JP2000097187A - 磁気結合渦流ポンプ - Google Patents

磁気結合渦流ポンプ

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JP2000097187A
JP2000097187A JP10266194A JP26619498A JP2000097187A JP 2000097187 A JP2000097187 A JP 2000097187A JP 10266194 A JP10266194 A JP 10266194A JP 26619498 A JP26619498 A JP 26619498A JP 2000097187 A JP2000097187 A JP 2000097187A
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JP
Japan
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motor
magnet
motor rotor
rotor
magnetically coupled
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JP10266194A
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English (en)
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Yutaka Takahashi
豊 高橋
Hiroshi Uno
浩 宇野
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小形化及び耐久性の向上。 【解決手段】 被駆動マグネットと16一体で回転する
インペラ14を内設したポンプ室12と動力源側とを仕
切板20で機密に仕切ると共に仕切板20を挟み対向す
る動力源側に駆動マグネット27を装着したモータロー
タ28を配設している。また、ロータの回転軸は鉄心中
央部に設けた軸受け部に対し、移動可能とするととも
に、結合マグネットの吸引力によって発生するロータの
スラスト力は仕切板で受けるように構成している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体搬送ポンプに
関し、更に詳しくは回転軸シールのないマグネット結合
方式の磁気結合渦流ポンプに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来この種のマグネット結合方式の液体
搬送ポンプとしては特開平6−74184号公報に記載
されている遠心ポンプがある。この遠心ポンプ1は図8
に示すようにポンプ室2内に回転可能に配置されたイン
ペラ3と、インペラ3に固定されている被駆動マグネッ
ト4と、ポンプ室2を密封する仕切部分5と、仕切部分
5を挟んで被駆動マグネット4と対向するように配置さ
れたモータ6とよりなり、モータ6のロータ7に直接駆
動マグネット8を固定した構成である。
【0003】そして上記モータ6の回転動力が駆動マグ
ネット8と磁気結合される被駆動マグネット4に伝達さ
れる。被駆動マグネット4に伝達された回転動力により
インペラ3が回転し、ポンプ室2の流入口9より軸方向
に流入した液体はポンプ室2の接線方向に設けられた吐
出口10から流れ出る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の遠心ポンプでは、液体はインペラ中央に供給させるた
め、ポンプ室には軸方向の流入路部が必要となり、ま
た、モータはインナーロータでロータへの界磁電流を供
給するための整流子が必要となる等の理由により、ポン
プ全体の回転軸方向の長さを小さくする目的に対し妨げ
となる構成であった。
【0005】また、モータはインナーロータ方式であ
り、ブラシを必要とし、これが耐久的に限度があるの
で、用途面で制約されることがあった。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のマグネット結合方式の磁気結合渦流ポンプ
は、モータをアウターロータ方式とし、モータロータに
駆動マグネットを装着し、モータロータの回転軸は鉄心
中央部に設けた軸受部に対し、移動可能とするととも
に、結合マグネットの吸引力によって発生するモータロ
ータのスラスト力は仕切板で受け止めるようにし、ま
た、ポンプの羽根は被駆動マグネットの外周に設けた構
成にすることにより小形化を実現するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明は被駆動マグネットと一体
で回転するインペラを内設したポンプ室と前記インペラ
に動力を伝える動力源側とを仕切板で気密に仕切り、前
記仕切板を挟み前記ポンプ室と対向する動力源側に駆動
マグネットを装着したモータロータを配設し、前記モー
タロータのモータ軸はモータステータの中央部に設けた
モータ軸受に対し、移動可能とするとともに、前記駆動
マグネットと被駆動マグネット間の吸引力によって発生
する前記モータロータのスラスト力は前記仕切板で受け
る構成としたものである。そして固定された鉄心に与え
られた回転磁界により、外側のモータロータに装着され
た駆動マグネットと結合してインペラが回転し、羽根部
での液体の粘性摩擦によって液体が圧送される。
【0008】また、モータロータは、キャップ形状の回
転体の外周円筒内面にモータステータの鉄心に対向して
取り付けたモータ磁石と、中央に設けたモータ軸とを有
し、前記モータ軸がモータステータの中央部に設けた前
記モータ軸受から、着脱できる構成としたものである。
そして、固定される鉄心の位置の変位に対しても駆動マ
グネットと被駆動マグネット間の距離を一定に保持する
ことができる。
【0009】また、モータロータのモータ磁石の幅は、
モータステータの鉄心の厚み幅より大きくしたものであ
る。そして、モータロータが軸方向に変位してもモータ
の回転力が保持できる。
【0010】また、モータロータのモータ軸はネジ部を
有したものである。そして、駆動マグネットはモータ軸
によりネジ止め固定される。
【0011】また、モータロータに装着された駆動マグ
ネットは仕切板に当接するスラスト軸受を有したもので
ある。そして、前記駆動マグネットは前記スラスト軸受
によりモータロータに固定される。
【0012】また、モータロータは駆動マグネット及び
モータ磁石とを磁性樹脂材による一体構成としたもので
ある。そして、モータロータは、被駆動マグネット及
び、鉄心に対向した部分が着磁され動力発生、伝達作用
をおこなう。
【0013】また、インペラは外周に羽根を設け、その
内側に被駆動マグネットを設けたものである。そして、
被駆動マグネットはインペラの厚み以下になり、ポンプ
部の薄型化を可能にしている。
【0014】また、インペラは被駆動マグネット及び羽
根とを磁性樹脂材による一体構成としたものである。そ
して、駆動マグネットに対向する部分を着磁したもの
で、磁気結合に作用する磁界は羽根部に作用することな
く、羽根部での液体の粘性摩擦によって液体が圧送され
る。
【0015】
【実施例】(実施例1)以下、本発明の実施例について
図面を用いて説明する。
【0016】図1は本発明の実施例1の全体構成を示す
マグネット結合渦流ポンプの側面の断面図、図2は同軸
直角面の断面図である。
【0017】図1〜図2において、11はポンプ室12
を形成するポンプケーシングであり、このポンプケーシ
ング11にはポンプ軸13が装着されている。14はイ
ンペラで中央にポンプ軸受15がインサートされ、ポン
プ軸受15の外周に被駆動マグネット16、最外周には
羽根17がリング状に形成されている。インペラ14は
被駆動マグネット16と羽根17とが磁性樹脂材で一体
成形され、液体圧送と動力伝達の2機能を有した成形体
である。ポンプケーシング11にはポンプ室12に連通
する流入路18、流出路19が形成されている。20は
ポンプ室12と動力源側とを気密に仕切る仕切板で、モ
ータ21のスラスト軸受22とインペラ14のポンプ軸
受15とを当接しスラスト受板として作用している。
【0018】またモータ21は中央にモータ軸受23、
その外周に励磁コイル24が巻かれた鉄心25とでなる
モータステータ26と駆動マグネット27を装着したモ
ータロータ28、及び回転磁界発生用の電力を供給する
ドライバー回路29との3要素で構成されるブラシレス
モータである。駆動マグネット27のポンプ室側にスラ
スト軸22が固着されている。モータロータ28はキャ
ップ形状で縁管内面には鉄心25と対向してモータ磁石
30が、中央にはモータ軸31が取り付けられている。
モータ軸31はモータ軸受23に対しポンプ室12方向
に自由に移動でき、さらに、モータ軸受23から抜き取
ることができる。32はモータ軸受け23を固定する支
持板、33はポンプ台である。
【0019】次に動作、作用について説明すると、駆動
源であるモータ21はドライバー回路29から励磁電流
が励磁コイル24に供給されると鉄心25に回転磁界が
発生し、この磁界がモータ磁石30に作用しモータロー
タ28と同時に駆動マグネット27が回転する。駆動マ
グネット27が回転すると、回転動力は被駆動マグネッ
ト部16との磁気結合力によりインペラ14に伝達さ
れ、インペラ14は回転する。インペラ14が回転する
と、羽根17が流入口18の液体を液体の粘性力と回転
の遠心力とにより流出口へと圧送する。モータロータ2
8の回転によるラジアル方向のトルクはモータ軸受け2
3で受け、磁気結合力により発生するスラスト方向のト
ルクは仕切板20で受けている。
【0020】モータロータ28は長期間の使用によって
スラスト軸受け22が摩耗し、ポンプ側に移動しても、
モータ軸31がスラスト方向へ自由に移動できるため、
軸部の摩擦力の増加が少なくポンプ性能を長期間維持す
ることができる。
【0021】図3は本発明の実施例1におけるモータロ
ータ28の断面図である。図において、Wはモータ磁石
30の幅、Hは鉄心25の厚み幅である。この構成にお
いて、ドライバー回路29から励磁電流が励磁コイル2
4に供給され、鉄心25に回転磁界が発生する。発生し
た磁界がモータ磁石30に作用し駆動マグネット27を
装着したモータロータ28が回転する。モータロータ2
8が磁気結合力によるスラスト軸受け22摩耗によって
スラスト方向へ移動したり、加工組み立て時の誤差等に
より、モータ磁石30と鉄心25のセンターがずれても
回転磁界がモータ磁石30に作用し発生する回転力を保
持することができる。
【0022】(実施例2)図4は本発明の実施例2にお
けるモータロータ28の断面図である。
【0023】図において、34はモータ軸31の回転軸
42と反対側に形成されたオネジ、35は駆動マグネッ
ト27の中央に設けられたメネジである。駆動マグネッ
ト27はオネジ34とメネジ35とによりモータロータ
28に固定される。前記オネジ34とメネジ35はモー
タロータ28の回転方向とは逆向きのネジにすることに
より、モータロータ28の回転による緩みは防止され
る。
【0024】(実施例3)図5は本発明の実施例3にお
けるモータロータ28の断面図である。
【0025】図において、36はスラスト軸受け22の
仕切板20に突起側と反対側に設けられたメネジであ
る。駆動マグネット27はオネジ34とメネジ35とに
よりモータロータ28に固定される。スラスト軸受け2
2をネジ止めナットとして機能させるとともに、スラス
ト軸受け22の駆動マグネットへの固定もできる。
【0026】(実施例4)図6は本発明の実施例4にお
けるモータロータ28の断面図である。
【0027】図において、37は磁性樹脂材成形時に形
成された止めボス、38は前記止めボス37の受け孔で
ある。駆動マグネット27は止めボス37を受け孔38
に挿入した後、止めボス37を加熱プレスしてモータロ
ータに固定している。
【0028】(実施例5)図7は本発明の実施例5を示
すモータロータ37の断面図である。
【0029】図においてモータロータ37は磁性樹脂材
により円筒部38と平板面部39とを一体成形品で構成
されている。円筒部38の内面は鉄心25に対向して着
磁されたモータ磁石40部となり、平板面部39は被駆
動マグネット16に対向し平面状に着磁された駆動マグ
ネット41部となっている。
【0030】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
磁気結合渦流ポンプによれば次の効果を奏する。
【0031】磁気結合の吸引力を受けるスラスト軸受け
が摩耗しても、モータロータ軸がモータ鉄心の固定軸受
けに対しスラスト方向に移動できるため、スラスト軸受
けに許容される摩耗量が大きくなり、長時間の運転が可
能になる。
【0032】また、駆動モータはアウターロータ方式で
ブラシレスであるため、ブラシの摩耗劣化問題がなくな
る等でポンプの耐久性が向上し、暖房機器等長期間、長
年月使用商品への適用を可能にしている。
【0033】また、スラスト軸受けの摩耗が限界に達し
た場合には、モータロータを鉄心軸受けから外し、交換
することにより、より長期間の商品使用条件に対応する
ことができる。
【0034】また、モータロータ軸のスラスト方向へ任
意に移動でき、また、モータ磁石の幅は鉄心厚み幅より
大きくすることにより、部品寸法のバラツキや加工組み
立て時の誤差等によって、モータ磁石と鉄心のセンター
がずが生じても、回転磁界がモータ磁石に作用して発生
する回転力が保持でき、ポンプ性能のバラツキがなくな
る。
【0035】また、ポンプのインペラが被駆動マグネッ
ト厚みと同等、またはそれ以下の厚みにすることができ
るため、また、モータロータを磁性樹脂による、駆動マ
グネットとの一体成形構成にすることによりポンプ全体
が薄型軽量となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1における磁気結合渦流ポンプ
の断面図
【図2】同ポンプを軸方向から見た断面図
【図3】同ポンプのモータロータとステータの分解断面
【図4】本発明の実施例2のモータロータ軸部の断面図
【図5】本発明の実施例3のモータロータ軸部の断面図
【図6】本発明の実施例4のモータロータの断面図
【図7】本発明の実施例5のモータ部の断面図
【図8】従来のマグネット結合を利用したポンプの断面
【符号の説明】
11 ポンプケーシング 12 ポンプ室 14 インペラ 16 被駆動マグネット 17 羽根 20 仕切板 21 モータ 22 スラスト軸受け 23 モータ軸受 25 鉄心 26 モータステータ 27 駆動マグネット 28 モータロータ 30 モータ磁石 31 モータ軸

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被駆動マグネットと一体で回転するインペ
    ラを内設したポンプ室と前記インペラに動力を伝える動
    力源側とを仕切板で気密に仕切り、前記仕切板を挟み前
    記ポンプ室と対向する動力源側に駆動マグネットを装着
    したモータロータを配設し、前記モータロータのモータ
    軸はモータステータの中央部に設けたモータ軸受に対
    し、移動可能とするとともに、前記駆動マグネットと被
    駆動マグネット間の吸引力によって発生する前記モータ
    ロータのスラスト力は前記仕切板で受ける構成とした磁
    気結合渦流ポンプ。
  2. 【請求項2】モータロータは、キャップ形状の回転体の
    外周円筒内面にモータステータの鉄心に対向して取り付
    けたモータ磁石と、中央に設けたモータ軸とを有し、前
    記モータ軸はモータステータの中央部に設けた前記モー
    タ軸受から、着脱できる請求項1記載の磁気結合渦流ポ
    ンプ。
  3. 【請求項3】モータ磁石の幅は前記モータ磁石に対向す
    るモータステータの鉄心の厚み幅より大きくした請求項
    2記載の磁気結合渦流ポンプ。
  4. 【請求項4】駆動マグネットはモータロータのモータ軸
    によりネジ止め固定された請求項1記載の磁気結合渦流
    ポンプ。
  5. 【請求項5】モータロータのモータ軸はスラスト軸受に
    よって駆動マグネットを締結する請求項1記載の磁気結
    合渦流ポンプ。
  6. 【請求項6】モータロータは駆動マグネット及びモータ
    磁石とを磁性樹脂材による一体構成とした請求項1記載
    の磁気結合渦流ポンプ。
  7. 【請求項7】インペラは外周に羽根を設け、その内側に
    被駆動マグネットを設けた請求項1記載の磁気結合渦流
    ポンプ。
  8. 【請求項8】インペラは被駆動マグネット及び羽根とを
    磁性樹脂材による一体構成とした請求項7記載の磁気結
    合渦流ポンプ。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006274915A (ja) * 2005-03-29 2006-10-12 Nidec Sankyo Corp 磁気結合ポンプ装置
JP2007009721A (ja) * 2005-06-28 2007-01-18 Masao Ito 水循環式水力発電装置
WO2023149004A1 (ja) * 2022-02-07 2023-08-10 株式会社荏原製作所 モータポンプおよびモータポンプ組立体

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