インペラとモータの連結構造
【課題】モータのシャフトにローレットを設けないでもインペラとモータの強固な結合を得る。
【解決手段】インペラ５０の樹脂製のベース部５１から延びた軸部５５にモータＭのシャフト３８がガイドされ挿入される長い中心孔５６が設けられ、軸部先端には大径の固定部材保持部５８が開口している。固定部材保持部にはシャフト３８と圧入関係となる中心孔７１を有する金属製の固定部材７０が嵌め込まれ、熱カシメにより抜け止めされる。固定部材７０は小判形の外形を有し、固定部材保持部５８は固定部材の外形と対応しているので、シャフト３８と固定部材７０の結合によりインペラ５０はシャフトと一体回転する。シャフト３８が固定部材７０に斜めに圧入されるようなことがあってもシャフトは長い中心孔５６への挿入により位置決めされ、インペラ５０とシャフト３８の回転軸線が合致する。
【解決手段】インペラ５０の樹脂製のベース部５１から延びた軸部５５にモータＭのシャフト３８がガイドされ挿入される長い中心孔５６が設けられ、軸部先端には大径の固定部材保持部５８が開口している。固定部材保持部にはシャフト３８と圧入関係となる中心孔７１を有する金属製の固定部材７０が嵌め込まれ、熱カシメにより抜け止めされる。固定部材７０は小判形の外形を有し、固定部材保持部５８は固定部材の外形と対応しているので、シャフト３８と固定部材７０の結合によりインペラ５０はシャフトと一体回転する。シャフト３８が固定部材７０に斜めに圧入されるようなことがあってもシャフトは長い中心孔５６への挿入により位置決めされ、インペラ５０とシャフト３８の回転軸線が合致する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばポンプ装置に用いられるインペラとモータの結合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ケース内に配置したモータのシャフト先端にインペラを取り付けて、モータとポンプを一体に組み付けたモータ駆動のポンプ装置がある。
このようなポンプ装置として、出願人は特開２０１０−０３１８３６号公報に記載のものを先に提案している。このポンプ装置では、インペラが樹脂製であることから単純な平滑表面をもつシャフトをインペラ側の孔に圧入するだけではシャフトとインペラ間の高い締結力が期待できないため、シャフトとインペラの一体回転とインペラの抜け止めを確実なものとする目的でシャフト側にローレットを形成してインペラの結合筒部に圧入している。
これにより、締結力低下などのおそれなしに長期間の実用が可能になった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０３１８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、モータのシャフトにローレットを施すにはレース工程が必要となり、まず製造コストが高くなる不都合がある。
そして、単純な丸軸の場合と比較して、ローレット軸の圧入ではシャフトとインペラの軸心が合わせづらくなる。軸心が一致しない場合には高回転時に振動が発生して不安定な動作になる可能性があるので、軸心合わせに手間がかかる分だけこの点でもコスト低減が困難となる。
【０００５】
したがって本発明は、上述の問題点に鑑み、さらに改良を行い、モータのシャフトにローレットが不要なインペラとモータの結合構造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、ポンプにおける樹脂製のインペラとモータの連結構造であって、インペラが、その回転軸線上にモータの金属製シャフトがガイドされ挿入されるシャフトガイド部と、固定部材保持部とを有し、金属製でシャフトが圧入される中心孔を備えるとともに周縁が非円形の固定部材を固定部材保持部に保持して、シャフトをシャフトガイド部に挿入するとともに、固定部材の中心孔に圧入してインペラとモータを結合したものとした。
シャフトに従来のようなコストのかかるローレットを形成しないでもインペラを強固にモータのシャフトに結合することができる。
【０００７】
固定部材の周縁は中心孔に関してとくに点対称とするのが、偏心によるブレが発生しない点で好ましい。
また、固定部材を板材から形成することにより、コストを低減でき、ローレットに比較して軸方向のサイズも小さくて済む。
固定部材保持部はシャフトガイド部よりモータ側に設けられた凹部であって、固定部材をその凹部の底面に着座させるとともに、固定部材の抜け止め手段を有することが、インペラの正規位置維持のために望ましい。
抜け止め手段としては固定部材保持部の熱カシメとすることができる。
【０００８】
シャフトガイド部がインペラのベース部からモータ側へ延びる軸部に設けられるとともに、固定部材保持部が軸部の先端に設けられ、シャフトガイド部の長さが固定部材の軸方向厚さよりも大きいものとするのが好ましい。
ベース部から軸部を延ばすことによりシャフトガイド部を長くすることができる。そして、固定部材の中心孔とシャフトガイド部がずれたり傾いたりしても、シャフトは長いシャフトガイド部によって位置決めされるので、インペラの回転軸線とシャフトの回転軸線が精度良く芯合わせされる。
【０００９】
軸部をインペラ室とモータ側空間の間に設けたオイルシールを貫通してモータ側空間へ延ばした場合、固定部材保持部はオイルシールよりもモータ側に位置させるのが好ましい。
固定部材保持部で固定部材の熱カシメを行なっても、オイルシール部から離れているので、シール性能に影響を与えない。
【００１０】
さらに軸部の外面には金属製の筒部材を一体にモールドし、該筒部材のモータ側の端を固定部材保持部より所定距離手前で径方向内側へ延ばして、固定部材保持部に保持された固定部材と軸方向に対向させると、固定部材が着座する固定部材保持部の底壁が筒部材を径方向内側へ延ばした部分で裏支えされ、シャフトに固定部材を圧入する際の底壁にかかる反力に対する強度が高まる。
金属製の筒部材をシールリップとの摺接面とすることにより、シールリップの磨耗が防止される。
また、筒部材はベース部において径方向に延びて径方向延在部を形成することにより、インペラの羽根を支持する剛性が高くなる。
そして、径方向延在部をベース部における羽根を避けた領域に少なくとも位置させることにより、羽根間の平坦面を治具などで押すことにより容易確実にインペラ（固定部材）をシャフトに圧入することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、インペラにシャフトガイド部と、シャフトが圧入される非円形の金属製固定部材を保持する固定部材保持部とを有することにより、モータのシャフトをシャフトガイド部に挿入して回転軸線を合わせるとともに固定部材で一体回転可能としたので、シャフトに従来のようなコストのかかるローレットを形成しないでもインペラを強固にモータのシャフトに結合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態の全体構造を示す外観斜視図である。
【図２】実施の形態の縦断面図である。
【図３】第１蓋とインペラカバーを取り外して示す一部破断上面図である。
【図４】インペラとモータの連結部分を示す拡大断面図である。
【図５】固定部材保持部と固定部材を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に本発明を風呂水ポンプ装置に適用した実施の形態について説明する。
図１は風呂水ポンプ装置１の外観斜視図、図２は上下反転して示すその縦断面図である。ただし、図２においてモータＭは一部破断部を除いて外面を示している。以下の説明では組み立て過程を含む内部構造の理解を容易にするため、部材配置の上下関係は図２に示した状態におけるものとする。
風呂水ポンプ装置１は、ケース２内にポンプＰとこれを駆動するモータＭを収納して構成される。
ケース２は本体部３、第１蓋４および第２蓋５から構成され、内部がモータハウジング６とポンプハウジング７とに区画されて、ポンプハウジング７内にポンプＰが構成されている。
【００１４】
本体部３は上端が開口し、上部空間を除いて縦隔壁１０により横方向（左右）に２分されている。２分された一方は底壁１１を備える。２分された他方は縦隔壁１０の上端につながる横隔壁１２を上壁とし、その下端は底壁１１よりも高い位置で開口している。
底壁１１を備える空間は横隔壁１２の上側空間とつながり、第１蓋４との間にポンプハウジング７を形成する。
横隔壁１２を上壁とする空間は下端開口を閉じる第２蓋５との間にモータハウジング６を形成する。本体部３に取り付けられた状態で第２蓋５の外面（下面）は底壁１１の下面と面一になる。
以下の説明では、第１蓋４および第２蓋５を含まない状態でも本体部３における対応する空間を便宜的にモータハウジング６およびポンプハウジング７と呼ぶ。
第１蓋４は本体部３の上端を閉じ、その結合部にシールリング８が設けられて水密としている。
【００１５】
モータハウジング６には出力軸であるステンレス製のシャフト３８の軸心を上下方向にしてモータMが挿入配置され、横隔壁１２の上側に延びるポンプハウジング７の上部空間にはシャフト３８と軸心を整合させたインペラ５０が配置される。
横隔壁１２の上面にはインペラを囲むリング状の縦壁２１が一体に設けられている。
縦壁２１には上からインペラカバー４０が被せられて、横隔壁１２との間にインペラ室２０を形成している。
【００１６】
インペラカバー４０は円盤部４１と当該円盤部の周縁から下方に延びて縦壁２１の外周に整合するリング壁４２を有しており、リング壁４２の下端を横隔壁１２上に着座させている。
円盤部４１の中央には接続口４５から延びる第３吸入通路４７が開口している。接続口４５は縦隔壁１０にそって横隔壁１２より下方位置まで所定量延びた底壁４６を有する広口で、縦隔壁１０に対して垂直な方向に開口している。第３吸入通路４７は底壁４６の上部から延びている。
【００１７】
図３は本体部３の開口を蓋する第１蓋４を取り外して当該開口側から見た図である。図３ではさらにインペラカバー４０も取り外して仮想線で示してある。
図３に示すように、横隔壁１２上面の縦壁２１には略直径線上の対称位置に切り欠き２２が設けられ、それぞれ当該切り欠き２２から流れ出る水がリングの接線方向を向くようにガイド壁２３を備えている。インペラカバー４０のリング壁４２にも対応する切り欠き４３が接線方向に向いて設けられている。また、ポンプハウジング７内の水を呼び水としてインペラ室２０内へ戻すための戻し孔２４を備えている。
以上のように、インペラ室２０にインペラ５０を配置してポンプＰがいわゆる自吸式遠心ポンプとして構成される。
一方、図２に戻って、ポンプハウジング７の底壁１１には円形断面の吸入口１５が所定長さ下方に突出して設けられ、吸入口１５からはポンプハウジング７内の中間高さまで第１吸入通路１６が延びている。第１吸入通路１６の下半部は上半部よりも内径を大きくしてあり、その段部の上半部側にはフィルタ格子１７が一体成型されている。
【００１８】
また、ポンプハウジング７の下端部側壁には吐出口１９が設けられている。
第１吸入通路１６とインペラカバー４０の間に通路部材３０を設けてある。通路部材３０は下端を第１吸入通路１６に接続した逆Ｌ形の第２吸入通路３１と、そのモータハウジング６側に向いた上端部につながってインペラカバー４０の接続口４５に嵌め込まれる拡張室３２とからなっている。
拡張室３２内には第２吸入通路３１の上端開口に面して逆止弁３５が設置され、第２吸入通路３１側への水の逆流を防止する。
なお、インペラカバー４０はその所定部位が第１蓋４の底壁に当接して、これによりインペラカバー４０ならびに通路部材３０がその取付け位置から抜け止めされる。
【００１９】
こうして、吸入口１５から流入した水（風呂水）は第１吸入通路１６、第２吸入通路３１および第３吸入通路４７を経て円盤部４１の中央からインペラ室２０へ流入し、インペラ５０の回転により径方向へ付勢されて、切り欠きからインペラ室２０外へ押し出される。インペラ室外へ押し出された水は横隔壁１２にそった空間から縦隔壁１０にそったポンプハウジング７へ流れて、吐出口１９から吐出される。
なお、図３に示すように、ポンプハウジング７の吐出口１９と対向する側壁には呼水口１４が設けられ、呼び水をポンプハウジング７に供給できるようになっている。呼水口１４は、図２に仮想線で示すように、縦隔壁１０の高さの略中間位置で、吐出口１９より第１蓋４側になっている。
【００２０】
横隔壁１２に円筒状のモータ支持部２５が設けられ、モータＭの軸受け部３７が挿入されるとともに、軸受け部３７が突出している上端面がモータ支持部２５の下端に押し付けられている。この状態で第２蓋５を取り付けることによりモータＭがモータハウジング６内に保持される。
第２蓋５の固定は図１に示すように、第２蓋５から延びるフック２８を本体部３に形成した爪２９と係合させることにより行なわれる。第２蓋５の側壁には切り欠き２７が設けられ、モータの電気端子３９を外部に臨ませるようになっている。
【００２１】
次に、インペラ５０とモータＭとの連結構造について、図４の拡大断面図により説明する。図４においてもモータＭは外面を示している。
まず、横隔壁１２にはモータハウジング６側（下方）へ突出するシール保持部２６が形成され、シール保持部２６の下端面から上述のモータ支持部２５がモータハウジング６内に延びている。
シール保持部２６およびモータ支持部２５は同一の軸線Ｓ上に並んでおり、インペラ５０およびモータのシャフト３８の回転軸線が軸線Ｓ上に乗る。
シール保持部２６の内側にポンプハウジング７側（上側）からオイルシール６５が挿入されて保持される。
【００２２】
インペラ５０は、円盤状のベース部５１と、ベース部５１の外径よりも大きな内径を有してベース部５１から離間させたリング板５２との間に複数の羽根５３を備える。羽根５３は周方向等間隔に配置され、それぞれ弧状をなして半径線に対して傾斜させてある。
ベース部５１の中央はリング板５２側に断面山形に膨出している。
ベース部５１からはリング板５２と反対方向に軸部５５が延びている。ベース部５１、リング板５２、羽根５３および軸部５５は一体の樹脂製である。
【００２３】
軸部５５にはモータＭのシャフト３８と圧入関係となる中心孔５６が設けられている。中心孔５６の上端はベース部５１の板厚内まで延び、下端は中間位置まで延びている。
なお、モータＭのシャフト３８と中心孔５６の同軸度が確保されれば、モータＭのシャフト３８と中心孔５６の間に微小な隙間を設けても良い。ただし、モータＭのシャフト３８と中心孔５６の寸法にバラツキがあっても両者の間に大きな隙間ができないようにするため、モータＭのシャフト３８と中心孔５６はこのバラツキを吸収可能な程度の圧入（軽圧入）関係となることが望ましい。
【００２４】
中心孔５６の下方にはシャフト３８より大径となる中間孔５７が形成され、軸部５５の先端（下端）にはさらに大径の凹部が固定部材保持部５８として開口している。
インペラ５０には金属製の筒部材６０が一体にモールドされている。筒部材６０はベース部５１の下面から軸部５５の外面にそって延びるシール円筒部６２と、ベース部５１の板厚内を径方向外方へ羽根５３と重なる付近まで延びる補強円板部６１と、シール円筒部６２の先端から軸部内方へ延びる内径フランジ部６３とからなっている。上述の軸部５５の中心孔５６は内径フランジ部６３近くまで延びており、中間孔５７よりも十分に長くなっている。
シール円筒部６２は上述のように軸部５５の所定範囲の外面を覆って露出しており、その外周がオイルシール６５との摺動面となる。
軸部５５は筒部材６０の内径フランジ部６３よりも先端側において外径をシール円筒部６２と略同一に抑え、シール円筒部６２よりも太くならないように設定してある。
【００２５】
固定部材保持部５８には固定部材７０が凹部の底壁５９に着座させて嵌め込まれる。固定部材７０は、モータＭのステンレス製のシャフト３８よりも硬度の低い真鍮製であり、板材からプレスカットされ、シャフト３８の径よりも小さくて圧入関係となる中心孔７１を有する。なお、中心孔７１と周縁がプレスカットの破断面となる。
また、例えば軸径２〜３ｍｍのシャフト３８に対して固定部材７０の板厚は１ｍｍ程度とすればよい。
【００２６】
図５に示すように、固定部材７０は周縁が非円形、ここでは２面幅部７２を備える小判形の外形を有する。固定部材保持部５８の軸方向から見た形状は固定部材７０の外形と対応し、固定部材保持部５８の開口端縁部の熱カシメＫにより、固定部材７０が抜け止めされる。
なお、固定部材７０の周縁が非円形とは、周縁にそって中心孔７１の中心Ｇからの距離が不均一であることを意味し、対応する形状の固定部材保持部に嵌め込まれることにより回転が伝達可能となる。したがって、非円形としてＤ形、多角形、偏心円その他、適宜の形状を採用することができるが、振動発生やそれによるオイルシール６５への影響を考慮すると、中心孔７１の中心Ｇに関して点対称の形状が好ましい。
【００２７】
図４に戻って、筒部材６０の内径フランジ部６３の内径は、固定部材７０の少なくとも最大径よりも小さく設定され、軸方向から見たときに固定部材７０と内径フランジ部６３が重なるようになっている。このため、内径フランジ部６３位置における軸部５５の径方向厚みは中心孔５６まわりにおける軸部の厚みよりも薄くなっている。
シール保持部２６には、その内径面にオイルシール６５の環状基部６６が圧入され、環状基部６６から内径方向に延びたシールリップ６７、６８がインペラ５０のシール円筒部６２に弾性的に当接する。シール円筒部６２はシールリップ６７、６８との摺接面となる。なお、シール円筒部６２のシールリップ６７、６８との摺接面の内周側には中心孔５６が存在し、モータＭのシャフト３８が圧入されるが、この圧入はモータＭのシャフト３８と中心孔５６の同軸度を確保するためのものであるため、軸部５５に与える影響が少ない。このため、モータＭのシャフト３８が圧入されてもシール円筒部６２が変形することがない。
ここでは、オイルシール６５が取り付けられた状態でその上面は横隔壁１２の上面よりも沈んでいる。
【００２８】
上記構成の風呂水ポンプ装置１の以下のように組み立てられる。
まず、本体部３のモータハウジング６にモータＭを取り付け、そのシャフト３８の先端をモータ支持部２５およびシール保持部２６を貫通させて横隔壁１２上面に臨ませる。
そして、インペラ５０を以下の手順で取付ける。
まずあらかじめ、インペラ５０の固定部材保持部５８に固定部材７０を嵌め込んだうえ、熱カシメして固定部材７０を取り付けておく。
また、横隔壁１２のシール保持部２６に、環状基部６６を圧入して、オイルシール６５を取り付ける。
【００２９】
このあと、インペラ５０をその軸部５５先端からモータMの軸受け部３７から突出しているシャフト３８の一端に押し込む。
ここでは、軸部５５先端（固定部材保持部５８）の固定部材７０の中心孔７１がシャフト３８の径よりも小さく、金属部材同士の圧入となるため、ベース部５１における羽根５３を避けたスペース部分を不図示の押圧治具で押し込んでいく。
なお、シャフト３８は同一の径でモータＭを貫通し、他端が軸受け部３７と反対側の軸受け部３６から露出している（図２参照）。押圧治具はシャフト３８の他端を保持することにより、インペラ５０を押し込む力がシャフト３８からモータＭの軸受けなどに伝達されることがない。このため、インペラ５０を押し込む力によりモータＭが破壊されることを防ぐことができる。
これにより、インペラ５０の軸部５５がオイルシール６５を通過し、次いでシール円筒部６２がシールリップ６７、６８の穴に進入する。
【００３０】
今度は相対的にシャフト３８が軸部５５の中心孔５６にガイドされながら挿入（圧入）される。
シャフト３８が固定部材に対して斜めに挿し込まれた場合でも、中心孔５６が長いのでシャフト３８は当該中心孔５６で位置決め（ガイド）され、固定部材７０の方が変位してインペラ５０の回転軸線とシャフト３８の回転軸線が精度良く芯合わせされる。
固定部材７０の製品誤差や軸部５５との取付け誤差で連結前の固定部材７０の中心孔７１が軸部５５の中心孔５６の軸線からずれていた場合でも、樹脂の軸部５５は内径フランジ部６３位置で薄くなり、また固定部材保持部５８の肉厚も薄いので変形して、固定部材７０の変位を許し、自動的に芯合わせされる。
【００３１】
ベース部５１の下面が横隔壁１２の上面に略一致するまで押し込んで、インペラ５０の取付けが完了し、モータMのシャフト３８とインペラ５０が連結される。
軸部５５の固定部材保持部５８は固定部材７０の外形と対応し、固定部材７０はシャフト３８と圧入関係になっているから、インペラ５０はシャフト３８と一体回転可能となる。
この連結状態において、インペラ５０の羽根５３を挟んだベース部５１とリング板５２は横隔壁１２上の縦壁２１内に収まる。また、インペラ５０の軸部５５先端はモータMの軸受け部３７の端面とわずかな間隙をおいて対向する。
インペラ５０とシャフト３８の連結したあとは任意の段階で、モータハウジング６の第２蓋５を取り付ける。
【００３２】
インペラ５０をシャフト３８に連結したあと、通路部材３０とインペラカバー４０を取り付ける。
ここでは、まず逆止弁３５を通路部材３０の拡張室３２内の設定部位に設置するとともに、拡張室３２の開口端をインペラカバー４０の接続口４５に嵌め込んで、あらかじめ通路部材３０とインペラカバー４０を結合してサブアセンブリとしておく。
それから、インペラカバー４０をそのリング壁４２が縦壁２１に被さるように位置合わせしながら横隔壁１２上に載置する一方、通路部材３０の下端を第１吸入通路１６に接続させて、サブアセンブリを本体部３に組み込む。
最後に第１蓋４を本体部３に取り付けて、風呂水ポンプ装置１の組み立てが完了する。
【００３３】
以上の構成になる風呂水ポンプ装置１は図１に示す姿勢、すなわち第１蓋４を下に第２蓋５側を上にして、次の要領で使用する。
まず、一端を風呂水内に位置させたホースの他端を吸入口１５に挿し込み、吐出口に接続したホースを例えば洗濯機へ導くとともに、呼水口１４を例えば水道水につなぐ。
そして、水がインペラ室２０を満たして所定の水位になるまで呼び水として水道水を呼水口１４からポンプハウジング７へ供給する。これは、インペラ５０の羽根５３まわりに水が存在しないと遠心ポンプとして機能しないために、使用開始に当たってまずインペラ室２０が水没する程度まで水を供給するものであり、ポンプハウジング７へ供給された呼び水は戻し孔２４からインペラ室２０に流れ込む。
【００３４】
このあとモータＭを駆動させれば、インペラ５０が回転することにより、円盤部４１の中央部が負圧となって第３吸入通路からインペラ室２０に空気が吸い込まれ、空気の混ざった呼び水が切り欠きからインペラ室２０外へ押し出される。空気はポンプハウジング７内で呼び水から分離して吐出口１９から排出される一方、呼び水は戻し孔２４からインペラ室２０へ供給され続けて上記の負圧生成が継続されるので、最終的に風呂水が吸い上げられて第３吸入通路からインペラ室２０へ流れ込む。そして、水位が吐出口１９まで達すると、風呂水が洗濯機へ給送される。
なお、使用状態においてモータＭはオイルシール６５より上部に位置することになるので、使用中においてオイルシール６５から少々の水が漏れてもモータＭ内部にまで及ぶことはない。
【００３５】
本実施の形態では、軸部５５の中心孔５６が発明におけるシャフトガイド部に該当し、固定部材保持部５８の内壁を固定部材７０に溶着させて熱カシメする構成が抜け止め手段に該当する。また、補強円板部６１が径方向延在部に該当する。
【００３６】
実施の形態は以上のように構成され、インペラ５０の軸方向モータＭと反対側から風呂水を吸い込み、径方向へ吐き出す構成のポンプＰにおいて、インペラ５０が、その回転軸線上にモータＭの金属製シャフト３８がガイドされて挿入される中心孔５６と、固定部材保持部５８とを有し、シャフト３８が圧入される中心孔７１を備えるとともに周縁が非円形の金属製固定部材７０を固定部材保持部５８に保持して、シャフト３８を中心孔５６に挿入するとともに、固定部材７０の中心孔７１に圧入してインペラ５０とモータＭを結合するものとしたので、シャフト３８に従来のようなコストのかかるローレットを形成しないでもインペラ５０を強固にモータＭのシャフトに結合することができる。
また、シャフト３８と固定部材７０はともに金属製であるため、圧入される長さが小さくても強い圧入強度を得ることができる。このため、ローレットに比較して軸方向のサイズも小さくて済み、全体のサイズを小型にできる。
さらに、シャフト３８は、固定部材７０が圧入される箇所にローレットを設ける必要がない。このため、モータの軸受け部３７と固定部材７０が圧入される箇所を近づけることが可能になる。
【００３７】
とくに、固定部材７０の周縁は中心孔７１の中心Ｇに関して点対称の小判形としたので、偏心によるブレが発生せず、したがって振動によるノイズも、オイルシール６５への悪影響も生じない。
そして固定部材７０は簡単な形状であるため、とくに板材から形成することができるから、コストが低減するうえ、この点でもローレットに比較して軸方向のサイズも小さくて済み、全体のサイズを小型にできる。
【００３８】
固定部材保持部５８が中心孔５６よりモータＭ側に設けられた凹部であって、固定部材７０を凹部の底壁５９に着座させるとともに、側壁の熱カシメＫにより抜け止めしているので、インペラ５０がモータＭ方向への水圧を受けても固定部材７０と底壁５９の当接で移動が阻止され、また熱カシメＫの抜け止めにより、インペラ５０の自重などによるモータＭから離間する方向への移動も阻止されて、安定してインペラ５０の正規位置が維持される。
【００３９】
中心孔５６がインペラ５０のベース部５１からモータＭ側へ延びる軸部５５に設けられるとともに、固定部材保持部５８が軸部５５の先端に設けられ、中心孔５６の長さが固定部材７０の板厚（軸方向厚さ）よりも大きく形成してあるので、たとえ固定部材７０の中心孔７１がずれたり圧入の途中で傾いたりした場合であっても、シャフト３８は長い方の中心孔５６で位置決め（ガイド）され、シャフト３８と中心孔５６間を例えば軽圧入としてもインペラ５０の回転軸線とシャフト３８の回転軸線が精度良く芯合わせされる。
【００４０】
また、軸部５５はオイルシール６５を貫通してインペラ室２０からモータＭの設置空間へ延びて、先端の固定部材保持部５８がオイルシール６５よりもモータＭ側に位置しているので、固定部材保持部５８で固定部材７０の熱カシメなどを行なって変形が生じても、シール性能に影響を与えない。
また、金属性筒部材６０のシール円筒部６２がオイルシール６５との摺接面となっているので、ヒケや湯じわ、残留ガスによる荒れ肌などから逃れられない樹脂面との直接接触と比較して、シールリップ６７、６８の磨耗が防止される。
【００４１】
軸部５５の外面には金属製の筒部材６０が一体にモールドされ、該筒部材のモータＭ側の端が固定部材保持部５８より所定距離手前で径方向内側へ延びて内径フランジ部６３となり、固定部材保持部５８に保持された固定部材７０と軸方向に対向するように設定したので、固定部材７０が着座する固定部材保持部の底壁が内径フランジ部６３で裏支えされ、シャフト３８に固定部材７０を圧入する際の底壁５９にかかる反力に対する強度が高まる。
【００４２】
筒部材６０はベース部５１において径方向に延びて補強円板部６１となっているので、インペラ５０の羽根５３を支持する剛性が高い。
そしてとくに、補強円板部６１はベース部５１における全周にわたって延びているので、羽根５３間の平坦面を治具などで押すことにより容易確実にインペラ５０（固定部材７０）をシャフト３８に圧入することができる。
【００４３】
なお、実施の形態では、シャフト３８を長い中心孔５６に圧入することにより、インペラ５０の回転軸線とシャフト３８の回転軸線を合わせるものとしたが、このほか、シャフト３８と中心孔５６の圧入関係を廃し、代わりに中間孔５７をテーパにするとともにシャフト３８にも対応するテーパを形成して、テーパによる軸線合わせを行うようにしてもよい。
【００４４】
補強円板部６１は全周がベース部５１の外周縁近くまで広がっているが、全周でなくても部分的にベース部５１における少なくとも羽根５３を避けたスペースに延びていれば、当該スペースの平坦面を治具等で押すことにより羽根５３に負荷をかけることなくインペラ５０をシャフト３８に圧入することができる。
【００４５】
実施の形態は風呂水ポンプ装置に適用した例を説明したが、本発明はこれに限定されず、種々のポンプ装置におけるモータシャフトとインペラの結合構造に適用することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１ 風呂水ポンプ装置
２ ケース
３ 本体部
４ 第１蓋
５ 第２蓋
６ モータハウジング
７ ポンプハウジング
８ シールリング
１０ 縦隔壁
１１ 底壁
１２ 横隔壁
１４ 呼水口
１５ 吸入口
１６ 第１吸入通路
１７ フィルタ格子
１９ 吐出口
２０ インペラ室
２１ 縦壁
２２ 切り欠き
２３ ガイド壁
２４ 戻し孔
２５ モータ支持部
２６ シール保持部
２７ 切り欠き
２８ フック
２９ 爪
３０ 通路部材
３１ 第２吸入通路
３２ 拡張室
３５ 逆止弁
３６、３７ 軸受け部
３８ シャフト
３９ 電気端子
４０ インペラカバー
４１ 円盤部
４２ リング壁
４３ 切り欠き
４５ 接続口
４６ 底壁
４７ 第３吸入通路
５０ インペラ
５１ ベース部
５２ リング板
５３ 羽根
５５ 軸部
５６ 中心孔
５７ 中間孔
５８ 固定部材保持部
５９ 底壁
６０ 筒部材
６１ 補強円板部
６２ シール円筒部
６３ 内径フランジ部
６５ オイルシール
６６ 環状基部
６７、６８ シールリップ
７０ 固定部材
７１ 中心孔
７２ ２面幅部
Ｍ モータ
Ｐ ポンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばポンプ装置に用いられるインペラとモータの結合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ケース内に配置したモータのシャフト先端にインペラを取り付けて、モータとポンプを一体に組み付けたモータ駆動のポンプ装置がある。
このようなポンプ装置として、出願人は特開２０１０−０３１８３６号公報に記載のものを先に提案している。このポンプ装置では、インペラが樹脂製であることから単純な平滑表面をもつシャフトをインペラ側の孔に圧入するだけではシャフトとインペラ間の高い締結力が期待できないため、シャフトとインペラの一体回転とインペラの抜け止めを確実なものとする目的でシャフト側にローレットを形成してインペラの結合筒部に圧入している。
これにより、締結力低下などのおそれなしに長期間の実用が可能になった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０３１８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、モータのシャフトにローレットを施すにはレース工程が必要となり、まず製造コストが高くなる不都合がある。
そして、単純な丸軸の場合と比較して、ローレット軸の圧入ではシャフトとインペラの軸心が合わせづらくなる。軸心が一致しない場合には高回転時に振動が発生して不安定な動作になる可能性があるので、軸心合わせに手間がかかる分だけこの点でもコスト低減が困難となる。
【０００５】
したがって本発明は、上述の問題点に鑑み、さらに改良を行い、モータのシャフトにローレットが不要なインペラとモータの結合構造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、ポンプにおける樹脂製のインペラとモータの連結構造であって、インペラが、その回転軸線上にモータの金属製シャフトがガイドされ挿入されるシャフトガイド部と、固定部材保持部とを有し、金属製でシャフトが圧入される中心孔を備えるとともに周縁が非円形の固定部材を固定部材保持部に保持して、シャフトをシャフトガイド部に挿入するとともに、固定部材の中心孔に圧入してインペラとモータを結合したものとした。
シャフトに従来のようなコストのかかるローレットを形成しないでもインペラを強固にモータのシャフトに結合することができる。
【０００７】
固定部材の周縁は中心孔に関してとくに点対称とするのが、偏心によるブレが発生しない点で好ましい。
また、固定部材を板材から形成することにより、コストを低減でき、ローレットに比較して軸方向のサイズも小さくて済む。
固定部材保持部はシャフトガイド部よりモータ側に設けられた凹部であって、固定部材をその凹部の底面に着座させるとともに、固定部材の抜け止め手段を有することが、インペラの正規位置維持のために望ましい。
抜け止め手段としては固定部材保持部の熱カシメとすることができる。
【０００８】
シャフトガイド部がインペラのベース部からモータ側へ延びる軸部に設けられるとともに、固定部材保持部が軸部の先端に設けられ、シャフトガイド部の長さが固定部材の軸方向厚さよりも大きいものとするのが好ましい。
ベース部から軸部を延ばすことによりシャフトガイド部を長くすることができる。そして、固定部材の中心孔とシャフトガイド部がずれたり傾いたりしても、シャフトは長いシャフトガイド部によって位置決めされるので、インペラの回転軸線とシャフトの回転軸線が精度良く芯合わせされる。
【０００９】
軸部をインペラ室とモータ側空間の間に設けたオイルシールを貫通してモータ側空間へ延ばした場合、固定部材保持部はオイルシールよりもモータ側に位置させるのが好ましい。
固定部材保持部で固定部材の熱カシメを行なっても、オイルシール部から離れているので、シール性能に影響を与えない。
【００１０】
さらに軸部の外面には金属製の筒部材を一体にモールドし、該筒部材のモータ側の端を固定部材保持部より所定距離手前で径方向内側へ延ばして、固定部材保持部に保持された固定部材と軸方向に対向させると、固定部材が着座する固定部材保持部の底壁が筒部材を径方向内側へ延ばした部分で裏支えされ、シャフトに固定部材を圧入する際の底壁にかかる反力に対する強度が高まる。
金属製の筒部材をシールリップとの摺接面とすることにより、シールリップの磨耗が防止される。
また、筒部材はベース部において径方向に延びて径方向延在部を形成することにより、インペラの羽根を支持する剛性が高くなる。
そして、径方向延在部をベース部における羽根を避けた領域に少なくとも位置させることにより、羽根間の平坦面を治具などで押すことにより容易確実にインペラ（固定部材）をシャフトに圧入することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、インペラにシャフトガイド部と、シャフトが圧入される非円形の金属製固定部材を保持する固定部材保持部とを有することにより、モータのシャフトをシャフトガイド部に挿入して回転軸線を合わせるとともに固定部材で一体回転可能としたので、シャフトに従来のようなコストのかかるローレットを形成しないでもインペラを強固にモータのシャフトに結合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態の全体構造を示す外観斜視図である。
【図２】実施の形態の縦断面図である。
【図３】第１蓋とインペラカバーを取り外して示す一部破断上面図である。
【図４】インペラとモータの連結部分を示す拡大断面図である。
【図５】固定部材保持部と固定部材を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に本発明を風呂水ポンプ装置に適用した実施の形態について説明する。
図１は風呂水ポンプ装置１の外観斜視図、図２は上下反転して示すその縦断面図である。ただし、図２においてモータＭは一部破断部を除いて外面を示している。以下の説明では組み立て過程を含む内部構造の理解を容易にするため、部材配置の上下関係は図２に示した状態におけるものとする。
風呂水ポンプ装置１は、ケース２内にポンプＰとこれを駆動するモータＭを収納して構成される。
ケース２は本体部３、第１蓋４および第２蓋５から構成され、内部がモータハウジング６とポンプハウジング７とに区画されて、ポンプハウジング７内にポンプＰが構成されている。
【００１４】
本体部３は上端が開口し、上部空間を除いて縦隔壁１０により横方向（左右）に２分されている。２分された一方は底壁１１を備える。２分された他方は縦隔壁１０の上端につながる横隔壁１２を上壁とし、その下端は底壁１１よりも高い位置で開口している。
底壁１１を備える空間は横隔壁１２の上側空間とつながり、第１蓋４との間にポンプハウジング７を形成する。
横隔壁１２を上壁とする空間は下端開口を閉じる第２蓋５との間にモータハウジング６を形成する。本体部３に取り付けられた状態で第２蓋５の外面（下面）は底壁１１の下面と面一になる。
以下の説明では、第１蓋４および第２蓋５を含まない状態でも本体部３における対応する空間を便宜的にモータハウジング６およびポンプハウジング７と呼ぶ。
第１蓋４は本体部３の上端を閉じ、その結合部にシールリング８が設けられて水密としている。
【００１５】
モータハウジング６には出力軸であるステンレス製のシャフト３８の軸心を上下方向にしてモータMが挿入配置され、横隔壁１２の上側に延びるポンプハウジング７の上部空間にはシャフト３８と軸心を整合させたインペラ５０が配置される。
横隔壁１２の上面にはインペラを囲むリング状の縦壁２１が一体に設けられている。
縦壁２１には上からインペラカバー４０が被せられて、横隔壁１２との間にインペラ室２０を形成している。
【００１６】
インペラカバー４０は円盤部４１と当該円盤部の周縁から下方に延びて縦壁２１の外周に整合するリング壁４２を有しており、リング壁４２の下端を横隔壁１２上に着座させている。
円盤部４１の中央には接続口４５から延びる第３吸入通路４７が開口している。接続口４５は縦隔壁１０にそって横隔壁１２より下方位置まで所定量延びた底壁４６を有する広口で、縦隔壁１０に対して垂直な方向に開口している。第３吸入通路４７は底壁４６の上部から延びている。
【００１７】
図３は本体部３の開口を蓋する第１蓋４を取り外して当該開口側から見た図である。図３ではさらにインペラカバー４０も取り外して仮想線で示してある。
図３に示すように、横隔壁１２上面の縦壁２１には略直径線上の対称位置に切り欠き２２が設けられ、それぞれ当該切り欠き２２から流れ出る水がリングの接線方向を向くようにガイド壁２３を備えている。インペラカバー４０のリング壁４２にも対応する切り欠き４３が接線方向に向いて設けられている。また、ポンプハウジング７内の水を呼び水としてインペラ室２０内へ戻すための戻し孔２４を備えている。
以上のように、インペラ室２０にインペラ５０を配置してポンプＰがいわゆる自吸式遠心ポンプとして構成される。
一方、図２に戻って、ポンプハウジング７の底壁１１には円形断面の吸入口１５が所定長さ下方に突出して設けられ、吸入口１５からはポンプハウジング７内の中間高さまで第１吸入通路１６が延びている。第１吸入通路１６の下半部は上半部よりも内径を大きくしてあり、その段部の上半部側にはフィルタ格子１７が一体成型されている。
【００１８】
また、ポンプハウジング７の下端部側壁には吐出口１９が設けられている。
第１吸入通路１６とインペラカバー４０の間に通路部材３０を設けてある。通路部材３０は下端を第１吸入通路１６に接続した逆Ｌ形の第２吸入通路３１と、そのモータハウジング６側に向いた上端部につながってインペラカバー４０の接続口４５に嵌め込まれる拡張室３２とからなっている。
拡張室３２内には第２吸入通路３１の上端開口に面して逆止弁３５が設置され、第２吸入通路３１側への水の逆流を防止する。
なお、インペラカバー４０はその所定部位が第１蓋４の底壁に当接して、これによりインペラカバー４０ならびに通路部材３０がその取付け位置から抜け止めされる。
【００１９】
こうして、吸入口１５から流入した水（風呂水）は第１吸入通路１６、第２吸入通路３１および第３吸入通路４７を経て円盤部４１の中央からインペラ室２０へ流入し、インペラ５０の回転により径方向へ付勢されて、切り欠きからインペラ室２０外へ押し出される。インペラ室外へ押し出された水は横隔壁１２にそった空間から縦隔壁１０にそったポンプハウジング７へ流れて、吐出口１９から吐出される。
なお、図３に示すように、ポンプハウジング７の吐出口１９と対向する側壁には呼水口１４が設けられ、呼び水をポンプハウジング７に供給できるようになっている。呼水口１４は、図２に仮想線で示すように、縦隔壁１０の高さの略中間位置で、吐出口１９より第１蓋４側になっている。
【００２０】
横隔壁１２に円筒状のモータ支持部２５が設けられ、モータＭの軸受け部３７が挿入されるとともに、軸受け部３７が突出している上端面がモータ支持部２５の下端に押し付けられている。この状態で第２蓋５を取り付けることによりモータＭがモータハウジング６内に保持される。
第２蓋５の固定は図１に示すように、第２蓋５から延びるフック２８を本体部３に形成した爪２９と係合させることにより行なわれる。第２蓋５の側壁には切り欠き２７が設けられ、モータの電気端子３９を外部に臨ませるようになっている。
【００２１】
次に、インペラ５０とモータＭとの連結構造について、図４の拡大断面図により説明する。図４においてもモータＭは外面を示している。
まず、横隔壁１２にはモータハウジング６側（下方）へ突出するシール保持部２６が形成され、シール保持部２６の下端面から上述のモータ支持部２５がモータハウジング６内に延びている。
シール保持部２６およびモータ支持部２５は同一の軸線Ｓ上に並んでおり、インペラ５０およびモータのシャフト３８の回転軸線が軸線Ｓ上に乗る。
シール保持部２６の内側にポンプハウジング７側（上側）からオイルシール６５が挿入されて保持される。
【００２２】
インペラ５０は、円盤状のベース部５１と、ベース部５１の外径よりも大きな内径を有してベース部５１から離間させたリング板５２との間に複数の羽根５３を備える。羽根５３は周方向等間隔に配置され、それぞれ弧状をなして半径線に対して傾斜させてある。
ベース部５１の中央はリング板５２側に断面山形に膨出している。
ベース部５１からはリング板５２と反対方向に軸部５５が延びている。ベース部５１、リング板５２、羽根５３および軸部５５は一体の樹脂製である。
【００２３】
軸部５５にはモータＭのシャフト３８と圧入関係となる中心孔５６が設けられている。中心孔５６の上端はベース部５１の板厚内まで延び、下端は中間位置まで延びている。
なお、モータＭのシャフト３８と中心孔５６の同軸度が確保されれば、モータＭのシャフト３８と中心孔５６の間に微小な隙間を設けても良い。ただし、モータＭのシャフト３８と中心孔５６の寸法にバラツキがあっても両者の間に大きな隙間ができないようにするため、モータＭのシャフト３８と中心孔５６はこのバラツキを吸収可能な程度の圧入（軽圧入）関係となることが望ましい。
【００２４】
中心孔５６の下方にはシャフト３８より大径となる中間孔５７が形成され、軸部５５の先端（下端）にはさらに大径の凹部が固定部材保持部５８として開口している。
インペラ５０には金属製の筒部材６０が一体にモールドされている。筒部材６０はベース部５１の下面から軸部５５の外面にそって延びるシール円筒部６２と、ベース部５１の板厚内を径方向外方へ羽根５３と重なる付近まで延びる補強円板部６１と、シール円筒部６２の先端から軸部内方へ延びる内径フランジ部６３とからなっている。上述の軸部５５の中心孔５６は内径フランジ部６３近くまで延びており、中間孔５７よりも十分に長くなっている。
シール円筒部６２は上述のように軸部５５の所定範囲の外面を覆って露出しており、その外周がオイルシール６５との摺動面となる。
軸部５５は筒部材６０の内径フランジ部６３よりも先端側において外径をシール円筒部６２と略同一に抑え、シール円筒部６２よりも太くならないように設定してある。
【００２５】
固定部材保持部５８には固定部材７０が凹部の底壁５９に着座させて嵌め込まれる。固定部材７０は、モータＭのステンレス製のシャフト３８よりも硬度の低い真鍮製であり、板材からプレスカットされ、シャフト３８の径よりも小さくて圧入関係となる中心孔７１を有する。なお、中心孔７１と周縁がプレスカットの破断面となる。
また、例えば軸径２〜３ｍｍのシャフト３８に対して固定部材７０の板厚は１ｍｍ程度とすればよい。
【００２６】
図５に示すように、固定部材７０は周縁が非円形、ここでは２面幅部７２を備える小判形の外形を有する。固定部材保持部５８の軸方向から見た形状は固定部材７０の外形と対応し、固定部材保持部５８の開口端縁部の熱カシメＫにより、固定部材７０が抜け止めされる。
なお、固定部材７０の周縁が非円形とは、周縁にそって中心孔７１の中心Ｇからの距離が不均一であることを意味し、対応する形状の固定部材保持部に嵌め込まれることにより回転が伝達可能となる。したがって、非円形としてＤ形、多角形、偏心円その他、適宜の形状を採用することができるが、振動発生やそれによるオイルシール６５への影響を考慮すると、中心孔７１の中心Ｇに関して点対称の形状が好ましい。
【００２７】
図４に戻って、筒部材６０の内径フランジ部６３の内径は、固定部材７０の少なくとも最大径よりも小さく設定され、軸方向から見たときに固定部材７０と内径フランジ部６３が重なるようになっている。このため、内径フランジ部６３位置における軸部５５の径方向厚みは中心孔５６まわりにおける軸部の厚みよりも薄くなっている。
シール保持部２６には、その内径面にオイルシール６５の環状基部６６が圧入され、環状基部６６から内径方向に延びたシールリップ６７、６８がインペラ５０のシール円筒部６２に弾性的に当接する。シール円筒部６２はシールリップ６７、６８との摺接面となる。なお、シール円筒部６２のシールリップ６７、６８との摺接面の内周側には中心孔５６が存在し、モータＭのシャフト３８が圧入されるが、この圧入はモータＭのシャフト３８と中心孔５６の同軸度を確保するためのものであるため、軸部５５に与える影響が少ない。このため、モータＭのシャフト３８が圧入されてもシール円筒部６２が変形することがない。
ここでは、オイルシール６５が取り付けられた状態でその上面は横隔壁１２の上面よりも沈んでいる。
【００２８】
上記構成の風呂水ポンプ装置１の以下のように組み立てられる。
まず、本体部３のモータハウジング６にモータＭを取り付け、そのシャフト３８の先端をモータ支持部２５およびシール保持部２６を貫通させて横隔壁１２上面に臨ませる。
そして、インペラ５０を以下の手順で取付ける。
まずあらかじめ、インペラ５０の固定部材保持部５８に固定部材７０を嵌め込んだうえ、熱カシメして固定部材７０を取り付けておく。
また、横隔壁１２のシール保持部２６に、環状基部６６を圧入して、オイルシール６５を取り付ける。
【００２９】
このあと、インペラ５０をその軸部５５先端からモータMの軸受け部３７から突出しているシャフト３８の一端に押し込む。
ここでは、軸部５５先端（固定部材保持部５８）の固定部材７０の中心孔７１がシャフト３８の径よりも小さく、金属部材同士の圧入となるため、ベース部５１における羽根５３を避けたスペース部分を不図示の押圧治具で押し込んでいく。
なお、シャフト３８は同一の径でモータＭを貫通し、他端が軸受け部３７と反対側の軸受け部３６から露出している（図２参照）。押圧治具はシャフト３８の他端を保持することにより、インペラ５０を押し込む力がシャフト３８からモータＭの軸受けなどに伝達されることがない。このため、インペラ５０を押し込む力によりモータＭが破壊されることを防ぐことができる。
これにより、インペラ５０の軸部５５がオイルシール６５を通過し、次いでシール円筒部６２がシールリップ６７、６８の穴に進入する。
【００３０】
今度は相対的にシャフト３８が軸部５５の中心孔５６にガイドされながら挿入（圧入）される。
シャフト３８が固定部材に対して斜めに挿し込まれた場合でも、中心孔５６が長いのでシャフト３８は当該中心孔５６で位置決め（ガイド）され、固定部材７０の方が変位してインペラ５０の回転軸線とシャフト３８の回転軸線が精度良く芯合わせされる。
固定部材７０の製品誤差や軸部５５との取付け誤差で連結前の固定部材７０の中心孔７１が軸部５５の中心孔５６の軸線からずれていた場合でも、樹脂の軸部５５は内径フランジ部６３位置で薄くなり、また固定部材保持部５８の肉厚も薄いので変形して、固定部材７０の変位を許し、自動的に芯合わせされる。
【００３１】
ベース部５１の下面が横隔壁１２の上面に略一致するまで押し込んで、インペラ５０の取付けが完了し、モータMのシャフト３８とインペラ５０が連結される。
軸部５５の固定部材保持部５８は固定部材７０の外形と対応し、固定部材７０はシャフト３８と圧入関係になっているから、インペラ５０はシャフト３８と一体回転可能となる。
この連結状態において、インペラ５０の羽根５３を挟んだベース部５１とリング板５２は横隔壁１２上の縦壁２１内に収まる。また、インペラ５０の軸部５５先端はモータMの軸受け部３７の端面とわずかな間隙をおいて対向する。
インペラ５０とシャフト３８の連結したあとは任意の段階で、モータハウジング６の第２蓋５を取り付ける。
【００３２】
インペラ５０をシャフト３８に連結したあと、通路部材３０とインペラカバー４０を取り付ける。
ここでは、まず逆止弁３５を通路部材３０の拡張室３２内の設定部位に設置するとともに、拡張室３２の開口端をインペラカバー４０の接続口４５に嵌め込んで、あらかじめ通路部材３０とインペラカバー４０を結合してサブアセンブリとしておく。
それから、インペラカバー４０をそのリング壁４２が縦壁２１に被さるように位置合わせしながら横隔壁１２上に載置する一方、通路部材３０の下端を第１吸入通路１６に接続させて、サブアセンブリを本体部３に組み込む。
最後に第１蓋４を本体部３に取り付けて、風呂水ポンプ装置１の組み立てが完了する。
【００３３】
以上の構成になる風呂水ポンプ装置１は図１に示す姿勢、すなわち第１蓋４を下に第２蓋５側を上にして、次の要領で使用する。
まず、一端を風呂水内に位置させたホースの他端を吸入口１５に挿し込み、吐出口に接続したホースを例えば洗濯機へ導くとともに、呼水口１４を例えば水道水につなぐ。
そして、水がインペラ室２０を満たして所定の水位になるまで呼び水として水道水を呼水口１４からポンプハウジング７へ供給する。これは、インペラ５０の羽根５３まわりに水が存在しないと遠心ポンプとして機能しないために、使用開始に当たってまずインペラ室２０が水没する程度まで水を供給するものであり、ポンプハウジング７へ供給された呼び水は戻し孔２４からインペラ室２０に流れ込む。
【００３４】
このあとモータＭを駆動させれば、インペラ５０が回転することにより、円盤部４１の中央部が負圧となって第３吸入通路からインペラ室２０に空気が吸い込まれ、空気の混ざった呼び水が切り欠きからインペラ室２０外へ押し出される。空気はポンプハウジング７内で呼び水から分離して吐出口１９から排出される一方、呼び水は戻し孔２４からインペラ室２０へ供給され続けて上記の負圧生成が継続されるので、最終的に風呂水が吸い上げられて第３吸入通路からインペラ室２０へ流れ込む。そして、水位が吐出口１９まで達すると、風呂水が洗濯機へ給送される。
なお、使用状態においてモータＭはオイルシール６５より上部に位置することになるので、使用中においてオイルシール６５から少々の水が漏れてもモータＭ内部にまで及ぶことはない。
【００３５】
本実施の形態では、軸部５５の中心孔５６が発明におけるシャフトガイド部に該当し、固定部材保持部５８の内壁を固定部材７０に溶着させて熱カシメする構成が抜け止め手段に該当する。また、補強円板部６１が径方向延在部に該当する。
【００３６】
実施の形態は以上のように構成され、インペラ５０の軸方向モータＭと反対側から風呂水を吸い込み、径方向へ吐き出す構成のポンプＰにおいて、インペラ５０が、その回転軸線上にモータＭの金属製シャフト３８がガイドされて挿入される中心孔５６と、固定部材保持部５８とを有し、シャフト３８が圧入される中心孔７１を備えるとともに周縁が非円形の金属製固定部材７０を固定部材保持部５８に保持して、シャフト３８を中心孔５６に挿入するとともに、固定部材７０の中心孔７１に圧入してインペラ５０とモータＭを結合するものとしたので、シャフト３８に従来のようなコストのかかるローレットを形成しないでもインペラ５０を強固にモータＭのシャフトに結合することができる。
また、シャフト３８と固定部材７０はともに金属製であるため、圧入される長さが小さくても強い圧入強度を得ることができる。このため、ローレットに比較して軸方向のサイズも小さくて済み、全体のサイズを小型にできる。
さらに、シャフト３８は、固定部材７０が圧入される箇所にローレットを設ける必要がない。このため、モータの軸受け部３７と固定部材７０が圧入される箇所を近づけることが可能になる。
【００３７】
とくに、固定部材７０の周縁は中心孔７１の中心Ｇに関して点対称の小判形としたので、偏心によるブレが発生せず、したがって振動によるノイズも、オイルシール６５への悪影響も生じない。
そして固定部材７０は簡単な形状であるため、とくに板材から形成することができるから、コストが低減するうえ、この点でもローレットに比較して軸方向のサイズも小さくて済み、全体のサイズを小型にできる。
【００３８】
固定部材保持部５８が中心孔５６よりモータＭ側に設けられた凹部であって、固定部材７０を凹部の底壁５９に着座させるとともに、側壁の熱カシメＫにより抜け止めしているので、インペラ５０がモータＭ方向への水圧を受けても固定部材７０と底壁５９の当接で移動が阻止され、また熱カシメＫの抜け止めにより、インペラ５０の自重などによるモータＭから離間する方向への移動も阻止されて、安定してインペラ５０の正規位置が維持される。
【００３９】
中心孔５６がインペラ５０のベース部５１からモータＭ側へ延びる軸部５５に設けられるとともに、固定部材保持部５８が軸部５５の先端に設けられ、中心孔５６の長さが固定部材７０の板厚（軸方向厚さ）よりも大きく形成してあるので、たとえ固定部材７０の中心孔７１がずれたり圧入の途中で傾いたりした場合であっても、シャフト３８は長い方の中心孔５６で位置決め（ガイド）され、シャフト３８と中心孔５６間を例えば軽圧入としてもインペラ５０の回転軸線とシャフト３８の回転軸線が精度良く芯合わせされる。
【００４０】
また、軸部５５はオイルシール６５を貫通してインペラ室２０からモータＭの設置空間へ延びて、先端の固定部材保持部５８がオイルシール６５よりもモータＭ側に位置しているので、固定部材保持部５８で固定部材７０の熱カシメなどを行なって変形が生じても、シール性能に影響を与えない。
また、金属性筒部材６０のシール円筒部６２がオイルシール６５との摺接面となっているので、ヒケや湯じわ、残留ガスによる荒れ肌などから逃れられない樹脂面との直接接触と比較して、シールリップ６７、６８の磨耗が防止される。
【００４１】
軸部５５の外面には金属製の筒部材６０が一体にモールドされ、該筒部材のモータＭ側の端が固定部材保持部５８より所定距離手前で径方向内側へ延びて内径フランジ部６３となり、固定部材保持部５８に保持された固定部材７０と軸方向に対向するように設定したので、固定部材７０が着座する固定部材保持部の底壁が内径フランジ部６３で裏支えされ、シャフト３８に固定部材７０を圧入する際の底壁５９にかかる反力に対する強度が高まる。
【００４２】
筒部材６０はベース部５１において径方向に延びて補強円板部６１となっているので、インペラ５０の羽根５３を支持する剛性が高い。
そしてとくに、補強円板部６１はベース部５１における全周にわたって延びているので、羽根５３間の平坦面を治具などで押すことにより容易確実にインペラ５０（固定部材７０）をシャフト３８に圧入することができる。
【００４３】
なお、実施の形態では、シャフト３８を長い中心孔５６に圧入することにより、インペラ５０の回転軸線とシャフト３８の回転軸線を合わせるものとしたが、このほか、シャフト３８と中心孔５６の圧入関係を廃し、代わりに中間孔５７をテーパにするとともにシャフト３８にも対応するテーパを形成して、テーパによる軸線合わせを行うようにしてもよい。
【００４４】
補強円板部６１は全周がベース部５１の外周縁近くまで広がっているが、全周でなくても部分的にベース部５１における少なくとも羽根５３を避けたスペースに延びていれば、当該スペースの平坦面を治具等で押すことにより羽根５３に負荷をかけることなくインペラ５０をシャフト３８に圧入することができる。
【００４５】
実施の形態は風呂水ポンプ装置に適用した例を説明したが、本発明はこれに限定されず、種々のポンプ装置におけるモータシャフトとインペラの結合構造に適用することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１ 風呂水ポンプ装置
２ ケース
３ 本体部
４ 第１蓋
５ 第２蓋
６ モータハウジング
７ ポンプハウジング
８ シールリング
１０ 縦隔壁
１１ 底壁
１２ 横隔壁
１４ 呼水口
１５ 吸入口
１６ 第１吸入通路
１７ フィルタ格子
１９ 吐出口
２０ インペラ室
２１ 縦壁
２２ 切り欠き
２３ ガイド壁
２４ 戻し孔
２５ モータ支持部
２６ シール保持部
２７ 切り欠き
２８ フック
２９ 爪
３０ 通路部材
３１ 第２吸入通路
３２ 拡張室
３５ 逆止弁
３６、３７ 軸受け部
３８ シャフト
３９ 電気端子
４０ インペラカバー
４１ 円盤部
４２ リング壁
４３ 切り欠き
４５ 接続口
４６ 底壁
４７ 第３吸入通路
５０ インペラ
５１ ベース部
５２ リング板
５３ 羽根
５５ 軸部
５６ 中心孔
５７ 中間孔
５８ 固定部材保持部
５９ 底壁
６０ 筒部材
６１ 補強円板部
６２ シール円筒部
６３ 内径フランジ部
６５ オイルシール
６６ 環状基部
６７、６８ シールリップ
７０ 固定部材
７１ 中心孔
７２ ２面幅部
Ｍ モータ
Ｐ ポンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体ポンプにおける樹脂製のインペラとモータの連結構造であって、
前記インペラが、その回転軸線上にモータの金属製シャフトがガイドされ挿入されるシャフトガイド部と、固定部材保持部とを有し、
前記シャフトが圧入される中心孔を備えるとともに周縁が非円形の金属製の固定部材を前記固定部材保持部に保持して、
前記シャフトを前記シャフトガイド部に挿入するとともに、前記固定部材の中心孔に圧入してインペラとモータを結合したことを特徴とするインペラとモータの連結構造。
【請求項２】
前記固定部材の周縁が前記中心孔に関して点対称であることを特徴とする請求項１に記載のインペラとモータの連結構造。
【請求項３】
前記固定部材が板材から形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のインペラとモータの連結構造。
【請求項４】
ポンプがインペラの軸方向モータと反対側から流体を吸い込み、径方向へ吐き出す構成であり、
前記固定部材保持部が前記シャフトガイド部よりモータ側に設けられた凹部であって、前記固定部材を前記凹部の底壁に着座させるとともに、前記固定部材の抜け止め手段を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１に記載のインペラとモータの連結構造。
【請求項５】
前記抜け止め手段が前記固定部材保持部の側壁の熱カシメであることを特徴とする請求項４に記載のインペラとモータの連結構造。
【請求項６】
前記シャフトガイド部がインペラのベース部からモータ側へ延びる軸部に設けられるとともに、固定部材保持部が前記軸部の先端に設けられ、
前記シャフトガイド部の長さが前記固定部材の軸方向厚さよりも大きいことを特徴とする請求項１または５のいずれか１に記載のインペラとモータの連結構造。
【請求項７】
前記軸部がインペラ室とモータ側空間の間に設けたオイルシールを貫通してモータ側空間へ延びて、前記固定部材保持部が前記オイルシールよりもモータ側に位置していることを特徴とする請求項６に記載のインペラとモータの連結構造。
【請求項８】
前記軸部の外面には金属製の筒部材が一体にモールドされ、該筒部材のモータ側の端が前記固定部材保持部より所定距離手前で径方向内側へ延びて、固定部材保持部に保持された前記固定部材と軸方向に対向することを特徴とする請求項６または７に記載のインペラとモータの連結構造。
【請求項９】
前記筒部材は前記ベース部において径方向に延びて径方向延在部を形成していることを特徴とする請求項８に記載のインペラとモータの連結構造。
【請求項１０】
前記筒部材の径方向延在部は前記ベース部における羽根を避けた領域に少なくとも位置していることを特徴とする請求項９に記載のインペラとモータの連結構造。
【請求項１１】
前記筒部材が前記オイルシールとの摺接面となっていることを特徴とする請求項８から１０のいずれか１に記載のインペラとモータの連結構造。
【請求項１】
流体ポンプにおける樹脂製のインペラとモータの連結構造であって、
前記インペラが、その回転軸線上にモータの金属製シャフトがガイドされ挿入されるシャフトガイド部と、固定部材保持部とを有し、
前記シャフトが圧入される中心孔を備えるとともに周縁が非円形の金属製の固定部材を前記固定部材保持部に保持して、
前記シャフトを前記シャフトガイド部に挿入するとともに、前記固定部材の中心孔に圧入してインペラとモータを結合したことを特徴とするインペラとモータの連結構造。
【請求項２】
前記固定部材の周縁が前記中心孔に関して点対称であることを特徴とする請求項１に記載のインペラとモータの連結構造。
【請求項３】
前記固定部材が板材から形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のインペラとモータの連結構造。
【請求項４】
ポンプがインペラの軸方向モータと反対側から流体を吸い込み、径方向へ吐き出す構成であり、
前記固定部材保持部が前記シャフトガイド部よりモータ側に設けられた凹部であって、前記固定部材を前記凹部の底壁に着座させるとともに、前記固定部材の抜け止め手段を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１に記載のインペラとモータの連結構造。
【請求項５】
前記抜け止め手段が前記固定部材保持部の側壁の熱カシメであることを特徴とする請求項４に記載のインペラとモータの連結構造。
【請求項６】
前記シャフトガイド部がインペラのベース部からモータ側へ延びる軸部に設けられるとともに、固定部材保持部が前記軸部の先端に設けられ、
前記シャフトガイド部の長さが前記固定部材の軸方向厚さよりも大きいことを特徴とする請求項１または５のいずれか１に記載のインペラとモータの連結構造。
【請求項７】
前記軸部がインペラ室とモータ側空間の間に設けたオイルシールを貫通してモータ側空間へ延びて、前記固定部材保持部が前記オイルシールよりもモータ側に位置していることを特徴とする請求項６に記載のインペラとモータの連結構造。
【請求項８】
前記軸部の外面には金属製の筒部材が一体にモールドされ、該筒部材のモータ側の端が前記固定部材保持部より所定距離手前で径方向内側へ延びて、固定部材保持部に保持された前記固定部材と軸方向に対向することを特徴とする請求項６または７に記載のインペラとモータの連結構造。
【請求項９】
前記筒部材は前記ベース部において径方向に延びて径方向延在部を形成していることを特徴とする請求項８に記載のインペラとモータの連結構造。
【請求項１０】
前記筒部材の径方向延在部は前記ベース部における羽根を避けた領域に少なくとも位置していることを特徴とする請求項９に記載のインペラとモータの連結構造。
【請求項１１】
前記筒部材が前記オイルシールとの摺接面となっていることを特徴とする請求項８から１０のいずれか１に記載のインペラとモータの連結構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２０２２９５（Ｐ２０１２−２０２２９５Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６７７２０（Ｐ２０１１−６７７２０）
【出願日】平成２３年３月２５日（２０１１．３．２５）
【出願人】（０００００２２３３）日本電産サンキョー株式会社 (1,337)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２５日（２０１１．３．２５）
【出願人】（０００００２２３３）日本電産サンキョー株式会社 (1,337)
【Ｆターム（参考）】
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