JP2003106285A - マグネットポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 羽根車のアンバランスをなくし、回転時の振
動が発生なく、揚程能力を安定させたマグネットポンプ
を提供することを目的とするものである。 【解決手段】 機体を隔てて相対するマグネット間の吸
引力により、モータの駆動力を羽根車に伝達するマグネ
ッポンプにおいて、前記羽根車の裏面と、羽根車を収納
する羽根ハウジングの前記裏面に対向する面との隙間
を、マグネットポンプが吐出する液体の表面張力が大き
く影響する寸法とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、分離板を隔てて相対す
るマグネット間の吸引力により、モータの駆動力をポン
プ内に伝達する方式のマグネットポンプに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】マグネットポンプは、駆動側とポンプ側
が電気的，機械的に分離され、水密封構造が簡単なこと
から多用されている。従来、マグネットポンプは、特開
平５−１９９７３６号公報に記載されている図４に示す
構造が一般的であった。

【０００３】図４において、５１はモータで、このモー
タ５１の駆動力を伝達するシャフト５２の先端にはネジ
部５３が加工されている。

【０００４】５６は中心部に貫通穴５４を有するととも
に反モータ側に円盤状の駆動マグネット５５を嵌合固定
したハウジングであり、該ハウジング５６は、貫通穴５
４をシャフト５２に嵌入した後、ナット５７をネジ部５
３に螺合することにより、シャフト５２のネジ部５６と
モータ５１との間に固定される。これにより、ハウジン
グ５６及び駆動マグネット５６とは、シャフト５１の回
転と共に回転する構成となる。

【０００５】５８はポンプ部５９とモータ５１を結合す
るためのブラケットで、一端面はモータ５１の端面にビ
ス６０で固定され、他端面は開口しており、該開口の外
周部にはポンプ部５９を固定するためのネジ穴５８ａを
有している。また、ポンプ部５９の内部には吸込口７５
から吸いこまれた流体を加圧して吐出口７７から吐出す
るポンプ機構を内蔵されている。

【０００６】６２はブラケット５８及びポンプ部５９の
内側にある空間を駆動マグネットの配置側と従動マグネ
ットの配置側とに分離する円盤状の分離板で、中心にバ
ーリング６１を備えている。この分離板６２は、ポンプ
部５９がブラケット５８にネジ７８により固定する際
に、ブラケット５８とポンプ部５９との間に狭持されて
固定され、周縁にＯリング６３を配置することにより、
ポンプ部５９の内部とブラケット５８の内部との間を液
体が流通できない構造としている。

【０００７】ポンプ機構の構成について説明すると、６
５は羽根車で、回転中心部に円筒形状の軸受６６が嵌合
されており、さらに駆動マグネット５５と引き合う関係
の極性にある円盤状の従動マグネット７９を駆動マグネ
ット５５と対向する位置に内蔵している。６７は蓋板
で、前記従動マグネット７９を固定する目的で、前記羽
根車６５に溶着または接着固定されている。

【０００８】前記軸受６６に内嵌する軸６８は、該軸６
８を軸受６６に内嵌した状態で羽根車６５が回動自在に
なる程度の径を備え、両端にネジ６９が加工されるとと
もに、該両端のネジ６９より軸方向の内側にＤカット部
７０が形成されている。

【０００９】そして、軸受６６を羽根車６５に嵌入した
状態とした後、Ｄカット部７０に一対の軸受板７３を取
付けることにより、羽根車６５を軸方向に移動できない
状態とし、更には一方のネジ６９をバーリング６１にね
じ込み他方のネジ６９にナット８２をねじ込んで羽根車
６５を軸６８の周りを回転可能に配置する。

【００１０】以上のように従来のマグネットポンプは構
成される。次にこの従来のマグネットポンプの動作を説
明すると、モータ５１に電力を入力してモータ５１を駆
動させシャフト５２を回転させると、シャフト５１の回
転に伴ってハウジング５６及び駆動マグネット５５が回
転する。また、従動マグネット７９は駆動マグネット５
５と磁力により引き合っている関係にあるため、駆動マ
グネット５５の回転動作に連動して従動マグネット７９
は回転動作し羽根車６５を回転させる。この羽根車６５
の回転に伴い液体は吸入口７５から吸入し、羽根車６５
の昇圧作用により昇圧され、吐出口７７より吐出され
る。

【００１１】また、他の従来の実施例の羽根車８０を図
５に示す。この場合、従動マグネット７９を羽根車８０
内に固定する方法として、羽根車８０を成形する際同時
にインサート成形する構造である。以上のように構成さ
れた従来のマグネットポンプについて動作を説明する。
まず、モータ５１に通電するとシャフト５２に固定され
たハウジング５６の回転とともに駆動マグネット５５が
回転する。羽根車６５に内蔵された従動マグネット７９
は、磁力により駆動マグネット５５と吸引状態にあるた
めに駆動マグネット５５の回転に伴い従動マグネット７
９も同期して回転し、この従動マグネット７９に一体状
の羽根車６５も回転する。この羽根車６５の回転に伴い
液体は吸入口７５から吸入し、羽根車６５の昇圧作用に
より昇圧され、吐出口７７より吐出される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような構
造のものでは、従動マグネットを備えた羽根車と羽根車
の回転軸との間の嵌合の精度が悪い場合は、ガタツキが
発生し、羽根車の回転がアンバランスとなって振れまわ
るため、回転時の振動が大きくなることがある。そし
て、この振動が発生すると、揚程能力がダウンしてしま
い十分な吐出力が得られない場合がある。この問題を防
止するためには、羽根車と軸との嵌合寸法を高精度とす
れば解決するのであるが、高精度を全部品に要求すると
加工面でのコストアップが問題となる。

【００１３】本発明は上記問題を解決するものであり、
従来の構成ではアンバランスが発生する程度の精度であ
っても、アンバランスが発生し難く、また揚程能力が安
定するマグネットポンプを提供することを目的とするも
のである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】そこで、上記問題を解決
するため本発明のマグネットポンプは、分離板を隔てて
相対するマグネット間の吸引力により、モータの駆動力
を羽根車に伝達するマグネッポンプにおいて、前記羽根
車の裏面と、羽根車を収納する羽根ハウジングの前記裏
面に対向する面との隙間を、マグネットポンプが吐出す
る液体の表面張力が大きく影響する寸法とする。

【００１５】なお、液体の表面張力が大きく影響する寸
法には、例えば、水平面を備える物体を水平台上に液体
を介して静的に載置すると、液体の表面張力の影響によ
って前記物体は液体を介してわずかに水平台から浮いた
状態となるが、このときの物体と水平台との間の寸法が
該当する。

【００１６】また、本発明のマグネットポンプは、機体
を隔てて相対するマグネット間の吸引力により、モータ
の駆動力を羽根車に伝達するマグネッポンプにおいて、
前記羽根車の裏面と、羽根車を収納する羽根ハウジング
の前記裏面に対向する面との隙間Ｌと、羽根車の裏面の
直径Ｄと関係が

【００１７】

【数２】 の関係を有するようにする。

【００１８】さらに、本発明もマグネットポンプは、羽
根車の裏面の外周に、裏面の直径を調整可能なリブを設
ける構成とする。

【００１９】

【実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１及び図２
に基づいて説明する。図１は本発明にかかるマグネット
ポンプの断面図であり、図２は図１のマグネットポンプ
の部分拡大図である。モータ１は通電されることにより
回転するモータであり、その回転軸としてのシャフト２
を備えている。

【００２０】また、このシャフト２の先端側には、薄板
円盤状であって径方向の中心部に固定穴を備えた駆動マ
グネット受け３が、シャフト２に前記固定穴を圧入する
ことにより固定されている。

【００２１】そして、駆動マグネット受け３には、複数
の円盤状のフェライト磁石からなる駆動マグネット４が
接着等により装着され、更には、シャフト２と駆動マグ
ネット受け３と駆動マグネット４を覆う形状にハウジン
グ５が設けられている。

【００２２】該ハウジング５は、機器の一部６（以下、
機体６と記載する）にモータ１を固定するためのもので
あり、モータ１はハウジング５を介して機体６に例えば
ネジ止めなどの固定手段（不図示）で固定されている。

【００２３】機体６を挟んでモータ１等と相対する側に
はポンプ部７が設けられている。ポンプ部７の前記駆動
マグネット４と対向する位置には、駆動マグネット４の
極性と引き合う極性を有する複数の円盤状のプラスチッ
ク磁石からなる従動マグネット1４が配置されている。
該従動マグネット１４は、９０度づつに等間隔に放射状
に配置された４つの傾斜部を有する平板からなる羽根１
３を備えた羽根車１２の機体６側に接着等の固定手段に
より固定されている。

【００２４】羽根車１２は、例えばＰＰＳ等の樹脂材に
より成型加工されたものであり、成型加工時に羽根１３
と、従動マグネット１４を収納するための凹部であるマ
グネット収納部２１と、マグネット収納部２１が開口す
る側の外周を形成するリブ１８と、軸９を挿入するため
の軸受穴１９とが設けられる。

【００２５】前記リブ１８の外径は、羽根１３の外径よ
りも大きく形成され、後述する羽根ハウジング８との間
に所定の大きさの隙間を供えて配置される。そして、軸
受穴１９にはステンレス鋼からなる軸９が例えば圧入や
インサート成形などの手段によって装着固定される。

【００２６】羽根車１２の周囲には、羽根車１２を収納
する凹部状の開口である羽根収納部２２を有する略円筒
状の羽根ハウジング８が配置される。該羽根ハウジング
８は機体６に装着された状態の機体６側の面と相対する
側に開口が設けられ、機体６側は壁部２８が設けられ
る。

【００２７】さらに、該壁部２８の中心には軸受１０が
備えられており、羽根ハウジング８を機体６に例えばネ
ジなどの固定手段（図示せず）により装着すると、軸受
１０の中心はシャフト２の回転軸と略同一軸上に配置さ
れる。

【００２８】そして、軸受１０には羽根車１２の軸９が
回転自在に挿入される。それによって、羽根車１２を羽
根ハウジング８に装着した状態において、羽根車１２の
モータ１側の面（即ち、羽根１３側の面を表面としたと
きの裏面であり、以下、裏面２９と称する）と羽根ハウ
ジング８の壁部２８との間には所定の隙間Lを有して離
間し、羽根車１２が羽根ハウジング８に対して回転自在
となる。

【００２９】また、羽根ハウジング８の開口側の外周に
は、後述する吸入ハウジング１５を取付けるための係止
部２５が設けられており、更に、羽根ハウジング８の円
筒部の外周の一部には、羽根ハウジング８内に導かれた
流体を吐出するため羽根ハウジング８とマグネットポン
プの外部と連通する吐出口１１が備えられる。

【００３０】そして、羽根ハウジング８の開口側には、
吸入口ハウジング１６と吸入蓋１７から構成される吸入
ハウジング１５が、吸入口ハウジング１６に設けられる
被係止部２６に係止部２５を係止させて取付けられる。

【００３１】吸入口ハウジング１６は、両端が開口した
略中空円筒体の一方の開口に、該開口の縁から他の開口
に向かう方向に傾斜し、羽根１３の形状に沿ったすり鉢
状の形状である傾斜部２７を備え、他方の開口に吸入蓋
１７を取り付けるための係止部を備えている。また、前
記傾斜部２７には中空円筒体の軸を中心として貫通穴が
形成されており、該貫通穴は羽根ハウジング８内に流体
を送り込むときの吸込口２４となる。

【００３２】該吸込口２４の中心には、軸９の位置を安
定させるために軸９の位置決めを行う羽根受け１６ａが
設けられており、当該羽根受け１６ａに羽根車１２の軸
９と同軸上に設けられる突起部２０を回転自在に保持す
ることによって、羽根車１２の回転位置を安定させてい
る。

【００３３】そして、吸入蓋１７は円形の略皿状をして
おり、外周部には吸入口ハウジング１６の係止部と係止
される被係止部が設けられている。また、吸入蓋１７の
円形の面は細かいメッシュで形成され、当該メッシュが
前記吸込口２４へマグネットポンプの外部から流体を導
くための吸入口２３となる。

【００３４】次に、本発明のマグネットポンプの動作に
ついて説明する。

【００３５】上記の構成を備える本発明のマグネットポ
ンプは、モータ１に電力が供給されると、シャフト２が
回転し、それに伴って駆動マグネット受け３が回転し同
時に駆動マグネット４が回転する。駆動マグネット４が
回転すると、駆動マグネット４とは引き合う極性を有す
る従動マグネット１４が回転し、同時に従動マグネット
１４が備えられる羽根車１２も回転する。

【００３６】このとき、羽根ハウジング８の内部が液体
によって満たされていると、羽根ハウジング８内の液体
は羽根車１２の回転力により外周方向に向かって圧力が
かかり、その圧力によって液体を吸入口２３から吸込口
２４を経由して吸い込んだ液体を吐出口１１から吐出す
る。このようにして、本発明のマグネットポンプは動作
される。

【００３７】以上のように構成され動作される本発明の
マグネットポンプは、羽根車１２と羽根ハウジング８と
の隙間Lが、その羽根車１２の直径に対して一定の関係
に調整され配置されている。

【００３８】図３は、羽根車１２の直径Ｄと隙間Lの関
係を変化させた場合の騒音の大きさに基づく評価を示し
ている。

【００３９】図３に記載した試験結果によると、羽根車
１２の直径Ｄが２３ｍｍのときに隙間Lを約０．８ｍｍ
に調整した場合、羽根車１２の直径Ｄが２５ｍｍのとき
に隙間Ｌを約０．９５ｍｍに調整した場合、羽根車１２
の直径Ｄが２７ｍｍのときに隙間Ｌを約１．０ｍｍに調
整した場合は全て騒音が大きく、揚程能力のバラツキも
大きかった。

【００４０】しかし、羽根車１２の直径Ｄが２３ｍｍの
ときに隙間Ｌを約０．４ｍｍに調整した場合、羽根車１
２の直径Ｄが２５ｍｍのときに隙間Ｌを約０．４５ｍｍ
に調整した場合、羽根車１２の直径Ｄが２７ｍｍのとき
に隙間Ｌを約０．６ｍｍに調整した場合には、何れも騒
音が小さく、揚程能力のバラツキも小さかった。

【００４１】従って、かかる結果から、羽根車１２の直
径Ｄと隙間Ｌとの関係が、少なくとも羽根車１２の直径
Ｄが２３〜２７ｍｍの間のおいては、以下の数式に従う
ことが望ましいことがわかる。

【００４２】

【数３】 上記の現象について理論的に考えると、隙間Ｌが狭いこ
とにより隙間Ｌ内の液体の表面張力の影響が大きくなる
ことにより、羽根車１２が壁部２８側に引き寄せられ、
それによって羽根車１２が安定して回転することになる
ものと考えられる。

【００４３】従って、隙間Ｌの大きさを液体の表面張力
が影響する程度の大きさとすることによって、騒音が小
さく、揚程能力のバラツキも小さいポンプとすることが
できる。

【００４４】また、かかる隙間Ｌと直径Ｄとの調整のた
めに、リブ１８の外径を変更することによって直径Ｄを
調整すれば、リブ１８の成形後であっても、リブ１８に
該当する個所の金型を調整しさえすればよく、隙間Ｌと
直径Ｄの関係を容易に調整することが可能となる。

【００４５】

【発明の効果】機体を隔てて相対するマグネット間の吸
引力により、モータの駆動力を羽根車に伝達するマグネ
ッポンプにおいて、前記羽根車の裏面と、羽根車を収納
する羽根ハウジングの前記裏面に対向する面との隙間
を、マグネットポンプが吐出する液体の表面張力が大き
く影響する寸法としたことにより、羽根車の振れがなく
なり、振動せずに音の発生がなくなり、揚程能力が安定
化する。

【００４６】また、本発明のマグネットポンプは、機体
を隔てて相対するマグネット間の吸引力により、モータ
の駆動力を羽根車に伝達するマグネッポンプにおいて、
前記羽根車の裏面と、羽根車を収納する羽根ハウジング
の前記裏面に対向する面との隙間Ｌと、羽根車の裏面の
直径Ｄと関係が

【００４７】

【数４】 の関係にあることにより、羽根車の振れがなくなり、振
動せずに音の発生がなくなり、揚程能力が安定化する。

【００４８】そして、本発明のマグネットポンプは、羽
根車の裏面の外周に、裏面の直径を調整可能なリブを設
けたことにより隙間Ｌと直径Ｄの関係を容易に調整する
ことが可能とである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるマグネットポンプの
側面断面図である。

【図２】図１の羽根車と羽根ハウジングの部分拡大図で
ある。

【図３】羽根車直径Ｄと隙間Ｌの関係における騒音試験
の結果を示すグラフである。

【図４】従来例におけるマグネットポンプの側面断面図
である。

【図５】従来の他の実施例のマグネットポンプの羽根車
断面図である。

【符号の説明】

１ モータ ２ シャフト ３ 駆動マグネット受け ４ 駆動マグネット ５ ハウジング ６ 機体 ７ ポンプ部 ８ 羽根ハウジング ９ 軸 １０ 軸受 １１ 吐出口 １２ 羽根車 １３ 羽根 １４ 従動マグネット １５ 吸入ハウジング １６ 吸入口ハウジング １７ 吸入蓋 １８ リブ ２９ 裏面

───────────────────────────────────────────────────── 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 29/22 Ｆ０４Ｄ 29/22 Ｅ 29/24 29/24 Ｄ (72)発明者 伊藤 克浩 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 守川 守 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 3H022 AA01 BA02 BA04 CA06 CA07 CA09 CA48 CA56 DA08 DA09 DA11 DA15 3H033 AA01 AA11 BB01 BB06 BB11 CC01 CC04 DD01 DD09 DD27 DD28 DD30 EE06 EE09 EE10 EE19

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機体を隔てて相対するマグネット間の吸
   引力により、モータの駆動力を羽根車に伝達するマグネ
   ッポンプにおいて、 前記羽根車の裏面と、羽根車を収納する羽根ハウジング
   の前記裏面に対向する面との隙間を、マグネットポンプ
   が吐出する液体の表面張力が大きく影響する寸法とした
   ことを特徴とするマグネットポンプ。
2. 【請求項２】 機体を隔てて相対するマグネット間の吸
   引力により、モータの駆動力を羽根車に伝達するマグネ
   ッポンプにおいて、 前記羽根車の裏面と、羽根車を収納する羽根ハウジング
   の前記裏面に対向する面との隙間Ｌと、羽根車の裏面の
   直径Ｄと関係が 【数１】 の関係にあることを特徴とするマグネットポンプ。
3. 【請求項３】 羽根車の裏面の外周に、裏面の直径を調
   整可能なリブを設けたことを特徴とする請求項１または
   請求項２に記載のマグネットポンプ。