JPH05187389A - 電動ポンプ - Google Patents

電動ポンプ

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JPH05187389A
JPH05187389A JP4180254A JP18025492A JPH05187389A JP H05187389 A JPH05187389 A JP H05187389A JP 4180254 A JP4180254 A JP 4180254A JP 18025492 A JP18025492 A JP 18025492A JP H05187389 A JPH05187389 A JP H05187389A
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fluid
shaft
rotor
adapter
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JP4180254A
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English (en)
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George J Hyland
ジョージ・ジェー・ハイランド
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PAWAADAIN CORP
Powerdyne Corp
Original Assignee
PAWAADAIN CORP
Powerdyne Corp
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Publication date
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    • H02K7/09—Structural association with bearings with magnetic bearings

Abstract

(57)【要約】 【目的】 封じ込め（ｃａｎｎｅｄ）モーター駆動ポン
プの、従来のものの欠点、即ち、所望の流量のものを得
がたく、流量が不安定であり、耐久性に乏しい等の欠点
を除去した電動ポンプ。 【構成】 冷却流体と磁気スラストバランスとを夫々独
立して制御することができるように、中心シャフトと、
回転シャフト支持ベアリングと、互いに独立して制御ま
たは規制される流体機構および磁気スラストバランス機
構とを備えた電動ポンプ。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気スラストバランス
手段を備えかつ独立して制御される流体流により冷却を
行なうようになっている、ステータが封じ込められた即
ち隔絶されたタイプの電動ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】ステータの電気巻線が圧送される流体か
ら隔絶されているモータステータを有する電動ポンプ
は、「封じ込め」（“ｃａｎｎｅｄ”）モータポンプと
呼ばれ、本技術分野において周知である。かかるポンプ
は、高温で、腐食性であり、毒性があり、しかも高価な
流体を取り扱う場合にしばしば利用されている。液圧ま
たは圧送装置をモータに接続する回転シールおよびスタ
フィングボックスは流体を大気に漏洩するとともに、危
険な状態と出費を招くことになるが、かかる電動モータ
はこのような回転シールおよびスタッフィングボックス
を省略することができるので、最も望ましいものとなっ
ている。
【０００３】このようなポンプはしばしば、高温流体の
処理を行なうのに連続使用に供されるが、このような態
様で使用すると、熱が直ちに蓄積されて、ポンプの電気
的構成素子が損傷を受けることになる。
【０００４】電動機はいずれも、適正に機能するために
は冷却することが必要であり、最も標準的なモータは、
内蔵ファンにより冷却を行なうようになっている。気密
にシールされた封し込めモータステータを備えるポンプ
は、このような態様では冷却することができず、従っ
て、取り扱われる流体のある部分を分流させることによ
り、流体を、ロータと熱を取り出す封じ込めステータと
の間でモータを介して再循環させるこどが行なわれてい
る。このような構成は、ホワイト（Ｗｈｉｔｅ）の米国
特許第２，９０６，２０８号並びにリッツェンバーグ
（Ｌｉｔｚｅｎｂｅｒｇ）の米国特許第２，８７１，７
９１号および同第４，０６５，２３７号に例示されてい
る。
【０００５】別の構成として、ホワイト（Ｗｈｉｔｅ）
の米国特許第２，７１３，３１１号、同第３，０５３，
１８９号および同第３，１１４，０９０号に例示されて
いるような外部流体循環を利用したものがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】内部流体循環を利用し
た封じ込めモータポンプは、モータ部を介して流れる流
体の量を制御するオリフィスとして作用するようにロー
タとステータとの間に設けられたクリアランスの影響を
受ける。従って、この方式の場合には、次のような問題
が生ずる。
【０００７】１．この流体ギャップを形成する際の製造
許容差の変動が、所望の流れとは異なる量の流れを発生
させるような大きさとなる。
【０００８】２．封し込めモータポンプのロータとステ
ータの長さが、ポンプの出力に応じて変動するので、流
体の量が不安定でありかつ予測することができないもの
となる。
【０００９】３．ボリュート部において生ずる流体圧が
作動条件により完全に変動するものとなり、上記した１
および２の問題点と相俟って、モータを冷却するのに必
要な正確な流体流を得ることができない。
【００１０】ステータを冷却する流体流は、モータの馬
力とともに変動しなければならず、多過ぎるとポンプの
効率が低下し、少な過ぎるとポンプの有効寿命が短くな
る。例えば、大規模な試験によれば、３馬力モータのス
テータ部を適正に冷却するには、３ＧＰＭの室温流体が
必要となることがわかった。流体をこれよりも多くする
必要はなく、多い場合には装置の液圧効率に重大な影響
を及ぼし、これよも少ないとモータの巻線の有効寿命に
悪影響を及ぼすことになる。数百の製造装置に対して行
なった試験によれば、上記した条件により、流体流にロ
ータ部とステータ部との間のクリアランスを使用する
と、流体流を満足に制御することができないことが明ら
かになった。
【００１１】所定のサイズのオリフィスを利用すること
により、流体流を適正に制御することができるが、この
オリフィスはポンプの個々の馬力およびモータ冷却要求
に応じてサイズを定めなければならない。固定オリフィ
スが、ポンプ室からステータおよびロータ部までの間に
重要な開口を別に持たないプレートに取着されている。
オリフィスは、流体流が中空のシャフトへ続くすること
ができるようにした制御オリフィスであり、中空シャフ
トは再循環流体を吸引部即ちインペラへ戻す。このオリ
フィスは、冷却などを行なうために計量手段（ｍｅｔｅ
ｒｉｎｇ ｍｅｄｉｕｍ）としてロータとステータとの
間のギャップを使用することにより生ずる欠点を除去す
ることができるが、スラストバランスを形成するように
流体流を適正に制御することはできない。
【００１２】更に、高温での使用において、ポンプの外
部冷却が必要となる場合には、圧送されている流体流か
ら分流する流体流を遮断することができるものでなけれ
ばならない。
【００１３】封し込められたポンプに関連する別の問題
として、ポンプのインペラが正しい方向へ回転している
かどうかを判断するのが困難であるということがある。
インペラが正しい方向へ回転していない場合には、流体
流は所望のヘッドの７５％となり、ポンプの損傷をきた
すようになる。
【００１４】封じ込められたポンプのロークをスラスト
バランスさせる場合の別の問題点として、これが冷却流
体流に左右されるということがある。
【００１５】上記したタイプの封じ込め電動モータは、
流体流を制御するための可変オリフィスとして、ロータ
とステータとの間のクリアランスを利用しているので、
ロータを中心に合わせようとする電気的な力に対して著
しく敏感となり、しかもロータど隔絶されたステータと
の間のオリフィスおよびベアリングを介して流れる流体
の量が変動してスラストバランスに重大な影響を及ぼす
ので、スラストバランスを困難にする。
【００１６】圧送される流体の圧力は、電気および液圧
回転部材の軸線方向のスラストバランスを作動させかつ
制御するのに使用される。遠心ポンプの単一段密閉イン
ペラの場合には、インペラの前部および後部領域におい
て生ずる差圧により前方スラストが生ずる。インペラの
後部プレートは、直径全体に、十分な圧力の力が発生す
る。インペラの前部は、０または負の圧力の大きな吸引
作用を呈し、インペラの外径から吸引入口へ一層低い圧
力を生ずる。この低い圧力は、インペラの前面から吸引
部へ流体を逃すことができる前部耐摩粍リングにより生
ずる。従って、圧力勾配を小さくして、吸引部への圧力
の漏洩を少なくしあるいはなくすことが所望される。
【００１７】インペラの後部および前部の力の差は大き
く、これをなくして、リッツェンバーグ（Ｌｉｔｚｅｎ
ｂｅｒｇ）の米国特許第４，０６５，２３１号に開示の
ポンプを除く全ての封じ込めモータポンプに前方のスラ
ストが生ずるのを防止しなければならない。先行技術に
おいては、スラスト力を処理するためスラストワッシャ
が設けられているが、スラストワッシャは圧力差をなく
すことができず、ワッシャが押圧されるスラストベアリ
ングに荷重を移すだけである。スラストワッシャにより
スラストを処理する方法は、ワッシャの作用がブレーキ
シューの作用と同様であり、エネルギを浪費するととも
に、製造および交換に費用を要する部品を摩粍させるこ
とになる。
【００１８】更に、流体スラストバランス系が首尾よく
作動しないと、スラストワッシャが全ての荷重を受ける
ので、直ちに摩粍することになる。
【００１９】先行技術のポンプに設けられているベアリ
ングは、装着および取り外しが困難であり、しかも自動
調心することができず、従って、ベアリングが自動調心
してポンプの構成素子の小さな変動および加えられる力
を補償する場合よりも、摩粍が大きくなるとともにベア
リングの寿命が短くなる。本発明者の先行特許には、自
動スラストバランス機構が提供されている。スラストバ
ランスは満足のいくものであるが、冷却流体により影響
を受ける。従って、冷却用の流体流がスラストバランス
から独立している系を提供することが所望されている。
【００２０】本発明の電動ポンプは、先行技術が有する
課題をなくし、冷却流体と磁気スラストバランスを独立
して制御することができるものである。
【００２１】本発明は、中心シャフトと、回転シャフト
支持ベアリングと、互いに独立して制御または規制され
る流体流機構および磁気スラストバランス機構とを備え
た、封じ込められた即ち隔絶されたステータタイプの電
動ポンプに関する。
【００２２】従って、本発明の主たる目的は、磁気スラ
ストバランス機構および該スラストバランス機構とは独
立して作動する冷却流体系を備えた封じ込められた即ち
隔絶されたステータタイプの電動ポンプを提供すること
にある。
【００２３】本発明の別の目的は、容易に使用すること
ができる封じ込められた即ち隔絶されたステータタイプ
の電動ポンプを提供することにある。
【００２４】本発明の別の目的は、有効寿命を長くする
ことができるように改良されたベアリング構造を有する
封し込められた即ち隔絶されたステータタイプの電動ポ
ンプを提供することにある。
【００２５】本発明の別の目的は、スラストバランス機
構が磁気によるものでありかつ冷却流体の圧力または流
れに左右されないように構成された封じ込められた即ち
隔絶されたステータタイプの電動ポンプを提供すること
にある。
【００２６】本発明の別の目的は、圧送されている高温
流体から冷却用の流体を遮断することができるととも
に、外部から冷却される封じ込められた即ち隔絶された
ステータタイプの電動ポンプを提供することにある。
【００２７】本発明の別の目的は、耐久性があり、長時
間の作動に耐えることができる封じ込められた即ち隔絶
されたステータタイプの電動ポンプを提供することにあ
る。
【００２８】本発明の別の目的は、インペラを一方向に
のみ回転させることができる封じ込められた即ち隔絶さ
れたステータタイプの電動ポンプを提供することにあ
る。
【００２９】本発明の更に別の目的は、種々の用途に有
用でありかつ種々のサイズで利用することができる封じ
込められた即ち隔絶されたステータタイプの電動ポンプ
を提供することにある。
【００３０】本発明の別の目的と利点は、以下の説明お
よび特許請求の範囲から明らかとなるものである。
【００３１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、入口お
よび送出し接続部を有するとともに内部にインペラを配
設したインペラ室を有するインペラハウジングと、該イ
ンペラハウジングに連結されかつ端部プレートを有する
外側円筒ケースとを備え、その一方は前記端部プレート
間を延びかつ端部プレートおよび前記外側ケースと協働
して隔絶されたモータステータ室を提供する円筒スリー
ブであり、さらに前記ステータ室に配置されたモータス
テータを備え、前記スリーブ内部はモータロータ室を提
供するようになっている電動ポンプが提供されている。
この電動ポンプは、前記スリーブ内の対向端部に取り外
し自在に取着された第１および第２のアダプタを備え、
前記第１のアダプタは前記インペラに隣接して配設され
かつ前記第２のアダプタは前記インペラとは反対側の端
部に配設されており、前記アダプタには軸線方向の整合
を制限することができるようにＯ−リング手段が設けら
れており、前記連結端部プレートは計量閉止プレート
（ｍｅｔｅｒｉｎｇ ｃｌｏｓｕｒｅ ｐｌａｔｅ）を
備え、該計量閉止プレートは少なくとも１つの可変オリ
フィスを有しており、前記第１のアダプタは冷却流体を
制御して流すことができるように前記スリーブの内部を
前記インペラ室に前記可変オリフィスを介して接続する
少なくとも１つの通路を有しており、更にスリーブベア
リングが取着され、前記第１および第２のアダプタに支
持され、前記インペラ室内を延び、かつ、前記インペラ
室内において前記インペラを取着している中空のシャフ
トと、前記モータロータ室において前記ベアリング間で
前記シャフトに配設されたモータロータとを備え、前記
第１および第２のアダプ夕は前記シャフトにより支持さ
れた前記ベアリングと係合するスリーブを内部に有して
おり、しかも前記シャフトに対して軸線方向の力をバラ
ンスさせる自動スラストバランス手段を備え、該自動ス
ラストバランス手段は、前記ロークと対面して前記アダ
プタに取着された第１の磁気リング手段および前記アダ
プタのリング手段と対面して前記ロータの端部に取着さ
れた第２の磁気リング手段を備え、前記第１および第２
の磁気リング手段は互いに反発し合って前記ロータをス
ラストバランス状態に自動的に保持するように配設され
ていることを特徴とする構成に係る。
【００３２】
【作用】上記構成の本発明の電動ポンプにおいては、シ
ャフトが回転されると、圧送されるべき流体が流体入口
へ供給され、インペラに入る。圧送されている流体の主
な部分は外方へ押しやられ、インペラ室の内部から送出
し接続部へ導かれる。
【００３３】流体の一部は、冷却を行なうためにアダプ
タの通路により可変オリフィスを介してモータのロータ
室へ流れる。次に、この流体は磁性リング相互間のクリ
アランスおよびカバーとスリーブとの間を流れ、次い
で、アダプタに隣接する磁性リング間のクリアランスお
よびアダプタの通路を介してシャフトへ流れ、更にイン
ペラを介して流れる。
【００３４】モータのロータは電気の力に対して感受性
があり、しかも流体流およびリングとからの磁力に反応
して軸線方向のスラスト変位を受けるので、シャフトは
冷却流体流とは独立しかつ流体の供給の有無に拘らず保
持される平衡位置へ向けて軸線方向に動く。
【００３５】ベアリングは、端部閉止プレートとアダプ
タとを取り外すことにより容易に取り外され、交換する
ことができる。インペラに隣接したベアリングもまた、
インペラ、計量閉止プレートおよびアダプタを取り外す
ことにより容易に取り外され、手入れを行なうことがで
きる。
【００３６】必要であれば、モータのロータ室内の冷却
流体の量は、プレートの可変オリフィスの位置を調整す
ることにより変えることができるが、これはロータのス
ラストバランスに有意の影響を与えることはない。オリ
フィスを完全に閉じて高温の流体がロータ室に流れ込ま
ないようにすれば、冷却流体を導いてモータのステータ
とロータとを冷却することができる。
【００３７】一方向クラッチアセンブリにより、インペ
ラを一方向のみに回転させることができ、これによりポ
ンプ構成素子が損傷を受ける可能性を少なくするととも
に、ポンプが正しく作動するようにチェックすることが
できる。
【００３８】
【実施例】以下、図面、特に、図１乃至図５に関して、
本発明に係る電動ポンプ１０の好ましい実施例を説明す
る。
【００３９】ポンプ１０は、図１に示されるように、左
側端部がモータの端部プレート１２に溶接その他により
固着され、右側端部に別のモータ端部プレート１４が溶
接などにより取着されている外側円筒ケース１１を備え
ている。端部プレート１４には肩部１５が設けられ、肩
部は端部がケース１１と係合している。ケース１１と端
部プレート１２および１４は、鋼その他の適宜の材料か
ら形成するのが好ましい。
【００４０】中空の円筒状内側スリーブ１６が配設され
ており、該スリーブはステンレス鋼その他の非磁性反応
金属であって、圧送される液体による腐食を受けない材
料から形成するのが好ましい。
【００４１】スリーブ１６は、端部プレート１２の開口
１７を介して延びており、端部プレート１２には、該端
部プレートの外側に別のライナプレート１８が溶接その
他により固着されている。ライナプレート１８は、圧送
される液体に対して耐食性がある即ちこの液体による腐
食を受けないステンレス鋼その他の適宜の材料から形成
することができる。
【００４２】スリーブ１６はまた、端部プレート１４の
開口１９を介して延びている。プレート１８と同様の材
料から形成される端部ライナプレート２０が配設されて
おり、該プレート２０と端部閉止プレート２２との間に
はガスケット２１が配設され、プレート２２はボルト２
３により端部プレート１４に取着され、端部プレート１
４の開口１９を閉止している。
【００４３】入口パイプ（図示せず）に接続されるよう
に軸線方向に沿って配設された流体入口２５と、同心形
状に形成されたインペラ室２６と、パイプ（図示せず）
が延びる流体給送出口接続部材２７とを有するインペラ
ハウジング２４が配設されている。
【００４４】インペラハウジング２４は、圧送される液
体に対して耐食性を有する所望の材料から形成すること
ができ、従って、該ハウジング２４はステンレス鋼、チ
タンなどからから形成することができる。インペラハウ
ジング２４は、フランジプレート２８を有しており、こ
のフランジ２８は端部プレート１２の外側円筒面３０と
係合するようになっている円筒而２９を有している。天
然もしくは合成ゴムまたは圧送される液体に対して耐性
がある圧縮もしくは弾性材料からなるＯ−リングその他
のシールストリップ３１が、ハウジング２４内にライナ
プレート１８と接触して拒持されており、該部材３１は
ライナプレート１８において、端部プレート１２を介し
て延びかつフランジプレート２８とねじ係合しているボ
ルトまたはスタッド３３により流体密状態に圧縮されて
いる。
【００４５】ケース１１と、スリーブ１６と、モータの
端部プレート１２と、モータの端部プレート１４とによ
り囲まれる空間は、封止されかつ隔絶されたステータ室
３５を提供している。室３５には、図示のように、圧送
される液体と接触しないようにされている周知のタイプ
のモータ磁界ラミネーション（ｍｏｔｏｒ ｆｉｅｌｄ
ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ）３６とモータ磁界巻線３７が
配設されている。
【００４６】ケース１１内の流体密シール（図示せず）
を介して延びかつ適宜の電源（図示せず）に接続された
導電体（図示せず）がモータ巻線３７を励磁するように
設けられている。
【００４７】スリーブ１６の内部の空間は、モータのロ
ータ室４０を提供している。
【００４８】モータのロータ４１が室４０に配設されて
いる。ロータは所望のタイプのものとすることができる
が、端部リング４２およびラミネーション４３と、中空
の保護缶即ちカバー４４とを有する誘導タイプであるの
が好ましい。
【００４９】カバー４４は、該カバーとスリーブとの間
を流体が流れることができるようにスリーブ１６から内
方へ離隔するように配置されているが、これについては
後述する。
【００５０】カバー４４には、周知の流体密の態様で端
部カバーブレート４５および４６が取着されており、該
プレートは該プレートが周知の態様で流体密に取着され
た中心シャフト４７と係合している。缶即ちカバー４４
と、プレート４５および４６は耐熱性を有しかつ圧送さ
れる液体の腐食作用に耐えることができるステンレス鋼
のような適宜の材料から形成されている。
【００５１】シャフト４７は、ロータの端部カバープレ
ート４５および４６を越えて外方へ延びるように配設さ
れている。このシャフトには、シャフト４７のくぼみ５
２に係合しているスリーブベアリング５０のくぼみ５１
によりベアリング５０が取着されている。ベアリング５
０は、耐熱性がありかつ圧送される液体の腐食作用に対
して耐性がある適宜の軽金属から形成するのが好まし
く、ベアリング５０の外側にテフロンその他の適宜の物
質からなる耐摩粍層５５のような、必要な程度まで犠牲
となる犠牲材料を備えている。
【００５２】ベアリング５０は、各端部がアダプタ６０
および６１において回転し、アダプタ６０は端部プレー
ト１４と係合し、アダプタ６１は端部プレート１２と係
合するとともに計量閉止プレート６３と係合し、プレー
ト６３はボルト６４により取着されている端部プレート
１２の開口１７を閉止している。プレート６３にはま
た、図３により明瞭に示すように、リップシール（ｌｉ
ｐ ｓｅａｌ）６５がボルト６６により取着され、該シ
ールはシャフト４７による流体の漏洩を少なくするよう
にシャフト４７と係合している。
【００５３】アダプタ６０および６１にはＯ−リング６
８が嵌着され、該リング６８はスリーブ１６と係合して
スリーブ１６が回転しないように保持するとともに、ア
ダプタ６０および６１がスリーブ１６内で揺動すること
により、シャフト４７およびベアリング５０と容易に整
合するようになっている。更に、アダプタがシャフト４
７に一致して整合すると、ベアリングの摩粍が減少す
る。アダプタ６０および６１はまた、それぞれスリーブ
７０を備え、スリーブ７０はベアリング５０の耐摩粍層
５５と係合する。スリーブ７０は、耐熱性と圧送される
液体に対して耐食性がある適宜の硬化材料から形成され
ているとともに、表面が滑らかに仕上げられかつ耐摩粍
層５５と適合して構成されている。
【００５４】アダプタ６０および６１にはそれぞれ、磁
性材料からなるリング７２が取着されており、リング７
２は、該リングと対面する同様のリング７３を有する端
部カバープレート４５および４６と対面して配設されて
いる。リング７２と７３は、発生する磁界が互いに反発
し合ってモータのロータ４１とこれに取着された素子と
をアダプタ６０と６１との間で後述する冷却流体流とは
独立した浮き上がったスラストバランス状態に保持する
ように配設されている。
【００５５】計量閉止プレート６３には、複数の可変オ
リフィス７５が設けられている。図示の実施例では、図
２および図３に示すように８つのオリフィス７５が配設
されている。各可変オリフィス７５には固定されたイニ
シャルオリフィス（ｉｎｉｔｉａｌ ｏｒｉｆｉｃｅ）
７６が設けられている。各オリフィスはまた、プレート
６３のノズル７５の位置を調整することにより圧縮する
ことができる先割りテーパねじ７７を有しており、プレ
ート６３はオリフィスのサイズ、従って、インペラハウ
ジング２４からスリーブ１６の内部へ流れる冷却流体流
を、長手方向へ延びる冷却流体通路８０をそれぞれ備え
るアダプタ６０および６１により変えるようになってい
る。
【００５６】オリフィス７５は、プレート６３において
完全に締め付けることにより閉止され、モータ室４０に
対して流体が流れるのを阻止するが、これは、圧送流体
の温度がモータのロータとステータを冷却するには高過
ぎるときに必要となる場合がある。
【００５７】外側円筒ケース１１には、金属からなる冷
却ジャケット７８が取着されているとともに、高温にお
いて使用する場合に冷却流体源（図示せず）に連結され
る冷却流体入口７９Ａと流体出口７９Ｂとが設けられて
いる。
【００５８】プレート１２の外側のシャフト４７の部分
は、インペラ室２４に延びかつ円筒状ハブ８７を有する
縮径部８６が形成された端部８５を有している。ハブ８
７は、シャフト４７の端部８６に嵌装された円筒状のボ
ス８８を有しており、ボス８８は、該ボスと縮径端部８
６との間にあるボスの凹部において一対の対向するリン
グ９１と係合するフォロアスリーブ９０により縮径部８
６に保持されている。フォロアスリーブ９０は、ボス８
８に係合するボルト９２と、スプリットリング９１を圧
縮するスリーブ９０とによりリング９１へ向けて付勢さ
れることにより、ボス８８を端部８６に保持している。
【００５９】ボス８８には、シャフト４７からの流体が
インペラ室２６へ戻ることができるように放射状の通路
９３が設けられている。
【００６０】一方向クラッチアセンブリ９５がハブ８７
とインペラ９６との間に配設されている。クラッチアセ
ンブリ９５は、図６および図７に示すように、複数のロ
ッド９９により離隔して互いに速結された−対のリング
９８と、ロッド９９間に配設された複数のスプラグ１０
０とを有している。各スプラグは、図示のように、上面
１０１および底面１０２と、左側突起１０３および１０
４と、カムコーナ１０５とを有している。
【００６１】図示のような一方向クラッチアセンブリ９
５は、本技術分野においては公知であり、アメリカ合衆
国、イリノイ州、サウス・ベロイト（Ｓｏｕｔｈ Ｂｅ
ｌｏｉｔ）に所在するダナ・コーポレイション（Ｄａｎ
ａ Ｃｏｒｐ．）のような数多くの供給元から入手する
ことができる。
【００６２】ハブ８７は、焼き入れ鋼のレース１１１を
備えた外側縮径部１１０を有している。インペラ９６
は、焼き入れ鋼のレース１１３を有するハブ１１２を備
えている。クラッチアセンブリ９５は、クラッチのレー
ス１１１と１１３との間に配置されており、スプラグ１
００は、図７においてはニュートラル位置にあり、図７
では係合位置にある。
【００６３】インペラ９６はハブ１１２から延びる側板
１１５を有しており、該側板と略平行に別のインペラプ
レート１１６が配設されている。インペラプレート１１
６の内側円筒部１１７は、入ってきた流体をプレート１
１５ど１１６との間へ導くように入口２５へ向けて延び
ている。
【００６４】プレート１１５と１１６との間には複数の
湾曲した羽根１１８が延びており、圧送された流体を出
口接続部材２７を介して放出するように外方へ導くよう
になっている。
【００６５】開口９３は、流体をインペラ９６へ戻すよ
うにシャフト４７の内部と連通している。
【００６６】インペラ９６はまた、入口２５の円筒状延
長部１２１まで延びて係合する円筒部１２０を備え、Ｏ
−リング１２２が延長部１２１の溝１２３に係合し、延
長部間での流体の流れを制限するとともにベアリングを
提供している。
【００６７】次に、動作の態様について説明する。
【００６８】巻線を励磁すると、回転磁場がラミネーシ
ョン３６に形成され、ロータ４１に作用してシャフト４
７を回転させる。
【００６９】圧送されるべき流体がパイプ（図示せず）
を介して流体入口２５へ供給され、インペラプレート１
１５と１１６との間でインペラ９６に入る。
【００７０】圧送されている流体の主な部分は羽根１１
８により外方へ押しやられ、室２６の内部から出口接続
部材２７へ導かれる。
【００７１】流体の一部は、冷却を行なうためにアダプ
タ６１の通路８０により可変オリフィス７５を介してモ
ータのロータ室４０へ流れる。次に、この流体は磁性リ
ング７２と７３との間のクリアランスおよびカバー４４
とスリーブ１６との間を流れ、次いで、アダプタ６０に
隣接する磁性リング間のクリアランスおよびアダプタ６
０の通路８０を介してシャフト４７へ流れ、更にインペ
ラ９６の開口１１９を介して羽根１１８相互間へ流れ
る。
【００７２】モータのロータ４１は電気の力に対して感
受性があり、しかも流体流およびリング７２と７３から
の磁力に反応して軸線方向のスラスト変位を受けるの
で、シャフト４７は冷却流体流とは独立しかつ流体の供
給の有無に拘らず保持される平衡位置へ向けて軸線方向
に動く。
【００７３】ベアリング５０は、端部閉止プレート２２
とアダプタ６０とを取り外すことにより容易に取り外さ
れ、交換することができる。インペラ９６に隣接したベ
アリング５０もまた、インペラ９６、計量閉止プレート
６３およびアダプタ６１を取り外すことにより容易に取
り外され、手入れを行なうことができる。
【００７４】必要であれば、モータのロータ室４０内の
冷却流体の量は、プレート６３の可変オリフィス７５の
位置を調整することにより変えることができるが、これ
はロータ４１のスラストバランスに有意の影響を与える
ことはない。オリフィスを完全に閉して高温の流体がロ
ータ室に流れ込まないようにすれば、冷却流体をジャケ
ット７８に導いてモータのステータとロータとを冷却す
ることができる。
【００７５】一方向クラッチアセンブリ９５により、イ
ンペラ９６を一方向のみに回転させることができ、これ
によりポンプ構成素子が損傷を受ける可能性を少なくす
るとともに、ポンプが正しく作動するようにチェックす
ることができる。
【００７６】
【発明の効果】本発明の電動ポンプは、以上のように構
成されているので、磁気スラストバランス機構と冷却流
体系とを独立して作動させることができ、しかも容易に
使用することができるとともに、有効寿命を長くするこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この図は、本発明に係る電動ポンプの好ましい
実施例を示す縦断面図である。
【図２】この図は、図１の２−２線に沿って実質上切断
した拡大部分断面図である。
【図３】この図は、図２の３−３線に沿って実質上切断
した拡大部分断面図である。
【図４】この図は、図１に示す図４の表示部の拡大部分
断面図である。
【図５】この図は、図１の５−５線に沿って実質上切断
した拡大部分断面図である。
【図６】この図は、ニュートラル位置にある本発明の一
方向クラッチ部を示す図４の６−６線に沿って実質上切
断した拡大部分断面図である。
【図７】この図は、係合状態にある一方向クラッチを示
す図６と同様の断面図である。
【符号の説明】
１０ 電動ポンプ １１ 円筒ケース １６ 内側スリーブ ２４ インペラハウジング ２５ 流体入口 ２６ インペラ室 ２７ 出口接続部材 ３５ ステータ室 ４０ ロータ室 ４１ ロータ ４４ カバー ４７ 中心シャフト ５０ スリーブベアリング ６０、６１ アダプタ ６３ 計量閉止プレート ７５ 可変オリフィス ９５ 一方向クラッチアセンブリ ９６ インペラ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】入口および送出し接続部を有するとともに
    内部にインペラを配設したインペラ室を有するインペラ
    ハウジングと、該インペラハウジングに連結されかつ端
    部プレートを有する外側円筒ケースとを備え、その一方
    は前記端部プレート間を延びかつ端部プレートおよび前
    記外側ケースと協働して隔絶されたモータステータ室を
    提供する円筒スリーブであり、さらに前記ステータ室に
    配置されたモータステータを備え、前記スリーブ内部は
    モータロータ室を提供するようになっている電動ポンプ
    において、 前記スリーブ内の対向端部に取り外し自在に取着された
    第１および第２のアダプタを備え、 前記第１のアダプタは前記インペラに隣接して配設され
    かつ前記第２のアダプタは前記インペラとは反対側の端
    部に配設されており、 前記アダプタには軸線方向の整合を制限することができ
    るようにＯ−リング手段が設けられており、 前記連結端部プレートは計量閉止プレートを備え、 該計量閉止プレートは少なくとも１つの可変オリフィス
    を有しており、 前記第１のアダプタは冷却流体を制御して流すことがで
    きるように前記スリーブの内部を前記インペラ室に前記
    可変オリフィスを介して接続する少なくとも１つの通路
    を有しており、更に スリーブベアリングが取着され、前記第１および第２の
    アダプタに支持され、前記インペラ室内を延び、かつ、
    前記インペラ室内において前記インペラを取着している
    中空のシャフトと、 前記モータロータ室において前記ベアリング間で前記シ
    ャフトに配設されたモータロータとを備え、 前記第１および第２のアダプタは前記シャフトにより支
    持された前記ベアリングと係合するスリーブを内部に有
    しており、しかも 前記シャフトに対して軸線方向の力をバランスさせる自
    動スラストバランス手段を備え、該自動スラストバラン
    ス手段は、 前記ロータと対面して前記アダプタに取着された第１の
    磁気リング手段および前記アダプタのリング手段と対面
    して前記ロータの端部に取着された第２の磁気リング手
    段を備え、 前記第１および第２の磁気リング手段は互いに反発し合
    って前記ロータをスラストバランス状態に自動的に保持
    するように配設されていることを特徴とする電動ポン
    プ。
  2. 【請求項２】前記スリーブベアリングは耐摩粍性材料の
    層が設けられた中空のスリーブからなり、 前記スリーブベアリングはくぼみを有するとどもに前記
    シャフトは同様のくぼみを有することにより、前記ベア
    リングは前記シャフトに保持されることを特徴とする請
    求項１に記載の電動ポンプ。
  3. 【請求項３】前記インペラは一方向クラッチにより前記
    シャフトに速結されていることを特徴とする請求項１に
    記載の電動ポンプ。
  4. 【請求項４】ジャケットが前記外側円筒ケースの外側に
    取着して設けられ、 冷却流体源が前記モータステータと前記モータロータと
    を必要に応じて冷却するように前記ジャケットに取着さ
    れていることを特徴とする請求項１に記載の電動ポン
    プ。
JP4180254A 1991-05-31 1992-05-29 電動ポンプ Pending JPH05187389A (ja)

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US07/708,360 US5129795A (en) 1991-05-31 1991-05-31 Motor driven pump
US07/708360 1991-05-31

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