JPWO2013137266A1 - Pump manufacturing method - Google Patents
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Abstract
過給機(1)は、第1、第2ロータ(2)、(4)の表面に下処理用コーティング材による下処理コーティングを施した上で、第1、第2ロータ(2)、(4)をロータハウジング(13)内に挿入し、組み付ける。そして、第1、第2ロータ(2)、(4)を回転させながら、第1、第2ロータ(2)、(4)の表面にさらに仕上用コーティング材による最終コーティングが施す。第1、第2ロータ(2)、(4)及びロータハウジング(13)内の収容凹部(16)の内壁面に影響を与えることなく、第1ロータ(2)と第2ロータ(4)との間や、第1ロータ(2)及び第2ロータ(4)と収容凹部(16)の内壁面との間、に生じる隙間を相対的に小さくでき、ポンプ効率の更なる向上を実現することができる。The supercharger (1) is provided with the first and second rotors (2), (4) after the surface of the first and second rotors (2), (4) is subjected to a pretreatment coating with a pretreatment coating material. 4) is inserted into the rotor housing (13) and assembled. Then, while the first and second rotors (2) and (4) are rotated, the surface of the first and second rotors (2) and (4) is further subjected to final coating with a finishing coating material. The first rotor (2), the second rotor (4), the second rotor (4), and the first rotor (2), the second rotor (4), without affecting the inner wall surface of the housing recess (16) in the rotor housing (13). And a gap generated between the first rotor (2) and the second rotor (4) and the inner wall surface of the housing recess (16) can be made relatively small, and further improvement in pump efficiency can be realized. Can do.
Description
本発明は、ポンプ内部の隙間を小さくするポンプ製造方法に関する。 The present invention relates to a pump manufacturing method for reducing a gap inside a pump.
ハウジング内のロータを回転させることで流体に圧力を与える回転ポンプにおいては、ハウジング内のロータ間や、ロータとハウジングとの間に生じる隙間が大きくなると、この隙間から流体が低圧側に漏れてしまいポンプ効率が低下することになる。 In a rotary pump that applies pressure to the fluid by rotating the rotor in the housing, if the gap generated between the rotors in the housing or between the rotor and the housing becomes large, the fluid leaks from the gap to the low pressure side. Pump efficiency will decrease.
そこで、特許文献1では、ハウジング内で2つのロータを回転させるポンプを製造するにあたって、ハウジング内に組み付けられる前に2つのロータの表面に予め通常よりも厚くコーティング材によるコーティングを施し、その後これら2つのロータを上記ハウジング内に組み付けてハウジング内で回転駆動し、ロータ表面の余分なコーティング材料を削り取ることで、ロータ間の隙間や、ロータとハウジングとの間の隙間を小さくしている。
Therefore, in
しかしながら、特許文献1のように、2つのロータの表面に予め通常よりも厚くコーティングを施すとしても、組み付け作業性を確保するためには、ロータ間や、ロータとハウジングとの間にある程度の隙間を設けておく必要があり、その分の隙間がロータ間や、ロータとハウジングとの間に必ず生じてしまうことになる。
However, even if the surfaces of the two rotors are previously thicker than usual as in
また、この特許文献1のようなポンプの製造方法では、ロータの組み付け時に、コーティング材料が剥がれ落ちたり、摩耗したりすると、その部位には隙間が生じてしまうことになる。
Moreover, in the manufacturing method of a pump like this
つまり、ハウジングに対して組み付ける前にロータにコーティングを施すだけでは、ハウジングにロータを組み付けた後にロータ間やロータとハウジングとの間にある程度の隙間が残ってしまうことになり、これらの隙間から空気が低圧側に漏れ出すことによるポンプ効率の低下については改善の余地がある。 In other words, if the rotor is only coated before it is assembled to the housing, a certain gap will remain between the rotor and the rotor and the housing after the rotor is assembled to the housing. There is room for improvement in reducing pump efficiency due to leakage to the low pressure side.
そこで、本発明のポンプ製造方法は、ハウジング内に2つのロータを組み付けた後に、上記2つのロータを回転させながら、これら2つのロータの表面にコーティング材によるコーティングを施すことを特徴としている。 Therefore, the pump manufacturing method of the present invention is characterized in that after the two rotors are assembled in the housing, the surfaces of these two rotors are coated with a coating material while rotating the two rotors.
本発明によれば、ロータ間や、ロータとハウジングとの間の隙間を一層小さくすることができ、ロータ間や、ロータとハウジングとの間の隙間から漏れ出る流体の量を一層少なくすることができるので、ポンプ効率の更なる向上を実現することができる。 According to the present invention, the gap between the rotors or between the rotor and the housing can be further reduced, and the amount of fluid leaking from the gap between the rotors or between the rotor and the housing can be further reduced. Therefore, the pump efficiency can be further improved.
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る製造方法で製造された過給機1の概略構成を模式的に示した説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a schematic configuration of a
この過給機1は、図示せぬ内燃機関のクランクシャフトにより駆動される機械式過給機(スーパーチャージャ)であって、車両用内燃機関の吸気系に配置される一種の歯車ポンプである。
The
この過給機1は、上記クランクシャフトにより駆動される円筒状の第1ロータ2と、第1ロータ2の回転軸となる金属製の第1シャフト3と、第1ロータ2と噛み合う第2ロータ4と、第2ロータ4の回転軸となる金属製の第2シャフト5と、第1シャフト3に連結された金属製のインプットシャフト6と、第1シャフト3の一端に取り付け第1タイミングギヤ7と、第2シャフト5の一端に取り付けられ、第1タイミングギヤ7と係合する第2タイミングギア8と、これら各部材が収容される金属製のハウジング9と、から大略構成されている。
The
第1、第2ロータ2、4は、図2に示すように、円筒状で歯数が4つのはずば歯車であって、例えばアルミニウム合金からなっている。
As shown in FIG. 2, the first and
インプットシャフト6は、一端側にプーリ11が取り付けられ、他端がカップリング12を介して第1シャフト3の一端に連結されている。プーリ11には、内燃機関のクランクシャフトの回転が、図示せぬベルトにより伝達される。
The
ハウジング9は、第1、第2ロータ2、4が収容されるロータハウジング13と、ロータハウジング13の一端側を覆うフロントカバー14と、ロータハウジング13の他端側を覆うプレート部材15と、を有している。
The
ロータハウジング13は、他端側が開口する有底円筒状を呈し、内側に第1、第2ロータ2、4を並列に収容する収容凹部16が形成されている。また、ロータハウジング13の一端側には、第1シャフト3の一端側を回転可能に支持する第1フロントベアリング17と、第2シャフト5の一端側を回転可能に支持する第2フロントベアリング18と、が配置されている。
The
フロントカバー14は、段付き円筒状を呈し、その内側にインプットシャフト6、第1タイミングギア7、第2タイミングギア8が収容される。また、フロントカバー14には、インプットシャフト6を回転可能に支持するベアリング19、20が配置されている。このフロントカバー14は、図示せぬボルトによりロータハウジング13の一端に固定される。
The
プレート部材15は、平板状を呈し、図示せぬボルトによりロータハウジング13の他端に固定される。プレート部材15とロータハウジング13との間は、シール部材21によってシールされている。また、プレート部材15には、第1シャフト3の他端側を回転可能に支持する第1リアベアリング22と、第2シャフト5の他端側を回転可能に支持する第2リアベアリング23と、が配置される。
The
なお、図1中の24、25、26はオイルシール、27はベアリング19、20の間に配置されるスペーサである。
1, 24, 25 and 26 are oil seals, and 27 is a spacer disposed between the
過給機1は、第1、第2ロータ2、4を回転駆動することで、ハウジング9内に導入した空気を第1、第2ロータ2、4の他端側から一端側に向けて送り出しながら圧縮し、ロータハウジング13の一端側から圧縮した空気を吐出する。
The
過給機1は、図3に示すように、プレート部材15に流体導入口として開口形成された空気導入口31からハウジング9内に空気を導入する。本実施例の空気導入口31は、全体が略コ字形状を呈し、第1ロータ2の2つ歯の歯面と、第2ロータ4の2つ歯の歯面が見えるように形成されている。なお、図3は、過給機1をロータハウジング13の他端側からみた外観を模式的に示した説明図である。
As shown in FIG. 3, the
そして、過給機1は、図4に示すように、ロータハウジング13に流体吐出口として開口形成された吸気吐出口32からロータハウジング13内で圧縮された空気を吐出する。空気吐出口32は、第1、第2ロータ2、4の双方が見えるように、ロータハウジング13に開口形成されている。また、本実施例の空気吐出口32は、その外形状が2等辺3角形となっており、底辺が第1、第2ロータ2、4の一端側の端面を含む平面上に位置し、一方の斜辺が第1ロータ2の歯すじに合わせて傾き、他方の斜辺が第2ロータ4の歯すじに合わせて傾くよう形成されている。なお、図4は、過給機1と、過給機1内の第1、第2ロータ2、4との位置関係を合わせて並べて示した説明図である。
Then, as shown in FIG. 4, the supercharger 1 discharges air compressed in the
この過給機1は、第1、第2ロータ2、4の表面に下処理用コーティング材による下処理コーティングを施した上で、これらを第1、第2ロータ2、4をロータハウジング13内に挿入し、組み付けている。そして、本実施例では、ロータハウジング13内に第1、第2ロータ2、4を組み付けた後に、第1、第2ロータ2、4を回転させながら、第1、第2ロータ2、4の表面にさらに仕上用コーティング材による最終コーティングが施される。
In the
最終コーティングは、例えば、第1、第2ロータ2、4を数十回回転させながら、仕上用コーティング材を空気吐出口32から第1、第2ロータ2、4の表面に噴霧することによって施される。本実施例では、図4の網掛け部分Mの範囲となる第1、第2ロータ2、4の一端側の表面に対して最終コーティングが施されることになる。換言すれば、仕上用コーティング材を空気吐出口32から噴霧することで、第1、第2ロータ2、4の表面のうち、回転時に空気吐出口32の直下を通過する部分とその周辺部分に対して最終コーティングが施されることになる。
The final coating is performed, for example, by spraying a finishing coating material from the
この最終コーティングでは、仕上用コーティング材によって第1、第2ロータ2、4の表面に仕上用コーティング層が形成される。この仕上用コーティング層は、第1ロータ2と第2ロータ4との間や、第1ロータ2と収容凹部16の内壁面との間や、第2ロータ4と収容凹部16の内壁面との間、に生じる隙間よりも厚くなると、第1、第2ロータ2、4の回転に伴いこすれあう相手側によって削り取られることになる。
In this final coating, a finishing coating layer is formed on the surfaces of the first and
つまり、仕上用コーティング層は、第1、第2ロータ2、4の回転に伴いこすれた場合には、第1、第2ロータ2、4や収容凹部16の内壁面に影響を及ぼすことなく、自身が削りとられるようないわゆるアブレイダブル材により形成される。本実施例では、二硫化モリブデンを主成分とするコーティング材を仕上用コーティング材として用いている。
That is, when the finishing coating layer is rubbed with the rotation of the first and
このようにアブレイダブル材を仕上用コーティング材として使用することで、第1、第2ロータ2、4及び収容凹部16の内壁面に影響を与えることなく、第1ロータ2と第2ロータ4との間や、第1ロータ2と収容凹部16の内壁面との間や、第2ロータ4と収容凹部16の内壁面との間、に生じる隙間を小さくすることができる。
By using the abradable material as the finishing coating material in this way, the
また、ロータハウジング13に組み付けた後に、第1、第2ロータ2、4に対して最終コーティングを施すことで、組み付けの際に生じた下処理コーティングに剥がれや摩耗の修復が可能となる。
Further, by applying the final coating to the first and
図5は、本実施例の過給機1のポンプ特性(図中の実線)と、最終コーティングを実施しなかった以外は上述した過給機1と同一構成となる過給機のポンプ特性(図中の破線)と、を示す特性図である。ロータハウジング13に第1、第2ロータ2、4を組み付けた後に、最終コーティングを実施することで、第1、第2ロータ2、4及び収容凹部16の内壁面に影響を与えることなく、第1ロータ2と第2ロータ4との間や、第1ロータ2と収容凹部16の内壁面との間や、第2ロータ4と収容凹部16の内壁面との間、に生じる隙間を相対的に小さくすることが可能となり、図5に示すように、過給機1の運転領域の全域で、ポンプ回転数(第1、第2ロータ2、4の回転数)に対するポンプ吐出流量(空気吐出口からの空気の吐出流量)を相対的に多くすることができ、ポンプ効率の更なる向上を実現することができる。そのため、本実施例の過給機1では、ポンプ効率の向上により、内燃機関の出力向上や燃費の改善効果といった効果を奏することができる。
FIG. 5 shows the pump characteristics of the
また、空気吐出口32から第1、第2ロータ2、4に対して最終コーティングを施すことで、ロータハウジング13内(収容凹部16)の相対的に高圧となる部分において、第1ロータ2と第2ロータ4との間や、第1ロータ2と収容凹部16の内壁面との間や、第2ロータ4と収容凹部16の内壁面との間、に生じる隙間を小さくすることができるので、効果的に過給機1のポンプ効率を向上させることができる。なお、高圧側から低圧側への空気の漏れに対しては、特に、第1ロータ2の歯先と第2ロータ4の歯底との間、第1ロータ2の歯先とロータハウジング13の内壁面との間、第2ロータ4の歯先と第1ロータ2の歯底との間、第2ロータ4の歯先とロータハウジング13の内壁面との間、第1ロータ2の一端面とロータハウジング13の内壁面との間、第2ロータ4の一端面とロータハウジング13の内壁面との間、の隙間が小さくすることが重要である。
In addition, by applying the final coating to the first and
そして、最終コーティングでのコーティング量(仕上用コーティング層の厚み)により第1ロータ2と第2ロータ4との間や、第1ロータ2と収容凹部16の内壁面との間や、第2ロータ4と収容凹部16の内壁面との間、に生じる隙間の管理が可能となるので、総じて過給機1の性能のバラツキを低減することができる。
Then, depending on the coating amount in the final coating (the thickness of the coating layer for finishing), between the
また、空気吐出口32からは、第1、第2ロータ2、4の双方が見えるため、ロータハウジング13内に組み付けられた第1、第2ロータ2、4に対して、効率的に仕上用コーティング材による最終コーティングを施すことができる。
Further, since both the first and
そして、本実施例では、ロータハウジング13に組み付ける前の第1、第2ロータ2、4に対して、下処理用コーティング材による下処理コーティングが施されているので、最終コーティングの処理時間を短縮することができる。下処理用コーティング材としては、樹脂材料からなるものや最終コーティングで使用する仕上用コーティング材と同じものを使用してもよい。
In the present embodiment, the first and
また、空気吐出口32からの最終コーティングに加え、空気導入口31からも仕上用コーティング材を噴霧して最終コーティングを行うようにすれば、第1ロータ2と第2ロータ4との間や、第1ロータ2と収容凹部16の内壁面との間や、第2ロータ4と収容凹部16の内壁面との間、に生じる隙間を小さくすることができるハウジング9内の範囲を拡大することができ、過給機1のポンプ効率をより一層向上させることができる。
Further, in addition to the final coating from the
なお、本発明は上述した実施例以外の過給機にも適用可能であり、例えば図6、図7に示すように、いわゆるルーツ式の機械式過給機に対しても適用可能である。図6はルーツ式の過給機の断面図であり、図7は、ルーツ式の過給機における2つのロータを示す説明図である。図6、図7において、41、42はロータ、43はロータ41、42が収容されるハウジングである。
Note that the present invention can be applied to a supercharger other than the above-described embodiments. For example, as shown in FIGS. 6 and 7, the present invention can also be applied to a so-called roots type mechanical supercharger. FIG. 6 is a cross-sectional view of a roots-type supercharger, and FIG. 7 is an explanatory diagram showing two rotors in the roots-type supercharger. 6 and 7,
また、本発明は、過給機にのみ適用されものではなく、いわゆる外接歯車ポンプに広く適用可能である。 The present invention is not only applied to the supercharger but can be widely applied to so-called external gear pumps.
また、上述した実施例では、流体吐出口である空気吐出口32の形状が2等辺3角形となっているが、流体吐出口の形状はロータの形状に応じて適宜設定されるものであり、2等辺3角形に限定されるものではない。
Further, in the above-described embodiment, the shape of the
Claims (6)
上記ハウジング内に上記2つのロータを組み付けた後に、上記2つのロータを回転させながら、これら2つのロータの表面にコーティング材によるコーティングを施すポンプ製造方法。In a method for manufacturing a pump that compresses a fluid introduced into a housing by rotating two rotors accommodated in the housing and discharges the fluid compressed in the housing.
A pump manufacturing method in which after the two rotors are assembled in the housing, the surfaces of the two rotors are coated with a coating material while the two rotors are rotated.
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