JP2023043428A - 排水ポンプ - Google Patents
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Abstract
Description
固定シャフトを備えたハウジングと、
前記ハウジングに取り付けられたステータユニットと、
前記固定シャフトに対し回転可能に保持され、前記ステータユニットにより回転駆動されるロータ組立体と、
前記ロータ組立体と共に回転する回転羽根と、を有し、
前記ロータ組立体を構成するロータ基部と前記回転羽根は樹脂製であり、回転軸線に同軸である金属製の連結シャフトを介して相互に連結されている、ことを特徴とする。
図1は、第1実施形態にかかる排水ポンプの縦断面図である。なお、ここではステータ組立体側を上側、回転羽根側を下側として説明する。また、回転羽根の回転軸線をXとする。
図3は、樹脂成形品としてのロータ基部41の製造工程を示す模式図である。図4は、ロータ組立体4と回転羽根5とを分解して示す縦断面図である。図3において、第1の型MD1は、中央に略円筒状のコアCRを備える。コアCRの下端中央に、第1袋孔BH1が形成されている。ここで、第1の型MD1において、コアCRおよび第1袋孔BH1とは同軸加工により形成されており、コアCRと第1袋孔BH1との同軸性は高精度(少なくとも、第2の型MD2、第3の型MD3との型締めによる誤差未満となる精度)に確保されている。またコアCRの根元周囲に、環状体を半割りした一対の第2の型MD2が配置され、第1の型MD1に対して水平方向にスライド可能に配置されている。
上記構成を有する回転羽根5において、回転中心である軸部51のうち袋孔51aが形成された領域51bにおける成形精度が回転羽根5の回転精度に特に影響するため、当該領域51bの成形精度を確保することは重要である。同領域51bのうち羽根部53が連接された下部領域51baは、羽根部53が補強リブとして作用するため、成形精度は比較的高く保つことが可能である。他方、羽根部53が連接された領域より上の上部領域51bbは、金型からの離形後に樹脂材の変形による影響を受ける虞がある。そこで、本実施形態においては、この上部領域51bbが短くなるよう設計している。具体的には、この上部領域51bbの高さが、ロータ組立体4の上部軸受44の高さ方向の中心位置と下部軸受45の高さ方向の中心位置との間の距離(中心位置間距離)よりも短く設定されており、より好ましくは中間位置間距離の20%~80%の範囲に設定される。また、上部領域51bbの高さは、下部領域51baの高さよりも短く、回転羽根5の外径の10%~30%の範囲となるよう設計されている。
排水ポンプ1の組付態様について説明する。ハウジング蓋部31には、コイル33や固定シャフト35等が予め組み付けられているものとする。まず、ロータ組立体4の上部軸受44および下部軸受45に、ハウジング蓋部31から下方に延在する固定シャフト35を挿通するようにして、ロータ組立体4をハウジング蓋部31に組み付ける。このとき、ロータ組立体4の内部に、固定シャフト35の先端に対応し、摺動性に優れた素材からなる円板46を配置しておく。円板46の外径は、連結シャフト42または固定シャフト35の外径よりも大きいと好ましい。固定シャフト35がハウジング蓋部31に組付けられることにより、円板46は、固定シャフト35の下端と連結シャフト42の上端との間に配置される。
外部の電源よりコイル33に給電しロータマグネット43に磁気力が作用し、固定シャフト35の周囲をロータ組立体4が回転する。これにより回転羽根5が回転駆動されると、遠心力により入口円筒部22bからポンプ室PC内にドレン水が吸い上げられて出口円筒部22cを通じて排出される。ロータ組立体4は、固定シャフト35に対して、上部軸受44、下部軸受45、及び円板46により低フリクションで回転可能に支持されるため、省電力が図られる。
以上の実施形態において、連結シャフト42はインサート成形によりロータ基部41と連結され、ロータ組立体4の一部を成している。これに対し、インサート成形を行うことなく、ロータ基部の射出成形時に、第1の型MD1によって同軸の貫通孔(例えば後述する貫通孔41Ap)を形成し、射出成形後に該貫通孔の内周面である受け面に、円形軸(すなわち外周に凹部を有しない)である連結シャフトを圧入により嵌合させることによって、ロータ組立体を形成してもよい。それ以外の構成は、第1実施形態と同様である。
図5は、第2実施形態にかかるロータ組立体4Aと回転羽根5Aとを分解して示す縦断面図である。本実施形態では、回転羽根5Aに連結シャフト54Aが一体に形成される。ロータ組立体4Aと回転羽根5A以外の構成は、第1実施形態と同様であるため、重複説明を省略する。
2 ハウジング
3 ステータユニット
35 固定シャフト
4、4A ロータ組立体
41、41A ロータ基部
42、54A 連結シャフト
44 上部軸受
45 下部軸受
5、5A 回転羽根
51、51A 軸部
上記構成を有する回転羽根5において、回転中心である軸部51のうち袋孔51aが形成された領域51bにおける成形精度が回転羽根5の回転精度に特に影響するため、当該領域51bの成形精度を確保することは重要である。同領域51bのうち羽根部53が連設された下部領域51baは、羽根部53が補強リブとして作用するため、成形精度は比較的高く保つことが可能である。他方、羽根部53が連設された領域より上の上部領域51bbは、金型からの離形後に樹脂材の変形による影響を受ける虞がある。そこで、本実施形態においては、この上部領域51bbが短くなるよう設計している。具体的には、この上部領域51bbの高さが、ロータ組立体4の上部軸受44の高さ方向の中心位置と下部軸受45の高さ方向の中心位置との間の距離(中心位置間距離)よりも短く設定されており、より好ましくは中間位置間距離の20%~80%の範囲に設定される。また、上部領域51bbの高さは、下部領域51baの高さよりも短く、回転羽根5の外径の10%~30%の範囲となるよう設計されている。
Claims (10)
- 固定シャフトを備えたハウジングと、
前記ハウジングに取り付けられたステータユニットと、
前記固定シャフトに対し回転可能に保持され、前記ステータユニットにより回転駆動されるロータ組立体と、
前記ロータ組立体と共に回転する回転羽根と、を有し、
前記ロータ組立体を構成するロータ基部と前記回転羽根は樹脂製であり、回転軸線に同軸である金属製の連結シャフトを介して相互に連結されている、
ことを特徴とする排水ポンプ。 - 前記ロータ組立体は、樹脂製のロータ基部および前記ロータ基部を前記固定シャフトに対して回転自在に保持する軸受を備え、
前記ロータ基部は、複数の金型により樹脂成形された成形品であり、前記軸受を保持する内周面と、前記連結シャフトを保持する受け面とは前記複数の金型のうち単一の金型により画定されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の排水ポンプ。 - 前記連結シャフトの一端側は、前記ロータ基部にインサート成形され、前記連結シャフトの他端側は、前記回転羽根を構成する軸部の孔に嵌合しており、
前記ロータ基部において、前記単一の金型に前記連結シャフトが保持された状態で樹脂成形されることにより、前記連結シャフトを保持する受け面が画定される、
ことを特徴とする請求項2に記載の排水ポンプ。 - 前記連結シャフトは外周面に凹部を有し、前記連結シャフトが嵌合する前記ロータ基部の受け面は、前記凹部に嵌入する凸部を有する、
ことを特徴とする請求項3に記載の排水ポンプ。 - 前記軸受は、前記固定シャフトの上部と下部をそれぞれ保持する上部軸受と下部軸受とを含み、
前記回転羽根の軸部は、その周面に羽根部が連接された下部領域と、当該下部領域よりも前記ロータ組立体側に位置し、前記羽根部の連接を受けていない上部領域を有し、
前記上部領域の高さは、前記上部軸受の中心位置と前記下部軸受の中心位置との間の距離よりも短い、
ことを特徴とする請求項2~4のいずれか一項に記載の排水ポンプ。 - 前記ロータ基部は、前記受け面を有する孔を有し、
前記連結シャフトの一端側は、前記回転羽根を構成する軸部にインサート成形され、前記連結シャフトの他端側は、前記ロータ基部の孔に嵌合している、
ことを特徴とする請求項2に記載の排水ポンプ。 - 前記連結シャフトは外周面に凹部を有し、前記連結シャフトが嵌合する前記軸部の受け面は、前記凹部に嵌入する凸部を有する、
ことを特徴とする請求項6に記載の排水ポンプ。 - 前記ロータ基部は、前記受け面を有する孔を有し、
前記回転羽根は、回転軸線に沿って形成された孔を有し、
前記連結シャフトの一端側と他端側とのそれぞれが、前記ロータ基部の孔および前記回転羽根の孔に圧入により嵌合している、
ことを特徴とする請求項2に記載の排水ポンプ。 - 前記固定シャフトと前記連結シャフトの対向する端部のうち少なくとも一方は、球面状を有する、
ことを特徴とする請求項1~8のいずれか一項に記載の排水ポンプ。 - 前記固定シャフトと前記連結シャフトの対向する端部間に、円板が摺動可能に配設されている、
ことを特徴とする請求項9に記載の排水ポンプ。
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