JP2015155682A - Noncontact bearing pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非接触式軸受ポンプに関する。 The present invention relates to a non-contact bearing pump.
従来、流体を搬送するポンプ装置には、例えば特許文献1のように、ハウジングと、ハウジングに対して回転可能に設けられたインペラと、インペラを回転駆動する駆動部と、を備えるものがある。
特許文献1には、インペラに設けられてインペラの周方向に配列された複数の永久磁石と、ハウジングに設けられてインペラの周方向に配列された複数の磁性体と、各磁性体にそれぞれ巻回された複数のコイルと、を備える駆動部が開示されている。
また、特許文献1には、動圧軸受によってインペラをハウジングに対して非接触で回転可能に支持する構成が開示されている。動圧軸受は、相互に対向するハウジング及びインペラの対向面に形成された動圧溝によって構成される。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a pump device that transports a fluid, as disclosed in
In
しかしながら、上記従来のように、コイルをコアとなる磁性体に巻回した構成では、各コイルへの通電に伴って発生する磁力(磁気吸引力)が複数の磁性体のそれぞれの部分に集中しやすくなるため、インペラの回転中にコギングと呼ばれる現象が発生してしまう。コギングが発生すると、インペラは、ハウジングに対して振動し、円滑に回転できない虞がある。このため、インペラは、動圧軸受の動圧効果により安定した浮上ができなくなる。また、このコギングの発生による振動によってインペラ及びハウジングの対向面が相互に接触する虞もある。インペラが回転中にハウジングに接触すると、例えば、インペラの回転が不安定となり、安定して流体を供給することができなくなる。
特に、上記従来のポンプ装置を、血液を搬送する人工心臓ポンプに適用する場合では、インペラが回転中にハウジングに接触すると、インペラとハウジングとの摩擦によって血栓を引き起こす虞がある。
However, in the configuration in which the coil is wound around the magnetic material that is the core as in the conventional case, the magnetic force (magnetic attraction force) generated with the energization of each coil is concentrated on each part of the plurality of magnetic materials. Therefore, a phenomenon called cogging occurs during the rotation of the impeller. When cogging occurs, the impeller vibrates with respect to the housing and may not rotate smoothly. For this reason, the impeller cannot float stably due to the dynamic pressure effect of the dynamic pressure bearing. Further, there is a possibility that the opposed surfaces of the impeller and the housing come into contact with each other due to vibration due to the occurrence of cogging. If the impeller contacts the housing during rotation, for example, the rotation of the impeller becomes unstable, and it becomes impossible to supply fluid stably.
In particular, when the conventional pump device is applied to an artificial heart pump that transports blood, if the impeller contacts the housing during rotation, there is a risk of causing a thrombus due to friction between the impeller and the housing.
本発明は、上述した事情に鑑みたものであって、コギングの発生を抑制できる非接触式軸受ポンプを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a non-contact bearing pump capable of suppressing the occurrence of cogging.
この課題を解決するために、本発明に係る一態様としての非接触式軸受ポンプは、固定体と、該固定体に対して軸線を中心として回転する羽根車と、前記羽根車を前記固定体に対して非接触で回転可能に支持する非接触軸受と、前記軸線を中心として前記羽根車と一体的に固定される駆動磁石と、前記固定体に設けられ、前記駆動磁石の外周側に、径方向に間隔をあけて配置されたコアレスコイルと、を備えることを特徴とする。 In order to solve this problem, a non-contact bearing pump as one aspect according to the present invention includes a stationary body, an impeller that rotates about the axis with respect to the stationary body, and the impeller that is connected to the stationary body. A non-contact bearing that is rotatably supported in a non-contact manner, a drive magnet fixed integrally with the impeller around the axis, and provided on the fixed body, on the outer peripheral side of the drive magnet, And a coreless coil arranged at intervals in the radial direction.
そして、前記非接触式軸受ポンプにおいて、前記非接触軸受は、相互に径方向に対向する前記固定体及び前記羽根車の周面を動圧軸受面とし、これら動圧軸受面の間に流体が流れることで軸受として機能する動圧軸受であってよい。 In the non-contact type bearing pump, the non-contact bearing has a circumferential surface of the stationary body and the impeller which are opposed to each other in the radial direction as a dynamic pressure bearing surface, and a fluid flows between the dynamic pressure bearing surfaces. It may be a dynamic pressure bearing that functions as a bearing by flowing.
本発明の非接触式軸受ポンプによれば、羽根車を回転駆動する構成として、コアとなる磁性体が無いコアレスコイルを採用するため、羽根車の回転中にコギングが発生することを抑制できる。これにより、固定体に対する羽根車の振動を抑えて、羽根車及び固定体が相互に接触することを抑制できる。
また、従来のようにコイルを巻回する磁性体が無いため、非接触式軸受ポンプの小型化を容易に図ることもできる。
According to the non-contact type bearing pump of the present invention, a coreless coil without a magnetic material serving as a core is adopted as a configuration for rotationally driving the impeller, so that the occurrence of cogging during rotation of the impeller can be suppressed. Thereby, the vibration of the impeller with respect to the fixed body can be suppressed, and the impeller and the fixed body can be prevented from contacting each other.
Moreover, since there is no magnetic body which winds a coil like the past, size reduction of a non-contact-type bearing pump can also be achieved easily.
〔第一実施形態〕
以下、図1〜3を参照して本発明の第一実施形態について説明する。
図1に示すように、本実施形態に係る非接触式軸受ポンプ1Aは、固定体10と、固定体10に対して軸線(固定体軸線Af)を中心に回転する羽根車20と、羽根車20を固定体10に対して回転駆動する駆動機構30と、を備える。固定体10は、円柱状の固定軸本体51を有する固定軸50と、固定軸50及び羽根車20の外周側を覆うケーシング60と、を備える。
[First embodiment]
The first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, a non-contact bearing pump 1A according to the present embodiment includes a
以下の説明では、円柱状の固定軸本体51の中心軸線を固定体軸線Afとし、固定体軸線Afが延びる方向を固定体軸方向Dfとする。また、固定体軸方向Dfの一方側を吸込側とし、他方側を吐出側とする。円筒状のケーシング60は、後述するように固定軸50に固定されるものであり、ケーシング60の中心軸線は、固定軸本体51の固定体軸線Afに一致する。
In the following description, the central axis of the cylindrical fixed shaft
固定軸50は、前述の固定軸本体51と、固定軸本体51の吸込側に固定される吸込側コーン52と、固定軸本体51の吐出側に固定される吐出側コーン53と、吐出側コーン53の外周に固定される複数の案内羽根54と、を備える。
The
吐出側コーン53は、固定体軸線Afを中心として吐出側の端部から吸込側に向かうに連れて拡径するように形成されている。また、吐出側コーン53の吸込側の端部は、外径寸法が一定の円柱状に形成されている。
複数の案内羽根54は、この吐出側コーン53の吸込側の端部の外周に固定されている。案内羽根54は、固定体軸線Afを中心として螺旋状に吐出側コーン53の外周に延設されている。具体的に、案内羽根54は、吸込側から見て、最も吸込側の前端から時計回り方向に延びつつ吐出側に延びている。
The discharge-
The plurality of
吸込側コーン52は、固定体軸線Afを中心として吸込側の端部から吐出側に向かうに連れて拡径するように形成されている。また、吸込側コーン52の吐出側の端部は、外径寸法が一定の円柱状に形成されている。
吸込側コーン52の吐出側の端部の内部には、磁化方向が固定体軸方向Dfを向いている第一永久磁石55が設けられている。
The
A first
羽根車20は、固定軸50の固定軸本体51に回転可能に装着される。羽根車20は、固定軸本体51の外周側に回転可能に装着される円筒状のスリーブ21と、スリーブ21の外周に固定される複数の羽根22と、を備える。
スリーブ21の外径寸法は、円柱状に形成された吸込側コーン52の吐出側の端部及び吐出側コーン53の吸込側の端部における外径寸法と同じ寸法である。
スリーブ21内には、磁化方向が固定体軸方向Dfを向いている第二永久磁石25が設けられている。第二永久磁石25は、磁化方向が第一永久磁石55の磁極のうちの一方の磁極に対して、この一方の磁極と同じ極性の磁極が対向するよう配置されている。
The
The outer diameter dimension of the
A second
複数の羽根22は、図2に示すように、スリーブ21の周方向に等間隔で配列されている。羽根22は、固定体軸線Afを中心として螺旋状にスリーブ21の外周に延設されている。具体的に、羽根22は、吸込側から見て、最も吸込側の前端から反時計回り方向に延びつつ吐出側に延びている。
As shown in FIG. 2, the plurality of
図1に示すように、非接触式軸受ポンプ1Aは、羽根車20を固定軸50に対して非接触で回転可能に支持する非接触軸受40を備える。本実施形態の非接触軸受40は、相互に径方向に対向する羽根車20のスリーブ21の内周面、及び、固定軸50の固定軸本体51の外周面を動圧軸受面とし、これら動圧軸受面の間に非接触式軸受ポンプ1Aによって搬送される流体が流れることで軸受として機能する動圧軸受である。
As shown in FIG. 1, the non-contact bearing
ケーシング60は、円筒状のケーシング本体63と、ケーシング本体63の吸込側に設けられてケーシング60の吸込口61を成す円筒状の吸込管部64と、ケーシング本体63の吐出側に設けられてケーシング60の吐出口62を成す円筒状の吐出管部65と、を備える。
ケーシング本体63の内周面は、前述した固定軸50の吸込側コーン52及び吐出側コーン53の表面(外周面)、及び、羽根車20のスリーブ21の外周面と径方向に間隔をあけて対向するように形成されている。具体的には、吸込み側コーン52と径方向に対向するケーシング本体63の内周面は、固定体軸線Afを中心として吐出側に向かうに連れて次第に大きくなるように形成される。また、吐出側コーン53と径方向に対向するケーシング本体63の内周面は、固定体軸線Afを中心として吐出側に向かうに連れて次第に小さくなるように形成される。また、スリーブ21と径方向に対向するケーシング本体63の内周面は、ほぼ一定の内径寸法に設定されている。
そして、前述した固定軸50は、吐出側コーン53から径方向外側に延びる案内羽根54の先端がケーシング本体63の内周面に固定されることで、ケーシング本体63内に固定される。
The
The inner peripheral surface of the casing
The
吸込管部64は、ケーシング本体63の吸込側端部に接続されている。吐出管部65は、ケーシング本体63の吐出側端部に接続されている。
吸込管部64の内側空間、ケーシング本体63と吸込側コーン52、吐出側コーン53及びスリーブ21との間の内側空間、及び、吐出管部65の内側空間は、固定体軸方向Dfに互いにつながって一つの空間を形成する。この空間は、流体が流れる流路をなす。
The
The inner space of the
駆動機構30は、羽根車20に一体に固定される駆動磁石31と、固定体10に設けられるコアレスコイル32と、を備える。
駆動磁石31は、磁化方向が固定体軸線Afに対する径方向を向くように、羽根車20のスリーブ21内に配置されている。また、駆動磁石31は、互いに逆向きの磁極を羽根車20の周方向に交互に配列して構成されている。駆動磁石31としては、複数の永久磁石を羽根車20の周方向に並べて設けたり、円環状の極異方性永久磁石を用いたりすることができる。この駆動磁石31は、スリーブ21内のうち前述した第二永久磁石25よりも吐出側に配されている。
The
The
コアレスコイル32は、駆動磁石31の外周側に径方向に間隔をあけて配されるように、ケーシング60内に固定して設けられる。
コアレスコイル32は、コアとなる磁性体を備えないコイルである。コアレスコイル32は、例えば図3に示すように、導線を環状に形成した複数の環状部34を直列に接続してなる複数(図示例では三つ)のコイル部33を備える。各コイル部33は、環状部34の軸方向がケーシング60の径方向に向くように、かつ、複数の環状部34がケーシング60の周方向に間隔をあけて配列されるように、ケーシング60内に設けられる。
The
The
また、コアレスコイル32では、複数のコイル部33の環状部34(第一コイル部33Aの環状部34A、第二コイル部33Bの環状部34B、第三コイル部33Cの環状部34C)が順番にケーシング60の周方向に配列される。このコアレスコイル32において、ケーシング60の周方向に隣り合う二つの環状部34(例えば第一コイル部33Aの環状部34A、及び、第二コイル部33Bの環状部34B)は、例えば、これらの一部がケーシング本体63の径方向に重なるように配されてよい。これにより、コアレスコイル32は、例えば第一コイル部33A、第二コイル部33B、第三コイル部33Cに順番に通電することで、固定体軸線Afを中心として回転する回転磁界を発生させる。
なお、図3では、上記したコアレスコイル32の各環状部34が、導線を一回だけ巻き回して形成されているが、例えば導線を複数回巻き回して形成されてもよい。
In the
In FIG. 3, each
また、本実施形態の駆動機構30は、図1に示すように、鋼等の磁性体からなる円筒状のヨーク35も備える。ヨーク35は、上記コアレスコイル32に対してケーシング60の外周側に隣り合せて設けられる。ヨーク35は、コアレスコイル32において発生した磁力がケーシング60の外部に漏れることを防ぐ役割を果たす。ヨーク35は、例えばリング状に形成された多数のリング状板材を固定体軸方向Dfに積層して構成される。
Moreover, the
次に、本実施形態における非接触式軸受ポンプ1Aの動作について説明する。
ケーシング60に設けられたコアレスコイル32により、ケーシング60の内側に回転磁界が発生すると、羽根車20内の駆動磁石31がこの回転磁界に追従する。この結果、羽根車20がケーシング60内で固定体軸線Afを中心軸線として回転する。羽根車20が回転すると、ケーシング60の吸込口61からケーシング60内に流体が吸い込まれる。そして、羽根車20の回転により、羽根22からケーシング60内の流体に対して、吐出側に送りつつ旋回させる力が加えられ、固定体軸線Afを中心とした旋回方向の流速が増す。案内羽根54は、羽根22により旋回方向の流速が増した流体に対して、この旋回方向の流速を低下させて静圧を高める。静圧が高まった流体は、ケーシング60の吐出口62から吐出される。
Next, the operation of the non-contact bearing pump 1A in this embodiment will be described.
When a rotating magnetic field is generated inside the
羽根車20には、流体に対して吐出側に送りつつ旋回させる力を加える関係上、吸込側に向かうスラスト力が作用する。ここで、吸込側コーン52には第一永久磁石55が設けられ、羽根車20には、第一永久磁石55の磁極のうちの一方の磁極に対して、この一方の磁極と同じ極性の磁極が対向するように第二永久磁石25が設けられている。このため、羽根車20の第二永久磁石25は、吸込側コーン52の第一永久磁石55から吐出側に向かう反発力を受ける。羽根車20に作用する前述のスラスト力は、この反発力で受けられる。
A thrust force directed toward the suction side acts on the
以上説明したように、本実施形態の非接触式軸受ポンプ1Aによれば、羽根車20を回転駆動する構成として、磁性体(コア)の無いコアレスコイル32を採用するため、羽根車20の回転中にコギングが発生することを抑制できる。これにより、固定体10に対する羽根車20の振動を抑えて、羽根車20及び固定体10(特に固定軸50の固定軸本体51)が相互に接触することを抑制できる。したがって、羽根車20を安定して回転させて、流体を安定供給することが可能となる。また、非接触式軸受ポンプ1Aを、血液を搬送する人工心臓ポンプに適用しても、羽根車20と固定体10との接触により血栓が発生することを抑制できる。
As described above, according to the non-contact type bearing pump 1A of the present embodiment, since the
また、コアレスコイル32を採用することで、磁性体(コア)を有するコイルと比較して、コイルの磁極(例えば環状部34の数)を減らすことなく、ケーシング60の小型化や薄肉化を容易に図ることができる。したがって、非接触式軸受ポンプ1Aの小型化を容易に図ることができる。非接触式軸受ポンプ1Aの小型化は、人工心臓ポンプを体内に埋め込む場合に特に有効である。
Further, by adopting the
〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態について、図4を参照して説明する。
図4に示すように、本実施形態に係る非接触式軸受ポンプ1Bは、第一実施形態と同様に、固定体110と、固定体110に対して回転軸線Aを中心に回転する羽根車120と、羽根車120を固定体110に対して回転駆動する駆動機構130と、を備える。本実施形態の固定体110は、羽根車120の外周側を覆うケーシング160を備える。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 4, the non-contact bearing pump 1 </ b> B according to this embodiment includes a fixed
ケーシング160には、流体を吐出するための吐出口160Bと、回転軸線Aの延長線上に流体を吸い込むための吸込口160Aが形成されている。以下の説明では、回転軸線Aが延びる軸線方向Daで、ケーシング160の吸込口160A側を前側、その反対側を後側とする。また、回転軸線Aに垂直な方向な径方向Drで、回転軸線Aに近づく向き側を径方向内側、回転軸線Aから遠ざかる向き側を径方向外側とする。
The
ケーシング160内に設けられる羽根車120は、回転軸線Aを中心として設けられた複数の羽根121と、複数の羽根121の前側を覆う前シュラウド122と、複数の羽根121の後側を覆う後シュラウド123と、を備える。羽根車120は、複数の羽根121の前後が前シュラウド122及び後シュラウド123により覆われることで、密閉型の羽根車を成している。羽根車120の複数の羽根121、前シュラウド122、後シュラウド123は、それぞれ、樹脂による一体成形品で、これらは、互いに接着剤により接合されている。
The
前シュラウド122は、回転軸線Aを中心として円筒状を成し、軸線方向Daの前側の開口がケーシング160の吸込口160Aと対向する羽根車入口120Aを成す入口筒部124と、入口筒部124の後端に設けられ、複数の羽根121の前側を覆う前側板部125と、を有する。後シュラウド123は、複数の羽根121の後側を覆う後側板部126と、後側板部126の後側に設けられ、回転軸線Aを中心とする円柱状を成す軸部127と、を有する。
The
前シュラウド122の前側板部125及び後シュラウド123の後側板部126は、軸線方向Daから見た形状がいずれも回転軸線Aを中心とした円形である。前側板部125と後側板部126とは、軸線方向Daに離れており、これら前側板部125と後側板部126との間に複数の羽根121が固定されている。前側板部125と後側板部126との間であって径方向Drの外縁は、羽根車出口120Bを成している。前側板部125と後側板部126との間であって複数の羽根121の相互間と、入口筒部124の内側とが、羽根車内流路Prになっている。
後シュラウド123の軸部127には、軸線方向Daに回転軸線A上を貫通し、軸部127の後端面127aとケーシング160との間の空間及び前述の羽根車内流路Prを相互に連通させる穴部128が形成されている。
Each of the front
The
ケーシング160は、前端側に吸込ホース(不図示)が接続されるとともに内側に前シュラウド122の入口筒部124の外周面124aと間隔を開けて対向する内周面161aが形成されている前軸受形成部161と、前軸受形成部161の後端から径方向外側に広がり、前シュラウド122の前側板部125の前面125aと軸線方向Daに間隔をあけて対向し前側板部125を覆う平板リング状の前面対向部162と、回転軸線Aを中心として略円筒状を成し、前面対向部162の外周縁から後側に延びる本体筒部163と、を有する。前軸受形成部161の前端は開口しており、この開口がケーシング160の吸込口160Aを成している。本体筒部163の内周面163aは、前シュラウド122の前側板部125の外周縁及び後シュラウド123の後側板部126の外周縁と間隔をあけて対向している。
The
ケーシング160は、本体筒部163の前面対向部162よりも後側から径方向内側に広がり、後シュラウド123の後側板部126の後面126aと軸線方向Daに間隔をあけて対向し後側板部126を覆う平板リング状の後面対向部164と、この後面対向部164の内縁から後方に延在し後シュラウド123の軸部127の外周面127bと間隔をあけて対向する内周面165aが形成されている後軸受形成部165と、本体筒部163の後端及び後軸受形成部165の後端に設けられ、後シュラウド123の軸部127の後端面127aと軸線方向Daに間隔をあけて対向する平板リング状の後壁板部166と、を有する。
The
また、ケーシング160は、後壁板部166の径方向内側の内周縁部から回転軸線Aを中心として円筒状を成して前方に延出する筒状部167と、筒状部167の前端部を閉塞させる閉塞部168と、を有する。筒状部167は、羽根車120の穴部128に挿入され、その外周面167aが穴部128の内周面128aと間隔をあけて径方向Drに対向する。筒状部167は、回転軸線Aを中心として円筒状を成しており、言い換えれば、羽根車120を径方向Drに支持する前軸受形成部161及び後軸受形成部165と中心軸線を一致させている。羽根車120は、この中心軸線を中心に回転可能となるようにケーシング160内に設けられている。羽根車120の回転時には、羽根車120の穴部128が筒状部167の周りを回る。
The
ケーシング160は、吐出ホース(不図示)が接続される略円筒状の吐出管部169を有する。吐出管部169の軸は、回転軸線Aに対して垂直な面に平行である。吐出管部169は、本体筒部163に連結されている。吐出管部169の外側端は開口しており、この開口がケーシング160の吐出口160Bを成している。
The
そして、非接触式軸受ポンプ1Bは、羽根車120をケーシング160に対して非接触で回転可能に支持する非接触軸受140を備える。本実施形態の非接触軸受140は、相互に径方向に対向する羽根車120の外周面、及び、ケーシング160の内周面を動圧軸受面とし、これら動圧軸受面の間に非接触式軸受ポンプ1Bによって搬送される流体が流れることで軸受として機能する動圧軸受である。
本実施形態の非接触軸受140には、相互に対向する羽根車120の入口筒部124の外周面124a、及び、ケーシング160の前軸受形成部161の内周面161aを動圧軸受面とする前側非接触軸受140A、並びに、羽根車120の軸部127の外周面127b、及び、ケーシング160の後軸受形成部165の内周面165aを動圧軸受面とする後側非接触軸受140Bの二つがある。
The
In the
駆動機構130は、第一実施形態と同様に、羽根車120に一体に固定される駆動磁石131と、固定体110に設けられるコアレスコイル132と、を備える。
駆動磁石131は、磁化方向が径方向Drに向くように、羽根車120の軸部127内に配されている。また、駆動磁石131は、互いに逆向きの磁極を羽根車120の周方向に交互に配列して構成されている。駆動磁石131としては、複数の永久磁石を羽根車120の周方向に並べて設けたり、円環状の極異方性永久磁石を用いたりすることができる。
As in the first embodiment, the
The
コアレスコイル132は、第一実施形態のコアレスコイル32(図3参照)と同様に構成される。コアレスコイル132は、ケーシング160のうち本体筒部163と後面対向部164と後軸受形成部165と後壁板部166とによって囲まれた環状の内部空間に固定して設けられる。これにより、コアレスコイル132は、駆動磁石131の外周側に間隔をあけて配される。このコアレスコイル132は、第一実施形態のコアレスコイル32と同様に、回転軸線Aを中心として回転する回転磁界を発生させる。
また、本実施形態の駆動機構130は、第一実施形態と同様の円筒状のヨーク135も備える。
The
The
次に、本実施形態における非接触式軸受ポンプ1Bの動作について説明する。
ケーシング160に設けられたコアレスコイル132により、ケーシング160の内側に回転磁界が発生すると、羽根車120内の駆動磁石131がこの回転磁界に追従する。この結果、羽根車120がケーシング160内で回転軸線Aを中心に回転する。羽根車120が回転すると、ケーシング160の吸込口160Aからケーシング160内に流体が吸い込まれる。ケーシング160内に吸い込まれた流体は、羽根車入口120Aから羽根車120内の羽根車内流路Prに入る。羽根車内流路Pr内に入った流体は、回転する複数の羽根121から遠心力を受けて、羽根車出口120Bから流出した後、ケーシング160の吐出口160Bから吐出される。
Next, operation | movement of the non-contact-
When a rotating magnetic field is generated inside the
羽根車出口120Bから流出した流体の一部は、ケーシング160の前面対向部162の内面162aと羽根車120の前側板部125の前面125aとの間から、前側非接触軸受140Aの動圧軸受面であるケーシング160の前軸受形成部161の内周面161a、及び、羽根車120の入口筒部124の外周面124aの間を通る。これにより、羽根車120の入口筒部124の部分がケーシング160により径方向Drに非接触で回転可能に支持される。
そして、前軸受形成部161の内周面161aと入口筒部124の外周面124aとの間を通過した流体は、前軸受形成部161のうち入口筒部124よりも前側に戻り、再び、羽根車入口120Aから羽根車内流路Prに入る。
Part of the fluid that has flowed out of the
And the fluid which passed between the inner
また、羽根車出口120Bから流出した流体の他の一部は、ケーシング160の後面対向部164の内面164aと羽根車120の後側板部126の後面126aとの間から、後側非接触軸受140Bの動圧軸受面であるケーシング160の後軸受形成部165の内周面165a、及び、羽根車120の軸部127の外周面127bの間を通る。これにより、羽根車120の軸部127の部分がケーシング160により径方向Drに非接触で回転可能に支持される。
Further, another part of the fluid flowing out from the
そして、後軸受形成部165の内周面165aと羽根車120の軸部127の外周面127bとの間を通過した流体は、ケーシング160の後壁板部166の内面166aと羽根車120の軸部127の後端面127aとの間を通り、羽根車120の穴部128の内周面128aとケーシング160の筒状部167の外周面167aとの間の軸線方向Daに沿う円筒状の筒状流路Paを経て、羽根車内流路Prに戻る。つまり、羽根車120の穴部128とケーシング160の筒状部167との間は、羽根車内流路Prに流体を戻す筒状流路Paとなっている。円筒状の筒状流路Paに流体を流すと、筒状部167がなく穴部128内の円柱状の流路に流す場合と比べて、流体を淀みなく流すことができる。
Then, the fluid that has passed between the inner
本実施形態の非接触式軸受ポンプ1Bによれば、第一実施形態と同様の効果を奏する。
すなわち、羽根車120を回転駆動する構成として、磁性体(コア)の無いコアレスコイル132を採用するため、羽根車120の回転中にコギングが発生することを抑制できる。これにより、固定体110に対する羽根車120の振動を抑えて、羽根車120及び固定体110(特にケーシング160の前軸受形成部161や後軸受形成部165)が相互に接触することを抑制できる。
また、コアレスコイル132を採用することで、磁性体(コア)を有するコイルと比較して、コイルの磁極を減らすことなく、ケーシング160の小型化や薄肉化を容易に図ることもできる。
According to the non-contact
That is, since the
Further, by adopting the
以上、本発明の詳細について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態では、いずれも非接触軸受として動圧軸受を採用しているが、例えば磁気軸受を採用してもよい。
また、本発明の非接触式軸受ポンプは、上記実施形態のポンプ1A,1Bに適用されることに限らず、少なくとも非接触軸受及びコアレスコイルを採用したポンプに適用することが可能である。
Although the details of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, a dynamic pressure bearing is employed as the non-contact bearing, but a magnetic bearing may be employed, for example.
Further, the non-contact bearing pump of the present invention is not limited to being applied to the
1A,1B…非接触式軸受ポンプ、10,110…固定体、20,120…羽根車、31,131…駆動磁石、32,132…コアレスコイル、40,140…非接触軸受
DESCRIPTION OF
Claims (2)
該固定体に対して軸線を中心として回転する羽根車と、
前記羽根車を前記固定体に対して非接触で回転可能に支持する非接触軸受と、
前記軸線を中心として前記羽根車と一体的に固定される駆動磁石と、
前記固定体に設けられ、前記駆動磁石の外周側に、径方向に間隔をあけて配置されたコアレスコイルと、を備えることを特徴とする非接触式軸受ポンプ。 A fixed body,
An impeller that rotates about an axis relative to the fixed body;
A non-contact bearing that rotatably supports the impeller with respect to the fixed body in a non-contact manner;
A drive magnet fixed integrally with the impeller around the axis;
A non-contact type bearing pump comprising: a coreless coil provided on the outer periphery of the driving magnet and disposed at a radial interval on the outer peripheral side of the driving magnet.
The non-contact bearing has a hydrodynamic bearing surface that is a circumferential surface of the fixed body and the impeller that are opposed to each other in the radial direction, and a hydrodynamic bearing that functions as a bearing by fluid flowing between the hydrodynamic bearing surfaces. The non-contact bearing pump according to claim 1, wherein
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