JPH1193894A

JPH1193894A - ポンプ羽根車用結合装置

Info

Publication number: JPH1193894A
Application number: JP10186029A
Authority: JP
Inventors: Shiu Kuwan Ko Furetoritsuku; シウクワンコフレトリック
Original assignee: Johnson Electric SA
Current assignee: Johnson Electric SA
Priority date: 1997-07-02
Filing date: 1998-07-01
Publication date: 1999-04-06
Also published as: CN1204738A; GB9713892D0; EP0889573A3; US6007308A; CN1134594C; EP0889573A2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ロータと羽根車との間に所定の角度の相対回
転を可能とする。【解決手段】羽根車中心の空洞３１内に収容された結
合器本体４１は、羽根車に対面する第１の接触面４５に
溝４６を有し、羽根車は、第１の接触面４５に対面する
第２の接触面に溝を有し、溝４６は、協動して円形断面
の弧状のトンネルを形成する。各トンネルの内側には球
５０が配置され、結合器本体４１が回転することによ
り、球５０を溝に沿って移動させ、トンネルの末端まで
移動すると、羽根車及び結合器本体４１が同じ方向へ一
体として回転を始める。保持プレートが空洞内で結合器
本体４１を保持し、スプリングワッシャが羽根車及び結
合器本体４１と球との接触を維持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気ポンプに関
し、特に、ポンプの羽根車をポンプを駆動するモータの
ロータと結合する結合装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、魚の水槽で水を循環させたり洗
濯機から水を排水するのに使用されるような小さな電気
ポンプは周知である。このようなポンプは、通常、１馬
力未満の単相同期モータにより駆動され、このモータ
は、長い寿命と、ステータをポンプチャンバから及びモ
ータのロータから完全にシールすることができるような
簡単な構造とを有する。ロータは、ポンプチャンバから
シールされてもされてなくてもよい。例えば、英国特許
明細書ＧＢ２０２４５２８Ａを参照。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】単相同期モータであれ
ば、モータはいずれの方向にも始動可能であり、従っ
て、ポンプの羽根車は両方向に動作するように設計され
る。しかしながら、始動トルクは、比較的小さく、モー
タが全負荷の下で始動するのは困難である。この問題を
克服するため、ロータと羽根車の間の自由回転の制限範
囲は、通常、約３６０°まで可能であることが知られて
いる。これにより、モータは、羽根車とその負荷を駆動
する前に初期モーメントを得ることができる。上記英国
特許明細書ＧＢ２０２４５２８Ａに示されているよう
に、これは、２つの栓の相互作用により達成される。し
かしながら、その結合は、３６０°よりもわずかに小さ
な自由な運動を可能にするので、栓が衝突し合うときに
著しいノイズや歪みを生じる。

【０００４】欧州特許明細書ＥＰ０２８７９８４Ａ１
は、粘性流体、例えば、油又はグリースを含むシールさ
れたチャンバの中で栓を回転させてノッキングノイズを
吸収することにより、この問題を克服しようと試みた。
この設計は比較的静かであったけれども、これは、使用
中にチャンバのシールを損なわせる汚染源を招き、粘性
流体をポンピングされている流体と混合させる可能性が
ある。従って、シールされたチャンバを必要とせずにロ
ータと羽根車との間に所定の角度の相対回転を可能とす
る電気ポンプ用のロータと羽根車の結合装置が求められ
ている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】従って、本願発明は、ロ
ータと羽根車を結合する結合装置であって、ロータのシ
ャフトに固定された結合器本体を備え、前記結合器本体
はシャフトの軸に直交する平面内にあるほぼ平坦な表面
を有し、該表面は第１の接触面を形成し、シャフトの軸
に直交する平面内にあるほぼ平坦な表面を有し、該表面
は第２の接触面を形成し、前記羽根車はシャフトに回転
可能に取り付けられ、第２の接触面は第１の接触面に向
かい合っており、第１と第２の接触面はそれぞれ溝を有
し、各溝はシャフトから一定の半径をを有する弓形であ
り、第１の接触面の溝と第２の接触面の溝に配置された
結合エレメントを備え、第１と第２の接触面を密接する
ように保持する保持手段を備え、それにより、結合エレ
メントが該結合エレメントが配置された溝の両端と係合
することにより、羽根車によるシャフトのまわりの相対
回転が所定の角度に制限されることを特徴とする結合装
置、を提供している。

【０００６】好ましくは、２個以上の結合エレメントが
設けられ、一方又は各々の接触面は、それに対応する数
の溝を有するのがよい。好ましくは、結合エレメント
は、球体であって、理想的には、ステンレス綱、ゴム被
服鋼又はプラスチック材料で形成されているのがよい。
好ましくは、結合器本体は、第１の接触面が形成されて
いるフランジ部分と、第１の接触面から軸方向に延びた
ボスとを有し、且つ、羽根車の空洞内に配置され、羽根
車は、結合器本体のボス上に軸支されているのがよい。
好ましくは、保持手段は、結合器本体を保持するように
羽根車の空洞の口に嵌められたカバーと、カバーと結合
器本体との間に配置されて結合器本体を羽根車の空洞内
に押し込むスプリングとを含むのがよい。

【０００７】これとは別に、保持手段は、ロータから遠
い羽根車の端部に隣接してシャフト上に設けられたれた
ストッパと、該ストッパと羽根車との間に配置されて羽
根車を結合器本体の方へ押し付けるスプリングとを含ん
でもよい。他の特徴によれば、本願発明は、このような
結合装置を組み込んだ、電気ポンプ用のロータと羽根車
の組立体及び電気ポンプモータも提供する。

【０００８】

【実施例】以下、添付図面を参照しながら、本願発明の
好ましい実施例を例示のためだけに説明する。図１は、
本発明が適用可能な電気ポンプモータ１０の等角図であ
る。モータ１０には、ポンプ羽根車１１が取り付けられ
ているが、ポンプハウジングはなく、モータフランジ１
２とともにポンプチャンバを形成している。モータは、
Ｃ字形積層ステータコア１４に嵌め込まれた糸巻きステ
ータコイル（図示せず）の形状のステータを有してい
る。カバー１６は、ステータ巻線を保護し、スナップ保
持器１８によりモータフランジ１２に保持される。図２
は、ロータ組立体２０とモータフランジ１２の横断図で
ある。ロータ組立体２０は、図３及び４の分解図に詳し
く示されているが、２極永久磁石ロータ２１と、シャフ
ト２３に嵌め込まれた結合器本体４１及び軸受２４、２
５と、羽根車１１とを含む。モータフランジ１２は、ロ
ータハウジング１３を形成する閉鎖端部を有する管と一
体に形成されている。下部軸受２４は管の閉鎖端部に嵌
め込まれ、他方、上部軸受２５は管の開放端部を閉鎖す
る。その開放端部は、上部軸受によりシールされてもさ
れなくてもよい。これはモータとポンプの設計に依存す
る。というのは、一部の装置では、ロータハウジングを
ポンプチャンバからシールする必要がないからである。
実際、一部の装置では、流体がポンプチャンバ内を循環
するようにポンピングされるのが望ましい。ステータコ
ア１４の極は、ロータの磁石と磁気的に対向するように
ロータハウジング１３の両側に配置されている。羽根車
１１は、結合装置によりポンプチャンバ内でシャフト２
３に結合されており、この結合器は、ロータに対して羽
根車を制限された所定の角度範囲で回転させる。

【０００９】羽根車１１は、開放空洞３１を有する。空
洞は円筒状の内側部分３２と大径の外側部分３３を有
し、結合器本体４１に適合する寸法に作られている。結
合器本体はフランジ４２と軸方向に延びる円筒状部分又
はボス４３とを有する。結合器本体は、空洞３１内に滑
り嵌めされ、フランジ４２は、外側部分３３に収容さ
れ、ボス４３は内側部分３２により収容されている。結
合器本体４１は、好ましくはシャフトの押し嵌めとし
て、該本体をシャフト２３に取り付けるための中心貫通
孔４４を有する。シャフト２３と結合器本体４１との間
の間隙を改善するために、シャフトにローレット切りが
施されてもよい。空洞内に結合器本体を保持するため
に、空洞の口にスナップ嵌めされているキャップ３７が
使用されている。結合器本体４１を羽根車１１の方へ軸
方向に押し付けるために、湾曲した又は波形のワッシャ
の形状のスプリング３８が使用されている。平坦なワッ
シャ３９が、スプリング３８とキャップ３７との間の摩
擦面を与える。

【００１０】図５に示されるように、フランジ４２は、
羽根車１１の空洞３１に対面する面を有し、その面が第
１の接触面４５を形成する。図４、６及び７に示される
ように、羽根車１１の空洞３１は、内側部分と外側部分
との間に肩部を有する。この肩部が第２の接触面３５を
形成する。２つの接触面は相互に向かい合っている。第
１の接触面４５は、シャフトの軸を中心として一定の半
径を有する一つの弓形の溝４６を有する。この溝は約２
７０°にわたって延びている。図７に示されるように、
第２の接触面３５は、シャフトの軸から第１の接触面の
溝４６と同じ一定の半径を有する２つの弓形溝３６を有
している。これらの２つの溝３６は、それぞれ約９０°
にわたって延びている。２つの接触面が整列すると、そ
れぞれの溝３６、４６も整列し、閉鎖された孔又はトン
ネルを形成する。

【００１１】球体の形状の２つの結合エレメント５０
が、溝４６の一部とそれぞれの溝３６の一部に配置され
ている。エレメント５０の直径は、それぞれの溝３６、
４６の深さを組み合わせたものにほぼ等しい。エレメン
トの直径がその溝の組み合わせ深さよりもわずかに大き
い場合には、エレメント５０は、２つの接触面が直接接
触するようになることを防止する。大きくない場合に
は、２つの接触面はエレメントに直接作用せずに、エレ
メントが溝内をさらに自由に滑るか又は転がるようにす
る。図８は、別の実施例を示しており、この実施例で
は、羽根車を結合器本体と軸方向に近接して維持する手
段が、シャフトに嵌め込まれた保持リング５２（例え
ば、Ｅリング）と、保持リングと羽根車を圧迫して結合
器本体の方へ羽根車を直接押し付ける湾曲した又は波形
のワッシャの形状のスプリング３８とを有する。シャフ
ト２３の端部を覆うために羽根車の中心部分の端部にキ
ャップがスナップ留めされている。

【００１２】いずれの実施例でも、使用時に、スプリン
グ３８が結合器本体４１を直接又は球を介して羽根車１
１と摩擦接触するように押し付けている。ロータが１つ
の方向に回転すると、羽根車は、球５０が溝３６、４６
の両端の間に挟まれるまで、静止したままでいることが
できる。この時点において、羽根車はロータとともに回
転するように強制されるようになる。ロータが反対方向
に回転すると、球が、溝４６の他の端部と他の溝３６の
一端部の間に他の球が挟まるまで、溝に沿って転がるか
又は滑り、それにより、羽根車がロータ１２とともに回
転する。図９は、溝４６の一端部と溝３６の一方の一端
部との間に挟まれた球５０を概略的に示している。保持
手段であるので、羽根車１１と結合器本体４１は、球が
溝から移動するほど大きく軸方向に離れることはでき
ず、羽根車は球を介して結合器本体により駆動される。

【００１３】好ましい実施例は、結合器に１つの溝を設
け、羽根車に２つの溝を設けるように説明しているが、
この構造は逆でもよい。実際、いずれかの部分が１つ又
はそれ以上の溝を有してもよく、球の数は、その用途に
合わせて変更してもよい。上述の実施例では、２つの球
を使用しているが、これは、小さなポンプ装置では最も
実用的であると考えられる。各接触面について１つの球
と１つの２７０°溝を使用することは、ほぼ５４０°の
相対回転を与えるであろう。相対回転の角度は、溝の数
及び長さと球の数を選択することにより予め決めること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好ましい実施例によるポンプモータの
等角図である。

【図２】図１のポンプモータの断面図である。

【図３】図１のポンプモータのロータ及び羽根車の分解
等角図である。

【図４】図３のロータ／羽根車の分解断面図である。

【図５】図３のロータの羽根車及び結合装置の等角図で
ある。

【図６】図５の羽根車及び結合装置の下方からの一部破
断等角図である。

【図７】図５の羽根車の真下の底面図である。

【図８】別の実施例の羽根車及び結合装置の断面図であ
る。

【図９】結合器から羽根車へ力を伝える機構を示す概略
図である。

【符号の説明】

１０ポンプモータ１１ポンプ羽根車１２モータフランジ１３ハウジング１４ステータコア１６カバー１８スナップ保持器２０ロータ組立体２１ロータ２３シャフト２４、２５軸受３１空洞３２内側部分３３外側部分３５第２の接触面３６、４６溝３７、３７’ キャップ３８スプリング３９ワッシャ４１結合器本体４２フランジ４３ボス４４中心貫通孔４５第１の接触面５０結合エレメント５２保持リング

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロータ（２１）のシャフト（２３）に固
定された結合器本体（４１）、シャフト（２３）に回転可能に取り付けられた羽根車
（１１）、及び結合器本体（４１）と羽根車（１１）を
固定された軸関係で保持する保持手段を備えている、ロ
ータ（２１）と羽根車（１１）を結合する結合装置であ
って、結合器本体（４１）が、シャフト（２３）の軸に直交し
且つシャフトの軸から一定の半径を有する弓形溝（４
６）を有するほぼ平坦な表面の形状の第Ｉの接触面（４
５）を有し、羽根車（１１）が、シャフト（２３）の軸に直交し、第
１の接触面（４５）に向かい合っており且つシャフトの
軸から一定の半径を有する弓形溝（３６）を有するほぼ
平坦な表面の形状の第２の接触面（３５）を有し、更に、第１と第２の接触面の溝に、結合エレメント（５
０）が配置され、それにより、結合エレメント（５０）が溝（４６、３
６）の両端と係合することにより羽根車によるシャフト
（２３）のまわりの回転が所定の角度に制限される、こ
とを特徴とする結合装置。
【請求項２】２個以上の結合エレメント（５０）が設
けられ、一方の接触面（３５）は、それに対応する数の
溝（３６）を有することを特徴とする請求項１に記載の
結合装置。
【請求項３】２個以上の結合エレメント（５０）が設
けられ、両方の接触面（３５、４５）は、それに対応す
る数の溝（３６、４６）を有することを特徴とする請求
項１に記載の結合装置。
【請求項４】結合エレメント（５０）は、球体である
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記
載の結合装置。
【請求項５】球体は、ステンレス綱、プラスチック材
料又はゴム被服鋼で形成されていることを特徴とする請
求項４に記載の結合装置。
【請求項６】羽根車（１１）は、結合器本体（４１）
に軸支されていることを特徴とする請求項１ないし５の
いずれか１つに記載の結合装置。
【請求項７】結合器本体（４１）は、第１の接触面
（４５）が形成されているフランジ部分（４２）と、第
１の接触面（４５）から軸方向に延びたボス（４３）と
を有し、且つ、羽根車（１１）の空洞（３１）内に配置
され、羽根車（１１）は、結合器本体（４１）のボス
（４３）上に軸支されていることを特徴とする請求項６
に記載の結合装置。
【請求項８】保持手段は、結合器本体（４１）を保持
するように羽根車（１１）の空洞（３１）の口に嵌めら
れたカバー（３７）と、カバー（３７）と結合器本体
（４１）との間に配置されて結合器本体（４１）を羽根
車（１１）の空洞（３１）内に押し込むスプリング（３
８）とを含むことを特徴とする請求項１ないし７のいず
れか１つに記載の結合装置。
【請求項９】保持手段は、ロータ（２１）から遠い羽
根車（１１）の端部に隣接してシャフト（２３）上に設
けられたれたストッパ（５２）と、ストッパ（５２）と
羽根車（１１）との間に配置されて羽根車（１１）を結
合器本体（４１）の方へ押し付けるスプリング（３８）
とを含むことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか
１つに記載の結合装置。
【請求項１０】前記請求項１ないし９のいずれか１つ
に記載の結合装置を有することを特徴とする電気ポンプ
用のロータと羽根車の組立体。
【請求項１１】前記請求項１ないし９のいずれか１つ
に記載の結合装置を有することを特徴とする電気ポンプ
モータ。