(57)【要約】【課題】異なる配列または枚数の羽根部材の組付けを簡易に行うことができるインペラを提供する。【解決手段】インペラ２は、基板１１と、基板１１に固定される複数の羽根部材２５を有するシュラウド２１と、を備え、複数の羽根部材２５は、シュラウド２１の基板１１に対向する面部において周方向に間隔を隔てて立設されており、基板１１には、複数の羽根部材２５の各々を組付けるための複数の溝部１２が形成され、複数の溝部１２は、羽根部材２５の配列及び枚数の少なくとも一方が異なる複数種類のシュラウド２１が有する羽根部材２５の各々を組付けることができるように形成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板に固定される複数の羽根部材を有するシュラウドと、を備え、
複数の前記羽根部材は、前記シュラウドの前記基板に対向する面部において周方向に間隔を隔てて立設されており、
前記基板には、複数の前記羽根部材の各々を組付けるための複数の溝部が形成され、
複数の前記溝部は、前記羽根部材の配列及び枚数の少なくとも一方が異なる複数種類の前記シュラウドが有する前記羽根部材の各々を組付けることができるように形成されているインペラ。
【請求項２】
前記基板は、複数の前記溝部として、前記羽根部材の配列が異なる２種類の前記シュラウドに対応する第１溝部及び第２溝部を備え、
前記基板が一方向に回転することで流体に遠心力を与える羽根部材を第１羽根部材とし、前記基板が前記一方向とは反対の方向に回転することで流体に遠心力を与える羽根部材を第２羽根部材とした場合に、
前記第１溝部が前記第１羽根部材の各々を組付けることができる位置に形成され、前記第２溝部が前記第２羽根部材の各々を組付けることができる位置に形成されている請求項１に記載のインペラ。
【請求項３】
前記基板は、複数の前記溝部として、前記羽根部材の配列が異なる２種類の前記シュラウドに対応する第１溝部及び第２溝部を備え、
前記第１溝部及び第２溝部は、前記基板の中心から径方向外方に向かう直線を基準線とした場合に、当該基準線に対する傾斜角度が夫々異なっている請求項１に記載のインペラ。
【請求項４】
前記第１溝部及び前記第２溝部は、交差せずに夫々が独立して形成されている請求項２または３に記載のインペラ。
【請求項５】
前記第１溝部及び前記第２溝部は、交差して形成されている請求項２または３に記載のインペラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板と、基板に組付けられる複数の羽根部材とを備えたインペラに関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のインペラは、例えば電動ポンプに搭載されている（例えば特許文献１）。特許文献１の電動ポンプでは、モータ部が備えるロータにインペラが組付けられている。具体的には、インペラは、ロータの一端面（基板）に設けられた溝部にシュラウドに設けられた複数の羽根部材の端部が組付けられて構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−２３６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電動ポンプでは、用途に応じて羽根部材の配列や枚数が異なるインペラを用いる場合がある。ここで、羽根部材の配列とは、基板に組付けられる複数の羽根部材の周方向における配置のことである。羽根部材の配列は、基板の中心から放射状に延びる直線を基準とした場合の羽根部材の傾斜方向や傾斜度合によって異なる。通常、ロータの一端面（基板）において羽根部材を組付けるための溝部は、組付けられるシュラウドの羽根部材に対応している。このため、電動ポンプに羽根部材の配列や枚数が異なるインペラを搭載するには、一端面（基板）に当該羽根部材を組付けるための溝部が形成されたロータを個別に用意する必要があった。
【０００５】
上記実情に鑑み、異なる配列または枚数の羽根部材の組付けを簡易に行うことができるインペラが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るインペラの特徴構成は、基板と、前記基板に固定される複数の羽根部材を有するシュラウドと、を備え、複数の前記羽根部材は、前記シュラウドの前記基板に対向する面部において周方向に間隔を隔てて立設されており、前記基板には、複数の前記羽根部材の各々を組付けるための複数の溝部が形成され、複数の前記溝部は、前記羽根部材の配列及び枚数の少なくとも一方が異なる複数種類の前記シュラウドが有する前記羽根部材の各々を組付けることができるように形成されている点にある。
【０００７】
本構成によると、基板には複数の溝部が形成され、複数の溝部は、羽根部材の配列及び枚数の少なくとも一方が異なる複数種類のシュラウドが有する羽根部材の各々を組付けることができるように形成されている。これにより、単一の基板に配列及び枚数の少なくとも一方が異なる羽根部材を有する複数種類のシュラウドを組付けることができる。また、複数種類のシュラウドに対して基板を共用することができるため、インペラの製造コストを抑制することができる。
【０００８】
他の特徴構成は、前記基板は、複数の前記溝部として、前記羽根部材の配列が異なる２種類の前記シュラウドに対応する第１溝部及び第２溝部を備え、前記基板が一方向に回転することで流体に遠心力を与える羽根部材を第１羽根部材とし、前記基板が前記一方向とは反対の方向に回転することで流体に遠心力を与える羽根部材を第２羽根部材とした場合に、前記第１溝部が前記第１羽根部材の各々を組付けることができる位置に形成され、前記第２溝部が前記第２羽根部材の各々を組付けることができる位置に形成されている点にある。
【０００９】
本構成によれば、回転することで流体に遠心力を与える羽根部材の向きが異なる２種類のシュラウドを基板に組付ける際に、夫々の羽根部材を第１溝部または第２溝部に組付けてインペラを構成することができる。すなわち、単一の基板に回転方向が異なる羽根部材を有する２種類のインペラを組付ける提供すことができる。これにより、流体に遠心力を与えるときの回転方向が異なるインペラを安価に製造することができる。
【００１０】
他の特徴構成は、前記基板は、複数の前記溝部として、前記羽根部材の配列が異なる２種類の前記シュラウドに対応する第１溝部及び第２溝部を備え、前記第１溝部及び第２溝部は、前記基板の中心から径方向外方に向かう直線を基準線とした場合に、当該基準線に対する傾斜角度が夫々異なっている点にある。
【００１１】
本構成によれば、回転軸芯から径方向外方に向かう基準線に対する、羽根部材の傾斜方向が同じであって異なる配列の羽根部材を有する２種類のシュラウドを基板に組付ける際に、夫々の羽根部材を第１溝部または第２溝部に組付けてインペラを構成することができる。すなわち、単一の基板に回転方向が同じで傾斜角度が異なる羽根部材を有する２種類のインペラを組付けることができる。これにより、同じ回転数であっても流体の吐出流量が異なるインペラを安価に製造することができる。
【００１２】
他の特徴構成は、前記第１溝部及び前記第２溝部は、交差せずに夫々が独立して形成されている点にある。
【００１３】
本構成によれば、基板において、第１溝部及び前記第２溝部が交差せずに夫々が独立して形成されているので、第１溝部及び前記第２溝部を明確に区別することができる。これにより、組付け時のシュラウドの羽根部材と基板の溝部との位置合わせを容易に行うことができる。
【００１４】
他の特徴構成は、前記第１溝部及び前記第２溝部は、交差して形成されている点にある。
【００１５】
本構成によれば、第１溝部及び第２溝部が交差して形成されているため、基板において複数の溝部が占有する領域を小さくすることができる。これにより、溝部同士が交差していない場合に比べて、複数種類の溝部を配置する上での自由度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】インペラを備えたロータの斜視図である。
【図２】インペラを備えたロータの縦断面図である。
【図３】インペラの分解斜視図である。
【図４】シュラウドの平面図である。
【図５】シュラウドの底面図である。
【図６】シュラウドの底面側斜視図である。
【図７】ロータの一端（基板）の平面図である。
【図８】第２実施形態のインペラにおける基板の平面図である。
【図９】第２実施形態の基板の変形例を示す平面図である。
【図１０】第３実施形態のインペラにおける基板の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明に係るインペラの実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１〜図３に、車載用のウォーターポンプに用いられるインナーロータ型のブラシレスモータのロータユニットＡを示す。ロータユニットＡは、ブラシレスモータのロータ１とインペラ２とによって構成されている。ロータ１にはマグネット３がインサート成形されている。インペラ２は、ロータ１の一端側に設けられた基板１１と、基板１１に接合されたシュラウド２１とを備える。基板１１は、連結軸部４を介してロータ１の一端側に設けられ、回転軸芯Ｘの周りで円形に形成されている。基板１１及び連結軸部４を含むロータ１は樹脂材料によって一体成形されている。
【００１９】
図２に示すように、ロータユニットＡの中心部には、ロータ１から連結軸部４を介して基板１１まで貫通する回転軸挿入孔５が形成されている。回転軸挿入孔５には、ブッシュ６が圧入や接着等の方法により配置され、ブッシュ６の内周面にインペラ２の側からシャフト（図示せず）が挿入される。
【００２０】
図３〜図６に示すように、シュラウド２１は、吸入口２２を形成する円筒部２３と円形鍔部２４とを同芯状に備えている。円筒部２３の内周面２３ａから円形鍔部２４の裏面２４ａに亘って羽根部材２５が複数（本実施形態では７枚）設けられている。複数の羽根部材２５は、内周面２３ａ及び裏面２４ａ（基板１１に対向する面部の一例）において、周方向に一定間隔を隔てて湾曲形状に沿って立設されている。
【００２１】
図５、図６に示すように、複数の羽根部材２５の各々には、基板１１に対向する側の先端部に断面矩形状の挿入片２５ａが羽根部材２５に対して突状に形成されている。なお、図６では、シュラウド２１が備える７枚の羽根部材２５のうち４枚のみを図示し３枚の羽根部材２５は省略している。また、図３及び図７に示すように、基板１１には、複数の挿入片２５ａの各々を挿入することにより羽根部材２５を組付けるための矩形状の凹部である溝部１２が複数形成されている。シュラウド２１は、複数の羽根部材２５の挿入片２５ａと溝部１２とを例えば超音波溶着することにより基板１１に固定されている。なお、基板１１に羽根部材２５を固定する方法は、超音波溶着に限定されず、振動溶着や熱溶着等であってもよい。
【００２２】
複数の溝部１２は、羽根部材２５の配列及び枚数の少なくとも一方が異なる複数種類のシュラウド２１が有する羽根部材２５の各々を組付けることができるように形成されている。図７に示すように、基板１１には、シュラウド２１に設けられた羽根部材２５の数（本実施形態では７枚）の２倍（本実施形態では１４個）の溝部１２が形成されている。
【００２３】
本実施形態では、基板１１は、複数（１４個）の溝部１２として、羽根部材２５の配列が異なる２種類のシュラウド２１の一方に対応する第１溝部１３を７個備え、他方に対応する第２溝部１４を７個備える。基板１１が一方向（例えば図７の方向Ｓ１）に回転することで流体に遠心力を与える羽根部材２５を第１羽根部材とし、基板１１が一方向とは反対の方向（例えば図７に示す方向Ｓ２）に回転することで流体に遠心力を与える羽根部材２５を第２羽根部材とした場合に、基板１１は、複数の溝部１２により、第１羽根部材及び第２羽根部材の各々を組付け可能に構成されている。具体的には、複数の溝部１２のうち、第１溝部１３が第１羽根部材の各々を組付けることができるように形成され、第２溝部１４が第２羽根部材の各々を組付けることができるように形成されている。本実施形態においては、第１溝部１３及び第２溝部１４は、基板１１上で交差せずに夫々が独立した溝として形成されている。
【００２４】
複数の第１溝部１３の一部及び複数の第２溝部１４の一部には、長手方向の延在し対向する２面に互いが離間する凸部１３ａ，１４ａが形成されている。凸部１３ａ及び凸部１４ａの突出量は同じである。凸部１３ａ及び凸部１４ａにより、羽根部材２５の挿入片２５ａは第１溝部１３及び第２溝部１４に対して圧入される。このため、基板１１に対するシャラウド２１の位置が固定され、羽根部材２５を基板１１に超音波溶着しても、羽根部材２５の軸芯変位が防止される。また、インペラ２が回転する際、羽根部材２５が凸部１３ａ，１４ａに当接することで、羽根部材２５は基板１１に対して回転方向の相対移動が防止される。
【００２５】
なお、凸部１３ａ，１４ａを設ける溝部１３，１４は、一部に限定されず全てに設けても良いし、溝部１３，１４を羽根部材２５の挿入片２５ａと同程度の大きさに形成する場合は凸部１３ａ，１４ａを設けなくてもよい。
【００２６】
このように、基板１１の複数の溝部１２は、羽根部材２５の配列及び枚数の少なくとも一方が異なる複数種類のシュラウド２１が有する羽根部材２５に対応する位置に形成されている。これにより、単一の基板１１に対して異なる配列の羽根部材２５を有する複数種類のシュラウド２１を組付けることができる。また、配列及び枚数の少なくとも一方が異なる羽根部材２５に対して基板１１を共用することができるため、インペラ２の製造コストを抑制することができる。
【００２７】
〔第２実施形態〕
第１実施形態では、第１溝部１３及び第２溝部１４は、交差せずに夫々が独立して形成されている例を示した。これに対して、本実施形態では、図８に示すように、第１溝部１３と第２溝部１４とが交差して設けられている。なお、他の構成については第１実施形態と同じである。
【００２８】
第１溝部１３及び第２溝部１４が交差することで、基板１１において１つの溝部１２が占有する領域を小さくすることができる。これにより、基板１１に溝部１２を多数配置して複数種類のシュラウド２１に対応させることができる。
【００２９】
〔第２実施形態の変形例〕
図９に示すように、基板１１に形成される第１溝部１３及び第２溝部１４は、交差する溝部において互いの溝深さが異なるよう形成されていてもよい。図９では、第１溝部１３及び第２溝部１４において、深い溝部を実線で示し、浅い溝部を破線で示している。本変形例では、基板１１の周方向において、第１溝部１３及び第２溝部１４は、深い溝部と浅い溝部とがほぼ交互に並ぶように形成されている。図示しないが、第１溝部１３及び第２溝部１４のうち、一方の溝部（例えば第１溝部１３）を全て深くし他方の溝部（例えば第２溝部１４）を全て浅くして複数の溝部１２を構成してもよい。
【００３０】
〔第３実施形態〕
本実施形態では、図１０に示されるように、基板１１の周方向において、第１溝部１５と第２溝部１６とが交互に配置されており、第１溝部１３及び第２溝部１４は同じ向きに傾斜している。ただし、第１溝部１３及び第２溝部１４は、基板１１において回転軸芯Ｘ（基板１１の中心の一例）から径方向外方に向かう直線を基準線Ｌとした場合に、当該基準線Ｌに対する傾斜角度が夫々異なっている。図１０に示す例では、基準線Ｌ１に対する第１溝部１３の傾斜角度がθ１であり、基準線Ｌ２に対する第２溝部１４の傾斜角度がθ２であってθ１はθ２よりも大きい。このように、基板１１に第１溝部１３と第２溝部１４を形成することで、インペラ２の基板１１は、回転により流体に遠心力を付与する方向が同じであり、且つ、配列が異なる羽根部材２５を有する２種類のシュラウド２１に対応することができる。
【００３１】
［別実施形態］
上記の実施形態では、シュラウド２１が７枚の羽根部材２５を有し、羽根部材２５に対応する溝部１２を基板１１に７つ設ける例を示したが、シュラウド２１が有する羽根部材２５の枚数は６枚以下や８枚以上であってもよく、溝部１２の数はシュラウド２１が有する羽根部材２５の枚数に対応していればよい。
【００３２】
基板１１に形成される複数の溝部１２は、第１溝部１３の数と第２溝部１４の数が異なる形態であってもよい。これにより、複数の溝部１２は、羽根部材２５の枚数が異なる複数のシュラウド２１に対応させることができる。
【００３３】
上記の第３実施形態では、シュラウド２１の側から見て左回り（図１０の方向Ｓ１）に回転するインペラ２の基板１１において、異なる傾斜角度（θ１、θ２）の羽根部材２５を有する複数種類のシュラウド２１に対応するように第１溝部１３及び第２溝部１４を形成する例を示した。これに代えて、シュラウド２１の側から見て右回り（図１０の方向Ｓ２）に回転するインペラ２の基板１１において、異なる傾斜角度（θ１、θ２）の羽根部材２５を有する複数種類のシュラウド２１に対応するように第１溝部１３及び第２溝部１４を形成してもよい。
【００３４】
基板１１には、配列及び枚数の少なくとも一方が異なる羽根部材２５を有する３種類以上のシュラウド２１に対応する複数の溝部１２を形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、基板に羽根部材を組付けるインペラに広く利用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１      ：ロータ
２      ：インペラ
１１    ：基板
１２    ：溝部
１３    ：第１溝部
１４    ：第２溝部
２１    ：シュラウド
２２    ：吸入口
２３    ：円筒部
２３ａ  ：内周面
２４    ：円形鍔部
２４ａ  ：内面
２５    ：羽根部材
２５ａ  ：挿入片
Ａ      ：ロータユニット
Ｌ      ：基準線
Ｘ      ：回転軸芯（基板の中心）
θ１，θ２  ：傾斜角度
【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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