(57)【要約】【課題】従来のポンプに用いられていた固定軸は、ポンプケーシングに固定するために両端を断面Ｄ字状に形成するＤカットを必要とした。しかし、Ｄカットを形成するには研削あるいは研磨が必要のため、工数がかかる、Ｄカット部分に欠けが生じる、あるいは、Ｄカットを形成するとローラによる研磨ができないため軸の真円度を高めることができないなどの問題が生じていた。【解決手段】ポンプに用いられる固定軸１５を円柱状の形状とし、前記固定軸１５の両端が弾性部材１９を介してポンプケーシング４により挟持され、スラストワッシャ１８ａの内周は固定軸に合わせたリング形とし、このスラストワッシャ１８ａが回らないように、スラストワッシャ１８ａ及びケーシングに設けられた固定軸挿入部１６に回り止めの構造を設けたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２個に分割したケーシングと、
前記ケーシング内に収納され、羽根車とマグネットとを備える回転体と、
前記回転体を支持し、前記ケーシングに取り付けられた固定軸と、
前記回転体に取り付けられ、前記固定軸を摺動回転する軸受と、
前記固定軸の両端側に取り付けられ、前記ケーシングと前記軸受とに接触する２個のスラストワッシャと、
前記固定軸を挿入するための軸穴を形成した固定軸挿入部と、
を備えるポンプにおいて、
前記固定軸は円柱状の形状とし、
前記スラストワッシャの内周の形状を前記固定軸の形状に合わせて円形とし、
前記固定軸及びスラストワッシャの保持構造を設けた
ことを特徴とするポンプ。
【請求項２】
前記固定軸挿入部の軸穴に弾性部材を収納し、前記固定軸の両端を、弾性部材を介して前記ケーシングにより挟持することで固定軸を保持した
ことを特徴とする請求項１記載のポンプ。
【請求項３】
前記スラストワッシャの外周に凸部を形成し、
前記固定軸挿入部に軸方向に係合突起が形成され、
前記凸部を前記係合突起にて係合することでスラストワッシャを保持する
ことを特徴とする請求項１及び２記載のポンプ。
【請求項４】
前記スラストワッシャの外周に凸部を形成し、
前記固定軸挿入部に前記スラストワッシャより若干大きい形状の嵌合穴を形成し、
前記嵌合穴に前記スラストワッシャを収納した
ことを特徴とする請求項１及び２記載のポンプ。
【請求項５】
前記スラストワッシャの平面側に凸部を形成し、
前記固定軸挿入部に前記凸部に対応する形状の凹部を形成し、
前記凹部に前記凸部が嵌合することでスラストワッシャを保持した
ことを特徴とする請求項１及び２記載のポンプ。
【請求項６】
２個に分割したケーシングと、
前記ケーシング内に収納され、羽根車とマグネットとを備える回転体と、
前記回転体を支持し、前記ケーシングに取り付けられた固定軸と、
前記回転体に取り付けられ、前記固定軸を摺動回転する軸受と、
前記固定軸の両端側に取り付けられ、前記ケーシングと前記軸受とに接触する２個のスラストワッシャと、
前記固定軸を挿入するための軸穴を形成した固定軸挿入部と、
を備えるポンプにおいて、
前記固定軸は、径の大きい大径部と、大径部より径が小さく固定軸の両端に形成された小径部とよりなり、
前記大径部と小径部の境の段付部にＯリングが嵌め込まれ、
前記固定軸挿入部の軸穴は、前記Ｏリングの外径と同じ径の大径穴と、前記固定軸の小径部と同じ径の小径穴を形成し、
前記大径穴に前記Ｏリングを収納され、前記小径穴に前記固定軸の小径部が挿入される
ことを特徴とするポンプ。
【請求項７】
円筒形の軸保持部と、軸保持部の一方端が径方向に延出し、中心に円形状の凹部が形成されたワッシャ保持部よりなる弾性体を有し、
前記固定軸挿入部は、前記軸保持部との外径と同じ径の大径穴と、前記固定軸と同じ径との小径穴とよりなり、
前記固定軸が軸保持部と前記小径穴に挿入され、前記保持部が前記大径穴に収納され、
前記スラストワッシャが前記ワッシャ保持部に圧入される
ことを特徴とする請求項１記載のポンプ。
【請求項８】
前記ポンプの構造が、固定子と回転体が隔壁にて隔離され、固定子の内周に回転体が配されたキャンドポンプ構造である請求項１ないし７記載のポンプ。
【請求項９】
前記ポンプの構造が、モータ部のシャフトに取り付けられた能動マグネットの回転により、ケーシングを挟んで設けられた従動マグネットが回転することで羽根車が回転するマグネットポンプ構造である請求項１ないし８のポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体を支持する固定軸を特別に加工する必要のないポンプの構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
羽根車とマグネットと軸受よりなる回転体と、この回転体を支持し、ケーシングに取り付けられた固定軸を備えたポンプは従来から知られている。この従来の発明のように固定軸の先端は、断面Ｄ字状に形成されたＤカットと呼ばれる形状に形成され、固定軸が回転しないように回り止めとなっている。そして、この固定軸の形状に合わせてスラストワッシャの内周もＤ字状に形成されている。（特許文献１参照）
【０００３】
本願添付図の図１２、図１３を用いて従来の構成について説明する。図１２のポンプ１０１は、固定子１０２と回転子１０３とがポンプケーシング１０４にて隔離されたキャンドポンプ構造のものである。この構造において、マグネット１０５と羽根車１０６と軸受１０７とが一体に形成され、中心が固定軸１０８によって摺動支持されている。この固定軸１０８はケーシング１０４に一体に形成された固定軸挿入部１０９の嵌合穴に嵌合されている。また、軸受１０７とケーシング１０４の間にスラストワッシャ１１０が設けられ、軸受１０７とケーシング１０４が直接擦れて摩耗しないようにしている。
【０００４】
図１３より従来の固定軸１０８は両端が断面Ｄ字状に形成されたＤカット１１１が形成されている。そして、スラストワッシャ１１０の方も固定軸１０８の形状に合わせて内周がＤ字状に形成され、固定保持部１０９の嵌合穴に嵌めるように形成されている。固定軸１０８をこのような形状とすることで、軸受１０７との摺動や水の流れによる固定軸１０８の回転に対して回り止めしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2004-144057号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記固定軸の作成手順を簡単に述べると、（１）円柱状に形成  （２）両端に切削或いは研削にてＤカットを形成  （３）研磨により軸の真円度の精度を高める  この手順により形成される。
【０００７】
しかしながら、固定軸の材質はセラミックやステンレスなどの硬い材質でできており、これらの部材にＤカットを研磨や切削によって形成することは困難であり、Ｄカットの精度が満足できるものではなく、また、形成後かけが生じやすいとの問題がある。
【０００８】
また、固定軸の表面の真円度の精度を高めるために、ローラにより固定軸を回転させ研磨することで簡易に行うことができるが、Ｄカットが形成されているとローラによる研磨ができないため、軸の真円度の精度が高めることは容易でなくなる。
【０００９】
Ｄカットの精度が低い固定軸であると、固定軸挿入部にしっかりと固着されていないため、流水の振動により固定軸が動き、ケーシングに当たったときの騒音や振動による品質の不具合が発生することになる。また、真円度の低い固定軸であると、軸受が滑らかに摺動せず騒音や振動による品質の不具合が発生することになる。
【００１０】
また、精度の高い加工をするには工数をかけて行う必要があり、コスト的に高くなり、また大量生産に向かないものであった。
【００１１】
また、上記先行例においても固定軸のＤカットの代わりにＶ字形状等が記載されているが、これらの形状を研磨や切削によって形成するのも困難である。
【００１２】
本発明は、上記従来の問題を鑑みて、固定軸に複雑な加工を施す必要の無いポンプを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１の発明は、２個に分割したケーシングと、前記ケーシング内に収納され、羽根車とマグネットとを備える回転体と、前記回転体を支持し、前記ケーシングに取り付けられた固定軸と、前記回転体に取り付けられ、前記固定軸を摺動回転する軸受と、前記固定軸の両端側に取り付けられ、前記ケーシングと前記軸受とに接触する２個のスラストワッシャと、前記固定軸を挿入するための軸穴を形成した固定軸挿入部と、を備えるポンプにおいて、前記固定軸は円柱状の形状とし、前記スラストワッシャの内周の形状を前記固定軸の形状に合わせて円形とし、前記固定軸及びスラストワッシャの保持構造を設けたことを特徴とするポンプを提供するものである。
【００１４】
請求項２の発明は、前記固定軸挿入部の軸穴に弾性部材を収納し、前記固定軸の両端を、弾性部材を介して前記ケーシングにより挟持することで固定軸を保持したことを特徴とする請求項１記載のポンプを提供するものである。
【００１５】
請求項３の発明は、前記スラストワッシャの外周に凸部を形成し、前記固定軸挿入部に軸方向に係合突起が形成され、前記凸部を前記係合突起にて係合することでスラストワッシャを保持することを特徴とする請求項１及び２記載のポンプを提供するものである。
【００１６】
請求項４の発明は、前記スラストワッシャの外周に凸部を形成し、前記固定軸挿入部に前記スラストワッシャより若干大きい形状の嵌合穴を形成し、前記嵌合穴に前記スラストワッシャを収納したことを特徴とする請求項１及び２記載のポンプを提供するものである。
【００１７】
請求項５の発明は、前記スラストワッシャの平面側に凸部を形成し、前記固定軸挿入部に前記凸部に対応する形状の凹部を形成し、前記凹部に前記凸部が嵌合することでスラストワッシャを保持した
ことを特徴とする請求項１及び２記載のポンプを提供するものである。
【００１８】
請求項６の発明は、２個に分割したケーシングと、前記ケーシング内に収納され、羽根車とマグネットとを備える回転体と、前記回転体を支持し、前記ケーシングに取り付けられた固定軸と、前記回転体に取り付けられ、前記固定軸を摺動回転する軸受と、前記固定軸の両端側に取り付けられ、前記ケーシングと前記軸受とに接触する２個のスラストワッシャと、前記固定軸を挿入するための軸穴を形成した固定軸挿入部と、を備えるポンプにおいて、前記固定軸は、径の大きい大径部と、大径部より径が小さく固定軸の両端に形成された小径部とよりなり、前記大径部と小径部の境の段付部にＯリングが嵌め込まれ、前記固定軸挿入部の軸穴は、前記Ｏリングの外径と同じ径の大径穴と、前記固定軸の小径部と同じ径の小径穴を形成し、前記大径穴に前記Ｏリングを収納され、前記小径穴に前記固定軸の小径部が挿入されることを特徴とするポンプを提供するものである。
【００１９】
請求項７の発明は、円筒形の軸保持部と、軸保持部の一方端が径方向に延出し、中心に円形状の凹部が形成されたワッシャ保持部よりなる弾性体を有し、前記固定軸挿入部は、前記軸保持部との外径と同じ径の大径穴と、前記固定軸と同じ径との小径穴とよりなり、前記固定軸が軸保持部と前記小径穴に挿入され、前記保持部が前記大径穴に収納され、前記スラストワッシャが前記ワッシャ保持部に圧入されることを特徴とする請求項１記載のポンプを提供するものである。
【００２０】
請求項８の発明は、前記ポンプの構造が、固定子と回転体が隔壁にて隔離され、固定子の内周に回転体が配されたキャンドポンプ構造である請求項１ないし７記載のポンプを提供するものである。
【００２１】
請求項９の発明は、前記ポンプの構造が、モータ部のシャフトに取り付けられた能動マグネットの回転により、ケーシングを挟んで設けられた従動マグネットが回転することで羽根車が回転するマグネットポンプ構造である請求項１ないし８のポンプを提供するものである。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１の発明のポンプであると、固定軸に特別の加工を施さないので、軸の加工工数を低減することができ、軸の真円度が高いので、騒音や振動といった品質の問題を低減することができる。
【００２３】
請求項２の発明のポンプであると、固定軸にＤカット等の回り止めの形状を施さなくても、固定軸を保持することができ、固定軸に特別な加工するよりも安易かつ安価な方法である。
【００２４】
請求項３の発明のポンプであると、円柱形状の固定軸に対応してスラストワッシャの内周の形状も円形であるが、スラストワッシャの凸部が係合突起にて係合することで、スラストワッシャの回り止めとすることができる。
【００２５】
請求項４の発明のポンプであると、請求項３の効果と共に、スラストワッシャがより完全に固定することができ騒音が防げるほか、スラストワッシャが割れたときや欠けたときに飛散しにくいものである。
【００２６】
請求項５の発明のポンプであると、上記効果と共に、スラストワッシャを固定するスペースを小さくすることができるため、ポンプの流入口といったスペースが限られる場所において有効に使えるものである。
【００２７】
請求項６の発明のポンプであると、固定軸にＤカットを施す加工方法よりも安易な固定軸の加工方法であり、Ｏリングにより固定軸を保持することができ、さらにＯリングの弾性変形によって寸法誤差が自動的に調整され、樹脂ケーシングの寸法精度のバラツキによる振動や騒音を低減することができる。
【００２８】
請求項７の発明のポンプであると、上記弾性部材の代わりとなる他、上記弾性部材で固定軸の両端を挟持するよりも、部材との接触面積が広いため、固定軸及びスラストワッシャの回り止めとして確実に固定するものである。また、固定軸が軸方向に移動することに対しても確実に固定するものである。また、スラストワッシャを弾性力で保持することができるため、スラストワッシャの回り止めの凸部を形成する必要がなくなる。
【００２９】
本発明の構造は、請求項８のキャンドポンプや請求項９のマグネットポンプといった固定軸を用いるポンプにおいて、有効な構成である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例１のポンプの断面図である。
【図２】本発明の実施例１のスラストワッシャおよび固定軸の斜視図である。
【図３】本発明の実施例１のスラストワッシャを固定軸挿入部に取り付けた図である。
【図４】本発明の実施例２のスラストワッシャを固定軸挿入部に取り付けた図である。
【図５】本発明の実施例３のポンプの断面図である。
【図６】本発明の実施例３のスラストワッシャおよび固定軸の斜視図である。
【図７】本発明の実施例４のポンプの断面図である。
【図８】本発明の実施例４のスラストワッシャおよび固定軸の斜視図である。
【図９】本発明の実施例５のポンプの断面図である。
【図１０】本発明の実施例５のポンプの固定軸挿入部近辺の断面図である。
【図１１】本発明の実施例６のポンプの断面図である。
【図１２】従来のポンプの断面図である。
【図１３】従来のスラストワッシャおよび固定軸の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、適用構成或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００３２】
本発明のポンプ１の基本構成を図１に示す。本発明のポンプ１は、モータ部２とポンプ部３とからなり、ポンプ部３のケーシング４によって回転体５がモータ部２と隔離されたキャンドポンプ構造のものである。
【００３３】
モータ部２は、ブラシレスモータであり、円周状に形成された固定子鉄心６に巻線７を巻き回して形成された固定子と回路基板８とを樹脂９で覆って形成されている。
【００３４】
ポンプ部３は、第１ケーシング４ａと第２ケーシング４ｂとからなり、第１ケーシング４ａの外側には流入口１０と吐出口１１が形成され、内部には流路が形成されている。第２ケーシング４ｂには回転体５が収納され、この回転体５はマグネット１２と羽根車１３と軸受１４が一体に形成され、前記固定子から発生する磁場により回転し、羽根車１３も回転することでポンプ部３内を流水するようになる。
【００３５】
上記回転体５は固定軸１５によって支持され、この固定軸１５は第１ケーシング４ａ側の固定軸挿入部１６ａと、第２ケーシング４ｂ側の固定軸挿入部１６ｂとにそれぞれ形成された軸穴１７ａ、１７ｂに挿入される。軸受１４の両端面と固定軸挿入部１６ａ，１６ｂの間にはスラストワッシャ１８が取り付けられ、軸受１４と固定軸挿入部１６ａ，１６ｂが直接摩耗しないようにしている。
【実施例１】
【００３６】
図２に記載のように、上記固定軸１５は、従来の構成とは異なり、特別に加工を施さない円柱状の形状をしている。しかし、このままでは水流により回転するため、軸穴１７ａ，１７ｂにはＯリングなどの弾性部材１９が収納され、この弾性部材１９の弾性力を用いて固定軸１５の両端を押圧し、固定軸１５がケーシングに固定されることになる。
【００３７】
図３より、スラストワッシャ１８ａは前記固定軸１５の形状に合わせて内周が円周状に形成されている。しかし、このままでは水流で回転するため、スラストワッシャ１８ａの外周には凸部２０が形成され、一方、固定軸挿入部１６ａ，１６ｂには軸方向に向かって２つの係合突起２１が形成され、この２つの係合突起２１の間に凸部２０が嵌合するようにし、水流による軸周方向への回転に対する回り止めとしている。
【００３８】
本発明のスラストワッシャやケーシングは樹脂成形品であるため、射出成形により製造することができ、鋼材やセラミックの固定軸を研磨或いは切削するよりも容易に形成することができる。これにより、コスト面でも生産性においても優れたポンプを提供することができる。
【００３９】
上記構成では係合突起は円周方向の両側に２個形成しているが、水の流れる方向が一方向であれば係合突起は１つでも良い。また、Ｏリングを用いて図示しているが、他の弾性部材でも良く、例えば、ゴム板やばね、波ワッシャ等でも良い。
【実施例２】
【００４０】
実施例２の構成は、実施例１の構成に対してスラストワッシャ１８の保持方法を変更したものである。図４より、実施例２のポンプの固定軸挿入部１６ｄには、スラストワッシャ１８ａより若干大きい形状の嵌合穴を形成し、スラストワッシャ１８ａをこの嵌合穴に収納する構成とした。これによりスラストワッシャ１８ａをより確実に固定することができるため騒音が防げるほか、スラストワッシャが割れたときや欠けたときに飛散しにくい構成となっている。
【実施例３】
【００４１】
前記実施例では、スラストワッシャ１８の大きさ以上に固定軸挿入部１６を大きく形成する必要がある。図１のような流路を持つポンプの場合、第１ケーシング側の固定軸挿入部１６ａは流水路中にあるため、固定軸挿入部１６ａが大きくなると逆に流路が狭くなり、流水量に影響を及ぼすようになる。第１ケーシング側のスラストワッシャを何も係止せずフリーな状態にするという方法もあるが、やはり確実にスラストワッシャを係止する方が品質面で優れている。
【００４２】
図５及び図６より、実施例３のポンプ３１に用いるスラストワッシャ１８ｂは平面側に凸部３２を形成したものである。一方、ポンプ３１の固定軸挿入部１６ｅ、１６ｆにはこの凸部３２に対応する形状の凹部３３が形成されている。この凹部３３に凸部３２が嵌合することでスラストワッシャ１８ｂが固定されるようになる。
【００４３】
この構成では、スラストワッシャの凸部が外周上にないため、固定軸挿入部の径方向の大きさが実施例１の構成より小さくなり、また、固定軸挿入部を径の大きさはスラストワッシャの径の大きさよりも小さくすることができるため、流水路の大きさを確保できるため、流水量に影響を及ぼさない構成である。
【実施例４】
【００４４】
実施例４について図７及び図８を用いて説明する。ポンプ４１の固定軸４２は径の大きい大径部４２ａと、大径部４２ａより径が小さく固定軸４２の両端に形成された小径部４２ｂよりなる。そして、Ｏリング４３がこの大径部４２ａと小径部４２ｂの境の段付部まで嵌め込まれる。
【００４５】
一方、固定軸挿入部４４ａ、４４ｂの軸穴は段状に形成されており、Ｏリング４３の外径とほぼ同じ径の大径穴４５ａと、小径部４２ｂとほぼ同じ径の小径穴４５ｂよりなる。そして、大径穴４５ａにＯリング４３が収納され、小径穴４５ｂに小径部４２ｂが挿入される。
【００４６】
この実施例の固定軸４２は大径部４２ａと小径部４２ｂに形成しているが、従来のようなＤカットよりは容易に形成することができる。そして、Ｏリング４３が小径部４２ｂの外周に取り付けられることにより、固定軸４２はＯリング４３により保持され、回り止めとなり、また、小径部４２ｂの真円度や軸穴の寸法が多少精度の低いものであっても、Ｏリング４３の弾性変形によって寸法誤差が自動的に調整され、寸法誤差による振動や騒音を低減することができる。
【００４７】
別の形体として、固定軸４２の両端側にＯリング４３が嵌められる程度の大きさの溝を設けるような構成でも上記構成のような効果が望める。
【００４８】
スラストワッシャの保持構造としては、図では実施例１の構成を用いているが、固定軸挿入部の形状等に合わせて他の実施例のスラストワッシャ保持構造を用いても良い。
【実施例５】
【００４９】
実施例５について図９及び図１０を用いて説明する。実施例５のポンプ５１は、弾性体５２を用いて円柱状の固定軸１５の回り止めを行っている。この弾性体５２は円筒形の軸保持部５２ａと、軸保持部５２ａの一方端が径方向に延出し、中心に円形状の凹部が形成されたワッシャ保持部５２ｂよりなる。そして、軸保持部５２ａに固定軸１５が挿入され、ワッシャ保持部５２ｂにはスラストワッシャ５３が圧入される。
【００５０】
一方、固定軸挿入部５４の軸穴５５ａ，５５ｂは段状に形成されており、弾性体５２の軸保持部５２ａの外径とほぼ同じ径の大径穴５５ａと、固定軸１５とほぼ同じ径の小径穴５５ｂとよりなる。そして、大径穴５５ａに弾性体５２の軸保持部５２ａが収納され、小径穴５５ｂに固定軸１５が挿入される。
【００５１】
本実施例の弾性体５２を用いることで、他の実施例で必要であった弾性部材の代わりとなる他、他の実施例の弾性部材よりも部材との接触面積が広いため、固定軸１５及びスラストワッシャ５３の回り止め、又は固定軸１５の軸方向の移動に関して他の実施例より確実な構成である。保持面において優れているため、他の実施例ではスラストワッシャに凸部を形成して回り止めとする必要があったが、この構成では図１０のように単なるリング形のスラストワッシャ５３でも十分に回り止めとなる。
【実施例６】
【００５２】
図１１のポンプ６１は、モータ部６２のシャフト６３に取り付けられた能動マグネット６４の回転により、ケーシング６５により隔離して設けられた従動マグネット６６が回転し、従動マグネット６６と一体に形成されたインペラ６７が回転する構成のマグネットポンプに関するものである。
【００５３】
この構成の場合では、固定軸６８のＤカットを無くした円柱形状とすることができ、それに伴い、実施例１のスラストワッシャ１８ａを用い、それに合わせてケーシング６５に係合突起２１を形成する構成とする。
【００５４】
本発明は固定軸にＤカットを無くし、固定軸やスラストワッシャの回転、移動を防止する目的であれば上記ポンプの構成以外にも採用することができる。
【００５５】
また、各々の実施例の構成は、第１ケーシング側及び第２ケーシング側に設けているが、片側の実施例の構成と異なる実施例の構成を、もう片側に設けるような構成としても構わない。
【符号の説明】
【００５６】
１、３１、４１、５１、６１    ポンプ
２、６２    モータ部
３    ポンプ部
４、６５    ケーシング
５    回転体
６    固定子鉄心
７    巻線
８    回路基板
９    樹脂
１０    流入口
１１    吐出口
１２    マグネット
１３、６７    インペラ
１４    軸受
１５、４２、６８    固定軸
１６、４４、５４    固定軸挿入部
１７    軸穴
１８、５３    スラストワッシャ
１９    弾性部材
２０    凸部
２１    係合突起
３２    凸部
３３    凹部
４２ａ    大径部
４２ｂ    小径部
４３    Ｏリング
４５ａ    大径穴
４５ｂ    小径穴
５２    弾性体
５２ａ    軸保持部
５２ｂ    スラストワッシャ保持部
５５ａ    大径穴
５５ｂ    小径穴
６３    シャフト
６４    能動マグネット
６６    従動マグネット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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