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JP2009097412A - Magnetic drive pump - Google Patents

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JP2009097412A
JP2009097412A JP2007269224A JP2007269224A JP2009097412A JP 2009097412 A JP2009097412 A JP 2009097412A JP 2007269224 A JP2007269224 A JP 2007269224A JP 2007269224 A JP2007269224 A JP 2007269224A JP 2009097412 A JP2009097412 A JP 2009097412A
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JP
Japan
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magnet unit
inductor
pump
rotation
rotation axis
Prior art date
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Pending
Application number
JP2007269224A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Sakumoto
敬司 作本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
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Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
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Priority to US12/286,290 priority patent/US20090097996A1/en
Priority to DE102008051302A priority patent/DE102008051302A1/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic drive pump capable of regulating a work quantity of the pump so as to supply a correct delivery force. <P>SOLUTION: The magnetic drive pump is provided with a partition wall 13 to separate a pump chamber 10 from the external, an impeller 20 disposed in the pump chamber to rotate around a rotation axial center X, an inductor 30 to rotate integrally with the impeller, a magnet unit 40 disposed at a position radially facing the rotation axial center to the inductor so as to be rotatable around the rotation axial center, a rotation drive means 2 to drive the rotation of a magnet unit, and a displacement mechanism 60 to change a radial interval between the magnet unit and the inductor. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、磁力によりインペラに回転動力を伝達する磁力駆動式ポンプに関し、特にエンジンのウオータポンプとして好適なものである。   The present invention relates to a magnetic drive pump that transmits rotational power to an impeller by a magnetic force, and is particularly suitable as a water pump for an engine.

従来の磁力駆動式ポンプとして、ポンプ室の内部で回転自在に保持され、その回転によりポンプ室内で流体に流れを生じさせるインペラと、インペラを回転駆動する駆動機構とを備え、駆動機構が、ポンプ室と外部とを分離する隔壁より外部に回転自在に配置される駆動部材に一体的に固定されるマグネットと、インペラに一体的に固定されマグネットの回転により発生する誘導電流を動力源として回転する誘導子とから構成されるエンジン用ウオータポンプがある(例えば、特許文献1参照)。このポンプは、高速回転時には、マグネットと誘導子の間ですべり(回転差)が生じるので、エンジンの回転数とインペラの回転数が非線形(エンジンの回転数に対するインペラの回転数の増加割合が低下する)となる。このため、エンジンの高速回転時には、必要以上にインペラが回転することが回避され、ポンプ仕事量に大きな無駄が発生しない。一方、エンジン回転数が低速又は中速の領域ではエンジンの回転数とインペラの回転数との関係が線形となっているので、インペラの回転数がエンジンの回転数に対応することになる。この場合でも、エンジンの中速回転時やエンジン冷間時、あるいは低負荷定常運転時等の冷却水循環量を必要としないエンジン運転領域では、冷却水を必要に以上に循環することになる。その結果、エンジン暖機性の悪化や無駄な仕事による燃費悪化を引き起こす。   A conventional magnetically driven pump includes an impeller that is rotatably held in a pump chamber and causes a fluid to flow in the pump chamber by the rotation, and a drive mechanism that rotationally drives the impeller. A magnet that is integrally fixed to a drive member that is rotatably arranged outside a partition that separates the chamber and the outside, and an induction current that is integrally fixed to the impeller and generated by the rotation of the magnet is rotated using a power source. There is an engine water pump composed of an inductor (see, for example, Patent Document 1). This pump slips between the magnet and the inductor during high-speed rotation, so the engine speed and impeller speed are non-linear (the rate of increase of the impeller speed relative to the engine speed decreases) ). For this reason, during high-speed rotation of the engine, the impeller is prevented from rotating more than necessary, and no great waste is generated in the pump work. On the other hand, in the region where the engine speed is low or medium, the relationship between the engine speed and the impeller speed is linear, so the impeller speed corresponds to the engine speed. Even in this case, the cooling water is circulated more than necessary in an engine operation region that does not require a circulating amount of the cooling water, such as when the engine is rotating at a medium speed, when the engine is cold, or during a low load steady operation. As a result, deterioration of engine warm-up and fuel consumption due to useless work are caused.

特開2005−139917号公報(段落番号0004−0014,図1)Japanese Patent Laying-Open No. 2005-139917 (paragraph number 0004-0014, FIG. 1)

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、適正な吐出力が供給されるように、ポンプの仕事量を調整できる磁力駆動式ポンプを提供することである。エンジン用ウオータポンプに適用すれば、エンジン冷間時の冷却水量を低減して冷却水温の上昇時間を短縮することができるとともに、ポンプの仕事量を適正に調整することで燃費の改善を図ることができるポンプを提供することである。   This invention is made | formed in view of the said problem, and is providing the magnetic drive pump which can adjust the work volume of a pump so that appropriate discharge force may be supplied. When applied to an engine water pump, the amount of cooling water when the engine is cold can be reduced to shorten the cooling water temperature rise time, and fuel efficiency can be improved by appropriately adjusting the work volume of the pump. Is to provide a pump that can

上記課題を解決するため、本発明による磁力駆動式ポンプは、ポンプ室と、前記ポンプ室と外部とを分離する隔壁と、前記ポンプ室に配設され、回転軸芯周りに回転するインペラと、前記インペラと一体的に前記回転軸心周りに回転する誘導子と、前記隔壁の外部において前記誘導子に対して前記回転軸心の径方向で対向する位置に前記回転軸心周りに回転可能に配設された磁石ユニットと、前記磁石ユニットを回転駆動する回転駆動手段とを備え、前記磁石ユニットと前記誘導子との間の径方向間隔を変更する変位機構が設けられている。   In order to solve the above problems, a magnetically driven pump according to the present invention includes a pump chamber, a partition that separates the pump chamber from the outside, an impeller that is disposed in the pump chamber and rotates around a rotation axis. An inductor that rotates integrally with the impeller around the rotation axis, and is rotatable around the rotation axis at a position facing the inductor in the radial direction of the rotation axis outside the partition. A displacement mechanism is provided that includes an arranged magnet unit and rotational drive means for rotationally driving the magnet unit, and changes a radial interval between the magnet unit and the inductor.

この構成によれば、変位機構を通じて磁石ユニットと誘導子との間の径方向間隔が変更されることにより誘導子に作用する磁力が調整される。したがって、変位機構を制御することにより、伝達トルクが加減され、回転駆動手段による回転数の変更に加えてインペラの回転数を制御することができる。このようなポンプをエンジン用ウオータポンプに適用すると、冷却水の温度が低いエンジン冷間時には、磁石ユニットと誘導子との間の径方向間隔を拡げて、エンジン回転数とインペラの回転数との線形関係よりさらにインペラの回転数を低下させて、冷却水の流量を低減することができる。これにより、冷却水温の上昇時間を短縮するとともに、エンジン負荷を減少し燃費の低減を図ることができる。   According to this configuration, the magnetic force acting on the inductor is adjusted by changing the radial distance between the magnet unit and the inductor through the displacement mechanism. Therefore, by controlling the displacement mechanism, the transmission torque is adjusted, and the rotation speed of the impeller can be controlled in addition to the change in the rotation speed by the rotation driving means. When such a pump is applied to an engine water pump, when the temperature of the cooling water is low and the engine is cold, the radial interval between the magnet unit and the inductor is increased so that the engine speed and the impeller speed are reduced. The flow rate of the cooling water can be reduced by further reducing the rotational speed of the impeller from the linear relationship. As a result, the rise time of the cooling water temperature can be shortened, the engine load can be reduced, and fuel consumption can be reduced.

本発明に係る磁力駆動式ポンプは、さらに、前記変位機構が前記磁石ユニットを径方向に変位させるカム部を形成した操作体を有するカム式変位機構として形成されていることを特徴とする。この特徴によれば、入力操作変位はカム部での操作変位の変更を介して誘導子に対して回転軸心の径方向で磁石ユニットが遠近変位する。カム部の採用により、例えば軸方向操作変位を径方向操作変位に容易に変更することができるので、限られた小さなスペースに変位機構を組み込むことができる。また、この形態において、磁石ユニットが、誘導子の周りで互いに間隔をあけて周方向に一様に分布配置された複数のセグメントから構成されている場合、セグメント化された磁石ユニットの少なくとも1つが、誘導子に対して径方向で遠ざかると、他の磁石ユニットとの間隔も拡大する。つまり、操作変位の入力により、磁石ユニットが誘導子に対して遠近変位するとともに、磁石ユニット同士の間隔も遠近変位する。これにより、伝達トルクの調整がより効果的に行われ、インペラの回転数を効果的に制御することができる。   The magnetic drive pump according to the present invention is further characterized in that the displacement mechanism is formed as a cam-type displacement mechanism having an operating body in which a cam portion for displacing the magnet unit in the radial direction is formed. According to this feature, the input operation displacement causes the magnet unit to displace in the perspective direction in the radial direction of the rotation axis with respect to the inductor through the change of the operation displacement at the cam portion. By adopting the cam portion, for example, the axial operation displacement can be easily changed to the radial operation displacement, so that the displacement mechanism can be incorporated in a limited small space. Also, in this embodiment, when the magnet unit is composed of a plurality of segments that are uniformly distributed in the circumferential direction at intervals around the inductor, at least one of the segmented magnet units is If the distance from the inductor is increased in the radial direction, the distance from the other magnet unit also increases. That is, when the operation displacement is input, the magnet unit is displaced in the perspective with respect to the inductor, and the distance between the magnet units is also displaced in the perspective. As a result, the transmission torque is adjusted more effectively, and the rotation speed of the impeller can be controlled effectively.

また、本発明に係る磁力駆動式ポンプは、さらに、前記磁石ユニットがその周方向に沿った一端に設けられた前記回転軸心に平行な支軸周りに揺動可能で、前記変位機構が前記磁石ユニットの周方向に沿った他端を径方向に操作することにより前記磁石ユニットを径方向に揺動させる揺動変位機構として形成されていることを特徴とする。この特徴によれば、磁石ユニットが揺動することにより径方向で誘導子に対して遠近変位することになり、伝達トルクが加減され、これによりインペラの回転数を制御することができる。磁石ユニットはてこの原理で他端を操作されることにより遠近変位を行うので、その操作力は小さなものでよく、変位機構全体をコンパクトに構成することができる。   Further, in the magnetic drive pump according to the present invention, the magnet unit can further swing around a support shaft parallel to the rotation axis provided at one end along the circumferential direction, and the displacement mechanism is It is formed as a swing displacement mechanism that swings the magnet unit in the radial direction by operating the other end along the circumferential direction of the magnet unit in the radial direction. According to this feature, when the magnet unit is swung, the magnet unit is displaced in the radial direction with respect to the inductor, so that the transmission torque is adjusted, whereby the rotation speed of the impeller can be controlled. Since the magnet unit performs a perspective displacement by operating the other end according to the lever principle, the operation force may be small, and the entire displacement mechanism can be configured compactly.

前記揺動変位機構の具体的な構成の1つとして、回動変位を受ける前記回転軸心周りに回動可能な回動操作体と、前記回動操作体に一端を枢支されるとともに他端を前記磁石ユニットの他端に枢支されているリンク体を含んでいるものが提案される。この構成では、直線的な入力操作変位から変換された回転変位あるいは直接入力操作として直接与えられた回転変位によって回動操作体が回動することによりリンク体が平伏姿勢から起立姿勢に移行する。この移行により磁石ユニットが揺動変位して、その他端が持ち上がるので、誘導子に作用する磁力が低減し、インペラの回転数を低下させることができる。磁石ユニットの揺動変位により誘導子との間の間隔を調整しているので、誘導子に作用する磁力を微妙に変更することが可能であり、所望のインペラ回転数を実現することが容易となる。   As one specific configuration of the swing displacement mechanism, a rotation operation body that can rotate around the rotation axis that receives the rotation displacement, and one end pivotally supported by the rotation operation body and the other. It is proposed to include a link body whose end is pivotally supported by the other end of the magnet unit. In this configuration, the rotating operation body is rotated by the rotation displacement converted from the linear input operation displacement or the rotation displacement directly applied as the direct input operation, so that the link body is changed from the prone posture to the standing posture. This transition causes the magnet unit to swing and displace, and the other end is lifted. Therefore, the magnetic force acting on the inductor is reduced, and the rotational speed of the impeller can be reduced. Since the gap between the inductor and the inductor is adjusted by the swing displacement of the magnet unit, the magnetic force acting on the inductor can be changed slightly, and the desired impeller speed can be easily realized. Become.

図1〜図5は、本発明による磁力駆動ポンプをエンジンのウオータポンプ100として適用した際の、第1実施形態を示している。ウオータポンプ100は図示しない締結手段によりエンジンブロック1に固定されている。   1 to 5 show a first embodiment when a magnetic drive pump according to the present invention is applied as a water pump 100 for an engine. The water pump 100 is fixed to the engine block 1 by fastening means (not shown).

ウオータポンプ100は、エンジンブロック1に形成される凹部1aに蓋をするように配設されることによりポンプ空間を作り出すハウジング12を備えている。ポンプ空間は、非磁性体の隔壁13によってエンジンブロック1側に位置するポンプ室10とポンプ室10の外部となる外室11とに区画される。   The water pump 100 includes a housing 12 that creates a pump space by being disposed so as to cover the recess 1 a formed in the engine block 1. The pump space is partitioned into a pump chamber 10 located on the engine block 1 side and an outer chamber 11 outside the pump chamber 10 by a nonmagnetic partition wall 13.

ポンプ室10の内部にはインペラ20が回転軸心X周りで回転するように配置されている。インペラ20は回転軸心Xと同軸芯配置された軸受21を介して支持軸22に支持されている。支持軸22の一端が隔壁13の中央部に形成された有底筒状の凹み部13aに嵌入されることで、支持軸22は隔壁13によって片持ち支持されている。ポンプ室10の内部でインペラ20が回転することによりポンプ室10内で冷却水の流れが生じる。   An impeller 20 is disposed inside the pump chamber 10 so as to rotate around the rotation axis X. The impeller 20 is supported by a support shaft 22 via a bearing 21 coaxially arranged with the rotation axis X. The support shaft 22 is cantilevered by the partition wall 13 by fitting one end of the support shaft 22 into a bottomed cylindrical recess 13 a formed at the center of the partition wall 13. As the impeller 20 rotates inside the pump chamber 10, a flow of cooling water is generated in the pump chamber 10.

インペラ20は、軸受21を受け入れるためにその背面にスリーブ部20aを設けている。スリーブ部20aの外周面に固定された鉄心31とこの鉄心31に配設された導電部(純アルミ部)32とによって円筒状の誘導子30が構成されている。この誘導子30とインペラ20とは、回転軸芯X周りに一体回転する。   The impeller 20 is provided with a sleeve portion 20a on the back surface thereof for receiving the bearing 21. A cylindrical inductor 30 is constituted by an iron core 31 fixed to the outer peripheral surface of the sleeve portion 20 a and a conductive portion (pure aluminum portion) 32 disposed on the iron core 31. The inductor 30 and the impeller 20 rotate integrally around the rotation axis X.

誘導子30の径方向外方には、隔壁13を挟んで、つまり外室11に磁石ユニット40が回転軸心X周りで回転するように配置されている。また、誘導子30の軸方向外方には、隔壁13を挟んで、同様に外室11に磁石ユニット保持体50が、回転軸心X周りで回転するように配置されている。6つの磁石ユニット40が回転軸心X周りに均等配置されており、各磁石ユニット40は磁石ユニット保持体50に保持されている。   Outside the radial direction of the inductor 30, the magnet unit 40 is arranged around the rotation axis X in the outer chamber 11 with the partition wall 13 interposed therebetween. Further, outside the inductor 30 in the axial direction, the magnet unit holder 50 is similarly arranged in the outer chamber 11 so as to rotate about the rotation axis X with the partition wall 13 interposed therebetween. Six magnet units 40 are equally arranged around the rotation axis X, and each magnet unit 40 is held by a magnet unit holder 50.

磁石ユニット40は、誘導子30の外周面よりわずかに大きな直径を有する円筒磁石を周方向で6等分したようなセグメント状の永久磁石41と、この永久磁石41の上面を取り付けているヨーク42とからなる。図5から明らかなように、ヨーク42は永久磁石41の取付面を有する磁石取付部42aと、磁石取付部42aから軸方向に延びたアーム部42bと、アーム部42bの先端から軸芯方向に延びた脚部42cとからなる。なお、各永久磁石41はN極とS極とが交互に誘導子30に面するように配置されている。   The magnet unit 40 includes a segment-shaped permanent magnet 41 obtained by dividing a cylindrical magnet having a slightly larger diameter than the outer peripheral surface of the inductor 30 into six equal parts in the circumferential direction, and a yoke 42 to which the upper surface of the permanent magnet 41 is attached. It consists of. As is apparent from FIG. 5, the yoke 42 has a magnet mounting portion 42a having a mounting surface for the permanent magnet 41, an arm portion 42b extending in the axial direction from the magnet mounting portion 42a, and an axial center direction from the tip of the arm portion 42b. It consists of the extended leg part 42c. In addition, each permanent magnet 41 is arrange | positioned so that the north-pole and a south pole may face the inductor 30 by turns.

磁石ユニット保持体50は、回転軸心Xと同軸芯配置されるボス部51とボス部51の端部に接続している円板部52とからなる。円板部52の外周部には径方向に延びたガイド溝52aが形成されている。磁石ユニット40の磁石ユニット保持体50への組み付け時に、このガイド溝52aに磁石ユニット40のヨーク42のアーム部42aが挿入される。また、ガイド溝52aと回転軸心Xとを結ぶ線上の位置にガイドピン53が円板部52から突設されている。磁石ユニット40の磁石ユニット保持体50への組み付け時に、このガイドピン53も磁石ユニット40の脚部42cに設けられたガイド長孔43に挿入される。これにより、磁石ユニット40は磁石ユニット保持体50に案内保持されて径方向に変位することができる。さらに、円板部52の中心孔からガイド溝52aと回転軸心Xを結ぶ線上を延びる、6つのスリット52bが形成されている。   The magnet unit holding body 50 includes a boss portion 51 coaxially arranged with the rotation axis X and a disc portion 52 connected to an end portion of the boss portion 51. A guide groove 52 a extending in the radial direction is formed on the outer peripheral portion of the disc portion 52. When the magnet unit 40 is assembled to the magnet unit holder 50, the arm portion 42a of the yoke 42 of the magnet unit 40 is inserted into the guide groove 52a. A guide pin 53 projects from the disc portion 52 at a position on a line connecting the guide groove 52 a and the rotation axis X. When the magnet unit 40 is assembled to the magnet unit holder 50, the guide pin 53 is also inserted into the guide long hole 43 provided in the leg portion 42c of the magnet unit 40. Thereby, the magnet unit 40 is guided and held by the magnet unit holder 50 and can be displaced in the radial direction. Further, six slits 52 b are formed extending from the center hole of the disc portion 52 on a line connecting the guide groove 52 a and the rotation axis X.

磁石ユニット40を径方向に変位させる変位機構60は、操作駆動源としての直動アクチュエータ3と、直動アクチュエータ3のスプール3aと軸受61とを介して回転自在に連結されている筒状の操作体62を備えている。操作体62は、磁石ユニット保持体50のボス部51と円板部52の内周面に挿入されており、軸受61を介して直動アクチュエータ3のスプール3aの軸方向直線変位を受けて、円板部52の内周面に沿って軸方向にスライド可能である。操作体62には、カム部62aとして軸方向にアーム状に突出した6つのカム部62aが設けてられており、このカム部62aは円板部52のスリット52bに挿入可能となっている。カム部62aの外周部に径方向の高さが連続的に変化するカム面としての軸方向傾斜面62bが形成されている。この傾斜面62bに磁石ユニット40の脚部42cの下端部がカムフォロアとして機能すべく接当している。永久磁石41と誘電子30との間の磁気吸引力により、磁石ユニット40は軸芯方向への大きな付勢力を受けるので、脚部42cとカム部62aの傾斜面62bとは常時接当した状態が維持される。   The displacement mechanism 60 for displacing the magnet unit 40 in the radial direction is a cylindrical operation that is rotatably connected via a linear motion actuator 3 as an operation drive source, a spool 3a of the linear motion actuator 3, and a bearing 61. A body 62 is provided. The operating body 62 is inserted into the inner peripheral surface of the boss portion 51 and the disc portion 52 of the magnet unit holding body 50, receives the axial linear displacement of the spool 3a of the linear actuator 3 via the bearing 61, It is slidable in the axial direction along the inner peripheral surface of the disc part 52. The operating body 62 is provided with six cam portions 62 a that project in the axial direction as cam portions 62 a, and these cam portions 62 a can be inserted into the slits 52 b of the disc portion 52. An axially inclined surface 62b is formed on the outer peripheral portion of the cam portion 62a as a cam surface whose radial height continuously changes. The lower end portion of the leg portion 42c of the magnet unit 40 is in contact with the inclined surface 62b so as to function as a cam follower. The magnet unit 40 receives a large urging force in the axial direction due to the magnetic attractive force between the permanent magnet 41 and the dielectric 30, so that the leg portion 42c and the inclined surface 62b of the cam portion 62a are always in contact with each other. Is maintained.

磁石ユニット保持体50のボス部51は、回転駆動手段としてのプーリ2と連結されているとともに、ハウジング12の軸孔部12aに装着された軸受4によって回転可能に支持されている。この構成により、プーリ2が回転すると、磁石ユニット保持体50及び磁石ユニット40が回転軸心X周りで回転することになる。   The boss portion 51 of the magnet unit holding body 50 is connected to the pulley 2 as a rotation driving means, and is rotatably supported by the bearing 4 attached to the shaft hole portion 12a of the housing 12. With this configuration, when the pulley 2 rotates, the magnet unit holding body 50 and the magnet unit 40 rotate around the rotation axis X.

磁石ユニット40が回転軸心X周りで回転すると、誘導子30が磁気誘導による伝達トルクの発生により回転軸心X周りで回転する。図1及び図3では、直動アクチュエータ3がスプール3aを最大ストロークに引き出すように制御されており、その結果、磁石ユニット40の脚部42cはカム部62aの傾斜面62bの最下レベルに位置しており、永久磁石41は誘導子30に最接近している。これにより、磁石ユニット40と誘導子30の間の伝達トルクが最大となる。すなわち、インペラ20の回転力は最大となってポンプ吐出能力が最大となる。   When the magnet unit 40 rotates around the rotation axis X, the inductor 30 rotates around the rotation axis X due to generation of transmission torque by magnetic induction. 1 and 3, the linear actuator 3 is controlled so as to pull out the spool 3a to the maximum stroke. As a result, the leg portion 42c of the magnet unit 40 is positioned at the lowest level of the inclined surface 62b of the cam portion 62a. The permanent magnet 41 is closest to the inductor 30. Thereby, the transmission torque between the magnet unit 40 and the inductor 30 becomes the maximum. That is, the rotational force of the impeller 20 is maximized and the pump discharge capacity is maximized.

一方、図2及び図4では、直動アクチュエータ3がスプール3aを最小ストロークに引っ込めるように制御されており、その結果、磁石ユニット40の脚部42cはカム部62aの傾斜面62bの最上レベルに位置しており、永久磁石41は誘導子30から最遠に遠ざかり、また永久磁石41相互の間隔も大きくなっている。これにより、磁石ユニット40と誘導子30の間の伝達トルクが最小となる。すなわち、インペラ20の回転力は最小となってポンプ吐出能力が最小となる。   On the other hand, in FIGS. 2 and 4, the linear actuator 3 is controlled so as to retract the spool 3a to the minimum stroke. As a result, the leg portion 42c of the magnet unit 40 is at the highest level of the inclined surface 62b of the cam portion 62a. The permanent magnets 41 are located farthest from the inductor 30 and the distance between the permanent magnets 41 is increased. Thereby, the transmission torque between the magnet unit 40 and the inductor 30 is minimized. That is, the rotational force of the impeller 20 is minimized and the pump discharge capacity is minimized.

このように、直動アクチュエータ3のスプール3aのストロークを制御することにより、ポンプ吐出能力を最大から最小まで変化させることができる。直動アクチュエータ3の制御はエンジンECU90からの制御信号によって行われる。直動アクチュエータ3への制御信号は、水温、スロットル開度、エンジン回転数などを検出する非図示のセンサからの検出信号に基づいてエンジンECU90に格納されているアルゴリズムによって決定される。   In this way, by controlling the stroke of the spool 3a of the linear actuator 3, the pump discharge capacity can be changed from the maximum to the minimum. The linear actuator 3 is controlled by a control signal from the engine ECU 90. A control signal to the linear actuator 3 is determined by an algorithm stored in the engine ECU 90 based on a detection signal from a sensor (not shown) that detects a water temperature, a throttle opening, an engine speed, and the like.

例えば、エンジン高負荷時、あるいは冷却水温が高温時などの冷却性能が必要な際には、直動アクチュエータ3を制御してポンプ吐出能力を最大とし、エンジン低・中負荷時、あるいは冷却水温が低温時には、直動アクチュエータ3を制御してポンプ吐出能力を低減させ、余剰な冷却水流量を低減する。   For example, when cooling performance is required, such as when the engine is heavily loaded or when the coolant temperature is high, the direct acting actuator 3 is controlled to maximize the pump discharge capacity. When the temperature is low, the linear actuator 3 is controlled to reduce the pump discharge capacity and reduce the excessive coolant flow rate.

このようにして、エンジン回転数、冷却水温、スロットル開度に基づいて、エンジンECU90が直動アクチュエータ3に制御信号を出力して、磁石ユニット40と誘導子30との間の径方向間隔を調整し、冷却類流量を常に必要最小限に最適制御する。エンジン冷間時には冷却水量を少なくして早期暖機を図ると同時に、無駄な動力を低減し、燃費向上を図ることができる。   Thus, based on the engine speed, the coolant temperature, and the throttle opening, the engine ECU 90 outputs a control signal to the direct acting actuator 3 to adjust the radial interval between the magnet unit 40 and the inductor 30. Therefore, the cooling flow rate is always optimally controlled to the minimum necessary. When the engine is cold, the amount of cooling water can be reduced to achieve early warm-up, while reducing unnecessary power and improving fuel efficiency.

図6〜図10は、本発明による磁力駆動ポンプをエンジンのウオータポンプ100として適用した際の、第2実施形態を示している。このウオータポンプ100も、やはり図示しない締結手段によりエンジンブロック1に固定されており、ハウジング12、ポンプ室10と外室11とを作り出す隔壁13、回転駆動手段としてのプーリ2は、実質的に第1実施形態のものと同じである。さらに、ポンプ室10内に配置されている、インペラ20、軸受21、支持軸22、及びインペラ20のスリーブ部20aに外周面に固定される誘導子30の構成も実質的に第1実施形態のものと同じである。     FIGS. 6-10 has shown 2nd Embodiment at the time of applying the magnetic drive pump by this invention as the water pump 100 of an engine. The water pump 100 is also fixed to the engine block 1 by fastening means (not shown), and the housing 12, the partition wall 13 that creates the pump chamber 10 and the outer chamber 11, and the pulley 2 as the rotational drive means are substantially the first. It is the same as that of one embodiment. Furthermore, the configuration of the impeller 20, the bearing 21, the support shaft 22, and the inductor 30 that is fixed to the outer peripheral surface of the impeller 20 is also substantially the same as that of the first embodiment. Is the same.

磁石ユニット40は、図10から明らかなように、第1実施形態のものと較べて、6つのセグメント状の永久磁石41は同じであるが、ヨーク45の形状が異なっている。このヨーク45は、永久磁石41の上面にほぼ一致させた下面を有するセグメント状の部材である。つまり、ほぼ第1実施形態における磁石取付部42aだけで構成されている。ヨーク45の周方向に沿った両端の片端面にそれぞれピン孔45aが形成されている。   As is apparent from FIG. 10, the magnet unit 40 has the same six segment-shaped permanent magnets 41 as the first embodiment, but the yoke 45 has a different shape. The yoke 45 is a segment-like member having a lower surface that substantially matches the upper surface of the permanent magnet 41. That is, it is substantially constituted only by the magnet attachment portion 42a in the first embodiment. Pin holes 45 a are respectively formed on one end surfaces of both ends along the circumferential direction of the yoke 45.

第2実施形態での磁石ユニット保持体50は、第1実施形態と類似しており、回転軸心Xと同軸芯配置されるボス部55と、ボス部55の端部に接続している円板部56とを有しているが、その形状は少し異なっている。ボス部55は、プーリ2と連結されているとともに、ハウジング12の軸孔部12aに装着された軸受4によって回転可能に支持される寸法を有するが、軸芯に対して対称となる2つの位置に径方向の貫通孔55aが設けられている。また、円板部56は、周壁部を残すように円形の凹部が形成されており、その周壁部の端面には周方向に均等配置された6つのピン孔56aが設けられている。このピン孔56aに支持用ピン57の一端が嵌入し、支持用ピン57の他端がヨーク45のピン孔45aに嵌入することで、円板部56は、磁石ユニット40を径方向揺動可能に保持する。   The magnet unit holding body 50 in the second embodiment is similar to the first embodiment, and a boss portion 55 coaxially arranged with the rotation axis X and a circle connected to the end of the boss portion 55. Although it has the board part 56, the shape differs a little. The boss portion 55 is connected to the pulley 2 and has a size that is rotatably supported by the bearing 4 attached to the shaft hole portion 12a of the housing 12, but is symmetric with respect to the shaft center. A through hole 55a is provided in the radial direction. Further, the circular plate portion 56 is formed with a circular concave portion so as to leave a peripheral wall portion, and six pin holes 56a arranged uniformly in the circumferential direction are provided on the end surface of the peripheral wall portion. One end of the support pin 57 is fitted into the pin hole 56a, and the other end of the support pin 57 is fitted into the pin hole 45a of the yoke 45, so that the disc portion 56 can swing the magnet unit 40 in the radial direction. Hold on.

第2実施形態での変位機構60は、操作駆動源としての直動アクチュエータ3のスプール3aと軸受61とを介して回転自在に連結されている筒状の回動操作体65を備えている。この回動操作体65は、軸受61を介して直動アクチュエータ3のスプール3aの軸方向直線変位を受けて円板部52の内周面に沿って軸方向にスライドしながら回動する。この回動操作体65には、その端部に円板部66が形成されている。この円板部66の直径は磁石ユニット保持体50の円板部56の円形凹部の内径とほぼ一致しており、回動操作体65が磁石ユニット保持体50のボス部55の内周面に挿入されると、この円板部66も磁石ユニット保持体50の円板部56の円形凹部に入り込む。回動操作体65には、磁石ユニット保持体50のボス部55に設けられた貫通孔55aに対応するように、軸方向に対して傾斜して延びる2つの傾斜長孔65aが形成されている。磁石ユニット保持体50と変位機構60との組み付け時において、磁石ユニット保持体50の貫通孔55aに圧入固定されたガイドピン67の自由端部が回動操作体65の傾斜長孔65aに挿入される。この構成により、回動ユニット保持体50は、直動アクチュエータ3によって軸方向に変位させられると、同時に回転軸心X周りで回動することになる。   The displacement mechanism 60 in the second embodiment includes a cylindrical rotating operation body 65 that is rotatably connected via a spool 3a of a linear motion actuator 3 serving as an operation drive source and a bearing 61. This rotating operation body 65 receives the axial displacement of the spool 3 a of the linear actuator 3 via the bearing 61 and rotates while sliding in the axial direction along the inner peripheral surface of the disk portion 52. The rotating operation body 65 is formed with a disc portion 66 at the end thereof. The diameter of the disc portion 66 is substantially the same as the inner diameter of the circular recess of the disc portion 56 of the magnet unit holding body 50, and the rotating operation body 65 is placed on the inner peripheral surface of the boss portion 55 of the magnet unit holding body 50. When inserted, the disk portion 66 also enters the circular recess of the disk portion 56 of the magnet unit holder 50. The rotation operation body 65 is formed with two inclined long holes 65a extending inclined with respect to the axial direction so as to correspond to the through holes 55a provided in the boss portion 55 of the magnet unit holding body 50. . When the magnet unit holding body 50 and the displacement mechanism 60 are assembled, the free end portion of the guide pin 67 press-fitted into the through hole 55a of the magnet unit holding body 50 is inserted into the inclined elongated hole 65a of the rotating operation body 65. The With this configuration, when the rotation unit holding body 50 is displaced in the axial direction by the linear actuator 3, the rotation unit holding body 50 simultaneously rotates around the rotation axis X.

回動操作体65の円板部66の外周端部には、周方向に均等配置された6つのリンクピン68が軸方向に突設されている。また、磁石ユニット40のヨーク45に設けられた2つのピン孔45aのうち支持用ピン57が挿入されていない方のピン孔45aに、操作用ピン69の一端が挿入されている。このリンクピン68と操作用ピン69とはリンク体70によって枢支連結される。つまり、リンクピン68の自由端がリンク体70の一方のリンク孔70aに挿入され、リンク体70の他方のリンク孔70aに操作用ピン69が挿入される。この構成により、回動ユニット保持体50が一方方向に回動すると、リンク体70が起き上がり、永久磁石41が誘導子30から遠ざかるように磁石ユニット40が径方向上方に揺動することになる(図6と図8参照)。逆に、回動ユニット保持体50が他方方向に回動すると、リンク体70が平伏し、永久磁石41が誘導子30に接近するように磁石ユニット40が径方向下方に揺動することになる(図7と図9参照)。   Six link pins 68 that are evenly arranged in the circumferential direction protrude in the axial direction from the outer peripheral end of the disc portion 66 of the rotating operation body 65. One end of the operation pin 69 is inserted into the pin hole 45a in which the support pin 57 is not inserted among the two pin holes 45a provided in the yoke 45 of the magnet unit 40. The link pin 68 and the operation pin 69 are pivotally connected by a link body 70. That is, the free end of the link pin 68 is inserted into one link hole 70 a of the link body 70, and the operation pin 69 is inserted into the other link hole 70 a of the link body 70. With this configuration, when the rotation unit holding body 50 rotates in one direction, the link body 70 rises, and the magnet unit 40 swings radially upward so that the permanent magnet 41 moves away from the inductor 30 ( (See FIGS. 6 and 8). On the contrary, when the rotation unit holding body 50 is rotated in the other direction, the link body 70 is flattened and the magnet unit 40 is swung downward in the radial direction so that the permanent magnet 41 approaches the inductor 30. (See FIGS. 7 and 9).

従って、この第2実施形態においても、直動アクチュエータ3のスプール3aのストロークを制御することにより、ポンプ吐出能力を最大から最小まで変化させることができる。   Accordingly, also in the second embodiment, by controlling the stroke of the spool 3a of the linear actuator 3, the pump discharge capacity can be changed from the maximum to the minimum.

上述した実施の形態では、磁石ユニット40と誘導子30との間の径方向間隔を変更するために、変位機構60が磁石ユニット40を径方向に変位させていたが、本発明において、変位機構60が誘導子30を径方向に変位させて磁石ユニット40と誘導子30との間の径方向間隔を変更する構成を除外しているわけではない。
また、磁石ユニット40はセグメント形状(湾曲板片)の永久磁石を用いていたが、これ以外の形状を採用することも可能であり、さらには永久磁石以外のその他の磁界発生手段を採用することも可能である。
In the above-described embodiment, the displacement mechanism 60 displaces the magnet unit 40 in the radial direction in order to change the radial interval between the magnet unit 40 and the inductor 30, but in the present invention, the displacement mechanism 60 does not exclude the configuration in which the radial interval between the magnet unit 40 and the inductor 30 is changed by displacing the inductor 30 in the radial direction.
In addition, the magnet unit 40 uses a segment-shaped (curved plate piece) permanent magnet, but other shapes can be adopted, and other magnetic field generating means other than the permanent magnet can be adopted. Is also possible.

本発明は、磁石ユニットと誘導子との間の径方向間隔を変更することにより、回転源からインペラに伝達される伝達トルクを変更する、各分野に適用可能な磁力駆動式ポンプとして利用できる。   INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be utilized as a magnetic drive pump applicable to each field | area which changes the transmission torque transmitted to an impeller from a rotation source by changing the radial direction space | interval between a magnet unit and an inductor.

本発明による磁力駆動式ポンプの第1実施形態を磁石ユニットと誘導子との接近状態で示している断面図Sectional drawing which shows 1st Embodiment of the magnetic drive pump by this invention in the approach state of a magnet unit and an inductor 本発明による磁力駆動式ポンプの第1実施形態を磁石ユニットと誘導子との離間状態で示している断面図Sectional drawing which shows 1st Embodiment of the magnetic drive pump by this invention in the separation state of a magnet unit and an inductor 図1のIII-III線断面図III-III sectional view of FIG. 図2のIV-IV線断面図Sectional view taken along line IV-IV in FIG. 本発明による磁力駆動式ポンプの第1実施形態における磁石ユニットと磁石ユニット保持体と変位機構を示す分解斜視図The disassembled perspective view which shows the magnet unit in the 1st Embodiment of the magnetic drive pump by this invention, a magnet unit holding body, and a displacement mechanism. 本発明による磁力駆動式ポンプの第2実施形態を磁石ユニットと誘導子との接近状態で示している断面図Sectional drawing which shows 2nd Embodiment of the magnetic drive pump by this invention in the approach state of a magnet unit and an inductor 本発明による磁力駆動式ポンプの第2実施形態を磁石ユニットと誘導子との離間状態で示している断面図Sectional drawing which shows 2nd Embodiment of the magnetic drive pump by this invention in the separation state of a magnet unit and an inductor 図6のVIII-VIII線断面図VIII-VIII sectional view of FIG. 図7のIX-IX線断面図IX-IX sectional view of FIG. 本発明による磁力駆動式ポンプの第2実施形態における磁石ユニットと磁石ユニット保持体と変位機構を示す分解斜視図The disassembled perspective view which shows the magnet unit, magnet unit holding body, and displacement mechanism in 2nd Embodiment of the magnetic drive pump by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジンブロック
2 回転駆動手段(プーリ)
10 ポンプ室
11 外室(外部)
13 隔壁
20 インペラ
30 誘導子
40 磁石ユニット
41 永久磁石
50 磁石ユニット保持体
60 変位機構
62 操作体
62aカム部
65 回動操作体
X 回転軸心
1 Engine block 2 Rotation drive means (pulley)
10 Pump room 11 Outer room (outside)
13 Bulkhead 20 Impeller 30 Inductor 40 Magnet unit 41 Permanent magnet 50 Magnet unit holder 60 Displacement mechanism 62 Operating body 62a Cam portion 65 Rotating operating body X Rotation axis

Claims (4)

ポンプ室と、
前記ポンプ室と外部とを分離する隔壁と、
前記ポンプ室に配設され、回転軸芯周りに回転するインペラと、
前記インペラと一体的に前記回転軸心周りに回転する誘導子と、
前記隔壁の外部において前記誘導子に対して前記回転軸心の径方向で対向する位置に前記回転軸心周りに回転可能に配設された磁石ユニットと、
前記磁石ユニットを回転駆動する回転駆動手段と、
を備えた磁力駆動式ポンプにおいて、
前記磁石ユニットと前記誘導子との間の径方向間隔を変更する変位機構が設けられている磁力駆動式ポンプ。
A pump room,
A partition wall separating the pump chamber and the outside;
An impeller disposed in the pump chamber and rotating around a rotation axis;
An inductor that rotates about the rotational axis integrally with the impeller;
A magnet unit rotatably disposed around the rotation axis at a position facing the inductor in a radial direction of the rotation axis outside the partition;
A rotation driving means for rotating the magnet unit;
In a magnetically driven pump with
A magnetic force driven pump provided with a displacement mechanism for changing a radial interval between the magnet unit and the inductor.
前記変位機構が前記磁石ユニットを径方向に変位させるカム部を形成した操作体を有するカム式変位機構として形成されている請求項1に記載の磁力駆動式ポンプ。   The magnetic drive pump according to claim 1, wherein the displacement mechanism is formed as a cam-type displacement mechanism having an operation body in which a cam portion for displacing the magnet unit in a radial direction is formed. 前記磁石ユニットがその周方向に沿った一端に設けられた前記回転軸心に平行な支軸周りに揺動可能で、前記変位機構が前記磁石ユニットの周方向に沿った他端を径方向に操作することにより前記磁石ユニットを径方向に揺動させる揺動変位機構として形成されている請求項1に記載の磁力駆動式ポンプ。   The magnet unit is swingable about a support shaft parallel to the rotation axis provided at one end along the circumferential direction, and the other end of the magnet unit along the circumferential direction of the magnet unit is arranged in the radial direction. The magnetic drive pump according to claim 1, wherein the magnetic drive pump is formed as a swing displacement mechanism that swings the magnet unit in a radial direction when operated. 前記揺動変位機構は、回動変位を受ける前記回転軸心周りに回動可能な回動操作体と、前記回動操作体に一端を枢支されるとともに他端を前記磁石ユニットの他端に枢支されているリンク体を含んでいる請求項3に記載の磁力駆動式ポンプ。   The swing displacement mechanism includes a rotation operation body that can rotate around the rotation axis that receives rotation displacement, one end pivotally supported by the rotation operation body, and the other end of the magnet unit. The magnetically driven pump according to claim 3, further comprising a link body pivotally supported by the magnet.
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