JP2010264687A

JP2010264687A - ポンプの羽根車の成形型、およびその成形方法

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Publication number: JP2010264687A
Application number: JP2009118735A
Authority: JP
Inventors: Masao Matsuda; 正雄松田
Original assignee: MATSUDA KANAGATA KOGYO KK
Current assignee: MATSUDA KANAGATA KOGYO KK
Priority date: 2009-05-15
Filing date: 2009-05-15
Publication date: 2010-11-25
Anticipated expiration: 2029-05-15
Also published as: JP4936025B2

Abstract

【課題】簡単な構成で、円板状の主板と、円環状の側板と、主板と側板との間に複数設けられて液体の導出路を互いの間に形成する羽根とを備え、導出路の高さが径方向内側から径方向外側に向かって漸次低くなっており、且つ、羽根が周方向に湾曲しており、主板、側板、および各羽根が一体に成形されてなる、ポンプの羽根車を確実に成形することが可能な成形型およびその成形方法を提供する。
【解決手段】スライドコア１３は、側板２側に位置する第１スライドコア１５と、主板１側に位置する第２スライドコア１６とから構成され、成形時に互いに重ねられ、成形後に最初に第１スライドコア１５のみが退避移動することが可能に形成されると共に、第２スライドコア１６の径方向内側に位置する先端の高さＨ２が導出路４の径方向外側に位置する開口の高さＬ２以下に形成されている。
【選択図】図１４

Description

本発明は、ポンプの羽根車の成形型、およびその成形方法に関し、特に、回転駆動手段に接続される円板状の主板と、該主板と対向して配置される円環状の側板と、前記主板と前記側板との間に複数設けられて互いの間に液体の導出路を形成する羽根とを備え、前記導出路の高さが径方向内側から径方向外側に向かって漸次低くなっており、且つ、羽根が周方向に湾曲しており、前記主板、前記側板、および前記各羽根が一体に成形されてなる、ポンプの羽根車を成形するための成形型、およびその成形方法に関するものである。

液体を送り出すためのポンプの羽根車は一般に、図１９および図２０に参照されるように、円板状の主板（羽根車本体ともいう）１’と、主板１’と対向して且つ同軸に配設され中央に導入口（吸込み部ともいう）６’が形成された円環状の側板（シュラウドともいう）２’と、主板１’と側板２’との間に周方向に互いに間隔を隔てて放射状に配設された複数の羽根（翼ともいう）３’とを備えており、主板１’と側板２’との間隔が径方向内側から径方向外側に向かって漸次狭くなっており、且つ、羽根３’がたとえばインボリュート曲線など周方向に湾曲させて形成されており、主板１’と側板２’と互いに隣接する羽根３’とによって導出路４’が形成されている。このような羽根車は、ポンプのケーシング内に収容され、主板１’のボスが電動モータなどの回転駆動手段に接続される。そして、ケーシング内で回転駆動手段によって回転駆動されることにより、側板２’の中央の導入口６’から液体を吸い込み、遠心力によって導出路４’から径方向外側に液体を吐出する。

このような液体を送り出すためのポンプ用の羽根車を樹脂などで製造する場合、主板１’と側板２’との間隔が径方向内側から径方向外側に向かって漸次狭くなっており、また、羽根３’がたとえばインボリュート曲線などのように周方向に湾曲しているため、従来の一般的な技術としては、図１９および図２０に示すように、主板１’に羽根３’を一体に成形したものと、側板２’とをそれぞれ射出成形などによって個別に成形し、主板１’と一体に成形された羽根３’と側板２’とを接合することが知られている。そして、羽根３’の側板２’と接合する部分にボス３Ｘを成形するとともに、このボス３Ｘと対応させて側板２’に孔２Ｘを形成して、ボス３Ｘを孔２Ｘに挿通して軟化させてその先端を潰したり、あるいは、接着剤を塗布するなどして羽根３’と側板２’とを接合している。

また、羽根車を一体に成形するための従来の技術としては、たとえば特許文献１（特開平７−１６８８４号公報）や特許文献２（特開平９−２５０４９２号公報）などが知られている。特許文献１には、固定型及び可動型によって構成されたキャビティ内に樹脂を注入して複数枚の羽根を有する樹脂製ファンを一体成形する成形用金型であって、可動型板を固定型板に対して開閉自在に設け、前記固定型板と前記可動型板間のアンダーカットを有する羽根形成部に、羽根入子の後退を防止するロッキングブロックを有する複数の羽根入子（キャビスライドおよびコアスライド）を、型開き方向およびそれに直交する面内で接離自在に設け、成形終了後に前記羽根入子を前記可動型の動きに合わせ時間差を生じるように、放射方向外方に後退するように構成されていることを特徴とする成形用金型が開示されている。

また、特許文献１には、固定型および可動型で形成されたキャビティ内に樹脂を注入して複数枚の羽根を有する樹脂製ファンを一体成形する成形方法において、キャビティ内に樹脂を注入し成形が完了した後、可動型を開いてキャビスライドのロッキングブロックを解除してキャビスライドを後退させ、次いでコアスライドのロッキングブロックを解除してコアスライドを後退させてアンダーカット部の拘束を除去した後、成形品を取り出すことを特徴とする樹脂製ファンの一体成形法が開示されている。

そして、特許文献１には、「コア入子２７の外方には、それぞれ図１０、図１３に示した各羽根２の凸曲面、凹曲面を形成する複数のコアスライド２４（羽根入子２４）がコアスライド取付板２２に取り付けて配置され、またキャビティ入子２６の外方には複数のキャビスライド２３（羽根入子２３）が固定型板２０に取り付けて配置されている。このようにコアスライド２４及びキャビスライド２３からなる羽根入子２３、２４は、金型軸線に直交する面内において放射状に配置されており、相互に接近離間自在とされ、且つそれらは型開方向に配置されている。」（００１５）、「また、各羽根入子２３、２４には、金型外部に設けられた油圧シリンダ３９、３９の出力軸４０、４０がそれぞれ取付部材４１、４１を介して結合されており、各羽根入子２３、２４を必要に応じて移動させ得るようにしてある。」（００１７）などと記載されている。

一方、特許文献２には、回転中心部に配置されたボスと、該ボスの外径方向に延びるハブと、前記回転中心部を中心とする円上に配置された複数のブレードと、シュラウド内径より大きな外径を持つハブを有する遠心送風機の羽根車の製造方法において、前記ハブと前記シュラウドと前記ブレードの間の空間相当に位置に設けられ、前記ハブ側の下コアと、前記シュラウド側に配置され前記ハブと接触しないように回転可能な上コアとを備えた金型を準備し、この金型に成形材を流し込み、成形材が固化した後、前記下コアを放射状に引き抜き、つぎに上コアを回転させて引き抜くことを特徴とする遠心送風機の羽根車の製造方法が開示されている。

そして、特許文献２には、「上面より見たブレード４の形状は図４に示す如く、ブレード４０１の回転方向反対側の線上のシュラウド５の外径からコア内径までの任意の点での接線とブレード４０２の回転方向側の線上のシュラウド５の外径からコア内径までの任意の点での接線とが、シュラウド５の外径方向において交点を持たず、シュラウド５の外径より内側で交点を持った形状となっている。」（００１７）、「よって、図示した接線どうしのなす角度が最も小さくなる角度θ₀の範囲の外径方向に放射状に図４でコアD₀₁は、コアD₀₂の如く抜けることになる。」（００１８）、「金型は図１３の如くハブ３側の一方Ｄ３と、もう一方のコアＤ４に二分割して構成し、型締めを行い合成樹脂等を流し込む。つぎに、二分割されたコアＤ３、Ｄ４のうちＤ３をハブ３の外径方向に引き抜き、固定金型Ｂ３より引き離す。そして、もう一方のコアＤ４をハブ３の回転軸に沿って移動させハブ３の外径方向に引き抜く。続いて、可動金型Ａ３を上に引き抜くことができる。」（００２５）などと記載されている。

特開平７‐１６８８４号公報特開平９−２５０４９２号公報

しかしながら、上記従来の技術のうち、図１９および図２０に示したように、主板１’に羽根３’を一体に成形したものと、側板２’とをそれぞれ射出成形などによって成形する場合にあっては、主板１’と一体に成形された羽根３’と側板２’とを接合するなどして一体化させるための工程や接合強度などの検査の工程が必要となり、また、個別に成形するための金型をそれぞれ用意しなければならないため、製造コストがかかるという問題があった。また、主板１’と一体に成形された羽根３’と側板２’とを確実に接合するのは困難であり、特に液体を送り出すためのポンプに用いるものである場合、送り出す液体の抵抗や送り出す圧力などによって分解する可能性があるという問題があった。さらに、主板１’と一体に成形された羽根３’と側板２’とを接合する際のズレなどによって羽根車が偏心することもあり、この偏心に対する検査や調整に手間がかかり、この調整を怠ると、駆動手段に接続されてケーシング内で回転駆動するときにバランスを崩して、騒音の原因となったり、破損するおそれがあるなどの問題があった。さらにまた、羽根３’と側板２’との接合面積を確保するために、羽根３’の厚さを厚くするなどの必要があることから、羽根車の成形に使用する材料を削減することが困難であるという問題や、羽根車の軽量化を図ることが困難であるなどの問題もあった。

また、上記従来の技術のうち、特許文献１にあっては、帽子型の取付板と、リング状の空気整流兼補強板と、放射方向に配列された軸方向の複数枚の羽根とを有する天井設置型エアコンディショナー用の樹脂製ファン（つまり、送り出す対象は気体である。）を製造するためのものであり、本発明の液体を送り出すためのポンプと比較して、取付板１（本発明の主板に相当する）と空気整流兼補強板（本発明の側板に相当する）との間の間隔が大きく、また、リング状の空気整流兼補強板の径方向幅が極めて小さいため、取付板と空気整流兼補強板と互いに隣接する羽根２とによって形成される空間（本発明の導出路に相当する）の形状に応じて複数の羽根入子（本発明のスライドコアに相当する）を容易に設けることができる。しかしながら、本発明の送り出す対象が液体であるポンプに用いられる羽根車では、主板と側板との間の間隔が気体を送り出すためのファンと比較して極めて小さく、しかも、径方向内側から径方向外側に向かって漸次狭くなっていることから、導出路の形状に応じて複数のスライドコアを径方向外側に抜き出し可能に設けることは容易ではない。そして、特許文献１では、複数の羽根入子を、成形終了後にそれぞれ可動型の動きに合わせ時間差を生じるように、放射方向外方へ後退させるよう制御する必要があるものであるため、成形金型の構造が複雑となり、羽根入子の移動制御が煩雑となり、型開きから製品の取出しまでを含む成形時間がかかることから生産性を向上させることが困難であるという問題があった。さらに、特許文献１では、油圧シリンダによって羽根入子を型開き方向と直交する方向に直線移動させるよう構成されているため、互いに隣接する羽根入子の間で成形される羽根は、その表面が略平面の形状に限定され、たとえばインボリュート曲線などのように周方向に湾曲した形状に成形することができない。仮に、油圧シリンダによって羽根入子を直線移動させるよう構成された成形型を用いて、たとえばインボリュート曲線などのように周方向に湾曲した形状の羽根を成形すると、羽根が変形したり破損するなどして羽根車の歩留まりが悪化することになる。また、仮に、湾曲した羽根の曲面に応じて羽根入子を移動させることができたとしても、羽根入子を退避移動させようとしたときに、図２１に示すように互いに隣接する羽根入子（図２１では符号１３’で示す）が干渉して、互いに隣接する羽根３の間に形成される導出路４から羽根入子１３’を完全に退避移動させることができず、したがって、成形された羽根車を取り出すことができない。

また、上記従来の技術のうち、特許文献２にあっては、特許文献１と同様に、気体を送り出すための遠心送風機の羽根車を成形するためのものであり、ハブ（本発明の主板に相当する）とシュラウドとの間隔が大きく、また、シュラウドの径方向幅が極めて小さいため、ハブとシュラウドと互いに隣接するブレードとによって形成される空間（本発明の導出路に相当する）の形状に応じて上コアと下コア（本発明のスライドコアに相当する）を容易に設けることができたとしても、液体を送り出すためのポンプの羽根車に適用することはできない。そして、特許文献２にあっては、二分割されたコアＤ３、Ｄ４のうちＤ３をハブ３の外径方向に引き抜き、もう一方のコアＤ４をハブ３の回転軸に沿って移動させてからハブ３の外径方向に引き抜くことが記載されており（００２５）、コアの移動制御が複雑で、成形に時間がかかるなどの問題もあった。さらにまた、特許文献２にあっては、図４に示された矢印やコアを外径方向に放射状に抜く旨の記載などから、コアを直線状に移動することしか想定されておらず、さらに、ブレードは、シュラウドの外径からコア内径までにおいて、その回転方向反対側の線上の任意の点での接線と回転方向側の線上の任意の点での接線との交点が、シュラウドの外径より外でなく、シュラウドの外径より内側に位置するような形状に限定されており、たとえばインボリュート曲線のようにコアを直線状に抜くことができないように湾曲した形状のブレードを成形することはできない。仮に、特許文献２のようにコアを直線状に移動させる成形型を用いて、たとえばインボリュート曲線などのように周方向に湾曲した形状の羽根を成形すると、羽根が変形したり破損するなどして羽根車の歩留まりが悪化することになる。また、仮に、湾曲した羽根の曲面に応じてコアを移動させることができたとしても、特許文献１と同様に、コアを退避移動させようとしたときに、図２１に示すように互いに隣接するコア（図２１では符号１３’で示す）が干渉して、互いに隣接する羽根３の間に形成される導出路４からコア１３’を完全に退避移動することができず、したがって、成形された羽根車を取り出すことができない。

本発明は上述した問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、回転駆動手段に接続される円板状の主板と、該主板と対向して配置される円環状の側板と、前記主板と前記側板との間に複数設けられて液体の導出路を互いの間に形成する羽根とを備え、前記導出路の高さが径方向内側から径方向外側に向かって漸次低くなっており、且つ、羽根がたとえばインボリュート曲線のように周方向に湾曲しており、前記主板、前記側板、および前記各羽根が一体に成形されてなる、ポンプの羽根車を確実に成形することが可能な成形型およびその成形方法を提供することを目的とする。

請求項１のポンプの羽根車の成形型に係る発明は、上記目的を達成するため、回転駆動手段に接続される円板状の主板と、該主板と対向して配置される円環状の側板と、前記主板と前記側板との間に複数設けられて互いの間に液体の導出路を形成する羽根とを備え、前記導出路の高さが径方向内側から径方向外側に向かって漸次低くなっており、且つ、羽根が周方向に湾曲しており、前記主板、前記側板、および前記各羽根が一体に成形されてなる、ポンプの羽根車を成形するための成形型であって、相対向して配置されて開閉する金型と、該金型の型開閉方向と異なる方向に移動可能に設けられ前記導出路を成形する複数のスライドコアとを備えており、各スライドコアは、前記側板側に位置する第１スライドコアと、前記主板側に位置する第２スライドコアとから構成されており、該第１スライドコアと第２スライドコアは、成形時に互いに重ねられ、第１スライドコアと第２スライドコアは、互いに重ねた状態から成形後に最初に第１スライドコアのみが退避移動することが可能な形状に形成されると共に、第２スライドコアの径方向内側に位置する先端の高さが導出路の径方向外側に位置する開口の高さ以下に形成されており、成形後に、最初に前記第１スライドコアのみを退避移動させ、次いで前記第２スライドコアを後退移動させると共に径方向外側に移動させることにより導出路の外に退避移動させるスライドコア移動機構を備えていることを特徴とするものである。
また、請求項２のポンプの羽根車の成形方法に係る発明は、上記目的を達成するため、回転駆動手段に接続される円板状の主板と、該主板と対向して配置される円環状の側板と、前記主板と前記側板との間に複数設けられて互いの間に液体の導出路を形成する羽根とを備え、前記導出路の高さが径方向内側から径方向外側に向かって漸次低くなっており、且つ、羽根が周方向に湾曲しており、前記主板、前記側板、および前記各羽根が一体に成形されてなる、ポンプの羽根車を成形するための成形方法であって、相対向して配置されて開閉する金型と、該金型の型開閉方向と異なる方向に移動されて、主板、側板、および互いに隣接する羽根によって形成される導出路を成形するための複数のスライドコアとを備え、各スライドコアは、成形時には互いに重ねられ、前記側板側に位置する第１スライドコアと、前記主板側に位置する第２スライドコアとにより構成され、第１スライドコアと第２スライドコアは、互いに重ねた状態から成形後に最初に第１スライドコアのみが退避移動することが可能な形状に形成されると共に、第２スライドコアの径方向内側に位置する先端の高さが導出路の径方向外側に位置する開口の高さ以下に形成されてなる成形型を準備し、成形後に、最初に前記第１スライドコアのみを退避移動させ、次いで前記第２スライドコアを後退移動させると共に径方向外側に移動させることにより導出路の外に退避移動させることを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、導出路を成形する各スライドコアを、側板側に位置する第１スライドコアと、前記主板側に位置する第２スライドコアとから構成し、第１スライドコアと第２スライドコアを、互いに重ねた状態から成形後に最初に第１スライドコアのみが退避移動することが可能な形状に形成すると共に、第２スライドコアの径方向内側に位置する先端の高さを導出路の径方向外側に位置する開口の高さ以下に形成して、互いに重ねた状態で羽根車を成形する。そして、成形が完了したら、スライドコア移動機構によって、最初に前記第１スライドコアのみを退避移動させ、次いで前記第２スライドコアを後退移動させると共に径方向外側に移動させることにより導出路の外に退避移動させる。これにより、導出路の高さが径方向内側から径方向外側に向かって漸次低くなっており、且つ、周方向に湾曲するよう成形された羽根が成形された羽根車の導出路からスライドコアが無理なく外に退避移動することができ、主板と側板と各羽根が一体に成形されてなる、ポンプの羽根車を確実に成形することが可能な成形型を提供することができる。
請求項２の発明によれば、各スライドコアを、成形時には互いに重ねられ、側板側に位置する第１スライドコアと、主板側に位置する第２スライドコアとにより構成し、第１スライドコアと第２スライドコアを、互いに重ねた状態から成形後に最初に第１スライドコアのみが退避移動することが可能な形状に形成すると共に、第２スライドコアの径方向内側に位置する先端の高さが導出路の径方向外側に位置する開口の高さ以下に形成してなる成形型を準備して羽根車を成形する。そして、成形が完了したら、最初に前記第１スライドコアのみを退避移動させ、次いで前記第２スライドコアを後退移動させると共に径方向外側に移動させることにより導出路の外に退避移動させることにより、導出路の高さが径方向内側から径方向外側に向かって漸次低くなっており、且つ、周方向に湾曲するよう成形された羽根が成形された羽根車の導出路からスライドコアが無理なく外に退避移動することができ、主板と側板と各羽根が一体に成形されてなる、ポンプの羽根車を確実に成形することが可能な方法を提供することができる。

本発明により成形されるポンプの羽根車の実施の一形態を示す部分断面図である。図１に示したポンプの羽根車の実施の一形態を示す平面図である。本発明の成形型の実施の一形態における構成全体を概念的に示した断面図である。図３に示した可動型の各スライドコアが閉じた状態を説明するために示した平面図である。図５は、図３に示した可動型の各スライドコアが退避するよう後退移動して開いた状態を説明するために示した平面図である。第１スライドコアの形状を説明するために上方（Ａ）および下方（Ｂ）から見た状態を示した斜視図である。第２スライドコアの形状を説明するために上方（Ａ）および下方（Ｂ）から見た状態を示した斜視図である。成形時の第１スライドコアと第２スライドコアを重ねた状態を説明するために示した平面図である。図８のＣ−Ｃ断面において、第１スライドコアが第２スライドコアに対して後退移動する状態を説明するために示した斜視図である。図８のＤ−Ｄ断面において、第１スライドコアが第２スライドコアに対して後退移動する状態を説明するために示した斜視図である。ベースプレートの構成を説明するために示した平面図である。第２スライドコアの基部の孔に挿入されたボールをベースプレートの溝内で転動させる構成を説明するために示した部分断面図である。回転プレートの構成を説明するために示した平面図である。第１スライドコアと第２スライドコアの退避移動を説明するために概念的に示した断面図である。成形時のスライドコアが退避移動していないときの状態を説明するために示した部分平面図である。図１５の状態から回転プレートをさらに回転させて第１スライドコアだけを第２スライドコアに対して退避移動させた状態を説明するために示した部分平面図である。図１６の状態から回転プレートをさらに回転させて第２スライドコアの後退移動を開始して、その先端の向きを外側に向ける状態を説明するために示した部分平面図である。図１７の状態から回転プレートをさらに回転させて第２スライドコアを径方向外側に移動させて、導出路からスライドコアを完全に退避移動させた状態を説明するために示した部分平面図である。主板に一体成形された羽根とこれとは別に成形された側板とを接合する従来のポンプの羽根車を示す部分断面図である。図１９に示した羽根が一体成形された主板を示す平面図である。特許文献１における羽根入子または特許文献２におけるコアを湾曲した羽根の曲面に応じて移動させる場合に、互いに隣接する羽根入子またはコアが干渉して、互いに隣接する羽根の間に形成される導出路から羽根入子またはコアを完全に退避移動させることができず、成形された羽根車を取り出すことができない状態を説明するために概念的に示した平面図である。

最初に、本発明により成形されるポンプの羽根車の形状の実施の一形態を、図１および図２に基づいて説明する。なお、以下の説明において、同様の部分または相当する部分については同一符号を付してその説明を省略する。また、以下の説明において、特にことわりがない限り、内側および外側とは羽根車の径方向の内側および外側を意味し、周方向とは羽根車の周方向を意味することとする。
本発明により成形されるポンプの羽根車は、概略、回転駆動手段に接続される円板状の主板１と、この主板１と対向して配置される円環状の側板２と、主板１と側板２との間に複数（この実施の形態では６枚）設けられて互いの間に液体の導出路４を形成する羽根３とを備え、導出路４の高さが径方向内側から径方向外側に向かって漸次低くなっており、且つ、羽根３が周方向に湾曲しており、主板１、側板２、および各羽根３が一体に成形されてなるものである。

主板１は、円板状であり、中央には下方に延びるようにボス５部が形成されている。側板２は、その中心に液体の導入口６が形成されており、外周縁が主板１と同じ径を有する円環状に成形されている。そして、側板２は、主板１の表面との間隔が径方向内側から径方向外側に向かって漸次狭くなるように、主板１の表面に対して傾斜している。図２に平面図で示すように、この実施の形態の場合、６枚の羽根３が、所定の間隔で放射状に配置されており、それぞれインボリュート曲線などを描くように周方向に湾曲している。各導出路４は、主板１と側板２の対向面と互いに隣接する羽根３、３の間の空間により形成される。羽根３が放射状に配置されていることから、径方向内側の周方向幅Ｗ１が径方向外側の周方向幅Ｗ２よりも狭くなっている。そして、主板１と側板２との間隔が径方向内側Ｌ１から径方向外側Ｌ２に向かって漸次狭くなっていることから、導出路４の高さは、径方向内側Ｌ１から径方向外側Ｌ２に向かって次第に低くなっている。

このように構成された羽根車を成形するために、本発明の成形型は、概略、相対向して配置されて開閉する一対の金型１１、１２と、この金型１１、１２の型開閉方向と異なる方向に移動可能に設けられ導出路４を成形する複数のスライドコア１３と、スライドコア移動機構（後述する）を備えている。

各スライドコア１３は、側板２側に位置する第１スライドコア１５と、主板１側に位置する第２スライドコア１６とから構成されており、この第１スライドコア１５と第２スライドコア１６は、図１４に参照されるように、成形時に互いに重ねられ、成形後に最初に第１スライドコア１５のみが退避移動することが可能に形成されると共に、第２スライドコア１６の径方向内側に位置する先端の高さＨ２が導出路４の径方向外側に位置する開口の高さＬ２以下に形成されている。

スライドコア移動機構は、成形後に、最初に前記第１スライドコア１５のみを退避移動させ、次いで前記第２スライドコア１６を後退移動させると共に径方向外側に移動させて導出路４の外に退避移動させるものである。スライドコア移動機構の構成は後に詳しく説明する。

図３は、本発明の成形型の実施の一形態を説明するために概念的に示した断面図である。また、図４は、図３に示した可動型１２の各スライドコア１３が成形時の閉じた状態を説明するために示した平面図であり、図５は、図３に示した可動型１２の各スライドコア１３が成形後に退避するよう後退移動して開いた状態を説明するために示した平面図である。

図３のみに示すように、固定型１１の可動型１２と対向する下面の略中央に、可動型１２内に相対的に進入して羽根車の側板２の上面や主板１のボス部５の内側などを成形する突出部３０を備えている。また、固定型１１の中央には溶融可塑化された成形材料をキャビティ内に導入するためのスプール部３１およびゲート部３２が形成されている。また、固定型１１の角部には可動型１２に設けられた位置合わせロッド４５を受け入れる位置合わせ孔３３が形成されている。

可動型１２は、可動型本体４０と、可動型枠体４１と、可動型蓋体４２と、羽根車の主板１の下面やボス部５の外側などを成形する成形部本体４３と、可動型本体４０に結合されたベースプレート４４とを備えており、複数組のスライドコア１３と後述するスライドコア移動機構が可動型１２に設けられている。

図６には、第１スライドコア１５の上方（Ａ）および下方（Ｂ）から見た斜視図が示されており、図７には、第２スライドコア１６の上方（Ａ）および下方（Ｂ）から見た斜視図が示されている。また、図８には、成形時の第１スライドコア１５と第２スライドコア１６を重ねた状態を説明するために示した平面図が示されており、図９には、図８のＣ−Ｃ断面において、第１スライドコア１５が第２スライドコア１６に対して後退移動する状態を説明するために示した斜視図が示されており、図１０には、図８のＤ−Ｄ断面において、第１スライドコア１５が第２スライドコア１６に対して後退移動する状態を説明するために示した斜視図が示されている。

図６、図８〜図１０、および図１４に示すように、第１スライドコア１５は、導出路４を成形するための成形部５０と基部５１とからなり、成形部５０は、先端面５０ａが固定型１１の突出部３０の導入口６を成形する部分の側面に衝合されるよう円弧状に形成され、側面５０ｂが成形する羽根３の湾曲した形状（導出路４の側面の形状でもある）に応じて湾曲したクサビ状に成形されており、上面５０ｃが側板２の傾斜と対応して傾斜しており、厚さがその全長にわたって略同じに設定されている。また、成形部５０の第２スライドコア１６に対して摺動する裏面は船底状に断面中央部が突出するよう成形されており、ガイド溝５２が成形部５０の湾曲に沿って長手方向に延びるように形成されている。基部５１の上方の、成形部５０と連続する内側面には、羽根車の側板２の外周端面２ａ（図１および図２を参照）を成形する円弧５１ａが形成されている。そして、基部５１には、後述するスライドコア移動機構のシャフト７９が挿通される貫通孔５１ｂが形成されている。

図７〜図１０、および図１４に示すように、第２スライドコア１６は、導出路４を成形するための成形部６０と基部６１とからなり、成形部６０は、第１スライドコア１５の成形部５０と同様に、先端面６０ａが固定型１１の突出部３０の導入口６を成形する部分の側面に衝合されるよう円弧状に形成され、側面６０ｂが成形する羽根３の形状に応じて湾曲したクサビ状に成形されており、上面６０ｃは、第１スライドコア１５の成形部５０の裏面と対応して、断面中央部が窪むように成形されており、ガイド溝５２と対応してガイドリブ６２が形成されている（第１スライドコア１５の成形部５０の裏面の断面中央部が突出するように成形された形状と第２スライドコア１６の成形部６０の上面の断面中央部が窪むように成形された形状との関係については、後述する）。成形部６０の厚さは、図１４に示すように先端から基部に向かって側板２の傾斜と対応して漸次厚さが薄くなるように設定され、且つ、先端の高さ（厚さ）Ｈ２が羽根車の導出部４の径方向外側の開口の高さＬ２よりも低く（薄く）設定されている。基部６１の上方の径方向内側と外側には、第１スライドコア１５をガイドするよう保持する壁部６１ｃ、６１ｄが形成されており、基部６１の下方の、成形部６０と連続する内側面には、成形部本体４３の側面に衝合されて羽根車の主板１の外周端面１ａ（図１および図２を参照）を成形する円弧６１ａが形成されている。また、壁部６１ｃ、６１ｄの内側面には、成形時（つまり、第１スライドコアが第２スライドコアに対して後退移動していない図８に示した状態）に第１スライドコア１５の円弧５１ａと連続する円弧６１ｅが形成されている。そして、基部６１には、後述するスライドコア移動機構のシャフト７９が挿通される長孔６１ｂが貫通するように形成されている。長孔６１ｂは第１スライドコア１５の第２スライドコア１６に対する移動方向（図８におけるＣ−Ｃ線を参照されたい）と対応して円弧状に形成されている。なお、図７などにおいて示された孔６１ｆは、第１スライドコア１５を保持するためのカバー６３を取り付けるねじ孔である。また、この実施の形態では、３箇所の孔６１ｇが基部６１に形成されている。図１２に示すように、孔６１ｇのベースプレート４４側端部は、その内部に挿入されたボール６６が飛び出すことなく保持し得る径に縮径されている。ボール６６の上方にはバネ６７が配置されており、孔６１ｇの上端部には栓部材６８が締結されている。ボール６６は、バネ６７の付勢力によって孔６１ｇから飛び出すことなく突出し、後述するベースプレート４４に形成された溝４７、４８、４９に係合し、その内部で転動することができる。さらに、基部６１の下面には、後述するストッパ機構７３のストッパピン６５に係合されるための凹部６４が形成されている。さらにまた、基部６１の下方の内側後方内側面には、後述するように、後退移動する際にベースプレート４４に設けられたピン４６と係合して成形部６０の先端を径方向外側に向けるためのカム部６１ｊが形成されている。

図１４に概念的に示すように、本発明では、第２スライドコア１６の成形部６０が側板２の傾斜と対応して先端６０ａから基部６１に向かって漸次薄くなるように設定され、且つ、先端６０ａの高さ（厚さ）Ｈ２が羽根車の導出部４の径方向外側の開口の高さＬ２よりも低く（薄く）設定されていることにより、成形後に第１スライドコア１５の成形部５０のみを羽根車の導出部４から退避移動させ、その後、第２スライドコア１６を後退させて導出部４から退避移動させることができる。

なお、図１０の（Ａ）などに参照されるように、成形時に第１スライドコア１５と第２スライドコア１６の成形部５０、６０が重ねられた状態で、互いの成形部５０、６０の側面５０ｂ、６０ｂが密に接して成形材料の射出充填圧に耐えて成形部５０、６０の間から漏入するのを防止することができるよう成形されているが、この状態で、第２スライドコア１６の成形部６０の上面の断面中央部と第１スライドコア１５の成形部５０の下面の断面中央部との間には隙間Ｓが形成されている。このため、成形が完了して第２スライドコア１６に対して第１スライドコア１５が後退移動したときに、図１０の（Ｃ）などに参照されるように、第１スライドコア１５の裏面が船底状に成形された成形部５０の湾曲したクサビ状の先端５０ａが、その先端５０ａの位置において断面中央部が窪むように成形された第２スライドコア１６の成形部６０の窪むように成形された断面中央部分に接するようになることにより、第１スライドコア１５の成形部５０と第２スライドコア１６の成形部６０との厚さがより薄くなって羽根車の導出部４の径方向外側開口から第１スライドコア１５の成形部５０を確実に退避移動させることができるよう構成されている。

ここで、スライドコア移動機構について説明する。スライドコア移動機構は、成形後に最初に第１スライドコア１５のみを退避移動させ、次いで第２スライドコア１６を後退移動させる遅延後退移動機構７０と、第２スライドコア１６を後退移動させつつその全体を径方向外側に移動させる径方向外側移動機構７１と、さらに、その成形部６０の先端を径方向外側に向けて移動させる向き変更移動機構７２とを有している。遅延後退移動機構７０は、さらに成形後の最初に第１スライドコア１５のみを退避移動させるときに第２ライドコア１６がつられて共に後退移動しないようにその移動を規制し、第１スライドコア１５の退避移動が完了したときに第２スライドコア１６の後退移動を許容するストッパ機構７３を有している。

スライドコア移動機構は、スライドコア１３と対応してレール７７がそれぞれ形成された回転プレート７５、７６と、この回転プレート７５、７６のレール７７にそれぞれ摺動可能に保持されたスライダ７８と、スライダ７８の間に設けられ第１スライドコア１５の貫通孔５１ｂと第２スライドコア１６の長孔６１ｂとベースプレート４４の長孔４４ｂ（後述する）に挿通されるシャフト７９とを備えている。図３に示したように、可動型１２内には、互いに連結された一対の回転プレート７５、７６が中心軸回りに回転可能に保持されている。回転プレート７５、７６のレール７７は、図１３に示すように、中心軸に対して偏心し且つ径方向に対して所定の角度で傾斜するように形成されており、回転プレート７６には各レール７７の中間部において一方の周方向に隣接して傾斜面８０と逃げ部８１が連続するように凹設されている。回転プレート７５、７６には、その中心軸回りに回転駆動するために、ハンドル（手動の場合）やピニオンと噛合されるラックなどのギヤ（電動モータなどの動力を用いる場合）が取り付けられ、また、可動型枠体４１には、これらのハンドルやギヤを可動型１２の外部に出すための窓４１ａが形成されている。

一方、ベースプレート４４には、図１１などに示すように、シャフト７９を挿通するための長孔４４ｂが貫通して形成されており、また、表面に所定形状（この形状については後述する。）に延びる溝４７、４８、４９が複数形成されている。さらに、ベースプレート４４の、回転プレート７６の傾斜面８０および逃げ部８１と対応する位置には、ストッパピン６５を挿通する孔４４ｃが形成されている。長孔４４ｂは、シャフト７９に挿通された第１スライドコア１５および第２スライドコア１６を導出路４の中心線（図８のＣ−Ｃ線を参照されたい）に沿って周方向および径方向に移動させるように延びる部分と、第１スライドコア１５が退避移動した状態で第２スライドコア１６を周方向だけでなく径方向外側に大きく移動させるように延びる部分とが連続するよう形成されている。

次に、本発明の成形方法の実施の一形態を、上述したように構成された成形型を用いて図１および図２に示したような羽根車を成形する場合によって、その成形型の作動と共に詳細に説明する。なお、以下の説明において、同様の部分または相当する部分については同一符号を付してその説明を省略する。

本発明により成形するポンプの羽根車の形状は、図１および図２に基づいて既に説明したとおりであり、概略、回転駆動手段に接続される円板状の主板１と、この主板１と対向して配置される円環状の側板２と、主板１と側板２との間に複数設けられて互いの間に液体の導出路４を形成する羽根３とを備え、導出路４の高さが径方向内側Ｌ１から径方向外側Ｌ２に向かって漸次低くなっており、且つ、羽根３が周方向に湾曲しており、主板１、側板２、および各羽根３が一体に成形されてなるものである。

また、本発明の方法によりポンプの羽根車を成形するに先立って、準備する成形型の構成は、上述したように、相対向して配置されて開閉する金型１１、１２と、この金型１１、１２の型開閉方向と異なる方向に移動されて、主板１、側板２、および互いに隣接する羽根３によって形成される導出路４を成形するための複数のスライドコア１３とを備え、各スライドコア１３は、成形時には互いに重ねられ、側板２側に位置する第１スライドコア１５と、主板１側に位置する第２スライドコア１６とにより構成され、第１スライドコア１５と第２スライドコア１６は、互いに重ねた状態から成形後に最初に第１スライドコア１５のみが退避移動することが可能な形状に形成されると共に、第２スライドコア１６の径方向内側に位置する先端の高さＨ２が導出路４の径方向外側に位置する開口の高さＬ２以下に形成されている。

そして、本発明の方法では、概略、成形後に、最初に第１スライドコア１５のみを導出路４の中心線に沿って退避移動させ、次いで第２スライドコア１６を導出路４の中心線に沿って後退移動させると共に径方向外側に大きく移動させることにより導出路４の外に退避移動させるものである。

本発明の方法によりポンプの羽根車を成形するに際しては、固定型１１に対して可動型１２が衝合され、また図３および図４に示したように、回転プレート７５、７６の位置は、各スライドコア１３が固定型１１の突出部３０や可動型１２の成形部本体４３に当接するように前進した状態とされて、スライドコア１３間に羽根車の羽根３を成形し得るキャビティを形成している。このとき、図１４の（Ａ）および図１５に示すように、回転プレート７５、７６のレール７７に保持されたスライダ７８は中心側（径方向内側）に位置しており、スライダ７８の間に設けられたシャフト７９はベースプレート４４の長孔４４ｂの前進端に当接しており、且つ、第２スライドコア１６の長孔６１ｂの前進端に当接しており、第１スライドコア１５と第２スライドコア１６の成形部５０、６０が重ねられた状態とされている。そして、図１０の（Ａ）などに参照されるように、第２スライドコア１６の成形部６０の上面のガイドリブ６２と側面６０ｂとの間に隙間Ｓが形成されており、且つ、互いの成形部５０、６０の側面５０ｂ、６０ｂが密に接して成形材料の射出充填圧に耐えて成形部５０、６０の間から内部に漏入するのを防止することができる状態となっている。この状態で、図示しない射出装置により、固定型１１の中央に形成されたスプール部３１およびゲート部３２を介して溶融可塑化された成形材料をキャビティ内に導入し、成形材料を固化させて羽根車を成形する。

羽根車が成形されると、固定型１１から可動型１２を離間させて型開きし、回転プレート７５、７６を回転駆動する。このとき、図１４の（Ｂ）および図１６に示すように、スライダ７８を保持するレール７７が中心軸に対して偏心し且つ径方向に対して所定の角度で傾斜するよう回転プレート７５、７６に形成されていることにより、シャフト７９が設けられたスライダ７８は、回転プレート７５、７６の回転駆動による周方向の移動だけでなく、径方向にも徐々に移動することが許容され、ベースプレート４４の長孔４４ｂに挿通されたシャフト７９は、長孔４４ｂの延びる方向に沿って周方向および径方向外側に移動し、これにしたがって、シャフト７９が貫通孔５１ｂに挿通された第１スライドコア１５も導出路４から成形部５０が導出路４の中心線に沿って確実に外部に抜けるように退避するよう後退移動する。

ここで、本発明によるスライドコア１３においては、図１４に概念的に示したように、第１スライドコア１５の成形部５０の上面５０ｃが側板２の傾斜と対応して傾斜しており、厚さがその全長にわたって略同じに設定されているが、第２スライドコア１６の成形部６０が側板２の傾斜と対応して先端から基部に向かって漸次薄くなるように設定され、且つ、先端の高さ（厚さ）Ｈ２が羽根車の導出部４の径方向外側の開口の高さＬ２よりも低く（薄く）設定されており、第１スライドコア１５の貫通孔５１ｂにシャフト７９が挿通されている。さらに、この実施の形態においては、成形時の状態では第２スライドコア１６の成形部６０の上面のガイドリブ６２と側面６０ｂとの間に隙間Ｓが形成されているため、成形が完了して第１スライドコア１５が第２スライドコア１６に対して後退移動したときに、図１０の（Ｃ）などに参照されるように、第１スライドコア１５の裏面が船底状に成形された成形部５０の湾曲したクサビ状の先端５０ａが、その先端５０ａの位置において断面中央部が窪むように成形された第２スライドコア１６の成形部６０の窪むように成形された断面中央部分に接するようになることにより、第１スライドコア１５の成形部５０と第２スライドコア１６の成形部６０との厚さがより薄くなることとなる。そのため、第１スライドコア１５は、羽根車の導出路４の径方向外側開口から確実に退避移動することが可能となっている。

これに対して、第２スライドコア１６は、その長孔６１ｂにシャフト７９が挿通されているため、長孔６１ｂの後退端部にシャフト７９が接するよう移動するまでは後退駆動されない。すなわち、成形型の遅延後退移動機構７０は、第１スライドコア１５の貫通孔５１ｂと第２スライドコア１６の長孔６１ｂとに挿通されたシャフト７９を含むことによって構成されている。

そして、図１４の（Ｂ）に示したように、この時点では、回転プレート７６の傾斜面８０および逃げ部８１がストッパ機構７２のストッパピン６５と対応する位置まで回転しておらず、したがって、ストッパ機構７２のストッパピン６５は回転プレート７６の傾斜面８０および逃げ部８１以外の面またはスライダ７８の表面に後端が当接されることによって下方に逃げることができず、ベースプレート４４の表面から先端が突出し、第１スライドコア１５の裏面に設けられた凹部６４に係合されている。そのため、第１スライドコア１５が退避移動するときに、これにつられて第２スライドコア１６が後退移動するのが規制されている。そのため、羽根車が成形された後に回転プレート７５、７６を回転駆動すると、最初にシャフト７９が貫通孔５１ｂに挿通された第１スライドコア１５のみが羽根車の周方向に湾曲するように成形された羽根３の間に形成された導出路４から抜けるように退避移動することとなる。

その後、さらに回転プレート７５、７６の回転によってシャフト７９がベースプレート４４の長孔４４ｂに沿ってさらに移動し、第１スライドコア１５が第２スライドコア１６上で完全に退避移動し、これと同時に回転プレート７６の傾斜部８０がストッパピン６５と対応する位置に移動して、図１４の（Ｃ）に示すように、回転プレート７６の逃げ部８１がストッパピン６５と対応する位置に移動すると、孔４４ｃ内に保持されたストッパピン６５はその自重により後端が逃げ部８１内に突出するよう降下し、その先端がベースプレート４４の表面以下に位置するため、凹部６４に対する係合を解除することとなる。そして、このときに、シャフト７９が第２スライドコア１６の長孔６１ｂの後退端部に接するよう移動すると、第２スライドコア１６は、その長孔６１ｂの後退端部をシャフト７９によって押されて、第１スライドコア１５の退避移動から遅れて導出路４の中心線に沿って周方向および径方向に後退移動するよう駆動される。すなわち、ベースプレート４４の孔４４ｃに挿通されたストッパピン６５と、第２スライドコア１６に形成された凹部６４と、回転プレート７６に形成された傾斜面８０および逃げ部８１とによって、ストッパ機構７３が構成されている。

さらに回転プレート７５、７６が回転駆動されると、図１７に示すように、スライダ７８に設けられたシャフト７９は、ベースプレート４４の長孔４４ｂの、導出路４の中心線に沿って延びる部分から、第１スライドコア１５が退避移動した状態で第２スライドコア１６を周方向だけでなく径方向外側に大きく移動させるように延びる部分に移動し、第２スライドコア１６全体が第１スライドコア１５と共に周方向に後退移動しながら、径方向外側に大きく移動することとなる。すなわち、径方向外側移動機構７１は、シャフト７９が第２スライドコア１６の長孔６１ｂとベースプレート４４の長孔４４ｂに挿通されており、このシャフト７９の移動をガイドするベースプレート４４の長孔４４ｂが導出路４の中心線に沿って延びる部分から連続して、第１スライドコア１５が退避移動した状態で第２スライドコア１６を周方向だけでなく径方向外側に大きく移動させるように延びる部分を形成されていることにより構成されている。

そして、第２スライドコア１６全体が第１スライドコア１５と共に周方向に後退移動しながら、径方向外側に移動するとき、図１８に示すように、第２スライドコア１６のカム部６１ｊがベースプレート４４に設けられたピン４６に係合して、その成形部６０の先端を径方向外側に向けるよう作用し、さらに、第２スライドコア１６の基部６１に設けられたボール６６がベースプレート４４の溝４７、４８、４９内をそれぞれ転動することにより、図５に示したように、第２スライドコア１６は、後退移動に伴って成形部６０の先端が径方向外側に向けて方向を換えるよう移動される。これにより、各スライドコア１３は、図２１に対比させて示したように、後退移動したときであっても、互いに隣接する他のスライドコア１３と干渉することがなく、羽根車の導出路４から確実に無理なく退避移動することができ、したがって、一体に成形された羽根車を変形させたり破損させることなく取り出すことができる。すなわち、向き変更移動機構７２は、第２スライドコア１６のカム部６１ｊとベースプレート４４に設けられたピン４６、並びに、第２スライドコア１６の基部６１に設けられたボール６６とこのボール６６が転動するベースプレート４４の表面に形成された溝４７、４８、４９の、少なくとも一方によって構成されている。

１成形サイクルが完了して羽根車を取り出した後には、図４に矢印で示したように回転プレート７５、７６を回転駆動する。これにより、回転プレート７５、７６のレール７７に保持されたスライダ７８が中心側（径方向内側）に戻り、スライダ７８の間に設けられたシャフト７９がベースプレート４４の長孔４４ｂの前進端に当接し、且つ、第２スライドコア１６の長孔６１ｂの前進端に当接して、第１スライドコア１５と第２スライドコア１６の成形部５０、６０が重ねられた状態となる。そして、この状態で固定型１１に可動型１２を衝合すると、スライドコア１３間に羽根車の羽根３を一体に成形し得るキャビティが形成される。

本発明は、上述した実施の形態に限定されることはなく、６枚以外の数であって必要に応じた方向に湾曲させた羽根を有する羽根車を成形する場合にも適用することができる。本発明では、導出路４の高さが径方向内側から径方向外側に向かって漸次低くなっており、且つ、羽根３が周方向に湾曲してなるポンプの羽根車を無理なく確実に一体に成形することができる。その結果、成形されたポンプの羽根車は、堅牢で、バランスよい構造となっている。

１：主板、２：側板、３：羽根、４：導出路、１１：固定型、１２：可動型、１３：スライドコア、１５：第１スライドコア、１６：第２スライドコア、７０：遅延後退移動機構、７１：径方向外側移動機構、７２：向き変更移動機構、７３：ストッパ機構、Ｈ２：第２スライドコアの径方向内側に位置する先端の高さ、Ｌ２：導出路４の径方向外側の開口の高さ

Claims

回転駆動手段に接続される円板状の主板と、該主板と対向して配置される円環状の側板と、前記主板と前記側板との間に複数設けられて互いの間に液体の導出路を形成する羽根とを備え、前記導出路の高さが径方向内側から径方向外側に向かって漸次低くなっており、且つ、羽根が周方向に湾曲しており、前記主板、前記側板、および前記各羽根が一体に成形されてなる、ポンプの羽根車を成形するための成形型であって、
相対向して配置されて開閉する金型と、
該金型の型開閉方向と異なる方向に移動可能に設けられ前記導出路を成形する複数のスライドコアとを備えており、
各スライドコアは、前記側板側に位置する第１スライドコアと、前記主板側に位置する第２スライドコアとから構成されており、該第１スライドコアと第２スライドコアは、成形時に互いに重ねられ、
第１スライドコアと第２スライドコアは、互いに重ねた状態から成形後に最初に第１スライドコアのみが退避移動することが可能な形状に形成されると共に、第２スライドコアの径方向内側に位置する先端の高さが導出路の径方向外側に位置する開口の高さ以下に形成されており、
成形後に、最初に前記第１スライドコアのみを退避移動させ、次いで前記第２スライドコアを後退移動させると共に径方向外側に移動させることにより導出路の外に退避移動させるスライドコア移動機構を備えていることを特徴とするポンプの羽根車の成形型。
回転駆動手段に接続される円板状の主板と、該主板と対向して配置される円環状の側板と、前記主板と前記側板との間に複数設けられて互いの間に液体の導出路を形成する羽根とを備え、前記導出路の高さが径方向内側から径方向外側に向かって漸次低くなっており、且つ、羽根が周方向に湾曲しており、前記主板、前記側板、および前記各羽根が一体に成形されてなる、ポンプの羽根車を成形するための成形方法であって、
相対向して配置されて開閉する金型と、該金型の型開閉方向と異なる方向に移動されて、主板、側板、および互いに隣接する羽根によって形成される導出路を成形するための複数のスライドコアとを備え、各スライドコアは、成形時には互いに重ねられ、前記側板側に位置する第１スライドコアと、前記主板側に位置する第２スライドコアとにより構成され、第１スライドコアと第２スライドコアは、互いに重ねた状態から成形後に最初に第１スライドコアのみが退避移動することが可能な形状に形成されると共に、第２スライドコアの径方向内側に位置する先端の高さが導出路の径方向外側に位置する開口の高さ以下に形成されてなる成形型を準備し、
成形後に、最初に前記第１スライドコアのみを退避移動させ、次いで前記第２スライドコアを後退移動させると共に径方向外側に移動させることにより導出路の外に退避移動させることを特徴とするポンプの羽根車の成形方法。