JPH07189989A - 複合材組合せ羽根車 - Google Patents

複合材組合せ羽根車

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JPH07189989A
JPH07189989A JP24689093A JP24689093A JPH07189989A JP H07189989 A JPH07189989 A JP H07189989A JP 24689093 A JP24689093 A JP 24689093A JP 24689093 A JP24689093 A JP 24689093A JP H07189989 A JPH07189989 A JP H07189989A
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main
impeller
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JP24689093A
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Hiroshi Yokota
博 横田
Kazuaki Zenimoto
一昭 銭本
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Yokota Seisakusho KK
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Yokota Seisakusho KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、回転力伝達用の金属材質部材と羽
根を有する非金属材質部材を組合わせて構成する羽根車
において、金属材質部材から非金属材質部材に加わる回
転力の局部集中を避け、非金属材質部材の剥離やひび割
れ破壊・飛散を防止することを目的とする。 【構成】 金属材質の主要強度部材1はボス部1d、円
板部1a、外縁部1b、凹凸部1cを有し、これに相対
応する形状に形成された非金属材質の主羽根部材2を接
着充填剤4を用いて嵌装接合することによって、主羽根
部材2に伝達される回転力を該部材接合面全体に分散さ
せると共に、主羽根部材2の剥離やひび割れ破壊・飛散
を防止するよう構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、回転ポンプ等に装備
され、耐食性、耐摩耗性を発揮しながら機械的強度が保
てるように組合わせた、複合材組合せ羽根車に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】一般的に、耐食性、耐摩耗性を強化する
ためにセラミックス等の非金属材質を用いた羽根車にお
いては、図4に一例を示したように、羽根、円板部、ボ
ス部が一体となってセラミックス等の材質の部材22で
形成され、ボス部の内側に、主軸25に装着するための
金属材質の芯金21を挿入し、接着剤を使用して接合固
定されている。そのため主軸より伝達される回転力は芯
金を介してボス部に集中する構造となっており、羽根車
に衝撃が加わった場合、ボス部にひび割れが生じ、羽根
車部材が主軸より脱落するなど致命的損傷に至ることが
ある。特にセラミックス材質部材の場合は靱性が少ない
ため、何らかの原因で部材の一部に傷が生じるとひび割
れに発展し、これが成長して運転中の破壊や飛散に繋が
る可能性もある。又、羽根車が大型、高速回転となる
程、この問題が顕在化する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のセラ
ミックス等の材質の羽根車の弱点を抜本的に解決するた
め、簡潔な構造に形成した金属材質の主要強度部材でセ
ラミックス等の材質の羽根部材を保護し、回転力の伝達
を狭小なボス部でなく、部材全体に分散して行うことに
より、回転力の局部集中を避け、更に、万一羽根部材に
ひび割れが生じた場合でも破壊・飛散を防止する構造と
することによって、堅牢かつ耐食性、耐摩耗性に優れた
複合材組合せ羽根車を経済的に得ることを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は回転ポンプ、攪
拌機等各種用途の羽根車に適用でき、又、その材質の組
合せも金属、セラミックス、強化プラスチック等各種あ
り得るが、本発明に係る基本的技術思想並びに主旨はほ
ぼ同様であるので、本発明をうず巻型ポンプの羽根車に
適用して羽根車を金属とセラミックスの複合材とした実
施例について図1に基づき説明する。羽根車は金属材質
の主要強度部材1とセラミックス材質の主羽根部材2を
接着充填剤4により接合して構成する。
【0005】主要強度部材1は、ボス部1d、円板部1
a、外縁部1bが一体となった金属材質部材であり、同
心に旋削加工等が施されている。又、円板部1aあるい
は外縁部1b上の適切な位置に、回転力を確実に伝達す
るための凹凸部1cを適宜に配設している。ボス部1d
は主軸5に螺合等の方法により固着される。
【0006】主羽根部材2は、円板部2a、羽根部2d
が一体となったセラミックス材質部材であり、主要強度
部材外縁部1bの内径に嵌合するよう外周近くに段付部
2bを形成し、また主要強度部材の凹凸部1cに相対応
した形状に凹凸部2cを配設している。主要強度部材1
と主羽根部材2は接着充填剤4を用いて嵌装接合させて
ある。
【0007】
【作用】ポンプ運転中に主軸5より主要強度部材1に伝
達された回転力は、主要強度部材1と主羽根部材2の相
対応する形状の凹凸部1c、2cを含めた両部材接合面
全面を介して、主羽根部材2に伝達されるため、主羽根
部材2に対する回転力は局部に集中することが避けら
れ、これを原因としたひび割れの発生が有効に防止され
る。又逆に主羽根部材2が流体より受ける圧力不均衡や
混入した異物に衝突されて受ける衝撃などの作用力も、
該凹凸部2c、1cを含めた両部材接合面全面を介して
主要強度部材1に伝達され、この場合も主羽根部材2の
ひび割れ発生が有効に防止される。特に大型の羽根車の
場合でも、該凹凸部を大きくしたり配設個所を増やすな
どの方法により容易にこれら作用力の分散を図れるた
め、設計、製作、保守が容易になるという、大きな経済
的利点を有する。
【0008】更に、主要強度部材1の円板部1a及び外
縁部1bによって、主羽根部材2の円板部2a及び段付
部2bは包囲され接合されているため、主羽根部材2に
万一ひび割れが生じた場合でも、それが破壊・飛散に繋
がることは防止され、有効に安全性が確保される。
【0009】
【実施例】本発明の実施例について、図面を参照しなが
ら説明する。図1は一実施例の半縦断面図で、主軸5に
螺合固定された金属材質の主要強度部材1の円板部1
a、外縁部1b、凹凸部1cに、セラミックス材質の主
羽根部材2の円板部2a、段付部2b、凹凸部2cを対
応させ、接着充填剤4を用いて嵌装接合させたものを示
す。
【0010】小型の羽根車の場合は、接着後も所定の弾
性を有する接着充填剤4を選択することにより、ポンプ
揚液の温度による金属材質の主要強度部材1とセラミッ
クス材質の主羽根部材2の熱膨張差によって生じる両部
材の接合面歪みは接着充填剤そのもので所定量吸収可能
であり、又、ポンプ運転中には、吐出流体の圧力が主羽
根部材2を主要強度部材1に押しつける方向に作用し
て、主羽根部材2の剥離を効果的に防御している。
【0011】一方、大型の羽根車や高速回転の羽根車の
場合など、特に主羽根部材2の接合に万全を期したい場
合は、主要強度部材外縁部1bと主羽根部材段付部2b
の嵌合面に夫々溝加工やテ−パ−加工を施し、嵌合隙間
4bを形成させて、該隙間4bに接着充填剤4を充填す
ることにより、硬化後の接着充填剤4が楔の機能を果た
し、確実に両部材の剥離が防止できる。
【0012】図2は主要強度部材1より主羽根部材2へ
の回転力伝達をより確実にするための凹凸部1c、2c
の一実施例を示したものである。これらの凹凸部は、い
ずれも該部材の鋳物成形時あるいは加工時に従来技術の
援用により容易に形成可能なものである。
【0013】図3は、主要強度部材1の裏側(主羽根部
材2の反対側)にもセラミックス材質の被覆部材3を接
合し、セラミックス材質の主羽根部材2と相まって、羽
根車の表裏両面をセラミックス材質部材で覆った構造と
した一実施例である。被覆部材3の主要強度部材1への
接合の方法については、図1の場合と同様の方法が適用
できるので詳細は省略する。図3においては被覆部材3
を裏羽根としても機能するよう加工した実施例も示し
た。尚、図1及び図3においては主要強度部材1を直接
的螺合により主軸5に固定しているが、該部材を主軸5
により貫通させてナットあるいはボルトで固定し、カバ
−を装着する等の従来技術を援用できることは論をまた
ない。
【0014】
【発明の効果】本発明は以上の説明のように、羽根車の
金属材質部材から非金属材質部材への作用力を局部に集
中せぬ構造とし、更に非金属材質部材の剥離やひび割れ
破壊・飛散防止対策が講じられたことによって、適切な
耐食、耐摩耗性を発揮しながら、なおかつ羽根車全体と
しての堅牢さを保ち、大型、高速回転となっても安心し
て適用できる羽根車を経済的に製造することができ、そ
の産業利用上の効果は顕著である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す半縦断面図である。
【図2】図1におけるA−A’半横断面図である。
【図3】金属材質部材の両面に非金属材質部材を接合し
た一実施例を示す半縦断面図でる。
【図4】従来の非金属材質の羽根車の一例を示す半縦断
面図である。
【符号の説明】
1─主要強度部材、1a─主要強度部材円板部、1b─
主要強度部材外縁部、1c─主要強度部材凹凸部、1d
─主要強度部材ボス部、2─主羽根部材、2a─主羽根
部材円板部、2b─主羽根部材段付部、2c─主羽根部
材凹凸部、2d─主羽根部材羽根部、3─被覆部材、4
─接着充填剤、4b─嵌合隙間、5─主軸、21─羽根
車芯金、22─羽根車部材、25─主軸。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非金属材質(セラミックス、強化プラス
    チック等)部材を備えた羽根車において、一体かつ同心
    に形成されたボス部(1d)、円板部(1a)、外縁部
    (1b)及び広い範囲にわたって凹凸部(1c)を有す
    る金属材質の主要強度部材(1)に対して、それに相対
    応する形状の接合面を有する非金属材質の主羽根部材
    (2)を接着充填剤(4)により嵌装接合することによ
    って、主軸(5)の回転力は主要強度部材(1)と主羽
    根部材(2)の表面粗度大なこれら接合面全体で伝達さ
    せて、主羽根部材(2)にかかる作用力の局部集中を極
    力回避すると共に、羽根車回転中における主羽根部材
    (2)の剥離やひび割れ破壊・飛散を防止するよう構成
    したことを特徴とする、複合材組合せ羽根車。
  2. 【請求項2】 主要強度部材(1)の裏面側にも非金属
    材質の被覆部材(3)を接合した、請求項1の複合材組
    合せ羽根車。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110848170A (zh) * 2018-08-20 2020-02-28 广州市拓道新材料科技有限公司 一种陶瓷叶轮
KR102677982B1 (ko) * 2023-10-13 2024-06-24 비강이앤비(주) 부식성 가스 이송을 위한 샤프트 일체형 임펠러 어셈블리

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