JPH02209430A - 自動車用燃料ポンプの駆動軸の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、直流電動機で駆動する自動車用燃料ポンプの
駆動軸の製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 自動車用燃料ポンプの作動時において、この燃料ポンプ
に使用される駆動軸は、その回転数が約４５００ｒｐｍ
の高速で回転する。これにより、この駆動軸を支持して
いる軸受部と当接する駆動軸部分の摩耗を防止するため
、駆動軸には表面硬化処理が行なわれている。この表面
硬化処理の方法には従来塩浴軟窒化法（タフトライド法
）が用いられ、これにより駆動軸の表面には約１００μ
ｍの厚さの表面硬化層が形成される。この駆動軸の材料
には、例えばマルテンサイト系ステンレス鋼（ＳｔｌＳ
４２０ＢＤなど）あるいはオーステナイト系ステンレス
鋼（ＳＯ３３０４ＢＤなど）が使用される。前記塩浴軟
窒化法による駆動軸の窒化処理時の処理温度が約５７０
°Ｃであるため、駆動軸全体が高温に熱せられ、この熱
による変形が駆動軸に発生する。このため、前記処理後
、熱による変形を修正すべ（駆動軸の外周は、約１０〜
５０μｍ研削される。さらに研磨仕上げを行ない、最終
的に駆動軸の表面には表面硬化層の厚みが約５０μｍ以
上残存する。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の自動車用燃料ポンプの駆動軸の製造方法は以上の
ように表面硬化処理として塩浴軟窒化法を使用している
ため、駆動、軸は窒素化処理時の熱により変形する。こ
の変形を修正するため、駆動軸表面の高硬質の表面硬化
層をさらに仕上げ加工する必要がある。

本発明は駆動軸に表面硬化処理を行なっても、変形が少
なく、且つ表面硬化処理後に仕上げ加工を必要としない
自動車用燃料ポンプの駆動軸の製造方法を得ることを目
的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る自動車用燃料ポンプの駆動軸の製造方法は
、少なくとも、自硬性金属を自動車用燃料ポンプの駆動
軸材料として所定形状に機械加工する第一工程と、機械
加工された駆動軸材料の軸受当接部に固体潤滑剤を塗付
する第二工程と、固体潤滑剤が塗付された部分を局部焼
入れ手段により表面焼入れする第三工程とを含むもので
ある。

［作用］ 本発明における、自動車用燃料ポンプの駆動軸の製造方
法の工程中、第一の工程の機械加工では仕上げ加工まで
行ない、第二の工程のペースト状の固体潤滑剤には例え
ば二硫化モリブデン（ＭＯＳ２）微粒子を含むものを使
用し、第三の工程の局部焼入れ手段には例えばレーザ光
照射装置を使用するものである。前記工程の処理後の自
動車用燃料ポンプの駆動軸の表面には、焼入れ硬化層と
その外側に固体潤滑剤層との両層が形成される。

［実施例コ 以下、本発明の一実施例を図に基ずいて説明する。第１
図は本発明による駆動軸を使用した一実施例の自動車用
燃料ポンプ１０の断面図である。第２図及び第３図は第
１図の自動車用燃料ポンプｌＯの駆動軸１の製造方法説
明図である。第１図において、駆動軸１は自動車用燃料
ポンプ１０の略中心を貫通しており、この駆動軸１に回
転力を付加するための直流電動機としての電機子４及び
整流子３などが駆動軸１の回りに配設されている。この
駆動軸１の一端にはインペラ５が固着されており、この
インペラ５は自動車用燃料ポンプ１０内に満たされてい
る自動車用燃料を駆動軸１の回転により給送する（第１
図内矢印にて図示）。この回転する駆動軸１を支えるた
め、駆動軸１の両端部近傍には軸受２ａ、２ｂがそれぞ
れ設けられている。

自動車用燃料ポンプｌＯの作動時において、駆動軸１の
回転数は約４５０Ｏｒｐｍとなる。これにより、この駆
動軸１を軸支している軸受２ａ、２ｂと当接する駆動軸
１の摩耗を防止するため、駆動軸１には表面硬化処理が
施されている。駆動軸１の材料には自硬性金属が用いら
れており、例えばマルチンサイト系ステンレス鋼（ＳＵ
Ｓ４０３．５ＵＳ４１０．５ＵＳ４１４．５ＵＳ４１６
．５ＵＳ４２０など）である。また、駆動軸ｌを軸支し
ている各軸受２ａ、２ｂの材料は、例えば青銅系焼結金
属または鉄鋼系焼結金属が用いられている。

次に自動車用燃料ポンプ１０の駆動軸１の製造方法につ
いて説明する。

第一の工程において、表面硬化処理前の駆動軸１は、機
械加工により予め所定の形状に仕上げ加工されており、
駆動軸１の各軸受２ａ、２ｂと当接する部分の機械加工
仕上げ面は表面あらさの最大高さが２μｍ以下まで仕上
げ加工されている。

第二の工程において、駆動軸１の各軸受２ａ。

２ｂに当接する表面と、その近傍にはペースト状の固体
潤滑剤９をスプレー１１などにより塗付する（第２図）
。このペースト状の固体潤滑剤９には、例えば、二流化
モリブデン（ＭＯＳ２）微粒子と１−１１トリクロロエ
タンやジメチルエーテルやフッ素系の溶剤とにより構成
したものが用いられる。第２図中、矢印Ａは圧縮空気の
流れ方向である。この時、固体潤滑剤９は例えば約０．
１ｍｍの厚さに塗付する。この時、駆動軸１をその軸１
を中心に回転させ（矢印Ｂ方向）、且つ軸方向へ水平移
動させて（矢印Ｃ方向）、固体潤滑剤９を所定の場所に
塗布する。

次に第三の工程において、局部焼入れ手段であるレーザ
光照射装置により、この駆動軸１の各軸受２ａ、２ｂが
当接する表面に焼入れする。第３図に示すレーザ光照射
による加熱時において、駆動軸１を５０Ｏｒｐｍ以上の
回転数でこの軸１の中心を中心に回転（矢印Ｂ方向）さ
せ、且つ軸方向へ２〜３ｍ／＋ｎｉｎの速度で水平移動
（矢印Ｃ方向）させている。

このレーザ光照射装置としては、例えば炭酸ガスレーザ
や、ＹＡＧレーザを使用する。レーザ光はレーザ発振器
６から反射鏡７、集光レンズ８を経て、回転（矢印Ｂ方
向）および水平移動（矢印Ｃ方向）している駆動軸１上
に照射される（第３図）。このレーザ光発振器６は出力
が１０４ｗ／ｃｍ２以上のものを使用する。この照射に
より熱せられた駆動軸１の冷却は空気中の自然冷却によ
る材料自身の自己冷却による。

前記の様な表面硬化処理条件により、駆動軸１の各軸受
２ａ、２ｂが当接するそれぞれの表面近傍には０．２〜
０．３ｍｍの焼入れ硬化層と同時に固体潤滑剤層である
二流化モリブデン（ＭｏＳ２）の黒色薄層が得られる。

この焼入れ硬化層の硬度は約Ｈｖ　９００となる。前記
スプレー１１などによる固体潤滑剤９の塗付をレーザ光
照射時と同時に行なうことにより処理時間の短縮を計っ
てもよい。また、固体潤滑剤９として黒色の二硫化モリ
ブデンなどを使用しているため、レーザ光の表面吸収率
が増大し、効率よく駆動軸１の所定の位置に加熱される
。また、本実施例では局部焼入れ手段としてレーザ光照
射装置を用いて説明したが、電子ビーム照射装置を使用
しても同様の効果を奏することは言うまでもない。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば駆動軸の少なくとも軸受
との当接部分に、固体潤滑剤を塗付し、局部焼入れ手段
によりその当接部分の表面硬化処理を行なっている。こ
のため、この駆動軸には焼入れ後の変形が少なく、焼入
れ後の仕上げ加工を必要としなく、駆動軸の製造を容易
なものとする。

さらに、当接部分に固体潤滑剤層が形成されるため摩耗
の少ない高性能な摺動特性を有する自動車用燃料ポンプ
の駆動軸が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による駆動軸を使用した一実施例の自動
車用燃料ポンプの断面図、第２図及び第３図は第１図の
自動車用燃料ポンプの駆動軸の製造方法説明図である。 図において、ｌは駆動軸、２ａ、２ｂはそれぞれ軸受、
６はレーザ発振器、７は反射鏡、８は集光レンズ、９は
固体潤滑剤、１０は自動車用燃料ポンプである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）少くとも、 （ア）自硬性金属を自動車用燃料ポンプの駆動軸材料と
   して所定形状に機械加工する第一工程、（イ）機械加工
   された駆動軸材料の軸受当接部に固体潤滑剤を塗付する
   第二工程、 （ウ）固体潤滑剤が塗付された部分を局部焼入れ手段に
   より表面焼入れする第三工程、 を含むことを特徴とする自動車用燃料ポンプの駆動軸の
   製造方法。