JPH01167499A - 合成プラスチック製ウォータポンプ・インペラの一体連結構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 自動車のウォータポンプは軸駆動のインペラを有し、こ
のインペラは打ち抜き加工した鋼で作られ、鋼製の駆動
軸の端に摩擦嵌合させることが多い、インペラは剛性プ
ラスチックで形成されることもあり、この場合、対腐蝕
性で軽量であるという利点を持つことは明らかであるが
、合成プラスチック製のインペラ駆動軸を形成するのは
実用化されていない。

したがって、駆動軸とインペラを一体に形成することは
できず、インペラをなんらかの方法で駆動軸に堅固にか
つ回転しないように結合しなければならない、１つの連
結構造が米国特許第４，１５５，３３３号（Ｍａｇｇｉ
ｏｒａｎａ）に開示されているが、ここには、軸とイン
ペラに対応する非円形の面を設け、相対回転を防ぐと共
に、ナツト・ワッシャ式連結でインペラを軸に固着する
構造が示しである０合成プラスチック製インペラと鋼製
軸のもっと複雑な連結構造が米国特許第４，３６３，６
０３号（Ｐａｔｅｒｇｏｎ）に開示されている。軸の端
にねじ付きのプラグが設けてあり、これがインペラの中
央に一体成形したねじ付きの金属製インサートに螺合さ
れている。縁にカットアウト部を設けたインペラのスリ
ーブは軸上に形成したきざみ付き外面にすべり嵌合する
。

きざみ付き軸面と嵌合するきざみ付きセグメントもイン
ペラ・スリーブ・カットアウト部に密着嵌合してインペ
ラを軸に対して錠止し、相対回転を防いでいる。別体の
カラーを用いて錠止用セグメントをカットアウト部内で
軸上に保持している。明らかに、この構造はインペラに
インサートを一体成形すると共に別体の錠止用セグメン
トとカラーを必要とするので非常に複雑で高価である。

本発明は鋼製の軸と合成プラスチック製のインペラとを
一体に連結する構造であって、簡単かつ安価に形成する
ことができ、いかなる種類の別体留め具も必要としない
構造を提供する。合成プラスチック製のインペラは非円
形の六角形横断面の中央雄型プラグを持つように射出成
形される０円筒形壁が半径方向に隔たって雄型プラグを
同心に囲んでいる。

インペラの円筒形壁は充分に薄くて半径方向に部分的に
撓めるようになってい゛る。インペラの全表面にはなん
らアンダカットは形成されてないが、ただし、インペラ
円筒形壁の半径方向内向きの面には円形のリブが形成し
である。この壁は充分に撓むことができ、プラグ、壁お
よびリブを１つの軸線方向摺動自在のダイ要素で一緒に
成形することができ、このダイ要素は引き抜くときに損
傷を与えることなくリブを通過できる。したがって、イ
ンペラ全体をたった３つの軸線方向移動可能のダイで成
形することができる。

インペラ駆動軸の端には雌型のソケットが機械加工され
、これはインペラのプラグと密着嵌合する六角形表面を
有する。軸の円筒形壁がソケットを同心に取り巻き、そ
こに機械加工した円形溝が半径方向外向きの表面を有し
、この表面がインペラのリブに嵌合する。

インペラ壁は充分な可撓性を有し、軸ソケットをインペ
ラ・プラグに押し付けたときに、インペラ壁が半径方向
外方に撓み、同時にリブが溝内にスナップ嵌合する。イ
ンペラは、こうして、なんら別体の留め具なしに軸に回
転しないように連結される。インペラ壁はインペラが作
動中に受ける軸線方向の力が溝からリブを引き抜くこと
ができるほどは撓まない。したがって、この連結は堅固
である０円筒形壁がプラグ、ソケットを同心に囲んでい
るので、この連結構造は軸線方向にコンパクトでもある
。

したがって、本発明の目的はなんら別体の留め具を必要
とすることなく金属製のウォータポンプ駆動軸と成形合
成プラスチック製のインペラとを連結する一体連結構造
を提供することにある。

本発明の別の目的は、非回転連結を行なうように対応し
た非円形横断面のプラグ、ソケットを包含し、また、堅
固な連結を行なうように対応して円形のリブ、溝を包含
し、溝あるいはリブのいずれかがインペラの一体成形の
円筒形壁に形成してあり、この円筒形壁が充分に半径方
向に撓んでインペラを軸上にスナップ嵌合させることが
できるが、インペラが使用時に抜は落ちるほどは撓まな
いようになっている一体連結構造を提供することにある
。

本発明のまた別の目的は、種々のプラグ、ソケットおよ
び壁が同心に形成してあり、軸線方向にコンパクトな連
結を行なう一体連結構造を提供することにある。

本発明のまたさらに別の目的は、たった３つのダイでイ
ンペラを簡単かつ安価に一体射出成形することができる
一体連結構造を提供することにある。

本発明にこれらおよび他の目的は以下の詳しい説明およ
び添付図面から明らかとなろう。

まず第１図、第２図、第６図を参照して。

全体的に１０で示すインペラは適当な合成プラスチック
材料の一体射出成形品として形成しである。ここに開示
した特定の実施例では、インペラ１０の外部には６つの
半径方向外向きの羽根１２が成形してあり、これらの羽
根は破線で示すように撓んで、速度が高くなるにつれて
角度を変えるようになっている０羽根の可撓性は図示し
ないウォータポンプの馬力消費率を減らす、インペラ１
０の中央部は多角形の、例えば六角形横断面の雄型プラ
グ１４を包含し、このプラグの軸線はインペラ１０の中
心線上にある。プラグ１４はそれより幾分大きい、半径
方向に隔たった円筒形壁１６によって同心に囲まれてい
る。壁１６はインペラ１０の残部からも半径方向に隔た
っており、その半径方向の厚さは充分に小さくて、半径
方向内外方に部分的に撓むこ・とができる、インペラ壁
１６の半径方向内向きの面には内向きの円形リブ１８も
一体成形しである。第２図で最も良くわかるように、イ
ンペラ１０の全外面（リブ１８を除いて）は中心軸線に
対してなんらアンダカットを持っていない、したがって
、リブ１８のところを除いて、インペラ１０全体をバイ
パス成形、すなわち、中心線に沿って直線上に分離した
たった２つのダイを用い、なんらスライドや成形インサ
ートを用いずに成形できる。この場合、１つのダイ要素
２０は左側全体を形成するのに用いられ、他方のダイ要
素２２は右側の半径方向外部を形成するのに用いられる
。摺動可能な中心ダイ２４がプラグ１４、円筒形壁１６
の内面およびリブ１８を形成するのに用いられる。ダイ
要素２０，２２，２４は順次に閉ざされ、ゲート２６を
通して合成プラスチック材料が射出される０合成プラス
チックの固化後、左側ダイ２０が左にまっすぐに引かれ
、次に、中央ダイ２４が右にまっすぐに引かれる。ダイ
２４が引かれるにつれて、リブ１８が半径方向外方へ押
される０円筒形壁１６は半径方向外方へ自由に撓み、リ
ブ１８が損傷を受けずに自由に抜けでることができる。

こうして、インペラ１０は右側ダイ２２に対して自由に
持ち上げることができる。

次に第３図、第４図、第５図を参照して、ここに全体的
に２８で示すほぼ円筒形の鋼製インペラ駆動軸は一端に
ねじ付き部分３０を有し、これは動力源（図示せず）に
連結するようになっている。軸２８の反対端はインペラ
１０に単純に押し嵌合で連結するような形態となってお
り、別体の留め具は不要である。

特に、雄型プラグ１４に対応した横断面形状の雌型ソケ
ット３２が、軸３０の一端の中央に機械加工しである。

ソケット３２はプラグ１４よりやや長く、しまりばめで
きるようになっている０円筒形壁３４がソケット３２を
同心に囲んでおり、その外径はインペラ１６の内径と一
致している。壁３４には円筒形の溝３６が機械加工して
あり、この溝は円形リブ１８に嵌合する。一般に、軸２
８の前記−端の外面はダイ２４の形状に対応している。

第４図と第５図とを比較してわかるように、インペラ１
０は、単純な押し嵌合で軸２８に連結することができる
。軸壁３４は、プラグ１４がソケット３２内で摺動する
につれてインペラ壁１６内で摺動する。プラグ１４とソ
ケット３２の相互嵌合は、インペラ１０と軸２８の相対
回転を阻止する０組立者はソケット３２、プラグ１４の
２つの入角形部が一致するまでインペラ１０を回転させ
なければならないが、これは感覚的に容易に行なえる。

最後に、リブ１８を溝３６内に押しこみ、そのとき、イ
ンペラ壁１６が一時的に外方へ撓む、壁１６を外方へ撓
ませるのに加えられる押し力は比較的高いが、−回の作
業で済み、リブ１８も損傷を受けない、同じ力をインペ
ラ１０を軸２８から引き抜くときに加えなければならな
いが、作動中にインペラ１０に同じレベルの軸線方向の
力が加わることは一般にない、したがって、この連結は
非常に堅固であり、組み立て時に別体の留め具を加える
こともないし、動作中に緩むこともない、連結部を分解
することを考えていないので、すえ付は時に取り返しの
つかない損傷を受けないかぎり耐腐蝕性インペラ１０を
外すことは考えていない、その場合でも、インペラを切
断し、新しいものを取り付ければよい。

本発明の好ましい実施例は変更できる。対応するプラグ
、ソケットは軸、インペラのいずれの側に形成してもよ
いし、相対回転を阻止できれば任意の非円形の横断面の
ものであってもよい、対応するリブ、溝もインペラの円
筒形壁、軸の円筒形壁のいずれに形成してもよいし、よ
り堅固な連結を与えることができるならば３６０度にわ
たって形成する必要もない、軸、インペラのそれぞれの
円筒形壁の対応する表面は、互いに対向した半径方向に
向いているかぎりいずれの半径方向に向いていてもよい
、しかしながら、可撓性の円筒形壁は合成プラスチック
製のインペラに形成しなければならない０円筒形壁はプ
ラグ、ソケットを同心に囲んでいる必要はないが、プラ
グ、ソケットに同軸であるかぎり一線上にあってもよい
、しかしながら、プラグ、ソケットおよび壁が重なり合
った軸線方向スペースを占有するので同心に囲んだ形態
の方が軸線方向的にコンパクトになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はインペラの前面を示す端面図である。 第２図はインペラの頂部半分の横断面図であり、インペ
ラを成形するのに用いられるダイを示す図である。 第３図はインペラ駆動軸の斜視図である。 第４図はインペラを軸に連結する前の駆動軸およびイン
ペラの中央部を部分的に横断面図で示す側面図である。 第５図は連結後を示す、第４図と同様の図である。 第６図は第４図の６−６線に沿った図である。 ［主要部分の符号の説明コ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、合成プラスチックで作ったインペラと同軸の金属製
   インペラ駆動軸との一体連結構造であり、前記インペラ
   、駆動軸のうちの一方に形成してあり、非円形横断面を
   持った表面を有する雄型プラグと、前記インペラ、駆動
   軸のうちの他方に形成してあり、前記雄型プラグと密着
   嵌合する非円形横断面の表面を有する雌型ソケットとか
   ら成る一体連結構造において、前記プラグ（１４）およ
   びソケット（３２）と同軸にかつある半径方向に面して
   前記駆動軸（２８）上に設けたかなり剛性のある円筒形
   壁（３４）と、前記プラグ（１４）およびソケット（３
   ２）と同軸にかつ前記円筒形壁（３４）とほぼ等しい直
   径を持ち、他の半径方向に面して前記インペラ（１０）
   上に設けた円筒形壁（１６）とから成り、前記駆動軸上
   の壁（３４）と前記インペラ上の壁（１６）が互いに密
   着係合することができ、前記インペラ上の円筒形壁（１
   ６）が充分に薄い半径方向厚さに成形してあって半径方
   向に部分的に撓めるようにしてあり、前記円筒形壁（１
   ６、３４）のうちの一方に円形のリブ（１８）が形成し
   てあり、前記円筒形壁（１６、３４）のうちの他方に円
   形の溝（３６）が形成してあり、この溝が前記円形のリ
   ブ（１８）まわりに密着嵌合する寸法となっており、前
   記インペラ（１０）を前記駆動軸（２８）に押し付ける
   ことによって前記インペラ（１０）を前記駆動軸（２８
   ）に連結することができ、前記プラグ（１４）およびソ
   ケット（３２）が相互嵌合して前記インペラ（１０）、
   前記駆動軸（２８）間の相対回転を阻止し、前記インペ
   ラ壁（１６）が同時に半径方向に撓んだときに前記円形
   リブ（１８）が前記円形溝（３６）に入り、前記インペ
   ラ（１０）を前記駆動軸（２８）に対して軸線方向に錠
   止するようにしたことを特徴とする一体連結構造。 ２、請求項１記載の一体連結構造において、前記プラグ
   （１４）、ソケット（３２）および円筒形壁（１６、３
   ４）がすべて互いに同心であり、重なり合った軸線方向
   スペースを占有して軸線方向にコンパクトな連結を行な
   っていることを特徴とする一体連結構造。