JPS63277887A - キヤンドモ−タポンプ - Google Patents

キヤンドモ−タポンプ

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JPS63277887A
JPS63277887A JP11073787A JP11073787A JPS63277887A JP S63277887 A JPS63277887 A JP S63277887A JP 11073787 A JP11073787 A JP 11073787A JP 11073787 A JP11073787 A JP 11073787A JP S63277887 A JPS63277887 A JP S63277887A
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JP
Japan
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bearing
impeller
dynamic pressure
rotor
pump
Prior art date
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Pending
Application number
JP11073787A
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English (en)
Inventor
Noriyuki Osada
長田 憲幸
Isamu Ichiki
勇 市来
Minoru Iwata
岩田 實
Kojiro Sasaki
佐々木 幸次郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Publication date
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はキャンドモータポンプに関するものである。
〔従来の技術〕
第9図は特公昭49−38641号公報に示された従来
のキャンドモータポンプの一例の断面図である。
図において、モータのロータl及びステーク2はステン
レス製のロータキャン32、ステータキャン33によっ
て被覆されて鉄心、コイル、二次導体が搬送液と接触し
ない構造となっている。
モータの主軸3の先端にインペラー4がネジ止めされイ
ンペラー4とロータ1との中間及びロータ1例の末端に
おいて主軸3はラジアル軸受5、6によって回転可能に
支承され、さらに、ポンプの回転時によって生ずる軸ス
ラストはロータlの両側のスラスト軸受7によって支承
されている。
ポンプの吐出口8からモータの末端に接続された導通パ
イプ9によって搬送液が吐出口側からモータの末端側に
流入し、さらにインペラー4の背面に流出するのでこの
型式のポンプにおいては自液即ち搬送液によって軸受部
の潤滑とモータの冷却がなされ、そして搬送液は完全に
外気から遮断された状態で取扱われる。
〔発明が解決すべき問題点〕  − キャンドモータポンプは、搬送液が食料品、薬品、有毒
液、LPG 、超純水などのように外気と接触すること
が望ましくない場合において採用されている。
従って、全体の構造も一般のポンプに比べて密閉構造と
なり細部に亘る分解・点検ができないものが多い。 こ
の種のポンプの場合、正規の運転をしている限りケーシ
ング10、インペラー4、モータのロータ1及びステー
タ2に由来する故障は少なく、軸受の摩耗による故障が
大半を占めている。
搬送液を外部へ漏洩しなければ良いと云う目的のためで
あれば軸受部の摩耗は単にポンプの寿命が短いというだ
けのことであるが、食料品や薬品或いは超純水を搬送す
る場合にあうでは、軸受の摩耗は搬送液を汚染或いは加
熱劣化することになり望ましいことではない。
又、キャンドモータポンプを採用する理由を考慮すれば
、単に軸受部の修理であったとしても、分解・組立をく
り返し行うことは望ましいことではない。
このような現状に鑑み本発明は、耐久性に優れたキャン
ドモータポンプを提供せんとするものであり、さらに、
本発明は実質的に搬送液を汚染することのないキャンド
モータポンプを提供せんとするものであり、また、本発
明においては軸受部の局所的な発熱を防止して、搬送液
の熱的劣化を未然に防ぐキャンドモータポンプを提供せ
んとするものである。
〔問題点の解決すべき手段〕
本発明はモータのロータ軸の一端にインペラを備え、ポ
ンプの搬送液自身によってモータの冷却と軸受の潤滑と
を行うキャンドモータポンプにおいて、 前記ロータと
前記インペラとの間において、前記ロータ軸に固定され
、軸直角の、互に対向するセラミックスの一対の回転側
スラスト受け面を有する回転側スラスト支承板と、該一
対の回転側スラスト受け面の間に配備され、両面にセラ
ミックスの固定側スラスト受け面を有する固定側スラス
ト支承板とを備え、対面する回転側スラスト受け面と固
定側スラスト受け面との何れか一方に、動圧発生用のス
パイラル溝が形成されて、互に逆向きのスラストを支承
するスパイラル動圧スラスト軸受が二組形成され、前記
固定側スラスト支承板の内周面と前記ロータ軸との間に
形成されたスパイラル溝動圧ラジアル軸受と、前記ロー
タ軸の反インペラ側の軸端に形成されたスパイラル溝動
圧軸受とを備えたことを特徴とするキャンドモータポン
プである。
〔作用〕
本発明のキャンドモータポンプにおいては、ロータ及び
インペラからなる回転体がセラミックス焼結体からなる
スパイラル溝軸受によって支承されているため、モータ
が回転すると極めて短い時間の間に流体膜が形成され、
回転体は固体接触することなく回転を継続する。
また、モータへの電源の投入によってステータ及びロー
タの温度が上昇し熱膨張が生じた場合、スラスト軸受が
ロータとインペラとの間に設けられまたロータの反イン
ペラ側はラジアル軸受により支承されているので熱膨張
差には自由に対応できる構造となっている。
〔実施例〕
第1図は本発明の実施例に係るキャンドモータポンプの
断面図である。
第1図において、モータのロータ1とステータ2とはそ
れぞれステンレス!1iil板であるロータキャン32
とステータキャン33とによって被覆され搬送液が汚染
しないようになっている。インペラ−4とロータ1との
間に、固定側スラスト支承板としてのスラスト軸受11
が設けられている。スラスト軸受11の内周面はラジア
ル軸受12を形成しており、さらに、ロータ1の反イン
ペラー側の末端側にもラジアル軸受13が設けられてい
る。
この軸受11.12.13はいづれもセラミックス焼結
体に動圧発生用の溝を形成してなるスパイラル溝動圧軸
受の一部を形成し、モータが回転した場合、回転体は固
体接触することなく、動圧により支承される。ポンプの
吐出口8の流路の図示しない位置に導通パイプ(図示せ
ず)の接続部があり、モータのエンドケーシング14に
形成されたネジ穴15との間が連通されている。
従ってポンプの回転により吐出圧が上昇し、搬送液は吐
出口8から導出されると共にモータの内部に流入し、末
端のラジアル軸受13、ロータ1、ステータ2、スラス
ト軸受11及びラジアル軸受12を通過して再び、ポン
プのケーシング10の内部に循環され、軸受の潤滑及び
モータの冷却が行われる。
次に、本発明に特徴的な軸受の構造について述べる。図
において用いられている軸受11.12.13は、全て
硬質のセラミックス焼結体の表面に動圧発生用のスパイ
ラル溝を形成したものを用いたスパイラル溝動圧軸受の
一部を形成している。
ラジアル軸受13について述べれば、主軸3に焼バメ或
いはナツトなどにより固定されたセラミックス製の軸ス
リーブ17の表面を平滑な円筒面に仕上げ、その表面に
ショツトブラストによって、スパイラル溝としてヘリン
グボーン状の動圧発生溝を形成し他方、固定側にも内面
を平滑に仕上げた円筒状のセラミックス製の軸受13を
備えている。
従って、主軸3が回転すると軸受13と軸スリーブ17
との間には搬送液の流体膜が形成され、回転体は固体接
触することなく回転する。
第2図はロータ1の末端側に設け、られたスラスト軸受
13の拡大断面図である。
セラミックス焼結体からなる軸受13の内周面は平滑な
円筒形状に仕上げられ、他方、軸スリーブ17も平滑な
円筒面に仕上げられたものに10μm程度の深さの動圧
発生用のスパイラル溝としてのへリングボーン状の溝1
8がショツトブラストによって形成されている。軸スリ
ーブ17の外径は軸受13の内径よりも20〜50μm
小さな寸法となっており、軸受13に対して軸受方向に
移動できるようになっている。即ち、モータへの電源の
投入によりロータ1とステータ2とが温度差が生じても
実質的な障害を受けないようにされている。
さらに、スラスト軸受11について述べる。
21.23は、ロータ1とインペラ4との間において、
ロータ軸である主軸1に固定され、軸直角の、互に対向
する回転側スラスト受け面を有する回転側スラスト支承
板としてのセラミックス焼結体の回転円板であり、この
一対の回転円板21.23の間に、両面に固定側スラス
ト受け面を有する固定側スラスト支承板としての硬質の
セラミックス焼結体のスラスト軸受11がアダプターリ
ング26に対し背板25により固定されて配備されスラ
スト軸受が形成されている。
本実施例においてはスラスト軸受11の両面に動圧発生
用のスパイラル溝が設けられており、このスラスト軸受
11と回転円板21.23とによりスパイラル溝動圧ス
ラスト軸受を形成している。
主軸3に固定された軸スリーブを兼ねた背面板19に対
し、デルリンプラスチ7りの如き弾性体20を介してセ
ラミックス焼結体からなる回転円板21を備え、回転円
板21とスラスト軸受11との間で定常運転時に生ずる
ロータ1からインペラー4の方に向かうスラスト荷重を
支承する。また、反対方向からのスラスト荷重を支える
ために軸スリーブ16、弾性体20′、20″1を介し
て所定寸法に位置決めされたセラミックス焼結体の回転
円板23が金属製の背面板24にて押圧固定されている
。従って、ポンプの起動時に生ずるインペラー4からロ
ータ1へ向うスラスト荷重に対しては固定側のスラスト
軸受11と回転円板23との間の流体膜によって対抗す
るようにしである。
第3図は、スラスト軸受11のインペラ側の表面の動圧
発生用の溝の模様を示したもので、スラスト軸受11の
表面には平滑な平面にスパイラル状の動圧発生用溝28
が多数形成されており、溝28の深さはおよそ3〜50
μm程度であり、搬送液の粘性に応じて好適な溝深さが
決定される。2点鎖線23は回転円板23の外周縁の位
置を示し、矢印27は回転円板23 (即ち主軸3)の
回転方向を示す。スラスト軸受の中央は軸が貫通するた
めの開口部となっている。
ポンプが回転し、スラストにより、例えばスラスト軸受
11と回転円板23とが接近すると動圧発生用溝28の
作用によって中央の流体が外周方向へ流れ、さらに動圧
発生用溝の外周端はランド29となっているために、ス
ラスト軸受11と回転円板23との間に圧力が発生し、
回転体は固体接触することなく回転する。
第1図の実施例においてはスラスト軸受11のロータl
側の面も第3図の如く動圧発生用の溝が形成されている
のでスラスト力の方向がロータ1からインペラー4へ向
う方向となった時においても、そのスラスト力を流体膜
によって支えるものである。従って、ポンプが運転され
ている間はスラスト軸受け実質的に固体接触することな
く回転体を支えることができる。
スラスト軸受11の内周面に対向して、背面板19の円
筒部の外側に軸スリーブ16が嵌装されている。軸スリ
ーブ16は硬質のセラミックス焼結体により形成され、
平滑な円筒面に仕上げられた表面に、ショツトブラスト
により10μm程度の深さの動圧発生用の、スパイラル
溝としてのへリングボーン状の溝(第2図の18の如き
)が形成されている。一方、セラミックス焼結体のスラ
スト軸受11の内周面は平滑な円筒形状に仕上げられて
いる。軸スリーブ16の外径はスラスト軸受11の内径
よりも20〜50μm程度小さな寸法となっており、軸
スリーブ16の外周面とスラスト軸受11の内周面とで
スパイラル溝動圧ラジアル軸受を形成している。
スパイラル溝動圧スラスト軸受及び同ラジアル軸受を構
成する各部分の構造について述べれば、第1図に示す如
く、主軸3に嵌装された背面板19の外周には、弾性体
20、回転円板21、弾性体20°、軸スリーブ16、
弾性体20°1、回転円板23、弾性体20が重ねられ
て配備されている。34はキー道35に拘束されたキー
であり、背面板19の円筒部のインペラ側の端に設けら
れた切り欠き(図示せず)に嵌入し、かつ背面板24の
内周に設けられたキーm<図示せず)に嵌入して、背面
板19.24にトルクを伝え、これらを主軸3と一体に
回転せしめるようになっている。背面板19はインペラ
4を介して、背面板24はキー34、インペラ4を介し
て主軸3に対し軸方向に固定されている。
回転円板21及び23はセラミックス焼結体であるので
、背面板19.24からのトルクを受けるのに内周にキ
ー溝を用いると、亀裂を生じやすいので、これを避ける
ために第4図に示す如く、間に挟んだ弾性体20を利用
してトルクを伝えるようにする。
即ち、弾性体20には第6図に示す突起36を両面に設
け、弾性体20を挟む背面板19、回転円板21の面に
は、突起36が嵌入する凹部37及び38を設け、第8
図の如く嵌合してトルクを伝達する0回転円板23と背
面板24との間も同様な構成である。また、回転円板2
1、軸スリーブ16、回転円板23の相互間も弾性体2
0′、20゛を介して同様な構造で拘束されている。こ
のようにして回転円板19.23、軸スリーブ16は主
軸3と一体に回転する。なお、これらの凹凸関係は逆で
もよい。
弾性体20.20’、20′′は、その弾性変形により
背面板19.24、回転板21.23、軸スリーブ16
及びスラスト軸受11の製作誤差、組立誤差を緩和し、
スラスト軸受面の動作を円滑にする作用があるが、その
ほかに、上述の如く構成することにより、セラミックス
焼結体の回転円板21.23に対し、応力集中の起こり
にくい形状により組み合わせることができ、また、弾性
変形により衝撃を緩和しセラミックスの亀裂発生、破壊
を防止することができる。
硬質のセラミックス焼結体として好ましいものはSiC
焼結体、八り203焼結体、5ixNs焼結体などのも
のである。これらの材料を用いてスラスト軸受或いはラ
ジアル軸受を構成する場合先ず互いに摺擦を行う面を平
滑な平面或いは所定形状の円筒面とし、次いでランド部
分に相当する場所を樹脂で被い、ショツトブラストを行
うことによって所望の動圧発生用溝を形成する。
搬送液の粘度にもよるが、水を例にとると、スラスト軸
受11及びこれと対向する回転円板21.23の面は面
全体のうねりが1μ鋼以下であることが望ましく、その
最大表面粗さもランド(平滑面)において0.3μm以
下であることが望ましい。
第2図の実施例において、動圧発生用の溝28はスラス
ト軸受11に形成されているが、回転円板21.23の
面に形成しても良く、その場合スラスト軸受の両面は平
滑面となり、動圧発生用の溝28は形成しない。
またスパイラル溝に沿って外周側から中央に向って流体
が流入するようなスパイラル模様も用いることができ、
全く同様の作用効果を奏することが可能である。
主軸3が回転するとき、スラスト軸受11の両面の流体
の流れが、一方は中心に向かう流れ、他方が外周に向か
う流れとなるようにスパイラル溝の向きを選べば、スパ
イラル溝動圧スラスト軸受を流れが円滑に貫流し、潤滑
作用、動圧発生作用の増大のほか、流量増大による各部
の冷却作用の増大がはかれる。
ラジアル軸受12.13においても、軸スリーブ16.
17外周を平滑にして、ラジアル軸受12.13内面に
ヘリングボーン溝を設けてもよい。
ヘリングボーン溝をラジアル軸受12.13或いは軸ス
リーブ16.17の何れの側に設ける場合でも、軸方向
に対して流れの方向性を持たせるように左右非対称とす
れば、冷却用としての流体の流れの向きを選ぶことがで
きる。例えば流れをラジアル軸受13→ロータ1、ステ
ータ2−スラスト軸受11→ラジアル軸受12→スラス
ト軸受11→インペラ4の向き、或いはステータ2とス
ラスト軸受11との間に流体導出口を設けて、ラジアル
軸受13−ロータ1、ステータ2−導出口なる流路及び
インペラ4背面→スラスト軸受11→ラジアル軸受12
−スラスト軸受11−導出口なる流路を並列に設け、ラ
ジアル軸受12、スラスト軸受11に、ロータ1、ステ
ータ2を通った高温の流体を通さず、低温の流体を通す
ようにしてもよい。
スラスト軸受11はセラミックス一体ではなく、金属製
の円板の両面及び内周面にセラミックス板を接着剤、ロ
ー付けなどで固定して形成してもよい。
なお、ラジアル軸受13に設けられた貫通孔38、スラ
スト軸受11に形成された貫通孔31は搬送液がモータ
内部を循環する流路であり、モータの冷却のために必要
な液の流量を確保するためのものである。
〔発明の効果〕
本発明のキャンドモータポンプは、モータのロータとイ
ンペラーとの間にセラミックス焼結体を用いたスパイラ
ル溝動圧スラスト軸受と同ラジアル軸受を組み合わせた
軸受を備え、該ロータの反インペラ側の主軸にも同様に
セラミックス焼結体を用いたスパイラル溝動圧ラジアル
軸受を備えているものであるから、ポンプが回転してい
る限りは回転体が流体膜によって支承されている。従っ
て、軸受部のロスは極めて小さいばかりでなく、実質的
に損傷することがないので、従来必要とされたキャンド
モータポンプの軸受部分の修理が不要となり、さらに、
軸受部分は固体摺動がないので発熱が極めて少な(、搬
送液が加熱によって変質されやすいものであっても安定
して輸送することができ、さらに、固体摺動かないので
ポンプ自体から摩耗粉を発生して搬送液を汚染すること
がなく、さらに、モータの熱膨張があっても軸端のラジ
アル軸受で逃げることができる構造であるため広範囲の
温度条件下で使用することができ、また、インペラ側の
ラジアル軸受けスラスト軸受と一体の構造であるから軸
方向の寸法が小さくなり装置がコンパクトとなり、実用
上極めて有用であ
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の縦断面図、第2図はスパイラ
ル溝動圧ラジアル軸受の縦断面図、第3図はスラスト軸
受のスパイラル溝の平面図、第4図は回転円板付近の縦
断面図、第5.6.7.8図は、それぞれ第4図の■、
■、■、■線の断面図、第9図は従来例の縦断面図であ
る。 1・・・・・・ロータ、2・・・・・・ステーク、3・
・・・・・主軸、4・・・・・・インペラー、5・・・
・・・ラジアル軸受、6・・・・・・ラジアル軸受、7
・・・・・・スラスト軸受、8・・・・・・吐出口、9
・・・・・・導通バイブ、10・・・・・・ケーシング
、ll・・・・・・スラスト軸受、12・・・・・・ラ
ジアル軸受、13・・・・・・ラジアル軸受、14・・
・・・・エンドケーシング、15・・・・・・ネジ穴、
16・・・・・・軸スリーブ、17・・・・・・軸スリ
ーブ、18・・・・・・溝、19・・・・・・背面板、
20・・・・・・弾性体、21・・・・・・回転円板、
23・・・・・・回転円板、24・・・・・・背面板、
25・・・・・・背板、26・・・・・・アダプターリ
ング、27・・・・・・回転方向、28・・・・・・動
圧発生溝、29・・・・・・ランド、31・・・・・・
貫通孔、32・・・・・・ロータキャン、33・・・・
・・ステータキャン、34・・・・・・キー、35・・
・・・・キー道、36・・・・・・突起、37・・・・
・・凹部38・・・・・・貫通孔。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)モータのロータ軸の一端にインペラを備え、ポン
    プの搬送液自身によってモータの冷却と軸受の潤滑とを
    行うキャンドモータポンプにおいて、前記ロータと前記
    インペラとの間において、前記ロータ軸に固定され、軸
    直角の、互に対向するセラミックスの一対の回転側スラ
    スト受け面を有する回転側スラスト支承板と、 該一対の回転側スラスト受け面の間に配備され、両面に
    セラミックスの固定側スラスト受け面を有する固定側ス
    ラスト支承板とを備え、 対面する回転側スラスト受け面と固定側スラスト受け面
    との何れか一方に、動圧発生用のスパイラル溝が形成さ
    れて、互に逆向きのスラストを支承するスパイラル動圧
    スラスト軸受が二組形成され、 前記固定側スラスト支承板の内周面と前記ロータ軸との
    間に形成されたスパイラル溝動圧ラジアル軸受と、 前記ロータ軸の反インペラ側の軸端に形成されたスパイ
    ラル溝動圧軸受とを備えた ことを特徴とするキャンドモータポンプ。
JP11073787A 1987-05-08 1987-05-08 キヤンドモ−タポンプ Pending JPS63277887A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04109494U (ja) * 1991-03-12 1992-09-22 イビデン株式会社 ポンプ

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5832134B2 (ja) * 1979-01-31 1983-07-11 松下電工株式会社 搬送物移行装置
JPS6026814A (ja) * 1983-07-25 1985-02-09 Ebara Corp スラスト軸受
JPS6152718B2 (ja) * 1981-05-20 1986-11-14 Fujitsu General Ltd

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5832134B2 (ja) * 1979-01-31 1983-07-11 松下電工株式会社 搬送物移行装置
JPS6152718B2 (ja) * 1981-05-20 1986-11-14 Fujitsu General Ltd
JPS6026814A (ja) * 1983-07-25 1985-02-09 Ebara Corp スラスト軸受

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04109494U (ja) * 1991-03-12 1992-09-22 イビデン株式会社 ポンプ

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