JP3769138B2 - Pump device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポンプ装置に関し、特に洗濯機におけるバスポンプに適するポンプ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の洗濯機、たとえば全自動洗濯機において、洗濯部位に洗浄用の流体を汲み上げる流体ポンプとして、たとえばお風呂の湯水を汲み上げて洗濯部位に供給するバスポンプを備えたものがある。このようなバスポンプは、従来、DCブラシモータにポンプ部品を組み付けることによってポンプ装置を構成している。このような従来構造のポンプ装置は、たとえば、特開平8−135590号公報や特開平10−196582号公報に開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
特開平8−135590号公報等に開示される従来のポンプ装置は、単体となるモータがポンプケースに組み込まれ一体化される構造となっているため、モータの出力軸とインペラの芯合わせが難しいものとなっている。芯合わせが不十分であると、ノイズが大きくなる、耐久時間が短くなるなどの欠点がある。また、モータの保持のために、別部品が必要となるので組立工数が多くなると共に高価なものとなる。
【0004】
また、従来のポンプ装置は、DCブラシモータが使用されているが、このモータは次のような欠点を持っている。
【0005】
1)ブラシが磨耗し、耐久性が良くない。
2)ブラシのスパークによる電気ノイズが発生する。
3)ブラシが存在すると完全に封止できないため、水が入り込む危険性が生じ、仮に水が入り込むと電気の短絡等が発生し、危険なものとなる。
4)ブラシやコミテータ部分から騒音が発生する。
【0006】
そこで、本発明の目的は、ノイズが生じにくく、しかも耐久性を向上させ得るポンプ装置を提供することにある。また、他の発明は、部品点数や、組立工数が少なくなり、しかもコストが安くなるポンプ装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記した目的に鑑みて、本発明のポンプ装置では、モータの出力軸にインペラが具備され、このインペラを回転駆動することにより流体を送り出すポンプ装置において、該ポンプ装置のポンプ部を構成するケーシングには、出力軸が設置される際の軸方向に向かって延伸する一部材の延設部が設けられていて、この延設部の内壁側には、一対の軸受装置が設けられ、これら一対の軸受装置によって回転軸を回転自在に軸支され、延設部の外壁側には、ステータコアが支持されている。これにより、モータの出力軸とインペラの制度の良い芯合わせが容易となり、ノイズが発生し難くなる。また、耐久性も良いポンプ装置となる。
【0008】
また、他の発明では、モータの出力軸にインペラが具備され、このインペラを回転駆動することにより流体を送り出すポンプ装置において、該ポンプ装置のポンプ部を構成するケーシングの一部で出力軸を回転自在に軸支する軸受装置を支持すると共に、出力軸回りをシールすると共にインペラを囲繞したインペラ室の流体の流れを防止するシール部材を、出力軸と同軸上で、且つケーシングの一部で支持している。これにより、モータの出力軸とインペラの制度の良い芯合わせが容易となり、ノイズが発生し難くなる。また、耐久性も良いポンプ装置となる。また、同じケーシングに、シール部材と、モータの出力軸を軸支する軸受装置またはステータコアが固定、保持されるために、各部品の同芯の確保が容易となる。このため、ノイズの発生が減少し、耐久性が向上する。
【0009】
また、他の発明では、上述の発明に加えて更に、出力軸回りをシールすると共にインペラを囲繞したインペラ室の流体の漏れを防止するシール部材と、該シール部材から漏れてきた流体がモータ駆動側に流出するのを防止する水切り板とを出力軸と同軸上に設け、水切り板の外径をシール部材の内径より小さくしている。このため、水切り板を出力軸に付けた状態で出力軸をシール部材に挿入することが可能となり、組み立て性が向上する。
【0010】
さらに、他の発明では、上述の発明に加えて更に、シール部材から漏れてきた流体がモータ駆動側に流出するのを防止する水切り板を出力軸と同軸上に設け、水切り板の外径をシール部材の内径より小さくしている。このため、水切り板を出力軸に付けた状態で出力軸をシール部材に挿入することが可能となり、組み立て性が向上する。
【0011】
また、他の発明では、ポンプ装置のポンプ部を構成するケーシングの一部と、モータの駆動部を覆うモータ側ケーシングとで、モータに給電するためのリード線を挟持して固定している。これにより、リード線の固定が確実かつ容易となる。
【0013】
また、他の発明では、上述の各発明のポンプ装置に加え、前記ケーシングを、樹脂に、樹脂単体より熱伝導性の優れた部材を混入して形成している。これにより、モータの温度上昇を防止することができる。さらに、他の発明では、上述の各発明のポンプ装置に加え、モータを3相のブラシレスモータでかつアウターロータ型としている。このため、ノイズの発生が一層減少し、耐久性も一層向上する。また、ステータコアを保持する部分が中央にくるため、モータの出力軸とステータコアの両保持を同時に達成できる構造にし易くなる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のポンプ装置の実施の形態について図1から図9を参照しながら説明する。なお、図1は、本発明のポンプ装置の縦断面図、図2は平面図、図3は右側面図、図4は左側面図である。
【0015】
本発明のポンプ装置は、従来のように別部品からなるポンプとモータを組み付けた構造ではなく、ポンプとモータが一体構造となっていることを特徴としている。
【0016】
本発明のポンプ装置は、後述する洗濯機1に組み込まれる流体ポンプとしてのバスポンプとなっており、図示の例では自吸式ポンプ装置となっている。このポンプ装置は、ポンプ側ケーシング11と、ポンプ側ケーシング11の内壁の一部に係止された逆止弁12と、ポンプ側ケーシング11の内壁11aの周縁に嵌合するふた13と、ポンプ側ケーシング11と結合される中間ケーシング14と、樹脂製のインペラ15と、インペラ15に形成された羽根部16と、パイプ(摺動リング)17と、シール部材としてのゴム製のオイルシール18と、水切板19とからポンプ部が形成されている。
【0017】
また、ポンプ装置のモータ部は、軸受装置としてのラジアル軸受20および21と、スラストワッシャ22と、中間ケーシング14と結合されるモータ側ケーシング23と、ロータ用のマグネット24と、ロータケース25と、モータの出力軸となるシャフト26と、ステータコア27と、ボビン28と、巻線29と、基板30と、ホールIC31と、リード線32とから構成される。
【0018】
ポンプ側ケーシング11と中間ケーシング14で囲まれるポンプ部には、インペラ室37へ液体や空気を吸い込むための吸い込み穴33と、ポンプ側ケーシング11の内壁で形成された吸水口34,吸水室35および吐出室36と、中間ケーシング14の内壁とふた13とで形成されたインペラ室37と、液体の漏れを防ぐシール38と、吐出口39と、自吸用の水を注水する注水口40とが設けられている。
【0019】
ポンプ側ケーシング11および中間ケーシング14は、ねじ41で締め付けられ一体化されると共に、ポンプ側ケーシング11、中間ケーシング14およびモータ側ケーシング23は、ねじ42で締め付けられ一体化される。
【0020】
中間ケーシング14は、ポンプ側ケーシング11側に内向きに延びている円筒状の延出部14aと、延出部14aから外向きに延びている円筒状の延出部14bと、延出部14bからさらに延び、延出部14bより外径が小さい円筒状の延出部14cとを備えている。
【0021】
次に、このポンプ装置の詳細構造と組立方法について説明する。
【0022】
まず、中間ケーシング14の延出部14cに、アウターロータ型モータを形成する各構成要素を取り付ける。すなわち、中間ケーシング14の延出部14cの外壁には、ステータコア組(ステータコア27と、ボビン28と、ボビン28に巻かれた巻線29と、ボビン28に取り付けられた基板30と、基板30に結線されたホールIC31およびリード線32を含む)がリード線32側から先に挿入され、ステータコア27と延出部14cとを超音波溶着などの接合手段で固定される。
【0023】
次に、延出部14cの内壁の両端に、軸受装置としてラジアル軸受20および21が圧入などの接合方法で固定される。次に、オイルシール18を延出部14bに組み込む。
【0024】
その後、ラジアル軸受20および21に、中間ケーシング14の延出部14bまで延びるようにロータ組のシャフト26を挿通する。このシャフト26の一方の端部には、スラストワッシャ22と、ロータ組(マグネット24が取り付けられたロータケース25とシャフト26からなる)とが挿入、固定されている。このロータ組の挿入と反対側からインペラ組(インペラ15と、インペラ15から先細り形状に延出するように一体成形されかつ取付穴を有するインペラボス15aと、パイプ17と、インペラボス15aの先端付近に圧入された水切り板19とを含む)が挿入され、ロータ組のシャフト26に圧入などによって固定される。
【0025】
上記構造のモータは、三相DCブラシレスモータを構成し、図5の結線図に示すように、巻線29は、スター結線されて三相電圧が供給される巻線A,BおよびCからなり、3個のホールIC31は、それぞれ、巻線A,BおよびCの間に配置されてDC電源(たとえば5ボルト)が供給される。
【0026】
なお、中間ケーシング14の延出部14bの内壁には、オイルシール18が圧入などの接合方法で固定されている。また、シャフト26の他方の端部にはスラストワッシャ22と、インペラ組とが圧入固定されているが、インペラボス15aが固定されるシャフト26の部分は、圧入結合を強化するためのローレットが形成されている。
【0027】
パイプ17は、ゴム製オイルシール18と回転する樹脂製インペラボス15aの接触による磨耗を防ぐためのものであり、オイルシール18の材料とある程度の硬度差を有する材料、たとえばこの例ではステンレスが使用され、インサート成形などでインペラ15およびインペラボス15aと一体化されている。
【0028】
オイルシール18は、シャフト26と同軸上で、且つケーシング14の延出部14bに保持され、ポンプ側すなわちインペラ室37から水等の流体がモータ側に漏れるのを防止するためのシール部材である。万一水漏れが発生した場合、たとえばパイプ17からインペラボス15aの先細部分を伝わってきた流体は、インペラボス15aに圧入されている水切り板19に到達し、この水切り板19の回転により遠心力で飛ばされる。
【0029】
水切り板19の外径は、オイルシール18の内径より小さくなっている。これは、オイルシール18の中央孔を挿通してインペラ組を組み込む際、その挿通を容易とするためである。中間ケーシング14とモータ側ケーシング23の下面には、水抜き穴14d,23aが開けられているため、漏れた水は、この水抜き穴14d,23aより排出される。
【0030】
モータ側ケーシング23は、アウターロータ型モータのロータ部の覆いとなる。また、このモータ側ケーシング23は、ポンプ側ケーシング11と、中間ケーシング14との結合時、三者を一体化する共締めによりビス固定される。この固定において、リード線32は、中間ケーシング14とモータ側ケーシング23により狭持され固定される。
【0031】
上記の構造では、中間ケーシング14の延長部14b及び14cに、オイルシール18と、シャフト26を回転自在に軸支するラジアル軸受20および21と、ステータコア27とが固定、保持されるために、各部品の同芯の確保が容易となる。
【0032】
次に、上記構造のポンプ装置の動作について説明する。
【0033】
まず、注水口40から呼び水が供給され、吸水室35、吐出室36およびインペラ室37が呼び水で満たされるか、少なくともインペラ室37が呼び水で満たされる。次いで、リード線32に電圧が供給されてモータが起動され、シャフト26が回転し、それによりインペラ15も回転駆動され、自吸運転状態になる。
【0034】
インペラ15の回転により、吸水室35は負圧になり、逆止弁12が開いて吸水口34に接続されている吸水ホース(図示しない)よりまず空気が吸い込まれる。続いて混合した空気と水、または空気が吸い込み穴33からインペラ15へ吸い込まれる。それにより、空気と水が混合し、インペラ室37を通って吐出室36へ吐き出される。このとき、軽い空気が吐出室36の上部へ溜まり、その後吐出口39から排出される。このようにして、インペラ15によって吐出室36へ排出された呼び水と空気のうち、空気のみが吐出口39から排出されていく。空気が排出されると、徐々に水が吸水ホース内を上昇してくる。
【0035】
その後、吸水ホース内の空気が全て排出され、吸水ホース内が水で満たされると、自吸運転状態から定常の給水運転状態になり、吸水口34からの水が連続的に吐出口39から排出される。
【0036】
上述のように、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限らず種々の変形、応用が可能である。たとえば、実施の形態では、自吸式ポンプとしたが、これに限らずポンプ一般に適用可能である。
【0037】
また、各ケーシング11,14,23の材料として、樹脂単体を用いても良いが、固い材料であるガラスを混入したガラス入りPBT樹脂やモータ部の温度上昇を防止するために、樹脂単体より熱伝導性の優れた材料、たとえば、アルミナを混入したアルミナ入りのPPS樹脂などの複合材料を用いることもできる。また、ステータコア部分にポッティングにより熱伝導率の良い樹脂を充填してモールドモータの構造にすることによって、温度上昇を軽減したり防水効果を高めたりすることもできる。
【0038】
また、モータ部は、この実施の形態ではアウターロータ構造になっているが、インナーロータ構造にすることもできる。また、ホール素子を利用した3相ブラシレスモータではなく、逆起電圧等を利用したセンサレスモータとしても良い。また、従来と同様なブラシ付きモータにも本発明を適用することができる。
【0039】
次に、上記に説明した本発明のポンプ装置を内蔵した洗濯機1について図6から図8を参照しながら説明する。
【0040】
図6は、洗濯機の電気的ブロック図である。洗濯機1は、DC電源2に接続されたインバータ部3と、マイクロコンピュータ等からなる制御回路4と、洗濯部材用モータとなる本体モータ5と、流体ポンプ用モータとなるバスポンプモータ(図1から図5のポンプ装置に相当)6と、第1のスイッチ手段となるモータ切り替えスイッチ7と、第2のスイッチ手段となる位置検出手段切り替えスイッチ8とを備えている。ここで、インバータ部3と制御回路4とで制御部が形成される。
【0041】
DC電源2は、商用AC電源を整流回路(図示しない)で整流してDC電圧を供給するものである。インバータ部3は、DC電源2に接続された6個のモータ制御スイッチ(素子)3a,3b,3c,3d,3eおよび3fからなる。2個のモータ制御スイッチ3aおよび3bは、DC電源2と接地間に直列接続されている。同様に、モータ制御スイッチ3cおよび3dと、モータ制御スイッチ3eおよび3fも、DC電源2と接地間に直列接続されている。6個のモータ制御スイッチ3a,3b,3c,3d,3eおよび3fは、上記のように接続されて3相ブリッジ構成をなしている。
【0042】
本体モータ5は、ホールIC(位置検出センサとしてのホール素子を含む集積回路)等のロータ位置検出手段(図示しない)を備えた3相DCブラシレスモータからなり、洗濯部位に具備された洗濯翼または洗濯槽等の洗濯部材(図示しない)を駆動するためのものである。なお、ホールIC用電源がこの本体モータ5内のホールICに供給されている。
【0043】
バスポンプモータ6は、本体モータ5と同様な構成を有するモータとなっており、ホールIC(位置検出センサとしてのホール素子を含む集積回路)等のロータ位置検出手段(図示しない)を備えた3相DCブラシレスモータからなる。このバスポンプモータ6は、お風呂の湯または水を汲み上げて洗濯部位に供給する流体ポンプとなるバスポンプ(図示しない)を駆動するためのものである。なお、ホールIC用電源がこのバスポンプモータ6内のホールICに供給されている。
【0044】
モータ切り替えスイッチ7は、3連スイッチからなり、共通端子7a,7bおよび7cと、接点7d,7e,7f,7g,7hおよび7iを有する。モータ切り替えスイッチ7の共通端子7a,7bおよび7cは、それぞれ、モータ制御スイッチ3aおよび3bの接続点Aと、モータ制御スイッチ3cおよび3dの接続点Bと、モータ制御スイッチ3eおよび3fの接続点Cに接続されている。モータ切り替えスイッチ7の接点7d,7fおよび7hは、それぞれ、本体モータ5の3個のステータコイル(図示しない)に接続されている。同様に、モータ切り替えスイッチ7の接点7e,7gおよび7iは、それぞれ、バスポンプモータ6の3個のステータコイル(図示しない)に接続されている。
【0045】
位置検出手段切り替えスイッチ8は、3連スイッチからなり、共通端子8a,8bおよび8cと、接点8d,8e,8f,8g,8hおよび8iを有する。位置検出手段切り替えスイッチ8の共通端子8a,8bおよび8cは、制御回路4に接続されている。位置検出手段切り替えスイッチ8の接点8d,8fおよび8hは、それぞれ、本体モータ5のロータ位置検出手段に接続され、接点8e,8gおよび8iは、それぞれ、バスポンプモータ6のロータ位置検出手段に接続されている。モータ切り替えスイッチ7および位置検出手段切り替えスイッチ8は、接続を切り替えるためだけのスイッチであり、通電時オン・オフする必要がないため、安価なスイッチとなっている。
【0046】
マイクロコンピュータ等からなる制御回路4は、内蔵メモリ(図示しない)に予め記憶されている洗濯用プログラムおよび流体ポンプ運転プログラムにしたがって動作するものである。制御回路4は、本体モータ5およびバスポンプモータ6の位置検出手段からの位置信号が位置信号切り替えスイッチ8を介して入力される。また、制御回路4は、インバータ部3の各モータ制御スイッチ3a〜3fにオン・オフ制御信号を供給すると共に、モータ切り替えスイッチ7および位置検出手段切り替えスイッチ8に切り替え制御信号を供給して連動切り替えを行う。
【0047】
次に、この洗濯機1の動作を図7および図8のフローチャートに基づいて説明する。
【0048】
洗濯機1の電源オン(ステップS1)時、モータ切り替えスイッチ7および位置検出手段信号切り替えスイッチ8は、本体モータ5側に切り替えられている。制御回路4は、たとえば、洗濯機の水流切り替えスイッチ操作または脱水スイッチ操作と、適宜設定されるタイマの作動時間設定操作(ステップS2)とに応じて洗濯用プログラムを動作させ、そのプログラムにしたがう動作を開始する(ステップS3)。そして、インバータ部3に制御信号を供給して、各モータ制御スイッチ3a〜3fをオン・オフ制御する(ステップS4)。なお、この洗濯用プログラムは、インバータ部3のオンオフ制御に加え、水の供給、洗濯や脱水時間の制御等、一連の作業を洗濯機1に自動的に行わせるものとなっているが、所定作業のみを行わせるものであっても良い。
【0049】
インバータ部3の各モータ制御スイッチ3a〜3fは、制御回路4からの制御信号でオン・オフ制御されて、DC電源2のDC電圧を3相の周波数/電圧からなる波形に変換する。変換された各波形を有する電圧は、モータ制御スイッチの各接続点A,BおよびCからモータ切り替えスイッチ7の、それぞれ、共通端子7aから接点7d、共通端子7bから接点7f、共通端子7cから接点7hを介して、本体モータ5の各ステータコイルに供給される。
【0050】
また、本体モータ5の位置検出手段からの位置信号が、位置検出手段切り替えスイッチ8の、それぞれ、接点8dから共通端子8a、接点8fから共通端子8b、接点8hから共通端子8cを介して制御回路4に入力される。制御回路4は、入力された位置信号に基づいて、モータ制御スイッチ3a〜3fへそれらのスイッチングタイミングを制御する制御信号を供給する。
【0051】
それにより、本体モータ5は、3相の電圧波形に依存する回転速度で回転する(ステップS5)。たとえば、本体モータ5は、制御回路4の制御信号によりインバータ部3のモータ制御スイッチ3a,3bをオンし、次にモータ制御スイッチ3c,3dをオンし、さらにモータ制御スイッチ3e,3fをオンさせることで、各接続点A,BおよびCから得られる電圧で正回転するように駆動される。また、制御回路4の制御信号によりモータ制御スイッチ3a〜3fを先の順と逆の順で切り替えていくことにより、本体モータ5は逆回転する。
【0052】
本体モータ5の回転により、本体モータ5のロータに連結された洗濯翼または洗濯槽等の洗濯部材が、洗濯時の希望の水流速度または脱水用の回転速度になるように駆動される(ステップS6)。なお、洗濯時の本体モータ5の回転は、数10〜数百回/分で、脱水時は数百回/分となる。洗濯用プログラムが終了する(ステップS7)と、所定の一連の作業が終了する。
【0053】
次に、バスポンプを使用したい場合は、電源オン(ステップS1)の後、バスポンプを駆動するための操作スイッチ(図示しない)をオンする(ステップS11)。そのオン操作に応じて、制御回路4は、流体ポンプ運転プログラムを動作させ、モータ切り替えスイッチ7および位置検出手段切り替えスイッチ8に切り替え信号を供給し、両スイッチ7,8を本体モータ5側からバスポンプモータ6側に切り替える(ステップS12)。
【0054】
次に、制御回路4は、流体ポンプ運転プログラムの動作を開始する(ステップS13)。なお、この流体ポンプ運転プログラムは、バスポンプモータ6の運転に適した制御をインバータ部3に与えるものとなっている。制御回路4は、バスポンプ駆動に適する制御信号をインバータ部3に供給して、各モータ制御スイッチ3a〜3fをオン・オフ制御する(ステップS4)。
【0055】
インバータ部3の各モータ制御スイッチ3a〜3fは、制御回路4からの制御信号でオン・オフ制御されて、DC電源2のDC電圧をバスポンプ駆動に適する周波数/電圧を持つ3相の電圧に変換する。変換された3相の電圧は、モータ制御スイッチの各接続点A,BおよびCからモータ切り替えスイッチ7の、それぞれ、共通端子7aから接点7e、共通端子7bから接点7g、共通端子7cから接点7iを介して、バスポンプモータ6の各ステータコイルに供給される。
【0056】
また、バスポンプモータ6の位置検出手段からの位置信号が、位置検出手段切り替えスイッチ8の、それぞれ、接点8eから共通端子8a、接点8gから共通端子8b、接点8iから共通端子8cを介して制御回路4に入力される。
【0057】
それにより、バスポンプモータ6は、3相の電圧に依存する回転速度で回転する(ステップS15)。バスポンプモータ6の回転速度は、本体モータ5の回転速度よりはるかに大きく、約7千〜1万回/分となる。このとき、バスポンプモータ6は、制御回路4の制御信号によりインバータ部3のモータ制御スイッチ3a〜3fによって、先の本体モータ5の制御と同様な制御を受けて正転または逆転する。なお、このバスポンプモータ6は、吸水動作を行わせるものであるため、両方向に回転駆動される必要がなく、一方向だけ、すなわち正転または逆転の一方のみに回転するように駆動される。制御回路4からの制御信号が、高速な切り替えによってインバータ部3に供給されることで、バスポンプモータ6の回転速度は、上述したように、本体モータ5の回転速度よりかなり高速となる。
【0058】
バスポンプモータ6の回転により、バスポンプモータ6のロータに連結されたバスポンプが駆動される(ステップS16)。それにより、お風呂の湯水がくみ上げられ、洗濯物の洗浄のために洗濯槽に供給される(ステップS17)。
【0059】
その後、バスポンプを止めたい場合は、バスポンプを駆動するための操作スイッチをオフにする(ステップS18)と、それに応じて、制御回路4は、モータ切り替えスイッチ7および位置検出手段切り替えスイッチ8を再び本体モータ5側に切り替える(ステップS19)。それにより、バスポンプモータ6は、インバータ部3からの3相の電圧が供給されなくなり、停止する(ステップS20)。したがって、バスポンプも停止し、洗濯槽へのお風呂のお湯または水の供給が止まる。
【0060】
このとき、制御回路4は、インバータ部3へ制御信号を供給せず、次の洗濯動作のための各種操作スイッチの操作による指示を待ち受ける。
【0061】
以上、本発明のポンプ装置の実施の形態および当該ポンプ装置の適用例を説明したが、本発明は、これに限らず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施が可能である。たとえば、図9に示すように、ケーシングをポンプ側ケーシング11と、モータ側ケーシング51の2つで構成し、モータ側ケーシング51の底部をふた52で塞ぐ構成としても良い。なお、図9中の符号で、図1から図4で示す符号と同一のものは同一部材を示す。
【0062】
また、本発明のポンプ装置は、洗濯機以外に、単なるバス用のポンプに適用したり、池や川からの水の汲み上げ用に適用したり、各種の用途、機器に適用することができる。
【0063】
【発明の効果】
本発明のポンプ装置は、ポンプ部を構成するケーシングにモータの出力軸のための軸受装置が保持されるために、モータの出力軸とインペラの同芯確保が容易となる。また、他の発明のポンプ装置は、ステータコアが、ポンプ部を構成するケーシングで保持されるため、部品点数が削減され、安価なポンプが可能になる。また、モータ部を含むトータルの組立が容易となり、精度も出し易くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のポンプ装置の実施の形態を示す縦断面図である。
【図2】本発明のポンプ装置の実施の形態を示す平面図である。
【図3】本発明のポンプ装置の実施の形態を示す右側面図である。
【図4】本発明のポンプ装置の実施の形態を示す左側面図である。
【図5】本発明のポンプ装置のモータ部の結線図である。
【図6】本発明のポンプ装置を内蔵した洗濯機の電気的ブロック図である。
【図7】図6の洗濯機によって洗濯動作(脱水を含む)を行わせる場合のフローチャートである。
【図8】図6の洗濯機によってポンプ駆動を行わせる場合のフローチャートである。
【図9】本発明のポンプ装置の変更例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 洗濯機
4 制御回路
5 本体モータ(洗濯部材用モータ)
6 バスポンプモータ(ポンプ装置)
11 ポンプ側ケーシング(ポンプ部を構成するケーシング)
12 逆止弁
13 ふた
14 中間ケーシング(ポンプ部を構成するケーシング)
15 インペラ
16 羽根部
17 パイプ(摺動リング)
18 オイルシール(シール部材)
19 水切板
20,21 ラジアル軸受(軸受装置)
23 モータ側ケーシング
26 シャフト(出力軸)
27 ステータコア
31 ホールIC
33 吸い込み穴
34 吸水口
35 吸水室
36 吐出室
37 インペラ室
39 吐出口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pump device, and more particularly to a pump device suitable for a bus pump in a washing machine.
[0002]
[Prior art]
In a conventional washing machine, for example, a fully automatic washing machine, as a fluid pump for pumping a cleaning fluid to a washing part, for example, there is provided a bath pump that pumps hot water from a bath and supplies it to the washing part. Such a bus pump conventionally constitutes a pump device by assembling pump parts to a DC brush motor. Such a conventional pump device is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 8-135590 and 10-196582.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional pump device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-135590 and the like has a structure in which a single motor is integrated into a pump case so that it is difficult to align the output shaft of the motor and the impeller. It has become a thing. Insufficient center alignment has drawbacks such as increased noise and shorter durability time. Further, since separate parts are required for holding the motor, the number of assembling steps is increased and the cost is increased.
[0004]
The conventional pump device uses a DC brush motor, but this motor has the following drawbacks.
[0005]
1) The brush is worn and the durability is not good.
2) Electric noise is generated by brush sparks.
3) If the brush is present, it cannot be completely sealed, so that there is a risk of water entering. If water enters, an electrical short circuit or the like occurs, which is dangerous.
4) Noise is generated from the brush and commutator.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to provide a pump device that is less likely to generate noise and that can improve durability. Another object of the present invention is to provide a pump device in which the number of parts and the number of assembly steps are reduced and the cost is reduced.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above-described object, in the pump device of the present invention, an impeller is provided on the output shaft of the motor, and in the pump device that feeds fluid by rotationally driving the impeller, a casing constituting the pump portion of the pump deviceIs provided with an extension portion of one member extending in the axial direction when the output shaft is installed, and a pair of bearing devices are provided on the inner wall side of the extension portion. The rotating shaft is rotatably supported by the bearing device, and a stator core is supported on the outer wall side of the extending portion.This facilitates good alignment of the motor output shaft and the impeller system, and makes it difficult to generate noise. In addition, the pump device has good durability.
[0008]
In other inventions,In a pump device in which an impeller is provided on an output shaft of a motor and fluid is delivered by rotationally driving the impeller, a bearing device that rotatably supports the output shaft by a part of a casing constituting a pump portion of the pump device And a seal member that seals around the output shaft and prevents the flow of fluid in the impeller chamber surrounding the impeller is supported coaxially with the output shaft and by a part of the casing. This facilitates good alignment of the motor output shaft and the impeller system, and makes it difficult to generate noise. In addition, the pump device has good durability. Further, since the seal member and the bearing device or stator core that supports the output shaft of the motor are fixed and held in the same casing, it is easy to secure the concentricity of each component. For this reason, generation | occurrence | production of noise reduces and durability improves.
[0009]
In other inventions,In addition to the above-described invention, a seal member that seals around the output shaft and prevents fluid leakage in the impeller chamber surrounding the impeller, and prevents leakage of fluid leaking from the seal member to the motor drive side A draining plate is provided coaxially with the output shaft, and the outer diameter of the draining plate is made smaller than the inner diameter of the seal member. For this reason, it becomes possible to insert an output shaft in a sealing member in the state which attached the draining board to the output shaft, and an assembly property improves.
[0010]
Furthermore, in another invention, in addition to the above-mentioned invention, a draining plate that prevents fluid leaking from the seal member from flowing out to the motor drive side is provided coaxially with the output shaft, and the outer diameter of the draining plate is reduced. It is smaller than the inner diameter of the seal member. For this reason, it becomes possible to insert an output shaft in a sealing member in the state which attached the draining board to the output shaft, and an assembly property improves.
[0011]
In other inventions,A lead wire for supplying electric power to the motor is sandwiched and fixed by a part of the casing constituting the pump part of the pump device and the motor side casing covering the driving part of the motor. Thereby, fixation of a lead wire becomes reliable and easy.
[0013]
In another invention, in addition to the pump device of each of the above-described inventions, the casing is formed by mixing a resin with a member having better thermal conductivity than the resin alone. Thereby, the temperature rise of a motor can be prevented. Furthermore, in another invention, in addition to the pump device of each of the above-described inventions, the motor is a three-phase brushless motor and an outer rotor type. For this reason, the generation of noise is further reduced and the durability is further improved. In addition, since the portion that holds the stator core is in the center, it is easy to achieve a structure that can simultaneously hold both the output shaft of the motor and the stator core.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the pump device of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a longitudinal sectional view of the pump device of the present invention, FIG. 2 is a plan view, FIG. 3 is a right side view, and FIG. 4 is a left side view.
[0015]
The pump device according to the present invention is not a structure in which a pump and a motor, which are separate parts, are assembled as in the prior art, but is characterized in that the pump and the motor are integrated.
[0016]
The pump device of the present invention is a bus pump as a fluid pump incorporated in the
[0017]
The motor unit of the pump device includes
[0018]
In the pump part surrounded by the
[0019]
The pump-
[0020]
The
[0021]
Next, the detailed structure and assembly method of this pump apparatus will be described.
[0022]
First, each component which forms an outer rotor type motor is attached to the
[0023]
Next,
[0024]
Thereafter, the
[0025]
The motor having the above structure constitutes a three-phase DC brushless motor. As shown in the connection diagram of FIG. 5, the winding 29 is composed of windings A, B, and C that are star-connected and supplied with a three-phase voltage. The three
[0026]
An
[0027]
The
[0028]
The
[0029]
The outer diameter of the draining
[0030]
The
[0031]
In the above structure, the
[0032]
Next, the operation of the pump device having the above structure will be described.
[0033]
First, priming water is supplied from the
[0034]
Due to the rotation of the
[0035]
Thereafter, when all the air in the water absorption hose is discharged and the water absorption hose is filled with water, the self-priming operation state is changed to a steady water supply operation state, and water from the
[0036]
As described above, the embodiment of the present invention has been described, but the present invention is not limited to this, and various modifications and applications are possible. For example, although the self-priming pump is used in the embodiment, the present invention is not limited to this and can be applied to general pumps.
[0037]
In addition, as a material of each
[0038]
Moreover, although the motor part has an outer rotor structure in this embodiment, it can also have an inner rotor structure. Moreover, it is good also as a sensorless motor using a back electromotive force etc. instead of the three-phase brushless motor using a Hall element. The present invention can also be applied to a brushed motor similar to the conventional one.
[0039]
Next, the
[0040]
FIG. 6 is an electrical block diagram of the washing machine. The
[0041]
The
[0042]
The
[0043]
The
[0044]
The
[0045]
The position detection means
[0046]
The control circuit 4 composed of a microcomputer or the like operates according to a washing program and a fluid pump operation program stored in advance in a built-in memory (not shown). The control circuit 4 receives position signals from the position detection means of the
[0047]
Next, the operation of the
[0048]
When the
[0049]
The motor control switches 3a to 3f of the
[0050]
Further, the position signal from the position detecting means of the
[0051]
Thereby, the
[0052]
As the
[0053]
Next, when it is desired to use the bus pump, after the power is turned on (step S1), an operation switch (not shown) for driving the bus pump is turned on (step S11). In response to the ON operation, the control circuit 4 operates the fluid pump operation program, supplies a switching signal to the
[0054]
Next, the control circuit 4 starts the operation of the fluid pump operation program (step S13). Note that this fluid pump operation program gives the
[0055]
The motor control switches 3a to 3f of the
[0056]
Further, the position signal from the position detection means of the
[0057]
Thereby, the
[0058]
The bus pump connected to the rotor of the
[0059]
Thereafter, when it is desired to stop the bus pump, the operation switch for driving the bus pump is turned off (step S18), and accordingly, the control circuit 4 turns the
[0060]
At this time, the control circuit 4 does not supply a control signal to the
[0061]
As mentioned above, although embodiment of the pump apparatus of this invention and the application example of the said pump apparatus were demonstrated, this invention is not limited to this, A various deformation | transformation implementation is possible in the range which does not deviate from the summary. For example, as shown in FIG. 9, the casing may be composed of two
[0062]
In addition to the washing machine, the pump device of the present invention can be applied to a simple pump for a bus, can be used to pump water from a pond or a river, and can be applied to various uses and devices.
[0063]
【The invention's effect】
In the pump device of the present invention, since the bearing device for the output shaft of the motor is held in the casing constituting the pump unit, it is easy to ensure concentricity between the output shaft of the motor and the impeller. In the pump device of another invention, since the stator core is held by the casing constituting the pump portion, the number of parts is reduced, and an inexpensive pump is possible. Further, the total assembly including the motor portion is facilitated, and the accuracy is easily obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a pump device of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing an embodiment of the pump device of the present invention.
FIG. 3 is a right side view showing an embodiment of the pump device of the present invention.
FIG. 4 is a left side view showing an embodiment of the pump device of the present invention.
FIG. 5 is a connection diagram of a motor unit of the pump device of the present invention.
FIG. 6 is an electrical block diagram of a washing machine incorporating the pump device of the present invention.
7 is a flowchart when a washing operation (including dehydration) is performed by the washing machine of FIG. 6. FIG.
FIG. 8 is a flowchart when pump driving is performed by the washing machine of FIG. 6;
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a modified example of the pump device of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Washing machine
4 Control circuit
5 Main body motor (motor for washing member)
6 Bus pump motor (pump device)
11 Pump-side casing (casing constituting the pump part)
12 Check valve
13 Lid
14 Intermediate casing (casing constituting the pump part)
15 Impeller
16 feathers
17 Pipe (sliding ring)
18 Oil seal (seal member)
19 Draining board
20,21 Radial bearing (bearing device)
23 Motor casing
26 Shaft (Output shaft)
27 Stator core
31 Hall IC
33 Suction hole
34 Water intake
35 Water absorption room
36 Discharge chamber
37 Impeller room
39 Discharge port
Claims (7)
該ポンプ装置のポンプ部を構成するケーシングには、上記出力軸が設置される際の軸方向に向かって延伸する一部材の延設部が設けられていて、
この延設部の内壁側には、一対の軸受装置が設けられ、これら一対の軸受装置によって上記回転軸を回転自在に軸支され、
上記延設部の外壁側には、ステータコアが支持される、
ことを特徴とするポンプ装置。In the pump device in which an impeller is provided on the output shaft of the motor, and fluid is sent by rotationally driving the impeller,
The casing constituting the pump part of the pump device is provided with an extension part of one member extending in the axial direction when the output shaft is installed,
A pair of bearing devices are provided on the inner wall side of the extending portion, and the rotary shaft is rotatably supported by the pair of bearing devices,
A stator core is supported on the outer wall side of the extending portion.
A pump device characterized by that.
該ポンプ装置のポンプ部を構成するケーシングの一部で上記出力軸を回転自在に軸支する軸受装置を支持すると共に、 While supporting a bearing device that rotatably supports the output shaft by a part of a casing constituting a pump portion of the pump device,
上記出力軸回りをシールすると共にインペラを囲繞したインペラ室の流体の流れを防止するシール部材を、上記出力軸と同軸上で、且つ上記ケーシングの一部で支持したことを特徴とするポンプ装置。 A pump device characterized in that a seal member that seals around the output shaft and prevents the flow of fluid in an impeller chamber surrounding the impeller is supported coaxially with the output shaft and by a part of the casing.
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