JP2008115759A

JP2008115759A - インペラ

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Publication number: JP2008115759A
Application number: JP2006299634A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Ikeda; 和男池田; Yasutaka Okuda; 康孝奥田; Ryohei Adachi; 良平安達; Satoshi Maruyama; 敏丸山; Satoru Hoshino; 悟星野
Original assignee: Sigma Inc; Yamada Seisakusho KK
Current assignee: Yamada Manufacturing Co Ltd; Sigma Inc
Priority date: 2006-11-02
Filing date: 2006-11-02
Publication date: 2008-05-22
Anticipated expiration: 2026-11-02
Also published as: CN101173668B; US8033793B2; EP1918589A3; EP1918589B1; JP4242411B2; CN101173668A; EP1918589A2; US20080104837A1

Abstract

【課題】金型による樹脂成形によって製造された合成樹脂製のインペラ本体に対して金属製のブッシュが適正な状態でインサートすることができると共に適正に製造されたか否かを容易に判定することができるインペラとすること。
【解決手段】正面軸端側に位置する略裁頭円錐形状の絞り形部２１１を有する円周ボス部２１と，軸方向中央に位置する軸周支持ボス部２２と，背面軸端側に位置する円周突起部２４とからなる金属製のブッシュ２と、合成樹脂からなり円板状の羽根部支持台１の正面側の中心に軸方向に膨出する山形膨出部１１が形成され，該山形膨出部１１の周囲に複数の羽根１２が一体形成されたインペラ本体Ａとからなり、前記ブッシュ２の円周突起部２４の外径は、前記絞り形部２１１の軸端箇所の外径よりも小さく形成されると共に、前記円周突起部２４は前記山形膨出部１１の背面側に位置され、前記ブッシュ２が前記山形膨出部１１にインサートされること。
【選択図】図１

Description

本発明は、金型による樹脂成形によって製造された合成樹脂製のインペラ本体に対して金属製のブッシュが適正な状態でインサートすることができると共に適正に製造されたか否かを容易に判定することができるインペラに関する。

従来、ウォーターポンプ等のポンプでは、複数の羽根が形成された樹脂製のインペラ本体部と、駆動軸を支持するボスの役目をなす金属製のブッシュ部とから構成されたインペラが存在する。この種のインペラの多くは、金型によって樹脂成形されるものである。そして、金型と、芯部材と、樹脂によって製品が成形されるものとして、下記特許文献１が存在する。

特許文献１の発明は、インペラ本体の山形膨出部に金属製ボスをインサート状態で装着したものであり、インペラ本体側の山形膨出部をコンパクトな形状にすると共に、該山形膨出部における肉厚を充分に確保することができ、また金属製ボスはインペラ本体に極めて強固に装着することができるようにしたものである。

金属ボス部には、軸方向の一端側を裁頭円錐形状とし、軸方向の他端は、外周を空転防止とするために非円形状としたものである。

前記金属ボスに、裁頭円錐とした絞り形部が形成され、この部分がインペラ本体の山形膨出部先端にインサートされていることで、前記絞り形部に合わせて山形膨出部に適度な肉厚を設けることができ、インサートされた金属ボスの絞り形部の周辺の山形膨出部の肉厚はそれほど厚く形成することなく、十分な力学的強度を確保するようにできるものであり、インペラを小型に形成することができる。
特開２００３−３９９１

課題について、図１０に基づき説明する。まず上述した条件を満たすために、金属ボスａ部には、軸方向の一端側を裁頭円錐形状とし、軸方向の他端は、外周を空転防止とするために非円形状としたものである〔図１０（Ａ）参照〕。したがって、金属ボスａは軸方向において左右対称形状ではない〔図１０（Ａ）参照〕。そのために、インペラの軸方向に対して、金属ボスａの軸方向は適正となるように決められた向きでインサートされなければ、所望の性能が発揮されないどころか、インペラとしての品質を満足させることが困難となる。その為、金属ボスａは金型による鋳込み成形を行う際には、インペラ本体に対して適正な向きで前記金型内に装着されるものである。

金型ｂ内の成形空隙部内に溶融樹脂を流し込むためにゲートが存在している。特に成形空隙部に溶融樹脂を均一に送り込む部位に、扁平円筒形状となるように成形空隙部に向かって開口するディスクゲート部が具備されている。金型ｂに金属ボスａを配置するときには、該金属ボスａは、その軸端部を前記ディスクゲート部に対向させるようにして配置される。そして、前記ゲートから流し込まれた溶融樹脂は、ディスクゲート部と金属ボスａの軸端部との隙間から成形空隙部内に均一に送りこまれる。

ところで、金型ｂの成形空隙部内には、金属ボスａの正確な位置決めと安定した状態を確保して装着することができるように支持柱が設けられている。しかし支持柱に対して金属ボスａの軸方向の向きが正逆いずれであっても前記支持柱に装着することができるので、その金属ボスａの軸方向の向きを誤って装着してしまう恐れがある。

しかも、図１０（Ａ）,（Ｂ）に示すように、金属ボスａの軸方向の一端側と他端側との外径φｏが等しいと、金属ボスａの軸方向のいずれの側をディスクゲート部側に対向させたとしても金型ｂ内の成形空隙部に溶融樹脂が流れ込むことになる。すなわち、金属ボスａの軸方向の向きが適正又は逆のいずれにも拘わらず、金属ボスａがインサートされたインペラ本体の樹脂成形が可能となってしまうおそれがある〔図１０（Ｅ）参照〕。

このように、インペラ本体に金属ボスａの軸方向の向きが適正方向とは逆向きにインサートされてしまうと、インペラ自体は十分な特性が発揮されないものとなる。たとえば、図１０（Ｂ）に示すように、インペラ本体の山形膨出部の先端側寄りに対して金属ボスａの軸周方向を固定する役目をなす軸周支持ボス部の多角形部（六角形部）が位置すると、その先端側付近は特に肉厚が薄いため、冷熱サイクル（熱振幅）が加わると、樹脂の冷熱による膨張収縮により、六角形部の頂点から樹脂部にクラックｃを発生させるおそれがある〔図１０（Ｆ）参照〕。また、肉厚が薄い軸周支持ボス部の多角形以外の形状が位置して、インペラ本体の山形膨出部にインサートされた金属ボスのボス孔に、駆動軸が圧入されときには、前記金属ボスは拡開して直径が増えるため、合成樹脂製の山形膨出部にはストレスがかかり、やがてはクラックが生じることになる。

そのために、インペラの成形完了後には、前記金属ボスａの軸方向の向きが適正であるか否かを目視による確認を十分に行っていた。この目視確認において金属ボスａの軸方向両端の差異を瞬時に見極めることが困難であった。そこで、本発明が解決しようとする課題（技術的課題又は目的）は、極めて簡単な構成によって、インペラの製造において不良品の発生を防止することができ、且つたとえ不良品が発生しても、目視にて瞬時に不良品が判断できることを実現することにある。

そこで、発明者は上記課題を解決すべく鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、正面軸端側に位置する略裁頭円錐形状の絞り形部を有する円周ボス部と，軸方向中央に位置する軸周支持ボス部と，背面軸端側に位置する円周突起部とからなる金属製のブッシュと、合成樹脂からなり円板状の羽根部支持台の正面側の中心に軸方向に膨出する山形膨出部が形成され，該山形膨出部の周囲に複数の羽根が一体形成されたインペラ本体とからなり、前記ブッシュの円周突起部の外径は、前記絞り形部の軸端箇所の外径よりも小さく形成されると共に、前記円周突起部は前記山形膨出部の背面側に位置され、前記ブッシュが前記山形膨出部にインサートされてなるインペラとしたことにより、上記課題を解決したものである。

請求項２の発明を、正面軸端側に位置する略裁頭円錐形状の絞り形部を有する円周ボス部と，軸方向中央に位置する軸周支持ボス部と，背面軸端側に位置する円周突起部とからなる金属製のブッシュと、円板状の羽根部支持台の正面中心側で且つ軸方向に膨出する山形膨出部が形成され、該山形膨出部の周囲に複数の羽根がディスクゲート部からの合成樹脂の流入にて一体形成されたインペラ本体とからなり、前記ブッシュの円周突起部の外径は、前記ディスクゲート部の内径よりも小さく形成し、前記ブッシュの絞り形部は、前記円周突起部の外径より大きく、且つ、前記ディスクゲート部の内径より小さい直径となる外径以上で形成されると共に、前記円周突起部は前記山形膨出部の背面側に位置され、前記ブッシュが前記山形膨出部にインサートされてなるインペラとしたことにより、上記課題を解決した。

請求項３の発明を、前述の構成において、前記円周突起部の直径方向外方には軸方向に沿って１段下がる平坦状の段差面が形成されてなるインペラとしたことにより、上記課題を解決した。請求項４の発明を、前述の構成において、前記円周突起部の外周側面と、前記段差面との隅角部は断面略弧状に形成されてなるインペラとしたことにより、上記課題を解決した。

請求項５の発明を、前述の構成において、前記円周突起部の先端面は平坦状に形成されると共に外周側面との角部の欠肉量は０．３mm以下に形成されてなるインペラとしたことにより、上記課題を解決した。

請求項１の発明によって、ブッシュの円周突起部の外径は、前記絞り形部の軸端箇所の外径よりも小さく形成されたことにより、本発明のインペラは、ブッシュの軸方向の向きが適正になっているもののみがインペラ成形されることになり、ブッシュの軸方向の向きが不適正なもののインペラ成形が困難となる。即ち、成形されたインペラは、必然的にブッシュの向きが適正になったものに出来る。

請求項２の発明では、該ブッシュがインサートされた樹脂製のインペラを金型によって成形する際に、前記ブッシュの絞り形部の外径よりも小さく且つ金型のディスクゲート部の内径よりも小さい円周突起部と、前記円周突起部の外径より大きく、且つ、前記ディスクゲート部の内径より小さい直径となる外径以上で形成される前記絞り形部とを設けたブッシュを金型内に装着することで、ブッシュの円周突起部を前記ディスクゲート部側に対向させて金型内に装着した場合のみに、円周突起部の外周とディスクゲート部の内周との間に適正な隙間が形成されて溶融樹脂が流入されインペラ成形が可能となる。

また、前記ブッシュの絞り形部側が前記ディスクゲート部に対向して金型内に装着した場合には、前記絞り形部の外径がディスクゲート部の内径より大きくなっているために、ディスクゲート部が絞り形部によって塞がれてしまった状態となり、金型内に溶融樹脂を送り込むことが困難になっている。

そこで、インペラを成形する金型内においてブッシュが適正に装着されれば、ブッシュの円周突起部がインペラ本体の軸方向背面側に位置し、絞り形部の軸端（先端）がインペラ本体（山形膨出部）の正面側に位置するものだけがインペラ成形されることになる。すなわち、完全に樹脂成形されたインペラは、全てブッシュの軸方向の向きが正しくインサートされたものであり、インペラの不良品の発生が防止できる。また、これによって、ブッシュの軸方向が適正であるか否かを検査する必要がなく、検査工程が削減でき、生産性を向上させることができ、コスト低減することができる。

また、前記絞り形部がディスクゲート部に対向して、ブッシュが金型内に装着されたときには、前述したようにディスクゲート部が絞り形部によって塞がられ、インペラを成形することができない。又は欠肉になって成形が困難となるが、溶融樹脂の射出圧力によって溶融樹脂の一部は成形空隙部内に流れ込む可能性もある。しかしディスクゲート部は塞がれた状態、又は、適正な隙間よりも小さい状態であるために、たとえ溶融樹脂が金型内に射出されたとしてもインペラ本体を完全に成形することができず、図６に示すような形状の一部が成形されないものである。すなわち、成形されたインペラ本体は、極めて不完全な形状状態であり、目視により、瞬時に良否判断ができ、検査の効率を向上させることができる。

請求項３の発明によって、前記ブッシュの軸方向端部は、扁平円筒形状の円周突起部が形成されると共に、該円周突起部の外周には先端面よりも低位置となる段差面が形成されることにより、インペラの背面側におけるブッシュ周囲の樹脂部の肉厚が確保でき、薄肉のブッシュ端におけるインペラの樹脂部の強度を確保することができる。また、金型による樹脂成形を行うときに、金型のゲート外周の金型面（型の合せ面）と対向するブッシュの軸方向端部との不要な当接を避けることができ、金型とブッシュの損傷を防ぐことができる。

それゆえ、ブッシュが変形することなく良好なインペラを成形することができる。また、金型の耐久性を向上させることができる。さらにまた、ブッシュの軸方向長さの寸法精度をラフにすることができる。前記ゲートの内周とブッシュの円周突起部の外周との間の隙間を等しく均一にすることができ、金型内に溶融樹脂を送るときには、前記ブッシュの円周突起部の周囲において成形空隙部内に均一に樹脂を送り込むことができる。

また、インペラ本体の樹脂成形後には、ゲート内に残留した不要樹脂部がインペラ本体に付着した状態になっている場合、この不要樹脂部とインペラ本体とを連結している樹脂が薄く脆弱となっても、インペラ本体から不要樹脂部を比較的容易に切除することができるように、その不要樹脂部を切除する際に基となるブッシュ周囲にインペラ樹脂部の肉厚を確保して成形することができる。

請求項４の発明によって、前記円周突起部の外周側面との前記段差面との隅角部は断面略弧状に形成されているので、薄肉の円周突起部の根元における応力集中が避けられると共に強度を高めて変形を防止することができる。また、ブッシュの変形が防げるので、ブッシュ周囲に形成されるインペラ樹脂部を良好にすることができる。

請求項５の発明によって、前記円周突起部の先端面は平坦状に形成されると共に外周側面との角部の欠肉量は、０．３mm以下に形成されることにより、薄肉の円周突起部の先端部の強度が得られ、且つインペラの樹脂部との接合面を大きくすることができ、樹脂部の接合強度を高めることができる。また、円周突起部の先端部における成形インペラの樹脂部に薄肉縁部が微小又は殆ど無い状態にすることができるので、該薄肉縁部の剥離や冷熱サイクルによる膨張収縮、圧入によるクラックの発生を防止することができ、インペラの強度を低下することなく、強度を確保することができる。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。まず本発明のインペラについて説明する。インペラは、図９に示すように、ウォーターポンプのポンプケーシング５に装着された軸受に回転自在に設けられた駆動軸に取り付けられるものであり、合成樹脂からなるインペラ本体Ａと、金属製のブッシュ２とから構成される。インペラ本体Ａは、前述したように合成樹脂から形成されたもので、円板状の羽根部支持台１の中心には山形膨出部１１が形成されている。

該山形膨出部１１は、図１（Ａ）,（Ｂ）に示すように前記羽根部支持台１の正面側に軸方向に突出するようにして略裁頭円錐形状に形成されている。さらに、前記山形膨出部１１の周囲で且つ羽根部支持台１の正面側には複数の羽根１２，１２，…が略放射状に形成されている。ここで、インペラ本体Ａの正面側とは、前記山形膨出部１１及び羽根１２が形成された側面のことを言う。また、前記インペラ本体Ａの背面側とは、前記正面側と反対側の面である。図１（Ａ）では、左側が正面側であり、右側が背面側である。また図１（Ｂ）は、インペラ本体Ａの正面側である。

次に、ブッシュ２は、金属製であり、図１（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）に示すように、円周ボス部２１と、軸周支持ボス部２２と、軸方向支持面２３と、円周突起部２４と、ボス孔２７とから構成されている。具体的には、軸方向において、正面軸端側に位置する略裁頭円錐形状の絞り形部２１１を有する円周ボス部２１と，軸方向中央に位置する軸周支持ボス部２２と，背面軸端側に位置する円周突起部２４とから構成されている。図１（Ｄ）では、軸方向を示す軸芯線Ｌが記載されている。そして、ブッシュ２がインペラ本体Ａの山形膨出部１１にインサートされた状態において、そのブッシュ２の軸方向でインペラ本体Ａの正面側に相当する軸端部を正面軸端部と称する。さらに前記インペラ本体Ａの背面側に相当する軸端部を背面軸端部と称する。ここでは、ブッシュ２の絞り形部２１１の先端が正面軸端部であり、円周突起部２４が背面軸端部となる〔図１（Ｄ）参照〕。

そして、前記円周ボス部２１、軸周支持ボス部２２、軸方向支持面２３、円周突起部２４は、金属材から一体成形されたものである。その円周ボス部２１は、円筒形状をなし、その一部に絞り形部２１１が形成されている。該絞り形部２１１の最小直径部が軸方向の最外端に位置している。絞り形部２１１は、前記インペラ本体Ａの山形膨出部１１における合成樹脂部の肉厚と、ブッシュ２の肉厚を適宜調整する役目をなす部分である。

前記軸周支持ボス部２２は、ブッシュ２をインペラ本体Ａに対して回転方向に対して固定する役目をなす部位である。前記軸周支持ボス部２２の軸方向に直交する断面形状は、前記インペラ本体Ａの山形膨出部１１に対して空転不可能となる形状に形成されたものであり、同軸円形を除く形状が存在している。前記軸周支持ボス部２２は、具体的には外周形状が多角形状に形成されたものであり、通常は六角形に形成されている〔図１（Ｃ），（Ｅ）参照〕。

また、前記軸周支持ボス部２２の軸方向に直交する断面形状は、正方形或いは六角以上の多角形とすることもできる。さらに、前記軸周支持ボス部２２の軸方向に直交する断面形状が円形状に形成されることもあるが、この場合にはその円周側面に溝又は突起が形成され、前記溝に山形膨出部１１を構成する樹脂が食い込んだり、或いは前記突起が山形膨出部１１の樹脂肉部に食い込み、前記インペラ本体Ａとブッシュ２とが空転不能な状態となっている。

また、前記軸方向支持面２３は、前記インペラ本体Ａの軸方向に対して固定する役目をなす部位であり、前記円周ボス部２１と前記軸周支持ボス部２２との間に形成される段差となっており、軸方向に対して略直交する平坦状の面として形成される。前記ブッシュ２は、その背面軸端部を後述する金型Ｂのディスクゲート部３１２に対向させつつ配置するものである〔図２，図３等参照〕。

前記ブッシュ２の軸方向の背面軸端部には、円周突起部２４が形成されている〔図１（Ｃ），（Ｄ）参照〕。該円周突起部２４は、前記軸周支持ボス部２２の軸方向端面を扁平円筒形状としたもので、略リング状（輪状又は環状でもよい）に突出形成された部位である。また、前記円周突起部２４の（ブッシュ２の）軸方向端面は、平坦面とした先端面２４１が形成されている。また、曲面状とした先端面も存在する。そして前記円周突起部２４の円周状の側面は、外周側面２４２と称する。

さらに、前記ブッシュ２の軸方向端部において、前記先端面２４１よりも低位置となる位置には平坦な段差面２５が形成されている〔図１（Ｃ），（Ｄ）参照〕。該段差面２５は、前記軸周支持ボス部２２と円周突起部２４との段差箇所となる。すなわち、該円周突起部２４が形成されることによって、該円周突起部２４の周囲には略隅角状の凹み部２６が形成されることになる。該凹み部２６は、後述するように溶融した樹脂が流れる部位となる。

前記円周突起部２４において、前記先端面２４１と前記外周側面２４２とのなす角部において角部２４３が形成される（図７参照）。該角部２４３の欠肉量ｋは、０．３mm以下に形成されている。該欠肉量ｋは、０．３mmを越えた場合、前記円周突起部２４の先端面２４１と外周側面２４２との角部において薄肉の樹脂部が成形されることから、その薄肉の樹脂部が、冷熱サイクルや駆動軸の圧入によって、剥離したり、ひび割れしたりする事象に対して、前記角部２４３の欠肉量ｋが０．３mm以下の場合は、薄肉の樹脂部が形成され難く、微小又は無い状態にすることができるという事象から前記円周突起部２４の角部２４３の値０．３mm以下が見出された。

また、前記欠肉量ｋが０．３mm以下とした角部２４３の形状は、直角又は略直角に近似形成された先端形状である。この先端形状は、欠肉量ｋが０．３mm以下の範囲で鋭角に尖る形状、また、鋭角の尖りがなく、尖端面が平面状や曲面状などの任意面形状となっている。更に、前記先端形状の他に、欠肉量ｋが０．３mm以下の範囲で角仕上げ部２４３ａを形成することもある。該角仕上げ２４３ａとは、直角状の前記角部２４３を適当に切削等により欠肉量ｋが０．３mm以下の範囲で、傾斜面としたり〔図７（Ｃ）参照〕、又は丸み〔図７（Ｄ）参照〕を付けて仕上げられた部位である。該角仕上げ部２４３ａには、面取り仕上げ，丸み付け仕上げ等が含まれる。前記欠肉量ｋは、０．３mm以下であるが、０．０５mm以上の範囲とすることが好ましい。最小値０．０５mm以上とすることで、鋭角の尖端部のバリの発生や欠けを防ぐことができ、樹脂部との接合部をより安定させることができる。

また、前記外周側面２４２と前記段差面２５との隅角部は、図８に示すように、断面略弧状に形成されることもある。このように弧状に形成されることにより、薄肉の円周突起部２４の根元における応力集中が避けられると共に強度を高めて変形を防止することができる。またブッシュ２の変形が防げるので、ブッシュ２周囲に形成されるインペラ樹脂部を良好にすることができる。また、金型Ｂに溶融した樹脂を送り込むときに、前記弧状の隅角部では溶融樹脂が良好に流れることができ、金型Ｂ内に溶融樹脂を均一に流し込むことができる。

前記円周突起部２４の直径中心は、前記ブッシュ２のボス孔２７の直径中心と同一位置であり、共に同一の直径中心Ｐａを共有するものである。前記円周突起部２４の外径φＢは、前記ディスクゲート部３１２の内径φＣよりも小さく設定されている。また、前記絞り形部２１１の正面軸端部の最小直径位置における外径φＡは、前記ディスクゲート部３１２の内径φＣよりも大きく形成されている。したがって、その大小関係は、外径φＡ≧内径φＣ＞外径φＢとなることが好ましい。

さらに、前記絞り形部２１１の外径φＡは、前記円周突起部２４の外径φＢよりも大きく設定され、且つ、前記ディスクゲート部３１２の内径φＣよりも小さく形成されることもある。すなわち、前記絞り形部２１１の外径φＡは、前記ディスクゲート部３１２の内径φＣよりも大きく形成されるものであるが、前記外径φＡは、前記外径φＢより大きく形成されていれば、前記外径φＡが前記内径φＣよりも小さく形成される場合もある。よって、上記構成は、前記絞り形部２１１の外径φＡは、前記円周突起部２４の外径φＢより大きく、且つ、前記ディスクゲート部３１２の内径φＣより小さい直径となる外径以上としたものである。

次に、前記インペラを成形する金型Ｂについて説明する。該金型Ｂは図２に示すように、ゲート側型３と成形側型４とから構成されている。前記ゲート側型３はゲート３１が形成されており、該ゲート３１は、溶融された樹脂が注入される部位である。前記成形側型４にはインペラ成形空隙部４１が形成されている。該インペラ成形空隙部４１は、前記ブッシュ２が不動状態で装着されるようになっている。

該ブッシュ２の装着状態は、インペラ成形空隙部４１の中心Ｐｂと、前記ブッシュ２のボス孔２７の直径中心Ｐａとが同一位置となるように装着される（図２参照）。そのためにインペラ成形空隙部４１内には、位置決め用突起部４１１が形成されている。該位置決め用突起部４１１の具体例としては、前記ブッシュ２のボス孔２７が挿入される円筒状の突起物である。該位置決め用突起部４１１は、前記ブッシュ２のボス孔２７を軸方向に沿って閉鎖して、溶融樹脂が入り込まないようにする役目もなしている。したがって、位置決め用突起部４１１は、ボス孔２７の長さに等しく、又は僅かに長く形成される〔図２（Ａ）参照〕。

前記ゲート３１は、注入路部３１１とディスクゲート部３１２とから構成されている。前記注入路部３１１は、ゲート側型３の湯口３１３と前記ディスクゲート部３１２とを連通している。前記注入路部３１１は略円錐形状の通路である。該注入路部３１１は、その内径が次第に大きくなる側が前記ディスクゲート部３１２と接続連通している〔図２（Ａ）参照〕。該ディスクゲート部３１２は、扁平円筒形状に形成された空隙部であり、前記湯口３１３から注入路部３１１を介して注湯された溶融樹脂がインペラ成形空隙部４１に溶融樹脂を均一に送り込む役目をなしている。

前記ディスクゲート部３１２は、前記成形側型４と接合面が開口されたものであり、この開口箇所をゲート開口面３１２ａと称する。前記ディスクゲート部３１２の内径φＣは、前記ブッシュ２の軸方向端部における円周突起部２４の外径φＢよりも大きくなるように形成されている。すなわち、内径φＣ＞外径φＢである〔図２（Ｂ），図３（Ａ）参照〕。そして、前記成形側型４のインペラ成形空隙部４１に前記ブッシュ２が適正に装着された状態で、該ブッシュ２の円周突起部２４と、ゲート開口面３１２ａとが対向する。

このとき、前記ブッシュ２の円周突起部２４の外形（直径）中心Ｐａと、ディスクゲート部３１２の内径中心Ｐｃとは、一致している。そして、前記円周突起部２４の外周と、前記ディスクゲート部３１２の内周との間には、隙間ｔが形成される（図３参照）。該隙間ｔは、周方向において等しく均一となったり、また略等しく均一となっている。また、多少の隙間寸法の変動が存在しても構わない。該隙間ｔは、前述した前記ディスクゲート部３１２の内径φＣと、前記ブッシュ２の円周突起部２４の外径φＢとの大小関係における差によって形成されるものである。

また、前記ブッシュ２の正面軸端部の絞り形部２１１の外径φＡは、ディスクゲート部３１２の内径φＣよりも大きく形成されている。そこで、図４に示すように、ブッシュ２の前記絞り形部２１１をディスクゲート部３１２に対向させて金型Ｂ内に装着した場合には、前記絞り形部２１１の外径φＡがディスクゲート部３１２の内径φＣよりも大きくなっているために、ディスクゲート部３１２が絞り形部２１１によって塞がれた状態となる〔図５（Ａ），（Ｂ）参照〕。よって、前記ディスクゲート部３１２からインペラ成形空隙部４１に溶融樹脂を送り込むことができなくなる。

また、作業員が誤って、前記絞り形部２１１がディスクゲート部３１２に対向して、ブッシュ２が金型Ｂに装着された場合には、前述したようにディスクゲート部が絞り形部によって塞がれることになるが、溶融樹脂の射出圧力によって溶融樹脂の一部はインペラ成形空隙部４１に流れ込む可能性もある。しかし、ディスクゲート部３１２は塞がれた状態であるので、たとえ溶融樹脂が金型Ｂ内に注入されたとしてもインペラ本体Ａを完全に成形することができず、図６に示すような形状の一部が成形されないものとなる。

すなわち、成形されたインペラ本体は、極めて不完全な形状状態となり、目視により、瞬時に良否判断ができ、別の検査工程において人や装置によって検査しなくてもインペラを成形する工程において容易に確認することができる。また、検査の効率を向上することもできる。また、前記絞り形部２１１の外径φＡが前記ディスクゲート部３１２の内径φＣよりも小さく、前記円周突起部２４の外径φＢよりも大きい場合も同様となることができる。すなわち、前記外径φＡが前記内径φＣよりも小さい場合においても、溶融樹脂は、前記金型Ｂ内に流れ込むが成形されるインペラの形状は、不完全な状態となる。

このように、前記ディスクゲート部３１２がインペラ成形空隙部４１の背面側に位置し、前記ディスクゲート部３１２に対向して設けられるブッシュ２において、該ブッシュ２の円周突起部２４がインペラ本体Ａの軸方向背面側に位置し、絞り形部２１１の軸端（先端）がインペラ本体Ａの山形膨出部１１の正面側に位置するものだけがインペラ成形されることになる。すなわち、完全に樹脂成形されたインペラは、全てブッシュ２の軸方向の向きが正しい状態でインサートされたものであり、これによって、ブッシュ２の軸方向が適正であるか否かを検査する必要がなく、検査工程が削減でき、生産性を向上させることができる。

（Ａ）は本発明のインペラの縦断側面図、（Ｂ）はインペラの正面図、（Ｃ）はブッシュの斜視図、（Ｄ）ブッシュの縦断側面図、（Ｅ）は円周突起部側より見たブッシュの背面図である。（Ａ）金型と適正に装着されようとするブッシュの断面図、（Ｂ）はブッシュが適正に装着された金型の断面図である。（Ａ）は適正に装着されたブッシュとディスクゲート部の拡大断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸａ−Ｘａ矢視断面図である。（Ａ）金型と不適正に装着されようとするブッシュの断面図、（Ｂ）はブッシュが不適正に装着された金型の断面図である。（Ａ）は不適正に装着されたブッシュとディスクゲート部の拡大断面図、（Ｂ）は（Ａ）の要部をさらに拡大した断面図である。不完全に成形されたインペラの断面図である。（Ａ）はディスクゲート部とブッシュの軸方向端部との位置構成を示す要部拡大断面図、（Ｂ）はさらに拡大された断面図、（Ｃ）は傾斜面状の角仕上げ部が形成された角部の拡大断面図、（Ｄ）は丸みの角仕上げ部が形成された角部の拡大断面図である。円周突起部の隅角部を弧状にした拡大図ある。本発明のインペラが装着されたウォーターポンプである。（Ａ）は従来技術におけるブッシュの縦断側面図、（Ｂ）はブッシュの背面図、（Ｃ），（Ｄ）は工程図、（Ｅ）はブッシュの向きが反対になって不適正に製造されたインペラの断面図、（Ｆ）は（Ｅ）の要部拡大図である。

符号の説明

Ａ…インペラ本体、１…羽根部支持台、１１…山形膨出部、１２…羽根、
２…ブッシュ、２１…円周ボス部、２１１…絞り形部、２２…軸周支持ボス部、
２４…円周突起部、２４１…先端面、２４２…外周側面、２５…段差面、
３１２…ディスクゲート部。

Claims

正面軸端側に位置する略裁頭円錐形状の絞り形部を有する円周ボス部と，軸方向中央に位置する軸周支持ボス部と，背面軸端側に位置する円周突起部とからなる金属製のブッシュと、合成樹脂からなり円板状の羽根部支持台の正面側の中心に軸方向に膨出する山形膨出部が形成され，該山形膨出部の周囲に複数の羽根が一体形成されたインペラ本体とからなり、前記ブッシュの円周突起部の外径は、前記絞り形部の軸端箇所の外径よりも小さく形成されると共に、前記円周突起部は前記山形膨出部の背面側に位置され、前記ブッシュが前記山形膨出部にインサートされてなることを特徴とするインペラ。
正面軸端側に位置する略裁頭円錐形状の絞り形部を有する円周ボス部と，軸方向中央に位置する軸周支持ボス部と，背面軸端側に位置する円周突起部とからなる金属製のブッシュと、円板状の羽根部支持台の正面中心側で且つ軸方向に膨出する山形膨出部が形成され、該山形膨出部の周囲に複数の羽根がディスクゲート部からの合成樹脂の流入にて一体形成されたインペラ本体とからなり、前記ブッシュの円周突起部の外径は、前記ディスクゲート部の内径よりも小さく形成し、前記ブッシュの絞り形部は、前記円周突起部の外径より大きく、且つ、前記ディスクゲート部の内径より小さい直径となる外径以上で形成されると共に、前記円周突起部は前記山形膨出部の背面側に位置され、前記ブッシュが前記山形膨出部にインサートされてなることを特徴とするインペラ。
請求項１又は２において、前記円周突起部の直径方向外方には軸方向に沿って１段下がる平坦状の段差面が形成されてなることを特徴とするインペラ。
請求項３において、前記円周突起部の外周側面と、前記段差面との隅角部は断面略弧状に形成されてなることを特徴とするインペラ。
請求項１,２,３又は４のいずれか１項の記載において、前記円周突起部の先端面は平坦状に形成されると共に外周側面との角部の欠肉量は０．３mm以下に形成されてなることを特徴とするインペラ。