JP2009162056A - Ultramicro-pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、歯数の異なるインナーロータとアウターロータからなるポンプ部とモータとが一体になっている超小型ポンプに関するものである。特に、本発明は、前記超小型ポンプで液体または気体を吸入および吐出を行うとともに、モータとポンプとの間の回転およびシール機能を高めることができる超小型ポンプに関するものである。 The present invention relates to an ultra-compact pump in which a pump unit composed of an inner rotor and an outer rotor having different numbers of teeth and a motor are integrated. In particular, the present invention relates to a micro-pump that can suck and discharge liquid or gas with the micro-pump and enhance the rotation and sealing functions between the motor and the pump.
歯数の異なるインナーロータとアウターロータからなるポンプ、いわゆる、トロコイドポンプは、ロータの凸部または凹部の形状を工夫して機能を高めたものがある。たとえば、特開2002−195168号公報、特公昭63−47914号公報等がある。
前記タイプのポンプは、歯の噛み合わせが問題であり、いろいろと工夫が凝らされている。前記タイプのポンプとモータが一体となった超小型ポンプは、超小型化が機構的に困難であり、特に、液体または気体のシールに問題があった。本発明は、以上のような課題を解決するために、モータ、モータ支持体と、シール部、ロータ支持体と、ロータ、およびフランジとの形状を工夫することにより超小型ポンプを完成している。特に、本発明は、携帯電話機等のような超小型電子機器における燃料電池に燃料を供給する超小型ポンプを提供することを目的とする。 In the pump of the above type, the meshing of teeth is a problem, and various ideas have been devised. The ultra-compact pump in which the pump of the type and the motor are integrated is difficult to miniaturize mechanically, and in particular, there is a problem in liquid or gas sealing. In order to solve the above problems, the present invention has completed a micro pump by devising the shapes of a motor, a motor support, a seal portion, a rotor support, a rotor, and a flange. . In particular, an object of the present invention is to provide a micro pump for supplying fuel to a fuel cell in a micro electronic device such as a mobile phone.
(第1発明)
第1発明の超小型ポンプは、モータと、前記モータを取り付けるモータ支持体と、前記モータ支持体に取り付けられているロータ支持体と、前記モータ支持体と前記ロータ支持体との間に取り付けられ、前記モータ支持体と前記ロータ支持体との間を互いにシールするリップシールと、前記ロータ支持体にシールを介して取り付けられ、吸入ノズルおよび吐出ノズルを備えたフランジと、前記ロータ支持体と前記フランジとの間に設けられたアウターロータと、前記アウターロータ内で回転し、吸入および吐出を行うインナーロータとから少なくとも構成されていることを特徴とする。
(First invention)
The micro pump of the first invention is attached between a motor, a motor support to which the motor is attached, a rotor support attached to the motor support, and the motor support and the rotor support. A lip seal that seals between the motor support and the rotor support, a flange that is attached to the rotor support via a seal, and includes a suction nozzle and a discharge nozzle; the rotor support; It is at least comprised from the outer rotor provided between the flanges, and the inner rotor which rotates in the said outer rotor and performs suction and discharge.
(第2発明)
第5発明の超小型ポンプにおいて、第1発明のインナーロータは、複数の凸部を有し、前記モータの回転軸によって回転され、前記アウターロータは、前記インナーロータの凸部に一部で嵌合し、前記凸部の数より多い凹部を有することを特徴とする。
(Second invention)
In the micropump of the fifth invention, the inner rotor of the first invention has a plurality of convex portions and is rotated by the rotation shaft of the motor, and the outer rotor is partially fitted on the convex portions of the inner rotor. And having more concave portions than the number of the convex portions.
(第3発明)
第3発明の超小型ポンプにおいて、第1発明または第2発明のリップシールは、下部にインナーロータの軸受けとなるインナーロータ軸受凹部が備えられていることを特徴とする。
(Third invention)
In the micropump of the third invention, the lip seal of the first invention or the second invention is characterized in that an inner rotor bearing recess serving as a bearing for the inner rotor is provided in the lower part.
(第4発明)
第4発明の超小型ポンプにおいて、第1発明から第3発明のリップシールは、インナーロータの軸をシールする大径リップシール部と、前記モータの回転数軸をシールする小径リップシール部とが設けられていることを特徴とする。
(Fourth invention)
In the micro pump of the fourth invention, the lip seals of the first to third inventions include a large-diameter lip seal portion that seals the shaft of the inner rotor and a small-diameter lip seal portion that seals the rotational speed shaft of the motor. It is provided.
本発明によれば、リップシールの上下に設けられたリング状テーパー部およびリング状凸部からなるシール部により、インナーロータおよびアウターロータの回転を容易にするとともに、シールを確実にすることができる。 According to the present invention, it is possible to facilitate the rotation of the inner rotor and the outer rotor and to ensure the seal by the seal portion including the ring-shaped taper portion and the ring-shaped convex portion provided above and below the lip seal. .
本発明によれば、超小型モータ、モータ支持体、リップシール、ロータ支持体、インナーロータとアウターロータ、およびフランジから構成し、フランジからモータ支持体にかけて、ネジにより螺合するだけで、一体に固定でき、組み立てが容易で、信頼性の高い超小型ポンプを得ることができる。 According to the present invention, it is composed of a micro motor, a motor support, a lip seal, a rotor support, an inner rotor and an outer rotor, and a flange. An ultra-compact pump that can be fixed, easily assembled, and highly reliable can be obtained.
本発明によれば、インナーロータおよびアウターロータをトロコイド型にすることで、液体または気体を吸入および吐出すポンプを超小型化でき、効率を良くすることが容易にできる。 According to the present invention, by making the inner rotor and outer rotor trochoidal, the pump for sucking and discharging liquid or gas can be miniaturized, and the efficiency can be easily improved.
本発明によれば、リップシールの下部にインナーロータの軸受けとなるインナーロータ軸受凹部が備えられており、ロータ支持体を介して前記インナーロータの軸が前記インナーロータ軸受凹部で回転ができ、軸受けとシールを同時に果たしている。 According to the present invention, the inner rotor bearing recess serving as the bearing of the inner rotor is provided at the lower part of the lip seal, and the shaft of the inner rotor can be rotated by the inner rotor bearing recess via the rotor support, And play a seal at the same time.
本発明によれば、リング状下部シール部およびリング状上部シール部に下方または上方に開くリング状テーパー部が設けられ、前記リング状テーパー部の上部または下部にリング状シール部が設けられているため、モータ軸およびインナーロータの回転が容易であると同時に、シールを確実に行うことができる。 According to the present invention, the ring-shaped lower seal portion and the ring-shaped upper seal portion are provided with a ring-shaped taper portion that opens downward or upward, and the ring-shaped seal portion is provided above or below the ring-shaped taper portion. Therefore, the motor shaft and the inner rotor can be easily rotated, and at the same time, the sealing can be surely performed.
(第1発明)
第1発明の超小型ポンプは、モータと、モータ支持体と、ロータ支持体と、フランジとから少なくとも構成され、これらが一体に取り付けられている。前記モータは、たとえば、永久磁石等を有する直径4mmないし7mmからなる直流モータである。前記モータ支持体は、前記モータを支持する筒体であるとともに、たとえば、接着剤等によりモータが内部に取り付けられている。また、前記モータ支持体は、一方(モータと反対側)にリップシールの上部を受け入れるリップシール受け部が設けられている。
(First invention)
The micro pump of the first invention is composed of at least a motor, a motor support, a rotor support, and a flange, and these are integrally attached. The motor is, for example, a direct current motor having a diameter of 4 mm to 7 mm having a permanent magnet or the like. The motor support is a cylindrical body that supports the motor, and the motor is attached to the inside by, for example, an adhesive. The motor support is provided with a lip seal receiving portion for receiving the upper portion of the lip seal on one side (the side opposite to the motor).
前記ロータ支持体は、前記モータ支持体とともに、前記リップシールのフランジ部を挟持する。前記フランジ部の下部には、シール用のリング状嵌合凸部が設けられている。また、前記ロータ支持体の反対側は、ロータ支持凹部が成形されている。前記ロータ支持凹部には、アウターロータおよびインナーロータが設けられ、リング状シールを介してフランジによって固定される。前記インナーロータおよびアウターロータは、回転により、ポンプが構成される。前記フランジは、前記ロータ支持体と反対側に前記インナーロータおよびアウターロータの回転により、所望の液体または気体等を吸入および吐出する吸入ノズルおよび吐出ノズルを備えている。 The rotor support sandwiches the flange portion of the lip seal together with the motor support. A ring-shaped fitting convex portion for sealing is provided at the lower portion of the flange portion. Further, a rotor support recess is formed on the opposite side of the rotor support. The rotor support recess is provided with an outer rotor and an inner rotor, and is fixed by a flange via a ring-shaped seal. The inner rotor and outer rotor rotate to form a pump. The flange includes a suction nozzle and a discharge nozzle for sucking and discharging a desired liquid or gas or the like by the rotation of the inner rotor and the outer rotor on the side opposite to the rotor support.
前記モータ支持体、ロータ支持体、およびフランジは、たとえば、ネジを前記モータ支持体の取付孔に螺合することにより一体に固定される。前記ネジは、リップシールおよびインナーロータとアウターロータ等を貫通しない場所によって固定されている。 The motor support, the rotor support, and the flange are fixed integrally by, for example, screwing a screw into a mounting hole of the motor support. The screw is fixed by a location not penetrating the lip seal and the inner rotor and the outer rotor.
前記リップシールは、リップシールにおける上下に設けられたリング状テーパー部およびリング状シール部により、インナーロータの回転軸を回転し易く、かつ、シールを確実にすることができる。したがって、本発明の超小型ポンプは、たとえば、携帯電話機等の小型電子機器の燃料電池における燃料供給用ポンプとすることができる。 The lip seal can easily rotate the rotation shaft of the inner rotor and ensure the seal by the ring-shaped taper portion and the ring-shaped seal portion provided at the top and bottom of the lip seal. Therefore, the micro pump of the present invention can be used as a fuel supply pump in a fuel cell of a small electronic device such as a mobile phone.
(第2発明)
第2発明の超小型ポンプにおいて、第1発明のインナーロータは、複数の凸部を有し、前記モータの回転軸によって回転される。また、前記アウターロータは、前記インナーロータの凸部に一部で嵌合し、前記凸部の数より多い凹部を有する。前記凸部と凹部は、液体または気体を圧縮および膨張を繰り返すことで、吸入および吐出のポンプ作用を行う。
(Second invention)
In the micro pump of the second invention, the inner rotor of the first invention has a plurality of convex portions and is rotated by the rotation shaft of the motor. Further, the outer rotor is partially fitted to the convex portion of the inner rotor, and has more concave portions than the number of the convex portions. The convex and concave portions perform suction and discharge pumping operations by repeatedly compressing and expanding liquid or gas.
(第3発明)
第3発明の超小型ポンプにおいて、第1発明または第2発明のリップシールは、下部にインナーロータの軸受けとなるインナーロータ軸受凹部が備えられている。前記インナーロータの軸は、上部が前記インナーロータ軸受凹部に入り、前記リップシールとの間で回転ができるとともに、液体または気体がシールされている。
(Third invention)
In the micropump of the third invention, the lip seal of the first invention or the second invention is provided with an inner rotor bearing concave portion serving as a bearing for the inner rotor in the lower part. The upper part of the shaft of the inner rotor enters the inner rotor bearing recess, can rotate with the lip seal, and is sealed with liquid or gas.
(第4発明)
第4発明の超小型ポンプにおいて、第1発明から第3発明におけるリップシールの径は、前記インナーロータの軸および前記モータの軸の大きさに合わせている。すなわち、前記インナーロータの軸は、大径リップシール部によりシールされている。また、前記モータの回転数軸は、前記インナーロータの径より小さい小径リップシール部によりシールされている。
(Fourth invention)
In the micro pump of the fourth invention, the diameter of the lip seal in the first to third inventions is matched to the size of the shaft of the inner rotor and the shaft of the motor. That is, the shaft of the inner rotor is sealed by the large diameter lip seal portion. Further, the rotational speed shaft of the motor is sealed by a small-diameter lip seal portion smaller than the diameter of the inner rotor.
前記超小型ポンプにおいて、前記リング状シール部は、たとえば、下方に開くリング状テーパー部とすることができるため、前記インナーロータの軸が回転し易く、かつ、シールを確実にすることができる。 In the micro pump, the ring-shaped seal portion can be, for example, a ring-shaped taper portion that opens downward, so that the shaft of the inner rotor can be easily rotated and the seal can be ensured.
前記超小型ポンプにおいて、前記リップ状シール部は、たとえば、上部に開くリング状テーパー部とすることができるため、前記モータ軸が回転し易く、シールを同時に行うことができる。 In the microminiature pump, since the lip-shaped seal portion can be, for example, a ring-shaped taper portion that opens upward, the motor shaft is easy to rotate and can be sealed simultaneously.
図1(イ)および(ロ)は本発明の実施例であり、(イ)は超小型ポンプの組み立て図、(ロ)はリップシールの拡大断面図である。図2(イ)は本発明の実施例である超小型ポンプの断面図、(ロ)は本発明の超小型ポンプの斜視図、(ハ)は(イ)のA−A断面図である。図1および図2において、本実施例の超小型ポンプ10は、モータ11と、モータ支持体12と、リップシール13と、ロータ支持体14と、インナーロータ15およびアウターロータ16と、リング状シール17と、フランジ18とから少なくとも構成されている。前記各部は、ネジ184、孔183、142を介してモータ支持体12の取付孔122により、一体に取り付けられて、超小型ポンプ10となっている。
FIGS. 1A and 1B are embodiments of the present invention. FIG. 1A is an assembled view of a micro pump, and FIG. 1B is an enlarged sectional view of a lip seal. 2A is a sectional view of a micro pump according to an embodiment of the present invention, FIG. 2B is a perspective view of the micro pump of the present invention, and FIG. 1 and 2, the
前記モータ11は、たとえば、図示されていない永久磁石等を有する直径0.7mmからなる直流モータで、一方に回転軸111を、他方にリード線112が設けられている。前記モータ支持体12は、前記モータ11の回転軸111が貫通するとともに、たとえば、内周と前記モータ11の外周との間に接着剤等を用いて互いに固定されている。また、前記モータ支持体12は、前記モータ11を挿入する側と反対側に前記リップシール13を受け入れるリップシール受部121と、前記ネジ184が螺合する取付孔122が設けられている。
The
前記ロータ支持体14は、前記モータ支持体12とともに、前記リップシール13のフランジ部、すなわち、リング状円板部131を挟持する。前記リング状円板部131の下部には、シール用のリング状嵌合凸部132が必要に応じて設けられている。また、前記ロータ支持体14の反対側であるフランジ18側は、ロータ支持凹部141が成形されている。前記ロータ支持凹部141には、アウターロータ16およびインナーロータ15が回転できるように設けられ、リング状シール17を介してフランジ18によって固定される。前記フランジ18は、前記リング状シール17を入れる凹部を必要に応じて設けることができる。
The
前記インナーロータ15およびアウターロータ16は、歯数の異なるトロコイドポンプを構成しており、前記モータ11の回転軸111の回転により、互いの歯にできる空間が圧縮および膨張することによって、ポンプが構成される。たとえば、前記インナーロータ15は、4個の凸部151からなる。また、前記アウターロータ16は、前記凸部151に一部で嵌合する5個の凹部161から構成されている。前記フランジ18は、前記インナーロータ15およびアウターロータ16の回転により、所望の液体または気体等を吸入および吐出する吸入ノズル181および吐出ノズル182を下部に備えている。前記インナーロータ15およびアウターロータ16の凹凸数と形状は、任意に変えることができる。
The
図1(ロ)に拡大されて示されているように、前記リップシール13は、下部にインナーロータ15の上部軸152を受け入れるとともに、周囲にリング状下部シール部136と下方にテーパー状に広がったリング状下部テーパー部137を有するインナーロータ軸受凹部133と、上部にモータ11の回転軸111を軸支するリング状上部シール部134と、上方にテーパー状に広がったリング状上部テーパー部135と、周囲にリング状円板部131と、前記リング状円板部131の下部にリング状嵌合凸部132とが成形されている。
As shown in FIG. 1B, the
前記リップシール13は、リング状の二重になったリップシール部であると、上下方向に広がった二重のテーパー部がありため、この部分における回転が容易であるにもかかわらず、シールが確実にできる。また、本発明の超小型ポンプは、前記構成により、小型化が可能になっただけでなく、組み立てが容易で、可動部分における回転性能およびシール性を向上させることができる。
If the
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではない。そして、本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。本発明のモータ、トロコイドポンプにおける歯の数および形状は、公知または周知のものを使用することができる。 As mentioned above, although the Example of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to the said Example. The present invention can be modified in various ways without departing from the scope of the claims. As the number and shape of teeth in the motor and trochoid pump of the present invention, known or well-known teeth can be used.
10・・・超小型ポンプ
11・・・モータ
111・・・回転軸
112・・・リード線
12・・・モータ支持体
121・・・リップシール受部
122・・・取付孔
13・・・リップシール
131・・・リング状円板部
132・・・リング状嵌合凸部
133・・・インナーロータ軸受凹部
134・・・リング状上部シール部
135・・・リング状上部テーパー部
136・・・リング状下部シール部
137・・・リング状下部テーパー部
14・・・ロータ支持体
141・・・ロータ支持凹部
142・・・孔
15・・・インナーロータ
151・・・凸部
152・・・上部軸
153・・・下部軸
16・・・アウターロータ
161・・・凹部
17・・・リング状シール
18・・・フランジ
181・・・吸入ノズル
182・・・吐出ノズル
183・・・孔
184・・・ネジ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記モータを取り付けるモータ支持体と、
前記モータ支持体に取り付けられているロータ支持体と、
前記モータ支持体と前記ロータ支持体との間に取り付けられ、前記モータ支持体と前記ロータ支持体との間を互いにシールするリップシールと、
前記ロータ支持体にシールを介して取り付けられ、吸入ノズルおよび吐出ノズルを備えたフランジと、
前記ロータ支持体と前記フランジとの間に設けられたアウターロータと、
前記アウターロータ内で回転し、吸入および吐出を行うインナーロータと、
から少なくとも構成されていることを特徴とする超小型ポンプ。 A cylindrical motor;
A motor support for mounting the motor;
A rotor support attached to the motor support;
A lip seal that is attached between the motor support and the rotor support and seals between the motor support and the rotor support;
A flange attached to the rotor support via a seal and provided with a suction nozzle and a discharge nozzle;
An outer rotor provided between the rotor support and the flange;
An inner rotor that rotates in the outer rotor and performs suction and discharge;
An ultra-compact pump characterized by comprising at least
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007339261A JP2009162056A (en) | 2007-12-28 | 2007-12-28 | Ultramicro-pump |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007339261A JP2009162056A (en) | 2007-12-28 | 2007-12-28 | Ultramicro-pump |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009162056A true JP2009162056A (en) | 2009-07-23 |
Family
ID=40964965
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007339261A Pending JP2009162056A (en) | 2007-12-28 | 2007-12-28 | Ultramicro-pump |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2009162056A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014009652A (en) * | 2012-07-02 | 2014-01-20 | Hitachi Automotive Systems Ltd | Pump device |
CN104963854A (en) * | 2015-07-16 | 2015-10-07 | 上海索富实业有限公司三明分公司 | Micro gear pump |
-
2007
- 2007-12-28 JP JP2007339261A patent/JP2009162056A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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