JP7020276B2 - pump - Google Patents

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JP7020276B2 JP2018085324A JP2018085324A JP7020276B2 JP 7020276 B2 JP7020276 B2 JP 7020276B2 JP 2018085324 A JP2018085324 A JP 2018085324A JP 2018085324 A JP2018085324 A JP 2018085324A JP 7020276 B2 JP7020276 B2 JP 7020276B2
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Description

本発明は、シュラウドを有したクローズド型のポンプロータの部位での流体の逆流を抑制するための構造を有したポンプに関する。 The present invention relates to a pump having a structure for suppressing backflow of fluid at a site of a closed pump rotor having a shroud.

上記構成のポンプとして特許文献1には、ケーシングの内部に固定された軸部材に回転自在にポンプロータ(文献ではロータ)が支承され、ポンプロータのインシュレータの中央の筒状部の外周面をケーシングの内面に近接させると共に、筒状部の外面に多数の環状溝を有するラビリンス構造を備えることでシール性の向上を図る技術が示されている。 In Patent Document 1 as a pump having the above configuration, a pump rotor (rotor in the document) is rotatably supported by a shaft member fixed inside the casing, and the outer peripheral surface of the central tubular portion of the insulator of the pump rotor is casing. A technique for improving the sealing property by providing a labyrinth structure having a large number of annular grooves on the outer surface of the tubular portion while being close to the inner surface of the cylinder has been shown.

また、特許文献2では、キャンドモータの駆動力により回転するポンプロータ(文献では羽根車)のシュラウド(文献では前部シュラウド)と、ケーシングとの間にシール部を備える技術が示されている。 Further, Patent Document 2 discloses a technique of providing a seal portion between a shroud (front shroud in the document) of a pump rotor (impeller in the document) that is rotated by a driving force of a canned motor and a casing.

この特許文献2では、シール部が、インシュレータの外面とケーシングの内面との間に配置される環状の部材で構成されている。 In Patent Document 2, the seal portion is composed of an annular member arranged between the outer surface of the insulator and the inner surface of the casing.

特開2016-23635号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-23635 特開2009-221938号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-221938

特許文献1,2に示されるポンプでは、ポンプロータの回転に伴いポンプロータの回転軸芯に沿って流体を吸引すると共に、ポンプロータの回転に伴う遠心力を利用して回転軸芯に直交する方向に流体を送り出すように構成されている。 In the pumps shown in Patent Documents 1 and 2, the fluid is sucked along the rotation axis of the pump rotor as the pump rotor rotates, and the centrifugal force associated with the rotation of the pump rotor is used to be orthogonal to the rotation axis. It is configured to pump fluid in the direction.

また、特許文献1,2に示されるポンプでは、シュラウドのうち流体を吸引する中心部位が低圧となり、流体を吐出するポンプロータの外周部位が高圧となるため、例えば、シュラウドの外周とケーシングとの間のシール性能が低い場合には、ポンプロータの外周からシュラウドの中心側に流体が流れる現象を招き、ポンプ性能を低下させるものであった。 Further, in the pumps shown in Patent Documents 1 and 2, the central portion of the shroud that sucks the fluid has a low pressure, and the outer peripheral portion of the pump rotor that discharges the fluid has a high pressure. When the sealing performance between the pumps is low, the fluid flows from the outer periphery of the pump rotor to the center side of the shroud, which deteriorates the pump performance.

シール性能について考えると、特許文献1に示されるように、インシュレータの筒状部の外周面にラビリンス構造を備えるものでは、シール性能を高めるために、筒状部の外周面のケーシングの内面との間隙を小さく設定することが肝要になるものの、小さい間隙を高い精度で維持することに困難性を伴うものであった。 Considering the sealing performance, as shown in Patent Document 1, in the case where the outer peripheral surface of the tubular portion of the insulator is provided with a labyrinth structure, in order to improve the sealing performance, the outer peripheral surface of the tubular portion is connected to the inner surface of the casing. Although it is important to set the gap small, it is difficult to maintain the small gap with high accuracy.

また、特許文献2に示されるようにシール部を用いるものでは、ポンプロータの回転に抵抗を作用させないための間隙を形成するようにシール部に高い寸法精度が求められる。 Further, in the case of using the seal portion as shown in Patent Document 2, high dimensional accuracy is required for the seal portion so as to form a gap for not acting resistance on the rotation of the pump rotor.

特に、ポンプを構成する各パーツの公差を考えると、例えば、インシュレータの外周面と、ケーシングの内面との間隔を所定の値に設定する場合でも、例えば、ポンプロータの公差、ポンプロータを支持する軸受類の公差、あるいは、ケーシングの公差等が積み重なる結果、間隔を適正な値に維持することが困難になるものであった。このような不都合は、特許文献2に示されるようにシール部を用いる場合には、シール部の公差の影響も受けることになり改善の余地がある。 In particular, considering the tolerance of each part constituting the pump, for example, even when the distance between the outer peripheral surface of the insulator and the inner surface of the casing is set to a predetermined value, for example, the tolerance of the pump rotor and the pump rotor are supported. As a result of the accumulation of bearing tolerances or casing tolerances, it has become difficult to maintain the spacing at an appropriate value. When a seal portion is used as shown in Patent Document 2, such an inconvenience is also affected by the tolerance of the seal portion, and there is room for improvement.

このような理由から、ポンプロータの部位での流体の逆流を抑制するための間隙を高精度で管理できるポンプが求められる。 For this reason, there is a need for a pump that can control the gap for suppressing the backflow of fluid at the site of the pump rotor with high accuracy.

本発明に係るポンプの特徴構成はケーシングの内部に回転軸芯と同軸芯で固定シャフトが備えられ、前記固定シャフトに対し回転自在にポンプロータが支持され、前記固定シャフトのうち前記ポンプロータより外端側に環状のライナー部が支持され、前記ライナー部の内側を通過して吸入した流体を前記ポンプロータに送り、この流体を前記ポンプロータの外周から外方に送り出すように流路が形成されると共に、前記ポンプロータが、前記回転軸芯に沿う方向で前記ライナー部に対向する位置にシュラウドを配置したクローズド型であり、前記ライナー部が、前記固定シャフトの外端に嵌合するセンタホルダ、及び、前記ケーシングに形成された嵌合凹部に内嵌する嵌合リングを有しており、前記シュラウドの中央部に形成された筒状部の外周面と、前記嵌合リングの内周面とを近接配置している点にある。 The characteristic configuration of the pump according to the present invention is that a fixed shaft is provided inside the casing with a rotating shaft core and a coaxial core, the pump rotor is rotatably supported with respect to the fixed shaft, and the fixed shaft is outside the pump rotor. An annular liner portion is supported on the end side, and a flow path is formed so as to send the fluid sucked through the inside of the liner portion to the pump rotor and send this fluid outward from the outer periphery of the pump rotor. In addition, the pump rotor is a closed type in which a shroud is arranged at a position facing the liner portion in a direction along the rotation axis, and the liner portion is a center holder fitted to the outer end of the fixed shaft. , And a fitting ring that fits inside the fitting recess formed in the casing, the outer peripheral surface of the tubular portion formed in the central portion of the shroud, and the inner peripheral surface of the fitting ring. And are placed in close proximity.

この特徴構成によると、固定シャフトに対して回転軸芯に直交する方向(半径方向)でのポンプロータの位置が決まるためシュラウドの筒状部の位置が決まる。また、固定シャフトに対してライナー部の嵌合リングの回転軸芯に直交する方向(半径方向)での位置が決まる。その結果、例えば、複数の部材を当接することで位置決めを行う構成と比較すると、複数の部材の公差に影響されず、固定シャフトを基準にしてシュラウドの筒状部の外周面と、嵌合リングの内周面と位置が決まることになり、これらを高い精度で近接配置することによりシール性能を得ることができる。
従って、ポンプロータの部位での流体の逆流を抑制するための間隙を高精度で管理できるポンプが構成された。
According to this characteristic configuration, the position of the pump rotor in the direction orthogonal to the rotation axis (radial direction) with respect to the fixed shaft is determined, so that the position of the tubular portion of the shroud is determined. Further, the position of the fitting ring of the liner portion with respect to the fixed shaft in the direction orthogonal to the rotation axis (radial direction) is determined. As a result, for example, as compared with a configuration in which positioning is performed by abutting a plurality of members, the outer peripheral surface of the tubular portion of the shroud and the fitting ring are not affected by the tolerance of the plurality of members, and the fitting ring is used as a reference. The inner peripheral surface and the position of the inner peripheral surface are determined, and the sealing performance can be obtained by arranging them in close proximity with high accuracy.
Therefore, a pump capable of controlling the gap for suppressing the backflow of the fluid at the site of the pump rotor with high accuracy has been constructed.

他の構成として、前記嵌合凹部に対し前記ライナー部が前記回転軸芯に沿う方向に移動自在に嵌め込まれても良い。 As another configuration, the liner portion may be movably fitted into the fitting recess in a direction along the rotation axis.

これによると、ライナー部の嵌合リングを、嵌合凹部に対し回転軸芯に沿う方向に挿入することでライナー部の装着を容易に行え、例えば、挿入量の調節により、回転軸芯に直交する方向視においてシュラウドの筒状部との重複量の設定も可能となる。 According to this, the liner portion can be easily mounted by inserting the fitting ring of the liner portion into the fitting recess in the direction along the rotation shaft core. For example, by adjusting the insertion amount, it is orthogonal to the rotation shaft core. It is also possible to set the amount of overlap with the tubular part of the shroud in the direction of view.

他の構成として、前記筒状部の外周面と前記嵌合リングの内周面との間の間隙が、この間隙での流体の流れを抑制するシール機能を有しても良い。 As another configuration, the gap between the outer peripheral surface of the tubular portion and the inner peripheral surface of the fitting ring may have a sealing function of suppressing the flow of fluid in this gap.

これによると、シール間隙を小さい値にすることにより、嵌合リングとシュラウドの筒状部との間での流体の流れを抑制できる。 According to this, by reducing the seal gap to a small value, the flow of fluid between the fitting ring and the tubular portion of the shroud can be suppressed.

他の構成として、前記筒状部の外周面と前記嵌合リングの内周面との間の第1離間距離が、前記嵌合凹部の内周面と前記嵌合リングの外周面の間の第2離間距離より小さく設定されても良い。 As another configuration, the first separation distance between the outer peripheral surface of the tubular portion and the inner peripheral surface of the fitting ring is set between the inner peripheral surface of the fitting recess and the outer peripheral surface of the fitting ring. It may be set smaller than the second separation distance.

この構成では、筒状部の外周面と嵌合リングの内周面との間の第1離間距離を、流体の流が抑制される値に設定した状態において、例えば、ライナー部の嵌合リングの端面(回転軸芯に沿う方向での端面)をケーシングの内面に当接させることにより、この端面での流体の流を阻止することが可能となる。このような理由から、第2離間距離を第1離間距離より大きくすることが可能となり、第2離間距離を比較的大きい値に設定することによりケーシングに対するライナー部の挿入を容易にする。 In this configuration, for example, in a state where the first separation distance between the outer peripheral surface of the tubular portion and the inner peripheral surface of the fitting ring is set to a value at which the flow of fluid is suppressed, for example, the fitting ring of the liner portion. By abutting the end face (the end face in the direction along the axis of rotation) against the inner surface of the casing, it is possible to prevent the flow of fluid at this end face. For this reason, the second separation distance can be made larger than the first separation distance, and by setting the second separation distance to a relatively large value, the liner portion can be easily inserted into the casing.

他の構成として、前記ライナー部が、前記センタホルダと、前記嵌合リングとを繋ぐ中間リブを備えても良い。 As another configuration, the liner portion may include an intermediate rib connecting the center holder and the fitting ring.

これによると、例えば、ポンプにおいて流体を吸入する部位にライナー部を配置するように構成した場合には、センタホルダと嵌合リングとを中間リブで繋ぐことで一体化させ、センタホルダと嵌合リングとの間の空間に流体を流すことが可能となる。 According to this, for example, when the liner portion is configured to be arranged at the portion where the fluid is sucked in the pump, the center holder and the fitting ring are integrated by connecting with an intermediate rib and fitted with the center holder. It is possible to allow fluid to flow in the space between the ring.

ロータが回転する状態でのウォータポンプの断面図である。It is sectional drawing of the water pump in the state which a rotor rotates. 第2ケーシングとライナー部とポンプロータとを分離状態の断面図である。It is sectional drawing of the 2nd casing, the liner part, and the pump rotor separated state. ロータが回転する状態での筒状部と嵌合リングと膨出部との位置関係を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the positional relationship between a tubular part, a fitting ring, and a bulging part in a state where a rotor rotates. 固定シャフトとセンタホルダとの分離状態の斜視図である。It is a perspective view of the separated state of a fixed shaft and a center holder.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔全体構成〕
図1には、モータ部Mの駆動力により回転軸芯Xを中心に回転するポンプロータ43をケーシングCに収容し、冷却水(流体の一例)を吸入する吸入筒23と、吸入した冷却水を送り出す吐出筒25(流路の一例)とをケーシングCに備えたポンプの具体例として、ウォータポンプPが示されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
〔overall structure〕
In FIG. 1, a suction cylinder 23 that accommodates a pump rotor 43 that rotates about a rotating shaft core X by a driving force of a motor unit M in a casing C and sucks cooling water (an example of a fluid), and sucked cooling water. A water pump P is shown as a specific example of a pump provided with a discharge cylinder 25 (an example of a flow path) for delivering the water in a casing C.

このウォータポンプPは、ポンプロータ43の回転に伴い吸入筒23から冷却水をポンプ空間Spに吸入すると共に、吸入した冷却水を吐出筒25からポンプロータ43の接線方向に送り出す遠心ポンプとして構成されている。 This water pump P is configured as a centrifugal pump that sucks cooling water from the suction cylinder 23 into the pump space Sp as the pump rotor 43 rotates and sends the sucked cooling water from the discharge cylinder 25 in the tangential direction of the pump rotor 43. ing.

このウォータポンプPは、自動車等の車両においてエンジンとラジエータとの間で冷却水を循環させる形態で用いられる。尚、この構成のポンプは、ウォータポンプPに限らず、他の流体を送り出すポンプとして構成することも可能である。 This water pump P is used in a vehicle such as an automobile in a form in which cooling water is circulated between the engine and the radiator. The pump having this configuration is not limited to the water pump P, and can be configured as a pump that sends out other fluids.

〔ポンプの具体構成〕
このウォータポンプPは、任意の姿勢で使用できるものであるが、本実施形態では、図1に示す姿勢に基づいて上下関係を説明する。
[Specific configuration of pump]
This water pump P can be used in any posture, but in the present embodiment, the vertical relationship will be described based on the posture shown in FIG.

図1に示すように、ケーシングCは、樹脂製の第1ケーシング10と、樹脂製の第2ケーシング20と、樹脂製の第3ケーシング30を連結して構成されている。ケーシングCには、第1ケーシング10の内部に形成されるロータ空間Srから第2ケーシング20の内部に形成されるポンプ空間Spに亘る空間にロータ40が収容されている。 As shown in FIG. 1, the casing C is configured by connecting a resin-made first casing 10, a resin-made second casing 20, and a resin-made third casing 30. In the casing C, the rotor 40 is housed in a space extending from the rotor space Sr formed inside the first casing 10 to the pump space Sp formed inside the second casing 20.

第1ケーシング10と、第2ケーシング20とを水密状態で連結するため、第1ケーシング10と第2ケーシング20とが対向する部位には、各々に対応して第1フランジ部11と第2フランジ部21とが形成され、これらがビス1により連結され、密封性を高めるため連結面には樹脂製のシール2が挟み込まれている。 In order to connect the first casing 10 and the second casing 20 in a watertight state, the first flange portion 11 and the second flange correspond to the portions where the first casing 10 and the second casing 20 face each other. A portion 21 is formed, and these are connected by a screw 1, and a resin seal 2 is sandwiched between the connecting surfaces in order to improve the sealing property.

図1に示すように第1ケーシング10は、回転軸芯Xと同軸芯で有底のロータ空間Srを有し、このロータ空間Srを取り囲む側壁部12にステータ13を埋め込んでいる。また、ロータ空間Srには、基端部分を第1ケーシング10の底壁部分にインサートする形態で回転軸芯Xと同軸芯で固定シャフト14を備えている。 As shown in FIG. 1, the first casing 10 has a bottomed rotor space Sr coaxial with the rotation shaft core X, and the stator 13 is embedded in a side wall portion 12 surrounding the rotor space Sr. Further, the rotor space Sr is provided with a fixed shaft 14 coaxial with the rotating shaft core X in a form in which the base end portion is inserted into the bottom wall portion of the first casing 10.

ステータ13は、磁性鋼板を積層したコア13aと、このコア13aに巻回される導線で成るコイル13bとを備えている。このステータ13は、第1ケーシング10の側壁の内部に樹脂ポッティングにより埋め込まれている。固定シャフト14は、断面形状が円形であり、先端が第2ケーシング20のポンプ空間Spに達するように軸長が設定されている。 The stator 13 includes a core 13a in which magnetic steel plates are laminated, and a coil 13b made of a conducting wire wound around the core 13a. The stator 13 is embedded in the side wall of the first casing 10 by resin potting. The fixed shaft 14 has a circular cross-sectional shape, and the shaft length is set so that the tip reaches the pump space Sp of the second casing 20.

図1に示すように第2ケーシング20は、回転軸芯Xと同軸芯で筒状となる膨出部22が上方に突出形成され、図2に示すように膨出部22の上壁22bから回転軸芯Xと同軸芯で上方に突出する吸入筒23が形成されている。また、第2ケーシング20には、膨出部22の内部に形成されたポンプ空間Spを取り囲む環状空間から接線方向に流体を送り出す姿勢で吐出筒25が形成されている。特に、図2に示すように膨出部22の円筒状の内面となる空間で嵌合凹部22aが形成されている。 As shown in FIG. 1, in the second casing 20, a bulging portion 22 which is coaxial with the rotating shaft core X and has a tubular shape is formed so as to project upward, and as shown in FIG. 2, from the upper wall 22b of the bulging portion 22. A suction cylinder 23 is formed which is coaxial with the rotation shaft core X and projects upward. Further, in the second casing 20, a discharge cylinder 25 is formed in a posture of tangentially delivering a fluid from an annular space surrounding the pump space Sp formed inside the bulging portion 22. In particular, as shown in FIG. 2, the fitting recess 22a is formed in a space that is a cylindrical inner surface of the bulging portion 22.

図1に示すように第3ケーシング30は、制御基板31を収容する空間を形成するため、中央部が下方に膨らむ椀状に成形されている。この第3ケーシング30は、第1ケーシング10の底部に連結しており、密封性を高めるため連結面には樹脂製のシール2が挟み込まれている。 As shown in FIG. 1, the third casing 30 is formed in a bowl shape whose central portion bulges downward in order to form a space for accommodating the control substrate 31. The third casing 30 is connected to the bottom of the first casing 10, and a resin seal 2 is sandwiched between the connecting surfaces in order to improve the sealing property.

第1ケーシング10の下部には、下方に突出する支持部15が形成され、この支持部15に制御基板31が支持されている。 A support portion 15 projecting downward is formed in the lower portion of the first casing 10, and the control substrate 31 is supported by the support portion 15.

図1に示すようにロータ40は、固定シャフト14に対して回転自在に外嵌された軸受41を備えると共に、下部のモータロータ42と、上部のクローズド型のポンプロータ43とを一体化して構成されている。 As shown in FIG. 1, the rotor 40 includes a bearing 41 rotatably fitted to the fixed shaft 14, and is configured by integrating a lower motor rotor 42 and an upper closed pump rotor 43. ing.

軸受41は、固定シャフト14との滑り軸受を想定しているが、ニードルベアリング等で構成しても良い。また、モータロータ42の外周には複数の永久磁石42aを備えている。 The bearing 41 is assumed to be a slide bearing with the fixed shaft 14, but may be configured by a needle bearing or the like. Further, a plurality of permanent magnets 42a are provided on the outer periphery of the motor rotor 42.

ポンプロータ43は、中心側ほど上方に突出する形状のベースロータ43aと、ベースロータ43aの上面側に所定間隔を隔てて固定されるシュラウド43bと、これらの中間のインペラ43cとを備えている。更に、シュラウド43bは、上端に回転軸芯Xを中心とする筒状部43baが一体形成されている。 The pump rotor 43 includes a base rotor 43a having a shape protruding upward toward the center side, a shroud 43b fixed to the upper surface side of the base rotor 43a at predetermined intervals, and an impeller 43c in between thereof. Further, the shroud 43b is integrally formed with a tubular portion 43ba centered on the rotating shaft core X at the upper end.

尚、インペラ43cは、シュラウド43bの下面側に一体的に形成された翼体で構成されるが、ベースロータ43aの上面に突出する状態で一体的に形成されても良い。 The impeller 43c is composed of a blade integrally formed on the lower surface side of the shroud 43b, but may be integrally formed so as to project from the upper surface of the base rotor 43a.

図1、図2に示すように、固定シャフト14の上端にブッシュ44が外嵌し、このブッシュ44にライナー部45が外嵌する状態で支持されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, a bush 44 is externally fitted to the upper end of the fixed shaft 14, and the liner portion 45 is externally fitted to the bush 44 and is supported.

ライナー部45は、固定シャフト14の上端に嵌合するセンタホルダ45aと、第2ケーシング20の嵌合凹部22aに内嵌する嵌合リング45bと、センタホルダ45aと嵌合リング45bとを繋ぐ複数の中間リブ45c(図4を参照)とを備えている。 The liner portion 45 includes a plurality of fitting rings 45a that are fitted to the upper ends of the fixed shaft 14, a fitting ring 45b that is internally fitted into the fitting recess 22a of the second casing 20, and a plurality of fitting rings 45a that connect the center holder 45a and the fitting ring 45b. It is equipped with an intermediate rib 45c (see FIG. 4).

図1、図2、図4に示すように、固定シャフト14には、その上端の外周の一部を切り欠くことにより回転軸芯Xに直交する姿勢の位置規制面14aと、回転軸芯Xに沿う姿勢の回転規制面14bとが形成されている。ロータ40の回転が停止する状態で位置規制面14aにセンタホルダ45aの当接面45asが当接することにより、ライナー部45の回転軸芯Xに沿う方向での位置を決める。また、回転規制面14bにセンタホルダ45aの回転規制部45arを嵌合させることで、ライナー部45の回転を規制する。 As shown in FIGS. 1, 2, and 4, the fixed shaft 14 has a position-regulating surface 14a having a posture orthogonal to the rotation shaft core X by cutting out a part of the outer periphery of the upper end thereof, and the rotation shaft core X. A rotation restricting surface 14b having a posture along the above surface is formed. When the contact surface 45as of the center holder 45a comes into contact with the position regulation surface 14a in a state where the rotation of the rotor 40 is stopped, the position of the liner portion 45 in the direction along the rotation axis X is determined. Further, the rotation of the liner portion 45 is restricted by fitting the rotation restricting portion 45ar of the center holder 45a to the rotation restricting surface 14b.

このライナー部45の嵌合リング45bは、上部の規制リング部45baと、下部のスリーブ部45bbとが一体形成されると共に、スリーブ部45bbの下端位置に下端面45bcを有し、規制リング部45baの上端位置に上端面45bdを有している。 The fitting ring 45b of the liner portion 45 is integrally formed with the upper regulation ring portion 45ba and the lower sleeve portion 45bb, and has a lower end surface 45bc at the lower end position of the sleeve portion 45bb, and the regulation ring portion 45ba. It has an upper end surface 45bd at the upper end position of.

規制リング部45baは、その内径がスリーブ部45bbの内径より小径に設定されている。また、嵌合リング45bの外径(規制リング部45baからスリーブ部45bbに亘る領域の外径)が、膨出部22の内径より少し小さい値に設定されている。更に、筒状部43baの外径をスリーブ部45bbの内径より僅かに小さい値に設定することにより、これらを近接配置して間隙を形成しており、この間隙により冷却水の流れを抑制するシール機能部Aが構成されている。 The inner diameter of the regulation ring portion 45ba is set to be smaller than the inner diameter of the sleeve portion 45bb. Further, the outer diameter of the fitting ring 45b (the outer diameter of the region extending from the regulation ring portion 45ba to the sleeve portion 45bb) is set to a value slightly smaller than the inner diameter of the bulging portion 22. Further, by setting the outer diameter of the tubular portion 43ba to a value slightly smaller than the inner diameter of the sleeve portion 45bb, these are arranged close to each other to form a gap, and the gap suppresses the flow of cooling water. The functional unit A is configured.

〔シール機能部〕
このウォータポンプPは、ポンプロータ43の駆動回転に伴い、このポンプロータ43の中心部位から外周側に向けて冷却水の流れを作り出す。これにより、ポンプロータ43の中心部位の圧力が低下し、吸入筒23から冷却水が吸入されると共に、ポンプ空間Spのうちポンプロータ43の外周に近接する部位の圧力が上昇し、ポンプ空間Spの冷却水が吐出筒25から送り出される。
[Seal function part]
The water pump P creates a flow of cooling water from the central portion of the pump rotor 43 toward the outer peripheral side as the pump rotor 43 is driven and rotated. As a result, the pressure at the central portion of the pump rotor 43 decreases, the cooling water is sucked from the suction cylinder 23, and the pressure at the portion of the pump space Sp that is close to the outer periphery of the pump rotor 43 increases, resulting in the pump space Sp. Cooling water is sent out from the discharge cylinder 25.

このようにポンプ空間Spに圧力差が作り出されるため、ポンプ空間Spのうち、ポンプロータ43の外周に連なる部位から、シュラウド43bの筒状部43baの先端の開口部位に向けて、シュラウド43bと第2ケーシング20との間に冷却水を逆流させる方向に圧力が作用する。 Since the pressure difference is created in the pump space Sp in this way, the shroud 43b and the first portion of the pump space Sp that are connected to the outer periphery of the pump rotor 43 toward the opening portion of the tip of the tubular portion 43ba of the shroud 43b. 2 Pressure acts in the direction of backflow of cooling water between the casing 20 and the casing 20.

また、圧力の作用により冷却水が逆流した場合には、ウォータポンプPの効率を低下させることになる。このような理由から逆流を抑制する目的で、前述したシール機能部Aが形成される。 Further, when the cooling water flows back due to the action of pressure, the efficiency of the water pump P is lowered. For this reason, the above-mentioned seal function portion A is formed for the purpose of suppressing backflow.

図3に示すように、シール機能部Aは、シュラウド43bの筒状部43baの外周面と、嵌合リング45bのスリーブ部45bbの内周面との間の間隔を第1離間距離Daとして小さい値に設定することでシール機能を作り出している。また、嵌合リング45bの外周面と、膨出部22の内周面との間の間隔を第2離間距離Dbとしており、この第2離間距離Dbを前述した第1離間距離Daより大きい値に設定している。 As shown in FIG. 3, the seal function portion A has a small distance between the outer peripheral surface of the tubular portion 43ba of the shroud 43b and the inner peripheral surface of the sleeve portion 45bb of the fitting ring 45b as the first separation distance Da. The sealing function is created by setting the value. Further, the distance between the outer peripheral surface of the fitting ring 45b and the inner peripheral surface of the bulging portion 22 is set as the second separation distance Db, and the second separation distance Db is a value larger than the above-mentioned first separation distance Da. Is set to.

この構成では、嵌合リング45bが膨出部22の嵌合凹部22aに嵌め込まれるように、ライナー部45が配置され、ロータ40が回転した場合には、冷却水の水圧が下側から作用することにより、ライナー部45の全体が浮き上がる。これにより嵌合リング45bも浮き上がり、図1、図3に示すように嵌合リング45bの上端面45bdが膨出部22の上壁22bの下面に当接することになる。 In this configuration, the liner portion 45 is arranged so that the fitting ring 45b is fitted into the fitting recess 22a of the bulging portion 22, and when the rotor 40 rotates, the water pressure of the cooling water acts from the lower side. As a result, the entire liner portion 45 is lifted. As a result, the fitting ring 45b also rises, and as shown in FIGS. 1 and 3, the upper end surface 45bd of the fitting ring 45b comes into contact with the lower surface of the upper wall 22b of the bulging portion 22.

尚、ロータ40が回転しない状況では冷却水の水圧が作用しないため、嵌合リング45bの下端面45bcがシュラウド43bの上面に当接し、この状態では、嵌合リング45bの上端面45bdと、膨出部22の上壁22bの下面との間に間隙が形成される。 Since the water pressure of the cooling water does not act when the rotor 40 does not rotate, the lower end surface 45bc of the fitting ring 45b abuts on the upper surface of the shroud 43b, and in this state, the upper end surface 45bd of the fitting ring 45b expands. A gap is formed between the protrusion 22 and the lower surface of the upper wall 22b.

また、第2離間距離Dbを第1離間距離Daより大きい値に設定するため、ウォータポンプPの組み立て時に膨出部22に対して嵌合リング45bの挿入を容易に行える。 Further, since the second separation distance Db is set to a value larger than the first separation distance Da, the fitting ring 45b can be easily inserted into the bulging portion 22 when assembling the water pump P.

このウォータポンプPでは、ケーシングCの内部に固定シャフト14にロータ40が固定状態で支持されるため、回転軸芯Xを基準にした半径方向での筒状部43baの外周面の位置が決まる。また、固定シャフト14にライナー部45が支持されるため、回転軸芯Xを基準にした半径方向での嵌合リング45bのスリーブ部45bbの内周面の位置が決まる。 In this water pump P, since the rotor 40 is supported in a fixed state on the fixed shaft 14 inside the casing C, the position of the outer peripheral surface of the tubular portion 43ba in the radial direction with respect to the rotating shaft core X is determined. Further, since the liner portion 45 is supported by the fixed shaft 14, the position of the inner peripheral surface of the sleeve portion 45bb of the fitting ring 45b in the radial direction with respect to the rotating shaft core X is determined.

このように、各々の位置が固定シャフト14を基準に決まるため、例えば、複数の部材の公差の影響を受ける構成と比較すると、筒状部43baの外周面と嵌合リング45bのスリーブ部45bbの内周面とを高い精度で近接させることが可能となる。そして、ロータ40が回転する状況では、嵌合リング45bの上端面45bdが膨出部22の上壁22bの下面に当接することで嵌合リング45bの外周面に冷却水が流れる現象を阻止する。また、ロータ40が回転する状況では、嵌合リング45bの内周に冷却数が流れようとするものの、この部位のシール機能部Aの第1離間距離Daが小さい値の間隙であるため冷却水の逆流を良好に抑制する。 In this way, since each position is determined with reference to the fixed shaft 14, for example, when compared with a configuration affected by the tolerance of a plurality of members, the outer peripheral surface of the cylindrical portion 43ba and the sleeve portion 45bb of the fitting ring 45b It is possible to bring the inner peripheral surface closer to the inner peripheral surface with high accuracy. When the rotor 40 rotates, the upper end surface 45bd of the fitting ring 45b abuts on the lower surface of the upper wall 22b of the bulging portion 22 to prevent the cooling water from flowing to the outer peripheral surface of the fitting ring 45b. .. Further, in the situation where the rotor 40 rotates, although the cooling number tends to flow on the inner circumference of the fitting ring 45b, the cooling water is a gap having a small value for the first separation distance Da of the sealing function portion A at this portion. Suppresses the backflow of.

このウォータポンプPでは、固定シャフト14の位置規制面14aに対し、センタホルダ45aの当接面45asが当接することにより、ライナー部45の回転軸芯Xに沿う方向での位置が決まるため、例えば、ロータ40が低速で回転する際のように、ロータ40に浮力が作用しない場合でも、嵌合リング45bの上端面45bdを膨出部22の上壁22bの下面に近接させることで高いシール機能を持たせることも可能である。 In this water pump P, the contact surface 45as of the center holder 45a comes into contact with the position regulation surface 14a of the fixed shaft 14, so that the position of the liner portion 45 in the direction along the rotation axis X is determined. Even when buoyancy does not act on the rotor 40, such as when the rotor 40 rotates at a low speed, the upper end surface 45bd of the fitting ring 45b is brought close to the lower surface of the upper wall 22b of the bulging portion 22 to provide a high sealing function. It is also possible to have.

〔実施形態の作用効果〕
このような構成から、モータ部Mのステータ13のコイル13bに供給する電力を、制御基板31で制御することにより、モータロータ42の永久磁石42aに対しコイル13bから作用する磁力を制御してロータ40の回転が行われる。
[Action and effect of the embodiment]
From such a configuration, by controlling the electric power supplied to the coil 13b of the stator 13 of the motor unit M by the control board 31, the magnetic force acting on the permanent magnet 42a of the motor rotor 42 from the coil 13b is controlled by the rotor 40. Is rotated.

ロータ40には、遠心型のポンプロータ43を備えているため、ポンプロータ43の回転に伴い吸入筒23から吸入した冷却水を、吐出筒25から吐出する。 Since the rotor 40 includes a centrifugal pump rotor 43, the cooling water sucked from the suction cylinder 23 as the pump rotor 43 rotates is discharged from the discharge cylinder 25.

この構成では、固定シャフト14にロータ40が支持されるため、回転軸芯Xを基準にした筒状部43baの外周面の位置が決まる。また、固定シャフト14にライナー部45が支持されるため、回転軸芯Xを基準にした規制リング部45baの内周面の位置が決まる。 In this configuration, since the rotor 40 is supported by the fixed shaft 14, the position of the outer peripheral surface of the tubular portion 43ba with respect to the rotating shaft core X is determined. Further, since the liner portion 45 is supported by the fixed shaft 14, the position of the inner peripheral surface of the regulation ring portion 45ba with respect to the rotating shaft core X is determined.

このため、各々の位置が決まるため筒状部43baの外周面と規制リング部45baの内周面とを近接させることが可能となり、第1離間距離Daを小さい値に設定して冷却水の流れを良好に抑制している。 Therefore, since the respective positions are determined, the outer peripheral surface of the tubular portion 43ba and the inner peripheral surface of the regulation ring portion 45ba can be brought close to each other, and the first separation distance Da is set to a small value to allow the flow of cooling water. Is well suppressed.

本発明は、シュラウドを有したクローズド型のポンプロータの部位での流体の逆流を抑制するためのシール部を有したポンプに利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a pump having a seal portion for suppressing backflow of fluid at a site of a closed pump rotor having a shroud.

14 固定シャフト
14a 規制面
22a 嵌合凹部
25 吐出筒(流路)
43 ポンプロータ
43b シュラウド
43ba 筒状部
45 ライナー部
45a センタホルダ
45b 嵌合リング
45c 中間リブ
A シール部
C ケーシング
X 回転軸芯
Da 第1離間距離
Db 第2離間距離
14 Fixed shaft 14a Regulation surface 22a Fitting recess 25 Discharge tube (flow path)
43 Pump rotor 43b Shroud 43ba Cylindrical part 45 Liner part 45a Center holder 45b Fitting ring 45c Intermediate rib A Seal part C Casing X Rotating shaft core Da 1st separation distance Db 2nd separation distance

Claims (5)

ケーシングの内部に回転軸芯と同軸芯で固定シャフトが備えられ、前記固定シャフトに対し回転自在にポンプロータが支持され、前記固定シャフトのうち前記ポンプロータより外端側に環状のライナー部が支持され、前記ライナー部の内側を通過して吸入した流体を前記ポンプロータに送り、この流体を前記ポンプロータの外周から外方に送り出すように流路が形成されると共に、
前記ポンプロータが、前記回転軸芯に沿う方向で前記ライナー部に対向する位置にシュラウドを配置したクローズド型であり、
前記ライナー部が、前記固定シャフトの外端に嵌合するセンタホルダ、及び、前記ケーシングに形成された嵌合凹部に内嵌する嵌合リングを有しており、
前記シュラウドの中央部に形成された筒状部の外周面と、前記嵌合リングの内周面とを近接配置しているポンプ。
A fixed shaft is provided inside the casing with a core coaxial with the rotating shaft, a pump rotor is rotatably supported by the fixed shaft, and an annular liner portion of the fixed shaft is supported on the outer end side of the pump rotor. A flow path is formed so as to send the fluid sucked through the inside of the liner portion to the pump rotor and send the fluid outward from the outer periphery of the pump rotor.
The pump rotor is a closed type in which a shroud is arranged at a position facing the liner portion in a direction along the rotation axis.
The liner portion has a center holder that fits to the outer end of the fixed shaft, and a fitting ring that fits inside the fitting recess formed in the casing.
A pump in which the outer peripheral surface of a tubular portion formed in the central portion of the shroud and the inner peripheral surface of the fitting ring are closely arranged.
前記嵌合凹部に対し前記ライナー部が前記回転軸芯に沿う方向に移動自在に嵌め込まれている請求項1に記載のポンプ。 The pump according to claim 1, wherein the liner portion is movably fitted into the fitting recess in a direction along the rotation axis. 前記筒状部の外周面と前記嵌合リングの内周面との間の間隙が、この間隙での流体の流れを抑制するシール機能を有している請求項1又は2に記載のポンプ。 The pump according to claim 1 or 2, wherein the gap between the outer peripheral surface of the tubular portion and the inner peripheral surface of the fitting ring has a sealing function of suppressing the flow of fluid in this gap. 前記筒状部の外周面と前記嵌合リングの内周面との間の第1離間距離が、前記嵌合凹部の内周面と前記嵌合リングの外周面の間の第2離間距離より小さく設定されている請求項3に記載のポンプ。 The first separation distance between the outer peripheral surface of the tubular portion and the inner peripheral surface of the fitting ring is larger than the second separation distance between the inner peripheral surface of the fitting recess and the outer peripheral surface of the fitting ring. The pump according to claim 3, which is set small. 前記ライナー部が、前記センタホルダと、前記嵌合リングとを繋ぐ中間リブを備えている請求項1~4のいずれか一項に記載のポンプ。 The pump according to any one of claims 1 to 4, wherein the liner portion includes an intermediate rib connecting the center holder and the fitting ring.
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