发明内容
因此,本发明可进一步可靠地抑制泵的工作流体对磁铁的影响,得到马达一体式泵的转子部的制造方法及具备该转子部的马达一体式泵。
解决上述问题的方式
在技术方案1的发明中,提供一种马达一体式泵的转子部的制造方法,该马达一体式泵包括:以环状配置有磁铁的转子部;与该转子部的周面对置地配置,具有通过通电产生磁场的线圈的定子部;以及配置在该转子部的轴向一端侧的泵单元,在上述制造方法中,对于该马达一体式泵的该转子部,通过将磁铁插入模具内并借助于树脂注射成形,进行成形,该马达一体式泵的转子部的制造方法包括:将插入上述模具内的磁铁通过可自由拔插地安装在该模具中的支持部件进行支持的磁铁支持工序;以及在向上述模具内填充树脂的过程中,通过执行元件将上述支持部件从该模具中的腔中拔出的支持部件除去工序。
在技术方案2的发明中,作为支持部件,具有径向支持部件,所述径向支持部件沿着转子部的径向配置,在上述磁铁支持工序中支持该磁铁的周面的同时,在上述支持部件除去工序中从该转子部的径向拔出。
在技术方案3的发明中,上述径向支持部件,支持与磁铁的上述定子部对置的周面。
在技术方案4的发明中,上述支持部件,分别配置在上述转子部的轴向两端部,作为配置上述泵单元的一侧的上述支持部件,使用上述径向支持部件。
在技术方案5的发明中,作为上述支持部件,具有轴向支持部件,所述轴向支持部件沿着上述转子部的轴向配置,在上述磁铁支持工序中支持该磁铁的周面的同时,并且在上述支持部件除去工序中沿该转子部的轴向被拔出。
在技术方案6的发明中,上述轴向支持部件,支持与上述磁铁的上述定子部对置的周面的相反一侧的周面。
在技术方案7的发明中,在所述转子部的轴向一端侧设置有树脂注入浇口,同时,分别在该转子部的轴向两端部配置有所述的支持部件,作为远离所述注入浇口一侧的所述支持部件,使用所述轴向支持部件,从背离注入浇口的方向拔出该轴向支持部件。
在技术方案8的发明中,在所述转子部的轴向一端侧设置有树脂注入浇口,同时,分别在该转子部的轴向两端部配置有所述的支持部件,将接近所述注入浇口一侧的支持部件较远离注入浇口侧的支持部件更快地拔出。
在技术方案9的发明中,将多个树脂注入浇口隔开间隔地设置在上述转子部的圆周方向上,同时,将上述支持部件配置在相邻的注入浇口之间。
技术方案10的发明,为具备用上述制造方法制造的转子部的马达一体式泵。
发明的效果
根据技术方案1的发明,由于在树脂成形中从模具的腔中拔出支持部件,所以,不会形成磁铁的露出部分。因此,能可靠地抑制泵的工作流体与磁铁接触的事情发生。此外,通过在后安装,不需要堵塞露出部分的多余的作业,提高了转子部的生产性。
根据技术方案2的发明,对于设置将支持部件及执行元件排列布置在转子部的径向外侧所用的空间的情况特别有利。此外,由于从径向拔出支持部件,所以,对于径向支持部件支持磁铁周面的部分的树脂层的径向厚度,不依赖于该径向支持部件的大小(直径、宽度、厚度等),而是依据行程很容易进行调整,因此,对于将该部分的树脂层更薄地形成的情况是有利的。
根据技术方案3的发明,可使面对定子部的周面中的通过径向支持部件支持磁铁所用的部分的树脂层厚度更容易变薄,提高了转子部的生产性能。
根据技术方案4的发明,可抑制支持部件与相对转子部配置在轴向一端侧的马达单元的干涉,更容易进行支持部件或执行元件的排列布置。
根据技术方案5的发明,对于在转子部的轴向外侧容易地确保支持部件及执行元件的排列布置空间的情况是有利的。
根据技术方案6的发明,由于与磁铁的定子部对置的周面的相反一侧的周面对马达单元的功能没有直接的影响,所以,轴向支持部件可以做的更粗,所支持的部分的轴向长度可以更长等,容易提高支持刚性。
根据技术方案7的发明,由于在注入到腔内的树脂流动方向拔出支持部件,所以,可更进一步顺利地将树脂导入从模具内拔出支持部件后的部分中,从而良好地成形。
根据技术方案8的发明,由于接近注入浇口一侧通过所注入的树脂支持磁铁,所以,既避免了对磁铁姿势的影响,也能使支持部件的拔出时期尽可能地快,可更良好地成形。
根据技术方案9的发明,将支持部件配置成可从经过注入浇口流入腔内的作为树脂的主流部分取下的结构,从而抑制了支持部件引起的树脂流动的紊乱,可更好地成形。
根据技术方案10的发明,可得到工作流体的对磁铁的影响小的马达一体式泵。
具体实施方式
下面,参照附图说明本发明的一个实施方式。图1~图4示出了本实施方式的马达一体式泵。其中,图1是马达一体式泵的断面图,图2是制造马达一体式泵的转子部的初期阶段的模具的断面图,图3是制造马达一体式泵的转子部的最终阶段的模具的断面图,图4是沿图2中的A-A线剖开的断面图。
如图1所示,本实施方式的马达一体式泵(以下简称为泵)1,由配置在图中右侧的泵单元2和配置在图中左侧的马达单元3一体结合而构成。
泵单元2容纳在泵壳体4内,包括:涡旋式叶轮5;将工作流体(液体等)吸引到叶轮5的中心部的吸入口6;以及把从叶轮5的外周部排出的工作流体排出到外部的排出通路7。叶轮5由分别形成圆盘状的前面盖板5a和后面盖板5b以及以放射状配置在该两个盖板5a、5b之间的叶片5c构成。
此外,在前面盖板5a的中央部形成有吸取工作流体的开口部5d。开口部5d的周缘部以筒状延伸地设置在工作流体的吸入侧(图中的右方),形成轴承部8,该轴承部8可自由旋转地嵌合到形成于泵壳体4上的环状槽4a中,借此,将叶轮5自由旋转地支持。
马达单元3容纳在马达壳体10内,具备:以环状配置有磁铁11的转子部12;与该转子部12的周面(外周面)12a对置地配置,具有通过通电可产生磁场的线圈(线圈卷绕部17)的定子部13。也就是说,定子部13围绕具有环状磁铁11的转子部12的外周配置。此外,转子部12成为马达单元3的旋转输出部,配置在中心部的旋转轴14由轴承16自由旋转地支持,借此,可在定子部13的内侧旋转。
磁铁11形成为以旋转轴14为中心的环状,该磁铁11的外侧通过插入成形,用树脂层15覆盖,与供给到泵单元2中的工作流体不接触。此外,树脂层15在将转子部12的轴承16以外侧成形的同时,将构成叶轮5的一部分的后面盖板5b一体注射成形,使转子部12与轴承16及叶轮5成为一体。另外,叶轮5的前面盖板5a与叶片5c一起通过在后安装与后面盖板5b结合。
在定子部13上,设有多个线圈卷绕部(线圈)17,该多个线圈卷绕部(线圈)17在磁铁11的外侧隔开一定间隔地卷绕。通过给该线圈卷绕部17通电,产生磁场。线圈卷绕部17用插入成形埋设在树脂成形的马达壳体10内。
在泵单元2与马达单元3之间,设有树脂等绝缘材料形成的分隔壁20,用该分隔壁20将泵单元2的内部与马达单元3的定子部13隔开。
也就是说,分隔壁20,在其外周缘部形成有夹持部21,同时,在中央部形成有容纳转子部12的有底筒状的转子容纳部22。此外,在将转子部12容纳在转子容纳部22内的状态下,通过O形圈将夹持部21夹持在泵壳体4与马达壳体10的外周缘部之间,用长轴螺栓24将泵壳体4、夹持部21及马达壳体10螺纹固定。
因而,在分隔壁20的安装状态下,转子容纳部22的侧壁22a处在转子部12与定子部13之间,借助于该侧壁22a与磁铁11外侧的树脂层15a,主要确定磁铁11与线圈卷绕部17之间的距离D。这时,距离D越短,换句话说,磁铁11与线圈卷绕部17越接近,马达单元3的输出性能越好。因此,在要求高输出的情况下,最好在容许的范围内使转子容纳部22的侧壁22a更薄,此外,即使是磁铁11外侧的树脂层15a,也最好让其厚度t尽可能地薄。
此外,在分隔壁20的安装状态下,泵单元2的内部与容纳转子部12的转子容纳部22连通,在泵单元2驱动时,工作流体也导入转子容纳部22内,借助于树脂层15、15a,可防止工作流体与磁铁11接触。
转子部12的旋转轴14,其两端部14a、14b,分别被固定在形成于转子容纳部22的底面22b上的凸缘部22c和从泵壳体4突出的凸缘部4b上并被支持。此外,将转子部12的轴承16可自由旋转地套装于旋转轴14的中间部上,在该轴承16和凸缘部22c、4b之间安装有承载板23、24,使轴承16可平滑地旋转。
在此,转子部12如图2及图3所示,是用模具30注射成形的。图2示出了注射树脂前将磁铁11支持在模具30中的状态,图3表示在模具内填充树脂后的状态。
也就是说,本实施方式的泵1的转子部12的制造方法,是将磁铁11插入模具30内,将图1所示的转子部12和成为泵单元2一部分的后面盖板5b利用树脂注射成形一体成形。作为树脂,例如,可以采用通过加热流动化的PPE(聚苯撑醚)等的热可塑性树脂,在流动化的状态下注入模具30内。
模具30在本实施方式中的构成是,将上模31、中间模32及下模33组合,在中间模32和下模33之间,设有容纳磁铁11的第1腔34,同时,在下模33中设有容纳轴承16的第2腔35。这时,模具30示出了上模31、中间模32及下模33合模的状态,脱模时上模31从图中的上方分离,下模33从图中的下方分离,中间模32在水平方向上以多个分割地分离。
磁铁11的第1腔34和轴承16的第2腔35通过连通腔36连通,该连通腔36通过环状的筒状腔37与后面盖板5b的成形腔38连通。后面盖板5b的成形腔38,也如图4所示,在中间模32的与上模31的重合面上以环形室形成。
此外,在成为转子部12的轴向一端侧的上模31中,设有多个(本实施方式中为4个)与后面盖板5b的成形腔38连通的树脂注入浇口39,将这些树脂注入浇口39在圆周方向大致等间隔地配置。
此外,如图2~图4所示,在第1腔34中,设置有在将树脂填充到某种程度期间将容纳在该第1腔34内的磁铁11以给定状态支持的作为支持部件的第1、第2、第3销40、41、42。这些第1、第2、第3销40、41、42分别可自由拔插地插入形成在中间模32及下模33中的第1、第2、第3插通孔43、44、45中。第1、第2、第3销40、41、42,在圆周方向隔开大致等间隔,分别设有多个(在本实施方式中分别设有4个)。
此外,在第1、第2、第3销40、41、42上,设有主动且强制地拔插各个销的第1、第2、第3执行元件46、47、48。这些第1、第2、第3执行元件46、47、48,检测树脂填充状况,计算第1、第2、第3销40、41、42的拔出定时,根据来自控制回路49的指示信号动作。具体地说,例如,构成为通过液压或空气压力等动作的气缸。在这种情况下,根据来自控制回路49的指示信号,使控制阀进行开闭动作,借此,使可滑动地插入气缸内的活塞动作,从而使与该活塞直接或间接地使连接的第1、第2、第3销40、41、42动作。
在本实施方式中,设置一个控制回路49,综合控制全部的第1、第2、第3执行元件46、47、48。另外,由于图3与图2具有相同的结构,所以,省略了第1、第2、第3执行元件46、47、48及控制回路49。
此外,关于本实施方式的转子部12的制造方法,包括:图2所示的、将插入上述模具30内的磁铁11通过第1、第2、第3销40、41、42支持的磁铁支持工序;以及图3所示的、在向模具30内填充树脂过程中,将第1、第2、第3销40、41、42通过第1、第2、第3执行元件46、47、48从该模具30的第1腔34中拔出的支持部件除去工序。
第1、第2、第3销40、41、42中的第1销40沿着转子部12的径向(图2、图3中的左右方向)配置,成为在磁铁支持工序中以点支持磁铁11的周面(本实施方式中的外周面11a)的径向支持部件。该第1销40在支持部件除去工序中,从转子部12的径向被拔出。
这时,作为径向支持部件的第1销40支持与磁铁11的定子部13对置的周面,换句话说,支持外周面11a。此外,第1、第2、第3销40、41、42,虽然分别配置在转子部12的轴向(图2、图3中的上下方向)的两端部,但是,泵单元2的配置侧(图2、如3中的上方)端部,以成为径向支持部件的第1销40支持磁铁11。
另一方面,第1、第2、第3销40、41、42中的第2销41沿着转子部12的轴向(图2、图3中的上下方向)配置,在磁铁支持工序中,作为支持与磁铁11的定子部13对置的外周面11a的相反向侧的周面(本实施方式中的内周面11b)的轴向支持部件。该第2销41在支持部件除去工序中,从转子部12的轴向拔出。
第3销42配置在与第2销41相同的方向上,向上推压并支持磁铁11的底面11c,在磁铁11的底面11c、上面11d与第1腔34的底面、上面之间分别设有给定间隙(即δ3、δ4)。在本实施方式中,第2销41与第3销42被同时拔出,在这种情况下,将第2执行元件46和第3执行元件47作为一个执行元件,利用该执行元件,也可同时拔出第2、第3销41、42。
第1销40的突出量设定为与磁铁11的外周面11a和第1腔34外周面之间的间隔δ1大致相同。此外,第2销41的直径设定为与磁铁11的内周面11b和第1腔34的内周面之间的间隔δ2大致相同。第3销42的突出量设定为与磁铁11的底面11c和第1腔34的底面之间的间隔δ3大致相同。第1、第2、第3销40、41、42的存在区域中突出量或直径变大时,需要将该树脂部分削掉的工序,比较麻烦,通过使该突出量或直径与所希望的树脂厚度大致相同,可减少期间的工序。
此外,在本实施方式中,将上述注入浇口39设置在转子部12的轴向一端侧(图2、图3中的上方),并且,将第1、第2销40、41分别配置在磁铁11的轴向两端部,但是,距离磁铁11的注入浇口39远的一侧(图2、图3中的下方)的端部用轴向支持部件的第2销41。此外,根据树脂的流入状态,将该第2销41从背离注入浇口39的方向(图2、图3中的下方)拔出。
这样,将注入浇口39设置在转子部12的轴向一端侧,同时,将第1、第2销40、41分别配置在磁铁11的轴向两端部的情况下,将接近注入浇口一侧的第1销40较注入浇口39的远离侧的第2销41更快地拔出。
此外,如图4所示,将多个注入浇口39大致等间隔地设置在转子部12的圆周方向上,同时,将第1、第2销40、41配置在相邻的注入浇口39之间。另外,虽然第3销42与第1、第2销40、41同样地,优选配置在相邻的注入浇口39之间的中央位置,但是,在第2销41和第3销42接近,各个第2、第3执行元件47、48相互干涉的情况下,也可以如图4所示,将第3销42适当地离开第2销41进行配置。
此外,流动化的树脂在注入浇口39注入并硬化后,在将上模31、中间模32及下模33脱模的状态,在后面盖板5b一体成形于设置有轴承16的转子部12上的状态下取出,但是,在该后面盖板5b上,通过在后安装,安装前面盖板5a及叶片5c。
在此,根据本实施方式的泵1的转子部12的制造方法,将插入模具30内的磁铁11通过可自由拔插地安装在模具30上的第1、第2、第3销40、41、42支持(磁铁支持工序)。随后,在向模具30内填充树脂的过程中,将第1、第2、第3销40、41、42用第1、第2、第3执行元件46、47、48从模具30的腔34中拔出(支持部件除去工序)。
因而,在树脂填充结束的状态下,由于第1腔34内不存在第1、第2、第3销40、41、42,所以,该第1、第2、第3销40、41、42被支持的部分没有露出部分,可用成形树脂覆盖该部分。也就是说,根据本实施方式,不需要用其他部件堵塞露出部分,在成形树脂工序中可用成形树脂覆盖磁铁11。因此,能可靠地抑制泵1的工作流体与磁铁11接触的事情发生。通过在后安装,不需要堵塞露出部分的多余作业,提高了转子部12的生产性能。
此外,在本实施方式中,作为支持部件,具有作为径向支持部件的第1销40,该第1销40是沿着转子部12的径向配置的,在上述磁铁支持工序中,支持磁铁11的外周面11a,同时,在上述支持部件除去工序中,沿该转子部12的径向拔出。这种构成,对于设置将销及执行元件排列布置在转子部的径向外侧所用的空间的情况特别有利。此外,为了将作为支持部件的第1销40沿径向拔出,在磁铁支持工序中,对于第1销40支持磁铁11的外周面11a所用部分的树脂层径向厚度不依赖于该第1销40的大小(直径、宽度、厚度等),而是依据行程进行调整,这对于将该部分的树脂层更薄地形成是有利的。再者,在拔出第1销40时,第1销40与磁铁11没有滑动,可使第1销40更顺利地脱离磁铁11。因此,抑制了第1销40脱离时磁铁11的移动。
此外,在本实施方式中,用第1销40,支持与磁铁11的定子部13对置的外周面11a。因此,可使面对定子部13的周面中的通过第1销40支持磁铁11所用部分的树脂层厚度更容易变薄,提高了马达单元3的性能。
此外,在本实施方式中,第1、第2、第3销40、41、42分别配置在上述转子部12的轴向两端部,提高了磁铁11的支持性能。再者,在本实施方式中,作为配置上述泵单元2侧的支持部件,使用作为径向支持部件的第1销40。因此,抑制了支持部件与相对转子部12配置在轴向一端侧的马达单元3的干涉,更容易进行支持部件或执行元件46、47、48的排列布置。
此外,在本实施方式中,作为支持部件,设置有作为轴向支持部件的第2销41,该第2销41是沿着转子部12的轴向配置的,在上述磁铁支持工序中,支持该磁铁11的内周面11b,同时,在上述支持部件除去工序中,沿该转子部12的轴向拔出。因此,对于在转子部12的轴向外侧容易地确保支持部件及执行元件的排列布置空间的情况是有利的。
此外,在本实施方式中,作为轴向支持部件的第2销41支持磁铁11的内周面11b。该内周面11b对马达单元3的功能没有直接的影响,所以,第2销41可以做的更粗,所支持部分的轴向长度可以更长等,容易提高支持刚性。
此外,在本实施方式中,将树脂的注入浇口39设置在转子部12的轴向一端侧,同时,将作为支持部件的第1、第2、第3销40、41、42分别配置在该转子部12的轴向两端部,作为远离上述注入浇口39一侧的支持部件,使用上述的作为轴向支持部件的第2销41,从背离注入浇口39的方向拔出该第2销41。因此,由于在注入到腔内的树脂流动方向拔出该第2销41,所以,可更进一步顺利地将树脂导入从模具内拔出第2销41后的部分中,从而良好地成形。
此外,在本实施方式中,将树脂注入浇口39设置在转子部12的轴向一端侧,同时,将第1、第2销40、41分别配置在该转子部12的轴向两端部,可将上述注入浇口39附近一侧的支持部件较远离注入浇口39侧的支持部件更快地拔出。由于接近注入浇口39一侧通过所注入的树脂支持比较早期的磁铁11,所以,既避免了对磁铁11姿势的影响,也能使第1销40的拔出时期尽可能地快,可更好地成形。
此外,在本实施方式中,将多个树脂注入浇口39隔开间隔地设置在转子部12的圆周方向上,同时,将第1、第2、第3销40、41、42配置在相邻的注入浇口之间。因此,将作为支持部件的第1、第2、第3销40、41、42配置成可从经过注入浇口39流入腔内的树脂主流的部分取下的结构,抑制了第1、第2、第3销40、41、42引起的树脂流动的紊乱,可更好地成形。
从以上描述可以看出,虽然说明了本发明最佳实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式,可以是各种变形。例如,作为泵单元2,并不限于使用叶轮5的离心式泵,还可以是透平泵,此外,除了该离心泵以外,通过马达单元3的旋转进行驱动的泵都是可行的。