(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネットを含む回転子が、ポンプの吸水口と吐出口とを設けた合成樹脂製のケーシング内部に配され、
固定子が、モールド樹脂内にモールド成形されて円環状の樹脂成形体を形成し、
前記樹脂成形体が、前記ケーシングの外側であって前記回転子の外周部に配されて該ポンプのモータを構成し、
前記回転子に連設された羽根車が前記ケーシング内のポンプ室内に配されたポンプにおいて、
前記ケーシングの外面に、該ケーシングを覆う金属製カバーが固定されており、
前記金属製カバーが前記吸水口の周囲を取り囲むように配置され、
前記金属製カバーの外端は前記ポンプ室よりも径方向外側に位置し、
前記金属製カバーは、前記ポンプ室の径方向外側で前記ケーシングに固定されている
ことを特徴とするポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載のポンプであって、
前記ケーシングは、軸方向に分割された上部のケーシングと下部のケーシングを備え、
前記下部のケーシングの外側に樹脂成形体が配され、前記上部のケーシングの外面に前記金属製カバーが固定されていることを特徴とするポンプ。
【請求項３】
請求項２に記載のポンプであって、
前記金属製カバーは、前記樹脂成形体の上面部に対し前記ポンプ室を挟んだ位置に設けられていることを特徴とするポンプ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のポンプであって、
前記金属製カバーは、複数のねじで前記ケーシングにねじ止めされていることを特徴とするポンプ。
【請求項５】
請求項４に記載のポンプであって、
前記ケーシングは、水抜き栓部を有し、
前記水抜き栓部は、前記ポンプ室の径方向外側に位置し、
前記水抜き栓部は、平面視において、前記ねじの円周領域と同一もしくは径方向内側に位置することを特徴とするポンプ。
【請求項６】
請求項４に記載のポンプであって、
前記ケーシングは、水抜き栓部を有し、
前記水抜き栓部は、平面視において前記ねじとねじとの間に位置することを特徴とするポンプ。
【請求項７】
請求項２に記載のポンプであって、
前記下部のケーシングは、カップ形状を有しており、
前記マグネットは、前記下部ケーシングのカップ形状空間内に配置されていることを特徴とするポンプ。
【請求項８】
請求項１から４または７のいずれかに記載のポンプであって、
前記ケーシングは、水抜き栓部を有し、
前記金属製カバーは、軸方向に貫通する貫通孔を２つ備え、
前記吸水口と前記水抜き栓部は、前記各貫通孔に挿通されることを特徴とするポンプ。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載のポンプであって、
前記樹脂成形体内周面と前記ケーシングの外周面との隙間に、充填剤が充填されていることを特徴とするポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプに関し、詳細には合成樹脂製ケーシングからなるポンプの外部及び内部の強度を高めて耐水圧性を改善したポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
給湯装置等の機器に組み込まれるポンプは、機器の小型化、軽量化、省エネルギーの要請のもとに、ポンプ自体も小型、軽量化、省エネルギー化が求められている。
【０００３】
このようなポンプとしては、回転子をケーシング内部に密閉し、前記回転子を駆動する固定子を前記ケーシングの外側に設けてＤＣブラシレスモータを構成し、回転子に連接するポンプ室に羽根車が配置されたポンプが提供されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
図７は従来のポンプの一例を示す縦半断面図である。図に示すようにポンプ１００は、合成樹脂製でなる上下のケーシング１１１，１１２間の空間部に回転子１２１を配し、回転子１２１の外周に沿ってリング状の固定子１２２が配設されてポンプ１００のモータを構成したキャンドタイプのポンプである。
【０００５】
上下のケーシング１１１，１１２はパッキン１１５を挟みポンプ１００の内部を密閉し、上部の空間部にポンプ室１１６を設け、このポンプ室１１６を連通する流体の吸水口１３３と吐出口１１７及び水抜き栓部１１４とがケーシング１１１から突出しケーシング１１ １と一体に設けられている。
【０００６】
回転子１２１は、ケーシング内部のポンプ１００中心に固定された固定軸１２３に、回転軸１２５を介して、さらに上下にスラストワッシャー１２４を配して回転自在に軸支されている。
【０００７】
この回転子１２１は、回転軸１２５に羽根車基部１２６を接続してその上部に羽根車１２７を連設し、回転子の周囲にマグネット１２８を固定している。マグネット１２８はケーシング１１２のカップ状空間部内に配されている。
【０００８】
固定子１２２は、リング状の積層鉄心１２９と巻線１３０とからなり、プリント基板１３１と共にモールド樹脂１３２内にモールド成形され円環状の樹脂成形体１３３を形成している。
【０００９】
前記樹脂成形体１３３は、ケーシング１１２の外側であって回転子１２１のマグネット１２８の外周部に配されてケーシング１１２に固定され、ブラシレスＤＣモータを構成し、プリント基板１３１より固定子１２２に通電されると、回転子１２１が回転すると共に羽根車１２７が回転し、吸水口１１３から流体をポンプ室１１６内に吸引し、羽根車１２７により加圧された流体を吐出口１１７より吐出させるものである。
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−３１７４８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記のようなポンプ１００においては、水圧による樹脂製ケーシング１１１，１１２の変位を抑えてポンプ１００の耐水圧性を向上させるためには、樹脂製ケーシング１１１，１１２に比べて強度の高い金属製ケーシングを使用することが行われる。
【００１２】
しかし、金属製ケーシングの場合、金属板を立体的なケーシング形状にプレス加工や溶接により形成するのが容易でなく加工コストが高くなるという難点があり、またポンプの重量増や耐腐食性に対する対策も必要になる。
【００１３】
また、ポンプ１００では、図７に示すように、円環状の樹脂成形体１３３がケーシング１１２との接触部１３６においてポンプ内部の圧力をケーシングを通じて受けるようになり、ポンプ内圧が高くなると基板１３１との間の樹脂層の薄い前記接触部１３６おいて樹脂成形体１３３にクラック等の損傷を生じ、最終的には樹脂成形体１３３がケーシング１１２から脱落することがある。
【００１４】
また、ポンプ１００では、ケーシング１１２に固定された樹脂成形体１３３内周部とケーシング１１２外周部との間に僅かな隙間Ｓが生じ、ケーシング１１２がポンプ内圧を受ける度にケーシング１１２が隙間Ｓ分の膨張を繰り返すようになる。この膨張の繰り返しにより、強度の弱いケーシングのウェルドラインにクラックを発生し易くし、ポンプ１００の水漏れの原因になるという問題がある。
【００１５】
そこで本発明は、上記の問題点に鑑みてなしたもので、樹脂製ケーシングを用いたポンプの強度を高めて耐水圧性を改善し耐久性を向上したポンプを、ポンプのコスト増や重量
増を伴うことなく提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、マグネットを含む回転子が、ポンプの吸水口と吐出口とを設けた合成樹脂製のケーシング内部に配され、固定子が、モールド樹脂内にモールド成形されて円環状の樹脂成形体を形成し、前記樹脂成形体が、前記ケーシングの外側であって前記回転子の外周部に配されて該ポンプのモータを構成し、前記回転子に連設された羽根車が前記ケーシング内のポンプ室内に配されたポンプにおいて、前記ケーシングの外面に、該ケーシングを覆う金属製カバーが固定されており、前記金属製カバーが前記吸水口の周囲を取り囲むように配置され、前記金属製カバーの外端は前記ポンプ室よりも径方向外側に位置し、前記金属製カバーは、前記ポンプ室の径方向外側で前記ケーシングに固定されていることを特徴とするポンプである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のポンプであると、樹脂製ケーシングが金属板により補強されることで、樹脂製でありながら金属製並みのケーシング強度を確保し、ポンプ内圧による歪みや変位を抑えて耐水圧性を改善しポンプ耐久寿命を向上することができる。また、前記金属板はプレス加工等により簡単に製造できるので、樹脂製ケーシングに金属板を取り付けることで安価に製造することができ、ポンプの重量増を最小限に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明に係るポンプの実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１９】
［第１の実施形態］
図１は第１の実施形態のポンプ１０を示す縦半断面図、図２はその平面図である。図に示すようにポンプ１０は、合成樹脂製でなる上下のケーシング１１，１２間のケーシング内部に回転子２１を配し、回転子２１の外周に沿ってリング状の固定子２２が配設されてポンプ１０のモータを構成したキャンドタイプのポンプである。
【００２０】
上下のケーシング１１，１２はパッキン１５を挟みポンプ１０の内部を密閉し、ケーシング内の上部空間部にポンプ室１ ６ を設け、このポンプ室１ ６ を連通する流体の吸水口１３と吐出口１７及び水抜き栓部１４とがケーシング１１から突出しケーシング１１と一体に成形されている。
【００２１】
回転子２１は、ケーシング内部のポンプ１０中心部に、上下のケーシング１１，１２間で固定された固定軸２３に、回転軸２５とその上下に配されたスラストワッシャー２４を介して回転自在に軸支されている。
【００２２】
この回転子２１は、ポリフェニレンスルフィドなどの摺動性樹脂からなる回転軸２５に羽根車基部２６を接続し、基部２６の上部に羽根車２７を接続し、羽根車２７には回転子の周囲に配置されるマグネット２８が固定されている。そして、マグネット２８はケーシング１２中央部のカップ状空間部内に配されている。
【００２３】
固定子２２は、リング状の積層鉄心２９と巻線３０とからなり、制御回路を持つプリント基板３１と共にモールド樹脂３２内にモールド成形され円環状の樹脂成形体３３を形成している。
【００２４】
前記樹脂成形体３３は、回転子２１のマグネット２８の外周部に沿うケーシング１２の外側に配され、ケーシング１２の外周部に固定されてポンプ１０のモータを形成している。
【００２５】
このモータはブラシレスＤＣモータを構成するもので、プリント基板３１より固定子２２に通電されると、固定子２２に回転磁界が発生し回転子２１が回転する。回転子２１が回転するとそれに接続された羽根車２７も回転し、吸水口１３から流体をポンプ室１６内に吸引し、羽根車２７により加圧された流体を吐出口１７より吐出させるものである。
【００２６】
本実施形態のポンプ１０は、ケーシング１１の外部に円環板の金属製カバーからなる金属製ブラケット１がケーシング１１の外面を覆うように配され、４ヶ所のねじ２でケーシング１１にねじ止めされポンプ１０に一体に固定されている。
【００２７】
金属製ブラケット１ は、ケーシング１１から突出する吸水口１３と水抜き栓部１４を挿通させるための貫通孔３，４が開口されており、ステンレス鋼板やアルミニウム合金板のプレス加工により容易に製造され、またポンプ１ ０ への取り付けも簡単に行うことができる。
【００２８】
この金属製ブラケット１は、樹脂製ケーシング１１，１２からなるポンプ１０を金属製ケーシング並みのポンプ強度に補強し高めることができ、ポンプ１０の重量増を最小限にし、金属製ブラケットの製造や取り付けが容易であるのでコスト増を抑えることができる。
【００２９】
図示する例では、ポンプ１０の片面側、すなわち上部のケーシング１１の外面側のみを覆うように金属製ブラケット１を設けた例を示したが、ポンプ１０の両側面に金属製ブラケットを配してポンプ１０を挟むように補強するものでもよい。また、金属製ブラケットの平面形状は、図示する円形以外に略正方形や長方形の矩形状など、ポンプの形態に合わせて用いることができる。
【００３０】
この金属製ブラケット１により補強されたポンプ１０は、繰り返されるポンプの内圧印加に対する耐水圧性を大幅に向上しポンプの長寿命化と、最大内圧を高めてポンプの小形化を図ることができる。
【００３１】
［第２の実施形態］
図３は第２の実施形態のポンプ５０を示す半断面図、図４ は図３のＡ部拡大図である。図に示すようにポンプ５０は、第１の実施形態で示したポンプ１０と主要なポンプ構造を同一とするキャンドタイプのポンプである。図３では同一部材には図１と同一符号を付し、またポンプ５０の構造についての説明を省略する。
【００３２】
第２の実施形態のポンプ５０では、リング状の積層鉄心２９と巻線３０とからなる固定子２２とプリント基板３１とが共にモールド樹脂３２内にモールド成形され円環状の樹脂成形体３４を形成している。
【００３３】
この樹脂成形体３４は、ケーシング１２との接触部の一部、すなわちケーシング１２のカップ状底部３５の外側における基板３１との間のモールド樹脂３２ａ部分に、円環状の金属板からなる補強板５が埋設されている。
【００３４】
この補強板５はステンレス鋼板やアルミ合金板からなり、固定子２２とプリント基板３１をモールド成形し樹脂成形体３４とする際に、同時に樹脂３２内にインサート成形され埋設することができる。
【００３５】
この補強板５によってケーシング１２のカップ状底部３５と基板３１との間で、モールド樹脂３２の厚みが薄く強度的に弱い部分３２ａを補強することができ、ケーシング１２の底部３５から繰り返し伝わるポンプ内圧を補強板５が緩和し樹脂成形体３４に伝わる圧力や変位を低減することができる。これにより、樹脂成形体３４のクラック等の発生を防止して固定子２２の破損や破壊を防ぎ、またクラックの成長による樹脂成形体３４のケーシング１２からの脱落を防ぐことができる。
【００３６】
上記補強板は、樹脂成形体３４とケーシング１２との接触部の内で、ポンプ内圧の影響を樹脂成形体３４が受けやすい部分に設ければよく、例えば、樹脂成形体３４の上面部３４ａとケーシング１２との接触面には、ポンプ内圧の影響が小さいので補強板を設けなくてもよい。
【００３７】
また、ポンプ５０では、円環状の金属板からなる補強板１８が吸水口１３の突出部周囲を取り囲むように上部ケーシング１１ａ内にインサート成形され埋設されており、ポンプ５０の強度をより高めるものとなっている。
【００３８】
［第３の実施形態］
図５は第３の実施形態のポンプ６０を示す縦半断面図、図６ は図５のＢ部拡大図である。図に示すようにポンプ６０は、第１及び第２の実施形態で示したポンプ１０，５０と主要なポンプ構造を同一とするキャンドタイプのポンプである。図５では同一部材には図１と同一符号を付し、またポンプ６０の構造についての説明を省略する。
【００３９】
第３の実施形態のポンプ６０は、上記ポンプ１０と同様に、リング状の積層鉄心２９と巻線３０とからなる固定子２２とプリント基板３１とがモールド樹脂３２内にモールド成形され円環状の樹脂成形体３３を形成している。
【００４０】
前記樹脂成形体３３は、回転子２１のマグネット２８の外周部に沿ってケーシング１２の外周部に沿って固定される。この樹脂成形体３３の内周面とケーシング１２の外周面との間には、図７に示されるように僅かな隙間Ｓが生じるようになる。
【００４１】
本実施形態のポンプ６０は、樹脂成形体３３とケーシング１２との隙間Ｓに充填剤６を充填するもので、樹脂成形体３３のケーシング１２への組み込み時に、樹脂成形体３３の内周面とケーシング１２の外周面とのいずれか一方面、又は両面に充填剤６を塗布しておくことで容易に隙間Ｓに充填剤６を充填することができる。
【００４２】
この充填剤６としては、特に限定されることはなく、油、ゴム、樹脂などの各性状を示す充填剤が使用できる。中でも、ゴム状或いは樹脂状を示すシリコン系充填剤が、ケーシング１２の膨張抑制効果に優れ、また塗布時の取扱性も容易で、安価であり好ましい。
【００４３】
これにより、ケーシング１２がポンプ内圧より膨張するのを抑制し、ケーシング１２が隙間Ｓ内での膨張の繰り返しによるウェルドラインからのクラック発生を防ぐことができる。
【００４４】
以上説明したように、本発明に係るポンプの補強手段として、（１）樹脂製のケーシングの外面に金属製カバーを固定する、（２）樹脂成形体とケーシングとの接触部の少なくとも一部分の該樹脂成形体に、金属板を埋設する、（３）樹脂成形体内周面とケーシング外周面との間に充填剤を充填する、ことを各実施形態において個々に説明したが、この（１） 〜（３）の手法から２つを選択し同時に実施しても勿論よいし、３つ手法を同時に実施してもよい。
【００４５】
本発明は上記実施形態に限定されず、その主旨を逸脱しない範囲で変更することができ、また各種構造に自吸式ポンプ、軸流ポンプや、複数の吐出口を有して羽根車の回転方向によって吐出口を選択し流体を送ることができる、いわゆるリバーシブルポンプなどにも本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明のポンプは、各種用途のポンプに使用することができるが、特に暖房装置、風呂、台所などの複数の給湯先に同時給湯することができる給湯機用循環ポンプとして好適に使用される。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】第１の実施形態のポンプの縦半断面図である。
【図２】同上ポンプの平面図である。
【図３】第２の実施形態のポンプの縦半断面図である。
【図４】図３のＡ部拡大図である。
【図５】第３の実施形態のポンプの縦半断面図である。
【図６】図５のＢ部拡大図である。
【図７】従来例のポンプの縦半断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１……金属製ブラケット
１０……ポンプ
１１……ケーシング
１２……ケーシング
１３……吸水口
１７……吐出口
１６……ポンプ室
２１……回転子
２２……固定子
３２……モールド樹脂
３３……樹脂成形体
【図１】
0005629865.tif 000002
【図２】
0005629865.tif 000003
【図３】
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【図４】
0005629865.tif 000005
【図５】
0005629865.tif 000006
【図６】
0005629865.tif 000007
【図７】
0005629865.tif 000008