JP4665543B2 - Pump and liquid supply apparatus having the same - Google Patents

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Description

モータにより駆動され、液体を吸入して吐出するポンプおよび同ポンプを備えた液体供給装置に関する。   The present invention relates to a pump that is driven by a motor and sucks and discharges liquid, and a liquid supply apparatus that includes the pump.

ポンプにおいては、主として磁界を発生させるステータやそのステータを制御する制御部と、ステータで発生された磁界により駆動されるロータ部と、ロータ部と磁気カップリング又は直結された羽根車が設けられ水等の液体を吸排するポンプ部と、モータ部とポンプ部を隔離する隔壁とから構成される。   The pump mainly includes a stator that generates a magnetic field, a control unit that controls the stator, a rotor unit that is driven by the magnetic field generated by the stator, and an impeller that is magnetically coupled to or directly connected to the rotor unit. The pump part which sucks and discharges liquids, such as, and the partition which isolates a motor part and a pump part are comprised.

この中で磁気カップリングにより駆動される樹脂被覆インナーマグネットに関し、樹脂被覆層を円筒状に仕上げ加工し、この外周部に円筒形スリーブを設けることにより、樹脂被覆層及びインナーマグネットを保護する構造が提案されている(例えば特許文献1参照)。
特開平11−148482号公報
Among these, the resin-coated inner magnet driven by magnetic coupling has a structure in which the resin-coated layer and the inner magnet are protected by finishing the resin-coated layer into a cylindrical shape and providing a cylindrical sleeve on the outer peripheral portion. It has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
JP-A-11-148482

しかしながら、上記従来の構成ではインナーマグネットの外郭を樹脂と円筒形スリーブとで被覆するため、樹脂と円筒形スリーブの厚みが必要であり、これによりインナーマグネットの外径が制限され、結果として性能の低下(インナーマグネットとアウターマグネットの距離が離れることによる伝達トルク低下)を招くという課題があった。   However, in the above-described conventional configuration, since the outer circumference of the inner magnet is covered with the resin and the cylindrical sleeve, the thickness of the resin and the cylindrical sleeve is necessary, which limits the outer diameter of the inner magnet, resulting in performance. There has been a problem of causing a decrease (a decrease in transmission torque due to a distance between the inner magnet and the outer magnet).

また、円筒形スリーブをネジで固定する構成としているため、ネジ頭の高さ以上に隔壁と円筒形スリーブの距離が必要となり、さらに性能の低下(インナーマグネットとアウターマグネットの距離が離れることによる伝達トルク低下)を招くという課題があった。   In addition, since the cylindrical sleeve is fixed with a screw, the distance between the bulkhead and the cylindrical sleeve is required beyond the height of the screw head, and the performance is further reduced (transmission due to the distance between the inner magnet and the outer magnet being separated). There was a problem of incurring torque reduction.

さらに、樹脂被服部に円筒形スリーブを挿入するため外周の後加工作業が必要であり、円筒形スリーブは樹脂部とネジと止め作業が必要であり、コストアップをつながるという課題があった。   Furthermore, since the cylindrical sleeve is inserted into the resin-coated portion, a post-working operation on the outer periphery is required, and the cylindrical sleeve requires a resin portion, a screw, and a fixing operation, leading to an increase in cost.

本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、インナーマグネットの外径が樹脂で制限されることがないため性能が低下せず、樹脂部の加工やビス取り付け不要な小型で低コストのポンプを提供することを目的とする。   The present invention solves such a conventional problem, and since the outer diameter of the inner magnet is not limited by the resin, the performance is not deteriorated, and it is small and low-cost that does not require processing of the resin part or screw installation. The purpose is to provide a pump.

本発明は上記目的を達成するために、液体を吸排する羽根車を備えたポンプ部と、ポンプ部を駆動するモータ部とを有し、前記羽根車に接続されマグネットを配設したロータを備え、前記ロータが、前記マグネットを収納する所定の厚さをもったケースと、前記マグネットの外周を覆うカバーと、前記マグネットと前記ケースの間に配置されて前記マグネットと前記ケースと前記カバーの各間からの水の侵入を防止するシール部材と、を有すると共に、前記ケースを形成する樹脂で、前記マグネットと前記カバーと前記シール部材とを一体に成型したものであることを特徴としている。 For the present invention to achieve the above object, it comprises a pump unit having an impeller for sucking and discharging liquid, and a motor unit for driving the pump unit, a rotor which is disposed a magnet connected to the impeller The rotor includes a case having a predetermined thickness for housing the magnet, a cover that covers an outer periphery of the magnet, and each of the magnet, the case, and the cover disposed between the magnet and the case. And a sealing member for preventing water from penetrating between them, and the magnet, the cover, and the sealing member are integrally molded with a resin forming the case .

この構成により、ポンプで移送する流体からインナーマグネットを封止できるという作用が達成できる。   With this configuration, the effect that the inner magnet can be sealed from the fluid transferred by the pump can be achieved.

本発明はインナーマグネットの外径が制限されることがないため性能が低下せず、樹脂部の加工やビス取り付け不要な小型で低コストのポンプを提供できるという効果を奏する
Since the outer diameter of the inner magnet is not limited, the present invention has an effect that the performance is not deteriorated, and a small and low-cost pump that does not require processing of the resin portion and screw attachment can be provided.

本発明の実施の形態は、液体を吸排する羽根車を備えたポンプ部と、ポンプ部を駆動するモータ部とを有し、前記羽根車に接続されマグネットを配設したロータを備え、前記ロータが、前記マグネットを収納する所定の厚さをもったケースと、前記マグネットの外周を覆うカバーと、前記マグネットと前記ケースの間に配置されて前記マグネットと前記ケースと前記カバーの各間からの水の侵入を防止するシール部材と、を有すると共に、前記ケースを形成する樹脂で、前記マグネットと前記カバーと前記シール部材とを一体に成型したものである。 Embodiments of the present invention includes a pump unit having an impeller for sucking and discharging liquid, and a motor unit for driving the pump unit, a rotor which is disposed a magnet connected to said impeller, said rotor However, a case having a predetermined thickness for housing the magnet , a cover that covers the outer periphery of the magnet, and a magnet disposed between the magnet and the case and between each of the magnet, the case, and the cover. And a sealing member that prevents water from entering, and the magnet, the cover, and the sealing member are integrally molded with a resin that forms the case .

これにより、ポンプで移送する流体からインナーマグネットを封止でき、インナーマグネットの外径が制限されることがないため高い性能をもち、樹脂部の加工やビス取り付け不要な小型で低コストのポンプを提供できる。   As a result, the inner magnet can be sealed from the fluid transferred by the pump, and the outer diameter of the inner magnet is not limited, so it has high performance, and a compact and low-cost pump that does not require resin processing or screw installation. Can be provided.

また、カバーはステンレスで構成してもよい。 The cover may be made of stainless steel.

この場合はケースの厚さを薄く出来るため、インナーマグネットの外径が制限されることがなく、高い性能をもつポンプを提供できる。   In this case, since the thickness of the case can be reduced, the outer diameter of the inner magnet is not limited, and a pump having high performance can be provided.

そして上記ポンプを給水装置等の液体供給装置に組み込むようにすれば、液体供給装置の使い勝手を大いに高めることができる。   And if the said pump is integrated in liquid supply apparatuses, such as a water supply apparatus, the usability of a liquid supply apparatus can be improved greatly.

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。なお、図1は実施例1による放熱ユニットの全体概要図、図2は実施例1および実施例2によるポンプの断面図、図3は実施例1および実施例2によるロータの断面図、図4は実施例1によるロータの展開断面図、図5は実施例2によるロータの展開断面図をそれぞれ示す。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is an overall schematic diagram of a heat dissipation unit according to the first embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view of a pump according to the first and second embodiments, FIG. 3 is a cross-sectional view of a rotor according to the first and second embodiments, and FIG. FIG. 5 is a developed sectional view of the rotor according to the first embodiment, and FIG. 5 is a developed sectional view of the rotor according to the second embodiment.

(実施例1)
図1において、熱を放熱する放熱ユニット1があり、その放熱ユニット1の内部の循環流体2を吸入して吐出するためのポンプ3と、循環流体2を加熱するためのガスや電気または灯油等を用いた加熱部4が設置されている。
Example 1
In FIG. 1, there is a heat radiating unit 1 for radiating heat, a pump 3 for sucking and discharging the circulating fluid 2 inside the heat radiating unit 1, gas, electricity or kerosene for heating the circulating fluid 2, etc. The heating unit 4 using is installed.

放熱ユニット1とポンプ3間には循環往路5が接続されており、ポンプ3と加熱部4間には循環路6が接続されており、加熱部4と放熱ユニット1間には循環復路7が接続されていて、循環往路5と循環復路7は耐熱塩ビ(塩化ビニル)やステンレス等で構成されている。   A circulation path 5 is connected between the heat dissipation unit 1 and the pump 3, a circulation path 6 is connected between the pump 3 and the heating unit 4, and a circulation return path 7 is connected between the heating unit 4 and the heat dissipation unit 1. The circulation path 5 and the circulation return path 7 are connected and are made of heat-resistant polyvinyl chloride (vinyl chloride), stainless steel, or the like.

図2、図3に示すように、ポンプ3のケーシング8は循環流体2の吸い込み口と吐き出し口(図中記載なし)を持ち、ケーシング8と分離板9及びOリング10によりポンプ室11が形成されている。ポンプ室11内には軸12と軸受け板13と軸受け板14が設けられ、軸12には羽根車15と軸受16とマグネット17とカバー18とシール部材a19とシール部材b20と樹脂部a21と樹脂部b22からなるロータ23が回転可能に設けられている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the casing 8 of the pump 3 has a suction port and a discharge port (not shown) for the circulating fluid 2, and a pump chamber 11 is formed by the casing 8, the separation plate 9 and the O-ring 10. Has been. A shaft 12, a bearing plate 13, and a bearing plate 14 are provided in the pump chamber 11, and the shaft 12 includes an impeller 15, a bearing 16, a magnet 17, a cover 18, a seal member a19, a seal member b20, a resin portion a21, and a resin. A rotor 23 including a part b22 is rotatably provided.

マグネット17の分離板9を介しての外周側にはモータフレーム24に圧入されたステータ25が設けられ、ケーシング8と分離板9とモータフレーム24はビスa26(4本中3本図中記載なし)により固定されている。ステータ25には回転位置検出用のセンサ基板28が設けられ、このセンサ基板28は回転位置検出信号を中継コネクタ29を介して基板ケース30に設けられた制御基板31へ送信する。基板ケース30はブラケット32によりモータフレーム24へ取り付けされている。   A stator 25 press-fitted into the motor frame 24 is provided on the outer peripheral side of the magnet 17 through the separation plate 9, and the casing 8, the separation plate 9 and the motor frame 24 are provided with screws a 26 (not shown in FIG. 3 out of four). ). The stator 25 is provided with a sensor board 28 for detecting the rotational position, and the sensor board 28 transmits a rotational position detection signal to a control board 31 provided in the board case 30 via the relay connector 29. The substrate case 30 is attached to the motor frame 24 by a bracket 32.

ポンプ3に外部からの電源+制御信号33が供給されると、制御基板31よりロータ23とステータ25からなるモータ部へ電源が供給され、ロータ23が回転しその回転信号をセンサ基板28が制御基板31へ送信することにより、ロータ23の回転を制御基板31が制御しポンプ3の羽根車15が循環流体2を吸い込み吐き出すポンプとして動作する。   When an external power supply + control signal 33 is supplied to the pump 3, power is supplied from the control board 31 to the motor unit composed of the rotor 23 and the stator 25, the rotor 23 rotates and the sensor board 28 controls the rotation signal. By transmitting to the substrate 31, the control substrate 31 controls the rotation of the rotor 23, and the impeller 15 of the pump 3 operates as a pump that sucks and discharges the circulating fluid 2.

上記の構成において、ロータ23に設けられたマグネット17は、マグネット17の外郭に設けられたカバー18とシール部材a19とシール部材b20と樹脂部a21により封止されことで、循環流体2より保護することができる。   In the above configuration, the magnet 17 provided on the rotor 23 is protected from the circulating fluid 2 by being sealed by the cover 18, the seal member a 19, the seal member b 20, and the resin portion a 21 provided on the outer periphery of the magnet 17. be able to.

また、カバー18を非磁性体の金属(オーステナイト系ステンレス、チタンなど)とすることにより、薄板化することが可能となり、マグネット17とステータの距離を接近させることで、性能をアップすることが可能である。   In addition, the cover 18 can be made thin by using a non-magnetic metal (austenite stainless steel, titanium, etc.), and the performance can be improved by making the distance between the magnet 17 and the stator closer. It is.

また、図4に示すように、マグネット17とカバー18とシール部材a19とシール部材b20とを樹脂部a21に挿入し、樹脂部b22を樹脂部a21に溶着することにより、ロータの組み立て作業が容易となり、羽根車15をロータに溶着することにより、組み立て性に優れかつ低コストのロータ一体の羽根車を提供することができる。   As shown in FIG. 4, the magnet 17, the cover 18, the seal member a19, and the seal member b20 are inserted into the resin portion a21, and the resin portion b22 is welded to the resin portion a21, so that the rotor can be easily assembled. Thus, by welding the impeller 15 to the rotor, it is possible to provide a rotor-integrated impeller that is excellent in assembling and low in cost.

(実施例2)
図2、図3に示すように、ケーシング8は循環流体2の吸い込み口と吐き出し口(図中記載なし)を持ち、ケーシング8と分離板9及びOリング10によりポンプ室11が形成されている。
(Example 2)
As shown in FIGS. 2 and 3, the casing 8 has a suction port and a discharge port (not shown) for the circulating fluid 2, and a pump chamber 11 is formed by the casing 8, the separation plate 9 and the O-ring 10. .

ポンプ室11内には軸12と軸受け板13と軸受け板14が設けられ、軸12には羽根車15と軸受16とマグネット17とカバー18とシール部材a19とシール部材b20と樹脂部a21と樹脂部b22からなるロータ23が回転可能に設けられている。   A shaft 12, a bearing plate 13, and a bearing plate 14 are provided in the pump chamber 11, and the shaft 12 includes an impeller 15, a bearing 16, a magnet 17, a cover 18, a seal member a 19, a seal member b 20, a resin portion a 21, and a resin. A rotor 23 including a part b22 is rotatably provided.

マグネット17の分離板9を介しての外周側にはモータフレーム24に圧入されたステータ25が設けられ、ケーシング8と分離板9とモータフレーム24はビスa26(4本中3本図中記載なし)により固定されている。   A stator 25 press-fitted into the motor frame 24 is provided on the outer peripheral side of the magnet 17 through the separation plate 9, and the casing 8, the separation plate 9 and the motor frame 24 are provided with screws a 26 (not shown in FIG. 3 out of four). ).

ステータ25には回転位置検出用のセンサ基板28が設けられ、このセンサ基板28は回転位置検出信号を中継コネクタ29を介して基板ケース30に設けられた制御基板31へ送信する。基板ケース30はブラケット32によりモータフレーム24へ取り付けされている。   The stator 25 is provided with a sensor board 28 for detecting the rotational position, and the sensor board 28 transmits a rotational position detection signal to a control board 31 provided in the board case 30 via the relay connector 29. The substrate case 30 is attached to the motor frame 24 by a bracket 32.

ポンプ3に外部からの電源+制御信号33が供給されると、制御基板31よりロータ23とステータ25からなるモータ部へ電源が供給され、ロータ23が回転しその回転信号をセンサ基板28が制御基板31へ送信することにより、ロータ23の回転を制御基板31が制御しポンプ3の羽根車15が循環流体2を吸い込み吐き出すポンプとして動作する。   When an external power supply + control signal 33 is supplied to the pump 3, power is supplied from the control board 31 to the motor unit composed of the rotor 23 and the stator 25, the rotor 23 rotates and the sensor board 28 controls the rotation signal. By transmitting to the substrate 31, the control substrate 31 controls the rotation of the rotor 23, and the impeller 15 of the pump 3 operates as a pump that sucks and discharges the circulating fluid 2.

上記の構成において、ロータ23に設けられたマグネット17は、マグネット17の外郭に設けられたカバー18とシール部材a19とシール部材b20と樹脂部a21により封止されことで、循環流体2より保護することができる。   In the above configuration, the magnet 17 provided on the rotor 23 is protected from the circulating fluid 2 by being sealed by the cover 18, the seal member a 19, the seal member b 20, and the resin portion a 21 provided on the outer periphery of the magnet 17. be able to.

また、カバー18を非磁性体の金属(オーステナイト系ステンレス、チタンなど)とすることにより、薄板化することが可能となり、マグネット17とステータの距離を接近させることで、性能をアップすることができる。   Further, the cover 18 is made of a non-magnetic metal (such as austenitic stainless steel or titanium), so that the cover 18 can be thinned, and the performance can be improved by bringing the distance between the magnet 17 and the stator closer. .

図5において、軸受16とマグネット17とカバー18とシール部材a19とシール部材b20とを樹脂成形用の金型に挿入し、樹脂部c34により一体成形することにより、ロータの組み立て作業が不要となり、羽根車15をロータに溶着することにより、組み立て性に優れかつ低コストのロータ一体の羽根車を提供することができる。   In FIG. 5, by inserting the bearing 16, the magnet 17, the cover 18, the seal member a19, and the seal member b20 into a mold for resin molding and integrally molding the resin portion c34, the assembly work of the rotor becomes unnecessary. By welding the impeller 15 to the rotor, it is possible to provide a rotor-integrated impeller that is excellent in assembling and low in cost.

実施例1において、樹脂部b22を樹脂部a21に溶着としているが、ビス等により樹脂部b22に取り付けてもよい。   In the first embodiment, the resin part b22 is welded to the resin part a21. However, the resin part b22 may be attached to the resin part b22 with a screw or the like.

実施例1および実施例2において、ロータ23に羽根車15を溶着しているが、羽根車をオープン羽根とし、一体成形時において、同時に羽根車成形してもよい。   In the first and second embodiments, the impeller 15 is welded to the rotor 23. However, the impeller may be an open blade, and the impeller may be formed at the same time as the integral molding.

実施例2において、軸受16とマグネット17とカバー18とシール部材a19とシール部材b20とを樹脂成形用の金型に挿入し、樹脂部c34により一体成形するとしているが、プラスチックマグネット成形用の金型に挿入し、プラスチックマグネット35と一体成形するとしてもよく、羽根車をオープン羽根とし、一体成形時において、同時に羽根車成形してもよい。   In the second embodiment, the bearing 16, the magnet 17, the cover 18, the seal member a19, and the seal member b20 are inserted into a resin molding die and integrally molded by the resin portion c34. It may be inserted into a mold and integrally molded with the plastic magnet 35, or the impeller may be an open vane, and the impeller may be molded simultaneously with the integral molding.

そして本実施例においては、液体供給装置の一実施例として流体循環装置を示しているが、例えば井戸ポンプ装置や給湯装置または排水供給装置等、どのような液体供給装置であっても良い。   In this embodiment, a fluid circulation device is shown as an embodiment of the liquid supply device. However, any liquid supply device such as a well pump device, a hot water supply device, or a drainage supply device may be used.

本発明のポンプは、例えば燃料電池装置やヒートポンプ装置等に使用される様々なポンプへの応用が期待できる。   The pump of the present invention can be expected to be applied to various pumps used in, for example, fuel cell devices and heat pump devices.

実施例1による放熱ユニットの全体概要図Overall schematic diagram of heat dissipation unit according to Example 1 実施例1および実施例2によるポンプの断面図Cross-sectional view of pumps according to Example 1 and Example 2 実施例1および実施例2によるロータの断面図Sectional view of rotor according to Example 1 and Example 2 実施例1によるロータの展開断面図Development sectional view of rotor according to embodiment 1 実施例2によるロータの展開断面図Development sectional view of rotor according to embodiment 2

符号の説明Explanation of symbols

1 放熱ユニット
2 循環流体
3 ポンプ
4 加熱部
5 循環往路
6 循環路
7 循環復路
8 ケーシング
9 分離板
10 Oリング
11 ポンプ室
12 軸
13 軸受け板
14 軸受け板
15 羽根車
16 軸受
17 マグネット
18 カバー
19 シール部材a
20 シール部材b
21 樹脂部a
22 樹脂部b
23 ロータ
24 モータフレーム
25 ステータ
26 ビスa
27 ビスb
28 センサ基板
29 中継コネクタ
30 基板ケース
31 制御基板
32 ブラケット
33 電源+制御信号
34 樹脂部c
35 プラスチックマグネット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat radiation unit 2 Circulating fluid 3 Pump 4 Heating part 5 Circulation forward path 6 Circulation path 7 Circulation return path 8 Casing 9 Separation plate 10 O-ring 11 Pump chamber 12 Shaft 13 Bearing plate 14 Bearing plate 15 Impeller 16 Bearing 17 Magnet 18 Cover 19 Seal 19 Member a
20 Seal member b
21 Resin part a
22 Resin part b
23 Rotor 24 Motor frame 25 Stator 26 Screw a
27 screw b
28 Sensor Board 29 Relay Connector 30 Board Case 31 Control Board 32 Bracket 33 Power Supply + Control Signal 34 Resin C
35 Plastic Magnet

Claims (3)

液体を吸排する羽根車を備えたポンプ部と、ポンプ部を駆動するモータ部とを有し、前記羽根車に接続されマグネットを配設したロータを備え、前記ロータが、前記マグネットを収納する所定の厚さをもったケースと、前記マグネットの外周を覆うカバーと、前記マグネットと前記ケースの間に配置されて前記マグネットと前記ケースと前記カバーの各間からの水の侵入を防止するシール部材と、を有すると共に、前記ケースを形成する樹脂で、前記マグネットと前記カバーと前記シール部材とを一体に成型したものであることを特徴とするポンプ。 A pump unit having an impeller for sucking and discharging liquid; and a motor unit for driving the pump unit, the rotor having a magnet connected to the impeller and provided with a magnet, wherein the rotor stores the magnet A case having a thickness of: a cover that covers the outer periphery of the magnet; and a seal member that is disposed between the magnet and the case to prevent water from entering between each of the magnet, the case, and the cover The pump is characterized in that the magnet, the cover, and the seal member are integrally molded with a resin that forms the case . 前記カバーはステンレスで構成されたことを特徴とする請求項1記載のポンプ。The pump according to claim 1, wherein the cover is made of stainless steel. 請求項1,2のいずれか1項に記載のポンプを備えたことを特徴とする液体供給装置。A liquid supply apparatus comprising the pump according to claim 1.
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