泵装置的制作方法

1.本发明涉及一种通过电动机使叶轮旋转的泵装置。


背景技术：

2.在泵装置中，通过泵使配置在泵室中的叶轮旋转。在泵中，定子具备环状部和在径向上从环状部向内侧突出的多个突极部，在突极部经由绝缘体卷绕有线圈。定子具有以通过嵌件成型覆盖线圈等的方式形成的树脂密封部件。树脂密封部件具有在泵室中构成相对于叶轮位于电动机侧的底壁的第一隔壁部和在定子的径向内侧配置有转子的第二隔壁部，第一隔壁部与转子的旋转中心轴线正交。转子具备在径向内侧以隔着第二隔壁部与定子对置的方式保持磁体的圆筒部，圆筒部的前端部具有在泵室中构成叶轮的下半部的法兰部。在圆筒部中，在保持磁体的部分和法兰部之间形成有排出空气用的贯通孔。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2009－296687号公报


技术实现要素：

6.发明所要解决的技术问题
7.在专利文献1所记载的泵装置中，当叶轮旋转时，流体的一部分从泵室流入转子的圆筒部，之后，穿过圆筒部的贯通孔并沿着底壁再次流到泵室。因此，混入流体中的空气返回泵室，并从泵室排出。在此，由于第一隔壁部与转子的旋转中心轴线正交，因此从贯通孔沿着底壁朝向泵室的流体的压力较低。因此，在流体中混入了异物的情况下，有时异物不流到泵室，而是进入保持在转子上的磁体和第二隔壁部之间。如果该事态发生，则异物可能夹在磁体和第二隔壁部之间，阻碍转子的旋转，因此不优选。
8.鉴于以上的问题，本发明的课题在于，提供一种能够抑制异物侵入保持在转子上的磁体和隔壁部件之间的泵装置。
9.解决技术问题所采用的技术方案
10.为了解决上述课题，本发明提供一种泵装置，其特征在于，具备电动机和配置在相对于所述电动机设置在旋转中心轴线的一侧的泵室中的叶轮，所述电动机具有：圆筒状的定子，所述定子具备卷绕有线圈的定子铁芯；转子，所述转子具备从在径向内侧与所述定子对置的位置沿着所述旋转中心轴线朝向所述泵室延伸的圆筒部，且在所述圆筒部连接有所述叶轮；磁体，所述磁体以在径向内侧与所述定子对置的方式保持于所述圆筒部；以及隔壁部件，所述隔壁部件覆盖所述定子，所述隔壁部件具有构成所述泵室的底壁的第一隔壁部和介于所述定子和所述磁体之间的第二隔壁部，所述圆筒部在从保持所述磁体的部分到所述叶轮之间设置有贯通孔，所述底壁具有在所述贯通孔的径向外侧以径向外侧位于比径向内侧靠所述泵室侧的位置的方式倾斜的圆锥面。
11.在本发明的泵装置中，在转子的圆筒部，在从保持磁体的部分到叶轮之间设置有
贯通孔，因此，当叶轮旋转时，流体的一部分从泵室流入转子的圆筒部，之后，穿过圆筒部的贯通孔沿着底壁再次流到泵室。因此，即使在流体中混入了气泡的情况下，也能够使气泡返回到泵室。另外，由于泵室的底壁具有在贯通孔的径向外侧以径向外侧位于比径向内侧靠泵室侧的位置的方式倾斜的圆锥面，因此沿着底壁朝向泵室的流体的压力较高。因此，即使在流体中混入了异物的情况下，异物也会流入泵室，因此不易进入保持于转子的磁体和第二隔壁部之间。因此，不易发生异物夹在磁体和第二隔壁部之间而阻碍转子的旋转的事态。
12.在本发明中，可以采用如下方式：所述底壁在所述圆锥面的外周侧具备与所述旋转中心轴线正交的环状外周区域。根据该方式，在底壁的外周侧，能够使流体穿过叶轮的外周侧平滑地流出到泵室。
13.在本发明中，可以采用如下方式：所述隔壁部件是从径向的两侧及所述旋转中心轴线方向的两侧覆盖所述定子的树脂密封部件。
14.在本发明中，可以采用如下方式：在所述定子中，所述线圈经由覆盖在所述定子铁芯上的绝缘体卷绕于所述定子铁芯上，直线连接所述绝缘体的径向内侧的第一凸缘部的所述泵室侧的端部和所述绝缘体的径向外侧的第二凸缘部的所述泵室侧的端部的假想线相对于所述旋转中心轴线沿着所述圆锥面倾斜。根据该方式，由于绝缘体的结构和底壁的形状相对应，因此能够将构成底壁的第一隔壁部的厚度设为适当的厚度。
15.在本发明中，可以采用如下方式：与所述泵室连通的吸入口相对于所述泵室以比所述圆筒部的内径大的内径相对于所述旋转中心轴线设置为同心状。根据该方式，因为能够降低流体在泵室的侧壁处的速度，所以异物不易进入转子的圆筒部的内侧。因此，由于异物容易滞留在泵室，所以能够抑制异物从泵室移动到保持于转子的磁体和第二隔壁部之间。
16.在本发明中，可以采用如下方式：所述圆锥面和所述旋转中心轴线所成的角度为45度以上。例如，可以采用所述圆锥面和所述旋转中心轴线所成的角度为45度以上且60度以下的方式。根据该方式，能够适当地提高从贯通孔沿着底壁朝向泵室的流体的压力。
17.发明效果
18.在本发明的泵装置中，在转子的圆筒部中，在从保持磁体的部分到叶轮之间设置有贯通孔，所以当叶轮旋转时，流体的一部分在从泵室流入转子的圆筒部之后，穿过圆筒部的贯通孔沿着底壁再次流向泵室。因此，即使在流体中混入了气泡的情况下，也能够使气泡返回泵室。另外，因为泵室的底壁具有在贯通孔的径向外侧以径向外侧比径向内侧靠泵室侧的位置的方式倾斜的圆锥面，所以沿着底壁朝向泵室的流体的压力较高。因此，即使在流体中混入了异物的情况下，异物也流入泵室，因此不易进入保持于转子的磁体和第二隔壁部之间。因此，不易发生异物夹在磁体和第二隔壁部之间而阻碍转子的旋转的事态。
附图说明
19.图1是表示应用本发明的泵装置的一方式的立体图。
20.图2是图1所示的泵装置的纵剖视图。
21.图3是图1所示的泵装置的分解立体图。
22.图4是从旋转中心轴线方向的另一侧观察图3所示的壳体等的立体图。
23.图5是从旋转中心轴线方向的一侧观察图2所示的电动机的分解立体图。
24.图6是从旋转中心轴线l方向的另一侧观察图2所示的电动机的分解立体图。
25.附图标记说明
[0026]1…
泵装置；2
…
壳体；3
…
定子；4
…
转子；5
…
磁体；6
…
隔壁部件；7
…
支轴；10
…
电动机；11
…
径向轴承；12
…
推力轴承；20
…
泵室；21
…
吸入管；21a
…
吸入口；22
…
排出管；22a
…
排出口；23
…
壁面；24
…
底壁；25
…
叶轮；26
…
圆盘；27
…
支承部；28
…
筒部；29
…
侧壁；31
…
定子铁芯；32
…
绝缘体；33
…
线圈；40
…
圆筒部；44
…
贯通孔；45
…
法兰部；60
…
树脂密封部件；61
…
第一隔壁部；62
…
第二隔壁部；63
…
底板部；64
…
主体部；65
…
轴孔；66
…
圆锥面；67
…
环状外周区域；71
…
第一端部；72
…
第二端部；280
…
接收部；321
…
第一凸缘部；322
…
第二凸缘部；631
…
第一筒部；632
…
第二筒部；635
…
肋；651
…
第一孔部；652
…
第二孔部。
具体实施方式
[0027]
下面，作为本发明的实施方式，对将本发明的电动机装置作为泵装置而构成的例子进行说明。
[0028]
(整体结构)
[0029]
图1是表示应用本发明的泵装置1的一方式的立体图。图2是图1所示的泵装置1的纵剖视图。图3是图1所示的泵装置1的分解立体图。图4是从旋转中心轴线l方向的另一侧l2观察图3所示的壳体2等的立体图。图5是从旋转中心轴线l方向的一侧l1观察图2所示的电动机10的分解立体图。图6是从旋转中心轴线l方向的另一侧l2观察图2所示的电动机10的分解立体图。
[0030]
在图1、图2及图3中，泵装置1具备：具备吸入口21a及排出口22a的壳体2；具备定子3及转子4的电动机10；以及配置在相对于电动机10设置在旋转中心轴线l方向的一侧l1的泵室20中的叶轮25。定子3为圆筒状。电动机10具备覆盖定子3的树脂制的隔壁部件6和将转子4支承为能够旋转的圆棒状的支轴7。支轴7为金属制或者陶瓷制。在本方式的泵装置1中，流体是液体，泵装置1在环境温度、流体温度容易变化的条件下使用。
[0031]
壳体2构成泵室20的旋转中心轴线l方向的一侧l1的壁面23及沿周向延伸的侧壁29。壳体2具备沿着旋转中心轴线l延伸的吸入管21和在与旋转中心轴线l正交的方向上延伸的排出管22，吸入管21及排出管22分别在端部具备吸入口21a及排出口22a。吸入管21及吸入口21a相对于旋转中心轴线l设置为同心状。
[0032]
在电动机10中，定子3具有定子铁芯31和经由绝缘体32卷绕在定子铁芯31上的线圈33。虽然省略了详细的说明，但定子铁芯31具备呈圆环状延伸的圆环部和从圆环部向径向的内侧突出的多个突极。线圈33卷绕于覆盖突极的绝缘体32的径向内侧的第一凸缘部321和径向外侧的第二凸缘部322之间。在本方式中，电动机10是三相电动机，在线圈33中包括u相线圈、v相线圈及w相线圈。
[0033]
转子4具备从在径向内侧与定子3对置的位置沿着旋转中心轴线l朝向泵室20延伸的圆筒部40，圆筒部40在泵室20开口。圆筒部40相对于吸入管21及吸入口21a为同心状。在本方式中，与泵室20连通的吸入口21a的内径φa大于转子4的圆筒部40的内径φb。
[0034]
在圆筒部40的外周面，以在径向内侧与定子3对置的方式保持有圆筒状的磁体5。在本方式中，在转子4上形成有从旋转中心轴线l方向的一侧l1与磁体5重叠的圆环部41和
从圆环部41的外缘向旋转中心轴线l方向的另一侧l2突出的环状的凸部42，凸部42从径向外侧覆盖磁体5的旋转中心轴线l方向的一侧l1的端部。与该结构相对应，磁体5的旋转中心轴线l方向的一侧l1的端部形成有在凸部42的内侧与圆环部41重叠的圆环部51和在圆环部51的径向外侧向旋转中心轴线l方向的另一侧l2凹陷的圆环状的凹部52，凸部42与凹部52重叠。此时，在磁体5和转子4之间涂布粘接剂，将磁体5和转子4粘接。
[0035]
在此，在磁体5的圆环部51中，在周向的多个部位形成有凹部53(参照图5)，在转子4的圆环部41形成有嵌入凹部53的凸部43(参照图6)。因此，凸部43通过嵌入凹部53来防止磁体5相对于转子4旋转。在本方式中，凸部43为位于周向的两侧的端部成为倾斜面的截面梯形形状，凹部53为位于周向的两侧的壁部成为倾斜面的截面梯形形状或者截面长方形形状。另外，在凸部43嵌入到凹部53时，凸部43与凹部53的壁部抵接。因此，即使凸部43的高度尺寸及凹部53的深度尺寸存在偏差，也能够在旋转中心轴线l方向对磁体5适当地进行定位，并且能够防止磁体5相对于转子4晃动。
[0036]
在本方式中，磁体5是钕磁体。在该磁体中，整体被树脂的表皮层覆盖。但是，在成型磁体5时浇口所在的部位，未被表皮层覆盖，金属露出，所以容易生锈。因此，在本方式中，在磁体5的旋转中心轴线l方向的一侧l1的端面中的凹部52的底部或者凹部53的底部配置浇口，成型磁体5。因此，成型磁体5时浇口所在的部位在将磁体5和转子4粘接后用粘接剂覆盖。因此，能够抑制浇口所在的部位处生锈。此外，如图5及图6所示，在磁体5的与泵室20相反侧的面上安装有防止磁体5的裂纹等的环15。
[0037]
如图2、图3及图4所示，在本方式的转子4中，在圆筒部40的旋转中心轴线l方向的一侧l1的端部形成有圆盘状的法兰部45，在法兰部45，从旋转中心轴线l方向的一侧l1连接有圆盘26。在圆盘26的中央形成有中央孔260，在圆盘26的与法兰部45对置的面上以等角度间隔形成有多个叶片部261，该多个叶片部261从中央孔260的周围弯曲成圆弧状，同时向径向的外侧延伸。在多个叶片部261的每一个上形成有朝向法兰部45突出的凸部262。
[0038]
在法兰部45形成有供叶片部261的法兰部45侧的端部嵌入的槽451，在槽451的底部形成有供凸部262嵌入的孔452。因此，当以将凸部262嵌入孔452中的方式将圆盘26重叠地固定于法兰部45时，由法兰部45和圆盘26构成与转子4的圆筒部40连接的叶轮25。在本方式中，圆盘26以径向外侧位于比径向内侧靠法兰部45侧的位置的方式倾斜。因此，圆盘26和法兰部45之间的间隔在径向外侧比径向内侧窄。
[0039]
如图2、图5及图6所示，在转子4上，在圆筒部40的径向内侧通过铆接等方法保持圆筒状的径向轴承11，转子4经由径向轴承11被支轴7支承为能够旋转。如后述，支轴7保持于隔壁部件6。
[0040]
隔壁部件6具有构成泵室20的与壁面23对置的底壁24的第一隔壁部61及介于定子3和磁体5之间的第二隔壁部62。在本方式中，隔壁部件6是从径向两侧及旋转中心轴线l方向的两侧覆盖定子3的树脂密封部件60，是通过bmc(bulk molding compound：团状模塑料)等对定子3进行嵌件成型时的树脂部分。在本方式中，树脂密封部件60的材质是聚苯硫醚(pps：poly phenylene sulfide)。
[0041]
在本方式中，在树脂密封部件60上，从旋转中心轴线l方向的另一侧l2固定有罩18，在罩18和树脂密封部件60之间配置有基板19，该基板19设有控制对线圈33的供电的电路等。另外，在隔壁部件6上形成有连接器外壳69。因此，如果在连接器外壳69上连接连接器
进行电源供给等，则转子4绕旋转中心轴线l旋转。由此，当叶轮25在泵室20内旋转时，泵室20的内部成为负压，因此将流体从吸入管21吸入泵室20，并从排出管22排出。
[0042]
(转子4的圆筒部40等的详细结构)
[0043]
在本方式的电动机10中，转子4的圆筒部40在从保持磁体5的部分至叶轮25之间设置有贯通孔44。在本方式中，贯通孔44在圆筒部40设置于以角度位置相互错开180度的两个部位。
[0044]
在泵室20中，由隔壁部件6的第一隔壁部61构成的底壁24在贯通孔44的径向外侧具有圆锥面66，该圆锥面以径向外侧部分位于比径向内侧靠泵室20侧的位置的方式倾斜。与该结构相对应，直线连接绝缘体32的径向内侧的第一凸缘部321的泵室20侧的端部和绝缘体32的径向外侧的第二凸缘部322的泵室20侧的端部的假想线p相对于旋转中心轴线l以沿着圆锥面66的方式倾斜。在本方式中，圆锥面66和旋转中心轴线l所成的角度θ为45度以上。
[0045]
另外，底壁24具备在圆锥面66的外周侧与旋转中心轴线l正交的环状外周区域67。在本方式中，圆锥面66与叶轮25的从径向的中途位置到比外缘稍靠内侧的位置重叠，环状外周区域67形成为比叶轮25的外缘更向径向外侧伸出。因此，环状外周区域67的外周部分不与叶轮25对置，而是直接与泵室20重叠。
[0046]
这样，在本方式的泵装置1中，在转子4的圆筒部40中，在从保持磁体5的部分到叶轮25之间设置有贯通孔44。因此，当叶轮25旋转时，流体的一部分从泵室20流入转子4的圆筒部40，之后，穿过圆筒部40的贯通孔44沿着底壁24再次流向泵室20。因此，混入流体中的空气返回到泵室20。
[0047]
在此，泵室20的底壁24在贯通孔44的径向外侧具有以径向外侧位于比径向内侧靠泵室20侧的位置的方式倾斜的圆锥面66。因此，因为从贯通孔44沿着底壁24朝向泵室20的流体的压力较高，所以即使在流体中混入了异物的情况下，异物也容易流入泵室20。因此，能够抑制异物从泵室20移动到保持于转子4的磁体5和第二隔壁部62之间。因此，不易发生异物夹在磁体5和第二隔壁部62之间而阻碍转子4的旋转的事态。
[0048]
另外，圆锥面66和旋转中心轴线l所成的角度为45度以上。例如，圆锥面66和旋转中心轴线l所成的角度为45度以上且65度以下。因此，能够适当地提高从贯通孔44沿着底壁24朝向泵室20的流体的压力。
[0049]
另外，因为底壁24具备在圆锥面66的外周侧与旋转中心轴线l正交的环状外周区域67，所以能够在底壁24的外周侧使流体穿过叶轮25的外周侧平滑地流出到泵室20。
[0050]
另外，直线连接绝缘体32的径向内侧的第一凸缘部321的泵室20侧的端部和绝缘体32的径向外侧的第二凸缘部322的泵室20侧的端部的假想线p相对于旋转中心轴线l沿着圆锥面66倾斜，绝缘体32的结构和底壁24的形状相对应。因此，能够将构成底壁24的第一隔壁部61的厚度设为适当的厚度。
[0051]
另外，因为与泵室20连通的吸入口21a具有比圆筒部40的内径φb大的内径φa且相对于旋转中心轴线l设置为同心状，所以能够降低泵室20的侧壁29处的流体的速度。因此，异物在泵室20的沿着侧壁29的区域滞留，不易流入到圆筒部40的内侧。因此，不易发生异物从圆筒部40穿过贯通孔44移动到磁体5和第二隔壁部62之间的事态。
[0052]
(支轴7的固定结构)
[0053]
如图2所示，在隔壁部件6上形成有供支轴7的与泵室20相反侧的第一端部71嵌入的轴孔65。与此相对，在壳体2上形成有接收部280，该接收部280在泵室20侧与支轴7的泵室20侧的第二端部72对置来限制支轴7向泵室20侧的可动范围。
[0054]
轴孔65具备固定有第一端部71的第一孔部651和在与泵室20相反侧与第一孔部651连通的第二孔部652，第二孔部652与第一端部71卡合以防止支轴7的旋转。在本方式中，支轴7通过压入第一孔部651而固定于隔壁部件6。
[0055]
在本方式中，在第二孔部652中，通过形成于第二孔部652的内周面的平面部和形成于支轴7的外周面的平面部重叠来防止支轴7的旋转。例如，第一端部71及第二孔部652均形成为截面d字形状。因此，由于第二孔部652的平面部652a和第一端部71的平面部71a重叠，因此第二孔部652与第一端部71卡合以防止支轴7的旋转。
[0056]
在本方式中，轴孔65形成于隔壁部件6的底板部63。另外，第一孔部651包括从底板部63向泵室20侧突出的第一筒部631的内侧部分，第二孔部652设置于在底板部63朝向与泵室20相反侧突出的有底的第二筒部632的内侧部分。在本方式中，在底板部63设置有与第二筒部632的外周面连接的三角形状的多个肋635。
[0057]
在此，轴孔65的泵室20侧的开口缘为倾斜面。另外，第一筒部631的壁厚比第二筒部632的壁厚薄。
[0058]
在本方式中，壳体2具备从吸入管21的内周面向电动机10侧延伸的三个支承部27。在支承部27的端部形成有支轴7位于内侧的筒部28，由筒部28的旋转中心轴线l方向的一侧l1的底部构成接收部280。在支轴7的外周面和筒部28的内周面之间设置有间隙，接收部280隔着间隙g2与支轴7的第二端部72侧的端面对置。在此，第二端部72的端面和接收部280之间的间隙g2比位于第二孔部652的内部的第一端部71的旋转中心轴线l方向上的尺寸g1窄。
[0059]
此外，在支轴7的第二端部72安装有圆环状的推力轴承12，推力轴承12配置于径向轴承11和筒部28之间。在此，支轴7的第二端部72及推力轴承12的孔121形成为截面d字形状，阻止了推力轴承12和支轴7的旋转。
[0060]
这样，在本方式的泵装置1中，支轴7的第一端部71固定于隔壁部件6的轴孔65的第一孔部651。因此，即使不使用需要结构复杂的模具的嵌件成型，也能够使支轴7保持于隔壁部件6。另外，由于通过轴孔65的第二孔部652防止支轴7的旋转，因此能够使支轴7以稳定的状态保持于隔壁部件6。另外，由于第二端部72的端面和接收部280之间的间隙g2比位于第二孔部652的内部的第一端部71的旋转中心轴线l方向上的尺寸g1窄，因此即使在第一孔部651中的支轴7的固定因温度上升而松动、支轴7移动到接收部280侧时，第一端部71也不会从第二孔部652脱出。因此，能够防止支轴7的旋转。此外，即使在第一孔部651处的支轴7的固定因温度上升而松动时，如果温度降低，则第一孔部651处的支轴7的固定也会变得牢固。
[0061]
另外，第一孔部651包括从底板部63向泵室20侧突出的第一筒部631的内侧部分，第二孔部652设置于有底的第二筒部632的内侧部分，该有底的第二筒部632在底板部63朝向与泵室20相反侧突出。因此，在第一孔部651及第二孔部652的每一个中，能够在旋转中心轴线l方向上确保适当的尺寸。另外，由于在底板部63设置有与第二筒部632的外周面连接的多个肋635，因此即使在对支轴7施加了大的负荷的情况下，第二筒部632也能够承受该负荷。
[0062]
另外，由于轴孔65的泵室20侧的开口缘为倾斜面，因此能够容易地将支轴7嵌入轴
孔65中。
[0063]
(壳体2和隔壁部件6的固定结构)
[0064]
在本方式的泵装置1中，壳体2及隔壁部件6为树脂制。另外，由于支轴7保持于隔壁部件6的轴孔65，所以在支轴7和壳体2的接收部280之间确保了间隙g2，也在支轴7的外周面和筒部28的内周面之间确保了间隙。因此，由于在支轴7和壳体2之间确保了使壳体2和隔壁部件6相对移动的游隙，因此在泵装置1的制造工序中能够通过振动焊接将壳体2和隔壁部件6固定。
[0065]
在振动焊接中，使壳体2和隔壁部件6相对振动，进行焊接。在本方式中，在隔壁部件6中，在从径向外侧围绕定子3的圆筒状的主体部64的旋转中心轴线l方向的一侧l1的端部及壳体2的侧壁29的旋转中心轴线l方向的另一侧l2的端部中的一方设置有环状的凸部，在另一方设置有环状的凹部，在凹部内对凸部进行振动焊接。在本方式中，在侧壁29的旋转中心轴线l方向的另一侧l2的端部设置有圆环状的凸部290，在主体部64的旋转中心轴线l方向的一侧l1的端部设置有圆环状的凹部640，在凹部640内对凸部290进行振动焊接。
[0066]
[其他实施方式]
[0067]
在上述实施方式中，隔壁部件6是从径向的两侧及旋转中心轴线l方向的两侧覆盖定子3的树脂密封部件60，但在隔壁部件6是仅从径向的内侧及旋转中心轴线l方向的一侧l1覆盖定子3的部件的情况下也可以应用本发明。