CN103671234B - 叶轮 - Google Patents

Abstract

一种叶轮（3），其能够提高焊接精度，包括：轮毂（32），其围绕中心轴O被旋转驱动；护罩（31），其在中心轴方向与轮毂（32）相对配置，在中心部具有用于吸入流体的开口部（31a）；多个叶片（33），其被安装在轮毂（32）和护罩（31）之间，在周向以每个规定间隔并排，将护罩（31）和各叶片（33）的对接面（33、35）在径向二分为径向内侧区域（34a、35a）和径向外侧区域（34b、35b）时，仅在径向内侧区域（34a、35a）设定焊接范围。

Description

叶轮

技术领域

本发明涉及一种适用于水泵等的叶轮。

背景技术

专利文献1公开了一种将护罩和各叶片焊接在位于比护罩开口部更靠径向外侧的对接面的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-122457号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

但是在上述现有技术中，将开口部附近成形精度低的外周缘附近包含在焊接范围内，因此在外周缘附近难以得到尺寸精度，存在对接面的歪斜大而焊接精度低的问题。

本发明的目的是提供一种能够提高焊接精度的叶轮。

解决技术问题的技术手段

为了达到上述目的，在本发明中，在将护罩和各叶片的对接面在径向上二分为径向内侧区域和径向外侧区域时，仅在对接面中的径向内侧区域进行焊接。

发明效果

通过将尺寸精度低的外周缘附近从焊接范围排除，能够使焊接范围内对接面的歪斜变小，因此能够谋求焊接精度的提高。

附图说明

[图1]图1是实施例1的水泵的立体图。

[图2]图2是实施例1的水泵的侧剖视图。

[图3]图3是实施例1的叶轮3的轮毂32、各叶片33以及转子4的侧剖视图。

[图4]图4是实施例1的轮毂32以及各叶片33的主视图。

[图5]图5是表示在实施例1的各叶片33焊接护罩31的状态的叶轮3以及转子4的侧剖视图。

[图6]图6是表示在实施例2的各叶片38焊接护罩36的状态的叶轮30以及转子4的侧剖视图。

[图7]图7是表示在第三实施方式的各叶片33焊接护罩31的状态的叶轮50以及转子4的侧剖视图。

[图8]图8是表示在第四实施方式的各叶片33焊接护罩31的状态的叶轮52以及转子4的侧剖视图。

[图9]图9是表示在第五实施方式的轮毂55焊接叶片57之前的状态的叶轮54以及转子4的侧剖视图。

【符号说明】

3叶轮 31护罩 31a开口部 32轮毂 33叶片 34对接面 34a径向内侧区域 34b径向外侧区域 35对接面 35a径向内侧区域 35b径向外侧区域 54叶轮 55轮毂 56护罩 56c开口部 57叶片 58对接面 58a径向内侧区域 58b径向外侧区域 59对接面 59a径向内侧区域59b径向外侧区域

具体实施方式

(实施例1)

图1是实施例1的水泵1的立体图，图2是水泵1的侧剖视图。实施例1的水泵1，例如作为向引擎供应冷却水的供应源使用。

水泵1包括：叶轮3；转子4，其与叶轮3的轮毂32以及多个叶片33一体地形成；定子5；泵外壳6，其收容这些部件。这些部件主要由合成树脂成形。下面，按顺序说明各部分的结构。

(转子)

在转子4的遍及整个外周埋入了多个永磁铁41。相邻的永磁铁41、41彼此被配置成磁性不同。在叶轮3与转子4之间，形成直径比叶轮3的外径小的小径部42。

在转子4的中心部形成贯穿孔43，其贯穿包括小径部42的转子整体。在贯穿孔43的两端形成有轴承收容部43a、43b。在轴承收容部43a、43b压入轴承8a、8b。

(定子)

定子5由多个线圈5a构成。定子5整体上形成在中心部具有贯穿孔的大致圆柱状。各线圈5a与图外的控制单元连接，与水泵1的旋转控制对应地供应电力。

(外壳)

泵外壳6包括：收容部件60，其两端开口；盖部件61，其闭塞收容部件60一侧的第二开口部60c；水密封壁62，其在收容部件60以及盖部件61之间隔成水密封空间。

收容部件60的外观具有在圆筒部的轴向一侧形成突缘60a的形状。收容部件60的内部为中空，在轴向一侧形成开口部60b，在另一侧形成第二开口部60c。开口部60b的内径比转子4的外径大，比叶轮3的外径小。此外，第二开口部60c的内径比转子4的外径大，收容定子5。在开口部60b的收容部件60内部侧，在遍及整个周边形成凸部60d。该凸部60d的内周侧设有密封环10。在收容部件60的一侧形成有用于形成泵室的螺旋形形状60e。

盖部件61的外观形成圆盘状，在收容部件60侧的侧面中心部形成圆柱凹状的轴压入部61a。此外，盖部件61的外周侧设有凸部，并且，设有其凸部外径与第二开口部60c的内径大致相同地形成的嵌合部61b。

水密封壁62整体上形成圆筒状，其厚度比收容部件60以及盖部件61的壁厚薄。

(轴结构)

叶轮3以及转子4被轴7可自由旋转地支承。轴7为圆柱棒状，在一端侧形成小径部7a，在另一端侧形成大径部7b。轴7的中心轴O是叶轮3以及转子4的中心轴。

(泵体的组装)

定子5收容在收容部件60的内部，在定子5的内周侧插入水密封壁62。水密封壁62固定在收容部件60的开口部60b和从后面安装的盖部件61。在水密封壁62的内周侧，从收容部件60的第二开口部60c侧插入叶轮3以及转子4。然后，将轴7压入盖部件61的轴压入部61a，在使盖部件61和轴7成为一体的状态下，将盖部件61安装在第二开口部60c。

由水密封壁62的内周和盖部件61包围的空间形成转子室6a，在该转子室6a内收容转子4。定子5被收容在定子室6b内，该定子室6b由收容部件60、盖部件61以及水密封壁62在被一体地固定的状态下隔成的空间形成，由此防止来自转子室6a的水分侵入。

(叶轮)

叶轮3具有轮毂32、护罩31、多个(八个)叶片33。

轮毂32与转子4一体地形成圆盘状，围绕转子4的中心轴(与轴7的中心轴O大致一致，因此下面记为O)被旋转驱动。轮毂32相对于中心轴方向被垂直地设置。护罩31在中心轴O方向上，且在转子4的相反侧与轮毂32相对配置，形成在中心部具有用于吸入流体的圆形开口部31a的大致圆盘状。叶片33与轮毂32一体地形成，在周向以每个规定间隔并排。各叶片33从中心向径向外侧放射状地延伸，在主视图中形成涡旋状。各叶片33的径向内侧端部被配置在比开口部31a的开口直径小的圆上。

(焊接对接面)

图3是实施例1的叶轮3的轮毂32、各叶片33以及转子4的侧剖视图，图4是实施例1的轮毂32以及各叶片33的主视图，图5是表示在实施例1的各叶片33焊接护罩31的状态的叶轮3以及转子4的侧剖视图。

如图3所示，各叶片33与护罩31的对接面35被设定在比护罩31的开口部31a靠径向外侧的位置。在此，将对接面35在径向以相同长度二等分时，将径向内侧设定为径向内侧区域35a，将径向外侧设定为径向外侧区域35b。即，设开口部31a的内径为r1，叶片33的外径为r2时，以半径为r1+(r2-r1)/2的圆为界线设定径向内侧区域35a和径向外侧区域35b。对接面35的径向内侧区域35a是相对于中心轴方向垂直的面，径向外侧区域35b是从径向内侧向径向外侧朝转子4侧倾斜的锥面。径向内侧区域35a设定为通过超声波焊接等焊接护罩31和各叶片33的焊接范围。

护罩31也与叶片33相同，如图5所示，护罩31与各叶片33的对接面34被设定在比开口部31a更靠径向外侧的位置。在对接面34中，在与各叶片33的径向内侧区域35a对应的位置设定径向内侧区域34a，在与径向外侧区域35b对应的位置设定径向外侧区域34b时，使径向内侧区域34a成为相对于中心轴方向垂直的面，使径向外侧区域34b成为从径向内侧向径向外侧朝转子4侧倾斜的锥面。径向内侧区域34a被设定为焊接护罩31和各叶片33时的焊接范围。

下面，说明实施例1的作用。

在实施例1中，仅将径向内侧区域34a、34b作为护罩31和各叶片33的对接面34、35的焊接范围。叶轮3是树脂成形品，因为外周缘附近比中央部分相比成形精度低，护罩31以及各叶片33在将包含外周缘附近的径向外侧区域34b、35b作为焊接范围的情况下，难以得到尺寸精度，对接面的歪斜变大，使焊接精度下降。对此，在实施例1中，将尺寸精度低的外周缘附近从焊接范围排除，仅将径向内侧区域34a、35a作为焊接范围，能够使焊接范围内对接面的歪斜变小，因此能够提高焊接精度。

此外，在实施例1中，使径向内侧区域34a、35a与径向外侧区域34b、35b的径向长度相等。即，将对接面34、35的径向1/2范围作为焊接余量，因此能够确保叶轮3的强度信赖性。

进一步地，在实施例1中，使对接面34、35的径向内侧区域34a、35a相对于中心轴方向在垂直方向形成。在各叶片33焊接护罩31时，焊接方向(焊接时使负荷作用的方向)与中心轴O的轴向一致。因此，在护罩和各叶片之间的焊接范围内的对接面与焊接方向不垂直的情况下，分散焊接力，焊接强度降低。对此，在实施例1中，使作为焊接范围的径向内侧区域34a、35a相对于焊接方向垂直，能够抑制焊接力的分散，从而能够谋求焊接强度的提高。此外，相对于中心轴方向，垂直的面与倾斜的面相比容易得到成形精度，因此也对提高焊接精度起到作用。

实施例1具有以下列举的效果。

(1)叶轮3包括：轮毂32，其围绕中心轴O被旋转驱动；护罩31，其在中心轴方向与轮毂32相对配置，在中心部具有用于吸入流体的开口部31a；多个叶片33，其被安装在轮毂32和护罩31之间，在每个周向规定间隔并排，将护罩31和各叶片33的对接面34、35在径向二分为径向内侧区域34a、35a和径向外侧区域34b、35b时，仅在径向内侧区域34a、35a设定焊接范围。由此，能够谋求焊接精度的提高。

(2)使径向内侧区域34a、35a和径向外侧区域34b、35b的径向长度相等。由此，能够确保叶轮3的强度信赖性。

(3)使对接面34、35的径向内侧区域34a、35a相对于中心轴方向在垂直方向形成。由此，能够抑制焊接力的分散，从而能够谋求焊接强度的提高。

(实施例2)

实施例2仅在叶轮30的形状上与实施例1不同。省略与实施例1相同的结构的说明。

(焊接对接面)

图6是表示在实施例2的各叶片38焊接护罩36的状态的叶轮30以及转子4的侧剖视图。

实施例2的叶轮30具有轮毂37、护罩36、多个(八个)叶片38。

如图6所示，各叶片38与护罩36的对接面40被设定在比护罩36的开口部36a更靠径向外侧的位置。在此，将对接面40在径向以相同长度二等分时，将径向内侧设定为径向内侧区域40a，将径向外侧设定为径向外侧区域40b。即，设开口部36a的内径为r1，叶片38的外径为r2时，以半径为r1+(r2-r1)/2的圆为界线设定径向内侧区域40a和径向外侧区域40b。而且，使对接面40的径向内侧区域40a以及径向外侧区域40b成为相对于中心轴方向垂直的面，将径向内侧区域40a作为通过超声波焊接等焊接护罩36和各叶片38时的焊接范围。

护罩36、轮毂32也与叶片33相同，如图6所示，护罩36与各叶片38的对接面39被设定在比开口部36a更靠径向外侧的位置。在对接面39中，在与各叶片38的径向内侧区域40a对应的位置设定径向内侧区域39a，在与径向外侧区域40b对应的位置设定径向外侧区域39b时，使径向内侧区域39a以及径向外侧区域39b成为相对于中心轴方向垂直的面，使径向内侧区域39a成为将护罩36和各叶片38焊接时的焊接范围。

此外，在实施例2中，使各叶片38的对接面40形成在直线上，与此相对地，使轮毂37的叶片侧面37a成为从径向内侧向径向外侧朝叶片38侧倾斜的锥面，使各叶片38的高度与径向外侧一样低，从而确保泵的性能。

在实施例2中，因为采用了上述结构，能够获得与实施例1相同的作用效果。即，使对接面39、40的焊接范围仅在径向内侧区域39a、40a，因此能够使焊接范围内的对接面的歪斜变小，能够谋求焊接精度的提高。此外，使径向内侧区域39a、40a与径向外侧区域39b、40b的径向长度相等。即，将对接面39、40的径向1/2范围作为焊接余量，因此能够确保叶轮30的强度信赖性。进一步地，使对接面39、40在相对于中心轴方向垂直的方向形成，因此能够抑制焊接力的分散，谋求焊接强度的提高。

(第三实施方式)

第三实施方式与实施例1的区别在于，在轮毂32设置加强肋51。省略与实施例1相同的结构的说明。

(叶轮)

图7是表示在第三实施方式的各叶片33焊接护罩31的状态的叶轮50以及转子4的侧剖视图。

如图7所示，在第三实施方式中，在遍及小径部42和面32a之间设有加强肋(壁厚部)51，所述加强肋51在周向以每个规定间隔进行设置，其中，小径部42位于叶轮50与转子4之间，面32a是轮毂32的位于叶片33的相反侧的面。加强肋51的径向外侧端比护罩31的开口部31a的内径更向径向外侧突出。即，加强肋51的径向外侧端位于比各叶片33和护罩31的对接面35的径向内侧区域35a(焊接范围)更靠径向外侧的位置。

在第三实施方式中，设置了比焊接范围的径向内侧端更向外侧突出的多个加强肋51，因此在通过超声波焊接等焊接护罩31和各叶片33时，能够在加强肋51承受作用在对接面的负荷的一部分。由此，能够抑制焊接时对接面的变形，提高焊接强度。

在第三实施方式中，除实施例1的效果(1)～(3)以外，具有下述效果。

(4)通过在轮毂32的与叶片33相反侧设置比焊接范围的径向内侧端更向径向外侧突出的多个加强肋51，由此能够抑制焊接时对接面的变形，从而能够谋求焊接强度的提高。

(第四实施方式)

第四实施方式与实施例1的区别在于，叶轮52和转子4之间的小径部53被大径化。省略与实施例1相同的结构的说明。

(叶轮)

图8是表示在第四实施方式的各叶片33焊接护罩31的状态的叶轮52以及转子4的侧剖视图。

如图8所示，在第四实施方式中，使叶轮52和转子4之间的小径部53的外径比实施例1的小径部42大。小径部53的外径比护罩31的开口部31a的内径更向径向外侧突出。即，小径部53的径向外侧端位于比各叶片33和护罩31的对接面35的径向内侧区域35a(焊接范围)更靠径向外侧的位置。

在第四实施方式中，将小径部53的外周端设在比焊接范围的径向内侧端更靠外侧的位置，因此在通过超声波焊接等将护罩31和各叶片33焊接时，能够在小径部53承受作用在对接面的负荷的一部分。由此，能够抑制焊接时对接面的变形，提高焊接强度。因此，能够获得与第三实施方式相同的作用效果。

(第五实施方式)

第五实施方式与实施例1的区别在于，叶片57和护罩56一体地形成。省略与实施例1相同的结构的说明。

(叶轮)

图9是表示在第五实施方式的轮毂55焊接各叶片57之前的状态的叶轮54以及转子4的侧剖视图。

第五实施方式的叶轮54具有轮毂55、护罩56、多个(八个)叶片57。

轮毂55形成相对于中心轴方向垂直的圆盘状。

护罩56形成大致圆盘状，其具有：水平部56a，其相对于中心轴方向垂直；锥面部56b，其从径向内侧向径向外侧朝转子4侧倾斜。在水平部56a的中心部形成用于吸入流体的圆形开口部56c。

各叶片57与护罩56一体地形成。

(焊接对接面)

如图9所示，各叶片57和轮毂55的对接面58被设置在遍及从叶片57的径向内侧端到外侧端的位置。对接面58相对于中心轴方向垂直。在此，在将对接面58在径向二等分时，设定径向内侧为径向内侧区域58a，设定径向外侧为径向外侧区域58b。径向内侧区域58a的径向内侧端位于比护罩56的开口部56c更靠径向内侧的位置，径向外侧端位于比护罩56的水平部56a的径向外侧端更靠径向内侧一些的位置。设定径向内侧区域58a为通过超声波焊接等焊接轮毂55和各叶片57时的焊接范围。

轮毂55也与叶片57相同，轮毂55与各叶片57的对接面59被设置在遍及从与各叶片57的径向内侧端对应的位置到外侧端的位置。对接面59相对于中心轴方向垂直。在此，在对接面59中，在与径向内侧区域58a对应的位置设定径向内侧区域59a，在与径向外侧区域58b对应的位置设定径向外侧区域59b。径向内侧区域59a的径向内侧端位于比护罩56的开口部56c更靠径向内侧的位置，径向外侧端位于比护罩56的水平部56a的径向外侧端更靠径向内侧一些的位置。设定径向内侧区域59a为通过超声波焊接等焊接轮毂55和各叶片57时的焊接范围。

下面，说明第五实施方式的作用。

在实施例1中，将各叶片33与轮毂32一体地形成，使其成为在叶轮3的组装时将各叶片33和护罩31焊接的结构，因此焊接范围的径向内侧端不能设置在比护罩31的开口部31a更靠径向内侧的位置。在此，开口部31a需要吸入规定量的流体，因此不能使其变得狭窄。

然而，在第五实施方式中，将各叶片57与轮毂56一体地形成，在叶轮54的组装时焊接轮毂55与各叶片57，因此能够从开口部56c到径向内侧扩大焊接范围。轮毂55以及叶片57的成形精度变得比径向内侧一样高，因此与实施例1相比，能够使焊接范围中对接面的歪斜变小，从而能够谋求焊接精度的提高。

此外，在第五实施方式中，使对接面38、39的径向内侧区域38a、39a在相对于中心轴方向垂直的方向形成。在各叶片57焊接护罩56时，焊接方向(焊接时使负荷作用的方向)与中心轴O的轴向一致。因此，在护罩和各叶片之间的焊接范围内的对接面与焊接方向不垂直的情况下，焊接力分散，焊接强度降低。对此，在第五实施方式中，使作为焊接范围的径向内侧区域38a、39a成为相对于焊接方向垂直的方向，能够抑制焊接力的分散，从而能够谋求焊接强度的提高。此外，相对于中心轴方向垂直的面，与倾斜的面相比容易得到成形精度，因此也对提高焊接精度起到作用。

第五实施方式具有以下列举的效果。

(5)叶轮54包括：轮毂55，其围绕中心轴O被旋转驱动；护罩56，其在中心轴方向与轮毂55相对配置，在中心部具有用于吸入流体的开口部56c；多个叶片57，其被安装在轮毂55和护罩56之间，在周向以每个规定间隔并排，在将轮毂55和各叶片57的对接面58、59在径向上二分为径向内侧区域58a、59a和径向外侧区域58b、59b时，仅在径向内侧区域58a、59a设定焊接范围。由此，与将护罩和各叶片焊接的结构相比，能够在径向内侧设定焊接范围，因此能够谋求焊接精度的提高。

(6)使对接面58、59的径向内侧区域58a、59a在相对于中心轴方向垂直的方向形成。由此，能够抑制焊接力的分散，从而能够谋求焊接强度的提高。

(其他实施方式)

以上根据本发明的实施方式进行了说明，但是各发明的具体结构不限于实施方式，即使有不超出发明主旨的范围的设计变更等，也包括在本发明内。

例如，在实施例1中使径向内侧区域和径向外侧区域的径向长度相等，但只要是能够确保叶轮的强度信赖性或者/以及护罩和叶片的对接面的焊接精度信赖性的长度，则径向内侧区域的径向长度可以任意设定。

此外，壁厚部的形状是任意的，在轮毂的与叶片相反侧，比焊接范围的径向内侧端更向径向外侧突出的形状即可。

优选地，可以在第五实施方式中使用第三、第四实施方式的壁厚部。

Claims (7)

1.一种叶轮，其包括：

轮毂，其围绕中心轴被旋转驱动；

护罩，其在所述中心轴方向与所述轮毂相对配置，在中心部具有用于吸入流体的开口部；

多个叶片，其被安装在所述轮毂和所述护罩之间，在周向以每个规定间隔并排，

其特征在于，在将所述护罩和所述各叶片的对接面在径向划分为径向内侧区域和径向外侧区域时，仅在所述对接面中的所述径向内侧区域进行焊接。

2.如权利要求1所述的叶轮，其特征在于，

所述径向内侧区域和所述径向外侧区域的径向长度相等。

3.一种叶轮，其包括：

轮毂，其围绕中心轴被旋转驱动；

护罩，其在所述中心轴方向与所述轮毂相对配置，在中心部具有用于吸入流体的开口部；

多个叶片，其被安装在所述轮毂和所述护罩之间，在周向以每个规定间隔并排，

其特征在于，在将所述轮毂和所述各叶片的对接面在径向划分为径向内侧区域和径向外侧区域时，仅在所述对接面中的所述径向内侧区域进行焊接。

4.如权利要求1至3中任一项所述的叶轮，其特征在于，

使所述对接面的径向内侧区域相对于所述中心轴垂直地形成。

5.如权利要求1至3中任一项所述的叶轮，其特征在于，

在所述轮毂的与所述叶片相反的一侧，设有比所述径向内侧区域的径向内侧端更向径向外侧突出的壁厚部。

6.如权利要求4所述的叶轮，其特征在于，

在所述轮毂的与所述叶片相反的一侧，设有比所述径向内侧区域的径向内侧端更向径向外侧突出的壁厚部。

7.一种水泵，其由叶轮和外壳构成，

所述叶轮包括：

轮毂，其围绕中心轴被旋转驱动；

护罩，其在所述中心轴方向与所述轮毂相对配置，在中心部具有用于吸入流体的开口部；

多个叶片，其被安装在所述轮毂和所述护罩之间，在周向以每个规定间隔并排；

在将所述护罩和所述各叶片的对接面在径向划分为径向内侧区域和径向外侧区域时，仅在所述对接面中的所述径向内侧区域进行焊接，

所述外壳包括：

吸入流路，其能够旋转地收容所述叶轮，并位于与吸入部相对的位置；

排出流路，其位于与排出部相对的位置。