(57)【要約】      （修正有）【課題】ポンプ部の軸における発熱による摩耗を防止し、ポンプが機能不全に陥るのを防止する。【解決手段】流体を吸排するための羽根車を備えたポンプ部と、ポンプ部を回転駆動するモータ部と、を備えたポンプにおいて、ポンプ部のロータの中央ボス部２３１が、円柱形状のポンプ回転軸２６と一体となっており、ポンプ回転軸２６が、その両端において、円柱形状の軸受２７、２８により、回転可能に支持されており、ポンプ回転軸２６の端部が、凸部２６２及び凹部２６３の形態を有しており、軸受２７、２８がポンプ回転軸と同じ部材であり、ポンプ回転軸２６と軸受２７、２８との摺接部１００が、凸部２６２が凹部２６３内に回転可能に挿入されることによって、構成されている、ことを特徴としている。【選択図】図３
2012026345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を吸排するための羽根車を備えたポンプ部と、ポンプ部を回転駆動するモータ部と、を備えたポンプにおいて、
ポンプ部のロータの中央ボス部が、円柱形状のポンプ回転軸と一体となっており、
ポンプ回転軸が、その両端において、円柱形状の軸受により、回転可能に支持されており、
ポンプ回転軸の端部が、凸部又は凹部の形態を有しており、
軸受の端部が、凹部又は凸部の形態を有しており、
ポンプ回転軸と軸受との摺接部が、凸部が凹部内に回転可能に挿入されることによって、構成されている、
ことを特徴とするポンプ。
【請求項２】
ポンプ回転軸が、一方の端部に凸部を有し且つ他方の端部に凹部を有しており、更に、凹部の中心から凸部の中心まで延びた貫通孔を有している、
請求項１記載のポンプ。
【請求項３】
凹部の内面に、凹部の周縁から貫通孔まで延びた溝が、形成されており、
及び／又は、
凸部の外面に、凸部の周縁から貫通孔まで延びた溝が、形成されている、
請求項２記載のポンプ。
【請求項４】
ポンプ回転軸と軸受とが、同じ部材であり、
該部材は、一方の端部に凸部を有し且つ他方の端部に凹部を有している、
請求項１〜３のいずれか一つに記載のポンプ。
【請求項５】
ポンプ回転軸が、その周面に、上記中央ボス部に対する回り止め部を、有している、
請求項１〜４のいずれか一つに記載のポンプ。
【請求項６】
上記摺接部において、凸部の表面硬度と凹部の表面硬度との間に差がある、
請求項１〜５のいずれか一つに記載のポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を吸排するための羽根車を備えたポンプ部と、ポンプ部を回転駆動するモータ部と、を備えたポンプに、関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１３は、特許文献１に示されたポンプの断面図である。このポンプ１０は、流体を吸排するための羽根車２１を備えたポンプ部２と、ポンプ部２を回転駆動するモータ部３と、を備えている。モータ部３は、ステータ３１によって、ポンプ部２のロータ２２に回転モーメントを発生させるようになっている。ロータ２２は、支持アーム２３及び軸受２４を介して、軸２５回りに回転可能に支持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４２８５５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のポンプ１０においては、ポンプ部２が数千〜数万ｒｐｍで回転した際に、次のような不具合が生じていた。
（１）摩擦や微振動が発生し、軸２５と軸受２４との摺接面１０１が摩耗した。
（２）流体が無い状態での空運転を行った場合に、支持アーム２３の樹脂製の中央ボス部２３１が、ガラス転移温度を超えて、変形したり溶融したりした。その結果、ポンプ部２の回転がロックし、ポンプ１０が機能しなくなった。
【０００５】
本発明は、ポンプ部の軸における発熱を低減でき、それ故に、ポンプが機能不全に陥るのを防止できる、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】
本発明は、流体を吸排するための羽根車を備えたポンプ部と、ポンプ部を回転駆動するモータ部と、を備えたポンプにおいて、ポンプ部のロータの中央ボス部が、円柱形状のポンプ回転軸と一体となっており、ポンプ回転軸が、その両端において、円柱形状の軸受により、回転可能に支持されており、ポンプ回転軸の端部が、凸部又は凹部の形態を有しており、軸受の端部が、凹部又は凸部の形態を有しており、ポンプ回転軸と軸受との摺接部が、凸部が凹部内に回転可能に挿入されることによって、構成されている、ことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明においては、ポンプ回転軸は、凸部が凹部に対して摺接しながら、回転するので、摺接が起こる部分の面積は、凸部の外面の面積であり、従来に比して小さい。よって、本発明によれば、ポンプ部の軸における発熱を低減でき、それ故に、ポンプが機能不全に陥るのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態のポンプを示す断面図である。
【図２】第１実施形態におけるポンプ回転軸の斜視図である。
【図３】第１実施形態のポンプの要部拡大図である。
【図４】ポンプ回転軸の変形例を示す斜視図である。
【図５】ポンプ回転軸の変形例を示す斜視図である。
【図６】ポンプ回転軸の変形例を示す斜視図である。
【図７】ポンプ回転軸の変形例を示す斜視図である。
【図８】ポンプ回転軸の変形例を示す斜視図である。
【図９】ポンプ回転軸の変形例を示す斜視図である。
【図１０】ポンプ回転軸の変形例を示す斜視図である。
【図１１】ポンプ回転軸の変形例を示す斜視図である。
【図１２】ポンプ回転軸の変形例を備えたポンプを示す断面図である。
【図１３】従来のポンプを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［第１実施形態］
図１は、本発明の一実施形態のポンプを示す断面図である。このポンプ１０は、流体を吸排するための羽根車２１を備えたポンプ部２と、ポンプ部２を回転駆動するモータ部３と、を備えている。モータ部３は、ステータ３１によって、ポンプ部２のロータ２２に回転モーメントを発生させるようになっている。ポンプ１０は、モータ部３によってポンプ部２が回転駆動されると、流体を、吸込口６１から吸い込んで、吐出口６２から吐出するようになっている。
【００１０】
ロータ２２は、支持アーム２３を介して、ポンプ回転軸２６に、固定されている。具体的には、支持アーム２３の中央ボス部２３１は、ポンプ回転軸２６に、溶着されている。或いは、ポンプ回転軸２６は、中央ボス部２３１に、圧入されてもよい。これにより、中央ボス部２３１とポンプ回転軸２６とは、一体となっている。
【００１１】
ポンプ回転軸２６は、その両端において、軸受２７、２８により、回転可能に支持されている。軸受２７は、ポンプ部２とモータ部３とを隔てる仕切板４の中央ボス部４１に、固定されている。軸受２８は、ポンプ部２を覆うケーシング５の中央ボス部５１に、固定されている。
【００１２】
図２は、ポンプ回転軸２６の斜視図である。ポンプ回転軸２６は、例えば、セラミック、カーボン、金属等の、耐熱材料で、形成されている。ポンプ回転軸２６を例えばセラミックで形成するには、セラミック粉末をプレス成形した後、脱脂して焼結する。ポンプ回転軸２６は、全体として円柱形状を有しており、円柱状の本体２６１と、本体２６１の両端に形成された、凸部２６２及び凹部２６３と、からなっている。
【００１３】
凸部２６２は、円錐状に突出した形態を有している。凹部２６３は、円錐状に窪んだ形態を有している。
【００１４】
凸部２６２及び凹部２６３の形態は、凸部２６２が、凹部２６３内に挿入された状態で、凸部２６２の外面２６２１が凹部２６３の内面２６３１に対して摺接しながら、凹部２６３内で回転可能となるように、設定されている。
【００１５】
更に、ポンプ回転軸２６は、凹部２６３の中心から凸部２６２の中心まで、本体２６１を貫通した、貫通孔２６１１を、有している。
【００１６】
軸受２７、２８は、ポンプ回転軸２６と同じ部材である。
【００１７】
そして、図３に示されるように、ポンプ１０においては、軸受２７と、ポンプ回転軸２６と、軸受２８とが、ポンプ部２の回転中心において、凸部２６２を同じ方向に向けて、並設されている。その状態において、ポンプ回転軸２６の凹部２６３には、軸受２７の凸部２６２が挿入されており、ポンプ回転軸２６の凸部２６２は、軸受２８の凹部２６３内に挿入されている。すなわち、ポンプ回転軸２６と軸受２７、２８との摺接部１００は、凸部２６２が凹部２６３内に回転可能に挿入されることによって、構成されている。
【００１８】
上記構成のポンプ１０においては、モータ部３によってポンプ部２が回転駆動されると、ロータ２２が、支持アーム２３及びポンプ回転軸２６と共に、回転する。このとき、ポンプ回転軸２６は、その両端部が軸受２７、２８に対して摺接しながら、回転する。具体的には、ポンプ回転軸２６は、凸部２６２が軸受２８の凹部２６３に対して摺接しながら、及び、凹部２６３が軸受２７の凸部２６２に対して摺接しながら、回転する。
【００１９】
したがって、上記構成のポンプ１０が回転作動する際に摺接が起こる部分の面積は、ポンプ回転軸２６及び軸受２７の凸部２６２の外面２６２１の面積である。この面積は、図１３に示される従来のポンプ１０の摺接面１０１の面積より小さい。よって、上記構成のポンプ１０によれば、摺接による発熱を低減でき、それ故に、支持アーム２３の変形や溶融を防止でき、したがって、ポンプ１０が機能不全に陥るのを防止できる。
【００２０】
更に、上記構成のポンプ１０においては、ポンプ回転軸２６が回転している際に、図３に示されるように、ポンプ回転軸２６の周囲に存在している流体や空気が、遠心力によって、矢印Ａのように、ポンプ回転軸２６の凹部２６３と軸受２７の凸部２６２との間の隙間２６０１に吸い込まれ、貫通孔２６１１を通って、凸部２６２の外面２６２１に至り、遠心力によって、矢印Ｂのように、ポンプ回転軸２６の凸部２６２と軸受２８の凹部２６３との間の隙間２６０２を通って、ポンプ回転軸２６の周囲に放出される。これにより、凸部２６２の外面２６２１及び凹部２６３の内面２６３１が、流体や空気によって、冷却される。したがって、上記構成のポンプ１０によれば、ポンプ回転軸２６の周囲の流体や空気によって、ポンプ回転軸２６と軸受２７、２８との摺接部１００を、積極的に冷却することができ、よって、摺接による発熱をより低減できる。
【００２１】
また、上記構成のポンプ１０によれば、ポンプ回転軸２６及び軸受２７、２８が同じ部材であるので、製造が容易である。
【００２２】
［変形構造］
本発明は、次のような変形構造を採用できる。
【００２３】
（１）図４に示されるように、凹部２６３の内面２６３１に、凹部２６３の周縁から貫通孔２６１１まで延びた溝２６３２が、形成されている。溝２６３２は、１本でもよく、複数本でもよい。
【００２４】
上記構成によれば、隙間２６０１に吸い込まれた流体や空気が貫通孔２６１１に向かって流れやすくなるので、ポンプ回転軸２６と軸受２７、２８との摺接部１００の冷却効率を向上できる。
【００２５】
なお、凸部２６２の外面２６２１に、貫通孔２６１１から凸部２６２の周縁まで延びた溝（図示せず）を形成した場合によっても、同様の効果を発揮できる。
【００２６】
（２）図５に示されるように、ポンプ回転軸２６の本体２６１の周面２６０に、回り止め部が形成されている。この回り止め部は、周面２６０の一部を軸方向に切り欠いて形成された平面部２６０３である。
【００２７】
上記構成によれば、ポンプ回転軸２６が中央ボス部２３１と共に回転することを、確実に確保できるので、ポンプ１０の作動を安定化できる。
【００２８】
（３）図６に示されるように、ポンプ回転軸２６の本体２６１の周面２６０に、回り止め部が形成されている。この回り止め部は、周面２６０の１箇所以上において軸方向に延びて形成された溝部２６０４である。ここでは、３本の溝部２６０４が形成されている。
【００２９】
上記構成によれば、ポンプ回転軸２６が中央ボス部２３１と共に回転することを、確実に確保できるので、ポンプ１０の作動を安定化できる。
【００３０】
（４）図７に示されるように、ポンプ回転軸２６の本体２６１が、例えば六角柱のような角柱形状を有している。なお、四角柱、五角柱、八角柱のような、他の角柱形状でもよい。この角柱形状自体が、ポンプ回転軸２６の回り止め部を構成する。
【００３１】
上記構成によれば、ポンプ回転軸２６が中央ボス部２３１と共に回転することを、確実に確保できるので、ポンプ１０の作動を安定化できる。
【００３２】
（５）ポンプ回転軸２６と軸受２７、２８との摺接部１００において、凸部２６２の外面２６２１の表面硬度と、凹部２６３の内面２６３１の表面硬度とが、異なっている。すなわち、両者の表面硬度の間に差がある。
【００３３】
例えば、図８に示されるように、凹部２６３の内面２６３１に、ＴｉＮ又はＴｉＣＮをコーティングすることによって、内面２６３１の表面硬度を凸部２６２の外面２６２１の表面硬度よりも高くする。又は、図９に示されるように、ポンプ回転軸２６の凸部２６２側の部分２６Ａと、凹部２６３側の部分２６Ｂとを、異種材料で、形成する。異種材料としては、例えば、９２％アルミナと９６％アルミナとを使用できる。
【００３４】
上記構成によれば、摺接部１００における、かじりや焼付きの発生を抑制できる。
【００３５】
（６）凸部２６２及び凹部２６３が、図１０に示されるような形態を有している。すなわち、凸部２６２は、円錐状に突出しており、且つ、中心である先端に円柱部２６２０を有している。そして、凹部２６３は、円錐状に窪んでおり、且つ、中心に円柱状の穴２６３０を有している。
【００３６】
上記構成によっても、第１実施形態と同様に、ポンプ回転軸２６は、軸受２７、２８によって、回転可能に支持される。
【００３７】
（７）凸部２６２及び凹部２６３が、図１１に示されるような形態を有している。すなわち、凸部２６２は、ドーム状に突出している。そして、凹部２６３は、ドーム状に窪んでいる。
【００３８】
上記構成によっても、第１実施形態と同様に、ポンプ回転軸２６は、軸受２７、２８によって、回転可能に支持される。
【００３９】
（８）ポンプ回転軸２６が、両端に、凸部２６２を有している。図１２は、そのようなポンプ回転軸２６を用いたポンプ１０の断面図である。すなわち、図１２のポンプ１０においては、円柱形状を有し且つ凹部２６３を有する軸受２７と、両端に凸部２６２を有するポンプ回転軸２６と、円柱形状を有し且つ凹部２６３を有する軸受２８とが、並設されている。そして、ポンプ回転軸２６の一方の凸部２６２は、軸受２７の凹部２６３内に回転可能に挿入されており、他方の凸部２６２は、軸受２８の凹部２６３内に回転可能に挿入されている。
【００４０】
上記構成によっても、第１実施形態と同様に、ポンプ回転軸２６は、軸受２７、２８によって、回転可能に支持される。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明のポンプは、ポンプ部の軸における発熱を低減でき、それ故に、ポンプが機能不全に陥るのを防止できるので、産業上の利用価値が大である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  ポンプ  １００  摺接部  ２  ポンプ部  ２１  羽根車  ２２  ロータ  ２３１  中央ボス部  ２６  ポンプ回転軸  ２６１１  貫通孔  ２６３２  溝  ２６２  凸部  ２６３  凹部  ２７、２８  軸受
【図１】
2012026345.tif 000003
【図２】
2012026345.tif 000004
【図３】
2012026345.tif 000005
【図４】
2012026345.tif 000006
【図５】
2012026345.tif 000007
【図６】
2012026345.tif 000008
【図７】
2012026345.tif 000009
【図８】
2012026345.tif 000010
【図９】
2012026345.tif 000011
【図１０】
2012026345.tif 000012
【図１１】
2012026345.tif 000013
【図１２】
2012026345.tif 000014
【図１３】
2012026345.tif 000015