特開 2024-31466 プレスインペラ、ポンプ装置及びプレスインペラの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024031466

(43)【公開日】2024-03-07

(54)【発明の名称】プレスインペラ、ポンプ装置及びプレスインペラの製造方法

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/22 20060101AFI20240229BHJP

   F04D 15/00 20060101ALI20240229BHJP

【ＦＩ】

F04D29/22 H

F04D15/00 101D

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022135034

(22)【出願日】2022-08-26

(71)【出願人】

【識別番号】000148209

【氏名又は名称】株式会社川本製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100199565

【弁理士】

【氏名又は名称】飯野 茂

(74)【代理人】

【識別番号】100162570

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 早苗

(72)【発明者】

【氏名】山下 英吾

(72)【発明者】

【氏名】大杉 洋人

(72)【発明者】

【氏名】森田 魁成

(72)【発明者】

【氏名】清水 孝司

【テーマコード（参考）】

3H020

3H130

【Ｆターム（参考）】

3H020BA10

3H130AA20

3H130AB12

3H130AB13

3H130AB22

3H130AB42

3H130AB46

3H130AB69

3H130AC30

3H130BA95C

3H130CB05

3H130CB09

3H130CB19

3H130DD01Z

3H130EA01C

3H130EB01C

3H130EB02C

3H130ED01C

(57)【要約】

【課題】部品の兼用化が可能なプレスインペラ、ポンプ装置及びプレスインペラの製造方法を提供すること。
【解決手段】プレスインペラは、基部、前記基部の一方の主面に形成された挿入部、及び、前記基部に周方向に等間隔に形成されたバランスホールを有するインペラハブと、前記挿入部が挿入される第１開口、及び、前記第１開口の周囲に、周方向に等間隔に複数設けられ、前記バランスホールと対向する第２開口が形成された主板と、前記主板と対向して設けられる側板と、前記主板及び前記側板の間に配置される複数の羽根と、を備える。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基部、前記基部の一方の主面に形成された挿入部、及び、前記基部に周方向に等間隔に形成されたバランスホールを有するインペラハブと、
前記挿入部が挿入される第１開口、及び、前記第１開口の周囲に、周方向に等間隔に複数設けられ、前記バランスホールと対向する第２開口が形成された主板と、
前記主板と対向して設けられる側板と、
前記主板及び前記側板の間に配置される複数の羽根と、
を備えるプレスインペラ。

【請求項2】

前記バランスホールは、径方向で前記側板に形成される吸込口の内側に配置される、請求項１に記載のプレスインペラ。

【請求項3】

前記第２開口は、隣り合う羽根の間に設けられる、請求項２に記載のプレスインペラ。

【請求項4】

前記基部の外径は、前記吸込口の口径よりも大径に形成される、請求項３に記載のプレスインペラ。

【請求項5】

前記主板及び前記側板の少なくとも一方は、外周縁に形成された切欠を有する、請求項１に記載のプレスインペラ。

【請求項6】

ポンプケーシングと、
前記ポンプケーシングに収容される請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のプレスインペラと、
前記プレスインペラに接続される回転軸と、
を備えるポンプ装置。

【請求項7】

主板の第１開口にインペラハブの挿入部を、前記インペラハブに形成された複数のバランスホールを、前記主板の前記第１開口の周囲に形成された複数の第２開口と対向させるか又はずらして挿入し、
前記主板及び前記インペラハブを溶接する、
プレスインペラの製造方法。

【請求項8】

主板の第１開口にインペラハブの挿入部を挿入し、
前記主板及び前記インペラハブを溶接し、
前記インペラハブの前記主板の前記第１開口の周囲に形成された複数の第２開口と対向する部位に複数のバランスホールを加工する、プレス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、プレス加工した部材を溶接することで形成されるプレスインペラ、ポンプ装置及びプレスインペラの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従前から、インペラとして、鋼板をプレス加工し、主板及び側板の間に複数の羽根を配置して、主板、側板及び複数の羽根をレーザ溶接することで製造する、所謂プレスインペラが知られている
また、ポンプのスラスト荷重低減のために、インペラにバランスホールを設ける技術も知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、インペラの主板の外形状を星形にし、スラスト荷重がかかる面積を低減させるとともに、バランスホールを主板に設ける技術や、ボスに複数のキー溝を設け、いずれか一つをキー溝として用い、他をバランスホールとして用いる技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６９４８１９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述の技術では、以下の問題がある。例えば、バランスホールを主板に設ける構成とすると、バランスホールを設けないインペラと、バランスホールを設けるインペラで、主板を兼用することができないことから、部品管理数が増加する。また、バランスホールをプレス加工で設けずに、キリ穴加工で設けることも考えられるが、キリ穴加工において、主板に変形が生じることがあり、生産性がダウンする。キリ穴加工において、主板の変形を抑制するために、主板の板厚を増加させることも考えられるが、材料の使用量の増加、インペラ重量の増加、溶接出力の増加等の要因となり、生産性が低下するとともに、製造設備が制限される問題もある。また、キリ穴加工において、主板に変形が生じると、主板とインペラハブの間に隙間が生じ、異物混入による摩耗の懸念もある。

【0005】

また、例えば、インペラハブであるボスに複数のキー溝を設ける構成とすると、溶接強度等のボス強度と性能面を両立させることが難しく、設計の自由度が低下する、という問題がある。ボス強度を増加させるためには、ボスサイズの向上や溶接表面積の向上が必要であるが、羽根をボスに干渉させないように設計する必要がある。性能面を考慮して、羽根のかかりを増やすために、羽根入口径を小さくすると、ボスとの干渉が発生するため、ボスサイズの向上等には限度が有る。

【0006】

そこで、本発明は、部品の兼用化が可能なプレスインペラ、ポンプ装置及びプレス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】

【0007】

本発明の実施形態に係るプレスインペラは、基部、前記基部の一方の主面に形成された挿入部、及び、前記基部に周方向に等間隔に形成されたバランスホールを有するインペラハブと、前記挿入部が挿入される第１開口、及び、前記第１開口の周囲に、周方向に等間隔に複数設けられ、前記バランスホールと対向する第２開口が形成された主板と、前記主板と対向して設けられる側板と、前記主板及び前記側板の間に配置される複数の羽根と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、部品の兼用化が可能なプレスインペラ、ポンプ装置及びプレスインペラの製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係るポンプ装置の構成を一部断面で示す側面図。

【図2】同ポンプ装置に用いられるインペラの構成を側板側から示す斜視図。

【図3】同インペラの構成を主板側から示す斜視図。

【図4】同インペラの構成を側板側から示す平面図。

【図5】同インペラの構成を示す断面図。

【図6】同インペラであって、第３中間成形品の構成を側板側から示す平面図。

【図7】同インペラの主板の構成を示す平面図。

【図8】同インペラのインペラハブの構成を示す斜視図。

【図9】同インペラの製造方法の一例を示す流れ図。

【図10】同インペラであって、第３中間成形品のバランスホールを有する構成及びバランスホールを有さない構成の例を並べて示す説明図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態に係るポンプ装置１及びインペラ３３の構成について、図１乃至図１０を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るポンプ装置１の構成を一部断面で示す側面図であり、図２は、ポンプ装置１に用いられるインペラ３３の構成を側板４２側から示す斜視図であり、図３は、インペラ３３の構成を主板４１側から示す斜視図である。図４は、インペラ３３の構成を側板４２側から示す平面図であり、図５は、インペラ３３の構成を示す断面図である。図６は、インペラ３３であって、第３中間成形品の構成を側板４２側から示す平面図である。図７は、インペラ３３の主板４１の構成を示す平面図であり、図８は、インペラ３３のインペラハブ４４の構成を示す斜視図である。図９は、インペラ３３の製造方法の一例を示す流れ図であり、図１０は、インペラ３３であって、第３中間成形品のバランスホール５１ａを有する構成及びバランスホール５１ａを有さない構成の例を並べて示す説明図である。

【0011】

図１に示すように、ポンプ装置１は、例えば、モータ１１と、ポンプ１２と、軸継手１３と、軸カバー１４と、を備える。ポンプ装置１は、例えば、モータ１１及びポンプ１２を固定するベース１５を備える。図１に示す例では、ポンプ装置１は、横軸ポンプであるが、縦軸ポンプであっても良い。

【0012】

モータ１１は、モータケーシング２１と、モータケーシング２１に収容される固定子と、固定子により回転する回転子と、回転子に固定されるモータ軸２２と、を備える。モータ１１は、ポンプ１２に接続され、モータ軸２２が回転することで、ポンプ１２を駆動する。モータケーシング２１は、ベース１５に固定される。モータ軸２２は、軸継手１３を介してポンプ１２に接続される。

【0013】

ポンプ１２は、ポンプケーシング３１と、ケーシングカバー３２と、インペラ３３と、回転軸３４と、を備える。また、ポンプ１２は、１つ又は２つのライナリング３５と、メカニカルシール等の軸封部材３６と、を備える。ポンプ１２は、軸継手１３を介して回転軸３４がモータ軸２２に接続される。ポンプ１２は、インペラ３３を単数有する単段ポンプであってもよく、また、インペラ３３を複数有する多段ポンプであってもよい。

【0014】

ポンプケーシング３１は、例えば、ベース１５に固定される。ポンプケーシング３１は、吸込口３１ａ及び吐出口３１ｂを有する。また、ポンプケーシング３１は、インペラ３３を収容する。ポンプケーシング３１は、軸方向で一端側に吸込口３１ａを有し、軸方向で他端側がインペラ３３を挿入可能な開口３１ｃが形成される。また、ポンプケーシング３１の周面、例えば、上端には、吐出口３１ｂが形成されるとともに、下端に、ベース１５に固定する脚部３１ｄが形成される。

【0015】

ケーシングカバー３２は、ポンプケーシング３１の開口３１ｃを覆う。ケーシングカバー３２は、回転軸３４を挿入可能、且つ、軸封装置を取り付け可能に形成される。

【0016】

図２及び図３に示すように、インペラ３３は、主板４１と、側板４２と、複数の羽根４３と、インペラハブ４４と、を備える。インペラ３３は、金属材料をプレス加工することで形成された主板４１、側板４２、複数の羽根４３及びインペラハブ４４をレーザ溶接により一体に組みたてられた、所謂プレスインペラである。

【0017】

主板４１は、１枚又は複数枚設けられる。例えば、図２及び図３の例においては、主板４１が１枚用いられる例を示す。主板４１は、平板状、且つ、円板状に形成される。主板４１は、中央に形成され、インペラハブ４４が配置される開口４１ａを有する。また、主板４１は、複数の羽根４３を配置する複数の溝や孔を有する構成であってもよい。

【0018】

開口４１ａは、インペラハブ４４が配置される円形状の第１開口４１ｂと、第１開口４１ｂの周囲に設けられ、周方向に等間隔に配置される複数の第２開口４１ｃと、を含む。開口４１ａは、主板４１のプレス加工時に形成される。

【0019】

複数の第２開口４１ｃは、羽根４３の枚数と同数設けられる。複数の第２開口４１ｃは、例えば、第１開口４１ｂと連続して形成され、主板４１の径方向に延びる。換言すると、開口４１ａは、第１開口４１ｂ及び複数の第２開口４１ｃにより、スプライン形状に形成される。

【0020】

第２開口４１ｃは、例えば、主板４１の径方向に直交する幅が、第１開口４１ｂと連続する端部から径方向外方の端部側まで一定に形成されるとともに、径方向外方の端部において漸次小さくなる。例えば、第２開口４１ｃの径方向外方の端部は、半円状、三角形状等に形成される。第２開口４１ｃの開口面積は、インペラハブ４４の後述するバランスホール５１ａを配置可能に、バランスホール５１ａの開口面積よりも大きく設定される。また、第２開口４１ｃの主板４１の周方向における幅は、バランスホール５１ａの直径、即ち、バランスホール５１ａのインペラハブ４４の周方向における幅よりも大きく設定される。また、第２開口４１ｃは、周方向において、隣り合う二枚の羽根４３の間に配置される。

【0021】

側板４２は、円板状に形成される。側板４２は、中央に形成された吸込口４２ａを有する。側板４２は、複数の羽根４３を配置する複数の溝や孔を有する構成であってもよい。円板状に形成される側板４２は、外周縁から径方向内方の中途部まで平板状に形成される平板部４２ｂと、平板部４２ｂ及び吸込口４２ａを連続する、平板部４２ｂに対して直線状に傾斜する傾斜部４２ｃと、を備える。

【0022】

吸込口４２ａの内径（口径、入口径）は、主板４１の開口４１ａの内径よりも大径に形成される。また、例えば、吸込口４２ａの内径は、インペラハブ４４の複数のバランスホール５１ａのインペラ３３の径方向における端部を通る仮想円の径よりも大径に形成される。換言すると、吸込口４２ａは、吸込口４２ａの開口にバランスホール５１ａが対向する形状に形成される。さらに換言すると、バランスホール５１ａは、インペラ３３の径方向で吸込口４２ａよりも内側に配置される。

【0023】

平板部４２ｂは、環状に形成される。傾斜部４２ｃは、環状に形成され、平板部４２ｂ及び吸込口４２ａと一体に形成される。例えば、側板４２は、平板部４２ｂ及び傾斜部４２ｃを一枚の平板からプレス加工することで形成される。なお、吸込口４２ａは、平板部４２ｂ及び傾斜部４２ｃとともに、一枚の平板からプレス加工を行っても良く、また、平板部４２ｂ及び傾斜部４２ｃとは別に成形し、その後、傾斜部４２ｃの中央に溶接により固定される構成であってもよい。

【0024】

主板４１及び側板４２の対向方向における幅（羽根４３の高さ）は、中心側から外周縁に向かって、傾斜部４２ｃの傾斜方向に沿って漸次小さくなり、そして、平板部４２ｂにおいて一定となる。即ち、主板４１及び側板４２の対向方向における幅は、インペラ３３の隣り合う羽根４３間に形成される流路の入口（インペラ３３の中心側の開口）から出口（インペラ３３の外周縁側の開口）に向かって漸次小さくなり、そして、傾斜部４２ｃ及び平板部４２ｂの稜部（以下、側板絞り始点部４２ｄ）で最も小さくなり、その後、平板部４２ｂにおいて、一定となる。

【0025】

複数の羽根４３は、例えば、周方向に等間隔に配置される。羽根４３は、レーザ溶接等の溶接によって、主板４１及び側板４２に固定される。例えば、主板４１及び複数の羽根４３、並びに、側板４２及び複数の羽根４３は、主板４１及び側板４２のそれぞれ外主面側から溶接される。羽根４３は、例えば、厚さが一定に形成され、一以上の曲率中心を有する所定の曲率半径で湾曲する。複数の羽根４３は、軸方向（主板４１及び側板４２の対向方向）に沿って延びる所謂二次元形状であってもよく、また、軸方向に対して傾斜する所謂三次元形状であってもよい。

【0026】

羽根４３の主板４１側の端面は、例えば、主板４１の主面に沿った方向（軸方向に直交する方向）に延びる。また、羽根４３の側板４２側の端面は、平板部４２ｂと対向する部位において、主板４１の主面に沿った方向（軸方向に直交する方向）に延び、側板絞り始点部４２ｄから吸込口４２ａに向かって、即ち傾斜部４２ｃと対向する部位において、傾斜部４２ｃと同じ傾斜角度θで軸方向に対して傾斜して延びる。

【0027】

羽根４３のインペラ３３の中央側の端部は、吸込口４２ａと略同じ位置か、又は、吸込口４２ａの内周面よりも若干中央側に配置される。換言すると、複数の羽根４３のインペラ３３の中央側の端部を通る仮想円の径は、例えば、吸込口４２ａと同じか、又は、若干小径に設定される。

【0028】

また、羽根４３のインペラ３３の外周縁側の端部は、主板４１及び側板４２の外周縁と同じか、又は、主板４１及び側板４２の外周縁よりも若干インペラ３３の中央側に配置される。換言すると、複数の羽根４３のインペラ３３の外周縁側の端部を通る仮想円の径は、主板４１及び側板４２の外径と同じか、又は、若干小径に設定される。

【0029】

なお、主板４１及び側板４２は、主板４１を成形するためにプレス加工した主板プレス品４１Ａ及び側板４２を成形するためにプレス加工した側板プレス品４２Ａよりも小径に形成される。即ち、主板４１及び側板４２は、主板プレス品４１Ａ及び側板プレス品４２Ａの外周縁を切削加工することで形成される。

【0030】

主板プレス品４１Ａ及び側板プレス品４２Ａの具体例について、以下説明する。

【0031】

図６及び図１０に示すように、主板プレス品４１Ａ及び側板プレス品４２Ａは、複数の羽根４３の主板プレス品４１Ａ及び側板プレス品４２Ａの外周縁側の端部を通る仮想円の径よりも大径に形成される。主板プレス品４１Ａ及び側板プレス品４２Ａの少なくとも一方は、外周縁に形成された、例えば半円状の切欠４５を複数有する。本実施形態においては、図６に示すように、主板プレス品４１Ａ及び側板プレス品４２Ａの双方に切欠４５が形成される例を示す。

【0032】

主板プレス品４１Ａに形成される切欠４５及び側板プレス品４２Ａに形成される切欠４５は、例えば、主板プレス品４１Ａ及び側板プレス品４２Ａに同数形成され、軸方向で対向して配置される。また、切欠４５のインペラ３３の径方向で中央側の端部を通る仮想円の径は、例えば、主板プレス品４１Ａ及び側板プレス品４２Ａを切削加工した後のインペラ３３の外径よりも大径に形成される。主板プレス品４１Ａに形成される切欠４５及び側板プレス品４２Ａに形成される切欠４５は、例えば、それぞれ二つずつ設けられる。

【0033】

主板プレス品４１Ａ及び側板プレス品４２Ａの各二つの切欠４５は、例えば、図６に示すように、それぞれ異なる形状に形成され、対称位置を避けた位置に配置される。なお、主板プレス品４１Ａ及び側板プレス品４２Ａの各二つの切欠４５の構成は、これに限定されず、それぞれ異なる形状に形成され、対称位置に配置される構成でもよく、同形状に形成され、対称位置を避けた位置に配置される構成でもよい。即ち、切欠４５の数、形状及び配置は、主板プレス品４１Ａ及び側板プレス品４２Ａを型等に配置したときに、表裏及び周方向の位置が所定の位置に案内できる構成であれば、適宜設定できる。

【0034】

このような主板プレス品４１Ａ及び側板プレス品４２Ａは、主板４１及び側板４２と、外径寸法が異なり、そして、切欠４５を有する構成が異なるが、その他の構成は同一構成である。

【0035】

インペラハブ４４は、外径が部分的に異なる円筒状に形成され、主板４１の中心に設けられる。インペラハブ４４は、レーザ溶接等の溶接によって、主板４１に固定される。図８に示すように、インペラハブ４４は、例えば、基部５１と、基部５１の一方の主面側の中央に形成された挿入部５２と、挿入部５２の中央に形成されたボス部５３と、基部の他方の主面側に形成された筒部５４と、を備える。

【0036】

基部５１は、円板状に形成される。基部５１の外径は、挿入部５２、ボス部５３及び筒部５４の外径よりも大径に形成される。また、基部５１の外径は、主板４１の外径よりも小径であって、且つ、主板４１の第１開口４１ｂの内径、及び、複数の第２開口４１ｃの径方向外方の端部を通る仮想円の径よりも大径に形成される。また、基部５１の外径は、側板４２の吸込口４２ａの口径よりも大径に形成される。

【0037】

基部５１は、挿入部５２よりも径方向で外径側に形成された、周方向に等間隔に並んだ複数のバランスホール５１ａを有する。複数のバランスホール５１ａは、インペラハブ４４が主板４１に固定されたときに、主板４１の第２開口４１ｃと対向可能な位置に形成される。なお、複数のバランスホール５１ａは、インペラハブ４４の成形加工時に形成してもよく、また、主板４１、側板４２、羽根４３及びインペラハブ４４を一体に溶接した後に形成してもよい。バランスホール５１ａは、羽根４３と同数設けられる。また、例えば、バランスホール５１ａは、第２開口４１ｃに対向配置されたときに、隣り合う二枚の羽根４３の間に配置される。

【0038】

挿入部５２は、円柱状に形成される。挿入部５２は、主板４１の第１開口４１ｂに挿入可能に形成される。挿入部５２の外径は、第１開口４１ｂの内径と同一径か、若干小径に形成され、好ましくは、第１開口４１ｂに嵌め合い公差を有する。

【0039】

ボス部５３は、円筒状に形成される。ボス部５３の外径は、挿入部５２の外径よりも小径に形成される。ボス部５３は、求められる強度等に応じて、主板４１の側板４２と対向する主面から突出するか、又は、主板４１の両主面から突出する。ボス部５３は、回転軸３４を挿入する孔部５３ａと、孔部５３ａの内周面の一部に形成されたキー溝５３ｂと、を有する。なお、ボス部５３は、円筒状の例を説明したが、これに限定されず、ボス部５３は、挿入部５２側から先端に向かって外径が漸次縮径する形状、例えば、円錐台形筒状等に形成されていてもよい。

【0040】

筒部５４は、基部５１から軸方向に延びる円筒状に形成される。筒部５４の外径は、基部５１の外径と同じか、又は、小径に形成される。また、筒部５４の内径は、複数のバランスホール５１ａのインペラハブ４４の径方向で端部を通る仮想円の径、及び、ボス部５３の外径よりも大径に形成される。即ち、筒部５４は、複数のバランスホール５１ａと径方向で離間する。

【0041】

回転軸３４は、一端側にインペラ３３を固定する。回転軸３４は、ケーシングカバー３２から外部へと配置され、他端側に軸継手１３が設けられる。

【0042】

ライナリング３５は、ポンプケーシング３１及び／又はケーシングカバー３２とインペラ３３との間に設けられる。具体例として、ライナリング３５は、ポンプケーシング３１及びケーシングカバー３２のそれぞれに固定される。ポンプケーシング３１に固定されたライナリング３５は、インペラ３３の吸込口４２ａと所定の隙間を空けて対向する。ケーシングカバー３２に固定されたライナリング３５は、インペラ３３の筒部５４と所定の隙間を空けて対向する。

【0043】

メカニカルシール３６は、回転軸３４とケーシングカバー３２との間を軸封する。

【0044】

軸継手１３は、モータ軸２２及び回転軸３４を接続する。

【0045】

軸カバー１４は、モータ軸２２、回転軸３４及び軸継手１３を覆う。例えば、軸カバー１４は、ポンプケーシング３１及びベース１５に固定される第１カバー６１と、ベース１５に固定される第２カバー６２と、を備える。第１カバー６１は、例えば、複数の軸受け部材６１ａを有し、回転軸３４を回転可能に支持する。第１カバー６１は、例えば、メカニカルシール３６からの水の漏洩を確認可能に、一部が開口する。第２カバー６２は、回転軸３４の一部及びモータ軸２２の一部及び軸継手１３を覆う。

【0046】

ベース１５は、ポンプ装置１の設置個所に固定される。ベース１５は、ネジ穴を複数有し、モータ１１、ポンプ１２及び軸カバー１４をボルト等の締結部材によって固定可能に形成される。

【0047】

次に、インペラ３３の製造方法の一例を、図９に示す流れ図を用いて説明する。先ず、金属板からプレス型及びプレス機を用いて、プレス加工を行うことで、主板プレス品４１Ａ、側板プレス品４２Ａ及び複数の羽根４３がそれぞれ成形される（ステップＳＴ１）。次に、溶接用の取り付け型に側板プレス品４２Ａを配置し、羽根４３を側板プレス品４２Ａに配置する（ステップＳＴ２）。このとき、側板プレス品４２Ａは、例えば、取り付け型の突起と切欠４５とを係合させることで、位置合わせが行われる。次に、側板４２に複数の羽根４３を溶接し、第１中間成形品を形成する（ステップＳＴ３）。

【0048】

次に、第１中間成形品を取り付け型に配置することで複数の羽根４３及び主板４１を配置する（ステップＳＴ４）。このとき、主板プレス品４１Ａ及び側板プレス品４２Ａは、例えば、取り付け型の突起と切欠４５とを係合させることで、主板プレス品４１Ａ及び側板プレス品４２Ａの周方向の位置合わせが行われる。次に、第１中間成形品の複数の羽根４３及び主板４１を溶接し、第２中間成形品を形成する（ステップＳＴ５）。

【0049】

次に、第２中間成形品の主板プレス品４１Ａの第１開口４１ｂにインペラハブ４４の挿入部５２を挿入し、主板プレス品４１Ａにインペラハブ４４を配置する（ステップＳＴ６）。

【0050】

ステップＳＴ６において、インペラ
、第２開口４１ｃと対向させるか否かを決し、インペラハブ４４の周方向の位置を調整する。

【0051】

即ち、インペラハブ４４に複数のバランスホール５１ａが形成されている場合であって、インペラ３３がバランスホール５１ａを有する構成である場合には、図１０の（バランスホール有）に示すように、インペラハブ４４は、バランスホール５１ａが主板プレス品４１Ａの第２開口４１ｃと対向する位置に配置される。インペラハブ４４に複数のバランスホール５１ａが形成されている場合であって、インペラ３３がバランスホール５１ａを有さない構成である場合には、図１０の（バランスホール無）に示すように、インペラハブ４４は、バランスホール５１ａが主板プレス品４１Ａの第２開口４１ｃを避けて、主板プレス品４１Ａの主面と対向する位置に配置される。

【0052】

なお、インペラハブ４４に複数のバランスホール５１ａが形成されていない場合には、インペラハブ４４の周方向の位置は調整しなくてもよい。

【0053】

次に、第２中間成形品とインペラハブ４４を溶接することで、第３中間成形品を形成する（ステップＳＴ７）。このとき、主板プレス品４１Ａの側板プレス品４２Ａと対向する主面とは反対側の主面と、インペラハブ４４の基部５１の外周縁とを溶接する。

【0054】

次に、第３中間成形品の外周縁を所定の半径に切削することで、インペラ３３が形成される（ステップＳＴ８）。なお、インペラハブ４４に複数のバランスホール５１ａが形成されていない場合であって、且つ、インペラ３３がバランスホール５１ａを有する場合には、さらに、インペラハブ４４の基部５１であって、第２開口４１ｃと対向する位置に、バランスホール５１ａをキリ穴加工等により形成する。

【0055】

なお、溶接は、オペレータによる手作業により行う構成であってもよく、また、プログラムによって溶接機により自動的に行う構成であってもよい。

【0056】

このように構成されたインペラ３３及びポンプ装置１によれば、バランスホール５１ａを有するインペラ３３とする場合には、主板４１に形成されたスプライン形状の開口４１ａの第２開口４１ｃに対向する位置のインペラハブ４４にキリ穴加工等でバランスホール５１ａを形成するか、又は、バランスホール５１ａが形成されたインペラハブ４４を、第２開口４１ｃにバランスホール５１ａを対向させた状態で主板４１（主板プレス品４１Ａ）に溶接することでインペラ３３が形成される。また、バランスホール５１ａを有さないインペラ３３とする場合には、インペラハブ４４にバランスホール５１ａを形成しないか、又は、バランスホール５１ａが形成されたインペラハブ４４を第２開口４１ｃに対向せず、周方向で第２開口４１ｃからずれた位置に配置して、インペラハブ４４を主板４１に溶接することでインペラ３３が形成される。

【0057】

このように、インペラ３３は、インペラハブ４４にバランスホール５１ａを追加工による形成の有無、又は、バランスホール５１ａが形成されたインペラハブ４４の周方向の位置により、インペラ３３の製造工程において、選択的にバランスホール５１ａの有無を変更可能となる。これにより、インペラ３３は、バランスホール５１ａの有無に関わらず、部品の兼用化が可能となる。

【0058】

また、バランスホール５１ａをキリ穴加工により形成する場合には、バランスホール５１ａは、インペラハブ４４に形成されることから、主板４１の変形や隙間などが生じることが無く、ポンプ性能の低下やインペラ３３の強度低下を防止できる。

【0059】

また、バランスホール５１ａの有無は、インペラハブ４４の追加工か、又は、インペラハブ４４の周方向の位置合わせで変更可能であることから、インペラ３３を容易に製造可能となるとともに、主板４１の兼用化が可能となり、インペラ３３の各構成部品は、バランスホールの有無によらず、使用することができる。よって、インペラ３３は、種々の製品への対応が容易に可能となる。

【0060】

また、各種インペラハブ４４への対応や羽根４３の入口径を小さくできる等、インペラハブ４４にバランスホール５１ａを設けることで、インペラ３３の強度面及び性能面の両立が可能となる。

【0061】

また、インペラハブ４４にバランスホール５１ａを設ける構成であることから、各種外径のインペラ３３においても、スラスト荷重を低減することが可能となることから、各種構成部品の兼用化が可能となる。

【0062】

また、主板プレス品４１Ａ及び側板プレス品４２Ａに、位置決め用の切欠４５を設けることで、インペラ３３の製造において、位置決めが容易となり、生産性を向上することが可能となる。

【0063】

また、インペラハブ４４の製造時にバランスホール５１ａを形成する構成とすれば、キリ穴加工の追加孔が不要となることから、インペラ３３の加工時間の短縮や、周方向の位置によって、バランスホール５１ａの有無を選択できることから、インペラハブの管理品番数の削減等の効果も生じる。

【0064】

上述したように本実施形態に係るインペラ３３及びインペラ３３を用いたポンプ装置１によれば、インペラハブ４４にバランスホール５１ａを設け、主板４１（主板プレス品４１Ａ）にバランスホール５１ａと選択的に対向できる第２開口４１ｃを設けることで、部品の兼用化が可能となる。

【0065】

なお、本発明は上述した実施形態に限定されない。例えば、上述した例では、主板プレス品４１Ａ及び側板プレス品４２Ａの外周縁に位置決め用の切欠４５を有する構成を説明し、そして、インペラ３３の製造時に、切欠４５を含む主板プレス品４１Ａ及び側板プレス品４２Ａの外周部を切削する構成を説明した。

【0066】

しかしながら、切欠４５は、主板プレス品４１Ａ及び側板プレス品４２Ａの一方に設ける構成であってもよく、また、主板プレス品４１Ａ及び側板プレス品４２Ａに設けない構成であってもよい。但し、インペラ３３の製造において、位置合わせを容易とするために設けることが好ましい。また、主板プレス品４１Ａ及び側板プレス品４２Ａの位置合わせであれば、切欠４５に変えて、型及び主板プレス品４１Ａ及び側板プレス品４２Ａに位置合わせ用のマークを設ける構成としてもよい。また、主板プレス品４１Ａ及び側板プレス品４２Ａは、外周部を切削せずに、主板４１及び側板４２として用いる構成としても良い。この場合には、切欠４５は、インペラ３３の性能に影響を及ぼさない形状や大きさとするか、又は、切欠４５を設けずに位置合わせ用のマークを設ける構成とすればよい。

【0067】

また、上述した例では、主板４１（主板プレス品４１Ａ）に形成される開口４１ａは、第１開口４１ｂ及び第１開口４１ｂに連通する複数の第２開口４１ｃを有するスプライン形状の例を説明したがこれに限定されない。即ち、主板４１に形成される開口４１ａは、インペラハブ４４の挿入部５２を挿入可能な第１開口４１ｂ及びインペラハブ４４のバランスホール５１ａを選択的に加工又は対向配置な第２開口４１ｃを有する構成であれば、スプライン形状に限定されず、また、第１開口４１ｂ及び第２開口４１ｃは連続せず、離間する構成であってもよい。

【0068】

即ち、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

【符号の説明】

【0069】

１…ポンプ装置、１１…モータ、１２…ポンプ、１３…軸継手、１４…軸カバー、１５…ベース、２１…モータケーシング、２２…モータ軸、３１…ポンプケーシング、３１ａ…吸込口、３１ｂ…吐出口、３１ｃ…開口、３１ｄ…脚部、３２…ケーシングカバー、３３…インペラ、３４…回転軸、３５…ライナリング、３６…軸封部材、４１…主板、４１Ａ…主板プレス品、４１ａ…開口、４１ｂ…第１開口、４１ｃ…第２開口、４２…側板、４２Ａ…側板プレス品、４２ａ…吸込口、４２ｂ…平板部、４２ｃ…傾斜部、４２ｄ…側板絞り始点部、４３…羽根、４４…インペラハブ、４５…切欠、５１…基部、５１ａ…バランスホール、５２…挿入部、５３…ボス部、５３ａ…孔部、５３ｂ…キー溝、５４…筒部、６１…第１カバー、６１ａ…軸受け部材、６２…第２カバー。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】