JP2019124209A - Impeller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板と、基板に組付けられる複数の羽根部材とを備えたインペラに関する。 The present invention relates to an impeller provided with a substrate and a plurality of blade members assembled to the substrate.
上記のインペラは、例えば電動ポンプに搭載されている(例えば特許文献1)。特許文献1の電動ポンプでは、モータ部が備えるロータにインペラが組付けられている。具体的には、インペラは、ロータの一端面(基板)に設けられた溝部にシュラウドに設けられた複数の羽根部材の端部が組付けられて構成されている。
The above-mentioned impeller is mounted, for example in an electric pump (for example, patent documents 1). In the electric pump of
電動ポンプでは、用途に応じて羽根部材の配列や枚数が異なるインペラを用いる場合がある。ここで、羽根部材の配列とは、基板に組付けられる複数の羽根部材の周方向における配置のことである。羽根部材の配列は、基板の中心から放射状に延びる直線を基準とした場合の羽根部材の傾斜方向や傾斜度合によって異なる。通常、ロータの一端面(基板)において羽根部材を組付けるための溝部は、組付けられるシュラウドの羽根部材に対応している。このため、電動ポンプに羽根部材の配列や枚数が異なるインペラを搭載するには、一端面(基板)に当該羽根部材を組付けるための溝部が形成されたロータを個別に用意する必要があった。 In the case of an electric pump, impellers having different arrangements and numbers of blade members may be used depending on applications. Here, the arrangement of the blade members means the arrangement in the circumferential direction of the plurality of blade members assembled to the substrate. The arrangement of the blade members differs depending on the tilt direction and the degree of tilt of the blade members based on a straight line extending radially from the center of the substrate. Usually, the groove for assembling the blade members at one end face (substrate) of the rotor corresponds to the blade members of the shroud to be assembled. For this reason, in order to mount impellers having different arrangements and numbers of blade members on the electric pump, it was necessary to individually prepare rotors having groove portions for assembling the blade members on one end surface (substrate). .
上記実情に鑑み、異なる配列または枚数の羽根部材の組付けを簡易に行うことができるインペラが求められている。 In view of the above situation, there is a need for an impeller that can be easily assembled with different arrangement or number of blade members.
本発明に係るインペラの特徴構成は、基板と、前記基板に固定される複数の羽根部材を有するシュラウドと、を備え、複数の前記羽根部材は、前記シュラウドの前記基板に対向する面部において周方向に間隔を隔てて立設されており、前記基板には、複数の前記羽根部材の各々を組付けるための複数の溝部が形成され、複数の前記溝部は、前記羽根部材の配列及び枚数の少なくとも一方が異なる複数種類の前記シュラウドが有する前記羽根部材の各々を組付けることができるように形成されている点にある。 The characteristic configuration of the impeller according to the present invention comprises a substrate and a shroud having a plurality of blade members fixed to the substrate, wherein the plurality of blade members are circumferentially arranged on a surface portion of the shroud facing the substrate And a plurality of grooves are formed in the substrate for assembling each of the plurality of blade members, and the plurality of groove portions include at least the arrangement and the number of the blade members. One of the different types of the shrouds is formed so that each of the blade members can be assembled.
本構成によると、基板には複数の溝部が形成され、複数の溝部は、羽根部材の配列及び枚数の少なくとも一方が異なる複数種類のシュラウドが有する羽根部材の各々を組付けることができるように形成されている。これにより、単一の基板に配列及び枚数の少なくとも一方が異なる羽根部材を有する複数種類のシュラウドを組付けることができる。また、複数種類のシュラウドに対して基板を共用することができるため、インペラの製造コストを抑制することができる。 According to this configuration, a plurality of grooves are formed in the substrate, and the plurality of grooves are formed such that each of the plurality of types of shrouds having different arrangement and / or number of blade members can be assembled. It is done. As a result, it is possible to assemble a plurality of types of shrouds having blade members of different arrangement and / or number on a single substrate. In addition, since the substrate can be shared by a plurality of types of shrouds, the manufacturing cost of the impeller can be suppressed.
他の特徴構成は、前記基板は、複数の前記溝部として、前記羽根部材の配列が異なる2種類の前記シュラウドに対応する第1溝部及び第2溝部を備え、前記基板が一方向に回転することで流体に遠心力を与える羽根部材を第1羽根部材とし、前記基板が前記一方向とは反対の方向に回転することで流体に遠心力を与える羽根部材を第2羽根部材とした場合に、前記第1溝部が前記第1羽根部材の各々を組付けることができる位置に形成され、前記第2溝部が前記第2羽根部材の各々を組付けることができる位置に形成されている点にある。 Another feature is that the substrate includes, as the plurality of grooves, a first groove and a second groove corresponding to two types of shrouds having different arrangements of the blade members, and the substrate rotates in one direction. In which the blade member for imparting centrifugal force to the fluid is the first blade member, and the blade member for imparting centrifugal force to the fluid by rotating the substrate in the direction opposite to the one direction is the second blade member. The first groove portion is formed at a position where each of the first blade members can be assembled, and the second groove portion is formed at a position where each of the second blade members can be assembled. .
本構成によれば、回転することで流体に遠心力を与える羽根部材の向きが異なる2種類のシュラウドを基板に組付ける際に、夫々の羽根部材を第1溝部または第2溝部に組付けてインペラを構成することができる。すなわち、単一の基板に回転方向が異なる羽根部材を有する2種類のインペラを組付ける提供すことができる。これにより、流体に遠心力を与えるときの回転方向が異なるインペラを安価に製造することができる。 According to this configuration, when assembling two types of shrouds having different directions of blade members that impart centrifugal force to fluid by rotation to the substrate, each blade member is assembled to the first groove portion or the second groove portion. The impeller can be configured. That is, it is possible to provide two types of impellers having blade members whose rotation directions are different from each other on a single substrate. Thereby, it is possible to inexpensively manufacture impellers having different rotational directions when applying centrifugal force to the fluid.
他の特徴構成は、前記基板は、複数の前記溝部として、前記羽根部材の配列が異なる2種類の前記シュラウドに対応する第1溝部及び第2溝部を備え、前記第1溝部及び第2溝部は、前記基板の中心から径方向外方に向かう直線を基準線とした場合に、当該基準線に対する傾斜角度が夫々異なっている点にある。 In another characteristic configuration, the substrate includes, as the plurality of groove portions, a first groove portion and a second groove portion corresponding to two types of the shrouds having different arrangements of the blade members, and the first groove portion and the second groove portion When a straight line extending radially outward from the center of the substrate is used as a reference line, the inclination angles with respect to the reference line are different from each other.
本構成によれば、回転軸芯から径方向外方に向かう基準線に対する、羽根部材の傾斜方向が同じであって異なる配列の羽根部材を有する2種類のシュラウドを基板に組付ける際に、夫々の羽根部材を第1溝部または第2溝部に組付けてインペラを構成することができる。すなわち、単一の基板に回転方向が同じで傾斜角度が異なる羽根部材を有する2種類のインペラを組付けることができる。これにより、同じ回転数であっても流体の吐出流量が異なるインペラを安価に製造することができる。 According to this configuration, when assembling the two types of shrouds having the same arrangement of the blade members in the same direction of inclination of the blade members with respect to the reference line directed radially outward from the rotation axis to the substrate The impeller can be configured by assembling the blade members of the above in the first groove or the second groove. That is, two types of impellers having blade members having the same rotational direction but different inclination angles can be assembled on a single substrate. As a result, it is possible to inexpensively manufacture impellers having different discharge flow rates of fluid even at the same rotational speed.
他の特徴構成は、前記第1溝部及び前記第2溝部は、交差せずに夫々が独立して形成されている点にある。 Another feature is that the first groove and the second groove are independently formed without crossing each other.
本構成によれば、基板において、第1溝部及び前記第2溝部が交差せずに夫々が独立して形成されているので、第1溝部及び前記第2溝部を明確に区別することができる。これにより、組付け時のシュラウドの羽根部材と基板の溝部との位置合わせを容易に行うことができる。 According to this configuration, the first groove and the second groove can be clearly distinguished because each of the first groove and the second groove is independently formed without crossing in the substrate. Thereby, the alignment between the blade members of the shroud and the groove of the substrate can be easily performed at the time of assembly.
他の特徴構成は、前記第1溝部及び前記第2溝部は、交差して形成されている点にある。 Another feature is that the first groove and the second groove cross each other.
本構成によれば、第1溝部及び第2溝部が交差して形成されているため、基板において複数の溝部が占有する領域を小さくすることができる。これにより、溝部同士が交差していない場合に比べて、複数種類の溝部を配置する上での自由度を高めることができる。 According to this configuration, since the first groove and the second groove are formed to intersect with each other, the area occupied by the plurality of grooves in the substrate can be reduced. Thereby, compared with the case where grooves do not intersect, the degree of freedom in arranging plural kinds of grooves can be increased.
以下に、本発明に係るインペラの実施形態を図面に基づいて説明する。 Below, an embodiment of an impeller concerning the present invention is described based on a drawing.
図1〜図3に、車載用のウォーターポンプに用いられるインナーロータ型のブラシレスモータのロータユニットAを示す。ロータユニットAは、ブラシレスモータのロータ1とインペラ2とによって構成されている。ロータ1にはマグネット3がインサート成形されている。インペラ2は、ロータ1の一端側に設けられた基板11と、基板11に接合されたシュラウド21とを備える。基板11は、連結軸部4を介してロータ1の一端側に設けられ、回転軸芯Xの周りで円形に形成されている。基板11及び連結軸部4を含むロータ1は樹脂材料によって一体成形されている。
FIGS. 1 to 3 show a rotor unit A of an inner rotor type brushless motor used for a vehicle-mounted water pump. The rotor unit A is composed of a
図2に示すように、ロータユニットAの中心部には、ロータ1から連結軸部4を介して基板11まで貫通する回転軸挿入孔5が形成されている。回転軸挿入孔5には、ブッシュ6が圧入や接着等の方法により配置され、ブッシュ6の内周面にインペラ2の側からシャフト(図示せず)が挿入される。
As shown in FIG. 2, at the central portion of the rotor unit A, a rotary shaft insertion hole 5 penetrating from the
図3〜図6に示すように、シュラウド21は、吸入口22を形成する円筒部23と円形鍔部24とを同芯状に備えている。円筒部23の内周面23aから円形鍔部24の裏面24aに亘って羽根部材25が複数(本実施形態では7枚)設けられている。複数の羽根部材25は、内周面23a及び裏面24a(基板11に対向する面部の一例)において、周方向に一定間隔を隔てて湾曲形状に沿って立設されている。
As shown in FIGS. 3 to 6, the
図5、図6に示すように、複数の羽根部材25の各々には、基板11に対向する側の先端部に断面矩形状の挿入片25aが羽根部材25に対して突状に形成されている。なお、図6では、シュラウド21が備える7枚の羽根部材25のうち4枚のみを図示し3枚の羽根部材25は省略している。また、図3及び図7に示すように、基板11には、複数の挿入片25aの各々を挿入することにより羽根部材25を組付けるための矩形状の凹部である溝部12が複数形成されている。シュラウド21は、複数の羽根部材25の挿入片25aと溝部12とを例えば超音波溶着することにより基板11に固定されている。なお、基板11に羽根部材25を固定する方法は、超音波溶着に限定されず、振動溶着や熱溶着等であってもよい。
As shown in FIGS. 5 and 6, at each of the plurality of
複数の溝部12は、羽根部材25の配列及び枚数の少なくとも一方が異なる複数種類のシュラウド21が有する羽根部材25の各々を組付けることができるように形成されている。図7に示すように、基板11には、シュラウド21に設けられた羽根部材25の数(本実施形態では7枚)の2倍(本実施形態では14個)の溝部12が形成されている。
The plurality of
本実施形態では、基板11は、複数(14個)の溝部12として、羽根部材25の配列が異なる2種類のシュラウド21の一方に対応する第1溝部13を7個備え、他方に対応する第2溝部14を7個備える。基板11が一方向(例えば図7の方向S1)に回転することで流体に遠心力を与える羽根部材25を第1羽根部材とし、基板11が一方向とは反対の方向(例えば図7に示す方向S2)に回転することで流体に遠心力を与える羽根部材25を第2羽根部材とした場合に、基板11は、複数の溝部12により、第1羽根部材及び第2羽根部材の各々を組付け可能に構成されている。具体的には、複数の溝部12のうち、第1溝部13が第1羽根部材の各々を組付けることができるように形成され、第2溝部14が第2羽根部材の各々を組付けることができるように形成されている。本実施形態においては、第1溝部13及び第2溝部14は、基板11上で交差せずに夫々が独立した溝として形成されている。
In the present embodiment, the
複数の第1溝部13の一部及び複数の第2溝部14の一部には、長手方向の延在し対向する2面に互いが離間する凸部13a,14aが形成されている。凸部13a及び凸部14aの突出量は同じである。凸部13a及び凸部14aにより、羽根部材25の挿入片25aは第1溝部13及び第2溝部14に対して圧入される。このため、基板11に対するシャラウド21の位置が固定され、羽根部材25を基板11に超音波溶着しても、羽根部材25の軸芯変位が防止される。また、インペラ2が回転する際、羽根部材25が凸部13a,14aに当接することで、羽根部材25は基板11に対して回転方向の相対移動が防止される。
In a part of the plurality of
なお、凸部13a,14aを設ける溝部13,14は、一部に限定されず全てに設けても良いし、溝部13,14を羽根部材25の挿入片25aと同程度の大きさに形成する場合は凸部13a,14aを設けなくてもよい。
The
このように、基板11の複数の溝部12は、羽根部材25の配列及び枚数の少なくとも一方が異なる複数種類のシュラウド21が有する羽根部材25に対応する位置に形成されている。これにより、単一の基板11に対して異なる配列の羽根部材25を有する複数種類のシュラウド21を組付けることができる。また、配列及び枚数の少なくとも一方が異なる羽根部材25に対して基板11を共用することができるため、インペラ2の製造コストを抑制することができる。
As described above, the plurality of
〔第2実施形態〕
第1実施形態では、第1溝部13及び第2溝部14は、交差せずに夫々が独立して形成されている例を示した。これに対して、本実施形態では、図8に示すように、第1溝部13と第2溝部14とが交差して設けられている。なお、他の構成については第1実施形態と同じである。
Second Embodiment
In 1st Embodiment, the
第1溝部13及び第2溝部14が交差することで、基板11において1つの溝部12が占有する領域を小さくすることができる。これにより、基板11に溝部12を多数配置して複数種類のシュラウド21に対応させることができる。
By intersecting the
〔第2実施形態の変形例〕
図9に示すように、基板11に形成される第1溝部13及び第2溝部14は、交差する溝部において互いの溝深さが異なるよう形成されていてもよい。図9では、第1溝部13及び第2溝部14において、深い溝部を実線で示し、浅い溝部を破線で示している。本変形例では、基板11の周方向において、第1溝部13及び第2溝部14は、深い溝部と浅い溝部とがほぼ交互に並ぶように形成されている。図示しないが、第1溝部13及び第2溝部14のうち、一方の溝部(例えば第1溝部13)を全て深くし他方の溝部(例えば第2溝部14)を全て浅くして複数の溝部12を構成してもよい。
Modification of Second Embodiment
As shown in FIG. 9, the
〔第3実施形態〕
本実施形態では、図10に示されるように、基板11の周方向において、第1溝部15と第2溝部16とが交互に配置されており、第1溝部13及び第2溝部14は同じ向きに傾斜している。ただし、第1溝部13及び第2溝部14は、基板11において回転軸芯X(基板11の中心の一例)から径方向外方に向かう直線を基準線Lとした場合に、当該基準線Lに対する傾斜角度が夫々異なっている。図10に示す例では、基準線L1に対する第1溝部13の傾斜角度がθ1であり、基準線L2に対する第2溝部14の傾斜角度がθ2であってθ1はθ2よりも大きい。このように、基板11に第1溝部13と第2溝部14を形成することで、インペラ2の基板11は、回転により流体に遠心力を付与する方向が同じであり、且つ、配列が異なる羽根部材25を有する2種類のシュラウド21に対応することができる。
Third Embodiment
In the present embodiment, as shown in FIG. 10, in the circumferential direction of the
[別実施形態]
上記の実施形態では、シュラウド21が7枚の羽根部材25を有し、羽根部材25に対応する溝部12を基板11に7つ設ける例を示したが、シュラウド21が有する羽根部材25の枚数は6枚以下や8枚以上であってもよく、溝部12の数はシュラウド21が有する羽根部材25の枚数に対応していればよい。
[Another embodiment]
In the above embodiment, the
基板11に形成される複数の溝部12は、第1溝部13の数と第2溝部14の数が異なる形態であってもよい。これにより、複数の溝部12は、羽根部材25の枚数が異なる複数のシュラウド21に対応させることができる。
The plurality of
上記の第3実施形態では、シュラウド21の側から見て左回り(図10の方向S1)に回転するインペラ2の基板11において、異なる傾斜角度(θ1、θ2)の羽根部材25を有する複数種類のシュラウド21に対応するように第1溝部13及び第2溝部14を形成する例を示した。これに代えて、シュラウド21の側から見て右回り(図10の方向S2)に回転するインペラ2の基板11において、異なる傾斜角度(θ1、θ2)の羽根部材25を有する複数種類のシュラウド21に対応するように第1溝部13及び第2溝部14を形成してもよい。
In the third embodiment described above, in the
基板11には、配列及び枚数の少なくとも一方が異なる羽根部材25を有する3種類以上のシュラウド21に対応する複数の溝部12を形成してもよい。
The
本発明は、基板に羽根部材を組付けるインペラに広く利用することができる。 The present invention can be widely used for an impeller for assembling a blade member to a substrate.
1 :ロータ
2 :インペラ
11 :基板
12 :溝部
13 :第1溝部
14 :第2溝部
21 :シュラウド
22 :吸入口
23 :円筒部
23a :内周面
24 :円形鍔部
24a :内面
25 :羽根部材
25a :挿入片
A :ロータユニット
L :基準線
X :回転軸芯(基板の中心)
θ1,θ2 :傾斜角度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Rotor 2: Impeller 11: Substrate 12: Groove portion 13: First groove portion 14: Second groove portion 21: Shroud 22: Suction port 23:
θ1, θ2: Inclination angle
Claims (5)
複数の前記羽根部材は、前記シュラウドの前記基板に対向する面部において周方向に間隔を隔てて立設されており、
前記基板には、複数の前記羽根部材の各々を組付けるための複数の溝部が形成され、
複数の前記溝部は、前記羽根部材の配列及び枚数の少なくとも一方が異なる複数種類の前記シュラウドが有する前記羽根部材の各々を組付けることができるように形成されているインペラ。 A substrate and a shroud having a plurality of blade members fixed to the substrate;
The plurality of blade members are erected at intervals in the circumferential direction on a surface portion of the shroud facing the substrate,
A plurality of groove portions for assembling each of the plurality of blade members are formed in the substrate,
The impeller is formed such that a plurality of the groove portions can be assembled to each of the blade members of the plurality of types of shrouds different in at least one of the arrangement and the number of the blade members.
前記基板が一方向に回転することで流体に遠心力を与える羽根部材を第1羽根部材とし、前記基板が前記一方向とは反対の方向に回転することで流体に遠心力を与える羽根部材を第2羽根部材とした場合に、
前記第1溝部が前記第1羽根部材の各々を組付けることができる位置に形成され、前記第2溝部が前記第2羽根部材の各々を組付けることができる位置に形成されている請求項1に記載のインペラ。 The substrate includes, as the plurality of grooves, a first groove and a second groove corresponding to two types of shrouds having different arrangements of the blade members,
A blade member that imparts a centrifugal force to the fluid by rotating the substrate in one direction is a first blade member, and a blade member that applies a centrifugal force to the fluid by rotating the substrate in a direction opposite to the one direction. In the case of the second blade member,
The first groove portion is formed at a position where each of the first blade members can be assembled, and the second groove portion is formed at a position where each of the second blade members can be assembled. Impeller described in.
前記第1溝部及び第2溝部は、前記基板の中心から径方向外方に向かう直線を基準線とした場合に、当該基準線に対する傾斜角度が夫々異なっている請求項1に記載のインペラ。 The substrate includes, as the plurality of grooves, a first groove and a second groove corresponding to two types of shrouds having different arrangements of the blade members,
The impeller according to claim 1, wherein the first groove and the second groove have different inclination angles with respect to the reference line when a straight line extending radially outward from the center of the substrate is a reference line.
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