泵转子及具备该泵转子的排水泵的制作方法

本发明涉及泵转子及具备该泵转子的排水泵。

背景技术：

空调设备设有将滞留于接露盘的水等排出到外部的排水泵。例如，如专利文献1所示，排水泵构成为，作为主要单元，包括：下壳(在专利文献1中称为泵室壳)，其在中央部下端具有形成吸入口的吸入管；转子(在专利文献1中称为叶轮)，其能够转动地配置于下壳的转子收纳室内；上壳(在专利文献1中称为盖壳)，其与下壳的内周部一同形成转子收纳室(泵室)；以及驱动用马达，其支撑于上壳且对转子进行驱动。

转子在轴嵌合部的下方具有配置于吸入口内且彼此呈十字状交叉的四块板状的小叶片。

下壳的内周部形成为以吸入口为中心呈漏斗状扩展。该吸入口的下端的一部分配置于接露盘内的水面下。由此，在将转子设置成动作状态的情况下，通过吸入口内的小叶片旋转，接露盘内的水等沿吸入口上升，且基于离心力将其导入转子收纳室。

另外，为了减小因排泄水的搅拌而引起的噪音，例如，还如专利文献2所示，提出了一种排水泵，其相对于旋转方向，在小径叶片上形成圆弧状的倒角部(参照专利文献2中的图8及图15)。这种倒角部具有与小径叶片的厚度尺寸基本相等的半径。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-149529号公报

专利文献2：日本特开2000-213770号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

在将以适合于预定的目的地的预定的一定规格设计的空调设备设置在目的地的情况下，在目的地的环境温度在空调设备的规格范围内降低至最低温度时，驱动用马达的输出下降，从而存在排水泵的排水流量降低的问题。另外，目的地的配电设备存在向驱动用马达的供给电压大幅变动而降低的情况。这种情况下，随着供给电压的降低，驱动用马达的输出下降，从而存在排水泵的排水流量降低的问题。

作为抑制因类似于上述的环境温度的变化或供给电压的变动而引起的排水流量的降低的对策，事先也考虑在排水泵中使用作功量比较大的驱动用马达。

但是，作功量比较大的驱动用马达的价格随着作功量增大而增高，因此，从排水泵的制造成本方面考虑，这是不明智的。

考虑以上的问题点，本发明的目的在于提供一种泵转子及具备该泵转子的排水泵，该排水泵能够不大幅地变更驱动用马达的作功量而提高排水泵的排出流量。

用于解决课题的方案

为了实现上述的目的，本发明的泵转子的特征在于，具备：支撑板，其以预定的间隔形成供流体通过的开口和通过旋转驱动单元而进行转动时对经由开口所导入的流体施加离心力的多个搅拌片；以及轴部，其与支撑板形成为一体，且具有多个突起，上述突起分别具有一对搅拌面且以放射状突出，通过一对搅拌面中的一方的搅拌面与轴部的最下端的端面相交的部分，减小搅拌面的作为将流体的流动从表面剥离的区域的剥离区域。

一对搅拌面中的一方的搅拌面与轴部的最下端的端面相交的部分可以是具有预定的倾斜角度的倒角，或者具有预定的深度的台阶部。另外，一对搅拌面中的一方的搅拌面与轴部的最下端的端面相交的部分可以是阶梯状部，该阶梯状部具有多个刻痕且沿着具有预定的倾斜角度的直线延伸，或者具有预定的曲率半径的圆弧状部。

本发明的排水泵的特征在于，具备：泵壳，其具有吸入口及排出口；支撑板，其能够转动地配置于泵壳的转子收纳室内，且以预定的间隔形成供经由吸入口所导入的流体通过的开口和通过旋转驱动单元进行转动时对经由开口所导入的流体施加离心力的多个搅拌片；以及轴部，其与支撑板形成为一体，且具有多个突起，上述突起分别具有一对搅拌面并在吸入口内延伸且以放射状突出，通过一对搅拌面中的一方的搅拌面与该轴部的最下端的端面相交的部分，减小搅拌面的作为将上述流体的流动从表面剥离的区域的剥离区域。

一对搅拌面中的一方的搅拌面与轴部的最下端的端面相交的部分可以是具有预定的倾斜角度的倒角，或者具有预定的深度的台阶部。另外，一对搅拌面中的一方的搅拌面与轴部的最下端的端面相交的部分可以是阶梯状部，该阶梯状部具有多个刻痕且沿着具有预定的倾斜角度的直线延伸，或者具有预定的曲率半径的圆弧状部。

发明效果

根据本发明的泵转子及具备该转子的排水泵，通过泵转子的轴部的突起的一对搅拌面中的一方的搅拌面与轴部的最下端的端面相交的部分，减小搅拌面的作为将流体流从表面剥离的区域的剥离区域，因此能够不大幅地变更驱动用马达的作功量而提高排水泵的排出流量。

附图说明

图1是将本发明的泵转子的一个例子的轴部的端部局部放大进行表示的图。

图2是示意表示本发明的排水泵的一个例子的主要部分的结构的剖视图。

图3是表示本发明的泵转子的一个例子的外观的立体图。

图4是用于图3所示的泵转子的动作说明的局部剖视图。

图5是用于图3所示的泵转子的动作说明的排出流量的特性图。

图6是将本发明的泵转子的另一个例子的主要部分局部放大进行表示的局部放大图。

图7是用于图6所示的泵转子的动作说明的排出流量的特性图。

图8是用于本发明的泵转子的又一个例子的动作说明的局部剖视图。

图9是用于本发明的泵转子的又一个例子的动作说明的局部剖视图。

符号说明

10—下壳，10a—吸入口，14—上壳，12、22、32、42—泵转子，12B、22B、32B、42B—轴部，12b、22b、32b、42b—突起，12S—倒角，22S—台阶部，32S—阶梯状部，42R—圆弧状部。

具体实施方式

图2表示本发明的排水泵的一个例子的结构。

在图2中，排水泵构成为，作为主要单元，含有：下壳10，其在中央部下端具有形成吸入口10a的吸入管；泵转子12，其能够转动地配置于下壳10内；上壳14，其与下壳10的内周部一同形成转子收纳室；以及驱动用马达15，其配置于上壳14且对泵转子12进行驱动。

下壳10的吸入管的一端例如配置于接露盘(未图示)。吸入管例如浸泡成相距其下端约数mm左右的位置与由双点划线表示的接露盘内的水的液面ML一致。吸入口10a内的直径φD2例如设定为约11.5mm，吸入口10a的开口端10e的直径φD1例如设定为约10mm。

下壳10的内周部形成为以吸入口10a为中心而呈漏斗状扩展。另外，如图2所示，在下壳10的上部侧壁10US的后述的排出口侧，沿着与吸入口10a的中心轴线正交的方向延伸有排出口10D。排出口10D由与下壳10的转子收纳室连通的小径部10b及大径部10c构成。

在上壳14的下端形成的圆筒状部经由O形环18与下壳10的上端部的开口端连接。在形成于上壳14的圆筒状部的平坦部14W的中央部且与转子收纳室(以下，也称为泵室)内连通的贯通孔14a中，插入有驱动用马达15的输出轴15S及后述的泵转子12的轮毂部件22。因此，由下壳10及上壳14形成泵壳。

驱动用马达15例如为扁平型DC无刷马达，其支撑于上壳14的上部。另外，驱动用马达15的输出轴15S的转速被维持在预定的最大转速。此外，驱动用马达15的输出轴15S的转速也可以根据排出流量由省略图示的控制基板进行控制。另外，虽然省略图示，但是上壳14在多处具有空气连通孔。此外，驱动用马达15不限于该例，也可以为AC马达。驱动用马达15例如也可以是带编码器的罩极马达。在驱动用马达15的上部设有安装用托架16。

如图3所示，泵转子12例如构成为含有：多个串形的突起片12ai(i＝1～n，n是正整数)，其由树脂材料一体地形成且构成对流体施加离心力的搅拌体；以及圆锥台状的支撑板12A，其在下端具有插入吸入口10a内的轴部12B且与突起片12ai的下端形成为一体。

支撑板12A在下端具有插入上述的吸入口10a内的轴部12B。轴部12B具有四个突起12b作为小叶片，该四个突起12b具有约9mm左右的宽度且沿着中心轴线延伸，并形成十字形剖面。轴部12B的最下端相距吸入管的下端面离开预定的距离，例如约2～3mm左右。

四个突起12b彼此具有相同的结构，因此对四个突起12b中的一个突起12b进行说明。如图1放大地所示，突起12b从中心轴线沿着半径方向向外方突出，而且例如以1.5mm的厚度从轴部12B的最下端延伸直至到达支撑板12A的表面。另外，在突起12b的最下端的一方的搅拌面12b1的角部以预定的角度θ形成有倒角，以使得该最下端部形成薄壁部分。倒角12S从突起12b的半径方向的一端到另一端朝向轴部12B的中心轴向延伸。搅拌面12b1例如为与轴部12B的旋转方向相反的方向的面。倒角12S从相距搅拌面12b1离开尺寸Da的位置倾斜延伸而与搅拌面12b1相交。如后所述，倒角12S的角度θ优选例如设定在从角度a度到角度f度的范围。与搅拌面12b1相对的另一方的搅拌面12b2的最下端与轴部12B的下端面正交。此外，另一方的搅拌面12b2的最下端也可以进行类似于形成薄壁部的加工。

在支撑板12A的中央部的贯通孔配置有连接驱动用马达15的输出轴15S的轮毂部件22。轮毂部件22在与轴部12B的中心轴线共通的中心轴线上一体地形成，且以贯通上述的贯通孔14a的方式突出。即，轮毂部件22形成为与支撑板12A的支撑面大致垂直。轮毂部件22通过四根连结片12R1～12R4而与贯通孔的周缘连结。连结片12R1～12R4分别沿着其圆周方向以均等间隔在四个部位分支且一体成形于轴部12B的端部。此外，在图3中，未示出连结片12R2、12R3。

作为搅拌片的突起片12ai例如由树脂材料与支撑板12A一体地形成，且具有矩形剖面。突起片12ai在支撑板12A的贯通孔的周围以预定的间隔纵横地形成。在邻接的突起片12ai彼此间，在预定的位置形成有连通孔12C。此外，泵转子也可以取代突起片12ai，而构成为在支承板设置如专利文献2记载的、作为搅拌片的大径叶片。

由此，在驱动用马达15处于动作状态的情况下，通过在图4的箭头所示的方向上，即在顺时针方向上转动的泵转子12所产生的离心力，在图2中，沿着箭头所示的方向从吸入口10a吸入的流体经由泵转子12的贯通孔被引导至由下壳10的内周部及上壳14的下端的内周部形成的空间，即转子收纳室，并通过小径部10b及大径部10c而沿着箭头所示的方向排出到外部。

此外，不限于该例，基于驱动用马达15的泵转子12的旋转方向可以是顺时针方向或逆时针方向中的任一个方向，在泵转子12的旋转方向处于与图4中的箭头所示的方向相反的方向的逆时针方向的情况下，上述的倒角形成于搅拌面12b2即可。

在该结构中，在通过控制驱动用马达15的输出轴的转速来控制泵转子12的转速的情况下，气液边界面通过动作中的泵转子12引起的离心力与来自排出口的水头压及离心力所引起的来自于下壳10的内周部的反作用力的平衡而形成。

由此，转子收纳室内的液体通过离心力被引导至下壳10的内周部及上壳14的下端的内周部，并通过小径部10b及大径部10c而沿着图2所示的箭头所表示的路径排出到外部。

图5表示由本申请的发明人使用作为本发明的排水泵的一个例子的图2所示的一个例子，对上述的泵转子12的排出流量的增大效果进行验证的结果。

在该实验中，在排水泵的扬程维持在水头压(扬程)1000mm左右的扬程的状态下，一边在排水泵中更换倒角12S的倾斜角度θ分别不同的上述的泵转子12，一边测量从排水泵排出的流量。

图5是纵轴为排出流量的上升率Q(％)，横轴为倒角12S的倾斜角度θ(°)，对与倒角12S的各倾斜角度对应的各上升率Qp进行绘制而成的图表。此外，上升率Q是指，例如，对θ为角度a～角度l中每一个时的排出流量Q1与θ为0(零)时的排出流量Q0的差除以θ为0(零)时的排出流量Q0所得到的值乘以100后的值。各上升率Qp将θ＝0°时作为100％(基准排出流量)而绘制。θ为0表示在突起12b没有设置倒角12S的情况。

根据图5中的排出流量的上升率Qp的变化可知，确认了倾斜角度θ在从角度a度到角度f度的范围中，排出流量的上升率为110(％)以上，在角度c，排出流量的上升率上升至最大约121(％)。作为该理由之一，认为是，如图4所示，在流体沿着箭头所示的方向被抽取的情况下，作为将形成于突起12b的倒角12S周边的流体流从表面剥离的区域的剥离区域PEA由于倒角12S而变得比较小，流体在吸入口10a内能够有效地通过的区域(有效通水空间)EPA扩大的结果。因此，不大幅地变更驱动用马达15的作功量，而能够提高排水泵的排出流量。此外，在图5中，例如，Da＝0.25mm时，角度a＝5度、角度c＝15度、角度f＝30度。

在图3所示的泵转子12中，在轴部12B的突起12b的最下端的一方的搅拌面12b1的角部以该最下端部形成薄壁部分的方式以预定的角度θ形成有倒角12S，但是在图6所示的作为泵转子的另一个例子的泵转子22中，变更为在泵转子22的轴部22B形成有台阶部22S。

在图6中，泵转子22例如构成为，含有：多个串形的突起片，其由树脂材料一体地形成且构成对流体施加离心力的搅拌体；圆锥台状的支撑板，其在下端具有插入吸入口10a内的轴部22B且与突起片的下端形成为一体。

此外，搅拌片及支撑板的结构与上述的泵转子12的突起片12ai及支撑板12A的结构相同，因此省略其重复说明。在此，泵转子也可以取代突起片12ai而构成为设置专利文献2所记载的大径叶片60作为搅拌片。另外，后述的其它泵转子32、42的突起片及支撑板的结构也与上述的泵转子12的突起片12ai及支撑板12A的结构相同，因此省略其说明。

轴部22B具有四个突起22b作为小叶片，该四个突起具有约9mm左右的宽度且沿着中心轴线延伸，并形成十字形剖面。轴部22B的最下端相距吸入管的下端面离开预定的距离，例如，约2～3mm左右。

四个突起22b彼此具有相同的结构，因此对四个突起22b中的一个突起22b进行说明。如图6放大所示，突起22b从中心轴线沿着半径方向向外方突出，而且例如，以1.5mm的厚度从轴部22B的最下端延伸直至到达支撑板的表面。另外，突起22b的最下端的一方的搅拌面22b1的角部以该最下端部形成薄壁部分的方式形成有台阶部22S。台阶部22S沿着突起22b的半径方向朝向轴部22B的中心轴线延伸。如后述的图7所示，突起22b的厚度方向的台阶部22S的深度W设定于从Amm到Cmm的范围。台阶部22S的沿着突起22b的中心轴线方向的尺寸设定为例如1.0mm。

搅拌面22b1例如为与轴部22B的旋转方向相反的方向的面。与搅拌面22b1相对的另一方的搅拌面22b2的最下端与轴部22B的下端面正交。此外，另一方的搅拌面22b2的最下端也可以进行类似于形成薄壁部的加工。图7表示本申请的发明人使用图6所示的泵转子22对上述的泵转子22的排出流量的增加效果进行验证的结果。

在该实验中，在排水泵的扬程被维持在水头压(扬程)1000mm左右的扬程的状态下，一边在排水泵中更换台阶部22S的深度W分别不同的上述的泵转子22，一边测量从排水泵排出的流量。

图7是纵轴为排出流量的上升率Q(％)，横轴为台阶部22S的深度W，对与深度W对应的各排出流量的上升率Qp进行绘制而成的图表。此外，W为0表示在突起22b没有设置台阶部22S的情况。

此外，上升率Q是指，例如，对深度W为深度A～深度C中每一个时的排出流量Q1与深度W为0(零)时的排出流量Q0的差除以深度W为0(零)时的排出流量Q0所得到的值乘以100后的值。另外，排出流量的上升率将W＝0时作为100％(基准排出流量)来绘制。

根据图7中的排出流量的上升率Qp的变化可知，确认了深度W在从A到C度的范围中，排出流量为110(％)以上，在深度B及C，排出流量为最大约124(％)。作为该理由之一，认为是，在流体被抽取的情况下，作为将形成于突起22b的台阶部22S周边的流体流从表面剥离的区域的剥离区域由于台阶部22S而变得比较小，流体在吸入口10a内能够有效地通过的区域扩大的结果。因此，不大幅地变更驱动用马达15的作功量，而能够提高排水泵的排出流量。此外，在本实施例的图7中，例如，A＝0.25mm、B＝0.5mm、C＝0.75mm。

而且，泵转子不限于图1及图6所示的例子，例如，也可以如图8所示地，在泵转子32的轴部32B的突起32b的最下端的一方的搅拌面32b1的角部以该最下端部形成薄壁部分的方式形成由细的刻痕构成的阶梯状部32S。

泵转子32的轴部32B具有四个突起32b作为小叶片，该四个突起具有约9mm左右的宽度且沿着中心轴线延伸，并形成十字形剖面。轴部32B的最下端相距吸入管的下端面离开预定的距离，例如，约2～3mm左右。

四个突起32b彼此具有相同的结构，因此对四个突起32b中的一个突起32b进行说明。突起32b从轴部32B的中心轴线沿着半径方向向外方突出，而且例如，以1.5mm的厚度从轴部32B的最下端延伸直至到达支撑板的表面。另外，在突起32b的最下端的一方的搅拌面32b1的角部以该最下端部形成薄壁部分的方式形成有由细的刻痕构成的阶梯状部32S。在图8中，阶梯状部32S沿与轴部32B的端面以预定的斜度相交的直线向右斜上方延伸。另外，阶梯状部32S从突起32b的一端到另一端沿着轴部32B的半径方向朝向其中心轴线延伸。

搅拌面32b1例如为与轴部32B的旋转方向相反的方向的面。与搅拌面32b1相对的另一方的搅拌面32b2的最下端与轴部32B的下端面正交。此外，另一方的搅拌面32b2的最下端也可以进行类似于形成薄壁部的加工。

在该结构中，在流体沿着箭头所示的方向被抽取的情况下，作为将形成于突起32b的阶梯状部32S周边的流体流从表面剥离的区域的剥离区域PEA由于阶梯状部32S而变得比较小，流体在吸入口10a内能够有效地通过的区域EPA扩大，作为其结果，排出流量增大。

而且，另外，如图9所示，泵转子不限于图1、图6以及图8所示的例子，例如，也可以在泵转子42的轴部42B的突起42b的最下端的一方的搅拌面42b1的角部以该最下端部形成薄壁部分的方式形成圆弧状部42R。

泵转子42的轴部42B具有四个突起42b作为小叶片，该四个突起具有约9mm左右的宽度且沿着中心轴线延伸，并形成十字形剖面。轴部42B的最下端相距吸入管的下端面离开预定的距离，例如，约2～3mm左右。

四个突起42b彼此具有相同的结构，因此对四个突起42b中的一个突起42b进行说明。突起42b从中心轴线沿着半径方向向外方突出，而且例如，以1.5mm的厚度从轴部42B的最下端延伸直至到达支撑板的表面。另外，突起42b的最下端的一方的搅拌面42b1的角部以该最下端部形成薄壁部分的方式形成有例如曲面，优选形成有具有预定的曲率半径的圆弧状部42R。圆弧状部42R在突起42b沿着轴部42B的半径方向朝向其中心轴线延伸。

在图9中，搅拌面42b1例如为与箭头所述的轴部42B的旋转方向相反的方向的面。与搅拌面42b1相对的另一方的搅拌面42b2的最下端与轴部42B的下端面正交。此外，另一方的搅拌面42b2的最下端也可以进行类似于形成薄壁部的加工。

在该结构中，在流体沿着箭头所示的方向被抽取的情况下，作为将形成于突起42b的圆弧状部42R周边的流体流从表面剥离的区域的剥离区域PEA由于圆弧状部42R而变得比较小，流体在吸入口10a内能够有效地通过的区域EPA扩大，作为其结果，排出流量增大。

此外，在上述的例子中，泵转子设置为具有四个突起，但不限于该例，例如，轴部也可以具有三个、或者五个以上的突起。另外，上述的例子中的突起的横剖面为从轴部的中心朝向外方设置为相同的大致长方形剖面，但不限于该例，例如，也可以为突起的横剖面的面积从轴部的中心朝向外方逐渐减小的形状。而且，上述的例子中的四个突起构成为彼此平行地形成的搅拌面彼此垂直地相交，但不限于此，例如，也可以彼此平行地形成的搅拌面形成为弯曲面，各突起在轴部的中心彼此相交。

再另外，各突起设置为具有宽度9mm、厚度1.5mm，但不限于此，其厚度可以适当地变更。而且，在上述的例子中，泵转子被应用于排水泵，但不限于此，当然也可以应用于其它形式的泵。