JP2013047500A - ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】大流量タイプであっても軸揺れを効果的に抑えることのできるポンプを提案する。
【解決手段】本発明は、ステータ４と、ロータ７と、ロータ７の回転中心となる軸部材１２と、ロータ７と一体に形成される羽根車２０と、羽根車２０が収容されるポンプ室２１を形成するポンプケース２２とを備えたポンプである。ポンプケース２２は、吸入口２６と吐出口２７とを有する。軸部材１２の一端部を支持する軸支持部１５が、周方向に離間して位置する複数の支柱部２５を介してポンプケース２２に連結され、隣接する支柱部２５間に、前記吸入口２６が形成される。支柱部２５は、軸部材１２の軸心Ｃから吐出口側に向かう方向の位置と、この方向とは反対方向の位置の、両方又は一方に形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ステータの巻線に通電することでロータと羽根車を一体に回転駆動させるポンプに関する。

特許文献１には、従来のポンプが開示されている。このポンプは、インナーロータ型のポンプであり、巻線５０を有するステータ５１と、マグネット５２を有するロータ５３とを備えている。羽根車５４はロータ５３と一体に形成され、軸部材５５を中心として一体に回転駆動される。この羽根車５４を収容するポンプ室５６は、ポンプケース５７によって形成される。

軸部材５５の一端部を支持する軸支持部５８は、複数の支柱部５９を介してポンプケース５７に連結されている。支柱部５９間には吸入口６０が形成され、この吸入口６０を通じてポンプ室５６内に水が導入される。

特開２００６−２００４２７号公報

上述した構成のポンプにおいては、ポンプ室５６の吐出口近傍で生じる圧力変化が羽根車５４に作用するため、支柱部５９の強度が不十分であれば、軸揺れが発生しやすいものとなる。特に、大流量を実現するためには、羽根車５４の高さを大きく設定することになる。その場合には、羽根車５４に作用する圧力変化が大きくなり、しかも、支柱部５９が高く設定されることから、軸揺れを十分に抑制するだけの強度を確保しにくくなる。

つまり従来のポンプでは、大流量を実現することと、軸揺れを抑制することが、両立されにくいという問題があった。

本発明は前記問題点に鑑みて発明したものであって、大流量タイプであっても軸揺れを効果的に抑えることのできるポンプを提案することを、課題とする。

前記課題を解決するために、本発明を、下記構成を具備するポンプとする。

本発明は、巻線を有するステータと、マグネットを有するロータと、前記ロータの回転中心となる軸部材と、前記ロータと一体に形成される羽根車と、前記羽根車が収容されるポンプ室を形成するポンプケースと、を備えるポンプであって、前記ポンプケースは、ポンプ室内に水を吸入する吸入口と、ポンプ室内から水を吐出する吐出口とを有し、前記軸部材の一端部を支持する軸支持部が、周方向に離間して位置する複数の支柱部を介して前記ポンプケースに連結され、隣接する前記支柱部間に、前記吸入口が形成され、
前記支柱部は、前記軸部材の軸心から前記吐出口側に向かう方向の位置と、前記方向とは反対方向の位置の、両方又は一方に形成されていることを特徴とする。

本発明において、複数の前記支柱部は、前記軸心側に延設されて一体に連結されていることが好ましい。

また、複数の前記支柱部は、軸心側に近づくほど突出するように膨らんで形成されていることが好ましい。

本発明は、大流量タイプであっても軸揺れを効果的に抑えることができるという効果を奏する。

本発明の実施形態１のポンプを示す断面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図１の要部を矢印Ｂ方向から視た図である。 同上のポンプが備えるポンプケースの一部破断斜視図である。 本発明の実施形態２のポンプを図１のＡ−Ａ線で切断した断面図である。 同上のポンプを図１のＢ方向から視た図である。 本発明の実施形態３のポンプの要部断面図である。 同上のポンプが備えるポンプケースの一部破断斜視図である。 従来のポンプを示す断面図である。

本発明を、添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。図１には、本発明の実施形態１のポンプを示している。図２は図１のＡ−Ａ線断面図であり、図３は図１の要部を矢印Ｂ方向から視た図である。図４は、ポンプケース２２の一部破断斜視図である。

図１に示すように、本実施形態のポンプは、モータ部１とポンプ部２によって構成されるインナーロータ型のポンプである。

モータ部１は、巻線３を有するステータ４と、この巻線３への通電を制御する制御回路基板５と、マグネット６を有するロータ７と、ステータ４側とロータ７側を仕切る仕切壁８を有する。仕切壁８はフランジ９を有するハット型の外形を有し、この仕切壁８の外側面１０側にステータ４を嵌め込んだ状態で、制御回路基板５ごと一体に樹脂モールドされている。

ハット型である仕切壁８の内部には、仕切壁８の内周面１１との間に僅かなスペースを保つようにロータ７が配置される。このロータ７は、軸方向両端の開口した環状の外形を有し、中央に配置されるセラミックス製の軸部材１２を中心として、回転自在に支持される。軸部材１２の軸方向の一端部は、仕切壁８の内底面１３から突設される軸支持部１４によって、回転不能に支持される。軸部材１２の他方の一端部は、後述の軸支持部１５によって、回転自在に支持される。軸部材１２の外周には軸受１６が配され、この軸受１６を介してロータ７が軸部材１２の軸心Ｃまわりに回転自在となる。

ポンプ部２は、ロータ７と一体に形成される羽根車２０と、この羽根車２０が収容されるポンプ室２１を形成するポンプケース２２とを有する。ポンプケース２２からは吸入管２３と吐出管２４が突設され、仕切壁８に対してポンプケース２２がネジ固定された状態で、吸入管２３が、軸部材１２や軸支持部１４，１５と同軸上に位置するように設けている。吐出管２４は、ポンプケース２２の外側面から突出するように設けている。羽根車２０は軸方向に貫通する中央孔を有し、この中央孔内に軸支持部１５や後述の吸入口２６が配置される。

軸支持部１５は、複数の支柱部２５を介してポンプケース２２と一体に形成される。軸支持部１５と吸入管２３は、共に軸部材１２の軸心Ｃ上に位置しており、吸入管２３の下流端から延設される複数の支柱部２５が、それぞれ軸支持部１５に結合されている。支柱部２５は、軸心Ｃを囲む円周上にて周方向に等間隔を隔てて配置される。本実施形態では支柱部２５を三つ配置するので、周方向に１２０°ずつ隔てて配置されている（図３等参照）。

隣接する支柱部２５間にはスペースが形成され、このスペースが、吸入管２３を通じて導入された水をポンプ室２１内に吸入するための吸入口２６となる。また、ポンプケース２２の外周部には、ポンプ室２１内の水を吐出管２４に送り出す吐出口２７が形成されている。

そして、本実施形態のポンプでは、周方向に均等配置される三つの支柱部２５のうち一つを、軸部材１２の軸心Ｃを基準としてこの軸心Ｃから吐出口２７側に向かう方向ｐ（図２中の矢印参照）の位置に、形成している。この箇所に支柱部２５が位置することで、ポンプ室２１の吐出口２７近傍で大きな圧力変化が生じ、この圧力変化が羽根車２０に揺動力として作用しても、軸支持部１５に揺れを生じることは効果的に抑えられる。

なお、支柱部２５の配置はこれに限定されず、図示はしないが、三つの支柱部２５のうち一つを、軸心Ｃから吐出口２７側とは反対側に向かう方向ｑ（図２中の矢印参照）の位置に形成してもよい。

また、本実施形態のポンプでは、三つの支柱部２５をそれぞれ軸心Ｃ側へと延設し、軸心Ｃ上の位置において、各支柱部２５を一体に連結させている。言い換えれば、本実施形態では図３や図４に示すように、軸心Ｃ上に設けた連結部２８から径方向外側へと三つの支柱部２５を延設することで、一つの支柱結合体２９を形成している。この支柱結合体２９はさらに筒部３０を有し、この筒部３０の内面に、各支柱部２５の径方向外側端部を結合させている。筒部３０は、吸入管２３の内周面に一体に成型されている。

軸支持部１５の吸入管２３側を向く部分には、凸曲面状に盛り上がったキャップ部３１が形成されている。このキャップ部３１に対して、各支柱部２５の下流端部がそれぞれ結合されている。

本実施例の支柱部２５は、それぞれが一体となって前記構造の支柱結合体２９を形成するものであるから、更に高強度を有するものとなっている。そのため、軸揺れがより効果的に抑制される。

次に、本発明の実施形態２のポンプについて、図５、図６に基づいて説明する。なお、実施形態１において既述した構成と同様のものについては、説明を省略する。図５は、図１のＡ−Ａ線と同様のラインで切断した断面図であり、図６は図１の矢印Ｂと同様の方向から視たときの要部を示している。

図示のように、本実施形態のポンプでは、複数の支柱部２５として、四つの支柱部２５を周方向に均等配置している。このうち一つの支柱部２５は、軸部材１２の軸心Ｃを基準としてこの軸心Ｃから吐出口２７側に向かう方向ｐ（図５中の矢印参照）の位置に、形成している。加えて、他の一つの支柱部２５を、軸心Ｃから吐出口２７側とは反対側に向かう方向ｑ（図２中の矢印参照）の位置に、形成している。残りの二つの支柱部２５は、前記二つの支柱部２５とは周方向に等間隔を隔てて形成している。

本実施形態の四つの支柱部２５も、実施形態１で述べたものと同様の構造により、中央の連結部２８と周縁の筒部３０にそれぞれが結合され、一体の支柱結合体２９を形成している。

次に、本発明の実施形態３のポンプについて、図７、図８に基づいて説明する。なお、実施形態１，２において既述した構成と同様のものについては、説明を省略する。
図７は、本実施形態のポンプの要部断面図であり、図８はポンプケース２２の一部破断斜視図である。

図示のように、本実施形態のポンプが備える複数の支柱部２５は、軸心Ｃ側に近づくほど吸入管２３の上流側に突出するように、それぞれ膨らんで形成されている。つまり、本実施形態の支柱結合体２９は、軸心Ｃ上に位置する連結部２８の端面が最も上流側に位置し、この連結部２８から径方向外側に離れるほど下流側に位置するように各支柱部２５の端面が傾斜している。ここでの傾斜角は、各支柱部２５で同一に設けている。

このように、支柱部２５の軸心Ｃ側を突出させて設けることで、吸入管２３を通じて導入された水が支柱部２５を通過する際に乱流を生じることが抑制される。

上述したように、本発明の実施形態１−３のポンプは、巻線３を有するステータ４と、マグネット６を有するロータ７と、ロータ７の回転中心となる軸部材１２と、ロータ７と一体に形成される羽根車２０と、羽根車２０が収容されるポンプ室２１を形成するポンプケース２２と、を備えるポンプである。ポンプケース２２は、ポンプ室２１内に水を吸入する吸入口２６と、ポンプ室２１内から水を吐出する吐出口２７とを有する。そして、軸部材１２の一端部を支持する軸支持部１５が、周方向に離間して位置する複数の支柱部２５を介してポンプケース２２に連結され、隣接する支柱部２５間に、吸入口２６が形成されている。支柱部２５は、軸部材１２の軸心Ｃから吐出口２７側に向かう方向ｐの位置と、方向ｐとは反対の方向ｑの位置の、両方又は一方に形成されている。

前記構成のポンプにおいては、ポンプ室２１の吐出口２７近傍で生じる圧力変化が羽根車２０に作用し、これが軸揺れの原因となる。これに対して支柱部２５を、軸心Ｃを基準としてここから吐出口２７側に向かう方向ｐの位置に形成するか、これと反対の方向ｑの位置に形成するか、或いは両方の位置に形成することにより、軸支持部１５に揺れを生じることが効果的に抑えられる。そのため、大流量タイプであっても軸揺れを効果的に抑えることができる。

また、本発明の実施形態１−３のポンプにおいて、複数の支柱部２５は、軸心Ｃ側に延設されて一体に連結されている。これにより、各支柱部２５の強度がさらに確保され、軸揺れがより効果的に抑制される。

また、本発明の実施形態３のポンプにおいて、複数の支柱部２５は、軸心Ｃ側に近づくほど突出するように膨らんで形成されている。これにより、支柱部２５を通過する際に乱流が生じることが抑えられ、軸揺れがさらに効果的に抑制される。

以上、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明したが、本発明は前記各例の実施形態に限定されるものではなく、本発明の意図する範囲内であれば、各例において適宜の設計変更を行うことや、各例の構成を適宜組み合わせて適用することが可能である。

３ 巻線
４ ステータ
６ マグネット
７ ロータ
１５ 軸支持部
２０ 羽根車
２１ ポンプ室
２２ ポンプケース
２５ 支柱部
２６ 吸入口
２７ 吐出口
Ｃ 軸心
ｐ 方向
ｑ 方向

Claims (3)

1. 巻線を有するステータと、マグネットを有するロータと、前記ロータの回転中心となる軸部材と、前記ロータと一体に形成される羽根車と、前記羽根車が収容されるポンプ室を形成するポンプケースと、を備えるポンプであって、
   前記ポンプケースは、ポンプ室内に水を吸入する吸入口と、ポンプ室内から水を吐出する吐出口とを有し、
   前記軸部材の一端部を支持する軸支持部が、周方向に離間して位置する複数の支柱部を介して前記ポンプケースに連結され、隣接する前記支柱部間に、前記吸入口が形成され、
   前記支柱部は、前記軸部材の軸心から前記吐出口側に向かう方向の位置と、前記方向とは反対の方向の位置の、両方又は一方に形成されていることを特徴とするポンプ。
2. 複数の前記支柱部は、前記軸心側に延設されて一体に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
3. 複数の前記支柱部は、軸心側に近づくほど突出するように膨らんで形成されていることを特徴とする請求項２に記載のポンプ。
   

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