JP3907887B2 - 円周流ポンプ用インペラ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のインタンク式燃料ポンプとして使用される円周流ポンプ（別名「ウエスコポンプ」）のインペラ及びこのインペラの成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、自動車の電子制御式燃料噴射装置用燃料ポンプには、車両搭載性が良く、しかも低騒音で圧力変動が小さいインタンク式の円周流ポンプが使用されている。
【０００３】
図２３〜図２５は、このような自動車用の円周流ポンプ５１を示すものである。これらの図に示す円周流ポンプ５１は、燃料タンク（図示せず）内に設置され、インペラ５２がモータ５３によって回転させられると、インペラ５２の外周に形成された羽根５４で燃料にエネルギーを与え、これにより燃料流入口５５からポンプ流路５６内に流入した燃料を昇圧し、その圧力上昇した燃料を燃料吐出口５７からエンジン側へ吐出するようになっている。
【０００４】
このような円周流ポンプ５１においては、ポンプ効率及び吐出圧を所望の状態に維持するために、インペラ５２の側面５８ａ，５８ｂ側の隙間ｗ１，ｗ２を所定寸法以内にし、漏れ流量を少なくする必要がある。又、このような円周流ポンプ５１においては、インペラ５２が燃料タンク内で常時燃料に接することになるため、耐溶剤性に優れたフェノール樹脂やＰＰＳ樹脂がインペラ５２の材料として使用され、インペラ５２が射出成形により所望の形状に形成されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、射出成形されたインペラ５２をそのまま使用すると、インペラ５２の側面５８ａ，５８ｂの面精度に起因し、インペラ５２の側面５８ａ，５８ｂの隙間ｗ１，ｗ２の寸法が望ましい精度にならず、所望のポンプ効率及び吐出圧を得ることができなかった。
【０００６】
そのため、従来の円周流ポンプ５１は、射出成形された合成樹脂製のインペラ５２の両側面５８ａ，５８ｂを研磨加工することにより、インペラ５２の幅寸法を高精度に仕上げると共に、インペラ５２の両側面５８ａ，５８ｂの面精度を高精度に仕上げている。従って、従来のインペラ５２は、加工工数が多く、製造コストが嵩むという不具合を有していた（第１の従来例）。
【０００７】
又、図２６に示すように、両側面５８ａ，５８ｂに環状の凹み６０を形成し、その外周側に第１のシール部Ｓ１を形成すると共にその内周側に第２のシール部Ｓ２を形成することにより、両側面５８ａ，５８ｂ全体がシール部となる前記第１の従来例に比較して、両側面５８ａ，５８ｂに作用する抵抗を低減するように構成されたインペラ５２が案出されている（特開平７−１５１０９１号公報参照）。しかし、このインペラ５２は、シール部Ｓ１，Ｓ２が半径方向に離間して２箇所形成される態様であるため、前記従来例と同様に、射出成形後に両側面５８ａ，５８ｂを研磨加工する必要があった。従って、この図２６に示すインペラ５２も前記従来例と同様に、加工工数が多く、製造コストが嵩むという不具合を有していた（第２の従来例）。
【０００８】
そのため、本出願人は、図２７に示すように、インペラ５２の両側面５８ａ，５８ｂの中央部に凹部６１を形成し、その凹部６１に射出用のゲート６２を配置すると共に調圧孔６３を形成するようにして、射出成形されたインペラ５２を研磨加工することなくそのまま使用できるようにした発明を提案した（特願平７−３２１８２９号（第３の従来例））。しかし、近年の燃料ポンプの高性能化に伴って、より一層高精度のインペラ５２の提供が望まれていた。
【０００９】
そこで、本発明は、このような従来例の不具合を解消できる円周流ポンプ用インペラや、その成形方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、モータで回転させられる合成樹脂製円板状部材の外周側に複数の羽根溝を備え、ポンプケーシングとポンプカバーとの間に形成された略円板状の空間内に回動可能に収容される円周流ポンプ用インペラに関するものであり、前記円板状部材の前記ポンプケーシングに対向する一方の側面と前記ポンプカバーに対向する他方の側面の少なくとも一方に、回転中心を中心とする所定半径寸法の凹部が形成されている。そして、前記一方の側面と前記ポンプケーシングとの隙間（ｔ１）と前記他方の側面と前記ポンプカバーとの隙間（ｔ２）との和（ｔ１＋ｔ２＝２ｔ）と、前記円板状部材の半径方向寸法（Ｒ０）から前記羽根溝の半径方向溝長さ（Ｈ）及び前記凹部の半径寸法（Ｒ１）を引いた寸法（Ｌ＝Ｒ０−Ｈ−Ｒ１）との比（Ｌ／２ｔ）が、６６≦（Ｌ／２ｔ）となるように形成されたことを特徴としている。ここで、凹部は、円板状部材の回転中心を中心とする略円板状の凹部や、円板状部材の回転中心を中心とする略円環状の凹部を含むものである。
【００１１】
このような構成の本発明は、シール部として機能する側面の寸法（Ｌ）を可能な限り小さくすることができるため、シール部として機能する側面を射出成形のみで高精度に形成することが可能になる。従って、本発明によれば、インペラ側面の研磨加工が不要になり、インペラの製造工数を削減することが可能になる。又、本発明によれば、上記したように、インペラのシール部として機能する側面を高精度に形成できるため、第３の従来例に比較して、隙間寸法（ｔ１，ｔ２）を小さくすることが可能になる。
【００１２】
請求項２の発明は、モータで回転させられる合成樹脂製円板状部材の外周側に複数の羽根溝を備え、ポンプケーシングとポンプカバーとの間に形成された略円板状の空間内に回動可能に収容される円周流ポンプ用インペラに関するものである。そして、この円周流ポンプ用インペラは、前記円板状部材の前記ポンプケーシングに対向する一方の側面と前記ポンプカバーに対向する他方の側面の少なくとも一方に、回転中心を中心とする所定半径寸法の凹部が形成されると共に、この凹部内で且つ半径方向に延びる溝が放射状に複数形成されたことを特徴としている。
【００１３】
このような構成の本発明は、放射状に複数の溝が形成され、凹部の肉抜きが行われることにより、射出成形時の冷却効率が増し、射出成形のサイクルタイムが短くなると共に、成形収縮（ヒケ）に伴うインペラ全体の変形が減少する。又、本発明によれば、上記のように複数の溝が放射状に形成され、溝間の肉厚部分がリブとして機能することになるため、インペラの剛性を低下させずに軽量化を図ることが可能になると共に、合成樹脂材料の使用量を低減することが可能になる。
【００１４】
請求項３の発明は、上記請求項２に記載の円周流ポンプ用インペラにおいて、前記一方の側面と前記ポンプケーシングとの隙間（ｔ１）と前記他方の側面と前記ポンプカバーとの隙間（ｔ２）との和（ｔ１＋ｔ２＝２ｔ）と、前記円板状部材の半径方向寸法（Ｒ０）から前記羽根溝の半径方向溝長さ（Ｈ）及び前記凹部の半径寸法（Ｒ１）を引いた寸法（Ｌ＝Ｒ０−Ｈ−Ｒ１）との比（Ｌ／２ｔ）が、６６≦（Ｌ／２ｔ）であることを特徴としている。
【００１５】
このような構成の本発明は、請求項１及び請求項２の効果を合わせて得ることが可能になる。
【００１６】
請求項４の発明は、上記請求項１〜３のいずれかに記載の円周流ポンプ用インペラにおいて、前記円板状部材の側面における前記羽根溝間の形状が略長方形であることを特徴としている。
【００１７】
このような構成の本発明は、射出成形後のインペラの離型が容易になり、離型不良や離型に伴うインペラの変形を防止することが可能になる。
【００１８】
請求項５の発明は、上記請求項１〜３のいずれかに記載の円周流ポンプ用インペラにおいて、前記円板状部材の側面における前記羽根溝の形状が半径方向内方から外方に向かって溝幅を広げるように形成され、且つ各羽根溝間の形状が半径方向内方から外方に向かって幅を狭める略台形形状に形成されたことを特徴としている。
【００１９】
このような構成の本発明は、射出成形後のインペラの離型が前記請求項４の発明よりも容易になり、離型不良や離型に伴うインペラの変形をより一層効果的に防止することが可能になる。
【００２０】
請求項６の発明は、上記請求項１〜５のいずれかに記載の円周流ポンプにおいて、前記羽根溝の底部のコーナー部分が面取りされたことを特徴としている。
【００２１】
このような構成の本発明は、射出成形後のインペラの離型が容易になり、離型時のインペラの変形や離型不良を低減することが可能になる。
【００２２】
請求項７の発明は、上記請求項１〜６のいずれかに記載の円周流ポンプにおいて、前記凹部内で且つ射出成形用のリングゲートが配置される位置よりも半径方向内方位置に、前記一方の側面から前記他方の側面に貫通する調圧孔が形成されたことを特徴としている。
【００２３】
このような構成の本発明は、インペラの面精度が要求される部分に、射出された合成樹脂材料が円滑に供給される。又、調圧孔形成用のピンが射出成形用金型内に配置されることにより、ウエルド現象が生じても、ウエルド現象に伴う面荒れ部分が凹部内に収容されることになるため、インペラ側面の面精度に悪影響を与えることがない。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳述する。
【００２７】
［第１の実施の形態］
図１〜図２は、本発明の第１の実施の形態に係る円周流ポンプ１を示す図である。このうち図１は、円周流ポンプ１の一部を切断して示す正面図である。又、図２は、図１の一部を拡大して示す断面図である。
【００２８】
これらの図に示すように、本実施の形態の円周流ポンプ１は、ポンプ部２とモータ部３とからなっている。このうち、ポンプ部２は、モータ部３の下端部に配置されるポンプケーシング４と、このポンプケーシング４の下面側に組み付けられるポンプカバー５と、これらポンプケーシング４とポンプカバー５との間に形成された略円板状の空間６内に回動できるように収容される略円板状のインペラ７と、を備えている。
【００２９】
インペラ７は、燃料タンク（図示せず）内に設置されるため、耐溶剤性に優れたフェノール樹脂やＰＰＳ樹脂が使用され、射出成形で所望の形状に形成されている。
【００３０】
このインペラ７は、図５，図６，図８及び図１５に詳細を示すように、円板状部材８の外周端部の両側面１０，１１にそれぞれ複数の羽根溝１２が形成されており、羽根溝１２，１２間の羽根１３が一方の側面１０側と他方の側面１１側で半ピッチずれるように形成されている。又、インペラ７の両側面１０，１１には、インペラ７の回転中心を中心とする所定半径寸法の円板状の凹部１４が形成されている。そして、インペラ７の中心部には軸穴１５が形成されており、この軸穴１５の近傍にはインペラ７の両側面１０，１１の凹部１４，１４に連通する調圧孔１７が形成されている。尚、回り止め部１６は、モータ駆動軸１８の切り欠き部（図示せず）に係合し、モータ部３から伝達される駆動力を受けるようになっている。又、調圧孔１７は、インペラ７の両側面１０，１１に作用する圧力の均衡化を図るものであり、インペラ７がポンプケーシング４とポンプカバー５に対して僅かに離れた状態で回動するのを可能にする。又、上記インペラ７の羽根溝１２は、側面側形状及び外周側形状が略矩形状であり、その半径方向内方端部が略円弧状に切り上げられている。
【００３１】
図１９及び図２０は、射出成形されたインペラ７の凹部１４の半径寸法とポンプ性能との関係、換言すれば、シール部Ｓの寸法とポンプ性能との関係を示す図である（図２参照）。これらの図において、横軸はシール部の寸法（Ｌ）とインペラ側面の隙間（２ｔ）の比で表される無次元量である。又、図の縦軸が締切吐出圧を示し、図の縦軸が吐出流量を示している。尚、図２において、インペラ７の一方の側面１０とポンプケーシング４との隙間をｔ１とし、インペラ７の他方の側面１１とポンプカバー５との隙間をｔ２とした場合、インペラ７の両側面１０，１１の隙間の和（２ｔ）は、（２ｔ）＝（ｔ１）＋（ｔ２）となる。又、円板状部材８の半径寸法をＲ０とし、円板状の凹部１４の半径寸法をＲ１とし、羽根溝１２の半径方向溝長さをＨとした場合、シール部Ｓの寸法（Ｌ）は、（Ｌ）＝（Ｒ０）−（Ｈ）−（Ｒ１）となる。又、図のＰ０は燃料ポンプとして要求される締切吐出圧であり、図のＶ０は燃料ポンプとして要求される吐出流量である。
【００３２】
即ち、図１９は、（Ｌ／２ｔ）と締切吐出圧との関係を示すものであり、６６≦（Ｌ／２ｔ）となるように数値を設定することにより、ほぼ一定した締切吐出圧（Ｐ０）で燃料をエンジン側に吐出することが可能になる。又、図２０は、（Ｌ／２ｔ）と吐出流量との関係を示すものであり、上記（Ｌ／２ｔ）と締切吐出圧との関係と同様に、６６≦（Ｌ／２ｔ）となるように数値を設定することにより、ほぼ一定した吐出流量（Ｖ０）の燃料を吐出することが可能になる。そこで、本実施の形態においては、６６＝（Ｌ／２ｔ）となるように、インペラ７各部の寸法を設定した。その結果、シール部Ｓの寸法Ｌを第３の従来例よりも小さくすることができ、シール部Ｓの面精度を第３の従来例よりも高精度にすることができた。従って、射出成形されたインペラ７をそのまま使用することが可能になり、第１及び第２の従来例で必要とされたインペラ７の両側面１０，１１の研磨加工が不要となった。
【００３３】
図１１〜図１３は、インペラ７の成形方法を示すものである。即ち、インペラ成形用のキャビティ２０内に合成樹脂を射出するリングゲート２１がインペラ７の凹部１４に対応する部分に配置されるようになっている。尚、図１３は、射出成形金型２２の一例を示すものであり、この射出成形金型２２は上型２３と下型２４の２分割金型であり、上型２３と下型２４との合わせ面にインペラ成形用のキャビティ２０が形成されている。そして、リングゲート２１が上型２３のインペラ７の凹部１４に対応するキャビティ２０に開口するように形成されている。又、図１４は、射出成形金型２２の他の一例を示すものである。この射出成形金型２２は、インペラ７の凹部１４を形成する第１の上型２５と、この第１の上型２５の外周側に配置される第２の上型２６と、インペラ７の凹部１４を形成する第１の下型２７と、この第１の下型２７の外周側に配置される第２の下型２８とからなっており、第１の上型２５と第２の上型２６との分割面３０及び第１の下型２７と第２の下型２８の分割面３１が凹部１４に位置し、第１の上型２５にリングゲート２１が形成されている。このように、本実施の形態によれば、射出成形金型２２の分割面３０，３１が凹部１４に位置すると共に、リングゲート２１が凹部１４に位置することにより、射出成形金型２２の分割面３０，３１やリングゲート２１の切り離し面に生じるバリや面荒れ部分が凹部１４内に収容されることになり、インペラ７の両側面１０，１１（シール部Ｓ）の面精度を悪化させることがなく、インペラ７の両側面１０，１１側の隙間（ｔ１，ｔ２）を増大させるような不具合を生じることがない。
【００３４】
図３は、ポンプケーシング４とポンプカバー５の組み合わせ状態を示す図である。又、図４は、ポンプ流路３２，燃料流入口３３，燃料流出口３４及びインペラ７の関係を示す模式図である。これらの図に示すように、ポンプケーシング４とポンプカバー５の合わせ面には、インペラ７を回動可能に収容する略円板状の空間６が形成されている。そして、この円板状の空間６の外周側に形成されたポンプ流路３２には、ポンプカバー５の燃料流入口３３が連通すると共にポンプケーシング４の燃料流出口３４が連通するようになっている。
【００３５】
このような構成の本実施の形態によれば、図１及び図４に示すように、インペラ７がモータ部３のモータ３ａによって回転駆動されると、燃料タンク内（図示せず）の燃料が燃料流入口３３からポンプ流路３２内に流入する。そして、燃料流入口３３からポンプ流路３２内に流入した燃料が、回転するインペラ７からエネルギーを受け、略環状のポンプ流路３２に沿って燃料流出口３４まで移動する間にインペラ７によって昇圧させられる。そして、十分に昇圧された燃料は、燃料流出口３４からモータ部３の図示しない流路を通過して、燃料吐出口３５から図外のエンジンに供給される。尚、図４に示すように、燃料流入口３３と燃料流出口３４との間に隔壁部３６が形成されている。そして、この隔壁部３６の周面３６ａとインペラ７の外周面３７の隙間ｔ３は、ポンプ流路３２の周面３２ａとインペラ７の外周面３７との隙間ｔ４よりも小さく設定されている。又、隔壁部３６の両側面３６ｂ，３６ｃとインペラ７の両側面１０，１１との隙間は、前記インペラ７のシール部Ｓの隙間寸法（ｔ１，ｔ２）と等しい寸法に設定されている。即ち、インペラ７の外周面３７側と両側面１０，１１側の隙間が隔壁部３６で急激に絞られることになり、昇圧した燃料が燃料流出口３４側から燃料流入口３３側に漏出するのが阻止されるようになっている。又、ポンプ流路３２内の燃料が半径方向内方へ漏出するのは、インペラ７のシール部Ｓで阻止されるようになっている。
【００３６】
以上のように本実施の形態は、シール部Ｓが羽根溝１２の内周側の限られた範囲に一箇所だけ形成されており、シール部Ｓの幅が短いため、射出成形されたままのインペラ７であっても、シール部Ｓの面精度（平面度，軸方向の全振れ公差，面粗さ等）が高精度であり、インペラ７の研磨加工が不要になる。従って、本実施の形態によれば、インペラ７の加工工数を第１の従来例や第２の従来例に比較して削減することができ、製造コストの低減化を図ることが可能になる。
【００３７】
又、本実施の形態によれば、インペラ７のシール部Ｓの寸法Ｌを第３の従来例よりも小さくし、インペラ７のシール部（側面）Ｓの面精度を第３の従来例よりも高精度にすることができる。従って、本実施の形態のインペラ７を使用した円周流ポンプ１は、より一層優れたポンプ性能を発揮することが可能になる。
【００３８】
又、本実施の形態によれば、インペラ７のシール部Ｓから半径方向内方側が全て凹部１４であり、インペラ７の厚さが薄くなっているため、成形収縮（ヒケ）の影響を少なくして、軸穴１５を高精度に形成することができる。従って、本実施の形態によれば、インペラ７の回転精度が向上し、ポンプ性能を向上させることが期待できる。
【００３９】
尚、本実施の形態において、図７に示すように、インペラ７の羽根溝１２の底部のコーナー部分をＲ面取り（図７（ａ）参照）又はＣ面取り（図７（ｂ）参照）することにより、射出成形後のインペラ７の離型が容易になり、離型時のインペラ７の変形や離型不良を低減することができる。
【００４０】
又、図９に示すように、羽根溝１２の側面側形状を略台形形状に形成し、羽根溝１２，１２間の羽根１３の側面側形状を長方形にすることにより、射出成形後のインペラ７の離型が容易になり、離型不良や離型に伴うインペラ７の変形を防止することができる。これは、射出成形後のインペラ７の羽根１３がその根本部分に向かって収縮するようになっているため、羽根１３の根本部分が羽根１３の外周側先端部よりも細くなっていると、羽根１３の根本部分の寸法変化が大きく、隣り合う羽根１３，１３で金型を挟むことになり、インペラ７が射出成形金型２２から離型しにくくなり、離型時の大きな力でインペラ７が変形するというような不具合の発生を防止するためである（図１３，図１４参照）。
【００４１】
又、図１０に示すように、羽根溝１２の側面側形状を略台形状に形成し、羽根溝１２，１２間の羽根１３の側面側形状を先端に向かって幅を狭めるような略台形形状に形成することにより、射出成形後のインペラ７の離型が図９に示す態様よりも容易になる。
【００４２】
又、図１６に示すように、調圧孔１７の位置は、リングゲート２１の内周側（図中斜線部）であればよく、上記実施の形態の態様に限定されるものでなく、適当な位置に形成することができる。又、調圧孔１７の個数も上記実施の形態の態様に限定されるものでなく、複数個を形成するようにしてもよい。このようにすれば、射出成形金型内に配置される調圧孔１７形成用のピン（図示せず）でリングゲート２１から射出される合成樹脂材料が外周側（シール部Ｓ及び羽根１３側）に円滑に流れ、リングゲート２１から外周側にウエルド現象が生じることがないため、ウエルド現象に伴う面精度の悪化を生じることがない。尚、リングゲート２１から内周側の調圧孔の周囲にウエルド現象が生じても、そのウエルド現象が生じる部分がインペラ７の凹部１４内にあるため、ポンプ性能に悪影響を与えることがない。ここで、ウエルド現象とは、射出された合成樹脂の流れが調圧孔１７形成用のピンに当たって分流し、その分流した合成樹脂の流れがピンの下流側で再び合流する際に生じる筋状の面荒れ現象をいう。
【００４３】
［第２の実施の形態］
図１７及び図１８は、本発明の第２の実施の形態を示すものである。尚、本実施の形態において、上記第１の実施の形態と同様の構成部分については同一符号を付し、重複する説明を省略して詳述する。
【００４４】
即ち、本実施の形態は、基本的構成が前記第１の実施の形態と同様であるが、インペラ７の両側面１０，１１に形成された凹部１４，１４内に、半径方向へ延びる溝４０が放射状に複数形成されている点において前記第１の実施の形態と相違する。
【００４５】
このように構成された本実施の形態は、上記したように、その基本的構成が前記第１の実施の形態と同様であるため、前記第１の実施の形態と同様の効果を奏し得る。
【００４６】
又、本実施の形態は、放射状に複数の溝４０が形成され、凹部１４の肉抜きが行われることにより、射出成形時の冷却効率が増し、射出成形のサイクルタイムが短くなるため、単位時間当たりの製造個数が増加し、インペラ７の生産効率が向上する。
【００４７】
又、本実施の形態は、上記したように、凹部１４に複数の溝４０が形成されるため、合成樹脂材料の使用量を減らすことができ、重量を軽減できるため、インペラ７の製造コストの低減化を一層図ることができる。
【００４８】
又、本実施の形態は、放射状に溝４０を形成することにより、各溝４０，４０間に放射状に残る肉部４１がリブとして機能するため、インペラ７の軽量化を図ることができることはもちろんのこと、インペラ７の剛性低下を防止することができ、射出成形の突き出し工程時に発生するインペラ７の変形を少なく抑えることができる。
【００４９】
又、本実施の形態は、上記のように、放射状に複数の溝４０を形成することにより、インペラ７の肉厚を局所的に減らすることができるため、成形収縮（ヒケ）によるインペラ７全体の変形を減らすことが可能になる。
【００５０】
［第３の実施の形態］
図２１〜図２２は、本発明の第３の実施の形態を示すものである。このうち、図２１は、円周流ポンプの一部拡大断面図である。又、図２２は、円周流ポンプ用インペラ７Ａの正面図である。
【００５１】
これらの図において、インペラ７Ａは、円板状部材８の外周側両側面１０，１１の周方向にそれぞれ複数の羽根溝１２Ａが形成されている。この羽根溝１２Ａは、外周端部壁９と、円板状部材８の回転方向前後に位置する羽根１３Ａ，１３Ａと、円板状部材８の半径方向内方に向かって円弧状に切り上げられている円弧状壁部１９とで構成されており、両側面１０，１１側の羽根溝１２Ａ，１２Ａ同士が開口部２９で連通するようになっている。又、インペラ７Ａは、円板状部材８の羽根溝１２Ａが形成された部分から半径方向内方側の位置に略円板状の凹部１４が形成されている。
【００５２】
一方、ポンプケーシング４とポンプカバー５には、それぞれインペラ７Ａの羽根溝１２Ａに対向するように環状のポンプ流路３２Ａ，３２Ａが形成されている。このポンプ流路３２Ａは、図２１に示すような旋回流３９を生じさせるため、断面略半円形に形成されている。尚、このポンプ流路３２Ａは、図示しない燃料流入口と燃料流出口に連通している。
【００５３】
ここで、図２１において、インペラ７Ａの一方の側面１０とポンプケーシング４との隙間をｔ１とし、インペラ７Ａの他方の側面１１とポンプカバー５との隙間をｔ２とした。そして、インペラ７Ａの両側面１０，１１の隙間の和（２ｔ）は、前記第１の実施の形態と同様に、（２ｔ）＝（ｔ１）＋（ｔ２）と表すことにする。又、円板状部材８の半径寸法をＲ０とし、円板状の凹部１４の半径寸法をＲ１とし、羽根溝１２の半径方向溝長さをＨとした。そして、シール部Ｓの寸法（Ｌ）は、前記第１の実施の形態と同様に、（Ｌ）＝（Ｒ０）−（Ｈ）−（Ｒ１）と表すことにする。尚、図２１中において、ＣＬはインペラ７Ａの回転中心を示すものである。
【００５４】
このような構造の本実施の形態の円周流ポンプ用インペラ７Ａにおいて、前記第１の実施の形態と同様に、（Ｌ／２ｔ）と締切吐出圧との関係及び（Ｌ／２ｔ）と吐出流量との関係について実験した結果、前記第１の実施の形態の図１９及び図２０と同様の実験結果を得ることができた。即ち、本実施の形態は、前記第１の実施の形態と同様に、６６≦（Ｌ／２ｔ）となるように数値を設定することにより、ほぼ一定した締切吐出圧及び吐出流量の燃料を吐出することが判明した。
【００５５】
そこで、本実施の形態においても、６６＝（Ｌ／２ｔ）となるように、インペラ７Ａ各部の寸法を設定した。その結果、本実施の形態は、前記第１の実施の形態と同様に、シール部Ｓの寸法Ｌを第３の従来例よりも小さくすることができ、シール部Ｓの面精度を第３の従来例よりも高精度にすることができた。従って、本実施の形態は、前記第１の実施の形態と同様に、射出成形されたインペラ７Ａをそのまま使用することが可能になり、第１及び第２の従来例で必要とされたインペラ７Ａの両側面１０，１１の研磨加工が不要となり、前記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
尚、凹部１４の半径寸法（Ｒ１）は、上記の各実施の形態に限定されるものではなく、６６≦（Ｌ／２ｔ）となる範囲において、シール部Ｓの面精度を考慮して適宜設定される。
【００５７】
又、上記各実施の形態において、凹部１４は、インペラ７，７Ａの両側面１０，１１に対称に形成されているが、これに限られず、要求されるポンプ性能を満たす限り、インペラ７，７Ａの両側面１０，１１のうちの少なくとも一方の側面側に形成されていればよい。また、凹部１４は、凹部１４の半径寸法（Ｒ１）が６６≦（Ｌ／２ｔ）の条件を満たす限り、非対称に形成するようにしてもよい。加えて、上記の各実施の形態において、円板状部材８の略中央部（即ち円板状の凹部の略中央部）に、シール部として使用されないボス部を形成するようにしてもよい。
【００５８】
【発明の効果】
以上のように、本発明のインペラは、一方の側面とポンプケーシングとの隙間（ｔ１）と他方の側面とポンプカバーとの隙間（ｔ２）との和（ｔ１＋ｔ２＝２ｔ）と、円板状部材の半径方向寸法（Ｒ０）から羽根溝の半径方向溝長さ（Ｈ）及び凹部の半径寸法（Ｒ１）を引いた寸法（Ｌ＝Ｒ０−Ｈ−Ｒ１）との比（Ｌ／２ｔ）が、６６≦（Ｌ／２ｔ）となるように形成されており、シール部として機能する側面の寸法（Ｌ）を可能な限り小さくすることができるため、シール部として機能する側面を射出成形のみで高精度に形成することができる。従って、本発明によれば、インペラ側面の研磨加工が不要になり、インペラの製造工数を削減することができるため、インペラの製造コストの低減を図ることができる。
【００５９】
又、本発明によれば、上記したように、インペラのシール部として機能する側面を高精度に形成できるため、第３の従来例に比較して、隙間寸法（ｔ１，ｔ２）を小さくすることが可能になり、本発明のインペラを使用した円周流ポンプの性能を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る円周流ポンプの一部を破断して示す正面図である。
【図２】図１の一部を拡大して示す図である。
【図３】ポンプケーシングとポンプカバーの組み合わせ状態を示す断面図である。
【図４】円周流ポンプの作動状態説明図である。図４（ａ）は円周流ポンプの作動状態を説明するための模式的平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断して示す断面図である。
【図５】インペラの側面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ線に沿って切断して示す断面図である。
【図７】インペラの側面側から見た羽根溝形状を示す図である。図７（ａ）は第１の羽根溝形状図であり、図７（ｂ）は第２の羽根溝形状図である。
【図８】インペラの外周面側から見た羽根溝形状図である。
【図９】インペラの側面側から見た羽根溝形状の第１の応用例を示す図である。
【図１０】インペラの側面側から見た羽根溝形状の第２の応用例を示す図である。
【図１１】インペラとリングゲートとの関係を示す断面図（図１２のＣ−Ｃ線に沿って切断して示す断面図）である。
【図１２】インペラとリングゲートとの関係を示す平面図である。
【図１３】射出成形金型の第１の例を示す断面図である。
【図１４】射出成形金型の第２の例を示す断面図である。
【図１５】インペラの外周端部の一部外観斜視図である。
【図１６】調圧孔の他の形成方法を示すインペラの側面図である。
【図１７】本発明の第２の実施の形態を示すインペラの側面図である。
【図１８】図１７のＤ−Ｄ線に沿って切断して示す断面図である。
【図１９】無次元量（Ｌ／２ｔ）と締切吐出圧との関係を示す図である。
【図２０】無次元量（Ｌ／２ｔ）と吐出流量との関係を示す図である。
【図２１】本発明の第３の実施の形態に係る円周流ポンプの一部拡大断面図である。
【図２２】本発明の第３の実施の形態に係る円周流ポンプ用インペラの正面図である。
【図２３】従来の円周流ポンプの一部を破断して示す正面図である。
【図２４】図２１の一部を拡大して示す図である。
【図２５】第１の従来例を示すインペラの側面図である。
【図２６】第２の従来例を示すインペラの側面図である。
【図２７】第３の従来例を示すインペラの側面図である。
【符号の説明】
１……円周流ポンプ、３ａ……モータ、４……ポンプケーシング、５……ポンプカバー、６……空間、７，７Ａ……インペラ、８……円板状部材、１０，１１……側面、１２，１２Ａ……羽根溝、１４……凹部、１７……調圧孔、２０……キャビティ、２１……リングゲート、３８……コーナー部分、４０……溝
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のインタンク式燃料ポンプとして使用される円周流ポンプ（別名「ウエスコポンプ」）のインペラ及びこのインペラの成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、自動車の電子制御式燃料噴射装置用燃料ポンプには、車両搭載性が良く、しかも低騒音で圧力変動が小さいインタンク式の円周流ポンプが使用されている。
【０００３】
図２３〜図２５は、このような自動車用の円周流ポンプ５１を示すものである。これらの図に示す円周流ポンプ５１は、燃料タンク（図示せず）内に設置され、インペラ５２がモータ５３によって回転させられると、インペラ５２の外周に形成された羽根５４で燃料にエネルギーを与え、これにより燃料流入口５５からポンプ流路５６内に流入した燃料を昇圧し、その圧力上昇した燃料を燃料吐出口５７からエンジン側へ吐出するようになっている。
【０００４】
このような円周流ポンプ５１においては、ポンプ効率及び吐出圧を所望の状態に維持するために、インペラ５２の側面５８ａ，５８ｂ側の隙間ｗ１，ｗ２を所定寸法以内にし、漏れ流量を少なくする必要がある。又、このような円周流ポンプ５１においては、インペラ５２が燃料タンク内で常時燃料に接することになるため、耐溶剤性に優れたフェノール樹脂やＰＰＳ樹脂がインペラ５２の材料として使用され、インペラ５２が射出成形により所望の形状に形成されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、射出成形されたインペラ５２をそのまま使用すると、インペラ５２の側面５８ａ，５８ｂの面精度に起因し、インペラ５２の側面５８ａ，５８ｂの隙間ｗ１，ｗ２の寸法が望ましい精度にならず、所望のポンプ効率及び吐出圧を得ることができなかった。
【０００６】
そのため、従来の円周流ポンプ５１は、射出成形された合成樹脂製のインペラ５２の両側面５８ａ，５８ｂを研磨加工することにより、インペラ５２の幅寸法を高精度に仕上げると共に、インペラ５２の両側面５８ａ，５８ｂの面精度を高精度に仕上げている。従って、従来のインペラ５２は、加工工数が多く、製造コストが嵩むという不具合を有していた（第１の従来例）。
【０００７】
又、図２６に示すように、両側面５８ａ，５８ｂに環状の凹み６０を形成し、その外周側に第１のシール部Ｓ１を形成すると共にその内周側に第２のシール部Ｓ２を形成することにより、両側面５８ａ，５８ｂ全体がシール部となる前記第１の従来例に比較して、両側面５８ａ，５８ｂに作用する抵抗を低減するように構成されたインペラ５２が案出されている（特開平７−１５１０９１号公報参照）。しかし、このインペラ５２は、シール部Ｓ１，Ｓ２が半径方向に離間して２箇所形成される態様であるため、前記従来例と同様に、射出成形後に両側面５８ａ，５８ｂを研磨加工する必要があった。従って、この図２６に示すインペラ５２も前記従来例と同様に、加工工数が多く、製造コストが嵩むという不具合を有していた（第２の従来例）。
【０００８】
そのため、本出願人は、図２７に示すように、インペラ５２の両側面５８ａ，５８ｂの中央部に凹部６１を形成し、その凹部６１に射出用のゲート６２を配置すると共に調圧孔６３を形成するようにして、射出成形されたインペラ５２を研磨加工することなくそのまま使用できるようにした発明を提案した（特願平７−３２１８２９号（第３の従来例））。しかし、近年の燃料ポンプの高性能化に伴って、より一層高精度のインペラ５２の提供が望まれていた。
【０００９】
そこで、本発明は、このような従来例の不具合を解消できる円周流ポンプ用インペラや、その成形方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、モータで回転させられる合成樹脂製円板状部材の外周側に複数の羽根溝を備え、ポンプケーシングとポンプカバーとの間に形成された略円板状の空間内に回動可能に収容される円周流ポンプ用インペラに関するものであり、前記円板状部材の前記ポンプケーシングに対向する一方の側面と前記ポンプカバーに対向する他方の側面の少なくとも一方に、回転中心を中心とする所定半径寸法の凹部が形成されている。そして、前記一方の側面と前記ポンプケーシングとの隙間（ｔ１）と前記他方の側面と前記ポンプカバーとの隙間（ｔ２）との和（ｔ１＋ｔ２＝２ｔ）と、前記円板状部材の半径方向寸法（Ｒ０）から前記羽根溝の半径方向溝長さ（Ｈ）及び前記凹部の半径寸法（Ｒ１）を引いた寸法（Ｌ＝Ｒ０−Ｈ−Ｒ１）との比（Ｌ／２ｔ）が、６６≦（Ｌ／２ｔ）となるように形成されたことを特徴としている。ここで、凹部は、円板状部材の回転中心を中心とする略円板状の凹部や、円板状部材の回転中心を中心とする略円環状の凹部を含むものである。
【００１１】
このような構成の本発明は、シール部として機能する側面の寸法（Ｌ）を可能な限り小さくすることができるため、シール部として機能する側面を射出成形のみで高精度に形成することが可能になる。従って、本発明によれば、インペラ側面の研磨加工が不要になり、インペラの製造工数を削減することが可能になる。又、本発明によれば、上記したように、インペラのシール部として機能する側面を高精度に形成できるため、第３の従来例に比較して、隙間寸法（ｔ１，ｔ２）を小さくすることが可能になる。
【００１２】
請求項２の発明は、モータで回転させられる合成樹脂製円板状部材の外周側に複数の羽根溝を備え、ポンプケーシングとポンプカバーとの間に形成された略円板状の空間内に回動可能に収容される円周流ポンプ用インペラに関するものである。そして、この円周流ポンプ用インペラは、前記円板状部材の前記ポンプケーシングに対向する一方の側面と前記ポンプカバーに対向する他方の側面の少なくとも一方に、回転中心を中心とする所定半径寸法の凹部が形成されると共に、この凹部内で且つ半径方向に延びる溝が放射状に複数形成されたことを特徴としている。
【００１３】
このような構成の本発明は、放射状に複数の溝が形成され、凹部の肉抜きが行われることにより、射出成形時の冷却効率が増し、射出成形のサイクルタイムが短くなると共に、成形収縮（ヒケ）に伴うインペラ全体の変形が減少する。又、本発明によれば、上記のように複数の溝が放射状に形成され、溝間の肉厚部分がリブとして機能することになるため、インペラの剛性を低下させずに軽量化を図ることが可能になると共に、合成樹脂材料の使用量を低減することが可能になる。
【００１４】
請求項３の発明は、上記請求項２に記載の円周流ポンプ用インペラにおいて、前記一方の側面と前記ポンプケーシングとの隙間（ｔ１）と前記他方の側面と前記ポンプカバーとの隙間（ｔ２）との和（ｔ１＋ｔ２＝２ｔ）と、前記円板状部材の半径方向寸法（Ｒ０）から前記羽根溝の半径方向溝長さ（Ｈ）及び前記凹部の半径寸法（Ｒ１）を引いた寸法（Ｌ＝Ｒ０−Ｈ−Ｒ１）との比（Ｌ／２ｔ）が、６６≦（Ｌ／２ｔ）であることを特徴としている。
【００１５】
このような構成の本発明は、請求項１及び請求項２の効果を合わせて得ることが可能になる。
【００１６】
請求項４の発明は、上記請求項１〜３のいずれかに記載の円周流ポンプ用インペラにおいて、前記円板状部材の側面における前記羽根溝間の形状が略長方形であることを特徴としている。
【００１７】
このような構成の本発明は、射出成形後のインペラの離型が容易になり、離型不良や離型に伴うインペラの変形を防止することが可能になる。
【００１８】
請求項５の発明は、上記請求項１〜３のいずれかに記載の円周流ポンプ用インペラにおいて、前記円板状部材の側面における前記羽根溝の形状が半径方向内方から外方に向かって溝幅を広げるように形成され、且つ各羽根溝間の形状が半径方向内方から外方に向かって幅を狭める略台形形状に形成されたことを特徴としている。
【００１９】
このような構成の本発明は、射出成形後のインペラの離型が前記請求項４の発明よりも容易になり、離型不良や離型に伴うインペラの変形をより一層効果的に防止することが可能になる。
【００２０】
請求項６の発明は、上記請求項１〜５のいずれかに記載の円周流ポンプにおいて、前記羽根溝の底部のコーナー部分が面取りされたことを特徴としている。
【００２１】
このような構成の本発明は、射出成形後のインペラの離型が容易になり、離型時のインペラの変形や離型不良を低減することが可能になる。
【００２２】
請求項７の発明は、上記請求項１〜６のいずれかに記載の円周流ポンプにおいて、前記凹部内で且つ射出成形用のリングゲートが配置される位置よりも半径方向内方位置に、前記一方の側面から前記他方の側面に貫通する調圧孔が形成されたことを特徴としている。
【００２３】
このような構成の本発明は、インペラの面精度が要求される部分に、射出された合成樹脂材料が円滑に供給される。又、調圧孔形成用のピンが射出成形用金型内に配置されることにより、ウエルド現象が生じても、ウエルド現象に伴う面荒れ部分が凹部内に収容されることになるため、インペラ側面の面精度に悪影響を与えることがない。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳述する。
【００２７】
［第１の実施の形態］
図１〜図２は、本発明の第１の実施の形態に係る円周流ポンプ１を示す図である。このうち図１は、円周流ポンプ１の一部を切断して示す正面図である。又、図２は、図１の一部を拡大して示す断面図である。
【００２８】
これらの図に示すように、本実施の形態の円周流ポンプ１は、ポンプ部２とモータ部３とからなっている。このうち、ポンプ部２は、モータ部３の下端部に配置されるポンプケーシング４と、このポンプケーシング４の下面側に組み付けられるポンプカバー５と、これらポンプケーシング４とポンプカバー５との間に形成された略円板状の空間６内に回動できるように収容される略円板状のインペラ７と、を備えている。
【００２９】
インペラ７は、燃料タンク（図示せず）内に設置されるため、耐溶剤性に優れたフェノール樹脂やＰＰＳ樹脂が使用され、射出成形で所望の形状に形成されている。
【００３０】
このインペラ７は、図５，図６，図８及び図１５に詳細を示すように、円板状部材８の外周端部の両側面１０，１１にそれぞれ複数の羽根溝１２が形成されており、羽根溝１２，１２間の羽根１３が一方の側面１０側と他方の側面１１側で半ピッチずれるように形成されている。又、インペラ７の両側面１０，１１には、インペラ７の回転中心を中心とする所定半径寸法の円板状の凹部１４が形成されている。そして、インペラ７の中心部には軸穴１５が形成されており、この軸穴１５の近傍にはインペラ７の両側面１０，１１の凹部１４，１４に連通する調圧孔１７が形成されている。尚、回り止め部１６は、モータ駆動軸１８の切り欠き部（図示せず）に係合し、モータ部３から伝達される駆動力を受けるようになっている。又、調圧孔１７は、インペラ７の両側面１０，１１に作用する圧力の均衡化を図るものであり、インペラ７がポンプケーシング４とポンプカバー５に対して僅かに離れた状態で回動するのを可能にする。又、上記インペラ７の羽根溝１２は、側面側形状及び外周側形状が略矩形状であり、その半径方向内方端部が略円弧状に切り上げられている。
【００３１】
図１９及び図２０は、射出成形されたインペラ７の凹部１４の半径寸法とポンプ性能との関係、換言すれば、シール部Ｓの寸法とポンプ性能との関係を示す図である（図２参照）。これらの図において、横軸はシール部の寸法（Ｌ）とインペラ側面の隙間（２ｔ）の比で表される無次元量である。又、図の縦軸が締切吐出圧を示し、図の縦軸が吐出流量を示している。尚、図２において、インペラ７の一方の側面１０とポンプケーシング４との隙間をｔ１とし、インペラ７の他方の側面１１とポンプカバー５との隙間をｔ２とした場合、インペラ７の両側面１０，１１の隙間の和（２ｔ）は、（２ｔ）＝（ｔ１）＋（ｔ２）となる。又、円板状部材８の半径寸法をＲ０とし、円板状の凹部１４の半径寸法をＲ１とし、羽根溝１２の半径方向溝長さをＨとした場合、シール部Ｓの寸法（Ｌ）は、（Ｌ）＝（Ｒ０）−（Ｈ）−（Ｒ１）となる。又、図のＰ０は燃料ポンプとして要求される締切吐出圧であり、図のＶ０は燃料ポンプとして要求される吐出流量である。
【００３２】
即ち、図１９は、（Ｌ／２ｔ）と締切吐出圧との関係を示すものであり、６６≦（Ｌ／２ｔ）となるように数値を設定することにより、ほぼ一定した締切吐出圧（Ｐ０）で燃料をエンジン側に吐出することが可能になる。又、図２０は、（Ｌ／２ｔ）と吐出流量との関係を示すものであり、上記（Ｌ／２ｔ）と締切吐出圧との関係と同様に、６６≦（Ｌ／２ｔ）となるように数値を設定することにより、ほぼ一定した吐出流量（Ｖ０）の燃料を吐出することが可能になる。そこで、本実施の形態においては、６６＝（Ｌ／２ｔ）となるように、インペラ７各部の寸法を設定した。その結果、シール部Ｓの寸法Ｌを第３の従来例よりも小さくすることができ、シール部Ｓの面精度を第３の従来例よりも高精度にすることができた。従って、射出成形されたインペラ７をそのまま使用することが可能になり、第１及び第２の従来例で必要とされたインペラ７の両側面１０，１１の研磨加工が不要となった。
【００３３】
図１１〜図１３は、インペラ７の成形方法を示すものである。即ち、インペラ成形用のキャビティ２０内に合成樹脂を射出するリングゲート２１がインペラ７の凹部１４に対応する部分に配置されるようになっている。尚、図１３は、射出成形金型２２の一例を示すものであり、この射出成形金型２２は上型２３と下型２４の２分割金型であり、上型２３と下型２４との合わせ面にインペラ成形用のキャビティ２０が形成されている。そして、リングゲート２１が上型２３のインペラ７の凹部１４に対応するキャビティ２０に開口するように形成されている。又、図１４は、射出成形金型２２の他の一例を示すものである。この射出成形金型２２は、インペラ７の凹部１４を形成する第１の上型２５と、この第１の上型２５の外周側に配置される第２の上型２６と、インペラ７の凹部１４を形成する第１の下型２７と、この第１の下型２７の外周側に配置される第２の下型２８とからなっており、第１の上型２５と第２の上型２６との分割面３０及び第１の下型２７と第２の下型２８の分割面３１が凹部１４に位置し、第１の上型２５にリングゲート２１が形成されている。このように、本実施の形態によれば、射出成形金型２２の分割面３０，３１が凹部１４に位置すると共に、リングゲート２１が凹部１４に位置することにより、射出成形金型２２の分割面３０，３１やリングゲート２１の切り離し面に生じるバリや面荒れ部分が凹部１４内に収容されることになり、インペラ７の両側面１０，１１（シール部Ｓ）の面精度を悪化させることがなく、インペラ７の両側面１０，１１側の隙間（ｔ１，ｔ２）を増大させるような不具合を生じることがない。
【００３４】
図３は、ポンプケーシング４とポンプカバー５の組み合わせ状態を示す図である。又、図４は、ポンプ流路３２，燃料流入口３３，燃料流出口３４及びインペラ７の関係を示す模式図である。これらの図に示すように、ポンプケーシング４とポンプカバー５の合わせ面には、インペラ７を回動可能に収容する略円板状の空間６が形成されている。そして、この円板状の空間６の外周側に形成されたポンプ流路３２には、ポンプカバー５の燃料流入口３３が連通すると共にポンプケーシング４の燃料流出口３４が連通するようになっている。
【００３５】
このような構成の本実施の形態によれば、図１及び図４に示すように、インペラ７がモータ部３のモータ３ａによって回転駆動されると、燃料タンク内（図示せず）の燃料が燃料流入口３３からポンプ流路３２内に流入する。そして、燃料流入口３３からポンプ流路３２内に流入した燃料が、回転するインペラ７からエネルギーを受け、略環状のポンプ流路３２に沿って燃料流出口３４まで移動する間にインペラ７によって昇圧させられる。そして、十分に昇圧された燃料は、燃料流出口３４からモータ部３の図示しない流路を通過して、燃料吐出口３５から図外のエンジンに供給される。尚、図４に示すように、燃料流入口３３と燃料流出口３４との間に隔壁部３６が形成されている。そして、この隔壁部３６の周面３６ａとインペラ７の外周面３７の隙間ｔ３は、ポンプ流路３２の周面３２ａとインペラ７の外周面３７との隙間ｔ４よりも小さく設定されている。又、隔壁部３６の両側面３６ｂ，３６ｃとインペラ７の両側面１０，１１との隙間は、前記インペラ７のシール部Ｓの隙間寸法（ｔ１，ｔ２）と等しい寸法に設定されている。即ち、インペラ７の外周面３７側と両側面１０，１１側の隙間が隔壁部３６で急激に絞られることになり、昇圧した燃料が燃料流出口３４側から燃料流入口３３側に漏出するのが阻止されるようになっている。又、ポンプ流路３２内の燃料が半径方向内方へ漏出するのは、インペラ７のシール部Ｓで阻止されるようになっている。
【００３６】
以上のように本実施の形態は、シール部Ｓが羽根溝１２の内周側の限られた範囲に一箇所だけ形成されており、シール部Ｓの幅が短いため、射出成形されたままのインペラ７であっても、シール部Ｓの面精度（平面度，軸方向の全振れ公差，面粗さ等）が高精度であり、インペラ７の研磨加工が不要になる。従って、本実施の形態によれば、インペラ７の加工工数を第１の従来例や第２の従来例に比較して削減することができ、製造コストの低減化を図ることが可能になる。
【００３７】
又、本実施の形態によれば、インペラ７のシール部Ｓの寸法Ｌを第３の従来例よりも小さくし、インペラ７のシール部（側面）Ｓの面精度を第３の従来例よりも高精度にすることができる。従って、本実施の形態のインペラ７を使用した円周流ポンプ１は、より一層優れたポンプ性能を発揮することが可能になる。
【００３８】
又、本実施の形態によれば、インペラ７のシール部Ｓから半径方向内方側が全て凹部１４であり、インペラ７の厚さが薄くなっているため、成形収縮（ヒケ）の影響を少なくして、軸穴１５を高精度に形成することができる。従って、本実施の形態によれば、インペラ７の回転精度が向上し、ポンプ性能を向上させることが期待できる。
【００３９】
尚、本実施の形態において、図７に示すように、インペラ７の羽根溝１２の底部のコーナー部分をＲ面取り（図７（ａ）参照）又はＣ面取り（図７（ｂ）参照）することにより、射出成形後のインペラ７の離型が容易になり、離型時のインペラ７の変形や離型不良を低減することができる。
【００４０】
又、図９に示すように、羽根溝１２の側面側形状を略台形形状に形成し、羽根溝１２，１２間の羽根１３の側面側形状を長方形にすることにより、射出成形後のインペラ７の離型が容易になり、離型不良や離型に伴うインペラ７の変形を防止することができる。これは、射出成形後のインペラ７の羽根１３がその根本部分に向かって収縮するようになっているため、羽根１３の根本部分が羽根１３の外周側先端部よりも細くなっていると、羽根１３の根本部分の寸法変化が大きく、隣り合う羽根１３，１３で金型を挟むことになり、インペラ７が射出成形金型２２から離型しにくくなり、離型時の大きな力でインペラ７が変形するというような不具合の発生を防止するためである（図１３，図１４参照）。
【００４１】
又、図１０に示すように、羽根溝１２の側面側形状を略台形状に形成し、羽根溝１２，１２間の羽根１３の側面側形状を先端に向かって幅を狭めるような略台形形状に形成することにより、射出成形後のインペラ７の離型が図９に示す態様よりも容易になる。
【００４２】
又、図１６に示すように、調圧孔１７の位置は、リングゲート２１の内周側（図中斜線部）であればよく、上記実施の形態の態様に限定されるものでなく、適当な位置に形成することができる。又、調圧孔１７の個数も上記実施の形態の態様に限定されるものでなく、複数個を形成するようにしてもよい。このようにすれば、射出成形金型内に配置される調圧孔１７形成用のピン（図示せず）でリングゲート２１から射出される合成樹脂材料が外周側（シール部Ｓ及び羽根１３側）に円滑に流れ、リングゲート２１から外周側にウエルド現象が生じることがないため、ウエルド現象に伴う面精度の悪化を生じることがない。尚、リングゲート２１から内周側の調圧孔の周囲にウエルド現象が生じても、そのウエルド現象が生じる部分がインペラ７の凹部１４内にあるため、ポンプ性能に悪影響を与えることがない。ここで、ウエルド現象とは、射出された合成樹脂の流れが調圧孔１７形成用のピンに当たって分流し、その分流した合成樹脂の流れがピンの下流側で再び合流する際に生じる筋状の面荒れ現象をいう。
【００４３】
［第２の実施の形態］
図１７及び図１８は、本発明の第２の実施の形態を示すものである。尚、本実施の形態において、上記第１の実施の形態と同様の構成部分については同一符号を付し、重複する説明を省略して詳述する。
【００４４】
即ち、本実施の形態は、基本的構成が前記第１の実施の形態と同様であるが、インペラ７の両側面１０，１１に形成された凹部１４，１４内に、半径方向へ延びる溝４０が放射状に複数形成されている点において前記第１の実施の形態と相違する。
【００４５】
このように構成された本実施の形態は、上記したように、その基本的構成が前記第１の実施の形態と同様であるため、前記第１の実施の形態と同様の効果を奏し得る。
【００４６】
又、本実施の形態は、放射状に複数の溝４０が形成され、凹部１４の肉抜きが行われることにより、射出成形時の冷却効率が増し、射出成形のサイクルタイムが短くなるため、単位時間当たりの製造個数が増加し、インペラ７の生産効率が向上する。
【００４７】
又、本実施の形態は、上記したように、凹部１４に複数の溝４０が形成されるため、合成樹脂材料の使用量を減らすことができ、重量を軽減できるため、インペラ７の製造コストの低減化を一層図ることができる。
【００４８】
又、本実施の形態は、放射状に溝４０を形成することにより、各溝４０，４０間に放射状に残る肉部４１がリブとして機能するため、インペラ７の軽量化を図ることができることはもちろんのこと、インペラ７の剛性低下を防止することができ、射出成形の突き出し工程時に発生するインペラ７の変形を少なく抑えることができる。
【００４９】
又、本実施の形態は、上記のように、放射状に複数の溝４０を形成することにより、インペラ７の肉厚を局所的に減らすることができるため、成形収縮（ヒケ）によるインペラ７全体の変形を減らすことが可能になる。
【００５０】
［第３の実施の形態］
図２１〜図２２は、本発明の第３の実施の形態を示すものである。このうち、図２１は、円周流ポンプの一部拡大断面図である。又、図２２は、円周流ポンプ用インペラ７Ａの正面図である。
【００５１】
これらの図において、インペラ７Ａは、円板状部材８の外周側両側面１０，１１の周方向にそれぞれ複数の羽根溝１２Ａが形成されている。この羽根溝１２Ａは、外周端部壁９と、円板状部材８の回転方向前後に位置する羽根１３Ａ，１３Ａと、円板状部材８の半径方向内方に向かって円弧状に切り上げられている円弧状壁部１９とで構成されており、両側面１０，１１側の羽根溝１２Ａ，１２Ａ同士が開口部２９で連通するようになっている。又、インペラ７Ａは、円板状部材８の羽根溝１２Ａが形成された部分から半径方向内方側の位置に略円板状の凹部１４が形成されている。
【００５２】
一方、ポンプケーシング４とポンプカバー５には、それぞれインペラ７Ａの羽根溝１２Ａに対向するように環状のポンプ流路３２Ａ，３２Ａが形成されている。このポンプ流路３２Ａは、図２１に示すような旋回流３９を生じさせるため、断面略半円形に形成されている。尚、このポンプ流路３２Ａは、図示しない燃料流入口と燃料流出口に連通している。
【００５３】
ここで、図２１において、インペラ７Ａの一方の側面１０とポンプケーシング４との隙間をｔ１とし、インペラ７Ａの他方の側面１１とポンプカバー５との隙間をｔ２とした。そして、インペラ７Ａの両側面１０，１１の隙間の和（２ｔ）は、前記第１の実施の形態と同様に、（２ｔ）＝（ｔ１）＋（ｔ２）と表すことにする。又、円板状部材８の半径寸法をＲ０とし、円板状の凹部１４の半径寸法をＲ１とし、羽根溝１２の半径方向溝長さをＨとした。そして、シール部Ｓの寸法（Ｌ）は、前記第１の実施の形態と同様に、（Ｌ）＝（Ｒ０）−（Ｈ）−（Ｒ１）と表すことにする。尚、図２１中において、ＣＬはインペラ７Ａの回転中心を示すものである。
【００５４】
このような構造の本実施の形態の円周流ポンプ用インペラ７Ａにおいて、前記第１の実施の形態と同様に、（Ｌ／２ｔ）と締切吐出圧との関係及び（Ｌ／２ｔ）と吐出流量との関係について実験した結果、前記第１の実施の形態の図１９及び図２０と同様の実験結果を得ることができた。即ち、本実施の形態は、前記第１の実施の形態と同様に、６６≦（Ｌ／２ｔ）となるように数値を設定することにより、ほぼ一定した締切吐出圧及び吐出流量の燃料を吐出することが判明した。
【００５５】
そこで、本実施の形態においても、６６＝（Ｌ／２ｔ）となるように、インペラ７Ａ各部の寸法を設定した。その結果、本実施の形態は、前記第１の実施の形態と同様に、シール部Ｓの寸法Ｌを第３の従来例よりも小さくすることができ、シール部Ｓの面精度を第３の従来例よりも高精度にすることができた。従って、本実施の形態は、前記第１の実施の形態と同様に、射出成形されたインペラ７Ａをそのまま使用することが可能になり、第１及び第２の従来例で必要とされたインペラ７Ａの両側面１０，１１の研磨加工が不要となり、前記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
尚、凹部１４の半径寸法（Ｒ１）は、上記の各実施の形態に限定されるものではなく、６６≦（Ｌ／２ｔ）となる範囲において、シール部Ｓの面精度を考慮して適宜設定される。
【００５７】
又、上記各実施の形態において、凹部１４は、インペラ７，７Ａの両側面１０，１１に対称に形成されているが、これに限られず、要求されるポンプ性能を満たす限り、インペラ７，７Ａの両側面１０，１１のうちの少なくとも一方の側面側に形成されていればよい。また、凹部１４は、凹部１４の半径寸法（Ｒ１）が６６≦（Ｌ／２ｔ）の条件を満たす限り、非対称に形成するようにしてもよい。加えて、上記の各実施の形態において、円板状部材８の略中央部（即ち円板状の凹部の略中央部）に、シール部として使用されないボス部を形成するようにしてもよい。
【００５８】
【発明の効果】
以上のように、本発明のインペラは、一方の側面とポンプケーシングとの隙間（ｔ１）と他方の側面とポンプカバーとの隙間（ｔ２）との和（ｔ１＋ｔ２＝２ｔ）と、円板状部材の半径方向寸法（Ｒ０）から羽根溝の半径方向溝長さ（Ｈ）及び凹部の半径寸法（Ｒ１）を引いた寸法（Ｌ＝Ｒ０−Ｈ−Ｒ１）との比（Ｌ／２ｔ）が、６６≦（Ｌ／２ｔ）となるように形成されており、シール部として機能する側面の寸法（Ｌ）を可能な限り小さくすることができるため、シール部として機能する側面を射出成形のみで高精度に形成することができる。従って、本発明によれば、インペラ側面の研磨加工が不要になり、インペラの製造工数を削減することができるため、インペラの製造コストの低減を図ることができる。
【００５９】
又、本発明によれば、上記したように、インペラのシール部として機能する側面を高精度に形成できるため、第３の従来例に比較して、隙間寸法（ｔ１，ｔ２）を小さくすることが可能になり、本発明のインペラを使用した円周流ポンプの性能を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る円周流ポンプの一部を破断して示す正面図である。
【図２】図１の一部を拡大して示す図である。
【図３】ポンプケーシングとポンプカバーの組み合わせ状態を示す断面図である。
【図４】円周流ポンプの作動状態説明図である。図４（ａ）は円周流ポンプの作動状態を説明するための模式的平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断して示す断面図である。
【図５】インペラの側面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ線に沿って切断して示す断面図である。
【図７】インペラの側面側から見た羽根溝形状を示す図である。図７（ａ）は第１の羽根溝形状図であり、図７（ｂ）は第２の羽根溝形状図である。
【図８】インペラの外周面側から見た羽根溝形状図である。
【図９】インペラの側面側から見た羽根溝形状の第１の応用例を示す図である。
【図１０】インペラの側面側から見た羽根溝形状の第２の応用例を示す図である。
【図１１】インペラとリングゲートとの関係を示す断面図（図１２のＣ−Ｃ線に沿って切断して示す断面図）である。
【図１２】インペラとリングゲートとの関係を示す平面図である。
【図１３】射出成形金型の第１の例を示す断面図である。
【図１４】射出成形金型の第２の例を示す断面図である。
【図１５】インペラの外周端部の一部外観斜視図である。
【図１６】調圧孔の他の形成方法を示すインペラの側面図である。
【図１７】本発明の第２の実施の形態を示すインペラの側面図である。
【図１８】図１７のＤ−Ｄ線に沿って切断して示す断面図である。
【図１９】無次元量（Ｌ／２ｔ）と締切吐出圧との関係を示す図である。
【図２０】無次元量（Ｌ／２ｔ）と吐出流量との関係を示す図である。
【図２１】本発明の第３の実施の形態に係る円周流ポンプの一部拡大断面図である。
【図２２】本発明の第３の実施の形態に係る円周流ポンプ用インペラの正面図である。
【図２３】従来の円周流ポンプの一部を破断して示す正面図である。
【図２４】図２１の一部を拡大して示す図である。
【図２５】第１の従来例を示すインペラの側面図である。
【図２６】第２の従来例を示すインペラの側面図である。
【図２７】第３の従来例を示すインペラの側面図である。
【符号の説明】
１……円周流ポンプ、３ａ……モータ、４……ポンプケーシング、５……ポンプカバー、６……空間、７，７Ａ……インペラ、８……円板状部材、１０，１１……側面、１２，１２Ａ……羽根溝、１４……凹部、１７……調圧孔、２０……キャビティ、２１……リングゲート、３８……コーナー部分、４０……溝
Claims (7)
- モータで回転させられる合成樹脂製円板状部材の外周側に複数の羽根溝を備え、ポンプケーシングとポンプカバーとの間に形成された略円板状の空間内に回動可能に収容される円周流ポンプ用インペラにおいて、
前記円板状部材の前記ポンプケーシングに対向する一方の側面と前記ポンプカバーに対向する他方の側面の少なくとも一方に、回転中心を中心とする所定半径寸法の凹部が形成され、
前記一方の側面と前記ポンプケーシングとの隙間（ｔ１）と前記他方の側面と前記ポンプカバーとの隙間（ｔ２）との和（ｔ１＋ｔ２＝２ｔ）と、前記円板状部材の半径方向寸法（Ｒ０）から前記羽根溝の半径方向溝長さ（Ｈ）及び前記凹部の半径寸法（Ｒ１）を引いた寸法（Ｌ＝Ｒ０−Ｈ−Ｒ１）との比（Ｌ／２ｔ）が、６６≦（Ｌ／２ｔ）になるように形成されたことを特徴とする円周流ポンプ用インペラ。 - モータで回転させられる合成樹脂製円板状部材の外周側に複数の羽根溝を備え、ポンプケーシングとポンプカバーとの間に形成された略円板状の空間内に回動可能に収容される円周流ポンプ用インペラにおいて、
前記円板状部材の前記ポンプケーシングに対向する一方の側面と前記ポンプカバーに対向する他方の側面の少なくとも一方に、回転中心を中心とする所定半径寸法の凹部が形成されると共に、この凹部内で且つ半径方向に延びる溝が放射状に複数形成されたことを特徴とする円周流ポンプ用インペラ。 - 前記一方の側面と前記ポンプケーシングとの隙間（ｔ１）と前記他方の側面と前記ポンプカバーとの隙間（ｔ２）との和（ｔ１＋ｔ２＝２ｔ）と、前記円板状部材の半径方向寸法（Ｒ０）から前記羽根溝の半径方向溝長さ（Ｈ）及び前記凹部の半径寸法（Ｒ１）を引いた寸法（Ｌ＝Ｒ０−Ｈ−Ｒ１）との比（Ｌ／２ｔ）が、６６≦（Ｌ／２ｔ）であることを特徴とする請求項２に記載の円周流ポンプ用インペラ。
- 前記円板状部材の側面における前記羽根溝間の形状が略長方形であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の円周流ポンプ用インペラ。
- 前記円板状部材の側面における前記羽根溝の形状が半径方向内方から外方に向かって溝幅を広げるように形成され、且つ各羽根溝間の形状が半径方向内方から外方に向かって幅を狭める略台形形状に形成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の円周流ポンプ用インペラ。
- 前記羽根溝の底部のコーナー部分が面取りされたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の円周流ポンプ用インペラ。
- 前記凹部内で且つ射出成形用のリングゲートが配置される位置よりも半径方向内方位置に、前記一方の側面から前記他方の側面に貫通する調圧孔が形成されたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の円周流ポンプ用インペラ。
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