JP2006002654A

JP2006002654A - シリンダ状マグネット型ポンプ

Info

Publication number: JP2006002654A
Application number: JP2004179375A
Authority: JP
Inventors: Yasukazu Yuza; 靖和遊▲坐▼; Kunikazu Hirabayashi; 邦一平林; Shuji Ito; 修司伊藤
Original assignee: OGIHARA SEISAKUSHO KK
Current assignee: OGIHARA SEISAKUSHO KK
Priority date: 2004-06-17
Filing date: 2004-06-17
Publication date: 2006-01-05

Abstract

【課題】削り粉による影響を抑制でき軸受と支軸の平行精度を向上できるインナーロータを備えたシリンダ状マグネット型ポンプの提供。
【解決手段】シリンダ状マグネット型ポンプのインナーロータ１０′は、メタル軸受１７ａ，１７ｂを嵌め込み収納する筒状軸受ホルダ壁１４を有し、その中央の肉厚部１４ｂには段差面Ｘ，Ｙが形成されている。段差面Ｘ，Ｙにおいては筒状軸受ホルダ壁１４の内周面に沿う削り粉溜め溝Ｓが設けられている。メタル軸受１７ａ，１７ｂの嵌め込み収納時に発生す削り粉は削り粉溜め溝Ｓに逃げ溜まる。
【選択図】図７

Description

本発明は、シリンダ状マグネット型ポンプに関し、特に、軸受ホルダ部の構造に関する。

特開平１１−８２３５７公報にはシリンダ状マグネット型ポンプが開示されている。このシリンダ状マグネット型ポンプは、電動機の駆動マグネット（アウター）に水密壁を隔てて磁気結合で従動回転するシリンダ状マグネットを持つインナーロータを備えており、このインナーロータは軸受を収納するための軸受ホルダ部を有している。軸受には支軸が貫通し、軸受ホルダ部のスラスト長さは軸受のスラスト長さよりも短いので、軸受は軸受ホルダ部からはみ出ている。

特開平１１−８２３５７公報（図６）

しかしながら、軸受ホルダ部が樹脂製であって軸受の軸受ホルダ部に対する保持力を高める場合、スラスト長さを軸受のスラスト長さよりも長くして、嵌め合い面積を確保する必要がある。例えば、図６に示すインナーロータ１０は、両側開口から互い違い方向にメタル軸受１７ａ，１７ｂを嵌め込んで収納する樹脂製の筒状軸受ホルダ壁部１４を有し、軸受ホルダ壁部１４はその中央部にメタル軸受１７ａ，１７ｂが当り止る肉厚部１４ｂを一体的に有している。肉厚部１４ｂの段差面Ｘ，Ｙでもメタル軸受１７ａ，１７ｂの保持作用を果すことができる。

ところが、メタル軸受１７ａ，１７ｂの挿入途中、軸受ホルダ壁１４の内周面をメタル軸受１７ａ，１７ｂが削って削り粉が肉厚部１４ｂの段差面Ｘ，Ｙ等に付着してメタル軸受１７ａ，１７ｂの姿勢を軸心に対してチルトする。メタル軸受１７ａ，１７ｂの各チルト姿勢は様々であるから、支軸（図示せず）をメタル軸受１７ａ，１７ｂに貫通させた状態では平行精度が悪化し、摺動損失や異音を招く。

そこで、上記問題点に鑑み、本発明の課題は、削り粉による影響を抑制でき軸受と支軸の平行精度を向上できるインナーロータを備えたシリンダ状マグネット型ポンプを提供することにある。

上記第１及び第２の課題を解決するため、本発明の第１の手段は、電動機のアウター電機子又は駆動マグネットに対して水密壁を隔てて磁気結合で回転するシリンダ状マグネットと水車部とを有するインナーロータを備え、このインナーロータは支軸が貫通するための軸受を嵌め込み収納する樹脂製の筒状軸受ホルダ壁を有するシリンダ状マグネット型ポンプであって、筒状軸受ホルダ壁の開口から軸受をスラスト方向に嵌め込んだ際に当該軸受が当り止る肉厚部の段差面において、筒状軸受ホルダ壁の内周面に沿う削り粉溜め部を設けて成ることを特徴とする。

筒状軸受ホルダ壁に軸受を挿入する過程でその内周面から削り出された削り粉が底面たる段差面の削り粉溜め部に逃げ溜まるので、軸受のチルト姿勢を抑制できる。このため、軸受と支軸の平行精度を向上できる。

上記第１の手段は、軸受ホルダ壁の肉厚部の段差面側に削り粉溜め部を設けてあるが、第２の手段としては、筒状軸受ホルダ壁の開口から軸受をスラスト方向に嵌め込んだ際に肉厚部の段差面に当り止る当該軸受の端面において、筒状軸受ホルダ壁の内周面に沿う削り粉溜め部を設けて成ることを特徴とする。

斯かる場合でも、筒状軸受ホルダ壁に軸受を挿入する過程でその内周面から削り出された削り粉が軸受の端面の削り粉溜め部に逃げ溜まるので、軸受のチルト姿勢を抑制できる。このため、軸受と支軸の平行精度を向上できる。

軸受としては筒状軸受ホルダの両端開口から互い違い方向に嵌め込み収納して成る一対の軸受とすることできる。

また、肉厚部としては、筒状軸受ホルダ壁から軸心側へ突出してスラスト方向に配向した複数の突条部とすることができる。

上記の軸受ホルダ構造は、シリンダ状マグネット型ポンプに限らず、軸受が嵌め込まれる収納空部を有する樹脂製の軸受ホルダを一部に備えた回転装置に適用できる。即ち、軸受の一端面が当り止る収納空部の底面において、収納空部の内周面に沿う削り粉溜め部を設けることにより、或いは、収納空部の底面に当り止る軸受の端面において、収納空部の内周面に沿う削り粉溜め部を設けることにより、内周面から削り出された削り粉が底面或いは端面の削り粉溜め部に逃げ溜まるので、軸受のチルト姿勢を抑制できる。

以上の通り、軸受が当り止る肉厚部の段差面において筒状軸受ホルダ壁の内周面に沿う削り粉溜め部を設けて成るため、筒状軸受ホルダ壁に軸受を挿入する過程でその内周面から削り出された削り粉は底面たる段差面の削り粉溜め部に逃げ溜まるので、軸受のチルト姿勢を抑制できる。このため、軸受と支軸の平行精度を向上できる。

次に、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施例に係るシリンダ状マグネット型ポンプの側面断面図、図２（Ａ）は同シリンダ状マグネット型ポンプにおけるインナーロータを示す背面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）中のｂ−ｂ′線に沿って切断した状態を示す断面図、図２（Ｃ）は同インナーロータの水車部側を示す正面図である。

本例のシリンダ状マグネット型ポンプにおいては、電動機（ブラシレスモータ）１のモータブラケット２内にはアウター電機子（コアと巻線コイル）３が収納されている。このアウター電機子３に対して磁気結合して回転するインナーロータ１０がバックケーシング４を隔てて回転可能に設けられている。バックケーシング４のフランジはモータブラケット２とポンプカバー５とにＯリング６を介して挟持され、取付けボルト７を以って締め付け固定されている。なお、８はセンサー用基板、９は制御基板カバーである。ポンプカバー５は中心に突出した吸い込み部５ａと周囲に突出した吐き出し部５ｂとを一体的に備え、内部にインペラ室５ｃを有している。

インナーロータ１０は、アウター電機子３に磁気結合するシリンダ状マグネット１１と水車部１２を有し、シリンダ状マグネット１１と水車部１２との間には樹脂製括れ部１３を形成する外周肉盗み部１３ａを有している。またインナーロータ１０は、反水車部側端で開口して樹脂製の筒状軸受ホルダ壁１４と樹脂製のマグネットホルダ壁１５とを離隔分離するスラスト方向の壁肉盗み部１４ａを有している。インナーロータ１０の樹脂製の外周壁１０ａとマグネットホルダ壁１５との間にシリンダ状マグネット１１を嵌め込んで収納した後、図３に示す如く、Ｏリング１６ａを装填した円環状の樹脂製キャップ１６を閉蓋して超音波溶着により外周壁１０ａとマグネットホルダ壁１５とに固着する。この際、樹脂製キャップ１６には外周壁１０ａの端部段差とマグネットホルダ壁１５の端部段差に当る環状突起１６ｂ，１６ｃが形成されているため、超音波溶着時の溶融部分として機能するので、固着の確実化を実現できる。なお、樹脂製キャップ１６の外面に設けた複数の穴１６ｄはインナーロータ１０の重心を調節するために錘ビスを捩じ込む錘埋め込み穴である。

図４乃至図６に示す如く、筒状軸受ホルダ壁１４の中央には肉厚部１４ｂを有し、段差面Ｘ，Ｙが形成されている。この肉厚部１４ｂは、図５（Ｂ）に示す如く、筒状軸受ホルダ壁１４から軸心側へ突出してスラスト方向に配向した複数の突条部となっており、相隣接する突条部同士の間は隙間である。筒状軸受ホルダ壁１４内にはその両側開口から嵌め込まれるメタル軸受１７ａ，１７ｂが段差面Ｘ，Ｙに当るが、挿入途中、筒状軸受ホルダ壁１４の内周面をメタル軸受１７ａ，１７ｂが削って削り粉が段差面Ｘ，Ｙ等に付着し、メタル軸受１７ａ，１７ｂの姿勢を軸心に対してチルトする恐れがある。そこで、図７に示す別のインナーロータ１０′の如く、各突条部の段差面Ｘ，Ｙにおいては筒状軸受ホルダ壁１４の内周面に沿う環状の削り粉溜め溝Ｓを設けることが望ましい。メタル軸受１７ａ，１７ｂの嵌め込み収納時に発生する削り粉が削り粉溜め溝Ｓに逃げ溜まるので、メタル軸受１７ａ，１７ｂのチルト姿勢を防止でき、メタル軸受１７ａ，１７ｂと後述する支軸１８の平行精度を向上できる。

図７に示す削り粉溜め溝Ｓは筒状軸受ホルダ壁１４の肉厚部１４ｂの段差面Ｘ，Ｙに設けられているが、図８に示す如く、筒状軸受ホルダ壁１４の開口からメタル軸受１７ａ′，１７ｂ′をスラスト方向に嵌め込んだ際に肉厚部１４ｂの段差面Ｘ，Ｙに当り止るメタル軸受１７ａ′，１７ｂ′の端面に筒状軸受ホルダ壁１４の内周面に沿う環状の削り粉溜め切り欠きＴを形成しても良い。斯かる場合でも、メタル軸受１７ａ′，１７ｂ′の嵌め込み収納時に発生する削り粉が削り粉溜め切り欠Ｔに逃げ溜まるので、メタル軸受１７ａ′，１７ｂ′のチルト姿勢を防止でき、メタル軸受１７ａ′，１７ｂ′と後述する支軸１８の平行精度を向上できる。

メタル軸受１７ａ，１７ｂには、図１に示す如く両端側にＤ形カットを持つセラミック製の支軸１８が挿入され、その一端側にＤ形ワッシャー１８ａを嵌めてバックケーシング４の軸押さえ部４ａ内に突き入れ、その他端側にＤ形セラミックワッシャー１８ｂを嵌めてポンプカバー５のＤ形軸押さえ部５ｄで回り止めされている。

水車部１２は、括れ部１３と一体的な背面シュラウド１２ａとこれに対し面対向した前面シュラウド１２ｂを組み付けて成る。前面シュラウド１２ｂは図２（Ｃ）に示す複数の羽根Ｂを一体的に有している。

軸受ホルダ壁１４とマグネットホルダ壁１５とを離隔分離するスラスト方向の壁肉盗み部１４ａは、スラスト方向に亘って連結するリブＲを以って周回４等分に区画されている。そして、括れ部１３には第１の孔Ｈ_１が形成されている。この第１のＨ_１は回転中心に関して１８０°の回転対称位置にある壁肉盗み部１４ａ内から外周肉盗み部１３ａ内へ略放射方向に連通している。また、第１の孔Ｈ_１が付帯しない壁肉盗み部１４ａの底には第２の孔Ｈ_２が形成されている。この第２のＨ_２は壁肉盗み部１４ａ内から水車部１２の半径流路１２ｃ内へ略スラスト方向に連通している。

先ず、初期状態でポンプを一番始めに運転するために、水車部１２が収納されたポンプ室内に水を入れたとき、壁肉盗み部１４ａが第１の孔Ｈ_１を介して外周肉盗み部１３ａに連通しているので、壁肉盗み部１４ａ内に水が回り込んで流れ込むと、壁肉盗み部１４ａ内のエアーが第１の孔Ｈ_１を介して押し出されるため、注水時での壁肉盗み部１４ａ内のエアー滞留量を従前に比し少なくできる。

インナーロータ１０を駆動回転し、ポンプを運転すると、吸い込み部５ａ内は負圧になると共に、水車部１２の外周側，吐き出し部５ｂ内にかけては正圧が発生するため、吸い込み部５ａから吸い込まれた水は水車部１２の半径流路１２ｃを経由して吐き出し部５ｂより排出されるものであるが、その一部はバックケーシング４とインナーロータ１０の外周壁１０ａとの隙間を通りインナーロータ１０の反水車部側端に回り込んで壁肉盗み部１４ａ内に流入し、略放射方向の第１の孔Ｈ_１の遠心作用によって外周肉盗み部１３ａ側へ噴出するため、外周肉盗み部１３ａ側に絡みつくエアーは第１の孔Ｈ_１からの噴流と混合して遠心流となり、吐き出し部５ｂから排出される。このため、外周肉盗み部１３ａ内に溜まったエアーを排除でき、振動・異音発生を抑制することができる。

ここで、略放射方向の第１の孔Ｈ_１を介する噴流は外周肉盗み部１３ａ内に溜まったエアーを放射方向へ押し出す作用であって、押し出されたエアーは水車部１２の半径流路１２ｃに戻らずに吐き出し部５ｂから直接排出される。壁肉盗み部１４ａ内と外周肉盗み部１３ａ内との差圧で第１の孔Ｈ_１を介する噴流が発生するというよりは、壁肉盗み部１４ａ内又は外周肉盗み部１３ａ内にエアー溜まりのある場合に、インナーロータ１０の回転に基づく壁肉盗み部１４ａ内の滞留水に作用する遠心力（振り切り作用）によって噴流が発生するものであるから、循環流は壁肉盗み部１４ａ，第１の孔Ｈ_１，外周肉盗み部１３ａ，バックケーシング４とインナーロータ１０の外周壁１０ａとの隙間，及びインナーロータ１０の反水車部側端とバックケーシング４との隙間から成る経路で生じ、水車部１２の半径流路１２ｃとの間では循環流が形成されず、ポンプ性能に格別のロスを招かずに済む。しかも、外周肉盗み部１３ａ内に溜まったエアーばかりではなく、壁肉盗み部１４ａ内に溜まったエアーも壁肉盗み部１４ａ内に流れる循環流に巻き込まれて第１の孔Ｈ_１を介して外周肉盗み部１３ａ側へ排出されるので、壁肉盗み部１４ａ内に溜まったエアーも除去でき、その分一層、振動・異音発生を抑制できる。

第１の孔Ｈ_１は括れ部１３の周りであって回転中心に関して１８０°の回転対称位置にある壁肉盗み部１４ａに付帯している。第１の孔Ｈ_１からの噴流によって外周肉盗み部１３ａ内のエアーが吐き出し部５ｂから効率良く排出される時点は、インナーロータ１０の回転によって第１の孔Ｈ_１が概ね上位に来たときであろうが、２以上の第１の孔Ｈ_１を設けることによって、エアー抜きの効率が高まる。また、インナーロータ１０の樹脂部分の成形においてはスラスト開閉方向の２つの上下金型と放射方向の２つのスライド型を用いることが通例であるところ、第１の孔Ｈ_１を３つ以上形設するにはスライド型が３以上必要となるが、第１の孔Ｈ_１の孔数は２とし、２つの第１の孔Ｈ_１同士は回転中心に関して１８０°の回転対称位置に形設されているので、２つのスライド型でインナーロータ１０の樹脂部分を成形でき、製造コストを抑制できる。

ところで、壁肉盗み部１４ａは、軸受１７ａ，１７ｂとシリンダ状マグネット１１との間を樹脂で埋めると厚肉となり、樹脂のひけにより寸法精度が狂うのを防止するため、軸受ホルダ壁１４とマグネットホルダ壁１５とに離隔分離するためであるが、強度・耐久を確保するためには、軸受ホルダ壁１４とマグネットホルダ壁１５とをスラスト方向に亘って連結するリブＲを以って周回４等分に区画されている。このように周回溝をリブＲで周回４等分して４つの壁肉盗み部１４ａを持つインナーロータ１０にあっては、２つのスライド型を用いる場合には第１の孔Ｈ_１を付帯する壁肉盗み部１４ａは対向同士の２つに過ぎず、残り２つの壁肉盗み部１４ａ内のエアーは除去できない。

そこで、残り２つの壁肉盗み部１４ａ内に溜まったエアーも除去するために、インナーロータ１０は、第１の孔Ｈ_１が付帯しない壁肉盗み部１４ａから水車部１２の半径流路１２ｃへ略スラスト方向に連通する第２の孔Ｈ_２を括れ部１３に有して成る。第１の孔Ｈ_１が付帯しない壁肉盗み部１４ａ内に溜まったエアーは第２の孔Ｈ_２を介して水車部１２の半径流路１２ｃへ吸い出され、吐き出し部５ｂから排出される。４分割により壁肉盗み部１４ａ内の容積は小さくなっているため、第２の孔Ｈ_２の径を小さくしても構わず、また第１の孔Ｈ_１が付帯しない壁肉盗み部１４ａ内と半径流路１２ｃとの差圧は外周肉盗み部１３ａと半径流路１２ｃとの差圧よりも小さいため、従前に比し性能ロスにさほど影響しない。

なお、上記アウター電機子３の代わりに、モータシャフトに連結して回転する駆動マグネットを用いても構わない。

本発明の実施例に係るシリンダ状マグネット型ポンプの側面断面図である。（Ａ）は同シリンダ状マグネット型ポンプにおけるインナーロータを示す背面図、（Ｂ）は（Ａ）中のｂ−ｂ′線に沿って切断した状態を示す断面図、（Ｃ）は同インナーロータの水車部側を示す正面図である。同インナーロータにおいて樹脂製キャップを外周壁とマグネットホルダ壁とに固着する態様を示す断面図である。同インナーロータを示す断面である。（Ａ）は図４中のＡ−Ａ′に沿って切断した状態を示す断面図、（Ｂ）は図４中のＢ−Ｂ′に沿って切断した状態を示す断面図、（Ｃ）は図４中のＣ−Ｃ′に沿って切断した状態を示す断面図である。同インナーロータにおいて軸受メタルを組み付ける態様を示す断面図である。別のインナーロータにおいて軸受メタルを組み付ける態様を示す断面図である。インナーロータにおいて別の軸受メタルを組み付ける態様を示す断面図である。

符号の説明

１…電動機
２…モータブラケット
３…アウター電機子
４…バックケーシング
４ａ…軸押さえ部
５…ポンプカバー
５ａ…吸い込み部
５ｂ…吐き出し部
５ｃ…インペラ室
５ｄ…Ｄ形軸押さえ部
６，１６ａ…Ｏリング
７…取付けボルト
８…センサー用基板
９…制御基板カバー
１０，１０′…インナーロータ
１０ａ…外周壁
１１…シリンダ状マグネット
１２…水車部
１２ａ…背面シュラウド
１２ｂ…前面シュラウド
１２ｃ…半径経路
１３…括れ部
１３ａ…外周肉盗み部
１４…軸受ホルダ壁
１４ａ…壁肉盗み部
１４ｂ…肉厚部
１５…マグネットホルダ壁
１６…樹脂製キャップ
１６ｂ，１６ｃ…環状突起
１６ｄ…錘埋め込み穴
１７ａ，１７ｂ，１７ａ′，１７ｂ′…メタル軸受
１８…支軸
１８ａ…Ｄ形ワッシャー
１８ｂ…Ｄ形セラミックワッシャー
Ｂ…羽根
Ｈ_１…第１の孔
Ｈ_２…第２の孔
Ｒ…リブ
Ｓ…削り粉溜め溝
Ｔ…削り粉溜め切り欠
Ｘ，Ｙ…段差面

Claims

電動機のアウター電機子又は駆動マグネットに対して水密壁を隔てて磁気結合で回転するシリンダ状マグネットと水車部とを有するインナーロータを備え、このインナーロータは支軸が貫通するための軸受を嵌め込み収納する樹脂製の筒状軸受ホルダ壁を有するシリンダ状マグネット型ポンプであって、前記筒状軸受ホルダ壁の開口から前記軸受をスラスト方向に嵌め込んだ際に当該軸受が当り止る肉厚部の段差面において、前記筒状軸受ホルダ壁の内周面に沿う削り粉溜め部を設けて成ることを特徴とするシリンダ状マグネット型ポンプ。
電動機のアウター電機子又は駆動マグネットに対して水密壁を隔てて磁気結合で回転するシリンダ状マグネットと水車部とを有するインナーロータを備え、このインナーロータは支軸が貫通するための軸受を嵌め込み収納する樹脂製の筒状軸受ホルダ壁を有するシリンダ状マグネット型ポンプであって、前記筒状軸受ホルダ壁の開口から前記軸受をスラスト方向に嵌め込んだ際に肉厚部の段差面に当り止る当該軸受の端面において、前記筒状軸受ホルダ壁の内周面に沿う削り粉溜め部を設けて成ることを特徴とするシリンダ状マグネット型ポンプ。
請求項１又は請求項２において、前記軸受は前記筒状軸受ホルダの両端開口から互い違い方向に嵌め込み収納して成る一対の軸受であることを特徴とするシリンダ状マグネット型ポンプ。
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、前記肉厚部は、前記筒状軸受ホルダ壁から軸心側へ突出してスラスト方向に配向した複数の突条部であることを特徴とするシリンダ状マグネット型ポンプ。
軸受が嵌め込まれる収納空部を有する樹脂製の軸受ホルダを一部に備えた回転装置であって、前記軸受の一端面が当り止る前記収納空部の底面において、前記収納空部の内周面に沿う削り粉溜め部を設けて成ることを特徴とする回転装置。
軸受が嵌め込まれる収納空部を有する樹脂製の軸受ホルダを一部に備えた回転装置であって、前記収納空部の底面に当り止る前記軸受の端面において、前記収納空部の内周面に沿う削り粉溜め部を設けて成ることを特徴とする回転装置。