TWI777034B - 馬達泵浦 - Google Patents

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TWI777034B
TWI777034B TW108105154A TW108105154A TWI777034B TW I777034 B TWI777034 B TW I777034B TW 108105154 A TW108105154 A TW 108105154A TW 108105154 A TW108105154 A TW 108105154A TW I777034 B TWI777034 B TW I777034B
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日商荏原製作所股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種可確保樹脂製之馬達外殼的機械性強度，防止該馬 達外殼因熱而變形之馬達泵浦。

本發明之馬達泵浦具備：收容馬達定子6之樹脂製的馬達外殼 3。馬達外殼3具有：位於葉輪1與定子線圈6B之間的分隔壁32；放射狀延伸之複數個肋條36；及連接於分隔壁32之內側緣部的內框部31；分隔壁32固定有複數個肋條36，在內框部31之外面形成有複數個導引突起40，在複數個導引突起40之間形成有複數個低窪44。

Description

馬達泵浦
本發明係關於一種使埋設了永久磁鐵之葉輪藉由馬達定子產生之磁場而旋轉的馬達泵浦。
使埋設了永久磁鐵之葉輪藉由馬達定子產生之磁場而旋轉的馬達泵浦之過去例，已知為記載於專利文獻1之泵浦。該專利文獻1所記載之馬達泵浦具有：埋設了永久磁鐵之葉輪；及與葉輪相對而配置之馬達定子；葉輪藉由1個球面軸承而旋轉自如地支撐。該球面軸承即所謂的動壓軸承，可旋轉自如地、傾斜移動自如地支撐葉輪。
上述馬達定子具有複數個定子線圈，此等定子線圈中流入三相電流時會發生旋轉磁場。該旋轉磁場作用於埋設於葉輪之永久磁鐵而旋轉驅動葉輪。因為泵浦使用之液體若接觸到馬達定子會造成漏電，所以在馬達定子與葉輪之間設有馬達外殼，藉由馬達外殼防止液體侵入馬達定子。
馬達定子發生之旋轉磁場經由上述馬達外殼而作用於葉輪的永久磁鐵。該馬達外殼若由金屬形成，伴隨旋轉磁場通過而在馬達外殼中發生渦電流，而導致馬達外殼發熱及馬達效率降低。因此，為了防止發生此種渦電流，馬達外殼通常由樹脂形成。樹脂製之馬達外殼具有即使定子線圈接觸到馬達外殼，仍可與該定子線圈保持電性絕緣，而無須接地線的優點。
〔先前技術文獻〕
〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕日本專利第2544825號公報
但是，在輸送之液體是高溫，或是馬達外殼之溫度劇烈變化的條件下使用泵浦時，馬達外殼會因為熱膨脹或收縮而變形。此外，馬達定子本身因通電而發熱，而馬達外殼可能因熱膨脹而變形。通常因為葉輪與馬達外殼之間的間隙小，所以若馬達外殼變形，則旋轉之葉輪可能會接觸到馬達外殼。
因此，本發明之目的為提供一種可確保樹脂製之馬達外殼的機械性強度，防止該馬達外殼因熱而變形之馬達泵浦。
本發明一種馬達泵浦，其特徵為具備：葉輪，其係埋設了永久磁鐵；泵浦外殼，其係收容前述葉輪；馬達定子，其係具有複數個定子線圈；及樹脂製之馬達外殼，其係收容前述馬達定子；前述馬達外殼具有：分隔壁，其係位於前述葉輪與前述定子線圈之間；放射狀沿伸之複數個肋條；及內框部，其係連接於前述分隔壁之內側緣部；前述分隔壁固定有前述複數個肋條，在前述內框部之外面形成有複數個導引突起，在前述複數個導引突起之間形成有複數個低窪。
本發明適合樣態之特徵為：前述馬達定子之內周面接觸於前述複數個導引突起之至少1個的最外面。
本發明適合樣態之特徵為：前述複數個低窪中充填有澆灌材。
本發明適合樣態之特徵為：前述複數個導引突起及前述複數個低窪係等間隔排列於前述馬達外殼之軸心周圍。
本發明適合樣態之特徵為：前述複數個導引突起分別連接於前述複數個肋條。
本發明適合樣態之特徵為：進一步具備至少1個返回流路，其係將從前述葉輪吐出之液體從前述葉輪與前述分隔壁的間隙返回前述葉輪之液體入口。
本發明適合樣態之特徵為：進一步具備散熱構件，其係由具有比前述馬達外殼之導熱率高的材料構成，前述散熱構件接觸於前述馬達定子。
本發明適合樣態之特徵為：將冷卻液流動之冷卻室安裝於前述散熱構件。
本發明適合樣態之特徵為：進一步具備吸入埠，其係與形成於前述馬達外殼之液體流路連結，且由金屬構成，前述散熱構件接觸於前述吸入埠。
本發明適合樣態之特徵為：前述吸入埠具有圓筒狀之軸部，在前述軸部之外周面形成有螺絲部，在前述馬達外殼中形成有螺絲溝，前述螺絲部與前述螺絲溝螺合，前述散熱構件被前述吸入埠與前述馬達外殼夾著。
本發明適合樣態之特徵為：前述散熱構件係由金屬或陶瓷構成。
本發明適合樣態之特徵為：前述散熱構件發揮堵住收容前述馬達定子之收容空間的馬達護蓋之功能。
採用上述本發明時，可獲得如下效果。
(1)形成於內框部外面之複數個導引突起發揮補強肋條之功能，可提高內框部之機械性強度。
(2)由於在複數個導引突起之間形成有複數個低窪，因此可減少整個內框部之厚度。因此，內框部可將從馬達定子傳導之熱有效散發至與馬達外殼接觸的液體。結果可防止馬達外殼因熱而變形。
(3)馬達定子之內周面，馬達定子藉由複數個導引突起而定位。換言之，藉由使馬達定子之內周面與馬達外殼嵌合，而達成馬達定子與馬達外殼之定心。
(4)包含複數個低窪之馬達外殼的內部以澆灌材充填。低窪發揮充填澆灌材時之流路的功能，可改善澆灌材之流動。結果可使澆灌材之充填作業格外提高，並且確認充填後之澆灌材的狀態之作業容易。再者，充填於馬達外殼之內部的澆灌材不僅為電絕緣材，還發揮補強材及散熱材之功能，因此可防止馬達外殼因熱而變形。
1:葉輪
2:泵浦外殼
2a:螺旋室
3:馬達外殼
3a,10a,15b:液體流路
5:永久磁鐵
6:馬達定子
6a:齒
6b:軛部
6A:定子核
6B:定子線圈
8:連結螺栓
9:O形環
10:軸承
11:旋轉側軸承元件
12:固定側軸承元件
12a:徑向面
12b:軸向面
13:O形環
14:液體流路
15:吸入埠
15a:吸入口
15c:基部
15d:軸部
15e:螺絲部
15f:環狀溝
16:吐出埠
16a:吐出口
17:引線
19:磁軛
20:散熱構件
20a:蓋板
20b:固定環
30:外框部
3b:螺絲溝
31:內框部
32:分隔壁
34:通孔
36:肋條
37:返回流路
40:導引突起
40a:最外面
6c:內周面
44:低窪
50:澆灌材
50a:彎曲部
53:冷卻室
53A:冷卻液入口
53B:冷卻液出口
55:濾網
CL:軸心
H1~H4:高度
第一圖係顯示本發明一種實施形態之馬達泵浦的剖面圖。
第二圖係從箭頭A方向觀看顯示於第一圖之馬達泵浦的圖。
第三圖係顯示埋設於葉輪之永久磁鐵的俯視圖。
第四(a)圖係顯示馬達定子之俯視圖，第四(b)圖係顯示於第四(a)圖之B-B線剖面圖。
第五圖係馬達外殼之俯視圖。
第六圖係顯示於第五圖之C-C線剖面圖。
第七圖係模式顯示充填於馬達外殼內之澆灌材的模式圖。
第八圖係顯示馬達外殼與馬達定子之尺寸的一例之部分剖面圖。
第九圖係顯示馬達外殼與馬達定子之尺寸的其他例之部分剖面圖。
第十圖係從箭頭D指示之方向觀看顯示於第六圖之馬達外殼的一部分之圖。
第十一圖係顯示返回流路之剖面圖。
第十二圖係顯示在作為馬達護蓋之散熱構件中設有冷卻室之一種實施形態的剖面圖。
第十三圖係顯示本發明其他實施形態之馬達泵浦的剖面圖。
第十四圖係顯示於第十三圖之濾網的剖面圖。
以下，參照圖式詳細說明本發明之實施形態。
第一圖係顯示本發明一種實施形態之馬達泵浦的剖面圖，第二圖係從箭頭A方向觀看顯示於第一圖之馬達泵浦的圖。該馬達泵浦具備：埋設了複數個永久磁鐵5之葉輪1；產生作用於此等永久磁鐵5之磁力的馬達定子6；收容葉輪1之泵浦外殼2；收容馬達定子6之馬達外殼3；及支撐葉輪1之徑向負荷及軸向負荷的軸承10。馬達定子6及軸承10配置於葉輪1之吸入側。
泵浦外殼2與馬達外殼3藉由顯示於第二圖之複數個連結螺栓8而彼此固定。在泵浦外殼2與馬達外殼3之間設有作為密封構件之O形環9。葉輪1與馬達外殼3經由微小之間隙而相對，葉輪1藉由馬達定子6產生之旋轉磁場作用於永久磁鐵5而旋轉。葉輪1與馬達外殼3之間隙宜以彼此不致接觸的程度而儘量縮小，具體而言，宜在0.5mm~1mm之範圍內形成間隙。
葉輪1藉由單一之軸承10而旋轉自如地支撐。該軸承10係利用液體之動壓的滑動軸承(動壓軸承)。該軸承10由彼此緩和地嚙合之旋轉側軸承元 件11與固定側軸承元件12的組合而構成。旋轉側軸承元件11固定於葉輪1，並以包圍葉輪1之液體入口的方式配置。固定側軸承元件12固定於馬達外殼3，並配置於旋轉側軸承元件11之吸入側。該固定側軸承元件12具有：支撐葉輪1之徑向負荷的徑向面12a；及支撐葉輪1之軸向負荷的軸向面12b。徑向面12a係與葉輪1之軸心平行，軸向面12b係對葉輪1之軸心垂直。
旋轉側軸承元件11具有環狀之形狀，旋轉側軸承元件11之內周面與固定側軸承元件12的徑向面12a相對，旋轉側軸承元件11之側面與固定側軸承元件12的軸向面12b相對。在旋轉側軸承元件11的內周面與徑向面12a之間、及旋轉側軸承元件11的側面與軸向面12b之間形成有微小的間隙。此外，在旋轉側軸承元件11之內周面及側面形成有用於產生動壓之無圖示的螺旋槽。
從葉輪1吐出之一部分液體通過葉輪1與馬達外殼3之間的微小間隙而導入軸承10。旋轉側軸承元件11與葉輪1一起旋轉時，在旋轉側軸承元件11與固定側軸承元件12之間產生液體的動壓，藉此，藉由軸承10支撐葉輪1。固定側軸承元件12由於係藉由正交之徑向面12a及軸向面12b支撐旋轉側軸承元件11，因此藉由軸承10限制葉輪1之傾斜。軸承10(旋轉側軸承元件11及固定側軸承元件12)係由陶瓷或碳等耐磨損性優異的材料形成。
馬達外殼3中連結有具有吸入口15a之吸入埠15。該吸入埠15係由不銹鋼等之金屬構成，並連接於無圖示之吸入管線。在吸入埠15、馬達外殼3、及軸承10之中心部分別形成有液體流路15b,3a,10a。此等液體流路15b,3a,10a連結成一列，而構成從吸入口15a延伸至葉輪1之液體入口的1條液體流路14。
吸入埠15具有：圓筒狀之基部15c；及具有直徑比該基部15c小之圓筒狀的軸部15d。基部15c與軸部15d係一體構成，軸部15d係從基部15c延伸於 馬達外殼3內。基部15c及軸部15d之中心軸與吸入埠15的中心軸一致，並藉由基部15c及軸部15d的內周面形成有液體流路15b。吸入埠15之液體流路15b連接於馬達外殼3的液體流路3a。在軸部15d之一部分外周面形成有螺絲部15e，並在馬達外殼3中形成螺絲溝3b。藉由使吸入埠15之螺絲部15e與馬達外殼3的螺絲溝3b嚙合，而將吸入埠15固定於馬達外殼3。
在軸部15d之前端側的外周面並未形成螺絲部15e。在未形成螺絲部15e之軸部15d的外周面設置環狀溝15f。在該環狀溝15f內配置密封馬達外殼3與吸入埠15間之間隙的O形環13。
在泵浦外殼2之側面設有具有吐出口16a之吐出埠16，藉由旋轉之葉輪1而升壓的液體通過吐出口16a吐出。另外，本實施形態之馬達泵浦係吸入口15a與吐出口16a正交的所謂上端緣(End Top)型馬達泵浦。
葉輪1由容易滑動且不易磨損之非磁性材料形成。例如適合使用鐵氟龍(登錄商標)及PPS(聚苯硫醚)等樹脂、及陶瓷。泵浦外殼2及馬達外殼3亦可由與葉輪1相同的材料形成。另外，亦可省略軸承10之旋轉側軸承元件11，而在葉輪1之一部分形成螺旋槽，並以固定側軸承元件12之徑向面12a及軸向面10b支撐葉輪1。
第三圖係顯示埋設於葉輪1之永久磁鐵5的俯視圖。如第三圖所示，複數個永久磁鐵5排列成環狀，且交互配置S極與N極。各個永久磁鐵5具有扇形之形狀，本實施形態之永久磁鐵5的數量係8個(亦即8極)。如第一圖所示，葉輪1中鄰接於複數個永久磁鐵5埋設有環狀之磁軛(磁性體)19。永久磁鐵5配置於磁軛19之吸入側。永久磁鐵5與馬達定子6彼此相對而配置，馬達定子6配置於葉輪1之吸入側。馬達定子6配置於馬達外殼3內，收容馬達定子6之收容空間藉 由散熱構件20堵住。本實施形態係設有複數個永久磁鐵5，不過本發明不限定於本實施形態，亦可使用磁化了複數個磁極之1個永久磁鐵。具體而言，亦可使用交互磁化S極與N極而具有複數個磁極之1個環狀永久磁鐵。
第四(a)圖係顯示馬達定子6之俯視圖，第四(b)圖係顯示於第四(a)圖之B-B線剖面圖。如第四(a)圖及第四(b)圖所示，馬達定子6具有：具有複數個齒6a及軛部6b之定子核6A；及分別捲繞於此等齒6a的定子線圈6B。軛部6b係環狀，而齒6a與軛部6b一體構成。齒6a以等間隔排列於軛部6b的一方之面上。齒6a及定子線圈6B沿著馬達定子6之周方向排列。本實施形態係在6個齒6a上分別卷有定子線圈6B，而磁極數為6。葉輪1及馬達定子6係與軸承10及吸入口15a同心狀地排列。
定子線圈6B上連接有3條引線17(參照第二圖)，該引線17之端子連接於無圖示的驅動電路。該驅動電路係使用切換元件控制對各定子線圈6B供給電流之時間的設備。更具體而言，驅動電路係依據旋轉之永久磁鐵5的位置控制對各定子線圈6B供給電流的時間。檢測永久磁鐵5之位置的方法如有使用霍爾元件等之位置感測器的方法、及不使用位置感測器而利用定子線圈6B上產生之反電動勢的方法等。本實施形態之馬達泵浦亦可採用使用位置感測器之感測器驅動方式或是不使用位置感測器之無感測器驅動方式的其中一個。
上述驅動電路依據永久磁鐵5之位置適當切換電流對定子線圈6B的通電，藉此，永久磁鐵5，亦即葉輪1旋轉。葉輪1旋轉時，液體從吸入口15a導入葉輪1的液體入口。液體藉由葉輪1之旋轉而升壓並從吐出口16a吐出。在葉輪1輸送液體中，葉輪1之背面藉由升壓的液體而按壓於吸入側(亦即朝向吸入口15a)。由於軸承10配置於葉輪1之吸入側，因此從吸入側支撐葉輪1之軸向負荷。 採用本實施形態之構成時，由於可藉由1個軸承10非接觸地支撐葉輪1之徑向負荷及軸向負荷，因此可實現不致產生微粒子之小型的馬達泵浦。
第五圖係馬達外殼3之俯視圖，第六圖係顯示於第五圖之C-C線剖面圖。馬達外殼3具備：外框部30、內框部31、及連結外框部30及內框部31的分隔壁32。內框部31中形成有螺合吸入埠15之螺絲部15e的螺絲溝3b。外框部30形成有插入上述連結螺栓8(參照第二圖)之複數個通孔34。內框部31具有概略圓筒形狀，在其中心部形成有液體通過之液體流路3a。分隔壁32具有環狀之形狀。分隔壁32之內側緣部連接於內框部31，分隔壁32之外側緣部連接於外框部30。而後，藉由外框部30、內框部31、及分隔壁32形成有收容馬達定子6之環狀的收容空間。
馬達外殼3進一步具備固定於分隔壁32之複數個肋條36。此等肋條36以穿過分隔壁32之方式放射狀延伸，且等間隔地排列於周方向。肋條36之內端固定於內框部31，肋條36之外端固定於外框部30。分隔壁32之內側表面固定於放射狀延伸的肋條36，藉此，補強分隔壁32之機械性強度。上述之收容空間藉由肋條36而隔開成複數個部分，在此等部分內分別收容馬達定子6之定子線圈6B。肋條36數量如本實施形態宜為與定子線圈6B的數量相同。此時，在定子線圈6B之間配置各肋條36。
在內框部31之外面形成有複數個導引突起40。此等導引突起40等間隔地排列於馬達外殼3的軸心CL周圍。本實施形態之各導引突起40係與軸心CL平行地延伸。從馬達外殼3之軸心CL至複數個導引突起40之最外面40a的距離彼此相同。本實施形態之導引突起40數量與肋條36的數量相同，且導引突起40在馬達外殼3周方向之位置亦與肋條36在馬達外殼3之周方向的位置相同。導引突 起40分別連接於肋條36。更具體而言，肋條36之內端分別連接於導引突起40的最外面40a。
導引突起40發揮補強肋條之功能可提高內框部31的機械性強度。一種實施形態係導引突起40數量亦可比肋條36的數量少，不過從確保內框部31之機械性強度的觀點而言，宜至少設置2個導引突起40。在複數個導引突起40之間形成有複數個低窪44。導引突起40與低窪44在馬達外殼3之軸心CL周圍交互排列。複數個低窪44亦在馬達外殼3之軸心CL周圍等間隔排列。
外框部30、內框部31、分隔壁32、肋條36、及導引突起40係一體構成。從確保馬達定子6之電性絕緣，且防止產生渦電流的觀點而言，馬達外殼3由非金屬材料構成。構成馬達外殼3之材料宜使用樹脂。更具體而言，係使用PPS(聚苯硫醚)、PFA(四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物)等廉價之樹脂。樹脂製之馬達外殼3具有即使定子線圈6B接觸於馬達外殼3仍可保持定子線圈6B之電性絕緣，而無須接地線的優點。以樹脂形成馬達外殼3之方法如採用射出成形。
由於在複數個導引突起40之間形成有複數個低窪44，因此可減少整個內框部31之厚度。因此，內框部31可將從馬達定子6傳導之熱有效散熱於在馬達外殼3之液體流路3a中流動的液體。結果可防止馬達外殼3因熱而變形。
如第一圖所示，馬達定子6之內周面6c接觸於複數個導引突起40的最外面40a。採用此種配置時，馬達定子6係藉由複數個導引突起40來定位。換言之，藉由使馬達定子6之內周面6c與馬達外殼3嵌合，來達成馬達定子6與馬達外殼3之定心，亦即達成馬達定子6在徑方向的定位。再者，由於複數個導引突起40之最外面40a接觸於馬達定子6的內周面6c，因此定子線圈6B所產生之熱可有 效傳導至馬達外殼3，而將熱散至在馬達外殼3之液體流路3a中流動的液體。亦可在馬達定子6之內周面6c與複數個最外面40a中的任何一個之間形成微小的間隙。即使如此，由於其他最外面40a仍然接觸於馬達定子6之內周面6c，因此達成馬達定子6在徑方向之定位，且可將定子線圈6B產生之熱傳導至馬達外殼3。
第七圖係模式顯示充填於馬達外殼3內之澆灌材50的模式圖。如第七圖所示，包含複數個低窪44之馬達外殼3的內部以澆灌材50充填。定子核6A及定子線圈6B以澆灌材50覆蓋。低窪44在充填澆灌材50時發揮流路之功能，可改善澆灌材50的流動。結果可使澆灌材50之充填作業格外提高，並且確認充填後之澆灌材50狀態的作業容易。再者，充填於馬達外殼3內部之澆灌材50不僅為電性絕緣材，亦發揮補強材及散熱材之功能，因此可防止馬達外殼3因熱而變形。另外，第一圖係省略了澆灌材50之圖示。
如第一圖所示，馬達外殼3之分隔壁32與葉輪1之吸入側的側面相對而配置。亦即，分隔壁32位於葉輪1與定子線圈6B之間，具有隔開葉輪1與馬達定子6之功能。馬達定子6產生之旋轉磁場通過分隔壁32而到達葉輪1的永久磁鐵5。因此，馬達外殼3之分隔壁32宜儘量薄。例如馬達外殼3之分隔壁32的厚度為數mm。
本實施形態之馬達泵浦使用在輸送或循環溫度範圍寬廣(例如-40℃~200℃)之液體的用途上。馬達泵浦運轉中，馬達外殼3之分隔壁32吸收從馬達定子6產生之熱。除此之外，馬達外殼3之分隔壁32係藉由與液體接觸而加熱或冷卻。由於即使在此種運轉條件下，分隔壁32仍係藉由複數個肋條36補強，因此不易造成熱變形。因此，可防止泵浦運轉中葉輪1與馬達外殼3接觸。
再者，各肋條36不僅固定於分隔壁32，亦固定於內框部31及外框部30。因此，肋條36可提高馬達外殼3整體之剛性。而且此等肋條36不僅發揮馬達外殼3之補強構件的功能，亦發揮確保鄰接之定子線圈6B間電性絕緣的絕緣構件之功能。亦即，藉由設置與定子線圈6B等數的肋條36，各肋條36夾在定子線圈6B之間，而藉由肋條36確保定子線圈6B間之電性絕緣。
如第一圖所示，本實施形態之馬達泵浦設有接觸於馬達定子6之定子核6A及吸入埠15的散熱構件20。散熱構件20由具有比馬達外殼3高之導熱率的材料構成。此種材料例如係不銹鋼或鋁等金屬、或陶瓷。
如第一圖所示，馬達定子6收容在形成於馬達外殼3內之收容空間，該收容空間如第一圖所示藉由散熱構件20堵住。因此，本實施形態之散熱構件20係發揮堵住馬達定子6之收容空間的馬達護蓋之功能。馬達定子6被馬達外殼3與散熱構件20夾著。散熱構件20具備：堵住馬達定子6之收容空間的蓋板20a；及從蓋板20a之表面朝向馬達定子6突出的固定環20b。此等蓋板20a與固定環20b係一體形成。蓋板20a與固定環20b亦可為不同構件。此時，蓋板20a與固定環20b仍皆由具有比馬達外殼3高之導熱率的材料構成。
蓋板20a整體係圓盤形狀，且其中央形成有插入吸入埠15之孔。吸入埠15之螺絲部15e與馬達外殼3的螺絲溝3b螺合。散熱構件20之蓋板20a的一部分夾在吸入埠15之基部15c與馬達外殼3之間。在該狀態下，散熱構件20之固定環20b接觸於馬達定子6的定子核6A，而將馬達定子6對馬達外殼3之分隔壁32按壓。如此，本實施形態之散熱構件20接觸於定子核6A及吸入埠15，並且亦發揮固定馬達定子6之位置的固定構件功能。
在馬達定子6之定子線圈6B中流入電流時定子線圈6B發熱。一部分熱經由馬達外殼3傳導至液體，其他部分則經由馬達外殼3及散熱構件20散發到空氣中。馬達定子6產生之熱傳導至具有比馬達外殼3高導熱率的散熱構件20，並從該散熱構件20有效散發到空氣中。
散熱構件20由金屬或陶瓷構成。以金屬或陶瓷構成散熱構件20之理由是為了將馬達定子6產生之熱經由散熱構件20有效散發到空氣中。由於散熱構件20之固定環20b接觸於馬達定子6，因此馬達定子6之熱會傳導至散熱構件20，進一步從散熱構件20散發到空氣中。
散熱構件20接觸於吸入埠15。由於吸入埠15由不銹鋼等金屬構成，因此具有高導熱率。因此，從散熱構件20傳導至吸入埠15之熱也從吸入埠15有效散發到空氣中。再者，吸入埠15與在其液體流路15b內流動之液體接觸。因此，傳導至吸入埠15之熱會傳導至在液體流路15b內流動的液體。結果，由於可將馬達定子6所產生之熱進一步有效散發到馬達泵浦的外部，因此可有效抑制馬達定子6之溫度上升。
散熱構件20之固定環20b的內周面接觸於導引突起40的最外面40a。因此，散熱構件20之徑方向定位藉由固定環20b與導引突起40之最外面40a的接觸而達成。亦可在固定環20b之內周面與複數個最外面40a中的任何一個之間形成微小間隙。此時，由於其他最外面40a仍可接觸於固定環20b之內周面，因此達成散熱構件20之徑方向定位。
第八圖係顯示馬達外殼3與馬達定子6之尺寸的一例之部分剖面圖。如第八圖所示，肋條36之高度H1(沿著軸心CL之肋條36的尺寸)比定子核6A之齒6a的高度H2(沿著軸心CL之齒6a的尺寸)小。因此，定子核6A之齒6a接 觸於分隔壁32，另一方面，在定子核6A之軛部6b與肋條36之間形成有微小間隙G1。採用此種構成時，當泵浦外殼2內之液體壓力上升時，承受液體壓力之分隔壁32係藉由肋條36支撐，並且亦藉由齒6a支撐。如此，由於分隔壁32藉由肋條36與齒6a兩者從馬達側支撐，因此可防止分隔壁32變形。
第九圖係顯示馬達外殼3與馬達定子6之尺寸的其他例之部分剖面圖。該例如第九圖所示，肋條36之高度H3(沿著軸心CL之肋條36的尺寸)比定子核6A之齒6a的高度H4(沿著軸心CL之齒6a的尺寸)大。因此，在定子核6A的齒6a與分隔壁32之間形成微小間隙G2，另一方面，定子核6A之軛部6b接觸於肋條36。採用此種構成時，當泵浦外殼2內之液體壓力上升時，分隔壁32被肋條36支撐，並且經由肋條36而藉由定子核6A之軛部6b支撐。如此，由於分隔壁32藉由肋條36與軛部6b兩者而從馬達側支撐，因此可防止分隔壁32變形。
第十圖係從箭頭D指示之方向觀看顯示於第六圖之馬達外殼3的一部分之圖。如第十圖所示，在馬達外殼3之內框部31形成有複數個(本實施形態係3條)返回流路37。此等返回流路37係在內框部31之內面形成溝。返回流路37宜設於肋條36之徑方向內側。此因，在肋條36之端部設有圓角部(厚壁部)而形成作為溝之返回流路37，並可確保馬達外殼3之強度。
第十一圖係顯示返回流路37之剖面圖。如第十一圖所示，返回流路37從葉輪1與馬達外殼3的分隔壁32之間的間隙延伸至液體流路14。因此，藉由葉輪1而升壓之液體的一部分依序通過葉輪1與馬達外殼3之分隔壁32的間隙及返回流路37而返回葉輪1的液體入口。存在於葉輪1與分隔壁32之間隙的液體之一部分進入軸承10的旋轉側軸承元件11與固定側軸承元件12之間，而產生支撐葉輪1所需的動壓。
返回流路37是為了對軸承10供給充分液體而設。當在軸承10的旋轉側軸承元件11與固定側軸承元件12之間存在的液體不足時，軸承10可能會過燒。特別是藉由馬達定子6之發熱及流體磨擦而在葉輪1與分隔壁32之間隙的液體沸騰時，會造成旋轉側軸承元件11與固定側軸承元件12之間的液體乾枯。因此，本實施形態係藉由設置返回流路37可在葉輪1的吸入側側面與分隔壁32之間隙隨時形成液體流動。藉由設置該返回流路37可抑制液體被來自馬達定子6之熱蒸發，軸承10可產生支撐葉輪1之充分動壓。
另外，因為隨著返回流路37數量增加而泵浦性能降低，所以返回流路37數量不需要與肋條36等數。本實施形態係對6個肋條36設置3條返回流路37。
為了使馬達定子6之冷卻效率提高，如第十二圖所示，亦可在散熱構件20中設置冷卻室53。第十二圖係顯示在第一圖所示之馬達泵浦中設置冷卻室53的變形例圖。如第十二圖所示，冷卻室53安裝於散熱構件20之外側表面。該冷卻室53具有環狀之形狀，並具有冷卻液入口53A與冷卻液出口53B。冷卻液(例如冷卻水)從無圖示之冷卻液供給源通過冷卻液入口53A流入冷卻室53，在冷卻室53內部流動並從冷卻液出口53B排出。採用此種構成時，由於馬達定子6所產生之熱可通過金屬製的散熱構件20傳導至冷卻液，因此可將馬達定子6之熱有效散發至馬達泵浦的外部。
第十三圖係顯示本發明其他實施形態之馬達泵浦的剖面圖。另外，未特別說明之本實施形態的構成與第一圖所示之馬達泵浦的構成相同，因此省略其重複之說明。當泵浦之處理液中含有配管的銹及塵埃等異物時，異物會進入動壓軸承之軸承10可能造成軸承10破損。再者，當液體中含有由磁性體構成之 異物時，此等異物會堆積在內藏永久磁鐵5之葉輪1的表面，最後，堆積之異物與馬達外殼3的分隔壁32接觸而使分隔壁32及葉輪1磨損。
因此，係將從液體除去異物之濾網55配置於葉輪1之外周面與馬達外殼3的內周面之間。該濾網55係由形成篩孔之金屬板構成的過濾器。篩孔尺寸係1μm~100μm，並宜為10μm~20μm。第十四圖係顯示於第十三圖之濾網55的剖面圖。濾網55係環狀，更具體而言，具有在軸方向之長度較短的圓筒形狀。濾網55之前端在徑方向內側彎曲而構成彎曲部50a。該彎曲部50a配合泵浦外殼2之螺旋室2a的壁面位置而形成。
在葉輪1之外周面與泵浦外殼2的內周面之間形成有液體通過的間隙，在該間隙中插入濾網55。藉由濾網55之外周面嵌合於泵浦外殼2的內周面而固定濾網55之位置。濾網55之彎曲部50a形成可堵住葉輪1之外周面與泵浦外殼2的內周面之間隙，藉此，藉由濾網55從通過間隙之液體除去異物。通過濾網55之液體通過葉輪1與馬達外殼3的分隔壁32之間隙而導入軸承10。因此，異物不致進入軸承10，可維持軸承10之性能。如此，採用本實施形態時，可提供可防止異物進入支撐葉輪1之軸承(動壓軸承)10，並可維持軸承10性能之馬達泵浦。
濾網55之彎曲部50a具有彎曲的剖面，並成為平滑地連接於泵浦外殼2之螺旋室2a的壁面之形狀。再者，彎曲部50a之前端靠近葉輪1之外周面而配置。亦即，濾網55係從螺旋室2a之壁面延伸至葉輪1的外周面，而成為整個彎曲部50a平滑地連繫螺旋室2a之壁面與葉輪1的外周面之形狀。從葉輪1吐出之大部分液體藉由離心力沿著螺旋室2a及濾網55在周方向高速旋轉，暫時被濾網55捕捉之異物藉由液體之流動沖洗而從吐出口16a與液體一起排出。因此，異物不易堵塞濾網55之篩孔，濾網55不需要維修。再者，由於具有上述形狀之濾網55的 彎曲部50a係構成螺旋室2a之壁面的延長部，因此抑制螺旋室2a造成液體的亂流，而改善泵浦性能。
參照第一圖至第十四圖而說明之馬達泵浦係吸入口與吐出口正交的所謂上端緣型馬達泵浦，不過本發明亦可適用於吸入口與吐出口與葉輪在直線上排列之串聯(In-line)型馬達泵浦。
上述實施形態係以擁有本發明所屬之技術領域的一般知識者可實施本發明為目的而記載者。熟悉本技術之業者當然可形成上述實施形態之各種變形例，本發明之技術性思想亦可適用於其他實施形態。因此，本發明不限定於記載之實施形態，而係按照申請專利範圍所定義之技術性思想作最廣泛之解釋者。
3:馬達外殼
3a:液體流路
30:外框部
31:內框部
32:分隔壁
34:通孔
36:肋條
40:導引突起
40a:最外面
44:低窪
CL:軸心

Claims (11)

  1. 一種馬達泵浦，其特徵為具備：葉輪，其係埋設了永久磁鐵；泵浦外殼，其係收容前述葉輪；馬達定子，其係具有複數個定子線圈；及樹脂製之馬達外殼，其係收容前述馬達定子；前述馬達外殼具有：分隔壁，其係位於前述葉輪與前述定子線圈之間；放射狀沿伸之複數個肋條；及內框部，其係連接於前述分隔壁之內側緣部；前述分隔壁固定有前述複數個肋條，在前述內框部之外面形成有複數個導引突起，在前述複數個導引突起之間形成有複數個低窪，其中前述複數個導引突起分別連接於前述複數個肋條。
  2. 如申請專利範圍第1項之馬達泵浦，其中前述馬達定子之內周面接觸於前述複數個導引突起之至少1個的最外面。
  3. 如申請專利範圍第1項之馬達泵浦，其中前述複數個低窪中充填有澆灌材。
  4. 如申請專利範圍第1項之馬達泵浦，其中前述複數個導引突起及前述複數個低窪係等間隔排列於前述馬達外殼之軸心周圍。
  5. 如申請專利範圍第1項之馬達泵浦，其中進一步具備至少1個返回流路，其係將從前述葉輪吐出之液體從前述葉輪與前述分隔壁的間隙返回前述葉輪之液體入口。
  6. 如申請專利範圍第1項之馬達泵浦，其中進一步具備散熱構件，其係由具有比前述馬達外殼之導熱率高的材料構成，前述散熱構件接觸於前述馬達定子。
  7. 如申請專利範圍第6項之馬達泵浦，其中將冷卻液流動之冷卻室安裝於前述散熱構件。
  8. 如申請專利範圍第6項之馬達泵浦，其中進一步具備吸入埠，其係與形成於前述馬達外殼之液體流路連結，且由金屬構成，前述散熱構件接觸於前述吸入埠。
  9. 如申請專利範圍第8項之馬達泵浦，其中前述吸入埠具有圓筒狀之軸部，在前述軸部之外周面形成有螺絲部，在前述馬達外殼中形成有螺絲溝，前述螺絲部與前述螺絲溝螺合，前述散熱構件被前述吸入埠與前述馬達外殼夾著。
  10. 如申請專利範圍第6項之馬達泵浦，其中前述散熱構件係由金屬或陶瓷構成。
  11. 如申請專利範圍第6項之馬達泵浦，其中前述散熱構件發揮堵住收容前述馬達定子之收容空間的馬達護蓋之功能。
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