JP2016044673A

JP2016044673A - 動圧軸受ポンプ

Info

Publication number: JP2016044673A
Application number: JP2015125604A
Authority: JP
Inventors: 順也水上; Junya Mizukami; 秀樹西村; Hideki Nishimura; 嘉人西谷; Yoshito Nishitani; 伊藤　通浩; Michihiro Ito; 通浩伊藤; 直裕長澤; Naohiro Nagasawa
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2014-08-22
Filing date: 2015-06-23
Publication date: 2016-04-04
Also published as: US20160053769A1; CN105370580A

Abstract

【課題】小型、かつ円筒または円盤の形状にポンプを設計することが困難である。【解決手段】上下方向に延びる軸部３０と、軸部３０の外周を囲み、マグネット５０を含むロータ部２０と、軸部３０に接続され、回転部を内部に収容するハウジング１０と、を有し、ハウジング１０は、マグネット５０と対向するステータ４０と、ロータ部２０を収容するロータ収容部と、ロータ収容部１３を貫通する流入口１１および流出口１２と、を有し、ロータ部２０、軸部３０またはロータ収容部１３の少なくとも一方の面には、ロータ部２０の回転を支持する第１動圧溝６０を備え、ロータ部２０またはロータ収容部１３の少なくとも一方の面には、流入口１１から流出口１２へ流体を送る第２動圧溝７０を備え、ロータ部２０は、軸方向に貫通する貫通孔８０を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、動圧溝の圧力作用により、流体を送り出すポンプに関するものである。

近年、ＣＰＵ等を内蔵した電子部品は、小型であり、かつ演算処理量の増大により電子部品の発熱量が増大している。これらの電子部品を冷却するための手段として、ヒートパイプに冷媒液を封入し、冷媒液を循環させることによって電子部品を冷却する方法がある。効率よく電子部品を冷却させるためには、ポンプを用いて冷媒液を循環させることが有効である。電子部品の小型化にともない、ポンプの小型化が要求される。

従来の小型ポンプとしては、たとえば、日本国特許公開公報２００７−２１８１５４に記載されている。当該公報では、複数の羽根２１を外周に有する円盤形状の羽根部２４、及び軸受けを内周に有する筒形状の軸受け部２５を備えた羽根車２０と、羽根車２０をスラスト方向に移動可能に支承する軸４０と、羽根車２０が有する軸受け部２５の周りに配置されて羽根車２０を回転駆動させる駆動装置５０とがケース部材１に収納されてなる渦流ポンプ１０である。ケース部材１は、羽根部２４を収容する流体移送部２と、駆動装置５０を収容する駆動装置収容部３とを備え、羽根車２０の両面７ａ，７ｂ、又は、羽根車２０の両面それぞれに対向するケース部材１の面６ａ，６ｂには、羽根２１の内側にあたる位置に羽根車２０の回転に基づいて動圧を発生させる動圧溝２２ａ，２２ｂが形成されている。
特開２００７−２１８１５４号公報

上記特許文献１に記載の従来のポンプにおいて、羽根車２０は、流体を送るための複数の羽根を有する羽根部２４と、軸受けを内周に有する筒形状の軸受け部２５と、を有する。当該ポンプでは、羽根部を収容するスペースを設ける必要があり、電子部品のさらなる小型化が困難である。

また、当該ポンプでは、電子部品の形状に合わせて、小型、かつ円筒または円盤の形状にポンプを設計することが困難である。

本発明の目的は、流体を送る小型なポンプにおいて、ロータ部が動圧軸受によって回転可能に支持され、当該ロータ部がポンピング作用によって流体を移送する動圧溝を備える構造を提供することである。

本願の例示的な第１発明は、上下方向に延びる軸部と、軸部の外周を囲み、マグネットを含むロータ部と、軸部に接続され、ロータ部を内部に収容するハウジングと、を有し、ハウジングは、マグネットと対向するステータと、ロータ部を収容するロータ収容部と、ロータ収容部を貫通する流入口および流出口と、を有し、ロータ部、軸部またはロータ収容部の少なくとも一方の面には、ロータ部の回転を支持する第１動圧溝を備え、ロータ部またはロータ収容部の少なくとも一方の面には、流入口から流出口へ流体を送る第２動圧溝を備え、ロータ部は、軸方向に貫通する貫通孔を備える動圧軸受ポンプである。

本願の例示的な第１発明によれば、ロータ部を回転可能に支持する第１動圧溝と、流体を移送する第２動圧溝と、をロータ部に配置することで、羽根部のスペースを設ける必要がなく、ポンプの小型化が可能となる。

図１は、第１実施形態に係るポンプの縦断面図である。図２は、第１実施形態に係るロータ部の縦断面図である。図３は、第１実施形態に係るロータ部の上面図である。図４は、第１実施形態に係るロータ部の下面図である。図５は、第１実施形態に係るハウジングの縦断面図である。図６は、変形例に係るハウジングの縦断面図である。図７は、変形例に係るハウジングの縦断面図である。図８は、変形例に係るポンプの縦断面図である。図９は、変形例に係るポンプの縦断面図である。図１０は、変形例に係るポンプの縦断面図である。図１１は、第２実施形態に係るポンプの縦断面図である。図１２は、第２実施形態に係るハウジングの縦断面図である。図１３は、変形例に係るハウジングの縦断面図である。図１４は、変形例に係るハウジングの縦断面図である。図１５は、変形例に係るハウジングの縦断面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本願では、ロータの回転軸と平行な方向を「軸方向」、ロータの回転軸に直交する方向を「径方向」、ロータの回転軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。ただし、上記の「平行な方向」は、略平行な方向も含む。また、上記の「直交する方向」は、略直交する方向も含む。

図１は、本発明の第１実施形態に係るポンプ１の縦断面図である。このポンプ１は、たとえば、冷媒液を有するヒートパイプに接続され、ＣＰＵ等の熱を発生させる電子機器に搭載され、電子機器を冷却する冷媒液をヒートパイプ内で循環させるために使用される。ただし、本発明のポンプは、冷却以外の目的で流体を送る用途に使用されてもよく、冷媒液以外の流体が使用されてもよい。また、本発明のポンプは、家電製品、自動車等の輸送機器、医療機器等の用途に使用されてもよい。

図１に示すように、本実施形態のポンプ１は、ハウジング１０、ロータ部２０、および軸部３０を有する。

ハウジング１０は、流体を移送するための管に接続される筐体である。ハウジング１０は、管に接続するための接続口を有す。管は、流体をポンプに送りこむ流入口１１と、流体をポンプから排出する流出口１２に接続される。ハウジング１０は、マグネット５０と対向するステータ４０と、ロータ部２０を収容するロータ収容部１３と、ロータ収容部１３を貫通する流入口１１および流出口１２と、を有する。ロータ部２０は、ハウジング１０の内側に設けられたロータ収容部１３に配置される。ロータ部２０は、軸部３０の外周を囲み、マグネット５０を有する。ステータ４０とマグネット５０とは対向する位置に配置され、ステータ４０に電気を通電することにより、ロータ部２０が回転する。ハウジング１０の材料は、例えば、ステンレススチールなどの金属でもよく、ＬＣＰなどの樹脂が用いられてもよい。

軸部３０は、ハウジング１０の内側に配置される。軸部３０は、ロータ収容部１３を貫通するように配置される。好ましくは、軸部３０の両端は、ハウジング１０に接続される。また、軸部３０の一端部のみが、ハウジング１０に接続されていてもよい。軸部３０の材料は、例えば、ステンレススチールなどの金属が用いられる。また、軸部３０の表面は、研磨等によって面粗度および円筒度が小さい状態に加工されている。

ステータ４０は、ステータコア４１と複数のコイル４２とを有する。ステータコア４１には、例えば、積層鋼板が用いられる。ステータコア４１は、ハウジング１０に、例えば接着剤で固定される。ステータコア４１は、コアバックから径方向内方へ向けて放射状に延びる、複数のティースを有する。コイル４２は、ティースに巻かれた導線により構成される。複数のコイル４２は、回転軸２の周りにおいて、周方向に略等間隔に配列される。

流入口１１は、ロータ収容部１３へ貫通する。さらに、流出口１２は、ロータ収容部１３へ貫通する。つまり、ポンプ１の内部は、流入口１１からロータ収容部１３を経て、流出口１２へ通じる。

ロータ部２０は、軸部３０を中心軸とし、軸部３０が軸方向に挿通する略円筒形状である。さらに、ロータ部２０は、ロータ収容部１３に配置される。つまり、ロータ部２０は、ロータ収容部１３において、軸部３０の軸外周面３１を囲むように配置される。ロータ部２０のロータ外周面２１の近傍に、マグネット５０が配置される。マグネット５０は、ステータ４０と径方向に対向するように配置される。つまり、軸部３０、マグネット５０、およびステータ４０は、それぞれ径方向に重なるように配置される。ロータ部２０の材料は、例えば、ステンレススチールなどの金属でもよく、ＬＣＰなどの樹脂が用いられてもよい。

本実施形態のロータ部２０は、軸部３０を中心軸とし、軸部３０が軸方向に挿通する略円筒形状である。ロータ部２０は、ロータ外周面２１、ロータ内周面２２、ロータ上面２３およびロータ下面２４を有する。ロータ外周面２１とロータ内周面２２とは、回転軸２を中心軸として、中心軸に略平行な円筒面である。さらに、ロータ上面２２とロータ下面とは、軸部３０と略直交な円環形状の面である。ロータ外周面２１は、ロータ収容部１３の内側の面であるハウジング内周面１３１と間隙を介して対向する。ロータ内周面２２は、軸外周面３１と間隙を介して対向する。さらに、ロータ上面２３およびロータ下面２４は、ロータ収容部１３の内面１３２と、それぞれ間隙を介して対向する。

流入口１１および流出口１２は、それぞれ内面１３２に開口するように貫通する。開口する位置はこの限りではなく、流入口１１または流出口１２のどちらか一方が、ハウジング内周面１３１に開口してもよい。

ロータ部２０、軸部３０またはロータ収容部１３の少なくとも一方の面には、ロータ部２０の回転を支持する第１動圧溝６０を有する。より具体的には、ロータ内周面２２または軸外周面３１の少なくとも一方に面には、第１動圧溝６０であるラジアル動圧溝６１を有する。また、ロータ収容部の内面、ロータ上面またはロータ下面の少なくとも一方の面には、第１動圧溝６０であるスラスト動圧溝を有する。より具体的には、ロータ上面２３またはロータ上面２３と間隙を介して対向する内面１３２の少なくとも一方の面には、第１動圧溝６０である上スラスト動圧溝６２を有する。さらに、ロータ下面２４またはロータ下面２４と間隙を介して対向する内面１３２の少なくとも一方の面には、第１動圧溝６０である下スラスト動圧溝６３を有する。

本実施形態では、ロータ内周面２２にラジアル動圧溝６１を有する。ラジアル動圧溝６１の位置はこの限りではなく、ロータ内周面２２および軸外周面３１の両方に、ラジアル動圧溝６１を配置してもよい。

本実施形態では、ロータ部２０に、上スラスト動圧溝６２と下スラスト動圧溝６３とを有する。上スラスト動圧溝６２または下スラスト動圧溝６３のどちらか一方のみが配置されてもよい。また、ロータ上面２３、およびロータ上面２３と間隙を介して対向する内面１３２の両方に、上スラスト動圧溝６２を配置してもよい。さらに、ロータ下面２４、およびロータ下面２４と間隙を介して対向する内面１３２の両方に、下スラスト動圧溝６３を配置してもよい。

ロータ部２０またはロータ収容部１３の少なくとも一方の面には、流入口１１から流出口１２へ流体を送る第２動圧溝７０を有する。より具体的には、ロータ外周面２１またはハウジング内周面１３１の少なくとも一方の面には、第２動圧溝７０を有する。また、第２動圧溝７０は、ロータ外周面２１およびハウジング内周面１３１の両方に配置されてもよい。

ロータ部２０は、軸方向に貫通する貫通孔８０を備える。さらに、貫通孔８０は、ロータ上面２３またはロータ下面２４の少なくとも一方の面に開口する。本実施形態では、貫通孔８０は、ロータ部上面２３とロータ下面２４のそれぞれの面に開口する。好ましくは、貫通孔８０は、回転軸２を中心軸として、中心軸に対して平行に配置される。また、貫通孔８０は、中心軸に対して傾斜方向に貫通してもよい。より好ましくは、貫通孔８０は、ロータ収容部１３に設けられた流入口１１および流出口１２の位置よりも、中心軸へ向かう内方へ配置される。

流入口１１、ロータ収容部１３および流出口１２に至る空間には流体が介在する。ステータ４０のコイル４２に駆動電流を供給すると、ステータコア４１の複数のティースに、磁束が発生する。そして、ステータ４０とマグネット５０との間の磁束の作用により、周方向のトルクが生じる。その結果、ロータ部２０が、回転軸２を中心軸として回転する。ロータ部２０の回転により、第２動圧溝７０にポンピング作用が発生し、流体を流入口１１から流出口１２へ移送させることができる。さらに、ロータ収容部１３は流体で満たされていることから、ロータ部２０と、軸部３０およびロータ収容部１３との間で、第１動圧溝による動圧力が発生する。当該動圧力により、ロータ部２０の回転が支持される。ロータ部２０は、第１動圧溝６０および第２動圧溝７０の動圧作用により、ロータ収容部１３内で非接触の状態で回転する。このことにより、ロータ部２０は、軸部３０およびハウジング１０と接触することなく回転し、ロータ部２０、軸部３０およびハウジング１０の摩耗が発生せず、高寿命なポンプを供給できる。さらに、非接触により、流体への変質などを発生させることなく、流体の移送を行うことができる。さらに、軸外周面３１とロータ内周面２２との間隙の幅は、ハウジング内周面１３１とロータ外周面２１との間隙の幅よりも狭い。軸外周面３１とロータ内周面２２との間隙の幅が、ハウジング内周面１３１とロータ外周面２１との間隙の幅よりも狭いことで、ロータ部２０の振れ回りが小さくなり、ロータ部２０の回転精度が向上する。回転精度の向上により、ポンプの振動が低減され、さらに、移送される流体量のばらつきが低減される。

循環孔８０は、流入口１１側および流出口１２側へつながるように配置される。このとき、流入口１１側および流出口１２側での流体の圧力を略均一にすつことができる。流体内に気泡が発生または気泡が流入した場合、気泡は流出口１２から外部へ排出される。したがって、ポンプ内部に気泡が滞留することを防止できる。

図２は、ロータ部２０の縦断面図である。ロータ部２０は、軸部３０を中心軸とする略円筒形状である。ロータ部２０は、ロータ外周面２１、ロータ内周面２２、ロータ上面２３およびロータ下面２４を有する。ロータ外周面２１とロータ内周面２２とは、回転軸２を中心軸として、中心軸に対して略平行な円筒面である。さらに、ロータ上面２２とロータ下面とは、軸部３０と略直交な円環形状の面である。

ロータ内周面２２は、第１動圧溝６０であるラジアル動圧溝６１を有する。本実施形態のラジアル動圧溝６１は、複数のヘリングボーン溝が円周方向に配列される。さらに、ロータ内周面２２は、２つの動圧溝列を有する。当該２つの動圧溝列は、軸方向に並列に配置される。複数のヘリングボーン溝は、折り返し部６１１を有する。さらに、複数のヘリングボーン溝は、折り返し部６１１から延びる外側動圧溝６１２および内側動圧溝６１３を有する。外側動圧溝６１２は、折り返し部６１１からロータ上面２３またはロータ下面２４に延びる動圧溝である。また、内側動圧溝６１３は、折り返し部６１１からロータ部２０の中心に延びる動圧溝である。複数のヘリングボーン溝は、ロータ部２０が回転軸２を中心軸に回転すると、折り返し部６１１に流体が集められるように配置される。折り返し部６１１に集められた流体の動圧力により、ロータ部２０の振れ回りが小さくなり、ロータ部２０の回転精度が向上する。回転精度の向上により、ポンプの振動が低減され、さらに、移送される流体量のばらつきが低減される。

本実施形態では、外側動圧溝６１２と内側動圧溝６１３とは、同じ長さである。また、２本の動圧溝の一方が、他方の動圧溝よりも長くてもよい。より好ましくは、外側動圧溝６１２は、内側動圧溝６１３よりも長い。外側動圧溝６１２が長いことで、ロータ内周面２２の動圧力が増加し、ロータ部２０の回転精度が向上する。

ロータ部２０は、ロータ外周面２１とロータ内周面２２との間に貫通孔８０を有す。貫通孔８０は、ロータ上面２３とロータ下面２４とにそれぞれ開口部を有する。本実施形態では、貫通孔８０は、回転軸２を中心軸として、中心軸に対して略平行に配置される。ただし、この限りではなく、貫通孔８０は、中心軸に対して傾斜方向に配置されてもよい。

図３は、ロータ部２０の上面図である。図４は、ロータ部２０の下面図である。図３において、ロータ上面２３は、貫通孔８０の開口である上開口部８１を有する。さらに、図４において、ロータ下面２４は、貫通孔８０の開口である下開口部８２を有する。

図３において、ロータ上面２３は、第１動圧溝６０である上スラスト動圧溝６２を有する。上スラスト動圧溝６２は、円周方向に配列された複数のスパイラル溝である。複数のスパイラル溝は、ロータ部２０が回転軸２を中心軸に回転すると、ロータ外周面２１からロータ内周面２２の方向に流体が集められるように、ロータ上面２３に配置される。集められた流体の動圧力により、ロータ部２０の振れ回りが小さくなり、ロータ部２０の回転精度が向上する。回転精度の向上により、ポンプの振動が低減され、さらに、移送される流体量のばらつきが低減される。

図４において、ロータ下面２４は、第１動圧溝６０である下スラスト動圧溝６３を有する。下スラスト動圧溝６３は、円周方向に配列された複数のスパイラル溝であって、２つの動圧溝列を有する。当該２つの動圧溝列は、それぞれの異なった方向を向く。一方の動圧溝列は、ロータ部２０が回転軸２を中心軸に回転すると、ロータ外周面２１からロータ内周面２２の方向に流体が集められる内周溝６３１である。他方の動圧溝列は、ロータ部２０が回転軸２を中心軸に回転すると、ロータ内周面２２からロータ外周面２１の方向に流体が送られる外周溝６３２である。内周溝６３１によって集められた流体の動圧力により、ロータ部２０の振れ回りが小さくなり、ロータ部２０の回転精度が向上する。回転精度の向上により、ポンプの振動が低減され、さらに、移送される流体量のばらつきが低減される。また、外周溝６３２によって送られた流体は、ロータ外周面２１へと移送され、ポンプの移送圧力を高めることができる。

本実施形態において、貫通孔８０の下開口部８２は、内周溝６３１と外周溝６３２との間に配置される。より好ましくは、下開口部８２の一部は、内周溝６３１と重なる。貫通孔８０の内部には、流体が配置される。つまり、ロータ収容部の内側おいて、ラジアル動圧溝６１、上スラスト動圧溝６２、下スラスト動圧溝６３および貫通孔８０に配置された流体はつながっている。ロータ部２０が回転軸２を中心軸に回転すると、流体は、ロータ収容部の内側おいて、ラジアル動圧溝６１、上スラスト動圧溝６２、下スラスト動圧溝６３および貫通孔８０の経路を循環することができる。流体が、当該経路を循環することで、ロータ部２０の振れ回りが小さくなり、ロータ部２０の回転精度が向上する。回転精度の向上により、ポンプの振動が低減され、さらに、移送される流体量のばらつきが低減される。さらに、上述のように、貫通孔８０がロータ収容部に設けられた流入口および流出口の位置よりも内方に配置されることで、流入口から流出口へ移送される流体を阻害することがない。

貫通孔８０での流体の循環方向は、上開口部８１と下開口部８２との方向を限定するものではない。流体は、上開口部８１から下開口部８２へ流体が流れてもよく、また、その逆でもよい。

さらに、本実施形態では、循環孔８０の孔径は、上開口部８１から下開口部８２まで一定である。しかし、孔径はこの限りではなく、一方の開口部の孔径が、他方の開口部の孔径よりも小さくてもよい。

本実施形態では、図１に示すように、下スラスト動圧溝６３は、動圧溝の延びる方向が異なる２つの動圧溝列を有する、つまり、図４の動圧溝列の形状を有する。さらに、上スラスト動圧溝６２は、１方向に配列された動圧溝列を有する。つまり、図３の動圧溝列の形状を有する。流入口１１から移送された流体は、下スラスト動圧溝６３に配置された内周溝６３１と外周溝６３２によって、それぞれロータ外周面２１の方向とロータ内周面２２の方向とに分けられる。ロータ外周面２１の方向に移送された流体は、第２動圧溝７０を経て、流出口１２から排出される。さらに、ロータ内周面２２の方向に移送された流体は、第１動圧溝６０によって、ロータ部２０の回転を支持する。

したがって、ロータ部２０は、流入口１１からロータ収容部１３へ移送された１種類の流体によって、回転が支持され、さらに、流体の移送を行うことができる。また、ロータ部２０は、第１動圧溝６０の動圧力によって、ロータ収容部１３と軸部３０との間で、非接触で回転することができる。非接触でロータ部２０が回転することで、流体への損傷または変質などを低減することができる。さらに、ロータ部２０と、ロータ収容部１３および軸部３０との接触摩耗がないため、粉塵の発生を低減することができる。

本実施形態において、複数のヘリングボーン溝および複数のスパイラル溝の溝幅と丘幅との比は同じである。つまり、円周方向において、動圧溝列の溝幅と丘幅との寸法比が１：１である。ただし、寸法比はこの限りではない。例えば、丘幅は、溝幅よりも広くてもよい。さらに、複数のヘリングボーン溝において、折り返し部６１１の溝幅は、外側動圧溝６１２または内側動圧溝６１３の少なくとも一方の端部の溝幅よりも狭くてもよい。また、上スラスト動圧溝６２および下スラスト動圧溝６３において、ロータ内周面２２側の溝幅は、ロータ外周面２１側の溝幅よりも狭くてもよい。溝幅および丘幅の寸法比は適時組み合わせてもよい。丘幅の寸法比を適時組み合わせることで、ロータ部２０の回転精度が向上する。回転精度の向上により、ポンプの振動が低減され、さらに、移送される流体量のばらつきが低減される。

また、本実施形態において、複数のヘリングボーン溝および複数のスパイラル溝の溝深さは一定である。つまり、１つの動圧溝の一端部から他端部までの溝深さの寸法は、同一である。ただし、溝深さの寸法はこの限りではない。例えば、１つの動圧溝において、溝深さを変えてもよい。たとえば、複数のヘリングボーン溝において、折り返し部６１１の溝深さは、外側動圧溝６１２または内側動圧溝６１３の少なくとも一方の端部の溝深さよりも浅くてもよい。また、上スラスト動圧溝６２および下スラスト動圧溝６３において、ロータ内周面２２側の溝深さは、ロータ外周面２１側の溝深さよりも浅くてもよい。溝深さに寸法は、適時組み合わせてもよい。溝深さの寸法を適時組み合わせることで、ロータ部２０の回転精度が向上する。回転精度の向上により、ポンプの振動が低減され、さらに、移送される流体量のばらつきが低減される。

図５は、ハウジング１０におけるロータ収容部１３の縦断面図を示す。本実施形態において、第２動圧溝７０は、ロータ収容部１３の内側にあるハウジング内周面１３１に配置される。第２動圧溝７０は、複数のスパイラル溝である。第２動圧溝７０は、ロータ部が回転軸２を中心軸に回転すると、流入口１１から流出口１２へ流体を移送させる方向に配置される。第２動圧溝７０は、中心軸に対して傾斜方向に延びる。より好ましくは、第２動圧溝７０は、ロータ部の軸方向長さよりも長い。第２動圧溝７０がロータ部の軸方向長さよりも長いことで、流体を移送させるポンピング力が作用する面積が広くなり、移送圧力を高めることができる。

図６および図７は、第２動圧溝７０の変形例を模したハウジング１０の縦断面図である。図６および図７に示すように、第２動圧溝７０Ａおよび７０Ｂは、円周方向にハウジング内周面１３１Ａおよび１３１Ｂに配列された複数のヘリングボーン溝である。

図６に示すように、第２動圧溝７０Ａは、折り返し部６１１Ａから異なった方向に動圧溝が延びる複数のヘリングボーン溝である。より好ましくは、流入口１１Ａに延びる動圧溝の長さは、流出口１２Ａに延びる動圧溝よりも長い。ロータ部が回転軸２Ａを中心軸に回転すると、流入口１１Ａに延びる動圧溝の長さが長いことで、流体を流入口１１Ａから流出口１２Ａへ移送することができる。さらに、折り返し部６１１Ａに集められた流体の動圧力により、ロータ部の振れ回りが小さくなり、ロータ部の回転精度が向上する。回転精度の向上により、ポンプの振動が低減され、さらに、移送される流体量のばらつきが低減される。

図７に示すように、第２動圧溝７０Ｂは、折り返し部６１１Ｂから異なった方向に動圧溝が延びる複数のヘリングボーン溝である。さらに、異なった方向に延びる動圧溝は、折り返し部６１１Ｂでつながらない。つまり、折り返し部６１１Ｂには丘部分が形成される。図６に示すような折り返し部が溝部分である形状と比較して、折り返し部６１１Ｂは、ロータ外周面との間隙が狭くなることで、動圧力がより高められる。したがって、ロータ部が回転軸２Ｂを中心軸に回転すると、折り返し部６１１Ｂに集められた流体の動圧力により、さらに、ロータ部の振れ回りが小さくなり、ロータ部の回転精度が向上する。回転精度の向上により、ポンプの振動が低減され、さらに、移送される流体量のばらつきが低減される。

図１に示すように、マグネット５０は、第２動圧溝７０と径方向に対向する。さらに、ステータ４０は、マグネット５０と径方向に対向する。マグネット５０、ステータ４０および第２動圧溝７０がお互いに径方向に対向することで、軸方向の高さを低くすることができる。

図８は、変形例であるポンプ１Ｃの縦断面図を示す。ロータ部２０Ｃは、マグネット５０Ｃ、第１動圧部６０Ｃおよび第２動圧部７０Ｃを有する。以下、図１との違いのみを説明する。

マグネット５０Ｃは、ロータ外周面２１Ｃの近傍に配置される。さらに、マグネット５０Ｃは、第２動圧溝７０Ｃと軸方向に並んで配置される。本実施形態では、マグネット５０Ｃは、第２動圧溝７０Ｃよりも流出口１２Ｃ側に配置される。また、マグネット５０Ｃは、第２動圧溝７０Ｃよりも流入口１１Ｃ側に配置されてもよい。マグネット５０Ｃの一部が、第２動圧溝７０Ｃと軸方向に重なってもよい。マグネット５０Ｃが第２動圧溝７０Ｃと軸方向に並んで配置されることで、径方向の寸法を小さくすることができる。

図１および図８に示すように、ロータ部において、マグネットと第２動圧溝との位置を変えることで、ポンプの軸方向および径方向の寸法を変えることができる。したがって、ポンプの薄型化において、電子部品等の形状に合わせて、様々な寸法のポンプを提供することができる。

図９は、変形例であるポンプ１０Ｄの縦断面図を示す。ロータ部２０Ｄは、ロータ円筒部２５Ｄとロータ傾斜部２６Ｄとを有する。さらに、ロータ収容部１３Ｄは、ロータ部２０Ｄの形状に合わせて、ロータ部２０Ｄの外周面と間隙を介して対向する円筒面と傾斜面とを有する。マグネット５０Ｄは、ロータ円筒部２５Ｄの外周面近傍に配置され、ステータ４０Ｄと径方向に対向する。第２動圧溝７０Ｄは、ロータ収容部１３Ｄのハウジング内周面１３１Ｄに配置される。本実施形態では、第２動圧溝７０Ｄは、ハウジング内周面１３１Ｄの傾斜面に配置される。なお、第２動圧溝７０Ｄは、ハウジング内周面１３１Ｄの円筒面に配置されてもよい。また、第２動圧溝７０Ｄは、ロータ傾斜部２６Ｄであるロータ外周面２１Ｄに配置されてもよい。

流入口１１Ｄは、ロータ収容部１３Ｄにおいて、ロータ傾斜部２６Ｄの径寸法の小さい部分と対向する部位に開口する。ロータ部２０Ｄが回転軸２Ｄを中心軸として回転すると、流体は、第２動圧溝７０Ｄによって、ロータ傾斜部２６Ｄの径寸法の小さい側から、径寸法の大きい側へ移送される。さらに、ロータ傾斜部２６Ｄの形状に沿って、流体は、遠心力により、径寸法の大きい側へ移送される。つまり、第２動圧溝７０Ｄの移送力と、ロータ傾斜部２６Ｄによる遠心力との作用により、流体の移送圧力を高めることができる。

なお、本実施形態では、マグネット５０Ｄと第２動圧溝７０Ｄとは軸方向に並んで配列される。しかし、この限りではなく、マグネット５０Ｄの一部が第２動圧溝７０Ｄと軸方向に重なってもよい。また、マグネット５０Ｄは、第２動圧溝７０Ｄと径方向に対向して配置されてもよい。マグネット５０Ｄと第２動圧溝７０Ｄとが軸方向に重なることで、ポンプ１Ｄを軸方向に低くすることができる。また、マグネット５０Ｄが第２動圧溝７０Ｄと径方向に対向して配置されるとき、ロータ部２０Ｄは、ロータ円筒部２５Ｄを有さなくてもよい。このとき、さらにポンプ１Ｄを軸方向に低くすることができる。

図１０において、変形例であるポンプ１０Ｅの縦断面図を示す。以下、図１との違いのみを説明する。

軸部３０Ｅは、端部側から中心部側に向かって、外径寸法が小さくなるように傾斜する２つの軸外周面３１Ｅを有する。さらに、ロータ部２０Ｅは、軸外周面３１Ｅと間隙を介して対向する２つのロータ内周面２２Ｅを有する。ロータ内周面２２Ｅは、ロータ上面２３Ｅおよびロータ下面２４Ｅから中心方向に向かって、内径寸法が小さくなるに傾斜する面である。２つの軸外周面３１Ｅの間、および２つのロータ内周面２２Ｅに間には、それぞれ略円筒面を有する。また、当該円筒面が配置されずに、２つの軸外周面３１Ｅおよび２つのロータ内周面２２Ｅが、それぞれ連続してもよい。

軸外周面３１Ｅまたはロータ内周面２２Ｅの少なくとも一方の面には、第１動圧溝６０Ｅが配置される。本実施形態では、第１動圧溝６０Ｅは、複数のヘリングボーン溝である。複数のヘリングボーン溝は、ロータ部２０Ｅが回転軸２Ｅを中心軸に回転すると、折り返し部６１１Ｅに流体が集められるように配置される。折り返し部６１１Ｅに集められた流体により、第１動圧溝６０Ｅは、ラジアル動圧力とスラスト動圧力を同時に発生させる。したがって、ロータ部２０Ｅに、ラジアル動圧溝とスラスト動圧溝とをそれぞれ配置する必要がない。１つのヘリングボーン溝列が、ラジアル動圧溝とスラスト動圧溝の動圧作用を同時に発生させることができる。軸方向に複数のヘリングボーン溝である２つの動圧溝列を配置させることで、ロータ部２０Ｅの振れ回りが小さくなり、ロータ部２０Ｅの回転精度が向上する。回転精度の向上により、ポンプの振動が低減され、さらに、移送される流体量のばらつきが低減される。

なお、本実施形態では、軸方向に並んだ２つの傾斜面に複数のヘリングボーン溝が配置された形状を示している。ただし、この限りではない。たとえば、一方の動圧溝列が図１０に示すような傾斜面に配列され、他方の動圧溝列が図１に示すようなラジアル動圧溝とスラスト動圧溝に分かれた動圧溝列を有してもよい。

図１１は、本発明の第２実施形態に係るポンプ１Ｆの縦断面図である。図１１に示すように、本実施形態のポンプ１Ｆは、ハウジング１０Ｆ、ロータ部２０Ｆ、および軸部３０Ｆを有する。以下、図１との違いのみを説明する。

ハウジング１０Ｆは、流体を移送するための管に接続される筐体である。ハウジング１０Ｆは、管に接続するための接続口を有す。管は、流体をポンプに送りこむ流入口１１Ｆと、流体をポンプから排出する流出口１２Ｆに接続される。流入口１１Ｆおよび流出口１２Ｆは、それぞれハウジング内周面１３１Ｆに開口するように貫通する。開口位置はこの限りではなく、流入口１１Ｆまたは流出口１２Ｆのどちらか一方が、内面１３２Ｆに開口してもよい。

流入口１１Ｆは、ロータ収容部１３Ｆへ貫通する。さらに、流出口１２Ｆは、ロータ収容部１３Ｆへ貫通する。つまり、流入口１１Ｆは、ロータ収容部１３Ｆを経て、流出口１２Ｆへ通じる。

ロータ部２０Ｆは、軸部３０Ｆを中心軸とし、軸部３０Ｆが軸方向に挿通する略円筒形状である。さらに、ロータ部２０Ｆは、ロータ収容部１３Ｆに配置される。ロータ部２０Ｆのロータ外周面２１Ｆの近傍に、マグネット５０Ｆが配置される。マグネット５０Ｆは、ステータ４０Ｆと径方向に対向するように配置される。つまり、軸部３０Ｆ、マグネット５０Ｆ、およびステータ４０Ｆは、それぞれ径方向に重なるように配置される。

ロータ外周面２１Ｆまたはハウジング内周面１３１Ｆの少なくとも一方の面には、第２動圧溝７０Ｆを有する。また、第２動圧溝７０Ｆは、ロータ外周面２１Ｆまたはハウジング内周面１３１Ｆの両方に配置されてもよい。

流入口１１Ｆ、ロータ収容部１３Ｆおよび流出口１２Ｆに至る空間には流体が介在する。ロータ部２０Ｆの回転により、第２動圧溝７０Ｆにポンピング作用が発生し、流体を流入口１１Ｆから流出口１２Ｆへ移送させることができる。さらに、ロータ収容部１３Ｆは流体で満たされることから、ロータ部２０Ｆと、軸部３０Ｆおよびロータ収容部１３Ｆとの間で、第１動圧溝６０Ｆにより動圧力が発生する。当該動圧力により、ロータ部２０Ｆの回転が支持される。ロータ部２０Ｆは、第１動圧溝６０Ｆおよび第２動圧溝７０Ｆの動圧作用により、ロータ収容部１３Ｆ内で非接触の状態で回転する。このことにより、ロータ部２０Ｆは、軸部３０Ｆおよびハウジング１０Ｆと接触することなく回転する。ロータ部２０Ｆ、軸部３０Ｆおよびハウジング１０Ｆの摩耗が発生せず、高寿命なポンプを供給できる。さらに、非接触により、流体への損傷または変質などを発生させることなく、流体の移送を行うことができる。さらに、軸外周面３１Ｆとロータ内周面２２Ｆとの間隙の幅は、ハウジング内周面１３１Ｆとロータ外周面２１Ｆとの間隙の幅よりも狭い。軸外周面３１Ｆとロータ内周面２２Ｆとの間隙の幅が、ハウジング内周面１３１Ｆとロータ外周面２１Ｆとの間隙の幅よりも狭いことで、ロータ部２０Ｆの振れ回りが小さくなり、ロータ部２０Ｆの回転精度が向上する。回転精度の向上により、ポンプの振動が低減され、さらに、移送される流体量のばらつきが低減される。

図１２は、ハウジング１０Ｆにおけるロータ収容部１３Ｆの断面図を示す。本実施形態において、第２動圧溝７０Ｆは、ロータ収容部１３Ｆの内部にあるハウジング内周面１３１Ｆに配置される。第２動圧溝７０Ｆは、複数のヘリングボーン溝であって、軸方向に２つの動圧溝列が配置される。当該２つの動圧溝列は、円周方向にそれぞれ異なる方向に配列される。複数のヘリングボーン溝は、折り返し部６１１Ｆを有する。好ましくは、それぞれの動圧溝列の折り返し部６１１Ｆは、流入口１１Ｆおよび流出口１２Ｆと軸方向に重なる。

より具体的には、一方の動圧溝列は、折り返し部６１１Ｆが流入口１１Ｆと軸方向に重なる。さらに、ロータ部が回転軸２Ｆを中心軸に回転すると、一方の動圧溝列が、流入口１１Ｆから流体を引き入れる作用を持つように複数のヘリングボーン溝が配置される。

他方の動圧溝列は、折り返し部６１１Ｆが流出口１２Ｆと軸方向に重なる。さらに、ロータ部が回転軸２Ｆを中心軸に回転すると、他方の動圧溝列が、流入口１２Ｆから流体を排出する作用を持つように複数のヘリングボーン溝が配置される。つまり、２つの動圧溝列は、それぞれ流入口１１Ｆから流体を引き入れる作用と、流出口１２Ｆから流体を排出する作用とを有する。より具体的には、流入口１１Ｆに配置された動圧溝列は、ロータ部の回転によって、折り返し部６１１Ｆから上下方向に延びる動圧溝に沿って、流体がロータ収容部１３Ｆの内側に引き込まれる。また、流出口１２Ｆに配置された動圧溝列は、ロータ部の回転によって、折り返し部６１１Ｆから上下方向に延びる動圧溝に沿って、折り返し部６１１Ｆに流体が集まる。折り返し部６１１Ｆと流出口１２Ｆとが軸方向に重なることで、流体は、流出口１２Ｆから排出される。

図１２では、２つの複数のヘリングボーン溝が軸方向に配置される。図１３に示すように、流出口１２Ｇ側のみに複数のヘリングボーン溝が配置されてもよい。また、図１４に示すように、流入口１１Ｈ側のみに複数のヘリングボーン溝が配置されてもよい。

図１５に示すように、第２動圧溝７０Ｊは、折り返し部６１１Ｊから異なった方向に動圧溝が延びる複数のヘリングボーン溝である。さらに、異なった方向に延びる動圧溝は、折り返し部６１１Ｊでつながらない。つまり、折り返し部６１１Ｊには丘部分が形成される。図１２に示すような折り返し部が溝部分である形状と比較して、折り返し部６１１Ｊは、ロータ外周面との間隙が狭くなることで、動圧力がより高められる。したがって、ロータ部が回転軸を中心軸に回転すると、折り返し部６１１Ｊの動圧力により、流体の移送圧力が高められる。

本実施形態において、流出口を流れる流体の管内圧力は、第２動圧溝で発生する流体の最大移送圧力よりも小さい。より好ましくは、圧力関係は、（流入口の管内圧力）＝（流出口の管内圧力）＜（第２動圧溝により最大移送圧力）である。流入口および流出口の管内圧力を、第２動圧溝で発生する移送圧力よりも小さくすることで、安定した移送を行うことができる。

ロータ部の回転数を変化させることで、移送させる流体量を制御することができる。たとえば、ロータ部の回転数を上げることで、第２動圧溝によって発生するポンピング力は増加する。結果として、移送圧力を高めることができ、移送される流体量が増す。また、第２動圧溝の本数を変化させることでも、移送される流体量を制御することができる。たとえば、第２動圧溝の本数を増すことで、第２動圧溝によって発生するポンピング力は増加する。結果として、移送圧力を高めることができ、移送される流体量が増す。これらは、適時、組み合わせてもよい。

本実施形態において、第１動圧溝の溝深さは、第２動圧溝の溝深さと同等または浅い。また、第１動圧溝の丘幅は、第２動圧溝の丘幅と同等または狭い。第１動圧溝の溝深さを第２動圧溝の溝深さよりも浅くすることで、第１動圧溝へ流入する流体量を低減することができ、より第２動圧溝へ流体を移送することができる。また、第１動圧溝の丘幅を第２動圧溝の丘幅よりも狭くすることで、第１動圧溝へ流入する流体量を低減することができ、より第２動圧溝へ流体を移送することができる。

本実施形態において、第１動圧溝および第２動圧溝は、溝形状を模した電極を用いた電解加工方法によって作成される。電解加工方法によって、当該動圧溝の深さおよび幅の寸法は、精度よく作成される。また、切削加工方法によって、当該動圧溝が作成されてもよい。さらに、プレス等による塑性変形によって、当該動圧溝が作成されてもよい。ハウジングまたはロータ部が樹脂材料の場合、樹脂成型の金型に予めに動圧溝の形状を形成し、射出成型時に当該動圧溝を作成してもよい。これらは、適時、組み合わせてもよい。

また、本発明のポンプは、電子部品以外の機器に用いられるものであってもよい。例えば、医療機器における薬剤の移送に、本発明を適用してもよい。

また、ハウジングおよびポンプの細部の形状については、本願の各図に示された形状と、相違していてもよい。

また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

本発明は、電子機器を冷却する冷媒液の移送に利用できる。

１ポンプ
２回転軸
１０ハウジング
１１流入口
１２流出口
１３ロータ収容部
１３１ハウジング内周面
１３２内面
２０ロータ部
２１ロータ外周面
２２ロータ内周面
２３ロータ上面
２４ロータ下面
２５ロータ円筒部
２６ロータ傾斜部
３０軸部
３１軸外周面
４０ステータ
４１ステータコア
４２コイル
５０マグネット
６０第１動圧溝
６１ラジアル動圧溝
６１１折り返し部
６１２外側動圧溝
６１３内側動圧溝
６２上スラスト動圧溝
６３下スラスト動圧溝
６３１内周溝
６３２外周溝
７０第２動圧溝
８０循環孔
８１上開口部
８２下開口部

Claims

上下方向に延びる軸部と、
前記軸部の外周を囲み、マグネットを含むロータ部と、
前記軸部に接続され、前記回転部を内部に収容するハウジングと、
を有し、
前記ハウジングは、
前記マグネットと対向するステータと、
前記ロータ部を収容するロータ収容部と、
前記ロータ収容部を貫通する流入口および流出口と、
を有し、
前記ロータ部、前記軸部または前記ロータ収容部の少なくとも一方の面には、前記ロータ部の回転を支持する第１動圧溝を備え、
前記ロータ部または前記ロータ収容部の少なくとも一方の面には、前記流入口から前記流出口へ流体を送る第２動圧溝を備え、
前記ロータ部は、軸方向に貫通する貫通孔を備える動圧軸受ポンプ。
請求項１に記載の動圧軸受ポンプであって、
前記ロータ部は、前記軸部を中心軸とし、前記軸部が軸方向に挿通する略円筒形状であって、
前記軸部の軸外周面または前記ロータ部のロータ内周面の少なくとも一方には、前記第１動圧溝である、ラジアル動圧溝を有する。
請求項１乃至２のいずれかに記載の動圧軸受ポンプであって、
前記ロータ部は、前記軸部を中心軸とし、前記軸部と略直交するロータ上面とロータ下面とを有し、
前記ロータ上面または前記ロータ下面と、前記ロータ収容部の内面との少なくとも一方には、前記第１動圧溝である、スラスト動圧溝を有し、
前記貫通孔は、前記ロータ上面または前記ロータ下面の少なくとも一方の面に開口する。
請求項１乃至３のいずれかに記載の動圧軸受ポンプであって、
前記第２動圧溝には、複数のスパイラル溝または複数のヘリングボーン溝が形成される。
請求項１に記載の動圧軸受ポンプであって、
前記ロータ部は、前記軸部を中心軸とし、前記軸部が軸方向に挿通する略円筒形状であって、
前記ロータ部は、
前記軸部の軸外周面と対向するロータ内周面と、
前記ロータ収容部のハウジング内周面と対向するロータ外周面と、
前記軸部と略直交するロータ上面とロータ下面と、
を備え、
前記貫通孔は、前記ロータ上面または前記ロータ下面の少なくとも一方の面に開口し、
前記軸外周面または前記ロータ内周面の少なくとも一方の面に配置されるラジアル動圧溝と、
前記ロータ収容部の内面、前記ロータ上面または前記ロータ下面の少なくとも一方の面に配置されるスラスト動圧溝と、
前記ハウジング内周面または前記ロータ外周面の少なくとも一方の面に配置される前記第２動圧溝と、を備える。
請求項５に記載の動圧軸受ポンプであって、
前記スラスト動圧溝は、前記流体を前記ロータ内周面の方向に移送する複数のスパイラル溝である。
請求項５乃至６のいずれかに記載の動圧軸受ポンプであって、
前記ラジアル動圧溝は、複数のヘリングボーン溝であって、
前記軸外周面と前記ロータ内周面との間隙の幅は、前記ハウジング内周面と前記ロータ外周面との間隙の幅よりも狭い。
請求項５乃至７のいずれかに記載の動圧軸受ポンプであって、
前記マグネットと前記第２動圧溝とは、前記中心軸に対して、径方向に対向して配置される。
請求項５乃至７のいずれかに記載の動圧軸受ポンプであって、
前記マグネットと前記第２動圧溝とは、軸方向に並んで配置される。
請求項５乃至９のいずれかに記載の動圧軸受ポンプであって、
前記第２動圧溝は、複数のスパイラル溝であって、
前記ロータ部の回転によって、流体が前記流入口から前記流出口に送られる方向に前記スパイラル溝が配置される。
請求項１０に記載の動圧軸受ポンプであって、
前記流出口および前記流入口は、前記ロータ上面と前記ロータ下面のそれぞれに開口し、
前記貫通孔の開口位置は、前記流出口および前記流入口よりも中心軸方向に位置する。
請求項５乃至９のいずれかに記載の動圧軸受ポンプであって、
第２動圧溝は、周方向に配置される複数のヘリングボーン溝であって、
前記ヘリングボーン溝は、傾斜方向が異なる２つのスパイラル溝と、前記スパイラル溝の中心に位置する折り返し部とを備える。
請求項１２に記載の動圧軸受ポンプであって、
前記流出口および前記流入口は、前記ロータ外周面にそれぞれ開口する。
請求項１３に記載の動圧軸受ポンプであって、
第２動圧溝は、１つの周方向に配置される前記複数のヘリングボーン溝であって、
前記折り返し部は、前記流出口または前記流入口の開口と重なる位置に配置される。
請求項１３に記載の動圧軸受ポンプであって、
第２動圧溝は、２つの周方向に配置された前記複数のヘリングボーン溝であって、
一方の前記折り返し部は、前記流出口の開口と重なる位置に配置され、
他方の前記折り返し部は、前記流入口の開口と重なる位置に配置され、
２つの前記折り返し部の折り返し方向は、前記ロータ部の回転方向に対して、正逆方向を向く。
請求項１に記載の動圧軸受ポンプであって、
前記ロータ部は、前記軸部を中心軸とし、前記軸部が軸方向に挿通する略円筒形状であって、
前記ロータ部は、
前記軸部の軸外周面と対向するロータ内周面と、
前記ロータ収容部のハウジング内周面と対向するロータ外周面と、
前記軸部と略直交するロータ上面とロータ下面と、
を備え、
前記軸外周面と前記ロータ内周面とは、前記ロータ上面または前記ロータ下面に向かって径方向に拡大する傾斜面を有し、
傾斜する前記軸外周面または前記ロータ内周面の少なくとも一方の面には、前記第１動圧溝が配置され、
前記ハウジング内周面または前記ロータ外周面の少なくとも一方の面には、前記第２動圧溝が配置され、
前記貫通孔は、前記ロータ上面または前記ロータ下面の少なくとも一方の面に開口する。
請求項１６に記載の動圧軸受ポンプであって、
前第２動圧溝は、複数のスパイラル溝であって、
前記ロータ部の回転によって、流体が前記流入口から前記流出口に送られる方向に前記スパイラル溝が配置される。
請求項１７に記載の動圧軸受ポンプであって、
前記流出口および前記流入口は、前記ロータ上面と前記ロータ下面のそれぞれに開口し、
前記貫通孔の開口位置は、前記流出口および前記流入口よりも中心軸方向に位置する。
請求項１６に記載の動圧軸受ポンプであって、
第２動圧溝は、周方向に配置される複数のヘリングボーン溝であって、
前記ヘリングボーン溝は、傾斜方向が異なる２つのスパイラル溝と、前記スパイラル溝の中心に位置する折り返し部とを備える。
請求項１９に記載の動圧軸受ポンプであって、
前記流出口および前記流入口は、前記ロータ外周面にそれぞれ開口する。
請求項２０に記載の動圧軸受ポンプであって、
第２動圧溝は、１つの周方向に配置される前記複数のヘリングボーン溝であって、
前記折り返し部は、前記流出口または前記流入口の開口と重なる位置に配置される。
請求項２０に記載の動圧軸受ポンプであって、
第２動圧溝は、２つの周方向に配置された前記複数のヘリングボーン溝であって、
一方の前記折り返し部は、前記流出口の開口と重なる位置に配置され、
他方の前記折り返し部は、前記流入口の開口と重なる位置に配置され、
２つの前記折り返し部の折り返し方向は、前記ロータ部の回転方向に対して、正逆方向を向く。
請求項１乃至２２のいずれかに記載の動圧軸受ポンプであって、
前記流出口を流れる流体の管内圧力は、前記第２動圧溝で発生する流体の最大移送圧力よりも小さい。
請求項１乃至２３のいずれかに記載の動圧軸受ポンプであって、
前記第１動圧溝の溝深さは、前記第２動圧溝の溝深さと同等または浅く、
前記第１動圧溝の丘幅は、前記第２動圧溝の丘幅と同等または狭い。