JP2004293362A - モータポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、構造を簡素化することが可能であると共に、ポンプ効率を向上させることが可能なモータポンプを提供することにある。
【解決手段】本発明は、羽根車５１を有して構成された回転子５０と、固定子４０と、を備え、羽根車５１の回転に伴って流体を流路取入口１２ａから流路排出口２２ａへ送るモータポンプ１に関する。
流路取入口１２ａと流路排出口２２ａとを連通する流体搬送路Ｒには、回転子５０を回転可能に保持するテーパ面１４ａを備えてなる回転子収容部Ｃが形成されている。回転子５０は、その外周に形成されたテーパ面５７ａがテーパ面１４ａによって保持された状態で回転子収容部Ｃ内に回転可能に収容され、回転軸の不要な構成となっている。テーパ面１４ａ又はテーパ面５７ａの少なくとも一方には、低摩擦材料からなるコーティング処理が施されている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はモータポンプに係り、特に羽根車を高速回転で作動させるモータポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、羽根車を高速回転で作動させるモータポンプにおいては、ブラシレスモータの回転子を中空円筒体で構成し、この中空円筒体の内側に羽根を設け、この羽根を回転子と共に回転させることにより、流体を流路取入口から流路排出口へ移送させる、所謂「貫流ポンプ」が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−３７０７９号公報（第２−３頁、第１図）
【特許文献２】
特開平５−１８７３８０号公報（第２頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載のポンプ（軸流ポンプ）では、回転子コアを支えた状態で回転させるために、スピンドルが必要である。このように、スピンドルを備えた構成にすると、スピンドルを軸支する保持部の構造がたいへん複雑となるという不都合がある。また、インペラ本体が流体を下流側に搬送すると、流体からの反力を受けることにより、インペラ本体が上流側へ移動する。これにより、スピンドルの端面が保持部と干渉し、異音や振動の原因となる虞がある。一方、上記特許文献２に記載のポンプ（電動機一体型ポンプ）においても、回転子を支えた状態で回転させるために、回転軸を軸支するベアリングが必要となる。このように、ベアリングを備えた構成にすると、ベアリング配設部の構造がたいへん複雑となるという不都合がある。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、構造を簡素化することが可能なモータポンプを提供することにある。また、本発明の他の目的は、振動や騒音を低減させることが可能であると共に、回転子を安定して回転させることが可能なモータポンプを提供することにある。さらに、本発明の他の目的は、ポンプ容積を拡大することなく、ポンプ効率を向上させることが可能なモータポンプを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、請求項１に記載のモータポンプによれば、流路取入口が形成された第１キャップと、流路排出口が形成された第２キャップと、前記流路取入口と前記流路排出口とを連通する流体搬送路と、該流体搬送路内に配設されると共に羽根車を有して構成された回転子と、該回転子の径方向外側に配設された固定子と、を備え、前記羽根車の回転に伴って流体を前記流路取入口から前記流路排出口へ送るモータポンプにおいて、前記流体搬送路には、前記回転子を回転可能に保持する内壁面を備えてなる回転子収容部が形成され、前記回転子は、該回転子の外周部が前記内壁面によって保持された状態で、前記回転子収容部内に回転可能に収容されたこと、により解決される。
【０００７】
このように、本発明のモータポンプでは、モータポンプにおける流体搬送路に、回転子を回転可能に保持する内壁面を備えてなる回転子収容部が形成され、回転子は、この回転子の外周部が内壁面によって保持された状態で、回転子収容部内に回転可能に収容されている。従って、この構成により、回転子の回転軸を不要な構成とすることができる。これにより、回転軸を軸支するベアリング等も不要な構成とすることができるので、モータポンプの構造を簡素化することが可能である。また、上述のように、回転軸とベアリングを不要な構成とすることにより、従来のように、回転軸とベアリングとの干渉による振動や騒音が発生することがないので、モータポンプの回転駆動時における振動や騒音を低減させることが可能となる。
【０００８】
このとき、前記回転子は、請求項２に記載のように、より具体的には、回転停止時に、前記回転子収容部内を軸方向に浮遊可能に配設されるものである。
【０００９】
また、請求項３に記載のように、より好適には、前記内壁面に、流路排出口から流路取入口に向かうに従って縮径するテーパ面が形成され、回転子の外周部が、テーパ面に沿うようにテーパ状に形成される。このように形成すると、搬送される流体から受ける反力によって、回転子全体が流路取入口側に移動しても、内壁面に形成されたテーパ面に、同じくテーパ状からなる回転子の外周部が全面に渡って当接するので、回転子を回転可能な状態に確実に保持することが可能となる。さらに、少なくとも内壁面の一部をテーパ状にして回転子の外周部を保持する構成とすることにより、回転子を保持するための保持面を、軸方向と、軸方向と垂直な方向の２方向に設ける必要がないので、回転子を保持する構造を簡素化することが可能となる。
【００１０】
また、請求項４に記載のように、前記回転子において、回転子の中心本体部は、より具体的には、羽根車に配設された羽根を介して外周部に接続され、回転子の回転軸を不要とした構成とされる。従って、本発明のモータポンプによれば、上記構成により、流体搬送路に回転軸を配置した従来の構成と比して、回転軸を不要とした分だけ流路を確保することができるので、ポンプ容積を拡大することなく、ポンプ効率を向上させることが可能となる。
【００１１】
ここで、請求項５に記載のように、内壁面又は外周部の少なくとも一方には、より好適には、低摩擦材料が形成される。このように形成すると、内壁面と外周部との摩擦抵抗を低減させることができるので、回転子を安定して回転させることが可能となる。
【００１２】
また、請求項６に記載のように、回転子収容部に、回転子の流路排出口側端面を保持可能な下流側保持端面が形成され、流路排出口側端面又は下流側保持端面の少なくとも一方に、低摩擦材料が形成されていると、回転起動時等において回転子の流路排出口端面が下流側保持端面に当接した状態でも、回転子を安定して起動させることが可能となり好適である。
【００１３】
なお、前記低摩擦材料は、請求項７に記載のように、より具体的には、フッ素系樹脂又は親水性ポリマーからなるものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。図１，図２は、本発明の実施の形態を示すものであり、図１はモータポンプの側面断面図、図２は回転子の構成を示す側面図である。
【００１５】
図１に示す符号１は、本発明の一実施形態に係るモータポンプである。このモータポンプ１は、例えば、図示しないラジエータの冷却液を循環させるためのものであり、第１キャップ１０と、第２キャップ２０と、ハウジングケース３０と、固定子４０と、回転子５０と、を有して構成されたＤＣブラシレス型のモータポンプである。
【００１６】
第１キャップ１０は、樹脂製からなる略円盤状のキャップ本体１１を有して構成されており、このキャップ本体１１には、ポンプ中心軸線に沿って第２キャップ２０と反対側に延出する取入ノズル１２と、ポンプ中心軸線に沿って第２キャップ２０側に延出する管状凸部１３と、が形成されている。取入ノズル１２の内側には、ポンプ中心軸線に沿って流路取入口１２ａが形成されており、これにより、外部からモータポンプ１内に流体を取り込めるようになっている。管状凸部１３の取入ノズル１２側には、流路取入口１２ａと連通するテーパ状収容凹部１４が形成されている。このテーパ状収容凹部１４は、後述する回転子５０のマグネット５６を有する部分を収容するためのものであり、テーパ状収容凹部１４の内壁面には、後述する流路排出口２２ａから流路取入口１２ａに向かうに従って縮径するテーパ面１４ａが形成されている。なお、テーパ状収容凹部１４のテーパ面１４ａおよび底面１４ｂと、後述する本体凸部２３の下流側保持端面２３ａとによって、本発明に係る回転子収容部Ｃが形成されている。
【００１７】
そして、テーパ状収容凹部１４のテーパ面１４ａには、後述する回転子５０との摺動摩擦を低減させるために、低摩擦材料からなるコーティング処理が施されている。このテーパ面１４ａのコーティング処理における低摩擦材料には、第１キャップ１０に用いられた樹脂材料に適合するものが選定されて使用されており、例えば、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ）やポリイミド（ＰＩ）等の高潤滑性樹脂や、ダイヤモンドライクカーボン等の炭素系主成分材料が用いられている。なお、テーパ面１４ａのコーティング処理における低摩擦材料には、上記の他にも、親水性ポリマー等の湿潤時に潤滑性を有するものが用いられていても良い。
【００１８】
第１キャップ１０の外周部には、後述するハウジングケース３０に形成された第１フランジ３１と接続するためのフランジ１５が形成されており、第１キャップ１０とハウジングケース３０とは、両フランジをボルトなどの固着具６１を用いて接合することにより、一体に組み付けられている。また、管状凸部１３の第２キャップ２０側の部分は、嵌合凹部１６として形成されており、この嵌合凹部１６と後述する第２キャップ２０の嵌合凸部２６とが嵌合された状態で、第１キャップ１０と第２キャップ２０とが一体に組み付けられている。
【００１９】
第２キャップ２０は、樹脂製からなる略円盤状のキャップ本体２１を有して構成されており、このキャップ本体２１には、ポンプ中心軸線に沿って第１キャップ１０と反対側に延出する排出ノズル２２と、ポンプ中心軸線に沿って第１キャップ１０側に延出する本体凸部２３と、が形成されている。排出ノズル２２の内側には、ポンプ中心軸線に沿って流路排出口２２ａが形成されており、これにより、モータポンプ１内に取り込まれた流体を外部に排出することができるようになっている。
【００２０】
本体凸部２３には、ポンプ中心軸線に沿って、流路取入口１２ａから流路排出口２２ａに向かうに従って縮径するテーパ状孔部２４が形成されており、このテーパ状孔部２４は、流路排出口２２ａと連通するように形成されている。本体凸部２３の第１キャップ１０側には、ポンプ中心軸線とほぼ垂直となるように下流側保持端面２３ａが形成されており、この下流側保持端面２３ａとテーパ状収容凹部１４とによって囲まれて形成された回転子収容部Ｃ内に、後述する回転子５０のマグネット５６を有する部分が収容されている。本体凸部２３の排出ノズル２２側の部分は、嵌合凸部２６として形成されており、この嵌合凸部２６には、Ｏリング２７が配設されている。そして、このＯリング２７を介して嵌合凹部１６と嵌合凸部２６とが嵌合されることにより、モータポンプ１内の流体が外部に漏出しないようになっている。
【００２１】
第２キャップ２０の外周部には、後述するハウジングケース３０に形成された第２フランジ３２と接続するためのフランジ２５が形成されており、第２キャップ２０とハウジングケース３０とは、両フランジをボルトなどの固着具６２を用いて接合することにより、一体に組み付けられている。
【００２２】
ハウジングケース３０は、中空円筒体で形成され、その両端側には、第１フランジ３１および第２フランジ３２が形成されている。このハウジングケース３０は、上述のように、フランジ接合されることにより、第１キャップ１０と第２キャップ２０とに一体に組み付けられている。
【００２３】
そして、上述のように、第１キャップ１０、第２キャップ２０、ハウジングケース３０が一体に組み付けられ、流路取入口１２ａから流路排出口２２ａまで連通する一連の流路によって、本発明に係る流体搬送路Ｒが形成されている。この流体搬送路Ｒの内側には、回転子５０が回転可能に配設され、この回転子５０の径方向外側には、固定子４０が配設されている。
【００２４】
固定子４０は、薄板をポンプ軸方向に複数積層して形成したステータコア４１を有して構成されており、このステータコア４１に形成された複数の突極４２には、巻線４３が巻装されたボビン４４がそれぞれ組み付けられている。
【００２５】
回転子５０は、羽根車５１を一体に有して形成されたものであり、本実施形態のモータポンプ１においては、この羽根車５１が回転することにより、流体の取入・排出動作が行われるようになっている。羽根車５１は、本発明に係る中心本体部に相当する羽根車本体５２に複数の羽根５３を有して構成されており、羽根車５１の外周部には、羽根５３の先端部を夫々繋ぐように環状のロータスペーサ５４が配設されている。羽根車本体５２の羽根５３が取付けられた部分には、流路取入口１２ａから流路排出口２２ａに向かうに従って拡径する第１テーパ面５２ａ（図２参照）が形成されており、また、羽根車本体５２の第２キャップ２０側には、流路取入口１２ａから流路排出口２２ａに向かうに従って縮径する第２テーパ面５２ｂ（図２参照）が形成されている。
【００２６】
一方、ロータスペーサ５４の内側には、流路取入口１２ａから流路排出口２２ａに向かうに従って拡径するテーパ面５４ａ（図２参照）が形成されている。そして、本実施形態に係るモータポンプ１においては、羽根車本体５２に形成された第１テーパ面５２ａと、ロータスペーサ５４に形成されたテーパ面５４ａとの間が流路として形成されている。同様に、羽根車本体５２に形成された第２テーパ面５２ｂと、テーパ状孔部２４との間が流路として形成されている。
【００２７】
ロータスペーサ５４の外周部には、図１に示すように、軟磁性金属材料からなるバックヨーク５５が配設されており、また、バックヨーク５５の外周部には、マグネット５６が配設されている。さらに、マグネット５６の外周部には、キャン５７が配設されている。ロータスペーサ５４の外周部は、流路取入口１２ａから流路排出口２２ａに向かうに従って拡径するテーパ面５４ｂで形成されており、バックヨーク５５、マグネット５６、キャン５７は、図１に示すように、ロータスペーサ５４のテーパ面５４ｂに沿って傾斜するように配設されている。これにより、キャン５７の外周部には、流路取入口１２ａから流路排出口２２ａに向かうに従って拡径するテーパ面５７ａが形成されている。なお、本実施形態に係るキャン５７のテーパ面５７ａは、本発明に係る回転子の外周部に相当するものである。
【００２８】
そして、本実施形態では、このキャン５７に形成されたテーパ面５７ａの傾斜角度と、テーパ状収容凹部１４のテーパ面１４ａの傾斜角度とが、ほぼ一致するように設定されている。これにより、回転子５０の外周部としてのテーパ面５７ａは、回転子収容部Ｃのテーパ面１４ａに沿うように形成されている。また、キャン５７のテーパ面５７ａと、テーパ状収容凹部１４のテーパ面１４ａとは、後述するように、回転子５０が回転停止時において浮遊状態にあるときに、微小なクリアランスを保つように離間して配設されている。
【００２９】
ここで、キャン５７は、例えば、ステンレス、真鍮、アルミニウム等の非磁性体からなる薄板で構成されており、また、キャン５７に形成されたテーパ面５７ａには、図２に示すように、軸方向に沿って複数の溝部５７ｂが形成されている。この溝部５７ｂは、テーパ面５７ａとテーパ面１４ａとの間を通過する流体が円滑に流れるよう整流するためのものである。そして、本実施形態では、キャン５７のテーパ面５７ａに、テーパ状収容凹部１４のテーパ面１４ａとの摺動摩擦を低減させるための低摩擦材料からなるコーティング処理が施されている。
【００３０】
このテーパ面５７ａのコーティング処理における低摩擦材料には、キャン５７に用いられる非磁性材料に適合するものが選定されて使用されており、例えば、フッ素樹脂等の高潤滑性樹脂や、ダイヤモンドライクカーボン等の炭素系主成分材料、もしくは、セラミック、タフラム（登録商標）等が用いられている。なお、テーパ面５７ａのコーティング処理における低摩擦材料には、上記の他にも、親水性ポリマー等の湿潤時に潤滑性を有するものが用いられていても良い。また、このときの低摩擦材料の選定においては、テーパ状収容凹部１４のテーパ面１４ａに施されたコーティング材料との摺動性・適合性を考慮すべきであることは勿論である。このように、テーパ面５７ａに低摩擦材料によるコーティング処理を行うことにより、キャン５７のテーパ面５７ａとテーパ状収容凹部１４のテーパ面１４ａとの摺動摩擦が低減され、回転子５０の回転特性を向上させることが可能となる。
【００３１】
また、上述のように、回転子５０の中心本体部としての羽根車本体５２が、羽根５３を介してロータスペーサ５４に接続され、回転子５０が回転軸の不要な構成となっているので、流体搬送路Ｒに回転軸を配置した従来の構成と比して、回転軸を不要とした分だけ流路を確保することができる。従って、本実施形態のモータポンプ１によれば、上記構成により、ポンプ容積を拡大することなく、ポンプ効率を向上させることが可能となる。
【００３２】
そして、本実施形態のモータポンプ１では、ロータスペーサ５４の第１キャップ１０側に形成された端面５４ｃと、テーパ状収容凹部１４の底面１４ｂとが、所定のクリアランスを保つように離間して配設されている。同様に、ロータスペーサ５４の第２キャップ２０側に形成された端面５４ｄと、本体凸部２３の下流側保持端面２３ａとは、所定のクリアランスを保つように離間して配設されている。これにより、回転子５０は、回転停止時において、スラスト方向に若干スライド可能な程度に回転子収容部Ｃ内で浮遊可能な状態となっている。
【００３３】
ここで、回転起動時に、回転子５０が回転子収容部Ｃ内において流路排出口２２ａ側に移動した状態にあると、ロータスペーサ５４の端面５４ｄと、本体凸部２３の下流側保持端面２３ａとが摺接することとなる。そこで、本実施形態では、ロータスペーサ５４の端面５４ｄと本体凸部２３の下流側保持端面２３ａとの摺動摩擦を低減させるために、端面５４ｄおよび下流側保持端面２３ａにも、低摩擦材料からなるコーティング処理をそれぞれ施してある。このとき、ロータスペーサ５４の端面５４ｄに施されたコーティング処理における低摩擦材料には、ロータスペーサ５４に用いられた樹脂材料に適合するものが選定されて使用されており、例えば、フッ素樹脂、ダイヤモンドライクカーボン等の炭素系主成分材料、親水性ポリマー等が用いられている。
【００３４】
一方、本体凸部２３の下流側保持端面２３ａに施されたコーティング処理における低摩擦材料にも、第２キャップ２０に用いられた樹脂材料に適合するものが選定されて使用されており、例えば、フッ素樹脂、ダイヤモンドライクカーボン等の炭素系主成分材料、親水性ポリマー等が用いられている。なお、ロータスペーサ５４の端面５４ｄがキャン５７によって一部被覆され、この端面５４ｄを被覆するキャン５７の一部（図１において符号５７ｃで示す部分に相当し、以後、端面５７ｃと言う）が、本体凸部２３の下流側保持端面２３ａと摺接するように構成された場合には、この端面５７ｃにも、低摩擦材料からなるコーティング処理を施すこととする。
【００３５】
このように、本実施形態に係るモータポンプ１では、回転子５０と、この回転子５０を保持する回転子収容部Ｃとに、低摩擦材料からなるコーティング処理が施されているので、回転子５０を安定して回転させることができる。そして、上記各構成からなるモータポンプ１では、不図示の外部電源供給装置により巻線４３に電流を流すと、回転子５０が回転し、これにより、流路取入口１２ａから流路排出口２２ａへ向けて流体が搬送される。
【００３６】
ここで、回転子５０の回転起動時に、回転子５０が回転子収容部Ｃ内において流路排出口２２ａ側に移動した状態にあると、ロータスペーサ５４の端面５４ｄと、本体凸部２３の下流側保持端面２３ａとが摺接することとなる。しかしながら、本実施形態のモータポンプ１では、上述のように、ロータスペーサ５４の端面５４ｄと、本体凸部２３の下流側保持端面２３ａにも、低摩擦材料からなるコーティング処理をそれぞれ施してある。
【００３７】
従って、ロータスペーサ５４の端面５４ｄと、本体凸部２３の下流側保持端面２３ａとが摺接しても、端面５４ｄに対する下流側保持端面２３ａの摩擦抵抗が限りなく低く抑えられているので、回転子５０を安定して起動することができる。また、回転子５０は、回転中に、搬送される流体から受ける反力により、ポンプ上流側に移動する。しかしながら、本実施形態のモータポンプ１では、上述のように、テーパ状収容凹部１４のテーパ面１４ａが、回転子５０の移動方向に向かうに従って縮径するテーパ状に形成されている。
【００３８】
また、テーパ面１４ａと相対するキャン５７のテーパ面５７ａは、回転子５０の停止時に、テーパ面１４ａと微小なクリアランスを保つように離間して配設されると共に、テーパ面１４ａの傾斜角度とは、ほぼ一致する傾斜角度で形成されている。従って、上述のように、回転子５０がポンプ上流側に移動しても、テーパ状収容凹部１４のテーパ面１４ａが、キャン５７のテーパ面５７ａを受け止めることにより、回転子５０は、一定の位置に保持された状態で回転することとなる。
【００３９】
また、このとき、テーパ状収容凹部１４のテーパ面１４ａと、キャン５７のテーパ面５７ａには、上述のように、低摩擦材料によるコーティング処理が施されているので、テーパ面１４ａに対するテーパ面５７ａの摺動摩擦は限りなく低く抑えられている。従って、回転子５０は、テーパ状収容凹部１４のテーパ面１４ａから摩擦抵抗をほとんど受けることなく回転することができるので、これにより、モータポンプ１の流体搬送効率を向上させることができる。また、テーパ状収容凹部１４のテーパ面１４ａで回転子５０の外周部を支える構成とすることにより、回転軸を不要にでき、さらに、回転軸を不要とすることにより、回転軸を軸支するベアリングを不要にできるので、モータポンプ１全体の構造を簡素化することができる。
【００４０】
さらに、上述のように、回転軸およびベアリングを不要とした構成とすることにより、従来のように、回転軸とベアリングとの干渉による異音や振動が発生することがない。従って、従来に比して、モータポンプ１の回転駆動時における振動や騒音を低減させることが可能であると共に、回転子５０を安定して回転させることが可能である。
【００４１】
上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（イ）本実施形態のモータポンプ１では、流体を搬送する流体搬送路Ｒに、回転子５０を回転可能に保持するテーパ面１４ａを備えてなる回転子収容部Ｃが形成され、回転子５０は、テーパ面５７ａがテーパ面１４ａによって保持された状態で、回転子収容部Ｃ内に回転可能に収容されているので、回転子５０を回転軸の不要な構成とすることができる。これにより、回転軸を軸支するベアリング等も不要な構成とすることができるので、モータポンプ１の構造を簡素化することが可能となる。また、上述のように、回転軸とベアリングを不要な構成とすることにより、従来のように、回転軸とベアリングとの干渉による振動や騒音が発生することがないので、モータポンプ１の回転駆動時における振動や騒音を低減させることが可能となる。
【００４２】
（ロ）本実施形態のモータポンプ１では、搬送される流体から受ける反力によって、回転子５０全体が流路取入口１２ａ側に移動しても、回転子収容部Ｃのテーパ面１４ａに、同じくテーパ状からなる回転子５０のテーパ面５７ａが全面に渡って当接するので、回転子５０を回転可能な状態に確実に保持することが可能である。また、テーパ面１４ａを形成して回転子５０のテーパ面５７ａを保持する構成とすることにより、回転子５０を保持するための保持面を、軸方向と、軸方向と垂直な方向の２方向に設ける必要がないので、回転子５０を保持する構造を簡素化することが可能である。
【００４３】
（ハ）本実施形態のモータポンプ１では、回転子５０の中心本体部としての羽根車本体５２が、羽根５３を介してロータスペーサ５４に接続され、回転子５０が回転軸の不要な構成となっているので、流体搬送路に回転軸を配置した従来の構成と比して、回転軸を不要とした分だけ流路を確保することができる。これにより、ポンプ容積を拡大することなく、ポンプ効率を向上させることが可能となる。
【００４４】
（ニ）本実施形態のモータポンプ１において、テーパ面１４ａおよびテーパ面５７ａには、低摩擦材料によるコーティング処理が施されているので、テーパ面１４ａとテーパ面５７ａとの摩擦抵抗を低減させることができる。これにより、回転子５０を安定して回転させることが可能となる。
【００４５】
（ホ）本実施形態のモータポンプ１において、回転子５０の端面５４ｄおよび下流側保持端面２３ａには、低摩擦材料によるコーティング処理が施されているので、回転起動時等において回転子５０の端面５４ｄが下流側保持端面２３ａに当接した状態でも、回転子５０を安定して起動させることが可能である。
【００４６】
なお、本発明の実施の形態は、以下のように改変することができる。図３乃至図６は本発明の改変例を示す図であり、図３は第１改変例に係るモータポンプの側面断面図、図４は第１改変例に係る回転子の構成を示す側面図、図５は第２改変例に係る回転子の構成を示す側面図、図６は第３改変例に係る回転子の構成を示す側面図である。
【００４７】
（ａ）上記実施形態では、第１キャップ１０にテーパ状収容凹部１４を設け、このテーパ状収容凹部１４のテーパ面１４ａで回転子５０の外周部を支える構成としていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図３，図４に示す改変例に係るモータポンプ１０１のように、回転子１５０のマグネット１５６を有する部分を収容するための収容凹部１１４において、この収容凹部１１４の内壁面１１４ａを、テーパ状ではなく、モータポンプ１０１の軸方向に沿うように形成しても良い。また、回転子１５０の外周部も、テーパ状ではなく、内壁面１１４ａに沿うように、すなわち、モータポンプ１０１の軸方向に沿うように形成しても良い。
【００４８】
なお、本改変例に係るモータポンプ１０１では、回転子１５０の外周部に配設されたキャン１５７と、収容凹部１１４の内壁面１１４ａとは、微小なクリアランスを保つように離間して配設されている。また、収容凹部１１４の内壁面１１４ａおよび底面１１４ｂ、キャン１５７の外周面１５７ａ、回転子１５０の端面１５０ａ，１５０ｂ、第２キャップ１２０に形成された本体凸部１２３の下流側保持端面１２３ａには、上記実施形態に係るモータポンプ１と同様に、低摩擦材料からなるコーティング処理がそれぞれ施されている。このようにすることにより、改変例に係るモータポンプ１０１においても、上記実施形態に係るモータポンプ１と同様に、回転子１５０が収容凹部１１４等から摩擦抵抗をほとんど受けることなく回転するので、流体搬送効率を向上させることが可能である。
【００４９】
また、収容凹部１１４の内壁面１１４ａで回転子１５０の外周部を支える構成とすることにより、回転軸を不要にでき、さらに、回転軸を不要とすることにより、回転軸を軸支するベアリングを不要にできるので、モータポンプ１０１全体の構造を簡素化することができる。また、上述のように、回転軸およびベアリングを不要とした構成とすることにより、従来のように、回転軸とベアリングとの干渉による異音や振動が発生することがない。従って、従来に比して、モータポンプ１０１の回転駆動時における振動や騒音を低減させることが可能であると共に、回転子１５０を安定して回転させることが可能である。
【００５０】
（ｂ）上記実施形態において、キャン５７の外周には、図２に示すように、溝部５７ｂが軸方向に沿って形成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。その他にも、図５に示す第２改変例に係るロータ２５０のように、キャン２５７の表面に設けられた溝部２５７ｂは、ロータ２５０の軸心回りに螺旋状に形成されていても良い。
【００５１】
（ｃ）同様に、上記第１改変例に係るモータポンプ１０１において、キャン１５７の外周には、図４に示すように、溝部１５７ｂが軸方向に沿って形成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。その他にも、図６に示す第３改変例に係る回転子３５０のように、キャン３５７の表面に設けられた溝部３５７ｂは、回転子３５０の軸心回りに螺旋状に形成されていても良い。
【００５２】
（ｄ）上記実施形態では、回転子５０の外周に非磁性体からなるキャン５７を配設したが、本発明に係る回転子の外周部はこれに限定されるものではない。その他にも、キャン５７と同様なカバー部材を外周部として回転子５０の外周に設けても良い。また、このときのカバー部材は、樹脂製で形成されていても良い。さらに、このカバー部材の表面に、フッ素樹脂や親水性ポリマー等のコーティング処理を施しても良い。
【００５３】
（ｅ）上記実施形態では、テーパ状収容凹部１４に形成されたテーパ面１４ａにコーティング処理を行うと共に、回転子５０の外周部にも、コーティング処理を行うようにしていたが、本発明はこれに限定されるものでない。その他にも、コーティング処理は、テーパ状収容凹部１４に形成されたテーパ面１４ａ、又は、回転子５０の外周部のいずれか一方に施すように形成されていても良い。また、第１キャップ１０を、ポリアセタール（ＰＯＭ）や、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の摺動性の良い樹脂材料で形成して、第１キャップ１０側におけるコーティング処理を不要とし、回転子５０の外周部にのみ、コーティング処理を行うようにしても良い。
【００５４】
上記各実施の形態から把握できる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。すなわち、前記回転子収容部には、前記回転子の流路取入口側端面を保持可能な上流側保持端面が形成され、前記流路取入口側端面又は上流側保持端面の少なくとも一方には、低摩擦材料が形成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のモータポンプである。このモータポンプによれば、搬送される流体から受ける反力によって、回転子全体が流路取入口側に移動し、回転子の流路排出口側端面と回転子収容部の上流側保持端面とが摺接しても、流路排出口側端面と上流側保持端面の少なくとも一方に低摩擦材料が形成されているので、摺動摩擦を低減することができ、回転子を安定して回転させることが可能となる。
【００５５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のモータポンプによれば、回転子の回転軸を不要な構成とすることができるので、回転軸を軸支するベアリング等も不要な構成とすることができ、モータポンプの構造を簡素化することが可能である。また、回転軸とベアリングを不要な構成とすることにより、従来のように、回転軸とベアリングとの干渉による振動や騒音が発生することがないので、モータポンプの回転駆動時における振動や騒音を低減させることが可能である。
【００５６】
さらに、回転軸とベアリングを不要な構成とすることにより、流体搬送路に回転軸を配置した従来の構成と比して、回転軸を不要とした分だけ流路を確保することができるので、ポンプ容積を拡大することなく、ポンプ効率を向上させることが可能である。また、内壁面又は外周部の少なくとも一方には、低摩擦材料が形成されるので、内壁面と外周部との摩擦抵抗を低減させることができ、回転子を安定して回転させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るモータポンプの側面断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る回転子の構成を示す側面図である。
【図３】本実施形態の第１改変例に係るモータポンプの側面断面図である。
【図４】本実施形態の第１改変例に係る回転子の構成を示す側面図である。
【図５】本実施形態の第２改変例に係る回転子の構成を示す側面図である。
【図６】本実施形態の第３改変例に係る回転子の構成を示す側面図である。
【符号の説明】
１，１０１ モータポンプ、１０ 第１キャップ、１１ キャップ本体、１２ 取入ノズル、１２ａ 流路取入口、１３ 管状凸部、１４ テーパ状収容凹部、１４ａ テーパ面、１４ｂ，１１４ｂ 底面、１５ フランジ、１６ 嵌合凹部、２０，１２０ 第２キャップ、２１ キャップ本体、２２ 排出ノズル、２２ａ 流路排出口、２３，１２３ 本体凸部、２３ａ，１２３ａ 下流側保持端面、２４ テーパ状孔部、２５ フランジ、２６ 嵌合凸部、２７ Ｏリング、３０ ハウジングケース、３１，３２ フランジ、４０ 固定子、４１ ステータコア、４２ 突極、４３ 巻線、４４ ボビン、５０，１５０，２５０，３５０回転子、５１ 羽根車、５２ 羽根車本体、５２ａ テーパ面、５２ｂ テーパ面、５３ 羽根、５４ ロータスペーサ、５４ａ テーパ面、５４ｂ テーパ面、５４ｃ，５４ｄ 端面、５５ バックヨーク、５６，１５６ マグネット、５７，１５７，２５７，３５７ キャン、５７ａ テーパ面、５７ｂ，３５７ｂ溝部、５７ｃ 端面、６１ 固着具、６２ 固着具、１１４ 収容凹部、１１４ａ 内壁面、１５０ａ，１５０ｂ 端面、１５７ａ 外周面、Ｃ 回転子収容部、Ｒ 流体搬送路

Claims (7)

1. 流路取入口が形成された第１キャップと、流路排出口が形成された第２キャップと、前記流路取入口と前記流路排出口とを連通する流体搬送路と、該流体搬送路内に配設されると共に羽根車を有して構成された回転子と、該回転子の径方向外側に配設された固定子と、を備え、前記羽根車の回転に伴って流体を前記流路取入口から前記流路排出口へ送るモータポンプにおいて、
   前記流体搬送路には、前記回転子を回転可能に保持する内壁面を備えてなる回転子収容部が形成され、
   前記回転子は、該回転子の外周部が前記内壁面によって保持された状態で、前記回転子収容部内に回転可能に収容されたことを特徴とするモータポンプ。
2. 前記回転子は、回転停止時に、前記回転子収容部内を軸方向に浮遊可能に配設されたことを特徴とする請求項１に記載のモータポンプ。
3. 前記内壁面には、前記流路排出口から前記流路取入口に向かうに従って縮径するテーパ面が形成され、
   前記外周部は、前記テーパ面に沿うようにテーパ状に形成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のモータポンプ。
4. 前記回転子の中心本体部は、前記羽根車に配設された羽根を介して前記外周部に接続されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のモータポンプ。
5. 前記内壁面又は前記外周部の少なくとも一方には、低摩擦材料が形成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のモータポンプ。
6. 前記回転子収容部には、前記回転子の流路排出口側端面を保持可能な下流側保持端面が形成され、
   前記流路排出口側端面又は前記下流側保持端面の少なくとも一方には、低摩擦材料が形成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のモータポンプ。
7. 前記低摩擦材料は、フッ素系樹脂又は親水性ポリマーからなることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のモータポンプ。

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