JPS6211573A - 中空部材コ−テイング用マスク部材 - 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】 技術分野 本発明は、開口を有する中空部材の外表面に合成樹脂材
を融着によりコーティングする際に使用するマスク部材
に関するものである。

背景技術 開口を有する中空部材の外表面に合成樹脂をコーティン
グすることは広（行われており、ルーツ形スーパチージ
ャロータはその一例である。このロータは複数の羽根を
備え、それら羽根の各々に重量軽減孔が形成されるとと
もに中心部には回転軸挿通孔が形成された中空状のもの
であり、１個のハウジング内において二つのロータが噛
み合わされて使用されるのであるが、それら二つのロー
タ間の間隙およびロータとハウジングとの間隙をできる
限り小さくして体積効率を高めるためにロータの外周面
および端面外周部に合成樹脂層を形成することが行われ
ているのである。そして、本発明の発明者等は所望の厚
さの合成樹脂層をより短時間で能率良く形成するために
、合成樹脂粉末を融着によりコーティングすることを試
みた。すなわち、ロータを空気の吹込みにより流動状態
とした合成樹脂粉末内に浸漬するとともに、その浸漬前
におよび／または浸漬後にロータを合成樹脂粉末の融点
以上の温度に加熱し、ロータ端面の外周部とロータ外周
面とに合成樹脂粉末を融着させて合成樹脂層を形成する
のであり、この浸漬時に重量軽減孔や回転軸挿通孔の開
口周縁や内周面に樹脂粉末が融着しないようにロータ端
面の中央部をマスク部材によって覆う必要がある。

発明が解決しようとする問題点 このような方法によれば、ロータ外周面には均一な合成
樹脂層を能率良く形成することができるのであるが、端
面外周部には所望の厚さの均一な合成樹脂層を形成でき
ないことがある。マスク部材は、ロータ端面の合成樹脂
粉末をコーティングすべき外周部を残して重量軽減孔９
回転軸挿通孔等中空部の開口を覆うためにロータより小
形のほぼ相似な形状とされ、また、ロータは軸心を上下
方向にして合成樹脂粉末内に浸漬される。

一方、空気は合成樹脂粉末内を下から上へ流れるのであ
るが、この流れが下向きのロータ端面に妨げられてマス
ク部材の外周部、特にロータ端面のマスク部材の露出幅
の大きい部分に溜り易（、この溜った空気によりロータ
の両端面のうち下側の端面への合成樹脂粉末の融着が妨
げられ、例えば約１ｍｍの厚さを得ようとする場合に約
０．４ｍｍの厚さしか得られなかったり、多量の空気が
溜って合成樹脂粉末が全く融着せず、合成樹脂層が形成
されないことが生ずるのである。また、−見所定厚さの
合成樹脂層が形成されているように見えるが実際は合成
樹脂層内に大きな空洞が存在し、ロータ使用時にこの空
洞を覆う薄肉部が欠は落ちてロータ相互間あるいはロー
タとハウジングとの間の隙間に噛み込まれ、ロータ等を
損傷する事態が発生することもある。

この溜った空気による合成樹脂層形成不良の問題は、ル
ーツ形スーパチャージャロータに合成樹脂粉末をコーテ
ィングする場合に限らず、開口を有する中空部材を、そ
の開口をマスク部材により覆うとともに下側にして、空
気の吹込みにより流動状態とした合成樹脂粉末内に浸漬
させて合成樹脂材をコーティングする場合に同様に生ず
る問題である。

問題点を解決するための手段 本発明は上記のような問題を解決するために、マスク部
材の中空部材の開口の周縁に密着する面に溝を形成して
、中空部材に装着された状態において外部から中空部材
の中空部内への空気の流入を許容する通路が形成される
ようにするとともに、その溝の深さを空気の流通は許容
するが合成樹脂粉末の流通は実質的に阻止する深さとし
たものである。

発明の効果 以上のように構成されたマスク部材によって中空部材の
開口を閉塞すれば、中空部材の下面によって上方への移
動を妨げられた空気は、マスク部材と中空部材との間に
形成された通路を通って中空部材の中空部内に流入する
ため、中空部材下面のマスク部材からの露出部に空気が
溜り難くなり、樹脂粉末の融着が妨げられることがなく
なって中空部材の外表面には均一な厚さで合成樹脂材が
コーティングされることとなる。

実施例 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。

第６図は、ルーツ形スーパチャージャ用ロータの一種で
あるまゆ形のロータ１０の合成樹脂粉末がコーティング
される以前のものを示す図である。

このロータ１０は、本実施例においてはアルミニウム合
金、特に、ＩＩｊ２−３ｔ系合金のシリコン含有率が１
２％程度と高いもの（例えばＪＩＳ　Ａ　４０４７等）
から成っており、その中心部には回転軸挿通孔１２が形
成される一方、回転軸挿通孔１２の両側の羽根部にはそ
の羽根部を軸方向に貫通して１　（［１）ｉＩずつの重
量軽減孔１４が形成されて中空となっている。そして、
この中空部材であるロータ１０には外周面の全面および
両端面の外周部、すなわち回転軸挿通孔１２および重量
軽減孔１４の周辺を除く部分に合成樹脂コーティングが
予定されている。コーティングされる合成樹脂粉末とし
ては、例えばテトラフルオルエチレン（４フツ化エチレ
ン）とエチレンとの共重合体であるアフロン（商品名・
・以下、アフロンと称する）の粒径５０μ前後の粉末が
用いられる。

第２図に上記ロータ１０にアフロンをコーティングする
装置の一例を示す。図において２０は流動槽であり、こ
の流動槽２０内にアフロン粉末Ｐが入れられる。ロータ
１０は予め加熱された後、このアフロン粉末Ｐ内に没入
させられるが、そのアフロン粉末Ｐに対するロータｌＯ
の没入やそこからの取出しを容易にするために、流動槽
２０内のアフロン粉末Ｐが流動槽２０の底部に固定され
た加振機２２により加えられる振動および空気供給口２
４から供給される圧縮空気により流動状態となるように
されている。２６は空気フィルタであり、トレーシング
ペーパー（硫酸紙）を複数枚重ねて使用するか、ポリエ
チレン製、セラミックス製の多孔質板や金属製のものが
用いられており、流動槽２０の底部開口に設けられ、空
気供給口２４から供給される空気をアフロン粉末Ｐに適
量だけ均一に供給する作用を為す。

流動槽２０内の上側部分には、ロータ１０を予め誘導加
熱する上コイル２８が位置固定に設けられている。この
上コイル２８は、高周波焼入れに用いられるコイルと同
種のものであって、ロータ１０を外側から所定距離隔て
て取り巻くように配置され、コイル電源３０からの通電
により電磁誘導作用によってロータ１０を加熱するもの
である。

コイル電源３０と上コイル２８との間には力率改善コン
デンサ３２が並列に接続され、ま゛た、上コイル２８は
中空で、内部には冷却水が流される。

上コイル２８の下側には、下コイル３４がアフロン粉末
Ｐ内に埋もれた状態で位置固定に配置されている。この
下コイル３４は上コイル２８と同様な構造のものであり
、アフロン粉末Ｐ内に没入させられたロータ１０をコイ
ル電源３６からの通電による誘導加熱によって再加熱す
るものである。

このロータ１０には、前記回転軸挿通孔１２および重量
軽減孔１４の内周面およびそれらの開口周辺にアフロン
粉末Ｐが融着しないようにするためにマスキング治具３
８が取り付けられる。マスキング治具３８は、第３図に
示すように、回転軸挿通孔１２および重量軽減孔１４の
両端開口周辺にそれぞれ密着する一対のマスク部材４０
．４１を備えている。これらマスク部材４０．４１のロ
ータ１０に密着させられる側の端面ば、回転軸挿通孔１
２および重量軽減孔１４を閉塞するのに十分な大きさで
はあるがロータ１０の端面よりは小さくされるとともに
、その外周の形状は、第１図にマスク部材４０を示すよ
うに、両孔１２．１４を閉塞する部分、すなわち長手方
向の中央部および両端部がその長手方向に直角な方向に
凸とされる一方、それら凸部の間の部分は軸心側にくぼ
まされて４つの凹部４２が形成されている。したがって
、マスク部材４０．４１がロータ１０に取り付けられた
場合には、ロータ１０の凹部４２が密着させられた部分
はマスク部材４０．４１からの露出量が他の部分よりも
大きくなることとなる。

また、マスク部材４０．４１の外周面は、ロータ１０に
密着させられる側とは反対側の端面に向かうに連れて断
面積が漸減させられることにより傾斜面を成すようにさ
れている。さらに、これらマスク部材４０．４１のロー
タ１０に密着する側の各端面の長手方向の両端部にはそ
れぞれ位置決め突起４３が形成されている。これら位置
決め突起４３は、直径がロータ１０の重量軽減孔１４の
直径と等しい円形断面の突起の互に対向する部分が切り
欠かれた形状とされており、重量軽減孔１４内に嵌入す
ることによりマスク部材４０．４１のロータ１０に対す
る位置決めが為される。

ロータ１０の下側に取り付けられるマスク部材４０には
、第１図および第４図に示すように、口−タ１０に密着
させられる側の端面に開口し、両端が前記位置決め突起
４３に僅かに食い込む有底の長穴４４および長穴４４の
底面に開口する円形断面の有底穴４６が形成されている
。長穴４４の底面には有底穴４６を塞ぐプレート４８が
固定されており、プレート４８には、有底穴４６の直径
に等しい長さで開口する長穴５０が長穴４４の長手方向
に沿って形成されている。

マスク部材４０のロータ１０に密着させられる側の端面
にはまた、前記凹部４２から、第１図に二点鎖線で示す
ように重量軽減孔１４の開口周縁が密着させられる線よ
り内側に至る４本の溝５１がそれぞれ形成されている。

これら溝５１は深さが０．０５ｍｍ〜０．２１程度の浅
いものである。

一方、ロータ１０の上側に取り付けられるマスク部材４
１は、ロッド５２に取り付けられている。

ロッド５２の上端部には大径の被操作部５４および被保
持部５６が形成されており、マスク部材４１は、リテー
ナ５８により保持されて被操作部５４との間に配設され
たスプリング６０により下方に付勢されるとともに、ロ
ッド５２に嵌められたＣ形止め輪６２によってロッド５
２からの抜出しが防止されている。リテーナ５８はロッ
ド５２に相対回転不能かつ軸方向に相対移動可能に嵌合
されており、ロッド５２とともに回転させられてスプリ
ング６０のねじれが防止されるようになっている。また
、ロッド５２の下端部には台形状の突起６４がその底辺
が下側に位置するように設けられている。この突起６４
の底辺は前記プレート４８に形成された長大５０の長手
方向の長さより短く、前記有底穴４６に挿入可能とされ
ている。

このように構成されたマスキング治具３８は、ロータ１
０に取り付けられた状態において、第２図に示すように
、流動槽２ｏの上方に配設されたシリンダ６６のピスト
ンロッド６８に取り付けられたチャック７０により被保
持部５６が把持され、シリンダ６６の作動によって昇降
させられることによりロータ１０が昇降させられる。

なお、上記マスク部材４０，４１．　　リテーナ５８等
は、アスベストにセメントを加えたもの（商品名：アス
ヘストヘミソト）、セラミックス等の誘電体で形成され
た上、テフロンの商品名で知られているポリテトラフル
オルエチレン（４フツ化エチレン）がコーティングされ
ている他、ロッド５２、スプリング６０．プレート４８
をマスク部材４０に固定するボルト等、マスキング治具
３８の他の構成部材も黄銅、ステンレス鋼等誘導加熱さ
れ難い材料で製作された上、可能な限りテフロンがコー
ティングされて、アフロン粉末Ｐが融着しないようにさ
れている。

以下、上記のように構成された装置によってロータ１０
にアフロン粉末Ｐを融着させて樹脂層を形成する方法に
ついて説明する。

アフロン粉末Ｐをコーティングするに先立って、まずロ
ータ１０にショツトブラスト、脱脂洗浄等の下地処理を
施す。ショツトブラストに先立って必要な場合にはロー
タ外面を予洗いし、乾燥させた後、ショツトブラストを
施さない部分を覆って硬質粒子を高速で衝突させて多数
の微小な凹凸を形成するのであり、その後、弱アルカリ
脱脂剤等の脱脂剤により脱脂洗浄し、更にその脱脂洗浄
されたロータ外面を水洗いして上記脱脂剤を洗い落とす
。

このような下地処理によってロータ１０の表面を樹脂コ
ーティングに適したものとした後、マスキング治具３８
をロータ１０に取り付ける。すなわち、ロータ１０の下
側に取り付けられるマスク部材４０をロータ１０の端面
に密着させ、突起６４と長大５０との位相を合わせてロ
フト５２を回転軸挿通孔１２に挿入し、ロッド５２に取
り付けられたマスク部材４１をロータ１０の上端面に密
着させた状態でスプリング６０を圧縮しつつロッド５２
を押し下げ、突起６４を有底穴４６内に挿入した後、ロ
ッド５２を９０度回転させた上でロッド５２に加えてい
た力を解除すれば、スプリング６０の付勢力によりロー
タ１０の上側に配設されたマスク部材４１がロータ１０
の上端面に密着させられるとともに、突起６４の側面と
長大５０との係合により下側に配設されたマスク部材４
゜にもスプリング６０の付勢力が伝達され、マスク部材
４０がロータ１０の下端面に密着させられるのである。

この際、マスク部材４０の端面には溝５１が形成されて
いるため、マスク部材４０とロータ１０の端面との間に
は、第５図に示すように、外部から重量軽減孔１４への
空気の流入を許容する通路が形成されることとなる。

ロータ１０はこのようにマスキング治具３８が取り付け
られた後、マスキング治具３８を介してシリンダ６６に
支持された状態とされるが、流動槽２０に収容されたア
フロン粉末Ｐ内への没入に先立って、まず上コイル２８
内に位置させられ、上コイル２８でアフロン粉末Ｐの融
点以上の温度に誘導加熱される。上コイル２８によって
加熱されたロータ１０は、次いでシリンダ６６の作動に
より下降させられて、流動槽２０に収容されているアフ
ロン粉末Ｐ内へ没入させられる。この没入の過程では、
前記加振機２２の作動および空気供給口２４からの圧縮
空気の供給によりアフロン粉末Ｐが流動状態とされる。

また、下コイル３４のコイル電源３６はＯＦＦ状態に保
たれ、上記のように流動状態とされているアフロン粉末
Ｐ内にロータ１０が没入させられる。この没入の過程に
おいては、既にアフロン粉末Ｐの融点以上の温度に加熱
されているロータ１０の表面と流動槽２０内のアフロン
粉末Ｐとが相対移動しつつ接触するため、アフロン粉末
Ｐがロータ１０の表面に瞬間的に融着し、この段階でロ
ータ１０の表面に薄い樹脂層が満遍なく形成される。そ
して、更に、下コイル３４によるロータ１０の再加熱、
アフロン粉末Ｐ内における保持が行われ、所望の厚さの
樹脂層が形成されることとなる。

このようにしてロータ１０がアフロン粉末Ｐ内に没入さ
せられて合成樹脂層が形成される際、ロータ１０がマス
キング治具３８の下側のマスク部材４０から大きく露出
した凹部４２近傍においては、アフロン粉末Ｐ内の空気
がロータ１ｏの下向きの端面により上方への移動を妨げ
られ、その端面とマスク部材４０とによって形成される
すみ部に閉じ込められ易いのであるが、この閉じ込めら
れた空気は、ロータｌＯの端面とマスク部材４゜との間
に形成された通路を通って重量軽減孔１４等ロータ中空
部内に流入するため溜ることはな（、アフロン粉末Ｐは
ロータ１０の端面に満遍なく融着し、第５図に部分的に
示すように所定の厚さの均一な樹脂層が形成されること
となる。

しかも、溝５１は深さが０．０５　ｍｎ＋”　０．２　
ｍｍ程度の深さとされているため、粒径５０μ前後のア
フロン粉末Ｐが１５１によって形成される通路を通って
重量軽減孔１４内に流入することは殆どない。

また、合成樹脂粉末内から上記通路を通ってロータ１０
内に流入する空気の量は微量であるため、この流入量に
見合った量の空気はマスク部材４１とロッド５２との隙
間から十分流出することが可能であり、ロータ１０内の
圧力上昇によってマスク部材４０とロータ１０との間の
通路からの空気の流入が妨げられることはない。

以上、本発明の一実施例を詳細に説明したが、本発明は
これ以外の態様でも実施することができる。

例えば、上記実施例において溝５１は深さが０００５ｍ
ｍ〜０．２　ｍｍ程度とされていたが、この溝の深さは
、コーティングしようとする合成樹脂粉末の粒径等との
関係において選定すべきものである。

ロータ端面とマスキング治具との間に形成される通路が
合成樹脂粉末の通過を全（許容しないようにするために
は、溝の深さは合成樹脂粉末の粒径より小さくすること
が必要なわけであるが、実際には合成樹脂粉末が互に通
路への進入を妨げ合って棚つり、橋かけ等と称・される
現象を起こすため、合成樹脂粉末の粒径より深い溝を形
成して空気の流通を容易にすることが可能である。ただ
し、溝の深さはコーティングしようとする合成樹脂粉末
の平均粒径の５倍以下とすることが望ましく、３倍以下
とすることが更に望ましい。

また、上記実施例においてはロータ１０の下側に取り付
けられるマスク部材４０にのみ溝５１が形成されていた
が、上側に取り付けられるマスク部材４１にも同様の溝
を形成し、ロータ１０との間に形成される通路からロー
タ１０内の空気が上方へ流出するようにしてもよく、こ
のようにすれ　　　　゛ば下側のマスク部材４０とロー
タ１０との間に形成される通路からの空気の流入が一層
容易となって、合成樹脂層形成不良の発生が一層確実に
回避される。

さらに、アフロン粉末Ｐ等の合成樹脂粉末を融着させる
ためのロータ１０の加熱は、上記実施例におけるように
ロータ１０の合成樹脂粉末内への没入前および後の両方
に行うことが望ましいが、いずれか一方においてのみ行
うことも可能である。

その他、いちいち例示することはしないが、マスキング
治具の構造等に当業者の知識に基づいて種々の変更、改
良を施した態様で本発明を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるマスキング治具の二つ
のマスク部材のうちロータの下側に取り付けられるマス
ク部材を示す平面図である。第２図は上記ロータにアフ
ロン粉末をコーティングするための装置を示す正面断面
図である。第３図は上記マスキング治具がロータに固定
された状態を示す正面断面図である。第４図は第１図に
おけるＩＶ−ｒＶ断面図である。第５図は合成樹脂層が
形成されたロータの一部を第１図に示すマスク部材との
関係において示す断面図である。第６図は上記ロータの
斜視図である。 １０：ロータ（中空部材）　　１２：回転軸挿通孔１４
：重量軽減孔　　　３８：マスキング治具４２：凹部　
　　　　　５１：溝 Ｐニアフロン粉末（樹脂粉末）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）開口を有する中空部材の外表面に合成樹脂を融着
   によりコーティングすべく、空気の吹込みによって流動
   状態とした合成樹脂粉末内に中空部材を前記開口を下向
   きにして浸漬する際に、中空部内に合成樹脂粉末が侵入
   することを防止するために前記開口を閉塞するマスク部
   材であって、当該マスク部材の前記開口の周縁に密着す
   る面に溝を形成して、前記中空部材に装着された状態に
   おいて外部から中空部材の中空部内への空気の流入を許
   容する通路が形成されるようにするとともに、その溝の
   深さを空気の流通は許容するが前記合成樹脂粉末の流通
   は実質的に阻止する深さとしたことを特徴とする中空部
   材コーティング用マスク部材。
2. （２）前記中空部材が、ルーツ形スーパチャージャロー
   タであり、前記中空部がそのロータの羽根を軸心に平行
   に貫通する重量軽減孔であって、かつ、前記マスク部材
   が、ロータが軸心を上下方向にして前記樹脂粉末内に浸
   漬された際に下側となるロータ端面への前記重量軽減孔
   の開口を閉塞するものであり、その下側となるロータ端
   面の開口周縁に密着する面に前記溝が形成されている特
   許請求の範囲第１項記載のマスク部材。