CN1987109A

CN1987109A - 泵

Info

Publication number: CN1987109A
Application number: CNA2006101642222A
Authority: CN
Inventors: 福田哲也
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2005-12-19
Filing date: 2006-12-05
Publication date: 2007-06-27
Also published as: TW200730719A; CN200978811Y; JP2007170199A; TWI314181B

Abstract

本发明提供一种泵，将轴承与轴之间的磨损抑制在最小限同时实现高速旋转化。该泵具备：在圆筒部(1A)的外周具有多个叶片(2)并且在圆筒部(1A)的内周具有转子磁铁(3)的叶轮(1)；设在转子磁铁(3)的内周侧且驱动叶轮(1)使其旋转的电动机定子(4)；气密地分隔叶轮(1)和电动机定子(4)的分离板(6)；和具有吸排液体的吸入口(9)和排水口(10)的泵壳(5)，并且，在叶轮(1)的轴承(8)的外周面(8a)和与其相对的分离板(6)的圆筒面(6a)及泵壳(5)的圆筒面(5a)的至少一个上，设有通过叶轮(1)的旋转而产生动压的动压产生槽(12)。

Description

泵

技术领域

本发明涉及由电动机驱动而吸入例如制冷剂或甲醇或者水等液体并排出的小型泵。

背景技术

近年来，例如使CPU等电子元件的制冷剂循环而进行冷却的制冷剂式冷却系统和小型设备用燃料电池正逐渐受到关注。这种制冷剂式冷却系统所使用的制冷剂循环用泵和燃料电池所使用的甲醇输送用泵，由于需要搭载的空间受到很多制约，所以对小型薄型化的要求、进而对高性能化的要求越来越高。

图4是表示现有的这种泵的一例(例如，参照专利文献1)的剖视图，图5是其泵壳的仰视图。

在图4及图5所示的泵中，101是叶轮，外周上侧形成有多个叶片102，内周设有转子磁铁103。104是设在转子磁铁103的内周侧的电动机定子，105是具有泵室的泵壳，该泵室收容叶轮101的同时使叶轮101施加给流体的运动能量压力恢复并引导至排出口，106是构成泵壳105的一部分并气密地分隔电动机定子104和叶轮101的分离板，转子磁铁103和电动机定子104夹着该分离板106的隔壁106A而相互面对。111是密封泵壳105的主体部分和分离板106的接缝的衬垫。再有，在泵壳105上设有流体的吸入口109和排出口110。

另外，在泵的中心部配置有作为叶轮101的旋转中心的轴107。该轴107固定在分离板106上，叶轮101在该轴107的周围由圆筒形的轴承108支承且可旋转。再有，轴承108固定在叶轮101的中心部。

在该结构的泵中，当从外部电源供电时，由泵中设置的电路控制的电流流过电动机定子104的线圈而产生旋转磁场。若该旋转磁场作用于转子磁铁103，则转子磁铁103中产生物理力，与该转子磁铁103处于一体的叶轮101开始旋转。

而且，在叶轮101的外周上侧设置的叶片102因叶轮101的旋转而对从吸入口109流入的流体施加运动能量，泵壳105内的流体的压力因该运动能量而逐渐升高，使流体从排出口110排出。

在这种现有的小型泵中，叶片102和转子磁铁103形成为一体，二者之间插入电动机定子104，由此尽量缩短泵整体的旋转轴方向的长度实现小型化、薄型化。

专利文献1：日本特开2004-190562号公报

可是，在设备小型化的同时CPU等电子部件的发热量也再增加，随之逐渐追求用于提高冷却性能的泵的进一步高性能化和长寿命化。

但是，若为了满足这些要求而使叶轮101高速旋转，则与叶轮101一体化的轴承108在轴107的外周滑动时的磨损加快，其结果，产生了泵的寿命缩短的问题。

发明内容

本发明鉴于上述情况，目的在于将轴承与轴之间的磨损抑制在最小限同时实现高速旋转化，由此提供实现高性能化及长寿命化的泵。

本发明为了实现上述目的，提供一种泵，其特征在于，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铁；电动机定子，其设在所述转子磁铁的内周侧，且驱动所述叶轮使其旋转；分离板，其气密地分隔所述叶轮和所述电动机定子；和泵壳，其具有吸排液体的吸入口和排水口，并且，在所述叶轮的中心圆筒部的外周面和与其相对的所述分离板的圆筒面的至少一个上，设有通过所述叶轮的旋转而产生动压的阻力体。

根据该结构，通过在叶轮的中心圆筒部的外周面和与其相对的分离板的圆筒面之间产生动压，能够达到使叶轮与轴非接触地高速旋转的作用。

(发明的效果)

本发明起到如下效果，即，可提供能够使叶轮不磨损轴承而高速旋转的高性能且长寿命的泵。

附图说明

图1是本实施例的泵的侧剖视图；

图2是该泵的仰视图；

图3是该泵的叶轮的立体图；

图4是现有泵的侧剖视图；

图5是现有泵的仰视图。

图中：1-叶轮；2-叶片；3-转子磁铁；4-电动机定子；5-泵壳；5a-泵壳的圆筒面；6-分离板；6a-分离板的圆筒面；7-轴；8-轴承(叶轮的中心圆筒部)；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，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铁；电动机定子，其设在所述转子磁铁的内周侧，且驱动所述叶轮使其旋转；分离板，其气密地分隔所述叶轮和所述电动机定子；和泵壳，其具有吸排液体的吸入口和排水口，并且，在所述叶轮的中心圆筒部的外周面和与其相对的所述分离板的圆筒面的至少一个上，设有通过所述叶轮的旋转而产生动压的阻力体(动压产生部)。在此，所述叶轮的中心圆筒部相当于支承在泵壳或分离板上固定的轴并使其可旋转的轴承。

根据该结构，可根据叶轮的旋转在分离板和叶轮之间产生动压，由此，能够使叶轮与轴非接触地高速旋转。因此，可提供能够使叶轮不磨损轴承而高速旋转的高性能且长寿命的泵。再有，轴起到抑制叶轮旋转起动时的偏心的作用。

在此，所述阻力体可由多个槽构成。

该情况下，由于可容易地进行阻力体形成时的加工，所以可降低泵的成本。

另外，所述槽可相互形成为规定的相同形状且以规定的相同间隔配置。

该情况下，由于可在叶轮旋转时均匀地产生动压，所以可稳定叶轮的旋转并防止泵的振动或噪音。

另外，在本发明中，可在叶轮的中心圆筒部的外周面和与其相对的泵壳的圆筒面的至少一个上设置所述阻力体。或者，可在叶轮的中心圆筒部的外周面和与其相对的分离板的圆筒面及泵壳的圆筒面的至少一个上设置所述阻力体。

以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。

图1是本实施例的泵的构造，图2是该泵的仰视图，图3是该泵的叶轮的立体图。

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，并且在圆筒部1A的内周部具有转子磁铁3。另外，在上面壁1B的中心部具有例如由碳构成的中心圆筒部即轴承8。该轴承8呈圆筒形，其内径设定为与后述的轴7的外周之间确保微小(例如，0.05mm～1.0mm左右)间隙的尺寸。

在此，叶轮1可由不同于叶片2和转子磁铁3的材料形成，与它们嵌合而构成为一体，也可通过与叶片2和转子磁铁3相同的磁性树脂材料构成为一体。

另外，轴承8可由不同于叶片2或转子磁铁3的润滑性良好的材料形成后，与它们嵌合而一体化，也可通过与叶片2或转子磁铁3相同的材料形成而一体化。

另外，图1中，4是设在转子磁铁3的内周侧的电动机定子，5是具有泵室的泵壳，该泵室收容叶轮1的同时使叶轮1施加给流体的运动能量压力恢复并引导至排出口10，6是气密地分隔电动机定子4和叶轮1之间的分离板，转子磁铁3和电动机定子4夹着该分离板6的隔壁6A而相互面对。

另外，11是密封泵壳5的主体部分和分离板6的接缝并形成与外部大气之间的密封构造的衬垫。作为该衬垫可采用O型环，但也可采用焊接泵壳5的主体部分和分离板6的密封构造。再有，在泵壳105上设有从叶轮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上形成有环状槽部6B，在该环状槽部6B内收容有具有转子磁铁3的叶轮1的圆筒部1A的下侧部分。另外，在该分离板6的中心部形成有收容配置所述轴承8的下端部的圆筒凹部6C。

而且，在与该圆筒凹部6C的内侧的内筒面6a相对的所述叶轮1的轴承下端部的外周面8a上，形成有通过叶轮1的旋转而产生动压的作为阻力体(动压产生部)的动压产生槽12。另外，在泵壳5的中心部形成有收容配置所述轴承8的上端部的圆筒凹部5A，在与该圆筒凹部5A的内侧的圆筒面5a相对的所述叶轮1的轴承上端部的外周面8a上，也形成有同样的动压产生槽12。

动压产生槽12的形状采用图3所示的俯视观察大致V字形状的人字排列或螺旋形的槽图案，但即使形成波浪形状、或格子形状、或圆、三角、四角、椭圆、多边形等浮雕形状，也能够产生动压获得同样的效果。另外，动压产生槽12的间距、宽度及深度优选0.02～10mm。在本实施方式中，动压产生槽12形成为俯视观察大致V字形状的槽，以相同形状且相同间距沿所述轴承8的外周面8a在其圆周方向上形成多个。

所述阻力体除槽形状的动压产生槽12之外，也可为构成翼的突起。例如，在轴承8的外周面8a沿其圆周方向设置多个构成翼的突起。该情况下，所述突起可由不同于轴承8的材料形成，与其外周面8a嵌合而与该轴承8一体化，或者也可与其粘接。另外，该突起为了避免降低磁力，可通过与转子磁铁3相同的材料与轴承8的外周面8a嵌合而与该轴承8一体化，或者也可与其粘接。进而，该突起可通过与叶片2和转子磁铁3相同的磁性材料与所述轴承8一体化。

再有，在图1及图3中，在轴承8的外周面8a上形成了动压产生槽12(也可为突起)，但也可在该外周面8a上不形成任何结构，而是在与该外周面8a相对的泵壳5的圆筒面5a和分离板6的圆筒面6a上形成动压产生槽12(或突起)。或者，也可在轴承8的外周面8a和与其相对的泵壳5的圆筒面5a及/或分离板6的圆筒面6a双方上均形成动压产生槽12(或突起)。

另外，7是固定在泵壳5上的轴，插入到设在叶轮1的中心部的轴承8的中心孔8A中，形成了叶轮1的轴承8在该轴7的外周滑动的结构。该轴7可作为独立构件通过压入或嵌入成形而固定在泵壳5或分离板6上，另外，也可通过与泵壳5或分离板6相同的材料一体成形而形成。另外，轴7也可在叶轮1、泵壳5、分离板6的各自之间能够旋转自如地滑动。

再有，叶轮1、泵壳5、分离板6主要由PPS(聚苯硫醚)等耐药品性、尤其是耐甲醇性优异的树脂构成。

然后，对所述泵的作用进行说明，即，当从外部电源供电时，由泵中设置的电路控制的电流流过电动机定子4的线圈而产生旋转磁场。若该旋转磁场作用于转子磁铁3，则转子磁铁3中产生物理力。由于该转子磁铁3与叶轮1处于一体，所以转矩作用于叶轮1，因该转矩而叶轮1开始旋转。在叶轮1的外周上侧设置的叶片2因叶轮1的旋转而对从吸入口9流入的流体施加运动能量，泵壳5内的流体的压力因该运动能量而逐渐升高，使流体从排出口10排出。

此时，由于在叶轮1的轴承8的外周面8a上设置的动压产生槽12和与其相对的分离板6的内筒面6a及泵壳5的圆筒面5a之间产生动压，所以设有一定间隙的轴承8和轴7呈非接触旋转。其结果，不会磨损轴承8，能够使叶轮1高速旋转，从而能够提供高性能且长寿命、小型的泵。

(工业上的可利用性)

本发明的泵可期待应用于使CPU等电子元件的制冷剂循环而进行冷却的制冷剂式冷却系统和小型设备用的燃料电池等所使用的各种泵。

Claims

1.一种泵，其特征在于，

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铁；电动机定子，其设在所述转子磁铁的内周侧，且驱动所述叶轮使其旋转；分离板，其气密地分隔所述叶轮和所述电动机定子；和泵壳，其具有吸排液体的吸入口和排水口，

在所述叶轮的中心圆筒部的外周面和与其相对的所述分离板的圆筒面的至少一个上，设有通过所述叶轮的旋转而产生动压的阻力体。

2.根据权利要求1所述的泵，其特征在于，

在所述叶轮的中心圆筒部的外周面和与其相对的所述泵壳的圆筒面的至少一个上，设有通过所述叶轮的旋转而产生动压的阻力体。

3.根据权利要求1或2所述的泵，其特征在于，

所述阻力体由多个槽构成。

4.根据权利要求3所述的泵，其特征在于，

所述多个槽形成为规定的相同形状且相互以规定的相同间隔配置。