泵的制作方法

本发明涉及一种泵，其具有封闭式(closedtype)的泵转子，该封闭式的泵转子具有护罩，在护罩的外周部位具有抑制流体逆流的结构。

背景技术：

作为如上所述结构的泵，在专利文献1公开了在通过密封式电动机(cannedmotor)的驱动力而进行旋转的泵转子(在文献中为叶轮)的护罩(在文献中为前部护罩)和壳体之间具备密封部的技术。

此外，在专利文献2中，从说明书的描述和附图来判断，专利文献2展示了如下技术：相对于泵转子的护罩的中央部分，将在半径方向上形成双重结构的密封圈外嵌，使该密封圈的端面与壳体抵接，并在半径方向上使外表面与壳体抵接。

该专利文献2以缓和离心泵中在泵转子(在文献中为叶轮)与壳体之间的流体的漏出这点为目的，也记载了如下点：内侧的密封圈和外侧的密封圈相对旋转自如，将形成双重结构的密封圈的一方的剖面形状设为l字形，从而提高密封性。

此外，在专利文献3中，从说明书的描述和附图来判断，专利文献3展示了如下技术：将密封圈外嵌于泵转子(在文献中为叶轮)的护罩的中央部分，或者将密封圈内嵌于该中央部分，同时将密封圈的端部配置为能够与壳体的内表面抵接。

在该专利文献3中，以提供一种通过将壳体的吸入部与泵转子的流入部的间隔最小化来将吸入损失降到最小的叶轮为目的，记载了使密封圈与护罩一体旋转的结构、或者以相对于护罩而沿轴心方向进出自由的方式支承密封圈的结构。

专利文献

专利文献1：日本专利特开2009-221938号公报

专利文献2：中国实用新型登记第206129682号说明书

专利文献3：韩国专利第10-1738910号公报

技术实现要素：

在专利文献1～3所示的泵中，具有随着泵转子的旋转，沿泵转子的旋转轴心吸引流体，同时，利用伴随着旋转的离心力将流体沿与旋转轴心正交的方向送出的结构。

在这种泵中，由于护罩的中心部位变为低压，泵转子的外周部位变为高压，因此在护罩的外周与壳体之间的密封性低的情况下，会导致来自泵转子的外周的流体流向护罩的中心侧的现象，从而降低了泵性能。

如果要考虑密封性能，在如专利文献1所示般使用密封部的泵中，需要设置为了不对泵转子的旋转施加阻力的间隙，为了形成该间隙，对于密封部要求较高的尺寸精度。

此外，在如专利文献2所示般使密封圈的端面与壳体的内表面抵接的结构中，由于在该抵接部位中双重结构的外侧的密封圈保持于壳体，内侧的密封圈与护罩一体旋转，因此可以想象到它们的速度差变大而导致破损或由于它们之间产生的摩擦而降低泵性能的情况。

进一步地，在如专利文献3所描述般将密封圈嵌合于护罩的结构中，通过伴随着旋转的推力的作用，也能够使密封圈的端面与壳体的内表面接触，从而提高密封性。然而，也可以想象到在护罩的旋转速度较低的情况下，无法使密封圈的端面与壳体的内表面接触，因此无法得到必需的密封性的情况。

由于这样的理由，人们寻求一种通过密封圈来更良好地抑制在护罩的中央部的流体的漏出的泵。

本发明所涉及的泵的特征结构在于以下点：其具备：泵转子，上述泵转子为封闭式，其以旋转轴心为中心而旋转自如地收容在壳体的内部的泵空间中，并具有护罩；密封圈，上述密封圈相对于上述护罩中央的筒状部，与上述旋转轴心同轴心并沿上述旋转轴心移位自如地设置；以及，移位机构，上述移位机构随着上述泵转子的旋转，相对于上述密封圈在沿上述旋转轴心的方向上作用移位力，使上述密封圈抵接于上述泵空间的内壁。

根据该特征结构，可以在泵转子旋转的情况下，通过移位机构的移位力使配置于护罩的密封圈的端面抵接于泵空间的内壁。在该结构中，由于密封圈为发生移位的结构，因此不需要将密封圈发生移位动作的方向上的密封圈的尺寸精度设定为较高，也不会导致密封圈由于过剩的推压力而抵接于泵空间内壁并发生破损。而且，即使在泵转子低速旋转时，也可以使密封圈的端面抵接于泵空间。

因此，形成了通过密封圈更良好地抑制在护罩的中央部的流体的漏出的泵。

作为其他结构，也可为上述移位机构由抵接体和倾斜引导部构成，上述倾斜引导部通过与上述抵接体接触而从上述护罩的旋转力得到向移位方向的分力，并且，上述抵接体形成于上述护罩和上述密封圈中的其中一方，上述倾斜引导部形成于上述护罩和上述密封圈中的另一方。此外，在使上述密封圈外嵌于上述护罩的上述筒状部的情况下，上述抵接体也可以形成于上述筒状部的外周，上述倾斜引导部切除密封圈的一部分而形成。而且，在使上述密封圈内嵌于上述护罩的上述筒状部的情况下，上述抵接体也可以形成于上述筒状部的内周，上述倾斜引导部切除密封圈的一部分而形成。

根据上述内容，在护罩旋转时，由于抵接体和倾斜引导部接触，因此可以从护罩的旋转力得到向移位方向的分力。此外，由于可以在护罩和密封圈的其中一方形成抵接体，在护罩和密封圈的另一方形成倾斜引导部，因此在设计时能够自由选择抵接体和倾斜引导部的配置，从而可以得到能够实现的结构。

作为其他结构，也可以在上述密封圈中与上述泵空间的上述内壁抵接的抵接面形成沿上述密封圈的半径方向的姿势的异物排出槽。

根据上述内容，即使在密封圈的抵接面与泵空间的内壁之间夹入了异物的状况下，也可以通过异物排出槽使异物和流体一起流出，例如，也能够解决异物长时间残留而导致密封性能降低的问题。

作为其他结构，也可为在从上述移位机构不作用移位力的情况下，在上述密封圈中与抵接于上述泵空间的上述内壁的抵接面相反的一侧的背面、与上述护罩之间形成间隙。

根据上述内容，例如，如果与密封圈的背面和护罩紧密贴合的情况相比较，在从移位机构向密封圈作用移位力的情况下，由于流体可以流入密封圈的背面，因此可实现密封圈的迅速移位。

附图说明

图1为在转子旋转的状态下的水泵的剖视图。

图2为密封圈与盖板分离的状态的剖视图。

图3为密封圈抵接于盖板的状态的剖视图。

图4为护罩和密封圈的分解立体图。

图5为将第2壳体、盖板、密封圈等分离的状态的剖视图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。

(整体结构)

在图1中，作为泵的具体例子展示了水泵p，其将通过电动机部m的驱动力而以旋转轴心x为中心进行旋转的泵转子43收容在壳体c中，并在壳体c中具有吸入冷却水(流体的一个例子)的吸入筒23和送出吸入的冷却水的排出筒25。

该水泵p形成为在伴随着泵转子43的旋转而从吸入筒23将冷却水吸入泵空间sp的同时，将吸入的冷却水从排出筒25向泵转子43的切线方向送出的离心泵。

该水泵p以汽车等车辆中在发动机和散热器之间使冷却水循环的形态来使用。另外，该结构的泵也可以不仅限于水泵p，而形成为送出其他流体的泵。

(泵的具体结构)

该水泵p可以以任意的姿势来使用，但是在本实施方式中，基于图1所示的姿势来对上下关系进行说明。

如图1所示，壳体c为将树脂制的第1壳体10、树脂制的第2壳体20、和树脂制的第3壳体30连结而构成。在壳体c中，在从形成于第1壳体10的内部的转子空间sr直至形成于第2壳体20的内部的泵空间sp的空间中收容转子40。

在第1壳体10形成向上方开放的转子空间sr。在第2壳体20形成以旋转轴心x为中心的圆筒状且向上方隆起的膨出部22，在从该膨出部22的内部直至下方的区域形成有泵空间sp。

由于将第1壳体10和第2壳体20以水密状态连结，因此在第1壳体10和第2壳体20中在相向的部位各自对应地形成有第1凸缘部11和第2凸缘部21，它们通过热焊或粘合等技术而连结。

如图1所示，第1壳体10具有与旋转轴心x同轴心并有底部的转子空间sr，在包围该转子空间sr的侧壁部12埋入定子13。并且，在转子空间sr中以与旋转轴心x同轴心的方式设置有固定轴14，该固定轴14为将基端部分插入第1壳体10的底壁部分的形态。

定子13具有层压磁性钢板而成的铁芯13a、和由卷绕在该铁芯13a上的导线形成的线圈13b。该定子13通过树脂浇注而埋入第1壳体10的侧壁的内部。固定轴14的剖面形状为圆形，其轴长被设定为前端能够达到第2壳体20的泵空间sp。

如图1所示，在第2壳体20中，与旋转轴心x同轴心并形成筒状的膨出部22向上方突出形成，如图2所示，从膨出部22的上壁22b形成与旋转轴心x同轴心并向上方突出的吸入筒23。此外，在第2壳体20中，以从包围形成于膨出部22的内部的泵空间sp的环状空间向切线方向送出流体的姿势形成有排出筒25。

如图1所示，在第3壳体30中，为了形成收容控制基板31的空间，中央部成形为向下方隆起的碗状。该第3壳体30通过热焊或粘合等技术，相对于第1壳体10的底部而连结。

在第1壳体10的下部形成有向下方突出的支承部15，控制基板31被支承于该支承部15。

如图1所示，转子40具备相对于固定轴14而旋转自如地外嵌的轴承41，并且，使下部的电动机转子42与上部的封闭式的泵转子43一体化而形成。

在固定轴14的上端外嵌垫圈44和衬套45，它们通过挡圈以防脱落的状态被支承于固定轴14。通过该结构来限制向转子40上方的移动。

轴承41设想为与固定轴14的滑动轴承，但也可以由滚针轴承来构成。此外，在电动机转子42的外周设置有多个永磁铁42a。

泵转子43具备越靠近中心侧越向上方突出的形状的底座转子43a、与底座转子43a的上表面侧相隔规定间隔而固定的护罩43b、以及位于它们中间的叶轮43c。进一步地，护罩43b在上端一体形成有以旋转轴心x为中心的筒状部43ba。

另外，虽然叶轮43c由在外罩43b的下表面侧一体形成的翼体而构成，但也可以在底座转子43a的上表面以突出状态而一体形成。

(密封部)

该水泵p伴随着泵转子43的驱动旋转，产生冷却水从该泵转子43的中心部位向外周侧的流动。由此，泵转子43的中心部位的压力下降，冷却水从吸入筒23被吸入，同时，泵空间sp中靠近泵转子43的外周的部位的压力上升，泵空间sp的冷却水从排出筒25被送出。

像这样在泵空间sp中产生压力差，因此，在泵空间sp中，沿使冷却水从与泵转子43的外周相连的部位朝向护罩43b的筒状部43ba的前端的开口部位，在护罩43b和第2壳体20之间逆流的方向施加压力。

在冷却水由于压力的作用而发生逆流的情况下，会降低水泵p的效率。为了抑制因这样的理由而造成的逆流，在护罩43b的筒状部43ba和与该筒状部43ba相向的膨出部22的内壁(泵空间sp的内壁)之间设置密封单元50。

如图1～图5所示，密封单元50具备压入并固定在膨出部22的内部的盖板51、外嵌在护罩43b的筒状部43ba的密封圈52、以及移位机构53而构成。

在该密封单元50中，盖板51是通过对不锈钢材料进行冲压加工，成形为整体为环状，侧壁部分可紧密贴合于膨出部22的内周面的形状。而且，在该盖板51中，其上壁部分以紧密贴合于膨出部22的上壁22b的下表面的状态压入固定，由此，盖板51的下表面作为泵空间sp的内壁而发挥作用，密封圈52的上端的抵接面52a能够与盖板51的下表面抵接。

密封圈52以如pps(聚苯硫醚)树脂般的耐热性高、耐久性优良的材料成形为环状。该密封圈52相对于护罩43b的筒状部43ba在径向上相隔微小的间隙而外嵌，从而在沿旋转轴心x的方向上自由移动。

在密封圈52的上端形成可与盖板51的下表面抵接的抵接面52a，在该抵接面52a的部位形成沿密封圈52的半径方向的姿势的多个异物排出槽52b。

移位机构53由形成于筒状部43ba的外周的抵接体53a、和切除密封圈52的一部分而形成的倾斜引导部53b而构成。此外，在护罩43b与泵转子43共同驱动旋转的情况下，为了从旋转力得到沿旋转轴心x的方向上的分力，倾斜引导部53b在与旋转轴心x正交的方向视图上作为相对于旋转轴心x呈倾斜姿势的倾斜面而构成。

如图2所示，在泵转子43不旋转的状态下，在成为密封圈52的抵接面52a的相反侧的内表面、和与之相对应的护罩43b的上表面之间形成间隙d。

由于这样构成密封单元50，因此在泵转子43沿图3、图4中箭头所示的方向旋转的情况下，密封圈52因由冷却水作用的阻力而以延迟的倾向进行旋转。由此，在护罩43b与泵转子43共同旋转的情况下，由于筒状部43ba与密封圈52的速度差，移位机构53对密封圈52施加朝向沿旋转轴心x的方向的移位力，使密封圈52向上方移位。通过该移位动作，使密封圈52的上端的抵接面52a与盖板51的下表面抵接，在该抵接部位中，阻断从与泵转子43的外周相连的部位朝向护罩43b的筒状部43ba的前端的开口部位而在密封圈52与第2壳体20之间逆流的冷却水。

此外，在密封圈52移位的时候，在密封圈52的背面和护罩43b之间通过间隙d供给冷却水。因此，通过护罩43b的旋转而对密封圈52的背面作用水压，因此，与没有形成间隙d的情况相比，不会导致密封圈52的下端与护罩43b的上表面紧密贴合的不良情况的发生，从而实现密封圈52的迅速的移位动作。

此外，在冷却水中含有粒子状的异物的情况下，通过形成于密封圈52的抵接面52a的异物排出槽52b，异物会和冷却水一起在护罩43b的筒状部43ba的内部空间中流动，而不会滞留在抵接面52a上。

由于上述的结构，在将从吸入筒23吸入的冷却水通过排出筒25向外部送出时，即使泵转子43低速旋转，密封圈52的上端的抵接面52a与盖板51的下表面抵接，也将阻止使冷却水从密封圈52与第2壳体20之间朝向护罩43b的筒状部43ba的前端的开口部位逆流的现象，从而以高效率送出冷却水。

(其他实施方式)

本发明除了可以为如上所述的实施方式的结构以外，也可以为如下所述的结构(对于与实施方式具有相同功能的部件，标注与实施方式相同的编号、符号)。

(a)也可以将密封圈52内嵌于护罩43b的筒状部43ba，作为移位机构53，由在筒状部43ba的内周形成的抵接体53a、以及形成于密封圈52的外周的倾斜引导部53b而构成。应予说明，倾斜引导部也可以切除密封圈的一部分而形成。

(b)作为移位机构53，也可以在密封圈52上形成抵接体53a，在筒状部43ba上形成倾斜引导部53b。这样即使形成了抵接体53a和倾斜引导部53b，也能够使密封圈52进行移位。

(c)在护罩43b的筒状部43ba的外表面固定设置销，通过在该销上旋转自如地支承的环体构成抵接体53a。通过这样的结构，由于移位动作时作为抵接体53a的环体接触倾斜引导部53b并旋转，因此能够轻快地进行移位动作。

(d)由在密封圈52的外周部分中，在与旋转轴心x正交的方向视图上相对于旋转轴心x倾斜的倾斜姿势的狭缝来构成倾斜引导部53b。与此相同，也可以考虑由以倾斜的姿势形成于密封圈52的内周的槽部来构成倾斜引导部53b。

该其他实施方式(d)的结构中，在以狭缝构成倾斜引导部53b的结构中，将插入狭缝的销状的抵接体53a设置在筒状部43ba的外周，从而构成移位机构53。此外，该其他实施方式(d)的结构中，在以槽部构成倾斜引导部53b的结构中，通过在筒状部43ba的外周设置卡合于槽部的销状的抵接体53a来构成移位机构53。

在该其他实施方式(d)中，虽然举了将密封圈52外嵌在筒状部43ba上的结构为例来进行了说明，但是也可以同样适用于将密封圈52内嵌在筒状部43ba上的结构。

产业上的可利用性

本发明能够利用于具有设置有护罩的封闭式泵转子，并具有用于抑制在护罩的部位的流体逆流的密封圈的泵。

符号说明

43b护罩

43ba筒状部

52密封圈

52a抵接面

52b异物排出槽

53移位机构

53a抵接体

53b倾斜引导部

c壳体

d间隙

sp泵空间

x旋转轴心