(57)【要約】【課題】モータ部を効率よく冷却することのできるポンプを提供する。【解決手段】モータ部Ｍのモータシャフト（部）１ｍとポンプ部Ｐのポンプシャフト（部）１ｐとを同一軸状のシャフト１とし、ポンプ部Ｐの流出口７ｅから流出する水を、モータ部Ｍの周囲およびモータ部Ｍの回転子２と固定子１０との間に流通させてモータ部Ｍを冷却するポンプにおいて、モータ部Ｍの流出側ブラケット８に、下流へ向けて断面積が順次狭くなるとともに、流出側ブラケット８の周面に下流側へ向けて開口させた複数の流路８ａを設ける。【選択図】    図１
2004190494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ部のモータシャフトとポンプ部のポンプシャフトとを同一軸状のシャフトとし、前記ポンプ部の流入口に流入する液体または前記ポンプ部の流出口から流出する液体を、前記モータ部の周囲および前記モータ部の回転子と固定子との間に流通させて前記モータ部を冷却するポンプにおいて、
前記モータ部の流出側ブラケットに、少なくとも下流端部が下流へ向けて断面積が順次狭くなる複数の流路を設けた、
ことを特徴とするポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載のポンプにおいて、
前記複数の流路を、前記流出側ブラケットの周面に下流側へ向けて開口させた、
ことを特徴とするポンプ。
【請求項３】
請求項１に記載のポンプにおいて、
前記複数の流路を、前記モータ部の周囲を流れる前記流体の旋回流に沿うように螺旋状に設けた、
ことを特徴とするポンプ。
【請求項４】
請求項３に記載のポンプにおいて、
前記複数の流路を、前記流出側ブラケットに設けられた軸方向の貫通孔と、この貫通孔に連通するように前記流出側ブラケットに取り付けられ、前記モータ部の周囲を流れる前記流体の旋回流に沿うように螺旋状に形成されるとともに、下流へ向けて断面積が順次狭くなる螺旋筒とで構成した、
ことを特徴とするポンプ。
【請求項５】
請求項３に記載のポンプにおいて、
前記複数の流路を、前記流出側ブラケットに設けられた軸方向の貫通孔と、この貫通孔の下流端部に連通し、前記モータ部の周囲を流れる前記流体の旋回流に沿うように螺旋状に形成されるとともに、下流へ向けて断面積が順次狭くなる螺旋溝とで構成した、
ことを特徴とするポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ポンプ部の流入口に流入する液体またはポンプ部の流出口から流出する液体を、モータ部の周囲およびモータ部の回転子と固定子との間に流通させてモータ部を冷却するポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記したポンプとして、モータ部のモータシャフトとポンプ部のポンプシャフトとを同一軸状のシャフトとし、ポンプ部の流入口に流入する液体またはポンプ部の流出口から流出する液体を、モータ部の周囲およびモータ部の回転子と固定子との間に流通させてモータ部を冷却する構成としたものがある。
【０００３】
このような構成のポンプは、ポンプ部を駆動するモータ部の周囲、および、モータ部の回転子と固定子との間に流体、例えば水を流通させてモータ部を外側および内側から冷却することができるので、設置スペースを少なくしてスペースを有効に利用することができるとともに、コンパクトで効果的な防音措置を容易に施すことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の上記したポンプは、水をモータ部の周囲、および、モータ部の回転子と固定子との間に流通させてモータ部を冷却する構成としているものの、回転子と固定子との間に水を効率よく流通させることができないため、モータ部を効率よく冷却することができなかった。
【０００５】
この発明は、上記したような不都合を解消するためになされたもので、モータ部を効率よく冷却することのできるポンプを提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、モータ部のモータシャフトとポンプ部のポンプシャフトとを同一軸状のシャフトとし、ポンプ部の流入口に流入する液体またはポンプ部の流出口から流出する液体を、モータ部の周囲およびモータ部の回転子と固定子との間に流通させてモータ部を冷却するポンプにおいて、モータ部の流出側ブラケットに、少なくとも下流端部が下流へ向けて断面積が順次狭くなる複数の流路を設けたものである。
そして、複数の流路を、流出側ブラケットの周面に下流側へ向けて開口させたり、または、モータ部の周囲を流れる流体の旋回流に沿うように螺旋状に設けるのが望ましい。
さらに、複数の流路を、モータ部の周囲を流れる流体の旋回流に沿うように螺旋状に設ける場合、複数の流路を、流出側ブラケットに設けられた軸方向の貫通孔と、この貫通孔に連通するように流出側ブラケットに取り付けられ、モータ部の周囲を流れる流体の旋回流に沿うように螺旋状に形成されるとともに、下流へ向けて断面積が順次狭くなる螺旋筒とで構成したり、または、流出側ブラケットに設けられた軸方向の貫通孔と、この貫通孔の下流端部に連通し、モータ部の周囲を流れる流体の旋回流に沿うように螺旋状に形成されるとともに、下流へ向けて断面積が順次狭くなる螺旋溝とで構成してもよい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図１はこの発明の第１実施形態であるポンプの構成を示す縦断面図に相当する説明図、図２は図１の右側から見た流出側ブラケットの正面図である。
【０００８】
図１において、１はシャフトを示し、太径部１ａと、この太径部１ａの右側に同軸で連なり、太径部１ａよりも細径な右側第１中径部１ｂと、この右側第１中径部１ｂの右側に同軸で連なり、右側第１中径部１ｂよりも細径な右側第２中径部１ｃと、この右側第２中径部１ｃの右側に同軸で連なり、右側第２中径部１ｃよりも細径な右側細径部１ｄと、太径部１ａの左側に同軸で連なり、例えば、右側第１中径部１ｂと同径な左側中径部１ｅと、この左側中径部１ｅの左側に同軸で連なり、例えば、右側第２中径部１ｃと同径な左側細径部１ｆとで構成され、太径部１ａ〜左側細径部１ｆは同一軸状の１本に形成されている。
【０００９】
そして、右側第２中径部１ｃの右側第１中径部１ｂ側（右側第２中径部１ｃの左端部分）には、軸方向にキー溝１ｋが設けられ、また、右側細径部１ｄの外周には、雄ねじ１ｓが設けられている。
なお、モータシャフト部１ｍは左側細径部１ｆ、左側中径部１ｅ、太径部１ａ、右側第１中径部１ｂおよび右側第２中径部１ｃで構成され、ポンプシャフト部１ｐは右側細径部１ｄで構成されている。
【００１０】
２は回転子を示し、右側第１中径部１ｂの太径部１ａ側よりに固定された固定された回転子鉄心２ａと、この回転子鉄心２ａに形成されたエンドリング２ｂと、この回転子鉄心２ａおよびエンドリング２ｂを水密に絶縁して被覆し、円筒状とされた絶縁体２ｃとで構成されている。
この回転子２は、左側中径部１ｆの右端から右側第１中径部１ｂの右端にかけて取り付けられている。
なお、絶縁体２ｃは、熱良導体であるのが望ましい。
【００１１】
３はスラスト円板を示し、右側第２中径部１ｃの左端に、キー溝１ｋに係合するキー３ａで右側第１中径部１ｂの右端に当接するように取り付けられている。
４はスラスト受けを示し、回転子２と反対側のスラスト円板３の面に取り付けられ、同心円上に複数、例えば、４つの転動体４ａを備えている。
５はスラスト受け支工を示し、転動体４ａを介してスラスト受け４を支えるものであり、後述する流入側ブラケット７に取り付けられている。
６はスリーブベアリングを示し、モータシャフト部１ｍの両端部、すなわち、左側中径部１ｆの右端側寄り、および、右側第２中径部１ｃの右端側寄りにそれぞれ取り付けられている。
【００１２】
７は流入側ブラケットを示し、熱良導体、プラスチックまたは複合材で構成され、右側第２中径部１ｃに取り付けたスリーブベアリング６が中心に嵌合している。
そして、流入側ブラケット７には、前述したスラスト受け支工５を取り付ける、スラスト円板３側に位置する取付座７ａと、後述する固定子１０の内側に位置し、同心円上に複数、例えば、８つの軸方向に貫通する流路孔７ｂと、円形の周縁に等間隔で外側へ突出し、互いの間に流入口７ｅを形成するとともに、ねじ孔（７ｄ）を有する、例えば、４つの突出部７ｂとが設けられている。
なお、流入側ブラケット７は、モータ部Ｍの流入側ケーシングであるが、ポンプ部Ｐの流出側ケーシングでもある。
したがって、流入口７ｅは、ポンプ部Ｐの流出口であもある。
【００１３】
８は流出側ブラケットを示し、熱良導体、プラスチックまたは複合材で構成され、左側中径部１ｆに取り付けたスリーブベアリング６が中心に嵌合している。
そして、流出側ブラケット８には、固定子１０の内側に流入側が位置し、流出側が周面の左側（下流側）へ向けて開口し、下流部分が順次断面積が狭くなる複数、例えば、４つの流路８ａと、円形の周縁に等間隔で外側へ突出し、互いの間に流出口８ｄを形成するとともに、ねじ孔８ｃを有する、例えば、４つの突出部８ｂとが設けられている。
【００１４】
１０は回転子２の周囲を所定の間隙で囲む固定子を示し、固定子鉄心１０ａと、この固定子鉄心１０ａに巻かれた固定子巻線１０ｂと、固定子鉄心１０ａおよび固定子巻線１０ｂを水密に絶縁して被覆し、円筒状とされた絶縁体１０ｃと、この絶縁体１０ｃの軸方向の両端に取り付けられたリング状の鍔１０ｄとで構成されている。
この固定子１０は、図示を省略した取付ボルトで両端に取り付けた流入側ブラケット７と流出側ブラケット８とによって支持されている。
なお、絶縁体１０ｃは、熱良導体であるのが望ましい。
【００１５】
１１はモータ筒を示し、熱良導体、プラスチックまたは複合材で構成され、内側に固定子１０が固定されている。
なお、モータケーシングは、流入側ブラケット７、流出側ブラケット８およびモータ筒１１で構成されている。
【００１６】
１２はインペラを示し、シャフト１の右側細径部１ｄが挿通され、右側細径部１ｄの雄ねじ１ｓに螺合するナット１３などで固定されている。
１４は流入側ブラケット７と対向する吸込ブラケットを示し、熱良導体、プラスチックまたは複合材で流入側ブラケット７よりも一回り大きく構成され、シャフト１の軸を中心とする吸込口１４ａ（ポンプ部Ｐの流入口）と、この吸込口１４ａを中心とした同心円上に位置し、流入側ブラケット７の複数のねじ孔（７ｄ）に対応する位置に位置する複数の挿通孔１４ｂと、後述する流路筒１９の内側に嵌合する嵌合部１４ｃとが設けられている。
なお、ポンプケーシングは、流入側ブラケット７、吸込ブラケット１４およびモータ筒１１で構成されている。
【００１７】
１５は吸込ブラケット１４の内側（図１における左側）に取り付けられたマウスリングを示し、内周端はインペラ１２の外側と僅かな間隔をおいて対向している。
１６は吸込ブラケット固定ボルトを示し、吸込ブラケット１４の挿通孔１４ｂを貫通し、流入側ブラケット７のねじ孔（７ｄ）に螺合することにより、吸込ブラケット１４を流入側ブラケット７に固定するものである。
【００１８】
１７は流出側ブラケット８と対向する吐出ブラケットを示し、熱良導体、プラスチックまたは複合材で流出側ブラケット８よりも一回り大きく構成され、シャフト１の軸を中心とする吐出口１７ａと、この吐出口１７ａを中心とした同心円上に位置し、流出側ブラケット８の複数のねじ孔（８ｃ）に対応する位置に位置する複数の挿通孔１７ｂと、流路筒１９の内側に嵌合する嵌合部１７ｃとが設けられている。
１８は吐出ブラケット固定ボルトを示し、吐出ブラケット１７の挿通孔１７ｂを貫通し、流出側ブラケット８のねじ孔（８ｃ）に螺合することにより、吐出ブラケット１７を流出側ブラケット８に固定するものである。
【００１９】
１９は流路筒を示し、熱良導体、プラスチックまたは複合材で構成され、開放した両端部はシールパッキン２０を介して吸込ブラケット１４、吐出ブラケット１７の嵌合部１４ｃ，１７ｃに当接して閉塞されている。
Ｍはモータ部、Ｐはポンプ部を示す。
【００２０】
次に、動作、作用について説明する。
まず、モータ部Ｍの固定子巻線１０ａに通電して回転子２およびシャフト１を回転させると、ポンプ部Ｐのインペラ１２も回転する。
そして、インペラ１２が回転すると、吸込口１４ａからポンプ部Ｐへ流入する液体としての水は、インペラ１２で増圧され、ポンプＰの流出口、すなわち、流入口７ｅからモータ部Ｍのモータ筒１１と流路筒１９との間の環状通液路へと旋回流で流入し、環状通液路、流出口８ｄを経由して吐出口１７ａから流出する。
また、流路孔７ｂへ流入する水は、回転子２と固定子１０との間に通過し、流路８ａを経由して流出口８ｄへと流出する。
【００２１】
このように、流路孔７ｂへ流入した水が回転子２と固定子１０との間に通過し、流路８ａを経由して流出口８ｄへと流出するとき、モータ部Ｍの周囲を流れる水の旋回流、および、流路８ａの下流部分が順次断面積が狭くなるとともに、流出ブラケット７の周面に下流側へ向けて開口していることにより、流路８ａ内の水が吸引されるかたちで流出するので、モータ部Ｍの回転子２と固定子１０との間に水を効率よく流通させることができる。
【００２２】
したがって、モータ部Ｍに電力を供給して動作させるとき、電気エネルギーが運動エネルギーに変換される際に熱が発生するが、この熱は、モータ筒１１を介してモータ筒１１と流路筒１９との間の円環状通液路を流れる水に伝導して搬送され、放熱されるとともに、回転子２と固定子１０との間を流れる水に伝導して搬送され、放熱される。
【００２３】
上述したように、この発明の第１実施形態によれば、モータ部Ｍの流出側ブラケット８に、下流部分が下流へ向けて断面積が順次狭くなる複数の流路８ａを設けるとともに、複数の流路８ａを流出側ブラケット８の周面に下流側へ向けて開口させたので、モータ部Ｍの回転子２と固定子１０との間に水を効率よく流通させることができる。
したがって、モータ部Ｍを効率よく冷却することができ、モータ部Ｍの冷却効果が向上させることができる。
【００２４】
図３はこの発明の第２実施形態であるポンプの構成を示す縦断面図に相当する説明図、図４は図３の右側から見た流出側ブラケットの正面図であり、図１および図２と同一または相当部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００２５】
この第２実施形態が第１実施形態と異なるのは、複数の流路８ｅを、モータ部Ｍの周囲を流れる水の旋回流に沿うように螺旋状に設けた点、すなわち、流出側ブラケット８に設けられた軸方向の貫通孔８ｆと、この貫通孔８ｆに連通するように流出側ブラケット８に取り付けられ、モータ部Ｍの周囲を流れる流体の旋回流に沿うように螺旋状に形成されるとともに、下流へ向けて断面積が順次狭くなる螺旋筒９とで構成した点である。
【００２６】
この第２実施形態におけるポンプの動作、作用が第１実施形態と異なるのは、螺旋筒９を設けて流路８ｅを形成したことにより、旋回流で吐出口１７ａへ向かう水流に吸引されるかたちで流路８ｅから水が流出するので、モータ部Ｍの回転子２と固定子１０との間に水を効率よく流通させることができる。
したがって、モータ部Ｍを効率よく冷却することができ、モータ部Ｍの冷却効果が向上させることができる。
また、流出側ブラケット８に螺旋筒９を取り付けることによって流路８ｅとすることができるので、流路８ｅの製作が簡単に行える。
【００２７】
図５はこの発明の第３実施形態であるポンプの構成を示す縦断面図に相当する説明図、図６は図５の右側から見た流出側ブラケットの正面図であり、図１〜図４と同一または相当部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００２８】
この第３実施形態が第１実施形態と異なるのは、複数の流路８ｇを、モータ部Ｍの周囲を流れる水の旋回流に沿うように螺旋状に設けた点、すなわち、流出側ブラケット８に設けられ、軸方向に貫通するとともに、上流側から下流側へ向けて流出側ブラケット８の中心側へ傾斜した貫通孔８ｈと、この貫通孔８ｈの下流端部に連通し、モータ部Ｍの周囲を流れる水の旋回流に沿うように螺旋状に形成されるとともに、下流へ向けて断面積が順次狭くなる螺旋溝８ｉとで構成した点である。
【００２９】
この第３実施形態におけるポンプの動作、作用が第１実施形態と異なるのは、螺旋溝８ｉを設けて流路８ｇを形成したことにより、旋回流で吐出口１７ａへ向かう水流に吸引されるかたちで流路８ｇから水が流出するので、モータ部Ｍの回転子２と固定子１０との間に水を効率よく流通させることができる。
したがって、モータ部Ｍを効率よく冷却することができ、モータ部Ｍの冷却効果が向上させることができる。
また、流出側ブラケット８を切削加工することによって流路８ｇを設けることができるので、流路８ｇの製作が簡単に行える。
【００３０】
上記した第１実施形態に、下流部分が下流へ向けて断面積が順次狭くなる複数の流路８ａを設けるとともに、複数の流路８ａを流出側ブラケット８の周面に下流側へ向けて開口させた例を示したが、単に、下流部分が下流へ向けて断面積が順次狭くなる複数の流路を設けても、同様な効果が得られる。
また、第３実施形態に、貫通孔８ｈを傾斜させた例を示したが、貫通孔をブラケット８の軸方向に設けても、同様な効果が得られる。
【００３１】
次に、各実施形態において、モータ部Ｍの右側を吸込口１４ａ（流入口）とし、モータ部Ｍの左側を吐出口１７ａ（流出口）とした例で説明したが、モータ部Ｍの左側を吸込口とし、モータ部Ｍの右側を吐出口とするとともに、インペラを吸込口からの水を吐出口側へ流出させる構成としも、同様な効果を得ることができる。
また、各流路８ａ，８ｅ，８ｇの下流部分のみを、下流へ向けて断面積が順次狭くなるようにした例を示したが、流路全体を、下流へ向けて断面積が順次狭くなるようにしても、同様な効果を得ることができる。
さらに、インペラ１２を１段とした例で説明したが、インペラ１２は２段以上であってもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、モータ部の回転子と固定子との間に水を効率よく流通させることができるので、モータ部を効率よく冷却することができ、モータ部の冷却効果が向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態であるポンプの構成を示す縦断面図に相当する説明図である。
【図２】図１の右側から見た流出側ブラケットの正面図である。
【図３】この発明の第２実施形態であるポンプの構成を示す縦断面図に相当する説明図である。
【図４】図３の右側から見た流出側ブラケットの正面図である。
【図５】この発明の第３実施形態であるポンプの構成を示す縦断面図に相当する説明図である。
【図６】図５の右側から見た流出側ブラケットの正面図である。
【符号の説明】
１      シャフト
１ｍ    モータシャフト部
１ｐ    ポンプシャフト部
２      回転子
６      スリーブベアリング
７      流入側ブラケット
７ｂ    流路孔
７ｅ    流入口
８      流出側ブラケット
８ａ    流路
８ｄ    流出口
８ｅ    流路
８ｆ    貫通孔
８ｇ    流路
８ｈ    貫通孔
８ｉ    螺旋溝
９      螺旋筒
１０    固定子
１１    モータ筒
１２    インペラ
１４    吸込ブラケット
１７    吐出ブラケット
１７ａ  吐出口
１９    流路筒
２０    シールパッキン
Ｍ      モータ部
Ｐ      ポンプ部
【図１】
2004190494.tif 000003
【図２】
2004190494.tif 000004
【図３】
2004190494.tif 000005
【図４】
2004190494.tif 000006
【図５】
2004190494.tif 000007
【図６】
2004190494.tif 000008