JP2019103363A

JP2019103363A - 排水ポンプ用モータおよびそれを有する排水ポンプ

Info

Publication number: JP2019103363A
Application number: JP2017235606A
Authority: JP
Inventors: 克司佐藤; Katsushi Sato; 永佐藤; Hisashi Sato
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2017-12-07
Filing date: 2017-12-07
Publication date: 2019-06-24
Also published as: WO2019111541A1

Abstract

【課題】含油軸受の油による樹脂部材の破壊を抑制しつつ、含油軸受の圧入による不具合も抑制できる排水ポンプ用モータおよびその排水ポンプ用モータを有する排水ポンプを提供する。【解決手段】排水ポンプ１のモータ１００は、ステータ１２０が有する樹脂製のステータモールド１２１に埋め込まれた筒状隔離壁１２５に含油軸受１６０が圧入されている。そして、筒状隔離壁１２５と含油軸受１６０との間に、回転軸Ｌ方向に貫通する空間からなる応力逃がし部１７０が複数設けられている。【選択図】図４

Description

本発明は、排水ポンプに用いられるモータおよびそのモータを有する排水ポンプに関する。

室内の天井に設置する空気調和機は、室内熱交換器の表面で凝縮したドレン水を受け入れるドレンパンと、ドレンパン内のドレン水を排出する排水ポンプ（ドレンポンプ）と、を有している。

従来の排水ポンプの一例が特許文献１に開示されている。この排水ポンプは、ポンプ部と、その駆動源となるモータ部とを有している。モータ部は、ポンプ部の上方に配置されたモータ本体と、モータ本体から下方に突出する出力軸とを有している。モータ本体の出力軸にポンプ部が有する羽根車（回転羽根）が固定されている。モータ部によって羽根車が回転駆動される。

モータ本体は、樹脂製の下側モータケースおよび上側モータケースを備えている。下側モータケースは、円環状の底板と、底板の内周縁部分から上方に延びる筒部と、を有している。筒部の内周側には、含油軸受が取り付けられている。含油軸受には、上記出力軸が回転自在の状態で支持されている。

特開２０１３−１７７８６４号公報

上記モータケースなどの樹脂部材において含油軸受を用いる場合、油に触れることによる破壊やひび割れなどのいわゆるケミカルアタックが生じるおそれがある。そのため、油に直接触れないようにするために、樹脂部材に金属製の筒状隔離壁を埋め込み、この筒状隔離壁に含油軸受を圧入する構成が考えられる。しかしながら、圧入の際に生じる応力によって、樹脂部材が割れたり、含油軸受が変形したりするなどの不具合のおそれがあった。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、含油軸受の油による樹脂部材の破壊を抑制しつつ、含油軸受の圧入による不具合も抑制できる排水ポンプ用モータおよびその排水ポンプ用モータを有する排水ポンプを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る排水ポンプ用モータは、排水ポンプに用いられるモータであって、金属製の筒状隔離壁が埋め込まれた樹脂製のステータモールドを有するステータと、前記筒状隔離壁に圧入された含油軸受と、前記含油軸受に回転可能に軸支されるとともに前記ステータにより回転駆動されるロータと、を有し、前記筒状隔離壁と前記含油軸受との間に、回転軸方向に貫通する空間からなる応力逃がし部が少なくとも１つ設けられていることを特徴とする。

本発明において、前記応力逃がし部は、複数設けられ、複数の前記応力逃がし部は、回転軸に対して回転対称性を有するように配置され、または、回転軸を通る平面に対して鏡像対称性を有するように配置されていることが好ましい。

本発明において、前記筒状隔離壁の内周面が、多角形の横断面形状を有し、前記含油軸受の外周面が、円形の横断面形状を有していることが好ましい。

本発明において、前記筒状隔離壁の内周面が、円形の横断面形状を有し、前記含油軸受の外周面が、多角形の横断面形状を有していることが好ましい。

本発明において、上記排水ポンプ用モータと、前記排水ポンプ用モータに回転駆動される回転羽根と、前記回転羽根を収容するハウジングと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、ステータが有するステータモールドに埋め込まれた筒状隔離壁に含油軸受が圧入されている。そして、筒状隔離壁と含油軸受との間に、回転軸方向に貫通する空間からなる応力逃がし部が少なくとも１つ設けられている。このようにしたことから、含油軸受の圧入による変形を許容して、応力を効果的に逃がすことができる。そのため、含油軸受の油による樹脂の破壊を抑制しつつ、圧入の際に生じる応力による不具合も抑制できる。

本発明の一実施例に係る排水ポンプを示す図である。図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図１の排水ポンプが有するモータの回転軸に沿う断面図である。モータが有する筒状隔離壁および含油軸受を示す図である。

以下、本発明の一実施例に係る排水ポンプの構成について図１〜図４を参照して説明する。本実施例の排水ポンプは、一例として、空気調和機の室内ユニットのドレンパン内に溜まったドレン水を外部に排出するためのものである。もちろん、この排水ポンプの用途は、ドレン水の排出に限られず、各種液体の排出や汲み上げなどに用いることができる。

図１（ａ）は、本発明の一実施例に係る排水ポンプの正面図であり、図１（ｂ）は平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図３は、図１の排水ポンプが有するモータの回転軸に沿う断面図（縦断面図）である。図４は、モータが有する筒状隔離壁および含油軸受を示す図である。詳細には、図４（ａ）は本実施例の筒状隔離壁および含油軸受であり、図４（ｂ）〜（ｄ）は、本実施例の変形例の筒状隔離壁および含油軸受である。図４（ａ）〜（ｄ）において、上は縦断面図であり、下は底面図である。

図１および図２に示すように、本実施例の排水ポンプ１は、ハウジング１０と、カバー２０と、回転羽根３０と、モータ１００と、を有している。本実施例において、ハウジング１０、カバー２０および回転羽根３０は、合成樹脂製である。

ハウジング１０は、本体部１１と、吸込管１６と、吐出管１８とを一体に有している。本体部１１は、逆円錐台形状を有する底壁部１２と、底壁部１２の外周縁に連接された周壁部１３と、を有している。吸込管１６は、底壁部１２の中心から下方に延びており、下方に向く吸込口１７を有している。吐出管１８は、周壁部１３から側方（図１の左方向）に延び、側方を向く吐出口１９を有している。本実施例において、吐出管１８は、側方に直線状に延びているが、これに限定されるものではない。例えば、吐出口が上方を向く略Ｌ字状や円弧状に形成されていてもよい。本体部１１の周壁部１３の内周面１４には、吐出管１８への入口となる吐出管入口１５が設けられている。

ハウジング１０は、その内側に回転羽根３０が配置される空間を有しており、当該空間をカバー２０とともに囲むことでポンプ室２５を形成（画定）している。

カバー２０は、略円筒形状を有し、その下端部がハウジング１０の本体部１１の上部開口と嵌合されて、スナップフィット部２１によりハウジング１０に取り付けられる。カバー２０の上端部には、係止部２２を介してブラケット２３が取り付けられている。ブラケット２３には、排水ポンプ１を他の機器に取り付けるための取付部２４が設けられている。

回転羽根３０は、ポンプ室２５内に回転可能に収容されている。回転羽根３０は、軸部３１と、大径羽根３３と、小径羽根３４と、環状部材３６と、を有している。回転羽根３０は、略平板状に形成された大径羽根３３および小径羽根３４を複数枚有しており、本実施例においてはそれぞれ４枚ずつ有している。

軸部３１は、円柱状に形成され、モータ１００の駆動軸１４４が嵌合される取付穴３２が上端部に設けられている。軸部３１は、カバー２０の貫通孔２６に挿通されている。複数の大径羽根３３は、軸部３１の外周面から放射方向（径方向）に延びている。複数の小径羽根３４は、各大径羽根３３の下端における径方向内側部分に連結されている。環状部材３６は、逆円錐台形状を有し、中央に開口３７が設けられている。環状部材３６は、各大径羽根３３の下端におけるテーパ状部分を互いに連結している。大径羽根３３は、それぞれの径方向外側端部がハウジング１０の周壁部１３の内周面１４と対向するようにポンプ室２５内に配置されている。小径羽根３４は、環状部材３６の開口３７を通り、吸込管１６に挿入されている。

排水ポンプ用モータとしてのモータ１００は、カバー２０内に収容されている。モータ１００は、ステータ１２０と、ロータ１４０と、含油軸受１６０と、を有している。

図３は、ステータおよびロータの縦断面図である。ステータ１２０は、樹脂製の成型品であるステータモールド１２１を有している。ステータモールド１２１は、略円板状の上壁部１２２と、上壁部１２２の周縁から下方に延びる外側周壁部１２３と、上壁部１２２から側方に突出するコネクタ部１２４と、を一体に有している。上壁部１２２の中央には、六角形筒状の筒状隔離壁１２５がインサート成形により埋め込まれている。筒状隔離壁１２５の内周面１２５ａは、正六角形の横断面形状（回転軸Ｌ方向と直交する断面形状）を有している。筒状隔離壁１２５は開口した端部が下方に向けられている。外側周壁部１２３には、金属板が積層されてなるステータコア１２６と一体にされたボビン１２７が、コイル状に銅線が巻回された状態でインサート成形により埋め込まれている。コネクタ部１２４には配線１２８が接続されている。配線１２８は、ボビン１２７に巻回された銅線に電流を供給し、ステータコア１２６を励磁する。

ロータ１４０は、樹脂製の成型品であるロータ基部１４１を有している。ロータ基部１４１は、略円板状の底壁部１４２と、底壁部１４２の周縁から上方に延びる内側周壁部１４３と、を一体に有している。底壁部１４２の中央には、金属製の駆動軸１４４が底壁部１４２を貫通した状態で固定されている。駆動軸１４４の上端部１４４ａは、含油軸受１６０に回転可能に軸支される。内側周壁部１４３には、マグネット１４５がインサート成形により埋め込まれている。マグネット１４５は、ロータ１４０のステータコア１２６と径方向に間隔をあけて対向するように配置される。ロータ１４０は、マグネット１４５に作用するステータコア１２６の磁力により回転駆動される。

含油軸受１６０は、例えば、金属粉を押し固めて焼結させたのち油を含浸させたものである。含油軸受１６０は、略円筒形状に形成されている。含油軸受１６０の外周面１６０ａは、円形の横断面形状を有している。含油軸受１６０は、ステータ１２０の筒状隔離壁１２５に圧入されている。

図４（ａ）に示すように、筒状隔離壁１２５の内周面１２５ａは正六角形の横断面形状を有し、含油軸受１６０の外周面１６０ａは円形の横断面形状を有している。含油軸受１６０の外周面１６０ａの円形は、概略的に筒状隔離壁１２５の内周面１２５ａの正六角形の内接円となる。つまり、筒状隔離壁１２５の内周面１２５ａと含油軸受１６０の外周面１６０ａとは線接触している。これにより、筒状隔離壁１２５と含油軸受１６０との間に、含油軸受１６０の軸線方向に貫通する空間からなる応力逃がし部１７０が設けられている。本実施例において、応力逃がし部１７０は周方向に等間隔に６つ設けられている。つまり、応力逃がし部１７０は、回転軸Ｌに対して回転対称性を有するように配置されており、回転軸Ｌを通る平面に対して鏡像対称性を有するようにも配置されている。なお、応力逃がし部１７０は、少なくとも１つ以上設けられていればよい。

含油軸受１６０がステータ１２０の筒状隔離壁１２５に圧入されたとき、圧入によって加わる力により含油軸受１６０と筒状隔離壁１２５とが変形しようとする。このとき、含油軸受１６０と筒状隔離壁１２５とが全周にわたって接触していると、変形を十分に許容できず強い応力が生じる。一方、応力逃がし部１７０を設けることにより、含油軸受１６０と筒状隔離壁１２５とが周方向に部分的に接触していると、接触部分およびその近傍における局所的な変形を許容して、応力を効果的に逃がすことができる。

以上より、本実施例の排水ポンプ１によれば、モータ１００において、ステータ１２０が有する樹脂製のステータモールド１２１に埋め込まれた筒状隔離壁１２５に含油軸受１６０が圧入されている。そして、筒状隔離壁１２５と含油軸受１６０との間に、回転軸Ｌ方向に貫通する空間からなる応力逃がし部１７０が複数設けられている。このようにしたことから、筒状隔離壁１２５によって、ステータモールド１２１と含油軸受１６０とを隔離して、含油軸受１６０の油がステータモールド１２１に触れることを抑制できる。また、応力逃がし部１７０によって、含油軸受１６０の圧入による変形を許容して、応力を効果的に逃がすことができる。そのため、含油軸受１６０の油による樹脂の破壊を抑制しつつ、圧入の際に生じる応力によるステータモールド１２１の割れや含油軸受け１６０の変形などの不具合も抑制できる。

また、応力逃がし部１７０は、回転軸Ｌに対して回転対称性を有するように配置されている。このようにしたことから、応力を周方向に均等に逃がすことができ、圧入の際に生じる応力による不具合をより効果的に抑制できる。

上述した実施例の排水ポンプ１では、モータ１００において、筒状隔離壁１２５の内周面１２５ａが正六角形の横断面形状を有し、含油軸受１６０の外周面１６０ａが円形の横断面形状を有している。筒状隔離壁１２５の内周面１２５ａは、例えば、三角形や八角形などの多角形の横断面形状を有していてもよい。

これ以外にも、例えば、図４（ｂ）に示すように、筒状隔離壁１２５の内周面１２５ａは円形の横断面形状を有し、含油軸受１６０の外周面１６０ａは多角形（図は正六角形）の横断面形状を有する構成を採用してもよい。この構成において、筒状隔離壁１２５の内周面１２５ａの円形は、概略的に含油軸受１６０の外周面１６０ａの多角形の外接円となる。この構成においても、上記実施例と同様に複数の応力逃がし部１７０が設けられ、応力逃がし部１７０は、回転軸Ｌに対して回転対称性を有するように配置されている。

または、図４（ｃ）に示すように、筒状隔離壁１２５の内周面１２５ａは円形の横断面形状を有し、含油軸受１６０の外周面１６０ａは、一方向に対向する２つの直線部分と一方向と直交する他方向に対向する２つの円弧部分とを有する略長円形の横断面形状を有する構成を採用してもよい。この構成では、筒状隔離壁１２５の内周面１２５ａと含油軸受１６０の外周面１６０ａにおける円弧部分が面接触し、筒状隔離壁１２５の内周面１２５ａと含油軸受１６０の外周面１６０ａにおける直線部分との間に２つの応力逃がし部１７０が設けられる。この構成において、応力逃がし部１７０は、回転軸Ｌに対して回転対称性を有するように配置されている。

または、図４（ｄ）に示すように、筒状隔離壁１２５の内周面１２５ａは円形の横断面形状を有し、含油軸受１６０の外周面１６０ａは、３つの直線部分と１つの半円部分とを有する形の横断面形状を有する構成を採用してもよい。この構成では、筒状隔離壁１２５の内周面１２５ａと含油軸受１６０の外周面１６０ａにおける半円部分が面接触し、筒状隔離壁１２５の内周面１２５ａと含油軸受１６０の外周面１６０ａにおける３つの直線部分との間に３つの応力逃がし部１７０が設けられる。この構成において、応力逃がし部１７０は、回転軸Ｌに対して鏡像対称性を有するように配置されている。

図４（ｂ）〜（ｄ）の構成においても、本実施例と同様の効果を奏する。

上記に本発明の実施例を説明したが、本発明はこれらの例に限定されない。前述の実施例に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、実施例の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

１…排水ポンプ、１０…ハウジング、１１…本体部、１２…底壁部、１３…周壁部、１４…内周面、１５…吐出管入口、１６…吸込管、１７…吸込口、１８…吐出管、１９…吐出口、２０…カバー、２１…スナップフィット部、２２…係止部、２３…ブラケット、２４…取付部、２５…ポンプ室、２６…貫通孔、３０…回転羽根、３１…軸部、３２…取付穴、３３…大径羽根、３４…小径羽根、３６…環状部材、３７…開口、１００…モータ、１２０…ステータ、１２１…ステータモールド、１２２…上壁部、１２３…外側周壁部、１２４…コネクタ部、１２５…筒状隔離壁、１２５ａ…内周面、１２６…ステータコア、１２７…ボビン、１２８…配線、１４０…ロータ、１４１…ロータ基部、１４２…底壁部、１４３…内側周壁部、１４４…駆動軸、１４４ａ…上端部、１４５…マグネット、１６０…含油軸受、１６０ａ…外周面、１７０…応力逃がし部、Ｌ…回転軸

Claims

排水ポンプに用いられるモータであって、
金属製の筒状隔離壁が埋め込まれた樹脂製のステータモールドを有するステータと、
前記筒状隔離壁に圧入された含油軸受と、
前記含油軸受に回転可能に軸支されるとともに前記ステータにより回転駆動されるロータと、を有し、
前記筒状隔離壁と前記含油軸受との間に、回転軸方向に貫通する空間からなる応力逃がし部が少なくとも１つ設けられていることを特徴とする排水ポンプ用モータ。
前記応力逃がし部は、複数設けられ、
複数の前記応力逃がし部は、回転軸に対して回転対称性を有するように配置され、または、回転軸を通る平面に対して鏡像対称性を有するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の排水ポンプ用モータ。
前記筒状隔離壁の内周面が、多角形の横断面形状を有し、
前記含油軸受の外周面が、円形の横断面形状を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の排水ポンプ用モータ。
前記筒状隔離壁の内周面が、円形の横断面形状を有し、
前記含油軸受の外周面が、多角形の横断面形状を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の排水ポンプ用モータ。
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の排水ポンプ用モータと、
前記排水ポンプ用モータに回転駆動される回転羽根と、
前記回転羽根を収容するハウジングと、を有することを特徴とする排水ポンプ。