【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体、例えば水冷式エンジンの冷却水を移送する水冷ポンプ等として使用し得る電動ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ステータ内にロータを配置したモータの内部に流路を形成し、ロータの回転に伴いこの流路に液体を流通させる電動ポンプが知られている。このような電動ポンプに備えられるロータは、マグネット及びこれに積層されるロータコアからなるロータコア組立をシャフトに固定し、外周部に軸方向に連通する溝部が設けられた合成樹脂製のインペラで、このロータコア組立をシャフトとともに覆うことで形成されている。ロータコア組立は鉄系の材料で作られているが、インペラでモールドされていることにより、このロータコア組立の外面が流路を通る液体に触れて錆びないようにできる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ロータコアを貫通した金属製シャフトと合成樹脂製のインペラとでは熱膨張率が異なるので、移送液体の温度によってはシャフトとインペラとの接触部に隙間を生じさせる可能性がある。こうした隙間があると、移送液体の一部がシャフトに沿ってインペラの内側に浸入し、やがては鉄系のロータコア組立に達してロータコア組立、特にロータコアを錆びさせるおそれがある。
【０００４】
一般的に、電動ポンプのロータとステータとの間は極く狭い。このため、ロータコアが錆びてロータが径方向に膨張すると、ロータがステータに接触して回転不良を生じ易い。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、ロータコアの錆びを抑制できる電動ポンプを得ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に係る発明の電動ポンプは、鉄系のロータコア組立が固定された金属製のシャフトと、ロータコア組立を覆ってモールドされた合成樹脂製のインペラとが、ロータコア組立の軸方向両側で互いに接触する部分において、シャフトとインペラとの内の一方に環状の凸部を設けるとともに、他方に環状の凹部を設けて、これら凸部と凹部とを嵌合させている。
【０００７】
この発明によれば、シャフトがインペラと接触する部分に、シャフトの軸方向と交叉する第１シール面とこの面が折れ曲がるようにつながって軸まわりに環状をなす第２シール面を持たせることができる。そのため、金属製のシャフトと合成樹脂製のインペラとの熱膨張率の差により、インペラのシャフトと接触する面を、第１シール面又は第２シール面のいずれか一方に密着させて、シャフトとインペラとの間の液体シールができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図５を参照して本発明の第１実施形態を説明する。
【０００９】
この実施形態の電動ポンプ１は、例えば、マイナス数十℃程度からプラス１００℃程度となる液体を軸方向一端から他端に移送するものである。
【００１０】
この実施形態の電動ポンプ１は、ブラシレス型の電動モータにより形成され、図１に示すように、モータケースを兼ねるポンプケーシング１０、ステータ２０、ロータ３０、及び、一対の軸受４０を具備している。
【００１１】
ポンプケーシング１０は、筒状のメインフレーム１１と、このメインフレーム１１の軸方向両端部に夫々ねじ止め等で連結された第１及び第２サブフレーム１２，１３と、これらサブフレーム１２，１３にその厚み方向に重ねてねじ止め等で連結された第１及び第２エンドフレーム１４，１５とを備えて形成されている。メインフレーム１１と第１サブフレーム１２との重なり合った部分、及び、第２エンドフレーム１５と第２サブフレーム１３との重なり合った部分は、夫々Ｏリング１６でシールされている。
【００１２】
第１サブフレーム１２と第１エンドフレーム１４とには、それらの厚み方向に貫通し且つ互いに連通する開口１２ａ，１４ａが開けられており、これらによって液体通し口１７ａが形成されている。同様に、第２サブフレーム１３と第２エンドフレーム１５とには、それらの厚み方向に貫通し且つ互いに連通する開口１３ａ，１５ａが開けられており、これらによって液体通し口１７ｂが形成されている。
【００１３】
第１及び第２サブフレーム１２，１３の中央部には、軸受取付け部１８が夫々形成されている。これら軸受取付け部１８には、スリーブ状の一対の滑り軸受４０が夫々取付けられている。なお、軸受４０は転がり軸受４０を用いてもよい。
【００１４】
メインフレーム１１の内周面にはステータ２０が密着して取付けられている。ステータ２０は、多数枚のコア板を積層してなるステータコア２１と、このステータコア２１が有する、例えば６個のＴ型の突極に夫々巻付けられたステータ巻線２２と、このステータ巻線２２を埋設してモールドする電気絶縁性の合成樹脂部２３とを備えて形成されている。ステータ巻線２２は、ステータ２０の径方向に対応して配置されたもの同士を直列に接続して３組の巻線をなして３相接続されている。ステータコア２１の内周面は、合成樹脂部２３と一体に設けられた薄い層２３ａで覆われて防錆されている。
【００１５】
合成樹脂部２３には、ポリエステル樹脂等を好適に使用できる。この合成樹脂部２３の軸方向一端部（図１において上端部）には、ステータ巻線２２への通電を中継するための環状の回路基板が埋め込まれている。この基板には、ロータ３０の回転位置を検出するホール素子等の位置センサ（図示せず）が取付けられているとともに、この位置センサに接続された信号線や通電用の電線等のケーブル（図示せず）が接続されている。このケーブルは、例えば、メインフレーム１１と第１サブフレーム１２との間を通ってポンプケーシング１０外に引出され、モータドライバ（図示せず）に接続されている。
【００１６】
ロータ３０は、図３に示すように、ロータコア組立３１とシャフト３４とインペラ３５とを備えて形成されている。ロータコア組立３１は、両端が一対の突極となるロータコア３２とマグネット３３とを備えている。このロータコア組立３１は、略Ｉ字状を呈する一対のロータコア３２を、この各ロータコア３２間に厚み方向（軸方向）に着磁したマグネット３３を介して十字状に重ねた４極突極構造となっている。ロータコア３２は、積層鋼板で形成され、マグネット３３には、ネオジミウム−鉄−ボロン系の高エネルギー積のマグネットが用いられている。
【００１７】
突出端部３４ａにおいて軸受４０に回転自在に支承されるシャフト３４は、ロータコア３２とマグネット３３との中心部を夫々貫通して、これらロータコア３２とマグネット３３とを固定する。このシャフト３４は、金属製、例えば、ＳＵＳ３０３等により形成されている。インペラ３５は、合成樹脂製であり、例えばポリエステル合成樹脂等により形成することができる。インペラ３５は、外周部に軸方向に連通する螺旋状の溝部３６を有している。
【００１８】
このロータ３０は、ロータコア組立３１及びその近傍をシャフト３４とともに合成樹脂の内部に入れてモールドすることで形成することができる。このとき、シャフト３４の両端部はモールドしない。そして、このロータ３０は、シャフト３４の両端の突出端部３４ａを一対の軸受４０に回転自在に支承させるとともに、ステータ２０とインペラ３５との間に液体が流通する流路Ａを設け、ステータ２０内に回転自在に配置される。
【００１９】
また、図３〜図５に示すように、ロータコア組立３１の軸方向両側で互いに接触するシャフト３４とインペラ３５との内の一方、例えばインペラ３５に環状の凸部３７が設けられているとともに、他方であるシャフト３４に環状の凹部３８を設けられており、これら凸部３７と凹部３８とが嵌合している。凸部３７はインペラ３５のモールド時に凹部３８に嵌合するように充填される。また、インペラ３５から突出したシャフト３４の突出端部３４ａは、インペラ３５内のシャフト部分より小径に形成されている。凹部３８及び突出端部３４ａは、シャフト３４を切削することにより形成することができる。
【００２０】
なお、シャフト３４に環状の凸部３７を設けるとともに、インペラ３５に環状の凹部３８を設け、これら凸部３７と凹部３８とを嵌合させることもできるが、シャフト３４の一部を切削して形成することができる凹部３８の方が安価に製造することができて好ましい。
【００２１】
上記構成の電動ポンプ１は、そのステータ２０に通電することにより駆動されて液体を軸方向一端から他端に移送する。ステータ２０への通電は順次励磁相を切換えて行なわれ、それに伴いステータ２０の周方向に進行する回転磁界が発生するので、この磁界とロータ３０の各マグネット３３とが磁気結合する。それにより、ステータ２０とマグネット３３との間で回転トルクが発生するので、軸受４０でその両端部を支持されたロータ３０はインペラ３５を伴って回転される。また、励磁相の切換えはモータドライバで逆にすることができる。そのため、ロータ３０はインペラ３５を伴って逆回転される。
【００２２】
ロータ３０が回転されると、液体は、その回転方向に従ってインペラ３５が有する溝部３６で液体が移送される。したがって、液体を電動ポンプ１の軸方向一端から吸入し他端から吐出して移送することができる。また、移送方向は既述のように励磁相を切換えることで逆方向にすることができる。
【００２３】
ところで、この電動ポンプ１により液体を移送する際、ロータ３０は液体に晒されるが、この電動ポンプ１に備えられるロータ３０によれば、内部に液体が入り込むのを抑制できる。
【００２４】
これは、インペラ３５のシャフト３４と接触する軸方向両端部に環状の凸部３７を設けるとともに、シャフト３４のインペラ３５と接触する軸方向両端部に環状の凹部３８を設けて、これら凸部３７と凹部３８とを嵌合させているためである。これにより、シャフト３４がインペラ３５と接触する部分に、軸方向と交叉する面、例えばシャフト３４の軸方向と直交する第１シール面３４ｔと、この第１シール面３４ｔから折れ曲がるようにつながって環状をなす、例えば軸方向と平行で環状をなす第２シール面３４ｓを持たせることができる。そのため、金属製のシャフト３４と合成樹脂製のインペラ３５との熱膨張率の差により、インペラ３５のシャフト３４と接触する面を、第１シール面３４ｔ又は第２シール面３４ｓのいずれか一方に密着させて、シャフト３４とインペラ３５との間を液体シールし、内部に液体が入り込むのを抑制できる。
【００２５】
すなわち、低温時は、ＳＵＳ３０３により形成されているシャフト３４よりも、合成樹脂で形成されているインペラ３５の方が軸方向と直交する方向の熱膨張率が大きい。そのため、インペラ３５の軸方向と平行な内面３５ｓは、シャフト３４が無ければ、図５（Ａ）に破線で示すように膨張する。実際には、インペラ３５の内部にはシャフト３４が設けられているため、このシャフト３４の軸方向と平行なインペラ３５の内面３５ｓはシャフト３４の軸方向と平行な第２シール面３４ｓに強く押し当てられて密着する。これにより、インペラ３５とシャフト３４との間が液体シールされ、インペラ３５の内部に液体が入り込むのが抑制される。
【００２６】
なお、低温時では、ＳＵＳ３０３により形成されているシャフト３４よりも、合成樹脂で形成されているインペラ３５の方が軸方向と平行な方向の熱膨張率が小さいため、インペラ３５の軸方向と直交する内面３５ｔとシャフト３４の軸方向と直交する第１シール面３４ｔとの間には隙間ｇ１ができる。しかし、上述のように、内面３５ｓが第２シール面３４ｓに密着してインペラ３５とシャフト３４との間がシールされているため、液体のロータ３０の内部への入り込みを抑制できる。
【００２７】
一方、高温時は、ＳＵＳ３０３により形成されているシャフト３４よりも、合成樹脂で形成されているインペラ３５の方が軸方向と平行な方向の熱膨張率が大きい。そのため、シャフト３４の軸方向と直交するインペラ３５の内面３５ｔは、シャフト３４が無ければ、図５（Ｂ）に破線で示すように膨張する。実際には、インペラ３５の内部にはシャフト３４が設けられているため、インペラ３５の軸方向と直交する内面３５ｔはシャフト３４の軸方向と直交する第１シール面３４ｔに強く押し当てられて密着する。これにより、インペラ３５とシャフト３４との間が液体シールされ、インペラ３５の内部に液体が入り込むのが抑制される。
【００２８】
なお、高温時では、ＳＵＳ３０３により形成されているシャフト３４よりも、合成樹脂で形成されているインペラ３５の方が軸方向と直交する方向の熱膨張率が小さいため、インペラ３５の軸方向と平行な内面３５ｓとシャフト３４の軸方向と平行な第２シール面３４ｓとの間には隙間ｇ２ができる。しかし、上述のように、内面３５ｔと第１シール面３４ｔとが密着してインペラ３５とシャフト３４との間がシールされているため、液体のロータ３０の内部への入り込みを抑制できる。
【００２９】
このように、この電動ポンプ１によれば、ロータコア組立３１の軸方向両側で互いに接触するシャフト３４とインペラ３５との内、一方のインペラ３５に環状の凸部３７を設けるとともに、他方のシャフト３４に環状の凹部３８を設けて、これら凸部３７と凹部３８とを嵌合させているため、低温時であっても高温時であっても、シャフト３４とインペラ３５とを密着させて、液体のインペラ３５内部への入り込みを抑制することができる。これにより、液体がインペラ３５内部へ浸入することにより誘発されるロータコア３２の錆びつきが抑制される。これにより、ロータコア３２が錆びてロータ３０が径方向に膨張することにより発生する、ロータ３０とステータ２０との接触による回転不良を抑止できる。
【００３０】
この実施形態の電動ポンプ１では、シャフト３４が軸方向と平行な第２シール面３４ｓだけでなく、軸方向と直交する第１シール面３４ｔを有しているため、シャフト３４よりもインペラ３５の方が軸方向と平行な方向の熱膨張率が大きい高温時により有効である。
【００３１】
また、この電動ポンプ１では、合成樹脂とステンレススチール等の鉄系の素材との熱膨張の差を利用してシールを行なうものであるため、インペラ３５に形成した環状の凸部３７とシャフト３４に形成した環状の凹部３８とを嵌合させてなる簡単な構成でロータコア３２の錆びを抑制できる。
【００３２】
さらに、この電動ポンプは、凹部３８がシャフト３４に設けられているとともに、凸部３７がインペラ３５に設けられていて、インペラ３５から突出したシャフト３４の突出端部３４ａをインペラ３５内のシャフト部分より小径としているため、凹部３８及び突出端部３４ａは、シャフト３４を切削することにより形成することができる。したがって、シャフト３４の材料コストが安価である。しかも、突出端部３４ａがインペラ３５内のシャフト部分より小径であるため、軸受４０が小径となり、流路Ａの出入り口まわりが狭まらず、液体の移送を円滑に行なうことができる。
【００３３】
以下、図６を参照して本発明の第２実施形態を説明する。この実施形態の電動ポンプ１では、ロータコア組立３１の軸方向両側で互いに接触する鉄系例えばＳＵＳ３０３により形成されたシャフト３４と合成樹脂製のインペラ３５との内、シャフト３４に環状の凸部３７を設けるとともに、インペラ３５に環状の凹部３８を設けて、これら凸部３７と凹部３８とを嵌合させている。これにより、シャフト３４がインペラ３５と接触する部分に、軸方向と交叉する面、例えばシャフト３４の軸方向と直交する第１シール面３４ｔと、この第１シール面３４ｔが折れ曲がるようにつながって、軸方向と平行に環状をなす第２シール面３４ｓを持たせることができる。なお、他の構成は、上述した第１の実施形態と同じであるから、重複する説明は図６に同符号を付して省略する。
【００３４】
この電動ポンプ１では、金属製のシャフト３４と合成樹脂製のインペラ３５との熱膨張率の差により、インペラ３５のシャフト３４と接触する面を、第１シール面３４ｔ又は第２シール面３４ｓのいずれか一方に密着させて、シャフト３４とインペラ３５との間を液体シールし、内部に液体が入り込むのを抑制できる。
【００３５】
すなわち、低温時は、ＳＵＳ３０３により形成されているシャフト３４よりも、合成樹脂で形成されているインペラ３５の方が軸方向と直交する方向の熱膨張率が大きい。そのため、シャフト３４の軸方向と平行なインペラ３５の内面３５ｓは、シャフト３４が無ければ、図６（Ａ）に破線で示すように膨張する。実際には、インペラ３５の内部にはシャフト３４が設けられているため、インペラ３５の軸方向と平行な内面３５ｓはシャフト３４の軸方向と平行な第２シール面３４ｓに強く押し当てられて密着する。これにより、インペラ３５とシャフト３４との間が液体シールされ、インペラ３５の内部に液体が入り込むのが抑制される。
【００３６】
なお、低温時では、ＳＵＳ３０３により形成されているシャフト３４よりも、合成樹脂で形成されているインペラ３５の方が軸方向と平行な方向の熱膨張率が小さいため、インペラ３５の軸方向と直交する内面３５ｔとシャフト３４の軸方向と直交する第１シール面３４ｔとの間には隙間ｇ１ができる。しかし、上述のように、内面３５ｓが第２シール面３４ｓに密着してインペラ３５とシャフト３４との間がシールされているため、液体のロータ３０の内部への入り込みを抑制できる。
【００３７】
一方、高温時は、ＳＵＳ３０３により形成されているシャフト３４よりも、合成樹脂で形成されているインペラ３５の方が軸方向と平行な方向の熱膨張率が大きい。そのため、インペラ３５の軸方向と直交する内面３５ｔは、シャフト３４が無ければ、図６（Ｂ）に破線で示すように膨張する。実際には、インペラ３５の内部にはシャフト３４が設けられているため、シャフト３４の軸方向と直交するインペラ３５の内面３５ｔはシャフト３４の軸方向と直交する第１シール面３４ｔに強く押し当てられて密着する。これにより、インペラ３５とシャフト３４との間が液体シールされ、インペラ３５の内部に液体が入り込むのが抑制される。
【００３８】
なお、高温時では、ＳＵＳ３０３により形成されているシャフト３４よりも、合成樹脂で形成されているインペラ３５の方が軸方向と直交する方向の熱膨張率が小さいため、インペラ３５の軸方向と平行な内面３５ｓとシャフト３４の軸方向と平行な第２シール面３４ｓとの間には隙間ｇ２ができる。しかし、上述のように、内面３５ｔと第１シール面３４ｔとが密着してインペラ３５とシャフト３４との間がシールされているため、液体のロータ３０の内部への入り込みを抑制できる。
【００３９】
このように、第２実施形態の電動ポンプ１によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００４０】
なお、上記第１及び第２実施形態では、環状の凸部３７及び環状の凹部３８をインペラ３５のシャフト３４と接触する軸方向両端部に１つずつ設けたが、環状の凸部３７及び環状の凹部３８は１つだけでなく複数設けてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、ロータコアが錆びるのを抑制することができる電動ポンプが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電動ポンプを示す断面図。
【図２】図１の電動ポンプのロータを示す斜視図。
【図３】図１の電動ポンプのロータの一部を切除して示す斜視図。
【図４】図１の電動ポンプのロータを示す断面図。
【図５】（Ａ）は低温時におけるロータの一部分を示す断面図。（Ｂ）は高温時におけるロータの一部分を示す断面図。
【図６】（Ａ）は本発明の第２実施形態に係る電動ポンプの低温時におけるロータの一部分を示す断面図。（Ｂ）は図６（Ａ）の電動ポンプの高温時におけるロータの一部分を示す断面図。
【符号の説明】
１…電動ポンプ
２０…ステータ
３０…ロータ
３１…ロータコア組立
３４…シャフト
３４ａ…突出端部
３５…インペラ
３６…溝部
３７…凸部
３８…凹部
Ａ…流路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric pump that can be used as a water-cooled pump for transferring liquid, for example, cooling water for a water-cooled engine.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an electric pump in which a flow path is formed inside a motor in which a rotor is arranged in a stator, and the liquid flows through the flow path as the rotor rotates. The rotor provided in such an electric pump is a synthetic resin impeller in which a rotor and a rotor core assembly composed of a rotor core laminated on the magnet are fixed to a shaft, and an outer peripheral portion is provided with a groove communicating with an axial direction. It is formed by covering the rotor core assembly together with the shaft. Although the rotor core assembly is made of an iron-based material, the rotor core assembly is molded with an impeller so that the outer surface of the rotor core assembly does not rust by touching the liquid passing through the flow path.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, since a metal shaft penetrating the rotor core and a synthetic resin impeller have different coefficients of thermal expansion, there is a possibility that a gap may be formed in a contact portion between the shaft and the impeller depending on the temperature of the transfer liquid. If there is such a gap, a part of the transfer liquid may enter the inside of the impeller along the shaft, and eventually reach the iron-based rotor core assembly and rust the rotor core assembly, particularly the rotor core.
[0004]
Generally, the space between the rotor and the stator of the electric pump is extremely narrow. For this reason, if the rotor core rusts and the rotor expands in the radial direction, the rotor comes into contact with the stator and rotation failure easily occurs.
[0005]
An object of the present invention is to provide an electric pump that can suppress rust on a rotor core.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the electric pump according to the invention according to claim 1 includes a metal shaft to which an iron-based rotor core assembly is fixed, and a synthetic resin impeller molded to cover the rotor core assembly. At portions where the rotor core assembly contacts each other on both axial sides, an annular convex portion is provided on one of the shaft and the impeller, and an annular concave portion is provided on the other, and these convex portions and the concave portions are fitted together. I have.
[0007]
According to the present invention, a portion where the shaft comes into contact with the impeller may have the first seal surface intersecting with the axial direction of the shaft and the second seal surface which is connected to the surface so as to be bent and forms an annular shape around the axis. it can. Therefore, due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the metal shaft and the synthetic resin impeller, the surface of the impeller that contacts the shaft is brought into close contact with either the first sealing surface or the second sealing surface, and A liquid seal with the impeller is created.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0009]
The electric pump 1 of this embodiment transfers, for example, a liquid having a temperature of about minus several tens degrees Celsius to about plus 100 degrees Celsius from one end in the axial direction to the other end.
[0010]
The electric pump 1 of this embodiment is formed by a brushless electric motor, and includes a pump casing 10 also serving as a motor case, a stator 20, a rotor 30, and a pair of bearings 40, as shown in FIG. .
[0011]
The pump casing 10 includes a cylindrical main frame 11, first and second sub-frames 12 and 13 connected to both ends of the main frame 11 in the axial direction by screws, and the like. The first and second end frames 14 and 15 which are overlapped in the thickness direction and connected by screws or the like are formed. The overlapping portion of the main frame 11 and the first sub-frame 12 and the overlapping portion of the second end frame 15 and the second sub-frame 13 are sealed by O-rings 16, respectively.
[0012]
The first sub-frame 12 and the first end frame 14 are provided with openings 12a, 14a penetrating in the thickness direction thereof and communicating with each other, thereby forming a liquid passage 17a. Similarly, the second sub-frame 13 and the second end frame 15 are provided with openings 13a and 15a penetrating in their thickness direction and communicating with each other, thereby forming a liquid passage 17b. .
[0013]
A bearing mounting portion 18 is formed at the center of each of the first and second sub-frames 12 and 13. A pair of sleeve-shaped sliding bearings 40 are mounted on the bearing mounting portions 18, respectively. Note that the rolling bearing 40 may be used as the bearing 40.
[0014]
A stator 20 is attached to the inner peripheral surface of the main frame 11 in close contact therewith. The stator 20 includes a stator core 21 formed by stacking a large number of core plates, a stator winding 22 which is wound around, for example, six T-shaped salient poles of the stator core 21, and a stator winding 22. And an electrically insulating synthetic resin portion 23 for embedding and molding. The stator windings 22 are connected in series in the radial direction of the stator 20 to form three sets of windings and are connected in three phases. The inner peripheral surface of the stator core 21 is covered with a thin layer 23a provided integrally with the synthetic resin portion 23 to prevent rust.
[0015]
A polyester resin or the like can be suitably used for the synthetic resin portion 23. An annular circuit board for relaying electricity to the stator windings 22 is embedded in one end (the upper end in FIG. 1) in the axial direction of the synthetic resin portion 23. A position sensor (not shown) such as a Hall element for detecting the rotational position of the rotor 30 is attached to this substrate, and a signal line and a cable such as an electric wire (see FIG. (Not shown) is connected. This cable is drawn out of the pump casing 10 through a space between the main frame 11 and the first sub-frame 12, for example, and is connected to a motor driver (not shown).
[0016]
As shown in FIG. 3, the rotor 30 includes a rotor core assembly 31, a shaft 34, and an impeller 35. The rotor core assembly 31 includes a rotor core 32 and a magnet 33, both ends of which are a pair of salient poles. The rotor core assembly 31 has a four-pole salient pole structure in which a pair of substantially I-shaped rotor cores 32 are overlapped in a cross shape between the rotor cores 32 via magnets 33 magnetized in the thickness direction (axial direction). Has become. The rotor core 32 is formed of a laminated steel plate, and the magnet 33 is a neodymium-iron-boron-based high energy product magnet.
[0017]
The shaft 34 rotatably supported by the bearing 40 at the protruding end portion 34a penetrates the center portions of the rotor core 32 and the magnet 33, respectively, and fixes the rotor core 32 and the magnet 33. The shaft 34 is made of metal, for example, SUS303 or the like. The impeller 35 is made of a synthetic resin, and can be formed of, for example, a polyester synthetic resin. The impeller 35 has a spiral groove 36 communicating with the outer periphery in the axial direction.
[0018]
The rotor 30 can be formed by putting the rotor core assembly 31 and its vicinity together with the shaft 34 into a synthetic resin and molding the same. At this time, both ends of the shaft 34 are not molded. The rotor 30 rotatably supports the protruding ends 34 a at both ends of the shaft 34 on a pair of bearings 40, and provides a flow path A through which liquid flows between the stator 20 and the impeller 35, It is arranged rotatably inside.
[0019]
As shown in FIGS. 3 to 5, one of the shaft 34 and the impeller 35, for example, the impeller 35, which is in contact with each other on both axial sides of the rotor core assembly 31, is provided with an annular convex portion 37. An annular concave portion 38 is provided on the other shaft 34, and the convex portion 37 and the concave portion 38 are fitted. The convex portion 37 is filled so as to fit into the concave portion 38 when the impeller 35 is molded. The protruding end 34 a of the shaft 34 protruding from the impeller 35 is formed to have a smaller diameter than the shaft portion in the impeller 35. The recess 38 and the protruding end 34a can be formed by cutting the shaft 34.
[0020]
In addition, while the annular convex portion 37 is provided on the shaft 34, the annular concave portion 38 is provided on the impeller 35, and the convex portion 37 and the concave portion 38 can be fitted to each other. The recess 38 that can be formed is preferable because it can be manufactured at low cost.
[0021]
The electric pump 1 having the above configuration is driven by energizing the stator 20 to transfer the liquid from one end in the axial direction to the other end. The energization of the stator 20 is performed by sequentially switching the excitation phase, and a rotating magnetic field that progresses in the circumferential direction of the stator 20 is generated. Accordingly, this magnetic field is magnetically coupled to each magnet 33 of the rotor 30. As a result, a rotational torque is generated between the stator 20 and the magnet 33, so that the rotor 30, both ends of which are supported by the bearing 40, is rotated with the impeller 35. The switching of the excitation phase can be reversed by the motor driver. Therefore, the rotor 30 is reversely rotated with the impeller 35.
[0022]
When the rotor 30 is rotated, the liquid is transferred in the groove 36 of the impeller 35 according to the rotation direction. Therefore, the liquid can be sucked in from one axial end of the electric pump 1 and discharged from the other end to be transferred. The transfer direction can be reversed by switching the excitation phase as described above.
[0023]
When the liquid is transferred by the electric pump 1, the rotor 30 is exposed to the liquid. According to the rotor 30 provided in the electric pump 1, it is possible to suppress the liquid from entering the inside.
[0024]
This is achieved by providing annular convex portions 37 at both axial ends of the impeller 35 that come into contact with the shaft 34 and providing annular concave portions 38 at both axial ends of the shaft 34 that come into contact with the impeller 35. This is because the and the recess 38 are fitted. As a result, the portion where the shaft 34 contacts the impeller 35 is connected to a surface intersecting the axial direction, for example, a first sealing surface 34t orthogonal to the axial direction of the shaft 34, and is connected to the first sealing surface 34t so as to be bent from the first sealing surface 34t. , For example, a second seal surface 34s that is annular in parallel with the axial direction. Therefore, due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the metal shaft 34 and the synthetic resin impeller 35, the surface of the impeller 35 that is in contact with the shaft 34 is either the first sealing surface 34t or the second sealing surface 34s. The liquid is sealed between the shaft 34 and the impeller 35 by making close contact with each other, so that the liquid can be prevented from entering the inside.
[0025]
That is, at low temperatures, the impeller 35 made of synthetic resin has a larger coefficient of thermal expansion in the direction orthogonal to the axial direction than the shaft 34 made of SUS303. Therefore, the inner surface 35s parallel to the axial direction of the impeller 35 expands as indicated by a broken line in FIG. Actually, since the shaft 34 is provided inside the impeller 35, the inner surface 35s of the impeller 35 parallel to the axial direction of the shaft 34 is strongly pressed against the second sealing surface 34s parallel to the axial direction of the shaft 34. It is applied and adheres. Thereby, the liquid is sealed between the impeller 35 and the shaft 34, and the liquid is prevented from entering the inside of the impeller 35.
[0026]
At a low temperature, the impeller 35 made of synthetic resin has a smaller coefficient of thermal expansion in a direction parallel to the axial direction than the shaft 34 made of SUS303, so that it is orthogonal to the axial direction of the impeller 35. a gap g 1 between the first sealing surface 34t perpendicular to the axial direction of the inner surface 35t and the shaft 34. However, as described above, since the inner surface 35s is in close contact with the second seal surface 34s and the space between the impeller 35 and the shaft 34 is sealed, it is possible to suppress the liquid from entering the inside of the rotor 30.
[0027]
On the other hand, at high temperatures, the impeller 35 made of synthetic resin has a larger coefficient of thermal expansion in the direction parallel to the axial direction than the shaft 34 made of SUS303. Therefore, the inner surface 35t of the impeller 35 orthogonal to the axial direction of the shaft 34 expands as indicated by a broken line in FIG. Actually, since the shaft 34 is provided inside the impeller 35, the inner surface 35 t orthogonal to the axial direction of the impeller 35 is strongly pressed against the first seal surface 34 t orthogonal to the axial direction of the shaft 34 to be in close contact therewith. I do. Thereby, the liquid is sealed between the impeller 35 and the shaft 34, and the liquid is prevented from entering the inside of the impeller 35.
[0028]
At high temperatures, the impeller 35 made of synthetic resin has a smaller coefficient of thermal expansion in the direction orthogonal to the axial direction than the shaft 34 made of SUS303, so that it is parallel to the axial direction of the impeller 35. a gap g 2 between the second sealing surface 34s parallel to the axial direction of such inner surface 35s and the shaft 34. However, as described above, since the inner surface 35t and the first sealing surface 34t are in close contact with each other to seal the space between the impeller 35 and the shaft 34, it is possible to suppress the liquid from entering the inside of the rotor 30.
[0029]
As described above, according to the electric pump 1, among the shaft 34 and the impeller 35 that are in contact with each other on both axial sides of the rotor core assembly 31, one of the impellers 35 is provided with the annular convex portion 37 and the other of the shafts 34. An annular concave portion 38 is provided on the shaft, and the convex portion 37 and the concave portion 38 are fitted to each other, so that the shaft 34 and the impeller 35 are brought into close contact with each other regardless of whether the temperature is low or high. In the impeller 35 can be suppressed. Thereby, rust of the rotor core 32 induced by the liquid entering the inside of the impeller 35 is suppressed. Accordingly, it is possible to suppress a rotation failure due to the contact between the rotor 30 and the stator 20, which is caused by the rust of the rotor core 32 and the expansion of the rotor 30 in the radial direction.
[0030]
In the electric pump 1 of this embodiment, the shaft 34 has not only the second seal surface 34s parallel to the axial direction but also the first seal surface 34t orthogonal to the axial direction. This is more effective at high temperatures where the coefficient of thermal expansion in the direction parallel to the axial direction is large.
[0031]
Further, in the electric pump 1, since the sealing is performed by utilizing the difference in thermal expansion between the synthetic resin and the iron-based material such as stainless steel, the annular convex portion 37 formed on the impeller 35 and the shaft 34 are formed. The rust of the rotor core 32 can be suppressed with a simple configuration in which the annular concave portion 38 formed in the above is fitted.
[0032]
Further, in this electric pump, the concave portion 38 is provided on the shaft 34, and the convex portion 37 is provided on the impeller 35, and the protruding end portion 34 a of the shaft 34 protruding from the impeller 35 is connected to the shaft portion in the impeller 35. Since the diameter is smaller, the concave portion 38 and the protruding end portion 34a can be formed by cutting the shaft 34. Therefore, the material cost of the shaft 34 is low. Moreover, since the diameter of the protruding end portion 34a is smaller than that of the shaft portion in the impeller 35, the diameter of the bearing 40 is reduced, and the area around the entrance of the flow path A is not narrowed, so that the liquid can be smoothly transferred.
[0033]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the electric pump 1 of this embodiment, an annular convex portion 37 is formed on the shaft 34 of the shaft 34 formed of an iron-based material such as SUS303 and an impeller 35 made of synthetic resin, which are in contact with each other on both axial sides of the rotor core assembly 31. At the same time, an annular concave portion 38 is provided in the impeller 35, and the convex portion 37 and the concave portion 38 are fitted. As a result, a surface intersecting with the axial direction, for example, a first seal surface 34t orthogonal to the axial direction of the shaft 34, and a portion where the shaft 34 contacts the impeller 35, are connected so that the first seal surface 34t is bent. An annular second seal surface 34s can be provided in parallel with the axial direction. The other configuration is the same as that of the above-described first embodiment, and the same description will be omitted by attaching the same reference numerals to FIG. 6.
[0034]
In this electric pump 1, the surface of the impeller 35 that comes into contact with the shaft 34 is changed to the first sealing surface 34t or the second sealing surface 34s due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the metal shaft 34 and the synthetic resin impeller 35. A liquid seal is provided between the shaft 34 and the impeller 35 in close contact with any one of the shafts, and it is possible to prevent liquid from entering the inside.
[0035]
That is, at low temperatures, the impeller 35 made of synthetic resin has a larger coefficient of thermal expansion in the direction orthogonal to the axial direction than the shaft 34 made of SUS303. Therefore, the inner surface 35s of the impeller 35 parallel to the axial direction of the shaft 34 expands as shown by a broken line in FIG. Actually, since the shaft 34 is provided inside the impeller 35, the inner surface 35 s parallel to the axial direction of the impeller 35 is strongly pressed against the second seal surface 34 s parallel to the axial direction of the shaft 34, so that the inner surface 35 s is closely contacted. I do. Thereby, the liquid is sealed between the impeller 35 and the shaft 34, and the liquid is prevented from entering the inside of the impeller 35.
[0036]
At a low temperature, the impeller 35 made of synthetic resin has a smaller coefficient of thermal expansion in a direction parallel to the axial direction than the shaft 34 made of SUS303, so that it is orthogonal to the axial direction of the impeller 35. a gap g 1 between the first sealing surface 34t perpendicular to the axial direction of the inner surface 35t and the shaft 34. However, as described above, since the inner surface 35s is in close contact with the second seal surface 34s and the space between the impeller 35 and the shaft 34 is sealed, it is possible to suppress the liquid from entering the inside of the rotor 30.
[0037]
On the other hand, at high temperatures, the impeller 35 made of synthetic resin has a larger coefficient of thermal expansion in the direction parallel to the axial direction than the shaft 34 made of SUS303. Therefore, the inner surface 35t orthogonal to the axial direction of the impeller 35 expands as indicated by a broken line in FIG. Actually, since the shaft 34 is provided inside the impeller 35, the inner surface 35t of the impeller 35 orthogonal to the axial direction of the shaft 34 is strongly pressed against the first sealing surface 34t orthogonal to the axial direction of the shaft 34. Be closely attached. Thereby, the liquid is sealed between the impeller 35 and the shaft 34, and the liquid is prevented from entering the inside of the impeller 35.
[0038]
At high temperatures, the impeller 35 made of synthetic resin has a smaller coefficient of thermal expansion in the direction perpendicular to the axial direction than the shaft 34 formed of SUS303, a gap g 2 between the second sealing surface 34s parallel to the axial direction of such inner surface 35s and the shaft 34. However, as described above, since the inner surface 35t and the first sealing surface 34t are in close contact with each other to seal the space between the impeller 35 and the shaft 34, it is possible to suppress the liquid from entering the inside of the rotor 30.
[0039]
Thus, according to the electric pump 1 of the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
[0040]
In the first and second embodiments, one annular convex portion 37 and one annular concave portion 38 are provided at both axial end portions of the impeller 35 in contact with the shaft 34. However, the annular convex portion 37 and the annular concave portion 38 are provided. Not only one concave portion 38 but also a plurality of concave portions 38 may be provided.
[0041]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electric pump which can suppress that a rotor core rusts is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing an electric pump according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a rotor of the electric pump shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a perspective view showing a part of the rotor of the electric pump shown in FIG. 1 cut away;
FIG. 4 is a sectional view showing a rotor of the electric pump of FIG. 1;
FIG. 5A is a sectional view showing a part of a rotor at a low temperature. (B) is a sectional view showing a part of the rotor at a high temperature.
FIG. 6A is a cross-sectional view illustrating a part of a rotor at a low temperature of an electric pump according to a second embodiment of the present invention. FIG. 7B is a cross-sectional view showing a part of the rotor of the electric pump in FIG. 6A at a high temperature.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric pump 20 ... Stator 30 ... Rotor 31 ... Rotor core assembly 34 ... Shaft 34a ... Protruding end part 35 ... Impeller 36 ... Groove part 37 ... Convex part 38 ... Concave part A ... Channel
