JP2009057880A - ポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ポンプ装置自身からの振動の発生自身を低く抑えたポンプ装置を提供すること。
【解決手段】ポンプ装置１では、２つの吐出口２６が回転中心軸線Ｌを中心とする点対称位置に形成され、インペラ５０では、５枚の羽根部５２が等角度間隔に配置されている。このため、５枚の羽根部５２のうち、いずれの羽根部５２も２枚が２つの吐出口２６に同時に最接近し、通過することがない。また、インペラ５０に対する駆動機構７０では、ステータ７１において相を切り換える周期と、羽根部５２が吐出口２６に最接近する周期とがずれている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ポンプ室内のインペラの回転により液体の吸入、吐出を行なうポンプ装置に関するものである。

循環ポンプを備えた機器では、その共振により騒音が発生しやすいので、その対策が必要である。例えば、ドラム式洗濯機において、循環ポンプユニットを備えたフィルタリング部を、ゴムブッシュを介して台板に固定するとともに、循環ポンプ部を弾性クッションを介して台板に載置することにより、循環ポンプ部のモータの振動が台板に伝播することを防止する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−２２３５７２号公報

しかしながら、上記の技術は、循環ポンプユニット自身の共振を抑制する技術ではないため、例えば、インペラの羽根部の枚数が、インペラ駆動用モータに用いたステータの突極の数と永久磁石の磁極数との最大公約数の整数倍であると、インペラが一回転する際の振動周期と、モータの一回転あたりの振動周期とが共振し、ポンプユニット自身が振動を発生するという問題点がある。このような場合、ゴムブッシュや弾性クッションを設けても、振動を軽減する効果はあるものの、ポンプ自身の振動で騒音が発生するという問題点がある。

また、インペラが一回転する間にポンプ室の吐出口を横切る周期が、ステータの突極の数と永久磁石の磁極数との最大公約数の整数倍であると、上記と同様にポンプユニット自身が振動を発生する。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、ポンプ装置自身からの振動の発生自身を低く抑えたポンプ装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、駆動機構と、該駆動機構により回転駆動されるインペラと、該インペラが配置されたポンプ室を区画形成するケーシングとを有するポンプ装置において、前記インペラは、半径方向外側に放射状に延びた複数枚の羽根部を備え、前記ケーシングは、前記ポンプ室において半径方向外側で開口する吐出口を備え、前記駆動機構では、ステータにおいて複数の相を切り換えることによりロータを回転させ、前記駆動機構、前記インペラおよび前記吐出口は、前記相を切り換える周期と、前記羽根部が前記吐出口に対向する位置を通る周期（前記羽根部が前記吐出口に最接近するタイミング）とがずれるように構成されていることを特徴とする。

本発明では、ステータにおいて相を切り換える周期（各相のコイルに通電する周期）と、羽根部が吐出口に最接近する周期とがずれている。従って、インペラに対して、羽根部が吐出口に最接近することに起因して力が加わるタイミングと、相を切り換える際にインペラやコイルに対して力が加わるタイミングとがずれている。それ故、かかる力に起因してインペラ、ロータおよびステータで発生する振動が共振することを防止できるので、ポンプ装置自身で振動の発生を防止することができ、低騒音のポンプを実現できる。特に本発明では、振動発生源を直接対策したため、ゴムダンパや重りなどを用いた２次的な振動防止対策を併用する場合でも、かかる２次的な振動防止対策の構成を簡素化できるので、コストの低減を図ることができる。

本発明において、前記ステータは、各相のコイルが巻回された複数の突極を備え、前記ロータは、前記ステータに対向する位置に、複数の磁極を具備する永久磁石を備え、前記羽根部の枚数は、前記永久磁石における磁極数と前記突極の数との最大公約数の整数倍を避けた数である構成を採用することができる。

本発明において、前記ケーシングは、前記吐出口を複数備え、前記インペラおよび前記吐出口は、前記複数枚の羽根部が各々前記吐出口に対向する位置を通るタイミングがずれるように構成されていることが好ましい。このように構成すると、インペラに形成された複数枚の羽根部では、いずれの羽根部も複数が吐出口に同時に最接近し、通過することがない。このため、羽根部が吐出口に最接近することに起因してインペラに加わる力が小さいので、インペラが大きく振動することを防止することができる。

本発明の別の形態では、駆動機構と、該駆動機構により回転駆動されるインペラと、該インペラが配置されたポンプ室を区画形成するケーシングとを有するポンプ装置において、前記インペラは、半径方向外側に放射状に延びた複数枚の羽根部を備え、前記ケーシングは、前記ポンプ室において半径方向外側で開口する複数の吐出口を備え、前記インペラおよび前記吐出口は、前記複数枚の羽根部が各々前記吐出口に対向する位置を通るタイミングがずれるように構成されていることを特徴とする。

本発明においては、インペラに形成された複数枚の羽根部では、いずれの羽根部も複数が吐出口に同時に最接近し、通過することがない。このため、羽根部が吐出口に最接近することに起因してインペラに加わる力が小さいので、インペラが大きく振動することを防止することができる。それ故、ポンプ装置自身で振動の発生を防止することができ、低騒音のポンプを実現できる。特に本発明では、振動発生源に直接対策を施したため、ゴムダンパや重りなどを用いた２次的な振動防止対策を併用する場合でも、かかる２次的な振動防止対策の構成を簡素化できるので、コストの低減を図ることができる。

本発明において、前記複数の吐出口は、少なくとも前記インペラの回転中心軸線を中心とする点対称位置に配置された２つの吐出口を含んでいることが好ましい。このように構成すると、羽根部が吐出口に最接近することに起因してインペラに加わる力がインペラを中心とする両側で打ち消されるため、インペラが大きく振動することを防止することができ、騒音の発生を防止することができる。

本発明においては、ポンプ装置自身で振動の発生を防止することができるので、低騒音のポンプを実現できる。特に本発明では、振動発生源に直接対策を施したため、ゴムダンパや重りなどを用いた２次的な振動防止対策を併用する場合でも、かかる２次的な振動防止対策の構成を簡素化できるので、コストの低減を図ることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の説明においては、便宜上、ポンプ装置で液体の吸入、吐出が行なわれる側を右側（回転中心軸線方向の一方側）とし、駆動機構が配置されている側を左側（回転中心軸線方向の他方側）として説明する。

（全体構成）
図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本発明を適用したポンプ装置を管路側に接続される右側からみた右側面図、ポンプ装置の縦断面図、およびポンプ装置をカバーの側からみた左側面図であり、図１（ｂ）は、図１（ｃ）のＡ−Ａ′断面図に相当する。図２（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用したポンプ装置のケーシングのうち、インペラの回転中心軸線の最も一方側に配置されたキャップを斜め右側からみた斜視図、および当該キャップを斜め左側からみた斜視図である。

図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、本形態のポンプ装置１は、洗濯機においてフィルターケースに取り付けられる遠心ポンプであり、軸線方向（回転中心軸線Ｌ）の右側部分で液体を吸い込んで吐出する。ポンプ装置１は、中空のケーシング２を備えており、ケーシング２の内側のうち、軸線方向の右側にポンプ室３が構成され、ポンプ室３に対して左側には、ポンプ室３内のインペラ５０を回転駆動する駆動機構７０が配置されている。

ケーシング２は、軸線方向の略中央部分で左側に開口を向けたカップ状ホルダ３０（ポンプ室側ケーシング部材）と、このカップ状ホルダ３０に対して軸線方向の右側に被せられた円盤状のプレート２０とを備えており、プレート２０とカップ状ホルダ３０の底板部３５との間にポンプ室３が区画形成されている。従って、プレート２０は、ポンプ室３における回転中心軸線Ｌ方向の右側の面を規定する第１のケーシング部材に相当し、カップ状ホルダ３０は、ポンプ室３における回転中心軸線Ｌ方向の左側の面を規定する第２のケーシング部材に相当する。

また、ケーシング２は、カップ状ホルダ３０の右側に被せられたカップ状のカバー４０を備えており、カップ状のカバー４０は、カップ状ホルダ３０内の駆動機構７０を覆っている。すなわち、本形態では、駆動機構７０として、ロータ７２が外側に配置されたアウターロータ構造を採用しているため、可動部分であるロータ７２をカバー４０で覆った構造にしてある。本形態では、カップ状ホルダ３０の内側には、駆動機構７０が搭載されたトレイ状ホルダ６０（ベース部材）が固定されており、カバー４０は、トレイ状ホルダ６０に固定されている。

（ポンプ室３およびインペラ等の構成）
図１（ａ）、（ｂ）および図２（ａ）、（ｂ）に示すように、プレート２０は、円盤状であり、中央部分には右側（外側）から左側（内側）に凹む円錐面２１が形成されている。このため、プレート２０の内面には、円錐台状の突出部２１０が形成されており、突出部２１０の中央部分には、軸線方向に向かって開口する吸入口２２が形成されている。従って、プレート２０は、吸入口２２の周縁部を回転中心軸線Ｌ方向の他方側（左側）に向かって凹ませる円錐面（突出部２１０の円錐面）を備えた構造を有している。プレート２０において、円錐面２１の周りには、右側（外側）から左側（内側）に凹む略円弧状の凹部２３、２４が形成されており、かかる凹部２３、２４の形成により、プレート２０の左側に位置する内面には、円弧状の２つの凸部２３０、２４０が形成されている。

プレート２０には、２本のねじ２９によってプレート２０とカップ状ホルダ３０とを固定した際、ねじ２９の頭が収納される穴２８１が右側に向かって開口している。また、プレート２０には、プレート２０とカップ状ホルダ３０とをねじ２９によって固定する際、ねじ２９を止める箇所には、カップ状ホルダ３０から右側に向けて突出する座部３５１が嵌る穴２８２が形成されており、２つの穴２８１、２８２を仕切る底壁にはねじ２９の軸部を通す小さな貫通穴が形成されている。また、座部３５１には、右側に向かって開口するようにねじ孔が形成されている。

本形態では、凸部２３０、２４０で囲まれた空間によりポンプ室３が構成され、２つの凸部２３０、２４０が周方向で離間する途切れ部分によって、ケーシング２には、ポンプ室３において半径方向外側で開口する２つの吐出口２６が形成されている。ここで、２つの吐出口２６は、吸入口２２を通る軸線（回転中心軸線Ｌ）を中心とする点対称位置に形成されており、図２（ｂ）に矢印Ｍで示す方向に液体が吐出される。

図１（ｂ）に示すように、カップ状ホルダ３０は、ポンプ室３の左側の面を構成する円盤状の底板部３５と、底板部３５の外周縁から軸線方向の左側に向けて延びた円筒部３６と、円筒部３６の先端縁で外側に向けて拡がるフランジ部３７とを備えている。

カップ状ホルダ３０の底板部３５（ポンプ室３の底部）には、中央部分で右側から左側に凹む円錐面３３が形成されている。本形態において、円錐面３３は、プレート２０の円錐面２１および円錐台状の突出部２１０と略平行である。かかる円錐面３３の形成によって、カップ状ホルダ３０の底板部には、左側に向かって円錐台状に突出する突出部が形成されており、突出部の中央部分は円筒部３４になっている。カップ状ホルダ３０の底板部３５において、円錐面３３の外周側は円環状平坦面３９になっており、この円環状平坦面３９に前記の座部３５１が形成されている。

カップ状ホルダ３０の円筒部３４には、後述する駆動機構７０の回転軸７２１と、インペラ５０との連結部分が配置されている。インペラ５０は、回転軸７２１の右側端部が内側に固定された円筒状連結部５１と、円筒状連結部５１の右側端部から半径方向外側に放射状に延びた複数枚の羽根部５２とを備えており、円筒状連結部５１とカップ状ホルダ３０の円筒部３４との間には、この円筒部３４に嵌め込み固定されたシール部材３８が介在している。インペラ５０には、金属製のブッシュ５６がインサート成形されており、ブッシュ５６の外径がシール部材３８の内径と接触し、回転軸７２１に水が直接触れないようになっている。

本形態において、インペラ５０の羽根部５２は５枚であり、羽根部５２は、インペラ５０の中心（円筒状連結部５１）から等角度間隔に形成されている。

本形態では、カップ状ホルダ３０とプレート２０とを固定するにあたっては、カップ状ホルダ３０の底板部３５のうち、円環状平坦面３９に形成した座部３５１がプレート２０の穴２８２に嵌るようにカップ状ホルダ３０のフランジ部２９に対してプレート２０の凸部２３０、２４０を当接させた状態で、プレート２０の穴２８１にねじ２９を止める。その結果、カップ状ホルダ３０とプレート２０とは、ポンプ室３の外周側でねじ止めされた構成となる。

このようにしてカップ状ホルダ３０とプレート２０とを固定すると、カップ状ホルダ３０とプレート２０との間にポンプ室３が区画形成されるとともに、ポンプ室３内では、円錐面３３により囲まれたすり鉢状の空間内にインペラ５０の羽根部５２の略全体が配置される。また、カップ状ホルダ３０の円環状平坦面３９とプレート２０との間では吐出口２６が開口する。かかる吐出口２６は、インペラ５０の外周側のうち、インペラ５０よりも回転中心軸線Ｌ方向の右側にずれた位置、本形態では、円錐面３３よりも回転中心軸線Ｌ方向の右側にずれた位置において、円錐面３３の外周側への延長線上の位置に開口している。

このように構成したポンプ装置１では、駆動機構７０によりインペラ５０を回転駆動すると、その回転中心軸線Ｌの一方側（右側）から吸入口２２を介して水がポンプ室３に吸い込まれるとともに、２つの吐出口２６の各々から水が吐出される。

ここで、２つの吐出口２６は、回転中心軸線Ｌを中心とする点対称位置に形成され、５枚の羽根部５２は、インペラ５０の中心（円筒状連結部５１）から等角度間隔に配置されている。このため、５枚の羽根部５２のうち、いずれの羽根部５２も２枚が同時に２つの吐出口２６に対向する位置（吐出口２６に最接近する位置）を通過するということがない。このため、羽根部５２が吐出口２６に対向する位置を通過することに起因してインペラ５０および回転軸７２１に加わる力を小さくできるので、インペラ５０および回転軸７２１が大きく振動することを防止することができ、騒音の発生を防止することができる。

また、２つの吐出口２６は、回転中心軸線Ｌを中心とする点対称位置に形成されているので、羽根部５２が吐出口２６に最接近することに起因してインペラ５０および回転軸７２１に加わる力がインペラ５０を中心とする両側で打ち消されるため、インペラ５０および回転軸７２１が大きく振動することを防止することができ、騒音の発生を防止することができる。

また、インペラ５０および回転軸７２１の振動の発生自身を直接、防止する構成を採用したため、発生した振動をゴムダンパや重りなどで低減するという２次的な振動防止対策に比して効果的であり、かつ、かかる２次的な振動防止対策を併用する場合でも、２次的な振動防止対策を簡素化できるので、コストの低減を図ることができる。

なお、いずれの羽根部５２も複数枚が各々、吐出口２６に同時に最接近することがないための数や吐出口２６の位置についての条件は、上記条件に限らず、他の条件を採用してもよい。

また、本形態では、ポンプ室３の中央部分を回転中心軸線Ｌ方向の左側に凹ませる円錐面３３が形成され、円錐面３３により囲まれた鉢状の空間内にインペラ５０が配置された構造を採用している。このため、すり鉢状の空間の深さ分だけ、インペラ５０を駆動機構７０に近接配置することができるので、回転軸７２１が短くてよい。それ故、インペラ５０が回転した際の振動の発生を抑制することができ、かかる振動に起因する騒音などの発生を防止することができる。

また、円錐面３３により囲まれた鉢状の空間内にインペラ５０を配置したため、吐出口２６は、インペラ５０の外周側のうち、インペラ５０よりも回転中心軸線Ｌ方向の右側にずれている。それでも、インペラ５０の周りは円錐面３３になっているので、インペラ５０の回転によって水流に対して十分大きな遠心力を付与することができ、吐出口２６を介して十分な圧力をもって吐出される。

さらに、吐出口２６は、円錐面３３の外周側への延長線上の位置に開口しているため、ポンプ室３からの液体の吐出がスムーズである。

さらにまた、ケーシング２においてプレート２０には、吸入口２２の周縁部を回転中心軸線Ｌ方向の他方側（左側／インペラ５０の側）に向かって凹ませる円錐面２１が形成されているので、ポンプ室３への液体の吸い込み、およびポンプ室３からの液体の吐出がスムーズである。

（駆動機構７０等の構成）
図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は各々、本発明を適用したポンプ装置からカバーを取り外した状態の右側面図、ポンプ装置からのロータを取り外した状態の右側面図、ロータを回転中心軸線に沿って切断したときの断面図、ロータを回転中心軸線に対して垂直に切断したときの断面図、およびトレイ状ホルダとカップ状ホルダとのねじによる固定部分を拡大して示す断面図である。図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）は各々、本発明を適用したポンプ装置に用いたトレイ状ホルダを斜め右からみた斜視図、トレイ状ホルダを斜め左側からみた斜視図、トレイ状ホルダの正面図、右側面図、左側面図、平面図、Ｂ−Ｂ′断面図、Ｃ−Ｃ′断面図である。

ポンプ装置１において、カバー４０を取り外して回転中心軸線Ｌの左側から見ると、図３（ａ）に示すように、カップ状ホルダ３０の内側に配置されたトレイ状ホルダ６０と、カップ状ホルダ３０の内側に構成された駆動機構７０のロータ７２とが出現し、ロータ７２を取り外すと、図３（ｂ）に示すように、このトレイ状ホルダ６０に保持された駆動機構７０の３相のステータ７１が出現する。かかるステータ７１とロータ７２は、ブラシレスモータを構成している。

図１（ｂ）および図４（ａ）〜（ｆ）に示すように、トレイ状ホルダ６０は、略矩形の平板部６２と、この平板部６２の中央部分から左側に向かって突出する円筒状の軸受ホルダ部６１と、平板部６２の外周側から左側に向かって突出する矩形枠状の薄壁部６３と、平板部６２の外周縁から内側位置で右側に向かって突出する環状突起６４とを備えており、平板部６２に止められたねじ６０１により、トレイ状ホルダ６０は、カップ状ホルダ３０の円筒部３６内に固定されている。

トレイ状ホルダ６０において、平板部６２の右側の面には、環状突起６４の内側にリブ６４１が形成されている。トレイ状ホルダ６０において、平板部６２の左側の面では、薄壁部６３で囲まれた領域内に、軸受ホルダ部６１の周りで左側に向けて突出する円筒状の座部６２１が形成され、軸受ホルダ部６１から離間した位置には、先端面に小突起を備えた円柱状の突起６２２が形成されている。また、トレイ状ホルダ６０には、平板部６２から下方に略矩形に張り出すコネクタ搭載部６６が形成されている。

さらに、平板部６２において、薄壁部６３の外側には貫通穴を備えた円筒部６２３が形成されている。また、図３（ｅ）に示すように、カップ状ホルダ３０の円環状平坦面３９において、ポンプ室３が形成されている側とは反対側には、円筒部６２３の貫通穴と重なる位置に、ねじ穴３９１が形成された有底の座部３９０が形成されており、トレイ状ホルダ６０をカップ状ホルダ３０に重ねた状態で、トレイ状ホルダ６０の側からねじ６０１を円筒部６２３のねじ穴３９１に止めれば、トレイ状ホルダ６０をカップ状ホルダ３０に固定することができる。ここで、ねじ６０１の先端部は、回転中心軸線Ｌ方向において、インペラ５０の羽根部５２と重なる位置には到達していないが、ねじ穴３９１については、ねじ６０１の先端部より深い位置まで形成され、回転中心軸線Ｌ方向において、インペラ５０の羽根部５２と重なる位置まで届いている。

このようにして、本形態では、駆動機構７０を保持したトレイ状ホルダ６０をカップ状ホルダ３０に固定するにあたって、ねじ穴３９１とインペラ５０の羽根部５２とを回転中心軸線Ｌ方向で部分的に重ねてあるので、インペラ５０の回転中心軸線Ｌ方向におけるポンプ装置１の長さ寸法を短縮することができる。

このように構成したトレイ状ホルダ６０において、軸受ホルダ部６１の周りでは、ステータコア７１１が座部６２１に支持された状態でねじにより固定されている。ステータコア７１１では、外周側に向けて延びた複数の突極７１０が等角度間隔に形成されており、複数の突極７１０の各々にはコイル７１２が巻回されている。

軸受ホルダ部６１の内側には、軸線方向で離間位置に一対の円筒状の焼結含有軸受が圧入固定されており、かかる焼結含有軸受の穴内にロータ７２の回転軸７２１が回転可能に支持されている。本形態において、ロータ７２の回転数は、例えば５０００ｒｐｍ程度である。

図１（ｂ）および図３（ｃ）、（ｄ）に示すように、ロータ７２では、回転軸７２１の左側端部がカップ状のロータケース７２２の底部中央に圧入固定されており、ロータケース７２２の円筒部の内側には、ステータコア７１１の突極７１０に対して半径方向外側で対向するように円筒状の永久磁石７２３が圧入固定されている。なお、回転軸７２１には２つの焼結含有軸受の各々の外側位置にワッシャが装着されている。

本形態においては、インペラ５０の羽根部５２の数が５枚であることから、３相のステータ７１において突極７１０の数（スロットの数）は９つに設定され、円筒状の永久磁石７２３では、周方向に交互に並ぶＳ極およびＮ極からなる磁極の総数（着磁極数）が１２個に設定されている。このため、羽根部５２の枚数は、永久磁石７２３における磁極数と突極７１０の数との最大公約数、本形態では３の整数倍を避けた数になっている。すなわち、ステータ７１の突極７１０の数（スロットの数）と、永久磁石７２３の着磁極数の最大公約数は３であるが、インペラ５０の羽根部５２の数は、５枚であり、ステータ７１の突極７１０の数（スロットの数）と、永久磁石７２３の着磁極数の最大公約数の整数倍を避けた枚数になっている。

このため、ステータ７１において相を切り換える周期（各相のコイル７１２に通電する周期）と、羽根部５２が吐出口２６に最接近する周期とがずれている。従って、インペラ５０および回転軸７２１に対して、羽根部５２が吐出口２６に最接近することに起因して力が加わるタイミングと、相を切り換える際にインペラ５０、回転軸７２１およびコイル７１２に対して力が加わるタイミングとがずれている。それ故、かかる力に起因してインペラ５０、回転軸７２１およびステータ７１で発生するブレや音が共振することを防止できるので、騒音の発生を防止することができる。

また、インペラ５０および回転軸７２１の振動の発生自身を直接、防止する構成を採用したため、発生した振動をゴムダンパや重りなどで低減するという２次的な振動防止対策に比して効果的であり、かつ、かかる２次的な振動防止対策を併用する場合でも、２次的な振動防止対策を簡素化できるので、コストの低減を図ることができる。

なお、インペラ５０の羽根部５２の数をステータ７１の突極７１０の数（スロットの数）と、永久磁石７２３の着磁極数の最大公約数の整数倍を避けた枚数とするにあたっては、上記の数の組み合わせに限らず、他の数の組み合わせを採用してもよい。

（コネクタ８０および基板７５等の構成）
図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本発明を適用したポンプ装置のトレイ状ホルダ上に形成されたコネクタ搭載部を回転中心軸線の左側からみたときの斜視図、コネクタ搭載部に雌コネクタを搭載した様子を回転中心軸線の左側からみたときの斜視図、およびトレイ状ホルダ上に雌コネクタを搭載した様子を図４（ｅ）のＨ−Ｈ′で切断して模式的に示す縦断面図である。

図１（ｂ）、図３（ａ）、（ｂ）、および図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、トレイ状ホルダ６０には、平板部６２から下方に略矩形にコネクタ搭載部６６が張り出しており、かかるコネクタ搭載部６６には、雌コネクタ８０が搭載されている。従って、トレイ状ホルダ６０は、雌コネクタ８０に対する支持部材に相当する。また、トレイ状ホルダ６０の平板部６２とステータコア７１１との間において、薄壁部６３の内側には、ステータ７１のコイル７１２に対する給電等を行なうための基板７５が配置されている。かかる基板７５は、基板７５の小孔内にトレイ状ホルダ６０の突起６２２の小突起が嵌った状態で小突起を溶融させることにより、トレイ状ホルダ６０に溶着されている。基板７５は右側の面（裏面）にモータ制御用のＩＣ、ホール素子、その他の電子部品が実装されている。また、基板７５の左側の面（表面）には、コイル７１２の端末がハンダ付けされているとともに、コネクタ搭載部６６に搭載された雌コネクタ８０から延びたリード線８９の先端部がハンダ付けされている。従って、リード線８９は、電気部品としての基板７５に対する可撓性の電気的接続部材に相当し、かかる電気的接続部材としては、リード線８９の他、フレキシブル基板などを用いることもできる。

かかるトレイ状ホルダ６０において、薄壁部６３の内側（凹部）には、基板７５の表面を覆うように樹脂９がポッティングされているとともに、かかる樹脂９を硬化させることにより、基板７５の封止が行なわれている。

かかる構成を実現するにあたって、本形態で用いた雌コネクタ８０（第１のコネクタ）は、図５（ａ）に示すように、雄コネクタ（図示せず／第２のコネクタ）が装着される結合部８２をコネクタハウジング８１の前端部に備えているとともに、雄コネクタの装着方向（矢印Ｆで示す方向）において結合部８２とは反対側に位置する後端部からは複数本のリード線８９が延びている。かかる複数本のリード線８９には、電源供給線や制御用信号線が含まれている。雌コネクタ８０は、コネクタハウジング８１の前端側に左右両側に向けて枠状に張り出した薄板状のバネ部８５を備えている。

これに対して、トレイ状ホルダ６０は、図１（ｂ）および図５（ｂ）に示すように、コネクタ搭載部６６に対して雌コネクタ８０の装着方向の前方にリード線８９の先端側が接続される基板７５を保持している。ここで、基板７５は、リード線８９が接続されている表面７５１が雌コネクタ８０より低い位置（回転中心軸線Ｌの右側）で装着方向と平行または略平行な姿勢でトレイ状ホルダ６０に保持され、樹脂９により封止されている。従って、リード線８９は、コネクタハウジング８１の後端面から延びた後、基板７５に向けて略直角に折り曲げられて基板７５の表面まで延びている。また、複数本のリード線８９はいずれも、側方からみると１箇所で湾曲しているが、コネクタ搭載部６６を上方からみたとき、複数本のリード線８９は直線的に延びている。

ここで、トレイ状ホルダ６０は、図４（ｇ）、（ｈ）および図５（ａ）、（ｂ）に示すように、コネクタ搭載部６６に搭載された雌コネクタ８０を左右両側から挟持するコネクタ挟持部として、バネ部８５を左右両側から内側に押圧して弾性変形させる一対のフック部６７と、雌コネクタ８０の後端側を両側から挟んで位置決めする柱状突起６８とを備えており、一対のフック部６７はいずれも、コネクタ搭載部６６の左右両側で起立して雌コネクタ８０をコネクタ搭載部６６に向けて押し付けたときに雌コネクタ８０に自動的に係合する爪部を内側に備えている。さらに、トレイ状ホルダ６０は、コネクタ搭載部６６のうち、その後端寄り位置に幅方向（左右方向）に延びた突起６９を備える一方、雌コネクタ８０においてコネクタ搭載部６６に重なる面には突起６９が嵌る凹部８８が形成されている。

このような構成のトレイ状ホルダ６０に搭載するとともに、雌コネクタ８０をコネクタ搭載部６６に搭載するには、まず、リード線８９の基端側を雌コネクタ８０にハンダにより接続する一方、リード線８９の先端側を基板７５の表面にハンダにより接続する。次に、基板７５をトレイ状ホルダ６０上に固定する。次に、雌コネクタ８０の実装方向を矢印Ｇで示すように、雌コネクタ８０の後端側を中心に雌コネクタ８０を倒すようにコネクタ搭載部６６を押し付けると、雌コネクタ８０がコネクタ搭載部６６上で平伏姿勢となるまでの間に、バネ部８５がフック部６７によって内側に押圧されて弾性変形し、フック部６７の上端に形成されている爪部に自動的に係合する。その際、コネクタハウジング８１が柱状突起６８の内側に入り込んで位置決めされるとともに、コネクタ搭載部６６に形成されている突起３９が雌コネクタ８０の凹部８８に嵌る。しかる後に、トレイ状ホルダ６０の薄壁部６３の内側に形成されている凹部内に基板７５の表面を覆うように樹脂９をポッティングするとともに、樹脂９を硬化させる。その結果、基板７５の封止を行なうことができるとともに、トレイ状ホルダ６０を樹脂９により補強することができる。

このように本形態では、リード線８９の両端を各々雌コネクタ８０および基板７５に接続した状態で基板７５をトレイ状ホルダ６０上に固定し、しかる後に、コネクタ搭載部６６に雌コネクタ８０を搭載するにあたって、雌コネクタ８０においてリード線８９が引き出された後端面を基板７５の方に向け、かつ、コネクタ搭載部６６には、雄コネクタの装着方向（矢印Ｆで示す方向）および雌コネクタ８０の実装方向（矢印Ｇで示す）と交差する方向（左右両側）に雌コネクタ８０を保持するためのフック部６７を配置したので、雌コネクタ８０の後端側を中心に雌コネクタ８０を倒すようにして、雌コネクタ８０を上方からコネクタ搭載部６６に押し付けるだけで、雌コネクタ８０をトレイ状ホルダ６０のコネクタ搭載部６６に搭載することができる。従って、基板７５と雌コネクタ８０とを接続するリード線８９の寸法が短くてよいので、回転するロータ７２周辺の狭い領域にリード線８９を引き回した場合でも、ロータ７２とリード線８９とが接触することがない。また、フック部６７によって、コネクタ搭載部６６に配置した雌コネクタ８０を雄コネクタの装着方向の両側で挟持したため、雌コネクタ８０をトレイ状ホルダ６０に容易に固定することができる。

また、雌コネクタ８０と基板７５とをリード線８９を介して接続する構造を採用したため、基板７５の表面側に形成された配線パターンと雌コネクタ８０の端子とを電気的接続するとともに、基板７５を樹脂９のポッティングにより封止した構造を市販の雌コネクタ８０を横置きにするだけで実現することができ、ポンプ装置１のコストの低減を図ることができる。すなわち、雌コネクタには、基板７５に直接、実装できる実装端子付のものとして、横置きタイプおよび縦置きタイプがあるが、実装端子付の縦置きタイプでは、基板７５の表面近くに雄コネクタを装着するためのスペース的な余裕を確保しなければならないという問題点がある一方、市販の実装端子付横置きタイプでは、高さ寸法の関係で、ポッティングした樹脂で基板７５を封止することができず、特別に製造しなければならないという問題が発生する。しかるに本形態によれば、雌コネクタ８０より低い位置で、基板７５を雄コネクタの装着方向と基板７５の表面とを平行あるいは略並行な姿勢で配置したため、市販の実装端子無し横置きタイプの雌コネクタ８０から延びたリード線８９を基板７５に接続した状態でも、樹脂９を基板７５を被うようにポッティングしても、雌コネクタ８０が樹脂９で覆われないので、ポッティングした樹脂９で基板７５の封止を行なうことができる。それ故、市販されていない雌コネクタを用いなくてもよいとともに、ポンプ装置１のように水を扱う機器を構成する場合でも、別部材で基板７５を封止する必要がない。

なお、本形態では、雌コネクタ８０のコネクタハウジング８１にバネ部８５を形成したが、トレイ状ホルダ６０のフック部６７の弾力性のみで雌コネクタ８０を左右両側から挟持した構造を採用してもよい。また、本形態では、雌コネクタ８０を第１のコネクタとしてトレイ状ホルダ６０に搭載したが、雄コネクタを第１のコネクタとしてトレイ状ホルダ６０に搭載してもよく。この場合、雌コネクタが第２のコネクタとして用いられる。

（カバー４０等の構成）
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は各々、本発明を適用したポンプ装置に用いたカバーを斜め右側からみた斜視図、カバーを斜め左側からみた斜視図、カバーの左側面図、およびカバーを矢印Ｅで示す方向からみたときの側面図である。

本形態では、図１（ｂ）から分るように、駆動機構７０として、ロータ７２が外側に配置されたアウターロータ構造を採用しているため、コイル７１２の巻回が容易で、かつ、永久磁石７２３に安価なフェライトを用いることができるという利点がある一方、可動部分であるロータ７２をカバー４０で覆う必要がある。このため、モータ電流によってステータ７１が発熱した際、カバー４０内の温度が上昇してしまう。特にアウターロータ構造の場合、ステータ７１はロータ７２で覆われているため、放熱できず、ステータ７１の温度が上昇しやすい。そこで、本形態では、以下に接続する構造のカバー４０が用いられている。

図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、カバー４０は、ロータ７２を所定の隙間を介して覆う有底の円筒部４１と、この円筒部４１の開口縁から外側に拡がるフランジ部４４と、フランジ部４４の外周縁から右側に延びた角筒状の胴部４５とを有しており、トレイ状ホルダ６０にねじ止めされる。また、カバー４０の下端側には、胴部４５に切り欠き４５０が形成されているとともに、かかる切り欠き４５０を拡張するように、フランジ部４４の一部が左側に向けて矩形状に屈曲している。このため、カバー４０は、雌コネクタ８０に接触することなく、ロータ７２を覆っている。また、カバー４０は、雌コネクタ８０を左側で被う張り出し部４４０を備えているが、かかる張り出し部４４０の張り出し寸法が短いため、雌コネクタ８０の半分以上は、カバー４０から露出している。

また、カバー４０の円筒部４１の胴部４１０には、雌コネクタ８０と重なる下方位置に下側透孔４６１がスリット状に形成されているとともに、下側透孔４６１から周方向の双方に向けて約９０°ずれた位置の各々に上側透孔４６２がスリット状に形成されている。このため、下側透孔４６１および上側透孔４６２を介してカバー４０の内外を外気が出入りするので、カバー４０の内側に配置された駆動機構７０のステータ７１を冷却することができる。特に本形態では、透孔として異なる高さ位置に下側透孔４６１および上側透孔４２１を形成したため、空気が循環しやすく、ステータ７１を効率よく冷却することができる。ここで、下側透孔４６１および上側透孔４６２は、カバー４０を樹脂成形による製造する際に同時形成された部分である。

但し、ポンプ装置１では水を扱うため、透孔（下側透孔４６１および上側透孔４６２）から水が侵入すると、短絡などといった不具合が発生する原因となる。

そこで、本形態では、カバー４０の円筒部４１の胴部４１０のうち、最上位置からわずか下方に位置する両側部分には、斜め下方に向かって庇状に張り出す庇状突部４７、４８が形成されている。かかる庇状突部４７、４８は板状であり、カバー４０をトレイ状ホルダ６０にねじ止めした際、庇状突部４７の縁は、カップ状ホルダ３０のフランジ部３７に形成した溝３０９（図３（ｂ）参照）に嵌る。

このように構成したカバー４０では、下側透孔４６１および上側透孔４６２の上方が庇状突部４７、４８で覆われている。また、下側透孔４６１および上側透孔４６２のうち、上側透孔４６２は庇状突部４７、４８の付け根部分に形成されている。さらに、本形態では、カバー４０の円筒部４１の胴部４１０には、下側透孔４６１の周り全体を囲むように突出した矩形リブ状の枠状突起４９が形成されている。

従って、本形態では、下側透孔４６１および上側透孔４６２の上方を覆うように庇状突部４７、４８を形成したので、上方から水が垂れてきた際、水は庇状突部４７、４８を伝って落下し、下側透孔４６１および上側透孔４６２に到達しない。従って、下側透孔４６１および上側透孔４６２からカバー４０内に水が侵入することを防止することができる。

しかも、上側透孔４６２は、庇状突部４７、４８の付け根部分に形成されているため、水の侵入を確実に防止することができる。また、下側透孔４６１は、周りが枠状突部４９で囲まれているため、床面などで跳ね返った水が下側透孔４６１を通ってカバー４０内に侵入することを確実に防止することができる。

なお、上記形態では、下側透孔４６１が１箇所に形成され、上側透孔４６２が２箇所に形成された構造であったが、下側透孔および上側透孔が各々１箇所に形成された構造や、下側透孔および上側透孔が各々２箇所に形成された構造などを採用してもよい。

（カバー４０の別の構成例）
図７は、本発明を適用したポンプ装置１に用いられる別のカバー４０の左側面図である。図７に示すカバー４０も、図６を参照して説明したカバー４０と同様、ロータ７２を所定の隙間を介して覆う有底の円筒部４１と、この円筒部４１の開口縁から外側に拡がるフランジ部４４とを有している。また、カバー４０の円筒部４１の胴部４１０には、コネクタ搭載部６６の近傍には下側透孔４６１が形成されているとともに、下側透孔４６１から周方向の双方に向けて約９０°ずれた位置の各々に上側透孔４６２が形成されている。さらに、カバー４０の円筒部４１の胴部４１０には、最上位置からわずかにずれた位置にも、上側透孔４６３が形成されている。

本形態では、カバー４０の円筒部４１の胴部４１０のうち、最上位置からわずか下方に位置する両側部分には、斜め下方に向かって張り出す庇状突部４７、４８が形成され、上側透孔４６２は庇状突部４７、４８の付け根部分に形成された構造になっている。また、カバー４０の円筒部４１の胴部４１０には、上側透孔４６３の真上位置に傘状に張り出した庇状突部４７０、４８０が形成されており、上側透孔４６３は庇状突部４７０、４８０の根元部分に形成されている。

このように構成した場合も、ケーシング２に下側透孔４６１および上側透孔４６２、４６３が形成されているため、カバー４０に対して外気が出入りするので、カバー４０の内側に配置された駆動機構７０を冷却することができる。また、下側透孔４６１および上側透孔４６２、４６３の上方に庇状突部４７、４８、４７０、４８０を形成したので、上方から水が垂れてきた際、水は庇状突部４７、４８、４７０、４８０を伝って落下し、上側下側透孔４６１および上側透孔４６２、４６３に到達しない。従って、透孔（下側透孔４６１および上側透孔４６２、４６３）からケーシング２内に水が侵入することを防止することができる。

（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本発明を適用したポンプ装置を管路側に接続される右側からみた右側面図、ポンプ装置の縦断面図、およびポンプ装置をカバーの側からみた左側面図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用したポンプ装置のケーシングのうち、インペラの回転中心軸線の最も一方側に配置されたキャップを斜め右側からみた斜視図、および当該キャップを斜め左側からみた斜視図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は各々、本発明を適用したポンプ装置からカバーを取り外した状態の右側面図、ポンプ装置からのロータを取り外した状態の右側面図、ロータを回転中心軸線に沿って切断したときの断面図、ロータを回転中心軸線に対して垂直に切断したときの断面図、およびトレイ状ホルダとカップ状ホルダとのねじによる固定部分を拡大して示す断面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）は各々、本発明を適用したポンプ装置に用いたトレイ状ホルダを斜め右からみた斜視図、トレイ状ホルダを斜め左側からみた斜視図、トレイ状ホルダの正面図、右側面図、左側面図、平面図、Ｂ−Ｂ′断面図、Ｃ−Ｃ′断面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本発明を適用したポンプ装置のトレイ状ホルダ上に形成されたコネクタ搭載部を回転中心軸線の左側からみたときの斜視図、コネクタ搭載部に雌コネクタを搭載した様子を回転中心軸線の左側からみたときの斜視図、およびトレイ状ホルダ上に雌コネクタを搭載した様子を図４（ｅ）のＨ−Ｈ′で切断して模式的に示す縦断面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は各々、本発明を適用したポンプ装置に用いたカバーを斜め右側からみた斜視図、カバーを斜め左側からみた斜視図、カバーの左側面図、およびカバーを矢印Ｅで示す方向からみたときの側面図である。 本発明を適用したポンプ装置に用いられる別のカバーの左側面図である。

符号の説明

１ ポンプ装置
２ ケーシング
３ ポンプ室
９ 樹脂
２０ プレート
２２ 吸入口
２６ 吐出口
３０ カップ状ホルダ
３３ 円錐面
４０ カバー
４７、４８、４７０、４８０ 庇状突部
４９ 枠状突起
５０ インペラ
５２ 羽根部
６０ トレイ状ホルダ
６６ コネクタ搭載部
６７ フック部（コネクタ挟持部）
７０ 駆動機構
７２ ロータ
７１ ステータ
７５ 基板
８０ 雌コネクタ
８９ リード線
４６１ 下側透孔
４６２、４６３ 上側透孔
７１０ 突極
７２３ 永久磁石

Claims (5)

1. 駆動機構と、該駆動機構により回転駆動されるインペラと、該インペラが配置されたポンプ室を区画形成するケーシングとを有するポンプ装置において、
   前記インペラは、半径方向外側に放射状に延びた複数枚の羽根部を備え、
   前記ケーシングは、前記ポンプ室において半径方向外側で開口する吐出口を備え、
   前記駆動機構では、ステータにおいて複数の相を切り換えることによりロータを回転させ、
   前記駆動機構、前記インペラおよび前記吐出口は、前記相を切り換える周期と、前記羽根部が前記吐出口に対向する位置を通る周期とがずれるように構成されていることを特徴とするポンプ装置。
2. 前記ステータは、各相のコイルが巻回された複数の突極を有し、
   前記ロータは、前記ステータに対向する位置に、複数の磁極を備えた永久磁石を有し、
   前記羽根部の枚数は、前記永久磁石における磁極数と前記突極の数との最大公約数の整数倍を避けた数であることを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置。
3. 前記ケーシングは、前記吐出口を複数備え、
   前記インペラおよび前記吐出口は、前記複数枚の羽根部が各々前記吐出口に対向する位置を通るタイミングがずれるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のポンプ装置。
4. 駆動機構と、該駆動機構により回転駆動されるインペラと、該インペラが配置されたポンプ室を区画形成するケーシングとを有するポンプ装置において、
   前記インペラは、半径方向外側に放射状に延びた複数枚の羽根部を備え、
   前記ケーシングは、前記ポンプ室において半径方向外側で開口する複数の吐出口を備え、
   前記インペラおよび前記吐出口は、前記複数枚の羽根部が各々前記吐出口に対向する位置を通るタイミングがずれるように構成されていることを特徴とするポンプ装置。
5. 前記複数の吐出口は、少なくとも前記インペラの回転中心軸線を中心とする点対称位置に配置された２つの吐出口を含んでいることを特徴とする請求項３または４に記載のポンプ装置。

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