JP2007309193A - 流体ポンプ用樹脂製インペラ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】成形用の樹脂材料に安価なものを用いてもクラック等が生じることを防止でき、しかも、回転特性が損なわれることも防止する。
【解決手段】インペラ１０は、インペラ本体１８のゲートＧの位置と軸受部材２２を挟んだ反対側に軸受部材２２の外周面２２Ａを外部に露出させる肉抜き部２４を備える構成である。この構成によれば、樹脂成形時に、肉抜き部２４を形成するために、ゲートＧの位置と軸受部材２２を挟んだ反対側で、二方向から軸受部材２２を回り込んだ溶融樹脂が合流することを阻止するので、インペラ本体１８にウエルド部が形成されることを防止できる。また、ウエルド部自体が形成されないので、成形用の樹脂材料に安価な材料を用いてもクラック等が生じることを防止できる。さらに、クラック等を防止するための補強部材等も不要であるので、体積や重量の増加を防いでインペラ１０全体の回転特性が損なわれることも防止できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、流体ポンプ用樹脂製インペラ及びその製造方法に係り、特に、複数の羽根を支持するインペラ本体の回転中心軸上に軸受部材がインサートされて一体成形された流体ポンプ用樹脂製インペラ及びその製造方法に関する。

従来より、複数の羽根を支持するインペラ本体の回転中心軸上に軸受部材がインサートされて一体成形された流体ポンプ用樹脂製インペラでは、軸受部材のインサートされた位置から径方向外側にずれた位置をゲート位置として樹脂成形した場合、ゲート側と軸受部材を挟んだ反対側に二方向から軸受部材を回り込んだ溶融樹脂が合流することでウエルド部ができてしまい、このウエルド部にクラック等が入り易かった。

ところで、この種の流体ポンプ用樹脂インペラにおいて、クラック等が生じることを防止するための技術としては、次のものが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。例えば、特許文献１に記載の技術では、繊維強化樹脂を用いてインペラを成形しており、特許文献２に記載の技術では、補強リングを設けて補強している。また、特許文献１、特許文献２には開示されていないが、インペラに樹脂溜りを形成し、ウエルド部の圧力を低減させる技術が知られている。

しかしながら、これらの技術では、インペラの体積や重量が増加するため、インペラの回転特性が低下する虞がある。また、成形用の樹脂材料に高強度のものを使えばクラック等を防止することができると考えられるが、流体ポンプ全体のコストダウンのためには成形用の樹脂材料に安価なものを用いてもクラック等を防止できることが望ましい。
特開平７−４９０９９号公報 特開２００５−３１５２４９号公報

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、成形用の樹脂材料に安価なものを用いてもクラック等が生じることを防止でき、しかも、回転特性が損なわれることも防止することが可能な流体ポンプ用樹脂製インペラ及びその製造方法を提供することにある。

請求項１に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラは、回転中心軸の周囲に配置された複数の羽根と前記複数の羽根を支持するインペラ本体とを有して構成された流体ポンプ用樹脂製インペラにおいて、前記インペラ本体は、回転中心軸上に軸受部材がインサートされると共に、前記軸受部材のインサートされた位置から径方向外側にずれた位置が樹脂成形時のゲートの位置とされ、且つ、前記ゲートの位置と前記軸受部材を挟んだ反対側に前記軸受部材の外周面を外部に露出させる肉抜き部を有して構成されていることを特徴とする。

なお、肉抜き部により軸受部材の外周面を外部に露出させる部位は、ゲートの位置と軸受部材（回転中心）を結んだ線上に設けられることに限らず、ゲートの位置と軸受部材（回転中心）を結んだ線上から周方向に若干ずれて配置されていても良い。

このように、請求項１に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラは、インペラ本体のゲートの位置と軸受部材を挟んだ反対側に軸受部材の外周面を外部に露出させる肉抜き部を備える構成である。この構成によれば、樹脂成形時に、肉抜き部を形成するために、ゲートの位置と軸受部材を挟んだ反対側で、二方向から軸受部材を回り込んだ溶融樹脂が合流することを阻止するので、インペラ本体にウエルド部が形成されることを防ぐことができる。これにより、インペラ本体にクラック等が生じることを防止することが可能となる。

また、上述の如く、インペラ本体にウエルド部自体が形成されないので、成形用の樹脂材料に安価な材料を用いてもインペラ本体にクラック等が生じることを防止できる。さらに、クラック等を防止するための補強部材や樹脂溜まり等も不要であるので、インペラの体積や重量の増加を防いでインペラ全体の回転特性が損なわれることも防止することが可能である。

なお、このときに、肉抜き部の形成位置を複数の羽根の形状に影響を及ぼさないように設定すれば、複数の羽根の形状が肉抜き部により制約を受けることを防止できる。これにより、複数の羽根の強度を維持することができ、回転特性（回転効率）が低下することも防止することができる。また、肉抜き部をインペラ本体の周方向に等間隔に設けるようにすれば、インペラの回転バランスを確保できる。

請求項２に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラは、請求項１に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラにおいて、前記複数の羽根が前記インペラ本体に軸方向に沿って立設されると共に、前記ゲートの位置が前記複数の羽根間とされて前記ゲートから溶融樹脂が軸方向に流し込まれて成形されたことを特徴とする。

このように、請求項２に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラでは、ゲートの位置が複数の羽根間に設定されており、しかもゲートから溶融樹脂を流し込む方向が複数の羽根の立設方向と一致する。従って、複数の羽根の形状がゲートにより制約を受けることを防止できる。これにより、複数の羽根の強度を維持することができ、回転特性（回転効率）が低下することも防止することができる。

また、例えば、インペラ本体に複数の羽根が立設するベースとなる円盤部を設け、この円盤部にゲートの位置を設定する場合でも、上述の如く、ゲートから溶融樹脂を流し込む方向を軸方向とすることで、この円盤部の板厚がゲートの大きさにより制約を受けることを防止できる。これにより、円盤部の厚さを自在に設定することが可能となる（つまり、ゲートから溶融樹脂を流し込む方向を径方向とした場合には、円盤部の板厚がゲートの大きさにより制約を受ける）。

請求項３に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラは、請求項１又は請求項２に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラにおいて、前記インペラ本体の前記複数の羽根と軸方向反対側には、外部磁石からの磁力を利用して回転するためのロータ部が一体的に設けられていることを特徴とする。

このように、請求項３に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラでは、インペラ本体の複数の羽根と軸方向反対側に、外部磁石からの磁力を利用して回転するためのロータ部が一体的に設けられている。従って、ロータ部の回転力をロスすることなくインペラ本体に伝達することができ、回転効率を向上させることができる。

また、このときに、上述の如く、ゲートの位置を複数の羽根間に設定して、このゲートから溶融樹脂を軸方向に沿ってロータ部側へ流し込むようにすれば、例えば、ロータ部の方がインペラ本体及び複数の羽根を含んで構成されるインペラ部よりも体積が大きい場合でも、ロータ部側へ溶融樹脂が流れ易くなり、インペラ部側（体積小）とロータ部側（体積大）とにバランス良く溶融樹脂が行き渡るようになる。

請求項４に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラは、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラにおいて、プラスチック材料と磁石粉末とを含むプラマグ（プラスチックマグネット）を用いて樹脂成形されたことを特徴とする。

このように、請求項４に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラは、プラスチック材料と磁石粉末とを含むプラマグを用いて樹脂成形されている。従って、例えば、ロータ部をインペラ本体に一体的に備えた構成とした場合でも、このロータ部が磁石として構成されるので、ロータ部にマグネットを別途設ける必要が無い。これにより、部材削減による低コスト化及び軽量化を図ることが可能となる。

また、上述の如くインペラ本体にウエルド部自体が形成されないので、成形用のプラマグに安価な材料を用いてもインペラ本体にクラック等が生じることを防止できる。

請求項５に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラの製造方法は、回転中心軸の周囲に配置された複数の羽根と前記複数の羽根を支持するインペラ本体とを有して構成された流体ポンプ用樹脂製インペラの製造方法であって、前記インペラ本体を成形するための金型のキャビティ内に前記インペラ本体の回転中心軸上に位置するように軸受部材をセットし、前記軸受部材をセットした位置から径方向外側にずれた位置をゲートの位置として前記ゲートから前記キャビティ内に溶融樹脂を注入すると共に、前記ゲートの位置と前記軸受部材を挟んだ反対側で、二方向から前記軸受部材を回り込んだ溶融樹脂が合流することを阻止することで、前記インペラ本体の前記ゲートの位置と前記軸受部材を挟んだ反対側に前記軸受部材の外周面が外部に露出する肉抜き部を形成する工程を含むことを特徴とする。

なお、肉抜き部により軸受部材の外周面を外部に露出させる部位を、ゲートの位置と軸受部材（回転中心）を結んだ線上に設けることに限らず、ゲートの位置と軸受部材（回転中心）を結んだ線上から周方向に若干ずらして配置しても良い。

このように、請求項５に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラの製造方法では、樹脂成形時に、ゲートの位置と軸受部材を挟んだ反対側で、二方向から軸受部材を回り込んだ溶融樹脂が合流することを阻止している。従って、インペラ本体にウエルド部が形成されることを防ぐことができる。これにより、インペラ本体にクラック等が生じることを防止することが可能となる。

また、上述の如く、インペラ本体にウエルド部自体が形成されないので、成形用の樹脂材料に安価な材料を用いてもインペラ本体にクラック等が生じることを防止できる。さらに、クラック等を防止するための補強部材や樹脂溜まり等も不要であるので、インペラの体積や重量の増加を防いでインペラ全体の回転特性が損なわれることも防止することが可能である。

なお、このときに、肉抜き部の形成位置を複数の羽根の形状に影響を及ぼさないように設定すれば、複数の羽根の形状が肉抜き部により制約を受けることを防止できる。これにより、複数の羽根の強度を維持することができ、回転特性（回転効率）が低下することも防止することができる。また、肉抜き部をインペラ本体の周方向に等間隔に設けるようにすれば、インペラの回転バランスを確保できる。

請求項６に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラの製造方法は、請求項５に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラの製造方法において、前記ゲートの位置を前記複数の羽根間として前記ゲートから溶融樹脂を軸方向に流し込んで成形すると共に、前記複数の羽根を前記インペラ本体に軸方向に沿って立設することを特徴とする。

このように、請求項６に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラの製造方法では、ゲートの位置を複数の羽根間に設定しており、しかもゲートから溶融樹脂を流し込む方向を複数の羽根の立設方向と一致させている。従って、複数の羽根の形状がゲートにより制約を受けることを防止できる。これにより、複数の羽根の強度を維持することができ、回転特性（回転効率）が低下することも防止することができる。

また、例えば、インペラ本体に複数の羽根が立設するベースとなる円盤部を設け、この円盤部にゲートの位置を設定する場合でも、上述の如く、ゲートから溶融樹脂を流し込む方向を軸方向とすることで、この円盤部の板厚がゲートの大きさにより制約を受けることを防止できる。これにより、円盤部の厚さを自在に設定することが可能となる（つまり、ゲートから溶融樹脂を流し込む方向を径方向とした場合には、円盤部の板厚がゲートの大きさにより制約を受ける）。

請求項７に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラの製造方法は、請求項５又は請求項６に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラの製造方法において、前記インペラ本体の前記複数の羽根と軸方向反対側に外部磁石からの磁力を利用して回転するためのロータ部を一体的に形成することを特徴とする。

このように、請求項７に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラの製造方法では、インペラ本体の複数の羽根と軸方向反対側に、外部磁石からの磁力を利用して回転するためのロータ部を一体的に設ける。従って、インペラ本体とロータ部とが一体的に設けられることで、ロータ部の回転力をロスすることなくインペラ本体に伝達することができ、回転効率を向上させることができる。

また、このときに、上述の如く、ゲートの位置を複数の羽根間に設定して、このゲートから溶融樹脂を軸方向に沿ってロータ部側へ流し込むようにすれば、例えば、ロータ部の方がインペラ本体及び複数の羽根を含んで構成されるインペラ部よりも体積が大きい場合でも、ロータ部側へ溶融樹脂が流れ易くなり、インペラ部側（体積小）とロータ部側（体積大）とにバランス良く溶融樹脂が行き渡るようになる。

請求項８に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラの製造方法は、請求項５乃至請求項７のいずれか一項に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラの製造方法において、プラスチック材料と磁石粉末とを含むプラマグ（プラスチックマグネット）を用いて樹脂成形することを特徴とする。

このように、請求項８に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラの製造方法では、プラスチック材料と磁石粉末とを含むプラマグを用いて樹脂成形を行う。従って、例えば、ロータ部をインペラ本体に一体的に備えた構成とする場合でも、このロータ部が磁石として構成されるので、ロータ部にマグネットを別途設ける必要が無い。これにより、部材削減による低コスト化及び軽量化を図ることが可能となる。

また、上述の如くインペラ本体にウエルド部自体が形成されないので、成形用のプラマグに安価な材料を用いてもインペラ本体にクラック等が生じることを防止できる。

はじめに、本発明の一実施形態に係るインペラ１０を備えた流体ポンプ３０の全体構成について説明する。

図１乃至図３には、本発明の一実施形態に係るインペラ１０を備えた流体ポンプ３０の構成が示されている。この図に示される流体ポンプ３０は、例えば、車両のエンジン冷却装置に好適に用いられるものであり、ケース３２と、モータ装置３４と、インペラ１０とを主要な構成として備えている。

ケース３２は、ケース本体３６と、モータカバー３８と、ポンプケース４０とにより構成されている。これらで構成されるケース３２全体は、樹脂材料により構成されている。ケース本体３６は、略円筒体で構成されており、一方の開口部にモータカバー３８が設けられ、他方の開口部にポンプケース４０が設けられている。また、ケース本体３６は、区画壁４２を有して構成されており、この区画壁４２によりモータカバー３８側のモータ室４４とポンプケース４０側のポンプ室４６とに区画している。

モータ装置３４は、モータ室４４に収容されており、ブラシ装置４８と、ヨーク５０と、ステータマグネット５２と、アーマチャ５４と、外輪磁石５６とを有して構成されている。ブラシ装置４８は、上述のモータカバー３８に一体的に固定されており、ブラシ５８、スプリング６０、ピッグテール６２を備えている。ブラシ５８は、スプリング６０により径方向内側に付勢されてアーマチャ５４のコンミテータ６８に当接されている。また、このブラシ５８は、モータカバー３８に設けられた給電コネクタ端子６４にピッグテール６２を介して接続されている。

ヨーク５０は、円筒体で構成されており、その内周面にステータマグネット５２が設けられている。また、このヨーク５０は、モータカバー３８に一体的に固定されている。アーマチャ５４は、回転シャフト６６、コンミテータ６８、積層コア７０、コイル７２を有して構成されている。このアーマチャ５４は、回転シャフト６６の両端部がモータカバー３８に設けられた軸受７４及びケース本体３６の区画壁４２に設けられた軸受７６にそれぞれ軸支されることにより、モータ室４４内で回転自在とされている。

外輪磁石５６は、後述するインペラ１０のロータ部１２と磁気カップリングするためのものである。この外輪磁石５６は、区画壁４２の筒状部４２Ａを挟んでロータ部１２の径方向外側位置に配置される筒状部５６Ａを備えたカップ状に構成されており、その底部に配置された接続部材５７を介して回転シャフト６６に接続されている。

インペラ１０は、ポンプ室４６に収容されており、ロータ部１２と、インペラ部１４とを有して構成されている。ロータ部１２は、インペラ部１４に設けられた複数の羽根１６と軸方向反対側に配置され、区画壁４２の筒状部４２Ａに沿って軸方向に延びる略円筒状に構成されている。また、このロータ部１２は、後述するようにインペラ１０全体がプラマグ（プラスチックマグネット）により樹脂成形されることで、上述の外輪磁石５６と磁気カップリング可能な内輪磁石として構成されている。

一方、インペラ部１４は、回転中心軸の周囲に配置された複数の羽根１６と、この複数の羽根１６を支持するインペラ本体１８とを有して構成されている。複数の羽根１６は、インペラ本体１８に設けられた円盤部２０に軸方向に沿って立設されている。また、インペラ本体１８には、回転中心軸上に軸受部材２２がインサートされている。そして、このロータ部１２及びインペラ部１４からなるインペラ１０全体は、ケース本体３６及びポンプケース４０にその両端が固定されたシャフト７８に軸受部材２２が回転自在に外嵌されることで、ポンプ室４６内で回転自在とされている。

また、このインペラ１０について、本発明の特徴的な部分を詳述すると、図２，図３に示されるように、インペラ１０は、インペラ本体１８に設けられた円盤部２０に樹脂成形時のゲートＧの位置が設定されている。ゲートＧは、より具体的には、円盤部２０のうち軸受部材２２がインサートされた位置から径方向外側にずれた位置で複数の羽根１６間の位置に設定されている。また、このとき、ゲートＧは、周方向に等間隔で複数設定されている。そして、インペラ本体１８には、この各ゲートＧの位置と軸受部材２２を挟んだ反対側に、肉抜き部２４が設けられている。なお、図２，図３では、理解の容易のために、インペラ本体１８に対し肉抜き部２４を設けた箇所を二点鎖線で示してある。

この肉抜き部２４は、後述する樹脂成形時に、ゲートＧの位置と軸受部材２２を挟んだ反対側で、二方向から軸受部材２２を回り込んだ溶融樹脂が合流してウエルド部が形成されることを阻止するために設けられたもので、軸受部材２２の外周面２２Ａを外部に露出させる構成とされている。また、この肉抜き部２４は、図２に示されるように、複数の羽根１６間に形成されて平面視略扇状に構成されている。

なお、肉抜き部２４により軸受部材２２の外周面２２Ａを外部に露出させる部位は、ゲートＧの位置と軸受部材２２（回転中心）を結んだ線上に設けられることに限らず、本実施形態のように、ゲートＧの位置と軸受部材２２（回転中心）を結んだ線上から周方向に若干ずれて配置されていても良い。

つまり、例えば、複数の羽根１６の配置や形状等による肉抜き部２４の設置位置の制約、若しくは、複数の羽根１６を立設したことによる樹脂成形時の溶融樹脂の経路状況（例えば、二方向から軸受部材２２を回り込む溶融樹脂が途中複数の羽根１６等を経由することによりゲートＧの位置と軸受部材２２（回転中心）を結んだ線上で合流せず、該線上から周方向にずれた位置で合流する場合など）に応じて、本実施形態のように、肉抜き部２４により軸受部材２２の外周面２２Ａを外部に露出させる部位が、ゲートＧの位置と軸受部材２２（回転中心）を結んだ線上から周方向に若干ずれて配置されていても良い。

要するに、肉抜き部２４は、ゲートＧの位置と軸受部材２２を挟んだ反対側で、二方向から軸受部材２２を回り込んだ溶融樹脂が合流する部位に確実に設けられていれば良い。

そして、上記構成からなる流体ポンプ３０では、モータ装置３４が作動してアーマチャ５４が回転すると、これに伴い、外輪磁石５６が回転する。また、外輪磁石５６が回転すると、この外輪磁石５６と磁気カップリングされることによりロータ部１２、ひいては、インペラ１０全体が回転する。このようにして、インペラ１０が回転すると、ポンプ室４６に開口形成された流体吸入口４６Ａからポンプ室４６内に流体が吸入され、同じくポンプ室４６に開口形成された流体吐出口４６Ｂから流体が吐出される。

次に、上記流体ポンプ３０に備えられたインペラ１０の製造（成形）方法について説明する。

図４には、上記構成からなる流体ポンプ３０のインペラ１０を成形するための金型９０の構成が示されている。この樹脂成形用の金型９０の構成について簡単に説明すると、金型９０は、上型９１及び下型９２により構成されており、この上型９１及び下型９２を型締めしたときにインペラ１０の外形形状を構成するキャビティ９４を備えている。

また、上型９１には、樹脂搬送路９６が形成されており、この樹脂搬送路９６は、複数に分岐されて複数のゲートＧによりキャビティ９４内に開口されている。このとき、ゲートＧは、キャビティ９４内の軸受部材２２がセットされる位置から径方向外側にずれた位置に設定されている。また、ゲートＧは、キャビティ９４のうち複数の羽根１６を形成するための空間部間の位置に設定されている。また、複数のゲートＧは、周方向に等間隔で設定されている（図２参照）。

さらに、ゲートＧは、図４に示されるように、キャビティ９４のうちインペラ本体１８を形成するための空間部に開口されている。このとき、本実施形態では、ゲートＧが軸方向下側に向けて開口形成されており、溶融樹脂がキャビティ９４内に軸方向下側、すなわち、ロータ部１２（図２参照）を形成するための空間部側へ向けて流し込まれるようになっている。

また、図４に示されるように、キャビティ９４のうち各ゲートＧの位置と軸受部材２２がセットされる位置を挟んだ反対側には、図２，図３に示される肉抜き部２４を形成するための型部９８が設けられている。なお、型部９８は、軸受部材２２の外周面２２Ａを外部に露出させる一方で、肉抜きによる軸受部材２２の支持力低下とインペラ本体１８の寸法精度悪化を最小限とするように設定されている。

そして、本実施形態では、上記構成からなる金型９０を用いてインペラ１０を次の如く成形する。すなわち、金型９０のキャビティ９４内に設けられた型部９８に軸受部材２２をセットし、上型９１と下型９２とを型締めする。続いて、樹脂搬送路９６の入り口に樹脂供給装置Ｓを接続して、この樹脂供給装置Ｓから溶融樹脂を送出させる。

このようにして、樹脂供給装置Ｓから溶融樹脂が送出されると、ゲートＧからキャビティ９４内に溶融樹脂が注入される。このとき、本実施形態では、キャビティ９４のうち各ゲートＧの位置と軸受部材２２がセットされた位置を挟んだ反対側に型部９８が設けられている。従って、この型部９８によって各ゲートＧの位置と軸受部材２２を挟んだ反対側で、二方向から軸受部材２２を回り込んだ溶融樹脂が合流することを阻止できる。なお、本実施形態では、これにより、図２に示される如く、インペラ本体１８のゲートＧの位置と軸受部材２２を挟んだ反対側に、軸受部材２２の外周面２２Ａが外部に露出する肉抜き部２４が形成される。

そして、キャビティ９４内に溶融樹脂を充填し、この溶融樹脂を冷却固化した後に、上型９１と下型９２とを型開きし、金型９０から成形品であるインペラ１０を取り外す。以上の要領で、インペラ１０は樹脂成形される。

次に、本発明の一実施形態の作用効果について説明する。

以上詳述したように、本実施形態では、樹脂成形時に、ゲートＧの位置と軸受部材２２を挟んだ反対側で、二方向から軸受部材２２を回り込んだ溶融樹脂が合流することを型部９８で阻止している。従って、インペラ本体１８にウエルド部が形成されることを防ぐことができる。これにより、インペラ本体１８にクラック等が生じることを防止することが可能となる。

また、上述の如くインペラ本体１８にウエルド部自体が形成されないので、成形用のプラマグに安価な材料を用いてもインペラ本体１８にクラック等が生じることを防止できる。

ここで、比較例を示して、本発明の一実施形態の作用効果をより明確化する。図５，図６には、比較例に係るインペラ１００の構成が示されており、図７には、比較例に係るインペラ１００を成形するための金型１１０の構成が示されている。

比較例に係るインペラ１００は、上述の本実施形態に係るインペラ１０に対し、肉抜き部２４が備えられていない構成とされている。また、この比較例に係るインペラ１００を成形するための金型１１０は、上述の本実施形態に係る金型９０に対し、型部９８が備えられていない構成とされている。なお、便宜上、これらの比較例に係る構成において、上述の本実施形態に係る構成と同一の機能を有する構成については同一符号を用いている。

この比較例に係る金型１１０を用いて樹脂成形をした場合、ゲートＧからキャビティ９４内に溶融樹脂が注入されると、各ゲートＧの位置と軸受部材２２を挟んだ反対側では、例えば、図７中、矢印Ｊで示される如く、二方向から軸受部材２２を回り込んだ溶融樹脂が合流する。この結果、図５，図６に示されるように、インペラ本体１８のゲートＧの位置と軸受部材２２を挟んだ反対側（図中、矢印Ｐで示される部位）には、二方向から軸受部材２２を回り込んだ溶融樹脂が合流することでウエルド部が形成される。従って、このウエルド部にクラック等が入り易くなる。

これに対し、本実施形態では、樹脂成形時に、図４に示される如く、ゲートＧの位置と軸受部材２２を挟んだ反対側で、二方向から軸受部材２２を回り込んだ溶融樹脂が合流することを型部９８で阻止する。そして、これにより、ウエルド部が形成されてクラックの発生が予め想定される部位の肉抜きを行う。従って、インペラ本体１８にウエルド部が形成されることを防ぐことができる。この結果、インペラ本体１８にクラック等が生じることを防止することが可能となる。

これに加えて、本実施形態では、クラック等を防止するための補強部材や樹脂溜まり等も不要である。従って、インペラ１０の体積や重量の増加を防いでインペラ１０全体の回転特性が損なわれることも防止することが可能である。

また、本実施形態では、図２に示される如く、肉抜き部２４の形成位置を複数の羽根１６の形状に影響を及ぼさないように複数の羽根１６間に設定している。従って、複数の羽根１６の形状が肉抜き部２４により制約を受けることを防止できる。これにより、複数の羽根１６の強度を維持することができ、回転特性（回転効率）が低下することも防止することができる。また、本実施形態では、肉抜き部２４をインペラ本体１８の周方向に等間隔に設けている。これにより、インペラ１０の回転バランスを確保できる。

また、本実施形態では、ゲートＧの位置を複数の羽根１６間に設定しており、しかもゲートＧから溶融樹脂を流し込む方向を複数の羽根１６の立設方向と一致させている。従って、複数の羽根１６の形状がゲートＧにより制約を受けることを防止できる。これにより、複数の羽根１６の強度を維持することができ、回転特性（回転効率）が低下することも防止することができる。

また、本実施形態では、インペラ本体１８に複数の羽根１６が立設するベースとなる円盤部２０を設け、この円盤部２０にゲートＧの位置を設定しているが、上述の如く、ゲートＧから溶融樹脂を流し込む方向を軸方向としている。従って、この円盤部２０の板厚がゲートＧの大きさにより制約を受けることを防止できる。これにより、円盤部２０の厚さを自在に設定することが可能となる（つまり、ゲートＧから溶融樹脂を流し込む方向を径方向とした場合には、円盤部２０の板厚がゲートＧの大きさにより制約を受ける）。

また、本実施形態では、インペラ本体１８の複数の羽根１６と軸方向反対側にロータ部１２を一体的に設けている。従って、インペラ本体１８とロータ部１２とが一体的に設けられることで、ロータ部１２の回転力をロスすることなくインペラ本体１８に伝達することができ、回転効率を向上させることができる。

また、このときに、本実施形態では、上述の如く、ゲートＧの位置を複数の羽根１６間に設定して、このゲートＧから溶融樹脂を軸方向に沿ってロータ部１２側へ流し込むようにしている。従って、本実施形態のように、ロータ部１２の方がインペラ部１４よりも体積が大きい場合でも、ロータ部１２側へ溶融樹脂が流れ易くなる。これにより、インペラ部１４側（体積小）とロータ部１２側（体積大）とにバランス良く溶融樹脂が行き渡るようになる。

また、本実施形態では、プラスチック材料と磁石粉末とを含むプラマグを用いて樹脂成形を行っている。従って、本実施形態のように、ロータ部１２をインペラ本体１８に一体的に備えた構成とする場合でも、このロータ部１２が磁石として構成されるので、ロータ部１２にマグネットを別途設ける必要が無い。これにより、部材削減による低コスト化及び軽量化を図ることが可能となる。

本発明の一実施形態に係る流体ポンプの側面断面図である。 本発明の一実施形態に係るインペラの平面図である。 本発明の一実施形態に係るインペラの側面断面図である。 本発明の一実施形態に係る金型の側面断面図である。 比較例に係るインペラの平面図である。 比較例に係るインペラの側面断面図である。 比較例に係る金型の側面断面図である。

符号の説明

１０…インペラ、１２…ロータ部、１４…インペラ部、１６…羽根、１８…インペラ本体、２０…円盤部、２２…軸受部材、２２Ａ…外周面、２４…肉抜き部、３０…流体ポンプ、３２…ケース、３４…モータ装置、３６…ケース本体、３８…モータカバー、４０…ポンプケース、４２…区画壁、４２Ａ…筒状部、４４…モータ室、４６…ポンプ室、４８…ブラシ装置、５０…ヨーク、５２…ステータマグネット、５４…アーマチャ、５６…外輪磁石、５６Ａ…筒状部、５７…接続部材、５８…ブラシ、６０…スプリング、６２…ピッグテール、６４…給電コネクタ端子、６６…回転シャフト、６８…コンミテータ、７０…積層コア、７２…コイル、７４…軸受、７６…軸受、７８…シャフト、９０…金型、９１…上型、９２…下型、９４…キャビティ、９６…樹脂搬送路、９８…型部、Ｇ…ゲート

Claims (8)

1. 回転中心軸の周囲に配置された複数の羽根と前記複数の羽根を支持するインペラ本体とを有して構成された流体ポンプ用樹脂製インペラにおいて、
   前記インペラ本体は、回転中心軸上に軸受部材がインサートされると共に、前記軸受部材のインサートされた位置から径方向外側にずれた位置が樹脂成形時のゲートの位置とされ、且つ、前記ゲートの位置と前記軸受部材を挟んだ反対側に前記軸受部材の外周面を外部に露出させる肉抜き部を有して構成されていることを特徴とする流体ポンプ用樹脂製インペラ。
2. 前記複数の羽根が前記インペラ本体に軸方向に沿って立設されると共に、前記ゲートの位置が前記複数の羽根間とされて前記ゲートから溶融樹脂が軸方向に流し込まれて成形されたことを特徴とする請求項１に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラ。
3. 前記インペラ本体の前記複数の羽根と軸方向反対側には、外部磁石からの磁力を利用して回転するためのロータ部が一体的に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラ。
4. プラスチック材料と磁石粉末とを含むプラマグを用いて樹脂成形されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラ。
5. 回転中心軸の周囲に配置された複数の羽根と前記複数の羽根を支持するインペラ本体とを有して構成された流体ポンプ用樹脂製インペラの製造方法であって、
   前記インペラ本体を成形するための金型のキャビティ内に前記インペラ本体の回転中心軸上に位置するように軸受部材をセットし、前記軸受部材をセットした位置から径方向外側にずれた位置をゲートの位置として前記ゲートから前記キャビティ内に溶融樹脂を注入すると共に、前記ゲートの位置と前記軸受部材を挟んだ反対側で、二方向から前記軸受部材を回り込んだ溶融樹脂が合流することを阻止することで、前記インペラ本体の前記ゲートの位置と前記軸受部材を挟んだ反対側に前記軸受部材の外周面が外部に露出する肉抜き部を形成する工程を含むことを特徴とする流体ポンプ用樹脂製インペラの製造方法。
6. 前記ゲートの位置を前記複数の羽根間として前記ゲートから溶融樹脂を軸方向に流し込んで成形すると共に、前記複数の羽根を前記インペラ本体に軸方向に沿って立設することを特徴とする請求項５に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラの製造方法。
7. 前記インペラ本体の前記複数の羽根と軸方向反対側に外部磁石からの磁力を利用して回転するためのロータ部を一体的に形成することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラの製造方法。
8. プラスチック材料と磁石粉末とを含むプラマグを用いて樹脂成形することを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか一項に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラの製造方法。

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