JP2010031837A - モータおよびポンプ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シャフト支持隔壁10を挟んでモータハウジング5とポンプハウジング6を形成し、シャフト支持隔壁はポンプハウジング側にオイルシール20を保持し、モータハウジング側に筒部18を備える。筒部の貫通穴19にシャフト40を支持する軸受26を保持し、貫通穴の開口端面とオイルシールの間にシール空間Sを形成し、オイルシールからポンプハウジング内に延びたシャフトにインペラ60を取り付ける。軸受とオイルシールの間でシャフトにストッパプレート45を設ける一方、シール空間を排水路Dにより外部に連通させる。これにより、オイルシールから漏れ入ってシャフト上を流れる水はストッパプレートで遮断されて軸受26に達せず、シール空間Sにも溜まらずに外部へ排出される。
【選択図】図1
Description
このようなポンプ装置として、特開2001−090685号公報に記載のものでは、ケーシング上部の凹部に駆動モータがそのシャフト(回転軸)を上下方向にして取り付けられ、凹部の底壁を貫通したシャフトの下端にインペラが取り付けられている。そして、インペラが臨む室の水が駆動モータを収容している凹部へ浸入しないように、シャフトに嵌合したインペラの軸部と底壁の間にはシール部材としてのオイルシールが設けられている。
これにより、オイルシール部を経て凹部内に漏れ入った水は傾斜面を流れて排出穴から凹部外へ排出される一方、駆動モータはオイルシールよりも高い位置に配置されているので、モータの内部に水が到達することはない。
シャフトを上下方向にした縦置き型においてモータを上部に配置した上述の従来ポンプ装置では、オイルシール部から凹部内に漏れ入った水は自重によって上昇を妨げられ、すべて底壁の傾斜面を流れて有効に排出されるが、当該ポンプ装置をそのまま横置き配置とした場合には、傾斜面や排出穴があっても、シャフトを伝って軸受に水が浸入してしまうおそれが生じる。
凹部内へ漏れ入った水がシャフトを支持する軸受に至れば、軸受が錆びてシャフトが回転しなくなるという不具合につながり、あるいはモータのコイル配線や配線コネクタに及べば電気ショートのおそれがあって、耐久性と信頼性を損なうことになる。
さらには、シャフト表面流れ阻止手段の外径は土手部の外周径以上とするのが望ましい。
さらにまた、モータハウジングにはシール空間の下部に開口してモータハウジング外部に連通する排水路を設けるのが好ましい。
この際、隔壁部材とインペラの間にはラビリンスシールを形成するのが好ましい。
図1は、実施の形態の全体構造を示す縦断面図である。
ポンプ装置1は、ポンプPとこれを駆動するモータMとからなる。
ポンプ装置1のケース2は、モータハウジング5とポンプハウジング6からなっている。
第1ケース3は外周壁3aを備える有底のドラム状で、その開口部をシャフト支持隔壁10でカバーされて、モータハウジング5が形成される。また、シャフト支持隔壁10と第2ケース4とでポンプハウジング6が形成される。すなわち、シャフト支持隔壁10は両ハウジングの共有で、シャフト支持隔壁10を挟んで第1ケース3と第2ケース4を対向させ、互いに結合してある。
これら第1ケース3、第2ケース4およびシャフト支持隔壁10の3部材の結合は、順次に周方向複数箇所の爪を用いたバヨネット方式で連結し、ボルトなどで回り止めされる。このほか、3部材を多数のボルト・ナット等で同時に結合してもよい。
さらに、シャフト支持隔壁10からモータハウジング5内へは、筒部18が延びている。筒部18はその根元の拡径部17でボス部15に接続している。
ボス部15の内部には、貫通穴19の開口端面50(後掲の図3参照)とオイルシール20との間に、シール空間Sが形成されている。
筒部18の先端からモータハウジング5内に突出したシャフト40の端部には、ステータ30の外方に筒壁35を位置させたドラム34が結合されている。ドラムの筒壁35内面には永久磁石36が接着などにより取り付けられ、永久磁石36の内周面がステータ30の外周面との間に所定の間隙をもつように設定されている。これらドラム34、永久磁石36およびシャフト40によりロータ33が形成されている。
ステータ30とロータ33とによりモータMが形成される。
インペラ60は、断面ハット形状のベース壁61の外面(シャフト支持隔壁10から離れる側)に羽根63を備え、シャフト支持隔壁10に対向する裏面側にはハット形状の頂部から延びる結合筒部65を備えている。
なお、インペラ60とシャフト40の結合は、ローレット41のほか、スプラインやボルト結合その他によっても可能である。
シャフト40にインペラ60が結合された状態において、結合筒部65の先端とオイルシール20を保持したボス部15の端面との間には所定の間隙が設けられている。
第2ケース4の底壁4bはシャフト支持隔壁10から離間しており、この底壁4bには、シャフト40の延長線上に整合させて水吸込口8が設けられるとともに、側壁4aには水吐出口9が設けられている。これにより、水吸込口8から流入した水がモータで駆動されて回転するインペラ60により、水吐出口9から吐出される。
そして、膨出部12のボス部15からは先端が2つのリング壁67、68の間に臨むようにリング壁69が延びている。また、膨出部12のディスク部14には、インペラ60の外周側のリング壁68の先端を受け入れるように、リング状の凹部70が形成されている。
これらリング壁67、68、69および凹部70により、ラビリンスシールが形成され、水流の影響がオイルシール20部分に直接及ばないようにしている。
図3は、オイルシール20まわりの拡大断面図、図4は同部分の断面斜視図である。
シャフト支持隔壁10のボス部15には、ポンプハウジング6側に開口するオイルシール保持部16が形成され、その底壁を突当て部16aとしている。
オイルシール20は、ベース部22をその先端が突当て部16aに当接するまで弾性圧入して押し込むことにより、オイルシール保持部16内に位置決めされ、そのリップ23、24をシャフト40に摺接させる。
ベース部22の内周壁22aは傾斜しており、突当て部16a側において、シール空間Sにおける突当て部16aから貫通穴19の開口端面50の間に至る内周壁57と同径で、突当て部16aから遠のくほど小径となっている。
シャフト40を支持する軸受26は、円筒状のすべり含油軸受であり、筒部18の根元側において貫通穴19の端部を座ぐり状に拡径した軸受保持部49に配置されている。筒部先端側の軸受27も同様である。
ストッパプレート45は、円盤形状のポリスライダー(商品名)製で、図5に示すように、中央にシャフト40の切り欠き溝43の底径よりもわずかに小径の穴47を有し、その穴縁から放射状に複数のスリット48が形成されている。スリット48は自由状態において隙間が閉じている切込みである。
ストッパプレート45の外径は、土手部52の外周径以上に設定され、またストッパプレート45の係止位置は、土手部52の軸方向端面とストッパプレート45の間が所定の小間隙となるように設定される。
トンネル80は配線コネクタの取り付け部56とは異なる方向に延びている。
排水路Dは、ポンプ装置1の設置状態において、直線穴81がシール空間Sの最底部に開口し、垂直下方に向いている。
すなわち、回転数測定の場合には、シャフト40の周方向一部に反射特性の異なる部材や反射角度を異ならせた傾斜面を設けたり、周方向に凹凸を付しあるいは面粗度を変化させておき、反射光強度の変化速度を検知すればよい。
また、振れ測定の場合には、シャフト40の全周または周方向等間隔に反射部材を設けておき、反射光による反射部材までの距離変化を検知すればよい。
一方、突当て部16aから筒部18の貫通穴19の開口端面50の間に至る内周壁57に付着した水が貫通穴19の開口端面50方向へ流れても、土手部52が開口端面50から突出しているので、この土手部52に遮られて貫通穴19の軸受26に到達することはない。水は内周壁57と土手部52間に形成されたリング状溝54にそって流れ落ちることになる。
また、モータの出力軸として、シャフト自体がオイルシール20を貫通しているので、例えばカップリングなどを介した別体の軸が出力軸としてオイルシールを貫通する場合に軸振れが大きいのに比較して、オイルシールの破損や劣化がなく、水漏れの要因自体も抑えられる。
したがって、土手部52はストッパプレート45と協働して耐久性および信頼性を一層向上させる。
この際、ストッパプレート45が表面に黒鉛層を備えるポリスライダー製であるため、土手部52との当接による圧接、摺接に対して高い耐クリープ性、滑り特性および磨耗特性を発揮する。
また、排水の経路が中間の室を経由するなどしてコイル配線や配線コネクタへ排水が及ぶおそれもない。
そして、シャフト支持隔壁10とインペラ60の間にはラビリンスシールが形成されているので、ポンプハウジング6内の水流の圧力変動がオイルシール20に及ばず、オイルシール部における水漏れが抑制される。
またシャフト表面流れ阻止手段としては、ストッパプレート45の代わりに、弾性体のOリングをシャフトの切り欠き溝43に係止させ、あるいは、ヘッダ成型によりシャフト40と一体のつばを形成してもよい。これらによってもシャフト40を伝って軸受26方向へ流れる水に対する阻止効果が得られる。
インペラ60はその結合筒部65をポンプハウジング6内でシャフト40に結合したが、結合筒部をシール空間S内まで延ばして、オイルシールのリップ23、24の摺接相手が結合筒部の外周面となるようにしてもよい。
2 ケース
3 第1ケース
4 第2ケース
4a 側壁
4b 底壁
5 モータハウジング
6 ポンプハウジング
7 シールリング
8 水吸込口
9 水吐出口
10 シャフト支持隔壁
12 膨出部
13 外周壁
14 ディスク部
15 ボス部
16 オイルシール保持部
16a 突当て部
17 拡径部
18 筒部
19 貫通穴
20 オイルシール
21 金属環
22 ベース部
22a 内周壁
23、24 リップ
26、27 軸受
30 ステータ
31 コイル
33 ロータ
34 ドラム
35 筒壁
36 永久磁石
40 シャフト
41 ローレット
43 切り欠き溝
45 ストッパプレート
47 穴
48 スリット
49 軸受保持部
50 開口端面
52 土手部
54 リング状溝
56 取り付け部
57 内周壁
60 インペラ
61 ベース壁
63 羽根
65 結合筒部
67、68、69 リング壁
70 凹部
80 トンネル
81 直線穴
82 溝
83 切り欠き
D 排水路
M モータ
P ポンプ
Claims (11)
- ステータとロータを収納するモータハウジング内に軸受を設け、該軸受にロータのシャフトを水平に支持するとともに、シャフトを軸受けからシール部材を貫通させてモータハウジングの外部へ延ばしたモータにおいて、
前記軸受とシール部材の間で、前記シャフト上の液体の軸方向流れを遮断するシャフト表面流れ阻止手段を設けたことを特徴とするモータ。 - 前記シャフト表面流れ阻止手段が、前記シャフトに嵌め込んだ円盤状のストッパプレートであることを特徴とする請求項1に記載のモータ。
- 前記シャフト表面流れ阻止手段が、前記シャフトに係止されたOリングであることを特徴とする請求項1に記載のモータ。
- 前記シャフト表面流れ阻止手段が、前記シャフトと一体に形成されたつば部であることを特徴とする請求項1に記載のモータ。
- 前記モータハウジングは、前記シール部材を保持するシール部材保持部とシール部材保持部から離間して前記軸受を保持する貫通穴とを備える隔壁部材を有し、
該隔壁部材は、前記貫通穴の開口端面とシール部材の間にシール空間を形成していることを特徴とする請求項1から4のいずれか1に記載のモータ。 - 前記開口端面には、前記貫通穴の開口を囲む土手部が設けられていることを特徴とする請求項5に記載のモータ。
- 前記土手部の端面とシャフト表面流れ阻止手段とが所定の間隙で対向し、前記シャフトの移動量を規制するように設定されていることを特徴とする請求項6に記載のモータ。
- 前記シャフト表面流れ阻止手段の外径が前記土手部の外周径以上であることを特徴とする請求項6または7に記載のモータ。
- 前記モータハウジングには、前記シール空間の下部に開口してモータハウジング外部に直接連通する排水路が設けられていることを特徴とする請求項5から8のいずれか1に記載のモータ。
- 請求項5から9のいずれか1に記載のモータの前記隔壁部材を共有するポンプハウジングを備え、
該ポンプハウジング内に位置させたインペラを前記シャフトに直接結合させたことを特徴とするポンプ装置。 - 前記隔壁部材とインペラの間にラビリンスシールを形成してあることを特徴とする請求項10に記載のポンプ装置。
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