TWI314181B - - Google Patents

Description

1314181 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 而吸入例如製冷劑或甲醇 '本發明有關於由電動機驅動 或者水等液體並排出的小型泵。 【先前技術】 处平來，例如使CPU箄雷工-从,^ 冷卹的制人十以入 寺电子兀件的製冷劑循環而進行 口P的衣冷劑式冷卻系統和小 刭Μ、+ 型6又備用燃料電池正逐漸受 到關〉主。這種製冷劑式冷卻 10 和揪袓兩^ 乐、、充所使用的製冷劑循環用泵 矛“，、枓电池所使用的甲醇輸送 ^^ 』、用泵，由於需要搭載的空間 又到很多限制，所以對小型镇 ,^ ^ i溥型化的要求、進而對高性能 化的要求越來越高。 圖4是表示現有的這種泵的一例（例如，參照專利前宰 的剖視圖，圖5是其泵殼的仰視圖。 15夕在圖4及圖5所示的泵中，101是葉輪，外周上侧形成有 夕個葉ϋ 102,㈣設有轉子磁賴3。1Q4是設在轉子磁鐵 =3的内周側的電動機定子，1〇5是具有泵室的泵殼，該泵 室收容葉輪101的同時使葉輪101施加給流體的運動能量壓 力恢復並引導至排出口，1〇6是構成泵殼1〇5的一部分並氣 2〇在地分隔電動機定子1 和葉輪101的分離板，轉子磁鐵丨〇3 和電動機定子1 〇4夾著該分離板1 〇6的隔壁106A而相互面 對111疋进封系殼1 〇 5的主體部分和分離板1 〇 6的接縫的概 塾。再有’在泵殼；[〇5上設有流體的吸入口 1 〇9和排出口丨j 〇。 5 1314181 . 另外’在泵的中心部配置有作爲葉輪un的旋轉中心的 轴an。該軸1〇7固定在分離板106上，葉輪1〇1在該轴1〇7的 周圍由圓筒形的軸承108支承且可旋轉。再有，輛承⑽固 定在葉輪101的中 心部。 5 在該結構的泵中，當從外部電源供電時，由泵中設置 的^路控制的電流流過電動機定子104的線圈而產生旋轉 磁場。若該旋轉磁場作用於轉子磁鐵103，則轉子磁鐵103 Φ 中產生物理力，與該轉子磁鐵1〇3處於一體的葉輪1〇丨開始 旋轉。 ° 而且，在葉輪101的外周上側設置的葉片102因葉輪1〇1 的旋轉而對從吸入口 1〇9流入的流體施加運動能量，泵殼 1〇5内的流體的壓力因該運動能量而逐漸升高，使流體從排 出口 110排出。 在這種現有的小型泵中，葉片1〇2和轉子磁鐵1〇3形成 15爲一體，二者之間插入電動機定子104，由此儘量縮短泵整 體的旋轉軸方向的長度實現小型化、薄型化。 專利前案1:日本特開2〇〇4—19〇562號公報。 可是’在設備小型化的同時CPU等電子元件的發熱量 也在增加’隨之逐漸追求用於提高冷卻性能的泵的進一步 20 高性能化和長壽命化。 但疋’若爲了滿足這些要求而使葉輪101高速旋轉，則 與葉輪101—體化的軸承1〇8在軸1〇7的外周滑動時的磨損 加快’其結果，產生了泵的壽命縮短的問題。 25 【發明内容】 1314181

本發明繁於上述情況，目的在於將轴承與轴之間的磨 損抑制在最小限同時實現高速旋轉化，由此提 能化及長壽命化的泵。 員兄n性 *本發明爲了實現上述目#，提供一種泵，其具備有. 5葉輪，其在圓筒部的外周具有多個葉片並且在圓筒部的内 周具有轉子磁鐵；電動機定子，其設在所述轉子磁鐵的内 周側:且驅動所述葉輪使其旋轉·，分離板，其氣密地分隔 鲁料葉輪和所述電動機定子；和驗，其具#吸排液體的 吸入口和排水口，並且，在所述葉輪的中心圓筒部的外周 1〇面和與其相對的所述分離板的圓筒面的至少一個上，設有 通過所述葉輪的旋轉而産生動壓的阻力體。 又 根據該結構，通過在葉輪的中心圓筒部的外周面和與

纟相對的分離板的圓筒面之間産生動壓’能夠達到使葉輪 與轴非接觸地高速旋轉的作用。 W 15 纟發明具有如下效果，即，可提供能夠使葉輪不磨損 軸承而高速旋轉的高性能且長壽命的泵。 【實施方式】 本發明的實施方式提供一種泵，具備有：葉輪，其在 20圓Μ部的外周具有多個葉片並且在圓筒部的内周具有轉子 磁鐵；電動機定子，其設在所述轉子磁鐵的内周侧，且驅 動所述葉輪使其旋轉；分離板，其氣密地分隔所述葉輪和 所述電動機定子；和泵殼，其具有吸排液體的吸入口和排 水口，亚且，在所述葉輪的中心圓筒部的外周面和與其相 對的所述分離板的圓筒面的至少一個上，設有通過所述葉 7 25 1314181 輪的旋轉而産生動壓的阻力體（動壓產生部）。 述葉輪的中心圓筒部相當於支承在泵殼或分離板^定^ 軸並使其可旋轉的軸承。 根據該結構，可根據葉輪的旋轉在分離板和葉輪之間 産生動壓’由此’能夠使葉輪與軸非接觸地高速旋轉。因 此：可提供能夠使葉輪不磨損軸承而高速旋轉的高性能且 長壽命的泵。再有’軸產生抑制葉輪旋轉起動時的偏：的

10 15 20 在此，所述阻力體可由多個槽構成。 該情況下，由於可容易地進行阻力體形成時的加工， 所以可降低泵的成本。 另外，所述槽可相互形成爲規定的相同形狀且以規定 的相同間隔配置。 該情況下，由於可在葉輪旋轉時均句地産生動壓，所 以可穩定葉輪的旋轉並防止泵的振動或噪音。 另外’在本發明中，可在葉輪的中心圓筒部的外周面 和與其相對的泵殼的圓筒面的至少一個上設置所述阻力 體。或者’可在葉輪的中心圓筒部的外周面和與其相對的 分離板的圓筒面及泵殼的圓冑面的至少—個上設置所述阻 力體。 以下，參照附圖對本發明的實施例進行說明。 圖1是本實施例的泵的構S，圖2是該果的仰視圖，圖3 是該泵的葉輪的立體圖。 8 1314181 —在k些圖中，1是具有圓筒部〗八和上面壁的葉輪， 該葉輪1在圓筒部1A的外周上側具有多個葉片2，並且在圓 筒部以的内周部具有轉子磁鐵3。另外，在上面壁⑺的中 心部具有例如由礙構成的中心圓筒部即轴承8。該轴承8呈 5圓筒形，其内徑設定爲與後述的軸7的外周之間確保微+ (例如，0.05mm〜l.〇mm左右）間隙的尺寸。 在此，葉輪1可由不同於葉片2和轉子磁鐵3的材料形 φ 成’與它們敌合而構成爲-體，也可通過與葉片2和轉子磁 鐵3相同的磁性樹脂材料構成爲一體。 1〇 另外，軸承8可由不同於葉片2或轉子磁鐵3的潤滑性良 好的材料形成後，與它們嵌合而一體化，也可通過與葉片2 或轉子磁鐵3相同的材料形成而一體化。 另外，圖1中，4是設在轉子磁鐵3的内周側的電動機定 子，5是具有泵室的泵殼，該泵室收容葉輪丨的同時使葉輪工 15施加給流體的運動能量壓力恢復並引導至排出口 10, 6是氣 密地分隔電動機定子4和葉輪丨之間的分離板，轉子磁鐵3和 • 電動機定子4夾著該分離板6的隔壁6A而相互面對。 另外，11疋咎、封泵殼5的主體部分和分離板6的接縫並 形成與外部大氣之間的密封構造的襯墊。作爲該襯墊可採 20用〇型環，但也可採用焊接泵殼5的主體部分和分離板6的密 封構再有，在泵般1〇5上設有從葉輪1的旋轉半徑方向 吸排（流入、流出）流體的吸入口 9和排出口 1 〇。 在所述分離板6上形成有環狀槽部6B ,在該環狀槽部 6B内收容有具有轉子磁鐵3的葉輪1的圓筒部丨八的下侧部 9 1314181 分。另外，在該分離板6的中心部形成有收容配置所述軸承 8的下端部的圓筒凹部6C。 而且，在與該圓筒凹部6C的内側的内筒面6a相對的所 述葉輪1的軸承下端部的外周面仏上，形成有通過葉輪1的 5旋轉而産生動壓的作爲阻力體（動壓産生部）的動壓産生 槽12另外，在泵叙5的_心部形成有收容配置所述轴承$ 的上端部的圓筒凹部5 A，在與該圓筒凹部5 a的内側的圓筒 φ 面化相對的所述葉輪1的軸承上端部的外周面8a上，也形成 有同樣的動壓產生槽12。 1〇 動壓産生槽12的形狀採用圖3所示的俯視觀察大致v字 形狀的人字排列或螺旋形的槽圖案，但即使形成波浪形 狀、格子形狀、圓、三角、四角、擴圓或多邊形等浮雕形 狀，也能夠産生動壓獲得同樣的效果。另外，動壓產生槽 12的間距、寬度及深度較佳為〇〇2〜1〇mm。在本實施方^ 15中，/動壓産生槽12形成爲俯視觀察大致V字形狀的槽，以相 同形狀且相同間距沿所述軸承8的外周面8a在其圓周方向 上形成多個。 所述阻力體除槽形狀的動壓產生槽丨2之外，也可爲構 成翼的突起。例如，在軸承㈣外周面以沿其圓周方向設置 2〇多個構成翼的突起。該情況下，所述突起可由不同於軸承8 的材料形成，與其外周面8&嵌合而與該軸承8一體化，或者 也可與其枯接。另外，該突起爲了避免降低磁力，可通過 舆轉子磁鐵3相同的材料與軸承8的外周_嵌合而與該轴 10 1314181 承8—體化，或者也可與其粘接。進而，該突起可通過與葉 片2和轉子磁鐵3相同的磁性材料與所述軸承8 一體化。 再有，在圖1及圖3中，在轴承8的外周面8a上形成了動 壓産生槽12(也可爲突起），但也可在該外周面％上不形 5成任何結構，而是在與該外周面8a相對的泵殼5的圓筒面“ 和分離板6的圓筒面仏上形成動壓産生槽12(或突起）。或 者，也可在軸承8的外周面8a和與其相對的泵殼5的圓筒面 5a及/或分離板6的圓筒面6a雙方上均形成動壓産生槽12(或 突起）。 10 15 20 另外，7是固定在泵殼5上的軸，插入到設在葉輪1的中 心部的軸承8的中心孔从中，形成了葉輪i的轴承8在該轴7 的外周滑動的結構。該軸7可作爲獨立構件通過壓入或嵌入 成形而固定在泵殼5或分離板6上，另外，也可通過與泵殼$ 或分離板6相同的材料一體成形而形成。另外，軸7也可在 葉輪1、系殼5、分離板6的各自之間能夠旋轉自如地滑動。 ，有葉輪1、泵殼5、分離板6主要由PPS (聚苯硫醚） ’耐藥。口性’尤其是耐甲醇性優異的樹脂構成。 :、後對所述泵的作用進行說明，即，當從外部電源 電日由泵中設置的電路控制的電流流過電動機定子杨 絲圈而產生旋轉磁場。若該旋轉磁場仙於轉子

轉子磁鐵3中產生物拂七,_ J 骑 & ' 力。由於該轉子磁鐵3與葉輪1處於一 :華於轉Γ作用於葉輪1，因該轉矩而葉輪1開始旋轉。 的外周上側設置的葉片2因葉輪！的旋轉而對從吸 11 1314181 入口 9流入的流體施加運動能量，泵殼$内的流體的壓力因 邊運動能量而逐漸升高，使流體從排出口 1〇排出。 此時，由於在葉輪1的軸承8的外周面8a上設置的動壓 產生槽12和與其相對的分離板6的内筒面6a及泵殼5的圓筒 面5a之間産生動壓，所以設有一定間隙的轴承8和軸7呈非 接觸旋轉。其結果，不會磨損軸承8，能夠使葉輪丨高速旋 轉，從而能夠提供高性能且長壽命、小型的泵。

(產業上的可利用性） 本發明的泵可期待應用於使CPU等電子元件的製冷劑 楯環而進行冷卻的製冷劑式冷卻系統和小型設備用的燃料 電池等所使用的各種泵。 【圖式簡單說明】 圖1是本實施例的泵的側剖視圖。 圖2是該泵的仰視圖。 圖3疋s亥泵的葉輪的立體圖。 圖4是現有泵的側剖視圖。 圖5疋現有系的仰視圖。 【主要元件符號說明】 葉輪1，101 葉片2，102 泵殼5,105 分離板6，1 〇 6 圓筒部1A 上面壁 轉子磁鐵3，103 電動機定子4，1〇4

泵殼的圓筒面5a 圓筒凹部5A

分離板的圓筒面6a隔壁6a，i〇6A 12 1314181 環狀槽部6B 軸承8,108 吸入口 9，109 動壓産生槽12 圓筒凹部6C 外周面8a 排出口 10，110 轴 7，107 中心孔8A 觀塾11

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Claims (1)

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十、申請專利範圍： ^ 1·—種泵，其具備有： 葉輪，其在圓筒部的外周具有多個葉片並且在圓筒部 的内周具有轉子磁鐵； 5 電動機定子，其設在所述轉子磁鐵的内周側，且驅動 所述葉輪使其旋轉； 丨 刀離板，其氣也地分隔所述葉輪和所述電動機定子； 和 泵设，其具有吸排液體的吸入口和排水口， 10 纟所述葉輪的中心圓筒部的外周面和與其相對的所述 分離板的圓筒面的至少一個上，設有通過所述葉輪的旋轉 而產生動壓的阻力體。 2.如申印專利範圍第丨項所述的泵，其中，在所述葉輪 Μ的=圓筒部的外周面和與其相對的所述果殼的圓筒面的 5至少一個上，設有通過所述葉輪的旋轉而產生動壓的阻力 體。 3‘如申請專利範圍帛1或第2項所述的系，其中，所述 阻力體由多個槽構成。 ，如申請專利範圍第3項所述的泵，其中，所述多個槽 成魏定的相同形狀且相互以規定的相間隔配置。 14