JP2014163327A

JP2014163327A - 電動流体ポンプ

Info

Publication number: JP2014163327A
Application number: JP2013036414A
Authority: JP
Inventors: Masami Maruyama; 将見丸山; Masayuki Kotani; 雅幸小谷; Takeshi Miyasaka; 武宮坂
Original assignee: Shinano Kenshi Co Ltd
Current assignee: Shinano Kenshi Co Ltd
Priority date: 2013-02-26
Filing date: 2013-02-26
Publication date: 2014-09-08
Anticipated expiration: 2033-02-26
Also published as: US20140241915A1; EP2770214A3; CN104005964A; EP2770214A2; US9470237B2; JP5882245B2

Abstract

【課題】軸部材の位置精度を確保しつつ回転効率の低下を抑制した電動流体ポンプを提供することを課題とする。
【解決手段】流体が侵入する凹部を有したケースと、前記凹部に配置されたロータと、前記ロータを支持した軸部材と、前記ケースと前記軸部材と共にインサート成型され前記軸部材の端部に固定され前記凹部の底壁部に埋設された鍔部材と、を備え、前記鍔部材は、第１顎部、前記第１顎部よりも前記低壁部の内面に近く前記第１顎部より径方向に小さい縮小部、前記縮小部よりも前記内面に近く前記第１顎部よりも径方向に大きく前記内面から部分的に露出した第２顎部、を含み、前記内面は、平坦である、電動流体ポンプ。
【選択図】図５

Description

本発明は、電動流体ポンプに関する。

特許文献１には、ロータを支持する軸部材とロータを収納する凹部を有したケースとをインサート成型する際に、軸部材を金型に押付けることにより軸部材を位置決めする技術が開示されている。

特開２０１０−１４４６９３号公報

しかしながら、特許文献１の図１、３に示すように、ロータが収納される凹部の内面２２が窪んでいるため凹部の容積が拡大している。このため、凹部内に侵入した流体の抵抗により、ロータの回転効率が低下するおそれがある。また、特許文献１の図６では、インサート成型時の樹脂の流れによっては、内側端面１２ｂに先に樹脂が流れ込み、軸部材が凹部の低壁部に沈み込んでしまい、軸部材の位置精度を確保できないおそれがある。

そこで本発明は、軸部材の位置精度を確保しつつ回転効率の低下を抑制した電動流体ポンプを提供することを目的とする。

上記目的は、流体が侵入する凹部を有したケースと、前記凹部に配置されたロータと、前記ロータを支持した軸部材と、前記ケースと前記軸部材と共にインサート成型され前記軸部材の端部に固定され前記凹部の底壁部に埋設された鍔部材と、を備え、前記鍔部材は、第１顎部、前記第１顎部よりも前記低壁部の内面に近く前記第１顎部より径方向に小さい縮小部、前記縮小部よりも前記内面に近く前記第１顎部よりも径方向に大きく前記内面から部分的に露出した第２顎部、を含み、前記内面は、平坦である、電動流体ポンプによって達成できる。

また、上記課題は、流体が侵入する凹部を有したケースと、前記凹部に配置されたロータと、前記ロータを支持した軸部材と、前記ケースと前記軸部材と共にインサート成型され前記軸部材の端部に固定され前記凹部の底壁部に埋設された鍔部材と、を備え、前記鍔部材は、前記底壁部の内面から部分的に露出した平板部、前記平板部の外周部に形成された溝部、前記内面から離れるように前記溝部から突出した突部、を含み、前記内面は、平坦である、電動流体ポンプによって達成できる。

また、上記課題は、流体が侵入する凹部を有したケースと、前記凹部に配置されたロータと、前記凹部の底壁部に埋設された端部を有し、前記ロータを支持すると共に、前記ケースと共にインサート成型された軸部材と、を備え、前記端部は、第１顎部、前記第１顎部よりも前記底壁部の内面に近く前記第１顎部より径方向に小さい縮小部、前記縮小部よりも前記内面に近く前記第１顎部よりも径方向に大きく前記内面から部分的に露出した第２顎部、を含み、前記内面は、平坦である、電動流体ポンプによっても達成できる。

また、上記課題は、流体が侵入する凹部を有したケースと、前記凹部に配置されたロータと、前記凹部の底壁部に埋設された端部を有し、前記ロータを支持すると共に、前記ケースと共にインサート成型された軸部材と、を備え、前記端部は、前記低壁部の内面から部分的に露出した平板部、前記平板部の外周部に形成された溝部、前記内面から離れるように前記溝部から突出した突部、を含み、前記内面は、平坦である、電動流体ポンプによって達成できる。

本発明によれば、軸部材の位置精度を確保しつつ回転効率の低下を抑制した電動流体ポンプを提供できる。

図１は、本実施例の電動流体ポンプの断面図である。図２は、ケースの一部とロータとを取外した電動流体ポンプの図である。図３Ａ〜３Ｃは、軸部材、鍔部材の説明図である。図４は、図２の円Ｘで囲った鍔部材週辺の拡大図である。図５は、ケースのインサート成型の説明図である。図６Ａ〜６Ｃは、変形例に係る軸部材、鍔部材の説明図である。図７は、変形例に係る鍔部材周辺の拡大図である。図８は、変形例に係る軸部材、鍔部材を用いた場合のケースのインサート成型の説明図である。

図１は、本実施例の電動流体ポンプ１の断面図である。電動流体ポンプ１は、３つのケースＡ，Ｂ、Ｃを備える。ケースＡはケースＢに固定され、ケースＢはケースＣに固定されている。ケースＢには、幾つかの部品が埋設されたモータＭが配置されている。モータＭは、ロータＲ、鉄心３０、鉄心３０に巻回された複数のコイル３４を含む。ケースＣ内には、コイル３４と電気的に接続されたプリント基板ＰＢが配置されている。コイル３４とプリント基板ＰＢは、ピンＣＰを介して電気的に接続されている。ケースＡには、流体を吸入する吸入口３、流体を排出するための排出口５が形成されている。ケースＢ内にはロータＲが配置された凹部Ｓが形成されている。

ケースＢは、凹部Ｓを画定する側壁部１２、底壁部１４を含む。ケースＢは、合成樹脂製である。ケースＢは、鉄心３０、ロータＲを回転可能に支持する軸部材４０、軸部材４０の端部４２に固定された鍔部材５０と共にインサート成型されている。側壁部１２に鉄心３０、コイル３４、ピンＣＰが埋設されている。底壁部１４に、軸部材４０の端部４２、鍔部材５０が埋設されている。軸部材４０は金属製であり、鍔部材５０は合成樹脂製であるが、双方との金属製であってもよいし、双方とも合成樹脂製であってもよい。

ロータＲには、ケースＢの側壁部１２と対向するように複数の永久磁石４６が保持されている。ロータＲの先端側には、吸入口３から流体を吸入し排出口５から排出するインペラＩＰが形成されている。インペラＩＰは、軸部材４０の端部４１側に形成されている。ロータＲと軸部材４０との間には軸受Ｖが介在している。軸受ＶはロータＲに固定されている。コイル３４に電流が流れることにより、鉄心３０が所定の極性に励磁され、鉄心３０と永久磁石４６との間に作用する磁力によってロータＲが回転する。これにより、インペラＩＰが回転する。

図２は、ケースＡ、ロータＲを取外した電動流体ポンプ１の図である。このようにロータＲは凹部Ｓ内で回転する。ここで、図１に示すように、吸入口３から吸入した流体をインペラＩＰと凹部Ｓの開口部周辺との隙間から、凹部Ｓ内に流体が侵入する。従って、ロータＲは凹部Ｓ内に侵入した流体の中で回転する。

図３Ａ〜３Ｃは、軸部材４０、鍔部材５０の説明図である。鍔部材５０は、端部４２に固定されている。具体的には、鍔部材５０に形成された孔５０ｈに軸部材４０の端部４２が圧入されているが、これに限定されず例えばカシメにより固定さえていてもよい。鍔部材５０は、端部４２から端部４１側の順に、顎部５１、縮小部５３、鍔部５５を含む。縮小部５３は、顎部５１よりも径方向に小さい。鍔部５５は、鍔部５１、縮小部５３よりも径方向に大きい。

図４は、図２の円Ｘで囲った鍔部材５０週辺の拡大図である。鍔部５１は、底壁部１４の内面１４ｓに近い。縮小部５３は、鍔部５１よりも内面１４ｓに近い。鍔部５５は、縮小部５３よりも内面１４ｓに近い。尚、鍔部５５は内面１４ｓから部分的に露出しており、ロータＲの端面に摺接し得る。

図４に示すように、鍔部５１、５５の間に双方よりも径の小さい縮小部５３が形成されている。このため、軸部材４０に端部４１側に大きな張力が加わったとしても、鍔部５１、５５の間の縮小部５３周囲に充填された樹脂により、底壁部１４から軸部材４０、鍔部材５０が抜けることが防止されている。

また、図３Ａ〜３Ｃに示すように鍔部５５の外周部には複数の溝部５５１が設けられている。複数の溝部５５１は、軸部材４０を中心として等角度間隔で設けられている。このように、軸方向から見て鍔部５５は非円形状である。このため、溝部５５１周辺に充填された樹脂により、鍔部５５が周方向に回転することが防止されている。尚、鍔部５５は非円形状であれば、これ以外の形状であってもよい。

図５は、ケースＢのインサート成型の説明図である。予め鍔部材５０に圧入された軸部材４０を、金型８０の孔８４に挿入し、金型８０の面８２に鍔部材５０の鍔部５５を当接させる。次に、金型８０の面８２と金型８０に対向した金型９０の面９２との間に形成されたキャビティＣＢ内に、樹脂を充填する。

キャビティＣＢ内への樹脂を充填することにより、樹脂は鍔部５１と鍔部５５との間に流れ込む。鍔部５５には、金型８０の面８２に押付けられるように樹脂の力が作用する。鍔部５１には、鍔部５５が面８２から離れるように力が作用する。ここで、鍔部５５は鍔部５１より径方向に大きく面積も大きい。このため、樹脂が鍔部５５を金型８０側に押す力は、鍔部５１を金型８０から離れるように押す力よりも大きい。

このように流動する樹脂からの力の作用により、鍔部材５０の鍔部５５が金型８０の面８２に押付けられた状態に維持される。これにより、鍔部材５０、軸部材４０が金型８０に対して位置決めされた状態で、樹脂が硬化してケースＢが成型される。よって、軸部材４０の位置精度が確保されている。

また、面８２は平坦であるため、ケースＢの底壁部１４の内面１４ｓも平坦に形成される。このため、成型後での凹部Ｓの容積の拡大が抑制される。これにより、凹部Ｓ内に侵入する流体の量も抑制でき、ロータＲの回転効率の低下が抑制されている。

また、鍔部材５０はプレス加工により形成されている。このため、電動流体ポンプ１の製造コストが低下している。

次に、変形例に係る軸部材４０ａ、鍔部材５０ａについて説明する。図６Ａ〜６Ｃは、変形例の軸部材４０ａ、鍔部材５０ａの説明図である。図６Ａ〜６Ｃは、図３Ａ〜Ｃに対応している。鍔部材５０ａは、端部４２ａに固定されている。具体的には、鍔部材５０ａに形成された孔５０ｈａに軸部材４０ａの端部４２ａが圧入されているが、これに限定されず例えばカシメにより固定さえていてもよい。鍔部材５０ａは、端部４２ａから端部４１ａ側の順に、筒部５３ａ、平板部５１ａを含む。筒部５３ａは、端部４２ａに圧入されている。平板部５１ａは、筒部５３ａよりも外径が大きい。また、筒部５３ａは平板部５１ａよりも軸方向の厚みが厚い。

平板部５１ａの外周部には複数の溝部５４ａが形成されている。溝部５４ａには、径方向外側に突出した突部５５ａが形成されている。４つの溝部５４ａは、軸部材４０ａを中心として等角度間隔で設けられている。突部５５ａについても同様である。突部５５ａは、平板部５１ａよりも筒部５３ａ側に突出している。詳細には、突部５５ａは、溝部５４ａの底面から湾曲して突出した根元部５５１ａ、根元部５５１ａから軸部材４０ａに垂直な方向に突出した先端部５５３ａ、を含む。根元部５５１ａは、平板部５１ａから筒部５３ａ側に湾曲している。図６Ｃに示すように、平板部５１ａの外周部よりも先端部５５３ａの方が径方向の外側に延びている。

図７は、変形例の軸部材４０ａ、鍔部材５０ａを備えた電動流体ポンプの部分拡大断面図である。図７は、図４に対応している。先端部５５３ａは内面１４ｓから退避しており１４内に埋設している。このため、軸部材４０ａに端部４１ａ側に大きな張力が加わったとしても、先端部５５３ａ上に充填された樹脂により、底壁部１４から軸部材４０ａ、鍔部材５０ａが抜けることが防止されている。

また、図６Ａ〜６Ｃに示すように平板部５１ａの外周部には複数の溝部５４ａが設けられ、非円形状である。このため、溝部５４ａ内に充填された樹脂により、平板部５１ａが周方向に回転することが防止されている。

図８は、変形例の軸部材４０ａ、鍔部材５０ａを用いた場合のケースのインサート成型の説明図である。図８は図５に対応する。予め鍔部材鍔部材５０ａに圧入された軸部材４０ａを、金型８０の孔８４に挿入し、金型８０の面８２に鍔部材鍔部材５０ａの平板部５１ａを当接させる。次に、金型８０の面８２と金型８０に対向した金型９０の面９２との間に形成されたキャビティＣＢ内に、樹脂を充填する。

キャビティＣＢ内への樹脂を充填することにより、樹脂は最初に突部５５ａ周辺に流れ込む。樹脂は先端部５５３ａの上面側にも流れるが下面側にも流れる。また、平板部５１ａの下面側にも流れる。これにより、平板部５１ａには、金型８０の面８２に押付けられるように樹脂の力が作用する。先端部５５３ａの上面には、面８２から離れるように力が作用する。ここで、先端部５５３ａの上面の面積よりも平板部５１ａの下面の面積の方が大きい。このため、樹脂が鍔部鍔部材５０ａを金型８０側に押す力は、鍔部材５０ａを金型８０から離れるように押す力よりも大きい。

このように流動する樹脂からの力の作用により、鍔部材５０ａの平板部５１ａが金型８０の面８２に押付けられた状態に維持される。これにより、鍔部材５０ａ、軸部材４０ａが金型８０に対して位置決めされた状態で、樹脂が硬化してケースが成型される。よって、軸部材４０ａについても位置精度が確保されている。

また、鍔部材５０ａはプレス加工により形成されている。このため、電動流体ポンプの製造コストが低下している。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、変形・変更が可能である。

鍔部材は切削により形成してもよい。また、鍔部材が一体に成型された軸部材を採用してもよい。

１電動流体ポンプ
Ｂケース
Ｓ凹部
１４底壁部
１４ｓ内面
４０、４０ａ軸部材
５０、５０ａ鍔部材
５０ｈ孔
５１、５５顎部
５３縮小部
５４ａ溝部
５５ａ突部
５５１ａ根元部
５５３ａ先端部
８０、９０金型
ＣＢキャビティ

Claims

流体が侵入する凹部を有したケースと、
前記凹部に配置されたロータと、
前記ロータを支持した軸部材と、
前記ケースと前記軸部材と共にインサート成型され前記軸部材の端部に固定され前記凹部の底壁部に埋設された鍔部材と、を備え、
前記鍔部材は、第１顎部、前記第１顎部よりも前記低壁部の内面に近く前記第１顎部より径方向に小さい縮小部、前記縮小部よりも前記内面に近く前記第１顎部よりも径方向に大きく前記内面から部分的に露出した第２顎部、を含み、
前記内面は、平坦である、電動流体ポンプ。
流体が侵入する凹部を有したケースと、
前記凹部に配置されたロータと、
前記ロータを支持した軸部材と、
前記ケースと前記軸部材と共にインサート成型され前記軸部材の端部に固定され前記凹部の底壁部に埋設された鍔部材と、を備え、
前記鍔部材は、前記底壁部の内面から部分的に露出した平板部、前記平板部の外周部に形成された溝部、前記内面から離れるように前記溝部から突出した突部、を含み、
前記内面は、平坦である、電動流体ポンプ。
流体が侵入する凹部を有したケースと、
前記凹部に配置されたロータと、
前記凹部の底壁部に埋設された端部を有し、前記ロータを支持すると共に、前記ケースと共にインサート成型された軸部材と、を備え、
前記端部は、第１顎部、前記第１顎部よりも前記底壁部の内面に近く前記第１顎部より径方向に小さい縮小部、前記縮小部よりも前記内面に近く前記第１顎部よりも径方向に大きく前記内面から部分的に露出した第２顎部、を含み、
前記内面は、平坦である、電動流体ポンプ。
流体が侵入する凹部を有したケースと、
前記凹部に配置されたロータと、
前記凹部の底壁部に埋設された端部を有し、前記ロータを支持すると共に、前記ケースと共にインサート成型された軸部材と、を備え、
前記端部は、前記低壁部の内面から部分的に露出した平板部、前記平板部の外周部に形成された溝部、前記内面から離れるように前記溝部から突出した突部、を含み、
前記内面は、平坦である、電動流体ポンプ。
前記鍔部材は、金属製でありプレス加工によって形成されている、請求項１又は２の電動流体ポンプ。
前記第２顎部は、前記軸部材の軸方向から見て非円形である、請求項１又は３の何れかの電動流体ポンプ。