JPH05223086A - 回転軸を省略したポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポンプの回転軸を省略した駆動装置におい
て，中空お流路となし，回転体と特定形状の羽根との一
体化により，ポンプの効率を高める。 【構成】 円筒形状に形成した，ポンプ装置のステータ
ヨーク１に複数の駆動コイル２ａ，２ｂ，２ｃ及び位置
検知素子３ａ，３ｂ，３ｃを配設し，軸受７を介して，
回転体となる基板４は取付けられ，その内端部に羽根先
端は固定され，羽根根元附近における後縁は螺旋状のね
じれをもつ特定形状の羽根６を設けている。さらに，液
体漏れ防止シール８を取付け，そして，この中空が流路
となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，機械的仕事によって気
体，または液体，おもに，水に位置・速度・圧力などの
エネルギを与えるためのもので，特定形状の羽根と電動
機が一体化された新規な構成のポンプに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来，この種のポンプにおいて，図４の
（Ａ）に示すように，原動機は水管外部に取付けられ，
水管の一部をそのままポンプ胴として用いている。羽根
の部分は，軸およびボスを介して水管内にあり，羽根の
取付角の変わらない固定式のものがある。図４の（Ｂ）
に示すように羽根の取付角が自由に変えられる可動式の
もの，そして水管内部に電動機および羽根を設けている
もの，あるいは，図４の（Ｃ）に示される立軸うず巻斜
流形ポンプのようなものが知られている。

【０００３】上記構造からなるポンプにあっては，電動
機および軸ならびにボス部分が水管内の大部分を占める
ため流体の流路を狭める結果となり，ポンプ効率を高め
ることは困難である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のポンプにあって
は，回転軸を用して構成されるため，回転軸および羽根
根元の固定部分（ボス）あるいは，水管内における電動
機の取付けにより，流路は著しく狭められ，障害とな
り，揚程および揚水量の効率を高められない欠点があ
る。

【０００５】本発明は，流路内において回転軸そのもの
を不用とするため，中心部における羽根根元の固定部分
（ボス）および水管内の電動機の省略により揚程および
揚水の量は拡大され，他の形式のものと比べ小形軽量化
しやすく，また小形の割に流量が多く，構造が簡単で新
規なポンプを提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係るポンプ
は，以上のような課題を解決するものであって，次のよ
うなものである。すなわち，この発明に係るポンプは，
大体において，円筒形状に形成した固定子の内端部に複
数の駆動コイルおよび感知装置として，おもに位置検知
素子を配設し，これに対する回転子基板の外端部に多極
マグネットを固着し，上記基板の内端部に特定形状の羽
根を取付けたものである。

【０００７】また，回転子を支える装置は，図１，図３
において，おもに，大形で薄形状の軸受あるいは，図２
に示す小形の軸受複数を介して構成されている。なお，
特定形状の羽根中心部附近（従来における羽根根元）の
後縁には，ねじれを加えて形成し，各羽根の根元は，点
状をなした固定で形成されている。また，羽根根元にお
ける接点部分は非接触のばわいも可能であるり，特定形
状の羽根の取付けは，羽根先端を回転子基板の内端部に
固設するものである。

【０００８】そして，より薄めに形成した固定子側の円
筒形状基板内にヨークおよび複数の駆動コイルならびに
複数の受子に軸受は支持され，位置検知素子を配設して
固定子側を構成してをり，これと対する回転子側も円形
状をなした多極マグネットが回転子基板の外端部に嵌着
され，内端部に特定形状の羽根を取付けて構成されてい
る。さらに，羽根先端部をＵ字状に形成することにより
回転時に外方えの力の作用で軸受に対する摩擦を軽減す
ることができる。

【０００９】また，立形円筒形状に形成した，固定子側
に複数の駆動コイル，および，位置検知素子を配設し，
ならびに気体，その他液体漏れ防止のシールボックスは
取付けられ，これに対する回転子側も立形円筒形状をな
し，その基板の外端部に多極マグネットを固着して，上
記基板の内端部に特定形状の羽根を取付けたものであ
り，また固定子と回転子間は，おもに薄形状の軸受を介
して構成されている。

【００１０】なお，上記特定形状の羽根根元附近の後縁
部は，あらまし螺旋状のように形成されている。

【００１１】

【作用】上記の如く形成された軸およびボスを省略した
羽根によるポンプにおいて，位置検知素子３ａ，３ｂ，
３ｃ，２０６ａ，２０６ｂ，３１２を経て，転流回路を
付加して（図示されてない）を経て，各コイル２ａ，２
ｂ，２ｃ，２０３，３０３と通電し電磁誘導作用によ
り，回転磁界は作られる。そして，軸受７，２０５，３
０５を介して回転子基板４，２０８，３０６を取付け，
それぞれ多極マグネット５Ｎ，５Ｓ，２０７Ｎ，２０７
Ｓ，３０７Ｎ，３０７Ｓは固着され，さらに回転子基板
の内端部に特定形状の羽根６，２０９，３１３の羽根根
元附近の後縁部は適度なねじれ，または，適度な螺旋状
をなしてをり，羽根先端より羽根根元に至る全体での送
水，送圧となる。また，羽根先端部２０９ａのように，
おおむねＵ字状に形成することにより，回転運動時の気
体，その他液体の抵抗により外周方向え力が働き，そし
て，固定子コイルと回転子の多極マグネット間に生ずる
吸引作用と回転時の流体抵抗により羽根に与える推力の
発生とが相互に打ち消し合いを生ずることにより，軸受
に対する荷重の軽減となる。さらに，羽根根元附近の後
縁における螺旋状の形成によりポンプ効率を高めること
ができる。

【００１２】

【実施例】実施例について図面を参照して説明すると，
図１において，あらまし円筒形状に形成されたステータ
ヨーク１の内端部に各駆動用コイル２ａ，２ｂ，２ｃを
配設し，ならびに位置検知素子３ａ，３ｂ，３ｃを配置
して，これと対する回転子基板４の外端部に多極マグネ
ット５Ｎ，５Ｓを固着し，そして，その内端部に特定形
状の羽根６が固定保持され，軸受７の外輪（７ａ）は固
定子１の内端部に嵌着され，内輪（７ｂ）は回転子基板
４の外端部に嵌装し，液体漏れ防止シール８をもって，
ブラケットにあたる部分９と回転子基板４の間を密封
し，ボルト１０により取付けられる。

【００１３】図２に示される実施例では，薄く円筒形状
に形成した固定子基板２０１の内端部にステータヨーク
２０２および各駆動用コイル２０３ならびに受子２０４
に軸受２０５は取付けられ，さらに，位置検知素子２０
６ａ，２０６ｂを配設して，固定子側を形成しており，
対して回転子側は円形状をなした多極マグネット２０７
Ｎ，２０７Ｓが回転子基板２０８の断面がコ字状の取付
部２０８ａに嵌着し，上記回転子基板２０８の内端部に
特定形状の羽根２０９は固設され，軸受２０５は，あら
まし凹形状のレール体２０８ｂに沿って回転し，そし
て，液体漏れ防止用シールボックス２１０内部にスプリ
ング２１１は環状の締付けによりシール２１２は圧接さ
れる。そして，ブラケット２１３は複数のボルト２１４
で取付けられる。

【００１４】図３に示される実施例では，あらまし円筒
形状をなした固定子基板３０１の内端部にステータヨー
ク３０２に駆動コイル３０３を配設し，ブラケット３０
４は取付けられ，軸受３０５は，上記固定子基板の突設
部３０１ａと回転子基板３０６の突設部３０６ａを介し
て取付けられ，さらに，回転子基板３０６の外端部に多
極マグネット３０７Ｎ，３０７Ｓを取付け，そして，液
体漏れ防止用シールボックス３０８，３０９内部にスプ
リング３１０によってシール３１１は圧力下に接触され
ている。また，突設部３０１ａの一端に位置検知素子３
１２を配置し，その回転子基板の内端部に特定形状の羽
根３１３は固設され，複数のボルト３１４をもって取付
けている。

【００１５】

【発明の効果】本発明は，以上説明したように構成され
ているので，以下に記載されるような効果を奏する。円
筒形状に形成することにより，特定形状の羽根をダイレ
クトに取付けることが可能となり，揚水量を増し，他の
形式のものと比べて構造が簡単で丈夫であり，小形に
し，軽量化することができ，気体，その他液体，おも
に，水の流路が広くなる。そして，多段ポンプとして，
数段の羽根および胴体の延長や径の拡大とともに駆動コ
イルならびに多極マグネット数を増し，さらに，コイル
の有効導体および多極マグネットの拡大などにより，回
転性能を上げることにより，揚程および揚水量を高める
ことができる。また，図２における特定形状の羽根が固
定保持された先端部Ｕ字状の形成部分は軸受に対する荷
重の軽減の働きとなる。そして，回転時における磁気吸
引力と羽根車の推力との相殺によりバランスされ，軸受
部分の支持機構に加わる負担や摩擦力は極めて小さく保
持され，さらに，全体の機構を簡単にし，軽量化され，
かつその製作コストが低減されるなど数多く優れた特徴
を具備するものである。

【００１６】また，これらのポンプを連結することによ
り，多段ポンプとして活用することもできる。さらに，
これらは水車またはポンプ水車として位置・速度・圧力
などのエネルギから機械的仕事を得ることも容易に可能
である。そして，発電機およびバッテリーからの給電に
より，水中におけるプロペラ（推進機）に応用などいろ
いろ考えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】円筒形状に形成したポンプの分解斜視図で一部
断面図である。

【図２】円筒形状を薄形に形成したポンプの分解斜視図
で一部断面図である。

【図３】立形円筒形状に形成したポンプの分解斜視図で
一部断面図である。

【図４】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は，本発明を使用しな
い従来の説明図である。

【符号の説明】 １，２０２，３０２……ステ−タヨ−ク，２ａ，２ｂ，
２ｃ，２０３，３０３……駆動コイル，３ａ，３ｂ，３
ｃ，２０６ａ，２０６ｂ，３１２……位置検知素子，
４，２０８，３０６……回転子基板，５Ｎ，５Ｓ，２０
７Ｎ，２０７Ｓ，３０７Ｎ，３０７Ｓ……多極マグネッ
ト，６，２０９，３１３……特定形状の羽根，７，２０
５，３０５……軸受，８，２１２，３１１……漏れ防止
シ−ル，９，２２１，３０４ブラケット，２１０，３０
８，３０９……シ−ルボックス，２１１，３１０……ス
プリング，

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円形状に形成されたステータヨーク
   （１，２０２，３０２）および複数の駆動コイル（２
   ａ，２ｂ，２ｃ，２０３，３０３）ならびに複数の位置
   検知素子（３ａ，３ｂ，３ｃ，２０６ａ，２０６ｂ，３
   １２）を配設し，対する回転子を形成する基板（４，２
   ０８，３０６）に多極マグネット（５Ｎ，５Ｓ，２０７
   Ｎ，２０７Ｓ，３０７Ｎ，３０７Ｓ）および，特定形状
   の羽根（６，２０９，３１３）を取付け，複数の軸受
   （７，２０５，３０５）を介して回転されるよう構成
   し，漏れ防止シール（８，２１２，３１１）を取付けて
   回転軸を省略したポンプ装置。
2. 【請求項２】 円形状のステータヨーク（２０２）およ
   び複数の駆動コイル（２０３）ならびに位置検知素子
   （２０６ａ，２０６ｂ）を配設し，多極マグネット（２
   ０７Ｎ，２０７Ｓ）は回転子基板（２０８）の断面がコ
   字状の取付部（２０８ａ）に嵌着し，上記回転子基板
   （２０８）の内端部に羽根先端がＵ字状をなした特定形
   状の羽根（２０９）は固設され，複数の軸受（２０５）
   は，凹形状のレール体（２０８ｂ）に沿って回転される
   よう構成した回転体で，シールボックス（２１０）を取
   付けた請求項１記載の回転軸を省略したポンプ装置。
3. 【請求項３】 立形状のステータヨーク（３０２）に複
   数の駆動コイル（３０３）および複数の位置検知素子
   （３１２）を配設し，回転子基板（３０６）に多極マグ
   ネット（３０７Ｎ，３０７Ｓ）を取付け，複数の軸受
   （３０５）を介して回転され，そしてシールボックス
   （３０８）を備え，上記回転子基板（３０６）の内端部
   に羽根根元の後縁を螺旋状に形成した特定形状の羽根
   （３１３）を有する回転体で，請求項１記載の回転軸を
   省略したポンプ装置。