(57)【要約】【課題】容易に製造することができ、かつ、大きな出力を得ることができる回転ポンプを提供する。【解決手段】ポンプケース１０の内部にロータ２０を回転可能に配設する。ロータ２０の周縁部には、回転軸２１を中心とした同一円周上に間隔を開けて複数の磁石２４を配設する。ポンプケース１０の外側には、磁石２４と対向する円周上に複数のコイル３０を配設する。ロータ２０は非磁性材料により構成し、ポンプケース１０の磁石２４と対向する磁石対向領域１６は、高抵抗非磁性材料により構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にポンプ室を有するポンプケースと、
前記ポンプ室に回転可能に設けられた非磁性材料よりなるロータと、
前記ポンプ室に配設され、前記ポンプ室を区画する非磁性材料よりなるベーンと、
前記ロータに対して、前記ロータの回転軸を中心とした同一円周上に間隔を開けて配設された複数の磁石と、
前記ポンプケースの外側に対して、前記磁石と対向する円周上に配設された複数のコイルとを備え、
前記ポンプケースは、前記ロータの回転軸方向において前記磁石と対向する側壁の磁石対向領域が、非磁性でかつ体積抵抗率が１×１０−６Ω・ｍ以上の高抵抗非磁性材料により構成された
ことを特徴とする回転モータ。
【請求項２】
前記コイルは、前記ロータの両側にそれぞれ複数配設されたことを特徴とする請求項１記載の回転モータ。
【請求項３】
前記ポンプケースの外側に、磁性を有しかつ体積抵抗率が１×１０−６Ω・ｍ以上の高抵抗磁性材料よりなり、前記コイルを前記ポンプケースとの間に保持するための保持板を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の回転モータ。
【請求項４】
前記ポンプケースの回転軸方向に伸長された側壁は、磁性材料により構成されたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１に記載の回転モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベーンにより区画されたポンプ室内において、ロータが回転されて生ずるポンプ室内の容積変化によって流体の吸入・排出を行う回転ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、回転ポンプとしては、例えば、ポンプ室内にロータを回転可能に配設し、ポンプ室の外側に設けたモータによりロータを回転させるベーンポンプが知られている。しかし、このベーンポンプは、ポンプ室の外側にモータを設けているので、小型化することが難しかった。そこで、例えば、ロータを永久磁石により構成し、このロータをモータの永久磁石形ロータとしても機能させ、ポンプ室とモータとを一体化したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−５１６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の回転ポンプは、ロータを永久磁石により構成しているので、加工が難しく、価格が高くなってしまうという問題があった。また、特許文献１に記載の回転ポンプでは出力が低く、用途が限定されてしまうという問題もあった。
【０００５】
本発明は、このような問題に基づきなされたものであり、容易に製造することができ、かつ、大きな出力を得ることができる回転ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の回転ポンプは、内部にポンプ室を有するポンプケースと、ポンプ室に回転可能に設けられた非磁性材料よりなるロータと、ポンプ室に配設され、ポンプ室を区画する非磁性材料よりなるベーンと、ロータに対して、ロータの回転軸を中心とした同一円周上に間隔を開けて配設された複数の磁石と、ポンプケースの外側に対して、磁石と対向する円周上に配設された複数のコイルとを備え、ポンプケースは、ロータの回転軸方向において磁石と対向する側壁の磁石対向領域が、非磁性でかつ体積抵抗率が１×１０−６Ω・ｍ以上の高抵抗非磁性材料により構成されたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ロータに対して回転軸を中心とした同一円周上に複数の磁石を配設すると共に、ポンプケースの外側に対して磁石と対向する円周上に複数のコイルを配設し、ポンプケースの磁石と対向する磁石対向領域を高抵抗非磁性材料により構成するようにしたので、簡単な構造でポンプとモータとを一体化することができ、容易に小型化することができる。また、加工を容易とすることができ、容易に製造することができると共に、コストを低減することができる。更に、磁石の数を増やすことにより容易に出力を大きくすることもできる。
【０００８】
また、コイルをロータの両側にそれぞれ複数配設するようにすれば、出力を更に大きくすることができる。
【０００９】
更に、ポンプケースの外側に、高抵抗磁性材料よりなり、コイルをポンプケースとの間に保持する保持板を設けるようにすれば、効率および精度を向上させることができる。
【００１０】
加えて、ポンプケースの回転軸方向に伸長された側壁を磁性材料により構成するようにすれば、磁気回路抵抗を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る回転ポンプの外観構成を表す斜視図である。
【図２】図１に示した回転ポンプの内部構造を表す分解斜視図である。
【図３】図１に示した回転ポンプの内部構造を表す断面図である。
【図４】図１に示した回転ポンプのポンプケースの構成を説明する図である。
【図５】図１に示した回転ポンプのポンプケースの構成を説明する他の図である。
【図６】図１に示した回転ポンプの動作を説明するための図である。
【図７】図１に示した回転ポンプの動作を説明するための他の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施の形態に係る回転ポンプ１の外観構成を表すものであり、図２は回転ポンプ１の内部構造を分解して表すもの、図３は回転ポンプ１の断面構造を表すものである。この回転ポンプ１は、内部にポンプ室１１を有するポンプケース１０と、ポンプ室１１に回転可能に配設されたロータ２０とを備えている。ポンプケース１０は、例えば、ロータ２０の回転軸２１に対して垂直な面により分割された第１ケース１２と第２ケース１３とを複数本のボルト１４で連結することにより構成されている。第１ケース１２及び第２ケース１３の連結側には、中心側にポンプ室１１がそれぞれ形成され、外周側には連結部をシールするための図示しないＯリングが配設されている。ポンプ室１１の形状は、例えば、回転軸２１に対して垂直な面が楕円となるように形成されている。
【００１４】
また、第１ケース１２には、回転軸２１の方向に伸長された側壁に、ポンプケース１０の外部とポンプ室１１とを連通する流入孔１２Ａと排出孔１２Ｂとがそれぞれ形成されている。流入孔１２Ａ及び排出孔１２Ｂは、少なくとも１つずつ形成されていればよいが、本実施の形態では、例えば、流入孔１２Ａと排出孔１２Ｂとが２つずつ形成されている。例えば、流入孔１２Ａ及び排出孔１２Ｂは、ポンプ室１１を回転軸２１に対して垂直な面の短径と回転軸２１とを含む面１１Ａにより分けた２つの領域１１Ｂ，１１Ｃに対してそれぞれ１つずつ配設されており、１つの流入孔１２Ａは、一方の領域１１Ｂにおいて短径近傍に配設され、１つの排出孔１２Ｂは、一方の領域１１Ｂにおいて１つの流入孔１２Ａとは反対側の短径近傍に配設され、他の１つの流入孔１２Ａは、他方の領域１１Ｃにおいて１つの流入孔１２Ａとは反対側の短径近傍に配設され、他の１つの排出孔１２Ｂは、他方の領域１１Ｃにおいて１つの流入孔１２Ａと同一側の短径近傍に配設されている。
【００１５】
更に、第１ケース１２には、回転軸２１の方向に伸長された側壁に、ポンプケース１０の外部とポンプ室１１とを連通し、ポンプ室１１の圧力を調節するための圧力調節孔１２Ｃが形成されている。圧力調節孔１２Ｃは、例えば、ポンプ室１１の２つの領域１１Ａ，１１Ｂに対して１つずつ形成されている。流入孔１２Ａ、排出孔１２Ｂ、および圧力調節孔１２Ｃの外部側には、コネクタ１２Ｄがそれぞれ配設されている。
【００１６】
ロータ２０は、例えば、ポンプケース１０に対して配設されたシャフト２２により回転可能に支持されている。ロータ２０には、少なくとも１つのベーン２３が配設されている。ベーン２３は、ポンプ室１１に配設され、ポンプ室１１を区画するためのものである。例えば、本実施の形態では、ロータ２０の周縁部に、間隔を開けて４つ配設されている。各ベーン２３は、例えば、板ばねなどの付勢部材２４により外周方向、すなわちポンプ室１１の側壁に向かって付勢されている。これにより、各ベーン２３は、ロータ２０の回転に応じて、外周側または中心側に移動し、ポンプ室１１の内壁に沿って回転するようになっている。なお、ロータ２０およびベーン２３は、非磁性材料により構成され、例えばアルミニウムにより構成されることが好ましい。軽量で加工が容易だからである。
【００１７】
ロータ２０の周縁部には、また、回転軸２１を中心とした同一円周上に間隔を開けて複数の磁石２５が配設されている。磁石２５は、例えば、ネオジム磁石などの永久磁石により構成される。磁石２５の形状は、例えば円柱状であり、角柱状などの他の形状であってもよい。磁石２５は、ロータ２０の回転軸方向の端面において、ロータ２０から露出するように配設されている。磁石２５は、例えば、回転軸方向において複数に分割され、間にスペーサー２６が挿入されていてもよく、また、回転軸方向におけるロータ２０の一方の端面から他方の端面まで連続して形成されていてもよい。磁石２５の数は、同一円周上に４個から８個が好ましく、数を多くした方が出力をより大きくすることができるので好ましい。磁石２５の配設位置は、できるだけ外周側の方が好ましい。トルクを大きくすることができるからである。磁石２５の回転軸方向の端面における磁極は、円周方向において交互に異なる極となるように構成されている。
【００１８】
この回転ポンプ１は、また、ポンプケース１０の外側に複数のコイル３０を有している。コイル３０は、ポンプケース１０を間にして磁石２５と対向する円周上に配設されている。これにより、ロータ２０は、磁石２５とコイル３０との間に生じる吸引反発により回転するようになっている。また、コイル３０は、ロータ２０を挟んで回転軸方向の両側に複数ずつ配設されることが好ましい。出力を大きくすることができるからである。ポンプケース１０の外側には、例えば、コイル３０を配設する配設穴１５が複数設けられている。
【００１９】
ポンプケース１０の回転軸方向における側壁は、例えば図４に示したように、磁石２５と対向する磁石対向領域１６が、非磁性でかつ体積抵抗率（単位体積当たりの電気抵抗値）が１×１０−６Ω・ｍ以上の高抵抗非磁性材料により構成されている。渦電流の発生により制動作用が生じてしまうことを防止するためである。例えば、図５に示したように、ロータ２０と対向するロータ対向領域１７を高抵抗非磁性材料により構成するようにしてもよい。このような材料としては、例えばプラスチックが挙げられる。なお、図４及び図５は、ポンプケース１０を配設穴１５の側から見た図であり、図４において網掛けで示した部分が磁石対向領域１６であり、図５において網掛で示した部分がロータ対向領域１７である。また、ポンプケース１０の回転軸方向に伸長された側壁は、磁性材料により構成されることが好ましい。磁気抵抗を低減することができるからである。このような材料としては、例えば圧粉磁芯が挙げられる。
【００２０】
ポンプケース１０の外側には、更に、コイル３０をポンプケース１０との間に保持するための保持板３１が配設されている。保持板３１は、例えば、ボルト１４によりポンプケース１０に対して固定されている。保持板３１のポンプケース１０の側には、コイル３０を支持するための突起部３２が複数設けられており、その近傍には、コイル３０の配線を外部に引き出すための配線孔３１Ａが複数設けられている。保持板３１は、例えば、磁性を有しかつ体積抵抗率が１×１０−６Ω・ｍ以上の高抵抗磁性材料により構成されることが好ましい。磁気回路を構成することにより、効率および精度を向上させることができるからである。このような材料としては、例えば、圧粉磁芯が挙げられる。
【００２１】
図６及び図７は、回転ポンプ１の動作を説明するための図である。この回転ポンプ１では、コイル３０に電流を流すと、コイル３０と磁石２５との間に生じる吸引反発作用により、例えば図６に示したように、ロータ２０がシャフト２２を中心として一方向に回転する。ベーン２３は、例えば図７に示したように、ポンプ室１１の内壁に沿って回転し、流体を矢印で示した回転方向に押圧する。これにより、流入孔１２Ａから流体がポンプ室１１に流入し、排出孔１２Ｂから排出される。
【００２２】
このように、本実施の形態によれば、ロータ２０に対して回転軸２１を中心とした同一円周上に複数の磁石２５を配設すると共に、ポンプケース１０の外側に対して磁石２５と対向する円周上に複数のコイル３０を配設し、ポンプケース１０の磁石２５と対向する磁石対向領域１６を高抵抗非磁性材料により構成するようにしたので、簡単な構造でポンプとモータとを一体化することができ、容易に小型化することができる。また、加工を容易とすることができ、容易に製造することができると共に、コストを低減することができる。更に、磁石２５の数を増やすことにより容易に出力を大きくすることもできる。
【００２３】
また、コイル３０をロータ２０の両側にそれぞれ複数配設するようにすれば、出力を更に大きくすることができる。
【００２４】
更に、ポンプケース１０の外側に、高抵抗磁性材料よりなり、コイル２５をポンプケース１０との間に保持する保持板３１を設けるようにすれば、効率および精度を向上させることができる。
【００２５】
加えて、ポンプケース１０の回転軸方向に伸長された側壁を磁性材料により構成するようにすれば、磁気抵抗を低減することができる。
【００２６】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態では、ポンプケース１０、ロータ２０、およびベーン２３などの構造について具体的に説明したが、他の構造を有していてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
ベーンポンプなどの回転ポンプに用いることができる。
【符号の説明】
【００２８】
１…回転ポンプ、１０…ポンプケース、１１…ポンプ室、１１Ａ…面、１１Ｂ…一方の領域、１１Ｃ…他方の領域、１２…第１ケース、１２Ａ…流入孔、１２Ｂ…排出孔、１２Ｃ…圧力調節孔、１２Ｄ…コネクタ、１３…第２ケース、１４…ボルト、１５…配設穴、１６…磁石対向領域、１７…ロータ対向領域、２０…ロータ、２１…回転軸、２２…シャフト、２３…ベーン、２４…付勢部材、２５…磁石、２６…スペーサー、３０…コイル、３１…保持板、３１Ａ…配線孔、３２…突起部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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