JP7185572B2 - 遠心羽根車 - Google Patents

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Description

本発明は、支軸が挿通される挿通孔を中央部に有する円形主板と、略截頭円錐形状の外面を有しつつ前記挿通孔に同軸に連なる筒状に形成されて前記円形主板から前記挿通孔の軸方向一側に突出するハブと、そのハブ側に向かって捩じり上げられた捩じり部分を前記ハブ側の端部に有しつつ前記挿通孔の軸線に沿う方向から見て相互に重なり合うのを避ける位置で前記円形主板および前記ハブから前記軸方向一側に突出する複数の羽根部とを備える遠心羽根車に関する。
遠心ファンが、それぞれ軸方向に型抜き可能として形成された樹脂製の入口部と出口部とに軸方向に2分割されて成るようにしたものが、特許文献1で知られており、またハブに一体成形されるハブ側翼と、シュラウドに一体成形されるシュラウド側翼とで翼が構成されるようにしたものが、特許文献2で知られている。
特開昭59-018296号公報 特許第5269025号公報
上記特許文献1で開示されたものでは、入口部および出口部がそれぞれ軸方向に厚くなり、遠心羽根車の軸方向大型化を招いてしまう。しかも入口部の羽根部が宙に浮いた状態となって樹脂製の羽根部の合成が脆弱になり易く、振動や騒音が生じ易くなる。
また上記特許文献2で開示されたものでは、翼による流体の送り出し効率を高めるためにハブと一体成形されるハブ側翼に捩じりを設ける際に、アンダーカットが生じないようにするためにはスライドコア、湾曲中子および引き抜き中子等を有する複雑な金型が必要となり、コストの増大を招いてしまう。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、高効率な三次元形状を有しつつ効率よく低コストで製造可能とした遠心羽根車を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、支軸が挿通される挿通孔を中央部に有する円形主板と、略截頭円錐形状の外面を有しつつ前記挿通孔に同軸に連なる筒状に形成されて前記円形主板から前記挿通孔の軸方向一側に突出するハブと、そのハブ側に向かって捩じり上げられた捩じり部分を前記ハブ側の端部に有しつつ前記挿通孔の軸線に沿う方向から見て相互に重なり合うのを避ける位置で前記円形主板および前記ハブから前記軸方向一側に突出する複数の羽根部とを備える遠心羽根車において、前記円形主板、前記ハブおよび前記羽根部が樹脂製の羽根車本体に一体に設けられ、前記羽根車本体に、前記挿通孔の軸線に沿う方向での前記羽根部の投影を含む形状の切り抜き孔が形成され、当該切り抜き孔を埋めて前記円形主板、前記ハブおよび前記羽根部の表面に滑らかに連なる補間部を有する樹脂製の補間部材が、前記羽根車本体に前記挿通孔の軸線に沿う他方側から結合され
前記補間部材(36B)は、前記円形主板(39)に前記挿通孔(38)の軸方向他方側から当接する円形補助板(43)と、当該円形補助板(43)から突出する前記補間部(44)とを一体に有し、前記補間部(44)は、前記切り抜き孔(42)のうち前記円形主板(39)に対応する部位を埋める主板補間部分(44a)と、前記切り抜き孔(42)のうち前記ハブ(40)に対応する部分を埋めるハブ補間部分(44b)とを有するように形成され、
複数の前記羽根部(41)の前記捩じり部分(41a)を除く部分に前記補間部材(36B)とは反対側から樹脂製の前面プレート(37B)が当接され、前記羽根部(41)の前記切り抜き孔(42)側に臨む側面に切欠き部(52)が形成され、前記補間部材(36B)に一体に設けられて前記切欠き部(52)を埋めつつ前記前面プレート(37B)側に突出するボス部(53)を係合させる係止部(54)が、前記前面プレート(37B)に形成されることを第1の特徴とする。
本発明の第1の特徴によれば、円形主板、ハブおよび羽根部を一体に有する樹脂製の羽根車本体に、羽根部の投影を含む形状の切り抜き孔が形成されるので、羽根部が捩じり部分を有した三次元形状のものであっても樹脂成形時のアンダーカット形状を回避することが可能であり、また切り抜き孔が樹脂製の補間部材が有する補間部で埋められるので、高効率な三次元形状の羽根部を有する遠心羽根車を低コストで薄型に製作することができる。またこのような遠心羽根車を成形する金型装置は、スライドコア、湾曲中子および引き抜き中子等や、それらを動かすための可動機構が不要となることから、製造コストが著しく低減される。しかも可動機構が不要となることで余裕が生じたスペースには複数個のキャビティを設けることができ、いわゆる「多数個取りの樹脂成形金型」を使用して遠心羽根車の部品を一挙に大量に製作することができることから、低コストで三次元形状の遠心羽根車を製作することができる。
た、補間部材の円形補助板から突出する補間部が、切り抜き孔のうち円形主板に対応する部位を埋める主板補間部分と、切り抜き孔のうちハブに対応する部分を埋めるハブ補間部分とを有するので、羽根部の捩じり部分のハブへの連設部にアンダーカットが生じないようにすることができる。
さらに、前面プレートに形成される係止部に、羽根部の切り抜き孔側に臨む側面に形成される切欠き部を埋めるようにして補間部材に一体に設けられるボス部が係合されるので、前面プレート、羽根車本体および補間部材をそれらの相対位置を定めて接合することが容易となる。
参考形態の電動流体ポンプの一部切欠き斜視図である。 遠心羽根車の斜視図である。 遠心羽根車の分解斜視図である。 施の形態の遠心羽根車の分解斜視図である。
本発明の実施の形態と参考形態について添付の図面を参照しながら説明する。
本発明の参考形態について図1~図3を参照しながら説明すると、先ず図1において、この電動流体ポンプは、ポンプ室6を内部に有するケーシング7と、ケーシング7に支持される支持軸8と、その支持軸8に回転自在に支持されて前記ポンプ室6に収容される遠心羽根車9Aと、当該遠心羽根車9Aとともに回転するようにして前記ポンプ室6に収容されるロータ10と、前記ケーシング7外で前記ロータ10を囲繞するように配置されるステータ11とを備える。
前記ケーシング7は、前記ポンプ室6の中央部上端に開口する吸入口12を形成するようにして上下方向に延びる吸入筒部13bならびに前記ポンプ室6内の外周部に連なって接線方向に延びる吐出筒部13cを有するポンプケース13と、当該ポンプケース13との間に前記ポンプ室6を形成するようにして前記ポンプケース13に結合される缶状のケース部材14とで構成される。
前記ポンプケース13は下方に開放した皿状のポンプケース主部13aと、そのポンプケース主部13aの上端中央部に連設される前記吸入筒部13bと、前記ポンプケース13の外周に連設される前記吐出筒部13cと、前記ポンプケース主部13a下端から半径方向外方に張り出す第1のフランジ部13dとを一体に有するようにして合成樹脂で形成され、前記第1のフランジ部13dは、前記ポンプケース主部13aの半径方向に沿う外方側か内方側よりも低くなるようにした段付きに形成される。
前記ケース部材14は、前記ポンプケース主部13aの内径よりも小さな内径を有して上方を開放した有底円筒部14aと、その有底円筒部14aの上端部から半径方向外方に張り出して前記第1のフランジ部13dに下方から当接、嵌合される第2のフランジ部14bとを一体に有して合成樹脂により形成される。
前記ケーシング7には、中間ケース部材15と、その中間ケース部材15を前記ケーシング7との間に挟むカバー部材16が結合される。前記中間ケース部材15は、前記有底円筒部14aを同軸に囲繞する円筒状のケース部材主部15aと、そのケース部材主部15aの上部から半径方向外方に張り出す第3のフランジ部15bと、前記ケース部材主部15aの下部から半径方向外方に張り出す第4のフランジ部15cとを一体に有し、前記ケース部材主部15aの上部および前記第3のフランジ部15bは、前記第2のフランジ部14bに前記第3のフランジを下方から部15b当接させるようにして前記第2のフランジ部14bに嵌合され、前記第1のフランジ部13dおよび第3のフランジ部15bが相互間に前記第2のフランジ部14bを挟んで結合される。
前記カバー部材16は、下端部を閉じた有底円筒状に形成されるカバー部材主部16aと、そのカバー部材主部16aの上端部から半径方向外方に張り出して前記中間ケース部材15の下端部の前記第4のフランジ部15cに下方から結合される第5のフランジ部16bが一体に設けられて成り、前記第4のフランジ部15cおよび前記第5のフランジ部16b間には環状のシール部材17が挟持される。
前記ケース部材14における前記有底円筒部14aの外面には前記ステータ11が固定されており、このステータ11は前記中間ケース部材15における前記ケース部材主部15aで囲繞される。また前記カバー部材16の前記カバー部材主部16a内には、制御回路基板18が収容、固定される。
前記支持軸8の最上方位置にある一端部は、前記ケーシング7における前記ポンプケース13に設けられて前記吸入口12の内側に配置される保持部20に保持される。
前記保持部20は、前記吸入筒部13bの前記ポンプ室6側の端部内の中央部に配置されるものであり、前記支持軸8の前記一端部を嵌合、固定させるようにして下方に開放した嵌合凹部21を有し、前記吸入筒部13bの前記ポンプ室6側の端部内周に、周方向に間隔をあけて配置される複数の支持腕部22を介して一体に連設される。また前記ケース部材14は、前記有底円筒部14aの下端閉塞部から上方に延びる円筒状の支持筒部14cを一体に有しており、前記支持軸8の他端部は前記支持筒部14c内に嵌合される。
前記ロータ10は、ロータハブ24と、そのロータハブ24に固定されるボンド磁石25とから成る。前記ロータハブ24は、前記支持筒部14cを同軸に囲繞する円筒状の磁石支持部24aと、その磁石支持部24aよりも小径に形成されて前記支持軸8を同軸に囲繞しつつ前記磁石支持部24aの上端部から上方に延出される延出筒部24bとが同軸にかつ一体に連設されて成り、前記ボンド磁石25は前記磁石支持部24aの外周にアウトサート成形され、前記延出筒部24bの上部には、前記遠心羽根車9Aがスナップフィット等によって固定される。
前記ロータ10と、そのロータハブ24が有する前記延出筒部24bに固定される前記遠心羽根車9Aとは、前記支持軸8に、第1および第2の滑り軸受30,31を介して回転自在に支持される。
前記第1の滑り軸受30は、前記保持部20との間にワッシャ28を介在せて前記延出筒部24bに圧入される。また前記第2の滑り軸受31は、前記第1の滑り軸受30とは軸方向に間隔をあけるようにして前記延出筒部24bに圧入される。
図2を併せて参照して、前記遠心羽根車9Aは、羽根車本体35Aと、前記支軸8の軸線方向に沿う両側から前記羽根車本体35Aを挟む補間部材36Aおよび前面プレート37Aとが接合されて成り、前記羽根車本体35A、前記補間部材36Aおよび前記前面プレート37Aは、それぞれ樹脂製である。
図3を併せて参照して、前記羽根車本体35Aは、前記支軸8および前記ロータ10の前記延出筒部24bが挿通される挿通孔38を中央部に有する円形主板39と、略截頭円錐形状の外面を有しつつ前記挿通孔38に同軸に連なる筒状に形成されて前記円形主板39から前記挿通孔38の軸方向一側(電動流体ポンプへの組み付け時に上側)に突出するハブ40と、前記ハブ40側に向かって捩じり上げられた捩じり部分41aを前記ハブ40側の端部に有しつつ前記挿通孔38の軸線に沿う方向から見て相互に重なり合うのを避ける位置で前記円形主板39および前記ハブ40から前記軸方向一側に突出する複数たとえば5個の)羽根部41とを一体に有するように形成される。
また前記羽根車本体35Aには、前記挿通孔38の軸線に沿う方向での前記羽根部41の投影を含む形状の切り抜き孔42が、前記羽根部41に個別に対応して形成される。それらの切り抜き孔42は、前記羽根部41の前記捩じり部分41aの前記ハブ40への連設部を含むようにしてハブ40の一部を切欠くように形成される。
前記補間部材36Aは、前記羽根車本体35Aの前記切り抜き孔42を埋めて前記円形主板39、前記ハブ40および前記羽根部41の表面に滑らかに連なる補間部44を有するものであり、前記円形主板39に前記挿通孔38の軸方向他方側から当接する円形補助板43と、当該円形補助板43から突出する前記補間部44とを一体に有するように形成される。前記円形補助板43は、この参考形態では、前記円形主板39よりもわずかに小さな外径を有するように形成される。前記円形主板39の外周には、当該円形主板38に当接した前記円形補助板43の外周を覆う筒状部39aが一体に設けられ、前記円形主板39の前記筒状部39aと、前記円形補助板43との合わせ目は前記挿通孔38の軸線に沿う他方側(電動流体ポンプへの組み付け状態では下側)に露呈されている。
また前記補間部44は、前記切り抜き孔42のうち前記円形主板39に対応する部位を埋める主板補間部分44aと、前記切り抜き孔42のうち前記ハブ40に対応する部分を埋めるハブ補間部分44bとを有するように形成される。
前記前面プレート37Aは、前記羽根車本体35Aにおける複数の前記羽根部41の前記捩じり部分41aを除く部分に前記補間部材36Aとは反対側から当接するものであり、環状板部45と、その環状板部45の内周に連なって前記羽根車本体35Aとは反対側にわずかに突出する短円筒部46とを一体に有するように形成され、前記短円筒部46と、前記羽根車本体35Aの前記ハブ40ならびに当該ハブ40に挿通される前記延出筒部24bおよび前記ハブ40との間には、前記ケーシング7の前記吸入口12に通じる環状の入口部が形成される。
また前記羽根車本体35Aの前記羽根部41には、前記前面プレート37A側に突出する第1のボス部50がそれぞれ一体に設けられ、前記前面プレート37Aには、それらの第1のボス部50を係合させる第1の係止部51が設けられる。この第1の係止部51は、この参考形態では凹部として形成されるが、貫通孔であってもよい。
このような遠心羽根車9Aを製作するにあたっては、前記補間部44で前記切り抜き孔42を補間するととともに、前記第1のボス部50を前記第1の係止部51に係合させるようにして、前記羽根車本体35A、前記補間部材36Aおよび前記前面プレート37Aを組み合わせた状態で、前記第1の係止部51に係合した状態の前記第1のボス部50を前記前面プレート37Aに溶着するとともに、前記羽根車本体35Aの前記円形主板39ならびに前記補間部材36Aの前記円形補助板43の外周部を相互に溶着すればよい。
次にこの参考形態の作用について説明すると、挿通孔38を中央部に有する円形主板39と、略截頭円錐形状の外面を有しつつ前記挿通孔38に同軸に連なる筒状に形成されて前記円形主板39から前記挿通孔38の軸方向一側に突出するハブ40と、前記ハブ40側に向かって捩じり上げられた捩じり部分41aを前記ハブ40側の端部に有しつつ前記挿通孔38の軸線に沿う方向から見て相互に重なり合うのを避ける位置で前記円形主板39および前記ハブ40から前記軸方向一側に突出する複数の羽根部41とが樹脂製の羽根車本体35Aに一体に設けられ、その羽根車本体35Aに、前記挿通孔38の軸線に沿う方向での前記羽根部41の投影を含む形状の切り抜き孔42が形成され、当該切り抜き孔42を埋めて前記円形主板39、前記ハブ40および前記羽根部41の表面に滑らかに連なる補間部44を有する樹脂製の補間部材36Aが、前記羽根車本体35Aに前記挿通孔38の軸線に沿う他方側から結合される。
したがって羽根部41が捩じり部分41aを有した三次元形状のものであっても樹脂成形時のアンダーカット形状を回避することが可能であり、また切り抜き孔42が樹脂製の補間部材36Aが有する補間部44で埋められることにより、高効率な三次元形状の羽根部41を有する遠心羽根車を低コストで薄型に製作することができる。またこのような遠心羽根車を成形する金型装置は、スライドコア、湾曲中子および引き抜き中子等や、それらを動かすための可動機構が不要となることから、製造コストが著しく低減される。しかも可動機構が不要となることで余裕が生じたスペースには複数個のキャビティを設けることができ、いわゆる「多数個取りの樹脂成形金型」を使用して遠心羽根車の部品を一挙に大量に製作することができることから、低コストで三次元形状の遠心羽根車を製作することができる。
また前記補間部材36Aは、前記円形主板39に前記挿通孔38の軸方向他方側から当接する円形補助板43と、当該円形補助板43から突出する前記補間部44とを一体に有し、前記補間部44は、前記切り抜き孔42のうち前記円形主板39に対応する部位を埋める主板補間部分44aと、前記切り抜き孔42のうち前記ハブ40に対応する部分を埋めるハブ補間部分44bとを有するように形成されるので、羽根部41の捩じり部分41aのハブ40への連設部にアンダーカットが生じないようにすることができる。
さらに複数の前記羽根部41の前記捩じり部分41aを除く部分に前記補間部材36Aとは反対側から樹脂製の前面プレート37Aが当接され、前記羽根部41に一体に設けられて前記前面プレート37A側に突出する第1のボス部50を係合させる第1の係止部51が、前記前面プレート37Aに形成されるので、羽根車本体35Aおよび前面プレート37Aの接合が容易となる。
本発明の実施の形態について図4を参照しながら説明するが、上記参考形態に対応する部分には同一の参照符号を付して図示するのみとし、詳細な説明は省略する。
遠心羽根車9Bは、羽根車本体35Bと、前記支軸8の軸線方向に沿う両側から前記羽根車本体35Bを挟む補間部材36Bおよび前面プレート37Bとが接合されて成り、前記羽根車本体35B、前記補間部材36Bおよび前記前面プレート37Bは、それぞれ樹脂製である。
羽根車本体35Bが有する複数の羽根部41の切り抜き孔42側に臨む側面には切欠き部52がそれぞれ形成され、補間部材36Bには、当該補間部材36Bの円形補助板43および補間部44に連なる複数の第2のボス部53が一体に設けられ、それらの第2のボス部53は、前記切欠き部52をそれぞれ埋めるようにして前記前面プレート37B側に突出する。一方、前面プレート37Bの環状板部45には、前記第2のボス部53を係合させる第2の係止部54が形成され、この実施の形態で前記第2の係止部54は、貫通孔として形成されるが、凹部として形成されていてもよい。
このような遠心羽根車9Bを製作するにあたっては、前記補間部材36Bの補間部44で前記切り抜き孔42を補間するととともに、前記第2のボス部53で前記切欠き部52を埋めるととともに前記第2の係止部54にそれらの第2のボス部53を係合させるようにして、前記羽根車本体35B、前記補間部材36Bおよび前記前面プレート37Bを組合わせた状態で、第2の係止部54に係合した状態の前記第2のボス部53を前記前面プレート37Bに溶着すればよく、さらにそれに加えて、前記羽根車本体35Bの前記円形主板39ならびに前記補間部材36Bの前記円形補助板43の外周部を相互に溶着するようにしてもよい。
の実施の形態によれば、上述の参考形態と同様の効果を奏することができるとともに、前面プレート37Bに形成される第2の係止部54に、羽根部41の切り抜き孔42側に臨む側面に形成される切欠き部52を埋めるようにして補間部材36Bに一体に設けられる第2のボス部53が係合されるので、前面プレート37B、羽根車本体35Bおよび補間部材36Bを,それらの相対位置を定めて接合することが容易となる。
ところで上述の実施の形態では、前記円形補助板43は前記円形主板39よりもわずかに小さな外径を有するように形成され、前記円形主板39の外周には、当該円形主板38に当接した前記円形補助板43の外周を覆う筒状部39aが一体に設けられるようにしたが、これに限定されることなく、前記円形補助板43が前記円形主板39と同径に形成され、前記円形主板39の外周に前記筒状部39aが設けられない構成としてもよい。この場合、前記円形補助板43および前記円形主板39の合わせ目が遠心羽根車9A,9Bの外周に露呈される。すなわち前記円形補助板43を前記円形主板39に溶着する際の溶着工具(溶接機)の当て方向を遠心羽根車9A,9Bの周面に設定することができる。
本発明のさらに他の実施の形態として、羽根車本体の羽根部41に一体に設けられる第1のボス部50を係合させる第1の係止部51と、補間部材に一体に設けられる第2のボス部を係合させる第2の係止部54とが共に前面プレートに形成されるようにしてもよい。
以上、本発明の実施の形態と参考形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
8・・・支軸
9A,9B・・・遠心羽根車
5B・・・羽根車本体
6B・・・補間部材
7B・・・前面プレート
38・・・挿通孔
39・・・円形主板
40・・・ハブ
41・・・羽根部
41a・・・捩じり部分
42・・・切り抜き孔
43・・・円形補助板
44・・・補間部
44a・・・主板補間部分
44b・・・ハブ補間部分
3・・・ボス部
4・・・係止部
52・・・切欠き部

Claims (1)

  1. 支軸(8)が挿通される挿通孔(38)を中央部に有する円形主板(39)と、略截頭円錐形状の外面を有しつつ前記挿通孔(38)に同軸に連なる筒状に形成されて前記円形主板(39)から前記挿通孔(38)の軸方向一側に突出するハブ(40)と、そのハブ(40)側に向かって捩じり上げられた捩じり部分(41a)を前記ハブ(40)側の端部に有しつつ前記挿通孔(38)の軸線に沿う方向から見て相互に重なり合うのを避ける位置で前記円形主板(39)および前記ハブ(40)から前記軸方向一側に突出する複数の羽根部(41)とを備える遠心羽根車において、
    前記円形主板(39)、前記ハブ(40)および前記羽根部(41)が樹脂製の羽根車本体(35B)に一体に設けられ、前記羽根車本体(35B)に、前記挿通孔(38)の軸線に沿う方向での前記羽根部(41)の投影を含む形状の切り抜き孔(42)が形成され、当該切り抜き孔(42)を埋めて前記円形主板(39)、前記ハブ(40)および前記羽根部(41)の表面に滑らかに連なる補間部(44)を有する樹脂製の補間部材(36B)が、前記羽根車本体(35B)に前記挿通孔(38)の軸線に沿う他方側から結合され
    前記補間部材(36B)は、前記円形主板(39)に前記挿通孔(38)の軸方向他方側から当接する円形補助板(43)と、当該円形補助板(43)から突出する前記補間部(44)とを一体に有し、前記補間部(44)は、前記切り抜き孔(42)のうち前記円形主板(39)に対応する部位を埋める主板補間部分(44a)と、前記切り抜き孔(42)のうち前記ハブ(40)に対応する部分を埋めるハブ補間部分(44b)とを有するように形成され、
    複数の前記羽根部(41)の前記捩じり部分(41a)を除く部分に前記補間部材(36B)とは反対側から樹脂製の前面プレート(37B)が当接され、前記羽根部(41)の前記切り抜き孔(42)側に臨む側面に切欠き部(52)が形成され、前記補間部材(36B)に一体に設けられて前記切欠き部(52)を埋めつつ前記前面プレート(37B)側に突出するボス部(53)を係合させる係止部(54)が、前記前面プレート(37B)に形成されることを特徴とする遠心羽根車。
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