(57)【要約】      （修正有）【課題】再利用できる中子を用いるとともに、中子の除去時間を短縮することで、多種少量生産には適した樹脂製遠心羽根車の成形方法を提供すること。【解決手段】遠心羽根車の外径に対応した金型１を有する射出成形機の金型１内に平行に形成されている主板成形部と副板成形部との間に、加水分解型で、かつ、疎水性の第１の樹脂材製の複数の中子９ａを周方向に沿って所定の間隔で設けて、中子９ａで囲まれる主板成形部５と副板成形部６との間の部分に、軸心から外周方向に向かって渦巻き状に延びる羽根成形部を形成し、金型１内において非加水分解型の第２の樹脂材により射出成形し、この射出成形された成形物の中子９ａに水を接触させて、成形物の内部から中子９ａを加水分解させて除去させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心羽根車の外径に対応した成形型を有する射出成形機の前記成形型内に平行に形成されている主板成形部と副板成形部との間に、水溶性または加水分解型の第１の樹脂材製の複数の中子を周方向に沿って所定の間隔で設けて、前記中子で囲まれる前記主板成形部と前記副板成形部との間の部分に、軸心から外周方向に向かって渦巻き状に延びる羽根成形部を形成し、
前記成形型内において非加水分解型で疎水性の第２の樹脂材により射出成形し、
この射出成形された成形物の前記中子に水を接触させて、同成形物の内部から前記中子を加水分解させて除去させることを特徴とする樹脂製遠心羽根車の成形方法。
【請求項２】
前記第１の樹脂材は、水溶性ポリアクリル酸誘導体又はポリメタクリル酸誘導体であることを特徴とする請求項１に記載の樹脂製遠心羽根車の成形方法。
【請求項３】
前記第２の樹脂材は、汎用樹脂又はエンジニアリングプラスチックであることを特徴とする請求項１に記載の樹脂製遠心羽根車の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心ポンプ等を構成する要素となる遠心羽根車を成形する樹脂製遠心羽根車の成形方法に関し、特に生産効率を向上できる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
遠心ポンプには、樹脂製の遠心羽根車が用いられている。遠心羽根車は、円板状の主板（表シュラウド）と副板（裏シュラウド）との間に、軸心から径方向に向かって延びる渦巻き状の羽根を複数設け、軸心部を入口側とし、外周側を出口側とした円盤状をなしている。このような樹脂製の遠心羽根車は、渦巻き状の羽根の両側に、同羽根を挟むように主板と副板とが設けられる構造上、一度の射出成形では全体が一体成形できない。
【０００３】
このため、樹脂製遠心羽根車は、複数に分割して成形したものをカシメたり、接着剤や溶着によって締結するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、隣り合う羽根間（流水路）にスライド中子を用いて成形後にスライドによって離型する方法が知られている。また、水溶性の中子を型にセットし、成形する。成形後に中子を水によって溶かす方法が知られている（例えば、特許文献２〜４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３０３７４０号公報
【特許文献２】特開平０７−２４１８５７号公報
【特許文献３】特開平０７−７６０２７号公報
【特許文献４】特開平０８−２０７０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した樹脂製の遠心羽根車を組み立てる方法では、次のような問題があった。すなわち、分割して成形したものを組み合わせるものは、接合部の強度が劣るとともに、接合の作業のために工程が増えるという問題があり、生産性が劣っていた。また、スライド中子を用いると、強度は問題ないものの、型が複雑になりコストが高くなる。また、巻き角が大きい羽根は中子がスライドできないため、製作できる羽根形状に制約が生じるという問題があった。
【０００６】
さらに、水溶性の中子を用いる場合、中子の耐熱温度に限界（１００℃未満）があるため、製品の材料としてスーパーエンジニアプラスチックを用いる時には適用できない。また、中子の除去に約１日程度の時間を要するため、生産性が低いという問題があった。一方、除去された中子は再利用できないという問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、三次元的な羽根形状をもつ樹脂製遠心羽根車の全体を一体成形する際に、再利用できる中子を用いるとともに、中子の除去時間を短縮することで、多種少量生産には適した樹脂製遠心羽根車の成形方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の樹脂製遠心羽根車の成形方法は次のように構成されている。
【０００９】
遠心羽根車の外径に対応した成形型を有する射出成形機の前記成形型内に平行に形成されている主板成形部と副板成形部との間に、水溶性または加水分解型の第１の樹脂材製の複数の中子を周方向に沿って所定の間隔で設けて、前記中子で囲まれる前記主板成形部と前記副板成形部との間の部分に、軸心から外周方向に向かって渦巻き状に延びる羽根成形部を形成し、前記成形型内において非加水分解型で疎水性の第２の樹脂材により射出成形し、この射出成形された成形物の前記中子に水を接触させて、同成形物の内部から前記中子を加水分解させて除去させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、樹脂製遠心羽根車を成形するに際し、中子を構成する第１の樹脂材が水溶性または加水分解型であるため、分解時間が早く、生産効率が良い。しかも、溶け出した第１の樹脂は再利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る樹脂製遠心羽根車の成形方法が適用される金型を示す断面図。
【図２】同金型を用いた射出成形された成形物を示す断面図。
【図３】同成形物を中子を除去する工程を示す断面図。
【図４】同中子の除去により製品となった樹脂製遠心羽根車を示す断面図。
【図５】同樹脂製遠心羽根車を図４中Ａ−Ａ線に沿って切断して示す断面図。
【図６】同金型に配置される中子の形状を示す正面図。
【図７】同中子を複数個、組合わせて構成される中子体を示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１中１は、樹脂製遠心羽根車を成形する射出成形機の金型（成形型）である。この金型１は、主型２とこれに接離可能に組み合う副型３とから構成される。主型２の内面には、図４及び図５に示す製品となる遠心羽根車４の主板４ａの外形（円板状）が形成されている。また副型３の内面には、同じく遠心羽根車４の副板４ｂの外形（円板状）が形成されている。これによって、主型２の内面には、主板４ａを成形するための主板成形部５が形成され、副型３の内面には、主板成形部５と平行に並ぶ、副板４ｂを成形するための副板成形部６が形成される。なお、図１中７は、副板成形部６の軸心部に形成された、遠心羽根車４の軸心の取付孔４ｃを形成するための軸孔成形部、８は、主型２の外面の軸心部分に設けた、樹脂注入口である。
【００１３】
次に、この金型１を用いて、例えば図４及び図５に示した三次元的な形状の羽根４ｄをもつ樹脂製遠心羽根車４を成形する方法を説明する。これには、まず、上記金型１内に、上記羽根４ｄの成形に必要な中子体９を組み込んでおく（インサ−ト）。
【００１４】
この中子体９は、第１の樹脂材製の複数の中子９ａを組合わせてなる構造が用いられている。中子９ａは、水溶性または加水分解型であって高い成形温度に耐えられる第１の樹脂、具体的には、水溶性ポリアクリル酸誘導体又はポリメタクリル酸誘導体等で形成されている。例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリヒドロキシエチルメタクリレート（ＰＨＥＭＡ）等がある。
【００１５】
この金型１内に組み込んだ水溶性樹脂製の中子体９について説明すれば、これは図６に示されるように遠心羽根車４の入口１４の臨む円形部分１０ａを中心として、その外周部に、隣合う羽根４ｄ間の空間部分を埋めるような半円弧状の外形を呈した中子９ａを、図７に示されるように複数、例えば６個、所定の間隔をおいて周方向に並設して構成される。各中子９ａの内外周形状は、遠心羽根車４の羽根４ｄの内周側に在る三次元的に曲成した羽根部分４ｅと、同羽根４ｄの外周側に在る二次元的な羽根部分４ｆとの各形状にならう形状に形成してある。
【００１６】
ここで、中子体９には、三次元的に形状が変化する中子体９が容易に得られるための工夫として、羽根毎に分割した構造が用いられている。すなわち、中子体９は、円形部分１０ａを中子割面部分として、羽根枚数分、中子９ａにそれぞれ分割してある。
【００１７】
これにより、中子体９は、射出成形によって、三次元的な羽根部分４ｅに対応した部分と二次元的な羽根部分４ｆに対応した部分とを有する中子９ａを羽根枚数分、成形した後、円形部分１０ａが円形となるよう、これらの中子９ａを同志を一体に組合わせれば、どのような三次元的な羽根形状を含む中子体でも容易に得られるようにしてある。なお、１０ｂは中子９ａの外周端部に形成された、主型２と副型３との間で挟持される保持部分を示す。
【００１８】
そして、金型１内に組み込まれた中子体９によって、中子９ａで囲まれる主板成形部５と副板成形部６との間の部分に、軸心から外周方向に向かって渦巻き状に延びる羽根成形部１１を構成している。
【００１９】
中子体９の組み込みを終えたならば、この中子体９を組み込んだ金型１を用いて、射出成形を行う。これは、金型１の樹脂注入口８から、金型１内へ遠心羽根車４の成形に必要な第２の樹脂材を射出する。
【００２０】
第２の樹脂材は、非加水分解型であり、具体的には、汎用樹脂及びエンジニアプラスチックである。例えば、成形温度の高い高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）などの汎用樹脂及びエンジニアリングプラスチック等がある。これは、第１の樹脂が水蒸気または熱水により容易にかつ完全に除去される際にも、成形体の外殻を形成する第２の樹脂がオートクレーブ法によって影響を及ぼされず、良好な形態保持性を維持することが可能となるからである。
【００２１】
これにより、樹脂部材は、金型１内に形成されている主板成形部５、副板成形部６、羽根成形部１１等の各型空間に注入され（例えば、成形温度が１２０〜１５０℃）、図２に示されるような遠心羽根車４の外形に対応した、中子９ａが内蔵の成形物１８が射出成形されていく。
【００２２】
この成形を終えたならば、金型１内から成形物１８を取り出し、オートクレーブ法により、成形物１８内から中子体９を除去する。
【００２３】
オートクレーブ法は、例えば、成形物１８を高温・高圧水蒸気雰囲気下にさらす方法、または図３に示すように、高温・高圧水蒸気内の熱水２０と接触させる方法（例えば、高温・高圧の水蒸気雰囲気内に設置された水槽内の熱水中に該射出成形体が浸漬される方法等）等により行なう。
【００２４】
オートクレーブ法により、中子１９ａを形成する第１の樹脂材を完全に、溶媒流路１２（外部と接触している中子１９ａの部分または、中子１９ａと外部が連通するようにオートクレーブ工程前に設けられた孔）から溶出・除去させることができる。
【００２５】
中子１９ａは水溶性若しくは加水分解性の第１の樹脂を使用し、成形物１８の外殻を構成する第２の樹脂は非加水分解性樹脂で疎水性の樹脂を使用していることで、第１の樹脂は、水蒸気及び熱水による第１の樹脂の加水分解や溶解（主として）、熱による溶融や融解が起こり完全に溶出され、一方第２の樹脂は溶出されず、変形しない。
【００２６】
また、オートクレーブ法における温度は、第２の樹脂の融点よりも低く、かつ、第１の樹脂の融点よりも高いことが必要であり、例えばオートクレーブ内の圧力や温度は、より具体的には、圧力が２〜１５気圧、望ましくは３〜１０気圧、より望ましくは７〜１０気圧、温度が１０５℃〜２００度、望ましくは１３０〜１８０℃、より望ましくは１６５〜１８０℃であることが好ましい。
【００２７】
これらの条件でオートクレーブ法を行なうことにより、６〜１５時間程度で、第１の樹脂が完全に溶出し、中空部が複雑な形状を有する成形物１８を、寸法精度が良好に製造することができる。
【００２８】
中子体１９が全て除去されると、図４及び図５に示されるように三次元的な羽根部分４ｅ及び二次元的な羽根部分４ｆを有する羽根４ｄをもつ遠心羽根車４の全体の成形を終える。
【００２９】
かくして、樹脂製遠心羽根車４の成形に際し、中子９ａの成形は射出成形ですむ。しかも、成形物１８の内部からの中子９ａの溶出は、成形物１８から外部に露出する中子部分に水を接触させるだけですむ。
【００３０】
このようにして得られた中空の成形物１８を乾燥させることにより、所望の複雑な中空構造を有し、継ぎ目のない成形物１８を得ることができる。
【００３１】
上述したように、本実施の形態に係る樹脂製遠心羽根車の成形方法によれば、樹脂製遠心羽根車を成形するに際し、中子を構成する第１の樹脂材が水溶性もしくは加水分解型であるため、分解時間が早く、生産効率が良い。しかも、溶け出した第１の樹脂は再利用できるという効果がある。
【００３２】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
三次元的な羽根形状をもつ樹脂製遠心羽根車の全体を一体成形する際に、再利用できる中子を用いるとともに、中子の除去時間を短縮することで、多種少量生産には適した樹脂製遠心羽根車の成形方法を提供できる。
【符号の説明】
【００３４】
１…金型（成形型）、４…遠心羽根車、５…主板成形部、６…副板成形部、９…中子体、９ａ…中子、１１…羽根成形部、１８…成形物。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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