JPH04229042A - 一体型駆動装置付ポンプ組立体 - Google Patents
一体型駆動装置付ポンプ組立体Info
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- JPH04229042A JPH04229042A JP3053233A JP5323391A JPH04229042A JP H04229042 A JPH04229042 A JP H04229042A JP 3053233 A JP3053233 A JP 3053233A JP 5323391 A JP5323391 A JP 5323391A JP H04229042 A JPH04229042 A JP H04229042A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/06—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
- H02K29/08—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
- F04C15/0057—Driving elements, brakes, couplings, transmission specially adapted for machines or pumps
- F04C15/008—Prime movers
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
- H02K5/12—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas
- H02K5/128—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas using air-gap sleeves or air-gap discs
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】発明の分野
本発明は、ポンプ駆動装置に関する。更に特定すればポ
ンプに動力を与えるトルクが静止的に封止されたインタ
ーフェースを磁気的に伝達されるポンプ駆動装置に関す
る。
ンプに動力を与えるトルクが静止的に封止されたインタ
ーフェースを磁気的に伝達されるポンプ駆動装置に関す
る。
【0002】発明の背景と概要
多数のポンプの構造が既知である。説明の便宜上、本発
明は小さな(200G.P.H)ギアポンプを例として
説明している。しかし、本発明の原理は、多数の異なる
ポンプと他の装置に等しく適用可能である。ギアポンプ
は、従来封止された閉囲体の中に収容され、そこからポ
ンプ駆動シャフトが伸びている。駆動モータは、駆動シ
ャフトに連結されてポンプヘッドを駆動する。このよう
な”直接駆動装置”において、ダイナミック軸受封止が
、流体の漏洩を防止するために駆動シャフトに必要であ
る。この封止は、多数の問題を提起する。この中で主た
る問題は、ポンプ効率を低下させかつ熱損失を増大する
過剰の摩擦負荷を課することなく無漏洩封止を維持する
ことの困難性である。関連する問題には、信頼性の低下
と、ポンプ寿命の低下と、封止の欠陥による混入がある
。
明は小さな(200G.P.H)ギアポンプを例として
説明している。しかし、本発明の原理は、多数の異なる
ポンプと他の装置に等しく適用可能である。ギアポンプ
は、従来封止された閉囲体の中に収容され、そこからポ
ンプ駆動シャフトが伸びている。駆動モータは、駆動シ
ャフトに連結されてポンプヘッドを駆動する。このよう
な”直接駆動装置”において、ダイナミック軸受封止が
、流体の漏洩を防止するために駆動シャフトに必要であ
る。この封止は、多数の問題を提起する。この中で主た
る問題は、ポンプ効率を低下させかつ熱損失を増大する
過剰の摩擦負荷を課することなく無漏洩封止を維持する
ことの困難性である。関連する問題には、信頼性の低下
と、ポンプ寿命の低下と、封止の欠陥による混入がある
。
【0003】これらの問題を克服するために、米国特許
第3,238,883号と第4,111,614号は、
駆動シャフトがポンプハウジングを貫通して伸びる必要
のない磁石駆動装置の使用を教示する。代わりに、図1
と図2に示すように、駆動シャフト10は、ポンプハウ
ジング16の流体密円筒形延長部14の中に収容された
磁石12に取りつけられている。ハウジングのこの部分
の外側には、ハウジングの内側の磁石に磁気的に連結さ
れた円筒形駆動磁石18が配置されている。外部の円筒
形磁石18を回転することにより、ハウジングの内側の
駆動シャフトの磁石12と従って駆動シャフト10は回
転する。前述の磁石駆動装置がダイナミックシャフト軸
受封止の必要性を排除する一方、外側磁石を駆動するた
めにモータ20が必要である。モータは、典型的にはモ
ータシャフト24が回転のため軸支されている一対のモ
ータ軸受(図2)を有する。このような軸受は、故障し
がちで、関連のポンプの信頼性を低下する。軸受は、効
率を減少させかつ熱損失を増大する摩擦を増加する。こ
れらの問題は、上に説明した直接駆動装置を含み、駆動
モータを使用するいずれの装置にも共通である。直接駆
動装置及び磁石駆動装置の双方に共通な第2の問題は、
ブラシ式モータの使用である。このようなモータでは、
導電性”ブラシ”は、巻線と電気的な接続をするために
回転子シャフトに対して付勢されたバネである。可動素
子に対する電気機械的接触の信頼性の不足のため、モー
タブラシは、中断する接触と最終的故障になりがちであ
る。
第3,238,883号と第4,111,614号は、
駆動シャフトがポンプハウジングを貫通して伸びる必要
のない磁石駆動装置の使用を教示する。代わりに、図1
と図2に示すように、駆動シャフト10は、ポンプハウ
ジング16の流体密円筒形延長部14の中に収容された
磁石12に取りつけられている。ハウジングのこの部分
の外側には、ハウジングの内側の磁石に磁気的に連結さ
れた円筒形駆動磁石18が配置されている。外部の円筒
形磁石18を回転することにより、ハウジングの内側の
駆動シャフトの磁石12と従って駆動シャフト10は回
転する。前述の磁石駆動装置がダイナミックシャフト軸
受封止の必要性を排除する一方、外側磁石を駆動するた
めにモータ20が必要である。モータは、典型的にはモ
ータシャフト24が回転のため軸支されている一対のモ
ータ軸受(図2)を有する。このような軸受は、故障し
がちで、関連のポンプの信頼性を低下する。軸受は、効
率を減少させかつ熱損失を増大する摩擦を増加する。こ
れらの問題は、上に説明した直接駆動装置を含み、駆動
モータを使用するいずれの装置にも共通である。直接駆
動装置及び磁石駆動装置の双方に共通な第2の問題は、
ブラシ式モータの使用である。このようなモータでは、
導電性”ブラシ”は、巻線と電気的な接続をするために
回転子シャフトに対して付勢されたバネである。可動素
子に対する電気機械的接触の信頼性の不足のため、モー
タブラシは、中断する接触と最終的故障になりがちであ
る。
【0004】直接駆動装置及び磁石駆動装置の双方に共
通な第3の問題は、モータが必要とする空間である。ポ
ンプ組立体は、それが使用される機器の中で最大の部品
である。その寸法のため、ポンプ駆動モータは、ポンプ
組立体の半分以上の空間を一般に占める。ポンプヘッド
/モータ/制御器組立体の寸法を減少できれば、ポンプ
を使用する機器の空間を大幅に減少でき、従ってコスト
を軽減できる。上述のことから、モータシャフト軸受又
はシャフト封止を必要とすることなく動作するコンパク
トなポンプ組立体が必要となる。本発明は、ポンプ組立
体の部品としてモータを組み込むことによりこの課題を
達成している。そうすることにより、モータシャフト軸
受と封止とを排除でき、コンパクトなポンプ組立体を提
供できる。更に詳細には、本発明に係るポンプは、一方
の端部でポンプヘッドに連結され、他方の端部で永久磁
石回転子に連結された回転駆動シャフトを有する。この
回転子とシャフトは、開放された第1端部と閉塞された
第2端部とを有する流体密カップにより形成された空胴
に収容されている。回転子が回転する空胴は、開放され
た第1端部を介してポンプヘッドと流体的に連結されて
いる。カップ閉囲体の外側には、複数の電気固定子巻線
が配置されている。ハウジングは、上述の素子を全て閉
囲し、かつモータの動作を制御し、固定子巻線を駆動す
る制御器/駆動装置電子回路を有する回路基板を閉囲し
てもよい。回路基盤は、好適にはモータが動作する速度
を検出し、それに応答して固定子巻線に適用される駆動
電流を調整するための電子回路を有する。このフィード
バックは、”硬い”モータを提供し、負荷条件の変動に
余り影響されない。上述の構成により、非常にコンパク
トな、効率の高いかつ信頼性の高いポンプが提供できる
。以下に、本発明を実施例に基づき添付図面を参照して
より詳細に説明する。
通な第3の問題は、モータが必要とする空間である。ポ
ンプ組立体は、それが使用される機器の中で最大の部品
である。その寸法のため、ポンプ駆動モータは、ポンプ
組立体の半分以上の空間を一般に占める。ポンプヘッド
/モータ/制御器組立体の寸法を減少できれば、ポンプ
を使用する機器の空間を大幅に減少でき、従ってコスト
を軽減できる。上述のことから、モータシャフト軸受又
はシャフト封止を必要とすることなく動作するコンパク
トなポンプ組立体が必要となる。本発明は、ポンプ組立
体の部品としてモータを組み込むことによりこの課題を
達成している。そうすることにより、モータシャフト軸
受と封止とを排除でき、コンパクトなポンプ組立体を提
供できる。更に詳細には、本発明に係るポンプは、一方
の端部でポンプヘッドに連結され、他方の端部で永久磁
石回転子に連結された回転駆動シャフトを有する。この
回転子とシャフトは、開放された第1端部と閉塞された
第2端部とを有する流体密カップにより形成された空胴
に収容されている。回転子が回転する空胴は、開放され
た第1端部を介してポンプヘッドと流体的に連結されて
いる。カップ閉囲体の外側には、複数の電気固定子巻線
が配置されている。ハウジングは、上述の素子を全て閉
囲し、かつモータの動作を制御し、固定子巻線を駆動す
る制御器/駆動装置電子回路を有する回路基板を閉囲し
てもよい。回路基盤は、好適にはモータが動作する速度
を検出し、それに応答して固定子巻線に適用される駆動
電流を調整するための電子回路を有する。このフィード
バックは、”硬い”モータを提供し、負荷条件の変動に
余り影響されない。上述の構成により、非常にコンパク
トな、効率の高いかつ信頼性の高いポンプが提供できる
。以下に、本発明を実施例に基づき添付図面を参照して
より詳細に説明する。
【0005】図3と図4に示すように、本発明に係る第
1実施例のポンプ組立体26は、ポンプヘッド28と、
回転駆動シャフト30と、永久磁石回転子32と、カッ
プ閉囲体34と、複数の電気固定子巻線36と、制御回
路基板38と、及びハウジング40とを有する。ポンプ
ヘッド28は、従来型で、例えばギアポンプを備えでい
る。それと関連した駆動シャフト30を回転することに
より、ギア42(図1)は、回転して流体を入口ポート
から出口ポートに送り出す。永久磁石回転子32は、駆
動シャフト30の対向する端部に取りつけてある。回転
子は、米国特許第3,238,883号と第4,111
,614号に開示された種類のもので、その回りに半径
方向に離隔したバリウム鉄磁石44(図1)として永久
磁石の複数のダイポールを有する。磁石は、好適にはリ
トン(Ryton )又はテフロン46で包まれ、かつ
ステンレス鋼48でシースされている。このジャケット
配置は、混入の無い動作を保証し、セラミック磁石が熱
ショックにより損傷されないように保護している。図示
の実施例では、回転子と固定子の長さは、それぞれ約3
8mm(1.5インチ)である(この長さは、発生する
トルクに関係する)。
1実施例のポンプ組立体26は、ポンプヘッド28と、
回転駆動シャフト30と、永久磁石回転子32と、カッ
プ閉囲体34と、複数の電気固定子巻線36と、制御回
路基板38と、及びハウジング40とを有する。ポンプ
ヘッド28は、従来型で、例えばギアポンプを備えでい
る。それと関連した駆動シャフト30を回転することに
より、ギア42(図1)は、回転して流体を入口ポート
から出口ポートに送り出す。永久磁石回転子32は、駆
動シャフト30の対向する端部に取りつけてある。回転
子は、米国特許第3,238,883号と第4,111
,614号に開示された種類のもので、その回りに半径
方向に離隔したバリウム鉄磁石44(図1)として永久
磁石の複数のダイポールを有する。磁石は、好適にはリ
トン(Ryton )又はテフロン46で包まれ、かつ
ステンレス鋼48でシースされている。このジャケット
配置は、混入の無い動作を保証し、セラミック磁石が熱
ショックにより損傷されないように保護している。図示
の実施例では、回転子と固定子の長さは、それぞれ約3
8mm(1.5インチ)である(この長さは、発生する
トルクに関係する)。
【0006】駆動シャフト30と回転子32とは、カッ
プ閉囲体34により形成された円筒形空胴50の中に配
置されている。このカップ閉囲体34は、ポンプヘッド
28が隣接する第1端部52で開放されており、その第
2端部で閉塞されている。開放された第1端部は、ポン
プヘッド28と、駆動シャフト30と、及び回転子32
との間で自由な流体的連通を与える。カップ閉囲体34
は、そこ以外は流体密である。回転子32とカップ閉囲
体34の内側との間隙は、非常に小さく、0.38mm
(0.015インチ)程度である。好適実施例において
ポンプ駆動シャフト30と一直線になるような方位で固
定された柱56がカップ閉囲体34の閉塞された第2端
部54から空洞50まで短い距離伸びている。回転子3
2は、好適には回転子が柱56の上で回転するように拘
束する部分的に貫通している孔58を有している。この
配置は、回転子が回転するにつれて回転子の偏心的動き
を最小限にする。固定子巻線として機能する複数の電気
的コイル36がカップ閉囲体34の外側に配置されてい
る。電流のパルスは、これらの巻線に印加されて回転す
る磁場を発生する。今度は、この磁場が永久磁石回転子
32をカップ閉囲体34の中で回転させ、それによりギ
アポンプ28を駆動する。
プ閉囲体34により形成された円筒形空胴50の中に配
置されている。このカップ閉囲体34は、ポンプヘッド
28が隣接する第1端部52で開放されており、その第
2端部で閉塞されている。開放された第1端部は、ポン
プヘッド28と、駆動シャフト30と、及び回転子32
との間で自由な流体的連通を与える。カップ閉囲体34
は、そこ以外は流体密である。回転子32とカップ閉囲
体34の内側との間隙は、非常に小さく、0.38mm
(0.015インチ)程度である。好適実施例において
ポンプ駆動シャフト30と一直線になるような方位で固
定された柱56がカップ閉囲体34の閉塞された第2端
部54から空洞50まで短い距離伸びている。回転子3
2は、好適には回転子が柱56の上で回転するように拘
束する部分的に貫通している孔58を有している。この
配置は、回転子が回転するにつれて回転子の偏心的動き
を最小限にする。固定子巻線として機能する複数の電気
的コイル36がカップ閉囲体34の外側に配置されてい
る。電流のパルスは、これらの巻線に印加されて回転す
る磁場を発生する。今度は、この磁場が永久磁石回転子
32をカップ閉囲体34の中で回転させ、それによりギ
アポンプ28を駆動する。
【0007】好適実施例では、6個の偶数の固定子巻線
36がある。この配置は回転子32の非対称的側面負荷
を防止する。巻線は、回転子の回転方向の明確な制御を
行うために2個以上の数とする。回転子は、固定子の極
数とは異なる数の極を備えている。図示の実施例では、
回転子は、4個の極を有している。この非対称が、回転
子と固定子の極が整列することがないことを保証する。 固定子巻線36の励起を制御する電子回路60は、カッ
プ閉囲体34の閉塞された第2端部54に隣接して位置
した回路基板38に配置されている。好適には、前述の
部品の全ては、外部ハウジング40に収容されており、
それにより従来技術のポンプ/モータ組合せ体の半分の
寸法のコンパクトなユニットを提供する。他の実施例に
おいて、制御器/駆動装置電子回路は外部ハウジングの
中に位置する必要はなく、ポンプヘッド/モータ組立体
から離れた場所に位置し、適当な巻線によりそれに接続
することもできる。固定子巻線36の励起を制御する制
御電子回路60は、図5に示されており、モトローラM
C33035ブラシ無しDCモータ制御器一体型回路6
2とモトローラMC33039タコメータ一体型回路6
4の回りに形成されている。回転子回転の速度は、出力
信号パルスが制御器回路62の出力端子に適用される速
度を制御する電位差計66により設定される。これらの
パルスは、3個の駆動回路68a、68b、68cを駆
動し、今度は駆動回路が固定子巻線の対向すう対に電流
パルスを適用する。
36がある。この配置は回転子32の非対称的側面負荷
を防止する。巻線は、回転子の回転方向の明確な制御を
行うために2個以上の数とする。回転子は、固定子の極
数とは異なる数の極を備えている。図示の実施例では、
回転子は、4個の極を有している。この非対称が、回転
子と固定子の極が整列することがないことを保証する。 固定子巻線36の励起を制御する電子回路60は、カッ
プ閉囲体34の閉塞された第2端部54に隣接して位置
した回路基板38に配置されている。好適には、前述の
部品の全ては、外部ハウジング40に収容されており、
それにより従来技術のポンプ/モータ組合せ体の半分の
寸法のコンパクトなユニットを提供する。他の実施例に
おいて、制御器/駆動装置電子回路は外部ハウジングの
中に位置する必要はなく、ポンプヘッド/モータ組立体
から離れた場所に位置し、適当な巻線によりそれに接続
することもできる。固定子巻線36の励起を制御する制
御電子回路60は、図5に示されており、モトローラM
C33035ブラシ無しDCモータ制御器一体型回路6
2とモトローラMC33039タコメータ一体型回路6
4の回りに形成されている。回転子回転の速度は、出力
信号パルスが制御器回路62の出力端子に適用される速
度を制御する電位差計66により設定される。これらの
パルスは、3個の駆動回路68a、68b、68cを駆
動し、今度は駆動回路が固定子巻線の対向すう対に電流
パルスを適用する。
【0008】他の実施例では、電子回路が形成されてい
て、外部から適用された速度制御信号に応答する。この
制御信号は、変動する振幅の電圧又は電流信号、パルス
幅変調信号、デジタル制御信号等を含み、数個の形を取
る。回転子32の回転は、南磁極が通過するとき論理出
力信号”0”を発生する3個のホール効果検出器70a
、70b、70cにより検出される。検出器70は、カ
ップ閉囲体34の閉塞された第2端部54に隣接した回
路基板38(図3)に接続されており、それにより固定
子巻線の磁場を検出する。これらの検出器からの信号は
、回転子の回転速度に関係する出力信号を発生するタコ
メータ回路64に適用される。この出力信号は、制御器
回路62のエラー入力に適用されて、(電位差計66に
より設定された)所望の回転速度に応じる信号に対して
比較される。これらの信号の間の差は、回転子の所望の
速度緩和を示す。回路62は、固定子駆動パルスの各々
の期間を長くすることによりの条件に応答し、固定子極
の各々に向かって回転子を急速に引っ張る。このフィー
ドバック手段は、ポンプを変動する負荷(即ち、流体圧
)条件にほぼ影響されなくする。これは、図6の曲線に
より示されている。それは、例えば高速で回転子速度は
、流体圧が1000分の1%増加したとき約3%だけ低
下することを示している。過剰のトルクがポンプのギヤ
42に適用されるのを防止するため、固定子巻線36を
流れる電流が監視される。この電流が設定値(センスレ
ジスター72を横切る電圧降下により探知されて)に達
するとき、回路62は、固定子電流の更なる増加を防止
する。この構成により、ギヤとポンプ28の軸受は予想
外の負荷条件からの損傷が防止される。
て、外部から適用された速度制御信号に応答する。この
制御信号は、変動する振幅の電圧又は電流信号、パルス
幅変調信号、デジタル制御信号等を含み、数個の形を取
る。回転子32の回転は、南磁極が通過するとき論理出
力信号”0”を発生する3個のホール効果検出器70a
、70b、70cにより検出される。検出器70は、カ
ップ閉囲体34の閉塞された第2端部54に隣接した回
路基板38(図3)に接続されており、それにより固定
子巻線の磁場を検出する。これらの検出器からの信号は
、回転子の回転速度に関係する出力信号を発生するタコ
メータ回路64に適用される。この出力信号は、制御器
回路62のエラー入力に適用されて、(電位差計66に
より設定された)所望の回転速度に応じる信号に対して
比較される。これらの信号の間の差は、回転子の所望の
速度緩和を示す。回路62は、固定子駆動パルスの各々
の期間を長くすることによりの条件に応答し、固定子極
の各々に向かって回転子を急速に引っ張る。このフィー
ドバック手段は、ポンプを変動する負荷(即ち、流体圧
)条件にほぼ影響されなくする。これは、図6の曲線に
より示されている。それは、例えば高速で回転子速度は
、流体圧が1000分の1%増加したとき約3%だけ低
下することを示している。過剰のトルクがポンプのギヤ
42に適用されるのを防止するため、固定子巻線36を
流れる電流が監視される。この電流が設定値(センスレ
ジスター72を横切る電圧降下により探知されて)に達
するとき、回路62は、固定子電流の更なる増加を防止
する。この構成により、ギヤとポンプ28の軸受は予想
外の負荷条件からの損傷が防止される。
【0009】高いトルクの適用の場合、固定子巻線に供
給された電流は通常比較的高い。これらの例では、回路
基板38部品への熱損傷を防止するため、回路基板は熱
伝導ゲル又は同等の物により外部ハウジング40に好適
には連結される。このような材料は、プリント回路基板
が取付けられた空洞を充満する。図7は、本発明に係る
別の実施例で、2個のポンプヘッド28a、28bは単
一の共通固定子を通る2個の回転子32a、32bによ
り駆動される。この実施例の回路基板38は、カップ閉
囲体34の外側に位置し、かつ巻線ハーネス74により
共通固定子に接続されている。一方のポンプヘッド流体
を他方のポンプヘッドの流体と隔離することが必要でな
い場合、単一の回転子32を使用できる。駆動シャフト
を使用するポンプに関して本発明を説明したが、別の実
施例では駆動シャフトを必要としない。例えば、あるポ
ンプ構成では、回転子は干渉シャフトの使用無にギヤに
直接スプライン連結される。簡単には、永久磁石回転子
を使用するポンプについて本発明を説明したが、他の種
類の回転子を使用できる。ある応用では、固定子は、回
転子が回転するようにされた回転子の内側に同軸に位置
している。ギアポンプについて本発明を説明したが、ポ
ンプである無にかかわらずいずれのシャフト駆動シャフ
トに本発明を適用できる。本発明を利用した機器におい
て、効率と信頼性はシャフト封止と軸受を排除すること
により改善される。水中推進装置は、本発明の原理を適
用できる別の分野の1個の例である。
給された電流は通常比較的高い。これらの例では、回路
基板38部品への熱損傷を防止するため、回路基板は熱
伝導ゲル又は同等の物により外部ハウジング40に好適
には連結される。このような材料は、プリント回路基板
が取付けられた空洞を充満する。図7は、本発明に係る
別の実施例で、2個のポンプヘッド28a、28bは単
一の共通固定子を通る2個の回転子32a、32bによ
り駆動される。この実施例の回路基板38は、カップ閉
囲体34の外側に位置し、かつ巻線ハーネス74により
共通固定子に接続されている。一方のポンプヘッド流体
を他方のポンプヘッドの流体と隔離することが必要でな
い場合、単一の回転子32を使用できる。駆動シャフト
を使用するポンプに関して本発明を説明したが、別の実
施例では駆動シャフトを必要としない。例えば、あるポ
ンプ構成では、回転子は干渉シャフトの使用無にギヤに
直接スプライン連結される。簡単には、永久磁石回転子
を使用するポンプについて本発明を説明したが、他の種
類の回転子を使用できる。ある応用では、固定子は、回
転子が回転するようにされた回転子の内側に同軸に位置
している。ギアポンプについて本発明を説明したが、ポ
ンプである無にかかわらずいずれのシャフト駆動シャフ
トに本発明を適用できる。本発明を利用した機器におい
て、効率と信頼性はシャフト封止と軸受を排除すること
により改善される。水中推進装置は、本発明の原理を適
用できる別の分野の1個の例である。
【図1】図1は、ギアポンプ及び類似のポンプの従来技
術の磁石駆動装置の部分的斜視図である。
術の磁石駆動装置の部分的斜視図である。
【図2】図2は、図1の従来技術のギアポンプと駆動装
置の側面図である。
置の側面図である。
【図3】図3は、本発明に係る第1実施例の駆動装置の
断面図である。
断面図である。
【図4】図4は、本発明に係る第2実施例の駆動装置の
概略断面図である。
概略断面図である。
【図5】図5は、図3の駆動装置を制御するために使用
された電子回路の系統図である。
された電子回路の系統図である。
【図6】図6は、図3の駆動装置を使用するポンプの性
能を示す一群の曲線である。
能を示す一群の曲線である。
【図7】図7は、単一の回転子と単一の制御器が一対の
ポンプヘッドを駆動するために使用されている本発明の
別の形態を示している。
ポンプヘッドを駆動するために使用されている本発明の
別の形態を示している。
10 駆動シャフト
12 磁石
14 円筒形延長部
16 ポンプハウジング
18 円筒形駆動磁石
20 モータ
26 ポンプ組立体
28 ポンプヘッド
30 駆動シャフト
32 回転子
34 カップ閉囲体
36 固定子巻線
38 回路基板
40 ハウジング
42 ギア
50 空洞
52 開放された第1端部
54 閉塞された第2端部
56 固定された柱
58 孔
60 電子回路
Claims (15)
- 【請求項1】 電子的に整流された一体型駆動装置を
備えたポンプ組立体であって、ポンプヘッドと、ポンプ
ヘッドに回転運動を与えるためにポンプヘッドに連結さ
れた永久磁石回転子と、開放された第1端部と閉塞され
た第2端部を有する流体密カップ閉囲体と、カップ閉囲
体の外側に隣接して配置された複数の電気固定子巻線と
、カップ閉囲体と電気固定子巻線が配置されたハウジン
グと、及び電気固定子巻線に電気的に連結された電気回
路とを備え、前記カップ閉囲体は、回転子が配置された
空胴を形成し、前記空胴は、その開放第1端部を介して
ポンプヘッドと流体的に連通しており、前記電気回路は
、電気巻線を制御し、かつ駆動する回路手段を有し、駆
動シャフト軸受と軸封が不要な、高効率の、コンパクト
なポンプ組立体であることを特徴とする一体型駆動装置
付ポンプ組立体。 - 【請求項2】 前記カップ閉囲体は、その閉塞された
第2端部から前記空胴に伸びている柱を形成する、こと
を特徴とする請求項1に記載の駆動装置。 - 【請求項3】 前記柱が固定されていることを特徴と
する請求項2に記載の駆動装置。 - 【請求項4】 更に、永久磁石回転子を閉囲する円筒
形ステンレス鋼製シースと、2個以上の偶数の固定子巻
線と、回転子が回転する速度を検出し、それに応答して
固定子巻線に供給された電流パルスの幅を制御するため
の、ホール効果検出器を含むフィードバック手段とを、
備えることを特徴とする請求項3に記載の駆動装置。 - 【請求項5】 回路基板が、前記カップ閉囲体の閉塞
端部に隣接して、前記ハウジングの中に配置されている
、ことを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。 - 【請求項6】 回路基板が前記ハウジングの外側に配
置されていることを特徴とする請求項1に記載の駆動装
置。 - 【請求項7】 回路手段は、回転子の回転速度を検出
し、それに応答して固定子巻線に供給された電流パルス
の幅を制御するフィードバック手段を含むことを特徴と
する請求項1に記載の駆動装置。 - 【請求項8】 前記フィードバック手段は、ホール効
果検出器を含むことを特徴とする請求項7に記載の駆動
装置。 - 【請求項9】 2個以上の固定子巻線を備えることを
特徴とする請求項1に記載の駆動装置。 - 【請求項10】 偶数個の固定子巻線を備えることを
特徴とする請求項9に記載の駆動装置。 - 【請求項11】 永久磁石回転子は、その回りに半径
方向に離隔された複数個の磁気ダイポールを有すること
を特徴とする請求項10に記載の駆動装置。 - 【請求項12】 永久磁石回転子は、固定子極数とは
異なる数の極を有することを特徴とする請求項11に記
載の駆動装置。 - 【請求項13】 永久磁石回転子を閉囲する円筒形ス
テンレス鋼を備えることを特徴とする請求項1に記載の
駆動装置。 - 【請求項14】 第1ポンプヘッドと第2ポンプヘッ
ドと、前記第1ポンプヘッドに連結された第1端部と前
記第2ポンプヘッドに連結された第2端部とを有する駆
動シャフトと、前記駆動シャフトの第1端部と第2端部
との間に配置された回転子と、回転子が回転できる空胴
を規定する閉囲体と、閉囲体の外側周囲の回りに配置さ
れた複数の固定子巻線と、モータの動作を制御し、かつ
固定子巻線を駆動する制御器/駆動装置電子回路とを、
備えることを特徴とする駆動装置。 - 【請求項15】 回転子は、半径方向に磁化され、固
定子巻線の極数とは異なる数の極を有することを特徴と
する請求項14に記載の駆動装置。
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|---|---|---|---|
| US07/598217 | 1990-10-16 | ||
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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| EP (1) | EP0481423B1 (ja) |
| JP (1) | JPH04229042A (ja) |
| AT (1) | ATE115243T1 (ja) |
| DE (1) | DE69105695T2 (ja) |
| DK (1) | DK0481423T3 (ja) |
| ES (1) | ES2065597T3 (ja) |
| GR (1) | GR3015287T3 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10201168A (ja) * | 1997-01-13 | 1998-07-31 | Toshiba Corp | 水中ポンプ用制御装置内蔵形モータ |
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