JPS6014224B2 - 磁気結合回転伝達装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気結合回転伝達装置に関し、マグネットの吸
引による鞠方向の荷重を解消しようとするものである。

一般に磁気結合回転伝達装置は一対の平板形のマグネッ
トを対向させ、一方を回転させることにより他方を追従
駆動するが、両マグネット間には磁気吸引力が働くこと
から、被駆動側のマグネットの回転軸には鞠方向に大き
な荷重が加わる。このため、その回転軸の軸受部で大き
な摩耗が生じる。本発明はこのような問題を解決したも
のであり、以下偏心形回転ポンプに応用した例を図面を
参照して説明する。

図において１は合成樹脂材よりなるポンプケースであり
、一例にポンプ部収納用の空室２を有し他端に回転伝達
用のマグネット収納用の空室３を有している。

これら空室２，３は同軸上にあって、その中心部は運通
している。前記ポンプ部収納用の空室２の側壁部には流
体の吸込用と吐出用の２つの流通口４，５が蓮適するよ
うに設けられている。前記空室３内には被駆動マグネッ
ト６が設けられている。

この被駆動マグネット６はマグネット７およびヨーク板
８を合成樹脂にてモールドして円板状に構成され、中心
に藤結合孔９を有している。また外側端面の中央には頂
部が丸くなった端面軸受１０を有している。この被駆動
マグネット６の外径は前記空室３の内径よりやや小さく
、したがって空室３内においては回転自在である。空室
３の関口部には非磁性材料よりなるシール板１１がねじ
によって取り付けられる。そして被駆動マグネット６の
端面軸受１０の頂部は前記シール板１１に接する。この
場合、被駆動マグネット６は密閉された空室３内におい
て、後述の駆動マグネットとの結合側空限Ａの中を非結
合側空隙Ｂの中より大きくしている。前記シール板１１
の外側部には駆動マグネット１２が配置される。

この駆動マグネット１２は図示していないモータの軸１
３にとりつけられ、前述の被駆動マグネット６と対応し
ており、したがって駆動マグネット１２と被駆動マグネ
ット６は磁気結合されている。ポンプケース１の他方の
空室２内にはポンプ部が設けられる。

このポンプ部はロータ１４と、ロータ１４を囲む漏心リ
ング１５と、ロータ１４の両端に位鷹し、前記偏Ｄリン
グ１５とでポンプ室を構成するポンプ室側板部材１６と
、前記被駆動マグネット６に結合されたロータ１４の軸
１７と、前記ポンプ室側坂部材１６に結合され、軸１７
を保持する軸受１８より構成されている。前記ロータ１
４は所要の肉厚をもつ円板状の回転体１９と、羽根２０
と２つの側板２１と軸１７よりなっている。この回転体
１９は、内方より外周縁方向に延び、かつ外周綾部にお
いて開口した複数の溝２２を有している。この礎２２内
には往復勤自在に羽根２０が挿入され、羽根２０は溝２
２の内底に設けたスプリング２３により突出する方向に
付勢されている。偏心リング１６はポンプケース１の空
室２に適合する外径の円筒状に形成され、その内周をな
す円形の孔は外周円に対して偏心している。

この偏心リング１５は一部に流体の流入用と流出用の欠
除部２４，２５を有している。この偏心リング１５はポ
ンプケース１の空室２にはめ合わされるとともに、ロー
タ１４の回転体１９を囲んでいる。ポンプ室側板部材１
６はポンプケース１の空室２に適合する外形をもつ皿形
に形成され、内側部に前記ロータ１４の側板２１が遊合
する凹部を有している。さらに中心部に筒状の軸受１８
を固着している。この軸受１８はロータ１４の軌１７を
保持するものであり、ロータ側の端部は凹部の内底面よ
りわずかの高さをもつように突出している。このポンプ
室側坂部材１６はポンプケース１の空室２にはめ合わさ
れて固定されるとともに、ロータ１４の両側面に対応す
るように配置され、前記偏Ｄリング１５とによってポン
プ室を構成する。ポンプケース１の前記ロータ１４およ
びポンプ室側板部材１６等を内装したところの空室２の
関口には蓋２６をもって塞いでいる。なお前述の被駆動
マグネット６を敬容した空室２には流体の一部が流れ込
むように構成されている。本発明の偏心形回転ポンプは
上記のように構成され、モータ軸１３を回転させると駆
動マグネット１２が回転し、この回転トル外ま磁気的に
結合した被駆動マグネット６に伝えられる。

前記被駆動マグネット６が回転すると、これと結合した
ロータ１４が回転する。このロータ１４の羽根２０は回
転体１９の溝２２内のスプリング２３の付勢力によって
その先端があるかじめ偏心リング１５の内壁に接してお
り、ロー夕１４の回転により偏心リング１５と回転体１
９および羽根２０で横成される空間の体積を連続的に変
化させ、この体積変化により２つの切除部２４，２５の
一方から流体を吸入し、他方から流出させるポンプ作用
を行なう。本発明はマグネットによる回転伝達系におい
て、被駆動マグネット６は轍方向に対してフリーであり
、騒動マグネット１２で引張られるが端面軸受１０がシ
−ル板１１に接することにより一定の位置を保ち、結合
側空隙、Ａの中＞非結合側空隙８の中の関係をもつてい
る。

また被駆動マグネット６を収めた空室３は開空間となっ
ておりトポンプ部からの流体流入は初期的にあるが、流
体が充満されるとそれぞれ後の流体流入はなくなり、外
部とのエネルギー交換はほとんどない状態に保持される
。今被駆動マグネット６が回転すると前記空隙Ａ，Ｂに
入っている流体との間に相対速度が発生する。

非結合側空隙Ｂについて考えると、中が小さく設定され
ていることから、空隙Ｂの流体は被駆動マグネット６の
回転により旋回はするが、壁イの流体摩擦抵抗により減
速される効果が大きい。すなわち、空隙Ｂの中が小さい
と、壁イの流体摩擦抵抗が被駆動マグネット６の近傍ま
で影響を及ぼし、その結果、流体の旋回を抑制するもの
である。空隙Ｂの流体の旋回がおそくなると被駆動マグ
ネット６の回転が一定であれば流体との相対速度が大き
くなる。すると被駆動マグネット６から空隙Ｂの流体を
みるとこの流体は早い速度で移動していることに相当し
、ベルヌーィの定理から速度の早い流体の静圧は低下す
る現象より静止流体中より被駆動マグネット６の表面近
傍の静圧力は低下する。低下する程度は相対速度の大き
さに比例する。これに対して空隙Ａの方はシール板１１
の壁口と被駆動マグネット６との距離が空隙Ｂに比較し
て大きいため、壁口の流体に対する流体礎孫抵抗の影響
が被駆動マグネット６まで蓬せず、空隙Ａの流体は被駆
動マグネット６により十分旋回される。この結果、被駆
動マグネット６から流体を見ると流体速度は遅く、相対
速度が小さいことに相当し、空隙Ｂと同様の理由で被駆
動マグネット６の表面近傍静圧力は、空隙Ｂ側よりは上
昇する。この結果、結合側空隙Ａの静圧は非結合側の空
隙Ｂの静圧より高くなって、この静圧差が被駆動マグネ
ット６に力として働き、すなわち、被駆動マグネット６
を駆動マグネット１２が引っ張る力とは反対方向の力を
発生し、空隙Ａの中を拡げる方向に作用する。

なおこの力は駆動マグネット１２の引張り力に打ち勝つ
程の大きな力とはならないように設定することが可能で
ある。このように本発明によれば被駆動マグネットの両
面に静圧力差を発生せしめ、この差圧による力を被駆動
マグネットに直接作用させることにより、マグネット間
の吸引力を緩和せしめ、被駆動マグネットの藤方向の軸
受に対する荷重を低減でき、摺動摩耗を最小限に押える
ことができる。

なお上記実施例のものは隅心形回転ポンプであるが、本
発明はポンプに限らず、他の回転機器に適用できること
は云うまでもない。また空室に流入させる流体は液体以
外に気体であってもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した偏心形ポンプの断面、第２図
は同側面図、第３図は同要部断面図、第４図はポンプ部
の要部平面図である。 １・・・・・・ポンプケース、２，３・・・・・・空室
、６…・・・被駆動マグネット、１０・・・・・・頂面
軸受、１１・・・・・・シール板、１２・・・・・・駆
動マグネット、１３・・・・・・モータ軸、１４……ポ
ンプのロータ、１７……軸、１８・・・…軸受。 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一対のマグネツトを対向させ磁気結合により回転動
   力を伝達するものにおいて、被駆動マグネツトを閉空間
   に設置し、駆動マグネツトとの結合側空隙の巾を非結合
   側空隙の巾より大ならしめ、該被駆動マグネツトと該閉
   空間内の流体との相対速度に差異を生じせしめたことを
   特徴とする磁気結合回転伝達装置。