JP2007231867A - Vortex pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、羽根車の回転により吸込口から吸い込まれた流体が流体通路を経て排出口から送り出される渦流ポンプに関し、更に詳しくは、軸受構造にガタが生じ難い長寿命の渦流ポンプに関するものである。 The present invention relates to a vortex pump in which fluid sucked from a suction port by rotation of an impeller is sent out from a discharge port through a fluid passage, and more particularly, to a long-life eddy current pump that hardly generates backlash in a bearing structure. .
近年、ノート型パソコン等のCPU等を効率よく冷却するための方法として、冷媒循環用のポンプを用いて冷媒を循環させるシステムが研究されている。こうしたシステムに用いられるポンプは、長寿命化が要求されていると共に、ノート型パソコンの薄型化傾向と同様に薄型化が要求されている。また、近年、ノート型パソコン等に搭載される燃料電池も研究されているが、そうした燃料電池に燃料(酸素、空気、水等)を送るための燃料供給装置にも小型のポンプが用いられている。特に燃料電池用のポンプは、ポンプ自体の電力消費を極力抑えるために、消費電力の小さいものが要求されている。 In recent years, a system for circulating a refrigerant using a refrigerant circulation pump has been studied as a method for efficiently cooling a CPU or the like of a notebook computer or the like. The pump used in such a system is required to have a long life, and is also required to be thin, as is the tendency of notebook personal computers to be thin. In recent years, fuel cells mounted on notebook personal computers have been studied, but small pumps are also used in fuel supply devices for sending fuel (oxygen, air, water, etc.) to such fuel cells. Yes. In particular, a pump for a fuel cell is required to have low power consumption in order to suppress power consumption of the pump as much as possible.
従来の小型ポンプとして、例えば下記特許文献1に記載の渦流ポンプは、外周に多数の羽根が形成され、内周にローターマグネットが設けられた羽根車と、その羽根車が回転するための軸と、ローターマグネットの内周側に設けられたモーターステータと、羽根車とモーターステータとを気密に仕切ると共に、吸込口と吐出口とを有するポンプケーシングとから構成されている。この渦流ポンプは、モータ構造がアウターロータ構造になっており、羽根車とモーターステータとを一体にし且つ気密に仕切ることによって、小型化と薄型化を実現している。
上記特許文献1に記載の渦流ポンプは、ピボット軸受構造を有するものであるが、そのピボット軸受に潤滑剤を与えないと軸損失が大きくなって消費電力が大きくポンプ効率を下げるとともに軸受けの摩耗によってガタが発生し、短寿命となってしまう。一方、ピボット軸受に潤滑剤を与えた場合であっても、その軸受部に冷媒や水が浸入すると潤滑剤が流れ出てしまい、消費電力が大きくポンプ効率を下げるとともに軸受けの摩耗によってガタが発生し易く、長期間安定した回転動作が維持できないという問題がある。
The vortex pump described in
こうした問題に対して、スリーブ軸受構造を有する渦流ポンプも提案されるが、潤滑剤を必要とするスリーブ軸受は、上記ピボット軸受けの場合と同様の問題を有している。また、薄型化が要求されている渦流ポンプにおいては、スリーブ軸受のL/D比を小さくする必要がある。しかしながら、L/D比の小さいスリーブ軸受は軸受構造にガタが生じ易く、羽根車の振れが大きくなって羽根車がケース部材に当たってしまうという問題がある。なお、羽根車とケース部材との隙間は、ポンプ出力を増すためにできるだけ気密にする傾向があることから、ガタの発生に基づく羽根車の振れの発生は大きな問題である。 For such problems, a vortex pump having a sleeve bearing structure is also proposed, but a sleeve bearing that requires a lubricant has the same problem as that of the pivot bearing. Further, in the eddy current pump that is required to be thin, it is necessary to reduce the L / D ratio of the sleeve bearing. However, a sleeve bearing with a low L / D ratio is liable to cause backlash in the bearing structure, and there is a problem that the impeller shakes and the impeller hits the case member. Since the gap between the impeller and the case member tends to be as airtight as possible in order to increase the pump output, the occurrence of the shake of the impeller due to the backlash is a big problem.
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的は、軸受構造にガタが生じ難い長寿命の渦流ポンプを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a long-life eddy current pump that hardly generates backlash in a bearing structure.
上記課題を解決するための本発明の渦流ポンプは、外周に複数の羽根を有し、内周にローターマグネットが設けられた羽根車と、前記羽根車の中心に固定された軸と、当該軸の外周に配置された軸受け部材と、前記羽根車の下側で前記ローターマグネットの内周側に設けられたモーターステータと、吸込口及び排出口とを有し、前記羽根車を収容すると共に当該羽根車及び前記モーターステータを仕切るケース部材とを備える渦流ポンプにおいて、前記軸受け部材と前記モーターステータとの間に、前記羽根車をモーターステータ側に吸引する吸引構造が設けられていることを特徴とする。 An eddy current pump according to the present invention for solving the above-described problems includes an impeller having a plurality of blades on the outer periphery and a rotor magnet provided on the inner periphery, a shaft fixed to the center of the impeller, and the shaft A bearing member disposed on the outer periphery of the rotor, a motor stator provided on the inner peripheral side of the rotor magnet below the impeller, and a suction port and a discharge port. In a vortex pump comprising an impeller and a case member for partitioning the motor stator, a suction structure for sucking the impeller toward the motor stator is provided between the bearing member and the motor stator. To do.
この発明によれば、軸受け部材とモーターステータとの間に、羽根車をモーターステータ側に吸引する吸引構造が設けられているので、羽根車の傾きが抑制され、軸受構造にガタが生じ難い。その結果、羽根車の振れがなく、長期間安定した回転動作を維持することができる。こうした本発明の渦流ポンプは、L/D比の小さい軸受等を備えた場合であっても、羽根車の傾きが抑制されて軸受構造にガタが生じ難く、羽根車の振れが大きくなって羽根車がケース部材に当たってしまうということがなく、安定した回転動作を維持して長寿命化を実現することができ、例えばノート型パソコン等のCPU冷却用のポンプや燃料電池用の薄型の長寿命ポンプとして好ましく用いることができる。 According to the present invention, since the suction structure for sucking the impeller toward the motor stator is provided between the bearing member and the motor stator, the inclination of the impeller is suppressed, and it is difficult for the bearing structure to be loose. As a result, there is no vibration of the impeller, and a stable rotation operation can be maintained for a long time. Even if such a vortex pump of the present invention is provided with a bearing having a small L / D ratio, the inclination of the impeller is suppressed, the backlash of the impeller is less likely to occur, and the vibration of the impeller is increased. The car does not hit the case member and can maintain a stable rotation operation to achieve a long life. For example, a CPU cooling pump for a notebook computer or a thin long life pump for a fuel cell Can be preferably used.
本発明の渦流ポンプにおいて、前記羽根車の下側に配置されている前記ケース部材に磁石が設けられ、前記モーターステータ側への羽根車の吸引が当該磁石によってなされることを特徴とする。この発明によれば、モーターステータ側への羽根車の吸引が、羽根車の下側のケース部材に設けられた磁石によってなされるので、吸引構造を簡単な構造とすることができる。 In the vortex pump according to the present invention, a magnet is provided in the case member disposed below the impeller, and the impeller is attracted to the motor stator by the magnet. According to this invention, the suction of the impeller to the motor stator side is performed by the magnet provided in the case member on the lower side of the impeller, so that the suction structure can be simplified.
本発明の渦流ポンプにおいて、前記羽根車の前記モーターステータ側の下面、及び当該面に対向する部材の面には、前記軸を中心とした輪状の凸部が対向して設けられていることを特徴とする。この発明によれば、羽根車がモーターステータ側に吸引されるので、対向して設けられた輪状の凸部間が狭くなり、シール部として作用する。 In the vortex pump of the present invention, the lower surface of the impeller on the motor stator side and the surface of the member facing the surface are provided with ring-shaped convex portions centering on the shaft. Features. According to this invention, since the impeller is attracted to the motor stator side, the space between the ring-shaped convex portions provided facing each other is narrowed and acts as a seal portion.
本発明の渦流ポンプにおいて、前記凸部は前記の各面にそれぞれ2以上設けられており、当該凸部に囲まれた空間の下側に前記磁石が輪状に設けられていることを特徴とする。この発明によれば、凸部が各面にそれぞれ2以上設けられており、その凸部に囲まれた空間の下側に磁石が輪状に設けられているので、2以上の凸部と磁石が閉磁路を構成し、好ましい吸引構造を構成すると共に、各面に形成された凸部がシール部としても作用する。その結果、軸受構造のガタをなくすことができると共に、部材の軸に流体が浸入するのを効果的に防ぐことができる。 In the eddy current pump according to the present invention, two or more of the convex portions are provided on each of the surfaces, and the magnet is provided in a ring shape below a space surrounded by the convex portions. . According to the present invention, two or more convex portions are provided on each surface, and the magnet is provided in a ring shape below the space surrounded by the convex portions, so two or more convex portions and magnets are provided. A closed magnetic path is configured to form a preferable suction structure, and the convex portions formed on each surface also act as a seal portion. As a result, the backlash of the bearing structure can be eliminated, and the fluid can be effectively prevented from entering the shaft of the member.
本発明の渦流ポンプにおいて、前記凸部に囲まれた空間にグリス又は磁性流体が保持されていることを特徴とする。この発明によれば、凸部に囲まれた空間にグリスや磁性流体が保持されているので、軸に流体が浸入するのをより効果的に防ぐことができると共に、軸受け部材に潤滑剤が付与されている場合は、そのグリスや磁性流体により潤滑剤の蒸発又は離散を防ぐことができる。 The vortex pump of the present invention is characterized in that grease or magnetic fluid is held in a space surrounded by the convex portion. According to the present invention, since grease and magnetic fluid are held in the space surrounded by the convex portions, it is possible to more effectively prevent the fluid from entering the shaft and to apply the lubricant to the bearing member. If it is, the grease or magnetic fluid can prevent evaporation or dispersion of the lubricant.
本発明の渦流ポンプにおいて、前記軸受け部材が、ボールベアリング、スリーブ軸受け又はピボット軸受であることを特徴とする。この発明によれば、潤滑剤を使用する種々の軸受構造において、ガタの発生を防ぐことができる。 In the vortex pump of the present invention, the bearing member is a ball bearing, a sleeve bearing, or a pivot bearing. According to the present invention, it is possible to prevent the occurrence of play in various bearing structures using a lubricant.
本発明の渦流ポンプによれば、軸受構造にガタが生じ難いので、羽根車の振れがなく、長期間安定した回転動作を維持することができる。その結果、L/D比の小さい軸受等を備えた場合であっても、軸受構造にガタが生じ難く、羽根車の振れが大きくなって羽根車がケース部材に当たってしまうということがなく、安定した回転動作を維持して長寿命化を実現することができ、例えばノート型パソコン等のCPU冷却用のポンプや燃料電池用の薄型の長寿命ポンプとして好ましく用いることができる。 According to the eddy current pump of the present invention, since the backlash hardly occurs in the bearing structure, there is no vibration of the impeller, and a stable rotation operation can be maintained for a long time. As a result, even when a bearing having a low L / D ratio is provided, the bearing structure is less likely to have rattling, and the impeller does not run out and the impeller does not hit the case member, which is stable. The rotation operation can be maintained and a long life can be realized. For example, it can be preferably used as a CPU cooling pump for a notebook computer or a thin long life pump for a fuel cell.
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。なお、本発明の渦流ポンプはその技術的特徴を有する範囲において、以下の実施形態の例に限定されないことは言うまでもない。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. Needless to say, the vortex pump of the present invention is not limited to the examples of the following embodiments as long as it has the technical features.
図1は、本発明に係る渦流ポンプの一例を示す分解斜視図であり、図2は、図1に示す渦流ポンプのA−A断面図である。図3は、本発明に係る渦流ポンプの他の一例を示す断面図である。 FIG. 1 is an exploded perspective view showing an example of the vortex pump according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of the vortex pump shown in FIG. FIG. 3 is a sectional view showing another example of the vortex pump according to the present invention.
本発明の渦流ポンプ1は、図1〜図3に示すように、流体(気体や液体)を吸込口61から導入して排出口62から排出するポンプであり、外周に複数の羽根22を有し、内周にローターマグネット40が設けられた羽根車20と、羽根車20の中心に固定された軸41と、軸41の外周に配置された軸受け部材(図1ではボールベアリング50)と、羽根車20の下側でローターマグネット40の内周側に設けられたモーターステータ70と、吸込口61及び排出口62とを有し、羽根車20を収容すると共に羽根車20及びモーターステータ70を仕切るケース部材10,60とを備えている。そして、軸受け部材であるボールベアリング50とモーターステータ70との間に、羽根車20をモーターステータ側に吸引する吸引構造(永久磁石)が設けられている。また、羽根車20のモーターステータ側の下面、及びその面に対向する部材の面には、輪状の凸部(31,32,56,57)が対向して設けられている。なお、図1〜図3において、符号80は、モーターステータ70の下に位置する基板を表している。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
羽根車20は、複数の羽根22を外周に有する円盤形状の回転体であり、図1〜図3に示すように、リング状の羽根部材21と、その羽根部材21を外周に装着する円盤状のヨーク30と、そのヨーク30の外周壁の内面側に装着されたリング状のローターマグネット40とで構成されている。羽根車20は軸41に固定され、その軸41は、ケース部材60に装着されたボールベアリング50に軸受けされている。こうした羽根車20は、上ケース部材10と下ケース部材60とからなるケース部材に収容され、その回転により、流体の渦流を発生させることができる。
The
羽根部材21は、例えば耐熱プラスチック(PPS:ポリフェニレンサルファイド)等の材質からなるリング状の部材であり、円盤状のヨーク30の外周に接着剤等で固定されている。羽根部材21に形成されている羽根22は、羽根部材21の外周に円周方向に沿って複数の溝23が形成された形態を成している。その溝23は、羽根部材21の側面(上下の面のこと。)と外周面とが交わる両角部に対して形成されており、羽根部材21の角部を扇状に切り欠くようにして形成されている。羽根22の数は特に限定されず、通常、羽根部材21の大きさに応じて任意のピッチで設けられている。
The
ヨーク30は、羽根部材21を外周に装着する円盤状の部材であり、例えばSK材等の耐食性の表面処理性が施された磁性材料で形成されている。ヨーク30の外周面は、羽根部材21を装着できる寸法で形成されており、また、図1〜図3に示すように、羽根部材21を所定の位置に係合して位置決めする凸状縁部36が例えば外周面の下縁に形成されていることが好ましい。
The
ローターマグネット40は、ヨーク30の外周壁32の内面側に接着剤等で装着されたリング状の部材であり、例えばネオジボンドマグネット等の永久磁石が用いられる。このローターマグネット40は、羽根車20の下側でこのローターマグネット40の内周側に配置されたモーターステータ70に対向する位置に設けられ、そのモーターステータ70と協働して羽根車20に回転駆動を生じさせる。本発明では、外周側に位置するローターマグネット40が回転するアウターロータ型のモータが好ましく用いられる。
The
こうして構成された羽根車20は軸41に固定され、その軸41は軸受け部材に軸受けされている。軸受け部材の形態は特に限定されないが、例えば図1及び図2に示すようなボールベアリング50が好ましく用いられるが、図3に示すようなスリーブ50’であってもよい。
The
ケース部材は、上ケース部材10と下ケース部材60とで構成され、上ケース部材10と下ケース部材60とで形成された空間内には、羽根車20が収容されている。ケース部材は、流体を吸い込む吸込口61と、羽根車20の回転により渦流となった流体を移送する流体通路63と、流体を排出する排出口62とを有している。流体通路63は、羽根22の周辺を囲むように広い幅で形成されており、その流体通路63の断面は、その羽根22の外方を広く囲む大きさで形成されている。流体通路63の大きさは、図2及び図3に示すように、羽根車20の厚さ方向においてはほぼ同じ寸法で形成され、羽根車20の外方に広くなる寸法で形成されている。この流体通路63の両端には、吸込口61と排出口62とが設けられている。本発明において、羽根車20を回転させると、羽根部21を構成する溝23内に存在する流体は遠心作用により流体通路63内に押し出されるように流れ、逆に、流体通路63内に存在する流体は羽根21内に吸い込まれるように流れ、渦流を形成しながら吸込口61から排出口62に向かって移送される。
The case member is composed of the
上ケース部材10と下ケース部材60との間にはOリング(図示しない)を設けてもよく、ケース部材間の密閉性を確保することができる。また、図1においては、ケース部材10,60をボルト・ナットにより一体的に固定するための貫通穴が形成されているが、ケース部材10,60の固定手段は、そうした方法に限定されない。なお、ケース部材10,60の材質は特に限定されないが、小型軽量化の観点からは、アルミニウム又はその合金等の軽金属や耐熱プラスチック(PPS)を用いることが好ましい。
An O-ring (not shown) may be provided between the
モーターステータ70は、下ケース部材60の下で、ローターマグネット40の内周側に配置されている。モーターステータ70を構成するヨーク71は、巻き線コイル形成用の巻き線部が所定に間隔で設けられており、その巻き線部には巻き線コイル72が形成されている。このモーターステータ70の外周面は、ローターマグネット40の対向位置に配置され、そして、羽根車20の振れを抑えることができるように、ローターマグネット40の厚さ方向の中心位置の方がヨーク71の厚さ方向の中心位置よりもやや上方に配置されている。なお、ヨーク71の大きさは、下ケース部材60の下空間に収納される大きさであり、その材質は、上記羽根車20のヨーク30と同様の磁性材料であることが好ましい。
The
本発明の渦流ポンプは、軸受け部材(50,50’)とモーターステータ70との間に、羽根車20をモーターステータ側に吸引する吸引構造が設けられている。この吸引構造は、図2及び図3に示すように、羽根車20の下側に配置されている下ケース部材60に永久磁石54が設けられ、モーターステータ側への羽根車20の吸引がその永久磁石54によりなされる構造である。
In the vortex pump of the present invention, a suction structure for sucking the
永久磁石54は、羽根車20を構成するヨーク30を下側(下ケース部材60側)に均等に引き寄せる吸引力があるので、例えば吸入口61の圧力と排出口62の圧力との差によって生じる羽根車20の傾きを抑制することができる。その結果、羽根車20のガタつきや振れがない、長期間安定した回転動作を維持することができる。
Since the
永久磁石54としては、各種のものを用いることができるが、ネオジボンドマグネット等が好ましく用いられる。また、永久磁石54の設置位置も特に限定されないが、図2、図3及び後述の図6においては、軸受け部材の近傍に設けた例を示している。また、永久磁石54の形状は、図6に示すように、軸41を中心とした輪状の一体構造物であってもよいし、ピース状の永久磁石を輪状に一定の間隔で配置したものであってもよい。
Various
こうした永久磁石54は、例えば図2、図3及び図6に示すように、対向する輪状の凸部(31,32,56,57)に囲まれた空間58の下側に設けられていることが好ましい。こうした構造とすることにより、凸部56→凸部31→凸部32→凸部57→永久磁石54→(凸部32)からなる閉磁路が形成される。
For example, as shown in FIGS. 2, 3, and 6, the
また、その空間58内にグリス又は磁性流体を設ければ、そのグリス又は磁性流体がシール材料として作用するので、軸受け部材に潤滑剤を付与した場合には、その潤滑剤の蒸発や離散を防ぐことができると共に、流体通路63から軸側に冷媒や水が浸入するのを防ぐことができる。
Further, if grease or magnetic fluid is provided in the
次に、輪状の凸部(31,32,56,57)のシール効果について説明する。図2及び図3に示すように、羽根車20のモーターステータ側の下面、及び当該面に対向する部材の面には、輪状の凸部(31,32,56,57)が対向して設けられているが、対向する凸部はシール部を構成し、そのシール部は、軸41に流体が浸入するのを防ぐ効果がある。特に上記のように、吸引構造によって羽根車20がモーターステータ側に吸引されるので、対向して設けられた輪状の凸部間が狭くなり、シール部として作用することができる。
Next, the sealing effect of the ring-shaped convex portions (31, 32, 56, 57) will be described. As shown in FIGS. 2 and 3, ring-shaped convex portions (31, 32, 56, 57) are provided facing the lower surface of the
具体的には、図2に示すように、羽根車20を構成する円盤状のヨーク30のモーターステータ側の下面には、輪形状からなる2つの凸部31,32が所定の間隔(例えば、1mm間隔)で形成されている。一方、その凸部31,32に対向する部材である軸受け部材には、その凸部31,32それぞれに対向する位置に、その凸部31,32と同じ輪形状からなる2つの凸部56,57が所定の間隔(例えば、1mm間隔)で形成されている。凸部31,56間の隙間及び凸部32,57間の隙間は、それぞれ200μm程度である。凸部31,32,56,57に囲まれた空間58には、上記のようにグリス又は磁性流体を充填することが好ましい。こうしたシール部は、軸41に流体が浸入するのを効果的に防ぐことができる。さらに、軸受け部材に潤滑性向上のための潤滑剤を有する場合においては、空間58にシール材料が充填されることにより、軸受け部材側の空間59に充填された潤滑剤の蒸発や離散を防いで、軸又は軸受け部材の潤滑性を良好な状態に保持することができる。
Specifically, as shown in FIG. 2, two
また、図3に示す渦流ポンプ2においては、羽根車20を構成する円盤状のヨーク30のモーターステータ側の下面には、輪形状からなる2つの凸部31,32が所定の間隔(例えば、1mm間隔)で形成されている。一方、その凸部31,32に対向する部材である下ケース部材60の上面には、その凸部31,32それぞれに対向する位置に、その凸部31,32と同じ輪形状からなる2つの凸部56,57が所定の間隔(例えば、1mm間隔)で形成されている。
Further, in the
図4及び図5は、凸部を設けた他の形態を示す部分断面図である。図4の形態は、羽根車20を構成する円盤状のヨーク30のモーターステータ側の下面に、所定の間隔を隔てた輪形状からなる2つの凸部31,32が形成され、さらにその凸部31,32の間にもう一つの輪形状からなる凸部33が形成されている。一方、その凸部31,32,33に対向する部材である軸受け部材には、その凸部31,32,33それぞれに対向する位置に、その凸部31,32,33と同じ輪形状からなる3つの凸部56,57,55が所定の間隔で形成されている。この形態においても、凸部31,32,33,56,57,55に囲まれた空間58A,58Bには、グリスや磁性流体等のシール材料が充填されていることが好ましい。このシール部は、軸41に流体が浸入するのを効果的に防ぐことができる。なお、図4において、下ケース部材側に設けられた輪形状からなる3つの凸部56,57,55それぞれは、磁性材からなるリング形状のヨークの端部を構成しており、その各ヨークに挟まれた態様で2つの永久磁石54,54が配置されている。
4 and 5 are partial cross-sectional views showing other forms provided with convex portions. In the form of FIG. 4, two
また、図5の形態は、羽根車20を構成する円盤状のヨーク30のモーターステータ側の下面に、所定の間隔を隔てた輪形状からなる2つの凹部31’,32’が形成され、その凹部31’,32’間にはさらに凹部35が形成されている。一方、その凹部31’,32’に対向する部材である軸受け部材には、その凹部31’,32’それぞれに対向する位置に、輪形状からなる2つの凸部56,57が所定の間隔で形成されている。この形態においても、凹部31’,32’及び凸部56,57に囲まれた空間58には、磁性流体やグリス等のシール材料が充填されていることが好ましい。このシール部は、軸41に流体が浸入するのを効果的に防ぐことができる。なお、図5においても図4と同様、下ケース部材側に設けられた輪形状からなる2つの凸部56,57それぞれは、磁性材からなるリング形状のヨークの端部を構成しており、そのヨーク間に挟まれた態様で永久磁石54が配置されている。
In the form of FIG. 5, two
上記構造からなる部分は、小さい隙間で形成されており、シール部として作用する。このシール部は、流体通路63を流れる冷媒が軸に浸入するのを防ぐことができる他、軸受け部材に潤滑剤が供給されている場合においては、その潤滑剤の蒸発や離散を防ぐことができるので、軸と軸受け部材とによる回転動作を妨げる要因を排除することができる。
The part which consists of the said structure is formed in the small clearance gap, and acts as a seal part. In addition to preventing the refrigerant flowing through the
なお、図2〜図5において、シール部は、軸受け部材又はその近傍に形成されているが、それ以外の部位、例えばヨーク30の周縁方向の中頃や外周側に凸部を形成したものは、羽根車20の振れや傾きに対しては好ましく、特に外周ほど効果がある。しかし、通常は、図2〜図5に示すように軸受け部材又はその近傍に形成されている場合が好ましく、その理由は、そうした部位に凸部を形成することが部材厚さの関係等により比較的容易であるからである。また、シール部の空間58内にグリスや磁性流体等のシール材料が充填されている場合には、凸部で構成されたシール部は軸受け部材又はその近傍に形成されて
いることが好ましい。その理由は、シール部が外周側に形成されていると、そのシール部のグリスや磁性流体等が回転の抵抗になって負荷がかかり、低電力な効率的な回転動作が妨げられるからである。
In addition, in FIGS. 2-5, although the seal part is formed in the bearing member or its vicinity, what formed the convex part in the other part, for example, the middle of the peripheral direction of the
また、上記の実施形態では、シール部の空間58内にグリスや磁性流体等のシール材料が充填されている形態を好ましい形態として説明しているが、凸部又は凹部を複数組み合わせたラビリンス構造とすることにより、シール材料を不要とすることもできる。
Moreover, in said embodiment, although the form with which sealing materials, such as grease and magnetic fluid, are filled in the
次に、軸受け部材としてボールベアリング50を用いた場合における、本発明の効果について説明する。図6は、ボールベアリング50(51A,51B)と永久磁石54を有する軸受け部材の斜視断面図であり、図7は、永久磁石54の作用によりボールベアリング50に加わる予圧Fの説明図である。図6に示す軸受け部材は、重なった2つのボールベアリング50(51A,51B)が軸受け部を構成し、その外側にはリング状の永久磁石54が筒状の2つのヨーク52,53に挟まれて配置されている。永久磁石54としては、軸側がN極で外周側がS極となるものが用いられる。
Next, the effect of the present invention when the
筒状の2つのヨーク52,53のうち、ボールベアリング51A,51B側の内周側ヨーク52は、ボールベアリング51A,51Bの外周側リングに接着等で固定され、その上部は、シール部を構成する凸部56をなし、その下部は、下ケース部材60に当接している。一方、筒状の2つのヨーク52,53のうち、永久磁石54を挟む外周側ヨーク53は、下ケース部材60の内周面に接着又は圧入され、その上部は、シール部を構成する凸部57をなし、その下部は、下ケース部材60に当接又は若干の隙間を隔てて配置されている。
Of the two
軸41には、ボールベアリング51A,51Bの内周側リングが接着又はフリーの状態で使用され、さらにその内周側リングに当接するように、羽根車20を構成するヨーク30がさらにその上から固定されている。また、羽根車20を構成するヨーク30に形成された輪形状の凸部31,32は、上記の凸部56,57に対向して設けられており、凸部31,32と凸部56,57とが所定の隙間を有するように設計されている。
On the
図7には永久磁石54の磁力線が記載されているが、この永久磁石54の作用により、羽根車20を構成するヨーク30は下方に向かう力Fが作用する。この力Fは、軸41を下方に押し下げるように作用するので、その軸41に固定されたボールベアリング51A,51Bの内周側リングにも下方に押し下げる力F1,F3が作用する。さらに、ボールベアリング51A,51Bを構成するボールにも下方に押し下げる力F2,F4が作用する。
In FIG. 7, the magnetic lines of force of the
上記の力F1,F3及び力F2,F4の作用により、ボールベアリング51A,51Bを構成する内周側リングとボールとの上側接触部P,Rに負荷(予圧)がかかり、また、ボールベアリング51A,51Bを構成する外周側リングとボールとの下側接触部Q,Sに負荷(予圧)がかかる。上側接触部P,Rと下側接触部Q,Sにかかる負荷(予圧)は、ボールベアリング51A,51Bの回転を安定させるので、ガタの起こらない回転動作を実現することができる。
Due to the action of the forces F1, F3 and F2, F4, a load (preload) is applied to the upper contact portions P, R between the inner ring and the balls constituting the
図7に示す形態からなる軸受け部材は、上下方向の長さLと内径Dとの比(L/D)は、一般的には2以上であるが、本発明の渦流ポンプは、上側接触部P,Rと下側接触部Q,Sにかかる負荷(予圧)の作用により、羽根車20の回転を安定化させることができ、しかも小型軽量化することができるので、L/Dを2.0未満にすることが可能であり(もちろん2.0以上でも良い)、1.5以下にすることが可能であり、渦流ポンプの薄型化において有効である。L/Dが小さい場合には羽根車20に振れや傾きが生じ易いが、本発明の渦流ポンプは、L/Dが小さい場合でも羽根車20に振れや傾きが生じ難いので、より一層の薄型化を実現できる。なお、L/Dの下限は1程度である。
Although the ratio (L / D) between the length L in the vertical direction and the inner diameter D (L / D) of the bearing member having the form shown in FIG. 7 is generally 2 or more, the vortex pump of the present invention has an upper contact portion. The rotation of the
1,2 渦流ポンプ
10 上ケース部材
20 羽根車
21 羽根部
22 羽根
23 溝
30 ヨーク
31,32,33 凸部
31’,32’,34 凹部
36 凸状縁部
40 ローターマグネット
41 軸
50,51A,51B ボールベアリング
50’ セラミック焼結部材
52 内周側ヨーク
53 外周側ヨーク
54 永久磁石
55,56,57 凸部
58,58A,58B シール部の空間
59 軸受け部材側の空間
60 下ケース部材
61 吸込口
62 排気口
63 流体通路
70 モーターステータ
71 ヨーク
72 巻き線コイル
80 基板
P,R 上側接触部
Q,S 下側接触部
F,F1,F2,F3,F4 力
1, 2 Eddy current pump 10
Claims (6)
前記軸受け部材と前記モーターステータとの間に、前記羽根車をモーターステータ側に吸引する吸引構造が設けられていることを特徴とする渦流ポンプ。 An impeller having a plurality of blades on the outer periphery and provided with a rotor magnet on the inner periphery, a shaft fixed to the center of the impeller, a bearing member disposed on the outer periphery of the shaft, and the impeller A vortex that includes a motor stator provided on the inner peripheral side of the rotor magnet on the lower side, a suction port and a discharge port, and a case member that houses the impeller and partitions the impeller and the motor stator In the pump,
A vortex pump characterized in that a suction structure for sucking the impeller toward the motor stator is provided between the bearing member and the motor stator.
The eddy current pump according to claim 1, wherein the bearing member is a ball bearing, a sleeve bearing, or a pivot bearing.
Priority Applications (1)
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JP2006056047A JP2007231867A (en) | 2006-03-02 | 2006-03-02 | Vortex pump |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011112048A (en) * | 2009-11-26 | 2011-06-09 | Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh | Vacuum pump |
CN109695578A (en) * | 2019-01-22 | 2019-04-30 | 深圳兴奇宏科技有限公司 | High power pump structure |
US10920782B2 (en) | 2019-01-30 | 2021-02-16 | Asia Vital Components (China) Co., Ltd. | Low-profile, high-power pump for electronics fluid cooling system |
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- 2006-03-02 JP JP2006056047A patent/JP2007231867A/en not_active Withdrawn
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CN109695578A (en) * | 2019-01-22 | 2019-04-30 | 深圳兴奇宏科技有限公司 | High power pump structure |
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