JP4699942B2 - 流体ポンプ用樹脂製インペラ及びその製造方法 - Google Patents

流体ポンプ用樹脂製インペラ及びその製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、流体ポンプ用樹脂製インペラ及びその製造方法に係り、特に、複数の羽根を支持するインペラ本体の回転中心軸上に軸受部材がインサートされて一体成形された流体ポンプ用樹脂製インペラ及びその製造方法に関する。
従来より、複数の羽根を支持するインペラ本体の回転中心軸上に軸受部材がインサートされて一体成形された流体ポンプ用樹脂製インペラでは、軸受部材のインサートされた位置から径方向外側にずれた位置をゲート位置として樹脂成形した場合、ゲート側と軸受部材を挟んだ反対側に二方向から軸受部材を回り込んだ溶融樹脂が合流することでウエルド部ができてしまい、このウエルド部にクラック等が入り易かった。
ところで、この種の流体ポンプ用樹脂インペラにおいて、クラック等が生じることを防止するための技術としては、次のものが知られている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。例えば、特許文献1に記載の技術では、繊維強化樹脂を用いてインペラを成形しており、特許文献2に記載の技術では、補強リングを設けて補強している。また、特許文献1、特許文献2には開示されていないが、インペラに樹脂溜りを形成し、ウエルド部の圧力を低減させる技術が知られている。
しかしながら、これらの技術では、インペラの体積や重量が増加するため、インペラの回転特性が低下する虞がある。また、成形用の樹脂材料に高強度のものを使えばクラック等を防止することができると考えられるが、流体ポンプ全体のコストダウンのためには成形用の樹脂材料に安価なものを用いてもクラック等を防止できることが望ましい。
特開平7−49099号公報 特開2005−315249号公報
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、成形用の樹脂材料に安価なものを用いてもクラック等が生じることを防止でき、しかも、回転特性が損なわれることも防止することが可能な流体ポンプ用樹脂製インペラ及びその製造方法を提供することにある。
請求項1に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラは、回転中心軸の周囲に配置された複数の羽根と前記複数の羽根を支持するインペラ本体とを有して構成された流体ポンプ用樹脂製インペラにおいて、前記インペラ本体は、回転中心軸上に軸受部材がインサートされると共に、前記軸受部材のインサートされた位置から径方向外側にずれた位置が樹脂成形時のゲートの位置とされ、且つ、前記ゲートの位置と前記軸受部材を挟んだ反対側に前記軸受部材の外周面を外部に露出させる肉抜き部を有して構成されていることを特徴とする。
なお、肉抜き部により軸受部材の外周面を外部に露出させる部位は、ゲートの位置と軸受部材(回転中心)を結んだ線上に設けられることに限らず、ゲートの位置と軸受部材(回転中心)を結んだ線上から周方向に若干ずれて配置されていても良い。
このように、請求項1に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラは、インペラ本体のゲートの位置と軸受部材を挟んだ反対側に軸受部材の外周面を外部に露出させる肉抜き部を備える構成である。この構成によれば、樹脂成形時に、肉抜き部を形成するために、ゲートの位置と軸受部材を挟んだ反対側で、二方向から軸受部材を回り込んだ溶融樹脂が合流することを阻止するので、インペラ本体にウエルド部が形成されることを防ぐことができる。これにより、インペラ本体にクラック等が生じることを防止することが可能となる。
また、上述の如く、インペラ本体にウエルド部自体が形成されないので、成形用の樹脂材料に安価な材料を用いてもインペラ本体にクラック等が生じることを防止できる。さらに、クラック等を防止するための補強部材や樹脂溜まり等も不要であるので、インペラの体積や重量の増加を防いでインペラ全体の回転特性が損なわれることも防止することが可能である。
なお、このときに、肉抜き部の形成位置を複数の羽根の形状に影響を及ぼさないように設定すれば、複数の羽根の形状が肉抜き部により制約を受けることを防止できる。これにより、複数の羽根の強度を維持することができ、回転特性(回転効率)が低下することも防止することができる。また、肉抜き部をインペラ本体の周方向に等間隔に設けるようにすれば、インペラの回転バランスを確保できる。
請求項2に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラは、請求項1に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラにおいて、前記複数の羽根が前記インペラ本体に軸方向に沿って立設されると共に、前記ゲートの位置が前記複数の羽根間とされて前記ゲートから溶融樹脂が軸方向に流し込まれて成形されたことを特徴とする。
このように、請求項2に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラでは、ゲートの位置が複数の羽根間に設定されており、しかもゲートから溶融樹脂を流し込む方向が複数の羽根の立設方向と一致する。従って、複数の羽根の形状がゲートにより制約を受けることを防止できる。これにより、複数の羽根の強度を維持することができ、回転特性(回転効率)が低下することも防止することができる。
また、例えば、インペラ本体に複数の羽根が立設するベースとなる円盤部を設け、この円盤部にゲートの位置を設定する場合でも、上述の如く、ゲートから溶融樹脂を流し込む方向を軸方向とすることで、この円盤部の板厚がゲートの大きさにより制約を受けることを防止できる。これにより、円盤部の厚さを自在に設定することが可能となる(つまり、ゲートから溶融樹脂を流し込む方向を径方向とした場合には、円盤部の板厚がゲートの大きさにより制約を受ける)。
請求項3に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラは、請求項1又は請求項2に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラにおいて、前記インペラ本体の前記複数の羽根と軸方向反対側には、外部磁石からの磁力を利用して回転するためのロータ部が一体的に設けられていることを特徴とする。
このように、請求項3に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラでは、インペラ本体の複数の羽根と軸方向反対側に、外部磁石からの磁力を利用して回転するためのロータ部が一体的に設けられている。従って、ロータ部の回転力をロスすることなくインペラ本体に伝達することができ、回転効率を向上させることができる。
また、このときに、上述の如く、ゲートの位置を複数の羽根間に設定して、このゲートから溶融樹脂を軸方向に沿ってロータ部側へ流し込むようにすれば、例えば、ロータ部の方がインペラ本体及び複数の羽根を含んで構成されるインペラ部よりも体積が大きい場合でも、ロータ部側へ溶融樹脂が流れ易くなり、インペラ部側(体積小)とロータ部側(体積大)とにバランス良く溶融樹脂が行き渡るようになる。
請求項4に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラは、請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラにおいて、プラスチック材料と磁石粉末とを含むプラマグ(プラスチックマグネット)を用いて樹脂成形されたことを特徴とする。
このように、請求項4に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラは、プラスチック材料と磁石粉末とを含むプラマグを用いて樹脂成形されている。従って、例えば、ロータ部をインペラ本体に一体的に備えた構成とした場合でも、このロータ部が磁石として構成されるので、ロータ部にマグネットを別途設ける必要が無い。これにより、部材削減による低コスト化及び軽量化を図ることが可能となる。
また、上述の如くインペラ本体にウエルド部自体が形成されないので、成形用のプラマグに安価な材料を用いてもインペラ本体にクラック等が生じることを防止できる。
請求項5に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラの製造方法は、回転中心軸の周囲に配置された複数の羽根と前記複数の羽根を支持するインペラ本体とを有して構成された流体ポンプ用樹脂製インペラの製造方法であって、前記インペラ本体を成形するための金型のキャビティ内に前記インペラ本体の回転中心軸上に位置するように軸受部材をセットし、前記軸受部材をセットした位置から径方向外側にずれた位置をゲートの位置として前記ゲートから前記キャビティ内に溶融樹脂を注入すると共に、前記ゲートの位置と前記軸受部材を挟んだ反対側で、二方向から前記軸受部材を回り込んだ溶融樹脂が合流することを阻止することで、前記インペラ本体の前記ゲートの位置と前記軸受部材を挟んだ反対側に前記軸受部材の外周面が外部に露出する肉抜き部を形成する工程を含むことを特徴とする。
なお、肉抜き部により軸受部材の外周面を外部に露出させる部位を、ゲートの位置と軸受部材(回転中心)を結んだ線上に設けることに限らず、ゲートの位置と軸受部材(回転中心)を結んだ線上から周方向に若干ずらして配置しても良い。
このように、請求項5に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラの製造方法では、樹脂成形時に、ゲートの位置と軸受部材を挟んだ反対側で、二方向から軸受部材を回り込んだ溶融樹脂が合流することを阻止している。従って、インペラ本体にウエルド部が形成されることを防ぐことができる。これにより、インペラ本体にクラック等が生じることを防止することが可能となる。
また、上述の如く、インペラ本体にウエルド部自体が形成されないので、成形用の樹脂材料に安価な材料を用いてもインペラ本体にクラック等が生じることを防止できる。さらに、クラック等を防止するための補強部材や樹脂溜まり等も不要であるので、インペラの体積や重量の増加を防いでインペラ全体の回転特性が損なわれることも防止することが可能である。
なお、このときに、肉抜き部の形成位置を複数の羽根の形状に影響を及ぼさないように設定すれば、複数の羽根の形状が肉抜き部により制約を受けることを防止できる。これにより、複数の羽根の強度を維持することができ、回転特性(回転効率)が低下することも防止することができる。また、肉抜き部をインペラ本体の周方向に等間隔に設けるようにすれば、インペラの回転バランスを確保できる。
請求項6に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラの製造方法は、請求項5に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラの製造方法において、前記ゲートの位置を前記複数の羽根間として前記ゲートから溶融樹脂を軸方向に流し込んで成形すると共に、前記複数の羽根を前記インペラ本体に軸方向に沿って立設することを特徴とする。
このように、請求項6に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラの製造方法では、ゲートの位置を複数の羽根間に設定しており、しかもゲートから溶融樹脂を流し込む方向を複数の羽根の立設方向と一致させている。従って、複数の羽根の形状がゲートにより制約を受けることを防止できる。これにより、複数の羽根の強度を維持することができ、回転特性(回転効率)が低下することも防止することができる。
また、例えば、インペラ本体に複数の羽根が立設するベースとなる円盤部を設け、この円盤部にゲートの位置を設定する場合でも、上述の如く、ゲートから溶融樹脂を流し込む方向を軸方向とすることで、この円盤部の板厚がゲートの大きさにより制約を受けることを防止できる。これにより、円盤部の厚さを自在に設定することが可能となる(つまり、ゲートから溶融樹脂を流し込む方向を径方向とした場合には、円盤部の板厚がゲートの大きさにより制約を受ける)。
請求項7に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラの製造方法は、請求項5又は請求項6に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラの製造方法において、前記インペラ本体の前記複数の羽根と軸方向反対側に外部磁石からの磁力を利用して回転するためのロータ部を一体的に形成することを特徴とする。
このように、請求項7に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラの製造方法では、インペラ本体の複数の羽根と軸方向反対側に、外部磁石からの磁力を利用して回転するためのロータ部を一体的に設ける。従って、インペラ本体とロータ部とが一体的に設けられることで、ロータ部の回転力をロスすることなくインペラ本体に伝達することができ、回転効率を向上させることができる。
また、このときに、上述の如く、ゲートの位置を複数の羽根間に設定して、このゲートから溶融樹脂を軸方向に沿ってロータ部側へ流し込むようにすれば、例えば、ロータ部の方がインペラ本体及び複数の羽根を含んで構成されるインペラ部よりも体積が大きい場合でも、ロータ部側へ溶融樹脂が流れ易くなり、インペラ部側(体積小)とロータ部側(体積大)とにバランス良く溶融樹脂が行き渡るようになる。
請求項8に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラの製造方法は、請求項5乃至請求項7のいずれか一項に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラの製造方法において、プラスチック材料と磁石粉末とを含むプラマグ(プラスチックマグネット)を用いて樹脂成形することを特徴とする。
このように、請求項8に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラの製造方法では、プラスチック材料と磁石粉末とを含むプラマグを用いて樹脂成形を行う。従って、例えば、ロータ部をインペラ本体に一体的に備えた構成とする場合でも、このロータ部が磁石として構成されるので、ロータ部にマグネットを別途設ける必要が無い。これにより、部材削減による低コスト化及び軽量化を図ることが可能となる。
また、上述の如くインペラ本体にウエルド部自体が形成されないので、成形用のプラマグに安価な材料を用いてもインペラ本体にクラック等が生じることを防止できる。
はじめに、本発明の一実施形態に係るインペラ10を備えた流体ポンプ30の全体構成について説明する。
図1乃至図3には、本発明の一実施形態に係るインペラ10を備えた流体ポンプ30の構成が示されている。この図に示される流体ポンプ30は、例えば、車両のエンジン冷却装置に好適に用いられるものであり、ケース32と、モータ装置34と、インペラ10とを主要な構成として備えている。
ケース32は、ケース本体36と、モータカバー38と、ポンプケース40とにより構成されている。これらで構成されるケース32全体は、樹脂材料により構成されている。ケース本体36は、略円筒体で構成されており、一方の開口部にモータカバー38が設けられ、他方の開口部にポンプケース40が設けられている。また、ケース本体36は、区画壁42を有して構成されており、この区画壁42によりモータカバー38側のモータ室44とポンプケース40側のポンプ室46とに区画している。
モータ装置34は、モータ室44に収容されており、ブラシ装置48と、ヨーク50と、ステータマグネット52と、アーマチャ54と、外輪磁石56とを有して構成されている。ブラシ装置48は、上述のモータカバー38に一体的に固定されており、ブラシ58、スプリング60、ピッグテール62を備えている。ブラシ58は、スプリング60により径方向内側に付勢されてアーマチャ54のコンミテータ68に当接されている。また、このブラシ58は、モータカバー38に設けられた給電コネクタ端子64にピッグテール62を介して接続されている。
ヨーク50は、円筒体で構成されており、その内周面にステータマグネット52が設けられている。また、このヨーク50は、モータカバー38に一体的に固定されている。アーマチャ54は、回転シャフト66、コンミテータ68、積層コア70、コイル72を有して構成されている。このアーマチャ54は、回転シャフト66の両端部がモータカバー38に設けられた軸受74及びケース本体36の区画壁42に設けられた軸受76にそれぞれ軸支されることにより、モータ室44内で回転自在とされている。
外輪磁石56は、後述するインペラ10のロータ部12と磁気カップリングするためのものである。この外輪磁石56は、区画壁42の筒状部42Aを挟んでロータ部12の径方向外側位置に配置される筒状部56Aを備えたカップ状に構成されており、その底部に配置された接続部材57を介して回転シャフト66に接続されている。
インペラ10は、ポンプ室46に収容されており、ロータ部12と、インペラ部14とを有して構成されている。ロータ部12は、インペラ部14に設けられた複数の羽根16と軸方向反対側に配置され、区画壁42の筒状部42Aに沿って軸方向に延びる略円筒状に構成されている。また、このロータ部12は、後述するようにインペラ10全体がプラマグ(プラスチックマグネット)により樹脂成形されることで、上述の外輪磁石56と磁気カップリング可能な内輪磁石として構成されている。
一方、インペラ部14は、回転中心軸の周囲に配置された複数の羽根16と、この複数の羽根16を支持するインペラ本体18とを有して構成されている。複数の羽根16は、インペラ本体18に設けられた円盤部20に軸方向に沿って立設されている。また、インペラ本体18には、回転中心軸上に軸受部材22がインサートされている。そして、このロータ部12及びインペラ部14からなるインペラ10全体は、ケース本体36及びポンプケース40にその両端が固定されたシャフト78に軸受部材22が回転自在に外嵌されることで、ポンプ室46内で回転自在とされている。
また、このインペラ10について、本発明の特徴的な部分を詳述すると、図2,図3に示されるように、インペラ10は、インペラ本体18に設けられた円盤部20に樹脂成形時のゲートGの位置が設定されている。ゲートGは、より具体的には、円盤部20のうち軸受部材22がインサートされた位置から径方向外側にずれた位置で複数の羽根16間の位置に設定されている。また、このとき、ゲートGは、周方向に等間隔で複数設定されている。そして、インペラ本体18には、この各ゲートGの位置と軸受部材22を挟んだ反対側に、肉抜き部24が設けられている。なお、図2,図3では、理解の容易のために、インペラ本体18に対し肉抜き部24を設けた箇所を二点鎖線で示してある。
この肉抜き部24は、後述する樹脂成形時に、ゲートGの位置と軸受部材22を挟んだ反対側で、二方向から軸受部材22を回り込んだ溶融樹脂が合流してウエルド部が形成されることを阻止するために設けられたもので、軸受部材22の外周面22Aを外部に露出させる構成とされている。また、この肉抜き部24は、図2に示されるように、複数の羽根16間に形成されて平面視略扇状に構成されている。
なお、肉抜き部24により軸受部材22の外周面22Aを外部に露出させる部位は、ゲートGの位置と軸受部材22(回転中心)を結んだ線上に設けられることに限らず、本実施形態のように、ゲートGの位置と軸受部材22(回転中心)を結んだ線上から周方向に若干ずれて配置されていても良い。
つまり、例えば、複数の羽根16の配置や形状等による肉抜き部24の設置位置の制約、若しくは、複数の羽根16を立設したことによる樹脂成形時の溶融樹脂の経路状況(例えば、二方向から軸受部材22を回り込む溶融樹脂が途中複数の羽根16等を経由することによりゲートGの位置と軸受部材22(回転中心)を結んだ線上で合流せず、該線上から周方向にずれた位置で合流する場合など)に応じて、本実施形態のように、肉抜き部24により軸受部材22の外周面22Aを外部に露出させる部位が、ゲートGの位置と軸受部材22(回転中心)を結んだ線上から周方向に若干ずれて配置されていても良い。
要するに、肉抜き部24は、ゲートGの位置と軸受部材22を挟んだ反対側で、二方向から軸受部材22を回り込んだ溶融樹脂が合流する部位に確実に設けられていれば良い。
そして、上記構成からなる流体ポンプ30では、モータ装置34が作動してアーマチャ54が回転すると、これに伴い、外輪磁石56が回転する。また、外輪磁石56が回転すると、この外輪磁石56と磁気カップリングされることによりロータ部12、ひいては、インペラ10全体が回転する。このようにして、インペラ10が回転すると、ポンプ室46に開口形成された流体吸入口46Aからポンプ室46内に流体が吸入され、同じくポンプ室46に開口形成された流体吐出口46Bから流体が吐出される。
次に、上記流体ポンプ30に備えられたインペラ10の製造(成形)方法について説明する。
図4には、上記構成からなる流体ポンプ30のインペラ10を成形するための金型90の構成が示されている。この樹脂成形用の金型90の構成について簡単に説明すると、金型90は、上型91及び下型92により構成されており、この上型91及び下型92を型締めしたときにインペラ10の外形形状を構成するキャビティ94を備えている。
また、上型91には、樹脂搬送路96が形成されており、この樹脂搬送路96は、複数に分岐されて複数のゲートGによりキャビティ94内に開口されている。このとき、ゲートGは、キャビティ94内の軸受部材22がセットされる位置から径方向外側にずれた位置に設定されている。また、ゲートGは、キャビティ94のうち複数の羽根16を形成するための空間部間の位置に設定されている。また、複数のゲートGは、周方向に等間隔で設定されている(図2参照)。
さらに、ゲートGは、図4に示されるように、キャビティ94のうちインペラ本体18を形成するための空間部に開口されている。このとき、本実施形態では、ゲートGが軸方向下側に向けて開口形成されており、溶融樹脂がキャビティ94内に軸方向下側、すなわち、ロータ部12(図2参照)を形成するための空間部側へ向けて流し込まれるようになっている。
また、図4に示されるように、キャビティ94のうち各ゲートGの位置と軸受部材22がセットされる位置を挟んだ反対側には、図2,図3に示される肉抜き部24を形成するための型部98が設けられている。なお、型部98は、軸受部材22の外周面22Aを外部に露出させる一方で、肉抜きによる軸受部材22の支持力低下とインペラ本体18の寸法精度悪化を最小限とするように設定されている。
そして、本実施形態では、上記構成からなる金型90を用いてインペラ10を次の如く成形する。すなわち、金型90のキャビティ94内に設けられた型部98に軸受部材22をセットし、上型91と下型92とを型締めする。続いて、樹脂搬送路96の入り口に樹脂供給装置Sを接続して、この樹脂供給装置Sから溶融樹脂を送出させる。
このようにして、樹脂供給装置Sから溶融樹脂が送出されると、ゲートGからキャビティ94内に溶融樹脂が注入される。このとき、本実施形態では、キャビティ94のうち各ゲートGの位置と軸受部材22がセットされた位置を挟んだ反対側に型部98が設けられている。従って、この型部98によって各ゲートGの位置と軸受部材22を挟んだ反対側で、二方向から軸受部材22を回り込んだ溶融樹脂が合流することを阻止できる。なお、本実施形態では、これにより、図2に示される如く、インペラ本体18のゲートGの位置と軸受部材22を挟んだ反対側に、軸受部材22の外周面22Aが外部に露出する肉抜き部24が形成される。
そして、キャビティ94内に溶融樹脂を充填し、この溶融樹脂を冷却固化した後に、上型91と下型92とを型開きし、金型90から成形品であるインペラ10を取り外す。以上の要領で、インペラ10は樹脂成形される。
次に、本発明の一実施形態の作用効果について説明する。
以上詳述したように、本実施形態では、樹脂成形時に、ゲートGの位置と軸受部材22を挟んだ反対側で、二方向から軸受部材22を回り込んだ溶融樹脂が合流することを型部98で阻止している。従って、インペラ本体18にウエルド部が形成されることを防ぐことができる。これにより、インペラ本体18にクラック等が生じることを防止することが可能となる。
また、上述の如くインペラ本体18にウエルド部自体が形成されないので、成形用のプラマグに安価な材料を用いてもインペラ本体18にクラック等が生じることを防止できる。
ここで、比較例を示して、本発明の一実施形態の作用効果をより明確化する。図5,図6には、比較例に係るインペラ100の構成が示されており、図7には、比較例に係るインペラ100を成形するための金型110の構成が示されている。
比較例に係るインペラ100は、上述の本実施形態に係るインペラ10に対し、肉抜き部24が備えられていない構成とされている。また、この比較例に係るインペラ100を成形するための金型110は、上述の本実施形態に係る金型90に対し、型部98が備えられていない構成とされている。なお、便宜上、これらの比較例に係る構成において、上述の本実施形態に係る構成と同一の機能を有する構成については同一符号を用いている。
この比較例に係る金型110を用いて樹脂成形をした場合、ゲートGからキャビティ94内に溶融樹脂が注入されると、各ゲートGの位置と軸受部材22を挟んだ反対側では、例えば、図7中、矢印Jで示される如く、二方向から軸受部材22を回り込んだ溶融樹脂が合流する。この結果、図5,図6に示されるように、インペラ本体18のゲートGの位置と軸受部材22を挟んだ反対側(図中、矢印Pで示される部位)には、二方向から軸受部材22を回り込んだ溶融樹脂が合流することでウエルド部が形成される。従って、このウエルド部にクラック等が入り易くなる。
これに対し、本実施形態では、樹脂成形時に、図4に示される如く、ゲートGの位置と軸受部材22を挟んだ反対側で、二方向から軸受部材22を回り込んだ溶融樹脂が合流することを型部98で阻止する。そして、これにより、ウエルド部が形成されてクラックの発生が予め想定される部位の肉抜きを行う。従って、インペラ本体18にウエルド部が形成されることを防ぐことができる。この結果、インペラ本体18にクラック等が生じることを防止することが可能となる。
これに加えて、本実施形態では、クラック等を防止するための補強部材や樹脂溜まり等も不要である。従って、インペラ10の体積や重量の増加を防いでインペラ10全体の回転特性が損なわれることも防止することが可能である。
また、本実施形態では、図2に示される如く、肉抜き部24の形成位置を複数の羽根16の形状に影響を及ぼさないように複数の羽根16間に設定している。従って、複数の羽根16の形状が肉抜き部24により制約を受けることを防止できる。これにより、複数の羽根16の強度を維持することができ、回転特性(回転効率)が低下することも防止することができる。また、本実施形態では、肉抜き部24をインペラ本体18の周方向に等間隔に設けている。これにより、インペラ10の回転バランスを確保できる。
また、本実施形態では、ゲートGの位置を複数の羽根16間に設定しており、しかもゲートGから溶融樹脂を流し込む方向を複数の羽根16の立設方向と一致させている。従って、複数の羽根16の形状がゲートGにより制約を受けることを防止できる。これにより、複数の羽根16の強度を維持することができ、回転特性(回転効率)が低下することも防止することができる。
また、本実施形態では、インペラ本体18に複数の羽根16が立設するベースとなる円盤部20を設け、この円盤部20にゲートGの位置を設定しているが、上述の如く、ゲートGから溶融樹脂を流し込む方向を軸方向としている。従って、この円盤部20の板厚がゲートGの大きさにより制約を受けることを防止できる。これにより、円盤部20の厚さを自在に設定することが可能となる(つまり、ゲートGから溶融樹脂を流し込む方向を径方向とした場合には、円盤部20の板厚がゲートGの大きさにより制約を受ける)。
また、本実施形態では、インペラ本体18の複数の羽根16と軸方向反対側にロータ部12を一体的に設けている。従って、インペラ本体18とロータ部12とが一体的に設けられることで、ロータ部12の回転力をロスすることなくインペラ本体18に伝達することができ、回転効率を向上させることができる。
また、このときに、本実施形態では、上述の如く、ゲートGの位置を複数の羽根16間に設定して、このゲートGから溶融樹脂を軸方向に沿ってロータ部12側へ流し込むようにしている。従って、本実施形態のように、ロータ部12の方がインペラ部14よりも体積が大きい場合でも、ロータ部12側へ溶融樹脂が流れ易くなる。これにより、インペラ部14側(体積小)とロータ部12側(体積大)とにバランス良く溶融樹脂が行き渡るようになる。
また、本実施形態では、プラスチック材料と磁石粉末とを含むプラマグを用いて樹脂成形を行っている。従って、本実施形態のように、ロータ部12をインペラ本体18に一体的に備えた構成とする場合でも、このロータ部12が磁石として構成されるので、ロータ部12にマグネットを別途設ける必要が無い。これにより、部材削減による低コスト化及び軽量化を図ることが可能となる。
本発明の一実施形態に係る流体ポンプの側面断面図である。 本発明の一実施形態に係るインペラの平面図である。 本発明の一実施形態に係るインペラの側面断面図である。 本発明の一実施形態に係る金型の側面断面図である。 比較例に係るインペラの平面図である。 比較例に係るインペラの側面断面図である。 比較例に係る金型の側面断面図である。
符号の説明
10…インペラ、12…ロータ部、14…インペラ部、16…羽根、18…インペラ本体、20…円盤部、22…軸受部材、22A…外周面、24…肉抜き部、30…流体ポンプ、32…ケース、34…モータ装置、36…ケース本体、38…モータカバー、40…ポンプケース、42…区画壁、42A…筒状部、44…モータ室、46…ポンプ室、48…ブラシ装置、50…ヨーク、52…ステータマグネット、54…アーマチャ、56…外輪磁石、56A…筒状部、57…接続部材、58…ブラシ、60…スプリング、62…ピッグテール、64…給電コネクタ端子、66…回転シャフト、68…コンミテータ、70…積層コア、72…コイル、74…軸受、76…軸受、78…シャフト、90…金型、91…上型、92…下型、94…キャビティ、96…樹脂搬送路、98…型部、G…ゲート

Claims (8)

  1. 回転中心軸の周囲に配置された複数の羽根と前記複数の羽根を支持するインペラ本体とを有して構成された流体ポンプ用樹脂製インペラにおいて、
    前記インペラ本体は、回転中心軸上に軸受部材がインサートされると共に、前記軸受部材のインサートされた位置から径方向外側にずれた位置が樹脂成形時のゲートの位置とされ、且つ、前記ゲートの位置と前記軸受部材を挟んだ反対側に前記軸受部材の外周面を外部に露出させる肉抜き部を有して構成されていることを特徴とする流体ポンプ用樹脂製インペラ。
  2. 前記複数の羽根が前記インペラ本体に軸方向に沿って立設されると共に、前記ゲートの位置が前記複数の羽根間とされて前記ゲートから溶融樹脂が軸方向に流し込まれて成形されたことを特徴とする請求項1に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラ。
  3. 前記インペラ本体の前記複数の羽根と軸方向反対側には、外部磁石からの磁力を利用して回転するためのロータ部が一体的に設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラ。
  4. プラスチック材料と磁石粉末とを含むプラマグを用いて樹脂成形されたことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラ。
  5. 回転中心軸の周囲に配置された複数の羽根と前記複数の羽根を支持するインペラ本体とを有して構成された流体ポンプ用樹脂製インペラの製造方法であって、
    前記インペラ本体を成形するための金型のキャビティ内に前記インペラ本体の回転中心軸上に位置するように軸受部材をセットし、前記軸受部材をセットした位置から径方向外側にずれた位置をゲートの位置として前記ゲートから前記キャビティ内に溶融樹脂を注入すると共に、前記ゲートの位置と前記軸受部材を挟んだ反対側で、二方向から前記軸受部材を回り込んだ溶融樹脂が合流することを阻止することで、前記インペラ本体の前記ゲートの位置と前記軸受部材を挟んだ反対側に前記軸受部材の外周面が外部に露出する肉抜き部を形成する工程を含むことを特徴とする流体ポンプ用樹脂製インペラの製造方法。
  6. 前記ゲートの位置を前記複数の羽根間として前記ゲートから溶融樹脂を軸方向に流し込んで成形すると共に、前記複数の羽根を前記インペラ本体に軸方向に沿って立設することを特徴とする請求項5に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラの製造方法。
  7. 前記インペラ本体の前記複数の羽根と軸方向反対側に外部磁石からの磁力を利用して回転するためのロータ部を一体的に形成することを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラの製造方法。
  8. プラスチック材料と磁石粉末とを含むプラマグを用いて樹脂成形することを特徴とする請求項5乃至請求項7のいずれか一項に記載の流体ポンプ用樹脂製インペラの製造方法。
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