离心泵 |
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| 申请号 | CN201680031765.9 | 申请日 | 2016-05-26 | 公开(公告)号 | CN107709793B | 公开(公告)日 | 2019-08-09 |
| 申请人 | 株式会社电装; | 发明人 | 难波邦夫; | ||||
| 摘要 | 离心 泵 具备： 马 达(2)，具有轴(10)； 叶轮 (18)，以限制与轴的相对旋转的方式嵌合到轴的第1侧的端部上，并且通过 螺母 (23)的拧紧被固定到轴上。叶轮具有与轴嵌合的 主板 (24)、从该主板在轴向上立设的多个通路壁(25)、与该通路壁的反主板侧的端面抵接而配置并且在径向的中央部开口有流入口(26a)的侧板(26)、和在主板与侧板之间形成在沿周向相邻的通路壁彼此之间、与流入口连通的 流体 通路(27)。通过离心 力 使通过叶轮的旋转而被从流入口导入到流体通路中的流体升压，向叶轮的外周方向吐出。在侧板上，设有能够与用来在将螺母拧紧而将叶轮向轴固定时限制叶轮的旋转的固定用夹具(31、32)卡合的卡合部(29、37、38、39)。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种离心泵(1)，具备： |
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| 说明书全文 | 离心泵[0001] 相关申请的相互参照 技术领域背景技术[0004] 作为离心泵的以往技术，有专利文献1。在该文献1中记载的离心泵具有被马达驱动而旋转的叶轮，该叶轮被用螺钉固定在马达的轴上。当将叶轮通过螺钉固定到轴上时，需要限制轴或叶轮的旋转，以使得在螺钉的拧紧转矩下轴不旋转。对此，在专利文献1中，公开了在叶轮上形成固定用孔、在将夹具插入到该固定用孔中而限制了叶轮的旋转的状态下进行螺钉固定的技术。 [0005] 现有技术文献 [0006] 专利文献 [0007] 专利文献1：日本特开平10－61581号公报 发明内容[0008] 但是，专利文献1的离心泵是在叶轮的外周部整周上具有放射状的槽的涡流泵(也称作级联泵)，有可能不能在配置槽的叶轮的外周部上形成固定用孔。换言之，形成固定用孔的位置有可能被限定在叶轮的内周侧。因此，当将叶轮通过螺钉固定到轴上时，被插入在固定用孔中的夹具有可能成为螺钉固定作业的妨碍，有发生作业性下降的问题的情况。 [0009] 本发明的目的是提供一种能够提高将叶轮向马达的轴固定时的作业性的离心泵。 [0010] 本发明的第1技术方案的离心泵具备：马达，具有轴；以及叶轮，嵌合到轴的第1侧的端部以限制与轴的相对旋转，并且通过螺母的拧紧被固定到轴上。叶轮具有：与轴嵌合的主板；从该主板在轴向上立设的多个通路壁；与该通路壁的反主板侧的端面抵接而配置并且在径向的中央部开口有流入口的侧板；和在主板与侧板之间形成在沿周向相邻的通路壁彼此之间、与流入口连通的流体通路。离心泵通过离心力使通过叶轮的旋转而被从流入口导入到流体通路中的流体升压，向叶轮的外周方向吐出。在侧板上，设有能够与用来在将螺母拧紧而将叶轮向轴固定时限制叶轮的旋转的固定用夹具卡合的卡合部。 [0011] 根据上述结构，当将螺母拧紧而将叶轮向马达的轴固定时，通过使固定用夹具卡合到设在侧板上的卡合部上而限制叶轮的旋转，能够防止轴的随同转动。通过将卡合部设在侧板上，能够避免螺母的拧紧转矩直接作用在通路壁上，所以能够防止通路壁的变形。结果，形成在沿周向相邻的通路壁彼此之间的流体通路不会变形，不会对向在流体通路中流动的流体的升压作用产生影响。 [0013] 图1是表示将有关本发明的实施例1的叶轮固定到轴上的状况的剖视图。 [0014] 图2是有关实施例1的离心泵的剖视图。 [0015] 图3是有关实施例1的叶轮的平面图。 [0016] 图4是图3的IV－IV剖视图。 [0017] 图5是图2的V－V剖视图。 [0018] 图6是有关实施例1的叶轮的平面图。 [0019] 图7是有关实施例1的叶轮的平面图。 [0020] 图8是有关本发明的实施例2的泵ASSY的剖视图。 [0021] 图9是有关本发明的实施例3的泵ASSY的剖视图。 [0022] 图10是图9的X－X剖视图。 [0023] 图11是有关本发明的实施例4的泵ASSY的剖视图。 [0024] 图12是有关本发明的实施例5的泵ASSY的剖视图。 [0025] 图13是表示将有关本发明的实施例6的叶轮固定到轴上的状况的剖视图。 [0026] 图14是有关实施例6的叶轮的平面图。 [0027] 图15是有关实施例6的叶轮的剖视图。 [0028] 图16是有关实施例6的叶轮的平面图。 [0029] 图17是有关实施例6的叶轮的平面图。 [0030] 图18是表示将有关本发明的实施例7的叶轮固定到轴上的状况的剖视图。 [0031] 图19是有关实施例7的叶轮的平面图。 [0032] 图20是有关实施例7的叶轮的剖视图。 [0033] 图21是有关实施例7的叶轮的平面图。 [0034] 图22是有关实施例7的叶轮的平面图。 [0035] 图23是表示将有关本发明的实施例8的叶轮固定到轴上的状况的剖视图。 [0036] 图24是有关实施例8的叶轮的平面图。 [0037] 图25是有关实施例8的叶轮的剖视图。 [0038] 图26是有关实施例8的叶轮的平面图。 [0039] 图27是有关实施例8的叶轮的平面图。 具体实施方式[0040] 以下，参照附图说明用来实施本发明的多个形态。在各形态中，有对与在先行的形态中说明的事项对应的部分赋予相同的标号而省略重复的说明的情况。在各形态中仅说明结构的一部的情况下，关于结构的其他部分可以应用先行说明的其他形态。不仅是在各实施方式中具体明示了能够组合的部分彼此的组合，只要特别在组合中不发生障碍，即使不明示也能够将实施方式彼此部分性地组合。 [0041] 通过以下的实施例详细地说明用来实施本发明的形态。 [0042] 实施例 [0043] 〔实施例1〕 [0044] 实施例1的离心泵1如图2所示，包括马达2和泵ASSY3而构成，例如能够用于在汽油机中使用的清洗泵等。在以下的说明中，将图2中表示的离心泵1的图示左右方向定义为轴向，将轴向的图示左侧定义为第1侧，将图示右侧定义为第2侧。马达2将定子4和转子5以及形成有马达2的驱动电路的基板6等一体地容纳到马达壳体的内部中而构成。 [0045] 定子4具有被金属制的框7支承的定子芯4a、和被卷装在该定子芯4a上的定子绕线4b。经由基板6对定子绕线4b施加三相交流，定子4产生旋转磁场。转子5具有经由一组轴承 8、9被支承在框7上的轴10、和埋设有多个永久磁铁11的转子芯5a，转子5同步于在定子4中产生的旋转磁场而旋转。基板6与轴向正交而被配置在马达壳体的第2侧的内部中，经过端子12被从外部供给电力。端子12其与连接在基板6上的端部相反侧的端部位于连接器躯体 13的内侧。连接器躯体13与壳体主体14一体地设置。 [0046] 马达壳体包括在第1侧具有马达基座部14a且第2侧开口的壳体主体14、以及将该壳体主体14的开口部气密地闭塞的端罩15而构成。马达基座部14a其第1侧的端面被形成为与轴向正交的平坦面。此外，在马达基座部14a上，形成有将径向的中央部在轴向上贯通的圆筒孔，在该圆筒孔的内周处配设有将轴10的第1侧支承的一方的轴承8。轴10其第1侧的端部将一方的轴承8的内周插通而向泵ASSY3的内部突出。 [0047] 泵ASSY3具有：被固定在马达基座部14a上的泵基座部16；被用焊接或熔接等的手段接合在该泵基座部16上的泵箱17；以及被容纳在该泵箱17的内部中的叶轮18。 [0048] 泵基座部16其第2侧的端面被形成为与轴向正交的平坦面，使该平坦面抵接在马达基座部14a的平坦面上，用螺钉19固定到马达基座部14a上。在泵基座部16的平坦面上，在整周上凹设有密封槽，通过装接在该密封槽中的O形圈等的密封零件20，将泵基座部16的平坦面与马达基座部14a的平坦面之间气密地密封。此外，在泵基座部16的中央部，在轴向上贯通而形成有与形成在马达基座部14a上的圆筒孔具有相同内径的圆筒孔。 [0049] 泵箱17具有将叶轮18的第1侧覆盖的圆盘状的侧壁部17a、和比该侧壁部17a的外周更向轴向的第2侧延伸设置、将叶轮18的外周覆盖的圆筒状的周壁部17b，周壁部17b的轴向端部被接合在泵基座部16上。 [0050] 在泵箱17上，设有流体流入的流入端口21、和流体流出的流出端口22。流入端口21被设置在侧壁部17a的中央部，比侧壁部17a更向轴向的第1侧以管状突出。流出端口22被设置在周壁部17b上，向周壁部17b的接线方向以管状突出。 [0051] 叶轮18被嵌合组装在轴10的第1侧的端部上，并且将螺母23拧紧固定到轴10上。该叶轮18如图3及图4所示，由圆盘状的主板24、与该主板24一体地设置的多个通路壁25、和配置在该通路壁25的主板相反侧(反主板侧)的圆盘状的侧板26构成，能够适当地用在低比转速的离心泵1中。 [0052] 主板24在径向的中心部形成有嵌合孔24a，在该嵌合孔24a中嵌合轴10的第1侧的端部而组装到轴10上。嵌合孔24a例如如图3所示，是孔的内周形状被形成为D字形状的D切割孔。另一方面，轴10的第1侧的端部与D切割孔对应而外周形状被加工为D字形状。以下，将轴10的被加工为D字形状的部位称作D形切割部10a(参照图1)。 [0053] 通过将D形切割部10a嵌合到形成在主板24上的嵌合孔24a(D切割孔)中，将叶轮18相对于轴10在旋转方向上定位。即，轴10与叶轮18的相对旋转被限制。在轴10的作为比D形切割部10a靠第1侧的轴端部上，形成用来结合螺母23的阳螺纹部。 [0054] 作为限制轴10与叶轮18的相对旋转的结构，在D切割孔与D形切割部10a的组合以外，例如也可以是形成在嵌合孔24a的内周上的两对边距离与形成在轴10的外周上的两对边距离的组合。或者，也可以是使用止转销限制叶轮18和轴10的相对旋转的结构。 [0055] 通路壁25如图5所示，在主板24的周向上有间隔而设有4处，在周向上相邻的通路壁25彼此之间形成流体通路27。流体通路27将形成在各通路壁25的内侧的入口空间28与形成在各通路壁25和泵箱17的周壁部17b之间的环状的空间之间连通。另外，图5所示的虚线箭头表示通过叶轮18的旋转而流体在流体通路27中流动的方向。此外，图中的实线箭头表示叶轮18的旋转方向。 [0056] 侧板26被接合在各通路壁25的反主板侧的端面上，将流体通路27的反主板侧关闭。因而，流体通路27其第1侧被侧板26闭塞，第2侧被主板24闭塞。在侧板26的中央部，形成有将流入端口21与入口空间28连通的流入口26a(参照图3、图4)，该流入口26a成为叶轮18中的流体的入口。即，通过叶轮18的旋转被输送的流体从流入端口21经过流入口26a向入口空间28流入，当从入口空间28流过各流体通路27时被离心力升压，向叶轮18的外周流出后，被从流出端口22吐出。 [0057] 实施例1的叶轮18设有当将螺母23拧紧到轴10的阳螺纹部上而将叶轮18固定时、用于通过与固定用夹具的卡合来限制叶轮18的旋转的卡合部。卡合部由将侧板26在板厚方向上贯通的侧板孔29形成。侧板孔29例如如图3所示，在180度对置的位置形成有两处。另外，侧板孔29的数量并不限定于两处，例如也可以如图6所示那样是3处、如图7所示那样是4处、进而是5处以上。但是，多个侧板孔29为了取叶轮18的旋转平衡，优选的是在周向上形成在等间隔的位置。卡合部也可以由将侧板26在叶轮18的轴向上贯通的侧板孔29形成。此外，在通路壁25上，形成有从反主板侧的端面在轴向上穿设的轴向孔25a，该轴向孔25a与侧板孔29连通。该轴向孔25a能够与侧板孔29一起作为上述卡合部利用。另外，轴向孔25a具有与侧板孔29同等或稍大的内径。 [0058] 接着，说明马达2和泵ASSY3的组装顺序。马达2预先在厂商侧组装而完成。泵ASSY3相对于马达2以泵基座部16→叶轮18→泵箱17的顺序组装。将螺钉19拧紧而将泵基座部16固定到马达基座部14a上。另外，泵基座部16也可以与马达基座部14a一体地构成。将轴10的D形切割部10a嵌合到形成在主板24上的嵌合孔24a中而将叶轮18组装到轴10上，并且经由配置在与一方的轴承8之间的衬垫30(参照图1)限制第2侧的轴向位置。然后，当将螺母23拧紧到轴10的阳螺纹部上时，通过以下说明的固定用夹具限制叶轮18的旋转，以使得在螺母23的拧紧转矩下轴10不一起转动。 [0059] 固定用夹具如图1所示，具有被设置为与省略了流入端口21和流出端口22的泵箱17大致同形状的夹具罩31、和被安装到该夹具罩31上夹具销32。 [0060] 夹具罩31具有相当于泵箱17的侧壁部17a的平板部31a、和相当于泵箱17的周壁部17b的圆筒部31b，将该圆筒部31b的轴向端部相对于泵基座部16以在周向上被限制旋转的状态组装。在平板部31a上，在径向的中央部形成有用来供螺母拧紧夹具33插入的夹具插入孔34，在比该夹具插入孔34靠径向的外侧形成有用来安装夹具销32的销安装孔35。销安装孔35在180度对置的位置形成有两处，半径向的位置被形成在与侧板孔29及轴向孔25a相同位置。 [0061] 螺母拧紧夹具33例如具有形成六角孔的盒状的插槽部33a，通过将螺母23的外周嵌合到该插槽部33a的六角孔中并转动，进行螺母23的拧紧。夹具销32被通过压入等固定到销安装孔35中，被设置为比销安装孔35更向夹具罩31的内侧突出的销端部能够插入到侧板孔29及轴向孔25a中。 [0062] 叶轮18由于与轴10的相对旋转被限制，所以通过将夹具销32插入到侧板孔29及轴向孔25a中而限制叶轮18的旋转，从而轴10的旋转被限制。然后，用螺母拧紧夹具33将螺母23拧紧，将叶轮18固定到轴10上。最后，将固定用夹具拆下，将泵箱17接合到泵基座部16上，完成泵ASSY3的组装。 [0063] 〔实施例1的作用及效果〕 [0064] 实施例1的离心泵1通过将夹具销32插入到侧板孔29及轴向孔25a中而限制叶轮18的旋转，从而当将叶轮18用螺母23固定到轴10上时能够防止轴10旋转。这里，设在通路壁25上的轴向孔25a不会经过形成在通路壁25与通路壁25之间的流体通路27。即，轴向孔25a与流体通路27不会交叉。因而，即使在通路壁25上设置轴向孔25a，也不会在向流过流体通路27的流体的升压作用中发生影响。 [0065] 侧板孔29及轴向孔25a的位置并不限定于叶轮18的内周侧。由于能够将侧板孔29及轴向孔25a设在对于螺母23的拧紧作业不成为妨碍的位置，所以作业性提高。 [0066] 当将叶轮18用螺母23固定到轴10上时，不需要在轴向的两侧进行作业。即，由于能够在轴向的同一侧(第1侧)进行向轴10组装叶轮18并用螺母23固定的作业、以及向侧板孔29及轴向孔25a插入夹具销32来限制叶轮18的旋转的作业，所以作业效率提高。 [0067] 实施例1的离心泵1由于能够搭载被在厂商侧组装且品质受保证的马达2，所以在将叶轮18用螺母23固定到轴10上之后不需要将端罩15拆下而进行马达2的性能检查。结果，能够使离心泵1的组装工序简洁化，并且不良的发生概率减小所以能够降低不良率。 [0068] 以下，对有关本发明的其他实施例进行说明。 [0069] 另外，表示与实施例1共通的零件及结构，赋予与实施例1相同的标号，省略详细的说明。 [0070] 〔实施例2〕 [0071] 实施例2的离心泵1绕图8所示，是在通路壁25上设置挖空空间(日语：肉抜き空間)25b的事例。所谓挖空空间25b，是将构成通路壁25的材料部分性地除去而形成的空间。但是，挖空空间25b是封闭的空间，不会通过在通路壁25上设置挖空空间25b而通路壁25的外周形状及流体通路27的形状变化，并且当然对于通路壁25确保需要的刚性。此外，挖空空间 25b避开轴向孔25a而设置。换言之，挖空空间25b以在轴向孔25a的周围保留环状的壁部的状态设置。挖空空间(25b)也可以设置在通路壁25的内部中。 [0072] 实施例2的离心泵1与实施例1同样，通过在侧板孔29和轴向孔25a中插入夹具销32来限制叶轮18的旋转，能够防止当将叶轮18用螺母23固定到轴10上时轴10旋转。由此，能够得到与实施例1同样的效果。此外，由于通过在通路壁25上设置挖空空间25b能够使叶轮18轻量化，所以能够减少马达2的耗电，能够得到节能效果。 [0073] 进而，由于即使在通路壁25上设置挖空空间25b，也在轴向孔25a的周围保留环状的壁部，所以例如当将夹具销32插入到侧板孔29中时，能够防止侧板26的变形。 [0074] 〔实施例3〕 [0075] 实施例3的离心泵1与实施例2同样，是在通路壁25上设有挖空空间25b的其他事例。与实施例2不同之处是，如图9所示，在挖空空间25b的内侧立设有圆筒状的肋壁36，利用该肋壁36的内侧空间作为轴向孔25a。肋壁36如图10所示，可以与主板24一体地设置，反主板侧的端面抵接在侧板26上。此外，肋壁36如图9所示，立设在从形成挖空空间25b的周围的壁面离开的位置。即，在形成挖空空间25b的周围的壁面与肋壁36之间确保了间隙。以下，将形成挖空空间25b的周围的壁面称作内侧壁面25c。 [0076] 根据上述结构，当将叶轮18用螺母23向轴10固定时，能够用肋壁36承受螺母23的拧紧转矩，由于在内侧壁面25c上不会施加载荷，所以能够防止通路壁25的变形。通过防止通路壁25的变形，必然防止流体通路27的变形，所以也不会对向在流体通路27中流动的流体的升压作用产生影响。此外，由于在挖空空间25b的内侧立设肋壁36，使该肋壁36的反主板侧的端面抵接在侧板26上，所以也有能够防止侧板26的变形的效果。 [0077] 〔实施例4〕 [0078] 实施例4的离心泵1与实施例3同样，是在挖空空间25b的内侧立设有肋壁36的其他事例。与实施例3不同之处是，如图11所示，肋壁36不是圆筒状，而仅设在承受螺母23的拧紧转矩的一侧。螺母23的拧紧转矩向与在图11中用实线箭头表示的叶轮18的旋转方向相反方向(图中的逆时针方向)作用。另外，图11所示的肋壁36是圆弧状，但并不限定于圆弧状，只要是能够承受螺母23的拧紧转矩的形状就可以。在该实施例4中，只是肋壁36的形状与实施例3不同，起到与实施例3同样的作用效果。 [0079] 〔实施例5〕 [0080] 实施例5的离心泵1是代替设置在实施例3及实施例4中记载的肋壁36，而使挖空空间25b的内侧壁面25c拥有肋壁36的功能的事例。即，如图12所示，为夹具销32的外周的一部分抵接在内侧壁面25c上的结构。在此情况下，由于不需要在挖空空间25b的内侧设置肋壁36，所以能够使叶轮18更加轻量化。 [0081] 此外，由于不是混合存在有在挖空空间25b的内侧具有肋壁36的通路壁25、和在挖空空间25b的内侧没有肋壁36的通路壁25，所以能够将4处的通路壁25全部设为相同形状，所以能够构成旋转平衡良好的叶轮18。 [0082] 〔实施例6〕 [0083] 实施例6所示的离心泵1如图13所示，是在侧板26的反通路壁侧的表面立设有侧板突起37、将该侧板突起37作为本发明的卡合部的事例。侧板突起37可以如图14、图15所示那样在侧板26的180度对置的位置设置2个。或者，也可以如图16所示那样在侧板26的周向上在120度间隔的位置设置3个，也可以如图17所示那样在周向上在90度间隔的位置设置4个侧板突起37。进而，也可以在周向上在等间隔的位置设置5个以上的侧板突起37。 [0084] 在夹具罩31的平板部31a上，如图13所示，形成与侧板突起37嵌合的定位凹部31c。由于通过侧板突起37与定位凹部31c的嵌合来限制叶轮18的旋转，所以当将叶轮18用螺母 23向轴10固定时，能够防止轴10旋转。由此，能够得到与实施例1同样的效果。此外，在实施例6的结构中，由于不需要在通路壁25上形成轴向孔25a，所以螺母23的拧紧转矩不会作用在通路壁25上，不会对向在流体通路27中流动的流体的升压作用产生影响。进而，由于侧板突起37能够与侧板26一体地设置，所以制造较容易。 [0085] 〔实施例7〕 [0086] 实施例7所示的叶轮18如图19所示，是在侧板26的外周上形成卡合面38、将该卡合面38作为本发明的卡合部的事例。卡合面38例如具有将侧板26的外周以直线状切断的形状，在侧板26的180度对置的位置形成2处。此外，卡合面38如图20所示，与通路壁25的外周相比不会更向内侧进入。换言之，通路壁25的外周不会比卡合面38向径向的外侧露出。 [0087] 在夹具罩31上，如图18所示，设有与卡合面38卡合的卡合台阶部31d。由于通过卡合面38与卡合台阶部31d的卡合来限制叶轮18的旋转，所以当将叶轮18用螺母23向轴10固定时能够防止轴10旋转，能够得到与实施例1同样的效果。此外，由于卡合面38被形成在侧板26的外周上，所以与卡合面38卡合的卡合台阶部31d不会对于螺母23的拧紧作业成为妨碍。 [0088] 另外，卡合面38也可以如图21所示那样在侧板26的周向上在120度间隔的位置形成3处，或者如图22所示那样在周向上在90度间隔的位置形成4处，进而在周向上在等间隔的位置形成5处以上的卡合面38。 [0089] 〔实施例8〕 [0090] 实施例8所示的叶轮18如图24所示，是在侧板26的外周上形成缺口39、将该缺口39作为本发明的卡合部的事例。缺口39例如具有从侧板26的外周缘向内侧以矩形状切掉的形状，在侧板26的180度对置的位置形成2处。此外，缺口39如图25所示，与通路壁25的外周相比不会更向内侧进入。换言之，通路壁25的外周不会比缺口39的最深部更向外侧露出。 [0091] 在夹具罩31上，如图23所示，设有与缺口39嵌合的卡合凸部31e。由于通过缺口39与卡合凸部31e的嵌合来限制叶轮18的旋转，所以当将叶轮18用螺母23向轴10固定时，能够防止轴10旋转，能够得到与实施例1同样的效果。此外，由于缺口39被形成在侧板26的外周上，所以与缺口39嵌合的卡合凸部31e也不会对螺母23的拧紧作业成为妨碍。 [0092] 另外，缺口39也可以如图26所示那样在侧板26的周向上在120度间隔的位置形成3处，或者如图27所示那样在周向上在90度间隔的位置形成4处，进而在周向上在等间隔的位置形成5处以上的缺口39。 [0093] 〔变形例〕 [0094] 在实施例1中记载的马达2在马达壳体的内部搭载有基板6，但也可以是不具有基板6的结构。在实施例2～5中，在四个通路壁25的全部上形成挖空空间25b，但也可以仅在与侧板孔29的位置对应的2处通路壁25上形成挖空空间25b。 [0095] 将本发明依据实施例进行了记述，但应理解的是本发明并不限定于该实施例或构造。本发明也包含各种变形例或等价范围内的变形。除此以外，各种组合或形态、进而在它们中仅包含一要素、其以上或其以下的其他的组合或形态也包含在本发明的范畴或思想范围中。 |
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