JP2549819Y2

JP2549819Y2 - ポンプ

Info

Publication number: JP2549819Y2
Application number: JP1991014062U
Authority: JP
Inventors: 幸二島戸
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1991-03-12
Filing date: 1991-03-12
Publication date: 1997-10-08
Anticipated expiration: 2006-03-12
Also published as: JPH04109494U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、ポンプに関し、特に動
圧軸受け構造を有する大型のマグネットポンプに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、大型のマグネットポンプに
は、動圧軸受け構造が適用されている。この軸受け構造
として例えば、インペラを備えたロ−タと、そのロ−タ
を回転可能に支持する支軸とを有し、ロ−タの回転に伴
い、インペラによって流体を圧送するポンプにおいて、
ロ−タ及び支軸にそれぞれスラスト軸受け面及びラジア
ル軸受け面を形成すると共に、各軸受け面のロ−タ側若
しくは支軸側のいずれか一方には動圧発生用の溝を形成
したものが知られている。

【０００３】この軸受け構造では、ロ−タの回転が上昇
するに従い、ロ−タとラジアル軸受け面との間に設けら
れたクリアランス、及びロ−タとスラスト軸受け面との
間に設けられたクリアランスの中に、溝を介して流体が
強制的に導入される。この時、クリアランス内に流体に
よる動圧が発生し、その圧力によってロ−タが支軸に接
触することなく回転される。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】このような軸受けを大
型のマグネットポンプに適用する場合、軸受けに高い剛
性を確保する必要がある。そのため、一般にクリアラン
スは、１０〜２０μｍ程度と小さく形成される。ところ
が、前記の構造では、流体はスラスト軸受け面とロ−タ
との間のクリアランスに導入された後にラジアル軸受け
面とロ−タとの間のクリアランスに導入されるため、ロ
−タの回転当初には流体はラジアル軸受け側のクリアラ
ンス中央部分に充分に導入されないことがある。このよ
うな場合、ロ−タのラジアル支持に必要とされる充分な
動圧が発生しないため、ロ−タとラジアル軸受け面とが
互いに接触して発熱し、故障が生じ易くなるという問題
がある。

【０００５】本考案は上記の問題点に鑑みて成されたも
のであり、その目的は、流体をラジアル軸受け面のクリ
アランス中央部分へ速やかにかつ確実に導入すること
で、ロ−タとラジアル軸受け面との接触に起因する発熱
を未然に防止することが可能な、動圧軸受け構造を有す
るポンプを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するために本考案は、インペラを備えたロータと、その
ロータを回転可能に支持する支軸とを有し、ロータの回
転に伴い、インペラによって流体を圧送するポンプにお
いて、前記ロータ及び支軸にそれぞれスラスト軸受け面
及びラジアル軸受け面を形成すると共に、各軸受け面の
ロータ側若しくは支軸側のいずれか一方には動圧発生用
の溝を形成し、前記支軸にはその支軸近傍の前記圧送前
の流体を動圧発生用としてラジアル軸受け面に導入可能
な通路を設けている。

【０００７】従って、前記構造によれば、ロ−タの起動
時に流体はロータの回転の上昇によりスラスト軸受け面
とロ−タとの間に導入された後にラジアル軸受け面とロ
−タとの間に導入される。また、流体は支軸に設けられ
た通路を介して、直接ラジアル軸受け面のクリアランス
中央部分に速やかにかつ確実に導入される。その結果、
ロ−タの回転当初からロ−タのラジアル支持に必要とさ
れる充分な動圧が発生するため、ロ−タとラジアル軸受
け面及びスラスト軸受け面とが互いに接触したり、発熱
したりすることがなく、故障の発生を未然に防止するこ
とが可能になる。

【０００８】前記通路は前記支軸の軸線に沿って延びる
と共に、支軸の端部で閉口する軸方向部分と、その軸方
向部分から放射方向に分岐してラジアル軸受け面上にて
開口する放射方向部分とを備えることが望ましい。その
理由は、軸方向部分の開口を流体内に配置して、回転当
初においても圧送される流体を速やかに前記通路に導入
することができるからである。また、加工が容易だから
である。

【０００９】前記通路は直径０．５〜３．０mm程度であ
ることが望ましい。この値が０．５mm未満であると、ロ
−タの起動時に、流体が前記通路を介してクリアランス
中央部分まで充分に導入されない。また、３．０mmより
大きいと、クリアランス中央部分に流体が導入されても
高い動圧が発生しない。

【００１０】

【実施例】以下に本考案を動圧軸受け構造を有する大型
のマグネットポンプに具体化した一実施例について、図
面を参照しながら詳細に説明する。図１に示されるよう
に、べ−スＢの中央には支軸１が突設され、その支軸１
の外周部分にはラジアル軸受け２が形成されている。ま
た、この支軸１には、ラジアル軸受け２の両側に位置す
るように、炭化ケイ素等のセラミックスからなる一対の
スラスト軸受け３が所定の間隔を隔てて挿通固定されて
いる。

【００１１】一対のスラスト軸受け３の間に位置するロ
−タ４は、支軸１に挿通された状態で、回転可能に支持
されている。ロ−タ４とスラスト軸受け３のスラスト軸
受け面３ａとの間及びロ−タ４とラジアル軸受け２のラ
ジアル軸受け面２ａとの間には１０〜２０μｍ程度のク
リアランスＣ１、Ｃ２が形成される。このロ−タ４は炭
化ケイ素等のセラミックスからなり、リング状に形成さ
れる。ロ−タ４の外周部分には、樹脂或いはアルミニウ
ム製のインペラ５がロ−タ４と一体回転可能に形成さ
れ、この回転により水が所定方向に圧送される。

【００１２】インペラ５のベ−スＢ側表面には、着磁さ
れたリング状のマグネット６が装着されている。また、
前記ベ−スＢのマグネット６に対向する位置には、複数
のコイル７が一定間隔を隔てて同心円状に配置されてい
る。更に、スラスト軸受け３のスラスト軸受け面３ａに
は、クリアランスＣ１に流体（本実施例では水）を導入
するための複数の放射状の溝８が形成されている。ま
た、ラジアル軸受け２のラジアル軸受け面２ａには、前
記クリアランスＣ１に導入された水をクリアランスＣ２
に導入して、動圧を発生するための複数の溝９が形成さ
れている。

【００１３】前記支軸１には通路１０が形成されてい
る。この通路１０は支軸１の端部にて開口すると供に、
軸方向に延びる軸方向部分１１と、その軸方向部分１１
から分岐して放射状に延びる放射方向部分１２とを備え
ている。放射方向部分１２はラジアル軸受け面２ａ上に
おいてクリアランスＣ２に向かって開口している。更に
この通路１０の内径は３mmに設定されている。

【００１４】上記のように構成された本実施例では、ロ
−タ４の停止時には、ロ−タ４及びインペラ５の自重に
よりロ−タ４がいずれかの軸受け面２ａまたは３ａに接
触した状態で停止している。そこで、各コイル６に通電
されると、コイル６に発生する磁界とマグネット７との
相互作用により、ロ−タ４及びインペラ５が一体回転し
始め、インペラ５による水の圧送が開始される。

【００１５】回転が徐々に上昇するに従い、インペラ５
が水を圧送し下方向の水流Ｗが形成される。この時、支
軸１の近傍には水流Ｗが発生し、水が通路１０を通って
クリアランスＣ２の中央部分に供給される。また、水は
先ずスラスト軸受け面３ａの溝８によってクリアランス
Ｃ１内に導入され、そして、ラジアル軸受け面２ａの溝
９によって、前記クリアランスＣ１からクリアランスＣ
２に導入される。この時、既に前記通路１０の作用によ
りクリアランスＣ２の中央部分に水が充分導入されてい
るため、回転当初であっても、ロ−タ４のラジアル支持
に必要とされる充分な動圧が発生する。その結果、ロ−
タ４は各軸受け面に２ａ及び３ａに接触することはな
く、速やかに回転速度が上昇し１８００rpm 以上の所望
の回転数に到達する。

【００１６】また、各コイル７への通電が停止される
と、ロ−タ４が徐々に減速し、やがて停止する。この実
施例によると、クリアランスＣ１及びＣ２を小さくして
もクリアランスＣ１及びＣ２に確実に水を供給できるた
め、ロ−タ４と各軸受け面２ａ及び３ａとが互いに接触
する虞がなく、軸受けに高い剛性を確保することが容易
になる。また、起動停止が頻繁に行われるような用途
や、耐久性及び信頼性が要求されるような用途に対して
も充分使用し得るものである。

【００１７】

【別の実施例】尚、本考案は前記実施例に限定されるも
のではなく、考案の趣旨を逸脱しない範囲においてその
態様を変更することが可能である。水をクリアランスＣ
２中央部分に導入可能な構造であれば、前記通路１０を
任意の形状にすることも可能である。例えば、放射状部
分を複数個設けてもよい。また、水以外の流体を圧送す
るポンプに具体化しても良い。加えて、溝８，９をそれ
ぞれロ−タ側に設けても良い。

【００１８】

【考案の効果】以上詳述したように、本考案は流体をラ
ジアル軸受け面のクリアランス中央部分へ速やかにかつ
確実に導入することで、ロ−タとラジアル軸受け面との
接触に起因する発熱を未然に防止することが可能になる
という優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案を動圧軸受け構造を有する大型のマグ
ネットポンプに具体化した場合の一実施例を示す断面図
である。

【符号の説明】

１支軸、２ラジアル軸受け（２ａ，軸受け面）、３
スラスト軸受け（３ａ，軸受け面）、４ロ−タ、５
インペラ、８溝（スラスト軸受け面側）、９溝
（ラジアル軸受け面側）、１０通路。

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】インペラ（５）を備えたロータ（４）
と、そのロータ（４）を回転可能に支持する支軸（１）
とを有し、ロータ（４）の回転に伴い、インペラ（５）
によって流体を圧送するポンプにおいて、前記ロータ（４）及び支軸（１）にそれぞれスラスト軸
受け面（３ａ）及びラジアル軸受け面（２ａ）を形成す
ると共に、各軸受け面（２ａ，３ａ）のロータ（４）側
若しくは支軸（１）側のいずれか一方には動圧発生用の
溝（８，９）を形成し、前記支軸（１）にはその支軸
（１）近傍の前記圧送前の流体を動圧発生用としてラジ
アル軸受け面（２ａ）に導入可能な通路（１０）を設け
たことを特徴とするポンプ。