JP2003013878A - マグネットポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 持ち運び可能な小型の投影機、パソコン等に
用いられる冷却水循環用マグネットポンプであり、設置
状態や使用状態によらず冷却水の循環量変化が少なく、
冷却性能の変化がおきにくいマグネットポンプを提供す
る。 【解決手段】 マグネットインペラ４は上側片４Ａと下
側片４Ｂで構成され、流路部４ｂと羽根部４ｃ、シュラ
ウド部４ｄ、４ｅが構成されている。上側片４Ａと下側
片４Ｂは流路部４ａの中間で張り合わせたような形状
で、下側片４Ｂの羽根部４ｃに設けられた突起４ｆと上
側片４Ａの羽根部４ｃに設けられた係合孔４ｇを係合し
固着させることによってのみ固定される。羽根部４ｃに
は貫通孔４ｈが設けられており貫通孔４ｈによりポンプ
室内が攪拌され気泡は小さく砕かれて吐出口１ｂから排
出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、持ち運び可能な小
型の投影機、パソコンや、据え置きタイプにおいても床
上および天井設置の可能な投影機等に用いられる冷却水
循環用マグネットポンプであり、詳しくは設置状態や使
用状態によらず冷却水中の気泡を排出することができ、
冷却水の循環量変化が少なく、冷却性能の変化がおきに
くい小型のポンプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、投影機等は主にヒートシンクとフ
ァンによる空冷式によって、放熱されていたが、機器の
高性能化（高照度化）と小型化により今後ますます発熱
量が増加する傾向がある。ノートパソコンに代表される
ようにモバイル機器においても高性能化と高密度化によ
って発熱量は増加傾向にあり、冷却性能の優れた水冷式
が増えてくると予想され、冷却水を循環させる小型、高
性能のポンプが必要となってくる。

【０００３】冷却水循環用のポンプは寿命と静寂性の面
から遠心ポンプを用いられる場合が多く、とりわけ冷却
水漏れの少ないマグネットポンプが頻繁に用いられてい
る。水冷による冷却は空冷に比べて冷却性能に優れてい
るが、冷却水循環量が減少した場合に冷却性能が大きく
落ちるため冷却水循環量の変化が少ないことが要求され
る。冷却水循環量を変化させる主要因としては循環水中
に含まれる気泡によるものであるが、ポンプ内に吸い込
まれた気泡をいかに早く排出するかがポンプの性能に大
きく影響を与える。

【０００４】気泡の排出性能はポンプの設置条件によっ
ても大きく影響を受ける。とりわけモバイル用の場合、
使用時の方向が定まらないためより注意が必要となる。

【０００５】以下図面を参考にしながら従来の液体搬送
用小型ポンプについて説明する。

【０００６】図５は特開平６−１７７８４０号公報に記
載のポンプで、電気ポットなどの給湯用に用いられてい
るものである。図５においてケース１１およびケース１
２で構成される外郭が隔壁１３によって内部をポンプ室
２０とモータ室３０に仕切っている。ポンプ室２０には
マグネット１４ａを有するマグネットインペラ１４があ
り、モータ室３０にはマグネット１５ａを有するカップ
リング１５があり、モータ１６に接続されている。

【０００７】ケース１１は中心部分に吸入口１１ａ、外
周部分に吐出口１１ｂがある。また両者の中間部分に第
３の口１１ｃが設けられている。マグネットインペラ１
４はマグネット１４ａにインペラ１４ｂを貼り合わせた
形状で、インペラ１４ｂの片側のみシュラウド１４ｃが
ありもう一方にはシュラウドの無いセミオープン羽根で
ある。

【０００８】以上のように構成されたマグネットポンプ
について以下その動作を説明する。

【０００９】モータ１６が回転しカップリング１５が回
転すると磁気結合でマグネットインペラ１４が回転す
る。吸入口１１ａから流入した水はインペラ１４ｂによ
って回転させられ遠心力により加圧される。加圧された
水は吐出口１１ｂから排出されポンプとして作用する。

【００１０】吸入口１１ａから水とともに空気が吸い込
まれた場合、マグネットインペラ１４の外周付近の圧力
が高く中心付近の圧力が低いため、吸い込まれた気泡は
必然的に中心付近に集まり吐出口１１ｂに届き難くな
る。しかし第３の口１１ｃが圧力がほぼゼロの部分に設
けられており、気泡はここから排出が可能となる。

【００１１】一般的にマグネットポンプのマグネットイ
ンペラの形状は様々なものが考案されている。例を示す
と、図６はクローズドインペラを構成するマグネットイ
ンペラで、インペラ１７ａの両側にシュラウド１７ｂ、
１７ｃが設けられている。

【００１２】図７は図６のクローズドインペラのシュラ
ウド１７ｂに部分的にスリット状の孔１７ｅが設けられ
たものである。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら図５のポ
ンプは、第３の口１１ｃの圧力が正であれば吐出口とし
て働いてしまうので吐出口１１ｂから吐出される水量が
減少してしまう場合がある。また、圧力が負であれば吸
入口として働くため気泡を排出できない場合もある。し
たがって、電動ポット等上下方向が常に同じ向きで使用
される場合においてもポット内の湯量によって圧力が変
化しうまく機能しない場合があった。ましてやモバイル
用として用いる場合や、機器を逆向きに設置した場合な
どポンプの置かれている状態が一定ではないときは圧力
がゼロになるのはむしろまれで、とりわけポンプを上下
逆さまに配置して用いた場合、気泡の排出はほとんど望
めなかった。

【００１４】モバイル用としてマグネットポンプを用い
る場合、前述したように小型で冷却性能の優れたものが
要求される。したがって吐出水量を増加させることは冷
却性能が向上し都合がよい。図５のマグネットポンプの
場合、インペラ１４ｂがポンプ室２０に開放されている
為、インペラ１４ｂの攪拌作用により気泡が細分化され
吐出口１１ｂや第３の口１１ｃからの排出が可能である
が、吐出水量は図６のクローズドインペラに比べて劣
る。一方、図６のマグネットインペラはインペラによっ
て加圧された水の逃げ場が無いため吐出水量こそ多い
が、ポンプ室内をインペラで攪拌することができないの
で気泡排出が非常に困難である。図７に示すマグネット
インペラは泡排出性能と、吐出水量性能のいわゆる折衷
案で、図５及び図６のマグネットインペラにおける泡排
出性能と吐出水量性能の中間の性能を示す。

【００１５】図７のマグネットインペラを用いたポンプ
の場合、孔１７ｅを上方向で用いると上側に滞留しやす
い気泡は粉砕されて排出されやすいが、下方向で用いた
場合気泡の粉砕は起こりにくくなってしまう。シュラウ
ド１７ｃにも孔を設ければどちらの方向でも気泡が粉砕
されやすくなるがその場合吐出水量が極端に低下してし
まう。

【００１６】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、吐出水量を減らすこと無く気泡を排出でき、かつポ
ンプの取り付け方向に寄らず気泡を排出できる小型のマ
グネットポンプを提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の発明は、ケーシング内に収納された羽根車を回転磁界
によって回転させるマグネットポンプであり、前記羽根
車は中心から放射状に伸び流体の流れる複数の流路部
と、前記流路部のそれぞれを仕切る複数の羽根部を有
し、さらに前記流路部はシュラウド（側板）部で両側面
が閉じられたクローズドインペラ（閉鎖羽根）を構成
し、前記羽根部には貫通孔が設けられている構造とした
ものであり、羽根部に設けられた貫通孔によってポンプ
室内を攪拌して気泡を排出し、流路部を流れる水をシュ
ラウドの外に逃がさず加圧でき吐出水量を減少させない
作用を有する。

【００１８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、流路部はシュラウド部を含む２つ以上
の片から構成され、前記片は羽根部の一部が互いに固定
されてクローズドインペラを構成するものであり、流路
部に入り込んだ気泡は２つの片の互いに合わさった面か
らの排出が可能となる。

【００１９】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の発明において、両片は一方の羽根部に設けた突起と他
方の羽根部に設けた係合孔とを係合固定することにより
クローズドインペラを構成するものであり、両側の羽根
部が完全に面接合されることがなく、流路部に入り込ん
だ気泡は２つの片の互いに合わさった面の微小な隙間を
介して排出が可能となる。

【００２０】請求項４に記載の発明は、請求項２または
請求項３に記載の発明において、両片はプラスチック成
形品で形成したものであり、プラスチック成型の寸法精
度の範囲で表面が完全な平面接合とならず、流路部に入
り込んだ気泡は２つの片の互いに合わさった面の微小な
隙間を介して排出が可能となる。

【００２１】請求項５に記載の発明は、請求項２に記載
の発明において、両片の対向する羽根部の表面に部分的
に極小の段差を設け、２枚の片を固定したとき流路部と
貫通孔が若干の隙間で空間的につながっているものであ
り、流路部に流れ込んだ気泡をすばやく貫通孔に導く作
用を有する。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるマグネットポ
ンプの実施の形態について図面を参照しながら説明す
る。

【００２３】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１におけるマグネットポンプの内部構造を表す断面
図である。図１において１はポンプケースで、内蔵する
マグネットインペラ４の中心付近に吸入口１ａがあり、
外周近傍に吐出口１ｂが設けられている。２はモータケ
ースで、コイル５を内蔵し回転磁界を発生する。コイル
５はマグネットインペラ４のマグネット４ａと対向して
配置されている。３は隔壁でポンプケース１の内部とモ
ータケース２を物理的に遮蔽している。７はシャフトで
マグネットインペラ４の回転軸となる。

【００２４】図２はマグネットインペラ４の詳細構造を
示す分解斜視図である。図２においてマグネットインペ
ラ４は上側片４Ａと、マグネット４ａを有する下側片４
Ｂで構成される。中心から放射状に伸びた複数（本図で
は５つ）の流路部４ｂと各流路部を仕切る羽根部４ｃ、
そして流路部４ｂを取り囲むようにシュラウド部４ｄ、
４ｅが構成されている。

【００２５】上側片４Ａと下側片４Ｂは流路部４ａの中
間で張り合わせたような形状で、下側片４Ｂの羽根部４
ｃに設けられた突起４ｆと上側片４Ａの羽根部に設けら
れた係合孔４ｇを係合させ、突起４ｆを溶着して両片を
固定する。そして、このことによってのみ上側片４Ａと
下側片４Ｂは係合固定される。また、４ｈは羽根部４ｃ
に設けた貫通孔である。

【００２６】ここで上側片４Ａおよび下側片４Ｂはプラ
スチック成形品でできており、組み立てたときの合わせ
面４ｉは溶着等の加工が施されずに組み立てられる。し
たがって組み立てられたマグネットインペラ４の流路部
４ｂは合わせ面４ｉが存在するため完全な密閉状態では
ない。合わせ面４ｉは微視的にいくつかの部分で接触し
ているがプラスチック成型の寸法精度の範囲で若干の隙
間が生じている部分もある。

【００２７】以上のように構成されたマグネットポンプ
について以下その動作を説明する。

【００２８】コイル５に回転磁界を発生させるとマグネ
ットインペラ４が回転を始める。吸入口１ａから流入し
た水は羽根部４ｃで外周方向に加圧され吐出口１ｂから
水が吐出する。空気が吸い込まれた場合、一部はシュラ
ウド４ｄとポンプケース１の内壁１ｃの間に取り込ま
れ、比較的回転中心寄りに滞留する。この時羽根部４ｃ
に設けられた貫通孔４ｈによりポンプ室内が攪拌され気
泡は小さく砕かれて吐出口１ｂから排出される。

【００２９】図３は図２におけるマグネットインペラの
Ａ部分断面図である。貫通孔４ｈの回転進行側の側壁４
ｊは流路部４ｂの回転進行側と反対側の側壁４ｋよりも
圧力が低くなる。したがって合わせ面４ｉでは貫通孔４
ｈ側に流れが発生じるが、合わせ面４ｉの隙間は前述の
ようにわずかであるため水が流路部４ｂから貫通孔４ｈ
に流れるのはほとんど無く、流路部４ａに進入した空気
が貫通孔４ｈに優先的に排出される。

【００３０】合わせ面４ｉには図４に示すように段差部
４ｍを設けて隙間を調節することで吐出流量をほとんど
減じること無く気泡の排出を早めることができる。

【００３１】

【発明の効果】本願発明の請求項１に記載の発明は、羽
根車の中心から放射状に伸び流体の流れる複数の流路部
と、流路部のそれぞれを仕切る複数の羽根部を有し、さ
らに流路部はシュラウド（側板）部で両側面が閉じられ
たクローズドインペラ（閉鎖羽根）を構成し、羽根部に
は貫通孔が設けられている構造としたものであり以下の
効果がある。 １）貫通孔がポンプ内部の水を攪拌する作用をするので
吸い込まれた気泡が細分化され吐出口から水流に乗って
排出されやすくなる。 ２）流路部に孔を設けていないクローズドインペラであ
るためで吐出水量が多い。 ３）上下逆さまに使用しても貫通孔が攪拌作用をするた
め気泡排出が可能である。 ４）貫通孔は羽根車の上下の圧力を均衡状態に保つ役割
を果たす。バランスホール等をあえて設ける必要がな
い。 ５）貫通孔の側壁が水の加圧に寄与するため孔が無い場
合に比べて吐出水量が増加する。 ６）貫通孔が肉盗みになり使用材料の削減が図れる。

【００３２】本願発明の請求項２に記載の発明は、請求
項１に記載の発明において流路部はシュラウド部を含む
２つ以上の片から構成され、片は羽根部の一部が互いに
固定されてクローズドインペラを構成する構造としたも
のであり以下の効果がある。 １）流路部に流入した気泡は、流路部と貫通孔の側壁近
傍の圧力差により合わせ面のわずかな隙間を通って排出
が可能である。またこのとき気泡は細分化されるので吐
出口から排出しやすい。 ２）片の固着手段が溶着やスナップフィット等簡単です
む。 ３）片の合わせ面の平面度等羽根車の寸法精度が低くて
も良い。

【００３３】本願発明の請求項３に記載の発明は、請求
項２に記載の発明において、両片は一方の羽根部に設け
た突起と他方の羽根部に設けた係合孔とを係合固定する
ので、両側の羽根部が完全に面接合されることがなく、
流路部に入り込んだ気泡は２片の接触面の微小な隙間を
介して排出が可能となる。

【００３４】本願発明の請求項４に記載の発明は、請求
項２または請求項３に記載の発明において、両片はプラ
スチック成形品で形成したので、プラスチック成型の寸
法精度の範囲で表面が完全な平面接合とならず、流路部
に入り込んだ気泡は２片の接触面の微小な隙間を介して
排出が可能となる。

【００３５】本願発明の請求項５に記載の発明は、請求
項２に記載の発明において片の対向する羽根部の表面に
部分的に極小の段差を設け、２枚の片を固着したとき流
路部と貫通孔が若干の隙間で空間的につながっている構
造としたもので以下の効果がある。 １）段差によって気泡の排出を早めることが出来る。ま
た段差の大きさで気泡排出速さを調節できる。 ２）気泡の滞留しやすい羽根車中心付近に付ける事で上
記効果が増す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１によるマグネットポンプ
の内部構造を表す断面図

【図２】同マグネットポンプのマグネットインペラの分
解斜視図

【図３】同マグネットポンプのマグネットインペラの部
分断面図

【図４】同マグネットポンプのマグネットインペラの別
の部分断面図

【図５】従来のマグネットポンプの断面図

【図６】従来のマグネットポンプのマグネットインペラ
の斜視図

【図７】従来のマグネットポンプのマグネットインペラ
の別の斜視図

【符号の説明】

１ ケーシング ４ 羽根車 ４ｂ 流路部 ４ｃ 羽根部 ４ｄ、４ｅ シュラウド（側板）部 ４ｆ 突起 ４ｇ 係合孔 ４ｈ 貫通孔 ４Ａ、４Ｂ 片 ４ｍ 段差

───────────────────────────────────────────────────── 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 29/24 Ｆ０４Ｄ 29/24 Ｄ Ｆ (72)発明者 辻本 明徳 大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号 松下冷機株式会社内 Ｆターム(参考） 3H033 AA01 AA11 AA12 AA13 BB01 BB06 BB13 BB16 CC01 DD06 DD09 DD26 DD30 EE04 EE19

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシング内に収納された羽根車を回転
   磁界によって回転させるマグネットポンプにおいて、 前記羽根車は中心から放射状に伸び流体の流れる複数の
   流路部と、前記流路部のそれぞれを仕切る複数の羽根部
   を有し、さらに前記流路部はシュラウド（側板）部で両
   側面が閉じられたクローズドインペラ（閉鎖羽根）を構
   成し、前記羽根部には貫通孔が設けられていることを特
   徴とするマグネットポンプ。
2. 【請求項２】 流路部はシュラウド部を含む２つ以上の
   片から構成され、前記片は羽根部の一部が互いに固定さ
   れてクローズドインペラを構成することを特徴とする請
   求項１に記載のマグネットポンプ。
3. 【請求項３】 両片は一方の羽根部に設けた突起と他方
   の羽根部に設けた係合孔とを係合固定することによりク
   ローズドインペラを構成することを特徴とする請求項２
   に記載のマグネットポンプ。
4. 【請求項４】 両片はプラスチック成形品で形成したこ
   とを特徴とする請求項２または請求項３に記載のマグネ
   ットポンプ。
5. 【請求項５】 両片の対向する羽根部の表面に部分的に
   極小の段差を設け、２枚の片を固定したとき流路部と貫
   通孔が若干の隙間で空間的につながっていることを特徴
   とする請求項２に記載のマグネットポンプ。