JP6693191B2 - 遠心ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、遠心ポンプに関するものである。

従来、遠心ポンプとしては、その軸中心の内部空間と径方向外側の外部空間とを連通する複数の流通路を有した羽根車がポンプケースの内部に配置され、羽根車を回転させることで内部空間側から流通路を介して外部空間側に流体を導出させるものがある（例えば、特許文献１参照）。この遠心ポンプの羽根車では、径方向外側ほど周方向幅が広くなる略扇形状の流路構成部が周方向に複数形成され、それら同士の対向する壁面によって一定の幅の流通路が構成されている。

特開２００４−２７８３１１号公報

しかしながら、上記のような遠心ポンプの羽根車は、流路構成部が略扇形状の充実体であって、羽根車の重量が大きいという問題がある。このことは、羽根車を含む回転体の回転時に共振を発生させる原因となる。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、羽根車の強度を保ちつつ軽量化を図ることができる遠心ポンプを提供することにある。

上記課題を解決する遠心ポンプは、その軸中心の内部空間と径方向外側の外部空間とを連通する複数の流通路を有した羽根車がポンプケースの内部に配置された遠心ポンプであって、前記羽根車は、その軸中心に回転シャフトが固定される取付孔を有する床部と、その軸中心に流体導入孔が設けられ前記床部と軸方向に対向するように設けられる傘部と、前記床部と前記傘部との間に配置され前記床部及び前記傘部と共に前記流通路を構成する周方向に複数の流路構成部とを備えており、前記流路構成部は、前記流通路における回転方向側の第１側壁と、前記流通路における反回転方向側の第２側壁と、前記第１側壁と前記第２側壁との径方向外側同士を連結する外周壁とを有することで、それらに囲われた中空部を備え、前記中空部内における前記床部には補強リブが設けられており、前記中空部内に設けられた全ての前記補強リブは、前記取付孔を中心として放射状に延び、前記外周壁と繋がるように設けられているとともに、該補強リブの軸方向高さは、前記外周壁との繋がり部分である最も径方向外側のリブ部分の高さが最大となる。

同構成によれば、流路構成部は、中空部を備え、中空部内には補強リブが設けられるため、羽根車の強度を保ちつつ軽量化を図ることができる。その結果、例えば、羽根車を含む回転体の回転時の共振を抑制することができる。

同構成によれば、補強リブは、外周壁と繋がるように設けられるため、軸中心から最も離れて大きな遠心力が掛かる外周壁が径方向外側に倒れてしまうことを抑えることができる。

同構成によれば、外周壁と繋がるように設けられる補強リブは、取付孔（即ち回転軸中心）を中心として放射状に延びるため、外周壁が径方向外側に倒れてしまうことをより抑えることができる。

上記遠心ポンプにおいて、前記床部の軸中心側には、軸方向に肉厚の肉厚部が設けられることが好ましい。
同構成によれば、床部の軸中心側には、軸方向に肉厚の肉厚部が設けられるため、大きな遠心力の掛かる径方向外側の軽量化を図りながら、回転シャフトに対する付け根側の強度を向上させることができ、更に回転シャフトと軸方向に長い範囲で固定することができる。これにより、羽根車を含む回転体の回転時の共振をより抑制することができる。

上記遠心ポンプにおいて、前記流通路の軸方向高さは、径方向外側が軸中心側よりも低く設定されることが好ましい。
同構成によれば、前記流通路の軸方向高さは、径方向外側が軸中心側よりも低く設定されるため、前記外周壁の軸方向高さ（軸方向幅）を小さくすることができ、該外周壁と流体との摩擦を小さくすることができ、効率を向上させることができる。

上記遠心ポンプにおいて、前記流通路の幅は、径方向外側が軸中心側よりも広く設定されることが好ましい。
同構成によれば、流通路の軸方向高さは、径方向外側が軸中心側よりも低く設定され、流通路の幅は、径方向外側が軸中心側よりも広く設定されるため、流通路の通路面積（流体の流れの直交方向の面積）を略一定とすることができる。よって、流通路を通る流体の流速の変化を小さくすることができ、流速の変化が大きいものに比べて、損失を小さくすることができ、高効率化を図ることができる。

上記遠心ポンプにおいて、前記流路構成部は、前記第１側壁及び前記第２側壁の共通の径方向内側端部から径方向内側に延びて前記流通路の回転方向側壁面の一部を構成しつつ反回転方向側側面の一部をも構成する共通壁を有することが好ましい。

同構成によれば、スペースの狭い径方向内側で流通路を大きく確保することができる。よって、例えば、流通路の数を多くすることができる。また、例えば、外周壁の面積を小さくすることができるので、外周壁と流体との摩擦（損失）を小さくすることができ、効率を向上させることができる。また、例えば、第１側壁と第２側壁の径方向の長さを短くできるとともに周方向の間隔を狭くして外周壁の周方向の長さも短くすることができるので、流路構成部が撓み（倒れ）難くなり、より強度を確保することが可能となる。

本発明の遠心ポンプでは、羽根車の強度を保ちつつ軽量化を図ることができる。

一実施形態における遠心ポンプの一部断面図。 （ａ）は一実施形態における第１羽根車部材の平面図。（ｂ）は同じく第１羽根車部材の底面図。 一実施形態における第１羽根車部材の一部断面斜視図。 （ａ）は一実施形態における傘部材の平面図。（ｂ）は同じく傘部材の底面図。 （ａ）は一実施形態におけるバランス調整工程及びバランス調整用凹部を説明するための一部斜視図。（ｂ）は同じくバランス調整工程及びバランス調整用凹部を説明するための断面図。 別例における遠心ポンプの断面図。 別例における遠心ポンプの断面図。 別例における遠心ポンプの第２ケースを軸方向から見た模式図。 （ａ）は別例におけるフィンを軸方向から見た模式図。（ｂ）は別例におけるフィンを側方から見た模式図。 別例における第１羽根車部材の平面図。 別例における傘部材の底面図。 別例における羽根車を説明するための断面図。 別例における第１羽根車部材の平面図。 参考例における第１羽根車部材の平面図。

以下、遠心ポンプの一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態の遠心ポンプは、エアポンプであって、モータ１と、ポンプケース２と、羽根車３とを備えている。

本実施形態のモータ１は、ブラシレスモータであって、略有底筒状のモータケース４の内周面に固定されたステータ５ａと、該ステータ５ａの内側で回転可能に支持されたロータ５ｂとを有する。なお、本実施形態のモータ１は、ロータ５ｂの磁極数が４極で、ステータ５ａのティース間のスロット数が６スロットのモータとされている。

ポンプケース２は、モータケース４の開口端を略閉塞するように固定される第１ケース６と、該第１ケース６のモータ１（モータケース４）とは反対側に固定される第２ケース７とを有する。

第１ケース６の中心には中心孔６ａが形成され、その中心孔６ａの内周面に軸受８を介してロータ５ｂの回転シャフト９の一端側が支持されている。また、第１ケース６の第２ケース７側の端面には、回転シャフト９の軸方向から見て円形の凹部６ｂが形成されている。また、第１ケース６の第２ケース７側の端面における凹部６ｂの外周側には、渦巻き室構成溝６ｃが形成されている。渦巻き室構成溝６ｃの底面は断面が湾曲形状の断面湾曲部６ｄとされ、渦巻き室構成溝６ｃの側面は断面が（回転シャフト９の）軸方向に沿った直線形状の断面直線部６ｅとされている。

第２ケース７の中心には空気導入孔７ａが形成されている。この空気導入孔７ａは、前記回転シャフト９の軸方向に沿って貫通し、その径がモータ１側（第１ケース６側）に向かうほど小さくなるように形成されている。また、第２ケース７における空気導入孔７ａよりもモータ１側（第１ケース６側）には、空気導入孔７ａのモータ１側端部の直径Ａ１よりも大きな直径Ａ２とされて第１ケース６側に開口した連通孔７ｄが形成されている。連通孔７ｄは、その直径Ａ２が回転シャフト９の軸方向に一定とされている。また、第２ケース７の第１ケース６側の端面には、回転シャフト９の軸方向から見て円形の凹部７ｂが形成され、その凹部７ｂは第１ケース６の凹部６ｂと共に羽根車収容部１０を構成している。また、第２ケース７の第１ケース６側の端面における凹部７ｂの外周側には、渦巻き室構成溝７ｅが形成され、その渦巻き室構成溝７ｅは第１ケース６の渦巻き室構成溝６ｃと共に渦巻き室Ｕを構成している。渦巻き室構成溝７ｅの底面は断面が湾曲形状の断面湾曲部７ｆとされ、渦巻き室構成溝７ｅの側面は断面が（回転シャフト９の）軸方向に沿った直線形状の断面直線部７ｇとされている。即ち、本実施形態では、渦巻き室Ｕを構成する側面は、第１ケース６側の断面直線部６ｅと第２ケース７側の断面直線部７ｇとが回転シャフト９の軸方向に沿って並んだ一直線の形状を有している。また、第２ケース７の周方向の一部には、前記羽根車収容部１０の径方向外側にある前記渦巻き室Ｕと連通した空気排出筒部７ｃが形成されている。

なお、前記渦巻き室Ｕよりも径方向外側の位置において第１ケース６の第２ケース７との合わせ面には環状のシール溝６ｆが形成され、該シール溝６ｆには第２ケース７の合わせ面によって潰されつつ挟持されるシールリングＳ１が収容されている。これにより、渦巻き室Ｕを通る流体の合わせ面からの漏れが防止されている。

羽根車３は、羽根車収容部１０内に突出した前記回転シャフト９の一端と一体回転可能に固定されて羽根車収容部１０内に配置される。羽根車３は、その軸中心の内部空間と径方向外側の外部空間（渦巻き室Ｕ）とを連通する複数の流通路１１を有し、回転されることで内部空間側から流通路１１を介して外部空間側に流体としての空気を導出させ、ひいては空気排出筒部７ｃから空気を噴射させる。また、本実施形態の羽根車３は、該羽根車３の直径がロータ５ｂの直径よりも大きくなるように設定されている。

詳しくは、図１〜図３に示すように、羽根車３は、その軸中心に回転シャフト９が固定される取付孔１２ａを有する略円盤状の床部１２と、その床部１２から軸方向に延びて設けられた周方向に複数の流路構成部１３とを有する第１羽根車部材１４を備える。

また、図１及び図４に示すように、羽根車３は、その軸中心に流体導入孔１５ａが設けられ、前記床部１２と軸方向に対向するように設けられる略円盤状の傘部としての傘部材１５を備える。この傘部材１５は、床部１２から軸方向に延びる流路構成部１３の先端に固定されている。言い換えると、前記流路構成部１３は、床部１２から傘部材１５まで軸方向に延びて設けられ、床部１２と傘部材１５との間に配置されている。そして、周方向に複数の流路構成部１３は、床部１２及び傘部材１５と共に周方向に複数（本実施形態では４つ）の前記流通路１１を構成する。また、前記流体導入孔１５ａは、傘部材１５の軸中心において回転シャフト９の軸方向に沿って延び前記第２ケース７の連通孔７ｄに収容される導入筒部１５ｄの内周面であって、その直径（内径）Ａ３が、前記空気導入孔７ａのモータ１側端部の直径Ａ１と同じに設定されている。なお、導入筒部１５ｄは、その外径が軸方向に一定であって前記連通孔７ｄの直径Ａ２よりも僅かに小さく設定され、連通孔７ｄの内側に僅かな隙間を有して収容されている。

ここで、図２（ａ）及び図３に示すように、本実施形態の流路構成部１３は、前記流通路１１における回転方向側の第１側壁１３ａと、前記流通路１１における反回転方向側の第２側壁１３ｂと、それら第１側壁１３ａと第２側壁１３ｂとの径方向外側同士を連結する外周壁１３ｃとを有することで、それらに囲われた中空部２１を備えている。詳説すると、中空部２１は、第１側壁１３ａの径方向内側（先端部）と第２側壁１３ｂの径方向内側（先端部）とが連結され、第１側壁１３ａと第２側壁１３ｂとの径方向外側（基端部）同士が外周壁１３ｃによって連結されることで形成されている。

そして、中空部２１内における前記床部１２には補強リブ２２が設けられている。本実施形態の補強リブ２２は、前記取付孔１２ａを中心として径方向外側に放射状に延び、前記外周壁１３ｃと繋がるよう一体に設けられている。また、本実施形態の補強リブ２２は、径方向外側で径方向外側に向かうほど軸方向の高さが高くされて外周壁１３ｃの頂部まで繋がるよう一体に形成されている。また、本実施形態の補強リブ２２は、各々の中空部２１において、回転方向側に向かうほど径方向の長さが長くなるように形成されている。

また、図２（ａ）に示すように、軸方向から見て、本実施形態の前記第１側壁１３ａ及び第２側壁１３ｂは、全体的に径方向外側ほど回転方向（図２中、反時計回り方向）の反対側（図２中、時計回り方向）に湾曲したような形状に形成されている。詳しくは、本実施形態の前記第１側壁１３ａは、軸方向から見て、径方向内側にインボリュート曲線形状のインボリュート部１３ｄを有し、径方向外側に円弧形状の円弧部１３ｅを有する形状とされている。また、周方向に隣り合う流路構成部１３における対向する第１側壁１３ａと第２側壁１３ｂとの間隔、即ち、前記流通路１１の幅（流体が流れる方向と直交する方向の幅）は、径方向外側が軸中心側よりも広く設定されている。また、流路構成部１３の軸方向高さ（図１及び図３参照）、即ち、流通路１１の軸方向高さは、径方向外側が軸中心側よりも低く設定されている。尚、勿論、これによって前記傘部材１５は、径方向外側が床部１２側に近づく形状の円盤状に形成されている。また、図２（ａ）及び図３に示すように、前記第１側壁１３ａの頂部の一部には、嵌合凸部１３ｆが形成されている。本実施形態の嵌合凸部１３ｆは、軸中心から等距離間隔かつ、軸を中心として等角度間隔（本実施形態では、９０°間隔）に設けられている。

また、図４（ｂ）に示すように、傘部材１５には、前記流路構成部１３（第１側壁１３ａ、第２側壁１３ｂ及び外周壁１３ｃ）の先端が嵌るように嵌合溝１５ｂが形成され、その嵌合溝１５ｂの一部には前記嵌合凸部１３ｆが嵌合する嵌合凹部１５ｃが形成されている。本実施形態の嵌合凹部１５ｃは、軸中心から等距離間隔かつ、軸を中心として等角度間隔（本実施形態では、９０°間隔）に設けられている。尚、嵌合凹部１５ｃは、凹形状に限定されることはなく、嵌合凸部１３ｆと嵌合するように軸方向に貫通した孔形状でもよい。

また、図１及び図３に示すように、本実施形態の床部１２の軸中心側には、軸方向に肉厚の肉厚部１２ｂが設けられている。
また、図１、図２（ｂ）、図３、及び図４（ａ）に示すように、本実施形態の羽根車３は、軸方向に突出して削除可能なバランス調整突起３１，３２を有している。

詳しくは、図１に示すように、バランス調整突起３１，３２は、羽根車３の軸方向の両端、即ち、前記床部１２（第１羽根車部材１４）と前記傘部材１５とにそれぞれ設けられている。また、バランス調整突起３１，３２は、前記床部１２（第１羽根車部材１４）と前記傘部材１５とにおいて、流通路１１とは反対側に突出してそれぞれ設けられている。また、バランス調整突起３１，３２は、羽根車３の外周縁に設けられている。また、バランス調整突起３１，３２は、羽根車３の回転中心を中心として環状に設けられている。そして、羽根車３及びロータ５ｂを含む回転体は、バランス調整突起３１，３２の一部を切削等により削除することでバランスを調整することが可能とされている。

即ち、本実施形態の遠心ポンプの製造方法は、羽根車３に、軸方向に突出して削除可能なバランス調整突起３１，３２を成形する「成形工程」と、前記バランス調整突起３１，３２の一部を削除して羽根車３を含む回転体のバランスを調整する「バランス調整工程」とを備えている。

また、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、本実施形態の「バランス調整工程」では、バランス調整突起３２（３１）の外周縁を残しつつ一部を削除して、言い換えるとバランス調整突起３２（３１）の径方向内側にバランス調整用凹部３２ａを形成することで羽根車３を含む回転体のバランスを調整するようにしている。

次に、上記のように構成された遠心ポンプの作用について説明する。
モータ１に電源が供給されると、ロータ５ｂが回転駆動され、ロータ５ｂ（回転シャフト９）と共に羽根車３が一体回転される。すると、ポンプケース２の空気導入孔７ａを介して羽根車３の軸中心の内部空間に空気が導入されるとともにその内部空間側から流通路１１を介して羽根車３の径方向外側の外部空間側であって渦巻き室Ｕに空気が導出される。すると、羽根車３の径方向外側の渦巻き室Ｕにおいて空気の圧力が高まり、ポンプケース２の空気排出筒部７ｃから空気が噴射される。

次に、上記実施形態の特徴的な効果を以下に記載する。
（１）流路構成部１３は、中空部２１を備え、中空部２１内における床部１２には補強リブ２２が設けられるため、羽根車３の強度を保ちつつ軽量化を図ることができる。その結果、例えば、羽根車３を含む回転体の回転時の共振を抑制することができる。

（２）補強リブ２２は、外周壁１３ｃと繋がるように設けられるため、軸中心から最も離れて大きな遠心力が掛かる外周壁１３ｃが径方向外側に倒れてしまうことを抑えることができる。

（３）外周壁１３ｃと繋がるように設けられる補強リブ２２は、取付孔１２ａ（即ち回転軸中心）を中心として放射状に延びるため、外周壁１３ｃが径方向外側に倒れてしまうことをより抑えることができる。

（４）床部１２の軸中心側には、軸方向に肉厚の肉厚部１２ｂが設けられるため、大きな遠心力の掛かる径方向外側の軽量化を図りながら、回転シャフト９に対する付け根側（取付孔１２ａ周り）の強度を向上させることができ、更に回転シャフト９と軸方向に長い範囲で固定することができる。これにより、例えば、羽根車３を含む回転体の回転時の共振をより抑制することができる。

（５）流通路１１の軸方向高さは、径方向外側が軸中心側よりも低く設定されるため、外周壁１３ｃの軸方向高さ（軸方向幅）を小さくすることができ、該外周壁１３ｃと流体との摩擦を小さくすることができ、効率を向上させることができる。

（６）流通路１１の軸方向高さは、径方向外側が軸中心側よりも低く設定され、流通路１１の幅は、径方向外側が軸中心側よりも広く設定されるため、流通路１１の通路面積（流体の流れの直交方向の面積）を略一定とすることができる。よって、流通路１１を通る空気の流速の変化を小さくすることができ、流速の変化が大きいものに比べて、損失を小さくすることができ、高効率化を図ることができる。

（７）流通路１１における回転方向側の第１側壁１３ａは、軸方向から見て、径方向内側にインボリュート曲線形状のインボリュート部１３ｄを有し、径方向外側に円弧形状の円弧部１３ｅを有する。このようにすると、空気の流れの剥離を抑えて損失を小さくすることができ、高効率化を図ることができる。

（８）嵌合凸部１３ｆ及び嵌合凹部１５ｃが軸中心から等距離間隔かつ、軸を中心として等角度間隔（本実施形態では、９０°間隔）に設けられているため、床部１２（第１羽根車部材１４）と傘部材１５とを容易に嵌合することができる。例えば、本実施形態においては、傘部材１５を周方向に９０°×ｎ（ｎは自然数）回転させても、床部１２（第１羽根車部材１４）と嵌合させることができる。

（９）渦巻き室Ｕを構成する側面は、第１ケース６側の断面直線部６ｅと第２ケース７側の断面直線部７ｇとが回転シャフト９の軸方向（第１及び第２ケース６，７の組み付け方向）に沿って並んだ一直線の形状を有している。このような構成とすると、合わせられる断面直線部６ｅ，７ｇを容易に高精度に成形することができ、第１及び第２ケース６，７の合わせ面でのずれを小さく抑えることができ、ひいては流体の流れへの悪影響を小さくすることができる。

（１０）羽根車３の流体導入孔１５ａの直径（内径）Ａ３は、第２ケース７の空気導入孔７ａのモータ１側端部の直径Ａ１と同じに設定されているため、流体の流れに渦が発生してしまうといったことを抑えることができる。また、空気導入孔７ａは、その径がモータ１側（第１ケース６側）に向かうほど小さくなるように形成されているため、例えば、流体導入孔１５ａの直径Ａ３より僅かに小さい場合等、切削などによってモータ１側端部の直径Ａ１を容易に（流体導入孔１５ａの直径Ａ３と同じに）調整することができる。

（１１）導入筒部１５ｄの外径は軸方向に一定であって、導入筒部１５ｄが収容される連通孔７ｄの直径（内径）Ａ２も軸方向に一定であるため、例えば軸方向に一定でない場合に比べて、それぞれ容易に高精度に成形することができ、それらの隙間を小さく設定することができる。よって、例えば、それらの隙間からの流体の逆流を抑えることができる。

上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、特に言及していないが、第１ケース６の中心孔６ａを介してモータケース４の外部に空気が自由に漏れてしまうことを防止する構成を備えたものとしてもよい。

例えば、図６に示すように変更してもよい。この例では、回転シャフト９は、第１ケース６の中心孔６ａに軸受８を介して支持されるとともに、モータケース４の中心孔４ａに軸受４１を介して支持されている。尚、軸受８，４１はボールベアリングである。また、モータケース４の外部に突出した回転シャフト９の他端部（図６中、上端部）には、樹脂製の固定リング４２を介して環状のセンサマグネット４３が外嵌固定されている。また、モータケース４における第１ケース６とは反対側の軸方向端部には、固定部材４４を介して回路基板４５が固定されている。回路基板４５には、前記センサマグネット４３と対向して回転シャフト９の回転（回転角度、回転速度等）を検出する回転センサ４６等の種々の素子が実装されている。

そして、第１ケース６には、モータ１全体を覆う略有底筒状の密閉ケース４７が固定されている。密閉ケース４７は、その開口端部に径方向外側に延びるフランジ部４７ａを有し、該フランジ部４７ａの複数箇所（図６中、一箇所のみ図示）がフランジ部４７ａを貫通して第１ケース６に螺合されるねじ４８によって固定されている。また、第１ケース６におけるフランジ部４７ａとの合わせ面には環状のシール溝６ｇが形成され、該シール溝６ｇにはフランジ部４７ａの合わせ面によって潰されつつ挟持されるシールリングＳ２が収容されている。これにより、第１ケース６とフランジ部４７ａとの合わせ面からの空気の漏れが防止されている。また、密閉ケース４７の底部４７ｂには、配線用孔４７ｃが形成されている。配線用孔４７ｃには、配線４９を通しつつ配線用孔４７ｃからの空気の漏れを防止するシールゴム部材５０が嵌着されている。なお、配線４９は、外部の制御装置や電源装置と回路基板４５やステータ５ａの巻線５１とを電気的に接続するものである。

このようにすると、密閉されることで、羽根車収容部１０側の空気が第１ケース６の中心孔６ａ等を介してモータケース４の外部に自由に漏れてしまうことを防止することができる。詳しくは、密閉ケース４７が設けられていない構成では、第１ケース６の中心孔６ａに設けられた軸受８の隙間やモータケース４に設けられた軸受４１の隙間等を介して羽根車収容部１０側の空気が外部に自由に漏れてしまう虞があるが、これを抑えることができる。また、空気の流れによって軸受８，４１のグリスが流出してしまうことを抑えることができる。

また、この例（図６参照）では、永久磁石よりなるロータ５ｂの軸方向の磁気中心位置Ｂ１がステータ５ａの軸方向の磁気中心位置Ｂ２よりも羽根車３側に僅かな長さＣだけずれるように設定されている。これにより、ロータ５ｂ、回転シャフト９及び羽根車３には、回転シャフト９の他端側（図６中、上側）に向かう力が掛かることになる。よって、駆動時に羽根車３が空気導入孔７ａ側から空気を吸い込むことで羽根車３に空気導入孔７ａ側（図６中、下側）に向かう力が掛かっても、その力を相殺することができる。その結果、例えば、軸受８，４１に掛かる軸方向の荷重を小さくすることができ、軸受８，４１の長寿命化を図ることができる。なお、この例では、ロータ５ｂの磁気中心位置Ｂ１をステータ５ａの磁気中心位置Ｂ２に対してずらすことで、回転シャフト９の他端側（図６中、上側）に向かう力を発生させる構成としたが、これに限定されず、ロータ５ｂを構成する永久磁石の磁化方向（配向方向）を斜め軸方向とすることで、同様の力を発生させてもよい。例えば、この永久磁石は、径方向外側（ステータ５ａ側）に行くにつれ軸方向上側（反羽根車３側）に向かう磁化方向と径方向内側（回転シャフト９側）に行くにつれ軸方向下側（羽根車３側）に向かう磁化方向とが周方向に交互に配置されるように磁化方向が設定されている。

また、例えば、図７に示すように、変更してもよい。この例では、モータケース４の底部（図７中、上端部）に、モータケース４の中心孔４ａや回路基板４５等を覆う略有底筒状の密閉ケース５２が固定されている。また、第１ケース６におけるモータケース４のフランジ部４ｂとの合わせ面には環状のシール溝６ｈが形成され、該シール溝６ｈにはフランジ部４ｂの合わせ面によって潰されつつ挟持されるシールリングＳ３が収容されている。

このようにしても、上記別例（図６参照）と同様に、密閉されることで、羽根車収容部１０側の空気が第１ケース６の中心孔６ａ等を介してモータケース４の外部に自由に漏れてしまうことを防止することができる。

・上記実施形態及び別例では、特に言及していないが、前記モータケース４や前記第１ケース６や前記第２ケース７や前記密閉ケース４７，５２は、アルミ製とすることが好ましい。また、羽根車３についてもアルミ製としてもよい。また、モータケース４と第１ケース６との間や、第１ケース６と第２ケース７との間に熱伝導性シリコンゴムを介在させてもよい。これらのようにすると、モータ１で発生した熱が伝導し易くなり、良好に放熱することができる。なお、勿論、モータケース４、第１ケース６、第２ケース７、密閉ケース４７，５２、及び羽根車３等は、樹脂材等、他の材料より構成してもよい。

また、例えば、図８、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、流体（空気）の流路（渦巻き室Ｕや空気排出筒部７ｃ内）にフィン６１を設けてもよい。この例のフィン６１は、渦巻き室Ｕから空気排出筒部７ｃ内に繋がる直線流路６２内に設けられている。また、この例のフィン６１は、流体（空気）の流れる方向（図９（ａ）の矢印Ｗ参照）に沿って長く形成されている。また、この例のフィン６１は、長手方向の中間部ほど幅が広く（図９（ａ）参照）、長手方向の中間部ほど高さが高く（図９（ｂ）参照）形成されている。また、この例のフィン６１は、流体（空気）の流れる方向（図９（ａ）の矢印Ｗ参照）と直交する方向に３つ並設されている。このようにすると、モータ１で発生した熱を更に良好に放熱することができる。また、フィン６１は、流体（空気）の流れる方向（図９（ａ）の矢印Ｗ参照）に沿って形成されるため、流体の整流効果も得ることができる。なお、勿論、フィン６１は、流体（空気）の流路における異なる位置であって、例えば渦巻き室Ｕに設けてもよいし、空気排出筒部７ｃ内に設けてもよい。また、フィン６１の個数は３つに限定されることはない。

・上記実施形態では、流路構成部１３は、第１羽根車部材１４の床部１２から傘部材１５まで軸方向に延びて設けられて、床部１２と傘部材１５との間に配置されるとしたが、床部１２と傘部材１５との間に配置されれば、傘部材１５から軸方向に延びるように設けてもよい。

例えば、図１０及び図１１に示すように変更してもよい。即ち、図１０に示すように、この例の第１羽根車部材７１の床部１２には、前記流路構成部１３が１８０°間隔で２つ設けられるとともに、それらの周方向の間には上記実施形態の傘部材１５の嵌合溝１５ｂと同様の嵌合溝７２が設けられている。また、図１１に示すように、この例の傘部材７３には、前記嵌合溝１５ｂが１８０°間隔で２つ設けられるとともに、それらの周方向の間には上記実施形態の流路構成部１３と同様の流路構成部７４が設けられている。このようにすると、第１羽根車部材７１と傘部材７３の強度（剛性）を共に高くすることができる。

また、例えば、図１２に示すように変更してもよい。この例では、第１羽根車部材７５の床部１２には、前記流路構成部１３が設けられず、傘部材７６のみに上記実施形態の流路構成部１３と同様の流路構成部７７が設けられている。そして、この例では、流路構成部７７の先端面（図１２中、上端面）が回転シャフト９の軸方向と直交する一平面上に形成されている。このようにすると、流路構成部７７の先端面を容易に高精度に成形することができ、該先端面と第１羽根車部材７５（床部１２）との合わせ面でのずれを小さく抑えることができ、ひいては流体の流れへの悪影響を小さくすることができる。なお、この例では、傘部材７６のみに流路構成部７７が設けられたが、これに限定されることはない。

・上記実施形態では、流路構成部１３は、流通路１１における回転方向側の第１側壁１３ａと、流通路１１における反回転方向側の第２側壁１３ｂと、第１側壁１３ａと第２側壁１３ｂとの径方向外側同士を連結する外周壁１３ｃとを有するとしたが、他の壁を有する構成としてもよい。

例えば、図１３に示すように、流路構成部８１は、第１及び第２側壁８２，８３の共通の（接続された）径方向内側端部から径方向内側に延びて流通路１１の回転方向側壁面の一部を構成しつつ（周方向に隣り合う流通路１１の）反回転方向側壁面の一部をも構成する（前記中空部８４を構成しない）共通壁８５を有する構成としてもよい。なお、この例の共通壁８５は、径方向内側に径方向内側ほど（軸方向から見て）幅が狭くなる縮幅部８５ａを有し、径方向中間部に幅が一定の一定幅部８５ｂを有し、径方向外側に径方向外側ほど幅が広くなる拡幅部８５ｃを有している。また、この例（図１３参照）では、中空部８４内における前記床部１２には１つの補強リブ８６が設けられている。また、この補強リブ８６は、前記取付孔１２ａを中心として径方向外側に放射状に延び、第１側壁８２及び第２側壁８３と繋がるように設けられている。

このようにすると、例えば、スペースの狭い径方向内側で流通路１１を大きく確保することができる。よって、例えば、流通路１１の数を多くすることができる。また、例えば、外周壁８８の（全体の）面積を小さくすることができるので、流体との摩擦（損失）を小さくすることができ、効率を向上させることができる。また、例えば、第１側壁８２と第２側壁８３の径方向の長さを短くできるとともに周方向の間隔を狭くして外周壁８８の周方向の長さも短くすることができるので、流路構成部８１が撓み（倒れ）難くなり、より強度を確保することが可能となる。また、この例では、流路構成部８１（流通路１１）を１１個としている。これにより、例えば、上記実施形態のように流路構成部１３を４個とした場合のようにモータ１の回転次数と重なって大きな振動が発生してしまうということを回避することができる。

また、例えば、図１４に示す参考例のように、上記別例（図１３参照）の共通壁８５を有しつつ、補強リブ８６を備えていない構成としてもよい。即ち、この例では、第１側壁８２と第２側壁８３の径方向の長さを短くできるとともに周方向の間隔を狭くして外周壁８８の周方向の長さも短くすることができるので、流路構成部８１が撓み（倒れ）難くなり、補強リブ８６を備えていない構成としても強度を確保することが可能となる。

・上記実施形態では、補強リブ２２は、外周壁１３ｃと繋がるよう一体に設けられるとしたが、これに限定されず、外周壁１３ｃと繋がっていない形状に変更してもよい。
・上記実施形態では、外周壁１３ｃと繋がるよう一体に設けられる補強リブ２２は、取付孔１２ａ（即ち回転軸中心）を中心として径方向外側に放射状に延びるとしたが、これに限定されず、放射状以外の形状、即ち径方向に対して傾斜した形状に変更してもよい。

・上記実施形態では、床部１２の軸中心側には、軸方向に肉厚の肉厚部１２ｂが設けられるとしたが、これに限定されず、例えば、床部１２の軸方向の肉厚は径方向外側と軸中心側（径方向内側）とで同じとしてもよい。

・上記実施形態では、流通路１１の軸方向高さは、径方向外側が軸中心側よりも低く設定されるとしたが、これに限定されず、例えば、径方向外側と軸中心側（径方向内側）とで同じとしてもよい。また、上記実施形態では、流通路１１の幅は、径方向外側が軸中心側よりも広く設定されるとしたが、これに限定されず、例えば、径方向外側と軸中心側（径方向内側）とで同じとしてもよい。

・上記実施形態では、流通路１１における回転方向側の第１側壁１３ａは、軸方向から見て、径方向内側にインボリュート曲線形状のインボリュート部１３ｄを有し、径方向外側に円弧形状の円弧部１３ｅを有するとしたが、これに限定されず、他の湾曲した形状や直線的な形状やそれらを組み合わせた形状に変更してもよい。

・上記実施形態では、羽根車３は、軸方向に突出して削除可能なバランス調整突起３１，３２を有するとしたが、これに限定されず、バランス調整突起３１，３２を有していないものとしてもよい。

・上記実施形態では、モータ１は、４極６スロットのモータであるとしたが、これに限定されず、例えば、８極１２スロット等、異なる磁極数やスロット数のモータとしてもよい。

・上記実施形態では、流路構成部１３（流通路１１）を４個としたが、これに限定されず、他の数に変更してもよい。
・上記実施形態では、渦巻き室構成溝６ｃ，７ｅの側面は断面が（回転シャフト９の）軸方向に沿った直線形状の断面直線部６ｅ，７ｇであるとしたが、これに限定されず、湾曲形状としてもよい。

・上記実施形態では、遠心ポンプを、エアポンプとしたが、これに限定されず、液体用等の他の流体用の遠心ポンプとして具体化してもよい。
上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。

（イ）前記第１側壁は、軸方向から見て、径方向内側にインボリュート曲線形状のインボリュート部を有し、径方向外側に円弧形状の円弧部を有することを特徴とする。

同構成によれば、第１側壁は、軸方向から見て、径方向内側にインボリュート曲線形状のインボリュート部を有し、径方向外側に円弧形状の円弧部を有するため、流体の流れの剥離を抑えて損失を小さくすることができ、高効率化を図ることができる。

（ロ）その軸中心の内部空間と径方向外側の外部空間とを連通する複数の流通路を有した羽根車がポンプケースの内部に配置された遠心ポンプであって、前記羽根車は、その軸中心に回転シャフトが固定される取付孔を有する床部と、その軸中心に流体導入孔が設けられ前記床部と軸方向に対向するように設けられる傘部と、前記床部と前記傘部との間に配置され前記床部及び前記傘部と共に前記流通路を構成する周方向に複数の流路構成部とを備えており、前記流路構成部は、前記流通路における回転方向側の第１側壁と、前記流通路における反回転方向側の第２側壁と、前記第１側壁と前記第２側壁との径方向外側同士を連結する外周壁と、前記第１側壁及び前記第２側壁の共通の径方向内側端部から径方向内側に延びて前記流通路の回転方向側壁面の一部を構成しつつ反回転方向側側面の一部をも構成する共通壁とを有することを特徴とする遠心ポンプ。

同構成によれば、流路構成部は、第１側壁、第２側壁及び外周壁に囲われた中空部を備えるため、軽量化を図ることができる。また、流路構成部は、径方向内側に共通壁を有するため、スペースの狭い径方向内側で流通路を大きく確保することができる。よって、例えば、流通路の数を多くすることができる。また、例えば、外周壁の面積を小さくすることができるので、外周壁と流体との摩擦（損失）を小さくすることができ、効率を向上させることができる。また、例えば、第１側壁と第２側壁の径方向の長さを短くできるとともに周方向の間隔を狭くして外周壁の周方向の長さも短くすることができるので、流路構成部が撓み（倒れ）難くなり、（補強リブを備えていない構成としても）強度を確保することが可能となる。

２…ポンプケース、３…羽根車、９…回転シャフト、１１…流通路、１２…床部、１２ａ…取付孔、１２ｂ…肉厚部、１３，７４，７７，８１…流路構成部、１３ａ，８２…第１側壁、１３ｂ，８３…第２側壁、１３ｃ，８８…外周壁、１５，７３，７６…傘部材（傘部）、１５ａ…流体導入孔、２１，８４…中空部、２２，８６…補強リブ、８５…共通壁。

Claims (5)

1. その軸中心の内部空間と径方向外側の外部空間とを連通する複数の流通路を有した羽根車がポンプケースの内部に配置された遠心ポンプであって、
   前記羽根車は、その軸中心に回転シャフトが固定される取付孔を有する床部と、その軸中心に流体導入孔が設けられ前記床部と軸方向に対向するように設けられる傘部と、前記床部と前記傘部との間に配置され前記床部及び前記傘部と共に前記流通路を構成する周方向に複数の流路構成部とを備えており、
   前記流路構成部は、前記流通路における回転方向側の第１側壁と、前記流通路における反回転方向側の第２側壁と、前記第１側壁と前記第２側壁との径方向外側同士を連結する外周壁とを有することで、それらに囲われた中空部を備え、
   前記中空部内には補強リブが設けられており、
   前記中空部内に設けられた全ての前記補強リブは、前記取付孔を中心として放射状に延び、前記外周壁と繋がるように設けられているとともに、該補強リブの軸方向高さは、前記外周壁との繋がり部分である最も径方向外側のリブ部分の高さが最大となることを特徴とする遠心ポンプ。
2. 請求項１に記載の遠心ポンプにおいて、
   前記床部の軸中心側には、軸方向に肉厚の肉厚部が設けられたことを特徴とする遠心ポンプ。
3. 請求項１又は２に記載の遠心ポンプにおいて、
   前記流通路の軸方向高さは、径方向外側が軸中心側よりも低く設定されたことを特徴とする遠心ポンプ。
4. 請求項３に記載の遠心ポンプにおいて、
   前記流通路の幅は、径方向外側が軸中心側よりも広く設定されたことを特徴とする遠心ポンプ。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の遠心ポンプにおいて、
   前記流路構成部は、前記第１側壁及び前記第２側壁の共通の径方向内側端部から径方向内側に延びて前記流通路の回転方向側壁面の一部を構成しつつ反回転方向側側面の一部をも構成する共通壁を有することを特徴とする遠心ポンプ。

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