JP2011026984A

JP2011026984A - ポンプ装置

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Publication number: JP2011026984A
Application number: JP2009171271A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Matsuo; 松尾　　繁; Satoshi Yokoyama; 智横山; Hideaki Ito; 秀明伊藤
Original assignee: Nidec Sankyo Corp; Panasonic Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp; Panasonic Corp
Priority date: 2009-07-22
Filing date: 2009-07-22
Publication date: 2011-02-10
Anticipated expiration: 2029-07-22
Also published as: JP5097754B2

Abstract

【課題】モータ本体側への流体の浸入を阻止するシール性能に優れた、アウターロータタイプのモータを備えるポンプ装置を提供する。
【解決手段】一端にインペラ２０が固定された出力軸１４と、樹脂からなるモールド部１８に覆われたステータ１６とを有するモータ１０を備え、前記出力軸１４を回転自在に支持する軸受１９２，１９３、および前記出力軸１４に接触して前記インペラ２０が収納されたインペラ室３９から前記モータ１０が収納されたモータ室３８への流体の浸入を阻止するシール部材４０が、共に、前記モールド部１８に固定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体を移送するポンプ装置に関し、さらに詳しくは、モータおよびモータの出力軸に固定されたインペラを備え、このインペラの回転によって流体を移送するポンプ装置に関するものである。

下記特許文献１には、インペラと一体的に回転される出力軸を有するロータが、合成樹脂材料によってモールド（以下、この合成樹脂材料部分をモールド部という。）されたステータの内側に配設されたモータ、いわゆるインナーロータタイプのモータを備えたポンプ装置が記載されている。

この種のインナーロータタイプのモータを用いる場合、特許文献１に記載されるように、モールド部をキャップ状に形成し、その内側にロータおよびロータの出力軸に固定されるインペラが配設された構成とすることができる。すなわち、モールドされたステータの内側を、移送される流体（以下、単に水ということもある。）が通過する流体空間とすることができる。かかる構成とすれば、モールドされたステータは、移送される流体が装置外部（ステータの外側）へ漏れないように阻止する部材として機能するため、別途シール部材等を設ける必要がない。

ところが、このようなインナーロータタイプのモータは、ステータの内側に配設されるロータの大きさが小さく、出力トルクが小さいという問題がある。これに対し、特許文献２に記載されるような、ステータが内側に配設され、その外側にロータのマグネットが配設されるアウターロータタイプであれば、モータ全体の大きさを大きくすることなくインナーロータタイプよりも出力トルクを大きくすることができる。

特開２００８−８２２２号公報特開２００２−８１３９３号公報

しかし、アウターロータタイプのモータを用いたポンプ装置では、ステータがロータのマグネットの内側に配設されているため、ロータおよびインペラをまとめてステータの内側に配設することができない。したがって、装置外部への水漏れを防止するためのシール部材を別途設ける必要がある。具体的には、先端にインペラが設けられた出力軸の周囲を封止することにより、インペラ側からモータ本体（ステータ）側への流体の浸入を阻止し、装置外部への水漏れを防止する必要がある。ところが、アウターロータタイプのモータを用いたポンプ装置の構成上、装置運転中に回転している出力軸の周囲を確実に封止することは困難であるという問題があった。

上記問題に鑑みて、本発明が解決しようとする課題は、ステータの外側にロータのマグネットが配設されたアウターロータタイプのモータを用いたポンプ装置であって、インペラ側からモータ本体側への流体の浸入を阻止するシール性能に優れ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、請求項１に記載の本発明に係るポンプ装置は、一端にインペラが固定された出力軸と、樹脂からなるモールド部に覆われたステータとを有するモータを備え、前記出力軸を回転自在に支持する軸受、および前記出力軸に接触して前記インペラが収納されたインペラ室から前記モータが収納されたモータ室への流体の浸入を阻止するシール部材が、共に、前記モールド部に固定されていることを要旨とするものである。

請求項１に記載の発明は、シール部材を出力軸と接触させることにより、インペラ室からモータ室への流体の浸入を阻止する構成を備える。そして、出力軸を回転自在に支持する軸受、および出力軸に接触するシール部材が共にステータを覆うモールド部に固定されているため、両者の同軸度が向上する。その結果、軸受に支持されている出力軸とシール部材の同軸度も向上するため、出力軸とシール部材との接触によりインペラ室からモータ室への流体の浸入を阻止するシール性能を向上させることができる。

この場合、請求項２に記載のように、前記ステータを覆うモールド部が熱硬化性樹脂で形成されていればよい。なお、請求項２における熱硬化性樹脂とは、熱硬化性樹脂を主成分とした材料を含むものとする。好適な材料としては、例えば、不飽和ポリエステルにガラス繊維等を混合したＢＭＣ（ＢｕｌｋＭｏｌｄＣｏｍｐｏｕｎｄ）が挙げられる。

一般的に熱硬化性樹脂は、成形時の収縮が小さいため、成形品の寸法精度が高い。したがって、モールド部に固定される軸受およびシール部材の取付位置精度が高くなるため、両者の同軸度をさらに向上させることができる。

さらに、請求項３に記載のように、前記モールド部または前記インペラ室が構成されたケースのいずれか一方には、相対的に大径の大径壁部および該大径壁部の先端から突出した相対的に小径の小径壁部からなる環状の第一の壁部と、該第一の壁部の径方向外側から突出した環状の第二の壁部とが形成されると共に、他方には、環状に突出した環状突出部が形成され、前記第一の壁部の大径壁部と前記第二の壁部との間に前記環状突出部が嵌合されると共に、前記第二の壁部の小径壁部と前記環状突出部との間にＯリングが挟持されていればよい。

このような構成とすれば、第一の壁部の大径壁部と、その外側に位置する第二の壁部との間に環状突出部が嵌合される際、第二の壁部によって環状突出部がガイドされるため、環状突出部が傾いて嵌合されることがない。したがって、例えば環状突出部にＯリングが引っ掛かって嵌合されるといった不具合の発生を防止することができ（Ｏリングを確実に正規の位置に取り付けることができ）、モールド部とケースとの嵌合によるシール構造の信頼性が高まり、モールド部外側への水漏れが確実に防止される。

なお、モールド部外側への水漏れを防止するためであれば、ケースにモールド部を熱融着させることによって固定させる方法を採用することも考えられるが、モールド部が熱硬化性樹脂で形成されている場合、モールド部をケースに熱融着させることはできない。したがって、かかる構成は、請求項２のようにモールド部が熱硬化性樹脂で形成されている場合には、特に有効である。

本発明によれば、出力軸を回転自在に支持する軸受、および出力軸に接触するシール部材が共にステータを覆うモールド部に固定されているため、軸受に支持されている出力軸とシール部材の同軸度が向上する。よって、出力軸との接触によりインペラ室からモータ室への流体の浸入を阻止するシール部材のシール性能を向上させることができ、モータ室内への流体の浸入、装置外部への水漏れを防止することができる。

本発明の一実施形態に係るポンプ装置の断面図である。図１に示したポンプ装置の断面の分解斜視図である。シール部材およびインペラを拡大した、図１におけるＡ部拡大図である。ステータ（モールド部）とケース本体との嵌合構造を拡大した、図３におけるＢ部拡大図である。図１におけるＣ−Ｃ線断面図である。図１におけるＤ−Ｄ線断面図である。図１に示したポンプ装置の変形例を示した図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本実施形態に係る気液分離機能を備えた自吸式ポンプ装置１（以下、単にポンプ装置１という。）の概略構成を示す断面図であり、図２は、その断面の分解斜視図である。なお、以下の説明において軸線方向とは、モータ１０の出力軸１４の軸線方向、すなわち図１の上下方向をいい、径方向とは、モータ１０の出力軸１４の径方向、すなわち上記軸線方向に直交する方向をいうものとする。また、出力側（モータ１０の出力側）とは、図１の下側をいい、反出力側（モータ１０の反出力側）とは、図１の上側をいうものとする。

本実施形態に係るポンプ装置１は、モータ１０と、このモータ１０の出力軸１４の一端に固定されたインペラ２０と、モータ１０が収納されたモータ室３８およびインペラ２０が収納されたインペラ室３９が内部に設けられたケース３０と、出力軸１４に接触してインペラ室３９からモータ室３８への流体の浸入を阻止すると共に、装置外部への水漏れを防止するシール部材（オイルシール）４０とを備える。

モータ１０は、ロータ１２およびステータ１６とを備える。このモータ１０は、ステータ１６の外側にロータ１２のマグネット（永久磁石）１２１が配設された、いわゆるアウターロータタイプのモータである。このようなアウターロータタイプのモータは、ロータのマグネットがステータ１６の内側に配設された、同程度の大きさのインナーロータタイプのモータと比較し、ロータの外径を大きくすることができるため、出力トルクを大きくすることができるという利点を有する。

このようなアウターロータであるロータ１２は、出力軸１４と、マグネット１２１とが連結部材１２２で連結されてなる。上述のようにマグネット１２１は、ステータ１６の外周面と対向するように位置する。一方、出力軸１４は、ステータ１６の内側に位置する。

マグネット１２１の内側に位置するステータ１６は、駆動コイル１６１や、この駆動コイル１６１から発生する磁界によって着磁されるステータコア１６２等を備える。このステータ１６は、図１に示されるように、合成樹脂材料によりモールドされて（覆われて）いる（以下、ステータ１６をモールドした樹脂部分をモールド部１８と称する。）。ステータ１６をこのように合成樹脂でモールドすることにより、電気的な部材である駆動コイル１６１等が保護され、湿気による腐食や短絡等の発生が防止されている。

ここで、モールド部１８を構成する合成樹脂としては、熱可塑性樹脂よりも成形精度に優れる熱硬化性樹脂であることが好ましい。なお、ここでいう熱硬化性樹脂とは、熱硬化性樹脂を主成分とした材料を含むものとする。具体的な好適な材料としては、不飽和ポリエステルにガラス繊維等を混合したＢＭＣ（ＢｕｌｋＭｏｌｄＣｏｍｐｏｕｎｄ）等が例示できる。

モールド部１８の中央には、ロータ１２の出力軸１４が挿通される貫通穴１８１が形成されている。また、モールド部１８の反出力側には、貫通穴１８１と連通し、貫通孔１８１より大径の反出力側凹部１８２が形成されている。この反出力側凹部１８２には、出力軸１４の反出力側端部を回転自在に支持する反出力側軸受１９２（ラジアル軸受）が圧入により固定されている。一方、モールド部１８の出力側には、貫通孔１８１と連通した出力側凹部１８３が形成されている。この出力側凹部１８３は、貫通孔１８１より大径である、相対的に小径の小径凹部１８３ａおよび相対的に大径の大径凹部１８３ｂ（本発明における凹部に相当する。）とからなる。小径凹部１８３ａには、出力軸１４の中央からやや出力側よりを回転自在に支持する出力側軸受１９３（ラジアル軸受）が圧入により固定されている。つまり、出力軸１４、すなわちロータ１２は、反出力側軸受１９２および出力側軸受１９３によって、ステータ１６の軸線を中心として回転自在に支持されている。

さらに、出力側凹部１８３の大径凹部１８３ｂには、シール部材４０が圧入により固定されている。このシール部材４０の構造および機能の詳細については、後述する。

インペラ２０は、筒状部２２および羽根部２４を備え、モータ１０の出力軸１４の一端に固定されている。具体的には、出力軸１４の端部にはローレット加工が施されており、そのローレット部分がインペラ２０の筒状部２２に形成された軸固定孔２２１に圧入されている。なお、かかる固定方法は例示であり適宜変更可能であるが、後述のようにインペラ２０は出力軸１４の軸線方向における位置規制部材として働くため、出力軸１４に対するインペラ２０のがたつきが発生しないように十分な固定強度を確保する必要がある。例えば、ボルト等の連結部材により出力軸１４に固定された構成とすればさらに好適である。

このような構成のモータ１０およびインペラ２０は、ケース３０に収納されている。このケース３０は、ケース本体３１に対し、底蓋３２と、パイプ３３と、インペラケース３４と、上蓋３５とが組み付けられてなり、内部にはモータ１０が収納される空間であるモータ室３８、インペラ２０が収納される空間であるインペラ室３９、移送される流体の流路５、および自吸工程（ポンプ装置１内やホース内の空気を排出する工程。後述の動作説明参照。）で流体と気体とを分離する気液分離室５０等が構成される。

具体的には、ケース本体３１に対し、底蓋３２および上蓋３５が組み付けられることにより、ケース３０の外壁が構成される。底蓋３２は、水漏れ防止用のＯリング９０を介して例えばボルト等によりケース本体３１と連結されている。上蓋３５は、爪部３５１がケース本体３１の係止孔３１１に係止されることにより固定されている。このようにケース本体３１に上蓋３５が固定されることによって、モータ１０が収納される空間であるモータ室３８が構成されている。

さらに、ケース本体３１の上部には、移送される流体をポンプ装置１内に引き込む吸引口３１２が形成されており、この吸引口３１２と連通するようにＯリング９１を介してパイプ３３が連結されている。パイプ３３は、逆止弁３３１を有する略Ｌ字形状の筒状部材である。そして、パイプ３３の吸引口３１２と連結された反対側には、パイプ３３の外側に嵌め込まれるようにしてインペラケース３４が連結されている。このインペラケース３４は、パイプ３３と連結された反対側が、ケース本体３１のインペラ室側壁３１３の外側に嵌め込まれるようにしてケース本体３１と連結されている。このパイプ３３およびインペラケース３４とにより、ポンプ装置１内に引き込まれた流体の流路５が形成されている。このように、インペラ２０が収納される空間であるインペラ室３９は、ケース本体３１とインペラケース３４とにより構成されている。

以下、このモータ室３８内およびインペラ室３９内の具体的な構成について説明する。

図３は、モータ室３８に収納されたシール部材４０およびインペラ室３９に収納されたインペラ２０を拡大して示した図（図１におけるＡ部拡大図）である。シール部材４０は、ケース３０に形成されたインペラ室３９からモータ室３８への流体の浸入を阻止する役割を果たす合成樹脂製の部材であり、円筒部４１と、その円筒部４１の内側に形成された軸線方向に並んだ二つのリップ４２，４３とを有する。上述したように、シール部材４０は、モールド部１８に形成された出力側凹部１８３の大径凹部１８３ｂに、円筒部４１を弾性変形させながら圧入により固定されている。具体的には、シール部材４０の反出力側端面４０１が、出力側凹部１８３の小径凹部１８３ａと大径凹部１８３ｂとの境界に存在する段部（大径凹部１８３ｂの底面）と当接する位置まで圧入される。

このようにして固定されるシール部材４０のリップ４２，４３は、反出力側軸受１９２および出力側軸受１９３に回転自在に支持された出力軸１４の外周面に接触している。つまり、装置運転中には、リップ４２，４３は回転する出力軸１４と摺接する。これにより、インペラ２０の回転によって移送される流体のインペラ室３９からモータ室３８への浸入が阻止されると共に、モータ室３８を通っての装置外部への水漏れが防止される。なお、正確には、シール部材４０はモータ室３８内に設けられるため、シール部材４０のリップ４２，４３が出力軸１４と、シール部材４０の円筒部４１が出力側凹部１８３の大径凹部１８３ｂと当接する位置までは流体が浸入可能である。すなわち、モータ室３８内における大径凹部１８３ｂまでは流体が入り込み、シール部材４０によって出力側凹部１８３の小径凹部１８３ａからの（軸線方向からの）流体の浸入が阻止される。つまり、本実施形態における「モータ室３８への流体の浸入が阻止される」とは、モータ室３８における出力側凹部１８３の大径凹部１８３ｂ（すなわちシール部材４０が配設された空間）を除いた部分への流体の浸入が阻止されることをいう。

一方、図２および図３に示すように、ケース本体３１には、モータ室３８の底面（下側の面）の中央から円筒状に突出した凸部３９５が設けられ、凸部３９５の中央には、出力軸１４が挿通される貫通孔３８２が形成されている。また、凸部３９５の周囲には、環状に突出した環状突出部３８３が形成されている。この環状突出部３８３に、ステータ１６（モールド部１８）が位置決め固定されている。

この点について、図３および図４（図３におけるＢ部の拡大図）を参照して具体的に説明する。ステータ１６のモールド部１８の反出力側には、環状の突起である第一の壁部１８４と、この第一の壁部１８４よりも外側に設けられた第二の壁部１８５とが形成されている。この第一の壁部１８４と、第二の壁部１８５との間に環状突出部３８３を嵌め込むようにしてステータ１６がモータ室３８内に位置決め固定されている。このケース本体３１に対するステータ１６の位置決め固定される際、ケース本体３１とモールド部１８との間には、Ｏリング９２が介在される。

具体的には、相対的に内側に位置する第一の壁部１８４は、外周面までの径が相対的に大径の大径壁部１８４ａと相対的に小径の小径壁部１８４ｂとからなり、両者の境界に生じる段差を利用して第一の壁部１８４と環状突出部３８３との間にＯリング９２が挟み込まれている。つまり、第一の壁部１８４の小径壁部１８４ｂと環状突出部３８３との間にＯリング９２が挟み込まれる。これにより、大径凹部１８３ｂの径方向からモータ室３８内（ステータ１６の外側）への流体の浸入が阻止される。なお、第一の壁部１８４の小径壁部１８４ｂにおけるＯリング９２との当接面、および環状突出部３８３におけるＯリング９２との当接面は、出力軸１４と同芯の筒状となっている。また、環状突出部３８３は、第一の壁部１８４の大径壁部１８４ａと第二の壁部１８５との間に嵌合（圧入）される。

かかる構成とすることにより、ポンプ装置１では、シール部材４０によって出力軸１４の軸方向からの流体の浸入が防止されると共に、Ｏリング９２によって大径凹部１８３ｂの径方向からモータ室３８内への流体の浸入が防止される。そのため、モータ室３８内への流体の浸入が阻止され、ロータ１２やステータ１６の水濡れによる故障や腐食等が確実に防止される。また、モータ室３８を経由してのポンプ装置１外部への水漏れが確実に防止される。

また、図１および図３から分かるように、モータ室３８の底面の中央から円筒状に突出した凸部３９５は、大径凹部１８３ｂに入り込んで位置する。つまり、大径凹部１８３ｂの開口は、インペラ室３９の外壁である凸部３９５に覆われている。

モータ室３８内に配設されたモータ１０の出力軸１４は、凸部３９５に形成された貫通孔３８２を通ってその先端部分がモータ室３８から突出し、インペラ室３９内に位置する。インペラ２０は、この出力軸１４の先端部分に固定され、インペラ室３９内に収容されている。具体的には、図３に示すように、インペラ２０の筒状部２２は、モータ室３８の底面の中央から円筒状に突出した凸部３９５によってインペラ室３９内に生まれた凹状の空間３９１内に位置し、筒状部２２の反出力側端面２２２は、所定のクリアランスを隔てて凹状の空間３９１の底部３９１ａと対向している。つまり、出力軸１４は、その軸線方向にある程度上下動可能となるように、遊びをもった状態で固定される。このような遊びが無いと、各構成部品の製造誤差等により、組み付けが困難になるおそれがあるからである。また、羽根部２４は、その旋回径よりも大きく形成されたインペラ室３９の主空間３９２内に位置する。

図５は、インペラ２０の羽根部２４を軸線方向と直交する方向に切断した断面図（図１におけるＣ−Ｃ線断面図）である。また、図６は、インペラ２０の羽根部２４より下を軸線方向と直交する方向に切断した断面図（図１におけるＤ−Ｄ線断面図）である。図５に示されるように、インペラ室３９の側壁３１３には、二つの吐出口３１３ａが形成されている。これにより、インペラ２０の回転によって吸い込み口３９４からインペラ室３９内に引き込まれた流体は、インペラ２０の回転遠心力により、この吐出口３１３ａを通って気液分離室５０に押し出される。

また、図６に示されるように、インペラ室３９の主空間３９２の側壁３１３には、戻り口３１３ｂが形成されている。戻り口３１３ｂは、気液分離室５０の下部と連通しており、インペラ２０の回転によって一旦気液分離室５０に押し出された流体を、再びインペラ室３９に戻すための流路となる。そのため、戻り口３１３ｂは、インペラ２０の回転によって気液分離室５０からインペラ室３９内に流体が引き込まれるよう、負圧が発生するインペラ２０の羽根部２４より下方に設けられている。

インペラ２０によって押し出された流体が移動する気液分離室５０は、ケース３０の内部空間の大部分を占める。具体的には、ケース３０の内部空間における、モータ室３８、インペラ室３９、およびパイプ３３やインペラケース３４によって構成された流体の流路５を除く部分が気液分離室５０となっている。図２に示すように、この気液分離室５０（ケース本体３１）の上部には、自吸工程において気液分離室５０と連通して分離された空気を外部に排出するため、および自吸工程終了後の水を外部に排出するための排出口５１が設けられている。また、この排出口５１と並んで、予めケース３０内に所定量の呼び水を導入するための呼び水供給口５２が設けられている。

以下、このように構成されるポンプ装置１の動作について説明する。まず、ケース３０の内部空間内には、インペラ２０が空回りしないよう、少なくともインペラ２０の羽根部２４の全てが浸かる程度の呼び水が呼び水供給口５２から供給される。

所定量の呼び水供給後、モータ１０のステータ１６が有する駆動コイル１６１に給電する。すると、駆動コイル１６１を備えるステータ１６から磁界が発生し、ステータ１６の外側に位置するマグネット１２１を備えるロータ１２が回転する。ロータ１２が回転すると、ロータ１２が有する出力軸１４の先端に固定されているインペラ２０がインペラ室３９内で回転する。

インペラ２０の回転により、インペラ室３９の主空間３９２内に存在していた呼び水が、側壁３１３に形成された二つの吐出口３１３ａから気液分離室５０へ押し出されて、インペラ室３９内は負圧になる。すると、パイプ３３に設けられた逆止弁３３１が開き、一方が吸引口３１２に連結されると共に他方が流体源に連結されている（例えば、風呂の残り湯を洗濯機に引き込む場合には、流体源である風呂釜の水中に落とし込まれている）ホースの内部に存在していた空気がケース３０内に引き込まれる。ケース３０内に取り込まれた空気は、パイプ３３やインペラケース３４によって形成された流体の流路５を通って吸い込み口３９４からインペラ室３９内に吸い込まれれる。そして、インペラ２０の回転によって呼び水と攪拌されながら混合され、インペラ室３９から吐出口３１３ａを通って気液分離室５０へ押し出される。

押し出された流体（気液混合体）は、気液分離室５０を上下方向に貫くパイプ３３の周りを旋回しながら「縦渦」状態で上昇する。そのため、この流体の流れによる「縦渦」の中心位置が真空となり、呼び水がその真空部分に引き寄せられ、空気と水が容易に分離される。すなわち、気液分離室５０内では、激しく気液混合体がかき回されるが、その流れが「縦渦」を形成しているため、「横渦」と比較すると気液混合体が上昇するのに時間が掛かる。その結果、気液混合体は、気液分離室５０の上部に達するまでに空気と水とに分離され、質量の軽い空気は気液分離室５０の上部に溜まる。したがって、分離された空気は徐々に排出口５１から排出される。

一方、質量の重い水は気液分離室５０の下部に移動し、上述の側壁３１３に形成された戻り口３１３ｂからインペラ室３９内に引き込まれる。そして、再び空気と混合されたあと、気液分離室５０へ押し出される。

このような動作を繰り返すことにより、ケース３０内やホース内に存在していた空気のみが徐々に排出口５１から排出される。空気が排出されると、流体源から水が徐々に引き込まれる。そして、完全に空気が排出され、ケース３０内やホース内が水で満たされると、自吸運転状態から定常の給水運転状態（液体を移送している状態。風呂の残り湯を洗濯機に引き込む場合には、風呂釜の水を洗濯槽内に移送している状態。）となり、吸引口３１２から装置内に引き込まれた水が連続的に排出口５１から排出される。

なお、給水動作終了後、モータ１０への給電を停止し、インペラ２０の回転が停止されると、インペラ室３９内の負圧は消滅する。すると、ケース３０内のへの流体の引き込み作用が無くなり、流体は逆流しようとするが、パイプ３３に設けられた逆止弁３３１が流体の流路５を塞ぐため、流体が逆流することはない。

以上、本実施形態に係るポンプ装置１の構成ならびに動作について説明したが、かかる構成を備えるポンプ装置１によれば次のような作用効果が奏される。

ポンプ装置１では、モータ１０の出力軸１４を回転自在に支持する反出力側軸受１９２および出力側軸受１９３は、それぞれ、ステータ１６を覆うモールド部１８の反出力側凹部１８２、出力側凹部１８３（小径凹部１８３ａ）に圧入により固定されている。また、出力軸１４に摺接するシール部材４０は、モールド部１８の出力側凹部１８３（大径凹部１８３ｂ）に圧入により固定されている。つまり、反出力側軸受１９２、出力側軸受１９３、およびシール部材４０のいずれもが、モールド部１８に固定されているため、これらの部材を高い同軸度で配設することができる。その結果、反出力側軸受１９２および出力側軸受１９３に支持される出力軸１４と、その出力軸１４に摺接するシール部材４０の高い同軸度を確保することができるため、シール部材４０による高いシール性能を有するポンプ装置１とすることができる。

なお、反出力側軸受１９２、出力側軸受１９３、およびシール部材４０の固定方法としては、圧入以外のものを採用することもできる。ただし、これらの部材の高い同軸度を確保するためには、モールド部１８に対するそれぞれの部材の固定位置のばらつきを小さくしなければならない（反出力側凹部１８２や出力側凹部１８３内で、これらの部材ががたつくような固定方法は避けなければならない）ため、本実施形態のように圧入による固定方法が最も好適である。場合によっては、圧入による固定強度を向上させるため、接着剤等を用いてもよい。

また、本実施形態では、ステータ１６を覆うモールド部１８は、熱硬化性樹脂で形成されているため、成形品であるモールド部１８の寸法精度が高い。したがって、モールド部１８に固定される反出力側軸受１９２、出力側軸受１９３、およびシール部材４０の固定位置精度も向上するため、出力軸１４に摺接するシール部材４０のシール性能がさらに向上する。

また、ポンプ装置１では、ケース本体３１に形成された環状突出部３８３と、ステータ１６を覆うモールド部１８に形成された第一の壁部１８４の小径壁部１８４ｂとの間にＯリング９２が挟持されることにより、大径凹部１８３ｂの径方向からのモータ室３８内への流体の浸入ならびにモータ室３８を経由した装置外部への水漏れが防止されている。そして、このケース本体３１とモールド部１８とが嵌合される際、環状突出部３８３が第二の壁部１８５によって案内されるため、ケース本体３１に対しモールド部１８が傾いた状態で嵌合されるようなことはない。つまり、Ｏリング９２を所定位置に確実に収めることができるため、上記モールド部１８とケース本体３１とによるシール構造は、高い信頼性を有する。

なお、本実施形態では、ケース本体３１に設けられた環状突出部３８３が、モールド部１８に設けられた段差を有する第一の壁部１８４と、組み付けの際に環状突出部３８３をガイドする第二の壁部１８５との間に嵌合される構成であることを説明したが、このような構成に限られない。例えば、図７に示されるように、モールド部１８に環状突出部３８３を、ケース本体３１に第一の壁部１８４と第二の壁部１８５を設けた構成としてもよい。つまり、モールド部１８の環状突出部３８３が、ケース本体３１に設けられた第一の壁部１８４と第二の壁部１８５との間に嵌合された構成としてもよい。この場合、Ｏリング９２は、上記と同様に環状突出部３８３と小径壁部１８４ｂとの間に介在させればよい。

さらに、上述のよう動作するポンプ装置１の運転中、インペラ室３９内の流体圧力は、様々に変化する。そのため、若干軸線方向に上下動可能となるような遊びをもって配設されているインペラ２０が固定された出力軸１４は、インペラ室３９内の圧力変化によってその遊びの大きさ分上下動する。本実施形態では、図３に示すインペラ２０の筒状部２２の反出力側端面２２２とインペラ室３９の内壁（凹状の空間３９１の底部３９１ａ）とが当接することで、その上方向に移動する出力軸１４の位置が規制される。つまり、出力軸１４がその軸線方向に上下動しても、常に流体（気液混合体）で満たされているインペラ室３９内においてインペラ２０とインペラ室３９の内壁が当接する構成であるため、両者の衝突音がインペラ室３９内を流れる流体によって低減され、静音性に優れたポンプ装置１とすることができる。

また、ケース本体３１に形成された、モータ室３８の底面の中央から円筒状に突出した凸部３９５は、シール部材４０が固定された大径凹部１８３ｂ内に入り込んで位置する。つまり、大径凹部１８３ｂの開口側は、インペラ室３９の外壁である凸部３９５に覆われた状態となる。このように、大径凹部１８３ｂの開口を凸部３９５で塞いだ構成とすることで、大径凹部１８３ｂに圧入により固定されたシール部材４０の脱落が防止される。

なお、このようなシール部材４０の脱落防止効果を得るという観点からすれば、凸部３９５の大きさは特に限定されない。つまり、大径凹部１８３ｂの開口の少なくとも一部が凸部３９５に覆われていれば、シール部材４０が大径凹部１８３ｂから脱落することはない。

また、本実施形態に係るポンプ装置１は、運転開始時に流路内の空気を分離することができる、いわゆる自吸式のポンプ装置であり、気液分離室５０を備える。そして、本実施形態では、この気液分離室５０が、モータ１０が収納されるモータ室３８、およびインペラが収納されるインペラ室３９と共に、ケース３０内に構成されているため、部品点数の増加が抑えられる。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

１ポンプ装置
１０モータ
１４出力軸
１６ステータ
１８モールド部
１８４第一の壁部
１８５第二の壁部
１９２反出力側軸受
１９３出力側軸受
２０インペラ
３０ケース
３８モータ室
３８３環状突出部
３９インペラ室
４０シール部材
９２Ｏリング

Claims

一端にインペラが固定された出力軸と、樹脂からなるモールド部に覆われたステータとを有するモータを備え、前記出力軸を回転自在に支持する軸受、および前記出力軸に接触して前記インペラが収納されたインペラ室から前記モータが収納されたモータ室への流体の浸入を阻止するシール部材が、共に、前記モールド部に固定されていることを特徴とするポンプ装置。
前記ステータを覆うモールド部が熱硬化性樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置。
前記モールド部または前記インペラ室が構成されたケースのいずれか一方には、相対的に大径の大径壁部および該大径壁部の先端から突出した相対的に小径の小径壁部からなる環状の第一の壁部と、該第一の壁部の径方向外側から突出した環状の第二の壁部とが形成されると共に、他方には、環状に突出した環状突出部が形成され、前記第一の壁部の大径壁部と前記第二の壁部との間に前記環状突出部が嵌合されると共に、前記第二の壁部の小径壁部と前記環状突出部との間にＯリングが挟持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。