WO2020137649A1 - ポンプ - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to pumps.
- the turbomachine includes a motor unit having a rotor chamber that rotatably accommodates a rotor, and a pump unit having a pump chamber that rotatably accommodates an impeller connected to the rotor.
- a partition member partitioning the rotor chamber and the pump chamber, a motor case forming the rotor chamber by the partition member, a pump cover forming the pump chamber by the partition member, and a rotor shaft of the rotor rotatable on the partition member.
- a bearing for supporting the bearing The partition wall member has a boss portion that projects from the partition wall main body portion toward the rotor chamber and supports the bearing. The boss portion is formed with a linear communication hole that penetrates in the axial direction and connects the rotor chamber and the pump chamber.
- the purpose of the present disclosure is to improve the workability when forming a diagonal communication hole in the boss portion of the partition member.
- One configuration of the present disclosure is a partition wall member that partitions a rotor chamber that rotatably houses a rotor and a pump chamber that rotatably houses an impeller connected to the rotor, and the rotor by the partition member.
- a motor case that forms a chamber
- a pump cover that forms the pump chamber with the partition member
- a bearing that rotatably supports the rotor shaft of the rotor on the partition member
- the partition member A boss that projects from the partition wall main body toward the rotor chamber and supports the bearing, and a side surface of the boss that slopes radially inward toward the tip of the boss.
- a projecting portion having a surface portion is projected, and the boss portion is formed with a communication hole that communicates the rotor chamber and the pump chamber and has an opening end portion on the rotor chamber side that opens to the inclined surface portion. It is a pump.
- a working tool such as a drill may be vertically or substantially vertically contacted with the inclined surface portion of the protruding portion of the boss portion. it can. Therefore, as compared with the one disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-17712, it is possible to improve the workability when the diagonal communication holes are formed in the boss portion of the partition member. Further, when the grease is injected into the bearing, the gas in the pump chamber flows through the communication hole that bypasses the bearing, so that the grease can be prevented from coming out of the bearing.
- the protrusion of the protrusion on the side surface of the boss increases the support rigidity of the bearing by the boss and suppresses shaft runout of the rotor shaft of the rotor, as compared with the case where the protrusion does not protrude on the boss. be able to. As a result, it is possible to suppress an increase in the amount of heat generated by the bearing and suppress thermal deterioration of the bearing. As a result, the life of the pump can be improved.
- FIG. 3 is a plan view schematically showing the centrifugal pump according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II of FIG. It is sectional drawing which shows the pump part of a centrifugal pump typically. It is a bottom view showing a pump body. It is sectional drawing which shows the boss part of a pump body. It is sectional drawing which shows the fastening part of a housing.
- FIG. 6 is a bottom view showing a pump body according to the second embodiment.
- FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a pump section of a centrifugal pump according to a third embodiment. It is sectional drawing which shows the centrifugal pump concerning Embodiment 4 typically. It is sectional drawing which shows the centrifugal pump concerning Embodiment 5 typically. It is sectional drawing which shows the fastening part of a housing.
- the first embodiment exemplifies a centrifugal pump used as a purge pump mounted on a vehicle such as an automobile.
- the purge pump is a centrifugal pump that supplements the purge amount of purge gas from the canister to the intake passage of the internal combustion engine (engine).
- 1 is a plan view schematically showing a centrifugal pump
- FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II of FIG. Note that the orientation of the centrifugal pump is determined as shown by the arrows in FIGS. 1 and 2, but the orientation of the centrifugal pump is not specified.
- the centrifugal pump 10 includes a pump unit 12 and a motor unit 14 arranged in the axial direction (vertical direction).
- the centrifugal pump 10 corresponds to the "pump" in the present specification.
- the housing 16 of the centrifugal pump 10 includes a pump cover 18, a pump body 20, and a motor case 22.
- the pump cover 18 is formed in a short cylindrical shape whose upper surface is closed.
- the motor case 22 is formed in a cylindrical shape.
- the motor case 22 has a case cover 23 that closes the opening of the lower surface thereof.
- the pump body 20 is formed in an annular plate shape.
- the pump body 20 is sandwiched between the pump cover 18 and the motor case 22.
- the upper surface of the outer peripheral portion of the pump body 20 and the opening end surface of the pump cover 18, and the lower surface of the outer peripheral portion of the pump body 20 and the opening end surface of the motor case 22 are in surface contact with each other.
- the pump body 20 has an internal space formed by the pump cover 18 and the motor case 22 divided into upper and lower parts.
- the pump cover 18, the motor case 22, and the case cover 23 are each made of resin.
- the pump body 20 is made of metal.
- the pump cover 18 and the pump body 20 form a pump housing 26.
- the pump body 20, the motor case 22, and the case cover 23 form a motor housing 28.
- the pump body 20 corresponds to the “partition wall member” in this specification.
- the motor unit 14 is a brushless motor.
- a substantially hollow cylindrical rotor chamber 29 is formed in the motor housing 28. In the rotor chamber 29, the stator 30, the rotor 32, etc. are housed.
- the stator 30 is formed in a cylindrical shape and is concentrically and fixedly arranged in the motor case 22.
- the stator 30 includes a stator core, a stator coil, and the like.
- a substantially disk-shaped bearing holder 34 is horizontally installed in the lower end portion of the motor case 22.
- a short cylindrical bearing portion 34a is concentrically formed on the center portion of the bearing holder 34.
- the bearing holder 34 is made of metal.
- the rotor 32 is concentrically and rotatably arranged in the hollow portion of the stator 30.
- the rotor 32 includes a rotor shaft 36 and a plurality of permanent magnets 38.
- the rotor shaft 36 is, for example, a solid shaft made of metal.
- the permanent magnet 38 is arranged such that a plurality of magnetic poles are arranged in the circumferential direction at a position closer to the lower part of the axial center of the rotor shaft 36.
- the upper end of the rotor shaft 36 is rotatably supported in the hollow portion of the pump body 20 via an upper bearing 40.
- the lower end of the rotor shaft 36 is rotatably supported in the bearing portion 34 a of the bearing holder 34 via a lower bearing 41.
- Both bearings 40 and 41 are ball bearings. Grease is injected into both bearings 40 and 41.
- the upper bearing 40 corresponds to a bearing that rotatably supports the rotor shaft 36 of the rotor 32 on the pump body 20.
- the pump body 20 has a function of a bearing holder.
- a control circuit (not shown) is arranged in the motor case 22 between the case cover 23 and the bearing holder 34. Further, the motor case 22 has an electric connector portion. An external power supply connector is connected to the electrical connector portion. The rotor 32 is rotationally driven by the supply of electric power from the external power supply to the control circuit.
- FIG. 3 is a sectional view schematically showing a pump portion of a centrifugal pump.
- a substantially hollow disk-shaped pump chamber 44 is formed in the pump housing 26.
- a hollow cylindrical suction port 46 protruding upward is formed at the center of the pump cover 18.
- a suction port 47 is formed in the suction port 46 to communicate the inside and outside of the pump chamber 44.
- a hollow cylindrical discharge port 53 is formed on the rear right side of the pump cover 18.
- the discharge port 53 is projected outward in the tangential direction, that is, in the clockwise direction outward (rightward) from the outer peripheral portion of the pump cover 18 in a plan view (see FIG. 1 ).
- a discharge port 54 is formed in the discharge port 53.
- the discharge port 54 communicates with the rear end of the pump chamber 44.
- An impeller 56 is rotatably housed in the pump chamber 44.
- the impeller 56 has a disc-shaped main plate portion 56a and a plurality of blade portions 56b formed on the upper surface of the main plate portion 56a at predetermined intervals in the circumferential direction.
- the main plate portion 56a faces the upper surface of the pump body 20 with a slight gap.
- the blade portion 56b is formed in a strip plate shape extending upright and radially on the upper surface of the main plate portion 56a.
- the impeller 56 is made of resin.
- the impeller 56 is concentrically and integrally connected to the tip end (upper end) of the rotor shaft 36 of the rotor 32. Therefore, the impeller 56 is rotated as the rotor 32 rotates. The impeller 56 is rotated clockwise in a plan view.
- the pump body 20 has an annular plate-shaped partition wall main body portion 60 and a substantially cylindrical boss portion 62 extending downward from the central portion of the partition wall main body portion 60. ..
- the rotor shaft 36 is rotatably supported in the boss portion 62 via an upper bearing 40.
- the boss portion 62 has a cylindrical main portion 63 and a protruding portion 64 that protrudes from a side surface portion of the main portion 63.
- the protruding portion 64 has a conical shape formed concentrically with the boss portion 62.
- an inclined surface portion 65 that is inclined radially inward toward the tip (downward) of the boss portion 62 is formed on the side surface of the protruding portion 64.
- the axial cross section of the inclined surface portion 65 is linear.
- the boss portion 62 has a straight communication hole 67 that connects the rotor chamber 29 and the pump chamber 44.
- An opening end portion 67 a of the communication hole 67 on the rotor chamber 29 side is opened to the inclined surface portion 65 of the protruding portion 64.
- the open end 67b of the communication hole 67 on the pump chamber 44 side is arranged in the vicinity of the upper bearing 40, that is, in the vicinity of the open end of the hollow portion 62a of the boss 62 on the pump chamber 44 side.
- the communication hole 67 is formed with a straight line 67L orthogonal or substantially orthogonal to the inclined surface portion 65 of the protrusion 64 as a center line. That is, as shown in FIG. 5, with the machining tool 68 such as a drill abutting vertically or substantially perpendicularly on the inclined surface portion 65 of the projecting portion 64 of the boss portion 62, the machining tool 68 rotates to form a communication hole. 67 is formed by punching. A plurality of communication holes 67 may be arranged on the inclined surface portion 65.
- the pump cover 18 and the motor case 22 basically have the same outer diameter or substantially the same outer diameter.
- the pump body 20 basically has an outer diameter larger than the outer diameters of the pump cover 18 and the motor case 22. For this reason, an annular heat dissipation portion 61 is formed on the outer peripheral portion of the partition wall body portion 60 of the pump body 20 so as to project radially outward from the pump cover 18 and the motor case 22 and to be exposed from the housing 16 to the outside. (See Figure 1).
- the pump body 20 is made of a metal material having higher thermal conductivity than the motor case 22.
- the metal material having high thermal conductivity is, for example, aluminum.
- a first positioning means 70 for concentrically positioning the pump body 20 and the pump cover 18 is provided between the pump body 20 and the pump cover 18.
- the first positioning means 70 includes an annular first projection 72, which is formed concentrically on the upper surface of the partition body 60 of the pump body 20 near the outer circumference, and an inner circumference of the opening end of the pump cover 18. And a corner portion 73.
- the first annular protrusion 72 is fitted into the inner peripheral side corner portion 73 of the opening end portion of the pump cover 18 with almost no gap. As a result, the pump body 20 and the pump cover 18 are positioned concentrically.
- a second positioning means 75 for concentrically positioning the pump body 20 and the motor case 22 is provided between the pump body 20 and the motor case 22.
- the second positioning means 75 includes an annular second annular projection 76 formed concentrically on the lower surface of the central portion of the partition body 60 of the pump body 20 in the radial direction, and a radial direction from the opening end of the motor case 22. And a flange-shaped fitting portion 77 protruding inward.
- the second annular protrusion 76 is fitted in the fitting portion 77 of the motor case 22 with almost no gap. As a result, the pump body 20 and the motor case 22 are positioned concentrically.
- a first seal member 80 which is an O-ring that elastically seals the opposing surfaces of the two, is provided.
- the first seal member 80 is fitted in an annular groove 81 formed in the open end surface of the pump cover 18.
- a second seal member 83 including an O-ring that elastically seals the opposing surfaces of the two.
- the second seal member 83 is fitted in an annular groove 84 formed in the opening end surface of the motor case 22.
- FIG. 6 is a sectional view showing a fastening portion of the housing.
- a fastening portion 85 is provided on the outer peripheral portion of the housing 16.
- the fastening portions 85 are arranged at a plurality of places (for example, three places) at predetermined intervals in the circumferential direction of the housing 16.
- the fastening portion 85 includes an upper fastening piece 86 that projects radially outward from the opening end of the pump cover 18, a middle fastening piece 87 that projects radially outward from the opening end of the pump body 20, A lower fastening piece 88 that projects radially outward from the opening end of the motor case 22 is provided.
- the upper fastening piece 86 and the lower fastening piece 88 are fastened with a tapping screw 90 with the middle fastening piece 87 interposed therebetween.
- the tapping screw 90 corresponds to the "fastening part" in this specification.
- the gas in the pump chamber 44 (specifically, the gap between the pump body 20 and the impeller 56) flows through the communication hole 67 that bypasses the upper bearing 40. This makes it possible to prevent the upper bearing 40 from leaking grease.
- the protruding portion 64 is protruded from the side surface portion of the boss portion 62, the supporting rigidity of the upper bearing 40 by the boss portion 62 is increased as compared with the case where the protruding portion 64 is not protruded into the boss portion 62, and the rotor 32 is The shaft runout of the rotor shaft 36 can be suppressed. As a result, it is possible to suppress an increase in the amount of heat generated by the upper bearing 40 and suppress thermal deterioration of the upper bearing 40. As a result, the life of the pump can be improved.
- the protruding portion 64 has a conical shape formed concentrically with the boss portion 62. Therefore, the side surface of the conical projecting portion 64 is used as the inclined surface portion 65, and the processing tool 68 such as a drill can be brought into vertical or substantially vertical contact.
- the open end 67b of the communication hole 67 on the pump chamber 44 side is arranged near the hollow portion 62a of the boss 62. Therefore, the communication hole 67 can be communicated with the low pressure side portion of the pump chamber 44. For this reason, when grease is injected into the upper bearing 40, it is possible to suppress an increase in the pressure in the rotor chamber 29 and prevent grease from leaking from the upper bearing 40.
- the position of the boss portion 62 in the vicinity of the hollow portion 62a means that the opening end portion 67b of the communication hole 67 on the pump chamber 44 side is located radially inward from the position of the opening end portion on the rotor chamber 29 side.
- the pump body 20 is formed of a material having higher heat conductivity than the motor case 22, and a part thereof, that is, the heat dissipation portion 61 is exposed to the outside. Therefore, the heat generated in the upper bearing 40 can be radiated to the outside via the pump body 20. Thereby, the heat deterioration of the upper bearing 40 can be suppressed and the life of the centrifugal pump 10 can be improved.
- the centrifugal pump 10 includes first positioning means 70 for concentrically positioning the pump body 20 and the pump cover 18, and second positioning means 75 for concentrically positioning the pump body 20 and the motor case 22. I have it. Therefore, the first positioning means 70 can concentrically position the pump body 20 and the pump cover 18, and the second positioning means 75 can concentrically position the pump body 20 and the motor case 22. Thereby, the coaxiality of the three parts of the pump body 20, the pump cover 18, and the motor case 22 can be improved, and the flow rate accuracy of the centrifugal pump 10 can be improved.
- the shaft runout of the rotor shaft 36 of the rotor 32 is suppressed, it is possible to suppress an increase in the heat generation amount of the upper bearing 40 and suppress the thermal deterioration of the upper bearing 40. As a result, the life of the centrifugal pump 10 can be improved.
- the centrifugal pump 10 includes a first seal member 80 that makes a face seal between the pump body 20 and the pump cover 18, and a second seal member 83 that makes a face seal between the pump body 20 and the motor case 22. I have it. Therefore, the first seal member 80 can face seal between the pump body 20 and the pump cover 18, and the second seal member 83 can face seal between the pump body 20 and the motor case 22. As a result, foreign matter can be suppressed from entering the pump chamber 44 and the rotor chamber 29 from the outside. Further, the assembly load applied to the face seals of the first seal member 80 and the second seal member 83 is smaller than the assembly load applied to the shaft seal. Therefore, the assemblability of the pump body 20 and the pump cover 18 and the assemblability of the pump body 20 and the motor case 22 can be improved.
- the pump cover 18 and the motor case 22 are fastened together with the pump body 20 in between. Therefore, the pump cover 18 and the motor case 22 are fastened together by interposing the three components that are fastened together with the pump body 20 in between, as compared with the case where two components are fastened together, the number of parts and the set required for fastening are increased. The number of man-hours required can be reduced.
- FIG. 7 is a bottom view showing the pump body.
- the protruding portion 164 of the boss portion 162 of the pump body 20 has a hexagonal pyramid shape formed concentrically on the boss portion 162.
- six inclined surface portions 165 are formed which incline radially inward toward the tip of the boss portion 162 (the surface direction in FIG. 7).
- Each inclined surface portion 165 is a flat surface.
- the communication hole 67 is formed with a straight line that is orthogonal or substantially orthogonal to one of the six inclined surface portions 165 as a center line.
- a plurality of communication holes 67 may be arranged on one inclined surface portion 165, or may be arranged on two or more inclined surface portions 165 of the six inclined surface portions 165.
- FIG. 8 is a sectional view schematically showing a pump portion of a centrifugal pump.
- second positioning means 175 for concentrically positioning the pump body 20 and the motor case 22 is provided.
- the second positioning means 175 includes a middle shaft portion 176 formed between the tip of the main portion 63 of the boss portion 62 of the pump body 20 and the protrusion portion 64, and a radial direction from a position near the opening end portion of the motor case 22. And a flange-shaped fitting portion 177 protruding inward.
- the middle shaft portion 176 is fitted in the fitting portion 177 of the motor case 22 with almost no gap.
- the pump body 20 and the motor case 22 are positioned concentrically.
- the fitting portion 177 is formed with a ventilation hole 178 penetrating in the vertical direction.
- the ventilation hole 178 is arranged at a position corresponding to the communication hole 67 of the pump body.
- FIG. 9 is a sectional view schematically showing a centrifugal pump.
- the rotor shaft 36 of the rotor 32 is supported by the pump body 20 in a cantilever manner. That is, the lower bearing 41 for supporting the lower end of the rotor shaft 36 with respect to the bearing holder 34 of the first embodiment (see FIG. 2) and the boss portion 62 of the bearing holder 34 are omitted. Further, the boss portion 62 of the pump body 20 is rotatably supported via two upper and lower bearings 40.
- FIG. 10 is a sectional view schematically showing a centrifugal pump.
- the heat dissipation portion 61 (see FIG. 2) of the pump body 20 of the first embodiment is omitted.
- the pump body 20 has an outer diameter smaller than the outer diameters of the pump cover 18 and the motor case 22 and larger than the outer diameters of the first seal member 80 and the second seal member 83.
- the pump body 20 is covered by a peripheral wall portion 21 formed on the outer peripheral portion of the opening end surface of the motor case 22. The upper end surface of the peripheral wall portion 21 is in surface-contact with the opening end surface of the pump cover 18.
- FIG. 11 is a sectional view showing a fastening portion of the housing.
- the upper fastening piece 86 of the pump cover 18 and the lower fastening piece 88 of the motor case 22 are fastened with a tapping screw 90.
- the middle fastening piece 87 (see FIG. 6) of the pump body 20 of the first embodiment is omitted, and a portion corresponding to the middle fastening piece 87 is integrally formed with the lower fastening piece 88.
- the pump cover 18 and the motor case 22 are fastened together with the pump body 20 in between.
- the technology disclosed in this specification is not limited to the above-described embodiments, and modifications can be made without departing from the technology disclosed in this specification.
- the pump of the technique disclosed in this specification may be applied to a pump used for pressure-feeding a gas other than the purge gas, for example, air.
- the technology disclosed in this specification may be applied to pumps other than the centrifugal pump.
- the brushless motor of the motor unit 14 may be replaced with a brushed motor.
- the axial section of the inclined surface portion 65 of the protruding portion 64 of the boss portion 62 of the pump body 20 is not limited to a straight line shape, and may be a gentle convex arc shape or a gentle concave arc shape.
- the protruding portion 164 of the boss portion 162 of the pump body 20 may be changed to a polygonal pyramid shape such as a triangular pyramid shape or a pentagonal pyramid shape.
- the inclined surface portion 165 of the protruding portion 164 of the boss portion 162 is not limited to a flat surface, and may be a gentle convex curved surface, a gentle concave curved surface, or the like.
- the shape of the protruding portion of the boss portion may be a shape other than the conical shape or the polygonal pyramid shape.
- the protruding portion of the boss portion may have at least one inclined surface portion on a part of the side surface portion.
- the inclined surface portion may be a flat surface, a gentle convex curved surface, a gentle concave curved surface, or may have the same cross section in one direction, for example, a gentle convex arc shape or a gentle concave arc shape.
- the material having high thermal conductivity of the pump body 20 may be resin such as carbon-containing resin. Further, the heat dissipation portion 61 of the pump body 20 may be formed not only continuously over the entire circumference of the pump body 20 but also intermittently. Further, at least a part of the outer peripheral surface of the pump body 20 may be exposed to the outside as a heat dissipation portion.
- seal member 80 and the second seal member 83 may be used for the same seal member 80 and the second seal member 83, or seal members having different wire diameters, inner diameters, and materials may be used.
- fastening parts are not limited to the tapping screw 90, and bolts and nuts may be used. Further, the pump cover 18 and the motor case 22 may be fastened together, or may be fastened individually to the pump body 20.
- a first aspect is to partition the rotor chamber by a partition member that partitions a rotor chamber that rotatably houses a rotor and a pump chamber that rotatably houses an impeller connected to the rotor, and the partition member.
- a projecting portion having is projected, and the boss portion is formed with a communication hole that communicates the rotor chamber and the pump chamber and has an opening end portion on the rotor chamber side that opens to the inclined surface portion. It is a pump.
- a working tool such as a drill is brought into vertical or substantially vertical contact with the inclined surface portion of the protruding portion of the boss portion. be able to. Therefore, as compared with the one disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-17712, it is possible to improve the workability when the diagonal communication holes are formed in the boss portion of the partition member. Further, when the grease is injected into the bearing, the gas in the pump chamber flows through the communication hole that bypasses the bearing, so that the grease can be prevented from coming out of the bearing.
- the protrusion of the protrusion on the side surface of the boss increases the support rigidity of the bearing by the boss and suppresses shaft runout of the rotor shaft of the rotor, as compared with the case where the protrusion does not protrude on the boss. be able to. As a result, it is possible to suppress an increase in the amount of heat generated by the bearing and suppress thermal deterioration of the bearing. As a result, the life of the pump can be improved.
- a second aspect is the pump according to the first aspect, wherein the protruding portion has a conical shape or a polygonal pyramid shape formed concentrically on the boss portion.
- the side surface of the conical or polygonal pyramidal protrusion can be used as an inclined surface to allow a machining tool such as a drill to abut vertically or substantially vertically.
- a machining tool such as a drill
- the “conical shape” in this specification includes a truncated cone shape.
- the “polygonal pyramid shape” in the present specification includes a polygonal truncated pyramid shape.
- a third aspect is the pump according to the first or second aspect, wherein the opening end portion of the communication hole on the pump chamber side is arranged in the vicinity of the hollow portion of the boss portion. ..
- the communication hole can be communicated with the low pressure side portion of the pump chamber. For this reason, when grease is injected into the bearing, it is possible to suppress an increase in the pressure in the rotor chamber and prevent grease from leaking from the bearing.
- a fourth aspect is the pump according to any one of the first to third aspects, wherein the partition member is made of a material having higher thermal conductivity than the motor case, and a part of the partition member is exposed to the outside. It is a pump.
- the heat generated in the bearing can be radiated to the outside through the partition member. As a result, heat deterioration of the bearing can be suppressed and the life of the pump can be improved.
- a fifth aspect is the pump according to any one of the first to fourth aspects, including first positioning means for concentrically positioning the partition member and the pump cover, the partition member and the motor case. And a second positioning means for concentrically positioning the pump.
- the partition member and the pump cover can be positioned concentrically by the first positioning means, and the partition member and the motor case can be positioned concentrically by the second positioning means.
- the coaxiality of the three parts of the partition member, the pump cover and the motor case can be improved, and the flow rate accuracy of the pump can be improved.
- the shaft runout of the rotor shaft of the rotor is suppressed, it is possible to suppress an increase in the amount of heat generated by the bearing and suppress thermal deterioration of the bearing. As a result, the life of the pump can be improved.
- a sixth aspect is the pump according to any one of the first to fifth aspects, including a first sealing member that makes a face seal between the partition member and the pump cover, the partition member and the motor case. And a second seal member for surface-sealing between the two.
- the sixth aspect it is possible to face seal between the partition member and the pump cover by the first seal member, and face seal between the partition member and the motor case by the second seal member.
- foreign matter can be suppressed from entering the pump chamber and the rotor chamber from the outside.
- the assembly load applied to the face seals of the first seal member and the second seal member is smaller than the assembly load applied to the shaft seal. Therefore, the assemblability between the partition member and the pump cover and the assemblability between the partition member and the motor case can be improved.
- a seventh aspect is the pump according to any one of the first to sixth aspects, wherein the pump cover and the motor case are fastened together with the partition member in between.
- the pump cover and the motor case are fastened together by interposing the three components that are fastened together with the partition wall member in between, so that the number of parts required for fastening is increased as compared with the case where two components are fastened together. Also, the number of assembly steps can be reduced.
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Abstract
遠心ポンプ(10)は、ロータ室(29)とポンプ室(44)とを区画するポンプボデー(20)と、ポンプボデー(20)とによりロータ室(29)を形成するモータケース(22)と、ポンプボデー(20)とによりポンプ室(44)を形成するポンプカバー(18)と、ポンプボデー(20)にロータ(32)のロータ軸(36)を回転可能に支持する上側の軸受(40)と、を備える。ポンプボデー(20)は、隔壁本体部(60)からロータ室(29)側に突出されかつ上側の軸受(40)を支持するボス部(62)を有する。ボス部(62)の側面部には、ボス部(62)の先方に向かって径方向内方に傾斜する傾斜面部(65)を有する突出部(64)が突出される。ボス部(62)には、ロータ室(29)とポンプ室(44)とを連通しかつロータ室(29)側の開口端部が傾斜面部(65)に開口する連通孔(67)が形成される。
Description
本開示はポンプに関する。
気体を圧送するポンプの一種として、例えば特開2012-17712号公報に記載されたターボ機械がある。そのターボ機械は、ロータを回転可能に収納するロータ室を有するモータ部と、ロータに連結されたインペラを回転可能に収納するポンプ室を有するポンプ部と、を備える。ロータ室とポンプ室とを区画する隔壁部材と、隔壁部材とによりロータ室を形成するモータケースと、隔壁部材とによりポンプ室を形成するポンプカバーと、隔壁部材にロータのロータ軸を回転可能に支持する軸受と、を備える。隔壁部材は、隔壁本体部からロータ室側に突出されかつ前記軸受を支持するボス部を有する。ボス部には、軸方向に貫通し、ロータ室とポンプ室とを連通する一直線状の連通孔が形成されている。
特開2012-17712号公報において、隔壁部材のボス部に軸方向の連通孔をドリル等の加工工具により孔開け加工する場合、ボス部の端面に対して加工工具を垂直に当接させることができる。しかしながら、ボス部に斜め方向の連通孔を孔開け加工したい場合、ボス部の端面に対して加工工具が斜めに当接し、加工工具にラジアル荷重が加わることになる。このため、加工性が悪くなる。
本開示の目的は、隔壁部材のボス部に斜め方向の連通孔を孔開け加工する場合の加工性を向上することにある。
前記した課題は、以下の構成により解決することができる。
本開示の一つの構成は、ロータを回転可能に収納するロータ室と、前記ロータに連結されたインペラを回転可能に収納するポンプ室と、を区画する隔壁部材と、前記隔壁部材とにより前記ロータ室を形成するモータケースと、前記隔壁部材とにより前記ポンプ室を形成するポンプカバーと、前記隔壁部材に前記ロータのロータ軸を回転可能に支持する軸受と、を備えており、前記隔壁部材は、隔壁本体部から前記ロータ室側に突出されかつ前記軸受を支持するボス部を有しており、前記ボス部の側面部には、ボス部の先方に向かって径方向内方に傾斜する傾斜面部を有する突出部が突出されており、前記ボス部には、前記ロータ室と前記ポンプ室とを連通しかつ前記ロータ室側の開口端部が前記傾斜面部に開口する連通孔が形成されている、ポンプである。
前記構成によると、隔壁部材のボス部に斜め方向の連通孔を孔開け加工する場合、ボス部の突出部の傾斜面部に対してドリル等の加工工具を垂直又は略垂直に当接させることができる。このため、特開2012-17712号公報のものに比べて、隔壁部材のボス部に斜め方向の連通孔を孔開け加工する場合の加工性を向上することができる。また、軸受にグリースが注入される場合において、ポンプ室の気体が軸受を迂回する連通孔を流れることにより、軸受のグリース抜けを抑制することができる。また、ボス部の側面部に突出部が突出されることにより、ボス部に突出部を突出しない場合と比べて、ボス部による軸受の支持剛性を高め、ロータのロータ軸の軸振れを抑制することができる。これにより、軸受の発熱量の増大を抑制し、軸受の熱劣化を抑制することができる。ひいては、ポンプの寿命を向上することができる。
以下、本明細書に開示の技術を実施するための実施形態について図面を用いて説明する。
[実施形態1]
実施形態1では、例えば自動車等の車両に搭載されるパージポンプとして用いられる遠心ポンプを例示する。パージポンプは、キャニスタから内燃機関(エンジン)の吸気通路へのパージガスのパージ量を補填する遠心ポンプである。図1は遠心ポンプを模式的に示す平面図、図2は図1のII-II線矢視断面図である。なお、遠心ポンプに係る方位を図1及び図2に矢印で示すとおりに定めるが、遠心ポンプの配置方向を特定するものではない。
実施形態1では、例えば自動車等の車両に搭載されるパージポンプとして用いられる遠心ポンプを例示する。パージポンプは、キャニスタから内燃機関(エンジン)の吸気通路へのパージガスのパージ量を補填する遠心ポンプである。図1は遠心ポンプを模式的に示す平面図、図2は図1のII-II線矢視断面図である。なお、遠心ポンプに係る方位を図1及び図2に矢印で示すとおりに定めるが、遠心ポンプの配置方向を特定するものではない。
(遠心ポンプの概要)
図2に示すように、遠心ポンプ10は、軸方向(上下方向)に並ぶポンプ部12とモータ部14とを備えている。遠心ポンプ10は本明細書でいう「ポンプ」に相当する。
図2に示すように、遠心ポンプ10は、軸方向(上下方向)に並ぶポンプ部12とモータ部14とを備えている。遠心ポンプ10は本明細書でいう「ポンプ」に相当する。
遠心ポンプ10のハウジング16は、ポンプカバー18とポンプボデー20とモータケース22とを備えている。ポンプカバー18は上面を閉鎖する短円筒状に形成されている。モータケース22は円筒状に形成されている。モータケース22は、その下面開口部を閉鎖するケースカバー23を有する。
ポンプボデー20は円環板状に形成されている。ポンプボデー20は、ポンプカバー18とモータケース22との間に挟持されている。ポンプボデー20の外周部の上面とポンプカバー18の開口端面、及び、ポンプボデー20の外周部の下面とモータケース22の開口端面とは、それぞれ面接触状に当接されている。
ポンプボデー20は、ポンプカバー18とモータケース22とにより形成される内部空間を上下に区画している。ポンプカバー18、モータケース22及びケースカバー23はそれぞれ樹脂製である。ポンプボデー20は金属製である。ポンプカバー18とポンプボデー20とによりポンプハウジング26が構成されている。ポンプボデー20とモータケース22及びケースカバー23とによりモータハウジング28が構成されている。ポンプボデー20は本明細書でいう「隔壁部材」に相当する。
(モータ部14)
モータ部14はブラシレスモータからなる。モータハウジング28内には、略中空円筒状のロータ室29が形成されている。ロータ室29内には、ステータ30、ロータ32等が収納されている。ステータ30は、円筒状に形成されており、モータケース22内に同心状にかつ固定的に配置されている。ステータ30は、ステータコア、ステータコイル等を備えている。モータケース22の下端部内には、略円板状の軸受ホルダ34が水平状に設置されている。軸受ホルダ34の中央部上には、短円筒状の軸受部34aが同心状に形成されている。軸受ホルダ34は金属製である。
モータ部14はブラシレスモータからなる。モータハウジング28内には、略中空円筒状のロータ室29が形成されている。ロータ室29内には、ステータ30、ロータ32等が収納されている。ステータ30は、円筒状に形成されており、モータケース22内に同心状にかつ固定的に配置されている。ステータ30は、ステータコア、ステータコイル等を備えている。モータケース22の下端部内には、略円板状の軸受ホルダ34が水平状に設置されている。軸受ホルダ34の中央部上には、短円筒状の軸受部34aが同心状に形成されている。軸受ホルダ34は金属製である。
ロータ32は、ステータ30の中空部内に同心状にかつ回転可能に配置されている。ロータ32は、ロータ軸36と複数の永久磁石38とを備えている。ロータ軸36は、例えば金属製の中実軸からなる。永久磁石38は、ロータ軸36の軸方向の中央部下方寄りの位置において周方向に複数の磁極が並ぶように配置されている。ロータ軸36の上端部は、ポンプボデー20の中空部内に上側の軸受40を介して回転可能に支持されている。ロータ軸36の下端部は、軸受ホルダ34の軸受部34a内に下側の軸受41を介して回転可能に支持されている。両軸受40,41はいずれもボールベアリングからなる。両軸受40,41にはグリースが注入されている。上側の軸受40は、ポンプボデー20にロータ32のロータ軸36を回転可能に支持する軸受に相当する。ポンプボデー20は、軸受ホルダの機能を有する。
なお、モータケース22内においてケースカバー23と軸受ホルダ34との間には制御回路(図示しない)が配置されている。また、モータケース22は電気コネクタ部を有する。電気コネクタ部には外部電源のコネクタが接続される。外部電源から制御回路への電力の供給により、ロータ32が回転駆動される。
(ポンプ部12)
図3は遠心ポンプのポンプ部を模式的に示す断面図である。図3に示すように、ポンプハウジング26内には、略中空円板状のポンプ室44が形成されている。ポンプカバー18の中央部には、上方へ突出する中空円筒状の吸入ポート46が形成されている。吸入ポート46内には、ポンプ室44内外を連通する吸入口47が形成されている。
図3は遠心ポンプのポンプ部を模式的に示す断面図である。図3に示すように、ポンプハウジング26内には、略中空円板状のポンプ室44が形成されている。ポンプカバー18の中央部には、上方へ突出する中空円筒状の吸入ポート46が形成されている。吸入ポート46内には、ポンプ室44内外を連通する吸入口47が形成されている。
ポンプカバー18の後部右側には中空円筒状の吐出ポート53が形成されている。吐出ポート53は、平面視でポンプカバー18の外周部から接線方向外方すなわち右回り方向外方(右方)へ向けて突出されている(図1参照)。吐出ポート53内に吐出口54が形成されている。吐出口54はポンプ室44の後端部に連通されている。
ポンプ室44内にはインペラ56が回転可能に収納されている。インペラ56は、円板状の主板部56aと、主板部56aの上面に周方向に所定の間隔で形成された複数枚の羽根部56bと、を有する。主板部56aは、ポンプボデー20の上面に対して僅かな隙間を隔てて対面している。羽根部56bは、主板部56aの上面に起立状にかつ放射状に延在する帯板状に形成されている。インペラ56は樹脂製である。
図2に示すように、インペラ56は、ロータ32のロータ軸36の先端部(上端部)に同心状にかつ一体的に連結されている。したがって、ロータ32の回転にともないインペラ56が回転される。インペラ56は、平面視で右回り方向に回転される。
(遠心ポンプ10の動作)
モータ部14が外部電源からの電力の供給により駆動されると、ロータ32とともにインペラ56が回転されることで、気体であるパージガスが吸入口47からポンプ室44に吸入される。そのパージガスは、インペラ56の回転によって昇圧された後、吐出口54から吐出される。このようにして、遠心ポンプ10によりパージガスが圧送される。
モータ部14が外部電源からの電力の供給により駆動されると、ロータ32とともにインペラ56が回転されることで、気体であるパージガスが吸入口47からポンプ室44に吸入される。そのパージガスは、インペラ56の回転によって昇圧された後、吐出口54から吐出される。このようにして、遠心ポンプ10によりパージガスが圧送される。
(ポンプボデー20のボス部)
図3及び図4に示すように、ポンプボデー20は、円環板状の隔壁本体部60と、隔壁本体部60の中央部から下方へ延在する略円筒状のボス部62と、を有する。ボス部62内には、ロータ軸36が上側の軸受40を介して回転可能に支持されている。ボス部62は、円筒状の主部63と、主部63の側面部に突出する突出部64と、を有する。突出部64は、ボス部62に同心状に形成された円錐形状である。突出部64の側面には、ボス部62の先方(下方)に向かって径方向内方に傾斜する傾斜面部65が形成されている。傾斜面部65の軸方向断面は直線状である。
図3及び図4に示すように、ポンプボデー20は、円環板状の隔壁本体部60と、隔壁本体部60の中央部から下方へ延在する略円筒状のボス部62と、を有する。ボス部62内には、ロータ軸36が上側の軸受40を介して回転可能に支持されている。ボス部62は、円筒状の主部63と、主部63の側面部に突出する突出部64と、を有する。突出部64は、ボス部62に同心状に形成された円錐形状である。突出部64の側面には、ボス部62の先方(下方)に向かって径方向内方に傾斜する傾斜面部65が形成されている。傾斜面部65の軸方向断面は直線状である。
ボス部62には、ロータ室29とポンプ室44とを連通する一直線状の連通孔67が形成されている。連通孔67のロータ室29側の開口端部67aは突出部64の傾斜面部65に開口されている。連通孔67のポンプ室44側の開口端部67bは、上側の軸受40の近傍位置すなわちボス部62の中空部62aのポンプ室44側の開口端部の近傍位置に配置されている。
連通孔67は、突出部64の傾斜面部65に直交又は略直交する直線67Lを中心線として形成されている。すなわち、図5に示すように、ボス部62の突出部64の傾斜面部65に対してドリル等の加工工具68を垂直又は略垂直に当接させた状態で、加工工具68の回転により連通孔67が孔開け加工により形成されている。連通孔67は、傾斜面部65に複数配置してもよい。
(ポンプボデー20の放熱構造)
図2に示すように、ポンプカバー18及びモータケース22は、基本的には同一外径又は略同一外径を有する。ポンプボデー20は、基本的にはポンプカバー18及びモータケース22の外径よりも大きい外径を有する。このため、ポンプボデー20の隔壁本体部60の外周部には、ポンプカバー18及びモータケース22から径方向外方へ突出され、ハウジング16から外部に露出する円環状の放熱部61が形成されている(図1参照)。また、ポンプボデー20は、モータケース22よりも熱伝導性の高い金属材料で形成されている。熱伝導性の高い金属材料は、例えばアルミである。
図2に示すように、ポンプカバー18及びモータケース22は、基本的には同一外径又は略同一外径を有する。ポンプボデー20は、基本的にはポンプカバー18及びモータケース22の外径よりも大きい外径を有する。このため、ポンプボデー20の隔壁本体部60の外周部には、ポンプカバー18及びモータケース22から径方向外方へ突出され、ハウジング16から外部に露出する円環状の放熱部61が形成されている(図1参照)。また、ポンプボデー20は、モータケース22よりも熱伝導性の高い金属材料で形成されている。熱伝導性の高い金属材料は、例えばアルミである。
(ハウジング16の位置決め構造)
図3に示すように、ポンプボデー20とポンプカバー18との間には、両者を同心状に位置決めする第1位置決め手段70が設けられている。第1位置決め手段70は、ポンプボデー20の隔壁本体部60の外周寄りの位置の上面に同心状に形成された円環状の第1環状突起72と、ポンプカバー18の開口端部の内周側角部73と、からなる。第1環状突起72は、ポンプカバー18の開口端部の内周側角部73内にほとんど隙間無く嵌合されている。これにより、ポンプボデー20とポンプカバー18とが同心状に位置決めされている。
図3に示すように、ポンプボデー20とポンプカバー18との間には、両者を同心状に位置決めする第1位置決め手段70が設けられている。第1位置決め手段70は、ポンプボデー20の隔壁本体部60の外周寄りの位置の上面に同心状に形成された円環状の第1環状突起72と、ポンプカバー18の開口端部の内周側角部73と、からなる。第1環状突起72は、ポンプカバー18の開口端部の内周側角部73内にほとんど隙間無く嵌合されている。これにより、ポンプボデー20とポンプカバー18とが同心状に位置決めされている。
ポンプボデー20とモータケース22との間には、両者を同心状に位置決めする第2位置決め手段75が設けられている。第2位置決め手段75は、ポンプボデー20の隔壁本体部60の径方向の中央部の下面に同心状に形成された円環状の第2環状突起76と、モータケース22の開口端部から径方向内方へ突出されたフランジ状の嵌合部77と、からなる。第2環状突起76は、モータケース22の嵌合部77内にほとんど隙間無く嵌合されている。これにより、ポンプボデー20とモータケース22とが同心状に位置決めされている。
(ハウジング16のシール構造)
図3に示すように、ポンプボデー20とポンプカバー18との間には、両者の対向面間を弾性的に面シールするOリングからなる第1シール部材80が設けられている。第1シール部材80は、ポンプカバー18の開口端面に形成された環状溝81内に嵌着されている。
図3に示すように、ポンプボデー20とポンプカバー18との間には、両者の対向面間を弾性的に面シールするOリングからなる第1シール部材80が設けられている。第1シール部材80は、ポンプカバー18の開口端面に形成された環状溝81内に嵌着されている。
ポンプボデー20とモータケース22との間には、両者の対向面間を弾性的に面シールするOリングからなる第2シール部材83が設けられている。第2シール部材83は、モータケース22の開口端面に形成された環状溝84内に嵌着されている。
(ハウジング16の締結構造)
図6はハウジングの締結部を示す断面図である。図6に示すように、ハウジング16の外周部には締結部85が設けられている。締結部85は、図1及び図2等では省略されているが、ハウジング16の周方向に所定の間隔で複数箇所(例えば3箇所)配置されている。締結部85は、ポンプカバー18の開口端部から径方向外方へ突出された上側締結片86と、ポンプボデー20の開口端部から径方向外方へ突出された中側締結片87と、モータケース22の開口端部から径方向外方へ突出された下側締結片88と、を備えている。上側締結片86と下側締結片88とは、中側締結片87を間にしてタッピングネジ90により締結されている。これにより、ポンプカバー18とモータケース22とがポンプボデー20を間にして一緒に締結されている。タッピングネジ90は本明細書でいう「締結部品」に相当する。
図6はハウジングの締結部を示す断面図である。図6に示すように、ハウジング16の外周部には締結部85が設けられている。締結部85は、図1及び図2等では省略されているが、ハウジング16の周方向に所定の間隔で複数箇所(例えば3箇所)配置されている。締結部85は、ポンプカバー18の開口端部から径方向外方へ突出された上側締結片86と、ポンプボデー20の開口端部から径方向外方へ突出された中側締結片87と、モータケース22の開口端部から径方向外方へ突出された下側締結片88と、を備えている。上側締結片86と下側締結片88とは、中側締結片87を間にしてタッピングネジ90により締結されている。これにより、ポンプカバー18とモータケース22とがポンプボデー20を間にして一緒に締結されている。タッピングネジ90は本明細書でいう「締結部品」に相当する。
(実施形態1の利点)
実施形態1によると、ポンプボデー20のボス部62に斜め方向の連通孔67を孔開け加工する場合、ボス部62の突出部64の傾斜面部65に対してドリル等の加工工具68を垂直又は略垂直に当接させることができる。このため、特開2012-17712号公報のものに比べて、ポンプボデー20のボス部62に斜め方向の連通孔67を孔開け加工する場合の加工性を向上することができる。
実施形態1によると、ポンプボデー20のボス部62に斜め方向の連通孔67を孔開け加工する場合、ボス部62の突出部64の傾斜面部65に対してドリル等の加工工具68を垂直又は略垂直に当接させることができる。このため、特開2012-17712号公報のものに比べて、ポンプボデー20のボス部62に斜め方向の連通孔67を孔開け加工する場合の加工性を向上することができる。
また、上側の軸受40にグリースが注入される場合において、ポンプ室44(詳しくは、ポンプボデー20とインペラ56との間の隙間)の気体が上側の軸受40を迂回する連通孔67を流れることにより、上側の軸受40のグリース抜けを抑制することができる。
また、ボス部62の側面部に突出部64が突出されることにより、ボス部62に突出部64を突出しない場合と比べて、ボス部62による上側の軸受40の支持剛性を高め、ロータ32のロータ軸36の軸振れを抑制することができる。これにより、上側の軸受40の発熱量の増大を抑制し、上側の軸受40の熱劣化を抑制することができる。ひいては、ポンプの寿命を向上することができる。
また、突出部64は、ボス部62に同心状に形成された円錐形状である。したがって、円錐形状の突出部64の側面を傾斜面部65としてドリル等の加工工具68を垂直又は略垂直に当接させることができる。
また、連通孔67のポンプ室44側の開口端部67bは、ボス部62の中空部62aの近傍位置に配置されている。したがって、連通孔67をポンプ室44の低圧側の部位に連通させることができる。このため、上側の軸受40にグリースが注入される場合において、ロータ室29の圧力の上昇を抑制し、上側の軸受40のグリース抜けを抑制することができる。ここで、ボス部62の中空部62aの近傍位置とは、連通孔67のポンプ室44側の開口端部67bがロータ室29側の開口端部の位置よりも径方向内方に位置することを意味する。
また、ポンプボデー20は、モータケース22よりも熱伝導性の高い材料で形成されかつ一部すなわち放熱部61が外部に露出されている。したがって、上側の軸受40で発生した熱をポンプボデー20を介して外部に放熱させることができる。これにより、上側の軸受40の熱劣化を抑制し、遠心ポンプ10の寿命を向上することができる。
また、遠心ポンプ10は、ポンプボデー20とポンプカバー18とを同心状に位置決めする第1位置決め手段70と、ポンプボデー20とモータケース22とを同心状に位置決めする第2位置決め手段75と、を備えている。したがって、第1位置決め手段70によりポンプボデー20とポンプカバー18とを同心状に位置決めすると共に、第2位置決め手段75によりポンプボデー20とモータケース22とを同心状に位置決めすることができる。これにより、ポンプボデー20、ポンプカバー18及びモータケース22の3部品の同軸度を向上し、遠心ポンプ10の流量精度を向上することができる。また、ロータ32のロータ軸36の軸振れが抑制されることにより、上側の軸受40の発熱量の増大を抑制し、上側の軸受40の熱劣化を抑制することができる。ひいては、遠心ポンプ10の寿命を向上することができる。
また、遠心ポンプ10は、ポンプボデー20とポンプカバー18との間を面シールする第1シール部材80と、ポンプボデー20とモータケース22との間を面シールする第2シール部材83と、を備えている。したがって、第1シール部材80によりポンプボデー20とポンプカバー18との間を面シールすると共に、第2シール部材83によりポンプボデー20とモータケース22との間を面シールすることができる。これにより、外部からポンプ室44及びロータ室29への異物の侵入を抑制することができる。また、第1シール部材80及び第2シール部材83の面シールにかかる組付け荷重は、軸シールにかかる組付け荷重に比べて小さい。このため、ポンプボデー20とポンプカバー18との組付け性、及び、ポンプボデー20とモータケース22との組付け性を向上することができる。
また、ポンプカバー18とモータケース22とは、ポンプボデー20を間にして一緒に締結されている。したがって、ポンプカバー18とモータケース22とがポンプボデー20を間にして一緒に締結される3部品を一緒に締結することにより、2部品ずつ締結する場合と比べて、締結にかかる部品点数及び組付工数を削減することができる。
[実施形態2]
実施形態2は、実施形態1のポンプボデー20のボス部62(図4参照)に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。図7はポンプボデーを示す下面図である。図7に示すように、実施形態2では、ポンプボデー20のボス部162の突出部164が、ボス部162に同心状に形成された六角錐形状である。突出部164の側面には、ボス部162の先方(図7において紙面表方向)に向かって径方向内方に傾斜する6つの傾斜面部165が形成されている。各傾斜面部165は平面である。連通孔67は、6つの傾斜面部165うちの1つの傾斜面部165に直交又は略直交する直線を中心線として形成されている。連通孔67は、1つの傾斜面部165に複数配置してもよいし、6つの傾斜面部165うちの2つ以上の傾斜面部165に配置してもよい。
実施形態2は、実施形態1のポンプボデー20のボス部62(図4参照)に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。図7はポンプボデーを示す下面図である。図7に示すように、実施形態2では、ポンプボデー20のボス部162の突出部164が、ボス部162に同心状に形成された六角錐形状である。突出部164の側面には、ボス部162の先方(図7において紙面表方向)に向かって径方向内方に傾斜する6つの傾斜面部165が形成されている。各傾斜面部165は平面である。連通孔67は、6つの傾斜面部165うちの1つの傾斜面部165に直交又は略直交する直線を中心線として形成されている。連通孔67は、1つの傾斜面部165に複数配置してもよいし、6つの傾斜面部165うちの2つ以上の傾斜面部165に配置してもよい。
[実施形態3]
実施形態3は、実施形態1の第2位置決め手段75(図3参照)に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。図8は遠心ポンプのポンプ部を模式的に示す断面図である。図8に示すように、実施形態3では、ポンプボデー20とモータケース22とを同心状に位置決めする第2位置決め手段175が設けられている。第2位置決め手段175は、ポンプボデー20のボス部62の主部63の先端と突出部64との間に形成された中段軸部176と、モータケース22の開口端部寄りの位置から径方向内方へ突出されたフランジ状の嵌合部177とからなる。中段軸部176は、モータケース22の嵌合部177内にほとんど隙間無く嵌合されている。これにより、ポンプボデー20とモータケース22とが同心状に位置決めされている。また、嵌合部177には、上下方向に貫通する通気孔178が形成されている。通気孔178は、ポンプボデーの連通孔67に対応する位置に配置されている。
実施形態3は、実施形態1の第2位置決め手段75(図3参照)に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。図8は遠心ポンプのポンプ部を模式的に示す断面図である。図8に示すように、実施形態3では、ポンプボデー20とモータケース22とを同心状に位置決めする第2位置決め手段175が設けられている。第2位置決め手段175は、ポンプボデー20のボス部62の主部63の先端と突出部64との間に形成された中段軸部176と、モータケース22の開口端部寄りの位置から径方向内方へ突出されたフランジ状の嵌合部177とからなる。中段軸部176は、モータケース22の嵌合部177内にほとんど隙間無く嵌合されている。これにより、ポンプボデー20とモータケース22とが同心状に位置決めされている。また、嵌合部177には、上下方向に貫通する通気孔178が形成されている。通気孔178は、ポンプボデーの連通孔67に対応する位置に配置されている。
[実施形態4]
実施形態4は、実施形態1のロータ32の支持構造(図2参照)に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。図9は遠心ポンプを模式的に示す断面図である。図9に示すように、実施形態4は、ポンプボデー20にロータ32のロータ軸36を片持ち支持したものである。すなわち、実施形態1(図2参照)の軸受ホルダ34に対するロータ軸36の下端部の支持にかかる下側の軸受41及び軸受ホルダ34のボス部62が省略されている。また、ポンプボデー20のボス部62には、上下2個の軸受40を介して回転可能に支持されている。
実施形態4は、実施形態1のロータ32の支持構造(図2参照)に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。図9は遠心ポンプを模式的に示す断面図である。図9に示すように、実施形態4は、ポンプボデー20にロータ32のロータ軸36を片持ち支持したものである。すなわち、実施形態1(図2参照)の軸受ホルダ34に対するロータ軸36の下端部の支持にかかる下側の軸受41及び軸受ホルダ34のボス部62が省略されている。また、ポンプボデー20のボス部62には、上下2個の軸受40を介して回転可能に支持されている。
[実施形態5]
実施形態5は、実施形態1のポンプボデー20(図2参照)及び締結部85(図6参照)に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。図10は遠心ポンプを模式的に示す断面図である。図10に示すように、実施形態5では、実施形態1のポンプボデー20の放熱部61(図2参照)が省略されている。また、ポンプボデー20は、ポンプカバー18及びモータケース22の外径よりも小さく、第1シール部材80及び第2シール部材83の外径よりも大きい外径を有する。ポンプボデー20は、モータケース22の開口端面の外周部に形成された周壁部21によって覆われている。周壁部21の上端面は、ポンプカバー18の開口端面に面接触状に当接されている。
実施形態5は、実施形態1のポンプボデー20(図2参照)及び締結部85(図6参照)に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。図10は遠心ポンプを模式的に示す断面図である。図10に示すように、実施形態5では、実施形態1のポンプボデー20の放熱部61(図2参照)が省略されている。また、ポンプボデー20は、ポンプカバー18及びモータケース22の外径よりも小さく、第1シール部材80及び第2シール部材83の外径よりも大きい外径を有する。ポンプボデー20は、モータケース22の開口端面の外周部に形成された周壁部21によって覆われている。周壁部21の上端面は、ポンプカバー18の開口端面に面接触状に当接されている。
図11はハウジングの締結部を示す断面図である。図11に示すように、実施形態5の締結部185は、ポンプカバー18の上側締結片86とモータケース22の下側締結片88とがタッピングネジ90により締結されている。実施形態5では、実施形態1のポンプボデー20の中側締結片87(図6参照)が省略されており、その中側締結片87に相当する部分が下側締結片88に一体形成されている。実施形態5によっても、ポンプカバー18とモータケース22とがポンプボデー20を間にして一緒に締結されている。
[他の実施形態]
本明細書に開示の技術は前記した実施形態に限定されるものではなく、本明細書に開示の技術を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本明細書に開示の技術のポンプは、パージガス以外の気体、例えば、空気等の圧送に用いるポンプに適用してもよい。また、本明細書に開示の技術は、遠心ポンプ以外のポンプに適用してもよい。また、モータ部14のブラシレスモータは、ブラシ付きモータに代えてもよい。
本明細書に開示の技術は前記した実施形態に限定されるものではなく、本明細書に開示の技術を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本明細書に開示の技術のポンプは、パージガス以外の気体、例えば、空気等の圧送に用いるポンプに適用してもよい。また、本明細書に開示の技術は、遠心ポンプ以外のポンプに適用してもよい。また、モータ部14のブラシレスモータは、ブラシ付きモータに代えてもよい。
また、ポンプボデー20のボス部62の突出部64の傾斜面部65の軸方向断面は、直線状に限らず、緩やかな凸型円弧状、緩やかな凹型円弧状でもよい。また、ポンプボデー20のボス部162の突出部164は、三角錐形状、五角錐形状等の多角錐形状に変更してもよい。また、ボス部162の突出部164の傾斜面部165は、平面に限らず、緩やかな凸型曲面、緩やかな凹型曲面等でもよい。また、ボス部の突出部の形状は、円錐形状又は多角錐形状以外の形状でもよい。また、ボス部の突出部は、側面部の一部に少なくとも1つの傾斜面部を有しておればよい。その傾斜面部は、平面、緩やかな凸型曲面、緩やかな凹型曲面でもよいし、また、一方向に同一断面、例えば緩やかな凸型円弧状、緩やかな凹型円弧状でもよい。
また、ポンプボデー20の熱伝導性の高い材料は、例えばカーボン入り樹脂等の樹脂でもよい。また、ポンプボデー20の放熱部61は、ポンプボデー20の全周に亘って連続的に形成するだけでなく、断続的に形成してもよい。また、ポンプボデー20の外周面の少なくとも一部を放熱部として外部に露出させてもよい。
また、第1シール部材80と第2シール部材83には、同じシール部材を用いてもよいし、線径、内径及び材質のうちの少なくとも1つが異なるシール部材を用いてもよい。
また、締結部品としては、タッピングネジ90に限らず、ボルトナット等を用いてもよい。また、ポンプカバー18及びモータケース22とは、一緒に締結する他、ポンプボデー20に個々に締結してもよい。
本開示では様々な態様で技術の開示を行った。第1の態様は、ロータを回転可能に収納するロータ室と、前記ロータに連結されたインペラを回転可能に収納するポンプ室と、を区画する隔壁部材と、前記隔壁部材とにより前記ロータ室を形成するモータケースと、前記隔壁部材とにより前記ポンプ室を形成するポンプカバーと、前記隔壁部材に前記ロータのロータ軸を回転可能に支持する軸受と、を備えており、前記隔壁部材は、隔壁本体部から前記ロータ室側に突出されかつ前記軸受を支持するボス部を有しており、前記ボス部の側面部には、ボス部の先方に向かって径方向内方に傾斜する傾斜面部を有する突出部が突出されており、前記ボス部には、前記ロータ室と前記ポンプ室とを連通しかつ前記ロータ室側の開口端部が前記傾斜面部に開口する連通孔が形成されている、ポンプである。
第1の態様によると、隔壁部材のボス部に斜め方向の連通孔を孔開け加工する場合、ボス部の突出部の傾斜面部に対してドリル等の加工工具を垂直又は略垂直に当接させることができる。このため、特開2012-17712号公報のものに比べて、隔壁部材のボス部に斜め方向の連通孔を孔開け加工する場合の加工性を向上することができる。また、軸受にグリースが注入される場合において、ポンプ室の気体が軸受を迂回する連通孔を流れることにより、軸受のグリース抜けを抑制することができる。また、ボス部の側面部に突出部が突出されることにより、ボス部に突出部を突出しない場合と比べて、ボス部による軸受の支持剛性を高め、ロータのロータ軸の軸振れを抑制することができる。これにより、軸受の発熱量の増大を抑制し、軸受の熱劣化を抑制することができる。ひいては、ポンプの寿命を向上することができる。
第2の態様は、第1の態様のポンプであって、前記突出部は、前記ボス部に同心状に形成された円錐形状又は多角錐形状である、ポンプである。
第2の態様によると、円錐形状又は多角錐形状の突出部の側面を傾斜面部としてドリル等の加工工具を垂直又は略垂直に当接させることができる。また、本明細書でいう「円錐形状」には円錐台形状が含まれる。また、本明細書でいう「多角錐形状」には多角錐台形状が含まれる。
第3の態様は、第1又は2の態様のポンプであって、前記連通孔の前記ポンプ室側の開口端部は、前記ボス部の中空部の近傍位置に配置されている、ポンプである。
第3の態様によると、連通孔をポンプ室の低圧側の部位に連通させることができる。このため、軸受にグリースが注入される場合において、ロータ室の圧力の上昇を抑制し、軸受のグリース抜けを抑制することができる。
第4の態様は、第1~3のいずれか1つの態様のポンプであって、前記隔壁部材は、前記モータケースよりも熱伝導性の高い材料で形成されかつ一部が外部に露出されている、ポンプである。
第4の態様によると、軸受で発生した熱を隔壁部材を介して外部に放熱させることができる。これにより、軸受の熱劣化を抑制し、ポンプの寿命を向上することができる。
第5の態様は、第1~4のいずれか1つの態様のポンプであって、前記隔壁部材と前記ポンプカバーとを同心状に位置決めする第1位置決め手段と、前記隔壁部材と前記モータケースとを同心状に位置決めする第2位置決め手段と、を備えている、ポンプである。
第5の態様によると、第1位置決め手段により隔壁部材とポンプカバーとを同心状に位置決めすると共に、第2位置決め手段により隔壁部材とモータケースとを同心状に位置決めすることができる。これにより、隔壁部材、ポンプカバー及びモータケースの3部品の同軸度を向上し、ポンプの流量精度を向上することができる。また、ロータのロータ軸の軸振れが抑制されることにより、軸受の発熱量の増大を抑制し、軸受の熱劣化を抑制することができる。ひいては、ポンプの寿命を向上することができる。
第6の態様は、第1~5のいずれか1つの態様のポンプであって、前記隔壁部材と前記ポンプカバーとの間を面シールする第1シール部材と、前記隔壁部材と前記モータケースとの間を面シールする第2シール部材と、を備えている、ポンプである。
第6の態様によると、第1シール部材により隔壁部材とポンプカバーとの間を面シールすると共に、第2シール部材により隔壁部材とモータケースとの間を面シールすることができる。これにより、外部からポンプ室及びロータ室への異物の侵入を抑制することができる。また、第1シール部材及び第2シール部材の面シールにかかる組付け荷重は、軸シールにかかる組付け荷重に比べて小さい。このため、隔壁部材とポンプカバーとの組付け性、及び、隔壁部材とモータケースとの組付け性を向上することができる。
第7の態様は、第1~6のいずれか1つの態様のポンプであって、前記ポンプカバーと前記モータケースとは、前記隔壁部材を間にして一緒に締結されている、ポンプである。
第7の態様によると、ポンプカバーとモータケースとが隔壁部材を間にして一緒に締結される3部品を一緒に締結することにより、2部品ずつ締結する場合と比べて、締結にかかる部品点数及び組付工数を削減することができる。
Claims (7)
- ロータを回転可能に収納するロータ室と、前記ロータに連結されたインペラを回転可能に収納するポンプ室と、を区画する隔壁部材と、
前記隔壁部材とにより前記ロータ室を形成するモータケースと、
前記隔壁部材とにより前記ポンプ室を形成するポンプカバーと、
前記隔壁部材に前記ロータのロータ軸を回転可能に支持する軸受と、
を備えており、
前記隔壁部材は、隔壁本体部から前記ロータ室側に突出されかつ前記軸受を支持するボス部を有しており、
前記ボス部の側面部には、ボス部の先方に向かって径方向内方に傾斜する傾斜面部を有する突出部が突出されており、
前記ボス部には、前記ロータ室と前記ポンプ室とを連通しかつ前記ロータ室側の開口端部が前記傾斜面部に開口する連通孔が形成されている、ポンプ。 - 請求項1に記載のポンプであって、
前記突出部は、前記ボス部に同心状に形成された円錐形状又は多角錐形状である、ポンプ。 - 請求項1又は2に記載のポンプであって、
前記連通孔の前記ポンプ室側の開口端部は、前記ボス部の中空部の近傍位置に配置されている、ポンプ。 - 請求項1~3のいずれか1つに記載のポンプであって、
前記隔壁部材は、前記モータケースよりも熱伝導性の高い材料で形成されかつ一部が外部に露出されている、ポンプ。 - 請求項1~4のいずれか1つに記載のポンプであって、
前記隔壁部材と前記ポンプカバーとを同心状に位置決めする第1位置決め手段と、
前記隔壁部材と前記モータケースとを同心状に位置決めする第2位置決め手段と、
を備えている、ポンプ。 - 請求項1~5のいずれか1つに記載のポンプであって、
前記隔壁部材と前記ポンプカバーとの間を面シールする第1シール部材と、
前記隔壁部材と前記モータケースとの間を面シールする第2シール部材と、
を備えている、ポンプ。 - 請求項1~6のいずれか1つに記載のポンプであって、
前記ポンプカバーと前記モータケースとは、前記隔壁部材を間にして一緒に締結されている、ポンプ。
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