(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円板状に形成され、表裏両面を有する合成樹脂製の燃料ポンプ用インペラーであって、
該インペラーを回転動作させる回転軸を通すための軸孔と、
前記軸孔の近傍に形成され、表裏両面を貫通する貫通孔と、
前記インペラーの外周に形成され、内部に羽根板が配置される複数の通路と、
を有し、
前記複数の通路内に配置される前記羽根板が、互いに略Ｖ字状をなすように形成されてなる燃料ポンプ用インペラーの製造方法において、
成形装置にて前記燃料ポンプ用インペラーに対応する形状の成形品を成形する第１工程と、
前記成形品を切削あるいは研削加工して成形加工品とする第２工程と、
噴射ノズルから第１の液体を第２の液体中に噴射することに伴って前記第２の液体中にキャビテーションを発生させ、該キャビテーションによって前記第２の液体中に浸漬された前記成形加工品に対してバリ取り加工を施す第３工程と、
を有し、
前記第３工程では、前記複数の通路内に配置される前記略Ｖ字状の羽根板の中央部のような奥まった部位で発生したバリが極力小となり、かつ、各交差部の曲率半径が極力小となるように前記バリ取り加工を施し、
前記噴射ノズルは、内周壁部と先端壁部とが互いに略９０°の角度をなし、かつ前記先端壁部にオリフィス状の噴射口が設けられた筒状部材と、前記噴射口を囲繞する突端部とを有し、
前記突端部には、前記噴射口に連通し、かつテーパ状に拡開したテーパ部を有する吐出口が設けられていることを特徴とする燃料ポンプ用インペラーの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の製造方法において、前記第１の液体として、脱気された液体を使用することを特徴とする燃料ポンプ用インペラーの製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の製造方法において、前記第２の液体を予め脱気することを特徴とする燃料ポンプ用インペラーの製造方法。
【請求項４】
請求項２または３記載の製造方法において、前記第１の液体および前記第２の液体は、脱気された水であることを特徴とする燃料ポンプ用インペラーの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の製造方法において、ポリフェニレンサルファイドを原材料として前記成形品を作製することを特徴とする燃料ポンプ用インペラーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料ポンプ用インペラーの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、かかる燃料ポンプ用インペラーは、例えば特開２０００−６４９８９号公報に開示されている。
【０００３】
この種の燃料ポンプ用インペラーの正面図を図９に示す。このインペラー１３は、合成樹脂製で表裏両面を有する略円板状に形成されており、略中央部には、図示しない燃料ポンプの回転軸が嵌合される軸孔１４が設けられており、この軸孔１４は、円弧部１４ａと直線部１４ｂとを有している。
【０００４】
また、図９および図１０に示すように、インペラー１３の側周壁部近傍には、該インペラー１３の外周方向に沿って、通路１６が複数個設けられている。そして、各通路１６内には、互いに略Ｖ字状をなすように一体的に形成された羽根板１７ａ、１７ｂからなる回転翼１７がそれぞれ配置されている（図１０参照）。
【０００５】
図１０および図１１（図１０の一部拡大図）に示すように、これら羽根板１７ａ、１７ｂは、各通路１６内における略中央部においてインペラー１３の径方向に沿って僅かに突出したリブ部１８と一体的に形成されている。
【０００６】
また、軸孔１４の近傍には、この軸孔１４を囲繞してかつ互いに略等間隔で離間した表裏両面を貫通する複数個の小貫通孔１９が設けられている。通路１６、羽根板１７ａ、１７ｂおよび小貫通孔１９は、溶融樹脂からインペラー１３を成形する際に同時に形成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のインペラー１３にあっては、樹脂成形時および表裏両面の切削あるいは研削加工時において、図９〜図１１に示すように、辺部、角部あるいは型合わせ部にバリ２０ａ〜２０ｃが発生していた。
【０００８】
これらのバリ２０ａ〜２０ｃは、ブラシがけ等の手作業にて除去するようにしていたが、このバリ取り作業に多大な時間を要してしまうという問題があった。
【０００９】
また、上記バリ取り作業によって、バリ取り部位の辺部、角部あるいは型合わせ部、すなわち交差部の曲率半径が大となってしまう、という問題があった。
【００１０】
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、燃料ポンプ用インペラーに発生したバリを極力小とし、かつ、交差部の曲率半径を極力小とすることができる燃料ポンプ用インペラーの製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、略円板状に形成され、表裏両面を有する合成樹脂製の燃料ポンプ用インペラーにおいて、前記インペラーを回転動作させる回転軸を通すための軸孔と、
前記軸孔の近傍に形成され、表裏両面を貫通する貫通孔と、
前記インペラーの外周に形成され、内部に羽根板が配置される複数の通路と、を有し、
前記軸孔、前記貫通孔および前記複数の通路におけるバリによる突起寸法を０．０５ｍｍ以下とし、かつ、各交差部の曲率半径を０．０５以下とすることを特徴とする。
【００１２】
すなわち、本発明に係る燃料ポンプ用インペラーは、バリによる突起がほとんどなく、かつ、交差部のエッジが立って構成されている。このため、例えば、軸孔に回転軸を確実に精度よく嵌合することが可能となる。また、燃料ポンプにおいて、燃料が貫通孔を介して円滑に通過するので、インペラーの表裏の圧力バランスを適正な範囲に保つことができる。
【００１３】
また、燃料がポンプ作用をなす通路内に形成された羽根板を円滑に通過することが可能となる。したがって、羽根溝の形状を適宜選定することにより、ポンプ効率の向上を図ることが可能となる。
【００１４】
また、複数の通路内に配置される羽根板は、互いに略Ｖ字状をなすように形成されることが好ましい。これにより、略Ｖ字状の羽根板は、例えば、その中央部が型合わせ面になっており、かつ、奥まった部位となっているにもかかわらず、その中央部にバリによる突起がほとんどなく、しかも、交差部のエッジが立って構成される。このため、通路内に配置される略Ｖ字状の羽根板によって発生する高効率の渦流の生成を阻害することがなく、しかも、羽根板の形状通りにポンプ効率の性能を引き出すことが可能となる。
【００１５】
また、当該燃料ポンプ用インペラーの構成材料は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）であることが好ましい。ＰＰＳは低コストであり、また、成形性を良好として成形サイクルを短くすることができるからである。
【００１６】
また、本発明は、略円板状に形成され、表裏両面を有する合成樹脂製の燃料ポンプ用インペラーであって、該インペラーを回転動作させる回転軸を通すための軸孔と、前記軸孔の近傍に形成され、表裏両面を貫通する貫通孔と、前記インペラーの外周に形成され、内部に羽根板が配置される複数の通路と、を有し、前記複数の通路内に配置される前記羽根板が、互いに略Ｖ字状をなすように形成されてなる燃料ポンプ用インペラーの製造方法において、成形装置にて成形品を成形する第１工程と、成形品を切削あるいは研削加工して成形加工品とする第２工程と、噴射ノズルから第１の液体を第２の液体中に噴射することに伴って前記第２の液体中にキャビテーションを発生させ、該キャビテーションによって前記第２の液体中に浸漬された前記成形加工品に対してバリ取り加工を施す第３工程と、を有し、前記第１の液体として、脱気された液体を使用することを特徴とする。
【００１７】
脱気手段にて予め脱気された液体をキャビテーション発生用液として噴射した場合には、高いキャビテーション効果を得ることが可能となる。これは、例えば水道水のように溶存気体量が多いと、キャビテーションで発生する気泡径が大きくなるが、キャビテーション気泡破壊時、それら大きなキャビテーション気泡同士がクッション作用を生じてしまい、破壊時における衝撃力を弱めてしまう。しかしながら、脱気手段にて予め脱気された液体は、著しく溶存気体量が低いので、上記クッション作用が極力防止される。このため、キャビテーション気泡破壊時における衝撃力が弱まることなく、最大限に発揮されるので、高いキャビテーション効果を得ることが可能となる。結局、成形加工品から異物やバリを効率よく除去することができ、したがって、バリによる突起がほとんどなく、かつ、エッジが立った良好なインペラーを容易に製造することができる。
【００１８】
この製造方法においては、第２の液体を予め脱気することが好ましい。この場合、上記した効果が一層顕著となるからである。なお、第２の液体を脱気する脱気手段は、第１の液体を脱気する脱気手段と同一であってもよいし、別個のものであってもよい。
【００１９】
第１の液体および第２の液体は、脱気された水であることが好ましい。水を使用することにより、作業環境を安全なものとすることができるからである。
【００２０】
また、噴射ノズルとして、内周壁部と先端壁部とが互いに略９０°の角度をなす筒状部材であり、前記先端壁部に設けられた噴射口がオリフィス状であるものを使用することが好ましい。このような噴射ノズルでは、噴射口において縮流が発生する。これにより、縮流部内噴流の周りに、従来の収縮ノズルでは得ることができない大きい剪断応力が生じ、噴流内部から強いキャビテーションの発生が始まる。このため、従来の収縮ノズルより大きな壊食効果を得ることが可能となり、異物の洗浄除去・バリ取り加工がより効率的に営まれ、その結果、形状が一層良好な燃料ポンプ用インペラーを得ることができる。
【００２１】
さらに、前記噴射ノズルは、前記噴射口を囲繞する突端部を有し、かつ該噴射口に連通する吐出口が該突端部に設けられているものであることが好ましく、前記吐出口がテーパ状に拡開したテーパ部を有するものであることがより好ましい。このような構成とすることにより、キャビテーションの発生がさらに促進されるので、形状が一層良好な燃料ポンプ用インペラーを得ることができるからである。
【００２２】
また、本発明は、略円板状に形成され、表裏両面を有する合成樹脂製の燃料ポンプ用インペラーであって、該インペラーを回転動作させる回転軸を通すための軸孔と、前記軸孔の近傍に形成され、表裏両面を貫通する貫通孔と、前記インペラーの外周に形成され、内部に羽根板が配置される複数の通路と、を有し、前記複数の通路内に配置される前記羽根板が、互いに略Ｖ字状をなすように形成されてなる燃料ポンプ用インペラーの製造方法において、成形装置にて成形品を成形する第１工程と、成形品を切削あるいは研削加工して成形加工品とする第２工程と、噴射ノズルから第１の液体を第２の液体中に噴射することに伴って前記第２の液体中にキャビテーションを発生させ、該キャビテーションによって前記第２の液体中に浸漬された前記成形加工品に対してバリ取り加工を施す第３工程と、を有し、前記噴射ノズルとして、内周壁部と先端壁部とが互いに略９０°の角度をなす筒状部材であり、先端壁部に設けられた噴射口がオリフィス状であるものを使用することを特徴とする。
【００２３】
要するに、この場合、脱気された液を使用しない場合であっても形状が良好な燃料ポンプ用インペラーを得ることができる。
【００２４】
なお、上記した理由から、噴射ノズルとしては、前記噴射口を囲繞する突端部を有し、かつ該噴射口に連通する吐出口が該突端部に設けられているものであることが好ましく、前記吐出口がテーパ状に拡開したテーパ部を有するものであることがより好ましい。
【００２５】
いずれの製造方法においても、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）を原材料として前記成形品を作製することが好ましい。上記したように、ＰＰＳは成形性に富むので、成形品を短時間で作製することができ、結局、燃料ポンプ用インペラーを効率よく製造することができるからである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るインペラーおよびそ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。なお、図９〜図１１に示される構成要素については同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２７】
本実施の形態に係るインペラーの一部切欠斜視図を図１に示すとともに、その要部拡大図を図２に示す。このインペラー２６は、バリ２０ａ〜２０ｃを有していないという点を除いて、図９〜図１１に示されるインペラー１３と同様に構成されている。
【００２８】
すなわち、本実施の形態に係るインペラー２６は、軸孔１４や通路１６、羽根板１７ａ、１７ｂ、リブ部１８および小貫通孔１９が設計形状と略同等の形状で設けられている。具体的には、これらの部位におけるバリによる突起寸法は、０．０５ｍｍ以下となっており、バリ突起が極力小となっている。
【００２９】
また、軸孔１４を例に説明すると、図２Ａに拡大して示すように、円弧部１４ａと直線部１４ｂとの交差部の曲率半径Ｒは、０．０５以下となっている。また、図２ＡのＡ−Ａ線断面図を図２Ｂに示すが、円弧部１４ａとインペラー２６の表裏面とは、各々互いに略直交して交差しており、これら各交差部における各曲率半径Ｒは、０．０５以下となっている。同様に、インペラー２６における通路１６、羽根板１７ａ、１７ｂ、リブ部１８および小貫通孔１９における上述したような各交差部における各曲率半径Ｒも０．０５以下となっている。
【００３０】
換言すれば、本実施の形態に係るインペラー２６は、バリによる突起がほとんどなく、交差部のエッジが立っている。このようなインペラー２６は、以下のような利点を有する。すなわち、まず、図示しない燃料ポンプの回転軸が軸孔１４に精度よく嵌合することが可能となる。
【００３１】
また、燃料ポンプにおいて、燃料が小貫通孔１９を介して円滑に通過するので、インペラー２６の表裏の圧力バランスを適正な範囲に保つことができる。
【００３２】
さらに、燃料がポンプ作用をなす通路１６内に形成された羽根板１７ａ、１７ｂを円滑に通過することが可能となる。従って、羽根溝の形状を適宜選定することにより、ポンプ効率の向上を図ることが可能となる。
【００３３】
また、インペラー２６は、その成形時において、インペラー２６の厚さ方向における中央位置、すなわち、羽根板１７ａ、１７ｂの交差部、羽根板１７ａ、１７ｂとリブ部１８との交差部、およびリブ部１８の中央位置（リブ部１８の上下の交差部）において型合わせ面となっており、この型合わせ面においてバリ２０ｂ２（図１１参照）は発生するが、このような部位におけるバリによる突起寸法も０．０５ｍｍ以下となっており、かつ、このような交差部の曲率半径Ｒも０．０５以下となっている。
【００３４】
このように、通路１６内に配置される略Ｖ字状の羽根板１７ａ、１７ｂの中央部のような奥まった部位で複雑な形状をしていたとしても、バリによる突起がなく、かつ、エッジが立って構成される。従って、上記略Ｖ字状の羽根板１７ａ、１７ｂによって発生する高効率の渦流の生成を阻害することがなく、しかも、羽根板１７ａ、１７ｂの形状通りにポンプ効率の性能を引き出すことが可能となる。
【００３５】
なお、インペラー２６の構成材料は特に限定されるものではないが、後述するように、成形性が良好であるので短時間で成形品を作製することが可能であるということから、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）であることが好ましい。
【００３６】
次に、このインペラー２６の製造方法につき、そのフローチャートである図３を参照して説明する。図３に示すように、この製造方法は、成形装置にて成形品を成形する第１工程Ｓ１と、成形品を切削あるいは研削加工して成形加工品とする第２工程Ｓ２と、噴射ノズルから第１の液体を第２の液体中に噴射することに伴って前記第２の液体中にキャビテーションを発生させ、該キャビテーションによって前記第２の液体中に浸漬された前記成形加工品に対してバリ取り加工を施す第３工程Ｓ３とを有する。
【００３７】
まず、第１工程Ｓ１において、羽根板１７ａの形状に対応する形状のキャビティを有する第１金型と、羽根板１７ｂの形状に対応する形状のキャビティを有する第２金型とを備える金型装置にて、前記第１金型および前記第２金型とを閉じた状態とし、これにより形成されたキャビティ内に溶融樹脂を導入する。この溶融樹脂を冷却固化することにより、インペラー２６に対応する形状の成形品が得られる。
【００３８】
この際、溶融樹脂としては、ＰＰＳが溶融されたものを使用することが好ましい。ＰＰＳは、ナイロン樹脂やフェノ−ル樹脂等に比して成形性に富むので、成形品を作製するために要する時間が短くなり、また、材料コストも低いので、結局、インペラー２６を効率よく低コストで製造することができるからである。
【００３９】
次いで、第２工程Ｓ２において、成形品の表裏両面を切削あるいは研削加工して成形加工品とし、次いで、第３工程Ｓ３において、成形加工品の表面に付着したバリの切り屑、工作油等の異物を洗浄除去するとともに成形加工品に残存したバリを除去する。
【００４０】
ここで、異物の洗浄除去およびバリの除去を遂行するために使用されるキャビテーション発生装置の概略全体構成を図４に示す。このキャビテーション発生装置３０は、インペラー２６の成形加工品２６ａを浸漬するための浸漬液Ｌ１を貯留する貯留槽３２と、キャビテーション発生用液Ｌ２を噴射する噴射ノズル３４と、この噴射ノズル３４から噴射されるキャビテーション発生用液Ｌ２を予め脱気する真空ポンプ３６と、該真空ポンプ３６によって脱気されたキャビテーション発生用液Ｌ２を貯留する供給槽３８と、該供給槽３８から噴射ノズル３４へキャビテーション発生用液Ｌ２を送液するための第１送液ポンプ４０とを備える。なお、本実施の形態では、浸漬液Ｌ１およびキャビテーション発生用液Ｌ２として、水道水が水処理装置４２で処理されることにより得られた純水が使用される。
【００４１】
以下、このキャビテーション発生装置３０の構成につき、水道水が供給される上流側から順に説明する。
【００４２】
まず、水道水を供給する供水管４４は、水処理装置４２に連結されている。該水処理装置４２は、水道水中に溶解した塩素分等を除去して純水とする機能を有する。すなわち、水処理装置４２は、いわゆる浄水作用を営むものであり、具体的な構成としては、活性炭や中空糸膜、あるいは逆浸透膜を有するもの等が例示される。なお、この供水管４４には、バルブ４６が介装されている。
【００４３】
水処理装置４２は、供水管４４に管継手を介して連結された送液管４８によって脱気モジュール５０に連結されている。水処理装置４２にて生成した純水は、この脱気モジュール５０内で脱気が施される。
【００４４】
図５に示すように、この場合、脱気モジュール５０は略円筒状の容器５２を有し、前記送液管４８は、この容器５２の下端部に連結されている。また、容器５２の上端部には、該容器５２と供給槽３８とを橋架する送液管５４が連結されている。さらに、容器５２の側壁部には継手用管部５６が突出形成されており、該継手用管部５６には、容器５２の内室５８に連通する連通孔６０が形成されている。そして、この継手用管部５６には、排気管６２を介して前記真空ポンプ３６が連結されている（図４参照）。後述するように、純水中に溶解した気体は、この真空ポンプ３６によって純水から分離される。
【００４５】
前記内室５８には、円柱形状の中空糸膜６４が収容されている（図５参照）。この中空糸膜６４の長手方向には複数個の細孔が設けられており、送液管４８を介して内室５８に導入された純水は、この細孔を通過した後、送液管５４を介して容器５２から排出される。このように純水が流通する間、純水中に溶解した気体は、前記真空ポンプ３６によって中空糸膜６４の直径方向に吸引され、排気管６２を介して排出される。なお、細孔を流通する純水は、中空糸膜６４の直径方向に沿って透過することはできない。したがって、気体とともに純水が同伴されて排出されることはない。
【００４６】
送液管５４は、脱気モジュール５０によって脱気された純水（以下、脱気純水という）を供給槽３８および貯留槽３２に個別に供給できるように分岐されている。すなわち、送液管５４は分岐管６６、６８を有し、これら分岐管６６、６８には、バルブ７０、７２がそれぞれ設置されている。
【００４７】
供給槽３８は、脱気純水を一時的に貯留するための槽である。分岐管６６を介して供給槽３８に供給された脱気純水は、第１送液ポンプ４０によって該供給槽３８から噴射ノズル３４へと送液され、後述するように、該噴射ノズル３４からキャビテーション発生用液Ｌ２として噴出される。なお、脱気純水は、供給槽３８内に浸漬された第１フィルタ７４を有する送液管７６を介して第１送液ポンプ４０に送液される。
【００４８】
貯留槽３２は、第１水平部７８と、該第１水平部７８から傾斜した傾斜部８０と、第１水平部７８よりも深い位置に設けられた第２水平部８２とをその底部に有し、このうち、第２水平部８２の下方には、貯留槽３２と第２送液ポンプ８４とを橋架するとともに第２フィルタ８６が介装された送液管８８が連結されている。また、第１水平部７８には、成形加工品２６ａを固定するためのクランプ台９０が配置されている。
【００４９】
以上の構成において、供給槽３８および貯留槽３２には、液面検知器９２、９４と温調器９６、９８がそれぞれ設置されている。また、供給槽３８と貯留槽３２には連通管１００が橋架されており、該連通管１００にはバルブ１０２が介装されている。液面検知器９２、９４、バルブ７０、７２、１０２および温調器９６、９８は、図示しない制御部に電気的に接続されている。成形加工品２６ａがＰＰＳから構成されている場合、供給槽３８および貯留槽３２に貯留された脱気純水は、温調器９６、９８によって、例えば、５０〜６０℃の範囲内に保持される。
【００５０】
また、供給槽３８および貯留槽３２に貯留された脱気純水の液面には、それぞれ、この液面を全面に亘って覆うように、プラスチックの球体からなる浮遊部材１０４が複数個浮遊している。この浮遊部材１０４により、脱気純水は、大気から遮断された状態で供給槽３８および貯留槽３２に貯留されている。
【００５１】
ここで、噴射ノズル３４の先端部は、貯留槽３２に供給・貯留された浸漬液Ｌ１（脱気純水）内に挿入されており、かつ成形加工品２６ａに向けられている。したがって、キャビテーション発生用液Ｌ２は、浸漬液Ｌ１内で成形加工品２６ａに指向して噴射ノズル３４から噴射される。
【００５２】
噴射ノズル３４の先端部の概略断面構成図を図６に示す。この噴射ノズル３４は、液路１０５が設けられた筒状部材１０６と、該筒状部材１０６の先端部に嵌着された吐出用突端部材１０８とを有する。すなわち、筒状部材１０６の先端壁部に設けられた噴射口１１０から排出されたキャビテーション発生用液Ｌ２は、浸漬液Ｌ１内で開口した吐出用突端部材１０８の吐出口１１２を介して浸漬液Ｌ１内に噴射される。
【００５３】
図６から諒解されるように、液路１０５の直径は略一定である。また、噴射口１１０も直径が略一定となるように設けられている。このため、筒状部材１０６においては、内周壁部と先端壁部とが互いに略９０°の角度をなしている。すなわち、この噴射ノズル３４においては、噴射口１１０がオリフィス状に設けられており、液路１０５から噴射口１１０にかけて、従来技術で本出願人提案の噴射ノズル（以後、この噴射ノズルを収縮ノズルという）のように絞られた部分は設けられていない。
【００５４】
また、吐出用突端部材１０８の一端部には円柱状孔部１１３が設けられており、該吐出用突端部材１０８は、この円柱状孔部１１３に筒状部材１０６の先端部が嵌合されることによって筒状部材１０６に嵌着されている。なお、筒状部材１０６と吐出用突端部材１０８とは、例えば図示しないねじによって互いに連結されている。
【００５５】
該吐出用突端部材１０８の他端部に設けられた吐出口１１２は、小径孔部１１４と、該小径孔部１１４に連通するとともにテーパ状に拡径したテーパ状孔部１１６とを有する。このうち、小径孔部１１４は、その中心部が噴射口１１０の中心部と略合致する位置に設けられている。
【００５６】
小径孔部１１４の直径Ｄは、噴射口１１０の直径ｄの３倍以内に設定することが好ましい。また、テーパ状孔部１１６のなす角度θは、３０°〜７０°の範囲内に設定することが好ましい。なお、吐出用突端部材１０８の構成材料としては、焼入れ処理が施された金属や超硬合金、セラミックス等、耐摩耗性が良好なものが好適である。
【００５７】
前記第２フィルタ８６（図４参照）は、図７に示すように、その略中央部に流路１１８が設けられ、外周部に流路１１９が設けられた濾過膜１２０を有し、貯留槽３２の第２水平部８２から排出されて流路１１９に矢印Ｙ１方向から導入された脱気純水は、該濾過膜１２０の直径内方向に指向して通過し、流路１１８を矢印Ｘ１方向に通過する。このようにして濾過膜１２０を通過した脱気純水は、第２送液ポンプ８４によって送液管４８（図４参照）に戻され、脱気モジュール５０によって再び脱気された後、キャビテーション発生用液Ｌ２または浸漬液Ｌ１として循環再利用される。
【００５８】
第２送液ポンプ８４に連結された送液管４８から分岐された分岐管１２２は、第２フィルタ８６の逆洗を行うための逆洗水を送液する管である。すなわち、逆洗水は、図７に示すように、濾過膜１２０の流路１１８を矢印Ｘ２方向に導入され、該濾過膜１２０の直径外方向（矢印Ｙ２方向）を指向して通過する際に異物等を濾過膜１２０の外周壁面から分離した後、該異物とともに矢印Ｙ２方向に流通して流路１１９の出口（図示せず）から排出される。
【００５９】
このキャビテーション発生装置３０による成形加工品２６ａに対する異物の洗浄除去およびバリ取り加工は、以下のように遂行される。すなわち、まず、バルブ４６が開放されることに伴って水道水の流通が開始される。この水道水は、水処理装置４２にて塩素分等が除去されることにより、純水となる。純水を使用することにより、ウォーターマークといわれる加工跡がインペラー２６に残留することを回避することができる。
【００６０】
得られた純水は、次に、脱気モジュール５０（図５参照）を構成する容器５２の内室５８に導入され、該内室５８に収容された中空糸膜６４の細孔を通過する。その間、純水中の溶解した気体は、真空ポンプ３６の吸引作用下に中空糸膜６４の直径外方向へと吸引され、その結果、中空糸膜６４の外周壁部から排出された後、容器５２の継手用管部５６および排気管６２を介して該容器５２の外部へと導出される。なお、上記したように、純水が中空糸膜６４の直径方向に沿って透過することはない。すなわち、純水が真空ポンプ３６の吸引作用下に容器５２の外部に排出されることはない。
【００６１】
以上のようにして、純水中の気体が分離除去される。換言すれば、純水に対して脱気が営まれ、これにより脱気純水が得られる。この時点で脱気純水に残留した溶存気体量は、例えば１．５ｐｐｍ程度と極めて微量である。
【００６２】
脱気純水は、バルブ７０、７２が開放されることに伴い、送液管５４および分岐管６６、６８を介して供給槽３８および貯留槽３２に供給される。この際には、バルブ１０２が開放されていてもよい。そして、液面検知器９２、９４が「液面上限」の信号を前記制御部にそれぞれ発することに伴ってバルブ７０、７２が閉止されることにより、供給槽３８または貯留槽３２への脱気純水の供給が停止される。
【００６３】
供給槽３８および貯留槽３２に貯留された脱気純水の液面には、浮遊部材１０４がそれぞれ浮遊している。これら浮遊部材１０４が存在することにより、脱気純水が大気に露呈することが回避される。このため、脱気純水中に大気からの気体が溶解することを抑制することができ、結局、脱気純水を、溶存気体量が著しく低い状態に維持することができる。
【００６４】
供給槽３８に貯留された脱気純水は、第１送液ポンプ４０を介して噴射ノズル３４に送液される。この場合、第１送液ポンプ４０の吐出圧力は、例えば、３０〜２００ｋｇｆ／ｃｍ2（２．９〜１９．６ＭＰａ）に設定すればよい。なお、脱気純水中に異物が混入している場合には、該異物は第１フィルタ７４によって除去される。
【００６５】
噴射ノズル３４に送液された脱気純水は、該噴射ノズル３４を介して、キャビテーション発生用液Ｌ２として供給槽３８に貯留された脱気純水（浸漬液Ｌ１）中に噴射される。すなわち、脱気純水は、噴射ノズル３４を構成する筒状部材１０６の液路１０５を流通した後、該筒状部材１０６に設けられた噴射口１１０から排出され、さらに、吐出用突端部材１０８の吐出口１１２を介して、クランプ台９０に固定された状態で浸漬液Ｌ１中に浸漬された成形加工品２６ａに指向して噴射される。この際の噴流と浸漬液Ｌ１との摩擦によって、キャビテーションＣＡが多数発生する。このキャビテーションＣＡが成形加工品２６ａに衝突した際に破壊されることに伴って生じる壊食力により、成形加工品２６ａから切り屑や工作油（異物）が洗浄除去されるとともに、バリが除去される。
【００６６】
ここで、本実施の形態では、上記したように、溶存気体量が著しく低い脱気純水をキャビテーション発生用液Ｌ２および浸漬液Ｌ１として使用している。このため、高いキャビテーション効果を得ることが可能となる。
【００６７】
これは、例えば水道水のように溶存気体量が多いと、キャビテーションで発生する気泡径が大きくなるが、キャビテーション気泡破壊時、それら大きなキャビテーション気泡同士がクッション作用を生じてしまい、破壊時における衝撃力を弱めてしまう。しかしながら、真空ポンプ３６にて予め脱気されたキャビテーション発生用液Ｌ２は、著しく溶存気体量が低いので、上記クッション作用が極力防止される。このため、キャビテーション気泡破壊時における衝撃力が弱まることなく、最大限に発揮されるので、高いキャビテーション効果を得ることが可能となる。したがって、このときに生じる壊食力が著しく大きくなるので、異物やバリを効率よく除去することができる。
【００６８】
しかも、この場合、上記したように、このキャビテーションＣＡは壊食力が著しく大きいので、例えば成形加工品２６ａの通路１６内であっても、通路１６内に存在するバリが確実に除去される。勿論、キャビテーションＣＡが成形加工品２６ａに衝突する位置を調整することによって、成形加工品２６ａの軸孔１４や小貫通孔１９に存在するバリを除去することも可能である。
【００６９】
上記した噴射の際、図８に示すように、筒状部材１０６の噴射口１１０が液路１０５に対してオリフィス状に急激に絞られているため、該噴射口１１０において、脱気純水の縮流ＣＯが発生する。このようにして縮流ＣＯが発生することにより、縮流ＣＯ部内噴流の周りに、従来の収縮ノズルでは得ることができない大きい剪断応力が生じ、噴流内部から強いキャビテーションＣＡの発生が始まる。このため、従来の収縮ノズルより大きな壊食効果を得ることが可能となる。したがって、成形加工品２６ａから切り屑や工作油（異物）およびバリを一層確実に除去することができる。なお、キャビテーション発生用液Ｌ２の吐出圧力が２．９〜１９．６ＭＰａに設定されているので、該キャビテーション発生用液Ｌ２の噴流が成形加工品２６ａに衝突した場合であっても、成形加工品２６ａが損傷することはない。
【００７０】
噴射口１１０を通過したキャビテーション発生用液Ｌ２（脱気純水）は、吐出用突端部材１０８の小径孔部１１４に至る。この小径孔部１１４が存在することにより、テーパ状孔部１１６の中心軸と噴射口１１０の中心軸が位置ずれしている場合であっても、キャビテーション発生用液Ｌ２は、テーパ状孔部１１６の略中心軸近傍から噴射される。
【００７１】
この際、テーパ状孔部１１６内では、噴流周りに強い渦流Ｖが生じる。このため、キャビテーションＣＡの発生が更に促進されるので、成形加工品２６ａから切り屑や工作油（異物）およびバリをさらに一層確実に除去することができる。
【００７２】
また、キャビテーション発生用液Ｌ２および浸漬液Ｌ１は、温調器９６、９８によって、５０〜６０℃の範囲内に保持されている。この温度範囲においては、切り屑や工作油（異物）およびバリを成形加工品２６ａから離脱させ易い。すなわち、異物およびバリの除去効率が向上する。
【００７３】
以上のようにして、図１に示すように、軸孔１４や通路１６、小貫通孔１９にバリ２０ａ〜２０ｃ（図９〜図１１参照）がほとんど存在せず、かつ、エッジが立った良好なインペラー２６が得られるに至る。
【００７４】
このように、本実施の形態に係る製造方法によれば、キャビテーション発生用液Ｌ２および浸漬液Ｌ１として脱気純水を使用することによって成形加工品２６ａから異物やバリを効率よくかつ確実に除去することができるので、形状が良好なインペラー２６を得ることができる。
【００７５】
噴射ノズル３４から噴射されたキャビテーション発生用液Ｌ２の大部分は、浸漬液Ｌ１として貯留槽３２に貯留される。
【００７６】
上記のようにして成形加工品２６ａから除去された異物やバリは、第２送液ポンプ８４の吸引作用下に貯留槽３２の第２水平部８２に収集される。すなわち、傾斜部８０と第２水平部８２は、異物やバリを捕捉するトラップ部である。このようにして異物やバリをトラップ部にて捕捉することにより、該異物やバリが浸漬液Ｌ１内で泳動した後に再び成形加工品２６ａに付着することを回避することができる。
【００７７】
これら異物やバリは、第２フィルタ８６にて浸漬液Ｌ１から濾過分離される。すなわち、バリや異物を含んだ浸漬液Ｌ１は、第２フィルタ８６において、図７に示す濾過膜１２０の流路１１８に対して矢印Ｙ１方向から導入される。そして、バリや異物が濾過膜１２０の外周壁面で堰き止められる一方で、浸漬液Ｌ１のみが矢印Ｘ１方向に指向して進行して該濾過膜１２０を浸透・通過する。
【００７８】
濾過膜１２０を通過した浸漬液Ｌ１は、第２送液ポンプ８４によって送液管４８（図４参照）に戻され、脱気モジュール５０によって再び脱気された後、キャビテーション発生用液Ｌ２または浸漬液Ｌ１として循環再利用される。
【００７９】
以上の循環過程は、前記制御部がプログラムに基づいて制御信号を発することにより、自動的に遂行される。そして、所定の時間が経過した後、制御部が「運転停止」の信号を発することに伴って噴射ノズル３４からのキャビテーション発生用液Ｌ２の噴射が停止される。
【００８０】
なお、上記した循環過程において、供給槽３８または貯留槽３２における脱気純水の液面が所定の位置よりも低下した場合には、液面検知器９２または液面検知器９４が「液面下限」の信号を制御部に発する。この信号を受けた制御部がバルブ７０と、バルブ７２またはバルブ１０２とを開放する制御信号を発することにより、所定の液面となるまで新たな脱気純水が供給される。
【００８１】
上記した循環過程を繰り返し行うことによって第１フィルタ７４が目詰まりを起こした場合には、浮遊部材１０４をかきわけて第１フィルタ７４を取り出し、該第１フィルタ７４を洗浄ないし交換すればよい。このように、浮遊部材１０４として球体形状のものを採用しているので、第１フィルタ７４の洗浄ないし交換等のメンテナンス作業を行う際には浮遊部材１０４が自由に移動することができるようになっている。すなわち、メンテナンス作業が煩雑・困難になるような事態を招くことがない。
【００８２】
第２フィルタ８６が目詰まりを起こした場合には、該第２フィルタ８６に対して逆洗を施せばよい。すなわち、分岐管１２２を介して、濾過膜１２０（図７参照）の内周壁部から矢印Ｙ２方向に指向して逆洗水を導入する。この逆洗水は、流路１１９に進入する際、濾過膜１２０の外周壁面に付着した異物等を機械的に分離した後、該異物を同伴して矢印Ｙ２方向に流通し、流路１１９の出口（図示せず）から排出される。
【００８３】
また、キャビテーション発生用液Ｌ２の噴流によって噴射ノズル３４の吐出用突端部材１０８が摩耗した場合には、この吐出用突端部材１０８を新たなものに交換すればよい。このように、吐出用突端部材１０８を交換可能としたことにより、噴射ノズル３４を筒状部材１０６ごと交換することが不要となる。したがって、噴射ノズル３４に要するコストを低減することができる。
【００８４】
さらに、浸漬液Ｌ１およびキャビテーション発生用液Ｌ２として水を使用することができるので、環境への負荷が著しく低減される。また、作業環境も安全である。しかも、砥粒を使用しないので、砥粒を除去する等の煩雑な工程が必要となることもないという利点もある。
【００８５】
なお、上記した実施の形態においては、噴射ノズルとして、筒状部材１０６と吐出用突端部材１０８とが別部材である噴射ノズル３４を例示したが、筒状部と該筒状部から突出形成された突端部とが同一部材からなる噴射ノズルであってもよいことはいうまでもない。
【００８６】
また、噴射口１１０がオリフィス状に急激に絞られた噴射ノズル３４を使用してキャビテーションを発生させる場合、該噴射口１１０から噴射する液体は、脱気されたものである必要は特にない。
【００８７】
勿論、噴射口がオリフィス状に急激に絞られた噴射ノズルを使用し、かつ、この噴射ノズルを介して、脱気手段によって予め脱気された液体を噴射するようにしてもよい。さらに、上記した実施の形態においては、浸漬液Ｌ１およびキャビテーション発生用液Ｌ２として純水を用いるようにしたが、水を用いるようにしても勿論構わない。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、バリによる突起がほとんどなく、かつ、交差部のエッジが立って構成される良好な燃料ポンプ用インペラーとすることができる。
【００８９】
また、本発明に係る燃料ポンプ用インペラーの製造方法によれば、脱気手段によって予め脱気された液体を噴射するか、または、噴射口がオリフィス状に急激に絞られた噴射ノズルを使用してキャビテーションを発生させるようにしている。このため、キャビテーションを効率よく発生させることができるので、成形加工品に付着した切り屑や工作油等の異物を効率よく洗浄除去することができるとともに、該成形加工品のバリを確実に除去することができる。結局、清浄でかつバリによる突起がほとんどなく、かつ、交差部のエッジが立って構成される良好な燃料ポンプ用インペラーを得ることができるという効果が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る燃料ポンプ用インペラーの一部切欠斜視図である。
【図２】図２Ａは図１の要部拡大図である。図２Ｂは図２ＡのＡ−Ａ線上の断面図である。
【図３】本実施の形態に係る燃料ポンプ用インペラーの製造方法のフローチャートである。
【図４】成形加工品に対する洗浄・バリ取り加工を施すためのキャビテーション発生装置の概略全体構成図である。
【図５】図４のキャビテーション発生装置を構成する脱気モジュールの一部切欠斜視図である。
【図６】図４のキャビテーション発生装置を構成する噴射ノズルの先端部の概略断面構成図である。
【図７】図４のキャビテーション発生装置を構成する第２フィルタの概略断面構成図である。
【図８】図６の噴射ノズルからキャビテーション発生用液が噴射されている状態を示す概略断面構成図である。
【図９】燃料ポンプを構成するインペラーの正面図である。
【図１０】図９のインペラーの一部切欠斜視図である。
【図１１】図１０の要部拡大図である。
【符号の説明】
１３、２６…インペラー            １４…軸孔
１７…回転翼                      １７ａ、１７ｂ…羽根板
１８…リブ部                      １９…小貫通孔
２０ａ〜２０ｃ…バリ              ２６ａ…成形加工品
３０…キャビテーション発生装置    ３２…貯留槽
３４…噴射ノズル                  ３６…真空ポンプ（脱気手段）
３８…供給槽                      ４０、８４…送液ポンプ（送液機構）
４２…水処理装置                  ５０…脱気モジュール
５２…容器                        ５８…内室
６２…排気管                      ６４…中空糸膜
７０、７２、１０２…バルブ        ７４、８６…フィルタ
８０…傾斜部                      ８２…第２水平部
９０…クランプ台                  ９２、９４…液面検知器
９６、９８…温調器                １００…連通管
１０４…浮遊部材                  １０５…液路
１０６…筒状部材                  １０８…吐出用突端部材
１１０…噴射口                    １１２…吐出口
１１３…円柱状孔部                １１４…小径孔部
１１６…テーパ状孔部              １２０…濾過膜
Ｌ１…浸漬液                      Ｌ２…キャビテーション発生用液
ＣＡ…キャビテーション            ＣＯ…縮流
Ｖ…渦流
【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】
0003977040.tif 000006
【図６】
0003977040.tif 000007
【図７】
0003977040.tif 000008
【図８】
0003977040.tif 000009
【図９】
0003977040.tif 000010
【図１０】
0003977040.tif 000011
【図１１】
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