JP2017180257A - ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】インペラが回転する際の摩擦抵抗を低減することが可能なポンプを提供する。【解決手段】円柱状のシャフト２０と、シャフト２０に外嵌され、当該シャフト２０に対して相対回転可能に支持される円筒状のブシュ４０と、ブシュ４０と一体的に回転可能なインペラ５０と、を具備し、シャフト２０は、シャフト２０とブシュ４０との相対回転に基づいて、シャフト２０とブシュ４０との間に圧力を発生させる複数の溝部（第一長溝２１ａ及び第二長溝２１ｂ）からなる溝部群２１を具備した。【選択図】図５

Description

本発明は、流体を圧送するポンプの技術に関する。

従来、流体を圧送するポンプの技術は公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。

特許文献１に記載のポンプは、インペラと、インペラに連結されるシャフトと、シャフトを回転可能に支持する転がり軸受と、シャフトを回転させるモータ部と、を具備している。特許文献１に記載のポンプにおいて、モータ部によりシャフトを回転させることでインペラが回転し、流体を圧送することができる。

しかしながら、特許文献１に記載のような転がり軸受は、２つの環状部材で転動体（玉等）を挟み込んで形成されているため、部材同士が互いに接触しており、当該接触部分で摩擦抵抗が生じてしまう。したがって、インペラが回転する際の摩擦抵抗を低減させることが困難であった。

特開平１１−１０７９８０号公報

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、インペラが回転する際の摩擦抵抗を低減することが可能なポンプを提供することである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、円柱状のシャフトと、前記シャフトに外嵌され、当該シャフトに対して相対回転可能に支持される円筒状の軸受部と、前記軸受部と一体的に回転可能なインペラと、を具備し、前記シャフト又は前記軸受部は、前記シャフトと前記軸受部との相対回転に基づいて、前記シャフトと前記軸受部との間に圧力を発生させる複数の溝部からなる溝部群を具備したものである。

請求項２においては、前記溝部群は、前記シャフトの軸線方向において、当該溝部群の中央部に圧力を発生させるように形成されているものである。

請求項３においては、前記溝部群は、前記シャフトの軸線方向において対称に形成されているものである。

請求項４においては、前記溝部群は、前記シャフトの軸線方向において、複数個所に形成されているものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、インペラが回転する際の摩擦抵抗を低減することができる。

請求項２においては、インペラが回転する際の摩擦抵抗をより効果的に低減することができる。

請求項３においては、インペラが回転する際の摩擦抵抗をより効果的に低減することができる。

請求項４においては、インペラが回転する際の摩擦抵抗をより効果的に低減することができる。

第一実施形態に係るポンプを用いた蒸発燃料処理機構を示した概略図。 第一実施形態に係るポンプの斜視図。 第一実施形態に係るポンプの分解斜視図。 第一実施形態に係るポンプの正面断面図。 第一実施形態に係るポンプの正面断面拡大図。 第一実施形態に係るポンプの内部を示す平面図。 第一実施形態に係るシャフトの表面形状を示す展開図。 第一実施形態に係るインペラを示す斜視図。 第一実施形態に係るポンプ内の空気の流通の様子を示す正面断面拡大図。 （ａ）変形例に係るシャフトを示す正面一部断面図。（ｂ）変形例に係るシャフトの表面形状を示す展開図。 第二実施形態に係るインペラを示す斜視図。 第二実施形態に係るポンプ内の空気の流通の様子を示す正面断面拡大図。

以下では、図中の矢印Ｕ、矢印Ｄ、矢印Ｆ、矢印Ｂ、矢印Ｌ及び矢印Ｒで示した方向を、それぞれ上方向、下方向、前方向、後方向、左方向及び右方向と定義して説明を行う。

まず、図１を用いて、本発明の第一実施形態に係るポンプ５を用いた蒸発燃料処理機構１の概略について説明する。

蒸発燃料処理機構１は、自動車に設けられ、蒸発した燃料（蒸発燃料）を処理するものである。蒸発燃料処理機構１は、主として燃料タンク２、キャニスタ３、フィルタ４、ポンプ５、パージバルブ６、インテークマニホールド７及びスロットルバルブ８を具備する。

自動車の燃料タンク２には、キャニスタ３が接続されている。キャニスタ３は、フィルタ４を介して大気に開放されている。またキャニスタ３は、ポンプ５及びパージバルブ６を介してインテークマニホールド７（より具体的には、スロットルバルブ８の下流側）と接続されている。

燃料タンク２内で発生した蒸発燃料を含む空気はキャニスタ３へと案内される。当該空気は、キャニスタ３によって蒸発燃料が吸着されることにより浄化され、適宜大気中へと放出される。

また、パージバルブ６が開かれると共にポンプ５が作動されると、大気中の空気がキャニスタ３へと吸入される。当該空気によって、キャニスタ３で吸着されていた蒸発燃料が脱着される。当該蒸発燃料を含んだ空気は、ポンプ５及びパージバルブ６を介してインテークマニホールド７へと導入される。当該蒸発燃料は、エンジンのシリンダ内で燃焼処理される。

以上の如く、蒸発燃料処理機構１では、ポンプ５を用いてキャニスタ３からの空気（蒸発燃料を含む空気）を積極的にインテークマニホールド７へと送り込むことができる。これによって、キャニスタ３からの空気をインテークマニホールド７へと送り込むために、当該インテークマニホールド７内の負圧を確保する必要がなくなる。したがって、エンジンのポンピングロスの低減を図るために、インテークマニホールド７内の負圧を低減させることも可能になる。

以下では、図２から図７までを用いて、第一実施形態に係るポンプ５について説明する。なお、図６は、後述するポンプ側第二部材１３を取り外した状態のポンプ５（図３参照）を示している。ポンプ５は、主としてケーシング１０、シャフト２０、回転軸部３０、ブシュ４０、インペラ５０及び環状板６０を具備する。

図２から図６までに示すケーシング１０は、ポンプ５を構成する各部材を収容するものである。ケーシング１０は、主としてモータ側部材１１、ポンプ側第一部材１２、ポンプ側第二部材１３及びプレート１４を具備する。

図２から図５までに示すモータ側部材１１は、ケーシング１０の下部を形成するものである。モータ側部材１１は、略箱状の部材である。モータ側部材１１は、凹部１１ａ及びコイル部１１ｂを具備する。

凹部１１ａは、モータ側部材１１の上面に所定の深さとなるように形成される。凹部１１ａは、平面視において略円形状に形成される。これによって、凹部１１ａ内には、軸線を上下方向に向けた略円柱状の空間が形成される。

コイル部１１ｂは、モータ側部材１１の内部に設けられる。コイル部１１ｂは、凹部１１ａをすぐ外側から囲むように配置される。コイル部１１ｂに電流を流すことで、当該コイル部１１ｂを励磁させることができる。

図２から図６までに示すポンプ側第一部材１２は、後述するポンプ側第二部材１３と共にケーシング１０の上部を形成するものである。ポンプ側第一部材１２は、上下方向に所定の厚みを有する略円形板状に形成される。ポンプ側第一部材１２は、主として凹部１２ａ及び開口部１２ｂを具備する。

凹部１２ａは、ポンプ側第一部材１２の上面に所定の深さとなるように形成される。凹部１２ａは、平面視においてポンプ側第一部材１２よりも一回り小さい略円形状に形成される。

開口部１２ｂは、ポンプ側第一部材１２を上下に貫通するように形成される。開口部１２ｂは、凹部１２ａの底部に形成される。開口部１２ｂは、平面視において凹部１２ａよりも小さい略円形状に形成される。

図２から図５までに示すポンプ側第二部材１３は、ポンプ側第一部材１２と共にケーシング１０の上部を形成するものである。ポンプ側第二部材１３は、樹脂材料により形成される。ポンプ側第二部材１３は、上下方向に所定の厚みを有する略円形板状に形成される。ポンプ側第二部材１３の平面視における外形は、ポンプ側第一部材１２の平面視における外形と略同一となるように形成される。ポンプ側第二部材１３は、主として凹部１３ａ、吸入口１３ｂ及び吐出口１３ｃを具備する。

凹部１３ａは、ポンプ側第二部材１３の下面に所定の深さとなるように形成される。凹部１３ａは、底面視においてポンプ側第二部材１３よりも一回り小さい略円形状に形成される。凹部１３ａは、ポンプ側第一部材１２の凹部１２ａと略同一形状（平面視（底面視）において略一致する形状）に形成される。

吸入口１３ｂは、ケーシング１０の外部から内部へと空気を案内する部分である。吸入口１３ｂは、略円筒状に形成される。吸入口１３ｂは、軸線を上方方向に向けた状態でポンプ側第二部材１３の上面から上方に向かって突出するように形成される。吸入口１３ｂは、平面視においてポンプ側第二部材１３の略中央部に形成される。吸入口１３ｂの中空部分は、ポンプ側第二部材１３の凹部１３ａ（具体的には、凹部１３ａの略中央部）と連通される。また吸入口１３ｂは、適宜の配管等を介してキャニスタ３（図１参照）と接続される。

吐出口１３ｃ（図２参照）は、ケーシング１０の内部から外部へと空気を案内する部分である。吐出口１３ｃは、略円筒状に形成される。吐出口１３ｃは、軸線を前後方向に向けた状態でポンプ側第二部材１３の側面（右前部）から前方に向かって突出するように形成される。吐出口１３ｃの中空部分は、ポンプ側第二部材１３の凹部１３ａ（具体的には、凹部１３ａの右前部）と連通される。また吐出口１３ｃは、適宜の配管等を介してパージバルブ６（図１参照）と接続される。

図４及び図５に示すプレート１４は、ポンプ側第一部材１２の開口部１２ｂを一部上方から覆うものである。プレート１４は、上下方向に所定の厚みを有する略円環板状に形成される。プレート１４は、ポンプ側第一部材１２の凹部１２ａの底部に固定される。これによって、プレート１４は、当該ポンプ側第一部材１２の開口部１２ｂの一部（開口部１２ｂの外周部）を上方から覆うように配置される。

モータ側部材１１の上端部は、ポンプ側第一部材１２の開口部１２ｂに下方から嵌め合わされる。また、ポンプ側第一部材１２には、ポンプ側第二部材１３が上方からボルトによって固定される。このようにして、箱状のケーシング１０が形成される。ケーシング１０の内部には、凹部１１ａ、凹部１２ａ及び凹部１３ａによって、後述する回転軸部３０やインペラ５０等を収容する空間が形成される。この状態において、凹部１１ａの軸線と吸入口１３ｂの軸線は一致している。

図４、図５及び図７に示すシャフト２０は、適宜の金属材料により形成された略円柱状の部材である。シャフト２０は、軸線を上下方向に向けた状態で、モータ側部材１１の凹部１１ａ内（コイル部１１ｂの内側）に配置される。シャフト２０は、凹部１１ａと同一軸線上に配置される。シャフト２０の下端部は、凹部１１ａの底部に固定される。シャフト２０の上端は、上下方向において凹部１１ａの上端（モータ側部材１１の上面）と略同一の高さに位置している。シャフト２０は、主として溝部群２１を具備する。

溝部群２１は、複数の溝部からなるものである。溝部群２１は、主として第一長溝２１ａ及び第二長溝２１ｂを具備する。

第一長溝２１ａは、シャフト２０の表面（外周面）に形成される溝部である。第一長溝２１ａは、シャフト２０の上端部近傍に形成される。第一長溝２１ａは、所定の深さ（約１０〜２０μｍ）だけシャフト２０の表面を凹ませることで形成される。第一長溝２１ａは、下方から上方に向かうにつれて、平面視におけるシャフト２０の反時計回り方向に一直線状に延びるように形成される。言い換えれば、展開図（図７）において、第一長溝２１ａの上部は、上下方向に対して紙面右方に傾くように形成される。第一長溝２１ａは、シャフト２０の周方向に沿って複数形成される。

第二長溝２１ｂは、シャフト２０の表面（外周面）に形成される溝部である。第二長溝２１ｂは、シャフト２０の上下中途部（第一長溝２１ａよりも下方）に形成される。第二長溝２１ｂは、所定の深さ（約１０〜２０μｍ）だけシャフト２０の表面を凹ませることで形成される。第二長溝２１ｂは、第一長溝２１ａと上下対称な形状となるように形成される。すなわち、第二長溝２１ｂは、上方から下方に向かうにつれて、平面視におけるシャフト２０の反時計回り方向に一直線状に延びるように形成される。言い換えれば、展開図（図７）において、第二長溝２１ｂの下部は、上下方向に対して紙面右方に傾くように形成される。第二長溝２１ｂは、シャフト２０の周方向に沿って複数形成される。第二長溝２１ｂは、第一長溝２１ａと同数だけ形成される。第二長溝２１ｂは、第一長溝２１ａと上下対になるように（シャフト２０の周方向において、第一長溝２１ａと同じ位置に）形成される。

このように、複数の第一長溝２１ａと複数の第二長溝２１ｂによって、シャフト２０の軸線方向（上下方向）に対称な溝部群２１が形成される。当該溝部群２１は、展開図（図７）に示すように、第一長溝２１ａと第二長溝２１ｂによって横向きのＶ字状に形成された溝部が周方向に複数連続して配置された、いわゆるヘリンボーン状に形成される。

図４、図５及び図８に示す回転軸部３０は、後述するインペラ５０を回転可能に支持することで、当該インペラ５０の回転軸となる部分である。回転軸部３０は、略円筒状に形成される。回転軸部３０は、軸線を上下方向に向けた状態で、ケーシング１０の内部（より詳細には、モータ側部材１１の凹部１１ａ内）に配置される。回転軸部３０の上下方向長さは、凹部１１ａの深さ（上下方向長さ）と略同一となるように形成される。回転軸部３０の中空部分には、シャフト２０が挿通される。回転軸部３０は、主としてマグネット部３１を具備する。

図４及び図５に示すマグネット部３１は、回転軸部３０の内部に設けられた永久磁石により形成される。マグネット部３１は、回転軸部３０の中空部分を囲むように配置される。マグネット部３１は、コイル部１１ｂの内側、かつシャフト２０の外側に配置される。

図４及び図５に示すブシュ４０は、回転軸部３０をシャフト２０に対して回転可能に支持するものである。ブシュ４０は、略円筒状に形成される。ブシュ４０は、軸線を上下方向に向けた状態で、回転軸部３０の中空部分に配置される。この際、ブシュ４０の中空部分には、シャフト２０が挿通される。ブシュ４０の内径（中空部分の径）は、シャフト２０の外径よりもわずかに（約２０〜４０μｍだけ）大きくなるように形成される。ブシュ４０は、回転軸部３０の中空部分に嵌め合わされることにより、当該回転軸部３０に固定される。ブシュ４０の上端には、径方向に拡径した鍔部が形成される。当該ブシュ４０の鍔部を回転軸部３０と当接させることにより、ブシュ４０の回転軸部３０に対する上下方向の位置決めを行うことができる。

ブシュ４０（特に、ブシュ４０の内周面）は、摺動性の高い材料により形成される。例えばブシュ４０は、樹脂材料（より具体的には、カーボンやフッ素等を充填した樹脂材料）により形成することができる。また、ブシュ４０をシャフト２０と同系統の金属材料（例えば、ステンレス等）で形成すると共に、その内周面に適宜のコーティング（例えば、ＤＬＣコーティング等）を施すことも可能である。なお、ブシュ４０の内周面にコーティングを施す場合には、当該内周面と対向するシャフト２０の外周面にも同種のコーティングを施すことが望ましい。

図３から図６まで、並びに図８に示すインペラ５０は、空気を圧送するものである。インペラ５０は、例えば樹脂材料により形成される。インペラ５０は、主として第一側板５１、第二側板５２及び羽根部５３を具備する。

第一側板５１は、上下方向に所定の厚みを有する略円形板状に形成される。第一側板５１は、平面視においてポンプ側第一部材１２の凹部１２ａよりも一回り小さい円形状に形成される。第一側板５１は、主として開口部５１ａ及び閉塞部材５１ｂを具備する。

開口部５１ａは、第一側板５１を上下に貫通するように形成される。開口部５１ａは、平面視において略円形状に形成される。開口部５１ａは、第一側板５１の中央部に形成される。開口部５１ａの内径は、シャフト２０の外径よりも一回り大きくなるように形成される。

閉塞部材５１ｂは、第一側板５１の開口部５１ａを閉塞するものである。閉塞部材５１ｂは、軸線を上下方向に向けた略円柱状に形成される。閉塞部材５１ｂの上下方向長さは、第一側板５１の厚みと略同一となるように形成される。閉塞部材５１ｂは、第一側板５１の開口部５１ａに嵌め合わされる。これによって開口部５１ａが閉塞され、インペラ５０の内側と回転軸部３０の中空部分との連通が遮断される。閉塞部材５１ｂは、開口部５１ａに着脱可能に固定される。

第二側板５２は、上下方向に所定の厚みを有する略円形板状に形成される。第二側板５２は、平面視において第一側板５１と同一形状（円形状）となるように形成される。第二側板５２は、主として開口部５２ａを具備する。

開口部５２ａは、第二側板５２を上下に貫通するように形成される。開口部５２ａは、平面視において略円形状に形成される。開口部５２ａは、第二側板５２の中央部に形成される。開口部５２ａの内径は、第一側板５１の開口部５１ａの内径よりも大きくなるように形成される。

羽根部５３は、第一側板５１の上面から上方に向かって突出するように複数形成される。羽根部５３は、平面視において適宜の渦巻き状に形成される。具体的には、羽根部５３は、開口部５１ａ近傍から第一側板５１の外周端部に亘るように形成される。羽根部５３は、平面視において径方向外側に向かうにつれて反時計回り方向に曲がる曲線状に形成される。羽根部５３は、所定の高さ（上下方向幅）となるように形成される。羽根部５３は、第一側板５１と一体的に形成される。

第二側板５２は、第一側板５１と中心位置を合わせた状態で、上方から羽根部５３に固定される。これによって、第一側板５１、第二側板５２及び羽根部５３が互いに固定され、インペラ５０が形成される。この状態では、第一側板５１と第二側板５２とが上下一対となるように配置される。第一側板５１と第二側板５２との間（内側）には一定の隙間が形成され、当該隙間に羽根部５３が配置されることになる。

また、第一側板５１は、回転軸部３０と中心位置（軸線位置）を合わせた状態で、上方から当該回転軸部３０に固定される。この状態では、第一側板５１の開口部５１ａを介して、インペラ５０の内側（第一側板５１と第二側板５２との内側）と回転軸部３０の中空部分とが連通される。インペラ５０は、ケーシング１０の内部（より詳細には、凹部１２ａ及び凹部１３ａ内）に配置される。

環状板６０は、上下方向に所定の厚みを有する略円環板状に形成される。環状板６０は、適宜の金属材料により形成される。環状板６０の内径は、第二側板５２の開口部５２ａの内径と略同一となるように形成される。環状板６０は、第二側板５２の上面（開口部５２ａの周囲）に形成された凹部に嵌め合わされ、当該第二側板５２に固定される。この際、環状板６０は、インペラ５０と同心円状に（軸線が一致するように）配置される。環状板６０の上面は、第二側板５２の上面よりも上方に突出するように形成される。

上述の如く構成されたポンプ５において、当該ポンプ５の下部、具体的にはモータ側部材１１及び当該モータ側部材１１に概ね収容された部材によって、インペラ５０を回転させるための駆動源となる部分（いわゆる、モータ部）が形成される。また、ポンプ５の上部、具体的には、ポンプ側第一部材１２及びポンプ側第二部材１３並びに当該ポンプ側第一部材１２等に概ね収容された部材によって、空気を圧送するための部分（いわゆる、ポンプ部）が形成される。

以下では、上述の如く構成された第一実施形態に係るポンプ５の動作態様について説明する。

ポンプ５を駆動させる場合、図４等に示すコイル部１１ｂに電流が適宜供給され、当該コイル部１１ｂが励磁される。これによって、マグネット部３１に回転力が付与され、マグネット部３１が設けられた回転軸部３０、並びに当該回転軸部３０に固定されたインペラ５０が平面視時計回りに回転する（図６参照）。

ここで、回転軸部３０の回転速度（回転数）が小さい場合（例えば、ポンプ５の始動直後や低回転時）には、ブシュ４０とシャフト２０とが摺動する。すなわちこの場合には、ブシュ４０は、その内周面をシャフト２０の外周面に直接接触させながら、当該シャフト２０を中心として回転する。ブシュ４０の内周面は摺動性の高い材料により形成されているため、回転軸部３０（ブシュ４０）は滑らかに回転することができる。

また、回転軸部３０の回転速度がある程度大きくなると、図７に示すように、当該回転軸部３０（ブシュ４０）の回転（図中の黒塗り矢印参照）に伴って、当該ブシュ４０の内周面と対向するシャフト２０の第一長溝２１ａ及び第二長溝２１ｂ内に空気の流れ（図中の白抜き矢印参照）が生じる。

具体的には、ブシュ４０が図７の黒塗り矢印方向に回転すると、ブシュ４０とシャフト２０との間に、当該ブシュ４０の回転方向と同一方向への空気の流れが生じる。この際、第一長溝２１ａ及び第二長溝２１ｂ内の空気は当該第一長溝２１ａ及び第二長溝２１ｂの長手方向に沿って案内される。すなわち、第一長溝２１ａ内の空気は当該第一長溝２１ａ内を上端側から下端側に向かって流通する。また第二長溝２１ｂ内の空気は当該第二長溝２１ｂ内を下端側から上端側に向かって流通する。言い換えれば、第一長溝２１ａ及び第二長溝２１ｂ内の空気は、溝部群２１の外側（上下両端側）から内側（上下中央側）に向かって流通する。

第一長溝２１ａ内を下端側に向かって流通した空気は、当該第一長溝２１ａの下端側からシャフト２０の表面（平坦部）に流出する際に圧力を発生させる。また第二長溝２１ｂ内を上端側に向かって流通した空気は、当該第二長溝２１ｂの上端側からシャフト２０の表面に流出する際に圧力を発生させる。すなわち、溝部群２１の内側（上下中央部）に圧力が発生する。当該圧力がシャフト２０とブシュ４０との間で発生することによって、当該シャフト２０とブシュ４０とが直接接触し難くなる。これによって、回転軸部３０（ブシュ４０）が回転する際の摩擦抵抗を低減することができ、当該回転軸部３０（ブシュ４０）は滑らかに回転することができる。

特に本実施形態においては、上下対称に形成された溝部群２１（第一長溝２１ａ及び第二長溝２１ｂ）によって、上下両側から当該第一長溝２１ａ及び第二長溝２１ｂの内側に圧力を発生させている。これによって、溝部群２１の上下中央部分に集中して高い圧力を発生させることができる。これによって、回転軸部３０（ブシュ４０）が回転する際の摩擦抵抗を効果的に低減することができる。

また部材同士（シャフト２０とブシュ４０）が直接接触し難いため、転がり軸受（ボールベアリング等）を用いる場合に比べて騒音の低減を図ることができる。

回転軸部３０と共にインペラ５０が回転すると、図５等に示す羽根部５３によって、インペラ５０の内側（第一側板５１と第二側板５２との内側）の空気が径方向外側に向かって送り出される。これに伴って、空気が吸入口１３ｂを介してケーシング１０内へと吸い込まれ、開口部５２ａからインペラ５０の内側へと導入されることになる。このようにして、吸入口１３ｂから吸い込まれた空気を連続的にインペラ５０の径方向外側へと送り出すことができる。

この際、第一側板５１の開口部５１ａは閉塞部材５１ｂによって閉塞されているため、空気が当該開口部５１ａを介して下方（回転軸部３０側）へと流通することがない。これによって、空気中の異物（いわゆる、コンタミ）がシャフト２０とブシュ４０との間に侵入するのを防止することができる。これによって、シャフト２０とブシュ４０の焼き付きや、ブシュ４０が回転する際の抵抗の増加等の不具合を防止することができる。

図６及び図２に示すように、インペラ５０によって当該インペラ５０の径方向外側へと送り出された空気は、ケーシング１０内（凹部１２ａ及び凹部１３ａ内）から吐出口１３ｃを介してケーシング１０外へと圧送される。このようにして、ポンプ５は、吸入口１３ｂから吸い込んだ空気を吐出口１３ｃから圧送することができる。

ここで、図５等に示すように、シャフト２０はブシュ４０の中空部分に挿通されており、当該ブシュ４０はシャフト２０に対して上下に自由に移動することができる。すなわち、回転軸部３０、ブシュ４０及びインペラ５０（一体的に回転する部材）は、シャフト２０に対して上下に自由に移動することができる。このため、当該インペラ５０等の回転やポンプ５の振動等によって、当該インペラ５０等が上方に移動することがある。

インペラ５０等が上方に移動した場合には、当該インペラ５０（第二側板５２）の上面に固定された環状板６０がケーシング１０の内壁面（ポンプ側第二部材１３の凹部１３ａ）と接触する。これにより、当該インペラ５０等の上方への移動が規制される。このように、環状板６０をケーシング１０の内壁面（ポンプ側第二部材１３の凹部１３ａ）に接触させることで、インペラ５０がケーシング１０の内壁面と接触することはない。

ここで、インペラ５０とケーシング１０（ポンプ側第二部材１３）は同種の材料（樹脂材料）により形成されているため、もしインペラ５０がケーシング１０に直接接触した状態で当該インペラ５０が回転すると、互いに溶けて固着するおそれがある。しかし、本実施形態の如く異種の材料により形成された環状板６０とケーシング１０（ポンプ側第二部材１３）とを接触させることで、当該固着の発生を防止することができる。

また、環状板６０は、インペラ５０と軸線が一致する円環状（インペラ５０の回転方向に沿う形状）に形成されているため、当該環状板６０がケーシング１０の内壁面と接触した状態で回転しても、インペラ５０の回転を阻害し難い。したがって、インペラ５０とケーシング１０との接触を防止しつつ、当該インペラ５０を滑らかに回転させることができる。

また、環状板６０をケーシング１０の内壁面と接触させることで、空気が当該環状板６０とケーシング１０の内壁面との間を流通するのを防止（シール）することができる。これによって、図９に示すように、一旦インペラ５０の径方向外側へと送り出された空気が、当該インペラ５０（第二側板５２）とケーシング１０の内壁面（ポンプ側第二部材１３の凹部１３ａ）との間の隙間を通って径方向内側へと逆流しようとしても、当該空気の流通を妨げることができる。

このように、環状板６０によって空気の流通を妨げることで、インペラ５０により送り出された空気が逆流し、再度開口部５２ａからインペラ５０の内側へと流入するのを防止することができる。これによって、ポンプ５の無駄な仕事を低減させ、効率の向上を図ることができる。

以上の如く、第一実施形態に係るポンプ５は、
互いに対向するように配置された一対の側板（第一側板５１及び第二側板５２）、及び前記一対の側板の内側に設けられた羽根部５３を有するインペラ５０と、
インペラ５０を回転可能な状態で収容するケーシング１０と、
インペラ５０とケーシング１０の内壁面との間に配置され、当該インペラ５０とケーシング１０の内壁面との間に隙間を確保する環状板６０（スペーサ）と、
を具備するものである。

このように構成することにより、インペラ５０とケーシング１０との接触を防止することができる。

また、環状板６０は、
インペラ５０の回転軸線を中心とした円環状に形成されているものである。

このように構成することにより、インペラ５０を滑らかに回転させることができる。

また、インペラ５０は、
前記一対の側板のうち第二側板５２に形成され、前記一対の側板の内側へと流体を導入する開口部５２ａ（導入口）を有し、
環状板６０は、
開口部５２ａが形成された第二側板５２とケーシング１０の内壁面との間に、開口部５２ａを囲むように配置されているものである。

このように構成することにより、第二側板５２とケーシング１０の内壁面との間を通って流体が逆流するのを防止することができる。

また、環状板６０は、
インペラ５０に固定されているものである。

このように構成することにより、組み付け性を向上させることができる。すなわち、環状板６０をインペラ５０に固定すれば、当該インペラ５０と環状板６０を一体の部材としてポンプ５に組み付けることができ、組み付け作業を容易に行うことができる。

また、環状板６０は、
ケーシング１０（ポンプ側第二部材１３）と異なる材料により形成されているものである。

このように構成することにより、環状板６０の固着の発生を抑制することができる。

また、第一実施形態に係るポンプ５は、
円柱状のシャフト２０と、
シャフト２０に外嵌され、当該シャフト２０に対して相対回転可能に支持される円筒状のブシュ４０（軸受部）と、
ブシュ４０と一体的に回転可能なインペラ５０と、
を具備し、
シャフト２０は、
シャフト２０とブシュ４０との相対回転に基づいて、シャフト２０とブシュ４０との間に圧力を発生させる複数の溝部（第一長溝２１ａ及び第二長溝２１ｂ）からなる溝部群２１を具備するものである。

このように構成することにより、インペラ５０が回転する際の摩擦抵抗を低減することができる。

また、溝部群２１は、
シャフト２０の軸線方向において、当該溝部群２１の中央部に圧力を発生させるように形成されているものである。

このように構成することにより、インペラ５０が回転する際の摩擦抵抗をより効果的に低減することができる。すなわち、溝部群２１の中央部分に集中して圧力を発生させることができ、高い圧力を確保することができる。

また、溝部群２１は、
シャフト２０の軸線方向において対称に形成されているものである。

このように構成することにより、インペラ５０が回転する際の摩擦抵抗をより効果的に低減することができる。すなわち、溝部群２１の中央部分に、より集中して圧力を発生させることができ、高い圧力を確保することができる。

また、第一実施形態に係るポンプ５は、
一側面（上面）と他側面（下面）とを連通しないように形成された第一側板５１（側板）、及び第一側板５１の前記一側面に設けられた羽根部５３を有するインペラ５０と、
インペラ５０の他側面側に配置され、インペラ５０と一体的に回転可能な回転軸部３０と、
を具備するものである。

このように構成することにより、インペラ５０の第一側板５１を介した回転軸部３０側への異物の侵入を防止することができる。これによって、当該異物による回転軸部３０における不具合の発生を防止することができる。

また、第一側板５１は、
回転軸部３０と同一軸線上に形成された開口部５１ａと、
開口部５１ａを閉塞する閉塞部材５１ｂと、
を具備するものである。

このように構成することにより、第一側板５１の開口部５１ａを介した回転軸部３０側への異物の侵入を防止することができる。また閉塞部材５１ｂを開口部５１ａに対して着脱可能に固定すれば、当該閉塞部材５１ｂを取り外すことで開口部５１ａを介してインペラ５０の他側面側のメンテナンス（部品の点検、交換や清掃等）を行うことができる。

また、インペラ５０の他側面側に配置されると共に、インペラ５０を収容するケーシング１０に固定されているシャフト２０をさらに具備し、
回転軸部３０は、
円筒状に形成されると共にシャフト２０に外嵌され、当該シャフト２０に対して相対回転可能に支持されているものである。

このように構成することにより、回転軸部３０とシャフト２０の間での不具合の発生を防止することができる。

また、回転軸部３０は、
永久磁石を有するマグネット部３１を具備し、
ケーシング１０は、
マグネット部３１を径方向外側から囲むように配置され、励磁されることでマグネット部３１に回転力を付与するコイル部１１ｂを具備するものである。

このように構成することにより、インペラ５０を回転させる回転力を発生させる部分での不具合の発生を防止することができる。

なお、第一側板５１及び第二側板５２は、側板の実施の一形態である。
また、環状板６０は、スペーサの実施の一形態である。
また、開口部５２ａは、導入口の実施の一形態である。
また、ブシュ４０は、軸受部の実施の一形態である。
また、第一長溝２１ａ及び第二長溝２１ｂは、それぞれ溝部（第一の溝部及び第二の溝部）の実施の一形態である。

以上、本発明の第一実施形態を説明したが、本発明は上記構成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発明の範囲内で種々の変更が可能である。

例えば、第一実施形態においては、シャフト２０の外周面に溝部群２１が形成されるものとしたが、当該シャフト２０と対向するブシュ４０の内周面に形成することも可能である。

また、第一長溝２１ａ及び第二長溝２１ｂの形状は第一実施形態に限定するものではなく、シャフト２０とブシュ４０の間に圧力を発生させることができるものであれば適宜変更することも可能である。例えば第一長溝２１ａ等は、一直線状ではなく、曲線状や円形状等に形成することも可能である。

また、第一実施形態においては、インペラ５０は一対の側板（第一側板５１及び第二側板５２）を有するもの（いわゆる、クローズドインペラ）として説明したが、その他のインペラ５０（例えば、一枚の側板のみを有するオープンインペラ等）を適宜用いることも可能である。

また、インペラ５０は一方の側板（第一実施形態においては、第二側板５２）に空気を導入するための開口部５２ａを形成するものとしたが、当該開口部５２ａをもう一方の側板（第一側板５１）に設けることも可能である。

また、第一実施形態においては、インペラ５０の第一側板５１には開口部５１ａが形成され、当該開口部５１ａが閉塞部材５１ｂによって閉塞されているものとしたが、当該閉塞部材５１ｂを第一側板５１に一体的に形成する（すなわち、開口部５１ａを設けない）構成とすることも可能である。これによっても、回転軸部３０側への異物の侵入を防止することができる。

また、第一実施形態においては、環状板６０をインペラ５０の上側（第二側板５２側）に設ける例を示したが、当該環状板６０をインペラ５０の下側（第一側板５１側）に設けてもよい。例えば、第一側板５１とケーシング１０（プレート１４）との間に環状板６０を設け、インペラ５０とケーシング１０との間の隙間を確保してもよい。また、環状板６０をインペラ５０の上下両側にそれぞれ設けることも可能である。

また、第一実施形態においては、環状板６０はインペラ５０（第二側板５２）に固定されるものとしたが、当該インペラ５０と対向するケーシング１０の内壁面（ポンプ側第二部材１３の凹部１３ａ）に固定してもよい。この場合、環状板６０とインペラ５０とが接触しながら当該インペラ５０が回転することになる。このような構成においては、第一実施形態に比べて回転する部材（インペラ５０等）を軽量化することができるため、ポンプ５の効率の向上を図ることができる。

また、第一実施形態においては、環状板６０は円環板状に形成されるものとしたが、その他種々の形状に形成することも可能である。

また、第一実施形態において説明した各部材の材料は一例であり、適宜変更することが可能である。例えば、インペラ５０を樹脂材料ではなく、他の材料（例えば金属材料等）により形成することも可能である。

また、第一実施形態においては、シャフト２０に１つの溝部群２１が形成された例を説明したが、当該溝部群２１を複数形成することも可能である。例えば、図１０に示す変形例の如く、シャフト２０の軸線方向（上下方向）に適宜間隔を空けて、２つの溝部群２１を形成してもよい。

図１０に示すように、シャフト２０の軸線方向における複数個所に溝部群２１を形成することで、当該複数個所に高い圧力を発生させることができる。これによって、当該圧力によって複数個所でブシュ４０が支持されることになり、シャフト２０とブシュ４０の相対的な傾きが発生するのを抑制することができる。したがって、回転軸部３０（ブシュ４０）が回転する際の摩擦抵抗を効果的に低減することができる。この際、シャフト２０及びブシュ４０の長さを適宜変更する（長くする）ことで、複数の溝部群２１を形成し易くすることができる。

このように、変形例に係る溝部群２１は、
シャフト２０の軸線方向において、複数個所に形成されているものである。

このように構成することにより、インペラ５０が回転する際の摩擦抵抗をより効果的に低減することができる。

以下では、図１１及び図１２を用いて、第二実施形態に係るポンプ５について説明する。なお以下では、主に第一実施形態に係るポンプ５（図２から図９まで参照）と構成が異なる部分についてのみ説明し、同一の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。

第二実施形態に係るポンプ５が第一実施形態と主に異なる点は、インペラ５０が遮蔽部５４及び羽根部５５を具備する点である。

遮蔽部５４は、第二側板５２の上面から上方に向かって突出するように形成される。遮蔽部５４は、略円筒状に形成される。具体的には、遮蔽部５４は、平面視において開口部５２ａより一回り大きい円環状かつ当該開口部５２ａと同心円状に形成される。遮蔽部５４は、所定の高さ（上下方向幅）となるように形成される。遮蔽部５４は、第二側板５２と一体的に形成される。

羽根部５５は、第二側板５２の上面から上方に向かって突出するように複数形成される。羽根部５５は、平面視において適宜の渦巻き状に形成される。具体的には、羽根部５５は、遮蔽部５４の外周面から第二側板５２の外周端部に亘るように形成される。羽根部５５は、平面視において径方向外側に向かうにつれて反時計回り方向に曲がる曲線状に形成される。羽根部５５は、所定の（遮蔽部５４よりも低い）高さとなるように形成される。羽根部５５は、第二側板５２と一体的に形成される。

ポンプ側第二部材１３の内壁面には、インペラ５０の遮蔽部５４と対向するように円環状の凹部１３ｄが形成される。インペラ５０がケーシング１０内に配置された際に、遮蔽部５４の一部分（上端部）が凹部１３ｄ内に配置される。

以下では、上述の如く構成された第二実施形態に係るポンプ５の動作態様について説明する。

図１２に示すように、インペラ５０が回転すると、空気が吸入口１３ｂを介してケーシング１０内へと吸い込まれ、開口部５２ａからインペラ５０の内側（第一側板５１と第二側板５２との内側）へと導入される。当該空気は、羽根部５３によって、インペラ５０の内側を径方向外側に向かって送り出される。

また、インペラ５０が回転すると、羽根部５５によって、インペラ５０（第二側板５２）とケーシング１０の内壁面（ポンプ側第二部材１３の凹部１３ａ）との間の空気が径方向外側に向かって送り出される。

このように、インペラ５０とケーシング１０の内壁面との間に径方向外側に向かう空気の流れを発生させることで、当該部分を通って空気が径方向内側へと逆流するのを妨げることができる。これによって、インペラ５０の羽根部５３により径方向外側へと送り出された空気が逆流し、再度開口部５２ａからインペラ５０の内側へと流入するのを防止することができる。

また第二実施形態においては、開口部５２ａの周囲に形成された遮蔽部５４の上端部が、ケーシング１０の凹部１３ｄ内に入り込むように配置され、空気が流通し難いような構造（いわゆる、ラビリンス構造）が形成されている。これによって、空気の逆流をより効果的に防止することができる。

以上の如く、第二実施形態に係るポンプ５は、
互いに対向するように配置された一対の側板（第一側板５１及び第二側板５２）、前記一対の側板の内側に設けられた羽根部５３（第一の羽根部）、及び前記一対の側板の外側の面に設けられた羽根部５５（第二の羽根部）を有するインペラ５０と、
インペラ５０を回転可能な状態で収容するケーシング１０と、
を具備するものである。

このように構成することにより、ポンプ５の効率の向上を図ることができる。すなわち、一対の側板とケーシング１０との間を流体が逆流するのを防止することができる。

また、インペラ５０は、
前記一対の側板のうち少なくとも一方に形成され、前記一対の側板の内側へと流体を導入する開口部５２ａ（導入口）を有し、
羽根部５５は、
前記一対の側板のうち、少なくとも開口部５２ａが形成された第二側板５２に設けられているものである。

このように構成することにより、効果的にポンプ５の効率の向上を図ることができる。すなわち、流体が逆流して導入口から一対の側板の内側へと導入されるのを防止することができる。

また、インペラ５０は、
開口部５２ａが形成された第二側板５２の外側の面に形成され、開口部５２ａを囲む遮蔽部５４を有するものである。

このように構成することにより、より効果的にポンプ５の効率の向上を図ることができる。すなわち、流体が逆流して導入口から一対の側板の内側へと導入されるのをより効果的に防止することができる。

以上、本発明の第二実施形態を説明したが、本発明は上記構成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発明の範囲内で種々の変更が可能である。

例えば、第二実施形態においては、羽根部５５は平面視において渦巻き状に形成されるものとしたが、羽根部５５の形状はこれに限るものではない。すなわち、空気の逆流を防止することができるものであれば、羽根部５５の形状を適宜変更することも可能である。例えば、羽根部５５を平面視放射状に形成してもよい。また、羽根部５５をインペラ５０（第二側板５２）の外周端部近傍にのみ形成する（遮蔽部５４近傍には形成しない）ことも可能である。これによって、空気の逆流を防止しながらも、インペラ５０の軽量化を図ることができる。

また、第二実施形態においては、羽根部５５を第二側板５２の上面に形成するものとしたが、羽根部５５を第一側板５１の下面に形成することも可能である。これによって、当該第一側板５１の下方を空気が逆流するのを防止することができる。また羽根部５５を第一側板５１及び第二側板５２のそれぞれに形成することも可能である。

また、第一実施形態で説明したような環状板６０を、第二実施形態に適用することも可能である。例えば、遮蔽部５４の径方向内側に環状板６０を設けて、インペラ５０とケーシング１０とが接触するのを防止することも可能である。

また、第二実施形態で説明したような遮蔽部５４と凹部１３ｄによるラビリンス構造を、第一実施形態に適用することも可能である。

また、上記実施形態では、ポンプ５は蒸発燃料処理機構１に用いられるものとして説明したが、ポンプ５はその他種々の用途に利用することが可能である。

５ ポンプ
１０ ケーシング
１１ モータ側部材
１１ｂ コイル部
１２ ポンプ側第一部材
１３ ポンプ側第二部材
２０ シャフト
２１ 溝部群
２１ａ 第一長溝
２１ｂ 第二長溝
３０ 回転軸部
３１ マグネット部
４０ ブシュ
５０ インペラ
５１ 第一側板
５１ａ 開口部
５１ｂ 閉塞部材
５２ 第二側板
５２ａ 開口部
５３ 羽根部
５４ 遮蔽部
５５ 羽根部
６０ 環状板

Claims (4)

1. 円柱状のシャフトと、
   前記シャフトに外嵌され、当該シャフトに対して相対回転可能に支持される円筒状の軸受部と、
   前記軸受部と一体的に回転可能なインペラと、
   を具備し、
   前記シャフト又は前記軸受部は、
   前記シャフトと前記軸受部との相対回転に基づいて、前記シャフトと前記軸受部との間に圧力を発生させる複数の溝部からなる溝部群を具備する、
   ポンプ。
2. 前記溝部群は、
   前記シャフトの軸線方向において、当該溝部群の中央部に圧力を発生させるように形成されている、
   請求項１に記載のポンプ。
3. 前記溝部群は、
   前記シャフトの軸線方向において対称に形成されている、
   請求項２に記載のポンプ。
4. 前記溝部群は、
   前記シャフトの軸線方向において、複数個所に形成されている、
   請求項２又は請求項３に記載のポンプ。

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