(57)【要約】【課題】クローズド型でアンダーカット部を有する羽根部を、部品点数を増加させることなくロータ部に一体に設けることができる羽根車回転体、該羽根車回転体を備えた流体ポンプ装置、及び該羽根車回転体の製造方法を提供する。【解決手段】羽根車回転体４は、ロータ部４１とクローズド型の羽根部４２とを備える。羽根部４２に設けられた羽根４２ａは、周方向一方に緩やかに膨らんで円弧状をなすように湾曲していることから、羽根部４２はアンダーカット部を有する。このような羽根車回転体４をゴム材料により形成したことにより、クローズド型でアンダーカット部を有する羽根部４２をロータ部４１に一体に形成しても、羽根４２ａ及び蓋部４２ｃを含む羽根部４２を撓ませながら成形型を無理抜きすることが可能となり、成形型を用いて羽根部４２をロータ部４１に一体に形成することができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体ポンプ装置に備えられ、複数の羽根を備えるとともにクローズド型でアンダーカット部を有する羽根部と、該羽根部を回転させるために備えられるロータ部とを有する羽根車回転体であって、
前記羽根部と前記ロータ部とは、ゴム材料又は弾性を有する合成樹脂材料により一体に形成されていることを特徴とする羽根車回転体。
【請求項２】
請求項１に記載の羽根車回転体であって、
前記アンダーカット部は、前記羽根が周方向一方に膨らんで湾曲していることにより形成されるものであることを特徴とする羽根車回転体。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の羽根車回転体であって、
前記ロータ部は、前記羽根車回転体を回転させるためのマグネットを備え、
前記マグネットは、インサート成形により前記ロータ部に該マグネットの表面が覆われるように埋設されていることを特徴とする羽根車回転体。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の羽根車回転体を備えたことを特徴とする流体ポンプ装置。
【請求項５】
流体ポンプ装置に備えられ、複数の羽根を備えるとともに、クローズド型でアンダーカット部を有する羽根部と、該羽根部を回転させるために備えられるロータ部とを有する羽根車回転体の製造方法であって、
前記羽根部と前記ロータ部とは、ゴム材料又は弾性を有する合成樹脂材料により一体に形成されることを特徴とする羽根車回転体の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の羽根車回転体の製造方法であって、
前記アンダーカット部は、前記羽根が周方向に膨らんで湾曲していることにより形成されるものであることを特徴とする羽根車回転体の製造方法。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載の羽根車回転体の製造方法であって、
前記羽根車回転体を回転させるためのマグネットを、インサート成形により前記ロータ部に該マグネットの表面が覆われるように埋設することを特徴とする羽根車回転体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体ポンプ装置に係り、詳しくは該流体ポンプ装置に備えられる羽根車回転体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体ポンプ装置に備えられる羽根車回転体には、ステータで生じた回転磁界を受けて回転するロータ部に対してオープン型の羽根部が一体に形成されているもの（例えば特許文献１）と、ロータ部に対して別体の羽根部が結合されてクローズド型とされるもの（例えば特許文献２）とがある。特許文献２にて開示されているクローズド型の羽根部を備えた羽根車回転体を用いた流体ポンプ装置は、特許文献１にて開示されているオープン型の羽根部を備えた羽根車回転体を用いた流体ポンプ装置よりもポンプ効率が高いことが知られている。
【特許文献１】特開平５−２９６１７８号公報
【特許文献２】特開平５−３２１８７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献２にて開示されているクローズド型の羽根部を備えた羽根車回転体を用いた流体ポンプ装置はポンプ効率は上昇するものの、羽根車回転体を製造する際に、ロータ部に対して別体の羽根部を接着・かしめ等により接合させる工程が別途必要になる。そのため、組み付け工数が増加して製造コストが上昇するという問題があった。また、クローズド型の羽根部は効率等の観点からアンダーカット部を有することになり易く、特許文献２にて開示されている羽根車回転体のように、ロータ部に対して別体の羽根部を結合する形態を採用するのが一般的であった。
【０００４】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、クローズド型でアンダーカット部を有する羽根部を、部品点数を増加させることなくロータ部に一体に設けることができる羽根車回転体、該羽根車回転体を備えた流体ポンプ装置、及び該羽根車回転体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、流体ポンプ装置に備えられ、複数の羽根を備えるとともにクローズド型でアンダーカット部を有する羽根部と、該羽根部を回転させるために備えられるロータ部とを有する羽根車回転体において、前記羽根部と前記ロータ部とは、ゴム材料又は弾性を有する合成樹脂材料により一体に形成されている。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の羽根車回転体において、前記アンダーカット部は、前記羽根が周方向一方に膨らんで湾曲していることにより形成される。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の羽根車回転体において、前記ロータ部は、前記羽根車回転体を回転させるためのマグネットを備え、前記マグネットは、インサート成形により前記ロータ部に該マグネットの表面が覆われるように埋設されている。
【０００７】
請求項４に記載の発明は、流体ポンプ装置に請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の羽根車回転体を備えた。
請求項５に記載の発明は、流体ポンプ装置に備えられ、複数の羽根を備えるとともに、クローズド型でアンダーカット部を有する羽根部と、該羽根部を回転させるために備えられるロータ部とを有する羽根車回転体の製造方法において、前記羽根部と前記ロータ部とは、ゴム材料又は弾性を有する合成樹脂材料により一体に形成される。
【０００８】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の羽根車回転体の製造方法において、前記アンダーカット部は、前記羽根が周方向に膨らんで湾曲していることにより形成される。
請求項７に記載の発明は、請求項５又は請求項６に記載の羽根車回転体の製造方法において、前記羽根車回転体を回転させるためのマグネットを、インサート形成により前記ロータ部に該マグネットの表面が覆われるように埋設する。
【０００９】
（作用）
請求項１，５に記載の発明によれば、羽根車回転体をゴム材料又は弾性を有する合成樹脂材料により形成したことにより、クローズド型でアンダーカット部を有する羽根部とロータ部とを一体に形成しても、羽根部を撓ませながら成形型を無理抜きすることが可能となるため、羽根部とロータ部とを成形型を用いて一体に形成することができる。従って、羽根部とロータ部とを一体に形成することにより部品点数を減少させることができる。
【００１０】
請求項２，６に記載の発明によれば、羽根が周方向一方に膨らむように湾曲していることによりアンダーカット部が形成されているが、羽根車回転体はゴム材料又は弾性を有する合成樹脂材料により形成されているため、羽根を撓ませながら成形型を無理抜きすることが可能である。従って、羽根が周方向一方に膨らむように湾曲しているためにアンダーカット部を有する羽根車回転体であっても、羽根部とロータ部とを成形型により一体に形成して部品点数を減少させることができる。
【００１１】
請求項３，７に記載の発明によれば、ロータ部が熱収縮しても、ロータ部はゴム材料又は弾性を有する合成樹脂材料により形成されていることから、ロータ部が弾性変形するためマグネットが割れにくい。また、マグネットが割れたとしても、マグネットは該マグネットの表面が覆われるようにロータ部に埋設されているためマグネットは飛散し難い。従って、マグネット飛散防止のために設けられる飛散防止用の部品が不要となり、部品点数を減少させることができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発明による作用を有する羽根車回転体を備えた流体ポンプ装置が得られる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、クローズド型でアンダーカット部を有する羽根部を、部品点数を増加させることなくロータ部に一体に設けることができる羽根車回転体、該羽根車回転体を備えた流体ポンプ装置、及び該羽根車回転体の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示す本実施形態の流体ポンプ装置１は、ケース２、ステータ３、羽根車回転体４、及びポンプカバー５を備えている。
【００１５】
ケース２は合成樹脂により形成され、円筒状の外ケース部２１及び外ケース部２１の内側に配置される有底円筒状のキャン２２が一体に形成されるケース本体２３と、外ケース部の下端開口部２１ａを閉塞するエンドプレート２４とからなる。キャン２２は、流体に晒される部分とそれ以外の部分とを隔離するためのものである。キャン２２の底部中央には、支持軸収容凹部２２ａが形成されており、該支持軸収容凹部２２ａには、スペーサＳを介して支持軸６の基端部が固定されている。外ケース部２１とキャン２２とは、キャン２２の開口部２２ｂから径方向外側に延設される連結部２５によって、開口部２２ｂと外ケース部２１の上端部２１ｂとが連結されて一体に形成されている。そして、外ケース部２１の内周面２１ｃと、キャン２２の外周面２２ｄと、連結部２５の下面２５ａにより、ステータ収容凹部２６が構成される。該ステータ収容凹部２６には、コア３ａと、コア３ａが備える複数のティース部に巻回される巻線３ｂとから構成される略円筒状のステータ３が内嵌されている。
【００１６】
キャン２２の内側には、羽根車回転体４が収容されている。羽根車回転体４は、ロータ部４１と羽根部４２とがゴム材料により一体に形成されている。ロータ部４１は、略円筒状をなしており、その中心には軸方向に沿って軸心孔４１ａが形成されている。軸心孔４１ａの両端部には、該軸心孔４１ａよりも直径が若干大きく形成される軸受凹部４１ｂ，４１ｃが形成されており、軸受凹部４１ｂ，４１ｃには円筒状の軸受７ｂ，７ｃが嵌入されている。そして、支持軸６がこれら軸受７ｂ，７ｃに嵌挿され、羽根車回転体４は支持軸６に対して回転可能に支持される。因みに、支持軸６の上端側先端部はロータ部４１から羽根部４２内に突出しており、キャップ８が該支持軸６の上部側先端部に嵌着されて羽根車回転体４の支持軸６からの抜けを防止している。キャップ８は、軸受７ｂの最大径と径を同じくする略三角錐形状をなしており、その先端は丸みを帯びている。また、ロータ部４１には、その内部に円筒状のロータマグネット９がインサート成形により該ロータマグネット９の表面が覆われるように埋設されている。ロータマグネット９の外径は、ロータマグネット９の外周面がロータ部４１の外周面寄りとなるような大きさとなっている。そして、ロータマグネット９には、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に着磁されている。
【００１７】
前記ロータ部４１と一体に形成される羽根部４２は、ロータ部４１の上端部に位置する。羽根部４２は、ロータ部４１の上端面に周方向に等角度間隔に立設される１１枚の羽根４２ａを備えている。図２に示すように、該羽根４２ａは、ロータ部４１の上端面において羽根部４２の中心に設けられる円形の流入孔４２ｂから径方向外側に向かって延び、周方向一方に緩やかに膨らんで円弧状をなすように湾曲している。各羽根４２ａ間の間隔は、径方向内側から外側に向かうに連れて次第に広くなっている。そして、図１に示すように、羽根４２ａの反ロータ部４１側は、中心に流入孔４２ｂに対応した開口を備える円環状の蓋部４２ｃによって閉塞されて隣り合う羽根４２ａ同士が連結されている。つまり、羽根部４２はクローズド型をなしている。因みに、蓋部４２ｃは、径方向内側から外側に向かうに連れてロータ部４１に近接するように傾斜している。つまり、ロータ部４１と蓋部４２ｃとの間隔が径方向内側から外側に向かうにつれて狭くなっている。
【００１８】
このように構成される羽根車回転体４は、ロータマグネット９が羽根車回転体４に対して所定の位置に配置されるように、成形型にロータマグネット９が配置される。この時、成形型には、ロータマグネット９を所定の位置に保つように支える支持部が形成されており、該支持部によりロータマグネット９は所定の位置に保たれる。ロータマグネット９配置後の成形型にゴム材料が流し込まれて固められることにより、ロータ部４１と羽根部４２とロータマグネット９とが一体の羽根車回転体４が成形型内で形成される。この時、羽根部４２は上記に説明したような形状をなしていることからクローズド型である上、アンダーカット部を有する。しかし、ゴム材料により羽根車回転体４を形成することによって、羽根４２ａを破損することなく羽根４２ａ及び蓋部４２ｃを含む羽根部４２を撓ませながらスライド型を無理抜きすることが可能となっている。そして、成形型から羽根車回転体４が取り出されて羽根車回転体４が製造される。尚、羽根車回転体４に硬度の高いゴム材料を使用したり、羽根４２ａの枚数を調整したり、さらには羽根４２ａの周方向の厚さを厚くしたりすることにより、流体ポンプ装置１作動時に羽根４２ａが流体から受ける力によって寝てしまうことを防いで流体ポンプ装置１の性能を確保することができる。
【００１９】
ポンプカバー５は合成樹脂により形成され、外ケース部２１の上端部２１ｂ側でケース２に固定される。ポンプカバー５にはキャン２２とともにポンプ室を形成すべく羽根部４２を収容可能な羽根収容部５１が形成されている。ポンプカバー５には吸入口５２を備える筒状の吸入部５３が外方へ突出して一体に形成されている。吸入口５２は、羽根部４２の流入孔４２ｂと連通するように設けられている。また、ポンプカバー５には羽根部４２の径方向外側に吐出通路５４が形成され、該吐出通路５４は図示しない吐出口に連通している。
【００２０】
上記のように構成された流体ポンプ装置１では、図示しない駆動装置からステータ３に駆動電流が供給されると該駆動電流に基づいてステータ３に回転磁界が発生され、その回転磁界に基づいてロータ部４１と羽根部４２とが一体に形成された羽根車回転体４が回転される。羽根部４２が回転することにより、流体が吸入口５２から流入孔４２ｂを介して羽根部４２内に引き込まれ、羽根部４２の径方向外側から吐出通路５４を介して吐出口から排出されるように作動する。
【００２１】
上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）羽根４２ａが周方向一方に緩やかに膨らんで円弧状をなすように湾曲していること、及び蓋部４２ｃが径方向内側から外側に向かうに連れてロータ部４１に近接するように傾斜していることから、羽根車回転体４はアンダーカット部を有している。しかし、羽根車回転体４はゴム材料により形成されているため、羽根４２ａ及び蓋部４３ｃを含む羽根部４２を撓ませながら成形型を無理抜きすることが可能である。従って、羽根部とロータ部とを成形型を用いて一体に形成して部品点数を減少させることができる。その結果、組み付け工数が減少するためコストの削減を図ることができる。
【００２２】
（２）ロータ部４１が熱収縮しても、ロータ部４１はゴム材料により形成されていることから、ロータ部４１が弾性変形するためにロータマグネット９が割れにくい。また、ロータマグネット９が割れたとしても、ロータマグネット９は該ロータマグネット９の表面が覆われるようにロータ部４１に埋設されているためロータマグネット９は飛散し難い。従って、ロータマグネット９飛散防止のために設けられる飛散防止用の部品（ＳＵＳカバー等）が不要となり部品点数を減少させることができる。その結果、組み付け工数が減少するため、より製造コストの削減を図ることができる。
【００２３】
（３）ロータマグネット９は円筒状であるため、ロータマグネット９が備えられるロータ部４１が弾性変形可能なゴム材料により形成されているためにロータマグネット９が周方向に動いても、流体ポンプ装置１の性能を低下させることを抑制することができる。
【００２４】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
○上記実施形態では、羽根４２ａは１１枚であるが、１１枚未満、若しくは１２枚以上としてもよい。
【００２５】
○上記実施形態では、流体ポンプ装置１は、ステータ３に発生される回転磁界により羽根車回転体４が回転される構成となっているが、これに限らない。例えば、ステータ３の代わりに、ロータマグネット９と対向するようにマグネットを配置し、駆動モータの回転によりマグネットを回転させ、その回転と連動してロータマグネット９が回転するような流体ポンプ装置１としてもよい。
【００２６】
○上記実施形態では、リング状のロータマグネット９を使用しているが、ロータマグネット９はリング状でなくてもよい。例えば、円弧状のロータマグネットを複数使用してもよい。この時、硬度の高いゴム材料を使用して羽根車回転体４を形成すると、ロータマグネットが動いてしまうことを防止することができる。
【００２７】
○上記実施形態では、羽根車回転体４を形成するためにゴム材料を用いているが、ゴム材料以外の弾性変形可能な合成樹脂材料を用いてもよい。
上記実施形態から把握できる技術的思想を以下に記載する。
【００２８】
（イ）請求項１に記載の羽根車回転体であって、前記アンダーカット部は、前記羽根部の反ロータ部側に設けられた蓋部が、径方向内側から外側に向かうに連れて前記ロータ部に近接するように傾斜していることにより形成されることを特徴とする羽根車回転体。
【００２９】
（ロ）（イ）に記載の羽根車回転体を備えたことを特徴とする流体ポンプ装置。
（ハ）請求項５に記載の羽根車回転体の製造方法であって、前記アンダーカット部は、前記羽根部の反ロータ部側に設けられた蓋部が、径方向内側から外側に向かうに連れて前記ロータ部に近接するように傾斜していることにより形成されることを特徴とする羽根車回転体の製造方法。
【００３０】
（ニ）請求項３に記載の羽根車回転体であって、前記マグネットは円筒状であることを特徴とする羽根車回転体。
（ホ）（ニ）に記載の羽根車回転体を備えたことを特徴とする流体ポンプ装置。
【００３１】
（へ）請求項７に記載の羽根車回転体の製造方法であって、前記マグネットは円筒状であることを特徴とする羽根車回転体の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施形態の羽根車回転体を備えた流体ポンプ装置の正断面図。
【図２】羽根車回転体に備えられる羽根部を示す模式図。
【符号の説明】
【００３３】
４…羽根車回転体、４１…ロータ部、４２…羽根部、４２ａ…羽根、９…マグネットとしてのロータマグネット。
【図１】
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【図２】
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