JP5795217B2 - 流体ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、流体ポンプに関する。

従来、羽根車を備えたターボ型ポンプが知られている。また、このターボ型ポンプのなかには、羽根車に後面シュラウドが設けられると共に、この後面シュラウドに羽根車の回転軸を中心に放射状に延びる複数の細溝が形成されたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−２５４６９５号公報（図２）

しかしながら、従来のポンプでは、ロータの外周面と、このロータを収容するモータ室の内周面とがいずれも平滑面によって形成されていた。このため、ロータの回転に伴う抵抗が大きかった。また、従来のように、インペラの回転に伴う抵抗を低減するために、複数の細溝に気泡を留めるようにしても、この細溝の長手方向に気泡が延びるため、この細溝から気泡が一気に抜けてしまうことがあった。このため、細溝から気泡が一気に抜けてしまうことで、インペラの回転に伴う抵抗が増加することがあった。従って、効率の高いポンプを提供するためには、改善の余地があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、効率の高い流体ポンプを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の流体ポンプは、吸入口及び排出口と、前記吸入口及び前記排出口の各々と連通するポンプ室とを有するポンプハウジングと、前記ポンプ室に回転可能に収容されたインペラと、前記インペラと同軸上に配置されて前記インペラと一体回転可能とされたロータマグネットと、前記ロータマグネットの外周部に設けられた樹脂部とを有するロータと、前記ロータに対して回転磁界を形成するステータと、前記ポンプ室と連通し前記ロータを回転可能に収容すると共に内周面が前記樹脂部の外周面と径方向に対向するモータ室を有し、前記ステータを保持するモータハウジングと、前記樹脂部の外周面、及び、前記モータ室の内周面の少なくとも一方に形成されると共に、前記ロータの周方向及び軸方向に沿って広がる多数の微小な凹凸を有する凹凸面と、を備えている。

この流体ポンプによれば、ロータマグネットの外周部に設けられた樹脂部の外周面、及び、ロータを回転可能に収容するモータ室の内周面の少なくとも一方には、ロータの周方向及び軸方向に沿って広がる多数の微小な凹凸を有する凹凸面が形成されている。従って、この凹凸面に気泡が残留することにより、ロータの回転に伴う抵抗を低減することができる。しかも、この凹凸面は、ロータの周方向及び軸方向に沿って広がる多数の微小な凹凸を有して形成されているので、この凹凸面から気泡が一気に抜けてしまうことを抑制することができる。この結果、流体ポンプの効率を高めることができる。

請求項２に記載の流体ポンプは、請求項１に記載の流体ポンプにおいて、前記樹脂部の外周面、及び、前記モータ室の内周面の少なくとも一方には、前記凹凸面としての第一凹凸面が形成され、前記モータハウジングには、前記インペラの軸方向における前記モータ室側に形成された軸方向端面と軸方向に対向する対向面が形成され、前記軸方向端面及び前記対向面の少なくとも一方には、前記インペラの径方向及び周方向に沿って広がる多数の微小な凹凸を有する第二凹凸面が形成された構成とされている。

この流体ポンプによれば、樹脂部の外周面、及び、モータ室の内周面の少なくとも一方に形成された第一凹凸面に加え、インペラの軸方向端面、及び、モータハウジングの対向面の少なくとも一方にも、インペラの径方向及び周方向に沿って広がる多数の微小な凹凸を有する第二凹凸面が形成されている。従って、この第二凹凸面においても気泡が残留することにより、ロータの回転に伴う抵抗をより一層低減することができるので、流体ポンプの効率をさらに高めることができる。

請求項３に記載の流体ポンプは、請求項１又は請求項２に記載の流体ポンプにおいて、前記凹凸面が、前記樹脂部の外周面に形成され、前記ロータマグネットが、前記樹脂部を一体に有するボンド磁石とされた構成とされている。

この流体ポンプによれば、ロータマグネットは、樹脂部を一体に有するボンド磁石とされているので、例えば、樹脂成形やショットブラスト等により、樹脂部の外周面に凹凸面を容易に形成することができる。これにより、コストアップを抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る流体ポンプの側面断面図である。 図１に示される流体ポンプの要部拡大図である。 図１に示される第一凹凸面の要部拡大斜視図である。

以下、図面に基づき、本発明の一実施形態について説明する。

図１に示されるように、本発明の一実施形態に係る流体ポンプ１０は、ポンプハウジング１２と、モータハウジング１４と、エンドハウジング１６と、インペラ１８と、ロータ２０と、ステータ２２と、モータシャフト２４と、駆動回路２６とを備えている。

ポンプハウジング１２は、後述するモータハウジング１４側に開口する凹状のポンプ室２８を有している。このポンプ室２８は、ポンプハウジング１２に形成された吸入口３０及び排出口３２の各々と連通されている。このポンプ室２８における吸入口３０側には、傾斜部３４が形成されている。この傾斜部３４は、ポンプ室２８の径方向内側に向かうに従って吸入口３０側に向かうように、ポンプ室２８の径方向に対して傾斜して形成されている。

モータハウジング１４は、上述のポンプハウジング１２と流体ポンプ１０の軸方向に並んで設けられており、ポンプハウジング１２と固定されている。このモータハウジング１４は、流体ポンプ１０の軸方向に沿って延びるモータ室３６を有している。モータ室３６は、ポンプハウジング１２側に開口し、ポンプ室２８と連通されている。

また、このモータ室３６の底部には、モータ室３６の開口側に向けて突出する筒状のシャフト支持部３８が形成されており、このシャフト支持部３８には、モータシャフト２４が例えば圧入等により支持されている。一方、モータ室３６のポンプ室２８側には、モータ室３６よりも拡径された拡径部４０が形成されている。

エンドハウジング１６は、モータハウジング１４を挟んだポンプハウジング１２と反対側に配置されており、モータハウジング１４に固定されている。このエンドハウジング１６は、モータハウジング１４との間に収容空間４２を形成しており、この収容空間４２には、駆動回路２６が収容されている。駆動回路２６は、後述するステータ２２に電流を供給する構成とされている。

インペラ１８は、上述のポンプ室２８に回転可能に収容されている。このインペラ１８は、放射状に延びる複数の羽根４４を有している。このインペラ１８は、回転に伴って、吸入口３０から流体を吸入してポンプ室２８に搬送すると共に、ポンプ室２８に搬送された流体を排出口３２から排出する構成とされている。

ロータ２０は、環状に形成されたホルダ部材４６と、このホルダ部材４６に保持されインペラ１８と同軸上に配置されたロータマグネット４８とを有している。ロータマグネット４８の軸方向両側の端部と、外周部とには、樹脂部５０，５２，５４がそれぞれ形成されている。このホルダ部材４６及びロータマグネット４８を含むロータ２０の全体は、インペラ１８と一体回転可能とされており、上述のモータ室３６に回転可能に収容されている。また、このロータ２０は、軸受５６を介してモータシャフト２４に回転可能に支持されている。

ステータ２２は、モータ室３６の径方向外側に設けられており、モータハウジング１４に保持されている。このステータ２２は、上述のロータ２０と共にブラシレスモータを構成しており、駆動回路２６から電流が供給された場合にロータ２０に対して回転磁界を形成する。

また、図２に示されるように、上述の樹脂部５４の外周面５４Ａは、モータ室３６の内周面３６Ａと径方向に対向されており、拡径部４０には、インペラ１８におけるモータ室３６側の軸方向端面１８Ａと軸方向に対向する対向面４０Ａが形成されている。さらに、傾斜部３４には、インペラ１８におけるモータ室３６と反対側の端面１８Ｂと対向する傾斜面３４Ａが形成されている。これらの各面の間の隙間は、例えば、１．０ｍｍ以下の微小隙間とされている。

そして、これらの面のうち外周面５４Ａには、ロータ２０の周方向及び軸方向に沿って広がる網目状の第一凹凸面５８（図３参照）が形成されている。同様に、軸方向端面１８Ａにも、インペラ１８の径方向及び周方向に沿って広がる網目状の第二凹凸面６０（図３参照）が形成されている。

なお、第一凹凸面５８は、本発明における凹凸面に相当する。また、上述の網目状とは、縦横方向に広がる多数の凹凸（高さ、ピッチ共に、略同程度の数値の組み合わせであって、５μｍ〜１００μｍ程度の凹凸、つまり、例えば、高さ約５０μｍの場合は、ピッチも約５０μｍとなる）を有する態様であり、梨地状とも捉えることが可能である。また、この網目状の凹凸は、例えば、樹脂成形や、ショットブラスト等により形成することが可能である。

そして、この流体ポンプ１０では、駆動回路２６からステータ２２に電流が供給されると、ステータ２２によって回転磁界が形成され、これにより、ロータ２０と共にインペラ１８が回転する。また、インペラ１８が回転すると、吸入口３０から流体が吸入されてポンプ室２８に搬送され、ポンプ室２８に搬送された流体は排出口３２から排出される。

次に、本発明の一実施形態の作用及び効果について説明する。

この流体ポンプ１０によれば、ロータマグネット４８の外周部に設けられた樹脂部５４の外周面５４Ａには、ロータ２０の周方向及び軸方向に沿って広がる網目状の第一凹凸面５８（図３参照）が形成されている。従って、この第一凹凸面５８に気泡６２が残留することにより、ロータ２０の回転に伴う抵抗を低減することができる。しかも、この第一凹凸面５８は、ロータ２０の周方向及び軸方向に沿って広がる網目状に形成されているので、この第一凹凸面５８から気泡６２が一気に抜けてしまうことを抑制することができる。この結果、流体ポンプ１０の効率を高めることができる。

しかも、この流体ポンプ１０によれば、上述の第一凹凸面５８に加え、インペラ１８の軸方向端面１８Ａにも、インペラ１８の径方向及び周方向に沿って広がる網目状の第二凹凸面６０（図３参照）が形成されている。従って、この第二凹凸面６０においても気泡６２が残留することにより、ロータ２０の回転に伴う抵抗をより一層低減することができるので、流体ポンプ１０の効率をさらに高めることができる。

次に、本発明の一実施形態の変形例について説明する。

本実施形態では、樹脂部５４の外周面５４Ａにのみ第一凹凸面５８が形成されていたが、モータ室３６の内周面３６Ａにも第一凹凸面５８が形成されても良い。また、樹脂部５４の外周面５４Ａに第一凹凸面５８が形成されずに、モータ室３６の内周面３６Ａにのみ第一凹凸面５８が形成されても良い。

また、本実施形態では、インペラ１８の軸方向端面１８Ａにのみ第二凹凸面６０が形成されていたが、モータハウジング１４に形成された対向面４０Ａにも第二凹凸面６０が形成されても良い。また、軸方向端面１８Ａに第二凹凸面６０が形成されずに、対向面４０Ａにのみ第二凹凸面６０が形成されても良い。

なお、モータ室３６の内周面３６Ａに第一凹凸面５８が形成される場合、及び、対向面４０Ａに第二凹凸面６０が形成される場合には、これら凹凸面の形成に、樹脂成形や、ショットブラスト等が用いられても良い。また、樹脂成形する場合には、必要に応じて各部材が適宜分割されても良い。

また、本実施形態では、樹脂部５４の外周面５４Ａに第一凹凸面５８が形成され、インペラ１８の軸方向端面１８Ａに第二凹凸面６０が形成されていたが、インペラ１８の軸方向端面１８Ａに第二凹凸面６０が形成されずに、樹脂部５４の外周面５４Ａにのみ第一凹凸面５８が形成されても良い。

また、本実施形態において、ロータマグネット４８は、樹脂部５４を一体に有するボンド磁石とされていても良い。このように構成されていると、例えば、樹脂成形やショットブラスト等により、樹脂部５４の外周面５４Ａに凹凸面を容易に形成することができる。これにより、コストアップを抑制することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

１０・・・流体ポンプ、１２・・・ポンプハウジング、１４・・・モータハウジング、１６・・・エンドハウジング、１８・・・インペラ、１８Ａ・・・軸方向端面、２０・・・ロータ、２２・・・ステータ、２４・・・モータシャフト、２６・・・駆動回路、２８・・・ポンプ室、３０・・・吸入口、３２・・・排出口、３４・・・傾斜部、３４Ａ・・・傾斜面、３６・・・モータ室、３６Ａ・・・内周面、３８・・・シャフト支持部、４０・・・拡径部、４０Ａ・・・対向面、４２・・・収容空間、４４・・・羽根、４６・・・ホルダ部材、４８・・・ロータマグネット、５４・・・樹脂部、５４Ａ・・・外周面、５６・・・軸受、５８・・・第一凹凸面（凹凸面）、６０・・・第二凹凸面、６２・・・気泡

Claims (3)

1. 吸入口及び排出口と、前記吸入口及び前記排出口の各々と連通するポンプ室とを有するポンプハウジングと、
   前記ポンプ室に回転可能に収容されたインペラと、
   前記インペラと同軸上に配置されて前記インペラと一体回転可能とされたロータマグネットと、前記ロータマグネットの外周部に設けられた樹脂部とを有するロータと、
   前記ロータに対して回転磁界を形成するステータと、
   前記ポンプ室と連通し前記ロータを回転可能に収容すると共に内周面が前記樹脂部の外周面と径方向に対向するモータ室を有し、前記ステータを保持するモータハウジングと、
   前記樹脂部の外周面、及び、前記モータ室の内周面の少なくとも一方に形成されると共に、前記ロータの周方向及び軸方向に沿って広がる多数の微小な凹凸を有する凹凸面と、
   を備えた流体ポンプ。
2. 前記樹脂部の外周面、及び、前記モータ室の内周面の少なくとも一方には、前記凹凸面としての第一凹凸面が形成され、
   前記モータハウジングには、前記インペラの軸方向における前記モータ室側に形成された軸方向端面と軸方向に対向する対向面が形成され、
   前記軸方向端面及び前記対向面の少なくとも一方には、前記インペラの径方向及び周方向に沿って広がる多数の微小な凹凸を有する第二凹凸面が形成されている、
   請求項１に記載の流体ポンプ。
3. 前記凹凸面は、前記樹脂部の外周面に形成され、
   前記ロータマグネットは、前記樹脂部を一体に有するボンド磁石とされている、
   請求項１又は請求項２に記載の流体ポンプ。