JP3598661B2

JP3598661B2 - 電磁駆動ポンプ及びそれを用いた循環温浴器

Info

Publication number: JP3598661B2
Application number: JP16136196A
Authority: JP
Inventors: 誠二下川
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-06-21
Filing date: 1996-06-21
Publication date: 2004-12-08
Anticipated expiration: 2016-06-21
Also published as: JPH109185A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浴水等の循環に使用される電磁駆動ポンプ及びそれを用いた循環温浴器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から一般家庭で使用されるポンプは、小型でメンテナンスが容易であって価格が安いことが望まれていた。そのためにポンプの構造を簡単にして組立を容易にしたり、プラスチックを一体成形して部品点数を減らすことなどが行われてきた。一方、ポンプを小型にすると構成部材の配置が近接して振動によって接触したり、軽量になるため運転時の振動が大きくなり、騒音が高くなるという問題がある。また、最近需要が増えている２４時間いつでも入浴できる循環温浴器等に使用されるポンプは、お湯漏れがあってはならないため軸封部を無くし、流路化したポンプケーシング内に永久磁石を備えた羽根車を配置する電磁駆動ポンプが用いられることが多い。しかしこのような羽根車が液中で回転されると、さらに振動が大きく騒音も大きくなるものである。この循環温浴器は深夜でも運転されることが多く、そのため振動や騒音が問題となっていた。
【０００３】
そこでこれらの問題を解決するために、次のような技術（特開平０１−１８７３９４号公報）が提案されている。この技術はモーター駆動部の軸受部を防振ゴムを介して筒状ブラケットに取り付けるとともに、筒状ブラケットに電磁駆動ポンプの支持金具を取り付け、騒音の小さい電磁駆動ポンプを実現しようとするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平０１−１８７３９４号公報に記載された電磁駆動ポンプは、その振動が防振ゴムで一部吸収されるものの、防振ゴムが軸受部に設けられたものであるため、軸受部で発生する局部的な振動が吸収されるにすぎず、ポンプから発生する全体的な振動は充分吸収されないものであった。また、電磁駆動ポンプは、モーターの電磁的な振動と流体の流れに起因する振動とが同時に羽根車に作用し、また逆にステーターはこの羽根車の作用を直接間接に受けて振動するという問題もあった。しかもその振動の周波数は人間にとって不快な５００Ｈｚ付近であり、かつ騒音の周波数は同じく不快な１０００Ｈｚ付近のものであった。
【０００５】
そこで本発明は、前記従来の問題点を解決するもので、低振動で低騒音の組立が容易で小型の電磁駆動ポンプを提供することを目的とするものである。
【０００６】
また、２４時間運転しても静粛な運転を行うことができ、騒音と振動が気にならない循環温浴器を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決するために本発明の電磁駆動ポンプは、ステーター収納部を設けたブラケットと、ブラケットから突出されたステーター保持部と、ステーター収納部内に収納されるとともに粘弾性のダンパを介してステーター保持部によって保持されたステーターと、ステーターによって駆動される永久磁石を有する羽根車とを備え、ステーター保持部には先端部に向かって薄くなる厚み勾配が設けられるとともに、ダンパにはステーターとステーター保持部との間を充填する断面楔状の厚み勾配が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
これより、ステーター保持部とステーターの間に粘弾性の断面楔状のダンパを介在させ、低振動で低騒音の組立が容易で小型の電磁駆動ポンプを提供することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明は、ステーター収納部を設けたブラケットと、ブラケットから突出されたステーター保持部と、ステーター収納部内に収納されるとともに粘弾性のダンパを介してステーター保持部によって保持されたステーターと、ステーターによって駆動される永久磁石を有する羽根車とを備え、ステーター保持部には先端部に向かって薄くなる厚み勾配が設けられるとともに、ダンパには断面楔状の厚み勾配が設けられステーターとステーター保持部との間を充填したものであり、ステーター保持部の先端部の振動を厚みの厚い粘弾性のダンパで吸収できるという作用を有する。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、ダンパがブチルゴムを主成分とした粘弾性材料からなるものであり、粘弾性に優れ、容易にステーターとステーター保持部との間に充填しやすく断面楔状を形成することができるという作用を有する。
【００１１】
また、請求項３記載の発明は、ステーター保持部が円筒状であり、この端部を覆うカバーを備えたものであり、ステータ収納部を密閉することができるという作用を有する。
【００１２】
また、請求項４記載の発明は、ダンパの断面楔状の厚み勾配の角度が１〜５度であって、１００〜１０００Ｈｚの振動を減衰することができるものであり、１０００Ｈｚ周辺の騒音の発生を抑えることができるという作用を有する。
【００１３】
また、請求項５記載の発明は、ステーター保持部の厚み勾配が金型の抜き勾配によって形成されるものであり、ステーターとの間に容易に断面楔状のスペースを形成できるという作用を有する。
【００１４】
また、請求項６記載の発明は、浴水を循環する循環路と、循環路に設けられ浴水を濾過する濾過槽と、循環する浴水を加熱する加熱部とを設けるとともに、循環路に浴水を循環させるため請求項１〜５のいずれかに記載の電磁駆動ポンプ設けたものであり、振動を小さくし騒音を抑えることができるという作用を有する。
【００１５】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について、図１、図２、図３、図４及び図５を用いて説明する。図１は、本発明の一実施の形態による電磁駆動ポンプの横断面図で、図２は本発明の一実施の形態による電磁駆動ポンプの拡大横断面図である。図３は本発明の一実施の形態による電磁駆動ポンプの振動と周波数の関係図で、図４は本発明の一実施の形態による電磁駆動ポンプの騒音と周波数の関係図である。図１及び図２において、１は電磁駆動ポンプ、２はブラケットであってＰＰＥ樹脂などの合成樹脂で一体成形され、羽根車収納部８及びステータ収納部９が両側にそれぞれ設けられており、羽根車収納部８の中央部には固定軸１５が圧入により立設されている。この固定軸１５は羽根車１２の回転中心部に設けた軸受１６を回転自在に支持している。３はステーター保持部でブラケット２から円筒状に突設されており、円筒内側面でステーター４を保持するものである。このステーター保持部３には図１及び図２に示したように、先端部に向かって薄くなる厚み勾配が設けられている。４はステーターで、ステータ収納部９に圧入され粘弾性のダンパ６を介してステーター保持部３によって保持されている。１２は羽根車でステーター４と中心軸を同じにして設けられ、永久磁石１０を備えている。この永久磁石１０は羽根車１２の形成と同時に合成樹脂によって一体にモールドされる。７は回路基板でステーター４へ電流を制御して供給する制御回路が形成されたものである。１１は中央に軸支部１１ａが設けられた仕切板で、軸支部１１ａは固定軸１５に装着することができる。５はカバーでステーター保持部３に脱着自在に設けられ、円筒状の突出部５ａがステーター４をステーター収納部９に押圧して固定する。カバー５はステーター保持部３とともにステーター収納部９を形成する空間を密閉し、騒音が直接外部に伝えられないようになっている。１７は吸水口２０、吐出口２１を備えたケーシングカバー、１８はパッキン、１９はネジ穴等を設け電磁駆動ポンプ１を所定の箇所に取り付ける取付板である。
【００１６】
ここで本実施の形態におけるダンパ６について説明する。ダンパ６は円筒状であってステーター４とステーター保持部３との間を充填できるように断面楔状の厚み勾配が設けられている。すなわち一方の肉厚が厚く他方が薄いリング部材となっている。この厚み勾配は、ステーター保持部３の厚み勾配に対応した勾配を与えるのが望ましい。この勾配の角度は１〜５度程度が後述するように１００〜１０００Ｈｚの振動を効果的に減衰することができるので適当である。そしてこの１〜５度の勾配は、ステーター保持部３を一体成形する際の金型の抜き勾配として与えることができる。ダンパ６は粘弾性材から構成されるが、この粘弾性材としてはブチルゴム等を主成分としその分子量は１５０００以下のものが適当である。粘弾性材料とは長い鎖状の分子が絡まった高分子材料で、この鎖が液体のように流動すると同時に鎖自体の弾性的な部分を有し、負荷が加わることによって時間に依存した変形を起こすような性質を持った材料のことである。ブチルゴムを主成分とする材料の場合、分子量が１５０００以下の範囲にあれば粘弾性可塑物としての性質を示すが、これを外れると粘性率が低下して１００〜１０００Ｈｚの特定周波数の振動の減衰が充分でなくなる。そしてこの粘弾性材料としてはブチルゴムに可塑剤としてジオクチルフタレート、粘着性付与剤としてアルキルフェノール・ホルマリン樹脂等を加え、比重が１．５程度にしたもの等（スリーボンド（株）社製、スリーシーラーＵ０）が適当である。この可塑剤はブチルゴムに可塑性を付与し粘弾性化するもので、押圧によって容易に変形し騒音などのシールド効果を高めることができる。また粘着性付与剤によって粘着性が付与されたブチルゴムは、シート状に加工してステーター４の外周部に捲回して積層することができるし、ステーター４をステータ保持部３に粘着して容易に保持することができる。
【００１７】
ここでは粘弾性体としてブチルゴムを主成分とするものを使用しているが、これ以外にウレタンゴムやシリコンゴムなどの高分子化合物を主成分とするものであってもよい。
【００１８】
ここで粘弾性のダンパ６の作用について説明する。この粘弾性のダンパ６は振れに伴う局部的な力を分散させ、振動を減衰低下させるとことができるものである。そしてダンパ６が断面楔状の厚み勾配が与えられているから、ステーター保持部３の振れの大きいところほど粘性率が高くなり、５００Ｈｚ付近の振動について大きな減衰をさせることができるものである。上述したようにブラケット２は合成樹脂等からなり、インジェクション成形等の一体成形によって製造されることが多く、そのときには金型の抜き勾配が必要になり、ステーター保持部３の先端の厚みが０．５ｍｍ程度以下に薄くなる場合すらある。このような場合に羽根車１２が高速回転すると、それらの回転による振動はブラケット２に伝達され、ついでステーター保持部３にも伝達される。ステーター保持部３は先端にいくほど振動幅が大きくなり、１００〜１０００Ｈｚで大きく振れるようになる。とくに周波数が５００Ｈｚ付近の振動と１０００Ｈｚの騒音は人間にとって不快なものであるが、本発明においては断面楔状の厚み勾配を設けた粘弾性のダンパ６を介在させることによってこの付近の周波数を持つ振動をとくに減衰させ、騒音は遮断することができる。
【００１９】
ここでこの実施の形態１の電磁駆動ポンプ１を循環温浴器に装着して運転したときに発生する振動レベルと騒音レベルの周波数分析をし、図３及び図４に示した。ここではステーター保持部３の厚み勾配は２度で、ダンパ６には分子量が１００００で硬度が２０の粘弾性のブチルゴム（前述のスリーボンド（株）社製、スリーシーラーＵ０）を使用した。つぎにその測定法について説明する。振動レベルの測定はＪＩＳ−Ｂ８３１０（ポンプの騒音レベル測定方法）に準じて、振動測定用ピックアップを図１に示した電磁駆動ポンプ１のステーター保持部３の外周部に密着させ、振動測定用ピックアップが出力した信号を周波数分析器（小野測器製ＦＦＴアナライザーＣＦ−２４００型）を使用して分析した。また騒音レベルの測定はＪＩＳ−Ｃ１５１０（振動レベル計）に準じたサウンドレベルメーター（小野測器製）を運転中の電磁駆動ポンプ１から１ｍの距離に固定し、振動測定の場合と同様に周波数分析した。図３は本実施の形態による電磁駆動ポンプの運転時の振動レベルの周波数スペクトラムで、図４は本実施の形態による電磁駆動ポンプの運転時の騒音レベルの周波数スペクトラムである。
【００２０】
図３において縦軸は振動レベル（ｄＢ）を表し、横軸は周波数（Ｈｚ）を対数目盛で表している。図中でスペクトラム線ａは比較例として分子量が約２００、０００のブチルゴムを介在させた場合で、ｂは本実施の形態による断面楔状の粘弾性のダンパ６を介在させた場合である。図３から明らかなように断面楔状で厚み勾配の角度が２度の粘弾性のダンパ６を介在させることで、周波数が１００〜１０００Ｈｚの振動レベルは低減され、特に５００Ｈｚ付近では平均値で約２０ｄＢも低くなっている。また、図４から明らかなように断面楔状で厚み勾配が２度の粘弾性のダンパ６を介在させることで、周波数が３００Ｈｚ〜２０００Ｈｚの範囲で騒音レベルが低くなり、とくに１０００Ｈｚ付近では平均値で約１０ｄＢも低減されている。このことは、断面楔状のダンパ６を介在させることでステーター保持部３の振動はダンパ６に吸収され、振動が吸収されることによって騒音が低減されることを示している。特に人間が騒音として最も強く感じるときの周波数は１０００Ｈｚ程度であるといわれることから、体感する騒音は著しく減少するものである。
【００２１】
また、この電磁駆動ポンプ１を組み立てる場合には、予めステーター４の外周部に先端部が厚くなるよう厚み勾配をつけた円筒状の断面楔状のダンパ６を装着し、このステータ４をステータ収納部９に圧入固定すればよく、小型にでき組立が簡単でメンテナンスも容易である。
【００２２】
この実施の形態１では、断面楔状の厚み勾配が設けられた粘弾性のダンパ６を電磁駆動ポンプに設ける場合について説明したが、これ以外にモーターや各種ポンプに設けても、上述したと同様な効果を得ることができる。
【００２３】
（実施の形態２）
つぎに、実施の形態１による電磁駆動ポンプを取り付けた循環温浴器について図５に基づいて説明する。図５は本発明のもう一つの実施の形態による循環温浴器の構成図である。図５において、３１は循環温浴器でバス３７内の浴水３６を加熱、濾過して矢印に示したように循環させ、２４時間いつでも入浴できるようにするものである。３２は前述した電磁駆動ポンプで浴水３６を吸引、吐出し循環路３５を循環させる。３３は加熱部で循環する浴水３６を所定の温度に加熱する。３４は濾過槽で浴水３６に含まれる汚れ成分や微生物などを吸着濾過するものである。３８はヘアキャッチャーで比較的大きな異物などを濾過する。
【００２４】
この循環温浴器３１は室内機として浴室に設けられる場合と、室外機として屋外に設置する場合とがあるが、いずれも２４時間連続運転しながら使用されることが多い。ここで実施の形態１の電磁駆動ポンプ３２を使用することで振動と騒音は低減され、深夜の運転時にも利用者や周囲の人に騒音を感じさせることはなくなる。しかも電磁駆動ポンプ３２が小型にできるから、循環温浴器３１も小型にできその組立が簡単になり、メンテナンスも容易にすることができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上から明らかなように本発明の電磁駆動ポンプは、先端部に向かって薄くなる厚み勾配が設けられたステーター保持部とステーターの間に、断面楔状の厚み勾配が設けられたダンパを充填することにより、電磁駆動ポンプの振動と騒音を抑えることができ、組立が容易で小型にできるという効果を有する。
【００２６】
また、ダンパがブチルゴムを主成分とした粘弾性材料であることにより、粘弾性に優れ振動を容易に減衰するという効果を有する。
【００２７】
また、ステーター保持部が円筒状であり、この端部を覆うカバーを備えていることにより、ステーター収納部の騒音をその内部に閉じこめて外に放出されるのを抑えるという効果を有する。
【００２８】
また、ダンパの断面楔状の厚み勾配の角度が１〜５度であって、１００〜１０００Ｈｚの振動を減衰することにより、体感騒音を低減できるという効果を有する。
【００２９】
また、ステーター保持部の厚み勾配が金型の抜き勾配であることにより、ダンパに断面楔状の厚み勾配を設けることができるという効果を有する。
【００３０】
また、浴水を循環する循環路と、循環路に設けられ浴水を濾過する濾過槽と、循環する浴水を加熱する加熱部とを設けるとともに、循環路に浴水を循環させるための前記電磁駆動ポンプ設けたことにより、循環温浴器の振動と騒音を低減できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による電磁駆動ポンプの横断面図
【図２】本発明の一実施の形態による電磁駆動ポンプの拡大横断面図
【図３】本発明の一実施の形態による電磁駆動ポンプの振動と周波数の関係図
【図４】本発明の一実施の形態による電磁駆動ポンプの騒音と周波数の関係図
【図５】本発明のもう一つの実施の形態による循環温浴器の構成図
【符号の説明】
１電磁駆動ポンプ
２ブラケット
３ステーター保持部
４ステーター
５カバー
５ａ突出部
６ダンパ
７回路基板
８ローター収納部
９ステーター収納部
１０永久磁石
１１仕切板
１１ａ軸支部
１２羽根車
１２ａ排出口
１３ローター
１５固定軸
１６軸受
１７ケーシングカバー
１８パッキン
１９取付板
２０吸水口
２１吐出口
３１循環温浴器
３２電磁駆動ポンプ
３３加熱部
３４濾過槽
３５循環路
３６浴水
３７バス
３８ヘアキャッチャー

Claims

ステーター収納部を設けたブラケットと、前記ブラケットから突出されたステーター保持部と、前記ステーター収納部内に収納されるとともに粘弾性のダンパを介して前記ステーター保持部によって保持されたステーターと、前記ステーターによって駆動される永久磁石を有する羽根車とを備え、前記ステーター保持部には先端部に向かって薄くなる厚み勾配が設けられるとともに、前記ダンパには断面楔状の厚み勾配が設けられ前記ステーターと前記ステーター保持部との間を充填することを特徴とする電磁駆動ポンプ。
前記ダンパがブチルゴムを主成分とした粘弾性材料であることを特徴とする請求項１記載の電磁駆動ポンプ。
前記ステーター保持部が円筒状であり、この端部を覆うカバーを備えたことを特徴とする請求項１または２記載の電磁駆動ポンプ。
前記ダンパの断面楔状の厚み勾配の角度が１〜５度であって、１００〜１０００Ｈｚの振動を減衰することができることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電磁駆動ポンプ。
前記ステーター保持部の厚み勾配が金型の抜き勾配であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電磁駆動ポンプ。
浴水を循環する循環路と、前記循環路に設けられ浴水を濾過する濾過槽と、循環する浴水を加熱する加熱部とを設けるとともに、前記循環路に浴水を循環させるため請求項１〜５のいずれかに記載の電磁駆動ポンプ設けたことを特徴とする循環温浴器。