JPH09264286A - 自吸式ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ステータ２２に交流電力を付与すると、ステ
ータ２２の周辺に発生する回転磁界によってロータマグ
ネット３０が吸引され回転し、この回転に応じて羽根車
３２を含むロータ３４全体が回転する。また、ステータ
２２の鉄芯２２ａに対してロータマグネット３０は、ス
テータハウジング１４の軸方向にポンプハウジング１２
側へややずらして配置され、ロータマグネット３０がス
テータ２２側の軸方向に吸引される。したがって、羽根
車３２に設けられたベアリングキャップ２８の凹面２８
ａが、ステータ２２側に設けられたベアリングボール２
６に密着し一点支持される。 【効果】 騒音を低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は自吸式ポンプに関し、
特にたとえば羽根車およびロータマグネットを含むロー
タを球形軸受でステータ側に一点支持し、モータ部分を
ＤＣブラシレスモータとする自吸式ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】図５に示すこの種の従来の自吸式ポンプ
１では、羽根車２ａおよびロータマグネット２ｂを含む
ロータ２の軸としてシャフト３が略棒状に設けられる。
そして、シャフト３の両端は、カーボンからなる軸受４
ａおよび４ｂの二箇所で支持される。運転時には、ロー
タマグネット２ｂの周囲に隔壁５を介して設けられたス
テータ６に図示しないインバータからの交流電力を付与
し、ステータ６の周辺に回転磁界を発生させる。する
と、この回転磁界によってロータマグネット２ｂが吸引
・反発され回転し、この回転に応じて羽根車２ａを含む
ロータ２全体が回転する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、ロータ
２を回転可能に支持するために２つの軸受４ａおよび４
ｂを設けるようにしているので、騒音が大きいという問
題点があった。また、シャフト３と軸受４ａおよび４ｂ
との接触部分の摩耗によって両者間の隙間が大きくなる
と、軸受部にがたつきが生じて騒音がさらに大きくなる
という問題点があった。

【０００４】それゆえに、この発明の主たる目的は、騒
音を低減できる、自吸式ポンプを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、回転磁界を
発生するステータ、回転磁界によって回転するロータマ
グネット、ロータマグネットの回転に応じて回転する羽
根車、および羽根車を中心で支える球形軸受を備える、
自吸式ポンプである。

【０００６】

【作用】ステータに交流電力を付与するとステータ周辺
に回転磁界が発生し、この回転磁界に吸引されてロータ
マグネットが回転し、ロータマグネットの回転に応じて
羽根車も回転する。そして、このとき羽根車およびロー
タマグネットが、球形軸受を介してステータに対して一
点支持される。

【０００７】

【発明の効果】この発明によれば、羽根車およびロータ
マグネットが球形軸受によって一点支持されるので、二
箇所で支持される従来技術に比べて軸受部で生じる騒音
を低減できる。この発明の上述の目的，その他の目的，
特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の
詳細な説明から一層明らかとなろう。

【０００８】

【実施例】図１に示す第１の実施例の自吸式ポンプ１０
は、図２に示すような角柱状のポンプハウジング１２と
円柱状のステータハウジング１４とを含む。ポンプハウ
ジング１２の上部の所定位置には、ポンプハウジング１
２内と連通する短管状の吸入口１２ａと吐出口１２ｂと
が設けられる。また、軸方向が水平に配置されるステー
タハウジング１４の下部には、ポンプ１０を所定位置で
固定するための取付部材１４ａが設けられる。

【０００９】ポンプハウジング１２およびステータハウ
ジング１４の内部は中空状であって、ステータハウジン
グ１４側に中央周辺が突出する隔壁１６によってポンプ
室１８とステータ室２０とに二分される。ステータ室２
０内には、棒状の鉄芯２２ａにコイル２２ｂを配置した
もので構成されるステータ２２が収容される。コイル２
２ｂが配置された鉄芯２２ａは、鉄芯２２ａの長手方向
とステータハウジング１４の軸方向とを一致させ、隔壁
１６の外周に沿うように複数配置される。そして、ステ
ータ２２に交流電力を付与すると、この電流は周方向に
隣り合う鉄芯２２ａに順に磁界を発生させ、ステータ２
２の周辺には回転磁界が発生する。

【００１０】隔壁１６の中央には、スータハウジング１
４の軸方向にポンプ室１８側へ向かう支柱２４が設けら
れ、その先端には穴２４ａが形成され、そこにはセラミ
ック等からなるベアリングボール２６が固着される。そ
して、ベアリングボール２６には球形軸受であるベアリ
ングキャップ２８が回転可能に配置される。ベアリング
キャップ２８は、セラミック等からなり円柱状に形成さ
れ、一端にはベアリングボール２６の外表面を包み込む
半球状の凹面２８ａが設けられる。一方、他端はロータ
マグネット３０および羽根車３２等を含むインナーロー
タ３４に固定される。したがって、インナーロータ３４
は、ベアリングキャップ２８およびベアリングボール２
６を介してステータ２２に対して回転可能に配置され
る。

【００１１】ロータマグネット３０は、上述したステー
タ２２と相互に吸引し合う円筒状の磁石であってステー
タ室２０内に配置されるステータ２２の内側に隔壁１６
を介してポンプ室１８内に配置される。そして、ステー
タ２２の鉄芯２２ａの位置に対してポンプハウジング１
２側に軸方向へややずらして、隔壁１６の内周に径方向
の隙間を有しかつ沿うように配置される。したがって、
ステータ２２とロータマグネット３０とが互いに吸引し
合うと、ベアリングボール２６とベアリングキャップ２
８とが密着される。

【００１２】羽根車３２は、ポンプハウジング１２側に
配置され、ステータハウジング１４の軸方向に垂直な主
面をもつ円板状のベース板３２ａを含む。ベース板３２
ａの主面には、所定の高さと曲率とを有する複数の羽根
３２ｂが一体に形成される。また、羽根３２ｂの全体を
覆うように円板状のシュラウド３２ｃが配置される。こ
こでシュラウド３２ｃの中央には吸水のための所要口径
の孔３２ｄが形成される。

【００１３】動作において、インバータ（図示せず）か
らのステータ２２に交流電力を付与すると、ステータ２
２の周辺に回転磁界が発生する。すると、この回転磁界
によってロータマグネット３０が吸入され回転する。そ
して、ロータマグネット３０の回転に応じて羽根車３２
を含むインナーロータ３４全体が回転する。インナーロ
ータ３４が回転すると羽根車３２の作用によってポンプ
室１８内および吸入口１２ａに接続される図示しない吸
入管内の空気は、ポンプ室１８内の下部に保たれた水と
混合され、吐出口１２ｂ側に送られる。その後、吸入口
１２ａから水が吸水され、羽根車３２内を通して羽根車
３２の遠心力によって吐出口１２ｂから吐出される。

【００１４】ベアリングボール２６およびベアリングキ
ャップ２８は経時的に摩耗していくが、ステータ２２と
ロータマグネット３０とが互いに吸引し合うことによっ
てベアリングボール２６とベアリングキャップ２８とが
軸方向にも常に密着される。したがって、軸受部の摩耗
によるがたつきは生じない。この実施例によれば、軸受
部のがたつきを防止でき、また、インナーロータ３４が
ベアリングボール２６によって一点支持されるので、騒
音を低減できる。

【００１５】図３に示す第２の実施例の自吸式ポンプ４
０は、図１で示した自吸式ポンプ１０ではステータ２２
の内側にロータマグネット３０が配置されたのに対し、
ステータ４２の外側にロータマグネット４４を配置した
ものである。そして、自吸式ポンプ１０と同様のポンプ
ハウジング４６およびステータハウジング４８を含む。
ポンプハウジング４６の上部の所定位置には、短管状の
吸入口４６ａおよび図示しない吐出口が設けられる。ま
た、ステータハウジング４８の下部には、自吸式ポンプ
４０を所定位置で固定するための取付部材４８ａが設け
られる。

【００１６】ポンプハウジング４６とステータハウジン
グ４８とは中空状であり、その内部は隔壁５０によって
ポンプ室５２とステータ室５４とに二分される。隔壁５
０は、端部がステータハウジング４８に連結される円形
に形成され、その中央部周辺がステータ室５４側からポ
ンプ室５２側へ突出して形成される。そして、この突出
した部分のステータ室５４内には、ステータ４２が収容
される。ステータ４２は、棒状の鉄芯４２ａにコイル４
２ｂを配置したものを束ねたものであり、鉄芯４２ａの
長手方向とステータハウジング４８の軸方向とを一致さ
せ、隔壁５０の内周に沿うように複数配置したものであ
る。そして、ステータ４２に交流電力を付与すると、隣
り合う鉄芯４２ａに順に磁界が発生し、ステータ４２の
周辺に回転磁界が生じる。

【００１７】突出した隔壁５０のポンプ室５２側の中央
部には、穴５０ａが形成され、そこにはベアリングボー
ル５６が隔壁５０側からポンプ室５２側へ、さらに突出
するように固着される。そして、ベアリングボール５６
には、球形軸受であるベアリングキャップ５８が回転可
能に配置される。ベアリングキャップ５８は、図１で示
した自吸式ポンプ１０のベアリングキャップ２８と同様
に形成される。すなわち、一端にベアリングボール５６
の外表面を包み込む半球状の凹面５８ａが設けられ、他
端にはロータマグネット４４および羽根車６０等を含む
アウターロータ６２が固定される。したがって、アウタ
ーロータ６２は、ベアリングボール５６およびベアリン
グキャップ５８を介してステータ４２に対して回転可能
に配置される。

【００１８】ロータマグネット４４は、円筒状の磁石で
あって、ステータ４２の外側でポンプハウジング４６側
に軸方向へややずらし、隔壁５０の外周に径方向の隙間
を有して沿うように配置される。一方、アウターロータ
６２のポンプハウジング４６側には、羽根車６０が配置
される。羽根車６０は、図１で示した自吸式ポンプ１０
の羽根車３２と同様に形成され、ベース板６０ａ，羽根
６０ｂ，シュラウド６０ｃおよび孔６０ｄを含む。

【００１９】動作において、ステータ４２に交流電力を
付与するとステータ４２の周辺に回転磁界が発生する。
すると、回転磁界に吸引されてロータマグネット４４が
回転し、この回転に応じて羽根車６０を含むアウターロ
ータ６２全体が回転する。羽根車６０が回転すると、こ
の作用によってポンプ室５２内および吸入口４６ａに接
続される図示しない吸入管内の空気がポンプ室５２内の
下部に保たれた水と混合され、吐出口側に送られる。そ
の後、吸入口４６ａから水が吸水され、羽根車６０内を
通して羽根車６０の遠心力によって図示しない吐出口か
ら吐出される。

【００２０】ベアリングボール５６およびベアリングキ
ャップ５８は経時的に摩耗していくが、ステータ４２と
ロータマグネット４４とが軸方向にも互いに吸引し合う
ことによってベアリングボール５６とベアリングキャッ
プ５８とが常に密着される。したがって、軸受部の摩耗
によるがたつきは生じることなく、アウターロータ６２
がベアリングボール５６によって一点支持される。

【００２１】この実施例によれば、アウターロータ６２
がベアリングボール５６によって一点支持されるので、
騒音を低減できる。また、吐出口から吐出される水の圧
力によってアウターロータ６２と隔壁５０との隙間にも
水が流れ込むので、アウターロータ６２は、この水によ
っても支持される。したがって、自吸式ポンプ４０を作
動中のアウターロータ６２の安定性を向上できる。

【００２２】図４に示す第３の実施例の自吸式ポンプ７
０は、ロータマグネット７２が羽根車７４の一部を構成
するようにしたものであり、図１で示した自吸式ポンプ
１０と同様のポンプハウジング７６とステータハウジン
グ７８とを含む。ポンプハウジング７６の上部の所定位
置には、短管状の吸入口７６ａと図示しない吐出口とが
設けられる。また、ステータハウジング７８の下部に
は、自吸式ポンプ７０を所定位置で固定するための取付
部材７８ａが設けられる。

【００２３】ポンプハウジング７６とステータハウジン
グ７８とは中空状であって、その内部はステータハウジ
ング７８の軸方向と垂直な円形の面を有する隔壁８０に
よってポンプ室８２とステータ室８４とに二分される。
ステータ室８４内には、図１および図３に示した自吸式
ポンプ１０および４０で配置されたステータ２２および
４２と同様に、コイル８６ａを含むステータ８６が配置
される。そして、ステータ８６に交流電力を付与すると
ステータ８６の周辺には回転磁界が発生する。

【００２４】隔壁８０のポンプ室８２側の中央には、穴
８０ａが形成され、そこにはベアリングボール８８がポ
ンプ室８２側に突出して固着される。そして、ベアリン
グボール８８には、球形軸受であるベアリングキャップ
９０が回転可能に配置される。ベアリングキャップ９０
は、図１および図３で示したベアリングキャップ２８お
よび５８と同様に形成され、その一端にはベアリングボ
ール８８の外表面を包み込む半球状の凹面９０ａが設け
られる。一方、他端は羽根車７４の中心で隔壁８０側に
設けられた穴７４ａに固定される。

【００２５】羽根車７４は、隔壁８０と平行に所定間隔
に配置された、円板状のベース板７４ｂとシュラウド７
４ｃとを含む。ベース板７４ｂは、主として上述したス
テータ８６と相互に吸引し合うリング状のロータマグネ
ット７２で構成され、その中心の隔壁８０側には上述し
た穴７４ａが設けられる。また、ベース板７４ｂとシュ
ラウド７４ｃとの間は、所定曲率と高さとを有する複数
の羽根７４ｄで連結される。ここでシュラウド７４ｃ
は、羽根７４ｄの全体を覆うように配置され、中央には
吸水のための所要口径の孔７４ｅが設けられる。

【００２６】動作においてステータ８６に交流電力を付
与するとステータ８６の周辺に回転磁界が発生する。す
ると羽根車７４のベース板７４ｂの一部を構成するロー
タマグネット７２がこの回転磁界に吸引されて回転し、
この回転に応じて羽根車７４全体が回転する。羽根車７
４が回転すると、この作用によってポンプ室８２内およ
び吸入口７６ａに接続される吸入管内の空気は、ポンプ
室８２内の下部に保たれた水と混合され、吐出口側に送
られる。その後、吸入口７６ａから水が吸入され、この
水は回転する羽根車７４のシュラウド７４ｃの孔７４ｅ
に吸入される。そして、吸入された水は、遠心力によっ
て羽根７４ｄの間を通して羽根車７４の外周に送られ、
図示しない吐出口から吐出される。

【００２７】ベアリングボール８８およびベアリングキ
ャップ９０は経時的に摩耗していくが、ステータ８６と
ロータマグネット７２とが互いに吸引し合うことによっ
てベアリングボール８８とベアリングキャップ９０とは
常に密着される。したがって、羽根車７４がベアリング
ボール８８によって軸受部においてがたつきを生じるこ
となく一点支持される。

【００２８】この実施例によれば、羽根車７４がベアリ
ングボール８８によって一点支持されるので、騒音を低
減できる。また、ロータマグネット７２が羽根車７４の
一部を構成するので、ポンプ室８２内の回転部分の軸方
向の厚みを薄くでき、さらにステータ室８４内のステー
タ８６の厚みを薄くできる。したがって、上述した自吸
式ポンプ１０および４０と比較して、自吸式ポンプ７０
全体の大きさをコンパクトにできる。

【００２９】また、羽根車７４のシュラウド７４ｃとこ
れに対面するポンプ室８２内の仕切板９２とにそれぞれ
互いに反発するリング状の磁石９４ａおよび９４ｂを設
けてもよい。この磁石９４ａおよび９４ｂによれば、羽
根車７４のベアリングキャップ９０とステータ８６側の
ベアリングボール８８との密着を保持しつつ、回転する
羽根車７４のバランスを確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す図解図である。

【図２】図１実施例を示す斜視図である。

【図３】この発明の第２の実施例を示す図解図である。

【図４】この発明の第３の実施例を示す図解図である。

【図５】従来技術を示す図解図である。

【符号の説明】

１０，４０，７０ …自吸式ポンプ １２，４６，７６ …ポンプハウジング １４，４８，７８ …ステータハウジング １６，５０，８０ …隔壁 １８，５２，８２ …ポンプ室 ２０，５４，８４ …ステータ室 ２２，４２，８６ …ステータ ２４ …支柱 ２６，５６，８８ …ベアリングボール ２８，５８，９０ …ベアリングキャップ ３０，４４，７２ …ロータマグネット ３２，６０，７４ …羽根車 ３４ …インナーロータ ６２ …アウターロータ ９２ …仕切板 ９４ａ，９４ｂ …磁石

フロントページの続き (72)発明者 井内 友昭 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社クボ タビニルパイプ工場内 (72)発明者 大澤 敦 大阪市浪速区敷津東１丁目２番47号 クボ タラング株式会社内 (72)発明者 冨阪 勝 大阪市浪速区敷津東１丁目２番47号 クボ タラング株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転磁界を発生するステータ、 前記回転磁界によって回転するロータマグネット、 前記ロータマグネットの回転に応じて回転する羽根車、
   および 前記羽根車を中心で支える球形軸受を備える、自吸式ポ
   ンプ。
2. 【請求項２】前記ロータマグネットが前記羽根車の一部
   を構成するようにした、請求項１記載の自吸式ポンプ。