JP2021036134A - Pump device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポンプ室内で水などの流体が凍結した場合でも、インペラの破損を抑制することが可能なポンプ装置に関する。 The present invention relates to a pump device capable of suppressing damage to the impeller even when a fluid such as water freezes in the pump chamber.
ケーシング内に設けたポンプ室内でインペラを回転させるポンプ装置は、特許文献1に記載されている。同文献のポンプ装置は、インペラおよびマグネットを備えるロータと、ロータを収容するポンプ室と、ポンプ室を区画するケーシングと、ケーシングを挟んでマグネットと対向するコイルと、を備える。マグネットは、インペラの回転軸に沿った軸線方向でインペラと離間する位置に固定されている。また、ポンプ装置は、凍結時にケーシングが破損することを防止するために、ポンプ室内に配置された弾性部材を備える。弾性部材は、凍結によってポンプ室内の流体の体積が増加したときに、圧縮されてポンプ室の容積を増加させる。これにより、凍結した流体からケーシングにかかる圧力を低減できるので、ケーシングの破損が回避される。弾性部材は、軸線方向で、マグネットに対してインペラとは反対側に配置されている。
A pump device for rotating an impeller in a pump chamber provided in a casing is described in
特許文献1では、弾性部材が、インペラから離間する位置に配置されている。しかしながら、ポンプ室内において、インペラの周辺は流体が存在する空間が大きいため、凍結時に、インペラの周辺で当該ポンプ室の容量を拡大することができず、インペラが破損する可能性がある。
In
本発明の課題は、このような点に鑑みて、ポンプ室内で流体が凍結した場合でも、インペラの破損を抑制することが可能なポンプ装置を提供することにある。 In view of these points, an object of the present invention is to provide a pump device capable of suppressing damage to the impeller even when the fluid freezes in the pump chamber.
上記の課題を解決するために、本発明のポンプ装置は、インペラ、前記インペラと同軸に延びる軸部、および前記軸部に固定され当該軸部の軸線方向で前記インペラと離間するマグネット、を備えるロータと、前記ロータを収容するポンプ室と、を有し、前記ポンプ室の内壁面において前記インペラと対向する内壁面部分、および、ロータにおける前記インペラと前記マグネットとの間の少なくとも一方には、弾性部材が固定されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the pump device of the present invention includes an impeller, a shaft portion extending coaxially with the impeller, and a magnet fixed to the shaft portion and separated from the impeller in the axial direction of the shaft portion. The rotor and the pump chamber for accommodating the rotor are provided, and the inner wall surface portion of the inner wall surface of the pump chamber facing the impeller and at least one of the impeller and the magnet in the rotor have a rotor and a pump chamber. It is characterized in that the elastic member is fixed.
本例によれば、ポンプ室内に弾性部材を備える。また、弾性部材は、ポンプ室の内壁面においてインペラと対向する内壁面部分、および、ロータにおけるインペラとマグネットとの間の少なくとも一方に固定されている。従って、凍結によりポンプ室内に残留した流体の体積が増加した場合には、ポンプ室内において流体が存在する空間が大きいインペラの周辺において弾性部材が圧縮されて当該ポンプ室の容量が拡大する。これにより、体積が増加した流体からインペラにかかる圧力を低減できるので、インペラの破損を防止或いは抑制できる。また、体積が増加した流体からポンプ室の内壁面にかかる圧力を低減できるので、ポンプ室の破損、すなわち、ケーシングの破損を防止或いは抑制できる。 According to this example, an elastic member is provided in the pump chamber. Further, the elastic member is fixed to at least one of the inner wall surface portion facing the impeller on the inner wall surface of the pump chamber and the impeller and the magnet in the rotor. Therefore, when the volume of the fluid remaining in the pump chamber increases due to freezing, the elastic member is compressed around the impeller in which the space where the fluid exists in the pump chamber is large, and the capacity of the pump chamber is expanded. As a result, the pressure applied to the impeller from the fluid whose volume has increased can be reduced, so that damage to the impeller can be prevented or suppressed. Further, since the pressure applied to the inner wall surface of the pump chamber from the fluid whose volume has increased can be reduced, damage to the pump chamber, that is, damage to the casing can be prevented or suppressed.
本発明において、インペラを収容する凹部を備えるケース本体、前記凹部に連通する吸水口、および前記凹部に連通する吐出口を備えるケースと、前記軸線方向から前記ケースに被せられて当該ケースとともに前記ポンプ室を区画する隔壁部材と、を有し、前記隔壁部材は、前記インペラに前記ケース本体とは反対側から対向する環状部、前記環状部の内周側の端縁から前記軸線方向に延びて前記マグネットを外周側から囲む筒部、および前記筒部における前記環状部とは反対側の端部分を封鎖する封鎖部、を備え、前記弾性部材は、前記環状部に固定されているものすることができる。このような位置に弾性部材を配置すれば、吸水口からポンプ室を経由して吐出口に向かう流体の流れを、弾性部材が阻害することを抑制できる。 In the present invention, a case body having a recess for accommodating an impeller, a case having a water suction port communicating with the recess, and a discharge port communicating with the recess, and a case covered with the case from the axial direction and the pump together with the case. It has a partition wall member for partitioning a chamber, and the partition wall member extends in the axial direction from an annular portion facing the impeller from a side opposite to the case body and an edge on the inner peripheral side of the annular portion. The elastic member shall be fixed to the annular portion, including a tubular portion that surrounds the magnet from the outer peripheral side and a sealing portion that seals the end portion of the tubular portion on the side opposite to the annular portion. Can be done. If the elastic member is arranged at such a position, it is possible to prevent the elastic member from obstructing the flow of the fluid from the water absorption port to the discharge port via the pump chamber.
本発明において、前記弾性部材は、環状であり、前記環状部は、前記インペラに対向する対向面に、前記弾性部材を収容する環状の弾性部材収容用凹部を備えることが望ましい。このようにすれば、弾性部材が、インペラが発生させる水流を乱すことを防止或いは抑制できる。また、弾性部材が、インペラが発生させる水流によって、隔壁部材から脱落してしまうことを防止しやすい。 In the present invention, the elastic member is annular, and it is desirable that the annular portion is provided with an annular elastic member accommodating recess for accommodating the elastic member on a surface facing the impeller. In this way, the elastic member can prevent or suppress the disturbance of the water flow generated by the impeller. Further, it is easy to prevent the elastic member from falling off from the partition wall member due to the water flow generated by the impeller.
本発明において、前記弾性部材は、環状であり、その中心穴に前記ロータの前記軸部を貫通させて当該軸部に固定されているものとすることができる。このようにすれば、弾性部材を、ロータに固定することが容易である。また、ロータが回転した場合でも、弾性部材がロータから脱落することを防止できる。 In the present invention, the elastic member may be annular and may be fixed to the shaft portion by passing the shaft portion of the rotor through the center hole thereof. In this way, it is easy to fix the elastic member to the rotor. Further, even when the rotor rotates, it is possible to prevent the elastic member from falling off from the rotor.
本発明において、前記軸線方向で前記インペラと前記弾性部材との間には、隙間が設けられているものとすることができる。このような隙間を設ければ、ロータに固定した弾性部材が、インペラが発生させる水流を乱すことを防止或いは抑制できる。 In the present invention, a gap may be provided between the impeller and the elastic member in the axial direction. By providing such a gap, it is possible to prevent or suppress the elastic member fixed to the rotor from disturbing the water flow generated by the impeller.
本発明において、インペラを収容する凹部を備えるケース本体、前記凹部に連通する吸水口、および前記凹部に連通する吐出口を備えるケースと、前記軸線方向から前記ケースに被せられて当該ケースとともに前記ポンプ室を区画する隔壁部材と、を有し、前記隔壁部材は、前記インペラに前記軸線方向で前記ケース本体とは反対側から対向する環状部、前記環状部の内周側の端縁から前記軸線方向に延びて前記マグネットを外周側から囲む筒部、および前記筒部における前記環状部とは反対側の端部分を封鎖する封鎖部、を備え、前記弾性部材は、前記凹部の内周面に固定されているものとすることができる。このようにすれば、流体が凍結したときに、ケースの破損を防止しやすい。 In the present invention, a case body having a recess for accommodating an impeller, a case having a water suction port communicating with the recess, and a discharge port communicating with the recess, and a case covered with the case from the axial direction and the pump together with the case. The partition wall member has a partition wall member for partitioning a chamber, and the partition wall member has an annular portion facing the impeller from the side opposite to the case body in the axial direction, and an axial line from an end edge on the inner peripheral side of the annular portion. A tubular portion that extends in the direction and surrounds the magnet from the outer peripheral side, and a sealing portion that seals the end portion of the tubular portion on the side opposite to the annular portion, and the elastic member is provided on the inner peripheral surface of the recess. It can be fixed. In this way, it is easy to prevent the case from being damaged when the fluid freezes.
本発明において、前記ケース本体は、前記凹部の底面または周壁面に、前記弾性部材を収容するための弾性部材収容用凹部を備え、前記弾性部材は、前記弾性部材収容用凹部に収容されているものとすることができる。このようにすれば、弾性部材が、インペラが発生させる水流を乱すことを防止或いは抑制できる。 In the present invention, the case body is provided with an elastic member accommodating recess for accommodating the elastic member on the bottom surface or the peripheral wall surface of the recess, and the elastic member is accommodated in the elastic member accommodating recess. Can be. In this way, the elastic member can prevent or suppress the disturbance of the water flow generated by the impeller.
前記凹部の前記底面には、前記吸水口の前記ポンプ室側の開口と、前記開口を囲む環状の前記弾性部材収容用凹部と、が設けられており、前記弾性部材は、環状であり、前記弾性部材収容用凹部に収容されているものとすることができる。ケースに設けられた凹部の底面の近傍は、流体が流入する吸水口の開口が設けられている。従って、ケースにおける凹部の底面の近傍は、外部環境の影響を受けやすく、低温時には、凍結しやすい。よって、凹部の底面の開口を囲む弾性部材収容用凹部に弾性部材を配置すれば、凹部の底面の近傍に滞留する流体が凍結した場合に、ケースが破損することを防止或いは抑制できる。 The bottom surface of the recess is provided with an opening of the water suction port on the pump chamber side and an annular recess for accommodating the elastic member that surrounds the opening. The elastic member is annular and said. It may be accommodated in the elastic member accommodating recess. Near the bottom surface of the recess provided in the case, an opening of a water suction port through which a fluid flows is provided. Therefore, the vicinity of the bottom surface of the recess in the case is easily affected by the external environment and is easily frozen at a low temperature. Therefore, if the elastic member is arranged in the elastic member accommodating recess surrounding the opening on the bottom surface of the recess, it is possible to prevent or suppress the case from being damaged when the fluid staying in the vicinity of the bottom surface of the recess freezes.
本発明において、前記弾性部材は、独立気泡発泡体とすることができる。 In the present invention, the elastic member can be a closed cell foam.
本発明のポンプ装置では、ポンプ室内のインペラに近い位置に弾性部材が配置されている。従って、凍結時には、ポンプ室内において流体が存在する空間が大きいインペラの周辺において当該ポンプ室の容量を拡大できる。よって、インペラの破損を防止或いは抑制できる。 In the pump device of the present invention, an elastic member is arranged at a position close to the impeller in the pump chamber. Therefore, at the time of freezing, the capacity of the pump chamber can be expanded around the impeller in which the space where the fluid exists in the pump chamber is large. Therefore, damage to the impeller can be prevented or suppressed.
以下に、図面を参照して、本発明を適用したポンプ装置の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of a pump device to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
(実施例1)
図1は、実施例1のポンプ装置の外観斜視図である。図2は、実施例1のポンプ装置の断面図である。図3は、実施例1のポンプ装置の分解斜視図である。本例のポンプ装置1Aは、給湯器、洗濯機、食洗機等の装置に搭載される。ポンプ装置1は、水道水などの流体を装置に供給する。
(Example 1)
FIG. 1 is an external perspective view of the pump device of the first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of the pump device of the first embodiment. FIG. 3 is an exploded perspective view of the pump device of the first embodiment. The pump device 1A of this example is mounted on a device such as a water heater, a washing machine, and a dishwasher. The
図2に示すように、ポンプ装置1Aは、ロータ2と、ロータ2を収容するポンプ室3と、を備える。また、ポンプ装置1Aは、ポンプ室3を区画するケーシング4を備える。さらに、ポンプ装置1Aは、ロータ2を回転させるモータ機構部5を備える。図3に示すように、ロータ2は、インペラ11、インペラ11から同軸に延びる軸部12、および軸部12に固定された環状のマグネット13と、を備える。インペラ11とマグネット13とは、軸部12の軸線Lに沿った軸線方向Xで離間する位置に設けられている。軸部12の軸線Lは、インペラ11の回転中心軸と一致する。図1、図2に示すように、ケーシング4は、ケース15と、隔壁部材16とを備える。ケース15および隔壁部材16は、軸線方向Xで重ね合されている。
As shown in FIG. 2, the pump device 1A includes a
図2、図3に示すように、モータ機構部5は、隔壁部材16に対するポンプ室3とは反対側で、マグネット13を径方向外側から囲むステータ17を備える。ステータ17は、ステータコア18と複数のコイル19とを備える。ステータコア18およびコイル19は、ロータ2のマグネット13とともにモータ機構部5を構成する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
また、ポンプ装置1Aは、コイル19の巻線の端部が接続された回路基板21と、ステータ17および回路基板21を覆う樹脂封止部材22と、樹脂封止部材22に固定された金属部材23と、を備える。樹脂封止部材22は、ポンプ装置1Aの外装の一部分を構成する。
Further, the pump device 1A includes a
さらに、ポンプ装置1Aは、ポンプ室3内に配置された弾性部材25を備える。以下の説明では、軸線方向Xにおいてインペラ11が位置する側を第1方向X1、マグネット13が位置する側を第2方向X2とする。
Further, the pump device 1A includes an
(ロータ)
図4はロータ2を第1方向X1から見た場合の斜視図である。インペラ11は、軸線方向Xから見た場合の形状が円環状の第1環状板部31と、第1環状板部31の第2方向X2に位置する円環状の第2環状板部32と、第1環状板部31と第2環状板部32との間に設けられた複数本の羽根33と、を備える。第1環状板部31は、内周側から外周側に向かって僅かに第2方向X2に傾斜する。また、第1環状板部31は、内周側端縁から第1方向X1に突出する環状突部31aを備える。第2環状板部32は、軸線方向Xから見た場合に、第1環状板部31と重なる。羽根33は、リブ状であり、第1環状板部31と第2環状板部32との間を、内周側から外周側に向かって回転方向Rの前方に湾曲して延びる。本例では、各羽根33は、第2環状板部32材から第1方向X1に突出するリブとして設けられている。第1環状板部31は、各羽根33の第1方向X1の端部分に、超音波溶着によって接続されている。
(Rotor)
FIG. 4 is a perspective view of the
軸部12は、筒状であり、第2環状板部32の内周側の端縁から第2方向X2に延びる。図2に示すように、軸部12の軸孔12aの内部には、スベリ軸受であるスリーブ35が固定されている。また、軸部12は、軸線方向Xの途中から外周側に突出する鍔部36を備える。図4に示すように、軸部12において、鍔部36の第2方向X2の領域にはマグネット13が固定されている。マグネット13は、環状であり、軸部12の外周面に固定されている。マグネット13は、周方向にS極とN極とが交互に着磁されている。
The
ここで、図2に示すように、スリーブ35の中心穴には、ロータ2を回転可能に支持する支軸40が挿入される。支軸40は、ステンレス製であり、軸線方向Xに延びる。支軸40の第1方向X1の端部分は、ケース15によって支持され、第2方向X2の端部分は、隔壁部材16によって支持されている。
Here, as shown in FIG. 2, a
(ケーシング)
図5は、ケース15を第2方向X2から見た場合の斜視図である。図6は、隔壁部材16と弾性部材25との分解斜視図である。図5に示すように、ケース15は、インペラ11を収容する凹部41を備えるケース本体42、凹部41に連通する吸水口43、および凹部41に連通する吐出口44を備える。ケース本体42における凹部41の底面41aは、円形である。底面41aの中心には吸水口43のポンプ室3側の第1開口45(開口)が設けられている。図1に示すように、吸水口43は、ロータ2の軸線Lと同軸に延びる。すなわち、給水管43が、ケース本体42から第1方向X1に延びる。ケース本体42における凹部41の周壁面41bは、円環状である。周壁面41bの周方向の一部分には、吐出口44のポンプ室3側の第2開口46が設けられている。吐出口44は、ケース本体42から、外周側に延びる。
(casing)
FIG. 5 is a perspective view of the
凹部41の底面41aには、第1開口45を包囲する環状凹部46aが設けられている。また、凹部41の底面41aには、環状凹部46aの内周側に、環状段部46bが設けられている。環状段部46bは、底面41aから第1方向X1に窪む。環状段部46bの内周側の端は第1開口45に連続する。ケース本体42において凹部41の底面41aから第2方向X2に離間する位置には、円筒状のケース側ロータ支持部47が設けられている。ケース側ロータ支持部47は、吸水口43から流入する流体の流入方向の前方に位置する。ケース側ロータ支持部47は、ケース本体42における第1開口45の内周壁、すなわち、吸水口43のポンプ室3側の内壁面部分から、第2方向X2に突出する三本の脚部48によって支持されている。
An
ここで、図2に示すように、ケース側ロータ支持部47には、ロータ2のスリーブ35からケース15の側に突出する支軸40の第1方向X1の端部分が挿入される。スリーブ35とケース側ロータ支持部47との間には、ワッシャ50が配置されている。
Here, as shown in FIG. 2, the end portion of the
次に、図2、図6に示すように、隔壁部材16は、ロータ2のマグネット13と羽根33とをポンプ室3に一体構造として納めると共に、流体を遮蔽するものであり、本実施形態では、第2方向X2からインペラ11に対向する環状部51、環状部51の内周側の端縁から第2方向X2に延びてマグネット13を外周側から囲む筒部52、および筒部52の第2方向X2の端部分を封鎖する封鎖部53、を備える。環状部51は、インペラ11を介して、ケース本体42の凹部41の底面41aと対向する。また、隔壁部材16は、環状部51の外周側の端縁から第2方向X2に延びる外側筒部54および外側筒部54から径方向外側に広がる環状のフランジ部55を備える。隔壁部材16は、フランジ部55がケース本体42における凹部41の外周側の部位に第2方向X2から当接し、外側筒部54および環状部51が凹部41に嵌り込んでいる。ここで、ケース本体42における凹部41の開口縁部分には、環状の段部57が設けられている。段部57には、Oリング58が配置されている。Oリング58は、ケース本体42と外側筒部54との間で径方向に圧縮された状態で、ケース本体42と隔壁部材16との間を封止する。
Next, as shown in FIGS. 2 and 6, the
環状部51において、インペラ11と対向する対向面51aには、弾性部材25を収容するための環状の弾性部材収容用凹部60が設けられている。弾性部材収容用凹部60は、筒部52と同心に設けられている。
In the
弾性部材25は、環状である。弾性部材25は、弾性部材収容用凹部60に収容されて隔壁部材16に固定されている。弾性部材25を軸線Lと平行な面で切断した断面形状は、矩形である。
The
弾性部材25は、独立気泡発泡体である。本例では、EPDM(エチレンプロピレンジエンゴム)である。なお、弾性部材25としては、テフロン(登録商標)、ニトリルゴムなどを用いることもできる。弾性部材25は、少なくとも、インペラ11と対向する面に、気泡が露出しない平滑面を備える。ここで、弾性部材25は、ポンプ室3内流体が凍結した場合に、凍結によって増加する流体の体積分を、弾性変形によって吸収可能な大きさを備える。本例では、弾性部材25は、自然状態から圧縮状態に変化したときに、ポンプ室3の容積の10%に相当する体積分以上の弾性変形が可能である。
The
封鎖部53は、円盤形状である。図2に示すように、封鎖部53は、軸線Lと重なる中央部分に、第1方向X1に突出する隔壁部材側ロータ支持部62を備える。隔壁部材側ロータ支持部62は、円柱形状であり、第1方向X1に、軸線Lと垂直な端面を備える。また、隔壁部材側ロータ支持部62は、第1方向X1の端面の中心に支軸固定用凹部63を備える。支軸固定用凹部63には支軸40の第2方向X2の端部分が挿入されて、固定されている。
The blocking
隔壁部材側ロータ支持部62は、ロータ2の軸部12の軸孔12aに第2方向X2から挿入される。隔壁部材側ロータ支持部62の外周面と軸孔12aの内壁面との間には、隙間がある。隔壁部材側ロータ支持部62の第1方向X1には、スリーブ35が位置する。なお、ポンプ装置1Aが動作してインペラ11が回転すると、ロータ2は、第1方向X1に変位して、隔壁部材側ロータ支持部62の第1方向X1の端面とスリーブ35との間には、隙間が形成される。
The partition wall member side
ここで、ケース本体42の凹部41の内周面(底面41aおよび周壁面41b)、隔壁部材16の環状部51の対向面51a、筒部52の内周面、および封鎖部53の第1方向X1の端面は、ポンプ室3の内壁面3aを構成する。
Here, the inner peripheral surface (
(ステータ)
図2、図3に示すように、に示すように、ステータ17は、隔壁部材16の筒部52の外周側に配置されている。図3に示すように、ステータ17は、環状に配置された複数のコア65を備えるステータコア18を備える。図2に示すように、各コア65は、径方向に延びる突極67を備える。また、ステータ17は、各コア65の突極67にインシュレータを介して巻回された複数のコイル19を備える。各突極67の内周側の端面は、筒部52の外周面に接触している。突極67の内周側の端面は、筒部52を介して、ロータ2のマグネット13と径方向で対向する。本例では、モータ機構部5は、三相ブラシレスモータである。すなわち、本例では、9個のコア65を備えており、各コア65の突極67に巻き回された九つのコイル19は、三個のU相コイル19と三個のV相コイル19と三個のW相コイル19を構成する。また、これら9つのコイル19は、U相コイル19、V相コイル19、W相コイル19が、この順番で繰り返し並ぶように配置される。
(Stator)
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図2、図3に示すように、封鎖部53の第2方向X2には、回路基板21が配置されている。回路基板21には、ステータ17のコイル19の巻線の端が電気的に接続されている。また、回路基板21には、コネクタ68が取り付けられている。回路基板21の第2方向X2には、金属部材23が配置されている。ステータ17および回路基板21は、樹脂封止部材22により被われている。樹脂封止部材22は、熱硬化性樹脂材料であるBMC(Bulk Molding Compound)である。
As shown in FIGS. 2 and 3, a
樹脂封止部材22の第2方向X2の端面には、金属部材23が固定されている。金属部材23は、樹脂封止部材22を補強する補強部材である。金属部材23は、円盤形状であり、外周縁における軸線L回りの4か所にネジ孔23aを備える。
A
図1に示すように、樹脂封止部材22は、ポンプ装置1Aの外装の一部分を構成する。ここで、図3に示すように、ケース15は、周方向の4か所に、軸線方向Xに貫通するケース側貫通孔15aを備える。また、隔壁部材16は、周方向の4か所に、軸線方向Xに貫通する隔壁部材側貫通孔16aを備える。さらに、樹脂封止部材22には、周方向の4か所に、軸線方向Xに貫通する樹脂封止部材側貫通孔22aが設けられている。ケース15は、ケース側貫通孔15a、樹脂封止部材22側貫通孔、および樹脂封止部材側貫通孔22aを軸線方向Xに貫通して、金属部材23のネジ孔23aに捩じ込まれる有頭のネジ69により、隔壁部材16に固定される。
As shown in FIG. 1, the
ポンプ装置1Aを駆動する際には、ステータ17の各コイル19に所定の順番で電力を供給して、ロータ2を回転させる。これにより、インペラ11が所定の回転方向Rに回転するので、ポンプ室3内において、流体が周回方向に流動する。よって、吸水口43からポンプ室3内に流体が吸入され、吐出口44から流体が吐出される。
When driving the pump device 1A, electric power is supplied to each
(作用効果)
本例のポンプ装置1Aは、ポンプ室3内に弾性部材25を備える。また、弾性部材25は、ポンプ室3の内壁面3aにおいてインペラ11と対向する内壁面部分(隔壁部材16の環状部51の対向面51a)に固定されている。従って、凍結によりポンプ室3内に残留した流体の体積が増加した場合には、ポンプ室3内において流体が存在する空間が大きいインペラ11の周辺で弾性部材25が圧縮されて当該ポンプ室3の容量が拡大する。これにより、体積が増加した流体からインペラ11にかかる圧力を低減できるので、インペラ11の破損を回避できる。例えば、体積が増加した流体からインペラ11に圧力がかかった場合には、羽根33と第1環状板部31との溶着部分が剥がれるなどの破損が発生する場合があるが、このような破損を回避できる。また、体積が増加した流体からポンプ室3の内壁面にかかる圧力を低減できるので、ポンプ室3が破損することを回避できる。
(Action effect)
The pump device 1A of this example includes an
また、本例では、隔壁部材16は軸線方向Xでインペラ11にケース本体42とは反対
側から対向する環状部51を備えており、弾性部材25は、環状部51に固定されている。このような位置に弾性部材25を配置すれば、吸水口43からポンプ室3を経由して吐出口44に向かう流体の流れを、弾性部材25が阻害することを抑制できる。
Further, in this example, the
さらに、弾性部材25は、環状であり、環状部51は、インペラ11に対向する対向面51aに、弾性部材25を収容する環状の弾性部材収容用凹部60を備える。従って、弾性部材25が、インペラ11が発生させる水流を乱すことを防止或いは抑制できる。また、弾性部材25が、インペラ11が発生させる水流によって、隔壁部材16から脱落してしまうことを防止できる。
Further, the
ここで、弾性部材25は、自然状態から圧縮状態に変化したときに、ポンプ室3の容積の10%に相当する体積分以上の弾性変形が可能である。従って、体積が増加した流体からインペラ11にかかる圧力、体積が増加した流体からポンプ室3の内壁面にかかる圧力を、確実に低減できる。
Here, when the
(実施例2)
図7は、実施例2のポンプ装置1Bの断面図である。図8は、実施例2のポンプ装置1Bのロータ2の斜視図である。本例のポンプ装置1Bは、ポンプ室3内に配置された弾性部材25の位置が、上記のポンプ装置1Aと相違する。すなわち、本例では、弾性部材25は、ポンプ室3内に配置されたロータ2に固定されている。従って、本例では、隔壁部材16の環状部51には、弾性部材収容用凹部60が設けられておらず、弾性部材25は隔壁部材52に固定されていない。
(Example 2)
FIG. 7 is a cross-sectional view of the
ここで、実施例2のポンプ装置1Bは、上記のポンプ装置1Bと同様の構成を備えるので、対応する部分には、同一の符号を付す。また、ロータ2および弾性部材25を説明して、他の構成の説明を省略する。
Here, since the
(ロータ)
図8に示すように、インペラ11は、軸線方向Xから見た場合の形状が円環状の第1環状板部31と、第1環状板部31の第2方向X2に位置する円環状の第2環状板部32と、第1環状板部31と第2環状板部32との間に設けられた複数本の羽根33を備える。軸部12は、筒状であり、第2環状板部32の内周側の端縁から第2方向X2に延びる。軸部12の軸孔12aの内部には、スベリ軸受であるスリーブ35が固定されている。また、軸部12は、軸線方向Xの途中から外周側に突出する鍔部36を備える。軸部12において、鍔部36の第2方向X2の領域には環状のマグネット13が固定されている。
(Rotor)
As shown in FIG. 8, the
軸部12において、鍔部36のインペラ11側には、弾性部材25が固定されている。弾性部材25は、環状であり、軸線Lと平行な面で切断した断面形状は、矩形である。軸線方向Xにおけるマグネット13とインペラ11との間で、中心穴に軸部12を貫通させている。弾性部材25は、軸部12の外周面に密着している。また、弾性部材25は、軸部12に、接着剤などで固定されている。軸線方向Xにおいて、弾性部材25とインペラ11とは離間している。すなわち、軸線方向Xでインペラ11と弾性部材25との間には、隙間Gが設けられている。
In the
弾性部材25は、独立気泡発泡体である。弾性部材25の第1方向X1の端面、径方向外側の外周面、および第2方向X2の端面は、気泡が露出しない平滑面とされている。弾性部材25は、自然状態から圧縮状態に変化したときに、ポンプ室3の容積の10%に相当する体積分以上の弾性変形が可能である。
The
(作用効果)
本例のポンプ装置1Bは、ポンプ室3内に弾性部材25を備える。また、弾性部材25は、ポンプ室3の内壁面においてインペラ11とマグネット13との間に配置されており、インペラ11に近い。従って、凍結によりポンプ室3内に残留した流体の体積が増加した場合には、ポンプ室3内において流体が存在する空間が大きいインペラ11の周辺で弾性部材25が圧縮されて当該ポンプ室3の容量が拡大する。これにより、体積が増加した流体からインペラ11にかかる圧力を低減できるので、インペラ11の破損を回避できる。また、体積が増加した流体からポンプ室3の内壁面にかかる圧力を低減できるので、ポンプ室3の破損、すなわち、ケーシング4の破損を回避できる。
(Action effect)
The
また、弾性部材25は、環状であり、その中心穴にロータ2の軸部12を貫通させて軸部12に固定されている。従って、弾性部材25を、ロータ2に固定することが容易である。また、ロータ2が回転した場合でも、弾性部材25がロータ2から脱落することを防止できる。
Further, the
また、本例では、軸線方向Xでインペラ11と弾性部材25との間には、隙間Gが設けられている。従って、ロータ2に固定した弾性部材25が、インペラ11が発生させる水流を乱すことを防止或いは抑制できる。
Further, in this example, a gap G is provided between the
(実施例3)
図9は、実施例3のポンプ装置1Cの断面図である。図10は、実施例3のポンプ装置1Cのケース15と弾性部材25とを第2方向X2から見た場合の斜視図である。本例のポンプ装置1Cは、ポンプ室3内に配置された弾性部材25の位置が、上記のポンプ装置1A、1Bと相違する。すなわち、本例では、弾性部材25は、ケース15の凹部41の内周面に固定されている。従って、本例では、隔壁部材16の環状部51には、弾性部材収容用凹部60が設けられておらず、弾性部材25は隔壁部材52に固定されていない。また、弾性部材25は、ロータ2に固定されていない。
(Example 3)
FIG. 9 is a cross-sectional view of the pump device 1C of the third embodiment. FIG. 10 is a perspective view of the
ここで、実施例3のポンプ装置1Cは、上記のポンプ装置1Cと同様の構成を備えるので、対応する部分には、同一の符号を付す。また、ケース15および弾性部材25を説明して、他の構成の説明を省略する。
Here, since the pump device 1C of the third embodiment has the same configuration as the pump device 1C described above, the corresponding portions are designated by the same reference numerals. Further, the
(ケース)
図10に示すように、ケース15は、インペラ11を収容する凹部41を備えるケース本体42、凹部41に連通する吸水口43、および凹部41に連通する吐出口44を備える。ケース本体42における凹部41の底面41aは、円形である。底面41aの中心には吸水口43のポンプ室3側の第1開口45(開口)が設けられている。吸水口43は、ロータ2の軸線Lと同軸に延びる。ケース本体42から第1方向X1に延びる。ケース本体42における凹部41の周壁面41bは、円環状である。周壁面41bの周方向の一部分には、吐出口44のポンプ室3側の第2開口46が設けられている。吐出口44は、ケース本体42から、外周側に延びる。
(Case)
As shown in FIG. 10, the
ケース15における凹部41の底面41aには、環状の弾性部材収容用凹部60が設けられている。弾性部材収容用凹部60は、吸水口43のポンプ室3側の開口を、同心に囲む環状の溝である。ここで、弾性部材25は、環状であり、弾性部材収容用凹部60に収容されて、ケース15に固定されている。弾性部材25を軸線Lと平行な面で切断した断面形状は、矩形である。弾性部材25の第2方向X2の端面は、ケース15の凹部41の底面41aよりもインペラ11側には突出していない。
An annular elastic member
弾性部材25は、独立気泡発泡体である。弾性部材25において、インペラ11と対向する第2方向X2の端面は、気泡が露出しない平滑面とされている。弾性部材25は、自
然状態から圧縮状態に変化したときに、ポンプ室3の容積の10%に相当する体積分以上の弾性変形が可能である。
The
ケース本体42において凹部41の底面41aから第2方向X2に離間する位置には、円筒状のケース側ロータ支持部47が設けられている。ケース側ロータ支持部47は、ケース本体42における第1開口45の内周壁、すなわち、吸水口43のンプ室側の内壁面部分から、第1方向X1に突出する三本の脚部48によって支持されている。
A cylindrical case-side
(作用効果)
本例のポンプ装置1Cは、ポンプ室3内に弾性部材25を備える。また、弾性部材25は、ポンプ室3の内壁面においてインペラ11と対向する内壁面部分(ケース15の凹部41の底面41a)に固定されている。従って、凍結によりポンプ室3内に残留した流体の体積が増加した場合には、ポンプ室3内において流体が存在する空間が大きいインペラ11の周辺で弾性部材25が圧縮されて当該ポンプ室3の容量が拡大する。これにより、体積が増加した流体からインペラ11にかかる圧力を低減できるので、インペラ11の破損を回避できる。また、体積が増加した流体からポンプ室3の内壁面にかかる圧力を低減できるので、ポンプ室3の破損、すなわち、ケーシング4の破損を回避できる。
(Action effect)
The pump device 1C of this example includes an
また、ケース15に設けられた凹部41の底面41aの近傍は、流体が流入する吸水口43の開口が設けられている。従って、ケース15の凹部41の底面41aの近傍では、外部環境の影響を受けやすく、低温時には、凍結しやすい。これ対して、本例では、凹部41の底面41aの第1開口45を囲む弾性部材収容用凹部60に弾性部材25を配置する。従って、凹部41の底面41aの近傍に滞留する流体が凍結した場合に、ケース15が破損することを抑制できる。
Further, in the vicinity of the
(変形例)
なお、弾性部材25を、ケース15の凹部41の周壁面41bに固定してもよい。この場合には、ケース15における凹部41の周壁面41bに、周方向に延びる弾性部材収容用凹部60を設け、この弾性部材収容用凹部60に弾性部材25を収容する。このようにしも、インペラ11の周辺でポンプ室3の容量を拡大できるので、インペラ11の破損を回避できる。また、ポンプ室3の破損を回避できる。
(Modification example)
The
また、弾性部材25は、ポンプ室3内に複数配置してもよい。すなわち、弾性部材25を、ケース15および隔壁部材16に備えてもよい。また、弾性部材25を、ケース15およびロータ2に備えてもよい。さらに、弾性部材25を、隔壁部材16およびロータ2に備えてもよい。また、弾性部材25を、ケース15、隔壁部材16およびロータ2に備えてもよい。
Further, a plurality of
1A,1B,1C…ポンプ装置、2…ロータ、3…ポンプ室、4…ケーシング、5…モータ機構部、11…インペラ、12…軸部、12a…軸孔、13…マグネット、15…ケース、15a…ケース側貫通孔、16…隔壁部材、16a…隔壁部材側貫通孔、17…ステータ、18…ステータコア、19…コイル、21…回路基板、22…樹脂封止部材、22a…封止部材側貫通孔、23…金属部材、23a…ネジ孔、25…弾性部材、31…第1環状板部、31a…環状突部、32…第2環状板部、33…羽根、35…スリーブ、36…鍔部、40…支軸、41…凹部、41a…底面、41b…周壁面、42…ケース本体、43…吸水口、44…吐出口、45…第1開口、46a…環状溝部、46b…環状段部、47…ケース側ロータ支持部、48…三本の脚部、51…環状部、51a…対向面、52…筒部、53…封鎖部、54…外側筒部、55…フランジ部、57…段部、58…Oリング、60…弾性部材収容用凹部、62…隔壁部材側ロータ支持部、63…支軸固定用凹部
、65…コア、67…突極、68…コネクタ、69…有頭のネジ、L…軸線、X…軸線方向、X1…第1方向、X2…第2方向
1A, 1B, 1C ... Pump device, 2 ... Rotor, 3 ... Pump chamber, 4 ... Casing, 5 ... Motor mechanism, 11 ... Impeller, 12 ... Shaft, 12a ... Shaft hole, 13 ... Magnet, 15 ... Case, 15a ... case side through hole, 16 ... partition wall member, 16a ... partition wall member side through hole, 17 ... stator, 18 ... stator core, 19 ... coil, 21 ... circuit board, 22 ... resin sealing member, 22a ... sealing member side Through hole, 23 ... metal member, 23a ... screw hole, 25 ... elastic member, 31 ... first annular plate portion, 31a ... annular protrusion, 32 ... second annular plate portion, 33 ... blade, 35 ... sleeve, 36 ... Flange, 40 ... Support shaft, 41 ... Recess, 41a ... Bottom surface, 41b ... Circumferential wall surface, 42 ... Case body, 43 ... Water inlet, 44 ... Discharge port, 45 ... First opening, 46a ... Circular groove, 46b ... Circular Step part, 47 ... Case side rotor support part, 48 ... Three legs, 51 ... Annular part, 51a ... Facing surface, 52 ... Cylinder part, 53 ... Sealing part, 54 ... Outer cylinder part, 55 ... Flange part, 57 ... Steps, 58 ... O-rings, 60 ... Elastic member accommodating recesses, 62 ... Bulkhead member side rotor support, 63 ... Support shaft fixing recesses, 65 ... Cores, 67 ... salient poles, 68 ... Connector, 69 ... Headed screw, L ... axis, X ... axis direction, X1 ... first direction, X2 ... second direction
Claims (9)
前記ロータを収容するポンプ室と、
を有し、
前記ポンプ室の内壁面において前記インペラと対向する内壁面部分、および、ロータにおける前記インペラと前記マグネットとの間の少なくとも一方には、弾性部材が固定されていることを特徴とするポンプ装置。 A rotor including an impeller, a shaft portion coaxial with the impeller, and a magnet fixed to the shaft portion and separated from the impeller in the axial direction of the shaft portion.
A pump chamber that houses the rotor and
Have,
A pump device characterized in that an elastic member is fixed to at least one of an inner wall surface portion facing the impeller on the inner wall surface of the pump chamber and between the impeller and the magnet in the rotor.
前記軸線方向から前記ケースに被せられて当該ケースとともに前記ポンプ室を区画する隔壁部材と、を有し、
前記隔壁部材は、前記インペラに前記ケース本体とは反対側から対向する環状部、前記環状部の内周側の端縁から前記軸線方向に延びて前記マグネットを外周側から囲む筒部、および前記筒部における前記環状部とは反対側の端部分を封鎖する封鎖部、を備え、
前記弾性部材は、前記環状部に固定されていることを特徴とする請求項1に記載のポンプ装置。 A case body having a recess for accommodating an impeller, a case having a water suction port communicating with the recess, and a case having a discharge port communicating with the recess.
It has a partition member that covers the case from the axial direction and partitions the pump chamber together with the case.
The partition wall member includes an annular portion facing the impeller from the side opposite to the case body, a tubular portion extending in the axial direction from the inner peripheral edge of the annular portion and surrounding the magnet from the outer peripheral side, and the above. A sealing portion, which seals the end portion of the tubular portion opposite to the annular portion, is provided.
The pump device according to claim 1, wherein the elastic member is fixed to the annular portion.
前記環状部は、前記インペラに対向する対向面に、前記弾性部材を収容する環状の弾性部材収容用凹部を備えることを特徴とする請求項2に記載のポンプ装置。 The elastic member is annular and has an annular shape.
The pump device according to claim 2, wherein the annular portion is provided with an annular elastic member accommodating recess for accommodating the elastic member on a surface facing the impeller.
前記軸線方向から前記ケースに被せられて当該ケースとともに前記ポンプ室を区画する隔壁部材と、を有し、
前記隔壁部材は、前記インペラに前記軸線方向で前記ケース本体とは反対側から対向する環状部、前記環状部の内周側の端縁から前記軸線方向に延びて前記マグネットを外周側から囲む筒部、および前記筒部における前記環状部とは反対側の端部分を封鎖する封鎖部、を備え、
前記弾性部材は、前記凹部の内周面に固定されていることを特徴とする請求項1に記載のポンプ装置。 A case body having a recess for accommodating an impeller, a case having a water suction port communicating with the recess, and a case having a discharge port communicating with the recess.
It has a partition member that covers the case from the axial direction and partitions the pump chamber together with the case.
The partition wall member is an annular portion that faces the impeller from the side opposite to the case body in the axial direction, and a cylinder that extends in the axial direction from the inner peripheral edge of the annular portion and surrounds the magnet from the outer peripheral side. A portion and a sealing portion for sealing the end portion of the tubular portion opposite to the annular portion.
The pump device according to claim 1, wherein the elastic member is fixed to the inner peripheral surface of the recess.
前記弾性部材は、前記弾性部材収容用凹部に収容されていることを特徴とする請求項6に記載のポンプ装置。 The case body is provided with an elastic member accommodating recess for accommodating the elastic member on the bottom surface or the peripheral wall surface of the recess.
The pump device according to claim 6, wherein the elastic member is housed in the elastic member accommodating recess.
前記弾性部材は、環状であり、前記弾性部材収容用凹部に収容されていることを特徴とする請求項7に記載のポンプ装置。 The bottom surface of the recess is provided with an opening of the water suction port on the pump chamber side and an annular recess for accommodating the elastic member that surrounds the opening.
The pump device according to claim 7, wherein the elastic member is annular and is housed in the elastic member accommodating recess.
The pump device according to any one of claims 1 to 8, wherein the elastic member is a closed cell foam.
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