CN101621226A - 电动机和泵装置 - Google Patents

Abstract

一种电动机和泵装置，在使电动机的轴沿着水平方向的泵装置中，能使通电部等功能零件的防水变得可靠。夹着轴支撑间壁(10)形成电动机外壳(5)和泵外壳(6)，轴支撑间壁将油封(20)保持在泵外壳侧，并在电动机外壳侧包括筒部(18)。在筒部的贯穿孔(19)内保持对轴(40)予以支撑的轴承(26)，在贯穿孔的开口端面(50)与油封(20)之间形成密封空间(S)。使叶片位于泵外壳内的叶轮(60)与从轴承(26)朝油封(20)延伸的轴(40)结合。通过在密封空间(S)的最下部开口的直线状的排水路(D)使密封空间(S)与外部连通。由此，从油封(20)漏入密封空间(S)的水不会进入存在通电部等的空间，可直接朝外部排出。

Description

电动机和泵装置

技术领域

本发明涉及电动机和泵装置。

背景技术

以往，有一种电动机驱动的泵装置，例如在壳体上支撑电动机的轴，并在轴的前端安装叶轮，将电动机与泵组装成一体。

作为这样的泵装置，在日本专利特开2001-090685号公报记载的技术方案中，驱动电动机的轴(转轴)沿着上下方向安装在壳体上部的凹部内，在将凹部的底壁贯穿的轴的下端安装叶轮。另外，在与轴嵌合的叶轮的轴部与底壁之间设置有作为密封部件的油封，以防止叶轮所面对的室内的水进入收容有驱动电动机的凹部。

然而，由于油封在其与轴的接触部使用弹性体，因此会因该弹性体的受损、以及老化、对轴的振动响应性不足、夹到线头等异物等而与轴之间产生间隙，或者因温度变化而导致油封内外产生压力差等，由此可能会有水从油封部泄漏到凹部内。

因此，作为上述问题的对策，将凹部的上述底壁形成为越靠近壳体外侧越低的倾斜面，并在凹部的外壁上设置与倾斜面连通的排出孔。

由此，经由油封部漏入凹部内的水因自重而沿倾斜面流动，从排出孔朝凹部外排出，另一方面，驱动电动机被配置在比油封高的位置上，因此，水不会到达驱动电动机的线圈配线、配线与配线连接器的连接部等通电部。

专利文献1：日本专利特开2001-090685号公报

然而，虽然这种泵装置被用作例如洗衣机和餐具清洗机的循环泵，但根据其规格的不同，有时要求采用使电动机的轴沿着水平方向的所谓的卧式配置。

在使轴沿着上下方向的立式的、将电动机配置在上部的上述以往的泵装置中，从油封部漏入凹部内的水的上升因自重而被阻止，水全部沿着底壁的倾斜面流动，可朝该泵装置的外部有效地排出，但将该泵装置就这样进行卧式配置时，由于电动机收纳在凹部自身内，其通电部未被覆盖，因此，根据漏水的状况，水可能会触及通电部等。

发明内容

因此，鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种在轴为卧式配置时能可靠地实现通电部等功能零件的防水的电动机。

本发明中，收纳电动机的定子和转子的电动机外壳具有包括保持密封部件的密封部件保持部以及从密封部件保持部分离并保持轴承的贯穿孔的间壁部件，在轴承上水平(与重力方向垂直)地支撑转子的轴，并使轴从轴承延伸而将密封部件贯穿，此外，在间壁部件上，在贯穿孔的开口端面与密封部件之间形成密封空间，并设置有在该密封空间的下部(重力方向)开口而与电动机外壳的外部直接连通的排水路。

最好上述排水路在密封空间的最下部开口。

另外，最好排水路从朝向密封空间的开口部即内侧开口部至朝向电动机外壳的外部的开口部即外侧开口部形成为直线状，此时，最好排水路设置在能从外侧开口部观察确认密封空间内的轴的直线上。

另外，可通过包括共用电动机的间壁部件的泵外壳，使位于该泵外壳内的叶轮与轴直接结合，来构成泵装置。

此时，最好在间壁部件与叶轮之间形成迷宫式密封。

在泵装置中，叶轮可包括与轴结合的结合筒部，该结合筒部贯穿密封部件而延伸到密封空间内。

这种情况下，最好也将排水路从内侧开口部至外侧开口部形成为直线状，此外，最好将排水路设置在能从其外侧开口部观察确认密封空间内的轴或结合筒部的直线上。

根据本发明，即使有经由密封部件漏入的水，也能使其从将密封空间与电动机外壳的外部连通的排水路排出，因此，即使轴呈水平状态，电动机侧的位置不比密封部件高，漏入的水也不会触及通电部等。

附图说明

图1是表示实施方式的整体构造的纵剖视图。

图2是实施方式的剖视立体图。

图3是实施方式的外观立体图。

图4是从电动机外壳侧观察轴支撑间壁的立体图。

图5是轴支撑间壁周围的放大剖视图。

(符号说明)

1泵装置

2壳体

3第一壳体

3a外周壁

4第二壳体

4a侧壁

4b底壁

5电动机外壳

6泵外壳

7密封环

8吸水口

9排水口

10轴支撑间壁

12外突部

13外周壁

14盘片部

15轴套部

16油封保持部

16a抵靠部

17扩径部

18筒部

19贯穿孔

20油封

21金属环

22底座部

22a内周壁

23、24唇边

26、27轴承

30定子

31a轭

31b线圈

33转子

34滚筒

35筒壁

36永磁体

40轴

41滚花

45安装半部

47卡口爪

49轴承保持部

50开口端面

56安装部

57内周壁

60叶轮

61底座壁

63叶片

65结合筒部

66金属筒

67大直径部

68环壁

69环壁

70凹部

80通道

81直线孔

82槽

83缺口

D排水路

M电动机

P泵

S密封空间

具体实施方式

接着，对将本发明应用于泵装置的实施方式进行说明。

图1是表示实施方式的整体构造的纵剖视图，图2是其剖视立体图，图3是外观立体图。

泵装置1由泵P和驱动该泵P的电动机M形成。

泵装置1的壳体2由电动机外壳5、泵外壳6形成。

第一壳体3呈包括外周壁3a的有底的滚筒状，其开口部被轴支撑间壁10覆盖，形成电动机外壳5。另外，轴支撑间壁10和第二壳体4形成泵外壳6。即，轴支撑间壁10是两外壳共用的，使第一壳体3与第二壳体4夹着轴支撑间壁10相对并彼此结合。

上述第一壳体3、第二壳体4和轴支撑间壁10这三个部件通过依次使用周向上多个部位的爪的卡口方式来连结(bayonet engagement)，并用螺栓等实现止转。此外，也可利用许多螺栓、螺母等将三个部件同时结合。

轴支撑间壁10具有朝泵外壳6侧外突的外突部12。外突部12由将后述的轴40作为轴心的圆筒状的外周壁13、从外周壁13朝内侧延伸的盘片部14形成，在盘片部14的中心部具有轴套部15。

在轴套部15上，在朝泵外壳6侧开口的油封保持部16内保持着作为密封部件的油封(JIS B2402/ISO 6194：Rotary shaft lip type seals)20。油封20被保持在里侧的位置，从开口端缩入。

另一方面，从轴支撑间壁10朝电动机外壳5内延伸出筒部18。筒部18通过其根部的扩径部17与轴套部15连接。

筒部18具有供后述的转子的轴40贯穿的贯穿孔19，在贯穿孔19的两端上设置有支撑轴40的轴承26、27。轴40从贯穿孔19朝泵外壳6的方向延伸，将油封20贯穿。

在轴套部15内部的、贯穿孔19的开口端面50与油封20之间形成有密封空间S。

在筒部18的外周上安装有定子30，该定子30在轭31a上卷绕有线圈31b。

在从筒部18的前端朝电动机外壳5内突出的轴40的端部结合有滚筒34，该滚筒34使筒壁35位于定子30的外侧。在滚筒34的筒壁35的内表面上通过粘接等安装有永磁体36，永磁体36的内周面设定成与定子30的外周面之间隔开规定间隙。这些滚筒34、永磁体36和轴40形成了转子33。

定子30和转子33形成了电动机M。

与外部电源电缆连接用的未图示的配线连接器在与图1的截面不同的位置上贯穿电动机外壳5的侧壁而面对壳体2的外部。因此，如作为从电动机外壳5侧观察轴支撑间壁10的立体图的图4所示，配线连接器的安装部56形成在轴支撑间壁10上。在第一壳体3的外周壁3a上形成有与配线连接器的安装部56对应的安装半部45(参照图3)。

图4中表示了从轴支撑间壁10朝着与配线连接器的安装部56不同的方向延伸的排水路用的筒状通道80。通道80的外形为使轴支撑间壁10的壁面隆起并从轴套部15朝外周沿直线延伸的凸形状。通道80的面向电动机侧的外壁与筒部18的扩径部17的端面处在同一个面上。排水路在后面进行详细说明。

另外，图中的符号47是卡口爪。

另一方面，在轴40的从轴承26朝泵外壳6侧延伸的端部安装有树脂制的叶轮60。

叶轮60在截面呈帽子形状的底座壁61的外表面(从轴支撑间壁10离开的一侧)包括叶片63。另外，在叶轮60的与轴支撑间壁10相对的背面侧包括隔着大直径部67的结合筒部65，并包括环壁68，结合筒部65其直径比大直径部67小，在外周上成型有金属筒66，环壁68从大直径部67朝径向外侧分离。

在轴40的端部形成有滚花41，通过在结合筒部65内压入轴40的端部，叶轮60可与轴40直接结合。由此，叶轮60成为仅在电动机M侧得到保持的单侧支撑构造。

在叶轮60与轴40结合的状态下，叶片63、大直径部67和环壁68位于泵外壳6内，另一方面，结合筒部65贯穿油封20，其前端延伸至筒部18的贯穿孔19的开口端面50附近。另外，其金属筒66成为油封20的唇边的滑动面。

另外，叶轮60与轴40除了利用滚花41结合以外，也可利用花键、螺栓等进行结合。

第二壳体4其侧壁4a的内周呈圆筒形，其开口端通过嵌套方式与轴支撑间壁10的外突部12的外周壁13嵌合。在第二壳体4与外周壁13的嵌合面上设置有密封环7。

第二壳体4的底壁4b从轴支撑间壁10分离，在该底壁4b上顺着轴40的延长线设置有吸水口8，并在侧壁4a上设置有面向上方的排水口9。由此，从吸水口8流入的水通过由电动机驱动而旋转的叶轮60的作用而从排水口9排出。

叶轮60的大直径部67的直径被设定成比油封保持部16的开口直径小，叶轮60的大直径部67面向油封保持部16的开口内。

在外突部12的盘片部14上以接纳叶轮60的环壁68的前端的形态形成有环状的凹部70。凹部70与油封保持部16的开口相邻，因此，油封保持部16的开口部分构成环壁69，进入叶轮60的大直径部67与环壁68之间。

这些叶轮60的环壁68和大直径部67、轴支撑间壁10的凹部70和环壁69形成了迷宫式密封，以防止泵外壳6内的水流直接影响油封20部。

接着，说明油封周围的细节。

图5是轴支撑间壁10周围的放大剖视图。

轴支撑间壁10的油封保持部16的底壁为抵靠部16a。

油封20由在例如SUS304(JIS)制的截面呈L形状的金属环21上成型弹性体而形成的底座部22、以与底座部22的弹性体分离的状态与金属环21的内端接合的弹性体唇边23、24构成。

油封20通过将底座部22压入、使其前端弹性压入至与抵靠部16a抵接而被定位在油封保持部16内，如上所述，使其唇边23、24与叶轮60的结合筒部的金属筒66滑动接触。

底座部22的内周壁22a倾斜，在抵靠部16a侧具有与密封空间S内的从抵靠部16a到贯穿孔19的开口端面50之间的内周壁57相同的直径，从抵靠部16a离开越远则直径越小。

筒部18通过其根部的扩径部17与轴套部15连接。

支撑轴40的轴承26为圆筒状的含油滑动轴承，在筒部18的根部侧配置于将贯穿孔19的端部以锪孔状直径扩大的轴承保持部49。筒部前端侧的轴承27也一样。

另外，在轴支撑间壁10的面向电动机外壳5内的一侧形成有通道80，在通道80内形成有直线孔81，该直线孔81的一端作为内侧开口部在密封空间S内的从抵靠部16a到贯穿孔19的开口端面50之间的圆形截面的内周壁57上开口，另一端朝着电动机外壳5的外侧开口。直线孔81配置在穿过轴40的轴心的线上。

直线孔81在轴支撑间壁10的成型时使用滑动芯模同时形成。

直线孔81的截面一般为四边形，直线孔81在通道80的外侧端的外侧以槽82的形式延伸。图1、图5中表示了槽82的侧壁，为了简略，省略了比槽更靠纸面内侧的卡口爪47等。

另外，如图5所示，直线孔81在与轴40的轴平行的方向上比上述内侧开口部的宽度大，朝着比贯穿孔的开口端面50更靠电动机外壳5内侧的方向(图中的左方)扩大。

通道80的外侧端设定成与第一壳体3的外周壁3a抵接。在外周壁3a的与通道80抵接的部位形成有与通道内的直线孔81匹配的缺口83。由此，密封空间S经由直线孔81、槽82和缺口83，在从配线连接器的安装部56分离的部位上与电动机外壳5的外部连通。即，这些直线孔81(和槽82)和缺口83形成了排水路D。

对于排水路D来说，在泵装置1的设置状态下，直线孔81在密封空间S的最下部作为内侧开口部开口，朝向重力方向。

利用该排水路D，即使从泵外壳6侧经由油封20漏入的水欲积存在密封空间S中，也能利用水的自重立即将其朝壳体外部排出，轴承26不会浸在积水中。另外，由于排水路D以独立的路径将水直接朝壳体外部排出，因此也不会发生水在中途触及通电部等的情况。

此外，直线孔81朝向轴40的轴心，能通过排水路D从壳体外部直接观察确认轴40或与轴结合的叶轮60的结合筒部65，因此，即使在泵装置组装后，也能通过照射激光来测定轴40和叶轮60的转速和振摆。

即，在测定转速时，只需预先在轴40或结合筒部65的周向的一部分上设置反射特性不同的部件或设置使反射角度不同的倾斜面，或者在周向上设置凹凸或改变表面粗糙度，检测反射光强度的变化速度即可。

另外，在测定振摆时，只需预先在轴40或结合筒部65的整个圆周上或在周向上等间隔地设定反射部件，检测反射光至反射部件的距离变化即可。

在如上所述构成的泵装置1中，在泵的动作中轴40旋转时，从泵外壳6侧漏入的水因离心力而从结合筒部65飞散，会附着在密封空间S的周壁上，但由于油封20的底座部22的内周壁22a从安装半部45离开越远其直径越小，因此附着在底座部22的上部的水一边沿着倾斜的内周壁22a朝从轴承26分离的方向流动一边朝油封20的底座部22的底部落下。由于底座部的内周壁22a是倾斜的，因此落下的水会与附着于上部时相反地朝电动机外壳M方向流动，从其跟前的直线孔81的开口即内侧开口部通过排水路D朝壳体外排出。

在轴40不旋转时，水会直接朝底座部的内周壁22a的底部落下，因此，之后可同样地通过排水路D朝壳体外排出。

在本实施方式中，轴支撑间壁10相当于本发明的间壁部件。另外，油封20相当于密封部件，油封保持部16相当于密封部件保持部。

实施方式如上所述地构成，收纳电动机的定子30和转子33的电动机外壳5具有轴支撑间壁10，轴支撑间壁10包括保持油封20的油封保持部16以及从油封保持部分离的、保持轴承26的贯穿孔19，在轴承26上水平(与重力方向垂直)地支撑转子的轴40，并使轴40从轴承26延伸而将油封20贯穿，此外，在轴支撑间壁10上，在贯穿孔19的开口端面50与油封20之间形成密封空间S，并设置在该密封空间S的下部(重力方向)开口的内侧开口部，设置有与电动机外壳5的外部直接连通的排水路D，因此，即使有水经由油封20漏入，水也不会从水密封的密封空间S触及通电部等。

漏入的水所能触及的是在密封空间S内开口的贯穿孔19内的轴承26，但由于漏入的水因水的自重而从密封空间S通过排水路D直接朝电动机外壳5外排出，因此不仅轴承26不会浸在水中，而且水也不会经由轴承26进入电动机M内部。

另外，由于排水路D的内侧开口部在密封空间S的最下部开口，因此可将漏入密封空间S的水立即排出，水不会积存。因此，即使有热水漏入时，也不会出现由滞留的热水产生的蒸汽经由贯穿孔19的轴承26进入电动机内部、轴40等金属零件和水自身腐蚀的情况，或者在设于室外时也不会出现滞留的水冻结而使轴40固接、油封20的破损或膨胀而导致轴支撑间壁10破损等的情况。

此外，包括与电动机外壳5共用轴支撑间壁10的泵外壳6，使位于该泵外壳内的叶轮60直接与轴40结合，因此，能实现壳体结构简单的泵装置1，并且电动机M的转轴和叶轮60的驱动轴是相同的轴40，因此叶轮60的振摆较小，能得到没有振动的圆滑的旋转特性。

另外，叶轮60的结合筒部65贯穿油封20而延伸到密封空间S内，因此，能在接近轴承26的部位与轴40结合，由此，可将叶轮60的旋转振摆抑制得更小。

此外，排水路D从内侧开口部至外侧开口部呈直线状，因此，在使用滑动芯模来成型轴支撑间壁10时能简单地形成。

另外，由于在成型轴支撑间壁10时形成排水路D，因此能简单地形成密封性较高的筒状排水路D。

另外，排水路D设置在一直线上，可从其外侧端观察确认密封空间S内的轴40或结合筒部65，因此，能通过照射激光来测定轴40和叶轮60的转速和振摆。

另外，在轴支撑间壁10与叶轮60之间形成有迷宫式密封，因此，泵外壳6内的水流的压力变动不会影响到油封20，可抑制水在油封部泄漏。

另外，在实施方式中，排水路的直线孔的一般截面为四边形，但并不局限于此，可采用圆截面等任意的截面形状。

电动机外壳5是由有底滚筒状的第一壳体3、覆盖其开口部的轴支撑间壁10形成的，但并不局限于此，例如也可将本发明直接应用于如下结构：轴支撑间壁包括从其周缘延伸并收纳转子33和定子30的滚筒部，用平板状的盖部件将滚筒部的开口部封闭而形成电动机外壳。

另外，轴承26、27采用的是含油滑动轴承，但也可根据电动机的要求规格采用滚珠轴承或滚柱/滚针轴承。

叶轮60采用的是其结合筒部65延伸至密封空间S内、油封的唇边23、24与结合筒部外周的金属筒滑动接触的结构，但也可以是叶轮在泵外壳6内与轴40结合、油封的唇边23、24的滑动接触对象为轴40的结构。

另外，根据使用环境，排水路D的直线孔可在内侧开口部的下缘比贯穿孔19的下缘低的范围内在密封空间S的侧面开口并斜向延伸，以防止密封空间S内的水面达到贯穿孔19，但像实施方式那样采用内侧开口部在密封空间S的最下部开口并朝向重力方向的结构时，不会产生会导致蒸汽的进入和冻结的、水的滞留，就这点而言更为理想。

换言之，只要密封空间S内的水面不到达贯穿孔19，贯穿孔19内的轴承26当然就不会浸在水中，水也不会经由轴承26进入电动机M的内部。即，只要密封空间S内的水面不达到贯穿孔19，则也可将转子的轴40相对于水平方向倾斜地支撑。

此外，实施方式以将电动机M与泵P组装成一体的泵装置为例进行了说明，但本发明不局限于与泵装置一体化的电动机，可应用于使轴从油封朝外部突出、使该轴暴露在液体内的使用环境下使用的各种电动机。

Claims (11)

1.一种电动机，收纳定子和转子的电动机外壳具有包括保持密封部件的密封部件保持部以及从密封部件保持部分离并保持轴承的贯穿孔的间壁部件，在所述轴承上水平地支撑转子的轴，并使轴从轴承延伸而将所述密封部件贯穿，所述电动机的特征在于，

在所述间壁部件上，在所述贯穿孔的开口端面与密封部件之间形成密封空间，并设置有排水路，该排水路使在所述密封空间的下部开口的内侧开口部与朝电动机外壳的外部开口的外侧开口部直接连通。

2.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述排水路包括在所述密封空间的最下部开口的所述内侧开口部。

3.如权利要求2所述的电动机，其特征在于，所述排水路从所述内侧开口部至所述外侧开口部形成为直线状。

4.如权利要求3所述的电动机，其特征在于，所述排水路设置在能从所述外侧开口部观察确认所述密封空间内的轴的直线上。

5.如权利要求2所述的电动机，其特征在于，所述排水路通过所述间壁部件的形成而使所述内侧开口部与所述外侧开口部之间构成筒状。

6.一种泵装置，其特征在于，包括共用权利要求2所述的电动机的所述间壁部件的泵外壳，

使位于所述泵外壳内的叶轮与所述轴直接结合。

7.如权利要求6所述的泵装置，其特征在于，

所述叶轮包括与所述轴结合的结合筒部，

所述结合筒部贯穿所述密封部件而延伸到所述密封空间内。

8.如权利要求6或7所述的泵装置，其特征在于，所述排水路从内侧开口部至外侧开口部形成为直线状。

9.如权利要求8所述的泵装置，其特征在于，所述排水路设置在能从所述排水路的外侧端观察确认所述密封空间内的所述轴或结合筒部的直线上。

10.如权利要求9所述的泵装置，其特征在于，在所述间壁部件与叶轮之间形成有迷宫式密封。

11.如权利要求6所述的泵装置，其特征在于，所述排水路通过所述间壁部件的形成而使所述内侧开口部与所述外侧开口部之间构成筒状。

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