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JPH07103870B2 - フラット型直流ブラシレスキャンドモ−タポンプ - Google Patents
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JPH07103870B2 - フラット型直流ブラシレスキャンドモ−タポンプ - Google Patents

フラット型直流ブラシレスキャンドモ−タポンプ

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JPH07103870B2
JPH07103870B2 JP62133317A JP13331787A JPH07103870B2 JP H07103870 B2 JPH07103870 B2 JP H07103870B2 JP 62133317 A JP62133317 A JP 62133317A JP 13331787 A JP13331787 A JP 13331787A JP H07103870 B2 JPH07103870 B2 JP H07103870B2
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JP
Japan
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pump
rotor
stator
motor
brushless
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義昭 小西
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Nikkiso Co Ltd
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Nikkiso Co Ltd
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、キャンドモータポンプ、殊に直流電源で駆動
されるブラシレスモータを使用したフラット型キャンド
モータポンプに関する。
〔従来の技術〕
従来のこの種のフラット型キャンドモータポンプは、キ
ャンドモータの構造的制約から、駆動モータとしては誘
導電動機が使用されていた。そして、その構造は、一般
には、第4図および第5図に示すように構成されてい
た。すなわち、フラット型キャンドモータポンプは、ポ
ンプケーシング10内に配置される円板状のバックシュラ
ウドで支えられた翼部12を備えるインペラ24と、ポンプ
ケーシングカバー14内に配置されるステータ16ならびに
前記インペラ24に一体的に取付けられるロータ18からな
るキャンドルモータ部とから構成される。そして、ステ
ータ16ならびにロータ18はそれぞれキャン16a,18aを介
して液密に密封されており、また、インペラ24はケーシ
ング10ならびにカバー14内において軸受20を介して支持
軸22に回転自在に軸支されており、これにより無漏洩ポ
ンプの特性が達成され、また、その構造も比較的簡単,
小形に形成されている。
因みに、直流電動機はその制御をフィードバック方式で
行なうことができるので、制御方式がフィードフォワー
ド方式である誘導電動機に比べて、回転速度制御が高精
度に行なわれる。したがって、この種のポンプにおいて
はその性能を向上することができる。しかしながら、直
流電動機は、ブラシレス(無整流子)方式に構成した場
合でも、少なくともロータの位相検出器を設ける必要か
ら、従来は、軸封部を不可欠とした。このため、無漏洩
性を要件とするこの種のポンプに対しては、直流電動機
は不適格とされていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、従来のこの種のポンプは、前述したようにそ
の駆動モータが誘導電動機であることから、無漏洩性は
確保されるが、反面、下記のような難点あるいは制約を
有するものであった。すなわち、ロータ18のステータ16
に対する配置は、誘導電動機の励磁特性を安定化し且つ
電磁気的効率を向上するために、相互に接近し且つその
間隙Cが均一に保持されることを必要とする。このこと
は、インペラ24の形状が必然的に円板状あるいは円筒状
に制約され(第5図参照)、このため、広い面積の間隙
C部において大きな流体摩擦損失が発生する。またこれ
と同時に、インペラ24の構造が複雑、重量化し、しか
も、翼部12の設計自由度が制約される。殊に、高粘性の
流体においては前記摩擦損失が増大し、ポンプ効率が大
幅に低下する。
そこで、本発明の目的は、フラット型キャンドモータポ
ンプにおいて、ポンプの無漏洩性を損なうことなく駆動
モータとして直流電動機を使用できるよう構成し、これ
によりロータをポンプインペラ内部に埋込配置できるよ
うにして、ポンプ内部における流体摩擦損失を大幅に軽
減すると共にポンプ構造を簡単軽量にできるようにした
フラット型直流ブラシレスキャンドモータポンプを提供
することにある。また、このように直流電動機を用いる
ことにより、回転速度を高精度に制御できるようにした
高性能のフラット型直流ブラシレスキャンドモータポン
プを提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
前記目的を達成するため、本発明に係るフラット型直流
ブラシレスキャンドモータポンプは、直流ブラシレスモ
ータを鉄心からなるステータと永久磁石からなるロータ
とで構成し、ロータをポンプインペラ内部に埋込み配置
すると共に、このインペラに対向してステータをポンプ
ケーシングカバー内に密閉配置し、ステータのコアに隣
接してロータの磁気変化を検出する磁気センサを設け、
この磁気センサをステータの付勢制御を行う制御回路に
入力する信号を発生する回転変位検出素子として構成し
てなるフラット型直流ブラシレスキャンドモータポンプ
において、 ポンプインペラは、支持軸に対し軸受を介して装着され
る中央部より半径方向に直線状に延在する複数の翼部を
備えると共に翼部の裏側にこの翼部を支える円板状のシ
ュラウドを持たない構成からなり、 前記各翼部にそれぞれ永久磁石を埋込み配置してロータ
を構成し、 さらに磁気センサは、ホール素子からなり、前記ロータ
の各永久磁石における磁束の変化によりロータの回転位
相および回転数を検出し、この検出信号をステータを付
勢するサイリスタインバータ回路のゲート制御回路に入
力してフィードバック制御を行うよう構成することを特
徴とする。
〔作用〕
駆動モータとして直流電動機を用いることにより、ロー
タを永久磁石片で構成し、この磁石片を所定の角度位置
で非連続的にインペラ内部に配置することが可能とな
る。したがって、回転インペラによる流体摩擦損失が大
幅に軽減されると共に、ポンプ構造が簡単,軽量化され
る。また、駆動モータを構成するステータおよびロータ
は液密に密閉乃至埋込まれており、しかも、ロータの位
相ならびに回転数は磁気センサを介して検出されて軸封
部を必要としないので、ポンプの無漏洩性が確実に達成
される。
〔実施例〕
次に、本発明に係るフラット型直流ブラシレスキャンド
モータポンプの一実施例につき添付図面を参照しながら
以下詳細に説明する。なお、説明の便宜上第4図および
第5図に示す従来の構造と同一構成部分については同一
参照符号を付し、詳細な説明は省略する。
本発明に係るフラット型直流ブラシレスキャンドモータ
ポンプは、ポンプケーシング10内に配置される8枚の翼
部12からなるインペラ24と、ポンプケーシングカバー14
内に配置される鉄心からなるステータ30ならびに前記翼
部12内に配置される8個の永久磁石片ロータ32からなる
直流ブラシレスキャンドモータM(第3図参照)とから
構成される。インペラ24はケーシング10ならびにカバー
14内において、軸受20を介して支持軸22に回転自在に軸
支されており、支持軸22内には作動液が流通する通液路
22aが穿設されており、そして、翼部12のフロント側に
はその一側縁に沿って若干の幅寸法で延在するシュラウ
ド片12aが設けられている。一方、ステータ30はキャン3
0aによって囲繞されるステータ室34内に液密に密閉され
ており、ロータ32は各翼部12内にそれぞれ液密に埋込ま
れており、そして、ステータ室34においてステータ30の
コアに近接したキャン30aの内周面にホール素子などで
なる磁気センサ36が取付けられている。
シュラウド片12aは、翼部12の回転時に翼部12をステー
タ30から離間する方向へスラストを発生するように構成
されており、これにより、永久磁石片ロータ32とステー
タ30間に使用する吸引力が相殺されて、インペラ24のス
ラストベアリングにおける負荷は無負荷乃至大幅に軽減
される。
磁気センサ36は、永久磁石片ロータ32の磁束の変化によ
りロータ32の回転位相および回転数を検出する。すなわ
ち、第3図において、磁気センサ36で検出されたロータ
32の回転位置検出信号はステータ30の巻線を付勢するサ
イリスタインバータ回路38のゲート制御回路40へ供給さ
れ、直流ブラシレスキャンドモータMの駆動に際してフ
ィードバック制御を行なうように構成される。
このような構成において、直流ブラシレスキャンドモー
タMを駆動してインペラ24を回転させると、ポンプ取扱
液は吸込口42からインペラ24を介して吐出口44へと吐出
される。この時、取扱液の一部は通液孔22a内を流通
し、軸受20の潤滑が行なわれる。
ここで、本発明のポンプにおいては、ロータ32は翼部12
内に埋込まれて非連続,放射状に配置されているので、
インペラ24の回転に基づく流体摩擦損失が、従来のこの
種ポンプに比較して大幅に軽減される。更に、インペラ
24はシュラウド片12aにより生じるスラストによってロ
ータ32による吸引力を相殺されるので、スラストベアリ
ングの負荷がほぼ無負荷状態まで軽減される。このよう
にして、ポンプ効率を大幅に向上し得ると共に、ポンプ
の耐用寿命を延長することができる。
また、本発明のポンプにおいては、ロータ32を翼部12内
に埋込み配置することができるので、インペラ24の構造
が簡単軽量になり、しかも、インペラ24の設計自由度が
向上する。したがって、ポンプが安価軽量に構成され
る。また、このように直流モータMを用いることによ
り、ポンプの回転数制御が高精度に達成され、ポンプ性
能が向上する。なお、インペラ24はケーシング10および
カバー14内において回転自在に軸支されており、ステー
タ30およびロータ32はそれぞれキャン30aおよび翼部12
内に液密に密封あるいは埋込まれているので、ポンプの
無漏洩性が達成されることは勿論である。また、本発明
のポンプは、フラット型ポンプの特性として、ステータ
30およびロータ32を同心円状筒体に形成する通常のこの
種ポンプに比較して、例えば循環冷却水配管などが不要
となり、構造が簡単,軽量となる利点を有する。
また、小形ポンプでスラストが問題とならない場合、シ
ュラウド片12aを省略し、さらに簡単な構造とすること
ができる。
以上、本発明のフラット型直流ブラシレスキャンドモー
タポンプの好適な実施例について説明したが、本発明は
その精神を逸脱することなく多くの設計変更が可能であ
る。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明に係るフラット型直流ブラ
シレスキャンドモータポンプは、直流ブラシレスモータ
をステータと永久磁石片ロータとで構成し、ロータをポ
ンプインペラ内部に埋込配置すると共にステータをポン
プケーシングカバー内に密閉配置し、且つステータのコ
アに隣接してロータの磁気変化を検出する磁気センサを
設けて構成したので、前述のポンプインペラ内部に放射
状非連続的に配置したロータの位相ならびに回転数を軸
封部を設けることなく検出することが可能となる。した
がって、直流キャンドモータを用いてキャンドモータポ
ンプの無漏洩性が確実に達成される。そして、このよう
に直流キャンドモータを使用できることにより、インペ
ラのステータに対向する回転部分面積が、従来の交流キ
ャンドモータにおけるそれに比べて格段に減少し、従っ
てインペラの回転に基づく流体摩擦損失を大幅に軽減す
ることができる。すなわち、ポンプ効率を大幅に向上す
ることができる。また、ポンプの回転数が、交流モータ
に比べて高精度に制御されるので、ポンプ性能を向上す
ることができる。さらに、インペラの構造が、交流モー
タを使用する場合に比べて簡単,軽量となり、しかもイ
ンペラの設計の自由度が十分にあるため、ポンプの製造
コストを容易に低減することができる。
なお、翼部のフロント側にインペラをステータから離間
する方向へスラストを発生するシュラウド片を設ける
と、インペラのスラスト荷重がほぼ無負荷に保持され、
ポンプ効率を更に向上し得ると共に、ポンプ寿命を延長
することができる。
因みに、この種のシュラウド片は、従来のインペラにお
ける円板状のバックシュラウドを有するものと比較し
て、円板摩擦損失の発生を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るフラット型直流ブラシレスキャン
ドモータポンプの一実施例を示す一部切欠き断面図、第
2図は第1図に示すキャンドモータポンプにおけるイン
ペラの底面図、第3図は直流ブラシレスモータの制御系
の系統図、第4図は従来のフラット型交流キャンドモー
タポンプを示す断面図、第5図は第4図に示すキャンド
モータポンプにおけるインペラの斜視図である。 10……ポンプケーシング、12……翼部 12a……シュラウド片 14……ポンプケーシングカバー 20……軸受、22……支持軸 22a……通液孔、24……インペラ 30……ステータ、30a……キャン 32……ロータ、34……ステータ室 36……磁気センサ 38……サイリスタインバータ回路 40……ゲート制御回路、42……吸込口 44……吐出口 M……直流ブラシレスキャンドモータ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直流ブラシレスモータを鉄心からなるステ
    ータと永久磁石からなるロータとで構成し、ロータをポ
    ンプインペラ内部に埋込み配置すると共に、このインペ
    ラに対向してステータをポンプケーシングカバー内に密
    閉配置し、ステータのコアに隣接してロータの磁気変化
    を検出する磁気センサを設け、この磁気センサをステー
    タの付勢制御を行う制御回路に入力する信号を発生する
    回転変位検出素子として構成してなるフラット型直流ブ
    ラシレスキャンドモータポンプにおいて、 ポンプインペラは、支持軸に対し軸受を介して装着され
    る中央部より半径方向に直線状に延在する複数の翼部を
    備えると共に翼部の裏側にこの翼部を支える円板状のシ
    ュラウドを持たない構成からなり、 前記各翼部にそれぞれ永久磁石を埋込み配置してロータ
    を構成し、 さらに磁気センサは、ホール素子からなり、前記ロータ
    の各永久磁石における磁束の変化によりロータの回転位
    相および回転数を検出し、この検出信号をステータを付
    勢するサイリスタインバータ回路のゲート制御回路に入
    力してフィードバック制御を行うよう構成することを特
    徴とするフラット型直流ブラシレスキャンドモータポン
    プ。
JP62133317A 1987-05-30 1987-05-30 フラット型直流ブラシレスキャンドモ−タポンプ Expired - Lifetime JPH07103870B2 (ja)

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