JP2587022B2 - 角部を有する部材への樹脂ライニング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は，角部を有する部材の表面を熱可塑性樹脂粉
体でライニングする方法に関し，特に，角部のライニン
グ膜厚を厚くすることの可能なライニング方法に関す
る。

〔従来の技術〕

金属部材の表面に樹脂粉体でライニングする方法は，
金属部材を樹脂の融点以上に加熱しておいて樹脂粉体の
流動槽に投入することで行う流動浸漬法や，常温或いは
加熱した金属部材に樹脂粉体を静電ガンで帯電させて付
着させ，電気炉等で溶融させる静電塗装法などが知られ
ている。また，厚膜ライニングのためには金属部材を流
動槽内において誘導加熱などの手法を用い，加熱する方
法も知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし，上記従来技術では，ライニングすべき金属部
材が角部を有する場合，角部は熱容量が小さいため，他
の部分に比較して樹脂付着量が少なく，また，樹脂の収
縮などの影響で膜厚が薄くなり，角部に充分な膜圧のラ
イニングを形成できないという問題があった。

そのため，従来はやむを得ず角部になめらかな面取り
（一般に3mmR以上）を行い，その後ライニングを実施し
ている。この方法は，装飾や防食のために金属部材に樹
脂ライニングを行う場合には，適用可能である。ところ
が，近年，樹脂ライニングが機械部品等を中心に，摺動
性，シール性，耐摩耗性，非粘着性などの用途に拡大さ
れている。このような用途の樹脂ライニングを施した機
械部品においては，通常，外寸が重要であり，ライニン
グ後に機械加工を行うなどにより寸法精度を向上させて
いる。この場合角部に面取りを施すと，寸法が足りなく
なることが多く，従って面取りを行うことはできない。
かくして，角部に対しても平面部と同様に厚い樹脂層を
形成しうるライニング方法の開発が要望されている。

角部のライニング厚を所望の厚さにするには，数回以
上のライニングを繰り返す多層塗りを行うことによって
も可能である。しかしながら，この方法では生産性が悪
いばかりでなく，他の部分の膜厚が必要以上に厚くなっ
てしまい，樹脂粉体のロスが大きく，不経済である。ま
た，皮膜性能的にも，部分的に厚膜が発生するため，応
力による皮膜の剥離や破断などの不具合が出易くなる。

本発明は，かかる問題点に鑑みてなされたもので，角
部に面取りすることなく，また，過剰な樹脂粉体を使用
することなく角部に所望の膜厚の樹脂層を形成すること
の可能な樹脂ライニング方法を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成すべくなされた本発明は，角部を有す
る部材の表面を樹脂粉体の融点以上に加熱し，かつ樹脂
粉体を接触させることによって，樹脂を加熱溶融し，前
記部材表面に接着した樹脂層を形成する工程と，該樹脂
層が軟化温度以上にあるうちに，角部に隣接した表面上
の樹脂層を押圧し，樹脂を角部に移動させて角部の樹脂
層を増肉する工程とを有する，角部を有する部材への樹
脂ライニング方法を要旨とする。

本発明によって樹脂ライニングを行うべき角部を有す
る部材としては，特に限定するものではないが，ルーツ
ブロワーのローターを挙げることができる。このロータ
ーは，二葉型或いは三葉型断面の等軸体であり，外周面
と端面との境界に角部を有している。また，このほかに
も，真空ポンプ，コンプレッサーのローター等を挙げる
ことができる。

ライニングに使用する樹脂も特に限定されるものでは
なく，各種の熱可塑性樹脂，例えばナイロン，ポリプロ
ピレン,PPS等を挙げることができ，特に，摺動性，耐摩
耗性向上のためにはフッ素系樹脂が好ましい。

本発明において，樹脂層を形成する工程としては，従
来の樹脂粉体を利用した任意のライニング方法を使用す
ることができる。例えば，ライニングすべき部材を予め
加熱し，加熱した部材を樹脂粉体の流動槽中に入れる方
法，加熱した部材に樹脂粉体を振り掛ける方法，逆にラ
イニングすべき部材を樹脂粉体の流動槽中に入れ，その
後前記部材を誘導加熱等で加熱する方法，常温或いは加
熱した部材に静電気を利用して樹脂粉体を付着させ，そ
の後電気炉等に入れて加熱する方法等を使用することが
できる。

角部の樹脂層を増肉する工程は，樹脂層を形成した
後，直ちに，その樹脂層が軟化温度以下に冷える前に行
ってもよいし，或いは一旦樹脂層を軟化温度以下に冷却
し，その後，再加熱して行ってもよい。樹脂層の押圧
は，押し型を押付けることによって行うことができ，ま
た，ローラをかけることによって行うこともできる。

樹脂層を再加熱して増肉を行うには，まず，前記樹脂
層を融点以上に加熱して再溶融し，その後その樹脂層が
軟化温度以上にあるうちに，角部に隣接した表面上の樹
脂層を押し型，ローラ等で押圧し，樹脂を角部に移動さ
せることができる。また，これに代わる方法として，ま
ず，角部に隣接した表面上の樹脂層に押し型を押付け，
自重，ばね等で押圧状態に保った状態で前記樹脂層を融
点以上に加熱して再溶融し，押し型で角部に隣接した表
面上の樹脂を押圧し角部に移動させることができる。

〔作用〕

角部を有する部材に対して樹脂粉体を利用した樹脂ラ
イニングを施すと，平面部或いはゆるやかな曲面部には
比較的厚い樹脂層が形成されるが，角部の樹脂層は薄く
なっている。この角部に隣接した平面部の樹脂層を軟化
温度以上の状態で押圧すると，樹脂層は容易にクリープ
変形を起こし，部材に対する接着性及び皮膜特性に悪影
響を与えることなく，樹脂が角部に流れ，角部の樹脂層
が増肉される。かくして，角部が厚膜の良好なライニン
グ皮膜が得られる。

〔実施例〕

以下，本発明をルーツブロワーのローターに対する樹
脂ライニングに適用した実施例を図面を参照して説明す
る。

第１図は樹脂ライニングを施すべきルーツブロワーの
ローター１を示している。このローター１はまゆ型断面
の等軸体であり，ゆるやかな曲面の外周面1Aと，両端の
平坦な端面1Bと，その境界の角部1Cとを有している。こ
のローター１の外周面1Aと端面1Bとが樹脂ライニングを
施すべき面であり，従って外周面1Aと端面1Bとの境界の
角部1Cにも樹脂ライニングが施される。ローター１は通
常アルミ合金で作られており，その表面にフッ素樹脂粉
体を用いて樹脂層が形成される。なお，図中,2は中央の
軸挿入用の軸穴,3はローターの軽量化を図るための貫通
穴である。

ライニングに先立って，ローター１の軸穴２にロータ
ー１を支持するための支持軸５（第２図参照）を挿入
し，必要に応じ，ローター１のライニングを施すべき面
に適当な前処理を施す。次に，貫通穴３内に穴内面への
樹脂付着を防止するためのマスキング部材６を挿入し，
次いでローター１を誘導加熱，電気炉加熱等で加熱し，
ライニングすべき面をライニング用樹脂の溶融温度以上
に昇温させる。その後，第２図に示すように，このロー
ター１を支持具７で吊り下げ，樹脂粉体の流動槽８内に
入れる。

流動槽８内にはライニングすべき樹脂粉体が流動して
おり，これが高温のローター１の表面に接触することに
より，加熱溶融し，ローター１の表面に樹脂層が形成さ
れる。ローター１を流動槽８内に適当な時間入れてお
き，所望の厚さの樹脂層が形成された後，これを取り出
し，放冷或いは強制冷却する。これにより，ローター１
の表面に接着した樹脂層が形成される。

第３図は樹脂層形成後のローター１の角部1Cの近傍を
拡大して示す断面図であり，ローター１の表面に樹脂層
10が形成されている。上記のように樹脂粉体を加熱溶融
して形成した樹脂層10は，角部1Cで丸味を帯び，薄くな
っている。このため，ローター１の外周面1A及び端面1B
の樹脂層10を仕上げ加工のため，二点鎖線で示す位置を
機械加工すると，角部に不足部分が生じてしまう。これ
を防ぐため，次の増肉方法を行う。

まず，第４図に示すように貫通穴３にストッパ部材11
を挿入し，先端がローター端面1Bから所定の距離ｔだけ
突出した位置で固定する。ここで，距離ｔは，ローター
端面1Bに残すべき樹脂層の厚さである。次に，ローター
１を電気炉等に入れて加熱し，樹脂層10を再溶融させ
る。樹脂層10の再溶融により，樹脂層表面に付着してい
た未溶融の樹脂粉体が溶融し，また樹脂層内の気泡が抜
け，より緻密な樹脂層が形成される。樹脂層10を再溶融
させた後，そのローター１を取り出し，樹脂層10が溶融
状態にある時に，第５図に示すように，その上下に平板
状の押し型12を取り付け，ベース板13上に乗せる。する
と，自重により上側の押し型12に下向きの押圧力が作用
し，また，ローター１に下向きの押圧力が作用し，ロー
ター１の上下の端面1B上の樹脂層10が押し型12によって
押圧されることとなる。なお，必要なら上側の押し型12
に下向きの押圧力Ｐを作用させてもよい。押し型12で押
圧された樹脂層10は，第６図に示すようにクリープ変形
し，ローター端面1Bにストッパ部材11の突出量によって
定まる所定厚さｔの樹脂層が形成され，過剰な樹脂が横
に流れて角部1Cに溜まる。かくして，角部1Cの樹脂層が
増肉される。その後は，樹脂層10を冷却し，押し型12,
ストッパ部材11等をローター１から取り外し，樹脂層外
面を所定寸法に，例えば二点鎖線で示す寸法に仕上げ加
工する。これによって，所望寸法の樹脂ライニングロー
ターを得ることができる。

なお，上記実施例では，樹脂層10を再溶融した後，樹
脂層が溶融状態にある時に，第５図に示すようにロータ
ー１の上下端面に押し型12を取付け，溶融状態の樹脂層
10を押圧しているが，樹脂層10の加熱と，押し型12の取
付との順序を変えることも可能である。すなわち，樹脂
層10を再溶融する前に，第４図に示すようにストッパ部
材11を取付け，次いで，第５図に示すように上下端面に
それぞれ押し型12を取付け，その押し型12が樹脂層10を
押圧した状態で，全体を電気炉等に入れ，樹脂層10を再
溶融する。これにより，溶融した樹脂層10が押し型12で
押圧され，第６図に示すように樹脂が流れて角部1Cを増
肉させることができる。

また，上記実施例において，流動槽で樹脂層を形成す
る時点においてまだ軟化点以上に樹脂層があるうちに，
押し型で押圧することでも角部を増肉させることが可能
である。

〔発明の効果〕

以上に説明したように，本発明は，角部を有する部材
に対して樹脂粉体を接触させ加熱溶融することにより樹
脂層を形成し，角部に隣接した平面部の樹脂層を軟化温
度以上の状態で押圧するように構成しているので，押圧
された溶融状態の樹脂層は容易にクリープ変形を起こ
し，部材に対する接着性及び皮膜特性に悪影響を与える
ことなく，樹脂が角部に流れ，角部の樹脂層を増肉する
ことができる。かくして，樹脂ライニング工程を繰り返
したり，過剰な樹脂粉体を使用することなく，簡単な工
程で生産性良く，角部が所望膜厚のライニング皮膜を形
成することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例による樹脂ライニング方法を説明
するもので，第１図はライニングを施すべきローターの
斜視図，第２図はそのローターを流動槽に入れて樹脂粉
体を付着させる工程を示す断面図，第３図は樹脂層形成
後のローターの要部断面図，第４図はそのローターにス
トッパ部材を挿入した状態を示す要部断面図，第５図は
ローター上下端面の樹脂層を押圧する工程を示す概略断
面図，第６図は樹脂層がクリープ変形する状態を示す要
部断面図である。 １……ローター,1A……外周面,1B……端面,1C……角部,
2……軸穴,3……貫通穴,5……支持軸,6……マスキング
部材,7……支持具,8……流動槽,10……樹脂層,11……ス
トッパ部材,12……押し型,13……ベース板。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】角部を有する部材の表面を樹脂粉体の融点
   以上に加熱し，かつ樹脂粉体を接触させることによっ
   て，樹脂を加熱溶融し，前記部材表面に接着した樹脂層
   を形成する工程と，角部に隣接した表面上の樹脂層を，
   軟化温度以上の状態で押圧し，樹脂を角部に移動させて
   角部の樹脂層を増肉する工程とを有する，角部を有する
   部材への樹脂ライニング方法。
2. 【請求項２】角部を有する部材の表面を樹脂粉体の融点
   以上に加熱し，かつ樹脂粉体を接触させることによっ
   て，樹脂を加熱溶融し，前記部材表面に接着した樹脂層
   を形成する工程と，該樹脂層の形成後，該樹脂層を融点
   以上に加熱して再溶融する工程と，前記樹脂層が軟化温
   度以上にあるうちに，角部に隣接した表面上の樹脂層を
   押圧し，樹脂を角部に移動させて角部の樹脂層を増肉す
   る工程とを有する，角部を有する部材への樹脂ライニン
   グ方法。
3. 【請求項３】角部を有する部材の表面を樹脂粉体の融点
   以上に加熱し，かつ樹脂粉体を接触させることによっ
   て，樹脂を加熱溶融し，前記部材表面に接着した樹脂層
   を形成する工程と，該樹脂層の形成後，角部に隣接した
   表面上の樹脂層に押し型を押付け，押圧状態に保った状
   態で前記樹脂層を融点以上に加熱して再溶融し，角部に
   隣接した表面上の樹脂を角部に移動させて角部の樹脂層
   を増肉する工程とを有する，角部を有する部材への樹脂
   ライニング方法。