(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吸排する羽根車を備えたポンプ部と、
前記ポンプ部を駆動するモータ部と、
前記ポンプ部を内蔵するケーシングと、
前記モータ部と前記ポンプ部を隔離する仕切板と、
前記モータ部を保護するためにモータ部と一体成型されたモールド樹脂とを備えており、
前記仕切板から前記モータ部へと突出した円筒形状部の底部における非接水面を、凸球面形状とし、且つ、前記円筒形状部の底部における接水面を、凹球面形状とした
ことを特徴とするポンプ。
【請求項２】
下型に仕切板を設置する工程と、
前記仕切板にステータおよび制御部を設置する工程と、
上型を下型に対して閉じる工程と、
下型と上型で形成されるキャビティ内に樹脂を充填して硬化させる工程と、
金型を開く工程と、
完成したモールドモータ完成品を取り出す工程とを備えた
ことを特徴とするポンプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータにより駆動され、液体を吸入して吐出するポンプおよびポンプの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポンプにおいては、主として磁界を発生させるステータやそのステータを制御する制御部からなるモータ部と、ステータで発生された磁界により駆動され水等の液体を吸排する羽根車からなるポンプ部と、モータ部とポンプ部を隔離する仕切板とから構成される。
【０００３】
この中でモータ部は、ポンプ部からの漏水等による水の浸入や、ポンプの設置環境が高湿度が多いことによる腐食を防止するために、モータ部を樹脂で覆い固めることでモータ部を保護している。
【０００４】
このような構成のポンプにおいて、ポンプ運転時には発生する圧力により、仕切板がポンプ外側へ変形するため、仕切板底面の肉厚を厚くする必要があり、樹脂使用量が多くなることでポンプのコストアップにつながつていた。
【０００５】
また、モータ部を樹脂で覆い固めるべく、樹脂を射出成形により金型に注入するときに、仕切板底面が樹脂圧力に押されて変形してしまい、ポンプ部の内寸が設計寸法通りに仕上がらないという不具合があった。このため、ポンプ内部に配置される羽根車等の位置精度に関連する箇所については、旋盤等の機械加工を加える必要が生じてしまい、ポンプのコストアップにつながっていた。
【特許文献１】特開２００４−６０６２０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、ポンプ運転時には発生する圧力により、仕切板がポンプ外側へ変形するため、仕切板底面の肉厚を厚くする必要があり、小型化に対する制約や、あるいは樹脂部品の重量増となりコストアップ要因になっていた。
【０００７】
また、一方では、モータ部を樹脂で覆い固めるべく、樹脂を射出成形により金型に注入するときに、仕切板底面が樹脂圧力に押されて変形してしまい、ポンプ部の内寸が設計寸法通りに仕上がらないという不具合があった。
【０００８】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、仕切板の使用材料を軽減し、且つ仕切板底面の変形を抑制した安定した寸法の製品を形成することが可能な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】
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するために、液体を吸排する羽根車を備えたポンプ部と、前記ポンプ部を駆動するモータ部と、前記ポンプ部を内蔵するケーシングと、前記モータ部と前記ポンプ部を隔離する仕切板と、前記モータ部を保護するためにモータ部と一体成型されたモールド樹脂とを備えており、前記仕切板から前記モータ部へと突出した円筒形状部の底部における非接水面を、凸球面形状とし、且つ、前記円筒形状部の底部における接水面を、凹球面形状としたことを特徴としている。
【００１０】
この構成により、円筒形状部の底部は比較的少ない板材断面積であるにも拘わらず、高い剛性を持たせることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、仕切板の使用材料を軽減させることができ、且つ仕切板底面の変形を抑制した安定した寸法の製品を形成することが可能なポンプを提供できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施の形態は、液体を吸排する羽根車を備えたポンプ部と、前記ポンプ部を駆動するモータ部と、前記ポンプ部を内蔵するケーシングと、前記モータ部と前記ポンプ部を隔離する仕切板と、前記モータ部を保護するためにモータ部と一体成型されたモールド樹脂とを備えており、前記仕切板から前記モータ部へと突出した円筒形状部の底部における非接水面を、凸球面形状となしている。
【００１３】
この構成により、仕切板の使用材料を軽減させることができ、且つ仕切板底面の変形を抑制した安定した寸法の製品を形成することができる。
【実施例】
【００１４】
以下、本発明を適用した具体的な実施例について図面を用いて説明する。
【００１５】
（実施例１）
図１に示すように、ポンプ部４の左側にはポンプ部４を駆動するための駆動源となるモータ部１を樹脂で覆い固めた熱硬化性プラスチック等からなるモールド樹脂２が設置され、ポンプ部４の右側にはポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等のプラスチックやステンレス等の金属からなるケーシング３が配置されている。
【００１６】
モータ部１とケーシング３の間には、モータ部１とポンプ部４を隔離してポンプ部４からモータ部１への循環水の侵入を防止するための同じくＰＰＳ等のプラスチックやステンレス等の金属からなる仕切板５が取りつけられている。そして、この仕切板５は、その中央部付近がモータ部１側へ円筒形状に張り出して形成されている。すなわち、仕切板５は、内部にポンプ部４を収容させるに足る大きさの円筒形状部５Ａとして形成され、その円筒形状部５Ａの開口側周囲にケーシング３及びモータ部１と接するフランジを形成した形態とされている。
【００１７】
モータ部１は、磁界を発生させる中空円筒形状のステータ６と、そのステータ６を制御する制御部７と、ステータ６および制御部７を覆うように樹脂で固められたモールド樹脂２とから構成されている。ステータ６は、仕切板５の円筒形状部５Ａの外周囲に配置されており、さらに樹脂でそのステータ外側が覆われた構成となっている。
【００１８】
ステータ６の左側には、支持板８が接続されていて、その支持板８に例えば抵抗やトランジスタ等の電子部品１６Ａおよび１６Ｂを備えた制御部７が取り付けられている。
【００１９】
一方、ポンプ部４は、ステータ６が発生させた磁界により回転駆動され永久磁石等からなる円筒形状のロータ１１と、そのロータ１１と一体に形成され表面に取り付けられた複数の羽根１２により循環水を吸排するＰＰＳ等のプラスチック等からなる同じく円筒形状の羽根車１３と、ロータ１１および羽根車１３を回転自在に支持するステンレス等の金属からなる円柱形状の軸１４と、その軸１４を固定するためのセラミック等からなる中空円板形状の受板１５とから構成されている。
【００２０】
ロータ１１は、仕切板５がモータ部１側に張り出した円筒形状部５Ａであって、仕切板５を介してステータ６と対向するように配置されている。
【００２１】
ロータ１１の右側には、ロータ１１と一体に形成され表面に複数の羽根１２を設けた羽根車１３が取り付けられていて、ロータ１１と羽根車１３の中心部にはロータ１１と羽根車１３を回転自在に支持するための軸１４が設置されている。
【００２２】
また、軸１４の両側には、この軸１４を固定するための受板１５、１５が取り付けられている。
【００２３】
このように構成されたポンプを運転させた場合、ポンプ部４の内部では圧力上昇が発生するが、圧力が加わることで仕切板５の円筒形状部５Ａにおける底部５Ｂの内側の接水面５ａは内圧を受け、モールド樹脂２側へ変形することがある。しかし、仕切板５の円筒形状部５Ａにおける底部５Ｂの外側の非接水面５ｂは凸状の、例えば半径約３００ｍｍ程度の球面形状を成しているため、従来構造における均等厚さの平面底部のものに比べて断面二次モーメントが高くなり、比較的少ない板材断面積であるにも拘わらず、高い剛性を持たせることができ、仕切板底面の変形を抑制することができる。このため、仕切板５の使用材料を軽減させることができ、コスト低減が可能となる。
【００２４】
また、仕切板底面の接水面５ａが平面状であると、例えば底部肉厚は外周部約２ｍｍ、中央部は約３ｍｍと変則的になり、断面二次モーメントが均一肉厚２ｍｍのものに比べ約２．５倍となり、強度を増すことができる。あるいは、仕切板底面の接水面５ａが凹曲面形状であると、例えば底部肉厚は中空球面状の約２ｍｍの均一厚さとなるが、断面二次モーメントは平面状の均一肉厚２ｍｍのものに比べ約１．２５倍となり、強度を増すことができる。
【００２５】
ここで、モータ部１をモールド樹脂で覆う工程を説明する。
【００２６】
図２で表すように、９は成形金型の下型である。この下型９には、仕切板５の円筒形状部５Ａに応じた円筒形状をなす凸部１２を形成してある。まず、仕切板５を下型９へ設置し、次に仕切板５より突出した円筒形状部５Ａへ、ステータ６と制御部７を設置する。既に、このときには、ステータ６に設けている支持板８に制御部７が取り付けられている。
【００２７】
図２において、１０は成形金型の上型である。成形機を始動させると、図３に示すように、下型９およびステータ６や制御部７が上型１０に接近する方向へ上昇し、金型が閉じる。金型が閉じることで、金型内には空洞部（キャビティ）１１が形成される。そして、上型１０に形成した樹脂の流入口１７より樹脂を流し込み、成形機から樹脂へさらに圧力を加え続けることで、モールド樹脂２を金型空洞部１１内の隅々まで行き渡らせる。図４はモールド樹脂２が隅々まで行き渡った状態である。
【００２８】
ここで仕切板底面の非接水面５ｂへは、成形機より樹脂を介して圧力が加わっている。仕切板底面の接水面５ａと下型９の凸部１２の天面１２ａと間には、仕切板５の寸法ばらつき等により０．２ｍｍ程度の隙間Ｓを生じることがある。仮に、仕切板底面（円筒形状部５Ａの底部５Ｂ）の強度が不十分なものであれば、仕切板底面の非接水面５ｂが受けた樹脂圧力により、その反対側の仕切板底面の接水面５ａが下型９の天面１２ａに接面するまで底面が変形してしまうことがある。
【００２９】
これにより、受板設置面１８の位置が下型９側に変形してしまい、部品完成時の受板設置面１８の位置寸法が図面指示通り（設計狙い通り）にならないという不具合が懸念される。しかし、非接水面５ｂは凸球面形状を成しており、成形機がモールド樹脂２に加えた圧力に対し表面の組織が押し合うという原理により、前記樹脂圧に抗すことができるため、仕切板底面の変形を抑制した安定した寸法の製品を形成することができる。
【００３０】
この後の工程を説明すると、モールド樹脂２が硬化するまでに一定時間金型を閉じたまま放置した後に、金型を開き、モールドモータ完成品を取り出す。図５が金型から取り出したモールドモータ完成の図である。１９はスプールであり、ニッパー等の工具を用いて切り離すことで、モールドモータ完成部分のみの形状にすることができる。
【００３１】
そして本実施例においては、本発明にかかるポンプを適用した液体供給装置の一実施例として浴槽水循環装置を示しているが、本発明ポンプを、例えば井戸ポンプ装置や給湯装置または排水供給装置等、どのような液体供給装置にでも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明のポンプ部は、例えば燃料電池装置やヒートポンプ装置等に使用される様々なポンプへの応用が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施例１に示すポンプの断面図である。
【図２】実施例１に示すモールド下型へ部品を設置する工程を示す断面図である。
【図３】実施例１に示すモールド成型開始前の金型閉じ工程を示す断面図である。
【図４】実施例１に示すモールド成型の樹脂充填工程を示す断面図である。
【図５】実施例１に示すモールド成型後のモールドモータ完成品取り出し工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    モータ部
２    モールド樹脂
３    ケーシング
４    ポンプ部
５    仕切板
５Ａ  円筒形状部
５Ｂ  円筒形状部の底部
５ａ  接水面
５ｂ  非接水面
６    ステータ
７    制御部
８    支持板
９    下型
１０    上型
１１    金型空洞部（キャビティ）
【図１】
0004760503.tif 000002
【図２】
0004760503.tif 000003
【図３】
0004760503.tif 000004
【図４】
0004760503.tif 000005
【図５】
0004760503.tif 000006