CN117803575A - 泵装置 - Google Patents

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CN117803575A CN202311190321.8A CN202311190321A CN117803575A CN 117803575 A CN117803575 A CN 117803575A CN 202311190321 A CN202311190321 A CN 202311190321A CN 117803575 A CN117803575 A CN 117803575A
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矢沢岳彦
滝沢道明
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Abstract

本发明提供一种泵装置,其确保构成泵装置的轮部的凸缘部与叶轮的熔接强度。泵装置(1)的轮部(25)具备固定于转子部件(40)的凸缘部(45)的叶轮(24)。叶轮(24)具备从在轴线方向上与凸缘部(45)对置的圆板部(26)突出的多个叶片部(261)。在多个叶片部(261)各自的前端设置有肋(263),肋(263)插入到设置于凸缘部(45)的固定槽(44)中。肋(263)在包含径向的内侧的端部的内周部分(266)的前端与固定槽(44)的底面之间设有轴线方向的间隙,在包含径向的外侧的端部的外周部分(267)的轴线方向的另一侧(L2)的前端设有与固定槽(44)熔接的熔接部(W)。

Description

泵装置
技术领域
本发明涉及一种通过电动机使轮部旋转的泵装置。
背景技术
在专利文献1中记载有利用电动机使配置于泵室的轮部旋转的泵装置。电动机具有与轮部一体旋转的转子。转子包括树脂制的保持部件,该保持部件保持供固定轴穿过的轴承(径向轴承)。保持部件为带凸缘的圆筒状,轴承被压入保持部件的内侧。
在专利文献1的泵装置中,通过将叶轮固定在设于保持部件上端的突缘部(凸缘部)上,构成与转子一体旋转的轮部。叶轮具备在轴线方向上与突缘部对置的圆板部和从圆板部向突缘部侧突出的叶片部,叶片部的前端固定于突缘部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2020-159206号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在将叶轮固定在设置于保持径向轴承的保持部件上的凸缘部上而形成轮部的结构中,提出了预先在凸缘部上形成槽,将叶片部的前端插入槽中并通过熔接进行固定的固定结构。
但是,在由树脂成形转子的保持部件的情况下,成形后的凸缘部会翘曲成伞状。若要将叶片部的前端插入并固定在变形为伞状的凸缘部的槽中,则在轮部的内周部分,凸缘部与叶片部成为过度干涉,另一方面,在轮部的外周部分,造成在凸缘部与叶片部之间产生间隙,或者熔接量不足。由于轮部的外周部承受高的流体压力,因此若熔接量不足,则强度不足,在驱动中熔接部有可能剥离。
鉴于以上情况,本发明的技术问题在于,在具备将叶轮固定于树脂制的凸缘部的轮部的泵装置中,确保在轮部的外周部凸缘部与叶轮的熔接强度。
解决技术问题所采用的技术方案
为了解决上述技术问题,本发明的泵装置具有:电动机,具备转子及定子;以及轮部,在将沿着所述转子的旋转轴线的方向设为轴线方向时,所述轮部配置在相对于所述定子设置于所述轴线方向的一侧的泵室中,并与所述转子一体地旋转,所述转子具备:转子部件,具备筒状的磁铁保持部;以及驱动磁铁,固定于所述磁铁保持部的外周面,所述轮部具备:凸缘部,设置于所述转子部件的所述轴线方向的一侧的端部;以及叶轮,从所述轴线方向的一侧固定于所述凸缘部,所述叶轮具备:圆板部,在所述轴线方向上与所述凸缘部对置;以及多个叶片部,从所述圆板部向所述轴线方向的另一侧突出,所述多个叶片部在以所述旋转轴线为中心的周向的多个位置向径向的外侧延伸,在所述多个叶片部各自的所述轴线方向的另一侧的前端设有肋,所述肋插入设置在所述凸缘部的固定槽中,所述肋具备:包含所述径向的内侧的端部的内周部分;以及包含所述径向的外侧的端部的外周部分,在所述内周部分的所述轴线方向的另一侧的前端与所述固定槽的底面之间设有所述轴线方向的间隙,在所述外周部分的所述轴线方向的另一侧的前端设有熔接于所述固定槽的熔接部。
根据本发明,固定于设置在转子部件的端部的凸缘部而形成轮部的叶轮具备从圆板部突出的叶片部,在叶片部的前端设置有插入设置在凸缘部的固定槽中的肋。这样,通过在固定槽中插入肋,能够抑制因水压引起的叶片部的变形。另外,能够抑制因流体通过叶片部的前端与凸缘部之间而导致效率降低。而且,插入固定槽的肋的外周部分熔接于固定槽,另一方面,内周部分是在与固定槽的底面之间能够形成间隙的形状。这样一来,即使在凸缘部未成为如设计那样的形状而翘曲成伞状的情况下,肋的内周部分与固定槽的底面过度干涉的可能性也较少,因此在成为过度干涉的部位产生较多的熔接毛刺而从固定槽露出的可能性较少。另外,肋的内周部分成为过度干涉的结果,肋的外周部分向固定槽的插入量不足而成为未熔接或熔接强度不足的可能性小。由于轮部的外周部分受到高的流体压力,因此若熔接强度不足,则叶片部有可能从凸缘部剥离,但在本方式中,由于能够确保叶片部的外周部分的熔接强度,因此即使受到高的水压,熔接部位剥离的可能性也小。
在本发明中,优选的是,所述熔接部是从所述外周部分的前端面突出的熔接用凸部被压扁而成的压扁部。这样,通过在外周部分设置熔接用凸部,能够避免外周部分的熔接量不足。另外,通过在内周部分不设置熔接用凸部,能够避免内周部分过度干涉。
在本发明中,优选的是,所述多个叶片部分别具备从所述圆板部向所述轴线方向的另一侧突出的叶片部主体,所述叶片部主体的板厚大于所述固定槽的宽度,从所述叶片部主体的前端面突出的所述肋的宽度小于所述固定槽的宽度。这样,能够提高承受水压的部分(叶片部主体)的刚性。另外,能够确保在固定槽与肋之间收容熔接毛刺的间隙。
在本发明中,优选的是,所述肋具备连接所述内周部分和所述外周部分的中间部分,所述中间部分具备与所述固定槽的底面抵接的基准面。这样,如果在径向的中间部分设置轴线方向的定位的基准面,则即使在凸缘部没有按照设计的形状而翘曲成伞状的情况下,内周部分也难以成为过度干涉,外周部分的熔接量难以不足。
在本发明中,优选的是,所述内周部分的前端面是相对于所述基准面向所述轴线方向的一侧凹陷的台阶面。这样,在基准面与固定槽的底面抵接时,能够避免内周部分成为过度干涉。
在本发明中,优选的是,所述肋具有连接所述内周部分和所述外周部分的中间部分,在所述多个叶片部中的至少一部分中,所述中间部分具有向所述轴线方向的另一侧突出的定位凸部,所述定位凸部与设置在所述固定槽的底面上的定位凹部嵌合。这样一来,即使在固定槽与肋之间设置间隙而能够收容熔接毛刺的情况下,通过使定位凸部与定位凹部嵌合,也能够将叶轮在与轴线方向交叉的方向上定位。例如,能够沿周向定位叶轮。
发明效果
根据本发明,固定于设置在转子部件的端部的凸缘部而形成轮部的叶轮具备从圆板部突出的叶片部,在叶片部的前端设置有插入设置在凸缘部的固定槽中的肋。这样,通过在固定槽中插入肋,能够抑制因水压引起的叶片部的变形。另外,能够抑制因流体流过叶片部的前端与凸缘部之间而导致效率降低。而且,插入固定槽的肋的外周部分熔接于固定槽,另一方面,内周部分是在与固定槽的底面之间能够形成间隙的形状。这样一来,即使在凸缘部未成为如设计那样的形状而翘曲成伞状的情况下,肋的内周部分与固定槽的底面过度干涉的可能性也较少,因此在成为过度干涉的部位产生较多的熔接毛刺而从固定槽露出的可能性较少。另外,肋的内周部分成为过度干涉的结果,肋的外周部分向固定槽的插入量不足而成为未熔接或熔接强度不足的可能性小。由于轮部的外周部分受到高的流体压力,因此若熔接强度不足,则叶片部有可能从凸缘部剥离,但在本方式中,由于能够确保叶片部的外周部分的熔接强度,因此即使受到高的水压,熔接部位剥离的可能性也小。
附图说明
图1是应用了本发明的泵装置的外观立体图。
图2是将图1所示的泵装置用包含旋转轴线的平面切断的剖视图。
图3是从轴线方向的一侧观察转子及径向轴承的分解立体图。
图4是从轴线方向的另一侧观察转子及径向轴承的分解立体图。
图5是从轴线方向的一侧观察转子部件的立体图。
图6是将转子、叶轮及径向轴承用包含旋转轴线的平面(在图7的B-B位置)切断的剖视图。
图7是将转子、径向轴承及支轴用相对于旋转轴线垂直的平面切断的剖视图(在图6的A-A位置切断的剖视图)。
图8是从轴线方向的另一侧观察转子、叶轮及径向轴承的立体图。
图9是从轴线方向的一侧观察叶轮的俯视图。
图10是从轴线方向的一侧观察叶轮的立体图。
附图标记说明
1…泵装置;2…壳体;3…定子;4…转子;5…支轴;6…外壳;8…驱动磁铁;10…电动机;11…径向轴承;12…推力轴承;18…盖;19…基板;20…泵室;21…吸入管;22…排出管;23…壁面;24…叶轮;25…轮部;26…圆板部;27…支承部;28…筒部;29…侧壁;31…定子铁芯;32、33…绝缘体;35…线圈;40…转子部件;41…圆筒部;42…座部;43…铆接部;44…固定槽;45…凸缘部;46…第一流路槽;47…第二流路槽;48…流入口;49…第三流路槽;51…第一肋;52…第二肋;60…树脂密封部件;61…第一隔壁部;62…第二隔壁部;63…底壁;64…外壳的轴线方向的另一侧的端部;65…轴孔;66…主体部;69…连接器外壳;71…绕组端子;81…止转凹部;110…圆弧面;111…平面部;111A…第一平面部;111B…第二平面部;116、117…台阶部;260…中央孔;261…叶片部;262…叶片部主体;263…肋;264…熔接用凸部;265…中间部分;266…内周部分;267…外周部分;268…台阶面;269…基准面;270…定位凸部;271…定位凹部;410…磁铁保持部;411…突出部;412…缺口部;413…止转用平面部;421…凹部;422…突起;423…平坦部;441…第一凸部;442…第二凸部;461…第一槽部;462…第二槽部;463…第三槽部;471、472…开口部;F1…流路(磁铁冷却流路);F2…流路(轴承冷却流路);G1、G2、G3、G4…间隙;L…旋转轴线;L1…轴线方向的一侧;L2…轴线方向的另一侧;P…中央位置;R1…旋转方向的前方侧;R2…旋转方向的后方侧;W…熔接部。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式的泵装置1进行说明。在以下的说明中,轴线方向是指电动机10的旋转轴线L延伸的方向,径向的内侧及径向的外侧的径向是指以旋转轴线L为中心的半径方向,周向是指以旋转轴线L为中心的旋转方向。另外,将旋转轴线L延伸的方向设为轴线方向,将轴线方向的一侧设为L1,将轴线方向的另一侧设为L2。
(整体结构)
图1是应用了本发明的泵装置1的外观立体图。图2是将图1所示的泵装置1用包含旋转轴线L的平面切断的剖视图。如图1、图2所示,泵装置1具有:壳体2,其具备向轴线方向的一侧L1延伸的吸入管21及排出管22;电动机10,其相对于壳体2配置在轴线方向的另一侧L2;以及轮部25,其配置在壳体2的内部的泵室20中。轮部25被电动机10驱动而绕旋转轴线L旋转。在本方式的泵装置1中,在泵室20中流动的流体为液体。泵装置1例如在环境温度、流体温度容易变化的条件下使用。
电动机10具备圆环状的定子3、配置在定子3的内侧的转子4、覆盖定子3的树脂制的外壳6、以及将转子4支承为能够旋转的支轴5。支轴5为金属制或陶瓷制。轮部25与转子4一体地旋转。如图2所示,在泵装置1中,相对于定子3在轴线方向的一侧L1设置有轮部25及泵室20。
如图2所示,泵室20设置在壳体2和外壳6之间。壳体2构成泵室20的轴线方向的一侧L1的壁面23及沿周向延伸的侧壁29。如图1所示,吸入管21在壳体2的径向的中心沿轴线方向延伸,吸入管21从侧壁29沿与电动机10的旋转轴线L正交的方向延伸。
如图2所示,定子3具有:定子铁芯31;绝缘体32,其从轴线方向的一侧L1与定子铁芯31重叠;绝缘体33,其从轴线方向的另一侧L2与定子铁芯31重叠;以及多个线圈35,其隔着绝缘体32、33卷绕在设置于定子铁芯31的多个凸极上。电动机10是三相电动机。因此,多个线圈35由U相线圈、V相线圈以及W相线圈构成。
转子4具备树脂制的转子部件40。转子部件40具备沿轴线方向延伸的圆筒部41和形成于圆筒部41的轴线方向的一侧L1的端部的凸缘部45。圆筒部41从定子3的径向的内侧朝向泵室20延伸,在泵室20开口。在圆筒部41的外周面保持有圆筒状的驱动磁铁8。驱动磁铁8在径向的内侧与定子3对置。驱动磁铁8例如由钕粘结磁铁构成。
在转子部件40的凸缘部45上,从轴线方向的一侧L1连结有叶轮24。在本方式中,由凸缘部45和叶轮24构成与转子部件40的圆筒部41连接的轮部25。叶轮24具备在轴线方向上与凸缘部45对置的圆板部26和从圆板部26向轴线方向的另一侧L2突出的多个叶片部261。圆板部26经由叶片部261固定在凸缘部45上。在圆板部26的中央形成有中央孔260。圆板部26随着朝向径向的外侧而向朝向凸缘部45侧的方向倾斜。多个叶片部261以等角度间隔配置。各叶片部261从中央孔260的周围弯曲成圆弧状并向径向的外侧延伸。关于叶片部261的详细形状后详述。
在转子部件40中,在圆筒部41的径向内侧保持有筒状的径向轴承11。转子4经由径向轴承11可旋转地支承在支轴5上。支轴5的轴线方向的另一侧L2的端部被保持在形成于外壳6的底壁63的轴孔65中。壳体2具备从吸入管21的内周面向电动机10侧延伸的三根支承部27。在支承部27的端部形成有支轴5位于内侧的筒部28,支轴5的轴线方向的一侧L1的端部保持于筒部28。
在支轴5的轴线方向的一侧L1的端部安装有圆环状的推力轴承12,推力轴承12配置在径向轴承11与筒部28之间。在此,支轴5的另一侧L2的端部及轴孔65的至少一部分为截面D字形状。另外,支轴5的一侧L1的端部及推力轴承12的孔为截面D字形状。因此,阻止支轴5及推力轴承12相对于外壳6的旋转。
外壳6是从径向的两侧及轴线方向的两侧覆盖定子3的树脂密封部件60。树脂密封部件60由聚苯硫醚(PPS:Polyphenylene Sulfide)构成。定子3通过嵌入成形而与树脂密封部件60一体化。外壳6是具有与泵室20的轴线方向的一侧L1的壁面23对置的第一隔壁部61、介于定子3与驱动磁铁8之间的第二隔壁部62、以及设置在第二隔壁部62的另一侧L2的端的底壁63的隔壁部件。另外,外壳6具备从径向的外侧覆盖定子3的圆筒状的主体部66。
如图1、图2所示,在外壳6的轴线方向的另一侧L2的端部64上,从轴线方向的另一侧L2固定有盖18。如图2所示,在盖18和外壳6的底壁63之间配置有基板19,该基板19设置有控制对线圈35的供电的电路。在基板19上通过焊锡连接有从定子3贯通外壳6的底壁63并向轴线方向的另一侧L2突出的金属制的绕组端子71。外壳6具备从底壁63向轴线方向的另一侧L2突出的柱状部。基板19通过螺钉91固定在柱状部上。
如图1所示,外壳6具备从包围定子3的外周侧的主体部66向径向外侧延伸的筒状的连接器外壳69。在连接器外壳69的内侧配置有一端与基板19连接的连接器端子。当将连接器连接于连接器外壳69时,由安装在基板19上的电路产生的驱动电流经由绕组端子71供电到每个线圈35。其结果,转子4绕电动机10的旋转轴线L旋转。由此,在泵室20内轮部25旋转而使泵室20的内部成为负压,因此流体从吸入管21被吸入泵室20,从排出管22排出。
(驱动磁铁和径向轴承的保持结构)
图3是从轴线方向的一侧L1观察转子4及径向轴承11的分解立体图。图4是从轴线方向的另一侧L2观察转子4及径向轴承11的分解立体图。图5是从轴线方向的一侧L1观察转子部件40的立体图。图6是将转子4、叶轮24及径向轴承11用包含旋转轴线L的平面切断的剖视图。图7是将转子4、径向轴承11及支轴5用与旋转轴线L垂直的平面切断的剖视图(在图6的A-A位置切断的剖视图)。图8是从轴线方向的另一侧L2观察转子4、叶轮24及径向轴承11的立体图。
在本说明书中,XYZ这3个方向是相互正交的方向。将X方向的一侧设为X1,将X方向的另一侧设为X2,将Y方向的一侧设为Y1,将Y方向的另一侧设为Y2,将Z方向的一侧设为Z1,将Z方向的另一侧设为Z2。Z方向与轴线方向一致,Z1方向与轴线方向的一侧L1一致,Z2方向与轴线方向的另一侧L2一致。
如图2、图4所示,转子部件40在从凸缘部45向另一侧L2离开的位置具备从圆筒部41向径向外侧突出的圆环状的座部42。圆筒部41具备从座部42向另一侧L2延伸的磁铁保持部410。磁铁保持部410嵌入驱动磁铁8的内侧来保持驱动磁铁8。此时,座部42支承驱动磁铁8的轴线方向的一侧L1的端部。在磁铁保持部410的轴线方向的另一侧L2的端部形成有在轴线方向上与驱动磁铁8重叠的铆接部43。
如图5、图6所示,在圆筒部41的内周面形成有向径向内侧突出的圆环状的第一凸部441及第二凸部442。第一凸部441配置于径向轴承11的轴线方向的一侧L1的台阶部116。第二凸部442配置于径向轴承11的轴线方向的另一侧L2的台阶部117。在制造转子部件40时,将径向轴承11制成嵌入成形的树脂成形品。由此,能够将径向轴承11保持在第一凸部441与第二凸部442之间。
如图4、图6所示,磁铁保持部410的轴线方向的另一侧L2的端部具备相对于第二凸部442向另一侧L2延伸的突出部411,在突出部411的前端形成有铆接部43。如图4所示,突出部411具备将径向上相反侧的两处向轴线方向的一侧L1切口而成的缺口部412。一方的缺口部412相对于旋转轴线L设置在X1方向的角度位置,另一方的缺口部412相对于旋转轴线L设置在X2方向的角度位置。在本方式中,铆接部43除了形成有缺口部412的部分以外呈圆弧状延伸。
如图4所示,转子部件40的座部42具备向轴线方向的一侧L1凹陷的凹部421和从各凹部421的底面向轴线方向的另一侧L2突出的止转突起422。凹部421以等角度间隔设置在多个位置(在本方式中,以120度间隔设置三处)。在周向上相邻的凹部421之间的部分为与轴线方向垂直的平坦部423。
凹部421从座部42的内缘扩展到外缘。止转突起422配置在凹部421的周向的中央,从座部42的内缘延伸至座部42的径向的中途位置。因此,止转突起422的周向的两侧及径向外侧被凹部421包围。止转突起422的轴线方向的高度比凹部421的轴线方向的深度大。因此,止转突起422相对于平坦部423突出至轴线方向的另一侧L2的位置。
在将驱动磁铁8固定于磁铁保持部410时,使驱动磁铁8的轴线方向的一侧L1的端部从轴线方向的另一侧L2抵接于座部42的平坦部423。此时,止转突起422与形成在驱动磁铁8的轴线方向的一侧L1的端面上的止转凹部81(参照图3)嵌合。由此,驱动磁铁8的周向的角度位置被限定,驱动磁铁8相对于转子部件40的旋转被阻止。
(用于冷却驱动磁铁及径向轴承的流路)
如图3、图4所示,转子部件40具备形成于圆筒部41中的磁铁保持部410的外周面的第一流路槽46。第一流路槽46是向径向内侧以一定深度凹陷的凹部。当将磁铁保持部410嵌入驱动磁铁8的内侧时,在驱动磁铁8的内周面与磁铁保持部410之间形成由第一流路槽46限定的形状的流路F1(参照图7)。该流路F1与驱动磁铁8和外壳6的第二隔壁部62之间的间隙G1(参照图2)连通。因此,泵室20的流体经由间隙G1在流路F1中流动,因此驱动磁铁8和磁铁保持部410被冷却。即,流路F1作为磁铁冷却流路发挥功能。
如图5所示,转子部件40具备形成于圆筒部41的内周面的第二流路槽47。第二流路槽47是沿轴线方向延伸的矩形截面的槽部。第二流路槽47延伸至圆筒部41的轴线方向的一侧L1的端部并在凸缘部45的内周缘开口,与泵室20连通。在圆筒部41的内侧,在与第二流路槽47相同的角度位置形成有贯通第一凸部441及第二凸部442的矩形的开口部471、472。
如图4、图5所示,第二流路槽47在圆筒部41的内周面形成于在径向上相反侧的两处。在本方式中,在X方向上对置的两处配置有第二流路槽47。两处的第二流路槽47的角度位置与切除圆筒部41的另一侧L2的端部而成的两处缺口部412的角度位置一致。因此,如图4、图8所示,在圆筒部41的轴线方向的另一侧L2的端部,在两处缺口部412的各自的径向内侧配置有贯通第二凸部442的开口部472,开口部472的径向外侧未被铆接部43堵塞。
如图3、图4、图7所示,在径向轴承11的外周面,在周向的多个位置设置有沿轴线方向延伸的平面部111。从轴线方向观察径向轴承11时的平面形状是沿周向延伸的圆弧面110和平面部111沿周向交替配置的形状。平面部111以90度的角度间隔形成于四处,延伸至径向轴承11的轴线方向的两端。四处平面部111包括在X方向上对置的两处沿Y方向延伸的第一平面部111A和在Y方向上对置的两处沿X方向延伸的第二平面部111B。第一平面部111A和第二平面部111B的周向的宽度相同。
两处第一平面部111A配置在与第二流路槽47相同的角度位置。当径向轴承11被保持在圆筒部41的内侧时,如图7所示,在圆筒部41的内周面与径向轴承11的外周面之间通过第二流路槽47及平面部111形成沿轴线方向延伸的流路F2(参照图7)。流路F2的轴线方向的一侧L1的端部延伸至凸缘部45而与泵室20连通。流路F2的轴线方向的另一侧L2的端部通过设置于第二凸部442的开口部472及设置于突出部411的缺口部412而在圆筒部41的另一侧L2的端部开口(参照图8)。因此,流路F2经由开口部472及缺口部412与驱动磁铁8和外壳6的底壁63之间的间隙G2(参照图2)连通。因此,由于泵室20的流体在流路F2中流动,所以径向轴承11及圆筒部41被冷却。即,流路F2作为轴承冷却流路发挥功能。
如图7所示,在圆筒部41的内周面上,在Y方向上对置的两处设有沿轴线方向延伸的止转用平面部413。当在圆筒部41的内侧保持径向轴承11时,各止转用平面部413与第二平面部111B抵接。因此,径向轴承11相对于转子4的旋转被阻止。如上所述,在本方式中,在制造转子部件40时,将径向轴承11制成嵌入成形的树脂成形品。此时,以与径向轴承11的第一平面部111A抵接的方式设置与第二流路槽47的截面形状一致的模具销,作为第二平面部111B在模具内露出的状态,在径向轴承11的周围填充树脂。由此,在转子部件40的圆筒部41上形成有第二流路槽47、开口部471、472以及止转用平面部413。
第二流路槽47是Y方向的槽宽大于X方向的槽深的长方形截面的槽。第一平面部111A的周向的宽度与第二流路槽47的槽宽相同。用于形成第二流路槽47的模具销是以转子部件40的周向为长边方向的长方形截面的模具销。
(转子部件中的流路槽的详细结构)
图3、图4、图7所示的R1方向是转子4的旋转方向的前方侧,R2方向是转子4的旋转方向的后方侧。如图4所示,第一流路槽46具备:沿轴线方向延伸的第一槽部461;相对于第一槽部461在转子4的旋转方向的后方侧R2沿轴线方向延伸的第二槽部462;以及沿周向延伸并连接第一槽部461和第二槽部462的轴线方向的另一侧L2的端部的第三槽部463。即,第一流路槽46是在轴线方向上折返一次的形状的槽,是大致U字状的槽。
如图4所示,在转子部件40的座部42形成有凹部421。如图8所示,当将驱动磁铁8固定于转子部件40的磁铁保持部410时,在驱动磁铁8的轴线方向的一侧L1的端面与凹部421的底面之间形成有向径向外侧开口的流入口48。如图4所示,由于凹部421与第一槽部461在周向上的位置一致,因此经由流入口48第一槽部461与驱动磁铁8的外周侧的间隙G1(参照图2)连通。
如图7所示,形成在驱动磁铁8上的止转凹部81的径向尺寸比止转突起422长。因此,在止转突起422的径向外侧的侧面与止转凹部81的内侧面之间形成有作为流路的间隙G3。如图6所示,止转凹部81的轴线方向的深度是在与止转突起422之间形成轴线方向的间隙G4的尺寸。因此,从流入口48流入的流体不仅在止转突起422的周向的两侧流动,还经由间隙G3、G4流入第一槽部461。
如图4所示,在第一流路槽46中,第三槽部463及第二槽部462相对于与流入口48连通的第一槽部461设置在旋转方向的后方侧R2。因此,在转子4向R1方向旋转时,由于惯性力第一槽部461的流体向R2方向移动而流过第三槽部463及第二槽部462,产生图4所示的D方向的流动。由此,第一槽部461内成为负压,流体进一步流入。即,在转子4旋转期间,流体在第一流路槽46中沿图4所示的D方向持续流动。
如图3、图4、图7所示,在磁铁保持部410的外周面,在周向上相邻的第一槽部461与第二槽部462之间的部分为从座部42到第三槽部463沿轴线方向延伸的第一肋51。座部42中的第二槽部462的径向外侧的部分是支承驱动磁铁8的平坦部423,因此,在第二槽部462的径向外侧未形成流入口48那样的宽的开口部(参照图8)。因此,第一流路槽46在流入侧和流出侧产生差压,因此流体容易流入第一流路槽46。
如图7所示,在磁铁保持部410的外周面,第一流路槽46沿周向排列形成在两处。而且,在磁铁保持部410的外周面,在未形成第一流路槽46的区域(X2方向的区域),以与第一槽部461及第二槽部462相同的宽度并列形成有两条沿轴线方向延伸的第三流路槽49。第三流路槽49延伸至圆筒部41的轴线方向的另一侧L2的端部。
如图7所示,形成于座部42的三处凹部421中的两处设置于与第一流路槽46的第一槽部461对应的角度位置。另一方面,剩余的一处凹部421设置在与两处第三流路槽49的一方对应的角度位置。因此,流体经由形成在凹部421与驱动磁铁8之间的流入口48流入两处第三流路槽49中的一方。
如图3、图4所示,在磁铁保持部410的外周面设有在从座部42到铆接部43的范围沿轴线方向延伸的第二肋52。第二肋52设置于在周向上相邻的第一槽部461之间、在周向上相邻的第三流路槽49之间、以及在周向上相邻的第一槽部461与第三流路槽49之间。因此,在磁铁保持部410的外周面上形成有四条第二肋52。
四条第二肋52中的两条设置在相对于旋转轴线L在X方向上相反侧的角度位置,设置于圆筒部41的内周面的第二流路槽47与周向的位置一致。第一肋51及第二肋52是比第一流路槽46及第三流路槽49的底面更向径向外侧突出的突出部。因此,通过使第二流路槽47的角度位置与第二肋52的角度位置一致,能够确保形成第二流路槽47的部分中的磁铁保持部410的壁厚。
(叶轮的固定结构)
图9是从轴线方向的一侧L1观察叶轮24的俯视图。图10是从轴线方向的一侧L1观察叶轮24的立体图。如图2、图6所示,在本方式中,通过将叶轮24连结在转子部件40的凸缘部45上,构成与转子4一体旋转的轮部25。如图5、图6所示,在凸缘部45上设有向轴线方向的另一侧L2凹陷的多个固定槽44。多个固定槽44以旋转轴线L为中心,设置在周向上等角度间隔的位置。在本方式中,在凸缘部45上设有相同形状的10条固定槽44。各固定槽44一边弯曲成圆弧状一边向径向的外侧延伸。各固定槽44从凸缘部45的内周缘附近延伸到外周缘附近。
如图6所示,在固定槽44中插入从圆板部26向轴线方向的另一侧L2突出的叶片部261的前端。叶轮24通过将叶片部261的前端熔接在固定槽44中而固定在凸缘部45上。在本方式中,在叶片部261的径向外侧的部分(后述的外周部分267)形成有与固定槽44熔接的熔接部W。
在叶轮24上,10个叶片部261设置在与固定槽44在轴线方向上对置的位置。如图9、图10所示,各叶片部261具备从圆板部26突出的叶片部主体262、从叶片部主体262的前端面突出的肋263、以及从肋263的前端面突出的熔接用凸部264。熔接用凸部264的截面形状为大致三角形,是随着朝向前端而厚度变薄的形状。图6所示的熔接部W是熔接用凸部264被固定槽44的底面压扁而成的压扁部。叶片部主体262的厚度比固定槽44的宽度大,但肋263的厚度比固定槽44的宽度小。另外,熔接用凸部264的厚度比肋263的厚度更小。因此,在插入到固定槽44中的肋263及熔接用凸部264的周围确保能够收容熔接毛刺的间隙。
如图9、图10所示,各叶片部261具备:包含各叶片部261的径向的中央位置P的中间部分265;从中间部分265向径向内侧延伸的内周部分266;以及从中间部分265向径向外侧延伸的外周部分267。内周部分266从中间部分265延伸到叶片部261的径向内侧的端部。外周部分267从中间部分265延伸到叶片部261的径向外侧的端部。熔接用凸部264形成于外周部分267,未形成于中间部分265及内周部分266。
各叶片部261是内周部分266的轴线方向的高度比中间部分265及外周部分267的轴线方向的高度低的形状。在各叶片部261中,肋263的前端面在从中间部分265到外周部分267的范围内为轴线方向的高度一定的同一面,但内周部分266的肋263的前端面为比从中间部分265到外周部分267的肋263的前端面凹陷的台阶面268。
在各叶片部261中,中间部分265的肋263的前端面未形成有熔接用凸部264,而为平坦面。中间部分265中的肋263的前端面是在轴线方向上与凸缘部45抵接的基准面269。在本方式中,在将叶轮24组装于凸缘部45时,使中间部分265的肋263的前端面(基准面269)与固定槽44的底面抵接。由此,进行叶轮24的轴线方向的定位。
在设置于叶轮24的10个叶片部261的一部分设置有从基准面269向轴线方向的另一侧L2突出的定位凸部270。在本方式中,10个中的3个叶片部261具有定位凸部270。三处定位凸部270沿周向分散配置。如图5所示,在凸缘部45中,在10个固定槽44上全部设置有定位凹部271。在将叶轮24与凸缘部45连结时,使三处定位凸部270与对置的固定槽44的定位凹部271嵌合。
(本方式的主要作用效果)
如上所述,本方式的泵装置1具有:电动机10,其具有转子4及定子3;以及轮部25,当将沿着转子4的旋转轴线L的方向设为轴线方向时,该轮部25配置在相对于定子3设置于轴线方向的一侧L1的泵室20中,并与转子4一体地旋转。转子4具有:转子部件40,其具有筒状的磁铁保持部410;以及驱动磁铁8,其固定在磁铁保持部410的外周面上。轮部25具备设置于转子部件40的轴线方向的一侧L1的端部的凸缘部45和从轴线方向的一侧L1固定于凸缘部45的叶轮24。叶轮24具备在轴线方向上与凸缘部45对置的圆板部26和从圆板部26向轴线方向的另一侧L2突出的多个叶片部261。多个叶片部261在以旋转轴线L为中心的周向的多个位置向径向的外侧延伸,在多个叶片部261各自的轴线方向的另一侧L2的前端设置有插入到设置于凸缘部45的固定槽44中的肋263。肋263具备包含径向的内侧的端部的内周部分266和包含径向的外侧的端部的外周部分267,在内周部分266的轴线方向的另一侧L2的前端与固定槽44的底面之间设有轴线方向的间隙,在外周部分267的轴线方向的另一侧L2的前端设有熔接于固定槽44的熔接部W。
根据本方式,通过将设置在叶片部261的前端的肋263插入到设置在凸缘部45上的固定槽44中,从而能够抑制叶片部261因水压而变形。另外,能够抑制流体流过叶片部261的前端与凸缘部45之间而使效率降低的情况。而且,插入到固定槽44的肋263的外周部分267熔接在固定槽44上,另一方面,内周部分266是在与固定槽44的底面之间能够形成间隙的形状。因此,即使在凸缘部45未成为如设计那样的形状而翘曲成伞状的情况下,肋263的内周部分266与固定槽44的底面过度干涉的可能性也较小,因此在成为过度干涉的部位产生较多的熔接毛刺而从固定槽44溢出的可能性较小。另外,肋263的内周部分266为过度干涉的结果,肋263的外周部分267向固定槽44的插入量不足而成为未熔接或熔接强度不足的可能性小。由于轮部25的外周部分267受到较高的流体压力,因此当熔接强度不足时,叶片部261有可能从凸缘部45剥离,但在本方式中,由于能够确保叶片部261的外周部分267的熔接强度,因此即使受到较高的水压,熔接部位剥离的可能性也较少。
在本方式中,熔接在凸缘部45的固定槽44上的熔接部W是从肋263的外周部分267的前端面突出的熔接用凸部264被压扁而成的压扁部。这样,通过在外周部分267设置熔接用凸部264,能够避免外周部分267的熔接量不足。另外,通过在内周部分266不设置熔接用凸部264,能够避免内周部分266为过度干涉的情况。
在本方式中,10个叶片部261分别具备从圆板部26向轴线方向的另一侧L2突出的叶片部主体262。叶片部主体262的板厚比固定槽44的宽度大,从叶片部主体262的前端面突出的肋263的宽度比固定槽44的宽度小。因此,承受水压的部分(叶片部主体262)的刚性高。另外,能够确保在固定槽44与肋263之间收容熔接毛刺的间隙。
在本方式中,插入固定槽44的肋263具备连接内周部分266和外周部分267的中间部分265,中间部分265具备与固定槽44的底面抵接的基准面269。如果在径向的中间部分265设置轴线方向的定位的基准面269,则即使在凸缘部45没有成为如设计那样的形状而翘曲成伞状的情况下,内周部分266也难以成为过度干涉,外周部分267的熔接量难以不足。另外,在本方式中,基准面269设置于所有的肋263,但也可以采用仅在多个叶片部261中的一部分设置基准面269的结构。
在本方式中,肋263的内周部分266的前端面是相对于基准面269向轴线方向的一侧L1凹陷的台阶面268。通过在肋263的前端面设置台阶,在基准面269与固定槽44的底面抵接时,能够避免内周部分266成为过度干涉。
在本方式中,插入到固定槽44的肋263具备连接内周部分266和外周部分267的中间部分265,在多个叶片部261中的三处,中间部分265具备向轴线方向的另一侧L2突出的定位凸部270,定位凸部270与设置于固定槽44的底面的定位凹部271嵌合。这样一来,即使在固定槽44与肋263之间设置间隙而能够收容熔接毛刺的情况下,通过使定位凸部270与定位凹部271嵌合,也能够将叶轮24在与轴线方向交叉的方向上定位。例如,能够将叶轮24在周向上定位。另外,设置有定位凸部270的叶片部261的数量可以是四处以上,也可以是两处。

Claims (6)

1.一种泵装置,其特征在于,具有:
电动机,具备转子及定子;以及
轮部,在将沿着所述转子的旋转轴线的方向设为轴线方向时,所述轮部配置于相对于所述定子设置在所述轴线方向的一侧的泵室,并与所述转子一体地旋转,
所述转子具备:转子部件,具备筒状的磁铁保持部;以及驱动磁铁,固定于所述磁铁保持部的外周面,
所述轮部具备:凸缘部,设置于所述转子部件的所述轴线方向的一侧的端部;以及叶轮,从所述轴线方向的一侧固定于所述凸缘部,
所述叶轮具备:圆板部,在所述轴线方向上与所述凸缘部对置;以及多个叶片部,从所述圆板部向所述轴线方向的另一侧突出,
所述多个叶片部在以所述旋转轴线为中心的周向的多个位置向径向的外侧延伸,
在所述多个叶片部各自的所述轴线方向的另一侧的前端设置有肋,所述肋插入到设置于所述凸缘部的固定槽中,
所述肋具备:包含所述径向的内侧的端部的内周部分;以及包含所述径向的外侧的端部的外周部分,
在所述内周部分的所述轴线方向的另一侧的前端与所述固定槽的底面之间设置有所述轴线方向的间隙,
在所述外周部分的所述轴线方向的另一侧的前端设置有熔接于所述固定槽的熔接部。
2.根据权利要求1所述的泵装置,其特征在于,
所述熔接部是从所述外周部分的前端面突出的熔接用凸部被压扁而成的压扁部。
3.根据权利要求1所述的泵装置,其特征在于,
所述多个叶片部分别具备从所述圆板部向所述轴线方向的另一侧突出的叶片部主体,所述叶片部主体的板厚比所述固定槽的宽度大,
从所述叶片部主体的前端面突出的所述肋的宽度比所述固定槽的宽度小。
4.根据权利要求1所述的泵装置,其特征在于,
所述肋具备连接所述内周部分和所述外周部分的中间部分,
所述中间部分具备与所述固定槽的底面抵接的基准面。
5.根据权利要求4所述的泵装置,其特征在于,
所述内周部分的前端面为相对于所述基准面向所述轴线方向的一侧凹陷的台阶面。
6.根据权利要求1所述的泵装置,其特征在于,
所述肋具备连接所述内周部分和所述外周部分的中间部分,
在所述多个叶片部中的至少一部分中,
所述中间部分具备向所述轴线方向的另一侧突出的定位凸部,
所述定位凸部与设置于所述固定槽的底面的定位凹部嵌合。
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