JP7297152B2 - ポンプ - Google Patents

Description

本開示は、フレームと接続するブラケットを有するポンプに関する。

従来、モータ部及び送水部を有するポンプが知られている。このようなポンプにおいて、モータ部と送水部とは、別々に製造されている。モータ部と送水部とは、フレームを介してそれぞれの軸心のずれの度合い、即ち、同軸度が小さくなるように、組み立てられる。特許文献１には、モータ部の固定子の外周部分をフレームの内周部分に嵌合させたポンプが開示されている。特許文献１は、これにより、モータ部と送水部との同軸度が小さくなるような位置決めを行おうとするものである。

特許第６０７８３０７号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたポンプは、モータ部の固定子の外周部分がフレームの内周部分に嵌合している。即ち、フレームの内径は、モータ部の外径に依存している。このため、ポンプは、高出力化を目的とする等の際に、径方向に大型化されたモータ部が使用された場合、フレームを拡径させなければならないことがある。したがって、特許文献１のポンプは、モータ部が径方向に大型化したことによって、フレームの材料使用量が増加し、製造費用が高くなる虞がある。

本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、モータ部が大型化した場合であっても、フレームの材料使用量を増加させず、製造費用を抑えたポンプを提供するものである。

本開示に係るポンプは、液体を流入させる吸込口と液体を流出させる吐出口とが側面に形成された送水部と、送水部の上部に設けられたフレームと、フレームの上部に設けられたブラケットと、ブラケットが下部に設けられ、回転駆動するモータ部と、フレームとモータ部との間に設けられ、板金からなる板金ブラケットと、を備え、ブラケットは、下方に突出し、フレームに嵌合する突出嵌合部を有し、板金ブラケットには、突出嵌合部が挿入される挿入孔が形成されている。

本開示によれば、ブラケットは、フレームに嵌合する突出嵌合部を有している。また、モータ部の下部には、ブラケットが設けられている。即ち、モータ部は、ブラケットに形成された突出嵌合部を介して、フレームと接続されている。突出嵌合部の位置及び寸法等は、フレームとの関係でのみ調整され、モータ部と独立して設定される。このため、突出嵌合部の位置及び寸法等は、モータ部が径方向に大型化した場合でも、変更されなくて済む。即ち、突出嵌合部が嵌合するフレームは、モータ部が径方向に大型化した場合でも、拡径されない。したがって、ポンプは、モータ部が径方向に大型化した場合でも、フレームの材料使用量を増加させず、製造費用を抑えることができる。

実施の形態１に係るポンプ１を示す構成図である。 実施の形態１に係る送水部２及びフレーム３を示す構成図である。 実施の形態１に係る送水部２を示す上視図である。 実施の形態１に係るフレーム３を示す斜視図である。 実施の形態１に係るモータ部４、軸部５、軸受け７及びブラケット８を示す構成図である。 実施の形態１に係るモータハウジング４１を示す斜視図である。 実施の形態１に係るブラケット８を示す斜視図である。 実施の形態１に係るフレーム３、ブラケット８及び板金ブラケット９を示す斜視図である。 実施の形態１に係るブラケット８を示す構成図である。 実施の形態１に係るフレーム３及びブラケット８を示す構成図である。 実施の形態１に係る板金ブラケット９を示す斜視図である。 実施の形態１に係るブラケット８及び板金ブラケット９を示す斜視図である。 実施の形態２に係るブラケット１０８を示す側視図である。 実施の形態３に係るポンプ２０１を示す構成図である。 実施の形態３に係るブラケット２０８を示す斜視図である。

実施の形態１．
以下、実施の形態１に係るポンプ１について、図面を参照しながら説明する。図１は、実施の形態１に係るポンプ１を示す構成図である。なお、図１は、ポンプ１の上下方向の断面を示している。図１に示すように、ポンプ１は、送水部２、フレーム３、モータ部４、軸部５、及び羽根車６、軸受け７、ブラケット８及び板金ブラケット９を有している。

（送水部２）
図２は、実施の形態１に係る送水部２及びフレーム３を示す構成図である。図２は、送水部２及びフレーム３の上下方向の断面を示している。図３は、実施の形態１に係る送水部２を示す上視図である。送水部２は、送水部２に接続された一方の配管１０から内部に流入した水等の液体に圧力を加え、他方の配管１０に送るものである。図２及び図３に示すように、送水部２には、収容空間２１、吸込口２２、吐出口２３、嵌合部２４及び送水部締結孔２５が形成されている。

収容空間２１は、送水部２の内部に形成された空間であり、羽根車６が収容される。吸込口２２は、送水部２の側面に形成された開口である。また、吸込口２２は、収容空間２１に連通している。一方の配管１０を流れる液体は、吸込口２２を通って、収容空間２１に流入する。吐出口２３は、送水部２において、吸込口２２と対向する側面に形成された開口である。また、吐出口２３は、収容空間２１に連通している。収容空間２１に流入した冷媒は、吐出口２３を通って、他方の配管１０に流出する。嵌合部２４は、収容空間２１の下部に形成された箇所である。嵌合部２４には、羽根車６における下部且つ外周側の部分が嵌合する。送水部締結孔２５は、送水部２の上部に形成された６つの開口である。送水部締結孔２５には、後述するフレーム３の下部締結孔３４と共に、ボルト等が挿入されて締められる。なお、送水部締結孔２５は、６つでなくてもよい。

（フレーム３）
図４は、実施の形態１に係るフレーム３を示す斜視図である。図４に示すように、フレーム３は、上下方向に延びる円環状の部材であり、下部環状部３１、柱部３２及び上部環状部３３からなる。また、図１に示すように、フレーム３は、送水部２の上部に設けられている。フレーム３は、ブラケット８を介して、モータ部４の下部と送水部２の上部とを接続する。下部環状部３１は、フレーム３の下部を構成する環状の部材である。下部環状部３１には、下部締結孔３４が形成されている。下部締結孔３４は、下部環状部３１の外周において、送水部締結孔２５と対向する位置に形成された開口である。下部締結孔３４には、送水部２の送水部締結孔２５と共に、ボルト等が挿入されて締められる。これにより、フレーム３が送水部２に固定される。柱部３２は、下部環状部３１の内周部から上方に延びる柱状の部材である。

上部環状部３３は、柱部３２に接続し、フレーム３の上部を構成する環状の部材である。上部環状部３３には、上部締結孔３５が形成されている。上部締結孔３５は、上部環状部３３の上面に形成された４つの開口である。上部締結孔３５には、後述する板金ブラケット９の第１締結孔９３と共に、ボルト等が挿入されて締められる。なお、上部締結孔３５は、４つでなくてもよい。また、上部環状部３３の上部は、内周面３６が拡径するように形成されている。即ち、上部環状部３３の上部の内周面３６には、段差が形成されている。上部環状部３３の上部には、後述するブラケット８の突出嵌合部８３が嵌合する。また、上部環状部３３の上部に形成された段差は、突出嵌合部８３の長さに応じて、突出嵌合部８３が、がたつかない程度の安定性が確保された深さに設定される。これにより、上部環状部３３は、必要十分な加工量で成型される。なお、上部環状部３３の上面は、内周面３６が拡径していなくてもよい。

（モータ部４）
図５は、実施の形態１に係るモータ部４、軸部５、軸受け７及びブラケット８を示す構成図である。図５は、モータ部４、軸部５、軸受け７及びブラケット８の上下方向の断面を示している。図６は、実施の形態１に係るモータハウジング４１を示す斜視図である。モータ部４は、回転駆動し、羽根車６を回転させるものである。図５に示すように、モータ部４は、モータハウジング４１及びモータユニット４２を有する。モータハウジング４１は、モータユニット４２を収容し、モータ部４の外殻をなす部材である。図６に示すように、モータハウジング４１には、モータ締結孔４３が形成されている。モータ締結孔４３は、モータハウジング４１の下部に形成された４つの開口である。モータ締結孔４３には、後述する板金ブラケット９の第２締結孔９４と共に、ボルト等が挿入されて締められる。なお、モータ締結孔４３は、４つでなくてもよい。

モータユニット４２は、電力が供給されることで、軸部５及び羽根車６を回転させるものである。モータユニット４２は、固定子４４及び回転子４５を有している。固定子４４は、モータハウジング４１の内周面に設けられた円環状の部材である。回転子４５は、固定子４４の内周面に対向して設けられた部材である。回転子４５は、固定子４４に通電されることにより、回転する。

（軸部５、羽根車６、軸受け７）
軸部５は、上部が回転子４５に挿入され、下部が羽根車６に接続された棒状の部材である。軸部５は、回転子４５の回転力を羽根車６に伝達し、羽根車６を回転させる。図１及び図２に示すように、羽根車６は、収容空間２１に収容され、送水部２の径方向に羽根状の板が延びた部材である。羽根車６は、回転することで、収容空間２１を流れる液体に圧力を加える。この際、収容空間２１内の冷媒は、収容空間２１を回転して流れ、吐出口２３側に送られる。軸受け７は、軸部５の周囲に設けられた環状の部材である。軸受け７は、軸部５を支持し、回転子４５の回転によって生じる荷重を受ける部材である。

（ブラケット８）
図７は、実施の形態１に係るブラケット８を示す斜視図である。図８は、実施の形態１に係るフレーム３、ブラケット８及び板金ブラケット９を示す斜視図である。図９は、実施の形態１に係るブラケット８を示す構成図である。図９は、ブラケット８の上下方向の断面を示している。ブラケット８は、例えば、樹脂製であり、軸受け７の周囲に設けられた円環状の部材であり、軸部５及び軸受け７を支持する。ブラケット８は、モータ部４の下部且つ内周部に設けられている。図７～図９に示すように、ブラケット８は、平板部８１、軸受けハウジング８２及び突出嵌合部８３からなる。

平板部８１は、中央の円板部８４及び、中央の円板部８４から径方向に延びる４つの延材部８５を有する板状の部材である。円板部８４の中央には、ブラケット軸孔８６が形成されている。ブラケット軸孔８６は、軸部５が挿通される開口である。即ち、ブラケット軸孔８６の径は、軸部５の径よりも大きい。軸受けハウジング８２は、円板部８４の中央部から上方に延びる円筒状の部材である。軸受けハウジング８２は、軸受け７を支持するものである。

図１０は、実施の形態１に係るフレーム３及びブラケット８を示す構成図である。図１０は、図１において点線で囲まれた範囲を拡大した図である。突出嵌合部８３は、平板部８１から下方に突出する部材である。本実施の形態１においては、図７に示すように、対向する２つの突出嵌合部８３が２つの組をなして、円板部８４の縁部分から突出している。一方の突出嵌合部８３の外周面８７と対向する他方の突出嵌合部８３の外周面８７との間の長さは、フレーム３の上部環状部３３の内径と略等しい。これにより、図１０に示すように、突出嵌合部８３の外周面８７は、上部環状部３３の内周面３６に嵌合する。即ち、ブラケット８は、フレーム３に精確な位置で接続される。突出嵌合部８３の位置及び寸法等は、フレーム３との関係でのみ調整され、モータ部４と独立して設定される。即ち、突出嵌合部８３は、フレーム３に嵌合すれば、４つ以外でもよく、また、他の形状であってもよい。また、突出嵌合部８３は、突出嵌合部８３の内周面が上部環状部３３の外周面に嵌合するように形成されていてもよい。

（板金ブラケット９）
図１１は、実施の形態１に係る板金ブラケット９を示す斜視図である。図１２は、実施の形態１に係るブラケット８及び板金ブラケット９を示す斜視図である。図１１及び図１２に示すように、板金ブラケット９は、円板状である。また、板金ブラケット９は、板金からなる。図１に示すように、板金ブラケット９は、フレーム３とモータ部４との間に設けられ、モータ部４の駆動によって生じる振動等に対するポンプ１の強度を向上させる。板金ブラケット９には、板金ブラケット軸孔９１、挿入孔９２、第１締結孔９３及び第２締結孔９４が形成されている。

板金ブラケット軸孔９１は、板金ブラケット９の中央部に形成された開口である。板金ブラケット軸孔９１には、軸部５が挿通される。即ち、板金ブラケット軸孔９１の径は、軸部５の径よりも大きい。挿入孔９２は、長方形状に形成された開口である。本実施の形態１においては、４つの挿入孔９２が形成されている。なお、挿入孔９２の数及び形状は、突出嵌合部８３の数及び形状に合わせて変更されてもよい。挿入孔９２には、突出嵌合部８３が挿入される。

第１締結孔９３は、上部締結孔３５と対向する位置に設けられた開口である。第１締結孔９３には、上部締結孔３５と共に、ボルト等が挿入されて締められる。これにより、板金ブラケット９がフレーム３に固定される。第２締結孔９４はモータ締結孔４３と対向する位置に設けられた開口である。第２締結孔９４には、モータ締結孔４３と共に、ボルト等が挿入されて締められる。これにより、モータ部４が板金ブラケット９に固定される。

ここで、ポンプ１の動作について、説明する。先ず、一方の配管１０から流れてきた液体は、吸込口２２を通って、収容空間２１に流入する。この際、収容空間２１内を流れる液体は、収容空間２１に設けられた羽根車６が回転することで、圧力が加えられる。次に、圧力を加えられた液体は、収容空間２１の内周面に沿うようにして回転して流れる。そして、収容空間２１を流れる冷媒は、吐出口２３を通って、他方の配管１０に流出する。

本実施の形態１によれば、ブラケット２０８は、フレーム３に嵌合する嵌合部２４を有している。また、モータ部４の下部には、ブラケット２０８が設けられている。即ち、モータ部４は、ブラケット２０８に形成された嵌合部２４を介して、フレーム３と接続している。嵌合部２４の位置及び寸法等は、フレーム３との関係でのみ調整され、モータ部４の大きさと独立して設定される。このため、嵌合部２４の位置及び寸法等は、モータ部４が径方向に大型化した場合でも、変更されなくて済む。即ち、嵌合部２４が嵌合するフレーム３は、モータ部４が径方向に大型化した場合でも、拡径されない。したがって、ポンプ２０１は、モータ部４が径方向に大型化した場合でも、フレーム３の材料使用量を増加させず、製造費用を抑えることができる。

また、フレーム３を拡径する必要がないことから、フレーム３を製造する金型も大型化する必要がない。このため、ポンプ１は、既存の金型を用いてフレーム３を製造することで、製造費用を抑えることができる。

また、概して、ポンプの各部品の組み立てが精確に行われなかった場合、羽根車と送水部の突出嵌合部との間に隙間が生じることがある。このとき、収容空間で圧力を加えられた液体は、この隙間から吸込口側に漏れることがある。本実施の形態１では、ブラケット８の突出嵌合部８３を介して、フレーム３とモータ部４とが精確に接続されている。また、送水部２とフレーム３とは、送水部締結孔２５及び下部締結孔３４に締められたボルト等によって、精確に固定されている。即ち、送水部２とモータ部４とは、同軸度が小さい状態で正確に組み立てられている。このため、モータ部４と軸部５とを介して接続された羽根車６は、送水部２の嵌合部２４に精確に嵌合し、嵌合部２４との間に隙間が生じ難い。したがって、収容空間２１で圧力を加えられた液体は、羽根車６と嵌合部２４との間から吸込口２２側に漏れることが抑制されている。

また、本実施の形態１によれば、突出嵌合部８３の外周面８７は、フレーム３の内周面３６に嵌合する。このため、フレーム３は、突出嵌合部８３の外周面８７が嵌合するように、内径が調整されればよい。したがって、ポンプ１は、フレーム３の製造が簡易であるため、製造費用を抑えることができる。

また、本実施の形態１によれば、ポンプ１は、板金ブラケット９を有する。このため、ポンプ１は、モータ部４の駆動によって生じる振動等に対する強度が向上している。したがって、ポンプ１は、振動等が大きくなり、高い強度が要求されるようなモータ部４の大型化にも対応することができる。

実施の形態２．
図１３は、実施の形態２に係るブラケット１０８を示す側視図である。なお、図１３は、ブラケット１０８の上下方向の断面を示している。図１３に示すように、本実施の形態２は、突出嵌合部１８３がブラケット１０８の中心からの距離が異なる複数の位置に設けられている点で実施の形態１と相違する。本実施の形態２では、実施の形態１と同一の部分は同一の符合を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

（ブラケット１０８）
図１３に示すように、２つの突出嵌合部１８３は、ブラケット１０８の中心からの距離が異なっている。このため、ブラケット１０８は、２種類の大きさのフレーム３に接続することができる。なお、突出嵌合部１８３が設けられる数及び箇所は、フレーム３に干渉しない範囲で設定される。

本実施の形態２によれば、突出嵌合部１８３は、ブラケット１０８の中心からの長さが異なる複数の位置に設けられている。このため、ブラケット１０８は、様々な大きさのフレーム３に接続することができる。したがって、ポンプ１０１は、ブラケット１０８の種類を増やさずに、仕様の異なったフレーム３及びフレーム３に接続される送水部２を製造することができ、製造の管理が容易となる。

実施の形態３．
図１４は、実施の形態３に係るポンプ２０１を示す構成図である。図１４は、ポンプ２０１の上下方向の断面を示している。図１５は、実施の形態３に係るブラケット２０８を示す斜視図である。図１４に示すように、本実施の形態３は、板金ブラケットを有していない点で実施の形態１と相違する。また、図１５に示すように、本実施の形態３は、突出嵌合部２８３が円形に形成されている点で実施の形態１と相違する。本実施の形態３では、実施の形態１と同一の部分は同一の符合を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

図１４に示すように、ポンプ２０１は、板金ブラケットを有していない。また、図１５に示すように、突出嵌合部２８３は、中心がブラケット２０８の中心と一致する円形に形成されている。なお、ブラケット２０８は、同心円状の複数の位置に突出嵌合部２８３が形成されていてもよい。

本実施の形態３によれば、ポンプ２０１は、板金ブラケットを有していない。概して、モータ部の出力が弱い場合には、振動等の発生も少ないため、ポンプの強度を向上させる必要性が低い。ここで、本実施の形態３によれば、ポンプ２０１は、板金ブラケットが省略されている。このため、ポンプ２０１は、強度を向上させる必要性が低い場合、板金ブラケットが省略されていても、ブラケット２０８によって必要十分な強度を保っている。したがって、ポンプ２０１は、必要十分な強度を維持しながら、部品点数を削減することができ、製造費用を抑えることができる。

また、本実施の形態３によれば、突出嵌合部２８３は、中心がブラケット２０８の中心と一致する円形に形成されている。即ち、突出嵌合部２８３は、より簡素な構造となっている。この場合でも、突出嵌合部２８３の外周面２８７は、フレーム３の上部環状部３３の内周面３６に嵌合する。したがって、ポンプ２０１は、フレーム３とブラケット２０８とを接続させた上で、突出嵌合部２８３の製造を簡易化し、製造費用を抑えることができる。

１ ポンプ、２ 送水部、３ フレーム、４ モータ部、５ 軸部、６ 羽根車、７ 軸受け、８ ブラケット、９ 板金ブラケット、１０ 配管、２１ 収容空間、２２ 吸込口、２３ 吐出口、２４ 嵌合部、２５ 送水部締結孔、３１ 下部環状部、３２ 柱部、３３ 上部環状部、３４ 下部締結孔、３５ 上部締結孔、３６ 内周面、４１ モータハウジング、４２ モータユニット、４３ モータ締結孔、４４ 固定子、４５ 回転子、８１ 平板部、８２ 軸受けハウジング、８３ 突出嵌合部、８４ 円板部、８５ 延材部、８６ ブラケット軸孔、８７ 外周面、９１ 板金ブラケット軸孔、９２ 挿入孔、９３ 第１締結孔、９４ 第２締結孔、１０１ ポンプ、１０８ ブラケット、１８３ 突出嵌合部、２０１ ポンプ、２０８ ブラケット、２８３ 突出嵌合部、２８７ 外周面。

Claims (7)

1. 液体を流入させる吸込口と液体を流出させる吐出口とが側面に形成された送水部と、
   前記送水部の上部に設けられたフレームと、
   前記フレームの上部に設けられたブラケットと、
   前記ブラケットが下部に設けられ、回転駆動するモータ部と、
   前記フレームと前記モータ部との間に設けられ、板金からなる板金ブラケットと、を備え、
   前記ブラケットは、
   下方に突出し、前記フレームに嵌合する突出嵌合部を有し、
   前記板金ブラケットには、
   前記突出嵌合部が挿入される挿入孔が形成されている
   ポンプ。
2. 前記ブラケットは、
   前記モータ部の内周部に設けられる
   請求項１に記載のポンプ。
3. 前記突出嵌合部の外周面は、
   前記フレームの上部の内周面に接する
   請求項１又は請求項２に記載のポンプ。
4. 前記突出嵌合部は、
   前記ブラケットの中心からの距離が異なる複数の位置に設けられる
   請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のポンプ。
5. 前記突出嵌合部は、
   中心が前記ブラケットの中心と一致する円形に形成されている
   請求項１～請求項４のいずれか１項に記載のポンプ。
6. 前記フレームは、
   上部の内周面に段差が形成されている
   請求項１～請求項５のいずれか１項に記載のポンプ。
7. 前記ブラケットは、
   樹脂製である
   請求項１～請求項６のいずれか１項に記載のポンプ。

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