本发明涉及一种使叶轮在设置在外壳内的泵室内旋转的泵装置。
背景技术：
专利文献1记载了一种使叶轮在设置在外壳内的泵室内旋转的泵装置。专利文献1的泵装置具备：具备叶轮及磁铁的转子、容纳转子的泵室、划分泵室的外壳以及夹着外壳与磁铁对置的线圈。磁铁固定于在叶轮的轴线方向上与叶轮分离的位置。另外，为了防止外壳在冻结时损坏，泵装置具备配置于泵室内的弹性部件。弹性部件在轴线方向上相对于磁铁配置于与叶轮相反的一侧。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002－227791号公报
技术实现要素：
发明所要解决的技术问题
泵室被壳体和隔壁部件划分，所述壳体具备容纳叶轮的凹部，所述隔壁部件配置于转子和定子之间并从轴线方向盖在壳体上。专利文献1的泵装置将弹性部件配置在泵室中容纳叶轮的凹部的底面，所以能够在叶轮的周边扩大该泵室的容量以抑制外壳的损坏。
但是，在将弹性部件配置在容纳叶轮的凹部的底面的情况下，弹性部件由于泵装置工作时的压力而变形，弹性部件和叶轮之间的间隙扩大。当弹性部件和叶轮的间隙变化时，流体流动的间隙的尺寸变化。因此，担心扬程降低，担心泵性能降低。
鉴于这几点，本发明的技术问题在于，提供一种泵装置，其即使在流体在泵室内冻结的情况下，也能够抑制外壳的损坏，并且能够抑制泵性能的降低。
解决技术问题所采用的技术方案
为了解决上述技术问题，本发明的泵装置的特征在于，具有：转子，所述转子具备叶轮、与所述叶轮同轴延伸的轴部、及固定于所述轴部且在该轴部的轴线方向上与所述叶轮分离的磁铁；外壳，所述外壳具备壳体及隔壁部件，所述壳体具备容纳所述叶轮的凹部，所述隔壁部件从所述轴线方向覆盖在所述壳体上，与该壳体一起划分容纳所述转子的泵室；弹性部件，所述弹性部件配置于所述凹部的底面；以及分隔部件，所述分隔部件配置于所述弹性部件和所述叶轮之间，且固定在所述壳体上，从所述轴线方向观察，所述分隔部件具备与所述弹性部件的一部分重叠的开口部。
根据本发明，划分泵室的壳体具备容纳叶轮的凹部，在凹部的底面配置有弹性部件。另外，配置在弹性部件和叶轮之间的分隔部件具备与弹性部件的一部分重叠的开口部。因此，弹性部件的一部分经由开口部在泵室内露出，所以在残留在泵室内的流体的体积因冻结而增加的情况下，弹性部件在泵室内存在流体的空间较大的叶轮的周边被压缩，该泵室的容量扩大。由此，能够减小在流体冻结时施加于泵室的内壁面的压力，所以能够抑制外壳的损坏。另外，因为能够通过分隔部件将弹性部件定位，所以能够抑制弹性部件在泵装置工作时由于流体的压力而变形而使叶轮和弹性部件的间隔扩大。因此，能够抑制由于在泵室中配置弹性部件而降低扬程，所以在流体冻结时能够抑制外壳的损坏，并且能够抑制泵性能的降低。
在本发明中，优选的是，具备配置于所述分隔部件和所述弹性部件之间的片材部件，从所述轴线方向观察，所述片材部件与所述开口部的一部分重叠。这样，通过由与固定在外壳上的分隔部件不同的部件即片材部件将配置于开口部的弹性部件的一部分覆盖，维持能够在流体冻结时抑制外壳的损坏的效果，并且，在泵装置工作时，能够适度地抑制弹性部件的变形。因此，能够抑制由于在泵室中配置弹性部件而降低扬程，所以能够抑制泵性能的降低。
在本发明中，优选的是，所述弹性部件为环状，所述分隔部件具备：外侧环状部、配置于所述外侧环状部的内周侧的内侧环状部、以及连接所述外侧环状部和所述内侧环状部的多个连接部，在周向上相邻的所述连接部之间设置有所述开口部。据此，能够通过分隔部件将弹性部件的内周缘及外周缘定位，所以能够抑制由于弹性部件的变形而使叶轮和弹性部件的间隔扩大。
在本发明中，优选的是，所述壳体具备从所述凹部的底面中央向所述轴线方向突出的突出部，所述内侧环状部由嵌入所述突出部的金属制的定位环在所述轴线方向上定位。这样，通过使用定位环，能够容易地固定分隔部件。另外，能够容易地将内侧环状部定位。
在本发明中，优选的是，具备从所述突出部的外周面突出的突起部，从所述轴线方向观察，所述定位环与所述突起部重叠。据此，能够将内侧环状部保持在定位环和突起部之间。因此，能够提高内侧环状部的位置精度。另外，因为定位环和突起部在轴线方向上重叠，所以能够减小定位环和弹性部件的重叠面积。因此，能够适度地抑制弹性部件的变形。
在本发明中，优选的是，所述定位环是在内周缘形成有齿部的卡环。据此，定位环的固定容易。另外，能够抑制在安装后定位环脱落。
在本发明中，优选的是，所述外侧环状部焊接到设置于所述凹部的内周面的焊接部。据此，能够提高外侧环状部的固定强度。另外，不需要固定部件。
在本发明中，优选的是，所述弹性部件是闭孔泡沫塑料。通过使用闭孔泡沫塑料，在冻结时弹性部件被压缩，从而可以使泵室的容量扩大。
在本发明中，优选的是，所述弹性部件配置于整个所述底面。据此，可以增大弹性部件的体积，所以能够通过弹性部件的压缩变形使泵室的容量大大扩大。因此，能够大大减小当流体冻结时施加到泵室的内壁面的压力。
在本发明中，优选的是，所述焊接部是从第二突起部的端面突出的凸部，所述第二突起部从所述凹部的底面的外周缘沿轴线方向延伸，所述外周环状部与所述端面抵接，所述焊接部配置于设置在所述外侧环状部的外周缘的焊接用缺口部，通过将所述焊接部加热并压扁，所述外侧环状部被热焊接至所述壳体。
在本发明中，优选的是，在多个所述连接部的外周侧分别形成有所述焊接用缺口部。
在本发明中，优选的是，所述突出部的前端部分具备环状的台阶部和在所述台阶部的内周侧向轴线方向突出的小径部，所述台阶部是用于限制所述分隔部件向所述凹部的所述底面侧移动一定量以上的位置限制部。
在本发明中，优选的是，就所述分隔部件的所述开口部而言，比所述片材部件靠径向内侧且比所述定位环的外周缘靠径向外侧的第一区域不与片材部件重叠，比所述片材部件的内周缘靠径向外侧的第二区域与所述片材部件重叠，所述弹性部件的与所述开口部的所述第一区域重叠的部分在所述泵室中露出。
发明效果
根据本发明，弹性部件的一部分经由分隔部件的开口部在泵室内露出，所以在残留在泵室内的流体的体积因冻结而增加的情况下，弹性部件在泵室内存在流体的空间较大的叶轮的周边被压缩，该泵室的容量扩大。由此，能够减小当流体冻结时施加到泵室的内壁面的压力，所以能够抑制外壳的损坏。另外，可通过分隔部件将弹性部件定位，所以能够抑制弹性部件在泵装置工作时由于流体的压力而变形而使叶轮和弹性部件之间的间隔扩大。因此，因为能够抑制因在泵室中配置弹性部件而导致的扬程降低，所以在流体冻结时能够抑制外壳的损坏，并且能够抑制泵性能的降低。
附图说明
图1是应用本发明的泵装置的外观立体图。
图2是图1的泵装置的剖视图。
图3是从轴线方向的一侧观察图1的泵装置的分解立体图。
图4是从轴线方向的另一侧观察图1的泵装置的分解立体图。
图5是从轴线方向的另一侧观察壳体的立体图。
图6是从轴线方向的另一侧观察壳体及防冻坏部的立体图。
图7是弹性部件、分隔部件、片材部件及定位环的立体图。
图8是防冻坏部的局部剖视图(图2的区域a的局部剖视图)。
图9是表示防冻坏部对泵特性的影响的图表。
附图标记说明
1…泵装置；2…转子；3…泵室；4…外壳；5…电动机机构部；11…叶轮；12a…轴孔；12…轴部；13…磁铁；15…壳体；15a…壳体侧贯通孔；16…隔壁部件；16a…隔壁部件侧贯通孔；17…定子；18…定子铁芯；19…线圈；21…电路基板；22…树脂密封部件；22a…树脂密封部件侧贯通孔；23…基座部件；23a…螺纹孔；25…弹性部件；26…分隔部件；27…片材部件；28…定位环；29…防冻坏部；31…第一环状板部；31a…环状突部；32…第二环状板部；33…叶片；35…轴套；36…锷部；40…支轴；41…凹部；41a…底面；41b…内周面；42…壳体本体；43…供水管；43a…泵室侧开口；44…排出管；44a…泵室侧开口；45…突出部；47…壳体侧转子支承部；48…腿部；49…焊接部；49a…突起部；49b…突起部的端面；50…垫片；51…对置部；52…筒部；53…封闭部；54…外侧筒部；55…凸缘部；57…台阶部；58…o型圈；62…隔壁部件侧转子支承部；63…支轴固定用凹部；66…突极；67…绝缘件；68…连接器；69…螺丝；260…开口部；260a…第一区域；260b…第二区域；261…外侧环状部；262…内侧环状部；263…连接部；264…焊接用缺口部；281…环状部；282…齿部；451…外周面；452…台阶部；453…小径部；454…突起部；l…轴线方向；l1…一侧；l2…另一侧；r…旋转方向。
具体实施方式
以下参照附图，对应用本发明的泵装置的实施方式进行说明。
(整体结构)
图1是应用了本发明的泵装置1的外观立体图。图2是图1的泵装置1的剖视图。图3是从轴线方向l的一侧l1观察图1的泵装置1的分解立体图，图4是从轴线方向l的另一侧l2观察图1的泵装置1的分解立体图。本方式的泵装置1装设在热水器、洗衣机以及洗碗机等装置中。泵装置1将自来水等流体供给至装置。
如图2所示，泵装置1具备转子2和容纳转子2的泵室3。另外，泵装置1具备划分泵室3的外壳4。此外，泵装置1具备使转子2旋转的电动机机构部5。在本说明书中，将沿着转子2的旋转轴线的方向设为轴线方向l。另外，将轴线方向l的一侧设为l1，将轴线方向l的另一侧设为l2。
如图2～图4所示，转子2具备叶轮11、从叶轮11同轴延伸的轴部12及固定在轴部12的环状磁铁13。叶轮11和磁铁13设置于在轴线方向l上分离的位置。叶轮11位于轴线方向l的一侧l1，磁铁13位于轴线方向l的另一侧l2。
如图2所示，外壳4具备壳体15和隔壁部件16。壳体15及隔壁部件16在轴线方向l上重合。泵室3形成于壳体15和隔壁部件16之间。壳体15具备与泵室3连通的供水管43及排出管44。供水管43向轴线方向l的一侧l1突出，排出管44向壳体15的外周侧延伸。泵装置1将从供水管43吸入泵室3的流体从排出管44送出。
如图2所示，电动机机构部5相对于隔壁部件16在与泵室3相反的一侧具备从径向外侧围绕磁铁13的定子17。定子17具备定子铁芯18和多个线圈19。定子铁芯18及线圈19与转子2的磁铁13一起构成电动机机构部5。
另外，泵装置1具备连接线圈19的绕线的端部的电路基板21、覆盖定子17及电路基板21的树脂密封部件22以及固定在树脂密封部件22上的金属制基座部件23。树脂密封部件22构成泵装置1的外装的一部分。
此外，泵装置1具备配置在泵室3中的弹性部件25、对弹性部件25进行定位的分隔部件26、配置在弹性部件25和分隔部件26之间的片材部件27以及固定分隔部件26的定位环28。弹性部件25在残留于泵室3的流体冻结时被压缩以增大泵室3的容积。由此，当残留在泵室3的流体已冻结时，施加在外壳4及叶轮11上的压力减小。因此，弹性部件25、分隔部件26及片材部件27构成用于防止外壳4及叶轮11的损坏的防冻坏部29。
(转子)
如图2～图4所示，叶轮11具备从轴线方向l观察时的形状为圆环状的第一环状板部31、位于第一环状板部31的轴线方向l的另一侧l2的圆环状的第二环状板部32以及设置于第一环状板部31和第二环状板部32之间的多个叶片33。第一环状板部31从内周侧朝向外周侧稍微向轴线方向l的另一侧l2倾斜。另外，第一环状板部31具备从内周侧的边缘向轴线方向l的一侧l1突出的环状突部31a。从轴线方向l观察时，第二环状板部32与第一环状板部31重叠。多个叶片33分别在第一环状板部31和第二环状板部32之间从内周侧朝向外周侧向旋转方向r的前方弯曲地延伸。在本方式中，各叶片33是从第一环状板部31向轴线方向l的另一侧l2突出的肋。第二环状板部32通过超声波焊接连接至各叶片33的轴线方向l的另一侧l2的端部。
轴部12为筒状，具备在轴线方向l上贯通的轴孔12a。轴部12从叶轮11中的第二环状板部32的内周侧的端缘向轴线方向l的另一侧l2延伸。如图2所示，在轴孔12a的内部固定有作为滑动轴承的轴套35。以能够旋转的方式支承转子2的支轴40插入到轴套35的中心孔中。支轴40为不锈钢制，沿轴线方向l延伸。支轴40的轴线方向l的一侧l1的端部被壳体15支承，轴线方向l的另一侧l2的端部被隔壁部件16支承。
轴部12具备从轴线方向l的中途向外周侧突出的锷部36。如图2～图4所示，在轴部12的外周面，在锷部36的轴线方向l的另一侧l2的区域固定有磁铁13。磁铁13为环状，在周向上交替磁化出s极和n极。
(外壳)
图5是从轴线方向l的另一侧l2观察壳体15的立体图。如图2、图5所示，壳体15具备：具备容纳叶轮11的凹部41的壳体本体42、设置有与凹部41连通的供水流路的供水管43及设置有与凹部41连通的排出流路的排出管44。
凹部41具备环状的底面41a和从底面41a的外周缘向轴线方向l的另一侧l2延伸的圆筒状的内周面41b。供水管43具备从底面41a的中央向轴线方向l的另一侧l2突出的圆筒状的突出部45。突出部45与凹部41的内周面41b同轴配置。在突出部45的前端设置有供水管43的泵室侧开口43a。另外，在内周面41b的周向的一部分设置有排出管44的泵室侧开口44a。排出管44沿内周面41b的切线方向延伸。
壳体15具备在凹部41的径向中心沿轴线方向l延伸的壳体侧转子支承部47。壳体侧转子支承部47配置于突出部45的轴线方向l的另一侧l2，位于从供水管43的泵室侧开口43a流入的流体的流入方向的前方。壳体侧转子支承部47被从突出部45的内壁面向轴线方向l的另一侧l2突出的三个腿部48支承。
如图2所示，从转子2的轴套35向壳体15侧突出的支轴40的轴线方向l的一侧l1的端部插入到壳体侧转子支承部47中。在轴套35和壳体侧转子支承部47之间配置有垫片50。轴套35和壳体侧转子支承部47经由垫片50在轴线方向l上抵接。
如图2所示，隔壁部件16在叶轮11的轴线方向l的另一侧形成容纳转子2的轴部12及磁铁13的凹部空间，并且将流体阻断，使其不会流到配置于磁铁13的外周侧的定子17。隔壁部件16具备从轴线方向l的另一侧l2与叶轮11对置的环状对置部51、从对置部51的内周侧的端缘向轴线方向l的另一侧l2延伸并从外周侧围绕磁铁13的筒部52及封闭筒部52的轴线方向l的另一侧l2的端部的封闭部53。对置部51隔着叶轮11与壳体本体42的凹部41的底面41a对置。
如图2、图3所示，隔壁部件16具备从对置部51的外周侧的端缘向轴线方向l的另一侧l2延伸的外侧筒部54及从外侧筒部54向径向外侧扩展的环状凸缘部55。如图2所示，外侧筒部54嵌入到壳体本体42的凹部41的内侧，凸缘部55与壳体本体42的轴线方向l的另一侧l2的端面抵接。在凹部41的轴线方向l的另一侧l2的开口边缘设置有从内周面41b向径向外侧凹陷的环状的台阶部57。在台阶部57配置有o型圈58。o型圈58在壳体本体42和外侧筒部54之间以沿径向被压缩的状态将壳体本体42和隔壁部件16之间密封。
如图2所示，隔壁部件16具备从封闭部53的中央部分向轴线方向l的一侧l1突出的隔壁部件侧转子支承部62。隔壁部件侧转子支承部62具备在轴线方向l的一侧l1的端面开口的支轴固定用凹部63。支轴40的轴线方向l的另一侧l2的端部插入到支轴固定用凹部63。
隔壁部件侧转子支承部62从轴线方向l的另一侧l2插入到转子2的轴部12的轴孔12a中。在隔壁部件侧转子支承部62的外周面和轴孔12a的内壁面之间存在间隙。轴套35位于隔壁部件侧转子支承部62的轴线方向l的一侧l1。当泵装置1工作使叶轮11旋转时，转子2向轴线方向l的一侧l1位移，在隔壁部件侧转子支承部62的轴线方向l的一侧l1的端面和轴套35之间形成间隙。
壳体本体42的凹部41的内周面(底面41a及内周面41b)、隔壁部件16的对置部51的轴线方向l的一侧l1的面、筒部52的内周面及封闭部53的轴线方向l的一侧l1的端面构成泵室3的内壁面。
(定子)
如图2所示，定子17配置于隔壁部件16的筒部52的外周侧。定子17具备定子铁芯18和多个线圈19，该定子铁芯18具备呈环状配置的多个铁芯，多个线圈19经由绝缘件67卷绕至设置于各铁芯的突极66上。各突极66的内周侧的端面隔着筒部52在径向上与转子2的磁铁13对置。
在本方式中，电动机机构部5是三相无刷电动机。即，在本方式中，具备九个突极66，卷绕至各突极66上的九个线圈19构成三个u相线圈19、三个v相线圈19以及三个w相线圈19。另外，这些九个线圈19配置成u相线圈19、v相线圈19、w相线圈19按该顺序重复排列。
如图2所示，在隔壁部件16的封闭部53的轴线方向l的另一侧l2配置有电路基板21。从定子17的线圈19引出的绕组的端部电连接至电路基板21。另外，在电路基板21上安装有连接器68。定子17及电路基板21被树脂密封部件22密封。树脂密封部件22是热固性树脂材料即bmc(bulkmoldingcompound：团状模塑料)。
在树脂密封部件22的轴线方向l的另一侧l2的端面固定有基座部件23。基座部件23是加强树脂密封部件22的加强部件。基座部件23为圆盘形状，在外周缘的绕轴线的四个位置具备螺纹孔23a。
如图1所示，树脂密封部件22构成泵装置1的外装的一部分。如图3、图4所示，壳体15在周向的四个位置具备沿轴线方向l贯通的壳体侧贯通孔15a。另外，隔壁部件16在周向的四个位置具备沿轴线方向l贯通的隔壁部件侧贯通孔16a。此外，树脂密封部件22在周向的四个位置具备沿轴线方向l贯通的树脂密封部件侧贯通孔22a。壳体15通过带头螺丝69(参照图1)固定至隔壁部件16，带头螺丝69沿轴线方向l贯通壳体侧贯通孔15a、树脂密封部件22侧贯通孔及树脂密封部件侧贯通孔22a，拧入到基座部件23的螺纹孔23a中。
在驱动泵装置1时，按照规定顺序向定子17的各线圈19供电，使转子2旋转。由此，叶轮11向规定旋转方向r旋转，所以流体在泵室3内沿圆周方向流动。由此，流体从供水管43被吸入到泵室3内，且流体从排出管44排出。
(弹性部件)
图6是从轴线方向l的另一侧观察壳体15及防冻坏部29的立体图。图7是弹性部件25、分隔部件26、片材部件27及定位环28的立体图。图8是防冻坏部29的局部剖视图，是图2的区域a的局部剖视图。在本方式的泵装置1中设置有防冻坏部29。防冻坏部29具备配置于泵室3且当流体冻结时被压缩的弹性部件25。如图2、图8所示，弹性部件25配置于容纳叶轮11的凹部41的底面41a。凹部41的底面41a在泵室3的内壁面中是在轴线方向l上与叶轮11对置的内壁面部分。
如图7所示，弹性部件25为环状。如图2所示，在本方式中，弹性部件25的配置区域是从配置于凹部41的中央的突出部45到凹部41的内周面41b的整个范围。因此，弹性部件25配置在凹部41的整个底面41a。由于凹部41容纳叶轮11，所以弹性部件25的配置区域扩展到叶轮11的外周侧。
弹性部件25的轴线方向l的高度(厚度)低于设置在凹部41的中央的突出部45的轴线方向l的高度。因此，如图2、图6所示，突出部45从弹性部件25向轴线方向l的另一侧l2突出。如图6所示，设置于突出部45的前端的供水管43的泵室侧开口43a及在凹部41的内周面41b开口的排出管44的泵室侧开口44a均位于比弹性部件25靠轴线方向l的另一侧的位置。供水管43的泵室侧开口43a及排出管44的泵室侧开口44a容易受外部环境的影响，在低温时容易冻结。因此，在本方式中，弹性部件25配置在泵室3中容易冻结的部位。
弹性部件25是闭孔泡沫塑料。在本方式中，弹性部件25是epdm(三元乙丙橡胶)。例如，作为弹性部件25，可以例示出铁氟龙(注册商标)、丁腈橡胶等。弹性部件25至少在与叶轮11对置的面上具备未露出有气泡的平滑面。弹性部件25具备在残留在泵室3内的流体已冻结的情况下能够通过弹性部件25的弹性变形吸收由于冻结而增加的流体的体积的大小。在本方式中，弹性部件25为当从自然状态变化到压缩状态时能够进行相当于泵室3的容积的10％的体积量以上的弹性变形的大小。
(分隔部件)
分隔部件26配置于弹性部件25和叶轮之间，且固定在壳体15上。如图6、图7所示，分隔部件26具备从轴线方向l观察时与弹性部件25的一部分重叠的开口部260。分隔部件26具备外侧环状部261、配置于外侧环状部261的内周侧的内侧环状部262以及连接外侧环状部261和内侧环状部262的多个连接部263。各连接部263沿径向延伸，多个连接部263在周向上以等间隔配置成放射状。在周向上相邻的连接部263之间设置有扇形的开口部260。外侧环状部261焊接到设置于凹部41的内周面的焊接部49。另外，内侧环状部262嵌入突出部45。定位环28从内侧环状部262的轴线方向l的另一侧l2嵌入突出部45。内侧环状部262通过定位环28在轴线方向l上定位。
如图5所示，在凹部41的内周面41b形成有从底面41a的外周缘向轴线方向l的另一侧l2延伸的突起部49a。焊接部49是从突起部49a的轴线方向l的另一侧l2的端面49b突出的凸部。突起部49a从内周面41b向径向内侧突出，外侧环状部261与突起部49a的端面49b抵接。在本方式中，突起部49a及焊接部49形成于五个位置，在周向上以等间隔配置。各焊接部49配置于设置在外侧环状部261的外周缘的焊接用缺口部264。如图7所示，在分隔部件26的五个位置设置有连接部263，在各连接部263的外周侧分别形成有焊接用缺口部264。通过对各焊接部49加热并压扁，外侧环状部261被热焊接至壳体15。
(片材部件)
片材部件27为环状，配置在弹性部件25和分隔部件26之间。如上所述，分隔部件26的外周缘焊接至壳体15，但片材部件27未被固定至壳体15，也未被固定至弹性部件25和分隔部件26中的任一个。片材部件27通过配置于弹性部件25和分隔部件26之间而在轴线方向l上被定位。
从轴线方向l观察，片材部件27与分隔部件26的开口部260的一部分重叠。如图8所示，在本方式中，片材部件27的外径和分隔部件26的外侧环状部261的内径大致相同，片材部件27的内径大于内侧环状部262的外径。因此，在分隔部件26的开口部260中比片材部件27靠径向内侧且比定位环28的外周缘靠径向外侧的第一区域260a不与片材部件27重叠，比片材部件27的内周缘靠径向外侧的第二区域260b与片材部件27重叠。因此，弹性部件25的与开口部260的第一区域260a重叠的部分在泵室3中露出。
分隔部件26及片材部件27是聚乙烯制膜(pet膜)等挠性片材部件。例如，作为分隔部件26及片材部件27，可以例示东丽株式会社制的露米勒(lemiller)(注册商标)。此外，分隔部件26及片材部件27也可以使用由其它材料构成的片材部件。另外，分隔部件26及片材部件27可以不是相同部件，也可以是不同的部件。例如，也可以将聚乙烯制膜用作片材部件27，另一方面，将板金部件用作分隔部件26。
(定位环)
如图6、图7所示，定位环28是具备环状部281和形成于环状部281的内周缘的多个齿部282的卡环。定位环28为金属制，固定于突出部45的前端部分。如图5、图8所示，突出部45的前端部分具备环状的台阶部452和在台阶部452的内周侧向轴线方向l的另一侧l2突出的小径部453。如图5所示，在突出部45的外周面451形成有多个沿轴线方向l延伸的突起部454。在本方式中，突起部454形成于三个位置，且在周向上以等间隔配置。在将弹性部件25安装到凹部41时，弹性部件25的内周面以沿着突起部454的形状的方式变形。如图8所示，台阶部452被用作用于限制分隔部件26使其不会向凹部41的底面41a侧(即，轴线方向l的一侧l1)移动一定量以上的位置限制部。
定位环28从轴线方向l的另一侧安装到小径部453。如图2所示，定位环28的齿部282向随着朝向径向内侧而朝向轴线方向l的另一侧的方向倾斜，以与小径部453的外周面弹性接触。由此，定位环28被固定为不会从小径部453脱出。
从轴线方向l观察，定位环28的环状部281与突起部454的前端面重叠。另外，从轴线方向l观察，分隔部件26的内侧环状部262与突起部454的前端面重叠。因此，通过将定位环28固定到小径部453，内侧环状部262在轴线方向l上被定位，并且弹性部件25经由分隔部件26在轴线方向上被定位。
图9是表示防冻坏部29对泵特性的影响的图表。图9的横轴是每单位时间的流量，纵轴是扬程。实线数据表示未在凹部41配置弹性部件25的泵装置的泵特性。●数据是具备本方式的防冻坏部29的泵装置1的泵特性，是在凹部41配置有弹性部件25、分隔部件26及片材部件27的结构的泵特性。▲数据是从本方式的防冻坏部29省略片材部件27的结构的泵特性，是在凹部41配置有弹性部件25及分隔部件26的结构的泵特性。此外，虚线数据是在凹部41仅配置有弹性部件25的结构的泵特性。
可以确认，具备本方式的防冻坏部29的泵装置1及从本方式的防冻坏部29省略片材部件27的结构的泵装置在冻结试验中不会产生外壳4的裂纹，也不会产生叶轮11的损坏。另外，如图9所示，可以确认，虽然由于配置防冻破坏用的弹性部件25而降低了扬程，但通过由分隔部件26及片材部件27覆盖弹性部件25的一部分而抑制了扬程的降低，从而抑制了泵特性的降低。此外，可以确认，在省略片材部件27而仅配置分隔部件26的结构中，虽然与本方式的结构相比扬程降低，但与仅配置弹性部件25的结构相比，抑制了扬程的降低，并且抑制了泵特性的降低。
(本方式的主要作用效果)
如上所述，本方式的泵装置1具有：转子2，该转子2具备叶轮11、与叶轮11同轴延伸的轴部12及固定于轴部12且在该轴部12的轴线方向l上与叶轮11分离的磁铁13；外壳4，该外壳4具备壳体15及隔壁部件16，所述壳体15具备容纳叶轮11的凹部41，所述隔壁部件16从轴线方向l盖在壳体15上，与该壳体15一起划分容纳转子2的泵室3；弹性部件25，该弹性部件25配置于凹部41的底面41a；以及分隔部件26，该分隔部件26配置于弹性部件25和叶轮11之间，且固定在壳体15上。分隔部件26具备从轴线方向l观察时与弹性部件25的一部分重叠的开口部260。
根据本方式，划分泵室3的壳体15具备容纳叶轮11的凹部41，在凹部41的底面41a配置有弹性部件25。另外，配置于弹性部件25和叶轮11之间的分隔部件26具备与弹性部件25的一部分重叠的开口部260。因此，弹性部件25的一部分经由开口部260在泵室3内露出，所以在残留在泵室3内的流体的体积因冻结而增加的情况下，在泵室3内存在流体的空间较大的叶轮11的周边，弹性部件25被压缩，该泵室3的容量扩大。由此，能够减小当流体冻结时施加到泵室3的内壁面的压力，所以能够抑制外壳4的损坏。另外，因为能够通过分隔部件26将弹性部件25定位，所以能够抑制弹性部件25在泵装置工作时由于流体的压力而变形而使得叶轮11和弹性部件25的间隔变大。因此，能够抑制因在泵室3中配置弹性部件25而导致的降低扬程，所以能够抑制在流体冻结时外壳4的损坏，并且能够抑制泵性能的降低。
在提出本方式的泵装置1时，考虑了以下事项。在残存在与泵装置内的泵室、供水管以及排出管连接的连接管内的流体因寒冷等而冻结的情况下，由于在泵室的靠近连接管的叶轮周边的空间中容易残存流体，因此在叶轮周边容易发生由于冻结而引起的流体的体积膨胀。目前，已提出一种弹性部件配置于远离叶轮的位置的泵装置。但是，在这样的结构中，在流体的冻结从叶轮周边开始的情况下，无法在叶轮周边扩大泵室的容量以吸收流体的体积膨胀，外壳可能损坏。如上所述，本方式的泵装置1构成为在叶轮11的周边弹性部件25被压缩而使泵室3的容量扩大，所以能够抑制外壳4的损坏。
本方式的泵装置1具备配置于分隔部件26和弹性部件25之间的片材部件27，从轴线方向l观察，片材部件27与开口部260的一部分重叠。这样，通过由与固定在外壳4上的分隔部件26不同的部件即片材部件27覆盖配置于开口部260的弹性部件25的一部分，维持能够在流体冻结时抑制外壳4的损坏的效果，并且，在泵装置工作时，能够适度地抑制弹性部件25的变形，能够抑制因在泵室3中配置弹性部件25而引起的降低扬程。因此，能够抑制泵性能的降低。例如，通过将聚乙烯制膜用作片材部件27，在冻结时能够压缩弹性部件25，且在泵装置1工作时能够适度地抑制弹性部件25由于流体的压力而在轴线方向l上被压缩。
在本方式中，弹性部件25为环状，分隔部件26具备外侧环状部261、配置于外侧环状部261的内周侧的内侧环状部262以及连接外侧环状部261和内侧环状部262的多个连接部263，在周向上相邻的连接部263之间设置有开口部260。据此，因为能够通过分隔部件26将弹性部件25的内周缘及外周缘定位，所以易于抑制叶轮11和弹性部件25之间的间隔由于弹性部件25的变形而变大。
在本方式中，壳体15具备从凹部41的底面41a中央朝向叶轮11向轴线方向l突出的突出部45。另外。内侧环状部262通过嵌入突出部45的金属制定位环28在轴线方向l上被定位。这样，通过使用定位环28，能够容易地固定分隔部件26，能够容易地将内侧环状部262定位。另外，通过使用定位环28进行固定，能够提高内侧环状部262在轴线方向l上的位置精度。因此，能够将叶轮11和弹性部件25的间隙设定得较窄，所以能够抑制在沿轴线方向l与叶轮11对置的内壁面部分配置弹性部件25而引起的泵性能的降低。
在本方式中，壳体15具备从突出部45的外周面突出的突起部454，从轴线方向l观察，定位环28与突起部454重叠。据此，能够将内侧环状部262保持在定位环28和突起部454的前端面之间。因此，能够提高内侧环状部262的位置精度。另外，因为定位环28和突起部454在轴线方向l上重叠，所以能够减小定位环28和弹性部件25的重叠面积。因此，能够适度地抑制弹性部件25的变形。
由于本方式的定位环28是在内周缘形成有齿部的卡环，因此定位环28的固定容易。另外，能够抑制定位环28在安装后脱落。
另外，在本方式中，在凹部41的整个底面41a配置弹性部件25，所以能够抑制弹性部件25扰乱叶轮11产生的水流。
在本方式中，外侧环状部261焊接到设置于凹部41的内周面41b的焊接部49，所以能够牢固地固定外侧环状部261。另外，因为不需要使用像定位环28那样的固定零件，所以能够抑制零件数量的增加，可以简化外壳4的结构。
在本方式中，弹性部件25是闭孔泡沫塑料。通过使用闭孔泡沫塑料，在冻结时弹性部件25被压缩，从而使泵室3的容量扩大。
在本方式中，弹性部件25配置于凹部41的整个底面41a，弹性部件25的体积较大。因此，通过弹性部件25的压缩变形，可以使泵室3的容量大幅扩大。在本方式中，弹性部件25为当从自然状态变化到压缩状态时能够进行相当于泵室3的容积的10％的体积量以上的弹性变形的大小。据此，能够减小在冻结时施加到泵室3的内壁面的压力，能够防止外壳4的损坏。
(其它实施方式)
在上述方式中，通过在弹性部件25和叶轮11之间配置分隔部件26和片材部件27且通过焊接及定位环28将分隔部件26固定在壳体15上来构成防冻坏部29，但如上所述，已经确认，即使是省略片材部件27的结构，在冻结试验中也不会产生外壳4的裂纹。另外，已经确认，即使是省略片材部件27的结构，与在凹部41仅配置弹性部件25的结构相比，也抑制了扬程的降低，并且抑制了泵特性的降低。因此，也可以采用省略片材部件27而仅通过分隔部件26将弹性部件25定位的结构。在这种情况下，作为分隔部件26，与上述结构同样，可以使用聚乙烯制膜等挠性片材部件，也可以使用板金部件。
1.一种泵装置，其特征在于，具有：
转子，所述转子具备叶轮、与所述叶轮同轴延伸的轴部、及固定于所述轴部且在该轴部的轴线方向上与所述叶轮分离的磁铁；
外壳，所述外壳具备壳体及隔壁部件，所述壳体具备容纳所述叶轮的凹部，所述隔壁部件从所述轴线方向盖在所述壳体上，且与该壳体一起划分容纳所述转子的泵室；
弹性部件，所述弹性部件配置于所述凹部的底面；以及
分隔部件，所述分隔部件配置于所述弹性部件和所述叶轮之间，且固定在所述壳体上，
从所述轴线方向观察，所述分隔部件具备与所述弹性部件的一部分重叠的开口部。
2.根据权利要求1所述的泵装置，其特征在于，
具备配置于所述分隔部件和所述弹性部件之间的片材部件，
从所述轴线方向观察，所述片材部件与所述开口部的一部分重叠。
3.根据权利要求1或2所述的泵装置，其特征在于，
所述弹性部件为环状，
所述分隔部件具备：外侧环状部；配置于所述外侧环状部的内周侧的内侧环状部；以及连接所述外侧环状部和所述内侧环状部的多个连接部，
在周向上相邻的所述连接部之间设置有所述开口部。
4.根据权利要求3所述的泵装置，其特征在于，
所述壳体具备从所述凹部的底面中央向所述轴线方向突出的突出部，
所述内侧环状部由嵌入所述突出部的金属制的定位环在所述轴线方向上定位。
5.根据权利要求4所述的泵装置，其特征在于，
具备从所述突出部的外周面突出的突起部，
从所述轴线方向观察，所述定位环与所述突起部重叠。
6.根据权利要求4或5所述的泵装置，其特征在于，
所述定位环是在内周缘形成有齿部的卡环。
7.根据权利要求3～6中任一项所述的泵装置，其特征在于，
所述外侧环状部焊接到设置于所述凹部的内周面的焊接部。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的泵装置，其特征在于，
所述弹性部件是闭孔泡沫塑料。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的泵装置，其特征在于，
所述弹性部件配置于整个所述底面。
10.根据权利要求7所述的泵装置，其特征在于，
所述焊接部是从第二突起部的端面突出的凸部，所述第二突起部从所述凹部的底面的外周缘沿轴线方向延伸，
所述外周环状部与所述端面抵接，
所述焊接部配置于焊接用缺口部，所述焊接用缺口部设置在所述外侧环状部的外周缘，
通过将所述焊接部加热并压扁，所述外侧环状部被热焊接至所述壳体。
11.根据权利要求10所述的泵装置，其特征在于，
在多个所述连接部的外周侧分别形成有所述焊接用缺口部。
12.根据权利要求4所述的泵装置，其特征在于，
所述突出部的前端部分具备环状的台阶部和在所述台阶部的内周侧向轴线方向突出的小径部，
所述台阶部是用于限制所述分隔部件向所述凹部的所述底面侧移动一定量以上的位置限制部。
13.根据权利要求4所述的泵装置，其特征在于，
在所述分隔部件的所述开口部中，比所述片材部件靠径向内侧且比所述定位环的外周缘靠径向外侧的第一区域不与片材部件重叠，比所述片材部件的内周缘靠径向外侧的第二区域与所述片材部件重叠，
所述弹性部件的与所述开口部的所述第一区域重叠的部分在所述泵室中露出。
技术总结