JP2005023795A

JP2005023795A - マグネットカップリング装置及びそれを用いたマグネットポンプ

Info

Publication number: JP2005023795A
Application number: JP2003187345A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Fujimori; 仁藤森
Original assignee: OGIHARA SEISAKUSHO KK
Current assignee: OGIHARA SEISAKUSHO KK
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2005-01-27

Abstract

【課題】バックヨーク板のマグネットホルダに対する止着構造が高温使用環境下においても高信頼性であって、しかも製造ラインの自動化が容易なマグネットカップリング装置の提供。
【解決手段】マグネットカップリング装置の駆動ディスクマグネット側組立てにおいて、マグネットホルダ１０の収容凹部１０ａ内の底に配したバックヨーク板１２は、その外周縁に沿った円周当分割８箇所において、当該位置決め後の尖頭治具Ｔの印圧による塑性変形に伴い、収容凹部１０ａの内周面Ｆにめり込んで成る膨出状掛止部Ｑを夫々有し、駆動ディスクマグネット１３がバックヨーク板１２上に磁力吸着して成る。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マグネットポンプ等に用いられるマグネットカップリング装置に関し、特に、駆動ディスクマグネットを収容固定するためのマグネットホルダとバックヨーク板との止着構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マグネットポンプのマグネットカップリング装置は、モータ側の駆動ディスクマグネットと仕切り板を介したインペラ側の従動ディスクマグネットとを面対向し、磁力結合によりモータの回転駆動力をインペラへ伝達するものである。
【０００３】
従動ディスクマグネットは水密構造を必要とするためインペラを備えた樹脂材で封止されているが、通常、駆動ディスクマグネットは、従動ディスクマグネットとの面対向距離をできる限り小さくするため、モータ軸の端部に軸着するマグネットホルダの収容凹部内に固定されて、仕切り板側が開口している。そして、駆動ディスクマグネットの仕切り板側の磁束密度を高めるために、マグネットホルダの収容凹部内の底には磁性材のバックヨーク板が固定されている。このバックヨーク板の固定法としては収容凹部内の底面とバックヨーク板とを接着剤により固着する方法もあるが、バックヨーク板には駆動ディスクマグネットからの磁力吸着によるホルダ開口への抜き力とモータ軸からのトルクが加わるため、高温使用環境下においては剥離性が高まり、経年変化等に対する信頼性も乏しくなる。
【０００４】
一方、特開２００２−２１７６４公報には、このバックヨーク板のマグネットホルダへの止着構造が開示されている。即ち、バックヨーク板をインサート品としてマグネットホルダをインサート成形し、バックヨーク板の外周縁側がマグネットホルダの取付け用凹部に嵌合固着して成る。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２１７６４公報（要約の解決手段）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に開示の止着構造にあっては、樹脂成形品又はアルミダイキャスト品のマグネットホルダを得るものであるために、インサート成形法を用いることから、成形機にインサート品のバックヨーク板を装填する工程が必要であり、駆動ディスクマグネット側組立てを得る製造ラインは自動化が困難である。
【０００７】
そこで上記問題点に鑑み、本発明の課題は、バックヨーク板のマグネットホルダに対する止着構造が高温使用環境下においても高信頼性であって、しかも製造ラインの自動化が容易なマグネットカップリング装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、マグネットホルダの収容凹部内に固定された駆動ディスクマグネットと隔壁を介した従動ディスクマグネットとを面対向し、磁力結合により駆動ディスクマグネット側の回転駆動力を従動ディスクマグネット側へ伝達するためのマグネットカップリング装置である。そして、駆動ディスクマグネットを収容固定するためのマグネットホルダとバックヨーク板との止着構造にあっては、収容凹部内の底に配したバックヨーク板は、その外周縁に沿った離散的３箇所以上において、当該位置決め後の塑性変形により収容凹部の内周面にめり込んで成る膨出状掛止部を夫々有し、駆動ディスクマグネットがバックヨーク板上に磁力吸着して成る。
【０００９】
斯かる止着構造を採用すると、バックヨーク板を収容凹部内の底に配した後、油圧プレス等により尖頭治具等でバックヨーク板の外周縁に沿った円周上の離散的３箇所以上を同時に印圧することにより、塑性変形で板厚方向に窪みが形設されると同時に、その反動の逃げ肉として径外向きに膨出部が形設されてこれが収容凹部の内周面に衝撃的にめり込んで、膨出状掛止部となるため、バックヨーク板は収容凹部の底の内周面に離散的３箇所以上で強固に掛け止めされる。このため、バックヨーク板のマグネットホルダに対する止着は機械的固定であるため、高温使用環境下においても高信頼性であり、しかも、その止着工程はバックヨーク板を収容凹部内の底に配した後のプレス工程で済むので、駆動ディスクマグネット側組立ての自動化も実現でき、低コスト化を図ることができる。
【００１０】
この膨出状掛止部は、収容凹部の底から開口方向に対して逆鉤形状として形設できるため、駆動ディスクマグネットからの磁力吸着に対して止着強度は堅牢である。
【００１１】
膨出状掛止部は、内周面の周方向に沿ってバックヨーク板の板厚よりも幅広の先端部を有することが望ましい。バックヨーク板の軸方向の外れ耐力の増強は勿論、駆動軸からのトルクに対するバックヨーク板の回り止め耐力も増強できるからである。
【００１２】
バックヨーク板を収容凹部内に装填する際は、装填操作の容易化及び膨出状掛止部の径外向きへのめり込み深さを確保するため、収容凹部の内径とバックヨーク板の外径との公差が零に僅少隙間に設定するのが望ましいものの、ある膨出掛止部に対してバックヨーク板の概ね中央に関する点対称位置の外周縁で上記僅少隙間が残っていては、膨出状掛止部のめり込み深さが実質的に減じる虞れがある。
【００１３】
そこで、２箇所の塑性変形膨出部はバックヨーク板の概ね中央を通る直線上の位置に形設することが望ましい。バックヨーク板の概ね中央に関して点対称の位置にある２箇所の塑性変形膨出部のめり込み深さの和によって、バックヨーク板が内周面に対して突っ張る作用をすることになるため、バックヨーク板の止着強度が一層強固なものとなる。この対箇所が倍数であれば一層堅牢となる。
【００１４】
上記の態様では、マグネットヨークが樹脂成形品又はアルミダイキャスト品である場合、バックヨーク板の装填容易化等のため、収容凹部の内周面の粗さを除去するように、予め切削加工を施しておくと良い。そこで、この切削工程を援用し、内周面に、膨出掛止部が楔係合する内周側切り欠きを予め形設しても良い。バックヨーク板の開口方向に対する掛止めが一層締まるので、バックヨーク板止着の更なる堅牢化を実現できる。
【００１５】
内周側切り欠きを離散的に形設しても構わないが、収容凹部の底面と内周面とが交差する内周側角部を巡って形設されて底面に近寄る次第に溝深さの増す周回溝としても良い。切削工具により内周側角部をアール取りすれば、この周回溝を容易に形設できる。
【００１６】
上記の収容凹部は平坦底に限らず、収容凹部内の底面側で内周面側に周回段差面を形設し、この周回段差面上にバックヨーク板の外周縁側を位置決めしても良い。塑性変形膨出部を形成する際のプレス加工におけるホルダ底部内周面側を肉厚台座とでき、塑性変形膨出部のめり込み深さを確実化できる。
【００１７】
なお、上記のマグネットカップリング装置はマグネットポンプに用いるに限らず、その他の用途に用いることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は本発明の実施形態に係るマグネットカップリング装置を用いたマグネットポンプを示す部分破断正面図、図２（Ａ）は同マグネットカップリング装置における第１実施例に係る駆動ディスクマグネット側組立てを示す断面図、図２（Ｂ）は同駆動ディスクマグネット側組立ての分解図、図３（Ａ）は第１実施例に係る駆動ディスクマグネット側組立てにおいてマグネットホルダの収容凹部内にバックヨーク板を取付け固定した状態を示す平面図、図３（Ｂ）はその断面図、図３（Ｃ）は図３（Ｂ）における要部の拡大図である。
【００２０】
本例のマグネットポンプはモータ部１とポンプ部２とから成る。モータ部１内のモータ軸１ａは軸受１ｂに支承され、その端部はマグネットホルダ１０の軸継ぎ部１１に差し込まれて螺子Ｓで締め付け固定されている。マグネットホルダ１０内にはバックヨーク板１２と駆動ディスクマグネット１３とが収容固定されている。
【００２１】
ポンプ部２において、仕切り板２ａにより画成されたインペラ室２ｂ内には羽根車２０が設けられている。この羽根車２０は仕切り板２ａに植設した支軸２ｃに回転可能に支承されている。羽根車２０は、従動ディスクマグネット２１を内蔵し、複数枚の羽根２２を一体的に具備している。従動ディスクマグネット２１は駆動ディスクマグネット１３に仕切り板２ａを介して面対向し、マグネットカップリング装置を構成している。なお、３１は吸込み管接手で、３２は吐出管接手である。
【００２２】
駆動ディスクマグネット側組立ては、図２に示す如く、円形収容凹部１０ａを持つアルミダイキャスト製マグネットホルダ１０と、その円形収容空部１０ａの底に収容固定されて中央孔Ｈ_１を持つ磁性材（鉄製）の円形バックヨーク板１２と、円形状バックヨーク板１２に磁力吸着されて中央孔Ｈ_２を持つ円盤状駆動ディスクマグネット１３とから成る。円形バックヨーク板１２は裏面側に複数本の略放射状リブ１０ｂと収容凹部１０ａ内の底面側で内周面Ｆ側に周回段差面１０ｃとを有している。
【００２３】
収容凹部１０ａ内の底にバックヨーク板１２を止着した状態では、図３に示す如く、周回段差面１０ｃ上に位置決めしたバックヨーク板１２は、その外周縁に沿った円周等分割８箇所ａにおいて、当該位置決め後の塑性変形により収容凹部１０ａの内周面Ｆにめり込んで成る膨出状掛止部Ｑを夫々有している。そして、駆動ディスクマグネット１３がバックヨーク板１０ａ上に磁力吸着し、念のために、駆動ディスクマグネット１３の外周面が収容凹部１０ａの内周面Ｆに接着剤（図示せず）で接着されている。
【００２４】
膨出状掛止部Ｑの詳細を拡大して図４に示すと、膨出状掛止部Ｑは線状窪みＰから径外向きに張り出て、収容凹部１０ａの底から開口方向に対して逆鉤状（返し状）を呈している。この膨出状掛止部Ｑは、内周面Ｆの周方向に沿ってバックヨーク板１２の板厚ｔよりも幅広の先端部ｑを有する。
【００２５】
斯かる止着構造の作業手順は、バックヨーク板１２を収容凹部１０ａ内の底に位置決めした後、油圧プレス等により尖頭治具Ｔでバックヨーク板１２の外周縁に沿った等分割８箇所を同時に印圧して潰することにより、塑性変形で板厚方向に線状窪みＰが形設されると同時に、その反動の逃げ肉として径外向きに膨出部が形設されてこれが収容凹部１０ａの内周面Ｆに衝撃的にめり込んで、膨出状掛止部Ｑとなる。従って、バックヨーク板１２は収容凹部１０ａの底の内周面Ｆの等分割８箇所で強固に掛け止めされる。このため、バックヨーク板１２のマグネットホルダ１０に対する止着構造は機械的であるため、高温使用環境下においても高信頼性であり、しかも、その止着工程はバックヨーク板１２を収容凹部１０ａ内の底に位置決めした後のプレス工程で済むので、駆動ディスクマグネット側組立ての自動化も実現する。
【００２６】
また、この膨出状掛止部Ｑは逆鉤形状として形設されているため、駆動ディスクマグネット１３からの磁力吸着に対しても止着強度は堅牢である。更に、膨出状掛止部Ｑは内周面Ｆの周方向に沿ってバックヨーク板１２の板厚ｔよりも幅広の先端部を有しているため、バックヨーク板１２の軸方向の外れ耐力を増強でき、しかもモータ軸１ａからのトルクに対するバックヨーク板１２の回り止め耐力も増強できる。これに加え、バックヨーク板１２の概ね中央を通る直線上に２つの膨出掛止部Ｑ，Ｑが位置しているため、それらのめり込み長さの和によって、バックヨーク板１２が内周面Ｆに対して突っ張る状態となり、バックヨーク板１２の止着が一層強固なものとなる。
【００２７】
図５（Ａ）は第２実施例に係る駆動ディスクマグネット側組立てにおいてマグネットホルダの収容凹部内にバックヨーク板を取付け固定した状態を示す平面図、図５（Ｂ）はその断面図、図５（Ｃ）は図５（Ｂ）における要部の拡大図である。
【００２８】
本例の第１実施例と異なる点は、バックヨーク板１２を取付け固定前に、収容凹部１０ａの内周面Ｆに周回溝Ｗを形設したところにある。即ち、この周回溝Ｗは、収容凹部１０ａの底面と内周面Ｆとが交差する内周側角部を巡って形設され、底面に近寄る次第に溝深さの漸増する断面略直角三角形の溝である。
【００２９】
バックヨーク板１２の装填を円滑に行うには、収容凹部１０ａの内周面Ｆの粗さを除去するために、内周面Ｆを予め切削加工を施しておくと良いが、この切削工程を援用し、切削工具により内周側角部をアール取りすれば、周回溝Ｗを容易に形設できる。逆鉤形状の膨出状掛止部Ｑが周回溝Ｗの傾斜底面に楔係合するため、バックヨーク板１２の開口方向の掛止が一層締まることになるので、バックヨーク板１２の止着の更なる堅牢化を実現できる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、マグネットホルダの収容凹部内の底に配したバックヨーク板は、その外周縁に沿った離散的３箇所以上において、当該位置決め後の塑性変形により収容凹部の内周面にめり込んで成る膨出状掛止部を夫々有しているため、バックヨーク板のマグネットホルダに対する止着構造は高温使用環境下においても高信頼性であり、しかも、その止着工程はバックヨーク板を収容凹部内の底に配した後のプレス工程で済むので、駆動ディスクマグネット側組立ての自動化も実現でき、省力化により低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るマグネットカップリング装置を用いたマグネットポンプを示す部分破断正面図である。
【図２】（Ａ）は同マグネットカップリング装置における第１実施例に係る駆動ディスクマグネット側組立てを示す断面図、（Ｂ）は同駆動ディスクマグネット側組立ての分解図である。
【図３】（Ａ）は第１実施例に係る駆動ディスクマグネット側組立てにおいてマグネットホルダの収容凹部内にバックヨーク板を取付け固定した状態を示す平面図、（Ｂ）はその断面図、（Ｃ）は（Ｂ）における要部の拡大図である。
【図４】第１実施例に係るバックヨーク板の膨出掛止部を拡大して示す斜視図である。
【図５】（Ａ）は第２実施例に係る駆動ディスクマグネット側組立てにおいてマグネットホルダの収容凹部内にバックヨーク板を取付け固定した状態を示す平面図、（Ｂ）はその断面図、（Ｃ）は（Ｂ）における要部の拡大図である。
【符号の説明】
１…モータ部
１ａ…モータ軸
１ｂ…軸受
２…ポンプ部
２ａ…仕切り板
２ｂ…インペラ室
２ｃ…支軸
１０…マグネットホルダ
１０ａ…円形収容凹部
１０ｂ…略放射状リブ
１０ｃ…周回段差面
１１…軸継ぎ部
１２…バックヨーク板
１３…駆動ディスクマグネット
２０…羽根車
２１…従動ディスクマグネット
２２…羽根
３１…吸込み管接手
３２…吐出管接手
ａ…膨出状掛止部の箇所
Ｆ…内周面
Ｈ_１，Ｈ_２…中央孔
Ｐ…線状窪み
ｑ…幅広の先端部
Ｑ…膨出状掛止部
Ｓ…螺子
ｔ…板厚
Ｔ…尖頭治具
Ｗ…周回溝

Claims

マグネットホルダの収容凹部内に固定された駆動ディスクマグネットと隔壁を介した従動ディスクマグネットとを面対向し、磁力結合により前記駆動ディスクマグネット側の回転駆動力を前記従動ディスクマグネット側へ伝達するためのマグネットカップリング装置であって、
前記収容凹部内の底に配したバックヨーク板は、その外周縁に沿った離散的３箇所以上において、当該位置決め後の塑性変形により前記収容凹部の内周面にめり込んで成る膨出状掛止部を夫々有し、前記駆動ディスクマグネットが前記バックヨーク板上に磁力吸着して成ることを特徴とするマグネットカップリング装置。
請求項１において、前記膨出状掛止部は、前記収容凹部の底から開口方向に対して逆鉤形状であることを特徴とするマグネットカップリング装置。
請求項１又は請求項２において、前記膨出状掛止部は、前記内周面の周方向に沿って前記バックヨーク板の板厚よりも幅広の先端部を有することを特徴とするマグネットカップリング装置。
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、２箇所の前記塑性変形膨出部は前記バックヨーク板の概ね中央を通る直線上の位置に形設されていることを特徴とするマグネットカップリング装置。
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、前記内周面には、前記膨出掛止部が楔係合する内周側切り欠きが予め形設されていることを特徴とするマグネットカップリング装置。
請求項５において、前記内周側切り欠きは、前記収容凹部の底面と前記内周面とが交差する内周側角部を巡って形設されて前記底面に近寄る次第に溝深さの増す周回溝であることを特徴とするマグネットカップリング装置。
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に規定する前記マグネットカップリング装置を用いて成ることを特徴とするマグネットポンプ。