JP2003106265A

JP2003106265A - アルミ製オイルポンプ及びその製造方法

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Publication number: JP2003106265A
Application number: JP2001297386A
Authority: JP
Inventors: Tomotaka Kuromiya; 智孝黒宮; Koji Obayashi; 巧治大林; Shigeto Noma; 重人野間; Satoshi Nonoyama; 諭野々山; Hiroyuki Kawaura; 宏之川浦; Kazuaki Nishino; 和彰西野; Hiroshi Kawahara; 博川原; Yasuhiro Fukuoka; 泰博福岡
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Aisin Takaoka Co Ltd; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Aisin Takaoka Co Ltd; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2003-04-09

Abstract

(57)【要約】【課題】全体的に高強度材を採用することなく，局所
的にエロージョンの発生を抑制することができる，耐エ
ロージョン性に優れたアルミ製オイルポンプ及びその製
造方法を提供すること。【解決手段】オイルポンプギアとの摺動面１０を有す
ると共にアルミニウム合金よりなるアルミ製部品１を含
むアルミ製オイルポンプ１００を製造する方法におい
て，摺動面１０の少なくとも一部に高密度エネルギービ
ームを照射し，後述する切削加工の切削深さ以上の深さ
を溶融させて溶融部を形成し，溶融部を少なくとも１秒
以上溶融状態に保持した後に凝固させて溶融凝固部を形
成し，その後，溶融凝固部の表面が平坦になるように切
削加工して改質部５３を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は，作動油を圧送するためのオイル
ポンプであって，アルミニウム合金よりなるアルミ製部
品を含むアルミ製オイルポンプに関する。

【０００２】

【従来技術】例えば自動車用の自動変速機などの機械装
置においては，作動油を圧送するためのオイルポンプが
使用されている。オイルポンプは，ボディー及びカバー
の間にオイルポンプギアを配置し，このオイルポンプギ
アをボディー及びカバーに摺動させながら回転させて運
転するよう構成されている。そして，近年においては，
上記オイルポンプの軽量化を図るため，上記ボディーや
カバー等の部品を構成する材料を，鉄系材料からアルミ
ニウム合金へ転換することが行われてきている。

【０００３】

【解決しようとする課題】ところが，上記オイルポンプ
部品であるボディー及びカバーを一般的なアルミニウム
合金により構成した場合には，オイルポンプの使用中
に，それらの部品の表面に局部的にキャビテーションエ
ロージョンによる損傷が生じる場合がある。かかる不具
合を解消する対策としては，上記アルミニウム合金とし
て，エロージョンに耐えうる高強度材，例えば高Ｓｉア
ルミニウム合金等を用いる方法がある。

【０００４】しかしながら，この高強度材の採用は，材
料コストが高くなるばかりでなく，切削加工時の切削抵
抗が大きくなり，切削性が低下するという問題を生む。
切削性の低下は，刃具の摩耗の増大による工具費増加及
び生産性低下を招くと共に，切削精度の低下にもつなが
る。また，上記キャビテーションエロージョンの発生場
所は局所的であり，部品全体を高強度化しても無駄が大
きい。

【０００５】本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので，全体的に高強度材を採用することなく，局
所的にエロージョンの発生を抑制することができる，耐
エロージョン性に優れたアルミ製オイルポンプ及びその
製造方法を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題の解決手段】第１の発明は，オイルポンプギアと
の摺動面を有すると共にアルミニウム合金よりなるアル
ミ製部品を含むアルミ製オイルポンプを製造する方法に
おいて，上記摺動面の少なくとも一部に高密度エネルギ
ービームを照射し，後述する切削加工の切削深さ以上の
深さを溶融させて溶融部を形成し，該溶融部を少なくと
も１秒以上溶融状態に保持した後に凝固させて溶融凝固
部を形成し，その後，該溶融凝固部の表面が平坦になる
ように切削加工して改質部を形成することを特徴とする
アルミ製オイルポンプ（以下，適宜，単にオイルポンプ
という）の製造方法にある（請求項１）。

【０００７】本製造方法においては，まず，上記のごと
く，摺動面の少なくとも一部に高密度エネルギービーム
を照射し，上記溶融部を形成する。この溶融部の溶融深
さは，その後の切削加工時の切削深さよりも深くする。
そして，上記溶融部は，１秒以上溶融状態に保持してか
ら凝固させる。このとき，溶融状態の保持時間が１秒以
上であるので，上記溶融部を耐エロージョン性に優れた
状態に改質することができる。

【０００８】即ち，エロージョンの発生は，アルミ製部
品の鋳込み時に生じる小さな気孔であるキャビテーショ
ンの存在が原因となる。このキャビテーションを含む部
分は溶融状態にすることにより気泡となる。ここで溶融
状態を１秒以上保持することにより，上記気泡を表面か
ら抜け出させることができる。そのため，その後凝固さ
せた際には，キャビテーションのない健全な状態の上記
溶融凝固部が得られる。一方，上記溶融状態の保持時間
が１秒未満の場合には，上記気泡が抜けきらず，キャビ
テーションが残存してしまうおそれがある。

【０００９】そして，本発明では，上記溶融凝固部を形
成した後，その表面が平坦になるように切削加工を行
う。ここで，上記のごとく，溶融凝固部の深さ，つまり
溶融部の深さは切削深さよりも深い。そのため，上記切
削加工後には，表面が平坦であると共に，キャビテーシ
ョンがない健全な溶融凝固部の残存部分よりなる改質部
が形成される。それ故，この改質部をエロージョンの発
生しやすい位置に設けたアルミ製部品は，オイルポンプ
に組み上げて使用した場合において，上記改質部の存在
によってエロージョンの発生を十分に抑制することがで
きる。

【００１０】また，本発明では，上記のごとく，エロー
ジョンが発生しやすい部分を選択して，その部分だけに
上記改質部を設けることができる。そのため，上記アル
ミ製部品の全体の材質を高強度材料に変更する必要がな
く，オイルポンプの特性に合致する程度の比較的安価な
アルミニウム合金を採用することができる。また，上記
切削工程においては優れた切削性を維持することがで
き，生産性及び切削精度の向上を図ることができる。

【００１１】このように，本発明によれば，全体的に高
強度材を採用することなく，局所的にエロージョンの発
生を抑制することができる，耐エロージョン性に優れた
アルミ製オイルポンプの製造方法を提供することができ
る。

【００１２】第２の発明は，オイルポンプギアとの摺動
面を有すると共にアルミニウム合金よりなるアルミ製部
品を含むアルミ製オイルポンプにおいて，上記摺動面の
少なくとも一部には，高密度エネルギービームを照射し
溶融させた後凝固させた溶融凝固部を含む改質部を有す
ることを特徴とするアルミ製オイルポンプにある（請求
項７）。

【００１３】本発明のアルミ製オイルポンプは，そのア
ルミ製部品に上記改質部を有している。この改質部は，
上記高密度エネルギービームの照射により溶融させた後
凝固させた溶融凝固部を含んでいる。上記改質部は，エ
ロージョンの発生原因であるキャビテーションのほとん
ど無い健全な状態となっている。それ故，この改質部を
エロージョンの発生しやすい部分に有するアルミ製部品
は，オイルポンプに組み込んで使用した際の耐エロージ
ョン性に優れたものとなる。そして，全体的に高強度材
料を用いる必要がないので，比較的安価である。

【００１４】このように，本発明によれば，全体的に高
強度材を採用することなく，局所的にエロージョンの発
生を抑制することができる，耐エロージョン性に優れた
アルミ製オイルポンプを提供することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】第１の発明（請求項１）における
上記高密度エネルギービームとしては，例えば電子ビー
ム，レーザービームなどがある。また，上記アルミニウ
ム合金としては，種々のダイカスト合金Ａｌ−Ｓｉ系，
Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系，及び重鋳合金Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ
系，Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系，Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ−Ｍｇ系，
Ａｌ−Ｍｇ系等を採用することができる。

【００１６】また，上記切削加工の切削深さは１５０μ
ｍ以上であることが好ましい（請求項２）。切削深さが
１５０μｍ未満の場合には，摺動面全体の平坦度を出す
ことが困難である。

【００１７】また，上記高密度エネルギービームの照射
予定部に，上記アルミニウム合金に合金化可能な供給物
質が存在する状態において，上記高密度エネルギービー
ムを照射することが好ましい（請求項３）。

【００１８】この場合には，上記高密度エネルギービー
ムの照射によって形成された溶融部に上記供給物質が混
合される。そして，上記溶融部が凝固して得られた溶融
凝固部は，合金化した組織，例えば，アルミニウム合金
のマトリックス相に上記供給物質が固溶した組織，ある
いは上記マトリックス相を構成する成分と上記供給物質
とが分散相を形成した組織などを有したものとなる。

【００１９】そのため，上記供給物質として上記アルミ
ニウム合金を強化しうる物質を選択することにより，上
記改質部の硬度又は強度を向上させることができる。そ
れ故，この場合には，キャビテーションの消滅による効
果に加え，硬度又は強度の向上によるエロージョンの抑
制効果をも得ることができる。

【００２０】また，上記供給物質よりなる粒子を，上記
高密度エネルギービームの照射予定部に高速で衝突させ
るショット照射を行い，その後上記高密度エネルギービ
ームを照射することが好ましい（請求項４）。この場合
には，上記高密度エネルギービームの照射予定部に対し
て，上記供給物質を供給すると共に機械的エネルギーを
与えることができる。これにより，上記照射予定部にお
いては，いわゆるメカニカルアロイ現象を得ることがで
きる。それ故，その後の高密度エネルギービームの照射
において，供給物質が略均一に混じった溶融部を得るこ
とができ，均一な改質部を形成することができる。

【００２１】また，上記供給物質は，Ｓｉ，Ｆｅ，Ｃ
ｕ，Ｎｉのうちいずれか１種以上を含有することが好ま
しい（請求項５）。これらの物質は，アルミニウム合金
に合金化した場合に，その硬度又は強度を向上させる効
果を発揮しうる。そのため，これらの物質を上記供給物
質として用いることにより，上記改質部の硬度又は強度
を容易に向上させることができる。

【００２２】また，上記高密度エネルギービームは電子
ビームであることが好ましい（請求項６）。電子ビーム
は，その出力制御を精度良く行うことができる。そのた
め，電子ビームを採用することによって，上記溶融部の
溶融深さ及び溶融状態の保持時間の制御を容易に行うこ
とができる。

【００２３】また，上記電子ビームを採用する場合に
は，その照射出力は，所定のスロープアップ時間をかけ
て出力を最大とし，所定の保持時間の後，所定のスロー
プダウン時間をかけて出力を０とするように制御するこ
とが好ましい。これにより，上記スロープアップ時間，
保持時間，及びスロープダウン時間を調整することによ
って，上記溶融部の溶融状態の保持時間を比較的容易に
調整することができる。

【００２４】そして，上記電子ビームの総投入エネルギ
ー量は，４５〜８１Ｗ・ｓ／ｍｍ²であることが好まし
い。総投入エネルギー量が４５Ｗ・ｓ／ｍｍ²未満の場
合には，溶融深さ不足より，１５０μｍ切削後，改質層
が無くなるおそれがあり，一方，８１Ｗ・ｓ／ｍｍ²を
超える場合には溶融量が多くなりすぎ，表面の平滑度が
悪化するという問題がある。

【００２５】また，電子ビームのエネルギー密度は２０
〜４０Ｗ／ｍｍ²であることが好ましい。エネルギー密
度が２０Ｗ／ｍｍ²未満の場合には，溶融深さ不足とい
う問題があり，一方，４０Ｗ／ｍｍ²を超える場合に
は，平滑度悪化という問題がある。

【００２６】また，上記電子ビームの最大出力時の保持
時間は，１０００〜１５００ｍｓｅｃであることが好ま
しい。最大出力時の保持時間が１０００ｍｓｅｃ未満の
場合には，溶融深さ不足という問題があり，一方，１５
００ｍｓｅｃを超える場合には平滑度悪化という問題が
ある。

【００２７】また，上記電子ビームは偏向させながら所
定の範囲に照射するが，その偏向周波数は，２０〜１０
０Ｈｚであることが好ましい。偏向周波数が２０Ｈｚ未
満の場合には，電子ビームの移動速度が遅くなり同じ点
を長時間照射してしまうため，溶融量が多くなりすぎて
平滑度が悪化するという問題がある。一方，１００Ｈｚ
を超える場合には電子ビームの移動速度が速くなりす
ぎ，照射時間が不足してしまい溶融深さが不足するとい
う問題がある。

【００２８】また，上記電子ビームの最大出力からこれ
を０に絞る際のスロープダウン時間は，１０００〜１５
００ｍｓｅｃであることが好ましい。スロープダウン時
間が１０００ｍｓｅｃ未満の場合には溶融深さ不足とい
う問題があり，一方，１５００ｍｓｅｃを超える場合に
は平滑度悪化という問題がある。

【００２９】次に，上記第２の発明（請求項７）におい
ては，上記改質部は，後述する切削加工の切削深さ以上
の深さを溶融させて溶融部を形成し，該溶融部を少なく
とも１秒以上溶融状態に保持した後に凝固させて上記溶
融凝固部を形成し，その後，該溶融凝固部の表面が平坦
になるように切削加工することにより形成されているこ
とが好ましい（請求項８）。この場合には，上記１秒以
上の溶融状態保持によって，より確実にキャビテーショ
ンの防止を図ったアルミ製オイルポンプを得ることがで
きる。

【００３０】また，上記改質部は，キャビテーションエ
ロージョンの生じる部位，または上記オイルポンプギア
との摺動によって摩耗する部位に形成することが好まし
い（請求項９）。これにより，優れたアルミ製オイルポ
ンプを得ることができる。

【００３１】また，上記改質部は，上記アルミニウム合
金に合金化されたＳｉ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｎｉのうちいずれ
か１種以上を含有していることが好ましい（請求項１
０）。この場合には，上記のごとく，上記改質部の硬度
又は強度を容易に向上させることができる。また，上記
第２の発明においても，上記高密度エネルギービームは
電子ビームであることが好ましい。

【００３２】

【実施例】（実施例１）本発明の実施例に係るアルミ製
オイルポンプ部品及びその製造方法につき，図１〜図１
０を用いて説明する。本例では，図２に示すごとく，オ
イルポンプギア３１，３２との摺動面１０を有すると共
にアルミニウム合金よりなるアルミ製部品であるカバー
１を有するアルミ製オイルポンプ１００を製造する方法
である。本例の方法では，図５に示すごとく，上記摺動
面１０の少なくとも一部に高密度エネルギービーム７を
照射する。そして，図７，図８に示すごとく，後述する
切削加工の切削深さ以上の深さを溶融させて溶融部５１
を形成し，該溶融部５１を少なくとも１秒以上溶融状態
に保持した後に凝固させて溶融凝固部５２を形成し，そ
の後，該溶融凝固部５２の表面が平坦になるように切削
加工して改質部５３を形成する。

【００３３】以下，これを詳説する。本例で製造するア
ルミ製オイルポンプ１００は，図２に示すごとく，上記
カバー１とボディー２と，これらの間に配設された一対
のオイルポンプギア３１，３２と，さらにこれらを貫通
するように配設されたステータシャフト４を有してな
る。アルミ製部品としてのカバー１は，図３に示すごと
く，凹状に窪んだ油道１５を複数有している。そして図
４に示すごとく，カバー１は，その摺動面１０に配置し
た上記オイルポンプギア３１，３２の回転に伴って作動
油が上記油道１５を流れるように構成されている。

【００３４】本例では，まず，このカバー１を，図３に
示す形状となるように，ＡＤＣ１２を用いてダイカスト
法により作製した。そして，最終的には，図１に示すご
とく，カバー１の摺動面１０の２箇所に上記改質部５３
を設けた。改質部５３を設けるに当たっては，まず，図
５に示すごとく，上記改質部５３を形成する２箇所の位
置に，高密度エネルギービームとしての電子ビーム（Ｅ
Ｂ）７を照射した。

【００３５】このときの電子ビーム７の照射条件は，図
６に示すごとく，その照射出力を，所定のスロープアッ
プ時間ａをかけて出力を最大とし，所定の保持時間ｂの
後，所定のスロープダウン時間ｃをかけて出力を０とす
るように制御した。また，電子ビーム７の総投入エネル
ギー量，上記最大出力時のエネルギー密度，偏向周波数
等を制御して，上記改質部５３となりうる矩形の領域に
上記電子ビーム７を照射した。そして，上記の各条件
は，図７に示すごとく，溶融部５１の溶融深さＤが約
１．２ｍｍ，溶融状態の保持時間が約１５００ｍｓｅｃ
となるように調整した。

【００３６】これにより，電子ビーム７を照射した部分
は，図７に示すごとく，溶融部５１が冷却凝固されて溶
融凝固部５２となった。次に，本例では，上記カバー１
の摺動面１０全体を旋盤により切削した。切削深さＥは
約１５０μｍとした。これにより，図８に示すごとく，
上記溶融凝固部５２は表面を平坦に切削された状態で残
存し，改質部５３となった。このようにして，図１に示
すごとく，２箇所の改質部５３を摺動面の一部に有する
カバー１が得られた。

【００３７】次に，本例では，上記改質部５３の存在に
よる効果を検証するため，上記カバー１を用いて図２，
図４に示すごときオイルポンプギア３１，３２を有する
オイルポンプ１００を組み上げ，実際に所定時間運転す
る実験を行った。また，比較のために，上記改質部５３
を有していない点のみが上記カバー１と異なる複数の比
較品９を準備し，同様に実験を行った。

【００３８】その結果，本発明品である上記カバー１
は，実験後においても摺動面１０に何らエロージョンが
発生していなかった。一方，比較品９の中には，図１０
に示すごとく，局部的，特に吸入したポートと吐出ポー
トとの間のインナロータとアウタロータの歯によって形
成される歯間室の容量が略最大となる位置でシールラウ
ンド９２にキャビテーションエロージョン９１が発生し
ているものがあった。この結果から，本例における改質
部５３は，キャビテーションエロージョンの発生抑制に
有効であることがわかった。また，図９に示すごとく，
ギアによる摺動面の摩耗９３が生じるものがあったが，
本例の改質部５３を設けたものにはそのようなものはな
かった。これにより改質部５３は摺動面の摩耗の抑制に
も有効であることが分かった。

【００３９】この理由は，次のように考えられる。即
ち，上記溶融部５１の形成によって，その内部に含まれ
ていたキャビテーションは気泡となり，その後，溶融部
５１の溶融状態を上記のごとく比較的長時間保持するこ
とにより，上記気泡を溶融部５１の表面から抜け出させ
ることができる。そのため，その後溶融部５１を凝固さ
せた際には，キャビテーションのない健全な状態の溶融
凝固部５２が得られる。また，溶融凝固部５２の深さＤ
は，その後に行う切削加工の切削深さＥよりも深い。そ
のため，切削加工後に得られる改質部５３は，キャビテ
ーションがない健全な溶融凝固部５２の残存部分より構
成されたものとなる。それ故，この改質部５３をエロー
ジョンの発生しやすい位置に設けたアルミ製部品である
カバー１を有するアルミ製オイルポンプ１００は，エロ
ージョンの発生を十分に抑制することができる。

【００４０】（実施例２）本例は，実施例１の高密度エ
ネルギービーム７の照射予定部に，上記アルミニウム合
金に合金化可能な供給物質６が存在する状態において，
上記高密度エネルギービーム７を照射してカバー１を製
造した例である。

【００４１】具体的には，上記供給物質６としては粒径
２０〜１５０μｍのＣｕ，Ｆｅ−３ｗｔ％Ｃ，Ｎｉ，Ｓ
ｉ，Ｃｕ−１５ｗｔ％Ｎｉ−３ｗｔ％Ｓｉ−１．３ｗｔ
％Ｂ等を採用することができる。そして，図１１に示す
ごとく，供給物質６よりなる粒子を，上記高密度エネル
ギービームの照射予定部に高速で衝突させるショット照
射を行った。ショット照射には，ショットブラスと装置
８を用いた。そして，０．４ＭＰａの圧縮空気８５を用
いて，ノズル８０から供給物質６を噴出し，カバー１の
表面に衝突させた。これにより，カバー１の高密度エネ
ルギービーム照射予定部には，供給物質６が表面に分散
配置された状態が得られた。その後は，実施例１と同様
に高密度エネルギービーム７を照射して，溶融部５１，
溶融凝固部５２を順次形成した後，切削工程を経て改質
部５３を形成した。

【００４２】本例によって得られたカバー１は，上記改
質部５３の硬度が実施例１の場合よりも向上した。これ
は，上記溶融部５１形成時に上記供給物質６がアルミニ
ウム合金に合金化され，得られた溶融凝固部５３が組織
改善されたためである。その他は，実施例１と同様の作
用効果が得られた。

【００４３】（実施例３）本例では，実施例１，２に加
え，複数種類のカバーを作製し，その改質部又は改質部
に相当する部分（以下，改質部等という）でのエロージ
ョンの発生傾向を定量的に測定すると共に，改質部等の
表面硬さを求めた。準備した試料を表１に示す。

【００４４】

【表１】

【００４５】耐キャビテーションエロージョン性は，図
１５に示すごとく，対抗型振動試験法の装置４５を用
い，ホーン４５１より全振幅２０μｍ，共振周波数１９
ｋＨｚの超音波を，試験液４５２中に浸漬した試料４５
３（カバー１）に向けて放射することによってキャビテ
ーションエロージョンを積極的に発生させ，得られたエ
ロージョンの体積を測定して定量評価した。また，試験
の時間は，１時間（１ｈ），３時間（３ｈ），５時間
（５ｈ）の３種類とした。なお，試験液４５２としては
イオン交換水を使用し，試料４５３とホーン４５１との
間隔は０．５ｍｍ，試験液の温度は３５℃とするという
条件で試験を行った。改質部等の表面硬さは，その断面
において測定し，最表面からの距離との相関についても
求めた。

【００４６】エロージョン体積の測定結果を図１２に示
す。同図は横軸に試料の種類及び処理時間を示し，縦軸
に測定値をとったものである。また，表面硬さ（Ｈｖ）
の測定結果を図１３，図１４に示す。図１３は，各試料
毎に，最表面からの距離が０．０２５〜０．１ｍｍの位
置の断面の平均表面硬さの測定結果を示すものである。
また，図１４は，試料Ｅ１１〜Ｅ１６について，最表面
からの距離とその断面における表面硬さとの相関を示す
ものである。

【００４７】図１２より知られるごとく，改質部５３を
設けた試料Ｅ１１〜Ｅ１６は，改質部を設けていないア
ルミ製オイルポンプ部品である試料Ｃ１に比べて大幅に
エロージョンの発生が少なく，試料Ｃ２の鋳鉄品と同等
以上の優れた耐エロージョン性を示した。

【００４８】また，図１３，図１４より知られるごと
く，改質部等の表面硬さは，試料Ｃ２の鋳鉄ほど高くな
らなかったが，すべての本発明品Ｅ１１〜Ｅ１６が試料
Ｃ１よりも向上した。そして，電子ビーム（ＥＢ）の照
射のみによっても向上したが（試料Ｅ１１），供給物質
を合金化させた場合には（試料Ｅ１２〜Ｅ１６），さら
に向上した。ここで，試料Ｅ１１において硬度が向上し
た理由は，溶融部５１形成後に溶融凝固部５２を形成す
ることによって，組織が均一化すると共に微細化するた
めであると考えられる。また，図１４から知られるよう
に，改質部５３は，最表面からおよそ０．１５ｍｍの深
さまで存在していることがわかる。

【００４９】（実施例４）本例では，実施例３における
基本材質をＡＤＣ１２からＳｉの高いＮＨ４２に変更
し，また鋳造方法をダイカスト鋳造法から重力鋳造法に
変更し，実施例３と同様に評価した例である。改質部の
形成方法は，実施例１，２と同様である。準備した試料
は表２に示す。なお試料Ｃ２は実施例３と同じである。

【００５０】

【表２】

【００５１】本例においても，実施例３と同様にエロー
ジョン及び表面硬さの測定行い，図１６〜図１８に測定
結果を示した。図１６より知られるごとく，改質部５３
を設けた試料Ｅ２１〜Ｅ２６は，すべて改質部を設けて
いないアルミ製オイルポンプ部品である試料Ｃ３に比べ
て大幅にエロージョンの発生が少なかった。また，供給
物質を用いた試料Ｅ２２〜Ｅ２６においては，試料Ｃ２
の鋳鉄品と同等以上の優れた耐エロージョン性を示し
た。

【００５２】また，図１７，図１８より知られるごと
く，改質部等の表面硬さは，試料Ｃ２の鋳鉄ほど高くな
らなかったが，すべての本発明品Ｅ２１〜Ｅ２６が試料
Ｃ３よりも向上した。そして，電子ビーム（ＥＢ）の照
射のみに場合（試料Ｅ２１）よりも，供給物質を合金化
させた場合には（試料Ｅ２２〜Ｅ２６）の向上率が高か
った。また，図１８から知られるように，本例でも，改
質部５３は，最表面からおよそ０．１５ｍｍの深さまで
存在していることがわかる。

【００５３】（実施例５）本例では，実施例３における
基本材質をＡＤＣ１２からＡＣ４ＣＨに変更し，また鋳
造方法をダイカスト鋳造法から重力鋳造法に変更し，実
施例３と同様に評価した例である。改質部の形成方法
は，実施例１，２と同様である。準備した試料は表３に
示す。なお試料Ｃ２は実施例３と同じである。

【００５４】

【表３】

【００５５】本例においても，実施例３と同様にエロー
ジョン及び表面硬さの測定行い，図１９〜図２１に測定
結果を示した。図１９より知られるごとく，改質部５３
を設けた試料Ｅ３１〜Ｅ３６は，すべて改質部を設けて
いないアルミ製オイルポンプ部品である試料Ｃ４に比べ
てエロージョンの発生が少なかった。また，供給物質を
用いた試料Ｅ３２〜Ｅ３６においては，特に優れた耐エ
ロージョン性を示した。

【００５６】また，図２０，図２１より知られるごと
く，改質部等の表面硬さは，試料Ｃ２の鋳鉄ほど高くな
らなかったが，すべての本発明品Ｅ３１〜Ｅ３６が試料
Ｃ４よりも向上した。そして，電子ビーム（ＥＢ）の照
射のみに場合（試料Ｅ３１）よりも，供給物質を合金化
させた場合には（試料Ｅ３２〜Ｅ３６）の向上率が高か
った。また，図２１から知られるように，本例でも，改
質部５３は，最表面からおよそ０．１５ｍｍの深さまで
存在していることがわかる。

【００５７】（実施例６）本例では，実施例１の場合の
電子ビーム７の照射条件の内，総投入エネルギー量と溶
融深さとの関係を求めた。具体的には，母材として実施
例１と同様のＡＤＣ１２を用い，の条件は一定とし，の
条件を変化させて電子ビームの総投入エネルギー量を変
化させて，それぞれ溶融凝固部を形成した。そしてその
溶融凝固部の深さを断面から測定した。

【００５８】測定結果を図２２に示す。同図は，横軸に
溶融深さ（ｍｍ）を，縦軸に総投入エネルギー量（Ｗ／
ｓ／ｍｍ²）をとったものである。同図から知られるご
とく，総投入エネルギー量と溶融深さとは相関が強い。
このため，高密度エネルギービームとして電子ビームを
用いる場合には，この総投入エネルギー量を制御するこ
とにより，上記溶融部の溶融深さを比較的容易に制御で
きることがわかった。

【００５９】なお，上記各実施例では，アルミ製オイル
ポンプ部品としてのカバーについて示したが，オイルポ
ンプのボディーをアルミニウム合金で作製する場合にも
同様な改質部を設けてエロージョンの抑制を図ることも
勿論可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１における，アルミ製オイルポンプ部品
（カバー）を示す正面図。

【図２】実施例１における，オイルポンプの構造を示す
説明図。

【図３】実施例１における，改質部を形成する前のアル
ミ製オイルポンプ部品の正面図。

【図４】実施例１における，アルミ製オイルポンプ部品
とオイルポンプギアとの位置関係を示す説明図。

【図５】実施例１における，高密度エネルギービーム
（電子ビーム）を照射している状態を示す説明図。

【図６】実施例１における，高密度エネルギービーム
（電子ビーム）の出力制御方法を示す説明図。

【図７】実施例１における，溶融部（溶融凝固部）を形
成した状態を示す説明図。

【図８】実施例１における，溶融凝固部を切削して改質
部を形成した状態を示す説明図。

【図９】実施例１における，比較品にギアによる摺動面
の摩耗が発生した状態を示す説明図。

【図１０】実施例１における，他の比較品にキャビテー
ションエロージョンが発生した状態を示す説明図。

【図１１】実施例２における，ショットブラスト装置を
用いて供給物質を噴射している状態を示す説明図。

【図１２】実施例３における，エロージョン体積の測定
結果を示す説明図。

【図１３】実施例３における，改質部等の表面硬さの測
定結果を示す説明図。

【図１４】実施例３における，改質部の表面硬さと最表
面からの距離との関係を示す説明図。

【図１５】実施例３における，対抗型振動試験法の装置
の構成を示す説明図。

【図１６】実施例４における，エロージョン体積の測定
結果を示す説明図。

【図１７】実施例４における，改質部等の表面硬さの測
定結果を示す説明図。

【図１８】実施例４における，改質部の表面硬さと最表
面からの距離との関係を示す説明図。

【図１９】実施例５における，エロージョン体積の測定
結果を示す説明図。

【図２０】実施例５における，改質部等の表面硬さの測
定結果を示す説明図。

【図２１】実施例５における，改質部の表面硬さと最表
面からの距離との関係を示す説明図。

【図２２】実施例６における，電子ビームの総投入エネ
ルギー量と溶融深さとの関係を示す説明図。

【符号の説明】

１．．．アルミ製部品（カバー），１０．．．摺動面，
１００．．．アルミ製オイルポンプ，２．．．ボディ
ー，３１，３２．．．オイルポンプギア，４．．．ステ
ータシャフト，５１．．．溶融部，５２．．．溶融凝固
部，５３．．．改質部，６．．．供給物質，７．．．高
密度エネルギービーム（電子ビーム），

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｃ２３Ｃ 24/08 Ｃ２３Ｃ 24/08 Ｂ 26/00 26/00 Ｅ 26/02 26/02 Ｆ０４Ｃ 2/10 ３４１Ｆ０４Ｃ 2/10 ３４１Ｚ // Ｂ２３Ｋ 103:10 Ｂ２３Ｋ 103:10 (72)発明者黒宮智孝愛知県安城市藤井町高根10番地アイシン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者大林巧治愛知県安城市藤井町高根10番地アイシン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者野間重人愛知県安城市藤井町高根10番地アイシン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者野々山諭愛知県安城市藤井町高根10番地アイシン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者川浦宏之愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者西野和彰愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者川原博愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者福岡泰博愛知県豊田市高丘新町天王１番地アイシン高丘株式会社内Ｆターム(参考） 3H041 AA02 BB04 CC13 DD03 DD04 DD31 DD33 3H044 AA02 BB03 CC12 DD03 DD04 DD21 DD23 4E066 AA03 CA14 CB10 CC04 4K031 AA02 AA08 AB08 CB21 CB35 CB39 DA08 GA01 4K044 AA06 AB10 BA06 BA10 BA19 BB10 BC01 CA07 CA23 CA41 CA44 CA51

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】オイルポンプギアとの摺動面を有すると
共にアルミニウム合金よりなるアルミ製部品を含むアル
ミ製オイルポンプを製造する方法において，上記摺動面
の少なくとも一部に高密度エネルギービームを照射し，
後述する切削加工の切削深さ以上の深さを溶融させて溶
融部を形成し，該溶融部を少なくとも１秒以上溶融状態
に保持した後に凝固させて溶融凝固部を形成し，その
後，該溶融凝固部の表面が平坦になるように切削加工し
て改質部を形成することを特徴とするアルミ製オイルポ
ンプの製造方法。
【請求項２】請求項１において，上記切削加工の切削
深さは１５０μｍ以上であることを特徴とするアルミ製
オイルポンプの製造方法。
【請求項３】請求項１又は２において，上記高密度エ
ネルギービームの照射予定部に，上記アルミニウム合金
に合金化可能な供給物質が存在する状態において，上記
高密度エネルギービームを照射することを特徴とするア
ルミ製オイルポンプの製造方法。
【請求項４】請求項３において，上記供給物質よりな
る粒子を，上記高密度エネルギービームの照射予定部に
高速で衝突させるショット照射を行い，その後上記高密
度エネルギービームを照射することを特徴とするアルミ
製オイルポンプの製造方法。
【請求項５】請求項３又は４において，上記供給物質
は，Ｓｉ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｎｉのうちいずれか１種以上を
含有することを特徴とするアルミ製オイルポンプの製造
方法。
【請求項６】請求項１〜５のいずれか１項において，
上記高密度エネルギービームは電子ビームであることを
特徴とするアルミ製オイルポンプの製造方法。
【請求項７】オイルポンプギアとの摺動面を有すると
共にアルミニウム合金よりなるアルミ製部品を含むアル
ミ製オイルポンプにおいて，上記摺動面の少なくとも一
部には，高密度エネルギービームを照射し溶融させた後
凝固させた溶融凝固部を含む改質部を有することを特徴
とするアルミ製オイルポンプ。
【請求項８】請求項７において，上記改質部は，後述
する切削加工の切削深さ以上の深さを溶融させて溶融部
を形成し，該溶融部を少なくとも１秒以上溶融状態に保
持した後に凝固させて上記溶融凝固部を形成し，その
後，該溶融凝固部の表面が平坦になるように切削加工す
ることにより形成されたことを特徴とするアルミ製オイ
ルポンプ。
【請求項９】請求項７又は８において，上記改質部
は，キャビテーションエロージョンの生じる部位，また
は上記オイルポンプギアとの摺動によって摩耗する部位
に形成したことを特徴とするアルミ製オイルポンプ。
【請求項１０】請求項７〜９のいずれか１項におい
て，上記改質部は，上記アルミニウム合金に合金化され
たＳｉ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｎｉのうちいずれか１種以上を含
有していることを特徴とするアルミ製オイルポンプ。
【請求項１１】請求項７〜１０のいずれか１項におい
て，上記高密度エネルギービームは電子ビームであるこ
とを特徴とするアルミ製オイルポンプ。