(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
台座部から突出し且つ前記台座部の外縁部から中心部に向かって延在する複数個の羽根部を有するとともに、前記羽根部の、前記台座部の前記中心部に近接する部位が、平面視で、隣接する別の前記羽根部に重なる樹脂製のインペラを得るためのインペラの製造方法であって、
樹脂素材から前記台座部と前記羽根部を一体的に得る工程と、
昇温された前記羽根部を前記台座部に近接する方向に曲げ、該羽根部の、前記台座部の前記中心部に近接する部位を、平面視で、隣接する別の前記羽根部に重なる位置とする工程と、
を有し、
前記羽根部と前記台座部の間に第１の治具を挿入した後、前記羽根部を、第２の治具によって前記台座部側に向かって押圧するとともに、押圧された前記羽根部を前記第１の治具で堰止することを特徴とするインペラの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の製造方法において、前記羽根部の、前記台座部の前記外縁部に近接する部位を曲げず、前記台座部の前記中心部に近接する部位を曲げることを特徴とするインペラの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の製造方法において、前記第２の治具を、前記羽根部の、前記台座部の前記中心部に近接する部位のみに当接させ、この状態で、前記羽根部を、前記第２の治具によって前記台座部側に向かって押圧することを特徴とするインペラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、台座部に複数個の羽根部が突出形成され、且つ該羽根部の一部が、平面視で、隣接する別の羽根部に重なる樹脂製のインペラを得るためのインペラの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インペラは、撹拌翼とも指称され、回転軸の先端に取り付けられて前記回転軸の回転動作とともに回転することで、例えば、気体や流体、粉体等を撹拌する作用を営む。この種のインペラは、一般的には、金属材又は樹脂材からなる成形品である。
【０００３】
図１２に示す形状の羽根部１を有するインペラ２と、図１３に示す形状の羽根部３を有するインペラ４とを対比すると、平面視で、羽根部１、１同士の位置が重なり合うインペラ２の方が、高い撹拌効率が得られる。しかしながら、インペラ４を成形する場合には、図１３中の矢印Ｘ方向に金型（図示せず）を移動させ、いわゆる型抜きを行うことが容易であるのに対し、図１２のインペラ２を成形する場合、アンダーカット部が多く形成されるので、型抜きを行うことが困難である。
【０００４】
そこで、特許文献１において、その一部が隣接する羽根部に重なり合う形状の羽根部を切削加工によって形成することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２６９４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されるように切削加工を行う場合、寸法精度が良好なインペラを得るためには煩雑な作業を行わなければならない上、製作時間が長くなる。しかも、製造コストが高騰するという不都合もある。
【０００７】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、その一部が隣接する羽根部に重なり合う形状の羽根部を有するインペラを容易に得ることができるインペラの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するために、本発明は、台座部から突出し且つ前記台座部の外縁部から中心部に向かって延在する複数個の羽根部を有するとともに、前記羽根部の、前記台座部の前記中心部に近接する部位が、平面視で、隣接する別の前記羽根部に重なる樹脂製のインペラを得るためのインペラの製造方法であって、
樹脂素材から前記台座部と前記羽根部を一体的に得る工程と、
昇温された前記羽根部を前記台座部に近接する方向に曲げ、該羽根部の、前記台座部の前記中心部に近接する部位を、平面視で、隣接する別の前記羽根部に重なる位置とする工程と、
を有することを特徴とする。ここで、「平面視」とは、視点を鉛直上方として羽根部を目視する状況をいう。
【０００９】
台座部と羽根部を一体的に得る工程では、羽根部を、型抜きを行うことが容易な形状として得る。そして、その後に該羽根部に対して曲げ加工を施すことによって、その一部が、隣接する別の羽根部に重なる形状の羽根部とする。このような形状の羽根部を有するインペラは、撹拌効率に優れる。
【００１０】
すなわち、本発明によれば、撹拌効率に優れるインペラを、型抜きが困難となることなく得ることができる。しかも、煩雑な切削加工を行う必要がないので、インペラを効率よく作製することができるとともに、コストの低廉化を図ることができる。
【００１１】
羽根部は、その一部が、隣接する羽根部に重なればよい。すなわち、羽根部の、台座部の中心部に近接する部位を曲げれば事足り、台座部の外縁部に近接する部位を曲げる必要は特にない。このように、羽根部に対して選択的な曲げ加工を行うことにより、該曲げ加工の効率が向上する。
【００１２】
羽根部に対する曲げ加工は、第１の治具と第２の治具で羽根部を挟み込むことによって行う。具体的には、羽根部と台座部の間に第１の治具を挿入した後、前記羽根部を、第２の治具によって前記台座部側に向かって押圧するとともに、押圧された前記羽根部を前記第１の治具で堰止する。これにより、第２の治具による曲げ加工が停止する。
【００１３】
この場合において、羽根部の、台座部の中心部に近接する部位を曲げるには、前記第２の治具を、前記羽根部の、前記台座部の前記中心部に近接する部位のみに当接させ、この状態で、前記羽根部を、前記第２の治具によって前記台座部側に向かって押圧すればよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、台座部と羽根部を一体的に得る工程では、羽根部を、型抜きを行うことが容易な形状として得、その後、該羽根部に対して曲げ加工を施すことによって、その一部が、隣接する別の羽根部に重なる形状の羽根部として、撹拌効率に優れるものとしている。従って、撹拌効率に優れるインペラを、型抜きが困難となることなく、且つ煩雑な切削加工を行うことなく得ることができる。このため、インペラを効率よく作製することができるとともに、コストの低廉化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る製造方法によって得られるインペラの概略全体斜視図である。
【図２】図１に示すインペラの、図１の矢印Ａ方向からの平面図である。
【図３】図２に示す羽根部材を得るための予備成形体の概略全体斜視図である。
【図４】図３の予備成形体に対して第１治具をセットしている途中の状態を示す概略斜視図である。
【図５】図４に続き、第１治具をセットした状態を示す概略斜視図である。
【図６】図５に続き、第２治具を下降させている途中の状態を示す概略斜視図である。
【図７】図６の状態において、第２治具のみを示した平面図である。
【図８】第２治具の姿勢変化を示す側面図である。
【図９】横臥姿勢となった第２治具のみを示した平面図である。
【図１０】羽根部の先端部位に対し、第２治具の姿勢変化によって曲げ加工を施し、且つ曲げられた前記先端部位を、第１治具と第２治具で挟持した状態を示す要部拡大斜視図である。
【図１１】前記予備成形体の羽根部に対して曲げ加工を施すことで得られた羽根部材の概略全体斜視図である。
【図１２】インペラの平面図である。
【図１３】図１２に示すインペラとは羽根部の形状が相違するインペラの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係るインペラの製造方法につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
先ず、インペラにつき、図１を参照して説明する。
【００１８】
図１に示すインペラ１０は、図示しないロータを囲繞するロータ部１２と、羽根部材１４と、軸受部材１６とを有する。これらの部材１２、１４、１６は全て、例えば、フィラーが配合されたポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の樹脂からなる。
【００１９】
羽根部材１４は、略円盤形状をなす下端部１８と、該下端部１８から立ち上がって略円錐台形状をなす丘陵形状部２０とを含む台座部２２を有する。さらに、該台座部２２には、複数個（本実施の形態では、７個）の羽根部２４が設けられる。
【００２０】
羽根部２４は、下端部１８の外縁部から丘陵形状部２０の頂部近傍まで延在する。このため、該羽根部２４は、台座部２２の外縁部から中心に向かう形状となっている。また、羽根部２４は、下端部１８から丘陵形状部２０の中腹近傍に向かう途中で、旋回するように湾曲している。さらに、側面部が鉛直上方を向くように捻れている。
【００２１】
捻れの度合いは、台座部２２の中心（丘陵形状部２０の頂部）に向かうにつれて大きくなる。従って、１個の羽根部２４を平面視すると、図２に示すように、その先端部位が、隣接する羽根部２４に重なる。
【００２２】
なお、図２に示す羽根部２４の形状は、図１２に示す羽根部１の形状と同一である。また、図２は、視点を図１中の矢印Ａ方向として示したものである。以下、「平面視」というときの視点は、これと同一である。
【００２３】
ロータ部１２（図１参照）には図示しない貫通孔が形成され、一方、羽根部材１４には、前記貫通孔に重畳されて連なる貫通孔２６が形成される。前記軸受部材１６は、前記図示しない貫通孔及び貫通孔２６に挿入される。
【００２４】
軸受部材１６の長手方向に沿って貫通形成された挿通孔２８には、図示しない回転軸が通される。また、該回転軸は、例えば、図示しないボルト等を介して、羽根部材１４に連結される。従って、回転軸が回転動作すると、該回転軸が挿通孔２８の内壁に摺接するとともに、羽根部材１４が回転動作する。これにより、複数個の羽根部２４によって流体等の撹拌が行われる。本実施の形態においては、平面視で羽根部２４同士の位置が重なり合っている（図２参照）ため、高い撹拌効率が得られる。
【００２５】
次に、本実施の形態に係るインペラ１０の製造方法につき、特に、羽根部材１４の製造方法との関係で説明する。
【００２６】
先ず、貫通孔２６が形成された羽根部材１４を得るべく、例えば、フィラーが配合されたＰＰＳを出発材料（樹脂素材）とし、射出成形を行う。
【００２７】
ここで、羽根部２４を図２に示す形状とすると、上記したように型抜きを行うことが困難となる。従って、本実施の形態では、羽根部２４を、型抜きが容易な図１３に示す形状と同一の形状とした予備成形体３０を作製する。
【００２８】
図３は、得られた予備成形体３０の概略全体斜視図である。この予備成形体３０の構成要素は、羽根部材１４の構成要素と同一である。従って、同一の構成要素同士には同一の参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００２９】
図３から諒解されるように、この段階では、羽根部２４の、丘陵形状部２０の中腹部から頂部に向かう部位の捻れの度合いは、さほど大きくはない。
【００３０】
次に、この予備成形体３０を、別途作製したロータ部１２及び軸受部材１６と連結し、インペラ１０を構成する。このためには、例えば、ロータ部１２に形成された前記貫通孔と、羽根部材１４に形成された貫通孔２６とに、軸受部材１６となる樹脂素材を供給し、これを冷却硬化するようにしてもよい。
【００３１】
このようにして組み立てたインペラ１０に対し、次に、加熱処理を施して羽根部２４を軟化させる。このためには、例えば、インペラ１０を加熱炉に収容して昇温すればよい。羽根部材１４及び軸受部材１６がＰＰＳからなる場合には、昇温は、羽根部材１４が２７０〜２８０℃となるまで行うことが好適である。
【００３２】
なお、この加熱処理では、羽根部２４が昇温して軟化すれば十分であり、ロータ部１２を昇温させる必要は特にない。次工程である曲げは、羽根部２４のみに対して行うことから、ロータ部１２を軟化させる必要がないからである。寧ろ、ロータ部１２は、電気回路等を内包することから、可及的に昇温させないことが望ましい。そこで、例えば、ロータ部１２を遮熱部材で囲繞する等して、ロータ部１２に対する伝熱を抑制することが好ましい。
【００３３】
加熱処理は、ハロゲンランプからの光照射によって実施するようにしてもよい。この場合においては、ロータ部１２に遮光板を取り付けることにより、ロータ部１２へ光が到達することが抑制され、その結果、ロータ部１２が昇温することが抑制される。
【００３４】
以上のようにしてインペラ１０（特に、予備成形体３０）を昇温した後、直ちに、羽根部２４に対する曲げ加工を行う。すなわち、羽根部２４は、熱を帯びて軟化した状態を維持しているうちに曲げられる。
【００３５】
曲げ加工は、第１治具３２及び第２治具３４（ともに図６参照）を具備する加工装置によって実施される。ここで、第１治具３２及び第２治具３４の個数は、羽根部２４の個数（この場合、７個）と同一である。
【００３６】
図４に示すように、第１治具３２は、丘陵形状部２０（台座部２２）の直径方向外方側から内方側に向かって進行するように変位する。最終的には、図５に示すように、羽根部２４と丘陵形状部２０の間に挿入される。第１治具３２は、羽根部２４の下端面側において、丘陵形状部２０の中腹部から頂部に至る部位に添うようにして配置される。
【００３７】
羽根部２４は、丘陵形状部２０の中腹部から頂部に至る部位が捻れている。このため、第１治具３２は、羽根部２４の、丘陵形状部２０との境界（基端部位）に対しては当接する一方、丘陵形状部２０から最遠端にある先端部位の下端面に対しては当接せず、離間している。
【００３８】
このようにして第１治具３２が羽根部２４と台座部２２の間に挿入された後、図６に示すように、羽根部２４の上端面側から、その形状が羽根部２４の前記先端部の形状に対応する第２治具３４が下降される。
【００３９】
第２治具３４同士は、図示しないリンク機構を介して互いに連結されている。第２治具３４が所定箇所に下降するまでは、前記リンク機構は機能しない。このため、個々の第２治具３４は、長尺方向が鉛直方向に指向する姿勢、すなわち、起立姿勢で下降する。図６は、その状態を示した側面図であり、図７はその平面図である。ただし、図７においては、理解を容易にするために、第２治具３４のみを示している。
【００４０】
第２治具３４が所定箇所まで下降すると、前記リンク機構が機能し始める。その結果、第２治具３４は、下降に伴って、図８における仮想線で示した起立姿勢から徐々に倒れていき、実線で示した横臥姿勢へと変化する。
【００４１】
第２治具３４がこのような姿勢変化を起こす途中で、該第２治具３４の下端面が羽根部２４の先端部位の上端面に当接する。そして、第２治具３４の姿勢がさらに変化すると、該先端部位のみが第２治具３４から押圧される。羽根部２４が前記加熱処理によって軟化しているため、第２治具３４から押圧された先端部位は、台座部２２の丘陵形状部２０に指向して倒れるように容易に変形する。これにより、曲げ加工が施される。
【００４２】
すなわち、本実施の形態においては、第２治具３４は、姿勢が変化し始めるまで羽根部２４の上端面に当接することがない。このため、羽根部２４が、曲げ加工による変形以外で変形することが回避される。
【００４３】
第２治具３４が平面視で図９に示す横臥姿勢となるまで倒れると、図１０に示すように、羽根部２４の先端部位が、その下端面側に予め配置された第１治具３２の上端面に当接する。これにより先端部位が第１治具３２に堰止され、それ以上に倒れる（曲げられる）ことが阻止される。
【００４４】
以上のようにして、羽根部２４の先端部位は、図１０に仮想線で示す位置から実線で示す位置まで曲げられ、その結果、該先端部位は、図２及び図１１に示すように、隣接する羽根部２４に対し、平面視で重なる位置となる。
【００４５】
以上により、予備成形体３０が羽根部材１４に変化する。すなわち、羽根部材１４が得られる。なお、羽根部２４の先端部位以外の部位には第２治具３４が当接しないので、該部位が曲げられることはない。
【００４６】
このようにして羽根部２４の先端部位に曲げ加工が施された後、第２治具３４が上昇するとともに、羽根部２４及び丘陵形状部２０の間から第１治具３２が離脱する。この状態で羽根部材１４が冷却硬化され、冷却硬化物としてのインペラ１０が得られるに至る。
【００４７】
以上のように、本実施の形態によれば、羽根部２４の先端部位（台座部２２の中心部に近接する部位）が、平面視で、隣接する別の羽根部２４に重なるような羽根部材１４を容易に得ることができる。すなわち、困難な型抜きを行う必要がない。また、煩雑な作業である切削加工を行う必要もないので、インペラ１０を効率よく作製することができる。しかも、製造コストの低廉化を図ることもできる。
【００４８】
そして、このような形状の羽根部２４を有するインペラ１０には、平面視で羽根部２４同士の位置が重なり合っているため、上記したように高い撹拌効率が得られるという利点がある。
【００４９】
本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００５０】
例えば、羽根部２４に対する加熱処理と曲げ加工を同時に行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１、３、２４…羽根部                  ２、４、１０…インペラ
１２…ロータ部                        １４…羽根部材
１６…軸受部材                        ２０…丘陵形状部
２２…台座部                          ３０…予備成形体
３２…第１治具                        ３４…第２治具
【図１】
0005847007.tif 000002
【図２】
0005847007.tif 000003
【図３】
0005847007.tif 000004
【図４】
0005847007.tif 000005
【図５】
0005847007.tif 000006
【図６】
0005847007.tif 000007
【図７】
0005847007.tif 000008
【図８】
0005847007.tif 000009
【図９】
0005847007.tif 000010
【図１０】
0005847007.tif 000011
【図１１】
0005847007.tif 000012
【図１２】
0005847007.tif 000013
【図１３】
0005847007.tif 000014