JP7240352B2 - electric pump - Google Patents
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Description
本発明は、流体を吸込んで吐出する電動ポンプの構造に関する。 The present invention relates to the structure of an electric pump that sucks and discharges fluid.
車両、特に四輪自動車に搭載される内燃機関は、一般に水冷式になっている。従って、内燃機関の冷却水を吸込み吐出して循環させる冷却水ポンプが、当該内燃機関に付帯している。 Internal combustion engines mounted on vehicles, especially four-wheeled vehicles, are generally water-cooled. Therefore, a cooling water pump for sucking and discharging cooling water for the internal combustion engine and for circulating the cooling water is attached to the internal combustion engine.
既知の電動の冷却水ポンプ(例えば、下記特許文献を参照)は、流体即ち冷却水の吸込口及び吐出口が連通するポンプ室(渦室)を包有するポンプハウジングと、ポンプ室内に配置するインペラを回転軸に固定してなるロータと、ロータを囲繞するステータとを備える。そして、ロータとステータとのうち一方に設けた永久磁石と、他方に設けたコイルとの間で発生させる電磁力により、ロータひいてはインペラを回転駆動し、吸込口から冷却水を吸込み、その冷却水を圧送して吐出口から吐出させる。 A known electric cooling water pump (see, for example, the following patent documents) includes a pump housing containing a pump chamber (vortex chamber) in which fluid, that is, cooling water inlet and outlet ports communicate, and an impeller disposed in the pump chamber. fixed to a rotating shaft, and a stator surrounding the rotor. Electromagnetic force generated between a permanent magnet provided on one of the rotor and the stator and a coil provided on the other rotates the rotor and thus the impeller, sucks cooling water from the suction port, and cools the cooling water. is pumped and ejected from the ejection port.
従来の電動ポンプでは、ポンプハウジングにおける吸込口がロータの回転軸の軸心方向を向いて開口し、吐出口が軸心方向と直交する径方向を向いて開口している。また、ロータとステータとは、機械的に連結していない。ロータを回転させると、吸込口側がより低圧、吐出口側がより高圧となる。その帰結として、ロータが軸心方向に沿って吸込口側に引き込まれ、ステータから迫り出してくる状態となる。 In a conventional electric pump, the suction port of the pump housing opens in the axial direction of the rotating shaft of the rotor, and the discharge port opens in the radial direction orthogonal to the axial direction. Also, the rotor and stator are not mechanically connected. Rotating the rotor results in lower pressure on the inlet side and higher pressure on the outlet side. As a result, the rotor is drawn in along the axial direction toward the suction port and protrudes from the stator.
ポンプハウジングに、吸込口側からインペラに当接してロータの迫り出しを抑止するボスを一体成形することも考えられる。しかしながら、そのような形状のポンプハウジングを作製しようとすると、加工工数が増加してコストの高騰を招くきらいがある。 It is also conceivable to integrally form a boss on the pump housing to abut against the impeller from the suction port side to prevent the rotor from protruding. However, when it is attempted to manufacture a pump housing having such a shape, there is a tendency to increase the number of processing steps and increase the cost.
本発明は、電動ポンプの運転中にロータが迫り出すことを適切に抑止し得る構造を、できるだけ低コストで実現しようとするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a structure capable of appropriately preventing the rotor from protruding during operation of an electric pump at as low cost as possible.
本発明では、流体の吸込口及び吐出口が連通するポンプ室を包有するポンプハウジングと、前記ポンプ室内に配置するインペラを回転軸に固定してなるロータと、前記ロータを囲繞するステータと、前記吸込口側から前記回転軸の軸心方向に沿って前記インペラに当接する当たり面を有している、前記ポンプハウジングとは別体をなす押さえ部材とを具備し、前記押さえ部材が、内に軸孔を有するボスを備え、前記軸孔に、前記ロータの回転軸の前記吸込口側の一端を挿入してこれを軸受させるとともに、前記ボスにおける、前記回転軸の軸心方向に沿って前記インペラの方を向く面を、前記当たり面としており、前記押さえ部材は、前記回転軸の軸心回りに環状に形成した外郭を備え、その外郭と前記ポンプハウジングの吸込口の周縁部に密着するシール面を有するシール体との間にラビリンスシールを設けた電動ポンプを構成した。 In the present invention, a pump housing including a pump chamber in which a fluid suction port and a fluid discharge port communicate with each other; a rotor having an impeller disposed in the pump chamber and fixed to a rotating shaft; a stator surrounding the rotor; a holding member separate from the pump housing and having a contact surface that abuts against the impeller along the axial direction of the rotating shaft from the suction port side; A boss having a shaft hole is provided, and one end of the rotating shaft of the rotor on the suction port side is inserted into the shaft hole to bear it. The surface facing the impeller is used as the abutment surface, and the pressing member has an outer shell formed annularly around the axis of the rotating shaft, and is in close contact with the outer shell and the peripheral edge of the suction port of the pump housing. An electric pump is constructed in which a labyrinth seal is provided between a seal body having a seal surface .
本発明によれば、電動ポンプの運転中にロータが迫り出すことを適切に抑止し得る構造を低コストで実現できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the structure which can suppress protruding of a rotor appropriately during operation|movement of an electric pump can be implement|achieved at low cost.
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。本実施形態の電動ポンプ1は、水冷式内燃機関の冷却水を吸込み吐出して循環させるためのものである。図1に示すように、本実施形態の電動ポンプ1は、流体たる冷却水の吸込口21及び吐出口(図示せず)が連通するポンプ室(渦室)を包有するポンプハウジング2と、ポンプ室内に配置するインペラ32を回転軸31に固定してなるロータ3と、ロータ3を囲繞するステータ4と、ロータ3及びステータ4を内在させるモータ室を包有するモータハウジング5と、ポンプハウジング2とは別体をなしポンプハウジング2とインペラ32との間に介在するシール体6及びブッシュ7とを具備する。
One embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The
ポンプハウジング2において、冷却水の吸込口21は、ロータ3の回転軸31の軸心A方向を向いて開口している。これに対し、冷却水の吐出口は、ロータ3の回転軸31の軸心A方向と直交する径方向、即ち図1の紙面と直交する方向に沿った奥方に開口しており、図1中に表れない。
In the
ロータ3は、回転軸31における吸込口21に臨む一端側に固定して設けたインペラ32と、吸込口21から離反する他端側に固定して設けた永久磁石33とを備える。ロータ3の回転軸31の一端は、ブッシュ7の中心部に形成した軸孔74に挿入して軸受させる。回転軸31の他端は、モータハウジング5の中心部に形成した軸穴51に挿入して軸受させる。回転軸31と、軸孔74及び軸穴51の各々との間には、適宜ベアリングを介設してよい。
The
ステータ4は、磁性鋼板を積層したコアに導線を巻き回して構成したコイル41を備える。
The stator 4 includes a
シール体6は、ポンプハウジング2から別個独立した(即ち、ポンプハウジング2に対して脱着可能な)部材であり、後付けでポンプハウジング2内に挿入し、吸込口21近傍の部位に配置する。シール体6は、回転軸31の軸心A回りに一周連続した環状体であり、ポンプハウジング2の内周面に当接または極近接する外周面61と、回転軸31の軸心A方向を向きポンプハウジング2の吸込口21の周縁部に密着するシール面62とを有している。
The seal body 6 is a member that is separate and independent from the pump housing 2 (that is, detachable from the pump housing 2 ), is inserted into the
ブッシュ7もまた、ポンプハウジング2及びシール体6から別個独立した(即ち、ポンプハウジング2及びシール体6に対して脱着可能な)部材であり、後付けでポンプハウジング2及びシール体6の内に挿入して、吸込口21近傍の部位に配置する。ブッシュ7は、回転軸31の軸心A回りに一周連続した環状の外郭71と、外郭71の内側にあって回転軸31の軸心A回りに一周連続した環状のボス72と、ボス72の外周面から外郭71の内周面に向かって放射状に延びて双方に連接している複数の支持腕73とを備える。上記の軸孔74は、ボス72の中央に位置する。ブッシュ7の外郭71の外周面と、これを収めるシール体6の内周面との間には、ラビリンスシール75を設ける。
The bushing 7 is also a member separate from the
ポンプハウジング2とブッシュ7とは、キー結合(または、スプライン結合)している。即ち、ブッシュ7の外郭71の外周面には、径方向に沿って外側方に突出し軸心A方向に沿って延伸したキーを形成する。翻って、これを収めるポンプハウジング2の内周面には、径方向に沿って外側方に凹み軸心A方向に沿って延伸した凹溝(図示せず)を形成する。ブッシュ7をポンプハウジング2内に挿入したとき、前者のキーが後者の凹溝に係合し、ブッシュ7がポンプハウジング2に対して相対的に軸心A回りに回動することを防ぐ。
The
しかして、ブッシュ7のボス72における、回転軸31の軸心A方向に沿ってロータ3の方を向く面を、インペラ32に当接する当たり面としている。その当たり面とインペラ32との間には、ワッシャ76を介設する。
Thus, the surface of the
既知の電動ポンプと同様、本実施形態の電動ポンプ1でも、コイル41に通電してロータ3とステータ4の間で電磁力を発生させ、ロータ3ひいてはインペラ32を回転させる。さすれば、図1中に矢印で表しているように、冷却水が、ポンプハウジング2の吸込口21からポンプ室内へと流入し、シール体6及びブッシュ7の内空、特に外郭71とボス72との間の領域を通過してインペラ32の周辺に至り、インペラ32により圧送されて吐出口からポンプ室外に流出することとなる。
As with the known electric pump, the
ロータ3とステータ4とは、機械的に連結していない。従って、ロータ3を回転させて電動ポンプ1を運転するとき、吸込口21側の圧力と吐出口側の圧力との差圧により、インペラ32を含むロータ3が軸心A方向に沿って吸込口21側に引き込まれる。だが、本実施形態では、インペラ32がブッシュ7のボス72の当たり面、より具体的にはワッシャ76に当接することで、インペラ32がワッシャ76に対し摺動して回転しながら、インペラ32を含むロータ3が吸込口21側に変位してステータ4から迫り出すことが抑制される。
The
既に述べた通り、ブッシュ7の外郭71の外周面とシール体6の内周面との間には、ラビリンスシール75を設けている。このラビリンスシール75の存在により、冷却水がブッシュ7の外郭71の外周とシール体6の内周との間を通じて吐出口側から吸込口21側に漏洩(または、逆流)することが抑制される。さらに、シール体6のシール面62がポンプハウジング2の吸込口21の周縁部に密着することから、冷却水がシール体6の外周とポンプハウジング2の内周との間を通じて吐出口側から吸込口21側に漏洩することも抑制される。総じて、本電動ポンプ1の効率を高く維持することができる。
As already mentioned, a
本実施形態では、流体の吸込口21及び吐出口が連通するポンプ室を包有するポンプハウジング2と、前記ポンプ室内に配置するインペラ32を回転軸31に固定してなるロータ3と、前記ロータ3を囲繞するステータ4と、前記吸込口21側から前記回転軸31の軸心A方向に沿って前記インペラ32に当接する当たり面(ワッシャ76)を有している、前記ポンプハウジング2とは別体をなす押さえ部材(ブッシュ7)とを具備する電動ポンプ1を構成した。
In this embodiment, a
本実施形態によれば、電動ポンプ1の運転中にロータ3が迫り出すことを適切に抑止し得る。しかも、ポンプハウジング2の形状が徒に複雑化せず、ポンプハウジング2を成形するための金型の設計及び型抜き等が容易であり、ポンプハウジング2を作製する際の加工工数が増加せず、コストの高騰を招かずに済む。
According to this embodiment, it is possible to appropriately prevent the
ラビリンスシール75の部分は、軸心A方向と直交する径方向に沿った公差の管理、寸法精度を徹底すればよい。即ち、ブッシュ7とシール体6との間、及びブッシュ7とポンプハウジング2との間について、軸心A方向に沿った寸法精度を極端に高める必要がない。これは、シール体6が有するシール面62とポンプハウジング2の吸込口21の周縁部との間で緊密なシールがなされることによる。
For the
なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、本発明に係る電動ポンプが吸込み吐出する流体は、内燃機関の冷却水には限定されない。 The present invention is not limited to the embodiments detailed above. For example, the fluid sucked and discharged by the electric pump according to the present invention is not limited to the cooling water of the internal combustion engine.
その他、各部の具体的な構成や処理の内容は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 In addition, the specific configuration of each part and the content of processing can be modified in various ways without departing from the gist of the present invention.
1…電動ポンプ
2…ポンプハウジング
21…吸込口
3…ロータ
31…回転軸
32…インペラ
4…ステータ
7…押さえ部材(ブッシュ)
76…当たり面(ワッシャ)
A…回転軸の軸心
DESCRIPTION OF
76 ... Contact surface (washer)
A … the axis of the rotating shaft
Claims (1)
前記ポンプ室内に配置するインペラを回転軸に固定してなるロータと、
前記ロータを囲繞するステータと、
前記吸込口側から前記回転軸の軸心方向に沿って前記インペラに当接する当たり面を有している、前記ポンプハウジングとは別体をなす押さえ部材とを具備し、
前記押さえ部材は、内に軸孔を有するボスを備え、
前記軸孔に、前記ロータの回転軸の前記吸込口側の一端を挿入してこれを軸受させるとともに、
前記ボスにおける、前記回転軸の軸心方向に沿って前記インペラの方を向く面を、前記当たり面としており、
前記押さえ部材は、前記回転軸の軸心回りに環状に形成した外郭を備え、その外郭と前記ポンプハウジングの吸込口の周縁部に密着するシール面を有するシール体との間にラビリンスシールを設けた電動ポンプ。 a pump housing containing a pump chamber in which a fluid suction port and a fluid discharge port are in communication;
a rotor formed by fixing an impeller disposed in the pump chamber to a rotating shaft;
a stator surrounding the rotor;
a holding member separate from the pump housing and having a contact surface that abuts against the impeller along the axial direction of the rotating shaft from the suction port side ;
The pressing member has a boss having an axial hole therein,
one end of the rotating shaft of the rotor on the side of the suction port is inserted into the shaft hole to bear it;
a surface of the boss facing toward the impeller along the axial direction of the rotating shaft is defined as the contact surface;
The pressing member has an outer shell formed annularly around the axis of the rotating shaft, and a labyrinth seal is provided between the outer shell and a seal body having a sealing surface that comes in close contact with the peripheral edge of the suction port of the pump housing. electric pump.
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