KR100910434B1

KR100910434B1 - 모터 일체형 내접 기어식 펌프 및 그 제조 방법 및 전자기기

Info

Publication number: KR100910434B1
Application number: KR1020077018283A
Authority: KR
Inventors: 히로따까 가메야; 마사또 나까니시; 유우이찌 야나가세; 에이지 사또오; 고오지 아이자와
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼; 타이완 히타치 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2006-05-30
Publication date: 2009-08-04
Also published as: WO2006129657A1; US8033796B2; JP4237731B2; TWI309908B; CN101111681A; EP1892415A1; CN100510409C; TW200705779A; JP2006336469A; KR20070100790A; US20080159885A1

Abstract

본 발명은 모터 일체형 내접 기어식 펌프로서의 소형, 양호한 기능을 유지하면서, 또한 저렴하고 신뢰성이 높은 것으로 하는 것이다.

모터 일체형 내접 기어식 펌프(80)는 내측 로터(1), 외측 로터(2), 펌프 케이싱 및 내축(5)을 갖는 펌프부(81)를 구비한다. 펌프 케이싱은 내측 로터(1) 및 로터(2)의 양단부면에 대향하는 평탄 내면을 구비한다. 내축(5)은 내측 로터(1)의 축 구멍 내에 삽입되는 베어링부(51)와, 그 양단부면으로부터 축방향 양측으로 연장되는 끼워 맞춤부(53)를 구비한다. 펌프 케이싱은 평탄 내면(25, 26)을 각각 별도의 부재로서 형성하는 2개의 펌프 케이싱 부재(3, 4)로 구성된다. 2개의 펌프 케이싱 부재(3, 4)의 평탄 내면에 형성한 끼워 맞춤 구멍(27a, 28a)에 내축(5)의 끼워 맞춤부(53)가 끼워 맞추어지고, 베어링부(51)의 양단부면에 평탄 내면(25, 26)을 접하여 2개의 펌프 케이싱 부재(3, 4)가 외측 로터의 외경보다도 외측에서 서로 접합되어 있다.

내접 기어식 펌프, 전자 기기, 로터, 펌프 케이싱 부재, 베어링부

Description

모터 일체형 내접 기어식 펌프 및 그 제조 방법 및 전자 기기 {MOTOR-INTEGRATED INTERNAL GEAR PUMP, METHOD OF PRODUCING THE GEAR PUMP, AND ELECTRONIC APPARATUS}

본 발명은 모터 일체형 내접 기어식 펌프 및 그 제조 방법 및 전자 기기에 관한 것이다.

내접 기어식 펌프는 흡입된 액체를 압력에 대항하여 송출하는 펌프로서 종래부터 알려져 있고, 특히 유압원 펌프나 급유용 펌프로서 보급되어 있다.

내접 기어식 펌프는 외주에 치를 형성한 평기어 형상의 내측 로터와, 내주에 치를 형성하여 폭을 내측 로터와 거의 동일하게 한 환형의 외측 로터를 주요한 능동 부품으로 하여 구성되어 있다. 이들 로터의 양측면에 대해 약간의 간극을 통해 면하는 평탄한 내면을 갖는 케이싱이 양 로터를 수납하도록 설치되어 있다. 내측 로터의 치수는 외측 로터의 치수보다도 통상 1매만큼 적고, 이들을 서로 맞물리게 한 상태에서 동력 전달용 기어와 마찬가지로 회전한다. 이 회전에 수반하는 치홈 면적의 변화에서, 치홈에 가둔 액체를 흡입하고, 토출함으로써 펌프로서 기능한다. 내외 중 어느 한쪽의 로터를 구동하면, 맞물림에 의해 다른 쪽도 회전한다. 양 로터의 회전 중심은 어긋나 있어, 로터마다 회전 가능하게 축지지할 필요가 있다. 케이싱에는 적어도 하나씩의 흡입 포트 및 토출 포트라 불리우는 외부에 연통하는 유로로의 개구부가 형성되어 있다. 흡입 포트는 용적이 확대되는 치홈에 연통하도록 설치되고, 토출 포트는 용적이 축소되는 치홈에 연통하도록 설치된다. 로터의 치형으로서, 외측 로터 치형의 일부에 원호를, 내측 로터의 치형에 트로코이드 곡선을 적용한 것이 일반적이다.

내접 기어 펌프는 내측 로터와 외측 로터가 맞물려 회전하므로, 한쪽 로터를 회전 구동하면 다른 쪽 로터도 회전한다. 펌프부의 외주측에 모터부를 일체화하고, 외측 로터에 모터부의 회전자를 일체화하고, 모터부에서 외측 로터를 구동하는 방식은 축방향에 펌프부와 모터부를 늘어 놓은 구조보다도 짧게 할 수 있으므로 소형화에 적합한 형태라고 할 수 있다.

그와 같은 구조의 내접 기어 펌프로서는, 일본 특허 공개 평2-277983호 공보(특허문헌 1)에 기재된 것이 있다. 이 특허문헌 1에서는, 모터 케이싱 내부에 장착된 스테이터(고정자에 상당함)에 대해, 그 내측에 반경 방향에 소정의 간격을 갖고 이것과 대향 접촉하기 위해 외주에 로터(회전자에 상당함)를 장착한 아우터 기어(외측 로터에 상당함)와 이 아우터 기어 내에서 맞물리게 하는 이너 기어(내측 로터에 상당함)를 조합하여 이루어지는 내접 기어를 배치하고, 또한 이 내접 기어의 양 단부면을 폐색판으로 액밀하게 폐색하고, 이 폐색판 중 어느 한쪽에 내접 기어와 연통하는 흡입 포트, 토출 포트를 설치한 내접 기어 펌프로 이루어져 있다. 그리고, 폐색판은 프론트 케이싱과 리어 케이싱을 구비하고, 양 케이싱과 내접 기어 펌프의 양측면 사이에 원반형의 스러스트 베어링을 배치하고, 아우터 기어의 양 측을 이 스러스트 베어링으로 지지하고, 또한 양 케이싱에 지지축의 양단부를 고정하는 동시에 이 지지축에 래디얼 베어링을 통해 이너 기어를 회전 가능하게 지지하고, 승압된 토출측 취급액의 일부를 로터, 스테이터 사이를 유과하는 동시에 각 베어링부를 윤활하여 흡입측으로 복귀시키는 급액로를 형성하도록 구성되어 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 평2-277983호 공보

그러나, 특허문헌 1에서는 펌프 케이싱이 2개의 스러스트 베어링, 프론트 케이싱, 리어 케이싱 및 스테이터캔으로 구성되어 있다. 이러한 구성의 경우에는, 다수의 부재의 제작 및 그 조합에 의한 비용 상승, 누설 방지 밀봉 부위의 증가에 의한 신뢰성의 저하 등을 초래한다는 문제가 있었다.

또한, 특허문헌 1에서는 2개의 스러스트 베어링의 간격이 그 양측의 프론트 케이싱과 리어 케이싱의 간격으로 규제되고, 프론트 케이싱과 리어 케이싱의 간격이 스테이터캔의 축방향 길이에 의해 규제되어 있다. 이러한 구성의 경우에는, 2개의 스러스트 베어링에 있어서의 이너 기어 및 아우터 기어에 대향하는 부분의 간격을 정밀도 좋게 규제하는 것이 어렵고, 이너 기어 및 아우터 기어와 2개의 스러스트 베어링과의 회전 시의 마찰 저항이 증가하여, 극단적인 경우에는 회전이 곤란해질 우려가 생긴다.

본 발명의 목적은 모터 일체형 내접 기어식 펌프로서의 소형, 양호한 기능을 유지하면서, 더 저렴하고 신뢰성이 높은 모터 일체형 내접 기어식 펌프 및 그 제조 방법 및 전자 기기를 얻는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 형태는, 액체를 흡입하여 토출하는 펌프부와, 상기 펌프부를 구동하는 모터부를 구비하고, 상기 펌프부는 외주에 치를 형성하고 또한 중심부에 관통하는 축 구멍을 갖는 내측 로터와, 상기 내측 로터의 치와 맞물리는 치를 내측에 형성하고 또한 그 치폭을 상기 내측 로터와 동일한 정도로 한 외측 로터와, 상기 내측 로터 및 상기 외측 로터를 수납하는 펌프 케이싱과, 상기 축 구멍에 삽입하여 상기 내측 로터를 축지지하는 내축을 구비하고, 상기 펌프 케이싱은 상기 내측 로터의 치를 형성하고 있는 부분의 양단부면 및 상기 외측 로터의 치를 형성하고 있는 부분의 양단부면에 약간의 간극을 갖고 대향하는 평탄 내면을 구비하고, 상기 모터부는, 상기 펌프 케이싱의 내측에 배치되고 또한 상기 외측 로터에 일체화된 회전자와, 상기 회전자에 회전자계를 작용시켜 회전시키는 고정자를 구비하고 있는 모터 일체형 내접 기어식 펌프에 있어서, 상기 내축은 상기 내측 로터의 축 구멍 내경보다도 약간 외경이 작고 또한 상기 내측 로터의 치폭보다도 축방향으로 약간 긴 원기둥형의 베어링부와, 상기 베어링부의 양단부면으로부터 축방향 양측으로 연장되고 또한 상기 베어링부의 외경보다도 작은 외경을 갖는 끼워 맞춤부를 구비하고, 상기 펌프 케이싱은 상기 양측의 평탄 내면을 각각 별도의 부재로서 형성하는 2개의 펌프 케이싱 부재로 구성하고, 상기 2개의 펌프 케이싱 부재의 평탄 내면에 형성한 끼워 맞춤 구멍에 상기 내축의 끼워 맞춤부를 끼워 맞추고, 상기 내축의 베어링부의 양단부면에 상기 평탄 내면을 접하여 상기 2개의 펌프 케이싱 부재가 상기 외측 로터의 외경보다도 외측에서 서로 접합되어 있는 구조로 한 것이다.

이러한 본 발명의 제1 형태에 있어서의 보다 바람직한 구체적 구성예는 다음과 같다.

(1) 상기 2개의 케이싱 부재는 합성 수지로 형성되고, 그 한쪽 평탄 내면부보다 외주 외측의 위치로부터 축방향으로 통형으로 연장되는 밀봉부를 형성하고 상기 평탄 내면부보다도 상기 밀봉부의 축방향 강성을 유연하게 하고, 상기 밀봉부의 선단부측에서 접합되어 있는 것.

(2) 상기 (1)에 있어서, 상기 2개의 케이싱 부재는 축방향에 힘이 가해진 접합면에서 초음파 용착되어 있는 것.

(3) 상기 펌프 케이싱은 흡입 포트 및 토출 포트를 형성한 합성 수지제 케이싱 부재인 정면 케이싱과, 다른 쪽 합성 수지제 케이싱 부재인 배면 케이싱을 초음파 용착에 의해 용착하여 구성되어 있는 것.

(4) 상기 (3)에 있어서, 상기 배면 케이싱은 상기 평탄 내면의 외주에 연속되어 있는 얇은 원통형의 밀봉부로 상기 외측 로터의 외주를 둘러싸고, 상기 밀봉부의 상기 평탄 내면과 연속되어 있는 측과는 반대측의 단부면에 직경 방향으로 확대되는 플랜지부를 갖고, 그 플랜지부의 단부면에 용착부를 형성하고, 또한 상기 단부면의 외주에 있어서 축방향으로 되접혀 밀봉부의 외측에 동심 원통을 이루는 커버부가 연속되어 있는 구성으로 하고, 상기 고정자는 상기 밀봉부와 상기 커버부에 끼워져 있던 원통형 공간에 내장되어 있는 것.

(5) 상기 (4)에 있어서, 상기 정면 케이싱과 상기 배면 케이싱의 용착부는 상기 흡입 포트 및 토출 포트와 함께 유로를 구성하는 부분을 제외한 부분에 형성되어 있는 것.

또한, 본 발명의 제2 형태는, 액체를 흡입하여 토출하는 펌프부와, 상기 펌프부를 구동하는 모터부와, 상기 모터부를 제어하는 제어부를 구비하고,

상기 펌프부는 외주에 치를 형성하고 또한 중심부에 관통하는 축 구멍을 갖는 내측 로터와, 상기 내측 로터의 치와 맞물리는 치를 내측에 형성하고 또한 치폭을 상기 내측 로터와 동일한 정도로 한 외측 로터와, 상기 내측 로터 및 상기 외측 로터를 수납하는 펌프 케이싱과, 상기 내측 로터를 축지지하는 내축을 구비하여 구성되고,

상기 펌프 케이싱은, 상기 내측 로터의 치를 형성하고 있는 부분의 양측면 및 상기 외측 로터의 치를 형성하고 있는 부분의 양측면에 약간의 간극을 갖고 대향하는 평탄 내면을 구비하고,

상기 모터부는, 상기 펌프 케이싱의 내측에 배치되고 또한 상기 외측 로터에 일체화된 영구 자석인 회전자와, 상기 회전자에 회전자계를 작용시켜 회전시키는 고정자를 구비하고,

상기 제어부는 제어 소자를 탑재한 회로 기판과, 상기 고정자로 전류를 공급하는 공급 전선과, 외부로부터 전류가 공급되는 도입 전선을 구비하고 있는 모터 일체형 내접 기어식 펌프에 있어서,

상기 외측 로터는 외주부를 축방향 양측에 원환형으로 돌출시킨 돌출부를 구비하고, 그 돌출부의 내면이 상기 펌프 케이싱에 형성한 원통 외면과 미소한 간극을 사이에 두고 회전 가능하게 끼워 맞추어 래디얼 미끄럼 베어링을 형성하고, 상기 내측 로터 및 상기 외측 로터의 치폭을 1이라 했을 때에 내측 로터의 외경을 1.7 내지 3.4, 외측 로터의 돌출부 내경을 2.5 내지 5, 외측 로터의 돌출부의 축방향 길이를 0.4 내지 0.8의 치수로 하고, 내측 로터의 회전 속도를 매분 2500 내지 5000 회전 범위 중 어느 하나로 한 구조로 한 것이다.

또한, 본 발명의 제3 형태는, 상기 어느 한쪽의 모터 일체형 내접 기어 펌프를 냉각액의 순환원으로서 탑재한 전자 기기이다.

또한, 본 발명의 제4 형태는, 액체를 흡입하여 토출하는 펌프부와, 상기 펌프부를 구동하는 모터부를 구비하고, 상기 펌프부는 외주에 치를 형성하고 또한 중심부에 관통하는 축 구멍을 갖는 내측 로터와, 상기 내측 로터의 치와 맞물리는 치를 내측에 형성하고 또한 그 치폭을 상기 내측 로터와 동일한 정도로 한 외측 로터와, 상기 내측 로터 및 상기 외측 로터를 수납하는 펌프 케이싱과, 상기 축 구멍에 삽입하여 상기 내측 로터를 축지지하는 내축을 구비하고, 상기 펌프 케이싱은, 상기 내측 로터의 치를 형성하고 있는 부분의 양단부면 및 상기 외측 로터의 치를 형성하고 있는 부분의 양단부면에 약간의 간극을 갖고 대향하는 평탄 내면을 구비하고, 상기 모터부는, 상기 펌프 케이싱의 내측에 배치되고 또한 상기 외측 로터에 일체화된 회전자와, 상기 회전자에 회전자계를 작용시켜 회전시키는 고정자를 구비하는 모터 일체형 내접 기어식 펌프의 제조 방법에 있어서, 상기 내측 로터의 축 구멍 내경보다도 약간 외경이 작고 또한 상기 내측 로터의 치폭보다도 축방향으로 약간 긴 원기둥형의 베어링부와, 상기 베어링부의 양단부면으로부터 축방향 양측으로 연장되고 또한 상기 베어링부의 외경보다도 작은 외경을 갖는 끼워 맞춤부를 구비하여 상기 내축을 제작하고, 상기 평탄 내면 및 끼워 맞춤 구멍을 갖는 정면 케이싱을 제작하고, 상기 평탄 내면, 끼워 맞춤 구멍 및 상기 평탄 내면부의 외주로부터 통형으로 연장되는 밀봉부를 갖는 배면 케이싱을 제작하고, 상기 내축의 양측의 끼워 맞춤부를 상기 정면 케이싱의 끼워 맞춤 구멍 및 상기 배면 케이싱의 끼워 맞춤 구멍에 끼워 맞추는 동시에 상기 정면 케이싱의 평탄 내면 및 상기 배면 케이싱 평탄 내면을 상기 내축의 베어링부의 양단부면에 접촉한 상태에서 상기 정면 케이싱과 상기 배면 케이싱을 상기 외측 로터의 외경보다도 외측에서 서로 접합하는 것이다.

이러한 본 발명의 제4 형태에 있어서의 보다 바람직한 구체적 구성예는 다음과 같다.

(1) 상기 내축의 양측의 끼워 맞춤부를 상기 정면 케이싱의 끼워 맞춤 구멍 및 상기 배면 케이싱의 끼워 맞춤 구멍에 끼워 맞추는 동시에 상기 정면 케이싱의 평탄 내면 및 상기 배면 케이싱 평탄 내면을 상기 내축의 베어링부의 양단부면에 접촉한 상태에서 상기 정면 케이싱과 상기 배면 케이싱의 접합부에 축방향으로 근접시키는 방향으로 힘을 가하여, 초음파 용착하는 것.

본 발명에 따르면, 모터 일체형 내접 기어식 펌프로서의 소형, 양호한 기능을 유지하면서 또한 저렴하고 신뢰성이 높은 모터 일체형 내접 기어식 펌프 및 그 제조 방법 및 전자 기기를 얻을 수 있다.

도1은 본 발명의 일 실시 형태의 모터 일체형 내접 기어식 펌프의 종단면도 이다.

도2는 도1의 펌프의 좌측 절반면을 단면하여 도시하는 정면도이다.

도3은 도1의 펌프의 펌프부의 분해 사시도이다.

도4는 도1의 펌프의 케이싱의 접합 방법을 나타내는 단면도이다.

도5는 도1의 펌프의 내측 로터와 외측 로터의 치수도이다.

도6은 도1의 펌프를 갖는 냉각 시스템을 구비한 전자 기기의 설명도이다.

[부호의 설명]

1 : 내측 로터

1a, 2a : 치

1b : 축 구멍

1c, 2b : 단부면

2 : 외측 로터

3 : 정면 케이싱

4 : 배면 케이싱

5 : 내축

6 : 밀봉부

7 : 흡입구

8 : 흡입 포트

9 : 토출구

9a : 연통로

10 : 토출 포트

11 : 회전자

12 : 고정자

13 : 커버

14 : O링

16 : 끼워 맞춤면

18 : 플랜지부

21 : 돌출부

22 : 견부

23 : 작동실

24 : 내부 공간

25 : 정면 케이싱의 평탄 내면

26 : 배면 케이싱의 평탄 내면

27, 28 : 견부의 외주면

27a, 28a : 끼워 맞춤 구멍

29 : 외측 환형부

31 : 회로 기판

32 : 파워 소자

33 : 전력선

34 : 회전 출력선

41 : 용착 돌기

42 : 용착 홈

43, 44 : 용착 공구

51 : 베어링부

51a : 단차면

53 : 끼워 맞춤부

60 : 퍼스널 컴퓨터

61A : 퍼스널 컴퓨터 본체

61B : 디스플레이 장치

61C : 키보드

62 : CPU

63 : 액저장부

65 : 열 교환기

66 : 방열판 A

67 : 방열판 B

69 : 액냉 시스템(냉각 시스템)

80 : 모터 일체형 내접 기어식 펌프

81 : 펌프부

82 : 모터부

83 : 제어부

이하, 본 발명 실시 형태의 모터 일체형 내접 기어식 펌프 및 그 제조 방법 및 전자 기기에 대해 도1 내지 도6을 이용하여 설명한다.

우선, 본 실시 형태의 모터 일체형 내접 기어식 펌프의 전체 구성에 관하여 도1 내지 도4를 이용하여 설명한다. 도1은 본 발명의 일 실시 형태의 모터 일체형 내접 기어식 펌프(80)의 종단면도, 도2는 도1의 펌프(80)의 좌측 절반면을 단면하여 도시하는 정면도, 도3은 도1의 펌프(80)에 있어서의 펌프부의 분해 사시도, 도4는 도1의 펌프(80)의 케이싱의 접합 방법을 나타내는 단면도이다.

펌프(80)는 펌프부(81), 모터부(82) 및 제어부(83)를 구비하여 구성된 모터 일체형 내접 기어식 펌프이다.

펌프부(81)는 내측 로터(1), 외측 로터(2), 정면 케이싱(3), 배면 케이싱(4), 내축(5)을 구비하여 구성되어 있다. 정면 케이싱(3) 및 배면 케이싱(4)은 펌프 케이싱을 형성하는 부재이고, 환언하면 펌프 케이싱 부재는 2개의 별도의 부재의 펌프 케이싱 부재로 구성되어 있다. 또한, 배면 케이싱(4)에는 밀봉부(6), 플랜지부(18) 및 커버(13)가 포함된다. 내축(5)은 내측 로터 지지축을 구성하는 것이고, 본 실시 형태에서는 정면 케이싱(3) 또는 배면 케이싱(4)과 별도의 부재로 구성되어 있다.

내측 로터(1)는 평기어와 유사한 형상을 이루고 있고, 외주에 트로코이드 곡선을 윤곽으로 하는 치(1a)를 형성하고 있다. 이 치면은, 엄밀하게는 축방향에 약간의 구배를 갖고, 사출 성형 시의 빠짐을 돕는, 소위 「빠짐 구배」라 불리우는 구배를 이루고 있다. 또한, 내측 로터(1)는 중심에 축방향으로 관통한 내면이 매끄러운 축 구멍(1b)을 갖고 있다. 내측 로터(1)의 양단부면(1c)은 평탄하고 또한 매끄럽게 마무리되고, 정면 케이싱(3) 및 배면 케이싱(4)으로부터 내측으로 돌출된 중앙 환형부(27, 28)의 단부면인 평탄 내면(25, 26) 사이에서 미끄럼 이동하는 면을 형성하고 있다.

외측 로터(2)는 내측 로터(1)와 거의 동일한 치폭의 환형의 내부 기어 형상을 이루고 있고, 원호 등으로 형성한 치형을 갖는 치를 내측 로터(1)보다도 1매만큼 많게 형성하고 있다. 외측 로터(2)의 치(2a)는 평기어로서 축방향에 거의 동일 단면 형상으로 되어 있지만, 축방향에 약간의 구배를 갖고, 사출 성형 시의 빠짐을 돕는, 소위 「빠짐 구배」라 불리우는 구배를 가져도 된다. 이 경우에는 내측 로터(1)에도 동일한 빠짐 구배를 부여하고, 내측 로터(1)와 외측 로터(2)의 구배의 방향은 역방향으로 하고, 내측 로터(1)의 외측치의 직경이 커지는 방향에서 외측 로터(2)의 내부 기어의 직경도 커지도록 양자(1, 2)는 맞물리게 한다. 이에 의해, 양자(1, 2)의 맞물림면은 축방향의 위치에 의한 치우침을 방지할 수 있다. 외측 로터(2)의 치부의 양단부면(2b)은 평탄하고 또한 매끄럽게 마무리되고, 정면 케이싱(3) 및 배면 케이싱(4)의 평탄 내면(25, 26)과의 사이에서 미끄럼 이동하는 면을 형성하여 스러스트 베어링으로서 작용한다.

외측 로터(2)는 외주부를 제외하고 내측 로터(1)와 거의 동일한 폭을 갖고, 내측 로터(1) 및 외측 로터(2)의 양측 단부면이 거의 일치하도록 내측 로터(1)의 외측에 외측 로터(2)가 배치되어 있다.

내측 로터(1) 및 외측 로터(2)는 폴리아세탈(POM)이나 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 등의 자기 윤활성을 갖고, 물 혹은 물을 성분으로 하는 용액에 의한 팽윤 변형이나 부식을 무시할 수 있는 레벨인 성질의 합성 수지재를 성형한 것이다.

외측 로터(2)의 외주부에는 치부[내측에 위치하는 내측 로터(1)와 동일한 치폭의 부분]보다도 축방향으로 돌출된 환형의 돌출부(21)가 형성되어 있다. 돌출부(21)의 내주는 매끄러운 면으로 형성되고, 견부(22)의 외주면(27, 28) 사이에서 미끄럼 이동하는 면을 구성한다.

외측 로터(2)와 내측 로터(1)는 맞물린 상태에서 정면 케이싱(3)과 배면 케이싱(4) 사이에 끼워진 상태에서 회전하도록 구성한다. 내측 로터(1)의 중심축 구멍에는 매끄러운 외주를 갖는 내축(5)의 베어링부가 약간의 간극을 갖고 끼워 맞추어지고, 이에 의해 내측 로터(1)는 내축(5)에 회전 가능하게 축지지되어 있다. 또한, 내 축(5)은 정면 케이싱(3) 및 배면 케이싱(4)에 밀착 끼워 맞추기 위해 회전하지 않는다.

내축(5)은 내측 로터(1)의 축 구멍(1b) 내경보다도 약간 외경이 작고 또한 내측 로터(1)의 치폭보다도 축방향으로 약간 긴 원기둥형의 베어링부(51)와, 베어링부(51)의 양단부면으로부터 축방향 양측으로 연장되고 또한 베어링부(51)의 외경보다도 작은 외경을 갖는 끼워 맞춤부(53)를 구비하고 있다. 구체적으로는, 내 축(5)의 중앙에 위치하는 베어링부(51)의 축방향 길이는 양 로터의 치폭보다도 약간(예를 들어, 0.05 내지 0.1 ㎜) 길다. 그 베어링부(51)의 양측에는 원기둥형의 끼워 맞춤부(53)가 있고 베어링부(51)와 동심을 이룬다. 또한, 베어링부(51)와 끼 워 맞춤부(53)는 모두 동일한 금속 소재로 제작된 내축(5)의 부분의 명칭이고, 일체의 것이다. 내축(5)은 금속 소재로 제작되어 있으므로, 합성 수지로 제작되어 있는 내측 로터(1), 외측 로터(2), 정면 케이싱(3) 및 배면 케이싱(4)과 비교하여, 강도 및 치수 정밀도 등의 면에서 우수하다.

내축(5)은 정면 케이싱(3)과 배면 케이싱(4)을 연결하는 구조재로서의 기능도 갖고 있다. 그 끼워 맞춤부(53)는 양 케이싱(3, 4)의 평탄 내면(25, 26)에 형성한 끼워 맞춤 구멍(27a, 28a)에 삽입되어 고정되어 있다. 이 상태에서 베어링부(51)와 끼워 맞춤부(53)의 경계가 되는 단차면[베어링부(51)의 양단부면](51a)이 케이싱의 평탄 내면(25, 26)에 밀착되어 있다. 따라서, 베어링부(51)의 길이가 양쪽의 평탄 내면(25, 26) 사이의 거리(간격)에 일치하고, 양 로터(1, 2)는 정면 케이싱(3)과 배면 케이싱(4)의 축방향이고 단부면인 평탄 내면(25, 26)에 약간의 간극을 갖고 내장되게 된다. 정면 케이싱(3)과 배면 케이싱(4)의 끼워 맞춤 구멍은 양 로터(1, 2)의 맞물림에 준거하여 견부에 대해 편심시키고 있다.

정면 케이싱(3) 및 배면 케이싱(4)의 견부(22)의 외주면(27, 28)이 외측 로터(2)의 돌출부(21)의 내주면에 약간의 간극을 갖고 끼워 맞추어지고, 정면 케이싱(3) 및 배면 케이싱(4)의 견부(22)에 의해 외측 로터(2)의 양측이 회전 가능하게 축지지되어 래디얼 베어링으로서 작용한다. 정면 케이싱(3) 및 배면 케이싱(4)의 견부(22)는 동일한 원주의 일부로부터 잘라낸 위치 관계에 있다.

2개의 펌프 케이싱 부재의 다른 쪽을 구성하는 정면 케이싱(3)은 그 평탄 내면(25)에 흡입 포트(8) 및 토출 포트(10)라 불리우는 개구부를 형성하고 있다. 흡 입 포트(8)와 토출 포트(10)는 내측 로터(1)의 치저원보다도 내측과 외측 로터(2)의 치저원[외측 로터(2)는 내부 기어이므로, 치끝 원직경보다도 치저원직경이 큼]보다도 외측에 윤곽을 갖는 개구부로 형성되어 있다. 흡입 포트(8)는 용적이 확대되는 작동실(23)에 면하고, 토출 포트(10)는 용적이 축소되는 작동실(23)에 면하도록 설치되어 있다. 또한, 최대 용적이 되는 순간의 작동실(23)에는, 어떠한 포트(8, 9)도 면하지 않거나, 혹은 약간의 단면적에 의한 연통에 그치도록 구성되어 있다.

흡입 포트(8) 및 토출 포트(10)는 포트 홈의 안측으로부터 L형 유로를 통해 외부로 개방된 흡입구(7)와 토출구(9)에 각각 연통되어 있다. 토출 포트(10)로부터 토출구(9)에 이르는 유로의 도중에는 분기되어 외측 로터(2)의 외주가 면하는 내부 공간(24)과 연통하는 연통로(9a)가 형성되어 있다. 이 내부 공간(24)은 정면 케이싱(3)과, 밀봉부(6)를 포함하는 배면 케이싱으로 둘러싸인 공간이다.

모터부(82)는 영구 자석으로 이루어지는 회전자(11), 고정자(12) 및 밀봉부(6)를 구비하여 구성되어 있다. 밀봉부(6)는 펌프부(81)와 모터부(82)에 공용된다.

외측 로터(2)의 외측에는 모터부(82)의 회전자(11)로서 영구 자석을 일체화된다. 이는, 외측 로터(2)와 영구 자석을 별도의 부재로서 성형한 후에 접착이나 압입 등, 충분한 강도와 신뢰성을 갖는 방법으로 일체화해도 좋고, 또한 자석 가루를 혼입한 수지에 의해 외측 로터(2)와 회전자(11)를 일체의 부재로서 성형한 것이라도 좋다. 회전자(11)는 반경 방향에 교대의 극성을 부여하고, 외주측에서 보면 주위를 따라서 NS극이 교대로 배열되도록 구성되어 있다.

얇은 통형의 밀봉부(6)는 회전자(11)의 외주와의 사이에 미소한 간극(예를 들어, 1 ㎜ 이하의 간극)을 통해 형성되고, 회전자(11)는 외측 로터(2)와 함께 회전 가능하게 되어 있다.

상기 2개의 케이싱 부재 중 한쪽을 구성하는 배면 케이싱(4)은 그 평탄 내면(26)을 구성하는 부분보다 외주의 부분으로부터 외측 로터(2)의 외측을 덮고 축방향으로 연장되는 통형의 밀봉부(6)를 형성하고 상기 평탄 내면(26)측보다도 밀봉부(6)측의 축방향 강성을 유연하게 하고, 밀봉부(6)의 선단부측에서 상기 2개의 케이싱 부재 중 한쪽을 구성하는 정면 케이싱(3)과 접합되어 있다. 즉, 밀봉부(6)는 배면 케이싱(4)의 일부이고, 평탄 내면이나 견부를 형성한 부분의 외주로부터 통형으로 정면 방향으로 연장된 박판 부분을 나타낸다.

정면 케이싱(3)과 배면 케이싱(4)은 끼워 맞춤면(16)이라 불리우는 원통면에서 접하고, 서로 직경 방향을 구속하면서 축방향으로 움직이는 자유도를 갖고 끼워 맞추어져 있다. 끼워 맞춤면(16)은 밀봉부(6)의 선단부 부분의 내주와, 정면 케이싱(3)의 내면측에 형성된 외측 환형부(29)의 외주와의 끼워 맞춤면으로 구성되어 있다. 끼워 맞춤면(16)에 인접한 밀봉부(6)의 선단부 부분의 내주에는 오목부가 형성되고, 이 오목부 내 O링(14)이 삽입됨으로써, 정면 케이싱(3)과 배면 케이싱(4)의 기밀성이 유지된다. 이러한 구성에 의해, 정면 케이싱(3)과 배면 케이싱(4)의 축방향의 자유도가 유지되면서 기밀성이 유지된 조합 구조로 할 수 있다.

정면 케이싱(3)의 외주 근처에는 배면측을 향해 용착 돌기(41)가 환형으로 복수 형성되고, 그것과 마주 대하는 배면 케이싱(4)의 플랜지부(18)에는 용착 돌기(41)를 삽입하는 용착 홈(42)이 환형으로 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 도4에 도시한 바와 같이 용착 돌기(41)의 선단부를 경사면에 형성하는 동시에, 용착 홈(42)의 바닥부를 상기 경사면에 합치하는 경사면을 갖는 구성으로 하고, 용착 공구(43, 44)를 정면 케이싱(3)의 외주부 및 배면 케이싱(4)의 플랜지부(18)에 양측으로부터 압박하고, 용착 공구(43, 44)에 힘을 가하면서 미소 진동을 부여한다. 구체적으로는 용착 공구(43, 44)를 초음파 용접기에 설치하여 초음파 진동을 부여한다. 이에 의해, 양 케이싱(3, 4)의 접촉면이 미소 진동 마찰로 발열하고 용해되어 서로 용합하고, 진동 정지 후에 온도 저하되면 재고착화되어 일체가 된다. 따라서, 정면 케이싱(3)의 용착 돌기(41)의 이측이 되는 면과 배면 케이싱(4)의 용착 홈(42)의 이측이 되는 면은 평탄하고 또한 개방된 상태로 하고, 용착 공구(43 및 44)를 밀착할 수 있는 형상으로 해 둔다.

배면 케이싱(4)측의 용착 공구(44)를 삽입하는 홈은 용착 후에 고정자(12)를 삽입하기 위한 원환형 홈이고, 용착만을 위한 홈 등의 구조를 형성한 경우에 비교하여 소형이고 단순한 형상으로 할 수 있다.

용착 완료까지, 용착 돌기(41)와 용착 홈(42)의 접촉 및 내축(5)의 단차와 평탄 내면(25, 26)의 접촉의 2군데의 접촉 이외에 축방향 이동을 구속하는 접촉을 없애 둔다. 또한, 밀봉부(6)는 얇고 그 근방의 구조를 포함하고, 평면 내면이나 견부나 용착부 근방에 비교하여 유연하다. 그와 같이 함으로써, 용착 시에는 다음과 같은 순서로 각 부재의 위치 관계가 확정된다.

우선, 배면 케이싱(4)에 내축(5)의 끼워 맞춤부(53)를 삽입하고, 내측 로터(1)와 외측 로터(2)를 내축(5)에 끼워 맞추고, O링(14)을 끼운 정면 케이싱(3)을 배면 케이싱(4)에 끼워 맞춘다. 이 상태에서 용착 지그(43, 44)를 양 케이싱(4, 5)의 양측으로부터 접촉하고, 소정의 힘으로 압박하면서 초음파 진동을 부여한다. 이에 의해, 용착 돌기(41)와 용착 홈(42)의 접촉부가 용해되고, 정면 케이싱(3)과 배면 케이싱(4)은 서로 근접하는 방향으로 변위된다. 이 과정에서 내축(5)의 단차면(51a)은 평탄 내면(25, 26)에 밀착한다. 용착을 더 진행하면, 배면 케이싱(4)의 밀봉부(6) 및 그 주변이 탄성 변형되어 용착은 깊게 진행된다. 용착 지그(43, 44)에 힘을 작용시킨 상태에서 가진을 정지하면 용해되고 있던 용착부는 온도 저하되어 고착화되고, 그 상태에서 형태가 정해진다. 그 후에 용착 지그를 제거해도 내축(5)의 단차면(51a)은 평탄 내면(25, 26)에 밀착한 상태에서 그 밀착시키는 힘이 밀봉부(6) 주변의 탄성 변형의 반력으로서 가해진 상태가 된다.

내축(5)은 금속제이고, 수지제의 케이싱 부재(3, 4)보다도 축방향 치수 정밀도를 내기 쉽다. 또한, 로터(1, 2)의 치부에 대해 직근의 중앙부에서 치폭 방향의 치수를 확보할 수 있는 이점이 있다. 내축(5)의 정밀도에 의지하지 않고, 밀봉부(6) 등의 외주를 경유하여 케이싱(3, 4)의 치수 정밀도만으로 양 평탄 내면(25, 26) 상호간의 거리의 정밀도를 내는 방법에 비교하여, 매우 정밀도 유지가 용이하다. 따라서, 본 실시 형태의 구성에 따르면, 펌프 성능이나 신뢰성에 큰 영향을 갖는 치부 단부면의 간극을 적절하게 유지하는 효과가 높다.

용착 돌기(41)는 환형으로 형성하지만, 일주하여 연속 형성하는 것은 아니 고, 도2에 도시한 바와 같이 원주로부터 일부를 절결한 형상으로 한다. 그 이유는 일주보다도 면적을 한정하여 용착 시의 압박력을 집중해서 높여, 용착을 확실하게 하기 위해서이고, 또한 절결된 부분에 흡입 유로와 토출 유로를 배치함으로써, 용착 공구(43)와 이들 유로와의 간섭을 피하기 위해서이다.

끼워 맞춤면(16)의 작용으로 2개의 케이싱의 직경 방향의 위치 결정 정밀도를 양호하게 결합할 수 있고, 축방향 위치는 내축(5)과 평탄 내면(25, 26)의 밀착으로 정밀도를 유지할 수 있다. 또한, 내부 공간(24)의 밀폐성은 O링(14)에 의해 이루어지고, 흡입구(8)와 토출구(10)를 제외하면, 이것 외에 외계와 연통하는 구멍이나 맞춤면이 없는 단순한 구조이므로 밀폐성도 좋다. 따라서, 액누설도 확실하게 방지할 수 있다.

배면 케이싱(4)으로부터 연속되어 있는 밀봉부(6)의 정면측 플랜지(18)의 외주로부터 배면측에 더 되접히는 형상이고, 커버(13)가 일체형으로 형성되어 있다. 커버(13)는 모터부(82)의 고정자(12)의 외주를 덮어, 감전 방지나 미관의 유지, 소음 방지에 도움이 되고 있다.

밀봉부(6)의 외측이고 또한 회전자(11)와 면하는 위치에는 빗살형의 철심에 권선한 고정자(12)가 밀봉부(6)의 외주에 압입하여 설치되어 있다. 고정자(12)는 밀봉부(6)와 커버(13) 사이에 형성된 원환형 홈에 끼워 맞추어진다. 회전자(11) 및 고정자(12)로 이루어지는 모터부(82)는 내측 로터(1) 및 외측 로터(2)로 이루어지는 펌프부(81)의 외주측에 배치되고, 축방향으로 배열하지 않으므로, 펌프(80)의 박형화 및 소형화가 도모되고 있다.

제어부(83)는 모터부(82)를 제어하기 위한 것이고, 직류 무브러시 모터 구동용 인버터 전자 회로를 구비하고 있다. 상술한 바와 같이 모터부(82)를 펌프부(81)의 외주측에 설치함으로써, 펌프부(81)의 흡입구(7)나 토출구(9)가 형성되어 있지 않은 배면측에 제어부(83)를 설치하는 것이 가능해진다.

회로 기판(31)에는 주된 전자 부품인 파워 소자(32)를 탑재하여 직류 무브러시 모터 구동용 인버터 회로를 구성하고 있다. 회로 기판(31)은 그 중앙에 형성한 구멍에 배면 케이싱(3)의 배면측에 형성한 돌기(45)를 통과하여 코오킹함으로써, 배면 케이싱(4)에 고정된다. 파워 소자(32)는 회로 기판(31)을 통해 배면 케이싱(4)에 접촉되어 있다. 이에 의해, 인버터 회로에서 발생하는 열을 배면 케이싱(4)을 통과하여 펌프부(81) 내의 피송액(被送液)으로 방열할 수 있다. 회로 기판(31)에는 고정자(12)의 권선의 일단부가 접속되는 동시에, 외부로부터 전력을 공급하는 전력선(33)과 회전 속도를 펄스로 정보 발신하는 회전 출력선(34) 및 이들의 공통 그라운드선이 접속된다.

영구 자석으로 이루어지는 회전자(11) 및 고정자(12)를 갖는 모터부(82)와, 인버터 전자 회로를 갖는 제어부(83)로부터 직류 무브러시 모터가 구성된다. 회전자(11)가 얇은 밀봉부(6)의 내측에 있고, 고정자(12)가 밀봉부(6)의 외측에 있는 구조는 캔드 모터라 불리운다. 캔드 모터는 축밀봉 등을 필요로 하지 않고 자력을 이용하여 회전 동력이 캠이라 불리우는 밀봉부(6) 내부에 전해지므로, 피송액을 외부로부터 격리하면서 작동실(23)의 용적 변화로 송출하는 용적형 펌프의 구조에 적합하다.

펌프(80)의 형상에 대해, 도5에 나타내는 치수 관계로 함으로써, 본 발명의 목적을 보다 좋게 달성할 수 있다. 내측 로터(1)의 폭과 외측 로터(2)의 치폭을 1로 했을 때에, 내측 로터의 외경을 1.7 내지 3.4, 외측 로터의 돌출부 내경을 2.5 내지 5, 외측 로터의 돌출부의 축방향 길이를 0.4 내지 0.8의 치수로 한다.

내측 로터(1)의 외경은 이 범위보다도 크면 단부면 간극에서의 내부 누설(압력이 높은 토출 포트에 연통하는 측으로부터 흡입 포트에 연통하는 측으로 역류하여 펌프 성능을 저하시킴)의 비율이 증가하여 펌프 성능을 저하시킨다. 또한, 이 범위보다도 작으면, 작동실과 흡입 혹은 토출 포트와 연통하는 개구부 면적에서의 유속이 증가하여 압력 손실을 증가시키고, 마찬가지로 펌프 성능을 저하시킨다.

외측 로터(2)의 돌출부(21)의 내경은 기하적으로 내측 로터(1)의 외경보다도 클 필요가 있다. 동시에 이 범위보다도 크면 마찰력이나 베어링면으로부터의 내부 누설이 증가하므로 펌프 성능이 저하된다.

외측 로터 돌출부(21)의 축방향 길이는 이 범위보다도 작으면 베어링면압이 증가되어 마찰 마모가 증가될 가능성이 있어, 펌프의 수명이나 신뢰성이 저하될 우려가 있다. 또한, 이 범위보다도 큰 경우에는 베어링면의 원통도나 동심도 등의 오차로부터 치우침이 생기기 쉬워져 득책은 아니다.

내측 로터의 회전 속도는 매분 2500 내지 5000 회전의 범위 내로 하면 좋다. 이 범위보다도 회전 속도가 느리면, 운반 유량에 대한 내부 누설량의 비율이 증가하여 펌프 효율이 저하된다. 또한, 이 범위보다도 빠르면 펌프가 발하는 진동 소음이 증가된다.

다음에, 이러한 펌프(80)의 동작을, 도1 내지 도5를 참조하면서 설명한다.

전력선(33)에 직류 12 V를 부여함으로써 제어부(83)의 모터 구동 회로에 전류를 공급함으로써, 파워 소자(32)를 통과하여 고정자(12)의 권선으로 전류가 이송된다. 이에 의해, 모터부(82)가 기동되고, 설정된 회전 속도로 모터부(82)를 회전하도록 제어한다. 파워 소자(32)는 회전자(11)의 회전 정보를 펄스로 하여 회전 출력선(34)으로부터 출력하므로, 그 신호를 수취하는 상위의 제어 기기는 펌프(80)의 동작 상태를 확인할 수 있다.

모터부(82)의 회전자(11)가 회전하면, 이것에 일체화된 외측 로터(2)가 회전하고, 그것과 맞물린 내측 로터(1)도 일반의 내접 기어와 마찬가지로 회전 전달되어 함께 회전한다. 2개의 로터(1, 2)의 치홈에 형성된 작동실(23)은 양 로터(1, 2)의 회전에 의해 용적을 확대, 축소한다. 내측 로터(1)와 외측 로터(2)의 치가 가장 깊게 맞물리는 도2 중 하단부에서 작동실(23)의 용적이 최소가 되고, 상단부에서 최대가 된다. 따라서, 도2 중에서 반시계 방향으로 로터가 회전하면, 우측 절반의 작동실은 상방으로 이동하면서 용적을 확대하고, 좌측 절반의 작동실은 하방으로 이동하면서 용적을 축소한다. 양쪽 로터(1, 2)를 축지지하는 미끄럼 이동부는 모두 피송액에 잠겨 있으므로, 마찰이 작아 이상 마모도 방지할 수 있다.

피송액은 흡입구(7)로부터 흡입 포트(8)를 경유하여 용적 확대 중인 작동실(23)로 흡입된다. 용적이 최대가 되는 작동실(23)은, 로터의 회전에 의해 흡입 포트(8)의 윤곽으로부터 어긋나 흡입을 완료하고, 계속해서 토출 포트(10)로 연통된다. 그곳으로부터 작동실(23)의 용적은 축소로 바뀌고, 작동실(23) 내에 있는 피송액은 토출 포트(10)로부터 송출된다. 송출된 피송액은 토출구(9)로부터 외부로 송출된다. 토출 유로의 도중에 분기된 연통로(9a)가 있으므로, 내부 공간(24)의 내압은 토출압으로 유지된다.

본 실시 형태에 있어서는, 흡입 유로가 짧기 때문에 흡입 부압이 작아 캐비테이션 발생을 방지할 수 있다. 또한, 비교적 높은 토출 압력이 밀봉부(6) 내면에 작용하고, 외측으로 넓어지는 방향으로 작용하기 때문에, 얇은 밀봉부(6)라도 내측으로 변형되어 회전자(11)와 접촉하는 것을 회피할 수 있다. 동시에 외측 로터(2)의 돌출부(21)에 형성한 래디얼 베어링으로서의 간극으로부터의 누설을 저감시킬 수 있다. 그 이유는, 이 간극으로부터의 누설은 원심력의 작용으로 밖으로 향하는 힘이 증강되지만, 외주인 내부 공간(24)의 내압이 높으면, 이를 되미는 작용이 작동하기 때문이다.

운전에 의한 발열로 인해 냉각이 필요해지는 파워 소자(32)의 열은 회로 기판(31)과 경유하여 접촉하고 있는 배면 케이싱(4)의 벽면을 통과하여, 내부 공간(24)을 흐르는 피송액으로 옮겨져 외부로 방출된다. 내부 공간(24)의 피송액은 항상 교반되어, 래디얼 베어링면으로부터의 미소한 누설에 의해 순차적으로 교체되기 때문에, 효율적으로 열을 갖고 갈 수 있다. 이와 같이 효율적으로 펌프(80) 내부를 냉각하기 위해, 파워 소자(32)를 냉각하기 위한 히트 싱크나 냉각 팬을 필요로 하지 않는다. 또한, 회전자(11)나 고정자(12)에 발생하는 모터 손실에서의 발열도 마찬가지로 효율적으로 갖고 가서, 이상한 온도 상승을 방지할 수 있다.

다음에, 상술한 펌프(80)를 갖는 전자 기기에 대해 도6을 참조하면서 설명한 다. 도6은 퍼스널 컴퓨터 본체를 세로로 둔 상태의 퍼스널 컴퓨터 전체 구성을 도시하는 사시도이고, 도6에 도시하는 전자 기기는 데스크탑형 퍼스널 컴퓨터의 예이다.

퍼스널 컴퓨터(60)는 퍼스널 컴퓨터 본체(61A), 디스플레이 장치(61B) 및 키보드(61C)를 구비하여 구성되어 있다. 액냉 시스템(69)은 퍼스널 컴퓨터 본체(61A)에 CPU(중앙 연산 장치)(62)와 함께 내장되고, 액저장부(63), 펌프(80), 열 교환기(65), 방열판 A(66), 방열판 B(67)의 각 요소를 이 순서로 관로에 의해 연결한 폐쇄 루프의 시스템으로 구성되어 있다. 이 액냉 시스템(69)의 설치 목적은 주로 퍼스널 컴퓨터 본체(61A)에 내장하는 CPU(62)에서 발하는 열을 외부로 운반하여, CPU(62)의 온도 상승을 규정치 이하로 유지하는 것이다. 열매체로서 물 혹은 물을 주체로 하는 용액을 사용하는 액냉 시스템(69)은 공냉 방식에 비교하여, 열 운반 능력이 높고, 소음이 작기 때문에, 발열량이 많은 CPU(62)의 냉각에 적합하다.

액저장부(63) 내부에는 피송액과 공기가 봉입되어 있다. 액저장부(63)와 펌프(80)는 병치되어 있고, 액저장부(63)의 출구와 펌프(80)의 흡입구가 관로에 의해 연통되어 있다. CPU(62)의 방열면에는 열전도성 그리스를 통해 열 교환기(65)가 밀착되어 설치되어 있다. 펌프(80)의 토출구와 열 교환기(65)의 입구가 관로에 의해 연통되어 있다. 열 교환기(65)는 방열판 A(66)에 관로에 의해 연통되고, 방열판 A(66)은 방열판 B(67)에 관로를 통해 연통되고, 방열판 B(67)은 액저장부(63)에 관로를 통해 연통되어 있다. 방열판 A(66)과 방열판 B(67)는 퍼스널 컴퓨터 본 체(61A)의 다른 면으로부터 외부로 방열되도록 설치되어 있다.

펌프(80)에는 퍼스널 컴퓨터(60) 내부에 통상 구비되어 있는 직류 12 V 전원으로부터 전력선(33)이 이어지고, 회전 출력선(34)이 상위 제어 기기인 퍼스널 컴퓨터(60)의 전자 회로에 접속되어 있다.

이 액냉 시스템(69)의 동작을 설명한다. 퍼스널 컴퓨터(60)의 기동에 수반하여 전력이 이송됨으로써, 펌프(80)가 기동하고, 피송액이 순환을 개시한다. 피송액은 액저장부(63)로부터 펌프(80)로 흡입되고, 펌프(80)에서 가압되어 열 교환기(65)로 송출된다. 펌프(80)로부터 열 교환기(65)로 이송된 피송액은 CPU(62)에서 발하는 열을 흡수하여 액온이 상승한다. 또한, 그 피송액은 다음의 방열판 A(66)과 방열판 B(67)에서 외기와 열 교환하고(외기로 방열함), 액온이 내려간 후, 액저장부(63)로 복귀된다. 이하, 이를 반복하여 CPU(62)의 냉각이 계속해서 행해진다.

펌프(80)는 용적형 펌프의 일종인 내접 기어식이므로, 건조 상태(액없음 조건)에서 기동해도 흡입구를 부압으로 하는 능력이 있다. 그로 인해, 액저장부(63) 내부의 액체 표면보다 높은 관로를 경유하거나, 혹은 펌프(80)가 액체 표면보다 높은 위치에 있어도 마중물 없이 액을 흡입하는 자흡 능력이 있다. 또한, 원심식 펌프 등에 비교하여 내접 기어식 펌프(80)는 가압 능력이 높기 때문에, 열 교환기(65)이나 방열판(66, 67)을 통과하는 압력 손실이 증가하는 조건에도 적용 가능하다. 특히, CPU(62)의 발열 밀도가 높은 경우에는 열 교환 면적을 확대하기 위해 열 교환기(65) 내부의 유로를 절곡하여 가늘고 길게 하는 것이 필요해지고, 원심식 펌프 등을 이용한 액냉 시스템에서는 통과 압력 손실이 증가되어 적용이 어려워지지만, 본 실시 형태의 액냉 시스템(69)에서는 이것에 대응 가능하다.

본 실시 형태의 액냉 시스템(69)에 있어서는, 피송액이 가장 고온이 되는 열 교환기(65)의 출구의 바로 뒤에서 방열판(66, 67)을 경유하여 액온을 내릴 수 있으므로, 액저장부(63)나 펌프(80)의 온도는 비교적 낮게 유지된다. 그로 인해, 펌프(80)의 내부 부품 등은 고온 환경보다도 신뢰성을 확보하기 쉽다.

액냉 시스템(69)의 동작의 결과로 액이 순환하는 각 부의 온도가 결정되지만, 이들은 온도 센서(도시하지 않음)에 의해 감시된다. 규정 이상의 온도 상승에 의해 냉각 능력의 부족이 확인된 경우에는 펌프(80)의 회전 속도 상승이 지령되어 과잉의 온도를 사전에 방지한다. 또한, 반대로 냉각이 과잉인 경우에는 회전 속도를 억제한다. 펌프(80)가 발신하는 회전 출력은 항상 감시되어, 회전 출력이 도중에 끊기고, 게다가 액온 변화가 이상한 경우에는 펌프(80)가 고장이라고 판단되어 퍼스널 컴퓨터(60)는 긴급 동작으로 이행한다. 긴급 동작에서는 CPU 속도의 저하나 동작 중 프로그램의 보존 등 최소한의 동작을 한 후, 하드웨어의 치명적 손상을 방지한다.

Claims

액체를 흡입하여 토출하는 펌프부와, 상기 펌프부를 구동하는 모터부를 구비하고,

상기 펌프부는, 외주에 치를 형성하고 또한 중심부에 관통하는 축 구멍을 갖는 내측 로터와, 상기 내측 로터의 치와 맞물리는 치를 내측에 형성하고 또한 그 치폭을 상기 내측 로터와 동일한 정도로 한 외측 로터와, 상기 내측 로터 및 상기 외측 로터를 수납하는 펌프 케이싱과, 상기 축 구멍에 삽입하여 상기 내측 로터를 축지지하는 내축을 구비하고,

상기 펌프 케이싱은, 상기 내측 로터의 치를 형성하고 있는 부분의 양단부면 및 상기 외측 로터의 치를 형성하고 있는 부분의 양단부면에 약간의 간극을 갖고 대향하는 평탄 내면을 구비하고,

상기 모터부는, 상기 펌프 케이싱의 내측에 배치되고 또한 상기 외측 로터에 일체화된 회전자와, 상기 회전자에 회전자계를 작용시켜 회전시키는 고정자를 구비하고 있는 모터 일체형 내접 기어식 펌프에 있어서,

상기 내축은, 상기 내측 로터의 축 구멍 내경보다도 약간 외경이 작고 또한 상기 내측 로터의 치폭보다도 축방향으로 약간 긴 원기둥형의 베어링부와, 상기 베어링부의 양단부면으로부터 축방향 양측으로 연장되고 또한 상기 베어링부의 외경보다도 작은 외경을 갖는 끼워 맞춤부를 구비하고,

상기 펌프 케이싱은,

상기 양측의 평탄 내면을 각각 별도의 부재로서 형성하는 2개의 펌프 케이싱 부재로 구성하고,

상기 2개의 펌프 케이싱 부재의 평탄 내면에 형성한 끼워 맞춤 구멍에 상기 내축의 끼워 맞춤부를 끼워 맞추고,

상기 내축의 베어링부의 양단부면에 상기 평탄 내면을 접하여 상기 2개의 펌프 케이싱 부재가 상기 외측 로터의 외경보다도 외측에서 서로 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 모터 일체형 내접 기어식 펌프.
제1항에 있어서, 상기 2개의 케이싱 부재는 합성 수지로 형성되고, 그 한쪽 평탄 내면부보다 외주 외측의 위치로부터 축방향으로 통형으로 연장되는 밀봉부를 형성하고 상기 평탄 내면부보다도 상기 밀봉부의 축방향 강성을 유연하게 하고, 상기 밀봉부의 선단부측에서 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 모터 일체형 내접 기어식 펌프.
제2항에 있어서, 상기 2개의 케이싱 부재는 축방향으로 힘이 가해진 접합면에서 초음파 용착되어 있는 것을 특징으로 하는 모터 일체형 내접 기어식 펌프.
제1항에 있어서, 상기 펌프 케이싱은 흡입 포트 및 토출 포트를 형성한 합성 수지제 케이싱 부재인 정면 케이싱과, 다른 쪽 합성 수지제 케이싱 부재인 배면 케이싱을 초음파 용착에 의해 용착하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 모터 일체 형 내접 기어식 펌프.
제4항에 있어서, 상기 배면 케이싱은 상기 평탄 내면의 외주에 연속되어 있는 얇은 원통형의 밀봉부로 상기 외측 로터의 외주를 둘러싸고, 상기 밀봉부의 상기 평탄 내면과 연속되어 있는 측과는 반대측의 단부면에 직경 방향으로 확대되는 플랜지부를 갖고, 그 플랜지부의 단부면에 용착부를 형성하고, 또한 상기 단부면의 외주에 있어서 축방향으로 되접혀 밀봉부의 외측에 동심 원통을 이루는 커버부가 연속되어 있는 구성으로 하고, 상기 고정자는 상기 밀봉부와 상기 커버부에 끼워져 있던 원통형 공간에 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 모터 일체형 내접 기어식 펌프.
제4항에 있어서, 상기 정면 케이싱과 상기 배면 케이싱의 용착부는 원주의 일부를 절결한 환형으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 모터 일체형 내접 기어식 펌프.
삭제
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 모터 일체형 내접 기어식 펌프를 냉각액의 순환원으로서 탑재한 것을 특징으로 하는 전자 기기.
액체를 흡입하여 토출하는 펌프부와, 상기 펌프부를 구동하는 모터부를 구비하고, 상기 펌프부는 외주에 치를 형성하고 또한 중심부에 관통하는 축 구멍을 갖는 내측 로터와, 상기 내측 로터의 치와 맞물리는 치를 내측에 형성하고 또한 그 치폭을 상기 내측 로터와 동일한 정도로 한 외측 로터와, 상기 내측 로터 및 상기 외측 로터를 수납하는 펌프 케이싱과, 상기 축 구멍에 삽입하여 상기 내측 로터를 축지지하는 내축을 구비하고, 상기 펌프 케이싱은, 상기 내측 로터의 치를 형성하고 있는 부분의 양단부면 및 상기 외측 로터의 치를 형성하고 있는 부분의 양단부면에 약간의 간극을 갖고 대향하는 평탄 내면을 구비하고, 상기 모터부는, 상기 펌프 케이싱의 내측에 배치되고 또한 상기 외측 로터에 일체화된 회전자와, 상기 회전자에 회전자계를 작용시켜 회전시키는 고정자를 구비하는 모터 일체형 내접 기어식 펌프의 제조 방법에 있어서,

상기 내측 로터의 축 구멍 내경보다도 약간 외경이 작고 또한 상기 내측 로터의 치폭보다도 축방향으로 약간 긴 원기둥형의 베어링부와, 상기 베어링부의 양단부면으로부터 축방향 양측으로 연장되고 또한 상기 베어링부의 외경보다도 작은 외경을 갖는 끼워 맞춤부를 구비하여 상기 내축을 제작하고,

상기 평탄 내면 및 끼워 맞춤 구멍을 갖는 정면 케이싱을 제작하고,

상기 평탄 내면, 끼워 맞춤 구멍 및 상기 평탄 내면부의 외주로부터 통형으로 연장되는 밀봉부를 갖는 배면 케이싱을 제작하고,

상기 내축의 양측의 끼워 맞춤부를 상기 정면 케이싱의 끼워 맞춤 구멍 및 상기 배면 케이싱의 끼워 맞춤 구멍에 끼워 맞추는 동시에 상기 정면 케이싱의 평탄 내면 및 상기 배면 케이싱 평탄 내면을 상기 내축의 베어링부의 양단부면에 접촉한 상태에서 상기 정면 케이싱과 상기 배면 케이싱을 상기 외측 로터의 외경보다도 외측에서 서로 접합하는 것을 특징으로 하는 모터 일체형 내접 기어식 펌프의 제조 방법.
제9항에 있어서, 상기 내축의 양측의 끼워 맞춤부를 상기 정면 케이싱의 끼워 맞춤 구멍 및 상기 배면 케이싱의 끼워 맞춤 구멍에 끼워 맞추는 동시에 상기 정면 케이싱의 평탄 내면 및 상기 배면 케이싱 평탄 내면을 상기 내축의 베어링부의 양단부면에 접촉한 상태에서 상기 정면 케이싱과 상기 배면 케이싱의 접합부에 축방향으로 근접시키는 방향으로 힘을 가하여 초음파 용착하는 것을 특징으로 하는 모터 일체형 내접 기어식 펌프의 제조 방법.