鋳ぐるみ方法を提供する。 【解決手段】 ロータのプロファイル部１１ａと連結さ
れる軸１２の表面に右ネジ螺旋状溝と左ネジ螺旋溝とか
らなり互いにクロスした左右螺旋状のクロス目１３を旋
盤等で加工する。次いで、軸１２の回りにロータのプロ
ファイル部１１ａをダイカスト鋳造で鋳ぐるみ一体化す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スーパーチャージ
ャ用ロータのプロファイル部と軸を安価に効率よく強固
に連結するプロファイル部と軸の鋳ぐるみ方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図４は、スーパーチャージャ用ロータの
模式図である。スーパーチャージャ用ロータは、互いに
嵌合しながら回転する雄ロータ（Ｍロータ１）と雌ロー
タ（Ｆロータ２）からなる。Ｍロータ１は、複数（図で
は３本）の螺旋凸部１ａを有し、Ｆロータ２はこの螺旋
凸部１ａと隙間無く嵌合する螺旋凹部２ａを有する。こ
の螺旋凸部１ａと螺旋凹部２ａの間で気体（例えば給
気）を圧縮し、給気を加圧して内燃機関に過給するよう
になっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、かかるスーパー
チャージャ用ロータは、重力鋳造又は精密鋳造で製造さ
れていた。

【０００４】重力鋳造は、溶融金属（溶湯）を鋳型に流
し込み、凝固させて作る鋳造法である。鋳型としては砂
型・金型が最も多く用いられる。鋳型は製品（この場
合、ロータ）に相当する空洞部を有し、その部分に溶湯
を流し込むことができるようにしたものである。また、
精密鋳造は、シェルモールド法やロストワックス法であ
り、鋳造品の精度が高い特徴がある。

【０００５】スーパーチャージャ用ロータは、螺旋部１
ａ，２ａを有するプロファイル部３とこれを貫通する軸
４とからなる。プロファイル部３は通常アルミニウム製
であり、軸４は通常鋼製である。従って、プロファイル
部３と軸４を強固に連結するために、従来は、軸側にア
ルミナイズ処理を施し、鋼製の軸とアルミニウム製のプ
ロファイル部を金属結合させる手段がとられていた。

【０００６】この場合、軸４とプロファイル部３をアル
ミニウムの金属結合で連結させるため、ロータを高温で
長時間保持する必要がある。従って、従来の重力鋳造で
は、生産性が低い問題点があった。

【０００７】更に、重力鋳造は、鋳型製作や型のばらし
（分解）に時間がかかり（例えば６分前後）、製品の倍
程度の押し湯を必要とするため、歩留りが低く、鋳造品
の精度が低いため、３ｍｍ程度の余肉を必要としその分
加工代が多く、加工時間が長く加工コストも高くなる、
等の問題点もあった。

【０００８】また、上述したアルミナイズ処理による連
結の問題点を解決するために、プロファイル部と軸をピ
ンで固定したり、図５（Ａ）に例示するように軸４に溝
５を設けて鋳ぐるむ手段（特開平７−３０１２１１号）
や、図５（Ｂ）に例示するように軸４に貫通孔６を設け
て鋳ぐるむ手段（特開平８−４９６７７号）が提案され
ている。しかし、これらの手段は、加工工程の増加、及
び部品の増加によりコストアップとなる問題点があっ
た。

【０００９】また、精密鋳造のシェルモールド法でロー
タを製造することは実質的に不可能であり、ロストワッ
クス法では工程が多く生産性が低く、コスト高となる問
題点があった。更に、ロストワックス法で軸を鋳ぐるむ
ことは可能ではあるが、更にコスト高となる問題点があ
った。

【００１０】本発明はかかる問題点を解決するために創
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、スー
パーチャージャ用ロータを構成するプロファイル部と軸
を安価に効率よく強固に連結することができるプロファ
イル部と軸の鋳ぐるみ方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、スーパ
ーチャージャ用ロータ（１１）のプロファイル部（１１
ａ）とこれを貫通する軸（１２）とを鋳ぐるむ方法であ
って、プロファイル部と連結される軸の表面に予め左右
螺旋状のクロス目（１３）を加工し、該軸の回りにプロ
ファイル部（１１ａ）をダイカスト鋳造で鋳ぐるむ、こ
とを特徴とするプロファイル部と軸の鋳ぐるみ方法が提
供される。

【００１２】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
左右螺旋状のクロス目（１３）は、右ネジ螺旋状溝と、
左ネジ螺旋溝とからなり、これを互いにクロスさせる。

【００１３】上記本発明の方法によれば、軸の溝加工に
より、ダイカスト鋳造で鋳ぐるんだ際、軸（１２）の表
面に形成されたクロス目（１３）の溝部にアルミニウム
が鋳造圧により確実に入り込み、機械的な結合により十
分な締結力が得られる。従って、従来の軸側へのアルミ
ナイズ処理が不要となり、かつ溝加工や貫加工も不要で
あり、加工工程が少なく、余分な部品が不要となり、プ
ロファイル部と軸を安価に効率よく強固に連結すること
ができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。なお、各図において共通す
る部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略す
る。

【００１５】図１は、本発明によるプロファイル部と軸
の鋳ぐるみ方法の説明図である。この図において、
（Ａ）はクロス目加工工程、（Ｂ）は鋳ぐるみ工程であ
る。

【００１６】クロス目加工工程（Ａ）では、スーパーチ
ャージャ用ロータのプロファイル部を貫通する軸１２の
表面にプロファイル部１１ａの胴長より短い範囲で左右
螺旋状のクロス目１３を加工する。この左右螺旋状のク
ロス目１３は、例えば旋盤による切削加工による右ネジ
螺旋状溝と左ネジ螺旋溝とからなり、これを互いにクロ
スさせて形成する。切削加工によるネジは、例えばピッ
チ１ｍｍの１０条ネジであり、ネジの形は通常の山形で
あるのがよい。旋盤加工において、複数のバイト１４を
並列させて用い、多条ネジを同時に加工するか、あるい
は複数回カッター位置をずらして加工する。

【００１７】なお、この加工は旋盤による切削加工以外
に、例えばローレット加工でもよい。しかし、ローレッ
ト加工よりも旋盤によるネジ加工の方がより短時間に能
率よくクロス目１３を加工することができる。

【００１８】次に、鋳ぐるみ工程（Ｂ）では、クロス目
１３を加工した軸１２の回りを金型１５で囲み、その内
側の空洞１６に図示しない湯みちを通してアルミニウム
等の溶湯を高圧で注入する。溶湯は、空洞１６で短時間
に凝固して、プロファイル部１１ａに軸１２を鋳ぐるみ
したスーパーチャージャ用ロータが完成する。

【００１９】図２は、本発明により製造したロータの模
式図である。この図において、（Ａ）は側面図、（Ｂ）
は端面図、（Ｃ）は実際に製作したロータの横断面図で
ある。

【００２０】図２に示すロータは、プロファイル部１１
ａに中空部１１ｂを有している。この中空化によりロー
タの肉厚を薄くすることができ、ダイカスト特有の鋳造
欠陥の発生を防ぐとともに、大幅な軽量化ができ、慣性
モーメントを低減して高速回転、起動停止特性を向上
し、エンジンに対する追従性を高めている。

【００２１】

【実施例】図３は、本発明により製造したロータの試験
結果である。この試験は、上述した方法でロータのプロ
ファイル部と軸をアルミダイカスト鋳造で鋳ぐるみ鋳造
し、図２（Ｃ）に矢印Ａで示す部分を軸方向６箇所から
切り出し、それぞれ結合力を計測したものである。

【００２２】図３の縦軸は、製作したロータからプロフ
ァイル部と軸を含むＡ部を切り出し、プロファイル部を
支持して軸に軸方向の力を作用させて、軸がプロファイ
ル部から抜ける時の荷重を計測したものである。なお、
この荷重は軸長さ当たりに換算して結合力として表示し
た。

【００２３】この図から本発明の方法により、スーパー
チャージャ用ロータに要求される結合力の規格値１とし
た場合、本発明による結合力の下限値が１．３８であ
り、少なくとも従来よりも３８％以上高い結合力が得ら
れることが確認された。

【００２４】また、この試験において、プロファイル部
と軸の結合部分、すなわち軸周辺のプロファイル部の硬
度を各サンプルで計測した結果、従来欠陥が発生しやす
かった軸周辺部が十分高い硬度になっていること確認さ
れた。

【００２５】上述した本発明の方法によれば、軸１２の
溝加工により、ダイカスト鋳造で鋳ぐるんだ際、軸１２
の表面に形成されたクロス目１３の溝部にアルミニウム
が鋳造圧により確実に入り込み、機械的な結合により十
分な締結力が得られる。従って、従来の軸側へのアルミ
ナイズ処理が不要となり、かつ溝加工や貫加工も不要で
あり、加工工程が少なく、余分な部品が不要となり、プ
ロファイル部と軸を安価に効率よく強固に連結すること
ができる。

【００２６】なお、本発明は上述した実施例及び実施形
態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
変更できることは勿論である。

【００２７】

【発明の効果】上述したように、本発明のプロファイル
部と軸の鋳ぐるみ方法は、スーパーチャージャ用ロータ
を構成するプロファイル部と軸を安価に効率よく強固に
連結することができる、等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるプロファイル部と軸の鋳ぐるみ方
法の説明図である。

【図２】本発明により製造したロータの模式図である。

【図３】本発明により製造したロータの試験結果であ
る。

【図４】スーパーチャージャ用ロータの模式図である。

【図５】従来の鋳ぐるみ方法の模式図である。

【符号の説明】

１ 雄ロータ（Ｍロータ）、１ａ 螺旋凸部、２ 雌ロ
ータ（Ｆロータ）、２ａ 螺旋凹部、３ プロファイル
部、４ 軸、５ 溝、６ 貫通孔、１１ スーパーチャ
ージャ用ロータ、１１ａ プロファイル部、１１ｂ 中
空部、１２ 軸、１３ クロス目

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｂ 39/00 Ｆ０２Ｂ 39/00 Ｑ Ｒ Ｆ０４Ｃ 18/16 Ｆ０４Ｃ 18/16 Ｂ 29/00 29/00 Ｄ (72)発明者 宮城 嘉幸 東京都江東区豊洲２丁目１番１号 石川島 播磨重工業株式会社東京第一工場内 (72)発明者 高部 茂 東京都江東区豊洲２丁目１番１号 石川島 播磨重工業株式会社東京第一工場内 (72)発明者 槙田 正博 広島県府中市目崎町762番地 リョービ株 式会社内 (72)発明者 佐々木 政義 広島県府中市目崎町762番地 リョービ株 式会社内 (72)発明者 藤井 達也 広島県府中市目崎町762番地 リョービ株 式会社内 Ｆターム(参考） 3G005 EA07 FA41 GB73 GB78 KA09 3H029 AA03 AB02 BB31 CC05 CC16

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スーパーチャージャ用ロータ（１１）の
   プロファイル部（１１ａ）とこれを貫通する軸（１２）
   とを鋳ぐるむ方法であって、 プロファイル部と連結される軸の表面に予め左右螺旋状
   のクロス目（１３）を加工し、該軸の回りにプロファイ
   ル部（１１ａ）をダイカスト鋳造で鋳ぐるむ、ことを特
   徴とするプロファイル部と軸の鋳ぐるみ方法。
2. 【請求項２】 前記左右螺旋状のクロス目（１３）は、
   右ネジ螺旋状溝と、左ネジ螺旋溝とからなり、これを互
   いにクロスさせる、ことを特徴とする請求項１に記載の
   プロファイル部と軸の鋳ぐるみ方法。