特許 7623412 電動ポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-20

(45)【発行日】2025-01-28

(54)【発明の名称】電動ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/28 20060101AFI20250121BHJP

   H02K 7/14 20060101ALI20250121BHJP

【ＦＩ】

F04D29/28 D

H02K7/14 B

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023026318

(22)【出願日】2023-02-22

(65)【公開番号】P2024119428

(43)【公開日】2024-09-03

【審査請求日】2023-10-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000106944

【氏名又は名称】シナノケンシ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004370

【氏名又は名称】弁理士法人片山特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100087480

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 修平

(74)【代理人】

【識別番号】100135622

【弁理士】

【氏名又は名称】菊地 挙人

(72)【発明者】

【氏名】中野 拓哉

(72)【発明者】

【氏名】須藤 紀寛

(72)【発明者】

【氏名】武田 晃洋

(72)【発明者】

【氏名】佐久 悠希

【審査官】石黒 雄一

(56)【参考文献】

【文献】米国特許第０３９７５１１７（ＵＳ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１９３５３０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１１１４８６１１０（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１６３４９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０６４９５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｄ ２９／２８

Ｈ０２Ｋ ７／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ケースと、
ロータ及びステータを有し、前記ケースに包囲されたモータと、を備え、
前記ケースは、流体を導入する導入管部、及び流体を排出する排出管部、を含み、
前記ロータは、前記ケースと前記ステータとにより包囲され前記導入管部及び排出管部に連通した空間内に配置され、
前記ロータは、第１羽根部材、第２羽根部材、及び中継部を含み、
前記中継部の外径は、前記第１及び第２羽根部材の少なくとも一方の外径よりも小さく、
前記中継部は、前記第１羽根部材と前記第２羽根部材との間に位置し、
前記第１羽根部材の前記中継部とは反対側の面に、羽根部が設けられており、
前記第２羽根部材の前記中継部とは反対側に面に、羽根部が設けられており、
前記ロータと前記ステータとを仕切る仕切部材を備え、
前記ロータは、前記ケースと前記仕切部材とにより包囲され前記導入管部及び排出管部に連通した空間内に配置され、
前記第２羽根部材は、前記仕切部材に包囲されている、電動ポンプ。

【請求項2】

前記第２羽根部材は、径方向に直線状に延びた複数の溝を含む、請求項１の電動ポンプ。

【請求項3】

前記溝の径方向に垂直な幅は、一定である、請求項２の電動ポンプ。

【請求項4】

前記ロータは、磁石を含み、
前記第２羽根部材の外径は、前記磁石の外径よりも小さい、請求項２又は３の電動ポンプ。

【請求項5】

前記第１羽根部材は、前記ケースに包囲され、
前記第２羽根部材は、前記ステータに包囲される、請求項１乃至３の電動ポンプ。

【請求項6】

前記ロータは、磁石を含み、
前記第１羽根部材は、前記磁石に対して一方側に位置し、
前記第２羽根部材は、前記磁石に対して他方側に位置する、請求項１乃至３の何れかの電動ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動ポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

ロータの軸方向の一方側への荷重が過大となることを抑制するために、表面と裏面の双方に羽根が設けられた羽根部材を備えた電動ポンプがある（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２０－１５３３３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のような羽根部材には表側と裏側とから荷重が作用して、羽根部材に反りが発生するおそれがある。このような反りを抑制するためには、羽根部材を厚く形成することが考えられる。しかしながら羽根部材の厚みが厚いと、電動ポンプが軸方向に大型化するおそれがある。また、羽根部材の表側と裏側の両面に羽根を樹脂で設けると、成形不良が発生するおそれがある。また、そのための金型も複雑である。これにより、製造コストが増大するおそれがある。

【0005】

そこで本発明は、ロータの軸方向の一方側への荷重を抑制しつつ軸方向に小型化され、製造コストも抑制された電動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】

上記目的は、ケースと、ロータ及びステータを有し、前記ケースに包囲されたモータと、を備え、前記ケースは、流体を導入する導入管部、及び流体を排出する排出管部、を含み、前記ロータは、前記ケースと前記ステータとにより包囲され前記導入管部及び排出管部に連通した空間内に配置され、前記ロータは、第１羽根部材、第２羽根部材、及び中継部を含み、前記中継部の外径は、前記第１及び第２羽根部材の少なくとも一方の外径よりも小さく、前記中継部は、前記第１羽根部材と前記第２羽根部材との間に位置する、電動ポンプによって達成できる。

【発明の効果】

【0007】

ロータの軸方向の一方側への荷重を抑制しつつ軸方向に小型化され、製造コストも抑制された電動ポンプを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、電動ポンプの外観斜視図である。

【図2】図２は、電動ポンプの分解斜視図である。

【図3】図３は、電動ポンプの分解斜視図である。

【図4】図４は、電動ポンプの断面図である。

【図5】図５は、保持部の外観図である。

【図6】図６は、保持部の外観図である。

【図7】図７Ａ及び図７Ｂは、羽根部材の変形例の説明図である。

【図8】図８Ａ及び図８Ｂは、羽根部材の変形例の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［電動ポンプの概略構成］
図１は、電動ポンプ１の外観斜視図である。図２及び図３は、電動ポンプ１の分解斜視図である。電動ポンプ１は、第１ケース１０、カバー２０、第２ケース３０、支持部材４０、及びロータ５０を含む。第１ケース１０、カバー２０、第２ケース３０、及び支持部材４０は、複数のネジＳにより、後述するモータＭの軸方向Ａで重なった状態で固定される。

【0010】

第１ケース１０及び第２ケース３０は、樹脂製である。カバー２０及び支持部材４０は、金属製である。カバー２０は、例えばアルミニウム合金製である。支持部材４０は、例えばステンレス鋼製である。第１ケース１０と第２ケース３０とは、軸方向Ａで重なる。第２ケース３０とカバー２０との間で、支持部材４０が挟持される。第１ケース１０及び第２ケース３０は、それぞれ第１部材及び第２部材の一例である。

【0011】

カバー２０には、位置決めボス２８及び２９が形成されている。支持部材４０には、位置決め孔４８及び４９が形成されている。第２ケース３０には、位置決め凹部３８が形成されている。位置決めボス２８が位置決め孔４８及び位置決め凹部３８に嵌合することにより、カバー２０に対する第２ケース３０及び支持部材４０の位置が規定される。位置決めボス２９が位置決め孔４９に嵌合することにより、カバー２０に対する支持部材４０の位置が規定される。

【0012】

第１ケース１０には、導入管部１１及び排出管部１２が形成されている。導入管部１１は、流体を電動ポンプ１内部に吸引する。排出管部１２は、流体を電動ポンプ１から排出する。尚、本実施例では流体は液体であるが、気体であってもよい。ケーブルＣ１の先端に取り付けられたコネクタＣ２は、カバー２０の開口２７に挿入される。これにより、コネクタＣ２はプリント基板Ｐに電気的に接続され、後述するモータＭに電力が供給される。

【0013】

図４は、電動ポンプ１の断面図である。モータＭは、第１ケース１０、第２ケース３０、及びカバー２０により包囲される。モータＭは、ロータ５０、ステータ６４、コイル６６、及び軸部材８２を含む。ロータ５０は、保持部５２、磁石６２、滑り軸受７０を含む。磁石６２は、保持部５２の径方向外側の位置で保持されている。保持部５２は、樹脂製である。磁石６２は、円筒状である。磁石６２は、周方向に異なる極性に着磁されている。滑り軸受７０は、保持部５２の径方向内側に保持されている。保持部５２の一端には、羽根部材５４が形成されている。保持部５２の他端には、詳しくは後述する羽根部材５７が形成されている。ステータ６４は、磁石６２の径方向外側に配置されている。ステータ６４には、複数のコイル６６が巻回されている。ステータ６４は、支持部材４０に圧入された状態で支持されている。

【0014】

第２ケース３０は、円環状である。第２ケース３０の内側には、仕切部材３４が取り付けられている。仕切部材３４は、金属製である。仕切部材３４は、ロータ５０とステータ６４との間を仕切っている。導入管部１１から導入された流体は、仕切部材３４と第１ケース１０とによって画定された空間内に導入される。第２ケース３０の内側面と仕切部材３４と第１ケース１０との間には、ゴム製のＯリングＲが配置される。

【0015】

軸部材８２は、滑り軸受７０に挿入されている。軸部材８２の一端には、ワッシャＷ１が嵌合している。ワッシャＷ１は、第１ケース１０と滑り軸受７０とにより挟持される。軸部材８２の他端は、ワッシャＷ２を介して支持板８４に固定されている。このようにして軸部材８２は回転不能に固定されている。尚、軸部材８２の一端と第１ケース１０との間には、ゴム製のダンパＤが配置されている。支持板８４は、仕切部材３４の底部に配置されている。

【0016】

複数のコイル６６が通電されることにより、ステータ６４と磁石６２との間で磁力が発生する。これにより、ロータ５０が回転する。このようにして羽根部材５４が回転する。

【0017】

ロータ５０は、第１ケース１０と仕切部材３４とにより包囲され導入管部１１及び排出管部１２に連通した空間内に配置されている。これにより、ロータ５０が回転することにより、導入管部１１からこの空間内に導入された流体が排出管部１２から排出される。

【0018】

［保持部５２の詳細構成］
図５及び図６は、保持部５２の外観図である。尚、図５及び図６では、磁石６２を省略してある。保持部５２は、羽根部材５４に加え、円筒部５３、縮径部５５、フランジ部５６、及び羽根部材５７を含む。羽根部材５４は、第１羽根部材の一例である。羽根部材５７は、第２羽根部材の一例である。羽根部材５４と羽根部材５７との間に、円筒部５３、縮径部５５、及びフランジ部５６が位置している。円筒部５３及び縮径部５５のそれぞれの外径は、羽根部材５４及び５７のそれぞれの外径よりも小さい。フランジ部５６の外径は、羽根部材５４よりも小さい。従って、円筒部５３、縮径部５５、及びフランジ部５６は、中継部の一例である。円筒部５３は、磁石６２よりも径方向内側に位置する。円筒部５３は、円筒状である。円筒部５３は、磁石６２と嵌合する。縮径部５５は、羽根部材５４とフランジ部５６との間に位置する。縮径部５５の外径は、羽根部材５４、フランジ部５６、円筒部５３、磁石６２、及び羽根部材５７の各外径よりも小さい。フランジ部５６の外径は、縮径部５５及び円筒部５３の各外径よりも大きく、羽根部材５４の外径よりも小さい。フランジ部５６の外径は、磁石６２の外径とほぼ同じである。

【0019】

フランジ部５６及び羽根部材５７は、磁石６２を軸方向Ａから挟持する。また、羽根部材５４は磁石６２に対して一方側に位置し、羽根部材５７は磁石６２に対して他方側に位置する。即ち、羽根部材５４及び５７は、軸方向Ａで互いに離れている。羽根部材５４は、図４に示したように、第１ケース１０に包囲されている。羽根部材５７は、図４に示したように、ステータ６４及び仕切部材３４に包囲される。尚、図６に示すように、羽根部材５４の表面側には、凹凸状の羽根が形成されているが、裏面側には羽根は形成されていない。このため、羽根部材５４の形状が複雑化しておらず、保持部５２の製造が容易である。従って、製造コストが抑制されている。

【0020】

羽根部材５７は、フランジ部５７１、及び羽根部５７２を含む。フランジ部５７１及び羽根部５７２は、共に円環状である。フランジ部５７１の外径は、羽根部５７２の外径よりも大きい。羽根部５７２は、フランジ部５７１上に形成されている。羽根部５７２には、本実施例では４つの溝５７３が形成されている。４つの溝５７３は、等角度間隔で設けられている。即ち、４つの溝５７３は、９０度間隔で設けられている。溝５７３は、径方向に直線状に延びている。溝５７３は、羽根部５７２の径方向の途中の位置から羽根部５７２の外周縁まで延びている。溝５７３が延びた方向に垂直な溝５７３の幅は、径方向で一定である。溝５７３の深さは、径方向で一定である。尚、羽根部５７２には、磁石６２を着磁する際の位置決め用の凹部５７４が２つ形成されている。

【0021】

このように保持部５２には、羽根部材５４及び５７が一体に形成されている。このため、ロータ５０の軸方向Ａの一方側への荷重が過大となることが抑制されている。また、羽根部材５４と羽根部材５７とのそれぞれの厚みを薄くすることができる。従って、電動ポンプ１は、軸方向Ａに小型化されている。

【0022】

また、羽根部材５７の径方向の大きさは、羽根部材５４の径方向の大きさに依存しない。従って、羽根部材５７の設計の自由度が向上している。本実施例では、羽根部材５７の外径は、磁石６２の外径よりも小さい。このため、羽根部材５７が流体から受ける力が過大となることを抑制できる。

【0023】

また、羽根部材５７は、本実施例のように仕切部材３４に包囲されるよう配置されていることに限定されない。羽根部材５７は、第１ケース１０と仕切部材３４とにより包囲された空間内で流体の圧力が高くなる箇所であれば、どこに配置されていても良い。

【0024】

［羽根部材の変形例］
図７Ａ～図８Ｂは、羽根部材の変形例の説明図である。尚、上述した実施例と同一の構成については、同一の符号を付することにより説明を省略する。図７Ａに示すように、保持部５２ａの羽根部材５７ａの羽根部５７２ａには、８つの溝５７３ａが設けられている。８つの溝５７３ａは、等角度間隔で設けられている。即ち、８つの溝５７３ａは、４５度間隔で設けられている。溝５７３ａの深さは、径方向外側に行くにしたがって深くなる。

【0025】

図７Ｂに示すように、保持部５２ｂの羽根部材５７ｂの羽根部５７２ｂには、８つの溝５７３ｂが設けられている。溝５７３ｂは、羽根部５７２ｂの内周縁から羽根部５７２ｂの外周縁まで延びている。溝５７３ｂの幅は、上述した溝５７３及び溝５７３ｂの各幅よりも広い。溝５７３ｂの深さは、上述した溝５７３の深さよりも浅い。

【0026】

図８Ａに示すように、保持部５２ｃの羽根部材５７ｃの羽根部５７２ｃには、８つの溝５７３ｃが設けられている。溝５７３ｃの深さは、上述した溝５７３の深さよりも浅い。

【0027】

図８Ｂに示すように、保持部５２ｄの羽根部材５７ｄの羽根部５７２ｄには、８つの溝５７３ｄが設けられている。溝５７３ｄは、羽根部５７２ｄの内周縁から羽根部５７２ｄの外周縁まで延びている。溝５７３ｄの深さは、径方向外側に行くにしたがって深くなる。

【0028】

気体を導入、排出する電動ポンプにも、上記実施例の内容を適用できる。即ち、電動ポンプは、気体を導入、排出する所謂電動ブロワも含まれる。

【0029】

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0030】

１ 電動ポンプ
１０ 第１ケース
１１ 導入管部
１２ 排出管部
３４ 仕切部材
５０ ロータ
５２ 保持部
５３ 円筒部（中継部）
５４ 羽根部材（第１羽根部材）
５５ 縮径部（中継部）
５７ 羽根部材（第２羽根部材）
５７１ フランジ部
５７２ 羽根部
５７３ 溝
６２ 磁石
６４ ステータ
Ｍ モータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】