CN100516539C - 泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种泵，能够将轴承和轴之间的磨损抑制在最小限，同时能够谋求高速旋转化，具备：叶轮(1)，其在圆筒部(1a)的外周具有多个叶片(2)，并且在圆筒部(1a)的内周具有转子磁体(3)；电机定子(4)，其设在转子磁体(3)的内周侧，用于驱动叶轮(1)使其旋转；分离板(6)，其气密性地分隔叶轮(1)和电机定子(4)；泵壳(5)，其具有吸排液体的吸入口(9)和排水口(10)。在叶轮(1)的圆筒部(1a)的外周面(1A)、和与之对峙的分离板(6)的圆筒面(6A)的至少一方上，设置有利用叶轮(1)的旋转产生动压的动压产生槽(12)。

Description

泵

技术领域

本发明涉及通过电机驱动的、例如用于吸入制冷剂或甲醇或者水等液体而排出的小型泵。

背景技术

近年，例如通过使制冷剂循环而冷却CPU等电子部件的制冷剂式冷却系统或小型设备用的燃料电池引人注目。如此的制冷剂式冷却系统所使用的制冷剂循环用泵或燃料电池使用的甲醇输送用泵，由于多受要搭载的空间的制约，所以对小型化薄型化的要求、以及对高性能化的要求高涨。

图5是表示以往的此种泵的一例(例如，参照专利文献1)的剖视图，图6是该泵壳的仰视图。

在图5、图6所示的泵中，101是叶轮，在外周上侧形成多个叶片102，在内周设置转子磁体103。104是设在转子磁体103的内周侧的电机定子，105是泵壳，其具有泵室，用于收容叶轮101，同时压力复元叶轮101提供给流体的运动能，导向排出口，106是分离板，其形成泵壳105的一部分，气密性地分隔电机定子104和叶轮101，夹着该分离板106的隔板106a地转子磁体103和电机定子104对峙。111是衬垫，用于封接泵壳105的本体部分和分离板106的接缝。另外，在泵壳105上，设置流体的吸入口109和排出口110。

此外，在泵的中心部，配置成为叶轮101的旋转中心的轴107。该轴107被固定在泵壳105上，叶轮101，经由轴承108，可旋转地支持在该轴107的周围。

在此构成的泵中，如果从外部电源供给电力，由设在泵中的电路控制的电流，流入电机定子104的线圈，发生旋转磁场。如果该旋转磁场作用于转子磁体103，则在转子磁体103发生物理力，与该转子磁体103一体化的叶轮101旋转。

另外，设在叶轮101的外周上侧的叶片102，通过叶轮101的旋转，对从吸入口109流入的流体施加运动能，利用该运动能，慢慢提高泵壳105内的流体的压力，从排出口110排出。

如此，在以往的小型泵中，一体化形成叶片102和转子磁体103，通过在其中插入电机定子104，尽量减小泵整体的旋转轴方向的长度，谋求小型化·薄型化。

专利文献1：特开2004-190562号公报

可是，在设备的小型化的同时，CPU等电子部件的发热量也增大，随之，为提高冷却性能谋求泵的更高的高性能化或长寿命化。

但是，为了回应这些要求，如果高速旋转叶轮101，与叶轮101一体化的轴承108沿着轴107的外周滑动时的磨损就会加速，其结果，出现泵的寿命变短的问题。

发明内容

本发明的目的在于，鉴于上述实情，提供一种泵，其能够将轴承和轴之间的磨损抑制在最小限，并且能够谋求高速旋转化，由此能够谋求高性能化及长寿命化。

本发明为达到上述目的，提供一种泵，其中，具备：叶轮，其在圆筒部的外周具有多个叶片，并且在圆筒部的内周具有转子磁体；电机定子，其设在所述转子磁体的内周侧，用于驱动所述叶轮使所述叶轮旋转；分离板，其气密性地分隔所述叶轮和所述电机定子；和泵壳，其具有吸入排出液体的吸入口和排出液体的排水口，在所述叶轮的圆筒部的外周面、和与之对峙的所述分离板的圆筒面的至少一方上，设置有利用所述叶轮的旋转产生动压的反作用体，在所述分离板上形成有环状槽部，在该环状槽部内收容有所述叶轮的圆筒部的下侧部分，在所述叶轮的圆筒部的下侧部分的外周面和所述分离板的所述环状槽部的圆筒面的双方上设置有所述反作用体。

根据该构成，通过在叶轮的圆筒部的外周面、和与之对峙的分离板的圆筒面之间产生动压，能够实现使叶轮与轴非接触地高速旋转的作用。

本发明的效果在于能够提供一种可不使轴承磨损地高速旋转叶轮的、高性能且长寿命的泵。

附图说明

图1是本发明的实施例1的泵的侧剖视图。

图2是该泵的仰视图。

图3是该泵的叶轮的立体图。

图4是本发明的实施例2的泵的侧剖视图。

图5是以往的泵的侧剖视图。

图6是该泵的仰视图。

图中：1-叶轮，1a-圆筒部，2-叶片，3-转子磁体，4-电机定子，5-泵壳，6-分离板，7-轴，8-轴承，9-吸入口，10-排出口，11-衬垫，12-动压产生槽。

具体实施方式

本发明的实施方式，提供一种泵，其具备：叶轮，其在圆筒部的外周具有多个叶片，同时在圆筒部的内周具有转子磁体；电机定子，其设在所述转子磁体的内周侧，用于旋转驱动所述叶轮；分离板，其气密性地分隔所述叶轮和所述电机定子；泵壳，其具有吸排液体的吸入口和排水口，在所述叶轮的圆筒部的外周面、和与之对峙的所述分离板的圆筒面的至少一方上，设置通过所述叶轮的旋转产生动压的反作用体(动压产生槽)。

根据该构成，能够在分离板和叶轮的之间，根据叶轮的旋转产生动压，由此能够使叶轮与轴非接触地高速旋转。因此，能够不使轴承磨损地高速旋转叶轮，能够提供高性能且长寿命的泵。另外，轴起到抑制叶轮的旋转起动时的偏心的作用。

此处，所述反作用体，优选由多个槽构成。

此时，由于能够容易进行反作用体的成形时的加工，所以能够降低泵的成本。

此外，所述槽，优选相互以规定的相同形状形成，并且相互以规定的相同间隔配置。

此时，由于能够在叶轮旋转时均匀地产生动压，所以通过使叶轮的旋转稳定，能够防止泵的振动或噪声。

以下，参照附图说明本发明的实施例。

[实施例1]

图1是本发明的实施例1的泵的结构，图2是泵的仰视图，图3是叶轮的立体图。

在这些图中，1是具有圆筒部1a和上面壁1b的叶轮，该叶轮1在圆筒部1a的外周上侧具有多个叶片2，同时在圆筒部1a的内周具有转子磁体3。此外，在上面壁1b的中心部，具有例如由碳构成的轴承8。该轴承8形成圆筒形，其内径，以与后述的轴7的外周的之间确保微小的(例如，0.05mm～1.0mm的范围)间隙的尺寸设定。

此处，叶轮1，可以用不同的材料形成叶片2和转子磁体3，通过嵌合它们一体化地构成，也可以用同一磁性树脂材料一体地构成叶片2和转子磁体3。

此外，轴承8，在用与叶片2和转子磁体3不同的润滑性良好的材料形成后，通过嵌合它们形成一体化，也可以用与叶片2或转子磁体3相同的材料形成，形成一体化。

此外，在图1中，4是设在转子磁体3的内周侧的电机定子，5是泵壳，其具有泵室，用于收容叶轮1，同时压力复元叶轮1赋予给流体的运动能，导向排出口，6是分离板，其气密性地分隔电机定子4和叶轮1，转子磁体3和电机定子4夹着该分离板6的隔板6a对峙。

此外，11是衬垫，用于密封泵壳5的本体部分和分离板6的接缝。另外，作为该衬垫，也可以采用O型环，但也可以采用熔敷泵壳5的本体部分和分离板6的密封结构。另外，在泵壳5上设置从叶轮1的旋转半径方向吸排(流入·流出)流体的吸入口9和排出口10。

在所述分离板6上形成环状槽部6b，在该环状槽部6b内收容具有转子磁体3的叶轮1的圆筒部1a的下侧部分。另外，在与该环状槽部6b的侧壁的内筒面6A对峙的所述叶轮1的圆筒部1a的外周面1A上，形成作为通过叶轮1的旋转产生动压的反作用体(动压发生部)的动压产生槽12。

动压产生槽12的形状，采用图3所示的俯视的情况下大致V字形状的人字形排列或螺旋状的槽图案，但作为波形状、或格子形状、或圆形、三角、四角、椭圆、多角形等压花形状，也能产生动压，得到同样的效果。此外，动压产生槽12的间距及宽度和深度，优选规定在0.02～10mm。在本实施方式中，作为俯视的情况下大致V字形状的槽，按相同形状且按相同间距，沿着所述圆筒部1a的外周面1A，在其圆周方向形成多个动压产生槽12。

此外，7是固定在泵壳5上的轴，插入设在叶轮1的中心部上的轴承8的内部，形成叶轮1的轴承8可在该轴7的外周滑动的构成。该轴7，也可以作为另一部件通过压入或嵌入成形而固定在泵壳5或分离板6上，此外，也可以用与泵壳5或分离板6相同的材料一体成形地形成。此外，轴7也可以分别在叶轮1、泵壳5、分离板6之间旋转自如地滑动。

另外，叶轮1、泵壳5、分离板6，主要由PPS(聚苯硫醚)等耐药性优越的，尤其耐甲醇性优越的树脂构成。

接着，说明本实施例1所示的泵的作用，如果从外部电源供给电力，通过设在泵中的电路控制的电流，流入电机定子4的线圈，产生旋转磁场。如果该旋转磁场作用于转子磁体3，则在转子磁体3发生物理力。由于该转子磁体3与叶轮1形成一体化，所以对叶轮1作用转矩，通过该转矩，叶轮1开始旋转。设在叶轮1的外周上侧的叶片2，通过叶轮1的旋转，对从吸入口9流入的流体施加运动能，利用该运动能，慢慢提高泵壳5内的流体的压力，从排出口10排出。

此时，由于在设在叶轮1的外周面1A上的动压产生槽12、和与之对峙的分离板6的内筒面6A的之间产生动压，所以设置了固定间隙的轴承8和轴7为非接触旋转。其结果，能够提供一种能够不磨损轴承8地使叶轮1高速旋转的、高性能且长寿命的、小型的泵。

实施例2

图4是表示本发明的实施例2的泵的结构的剖视图。

在实施例2中，对于与实施例1相同的构成及作用效果，附加与实施例1相同的符号，对于其详细的说明援用实施例1的说明。

本实施例2的泵与实施例1的不同之处在于，不是在叶轮1的圆筒部1a的外周面1A，而是在与叶轮1的圆筒部1a的外周面1A对峙的分离板6的环状槽部6b上的隔板的内筒面6A上，设置动压产生槽12这一点。关于动压产生槽12的形状等，与实施例1相同。

根据上述差异，说明本实施例2中的泵的作用。

如果从外部电源供给电力，则在电机定子4产生旋转磁场，作用于与转子磁体3一体化的叶轮1，叶轮1旋转，对从吸入口9流入的流体施加运动能，并从排出口10排出。

此时，由于在设置于与叶轮1的外周面1A对峙的分离板6的内筒面6A上的动压产生槽12、和与之对峙的叶轮1的外周面1A的之间，产生动压，所以设定了固定间隙的轴承8和轴7为非接触旋转。其结果，能够提供一种能够不磨损轴承8地使叶轮1高速旋转的、高性能且长寿命的、小型的泵。

此外，在上述实施例1、2中，表示只在叶轮1的外周面1A或分离板6的环状槽部6b上的隔板的内筒面6A的一方侧设置动压产生槽12，但也可以在双方(叶轮1的外周面1A和分离板6的环状槽部6b上的隔板的内筒面6A的双方)设置动压产生槽12。

此外，在上述实施例1、2中，表示作为产生动压的反作用体设置动压产生槽12时，不仅限于槽，在叶轮1的圆筒部1a上设置构成翼片的突起，也能够产生动压。此时的突起，用与叶轮1不同的材料形成，通过嵌合形成一体化，也可以通过粘接安装。

本发明的泵，能够期待在通过使制冷剂循环冷却CPU等电子部件的制冷剂式冷却系统或小型设备用的燃料电池等所用的各种泵中的应用。

Claims (3)

1.一种泵，其中，

具备：叶轮，其在圆筒部的外周具有多个叶片，并且在圆筒部的内周具有转子磁体；电机定子，其设在所述转子磁体的内周侧，用于驱动所述叶轮使所述叶轮旋转；分离板，其气密性地分隔所述叶轮和所述电机定子；和泵壳，其具有吸入液体的吸入口和排出液体的排水口，

在所述叶轮的圆筒部的外周面、和与之对峙的所述分离板的圆筒面的至少一方上，设置有利用所述叶轮的旋转产生动压的反作用体，

在所述分离板上形成有环状槽部，在该环状槽部内收容有所述叶轮的圆筒部的下侧部分，在所述叶轮的圆筒部的下侧部分的外周面和所述分离板的所述环状槽部的圆筒面的双方上设置有所述反作用体。

2.如权利要求1所述的泵，其中，

所述反作用体包括多个槽。

3.如权利要求2所述的泵，其中，

所述多个槽形成为规定的相同形状，并且相互按规定的相同间隔配置。

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