(57)【要約】【課題】  低コストで製造することができ、かつ、ポンプ部での漏れ流量の低減と摺動抵抗の低減の両者を安定して実現する。【解決手段】  インペラ３６の表裏両面にそれぞれ対向するポンプケーシング３８，４０の両内面にシール層５２，５４を配置する。シール層５２，５４は、１層の薄膜又は複数層の薄膜を積層して形成されている。薄膜によるシール層の成形は、切削加工によるシール層の成形に比べて容易且つ低コストでありながら、加工精度が高い。このため、漏れ流量の低減と摺動抵抗の低減の両者を安定して実現することができる。【選択図】  図３
2008069757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプケーシングと、ポンプケーシング内で回転する略円板形状のインペラと、を備えており、インペラが回転することで流体をポンプケーシング内に吸入してポンプケーシング外に吐出するウエスコポンプであり、
インペラの表裏両面のそれぞれには周方向に繰り返す凹所群が形成されており、
インペラの表面に対向するポンプケーシング内面には、インペラの凹所群に対向する領域を上流端から下流端まで伸びている円弧状の第１溝が形成されており、
インペラの裏面に対向するポンプケーシング内面には、インペラの凹所群に対向する領域を上流端から下流端まで伸びている円弧状の第２溝が形成されており、
ポンプケーシングには、凹所群、第１溝及び第２溝によって形成されるポンプ流路の上流端とポンプケーシング外とを連通する流体吸入口と、該ポンプ流路の下流端とポンプケーシング外とを連通する流体吐出口とが形成されており、
インペラの表裏両面にそれぞれ対向するポンプケーシングの両内面の少なくとも一方には、ポンプ流路からの流体の漏れをシールするシール層が形成されており、そのシール層は１層の薄膜又は積層された複数層の薄膜により形成されていることを特徴とするウエスコポンプ。
【請求項２】
前記シール層は、ポンプケーシングの第１溝及び／又は第２溝に沿った領域に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のウエスコポンプ。
【請求項３】
前記シール層は、流体吸入口と流体吐出口との間の領域にも配置されていることを特徴とする請求項２に記載のウエスコポンプ。
【請求項４】
流体吸入口と流体吐出口との間の領域のシール層の断面積は、流体吸入口側において、流体吸入口側に向かって漸次減少することを特徴とする請求項３に記載のウエスコポンプ。
【請求項５】
流体吸入口と流体吐出口との間の領域のシール層の断面積は、流体吐出口側において、流体吐出口から離れる方向に向かって漸次増大することを特徴とする請求項３又は４に記載のウエスコポンプ。
【請求項６】
ポンプケーシングの第１溝及び第２溝に沿った領域にシール層が配置されており、これらのシール層には、インペラの回転方向へシフトしながら外周側から中心側へ伸びる溝群がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載のウエスコポンプ。
【請求項７】
ポンプケーシングの第１溝及び第２溝に沿った領域にシール層が配置されており、これらのシール層には、インペラの回転方向へシフトしながら中心側から外周側へ伸びる溝群がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載のウエスコポンプ。
【請求項８】
ポンプケーシングと、ポンプケーシング内で回転する略円板形状のインペラと、を備えており、インペラが回転することで流体をポンプケーシング内に吸入してポンプケーシング外に吐出するウエスコポンプであり、
インペラの表裏両面のそれぞれには周方向に繰り返す凹所群が形成されており、
インペラの表面に対向するポンプケーシング内面には、インペラの凹所群に対向する領域を上流端から下流端まで伸びている円弧状の第１溝が形成されており、
インペラの裏面に対向するポンプケーシング内面には、インペラの凹所群に対向する領域を上流端から下流端まで伸びている円弧状の第２溝が形成されており、
ポンプケーシングには、凹所群、第１溝及び第２溝によって形成されるポンプ流路の上流端とポンプケーシング外とを連通する流体吸入口と、該ポンプ流路の下流端とポンプケーシング外とを連通する流体吐出口とが形成されており、
インペラの表面及び／又は裏面には、ポンプ流路からの流体の漏れをシールするシール層が形成されており、そのシール層は１層の薄膜又は積層された複数層の薄膜により形成されていることを特徴とするウエスコポンプ。
【請求項９】
前記シール層は、インペラの凹所群に沿った領域に配置されていることを特徴とする請求項８に記載のウエスコポンプ。
【請求項１０】
前記シール層は、インペラの表面及び裏面に配置されており、それらシール層には、インペラの反回転方向へシフトしながら外周側から中心側へ伸びる溝群がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項９に記載のウエスコポンプ。
【請求項１１】
前記シール層は、インペラの表面及び裏面に配置されており、それらシール層には、インペラの反回転方向へシフトしながら中心側から外周側へ伸びる溝群がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項９に記載のウエスコポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体をポンプケーシング内に吸入してポンプケーシング外に吐出するウエスコポンプに関し、特に、ポンプ部での漏れ流量を低減するとともに摺動抵抗を低減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポンプケーシング内に回転可能にインペラを収容し、インペラが回転することによってポンプケーシング内に流体を吸入してポンプケーシング外に吐出するウエスコポンプが知られている。ウエスコポンプは、例えば、燃料タンク内の燃料を内燃機関（例えば、自動車のエンジン等）に供給する装置として利用されている。一般的に、ウエスコポンプは、円筒状のハウジングと、ハウジングの一端を閉じるポンプケーシングと、ハウジングの他端を閉じる吐出カバーを備えている。吐出カバーの上面には流体吐出ポートが突設されている。ハウジング、ポンプケーシング及び吐出カバーによって囲まれるモータ室内（ハウジング内の空間）にはモータが収容される。モータのシャフトの下端はポンプケーシングに回転可能に支持され、その上端は吐出カバーに回転可能に支持される。ポンプケーシング内にはインペラが収容され、インペラはシャフトの下端近傍に固定されている。インペラの表裏両面には、周方向に繰返す凹所群がそれぞれ形成されている。ポンプケーシングの両内面には、インペラの凹所群と対向する領域を上流端から下流端まで伸びる円弧状の溝が形成されている。インペラの凹所群とポンプケーシングの円弧状の溝によって、ポンプケーシング内にポンプ流路が形成されている。ポンプケーシングには、ポンプ流路の上流端とポンプケーシング外とを連通する流体吸入口と、ポンプ流路の下流端とポンプケーシング外とを連通する流体吐出口とが形成されている。モータが回転するとインペラが回転し、流体吸入口からポンプ流路に流体が吸入される。ポンプ流路に吸入された流体は、昇圧されながらポンプ流路の下流に向かって流れる。昇圧された流体は、流体吐出口よりモータ室に流れ、モータ室を通って流体吐出ポートより吐出される。
【０００３】
この種のポンプでは、ポンプケーシングと、ポンプケーシング内で回転するインペラとの間にクリアランスが設けられている。このクリアランスが大きいと、ポンプ流路内の流体がポンプ流路から漏れ易くなり、高いポンプ性能が得られにくい。従って、高いポンプ性能を得るためには、このクリアランスを小さくし、流体の漏れ流量を低減する必要がある。しかし、このクリアランスを小さくし過ぎると、ポンプケーシングとインペラが面接触して摺動抵抗が大きくなり、却ってポンプ性能が低下してしまう。このように、摺動抵抗の低減と漏れ流量の低減はトレードオフの関係にあるため、両者を実現することができる技術が求められてきた。
特許文献１は、この種のポンプの従来技術を開示している。特許文献１のポンプでは、ポンプケーシングのインペラと対向する面の全体に、複数の凹設部が形成されている。凹設部は、点状もしくは溝状に形成されており、これらの凹設部は互いに隔てられている。ポンプケーシングの内面に複数の凹設部が形成されることによって流体の表面張力が高まり、ポンプケーシングとインペラのクリアランス内での流体の付着力が増大する。これによって、ポンプケーシングとインペラのクリアランスを無理に狭くすることなくシール性を向上することができる。即ち、特許文献１のポンプによれば、漏れ流量の低減と摺動抵抗の低減がいずれも実現可能であるとしている。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２１３１９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のポンプでは、ポンプケーシングのインペラと対向する面に複数の凹設部を形成するため、ポンプケーシングに複雑な切削加工を施す必要がある。しかも、この切削加工には精密さが要求されるため、コストアップは避けられない。また、切削加工のような機械加工によって凹設部を形成すると、凹設部の形状にばらつきが生じ、ポンプ性能にばらつきが生じてしまう。このことから、特許文献１に開示された技術では、漏れ流量の低減と摺動抵抗の低減の両者を低コストで安定して実現することは困難であった。
本発明は、上記問題点に鑑みて創作されたものであり、低コストで製造することができ、かつ、ポンプ部での漏れ流量の低減と摺動抵抗の低減の両者を安定して実現することができるウエスコポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のウエスコポンプは、ポンプケーシングと、ポンプケーシング内で回転する略円板形状のインペラと、を備えており、インペラが回転することで流体をポンプケーシング内に吸入してポンプケーシング外に吐出する。インペラの表裏両面のそれぞれには周方向に繰り返す凹所群が形成されている。インペラの表面に対向するポンプケーシング内面には、インペラの凹所群に対向する領域を上流端から下流端まで伸びている円弧状の第１溝が形成されている。インペラの裏面に対向するポンプケーシング内面には、インペラの凹所群に対向する領域を上流端から下流端まで伸びている円弧状の第２溝が形成されている。ポンプケーシングには、凹所群、第１溝及び第２溝によって形成されるポンプ流路の上流端とポンプケーシング外とを連通する流体吸入口と、該ポンプ流路の下流端とポンプケーシング外とを連通する流体吐出口とが形成されている。そして、インペラの表裏両面にそれぞれ対向するポンプケーシングの両内面の少なくとも一方には、ポンプ流路からの流体の漏れをシールするシール層が形成されており、そのシール層は１層の薄膜又は積層された複数層の薄膜により形成されている。
このウエスコポンプでは、ポンプケーシングのインペラに対向する面に、ポンプ流路からの流体の漏れをシールするシール層が形成されている。シール層は、１層の薄膜又は複数の薄膜を積層することによって形成される。薄膜の成形は、切削加工のような機械加工による成形に比べて容易であり、加工精度が高いため、複雑な形状の成形であっても低コストで実施することができる。また、薄膜により成形されたシール層は精度が高く、ばらつきが生じにくい。このことによって、漏れ流量の低減と摺動抵抗の低減の両者を低コストで安定して実現することができる。
【０００７】
上記のウエスコポンプにおいて、シール層は、ポンプケーシングの第１溝及び／又は第２溝に沿った領域に配置されていることが好ましい。
ポンプケーシングの第１溝と第２溝は、インペラの凹所群とともにポンプ流路を形成しており、流体流路となっている。ポンプケーシングの第１溝及び／又は第２溝に沿った領域に薄膜を配置することによってシール性を高め、ポンプ流路からの流体の漏れを抑制することができる。また、シール層が形成されていない領域では、ポンプケーシングとインペラのクリアランスをシール層が無い分だけ大きめに確保することができるため、ポンプケーシングとインペラとの面接触の発生が抑制され、摺動抵抗を低減することができる。
【０００８】
また、上記のウエスコポンプにおいて、シール層は、流体吸入口と流体吐出口との間の領域にも配置されていることが好ましい。
流体吸入口と流体吐出口との間の領域は、他の領域に比べて流体の漏れ流量が多い。このため、この領域に薄膜を配置することによって、流体吸入口や流体吐出口から、ポンプケーシングとインペラのクリアランス内に流体が大量に漏れ出ることを抑制することができる。
ここで、上記のウエスコポンプにおいては、インペラの一方の面にのみ流体吸入口が形成され、インペラの他方の面にのみ流体吐出口が形成される場合がある。この場合においては、上記「流体吸入口と流体吐出口との間の領域」とは、吸入側のポンプケーシング内面にあっては「流体吸入口と溝の下流端との間の領域」を意味し、吐出側のポンプケーシング内面にあっては「流体吐出口と溝の上流端との間の領域」を意味する。
【０００９】
さらに、上記のウエスコポンプにおいて、流体吸入口と流体吐出口との間の領域のシール層の断面積は、流体吸入口側において、流体吸入口側に向かって漸次減少することが好ましい。
このような構成によれば、インペラとポンプケーシングとの隙間の断面積は、流体吸入口側に向かって漸次増大するため、流体の急激な圧力変化が抑制される。このため、インペラの回転に起因する周期的な圧力変動を緩和し、騒音の発生を低減することができる。
【００１０】
あるいは、上記のウエスコポンプにおいて、流体吸入口と流体吐出口との間の領域のシール層の断面積は、流体吐出口側において、流体吐出口から離れる方向に向かって漸次増大する構成であってもよい。
このような構成によれば、インペラとポンプケーシングとの隙間の断面積は、流体吐出口から離れるに従って漸次減少するため、流体の急激な圧力変化が抑制される。このため、インペラの回転に起因する周期的な圧力変動を緩和し、騒音の発生を低減することができる。
【００１１】
上記のウエスコポンプにおいて、ポンプケーシングの第１溝及び第２溝に沿った領域にシール層が配置されており、これらのシール層には、インペラの回転方向へシフトしながら外周側から中心側へ伸びる溝群がそれぞれ形成されていることが好ましい。
このような構成によれば、インペラが回転すると、インペラとポンプケーシングのクリアランス内の流体が溝内に引込まれる。溝内に引き込まれた流体は、インペラが回転することによって、溝の外周側端部から中心側端部へ向かって送り出される。このとき、溝内を流れる流体の圧力によってインペラの上下両面が押圧され、インペラが吐出側ケーシングと吸入側ケーシングの中間に保持される。このことによって、ポンプケーシングとインペラとのクリアランスが確保されるため、摺動抵抗を増大させることなく、インペラとポンプケーシングのクリアランスを小さくすることができる。これによって、ポンプ流路のシール性が向上し、ポンプ効率を向上することができる。
なお、溝群を構成する各溝は、外周側から中心側へ螺旋状に伸びていることが好ましい。溝を螺旋状に形成することで、溝内に流体をスムーズに引き込むことができる。
【００１２】
あるいは、上記のウエスコポンプにおいて、ポンプケーシングの第１溝及び第２溝に沿った領域にシール層が配置されており、これらのシール層には、インペラの回転方向へシフトしながら中心側から外周側へ伸びる溝群がそれぞれ形成されていてもよい。
このような構成によれば、インペラが回転すると、インペラとポンプケーシングのクリアランス内の流体が溝内に引込まれる。溝内に引き込まれた流体は、インペラが回転することによって、溝の中心側端部から外周側端部へ向かって送り出される。このとき、溝内を中心側から外周側へ送り出される流体の圧力によってインペラの上下両面が押圧され、インペラが吐出側ケーシングと吸入側ケーシングの中間に保持される。このことによって、ポンプケーシングとインペラとのクリアランスが確保されるため、摺動抵抗を増大させることなく、インペラとポンプケーシングのクリアランスを小さくすることができる。これによって、ポンプ流路のシール性が向上し、ポンプ効率を向上することができる。
なお、溝群を構成する各溝は、中心側から外周側へ螺旋状に伸びていることが好ましい。溝を螺旋状に形成することで、溝内に流体をスムーズに引き込むことができる。
【００１３】
本発明の他のウエスコポンプは、ポンプケーシングと、ポンプケーシング内で回転する略円板形状のインペラと、を備えており、インペラが回転することで流体をポンプケーシング内に吸入してポンプケーシング外に吐出する。インペラの表裏両面のそれぞれには周方向に繰り返す凹所群が形成されている。インペラの表面に対向するポンプケーシング内面には、インペラの凹所群に対向する領域を上流端から下流端まで伸びている円弧状の第１溝が形成されている。インペラの裏面に対向するポンプケーシング内面には、インペラの凹所群に対向する領域を上流端から下流端まで伸びている円弧状の第２溝が形成されている。ポンプケーシングには、凹所群、第１溝及び第２溝によって形成されるポンプ流路の上流端とポンプケーシング外とを連通する流体吸入口と、該ポンプ流路の下流端とポンプケーシング外とを連通する流体吐出口とが形成されている。そして、インペラの表面及び／又は裏面には、ポンプ流路からの流体の漏れをシールするシール層が形成されており、そのシール層は１層の薄膜又は積層された複数層の薄膜により形成されている。
このウエスコポンプでは、１層の薄膜又は積層された薄膜によって形成されるシール層が、インペラの表面及び／又は裏面に形成されている。シール層がインペラに形成されていても、シール層がポンプケーシングに形成されているのと同様の作用効果が得られる。
【００１４】
上記のウエスコポンプにおいて、シール層は、インペラの凹所群に沿った領域に配置されていることが好ましい。
このような構成によると、ポンプ流路のシール性を高めることができ、ポンプ流路からポンプケーシングとインペラのクリアランス内に流体が大量に漏れ出ることを抑制することができる。
【００１５】
上記のウエスコポンプにおいて、シール層は、インペラの表面及び裏面に配置されており、これらシール層には、インペラの反回転方向へシフトしながら外周側から中心側へ伸びる溝群がそれぞれ形成されていることが好ましい。
このような構成によれば、インペラが回転する際にインペラとポンプケーシングのクリアランス内の流体が溝内を流れ、これによって、インペラが吐出側ケーシングと吸入側ケーシングの中間に保持される。このことによって、ポンプケーシングとインペラとのクリアランスが確保されるため、摺動抵抗を増大させることなく、インペラとポンプケーシングのクリアランスを小さくすることができる。なお、溝群を構成する各溝は、外周側から中心側へ螺旋状に伸びていることが好ましい。
【００１６】
あるいは、上記のウエスコポンプにおいて、シール層は、インペラの表面及び裏面に配置されており、これらシール層には、インペラの反回転方向へシフトしながら中心側から外周側へ伸びる溝群がそれぞれ形成されていてもよい。
このような構成によっても、溝内を流れる流体の圧力によって、インペラが吐出側ケーシングと吸入側ケーシングの中間に保持される。このことによって、ポンプケーシングとインペラとのクリアランスが確保されるため、摺動抵抗を増大させることなく、インペラとポンプケーシングのクリアランスを小さくすることができる。なお、溝群を構成する各溝は、中心側から外周側へ螺旋状に伸びていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のウエスコポンプでは、容易且つ低コストでシール層を成形でき、ポンプ部での漏れ流量の低減と摺動抵抗の低減の両者を安定して実現することができる。このことによって、ポンプ性能を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。
（形態１）  シール層は１層の薄膜から形成されている。
（形態２）  シール層は２層以上の薄膜が積層されて形成されており、積層された部分のシール層の断面形状は階段形状となっている。
【実施例】
【００１９】
（実施例１）
本発明を具現化した第１実施例を図を用いて説明する。本実施例のウエスコポンプは、自動車用の燃料ポンプであり、燃料タンク内で用いられ、自動車のエンジンへ燃料を供給するために利用される。図１に示すように、ウエスコポンプ１０は、モータ部１２とポンプ部１４がハウジング１６内に収容されて構成されている。モータ部１２は回転子１８を有している。回転子１８は、シャフト２０と、シャフト２０に固定されている積層鉄芯２２と、積層鉄芯２２に巻かれている図示されていないコイルと、そのコイルの端部が接続されている整流子２４を有している。シャフト２０は、ハウジング１６に対して、軸受２６，２８によって回転可能に支持されている。ハウジング１６の内側には、回転子１８を取囲むように、永久磁石３０が固定されている。ハウジング１６の上部に取り付けられたトップカバー３２には、図示されない端子が設けられており、モータ部１２に電気が供給される。ブラシ３４と整流子２４を介してコイルに通電すると、回転子１８とシャフト２０が回転する。
【００２０】
ハウジング１６の下部にはポンプ部１４が収容されている。ポンプ部１４は、略円板状のインペラ３６を備えている。インペラ３６の上面には、外周縁に並ぶ凹所群３６ａが設けられている。インペラ３６の下面には、外周縁に並ぶ凹所群３６ｂが設けられている。インペラ３６の中心にはシャフト２０と相対回転不能に係合する貫通孔が設けられており、シャフト２０が回転するとインペラ３６も回転する。
【００２１】
インペラ３６を収容するポンプケーシングは、吐出側ケーシング３８と吸入側ケーシング４０とから構成される。
吐出側ケーシング３８には、インペラ３６の外周縁に対向する領域に、凹所群３６ａの径方向の幅の約２倍の幅を有する溝３８ａが形成されている。図２に示すように、溝３８ａは、インペラ３６の回転方向に沿って上流端から下流端まで伸びる略Ｃ字型に形成されている。吐出側ケーシング３８には、溝３８ａの下流端から吐出側ケーシング３８の上面に至る吐出口５０が形成されている。吐出口５０は、ポンプケーシングの内部と外部（モータ部１２の内部空間）とを連通させている。
図１に示すように、吸入側ケーシング４０には、インペラ３６の外周縁に対向する領域に、凹所群３８ａの径方向の幅の約２倍の幅を有する溝４０ａが形成されている。溝４０ａも溝３８ａと同様に、インペラ３６の回転方向に沿って上流端から下流端まで伸びる略Ｃ字型に形成されている。吸入側ケーシング４０には、吸入側ケーシング４０の下面から溝４０ａの上流端に至る吸入口４２が形成されている。吸入口４２は、ポンプケーシングの内部と外部（ウエスコポンプの外部）とを連通させている。また、吸入側ケーシング４０にはベーパ排出口４１が形成されている。ベーパ排出口４１は、溝４０ａ内で発生したベーパをポンプ外に排出する。
凹所群３６ａ，３６ｂ、溝３８ａ、溝４０ａによって、インペラ３６の外周縁を覆うようにポンプ流路４４が形成されている。
【００２２】
インペラ３６がポンプケーシング３８，４０内で回転すると、燃料が吸入口４２からポンプ部１４内に吸引されてポンプ流路４４に導入される。ポンプ流路４４を流れるうちに昇圧された燃料は、吐出口５０からモータ部１２側に送り出される。モータ部１２に送り出された燃料は、モータ部１２を通過し、トップカバー３２に形成されているポート４８から外部に送り出される。
【００２３】
図２と図３に示すように、吐出側ケーシング３８のインペラ３６に対向する面（以下、内面という）には、インペラ３６に向かって凸状とされたシール層５２が形成されている。シール層５２は、例えば、フェノール系、エポキシ系、ポリアミドイミド系等の合成樹脂材料からなる膜厚１〜２００μｍの薄膜である。シール層５２は、公知の種々の薄膜（被膜）形成技術（例えば、スクリーン印刷、インクジェット、シート貼付け等）を用いて形成することができる。例えば、吐出側ケーシング３８上にスクリーン印刷等によって薄膜を配置し、次いで、硬化処理（乾燥、熱処理、光硬化等）によって吐出側ケーシング３８上に薄膜を定着させる。これによって、ケーシングの内面に薄膜（すなわち、シール層）を形成することができる。シール層５２はドーナツ形状であり、その外径は溝３８ａの内径より若干小さく、その内径はシャフト２０の外径と溝３８ａの内径の略中間程度の径とされている。シール層５２は、溝３８ａの内側にシャフト２０と同心状となるように配置されている。吐出側ケーシング３８のシール層５２が形成されていない領域では、吐出側ケーシング３８とインペラ３６との間に微小なクリアランスｃ１が形成されている（図３参照）。シール層５２の厚みはクリアランスｃ１よりも小さく、シール層５２とインペラ３６との間には、クリアランスｃ１よりもさらに微小なクリアランスｃ２が形成されている。
【００２４】
図３に示すように、吸入側ケーシング４０のインペラ３６に対向する面にもシール層５４が形成されている。シール層５４も、フェノール系、エポキシ系、ポリアミドイミド系等の合成樹脂材料からなる膜厚１〜２００μｍの薄膜であり、シール層５２と同様な方法で形成されている。シール層５４は、シール層５２と同様にドーナツ形状であり、シール層５２と略同一形状をしている。シール層５４も、溝４０ａの内側にシャフト２０と同心状となるように配置されている。吸入側ケーシング４０のシール層５４が形成されていない領域では、吸入側ケーシング４０とインペラ３６との間に微小なクリアランスｃ３が形成されている。シール層５４の厚みはクリアランスｃ３よりも小さく、シール層５４とインペラ３６との間には、クリアランスｃ３よりもさらに微小なクリアランスｃ４が形成されている。
【００２５】
ウエスコポンプでは、ポンプケーシングと、ポンプケーシング内で回転するインペラとの間にクリアランスが設けられている。このクリアランスが大きいと、ポンプ流路内の流体がこのクリアランス内に漏れ出やすくなり、高いポンプ性能は得られにくい。従って、高いポンプ性能を得るためには、このクリアランスを小さくし、流体の漏れ量を低減する必要がある。しかし、このクリアランスを小さくし過ぎると、摺動抵抗が大きくなるため、却ってポンプ性能は低下してしまう。
そこで、従来のポンプケーシングは、インペラと対向する面を複雑に切削し、漏れ流量の低減と摺動抵抗の低減の両者を実現しようしてきた。これらのウエスコポンプによれば、確かに漏れ流量の低減と摺動抵抗の低減が期待できる。しかし、精密な切削加工が要求されるため、コストアップは避けられない。また、切削加工のような機械加工で高い加工精度を出すことは容易ではないため、形状にばらつきが生じる可能性がある。このため、漏れ流量の低減と摺動抵抗の低減の両者を安定して実現することは困難であった。
【００２６】
本実施例のウエスコポンプでは、ポンプケーシング３８，４０の、インペラ３６と対向する面にシール層５２，５４が形成されている。シール層５２，５４は、それぞれ溝３８ａ，４０ａのすぐ内側に形成されているため、ポンプ流路４４からポンプケーシング３８，４０とインペラ３６とのクリアランスｃ１，ｃ３内への流体の漏れ流量を低減することができる。また、シール層５２，５４を形成することによって、シール層５２，５４が形成されていない領域のクリアランスｃ１，ｃ３を大きめに確保することができる。このため、漏れ流量を低減させながら、摺動抵抗も低減することができる。
シール層５２，５４は、公知の薄膜形成技術で形成されている。この手法によれば、切削加工のような機械加工による成形方法と比較し、高い加工精度を得ることができるため、製品性能のばらつきの発生を抑制することができる。また、薄膜形成は、切削加工に比べて加工作業が容易であるため、低コスト化を図ることができる。
【００２７】
（実施例２）
本発明を具現化した第２実施例を図を用いて説明する。本実施例のウエスコポンプは、第１実施例のウエスコポンプの一部を変更したものである。従って、ここでは第１実施例のウエスコポンプとの相違点について説明し、重複説明を省略することとする。また、本実施例のウエスコポンプと第１実施例のウエスコポンプとに共通の部材については、同一符号を用いることとする。以下に説明する第３〜１１実施例においても同様とする。
【００２８】
図４と図５に示すように、吐出側ケーシング６８のインペラ３６に対向する面には、シール層６２が形成されている。シール層６２は、第１実施例のシール層と同様、フェノール系、エポキシ系、ポリアミドイミド系等の合成樹脂材料からなる膜厚１〜２００μｍの薄膜であり、第１実施例と同様の方法により形成することができる。シール層６２は、下層６２ａに上層６２ｂが積層されて形成されている。下層６２ａの径方向の幅は上層６２ｂの径方向の幅に比較して大きくなっており、シール層６２は階段形状の断面を有している。シール層６２とインペラ３６との間にも微小なクリアランスが形成されている。
【００２９】
図５に示すように、吸入側ケーシング７０のインペラ３６に対向する面にも、シール層６４が形成されている。シール層６４は、フェノール系、エポキシ系、ポリアミドイミド系等の合成樹脂材料からなる膜厚１〜２００μｍの薄膜であり、シール層６２と同様の方法で形成されている。シール層６４も、下層６４ａに上層６４ｂが積層されて形成されており、その断面は階段形状を有している。シール層６４とインペラ３６との間にも微小なクリアランスが形成されている。
【００３０】
本実施例のウエスコポンプでは、ポンプケーシング６８，７０の、インペラ３６と対向する面にシール層６２，６４が形成されている。シール層６２，６４は、それぞれ溝６８ａ，７０ａのすぐ内側に形成されているため、ポンプ流路７４からの流体の漏れ流量を低減することができる。また、シール層６２，６４の断面形状は階段形状であり、インペラ３６側の上層６２ｂ，６４ｂがシール部となる。上層６２ｂ，６４ｂの幅は、ポンプケーシング６８，７０側の下層６２ａ，６４ａの幅に比べて小さいことから、シール部以外の領域のクリアランスを大きめに確保することができる。このため、漏れ流量を低減させながら、摺動抵抗を効果的に低減することができる。
なお、シール層６２，６４は、公知の薄膜形成技術を用いて形成されている。このため、シール層６２，６４を高い加工精度で形成できるため、シール層６２，６４の階段形状のような複雑な形状であっても、精度よく、且つ低コストで成形することができる。
【００３１】
（実施例３）
本発明を具現化した第３実施例を図を用いて説明する。図６と図７に示すように、本実施例では、吐出側ケーシング８８のインペラ３６に対向する面にシール層８２が形成されている。シール層８２は、フェノール系、エポキシ系、ポリアミドイミド系等の合成樹脂材料からなる膜厚１〜２００μｍの薄膜であり、上述した実施例と同様の方法により形成されている。シール層８２は略ドーナツ状に形成されると共に、吐出口５０と吸入口４２の間にも形成されている。すなわち、吐出口５０と吸入口４２との間となる領域８２ｃにもシール層８２が形成され、その外端は溝８８ａの径方向の中心線を周方向に延長してできる円の近傍まで伸びている。図７に示すように、溝８８ａの径方向の中心線となる円の径は、インペラ３６の外径と略一致している。また、シール層８２は、下層８２ａと上層８２ｂからなり、その断面は階段形状をしている。シール層８２とインペラ３６との間には微小なクリアランスが形成されている。
【００３２】
図７に示すように、吸入側ケーシング９０のインペラ３６に対向する面にはシール層８４が形成されている。シール層８４は、フェノール系、エポキシ系、ポリアミドイミド系等の合成樹脂材料からなる膜厚１〜２００μｍの薄膜であり、シール層８２と略同一形状で形成されている。すなわち、シール層８４も、シール層８２と同様に略ドーナツ状に形成されると共に、吐出口５０と吸入口４２の間にも形成されている。シール層８４も、シール層８２と同様に下層８４ａと上層８４ｂからなっている。シール層８４とインペラ３６との間にも微小なクリアランスが形成されている。
【００３３】
吐出口５０と吸入口４２との間の漏れ流量は、他の領域の漏れ流量に比べて多い。本実施例のウエスコポンプでは、ポンプケーシング８８，９０のインペラ３６と対向する面にシール層８２，８４が形成されている。シール層８２，８４は、それぞれ溝８８ａ，９０ａのすぐ内側に形成されているとともに、ポンプケーシング８８，９０の吐出口５０と吸入口４２との間の領域にまで形成されている。このため、吐出口５０と吸入口４２との間のシール性を向上させ、漏れ流量をさらに効果的に低減することができる。また、シール層８２，８４の断面形状は階段形状であり、インペラ３６側の上層８２ｂ，８４ｂがシール部となる。上層８２ｂ，８４ｂの幅は下層８２ａ，８４ａの幅に比べて小さいことから、シール部以外の領域のクリアランスを大きめに確保することができる。このため、摺動抵抗を効果的に低減することができる。
【００３４】
（実施例４）
本発明を具現化した第４実施例を図を用いて説明する。図８に示すように、本実施例のウエスコポンプのポンプ部１４は、略円板状のインペラ１０６を備えている。インペラ１０６の上面の外周縁近傍には、外周に沿って並ぶ凹所群１０６ａが設けられている。インペラ１０６の下面の外周縁近傍には、外周に沿って並ぶ凹所群１０６ｂが設けられている本実施例では、凹所群１０６ａと凹所群１０６ｂはインペラ１０６の外周から所定距離だけ離れた領域に形成されている。また、凹所群１０６ａと凹所群１０６ｂはその底部で連通されている。インペラ１０６の中心にはシャフト２０と相対回転不能に係合する貫通孔が設けられており、シャフト２０が回転するとインペラ１０６も回転する。
【００３５】
インペラ１０６を収容するポンプケーシングは、吐出側ケーシング１０８と吸入側ケーシング１１０とから構成される。
吐出側ケーシング１０８には、凹所群１０６ａに対向する領域に溝１０８ａが形成されている。図９に示すように、溝１０８ａは、インペラ１０６の回転方向に沿って上流端から下流端まで伸びる略Ｃ字型に形成されている。吐出側ケーシング１０８には、溝１０８ａの下流端から吐出側ケーシング１０８の上面に至る吐出口５０が形成されている。吐出口５０は、ポンプケーシングの内部と外部（モータ部１２の内部空間）とを連通させている。図８に示すように、凹所群１０６ａと溝１０８ａによって第１ポンプ流路１１４が形成されている。
吸入側ケーシング１１０には、凹所群１０６ｂに対向する領域に溝１１０ａが形成されている。溝１１０ａは、溝１０８ａと同様に、インペラ１０６の回転方向に沿って上流端から下流端まで伸びる略Ｃ字型に形成されている。吸入側ケーシング１１０には、吸入側ケーシング１１０の下面から溝１１０ａの上流端に至る吸入口４２が形成されている。吸入口４２は、ポンプケーシングの内部と外部（ウエスコポンプの外部）とを連通させている。凹所群１０６ｂと溝１１０ａによって第２ポンプ流路１１６が形成されている。
【００３６】
インペラ１０６がポンプケーシング１０８，１１０内で回転すると、流体が吸入口４２からポンプ部１４内に吸引されてポンプ流路１１４，１１６に導入される。ポンプ流路１１４，１１６を流れるうちに昇圧された流体は、吐出口５０からモータ部１２側に送り出される。モータ部１２に送り出された流体は、モータ部１２を通過し、トップカバー３２に形成されているポート４８から外部に送り出される。
【００３７】
図９と図１０に示すように、吐出側ケーシング１０８のインペラ１０６に対向する面にはシール層１０２が形成されている。シール層１０２は、フェノール系、エポキシ系、ポリアミドイミド系等の合成樹脂材料からなる膜厚１〜２００μｍの薄膜であり、上述した実施例と同様の方法により形成されている。シール層１０２は略ドーナツ形状に形成されており、吐出口５０と溝１０８ａの上流端の間にも形成されている。吐出口５０と溝１０８ａの上流端の間に形成されたシール層８２の外端は、溝１０８ａの外周縁を延長してできる円の外側まで伸びている。すなわち、シール層８２の外端はインペラ１０６の略外周まで伸びている（図１０参照）。シール層１０２は、下層１０２ａと上層１０２ｂからなっている。シール層１０２とインペラ１０６との間には微小なクリアランスが形成されている。
【００３８】
図１０に示すように、吸入側ケーシング１１０のインペラ１０６に対向する面にもシール層１０４が形成されている。シール層１０４も、フェノール系、エポキシ系、ポリアミドイミド系等の合成樹脂材料からなる膜厚１〜２００μｍの薄膜である。シール層１０４は、シール層１０２と同様に形成されており、略ドーナツ形状に形成されると共に、溝１１０ａの下流端と吸入口４２との間にも形成されている。図１０に示すように、溝１１０ａの下流端と吸入口４２との間に形成されたシール層１０４の外端はインペラ１０６の外径と略一致している。シール層１０４も下層１０４ａと上層１０４ｂからなっている。シール層１０４とインペラ１０６との間にも微小なクリアランスが形成されている。
【００３９】
本実施例のウエスコポンプでは、ポンプケーシング１０８，１１０のインペラ１０６と対向する面にシール層１０２，１０４が形成されている。シール層１０２，１０４は、それぞれ溝１０８ａ，１１０ａのすぐ内側に形成されているとともに、ポンプケーシング１０８，１１０の溝１０８ａ，１１０ａの上流端と下流端との間の領域にまで形成されている。このため、吐出口５０及び吸入口４２でのシール性が向上し、漏れ流量を効果的に低減することができる。
【００４０】
（実施例５）
本発明を具現化した第５実施例を図を用いて説明する。図１１と図１２に示すように、本実施例の吐出側ケーシング１２８のインペラ１０６に対向する面にはシール層１２２が形成されている。シール層１２２は、フェノール系、エポキシ系、ポリアミドイミド系等の合成樹脂材料からなる膜厚１〜２００μｍの薄膜である。シール層１２２は、吐出側ケーシング１２８のインペラ１０６に対向する面の、溝１２８ａとシャフト２０近傍を除いた領域に形成されている。すなわち、溝１２８ａの内側の領域のみならず外側の領域にも形成されている。シール層１２２とインペラ１０６との間には微小なクリアランスが形成されている。
【００４１】
図１２に示すように、吸入側ケーシング１３０のインペラ１０６に対向する面にはシール層１２４が形成されている。シール層１２４は、フェノール系、エポキシ系、ポリアミドイミド系等の合成樹脂材料からなる膜厚１〜２００μｍの薄膜である。シール層１２４は、シール層１２２と同様に、溝１３０ａとシャフト２０近傍を除いた領域（溝１３０ａの内側と外側）に形成されている。シール層１２４とインペラ１０６との間には微小なクリアランスが形成されている。
【００４２】
本実施例のウエスコポンプでは、ポンプケーシング１２８，１３０のインペラ１０６と対向する面にシール層１２２，１２４が形成されている。シール層１２２，１２４は、それぞれ溝１２８ａ，１３０ａの周囲に形成されている。このため、ポンプ流路１３４，１３６からの流体の漏れ流量を低減することができる。特に、溝１２８ａ，１３０ａの外側にもシール層１２２，１２４が形成されることから、流体がインペラ１０６の外周縁と吐出側ケーシング１２８とのクリアランスに漏れることをも抑制することができる。
【００４３】
（実施例６）
本発明を具現化した第６実施例を図を用いて説明する。図１３と図１４に示すように、本実施例の吐出側ケーシング１４８のインペラ１０６に対向する面にはシール層１４２が形成されている。シール層１４２は、フェノール系、エポキシ系、ポリアミドイミド系等の合成樹脂材料からなる膜厚１〜２００μｍの３層の薄膜１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃから形成されている。薄膜１４２ａはドーナツ形状であり、溝１４８ａの内側にシャフト２０と同心状となるように配置されている。薄膜１４２ｂはドーナツ形状であり、溝１４８ａの外側にシャフト２０と同心状となるように配置されている。薄膜１４２ｃは略台形状に形成されている。薄膜１４２ｃの上底に相当する内側の端部は薄膜１４２ａの内周縁に沿う円弧状であり、薄膜１４２ｃの下底に相当する外側の端部は薄膜１４２ｂの外周縁に沿う円弧状である。薄膜１４２ｃは、吐出口５０と溝１４８ａの上流端との間に配置されている。シール層１４２は、薄膜１４２ａと薄膜１４２ｂの上に薄膜１４２ｃが積層されて形成されている。
【００４４】
図１４に示すように、吸入側ケーシング１５０のインペラ１０６に対向する面にもシール層１４４が形成されている。シール層１４４は、フェノール系、エポキシ系、ポリアミドイミド系等の合成樹脂材料からなる膜厚１〜２００μｍの３層の薄膜１４４ａ，１４４ｂ，１４４ｃから形成されている。薄膜１４４ａ，１４４ｂ，１４４ｃのそれぞれの形状と配置は、それぞれ薄膜１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃの形状と配置と同様である。
【００４５】
本実施例のウエスコポンプでは、ポンプケーシング１４８，１５０のインペラ１０６と対向する面にシール層１４２，１４４が形成されている。シール層１４２，１４４は、それぞれ溝１４８ａ，１５０ａの周囲と、溝１４８ａ，１５０ａの上流端と下流端との間の領域に形成されている。このため、ポンプ流路１５４，１５６からの流体の漏れ流量を低減することができる。
さらに、シール層１４２，１４４は、それぞれ３つの薄膜（１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃ）、（１４４ａ，１４４ｂ，１４４ｃ）から形成されている。これらの薄膜（１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃ）、（１４４ａ，１４４ｂ，１４４ｃ）は形状がシンプルであり、これらをそれぞれ適切な箇所に配置すればよいため、容易に且つ低コストで精度よく複雑な形状のシール層を成形することができる。また、必要に応じて薄膜を配置する箇所や積層する数を変化させることが可能であるため、ポンプケーシング１４８，１５０とインペラ１０６とのクリアランスの設計自由度を向上することができる。
【００４６】
（実施例７）
本発明を具現化した第７実施例を図を用いて説明する。図１５と図１６に示すように、本実施例の吐出側ケーシング１６８のインペラ１０６に対向する面にはシール層１６２が形成されている。シール層１６２は、フェノール系、エポキシ系、ポリアミドイミド系等の合成樹脂材料からなる膜厚１〜２００μｍの２つの薄膜１６２ａ，１６２ｂによって形成されている。薄膜１６２ａは、溝１６８ａとシャフト２０近傍を除いた領域に配置されている。薄膜１６２ｂは略ドーナツ形状に形成されており、溝１６８ａの内側の領域と、溝１６８ａの上流端と下流端（吐出口５０）の間の領域１６２ｃにも配置されている。領域１６２ｃに配置された薄膜１６２ｂの外端は、溝１６８ａの外周縁を延長してできる円の外側まで伸び、インペラ１０６の外径と略一致している。領域１６２ｃに配置された薄膜１６２ｂには、吐出口５０側の端部から周方向に伸びる切れ込み１６２ｄが３本形成されている。切れ込み１６２ｄの長さは、吐出口５０と溝１６８ａの上流端との間の長さの約３分の１である。薄膜１６２ｂは薄膜１６２ａ上に積層されている。
【００４７】
図１６に示すように、吸入側ケーシング１７０のインペラ１０６に対向する面にはシール層１６４が形成されている。シール層１６４は、フェノール系、エポキシ系、ポリアミドイミド系等の合成樹脂材料からなる膜厚１〜２００μｍの２つの薄膜１６４ａ，１６４ｂによって形成されている。薄膜１６４ａ，１６４ｂのそれぞれの形状と配置は、それぞれ薄膜１６２ａ，１６２ｂの形状と配置と略同様である。すなわち、薄膜１６４ａは溝１７０ａとシャフト２０の近傍を除いた領域に配置されている。薄膜１６４ｂは略ドーナツ形状に形成されており、溝１７０ａの内側の領域と、溝１７０ａの上流端（吸入口）と下流端の間の領域にも配置されている。溝１７０ａの上流端と下流端の間に配置された薄膜１６４ｂの外端は、溝１７０ａの外周縁を延長してできる円の外側まで伸び、インペラ１０６の外径と略一致している。また、溝１７０ａの上流端と下流端の間に配置された薄膜１６４ｂには、吸入口側の端部から周方向に伸びる切れ込み（図示しない）が３本形成されている。薄膜１６４ｂは薄膜１６４ａ上に積層されている。
【００４８】
本実施例のウエスコポンプでは、ポンプケーシング１６８，１７０のインペラ１０６と対向する面にシール層１６２，１６４が形成されている。シール層１６２，１６４は、それぞれ溝１６８ａ，１７０ａの周囲と、溝１６８ａ，１７０ａの上流端と下流端の間の領域に形成されている。このため、ポンプ流路１７４，１７６からの流体の漏れ流量を低減することができる。
また、シール層１６２，１６４は、それぞれ２つの薄膜（１６２ａ，１６２ｂ）、（１６４ａ，１６４ｂ）から形成され、上側に積層された薄膜１６２ｂ，１６４ｂには吐出口５０や吸入口４２の近傍に切れ込みを形成し、吐出口５０や吸入口４２の近傍の隙間断面積が徐々に変化するようにされている。このため、インペラ１０６の回転に起因する周期的な圧力変動を緩和し、騒音の発生を低減することができる。
【００４９】
（実施例８）
本発明を具現化した第８実施例を図を用いて説明する。図１７に示すように、本実施例の吐出側ケーシング１８８のインペラ１０６（図８参照）に対向する面にはシール層１８２が形成されている。シール層１８２は、フェノール系、エポキシ系、ポリアミドイミド系等の合成樹脂材料からなる膜厚１〜２００μｍの薄膜で形成されている。シール層１８２は、略ドーナツ形状であり、溝１８８ａより内側に配置されている。シール層１８２には切れ込み群１８２ａ，１８２ａ，・・・が形成されている。切れ込み群１８２ａ，１８２ａ，・・・は全て同形同大であり、シール層１８２の外周に沿って等間隔に配置されている。各切れ込み１８２ａは、シール層１８２の外周側から中心側に向かって曲線状（螺旋状）に伸びており、切れ込み１８２ａの中心側の端部は、外周側の端部に対して、インペラ１０６の回転方向（矢印Ａ）側にシフトしている。シール層１８２とインペラ１０６との間には微小なクリアランスが形成されている。なお、図示は省略するが、吸入側ケーシングの、インペラ１０６に対向する面にも、シール層１８２と同様のシール層が形成されている。
【００５０】
本実施例のウエスコポンプでは、吐出ケーシング１８８のインペラ１０６と対向する面にシール層１８２が形成され、吸入側ケーシングと対向する面にも同様のシール層が形成されている。シール層１８２には螺旋状の切れ込み群１８２ａ，１８２ａ，・・・が形成され、吸入側ケーシングのシール層にも同様の切れ込み群が形成されている。このことによって、吐出側ケーシング１８８のインペラ１０６に対向する面と、吸入側ケーシングのインペラ１０６に対向する面に、それぞれ螺旋状の溝（以下ではこの溝を螺旋溝とする）群が形成されている。螺旋溝の中心側の端部は、外周側の端部に対して、インペラ１０６の回転方向側にシフトしている。このため、インペラ１０６が回転すると、インペラ１０６とポンプケーシングのクリアランス内の流体が螺旋溝内に引込まれ、螺旋溝の外周側端部から中心側端部へ向かって送り出される。このように螺旋溝内の流体が外周側から中心側へ送り出されると、溝内の流体の圧力によってインペラ１０６が上下両面から押圧され、インペラ１０６は吐出側ケーシング１８８と吸入側ケーシングの中間に保持される。ポンプケーシングとインペラ１０６とのクリアランスが確保されるため、摺動抵抗を増大させることなくこのクリアランスを小さくすることができる。このため、漏れ流量の低減と摺動抵抗の低減をいずれも実現することができる。
また、シール層は公知の薄膜形成技術によって成形されるため、低コストで高い加工精度を得ることができる。このため、切れ込み群１８２ａ，１８２ａ，・・・を低コストで精度よく形成することができる。
【００５１】
（実施例９）
本発明を具現化した第９実施例を図を用いて説明する。図１８に示すように、本実施例の吐出側ケーシング２０８のインペラ１０６（図８参照）に対向する面には、シール層２０２が形成されている。シール層２０２は、フェノール系、エポキシ系、ポリアミドイミド系等の合成樹脂材料からなる膜厚１〜２００μｍの薄膜で形成されている。シール層２０２は、溝２０８ａとシャフト２０近傍を除いた領域に形成されている。シール層２０２には切れ込み群２０２ａ，２０２ａ，・・・が形成されている。切れ込み群２０２ａ，２０２ａ，・・・は全て同形同大であり、シャフト２０の外径と溝２０８ａの内径の中間程度の径の同心円に沿って配置されている。切れ込み２０２ａは、シール層２０２の中心側から外周側に向かって曲線状（螺旋状）に伸びており、切れ込み２０２ａの外周側の端部は、中心側の端部に対して、インペラ１０６の回転方向（矢印Ｂ）側にシフトしている。シール層２０２とインペラ１０６との間には微小なクリアランスが形成されている。図示は省略するが、吸入側ケーシングのインペラ１０６に対向する面にも、シール層２０２と同様のシール層が形成されている。
【００５２】
本実施例のウエスコポンプでは、吐出ケーシング２０８のインペラ１０６と対向する面にシール層２０２が形成され、吸入側ケーシングと対向する面にも同様のシール層が形成されている。これらのシール層には螺旋状の切れ込み群が形成されている。このため、インペラ１０６が回転すると、インペラ１０６とポンプケーシングのクリアランス内の流体が螺旋溝内に引込まれ、螺旋溝の中心側端部から外周側端部へ向かって送り出される。このように螺旋溝内の流体が中心側から外周側へ送り出されると、螺旋溝内の流体の圧力によってインペラ１０６が上下両面から押圧され、インペラ１０６は吐出側ケーシング２０８と吸入側ケーシングの中間に保持される。螺旋溝を流れる流体の圧力によってポンプケーシングとインペラ１０６との接触が防止されるため、ポンプケーシングとインペラ１０６のクリアランスを小さくすることができる。このため、漏れ流量の低減と摺動抵抗の低減をいずれも実現することができる。
【００５３】
（実施例１０）
本発明を具現化した第１０実施例を図を用いて説明する。図１９に示すように、本実施例のインペラ２３６の吐出側ケーシング３８（図１参照）に対向する面にはシール層２２２が形成されている。シール層２２２は、フェノール系、エポキシ系、ポリアミドイミド系等の合成樹脂材料からなる膜厚１〜２００μｍの２つの薄膜２２２ａ，２２２ｂによって形成されている。薄膜２２２ａはドーナツ形状であり、その外径は凹所群２３６ａ，２３６ａ，・・・の中心側の端部を結んでなる円の径より若干小径であり、内径はシャフト２０の外径と凹所群２３６ａ，２３６ａ，・・・の内径の略中間程度の径である。薄膜２２２ａは、凹所群２３６ａ，２３６ａ，・・・の内側にシャフト２０と同心状に配置されている。薄膜２２２ｂもドーナツ形状であり、その外径は薄膜２２２ａの外径より小径であり、その内径は薄膜２２２ａの内径より大径である。薄膜２２２ｂは、薄膜２２２ａの上に積層されている。図示は省略するが、インペラ２３６の、吸入側ケーシング４０（図１参照）に対向する面にも、シール層２２２と同様のシール層が形成されている。
【００５４】
本実施例のウエスコポンプでは、インペラ２３６の吐出側ケーシング３８と対向する面にシール層２２２が形成され、吸入側ケーシングと対向する面にもシール層２２２と同様のシール層（図示省略）が形成されている。このため、ポンプ流路からの流体の漏れ流量を低減することができる。また、シール層は公知の薄膜形成技術によって形成されるため、低コストで高精度に形成することができる。シール層を高精度に形成できるため、インペラとポンプケーシングとのクリアランスを小さくすることができ、ポンプ効率の向上を図ることができる。
【００５５】
（実施例１１）
本発明を具現化した第１１実施例を図を用いて説明する。図２０に示すように、本実施例のインペラ２５６の吐出側ケーシング３８（図１参照）に対向する面にはシール層２４２が形成されている。シール層２４２は、フェノール系、エポキシ系、ポリアミドイミド系等の合成樹脂材料からなる膜厚１〜２００μｍの薄膜で形成されている。シール層２４２は略ドーナツ形状であり、凹所群２５６ａ，２５６ａ，・・・の内側に配置されている。シール層２４２には切れ込み群２４２ａ，２４２ａ，・・・が形成されている。切れ込み群２４２ａ，２４２ａ，・・・は全て同形同大であり、シャフト２０の外径より大径の同心円に沿って配置されている。切れ込み２４２ａは、シール層２４２の中心側から外周側に向かって曲線状（螺旋状）に伸びており、切れ込み２４２ａの外周側の端部は、中心側の端部に対して、インペラ２５６の回転方向（矢印Ｃ）側にシフトしている。図示は省略するが、インペラ２５６の吸入側ケーシング４０（図１参照）に対向する面にも、シール層２４２と同様のシール層が形成されている。
【００５６】
本実施例のウエスコポンプでは、インペラ２５６の吐出側ケーシング３８と対向する面にシール層２４２が形成され、吸入側ケーシングと対向する面にもシール層２４２と同様のシール層（図示省略）が形成されている。これらのシール層によって、ポンプ流路からの流体の漏れ流量を低減することができる。
また、これらのシール層には螺旋状の切れ込み群が形成されているため、インペラ２５６が回転すると、インペラ１０６とポンプケーシング３８，４０のクリアランス内の流体が螺旋溝内に引込まれ、螺旋溝の中心側端部から外周側端部へ向かって送り出される。このように螺旋溝内の流体が中心側から外周側へ送り出されると、螺旋溝内を流れる流体の圧力によってインペラ２５６が上下両面から押圧され、インペラ２５６は吐出側ケーシング３８と吸入側ケーシング４０の中間に保持される。螺旋溝を流れる流体の圧力によってポンプケーシングとインペラ１０６との接触が防止されるため、ポンプケーシングとインペラ１０６のクリアランスを小さくすることができる。このため、漏れ流量の低減と摺動抵抗の低減をいずれも実現することができる。
【００５７】
なお、上述した実施例１から１１のウエスコポンプでは、シール層を構成する薄膜の材料として合成樹脂を用いているが、これに限らず、例えば、合成樹脂に添加剤を加えた材料を用いてもよい。添加剤として、摺動性を向上させるグラファイト，ＰＴＦＥ（ポリテトラフロロエチレン（商品名テフロン（登録商標）））、二硫化モリブデン等を加えれば、摺動抵抗を低減し、摩耗を抑制することができる。また、粘度調整には、タルク、シリカ等の無機フィラーを添加剤として加えれば、粘度を適度にすることができ、作業性を向上することができる。
【００５８】
また、図２１に示すように、ポンプケーシングやインペラの表面に薄膜を形成する際には、母材（ポンプケーシングやインペラ）２７０の表面に凹凸を形成しておいてもよい。これによれば、アンカー効果によって、シール層２６０を構成する薄膜と母材２７０との密着性が高まる。なお、母材２７０の表面の凹凸は、エッチング処理等によって形成することができる。あるいは、図２２に示すように、多孔質の素材を母材２７２に用いてもよい。これによれば、母材２７２の表面が凹凸となるため、母材２７２の表面に加工を施すことなく、シール層２６０を構成する薄膜と母材２７２を密着させることができる。
また、図２３に示すように、シール層２６０と母材２７４との間に、母材２７４の素材とシール層２６０の素材の両方と親和性のある素材からなる中間層２８０を設けてもよい。例えば、母材２７４の材料がアルミニウム又は合成樹脂であり、シール層２６０の材料がステンレス薄であるとき、中間層２８０の材料としてエポキシ系樹脂、アクリル樹脂を用いれば、エポキシ系樹脂、アクリル樹脂が接着剤として作用し、シール層２６０と母材２７４とを密着させることができる。
【００５９】
以上のことから明らかなように、実施例１から１１のウエスコポンプによれば、容易且つ低コストであるにもかかわらず精密な加工が可能である薄膜形成技術を採用して、ポンプケーシング又はインペラの表面にシール層を形成する。このことによって、漏れ流量の低減と摺動抵抗の低減というトレードオフの関係にある２つの課題をいずれも安定して実現することができる。これによって、ポンプ性能を飛躍的に向上することができる。
【００６０】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】第１実施例のウエスコポンプの縦断面図。
【図２】図１のII−II線断面図。
【図３】第１実施例のウエスコポンプの要部拡大図。
【図４】第２実施例の図１のII−II線断面図に相当する図。
【図５】第２実施例のウエスコポンプの要部拡大図。
【図６】第３実施例の図１のII−II線断面図に相当する図。
【図７】第３実施例のウエスコポンプの要部拡大図（図６に示すVII−VII線の位置で要部を切断したときの断面図）。
【図８】第４実施例のウエスコポンプの縦断面図。
【図９】図８のIX−IX線断面図。
【図１０】第４実施例のウエスコポンプの要部拡大図（図９に示すＸ−Ｘ線の位置で要部を切断したときの断面図）。
【図１１】第５実施例の図８のIX−IX線断面図に相当する図。
【図１２】第５実施例のウエスコポンプの要部拡大図（図１１に示すXII−XII線の位置で要部を切断したときの断面図）。
【図１３】第６実施例の図８のIX−IX線断面図に相当する図。
【図１４】第６実施例のウエスコポンプの要部拡大図（図１３に示すXIV−XIV線の位置で要部を切断したときの断面図）。
【図１５】第７実施例の図８のIX−IX線断面図に相当する図。
【図１６】第７実施例のウエスコポンプの要部拡大図（図１５に示すXVI−XVI線の位置で要部を切断したときの断面図）。
【図１７】第８実施例の図８のIX−IX線断面図に相当する図。
【図１８】第９実施例の図８のIX−IX線断面図に相当する図。
【図１９】第１０実施例のインペラの平面図。
【図２０】第１１実施例のインペラの平面図。
【図２１】シール層が形成された領域のポンプケーシング又はインペラの一例の要部縦断面図（１）。
【図２２】シール層が形成された領域のポンプケーシング又はインペラの一例の要部縦断面図（２）。
【図２３】シール層が形成された領域のポンプケーシング又はインペラの一例の要部縦断面図（３）。
【符号の説明】
【００６２】
１２：モータ部
１４：ポンプ部
１６：ハウジング
１８：回転子
２０：シャフト
２２：積層鉄芯
２４：整流子
２６：軸受
２８：軸受、２８ａ：外周面
３０：永久磁石
３２：トップカバー
３４：ブラシ
３６：インペラ、３６ａ，３６ｂ：凹所
３８：吐出側ケーシング、３８ａ：溝
４０：吸入側ケーシング、４０ａ：溝
４２：吸入口
４４：ポンプ流路
４８：ポート
５０：吐出口
５２：シール層
５４：シール層
６２：シール層、６２ａ：下段、６２ｂ：上段
６４：シール層、６４ａ：下段、６４ｂ：上段
６８：吐出側ケーシング、６８ａ：溝
７０：吸入側ケーシング、７０ａ：溝
７４：ポンプ流路
８２：シール層、８２ａ：下段、８２ｂ：上段
８４：シール層、８４ａ：下段、８４ｂ：上段
８８：吐出側ケーシング、８８ａ：溝
９０：吸入側ケーシング、９０ａ：溝
１０２：シール層、１０２ａ：下段、１０２ｂ：上段
１０４：シール層、１０４ａ：下段、１０４ｂ：上段
１０６：インペラ
１０８：吐出側ケーシング、１０８ａ：溝
１１０：吸入側ケーシング、１１０ａ：溝
１１４：第１ポンプ流路
１１６：第２ポンプ流路
１２２：シール層
１２４：シール層
１２８：吐出側ケーシング、１２８ａ：溝
１３０：吸入側ケーシング、１３０ａ：溝
１３４：第１ポンプ流路
１３６：第２ポンプ流路
１４２：シール層、１４２ａ：薄膜、１４２ｂ：薄膜、１４２ｃ：薄膜
１４４：シール層、１４４ａ：薄膜、１４４ｂ：薄膜、１４４ｃ：薄膜
１４８：吐出側ケーシング、１４８ａ：溝
１５０：吸入側ケーシング、１５０ａ：溝
１５４：第１ポンプ流路
１５６：第２ポンプ流路
１６２：シール層、１６２ａ：薄膜、１６２ｂ：薄膜
１６４：シール層、１６４ａ：薄膜、１６４ｂ：薄膜
１６８：吐出側ケーシング、１６８ａ：溝
１７０：吸入側ケーシング、１７０ａ：溝
１７４：第１ポンプ流路
１７６：第２ポンプ流路
１８２：シール層、１８２ａ：切れ込み
１８８：吐出側ケーシング、１８８ａ：溝
２０２：シール層、２０２ａ：切れ込み
２０８：吐出側ケーシング、２０８ａ：溝
２２２：シール層、２２２ａ：薄膜、２２２ｂ：薄膜
２３６：インペラ、２３６ａ：凹所群
２４２：シール層、２４２ａ：切れ込み
２５６：インペラ、２５６ａ：凹所群
２６０：シール層
２７０：母材
２７２：母材
２７４：母材
２８０：中間層
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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