JP2007198350A - 遠心式ポンプ及びロータ - Google Patents

Abstract

【課題】安定した磁気検出を行うことが可能で、性能を向上させること。
【解決手段】中心軸（Ｏ）の方向へ延在する固定軸（１１）に回転可能に配置された羽根車（１５０Ｂ）と、羽根車の内周に配置された円環状の永久磁石（１５５Ａ）とを有するロータ（１５Ｂ）を備えた遠心式ポンプ（１０Ｂ）において、羽根車（１５０Ｂ）と永久磁石（１５５Ａ）とはインサート成型により一体に構成される。羽根車（１５０Ｂは永久磁石（１５５Ａ）の外周壁を覆う外側円筒部（１５４Ａ）を有する。永久磁石（１５５Ａ）は、外側円筒部（１５４Ａ）の下端で半径方向外側へ突出する突出部（１５５ａ）を有する。ロータ（１５Ｂ）の下端外周近傍に配置された磁気検出素子により、安定した磁気検出が行われる。
【選択図】図１２

Description

本発明は、遠心式ポンプに関し、特に、それに用いられるロータに関する。

ポンプは、水などの液体を圧送する機械であって、液体を吸込口（流入口）から吸い込んで吐出口（流出口）から吐き出す機械である。ポンプには種々の種類があるが、その１つの種類として、遠心式ポンプが知られている。遠心式ポンプは、水などの液体をインペラーにより外周部の渦巻室へ急速に加速して送り出す機械である。換言すれば、遠心式ポンプは、羽根車を回転させることによって得られる遠心力で液体を圧送する機械である。このような遠心式ポンプは、高流量かつ高揚程を得ることが出来、効率も良いことから、ポンプの形式として広く採用されている。

一方、周知のように、種々のパーソナルコンピュータが発売されているが、パーソナルコンピュータは、ＣＰＵや、メモリ等を内蔵している。ＣＰＵはクロック周波数が高くなるに伴い、動作中に発生する熱が高くなる傾向にある。従って、ＣＰＵで発生した熱を外部へ排出する必要がある。

従来一般的にＣＰＵの排熱機構としては、ヒートシンクと空冷ファンとを組み合わせた空冷システムを採用している。しかしながら、この空冷システムを採用したパーソナルコンピュータでは、騒音の主な原因である「風切り音」が発生するという問題がある。このような「風切り音」を極力低減するために、ＣＰＵの冷却に水冷システムを採用したパーソナルコンピュータが開発され、注目されている。

上述した遠心式ポンプは、このような水冷システムにおいて、水を圧送するために使用される。このような遠心式ポンプは、筐体（ケーシング）の中央部に設けられた吸込口（流入口）から供給される水（液体）を、回転する羽根車の遠心力を利用して圧送し、筐体（ケーシング）の外周部に設けられた吐出口（流出口）から吐き出すような構成を持つ。

このような構成の遠心式ポンプにおいては、羽根車を回転させる必要があるため、羽根車をロータと一体にして構成している。ロータは、中心軸に沿って延在する固定軸に軸受けを介して回転自在に設けられている。また、ロータは、ステータから発生された磁界（磁束）によって回転駆動力が与えられる円環状の永久磁石を備えている（例えば、特許文献１参照）。すなわち、ロータ（回転子）は、羽根車と永久磁石とから構成され、軸受けを介して固定軸の回りに回転可能に配設されている。

以下、図１及び図２を参照して、従来の遠心式ポンプ１０について説明する。図示の遠心式ポンプ１０では、後述する羽根車を回転駆動するモータとしてＤＣブラシレスモータを採用している。

図示の遠心式ポンプ１０は、筐体（後述する）の中心で、所定の中心軸Ｏ方向（図示の例では上下方向）に延在する固定軸１１を備え、この固定軸１１には軸受け１３を介してロータ１５が回転自在に取り付けられている。ロータ１５は、軸受け１３に回転自在に取り付けられた、中心軸Ｏ方向に延在する内側円筒部１５１と、この内側円筒部１５１の上端で、中心軸Ｏ方向と直交する方向（半径方向外側）に延在する円環部１５３と、この円環部１５３の下面の外周端に固定された、固定軸１１と同心の円環状の永久磁石１５５とを有する。この永久磁石１５５は周方向に着磁されている。

固定軸１１の下端は、後述する下ケースの支持部を介して、中心軸Ｏ方向と直交する方向（半径方向外側）へ延在する略円形平板状の基板１７に固定されている。この基板１７の主面（上面）１７ａ上に、ＤＣブラシレスモータのステータ１９が固定して取り付けられている。ステータ１９は、固定軸１１を中心として放射状に延びる複数の固定子コア１９１と、複数の固定子コア１９１のそれぞれに巻回した固定子コイル１９３と有する。

ステータ１９とロータ１５との間に下ケース２１が配置されている。詳述すると、下ケース２１は、固定軸１１の下端部を固定して支持する略円柱状の下支持部２１１と、ロータ１５の円筒部１５１の下面と所定の空間を空けて対向するように、下支持部２１１の上端部側から半径方向外側へ延在する第１の円環部２１２と、ロータ１５の円筒部１５１の外周面と所定の空間を空けて対向するように、第１の円環部２１２の外周端から上方へ延在する第１の円筒部２１３と、ロータ１５の円板部１５３の下面と所定の空間を空けて対向するように、第１の円筒部２１３の上端から半径方向外側へ延在する第２の円環部２１４と、ロータ１５の永久磁石１５５の内周面と所定の空間を空けて対向するように、第２の円環部２１４の外周端から下方へ延在する第２の円筒部２１５と、ロータ１５の永久磁石１５５の下面と所定の空間を空けて対向するように、第２の円筒部２１５の外周下端から半径方向外側へ延在する第３の円環部２１６と、ロータ１５の永久磁石１５５の外周面と所定の空間を空けて対向するように、第３の円環部２１６の外周端から上方へ延在する第３の円筒部２１７と、この第３の円筒部２１７の上周端から半径方向外側へ延在する延在する第４の円環部２１８とを有する。

ステータ１９は、下ケース２１の第１の円筒部２１３と、第２の円環部２１４と、第２の円筒部２１５との間に形成された空間内に配置される。一方、ロータ１５の永久磁石１５５は、下ケース２１の第２の円筒部２１５と、第３の円環部２１６と、第３の円筒部２１７との間に形成された空間内に配置される。したがって、ロータ１５の永久磁石１５５とステータ１９とは、下ケース２１の第２の円筒部２１５を間に挟んで、互いに対向して配置される。

下ケース２１は、第４の円環部２１３の上面の内周縁近傍から上方へ、固定軸１１と同心に、突出する円環状突出部２１９を備えている。この円環状突出部２１９の外周壁にはリング状のシールゴム２３が配置されている。

ロータ１５の円環部１５３の上面には、固定軸１１を中心として、半径方向へ放射状に延在する複数枚の羽根１５７が固定されている。これら複数枚の羽根１５７と上記円環部１５３と上記内側円筒部１５１とによって、羽根車１５０が構成されている。換言すれば、ロータ１５は、羽根車１５０と永久磁石１５５とによって構成されている。

ロータ１５は、上述した下ケース２１と後述する上ケース２５との間に形成される空間内に配置される。

図１及び図２に加えて図３乃至図５をも参照して、上ケース２５の構造について詳細に説明する。上ケース２５は、固定軸１１の上端部を固定して支持する円筒状の上支持部２５１と、この上支持部２５１から所定距離だけ離れて、上支持部２５１との間で流路用の空間を形成する円筒管２５２と、上記複数枚の羽根１５７を覆うように、円筒管２５２から半径方向外側へ延在するカップ状部２５３と、下ケース２１の第４の円環部２１８の上面と対向するように、カップ状部２５３の外周下端から半径方向外側へ延在する円環部２５４とを備えている。

上ケース２５は、水などの液体を吸い込む（流入する）ための吸込管（流入管）２５６と、液体を吐き出す（流出する）ための吐出管（流出管）２５７とを更に備える。

吸込管（流入管）２５６は、カップ状部２５３の上面上に中心軸Ｏ方向と直交する方向（半径方向又は水平方向）に延在して配置されており、吸込口（流入口）２５６ａを介して上ケース２５の中央部で上記円筒管２５２と連結されている。従って、液体は、吸込管２５６中を半径方向外側から半径方向内側へ流れ、吸込口２５６ａで直角に中心軸Ｏ方向に曲げられて、円筒管２５２を通り、羽根車へ導出される。

吐出管（流出管）２５７は、円環部２５４の上面上に中心軸Ｏ方向と直交する面（水平面）内で延在して配置されており、吐出口（流出口）２５７ａを介して上ケース２５のカップ状部２５３と外周部で連結されている。従って、回転する羽根車によって圧送された液体は、カップ状部２５３の外周部から吐出口（流出口）２５７ａを介して、吐出管２５７中を流れて水平方向に沿って吐き出される。

尚、円筒管２５２の上端は、円板状のキャップ２５８によって閉じられている。また、円環部２５４は、その下面側に円環状の凹部２５４ａを有する。この円環状の凹部２５４ａに、下ケース２１の円環状突出部２１９とリング状のシールゴム２３とが挿入され、下ケース２１と上ケース２５との間に挟まれた空間を密閉している。とにかく、下ケース２１と上ケース２５との組み合わせによって、遠心式ポンプ１０のロータ１５を収容するためのケーシング（筐体）が構成されている。ケーシング（筐体）は樹脂製である。

図６に上ケース２５とロータ１５とを組み合わせた組立て体の断面図を示す。上ケース２５での吸込管（流入管）２５６から羽根車１５０までの流路に関して、急激な管路拡大による圧力損失を避けるために、円筒管２５２を羽根車１５０に近接する位置まで延在させている。

図７は、従来のロータ１５と軸受け１３との組立て体３０の分解斜視図である。上述したように、複数枚の羽根１５７と円環部１５３と円筒部１５１とによって、羽根車１５０が構成される。図示の例では、羽根車１５０は、４枚の羽根１５７を備えている。羽根車１５０と円環状の永久磁石１５５とによって、ロータ１５が構成される。軸受け１３は、羽根車１５０の円筒部１５１の内部に配設される。

図８は、羽根車１５０が６枚の羽根１５７を備えている場合の、従来のロータ１５と軸受け１３との組立て体３０の断面図である。

尚、図１に示されるように、基板１７の上面１７ａ上には、ロータ１５の下端外周近傍に、ロータ１５の回転位置を検出する検出素子としての磁気検出素子３１が配置されている。また、基板１７の上面１７ａ上には、駆動素子３２も配置されている。駆動素子３２には、磁気検出素子３１からの検出信号が送出される。この検出信号に応答して、駆動素子３２は、コイル１９３に印加する電圧（に流す励磁電流の方向）を切り替え、これによって、ロータ１５を所定の回転方向に回転させる。

このように、従来のロータ１５は、動力を発生する永久磁石１５５と、液体を押し出す羽根車１５０とは別体で構成されている。したがって、従来のロータ１５では、永久磁石１５５と羽根車１５０とを貼り付ける時に組立誤差が大きくなるという問題がある。又、ロータ１５の部品点数が多いという問題もある。さらに、永久磁石１５５と羽根車１５０との間の接着強度も問題となる。

その対策として、永久磁石と羽根車とをインサート成型する方法が考えられる（例えば、特許文献２参照）。

図９に永久磁石１５５と羽根車１５０Ａとをインサート成型して構成されたロータ１５Ａを示す。図９において、（Ａ）はロータ１５Ａの平面図、（Ｂ）はロータ１５Ａの正面図、（Ｃ）はロータ１５Ａの底面図、（Ｄ）は図９（Ｃ）の線Ｂ−Ｂでの断面図、（Ｅ）はロータ１５Ａの斜視図である。

図１及び図２に示すロータ１５の羽根車１５０とは異なり、図９に示すロータ１５Ａの羽根車１５０Ａは、永久磁石１５５の外周壁を覆う外側円筒部１５４をも備えている。

尚、羽根車の内周に永久磁石を設けたロータは、従来から種々知られている（例えば、特許文献３、特許文献４、特許文献５参照）。しかしながら、これら特許文献３〜５は、いずれも、羽根車と永久磁石とをインサート成型することについては何ら開示せず、示唆する記載もない。

特開２００１−１５３０８３号公報 特開２００３−２３２２９１号公報 特開２００３−１６１２８４号公報 特開２００３−３４３４９２号公報 特開２００４−１９０５６２号公報

しかしながら、このような永久磁石１５５と羽根車１５０Ａとをインサート成型して構成されたロータ１５Ａでは、図９に示されるように、永久磁石１５５が樹脂である外側円筒部１５４で覆われる。その為、図１０に示されるように、磁気検出素子３１を用いた遠心式ポンプ１０Ａでは、磁気検出素子３１と永久磁石１５５との間の距離が離れてしまうので、磁気検出素子３１により安定して磁気検出を行うことができず、その性能が低下するという問題がある。

したがって、本発明の課題は、磁気検出素子により安定して磁気検出を行うことが可能で、性能を向上させることができる、遠心式ポンプ及びそれに使用されるロータを提供することにある。

本発明の第１の態様によれば、中心軸（Ｏ）の方向へ延在する固定軸（１１）に回転可能に配置された羽根車（１５０Ｂ；１５０Ｃ；１５０Ｄ）と、該羽根車の内周に配置された円環状の永久磁石（１５５Ａ；１５５Ｂ）とを有するロータ（１５Ｂ；１５Ｃ；１５Ｄ）を備えた遠心式ポンプ（１０Ｂ）において、前記羽根車と前記永久磁石とはインサート成型により一体に構成され、前記羽根車は前記永久磁石の外周壁を覆う外側円筒部（１５４Ａ；１５４Ｂ）を有し、前記永久磁石は、該外側円筒部の下端で半径方向外側へ突出する突出部（１５５ａ；１５５ｂ）を有することを特徴とする遠心式ポンプが得られる。

上記遠心式ポンプにおいて、前記突出部は、前記外側円筒部の下端で全周に亘って突出するフランジ部（１５５ａ）から構成されて良い。その代わりに、前記突出部（１５５ｂ）は、前記外側円筒部の下端で等角度間隔で複数個配置されて良い。この場合、前記複数の突出部（１５５ｂ）の各々は、前記ロータ（１５Ｃ）の磁極の境界を含む。

また、上記遠心式ポンプにおいて、前記羽根車（１５０Ｂ；１５０Ｃ）は、前記固定軸（１１）に軸受け（１３）を介して回転自在に取り付けられた内側円筒部（１５１）を含んで良い。その代わりに、前記羽根車（１５０Ｄ）は、前記固定軸（１１）に、直接、回転自在に取り付けられた内側円筒部（１５１Ａ）を含む一体型羽根車（１５０Ｄ）から構成されて良い。尚、前記遠心式ポンプは、前記ロータの下端外周近傍で、前記ロータの回転位置を検出する磁気検出素子（３１）を備える。

尚、前記遠心式ポンプ（１０Ｂ）は、前記ロータを収容するケーシング（２１，２５）と、該ケーシングを介して、前記円環状の永久磁石の対向面に配置されたステータ（１９）とを有するものであって良い。

本発明の第２の態様によれば、中心軸（Ｏ）の方向へ延在する固定軸（１１）に回転可能に配置された羽根車（１５０Ｂ；１５０Ｃ；１５０Ｄ）と、該羽根車の内周に配置された円環状の永久磁石（１５５Ａ；１５５Ｂ）とを有するロータ（１５Ｂ；１５Ｃ；１５Ｄ）において、前記羽根車と前記永久磁石とはインサート成型により一体に構成され、前記羽根車は前記永久磁石の外周壁を覆う外側円筒部（１５４Ａ；１５４Ｂ）を有し、前記永久磁石は、該外側円筒部の下端で半径方向外側へ突出する突出部（１５５ａ；１５５ｂ）を有することを特徴とするロータが得られる。

上記ロータにおいて、前記突出部は、前記外側円筒部の下端で全周に亘って突出するフランジ部（１５５ａ）から構成されて良い。その代わりに、前記突出部（１５５ｂ）は、前記外側円筒部の下端で等角度間隔で複数個配置されて良い。この場合、前記複数の突出部の各々は、前記ロータ（１５Ｃ）の磁極の境界を含む。

また、上記ロータにおいて、前記羽根車（１５０Ｂ；１５０Ｃ）は、前記固定軸（１１）に軸受け（１３）を介して回転自在に取り付けられた内側円筒部（１５１）を含んで良い。その代わりに、前記羽根車は、前記固定軸（１１）に、直接、回転自在に取り付けられた内側円筒部（１５１Ａ）を含む一体型羽根車（１５０Ｄ）から構成されて良い。

尚、上記括弧内の符号は、本発明の理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、これらに限定されないのは勿論である。

本発明では、羽根車と永久磁石とはインサート成型により一体に構成され、羽根車は永久磁石の外周壁を覆う外側円筒部を有し、永久磁石は外側円筒部の下端で半径方向外側へ突出する突出部を有するので、磁気検出素子により安定して磁気検出を行うことが可能で、性能を向上させることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１１乃至図１３を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る遠心式ポンプ１０Ｂについて説明する。図１１は遠心式ポンプ１０Ｂの外観構成を示す分解斜視図であり、図１２は図１１の線XII−XIIについての断面図である。図１３は遠心式ポンプ１０Ｂに使用されるロータ１５Ｂを示す図である。図１３において、（Ａ）はロータ１５Ｂの平面図、（Ｂ）はロータ１５Ｂの正面図、（Ｃ）はロータ１５Ｂの底面図、（Ｄ）は図１３（Ｃ）の線Ｆ−Ｆ線での断面図、（Ｅ）はロータ１５Ｂの斜視図である。

図示の遠心式ポンプ１０Ｂは、ロータの構成が相違する点を除いて、図１及び図２を参照して説明した従来の遠心式ポンプ１０と同様の構成を有する。従って、ロータに１５Ｂの参照符号を付してある。また、図１及び図２に示されたものと同様の機能を有するものには同一の参照符号を付して、以下においては、説明を簡略化するために、従来の遠心式ポンプ１０と異なる点についてのみ説明する。

図１３に示されるように、ロータ１５Ｂは、図９に示されたロータ１５Ａと同様に、永久磁石１５５Ａと羽根車１５０Ｂとをインサート成型して構成されるが、後述するように、図９に示すロータ１５Ａとは若干構成が異なる。

すなわち、図９に示すロータ１５Ａにおいては、羽根車１５０Ａの外側円筒部１５４と永久磁石１５５との軸方向の長さは実質的に同一であるのに対して、図１３に示すロータ１５Ｂでは、羽根車１５０Ｂの外側円筒部１５４Ａの長さが永久磁石１５５よりも若干短くなっている。換言すれば、羽根車１５０Ｂの外側円筒部１５４Ａは、羽根車１５０Ａの外側円筒部１５４の下端部を所定の厚さだけ全周に亘って削除した構成をしている。

そして、図１３に示されるように、永久磁石１５５Ａは、外周円筒部１５４Ａの下端で半径方向外側へ突出する突出部（フランジ部）１５５ａを持つ。換言すれば、外周円筒部１５４Ａの下端は、永久磁石１５５Ａのフランジ部１５５ａと当接している。

このように永久磁石１５５Ａにフランジ部１５５ａを設けることにより、図１４に示されるように、ロータ１５Ｂの下端外周近傍に配置された磁気検出素子３１と永久磁石１５５Ａとの間の距離を短くすることができる。したがって、羽根車１５０Ｂと永久磁石１５５Ａとの組立工程が不要となるというインサート成型の利点を生かしつつ、磁気検出素子３１による安定した磁気検出が可能となるので、遠心式ポンプ１０Ｂの性能も安定するという利点がある。

また、従来の遠心式ポンプ１０（図１、図２）において永久磁石１５５と羽根車１５０との貼り付け時に発生していた浮きが、本実施の形態に係る遠心式ポンプ１０Ｂにおいては、永久磁石１５５Ａと羽根車１５０Ｂとをインサート成型することにより無くなるため、より精度の高いロータ１５Ｂを製造することができる。また、金型内に永久磁石１５５Ａを挿入するために、組立ジグ無しで高い寸法精度が得られる。ロータ１５Ｂの寸法精度が向上することにより、ロータ１５Ｂの重心の偏心量が少なくなる。その結果、固定軸１１と軸受け１３と間の摩擦損失の低減、消費電流の低減、出力（パワー）の増加、高寿命化、振動と騒音の低減という効果がある。

さらに、従来の遠心式ポンプ１０（図１、図２）においては、永久磁石１５５と羽根車１５０とを接着剤を使用して接着するので、羽根車１５０と永久磁石１５５との間の接合面の強度が弱くなる。これに対して、本実施の形態に係る遠心式ポンプ１０Ｂでは、永久磁石１５５Ａと羽根車１５０Ｂとをインサート成型により溶着するので、永久磁石１５５Ａと羽根車１５０Ｂとの間の接合面の強度が強く、広い溶着面積を確保できる。その結果として、遠心式ポンプ１０Ｂの振動、衝撃に対してより信頼性の高い遠心式ポンプ１０Ｂを実現することができる。また、本実施の形態では、接着剤を使用しないので、材料費が安価になる。

図１５を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る遠心式ポンプに使用される他のロータ１５Ｃについて説明する。図１５において、（Ａ）はロータ１５Ｃの平面図、（Ｂ）はロータ１５Ｃの正面図、（Ｃ）はロータ１５Ｃの底面図、（Ｄ）は図１５（Ｃ）の線Ｇ−Ｇでの断面図、（Ｅ）はロータ１５Ｃの斜視図である。

図示のロータ１５Ｃは、後述するように、羽根車及び永久磁石の構成が、図１３に示したロータ１５Ｂと相違している。従って、羽根車及び永久磁石に、それぞれ、１５０Ｃ及び１５５Ｂの参照符号を付してある。

図１３に示すロータ１５Ｂでは、羽根車１５０Ｂの外側円筒部１５４Ａはその下端部を全周に亘って除去して、その除去した部分に永久磁石１５５Ａの（突出部）フランジ部１５５ａを設けている。これに対して、図１５に示すロータ１５Ｃでは、羽根車１５０Ｃの外側円筒部１５４Ｂはその下端部を等角度間隔で部分的に除去して、その除去した複数の部分に永久磁石１５５Ｂの複数の突出部１５５ｂを設けている。換言すれば、羽根車１５０Ｃの外側円筒部１５４Ｂは、その下端部で、等角度間隔で下方へ突出する複数の突起部１５４ａを持つ。

尚、図示の例では、図１５（Ｃ）に示されるように、外側円筒部１５４Ｂの下端部の突起部１５４ａは４５°の角度間隔で設けられ、永久磁石１５５Ｂの複数の突出部１５５ｂも４５°の角度間隔で設けられる。すなわち、外側円筒部１５４Ｂの突起部１５４ａの個数と永久磁石１５５Ｂの突出部１５５ｂの個数は、共に４である。尚、この突起部１５４ａおよび突出部１５５ｂの個数は、ロータ１５Ｃの磁極の数に等しい。

このような構造のロータ１５Ｃでは、図１３に図示したロータ１５Ｂと比較して、永久磁石１５５Ｂと外側円筒部１５４Ｂとの間の溶着面積を拡大できるので、羽根車１５０Ｃと永久磁石１５５Ｂとの間の接合面での強度をより強くすることができる。

尚、図１５に示すロータ１５Ｃにおいては、図１６に示されるように、ロータ１５Ｃの磁極の境界を避けて外側円筒部１５４Ｂの複数の突起部１５４ａを配置する。換言すれば、永久磁石１５５Ｂの複数の突出部１５５ｂの各々は、ロータ１５Ｃの磁極の境界を含む。その理由は、磁気検出素子３１（図１４参照）が、ロータ１５Ｃの磁極の境界（Ｎ極とＳ極の境界）を安定して検出できるようにするためである。

図１７を参照して、本発明の第３の実施の形態に係る遠心式ポンプに使用される更に別のロータ１５Ｄについて説明する。図１７において、（Ａ）はロータ１５Ｄの平面図、（Ｂ）はロータ１５Ｄの正面図、（Ｃ）はロータ１５Ｄの底面図、（Ｄ）は図１７（Ｃ）の線Ｈ−Ｈでの断面図、（Ｅ）はロータ１５Ｄを底面側から見た斜視図、（Ｆ）はロータ１５Ｄを上面側から見た斜視図である。

図示のロータ１５Ｄは、羽根車と軸受けとを一体にした点を除いて、図１３に示すロータ１５Ｂと同様の構成を有する。すなわち、図１３に示すロータ１５Ｂは、軸受け１３と羽根車１５０Ｂと永久磁石１５５Ａとの３部品から構成されているのに対して、図１７に示すロータ１５Ｄは、一体型羽根車１５０Ｄと永久磁石１５５Ａとの２部品で構成されている。

このような構成の一体型羽根車１５０Ｄは、軸受けと羽根車とを一体成型するか、若しくは軸受けと羽根車とを一体成型した後に切削加工することによって製造される。尚、一体型羽根車１５０Ｄの材質としては、摺動性材料で、耐磨耗性があり、摩擦損失の少ないものを選定する。そのような材質として、例えば、ナイロンやポリフェニレンサルファイド樹脂ベースの樹脂材料を使用することができる。

詳述すると、図１３に示すロータ１５Ｂでは、羽根車１５０Ｂの内側円筒部１５１が軸受け１３に回転自在に取り付けられている。したがって、ロータ１５Ｂは軸受け１３を介して固定軸１１（図１１、図１２）に回転自在に取り付けられており、ロータ１５Ｂと軸受け１３とは別体である。これに対して、図１７に示すロータ１５Ｄでは、一体型羽根車１５０Ｄの内側円筒部１５１Ａが軸付けとしての機能を果たす。したがって、ロータ１５Ｄは、直接、固定軸１１（図１１、図１２）に回転自在に取り付けられ、ロータと軸受けとは一体である。

このような構成のロータ１５Ｄによれば、羽根車と軸受けとを組み立てる必要が無くなる。これにより、組立時の貼り付け誤差が無くなるため、より精度の高いロータ１５Ｄを製造することができる。ロータ１５Ｄの寸法精度が向上するので、ロータ１５Ｄの重心の偏心量が少なくなる。その結果、固定軸１１と軸受け（内側円筒部）１５１Ａとの間の摩擦損失の低減、消費電流の低減、出力（パワー）の増加、高寿命化、振動と騒音の低減といった効果を奏する。

また、羽根車１５０Ａと軸受け１３とが別体では、遠心式ポンプの振動、衝撃に対して、羽根車１５０Ａと軸受け１３との間の接合面の強度が弱い。これに対して、本実施の形態によるロータ１５Ｄの一体型羽根車１５０Ｄでは、接合面が無いため、遠心式ポンプの振動、衝撃に対して、より高い信頼性を実現する。

以上、本発明について好ましい実施の形態によって説明してきたが、本発明は上述した実施の形態に限定しないのは勿論である。

従来の遠心式ポンプの外観構成を示す分解斜視図である。 図１の線II−IIについての断面図である。 図１に示した遠心式ポンプに使用される従来の上ケースを、底面側の一方向から見た斜視図である。 図１に示した遠心式ポンプに使用される従来の上ケースを、底面側の別方向から見た斜視図である。 図１に示した遠心式ポンプに使用される、上ケースの線Ｖ−Ｖについて断面図である。 図１に示した遠心式ポンプに使用される、上ケースとロータとを組み合わせた組立て体の拡大断面図である。 従来のロータと軸受けとの組立て体の分解斜視図である。 羽根車が６枚の羽根を備えている場合の、従来のロータと軸受けとの組立て体の断面図である。 永久磁石と羽根車とをインサート成型して構成された、従来のロータを示す図で、（Ａ）はロータの平面図、（Ｂ）はロータの正面図、（Ｃ）はロータの底面図、（Ｄ）は図９（Ｃ）の線Ｂ−Ｂでの断面図、（Ｅ）はロータの斜視図である。 図９に示すロータを備えた遠心式ポンプの主要部を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る遠心式ポンプの外観構成を示す分解斜視図である。 図１１の線XII−XIIについての断面図である。 図１１に示される遠心式ポンプに使用されるロータを示す図で、（Ａ）はロータの平面図、（Ｂ）はロータの正面図、（Ｃ）はロータの底面図、（Ｄ）は図１３（Ｃ）の線Ｆ−Ｆでの断面図、（Ｅ）はロータの斜視図である。 図１３に示したロータを供えた遠心式ポンプの主要部を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る遠心式ポンプに使用される他のロータを示す図で、（Ａ）はロータの平面図、（Ｂ）はロータの正面図、（Ｃ）はロータの底面図、（Ｄ）は図１５（Ｃ）の線Ｇ−Ｇでの断面図、（Ｅ）はロータの斜視図である。 図１５に示すロータの磁極と磁極境界を示す、ロータの底面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る遠心式ポンプに使用される更に別のロータを示す図で、（Ａ）はロータの平面図、（Ｂ）はロータの正面図、（Ｃ）はロータの底面図、（Ｄ）は図１７（Ｃ）の線Ｈ−Ｈでの断面図、（Ｅ）はロータを底面側から見た斜視図、（Ｆ）はロータを上面側から見た斜視図である。

符号の説明

１０Ｂ 遠心式ポンプ
１１ 固定軸
１３ 軸受け
１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄ ロータ
１５０Ｂ、１５０Ｃ 羽根車
１５０Ｄ 一体型羽根車
１５１ 内側円筒部
１５１Ａ 内側円筒部（軸受け）
１５３ 円環部
１５４Ａ、１５４Ｂ 外側円筒部
１５４ａ 突起部
１５５Ａ、１５５Ｂ 永久磁石
１５５ａ フランジ部（突出部）
１５５ｂ 突出部
１５７ 羽根
１７ 基板
１９ ステータ
２１ 下ケース
２３ シールゴム
２５ 上ケース
３１ 磁気検出素子
３２ 駆動素子

Claims (14)

1. 中心軸の方向へ延在する固定軸に回転可能に配置された羽根車と、該羽根車の内周に配置された円環状の永久磁石とを有するロータを備えた遠心式ポンプにおいて、
   前記羽根車と前記永久磁石とはインサート成型により一体に構成され、
   前記羽根車は前記永久磁石の外周壁を覆う外側円筒部を有し、前記永久磁石は、該外側円筒部の下端で半径方向外側へ突出する突出部を有することを特徴とする遠心式ポンプ。
2. 前記突出部は、前記外側円筒部の下端で全周に亘って突出するフランジ部から成る、請求項１に記載の遠心式ポンプ。
3. 前記突出部は、前記外側円筒部の下端で等角度間隔で複数個配置されている、請求項１に記載の遠心式ポンプ。
4. 前記複数の突出部の各々は、前記ロータの磁極の境界を含む、請求項３に記載の遠心式ポンプ。
5. 前記羽根車は、前記固定軸に軸受けを介して回転自在に取り付けられた内側円筒部を含む、請求項１乃至４のいずれか１つに記載の遠心式ポンプ。
6. 前記羽根車は、前記固定軸に、直接、回転自在に取り付けられた内側円筒部を含む一体型羽根車から成る、請求項１乃至４のいずれか１つに記載の遠心式ポンプ。
7. 前記遠心式ポンプは、前記ロータの下端外周近傍で、前記ロータの回転位置を検出する磁気検出素子を備える、請求項１乃至６のいずれか１つに記載の遠心式ポンプ。
8. 前記遠心式ポンプは、前記ロータを収容するケーシングと、該ケーシングを介して、前記円環状の永久磁石の対向面に配置されたステータとを有する、請求項１乃至７のいずれか１つに記載の遠心式ポンプ。
9. 中心軸の方向へ延在する固定軸に回転可能に配置された羽根車と、該羽根車の内周に配置された円環状の永久磁石とを有するロータにおいて、
   前記羽根車と前記永久磁石とはインサート成型により一体に構成され、
   前記羽根車は前記永久磁石の外周壁を覆う外側円筒部を有し、前記永久磁石は、該外側円筒部の下端で半径方向外側へ突出する突出部を有することを特徴とするロータ。
10. 前記突出部は、前記外側円筒部の下端で全周に亘って突出するフランジ部から成る、請求項９に記載のロータ。
11. 前記突出部は、前記外側円筒部の下端で等角度間隔で複数個配置されている、請求項９に記載のロータ。
12. 前記複数の突出部の各々は、前記ロータの磁極の境界を含む、請求項１１に記載のロータ。
13. 前記羽根車は、前記固定軸に軸受けを介して回転自在に取り付けられた内側円筒部を含む、請求項９乃至１２のいずれか１つに記載のロータ。
14. 前記羽根車は、前記固定軸に、直接、回転自在に取り付けられた内側円筒部を含む一体型羽根車から成る、請求項９乃至１２のいずれか１つに記載のロータ。

Images