JP2004060585A - ポンプ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のポンプは、合成樹脂で形成された部分に内部流体の透過を許容限度以上に起こす所定厚さ以下の肉厚部分が設けられ、モータフレーム2とケーシング1の少なくとも肉厚部分には、内部流体の透過を抑えるめっきが形成されたことを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部流体の透過が許容限度以上に起こる所定厚さ以下の肉厚部分を有するポンプ、とくに内部流体の透過を防ぐことができるポンプに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、特に機器組込み用のポンプは、機器の小型,軽量化,省エネルギ化の流れの中、ポンプ自体も小型,軽量,省エネルギ化が望まれている。このようなポンプの1つとして、隔壁で密閉されたロータとこのロータを駆動するステータを隔壁の外側に設けたキャンドモータ型のポンプにおいて、モータをDCブラシレスモータとしたものが提案されている。図3に従来のポンプの構造図を示す。
【0003】
図3において、101はケーシング、102は吸込口、103は羽根車、104は吐出口、105は固定軸である。従来のポンプは、図3に示すように吸込口102及び吐出口104を備えたケーシング101の内部に、流体を加圧する羽根車103を収納するとともに回転しないように固定された固定軸105が組み込まれている。
【0004】
また、図3において、106はケ―シング101に固定された軸受板,107は羽根車103に固定された回転自在の軸受、108は永久磁石、109は永久磁石108を内蔵したロータ、110は通電することによリロータ109を回転させるステータ、111はロータ109とステータ110を隔てる隔壁、112はステータ110に通電する電流を制御する制御部、113はモータフレーム、114は制御部112に電源や制御信号を伝えるリード線、115はモータフレーム113と隔壁111をシールするOリング、116はケーシング101と隔壁111をシールするOリング、117はリード線114とモータフレーム113をシールするシール部材、118はドライブ素子である。
【0005】
このように従来のポンプにおいては、ステータ110の内部に隔壁111を介してロータ109が配置され、ロータ109と羽根車103は一体で成形され、ロータ109の中心の軸受107と接続されている。また、軸受107はロ―タ109の中央を貫通しケーシング101と隔壁111に両側で固定された固定軸105に回転自在に取付けられている。
【0006】
そして従来のポンプは以上の構造により、制御部112よりステータ110に通電されると、ステータ110に回転磁界が発生しロータ109が回転する。羽根車103はロータ109に一体で成形されているため、ロータ109が回転すると羽根車103も回転し流体を加圧する。実際の流体の動きは、吸込口102より流入し、羽根車103により加圧され、吐出口104より吐出される。流体を加圧すると、羽根車103の前後で圧力差が生じ、ロータ109にスラスト荷重がかかる。このスラスト荷重を受けるため、軸受107の吸込側に軸受板106を設け摺動させる構造となっている。制御部112は外部からの水の進入による誤動作や破壊を防止するため、モータフレーム113と隔壁111をOリング115でシールするとともに、モータフレーム113とリード線114をシール部材117によりシールすることで密閉される構造となっている。以上のような構成とすることで、耐水性に優れ小型,軽量,省エネルギのポンプを得ることができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の密閉構造のポンプでは、さらなる小型、薄型化が要求される薄型、軽量機器に組込んで密閉水路による閉循環系で使用するような場合、小型、薄型化のために合成樹脂製ケーシングやモータフレームの肉厚をかなり薄くせざるを得ず、また、使用される閉循環系が小さいため内部循環水量も少量であり、ケーシングやモータフレームの薄肉部からの水分透過(合成樹脂内の透過)が起こり長時間経過すると閉循環系内の循環水が不足して機能しなくなるという課題があった。
【0008】
本発明は、合成樹脂の肉厚の薄い部分から内部流体が透過して放散するのを抑制し、安価で小型、薄型、軽量のポンプを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために本発明のポンプは、合成樹脂で形成された部分に内部流体の透過を許容限度以上に起こす所定厚さ以下の肉厚部分が設けられたポンプであって、モータフレームとケーシングの少なくとも肉厚部分には、内部流体の透過を抑えるめっきが形成されたことを特徴とする。
【0010】
これにより、合成樹脂製ケーシングやモータフレームの薄肉部にめっきを形成して水分透過量を抑制して、安価で小型、軽量のポンプが得られる。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、モータフレームとケーシングによって羽根車が収容され、該モータフレームとケーシングの少なくとも一部が合成樹脂から形成されるとともに、該合成樹脂で形成された部分に内部流体の透過を許容限度以上に起こす所定厚さ以下の肉厚部分が設けられたポンプであって、モータフレームとケーシングの少なくとも肉厚部分には、内部流体の透過を抑えるめっきが形成されたことを特徴とするポンプであり、合成樹脂製ケーシングやモータフレームの薄い肉厚部分にめっきを形成して流体の透過量を抑制して、内部流体が透過後気化等して放散されるのを防ぎ、安価で小型、軽量のポンプが得られるという作用を有する。
【0012】
本発明の請求項2に記載の発明は、閉循環系に配設された請求項1記載のポンプであって、許容限度が循環流体を封入してからの経過時間と閉循環系内の流体の減少量とに基づいて決定されることを特徴とする請求項1記載のポンプであり、閉循環系に循環流体を封入してからの経過時間と閉循環系から減少した流体の減少量で許容限度を設定するため、実用的で設定が容易である。
【0013】
本発明の請求項3に記載の発明は、モータフレームの環状凹部にステータを配置するとともに、該環状凹部の外周のポンプ室内に該ステータによって駆動されるロータが設けられたことを特徴とする請求項1または2に記載のポンプであり、ステータとロータと環状凹部の構成によって小型のポンプを実現でき、モータフレームの表面積が大きく薄い肉厚部分のところが多い点はめっきで透過を防ぐことができる。
【0014】
本発明の請求項4に記載の発明は、めっきがNiめっきであることを特徴とする請求項1に記載のポンプであり、めっきの中ではごく一般的かつ安価な方法であるNiめっきを使用することで、水分透過量を抑制するという作用を有している。
【0015】
本発明の請求項5に記載の発明は、めっきがNiめっきとCuめっきの2層で構成されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のポンプであり、2層構成とすることにより、めっきムラの抑制と樹脂製の被めっき材への接合強度を保持した状態で、水分透過量の抑制を増強する作用を有している。
【0016】
本発明の請求項6に記載の発明は、2層の構成において、Cuめっきを下地とすることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のポンプであり、物性的に柔軟性に富むCuめっきを下地にすることにより、被めっき材からのはがれ防止効果を向上させ、被めっき材との接合強度を保持した状態で、Niめっき等の第2層めのめっき層を形成することで、水分透過量の抑制を増強する作用を有している。
【0017】
本発明の請求項7に記載の発明は、めっき皮膜の膜厚が5〜20μmであることを特徴とする請求項1〜4に記載のポンプであり、めっき皮膜の膜厚が厚過ぎると剥がれ易くなり、また薄過ぎると水分透過防止の効果が減少するため、5〜20μmという所定の範囲のめっき皮膜の膜厚により、確実に水分透過量を抑制するという作用を有している。
【0018】
以下、本発明の実施の形態について図1(a)(b)、図2を用いて説明する。
【0019】
(実施の形態1)
図1(a)は本発明の実施の形態1におけるポンプの吸込側正面図、図1(b)は(a)のポンプの断面図、図2は本発明の実施の形態1におけるポンプの水分透過量の推移を示すグラフである。なお、従来の技術と同様のものには同一の符号を付して説明を省略する。
【0020】
図1(a)(b)において、1は肉厚が所定厚さ以下の部位の表面に脱脂処理された後にNiめっき処理されたケーシング、2は肉厚が所定厚さ以下の部位の表面に脱脂処理された後にNiめっき処理され隔壁111と一体に形成されたモータフレームである。ケーシング1とモータフレーム2は少なくとも一部がPPE等の合成樹脂から形成されたものであり、本実施の形態1においては軽量化のため全部が合成樹脂から形成されている。モータフレーム2には側方外側に向けて環状凹部が設けられ、この環状凹部の中にステータ110が配置される。またステータ110の外周(環状凹部の外周)のポンプ室内にはステータ110によって駆動されるロータ109が設けられる。すなわち、キャンドモータ型のポンプである。3,4はケーシング1とモータフレーム2にそれぞれ設けられた超音波溶着用リブで組立て時にケーシング及びモータフレームは溶着されシールされる。5はケーシング1とモータフレーム2の間に配置され溶着時に溶着カスが内部に混入するのを防止し且つシールの働きをするOリング、6はウレタン樹脂等によるシール部材、7はNiめっきやこのNiめっきとCuめっきの2層等で構成される皮膜である。
【0021】
以上の構造により、制御部112よりステータ110に通電されると、ステータ110に回転磁界が発生しロータ109が回転する。羽根車103はロータ109に一体で成形されているため、ロータ109が回転すると羽根車103も回転し流体を加圧する。実際の流体の動きは、吸込口102より流入し、羽根車103により加圧され、吐出口104より吐出される。流体を加圧すると、羽根車103の前後で圧力差が生じ、ロータ109にスラスト荷重がかかる。このスラスト荷重を受けるため、軸受107の吸込側に軸受板106を設け、摺動させる構造となっている。制御部112は外部からの流体の進入による誤動作や破壊を防止するため、及びモータフレーム2からの流体透過を抑制するために、モータフレーム2とリード線114をウレタン樹脂によるシール部材6によりシールすることで密閉される構造となっている。
【0022】
次に、図2はポンプ組立て状態で循環水を満水とし吸込口102及び吐出口104を封止した状態で、70℃雰囲気内に放置したときの重量変化グラフである。なお、ここでの循環水は水である。この重量変化分(本発明の減少量)が水分透過により循環水が減少したものと考えられる。また、本発明の実施の形態1における循環水は最大温度が55℃であったため、水蒸気圧が2倍となる70℃で放置することによる影響を加速係数2で換算した。すなわち、2倍の水蒸気圧であるために飽和までの時間が2倍かかるとの仮定から、経過時間を求めるときに1/2倍している。
【0023】
グラフ1は、合成樹脂PPEでケーシング1及びモータフレーム2を構成し、薄肉部の肉厚を1.2mmとしたときのグラフである。薄肉部は、通常、ケーシング1及びモータフレーム2の接水部分であるが、薄型、小型化したポンプの場合、ケーシング1では天面部119及び吸込口102と吐出口104も薄肉部となるし、モータフレーム2では隔壁111が薄肉部となる。この薄肉部を内部流体が透過するのを防がねばならないが、透過の許容限度は、実施の形態1においてはグラフ1の時間と重量変化量から設定される。また実施の形態1の所定厚さはこの許容限度を示すときの肉厚で決定される。例えば、40時間で0.12gの重量変化が許容限度であれば、このときの肉厚1.2mmが許容限度を示す所定の肉厚となる。
【0024】
グラフ2は、グラフ1の樹脂条件にNiめっきを施し、めっき膜厚約10μmとしたときのグラフである。なおNiめっきの皮膜7の厚さは、めっきの際の通電量に比例するので、通電時間を調整することによって自在に制御できる。実施の形態1のポンプは、合成樹脂材料からの水分透過量をNiめっき皮膜7によって抑制することができる。
【0025】
本発明の実施の形態1では、肉厚が所定厚さ以下の部位、すなわちケーシング1では天面部119及び吸込口102と吐出口104、モータフレーム2では隔壁111に、Niめっきで皮膜するようにしたが、マスキング等による手間を省くために、ケーシング1とモータフレーム2の全体へ皮膜する方法でも良い。また、Niめっきの皮膜7の膜厚を10μmとしたが、膜厚が厚過ぎると処理時間が長くかかり費用が増加するとともに、めっき膜の柔軟性が著しく低下するために、被めっき樹脂材から剥がれ易くなり、接合強度が低下する。また、めっきの膜厚が薄過ぎると、めっきムラが生じた場合等にマイクロポア(微細な孔)が生じたり、極薄のめっき層が形成される部分ができる可能性があり、水分透過量の抑制効果が減少する。従って、Niめっきの膜厚は5〜20μmの範囲で形成されることが適当である。
【0026】
また、めっきを2層構成として、Cuめっき等の柔軟性のあるものを下地として使用し、その上層にNiめっき等の硬質のめっき層を形成させることにより、被めっき樹脂材からの剥がれ防止効果を向上させ接合強度を維持し、さらに水分透過量の抑制効果を増強することもできる。
【0027】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明のポンプによれば、合成樹脂製ケーシングやモータフレームの薄い肉厚部分にめっきを形成して流体の透過量を抑制して、内部流体が透過後気化等して放散するのを防ぎ、安価で小型、軽量のポンプが得られるという作用を有する。閉循環系に循環流体を封入してからの経過時間と閉循環系から減少した流体の減少量で許容限度を設定するため、実用的で設定が容易である。ステータとロータと環状凹部の構成によって小型のポンプを実現でき、モータフレームの表面積が大きく薄い肉厚部分のところが多い点はめっきで透過を防ぐことができる。
【0028】
また、めっきがNiめっきであるため、めっきの中ではごく一般的かつ安価な方法であるNiめっきを使用することで、水分透過量を抑制するという作用を有している。さらにめっきがNiめっきとCuめっきの2層で構成されるから、2層構成とすることにより、めっきムラの抑制と樹脂製の被めっき材への接合強度を保持した状態で、水分透過量の抑制を増強することができる。
【0029】
そして、2層の構成においてCuめっきを下地とするため、物性的に柔軟性に富むCuめっきを下地にすることにより、被めっき材からのはがれ防止効果を向上させ、被めっき材との接合強度を保持した状態で、Niめっき等の第2層めのめっき層を形成することで、水分透過量の抑制を増強することができる。また、めっき皮膜の膜厚が5〜20μmであるから、確実に水分透過量を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明の実施の形態1におけるポンプの吸込側正面図
(b)(a)のポンプの断面図
【図2】本発明の実施の形態1におけるポンプの水分透過量の推移を示すグラフ
【図3】従来のポンプの構造図
【符号の説明】
1,101 ケーシング
2,113 モータフレーム
3,4 超音波溶着リブ
5,115,116 Oリング
6,117 シール部材
102 吸込口
103 羽根車
104 吐出口
105 固定軸
106 軸受板
107 軸受
108 永久磁石
109 ロータ
110 ステータ
111 隔壁
112 制御部
114 リード線
118 ドライブ素子
119 天面部
Claims (7)
- モータフレームとケーシングによって羽根車が収容され、該モータフレームと前記ケーシングの少なくとも一部が合成樹脂から形成されるとともに、該合成樹脂で形成された部分に内部流体の透過を許容限度以上に起こす所定厚さ以下の肉厚部分が形成されたポンプであって、
前記モータフレームと前記ケーシングの少なくとも前記肉厚部分には、内部流体の透過を抑えるめっきが形成されたことを特徴とするポンプ。 - 閉循環系に配設された請求項1記載のポンプであって、前記許容限度が循環流体を封入してからの経過時間と前記閉循環系内の流体の減少量とに基づいて決定されることを特徴とする請求項1記載のポンプ。
- 前記モータフレームの環状凹部にステータを配置するとともに、該環状凹部の外周のポンプ室内に該ステータによって駆動されるロータが設けられたことを特徴とする請求項1または2に記載のポンプ。
- 前記めっきがNiめっきであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のポンプ。
- 前記めっきがNiめっきとCuめっきの2層で構成されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のポンプ。
- 前記2層の構成において、Cuめっきを下地とすることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のポンプ。
- 前記めっき皮膜の膜厚が5〜20μmであることを特徴とする請求項1〜4に記載のポンプ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002222778A JP2004060585A (ja) | 2002-07-31 | 2002-07-31 | ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2002222778A JP2004060585A (ja) | 2002-07-31 | 2002-07-31 | ポンプ |
Publications (1)
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---|---|
JP2004060585A true JP2004060585A (ja) | 2004-02-26 |
Family
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Family Applications (1)
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JP2002222778A Withdrawn JP2004060585A (ja) | 2002-07-31 | 2002-07-31 | ポンプ |
Country Status (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008215307A (ja) * | 2007-03-07 | 2008-09-18 | Ikutoku Gakuen | 一体型モータポンプ |
JP2015031253A (ja) * | 2013-08-06 | 2015-02-16 | シナノケンシ株式会社 | 送風装置 |
-
2002
- 2002-07-31 JP JP2002222778A patent/JP2004060585A/ja not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008215307A (ja) * | 2007-03-07 | 2008-09-18 | Ikutoku Gakuen | 一体型モータポンプ |
JP2015031253A (ja) * | 2013-08-06 | 2015-02-16 | シナノケンシ株式会社 | 送風装置 |
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