JP2005113876A - Flat plate type pump device - Google Patents

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JP2005113876A
JP2005113876A JP2003352379A JP2003352379A JP2005113876A JP 2005113876 A JP2005113876 A JP 2005113876A JP 2003352379 A JP2003352379 A JP 2003352379A JP 2003352379 A JP2003352379 A JP 2003352379A JP 2005113876 A JP2005113876 A JP 2005113876A
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rotor
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inner gear
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Masao Furukawa
正夫 古川
Atsushi Baba
厚 馬場
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Japan Aerospace Exploration Agency JAXA
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Japan Aerospace Exploration Agency JAXA
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a mechanism smoothly transmitting torque from a shaft to a gear. <P>SOLUTION: This pump device is equipped with a casing (3) inside which a flow passage of fluid communicating a suction port (48) with a discharge port (28) is formed; a rotor assembly (7) having a rotor (70) and the shaft (72) rotating integrally with the rotor (70); a stator (50) giving torque to the rotor (70) provided in an outer part of the casing (3); and a gear coupling body having an inner gear (60) for discharging the fluid and an outer gear (61) engaged with the inner gear (60). To transmit torque from the shaft (72) to the inner gear (60), a shaft end part member (81) is coupled with the shaft (72). The outer shape of the shaft end part member (81) has a pair of engagement faces for being engaged with an inside diameter part of the inner gear (60) and an automatic aligning face curved in an axial direction of the rotational shaft (72) of the rotor assembly (7). The inner gear (60) and the outer gear (61) are automatically positionally adjusted inside a gear chamber. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、宇宙機の熱制御システムを始めとして、医療用機器、電子機器の冷却等にも使用可能な平板型ポンプに関するものである。   The present invention relates to a flat plate pump that can be used not only for a spacecraft thermal control system but also for cooling medical devices and electronic devices.

人工衛星、宇宙ステーション等の宇宙機には、搭載電子機器等からの発熱を冷却するため熱制御システムが用いられている。発熱の大きい宇宙機の熱制御システムには、機械的な流体駆動源としてメカニカルポンプを使用する必要が有る。メカニカルポンプ等の駆動機構には、転がり軸受装置、ボールネジ装置、リニアガイド装置等の可動部材を変位自在に支持する装置が用いられている。
また、宇宙空間で用いられる機器、特に人工衛星及び宇宙ステーションで用いられる機器は、部品の交換が困難であり、高い耐久性が要求される。このような機器に用いられる可動部材を支持する措置は故障を少なくするため構造を簡単にすることが望まれ、また潤滑剤が不要な構造が望まれる。
A space control system such as an artificial satellite or a space station uses a heat control system to cool heat generated from an onboard electronic device. It is necessary to use a mechanical pump as a mechanical fluid drive source in a thermal control system of a spacecraft that generates a large amount of heat. A drive mechanism such as a mechanical pump uses a device that supports a movable member such as a rolling bearing device, a ball screw device, and a linear guide device so as to be displaceable.
In addition, equipment used in outer space, particularly equipment used in artificial satellites and space stations, is difficult to replace parts and requires high durability. The measures for supporting the movable member used in such a device are desired to be simple in order to reduce failure, and a structure that does not require a lubricant is desired.

従来の冷媒駆動源となる機械的な宇宙用ポンプ装置としては、特許文献1に記載された円筒形のラジアルタイプのモータ(ステータがロータを外囲する)を使用したトロコイドギアポンプが知られている。このポンプは、ハウジングと、ハウジング内に設けられたシャフトと、シャフトを回転自在に支持する滑り軸受部材と、ロータ及びステータを有する駆動手段と、シャフトに連結され流体を吐出するためのギア結合体とを含む。このポンプは、駆動手段によりシャフトを駆動し、吸入ポートから吸入した流体を、流路を流下させて吐出ポートから吐出することができる。   As a conventional mechanical space pump device serving as a refrigerant driving source, a trochoid gear pump using a cylindrical radial type motor (a stator encloses a rotor) described in Patent Document 1 is known. . The pump includes a housing, a shaft provided in the housing, a sliding bearing member that rotatably supports the shaft, a driving unit having a rotor and a stator, and a gear combination that is connected to the shaft and discharges fluid. Including. In this pump, the shaft is driven by the driving means, and the fluid sucked from the suction port can be discharged from the discharge port by flowing down the flow path.

しかし、この従来のラジアルタイプのモータを使用したポンプは、円筒形の筒部材の内部に、アウタギアとインナギアを含むギア結合体と、駆動手段のロータとを軸方向に配列し、ロータを外囲するようにステータを設けている。
そして、ハウジングの一端部から流体を吸入し、他端部から流体を吐出する。そのため、円筒形の軸方向に長さが必要であり、十分に小型化および平板化することができないという欠点があった。
However, this conventional pump using a radial type motor has an axially arranged gear combination including an outer gear and an inner gear and a rotor of driving means inside a cylindrical cylindrical member, and surrounds the rotor. A stator is provided.
Then, the fluid is sucked from one end of the housing, and the fluid is discharged from the other end. For this reason, a length is required in the axial direction of the cylindrical shape, and there is a drawback that it cannot be sufficiently downsized and flattened.

また、アキシャルタイプのモータ(ロータとステータを軸方向に並行して設置する)を使用したトロコイドギアポンプは、耐圧性を持たせるため、インナギア、アウタギアとロータとの間の隔壁(ケーシングとして機能する)を厚くする必要があり、平板化が困難であるという問題があった。
宇宙機で用いられるポンプ装置は、小型軽量のものが望まれている。また、宇宙開発の分野だけでなく、医療分野における携帯用の人工透析器や人工心臓への適用、コンピュータ等の高発熱電子機器の冷却装置等の分野でも小型、平板型のポンプ装置の要望がある。
また、ポンプ装置において、簡単な構造で、潤滑材が不要のシャフトを支持する軸受機構の要望がある。
また、ポンプ装置において、シャフトからギアへ回転力を円滑に伝達する機構の要望がある。
また、複数の吐出ポートを有し、複数個所に流体を安定して供給できるポンプ装置の要望がある。
In addition, a trochoid gear pump using an axial type motor (rotor and stator are installed in parallel in the axial direction) has a pressure-resistant property so that a partition wall between the inner gear, outer gear and rotor (functions as a casing). There is a problem that it is difficult to flatten the plate.
A pump device used in a spacecraft is desired to be small and light. In addition to the field of space development, there is a demand for a small, flat-type pump device not only in the field of space development, but also in the field of applications such as portable artificial dialyzers and artificial hearts in the medical field, and cooling devices for high heat generation electronic devices such as computers. is there.
There is also a need for a bearing mechanism that supports a shaft that has a simple structure and does not require a lubricant in the pump device.
In addition, there is a demand for a mechanism that smoothly transmits the rotational force from the shaft to the gear in the pump device.
There is also a need for a pump device that has a plurality of discharge ports and can stably supply fluid to a plurality of locations.

特開2002-276658号JP 2002-276658 A

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は小型、平板型のトロコイドギアポンプ装置を提供し、体積効率を向上させ、ポンプ効率を向上させたポンプ装置を提供することである。
本発明の他の目的は、ポンプ装置において、シャフトからギアへ円滑に回転力を伝達する機構を提供することである。
The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a small, flat plate-type trochoid gear pump device that improves volumetric efficiency and pump efficiency. Is to provide a device.
Another object of the present invention is to provide a mechanism for smoothly transmitting a rotational force from a shaft to a gear in a pump device.

本発明の他の目的は、1つの吸入ポートに対して、複数の吐出ポートを有するポンプ装置を提供することである。また、1つのポンプ装置で、下流の影響を受けにくく、流体を複数の吐出ポートに均等に分配できるポンプ装置を提供することである。   Another object of the present invention is to provide a pump device having a plurality of discharge ports for one suction port. Another object of the present invention is to provide a pump device that is less susceptible to downstream influences and that can evenly distribute fluid to a plurality of discharge ports with a single pump device.

本発明の1態様において、平板型ポンプ装置は、
吸入ポートと吐出ポートを連通する流体の流路が内部に形成されロータ室とギア室を有する平板型ケーシング、
前記ロータ室に配置された円板状ロータと前記ロータと一体に回転するシャフトを有するロータ組立体、
前記ギア室に配置され平板型インナギアと前記インナギアと噛み合う平板型アウタギアを有するギア結合体、及び
前記ケーシングの外部に設けられ前記ロータに回転力を与える円板状ステータを備える。
前記シャフトから前記インナギアへ回転力を伝えるため、シャフト端部部材が前記シャフトに結合し、前記シャフト端部部材の外形は、前記インナギアの内径部に係合するための1対の係合面と、前記ロータ組立体の回転軸の軸方向に湾曲する自動調心面とを有し、前記インナギアとアウタギアとは、前記ギア室内で自動的に位置調整される。
In one aspect of the present invention, the flat plate pump device comprises:
A flat casing having a rotor chamber and a gear chamber in which a fluid flow path communicating the suction port and the discharge port is formed;
A rotor assembly having a disk-like rotor disposed in the rotor chamber and a shaft that rotates integrally with the rotor;
A gear combined body having a flat plate type inner gear and a flat plate type outer gear meshing with the inner gear disposed in the gear chamber, and a disk-shaped stator provided on the outside of the casing and providing a rotational force to the rotor.
A shaft end member is coupled to the shaft to transmit rotational force from the shaft to the inner gear, and the outer shape of the shaft end member has a pair of engagement surfaces for engaging with an inner diameter portion of the inner gear. A self-aligning surface that curves in the axial direction of the rotating shaft of the rotor assembly, and the inner gear and the outer gear are automatically adjusted in position in the gear chamber.

前記シャフト端部部材の前記係合面は、ほぼ平面であってもよい。
前記シャフト端部部材の前記自動調心面は、前記ロータ組立体の回転軸の軸方向と、前記回転軸に垂直な方向に湾曲する球面形状であってもよい。
前記シャフト端部部材の前記自動調心面は、前記ロータ組立体の回転軸の軸方向に湾曲するが、前記回転軸に垂直な方向に湾曲しない曲面形状であってもよい。
The engagement surface of the shaft end member may be substantially flat.
The self-aligning surface of the shaft end member may have a spherical shape that curves in the axial direction of the rotation axis of the rotor assembly and in a direction perpendicular to the rotation axis.
The self-aligning surface of the shaft end member may be curved in the axial direction of the rotation axis of the rotor assembly, but may not be curved in a direction perpendicular to the rotation axis.

本発明によれば、小型、薄型、平板型のポンプ装置において、シャフトに結合されたシャフト端部部材の係合面により、インナギアに駆動力を適切に伝達することができる。シャフト端部部材の自動調心面と、インナギアとの接触面積は小さいので、インナギアおよびアウタギアはギア室内において、軸に平行な面内でわずかに回転することができ、また上下に移動することができる。そのため、ギアが円滑に回転できる位置に自動的に移動する(自動調整される)。
これにより、ギアとケーシングとの間の隙間を従来のポンプより小さくすることができ、体積効率を向上させることができる。
According to the present invention, in a small, thin, flat plate type pump device, the driving force can be appropriately transmitted to the inner gear by the engagement surface of the shaft end member coupled to the shaft. Since the contact area between the self-aligning surface of the shaft end member and the inner gear is small, the inner gear and the outer gear can rotate slightly in a plane parallel to the shaft in the gear chamber and can move up and down. it can. Therefore, the gear automatically moves to a position where it can rotate smoothly (automatic adjustment).
Thereby, the clearance gap between a gear and a casing can be made smaller than the conventional pump, and volume efficiency can be improved.

平板型ポンプ装置において、シャフト端部部材に自動調心面を形成することに代えて、インナギアに自動調心面を形成することもできる。又は、シャフト端部部材とインナギアの両方に自動調心面を形成することもできる。
前記インナギアの前記シャフト端部部材を受入れる係合部は、前記インナギアの軸方向に湾曲する1対の自動調心面を有し、前記インナギアとアウタギアとが、自動的に位置調整されるようにしても良い。
In the flat plate pump device, instead of forming the self-aligning surface on the shaft end member, it is also possible to form the self-aligning surface on the inner gear. Alternatively, self-aligning surfaces can be formed on both the shaft end member and the inner gear.
The engaging portion that receives the shaft end member of the inner gear has a pair of self-aligning surfaces that are curved in the axial direction of the inner gear, and the inner gear and the outer gear are automatically adjusted in position. May be.

本発明は別の態様において、シャフトからインナギアへ回転力を伝達するため、前記シャフトに結合するシャフト端部部材に関する。該シャフト端部部材は、吸入ポートと吐出ポートを連通する流体の流路が内部に形成されロータ室とギア室を有するケーシング、前記ロータ室に配置されたロータと前記ロータと一体に回転するシャフトを有するロータ組立体、前記ギア室に配置されインナギアと前記インナギアと噛み合うアウタギアを有するギア結合体、及び、前記ケーシングの外部に設けられ前記ロータに回転力を与えるステータを備えるポンプ装置に用いられる。   In another aspect, the present invention relates to a shaft end member coupled to the shaft for transmitting rotational force from the shaft to the inner gear. The shaft end member includes a casing having a fluid passage formed therein for communicating a suction port and a discharge port and having a rotor chamber and a gear chamber, a rotor disposed in the rotor chamber, and a shaft rotating integrally with the rotor A rotor assembly having an inner gear and an outer gear that meshes with the inner gear and a stator that is provided outside the casing and that provides a rotational force to the rotor.

前記シャフト端部部材の外形は、前記インナギアの内径部に係合するための1対の係合面と、前記ロータ組立体の回転軸の軸方向に湾曲する自動調心面とを有し、前記インナギアとアウタギアとは、自動的に位置調整されるようになっている。
これにより、ポンプ装置において、シャフトからインナギアへ回転力を円滑に伝達することができ、ギアとギア室との間の隙間を従来のポンプ装置より小さくすることができる。
The outer shape of the shaft end member has a pair of engagement surfaces for engaging with an inner diameter portion of the inner gear, and an automatic alignment surface curved in the axial direction of the rotation shaft of the rotor assembly, The inner gear and the outer gear are automatically adjusted in position.
Thereby, in a pump apparatus, a rotational force can be smoothly transmitted from a shaft to an inner gear, and the clearance gap between a gear and a gear chamber can be made smaller than the conventional pump apparatus.

本発明は別の態様において、前記シャフトに結合したシャフト端部部材から回転力を伝えられるインナギアに関する。該インナギアは、吸入ポートと吐出ポートを連通する流体の流路が内部に形成されロータ室とギア室を有するケーシング、前記ロータ室に配置されたロータと前記ロータと一体に回転するシャフトを有するロータ組立体、前記ギア室に配置されインナギアと前記インナギアと噛み合うアウタギアを有するギア結合体、及び、前記ケーシングの外部に設けられ前記ロータに回転力を与えるステータを備えるポンプ装置に用いられる。
前記インナギアの前記シャフト端部部材を受入れる係合部は、前記シャフト端部部材の係合面に係合するための1対の係合面と、前記インナギアの回転軸の軸方向に湾曲する自動調心面とを有し、前記インナギアとアウタギアとは、自動的に位置調整されるようになっている。
In another aspect, the present invention relates to an inner gear capable of transmitting a rotational force from a shaft end member coupled to the shaft. The inner gear includes a casing having a rotor chamber and a gear chamber in which a fluid flow path communicating the suction port and the discharge port is formed, and a rotor having a rotor disposed in the rotor chamber and a shaft that rotates integrally with the rotor. The assembly is used in a pump apparatus including an assembly, a gear combination having an inner gear and an outer gear that meshes with the inner gear, and a stator that is provided outside the casing and that provides a rotational force to the rotor.
The engagement portion for receiving the shaft end member of the inner gear is a pair of engagement surfaces for engaging with the engagement surface of the shaft end member, and an automatic curve that curves in the axial direction of the rotation shaft of the inner gear. The inner gear and the outer gear are automatically adjusted in position.

本発明の別の態様によるポンプ装置は、複数の吐出ポートを有する。本発明は別の態様において、平板型ポンプ装置は、
流体の吸入ポートと複数の吐出ポートと、これらのポートに連通するロータ室とギア室とを有する平板型ケーシング、
前記ケーシングの面の方向と垂直方向の回転軸を有するシャフト、
前記ロータ室に配置され、前記シャフトと一体に回転する円板状のロータ、
前記ギア室に配置され、前記シャフトにより回転させられる平板型インナギアと、前記インナギアと噛み合う平板型アウタギアとを有するギア結合体、及び
前記ケーシングの一方の面に沿って配置され、前記ロータに回転力を与えるため、前記ロータ組立体の回転軸と垂直方向に巻かれており、かつ前記ロータの回転軸の周囲に配置された複数の平板型巻線を有する円板状のステータ、を備える。
A pump device according to another aspect of the present invention has a plurality of discharge ports. In another aspect of the present invention, the flat plate pump device comprises:
A flat casing having a fluid suction port, a plurality of discharge ports, and a rotor chamber and a gear chamber communicating with these ports;
A shaft having a rotation axis perpendicular to the direction of the surface of the casing;
A disc-shaped rotor disposed in the rotor chamber and rotating integrally with the shaft;
A gear combination having a flat plate inner gear arranged in the gear chamber and rotated by the shaft, and a flat plate outer gear meshing with the inner gear, and arranged along one surface of the casing, and a rotational force on the rotor A disk-shaped stator having a plurality of plate-shaped windings wound around the rotation axis of the rotor assembly and disposed around the rotation axis of the rotor.

本発明の別の態様によれば、複数の吐出ポートを有するポンプ装置を得ることができる。また、複数の吐出ポートに流体を均等に分配することができる。   According to another aspect of the present invention, a pump device having a plurality of discharge ports can be obtained. Further, the fluid can be evenly distributed to the plurality of discharge ports.

前記ケーシングの軸線に垂直な方向の吸入通路と、前記ケーシングの軸線に垂直な方向の複数の吐出通路を備え、前記吸入ポートから前記吸入通路を通って流体を吸入し、前記ギア室から流路が分岐し、前記複数の吐出通路を通って前記複数の吐出ポートから流体を吐出することが好ましい。   A suction passage in a direction perpendicular to the axis of the casing; and a plurality of discharge passages in a direction perpendicular to the axis of the casing; fluid is sucked from the suction port through the suction passage; It is preferable that fluid is discharged from the plurality of discharge ports through the plurality of discharge passages.

前記ケーシングは、前記インナギアと前記アウタギアを収容する前記ギア室が形成されたギアケースと、前記ギアケースの一方の面に密着して配置され、吐出ポートと吐出通路が形成され、前記シャフトを回転自在に支持する軸受ケースと、前記ギアケースの他方の面に密着して配置され、第2の吐出ポートと第2の吐出通路が形成された上蓋と、前記軸受ケースに密着して配置され、前記ロータを回転自在に収容する前記ロータ室を形成したモータケースと、を備えており、前記ギアケースの前記ギア室と前記モータケースの前記ロータ室は、流体の前記吸入ポートと前記第1、第2の吐出ポートに連通していることが好ましい。   The casing is disposed in close contact with one surface of the gear case in which the gear chamber for housing the inner gear and the outer gear is formed, and a discharge port and a discharge passage are formed to rotate the shaft. A bearing case that is freely supported, disposed in close contact with the other surface of the gear case, disposed in close contact with the upper lid on which the second discharge port and the second discharge passage are formed, and the bearing case; A motor case in which the rotor chamber that rotatably accommodates the rotor is formed, and the gear chamber of the gear case and the rotor chamber of the motor case include the fluid suction port, the first, It is preferable to communicate with the second discharge port.

本発明により、インナギアおよびアウタギアがギア室内で自動調整されるようにしたので、ギアが円滑に回転し、ギアとギア室との間の隙間を従来のポンプ装置より小さくすることができ、ポンプの体積効率を向上させることができる。
また、ポンプ装置において、シャフトからポンプへ円滑に回転力を伝達する機構を得ることができる。
また、1つの吸入ポートに対して、2つの吐出ポートを有するポンプ装置を得ることができる。また、1つのポンプ装置で、下流の影響を受けにくく、流体を2つの吐出ポートに均等に分配できるポンプ装置を得ることができる。
本発明のポンプ装置は、宇宙機で用いるのに好適である。また、携帯用の人工透析器や人工心臓等の医療機器に使用するポンプ、コンピュータ等の発熱の大きい電子機器の冷却装置に使用するポンプとして使用するのにも適している。
According to the present invention, since the inner gear and the outer gear are automatically adjusted in the gear chamber, the gear rotates smoothly, and the gap between the gear and the gear chamber can be made smaller than that of the conventional pump device. Volumetric efficiency can be improved.
In the pump device, a mechanism for smoothly transmitting the rotational force from the shaft to the pump can be obtained.
Further, a pump device having two discharge ports can be obtained for one suction port. In addition, it is possible to obtain a pump device that is less susceptible to downstream influences and that can evenly distribute the fluid to the two discharge ports with a single pump device.
The pump device of the present invention is suitable for use in a spacecraft. Further, it is also suitable for use as a pump used for a medical device such as a portable artificial dialyzer or an artificial heart, or as a pump used for a cooling device of an electronic device having a large heat generation such as a computer.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は、本発明の実施の形態によるポンプ装置1を示す断面図であり、図2は図1の上蓋を外した状態でのポンプ装置1の上面図である。図3は、ポンプ装置1の分解斜視図である。図3において、ボルト、ナットと、Oリングは省略してある。
ポンプ装置1は、冷媒を循環させるための装置である。ポンプ装置1は、人工衛星及び宇宙ステーション等の宇宙機に搭載され、他の搭載電子機器等を冷却するために冷媒を循環させるのに適している。また、医療機器や電子機器冷却装置等の流体駆動源のポンプとして使用するのに適している。
なお、本明細書において上とは、図1における上方向をいうものとする。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a pump device 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a top view of the pump device 1 with the upper cover of FIG. 1 removed. FIG. 3 is an exploded perspective view of the pump device 1. In FIG. 3, bolts, nuts, and O-rings are omitted.
The pump device 1 is a device for circulating a refrigerant. The pump device 1 is mounted on a spacecraft such as an artificial satellite and a space station, and is suitable for circulating a refrigerant in order to cool other on-board electronic devices. Moreover, it is suitable for using as a pump of fluid drive sources, such as a medical device and an electronic device cooling device.
In the present specification, “up” means the upward direction in FIG.

本発明の実施の形態によるポンプ装置1は、内部に冷媒の流路2が形成されるケーシング3と、ケーシング3の下側のステータ組立体50と、補強板90とを備える。ケーシング3内には、ロータ組立体7と、インナギア60とアウタギア61を有するギア結合体10とが設けられる。ケーシング3内に収容されたロータ組立体7のロータ70と、ステータ組立体50とにより、モータが構成される。
本発明の実施の形態では、冷媒として液体アンモニアを循環させるが、エタノール、水等他の流体を循環させることもできる。
A pump device 1 according to an embodiment of the present invention includes a casing 3 in which a refrigerant flow path 2 is formed, a stator assembly 50 on the lower side of the casing 3, and a reinforcing plate 90. In the casing 3, the rotor assembly 7 and the gear combined body 10 having the inner gear 60 and the outer gear 61 are provided. A motor is constituted by the rotor 70 of the rotor assembly 7 accommodated in the casing 3 and the stator assembly 50.
In the embodiment of the present invention, liquid ammonia is circulated as a refrigerant, but other fluids such as ethanol and water can be circulated.

ケーシング3は、上蓋11と、ギアケース20と、軸受ケース30と、モータケース40とを備える。
ケーシング3の下側には、金属コア51と配線部52と巻線53を有するステータ組立体50が重ね合わされる。ステータ組立体50の下側には補強板90が重ね合わされる。上蓋11と、ギアケース20と、軸受ケース30と、モータケース40と、ステータ組立体50と、補強板90とは、この順に重ね合わされる。
The casing 3 includes an upper lid 11, a gear case 20, a bearing case 30, and a motor case 40.
A stator assembly 50 having a metal core 51, a wiring portion 52, and a winding 53 is overlaid on the lower side of the casing 3. A reinforcing plate 90 is overlaid on the lower side of the stator assembly 50. The upper lid 11, the gear case 20, the bearing case 30, the motor case 40, the stator assembly 50, and the reinforcing plate 90 are overlapped in this order.

上蓋11と、ギアケース20とは、軸受ケース30に形成されたネジ孔にボルトにより固定される。軸受ケース30と、モータケース40と、ステータ組立体50と、補強板90とは、それぞれの部品に設けられた複数の通孔を通してボルトとナットにより固定される。
又は、上蓋11から補強板90までを貫通するボルトとナットにより、全体を固定するようにすることもできる。
The upper lid 11 and the gear case 20 are fixed to the screw holes formed in the bearing case 30 with bolts. The bearing case 30, the motor case 40, the stator assembly 50, and the reinforcing plate 90 are fixed by bolts and nuts through a plurality of through holes provided in the respective parts.
Alternatively, the whole can be fixed by bolts and nuts penetrating from the upper lid 11 to the reinforcing plate 90.

以下、ケーシング3を構成する各部品と、その下のステータ組立体50と、補強板90とについて、図面を参照して説明する。図4は上蓋11の上面図、図5は図4の5−5線に沿った断面図である。上蓋11は、円板状であり、その軸線はケーシング3の軸線と一致する。その外周部には、複数(図示の例では6個所)の通孔13が上面14から下面15へ貫通している。通孔13の上面に近い部分は径大部16が形成され、ここにボルトの頭又はナットを受けることができるようになっている。   Hereinafter, the components constituting the casing 3, the stator assembly 50 thereunder, and the reinforcing plate 90 will be described with reference to the drawings. 4 is a top view of the upper lid 11, and FIG. 5 is a sectional view taken along line 5-5 of FIG. The upper lid 11 has a disk shape, and its axis coincides with the axis of the casing 3. A plurality (six locations in the illustrated example) of through-holes 13 penetrate from the upper surface 14 to the lower surface 15 in the outer peripheral portion. A portion near the upper surface of the through-hole 13 is formed with a large-diameter portion 16, which can receive a bolt head or nut.

図6はギアケース20の上面図、図7は図6の7−7線に沿った断面図である。上蓋11の下側にギアケース20が重ね合わされる。ギアケース20の軸線は、ケーシング3の軸線L3と一致している。ギアケース20は、全体として円板状であり、中央部にギア室22が形成されている。ギアケース20の外周部には、ボルトを通すための複数(図示の例では6個所)の通孔23が上面24から下面25へ貫通している。中央部には内周面が円筒形のギア室22が形成されている。ギア室22の軸線L22は、ギアケース20の軸線L21からずれて形成される。後述するように、ギア室22には、アウタギア61とインナギア60が収容される。   6 is a top view of the gear case 20, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line 7-7 of FIG. A gear case 20 is superimposed on the lower side of the upper lid 11. The axis of the gear case 20 coincides with the axis L3 of the casing 3. The gear case 20 has a disk shape as a whole, and a gear chamber 22 is formed at the center. In the outer periphery of the gear case 20, a plurality of (six in the illustrated example) through holes 23 for passing bolts penetrate from the upper surface 24 to the lower surface 25. A gear chamber 22 having a cylindrical inner peripheral surface is formed at the center. The axis L22 of the gear chamber 22 is formed so as to be offset from the axis L21 of the gear case 20. As will be described later, the outer gear 61 and the inner gear 60 are accommodated in the gear chamber 22.

ギアケース20の上面24には、ギア室22を囲むように環状溝26が形成され、ここにOリング29を収容し、上蓋11の下面15との間で気密性を確保することができるようになっている。また、ギアケース20の下面25には、ギア室22を囲むように環状溝27が形成され、ここにOリング45を収容し、後述する軸受ケース30の上面との間で気密性を確保することができるようになっている。Oリングはシリコン製又はフッ素系エラストマー樹脂製である。   An annular groove 26 is formed on the upper surface 24 of the gear case 20 so as to surround the gear chamber 22, and an O-ring 29 is accommodated therein so that airtightness can be secured between the lower surface 15 of the upper lid 11. It has become. An annular groove 27 is formed on the lower surface 25 of the gear case 20 so as to surround the gear chamber 22, and an O-ring 45 is accommodated therein to ensure airtightness with the upper surface of the bearing case 30 described later. Be able to. The O-ring is made of silicon or fluorine elastomer resin.

図8は軸受ケース30の上面図、図9は図8の9−9線に沿った断面図である。ギアケース20の下側に軸受ケース30が重ね合わされる。軸受ケース30の軸線はケーシング3の軸線L3と一致している。軸受ケース30の中心部にシャフト72が通るための貫通孔33aが形成されている。貫通孔33aは、上面31から下面32へ向かって、内径が拡大した軸受凹所33b、更に内径が拡大した軸受押え凹所33cが形成されている。軸受凹所33bには、AC製の滑り軸受5が、圧入されて嵌合される。滑り軸受5の軸線は、ケーシング3の軸線L3と一致する。軸受押え凹所33cには、軸受押えが圧入されて嵌合される。滑り軸受5は、フッ素系エラストマー樹脂製接着剤で接着することもできる。
本実施の形態では、滑り軸受5と軸受押えとの2部品を用いるが、軸受押えをなくし、滑り軸受5のみとすることもできる。
8 is a top view of the bearing case 30, and FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line 9-9 of FIG. A bearing case 30 is superimposed on the lower side of the gear case 20. The axis of the bearing case 30 coincides with the axis L3 of the casing 3. A through hole 33a through which the shaft 72 passes is formed at the center of the bearing case 30. The through hole 33a is formed with a bearing recess 33b having an enlarged inner diameter and a bearing retainer recess 33c having an enlarged inner diameter from the upper surface 31 toward the lower surface 32. An AC sliding bearing 5 is press-fitted and fitted into the bearing recess 33b. The axis of the slide bearing 5 coincides with the axis L3 of the casing 3. A bearing retainer is press-fitted and fitted into the bearing retainer recess 33c. The slide bearing 5 can also be bonded with a fluorine-based elastomer resin adhesive.
In the present embodiment, two parts of the sliding bearing 5 and the bearing retainer are used. However, the bearing retainer can be eliminated and only the sliding bearing 5 can be provided.

軸受ケース30の上面31には、軸線L30からずれた位置に、周方向に円弧状に延びるギア室入口ポート37が形成されている。ギア室入口ポート37は、ギア室22に連なる。ギア室入口ポート37の下側には、入側ポンプ通路38が連なり、入側ポンプ通路38は軸受ケース30の下面32まで貫通している。ケーシング3を組み立てた状態では、入側ポンプ通路38は、後述するモータケース40のロータ室43に連なる。
軸受ケース30の上面31のギア室入口ポート37と反対側の位置に、周方向に円弧状に延びるギア室出口ポート34が形成される。ギア室出口ポート34は、ギア室22から連なる。ギア室出口ポート34の下側には、出側ポンプ通路35が連なり、軸受ケース30の軸方向に延びる。出側ポンプ通路35は、その下端部で軸受ケース30の径方向に延びる吐出通路36に連なる。吐出通路36の先端部には吐出ポート28が形成される。吐出ポート28にはパイプが接合されている。
A gear chamber inlet port 37 extending in an arc shape in the circumferential direction is formed on the upper surface 31 of the bearing case 30 at a position shifted from the axis L30. The gear chamber inlet port 37 continues to the gear chamber 22. An inlet side pump passage 38 is connected to the lower side of the gear chamber inlet port 37, and the inlet side pump passage 38 penetrates to the lower surface 32 of the bearing case 30. In a state where the casing 3 is assembled, the inlet-side pump passage 38 is continuous with a rotor chamber 43 of a motor case 40 described later.
A gear chamber outlet port 34 extending in an arc shape in the circumferential direction is formed at a position opposite to the gear chamber inlet port 37 on the upper surface 31 of the bearing case 30. The gear chamber outlet port 34 continues from the gear chamber 22. Under the gear chamber outlet port 34, an outlet side pump passage 35 extends and extends in the axial direction of the bearing case 30. The outlet pump passage 35 is connected to a discharge passage 36 extending in the radial direction of the bearing case 30 at the lower end portion thereof. A discharge port 28 is formed at the tip of the discharge passage 36. A pipe is joined to the discharge port 28.

また、軸受ケース30の下面32には、Oリング49を収容するための環状溝39が形成されている。
軸受ケース30の外周部には、ボルトを通すための複数(図示の例では5箇所)の通孔が、上面から下面へ貫通している。この通孔より少し内側に、複数のネジ孔(図示の例では6箇所)が形成されている。このネジ孔は、上蓋11と、ギアケース20とを軸受ケース30にネジ止するためのものである。
An annular groove 39 for accommodating the O-ring 49 is formed on the lower surface 32 of the bearing case 30.
In the outer peripheral portion of the bearing case 30, a plurality of (five places in the illustrated example) through holes for passing bolts penetrate from the upper surface to the lower surface. A plurality of screw holes (six locations in the illustrated example) are formed slightly inside the through hole. This screw hole is for screwing the upper lid 11 and the gear case 20 to the bearing case 30.

図10は、モータケース40の上面図、図11は図10の11−11線に沿った断面図である。軸受ケース30の下側にモータケース40が重ね合わされる。モータケース40の軸線はケーシング3の軸線L3と一致している。モータケース40の上面41の中央部には、ロータ7を収容するためのロータ室43が形成されている。ロータ室43の中心部には、軸受を受けるための軸受凹所44が形成され、ここに滑り軸受6が嵌め込まれる。モータケース40の中央部下面42b(軸受凹所44の下側)は、モータケース40の外周部下面42aと同一平面にある。このため、ポンプ装置1を組み立てた状態で、モータケース40の中央部下面42bは、ステータ組立体50の金属コア51の上面に接し、金属コア51の下面は補強板90の上面に接する。そのため、中央部下面42bの肉厚が薄くても、補強板90に支えられるので、高い耐圧能力を得ることができる。
流路2は、モータケース40のロータ室43から、軸受ケース30の入側ポンプ通路38、ギア室入口ポート37へと連なる。
10 is a top view of the motor case 40, and FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line 11-11 in FIG. A motor case 40 is superimposed on the lower side of the bearing case 30. The axis of the motor case 40 coincides with the axis L3 of the casing 3. A rotor chamber 43 for accommodating the rotor 7 is formed at the center of the upper surface 41 of the motor case 40. A bearing recess 44 for receiving a bearing is formed at the center of the rotor chamber 43, and the sliding bearing 6 is fitted therein. The central lower surface 42b of the motor case 40 (below the bearing recess 44) is flush with the outer peripheral lower surface 42a of the motor case 40. Therefore, in a state where the pump device 1 is assembled, the lower surface 42b of the central portion of the motor case 40 is in contact with the upper surface of the metal core 51 of the stator assembly 50, and the lower surface of the metal core 51 is in contact with the upper surface of the reinforcing plate 90. Therefore, even if the thickness of the central portion lower surface 42b is thin, it is supported by the reinforcing plate 90, so that a high pressure resistance can be obtained.
The flow path 2 is connected from the rotor chamber 43 of the motor case 40 to the inlet pump passage 38 and the gear chamber inlet port 37 of the bearing case 30.

ロータ室43の一端部から径方向に吸入通路46が形成される。吸入通路46の先端部には吸入ポート48が形成され、吸入ポート48はパイプに溶接されている。モータケース40の上面41には、Oリング49を収容するための環状溝47が形成されている。軸受ケース30の環状溝39と、モータケース40の環状溝47との間にOリング49を収容し、軸受ケース30とモータケース40との間で気密性を確保することができる。モータケース40の下面42には、軸受凹所44の周囲に環状のステータ室57が形成される。ロータ室43とステータ室57との間は、比較的肉圧が薄い。ステータ室57には、巻線53が収容される。モータケース40の少なくともロータ室43とステータ室57の間の部分は、巻線53からの磁力線をロータ70に伝えるため、透磁性の材料で作成する必要がある。   A suction passage 46 is formed in the radial direction from one end of the rotor chamber 43. A suction port 48 is formed at the tip of the suction passage 46, and the suction port 48 is welded to the pipe. An annular groove 47 for accommodating an O-ring 49 is formed on the upper surface 41 of the motor case 40. An O-ring 49 is accommodated between the annular groove 39 of the bearing case 30 and the annular groove 47 of the motor case 40, and airtightness can be secured between the bearing case 30 and the motor case 40. An annular stator chamber 57 is formed around the bearing recess 44 on the lower surface 42 of the motor case 40. The wall pressure between the rotor chamber 43 and the stator chamber 57 is relatively thin. A winding 53 is accommodated in the stator chamber 57. At least a portion between the rotor chamber 43 and the stator chamber 57 of the motor case 40 needs to be made of a magnetically permeable material in order to transmit the magnetic lines of force from the winding 53 to the rotor 70.

上蓋11と、ギアケース20と、軸受ケース30と、モータケース40とによりケーシング3が構成される。この状態で上蓋11の軸線、ギアケース20の軸線、軸受ケース30の軸線、モーターケース40の軸線は、ケーシング3の軸線L3と一致している。
ケーシング3には、吸入ポート48と、吐出ポート28とを連通する流路2が形成される。流路2は、少なくとも吸入通路46、ロータ室43、入側ポンプ通路38、ギア室入口ポート37、ギア室22、ギア室出口ポート34、出側ポンプ通路35、吐出通路36がこの順で連なっている。
The upper lid 11, the gear case 20, the bearing case 30, and the motor case 40 constitute the casing 3. In this state, the axis of the upper lid 11, the axis of the gear case 20, the axis of the bearing case 30, and the axis of the motor case 40 coincide with the axis L3 of the casing 3.
In the casing 3, a flow path 2 that connects the suction port 48 and the discharge port 28 is formed. The flow path 2 includes at least a suction passage 46, a rotor chamber 43, an inlet pump passage 38, a gear chamber inlet port 37, a gear chamber 22, a gear chamber outlet port 34, an outlet pump passage 35, and a discharge passage 36 in this order. ing.

図12はステータ組立体50の上面図、図13は図12の13−13線に沿った断面図である。ケーシング3を構成するモータケース40の下側に、ステータ組立体50が重ね合わされる。ステータ組立体50の軸線L5は上蓋11の軸線L1と一致している。ステータ組立体50は、円板状の金属コア51と、その上面に円板状に設けられた配線部52と、その上の巻線53とを有する。配線部52と、巻線53(アーマチャーコイル)とによりステータが構成される。配線部52からは一方向に導線が取出されている。巻線53は、図示の例では軸線L3を中心とする同一円周上に等間隔で、相互に隣接して6個設けられている。各々の巻線53は、図に示すように金属コア51の面と平行な方向にほぼ3画形の形状で複数回巻かれている。各々の巻線53の両端部は、引出されて配線部52に接続され、電源部(図示せず)から電流を流すことができる。
ポンプ装置1を組み立てた状態では、ステータ組立体50の巻線53は、モータケース40の下面42に形成されたステータ室57に収容され、ステータ組立体50の6つの巻線53に囲まれたの中央の凹部には、モータケース40の中央部下面42bが入る。
12 is a top view of the stator assembly 50, and FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line 13-13 of FIG. A stator assembly 50 is overlaid on the lower side of the motor case 40 constituting the casing 3. The axis L5 of the stator assembly 50 coincides with the axis L1 of the upper lid 11. The stator assembly 50 includes a disk-shaped metal core 51, a wiring portion 52 provided in a disk shape on the upper surface thereof, and a winding 53 thereon. The wiring part 52 and the winding 53 (armature coil) constitute a stator. A conductive wire is taken out from the wiring portion 52 in one direction. In the illustrated example, six windings 53 are provided adjacent to each other at equal intervals on the same circumference centered on the axis L3. Each of the windings 53 is wound a plurality of times in a substantially three-drawn shape in a direction parallel to the surface of the metal core 51 as shown in the figure. Both ends of each of the windings 53 are drawn out and connected to the wiring part 52, and current can flow from a power supply part (not shown).
In the assembled state of the pump device 1, the winding 53 of the stator assembly 50 is accommodated in the stator chamber 57 formed on the lower surface 42 of the motor case 40 and surrounded by the six windings 53 of the stator assembly 50. The lower surface 42b of the central part of the motor case 40 is inserted into the central recess.

ステータ組立体50の巻線53に順に電流を流すことにより、ロータ70に回転力を与えることができる。
ステータ組立体50に設ける巻線53の数は、複数個あれば良く、6個に限定されない。
A rotational force can be applied to the rotor 70 by passing a current through the windings 53 of the stator assembly 50 in order.
The number of windings 53 provided in the stator assembly 50 may be plural, and is not limited to six.

図14は補強板90の下面図、図15は図14の15−15線に沿った断面図である。補強板90は、円板状であり、その軸線はケーシング3の軸線と一致する。その外周部には、複数(図示の例では5個所)の通孔93が上面91から下面92へ貫通している。通孔93の下面92に近い部分は径大部94が形成され、ここにボルトの頭又はナットを受けることができるようになっている。補強板90は、ケーシング3内にかかる高い圧力に耐えることができる。
軸受ケース30、モータケース40、ステータ組立体50、補強板90の外周部の通孔にボルトを通して、これらの部材をナットにより固定できるようになっている。
14 is a bottom view of the reinforcing plate 90, and FIG. 15 is a cross-sectional view taken along line 15-15 of FIG. The reinforcing plate 90 has a disk shape, and its axis coincides with the axis of the casing 3. A plurality of (five places in the illustrated example) through-holes 93 penetrate from the upper surface 91 to the lower surface 92 in the outer peripheral portion. A portion near the lower surface 92 of the through-hole 93 is formed with a large-diameter portion 94 that can receive a bolt head or nut. The reinforcing plate 90 can withstand high pressure applied in the casing 3.
These members can be fixed with nuts through bolts through the outer peripheral portions of the bearing case 30, the motor case 40, the stator assembly 50, and the reinforcing plate 90.

次に、ケーシング3内に収容されるロータ組立体7について説明する。図16は、ロータ組立体7の断面図(シャフト端部部材81を分解した状態)、図17は下面図である。ロータ組立体7は、ロータ70を備え、ロータ70はロータ基板74と、磁石78とを有する。ロータ70は、組み立てた状態ではロータ室43に収容される。ロータ組立体7は、更に、シャフト72と、シャフト端部部材81とを備える。ロータ基板74は円板状で中心部にシャフト72を受入れる孔75が形成される。シャフト72は、ロータ基板74の孔75を通り抜け、下側に延びる。ロータ基板74は、外周部から軸方向下側に垂下し、ロータ基板74の裏面に磁石を収容するための磁石収容部が形成される。   Next, the rotor assembly 7 accommodated in the casing 3 will be described. 16 is a cross-sectional view of the rotor assembly 7 (a state where the shaft end member 81 is disassembled), and FIG. 17 is a bottom view. The rotor assembly 7 includes a rotor 70, and the rotor 70 includes a rotor substrate 74 and a magnet 78. The rotor 70 is accommodated in the rotor chamber 43 in the assembled state. The rotor assembly 7 further includes a shaft 72 and a shaft end member 81. The rotor substrate 74 is disc-shaped and has a hole 75 for receiving the shaft 72 in the center. The shaft 72 passes through the hole 75 of the rotor substrate 74 and extends downward. The rotor substrate 74 hangs down from the outer peripheral portion in the axial direction, and a magnet accommodating portion for accommodating a magnet is formed on the back surface of the rotor substrate 74.

磁石78はドーナツ形であり、円周方向にN極とS極とが交互に形成されている。図示の例ではN極とS極との数はそれぞれ4個である。磁石78は、ロータ基板74の下面の磁石収容部に接着剤等で固定される。
N極とS極との数は、それぞれ4個に限定されず、複数個であれば良い。
The magnet 78 has a donut shape, and N poles and S poles are alternately formed in the circumferential direction. In the illustrated example, the number of N poles and S poles is four. The magnet 78 is fixed to the magnet housing portion on the lower surface of the rotor substrate 74 with an adhesive or the like.
The number of N poles and S poles is not limited to four, but may be plural.

図18はシャフト72の正面図、図19は右側面図である。シャフト72は、ステンレス鋼からなり、円柱状である。シャフト72の軸線方向の一端部77は、シャフト端部部材81を嵌め込むため、円周方向の一部が平面形状となっている。シャフト72の他端部には、AC製のシャフト下端部76が埋め込まれている。   18 is a front view of the shaft 72, and FIG. 19 is a right side view. The shaft 72 is made of stainless steel and has a cylindrical shape. Since one end portion 77 in the axial direction of the shaft 72 is fitted with the shaft end member 81, a part of the circumferential direction has a planar shape. An AC shaft lower end 76 is embedded in the other end of the shaft 72.

図20はシャフト端部部材81の斜視図、図21は上面図、図22は図21の22−22線に沿った断面図である。図20〜23において、シャフト72の軸方向をz方向、これに垂直な2つの方向をx方向、y方向とする。
シャフト72の一端部77には、シャフト端部部材81が固定される。シャフト端部部材81は、中央部に、シャフト72の一端部77を受入れるため一部が平面となった係合孔82が設けられ、この係合孔82にシャフト72の一端部77が嵌め込まれて固定される。
20 is a perspective view of the shaft end member 81, FIG. 21 is a top view, and FIG. 22 is a cross-sectional view taken along the line 22-22 in FIG. 20-23, let the axial direction of the shaft 72 be az direction, and two directions perpendicular | vertical to this shall be an x direction and a y direction.
A shaft end member 81 is fixed to one end 77 of the shaft 72. The shaft end member 81 is provided with an engaging hole 82 that is partially flat for receiving the one end 77 of the shaft 72 at the center, and the one end 77 of the shaft 72 is fitted into the engaging hole 82. Fixed.

シャフト端部部材81の外周部は、y軸に平行な2つの係合面83を有する。係合面83は、インナギア60の係合部に係合して、インナギア60に回転力を伝えるための面であり、この実施の形態ではほぼ平面である。
従来のシャフト端部部材81では、シャフト端部部材81の2つの係合面83以外の外周部は、z軸方向には直線で、x軸方向に湾曲する2つの面を有し、後述するインナギアの係合部と適合するようになっている(図40)。
本発明の第1の実施形態では、シャフト端部部材81の2つの係合面83以外の外周部は、z軸方向とx軸方向に曲率を有する自動調心面84とする。図20は、自動調心面84を有する形状である。
The outer peripheral portion of the shaft end member 81 has two engaging surfaces 83 parallel to the y axis. The engaging surface 83 is a surface for engaging with the engaging portion of the inner gear 60 to transmit the rotational force to the inner gear 60, and is substantially flat in this embodiment.
In the conventional shaft end member 81, the outer peripheral portion other than the two engaging surfaces 83 of the shaft end member 81 has two surfaces that are straight in the z-axis direction and curved in the x-axis direction, which will be described later. It is adapted to fit with the inner gear engaging portion (FIG. 40).
In the first embodiment of the present invention, the outer peripheral portion of the shaft end member 81 other than the two engaging surfaces 83 is a self-aligning surface 84 having curvatures in the z-axis direction and the x-axis direction. FIG. 20 shows a shape having a self-aligning surface 84.

第1の実施形態では、自動調心面84は曲面なので、シャフト端部部材81の自動調心面84の外周部とインナギア60の係合部とは、接触面積が小さい。インナギア60はギア室22内でわずかに回転することができ、また上下に移動することができる。そのため、インナギア60とアウタギア61は、ギア室22の内で円滑に回転できる位置に、自動的に移動する、即ち自動調心される。自動調心面84は、ギアを自動的に位置調整させるための面である。そのため、寸法誤差、取り付け位置の誤差があっても、ギアは円滑に回転することができる。従来よりギア室とギアの間の隙間を小さくすることができ、その結果、ポンプの漏れ(逆流)が少なくなり、体積効率が高くなる。   In the first embodiment, since the self-aligning surface 84 is a curved surface, the contact area between the outer peripheral portion of the self-aligning surface 84 of the shaft end member 81 and the engaging portion of the inner gear 60 is small. The inner gear 60 can rotate slightly in the gear chamber 22 and can move up and down. Therefore, the inner gear 60 and the outer gear 61 are automatically moved to a position where they can smoothly rotate within the gear chamber 22, that is, are automatically aligned. The self-aligning surface 84 is a surface for automatically adjusting the position of the gear. Therefore, even if there is a dimensional error or an attachment position error, the gear can rotate smoothly. The gap between the gear chamber and the gear can be made smaller than before, and as a result, the leakage (back flow) of the pump is reduced and the volumetric efficiency is increased.

図23は、第2の実施形態によるシャフト端部部材81'の斜視図である。シャフト端部部材81'の外周部は、y軸に平行な2つの係合面83を有する。係合面83は、インナギア60に回転力を伝えるための面である。また、x軸方向には直線で、y方向に湾曲する2つの自動調心面85を有する。他の部分は、第1の実施の形態によるシャフト端部部材81と同様である。第2の実施の形態によるシャフト端部部材81'の自動調心面85とインナギア60の係合部とは、接触面積が小さいので、第1の実施の形態と同様に、インナギア60とアウタギア61は、自動調整される。   FIG. 23 is a perspective view of a shaft end member 81 ′ according to the second embodiment. The outer peripheral portion of the shaft end member 81 ′ has two engaging surfaces 83 parallel to the y-axis. The engagement surface 83 is a surface for transmitting a rotational force to the inner gear 60. Further, it has two self-aligning surfaces 85 that are straight in the x-axis direction and curved in the y-direction. Other parts are the same as those of the shaft end member 81 according to the first embodiment. Since the contact area between the self-aligning surface 85 of the shaft end member 81 ′ and the engaging portion of the inner gear 60 according to the second embodiment is small, the inner gear 60 and the outer gear 61 are the same as in the first embodiment. Is automatically adjusted.

第1乃至第2の実施形態では、シャフト端部部材81の2つの係合面83は、平面である。しかし、係合面は、インナギア60に回転力を伝えることができれば、平面に限定されず、曲率を持った面でも良い。
このように、ロータ基板74と、磁石78と、シャフト72と、シャフト端部部材81とが結合されて、ロータ組立体7を構成する。
In the first and second embodiments, the two engagement surfaces 83 of the shaft end member 81 are flat surfaces. However, the engaging surface is not limited to a flat surface as long as the rotational force can be transmitted to the inner gear 60, and may be a surface having a curvature.
In this way, the rotor substrate 74, the magnet 78, the shaft 72, and the shaft end member 81 are combined to constitute the rotor assembly 7.

ロータ組立体7を組み立てるときは、ロータ基板74と、磁石78と、シャフト72とを結合した状態で、軸受ケース30に嵌め込まれた滑り軸受部材5の下側からシャフト72を挿入し、上に出たシャフト72の一端部77にシャフト端部部材81を固定する。   When assembling the rotor assembly 7, with the rotor substrate 74, the magnet 78, and the shaft 72 coupled, the shaft 72 is inserted from below the sliding bearing member 5 fitted in the bearing case 30, and A shaft end member 81 is fixed to one end 77 of the shaft 72 that has come out.

ポンプ装置1を組み立てた状態では、ロータ組立体7のシャフト72は、支持部材である滑り軸受部材5,6によって回転自在に支持される。図24は、滑り軸受部材5の側面図、図25は断面図である。本実施の形態では、シャフト72は中央部で、軸受ケース30に嵌め込まれた滑り軸受部材5により支持される。滑り軸受部材5は、ACからなり、短円筒状に形成される。滑り軸受部材5の軸線は、組み立てた状態では、ケーシング3の軸線L3と位置する。滑り軸受部材5は、シャフト72を半径方向に支持するラジアル軸受である。   In a state where the pump device 1 is assembled, the shaft 72 of the rotor assembly 7 is rotatably supported by the sliding bearing members 5 and 6 which are supporting members. 24 is a side view of the sliding bearing member 5, and FIG. 25 is a sectional view. In the present embodiment, the shaft 72 is supported at the center by the sliding bearing member 5 fitted in the bearing case 30. The plain bearing member 5 is made of AC and is formed in a short cylindrical shape. The axis of the sliding bearing member 5 is positioned as the axis L3 of the casing 3 in the assembled state. The sliding bearing member 5 is a radial bearing that supports the shaft 72 in the radial direction.

シャフト72は、下端部でモータケース40の軸受凹所44に嵌め込まれた滑り軸受部材6により支持される。滑り軸受部材6は、ACからなり、短円筒状に形成されている。滑り軸受部材6は、シャフト72を軸線方向と半径方向に支持するラジアル/スラスト複合軸受である。
本実施の形態では、滑り軸受部材6は、AC製の環状部材で、軸方向はシャフト72に埋め込んだAC製のシャフト下端部76により支持されるようになっている。しかし、AC製の滑り軸受部材6を径方向と軸方向の両方に設け、シャフト72に埋め込んだAC製のシャフト下端部76をなくすこともできる。
このようにシャフト72は、その軸線L4をケーシング3の軸線L3と一致させた状態で半径方向、及び軸線方向から、その軸線L4の周りに回転自在に支持される。
The shaft 72 is supported by the sliding bearing member 6 fitted in the bearing recess 44 of the motor case 40 at the lower end. The plain bearing member 6 is made of AC and has a short cylindrical shape. The sliding bearing member 6 is a radial / thrust composite bearing that supports the shaft 72 in the axial direction and the radial direction.
In the present embodiment, the plain bearing member 6 is an AC annular member, and is supported by an AC shaft lower end 76 embedded in the shaft 72 in the axial direction. However, the AC sliding bearing member 6 can be provided in both the radial direction and the axial direction, and the AC shaft lower end 76 embedded in the shaft 72 can be eliminated.
Thus, the shaft 72 is rotatably supported around the axis L4 from the radial direction and the axial direction in a state where the axis L4 coincides with the axis L3 of the casing 3.

シャフト72と滑り軸受部材5,6との半径方向の隙間は、毛細管現象によって、ロータ室43の冷媒がこの隙間に侵入する寸法に形成される。このように隙間は、きわめて小さく形成され、シャフト72を安定して支持することができる。   The radial gap between the shaft 72 and the sliding bearing members 5 and 6 is formed to have a dimension that allows the refrigerant in the rotor chamber 43 to enter the gap by capillary action. Thus, the gap is formed to be extremely small, and the shaft 72 can be stably supported.

シャフト端部部材81の外側にインナギア60が係合し、インナギア60の外側にアウタギア61が係合する。インナギア60とアウタギア61により、ギア結合体10が構成される。
図26はインナギア60の上面図、図27は図26の27−27線に沿った断面図である。インナギア60は中央部に、シャフト端部部材81を受入れるための、係合部が形成されている。係合部は一部が平面64、他の部分が円周面65となっている。インナギア60の平面64がシャフト端部部材81の平面部と係合することにより、シャフト端部部材81が回転するとインナギア60も回転するようになっている。インナギア60は外周部に複数の歯62(例えば、4つ)が形成されている。
The inner gear 60 is engaged with the outer side of the shaft end member 81, and the outer gear 61 is engaged with the outer side of the inner gear 60. The gear assembly 10 is configured by the inner gear 60 and the outer gear 61.
26 is a top view of the inner gear 60, and FIG. 27 is a cross-sectional view taken along line 27-27 of FIG. The inner gear 60 is formed with an engaging portion at the center for receiving the shaft end member 81. Part of the engaging portion is a flat surface 64 and the other portion is a circumferential surface 65. When the flat surface 64 of the inner gear 60 is engaged with the flat surface portion of the shaft end member 81, the inner gear 60 rotates when the shaft end member 81 rotates. The inner gear 60 has a plurality of teeth 62 (for example, four) formed on the outer periphery.

図28は、インナギアの別の実施形態であるインナギア60'の上面図、図29は図28の29−29線に沿った断面図、図30は図28の30−30線に沿った断面図である。インナギア60'は、自動調整機能を有する。インナギア60'の係合部は、一部が平面64、他の部分が軸方向に湾曲する曲面66となっている。シャフト端部部材81の外周面と、インナギア60'の係合部の曲面66とは、接触面積が小さいので、シャフト端部部材の第2、第3の実施形態と同様に、インナギア60'とアウタギア61を自動調整させることができる。別の実施形態のインナギア60'を使用する場合は、シャフト端部部材81の外周面が軸方向に湾曲しない場合でも、シャフト端部部材81の外周面とインナギア60'の係合部との接触面積は小さくなる。そのため、インナギア60'とアウタギア61を自動調整させることができる。   28 is a top view of an inner gear 60 ′, which is another embodiment of the inner gear, FIG. 29 is a sectional view taken along line 29-29 in FIG. 28, and FIG. 30 is a sectional view taken along line 30-30 in FIG. It is. The inner gear 60 ′ has an automatic adjustment function. The engaging portion of the inner gear 60 ′ has a curved surface 66 in which a part is a flat surface 64 and the other part is curved in the axial direction. Since the contact area between the outer peripheral surface of the shaft end member 81 and the curved surface 66 of the engaging portion of the inner gear 60 'is small, as in the second and third embodiments of the shaft end member, The outer gear 61 can be automatically adjusted. When the inner gear 60 ′ of another embodiment is used, even when the outer peripheral surface of the shaft end member 81 is not curved in the axial direction, the contact between the outer peripheral surface of the shaft end member 81 and the engaging portion of the inner gear 60 ′. The area becomes smaller. Therefore, the inner gear 60 ′ and the outer gear 61 can be automatically adjusted.

図31はアウタギア61の上面図、図32は図31の32−32線に沿った断面図である。アウタギア61はほぼ円筒形であり、内周部に歯63が形成されている。アウタギア61の歯63の数は、インナギア60の歯62の数よりも1つ多い。図1、図2に示すように、アウタギア61はインナギア60の外側に配置される。
インナギア60及びアウタギア61は、ACからできている。
31 is a top view of the outer gear 61, and FIG. 32 is a cross-sectional view taken along the line 32-32 of FIG. The outer gear 61 has a substantially cylindrical shape, and teeth 63 are formed on the inner periphery. The number of teeth 63 of the outer gear 61 is one more than the number of teeth 62 of the inner gear 60. As shown in FIGS. 1 and 2, the outer gear 61 is disposed outside the inner gear 60.
The inner gear 60 and the outer gear 61 are made of AC.

図33は、インナギア60、アウタギア61と、ロータ組立体7の分解斜視図である。図33に示すように、シャフト72の一端部77に、ほぼ球状のシャフト端部部材81が圧入固定されている。このシャフト端部部材81をインナギア60の内側に配置する。従って、インナギア60はその軸線L60がギアケース20の軸線L21(L3)と一致している。アウタギア61はインナギア60と噛合する状態で、インナギア60の外側に配置される。アウタギア61はギア室22の内周面より僅かに小さい外径を有しており、その軸線L61をギア室22の軸線L22と一致させており、インナギア60から偏心している。   FIG. 33 is an exploded perspective view of the inner gear 60, the outer gear 61, and the rotor assembly 7. As shown in FIG. 33, a substantially spherical shaft end member 81 is press-fitted and fixed to one end 77 of the shaft 72. This shaft end member 81 is disposed inside the inner gear 60. Therefore, the inner gear 60 has its axis L60 coincident with the axis L21 (L3) of the gear case 20. The outer gear 61 is disposed outside the inner gear 60 in a state of meshing with the inner gear 60. The outer gear 61 has an outer diameter slightly smaller than the inner peripheral surface of the gear chamber 22, and its axis L 61 is aligned with the axis L 22 of the gear chamber 22, and is eccentric from the inner gear 60.

これらのインナギア60、アウタギア61と、ギア室22を外囲する部分とによって、容積形のポンプ、具体的にはトロコイドギアポンプが形成される。このポンプ装置では、インナギア60とアウタギア61との間に複数の圧力室が形成され、シャフト72の回転によって、インナギア60が回転されると、アウタギア61がこれに伴って回転し、送液する。   The inner gear 60, the outer gear 61, and the portion surrounding the gear chamber 22 form a positive displacement pump, specifically, a trochoid gear pump. In this pump device, a plurality of pressure chambers are formed between the inner gear 60 and the outer gear 61, and when the inner gear 60 is rotated by the rotation of the shaft 72, the outer gear 61 rotates along with this and feeds liquid.

ロータ70とステータ組立体50によって、駆動手段であるモータが形成される。ステータ組立体50の巻き線53に順に通電することにより、ロータ70の磁石78との間の磁気作用によりロータ70に回転力を与える。ロータ70に結合されたシャフト72を回転駆動し、シャフト72先端部のシャフト端部部材81により、インナギア60を回転させて、アウタギア61を回転させ、ポンプ装置を駆動し、冷媒を吸入ポート48から吸入し、流路2を流下させて、吐出ポート28から吐出することができる。   The rotor 70 and the stator assembly 50 form a motor as drive means. By sequentially energizing the windings 53 of the stator assembly 50, a rotational force is applied to the rotor 70 by a magnetic action with the magnet 78 of the rotor 70. The shaft 72 coupled to the rotor 70 is rotationally driven, and the inner gear 60 is rotated by the shaft end member 81 at the tip of the shaft 72, the outer gear 61 is rotated, the pump device is driven, and the refrigerant is supplied from the suction port 48. Inhalation can flow down the flow path 2 and discharge from the discharge port 28.

図34乃至37は、本発明の別の態様によるポンプ装置100を示す。図34はポンプ装置100の断面図、図35は分解斜視図である。ポンプ装置100は、1つの吸入ポート48と2つの吐出ポート28,128を有する。軸受ケース30に吐出通路36と吐出ポート28が設けられる。ポンプ装置100では更に、上蓋111に吐出通路136と吐出ポート128が設けられる。   34-37 show a pump apparatus 100 according to another aspect of the present invention. 34 is a cross-sectional view of the pump device 100, and FIG. 35 is an exploded perspective view. The pump device 100 has one suction port 48 and two discharge ports 28 and 128. A discharge passage 36 and a discharge port 28 are provided in the bearing case 30. In the pump device 100, a discharge passage 136 and a discharge port 128 are further provided in the upper lid 111.

図36はポンプ装置100に用いられる上蓋111の下面図、図37は図36の37-37線に沿った断面図である。上蓋111は、円板状であり、その軸線はケーシング103の軸線L3と一致する。上蓋111の外周部には、ボルトを通すための複数の通孔113が上面114から下面115へ貫通している。
上蓋111の下面115の軸線L3からずれた位置に、周方向に円弧状に延びるギア室出口ポート134が形成されている。ギア室出口ポート134の上側には、上蓋111の軸方向に延びる出側ポンプ通路135が連なる。出側ポンプ通路135は、上蓋111の径方向に延びる吐出通路136に連なる。吐出通路136の先端部には第2の吐出ポート128が形成される。第2の吐出ポート128にはパイプが接合されている。
36 is a bottom view of the upper lid 111 used in the pump device 100, and FIG. 37 is a cross-sectional view taken along line 37-37 of FIG. The upper lid 111 has a disk shape, and its axis coincides with the axis L 3 of the casing 103. A plurality of through holes 113 for passing bolts penetrate from the upper surface 114 to the lower surface 115 in the outer peripheral portion of the upper lid 111.
A gear chamber outlet port 134 extending in an arc shape in the circumferential direction is formed at a position shifted from the axis L3 of the lower surface 115 of the upper lid 111. An outlet pump passage 135 extending in the axial direction of the upper lid 111 is connected to the upper side of the gear chamber outlet port 134. The outlet pump passage 135 is connected to a discharge passage 136 extending in the radial direction of the upper lid 111. A second discharge port 128 is formed at the tip of the discharge passage 136. A pipe is joined to the second discharge port 128.

ケーシング103の他の部材は、ケーシング3の部材と同じである。ポンプ装置100のケーシング103以外の他の部材は、ポンプ装置1の部材と同じである。
ケーシング103には、吸入ポート48と、吐出ポート28、第2の吐出ポート128とを連通する流路2が形成される。流路2は、少なくとも吸入通路46、ロータ室43、入側ポンプ通路38、ギア室入口ポート37、ギア室22がこの順で連なる。更に、ギア室22で流路2が分岐する。一方の流路2は、ケーシング3と同様に、ギア室出口ポート34、出側ポンプ通路35、吐出通路36、吐出ポート28へと連なり、他方の流路2'は、ギア室出口ポート134、出側ポンプ通路135、第2の吐出通路136、第2の吐出ポート128へと連なる。
Other members of the casing 103 are the same as those of the casing 3. The other members other than the casing 103 of the pump device 100 are the same as the members of the pump device 1.
The casing 103 is formed with a flow path 2 that communicates the suction port 48, the discharge port 28, and the second discharge port 128. In the flow path 2, at least the suction passage 46, the rotor chamber 43, the inlet pump passage 38, the gear chamber inlet port 37, and the gear chamber 22 are connected in this order. Further, the flow path 2 branches in the gear chamber 22. One channel 2 is connected to the gear chamber outlet port 34, the outlet pump passage 35, the discharge passage 36, and the discharge port 28 in the same manner as the casing 3, and the other channel 2 ′ is connected to the gear chamber outlet port 134, The outlet side pump passage 135, the second discharge passage 136, and the second discharge port 128 are connected.

ポンプ装置100は、ステータ組立体50の巻き線53に順に通電することにより、ロータ70に回転力を与える。ロータ70に結合されたシャフト72を回転駆動し、シャフト72先端部のシャフト端部部材81により、インナギア60を回転させて、アウタギア61を回転させ、ポンプ装置を駆動し、流体を吸入ポート48から吸入し、流路2を流下させて、ギア室から2つの流路2,2'に分岐し、2つの吐出ポート28,128から吐出することができる。   The pump device 100 applies a rotational force to the rotor 70 by sequentially energizing the windings 53 of the stator assembly 50. The shaft 72 coupled to the rotor 70 is rotationally driven, the shaft end member 81 at the tip of the shaft 72 is rotated, the inner gear 60 is rotated, the outer gear 61 is rotated, the pump device is driven, and the fluid is supplied from the suction port 48. Inhalation can flow down the flow path 2, branch from the gear chamber into two flow paths 2, 2 ′, and discharge from the two discharge ports 28, 128.

ポンプ装置100は、ギア室から2つのギア室出口ポートで流路が分岐し、1つの吸入ポートに対して2つの吐出ポートを有する。ギア室出口ポートをギアの上下に対称に設けたので、2つの吐出ポートから吐出される流体の量はそれぞれ吸入する流体の量の約1/2でほぼ等しい。
ポンプの吐出ポートの先で流路を分岐すると、分岐点の下流の影響を受けやすく、流体を均等に分配するのが難しいという欠点がある。ポンプ装置100は、流体がギア室から出るときに分岐するので、下流の影響を受けにくく、流体を均等に分配することができる。
In the pump device 100, the flow path branches from the gear chamber at two gear chamber outlet ports, and two discharge ports are provided for one suction port. Since the gear chamber outlet port is provided symmetrically above and below the gear, the amount of fluid discharged from the two discharge ports is approximately equal to about 1/2 of the amount of fluid to be sucked.
If the flow path is branched at the tip of the discharge port of the pump, there is a disadvantage that it is easy to be influenced downstream of the branch point and it is difficult to evenly distribute the fluid. Since the pump device 100 branches when the fluid exits the gear chamber, the pump device 100 is less susceptible to downstream effects and can distribute the fluid evenly.

図38、39は、本発明の実施の形態によるポンプ装置1の性能試験結果を示す。図38は、20℃のエタノールを用いたポンプ装置1の回転数と吐出量、全圧力関係を示すグラフである。図39は、20℃のエタノールを用いたポンプ装置1の全圧力と、吐出量、軸動力、回転数、ポンプ効率の関係を示すグラフである。本発明の実施の形態によれば、小型、薄型で従来のトロコイドギアポンプと同等の性能を有するポンプ装置を得ることができる。   38 and 39 show performance test results of the pump device 1 according to the embodiment of the present invention. FIG. 38 is a graph showing the relationship between the rotational speed, the discharge amount, and the total pressure of the pump device 1 using ethanol at 20 ° C. FIG. 39 is a graph showing the relationship between the total pressure of the pump apparatus 1 using ethanol at 20 ° C., the discharge amount, the shaft power, the rotation speed, and the pump efficiency. According to the embodiment of the present invention, it is possible to obtain a pump device that is small and thin and has the same performance as a conventional trochoid gear pump.

滑り軸受部材はACからなり、シャフトの円滑な回転ができるように支持することができる。ACは、高い耐薬品性を有しているので、流路内に配置される構造としても損傷することがない。シャフトと滑り軸受部材との隙間は、極めて小さく形成され、シャフトの回転を更に安定するようにしている。   The slide bearing member is made of AC and can be supported so that the shaft can rotate smoothly. Since AC has high chemical resistance, it is not damaged even if it is arranged in the flow path. The gap between the shaft and the sliding bearing member is formed to be extremely small so as to further stabilize the rotation of the shaft.

極めて小さい隙間に、毛細管現象によって、冷媒である液体アンモニアを侵入させることができる。また、ACから成る滑り軸受は、流体の種類に拘わらず、流体を良好な潤滑剤として利用することができる。従って、液体アンモニア、アルコール系冷媒、化学薬品、水等を利用することができる。従って、ポンプ装置によって、送出すべき流体を潤滑剤として介在させ、更に円滑なシャフトの回転を達成することができる。軸受を簡単な構造の滑り軸受部材を用いて構成することができるので、故障が少なくなり、メンテナンスを最小限にすることができる。   Liquid ammonia, which is a refrigerant, can enter the extremely small gap by capillary action. Further, the plain bearing made of AC can use the fluid as a good lubricant regardless of the type of fluid. Therefore, liquid ammonia, alcohol-based refrigerants, chemicals, water, etc. can be used. Accordingly, the pump device can interpose the fluid to be delivered as a lubricant, and achieve a smoother shaft rotation. Since the bearing can be configured by using a plain bearing member having a simple structure, failure is reduced and maintenance can be minimized.

また、ACは、摩擦係数が小さく、シャフトの回転による摩擦熱の発生を抑え、シャフト及び滑り軸受部材の熱膨張を防ぐことができる。しかも、摩擦熱が発生しても、ACは熱膨張率が小さいので、シャフトと滑り軸受部材との隙間の寸法の変化が小さく、安定した回転を維持することができる。又、摩耗度が小さく、長期にわたって用いても、摩耗粉が出て流体を汚損したり、隙間の寸法が変化することがなく、長期にわたって、円滑で安定した回転を実現することができる。   AC has a small coefficient of friction, can suppress generation of frictional heat due to rotation of the shaft, and can prevent thermal expansion of the shaft and the sliding bearing member. Moreover, even if frictional heat is generated, AC has a small coefficient of thermal expansion, so that the change in the dimension of the gap between the shaft and the sliding bearing member is small, and stable rotation can be maintained. Further, the degree of wear is small, and even when used over a long period of time, wear powder does not come out and the fluid is not contaminated, and the dimension of the gap does not change, and a smooth and stable rotation can be realized over a long period of time.

又、流体により、シャフト、滑り軸受部材及びロータを冷却することができ、ポンプの安定した性能を維持することができる。更に、ロータケースの下側の面は薄肉であり、ロータ室の下側にあるステータを冷却することもできる。   Further, the shaft, the plain bearing member and the rotor can be cooled by the fluid, and the stable performance of the pump can be maintained. Furthermore, the lower surface of the rotor case is thin, and the stator on the lower side of the rotor chamber can be cooled.

本発明の実施の形態として、宇宙機の冷却システムに用いられるポンプ装置の例を記述した。しかし、本発明のシステムと方法は、これらに限定されるものではない。流体は、液体アンモニアだけでなく、アルコール系冷媒、化学薬品、水等のさまざまな流体を使用することができ、流体を送出する様々な技術に適用することができる。例えば、携帯用の人工透析器や人工心臓等の医療機器のポンプとして用いることができる。また、コンピュータ等の発熱の大きい電子機器の冷却装置等のポンプとして使用することもできる。   As an embodiment of the present invention, an example of a pump device used in a spacecraft cooling system has been described. However, the system and method of the present invention are not limited to these. As the fluid, not only liquid ammonia but also various fluids such as alcohol-based refrigerants, chemicals, and water can be used, and the fluid can be applied to various technologies for delivering the fluid. For example, it can be used as a pump for a medical device such as a portable artificial dialyzer or an artificial heart. Moreover, it can also be used as a pump for a cooling device or the like of electronic equipment that generates a large amount of heat, such as a computer.

本発明の実施の形態によるポンプ装置の概略断面図。The schematic sectional drawing of the pump apparatus by embodiment of this invention. 図1のポンプ装置の上蓋を外した状態の上面図。The top view of the state which removed the upper cover of the pump apparatus of FIG. 図1のポンプ装置の分解斜視図。The disassembled perspective view of the pump apparatus of FIG. 上蓋の上面図。The top view of an upper cover. 上蓋の断面図。Sectional drawing of an upper cover. ギアケースの上面図。The top view of a gear case. ギアケースの断面図。Sectional drawing of a gear case. 軸受ケースの上面図。The top view of a bearing case. 軸受ケースの断面図。Sectional drawing of a bearing case. モータケースの上面図。The top view of a motor case. モータケースの断面図。Sectional drawing of a motor case. ステータ組立体の上面図。The top view of a stator assembly. ステータ組立体の断面図。Sectional drawing of a stator assembly. 補強板の下面図。The bottom view of a reinforcement board. 補強板の断面図。Sectional drawing of a reinforcement board. ロータ組立体の断面図。Sectional drawing of a rotor assembly. ロータ組立体の下面図。The bottom view of a rotor assembly. シャフトの正面図。The front view of a shaft. シャフトの右側面図。The right view of a shaft. シャフト端部部材の第1の実施形態の斜視図。The perspective view of 1st Embodiment of a shaft end part member. シャフト端部部材の第1の実施形態の上面図。The top view of a 1st embodiment of a shaft end member. 図21の22-22線に沿った断面図。FIG. 22 is a sectional view taken along line 22-22 in FIG. シャフト端部部材の第2の実施形態の斜視図。The perspective view of 2nd Embodiment of a shaft edge part member. 滑り軸受部材の側面図。The side view of a sliding bearing member. 滑り軸受部材の断面図。Sectional drawing of a sliding bearing member. インナギアの上面図。The top view of an inner gear. インナギアの断面図。Sectional drawing of an inner gear. インナギア60'の別の実施形態の上面図。The top view of another embodiment of inner gear 60 '. 図28の29−29線に沿った断面図。FIG. 29 is a sectional view taken along line 29-29 in FIG. 28; 図28の30−30線に沿った断面図。FIG. 30 is a sectional view taken along line 30-30 in FIG. 28; アウタギアの上面図。The top view of an outer gear. アウタギアの断面図。Sectional drawing of an outer gear. ギア結合体とロータ組立体の分解斜視図。The disassembled perspective view of a gear coupling body and a rotor assembly. 別の態様によるポンプ装置の断面図。Sectional drawing of the pump apparatus by another aspect. 別の態様によるポンプ装置の分解斜視図。The disassembled perspective view of the pump apparatus by another aspect. 別の態様による上蓋の下面図。The bottom view of the upper cover by another aspect. 図36の37-37線に沿った断面図。FIG. 37 is a sectional view taken along line 37-37 in FIG. 36; ポンプ装置の回転数と吐出量、全圧力関係を示すグラフ。The graph which shows the rotation speed of a pump apparatus, discharge amount, and total pressure. ポンプ装置の性能を示すグラフ。The graph which shows the performance of a pump apparatus. 従来のシャフト端部部材の斜視図。The perspective view of the conventional shaft end part member.

符号の説明Explanation of symbols

1 ポンプ装置
2 流路
3 ケーシング
5 滑り軸受部材
6 滑り軸受部材
7 ロータ組立体
10 ギア結合体
11 上蓋
20 ギアケース
22 ギア室
28 吐出ポート
29 Oリング
30 軸受ケース
40 モータケース
43 ロータ室
44 軸受凹所
45 Oリング
48 吸入ポート
49 Oリング
50 ステータ組立体
51 金属コア
52 配線部
53 巻線
57 ステータ室
60 インナギア
61 アウタギア
62 歯
63 歯
70 ロータ
72 シャフト
74 基板
78 磁石
81 シャフト端部部材
90 補強板
100 ポンプ装置
111 上蓋
128 第2の吐出ポート
1 Pumping device
2 Flow path
3 Casing
5 Sliding bearing member
6 Sliding bearing member
7 Rotor assembly
10 Gear combination
11 Upper lid
20 Gear case
22 Gear room
28 Discharge port
29 O-ring
30 Bearing case
40 Motor case
43 Rotor chamber
44 Bearing recess
45 O-ring
48 Suction port
49 O-ring
50 Stator assembly
51 metal core
52 Wiring section
53 winding
57 Stator chamber
60 Inner Gear
61 Outer Gear
62 teeth
63 teeth
70 rotor
72 shaft
74 Board
78 Magnet
81 Shaft end member
90 Reinforcing plate
100 pumping equipment
111 Upper lid
128 Second discharge port

Claims (13)

吸入ポートと吐出ポートを連通する流体の流路が内部に形成されロータ室とギア室を有する平板型ケーシング、
前記ロータ室に配置された円板状ロータと前記ロータと一体に回転するシャフトを有するロータ組立体、
前記ギア室に配置され平板型インナギアと前記インナギアと噛み合う平板型アウタギアを有するギア結合体、及び
前記ケーシングの外部に設けられ前記ロータに回転力を与える円板状ステータを備える平板型ポンプ装置であって、
前記シャフトから前記インナギアへ回転力を伝えるため、シャフト端部部材が前記シャフトに結合し、前記シャフト端部部材の外形は、前記インナギアの内径部に係合するための1対の係合面と、前記ロータ組立体の回転軸の軸方向に湾曲する自動調心面とを有し、前記インナギアとアウタギアとは、前記ギア室内で自動的に位置調整されることを特徴とするポンプ装置。
A flat casing having a rotor chamber and a gear chamber in which a fluid flow path communicating the suction port and the discharge port is formed;
A rotor assembly having a disk-like rotor disposed in the rotor chamber and a shaft that rotates integrally with the rotor;
A flat plate pump device including a gear combined body having a flat plate type inner gear and a flat plate type outer gear that meshes with the inner gear disposed in the gear chamber, and a disk-shaped stator that is provided outside the casing and applies a rotational force to the rotor. And
A shaft end member is coupled to the shaft to transmit rotational force from the shaft to the inner gear, and the outer shape of the shaft end member has a pair of engagement surfaces for engaging with an inner diameter portion of the inner gear. And a self-aligning surface curved in the axial direction of the rotating shaft of the rotor assembly, and the position of the inner gear and the outer gear is automatically adjusted in the gear chamber.
前記シャフト端部部材の前記係合面は、ほぼ平面である請求項1に記載のポンプ装置。   The pump device according to claim 1, wherein the engagement surface of the shaft end member is substantially flat. 前記シャフト端部部材の前記自動調心面は、前記ロータ組立体の回転軸の軸方向と、前記回転軸に垂直な方向に湾曲する球面形状である請求項2に記載のポンプ装置。   3. The pump device according to claim 2, wherein the self-aligning surface of the shaft end member has a spherical shape that is curved in an axial direction of a rotation axis of the rotor assembly and a direction perpendicular to the rotation axis. 前記シャフト端部部材の前記自動調心面は、前記ロータ組立体の回転軸の軸方向に湾曲するが、前記回転軸に垂直な方向に湾曲しない曲面形状である請求項2に記載のポンプ装置。   3. The pump device according to claim 2, wherein the self-aligning surface of the shaft end member has a curved shape that is curved in the axial direction of the rotation axis of the rotor assembly but is not curved in a direction perpendicular to the rotation axis. . 吸入ポートと吐出ポートを連通する流体の流路が内部に形成されロータ室とギア室を有する平板型ケーシング、
前記ロータ室に配置された円板状ロータと前記ロータと一体に回転するシャフトを有するロータ組立体、
前記ギア室に配置され平板型インナギアと前記インナギアと噛み合う平板型アウタギアを有するギア結合体、及び
前記ケーシングの外部に設けられ前記ロータに回転力を与える円板状ステータを備える平板型ポンプ装置であって、
前記シャフトから前記インナギアへ回転力を伝えるため、シャフト端部部材が前記シャフトに結合し、前記インナギアの前記シャフト端部部材を受入れる係合部は、前記シャフト端部部材の係合面に係合するための1対の係合面と、前記インナギアの回転軸の軸方向に湾曲する自動調心面とを有し、前記インナギアとアウタギアとは、前記ギア室内で自動的に位置調整されることを特徴とするポンプ装置。
A flat casing having a rotor chamber and a gear chamber in which a fluid flow path communicating the suction port and the discharge port is formed;
A rotor assembly having a disk-like rotor disposed in the rotor chamber and a shaft that rotates integrally with the rotor;
A flat plate pump device including a gear combined body having a flat plate type inner gear and a flat plate type outer gear that meshes with the inner gear disposed in the gear chamber, and a disk-shaped stator that is provided outside the casing and applies a rotational force to the rotor. And
In order to transmit a rotational force from the shaft to the inner gear, a shaft end member is coupled to the shaft, and an engaging portion for receiving the shaft end member of the inner gear engages with an engaging surface of the shaft end member. And a self-aligning surface curved in the axial direction of the rotating shaft of the inner gear, and the inner gear and the outer gear are automatically adjusted in position in the gear chamber. A pump device characterized by.
吸入ポートと吐出ポートを連通する流体の流路が内部に形成されロータ室とギア室を有するケーシング、前記ロータ室に配置されたロータと前記ロータと一体に回転するシャフトを有するロータ組立体、前記ギア室に配置されインナギアと前記インナギアと噛み合うアウタギアを有するギア結合体、及び、前記ケーシングの外部に設けられ前記ロータに回転力を与えるステータを備えるポンプ装置に用いられ、前記シャフトから前記インナギアへ回転力を伝達するため、前記シャフトに結合するシャフト端部部材であって、
前記シャフト端部部材の外形は、前記インナギアの内径部に係合するための1対の係合面と、前記ロータ組立体の回転軸の軸方向に湾曲する自動調心面とを有し、前記インナギアとアウタギアとは、前記ギア室内で自動的に位置調整されるようになったシャフト端部部材。
A casing having a rotor chamber and a gear chamber in which a fluid flow path communicating the suction port and the discharge port is formed, a rotor assembly having a rotor disposed in the rotor chamber and a shaft that rotates integrally with the rotor, Used in a pump unit including a gear coupling body having an inner gear and an outer gear that meshes with the inner gear and a stator that is provided outside the casing and that provides a rotational force to the rotor, and rotates from the shaft to the inner gear. A shaft end member coupled to the shaft for transmitting force,
The outer shape of the shaft end member has a pair of engagement surfaces for engaging with an inner diameter portion of the inner gear, and an automatic alignment surface curved in the axial direction of the rotation shaft of the rotor assembly, The inner gear and the outer gear are shaft end members that are automatically positioned within the gear chamber.
前記シャフト端部部材の前記係合面は、ほぼ平面である請求項7に記載のシャフト端部部材。   The shaft end member according to claim 7, wherein the engagement surface of the shaft end member is substantially flat. 前記シャフト端部部材の前記自動調心面は、前記ロータ組立体の回転軸の軸方向と、前記回転軸に垂直な方向に湾曲する球面形状である請求項8に記載のシャフト端部部材。   The shaft end member according to claim 8, wherein the self-aligning surface of the shaft end member has a spherical shape that is curved in an axial direction of the rotation axis of the rotor assembly and a direction perpendicular to the rotation axis. 前記シャフト端部部材の前記自動調心面は、前記ロータ組立体の回転軸の軸方向に湾曲するが、前記回転軸に垂直な方向に湾曲しない曲面形状である請求項8に記載のシャフト端部部材。   9. The shaft end according to claim 8, wherein the self-aligning surface of the shaft end member has a curved shape that is curved in an axial direction of a rotation axis of the rotor assembly but is not curved in a direction perpendicular to the rotation axis. Part member. 吸入ポートと吐出ポートを連通する流体の流路が内部に形成されロータ室とギア室を有するケーシング、前記ロータ室に配置されたロータと前記ロータと一体に回転するシャフトを有するロータ組立体、前記ギア室に配置されインナギアと前記インナギアと噛み合うアウタギアを有するギア結合体、及び、前記ケーシングの外部に設けられ前記ロータに回転力を与えるステータを備えるポンプ装置に用いられ、前記シャフトに結合したシャフト端部部材から回転力を伝えられるインナギアであって、
前記インナギアの前記シャフト端部部材を受入れる係合部は、前記シャフト端部部材の係合面に係合するための1対の係合面と、前記インナギアの回転軸の軸方向に湾曲する自動調心面とを有し、前記インナギアとアウタギアとは、前記ギア室内で自動的に位置調整されることを特徴とするインナギア。
A casing having a rotor chamber and a gear chamber in which a fluid flow path communicating the suction port and the discharge port is formed, a rotor assembly having a rotor disposed in the rotor chamber and a shaft that rotates integrally with the rotor, A shaft end coupled to the shaft, which is used in a pump assembly including a gear coupling body having an inner gear and an outer gear that meshes with the inner gear, and a stator that is provided outside the casing and that provides a rotational force to the rotor. An inner gear that can transmit the rotational force from the member,
The engagement portion for receiving the shaft end member of the inner gear is a pair of engagement surfaces for engaging with the engagement surface of the shaft end member, and an automatic curve that curves in the axial direction of the rotation shaft of the inner gear. An inner gear having an alignment surface, wherein the inner gear and the outer gear are automatically adjusted in position in the gear chamber.
流体の吸入ポートと複数の吐出ポートと、これらのポートに連通するロータ室とギア室とを有する平板型ケーシング、
前記ケーシングの面の方向と垂直方向の回転軸を有するシャフト、
前記ロータ室に配置され、前記シャフトと一体に回転する円板状のロータ、
前記ギア室に配置され、前記シャフトにより回転させられる平板型インナギアと、前記インナギアと噛み合う平板型アウタギアとを有するギア結合体、及び
前記ケーシングの一方の面に沿って配置され、前記ロータに回転力を与えるため、前記ロータ組立体の回転軸と垂直方向に巻かれており、かつ前記ロータの回転軸の周囲に配置された複数の平板型巻線を有する円板状のステータ、
を備えることを特徴とする平板型ポンプ装置。
A flat casing having a fluid suction port, a plurality of discharge ports, and a rotor chamber and a gear chamber communicating with these ports;
A shaft having a rotation axis perpendicular to the direction of the surface of the casing;
A disc-shaped rotor disposed in the rotor chamber and rotating integrally with the shaft;
A gear combination having a flat plate inner gear arranged in the gear chamber and rotated by the shaft, and a flat plate outer gear meshing with the inner gear, and arranged along one surface of the casing, and a rotational force on the rotor A disk-shaped stator having a plurality of flat-plate windings wound around the rotation axis of the rotor assembly and arranged around the rotation axis of the rotor,
A flat plate pump device characterized by comprising:
前記ケーシングの軸線に垂直な方向の吸入通路と、前記ケーシングの軸線に垂直な方向の複数の吐出通路を備え、前記吸入ポートから前記吸入通路を通って流体を吸入し、前記ギア室から流路が分岐し、前記複数の吐出通路を通って前記複数の吐出ポートから流体を吐出する請求項11に記載のポンプ装置。   A suction passage in a direction perpendicular to the axis of the casing; and a plurality of discharge passages in a direction perpendicular to the axis of the casing; fluid is sucked from the suction port through the suction passage; The pump device according to claim 11, wherein the fluid branches and discharges fluid from the plurality of discharge ports through the plurality of discharge passages. 前記ケーシングは、
前記インナギアと前記アウタギアを収容する前記ギア室が形成されたギアケースと、
前記ギアケースの一方の面に密着して配置され、吐出ポートと吐出通路が形成され、前記シャフトを回転自在に支持する軸受ケースと、
前記ギアケースの他方の面に密着して配置され、第2の吐出ポートと第2の吐出通路が形成された上蓋と、
前記軸受ケースに密着して配置され、前記ロータを回転自在に収容する前記ロータ室を形成したモータケースと、
を備えており、前記ギアケースの前記ギア室と前記モータケースの前記ロータ室は、流体の前記吸入ポートと前記第1、第2の吐出ポートに連通している請求項11に記載のポンプ装置。
The casing is
A gear case in which the gear chamber for accommodating the inner gear and the outer gear is formed;
A bearing case that is disposed in close contact with one surface of the gear case, has a discharge port and a discharge passage, and rotatably supports the shaft;
An upper lid disposed in close contact with the other surface of the gear case and having a second discharge port and a second discharge passage;
A motor case which is disposed in close contact with the bearing case and forms the rotor chamber for rotatably accommodating the rotor;
The pump device according to claim 11, wherein the gear chamber of the gear case and the rotor chamber of the motor case are in communication with the fluid suction port and the first and second discharge ports. .
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