JP2009214342A - 金型、樹脂成形品及び給水ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】容易にボイドを抑制することが可能な金型、樹脂成形品及び給水ポンプを提供すること。
【解決手段】金型１１０の中空部１１１及び樹脂成形品１は、ゲート方向Ｇに対して所定の角度を有して交差するベント部の角部を、一方の部位（例えばゲート方向Ｇ）に対して所定の角度（例えば４５°前後）を有する面又は、所定の半径を有する曲面にて連続させるリブ２０又は曲面リブ１７を有する形状に形成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、金型、金型を用いて成形する樹脂成形品及び給水ポンプに関し、特にボイドの発生を抑制できるものに関する。

現在、射出成形法により樹脂材を用いて成形された部品（成形品）が様々な製品に用いられている。また、このような成形品に用いる樹脂材は、高い強度を有するものが開発されており、金属材の代替品として用いられている。

上述した射出成形法には、シリンダ内で加熱し、流動状態にした樹脂材を、２つの組み合う金型に圧入して成形する方法が知られている。しかし、このような射出成形法は、熱可塑性樹脂に用いられるが、熱硬化性樹脂への適用は難しい、という問題があった。このため、熱可塑性樹脂材には、ＲＩＭ（Ｒｅａｃｔｉｏｎ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ）射出成形法（反応射出成形法）等の、２種類のモノマー（樹脂原液）を金型内に混合射出し、重合反応を起こさせることで、樹脂成形品を製造する方法もある。このようなＲＩＭ射出成形法は、ポリウレタン、ナイロン、ポリウレア、エポキシ、及び、ジシクロペンタジエン等の樹脂材が用いられている。

なお、このような樹脂材を用いて成形品を製造する場合、金型費用等の初期費用は大きいが、樹脂材の費用は金属材を用いて製造する場合と比較すると安く済むとともに軽量化ができる、という利点がある。このため、ある程度の製造数量が見込め、且つ、強度が確保できる部品であれば、金属材ではなく樹脂材が用いられている。

しかし、強度の確保が必要な部品に樹脂材を用いた場合、成形品にボイド（内部の空気溜り）やヒケ（表面の収縮歪）が発生すると、強度の低下や外観の低下等の問題がある。このようなボイド（ｖｏｉｄ）やヒケ（ｓｉｎｋ ｍａｒｋ）の発生原因としては、樹脂材の硬化速度の相違や、樹脂の液状時にその内部に気体が混入することにより発生する。（以下、ヒケもボイドに含ませてとして説明する。）
そこで、肉厚が４ｍｍ以上の熱可塑性樹脂を用いた成形品の内部の樹脂が硬化する前に、ボイドの発生の防止が必要な所望部分を、その近接部分よりも早く冷却する（又は近接部分を保温する）ことで、ボイドの発生を抑制させる製造方法が知られている（例えば特許文献１、２参照）。
特開２００１−１２１５４２号公報 特開２００２−０１８８５５号公報

上述した樹脂成形品の製造方法では、次のような問題があった。即ち、局所的に冷却又は保温を行なうために、樹脂が完全に硬化する前に成形品を金型から取り出し、その後、加熱金型や断絶材等の保温手段（又は加熱手段）、及び、自然冷却、金型及び冷媒等の冷却手段を用いて硬化させる。

このため、金型以外にも保温手段や冷却手段が必要となり、設備コスト及び製造工程が増大するため、製造コストが増大することとなる。また、所望部分にはボイドが発生しなくとも、近接部分にはボイドが発生する虞が高く、成形品全体の強度が必要な場合等には適用が難しい。さらに、複雑な形状の成形品や、熱硬化性樹脂に用いることができない虞もある。

また、ＲＩＭ射出成形法を用いた場合、２種類（又はそれ以上）の液体（液状の樹脂材）を混合し、金型に圧入することで形成される。しかし、複数の液体を混合する際に、樹脂材中に気体が混入するため、成形品を成形する際に、ボイドが発生する。特に、このようなボイドは、ゲート方向（樹脂の進入方向）と所定の角度を有するベント部を介し、且つ、ゲート方向から離間する方向に延びる成形部に発生するということが多い。

そこで本発明は、金型を用いて成形する樹脂成形品であっても、容易にボイドを抑制することが可能な樹脂成形品及び金型を提供することを目的としている。

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の金型、樹脂成形品及び給水ポンプは次のように構成されている。

樹脂成形品を成形する金型であって、硬化前の樹脂材を圧入するゲートと、このゲートと連続して形成され、前記樹脂材が圧入される前記ゲートの方向に対して所定の角度を有するベント部を有する中空部と、前記ベント部の角部の少なくとも一部を、曲面又は前記ゲートの方向に対して前記ベント部の角度よりも小さい角度を有する面により面取りを行なうことで形成されたリブ部と、を備えることを特徴とする。

硬化前の樹脂材を金型に設けられたゲートから圧入することで成形される樹脂成形品であって、前記液状の樹脂材が圧入される前記ゲートの方向に対して所定の角度を有するベント部と、このベント部の角部の少なくとも一部を、曲面又は前記ゲートの方向に対して前記ベント部の角度よりも小さい角度を有する面により、前記ベント部と一体に成形されたリブ部と、を備えることを特徴とする。

回転軸を有するモータ部と、前記モータ部の回転軸により駆動されるインペラを収納するポンプケーシングを有するポンプ部と、を備え、前記ポンプケーシングは、樹脂材を金型に設けられたゲートから圧入することで成形され、前記ゲートの方向に対して所定の角度を有するベント部の角部の少なくとも一部を、曲面又は前記ゲートの方向に対して前記ベント部の角度よりも小さい角度を有する面により、前記ベント部と一体に成形されたリブ部を有することを特徴とする。

本発明によれば、金型を用いて成形する樹脂成形品であっても、容易にボイドを抑制することが可能となる。

図１は本発明の第１の実施の形態に係る樹脂成形品１を製造する製造装置１００及び金型１１０の構成を模式的に示す説明図、図２は同樹脂成形品１及び金型１１０の構成を示す平面図、図３は同樹脂成形品１及び金型１１０を示す平面図、図４は同樹脂成形品１の一部構成を示す斜視図、図５は同樹脂成形品１の一部構成を示す斜視図である。なお、図１〜５中Ｅは地面、Ｆは樹脂材の流れ方向、Ｇはゲート方向、Ｐは油圧の流れ、Ｒは樹脂液の流れを、それぞれ示している。

図１に示すように、製造装置１００は、射出成形装置１０１と、この射出成形装置１０１から射出される樹脂材が内部に圧入される金型１１０と、を備えている。

射出成形装置１０１は、例えばノルボルネン系モノマー及びメタセシス触媒を用いた樹脂材、さらに述べると、ジシクロペンタジエン樹脂やメチルテトラシクロデセン樹脂等のメタセシス反応（重合反応）行なうＲＩＭ射出成形（反応射出成形）が可能に形成されている。ここで、ジシクロペンタジエン樹脂を用いた例を説明する。

即ち、射出成形装置１０１は反応に与る複数（図１中２つ）の異なる樹脂材として、混合用樹脂原液等の樹脂液をそれぞれ貯留するタンク１０２と、これらタンク１０２の下流にそれぞれ接続された計量ポンプ１０３と、これら計量ポンプ１０３の下流の合流点に接続されたミキシングヘッド１０４とを備えている。なお、各タンク１０２に貯留させる樹脂液は、用いる樹脂材により適宜変更可能である。例えば、ジシクロペンタジエン樹脂を用いる場合には、一方のタンク１０２に触媒活化材と添加剤を有する樹脂液を、他方のタンク１０２に触媒、添加剤及び重合開始調節材を有する樹脂液等を貯留させる。

計量ポンプ１０３は、タンク１０２に貯留された液体を所定量下流に吐出することが可能に形成されている。
ミキシングヘッド１０４は、計量ポンプ１０３から吐出された各液体を混合させ、この混合樹脂材を金型に圧入可能に形成されているとともに、余分な液体を各タンク１０２に返送可能に形成されている。

金型１１０は、例えば２つ（又は複数）の金型１１０ａと金型１１０ｂとが組み合わさることで樹脂成形品１の形状の中空部１１１がその内部に形成され、ミキシングヘッド１０４からの混合樹脂材を内部に圧入させるゲート１１２を備えている。また、金型１１０は、一方の金型１１０ａが地面Ｅ等に固定部材１１３を介して固定されるとともに、他方の金型１１０ｂが油圧ポンプ１１４からの矢印Ｐに示すように油圧等により一方の金型１１０ａ側へ押圧可能に形成されている。

また、図２，３に示すように金型１１０は、その中空部１１１の、ゲート１１２の方向（樹脂圧入方向、以下「ゲート方向Ｇ」）に対して所定の角度を有して交差する部位（ベント部）の角部の一部を連続させる（面取りする）リブ部として、後述するリブ２０又は曲面リブ１７を有する形状に形成されている。なお、リブ部の角度は、ベント部の角度よりも小さい角度で形成されている。なお、ここでリブ２０又は曲面リブ１７等のリブ部を設けるベント部の所定の角度は、樹脂材の粘度や金型１１０の中空部１１１の各開口面積等により適宜設定可能であるが、本実施例では、一例として、ゲート方向Ｇに対して９０度以上のものについて説明する。

詳しく述べると、リブ部は、金型１１０又は樹脂成形品１のある部位に、ゲート方向Ｇに沿って所定の角度を有するベント部が設けられた部位を連続させる（面取り又は一体に成形する）ものである。また、リブ部は、リブ部を設ける部位の間を、一方の部位（例えばゲート方向）に対して所定の角度（例えば４５°前後）を有する面、又は、所定の半径を有する曲面にて渡す（連続させる）ことで形成されている。即ち、リブ２０及び曲面リブ１７は、２つの部位間を、所定の角度を有する面又は所定の半径を有する曲面にて連続させる。

次に、図２〜５を用いて、リブ２０及び曲面リブ１７を有する金型１１０及び樹脂成形品１の一例を説明する。
上述したように、金型１１０は、樹脂成形品１の形状にその中空部１１１が形成され、金型１１０の外側から中空部１１１へとゲート１１２を介して樹脂材が圧入可能に形成されている。なお、この中空部１１１は、樹脂成形品１と略同一形状に形成されているため、以下、樹脂成形品１としてその説明を省略する。なお、樹脂成形品１は、皿状のため、図２に示す樹脂成形品１が上方側、図３に示す樹脂成形品１が下方側として説明する。

樹脂成形品１は、例えばポンプのポンプケーシング等の圧力容器の一部として用いられ、ＲＩＭ射出成形法によりジシクロペンタジエン樹脂により形成されている。また、樹脂成形品１は、円形皿状の皿部１０と、皿部１０の縁部１１に設けられ、その外周部にボルト穴１２が形成されたフランジ部１３と、皿部１０の底部（底面部）１４の補強として設けられた補強壁１５と、を備えている。

フランジ部１３は、皿部１０の下部側であって、ボルト穴１２の周囲に設けられたボルト座面を受ける座部１６を、ボルト穴１２毎にそれぞれ有している。図３，４に示すように、座部１６は、皿部１０の外周側が、ボルト穴１２及びボルト座面よりも大径の半円に形成されており、座部１６の半円の端部と皿部１０の縁部１１の外周面とが曲面リブ１７により連続して形成されている。

補強壁１５は、例えば皿部１０内側の底面部１４の中心側から皿部１０の縁部１１内周面に向って放射状に複数設けられ、ゲート方向Ｇと直交及び交差する補強壁１５の一部にゲート方向Ｇに沿って形成されたリブ２０を有している。

リブ２０は、図２，５に示すように、皿部１０の底面部１４、且つ、補強壁１５のゲート１１２側から補強壁１５の上端部まで、略４５°の角度を有して連続して形成されている。なお、図２の右側（三時方向）に設けられた補強壁１５のように、補強壁１５のゲート１１２側の底面部１４から補強壁１５までリブ２０と、このリブ２０の補強壁１５を中心として線対称、即ち補強壁１５からゲート１１２と離間する方向の底面部１４までのリブ２０との２つを有する構成でもよい。

次に、このように構成された樹脂成形品１の製造方法を説明する。
樹脂液（樹脂材）の流れである矢印Ｆに示すように、まず、各タンク１０２にそれぞれ樹脂液を貯留させる。次に、所定量の各樹脂液を計量ポンプ１０３にて、ミキシングヘッド１０４に送り、各樹脂液をミキシングヘッド１０４で各樹脂液を混合させる。これら樹脂液は、混合されることで、メタセシス反応（開環重合）を起こし、液状のジシクロペンタジエン樹脂（以下「樹脂材」）として、金型１１０のゲート１１２へ所定の圧力で圧入されることとなる。なお、ここで、例えばジシクロペンタジエン樹脂の場合、開環メタセシス重合（ＲＯＭ：Ｒｉｎｇ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｍｅｔａｔｈｅｓｉｓ）として、環状オレフィンのメタセシス反応による重合反応が発生することとなる。

このとき、金型１１０は、樹脂材がゲート１１２から金型１１０内の中空部１１１に圧入されるとともに、矢印Ｐに示すように油圧ポンプ１１４からの油圧により、金型１１０ｂが金型１１０ａ側へ所定の圧力で押圧される。この状態で、例えば、金型１１０に熱を印加することで、樹脂材が硬化し、樹脂成形品１が成形されることとなる。なお、金型１１０のゲート１１２へと圧入する際に、圧入量が一定以上に達した場合には、ミキシングヘッド１０４から矢印Ｒに示すように、混合前の樹脂液が各タンクに返送される。

次に、図２〜５に基いて金型１１０（樹脂成形品１）内の樹脂材の流れを説明する。まず、樹脂材がゲート１１２から圧入されたら、ゲート１１２と連続しているフランジ部１３の端部から樹脂材が流れ込む。次に、フランジ部１３から皿部１０へと樹脂材が流れるとともに、フランジ部１３及び皿部１０から座部１６及び補強壁１５へと樹脂が流れることとなる。

図４は図３のＸ部を拡大した斜視図であり、図４の樹脂材の流れＦに示すように、座部１６には、フランジ部１３及び皿部１０から樹脂材が流れ込む。フランジ部１３から流れる樹脂材は、フランジ部１３を移動し、座部１６へ到達すると、略直角方向である座部１６方向と、フランジ部１３への２方向に移動することとなる。フランジ部１３方向へ移動した樹脂材は、さらに次の座部１６までフランジ部１３を移動するとともに、その一部は皿部１０へとながれることとなる。フランジ部１３から座部１６方向（略直角方向）へ移動した樹脂材は、座部１６を移動し、フランジ部１３又は皿部１０へと移動する。

同様に、皿部１０を流れる樹脂材は、皿部１０の外周周辺を流れる樹脂材の一部が、矢印Ｆのように、座部１６へと流れる。このとき、皿部１０から座部１６へと流れる際に、樹脂材の流れ方向Ｆに示すように曲面リブ１７の形状に沿って流れることとなる。なお、座部１６内部を移動した樹脂材は、フランジ部１３及び皿部１０へと流れることとなる。このように、フランジ部１３及び皿部１０を流れる樹脂材が座部１６を移動することで、座部１６に樹脂材が充満する。

図５は、図２のＹ部を拡大した斜視図であり、図５の樹脂材の流れＦに示すように、補強壁１５には、皿部１０から樹脂材が流れ込む。樹脂材は、皿部１０を移動し、リブ２０が設けられた位置を流れると、皿部１０をそのまま流れる樹脂材と、リブ２０を流れる樹脂材とに分岐される。

リブ２０を流れる樹脂材は、リブ２０がゲート方向Ｇに対して所定の角度（図５中では４５°）を有しているため、次第にその断面積（流路面積）が広くなる。このため、リブ２０内部に広がりながら移動することとなる。リブ２０を流れた樹脂材は、補強壁１５へと到達すると、補強壁１５の延設方向（Ｙ部の補強壁１５はゲート方向Ｇの直交方向）の２方向に分岐するとともに、皿部１０方向及び補強壁１５上端方向に分岐、即ち、補強壁１５内部を充満させるように移動することとなる。

また、皿部１０を流れる樹脂材が補強壁１５に移動すると、皿部１０を流れる樹脂材は、皿部１０を流れる樹脂材と補強壁１５を流れる樹脂材とに、その流れ方向が分岐する。

このように、皿部１０を流れる樹脂材は、リブ２０及び皿部１０を介して補強壁１５へ移動することで、補強壁１５に樹脂材が充満する。なお、補強壁１５へは、この他にも、フランジ部１３側の縁部１１から樹脂材が移動する流れもある。

また、図２に示すように、樹脂成形品１の３時の方向に設けられているリブ２０のように、補強壁１５を挟んで対向位置にそれぞれリブ２０が形成されている場合には、一方のリブ２０から補強壁１５へ移動した樹脂材が、他方のリブ２０を介して皿部１０に移動することとなる。

このように構成された金型１１０及び樹脂成形品１とすることで、樹脂材が各構成品、本樹脂成形品１の形状でいうと、補強壁１５及び座部１６を移動する場合、リブ２０及び曲面リブ１７を介して移動することとなる。

液状の樹脂材は、その粘度は高く、流動抵抗が高くなる。また、金型１１０（樹脂成形品１）が、補強壁１５や座部１６等のゲート方向Ｇに対して角度を有する部位であるベント部を有し、且つ、ベント部の角度がゲート方向Ｇに対して大きくなると、そのベント部の流動抵抗が大きくなる。また、ベント部では、その出口の角部には乱流（渦）が発生し、その流れが遅くなる、又は、停滞することもある。特に、このような流動抵抗の増大や乱流の発生があると、樹脂材の内部に含まれる気泡が停滞する虞があり、このような気泡がある状態で樹脂材が硬化すると、その内部にボイドが発生することとなる。また、樹脂材の硬化の関係から、流動抵抗の相違から硬化速度の相違が発生することもある。

特に、ＲＩＭ射出成形法等の複数の樹脂液を混合する場合には、樹脂液の混合時に、気泡がその内部に取り込まれる可能性が高く、又、重合反応により気泡が発生する場合もあるため、樹脂成形品１にボイドが発生する虞が高い。

例えば、図４に示す２点鎖線Ｓは、曲面リブ１７を設けない場合の座部１６と皿部１０とのベント部を示しているが、このように、曲面リブ１７を設けない場合には、そのベント部の角度は略９０度となり、流動抵抗の増大及び渦の発生が起こる。

しかし、本発明の金型１１０及び樹脂成形品１によれば、各ベント部（補強壁１５や座部１６）において、リブ２０及び曲面リブ１７を設けることで、ベント部の角度を小さくすることが可能となり、流動抵抗が小さくすることが可能となる。

また、ベント部の角度を小さくすることで、ベント部に発生する乱流の発生をも防止することが可能となる。これらのことにより、気泡を停滞させることなく流動させることが可能となり、樹脂成形品１にボイドが発生することを防止することができる。

また、図２の樹脂成形品１の３時の方向に設けられているリブ２０ように、補強壁１５を挟んで対向位置にそれぞれリブ２０を有する場合には、皿部１０から補強壁１５及び補強壁１５から皿部１０への移動の際に、それぞれのベント部の角度を小さくすることが可能となる。このため、より流動抵抗を小さくすることが可能となり、ボイドの発生を防止することが可能となる。

尚、ポンプケーシング等に用いる樹脂成形品１は、その構成及び使用上、許容応力（耐圧）が高い、即ち、強度を高くする必要がある。このため、皿部１０に補強壁１５を設け、耐圧を向上させている。このように、補強壁１５にリブ２０を設けることで、ボイドの発生を防止しつつ、強度を向上させることとなる。尚、強度設定や必要強度は、その製品により適宜設定する必要があるため、ここでは、その詳細な構成は省略する。

上述したような金型１１０及び樹脂成形品１によれば、リブ２０及び曲面リブ１７により、ベント部の角度を低減させることで、流動抵抗を低減させることが可能となる。また、流動抵抗を低減させることで樹脂材中に含まれる気泡の停滞を防止することが可能となり、さらに、ボイドの発生を防止し、樹脂成形品１の強度を向上することが可能となる。

なお、上述した樹脂成形品１の座部１６には曲面リブ１７を有する構成としているが、図４中の二点鎖線Ｔに示すように、直線のリブ１７ａを設けても同様の効果が得られる。また、座部１６とフランジ部１３との境目にリブ部を設けても良い。

次に上述した金型１１０及び樹脂成形品１の変形例を、図６を用いて説明する。
図６は上述した実施の形態の変形例に係る金型１１０Ａ及び樹脂成形品１Ａを示す図である。図６中の図１〜図５と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図６に示すように、金型１１０Ａは、樹脂成形品１Ａの形状にその中空部１１１Ａが形成され、金型１１０Ａの外側から中空部１１１Ａへとゲート１１２を介して樹脂材を圧入可能に形成されている。

また、中空部１１１Ａは、樹脂成形品１Ａと略同一形状に形成されているため、以下、樹脂成形品１Ａとして説明する。

樹脂成形品１Ａは、例えば、マグカップの形状に形成されており、ＲＩＭ射出成形法により形成されており、ジシクロペンタジエン樹脂でもポリウレタン樹脂でもよい。樹脂成形品１Ａは、底部３０を有し、底部３０側から他方の端部側へ向ってその径が大となる円筒状のカップ部３１と、カップ部３１の周面（側面）に設けられた取手部３２と、カップ部３１と取手部３２を掛け渡すリブ３３とを備えている。

なお、取手部３２は、例えばカップ部３１の側面方向（軸心に沿った）に対して、９０度以上角度を有するベント部を有して形成されている。
リブ３３は、ゲート方向Ｇに対して、カップ部３１の側面から取手部３２のゲート１１２に一番近似する頂点部周辺まで略３０°程度で連続するように形成されている。即ち、ゲート１１２側の取手部３２とカップ部３１との間は、リブ３３により連続することとなる。尚、リブ３３の幅は、取手部３２と同等又はそれ以下の厚みに形成されている。

尚、金型１１０Ａのゲート１１２は、底部３０に位置する中空部１１１Ａに連続するように、底部３０の略中心に対して略直交する位置に形成されている。

このような構成の金型１１０Ａ及び樹脂成形品１Ａとすることで、上述した樹脂成形品１と同様に、取手部３２への樹脂材の流入の際の樹脂材の流れＦがリブ３３を介して取手部３２へと流れることとなる。このように、リブ３３を介して取手部３２へ樹脂材が流入することで、流入抵抗をリブにより低減させることが可能となり、ボイドの発生を低減するとともに、樹脂材の未充満の防止とすることが可能となる。

また、このようなカップの取手部３２にリブ３３を設けることで、取手部３２とカップ部３１との連続する断面積が向上するため、使用による経年劣化等や落下時の衝撃によるカップ部３１と取手部３２との破損を防止することとなり、取手部３２の強度の向上にもなる。

また、マグカップ等、その外観が外部に露出した状態で使用する樹脂成形品１Ａは、外部にボイドが発生すると、外観の低下になり、製品価値の低下、即ち不良品となる。このため、樹脂成形品１Ａのボイドの発生を防止することで、樹脂成形品１Ａの歩留まりを向上させることとなる。

次に図７〜９を用いて本発明の第２の実施の形態を説明する。
図７は本発明の第２の実施の形態に係る給水ポンプ５０の一部切欠を示す側面図、図８は同給水ポンプ５０のポンプケーシング６０を示す正面図、図９は同ポンプケーシング６０を示す背面図である。図７〜９中の図１〜図６と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図７に示すように、給水ポンプ５０は、地面や給水装置等のベース部材に固定されるベース部５１と、このベース部５１上に固定されたポンプ部５２と、ポンプ部５２とボルトＢ等により固定され、その回転軸５３をポンプ部５２まで連通させたモータ部５４と、を備えている。なお、このモータ部５４は、ＤＣモータ等が用いられるが、回転軸５３を回転可能であれば、どのようなモータを用いてもよい。

ベース部５１は、例えば鋳造や樹脂成形により形成され、接地部５５と、この接地部５５の上部に設けられ、ポンプ部５２をボルトＢ等により固定可能な固定部５６とが一体に形成されている。

ポンプ部５２は、吸込口５７と吐出口５８を有するポンプケーシング６０と、ポンプケーシング６０を覆うことで、ポンプケーシング６０内に空間を形成（閉塞）するポンプカバー６１と、ポンプケーシング６０に収納されたインペラ部６２と、を備えている。なお、ポンプカバー６１は、回転軸５３が貫通する貫通穴を有し、この貫通穴内周に回転軸５３が回転摺動可能な水密シールを有している。

図７，８に示すように、ポンプケーシング６０は、ケーシング部（樹脂成形品）６３と、ケーシング部６３に設けられ、吸込口５７を形成し、配管等と接続可能なテーパ螺子部８２ａを有する接続部材６４と、接続部材６４とケーシング部６３との間に設けられた弁体６５と、を備えている。また、ポンプケーシング６０のケーシング部６３と接続部材６４とは、図８に示すように、ボルトＢにより接続されている。

図７〜９に示すように、ケーシング部６３は、上述した樹脂成形品１と同様の成形方法、例えばＲＩＭ射出成形法によりジシクロペンタジエン樹脂等のノルボルネン系モノマー及びメタセシス触媒を用いた樹脂材により成形されている。なお、ケーシング部６３の金型については、ケーシング部６３と略同一形状であって、ゲート方向Ｇの方向に対して交差する部位の少なくとも一部の、例えばボイドが発生し易い箇所にリブ２０を有していればよく、上述した金型１１０と同様の成形を行なうため、その詳細な説明は省略する。

ケーシング部６３は、円形皿状（又は椀状）の皿部６７と、皿部６７の縁部１１に設けられ、その外周部にボルト穴１２が形成されたフランジ部１３と、皿部６７の内側の底部（底面部）６８の補強として設けられた複数の補強壁１５と、を備えている。また、ケーシング部６３は、皿部６７の底面部６８に設けられた開口部６９と、この開口部６９の周囲に複数設けられ、接続部材６４と接続するためのボルトＢの螺子山が形成されたインサートを装着するインサート孔７０と、を備えている。なお、ここで、底部（底面部）６８とは、ケーシング部６３を重力方向に皿状となるように配置させた場合の底部であり、図７中では、図７に向って左側が底部となる。

補強壁１５は、例えば皿部６７内側の底面部６８の中心側から皿部６７の縁部１１内周面に向って放射又は連続して複数設けられ、ゲート方向Ｇと直交及び交差する補強壁１５の一部にゲート方向Ｇに沿って形成されたリブ２０を有している。なお、リブ２０は、成形時にボイドの発生が見込まれる補強壁１５にだけに設けても良く、また、全ての補強壁１５に設けても良い。本実施の形態では、図７に示すように、補強壁１５であって、ゲート方向Ｇと略直角に交差する一点に設けている。

皿部６７は、皿部６７の内側底部６８であって、開口部６９の周囲には、開口部６９の一部（図面７、９上では、吐出口５７側）を覆うとともに、水の流れ方向Ｗを規制する流路壁７１が設けられている。この流路壁７１には、インペラ部６２の吸込側の外径と略同一の内径が形成された出口部７２が設けられている。流路壁７１は、開口部６９から出口部７２までの流路が、途中ベントすることで、開口部６９より出口部７２が下方に位置する形状に成形されている。

また、流路壁７１の内部には、流路壁７１の内部であって、出口部７２の端側から皿部６７の内側底部６７ａへと連続する一対（２つ）の補強リブ７３が形成されている。なお、この補強リブ７３は、その形状及び数量は流路壁７１が水の流れによる水流及び水圧に耐えられる強度となるよう、適宜設定されている。

また、皿部６７は、皿部６７の中心より吐出口５８から離間する側（図７中、ベース部５１側）にポンプ部５２内の水抜きが可能な水抜きプラグ７５が設けられる水抜孔７６が設けられている。尚、水抜孔７６は、皿部６７から所定の高さ（水抜きプラグ７５が嵌合する高さ）内側へ突出する突出部７６ａを有しており、この突出４部７６ａと流路壁７１との間に、補強壁７７が設けられている。

フランジ部１３は、皿部６７の下部側であって、ボルト穴１２の周囲に設けられたボルト座面を受ける座部１６を、ボルト穴１２毎にそれぞれ有している。図８に示すように、座部１６は、皿部６７の外周側が、ボルト穴１２及びボルト座面よりも大径の半円に形成されており、座部１６の半円の端部と皿部６７の縁部１１の外周面とが曲面リブ１７により連続して形成されている。また、フランジ部１３の外周縁には、所定の高さ、開口部６９側であってこの中心線方向に突出する縁部７９を有しており、この縁部７９と皿部６７の外周面とは、皿部６７の中心から放射状に広がる複数の補強壁８０が設けられている。

接続部材６４は、皿部６７の外側底部６７ｂの開口部６９周囲に固定される基部８１と、この基部８１の略中央に設けられ、所定の距離突出し、その内周に例えばテーパ螺子部８２ａが形成された円筒状の接続部８２と、を備えている。なお、接続部材６４の基部８１は、その外周縁に接続部８２の中心線方向に突出する縁部８３を有しており、この縁部８３と接続部８２とを渡す補強壁８４が複数設けられている。

また、基部８１の縁部８３とボルトＢの座面とは略同一の高さとなるように形成されている。接続部８２の開口部６９側の内周径は、開口部６９の内周径よりも小さな径に形成されている。

接続部材６４には、例えばベース部５１から離間する側（図７中、上方側）に、接続部８２内の空気抜き用のエア抜きプラグ８６が設けられている。

弁体６５は、ケーシング部６３の開口部６９に位置するとともに、その一部が基部８１と開口部６９周囲との間に挟持される狭持部８９と、接続部８２の開口部６９側を覆う弁部９０とを備えている。また、弁体６５は、水の流れ方向Ｗに示すように、吸込口５７側（上流側）から吸い込まれる水は、吐出口５８側（下流側）に流すとともに、下流側から上流側への逆流を防止可能な逆止弁に形成されている。

インペラ部６２は、回転軸５３に挿入されるインペラ９１と、このインペラ９１を覆うガイドベーン９２と、インペラ９１をその中心線方向へ回転軸５３から脱離することを防止するキャップ９３とを備えている。

インペラ９１は、樹脂で形成されており、円板状のベース９１ａと、このベース９１ａに形成された複数の羽根９１ｂと、を備えている。
ガイドベーン９２は、その中心側に設けられ、出口部７２と嵌合し、その内部が開口する嵌合部９２ａと、インペラ９１を覆うことで、ガイドベーン９２とインペラ９１との間に流路を形成するカバー部９２ｂと、カバー部９２ｂを補強する補強リブ９２ｃと、を備えている。

このように構成された給水ポンプ５０は、まず、モータ部５４に例えば制御盤等から電力が供給されることでモータ部５４が起動され、回転軸５３が回転する。回転軸５３が回転することで、ポンプ部５２が駆動されることとなる。ポンプ部５２が駆動すると、吸込口５７から吸い込まれた水は、ポンプ部５２により増圧されるとともに、ポンプ部５２の吐出口５８から水が吐出される。

即ち、回転軸５３は、回転軸５３に接続されたインペラ部６２のインペラ９１を回転させることとなる。インペラ部６２は、インペラ９１が回転することで、ガイドベーン９２の嵌合部９２ａの開口から水が吸い込まれ、増圧されてガイドベーン９２及びインペラ９１の周端部から外部へと送られることとなる。

このように、ポンプ部５２の駆動時には、ポンプ部５２内部は水圧が増圧し、この増圧したポンプ部５２内の水圧は、ポンプケーシング６０及びポンプカバー６１に加わることとなる。このため、ポンプ部５２の各部品は、給水ポンプ５０の使用圧力に耐え得る設計が適宜成されている。

ここで、ケーシング部６３は、ＲＩＭ射出成形により成形されている。このため、ＲＩＭ射出成形により成形されたケーシング部６３は、その内部にボイドが発生すると、強度が低下し、給水ポンプ５０の使用圧力に耐えられない虞がある。しかし、ケーシング部６３は、上述した第１の実施の形態に関わるリブ２０と同等のリブ２０を、ケーシング部６３の補強壁１５であって、金型形状及びボイドが発生すると思われる箇所にリブ２０を設けている。

このように、ボイドが発生する箇所にリブ２０を設けるだけで、製造時に樹脂の流れをスムースとし、ボイドの発生を防止するとともに、補強壁１５をさらにリブ２０により補強することが可能となる。これにより、ボイドの発生を抑制することが可能となり、ケーシング部６３の強度向上にもなる。このため、ケーシング部６３の強度低下を防止し、確実に使用圧力に耐えうる強度を有することとなる。なお、各補強壁１５，７７，８０，８４、リブ２０、補強リブ７３，９２ｃ及び他構成は、給水ポンプ５０の使用状況により適宜設定可能となっている。

また、上述したようにＲＩＭ射出成形等により樹脂材を用いて必要強度を有する構成に成形されたケーシング部６３を用いることで、その重量を低減させることが可能となる。即ち、給水ポンプ５０を軽量とすることが可能となる。

また、ケーシング部６３の製造においても、一度金型を製作すれば、金属材料を用いる場合と比較して、樹脂材料は、材料コストが低いため、ケーシング部６３を成形する場合に、樹脂材料を用いて成形することで、材料コストを低減することが可能となる。即ち、量産時にあっては、製造コストを低減させることが可能となる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した樹脂成形品１、１Ａ及びケーシング部６３は、ＲＩＭ射出成形法により、ジシクロペンタジエン樹脂又はポリウレタン樹脂により成形するとしたが、ナイロン樹脂であってもエポキシ樹脂であってもよい。即ち、成形する製品によって必要な強度や形状等の性能を有するものであればよく、また、ＲＩＭ射出成形法でなく、他の射出成形法であっても適用できる。即ち、金型を用いて樹脂材を用いるもので、且つ、樹脂内に気泡が発生する虞があるものであれば適用可能である。

また、上述した樹脂成形品１、１Ａは、それぞれポンプカバーやマグカップとして説明したが、これらに限定されるわけではなく、例えば、樹脂材により成形された灰皿や、ＰＣのカバー等であってもよい。

また、上述したリブ２０、３３及び曲面リブ１７は、金型１１０、１１０Ａ及び樹脂成形品１、１Ａの各位置に設けても良く、また、成形条件によっては、ボイドが発生しやすい箇所のみ設けてもよい。さらに、リブ部のゲート方向Ｇに対する面の角度及び曲面の半径は、適宜設定可能である。

この他、上述した給水ポンプ５０は、インペラ部６２を１つ設けるとしたが、これに限らず、複数のインペラを有する給水ポンプ５０でもよい。また、補強壁１５、７７、８０、８４やリブ２０等の形状や配置は、金型形状、成形方法、使用樹脂材料、ボイド発生位置、及び、構成品の形状により異なるものであり、上述した形状に限定されるものではない。このほか、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。

本発明の第１の実施の形態に係る樹脂成形品の製造装置及び金型の構成を模式的に示す説明図。 同樹脂成形品及び金型の構成を示す平面図。 同樹脂成形品及び金型の構成を示す平面図。 同樹脂成形品の一部構成を示す斜視図。 同樹脂成形品の一部構成を示す斜視図。 本発明の変形例に係る樹脂成形品及び金型の構成を示す平面図。 本発明の第２の実施の形態に関わる給水ポンプの一部切欠を示す側面図。 同給水ポンプのポンプケーシングを示す正面図。 同ポンプケーシングを示す背面図。

符号の説明

１、１Ａ…樹脂成形品、１０…皿部、１１…縁部、１２…ボルト穴、１３…フランジ部、１４…底面部、１５…補強壁、１６…座部、１７…曲面リブ、１７ａ…リブ、２０、３３…リブ、３０…底部、３１…カップ部、３２…取手部、５０…給水ポンプ、 ５１…ベース部、５２…ポンプ部、５３…回転軸、５４…モータ部、５７…吸込口、５８…吐出口、６０…ポンプケーシング、６１…ポンプカバー、６２…インペラ部、６３…ケーシング部、６４…接続部材、６５…弁体、６７…皿部、６７ａ…内側底部、６７ｂ…外側底部、６８…底部、６９…開口部、７０…インサート孔、７１…流路壁、７２…出口部、７３…補強リブ、７３．９２ｃ…補強リブ、７５…水抜きプラグ、７６…水抜孔、７６ａ…突出部、７７、８０、８４…補強壁、８１…基部、８２…接続部、８４…補強壁、８６…エア抜きプラグ、８９…狭持部、９０…弁部、９１…インペラ、９２…ガイドベーン、９３…キャップ、１００…製造装置、１０１…射出成形装置、１０２…タンク、１０３…計量ポンプ、１０４…ミキシングヘッド、１１０、１１０Ａ…金型、１１１、１１１Ａ…中空部、１１２…ゲート、１１３…固定部材、１１４…油圧ポンプ、Ｅ…地面、Ｆ…樹脂材の流れ方向、Ｇ…ゲート方向、Ｐ…油圧の流れ、Ｒ…樹脂液の流れ、Ｗ…水の流れ。

Claims (6)

1. 樹脂成形品を成形する金型であって、
   硬化前の樹脂材を圧入するゲートと、
   このゲートと連続して形成され、前記樹脂材が圧入される前記ゲートの方向に対して所定の角度を有するベント部を有する中空部と、
   前記ベント部の角部の少なくとも一部を、曲面又は前記ゲートの方向に対して前記ベント部の角度よりも小さい角度を有する面により面取りを行なうことで形成されたリブ部と、を備えることを特徴とする金型。
2. 前記樹脂材は二種類以上の樹脂材を混合したものであることを特徴とする請求項１に記載の金型。
3. 硬化前の樹脂材を金型に設けられたゲートから圧入することで成形される樹脂成形品であって、
   前記液状の樹脂材が圧入される前記ゲートの方向に対して所定の角度を有するベント部と、
   このベント部の角部の少なくとも一部を、曲面又は前記ゲートの方向に対して前記ベント部の角度よりも小さい角度を有する面により、前記ベント部と一体に成形されたリブ部と、を備えることを特徴とする樹脂成形品。
4. 前記樹脂材は、二種類以上の樹脂材を混合したものであることを特徴とする請求項３に記載の樹脂成形品。
5. 回転軸を有するモータ部と、
   前記モータ部の回転軸により駆動されるインペラを収納するポンプケーシングを有するポンプ部と、を備え、
   前記ポンプケーシングは、樹脂材を金型に設けられたゲートから圧入することで成形され、前記ゲートの方向に対して所定の角度を有するベント部の角部の少なくとも一部を、曲面又は前記ゲートの方向に対して前記ベント部の角度よりも小さい角度を有する面により、前記ベント部と一体に成形されたリブ部を有することを特徴とする給水ポンプ。
6. 前記樹脂材は、二種類以上の樹脂材を混合したものであることを特徴とする請求項５に記載の給水ポンプ。

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