JP2002285985A - インライン型ポンプ - Google Patents
インライン型ポンプInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/18—Rotors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D13/00—Pumping installations or systems
- F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
- F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
- F04D13/0653—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven the motor being flooded
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D3/00—Axial-flow pumps
- F04D3/02—Axial-flow pumps of screw type
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ポンプの出力および効率を向上させる。
【解決手段】 筒状のステータ３の内側に軸流羽根を有
するロータ４を設けたインライン型ポンプにおいて、軸
流羽根により排出口２１に向けて送られる流体の回転運
動エネルギーを圧力室７により静圧エネルギーに変換し
た後に排出口２１から排出するようにした。これによ
り、構造の小型化を満足させた上で流体の供給効率を高
めることができ、ポンプの出力および効率を向上させる
ことができる。
するロータ４を設けたインライン型ポンプにおいて、軸
流羽根により排出口２１に向けて送られる流体の回転運
動エネルギーを圧力室７により静圧エネルギーに変換し
た後に排出口２１から排出するようにした。これによ
り、構造の小型化を満足させた上で流体の供給効率を高
めることができ、ポンプの出力および効率を向上させる
ことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ステータとロータ
とを主要な構成とするモータの内部に流路を形成してな
るインライン型ポンプに関する。
とを主要な構成とするモータの内部に流路を形成してな
るインライン型ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のインライン型ポンプとしては、
例えば特開平１０−２４６１９３号公報、或いは特開平
１−２３００８８号公報に記載されているように、ステ
ータの内側に設けられたロータは、外周に突部と凹部と
を形成することにより軸流羽根の機能を備え、このロー
タを回転させることにより、ロータの一端側の吸入口か
ら吸入される流体をロータの他端側の排出口から排出す
る構造となっている。
例えば特開平１０−２４６１９３号公報、或いは特開平
１−２３００８８号公報に記載されているように、ステ
ータの内側に設けられたロータは、外周に突部と凹部と
を形成することにより軸流羽根の機能を備え、このロー
タを回転させることにより、ロータの一端側の吸入口か
ら吸入される流体をロータの他端側の排出口から排出す
る構造となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなインライ
ン型ポンプは、軸流羽根により流体に回転運動エネルギ
ーを付与され、その運動エネルギーが静圧エネルギーに
変換されない状態のまま内周の壁や排出口での摩擦損失
や乱流による渦損失となって失われた後に送られるた
め、ポンプとしての効率が悪い。
ン型ポンプは、軸流羽根により流体に回転運動エネルギ
ーを付与され、その運動エネルギーが静圧エネルギーに
変換されない状態のまま内周の壁や排出口での摩擦損失
や乱流による渦損失となって失われた後に送られるた
め、ポンプとしての効率が悪い。
【０００４】また、流体が常にロータの軸方向の一方に
のみ流れるため、ロータには流体の反作用圧力がスラス
ト荷重として作用し、軸受の寿命が短くなる問題があ
る。
のみ流れるため、ロータには流体の反作用圧力がスラス
ト荷重として作用し、軸受の寿命が短くなる問題があ
る。
【０００５】本発明の目的は、構造の小型化を満足させ
た上で流体の供給効率を高め得るインライン型ポンプを
提供することである。
た上で流体の供給効率を高め得るインライン型ポンプを
提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
筒状のステータの内側に、吸入口から吸入される流体を
排出口に向けて軸方向に送り出す軸流羽根を有するロー
タを回転自在に設けたインライン型ポンプにおいて、前
記ロータの前記軸流羽根により前記排出口に向けて送ら
れる前記流体の回転運動エネルギーを静圧エネルギーに
変換する圧力室を備える。
筒状のステータの内側に、吸入口から吸入される流体を
排出口に向けて軸方向に送り出す軸流羽根を有するロー
タを回転自在に設けたインライン型ポンプにおいて、前
記ロータの前記軸流羽根により前記排出口に向けて送ら
れる前記流体の回転運動エネルギーを静圧エネルギーに
変換する圧力室を備える。
【０００７】したがって、ロータを回転させると、吸入
口から吸入された流体は軸流羽根により圧力室に送られ
てこの圧力室で回転運動エネルギーが静圧エネルギーに
変換されて排出口から排出される。
口から吸入された流体は軸流羽根により圧力室に送られ
てこの圧力室で回転運動エネルギーが静圧エネルギーに
変換されて排出口から排出される。
【０００８】ここで、前記ロータは、一例として、外径
に複数個の突極を備え、外周に軸方向に連通した凹部が
形成されることで前記軸流羽根を構成する（請求項
２）。また、前記圧力室は、一例として、前記ロータの
回転軸と直交する方向側に少なくとも前記排出口の内径
よりも大きな内径を有する空間である（請求項３）。こ
の場合、前記排出口は、前記空間の内径から外部に連絡
していても良い（請求項４）。
に複数個の突極を備え、外周に軸方向に連通した凹部が
形成されることで前記軸流羽根を構成する（請求項
２）。また、前記圧力室は、一例として、前記ロータの
回転軸と直交する方向側に少なくとも前記排出口の内径
よりも大きな内径を有する空間である（請求項３）。こ
の場合、前記排出口は、前記空間の内径から外部に連絡
していても良い（請求項４）。
【０００９】請求項５記載の発明は、請求項１、２、３
又は４記載のインライン型ポンプにおいて、前記ロータ
の一部は前記圧力室にまで突出して配置されている。
又は４記載のインライン型ポンプにおいて、前記ロータ
の一部は前記圧力室にまで突出して配置されている。
【００１０】したがって、ロータから送り出される流体
の進行方向がロータの回転軸と直交する方向に向かい易
くなり、ロータから送り出される流体が圧力室の底部等
に衝突することによる乱流の発生が防止される。
の進行方向がロータの回転軸と直交する方向に向かい易
くなり、ロータから送り出される流体が圧力室の底部等
に衝突することによる乱流の発生が防止される。
【００１１】請求項６記載の発明は、請求項１、２、
３、４又は５記載のインライン型ポンプにおいて、前記
ロータの前記軸流羽根により前記排出口に向けて送られ
る前記流体の進行方向を前記ロータの回転軸と直交する
方向に変換する整流部を設けた。
３、４又は５記載のインライン型ポンプにおいて、前記
ロータの前記軸流羽根により前記排出口に向けて送られ
る前記流体の進行方向を前記ロータの回転軸と直交する
方向に変換する整流部を設けた。
【００１２】したがって、ロータから送り出される流体
の進行方向がロータの回転軸と直交する方向に向かい易
くなり、ロータから送り出される流体が圧力室の底部等
に衝突することによる乱流の発生が防止される。
の進行方向がロータの回転軸と直交する方向に向かい易
くなり、ロータから送り出される流体が圧力室の底部等
に衝突することによる乱流の発生が防止される。
【００１３】請求項７記載の発明は、請求項１、２、３
又は４記載のインライン型ポンプにおいて、前記圧力室
に配置され、前記ロータと一体に回転することで流体の
回転半径を前記ロータの外周方向に拡大させる遠心羽根
を設けた。
又は４記載のインライン型ポンプにおいて、前記圧力室
に配置され、前記ロータと一体に回転することで流体の
回転半径を前記ロータの外周方向に拡大させる遠心羽根
を設けた。
【００１４】したがって、ロータから送り出される流体
の進行方向がロータの回転軸と直交する方向に向かい易
くなり、ロータから送り出される流体が圧力室の底部等
に衝突することによる乱流の発生が防止される。この場
合、流体に遠心エネルギーを付与するブレードを前記遠
心羽根に設けた場合には（請求項８）、ロータから送り
出される流体の進行方向がロータの回転軸と直交する方
向により一層向かい易くなる。
の進行方向がロータの回転軸と直交する方向に向かい易
くなり、ロータから送り出される流体が圧力室の底部等
に衝突することによる乱流の発生が防止される。この場
合、流体に遠心エネルギーを付与するブレードを前記遠
心羽根に設けた場合には（請求項８）、ロータから送り
出される流体の進行方向がロータの回転軸と直交する方
向により一層向かい易くなる。
【００１５】請求項９記載の発明は、請求項１記載のイ
ンライン型ポンプにおいて、前記圧力室と前記排出口と
の間に配置され前記圧力室とは仕切壁により区画された
第二の圧力室と、前記仕切壁の外周部に配置されて前記
圧力室と前記第二の圧力室との間を接続する案内孔と、
備える。
ンライン型ポンプにおいて、前記圧力室と前記排出口と
の間に配置され前記圧力室とは仕切壁により区画された
第二の圧力室と、前記仕切壁の外周部に配置されて前記
圧力室と前記第二の圧力室との間を接続する案内孔と、
備える。
【００１６】したがって、ロータを回転させると、吸入
口から吸入された流体は軸流羽根により圧力室に送られ
てこの圧力室で回転運動エネルギーが静圧エネルギーに
変換され、さらに案内孔から第二の圧力室を経由して排
出口から排出される。
口から吸入された流体は軸流羽根により圧力室に送られ
てこの圧力室で回転運動エネルギーが静圧エネルギーに
変換され、さらに案内孔から第二の圧力室を経由して排
出口から排出される。
【００１７】請求項１０記載の発明は、請求項９記載の
インライン型ポンプにおいて、前記仕切壁の中心には前
記ロータの回転軸を所定のクリアランスをもって回転自
在に支承する滑り軸受が設けられ、前記仕切壁には前記
第二の圧力室と前記滑り軸受の内周面とを連通するリー
ク流路が形成されている。
インライン型ポンプにおいて、前記仕切壁の中心には前
記ロータの回転軸を所定のクリアランスをもって回転自
在に支承する滑り軸受が設けられ、前記仕切壁には前記
第二の圧力室と前記滑り軸受の内周面とを連通するリー
ク流路が形成されている。
【００１８】したがって、ロータの回転軸と滑り軸受と
の間には第二の圧力室内の流体が均一な圧力分布をもっ
て介在するため、回転軸の潤滑を長期にわたり良好に維
持できる。
の間には第二の圧力室内の流体が均一な圧力分布をもっ
て介在するため、回転軸の潤滑を長期にわたり良好に維
持できる。
【００１９】請求項１１記載の発明は、請求項９又は１
０記載のインライン型ポンプにおいて、前記第二の圧力
室には前記ロータと一体に回転する第二の軸流羽根が設
けられている。
０記載のインライン型ポンプにおいて、前記第二の圧力
室には前記ロータと一体に回転する第二の軸流羽根が設
けられている。
【００２０】したがって、ステータの内側に設けられた
軸流羽根と、第二の圧力室に設けられた第二の軸流羽根
とにより圧力を分散して流体を送ることができる。
軸流羽根と、第二の圧力室に設けられた第二の軸流羽根
とにより圧力を分散して流体を送ることができる。
【００２１】請求項１２記載発明は、請求項９、１０又
は１１記載のインライン型ポンプにおいて、前記ロータ
の軸線を中心とする半径が最小となる前記軸流羽根の凹
部の径は前記滑り軸受を支持するために前記仕切壁に形
成された支持部の径より大きな径に定められている。
は１１記載のインライン型ポンプにおいて、前記ロータ
の軸線を中心とする半径が最小となる前記軸流羽根の凹
部の径は前記滑り軸受を支持するために前記仕切壁に形
成された支持部の径より大きな径に定められている。
【００２２】したがって、軸流羽根により送られた流体
と滑り軸受を支持する支持部との衝突による渦損失を低
減でき、また、キャビティションの発生を防止できる。
と滑り軸受を支持する支持部との衝突による渦損失を低
減でき、また、キャビティションの発生を防止できる。
【００２３】請求項１３記載の発明は、請求項９、１
０、１１又は１２記載のインライン型ポンプにおいて、
前記軸流羽根は円柱体の外周に螺旋溝を形成してなり、
前記螺旋溝の幅と深さとは略等しい値に定められてい
る。
０、１１又は１２記載のインライン型ポンプにおいて、
前記軸流羽根は円柱体の外周に螺旋溝を形成してなり、
前記螺旋溝の幅と深さとは略等しい値に定められてい
る。
【００２４】したがって、螺旋溝の幅と深さと関係を適
正に設定することにより、流路抵抗を小さくし渦の発生
を抑制できる。これにより、流体をさらに効率よく送る
ことができる。
正に設定することにより、流路抵抗を小さくし渦の発生
を抑制できる。これにより、流体をさらに効率よく送る
ことができる。
【００２５】請求項１４記載の発明は、請求項１記載の
インライン型ポンプにおいて、前記圧力室に配置され前
記ロータと一体に回転する遠心羽根と、前記吸入口から
吸入される前記流体を前記ステータの外周部を経由して
前記圧力室に導き前記遠心羽根の前記軸流羽根とは反対
側の面に向けて送り込むように経路が定められた吸入流
路と、前記遠心羽根の回転により前記圧力室内の流体を
前記圧力室の外周部から排出口に導く案内流路と、を備
える。
インライン型ポンプにおいて、前記圧力室に配置され前
記ロータと一体に回転する遠心羽根と、前記吸入口から
吸入される前記流体を前記ステータの外周部を経由して
前記圧力室に導き前記遠心羽根の前記軸流羽根とは反対
側の面に向けて送り込むように経路が定められた吸入流
路と、前記遠心羽根の回転により前記圧力室内の流体を
前記圧力室の外周部から排出口に導く案内流路と、を備
える。
【００２６】したがって、ロータを回転させると、吸入
口から吸入された流体は、軸流羽根により圧力室に送ら
れてこの圧力室で回転運動エネルギーが静圧エネルギー
に変換されるとともに、別系統の吸入流路を経由して圧
力室に導かれる。この二系統の経路を経由して圧力室に
導かれた流体は遠心羽根の回転により案内流路を経由し
て排出口から排出される。これにより、流体を効率よく
送ることができる。この場合、軸流羽根と一体に回転す
る遠心羽根は、軸流羽根により送られる流体の圧力と吸
入流路から吸入される流体の圧力とを受けるが、双方向
の圧力が互いに相殺する方向に作用するため、流体がロ
ータに与えるスラスト荷重を軽減し、その損失を少なく
することができる。
口から吸入された流体は、軸流羽根により圧力室に送ら
れてこの圧力室で回転運動エネルギーが静圧エネルギー
に変換されるとともに、別系統の吸入流路を経由して圧
力室に導かれる。この二系統の経路を経由して圧力室に
導かれた流体は遠心羽根の回転により案内流路を経由し
て排出口から排出される。これにより、流体を効率よく
送ることができる。この場合、軸流羽根と一体に回転す
る遠心羽根は、軸流羽根により送られる流体の圧力と吸
入流路から吸入される流体の圧力とを受けるが、双方向
の圧力が互いに相殺する方向に作用するため、流体がロ
ータに与えるスラスト荷重を軽減し、その損失を少なく
することができる。
【００２７】請求項１５記載の発明は、請求項１４記載
の発明において、前記案内流路における前記圧力室との
接続部は、流す流体のエネルギーが前記ロータの軸線を
中心とする対称位置で略等しくなるように定められてい
る。
の発明において、前記案内流路における前記圧力室との
接続部は、流す流体のエネルギーが前記ロータの軸線を
中心とする対称位置で略等しくなるように定められてい
る。
【００２８】したがって、ロータにかかるラジアル方向
の負荷を軽減することができる。なお、流体エネルギー
とは、流体の流速と圧力との積により表わすことができ
るエネルギーである。
の負荷を軽減することができる。なお、流体エネルギー
とは、流体の流速と圧力との積により表わすことができ
るエネルギーである。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【００３０】（第１の実施の形態）まず、本発明の第１
の実施の形態について説明する。
の実施の形態について説明する。
【００３１】図１から図５に示すように、インライン型
ポンプ１は、モータ２の主要部を構成するステータ３と
このステータ３の内径にロータ４を回転可能にし支持す
るフレーム５、６と圧力室７とから構成されている。
ポンプ１は、モータ２の主要部を構成するステータ３と
このステータ３の内径にロータ４を回転可能にし支持す
るフレーム５、６と圧力室７とから構成されている。
【００３２】ステータ３は、内周に６極の同形状の磁極
８を６０°のピッチで配置するステータコア９、および
このステータコア９の各磁極８にコイル１０等から構成
されている。ステータコア９は、円筒状で、軸方向に複
数の珪素鋼板を積層して形成されている。コイル１０
は、ステータコア９の各磁極８に順に、Ａ相、Ｂ相、Ｃ
相、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相として反時計回り方向に巻装され
ている。そして、各相をＹ結線またはΔ結線にて配線処
理し、外部に３本のリード線を引き出し、その各リード
線に位相が１２０°の異なる３相交流を印加し、その周
波数を変えることによって回転速度を可変できるように
なっている。
８を６０°のピッチで配置するステータコア９、および
このステータコア９の各磁極８にコイル１０等から構成
されている。ステータコア９は、円筒状で、軸方向に複
数の珪素鋼板を積層して形成されている。コイル１０
は、ステータコア９の各磁極８に順に、Ａ相、Ｂ相、Ｃ
相、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相として反時計回り方向に巻装され
ている。そして、各相をＹ結線またはΔ結線にて配線処
理し、外部に３本のリード線を引き出し、その各リード
線に位相が１２０°の異なる３相交流を印加し、その周
波数を変えることによって回転速度を可変できるように
なっている。
【００３３】ステータ３のステータコア９の内周面全体
とコイル１０を含む内部をポリエステル等の絶縁性樹脂
１１でモールドにより防水処理をしている。
とコイル１０を含む内部をポリエステル等の絶縁性樹脂
１１でモールドにより防水処理をしている。
【００３４】図３に示すように、ロータ４は、ロータコ
ア１２、およびこのロータコア１２を保持する回転軸１
３等から構成されている。回転軸１３は、ベアリング１
４，１４を介してフレーム５，６のベアリング支持体１
５，１５に回転可能に支持されている。
ア１２、およびこのロータコア１２を保持する回転軸１
３等から構成されている。回転軸１３は、ベアリング１
４，１４を介してフレーム５，６のベアリング支持体１
５，１５に回転可能に支持されている。
【００３５】ロータコア１２は、円周方向に交互に異極
になるように磁化された４極の突極１６をモールドによ
り円筒状とし、その外周部に、螺旋状の凹部１７を形成
している。ステータ３の内径とこの凹部１７とで軸方向
の流体の流路を形成している。この螺旋状の凹部１７が
軸流羽根の機能を果たすものである。この凹部１７の幅
・深さ・傾斜角・螺旋ピッチ等はポンプの所望する性能
によって選択される。すなわち、性能によっては、螺旋
ピッチは１条からＮ条の間で選択できる。なお、凹部の
形状は、Ｖ溝、Ｕ溝等あらゆる形状に対応できる。
になるように磁化された４極の突極１６をモールドによ
り円筒状とし、その外周部に、螺旋状の凹部１７を形成
している。ステータ３の内径とこの凹部１７とで軸方向
の流体の流路を形成している。この螺旋状の凹部１７が
軸流羽根の機能を果たすものである。この凹部１７の幅
・深さ・傾斜角・螺旋ピッチ等はポンプの所望する性能
によって選択される。すなわち、性能によっては、螺旋
ピッチは１条からＮ条の間で選択できる。なお、凹部の
形状は、Ｖ溝、Ｕ溝等あらゆる形状に対応できる。
【００３６】一方フレーム５には、ロータ４の一端部１
８の間に流体を吸入する吸入口１９を形成するととも
に、他方フレーム６はロータ４の他端部２０の間に圧力
室７を介して流体を吐出する排出口２１を形成する。吸
入口１９はフレーム５とベアリング支持体１５とを架橋
する固定案内羽根２２によって４分割している。圧力室
７は、回転流体の流速を滑らかにし減速する働きを有す
る。この圧力室７は、ロータ４の他端側に配置されてい
る。そして、ベアリング支持体１５，１５はロータ４の
凹部１７の底部直径より内周になるように設けている。
８の間に流体を吸入する吸入口１９を形成するととも
に、他方フレーム６はロータ４の他端部２０の間に圧力
室７を介して流体を吐出する排出口２１を形成する。吸
入口１９はフレーム５とベアリング支持体１５とを架橋
する固定案内羽根２２によって４分割している。圧力室
７は、回転流体の流速を滑らかにし減速する働きを有す
る。この圧力室７は、ロータ４の他端側に配置されてい
る。そして、ベアリング支持体１５，１５はロータ４の
凹部１７の底部直径より内周になるように設けている。
【００３７】次に、このインライン型ポンプの動作原理
について図４および図５を用いて説明する。まず、ステ
ータコア９のＡ相コイルを励磁すると、このＡ相の磁極
８がＳ極となり、図４の（ａ）に示すように、ロータコ
ア１２のＮ極の突極がＡ磁極の位置にきて安定する。次
に、Ｂ相コイルを励磁すると、このＢ相の磁極８がＳ極
となり、図４の（ｂ）に示すように、ロータコア１２は
Ｎ極の突極がＢ相の磁極８の位置にきて安定する。次に
Ｃ相コイルを励磁すると、このＣ相の磁極８がＳ極とな
り、図４の（ｃ）に示すように、ロータコア１２のＮ極
の突極がＣ相の磁極８の位置にきて安定する。
について図４および図５を用いて説明する。まず、ステ
ータコア９のＡ相コイルを励磁すると、このＡ相の磁極
８がＳ極となり、図４の（ａ）に示すように、ロータコ
ア１２のＮ極の突極がＡ磁極の位置にきて安定する。次
に、Ｂ相コイルを励磁すると、このＢ相の磁極８がＳ極
となり、図４の（ｂ）に示すように、ロータコア１２は
Ｎ極の突極がＢ相の磁極８の位置にきて安定する。次に
Ｃ相コイルを励磁すると、このＣ相の磁極８がＳ極とな
り、図４の（ｃ）に示すように、ロータコア１２のＮ極
の突極がＣ相の磁極８の位置にきて安定する。
【００３８】次に、再びＡ相コイルを励磁すると、この
Ａ相の磁極８がＳ極となり、図５の（ａ）に示すよう
に、ロータコア１２はＮ極の突極がＡ相の磁極８の位置
にきて安定する。次に、Ｂ相コイルを励磁すると、この
Ｂ相の磁極８がＳ極となり、図５の（ｂ）に示すよう
に、ロータコア１２はＮ極の突極がＢ相の磁極８の位置
にきて安定する。次に、Ｃ相コイルを励磁すると、この
Ｃ相の磁極８がＳ極となり、図５の（ｃ）に示すよう
に、ロータコア１２はＮ極の突極がＣ相の磁極８の位置
にきて安定する。そして再度Ａ相コイルを励磁すると、
このＡ相の磁極８がＳ極となり、図４の（ａ）の状態に
戻りロータはちょうど１回転することになる。このよう
にして励磁相を順次切り替えていることによりロータコ
ア１２は回転し、その切替速度を可変することでモータ
の速度が変化する。
Ａ相の磁極８がＳ極となり、図５の（ａ）に示すよう
に、ロータコア１２はＮ極の突極がＡ相の磁極８の位置
にきて安定する。次に、Ｂ相コイルを励磁すると、この
Ｂ相の磁極８がＳ極となり、図５の（ｂ）に示すよう
に、ロータコア１２はＮ極の突極がＢ相の磁極８の位置
にきて安定する。次に、Ｃ相コイルを励磁すると、この
Ｃ相の磁極８がＳ極となり、図５の（ｃ）に示すよう
に、ロータコア１２はＮ極の突極がＣ相の磁極８の位置
にきて安定する。そして再度Ａ相コイルを励磁すると、
このＡ相の磁極８がＳ極となり、図４の（ａ）の状態に
戻りロータはちょうど１回転することになる。このよう
にして励磁相を順次切り替えていることによりロータコ
ア１２は回転し、その切替速度を可変することでモータ
の速度が変化する。
【００３９】図１の構成において、ロータ４が回転する
と、このロータ４の外周部の螺旋状の凹部からなる軸流
羽根が回転し、流体が図中矢印で示すように、吸込部か
ら流体が流入し、ステータ３とロータ４の螺旋状の凹部
１７を通り、さらに、圧力室７を通って流体が排出口２
１から流出することになる。
と、このロータ４の外周部の螺旋状の凹部からなる軸流
羽根が回転し、流体が図中矢印で示すように、吸込部か
ら流体が流入し、ステータ３とロータ４の螺旋状の凹部
１７を通り、さらに、圧力室７を通って流体が排出口２
１から流出することになる。
【００４０】このように、ロータ４の外周部に回転軸１
３の軸方向に連通した螺旋状の凹部１７を形成し、軸流
羽根を形成するようにしているので、ロータ４の螺旋状
の凹部１７による軸流羽根で加速される流体は旋回され
る。この運動エネルギーを圧力に変換するための圧力室
７をロータ４の吐出側に設けてある。ロータ４の軸流羽
根から吐出された流体は圧力室７内で旋回し、外周に拡
散される。その吐出流は外周ほど流速が減少し、圧力は
増える。この圧力室７を設けたことによる軸流羽根の負
荷ははほとんど無視できるが、羽根の軸方向に対する傾
斜角を４５〜７０°とした。その結果、いずれの軸流羽
根においても圧力室７の無いものに比べ５０％ほどの吐
出圧および流量の向上が図れた。
３の軸方向に連通した螺旋状の凹部１７を形成し、軸流
羽根を形成するようにしているので、ロータ４の螺旋状
の凹部１７による軸流羽根で加速される流体は旋回され
る。この運動エネルギーを圧力に変換するための圧力室
７をロータ４の吐出側に設けてある。ロータ４の軸流羽
根から吐出された流体は圧力室７内で旋回し、外周に拡
散される。その吐出流は外周ほど流速が減少し、圧力は
増える。この圧力室７を設けたことによる軸流羽根の負
荷ははほとんど無視できるが、羽根の軸方向に対する傾
斜角を４５〜７０°とした。その結果、いずれの軸流羽
根においても圧力室７の無いものに比べ５０％ほどの吐
出圧および流量の向上が図れた。
【００４１】さらに、ステータ３を絶縁性樹脂１１でモ
ールドして防水処理をしているので、このインライン型
ポンプを水中で使用することもできる。これによって冷
却効果を高めることができるので、小形化しても十分な
放熱ができる。
ールドして防水処理をしているので、このインライン型
ポンプを水中で使用することもできる。これによって冷
却効果を高めることができるので、小形化しても十分な
放熱ができる。
【００４２】（第２の実施の形態）次に本発明の第２の
実施の形態について説明する。なお、前述した第１の実
施の形態と同一の部分には同一の符号をつけて、異なる
部分について説明する。
実施の形態について説明する。なお、前述した第１の実
施の形態と同一の部分には同一の符号をつけて、異なる
部分について説明する。
【００４３】図６に示すように、ロータ４の他端部２０
を圧力室７内部まで延長して配置している。そして、ロ
ータ４の螺旋状の凹部１７の底を次第に浅くすること
で、軸流成分を外周方向に向けるようにしている。さら
にロータ４に対向する圧力室７に整流部としての傾斜部
２３を設けることで、軸流羽根からの吐出流が圧力室７
底面との直角方向の衝突による乱流の発生を防止し、外
周方向への圧力を高めることができる。
を圧力室７内部まで延長して配置している。そして、ロ
ータ４の螺旋状の凹部１７の底を次第に浅くすること
で、軸流成分を外周方向に向けるようにしている。さら
にロータ４に対向する圧力室７に整流部としての傾斜部
２３を設けることで、軸流羽根からの吐出流が圧力室７
底面との直角方向の衝突による乱流の発生を防止し、外
周方向への圧力を高めることができる。
【００４４】（第３の実施の形態）次に本発明の第３の
実施の形態について説明する。なお、前述した各実施の
形態と同一の部分には同一の符号をつけて、異なる部分
について説明する。
実施の形態について説明する。なお、前述した各実施の
形態と同一の部分には同一の符号をつけて、異なる部分
について説明する。
【００４５】図７〜８図に示すように、遠心羽根２４
は、回転方向に傾斜したブレード２５を有する。この遠
心羽根２４のブレード２５側とロータ４の他端部２０に
対向して回転軸１３に取付け、圧力室７内に配置してい
る。同一サイズのポンプにあって流体の旋回速度が向上
するため、ポンプ出力の増大および最大吐出圧力の向上
に有効なものとなる。
は、回転方向に傾斜したブレード２５を有する。この遠
心羽根２４のブレード２５側とロータ４の他端部２０に
対向して回転軸１３に取付け、圧力室７内に配置してい
る。同一サイズのポンプにあって流体の旋回速度が向上
するため、ポンプ出力の増大および最大吐出圧力の向上
に有効なものとなる。
【００４６】なお、各実施の形態では４極突極構造のロ
ータを用いたものについて述べたが、必ずしもこれに限
定するものではないのは勿論である。
ータを用いたものについて述べたが、必ずしもこれに限
定するものではないのは勿論である。
【００４７】（第４の実施の形態）本発明の第４の実施
の形態を図９ないし図１１に基いて説明する。図９はイ
ンライン型ポンプＰ１の縦断側面図、図１０は図９にお
ける矢視Ａ−Ａ線部の断面図、図１１はロータの一部を
示す縦断側面図である。
の形態を図９ないし図１１に基いて説明する。図９はイ
ンライン型ポンプＰ１の縦断側面図、図１０は図９にお
ける矢視Ａ−Ａ線部の断面図、図１１はロータの一部を
示す縦断側面図である。
【００４８】図９において、１０１はモータである。モ
ータ１０１は筒状のステータ１０２とロータ１０３とに
より構成されている。ステータ１０２は、環状の鉄心を
積層することにより形成されたステータコア１０４と、
このステータコア１０４に巻回されたコイル１０５と、
このコイル１０５をステータコア１０４の端面とともに
覆う樹脂層１０６とを有する。
ータ１０１は筒状のステータ１０２とロータ１０３とに
より構成されている。ステータ１０２は、環状の鉄心を
積層することにより形成されたステータコア１０４と、
このステータコア１０４に巻回されたコイル１０５と、
このコイル１０５をステータコア１０４の端面とともに
覆う樹脂層１０６とを有する。
【００４９】ロータ１０３は、中心に回転軸１０７を固
定的に備えた軸流羽根１０８と、この軸流羽根１０８の
外周の一部に設けられた磁極１０９とを有する。本実施
の形態における軸流羽根１０８は、円柱体１１０の外周
に螺旋溝１１１を形成してなり、図１１に示すように、
螺旋溝１１１の幅ｗと深さｈとは略等しい値に定められ
ている。
定的に備えた軸流羽根１０８と、この軸流羽根１０８の
外周の一部に設けられた磁極１０９とを有する。本実施
の形態における軸流羽根１０８は、円柱体１１０の外周
に螺旋溝１１１を形成してなり、図１１に示すように、
螺旋溝１１１の幅ｗと深さｈとは略等しい値に定められ
ている。
【００５０】ステータ１０２の一端にはフランジ１１２
が固定されている。このフランジ１１２は、ベアリング
１１３を支持するドーム状の支持部１１４とこの支持部
１１４の周囲を開口する開口部１１５とを有し、この開
口部１１５には複数の整流板１１６が放射状に形成され
ている。
が固定されている。このフランジ１１２は、ベアリング
１１３を支持するドーム状の支持部１１４とこの支持部
１１４の周囲を開口する開口部１１５とを有し、この開
口部１１５には複数の整流板１１６が放射状に形成され
ている。
【００５１】また、フランジ１１２の表面には流体を吸
入する吸入口１１７を有する吸入口体１１８が固定され
ている。ステータ１０２の他端の周縁には、排出口１１
９を有するカップ状の排出口体１２０の周縁が固定的に
接合され、この排出口体１２０の内方には仕切壁１２１
が設けられている。この仕切壁１２１は排出口体１２０
と一体に形成されているが、別部材により形成して排出
口体１２０に固定してもよい。この仕切壁１２１とステ
ータ１０２及びロータ１０３の端部との間には圧力室１
２２が形成され、仕切壁１２１と排出口１１９との間に
は第二の圧力室１２３が形成され、これらの圧力室１２
２，１２３は仕切壁１２１の外周部に形成された複数の
案内孔１２４により接続されている。これらの案内孔１
２４の中心には、図１０に示すように、排出口体１２０
の内周面と仕切壁１２１の外周縁とを結ぶリブ１２５が
設けられている。これらのリブ１２５は、流体の旋回方
向の流れを軸流方向に修正し得るように軸流羽根１０８
の回転軸１０７に対する傾斜角が定められている。
入する吸入口１１７を有する吸入口体１１８が固定され
ている。ステータ１０２の他端の周縁には、排出口１１
９を有するカップ状の排出口体１２０の周縁が固定的に
接合され、この排出口体１２０の内方には仕切壁１２１
が設けられている。この仕切壁１２１は排出口体１２０
と一体に形成されているが、別部材により形成して排出
口体１２０に固定してもよい。この仕切壁１２１とステ
ータ１０２及びロータ１０３の端部との間には圧力室１
２２が形成され、仕切壁１２１と排出口１１９との間に
は第二の圧力室１２３が形成され、これらの圧力室１２
２，１２３は仕切壁１２１の外周部に形成された複数の
案内孔１２４により接続されている。これらの案内孔１
２４の中心には、図１０に示すように、排出口体１２０
の内周面と仕切壁１２１の外周縁とを結ぶリブ１２５が
設けられている。これらのリブ１２５は、流体の旋回方
向の流れを軸流方向に修正し得るように軸流羽根１０８
の回転軸１０７に対する傾斜角が定められている。
【００５２】さらに、図９に示すように、仕切壁１２１
の中央部には滑り軸受１２６の外周を支持する支持部１
２７と、第二の圧力室１２３と滑り軸受１２６の内周面
とを連通するリーク流路１２８とが形成されている。
の中央部には滑り軸受１２６の外周を支持する支持部１
２７と、第二の圧力室１２３と滑り軸受１２６の内周面
とを連通するリーク流路１２８とが形成されている。
【００５３】そして、ロータ１０３の回転軸１０７はベ
アリング１１３と滑り軸受１２６とにより回転自在に支
承されている。さらに、ロータ１０３の軸線（回転中
心）を中心とする半径が最小となる軸流羽根１０８の凹
部（この例では螺旋溝１１１の底部）の径は支持部１２
７の径より大きな径に定められている。
アリング１１３と滑り軸受１２６とにより回転自在に支
承されている。さらに、ロータ１０３の軸線（回転中
心）を中心とする半径が最小となる軸流羽根１０８の凹
部（この例では螺旋溝１１１の底部）の径は支持部１２
７の径より大きな径に定められている。
【００５４】このような構成において、吸入口１１７を
流体供給元に接続し、排出口１１９を流体供給先に接続
し、コイル１０５に電流を流すとモータ１０１が駆動さ
れる。すなわち軸流羽根１０８を有するロータ１０３が
回転する。これにより、流体は吸入口１１７から吸入さ
れ、フランジ１１２の開口部１１５に形成された整流板
１１６により整流され、軸流羽根１０８によって圧力室
１２２に圧送され、さらに案内孔１２４から第二の圧力
室１２３を経由して排出口１１９から排出される。この
場合、軸流羽根１０８の回転により流体は旋回しながら
送られるが、圧力室１２２で回転運動エネルギーが静圧
エネルギーに変換されるため、流体を効率よく排出口１
１９から送り出すことができる。
流体供給元に接続し、排出口１１９を流体供給先に接続
し、コイル１０５に電流を流すとモータ１０１が駆動さ
れる。すなわち軸流羽根１０８を有するロータ１０３が
回転する。これにより、流体は吸入口１１７から吸入さ
れ、フランジ１１２の開口部１１５に形成された整流板
１１６により整流され、軸流羽根１０８によって圧力室
１２２に圧送され、さらに案内孔１２４から第二の圧力
室１２３を経由して排出口１１９から排出される。この
場合、軸流羽根１０８の回転により流体は旋回しながら
送られるが、圧力室１２２で回転運動エネルギーが静圧
エネルギーに変換されるため、流体を効率よく排出口１
１９から送り出すことができる。
【００５５】すなわち、螺旋溝１１１から吐出される流
体の回転速度は、その回転の半径が外周方向になるにつ
れて低速度となり、その運動エネルギーの速度の差分が
圧力に変換されるこことなる。
体の回転速度は、その回転の半径が外周方向になるにつ
れて低速度となり、その運動エネルギーの速度の差分が
圧力に変換されるこことなる。
【００５６】また、本実施の形態では、仕切壁１２１の
中心にはロータ１０３の回転軸１０７を所定のクリアラ
ンスをもって回転自在に支承する滑り軸受１２６が設け
られ、仕切壁１２１には第二の圧力室１２３と滑り軸受
１２６の内周面とを連通するリーク流路１２８が形成さ
れているため、ロータ１０３の回転軸１０７と滑り軸受
１２６との間には第二の圧力室１２３内の流体が均一な
圧力分布をもって介在する。したがって、回転軸１０７
の潤滑を長期にわたり良好に維持できる。
中心にはロータ１０３の回転軸１０７を所定のクリアラ
ンスをもって回転自在に支承する滑り軸受１２６が設け
られ、仕切壁１２１には第二の圧力室１２３と滑り軸受
１２６の内周面とを連通するリーク流路１２８が形成さ
れているため、ロータ１０３の回転軸１０７と滑り軸受
１２６との間には第二の圧力室１２３内の流体が均一な
圧力分布をもって介在する。したがって、回転軸１０７
の潤滑を長期にわたり良好に維持できる。
【００５７】さらに、本実施の形態では、ロータ１０３
の軸線を中心とする半径が最小となる軸流羽根１０８の
凹部（この例では螺旋溝１１１の底部）の径は支持部１
２７の径より大きな径に定められているので、流体を案
内孔１２４が形成されている圧力室１２２の外側に向け
て導き易くすることができ、軸流羽根１０８により送ら
れた流体と滑り軸受１２６を支持する支持部１２７との
衝突による損失を低減できる。
の軸線を中心とする半径が最小となる軸流羽根１０８の
凹部（この例では螺旋溝１１１の底部）の径は支持部１
２７の径より大きな径に定められているので、流体を案
内孔１２４が形成されている圧力室１２２の外側に向け
て導き易くすることができ、軸流羽根１０８により送ら
れた流体と滑り軸受１２６を支持する支持部１２７との
衝突による損失を低減できる。
【００５８】なお、支持部１２７の径より大きくする軸
流羽根の凹部とは上記の例に限定されるものではない。
例えば、特開平１０−２４６１９３号公報に記載されて
いるように、多数のコア片を積層することにより、突極
と凹部とを有する軸流羽根における凹部も含む。また、
傾斜した複数枚の羽根を有するスクリュウ或いはインペ
ラと称する軸流羽根を用いた場合には、回転軸に対する
羽根の付け根を凹部とする。
流羽根の凹部とは上記の例に限定されるものではない。
例えば、特開平１０−２４６１９３号公報に記載されて
いるように、多数のコア片を積層することにより、突極
と凹部とを有する軸流羽根における凹部も含む。また、
傾斜した複数枚の羽根を有するスクリュウ或いはインペ
ラと称する軸流羽根を用いた場合には、回転軸に対する
羽根の付け根を凹部とする。
【００５９】すなわち、支持部１２７の径より軸流羽根
の凹部の径を大きくすることとは、換言すれば、支持部
１２７の半径方向外側に向けて流体を流し易くするよう
に軸流羽根の寸法形状を定めるということである。この
条件を満たしているのが上記の軸流羽根１０８で、この
軸流羽根１０８を用いることにより、送られた流体と滑
り軸受１２６を支持する支持部１２７との衝突による損
失を低減できる。
の凹部の径を大きくすることとは、換言すれば、支持部
１２７の半径方向外側に向けて流体を流し易くするよう
に軸流羽根の寸法形状を定めるということである。この
条件を満たしているのが上記の軸流羽根１０８で、この
軸流羽根１０８を用いることにより、送られた流体と滑
り軸受１２６を支持する支持部１２７との衝突による損
失を低減できる。
【００６０】図１０に示すように、軸流羽根１０８は円
柱体１１０の外周に螺旋溝１１１を形成してなる。この
場合、ｗとｈとは可能な限り大きくすればする程、流路
抵抗が減少し効率は向上する。しかし、ｈを一定にした
とき、ｗ＞ｈとなるようにｗを大きくすればする程、層
流常態がくずれて螺旋溝１１１の回転方向後方部の吸入
側に戻される乱流が発生し、効率が低下する。また、ｗ
＜ｈでは、上記の乱流の発生はないが流路抵抗が増加し
て効率を低下させてしまう。しかし、本実施の形態で
は、螺旋溝１１１の幅ｗと深さｈとは略等しい値に定め
られているので、流体をさらに効率よく送ることができ
る。
柱体１１０の外周に螺旋溝１１１を形成してなる。この
場合、ｗとｈとは可能な限り大きくすればする程、流路
抵抗が減少し効率は向上する。しかし、ｈを一定にした
とき、ｗ＞ｈとなるようにｗを大きくすればする程、層
流常態がくずれて螺旋溝１１１の回転方向後方部の吸入
側に戻される乱流が発生し、効率が低下する。また、ｗ
＜ｈでは、上記の乱流の発生はないが流路抵抗が増加し
て効率を低下させてしまう。しかし、本実施の形態で
は、螺旋溝１１１の幅ｗと深さｈとは略等しい値に定め
られているので、流体をさらに効率よく送ることができ
る。
【００６１】（第５の実施の形態）次に、本発明の第５
の実施の形態を図１２に基いて説明する。第４の実施の
形態と同一部分は同一符号を用い説明も省略する。図１
２はインライン型ポンプＰ２の縦断側面図である。
の実施の形態を図１２に基いて説明する。第４の実施の
形態と同一部分は同一符号を用い説明も省略する。図１
２はインライン型ポンプＰ２の縦断側面図である。
【００６２】本実施の形態におけるインライン型ポンプ
Ｐ２は、ロータ１０３の回転軸１０７が第二の圧力室１
２３まで延出され、その延出部分に第二の軸流羽根１２
９が固定的に設けられている。この第二の軸流羽根１２
９は複数の羽根を有する軸流インペラを用いている。
Ｐ２は、ロータ１０３の回転軸１０７が第二の圧力室１
２３まで延出され、その延出部分に第二の軸流羽根１２
９が固定的に設けられている。この第二の軸流羽根１２
９は複数の羽根を有する軸流インペラを用いている。
【００６３】このような構成において、ステータ１０２
の内側に設けられた軸流羽根１０８と、第二の圧力室１
２３に設けられた第二の軸流羽根１２９とにより圧力を
分散して流体を送ることができる。また、モータ１０１
の動力も分散できる。このようにすることで、ロータ１
０３を小型化したときに、軸流羽根１０８の流体送り性
能の低下分を第二の軸流羽根１２９により補うことがで
きる。これにより、モータ１０１の小型化を図ることを
満足しつつ、流体を効率よく送ることができる。
の内側に設けられた軸流羽根１０８と、第二の圧力室１
２３に設けられた第二の軸流羽根１２９とにより圧力を
分散して流体を送ることができる。また、モータ１０１
の動力も分散できる。このようにすることで、ロータ１
０３を小型化したときに、軸流羽根１０８の流体送り性
能の低下分を第二の軸流羽根１２９により補うことがで
きる。これにより、モータ１０１の小型化を図ることを
満足しつつ、流体を効率よく送ることができる。
【００６４】（第６の実施の形態）次に、本発明の第６
の実施の形態を図１３ないし図１５に基いて説明する。
第４の実施の形態と同一部分は同一符号を用い説明も省
略する。図１３はインライン型ポンプＰ３の縦断側面
図、図１４は図１３に示すインライン型ポンプＰ３を９
０度異なる方向から見た縦断側面図である。
の実施の形態を図１３ないし図１５に基いて説明する。
第４の実施の形態と同一部分は同一符号を用い説明も省
略する。図１３はインライン型ポンプＰ３の縦断側面
図、図１４は図１３に示すインライン型ポンプＰ３を９
０度異なる方向から見た縦断側面図である。
【００６５】本実施の形態におけるモータ１０１はステ
ータ１０２の外周を覆う円筒１３０を備えている。この
モータ１０１の一端（図１３及び図１４において下端）
には接続口体１３１が固定されている。この接続口体１
３１は、ロータ１０３が有する軸流羽根１０８により吸
入される流体の回転運動エネルギーを静圧エネルギーに
変換する圧力室１３２と、この圧力室１３２の外周部に
おいて１１８０度の間隔を隔てた位置から下方に突出す
るパイプ状の二本の案内流路１３３とを有する。これら
の案内流路１３３はロータ１０３の中心の延長線上にお
いて合流され、この合流点の先には排出口１３４が形成
されている。そして、圧力室１３２にはロータ１０３の
回転軸１０７の下端に固定された遠心羽根１３５が設け
られている。遠心羽根１３５を貫通する回転軸１０７の
一端は接続口体１３１の中心に設けた支持部１３６によ
って支持された軸受１３７により回転自在に支承されて
いる。
ータ１０２の外周を覆う円筒１３０を備えている。この
モータ１０１の一端（図１３及び図１４において下端）
には接続口体１３１が固定されている。この接続口体１
３１は、ロータ１０３が有する軸流羽根１０８により吸
入される流体の回転運動エネルギーを静圧エネルギーに
変換する圧力室１３２と、この圧力室１３２の外周部に
おいて１１８０度の間隔を隔てた位置から下方に突出す
るパイプ状の二本の案内流路１３３とを有する。これら
の案内流路１３３はロータ１０３の中心の延長線上にお
いて合流され、この合流点の先には排出口１３４が形成
されている。そして、圧力室１３２にはロータ１０３の
回転軸１０７の下端に固定された遠心羽根１３５が設け
られている。遠心羽根１３５を貫通する回転軸１０７の
一端は接続口体１３１の中心に設けた支持部１３６によ
って支持された軸受１３７により回転自在に支承されて
いる。
【００６６】１３８は容器状に形成された吸入ケースで
ある。この吸入ケース１３８の開口面は、中央部に吸入
口１３９が形成された吸込口体１４０により覆われてい
る。モータ１０１と接続口体１３１の一部は吸入ケース
１３８に収納されている。
ある。この吸入ケース１３８の開口面は、中央部に吸入
口１３９が形成された吸込口体１４０により覆われてい
る。モータ１０１と接続口体１３１の一部は吸入ケース
１３８に収納されている。
【００６７】図１５は図１３における矢視Ｂ方向から見
たインライン型ポンプＰ３の底面図である。図中、１３
２ａは圧力室１３２の底面で、この底面１３２ａは円筒
形状のモータ１０１の底面に合わせて円板形状に定めら
れているが、案内流路１３３のみは吸入ケース１３８の
下方において露出するような寸法形状に形成されてい
る。
たインライン型ポンプＰ３の底面図である。図中、１３
２ａは圧力室１３２の底面で、この底面１３２ａは円筒
形状のモータ１０１の底面に合わせて円板形状に定めら
れているが、案内流路１３３のみは吸入ケース１３８の
下方において露出するような寸法形状に形成されてい
る。
【００６８】そして、モータ１０１の外周及び接続口体
１３１の外周と吸入ケース１３８の内面との間に流体を
吸い込む吸入流路１４１が形成されている。この吸入流
路１４１は、図１３及び図１４に矢印をもって示すよう
に、吸入口１３９から吸入される流体をステータ１０２
の外周部を経由して圧力室１３２に導き、遠心羽根１３
５の軸流羽根１０８とは反対側の面に向けて送り込むよ
うに経路が定められている。すなわち、この吸入流路１
４１は、図１３に示すように、回転軸１０７の中心を間
にして接続口体１３１の圧力室１３２の底部の対称位置
に形成された二つの接続孔１４２に接続された接続部１
４１ａを備えている。この接続部１４１ａは、図１３で
明らかなように、接続口体１３１の圧力室１３２の底面
１３２ａと案内流路１３３との間を潜り抜けるように配
置されている。
１３１の外周と吸入ケース１３８の内面との間に流体を
吸い込む吸入流路１４１が形成されている。この吸入流
路１４１は、図１３及び図１４に矢印をもって示すよう
に、吸入口１３９から吸入される流体をステータ１０２
の外周部を経由して圧力室１３２に導き、遠心羽根１３
５の軸流羽根１０８とは反対側の面に向けて送り込むよ
うに経路が定められている。すなわち、この吸入流路１
４１は、図１３に示すように、回転軸１０７の中心を間
にして接続口体１３１の圧力室１３２の底部の対称位置
に形成された二つの接続孔１４２に接続された接続部１
４１ａを備えている。この接続部１４１ａは、図１３で
明らかなように、接続口体１３１の圧力室１３２の底面
１３２ａと案内流路１３３との間を潜り抜けるように配
置されている。
【００６９】このような構成において、ロータ１０３を
回転させると、吸入口１３９から吸入された流体は、フ
ランジ１１２の開口部１１５に形成された整流板１１６
により整流され、軸流羽根１０８によって圧力室１３２
に圧送されてこの圧力室１３２で回転運動エネルギーが
静圧エネルギーに変換されるとともに、別系統の吸入流
路１４１を経由して圧力室１３２に導かれる。この二系
統の経路を経由して圧力室１３２に導かれた流体は遠心
羽根１３５の回転により案内流路１３３を経由して排出
口１３４から排出される。これにより、流体を効率よく
送ることができる。
回転させると、吸入口１３９から吸入された流体は、フ
ランジ１１２の開口部１１５に形成された整流板１１６
により整流され、軸流羽根１０８によって圧力室１３２
に圧送されてこの圧力室１３２で回転運動エネルギーが
静圧エネルギーに変換されるとともに、別系統の吸入流
路１４１を経由して圧力室１３２に導かれる。この二系
統の経路を経由して圧力室１３２に導かれた流体は遠心
羽根１３５の回転により案内流路１３３を経由して排出
口１３４から排出される。これにより、流体を効率よく
送ることができる。
【００７０】この場合、軸流羽根１０８と一体に回転す
る遠心羽根１３５は、軸流羽根１０８により送られる流
体の圧力を図１３及び図１４において上面で受け、吸入
流路１４１の接続部１４１ａを通して送られる流体の圧
力を下面で受ける。すなわち、双方向の圧力が互いに相
殺する方向に作用するため、流体がロータ１０３に与え
るスラスト荷重を軽減することができる。
る遠心羽根１３５は、軸流羽根１０８により送られる流
体の圧力を図１３及び図１４において上面で受け、吸入
流路１４１の接続部１４１ａを通して送られる流体の圧
力を下面で受ける。すなわち、双方向の圧力が互いに相
殺する方向に作用するため、流体がロータ１０３に与え
るスラスト荷重を軽減することができる。
【００７１】さらに、モータ１０１及び圧力室１３２の
外周との間で形成される吸入流路１４１の大部分は円環
状の形状をもって均等の流路断面積をもち、さらに、吸
入流路１４１の一部をなす接続部１４１ａ及び接続口体
１３１の案内流路１３３はロータ１０３の回転軸１０７
の軸線を中心として対称位置に対称的な形状寸法をもっ
て形成されている。すなわち、吸入流路１４１と案内流
路１３３とは、流す流体のエネルギーがロータ１０３の
軸線を中心とする対称位置で略等しくなるように定めら
れていることになる。したがって、ロータ１０３にかか
るラジアル方向の負荷を軽減することができる。これに
より、ベアリング１１３及び軸受１３７並びに回転軸１
０７の寿命を増し、長期にわたりモータ１０１を円滑に
回転させることができる。
外周との間で形成される吸入流路１４１の大部分は円環
状の形状をもって均等の流路断面積をもち、さらに、吸
入流路１４１の一部をなす接続部１４１ａ及び接続口体
１３１の案内流路１３３はロータ１０３の回転軸１０７
の軸線を中心として対称位置に対称的な形状寸法をもっ
て形成されている。すなわち、吸入流路１４１と案内流
路１３３とは、流す流体のエネルギーがロータ１０３の
軸線を中心とする対称位置で略等しくなるように定めら
れていることになる。したがって、ロータ１０３にかか
るラジアル方向の負荷を軽減することができる。これに
より、ベアリング１１３及び軸受１３７並びに回転軸１
０７の寿命を増し、長期にわたりモータ１０１を円滑に
回転させることができる。
【００７２】本発明は、各実施の形態に限定されるもの
でなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変形が
可能であることは明らかである。
でなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変形が
可能であることは明らかである。
【００７３】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、筒状のス
テータの内側に、吸入口から吸入される流体を排出口に
向けて軸方向に送り出す軸流羽根を有するロータを回転
自在に設けたインライン型ポンプにおいて、前記ロータ
の前記軸流羽根により前記排出口に向けて送られる前記
流体の回転運動エネルギーを静圧エネルギーに変換する
圧力室を備えるので、流体を効率よく送ることができ、
したがって、ポンプ効率の向上を図ることができる。
テータの内側に、吸入口から吸入される流体を排出口に
向けて軸方向に送り出す軸流羽根を有するロータを回転
自在に設けたインライン型ポンプにおいて、前記ロータ
の前記軸流羽根により前記排出口に向けて送られる前記
流体の回転運動エネルギーを静圧エネルギーに変換する
圧力室を備えるので、流体を効率よく送ることができ、
したがって、ポンプ効率の向上を図ることができる。
【００７４】請求項５記載の発明によれば、請求項１、
２、３又は４記載のインライン型ポンプにおいて、前記
ロータの一部は前記圧力室にまで突出して配置されてい
るので、ロータから送り出される流体の進行方向をロー
タの回転軸と直交する方向に向かい易くすることがで
き、ロータから送り出される流体が圧力室の底部等に衝
突することによる乱流の発生を防止することができる。
２、３又は４記載のインライン型ポンプにおいて、前記
ロータの一部は前記圧力室にまで突出して配置されてい
るので、ロータから送り出される流体の進行方向をロー
タの回転軸と直交する方向に向かい易くすることがで
き、ロータから送り出される流体が圧力室の底部等に衝
突することによる乱流の発生を防止することができる。
【００７５】請求項６記載の発明によれば、請求項１、
２、３、４又は５記載のインライン型ポンプにおいて、
前記ロータの前記軸流羽根により前記排出口に向けて送
られる前記流体の進行方向を前記ロータの回転軸と直交
する方向に変換する整流部を設けたので、ロータから送
り出される流体の進行方向をロータの回転軸と直交する
方向に向かい易くすることができ、ロータから送り出さ
れる流体が圧力室の底部等に衝突することによる乱流の
発生を防止することができる。
２、３、４又は５記載のインライン型ポンプにおいて、
前記ロータの前記軸流羽根により前記排出口に向けて送
られる前記流体の進行方向を前記ロータの回転軸と直交
する方向に変換する整流部を設けたので、ロータから送
り出される流体の進行方向をロータの回転軸と直交する
方向に向かい易くすることができ、ロータから送り出さ
れる流体が圧力室の底部等に衝突することによる乱流の
発生を防止することができる。
【００７６】請求項７記載の発明によれば、請求項１、
２、３又は４記載のインライン型ポンプにおいて、前記
圧力室に配置され、前記ロータと一体に回転することで
流体の回転半径を前記ロータの外周方向に拡大させる遠
心羽根を設けたので、ロータから送り出される流体の進
行方向をロータの回転軸と直交する方向に向かい易くす
ることができ、ロータから送り出される流体が圧力室の
底部等に衝突することによる乱流の発生を防止すること
ができる。
２、３又は４記載のインライン型ポンプにおいて、前記
圧力室に配置され、前記ロータと一体に回転することで
流体の回転半径を前記ロータの外周方向に拡大させる遠
心羽根を設けたので、ロータから送り出される流体の進
行方向をロータの回転軸と直交する方向に向かい易くす
ることができ、ロータから送り出される流体が圧力室の
底部等に衝突することによる乱流の発生を防止すること
ができる。
【００７７】請求項８記載の発明によれば、請求項７記
載のインライン型ポンプにおいて、流体に遠心エネルギ
ーを付与するブレードを前記遠心羽根に設けたので、ロ
ータから送り出される流体の進行方向をロータの回転軸
と直交する方向により一層向かい易くすることができ
る。
載のインライン型ポンプにおいて、流体に遠心エネルギ
ーを付与するブレードを前記遠心羽根に設けたので、ロ
ータから送り出される流体の進行方向をロータの回転軸
と直交する方向により一層向かい易くすることができ
る。
【００７８】請求項９記載の発明によれば、請求項１記
載のインライン型ポンプにおいて、軸流羽根により排出
口に向けて送られる流体の回転運動エネルギーを圧力室
により静圧エネルギーに変換した後に第二の圧力室を経
由して排出口から排出するように構成したので、流体を
効率よく送ることができ、したがって、ポンプ効率の向
上を図ることができる。
載のインライン型ポンプにおいて、軸流羽根により排出
口に向けて送られる流体の回転運動エネルギーを圧力室
により静圧エネルギーに変換した後に第二の圧力室を経
由して排出口から排出するように構成したので、流体を
効率よく送ることができ、したがって、ポンプ効率の向
上を図ることができる。
【００７９】請求項１０記載の発明によれば、請求項９
記載のインライン型ポンプにおいて、第一、第二の圧力
室を区画する仕切壁の中心にはロータの回転軸を所定の
クリアランスをもって回転自在に支承する滑り軸受が設
けられ、また、仕切壁には第二の圧力室と回転軸を支承
するための滑り軸受の内周面とを連通するリーク流路が
形成されているので、ロータの回転軸と滑り軸受との間
に第二の圧力室内の流体を均一な圧力分布をもって介在
させることができ、したがって、回転軸の潤滑を長期に
わたり良好に維持できる。
記載のインライン型ポンプにおいて、第一、第二の圧力
室を区画する仕切壁の中心にはロータの回転軸を所定の
クリアランスをもって回転自在に支承する滑り軸受が設
けられ、また、仕切壁には第二の圧力室と回転軸を支承
するための滑り軸受の内周面とを連通するリーク流路が
形成されているので、ロータの回転軸と滑り軸受との間
に第二の圧力室内の流体を均一な圧力分布をもって介在
させることができ、したがって、回転軸の潤滑を長期に
わたり良好に維持できる。
【００８０】請求項１１記載の発明によれば、請求項９
又は１０記載のインライン型ポンプにおいて、第二の圧
力室にはロータと一体に回転する第二の軸流羽根が設け
られているので、ステータの内側に設けられた軸流羽根
と、第二の圧力室に設けられた第二の軸流羽根とにより
圧力を分散して流体を送ることができる。したがって、
ロータを小型化したときに、軸流羽根の流体送り性能の
低下分を第二の軸流羽根により補うことができる。これ
により、さらなる小型化を図ることを満足しつつ、流体
を効率よく送ることができる。
又は１０記載のインライン型ポンプにおいて、第二の圧
力室にはロータと一体に回転する第二の軸流羽根が設け
られているので、ステータの内側に設けられた軸流羽根
と、第二の圧力室に設けられた第二の軸流羽根とにより
圧力を分散して流体を送ることができる。したがって、
ロータを小型化したときに、軸流羽根の流体送り性能の
低下分を第二の軸流羽根により補うことができる。これ
により、さらなる小型化を図ることを満足しつつ、流体
を効率よく送ることができる。
【００８１】請求項１２記載発明によれば、請求項９、
１０又は１１記載のインライン型ポンプにおいて、ロー
タの軸線を中心とする半径が最小となる軸流羽根の凹部
の径はロータの回転軸を支承する滑り軸受を支持するた
めに仕切壁に形成された支持部の径より大きな径に定め
られているので、軸流羽根により送られた流体と滑り軸
受を支持する支持部との衝突による損失を低減できる。
１０又は１１記載のインライン型ポンプにおいて、ロー
タの軸線を中心とする半径が最小となる軸流羽根の凹部
の径はロータの回転軸を支承する滑り軸受を支持するた
めに仕切壁に形成された支持部の径より大きな径に定め
られているので、軸流羽根により送られた流体と滑り軸
受を支持する支持部との衝突による損失を低減できる。
【００８２】請求項１３記載の発明によれば、請求項
９、１０、１１又は１２記載のインライン型ポンプにお
いて、軸流羽根は円柱体の外周に螺旋溝を形成してな
り、その螺旋溝の幅と深さとは略等しい値に定められて
いるので、流路抵抗を小さくし渦の発生を抑制できる。
これにより、流体をさらに効率よく送ることができる。
９、１０、１１又は１２記載のインライン型ポンプにお
いて、軸流羽根は円柱体の外周に螺旋溝を形成してな
り、その螺旋溝の幅と深さとは略等しい値に定められて
いるので、流路抵抗を小さくし渦の発生を抑制できる。
これにより、流体をさらに効率よく送ることができる。
【００８３】請求項１４記載の発明によれば、請求項１
記載のインライン型ポンプにおいて、吸入口から吸入さ
れる流体を、軸流羽根により排出口に向けて送られる流
体の回転運動エネルギーを圧力室に導いて静圧エネルギ
ーに変換するとともに、別系統の吸入流路を経由して圧
力室に導き、この二系統の経路を経由して圧力室に導い
た流体を遠心羽根の回転により案内流路を経由して排出
口から排出するように構成したので、流体を効率よく送
ることができ、したがって、ポンプ効率の向上を図るこ
とができる。さらに、軸流羽根により送られる流体から
遠心羽根に作用する圧力と、吸入流路を経由する流体か
ら遠心羽根に作用する圧力とが相殺するように構成した
ので、流体がロータに与えるスラスト荷重を軽減するこ
とができる。
記載のインライン型ポンプにおいて、吸入口から吸入さ
れる流体を、軸流羽根により排出口に向けて送られる流
体の回転運動エネルギーを圧力室に導いて静圧エネルギ
ーに変換するとともに、別系統の吸入流路を経由して圧
力室に導き、この二系統の経路を経由して圧力室に導い
た流体を遠心羽根の回転により案内流路を経由して排出
口から排出するように構成したので、流体を効率よく送
ることができ、したがって、ポンプ効率の向上を図るこ
とができる。さらに、軸流羽根により送られる流体から
遠心羽根に作用する圧力と、吸入流路を経由する流体か
ら遠心羽根に作用する圧力とが相殺するように構成した
ので、流体がロータに与えるスラスト荷重を軽減するこ
とができる。
【００８４】請求項１５記載の発明によれば、請求項１
４記載のインライン型ポンプにおいて、案内流路におけ
る圧力室との接続部は、流す流体のエネルギーがロータ
の軸線を中心とする対称位置で略等しくなるように定め
られているので、ロータにかかるラジアル方向の負荷を
軽減することができる。
４記載のインライン型ポンプにおいて、案内流路におけ
る圧力室との接続部は、流す流体のエネルギーがロータ
の軸線を中心とする対称位置で略等しくなるように定め
られているので、ロータにかかるラジアル方向の負荷を
軽減することができる。
【図１】本発明での第１の実施の形態を示すインライン
型ポンプ全体の断面図である。
型ポンプ全体の断面図である。
【図２】同実施の形態の上面図である。
【図３】同実施の形態のロータの正面図である。
【図４】同実施の形態のロータの回転動作を説明するた
めの模式図である。
めの模式図である。
【図５】同実施の形態のロータの回転動作を説明するた
めの模式図である。
めの模式図である。
【図６】第２の実施の形態を示すインライン型ポンプの
全体の断面図である
全体の断面図である
【図７】第３の実施の形態を示すインライン型ポンプの
全体の正面図である。
全体の正面図である。
【図８】同実施の形態の遠心羽根の一部断面図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態におけるインライン
型ポンプの縦断側面図である。
型ポンプの縦断側面図である。
【図１０】図９における矢視Ａ−Ａ線部の断面図であ
る。
る。
【図１１】ロータの一部を示す縦断側面図である。
【図１２】本発明の第５の実施の形態におけるインライ
ン型ポンプの縦断側面図である。
ン型ポンプの縦断側面図である。
【図１３】本発明の第６の実施の形態におけるインライ
ン型ポンプの縦断側面図である。
ン型ポンプの縦断側面図である。
【図１４】図１３に示すインライン型ポンプを９０度異
なる方向から見た縦断側面図である。
なる方向から見た縦断側面図である。
【図１５】図１３における矢視Ｂ方向から見たインライ
ン型ポンプの底面図である。
ン型ポンプの底面図である。
３、１０２ ステータ ４、１０３ ロータ ７、１２２、１３２ 圧力室 １６ ロータの突極 １７ 凹部 １９、１１７、１３９ 吸入口 ２１、１１９、１３４ 排出口 ２３ 整流部（傾斜部） ２４、１３５ 遠心羽根 ２５ ブレード １０８ 軸流羽根 １１０ 円柱体 １１１ 螺旋溝 １２１ 仕切壁 １２３ 第二の圧力室 １２４ 案内孔 １２６ 滑り軸受 １２７ 支持部 １２８ リーク流路 １２９ 第二の軸流羽根 １３３ 案内流路 １４１ 吸入流路
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０４Ｄ 29/54 Ｆ０４Ｄ 29/54 Ａ Ｆターム(参考） 3H022 AA01 BA01 BA04 BA06 CA13 CA42 CA46 DA13 3H034 AA01 BB01 BB08 BB11 CC01 CC03 CC06 DD05 DD12 EE08 EE12 EE18
Claims (15)
- 【請求項１】 筒状のステータの内側に、吸入口から吸
入される流体を排出口に向けて軸方向に送り出す軸流羽
根を有するロータを回転自在に設けたインライン型ポン
プにおいて、 前記ロータの前記軸流羽根により前記排出口に向けて送
られる前記流体の回転運動エネルギーを静圧エネルギー
に変換する圧力室を設けたことを特徴とするインライン
型ポンプ。 - 【請求項２】 前記ロータは、外径に複数個の突極を備
え、外周に軸方向に連通した凹部が形成されることで前
記軸流羽根を構成することを特徴とする請求項１記載の
インライン型ポンプ。 - 【請求項３】 前記圧力室は、前記ロータの回転軸と直
交する方向側に少なくとも前記排出口の内径よりも大き
な内径を有する空間であることを特徴とする請求項１記
載のインライン型ポンプ。 - 【請求項４】 前記排出口は、前記空間の内径から外部
に連絡していることを特徴とする請求項３記載のインラ
イン型ポンプ。 - 【請求項５】 前記ロータの一部は前記圧力室にまで突
出して配置されていることを特徴とする請求項１、２、
３又は４記載のインライン型ポンプ。 - 【請求項６】 前記ロータの前記軸流羽根により前記排
出口に向けて送られる前記流体の進行方向を前記ロータ
の回転軸と直交する方向側に変換する整流部を設けたこ
とを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載のイン
ライン型ポンプ。 - 【請求項７】 前記圧力室に配置され、前記ロータと一
体に回転することで流体の回転半径を前記ロータの外周
方向に拡大させる遠心羽根を設けたことを特徴とする請
求項１、２、３又は４記載のインライン型ポンプ。 - 【請求項８】 流体に遠心エネルギーを付与するブレー
ドを前記遠心羽根に設けたことを特徴とする請求項７記
載のインライン型ポンプ。 - 【請求項９】 前記圧力室と前記排出口との間に配置さ
れ前記圧力室とは仕切壁により区画された第二の圧力室
と、 前記仕切壁の外周部に配置されて前記圧力室と前記第二
の圧力室との間を接続する案内孔と、を備えることを特
徴とする請求項１記載のインライン型ポンプ。 - 【請求項１０】 前記仕切壁の中心には前記ロータの回
転軸を所定のクリアランスをもって回転自在に支承する
滑り軸受が設けられ、前記仕切壁には前記第二の圧力室
と前記滑り軸受の内周面とを連通するリーク流路が形成
されていることを特徴とする請求項９記載のインライン
型ポンプ。 - 【請求項１１】 前記第二の圧力室には前記ロータと一
体に回転する第二の軸流羽根が設けられていることを特
徴とする請求項９又は１０記載のインライン型ポンプ。 - 【請求項１２】 前記ロータの軸線を中心とする半径が
最小となる前記軸流羽根の凹部の径は前記滑り軸受を支
持するために前記仕切壁に形成された支持部の径より大
きな径に定められていることを特徴とする請求項９、１
０又は１１記載のインライン型ポンプ。 - 【請求項１３】 前記軸流羽根は円柱体の外周に螺旋溝
を形成してなり、前記螺旋溝の幅と深さとは略等しい値
に定められていることを特徴とする請求項９、１０、１
１又は１２記載のインライン型ポンプ。 - 【請求項１４】 前記圧力室に配置され前記ロータと一
体に回転する遠心羽根と、 前記吸入口から吸入される前記流体を前記ステータの外
周部を経由して前記圧力室に導き前記遠心羽根の前記軸
流羽根とは反対側の面に向けて送り込むように経路が定
められた吸入流路と、 前記遠心羽根の回転により前記圧力室内の流体を前記圧
力室の外周部から排出口に導く案内流路と、を備えるこ
とを特徴とする請求項１記載のインライン型ポンプ。 - 【請求項１５】 前記案内流路における前記圧力室との
接続部は、流す流体のエネルギーが前記ロータの軸線を
中心とする対称位置で略等しくなるように定められてい
ることを特徴とする請求項１４記載のインライン型ポン
プ。
Priority Applications (6)
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|---|---|---|---|
| JP2001013809A JP3562763B2 (ja) | 2000-01-31 | 2001-01-22 | インライン型ポンプ |
| EP01300619A EP1122441B1 (en) | 2000-01-31 | 2001-01-24 | Inline pump |
| DE60111879T DE60111879T2 (de) | 2000-01-31 | 2001-01-24 | Inline-Pumpe |
| KR10-2001-0004197A KR100414722B1 (ko) | 2000-01-31 | 2001-01-30 | 인라인형 펌프 |
| US09/771,974 US6554584B2 (en) | 2000-01-31 | 2001-01-30 | Inline type pump |
| CNB01101752XA CN1198056C (zh) | 2000-01-31 | 2001-01-31 | 管线泵 |
Applications Claiming Priority (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000-22836 | 2000-01-31 | ||
| JP2000022836 | 2000-01-31 | ||
| JP2000-23614 | 2000-02-01 | ||
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| JP2001-8375 | 2001-01-17 | ||
| JP2001008375 | 2001-01-17 | ||
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| JP2004110051A Division JP4056009B2 (ja) | 2000-01-31 | 2004-04-02 | インライン型ポンプ |
Publications (2)
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|---|---|
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|---|---|
| US (1) | US6554584B2 (ja) |
| EP (1) | EP1122441B1 (ja) |
| JP (1) | JP3562763B2 (ja) |
| KR (1) | KR100414722B1 (ja) |
| CN (1) | CN1198056C (ja) |
| DE (1) | DE60111879T2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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