JPH0783925B2 - ルーツ型ポンプロータの製造方法 - Google Patents
ルーツ型ポンプロータの製造方法Info
- Publication number
- JPH0783925B2 JPH0783925B2 JP25211987A JP25211987A JPH0783925B2 JP H0783925 B2 JPH0783925 B2 JP H0783925B2 JP 25211987 A JP25211987 A JP 25211987A JP 25211987 A JP25211987 A JP 25211987A JP H0783925 B2 JPH0783925 B2 JP H0783925B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hollow glass
- pump rotor
- rotor
- type pump
- shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はルーツ型ポンプロータの製造方法に関するもの
である。
である。
スーパーチヤージヤーなどに使用するポンプロータは軽
量で熱膨張係数が小さいことが必要であり、又製品価格
を上昇させないためには製造が容易で安価であることが
望ましい。現在のポンプロータは例えばアルミニウム合
金を押出し成形し、繭形のロータ形状とした後、中心部
に鋼製のシヤフトをはめ込んだ構成となっており、この
場合のポンプロータの比重は例えば2.8g/cm3、熱膨張係
数は24×10-6/℃程度である。
量で熱膨張係数が小さいことが必要であり、又製品価格
を上昇させないためには製造が容易で安価であることが
望ましい。現在のポンプロータは例えばアルミニウム合
金を押出し成形し、繭形のロータ形状とした後、中心部
に鋼製のシヤフトをはめ込んだ構成となっており、この
場合のポンプロータの比重は例えば2.8g/cm3、熱膨張係
数は24×10-6/℃程度である。
ポンプロータを軽量かつ高強度なものとするため例えば
特開昭60−22088号公報には母材をアルミ系又は鉄系材
料のウイスカー型複合材としたポンプ用ロータが開示さ
れている。
特開昭60−22088号公報には母材をアルミ系又は鉄系材
料のウイスカー型複合材としたポンプ用ロータが開示さ
れている。
又、アルミニウム母材自体の強化方法としてはアルミニ
ウム中にAl2O3などのセラミック粒子を分散させる方法
が特開昭57−139464号公報、特開昭58−110652号公報等
に記載されている。
ウム中にAl2O3などのセラミック粒子を分散させる方法
が特開昭57−139464号公報、特開昭58−110652号公報等
に記載されている。
更に、軽量化のためアルミニウムなどの金属中に微細中
空ガラス球体例えばシラスバルーンを加圧又は減圧法に
より分散させる方法が特開昭47−33024号公報、特開昭4
8−29604号公報、特開昭49−29225号公報に開示されて
いる。又、この場合更に耐熱性繊維体からなる補強材を
用いる方法が特開昭48−29605号公報に、ステンレス製
金網などでキヤビテイ内に仕切りをする方法が特開昭48
−29627号公報に開示されている。
空ガラス球体例えばシラスバルーンを加圧又は減圧法に
より分散させる方法が特開昭47−33024号公報、特開昭4
8−29604号公報、特開昭49−29225号公報に開示されて
いる。又、この場合更に耐熱性繊維体からなる補強材を
用いる方法が特開昭48−29605号公報に、ステンレス製
金網などでキヤビテイ内に仕切りをする方法が特開昭48
−29627号公報に開示されている。
又、２種の金属を合金化させるにあたり、一方の金属で
多孔質体を形成し、これに他方の金属を浸透させる方法
が特開昭60−114537号公報に記載されている。
多孔質体を形成し、これに他方の金属を浸透させる方法
が特開昭60−114537号公報に記載されている。
しかしながら、上記従来技術中には前述のポンプロータ
に必要な特性を全て備えたポンプロータを容易に得るこ
とのできる製造方法は見出されない。本発明者らは鋭意
研究の結果、従来技術を越えた優れたポンプロータの製
造方法を見出した。本発明の目的は軽量で熱膨張率が小
さく、かつ製造が容易で安価なルーツ型ポンプロータの
製造方法を提供することにある。
に必要な特性を全て備えたポンプロータを容易に得るこ
とのできる製造方法は見出されない。本発明者らは鋭意
研究の結果、従来技術を越えた優れたポンプロータの製
造方法を見出した。本発明の目的は軽量で熱膨張率が小
さく、かつ製造が容易で安価なルーツ型ポンプロータの
製造方法を提供することにある。
すなわち本発明のルーツ型ポンプロータの製造方法は、
加圧チツプとカウンターチツプと側面形成型とからなる
繭形鋳型の該側面形成型のキヤビテイ中心部に鋼製シヤ
フトを配置した後、該キヤビテイ内の前記カウンターチ
ツプ上に網目が後記微細中空ガラス球体の平均粒径より
も細かい第１の耐熱性繊維体を置き、その上に微細中空
ガラス球体を導入し、その上に該第１の繊維体と同一性
状の第２の繊維体を置き、全体を加熱した後該第２の繊
維体上にアルミニウム溶湯を注ぎ、次いで前記加圧チツ
プで加圧して該アルミニウム溶湯を該第２の繊維体を通
して圧入することにより、前記シヤフトと微細中空ガラ
ス球体とを一体に鋳包むことを特徴とする。
加圧チツプとカウンターチツプと側面形成型とからなる
繭形鋳型の該側面形成型のキヤビテイ中心部に鋼製シヤ
フトを配置した後、該キヤビテイ内の前記カウンターチ
ツプ上に網目が後記微細中空ガラス球体の平均粒径より
も細かい第１の耐熱性繊維体を置き、その上に微細中空
ガラス球体を導入し、その上に該第１の繊維体と同一性
状の第２の繊維体を置き、全体を加熱した後該第２の繊
維体上にアルミニウム溶湯を注ぎ、次いで前記加圧チツ
プで加圧して該アルミニウム溶湯を該第２の繊維体を通
して圧入することにより、前記シヤフトと微細中空ガラ
ス球体とを一体に鋳包むことを特徴とする。
中空ガラス球体としては例えば火山灰から製造されたシ
ラスバルーンが挙げられる。その平均粒径は100μｍ以
下であるのが好ましい。中空ガラス球体の平均粒径が10
0μｍを越えると鋳造時に圧壊が多く強度が低下する。
ラスバルーンが挙げられる。その平均粒径は100μｍ以
下であるのが好ましい。中空ガラス球体の平均粒径が10
0μｍを越えると鋳造時に圧壊が多く強度が低下する。
繊維体としてはアルミニウム溶湯の高温に耐えることの
できるガラスやセラミツク等の耐熱性繊維を所定の形状
とした繊維体を用いる。又、繊維体の網目は中空ガラス
球体を通過させないために充分に細かいことが必要であ
る。
できるガラスやセラミツク等の耐熱性繊維を所定の形状
とした繊維体を用いる。又、繊維体の網目は中空ガラス
球体を通過させないために充分に細かいことが必要であ
る。
ロータの熱膨張係数は鋼製シヤフトの熱膨張係数と同程
度であるのが好ましく、11〜14×10-6/℃であるのが好
ましい。又、シヤフトの長さ方向と直交する方向の断面
形状はロータ本体と強固に結合するように例えば凸部の
付いた円形又は円形以外の異形断面とするとよい。
度であるのが好ましく、11〜14×10-6/℃であるのが好
ましい。又、シヤフトの長さ方向と直交する方向の断面
形状はロータ本体と強固に結合するように例えば凸部の
付いた円形又は円形以外の異形断面とするとよい。
中空ガラス球体は非常に軽量（嵩比重0.2〜0.5）である
ので、その上にアルミニウム溶湯を注ぐと浮上ってしま
い、均一に分散させる事が困難であるが、本発明の方法
ではキヤビテイ内の中空ガラス球体の上下にそれを通過
させない耐熱繊維体を置き、該繊維体を通してアルミニ
ウム溶湯を圧入させるので上記欠点を解消し、アルミニ
ウム母材中に中空ガラス球体を均一に分散させることが
できる。
ので、その上にアルミニウム溶湯を注ぐと浮上ってしま
い、均一に分散させる事が困難であるが、本発明の方法
ではキヤビテイ内の中空ガラス球体の上下にそれを通過
させない耐熱繊維体を置き、該繊維体を通してアルミニ
ウム溶湯を圧入させるので上記欠点を解消し、アルミニ
ウム母材中に中空ガラス球体を均一に分散させることが
できる。
以下の実施例において本発明を更に詳細に説明する。な
お、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
お、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
実施例１ 第１図（ａ）ないし（ｅ）に本発明の方法の一例を示
す。第１図（ａ）の側面形成型１とカウンターチツプ２
とからなる繭形鋳型をニクロムヒータ３で500〜600℃に
加熱する。次いでS45C炭素鋼製シヤフト４を側面形成型
１のキヤビテイ中心部に配置する。次いで第１図（ｂ）
に示すように繊維体〔イソライト工業（株）製、商品名
カオウール〕５をカウンターチツプ２の上に置き平均粒
径25μｍの中空ガラス球体６〔いぢち化成（株）製、商
品名ウインライト〕を導入し、更にその上に繊維体（カ
オウール）７を置く。次いで第１図（ｃ）に示すように
750℃のアルミニウム溶湯８（JIS6061合金）を注ぎ、第
１図（ｄ）に示すように加圧チツプ９で矢印方向に10Kg
/cm3で加圧成形後冷却し、第１図（ｅ）に示すようにカ
ウンターチツプ２で押し出してルーツ型ポンプロータを
取り出し、所望により後加工する。
す。第１図（ａ）の側面形成型１とカウンターチツプ２
とからなる繭形鋳型をニクロムヒータ３で500〜600℃に
加熱する。次いでS45C炭素鋼製シヤフト４を側面形成型
１のキヤビテイ中心部に配置する。次いで第１図（ｂ）
に示すように繊維体〔イソライト工業（株）製、商品名
カオウール〕５をカウンターチツプ２の上に置き平均粒
径25μｍの中空ガラス球体６〔いぢち化成（株）製、商
品名ウインライト〕を導入し、更にその上に繊維体（カ
オウール）７を置く。次いで第１図（ｃ）に示すように
750℃のアルミニウム溶湯８（JIS6061合金）を注ぎ、第
１図（ｄ）に示すように加圧チツプ９で矢印方向に10Kg
/cm3で加圧成形後冷却し、第１図（ｅ）に示すようにカ
ウンターチツプ２で押し出してルーツ型ポンプロータを
取り出し、所望により後加工する。
第２図に第１図（ｅ）のＡ−Ａ線に沿った断面図を示
す。得られたルーツ型ポンプロータ10においてロータ部
11とシヤフト４はシヤフト４に凸部12を設けたことによ
り強固に結合している。
す。得られたルーツ型ポンプロータ10においてロータ部
11とシヤフト４はシヤフト４に凸部12を設けたことによ
り強固に結合している。
実施例２ 平均粒径170μｍの中空ガラス球体を使用すること以外
は実施例１と同様の方法でルーツ型ポンプロータを得
た。
は実施例１と同様の方法でルーツ型ポンプロータを得
た。
比較例 中空ガラス球体を使用しないこと以外は実施例１と同様
の方法でルーツ型ポンプロータを得た。
の方法でルーツ型ポンプロータを得た。
下記表１に実施例1,2及び比較例のルーツ型ポンプロー
タのかたさと熱膨張係数を示す。
タのかたさと熱膨張係数を示す。
表１から明らかなように、本発明の方法によって製造し
たルーツ型ポンプロータは従来のアルミニウムのみによ
るロータに比べて比重が約半分であり、かつ熱膨張係数
がほぼ鋼並の優れた特性を有している。又、かたさは従
来品に比べてかなり小さくなるが実用上充分なかたさで
ある。又第３図及び第４図に実施例１及び実施例２のル
ーツ型ポンプロータ表面の顕微鏡写真を示す。図中、13
は中空ガラス球体の空間、14はアルミニウム、15は中空
ガラス球体にAlが浸透したものを示す。第４図では多数
の中空ガラス球体の破壊が見られ、平均粒径100μｍ以
下の中空ガラス球体を使用するのが好ましいことが判
る。
たルーツ型ポンプロータは従来のアルミニウムのみによ
るロータに比べて比重が約半分であり、かつ熱膨張係数
がほぼ鋼並の優れた特性を有している。又、かたさは従
来品に比べてかなり小さくなるが実用上充分なかたさで
ある。又第３図及び第４図に実施例１及び実施例２のル
ーツ型ポンプロータ表面の顕微鏡写真を示す。図中、13
は中空ガラス球体の空間、14はアルミニウム、15は中空
ガラス球体にAlが浸透したものを示す。第４図では多数
の中空ガラス球体の破壊が見られ、平均粒径100μｍ以
下の中空ガラス球体を使用するのが好ましいことが判
る。
実施例３及び４ シヤフト４として炭素鋼（熱膨張係数12×10-6/℃）製
の丸棒と断面が円以外の異形断面の棒の２種を用いて実
施例１と同様の方法でルーツ型ポンプロータを製造し
た。この両者についてシヤフトの抜け荷重を測定したと
ころ異形断面のシヤフトは丸棒のシヤフトに比べて約３
倍の抜け荷重を示した。
の丸棒と断面が円以外の異形断面の棒の２種を用いて実
施例１と同様の方法でルーツ型ポンプロータを製造し
た。この両者についてシヤフトの抜け荷重を測定したと
ころ異形断面のシヤフトは丸棒のシヤフトに比べて約３
倍の抜け荷重を示した。
本発明のルーツ型ポンプロータの製造方法は前述の如き
構成を有するため、中空ガラス球体とアルミニウムとが
容易に均一に混合する。そのため、以下に例示する優れ
た特性を有するポンプロータを容易かつ安価に製造する
ことができる。
構成を有するため、中空ガラス球体とアルミニウムとが
容易に均一に混合する。そのため、以下に例示する優れ
た特性を有するポンプロータを容易かつ安価に製造する
ことができる。
（ｉ） ロータの熱膨張係数が低下したためにロータの
性能が向上した。これは従来のロータとロータハウジン
グがほぼ同程度の熱膨張係数を有していたため、高温に
なるとロータの方が多く膨張し、ロータとハウジング間
の相対すきまが減少するという不具合が解消されたため
と推察される。
性能が向上した。これは従来のロータとロータハウジン
グがほぼ同程度の熱膨張係数を有していたため、高温に
なるとロータの方が多く膨張し、ロータとハウジング間
の相対すきまが減少するという不具合が解消されたため
と推察される。
（ii） ロータの重量が半減したため、回転を要するエ
ネルギーが半減し、ロータの回転が極めて滑らかとなっ
た。
ネルギーが半減し、ロータの回転が極めて滑らかとなっ
た。
（iii） シヤフトとロータとを一体成形するため加工
費用が低減されたばかりでなく、ロータとシヤフトとの
相互寸法精度が著しく向上した。
費用が低減されたばかりでなく、ロータとシヤフトとの
相互寸法精度が著しく向上した。
（iv） 従来はロータの熱膨張係数がシヤフトのそれを
大幅に上回っていたため、シヤフト鋳包み法では運転の
昇降温で嵌合部の強度が低下し信頼性に欠けるという不
都合が生じたが、中空ガラス球体を鋳包んだためロータ
の熱膨張係数が低下し、シヤフト材のそれと同程度とな
ったのでロータとシヤフトの嵌合部の信頼性が格段に向
上した。
大幅に上回っていたため、シヤフト鋳包み法では運転の
昇降温で嵌合部の強度が低下し信頼性に欠けるという不
都合が生じたが、中空ガラス球体を鋳包んだためロータ
の熱膨張係数が低下し、シヤフト材のそれと同程度とな
ったのでロータとシヤフトの嵌合部の信頼性が格段に向
上した。
第１図（ａ）ないし（ｅ）は本発明のルーツ型ポンプロ
ータの製造方法の一実施例の各工程を示す説明図、 第２図は第１図（ｅ）のＡ−Ａ線に沿った断面図、 第３図及び第４図は実施例１及び実施例２のルーツ型ポ
ンプロータの金属組織の顕微鏡写真である。 図中、 １……側面形成型、２……カウンターチツプ ３……ニクロムヒータ、４……シヤフト 5,7……繊維体、６……中空ガラス球体 ８……アルミニウム溶湯、９……加圧チツプ 10……ルーツ型ポンプロータ、10……ロータ部 12……凸部、13……中空ガラス球体の空間 14……アルミニウム 15……中空ガラス球体にAlが浸透したもの
ータの製造方法の一実施例の各工程を示す説明図、 第２図は第１図（ｅ）のＡ−Ａ線に沿った断面図、 第３図及び第４図は実施例１及び実施例２のルーツ型ポ
ンプロータの金属組織の顕微鏡写真である。 図中、 １……側面形成型、２……カウンターチツプ ３……ニクロムヒータ、４……シヤフト 5,7……繊維体、６……中空ガラス球体 ８……アルミニウム溶湯、９……加圧チツプ 10……ルーツ型ポンプロータ、10……ロータ部 12……凸部、13……中空ガラス球体の空間 14……アルミニウム 15……中空ガラス球体にAlが浸透したもの
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 四日 淳一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭48−29627（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】加圧チツプとカウンターチツプと側面形成
型とからなる繭形鋳型の該側面形成型のキヤビテイ中心
部に鋼製シヤフトを配置した後、該キヤビティ内の前記
カウンターチツプ上に網目が後記微細中空ガラス球体の
平均粒径よりも細かい第１の耐熱性繊維体を置き、その
上に微細中空ガラス球体を導入し、その上に該第１の繊
維体と同一性状の第２の繊維体を置き、全体を加熱した
後該第２の繊維体上にアルミニウム溶湯を注ぎ、次いで
前記加圧チツプで加圧して該アルミニウム溶湯を該第２
の繊維体を通して圧入することにより、前記シヤフトと
微細中空ガラス球体とを一体に鋳包むことを特徴とする
ルーツ型ポンプロータの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25211987A JPH0783925B2 (ja) | 1987-10-06 | 1987-10-06 | ルーツ型ポンプロータの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25211987A JPH0783925B2 (ja) | 1987-10-06 | 1987-10-06 | ルーツ型ポンプロータの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0196339A JPH0196339A (ja) | 1989-04-14 |
| JPH0783925B2 true JPH0783925B2 (ja) | 1995-09-13 |
Family
ID=17232735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25211987A Expired - Lifetime JPH0783925B2 (ja) | 1987-10-06 | 1987-10-06 | ルーツ型ポンプロータの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0783925B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03177532A (ja) * | 1989-12-04 | 1991-08-01 | Toyota Motor Corp | 軽量低熱膨張複合材 |
| JP2003191066A (ja) * | 2001-12-25 | 2003-07-08 | Yazaki Corp | 複合材及びその製造方法 |
| CN110142392A (zh) * | 2019-05-24 | 2019-08-20 | 陈铁石 | 一种钢球的液态挤压成形方法 |
-
1987
- 1987-10-06 JP JP25211987A patent/JPH0783925B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0196339A (ja) | 1989-04-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6180258B1 (en) | Metal-matrix composites and method for making such composites | |
| US5299620A (en) | Metal casting surface modification by powder impregnation | |
| JP3007868B2 (ja) | 金属多孔体および軽合金複合部材並びにこれらの製造方法 | |
| US4699849A (en) | Metal matrix composites and method of manufacture | |
| US4797155A (en) | Method for making metal matrix composites | |
| JPH0798262B2 (ja) | 含浸による硬質耐摩耗表面層を備えた金属製品の製造方法及びその製品 | |
| EP1715070B1 (en) | Method of producing titanium composite parts by means of casting | |
| JP4429505B2 (ja) | 低体積分率金属基プリフォームの製造方法 | |
| JP4166821B2 (ja) | 複合材料の粉末冶金学的製造方法 | |
| JPH0783925B2 (ja) | ルーツ型ポンプロータの製造方法 | |
| US5141683A (en) | Method of producing reinforced materials | |
| CN1244149A (zh) | 提高由粉末、颗粒、薄板或箔材料压实制成的部件和制品的生坯强度的室温方法 | |
| JPH06145841A (ja) | 複合部材 | |
| JPH02194132A (ja) | 金属基複合材料の製造方法 | |
| JPS5943835A (ja) | ＳｉＣウイスカ−によるＦＲＭの製造法 | |
| JP4524591B2 (ja) | 複合材料およびその製造方法 | |
| JP2003193210A (ja) | 一体構造の異種複合材料 | |
| JPS59157202A (ja) | Ａｌ合金機械部品の製造法 | |
| JPH0432527A (ja) | Ｔｉ―Ａｌ系金属間化合物の発泡体製造方法と製品 | |
| JPS60145349A (ja) | 高耐熱，耐摩耗性アルミニウム合金の製造方法 | |
| CN113667862B (zh) | 一种TiAl金属间化合物增强铝硅复合材料及其制备方法 | |
| Idris et al. | Powder metallurgy development for the production of metal matrix composite | |
| JPH08269591A (ja) | セラミック粒子を部分的に含有するアルミニウム合金粉末成形体およびその製造方法 | |
| JPH08176615A (ja) | 密閉粉末鍛造法 | |
| JP3473794B2 (ja) | 気孔をもつ材料およびその製造方法 |