(57)【要約】【課題】インペラシャフトの両端を支持する場合に吸入路側の支持構造を流体の流れを妨げないようし、軸受部の強度、剛性を高いものとし、且つその構造を極めて簡単にしたマグネットポンプを提供すること。【解決手段】ポンプ室１，吸入路２，吐出路３及び吸入側軸支部４を備えたポンプハウジングＡと、該ポンプハウジングＡのポンプ室１と接合する隔壁体５と、該隔壁体５に形成された隔壁側軸穴部５ｂと前記ポンプハウジングＡの吸入側軸支部４を介して支持固定されるインペラ軸６と、該インペラ軸６に回動自在に装着されるインペラ回転体Ｂとからなること。前記ポンプハウジングＡの吸入路２の孔心線Ｓ２  は、前記ポンプハウジングＡに装着された前記インペラ軸６の軸方向に対して適宜の傾斜角度θにて形成され、前記吸入側軸支部４は吸入路２の傾斜内周側面から前記隔壁側軸穴部５ｂに向かって軸形状に突出形成されてなること。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ室，吸入路，吐出路及び吸入側軸支部を備えたポンプハウジングと、該ポンプハウジングのポンプ室と接合する隔壁体と、該隔壁体に形成された隔壁側軸穴部と前記ポンプハウジングの吸入側軸支部を介して支持固定されるインペラ軸と、該インペラ軸に回動自在に装着されるインペラ回転体とからなり、前記ポンプハウジングの吸入路の孔心線は、前記ポンプハウジングに装着された前記インペラ軸の軸方向に対して適宜の傾斜角度にて形成され、前記吸入側軸支部は吸入路の傾斜内周側面から前記隔壁側軸穴部に向かって軸形状に突出形成されてなることを特徴とするマグネットポンプ。
【請求項２】
請求項１において、前記ポンプハウジングに装着されたインペラ軸の軸方向に対する吸入路の孔心線の傾斜角度は、約３０°乃至約７５°としてなることを特徴とするマグネットポンプ。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記吸入側軸支部の断面形状はその鉛直方向の下面側がほぼ弧形Ｖ字形状とした流線形としてなることを特徴とするマグネットポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポンプハウジング内部のインペラシャフトの両端を支持する場合に吸入路側の支持構造は流体の流れを妨げることのないようにするとともに、軸受部の強度、剛性を高いものにすることができ、且つその構造を極めて簡単にすることができるマグネットポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のマグネットポンプのインペラの装着構造として、隔壁体とポンプハウジング本体の吸入路内にそれぞれ支持部を設けて、この支持部を介してインペラシャフトが回転自在となるように、軸方向両端が支持されている。そしてポンプハウジング本体側の支持部材は、インペラの吸入側に直線状に開口している吸入路内に、インペラシャフトをしっかりと支持するようにその流路内壁と連結する支持辺が複数本設けられている。この種のものとして、例えば、特許文献１（特開平２００１−１６５０８５）に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平２００１−１６５０８５
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１では、ポンプハウジング本体側の吸入路側に形成された軸受部は、吸入路の直径方向中心箇所に位置するように形成されている。その吸入路側の軸受部は、その周囲から吸入路内周側面に向かって複数本の支持片が放射状に形成されている。その支持片により、吸込み圧力損失が増大し、ポンプ効率の悪化やキャビテーションの原因となる。
【０００５】
また、前記軸受部や支持片等を小さくしたり、又は細くして、吸入流体に対する悪影響を減少させようとすると、今度は強度や剛性が小さくなりインペラシャフトを十分に支持できなくなり、ポンプ自体の耐久性を確保することが困難になる。このようにインペラシャフトを支持する場合に、吸入路側の支持構造は流体の流れを妨げることのないようにするとともに、軸受部の強度、剛性は高いものにしなければならないという相反する条件をともに満足しなければならないという困難性がある。本発明の目的は、上記のように相反する条件をともに満たすことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで、発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意，研究を重ねた結果、本発明を、ポンプハウジングと、該ポンプハウジング内に装着される隔壁体と、該隔壁体の隔壁側軸穴部と前記ポンプハウジングの吸入路側支持部を介して支持されるインペラシャフトと、該インペラシャフトに回動自在に装着されるインペラとからなり、前記ポンプハウジングの吸入路は、前記インペラシャフトの軸装着方向に対して傾斜し、その吸入路の傾斜内周側面からインペラシャフトの軸方向と同一方向となるように吸入路側軸支部が突出状に形成されてなるマグネットポンプとしたことにより、インペラシャフトを支持する場合に、吸入路側の支持構造は流体の流れを妨げることのないようにするとともに、軸受部の強度、剛性は高いものにしなければならないという相反する条件をともに満足し、上記課題を解決したものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。まず、本発明の構成は、図１（Ｂ）に示すように、ポンプハウジングＡがハウジング本体部Ａ１  と隔壁体５と、マグネットカップ体収納部１０とから構成される。そのハウジング本体部Ａ１  とマグネットカップ体収納部１０とがボルト，ナット等の固着具にて接合され、さらに前記ハウジング本体部Ａ１  とマグネットカップ体収納部１０とにより構成される内室は、隔壁体５により仕切られる。
【０００８】
図１（Ａ）は、マグネットポンプからプーリ，アウターマグネット１３及びマグネットカップ体収納部１０を除いたものである。そのハウジング本体部Ａ１  は、ポンプ室１と吸入路２及び吐出路３とから構成されている。そのポンプ室１には、前記隔壁体５が水密的に接合される。ポンプ室１と隔壁体５とによって形成される空隙室内には、インペラ軸６を介してインペラ回転体Ｂが収納される。
【０００９】
その隔壁体５は、合成樹脂等で形成され、アウターマグネット１３の磁力が隔壁体５内部に及ぶようになっており、図２に示すように、カップ状部５ａの隔壁底面部５ａ１  に隔壁側軸穴部５ｂが形成されている。該隔壁側軸穴部５ｂは、前記隔壁底面部５ａ１  に円周状の立上り部が形成されており、この隔壁側軸穴部５ｂにインペラ軸６の軸方向の一端が挿入配置され、インペラ軸６が軸支されたり、又はハウジング本体部Ａ１  に弾性シール材１４を介して取り付けられた隔壁体５が遊動支持又は弾性支持状態にされている。すなわち、前記弾性シール材１４により隔壁体５はハウジング本体部Ａ１  に対して僅かに可動可能な状態とし、インペラ軸６の振動に対応できるようになっている。なお、隔壁側軸穴部５ｂの別の形状としては、特に図示しないが、前記隔壁側軸穴部５ｂは隔壁底面部５ａ１  の中心位置に凹み穴状として形成されるものであってもよい。
【００１０】
ハウジング本体部Ａ１  の吸入路２には、図２に示すように、吸入側軸支部４が形成されている。この吸入側軸支部４は、図１（Ａ）に示すように、前記隔壁体５がポンプハウジングＡに接合されることにより、吸入側軸支部４と，隔壁体５の隔壁側軸穴部５ｂとがポンプハウジングＡの内部において、ともに同一の軸心Ｓとなるように設定される。そして、吸入側軸支部４と隔壁側軸穴部５ｂとがなす軸心Ｓとインペラ軸６の軸線Ｓ６  が一致するように、その軸方向両端が支持される。前記吸入路２の管路方向における中心の連続を孔心線Ｓ２  と称すると、該孔心線Ｓ２  は、前記インペラ軸６の適正設置状態における軸方向の軸線Ｓ６  ，すなわち吸入側軸支部４と隔壁側軸穴部５ｂによる軸線Ｓに対して適宜の傾斜角度θをなすものである。
【００１１】
その傾斜角度θは、約３０°乃至約７５°程度であるが、図の実施形態では約４５°に設定されている。上記のように吸入側軸支部４の軸線Ｓが吸入路２の孔心線Ｓ２  に対してなす角度が約３０°〜約７５°の範囲に設定される。このように前記吸入側軸支部４は、図３に示すように、前記吸入路２から前記軸線Ｓに向かって形成されることにより、その吸入側軸支部４の周囲は吸入路２の内周傾斜側面にて囲まれる状態とすることができる（図５参照）。そして、前記吸入路２の流路断面積をほとんど損なうことなく、吸入路２管路内に吸入側軸支部４が形成される。したがって、吸入路２から流入する流体は、図４及び図５（Ａ），（Ｂ）等に示すように、吸入側軸支部４の周囲を通過してポンプ室１に入るものであり、吸入側軸支部４以外に流体の障害となるものは存在しない。
【００１２】
この傾斜角度θの勾配を有する吸入路２の内周側面より、前記吸入側軸支部４が前記インペラ軸６を適正に設置した状態における軸心方向に沿って突出状態に形成されている。その吸入路２の内周側面に対する吸入側軸支部４の突出箇所は傾斜面に対して水平状に突出するものである。その吸入側軸支部４は、円筒形状をなし、その先端には軸受穴４ａが穿孔されており、インペラ軸６の軸端が挿入される。
【００１３】
インペラ回転体Ｂは、インナーマグネット部７とインペラ羽根部８とから構成されており、インナーマグネット部７は、軸受部７ａには軸受貫通孔７ａ１  が形成され、その軸受部７ａの外周にインナーマグネット７ｂがインナーマグネットカバー部７ｃを介して装着されている。そのインナーマグネット部７は前記隔壁体５の内部に収納され、前記軸受貫通孔７ａ１  に前記インペラ軸６が貫通してインナーマグネット部７が回動自在に支持されている。
【００１４】
またインナーマグネットカバー部７ｃには、軸方向に隣接するようにしてインペラ羽根部８が連続形成されており、インナーマグネット部７の回動とともにインペラ羽根部８が回動する。該インペラ羽根部８は、複数の羽根片８ａ，８ａ，…群を有し、さらに、この複数の羽根片８ａ，８ａ，…の先端に環状部８ｂが形成され、該環状部８ｂの先端に円筒状部８ｃが連続的に形成されている。その円筒状部８ｃが前記吸入路２のポンプ室１側端部に遊挿状態となって装着される。
【００１５】
上述したように、ポンプハウジングＡの吸入路２側に設けられたインペラ軸６の軸線Ｓ６  に対して吸入路２の孔心線Ｓ２  を適宜角度に傾斜させることで、前記吸入路２のポンプ室１側における開口面積は、前記吸入路２の孔心線Ｓ２  に直交する管路内断面積より大きくすることができる。すなわち、前記吸入路２の管路直線領域の孔心線Ｓ２  をポンプ室１の軸方向に一致させて開口した場合の開口面積よりも、吸入路２をポンプ室１の軸方向に対して傾斜状管路とすることでポンプ室１との有効な開口面積を拡大させることができる。したがって、吸入路２の開口内部にインペラ回転体Ｂのインペラ羽根部８を僅かながら遊挿する構成とする場合には、そのインペラ羽根部８の直径をより一層大きなものにすることができる。これによって、ポンプ性能の影響は極力低減することができる。
【００１６】
その吸入側軸支部４は、軸心方向に直交する断面形状が流線形となるように形成されることがある。具体的には、図６（Ａ），（Ｃ）に示すように、前記吸入側軸支部４の外形下面側４ｃが弧状Ｖ字形状に形成されている。また、図６（Ｂ）に示すように、前記吸入側軸支部４の外形上面側４ｂが弧状三角形状に形成されることもある。これによって、吸入側軸支部４の突出による水の抵抗を減小させることができる。
【００１７】
上述した種々の吸入側軸支部４は、十分な大きさ，強度及び剛性の高いものを形成することができ、しかも、その吸入側軸支部４は、吸入路２の内周面の適宜の傾斜部分からインペラシャフトの軸線方向に突出する形状としているので、吸入路２を流通する流体に対して大きな抵抗とならず、流体の流れを良好に維持することができるものである（図４，図５等参照）。ポンプハウジングＡは、ポンプ室１，吸入路２，吐出路３及び吸入側軸支部４がアルミニウム合金によりダイカスト金型で成形される際の鋳抜きテーパーが形成され、吸入路２方向に沿って徐々に断面積が大きくなっている。
【００１８】
そして、吸入側軸支部４の吸入路２における付け根箇所は、該吸入路２の内周傾斜側面箇所で軸径が最大径となり、前記内周傾斜側面に投影された面積のように大きくなる。次に、前記マグネットカップ体収納部１０は、ポンプハウジングＡにボルト，ナット等の固着具にて接続してポンプハウジングＡとともにポンプを構成するものである。マグネットカップ体収納部１０の内部には、マグネットカップ体１２が回動自在に装着されている。具体的には前記マグネットカップ体収納部１０には、駆動軸１１がベアリングを介してマグネットカップ体収納部１０の内部と外部とに貫通するように装着され、その駆動軸１１のマグネットカップ体収納部１０の内部側がマグネットカップ体１２に連結されている。
【００１９】
マグネットカップ体１２には、環状としたアウターマグネット１３が装着され、このアウターマグネット１３が前記隔壁体５の外周を包囲するように配置され、隔壁体５内のインナーマグネット部７に回転運動を伝達することができるようになっている。また前記駆動軸１１のマグネットカップ体収納部１０の外部側には、プーリ或いは図示しないチェーンスプロケット等を介して回転運動が伝達されるものである。なお、本発明において、図７に示すように、アウターマグネット１３の代わりにモータの固定コイル１５が隔壁体５の内部に樹脂モールドされたタイプも存在する。すなわち、ポンプとモータとが一体化されたものである。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１の発明は、ポンプ室１，吸入路２，吐出路３及び吸入側軸支部４を備えたポンプハウジングＡと、該ポンプハウジングＡのポンプ室１と接合する隔壁体５と、該隔壁体５に形成された隔壁側軸穴部５ｂと，前記ポンプハウジングＡの吸入側軸支部４を介して支持固定されるインペラ軸６と、該インペラ軸６に回動自在に装着されるインペラ回転体Ｂとからなり、前記ポンプハウジングＡの吸入路２の孔心線Ｓ２  は、前記ポンプハウジングＡに装着された前記インペラ軸６の軸方向に対して適宜の傾斜角度θにて形成され、前記吸入側軸支部４は吸入路２の傾斜内周側面から前記隔壁側軸穴部５ｂに向かって軸形状に突出形成されてなるマグネットポンプとしたことにより、マグネットポンプのインペラ軸６の軸方向両端を支持するものにおいて、そのポンプハウジングＡに設けられる吸入路２の流路断面積を十分に確保しつつ、吸入路２側におけるインペラ軸６の支持構造の強度を十分に確保することができ、かつポンプ性能の低下を防ぐことができる。
【００２１】
上記効果を詳述すると、吸入路２の孔心線Ｓ２  は、前記ポンプハウジングＡに装着された前記インペラ軸６の軸方向に対して適宜の傾斜角度θにて形成され、前記吸入側軸支部４は吸入路２の傾斜内周側面から前記隔壁側軸穴部５ｂに向かって軸形状に突出している。この吸入側軸支部４の前記吸入路２の内周傾斜側面に対する付け根箇所は、吸入側軸支部４に直交する断面形状よりも大きくなり、十分な強度を得ることができる。
【００２２】
また、特許文献１等の従来技術に見られる吸入側におけるインペラシャフトの軸支部のように、軸受周囲と管路周壁との間に放射状に支持片或いはこれに相当するものが、本発明には存在せず、吸入路２からインペラ回転体Ｂを介してポンプ室１に流入する流体の抵抗を最小限にすることができるものである。
【００２３】
請求項２の発明は、請求項１において、前記ポンプハウジングＡに装着されたインペラ軸６の軸方向に対する吸入路２の孔心線Ｓ２  の傾斜角度θは、約３０°乃至約７５°としてなるマグネットポンプとしたことにより、その製造がより一層、行いやすくなる。
【００２４】
上記効果を詳述すると、マグネットポンプのインペラ軸６の軸方向を支持するものにおいて、そのポンプハウジングＡの吸入路を約３０°〜約７５°傾斜させて、その吸入路２の内周傾斜側面にインペラ軸６の吸入側軸支部４を設けたもので、傾斜角度θを上記の範囲とすることで、吸入側軸支部４は、単一部材構成としており、最も簡単な構造にすることができ、ポンプハウジングＡを成形する際に金型の引抜き中子により成形することができ、アルミ合金材等のダイカスト成形や樹脂材等の成形には好適である。
【００２５】
また、ポンプハウジングＡにおけるポンプ流体供給源又はポンプ流体循環流路と接続するパイプの接続部は、ポンプハウジングＡの吸入路２の外部側開口部が傾斜しているので、抜けにくくでき、パイプの接続部を小さくすることもでき、ポンプハウジング本体との接続を容易にすることができる等の利点も存在する。
【００２６】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記吸入側軸支部４の断面形状はほぼ流線形としてなるマグネットポンプとしたことにより、吸入路２から流入する流体は吸入側軸支部４の周囲を流れるときの水抵抗が小さくなり、ポンプ性能を良好にすることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の縦断側面図
（Ｂ）は（Ａ）にアウターマグネット等を装着した縦断側面図
【図２】本発明における構成部材の分解縦断側面図
【図３】本発明における吸入側軸支部の斜視図
【図４】本発明における流体の流れを示す作用図
【図５】（Ａ）は図４のＸ−Ｘ矢視断面略示図
（Ｂ）は吸入側軸支部周囲の流体の流れを示す略示図
【図６】（Ａ）は吸入側軸支部の断面を流線形状とした斜視図
（Ｂ）は吸入側軸支部の上面を弧状三角形とし下面を弧状Ｖ字形状とした断面図
（Ｃ）は吸入側軸支部の下面を弧状Ｖ字形状とした断面図
【図７】本発明において固定コイルが樹脂モールドされた隔壁体を有する縦断側面図
【符号の説明】
Ａ…ポンプハウジング
Ｓ２  …孔心線
１…ポンプ室
２…吸入路
３…吐出路
４…吸入側軸支部
５…隔壁体
５ｂ…隔壁側軸穴部
６…インペラ軸
【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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