KR20140110712A

KR20140110712A - 회전체

Info

Publication number: KR20140110712A
Application number: KR1020130161491A
Authority: KR
Inventors: 요시히코 혼다
Original assignee: 아이상 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2013-03-07
Filing date: 2013-12-23
Publication date: 2014-09-17
Also published as: US20140255199A1; JP2014173456A; JP6038689B2; US10309411B2; KR101563407B1

Abstract

(과제) 펌프에 사용되는 수지제의 회전체에 있어서, 수지 성형에 있어서 회전체의 치수 정밀도의 저하를 억제하는 기술을 제공한다.
(해결 수단) 임펠러는, 연료 펌프의 케이싱 내에 수용되고, 케이싱 안으로 연료를 흡입하고, 케이싱 밖으로 연료를 송출하기 위한 수지제의 회전체이다. 임펠러는, 샤프트가 삽입되는 삽입공과, 삽입공의 근방에 위치하고, 임펠러를 회전축 방향으로 관통하는 연통공을 구비하는 삽입부 및 연통공의 주위에 위치하는 수지의 수지 흐름 방향은, 적어도 회전축 방향으로 연장되어 있다.

Description

회전체{ROTATOR}

본 명세서에서는, 펌프의 케이싱 내에 수용되는 수지제의 회전체로서, 케이싱 안으로 유체를 흡입하고, 케이싱 밖으로 유체를 송출하기 위한 회전체를 개시한다.

특허문헌 1 에는 펌프용의 임펠러가 개시되어 있다. 임펠러는, 회전 중심에 회전축이 삽입되는 축공 (軸孔) 과, 축공의 주변에 형성된 복수 개의 연통공 (連通孔) 을 구비한다. 임펠러는 수지의 사출 성형에 의해 제조되고 있다. 사출 성형에서는, 성형형의 게이트는 축공을 중심으로 하는 원고리 형상을 갖는다. 성형형의 캐비티 내에는, 축공을 형성하기 위한 핀과, 복수 개의 연통공을 형성하기 위한 복수 개의 핀이 배치되어 있다. 게이트는, 연통공을 형성하기 위한 복수 개의 핀보다 임펠러의 외주측에 위치한다.

일본 공개특허공보 평10-259789호

특허문헌 1 의 기술에서는, 성형시에 있어서 게이트로부터 캐비티에 유입된 용융 수지는, 캐비티 내에 있어서 원고리 형상의 게이트로부터 외측을 향하여 흐름과 함께, 게이트로부터 내측을 향하여 흐른다. 게이트의 내측에는, 복수 개의 연통공을 형성하기 위한 복수 개의 핀이 배치되어 있다. 이 때문에, 용융 수지는, 복수 개의 핀에 부딪혀 분기되고, 핀을 넘은 위치에서 합류한다. 이 결과, 용융 수지의 합류 부분에 있어서, 웰드 라인이 발생하는 경우가 있다. 일반적으로, 임펠러의 제조에 사용되는 수지에는, 유리 섬유, 무기물 등이 함유되어 있다. 이 때문에, 웰드 라인이 발생하면, 웰드 라인 주변의 수지에 함유되는 유리 섬유 등의 배향의 차이에 의해 성형 후의 수지의 수축률이 상이하기 때문에, 임펠러의 치수 정밀도가 저하된다.

본 명세서에서는, 펌프에 사용되는 수지제의 회전체에 있어서, 수지 성형에 있어서 회전체의 치수 정밀도의 저하를 억제하는 기술을 제공한다.

본 명세서에서 개시되는 기술은, 펌프의 케이싱 내에 수용되고, 케이싱 안으로 유체를 흡입하고, 케이싱 밖으로 유체를 송출하기 위한 수지제의 회전체이다. 회전체는, 회전축이 삽입되는 삽입부와, 삽입부의 근방에 위치하고, 회전체를 회전축 방향으로 관통하는 연통공을 구비한다. 삽입부 및 연통공의 주위에 위치하는 수지의 수지 흐름 방향은, 적어도 회전축 방향으로 연장되어 있다.

이 회전체를 제조하기 위한 수지 성형시, 용융 수지를, 연통공 및 삽입부를 형성하기 위해 성형형에 배치되어 있는 형성 부재를 따라 회전축 방향으로 흐르게 한다. 이 구성에 의하면, 수지 성형시에 용융 수지가 형성 부재에 부딪혀 분기 되는 것을 억제할 수 있다. 이 결과, 용융 수지가 합류하는 것을 억제하여 웰드 라인의 발생을 억제할 수 있다. 이 구성에 의하면, 회전체의 치수 정밀도의 저하를 억제할 수 있다.

본 명세서에서 개시되는 다른 기술은, 펌프의 케이싱 내에 수용되고, 케이싱 안으로 유체를 흡입하고, 케이싱 밖으로 유체를 송출하기 위한 수지제의 회전체의 제조 방법이다. 이 제조 방법은, 게이트와 회전체 형성 공간을 갖는 성형형의 게이트로부터 용융 수지를 주입하여 회전체 형성 공간을 용융 수지로 충전하는 충전 공정과, 성형형 내의 수지를 냉각시켜 회전체를 형성하는 형성 공정을 구비한다. 성형형은, 회전체 형성 공간에 회전체에 회전축이 삽입되는 삽입부를 형성하기 위한 삽입부 형성 부재와, 삽입부의 근방에 위치하고, 회전체를 회전축 방향으로 관통하는 연통공을 형성하기 위한 연통공 형성 부재를 구비한다. 충전 공정에서는, 회전체 형성 공간 내의 용융 수지는, 삽입부 형성 부재 및 연통공 형성 부재의 축 방향을 따라 흐르며 충전된다.

이 구성에서는, 용융 수지가 연통공 형성 부재 및 삽입부 형성 부재에 부딪혀 분기되고, 형성 부재를 넘은 위치에서 합류하는 것을 방지할 수 있다. 이 결과, 웰드 라인의 발생을 억제할 수 있고, 회전체의 치수 정밀도의 저하를 억제할 수 있다.

도 1 은, 연료 펌프의 종단면도를 나타낸다.
도 2 는, 제 1 실시예의 임펠러의 평면도를 나타낸다.
도 3 은, 임펠러의 제조 방법을 설명하기 위한 성형형의 종단면도를 나타낸다.
도 4 는, 변형예의 성형형의 종단면도를 나타낸다.
도 5 는, 제 2 실시예의 임펠러의 평면도를 나타낸다.
도 6 은, 제 2 실시예의 변형예의 임펠러의 평면도를 나타낸다.
도 7 은, 제 2 실시예의 변형예의 임펠러의 평면도를 나타낸다.
도 8 은, 제 2 실시예의 변형예의 임펠러의 평면도를 나타낸다.
도 9 는, 제 2 실시예의 변형예의 임펠러의 평면도를 나타낸다.
도 10 은, 제 3 실시예의 임펠러의 평면도를 나타낸다.
도 11 은, 제 3 실시예의 변형예의 임펠러의 평면도를 나타낸다.
도 12 는, 제 4 실시예의 이너 로터 주변의 구성을 나타낸다.
도 13 은, 제 5 실시예의 로터 주변의 구성을 나타낸다.
도 14 는, 제 5 실시예의 변형예의 로터 주변의 구성을 나타낸다.

이하에 설명하는 실시예의 주요한 특징을 열기한다. 또한, 이하에 기재하는 기술 요소는 각각 독립된 기술 요소로서, 단독으로 혹은 각종 조합에 의해 기술적 유용성을 발휘하는 것이다.

(특징 1) 삽입부는, 회전체의 회전 중심에 위치하고 있고, 회전 중심에 대해 비회전 대칭의 형상을 갖고 있어도 된다. 삽입부의 내측 가장자리면에서 회전 중심까지의 거리가 가까운 영역에 있어서의 연통공의 개수는, 삽입부의 내측 가장자리면에서 회전 중심까지의 거리가 먼 영역에 있어서의 연통공의 개수보다 많아도 된다. 이 구성에 의하면, 삽입부의 회전축 방향의 내측 가장자리면에서 회전 중심까지의 거리가 일정한 구성과 비교하여, 삽입부에 회전축을 용이하게 걸어 맞출 수 있다. 또, 연통공의 배치에 의해 회전체의 중량 밸런스를 향상시킬 수 있다. 이로써, 회전체를 원활하게 회전시킬 수 있다.

(특징 2) 충전 공정에서는, 회전체 형성 공간 내의 용융 수지는, 삽입부 형성 부재 및 연통공 형성 부재의 회전축 방향을 따라 동시적으로 흐르며 충전되어 있어도 된다. 이 구성에 의하면, 웰드 라인의 발생을 적절히 억제할 수 있다.

(특징 3) 성형형은, 게이트와 회전체 형성 공간 사이에 용융 수지가 충전되는 충전 공간으로서, 삽입부 형성 부재와 연통공 형성 부재를 덮는 충전 공간을 구비하고 있어도 된다. 충전 공정에서는, 용융 수지는 게이트로부터 충전 공간을 통하여 회전체 형성 공간에 유입되어도 된다. 이 구성에 의하면, 용융 수지는 게이트로부터 충전 공간에 유입된다. 충전 공간에 유입된 용융 수지는, 삽입부 형성 부재 및 연통공 형성 부재의 일방의 단의 상방으로부터, 삽입부 형성 부재 및 연통공 형성 부재를 따라 회전체 형성 공간에 유입될 수 있다. 이 결과, 웰드 라인의 발생을 적절히 억제할 수 있다.

(특징 4) 성형형은, 충전 공간과 회전체 형성 공간을 연통하는 연통부를 구비하고 있어도 된다. 연통부는, 성형형의 내면과, 삽입부 형성 부재의 외주면과, 연통공 형성 부재의 외주면에 의해 획정되어 있어도 된다. 연통부에서는, 성형형의 내면은 삽입부 형성 부재의 외주와 연통공 형성 부재의 외주를 따라 형성되어 있어도 된다. 충전 공정에서는, 용융 수지는 연통부를 통과하여 충전 공간으로부터 회전체 형성 공간에 유입되어도 된다. 이 구성에 의하면, 연통부의 면적을 작게 할 수 있다. 이 결과, 형성 공정에 있어서, 회전체 형성 공간 내의 수지에 부여되는 압력을 낮추지 않고, 수지에 부하되는 힘을 작게 할 수 있다. 이 결과, 수지 성형 후에 회전체에 잔존하는 잔류 응력에 의한 임펠러의 변형이나 크랙의 발생을 억제할 수 있다.

(특징 5) 충전 공간과 삽입부 형성 부재는 동축 상에 배치되어 있어도 된다. 이 구성에 의하면, 삽입부 형성 부재의 주위에 동시적으로 용융 수지를 흐르게 할 수 있다.

실시예

(제 1 실시예)

(연료 펌프 (10) 의 구성)

도 1 에 나타내는 바와 같이, 연료 펌프 (10) 는 연료 탱크 (도시 생략) 내에 배치되고, 자동차의 엔진 (도시 생략) 에 연료 (예를 들어 가솔린, 에탄올과 가솔린의 혼합 연료 등) 를 공급한다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 연료 펌프 (10) 는 모터부 (20) 와 펌프부 (40) 를 구비하고 있다.

모터부 (20) 와 펌프부 (40) 는 케이스 (12) 내에 배치되어 있다. 케이스 (12) 는, 원통 형상의 하우징 (14) 과, 하우징 (14) 의 하단의 개구를 폐색하는 케이싱 (42) (펌프부 (40) 의 일부) 과, 하우징 (14) 의 상단의 개구를 폐색하는 뚜껑부 (16) 를 구비한다.

모터부 (20) 는, 도시 생략한 브러시가 부착된 모터이다. 모터부 (20) 는, 아마추어 (22) 와 영구 자석 (32) 을 구비한다. 영구 자석 (32) 은 하우징 (14) 의 내주면을 따라 배치되어 있다. 영구 자석 (32) 의 내주측에는 아마추어 (22) 가 배치되어 있다. 아마추어 (22) 의 중심에는 샤프트 (24) 가 관통하여 고정되어 있다. 샤프트 (24) 의 하단은, 펌프부 (40) 의 임펠러 (44) 의 중심부에 삽입되고, 관통되어 있다.

샤프트 (24) 는, 펌프부 (40) 의 상단측 (모터부 (20) 의 하단측) 에 있어서, 하측 베어링 (28) 을 개재하여 케이싱 (42) 에 회전 가능하게 유지되어 있다. 샤프트 (24) 의 상단은, 상측 베어링 (26) 을 개재하여 뚜껑부 (16) 에 회전 가능하게 유지되어 있다. 즉, 아마추어 (22) 는, 케이스 (12) 에 회전 가능하게 유지되어 있다.

모터부 (20) 의 상방에는 뚜껑부 (16) 가 배치되어 있다. 뚜껑부 (16) 는 수지제이다. 뚜껑부 (16) 에는, 토출구 (18) 와, 외부 단자 (5) 와, 상측 베어링 (26) 이 형성되어 있다. 토출구 (18) 는, 케이스 (12) 의 외측과 내측을 연통하고 있다. 상측 베어링 (26) 은, 뚜껑부 (16) 의 중앙 부근에 형성되어 있는 오목부에 끼워 맞추어져 있다. 보다 상세하게는, 상측 베어링 (26) 은, 뚜껑부 (16) 의 하방향에 개구를 갖는 오목부에 하방으로부터 상방을 향하여 압입되어 있다. 외부 단자 (5) 는, 뚜껑부 (16) 의 상방 (즉 케이스 (12) 의 상방) 으로부터 뚜껑부 (16) 를 관통하여 케이스 (12) 의 모터부 (20) 에 이른다. 외부 단자 (5) 는, 인서트 성형에 의해 뚜껑부 (16) 에 고정되어 있다. 외부 단자 (5) 는, 자동차의 배터리 (도시 생략) 에 접속되어 있다.

펌프부 (40) 는, 케이싱 (42) 과 임펠러 (44) 를 구비한다. 케이싱 (42) 은 금속제이다. 케이싱 (42) 의 하단에는 흡입구 (46) 가 형성되어 있다. 케이싱 (42) 의 상단에는 케이싱 (42) 내와 모터부 (20) 를 연통하는 연통공 (도시 생략) 이 형성되어 있다. 케이싱 (42) 내에는 임펠러 (44) 가 수용되어 있다. 임펠러 (44) 의 상방에 위치하는 케이싱 (42) 에는, 하측 베어링 (28) 이 고정되어 있다.

임펠러 (44) 는 유리 섬유와 무기물을 함유하는 수지제이다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 임펠러 (44) 를 회전축 방향으로 보면, 임펠러 (44) 는 원판 형상을 갖는다. 임펠러 (44) 는, 복수 개의 날개 홈 (50) 과, 삽입공 (揷入孔) (52) 과, 복수 개의 연통공 (54) 과, 볼록면부 (56) 를 구비한다. 볼록면부 (56) 는, 임펠러 (44) 의 양면으로부터 돌출되어 있다. 볼록면부 (56) 는, 회전 중심 (O) 을 중심으로 하는 원고리 형상을 갖는다.

삽입공 (52) 은, 임펠러 (44) 의 회전 중심 (O) 에 배치되어 있다. 삽입공 (52) 은, 임펠러 (44) 를 축 방향으로 관통하고 있다. 임펠러 (44) 의 회전 중심 (O) 은, 원판 형상의 임펠러 (44) 의 중심과 일치한다. 삽입공 (52) 의 내주면은, 회전 중심 (O) 을 중심으로 하는 부분 원통부 (52b) 와, 부분 원통부 (52b) 의 양단을 연결하는 평면부 (52a) 로 구성되어 있다. 삽입공 (52) 은, 회전 중심 (O) 에 대해 비회전 대칭으로 형성되어 있다. 환언하면, 삽입공 (52) 의 내측 가장자리면에서 회전 중심 (O) 까지의 거리는, 임펠러 (44) 의 회전 방향에 있어서 변화하고 있다. 평면부 (52a) 는, 부분 원통부 (52b) 와 비교하여 회전 중심 (O) 에 가깝다. 삽입공 (52) 에는, 샤프트 (24) 의 하단이 삽입되어 있다. 샤프트 (24) 는 삽입공 (52) 에 끼워 맞추어져 있다.

복수 개의 연통공 (54) 은 삽입공 (52) 의 주위에 배치되어 있다. 각 연통공 (54) 은 볼록면부 (56) 를 관통한다. 복수 개의 연통공 (54) 은, 임펠러 (44) 의 주방향으로 등간격으로 배치되어 있다. 연통공 (54) 은, 임펠러 (44) 를 축 방향으로 관통하고 있다. 연통공 (54) 은, 임펠러 (44) 의 표리면의 연료의 압력을 조정하기 위해 배치되어 있다.

복수 개의 날개 홈 (50) 은, 임펠러 (44) 의 외주 가장자리로부터 소정의 거리만큼 내측의 위치에 형성되어 있다. 복수 개의 날개 홈 (50) 은, 임펠러 (44) 의 양면의 각각에 있어서, 임펠러 (44) 의 둘레 방향으로 등간격으로 나열되어 있다. 일방의 면에 형성된 복수 개의 날개 홈 (50) 의 각각은, 타방의 면에 형성된 복수 개의 날개 홈 (50) 의 각각에 연통된다.

(연료 펌프 (10) 의 동작)

배터리로부터 연료 펌프 (10) 에 전류가 공급되면, 외부 단자 (5) 로부터 브러시를 통하여 아마추어 (22) 에 전류가 공급된다. 이 결과, 아마추어 (22) 는 샤프트 (24) 를 중심으로 회전한다. 아마추어 (22) 의 회전이 샤프트 (24) 를 통하여 임펠러 (44) 에 전달되고, 임펠러 (44) 가 회전한다. 샤프트 (24) 는 임펠러 (44) 에 끼워 맞추어져 있다. 평면 부분 (52a) 에 의해 샤프트 (24) 가 삽입공 (52) 내에서 회전하는 것이 방지되고 있다. 이 구성에 의하면, 삽입공 (52) 의 내측 가장자리면이 원통 형상인 구성과 비교하여, 샤프트 (24) 가 삽입공 (52) 내에서 회전하는 것을 용이하게 방지할 수 있다. 임펠러 (44) 가 회전하면, 연료 탱크 내의 연료는, 흡입구 (46) 로부터 케이싱 (42) 안으로 흡입된다. 케이싱 (42) 내의 연료는, 임펠러 (44) 의 회전에 의해 승압되고, 연통공을 통과하여 모터부 (20) 에 유입된다. 모터부 (20) 에 유입된 연료는, 아마추어 (22) 와 영구 자석 (32) 사이를 통과하고, 토출구 (18) 로부터 연료 펌프 (10) 밖으로 토출된다. 연료 펌프 (10) 밖으로 토출된 연료는, 연료 경로 (도시 생략) 를 통하여 엔진에 공급된다.

(임펠러 (44) 의 제조 방법)

도 3 에 나타내는 바와 같이, 임펠러 (44) 는 성형형 (60) 을 사용한 수지의 사출 성형에 의해 제조된다. 성형형 (60) 은, 상형 (上型) (62) 과 하형 (下型) (64) 을 구비한다. 상형 (62) 과 하형 (64) 이 서로 겹쳐짐으로써, 임펠러 (44) 를 성형하기 위한 공간인 캐비티 (66) (「회전체 형성 공간」의 일례) 가 획정된다. 캐비티 (66) 는, 임펠러 (44) 의 외형 형상과 동일한 형상의 공간을 갖는다.

상형 (62) 은 게이트 (70) 를 구비한다. 게이트 (70) 는 상형 (62) 을 관통한다. 게이트 (70) 는, 성형형 (60) 의 외측과 캐비티 (66) 를 연통한다. 게이트 (70) 는, 임펠러 (44) 의 회전 중심 (O) 에 대응하는 위치에 배치되어 있다. 임펠러 (44) 의 회전 중심 (O) 에 대응하는 위치란, 캐비티 (66) 내에서 임펠러 (44) 가 성형되었을 때의 회전 중심 (O) 의 위치를 의미한다. 상형 (62) 은, 게이트 (70) 와 캐비티 (66) 사이에 충전 공간 (72) 을 획정한다. 충전 공간 (72) 은 원통 형상의 공간이다. 충전 공간 (72) 의 중심축은, 게이트 (70) 의 중심과 동축 상에 위치함과 함께, 임펠러 (44) 의 회전 중심 (O) 에 대응하는 위치와 동축 상에 위치한다.

충전 공간 (72) 은, 연통부 (74) 를 통하여 캐비티 (66) 에 연통되어 있다. 연통부 (74) 는, 충전 공간 (72) 과 캐비티 (66) 를 획정하는 성형형 (60) 의 내주면과, 후술하는 복수 개의 핀 (68) 의 외주면에 의해 획정된다.

하형 (64) 은 복수 개의 핀 (68) 을 구비한다. 복수 개의 핀 (68) 은, 삽입공 (52) 을 형성하기 위한 1 개의 핀 (68a) (「삽입부 형성 부재」의 일례) 과, 연통공 (54) 을 형성하기 위한 핀 (68b) (「연통공 형성 부재」의 일례) 을 구비한다. 핀 (68a) 은, 임펠러 (44) 의 회전 중심 (O) 에 대응하는 위치에 배치되어 있다. 핀 (68a) 은, 게이트 (70) 및 충전 공간 (72) 과 동축 상에 배치되어 있다. 핀 (68a) 의 축이란, 임펠러 (44) 의 축 방향을 따라 임펠러 (44) 의 회전 중심 (O) 에 대응하는 위치를 통과하는 축이다. 핀 (68b) 은, 복수 개의 연통공 (54) 의 각각에 대응하는 위치에 배치되어 있다. 복수 개의 핀 (68) 의 상단은 충전 공간 (72) 내에 위치한다. 충전 공간 (72) 은 복수 개의 핀 (68) 을 덮고 있다.

임펠러 (44) 의 제조 방법은, 충전 공정과, 형성 공정과, 절단 공정을 포함한다. 충전 공정에서는, 먼저, 용융 수지를 게이트 (70) 로부터 성형형 (60) 내에 주입한다. 도 3 의 화살표로 나타내는 바와 같이, 게이트 (70) 를 통과한 용융 수지는 충전 공간 (72) 에 유입된다. 충전 공간 (72) 에 유입된 용융 수지는, 핀 (68a) 의 상면을 따라 충전 공간 (72) 내에 확산된다. 그리고, 용융 수지는, 복수 개의 핀 (68) 의 외주면을 따라 상하 방향, 즉 복수 개의 핀 (68) 의 축 방향을 따라 흘러, 캐비티 (66) 에 유입된다.

핀 (68a) 은 게이트 (70) 와 동축 상에 배치된다. 이 때문에, 게이트 (70) 를 통과하였을 때 용융 수지는 핀 (68a) 의 상면에 부딪혀, 충전 공간 (72) 내에 확산된다. 충전 공간 (72) 은 복수 개의 핀 (68) 을 덮고 있기 때문에, 충전 공간 (72) 내에 확산된 용융 수지는 복수 개의 핀 (68) 을 덮는다. 이 결과, 용융 수지는 복수 개의 핀 (68) 의 외주면을 따라 상하 방향으로 동시적으로 흐른다. 「동시적」이란, 엄밀하게 동시인 것 이외에, 예를 들어, 용융 수지가 충전 공간 (72) 에 유입되기 시작하고 나서 충전 공간 (72) 내에 확산될 때까지의 짧은 기간의 오차를 포함하는 개념이다. 캐비티 (66) 에 유입된 용융 수지는, 임펠러 (44) 의 외주에 대응하는 위치를 향하여 흘러, 캐비티 (66) 에 충전된다. 또한, 도 3 의 화살표로 나타내는 바와 같이, 용융 수지는 복수 개의 핀 (68) 의 외주면을 따라 상하 방향으로 흐름과 함께, 복수 개의 핀 (68) 의 외주면으로부터 이간되는 방향으로도 흐른다. 특히, 용융 수지는, 복수 개의 핀 (68) 의 외주면을 따라 용융 수지가 하방으로 흐름에 따라, 복수 개의 핀 (68) 의 외주면으로부터 이간되는 방향으로도 흐른다.

용융 수지가 캐비티 (66) 에 충전되면 충전 공정이 종료되고, 형성 공정이 개시된다. 형성 공정에서는, 게이트 (70) 로부터 용융 수지에 힘을 가하여 캐비티 (66) 내의 용융 수지에 소정의 압력을 부가한다. 용융 수지에 힘이 가해진 상태에서 용융 수지가 응고되면, 용융 수지에 가해진 힘을 해방하여 임펠러 (44) 의 중간 제품을 성형형 (60) 으로부터 취출한다.

임펠러 (44) 의 중간 제품이 성형형 (60) 으로부터 취출되면 형성 공정이 종료되고, 절단 공정이 개시된다. 절단 공정에서는, 임펠러 (44) 의 중간 제품을 연통부 (74) 를 통과하는 절단면 (C) 으로 절단하여, 충전 공간 (72) 에 충전되어 있던 수지를 절단한다. 이로써 임펠러 (44) 가 제조된다. 임펠러 (44) 의 볼록면부 (56) 에는, 충전 공간 (72) 에 충전된 수지가 잔존하고 있다. 볼록면부 (56) 의 형상은 연통부 (74) 의 형상과 동등하다.

(본 실시예의 효과)

충전 공정에 있어서, 복수의 핀 (68) 의 주변에서는, 용융 수지는 복수 개의 핀 (68) 의 외주면을 따라 흐른다. 이 때문에, 용융 수지가 핀 (68) 에 부딪혀, 분기되어 흐르는 것을 억제할 수 있다. 이 결과, 분기된 용융 수지가 합류함으로써 형성되는 웰드 라인의 발생을 억제할 수 있다. 또, 용융 수지를 동시적으로 복수 개의 핀 (68) 의 외주면을 따라 흐르게 함으로써, 용융 수지가 합류하여 웰드 라인이 발생하는 것을 적절히 방지할 수 있다.

웰드 라인이 발생하면, 웰드 라인 주변의 수지에 함유되는 유리 섬유 등의 배향의 차이에 의해 웰드 라인 주변의 수지의 성형 후의 수축률이 상이하기 때문에, 임펠러 (44) 의 치수 정밀도가 저하된다. 또, 웰드 라인에 의해 임펠러 (44) 의 강도가 저하되는 경우도 있다. 본 실시예에서는, 웰드 라인의 발생을 억제함으로써, 임펠러 (44) 의 치수 정밀도의 저하 및 강도의 저하를 억제할 수 있다.

임펠러 (44) 의 수지 흐름 방향을 관찰하면, 삽입공 (52) 의 주위에 위치하는 수지의 수지 흐름 방향은, 임펠러 (44) 의 일방의 표면으로부터 회전축 방향으로 연장되어 있다. 보다 상세하게는, 수지 성형에 있어서, 게이트 (70) 에 가까운 쪽의 임펠러 (44) 의 표면 부근에서는, 수지 흐름 방향은 회전축 방향으로 연장되어 있다. 게이트 (70) 에 가까운 쪽의 임펠러 (44) 의 표면으로부터 이간됨에 따라, 수지 흐름 방향은 회전축 방향으로 연장되어 있음과 함께, 임펠러 (44) 의 외주 방향으로도 연장된다. 연통공 (54) 의 주위도 동일하게, 삽입공 (52) 의 주위에 위치하는 수지의 수지 흐름 방향은, 임펠러 (44) 의 일방의 표면으로부터 회전축 방향으로 연장되어 있다. 예를 들어, 삽입공 (52) 과 복수 개의 연통공 (54) 중 어느 구멍의 중심을 통과하여, 임펠러 (44) 의 회전축에 평행한 단면을 실체 현미경을 사용하여 50 배 정도의 배율로 수지에 함유되는 유리 섬유의 방향을 관찰함으로써, 수지의 흐름 방향은 명확하게 특정할 수 있다.

(제 1 실시예의 변형예)

도 4 에 나타내는 바와 같이, 성형형 (60) 은 게이트 (70) 대신에 게이트 (170) 를 구비해도 된다. 게이트 (170) 는 원고리 형상을 갖는다. 게이트 (170) 의 직경은 충전 공간 (72) 의 직경보다 커도 된다.

(제 2 실시예)

제 1 실시예와 상이한 점을 설명한다. 도 5 에 나타내는 바와 같이, 임펠러 (144) 에서는, 볼록면부 (156) 의 형상이 임펠러 (44) 의 볼록면부 (56) 의 형상과 상이하다. 볼록면부 (156) 는, 삽입공 (52) 의 외측 가장자리 형상을 따른 부분 (156a) 과, 복수 개의 연통공 (54) 의 외연 형상을 따른 복수 개의 부분 (156b) 을 구비한다. 각 부분 (156b) 은 각각 부분 (156a) 에 접촉되어 있다. 각 부분 (156a, 156b) 의 폭은, 삽입공 (52) 과 연통공 (54) 의 거리보다 작다. 상세하게는, 각 부분 (156a, 156b) 의 폭은 삽입공 (52) 과 연통공 (54) 의 거리의 대략 절반이다. 볼록면부 (156) 의 폭은 볼록면부 (56) 의 폭보다 작다.

볼록면부 (156) 는 성형형 (60) 의 연통부 (74) 의 형상과 동등하다. 즉, 본 실시예에서는, 충전 공간 (72) 과 캐비티 (66) 를 연통하는 연통부 (74) 의 면적, 즉 절단면의 면적은 비교적 작다.

본 실시예에서도, 제 1 실시예와 동일한 효과를 나타낸다. 또, 연통부 (74) 의 면적을 작게 함으로써, 수지 성형 후의 수지의 잔류 응력을 저감시킬 수 있다. 그 이유는 이하와 같다. 형성 공정에서는, 용융 수지에 소정의 압력을 부여하여 용융 수지를 응고시킨다. 이 결과, 용융 수지는, 성형형 (60) 의 캐비티 (66) 의 형성면에 접촉되어 있는 지점으로부터 내측을 향하여 서서히 응고된다. 이 결과, 형성 공정의 후반에 있어서의 캐비티 (66) 내에서는, 연통부 (74) 의 하방의 일부분 이외의 수지는 응고되어, 연통부 (74) 주변에만 용융 수지가 잔존하고 있는 상태가 된다. 이 상태에서는, 캐비티 (66) 내의 용융 수지에 소정의 압력을 부여하기 위해, 연통부 (74) 의 면적에 따른 힘을 용융 수지에 가할 필요가 있다. 연통부 (74) 의 면적이 작으면, 용융 수지에 가하는 힘이 작아도 된다. 이 결과, 수지 성형 후의 수지의 잔류 응력이 저감된다.

(제 2 실시예의 변형예)

상기 실시예에서는, 임펠러 (144) 는 3 개의 연통공 (54) 을 구비한다. 그러나, 연통공 (54) 의 개수에 제한은 없다. 예를 들어, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 임펠러 (144) 는 4 개의 연통공 (54) 을 구비하고 있어도 된다. 제 1 실시예의 임펠러 (44) 도 동일하다.

삽입공 (52) 의 형상은, 도 7 ∼ 9 에 나타내는 형상이어도 된다. 도 7 에 나타내는 바와 같이, 삽입공 (52) 은 서로 대향하는 1 쌍의 평면 부분 (52a) 과, 서로 대향하는 1 쌍의 원통 부분 (52b) 을 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 임펠러 (144) 는 4 개의 연통공 (54) 을 구비하고 있어도 된다. 혹은, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 삽입공 (52) 의 평면 부분 (52a) 은 굴곡되어 있어도 된다. 또, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 삽입공 (52) 은 삼각형의 통형상이어도 된다. 이 경우, 연통공 (54) 은, 삽입공 (52) 의 3 개의 평면의 각각의 외측에 위치하고 있어도 된다.

(제 3 실시예)

제 2 실시예와 상이한 점을 설명한다. 도 10 에 나타내는 바와 같이, 임펠러 (244) 에서는, 연통공 (254) 의 위치가 임펠러 (144) 의 연통공 (54) 의 위치와 상이하다. 또한, 연통공 (254) 의 형상은 연통공 (54) 과 동일하다.

3 개의 연통공 (254) 중, 1 개의 연통공 (254b) 은 원통 부분 (52b) 의 중앙부의 외측에 배치되어 있다. 3 개의 연통공 (254) 중, 연통공 (254b) 이외의 2 개의 연통공 (254a) 은 평면 부분 (52a) 의 단부의 외측에 배치되어 있다. 즉, 삽입공 (52) 의 내측 가장자리면에서 회전 중심까지의 거리가 가까운 영역인 평면 부분 (52a) 의 외측에 형성된 연통공 (254a) 의 개수는, 삽입공 (52) 의 내측 가장자리면에서 회전 중심까지의 거리가 먼 영역인 원통 부분 (52b) 의 외측에 형성된 연통공 (254b) 의 개수보다 많다. 이 구성에 의하면, 연통공 (254) 의 배치에 의해 임펠러 (244) 의 중량 밸런스를 향상시킬 수 있다. 이로써, 임펠러 (244) 를 원활하게 회전시킬 수 있다.

(제 3 실시예의 변형예)

상기 실시예에서는, 임펠러 (244) 는 3 개의 연통공 (254) 을 구비한다. 그러나, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 연통공 (254) 은 1 개여도 된다. 이 경우, 1 개의 연통공 (254) 은 평면 부분 (52a) 의 중앙부의 외측에 배치되어 있어도 된다. 본 변형예에서는, 삽입공 (52) 의 내측 가장자리면에서 회전 중심까지의 거리가 가까운 영역인 평면 부분 (52a) 에 있어서의 연통공 (254) 의 개수 (즉 1 개) 는, 삽입공 (52) 의 내측 가장자리면에서 회전 중심까지의 거리가 먼 영역인 원통 부분 (52b) 에 있어서의 연통공 (254) 의 개수 (즉 0 개) 보다 많다.

(제 4 실시예)

도 12 에 나타내는 바와 같이, 본 실시예의 이너 로터 (344) (「회전체」의 일례) 는, 이른바 내접식의 기어 펌프에 사용된다. 본 실시예의 기어 펌프는, 예를 들어 자동차의 엔진 오일을 순환시키기 위해 사용된다. 도 12 에 나타내는 바와 같이, 이너 로터 (344) 는 기어식 펌프의 케이싱 (302) 에 수용되어 있다. 케이싱 (402) 은 이너 로터 (344) 외에 아우터 로터 (304) 를 수용한다.

아우터 로터 (304) 는 원고리 형상을 갖는다. 아우터 로터 (304) 의 외주면은, 케이싱 (302) 의 내주면을 따른 형상을 갖는다. 아우터 로터 (304) 의 내주면에는, 복수 개의 내부 톱니바퀴 (306) 가 등간격으로 배치되어 있다. 이너 로터 (344) 는 외주면에 복수 개의 외부 톱니바퀴 (346) 를 갖는 원판 형상을 갖는다. 복수 개의 외부 톱니바퀴 (346) 는, 내부 톱니바퀴 (306) 와 서로 맞물리는 형상을 갖는다. 복수 개의 외부 톱니바퀴 (346) 는, 이너 로터 (344) 의 외주면에 등간격으로 배치되어 있다.

이너 로터 (344) 의 중심에는, 삽입공 (352) 과 복수 개의 연통공 (354) 과 볼록면부 (356) 가 배치되어 있다. 삽입공 (352) 과 복수 개의 연통공 (354) 과 볼록면부 (356) 의 구성은, 제 2 실시예의 삽입공 (52) 과 복수 개의 연통공 (54) 과 볼록면부 (156) 와 동일한 구성이다. 이너 로터 (344) 는, 삽입공 (352) 에 삽입되는 샤프트의 회전에 수반하여 자전한다. 이너 로터 (344) 는, 또한 아우터 로터 (304) 의 내주면을 따라 공전한다. 아우터 로터 (304) 는, 이너 로터 (344) 의 회전에 수반하여 이너 로터 (344) 의 자전 방향과는 반대의 방향으로 자전한다. 이로써, 이너 로터 (344) 와 아우터 로터 (304) 사이에 액체를 흡입하고, 이너 로터 (344) 와 아우터 로터 (304) 사이로부터 액체를 토출한다.

이너 로터 (344) 는, 임펠러 (44) 와 동일한 방법으로 제조된다. 이 때문에, 삽입공 (352) 및 복수 개의 연통공 (354) 주위의 수지 흐름 방향은, 삽입공 (352) 및 복수 개의 연통공 (354) 을 따라 연장되어 있다.

(제 5 실시예)

도 13 에 나타내는 바와 같이, 본 실시예의 로터 (444) (「회전체」의 일례) 는 이른바 베인 펌프에 사용된다. 본 실시예의 베인 펌프는, 예를 들어 자동차의 파워 스티어링을 위한 기구에 오일을 공급하기 위해 사용된다. 도 13 에 나타내는 바와 같이, 로터 (444) 는 베인 펌프의 케이싱 (402) 에 수용되어 있다.

로터 (444) 는 원판 형상을 갖는다. 로터 (444) 의 외경은 케이싱 (402) 의 내경보다 작다. 로터 (444) 의 회전 중심은, 케이싱 (402) 의 내주면의 중심으로부터 벗어나 있다.

로터 (444) 의 외주부에는, 복수 개의 홈 (448) 이 등간격으로 배치되어 있다. 로터 (444) 는, 복수 개의 홈 (448) 의 각각에는 원고리 형상의 롤러 (446) 가 삽입되어 있다. 롤러 (446) 는, 홈 (448) 을 따라 로터 (444) 의 반경 방향으로 이동 가능하게 배치되어 있다.

로터 (444) 의 중심에는, 삽입공 (452) 과 복수 개의 연통공 (454) 과 볼록면부 (456) 가 배치되어 있다. 삽입공 (452) 과 복수 개의 연통공 (454) 과 볼록면부 (456) 의 구성은, 제 2 실시예의 삽입공 (52) 과 복수 개의 연통공 (54) 과 볼록면부 (156) 와 동일한 구성이다. 로터 (444) 는, 삽입공 (452) 에 삽입되는 샤프트의 회전에 수반하여, 샤프트의 축심을 중심으로 회전한다. 롤러 (446) 는, 로터 (444) 의 회전에 수반하여 로터 (444) 의 반경 방향 외측으로 이동하려고 한다. 이 결과, 롤러 (446) 는 케이싱 (402) 의 내주면에 맞닿고, 케이싱 (402) 의 내주면을 따라 슬라이딩한다. 이로써, 로터 (444) 의 외주면과 케이싱 (402) 의 내주면 사이에 위치하는 액체 (예를 들어 오일) 는, 로터 (444) 에 압압되고, 펌프 밖으로 토출된다.

로터 (444) 는, 임펠러 (44) 와 동일한 방법으로 제조된다. 이 때문에, 삽입공 (452) 및 복수 개의 연통공 (454) 주위의 수지 흐름 방향은, 삽입공 (452) 및 복수 개의 연통공 (454) 을 따라 연장되어 있다.

(제 5 실시예의 변형예)

상기 실시예에서는, 샤프트는 로터 (444) 의 회전 중심의 삽입공 (452) 에 삽입된다. 그러나, 도 14 에 나타내는 바와 같이, 샤프트가 삽입되는 복수 개의 삽입공 (452a) 이 로터 (444) 의 회전 중심에 형성된 연통공 (454a) 의 주위에 등간격으로 배치되어 있어도 된다. 이 경우, 삽입공 (452a) 에는 샤프트가 삽입되어 있어도 된다. 혹은, 삽입공 (452a) 에는 샤프트에 장착된 걸어 맞춤 부재가 삽입되어 있어도 된다. 후자의 경우에도, 삽입공 (452a) 은 「회전축이 삽입되는 삽입부」의 일례이다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명하였지만, 이들은 예시에 지나지 않으며, 특허청구범위를 한정하는 것이 아니다. 특허청구범위에 기재된 기술에는, 이상에 예시한 구체예를 여러 가지로 변형, 변경한 것이 포함된다.

(1) 제 1 실시예에서는, 샤프트 (24) 의 삽입공 (52) 은 임펠러 (44) 를 관통한다. 그러나, 삽입공 (52) 은 임펠러 (44) 를 관통하고 있지 않아도 된다. 이 경우, 핀 (68a) 은 핀 (68b) 보다 짧아도 되고, 핀 (68a) 의 상단은 충전 공간 (72) 에 수용되어 있지 않아도 된다. 다른 실시예에서도 동일하다.

(2) 「회전체」는, 차동차에 사용되는 연료 펌프, 오일 펌프 이외의 펌프, 예를 들어, 냉각수를 냉각 장치에 송출하는 펌프 등, 여러 가지 펌프에 이용할 수 있다. 또, 「회전체」를 갖는 펌프는, 브러시레스 모터를 구비하는 펌프여도 된다.

또, 본 명세서 또는 도면에 설명한 기술 요소는, 단독으로 혹은 각종 조합에 의해 기술적 유용성을 발휘하는 것으로, 출원시 청구항에 기재된 조합에 한정되는 것은 아니다. 또, 본 명세서 또는 도면에 예시한 기술은 복수 목적을 동시에 달성하는 것으로, 그 중 하나의 목적을 달성하는 것 자체로 기술적 유용성을 갖는 것이다.

10 : 연료 펌프, 12 : 케이스, 20 : 모터부, 22 : 아마추어, 24 : 샤프트, 32 : 영구 자석, 40 : 펌프부, 42 : 케이싱, 44 : 임펠러, 50 : 날개 홈, 52 : 삽입공, 54 : 연통공, 56 : 볼록면부, 60 : 성형형, 66 : 캐비티, 68 : 핀, 70 : 게이트, 72 : 충전 공간, 74 : 연통부

Claims

펌프의 케이싱 내에 수용되고, 케이싱 안으로 유체를 흡입하고, 케이싱 밖으로 유체를 송출하기 위한 수지제의 회전체로서,
회전축이 삽입되는 삽입부와,
삽입부의 근방에 위치하고, 회전체를 회전축 방향으로 관통하는 연통공을 구비하고,
삽입부 및 연통공의 주위에 위치하는 수지의 수지 흐름 방향은, 적어도 회전축 방향으로 연장되어 있는 회전체.
제 1 항에 있어서,
삽입부는, 회전체의 회전 중심에 위치하고 있고, 회전 중심에 대해 비회전 대칭의 형상을 갖고 있고,
삽입부의 내측 가장자리면에서 회전 중심까지의 거리가 가까운 영역에 있어서의 연통공의 개수는, 삽입부의 내측 가장자리면에서 회전 중심까지의 거리가 먼 영역에 있어서의 연통공의 개수보다 많은 회전체.
펌프의 케이싱 내에 수용되고, 케이싱 안으로 유체를 흡입하고, 케이싱 밖으로 유체를 송출하기 위한 수지제의 회전체의 제조 방법으로서,
게이트와 회전체 형성 공간을 갖는 성형형의 게이트로부터 용융 수지를 주입하여 회전체 형성 공간을 용융 수지로 충전하는 충전 공정과,
성형형 내의 수지를 냉각시켜 회전체를 형성하는 형성 공정을 구비하고,
성형형은,
회전체 형성 공간에 회전체에 회전축이 삽입되는 삽입부를 형성하기 위한 삽입부 형성 부재와,
삽입부의 근방에 위치하고, 회전체를 회전축 방향으로 관통하는 연통공을 형성하기 위한 연통공 형성 부재를 구비하고,
충전 공정에서는, 회전체 형성 공간 내의 용융 수지는, 삽입부 형성 부재 및 연통공 형성 부재의 축 방향을 따라 흐르는 회전체의 제조 방법.
제 3 항에 있어서,
충전 공정에서는, 회전체 형성 공간 내의 용융 수지는, 삽입부 형성 부재 및 연통공 형성 부재의 회전축 방향을 따라 동시적으로 흐르는 회전체의 제조 방법.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
성형형은, 게이트와 회전체 형성 공간 사이에 용융 수지가 충전되는 충전 공간으로서, 삽입부 형성 부재와 연통공 형성 부재를 덮는 충전 공간을 구비하고,
충전 공정에서는, 용융 수지는 게이트로부터 충전 공간을 통하여 회전체 형성 공간에 유입되는 회전체의 제조 방법.
제 5 항에 있어서,
성형형은, 충전 공간과 회전체 형성 공간을 연통하는 연통부로서, 성형형의 내면과, 삽입부 형성 부재의 외주면과, 연통공 형성 부재의 외주면에 의해 획정되는 연통부를 추가로 구비하고,
연통부에서는, 성형형의 내면은 삽입부 형성 부재의 외주와 연통공 형성 부재의 외주를 따라 형성되어 있고,
충전 공정에서는, 용융 수지는 연통부를 통과하여 충전 공간으로부터 회전체 형성 공간에 유입되는 회전체의 제조 방법.
제 5 항에 있어서,
충전 공간과 삽입부 형성 부재는 동축 상에 배치되어 있는 회전체의 제조 방법.