(57)【要約】【課題】インペラにおいて、ブッシュの高耐久化を図る。【解決手段】軸部材を通す軸孔５が形成されたインペラ本体２と、インペラ本体２の軸孔５周りに設けられるブッシュ３と、軸部材とブッシュ３との間に設けられ、軸部材およびブッシュ３と一体に回転するように係合する係合部６を有した内筒部材４と、を備えるインペラ１とする。内筒部材４は、軸孔５に嵌められた状態でブッシュ３に加締められることが好ましく、例えば、係合部６の一端が軸孔５の径外方向に折り曲げられてブッシュ３に加締められる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部材を通す軸孔が形成されたインペラ本体と、
前記インペラ本体の軸孔周りに設けられるブッシュと、
前記軸部材と前記ブッシュとの間に設けられ、前記軸部材および前記ブッシュと一体に回転するように係合する係合部を有した内筒部材と、
を備えることを特徴とするインペラ。
【請求項２】
前記内筒部材は、前記軸孔に嵌められた状態で前記ブッシュに加締められていることを特徴とする請求項１に記載のインペラ。
【請求項３】
前記内筒部材は、前記係合部の一端が前記軸孔の径外方向に折り曲げられていることを特徴とする請求項２に記載のインペラ。
【請求項４】
前記軸孔の一端に、折り曲げられた係合部の一端を収容する収容スペースが形成されていることを特徴とする請求項３に記載のインペラ。
【請求項５】
前記ブッシュは、径内側に延出し内端が直線状に形成された直線係合部を有し、
前記係合部は、前記直線係合部の内端と係合する平坦面部から構成されていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のインペラ。
【請求項６】
前記ブッシュは、キー溝を有し、
前記係合部は、前記キー溝に係合する係合突部から構成されていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のインペラ。
【請求項７】
前記ブッシュは、径内方向に延び、前記内筒部材に接する鍔部を有することを特徴とする請求項１に記載のインペラ。
【請求項８】
前記内筒部材は、径外方向に延び、前記ブッシュに接するとともに前記軸孔の開口縁部に当接するストッパ部を有することを特徴とする請求項７に記載のインペラ。
【請求項９】
前記ブッシュおよび前記内筒部材は、共に、金属製のプレス加工品であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のインペラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インペラに関する。
【背景技術】
【０００２】
船外機や船内機、その他の機器のポンプに使用されるインペラとして、ゴム材等の弾性部材で成形されたインペラ本体と、インペラ本体の軸孔周りに一体に設けられる円筒状のブッシュとを備えたものが挙げられる（例えば特許文献１参照）。特許文献１には、連れ回り係合部としてキー溝が形成された金属製ブッシュをインペラ本体にインサート成形することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６１−５４９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
軸孔に挿通される軸部材からインペラ本体にトルクが伝達される際には、キー溝の側面に、歪に伴う応力がブッシュに集中する傾向にある。本発明の課題は、インペラにおいて、ブッシュの大きな形状変更を伴うことなく、簡単な構造でブッシュの高耐久化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために本発明は、軸部材を通す軸孔が形成されたインペラ本体と、前記インペラ本体の軸孔周りに設けられるブッシュと、前記軸部材と前記ブッシュとの間に設けられ、前記軸部材および前記ブッシュと一体に回転するように係合する係合部を有した内筒部材と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、内筒部材とブッシュとが協働して軸孔周りの強度を高める。軸部材の回転力は、内筒部材で分散されたうえでブッシュに伝達されるため、内筒部材と係合するブッシュ側の係合部への応力の集中が低減される。これにより、ブッシュの高耐久化を図ることができる。
【０００７】
また、前記内筒部材は、前記軸孔に嵌められた状態で前記ブッシュに加締められていることが好ましい。
【０００８】
このようにすると、ブッシュと内筒部材との位置ずれが生じにくくなり、ブッシュ側の係合部への応力の集中がより低減される。
【０００９】
また、前記内筒部材は、前記係合部の一端が前記軸孔の径外方向に折り曲げられていることが好ましい。
【００１０】
このようにすると、係合部の一端を軸孔の径外方向に折り曲げて加締めることで、加締め作業の作業性向上と、ブッシュの係合部周りの強度向上の両立を図ることができる。
【００１１】
また、前記軸孔の一端に、折り曲げられた係合部の一端を収容する収容スペースが形成されていることが好ましい。
【００１２】
このようにすると、折り曲げた係合部の一端をインペラ本体に干渉させることなく、収容スペースに収容できる。
【００１３】
また、前記ブッシュは、径内側に延出し内端が直線状に形成された直線係合部を有し、前記係合部は、前記直線係合部の内端と係合する平坦面部から構成されていることが好ましい。
【００１４】
このようにすると、ブッシュおよび内筒部材の成形加工を容易に行える。また、平坦面部の一端を直線係合部の内端に沿って直線状に容易に折り曲げることができ、加締め作業の作業性が向上する。
【００１５】
また、前記ブッシュは、キー溝を有し、前記係合部は、前記キー溝に係合する係合突部から構成されたものでもよい。
【００１６】
また、前記ブッシュは、径内方向に延び、前記内筒部材に接する鍔部を有することが好ましい。
さらに、前記内筒部材は、径外方向に延び、前記ブッシュに接するとともに前記軸孔の開口縁部に当接するストッパ部を有することが好ましい。
【００１７】
このようにすると、内筒部材とブッシュとが一体となって協働し、軸孔周りの強度を高める。
【００１８】
また、前記ブッシュおよび前記内筒部材は、共に、金属製のプレス加工品であることが好ましい。
【００１９】
ブッシュおよび内筒部材を、共に、金属製のプレス加工品とすることで、ブッシュおよび内筒部材の強度の向上と、切削加工に比しての低コスト化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のインペラによれば、ブッシュの高耐久化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態に係るインペラの平面図である。
【図２】第１実施形態に係るインペラの断面斜視図であり、内筒部材を加締める前の状態を示す。
【図３】第１実施形態のブッシュの外観斜視図である。
【図４】第１実施形態の内筒部材の外観斜視図である。
【図５】第１実施形態の加締め部周りの側断面図である。
【図６】第２実施形態に係るインペラの平面図である。
【図７】第２実施形態のブッシュの外観斜視図である。
【図８】第２実施形態の内筒部材の外観斜視図である。
【図９】第３実施形態に係るインペラを軸方向一端側から見た断面斜視図であり、内筒部材を挿入する前の状態を示す。
【図１０】第３実施形態に係るインペラを軸方向他端側から見た断面斜視図であり、内筒部材を挿入する前の状態を示す。
【図１１】第３実施形態に係るインペラを軸方向一端側から見た断面斜視図であり、内筒部材を挿入した状態を示す。
【図１２】第３実施形態に係るインペラを軸方向他端側から見た断面斜視図であり、内筒部材を挿入した状態を示す。
【図１３】図１２におけるXIII-XIII断面図である。
【図１４】第３実施形態のブッシュの外観斜視図である。
【図１５】第３実施形態の内筒部材の外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１、図２に示すように、インペラ１は、軸部材３０を通す軸孔５が形成されたインペラ本体２と、ブッシュ３と、内筒部材４と、を備えている。インペラ１は、例えば船外機のエンジンを冷却する冷却水として海水を汲み上げるウォーターポンプ、船内機のウォーターポンプ、産業機械用の汎用ポンプ等に使用される。
【００２３】
インペラ本体２は、軸部材３０の軸心Ｏを中心とする軸孔５が形成された円筒状の基部２Ａと、基部２Ａから径外方向に放射状に延びる複数の羽根部２Ｂとを備えており、これらはゴム材等の弾性材料で一体に成形されている。
【００２４】
ブッシュ３は、インペラ本体２の軸孔５周りに一体成形で設けられている。ブッシュ３は、軸孔５周りの強度を高め、軸部材３０からインペラ本体２にトルクが伝達される際の軸孔５周りの過度の弾性変形を抑制して、インペラ本体２の耐破損性を向上させる。内筒部材４は、軸部材３０とブッシュ３との間に設けられる部材であり、係合部６によって、軸部材３０からブッシュ３に、すなわちインペラ本体２にトルクを伝達する。
【００２５】
内筒部材４は、ブッシュ３と協働して軸孔５周りの強度を高める。軸部材３０の回転力は、内筒部材４で分散されたうえでブッシュ３に伝達されるため、内筒部材４の係合部６と係合するブッシュ３側の係合部への応力の集中が低減される。これにより、ブッシュ３の高耐久化を図ることができる。
【００２６】
内筒部材４を軸孔５に嵌めた状態でブッシュ３に加締めることで、ブッシュ３と内筒部材４との位置ずれが生じにくくなり、ブッシュ３側の係合部への応力の集中がより低減される。また、係合部６の一端を軸孔５の径外方向に折り曲げて内筒部材４をブッシュ３に加締める構造とすれば、加締め作業の作業性向上と、ブッシュ３の係合部周りの強度向上の両立を図ることができる。
【００２７】
以下、３つの実施形態について詳細に説明する。
「第１実施形態」
図１ないし図３を参照して、ブッシュ３は、軸心Ｏを筒軸とし、軸孔５の各両端の近傍にわたる長さを有した円筒状の胴部３Ａと、胴部３Ａの一端から径内方向に延びる鍔部３Ｂとを備えている。ブッシュ３は、ステンレス材等の金属材料で形成されており、図２に示すように、基部２Ａの軸孔５周りに配置され、インサート成形によってインペラ本体２に一体成形されている。ブッシュ３は、例えばステンレス材のプレス加工品で構成されている。ブッシュ３の鍔部３Ｂの内端３Ｃは、軸孔５の内面と面一に連なるようにして、軸孔５の一端側に位置している。図３に示すように、胴部３Ａには、インペラ本体２の成形時に弾性材料を胴部３Ａの内外に流動させるための貫通孔３Ｄが複数形成されている。
【００２８】
鍔部３Ｂの一端には、径内側に延出し内端が直線状に形成された直線係合部７が形成されている。つまり、直線係合部７は、軸心Ｏ方向視して、鍔部３Ｂの内端３Ｃの延長円周線３Ｅ（図３に仮想線で示す）よりも径内側に延出しており、内端３Ｃが直線状に形成されている。以降の説明で、この直線係合部７の直線状の内端をＤカット部８というものとする。
【００２９】
軸孔５の内面には、図２、図５に示すように、Ｄカット部８から軸孔５の他端側にかけて面一状に連続する矩形状の平面が形成されている。この平面をＤカット軸孔面９というものとする。一方、Ｄカット部８よりも一端側（図２、図５において上側）に位置する軸孔５の内面は、Ｄカット部８と面一とはなっておらず、Ｄカット部８よりも径外側の位置でＤカット部８と平行に延びる段差面１０として構成されている。これにより、段差面１０の径内側には、後記する内筒部材４の折り曲げ部を収容するための収容スペース１１が形成される。
【００３０】
図４も参照して、内筒部材４は、インペラ本体２の軸孔５に嵌められる金属製の筒状部材であり、例えばステンレス材のプレス加工品で構成されている。内筒部材４の外周には、係合部６として、Ｄカット部８およびＤカット軸孔面９と係合する矩形状の平坦面部１２が形成されている。内筒部材４の内部には、平坦面部１２に係合する平面が形成された軸部材３０が挿通される。これにより、平坦面部１２における係合によって軸部材３０とブッシュ３とが連れ回りし、軸部材３０からインペラ本体２にトルクが伝達される。内筒部材４の他端側には、径外方向に延びる鍔状のストッパ部４Ａが形成されている。内筒部材４は、軸孔５内に軸孔５の他端側から挿入され、ストッパ部４Ａが軸孔５の他端開口周りに当接することで、軸心Ｏ方向に位置決めされる。鍔部３Ｂの内端３Ｃは、内筒部材４の外周面に当接する。
【００３１】
図２に示すように、ストッパ部４Ａが軸孔５の他端開口周りに当接した状態では、内筒部材４の一端は、ブッシュ３の鍔部３Ｂよりも軸心Ｏ方向外側に突出した状態となっている。そして、図５に示すように、内筒部材４の平坦面部１２の一端が、仮想線で示した状態から実線で示すように、Ｄカット部８に沿って径外方向に直線状に折り曲げられることで、内筒部材４がブッシュ３のＤカット部８に加締められてブッシュ３と一体化される。折り曲げられた内筒部材４の一端は収容スペース１１に収容される。
【００３２】
本実施形態によれば、Ｄカット部８に内筒部材４の平坦面部１２の一端を加締めるため、ブッシュ３と内筒部材４のずれが生じにくくなり、応力が集中しにくい。また、軸部材３０の回転力は内筒部材４で分散されたうえでブッシュ３に伝達されるため、Ｄカット部８への応力集中が低減される。これにより、ブッシュ３の高耐久化を図ることができる。
【００３３】
本実施形態のように、ブッシュ３に直線係合部７を設け、内筒部材４の係合部６を、直線係合部７の内端と係合する平坦面部１２とすれば、ブッシュ３および内筒部材４の成形加工を容易に行える。特に、ブッシュ３および内筒部材４を共に金属製のプレス加工品から構成すれば、簡単なプレス金型の構造でプレス加工を精度よく行え、切削加工に比して低コスト化を図ることができる。また、本実施形態によれば、平坦面部１２の一端を直線係合部７の内端に沿って直線状に容易に折り曲げることができ、加締め作業の作業性が向上する。
【００３４】
なお、加締める範囲としては、Ｄカット部８のみとすることでもブッシュ３の強度向上の効果を見込めるが、場合によっては、Ｄカット部８以外の鍔部３Ｂの円周部にも適用してもよい。また、Ｄカット部８を加締めることなく、鍔部３Ｂの円周部のみを加締める構成にしてもよい。
【００３５】
また、本実施形態では、ブッシュ３は、径内方向に延び、内筒部材４に接する鍔部３Ｂを有しているので、内筒部材４とブッシュ３とが一体となり、軸孔５周りの強度がより高まる。
【００３６】
「第２実施形態」
図６ないし図８を参照して第２実施形態を説明する。第２実施形態に係るインペラ１Ａは、ブッシュ３にキー溝２１が形成され、内筒部材４の係合部６が、キー溝２１に係合する係合突部２２から構成されていることを主な特徴とする。一般に、軸部材の回転トルクが大きい場合に、連れ回りの係合部としてキー溝構造が用いられることが多い。キー溝２１および係合突部２２以外の構成要素については、第１実施形態と同じであるので、同じ符号を付してその説明は省略する。
【００３７】
図６、図７において、ブッシュ３の鍔部３Ｂには、係合部６に係合する被係合部として、軸心Ｏ方向視で矩形状を呈したキー溝２１が形成されている。インペラ本体２の軸孔の内面にも、このキー溝２１と面一状に連続するキー溝が形成されている。図８に示すように、内筒部材４の外周には、ブッシュ３のキー溝２１およびインペラ本体２の軸孔のキー溝に係合する係合突部２２が形成されている。係合突部２２の内側には、図示しない軸部材に取り付けられたキー（図示せず）が係合する。
【００３８】
第１実施形態と同様、円筒部材４の他端側には、径外方向に延びる鍔状のストッパ部４Ａが形成されている。内筒部材４は、図示しない軸孔５内に軸孔５の他端側から挿入され、ストッパ部４Ａが軸孔５の他端開口周りに当接することで、軸心Ｏ方向に位置決めされる。ブッシュ３の鍔部３Ｂの内端３Ｃは、図６に示すように、内筒部材４の外周面に当接する。ストッパ部４Ａが軸孔５の他端開口周りに当接した状態では、内筒部材４の一端は、ブッシュ３の鍔部３Ｂよりも軸心Ｏ方向外側に突出した状態となる。
【００３９】
本実施形態によっても、係合突部２２の一端を軸孔の径外方向に折り曲げることで、内筒部材４をブッシュ３のキー溝２１に容易に加締めることができる。折り曲げられた係合突部２２の一端は、図５の場合と同様に収容スペース１１に収容される。なお、キーの種類は、沈みキーや平キー等、特に限定されるものではない。
【００４０】
本実施形態のようなキー溝を用いた構造によっても、キー溝２１に内筒部材４の係合突部２２の一端を加締めることで、キー溝２１周りでブッシュ３と内筒部材４のずれが生じにくくなり、応力が集中しにくくなる。軸部材の回転力は内筒部材４で分散されたうえでブッシュ３に伝達されるため、キー溝２１への応力集中が低減される。これにより、ブッシュ３の高耐久化を図ることができる。
【００４１】
また、ブッシュ３は、径内方向に延び、内筒部材４に接する鍔部３Ｂを有しているので、内筒部材４とブッシュ３とが一体となり、軸孔５周りの強度がより高まる。
【００４２】
「第３実施形態」
図９ないし図１５を参照して第３実施形態を説明する。第３実施形態に係るインペラ１Ｂは、円筒部材をブッシュに加締めない構造に関するものである。
【００４３】
図１１に示すように、インペラ１Ｂは、インペラ本体３２と、ブッシュ３３と、内筒部材３４と、を備えている。図９において、インペラ本体３２は、円筒状の基部３２Ａと、基部３２Ａから径外方向に放射状に延びる複数の羽根部３２Ｂとを備えている。基部３２Ａには、図示しない軸部材を通す軸孔３５が形成されている。
【００４４】
軸孔３５の軸方向中程には、略星型多角形の断面形状を呈した星型軸孔面３５Ａが形成されている。星型軸孔面３５Ａから一端側には順に、星型軸孔面３５Ａよりも大径の第１軸孔面３５Ｂと、第１軸孔面３５Ｂよりも大径の第２軸孔面３５Ｃが形成されている。星型軸孔面３５Ａから他端側には順に、星型軸孔面３５Ａよりも大径の第３軸孔面３５Ｄと、第３軸孔面３５Ｄよりも大径の第４軸孔面３５Ｅが形成されている。
【００４５】
星型軸孔面３５Ａと第１軸孔面３５Ｂとの間には段差部が形成されることとなるが、この段差部には後述するブッシュ３３の鍔部３３Ｂの内縁寄りが露出するように配置されている。一方、図１０に示すように、星型軸孔面３５Ａと第３軸孔面３５Ｄとの間には、軸孔３５の開口縁部として、インペラ本体３２による段差面４０が形成される。この段差面４０には、後述する内筒部材３４のストッパ部３４Ａが当接する。
【００４６】
図１４に示すように、ブッシュ３３は、軸心Ｏを筒軸とする胴部３３Ａと、胴部３３Ａの一端から径内方向に延びる鍔部３３Ｂとを備えている。胴部３３Ａには、インペラ本体３２の成形時に弾性材料を胴部３３Ａの内外に流動させるための貫通孔３３Ｄが複数形成されている。胴部３３Ａの断面形状は、図１３に示すように、円周方向に波形状の凹凸が交互に形成された略星型多角形を呈している。
【００４７】
図９において、鍔部３３Ｂの内端３３Ｃは、インペラ本体３２の星型軸孔面３５Ａと同形状の略星型多角形を呈している。ブッシュ３３は、ステンレス材等の金属材料で形成されており、図９に示すように、軸孔３５周りに配置されて、インサート成形によってインペラ本体３２に一体成形されている。ブッシュ３３は、例えばステンレス材のプレス加工品で構成されている。鍔部３３Ｂの内端３３Ｃは、星型軸孔面３５Ａの一端側に面一に連なるように位置している。
【００４８】
図１５において、内筒部材３４は、金属製の筒状部材であり、例えばステンレス材のプレス加工品で構成されている。内筒部材３４は、係合部３６として、鍔部３３Ｂの内端３３Ｃおよび星型軸孔面３５Ａの形状に倣った略星型多角形の断面形状を備えている。内筒部材３４の内部には、略星型多角形の断面形状を備えた軸部材が挿通される。これにより、略星型多角形の係合によって軸部材とブッシュ３３とが連れ回りし、軸部材からインペラ本体３２にトルクが伝達される。内筒部材３４の他端側には、径外方向に延びる鍔状のストッパ部３４Ａが形成されている。内筒部材３４は、軸孔３５内に軸孔３５の他端側から挿入され、図１１、図１２に示すように、ストッパ部３４Ａが段差面４０に当接することで、軸心Ｏ方向に位置決めされる。図１３に示すように、ストッパ部３４Ａの外周面は略星型多角形状に形成されているため、軸孔３５の他端側においては、ストッパ部３４Ａの外周面と胴部３３Ａの内周面とが当接するようになっている。軸孔３５の一端側においては、図１１に示すように、内筒部材３４の外周面と鍔部３３Ｂの内端３３Ｃとが当接する。
【００４９】
本実施形態によれば、内筒部材３４とブッシュ３３とが協働して軸孔３５周りの強度を高める。軸部材の回転力は、内筒部材３４で分散されたうえでブッシュ３３に伝達されるため、内筒部材３４の係合部３６と係合するブッシュ３３側の係合部への応力の集中が低減される。これにより、ブッシュ３３の高耐久化を図ることができる。
【００５０】
本実施形態のように、係合部３６として、内筒部材３４の断面形状を略星型多角形とする構成にすれば、ブッシュ３３および内筒部材３４の成形加工を容易に行える。特に、ブッシュ３３および内筒部材３４を共に金属製のプレス加工品から構成すれば、簡単なプレス金型の構造でプレス加工を精度よく行え、切削加工に比して低コスト化を図ることができる。
【００５１】
本実施形態のように、軸孔３５の一端側においては、内筒部材３４の外周面と鍔部３３Ｂの内端３３Ｃとが当接し、軸孔３５の他端側においては、ストッパ部３４Ａの外周面と胴部３３Ａの内周面とが当接する構造とすれば、内筒部材３４とブッシュ３３とが一体となって協働し、軸孔３５周りの強度を一層高めることができる。
【００５２】
以上、好適な３つの実施形態を説明した。係合部６，３６は、軸部材とブッシュ３，３３とを連れ回り可能とするものであれば第１、第２、第３実施形態に記載した形状に限られない。
【符号の説明】
【００５３】
１，１Ａ，１Ｂ  インペラ
２，３２        インペラ本体
３，３３        ブッシュ
４，３４        内筒部材
４Ａ，３４Ａ    ストッパ部
５，３５        軸孔
６，３６        係合部
７      直線係合部
８      Ｄカット部
９      Ｄカット軸孔面
１１      収容スペース
１２      平坦面
２１      キー溝
２２      係合突部
３０      軸部材
【図１】
2020076347.tif 000003
【図２】
2020076347.tif 000004
【図３】
2020076347.tif 000005
【図４】
2020076347.tif 000006
【図５】
2020076347.tif 000007
【図６】
2020076347.tif 000008
【図７】
2020076347.tif 000009
【図８】
2020076347.tif 000010
【図９】
2020076347.tif 000011
【図１０】
2020076347.tif 000012
【図１１】
2020076347.tif 000013
【図１２】
2020076347.tif 000014
【図１３】
2020076347.tif 000015
【図１４】
2020076347.tif 000016
【図１５】
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