ケーシングの製造方法及び真空ポンプ
【課題】簡単な構成でロータ及びサイドプレートの損傷を抑制して真空ポンプの耐久性の低下を防止すること。
【解決手段】シリンダ室を形成するシリンダライナを金型に配置し、ケーシング本体を成形する溶湯を用いて鋳造し、シリンダライナを一体に鋳込む工程（ステップＳ２）と、シリンダライナ及びケーシング本体を一体に貫通し、シリンダ室内と連通する吸気孔及び排気孔を加工する工程（ステップＳ３）とを備えた。
【解決手段】シリンダ室を形成するシリンダライナを金型に配置し、ケーシング本体を成形する溶湯を用いて鋳造し、シリンダライナを一体に鋳込む工程（ステップＳ２）と、シリンダライナ及びケーシング本体を一体に貫通し、シリンダ室内と連通する吸気孔及び排気孔を加工する工程（ステップＳ３）とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動機により駆動される回転圧縮要素が摺動するシリンダ室を備えるケーシングの製造方法及びこのケーシングを備えた真空ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電動モータ等の駆動機に取り付けられるケーシングと、このケーシングのシリンダ室内に駆動機により回転する回転圧縮要素とを備えた真空ポンプが知られている。この種の真空ポンプでは、駆動機により回転圧縮要素をシリンダ室内で駆動することによって真空を得ることができ、例えば、自動車のエンジンルームに搭載されて、ブレーキ倍力装置を作動させるための真空を発生させるために使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２２２０９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このため、この種の真空ポンプは、設置スペースが大きく取れない事情から小型化が要請されており、例えば、ケーシング本体内にシリンダ室を形成するシリンダライナを圧入することにより、ケーシングの回転軸方向への寸法の小型化を図ることが想定される。
しかし、この構成では、周壁にシリンダ室に連通する吸気孔及び排気孔を加工するとともに、当該シリンダ室の内面に無電解めっき処理等による表面硬化処理が施されたシリンダライナを製造し、このシリンダライナをケーシング本体の孔部に圧入していた。このため、シリンダライナの圧入後に、吸気孔または排気孔の位置をケーシング本体の所定位置に合わせるための微調整が必要となるとともに、圧入の際に吸気孔または排気孔の縁部によりケーシング本体の一部にバリが発生することがあり、このバリを取る追加工が必要となり、作業工数が多くなるといった問題があった。
そこで、本発明は、軸方向への小型化を図るとともに、作業工数の低減を図ったケーシングの製造方法及びこのケーシングを備える真空ポンプ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】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明は、駆動機により駆動される回転圧縮要素が摺動するシリンダ室を備えるケーシングの製造方法において、前記シリンダ室を形成するシリンダライナを金型に配置し、ケーシング本体を成形する溶湯を用いて鋳造し、前記シリンダライナを一体に鋳込む工程と、前記シリンダライナ及び前記ケーシング本体を一体に貫通し、前記シリンダ室内と連通する吸気孔及び排気孔を加工する工程と、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、ケーシング本体にシリンダライナを一体に鋳込んだ後に、このシリンダライナ及びケーシング本体を一体に貫通してシリンダ室内と連通する吸気孔及び排気孔を加工するため、シリンダライナとケーシング本体との孔位置の調整作業や、ケーシング本体の追加工が不要となり、製造時の作業工数の低減を図ることができる。また、シリンダライナは、ケーシング本体に鋳込まれてケーシングが製造されるため、このケーシングの軸方向への小型化を図ることができる。
【０００７】
この構成において、前記吸気孔及び前記排気孔が加工された前記シリンダライナの内周面を、当該シリンダライナよりも硬い金属で皮膜する工程を備えることを特徴とする。この構成によれば、ケーシング本体にシリンダライナを一体に鋳込んだケーシングであっても、硬度の高い摺動面を簡単に形成することができる。
【０００８】
また、前記シリンダライナを鋳込む工程に先だって、前記シリンダライナの外周面に当該シリンダライナの回転及び抜けを防止する手段を成形する工程を備えたことを特徴とする。この構成によれば、シリンダライナとケーシング本体とで熱膨張係数の異なる金属を採用したとしても、回転及び抜けを防止する手段が予めシリンダライナの外周面に形成されているため、当該シリンダライナを圧入するものに比べて簡単にシリンダライナの回転及び抜けを防止できる。
【０００９】
また、前記回転及び抜けを防止する手段として、前記シリンダライナの外周面にらせん溝を成形することを特徴とする。この構成によれば、回転及び抜けを防止したシリンダライナを簡単に作成することができる。
【００１０】
また、本発明は、駆動機に取り付けられるケーシングを備え、このケーシング内に前記駆動機より駆動される回転圧縮要素が摺動するシリンダ室を備える真空ポンプにおいて、前記ケーシングは、鋳造されたケーシング本体に一体に鋳込まれて前記シリンダ室を形成するシリンダライナを備え、前記シリンダライナ及び前記ケーシング本体を一体に貫通し、前記シリンダ室内と連通する吸気孔及び排気孔を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ケーシング本体にシリンダライナを一体に鋳込んだ後に、このシリンダライナ及びケーシング本体を一体に貫通してシリンダ室内と連通する吸気孔及び排気孔を加工するため、シリンダライナとケーシング本体との孔位置の調整作業や、ケーシング本体の追加工が不要となり、製造時の作業工数の低減を図ることができる。また、シリンダライナは、ケーシング本体に鋳込まれてケーシングが製造されるため、このケーシングの軸方向への小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る真空ポンプを使用したブレーキ装置の概要図である。
【図２】真空ポンプの側部部分断面図である。
【図３】真空ポンプをその前側から見た図である。
【図４】ケーシングの製造手順を示すフローチャートである。
【図５】シリンダライナ外周面の形成された回転及び抜けを防止するらせん溝を示すケーシングの側部部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明に係る好適な実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る真空ポンプ１を負圧源として使用したブレーキ装置１００の概要図である。ブレーキ装置１００は、例えば、自動車等の車両の左右の前輪に取り付けられたフロントブレーキ２Ａ，２Ｂ、及び左右の後輪に取り付けられたリアブレーキ３Ａ，３Ｂを備えている。これらの各ブレーキは、マスターシリンダ４とブレーキ配管９によりそれぞれ接続されており、マスターシリンダ４からブレーキ配管９を介して送られる油圧によって各ブレーキが作動する。
また、ブレーキ装置１００は、ブレーキペダル５と連結されたブレーキブースター（ブレーキ倍力装置）６を備え、このブレーキブースター６には、空気配管８を介して、真空タンク７及び真空ポンプ１が直列に接続されている。ブレーキブースター６は、真空タンク７内の負圧を利用してブレーキペダル５の踏力を倍力するものであり、小さな踏力でマスターシリンダ４のピストン（図示せず）を移動させることにより、十分なブレーキングパワーを引き出せるようになっている。
真空ポンプ１は、車両のエンジンルーム内に配置され、真空タンク７内の空気を車両外部へ排出し、当該真空タンク７内を真空状態とする。なお、自動車等に用いる真空ポンプ１の使用範囲は、例えば、−６０ｋＰａ〜−８０ｋＰａである。
【００１４】
図２は、真空ポンプ１の側部部分断面図であり、図３は、図２の真空ポンプ１をその前側（同図中の右側）から見た図である。ただし、図３は、シリンダ室Ｓの構成を示すべく、ポンプカバー２４，サイドプレート２６等の部材を取り外した状態を図示している。なお、以下では、説明の便宜上、図２および図３の上部にそれぞれ矢印で示す方向が、真空ポンプ１の上下前後左右を示すものとして説明する。また、前後方向については軸方向、左右方向については幅方向ともいう。
【００１５】
図２に示すように、真空ポンプ１は電動モータ（駆動機）１０と、この電動モータ１０を駆動源として作動するポンプ本体２０とを備えており、これら電動モータ１０及びポンプ本体２０が一体に連結された状態で自動車等の車体に固定支持されている。
【００１６】
電動モータ１０は、略円筒形状に形成されたケース１１の一方の端部（前端）の略中心からポンプ本体２０側（前側）に向かって延びる出力軸（回転軸）１２を有している。出力軸１２は、ポンプ本体２０を駆動する駆動軸として機能するものであり、前後方向に延びる回転中心Ｘ１を基準として回転する。出力軸１２の先端部１２Ａはスプライン軸に形成されており、ポンプ本体２０のロータ２７の軸方向に貫通する軸孔２７Ａの一部に形成されたスプライン溝２７Ｄと係合し、出力軸１２とロータ２７とが一体に回転可能に連結される。
電動モータ１０は、電源（図示略）の投入により、出力軸１２が、図３中の矢印Ｒ方向（反時計回り）に回転し、これによりロータ２７を、回転中心Ｘ１を中心として同方向（矢印Ｒ方向）に回転させるようになっている。
【００１７】
ケース１１は、有底円筒形状に形成されたケース本体６０と、このケース本体６０の開口を塞ぐカバー体６１とを備え、ケース本体６０は、その周縁部６０Ａが外方に折り曲げて形成されている。カバー体６１は、ケース本体６０の開口と略同径に形成された円板部（壁面）６１Ａと、この円板部６１Ａの周縁に連なり、ケース本体６０の内周面に嵌まる円筒部６１Ｂと、この円筒部６１Ｂの周縁を外方に折り曲げて形成した屈曲部６１Ｃとを備えて一体に形成され、円板部６１Ａ及び円筒部６１Ｂがケース本体６０内に進入し、屈曲部６１Ｃが、ケース本体６０の周縁部６０Ａに当接して固定されている。これにより、電動モータ１０には、ケース１１の一方の端部（前端）が内側に窪み、ポンプ本体２０がインロー嵌合により取り付けられる嵌合穴部６３が形成される。
また、円板部６１Ａの略中央には、出力軸１２が貫通する貫通孔６１Ｄと、この貫通孔６１Ｄの周囲にケース本体６０の内側に延びる円環状のベアリング保持部６１Ｅとが形成され、このベアリング保持部６１Ｅの内周面６１Ｆに、上記出力軸１２の前方側を軸支するベアリング６２の外輪が保持される。
【００１８】
ポンプ本体２０は、図２に示すように、電動モータ１０のケース１１の前側に形成された嵌合穴部６３に嵌合されるケーシング本体２２と、このケーシング本体２２内に配置されてシリンダ室Ｓを形成するシリンダライナ２３と、当該ケーシング本体２２を前側から覆うポンプカバー２４とを備えている。本実施形態ではケーシング本体２２及びシリンダライナ２３を備えて、真空ポンプ１のケーシング３１を構成している。
【００１９】
ケーシング本体２２は、例えば、アルミニウム等の熱伝導性の高い金属材料を用いて、図３に示すように、前側から見た形状が上記した回転中心Ｘ１を略中心とした上下方向に長い略矩形に形成されている。ケーシング本体２２の上部には、このケーシング本体２２に設けられたシリンダ室Ｓ内に連通する連通孔２２Ａが形成され、この連通孔２２Ａには吸込ニップル３０が圧入されている。この吸込ニップル３０は、図２に示すように、上向きに延びる直管であり、当該吸込ニップル３０の一端３０Ａには、外部機器（例えば、真空タンク７（図１参照））から負圧空気を供給するための管またはチューブが接続される。
【００２０】
ケーシング本体２２には、前後方向に延びる軸心Ｘ２を基準とした孔部２２Ｂが形成され、この孔部２２Ｂに円筒状に形成されたシリンダライナ２３が鋳込まれている。具体的には、シリンダライナ２３を金型にセットした状態で、この金型に注湯することにより当該シリンダライナ２３を一体に鋳込んだケーシング本体２２（ケーシング３１）が鋳造される。軸心Ｘ２は、上述の電動モータ１０の出力軸１２の回転中心Ｘ１に対して平行で、かつ、図２に示すように、回転中心Ｘ１に対して左側斜め上方に偏心している。本構成では、回転中心Ｘ１を中心とするロータ２７の外周面２７Ｂが、軸心Ｘ２を基準に形成されているシリンダライナ２３の内周面２３Ａに接するように軸心Ｘ２が偏心されている。
【００２１】
シリンダライナ２３は、ロータ２７と同一の金属材料（本実施形態では、鉄）で形成されており、このシリンダライナ２３の内周面２３Ａには、例えば、硬質クロムめっき等の表面硬化処理が施され、内周面（摺動面）２３Ａの硬度が高められている。
本実施形態では、ケーシング本体２２にシリンダライナ２３を一体に鋳込むことにより、ケーシング本体２２の前後方向の長さ範囲内でシリンダライナ２３を収容することができるため、このシリンダライナ２３がケーシング本体２２から突出することが防止され、ケーシング本体２２の小型化を図ることができる。
更に、ケーシング本体２２はロータ２７よりも熱伝導性の高い材料で形成されている。これによれば、ロータ２７及びベーン２８が回転駆動した際に発生した熱がケーシング本体２２に速やかに伝達できることにより、ケーシング本体２２から十分に放熱することができる。
【００２２】
シリンダライナ２３には、上記したケーシング本体２２の連通孔（吸気孔）２２Ａとシリンダ室Ｓ内とを繋ぐ開口（吸気孔）２３Ｂが形成されており、吸込ニップル３０を通じた空気は、連通孔２２Ａ，開口２３Ｂを通じてシリンダ室Ｓ内に供給される。また、ケーシング本体２２及びシリンダライナ２３の下部には、これらケーシング本体２２及びシリンダライナ２３を貫通し、シリンダ室Ｓで圧縮された空気が排出される排気孔２２Ｃ，２３Ｃが設けられている。本実施形態では、これら連通孔２２Ａ、開口２３Ｂと、排気孔２２Ｃ，２３Ｃとは、シリンダ室Ｓを挟んで同一の軸心上に配置されており、例えば、ケーシング本体２２の上面側からの１回のドリル加工により形成することができる。
【００２３】
シリンダライナ２３の後端および前端には、それぞれシリンダ室Ｓの開口を塞ぐサイドプレート２５，２６が配設されている。これらサイドプレート２５，２６は、その直径がシリンダライナ２３の内周面２３Ａの内径よりも大きく設定されており、ウェーブワッシャー２５Ａ，２６Ａにより付勢されて、シリンダライナ２３の前端及び後端にそれぞれ押し付けられている。これにより、シリンダライナ２３の内側は、吸込ニップル３０に連なる開口２３Ｂ及び排気孔２３Ｃ，２２Ｃを除いて、密閉されたシリンダ室Ｓが形成される。なお、ウェーブワッシャー２５Ａ，２６Ａの替わりにシールリングを設ける構成としても良い。
【００２４】
シリンダ室Ｓには、ロータ２７が配設されている。ロータ２７は、電動モータ１０の回転中心Ｘ１に沿って延びる円柱形状を有し、ポンプ本体２０の駆動軸である出力軸１２が挿通される軸孔２７Ａを有すると共に、この軸孔２７Ａから径方向に離れた位置に、複数のガイド溝２７Ｃが軸孔２７Ａを中心とする等角度間隔で周方向に間隔を空けて設けられる。上記軸孔２７Ａの一部には、出力軸１２の先端部１２Ａに設けられたスプライン軸に係合するスプライン溝２７Ｄが形成され、ロータ２７と出力軸１２とがスプライン連結されるようになっている。
本実施形態では、ロータ２７の前端面には、軸孔２７Ａの周囲に当該軸孔２７Ａよりも拡径した円柱状の凹部２７Ｆが形成され、この凹部２７Ｆ内に延出する出力軸１２の先端にプッシュナット７０が取り付けられ、このプッシュナット７０により、ロータ２７が出力軸１２の先端側へ移動することが規制される。
【００２５】
ロータ２７の前後方向の長さは、シリンダライナ２３のシリンダ室Ｓの長さ、すなわち、上述の２枚にサイドプレート２５，２６の相互に対向する内面間の距離と略等しく設定され、ロータ２７とサイドプレート２５，２６との間は略閉塞されている。
また、ロータ２７の外径は、図３に示すように、ロータ２７の外周面２７Ｂが、シリンダライナ２３の内周面２３Ａのうちの右斜め下方に位置する部分と微小なクリアランスを保つように設定されている。これにより、サイドプレート２５，２６により区画されたシリンダ室Ｓ内は、図３に示すように、ロータ２７の外周面２７Ｂと、シリンダライナ２３の内周面２３Ａとの間には、三日月形状の空間が構成される。
【００２６】
ロータ２７には、三日月形状の空間を区画する複数（本例では５枚）のベーン２８が設けられている。ベーン２８は、板状に形成されていて、その前後方向の長さは、ロータ２７と同様、２枚のサイドプレート２５，２６の相互に対向する内面間の距離と略等しくなるように設定されている。これらベーン２８は、ロータ２７に設けられたガイド溝２７Ｃから出没自在に配設されている。各ベーン２８は、ロータ２７の回転に伴い、遠心力によってガイド溝２７Ｃに沿って外側へ突出し、その先端をシリンダライナ２３の内周面２３Ａに当接させる。これにより、上述の三日月形状の空間は、相互に隣接する２枚のベーン２８，２８と、ロータ２７の外周面２７Ｂと、シリンダライナ２３の内周面２３Ａとによって囲まれる５つの圧縮室Ｐに区画される。これら圧縮室Ｐは、出力軸１２の回転に伴うロータ２７の矢印Ｒ方向の回転に伴い、同方向に回転し、その容積が、開口２３Ｂ近傍で大きく、一方、排気孔２３Ｃで小さくなる。つまり、ロータ２７，ベーン２８の回転により、開口２３Ｂから１つの圧縮室Ｐに吸入された空気は、ロータ２７の回転に伴って回転しつつ圧縮されて、排気孔２３Ｃから排出される。本構成では、ロータ２７及び複数のベーン２８を備えて回転圧縮要素を構成する。
【００２７】
本構成では、シリンダライナ２３は、図２に示すように、このシリンダライナ２３の軸心Ｘ２が回転中心Ｘ１に対して左側斜め上方に偏心してケーシング本体２２に鋳込まれている。このため、ケーシング本体２２内には、シリンダライナ２３が偏心したのと反対の方向に大きなスペースを確保することができ、このスペースにはシリンダライナ２３の周縁部に沿って、排気孔２３Ｃ、２２Ｃに連通する膨張室３３が形成されている。
膨張室３３は、シリンダライナ２３の下方から出力軸１２の上方に至るまで、当該シリンダライナ２３の周縁部に沿った大きな閉空間として形成され、ポンプカバー２４に形成された排気口２４Ａに連通している。この膨張室３３に流入した圧縮空気は、当該膨張室３３内で膨張、分散して当該膨張室３３の隔壁にぶつかって乱反射する。これにより、圧縮空気の音エネルギが減衰されるため、排気する際の騒音及び振動の低減を図ることができる。
【００２８】
ポンプカバー２４は、前側のサイドプレート２６にウェーブワッシャー２６Ａを介して配置され、ケーシング本体２２にボルト６６で固定されている。ケーシング本体２２の前面には、図３に示すように、シリンダライナ２３や膨張室３３を囲んでシール溝２２Ｄが形成され、このシール溝２２Ｄには環状のシール材６７（図２）が配置されている。ポンプカバー２４には、膨張室３３に対応する位置に排気口２４Ａが設けてある。この排気口２４Ａは、膨張室３３に流入した空気を機外（真空ポンプ１の外部）に排出するためのものであり、この排気口２４Ａは、機外からポンプ内への空気の逆流を防止するためのチェックバルブ２９が取り付けられている。
【００２９】
また、真空ポンプ１は、電動モータ１０とポンプ本体２０とを連結して構成されており、電動モータ１０の出力軸１２に連結されたロータ２７及びベーン２８がポンプ本体２０のシリンダライナ２３内で摺動する。このため、ポンプ本体２０を電動モータ１０の出力軸１２の回転中心Ｘ１に合わせて組み付けることが重要である。
このため、本実施形態では、電動モータ１０は、ケース１１の一端側に出力軸１２の回転中心Ｘ１を中心とした嵌合穴部６３が形成されている。一方、ケーシング本体２２の背面には、図２に示すように、シリンダ室Ｓの周囲に後方へ突出した円筒状の嵌合部２２Ｆが一体に形成されている。この嵌合部２２Ｆは、電動モータ１０の出力軸１２の回転中心Ｘ１と同心に形成されており、電動モータ１０の嵌合穴部６３にインロー嵌合する外径に形成されている。これにより、本構成では、電動モータ１０の嵌合穴部６３にケーシング本体２２の嵌合部２２Ｆを嵌め込むだけで、簡単に中心位置を合わせることができ、電動モータ１０とポンプ本体２０との組み付け作業を容易に行うことができる。また、ケーシング本体２２の背面には、嵌合部２２Ｆの周囲にシール溝２２Ｅが形成され、このシール溝２２Ｅには環状のシール材３５が配置されている。
【００３０】
次に、上述した真空ポンプ１が備えるケーシング３１の製造方法について説明する。図４は、ケーシング３１の製造手順を示すフローチャートである。
まず、ケーシング３１に用いられるシリンダライナ２３の外周面にらせん溝（回転及び抜けを防止する手段）を成形する（ステップＳ１）。具体的には、図５に示すように、シリンダライナ２３の外周面２３Ｄにらせん状に延びた溝部２３Ｅを複数成形する。この溝部２３Ｅは、シリンダライナ２３を鋳込んだ際に溶融金属が当該溝部２３Ｅ内に侵入してアンカーとして機能し、シリンダライナ２３の回転及び抜けを防止するものである。溝部２３Ｅは、端部２３Ｆを閉じて形成するのが望ましいが、当該溝部２３Ｅ間のピッチを変更しても良い。このらせん状に延びた溝部２３Ｅは、シリンダライナ２３を旋盤のチャックに保持した状態で当該シリンダライナ２３の外周面２３Ｄに刃物（バイト）を当てることにより簡単に成形できる。また、シリンダライナ２３の送り量を調整することで溝部２３Ｅのピッチを簡単に変更することができる。なお、この実施形態では、成形が簡単である観点から、シリンダライナ２３の外周面２３Ｄにらせん状に延びた溝部２３Ｅを成形したものを一例として説明しているが、これに限るものではなく、例えば、シリンダライナ２３の外周面２３Ｄにディンプル等の凹凸を付ける加工をしても良い。
【００３１】
次に、シリンダライナ２３を鋳込んだ状態でケーシング本体２２を鋳造する（ステップＳ２）。具体的には、シリンダライナ２３をダイカスト用金型（不図示）にセットし、この状態で金型内にアルミニウム等の溶融金属（溶湯）を注湯する。これにより、シリンダライナ２３を一体に鋳込んだケーシング本体２２が鋳造される。
次に、シリンダライナ２３とケーシング本体２２とを一体に機械加工する（ステップＳ３）。具体的には、吸気孔としてのケーシング本体２２の連通孔２２Ａ、シリンダライナ２３の開口２３Ｂを一体に孔加工するとともに、ケーシング本体２２の排気孔２２Ｃ、シリンダライナ２３の排気孔２３Ｃを一体に孔加工する。本実施形態では、これら連通孔２２Ａ、開口２３Ｂと、排気孔２２Ｃ，２３Ｃとは、シリンダ室Ｓを挟んで同一の軸心上に配置されているため、ケーシング本体２２の上面側からの１回のドリル加工によりこれらを形成することができる。なお、これら孔加工の後、連通孔２２Ａ，開口２３Ｂ及び排気孔２２Ｃ，２３Ｃの周囲に生じるバリ取りを行う。
シリンダライナ２３の内周面２３Ａは、ロータ２７及びベーン２８が摺動する摺動面として機能するため、シリンダライナ２３の内径を精度良く成形する必要がある。本実施形態では、シリンダライナ２３をケーシング本体２２に鋳込んでいるため、このシリンダライナ２３は、鋳造する工程において高温の溶融金属と接触することにより熱膨張し、冷却する過程で熱収縮する。これにより、シリンダライナ２３の内径が個体ごとにバラつきが生じるおそれがある。このため、鋳込まれたシリンダライナ２３の内周面２３Ａを切削することで当該シリンダライナ２３の内径を正確に規定寸法に合わせている。
【００３２】
続いて、シリンダライナ２３の内周面２３Ａをシリンダライナ２３（鉄）よりも硬い金属で皮膜する表面処理を行う（ステップＳ４）。具体的には、シリンダライナ２３の内周面２３Ａに硬質クロムめっきを施す。この場合、シリンダライナ２３の内周面２３Ａを除いたケーシング本体２２をマスキングした後、このケーシング本体ごと、クロムめっき槽に浸けて当該内周面２３Ａに硬質クロムめっきが施される。乾燥後に内周面２３Ａをバフ研磨等してシリンダライナ２３の内径を正確に規定寸法に合わせる。
最後に、シリンダライナ２３をマスキングし（ステップＳ５）、ケーシング本体２２の表面に３価亜鉛メッキ処理を施して（ステップＳ６）終了する。
【００３３】
以上、説明したように、本実施形態によれば、電動モータ１０により駆動されるロータ２７及びベーン２８が摺動するシリンダ室Ｓを備えるケーシング３１の製造方法において、シリンダ室Ｓを形成するシリンダライナ２３を金型に配置し、ケーシング本体２２を成形するアルミニウム溶湯を用いて鋳造し、シリンダライナ２３を一体に鋳込む工程と、シリンダライナ２３及びケーシング本体２２を一体に貫通し、シリンダ室Ｓ内と連通する連通孔２２Ａ、開口２３Ｂ及び排気孔２２Ｃ，２３Ｃを加工する工程とを備えたため、シリンダライナ２３を一体に鋳込んだケーシング本体２２を、一体に貫通してシリンダ室Ｓ内と連通する連通孔２２Ａ、開口２３Ｂ及び排気孔２２Ｃ，２３Ｃを加工できる。このため、シリンダライナを圧入する工程で生じていたシリンダライナ２３とケーシング本体２２との孔位置の調整作業や、ケーシング本体２２の追加工が不要となるため、シリンダライナを圧入するものと比べて製造時の作業工数の低減を図ることができる。また、シリンダライナ２３は、ケーシング本体２２に鋳込まれてケーシング３１が製造されるため、このケーシング３１の軸方向への小型化を図ることができる。
【００３４】
また、本実施形態によれば、開口２３Ｂ及び排気孔２３Ｃが加工されたシリンダライナ２３の内周面２３Ａに硬質クロムめっき処理を施すため、ケーシング本体２２にシリンダライナ２３を一体に鋳込んだケーシング３１であっても、硬度の高い摺動面を簡単に形成することができる。
【００３５】
また、本実施形態によれば、シリンダライナ２３を鋳込む工程に先だって、シリンダライナ２３の外周面２３Ｄに当該シリンダライナ２３の回転及び抜けを防止する手段を成形する工程を備えたため、シリンダライナ２３とケーシング本体２２とで熱膨張係数の異なる金属を採用したとしても、シリンダライナを圧入するものに比べて、シリンダライナ２３の回転及び抜けを防止する構成を簡素化できる。
【００３６】
また、本実施形態によれば、回転及び抜けを防止する手段として、シリンダライナ２３の外周面２３Ｄにらせん状の溝部２３Ｅを成形するため、回転及び抜けを防止したシリンダライナ２３を簡単に作成することができる。
【００３７】
また、本実施形態によれば、電動モータ１０に取り付けられるケーシング３１を備え、このケーシング３１内に電動モータ１０より駆動されるロータ２７及びベーン２８が摺動するシリンダ室Ｓを備える真空ポンプ１において、ケーシング３１は、鋳造されたケーシング本体２２に一体に鋳込まれてシリンダ室Ｓを形成するシリンダライナ２３を備え、シリンダライナ２３及びケーシング本体２２を一体に貫通し、シリンダ室Ｓ内と連通する連通孔２２Ａ、開口２３Ｂ及び排気孔２２Ｃ，２３Ｃを備えるため、回転軸方向への小型化を図ることができるとともに、シリンダライナを圧入するものと比べて製造時の作業工数の低減を図ることができる。
【００３８】
以上、本発明を実施するための最良の実施の形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１ 真空ポンプ
１０ 電動モータ（駆動機）
１２ 出力軸（回転軸）
２２ ケーシング本体
２２Ａ 連通孔（吸気孔）
２２Ｂ 孔部
２２Ｃ 排気孔
２３ シリンダライナ
２３Ａ 内周面
２３Ｂ 開口（吸気孔）
２３Ｃ 排気孔
２３Ｄ 外周面
２３Ｅ 溝部（らせん溝）
２３Ｆ 端部
２４ ポンプカバー
２７ ロータ（回転圧縮要素）
２８ ベーン（回転圧縮要素）
３１ ケーシング
Ｓ シリンダ室
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動機により駆動される回転圧縮要素が摺動するシリンダ室を備えるケーシングの製造方法及びこのケーシングを備えた真空ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電動モータ等の駆動機に取り付けられるケーシングと、このケーシングのシリンダ室内に駆動機により回転する回転圧縮要素とを備えた真空ポンプが知られている。この種の真空ポンプでは、駆動機により回転圧縮要素をシリンダ室内で駆動することによって真空を得ることができ、例えば、自動車のエンジンルームに搭載されて、ブレーキ倍力装置を作動させるための真空を発生させるために使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２２２０９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このため、この種の真空ポンプは、設置スペースが大きく取れない事情から小型化が要請されており、例えば、ケーシング本体内にシリンダ室を形成するシリンダライナを圧入することにより、ケーシングの回転軸方向への寸法の小型化を図ることが想定される。
しかし、この構成では、周壁にシリンダ室に連通する吸気孔及び排気孔を加工するとともに、当該シリンダ室の内面に無電解めっき処理等による表面硬化処理が施されたシリンダライナを製造し、このシリンダライナをケーシング本体の孔部に圧入していた。このため、シリンダライナの圧入後に、吸気孔または排気孔の位置をケーシング本体の所定位置に合わせるための微調整が必要となるとともに、圧入の際に吸気孔または排気孔の縁部によりケーシング本体の一部にバリが発生することがあり、このバリを取る追加工が必要となり、作業工数が多くなるといった問題があった。
そこで、本発明は、軸方向への小型化を図るとともに、作業工数の低減を図ったケーシングの製造方法及びこのケーシングを備える真空ポンプ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】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明は、駆動機により駆動される回転圧縮要素が摺動するシリンダ室を備えるケーシングの製造方法において、前記シリンダ室を形成するシリンダライナを金型に配置し、ケーシング本体を成形する溶湯を用いて鋳造し、前記シリンダライナを一体に鋳込む工程と、前記シリンダライナ及び前記ケーシング本体を一体に貫通し、前記シリンダ室内と連通する吸気孔及び排気孔を加工する工程と、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、ケーシング本体にシリンダライナを一体に鋳込んだ後に、このシリンダライナ及びケーシング本体を一体に貫通してシリンダ室内と連通する吸気孔及び排気孔を加工するため、シリンダライナとケーシング本体との孔位置の調整作業や、ケーシング本体の追加工が不要となり、製造時の作業工数の低減を図ることができる。また、シリンダライナは、ケーシング本体に鋳込まれてケーシングが製造されるため、このケーシングの軸方向への小型化を図ることができる。
【０００７】
この構成において、前記吸気孔及び前記排気孔が加工された前記シリンダライナの内周面を、当該シリンダライナよりも硬い金属で皮膜する工程を備えることを特徴とする。この構成によれば、ケーシング本体にシリンダライナを一体に鋳込んだケーシングであっても、硬度の高い摺動面を簡単に形成することができる。
【０００８】
また、前記シリンダライナを鋳込む工程に先だって、前記シリンダライナの外周面に当該シリンダライナの回転及び抜けを防止する手段を成形する工程を備えたことを特徴とする。この構成によれば、シリンダライナとケーシング本体とで熱膨張係数の異なる金属を採用したとしても、回転及び抜けを防止する手段が予めシリンダライナの外周面に形成されているため、当該シリンダライナを圧入するものに比べて簡単にシリンダライナの回転及び抜けを防止できる。
【０００９】
また、前記回転及び抜けを防止する手段として、前記シリンダライナの外周面にらせん溝を成形することを特徴とする。この構成によれば、回転及び抜けを防止したシリンダライナを簡単に作成することができる。
【００１０】
また、本発明は、駆動機に取り付けられるケーシングを備え、このケーシング内に前記駆動機より駆動される回転圧縮要素が摺動するシリンダ室を備える真空ポンプにおいて、前記ケーシングは、鋳造されたケーシング本体に一体に鋳込まれて前記シリンダ室を形成するシリンダライナを備え、前記シリンダライナ及び前記ケーシング本体を一体に貫通し、前記シリンダ室内と連通する吸気孔及び排気孔を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ケーシング本体にシリンダライナを一体に鋳込んだ後に、このシリンダライナ及びケーシング本体を一体に貫通してシリンダ室内と連通する吸気孔及び排気孔を加工するため、シリンダライナとケーシング本体との孔位置の調整作業や、ケーシング本体の追加工が不要となり、製造時の作業工数の低減を図ることができる。また、シリンダライナは、ケーシング本体に鋳込まれてケーシングが製造されるため、このケーシングの軸方向への小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る真空ポンプを使用したブレーキ装置の概要図である。
【図２】真空ポンプの側部部分断面図である。
【図３】真空ポンプをその前側から見た図である。
【図４】ケーシングの製造手順を示すフローチャートである。
【図５】シリンダライナ外周面の形成された回転及び抜けを防止するらせん溝を示すケーシングの側部部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明に係る好適な実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る真空ポンプ１を負圧源として使用したブレーキ装置１００の概要図である。ブレーキ装置１００は、例えば、自動車等の車両の左右の前輪に取り付けられたフロントブレーキ２Ａ，２Ｂ、及び左右の後輪に取り付けられたリアブレーキ３Ａ，３Ｂを備えている。これらの各ブレーキは、マスターシリンダ４とブレーキ配管９によりそれぞれ接続されており、マスターシリンダ４からブレーキ配管９を介して送られる油圧によって各ブレーキが作動する。
また、ブレーキ装置１００は、ブレーキペダル５と連結されたブレーキブースター（ブレーキ倍力装置）６を備え、このブレーキブースター６には、空気配管８を介して、真空タンク７及び真空ポンプ１が直列に接続されている。ブレーキブースター６は、真空タンク７内の負圧を利用してブレーキペダル５の踏力を倍力するものであり、小さな踏力でマスターシリンダ４のピストン（図示せず）を移動させることにより、十分なブレーキングパワーを引き出せるようになっている。
真空ポンプ１は、車両のエンジンルーム内に配置され、真空タンク７内の空気を車両外部へ排出し、当該真空タンク７内を真空状態とする。なお、自動車等に用いる真空ポンプ１の使用範囲は、例えば、−６０ｋＰａ〜−８０ｋＰａである。
【００１４】
図２は、真空ポンプ１の側部部分断面図であり、図３は、図２の真空ポンプ１をその前側（同図中の右側）から見た図である。ただし、図３は、シリンダ室Ｓの構成を示すべく、ポンプカバー２４，サイドプレート２６等の部材を取り外した状態を図示している。なお、以下では、説明の便宜上、図２および図３の上部にそれぞれ矢印で示す方向が、真空ポンプ１の上下前後左右を示すものとして説明する。また、前後方向については軸方向、左右方向については幅方向ともいう。
【００１５】
図２に示すように、真空ポンプ１は電動モータ（駆動機）１０と、この電動モータ１０を駆動源として作動するポンプ本体２０とを備えており、これら電動モータ１０及びポンプ本体２０が一体に連結された状態で自動車等の車体に固定支持されている。
【００１６】
電動モータ１０は、略円筒形状に形成されたケース１１の一方の端部（前端）の略中心からポンプ本体２０側（前側）に向かって延びる出力軸（回転軸）１２を有している。出力軸１２は、ポンプ本体２０を駆動する駆動軸として機能するものであり、前後方向に延びる回転中心Ｘ１を基準として回転する。出力軸１２の先端部１２Ａはスプライン軸に形成されており、ポンプ本体２０のロータ２７の軸方向に貫通する軸孔２７Ａの一部に形成されたスプライン溝２７Ｄと係合し、出力軸１２とロータ２７とが一体に回転可能に連結される。
電動モータ１０は、電源（図示略）の投入により、出力軸１２が、図３中の矢印Ｒ方向（反時計回り）に回転し、これによりロータ２７を、回転中心Ｘ１を中心として同方向（矢印Ｒ方向）に回転させるようになっている。
【００１７】
ケース１１は、有底円筒形状に形成されたケース本体６０と、このケース本体６０の開口を塞ぐカバー体６１とを備え、ケース本体６０は、その周縁部６０Ａが外方に折り曲げて形成されている。カバー体６１は、ケース本体６０の開口と略同径に形成された円板部（壁面）６１Ａと、この円板部６１Ａの周縁に連なり、ケース本体６０の内周面に嵌まる円筒部６１Ｂと、この円筒部６１Ｂの周縁を外方に折り曲げて形成した屈曲部６１Ｃとを備えて一体に形成され、円板部６１Ａ及び円筒部６１Ｂがケース本体６０内に進入し、屈曲部６１Ｃが、ケース本体６０の周縁部６０Ａに当接して固定されている。これにより、電動モータ１０には、ケース１１の一方の端部（前端）が内側に窪み、ポンプ本体２０がインロー嵌合により取り付けられる嵌合穴部６３が形成される。
また、円板部６１Ａの略中央には、出力軸１２が貫通する貫通孔６１Ｄと、この貫通孔６１Ｄの周囲にケース本体６０の内側に延びる円環状のベアリング保持部６１Ｅとが形成され、このベアリング保持部６１Ｅの内周面６１Ｆに、上記出力軸１２の前方側を軸支するベアリング６２の外輪が保持される。
【００１８】
ポンプ本体２０は、図２に示すように、電動モータ１０のケース１１の前側に形成された嵌合穴部６３に嵌合されるケーシング本体２２と、このケーシング本体２２内に配置されてシリンダ室Ｓを形成するシリンダライナ２３と、当該ケーシング本体２２を前側から覆うポンプカバー２４とを備えている。本実施形態ではケーシング本体２２及びシリンダライナ２３を備えて、真空ポンプ１のケーシング３１を構成している。
【００１９】
ケーシング本体２２は、例えば、アルミニウム等の熱伝導性の高い金属材料を用いて、図３に示すように、前側から見た形状が上記した回転中心Ｘ１を略中心とした上下方向に長い略矩形に形成されている。ケーシング本体２２の上部には、このケーシング本体２２に設けられたシリンダ室Ｓ内に連通する連通孔２２Ａが形成され、この連通孔２２Ａには吸込ニップル３０が圧入されている。この吸込ニップル３０は、図２に示すように、上向きに延びる直管であり、当該吸込ニップル３０の一端３０Ａには、外部機器（例えば、真空タンク７（図１参照））から負圧空気を供給するための管またはチューブが接続される。
【００２０】
ケーシング本体２２には、前後方向に延びる軸心Ｘ２を基準とした孔部２２Ｂが形成され、この孔部２２Ｂに円筒状に形成されたシリンダライナ２３が鋳込まれている。具体的には、シリンダライナ２３を金型にセットした状態で、この金型に注湯することにより当該シリンダライナ２３を一体に鋳込んだケーシング本体２２（ケーシング３１）が鋳造される。軸心Ｘ２は、上述の電動モータ１０の出力軸１２の回転中心Ｘ１に対して平行で、かつ、図２に示すように、回転中心Ｘ１に対して左側斜め上方に偏心している。本構成では、回転中心Ｘ１を中心とするロータ２７の外周面２７Ｂが、軸心Ｘ２を基準に形成されているシリンダライナ２３の内周面２３Ａに接するように軸心Ｘ２が偏心されている。
【００２１】
シリンダライナ２３は、ロータ２７と同一の金属材料（本実施形態では、鉄）で形成されており、このシリンダライナ２３の内周面２３Ａには、例えば、硬質クロムめっき等の表面硬化処理が施され、内周面（摺動面）２３Ａの硬度が高められている。
本実施形態では、ケーシング本体２２にシリンダライナ２３を一体に鋳込むことにより、ケーシング本体２２の前後方向の長さ範囲内でシリンダライナ２３を収容することができるため、このシリンダライナ２３がケーシング本体２２から突出することが防止され、ケーシング本体２２の小型化を図ることができる。
更に、ケーシング本体２２はロータ２７よりも熱伝導性の高い材料で形成されている。これによれば、ロータ２７及びベーン２８が回転駆動した際に発生した熱がケーシング本体２２に速やかに伝達できることにより、ケーシング本体２２から十分に放熱することができる。
【００２２】
シリンダライナ２３には、上記したケーシング本体２２の連通孔（吸気孔）２２Ａとシリンダ室Ｓ内とを繋ぐ開口（吸気孔）２３Ｂが形成されており、吸込ニップル３０を通じた空気は、連通孔２２Ａ，開口２３Ｂを通じてシリンダ室Ｓ内に供給される。また、ケーシング本体２２及びシリンダライナ２３の下部には、これらケーシング本体２２及びシリンダライナ２３を貫通し、シリンダ室Ｓで圧縮された空気が排出される排気孔２２Ｃ，２３Ｃが設けられている。本実施形態では、これら連通孔２２Ａ、開口２３Ｂと、排気孔２２Ｃ，２３Ｃとは、シリンダ室Ｓを挟んで同一の軸心上に配置されており、例えば、ケーシング本体２２の上面側からの１回のドリル加工により形成することができる。
【００２３】
シリンダライナ２３の後端および前端には、それぞれシリンダ室Ｓの開口を塞ぐサイドプレート２５，２６が配設されている。これらサイドプレート２５，２６は、その直径がシリンダライナ２３の内周面２３Ａの内径よりも大きく設定されており、ウェーブワッシャー２５Ａ，２６Ａにより付勢されて、シリンダライナ２３の前端及び後端にそれぞれ押し付けられている。これにより、シリンダライナ２３の内側は、吸込ニップル３０に連なる開口２３Ｂ及び排気孔２３Ｃ，２２Ｃを除いて、密閉されたシリンダ室Ｓが形成される。なお、ウェーブワッシャー２５Ａ，２６Ａの替わりにシールリングを設ける構成としても良い。
【００２４】
シリンダ室Ｓには、ロータ２７が配設されている。ロータ２７は、電動モータ１０の回転中心Ｘ１に沿って延びる円柱形状を有し、ポンプ本体２０の駆動軸である出力軸１２が挿通される軸孔２７Ａを有すると共に、この軸孔２７Ａから径方向に離れた位置に、複数のガイド溝２７Ｃが軸孔２７Ａを中心とする等角度間隔で周方向に間隔を空けて設けられる。上記軸孔２７Ａの一部には、出力軸１２の先端部１２Ａに設けられたスプライン軸に係合するスプライン溝２７Ｄが形成され、ロータ２７と出力軸１２とがスプライン連結されるようになっている。
本実施形態では、ロータ２７の前端面には、軸孔２７Ａの周囲に当該軸孔２７Ａよりも拡径した円柱状の凹部２７Ｆが形成され、この凹部２７Ｆ内に延出する出力軸１２の先端にプッシュナット７０が取り付けられ、このプッシュナット７０により、ロータ２７が出力軸１２の先端側へ移動することが規制される。
【００２５】
ロータ２７の前後方向の長さは、シリンダライナ２３のシリンダ室Ｓの長さ、すなわち、上述の２枚にサイドプレート２５，２６の相互に対向する内面間の距離と略等しく設定され、ロータ２７とサイドプレート２５，２６との間は略閉塞されている。
また、ロータ２７の外径は、図３に示すように、ロータ２７の外周面２７Ｂが、シリンダライナ２３の内周面２３Ａのうちの右斜め下方に位置する部分と微小なクリアランスを保つように設定されている。これにより、サイドプレート２５，２６により区画されたシリンダ室Ｓ内は、図３に示すように、ロータ２７の外周面２７Ｂと、シリンダライナ２３の内周面２３Ａとの間には、三日月形状の空間が構成される。
【００２６】
ロータ２７には、三日月形状の空間を区画する複数（本例では５枚）のベーン２８が設けられている。ベーン２８は、板状に形成されていて、その前後方向の長さは、ロータ２７と同様、２枚のサイドプレート２５，２６の相互に対向する内面間の距離と略等しくなるように設定されている。これらベーン２８は、ロータ２７に設けられたガイド溝２７Ｃから出没自在に配設されている。各ベーン２８は、ロータ２７の回転に伴い、遠心力によってガイド溝２７Ｃに沿って外側へ突出し、その先端をシリンダライナ２３の内周面２３Ａに当接させる。これにより、上述の三日月形状の空間は、相互に隣接する２枚のベーン２８，２８と、ロータ２７の外周面２７Ｂと、シリンダライナ２３の内周面２３Ａとによって囲まれる５つの圧縮室Ｐに区画される。これら圧縮室Ｐは、出力軸１２の回転に伴うロータ２７の矢印Ｒ方向の回転に伴い、同方向に回転し、その容積が、開口２３Ｂ近傍で大きく、一方、排気孔２３Ｃで小さくなる。つまり、ロータ２７，ベーン２８の回転により、開口２３Ｂから１つの圧縮室Ｐに吸入された空気は、ロータ２７の回転に伴って回転しつつ圧縮されて、排気孔２３Ｃから排出される。本構成では、ロータ２７及び複数のベーン２８を備えて回転圧縮要素を構成する。
【００２７】
本構成では、シリンダライナ２３は、図２に示すように、このシリンダライナ２３の軸心Ｘ２が回転中心Ｘ１に対して左側斜め上方に偏心してケーシング本体２２に鋳込まれている。このため、ケーシング本体２２内には、シリンダライナ２３が偏心したのと反対の方向に大きなスペースを確保することができ、このスペースにはシリンダライナ２３の周縁部に沿って、排気孔２３Ｃ、２２Ｃに連通する膨張室３３が形成されている。
膨張室３３は、シリンダライナ２３の下方から出力軸１２の上方に至るまで、当該シリンダライナ２３の周縁部に沿った大きな閉空間として形成され、ポンプカバー２４に形成された排気口２４Ａに連通している。この膨張室３３に流入した圧縮空気は、当該膨張室３３内で膨張、分散して当該膨張室３３の隔壁にぶつかって乱反射する。これにより、圧縮空気の音エネルギが減衰されるため、排気する際の騒音及び振動の低減を図ることができる。
【００２８】
ポンプカバー２４は、前側のサイドプレート２６にウェーブワッシャー２６Ａを介して配置され、ケーシング本体２２にボルト６６で固定されている。ケーシング本体２２の前面には、図３に示すように、シリンダライナ２３や膨張室３３を囲んでシール溝２２Ｄが形成され、このシール溝２２Ｄには環状のシール材６７（図２）が配置されている。ポンプカバー２４には、膨張室３３に対応する位置に排気口２４Ａが設けてある。この排気口２４Ａは、膨張室３３に流入した空気を機外（真空ポンプ１の外部）に排出するためのものであり、この排気口２４Ａは、機外からポンプ内への空気の逆流を防止するためのチェックバルブ２９が取り付けられている。
【００２９】
また、真空ポンプ１は、電動モータ１０とポンプ本体２０とを連結して構成されており、電動モータ１０の出力軸１２に連結されたロータ２７及びベーン２８がポンプ本体２０のシリンダライナ２３内で摺動する。このため、ポンプ本体２０を電動モータ１０の出力軸１２の回転中心Ｘ１に合わせて組み付けることが重要である。
このため、本実施形態では、電動モータ１０は、ケース１１の一端側に出力軸１２の回転中心Ｘ１を中心とした嵌合穴部６３が形成されている。一方、ケーシング本体２２の背面には、図２に示すように、シリンダ室Ｓの周囲に後方へ突出した円筒状の嵌合部２２Ｆが一体に形成されている。この嵌合部２２Ｆは、電動モータ１０の出力軸１２の回転中心Ｘ１と同心に形成されており、電動モータ１０の嵌合穴部６３にインロー嵌合する外径に形成されている。これにより、本構成では、電動モータ１０の嵌合穴部６３にケーシング本体２２の嵌合部２２Ｆを嵌め込むだけで、簡単に中心位置を合わせることができ、電動モータ１０とポンプ本体２０との組み付け作業を容易に行うことができる。また、ケーシング本体２２の背面には、嵌合部２２Ｆの周囲にシール溝２２Ｅが形成され、このシール溝２２Ｅには環状のシール材３５が配置されている。
【００３０】
次に、上述した真空ポンプ１が備えるケーシング３１の製造方法について説明する。図４は、ケーシング３１の製造手順を示すフローチャートである。
まず、ケーシング３１に用いられるシリンダライナ２３の外周面にらせん溝（回転及び抜けを防止する手段）を成形する（ステップＳ１）。具体的には、図５に示すように、シリンダライナ２３の外周面２３Ｄにらせん状に延びた溝部２３Ｅを複数成形する。この溝部２３Ｅは、シリンダライナ２３を鋳込んだ際に溶融金属が当該溝部２３Ｅ内に侵入してアンカーとして機能し、シリンダライナ２３の回転及び抜けを防止するものである。溝部２３Ｅは、端部２３Ｆを閉じて形成するのが望ましいが、当該溝部２３Ｅ間のピッチを変更しても良い。このらせん状に延びた溝部２３Ｅは、シリンダライナ２３を旋盤のチャックに保持した状態で当該シリンダライナ２３の外周面２３Ｄに刃物（バイト）を当てることにより簡単に成形できる。また、シリンダライナ２３の送り量を調整することで溝部２３Ｅのピッチを簡単に変更することができる。なお、この実施形態では、成形が簡単である観点から、シリンダライナ２３の外周面２３Ｄにらせん状に延びた溝部２３Ｅを成形したものを一例として説明しているが、これに限るものではなく、例えば、シリンダライナ２３の外周面２３Ｄにディンプル等の凹凸を付ける加工をしても良い。
【００３１】
次に、シリンダライナ２３を鋳込んだ状態でケーシング本体２２を鋳造する（ステップＳ２）。具体的には、シリンダライナ２３をダイカスト用金型（不図示）にセットし、この状態で金型内にアルミニウム等の溶融金属（溶湯）を注湯する。これにより、シリンダライナ２３を一体に鋳込んだケーシング本体２２が鋳造される。
次に、シリンダライナ２３とケーシング本体２２とを一体に機械加工する（ステップＳ３）。具体的には、吸気孔としてのケーシング本体２２の連通孔２２Ａ、シリンダライナ２３の開口２３Ｂを一体に孔加工するとともに、ケーシング本体２２の排気孔２２Ｃ、シリンダライナ２３の排気孔２３Ｃを一体に孔加工する。本実施形態では、これら連通孔２２Ａ、開口２３Ｂと、排気孔２２Ｃ，２３Ｃとは、シリンダ室Ｓを挟んで同一の軸心上に配置されているため、ケーシング本体２２の上面側からの１回のドリル加工によりこれらを形成することができる。なお、これら孔加工の後、連通孔２２Ａ，開口２３Ｂ及び排気孔２２Ｃ，２３Ｃの周囲に生じるバリ取りを行う。
シリンダライナ２３の内周面２３Ａは、ロータ２７及びベーン２８が摺動する摺動面として機能するため、シリンダライナ２３の内径を精度良く成形する必要がある。本実施形態では、シリンダライナ２３をケーシング本体２２に鋳込んでいるため、このシリンダライナ２３は、鋳造する工程において高温の溶融金属と接触することにより熱膨張し、冷却する過程で熱収縮する。これにより、シリンダライナ２３の内径が個体ごとにバラつきが生じるおそれがある。このため、鋳込まれたシリンダライナ２３の内周面２３Ａを切削することで当該シリンダライナ２３の内径を正確に規定寸法に合わせている。
【００３２】
続いて、シリンダライナ２３の内周面２３Ａをシリンダライナ２３（鉄）よりも硬い金属で皮膜する表面処理を行う（ステップＳ４）。具体的には、シリンダライナ２３の内周面２３Ａに硬質クロムめっきを施す。この場合、シリンダライナ２３の内周面２３Ａを除いたケーシング本体２２をマスキングした後、このケーシング本体ごと、クロムめっき槽に浸けて当該内周面２３Ａに硬質クロムめっきが施される。乾燥後に内周面２３Ａをバフ研磨等してシリンダライナ２３の内径を正確に規定寸法に合わせる。
最後に、シリンダライナ２３をマスキングし（ステップＳ５）、ケーシング本体２２の表面に３価亜鉛メッキ処理を施して（ステップＳ６）終了する。
【００３３】
以上、説明したように、本実施形態によれば、電動モータ１０により駆動されるロータ２７及びベーン２８が摺動するシリンダ室Ｓを備えるケーシング３１の製造方法において、シリンダ室Ｓを形成するシリンダライナ２３を金型に配置し、ケーシング本体２２を成形するアルミニウム溶湯を用いて鋳造し、シリンダライナ２３を一体に鋳込む工程と、シリンダライナ２３及びケーシング本体２２を一体に貫通し、シリンダ室Ｓ内と連通する連通孔２２Ａ、開口２３Ｂ及び排気孔２２Ｃ，２３Ｃを加工する工程とを備えたため、シリンダライナ２３を一体に鋳込んだケーシング本体２２を、一体に貫通してシリンダ室Ｓ内と連通する連通孔２２Ａ、開口２３Ｂ及び排気孔２２Ｃ，２３Ｃを加工できる。このため、シリンダライナを圧入する工程で生じていたシリンダライナ２３とケーシング本体２２との孔位置の調整作業や、ケーシング本体２２の追加工が不要となるため、シリンダライナを圧入するものと比べて製造時の作業工数の低減を図ることができる。また、シリンダライナ２３は、ケーシング本体２２に鋳込まれてケーシング３１が製造されるため、このケーシング３１の軸方向への小型化を図ることができる。
【００３４】
また、本実施形態によれば、開口２３Ｂ及び排気孔２３Ｃが加工されたシリンダライナ２３の内周面２３Ａに硬質クロムめっき処理を施すため、ケーシング本体２２にシリンダライナ２３を一体に鋳込んだケーシング３１であっても、硬度の高い摺動面を簡単に形成することができる。
【００３５】
また、本実施形態によれば、シリンダライナ２３を鋳込む工程に先だって、シリンダライナ２３の外周面２３Ｄに当該シリンダライナ２３の回転及び抜けを防止する手段を成形する工程を備えたため、シリンダライナ２３とケーシング本体２２とで熱膨張係数の異なる金属を採用したとしても、シリンダライナを圧入するものに比べて、シリンダライナ２３の回転及び抜けを防止する構成を簡素化できる。
【００３６】
また、本実施形態によれば、回転及び抜けを防止する手段として、シリンダライナ２３の外周面２３Ｄにらせん状の溝部２３Ｅを成形するため、回転及び抜けを防止したシリンダライナ２３を簡単に作成することができる。
【００３７】
また、本実施形態によれば、電動モータ１０に取り付けられるケーシング３１を備え、このケーシング３１内に電動モータ１０より駆動されるロータ２７及びベーン２８が摺動するシリンダ室Ｓを備える真空ポンプ１において、ケーシング３１は、鋳造されたケーシング本体２２に一体に鋳込まれてシリンダ室Ｓを形成するシリンダライナ２３を備え、シリンダライナ２３及びケーシング本体２２を一体に貫通し、シリンダ室Ｓ内と連通する連通孔２２Ａ、開口２３Ｂ及び排気孔２２Ｃ，２３Ｃを備えるため、回転軸方向への小型化を図ることができるとともに、シリンダライナを圧入するものと比べて製造時の作業工数の低減を図ることができる。
【００３８】
以上、本発明を実施するための最良の実施の形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１ 真空ポンプ
１０ 電動モータ（駆動機）
１２ 出力軸（回転軸）
２２ ケーシング本体
２２Ａ 連通孔（吸気孔）
２２Ｂ 孔部
２２Ｃ 排気孔
２３ シリンダライナ
２３Ａ 内周面
２３Ｂ 開口（吸気孔）
２３Ｃ 排気孔
２３Ｄ 外周面
２３Ｅ 溝部（らせん溝）
２３Ｆ 端部
２４ ポンプカバー
２７ ロータ（回転圧縮要素）
２８ ベーン（回転圧縮要素）
３１ ケーシング
Ｓ シリンダ室
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動機により駆動される回転圧縮要素が摺動するシリンダ室を備えるケーシングの製造方法において、
前記シリンダ室を形成するシリンダライナを金型に配置し、ケーシング本体を成形する溶湯を用いて鋳造し、前記シリンダライナを一体に鋳込む工程と、
前記シリンダライナ及び前記ケーシング本体を一体に貫通し、前記シリンダ室内と連通する吸気孔及び排気孔を加工する工程と、を備えたことを特徴とするケーシングの製造方法。
【請求項２】
前記吸気孔及び前記排気孔が加工された前記シリンダライナの内周面を、当該シリンダライナよりも硬い金属で皮膜する工程を備えることを特徴とする請求項１に記載のケーシングの製造方法。
【請求項３】
前記シリンダライナを鋳込む工程に先だって、前記シリンダライナの外周面に当該シリンダライナの回転及び抜けを防止する手段を成形する工程を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のケーシングの製造方法。
【請求項４】
前記回転及び抜けを防止する手段として、前記シリンダライナの外周面にらせん溝を成形することを特徴とする請求項３に記載のケーシングの製造方法。
【請求項５】
駆動機に取り付けられるケーシングを備え、このケーシング内に前記駆動機より駆動される回転圧縮要素が摺動するシリンダ室を備える真空ポンプにおいて、
前記ケーシングは、鋳造されたケーシング本体に一体に鋳込まれて前記シリンダ室を形成するシリンダライナを備え、前記シリンダライナ及び前記ケーシング本体を一体に貫通し、前記シリンダ室内と連通する吸気孔及び排気孔を備えることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項１】
駆動機により駆動される回転圧縮要素が摺動するシリンダ室を備えるケーシングの製造方法において、
前記シリンダ室を形成するシリンダライナを金型に配置し、ケーシング本体を成形する溶湯を用いて鋳造し、前記シリンダライナを一体に鋳込む工程と、
前記シリンダライナ及び前記ケーシング本体を一体に貫通し、前記シリンダ室内と連通する吸気孔及び排気孔を加工する工程と、を備えたことを特徴とするケーシングの製造方法。
【請求項２】
前記吸気孔及び前記排気孔が加工された前記シリンダライナの内周面を、当該シリンダライナよりも硬い金属で皮膜する工程を備えることを特徴とする請求項１に記載のケーシングの製造方法。
【請求項３】
前記シリンダライナを鋳込む工程に先だって、前記シリンダライナの外周面に当該シリンダライナの回転及び抜けを防止する手段を成形する工程を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のケーシングの製造方法。
【請求項４】
前記回転及び抜けを防止する手段として、前記シリンダライナの外周面にらせん溝を成形することを特徴とする請求項３に記載のケーシングの製造方法。
【請求項５】
駆動機に取り付けられるケーシングを備え、このケーシング内に前記駆動機より駆動される回転圧縮要素が摺動するシリンダ室を備える真空ポンプにおいて、
前記ケーシングは、鋳造されたケーシング本体に一体に鋳込まれて前記シリンダ室を形成するシリンダライナを備え、前記シリンダライナ及び前記ケーシング本体を一体に貫通し、前記シリンダ室内と連通する吸気孔及び排気孔を備えることを特徴とする真空ポンプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１６７５９０（Ｐ２０１２−１６７５９０Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２８４８１（Ｐ２０１１−２８４８１）
【出願日】平成２３年２月１４日（２０１１．２．１４）
【出願人】（５１００６３５０２）ナブテスコオートモーティブ株式会社 (34)
【出願人】（５１１０３８９７２）共和ダイカスト株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１４日（２０１１．２．１４）
【出願人】（５１００６３５０２）ナブテスコオートモーティブ株式会社 (34)
【出願人】（５１１０３８９７２）共和ダイカスト株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
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