JP2008032021A

JP2008032021A - 遠心ポンプ

Info

Publication number: JP2008032021A
Application number: JP2007260707A
Authority: JP
Inventors: Noboru Matsuda; 昇松田; Yasushi Morimoto; 泰史森本; Yoshiyuki Kani; 美行可児
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-10-04
Filing date: 2007-10-04
Publication date: 2008-02-14

Abstract

【課題】超音波樹脂溶着時の固定軸近傍への悪影響を軽減し、安価で安定した品質を確保できる遠心ポンプを提供することを目的とする。
【解決手段】磁石式インペラ１０６を収納するポンプケース１０４において、吸入口１１３を形成した吸入口側ケーシング１０８と、側壁部１１４に吐出口１１５を形成した吐出口側ケーシング１０９とにより構成し、吸入口側ケーシング１０８と吐出口側ケーシング１０９との超音波樹脂溶着による結合部を吸入口１１３と吐出口１１５との間に設けたものであり、溶着時に発生するエネルギーが隔壁部１０５の中心部付近に集中することを防ぐことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、水や湯等を揚水する遠心ポンプに関するものであり、例えば家庭で用いられる電気湯沸かし器等で使用される小型の遠心ポンプに関するものである。

遠心ポンプの身近なものとして電気湯沸かし器に採用されている電動ポンプがあり、電気湯沸かし器で使用されている従来の遠心ポンプは、例えば図７〜図９に示すような構成になっていた。

すなわち、図７に示すように、１はモータで、モータ１の回転軸２にはフェライト粉等を混入した樹脂マグネット製の駆動磁石３が圧入により装着固定されている。ポンプケース４の隔壁部５を介して駆動磁石３と対向させその磁気結合によって回転する磁石式インペラ６とで構成された遠心ポンプ７において、磁石式インペラ６を収納するポンプケース４はインペラ側ケーシング８と、ポンプケース４とモータ１を結合するためのモータ側ケーシング９とにより構成している。１０はモータ１をモータ側ケーシング９で支持するとともに給湯装置本体１１に遠心ポンプ７を取り付けるための樹脂製のモータホルダーである。

図８の分解図を交えて遠心ポンプ７を詳述する。インペラ側ケーシング８には前方部に、遠心ポンプ７を組み込む際の容器１２との接続に好都合な方向に屈曲させた吸入口１３、側壁部１４に吐出口１５、フランジ部１６に位置決め用兼超音波樹脂溶着用の溝１７を設けている。吸入口１３の中心部には磁石式インペラ６を軸支するステンレス製の固定軸１８が半固定されている。磁石式インペラ６はフェライト粉等を混入した樹脂マグネット製のインペラ１９と軸受け部２０に固着された耐磨耗性樹脂からなる軸受け２１とからなり、軸受け２１に設けた保持部２２がインペラ１９を貫通してインペラ１９の羽根側２３で溶着固定されている。そして軸受け部２０には固定軸１８を軸として回転自在な有底状の軸受け孔２４を有する。この軸受け部２０の先端中央には、磁石式インペラ６が回転するときの支点となる球面状凸部２５が軸受け２１から突出しており、前記した磁気結合により磁石式インペラ６は駆動磁石３に吸引され常時は球面状凸部２５が隔壁部５に当接している。

この構成により、磁石式インペラ６は固定軸１８を軸として回転支持されている。モータ側ケーシング９は、インペラ側ケーシング８とでポンプケース４を形成する隔壁部５を一体成形した樹脂成形品である。

そして、インペラ側ケーシング８の溝１７に対応させて位置決め用兼超音波樹脂溶着用のリブ２６をフランジ部２７に設け、円筒状の側壁部２８にはモータ１の回転軸２側端面を支持するモータ支持部２９とモータ１の前方位置を規制する位置規制リブ３０を設けている。モータ１はモータホルダー１０で覆われ、モータホルダー１０はインペラ側ケーシング８とねじ３１により締結されている。３２はモータホルダー１０に設けたモータ１の反回転軸２側端面に当接する当接片である。モータ支持部２９端面から当接片３２の内側までの寸法は、モータ１の胴部の長さとほぼ同一にしてあり、モータホルダー１０とポンプケース４をねじ３１により締結するとモータ１が長さ方向で支持され固定されている。

次に、遠心ポンプ７の組み立てを図８〜図９に基づいて説明する。まず、インペラ側ケーシング８に半固定された固定軸１８に磁石式インペラ６を挿入し、モータ側ケーシング９を被せリブ２６を溝１７に嵌合して超音波溶着する。このとき、インペラ側ケーシング８のフランジ部１６を超音波溶着治具３３側に、モータ側ケーシング９のフランジ部２７を超音波溶着ホーン３４側にセットして溶着し、ポンプケースユニット３５が完成する。一方、モータ１の回転軸２に駆動磁石３を圧入して装着固定し、モータユニット３６が完成する。そしてモータホルダー１０にモータユニット３６を反回転軸２側から挿入した後、モータユニット３６の回転軸２側にポンプケースユニット３５のモータ支持部２９を挿入して、ポンプケース４とモータホルダー１０とを２本のねじ３１によって締結して遠心ポンプ７の組み立てが完了する。

そして、遠心ポンプ７は図７に示すように給湯装置本体１１内の下部に設置されていて、湯を貯める容器１２の底に吸入口１３がストレート状ブッシング３７を介して接続され、吐出口１５がパイプを介して注水口に接続されている。従って、給湯スイッチの操作により遠心ポンプ７を駆動すれば、容器１２内の湯は揚水されて注水口から注がれる。尚、容器１２の底面裏側にはヒーターで形成された加熱装置３８が設けてあり、容器１２の水を加熱し、沸騰させることができるようになっている。

上記説明でわかるように、従来の遠心ポンプ７はインペラ側ケーシング８の前方部に吸入口１３、側壁部１４に吐出口１５を設けているので、モータ側ケーシング９との超音波樹脂溶着による結合部をポンプケース４の隔壁部５近傍に設けなければならない。また、超音波樹脂溶着における品質安定のためには、側壁部２８に何ら障害物のないモータ側ケーシング９のフランジ部２７を超音波溶着ホーン３４側とし、側壁部１４に吐出口１５を設けているインペラ側ケーシング８のフランジ部１６を超音波溶着治具３３側とすることは一般的な常識である。従って、モータ側ケーシング９のフランジ部２７に位置決め用兼超音波樹脂溶着用のリブ２６を設け、インペラ側ケーシング８のフランジ部１６に位置決め用兼超音波樹脂溶着用の溝１７を設けている。ここで、磁石式インペラ６を軸支する固定軸１８の固定方法として、上記従来例に示すようにインペラ側ケーシング８に設けた吸入口１３の中心部に固定する方法と、モータ側ケーシング９に設けた隔壁部５の中心部に固定する方法の２種類がある。

しかし、このような従来の遠心ポンプの構成では、超音波樹脂溶着による結合部を隔壁部５近傍に設けており、組み立て時にモータ側ケーシング９側から超音波樹脂溶着を行うため、溶着時に発生するエネルギーが溶着結合を必要とする部位のみに限らず隔壁部５の中心部付近に集中することが予想される。前記した磁石式インペラ６を軸支する固定軸１８の固定方法として、後者の固定方法（モータ側ケーシング９と一体成型した隔壁部５の中心部にこれを設ける構成）を採用した場合に、固定軸１８を固定支持する隔壁部５の割れ等を発生させる恐れがあり、固定軸１８の倒れ等で固定支持が不安定になり、遠心ポンプ７としての安定した品質を確保することが困難であるという課題を有していた。

本発明は、モータと、モータの回転軸に固定された駆動磁石と、ポンプケースの隔壁部を介して駆動磁石と対向させその磁気結合によって回転する磁石式インペラとを有し、吸入口側ケーシングに形成する略半円筒状の吸入口を設け、吸入口を屈曲させたことを特徴とする遠心ポンプとし、遠心ポンプをさらに小型化することができ、給湯装置本体内の下部空間を高さ方向でさらに小型化し、電気湯沸かし器の全高をさらに低くすることができる。同時に、容器の底との接続に使用されるブッシングをストレート状にすることによって、コストダウンできる。

本発明によれば、吸入口側ケーシングに形成する略半円筒状の吸入口を設け、吸入口を屈曲させているので、遠心ポンプをさらに小型化することができ、給湯装置本体内の下部空間を高さ方向でさらに小型化し、電気湯沸かし器の全高をさらに低くすることができる。同時に、容器の底との接続に使用されるブッシングをストレート状にすることによって、コストダウンできる。

本発明の請求項１記載の発明は、モータと、前記モータの回転軸に固定された駆動磁石と、ポンプケースの隔壁部を介して前記駆動磁石と対向させその磁気結合によって回転する磁石式インペラとを有し、吸入口側ケーシングに形成する略半円筒状の吸入口を設け、前記吸入口を屈曲させたことを特徴とする遠心ポンプとする。

これによって、遠心ポンプをさらに小型化することができ、給湯装置本体内の下部空間を高さ方向でさらに小型化し、電気湯沸かし器の全高をさらに低くすることができる。同時に、容器の底との接続に使用されるブッシングをストレート状にすることによって、コストダウンできる。

以下、本発明の実施の形態について、本発明の遠心ポンプを電気湯沸かし器に採用した例を挙げ、図１〜図６を参照しながら説明する。

（参考例１）
まず、本発明の第１の参考例について説明する。図１の参考例では、１０１はモータで、モータ１０１の回転軸１０２にはフェライト粉等を混入した樹脂マグネット製の駆動磁石１０３が圧入により装着固定されている。ポンプケース１０４の隔壁部１０５を介して駆動磁石１０３と対向させその磁気結合によって回転する磁石式インペラ１０６とで構成された遠心ポンプ１０７において、磁石式インペラ１０６を収納するポンプケース１０４は吸入口側ケーシング１０８と、ポンプケース１０４とモータ１０１を結合するための吐出口側ケーシング１０９とにより構成している。１１０はモータ１０１を吐出口側ケーシング１０９で支持するとともに給湯装置本体１１１に遠心ポンプ１０７を取り付けるための樹脂製のモータホルダーである。

図２の分解図を交えて遠心ポンプ１０７を詳述する。吸入口側ケーシング１０８には前方部に、吸入口１１３、フランジ部１１６に位置決め用兼超音波樹脂溶着用のリブ１２６、吸入口１１３の中心部に磁石式インペラ１０６の前方移動を阻止するボスを設けている。磁石式インペラ１０６はフェライト粉等を混入した樹脂マグネット製のインペラ１１９と軸受け部１２０に固着された耐磨耗性樹脂からなる軸受け１２１とからなり、軸受け１２１に設けた保持部１２２がインペラ１１９を貫通してインペラ１１９の羽根側１２３で溶着固定されている。

そして軸受け部１２０には固定軸１１８を軸として回転自在な有底状の軸受け孔１２４を有する。この軸受け１２１の先端中央には、磁石式インペラ１０６が前方移動した際にこれを阻止するボスに当接する球面状凸部を設けている。

この軸受け孔１２４の孔奥中央には、磁石式インペラ１０６が回転するときの支点となる球面状凸部１２５が突出しており、前記した磁気結合により磁石式インペラ１０６は駆動磁石１０３に吸引され常時は球面状凸部１２５が固定軸１１８の先端に当接している。この構成により、磁石式インペラ１０６は固定軸１１８を軸として回転支持されている。

吐出口側ケーシング１０９は、側壁部１１４に吐出口１１５を設けてあり、吸入口側ケーシング１０８とでポンプケース１０４を形成する隔壁部１０５を一体成形した樹脂成形品である。その隔壁部１０５の中央に磁石式インペラ１０６を軸支するステンレス製の固定軸１１８をインサート成形により装着固定している。そして、吸入口側ケーシング１０８のリブ１２６に対応させて位置決め用兼超音波樹脂溶着用の溝１１７をフランジ部１２７に設け、円筒状の側壁部１２８にはモータ１０１の回転軸１０２側端面を支持するモータ支持部１２９とモータ１０１の前方位置を規制する位置規制リブ１３０を設けている。モータ１０１はモータホルダー１１０で覆われ、モータホルダー１１０は吸入口側ケーシング１０８とねじ１３１により締結されている。

１３２はモータホルダー１１０に設けたモータ１０１の反回転軸１０２側端面に当接する当接片である。モータ支持部１２９端面から当接片１３２の内側までの寸法は、モータ１０１の胴部の長さとほぼ同一にしてあり、モータホルダー１１０とポンプケース１０４をねじ１３１により締結するとモータ１０１が長さ方向で支持され固定されている。

次に、本参考例の遠心ポンプ１０７の組み立てを図２〜図３に基づいて説明する。まず、吐出口側ケーシング１０９にインサート成形により固定された固定軸１１８に磁石式インペラ１０６を挿入し、吸入口側ケーシング１０８を被せリブ１２６を溝１１７に嵌合して超音波溶着する。このとき、吐出口側ケーシング１０９のフランジ部１２７を超音波溶着治具１３３側に、吸入口側ケーシング１０８のフランジ部１１６を超音波溶着ホーン１３４側にセットして溶着し、ポンプケースユニット１３５が完成する。一方、モータ１０１の回転軸１０２に駆動磁石１０３を圧入して装着固定し、モータユニット１３６が完成する。そしてモータホルダー１１０にモータユニット１３６を反回転軸１０２側から挿入した後、モータユニット１３６の回転軸１０２側にポンプケースユニット１３５のモータ支持部１２９を挿入して、ポンプケース１０４とモータホルダー１１０とを２本のねじ１３１によって締結して遠心ポンプ１０７の組み立てが完了する。

そして、上記遠心ポンプ１０７は図１に示すように給湯装置本体１１１内の下部に設置されていて、湯を貯める容器１１２の底に吸入口１１３がＬ字状ブッシング１３７を介して接続され、吐出口１１５がパイプを介して注水口に接続されている。従って、給湯スイッチの操作により遠心ポンプ１０７を駆動すれば、容器１１２内の湯は揚水されて注水口から注がれる。尚、容器１１２の底面裏側にはヒーターで形成された加熱装置１３８が設けてあり、容器１１２の水を加熱し、沸騰させることができるようになっている。

上記説明でわかるように、本参考例の遠心ポンプ１０７は吸入口側ケーシング１０８の前方部に吸入口１１３を設け、吐出口側ケーシング１０９の側壁部１１４に吐出口１１５を設けているので、吸入口側ケーシング１０８と吐出口側ケーシング１０９との超音波樹脂溶着による結合部を吸入口１１３と吐出口１１５との間に設けることができる。また、超音波樹脂溶着における品質安定のためには、吸入口側ケーシング１０８のフランジ部１１６を超音波溶着ホーン１３４側とし、側壁部１１４に吐出口１１５を設けている吐出口側ケーシング１０９のフランジ部１２７を超音波溶着治具１３３側とすることは一般的な常識である。従って、吸入口側ケーシング１０８のフランジ部１１６に位置決め用兼超音波樹脂溶着用のリブ１２６を設け、吐出口側ケーシング１０９のフランジ部１２７に位置決め用兼超音波樹脂溶着用の溝１１７を設けている。

ここで、超音波溶着ホーン１３４側に位置する吸入口側ケーシング１０８に比べ、超音波溶着治具１３３側に位置する吐出口側ケーシング１０９の方が溶着時に発生するエネルギーの影響を受けにくいことは一般的に知られている。従って、吸入口側ケーシング１０８と吐出口側ケーシング１０９との超音波樹脂溶着による結合部を吸入口１１３と吐出口１１５との間に設けており、組み立て時に吸入口側ケーシング１０８側から超音波樹脂溶着を行うため、固定軸１１８をインサート成形によって固定した隔壁部１０５に対して充分に離れた位置で溶着が行われるため、溶着時に発生するエネルギーは隔壁部１０５の中心付近に伝達されにくくなる。従って、安価で安定した品質を確保する遠心ポンプを提供することができる。

（参考例２）
次に、本発明の第２の参考例について説明する。図４は上記の参考例１で説明した吐出口側ケーシング１０９を発展させたものである。図４において、吐出口側ケーシング１０９の隔壁部１０５の厚みを１．３ｍｍ、側壁部１１４、１２８の厚みを２．２ｍｍに設定しており、側壁部１１４、１２８よりも隔壁部１０５の肉厚を薄くしている。吸入口側ケーシング１０８と吐出口側ケーシング１０９との超音波樹脂溶着時に発生するエネルギーは、吐出口側ケーシング１０９のフランジ部１２７から側壁部１１４に伝わり、側壁部１２８と隔壁部１０５に分割伝達される。

上記説明でわかるように、分割伝達される溶着時のエネルギーは厚みの薄い隔壁部１０５に比べて厚みの厚い側壁部１１４、１２８に伝達されやすくなるため、隔壁部１０５の中心付近に集中することを防ぎ、吐出口側ケーシング１０９と一体成型した隔壁部１０５の中心に固定軸１１８を固定する構成を採用しても安定した品質を確保することができる。

（参考例３）
次に、本発明の第３の参考例について説明する。図５は先の参考例１の吸入口側ケーシング１０８を発展させた遠心ポンプ１０７である。図の吸入口側ケーシング１０８において、前方部に中心軸Ａ（モータ１０１の回転軸１０２）に対して所望位置に偏心させた中心軸Ｂを中心とする円筒状で、遠心ポンプ１０７を組み込む際の容器１１２との接続に好都合な方向に屈曲させた吸入口１１３を設けている。また、フランジ部１１６に位置決め用兼超音波樹脂溶着用のリブ１２６、偏心させた吸入口１１３の中心軸Ａ上に磁石式インペラ１０６の前方移動を阻止するボスを設けている。この遠心ポンプ１０７は給湯装置本体１１１内の下部に設置されていて、湯を貯める容器１１２の底に好都合な方向に屈曲させた吸入口１１３がストレート状ブッシング１３７を介して接続されている。

上記説明でわかるように、吸入口側ケーシング１０８の前方部に中心軸Ａに対して所望位置に偏心させた中心軸Ｂを中心とする円筒状の吸入口１１３を設けているので、遠心ポンプ１０７を給湯装置本体１１１内の下部に設置する位置を容器１１２側に近づけることができる。すなわち、偏心後の取り付け位置は偏心前に比べて偏心量（中心軸Ａと中心軸Ｂの距離）程度容器１１２側に近づけることが可能である。従って、給湯装置本体１１１内の下部空間（容器１１２の下部空間）を高さ方向で小型化することによって、電気湯沸かし器の全高を低くすることができる。また、吸入口１１３において遠心ポンプ１０７を組み込む際の容器１１２との接続に好都合な方向に屈曲させているので、容器１１２の底との接続に使用されるブッシング１３７をストレート状にすることができ、従来例に示すようなＬ字状に対してコストダウンできる。

（実施の形態１）
次に、本発明の第１の実施の形態について説明する。図６は先の参考例１の吸入口側ケーシング１０８をさらに発展させた遠心ポンプ１０７である。図の吸入口側ケーシング１０８において、前方部に略半円筒状で、遠心ポンプ１０７を組み込む際の容器１１２との接続に好都合な方向に屈曲させた吸入口１１３を設けている。また、フランジ部１１６に位置決め用兼超音波樹脂溶着用のリブ１２６、吸入口１１３の中心に磁石式インペラ１０６の前方移動を阻止するボスを設けている。この遠心ポンプ１０７は給湯装置本体１１１内の下部に設置されていて、湯を貯める容器１１２の底に好都合な方向に屈曲させた吸入口１１３がストレート状ブッシング１３７を介して接続されている。

上記説明でわかるように、吸入口側ケーシング１０８の前方部に半円筒状の吸入口１１３を設けているので、遠心ポンプ１０７をさらに小型化し、給湯装置本体１１１内の下部に設置する位置を容器１１２側に近づけることができる。すなわち、半円筒状の吸入口１１３を設けた遠心ポンプ１０７の取り付け位置は円筒状のものに比べて半径量程度容器１１２側に近づけることが可能である。従って、給湯装置本体１１１内の下部空間（容器１１２の下部空間）を高さ方向で小型化することによって、電気や沸かし器の全高を低くすることができる。同時に、吸入口１１３において遠心ポンプ１０７を組み込む際の容器１１２との接続に好都合な方向に屈曲させているので、容器１１２の底との接続に使用されるブッシング１３７をストレート状にすることができ、従来例に示すようなＬ字状に対してコストダウンできる。

本発明の第１の参考例を示す遠心ポンプを採用した電気湯沸かし器の要部断面図本発明の第１の参考例を示す遠心ポンプの分解図本発明の第１の参考例を示す遠心ポンプの要部断面図本発明の第２の参考例を示す吐出口側ケーシングの断面図本発明の第３の参考例を示す遠心ポンプを採用した電気湯沸かし器の要部断面図本発明の第１の実施の形態を示す遠心ポンプを採用した電気湯沸かし器の要部断面図従来例を示す遠心ポンプを採用した電気湯沸かし器の要部断面図従来例を示す遠心ポンプの分解図従来例を示す遠心ポンプの要部断面図

符号の説明

１０１モータ
１０２回転軸
１０３駆動磁石
１０４ポンプケース
１０５隔壁部
１０６磁石式インペラ
１０７遠心ポンプ
１０８吸入口側ケーシング
１０９吐出口側ケーシング
１１３吸入口
１１４側壁部
１１５吐出口
１１８固定軸

Claims

モータと、前記モータの回転軸に固定された駆動磁石と、ポンプケースの隔壁部を介して前記駆動磁石と対向させその磁気結合によって回転する磁石式インペラとを有し、吸入口側ケーシングに形成する略半円筒状の吸入口を設け、前記吸入口を屈曲させたことを特徴とする遠心ポンプ。