JP3362299B2 - 磁気結合ポンプ - Google Patents

磁気結合ポンプ

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JP3362299B2 JP19112696A JP19112696A JP3362299B2 JP 3362299 B2 JP3362299 B2 JP 3362299B2 JP 19112696 A JP19112696 A JP 19112696A JP 19112696 A JP19112696 A JP 19112696A JP 3362299 B2 JP3362299 B2 JP 3362299B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関及び電気自
動車の冷却系統に設けられるウォータポンプ等に使用さ
れる磁気結合ポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の磁気結合ポンプとして
は、例えば、図3に示すものが知られている。
【0003】この磁気結合ポンプは、吸込口51a,吐
出口51bを有する円筒状のハウジング51と、ハウジ
ング51に内装されてポンプ室52とモータ室53とを
区画する隔壁体54と、ステータコイル57が巻かれた
複数のステータコア56を有しモータ室53内に設けら
れたステータ55と、羽根59およびロータマグネット
60ならびに回転軸61を有してポンプ室52内に回動
自在に設けられたロータ58とを備えて構成されてい
る。なお、回転軸61は、軸受を備えた軸受部54aに
より軸支されている。
【0004】そして、上記構成の磁気結合ポンプは、各
ステータコイル57へ励磁電流を流して複数のステータ
コア56に回転磁界を発生させ、ロータマグネット60
に回転トルクを発生させることによりロータ58を回転
させている。この回転により、羽根59が吸込口51a
より流体をポンプ室52内に吸込み、吐出口51bより
吐出するように動作している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この流体中に
は、微細な異物が混入している場合があり、その異物が
ポンプ室内や、回転軸と軸受の間のすきまに堆積して、
回転軸等の摩耗原因となっていた。
【0006】そのため、特開平6−88588号公報に
は、羽根車の主軸を収容する軸受ハウジングに、流体が
流入する複数のスリットを放射状に設けて、流体中の異
物を捕捉する技術が提案されている。
【0007】しかしながら、上述したスリットで捕捉さ
れた異物は、流速により押されて移動し、スリットから
除去される。すなわち、異物は、一旦スリットに捕捉さ
れるものの、流体中へ再び放出されるため、流体系統が
循環回路の場合、流体中から異物が除去されず、異物が
流路を循環し続けて堆積,捕捉を繰り返すという問題が
ある。
【0008】また、ポンプをうず巻きポンプとする場
合、うず形のポンプ室は、一般には、ポンプ室の外周壁
の肉厚を漸増させて巴形状に形成することが行われてい
た(例えば、実開昭63−38696号公報参照)。し
かし、うず形室の巴形状の外周壁は、肉厚が偏肉状態と
なり、成形時に成形歪が生ずるという問題があった。
【0009】本発明は、上記問題点にかんがみてなされ
たものであり、流体中の異物を確実に除去するととも
に、成形歪の少ないうず形室を備えた磁気結合ポンプを
提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するためになされたものであり、請求項1の磁気結合
ポンプは、吸込口および吐出口を有し有底円筒状に形成
されたハウジングと、前記ハウジングに内装され前記吸
込口および吐出口に連通するポンプ室とモータ室とを区
画する隔壁体と、各々ステータコイルが巻かれた複数の
ステータコアを有し前記モータ室内に設けられたステー
タと、多数の羽根および前記複数のステータコアに対向
して配設されたロータマグネットならびに前記隔壁体に
軸支された回転軸を有して前記ポンプ室内に回動自在に
設けられたロータと、を備えた磁気結合ポンプであっ
て、前記隔壁体は、前記ポンプ室内にうず形室を形成す
るとともに該うず形室と前記吐出口とを連通する噴流口
を有するうず形壁を備え、前記うず形壁と前記ハウジン
グ内壁との間に異物溜め部が形成されるとともに、前記
異物溜め部の開口が前記噴流口の近傍に設けられてなる
ことを特徴とする磁気結合ポンプである。
【0011】請求項2の磁気結合ポンプは、請求項1記
載の磁気結合ポンプであって、前記隔壁体のうず形壁先
端縁と、前記ハウジングの奥底面との間に、前記ポンプ
室と異物溜め部とを連通する連通間隙が設けられてなる
ことを特徴とする。
【0012】請求項3の磁気結合ポンプは、請求項1乃
至2記載の磁気結合ポンプであって、前記うず形壁の噴
流口と前記異物溜め部の開口との間に前記吐出口方向へ
延びるガイド部を備えてなることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施態様を図面
に基づいて説明する。
【0014】本実施態様の磁気結合ポンプは、図1,2
に示すように、吸込口3,吐出口5を有するハウジング
1と、ハウジング1に内装されてポンプ室Pとモータ室
Mとを区画する隔壁体10と、複数のステータコア26
を有しモータ室M内に設けられたステータ25と、羽根
31,ロータマグネット32,回転軸34を有しポンプ
室P内に回動自在に設けられたロータ30とを備え、隔
壁体10は噴流口16を有するうず形壁15を備え、う
ず形壁15とハウジング内壁6との間に異物溜め部20
が形成され、異物溜め部20の開口21が噴流口16の
近傍に設けられて構成され、うず形壁15先端縁とハウ
ジング奥底面2との間には連通間隙23が設けられ、噴
流口16と異物溜め部開口21との間にはガイド部17
が設けられている。
【0015】ハウジング1は、奥底面2を有する有底円
筒状に形成され、ハウジング1内に隔壁体10が配設さ
れて、奥底面2側にうず形室Paを有するポンプ室P、
開口側にモータ室Mが形成され、開口部は蓋体8により
密閉されている。なお、モータ室Mには、電気的絶縁の
ためポッティング剤(熱硬化性エポキシ樹脂)が充填さ
れている。
【0016】ハウジング1の奥底面2中央部には、軸線
方向外方へ延びる吸込口3が設けられ、ポンプ室P外周
壁には、接線方向外方へ延びる吐出口5が設けられてい
る。
【0017】隔壁体10は、例えば、PPS樹脂(ポリ
フェニレンサルファイド樹脂)からなり、本体部11の
中央部には、モータ室M内に突出した有底穴状の軸受部
12を有し、本体部11外周部には、ポンプ室P方向に
突出した壁状のうず形壁15を備えて形成され、Oリン
グ13を介してハウジング1に水密状に取付けられてい
る。
【0018】うず形壁15は、図2の断面図に示す如
く、吐出口5に連通する噴流口16を有し、噴流口16
の下側を最小径として、反時計回り方向に半径が漸増
し、噴流口16の上側を最大径としたうず形状に形成さ
れている。このうず形壁15の内方に、ロータ30の多
数の羽根31を収容するうず形室Paが形成されてい
る。
【0019】うず形壁15の厚さt1 は、全周において
ほぼ一定に形成されており、噴流口16下端部には、吐
出口5方向へ延びる隔壁状のガイド部17が設けられて
いる。このガイド部17は、噴出流に沿う方向の長さ、
および先端部の形状は自在に設定することができる。ま
た、ポンプ室P外周のハウジング1の厚さt2 は、全周
においてほぼ一定に形成され、うず形壁15とハウジン
グ内壁面6との間には、巴形状の異物溜め部20が形成
されている。
【0020】異物溜め部20は、最大幅の部分に吐出口
5に連通する開口21が設けられ、開口21は、ガイド
部17を間にして噴流口16に隣接して設けられてい
る。
【0021】また、うず形壁15先端縁(図1の左端
側)と奥底面2との間には、うず形室Paと異物溜め部
20とを連通する連通間隙23が形成されている。この
連通間隙23は、本例では0.01mmに形成されてい
る。なお、符号4はロータ30の軸方向位置規定用のピ
ンであり、6aはハウジング1とうず形壁15の位置決
め部である。
【0022】ステータ25は、一端がロータマグネット
32と対向するように、周方向に配設された複数のステ
ータコア26と、各ステータコア26に巻装されたステ
ータコイル27と、円環状の磁気プレート28とを有
し、制御用の回路基板29を介して、各ステータコイル
27に励磁電流を流し、各ステータコア26の一端に回
転磁界を発生するように構成されている。
【0023】ロータ30は、非磁性材からなる円板を基
体にして形成され、一面側に設けられた多数の羽根31
と、他面側に配設された円環状のロータマグネット32
と、中央部に設けられた回転軸34とを備えて構成され
ている。
【0024】ロータマグネット32は、円周方向にNS
極が着磁され、複数のステータコア26の一端に隔壁体
10、および回転間隙を介して面対向して配設されてい
る。なお、符号33は磁力強化用の磁気プレートであ
り、35はロータ30の左右側の圧力差をなくすための
連通孔である。
【0025】このように構成された磁気結合ポンプは、
例えば、内燃機関及び電気自動車のインバータを冷却す
る流体の循環回路に装備される。
【0026】そして、この磁気結合ポンプは、複数のス
テータコア26に回転磁界を発生させ、この回転磁界に
よってロータマグネット32に回転トルクを発生し、ロ
ータ30が回転して、吸入口3から流体Lを吸込み、流
体Lに圧力エネルギーを与えて吐出口5より吐出する。
このとき、異物溜め部20内には、流体Lが充満してお
り、その圧力は、うず形室Pa内より相対的に低く淀ん
だ状態にある。
【0027】循環する流体L中に異物が混入している場
合、この異物の一部は、うず形室Pa内の流体Lの遠心
力によって、連通間隙23を経て異物溜め部20内に押
出され、異物溜め部20内に入った異物は、異物溜め部
20内外の圧力差により捕捉状態となって滞留する。
【0028】また、うず形室Pa内の残余の異物は、流
体Lとともに噴流口16より吐出口5へ向けて噴流す
る。このとき、流体Lの流れは、ガイド部17外端部を
離れると、一部がうず巻き流となり、流体L中の異物
は、うず巻き流により移動の方向を変えるとともに、後
続うず巻き流によって、押されるようにして開口21よ
り異物溜め部20内に移動する。
【0029】異物溜め部20内に移動した異物は、異物
溜め部20内外の圧力差により、捕捉状態となり、外部
へ出ることなく滞留する。従って、再び流体回路を流れ
ることがなく、流体Lが流体回路の循環を繰り返すうち
に、流体L中から、異物が確実に除去され総量が減少す
る。そのため、うず形室Pa内および軸受部12への異
物堆積を少なくして、軸受部12,回転軸34の摩耗を
軽減する。なお、連通孔35は、ロータ30の左右両側
の圧力差を平準化して、ロータ30の軸方向移動を防止
している。
【0030】また、うず形状のうず形室Pa形成に、均
等肉厚のうず形壁15を備えた構成なので、隔壁体10
成形時の偏肉による成形歪を回避している。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本発明の磁気結合ポ
ンプによれば、ポンプ室内にうず形室を形成するととも
に、うず形室に隣接して異物溜め部を設け、異物溜め部
の開口をうず形室の噴流口近傍に設けた構成なので、噴
流口における流体のうず巻き流により、流体中の異物を
捕捉して、異物溜め部内へ移動させることができる。ま
た、異物溜め部に入った異物は、異物溜め部内外の圧力
差により異物溜め部内に滞留し、流体中に放出されて再
び流れることがない。
【0032】従って、流体中の異物を確実に除去して、
うず形室や軸受部への異物の堆積を減少し、軸受部等の
摩耗を軽減することができる。
【0033】また、第2の発明の連通間隙を備えること
により、流体の遠心力により効率的に捕捉して、異物を
異物溜め部内に滞留し除去することができる。
【0034】また、第3の発明のガイド部を備えること
により、噴流口近傍において、流体に積極的にうず巻き
流を形成して、異物を異物溜め部開口へ移動させること
ができる。
【0035】さらに、ポンプ室のうず形室を、均等肉厚
のうず形壁により形成できるので、従来例のように、う
ず形室形成に当たって、ハウジングや隔壁体等を不均等
肉厚の外周壁とすることが回避でき、成形時の成形歪を
防止することができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施態様の磁気結合ポンプの断面
図。
【図2】図1のA−A線矢視断面図。
【図3】従来例に係る磁気結合ポンプの断面図。
【符号の説明】
1 ハウジング 2 奥底面 3 吸込口 5 吐出口 10 隔壁体 15 うず形壁 16 噴流口 17 ガイド部 20 異物溜め部 21 開口 23 連通間隙 25 ステータ 30 ロータ P ポンプ室 Pa うず形室 M モータ室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−61285(JP,A) 特開 平7−174097(JP,A) 特開 平7−211965(JP,A) 特開 昭59−3200(JP,A) 特開 昭55−114898(JP,A) 実開 平5−21197(JP,U) 実開 平2−90392(JP,U) 実開 平2−12093(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F04D 13/06 F04D 13/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸込口および吐出口を有し有底円筒状に
    形成されたハウジングと、 前記ハウジングに内装され前記吸込口および吐出口に連
    通するポンプ室とモータ室とを区画する隔壁体と、 各々ステータコイルが巻かれた複数のステータコアを有
    し前記モータ室内に設けられたステータと、 多数の羽根および前記複数のステータコアに対向して配
    設されたロータマグネットならびに前記隔壁体に軸支さ
    れた回転軸を有して前記ポンプ室内に回動自在に設けら
    れたロータと、を備えた磁気結合ポンプであって、 前記隔壁体は、前記ポンプ室内にうず形室を形成すると
    ともに該うず形室と前記吐出口とを連通する噴流口を有
    するうず形壁を備え、前記うず形壁と前記ハウジング内
    壁との間に異物溜め部が形成されるとともに、前記異物
    溜め部の開口が前記噴流口の近傍に設けられてなること
    を特徴とする磁気結合ポンプ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の磁気結合ポンプであっ
    て、 前記隔壁体のうず形壁先端縁と、前記ハウジングの奥底
    面との間に、前記ポンプ室と異物溜め部とを連通する連
    通間隙が設けられてなることを特徴とする磁気結合ポン
    プ。
  3. 【請求項3】 請求項1乃至2記載の磁気結合ポンプで
    あって、 前記うず形壁の噴流口と前記異物溜め部の開口との間に
    前記吐出口方向へ延びるガイド部を備えてなることを特
    徴とする磁気結合ポンプ。
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