(57)【要約】【課題】ステータの内周側の温度上昇を防止可能なアウターロータタイプの磁気結合ポンプを提供すること。【解決手段】磁気結合ポンプＰ１は、ハウジング１が、ポンプ室部２とモータ室部６とを備える。ロータ１５は、略円板状の基部１６の表面１６ａ側に突設されてポンプ室部２側に配置されるインペラ１７と、基部１６の裏面１６ｂ側から突設されてモータ室部６側に配置される略円筒状の磁石部１８と、を備える。ロータ１５は、冷却水Ｗ中に配設されるとともに、磁石部１８の内周側に配置されるモータ室部６側のステータ１０によって回転駆動されて、冷却水Ｗを流入口部３から流入させて流出口部４から流出させる。ステータ１０の内周側には、ロータの磁石部１８の内周面１８ａ側及び基部１６の裏面１６ｂ側と連通するように、冷却水Ｗを流入させる流入凹部１１が、配設される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングが、流体の流入口部と流出口部とを有したポンプ室部と、モータ室部と、を備え、
ロータが、略円板状の基部の表面側に突設されて前記ポンプ室部側に配置されるインペラと、前記基部の裏面側から突設されて前記モータ室部側に配置される略円筒状の磁石部と、を備えて、前記流体中に配設される構成とするとともに、前記磁石部の内周側に配置される前記モータ室部側のステータによって発生する回転磁界により回転駆動されて、前記流体を前記流入口部から流入させて前記流出口部から流出させる磁気結合ポンプであって、
前記ステータの内周側に、前記ロータの磁石部の内周面側及び前記基部の裏面側と連通するように、前記流体の流入する流入凹部が、配設されていることを特徴とする磁気結合ポンプ。
【請求項２】
前記基部における前記ステータの内周側付近に、表裏を貫通する複数の貫通孔が配設されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気結合ポンプ。
【請求項３】
前記ロータが、前記流入凹部内に突出する軸部を備え、
該軸部の外周面に、前記流体を撹拌可能な撹拌用インペラが、突設されていることを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載の磁気結合ポンプ。
【請求項４】
前記ロータが、前記流入凹部内に突出する軸部を備え、
該軸部が、前記流入凹部側の流体を前記基部の表面側に送給可能に、内部に、前記流入凹部側と前記基部の表面側とに開口する連通路を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の磁気結合ポンプ。
【請求項５】
前記ロータが、前記基部側と前記流入凹部側との二箇所で、回動自在に支持されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の磁気結合ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の冷却水等の流体を送給する磁気結合ポンプに関し、特に、流体を送給させるためのインペラを有したロータの回転中心側に、ステータが配設されて、このステータの外周側に、ロータの略円筒状の磁石部が配設されるアウターロータタイプの磁気結合ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の冷却水用のアウターロータタイプの磁気結合ポンプでは、冷却水の送給用のインペラを有したロータが、ハウジング内に配設されていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
そして、この磁気結合ポンプでは、ハウジングが、冷却水の流入口部と流出口部とを有したポンプ室部と、モータ室部と、を備えていた。また、ロータは、略円板状の基部の表面側に突設されてポンプ室部側に配置されるインペラと、基部の裏面側から突設されてモータ室部側に配置される略円筒状の磁石部と、を備えて、冷却水中に配設される構成としていた。このロータは、磁石部の内周側に配置されるモータ室部側のステータによって発生する回転磁界により、回転駆動されて、冷却水を流入口部から流入させて流出口部から流出させていた。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−３１１２９０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のアウタロータタイプの磁気結合ポンプでは、ステータの外周側は、磁石部との間に冷却水が介在されることから、その冷却水を利用して冷却可能であるものの、ステータの内周側は、冷却手段が無く、ステータのコイルが断線するような温度上昇が生じる虞れがあり、消費電力の高い高負荷運転に課題が生じていた。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、ステータの内周側の温度上昇を防止可能な磁気結合ポンプを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る磁気結合ポンプは、ハウジングが、流体の流入口部と流出口部とを有したポンプ室部と、モータ室部と、を備え、
ロータが、略円板状の基部の表面側に突設されてポンプ室部側に配置されるインペラと、基部の裏面側から突設されてモータ室部側に配置される略円筒状の磁石部と、を備えて、流体中に配設される構成とするとともに、磁石部の内周側に配置されるモータ室部側のステータによって発生する回転磁界により回転駆動されて、流体を流入口部から流入させて流出口部から流出させる磁気結合ポンプであって、
ステータの内周側に、ロータの磁石部の内周面側及び基部の裏面側と連通するように、流体の流入する流入凹部が、配設されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る磁気結合ポンプでは、ステータの内周側に位置する流入凹部に、ロータの磁石部の内周面側や基部の裏面側から、流体が流入され、その流体により、ステータの内周側が冷却される。
【０００９】
したがって、本発明に係る磁気結合ポンプでは、ステータの内周側の温度上昇を防止できて、ステータのコイルの断線を防止でき、消費電力の高い高負荷運転でも、耐久性を持って、長時間の運転が可能となる。
【００１０】
そして、基部におけるステータの内周側付近に、表裏を貫通する複数の貫通孔が配設されていれば、流入凹部の流体が基部の貫通孔を経てポンプ室部側に流れることができる。すなわち、ステータの外周側から内周側に向かい、さらに、ステータの内周側からポンプ室部側に向かうように、流体によるステータの冷却流路が形成されることから、一層、ステータの内周側の温度上昇を防止することができて、さらに、ステータの外周側の温度上昇も的確に防止できる。そのため、ステータのコイルの断線やハウジングの熱変形を的確に防止できて、一層、消費電力の高い高負荷運転でも、耐久性を持って、長時間の運転が可能となる。
【００１１】
また、ロータが、流入凹部内に突出する軸部を備えて、この軸部が、外周面に、流体を撹拌可能な撹拌用インペラを、突設させていてもよい。このような構成では、ロータの回転駆動時に、撹拌用インペラによって、流入凹部内の流体が撹拌されることから、ステータの内周側の全域の冷却を、迅速かつ的確に行なうことが可能となる。
【００１２】
また、ロータが、流入凹部内に突出する軸部を備えて、軸部が、流入凹部側の流体を基部の表面側に送給可能に、内部に、流入凹部側と基部の表面側とに開口する連通路を備えるように構成してもよい。このような構成では、流入凹部内の流体を、軸部の連通路を経て、基部の表面側のポンプ室部側に流出させることができ、流入凹部の底部側の流体も、ポンプ室部側に流出させることが可能となって、ステータの内周側の冷却効果を、一層、高めることができる。
【００１３】
そして、ロータが、基部側と流入凹部側との二箇所で、回動自在に支持されていれば、ロータの回転が安定して、ロータの回転モーメントの損失を極力低減させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明すると、図１〜３に示す実施形態の磁気結合ポンプＰ１は、車両の冷却水Ｗを送給するものであり、合成樹脂製のハウジング１内に、冷却水Ｗの送給用の複数のインペラ１７を有したロータ１５が、配設されて構成されている。
【００１５】
ハウジング１は、ロータ１５のインペラ１７側に配置されるポンプ室部２と、ポンプ室部２の下方に配置されるモータ室部６と、を備えて構成されている。ポンプ室部２は、天井壁２ａを備えた略円筒状として、冷却水Ｗを流入させる略円筒状の流入口部３を天井壁２ａから上方へ突出させるとともに、冷却水Ｗを流出させる略円筒状の流出口部４を周壁２ｂから外方へ突出させている。
【００１６】
モータ室部６は、略円筒状の周壁部７と、周壁部７の内側下部から内方へ延びる底壁部８と、底壁部８から上方に突出するステータ部９と、を備えて構成されている。
【００１７】
ステータ部９は、内周側に冷却水Ｗを流入可能な凹部１１を備えた略円筒状としている。このステータ部９の内部には、通電時に回転磁界を発生させるようにコイル１０ａを巻いたステータ１０が配設されている。なお、符号１２に示す部材は、ステータ１０を作動させるパワートランジスタや、ステータ１０の回転角を検出するホール素子等を配設させた回転基板であり、符号１３に示す部材は、回転基板１２への電力供給用のターミナルである。
【００１８】
ロータ１５は、表面１６ａ側の上方へインペラ１７を突出させた略円板状の基部１６と、基部１６の外周縁付近から基部１６の裏面１６ｂ側となる下方へ延びて、ステータ１０の外周側と周壁部７の内周側との間に配設される円筒状の磁石部１８と、を備えて構成されている。磁石部１８は、ステータ１０に発生する回転磁界により回転する。なお、磁石部１８は、実施形態の場合、後述する支持軸２０と軸受２５とを除いたロータ１５の部位を形成するポリアミド等の合成樹脂材料に、磁性体粉を混入させて形成されている。
【００１９】
また、基部１６には、ステータ１０の内周側付近に、表裏となる上下に貫通する複数の貫通孔１６ｃが配設されている
さらに、基部１６の中央には、上下方向に沿って軸部１９が配設され、軸部１９は、支持軸２０と摺動ボス部２６とから構成されている。支持軸２０は、金属パイプから形成されて、基部１６を貫通して、下端２０ｂをハウジング１のモータ室部６における底壁部８の中央に、固着させている。このパイプ状の支持軸２０は、上端を開口させ、かつ、下端２０ａ付近の冷却水Ｗ中に位置する部位に、すなわち、流入凹部１１の底部１１ａ付近に、内外周を貫通する複数の流入口２２を開口させており、内部を連通路２１として、流入口２２から流入する冷却水Ｗを、支持軸２０の上端面の開口である流出口２３から、流出できるように、構成されている。
【００２０】
摺動ボス部２６は、基部１６の中央で基部１６と一体的に形成される円筒状としており、さらに、内周側の上下に、摩擦力を低減可能な樹脂または金属等からなる軸受２５・２５を固着させて、これら上下の軸受２５により、摺動ボス部２６は、支持軸２０に、回動自在に支持されることとなる。また、支持軸２０の上端２０ａ付近には、摺動ボス部２６の支持軸２０からの抜け止めを図るＥリング２４が配設されている。
【００２１】
なお、ロータ１５は、回転時、流入口部３側の負圧によって、上方に浮き上がることから、Ｅリング２４が必要となる。また、ロータ１５は、ポンプＰ１の作動時、３０００〜３８００ｒｐｍ程度の回転数で、回転する。
【００２２】
さらに、このロータ１５は、支持軸２０におけるハウジング１側に固着される下端２０ｂを除いて、冷却水Ｗ中に配置されており、ステータ部９の内周側の流入凹部１１に配置される摺動ボス部２６には、下部側の外周面に、流入凹部１１内の冷却水Ｗを撹拌可能な複数の撹拌用インペラ２７が、配設されている。
【００２３】
この実施形態の磁気結合ポンプＰ１では、ステータ１０の内周側に位置する流入凹部１１に、ロータ１５の磁石部１８の内周面１８ａ側や基部１６の裏面１６ｂ側から、冷却水Ｗが流入され、その冷却水Ｗにより、ステータ１０の内周側が冷却される。
【００２４】
したがって、実施形態の磁気結合ポンプＰ１では、ステータ１０の内周側の温度上昇を防止できて、ステータ１０のコイル１０ａの断線を防止でき、消費電力の高い高負荷運転でも、耐久性を持って、長時間の運転が可能となる。
【００２５】
そして、実施形態では、基部１６におけるステータ１０の内周側付近に、上下に貫通する複数の貫通孔１６ｃが配設されており、ロータ１５が回転するように作動されれば、流入口部３側に負圧が発生し、流入凹部１１の冷却水Ｗが基部１６の貫通孔１６ｃを経てポンプ室部２側に流れる。すなわち、ステータ１０の外周側から内周側に向かい、さらに、ステータ１０の内周側からポンプ室部２側に向かうように、冷却水Ｗによるステータ１０の冷却流路Ｆ０が形成されることから、一層、ステータ１０の内周側の温度上昇を防止することができて、さらに、ステータ１０の外周側の温度上昇も的確に防止できる。そのため、ステータ１０のコイル１０ａの断線やハウジング１におけるステータ部９の熱変形を的確に防止できて、一層、消費電力の高い高負荷運転でも、耐久性を持って、長時間の運転が可能となる。
【００２６】
また、実施形態では、ロータ１５が、流入凹部１１内に突出する軸部１９を備えて、この軸部１９の摺動ボス部２６が、外周面に、冷却水Ｗを撹拌可能な撹拌用インペラ２７を、突設させている。そのため、ロータ１５の回転駆動時に、撹拌用インペラ２７によって、流入凹部１１内の冷却水Ｗを撹拌できることから、ステータ１０の内周側の全域の冷却を、迅速かつ的確に行なうことができる。
【００２７】
さらに、実施形態では、ロータ１５が、流入凹部１１内に突出する軸部１９を備えて、軸部１９の支持軸２０が、流入凹部１１の底部１１ａ側の冷却水Ｗを基部１６の表面１６ａ側に送給可能に、内部に、流入凹部１１の底部１１ａ側と基部１６の表面１６ａ側とに開口する連通路２１を備えている。そのため、ロータ１５が回転するように作動されれば、流入口部３側に負圧が発生して、流入凹部１１内の低部１１ａ側の冷却水Ｗが、流入口２２から支持軸２０の連通路２１内に流入し、さらに、連通路２１を経て、支持軸２０の上端２０ａの流出口２３から、基部１６の表面１６ａ側のポンプ室部２側に流出される。すなわち、ステータ１０の外周側から内周側に向かい、さらに、連通路２１を経て、ステータ１０の内周の底部側からポンプ室部２側に向かうように、冷却水Ｗによるステータ１０の冷却流路Ｆ１が形成されることから、ステータ１０の内周側の冷却効果を高めることができる。
【００２８】
また、実施形態の磁気結合ポンプＰ１では、ロータ１５の回転時の支持が、ロータ１５の上下の両端付近となる基部１６側と流入凹部１１側との上下二箇所の軸受２５・２５により、行なわれており、作動時のロータ１５の回転が安定して、ロータ１５の回転モーメントの損失を極力低減させることができる。
【００２９】
なお、実施形態では、ロータ１５の軸部１９が、撹拌用インペラ２７を突設させた摺動ボス部２６を備えたものを例示したが、インペラ２７を備えない構造としてもよい。
【００３０】
また、実施形態では、ロータ１５の軸部１９が、連通路２１を有したパイプ状の支持軸２０を備えて構成されるものを示したが、図４に示す磁気結合ポンプＰ２のように、軸部１９Ａが、撹拌用インペラ２７を配設させた摺動ボス部２６と、連通路２１を有しない支持軸２０Ａと、から構成されるものでもよい。
【００３１】
さらに、実施形態では、ロータ１５の基部１６に、表裏を貫通する複数の貫通孔１６ｃを設けたものを示したが、ロータ１５は、貫通孔１６ｃを備えない構造としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の磁気結合ポンプの縦断面図である。
【図２】実施形態のロータの縦断面図である。
【図３】実施形態のロータの横断面図であり、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ部位を示す。
【図４】他の実施形態の磁気結合ポンプの縦断面図である。
【符号の説明】
１…ハウジング、
２…ポンプ室部、
３…流入口部、
４…流出口部、
６…モータ室部、
１０…ステータ、
１０ａ…コイル、
１１…流入凹部、
１５…ロータ、
１６…基部、
１６ａ…（基部の）表面、
１６ｂ…（基部の）裏面、
１６ｃ…貫通孔、
１７…インペラ、
１８…磁石部、
１８ａ…内周面、
１９…軸部、
２１…連通路、
２２…流入口、
２３…流出口、
２５…軸受、
２７…撹拌用インペラ、
Ｗ…流体・冷却水、
Ｐ１・Ｐ２…磁気結合ポンプ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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