JP3538768B2

JP3538768B2 - 磁気結合ポンプ

Info

Publication number: JP3538768B2
Application number: JP29345697A
Authority: JP
Inventors: 淳志伊藤
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 1997-10-08
Filing date: 1997-10-08
Publication date: 2004-06-14
Anticipated expiration: 2017-10-08
Also published as: JPH11107974A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気結合ポンプ、
詳しくは内燃機関を搭載した自動車、電気自動車等の冷
却系統に使用されるウォータポンプなどとして適用可能
な磁気結合ポンプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の磁気結合ポンプとして従来、流
体の吸込口と吐出口とを有するポンプケーシングを備
え、このポンプケーシングは、Ｏリングで気密を保持し
た隔壁により前記吸込口、吐出口側に位置するポンプ室
とモータ室とに仕切られる。ポンプ室には羽根車が配さ
れ、一方、モータ室には羽根車を回転させるためのモー
タが配される。羽根車は拡径先端部を有する回転軸部
と、この回転軸部の拡径先端部を取り囲むように設けら
れた環状の永久磁石部とを備え、また、隔壁には回転軸
部と接触する軸受面が形成されている。モータは隔壁の
軸受部を取り巻くように同一円周上に等間隔で配置され
た複数の電磁石と円環状の磁気プレートとから構成さ
れ、ポンプケーシングに取り付けられる、モータ室を閉
塞するカバー体の環状凹部に収容されている。各々の電
磁石はコアとコアの外周に配されたボビンに巻かれたコ
イルとから構成され、コアの前端面は永久磁石部の後面
と対向している。また、モータ室には回路基板が配され
ている。この回路基板には、複数の電磁石への通電を制
御して回転磁界を発生させるための制御回路が実装され
ており、その回路基板はボビンと一体的に形成された複
数の係止部によって固定され、電磁石とともにモータ室
内に流動性固化用樹脂で固められて収容されているもの
がある。なお、これ自体は、本出願人により特願平８−
１９６５０６号として既に提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図２を参照しながら本
発明が解決しようとしている課題について述べる。隔壁
９のポンプケーシング３に対するスラスト方向の規制
は、気密保持のためのＯリング４の摩擦力によって行わ
れる。そのため、隔壁９の前端面９ａをポンプケーシン
グ３の当接面３ａに当接させても、Ｏリング４のバック
テンションにより隔壁９の前端面９ａは当接面３ａから
離れ隙間ｈ１が生じることがあり、そこから下流の流体
がポンプ室５の上流へ逆流してポンプの吐出効率が低下
することがあった。また、永久磁石部の後面とポンプケ
ーシングの当接面の距離Ｂ寸法は一定せず公差としてエ
アギャップＸの寸法に影響を及ぼし、さらに、コア１０
３の前端面１０３ａの位置寸法Ｃはコア１０３の長さ、
磁気プレート１０２の厚み、カバー体１３の厚み等の公
差を集積し、エアギャップＸの寸法に影響を及ぼしてい
た。すなわち、磁気回路の特性に大きく影響するエアギ
ャップＸの寸法は、Ｘ＝（Ａ−Ｂ−Ｃ）±（α＋β＋
γ）となり、Ａ、Ｂ、Ｃの三つの寸法公差を集積してば
らつく要因を有していた。そのため、モータの作動を不
安定にすることがあった。

【０００４】そこで本発明は、モータのエアギャップ長
を小さくおさえて作動を安定させるとともに、隔壁の前
端面とポンプケーシングの隙間を無くすることによっ
て、ポンプの吐出効率の低下を防止することができる磁
気結合ポンプを提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題の解決を目的と
してなされた請求項１の発明は、ポンプケーシングを合
成樹脂製の隔壁によりポンプ室とモータ室とに仕切り、
前記ポンプ室に羽根車を配するとともに、前記モータ室
に前記羽根車を回転させるモータを配してなる磁気結合
ポンプであって、前記羽根車は回転軸部と、該回転軸部
を取り囲むように設けられた環状に配された永久磁石部
とを備え、前記モータに回転磁界を発生させ前記永久磁
石部を追従回転させることにより前記羽根車を回転させ
る磁気結合ポンプにおいて、前記モータのコア前端面を
前記隔壁に当接させるとともに、前記モータおよび前記
隔壁を弾性部材を介してカバー体と前記ポンプケーシン
グで挟着し、該弾性部材の弾発力により前記隔壁の前端
面を前記ポンプケーシングに当接させたことを特徴とす
る。また、請求項２の発明は、前記弾性部材が円錐コイ
ルばねであることを特徴とする。そして、請求項３の発
明は、前記カバー体をスナップフィット方式により前記
ポンプケーシングに固定することを特徴とする。

【０００６】

【作用・効果】上述のように、モータのコア前端面を隔
壁に当接させるとともに、モータおよび隔壁を弾性部材
の弾発力でポンプケーシングに押しつけているので、エ
アギャップのバラツキ要因が隔壁の部品寸法一箇所（図
１に示すＤ±θ）のみとなり寸法管理が容易になり、さ
らに、エアギャップのバラツキ幅は従来に比較し格段に
減少し、モータの作動が安定する。また、隙間ｈ１が無
くなるので流体の逆流が無くなりポンプの吐出効率の低
下が防止できる。弾性部材として円錐コイルばねを使用
すれば、弾性部材の取付寸度を極力少なくでき、ポンプ
をコンパクトに設計できる。また、弾性部材で隔壁の前
端面をポンプケーシングに押し当てるとともに弾性部材
の取付荷重をＯリングの残留応力以上に設定することに
より、弾性部材の取付寸度に自由度が生じるので、カバ
ー体のポンプケーシングへの取付方法としてはネジによ
る固定だけでなく、スナップフィット方式で固定するこ
とも可能となり組付性が向上する。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の望ましい実施形態につい
て図１を参照して説明する。本発明に係る磁気結合ポン
プは、流体の吸込口１と吐出口２とを有する合成樹脂製
のポンプケーシング３を備える。このポンプケーシング
３は、Ｏリング４で気密を保持された合成樹脂製の隔壁
９により吸込口１、吐出口２側に位置するポンプ室５と
モータ室６とに仕切られている。ポンプ室５には羽根車
７が配されている。羽根車７は基板部７１を備え、この
基板部７１の前面に複数の羽根７２が同一円周上に等間
隔で形成されている。基板部７１の中央部には回転軸部
７３の拡径先端部７４が固定されるとともに、この拡径
先端部７４を取り囲むように円周方向にＮＳ着磁面を有
する環状の永久磁石部７５および円環状の磁気プレート
７６がそれぞれ固定されている。回転軸部７３の拡径先
端部７４の後方には細径部７７が設けられ、この細径部
７７は隔壁９の凹部９１に収容されている。細径部７７
は太径の第１軸部７８と細径の第２軸部７９とからな
り、第１軸部７８および第２軸部７９の後端部はそれぞ
れ凹部９１の第１ラジアル軸受面９２および第２ラジ
アル軸受面９３と間隙を持ちながら接触可能とされてい
る。

【０００８】回転軸部７３の拡径先端部７４の後面７４
ａは凹部９１の前端に形成された環状の突出部９４のス
ラスト軸受面９５に接触支持されている。また、凹部９
１の後端面には、回転軸部７３の後端面７３ａと間隙を
持って突起面９１ａが形成されている。この突起面９１
ａは、スラスト軸受面９５が摩耗したとき回転軸部７３
の後端面７３ａと接触開始し、接触開始後はスラスト軸
受面９５と共働してスラスト軸受として機能し、スラス
ト軸受面９５の摩耗を遅らせるためのものである。

【０００９】一方、モータ室６には羽根車７を回転させ
るためのモータ１０が配される。モータ１０は隔壁９の
凹部９１を取り巻くように同一円周上に等間隔で配置さ
れた複数の電磁石１０１と円環状の磁気プレート１０２
とから構成され、ポンプケーシング３に取り付けられた
モータ室６を閉塞する合成樹脂製のカバー体１３の環状
凹部１３１に収容されている。各々の電磁石１０１はコ
ア１０３とコア１０３の外周に配されたボビン１０４に
巻かれたコイル１０５とから構成され、コア１０３の前
端面１０３ａは永久磁石部７５の後面７５ａと対向して
隔壁９に当接して組み付けられる。そして、スラスト軸
受面９５と、コア１０３の前端面１０３ａを当接させる
隔壁９の面との間でエアギャップ長が形成される。すな
わち、エアギャップＤは隔壁９の一箇所の寸法にのみ委
ねられることとなり、この寸法を管理すればよいことに
なる。また、モータ室６には回路基板１４が配されてい
る。この回路基板１４には、複数の電磁石１０１への通
電を制御して回転磁界を発生させるための制御回路が実
装されており、回路基板１４はボビン１０４と一体的に
形成された複数の係止部１５によって固定されている。
電磁石１０１の下部には、磁界形成のための磁気プレー
ト１０２が組み付けられ、弾性部材１６を圧縮介在させ
てカバー体１３でポンプケーシング３に、モータ１０お
よび隔壁９とともに押しつけられて組み付けられてい
る。これにともなって、隔壁９の前端面９ａはポンプケ
ーシング３の当接面３ａに当接する。カバー体１３のポ
ンプケーシング３との係合部１７は弾性的に形成され、
係合部１７の先端部１８はポンプケーシング３に設けら
れた中空部分１９に係合するよう、いわゆるスナップフ
ィット方式によって、抜け止め形状に形成されている。
係合部１７はカバー体１３の周囲に複数箇所設けられ
る。なお、ポンプケーシング３およびカバー体１３は、
合成樹脂製に限られることなく、例えば、スナップフィ
ット方式ではポンプケーシング３をアルミダイカスト製
にするなど、一方を金属製にしてもよいし、ネジ固定方
式の場合は両部品ともアルミダイカスト製でもよい。

【００１０】次に、上記構成の磁気結合ポンプの作動を
説明する。モータ１０に通電して回転磁界を発生させる
と、永久磁石部７５がこの回転磁界に追従して回転する
ことで羽根車７が回転し、この羽根車７の回転により流
体が吸込口１からポンプ室５内に吸い込まれ、吐出口２
から吐き出される。この時、回転軸部７３の拡径先端部
７４の後面７４ａは、隔壁９の環状の突起部９４のスラ
スト軸受面９５に支持されて接触しており、かつ、モー
タ１０のコア１０３の前端面１０３ａが隔壁９に当接さ
れた状態でモータ１０が回転作動する。また、隔壁９の
前端面９ａとポンプケーシング３の当接面３ａとは、当
接することによって隙間が無くなるのでポンプ室５に吸
い込まれた下流の流体が上流に逆流しない。このため、
モータ１０のエアギャップＤを小さくおさえることがで
きるので作動が安定するとともに、隔壁９の前端面９ａ
とポンプケーシング３の隙間を無くすことによって、ポ
ンプの吐出効率の低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る磁気結合ポンプの縦
断面図である。

【図２】従来技術を示す磁気結合ポンプの縦断面図であ
る。

【符号の説明】

３ポンプケーシング５ポンプ室６モータ室７羽根車９隔壁９ａ前端面１０モータ１３カバー体１６弾性部材（円錐コイルばね）７３回転軸部７５永久磁石部１０３コア１０３ａ前端面

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ポンプケーシングを合成樹脂製の隔壁に
よりポンプ室とモータ室とに仕切り、前記ポンプ室に羽
根車を配するとともに、前記モータ室に前記羽根車を回
転させるモータを配してなる磁気結合ポンプであって、
前記羽根車は回転軸部と、該回転軸部を取り囲むように
設けられた環状に配された永久磁石部とを備え、前記モ
ータに回転磁界を発生させ前記永久磁石部を追従回転さ
せることにより前記羽根車を回転させる磁気結合ポンプ
において、前記モータのコア前端面を前記隔壁に当接さ
せるとともに、前記モータおよび前記隔壁を弾性部材を
圧縮介在させてカバー体と前記ポンプケーシングで挟着
し、前記隔壁の前端面を前記ポンプケーシングに当接さ
せたことを特徴とする磁気結合ポンプ。
【請求項２】前記弾性部材が円錐コイルばねであるこ
とを特徴とする請求項１記載の磁気結合ポンプ。
【請求項３】前記カバー体をスナップフィット方式に
より前記ポンプケーシングに固定することを特徴とする
請求項１または２記載の磁気結合ポンプ。