JP3798663B2 - 誘導式のポンプ駆動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、誘導式のポンプ駆動装置に関わり、特に高圧ポンプに応用され、高圧ポンプを完全に密閉して回転軸によって接触することなく効果的に該高圧ポンプを駆動する装置に関わる。
【０００２】
【従来の技術】
目下、工業界における製造工程で使用されるポンプ設備は、通常モータの回転軸で直接駆動して、ポンプ設備内の流体圧力を維持する。このような駆動方式は高圧ポンプを気密に密閉して、高圧ポンプ内の高圧流体、もしくは高圧流体内に含まれる粉末状物が外部に漏れることを防いでいるが、但し、これらが外部に漏れるという問題は、やはり解決の難しい問題となっている。即ち、如何なる方法によって高圧ポンプをシールしても、最終的にはモータの回転軸がシール体、もしくはシール壁を通過しなければならない。よって、該シール体、もしくはシール壁のモータの回転軸の通過を許容する個所にはシール体を施し、モータの回転軸は該シール体、もしくはシール壁の干渉を受けることなく高速回転し、順調に該シール体、もしくはシール壁内に密閉された高圧ポンプを駆動できるようにする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高圧流体、もしくは高圧流体内に含まれる微粒子、または粉末状物は、高圧を受けるために前記シール体から外部に漏れて、高圧運転を維持することができなくなる。のみならず、該微粒子、もしくは粉末状物がモータの回転軸に沿ってモータ内部に流入するとモータに故障が発生し、モータが使えなくなる場合がある。
【０００４】
この発明は、従来の技術に見られる以上の欠点に鑑みて鋭意研究開発されたものである。即ち、この発明はモータの回転軸がポンプのハウジングを通過することなく、ポンプ設備の完全な気密の密閉状態を保ち、高圧流体、もしくは高圧流体に含まれる微粒子や粉末状物が外部に漏れることを防ぐことによってポンプ内の流体圧力を効果的に維持し、かつ粉末状物がモータの回転軸に沿ってモータ内部に流入してモータの故障が発生する状況を効果的に改善することのできる誘導式のポンプ駆動装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明による第1の局面の誘導式のポンプ駆動装置は、第１回転軸（２）と、第２回転軸（２０）と、第１磁性体（６）と、非磁性の導電体（１２）と、密封カバー（１０）とを含んでなる。該第１回転軸（２）は、支持ハウジング（１）内に設けられ、該第２回転軸（２０）は、ポンプハウジング（１６）内に回転自在設けられる。該第１磁性体（６）は、該第1回転軸（２）にこれと一体に回転するように設けられ、非磁性の導電体（１２）は、該第１回転軸（２）か、もしくは第２回転軸（２０）のいずれかの回転軸に設けられる。該密封カバー（１０）は非導電性の円盤部（１０１）を有し、該第２回転軸（２０）の末端に設けられ、さらに、該第１回転軸（２）によって駆動される磁束変化手段を具え、該磁束変化手段は該第１回転軸（２）によって駆動され、かつ該磁束変化手段によって発生する変化した磁束は該第１磁性体（６）を通過して非磁性の導電体（１２）に作用して渦電流を発生し、該非磁性の導電体（１２）の渦電流と、該第１磁性体（６）の電磁作用によって該第２回転軸（２０）を回転させる。前記非磁性の導電体（１２）は、該第２回転軸（２０）に取り付けられて第２回転軸（２０）と一体に回転し、かつ該第１磁性体（６）による磁束の変化により該非磁性の導電体（１２）に作用して該第２回転軸（２０）を回転させる。また、前記磁束変化手段は、導電コイル（７）と、前記第１回転軸（２）の支持ハウジング（１）に設けられるヨーク（５）とを含んでなり誘導体コイル（７）は該ヨーク（５）に設けられ、該導電コイル（７）とヨーク（５）の位置は第１磁性体（６）に隣接して該第１磁性体（６）に対応し、かつ該第１回転軸（２）が回転する場合、該第１磁性体（６）が導電コイル（７）及びヨーク（５）に対して相対運動を行い磁束の変化を発生させる。更に、前記密封カバー（１０）内には第２磁性体（１３）を設ける。該第２磁性体（１３）の位置は前記第１磁性体（６）に隣接し、かつこれに対応する。よって、該第１磁性体（６）と、該第２磁性体（１３）と、前記導電コイル（７）と、前記ヨーク（５）とによって磁性通路を形成し、かつ該非磁性の導電体（１２）の位置が該第１磁性体（６）と第２磁性体（１３）との間に介在し、該磁性通路の磁束の変化が該非磁性の導電体（１２）に作用して該第２回転（２０）軸を回転させる。また、前記第１磁性体（６）は、はずみ車構造に形成される。前記密封カバー（１０）は内部に第２磁性体（１３）を設け、該第２磁性体（１３）は前記第２回転軸（２０）と一体に回転し、かつ該第２磁性体（１３）の位置は前記第１磁性体（６）と隣接し、これに対応し、該非磁性の導電体（１２）は該第２磁性体（１３）に設けられ、かつ該第２磁性体（１３）と一体に回転する。該非磁性の導電体（１２）は該第１磁性体（６）と、第２磁性体（１３）との間に介在し、前記磁束変化手段は導電コイル（７）と、前記密封カバー（１０）内に設けられるヨーク（５）とを含んでなり、該導電コイル（７）は該ヨーク（５）に設けられ、該導電コイル（７）及びヨーク（５）の位置は該第１磁性体（６）に隣接し、これに対応する。該第１磁性体（６）と、第２磁性体（１３）と、導電コイル（７）と、及びヨーク（５）とによって磁性通路を形成して、該磁性通路の磁束が該第２磁性体（１３）に作用して該第２回転軸（２０）を回転させる。前記第１磁性体（６）は、はずみ車構造体である。
【０００６】
また、本発明による第2の局面の感知式のポンプ駆動装置は第１回転軸（６）と、第２回転軸（２０）と、第１磁性体（６）と、ヨーク（５）と、導電コイル（７）と、第2磁性体（１３）と、非磁性の導電体（１２）とを含んでなる誘導式のポンプ駆動装置において、該第１回転軸（２）は、支持ハウジング（１）内に回転自在に設けられ、該第２回転軸（２０）は、ポンプハウジング（１６）内に回転自在に設けられ、該第2回転軸（２０）の末端に、非導電体によってなる円盤部（１０１）を有する密封カバー（１０）を設け、該第１磁性体（６）は、該第１回転軸（２）に設けられ、かつ該第１回転軸（２）と一体に回転し、該ヨーク（５）は該第1回転軸（２）の支持ハウジング（１）内に設けられ、該導電コイル（７）は該ヨーク（５）に設けられると共に、該導電コイル（７）とヨーク（５）の位置は該第1磁性体（６）に隣接して該第1磁性体（６）に対応し、該第2磁性体（１３）は該密封カバー（１０）内に設けられ、かつ該第１磁性体（６）に隣接して該第1磁性体（６）に対応し、該第１磁性体（６）と、該第２磁性体（１３）と、該導電コイル（７）と、及び該ヨーク（５）とによって磁性通路を形成し、該非磁性の導電体（１２）は該密封カバー（１０）内に位置し、かつ該第１磁性体（６）と第2磁性体（１３）との間に介在し、また、該非磁性の導電体（１２）は該第2回転軸（２０）に設けられ、該第2回転軸（２０）と一体に回転し、これにより該第１回転軸（２）が回転する場合、該第1磁性体（６）が該ヨーク（５）及び導電コイル（７）に対して相対運動を行い、磁束の変化を発生させて該非磁性の導電体（１２）に渦電流を発生させ、該非磁性の導電体（１２）の渦電流と該磁性通路の電磁作用によって該第2回転軸（２０）を回転させる。前記第１磁性体（６）が、はずみ車構造に形成される。前記はずみ車構造は外部環状部（６ａ）と、内部環状部（６ｂ）とを具え、該外部環状部（６ａ）と内部環状部（６ｂ）とにはそれぞれ交互してN極、もしくはS極を具えさせ、かつ該外部環状部（６ａ）と内部環状部（６ｂ）との間には環状に凹溝を形成し、前記導電コイル（７）とヨーク（５）とを該環状に形成した凹溝に収納する。前記誘導式のポンプ駆動装置は、さらに電流調整手段を具え、該電流調整手段によって前記導電コイル（７）に発生する磁束の量を調整して前記第2回転軸（２０）の回転速度を調整する。前記非磁性の導電体（１２）が円盤状の構造体である。前記円盤状の構造体が銅材質などの導電材質によってなる。前記第2磁性体（１３）が環状に形成された磁性体である。
【０００７】
この発明による誘導式のポンプ駆動装置は、第１回転軸(２’)と、第２回転軸(２０’)と、第１磁性体(６’)と、非磁性の導電体(１２’)と、密封カバー(１０’)とを含んでなり、その原理は磁束の変化を利用して、非磁性の金属ブロック、もしくは金属プレートに渦電流を誘導生成させ、該非磁性の金属ブロック、もしくは金属プレートに電磁作用力を発生させ、かつ該金属ブロック、もしくは金属プレートを直接または間接的に関連する機械のユニットまたは回転軸上に連結し、該電磁作用力を利用し、該金属ブロック、もしくは金属プレートを介して間接的に回転軸を駆動するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
かかる誘導式のポンプの駆動装置の構造と特徴を説明するために、具体的な実施例を挙げ、図面を参照して以下に詳述する。なお、本発明の実施の形態を第１の実施例と第２の実施例とに分けて説明する。
【０００９】
（第１の実施例）
図１にこの発明による誘導式のポンプ駆動装置を開示する。図示によれば、第１回転軸(２)と、第２回転軸(２０)と、第１磁性体（６）と、第２磁性体（１３）と、導電コイル（７）と、ヨーク（５）と、非磁性の導電体（１２）とにより構成されている。該第１回転軸（２）は動力入力軸であって例えば、モータにおける駆動軸である。第１回転軸（２）は第１回転軸（２）の支持ハウジング（１） (即ちモータのハウジングに相当する) に設けられる。該第２回転軸（２０）は高圧ポンプの駆動軸であって、ポンプハウジング（１６）に設けられる。また、第２回転軸（２）の末端には密封カバー（１０）を設ける。該密封カバー（１０）は高圧流体、もしくは高圧流体内に含まれる粉末状物がポンプハウジング（１６）から漏れるのを防ぐために設ける。さらに第１磁性体（６）は第１回転軸（２）に設けられ、第１回転軸（２）と一体に回転を行なう。
【００１０】
図２に開示するように、第１磁性体（６）は、はずみ車構造体（fly wheel structure）であって、第１回転軸（２）の動力入力を安定させる作用を有する。該はずみ車構造体は外部環状部（６ａ）と内部環状部（６ｂ）とによってなり、該外部環状部（６ａ）及び内部環状部（６ｂ）にはそれぞれ異なる磁極（Ｎ極もしくはＳ極）を交差して配設し、かつその間に凹溝を環状に形成する。第２磁性体（１３）は環状の磁性体であって、密封カバー(１０)内に設けられると共に第１磁性体(６)と隣接し、これに対応する。
【００１１】
前記ヨーク(５)は第１回転軸(２)の支持ハウジング(１)に設けられ、導電コイル(７)は該ヨーク(５)に設けられる。また、該導電コイル(７)とヨーク(５)はいずれも前記はずみ車構造体の凹溝内に収納される。
【００１２】
前記密封カバー(１０)の円盤部(１０１)は非導電体であって、渦電流が発生して非磁性の導電体(１２)の電流に影響を与えて第２磁性体（１３）の駆動トルクを減少させることを防ぐ作用を有する。よって第１磁性体(６)と、第２磁性体(１３)と、導電コイル（７）と、ヨーク(５)とを順に配設することによって磁性通路を形成する。
【００１３】
また、非磁性の導電体（１２）は円盤構造に形成され、第２回転軸（２０）に取り付けられて第２回転軸（２０）と一体に回転する。該非磁性の導電体（１２）の位置は、密封カバー（１０）内にあり、かつ第１磁性体（６）と第２磁性体（１３）との間に介在する。よって、かかる配列によって前記磁性通路が非磁性導電体（１２）を通過し、その通過の際に非磁性の導電体（１２）の磁束に変化が生じると、非磁性の導電体（１２）は渦電流（eddy current）を誘導させる。該非磁性の導電体（１２）は、銅質、もしくはアルミ材質などによってなる。
【００１４】
図１に開示する導電コイル（７）に電流を流して第１回転軸（２）を回転させると、第１磁性体（６）は回転させられ、導電コイル（７）とヨーク（５）に対して相対運動を行なう。よって、該磁性通路の磁束に変化が発生し、非磁性の導電体（１２）に渦電流を誘導させ、該磁性通路の磁束と、渦電流の電磁作用によって非磁性の導電体（１２）が回転し、第２回転軸（２０）も回転する。また、該第1回転軸（２）の駆動効果を向上するために該磁性通路が通過するその他の部材を非導電性のものとすれば好ましい、例えばエネロースを低下するように密封カバー（１０）を非導電体で構成する。更に、ポンプハウジング（１６）内の高圧流体の圧力を調整するために、第２回転軸（２０）の回転速度を制御しなければならない。このため、この発明においては図示しない電流、もしくは電圧調整装置を増設し、導電コイル（７）によって発生する磁束量を調整して第２回転軸（２０）の回転速度を調整する。
【００１５】
（第２の実施例）
図３にこの発明の第２の実施例を開示する。第２の実施例は、図示に開示するように第１回転軸（２’）と、第２回転軸（２０’）と、第１磁性体（６’）と、第２磁性体（１３’）と、導電コイル（７’）と、ヨーク（５’）と、非磁性の導電体（１２’）とにより構成されている。該第１回転軸（２’）は動力入力軸であって例えば、モータにおける駆動軸である。第１回転軸（２’）は第１回転軸（２’）の支持ハウジング（１’）(即ちモータのハウジングに相当する) に設けられる。該第２回転軸（２０’）は高圧ポンプの駆動軸であって、ポンプハウジング（１６’）に設けられる。また、第２回転軸（２０’）の末端には密封カバー（１０’）を設ける。該密封カバー（１０’）は高圧流体、もしくは高圧流体内に含まれる粉末状物がポンプハウジング（１６’）から漏れるのを防ぐために設ける。さらに第１磁性体（６’）は第１回転軸（２’）に設けられ、第１回転軸（２’）と一体に回転を行なう。
【００１６】
図３に開示するように、第１磁性体（６’）は筒状のはずみ車構造体（cylindrical fly wheel structure）であって、第１回転軸（２’）の動力入力を安定させる作用を有する。図４に開示するように、第２磁性体（１３’）は環状の歯車状の構造を有し、密封カバー(１０’)内に設けられるとともに、第１磁性体(６’)と隣接し、これに対応する。
【００１７】
前記ヨーク（５’）は環状構造を形成して密封カバー（１０’）内に設けられ、導電コイル（７’）は該ヨーク（５’）に設けられ、該ヨーク（５’）と導電コイル（７’）の位置は第２磁性体(１３’)と隣接し、これに対応する。前記密封カバー(１０’)の円盤部(１０１’)は非導電体であって、渦電流が発生して非磁性の導電体(１２’)の電流に影響を与えて第２磁性体（１３’）の駆動トルクを減少することを防ぐ作用を有する。よって、第１磁性体(６’)と、第２磁性体(１３’)と、導電コイル（７’）と、ヨーク(５’)とを配設することによって磁性通路を形成する。
【００１８】
また、非磁性の導電体（１２’）は環状構造に形成され、前記筒状の第１磁性体（６’）の内部に設けられて第１磁性体（６’）の内部に設けられ、かつ第１磁性体（６’）と一体に回転する。該非磁性の導電体（１２’）は、第１磁性体（６’）と第２磁性体（１３’）との間に介在する。よって、かかる配列によって前記磁性通路が非磁性の導電体（１２’）を通過し、その通過の際に非磁性の導電体（１２’）の磁束に変化が生じると、非磁性の導電体（１２’）には渦電流を誘導させる。該非磁性の導電体（１２’）は、銅質、もしくはアルミ材質などによってなる。
【００１９】
図３に開示する導電コイル（７’）に電流を流して第１回転軸（２’）を回転させると、第１磁性体（６’）は回転させられ、導電コイル（７’）とヨーク（５’）に対して相対運動を行なう。よって、該磁性通路の磁束に変化が発生し、非磁性の導電体（１２’）に渦電流を誘導させ、該磁性通路の磁束と渦電流との電磁作用によって第２磁性体（１３’）が回転し、第２回転軸（２０’）も回転する。
【００２０】
また、ポンプハウジング（１６’）内の高圧流体の圧力を調整するために、第２回転軸（２０’）の回転速度を制御しなければならない。このため、この発明においては図示しない電流、もしくは電圧調整装置を増設し、導線コイル（７’）によって発生する磁束量を調整して第２回転軸（２０’）の回転速度を調整する。更に、磁性通路の磁性効果を高めるために、前記の筒状はずみ車構造には磁性の鉄リング(８’)を設ける。
【００２１】
以上はこの発明の好ましい実施例であって、この発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、この発明の精神と原理の範囲内にあり、この発明に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの発明の特許請求の範囲に属するものとする。
【００２２】
【発明の効果】
この発明による誘導式のポンプ駆動装置は、電磁誘導の原理を応用した無軸方式で高圧ポンプの回転軸を駆動するものであって、従来の技術に見られるようにモータの回転軸はポンプのハウジングを貫通することがないためポンプ内の高圧流体、もしくは高圧流体内に含まれる粉末状物が完全に密閉される。よって、高圧ポンプ設備の運転圧力が効果的に保持され、ポンプ内の高圧流体、もしくは高圧流体内に含まれる粉末状物によってモータの故障を招くことがなく、モータ本来の使用寿命を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による第１の実施例の装置の断面図である。
【図２】図１における第１磁性体の正面図である。
【図３】この発明による第２の実施例の装置の断面図である。
【図４】図３における第２磁性体の正面図である。
【符号の説明】
１、１’ 支持ハウジング
２、２’ 第１回転軸
５、５’ ヨーク
６、６’ 第１磁性体
６ａ 外部環状部
６ｂ 内部環状部
７、７’ 導電コイル
８’ 鉄リング
１０、１０’ 密封カバー
１０１、１０１’ 円盤部
１２、１２’ 導電体
１３、１３’ 第２磁性体
１６、１６’ ポンプハウジング
２０、２０’ 第２回転軸
【発明の属する技術分野】
この発明は、誘導式のポンプ駆動装置に関わり、特に高圧ポンプに応用され、高圧ポンプを完全に密閉して回転軸によって接触することなく効果的に該高圧ポンプを駆動する装置に関わる。
【０００２】
【従来の技術】
目下、工業界における製造工程で使用されるポンプ設備は、通常モータの回転軸で直接駆動して、ポンプ設備内の流体圧力を維持する。このような駆動方式は高圧ポンプを気密に密閉して、高圧ポンプ内の高圧流体、もしくは高圧流体内に含まれる粉末状物が外部に漏れることを防いでいるが、但し、これらが外部に漏れるという問題は、やはり解決の難しい問題となっている。即ち、如何なる方法によって高圧ポンプをシールしても、最終的にはモータの回転軸がシール体、もしくはシール壁を通過しなければならない。よって、該シール体、もしくはシール壁のモータの回転軸の通過を許容する個所にはシール体を施し、モータの回転軸は該シール体、もしくはシール壁の干渉を受けることなく高速回転し、順調に該シール体、もしくはシール壁内に密閉された高圧ポンプを駆動できるようにする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高圧流体、もしくは高圧流体内に含まれる微粒子、または粉末状物は、高圧を受けるために前記シール体から外部に漏れて、高圧運転を維持することができなくなる。のみならず、該微粒子、もしくは粉末状物がモータの回転軸に沿ってモータ内部に流入するとモータに故障が発生し、モータが使えなくなる場合がある。
【０００４】
この発明は、従来の技術に見られる以上の欠点に鑑みて鋭意研究開発されたものである。即ち、この発明はモータの回転軸がポンプのハウジングを通過することなく、ポンプ設備の完全な気密の密閉状態を保ち、高圧流体、もしくは高圧流体に含まれる微粒子や粉末状物が外部に漏れることを防ぐことによってポンプ内の流体圧力を効果的に維持し、かつ粉末状物がモータの回転軸に沿ってモータ内部に流入してモータの故障が発生する状況を効果的に改善することのできる誘導式のポンプ駆動装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明による第1の局面の誘導式のポンプ駆動装置は、第１回転軸（２）と、第２回転軸（２０）と、第１磁性体（６）と、非磁性の導電体（１２）と、密封カバー（１０）とを含んでなる。該第１回転軸（２）は、支持ハウジング（１）内に設けられ、該第２回転軸（２０）は、ポンプハウジング（１６）内に回転自在設けられる。該第１磁性体（６）は、該第1回転軸（２）にこれと一体に回転するように設けられ、非磁性の導電体（１２）は、該第１回転軸（２）か、もしくは第２回転軸（２０）のいずれかの回転軸に設けられる。該密封カバー（１０）は非導電性の円盤部（１０１）を有し、該第２回転軸（２０）の末端に設けられ、さらに、該第１回転軸（２）によって駆動される磁束変化手段を具え、該磁束変化手段は該第１回転軸（２）によって駆動され、かつ該磁束変化手段によって発生する変化した磁束は該第１磁性体（６）を通過して非磁性の導電体（１２）に作用して渦電流を発生し、該非磁性の導電体（１２）の渦電流と、該第１磁性体（６）の電磁作用によって該第２回転軸（２０）を回転させる。前記非磁性の導電体（１２）は、該第２回転軸（２０）に取り付けられて第２回転軸（２０）と一体に回転し、かつ該第１磁性体（６）による磁束の変化により該非磁性の導電体（１２）に作用して該第２回転軸（２０）を回転させる。また、前記磁束変化手段は、導電コイル（７）と、前記第１回転軸（２）の支持ハウジング（１）に設けられるヨーク（５）とを含んでなり誘導体コイル（７）は該ヨーク（５）に設けられ、該導電コイル（７）とヨーク（５）の位置は第１磁性体（６）に隣接して該第１磁性体（６）に対応し、かつ該第１回転軸（２）が回転する場合、該第１磁性体（６）が導電コイル（７）及びヨーク（５）に対して相対運動を行い磁束の変化を発生させる。更に、前記密封カバー（１０）内には第２磁性体（１３）を設ける。該第２磁性体（１３）の位置は前記第１磁性体（６）に隣接し、かつこれに対応する。よって、該第１磁性体（６）と、該第２磁性体（１３）と、前記導電コイル（７）と、前記ヨーク（５）とによって磁性通路を形成し、かつ該非磁性の導電体（１２）の位置が該第１磁性体（６）と第２磁性体（１３）との間に介在し、該磁性通路の磁束の変化が該非磁性の導電体（１２）に作用して該第２回転（２０）軸を回転させる。また、前記第１磁性体（６）は、はずみ車構造に形成される。前記密封カバー（１０）は内部に第２磁性体（１３）を設け、該第２磁性体（１３）は前記第２回転軸（２０）と一体に回転し、かつ該第２磁性体（１３）の位置は前記第１磁性体（６）と隣接し、これに対応し、該非磁性の導電体（１２）は該第２磁性体（１３）に設けられ、かつ該第２磁性体（１３）と一体に回転する。該非磁性の導電体（１２）は該第１磁性体（６）と、第２磁性体（１３）との間に介在し、前記磁束変化手段は導電コイル（７）と、前記密封カバー（１０）内に設けられるヨーク（５）とを含んでなり、該導電コイル（７）は該ヨーク（５）に設けられ、該導電コイル（７）及びヨーク（５）の位置は該第１磁性体（６）に隣接し、これに対応する。該第１磁性体（６）と、第２磁性体（１３）と、導電コイル（７）と、及びヨーク（５）とによって磁性通路を形成して、該磁性通路の磁束が該第２磁性体（１３）に作用して該第２回転軸（２０）を回転させる。前記第１磁性体（６）は、はずみ車構造体である。
【０００６】
また、本発明による第2の局面の感知式のポンプ駆動装置は第１回転軸（６）と、第２回転軸（２０）と、第１磁性体（６）と、ヨーク（５）と、導電コイル（７）と、第2磁性体（１３）と、非磁性の導電体（１２）とを含んでなる誘導式のポンプ駆動装置において、該第１回転軸（２）は、支持ハウジング（１）内に回転自在に設けられ、該第２回転軸（２０）は、ポンプハウジング（１６）内に回転自在に設けられ、該第2回転軸（２０）の末端に、非導電体によってなる円盤部（１０１）を有する密封カバー（１０）を設け、該第１磁性体（６）は、該第１回転軸（２）に設けられ、かつ該第１回転軸（２）と一体に回転し、該ヨーク（５）は該第1回転軸（２）の支持ハウジング（１）内に設けられ、該導電コイル（７）は該ヨーク（５）に設けられると共に、該導電コイル（７）とヨーク（５）の位置は該第1磁性体（６）に隣接して該第1磁性体（６）に対応し、該第2磁性体（１３）は該密封カバー（１０）内に設けられ、かつ該第１磁性体（６）に隣接して該第1磁性体（６）に対応し、該第１磁性体（６）と、該第２磁性体（１３）と、該導電コイル（７）と、及び該ヨーク（５）とによって磁性通路を形成し、該非磁性の導電体（１２）は該密封カバー（１０）内に位置し、かつ該第１磁性体（６）と第2磁性体（１３）との間に介在し、また、該非磁性の導電体（１２）は該第2回転軸（２０）に設けられ、該第2回転軸（２０）と一体に回転し、これにより該第１回転軸（２）が回転する場合、該第1磁性体（６）が該ヨーク（５）及び導電コイル（７）に対して相対運動を行い、磁束の変化を発生させて該非磁性の導電体（１２）に渦電流を発生させ、該非磁性の導電体（１２）の渦電流と該磁性通路の電磁作用によって該第2回転軸（２０）を回転させる。前記第１磁性体（６）が、はずみ車構造に形成される。前記はずみ車構造は外部環状部（６ａ）と、内部環状部（６ｂ）とを具え、該外部環状部（６ａ）と内部環状部（６ｂ）とにはそれぞれ交互してN極、もしくはS極を具えさせ、かつ該外部環状部（６ａ）と内部環状部（６ｂ）との間には環状に凹溝を形成し、前記導電コイル（７）とヨーク（５）とを該環状に形成した凹溝に収納する。前記誘導式のポンプ駆動装置は、さらに電流調整手段を具え、該電流調整手段によって前記導電コイル（７）に発生する磁束の量を調整して前記第2回転軸（２０）の回転速度を調整する。前記非磁性の導電体（１２）が円盤状の構造体である。前記円盤状の構造体が銅材質などの導電材質によってなる。前記第2磁性体（１３）が環状に形成された磁性体である。
【０００７】
この発明による誘導式のポンプ駆動装置は、第１回転軸(２’)と、第２回転軸(２０’)と、第１磁性体(６’)と、非磁性の導電体(１２’)と、密封カバー(１０’)とを含んでなり、その原理は磁束の変化を利用して、非磁性の金属ブロック、もしくは金属プレートに渦電流を誘導生成させ、該非磁性の金属ブロック、もしくは金属プレートに電磁作用力を発生させ、かつ該金属ブロック、もしくは金属プレートを直接または間接的に関連する機械のユニットまたは回転軸上に連結し、該電磁作用力を利用し、該金属ブロック、もしくは金属プレートを介して間接的に回転軸を駆動するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
かかる誘導式のポンプの駆動装置の構造と特徴を説明するために、具体的な実施例を挙げ、図面を参照して以下に詳述する。なお、本発明の実施の形態を第１の実施例と第２の実施例とに分けて説明する。
【０００９】
（第１の実施例）
図１にこの発明による誘導式のポンプ駆動装置を開示する。図示によれば、第１回転軸(２)と、第２回転軸(２０)と、第１磁性体（６）と、第２磁性体（１３）と、導電コイル（７）と、ヨーク（５）と、非磁性の導電体（１２）とにより構成されている。該第１回転軸（２）は動力入力軸であって例えば、モータにおける駆動軸である。第１回転軸（２）は第１回転軸（２）の支持ハウジング（１） (即ちモータのハウジングに相当する) に設けられる。該第２回転軸（２０）は高圧ポンプの駆動軸であって、ポンプハウジング（１６）に設けられる。また、第２回転軸（２）の末端には密封カバー（１０）を設ける。該密封カバー（１０）は高圧流体、もしくは高圧流体内に含まれる粉末状物がポンプハウジング（１６）から漏れるのを防ぐために設ける。さらに第１磁性体（６）は第１回転軸（２）に設けられ、第１回転軸（２）と一体に回転を行なう。
【００１０】
図２に開示するように、第１磁性体（６）は、はずみ車構造体（fly wheel structure）であって、第１回転軸（２）の動力入力を安定させる作用を有する。該はずみ車構造体は外部環状部（６ａ）と内部環状部（６ｂ）とによってなり、該外部環状部（６ａ）及び内部環状部（６ｂ）にはそれぞれ異なる磁極（Ｎ極もしくはＳ極）を交差して配設し、かつその間に凹溝を環状に形成する。第２磁性体（１３）は環状の磁性体であって、密封カバー(１０)内に設けられると共に第１磁性体(６)と隣接し、これに対応する。
【００１１】
前記ヨーク(５)は第１回転軸(２)の支持ハウジング(１)に設けられ、導電コイル(７)は該ヨーク(５)に設けられる。また、該導電コイル(７)とヨーク(５)はいずれも前記はずみ車構造体の凹溝内に収納される。
【００１２】
前記密封カバー(１０)の円盤部(１０１)は非導電体であって、渦電流が発生して非磁性の導電体(１２)の電流に影響を与えて第２磁性体（１３）の駆動トルクを減少させることを防ぐ作用を有する。よって第１磁性体(６)と、第２磁性体(１３)と、導電コイル（７）と、ヨーク(５)とを順に配設することによって磁性通路を形成する。
【００１３】
また、非磁性の導電体（１２）は円盤構造に形成され、第２回転軸（２０）に取り付けられて第２回転軸（２０）と一体に回転する。該非磁性の導電体（１２）の位置は、密封カバー（１０）内にあり、かつ第１磁性体（６）と第２磁性体（１３）との間に介在する。よって、かかる配列によって前記磁性通路が非磁性導電体（１２）を通過し、その通過の際に非磁性の導電体（１２）の磁束に変化が生じると、非磁性の導電体（１２）は渦電流（eddy current）を誘導させる。該非磁性の導電体（１２）は、銅質、もしくはアルミ材質などによってなる。
【００１４】
図１に開示する導電コイル（７）に電流を流して第１回転軸（２）を回転させると、第１磁性体（６）は回転させられ、導電コイル（７）とヨーク（５）に対して相対運動を行なう。よって、該磁性通路の磁束に変化が発生し、非磁性の導電体（１２）に渦電流を誘導させ、該磁性通路の磁束と、渦電流の電磁作用によって非磁性の導電体（１２）が回転し、第２回転軸（２０）も回転する。また、該第1回転軸（２）の駆動効果を向上するために該磁性通路が通過するその他の部材を非導電性のものとすれば好ましい、例えばエネロースを低下するように密封カバー（１０）を非導電体で構成する。更に、ポンプハウジング（１６）内の高圧流体の圧力を調整するために、第２回転軸（２０）の回転速度を制御しなければならない。このため、この発明においては図示しない電流、もしくは電圧調整装置を増設し、導電コイル（７）によって発生する磁束量を調整して第２回転軸（２０）の回転速度を調整する。
【００１５】
（第２の実施例）
図３にこの発明の第２の実施例を開示する。第２の実施例は、図示に開示するように第１回転軸（２’）と、第２回転軸（２０’）と、第１磁性体（６’）と、第２磁性体（１３’）と、導電コイル（７’）と、ヨーク（５’）と、非磁性の導電体（１２’）とにより構成されている。該第１回転軸（２’）は動力入力軸であって例えば、モータにおける駆動軸である。第１回転軸（２’）は第１回転軸（２’）の支持ハウジング（１’）(即ちモータのハウジングに相当する) に設けられる。該第２回転軸（２０’）は高圧ポンプの駆動軸であって、ポンプハウジング（１６’）に設けられる。また、第２回転軸（２０’）の末端には密封カバー（１０’）を設ける。該密封カバー（１０’）は高圧流体、もしくは高圧流体内に含まれる粉末状物がポンプハウジング（１６’）から漏れるのを防ぐために設ける。さらに第１磁性体（６’）は第１回転軸（２’）に設けられ、第１回転軸（２’）と一体に回転を行なう。
【００１６】
図３に開示するように、第１磁性体（６’）は筒状のはずみ車構造体（cylindrical fly wheel structure）であって、第１回転軸（２’）の動力入力を安定させる作用を有する。図４に開示するように、第２磁性体（１３’）は環状の歯車状の構造を有し、密封カバー(１０’)内に設けられるとともに、第１磁性体(６’)と隣接し、これに対応する。
【００１７】
前記ヨーク（５’）は環状構造を形成して密封カバー（１０’）内に設けられ、導電コイル（７’）は該ヨーク（５’）に設けられ、該ヨーク（５’）と導電コイル（７’）の位置は第２磁性体(１３’)と隣接し、これに対応する。前記密封カバー(１０’)の円盤部(１０１’)は非導電体であって、渦電流が発生して非磁性の導電体(１２’)の電流に影響を与えて第２磁性体（１３’）の駆動トルクを減少することを防ぐ作用を有する。よって、第１磁性体(６’)と、第２磁性体(１３’)と、導電コイル（７’）と、ヨーク(５’)とを配設することによって磁性通路を形成する。
【００１８】
また、非磁性の導電体（１２’）は環状構造に形成され、前記筒状の第１磁性体（６’）の内部に設けられて第１磁性体（６’）の内部に設けられ、かつ第１磁性体（６’）と一体に回転する。該非磁性の導電体（１２’）は、第１磁性体（６’）と第２磁性体（１３’）との間に介在する。よって、かかる配列によって前記磁性通路が非磁性の導電体（１２’）を通過し、その通過の際に非磁性の導電体（１２’）の磁束に変化が生じると、非磁性の導電体（１２’）には渦電流を誘導させる。該非磁性の導電体（１２’）は、銅質、もしくはアルミ材質などによってなる。
【００１９】
図３に開示する導電コイル（７’）に電流を流して第１回転軸（２’）を回転させると、第１磁性体（６’）は回転させられ、導電コイル（７’）とヨーク（５’）に対して相対運動を行なう。よって、該磁性通路の磁束に変化が発生し、非磁性の導電体（１２’）に渦電流を誘導させ、該磁性通路の磁束と渦電流との電磁作用によって第２磁性体（１３’）が回転し、第２回転軸（２０’）も回転する。
【００２０】
また、ポンプハウジング（１６’）内の高圧流体の圧力を調整するために、第２回転軸（２０’）の回転速度を制御しなければならない。このため、この発明においては図示しない電流、もしくは電圧調整装置を増設し、導線コイル（７’）によって発生する磁束量を調整して第２回転軸（２０’）の回転速度を調整する。更に、磁性通路の磁性効果を高めるために、前記の筒状はずみ車構造には磁性の鉄リング(８’)を設ける。
【００２１】
以上はこの発明の好ましい実施例であって、この発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、この発明の精神と原理の範囲内にあり、この発明に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの発明の特許請求の範囲に属するものとする。
【００２２】
【発明の効果】
この発明による誘導式のポンプ駆動装置は、電磁誘導の原理を応用した無軸方式で高圧ポンプの回転軸を駆動するものであって、従来の技術に見られるようにモータの回転軸はポンプのハウジングを貫通することがないためポンプ内の高圧流体、もしくは高圧流体内に含まれる粉末状物が完全に密閉される。よって、高圧ポンプ設備の運転圧力が効果的に保持され、ポンプ内の高圧流体、もしくは高圧流体内に含まれる粉末状物によってモータの故障を招くことがなく、モータ本来の使用寿命を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による第１の実施例の装置の断面図である。
【図２】図１における第１磁性体の正面図である。
【図３】この発明による第２の実施例の装置の断面図である。
【図４】図３における第２磁性体の正面図である。
【符号の説明】
１、１’ 支持ハウジング
２、２’ 第１回転軸
５、５’ ヨーク
６、６’ 第１磁性体
６ａ 外部環状部
６ｂ 内部環状部
７、７’ 導電コイル
８’ 鉄リング
１０、１０’ 密封カバー
１０１、１０１’ 円盤部
１２、１２’ 導電体
１３、１３’ 第２磁性体
１６、１６’ ポンプハウジング
２０、２０’ 第２回転軸
Claims (19)
- 第１回転軸（２）と、第２回転軸（２０）と、第１磁性体（６）と、非磁性の導電体（１２）と、密封カバー（１０）とを含んでなる誘導式のポンプ駆動装置において、
該第１回転軸（２）は、支持ハウジング（１）内に回転自在に設けられ、
該第２回転軸（２０）は、ポンプハウジング（１６）内に回転自在に設けられ、
該第1磁性体（６）は、該第１回転軸（２）に該第１回転軸（２）と一体に回転するように設けられ、
該非磁性の誘電体（１２）は、該第２回転軸（２０）に取り付けられて第２回転軸（２０）と一体に回転し、かつ該第１磁性体（６）による磁束の変化により該非磁性の導電体（１２）に作用して該第２回転軸（２０）を回転させ、
該密封カバー（１０）は内部に非導電性の円盤部（１０１）を有し、該第２回転軸（２０）の末端に設けられ、
第２磁性体（１３）を設け、該第２磁性体（１３）は前記第２回転軸（２０）と一体に回転し、かつ該第２磁性体（１３）の位置は前記第１磁性体（６）と隣接して該第１磁性体（６）に対応し、
該非磁性の導電体（１２）は該第２磁性体（１３）に設けられ、かつ該第２磁性体（１３）と一体に回転し、
該非磁性の導電体（１２）は該第１磁性体（６）と、第２磁性体（１３）との間に介在し、
該第１回転軸（２）によって駆動される磁束変化手段は導電コイル（７）と、前記密封カバー（１０）内に設けられるヨーク（５）とを含んでなり、該導電コイル（７）は該ヨーク（５）に設けられ、該導電コイル（７）及びヨーク（５）の位置は該第１磁性体（６）に隣接して該第１磁性体（６）に対応し、
該第１磁性体（６）と、第２磁性体（１３）と、導電コイル（７）と、及びヨーク（５）とによって磁性通路を形成して、該磁性通路の磁束が該第２磁性体（１３）に作用して該第２回転軸（２０）を回転させることを特徴とする誘導式のポンプ駆動装置。 - 前記磁束変化手段は、導電コイル（７）と、前記第１回転軸（２）の支持ハウジング（１）に設けられるヨーク（５）とを含んでなり誘導体コイル（７）は該ヨーク（５）に設けられ、該導電コイル（７）とヨーク（５）の位置は第１磁性体（６）に隣接して該第１磁性体（６）に対応し、かつ該第１回転軸（２）が回転する場合、該第１磁性体（６）が導電コイル（７）及びヨーク（５）に対して相対運動を行い磁束の変化を発生させることを特徴とする請求項１に記載の誘導式のポンプ駆動装置。
- 前記密封カバー（１０）内に第２磁性体（１３）を設け、該第２磁性体（１３）の位置は前記第１磁性体（６）に隣接し、かつ該第１磁性体（６）に対応し、
該第１磁性体（６）と、該第２磁性体（１３）と、前記導電コイル（７）と、前記ヨーク（５）とによって電磁通路を形成し、かつ該非磁性の導電体（１２）の位置が該第１磁性体（６）と第２磁性体（１３）との間に介在し、
該電磁通路の磁束の変化が該非磁性の導電体（１２）に作用して該第２回転軸（２０）を回転させることを特徴とする請求項２に記載の誘導式のポンプ駆動装置。 - 前記第１磁性体（６）が、はずみ車構造に形成されることを特徴とする請求項３に記載の誘導式のポンプ駆動装置。
- 前記第１磁性体（６）が、はずみ車構造体であることを特徴とする請求項１に記載の誘導式のポンプ駆動装置。
- 第１回転軸（６）と、第２回転軸（２０）と、第１磁性体（６）と、ヨーク（５）と、導電コイル（７）と、第2磁性体（１３）と、非磁性の導電体（１２）とを含んでなる誘導式のポンプ駆動装置において、
該第１回転軸（２）は、支持ハウジング（１）内に回転自在に設けられ、
該第２回転軸（２０）は、ポンプハウジング（１６）内に回転自在に設けられ、該第2回転軸（２０）の末端に、非導電体によってなる円盤部（１０１）を有する密封カバー（１０）を設け、
該第１磁性体（６）は、該第１回転軸（２）に設けられ、かつ該第１回転軸（２）と一体に回転し、
該ヨーク（５）は該第1回転軸（２）の支持ハウジング（１）内に設けられ、
該導電コイル（７）は該ヨーク（５）に設けられると共に、該導電コイル（７）とヨーク（５）の位置は該第1磁性体（６）に隣接して該第1磁性体（６）に対応し、
該第2磁性体（１３）は該密封カバー（１０）内に設けられ、かつ該第１磁性体（６）に隣接して該第1磁性体（６）に対応し、
該第１磁性体（６）と、該第２磁性体（１３）と、該導電コイル（７）と、及び該ヨーク（５）とによって磁性通路を形成し、
該非磁性の導電体（１２）は該密封カバー（１０）内に位置し、かつ該第１磁性体（６）と第2磁性体（１３）との間に介在し、また、該非磁性の導電体（１２）は該第2回転軸（２０）に設けられ、該第2回転軸（２０）と一体に回転し、
これにより該第１回転軸（２）が回転する場合、該第1磁性体（６）が該ヨーク（５）及び導電コイル（７）に対して相対運動を行い、磁束の変化を発生させて該非磁性の導電体（１２）に渦電流を発生させ、
該非磁性の導電体（１２）の渦電流と該磁性通路の電磁作用によって該第2回転軸（２０）を回転させることを特徴とする誘導式のポンプ駆動装置。 - 前記第１磁性体（６）が、はずみ車構造に形成されることを特徴とする請求項６に記載の誘導式のポンプ駆動装置。
- 前記はずみ車構造は外部環状部（６ａ）と、内部環状部（６ｂ）とを具え、該外部環状部（６ａ）と内部環状部（６ｂ）とにはそれぞれ交互してN極、もしくはS極を具えさせ、かつ該外部環状部（６ａ）と内部環状部（６ｂ）との間には環状に凹溝を形成し、前記導電コイル（７）とヨーク（５）とを該環状に形成した凹溝に収納することを特徴とする請求項７に記載の誘導式のポンプ駆動装置。
- 前記誘導式のポンプ駆動装置は、さらに電流調整手段を具え、該電流調整手段によって前記導電コイル（７）に発生する磁束の量を調整して前記第2回転軸（２０）の回転速度を調整することを特徴とする請求項８に記載の誘導式のポンプ駆動装置。
- 前記非磁性の導電体（１２）が円盤状の構造体であることを特徴とする請求項９に記載の誘導式のポンプ駆動装置。
- 前記円盤状の構造体が銅材質などの導電材質によってなることを特徴とする請求項１０に記載の誘導式のポンプ駆動装置。
- 前記第2磁性体（１３）が環状に形成された磁性体であることを特徴とする請求項１１に記載の誘導式のポンプ駆動装置。
- 第１回転軸（２’）と、第２回転軸（２０’）と、第１磁性体（６’）と、ヨーク（５’）と、導電コイル（７’）と、第2磁性体（１３’）と、非磁性の導電体（１２’）とを含んでなる誘導式のポンプ駆動装置において、
該第１回転軸（２’）は、支持ハウジング（１’）内に回転自在に設けられ、
該第２回転軸（２０’）は、ポンプハウジング（１６’）内に回転自在に設けられ、該第2回転軸（２０’）の末端に非導電体によってなる円盤部（１０１’）を有する密封カバー（１０’）を設け、
該第１磁性体（６’）は該第１回転軸（２’）に設けられ、かつ該第１回転軸（２’）と一体に回転し、
該ヨーク（５’）は該密封カバー（１０’）内に設けられ、
該導電コイル（７’）は該ヨーク（５’）に設けられると共に、該導電コイル（７’）とヨーク（５’）の位置は該第1磁性体（６’）に隣接して該第1磁性体（６’）に対応し、
該第2磁性体（１３’）は該密封カバー（１０’）内に設けられ、かつ該第2回転軸（２０’）と一体に回転し、
該第１磁性体（６’）と、該第２磁性体（１３’）と、該導電コイル（７’）と、及び該ヨーク（５’）とによって磁性通路を形成し、
該非磁性の導電体（１２’）は該第1磁性体（６’）に設けられ、かつ該第１回転軸（２’）と一体に回転し、該非磁性の導電体（１２’）の位置は該第１磁性体（６’）と第2磁性体（１３’）との間に介在し、これにより該第１回転軸（２’）が回転する場合、該第1磁性体（６’）が該ヨーク（５’）及び導電コイル（７’）に対して相対運動を行い、磁束の変化を発生させて該非磁性の導電体（１２’）に渦電流を発生させ、
該非磁性の導電体（１２’）の渦電流と該磁性通路の交互の電磁作用によって該第2回転軸（２０’）を回転させることを特徴とする誘導式のポンプ駆動装置。 - 前記第１磁性体（６’）が、はずみ車構造体であることを特徴とする請求項１３に記載の誘導式のポンプ駆動装置。
- 前記誘導式のポンプ駆動装置は、さらに電流調整手段を具え、該電流調整手段によって前記導電コイル（７’）に発生する磁束の量を調整して前記第2回転軸（２０’）の回転速度を調整することを特徴とする請求項１４に記載の誘導式のポンプ駆動装置。
- 前記非磁性の導電体（１２’）は環状の構造体であって、該環状の構造体は前記はずみ車構造体に設けられることを特徴とする請求項１５に記載の誘導式のポンプ駆動装置。
- 前記非磁性の導電（１２’）体が銅材質などの導電材質によってなることを特徴とする請求項１６に記載の誘導式のポンプ駆動装置。
- 前記はずみ車構造体である第１磁性体（６’）は、さらに前記ヨーク（５’）に対向する位置に設けられる鉄リングを具え、該鉄リングによって磁性効果を高めることを特徴とする請求項１７に記載の誘導式のポンプ駆動装置。
- 前記ポンプが密閉式の高圧ポンプであることを特徴とする請求項１、請求項６、もしくは請求項１３のいずれかに記載される誘導式のポンプ駆動装置。
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