JPS6241992A - ポンプ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 「産業上の利用分野」 本発明は各種腐食液等を取扱うマグネットポンプに関す
るものである。

「従来の技術」 第を図は従来のマグネットポンプの縦断面図である。モ
ータ／のモータ軸コ端に固定した磁気的な絶縁材の円板
３の端面周上には交互に極性の異なる永久磁石を配した
駆動側マグネットｙが固定されている。モータ／の下部
ブラケットｊとポンプケーシングルは非磁性体材料の隔
離板７を介して密刺してボルトナツトｔにより固定しで
ある。

ポンプケーシング６の吸込口ヲにはポンプケーシング６
と一体に設けられた放射状のアーム１０の中心をこボス
／／が設けられ、アームｉ。

間が吸込通路となっている。該ボス／／にはモータ軸コ
と同心のポンプ軸／コが固定され、ポンプ軸／、２には
羽根車／３に圧入したつば付の軸受メタル／Ｖが滑合し
ている。／！はポンプケーシング６１こ圧入されて、羽
根車の吸込部外周と隙間少く嵌合して封水を行なうライ
ナリングである。

羽根車／３のモータ側端部上には駆動側マグネットタに
隔離板りを介して対極し、極性の異なる永久磁石を交点
に配列した羽根車側マグネツ）／Ａが堀込み固定されて
いる。

ポンプケーシング−の脚／りに嵌め込蒙れ、不図示のボ
ルトによりポンプケーシングルＩζ引付けられている合
板／ｌによりポンプケーシング６の外周を蔽ってストレ
ーナ／デが保持されている。

モータ／が附勢されるとモータＩｋＩＩコ、円板３、駆
動側マグネットダが回転し、駆動側マグネットダの磁力
Ｉこより羽根車側マグネツ）／Ａは駆動され、羽根車／
３はポンプ軸／２上で回転し、液体はストレーナ／９、
吸込口９をとおり、ポンプケーシンク孟中に入り、羽根
車１３に吸込れて増速昇圧して吐出０．２／から吐出さ
れるようになっている。尚一部液体は高圧側より羽根車
側マグネット／６と隔離板７間をとおり中心に向いバラ
ンスポール、２−から低圧側に巡壌してポンプスラスト
を平衡する。か＼る構成によりモータ軸とポンプ軸は夫
々独立してモータポンプ間に軸封装置を有せず、取扱液
体はモータとポンプ間で隔離板により隔絶しており、腐
食性液体等によりモータに影響を与えることがない。

［発明が解決しようとする問題点Ｊ 上記のようなポンプはあらゆる腐食液用として使われて
いるが、腐食液の場合、析出物、晶出物が存在すると、
これらの固形物により軸受メタル／４１の端面及び円筒
面の損耗が大きく耐久性が不十分であった。このため、
これら軸受メタル／ダの材料には耐食、耐摩耗性に強い
セラミックス材が使イつれ出している。しかし乍ら、硬
い材料どうしの軸受では起動時トルク値が高く、片尚り
とな葛ため局部で損傷する。しかも、通常の軸受では摩
擦係数も高く、スラリー混入等ｌこよって耐久性が十分
でなかったのが実状であった。

予め、摩耗することを想定し、軸受メタル／４’等の摺
動部分を取換え易い構造としたマグネットポンプもある
。

このほか、従来のラジアル軸受では軸との隙間は最少に
してもよ０μｍ以上となり、これによる羽根車の振動も
他の部分の摩耗を大きくする　　　　′原因であった（
例えばライナリング１５の摩耗部マグネットポンプでは
駆動側マグネットヶと羽根車側マグネット／１が吸引し
あって、いかに効率よく、軸トルクを伝達させるかが問
題で、出来るだけ両者のマグネットを近づけておく必要
がある。現状では、如上の軸受摩耗の問題から隔離板７
と羽根車側マグネツ）／Ａ間は数龍その間隙を有してい
る。また、このすき間部ではスラリー等が巻込みトラブ
ルの因となっている。

マグネットポンプではモータ軸を延長してポンプ軸とし
て羽根車を取付ける通常ポンプのよう１こ吸込口を構成
できず、吸込抵抗が増大し、ポンプケーシングの形状も
複雑であり、加工が困難である。

本発明はポンプを磁気的にモータと連結したマグネット
ポンプにおける上記問題点を解消し、スラリー等による
摩耗部分の損耗による問題点がなく、効率のよいマグネ
ットポンプを提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

「問題点を解決するための手段−ｊ 本発明はポンプとモータが隔離板を介して密封されて結
合され、ポンプ回転部とモータ軸を磁気的な接手により
無接触に連結したポンプにおいて、ポンプ室を構成する
固定部材とポンプ回転部間に設けたスパイラル溝を備え
た摺動面と平板の摺動面を摺動させ、両摺動面の中心部
に両摺動面を備える部材に対向して夫々凹部を設け、該
両凹部にわたって芯材を収容したスラスト軸受を構成し
たことを特徴とするポンプである。

「作用」 スパイラル溝を備えた摺動面と平板の摺動面間で流体動
圧軸受が構成され、且っ両摺動面の中心に該摺動面を備
える部材に対向して凹部を設けて収容した芯材により中
心が保たれ、スラスト荷重及びラジアル荷重に耐える。

「実施例」 以下、本発明の実施例を図面により説明する。

第１図は縦断面図である。モータ部は従来例について説
明した処と同一であり、ポンプ部で従来例と同一部分は
符号のみ附され説明は省略される。

ポンプケーシングふは吸込口デが中心部まで開放されて
いる点が従来例で示した処と異なっている。羽ｐ　車／
Ｊはバランスホールを備えず羽根車／３の背面にはポン
プ回転部に備える平板の摺動面を備える部材として円板
の回転受板コ３が接着固定されている。この回転受板、
２３と対向する隔離板りの面は回転受板２３と同径で軸
方向に微小量突出しており、第２図に底面図で示すよう
に中心部を除くスパイラル溝、２ダが備わった摺動面コ
Ｓとなっており、回転受板コ３と該隔離板７間には高粘
性潤滑剤λ６が予かじめ少」ぜられ、回転受板ユ３は隔
離板りの摺動面コ！に吸着されている。隔離板７と回転
受　　　　□′版板。３の中心には第１図の一部拡大図
の第３図に示すように半球形凹部、２？、２ｇが設けら
れ、該凹部には小球コ９が嵌入している。小球２９と凹
部、２？、２ｇの隙間は、隔離板７と回転受板、２３が
固体接触する状態に七いて接するかわずかのすきまを有
する寸法である。

以上において隔離板りはβ−結晶の炭化珪素ｓｉａで製
作されており、スパイラル溝２ダはフォトマスクを重ね
た上ショツトブラストで形成され、深さは３〜ｇｏμｍ
である。摺動面コｊは平面度／μｍで鏡面仕上げされて
いる。回転受板−Ｊは炭化珪素８１０又はステンレス材
或は鋳鉄が用いられ、摺動面は平面度／μｍｌこ鏡面仕
上されている。小球２？は炭化珪素β−８ｉＯの針状結
晶又は軸受鋼製である。高粘性潤滑剤、２６はフッ素オ
イルである。

回転受板２３の直径はｂ　ｏ　ミＩＪメートルでスパイ
ラル溝、２ｑは外周側に突抜けており深さは／θμｍ１
小球、２小球原２９／、ｓｇミＩ）メートルの大きさで
ある。隔離板７と羽根車側マグネット／乙の隙間はｉｏ
−ｇｏμｍで試験された。

第１図のポンプにおいて下方から見て時計方向（第２図
）にモータ／が附勢されると羽根車側マグネット／６は
同方向に回転し、回転受板コ３は共に回転する。回転受
板コ３の下方から見て時計方向の回転により高粘性潤滑
剤コロはスパイラル溝！＋の作用により中心側に向い動
圧が発生し、流体動圧軸受が形成され、羽根車１３のモ
ータ側へ向うスラストが担持される。

上記した隔離板７と回転受板、２３間のスラスト負荷容
量を測定した処、起動時の動圧が発生していない状態で
、２０θＫｆｆであって従来知られている金属材料のス
パイラル溝を備えたスラスト軸受では数Ｋｆｆシかなく
て実用とならなかったものが実用上充分となり、回転速
度が７０００　ｒ、ｐＪｎ。

で動圧発生時はｊＯθ０Ｋ４ｆの負荷能力があった。

才たこの回転速度での吸着力は１００に１ｆあり、羽根
車１３が隔離板７側から離れることはなかった。又ラジ
アル荷重に対しては凹部２７．ｉｇと小球Ｊ？によるす
べり軸受により充分支持され、羽根車／３の半径方向の
変位は認められなかった。

上記ポンプにおいてスラリーの揚液を行なったがスラス
ト軸受の摺動面間にスラリーの巻込みは皆無であった。

第参図はスラスト軸受構成の他の実施例の縦断面図であ
る。

上記実施例では隔離板７に直接スパイラル溝コクを設け
て動圧スラスト軸受を構成したが、下面にスパイラル溝
コダを設けた円板形の軸受板３／を隔離板７に嵌合酸は
嵌合と接着により固定し、軸受板３／に回転受板、２３
を摺擦するようにしてもよい。

又、上記各実施例においてスパイラル溝コ亭を回転受板
λ３の摺動面に設け、対設した隔離板り又は軸受板３１
の摺動面を平面としてもよい。

以上、各実施例では回転方向は流体動圧スラスト軸受に
動圧の発生する一方向に限られる。

第５図は正逆転自在なよう１こ流体動圧スラスト軸受を
構成した実施例の縦断面図であり、軸受部以外は第７図
と同じである。軸受板３１番こは軸受板３コの底面図の
第１図に示すように両面に同じ側から見て同方向のスパ
イラル溝、２グが設けられており、隔離板り、回転受板
コ３は軸受板３コと摺動する平面の摺動面となっている
。軸受板３コと隔離板り及び回転受板コ３の中心間の半
球径の凹部にわたって小球コ９が収容されている。小球
コ９と凹部とのすき間、及び軸受板３コの摺動面と隔離
板り及び回転受板コ３の摺動面間の隙間は一方回転の流
体動圧スラスト軸受と同様であり、これらすきまには高
粘性潤滑剤−６が封ぜられている。第６図又は第５図に
おいて下方より見て反時計方向に回転受板コ３が羽根車
側マグネット１６と共に回ると、軸受板Ｊコの下面のス
パイラル溝コゲの作用により、流体動圧軸受が構成され
、スラスト荷重を担持する。軸受板３コの上面では軸受
板３コが時計方向に附勢されようとするとスパイラル溝
コダ中の高粘性潤滑剤−６は外周に向い中心部には真空
圧か発生して隔離板りと吸着する。下方より見て回転受
板コ３が時計方向に回転すると軸受板３コの下面のスパ
イラル溝コダ中の高粘性潤滑剤コロは外周に向うので中
心部は真空吸着され、軸受板３コは回転受板コ３と共に
回転する。軸受板３コの時針方向の回転により、軸受板
３コの上面のスパイラル溝！４Ｎの作用により、高粘性
潤滑剤コロは中心側へ向い流体動圧軸受となりスラスト
負荷を担持する。

第７図は本発明の他の実施例を示す縦断面図である。こ
の実施例は隔離板りと羽根車７３間及び羽根車１３とボ
ンプケーシングルの吸込口のボス／／間番こ夫々既にの
べた流体動圧スラスト軸受３３．３４４を設けたもので
、各スラスト軸受、ｙ、ｙ、ｙｅは一方向回転又は構成
は図示されないが正逆回転可能な構成であり、各摺動面
中心の凹部をわたって小球が収容されている。このよう
にすると第１図の構成の場合のようにラジアル荷重に基
ずく曲げモーメントをスラスト軸受の回転受板コ３を隔
離板７の摺動面二３から引離す抵抗ｌこよって支持する
必要がなく羽根車１３の両端で小球によりラジアル荷重
が担持され得るのでラジアル荷重の大きいときに適する
。

〔発明の効果〕

本発明はポンプとモータが隔離板を介して密封されて結
合され、ポンプ回転部とモータ軸を磁気的な接手により
無接触に連結したポンプζこおいて、ポンプ室を構成す
る固定部材とポンプ回転部間に設けたスパイラル溝を備
えた摺動面と平板の摺動面を摺動させ、両摺動面の中心
部に両摺動面を備える部材に対向して夫々凹部を設け、
該両凹部にわたって芯材を収容したスラスト軸受を構成
したことを特徴とするポンプとしたから、ポンプ回転部
とモータ軸間の磁気的な接手の軸方向の間隔が短かくな
り、動力伝達効率が向−ヒし、大きなスラスト負荷にも
耐える。

隔離板にスパイラル溝を備えると隔離板はセラミックス
製非磁性体であり好適であると共に極めて大きなスラス
ト負荷能力を有する。両面ｌこ反対方向のスパイラル溝
を設けた円板と、両面を夫々ポンプ回転部とポンプ室を
構成する固定部材の夫々１こ設けた摺動面と接するよう
１こすると正逆転可能となる。スパイラル溝を備えた摺
動面と摺動する摺動面間に高粘性潤滑剤を塗布しておく
と羽根車は静止時、運転時共軸方向に吸込口側へは引随
されず、又中心の小球によりラジアル方向にも移動しな
い。羽根車の軸方向両端に上記スラスト軸受を構成する
と両方向の大きなスラスト負荷に耐え、且つ大きなラジ
アル荷重にも耐える。

スラスト軸受の潤滑油膜の厚さは負荷時／、！μｍ程度
と極めて薄く、その液厚の無負荷、負荷時に対する差も
絶対値が小さいのでポンプ回転部に備える磁気的接手部
材の羽根車側マグネットとポンプ室を構成する固定部材
の隔離板間の隙間を極めて小さく１０−ｇｏμｍと出来
るのでスラリーの固形分が羽根車と隔離板間につまり、
羽根車の回転がロックするような現象は生じなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の縦断面図、第１図は隔離板の
中心部を示す底面図、第３図は第１図の一部拡大図、第
夕図はスラスト軸受の他の実施例の縦断面図、第５図は
本発明の他の実施例の縦断面図、第６図は第５図の軸受
板の底面図、第７図は本発明の更に他の実施例の縦断面
図、第５図は従来例の縦断面図である。 ｌ・・モータ　コ令自モータ軸　３・０円板Ｖ・・駆動
側マグネット　よ・・下部ブラケット　孟・・ポンプケ
ーシング　７・・隔離板ｔ・・ボルトナツト　デ・・吸
込口　１０・・アーム　／ｌ・・ボス　ｌλ・・ポンプ
軸　／３・−羽根車　／４’・・軸受メタル　／ｊ＠・
ライナリング　／６・・羽根車側マグネット　／り１１
１１脚　／ｌ・・台板　／デ働番ストレーナコｌ＠・吐
出口　、２コ・−バランスホール　２３・・回転受板　
コゲ・・スパイラル溝　Ｊｊ・・摺動面　２６轡・高粘
性潤滑剤　λり、Ｊｆ・・凹部　コゲ・０小球　３１，
３コ脅・軸受板　　　　　　：′、？、？、、Ｉ夕・・
流体動圧スラスト軸受。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ポンプとモータが隔離板を介して密封されて結合さ
   れ、ポンプ回転部とモータ軸を磁気的な接手により無接
   触に連結したポンプにおいて、ポンプ室を構成する固定
   部材とポンプ回転部間に設けたスパイラル溝を備えた摺
   動面と平板の摺動面を摺動させ、両摺動面の中心部に両
   摺動面を備える部材に対向して夫々凹部を設け、該両凹
   部にわたって芯材を収容したスラスト軸受を構成したこ
   とを特徴とするポンプ。 ２、炭化珪素ＳｉＣをスパイラル溝を備えた摺動面を有
   する部材とした特許請求の範囲第１項記載のポンプ。 ３、両面に互に反対方向のスパイラル溝を備えた摺動面
   を有する円板の片面をポンプ室を構成する固定部材に設
   けた摺動面と接すると共に該円板の他面をポンプ回転部
   に設けた摺動面と接する如くした特許請求の範囲第１項
   又は第２項記載のポンプ。 ４　隔離板に接着固定した部材にスパイラル溝を備えた
   摺動面を形成した特許請求の範囲第１項又は第２項記載
   のポンプ。 ５、スパイラル溝を備えた摺動面と摺動する摺動面間に
   予かじめ水に不溶性の高粘性潤滑剤を塗布した特許請求
   の範囲第１項乃至第４項の内のいずれか一つに記載のポ
   ンプ。 ６、羽根車の軸方向の両側とポンプケーシングの吸込口
   側中心及び隔離板間にスラスト軸受を構成した特許請求
   の範囲第１項、第２項、第３項、第５項の何れか一つに
   記載のポンプ。