JP2006138282A - シリンダ状マグネット型ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】反インペラ側のラジアル軸受とスラスト軸受との摺接度合いを軽減して摩擦損失を抑制し長寿命化を実現できるシリンダ状マグネット型ポンプの提供。
【解決手段】インナーロータ７′は移動距離ｄだけ軸方向に移動可能である。また、インナーロータ７′が反インペラ側に押し込まれた状態では、アウター電機子２のコア２ｂの軸方向中心Ｓ１に対してシリンダ状マグネットＭの軸方向中心Ｓ２が反インペラ側にＤ（≧ｄ）だけオフセットしている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、シリンダ状マグネット型ポンプに関し、特に、アウター電機子のコアとシリンダ状マグネットとの配置関係に関する。

従来、シリンダ状マグネット型ポンプは、図２に示す如く、モータブラケット（モータケース）１内のアウター電機子２（巻線コイル２ａとコア２ｂ）の内周面に樹脂製のバックケーシング３の周壁部３ａを挟んで磁気結合するシリンダ状マグネットＭを収納するためのマグネットホルダ部４と、このマグネットホルダ部４に一体的に連結しポンプカバー５内に収納されたインペラ部６とを有するインナーロータ７を備えている。バックケーシング３は第１の軸押え３ｂを一体的に有し、ポンプカバー５は第２の軸押え５ａを有し、両軸押え３ｂ，５ａに回り止めされた支軸８がマグネットホルダ部４に固定した第１のラジアル軸受９ａと第２のラジアル軸受９ｂに挿通されてインナーロータ７が回転可能に支承されている。

第１の軸押え３ｂと第１のラジアル軸受９ａの端面との間にはＤ形ワッシャー１０が回り止めで間挿されており、また、第２の軸押え５ａと第２のラジアル軸受９ｂの端面との間にはＤ形セラミックワッシャー１１が回り止めで間挿されている。

なお、１２はポンプカバー５の吸い込み部、１３はポンプカバー５の吐き出し部、１４はマグネットホルダ部４のキャップ、１５は取り付けボルト、１６はＯリング、１７は制御基板カバー、１８はセンサー用基板である。

特開平１１−８２３５７公報

インナーロータ７の回転時には、吸い込み部１２内が負圧になると共に、インペラ部６の外周側，吐き出し部１３内にかけては正圧が発生するため、図２に示す如く、クリアランスによりインナーロータ７がポンプカバー５側へ若干押し出された状態となり、第１のラジアル軸受９ａの端面はＤ形ワッシャー１０から離れると共に第２のラジアル軸受９ｂはＤ形セラミックワッシャー１１に摺接する。このため、第１のラジアル軸受９ａの端面は摩擦が少ないため、スラスト軸受として板状のＤ形ワッシャー１０を用いることができる。

しかしながら、インナーロータ７の回転の起動・停止時などにおいては、第１のラジアル軸受９ａの端面とＤ形ワッシャー１０とが摺接し、しかもインナーロータ７の反インペラ側の端部とバックケーシング３との隙間には水が注入し難く、第１のラジアル軸受９ａの端面とＤ形ワッシャー１０との周りには気泡が絡みついている場合もあり、起動時の摩擦損失及び軸受の短寿命化の原因となっていた。特に、吸い込み部１２が上側になる状態でポンプを設置した場合、インナーロータ７が自重により反インペラ側に押し込まれた状態となるので、インナーロータ７が高速回転するまでは第１のラジアル軸受９ａの端面とＤ形ワッシャー１０との摺接が継続し、摩擦損失及び軸受の短寿命化を招来する。

そこで、上記問題点に鑑み、本発明の課題は、反インペラ側のラジアル軸受とスラスト軸受との摺接度合いを軽減して摩擦損失を抑制し長寿命化を実現できるシリンダ状マグネット型ポンプを提供することにある。

本発明は、バックケーシング内でアウター電機子の内周面に磁気結合するシリンダ状マグネットを収納するためのマグネットホルダ部と、このマグネットホルダ部に一体的に連結しポンプカバー内に収納されたインペラ部と、バックケーシングの第１の軸押え部とポンプカバーの第２の軸押え部に両端を支持された支軸と、マグネットホルダ部に固定されて支軸が挿通するラジアル軸受と、第１の軸押えとラジアル軸受との間に回り止めで間挿された第１のスラスト軸受と、第２の軸押えとラジアル軸受との間に回り止めで間挿された第２のスラスト軸受とを有するインナーロータを備えたリンダ状マグネット型ポンプであって、インナーロータは軸方向に移動可能であり、インナーロータが反インペラ側に押し込まれた状態では、アウター電機子のコアの軸方向中心に対してシリンダ状マグネットの軸方向中心が反インペラ側にオフセットして成ることを特徴とする。

インナーロータの停止時やポンプ姿勢の如何により、インナーロータが反インペラ側に押し込まれた状態であっても、アウター電機子に通電しインナーロータが回転し始めると、アウター電機子のコアの軸方向中心に対してシリンダ状マグネットの軸方向中心が反インペラ側にオフセットしているため、シリンダ状マグネットの軸方向中心がコアの軸方向中心寄りに合致するように、インナーロータがインペラ部（ポンプカバー）側に跳躍的に変位し、第１のラジアル軸受の端面が第１のスラスト軸受から離反する。このため、摩擦損失が抑制され、インナーロータの起動特性が向上すると共に軸受の長寿命化を図ることができる。

インナーロータの起動は無水状態での試験起動やポンプ設置時の初期起動も含まれるため、インナーロータが高速回転に達してもポンプカバー側への押し出しは水圧差に頼れない。そこで、シリンダ状マグネットの軸方向中心のコアの軸方向中心に対するオフセット長さＤとしては、インナーロータの軸方向移動距離をｄとすると、Ｄ≧ｄと設定することが望ましい。無水状態でもインナーロータが回転し始めると、インナーロータは軸方向移動距離ｄだけポンプカバー側へ確実に押し出されるため、第１のラジアル軸受の端面と第１のスラスト軸受との磨耗を抑制できる。このため、第１のスラスト軸受はＤ形セラミックワッシャーである必要もなく、板状Ｄ形ワッシャーとしても構わず、また第１のスラスト軸受を省いても良く、その厚み分、小型化又は高出力を得ることができる。

本発明によれば、インナーロータが回転し始めると、第１のラジアル軸受の端面が第１のスラスト軸受から離反するため、摩擦損失が抑制され、インナーロータの起動特性が向上すると共に軸受の長寿命化を図ることができる。

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である。なお、図１では図２に示す制御基板カバー１７を取り外して示してある。

本例のシリンダ状マグネット型ポンプは、モータブラケット（モータケース）１′内のアウター電機子２（巻線コイル２ａとコア２ｂと）の内周面に樹脂製のバックケーシング３の周壁部３ａを挟んで磁気結合するシリンダ状マグネットＭを収納するためのマグネットホルダ部４と、このマグネットホルダ部４に一体的に連結しポンプカバー５内に収納されたインペラ部６とを有するインナーロータ７′を備えている。バックケーシング３は第１の軸押え３ｂを一体的に有し、ポンプカバー５は第２の軸押え５ａを有し、両軸押え３ｂ，５ａに回り止めされた支軸８がマグネットホルダ部４に固定した第１のラジアル軸受９ａと第２のラジアル軸受９ｂに挿通されてインナーロータ７′が回転可能に支承されている。

第１の軸押え３ｂと第１のラジアル軸受９ａの端面との間にはＤ形セラミックワッシャー１０′が間挿されており、また、第２の軸押え５ａと第２のラジアル軸受９ｂの端面との間にはＤ形セラミックワッシャー１１が間挿されている。

なお、１２はポンプカバー５の吸い込み部、１４はマグネットホルダ部４のキャップ、１５は取り付けボルト、１６はＯリング、１８はセンサー用基板である。

本例のインナーロータ７′は移動距離ｄだけ軸方向に移動可能である。また、インナーロータ７′が図１に示す如く反インペラ側に押し込まれた状態では、アウター電機子２のコア２ｂの軸方向中心Ｓ１に対してシリンダ状マグネットＭの軸方向中心Ｓ２が反インペラ側にＤ（≧ｄ）だけオフセットしている。

インナーロータ７′の停止時やポンプ姿勢の如何により、インナーロータ７′が反インペラ側に押し込まれた状態であっても、アウター電機子２に通電しインナーロータ７′が回転し始めると、コア２ｂの軸方向中心Ｓ１に対してシリンダ状マグネットＭの軸方向中心Ｓ２が反インペラ側にオフセットしているため、シリンダ状マグネットＭの軸方向中心Ｓ２がコア２ｂの軸方向中心Ｓ１寄りに合致するように、インナーロータ７′がインペラ部６（ポンプカバー５）側に跳躍的に変位し、第１のラジアル軸受９ａの端面がＤ形セラミックワッシャー１０′から離反する。このため、摩擦損失が抑制され、インナーロータ７′の起動特性が向上すると共に軸受の長寿命化を図ることができる。

このインナーロータ７′の起動は無水状態での試験起動やポンプ設置時の初期起動も含まれるため、インナーロータ７′が高速回転に達してもポンプカバー５側への押し出しは水圧差に頼れない。

本例では、オフセット長さＤが移動距離ｄ以上に設定してあるため、無水状態でもインナーロータ７′が回転し始めると、インナーロータ７′は軸方向移動距離ｄだけポンプカバー５側へ確実に押し出されるため、第１のラジアル軸受９ａの端面とＤ形セラミックワッシャー１０′との磨耗を抑制できる。このため、スラスト軸受としてのＤ形セラミックワッシャー１０′を用いなくとも、図１に示す板状のＤ形ワッシャー１０を用いても構わない。またそのＤ形ワッシャー１０を省いても構わず、スラスト軸受の厚み分だけ小型化又は高出力を得ることができる。

なお、上記実施例では、支軸８の両端側に第１のラジアル軸受９ａと第２のラジアル軸受９ｂとを設けてあるが、支軸８の中央において１つのラジアル軸受を設けても構わない。

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。 従来のシリンダ状マグネット型ポンプの側面断面図である。

符号の説明

１′…モータブラケット（モータケース）
２…アウター電機子
２ａ…巻線コイル
２ｂ…コア
３…バックケーシング
３ａ…周壁部
３ｂ…第１の軸押え
４…マグネットホルダ部
５…ポンプカバー
５ａ…第２の軸押え
６…インペラ部
７′…インナーロータ
８…支軸
１０′，１１…Ｄ形セラミックワッシャー
１２…吸い込み部
１４…キャップ
１５…取り付けボルト
１６…Ｏリング
１８…センサー用基板
ｄ…軸方向移動距離
Ｄ…オフセット長さ
Ｍ…シリンダ状マグネット
Ｓ１…コアの軸方向中心
Ｓ２…シリンダ状マグネットの軸方向中心

Claims (2)

1. バックケーシング内でアウター電機子の内周面に磁気結合するシリンダ状マグネットを収納するためのマグネットホルダ部と、このマグネットホルダ部に一体的に連結しポンプカバー内に収納されたインペラ部と、前記バックケーシングの第１の軸押え部と前記ポンプカバーの第２の軸押え部に両端を支持された支軸と、前記マグネットホルダ部に固定されて前記支軸が挿通するラジアル軸受と、前記第１の軸押えと前記ラジアル軸受との間に回り止めで間挿された第１のスラスト軸受と、前記第２の軸押えと前記ラジアル軸受との間に回り止めで間挿された第２のスラスト軸受とを有するインナーロータを備えたリンダ状マグネット型ポンプであって、
   前記インナーロータは軸方向に移動可能であり、前記インナーロータが反インペラ側に押し込まれた状態では、前記アウター電機子のコアの軸方向中心に対して前記シリンダ状マグネットの軸方向中心が反インペラ側にオフセットし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。
2. 前記シリンダ状マグネットの軸方向中心の前記コアの軸方向中心に対するオフセット長さＤは、前記インナーロータの軸方向移動距離をｄとすると、Ｄ≧ｄ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。

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