CN117803576A - 泵装置 - Google Patents
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Abstract
实现配置在泵装置的转子和固定轴之间的径向轴承的部件成本削减,提高径向轴承的冷却功能。泵装置(1)具有:马达(10),具备转子(4)和定子(3);以及叶轮(25),配置于泵室(20)并与转子(4)一体旋转。转子(4)具备:转子部件(40),具备圆筒部(41);以及驱动磁铁(8),固定于圆筒部(41)的外周面。在保持于圆筒部(41)的内侧的径向轴承(11)的外周面,在周向的多个部位设置有沿轴线方向延伸的多个平面部(111)。多个平面部(111)具备:在与圆筒部(41)的内周面之间形成与泵室(20)连通的流路(F2)(轴承冷却流路)的第一平面部(111A);以及与设置于圆筒部(41)的内周面的止转用平面部(413)抵接的第二平面部(111B)。
Description
技术领域
本发明涉及通过马达使叶轮旋转的泵装置。
背景技术
在专利文献1中记载有通过马达使配置在泵室中的叶轮旋转的泵装置。马达具有与叶轮一体旋转的转子。转子具有保持轴承(径向轴承)的树脂制的保持部件,固定轴穿过该轴承的内侧。保持部件为带凸缘的圆筒状,轴承被压入保持部件的内侧。驱动用磁铁(驱动磁铁)固定在保持部件的外周面上。由于轴承具有D切割形状的大径部,因此能够防止轴承相对于保持部件的相对旋转。
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
在转子经由径向轴承能旋转地支撑于固定轴的构造中,在转子旋转时,由于摩擦等而使径向轴承成为高温,该热量使得驱动磁铁也成为高温,因此,部件的寿命降低、驱动磁铁的磁特性降低成为问题。因此,为了抑制驱动磁铁和径向轴承的温度上升,提出了在径向轴承和保持部件之间形成冷却用的流路,构成为使泵室的流体经过流路来抑制径向轴承的温度上升。
作为在与保持部件之间形成冷却用的流路并且具有相对于保持部件的止转形状的径向轴承的形状,提出了在外周面形成有D切割部和成为流路的槽的形状。在此,在确定径向轴承的形状时,希望是能够削减部件成本的形状。另外,为了提高冷却功能,优选为能够扩大流路的形状。
鉴于以上情况,本发明的课题在于,在泵装置的转子经由径向轴承能旋转地支撑于固定轴的泵装置中,实现径向轴承的部件成本削减,并且使径向轴承的冷却功能提高。
为了解决上述课题,本发明的泵装置的特征在于,具有:马达,其具备转子和定子;以及叶轮,在将沿着所述转子的旋转轴线的方向设为轴线方向时,该叶轮配置于泵室并与所述转子一体地旋转,所述泵室相对于所述定子设置在所述轴线方向的一侧,所述转子具备:转子部件,其具备沿所述轴线方向延伸的圆筒部;以及驱动磁铁,其固定于所述圆筒部的外周面,在保持于所述圆筒部的内侧的径向轴承的外周面,在周向的多个部位设置有沿所述轴线方向延伸的多个平面部,所述多个平面部具备:第一平面部,其在与所述圆筒部的内周面之间形成与所述泵室连通的轴承冷却流路;以及第二平面部,其与设置于所述圆筒部的内周面的止转用平面部抵接。
根据本发明,在径向轴承的外周面设置多个平面部,通过其一部分在与转子部件的圆筒部之间形成与泵室连通的轴承冷却流路。由此,能够冷却径向轴承和圆筒部,能够经由圆筒部冷却驱动磁铁。另外,能够使多个平面部的一部分作为相对于转子部件的止转部发挥作用。这样,通过将外周面的多个部位设为以平面切出切口的形状,与以往那样形成圆角状(日文:R状)的截面形状的槽相比,切口部分的体积变多,径向轴承的体积减少。因此,能够降低用于制造径向轴承的材料成本。另外,若切口部分的体积变大,则流路的截面积变大,因此,能够使大量流体流动,能够提高冷却效果。而且,通过以平面切出切口,从轴线方向观察的径向轴承的外形(平面形状)变小,在制造径向轴承时载置在托盘上的数量变多。由此,在一次工序中能够处理的产品数量增多,因此,能够降低制造成本。因此,能够实现径向轴承的部件成本削减,并且能够提高径向轴承的冷却功能。
在本发明中,优选的是,所述第一平面部设置在径向上相反侧的两个部位。这样一来,能够在相对于径向轴承的中心对称的位置设置流路,因此,能够在周向上均等地冷却。
在本发明中,优选的是,在所述径向轴承的外周面,沿周向延伸的圆弧面和所述平面部在周向上交替地排列。这样,若形成为保留有圆弧面的形状,则圆弧面的部分的表面积比平面的表面积大。因此,能够提高来自轴承冷却流路以外的部分的散热效果。
在本发明中,优选的是,所述平面部设置于在与所述轴线方向正交的第一方向上相对的两个部位以及在与所述轴线方向正交且与所述第一方向正交的第二方向上相对的两个部位。这样一来,由于能够使径向轴承的平面形状的第一方向的宽度及第二方向的宽度都变小,因此,在制造时在托盘上排列时能够排列得较多。因此,能够降低制造成本。
在本发明中,优选的是,在所述圆筒部的内周面设有周向的位置与所述第一平面部的周向的位置一致的槽部,所述槽部的截面形状为周向的宽度比径向的深度大的矩形形状。这样一来,能够增大轴承冷却流路的流路面积,因此,能够提高冷却效果。另外,由于槽部的截面形状为宽度大的矩形形状,因此,在成型转子部件时,能够将用于形成槽部的模具销的截面形状形成为宽度大的矩形形状。由此,能够提高模具销的刚性,能够提高耐久性。
在本发明中,优选的是,在所述圆筒部的外周面,在周向的多个部位设有流路槽,该流路槽在与所述驱动磁铁的内周面之间形成与所述泵室连通的磁铁冷却流路,在周向上相邻的所述流路槽之间设有比所述流路槽的底面更向径向外侧突出的肋,所述槽部的周向的位置与所述肋的周向的位置一致。这样一来,能够避免圆筒部的壁厚变薄,因此,能够确保圆筒部的强度。另外,能够冷却驱动磁铁及圆筒部,能够经由圆筒部冷却径向轴承。
在本发明中,在径向轴承的外周面设置多个平面部,通过其一部分,在与转子部件的圆筒部之间形成与泵室连通的轴承冷却流路。由此,能够冷却径向轴承和圆筒部,能够经由圆筒部冷却驱动磁铁。另外,能够使多个平面部的一部分作为相对于转子部件的止转部发挥作用。这样,通过将外周面的多个部位形成为以平面切口出的形状,与以往那样形成圆角状的截面形状的槽相比,切口部分的体积变多,径向轴承的体积减少。因此,能够降低用于制造径向轴承的材料成本。另外,若切口的部分的体积变大,则流路的截面积变大,因此,能够使大量流体流动,能够提高冷却效果。而且,通过以平面切出切口,从轴线方向观察的径向轴承的外形(平面形状)变小,在制造径向轴承时载置在托盘上的数量变多。由此,在一次工序中能够处理的产品数量增多,因此,能够降低制造成本。因此,能够实现径向轴承的部件成本削减,并且能够提高径向轴承的冷却功能。
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所示的泵装置以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和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和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是以包含旋转轴线的平面(图7的B-B位置)切断转子、轮子及径向轴承的剖视图。
图7是以与旋转轴线垂直的平面切断转子、径向轴承及支撑轴的剖视图(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、轮子及径向轴承的立体图。
图9是从轴线方向的另一侧观察轮子的俯视图。
图10是从轴线方向的另一侧观察轮子的立体图。
(符号说明)
1:泵装置;2:壳体;3:定子;4:转子;5:支撑轴;6:外壳;8:驱动磁铁;10:马达;11:径向轴承;12:推力轴承;18:罩;19:基板;20:泵室;21:吸入管;22:排出管;23:壁面;24:轮子(日文:羽根車);25:叶轮(日文:インペラ);26:圆板部;27:支撑部;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:躯干部;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:熔敷用凸部;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:切口部;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:熔敷部。
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,轴线方向是指马达10的旋转轴线L延伸的方向,径向内侧及径向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以包含旋转轴线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和排出管22;马达10,其相对于壳体2配置在轴线方向的另一侧L2;以及叶轮25,其配置在壳体2的内部的泵室20中。叶轮25被马达10驱动而绕旋转轴线L旋转。在本实施方式的泵装置1中,在泵室20中流动的流体是液体。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。
马达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支撑为能够旋转的支撑轴5。支撑轴5为金属制或陶瓷制。叶轮25与转子4一体地旋转。如图2所示,在泵装置1中,叶轮25和泵室20相对于定子3设置在轴线方向的一侧L1。
如图2所示,泵室20设置在壳体2与外壳6之间。壳体2构成泵室20的轴线方向的一侧L1的壁面23和沿周向延伸的侧壁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,排出管22从侧壁29沿与马达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的多个突极上。马达10是三相马达。因此,多个线圈35由U相线圈、V相线圈及W相线圈构成。
转子4具有树脂制的转子部件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在径向内侧与定子3相对。驱动磁铁8例如由钕粘结磁铁构成。
轮子24从轴线方向一侧L1与转子部件40的凸缘部45连结。在本实施方式中,由凸缘部45和轮子24构成与转子部件40的圆筒部41连接的叶轮25。轮子24具有:圆板部26,其在轴线方向上与凸缘部45相对;以及多个叶片部261,其从圆板部26向轴线方向的另一侧L2突出。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向随着朝向径向外侧而朝向凸缘部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外侧延伸。叶片部261的详细形状在下文叙述。
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能旋转地支撑于支撑轴5。支撑轴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的内周面向马达10侧延伸的三根支撑部27。在支撑部27的端部形成有筒部28,支撑轴5位于该筒部28的内侧,支撑轴5的轴线方向的一侧L1的端部被筒部28保持。
在支撑轴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,支撑轴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,支撑轴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,支撑轴5及推力轴承12相对于外壳6的旋转被阻止。
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通过嵌件成型与树脂密封部件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相对的第一隔壁部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的端部的底壁63的隔壁构件。另外,外壳6具备从径向外侧覆盖定子3的圆筒状的躯干部66。
如图1、图2所示,罩18从轴线方向另一侧L2固定于外壳6的轴线方向的另一侧L2的端部64。如图2所示,在罩18与外壳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。从定子3贯穿外壳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通过焊锡与基板19连接。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的外周侧的躯干部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。当将连接器与连接器外壳69连结时,由安装在基板19上的电路生成的驱动电流经由绕组端子71提供到各线圈35。其结果是,转子4绕马达10的旋转轴线L旋转。由此,叶轮25在泵室20内旋转,泵室20的内部成为负压,因此,流体从吸入管21吸入泵室20,并从排出管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和径向轴承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和径向轴承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是以包含旋转轴线L的平面切断转子4、轮子24及径向轴承11的剖视图。图7是以垂直于旋转轴线L的平面切断转子4、径向轴承11及支撑轴5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、轮子24及径向轴承11的立体图。
在本说明书中,XYZ这三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嵌于驱动磁铁8的内侧而保持驱动磁铁8。此时,座部42支撑驱动磁铁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,设置成将径向轴承11嵌件成型的树脂成型品。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个部位向轴线方向的一侧L1切出切口而成的切口部412。一个切口部412相对于旋转轴线L设置在X1方向的角度位置,另一个切口部412相对于旋转轴线L设置在X2方向的角度位置。在本实施方式中,铆接部43除了形成有切口部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(在本实施方式中,以120度间隔设置在三个部位)。在周向上相邻的凹部421之间的部分成为与轴线方向垂直的平坦部423。
凹部421从底座42的内边缘扩展到外边缘。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突出到轴线方向的另一侧L2的位置。
在将驱动磁铁8固定在磁铁保持部410上时,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与座部42的平坦部423抵接。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规定,驱动磁铁8相对于转子部件40的旋转被阻止。
(用于对驱动磁铁和径向轴承进行冷却的流路)
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是以一定深度向径向内侧凹陷的凹部。若将磁铁保持部410嵌入驱动磁铁8的内侧,则在驱动磁铁8的内周面与磁铁保持部410之间形成由第一流路槽46规定的形状的流路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及磁铁保持部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,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穿第一凸部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的内周面形成于径向上相反侧的两个部位。在本实施方式中,在X方向上相对的两个部位配置有第二流路槽47。两处第二流路槽47的角度位置与将圆筒部41的另一侧L2的端部切出切口而成的两处切口部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,在两处切口部412各自的径向内侧配置有贯穿第二凸部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在周向上交替地配置的形状。平面部111以90度的角度间隔形成在四个部位,并延伸至径向轴承11的轴线方向的两端。四处平面部111包括在X方向上相对的两个部位沿Y方向延伸的第一平面部111A和在Y方向上相对的两个部位沿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。当将径向轴承11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和平面部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和设置于突出部411的切口部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及切口部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,泵室20的流体在流路F2中流动,因此,径向轴承11及圆筒部41被冷却。即,流路F2作为轴承冷却流路而发挥功能。
如图7所示,在圆筒部41的内周面中,在Y方向上相对的两个部位设有沿轴线方向延伸的止转用平面部413。当将径向轴承11保持在圆筒部41的内侧时,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,在本实施方式中,在制造转子部件40时,设置成将径向轴承11嵌件成型的树脂成型品。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,以第二平面部111B在模具内露出的状态向径向轴承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方向的槽宽比X方向的槽深大的长方形截面的槽。第一平面部111A的周向宽度与第二流路槽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:第一槽部461,其沿轴线方向延伸;第二槽部462,其相对于第一槽部461在转子4的旋转方向的后方侧R2沿轴线方向延伸;以及第三槽部463,其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。即,第一流路槽46是在轴线方向上折回一次的形状的槽,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,凹部421与第一槽部461在周向上的位置一致,因此,第一槽部461与驱动磁铁8的外周侧的间隙G1(参照图2)经由流入口48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成为流路的间隙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,而且经由间隙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和第二槽部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方向移动而在第三槽部463和第二槽部462中流动,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旋转的期间,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的外周面上,在周向上相邻的第一槽部461与第二槽部462之间的部分形成为从座部42沿轴线方向延伸到第三槽部463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撑驱动磁铁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那样的宽阔的开口部(参照图8)。因此,第一流路槽46在流入侧和流出侧产生压差,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在周向上排列地形成于两个部位。此外,在磁铁保持部410的外周面中未形成第一流路槽46的区域(X2方向的区域),以与第一槽部461及第二槽部462相同的宽度排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中的两处设置在与第一流路槽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中的一方对应的角度位置。因此,流体经由形成于凹部421与驱动磁铁8之间的流入口48流入两处第三流路槽49中的一个。
如图3、图4所示,在磁铁保持部410的外周面上,设有在从座部42到铆接部43的范围内沿轴线方向延伸的第二肋52。第二肋52设置在周向上相邻的第一流路槽46之间、周向上相邻的第三流路槽49之间以及周向上相邻的第一流路槽46与第三流路槽49之间。因此,在磁铁保持部410的外周面形成有四根第二肋52。
四根第二肋52中的两根设置在相对于旋转轴线L在X方向上相反侧的角度位置,与设置在圆筒部41的内周面上的第二流路槽47在周向上的位置一致。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,能够确保形成有第二流路槽47的部分处的磁铁保持部410的壁厚。
(轮子的固定结构)
图9是从轴线方向的另一侧L2观察轮子24的俯视图。图10是从轴线方向的另一侧L2观察轮子24的立体图。如图2、图6所示,在本实施方式中,通过将轮子24与转子部件40的凸缘部45连结,构成与转子4一体旋转的叶轮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,在周向上设置在等角度间隔的位置。在本实施方式中,在凸缘部45设置有相同形状的10条固定槽44。各固定槽44一边弯曲成圆弧状一边向径向外侧延伸。各固定槽44从凸缘部45的内周缘附近延伸至外周缘附近。
如图6所示,从圆板部26向轴线方向的另一侧L2突出的叶片部261的前端插入固定槽44。轮子24通过将叶片部261的前端熔敷于固定槽44而固定于凸缘部45。在本实施方式中,在叶片部261的径向外侧的部分(后述的外周部分267)形成有熔敷于固定槽44的熔敷部W。
在轮子24上,在轴线方向上与固定槽44相对的位置设置有10根叶片部261。如图9、图10所示,各叶片部261具有: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的前端面突出的熔敷用凸部264。熔敷用凸部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所示的熔敷部W是熔敷用凸部264被固定槽44的底面压扁的压扁部。叶片部主体262的厚度比固定槽44的宽度大,而肋263的厚度比固定槽44的宽度小。另外,熔敷用凸部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及熔敷用凸部264的周围,确保能够收纳熔敷毛刺的间隙。
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延伸到叶片部分261的径向外侧的端部。熔敷用凸部264形成于外周部分267,而未形成于中间部分265及内周部分266。
各叶片部261呈内周部分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的范围内形成为轴线方向的高度一定的同一面,而内周部分266处的肋263的前端面形成为比中间部分265至外周部分267处的肋263的前端面凹陷的台阶面268。
在各叶片部261中,中间部分265处的肋263的前端面未形成熔敷用凸部264,成为平坦面。中间部分265处的肋263的前端面是在轴线方向上与凸缘部45抵接的基准面269。在本实施方式中,在将轮子24组装于凸缘部45时,使中间部分265处的肋263的前端面(基准面269)与固定槽44的底面抵接。由此,进行轮子24的轴线方向的定位。
在设置于轮子24的10根叶片部261的一部分中,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。在本实施方式中,10根中的3根叶片部261具有定位凸部270。三处的定位凸部270沿周向分散配置。如图5所示,在凸缘部45中,在全部10个固定槽44中设置有定位凹部271。在将轮子24连结于凸缘部45时,使三处定位凸部270嵌合于相对的固定槽44的定位凹部271。
(本实施方式的主要作用效果)
如上所述,本实施方式的泵装置1具有:马达10,其具备转子4和定子3;以及叶轮25,其配置在泵室20中并与转子4一体旋转,该泵室20相对于定子3设置在轴线方向的一侧L1。转子4具备:转子部件40,其具备沿轴线方向延伸的圆筒部41;以及驱动磁铁8,其固定于圆筒部41的外周面。在保持于圆筒部41的内侧的径向轴承11的外周面,在周向的多个部位设置有沿轴线方向延伸的多个平面部111。多个平面部111具备:第一平面部111A,其在与圆筒部41的内周面之间形成与泵室20连通的流路F2(轴承冷却流路);以及第二平面部111B,其与设置于圆筒部41的内周面的止转用平面部413抵接。
根据本实施方式,在径向轴承11的外周面设置多个平面部111,利用其一部分在与转子部件40的圆筒部41之间形成与泵室20连通的流路F2(轴承冷却流路)。由此,能够冷却径向轴承11和圆筒部41,能够经由圆筒部41冷却驱动磁铁8。另外,多个平面部111的一部分能够作为相对于转子部件40的止转用平面部413发挥作用。这样,通过将径向轴承11的外周面的多个部位设为以平面切出切口的形状,与以往那样形成圆角状的截面形状的槽相比,切口部分的体积变大,径向轴承11的体积减少。因此,能够降低用于制造径向轴承11的材料成本。另外,若切口部分的体积大,则流路的截面积变大,因此能够使大量流体流动,能够提高冷却效果。此外,通过以平面切出切口,从轴线方向观察到的径向轴承11的外形(平面形状)变小,在制造径向轴承11时载置在托盘上的数量变多。由此,在一次工序中能够处理的产品数量增多,因此,能够降低制造成本。因此,能够实现径向轴承11的部件成本削减,并且能够提高径向轴承11的冷却功能。
在本实施方式中,由于径向轴承11的第一平面部111A设置在径向上相反侧的两个部位,因此,能够在相对于径向轴承11的中心对称的位置设置流路。因此,能够在周向上均等地冷却径向轴承11。
在本实施方式中,在径向轴承11的外周面,沿周向延伸的圆弧面110和平面部111在周向上交替排列。这样,若形成为保留圆弧面110的形状,则圆弧面110的部分的表面积比平面大。因此,能够提高来自流路F2(轴承冷却流路)以外的部分的散热效果。
在本实施方式中,平面部111设置于在与轴线方向正交的X方向(第一方向)上相对的两个部位以及在与轴线方向正交且与X方向正交的Y方向(第二方向)上相对的两个部位。因此,由于能够使径向轴承11的平面形状的X方向的宽度及Y方向的宽度都变小,所以在制造时将中间制品排列在托盘上时能够排列得较多。因此,能够降低制造成本。
在本实施方式中,在圆筒部41的内周面设有周向的位置与第一平面部111A一致的槽部即第二流路槽47。第二流路槽47的截面形状为周向的宽度比径向的深度大的矩形形状。这样,通过形成矩形形状的槽,与形成圆角状的槽的情况相比,能够增大流路F2(轴承冷却流路)的流路面积,能够提高冷却效果。另外,由于第二流路槽47的截面形状为宽度大的矩形形状,因此在成型转子部件40时,能够将用于形成第二流路槽47的模具销的截面形状设为宽度大的矩形形状。由此,能够提高模具销的刚性,能够提高耐久性。
在本实施方式中,在圆筒部41的外周面,在周向的多个部位设置有第一流路槽46,该第一流路槽46在与驱动磁铁8的内周面之间形成与泵室20连通的流路F1(磁铁冷却流路),在周向相邻的第一流路槽46之间设置有比第一流路槽46的底面更向径向外侧突出的第二肋52,第二流路槽47(槽部)的周向的位置与第二肋52的周向的位置一致。这样一来,能够避免圆筒部41的壁厚变薄,因此能够确保圆筒部41的强度。另外,通过泵室20的流体在流路F1中流动,能够冷却驱动磁铁8及圆筒部41,能够经由圆筒部41冷却径向轴承11。因此,能够抑制部件的寿命降低和驱动磁铁8的磁特性降低。
Claims (6)
1.一种泵装置,其特征在于,具有:
马达,所述马达具备转子和定子;以及
叶轮,在将沿着所述转子的旋转轴线的方向设为轴线方向时,该叶轮配置于泵室并与所述转子一体地旋转,所述泵室相对于所述定子设置在所述轴线方向的一侧,
所述转子具备:转子部件,所述转子部件具备沿所述轴线方向延伸的圆筒部;以及驱动磁铁,所述驱动磁铁固定于所述圆筒部的外周面,
在保持于所述圆筒部的内侧的径向轴承的外周面,在周向的多个部位设置有沿所述轴线方向延伸的多个平面部,
所述多个平面部具备:
第一平面部,所述第一平面部在与所述圆筒部的内周面之间形成与所述泵室连通的轴承冷却流路;以及
第二平面部,所述第二平面部与设置于所述圆筒部的内周面的止转用平面部抵接。
2.根据权利要求1所述的泵装置,其特征在于,
所述第一平面部设置在径向上相反侧的两个部位。
3.根据权利要求1所述的泵装置,其特征在于,
在所述径向轴承的外周面,沿周向延伸的圆弧面和所述平面部在周向上交替地排列。
4.根据权利要求3所述的泵装置,其特征在于,
所述平面部设置于在与所述轴线方向正交的第一方向上相对的两个部位以及在与所述轴线方向正交且与所述第一方向正交的第二方向上相对的两个部位。
5.根据权利要求1所述的泵装置,其特征在于,
在所述圆筒部的内周面设有周向的位置与所述第一平面部的周向的位置一致的槽部,
所述槽部的截面形状为周向的宽度比径向的深度大的矩形形状。
6.根据权利要求5所述的泵装置,其特征在于,
在所述圆筒部的外周面,在周向的多个部位设有流路槽,该流路槽在与所述驱动磁铁的内周面之间形成与所述泵室连通的磁铁冷却流路,
在周向上相邻的所述流路槽之间设有比所述流路槽的底面更向径向外侧突出的肋,
所述槽部的周向位置与所述肋的周向位置一致。
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