JP2013189909A - インペラの製造方法およびインペラ - Google Patents

Abstract

【課題】スライドコアを用いずコアとキャビティを組み合わせた普通金型で形成できる部品を接合してインペラを製造することにより、安価な樹脂製インペラを提供する。
【解決手段】平面視が円環状の第１円環面２２ａを有する基部２を含む第１部品Ａを成形により形成するステップと、底面視が第１円環面２２ａの内径より大きい内径である円環状の第２円環面３２ａを有するシュラウド３と、シュラウド３の軸芯に対して傾斜した状態で前記シュラウドの内周面３１ａよりも径方向内側にのみ延在しており平面視で互いの重なり部分がない薄板状の複数の傾斜部分４２を有する主羽根部４を含む第２部品Ｂを成形により形成するステップと、第１部品Ａと第２部品Ｂを第１円環面２２ａと第２円環面３２ａとを対向させた状態で接合するステップとによりインペラ１を製造する。
【選択図】図４

Description

本発明は、流体を流通させるポンプに使用されるインペラの製造方法およびインペラに関する。

従来より、流体を流通させるための各種ポンプの羽根車としてインペラが知られている。最近では軽量化、低価格化の要求により、樹脂製のインペラが多く使われるようになってきている。

特許文献１には、樹脂製のインペラが開示されている。特許文献１におけるインペラは、平面視で円環状のシュラウドと、シュラウドの軸芯と同軸で有底円筒形状のロータカップと、該ロータカップの外周面から延設された平面視で円環状のハブと、シュラウドとハブとの間で径方向に延設され周方向に等間隔に配列された複数の羽根を備えている。また特許文献１には、一体成形によりインペラを形成する方法が開示されている。

特開２０１１−１７４３８６号公報

特許文献１においては、羽根と羽根の間の吹出通路を含むインペラを一体成形するために、コアとキャビティの組み合わせからのみなる金型（以下、「普通金型」という）ではなく、２種類の横入れ子型（スライドコア）を有する金型を用いている。しかし、横入れ子型を有する金型を用いると金型構造が複雑になると共に製造工数が増大し、インペラが高コストになるおそれがあった。

上記問題に鑑み、本発明は、普通金型により成形できる部品を接合してインペラを製造することにより、安価な樹脂製インペラを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るインペラの製造方法の特徴は、平面視が円環状の第１円環面を有する基部を含む第１部品を成形により形成するステップと、底面視が前記第１円環面の内径より大きい内径である円環状の第２円環面を有するシュラウドと、前記シュラウドの軸芯に対して傾斜した状態で前記シュラウドの内周面よりも径方向内側に延在しており平面視で互いの重なり部分がない薄板状の複数の傾斜部分を有する主羽根部を含む第２部品を成形により形成するステップと、前記第１部品と前記第２部品を前記第１円環面と前記第２円環面とを対向させた状態で接合するステップとを有する点にある。

インペラを第１部品と第２部品とに分離して、それぞれをコアとキャビティからなる普通金型で成形することにより、金型費用を安価にすることができる。また、スライドコアを用いず金型構造がシンプルになるので、金型の耐久性が向上すると共に、第１部品と第２部品の歩留まりを上げることができる。従って、その後に第１部品と第２部品とを接合するステップを有していたとしても、スライドコアを用いて一体成形するインペラと比較して、安価にインペラを提供することができる。

本発明に係るインペラの製造方法においては、前記主羽根部は、前記傾斜部分と一体的に形成されかつ前記第２円環面から前記シュラウドの軸芯に平行な方向かつ径方向に延在する薄板状の複数の立設部分をさらに有すると好適である。

このような製造方法であれば、傾斜部分と立設部分を一体化して主羽根部を形成するので、強度の高い主羽根部を実現することができる。

本発明に係るインペラの製造方法においては、前記基部は、前記第１円環面から前記基部の軸芯と平行な方向かつ径方向に延在する薄板状の複数の立設部分をさらに有すると好適である。

一般的に射出成形において、薄板状（薄肉）部分の面積が大きい場合には、薄板状部分に樹脂が十分充填されないショートショットが発生することがある。ショートショットの不良を低減するためには、薄板状部分の面積を小さくすることが有効である。この製造方法においては、薄板状の主羽根部のうち、立設部分を基部、すなわち第１部品側に形成する。このように主羽根部を立設部分と傾斜部分とに分離してそれぞれを別々の部品（第１部品と第２部品）に成形することにより、主羽根部にショートショットが発生するおそれが少なく、第１部品と第２部品とを歩留まり高く製造することができる。この結果、インペラを安価に提供することができる。

本発明に係るインペラの製造方法においては、前記基部は、前記第１円環面から前記基部の軸芯と平行な方向かつ径方向に延在する薄板状の複数の第１立設部分をさらに有し、前記主羽根部は、前記傾斜部分と一体的に形成されかつ前記第２円環面から前記シュラウドの軸芯に平行な方向かつ径方向に延在する薄板状の複数の第２立設部分をさらに有し、前記第１立設部分と前記第２立設部分とを接合して立設部分を構成すると好適である。

この製造方法においては、薄板状の主羽根部のうち、立設部分の一部である第１立設部分を基部、すなわち第１部品側に形成する。そして、立設部分の残りの第２立設部分と傾斜部分とをシュラウド、すなわち第２部品側に形成する。このように主羽根部を２つの部分に分離して、それぞれを別々の部品（第１部品と第２部品）に成形することにより、主羽根部にショートショットが発生するおそれが少なく、第１部品と第２部品とを歩留まり高く製造することができる。この結果、インペラを安価に提供することができる。

上記課題を解決するために、本発明に係るインペラの特徴構成は、平面視が円環状の第１円環面を有する基部と、前記基部と軸芯方向に離間して配置され、前記基部の軸芯と同芯かつ底面視が前記第１円環面の内径より大きい内径である第２円環面を有するシュラウドと、前記第１円環面および前記第２円環面に亘って配置され前記軸芯と平行な方向かつ径方向に延在する薄板状の複数の立設部分と、前記立設部分と連続的に形成され前記軸芯に対して傾斜した状態で前記シュラウドの内周面よりも径方向内側に延在しており平面視で互いの重なり部分がない薄板状の複数の傾斜部分とを有する主羽根部とを備えた点にある。

このような構成であれば、インペラを２部品に分離して、それぞれをコアとキャビティからなる普通金型で成形できるので、金型費用を安価にすることができる。また、スライドコアを用いず金型構造がシンプルになるので、金型の耐久性が向上すると共に、それぞれの部品の歩留まりを上げることができる。従って、その後に部品同士を接合するステップを有していたとしても、スライドコアを用いて一体成形するインペラと比較して、安価にインペラを提供することができる。

本発明に係るインペラにおいては、前記基部と前記立設部分との境界に互いを一体化する接合部を有すると好適である。

このような構成であれば、傾斜部分と立設部分を一体化した主羽根部を得ることができるので、強度の高い主羽根部を持つインペラを提供することができる。

本発明に係るインペラにおいては、前記立設部分と、前記第２円環面および前記傾斜部分との境界に互いを一体化する接合部を有すると好適である。

このような構成であれば、主羽根部を２つの部品に分けて成形するため、主羽根部全体をどちらか一方の部品だけで成形する場合に比べて、主羽根部に樹脂が十分充填されないショートショットとなるおそれが少なく、各部品を歩留まり高く製造することができる。この結果、インペラを安価に提供することができる。

本発明に係るインペラにおいては、前記立設部分が前記基部に設けた第１立設部分と、前記シュラウドに設けた第２立設部分とを備えており、前記第１立設部分と前記第２立設部分との境界に互いを一体化する接合部を有すると好適である。

このような構成であれば、主羽根部を２つの部品に分けて成形するため、主羽根部全体をどちらか一方の部品だけで成形する場合に比べて、主羽根部に樹脂が十分充填されないショートショットとなるおそれが少なく、各部品を歩留まり高く製造することができる。さらに、第１立設部分と第２立設部分との境界を任意に設定できるので、よりショートショットの少ない安定した形状の部品を得ることができる。この結果、インペラを安価に提供することができる。

本実施形態に係るインペラの外観斜視図 本実施形態に係るインペラの平面図 図２に示すインペラのIII-III断面図 インペラを構成する第１部品と第２部品の接合前の断面図 インペラを構成する第１部品と第２部品の接合前の断面図 インペラを構成する第１部品と第２部品の接合前の断面図

１．インペラの構造
本実施形態に係るインペラ１は樹脂により形成されている。図１に示すように、インペラ１は、基部２と、シュラウド３と、主羽根部４と、副羽根部５とを備える。図２、図３に示すように、インペラ１は、その軸芯と同芯に形成されたシャフト用孔２３がポンプ（不図示）の駆動源であるモータのシャフト（不図示）に嵌合、固定されて使用される。インペラ１はシャフトの回転に同期して回転し、シュラウド３の円筒部３１の内周面３１ａの内側の空間である吸入口６から流体を吸入し、各主羽根部４と副羽根部５の間の空間である吹出口７から流体を吐出することにより、流体を流通させる。

基部２は、図２および図３に示すように、平面視で外形が円形であり、軸芯方向で厚みが厚い中央部２１と、中央部２１の周囲にあって外周に向かうにつれ厚みが薄くなる周辺部２２を備える。中央部２１の上側表面は外形の軸芯と同芯の円形平面の中央面２１ａである。中央面２１ａには、外形の軸芯と同芯かつ断面が円形のシャフト用孔２３が表面から裏面にかけて貫通されている。シャフト用孔２３は径方向外側かつ周方向に等間隔に４ヶ所のキー溝２３ａを有している。シャフト用孔２３には、ポンプのモータのシャフトが挿入され固定される。シャフトはキーを備えており、キー溝２３ａと嵌合、固定されて回転方向の回り止めとなることにより、シャフトとインペラ１は同期回転する。

図３に示すように、周辺部２２は、上側の面に、中央面２１ａの外周から径方向外側に向かって凹湾曲しかつ厚みが漸次薄くなる第１円環面２２ａを有している。周辺部２２（第１円環面２２ａ）は平面視で円環状である。周辺部２２は、下側の面には、平面状の底面２４を有しており、底面２４の軸芯周辺には凹部２５を有している。なお、本実施形態においては、図３に示すように、第１円環面２２ａが径方向に沿って湾曲しているが、これに限られない。径方向に沿って湾曲しない形状（直線形状）であってもよい。

シュラウド３は、基部２から軸芯方向上方に所定の距離だけ離間して基部２と同芯に配置されており、平面視で円環状である。シュラウド３は、円筒部３１と傾斜円環部３２を備える。円筒部３１は、基部２と同芯であり、かつ内周面３１ａの内径、外周面３１ｂの外径の両方とも基部２の中央面２１ａの外径（第１円環面２２ａの内径）よりも大きく、第１円環面２２ａの外径より小さい。内周面３１ａの内側の空間は流体の吸入口６となっている。

傾斜円環部３２は、円筒部３１の下端縁部から連続して径方向外側かつ下方に向けて形成されている。傾斜円環部３２は底面視で円環状である第２円環面３２ａを有している。第２円環面３２ａの内径は内周面３１ａの内径に等しく、外径は基部２の外径に等しい。図３に示すように、本実施形態においては、第２円環面３２ａは径方向に沿って湾曲していない形状であるが、下方に突出するように湾曲する形状でもよい。

主羽根部４は、基部２とシュラウド３の間に周方向に等間隔で８枚形成されており、立設部分４１と傾斜部分４２を備える。立設部分４１は、第１円環面２２ａと第２円環面３２ａの間で軸芯に平行な方向かつ径方向に延在しており、薄板状で四角形状を有している。立設部分４１の４辺のそれぞれの厚さ方向の面を内縁４１ｃ、上縁４１ｄ、外縁４１ｅ、下縁４１ｆとする。上縁４１ｄは第２円環面３２ａに最内径から最外径に亘って当接して一体化しており、下縁４１ｆは第１円環面２２ａに最内径から最外径に亘って当接して一体化している。内縁４１ｃは、図３に示すように、径方向外側から内側に向かって直線状に延在している。また、外縁４１ｅは、基部２とシュラウド３の最外周と面一になっている。

立設部分４１は径方向内側から外側に向かって平面状に延在しており、最外径近傍で周方向に湾曲している。軸芯に平行な面のうち、凹形状の面が受圧面４１ａであり、その裏面側の凸形状の面が裏面４１ｂである。このように最外径近傍で周方向に湾曲させることにより、効率よく流体を吐出させることができる。ただし、立設部分４１は、このような形状でなくても、軸芯に平行であれば、径方向内側から外側にかけて全体が湾曲するような形状でもよい。また、立設部分４１は四角形状や枚数が８枚に限定されるものではなく、基部２やシュラウド３の形状に応じて最適な形状、枚数を採用することができる。

傾斜部分４２は、円筒部３１の内周面３１ａよりも径方向内側、すなわち吸入口６に張り出すように延在して形成されている。傾斜部分４２は、薄板の三角形状を有しており、３辺のそれぞれの厚さ方向の面を第１縁４２ｃ、第２縁４２ｄ、第３縁４２ｅとする。第１縁４２ｃは立設部分４１の内縁４１ｃと当接して一体化し、第２縁４２ｄが円筒部３１の内周面３１ａに当接して一体化している。傾斜部分４２の三角形状の面は上方に向かって凸状の曲面であり、かつ軸芯方向に対して傾斜している。図２に示すように、傾斜部分４２のそれぞれは、平面視でシュラウド３に隠れる部分がなく全体が目視可能であり、かつ互いに重なっていない。三角形状の面のうち、平面視で目視可能な面が、流入する流体の圧力を受ける受圧面４２ａとなっている。この受圧面４２ａが軸芯方向に対して傾斜しているので、インペラ１が回転することにより吸入口６からインペラ１の内部に流体を取り込むことができる。

この受圧面４２ａの軸芯に対する傾斜は、流体の吸入効率と吸入時の流体抵抗のバランスにより決められる。受圧面４２ａの傾斜が大きい方が流体の吸入効率は向上するが、大きすぎると吸入時の流体抵抗の増大による弊害が大きくなるからである。また、図１、図２に示すように、本実施形態においては、傾斜部分４２のうち円筒部３１の内周面３１ａに対向している第２縁４２ｄ全体が当接して一体化しているが、必ずしも全体が当接して一体化する必要はなく、一部分の一体化であってもいいし、全く当接していなくてもいい。さらに、図１、図３においては、傾斜部分４２は曲面状であったが、これに限られるものではなく、平面状であってもよい。さらに傾斜部分４２の形状は三角形状に限らず、適宜最適な形状を採用することができる。

傾斜部分４２のそれぞれが、平面視でシュラウド３に隠れる部分がなく全体が目視可能であることが好ましいが、必ずしもこれだけに限られない。平面視でシュラウド３の下側に傾斜部分４２の一部が隠れてもよい。ただし、この場合、隠れた部分が薄板状にならないことがある。

副羽根部５は、周方向で隣接する主羽根部４の立設部分４１の間に１枚設けられ、インペラ１の全体で合計８枚設けられている。本実施形態における副羽根部５は、立設部分４１と同じ形状を有しており、第１円環面２２ａと第２円環面３２ａの間で軸芯に平行な方向かつ径方向に延在し、薄板状で四角形状を有している。副羽根部５の４辺のそれぞれの厚さ方向の面を内縁５ｃ、上縁５ｄ、外縁５ｅ、下縁５ｆとする。上縁５ｄは第２円環面３２ａに最内径から最外径に亘って当接して一体化しており、下縁５ｆは第１円環面２２ａに最内径から最外径に亘って当接して一体化している。内縁５ｃは、図２、図３に示すように、径方向外側から内側に向かって直線状に延在している。また、外縁５ｅは、基部２とシュラウド３の最外周と面一になっている。

副羽根部５は径方向内側から外側に向かって平面状に延在しており、最外径近傍で周方向に湾曲している。軸芯に平行な面のうち、凹形状の面が受圧面５ａであり、その裏面側の凸形状の面が裏面５ｂである。このように最外径近傍で周方向に湾曲させることにより、効率よく流体を吐出させることができる。ただし、副羽根部５は、このような形状でなくても、軸芯に平行な形状であれば、径方向内側から外側にかけて全体が湾曲するような形状でもよい。

副羽根部５は吸入された流体を効率よく吐出するために設けられる。流体を効率よく吐出するためには、流体抵抗の増大による弊害が発生しない範囲で羽根の枚数は多い方がよいからである。本実施形態のインペラ１は、基部２と比べて径の小さい円筒部３１の吸入口６では傾斜部分４２の羽根を８枚有し、基部２では立設部分４１の羽根８枚と副羽根部５の羽根８枚の合計１６枚の羽根を有する。このような構成を取ることにより、流体抵抗の増大による弊害を最小化して、効率よく流体を流通させることが可能となる。

なお、本実施形態では副羽根部５の形状を立設部分４１と同じ形状にしたが、必ずしも同じ形状にする必要はなく、設計により適宜最適な形状を採用することができる。さらに、本実施形態では副羽根部５を隣接する立設部分４１の間に１枚設け、合計８枚設けたがこれに限られない。副羽根部５を隣接する立設部分４１の間に２枚以上設けてもよく、合計枚数を８枚以上にしてもよい。

２．インペラの製造方法
本実施形態に係るインペラ１は、樹脂製の第１部品Ａと第２部品Ｂの２種類の部品とを振動溶着等の方法により接合して製造される。第１部品Ａ、第２部品Ｂは、いずれもスライドコアを用いることなく、コアとキャビティの組み合わせによる２プレートまたは３プレート等の「普通金型」を用いた射出成形で成形可能な形状を有している。普通金型で成形可能な形状とは、平面視により目視可能な部分と底面視により目視可能な部分により部品全体の目視が可能である形状のことである。換言すると、平面視と底面視のどちらでも目視不可能な箇所があれば、その形状は普通金型では成形不可能ということである。なお、本実施形態で使用する「普通金型」には、コアとキャビティの少なくともいずれか一方をねじりながら離型するタイプも含むものとする。

以下、本実施形態に係るインペラ１を構成する第１部品Ａと第２部品Ｂについて、第１部品Ａと第２部品Ｂの接合部（境界）が異なる３種類の形状を説明する。第１部品Ａ、第２部品Ｂを成形する普通金型は、いずれもインペラ１の軸芯と平行な方向に開閉が行われるタイプとする。なお、平面視または底面視により目視可能な面から連続して形成される、インペラ１の軸芯と平行な面は、コアまたはキャビティのいずれかに設けられた抜きテーパにより形成可能であるため、平面視または底面視により目視可能であるとして詳細な説明を省略する場合がある。

（１）基部２と主羽根部４、副羽根部５の境界を接合部とするインペラ１
図４に、インペラ１を構成する第１部品Ａと第２部品Ｂの接合前の状態での断面図を示す。図４に示すように、第１部品Ａは基部２のみから構成されており、第２部品Ｂはシュラウド３、主羽根部４、副羽根部５から構成されている。基部２における中央面２１ａ、第１円環面２２ａは平面視により目視可能である。底面２４および凹部２５は底面視により目視可能である。キー溝２３ａを含むシャフト用孔２３は、中央面２１ａおよび凹部２５から連続した面であり、かつインペラ１の軸芯方向と平行であるため目視可能である。従って、基部２の全ての面は平面視または底面視により目視可能であり、基部２、すなわち第１部品Ａは普通金型により成形可能である。

第２部品Ｂを平面視すると、シュラウド３においては、円筒部３１の第３円環面３１ｃと傾斜円環部３２の第４円環面３２ｂが目視可能である。図２に示すように、傾斜部分４２は隣接する傾斜部分４２と重なっておらず、かつ副羽根部５の内縁５ｃとも重なっていない。よって、主羽根部４においては、傾斜部分４２の受圧面４２ａと第３縁４２ｅが目視可能であり、副羽根部５においては、内縁５ｃが目視可能である。

第２部品Ｂを底面視すると、シュラウド３においては、傾斜円環部３２の第２円環面３２ａが目視可能である。主羽根部４においては、立設部分４１の下縁４１ｆおよび傾斜部分４２の受圧面４２ａの裏面４２ｂが目視可能である。副羽根部５においては、下縁５ｆが目視可能である。

立設部分４１の受圧面４１ａ、裏面４１ｂ、外縁４１ｅは、いずれも下縁４１ｆから連続し、かつインペラ１の軸芯方向と平行な面であるため底面視で目視可能である。上述したように傾斜部分４２の全ての面は平面視または底面視により目視可能である。従って、主羽根部４の全ての面は平面視または底面視により目視可能である。

同様に、副羽根部５の受圧面５ａ、裏面５ｂ、外縁５ｅは、いずれも下縁５ｆから連続し、かつインペラ１の軸芯方向と平行な面であるため底面視で目視可能である。従って、副羽根部５の全ての面は平面視または底面視により目視可能である。さらに、シュラウド３の全ての面も平面視または底面視により目視可能である。従って、第２部品Ｂを構成する全ての面が平面視または底面視により目視可能であり、第２部品Ｂは普通金型により成形可能である。

上記第１部品Ａと第２部品Ｂから構成されるインペラ１は、以下のステップにより製造される。まず、普通金型により第１部品Ａを成形により形成する。次に普通金型により第２部品Ｂを成形により形成する。そして、第１部品Ａの第１円環面２２ａと第２部品Ｂの第２円環面３２ａを対向させて、第１円環面２２ａと、立設部分４１の下縁４１ｆ、副羽根部５の下縁５ｆを接合部として振動溶着等により接合する。これらの３ステップによりインペラ１が完成する。第１部品Ａを形成するステップと第２部品Ｂを形成するステップとを入替えたり、第１部品Ａと第２部品Ｂを同時並行で成形してもよいことは言うまでもない。このようにインペラ１を第１部品Ａと第２部品Ｂとに分離してそれぞれを普通金型で成形することにより、金型費用を安価にすることができる。また金型構造がシンプルになるので、金型の耐久性が向上すると共に、第１部品Ａと第２部品Ｂの歩留まりを上げることができる。従って、安価なインペラ１を提供することができる。また、傾斜部分４２と立設部分４１を一体化して主羽根部４を形成するので、強度の高い主羽根部４を実現することができる。

（２）立設部分４１、副羽根部５と傾斜部分４２、シュラウド３の境界を接合部とするインペラ１
図５に、インペラ１を構成する第１部品Ａと第２部品Ｂの接合前の状態での断面図を示す。図５に示すように、第１部品Ａは基部２、立設部分４１、副羽根部５から構成されており、第２部品Ｂはシュラウド３、傾斜部分４２から構成されている。第１部品Ａのうち、基部２は、上記（１）のインペラ１において説明したように、全ての面が平面視または底面視により目視可能である。第１部品Ａを平面視すると、立設部分４１においては、内縁４１ｃと上縁４１ｄが目視可能である。副羽根部５においては、内縁５ｃと上縁５ｄが目視可能である。

立設部分４１の受圧面４１ａ、裏面４１ｂ、外縁４１ｅは、いずれも上縁４１ｄから連続し、かつインペラ１の軸芯方向と平行な面であるため平面視で目視可能である。従って、立設部分４１の全ての面は平面視により目視可能である。

同様に、副羽根部５の受圧面５ａ、裏面５ｂ、外縁５ｅは、いずれも上縁５ｄから連続し、かつインペラ１の軸芯方向と平行な面であるため平面視で目視可能である。従って、副羽根部５の全ての面は平面視より目視可能である。従って、第１部品Ａを構成する全ての面が平面視または底面視により目視可能であり、第１部品Ａは普通金型により成形可能である。

第２部品Ｂを構成するシュラウド３と傾斜部分４２はいずれも上記（１）のインペラ１において説明したように、全ての面が平面視または底面視により目視可能であり、第２部品Ｂは普通金型により成形可能である。

上記第１部品Ａと第２部品Ｂから構成されるインペラ１は、以下のステップにより製造される。まず、普通金型により第１部品Ａを成形により形成する。次に普通金型により第２部品Ｂを成形により形成する。そして、第１部品Ａの第１円環面２２ａと第２部品Ｂの第２円環面３２ａを対向させて、立設部分４１の内縁４１ｃと傾斜部分４２の第１縁４２ｃとを接合部とし、かつ立設部分４１の上縁４１ｄおよび副羽根部５の上縁５ｄと、シュラウド３の第２円環面３２ａとを接合部として振動溶着等により接合する。これらの３ステップによりインペラ１が完成する。第１部品Ａを形成するステップと第２部品Ｂを形成するステップとを入替えたり、第１部品Ａと第２部品Ｂを同時並行で成形してもよいことは言うまでもない。このようにインペラ１を第１部品Ａと第２部品Ｂとに分離してそれぞれを普通金型で成形することにより、金型費用を安価にすることができる。また金型構造がシンプルになるので、金型の耐久性が向上すると共に、第１部品Ａと第２部品Ｂの歩留まりを上げることができる。従って、安価なインペラ１を提供することができる。

また、薄板状である主羽根部４のうち、立設部分４１を第１部品Ａ側に成形し、傾斜部分４２を第２部品Ｂ側に成形するので、主羽根部全体をどちらか一方の部品だけで成形する場合に比べて、主羽根部４に樹脂が十分充填されないショートショットとなるおそれが少なく、第１部品Ａと第２部品Ｂとを歩留まり高く製造することができる。この結果、インペラ１を安価に提供することができる。

さらに、インペラ１の第２部品Ｂには副羽根部５は含まれていないので、傾斜部分４２の軸芯に対する傾斜角度を隣接する傾斜部分４２と重ならない範囲で大きくすることができる。すなわち、完成したインペラ１では平面視で傾斜部分４２と副羽根部５とが重なるような形状であっても、第２部品Ｂは普通金型で成形することができる。従って、傾斜部分４２の傾斜角度の設計自由度を高めることができる。

傾斜部分４２の傾斜角度の設計自由度を高める他の第１部品Ａと第２部品Ｂの形状としては、第１部品Ａを基部２、副羽根部５から構成し、第２部品Ｂをシュラウド３、主羽根部４から構成する形状が考えられる。このような構造であれば主羽根部４に接合部がないので、強度の高い主羽根部４を実現することができる。

（３）立設部分４１が２つの部分を接合して構成されているインペラ１
図６に、インペラ１を構成する第１部品Ａと第２部品Ｂの接合前の状態での断面図を示す。図６に示すように、立設部分４１は第１立設部分４１ｇと第２立設部分４１ｈに分かれて、それぞれ第１部品Ａと第２部品Ｂの構成要素となっている。また、副羽根部５も第１副羽根部５ｇと第２副羽根部５ｈに分かれて、それぞれ第１部品Ａと第２部品Ｂの構成要素となっている。よって、第１部品Ａは基部２、第１立設部分４１ｇ、第１副羽根部５ｇから構成されており、第２部品Ｂはシュラウド３、第２立設部分４１ｈ、傾斜部分４２、第２副羽根部５ｈから構成されている。第１立設部分４１ｇの第１中縁４１ｉと第１副羽根部５ｇの第１中縁５ｉは、基部２の中央面２１ａと同一平面上にある。

第１部品Ａのうち、基部２は、上記（１）のインペラ１において説明したように、構成される全ての面が平面視または底面視により目視可能である。また、第１立設部分４１ｇ、第１副羽根部５ｇはそれぞれ立設部分４１、副羽根部５の一部であり、上記（２）のインペラ１において説明したように立設部分４１、副羽根部５の全ての面は平面視により目視可能なので、第１立設部分４１ｇ、第１副羽根部５ｇの全ての面も平面視により目視可能である。従って、第１部品Ａを構成する全ての面が平面視または底面視により目視可能であり、第１部品Ａは普通金型により成形可能である。

上記（１）のインペラ１において説明したように、第２部品Ｂのうち、シュラウド３および傾斜部分４２の全ての面は平面視または底面視により目視可能である。また、第２立設部分４１ｈ、第２副羽根部５ｈはそれぞれ立設部分４１、副羽根部５の一部であり、立設部分４１、副羽根部５の全ての面は底面視により目視可能なので、第２立設部分４１ｈ、第２副羽根部５ｈの全ての面も底面視により目視可能である。従って、第２部品Ｂを構成する全ての面が平面視または底面視により目視可能であり、第２部品Ｂは普通金型により成形可能である。

上記第１部品Ａと第２部品Ｂから構成されるインペラ１は、以下のステップにより製造される。まず、普通金型により第１部品Ａを成形により形成する。次に普通金型により第２部品Ｂを成形により形成する。そして、第１部品Ａの第１円環面２２ａと第２部品Ｂの第２円環面３２ａを対向させて、第１立設部分４１ｇの第１中縁４１ｉと第２部品Ｂの第２立設部分４１ｈの第２中縁４１ｊとを接合部とし、かつ第１部品Ａの第１副羽根部５ｇの第１中縁５ｉと第２部品Ｂの第２副羽根部５ｈの第２中縁５ｊとを接合部として振動溶着等により接合する。これらの３ステップによりインペラ１が完成する。第１部品Ａを形成するステップと第２部品Ｂを形成するステップとを入替えたり、第１部品Ａと第２部品Ｂを同時並行で成形してもよいことは言うまでもない。このようにインペラ１を第１部品Ａと第２部品Ｂとに分離してそれぞれを普通金型で成形することにより、金型費用を安価にすることができる。また金型構造がシンプルになるので、金型の耐久性が向上すると共に、第１部品Ａと第２部品Ｂの歩留まりを上げることができる。従って、安価なインペラ１を提供することができる。

また、主羽根部４を２つの部品に分けて成形するため、主羽根部４全体をどちらか一方の部品だけで成形する場合に比べて、主羽根部４に樹脂が十分充填されないショートショットとなるおそれが少なく、各部品を歩留まり高く製造することができる。さらに、第１立設部分４１ｇと第２立設部分４１ｈとの境界を任意に設定できるので、よりショートショットの少ない安定した形状の部品を得ることができる。この結果、インペラを安価に提供することができる。

振動溶着は平坦な面同士で行う方が、安定かつ十分な接合強度を得ることができる。上記（３）のインペラ１のように、接合部である第１立設部分４１ｇの第１中縁４１ｉと第１副羽根部５ｇの第１中縁５ｉは平面状であるので、第１部品Ａと第２部品Ｂとは安定した接合が可能になる。

上記（３）のインペラ１においては、第１立設部分４１ｇの第１中縁４１ｉと第１副羽根部５ｇの第１中縁５ｉは中央面２１ａと同一平面上にあったが、単に平行な面であってもよい。また、第１立設部分４１ｇの第１中縁４１ｉと第１副羽根部５ｇの第１中縁５ｉは中央面２１ａと平行でなくても、例えば中央面２１ａに対して傾斜していてもよい。さらに第１立設部分４１ｇの第１中縁４１ｉと第１副羽根部５ｇの第１中縁５ｉは平面でなくても曲面であってもいいし、階段状であってもジグザグ状でもよい。

上記（３）のインペラ１においては、第１立設部分４１ｇと第１副羽根部５ｇは同じ形状を有していたが、異なる形状であってもよい。例えば、立設部分４１と副羽根部５の形状が異なる場合には、第１立設部分４１ｇと第１副羽根部５ｇとを異なる形状にすることにより、接合工程における第１立設部分４１ｇ、第１副羽根部５ｇと、第２立設部分４１ｈ、第２副羽根部５ｈとの位置決めを容易に行うことができる。

上記（１）乃至（３）のインペラ１においては、部品Ａおよび部品Ｂを普通金型で成形するために、傾斜部分４２のそれぞれを、平面視でシュラウド３に隠れる部分がなく全体が目視可能となる形状にした。しかし、必ずしもこれだけに限られない。平面視でシュラウド３の下側に傾斜部分４２の一部が隠れる形状であってもよい。ただし、この場合、傾斜部分４２を普通金型で成形すると、シュラウド３に隠れた部分が薄板状にならないことがある。

本発明は、流体を流通させるポンプに使用されるインペラの製造方法およびインペラに用いることが可能である。

１ インペラ
２ 基部
３ シュラウド
４ 主羽根部
２２ａ 第１円環面（接合部）
３１ａ 内周面
３２ａ 第２円環面（接合部）
４１ 立設部分（接合部）
４１ｇ 第１立設部分（接合部）
４１ｈ 第２立設部分（接合部）
４２ 傾斜部分（接合部）
Ａ 第１部品
Ｂ 第２部品

Claims (8)

1. 平面視が円環状の第１円環面を有する基部を含む第１部品を成形により形成するステップと、
   底面視が前記第１円環面の内径より大きい内径である円環状の第２円環面を有するシュラウドと、前記シュラウドの軸芯に対して傾斜した状態で前記シュラウドの内周面よりも径方向内側に延在しており平面視で互いの重なり部分がない薄板状の複数の傾斜部分を有する主羽根部を含む第２部品を成形により形成するステップと、
   前記第１部品と前記第２部品を前記第１円環面と前記第２円環面とを対向させた状態で接合するステップとを有するインペラの製造方法。
2. 前記主羽根部は、前記傾斜部分と一体的に形成されかつ前記第２円環面から前記シュラウドの軸芯に平行な方向かつ径方向に延在する薄板状の複数の立設部分をさらに有する請求項１に記載のインペラの製造方法。
3. 前記基部は、前記第１円環面から前記基部の軸芯と平行な方向かつ径方向に延在する薄板状の複数の立設部分をさらに有する請求項１に記載のインペラの製造方法。
4. 前記基部は、前記第１円環面から前記基部の軸芯と平行な方向かつ径方向に延在する薄板状の複数の第１立設部分をさらに有し、
   前記主羽根部は、前記傾斜部分と一体的に形成されかつ前記第２円環面から前記シュラウドの軸芯に平行な方向かつ径方向に延在する薄板状の複数の第２立設部分をさらに有し、
   前記第１立設部分と前記第２立設部分とを接合して立設部分を構成する請求項１に記載のインペラの製造方法。
5. 平面視が円環状の第１円環面を有する基部と、
   前記基部と軸芯方向に離間して配置され、前記基部の軸芯と同芯かつ底面視が前記第１円環面の内径より大きい内径である第２円環面を有するシュラウドと、
   前記第１円環面および前記第２円環面に亘って配置され前記軸芯と平行な方向かつ径方向に延在する薄板状の複数の立設部分と、前記立設部分と連続的に形成され前記軸芯に対して傾斜した状態で前記シュラウドの内周面よりも径方向内側に延在しており平面視で互いの重なり部分がない薄板状の複数の傾斜部分とを有する主羽根部とを備えたインペラ。
6. 前記基部と前記立設部分との境界に互いを一体化する接合部を有する請求項５に記載のインペラ。
7. 前記立設部分と、前記第２円環面および前記傾斜部分との境界に互いを一体化する接合部を有する請求項５に記載のインペラ。
8. 前記立設部分が前記基部に設けた第１立設部分と、前記シュラウドに設けた第２立設部分とを備えており、前記第１立設部分と前記第２立設部分との境界に互いを一体化する接合部を有する請求項５に記載のインペラ。

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