JP2015155682A - Non-contact bearing pump - Google Patents

Abstract

Translated fromJapanese

【課題】非接触式軸受ポンプにおいてコギングの発生を抑制する。【解決手段】非接触式軸受ポンプ１Ａは、固定体１０と、固定体１０に対して軸線Ａｆを中心として回転する羽根車２０と、羽根車２０を固定体１０に対して非接触で回転可能に支持する非接触軸受４０と、軸線Ａｆを中心として羽根車２０と一体的に固定される駆動磁石３１と、固定体１０に設けられ、駆動磁石３１の外周側に、径方向に間隔をあけて配置されたコアレスコイル３２と、を備える。【選択図】図１Cogging is prevented from occurring in a non-contact bearing pump. A non-contact type bearing pump 1A is capable of rotating in a non-contact manner with respect to a fixed body 10, an impeller 20 that rotates with respect to the fixed body 10 about an axis Af, and the impeller 20 with respect to the fixed body 10. A non-contact bearing 40 supported on the drive magnet 31, a drive magnet 31 fixed integrally with the impeller 20 around the axis Af, and a fixed body 10, with a radial spacing on the outer peripheral side of the drive magnet 31. And a coreless coil 32 disposed in a row. [Selection] Figure 1

Description

Translated fromJapanese

本発明は、非接触式軸受ポンプに関する。  The present invention relates to a non-contact bearing pump.

従来、流体を搬送するポンプ装置には、例えば特許文献１のように、ハウジングと、ハウジングに対して回転可能に設けられたインペラと、インペラを回転駆動する駆動部と、を備えるものがある。
特許文献１には、インペラに設けられてインペラの周方向に配列された複数の永久磁石と、ハウジングに設けられてインペラの周方向に配列された複数の磁性体と、各磁性体にそれぞれ巻回された複数のコイルと、を備える駆動部が開示されている。
また、特許文献１には、動圧軸受によってインペラをハウジングに対して非接触で回転可能に支持する構成が開示されている。動圧軸受は、相互に対向するハウジング及びインペラの対向面に形成された動圧溝によって構成される。2. Description of the Related Art Conventionally, there is a pump device that transports a fluid, as disclosed inPatent Document 1, for example, including a housing, an impeller provided rotatably with respect to the housing, and a drive unit that rotationally drives the impeller.
InPatent Document 1, a plurality of permanent magnets provided on the impeller and arranged in the circumferential direction of the impeller, a plurality of magnetic bodies provided on the housing and arranged in the circumferential direction of the impeller, and a winding around each magnetic body, respectively. A drive unit comprising a plurality of rotated coils is disclosed.
Patent Document 1 discloses a configuration in which an impeller is rotatably supported by a hydrodynamic bearing in a non-contact manner with respect to a housing. The hydrodynamic bearing is constituted by a hydrodynamic groove formed on the opposing surfaces of the housing and the impeller facing each other.

特開２０１２−２０５３４９号公報JP 2012-205349 A

しかしながら、上記従来のように、コイルをコアとなる磁性体に巻回した構成では、各コイルへの通電に伴って発生する磁力（磁気吸引力）が複数の磁性体のそれぞれの部分に集中しやすくなるため、インペラの回転中にコギングと呼ばれる現象が発生してしまう。コギングが発生すると、インペラは、ハウジングに対して振動し、円滑に回転できない虞がある。このため、インペラは、動圧軸受の動圧効果により安定した浮上ができなくなる。また、このコギングの発生による振動によってインペラ及びハウジングの対向面が相互に接触する虞もある。インペラが回転中にハウジングに接触すると、例えば、インペラの回転が不安定となり、安定して流体を供給することができなくなる。
特に、上記従来のポンプ装置を、血液を搬送する人工心臓ポンプに適用する場合では、インペラが回転中にハウジングに接触すると、インペラとハウジングとの摩擦によって血栓を引き起こす虞がある。However, in the configuration in which the coil is wound around the magnetic material that is the core as in the conventional case, the magnetic force (magnetic attraction force) generated with the energization of each coil is concentrated on each part of the plurality of magnetic materials. Therefore, a phenomenon called cogging occurs during the rotation of the impeller. When cogging occurs, the impeller vibrates with respect to the housing and may not rotate smoothly. For this reason, the impeller cannot float stably due to the dynamic pressure effect of the dynamic pressure bearing. Further, there is a possibility that the opposed surfaces of the impeller and the housing come into contact with each other due to vibration due to the occurrence of cogging. If the impeller contacts the housing during rotation, for example, the rotation of the impeller becomes unstable, and it becomes impossible to supply fluid stably.
In particular, when the conventional pump device is applied to an artificial heart pump that transports blood, if the impeller contacts the housing during rotation, there is a risk of causing a thrombus due to friction between the impeller and the housing.

本発明は、上述した事情に鑑みたものであって、コギングの発生を抑制できる非接触式軸受ポンプを提供することを目的とする。  The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a non-contact bearing pump capable of suppressing the occurrence of cogging.

この課題を解決するために、本発明に係る一態様としての非接触式軸受ポンプは、固定体と、該固定体に対して軸線を中心として回転する羽根車と、前記羽根車を前記固定体に対して非接触で回転可能に支持する非接触軸受と、前記軸線を中心として前記羽根車と一体的に固定される駆動磁石と、前記固定体に設けられ、前記駆動磁石の外周側に、径方向に間隔をあけて配置されたコアレスコイルと、を備えることを特徴とする。  In order to solve this problem, a non-contact bearing pump as one aspect according to the present invention includes a stationary body, an impeller that rotates about the axis with respect to the stationary body, and the impeller that is connected to the stationary body. A non-contact bearing that is rotatably supported in a non-contact manner, a drive magnet fixed integrally with the impeller around the axis, and provided on the fixed body, on the outer peripheral side of the drive magnet, And a coreless coil arranged at intervals in the radial direction.

そして、前記非接触式軸受ポンプにおいて、前記非接触軸受は、相互に径方向に対向する前記固定体及び前記羽根車の周面を動圧軸受面とし、これら動圧軸受面の間に流体が流れることで軸受として機能する動圧軸受であってよい。  In the non-contact type bearing pump, the non-contact bearing has a circumferential surface of the stationary body and the impeller which are opposed to each other in the radial direction as a dynamic pressure bearing surface, and a fluid flows between the dynamic pressure bearing surfaces. It may be a dynamic pressure bearing that functions as a bearing by flowing.

本発明の非接触式軸受ポンプによれば、羽根車を回転駆動する構成として、コアとなる磁性体が無いコアレスコイルを採用するため、羽根車の回転中にコギングが発生することを抑制できる。これにより、固定体に対する羽根車の振動を抑えて、羽根車及び固定体が相互に接触することを抑制できる。
また、従来のようにコイルを巻回する磁性体が無いため、非接触式軸受ポンプの小型化を容易に図ることもできる。According to the non-contact type bearing pump of the present invention, a coreless coil without a magnetic material serving as a core is adopted as a configuration for rotationally driving the impeller, so that the occurrence of cogging during rotation of the impeller can be suppressed. Thereby, the vibration of the impeller with respect to the fixed body can be suppressed, and the impeller and the fixed body can be prevented from contacting each other.
Moreover, since there is no magnetic body which winds a coil like the past, size reduction of a non-contact-type bearing pump can also be achieved easily.

本発明の第一実施形態に係る非接触式軸受ポンプを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the non-contact-type bearing pump which concerns on 1st embodiment of this invention.図１の非接触式軸受ポンプに備える固定体及び羽根車を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the stationary body and impeller with which the non-contact-type bearing pump of FIG. 1 is equipped.図１の非接触式軸受ポンプに備えるコアレスコイルの一例をケーシングの周方向に展開した模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram in which an example of a coreless coil provided in the non-contact bearing pump of FIG. 1 is developed in the circumferential direction of the casing.本発明の第二実施形態に係る非接触式軸受ポンプを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the non-contact-type bearing pump which concerns on 2nd embodiment of this invention.

〔第一実施形態〕
以下、図１〜３を参照して本発明の第一実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る非接触式軸受ポンプ１Ａは、固定体１０と、固定体１０に対して軸線（固定体軸線Ａｆ）を中心に回転する羽根車２０と、羽根車２０を固定体１０に対して回転駆動する駆動機構３０と、を備える。固定体１０は、円柱状の固定軸本体５１を有する固定軸５０と、固定軸５０及び羽根車２０の外周側を覆うケーシング６０と、を備える。[First embodiment]
The first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, a non-contact bearing pump 1A according to the present embodiment includes afixed body 10, animpeller 20 that rotates about the axis (fixed body axis Af) with respect to thefixed body 10, and an impeller. And adrive mechanism 30 that rotationally drives 20 with respect to thefixed body 10. Thefixed body 10 includes afixed shaft 50 having a columnar fixed shaftmain body 51, and acasing 60 that covers the outer periphery of thefixed shaft 50 and theimpeller 20.

以下の説明では、円柱状の固定軸本体５１の中心軸線を固定体軸線Ａｆとし、固定体軸線Ａｆが延びる方向を固定体軸方向Ｄｆとする。また、固定体軸方向Ｄｆの一方側を吸込側とし、他方側を吐出側とする。円筒状のケーシング６０は、後述するように固定軸５０に固定されるものであり、ケーシング６０の中心軸線は、固定軸本体５１の固定体軸線Ａｆに一致する。  In the following description, the central axis of the cylindrical fixed shaftmain body 51 is referred to as a fixed body axis Af, and the direction in which the fixed body axis Af extends is referred to as a fixed body axis direction Df. One side of the fixed body axial direction Df is a suction side, and the other side is a discharge side. Thecylindrical casing 60 is fixed to thefixed shaft 50 as described later, and the center axis of thecasing 60 coincides with the fixed body axis Af of the fixed shaftmain body 51.

固定軸５０は、前述の固定軸本体５１と、固定軸本体５１の吸込側に固定される吸込側コーン５２と、固定軸本体５１の吐出側に固定される吐出側コーン５３と、吐出側コーン５３の外周に固定される複数の案内羽根５４と、を備える。  Thefixed shaft 50 includes the above-described fixed shaftmain body 51, asuction side cone 52 fixed to the suction side of the fixed shaftmain body 51, adischarge side cone 53 fixed to the discharge side of the fixed shaftmain body 51, and a discharge side cone. A plurality of guide vanes 54 fixed to the outer periphery of 53.

吐出側コーン５３は、固定体軸線Ａｆを中心として吐出側の端部から吸込側に向かうに連れて拡径するように形成されている。また、吐出側コーン５３の吸込側の端部は、外径寸法が一定の円柱状に形成されている。
複数の案内羽根５４は、この吐出側コーン５３の吸込側の端部の外周に固定されている。案内羽根５４は、固定体軸線Ａｆを中心として螺旋状に吐出側コーン５３の外周に延設されている。具体的に、案内羽根５４は、吸込側から見て、最も吸込側の前端から時計回り方向に延びつつ吐出側に延びている。The discharge-side cone 53 is formed to increase in diameter from the discharge-side end toward the suction side with the fixed body axis Af as the center. Further, the suction side end of thedischarge side cone 53 is formed in a columnar shape having a constant outer diameter.
The plurality ofguide vanes 54 are fixed to the outer periphery of the suction side end of thedischarge side cone 53. Theguide blades 54 are spirally extended around the discharge-side cone 53 around the fixed body axis Af. Specifically, theguide vane 54 extends to the discharge side while extending in the clockwise direction from the front end on the most suction side when viewed from the suction side.

吸込側コーン５２は、固定体軸線Ａｆを中心として吸込側の端部から吐出側に向かうに連れて拡径するように形成されている。また、吸込側コーン５２の吐出側の端部は、外径寸法が一定の円柱状に形成されている。
吸込側コーン５２の吐出側の端部の内部には、磁化方向が固定体軸方向Ｄｆを向いている第一永久磁石５５が設けられている。Thesuction side cone 52 is formed so as to increase in diameter from the end on the suction side toward the discharge side with the fixed body axis Af as the center. Further, the end of thesuction side cone 52 on the discharge side is formed in a columnar shape having a constant outer diameter.
A firstpermanent magnet 55 having a magnetization direction facing the fixed body axis direction Df is provided inside the discharge-side end portion of the suction-side cone 52.

羽根車２０は、固定軸５０の固定軸本体５１に回転可能に装着される。羽根車２０は、固定軸本体５１の外周側に回転可能に装着される円筒状のスリーブ２１と、スリーブ２１の外周に固定される複数の羽根２２と、を備える。
スリーブ２１の外径寸法は、円柱状に形成された吸込側コーン５２の吐出側の端部及び吐出側コーン５３の吸込側の端部における外径寸法と同じ寸法である。
スリーブ２１内には、磁化方向が固定体軸方向Ｄｆを向いている第二永久磁石２５が設けられている。第二永久磁石２５は、磁化方向が第一永久磁石５５の磁極のうちの一方の磁極に対して、この一方の磁極と同じ極性の磁極が対向するよう配置されている。Theimpeller 20 is rotatably mounted on the fixed shaftmain body 51 of thefixed shaft 50. Theimpeller 20 includes acylindrical sleeve 21 that is rotatably mounted on the outer peripheral side of the fixed shaftmain body 51, and a plurality ofblades 22 that are fixed to the outer periphery of thesleeve 21.
The outer diameter dimension of thesleeve 21 is the same as the outer diameter dimension at the discharge side end of thesuction side cone 52 and the suction side end of thedischarge side cone 53 formed in a cylindrical shape.
A secondpermanent magnet 25 having a magnetization direction facing the fixed body axis direction Df is provided in thesleeve 21. The secondpermanent magnet 25 is disposed such that the magnetic pole having the same polarity as the one of the magnetic poles of the firstpermanent magnet 55 faces the one of the magnetic poles of the firstpermanent magnet 55.

複数の羽根２２は、図２に示すように、スリーブ２１の周方向に等間隔で配列されている。羽根２２は、固定体軸線Ａｆを中心として螺旋状にスリーブ２１の外周に延設されている。具体的に、羽根２２は、吸込側から見て、最も吸込側の前端から反時計回り方向に延びつつ吐出側に延びている。  As shown in FIG. 2, the plurality ofblades 22 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of thesleeve 21. Theblades 22 are spirally extended around the outer periphery of thesleeve 21 with the fixed body axis Af as the center. Specifically, when viewed from the suction side, theblade 22 extends to the discharge side while extending counterclockwise from the front end on the most suction side.

図１に示すように、非接触式軸受ポンプ１Ａは、羽根車２０を固定軸５０に対して非接触で回転可能に支持する非接触軸受４０を備える。本実施形態の非接触軸受４０は、相互に径方向に対向する羽根車２０のスリーブ２１の内周面、及び、固定軸５０の固定軸本体５１の外周面を動圧軸受面とし、これら動圧軸受面の間に非接触式軸受ポンプ１Ａによって搬送される流体が流れることで軸受として機能する動圧軸受である。  As shown in FIG. 1, the non-contact bearingpump 1 </ b> A includes a non-contact bearing 40 that rotatably supports theimpeller 20 with respect to thefixed shaft 50 in a non-contact manner. The non-contact bearing 40 of this embodiment uses the inner peripheral surface of thesleeve 21 of theimpeller 20 and the outer peripheral surface of the fixed shaftmain body 51 of thefixed shaft 50 that are opposed to each other in the radial direction as dynamic pressure bearing surfaces. This is a dynamic pressure bearing that functions as a bearing when fluid conveyed by the non-contact type bearing pump 1A flows between the pressure bearing surfaces.

ケーシング６０は、円筒状のケーシング本体６３と、ケーシング本体６３の吸込側に設けられてケーシング６０の吸込口６１を成す円筒状の吸込管部６４と、ケーシング本体６３の吐出側に設けられてケーシング６０の吐出口６２を成す円筒状の吐出管部６５と、を備える。
ケーシング本体６３の内周面は、前述した固定軸５０の吸込側コーン５２及び吐出側コーン５３の表面（外周面）、及び、羽根車２０のスリーブ２１の外周面と径方向に間隔をあけて対向するように形成されている。具体的には、吸込み側コーン５２と径方向に対向するケーシング本体６３の内周面は、固定体軸線Ａｆを中心として吐出側に向かうに連れて次第に大きくなるように形成される。また、吐出側コーン５３と径方向に対向するケーシング本体６３の内周面は、固定体軸線Ａｆを中心として吐出側に向かうに連れて次第に小さくなるように形成される。また、スリーブ２１と径方向に対向するケーシング本体６３の内周面は、ほぼ一定の内径寸法に設定されている。
そして、前述した固定軸５０は、吐出側コーン５３から径方向外側に延びる案内羽根５４の先端がケーシング本体６３の内周面に固定されることで、ケーシング本体６３内に固定される。Thecasing 60 is provided with acylindrical casing body 63, a cylindricalsuction pipe portion 64 that is provided on the suction side of thecasing body 63 and forms thesuction port 61 of thecasing 60, and a casing that is provided on the discharge side of thecasing body 63. And a cylindricaldischarge pipe portion 65 having 60discharge ports 62.
The inner peripheral surface of the casingmain body 63 is spaced in the radial direction from the surfaces (outer peripheral surfaces) of the suction-side cone 52 and the discharge-side cone 53 of thefixed shaft 50 and the outer peripheral surface of thesleeve 21 of theimpeller 20. It is formed so as to face each other. Specifically, the inner peripheral surface of thecasing body 63 that faces thesuction side cone 52 in the radial direction is formed so as to gradually increase toward the discharge side with the fixed body axis Af as the center. In addition, the inner peripheral surface of thecasing body 63 that faces the discharge-side cone 53 in the radial direction is formed so as to gradually decrease toward the discharge side with the fixed body axis Af as the center. Further, the inner peripheral surface of the casingmain body 63 that faces thesleeve 21 in the radial direction is set to have a substantially constant inner diameter.
Thefixed shaft 50 described above is fixed in thecasing body 63 by fixing the tip of theguide blade 54 extending radially outward from the discharge-side cone 53 to the inner peripheral surface of thecasing body 63.

吸込管部６４は、ケーシング本体６３の吸込側端部に接続されている。吐出管部６５は、ケーシング本体６３の吐出側端部に接続されている。
吸込管部６４の内側空間、ケーシング本体６３と吸込側コーン５２、吐出側コーン５３及びスリーブ２１との間の内側空間、及び、吐出管部６５の内側空間は、固定体軸方向Ｄｆに互いにつながって一つの空間を形成する。この空間は、流体が流れる流路をなす。Thesuction pipe portion 64 is connected to the suction side end of thecasing body 63. Thedischarge pipe portion 65 is connected to the discharge side end portion of thecasing body 63.
The inner space of thesuction pipe portion 64, the inner space between thecasing body 63 and thesuction side cone 52, thedischarge side cone 53, and thesleeve 21, and the inner space of thedischarge pipe portion 65 are connected to each other in the fixed body axial direction Df. Form a space. This space forms a flow path through which the fluid flows.

駆動機構３０は、羽根車２０に一体に固定される駆動磁石３１と、固定体１０に設けられるコアレスコイル３２と、を備える。
駆動磁石３１は、磁化方向が固定体軸線Ａｆに対する径方向を向くように、羽根車２０のスリーブ２１内に配置されている。また、駆動磁石３１は、互いに逆向きの磁極を羽根車２０の周方向に交互に配列して構成されている。駆動磁石３１としては、複数の永久磁石を羽根車２０の周方向に並べて設けたり、円環状の極異方性永久磁石を用いたりすることができる。この駆動磁石３１は、スリーブ２１内のうち前述した第二永久磁石２５よりも吐出側に配されている。Thedrive mechanism 30 includes adrive magnet 31 that is integrally fixed to theimpeller 20, and acoreless coil 32 that is provided on the fixedbody 10.
Thedrive magnet 31 is disposed in thesleeve 21 of theimpeller 20 so that the magnetization direction is in the radial direction with respect to the fixed body axis Af. Further, thedrive magnet 31 is configured by alternately arranging magnetic poles in opposite directions in the circumferential direction of theimpeller 20. As thedrive magnet 31, a plurality of permanent magnets can be provided side by side in the circumferential direction of theimpeller 20, or an annular polar anisotropic permanent magnet can be used. Thedrive magnet 31 is arranged on the discharge side in thesleeve 21 with respect to the secondpermanent magnet 25 described above.

コアレスコイル３２は、駆動磁石３１の外周側に径方向に間隔をあけて配されるように、ケーシング６０内に固定して設けられる。
コアレスコイル３２は、コアとなる磁性体を備えないコイルである。コアレスコイル３２は、例えば図３に示すように、導線を環状に形成した複数の環状部３４を直列に接続してなる複数（図示例では三つ）のコイル部３３を備える。各コイル部３３は、環状部３４の軸方向がケーシング６０の径方向に向くように、かつ、複数の環状部３４がケーシング６０の周方向に間隔をあけて配列されるように、ケーシング６０内に設けられる。Thecoreless coil 32 is fixedly provided in thecasing 60 so as to be arranged on the outer peripheral side of thedrive magnet 31 with an interval in the radial direction.
Thecoreless coil 32 is a coil that does not include a magnetic body serving as a core. For example, as shown in FIG. 3, thecoreless coil 32 includes a plurality (three in the illustrated example) ofcoil portions 33 formed by connecting a plurality ofannular portions 34 in which conductive wires are formed in a ring shape in series. Eachcoil part 33 is arranged in thecasing 60 so that the axial direction of theannular part 34 is directed in the radial direction of thecasing 60 and the plurality ofannular parts 34 are arranged at intervals in the circumferential direction of thecasing 60. Is provided.

また、コアレスコイル３２では、複数のコイル部３３の環状部３４（第一コイル部３３Ａの環状部３４Ａ、第二コイル部３３Ｂの環状部３４Ｂ、第三コイル部３３Ｃの環状部３４Ｃ）が順番にケーシング６０の周方向に配列される。このコアレスコイル３２において、ケーシング６０の周方向に隣り合う二つの環状部３４（例えば第一コイル部３３Ａの環状部３４Ａ、及び、第二コイル部３３Ｂの環状部３４Ｂ）は、例えば、これらの一部がケーシング本体６３の径方向に重なるように配されてよい。これにより、コアレスコイル３２は、例えば第一コイル部３３Ａ、第二コイル部３３Ｂ、第三コイル部３３Ｃに順番に通電することで、固定体軸線Ａｆを中心として回転する回転磁界を発生させる。
なお、図３では、上記したコアレスコイル３２の各環状部３４が、導線を一回だけ巻き回して形成されているが、例えば導線を複数回巻き回して形成されてもよい。In thecoreless coil 32, theannular portions 34 of the plurality of coil portions 33 (theannular portion 34A of thefirst coil portion 33A, theannular portion 34B of thesecond coil portion 33B, and theannular portion 34C of thethird coil portion 33C) are sequentially arranged. Arranged in the circumferential direction of thecasing 60. In thecoreless coil 32, two annular portions 34 (for example, theannular portion 34A of thefirst coil portion 33A and theannular portion 34B of thesecond coil portion 33B) adjacent in the circumferential direction of thecasing 60 are, for example, one of these. The portions may be arranged so as to overlap in the radial direction of thecasing body 63. Thereby, thecoreless coil 32 generates a rotating magnetic field that rotates around the fixed body axis Af by sequentially energizing thefirst coil portion 33A, thesecond coil portion 33B, and thethird coil portion 33C, for example.
In FIG. 3, eachannular portion 34 of thecoreless coil 32 is formed by winding the conductive wire only once, but may be formed by winding the conductive wire a plurality of times, for example.

また、本実施形態の駆動機構３０は、図１に示すように、鋼等の磁性体からなる円筒状のヨーク３５も備える。ヨーク３５は、上記コアレスコイル３２に対してケーシング６０の外周側に隣り合せて設けられる。ヨーク３５は、コアレスコイル３２において発生した磁力がケーシング６０の外部に漏れることを防ぐ役割を果たす。ヨーク３５は、例えばリング状に形成された多数のリング状板材を固定体軸方向Ｄｆに積層して構成される。  Moreover, thedrive mechanism 30 of this embodiment is also provided with thecylindrical yoke 35 which consists of magnetic bodies, such as steel, as shown in FIG. Theyoke 35 is provided adjacent to the outer peripheral side of thecasing 60 with respect to thecoreless coil 32. Theyoke 35 serves to prevent the magnetic force generated in thecoreless coil 32 from leaking outside thecasing 60. Theyoke 35 is configured by, for example, laminating a large number of ring-shaped plate materials formed in a ring shape in the fixed body axial direction Df.

次に、本実施形態における非接触式軸受ポンプ１Ａの動作について説明する。
ケーシング６０に設けられたコアレスコイル３２により、ケーシング６０の内側に回転磁界が発生すると、羽根車２０内の駆動磁石３１がこの回転磁界に追従する。この結果、羽根車２０がケーシング６０内で固定体軸線Ａｆを中心軸線として回転する。羽根車２０が回転すると、ケーシング６０の吸込口６１からケーシング６０内に流体が吸い込まれる。そして、羽根車２０の回転により、羽根２２からケーシング６０内の流体に対して、吐出側に送りつつ旋回させる力が加えられ、固定体軸線Ａｆを中心とした旋回方向の流速が増す。案内羽根５４は、羽根２２により旋回方向の流速が増した流体に対して、この旋回方向の流速を低下させて静圧を高める。静圧が高まった流体は、ケーシング６０の吐出口６２から吐出される。Next, the operation of the non-contact bearing pump 1A in this embodiment will be described.
When a rotating magnetic field is generated inside thecasing 60 by thecoreless coil 32 provided in thecasing 60, thedrive magnet 31 in theimpeller 20 follows this rotating magnetic field. As a result, theimpeller 20 rotates in thecasing 60 with the fixed body axis Af as the central axis. When theimpeller 20 rotates, fluid is sucked into thecasing 60 from thesuction port 61 of thecasing 60. Then, the rotation of theimpeller 20 applies a force for turning the fluid in thecasing 60 from theblades 22 while feeding it to the discharge side, and the flow velocity in the turning direction about the fixed body axis Af is increased. Theguide blade 54 increases the static pressure by reducing the flow velocity in the swirling direction with respect to the fluid whose flow velocity in the swirling direction is increased by theblade 22. The fluid whose static pressure is increased is discharged from thedischarge port 62 of thecasing 60.

羽根車２０には、流体に対して吐出側に送りつつ旋回させる力を加える関係上、吸込側に向かうスラスト力が作用する。ここで、吸込側コーン５２には第一永久磁石５５が設けられ、羽根車２０には、第一永久磁石５５の磁極のうちの一方の磁極に対して、この一方の磁極と同じ極性の磁極が対向するように第二永久磁石２５が設けられている。このため、羽根車２０の第二永久磁石２５は、吸込側コーン５２の第一永久磁石５５から吐出側に向かう反発力を受ける。羽根車２０に作用する前述のスラスト力は、この反発力で受けられる。  A thrust force directed toward the suction side acts on theimpeller 20 because a force for turning the fluid while feeding it to the discharge side is applied. Here, thesuction side cone 52 is provided with a firstpermanent magnet 55, and theimpeller 20 has a magnetic pole having the same polarity as one of the magnetic poles of the firstpermanent magnet 55. Are arranged so as to face each other. For this reason, the secondpermanent magnet 25 of theimpeller 20 receives a repulsive force from the firstpermanent magnet 55 of thesuction side cone 52 toward the discharge side. The aforementioned thrust force acting on theimpeller 20 is received by this repulsive force.

以上説明したように、本実施形態の非接触式軸受ポンプ１Ａによれば、羽根車２０を回転駆動する構成として、磁性体（コア）の無いコアレスコイル３２を採用するため、羽根車２０の回転中にコギングが発生することを抑制できる。これにより、固定体１０に対する羽根車２０の振動を抑えて、羽根車２０及び固定体１０（特に固定軸５０の固定軸本体５１）が相互に接触することを抑制できる。したがって、羽根車２０を安定して回転させて、流体を安定供給することが可能となる。また、非接触式軸受ポンプ１Ａを、血液を搬送する人工心臓ポンプに適用しても、羽根車２０と固定体１０との接触により血栓が発生することを抑制できる。  As described above, according to the non-contact type bearing pump 1A of the present embodiment, since thecoreless coil 32 having no magnetic body (core) is adopted as a configuration for rotationally driving theimpeller 20, the rotation of theimpeller 20 is performed. The occurrence of cogging can be suppressed. Thereby, the vibration of theimpeller 20 with respect to the fixedbody 10 can be suppressed, and theimpeller 20 and the fixed body 10 (in particular, the fixed shaftmain body 51 of the fixed shaft 50) can be suppressed from contacting each other. Accordingly, it is possible to stably supply the fluid by stably rotating theimpeller 20. Moreover, even if the non-contact type bearing pump 1A is applied to an artificial heart pump that transports blood, it is possible to suppress the occurrence of thrombus due to the contact between theimpeller 20 and the fixedbody 10.

また、コアレスコイル３２を採用することで、磁性体（コア）を有するコイルと比較して、コイルの磁極（例えば環状部３４の数）を減らすことなく、ケーシング６０の小型化や薄肉化を容易に図ることができる。したがって、非接触式軸受ポンプ１Ａの小型化を容易に図ることができる。非接触式軸受ポンプ１Ａの小型化は、人工心臓ポンプを体内に埋め込む場合に特に有効である。  Further, by adopting thecoreless coil 32, thecasing 60 can be easily reduced in size and thickness without reducing the magnetic poles (for example, the number of the annular portions 34) of the coil as compared with the coil having the magnetic body (core). Can be aimed at. Therefore, it is possible to easily reduce the size of the non-contact bearing pump 1A. The downsizing of the non-contact bearing pump 1A is particularly effective when an artificial heart pump is implanted in the body.

〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態について、図４を参照して説明する。
図４に示すように、本実施形態に係る非接触式軸受ポンプ１Ｂは、第一実施形態と同様に、固定体１１０と、固定体１１０に対して回転軸線Ａを中心に回転する羽根車１２０と、羽根車１２０を固定体１１０に対して回転駆動する駆動機構１３０と、を備える。本実施形態の固定体１１０は、羽根車１２０の外周側を覆うケーシング１６０を備える。[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 4, the non-contact bearing pump 1 </ b> B according to this embodiment includes a fixedbody 110 and animpeller 120 that rotates around a rotation axis A with respect to the fixedbody 110, as in the first embodiment. And adrive mechanism 130 that rotationally drives theimpeller 120 with respect to the fixedbody 110. The fixedbody 110 of this embodiment includes acasing 160 that covers the outer peripheral side of theimpeller 120.

ケーシング１６０には、流体を吐出するための吐出口１６０Ｂと、回転軸線Ａの延長線上に流体を吸い込むための吸込口１６０Ａが形成されている。以下の説明では、回転軸線Ａが延びる軸線方向Ｄａで、ケーシング１６０の吸込口１６０Ａ側を前側、その反対側を後側とする。また、回転軸線Ａに垂直な方向な径方向Ｄｒで、回転軸線Ａに近づく向き側を径方向内側、回転軸線Ａから遠ざかる向き側を径方向外側とする。  Thecasing 160 is formed with adischarge port 160B for discharging fluid and asuction port 160A for sucking fluid on an extension line of the rotation axis A. In the following description, in the axial direction Da in which the rotation axis A extends, thesuction port 160A side of thecasing 160 is the front side, and the opposite side is the rear side. Further, in the radial direction Dr perpendicular to the rotation axis A, the side closer to the rotation axis A is the radially inner side, and the direction away from the rotation axis A is the radially outer side.

ケーシング１６０内に設けられる羽根車１２０は、回転軸線Ａを中心として設けられた複数の羽根１２１と、複数の羽根１２１の前側を覆う前シュラウド１２２と、複数の羽根１２１の後側を覆う後シュラウド１２３と、を備える。羽根車１２０は、複数の羽根１２１の前後が前シュラウド１２２及び後シュラウド１２３により覆われることで、密閉型の羽根車を成している。羽根車１２０の複数の羽根１２１、前シュラウド１２２、後シュラウド１２３は、それぞれ、樹脂による一体成形品で、これらは、互いに接着剤により接合されている。  Theimpeller 120 provided in thecasing 160 includes a plurality ofblades 121 provided around the rotation axis A, afront shroud 122 covering the front side of the plurality ofblades 121, and a rear shroud covering the rear side of the plurality ofblades 121. 123. Theimpeller 120 forms a hermetic impeller by covering the front and rear of the plurality ofblades 121 with thefront shroud 122 and therear shroud 123. The plurality ofblades 121, thefront shroud 122, and therear shroud 123 of theimpeller 120 are each an integrally molded product made of resin, and these are joined to each other by an adhesive.

前シュラウド１２２は、回転軸線Ａを中心として円筒状を成し、軸線方向Ｄａの前側の開口がケーシング１６０の吸込口１６０Ａと対向する羽根車入口１２０Ａを成す入口筒部１２４と、入口筒部１２４の後端に設けられ、複数の羽根１２１の前側を覆う前側板部１２５と、を有する。後シュラウド１２３は、複数の羽根１２１の後側を覆う後側板部１２６と、後側板部１２６の後側に設けられ、回転軸線Ａを中心とする円柱状を成す軸部１２７と、を有する。  Thefront shroud 122 has a cylindrical shape centered on the rotation axis A, and aninlet cylinder 124 that forms animpeller inlet 120A whose front opening in the axial direction Da faces thesuction port 160A of thecasing 160, and aninlet cylinder 124 And a frontside plate portion 125 that covers the front side of the plurality ofblades 121. Therear shroud 123 includes a rearside plate portion 126 that covers the rear side of the plurality ofblades 121, and ashaft portion 127 that is provided on the rear side of the rearside plate portion 126 and has a columnar shape with the rotation axis A as the center.

前シュラウド１２２の前側板部１２５及び後シュラウド１２３の後側板部１２６は、軸線方向Ｄａから見た形状がいずれも回転軸線Ａを中心とした円形である。前側板部１２５と後側板部１２６とは、軸線方向Ｄａに離れており、これら前側板部１２５と後側板部１２６との間に複数の羽根１２１が固定されている。前側板部１２５と後側板部１２６との間であって径方向Ｄｒの外縁は、羽根車出口１２０Ｂを成している。前側板部１２５と後側板部１２６との間であって複数の羽根１２１の相互間と、入口筒部１２４の内側とが、羽根車内流路Ｐｒになっている。
後シュラウド１２３の軸部１２７には、軸線方向Ｄａに回転軸線Ａ上を貫通し、軸部１２７の後端面１２７ａとケーシング１６０との間の空間及び前述の羽根車内流路Ｐｒを相互に連通させる穴部１２８が形成されている。Each of the frontside plate portion 125 of thefront shroud 122 and the rearside plate portion 126 of therear shroud 123 has a circular shape centered on the rotational axis A when viewed from the axial direction Da. Thefront plate portion 125 and therear plate portion 126 are separated from each other in the axial direction Da, and a plurality ofblades 121 are fixed between thefront plate portion 125 and therear plate portion 126. The outer edge in the radial direction Dr between the frontside plate portion 125 and the rearside plate portion 126 forms animpeller outlet 120B. Between the frontside plate portion 125 and the rearside plate portion 126 and between the plurality ofblades 121 and the inside of theinlet tube portion 124 is an impeller internal flow passage Pr.
Theshaft portion 127 of therear shroud 123 passes through the rotation axis A in the axial direction Da, and communicates the space between therear end surface 127a of theshaft portion 127 and thecasing 160 and the aforementioned impeller flow path Pr. Ahole 128 is formed.

ケーシング１６０は、前端側に吸込ホース（不図示）が接続されるとともに内側に前シュラウド１２２の入口筒部１２４の外周面１２４ａと間隔を開けて対向する内周面１６１ａが形成されている前軸受形成部１６１と、前軸受形成部１６１の後端から径方向外側に広がり、前シュラウド１２２の前側板部１２５の前面１２５ａと軸線方向Ｄａに間隔をあけて対向し前側板部１２５を覆う平板リング状の前面対向部１６２と、回転軸線Ａを中心として略円筒状を成し、前面対向部１６２の外周縁から後側に延びる本体筒部１６３と、を有する。前軸受形成部１６１の前端は開口しており、この開口がケーシング１６０の吸込口１６０Ａを成している。本体筒部１６３の内周面１６３ａは、前シュラウド１２２の前側板部１２５の外周縁及び後シュラウド１２３の後側板部１２６の外周縁と間隔をあけて対向している。  Thecasing 160 is connected to a suction hose (not shown) on the front end side, and has an innerperipheral surface 161a facing the outerperipheral surface 124a of theinlet cylinder portion 124 of thefront shroud 122 with a gap therebetween. Formingportion 161 and a flat plate ring that extends radially outward from the rear end of the frontbearing forming portion 161 and covers thefront plate portion 125 so as to face thefront surface 125a of thefront plate portion 125 of thefront shroud 122 with an interval in the axial direction Da. And a main body cylinder portion 163 that has a substantially cylindrical shape with the rotation axis A as the center and extends from the outer peripheral edge of thefront facing portion 162 to the rear side. The front end of the frontbearing forming portion 161 is open, and this opening forms asuction port 160 </ b> A of thecasing 160. The inner peripheral surface 163a of the main body cylinder portion 163 is opposed to the outer peripheral edge of thefront plate 125 of thefront shroud 122 and the outer peripheral edge of therear plate 126 of therear shroud 123 with a gap.

ケーシング１６０は、本体筒部１６３の前面対向部１６２よりも後側から径方向内側に広がり、後シュラウド１２３の後側板部１２６の後面１２６ａと軸線方向Ｄａに間隔をあけて対向し後側板部１２６を覆う平板リング状の後面対向部１６４と、この後面対向部１６４の内縁から後方に延在し後シュラウド１２３の軸部１２７の外周面１２７ｂと間隔をあけて対向する内周面１６５ａが形成されている後軸受形成部１６５と、本体筒部１６３の後端及び後軸受形成部１６５の後端に設けられ、後シュラウド１２３の軸部１２７の後端面１２７ａと軸線方向Ｄａに間隔をあけて対向する平板リング状の後壁板部１６６と、を有する。  Thecasing 160 extends radially inward from the rear side of the frontsurface facing portion 162 of the main body cylinder portion 163, and faces therear surface 126 a of the rearside plate portion 126 of therear shroud 123 with an interval in the axial direction Da with the rearside plate portion 126. A flat plate ring-shaped rearsurface facing portion 164 that covers theinner surface 165a and an innerperipheral surface 165a that extends rearward from the inner edge of the rearsurface facing portion 164 and faces the outerperipheral surface 127b of theshaft portion 127 of therear shroud 123 with a space therebetween. The rearbearing forming portion 165, the rear end of the main body cylinder portion 163 and the rear end of the rearbearing forming portion 165 are opposed to therear end surface 127a of theshaft portion 127 of therear shroud 123 with an interval in the axial direction Da. And a flat ring-shaped rearwall plate portion 166.

また、ケーシング１６０は、後壁板部１６６の径方向内側の内周縁部から回転軸線Ａを中心として円筒状を成して前方に延出する筒状部１６７と、筒状部１６７の前端部を閉塞させる閉塞部１６８と、を有する。筒状部１６７は、羽根車１２０の穴部１２８に挿入され、その外周面１６７ａが穴部１２８の内周面１２８ａと間隔をあけて径方向Ｄｒに対向する。筒状部１６７は、回転軸線Ａを中心として円筒状を成しており、言い換えれば、羽根車１２０を径方向Ｄｒに支持する前軸受形成部１６１及び後軸受形成部１６５と中心軸線を一致させている。羽根車１２０は、この中心軸線を中心に回転可能となるようにケーシング１６０内に設けられている。羽根車１２０の回転時には、羽根車１２０の穴部１２８が筒状部１６７の周りを回る。  Thecasing 160 includes acylindrical portion 167 that extends from the inner peripheral edge on the radially inner side of the rearwall plate portion 166 around the rotation axis A and extends forward, and a front end portion of thecylindrical portion 167. And a closingportion 168 for closing. Thecylindrical portion 167 is inserted into thehole portion 128 of theimpeller 120, and the outerperipheral surface 167a faces the innerperipheral surface 128a of thehole portion 128 in the radial direction Dr with a gap. Thecylindrical portion 167 has a cylindrical shape with the rotation axis A as the center. In other words, the frontbearing formation portion 161 and the rearbearing formation portion 165 that support theimpeller 120 in the radial direction Dr are aligned with the central axis. ing. Theimpeller 120 is provided in thecasing 160 so as to be rotatable about the central axis. When theimpeller 120 rotates, thehole 128 of theimpeller 120 rotates around thecylindrical portion 167.

ケーシング１６０は、吐出ホース（不図示）が接続される略円筒状の吐出管部１６９を有する。吐出管部１６９の軸は、回転軸線Ａに対して垂直な面に平行である。吐出管部１６９は、本体筒部１６３に連結されている。吐出管部１６９の外側端は開口しており、この開口がケーシング１６０の吐出口１６０Ｂを成している。  Thecasing 160 has a substantially cylindricaldischarge pipe portion 169 to which a discharge hose (not shown) is connected. The axis of thedischarge pipe portion 169 is parallel to a plane perpendicular to the rotation axis A. Thedischarge pipe portion 169 is connected to the main body cylinder portion 163. The outer end of thedischarge pipe portion 169 is opened, and this opening forms adischarge port 160B of thecasing 160.

そして、非接触式軸受ポンプ１Ｂは、羽根車１２０をケーシング１６０に対して非接触で回転可能に支持する非接触軸受１４０を備える。本実施形態の非接触軸受１４０は、相互に径方向に対向する羽根車１２０の外周面、及び、ケーシング１６０の内周面を動圧軸受面とし、これら動圧軸受面の間に非接触式軸受ポンプ１Ｂによって搬送される流体が流れることで軸受として機能する動圧軸受である。
本実施形態の非接触軸受１４０には、相互に対向する羽根車１２０の入口筒部１２４の外周面１２４ａ、及び、ケーシング１６０の前軸受形成部１６１の内周面１６１ａを動圧軸受面とする前側非接触軸受１４０Ａ、並びに、羽根車１２０の軸部１２７の外周面１２７ｂ、及び、ケーシング１６０の後軸受形成部１６５の内周面１６５ａを動圧軸受面とする後側非接触軸受１４０Ｂの二つがある。Thenon-contact bearing pump 1B includes anon-contact bearing 140 that supports theimpeller 120 so as to be rotatable with respect to thecasing 160 in a non-contact manner. Thenon-contact bearing 140 of the present embodiment uses the outer peripheral surface of theimpeller 120 and the inner peripheral surface of thecasing 160 that are opposed to each other in the radial direction as a dynamic pressure bearing surface, and a non-contact type between these dynamic pressure bearing surfaces. It is a hydrodynamic bearing that functions as a bearing when fluid conveyed by the bearing pump 1B flows.
In thenon-contact bearing 140 of the present embodiment, the outerperipheral surface 124a of theinlet tube portion 124 of theimpeller 120 and the innerperipheral surface 161a of the frontbearing forming portion 161 of thecasing 160 are used as dynamic pressure bearing surfaces. The frontnon-contact bearing 140A, the outerperipheral surface 127b of theshaft portion 127 of theimpeller 120, and the rearnon-contact bearing 140B having the innerperipheral surface 165a of the rearbearing forming portion 165 of thecasing 160 as dynamic pressure bearing surfaces. There is one.

駆動機構１３０は、第一実施形態と同様に、羽根車１２０に一体に固定される駆動磁石１３１と、固定体１１０に設けられるコアレスコイル１３２と、を備える。
駆動磁石１３１は、磁化方向が径方向Ｄｒに向くように、羽根車１２０の軸部１２７内に配されている。また、駆動磁石１３１は、互いに逆向きの磁極を羽根車１２０の周方向に交互に配列して構成されている。駆動磁石１３１としては、複数の永久磁石を羽根車１２０の周方向に並べて設けたり、円環状の極異方性永久磁石を用いたりすることができる。As in the first embodiment, thedrive mechanism 130 includes adrive magnet 131 that is integrally fixed to theimpeller 120 and acoreless coil 132 that is provided on the fixedbody 110.
Thedrive magnet 131 is disposed in theshaft portion 127 of theimpeller 120 so that the magnetization direction is directed to the radial direction Dr. Further, thedrive magnet 131 is configured by alternately arranging magnetic poles in opposite directions in the circumferential direction of theimpeller 120. As thedrive magnet 131, a plurality of permanent magnets can be provided side by side in the circumferential direction of theimpeller 120, or an annular polar anisotropic permanent magnet can be used.

コアレスコイル１３２は、第一実施形態のコアレスコイル３２（図３参照）と同様に構成される。コアレスコイル１３２は、ケーシング１６０のうち本体筒部１６３と後面対向部１６４と後軸受形成部１６５と後壁板部１６６とによって囲まれた環状の内部空間に固定して設けられる。これにより、コアレスコイル１３２は、駆動磁石１３１の外周側に間隔をあけて配される。このコアレスコイル１３２は、第一実施形態のコアレスコイル３２と同様に、回転軸線Ａを中心として回転する回転磁界を発生させる。
また、本実施形態の駆動機構１３０は、第一実施形態と同様の円筒状のヨーク１３５も備える。Thecoreless coil 132 is configured similarly to the coreless coil 32 (see FIG. 3) of the first embodiment. Thecoreless coil 132 is fixedly provided in an annular internal space of thecasing 160 surrounded by the main body cylinder portion 163, the rearsurface facing portion 164, the rearbearing forming portion 165, and the rearwall plate portion 166. As a result, thecoreless coil 132 is arranged on the outer peripheral side of thedrive magnet 131 with an interval. Thecoreless coil 132 generates a rotating magnetic field that rotates about the rotation axis A, similarly to thecoreless coil 32 of the first embodiment.
Thedrive mechanism 130 of this embodiment also includes acylindrical yoke 135 similar to that of the first embodiment.

次に、本実施形態における非接触式軸受ポンプ１Ｂの動作について説明する。
ケーシング１６０に設けられたコアレスコイル１３２により、ケーシング１６０の内側に回転磁界が発生すると、羽根車１２０内の駆動磁石１３１がこの回転磁界に追従する。この結果、羽根車１２０がケーシング１６０内で回転軸線Ａを中心に回転する。羽根車１２０が回転すると、ケーシング１６０の吸込口１６０Ａからケーシング１６０内に流体が吸い込まれる。ケーシング１６０内に吸い込まれた流体は、羽根車入口１２０Ａから羽根車１２０内の羽根車内流路Ｐｒに入る。羽根車内流路Ｐｒ内に入った流体は、回転する複数の羽根１２１から遠心力を受けて、羽根車出口１２０Ｂから流出した後、ケーシング１６０の吐出口１６０Ｂから吐出される。Next, operation | movement of the non-contact-type bearing pump 1B in this embodiment is demonstrated.
When a rotating magnetic field is generated inside thecasing 160 by thecoreless coil 132 provided in thecasing 160, thedrive magnet 131 in theimpeller 120 follows this rotating magnetic field. As a result, theimpeller 120 rotates around the rotation axis A in thecasing 160. When theimpeller 120 rotates, fluid is sucked into thecasing 160 from thesuction port 160 </ b> A of thecasing 160. The fluid sucked into thecasing 160 enters the impeller flow path Pr in theimpeller 120 from theimpeller inlet 120A. The fluid that has entered the flow path Pr in the impeller receives centrifugal force from the rotating plurality ofblades 121, flows out of theimpeller outlet 120 </ b> B, and is then discharged from thedischarge port 160 </ b> B of thecasing 160.

羽根車出口１２０Ｂから流出した流体の一部は、ケーシング１６０の前面対向部１６２の内面１６２ａと羽根車１２０の前側板部１２５の前面１２５ａとの間から、前側非接触軸受１４０Ａの動圧軸受面であるケーシング１６０の前軸受形成部１６１の内周面１６１ａ、及び、羽根車１２０の入口筒部１２４の外周面１２４ａの間を通る。これにより、羽根車１２０の入口筒部１２４の部分がケーシング１６０により径方向Ｄｒに非接触で回転可能に支持される。
そして、前軸受形成部１６１の内周面１６１ａと入口筒部１２４の外周面１２４ａとの間を通過した流体は、前軸受形成部１６１のうち入口筒部１２４よりも前側に戻り、再び、羽根車入口１２０Ａから羽根車内流路Ｐｒに入る。Part of the fluid that has flowed out of theimpeller outlet 120B is between theinner surface 162a of thefront facing portion 162 of thecasing 160 and thefront surface 125a of thefront plate portion 125 of theimpeller 120, and the hydrodynamic bearing surface of the frontnon-contact bearing 140A. It passes between the innerperipheral surface 161a of the frontbearing forming portion 161 of thecasing 160 and the outerperipheral surface 124a of theinlet tube portion 124 of theimpeller 120. Thereby, the portion of theinlet cylinder portion 124 of theimpeller 120 is supported by thecasing 160 so as to be rotatable in the radial direction Dr without contact.
And the fluid which passed between the innerperipheral surface 161a of the frontbearing formation part 161 and the outerperipheral surface 124a of theinlet cylinder part 124 returns to the front side rather than theinlet cylinder part 124 in the frontbearing formation part 161, and again the blade It enters the impeller inner passage Pr from thevehicle entrance 120A.

また、羽根車出口１２０Ｂから流出した流体の他の一部は、ケーシング１６０の後面対向部１６４の内面１６４ａと羽根車１２０の後側板部１２６の後面１２６ａとの間から、後側非接触軸受１４０Ｂの動圧軸受面であるケーシング１６０の後軸受形成部１６５の内周面１６５ａ、及び、羽根車１２０の軸部１２７の外周面１２７ｂの間を通る。これにより、羽根車１２０の軸部１２７の部分がケーシング１６０により径方向Ｄｒに非接触で回転可能に支持される。  Further, another part of the fluid flowing out from theimpeller outlet 120B is between theinner surface 164a of the rearsurface facing portion 164 of thecasing 160 and therear surface 126a of therear plate portion 126 of theimpeller 120, and the rearnon-contact bearing 140B. Passes through between the innerperipheral surface 165a of the rearbearing forming portion 165 of thecasing 160 and the outerperipheral surface 127b of theshaft portion 127 of theimpeller 120. Accordingly, theshaft 127 of theimpeller 120 is supported by thecasing 160 so as to be rotatable in the radial direction Dr without contact.

そして、後軸受形成部１６５の内周面１６５ａと羽根車１２０の軸部１２７の外周面１２７ｂとの間を通過した流体は、ケーシング１６０の後壁板部１６６の内面１６６ａと羽根車１２０の軸部１２７の後端面１２７ａとの間を通り、羽根車１２０の穴部１２８の内周面１２８ａとケーシング１６０の筒状部１６７の外周面１６７ａとの間の軸線方向Ｄａに沿う円筒状の筒状流路Ｐａを経て、羽根車内流路Ｐｒに戻る。つまり、羽根車１２０の穴部１２８とケーシング１６０の筒状部１６７との間は、羽根車内流路Ｐｒに流体を戻す筒状流路Ｐａとなっている。円筒状の筒状流路Ｐａに流体を流すと、筒状部１６７がなく穴部１２８内の円柱状の流路に流す場合と比べて、流体を淀みなく流すことができる。  Then, the fluid that has passed between the innerperipheral surface 165a of the rearbearing forming portion 165 and the outerperipheral surface 127b of theshaft portion 127 of theimpeller 120 passes through theinner surface 166a of the rearwall plate portion 166 of thecasing 160 and the shaft of theimpeller 120. A cylindrical tube that passes between therear end surface 127a of theportion 127 and extends along the axial direction Da between the innerperipheral surface 128a of thehole 128 of theimpeller 120 and the outerperipheral surface 167a of thecylindrical portion 167 of thecasing 160. The flow returns to the impeller internal flow path Pr via the flow path Pa. That is, between thehole 128 of theimpeller 120 and thecylindrical portion 167 of thecasing 160 is a cylindrical flow path Pa that returns the fluid to the flow path Pr in the impeller. When the fluid is caused to flow through the cylindrical tubular flow path Pa, the fluid can be flowed without stagnation as compared with the case where the fluid is caused to flow through the cylindrical flow path in thehole 128 without thetubular portion 167.

本実施形態の非接触式軸受ポンプ１Ｂによれば、第一実施形態と同様の効果を奏する。
すなわち、羽根車１２０を回転駆動する構成として、磁性体（コア）の無いコアレスコイル１３２を採用するため、羽根車１２０の回転中にコギングが発生することを抑制できる。これにより、固定体１１０に対する羽根車１２０の振動を抑えて、羽根車１２０及び固定体１１０（特にケーシング１６０の前軸受形成部１６１や後軸受形成部１６５）が相互に接触することを抑制できる。
また、コアレスコイル１３２を採用することで、磁性体（コア）を有するコイルと比較して、コイルの磁極を減らすことなく、ケーシング１６０の小型化や薄肉化を容易に図ることもできる。According to the non-contacttype bearing pump 1B of this embodiment, there exists an effect similar to 1st embodiment.
That is, since thecoreless coil 132 without a magnetic body (core) is employed as a configuration for rotationally driving theimpeller 120, the occurrence of cogging during the rotation of theimpeller 120 can be suppressed. Thereby, the vibration of theimpeller 120 with respect to the fixedbody 110 can be suppressed, and theimpeller 120 and the fixed body 110 (particularly the frontbearing forming portion 161 and the rearbearing forming portion 165 of the casing 160) can be prevented from contacting each other.
Further, by adopting thecoreless coil 132, thecasing 160 can be easily reduced in size and thickness without reducing the magnetic pole of the coil as compared with a coil having a magnetic body (core).

以上、本発明の詳細について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態では、いずれも非接触軸受として動圧軸受を採用しているが、例えば磁気軸受を採用してもよい。
また、本発明の非接触式軸受ポンプは、上記実施形態のポンプ１Ａ，１Ｂに適用されることに限らず、少なくとも非接触軸受及びコアレスコイルを採用したポンプに適用することが可能である。Although the details of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, a dynamic pressure bearing is employed as the non-contact bearing, but a magnetic bearing may be employed, for example.
Further, the non-contact bearing pump of the present invention is not limited to being applied to thepumps 1A and 1B of the above embodiment, but can be applied to a pump employing at least a non-contact bearing and a coreless coil.

１Ａ，１Ｂ…非接触式軸受ポンプ、１０，１１０…固定体、２０，１２０…羽根車、３１，１３１…駆動磁石、３２，１３２…コアレスコイル、４０，１４０…非接触軸受DESCRIPTION OFSYMBOLS 1A, 1B ... Non-contacttype bearing pump 10, 110 ... Fixed body, 20, 120 ... Impeller, 31, 131 ... Drive magnet, 32, 132 ... Coreless coil, 40, 140 ... Non-contact bearing

Claims (2)

Translated fromJapanese

固定体と、
該固定体に対して軸線を中心として回転する羽根車と、
前記羽根車を前記固定体に対して非接触で回転可能に支持する非接触軸受と、
前記軸線を中心として前記羽根車と一体的に固定される駆動磁石と、
前記固定体に設けられ、前記駆動磁石の外周側に、径方向に間隔をあけて配置されたコアレスコイルと、を備えることを特徴とする非接触式軸受ポンプ。A fixed body,
An impeller that rotates about an axis relative to the fixed body;
A non-contact bearing that rotatably supports the impeller with respect to the fixed body in a non-contact manner;
A drive magnet fixed integrally with the impeller around the axis;
A non-contact type bearing pump comprising: a coreless coil provided on the outer periphery of the driving magnet and disposed at a radial interval on the outer peripheral side of the driving magnet. 前記非接触軸受は、相互に径方向に対向する前記固定体及び前記羽根車の周面を動圧軸受面とし、これら動圧軸受面の間に流体が流れることで軸受として機能する動圧軸受であることを特徴とする請求項１に記載の非接触式軸受ポンプ。
The non-contact bearing has a hydrodynamic bearing surface that is a circumferential surface of the fixed body and the impeller that are opposed to each other in the radial direction, and a hydrodynamic bearing that functions as a bearing by fluid flowing between the hydrodynamic bearing surfaces. The non-contact bearing pump according to claim 1, wherein

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