JPH10169591A - マグネット駆動ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸を支持する部分の構造が堅牢で耐用性が高
く、しかも空引き運転や空気巻き込み運転時の軸受の発
熱による破損をも防止して耐久性を向上させたマグネッ
ト駆動ポンプを提供する。 【解決手段】 軸線をほぼ同じくするモータ部１とポン
プ部Ｐを液密に区画し、モータ軸６に取り付けた駆動回
転体７とポンプ部に配置した従動回転体１０の間に磁気
結合による回転伝達機構Ｔを構成したマグネット駆動ポ
ンプにおいて、ポンプ部の吸込ノズル３１ａの流路中心
とポンプ軸９の軸心を所定間隔ずらせて配置するととも
に、ポンプ軸の吸込ノズル側端部をポンプ部の吸込ノズ
ルからずれた位置に設けた軸受３７により支持するよう
にしたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、毒性の強
い薬液のように漏洩を完全に防止する必要がある液体等
を圧送する場合に好適なマグネット駆動ポンプに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図３は、従来、プラスチック製のポンプ
に多用されている形式の軸受部を有するマグネット駆動
ポンプの一般的な構成を示す。ここでは、駆動モータ１
に、略円筒状のブラケット２を介してポンプケーシング
３が接続されており、このポンプケーシング３には、互
いに直交する方向に延びる吸込ノズル３ａと吐出ノズル
３ｂとが設けられている。

【０００３】ブラケット２とポンプケーシング３との間
に周縁部を挟まれて固定されたシェル５がブラケット２
の内部に向けて膨出して配置され、これによって、シェ
ル５とポンプケーシング３の間にポンプ室４が、シェル
５とブラケット２の間に駆動回転体７を収容する部屋が
互いに気密な状態で区画形成されている。

【０００４】駆動モータ１のモータ軸６には、シェル５
の周囲にボスと筒状部を有する駆動回転体７がモータ軸
６と一体に回転するように連結され、この駆動回転体７
の内周面に、シェル５の円筒面に対向する位置に、周方
向等間隔に複数の駆動磁石体８が固着されている。

【０００５】一方、ポンプ室４の内部には、ポンプ軸９
が、シェル５の内面に設けたボス部５ａとポンプケーシ
ング３の吸込ノズル３ａ内に複数のリブ１２で支持され
た軸支持部材１３にそれぞれ両端を固定されて配置され
ている。このポンプ軸９は、軸心が吸込ノズル３ａの流
路中心と一致するように、かつ、モータ軸６と同軸にな
るように配置されている。

【０００６】このポンプ軸９の周りには、羽根車１４及
びこれと一体に回転する従動回転体１０が回転自在に設
けられている。筒状の従動回転体１０には、前記駆動磁
石体８とシェル５を挟んで対向する位置に同数の従動磁
石体１１が樹脂モールド等によって一体に固着されてい
る。駆動磁石体８と従動磁石体１１の組み合わせによ
り、シェル５を挟んだ回転伝達機構Ｔが構成されてい
る。

【０００７】従動回転体１０は、ラジアル軸受１５を介
してポンプ軸９に回転自在に支承されている。また、羽
根車１４のマウス部１４ａの近傍には回転側スラスト軸
受１６ａが、ポンプケーシング３の回転側スラスト軸受
１６ａに対面する内周面には、この固定側スラスト軸受
１６ａと相対する固定側スラスト軸受１６ｂがそれぞれ
設けられている。

【０００８】図４は、他の従来例を示すもので、図３の
場合と異なり、ポンプ軸９が回転する形式のマグネット
駆動ポンプである。すなわち、ブラケット２とポンプケ
ーシング３との間に仕切壁２０が設けられ、この仕切壁
２０とブラケット２との間でシェル５の周縁部が挟持固
定されている。ポンプ軸９と従動回転体１０とはキー２
１ａを介して、ポンプ軸９と羽根車１４とはキー２１ｂ
を介して、それぞれ一体に回転するように構成されてい
る。

【０００９】そして、仕切壁の２０の内周面に固定側軸
受２２ａが、従動回転体１０の端面と内面の双方で接触
する回転側軸受２２ｂがそれぞれ設けられ、これによ
り、ラジアル、アキシャル双方向の軸受が構成されてい
る。前記の従来例のいずれにおいても、ポンプ室４内の
軸受部分の潤滑や冷却は圧送される流体自体によって行
なわれる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来例にあっては、いずれもポンプ軸９を支持する構
造部分の耐用性が不充分であるという課題があった。す
なわち、図３の従来例では、狭い吸込部３ａに軸支持部
材１３とこれを支持するリブ１２を設けるという複雑な
構造となっており、かつ、この部分には揚液が流通する
ので、これらの構造の強度が不充分で耐用性に欠ける。
また、図４の場合は軸受１つで回転部分を支持しなけれ
ばならないので、ポンプ軸の振れが起きやすい。

【００１１】さらに、図３の従来例では、ポンプ軸９に
近い位置にラジアル軸受１５が設けられているので、巻
き込まれた空気を遠心力によって排出する作用が弱い。
従って、起動時や低液位運転時などにおいて空気が巻き
込まれ、ポンプ軸９とラジアル軸受１５との間の摺動に
より発熱し、あるいはこの熱が逃げないためこの部分が
破損することがある。

【００１２】また、図３及び図４のいずれの場合も、ポ
ンプ吸込中心と羽根車及び従動回転体の回転中心とが同
一線上にあるため、吸込フート弁や吐出チェッキ弁がな
い配管系では、空引き運転時に揚液の逆流などでポンプ
内部の液が羽根車マウス部の下部の位置まで抜けてしま
い、軸受がドライ運転となってこの部分の破損に繋がる
という問題があった。

【００１３】本発明は、上記に鑑み、軸を支持する部分
の構造が堅牢で耐用性が高く、しかも空引き運転や空気
巻き込み運転時の軸受の発熱による破損をも防止して耐
久性を向上させたマグネット駆動ポンプを提供すること
を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、軸線を同じくするモータ部とポンプ部を液密に区画
し、モータ軸に取り付けた駆動回転体と前記ポンプ部に
配置した従動回転体の間に磁気結合による回転伝達機構
を構成したマグネット駆動ポンプにおいて、前記ポンプ
部の吸込ノズルと前記ポンプ軸の位置を所定間隔ずらせ
て配置するとともに、前記ポンプ軸の吸込ノズル側端部
を前記ポンプ部の前記吸込ノズルからずれた位置に設け
た軸受により支持するようにしたことを特徴とするマグ
ネット駆動ポンプ。

【００１５】このように構成した本発明によれば、ポン
プ部の吸込ノズルとポンプ軸の位置をずらし、ポンプ軸
を支持する軸受を剛性の高いポンプ部のケーシングの内
周面に設けることにより、強度の高い、しかも簡単な構
造により、耐用性の高いポンプ軸の支持構造を提供する
ことができる。

【００１６】請求項２に記載の発明は、前記ポンプ軸を
ほぼ水平にし、かつ前記吸込ノズルを該ポンプ軸より上
方に位置させて横置きに設置した請求項１に記載のマグ
ネット駆動ポンプにおいて、前記吸込ノズルの下縁部を
前記ポンプ部の羽根車のマウス部の上縁部と同じかより
上の位置に配置したことを特徴とするマグネット駆動ポ
ンプである。

【００１７】これにより、ポンプ軸の周りに配置された
軸受の摺動部が常に液没するようになり、吸込フート弁
や吐出チェッキ弁がない配管系に使用しても、空引き運
転等の時に、軸受がドライ状態になることを防止するこ
とができる。

【００１８】請求項３に記載の発明は、前記マウス部を
取り囲むように設けられて前記ポンプ部側空間を吸込側
空間と加圧側空間に区画する隔壁に、前記マウス部より
上側の位置に連通穴を設けたことを特徴とする請求項２
に記載のマグネット駆動ポンプである。これにより、運
転停止時等に揚液のサイホン効果による逆流が連通穴の
位置で抑止され、ポンプ部内部に揚液が残るようにな
る。

【００１９】請求項４に記載の発明は、前記ポンプ軸を
貫通して圧力液導入用流路を形成し、加圧側から吸込側
へと揚液を流通させるようにしたことを特徴とする請求
項１に記載のマグネット駆動ポンプである。これによ
り、加圧側の揚液が吸込側に供給されて吸込ノズル側の
軸受の潤滑と冷却を促進し、また、ポンプ軸に作用する
スラストをバランスさせる。

【００２０】請求項５に記載の発明は、前記圧力液導入
用流路の入口または出口の一方または双方に対面する位
置に摩耗防止用保護板を設けたことを特徴とする請求項
４に記載のマグネット駆動ポンプである。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
及び図２を参照して説明する。なお、従来例と同一部材
には同一符号を付して説明する。図１は、第１の実施の
形態を示すもので、駆動モータ１には、略円筒状のブラ
ケット２を介してポンプＰを収容するポンプケーシング
３０が接続されている。

【００２２】このポンプケーシング３０は、吸込ノズル
３１ａを有する吸込ケーシング３１と、吐出ノズル３２
ａを有する吐出ケーシング３２の２部材を互いに接合す
ることによって構成され、吐出ケーシング３２には、羽
根車１４のマウス部１４ａに延びる隔壁３３が設けら
れ、この隔壁３３によって、ポンプケーシング３０の内
部が吸込室３４とポンプ室３５に区画されている。

【００２３】ブラケット２と吐出ケーシング３２との間
には、シェル５が周縁部を両部材に気密に挟まれて固定
されている。シェル５は、ブラケット２の内方に膨出し
ており、これにより、吐出ケーシング３２側のポンプ室
３５と、駆動モータ１側の駆動回転体７を収容する部屋
を互いに液密に区画している。

【００２４】駆動モータ１のモータ軸６には、シェル５
を囲繞するような筒状部を有する駆動回転体７がモータ
軸６に連結され、この駆動回転体７の内周面に駆動磁石
体８が固着されている。

【００２５】一方、吸込室３４とポンプ室３５を挿通す
るようにポンプ軸９が配置され、これにはキー２１ａを
介して従動回転体１０が、キー２１ｂを介して羽根車１
４が取り付けられている。この従動回転体１０には、従
動磁石体１１が樹脂モールドによって一体に固着され、
この従動磁石体１１と駆動磁石体８とがシェル５を挟ん
で互いに対向して、マグネットカップリング（回転伝達
機構）Ｔを構成している。

【００２６】ポンプ軸９の軸心Ｏ₁ は吸込ノズル３１ａ
の流路中心Ｏ₂ とは互いに平行に、かつ上下に間隔Ｌだ
けずれて延びている。ポンプ軸９は、モータ側端部をシ
ェル５の内面に設けたラジアル軸受３６により、ポンプ
側端部を吸込ケーシング３１の内周面に設けたラジアル
・アキシャル軸受３７によりそれぞれ回転自在に支承さ
れている。これら軸受３６，３７は、それぞれ固定軸受
３６ａ，３７ｂと回転軸受３７ａ，３７ｂから構成され
ている。

【００２７】このように、ポンプケーシング３０の吸込
ノズル３１ａの流路中心Ｏ₂ とポンプ軸９の軸心Ｏ₁ を
互いにずらすことにより、ポンプ軸９を支持する軸受３
７を剛性の高いポンプケーシング３０の内周面に設ける
ことができ、強度的に不安定なリブを有する図３の構造
と比べて、あるいはポンプ軸９を中心のみで支持する図
４の構造と比べて堅牢な構造となっている。

【００２８】ポンプ軸９の軸心Ｏ₁ と吸込ノズル３１ａ
の流路中心Ｏ₂ との間隔Ｌは、吸込ノズル３１ａの流路
の下縁部Ｂが、羽根車１４のマウス部１４ａの上縁部
Ｕ、及び軸受３６，３７の上縁部と同じかより上になる
ように設定されている。これにより、ポンプが停止して
揚液が吐出ノズル３２ａから吸込ノズル３１ａより逆流
して液位が下がったときも、ポンプ軸９を支持する軸受
３６，３７の摺動部が常に残液中に没するようになって
いる。従って、吸込フート弁や吐出チェッキ弁がない配
管系に使用しても、空引き運転等の時に、軸受３６，３
７がドライ状態になることがない。

【００２９】ポンプ軸９には軸心Ｏ₁ に沿って全長に亘
って延びる圧力液導入用流路４０が形成され、これによ
って、ポンプ室３５内の高圧の揚液が吸込室３４の軸受
３６に供給されるようになっているとともに、ポンプ軸
９及び軸受部材３７ａに吸込側から圧力を掛けてバラン
スさせ、アキシャル軸受３７の負荷を軽減するようにし
ている。なお、圧力液導入用流路４０の入口及び出口近
傍での吸込ケーシング３１とシェル５の摩耗を防止する
ために、保護板４１，４２がそれぞれの位置に設置され
ている。

【００３０】この例では、ポンプ側の軸受３７の（アキ
シャル軸受部の）外径ｄ₁ を羽根車１４のマウス部１４
ａの外径ｄ₂ と同一（ｄ₁ ＝ｄ₂ ）にすることで、軸受
３７にスラスト荷重バランス機能を持たせている。

【００３１】吸込室３４とポンプ室３５の間の隔壁３３
の上部には、吸込室３４とポンプ室３５とを連通させる
連通穴４３が設けられている。これによって、運転停止
時等に揚液が逆流する際のサイホン作用を遮断し、ポン
プ内部の吸込ノズルの流路下縁部Ｂより下の部分に確実
に液が残るようにするとともに、吐出ノズル３２ａ内の
液を直接羽根車１４のマウス部１４ａに戻して、羽根車
吸込側に設置した軸受３７ａ，３７ｂを濡らすことがで
きるように構成されている。

【００３２】図２は、第２の実施の形態を示すもので、
図１の実施の形態では、ポンプ軸９のモータ側端部とシ
ェル５内面の間に設けていたラジアル軸受を、仕切壁２
０とポンプ軸９の間に形成したものである。すなわち、
ブラケット２とポンプケーシング３との間に仕切壁２０
を取り付け、この仕切壁２０とブラケット２との間にシ
ェル５の周縁部を挟持固定するとともに、仕切壁の２０
の内周面に固定軸受４５ａを、従動回転体１０の端面に
回転軸受４５ｂをそれぞれ設けてラジアル軸受４５を構
成したものである。

【００３３】この実施の形態と第１の実施の形態とは、
シェル５に固定軸受３７ａを配置するか、或いは仕切壁
２０に固定軸受４５ａを配置するかの差はあるが、作用
・効果は同じである。また、前記のいずれの実施の形態
も、ポンプ軸９を水平として用いる横置き型のポンプを
説明したが、例えば、図１、図２のポンプを吸込ノズル
を下向きとして縦置きして用いてもよく、その場合も軸
受部分の構造の簡素化と強度向上の効果は奏せられる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ポンプの吸込ノズルの流路中心をポンプ軸の軸心からず
らして、ポンプ軸を支持する固定軸受を剛性の高いポン
プ部のケーシングの内周面に設けることにより、構造の
複雑な吸込ノズルの部分に強度的に不安定なリブ等を介
して軸受を構成しなくてよく、構造が簡単になるととも
に堅牢な構造として耐用性を向上させることができる。

【００３５】さらに、方法のポンプを横置きし、ポンプ
の吸込ノズルの下縁部が羽根車のマウス部の上端部の高
さ以上の高さに位置するようにし、ポンプ軸の周りに配
置された軸受の摺動部が常に液没するようにして、吸込
フート弁や吐出チェッキ弁がない配管系に使用しても、
空引き運転等の時に、軸受部がドライ状態になることを
防止して、耐久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す断面図であ
る。

【図２】本発明の第２の実施の形態を示す断面図であ
る。

【図３】従来例を示す断面図である。

【図４】他の従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 駆動モータ ２ ブラケット ５ シェル ６ モータ軸 ７ 駆動回転体 ８ 駆動磁石体 ９ ポンプ軸 １０ 従動回転体 １１ 従動磁石体 １４ 羽根車 １４ａ 同マウス部 ２０ 仕切壁 ３０ ポンプケーシング ３１ 吸込ケーシング ３１ａ 同吸込ノズル ３２ 吐出ケーシング ３３ 隔壁 ３４ 吸込室 ３５ ポンプ室 ３６ａ 固定軸受 ３６ｂ 回転軸受 ３７ａ 回転軸受 ３７ｂ 固定軸受 ４０ 圧力液導入流路 ４１，４２ 摩耗防止用保護板 ４３ 連通穴 ４５ａ 固定軸受 ４５ｂ 回転軸受 Ｔ 回転伝達機構 Ｐ ポンプ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸線をほぼ同じくするモータ部とポンプ
   部を液密に区画し、モータ軸に取り付けた駆動回転体と
   前記ポンプ部に配置した従動回転体の間に磁気結合によ
   る回転伝達機構を構成したマグネット駆動ポンプにおい
   て、 前記ポンプ部の吸込ノズルの流路中心とポンプ軸の軸心
   を所定間隔ずらせて配置するとともに、前記ポンプ軸の
   吸込ノズル側端部を前記ポンプ部の前記吸込ノズルから
   ずれた位置に設けた軸受により支持するようにしたこと
   を特徴とするマグネット駆動ポンプ。
2. 【請求項２】 前記ポンプ軸をほぼ水平に、かつ前記吸
   込ノズルを該ポンプ軸より上方に位置させて横置きに設
   置した請求項１に記載のマグネット駆動ポンプにおい
   て、前記吸込ノズルの下縁部を前記ポンプ部の羽根車の
   マウス部の上縁部と同じかより上の位置に配置したこと
   を特徴とするマグネット駆動ポンプ。
3. 【請求項３】 前記マウス部を取り囲むように設けられ
   て前記ポンプ部側空間を吸込側空間と加圧側空間に区画
   する隔壁に、前記マウス部より上側の位置に連通穴を設
   けたことを特徴とする請求項２に記載のマグネット駆動
   ポンプ。
4. 【請求項４】 前記ポンプ軸を貫通して圧力液導入用流
   路を形成し、加圧側から吸込側へと揚液を流通させるよ
   うにしたことを特徴とする請求項１に記載のマグネット
   駆動ポンプ。
5. 【請求項５】 前記圧力液導入用流路の入口または出口
   の一方または双方に対面する位置に摩耗防止用保護板を
   設けたことを特徴とする請求項４に記載のマグネット駆
   動ポンプ。