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JP2006112235A - Motor pump - Google Patents

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JP2006112235A
JP2006112235A JP2004297315A JP2004297315A JP2006112235A JP 2006112235 A JP2006112235 A JP 2006112235A JP 2004297315 A JP2004297315 A JP 2004297315A JP 2004297315 A JP2004297315 A JP 2004297315A JP 2006112235 A JP2006112235 A JP 2006112235A
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JP
Japan
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motor
pump
bearing
permanent magnet
motor rotor
Prior art date
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Pending
Application number
JP2004297315A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshinori Kojima
善徳 小島
Kozo Matake
幸三 真武
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.)
Ebara Densan Ltd
Original Assignee
Ebara Densan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebara Densan Ltd filed Critical Ebara Densan Ltd
Priority to JP2004297315A priority Critical patent/JP2006112235A/en
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

【課題】 空運転時にも、摺動による軸受の損耗やパーティクルの発生を防止できるモータポンプを提供する。
【解決手段】 ポンプ羽根車13と、永久磁石22を外周面に備えたモータロータ21と、該モータロータのさらに外周に配置されたモータステータ25とを備えたモータポンプ10であって、前記モータステータのステータコアの軸方向中心(AA線)と、前記モータロータの永久磁石の軸方向中心(BB線)とが、軸方向にずれた位置に配置されている。前記ポンプ羽根車の吸込みマウス部13aの外周部と、ポンプケーシング14との間にライナリングを兼用したスラスト滑り軸受16を配置し、前記滑り軸受は、スパイラルグルーブ溝あるいはヘリングボーン溝を設け、動圧軸受を構成した。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor pump capable of preventing bearing wear and particle generation due to sliding even during idling.
A motor pump (10) includes a pump impeller (13), a motor rotor (21) having a permanent magnet (22) on the outer peripheral surface, and a motor stator (25) arranged on the outer periphery of the motor rotor. The axial center (AA line) of the stator core and the axial center (BB line) of the permanent magnet of the motor rotor are arranged at positions shifted in the axial direction. A thrust slide bearing 16 also serving as a liner ring is disposed between the outer peripheral portion of the suction mouth portion 13a of the pump impeller and the pump casing 14, and the slide bearing is provided with a spiral groove groove or a herringbone groove, A pressure bearing was constructed.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、永久磁石型モータを備えたモータポンプに係り、例えば半導体製造工程等の極めて清浄度の高い環境で、純水や薬液等を圧送するのに好適なノンパーティクル(微粒子の発生しない)モータポンプに関する。   The present invention relates to a motor pump equipped with a permanent magnet motor, and is suitable for non-particles (no generation of fine particles) suitable for pumping pure water, chemicals, etc. in an extremely clean environment such as a semiconductor manufacturing process. It relates to a motor pump.

従来から、ポンプ羽根車がモータロータの一端に固定された一体構造のモータポンプが知られている(例えば、特許文献1参照)。係るモータポンプにおいては、モータロータの外周にキャン封止されたモータステータが配置され、ポンプ羽根車の周囲にポンプケーシングが配置され、ポンプケーシングの吸込口から吸込まれた液体がポンプ羽根車により加圧され、ポンプケーシングの吐出口から吐出されるようになっている。
特開平5−219687号公報
Conventionally, an integral structure motor pump in which a pump impeller is fixed to one end of a motor rotor is known (see, for example, Patent Document 1). In such a motor pump, a motor stator that is can-sealed is arranged on the outer periphery of the motor rotor, a pump casing is arranged around the pump impeller, and the liquid sucked from the suction port of the pump casing is pressurized by the pump impeller. And is discharged from the discharge port of the pump casing.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-219687

例えば、半導体製造工程においては、半導体ウエハの洗浄に用いる純水の圧送用、各種薬液の圧送用等に当該液を可能な限り汚染しない構造のモータポンプが用いられている。これらのモータポンプにおいては、一般に滑り軸受により回転体が支持され、ポンプの取扱液、すなわち、圧送対象の液体により軸受が潤滑されている。しかしながら、ポンプ運転中、液体が存在する場合においても軸受のわずかな摺動による軸受摩擦からパーティクルの発生が生じてしまう。   For example, in a semiconductor manufacturing process, a motor pump having a structure that does not contaminate the liquid as much as possible is used for pumping pure water used for cleaning a semiconductor wafer, pumping various chemicals, and the like. In these motor pumps, a rotating body is generally supported by a sliding bearing, and the bearing is lubricated by a pump handling liquid, that is, a liquid to be pumped. However, during the pump operation, even when liquid is present, particles are generated due to bearing friction due to slight sliding of the bearing.

さらには、ポンプ始動時等に液体が存在しない場合、或いは、気泡が混ざった液体が送られてくる場合には、モータポンプは空運転の状態、或いはこれに近い状態となる。このとき、滑り軸受では潤滑材としての液体が存在しないか不十分となり、摺動熱が発生し、軸受の損耗或いは多量のパーティクル発生等の問題が生じる。   Furthermore, when no liquid is present at the time of starting the pump, or when a liquid in which bubbles are mixed is sent, the motor pump is in an idle operation state or a state close to this. At this time, in the sliding bearing, the liquid as a lubricant does not exist or becomes insufficient, and sliding heat is generated, causing problems such as wear of the bearing or generation of a large amount of particles.

本発明は、上述した事情に鑑みて為されたもので、モータポンプの空運転時にも、回転体の摺動による軸受の損耗やパーティクルの発生を防止できるモータ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 motor pump that can prevent bearing wear and particle generation due to sliding of a rotating body even during idling of the motor pump. .

本発明のモータポンプは、ポンプケーシング内に配置されたポンプ羽根車と、該ポンプ羽根車と一体に構成された永久磁石を外周面に備えたモータロータと、該モータロータのさらに外周に配置されたモータステータとを備えたモータポンプであって、前記モータステータのステータコアの軸方向中心と、前記モータロータの永久磁石の軸方向中心とが、軸方向にずれた位置に配置されていることを特徴とするものである。   The motor pump of the present invention includes a pump impeller disposed in a pump casing, a motor rotor having a permanent magnet integrally formed with the pump impeller on an outer peripheral surface, and a motor disposed on the outer periphery of the motor rotor. A motor pump including a stator, wherein an axial center of a stator core of the motor stator and an axial center of a permanent magnet of the motor rotor are arranged at positions shifted in the axial direction. Is.

ここで、前記ポンプ羽根車の吸込みマウス部の外周部と、ポンプケーシングとの間にライナリングを兼用したスラスト滑り軸受を配置し、前記滑り軸受は、スパイラルグルーブ溝あるいはヘリングボーン溝を設け、動圧軸受を構成したことを特徴とするものである。   Here, a thrust slide bearing that also serves as a liner ring is disposed between the outer peripheral portion of the suction mouth portion of the pump impeller and the pump casing. The slide bearing is provided with a spiral groove groove or a herringbone groove, A pressure bearing is configured.

本発明によれば、モータステータのステータコアの軸方向中心と、前記モータロータの永久磁石の軸方向中心とが、軸方向にずれた位置に配置されていることで、回転軸方向のバイアス力をモータロータおよびポンプ羽根車に作用させることができる。このバイアス力を適正に設定することでポンプ運転中、及び、ポンプ取扱液が存在しない状態でのポンプ運転においても、スラスト滑り軸受のスパイラル溝等により、液体や空気による動圧を形成して、動圧軸受を構成するので、動圧軸受を構成する両軸受部材の滑り面が非接触の状態で運転することができる。   According to the present invention, the axial center of the stator core of the motor stator and the axial center of the permanent magnet of the motor rotor are arranged at positions shifted in the axial direction, so that the bias force in the rotational axis direction is applied to the motor rotor. And can act on the pump impeller. By properly setting this bias force, even during pump operation and in pump operation in the absence of pump handling liquid, dynamic pressure due to liquid or air is formed by the spiral groove of the thrust slide bearing, etc. Since the hydrodynamic bearing is configured, the operation can be performed in a state where the sliding surfaces of the both bearing members configuring the hydrodynamic bearing are not in contact with each other.

これにより、軸受からのパーティクルの発生を防止でき、かつポンプ運転時に羽根車吸込口とポンプケーシングとの隙間を最小とすることができ、該隙間での漏れが極小となる効率の良いポンプ性能を得ることができる。またポンプ空運転時でも、滑り軸受を有するモータポンプの軸受部分の摺動に伴うパーティクルの発生や、軸受の摩耗、損傷という問題を防止できる。   As a result, the generation of particles from the bearing can be prevented, and the gap between the impeller suction port and the pump casing can be minimized during pump operation. Obtainable. Further, even during the idling of the pump, it is possible to prevent problems such as generation of particles accompanying sliding of a bearing portion of a motor pump having a sliding bearing, and wear and damage of the bearing.

以下、本発明の実施形態について、添付図面に基づいて説明する。図1は、本発明のモータポンプの外観を示し、図2および図3は断面図によりその構造の詳細を示す。なお、各図中、同一の作用または機能を有する部材または要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows an external appearance of a motor pump according to the present invention, and FIGS. 2 and 3 show details of the structure by sectional views. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the member or element which has the same effect | action or function, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

本発明のモータポンプ10は、例えば半導体製造工程における純水や薬液の圧送に好適ないわゆるノンパーティクルポンプであり、その接液部が樹脂材料により構成されている。ここで、ポンプケーシング14は、樹脂材により構成され、ポンプ羽根車13もテフロン(登録商標)等の樹脂材により構成され、その内部に渦巻型の流体の流路が形成されている。したがって、ポンプケーシング14の吸込口15から吸い込まれた液体は、ポンプ羽根車の吸込マウス部13aからポンプ羽根車13内部の渦巻型の流路に入り、その回転により加圧され、羽根車出口部13bから吐出される。   The motor pump 10 of the present invention is a so-called non-particle pump suitable for, for example, pumping pure water or chemicals in a semiconductor manufacturing process, and the liquid contact portion is made of a resin material. Here, the pump casing 14 is made of a resin material, the pump impeller 13 is also made of a resin material such as Teflon (registered trademark), and a spiral fluid passage is formed therein. Therefore, the liquid sucked from the suction port 15 of the pump casing 14 enters the spiral flow path inside the pump impeller 13 from the suction mouth portion 13a of the pump impeller, and is pressurized by the rotation thereof, thereby being the impeller outlet portion. It is discharged from 13b.

このモータポンプ10は、ポンプ部11とモータ部12とから構成され、ポンプ部11では、ポンプケーシング14内にポンプ羽根車13が配置されている。モータ部12には、後に詳述するように永久磁石型モータロータ21を備えたブラシレスDCモータが配置されている。   The motor pump 10 includes a pump unit 11 and a motor unit 12. In the pump unit 11, a pump impeller 13 is disposed in a pump casing 14. As will be described in detail later, a brushless DC motor including a permanent magnet type motor rotor 21 is disposed in the motor unit 12.

ポンプ羽根車13は、テフロン(登録商標)等の樹脂で構成されたモータロータ21の端面に固着され、ポンプ羽根車13とモータロータ21とは一体的に構成されている。モータロータ21の内部の外周面側には、リング状の永久磁石22と、その内周面側にロータバックヨーク(鉄心)23とが埋め込まれて配置されている。リング状の永久磁石22は、図3に示すように、例えば4極に着磁されている。   The pump impeller 13 is fixed to the end surface of the motor rotor 21 made of resin such as Teflon (registered trademark), and the pump impeller 13 and the motor rotor 21 are integrally formed. A ring-shaped permanent magnet 22 and a rotor back yoke (iron core) 23 are embedded and disposed on the outer peripheral surface side of the motor rotor 21. As shown in FIG. 3, the ring-shaped permanent magnet 22 is magnetized to, for example, four poles.

モータロータ21に埋め込まれた永久磁石22の表面には樹脂のロータキャン28が配置され、永久磁石22の表面が露出しないようになっている。これにより、酸やアルカリ等の薬液を圧送する場合にも、永久磁石材料等の溶解という問題を防止でき、取扱液の汚染を防止できる。   A resin rotor can 28 is disposed on the surface of the permanent magnet 22 embedded in the motor rotor 21 so that the surface of the permanent magnet 22 is not exposed. Thereby, also when pumping chemicals, such as an acid and an alkali, the problem of melt | dissolution of a permanent magnet material etc. can be prevented and contamination of a handling liquid can be prevented.

モータロータ21の外周には、クリアランスXを隔てて、モータステータ25が配置されている。モータステータ25は、その外周面側がモータフレーム26に固定され、また、その内周面側に樹脂からなるステータキャン27が配置されている。モータステータ25は、鉄心からなるステータコア25aとコイル25bとにより構成されている。そして、モータステータ25のコイル25bに交流電流を通電すると、モータステータ25の電磁気作用により、その形成する空間回転磁界により、4極の永久磁石による磁極を備えたモータロータ21が回転駆動され、これに一体的に固定されたポンプ羽根車13が回転駆動される。   A motor stator 25 is disposed on the outer periphery of the motor rotor 21 with a clearance X therebetween. The motor stator 25 is fixed to the motor frame 26 on the outer peripheral surface side, and a stator can 27 made of resin is disposed on the inner peripheral surface side. The motor stator 25 includes a stator core 25a made of an iron core and a coil 25b. When an alternating current is applied to the coil 25b of the motor stator 25, the motor rotor 21 having magnetic poles of four permanent magnets is rotationally driven by the space rotating magnetic field formed by the electromagnetic action of the motor stator 25. The integrally fixed pump impeller 13 is driven to rotate.

図2に示すように、モータステータ25のステータコア25aの軸方向中心(AA線)と、モータロータ21の永久磁石22の軸方向中心(BB線)とが、回転軸方向にずれた位置に配置されている。このため、回転軸方向に図中の右側に向かうバイアス力がモータロータ21およびポンプ羽根車13に発生する。そして、このバイアス力はステータコア25aを構成する鉄心と永久磁石の磁極との磁気吸引力に基づくものであるので、モータステータのコイル25bに通電しなくても、常にこのバイアス力は作用する。   As shown in FIG. 2, the axial center (AA line) of the stator core 25a of the motor stator 25 and the axial center (BB line) of the permanent magnet 22 of the motor rotor 21 are arranged at positions shifted in the rotational axis direction. ing. For this reason, a bias force toward the right side in the drawing in the direction of the rotation axis is generated in the motor rotor 21 and the pump impeller 13. Since this bias force is based on the magnetic attraction force between the iron core constituting the stator core 25a and the magnetic poles of the permanent magnet, this bias force always acts even if the coil 25b of the motor stator is not energized.

このモータポンプ10では、ポンプ羽根車の吸込みマウス部の外周部端面と、前記ポンプケーシングとの間にライナリングを兼用したスラスト滑り軸受を配置している。すなわち、図2に示すように、ポンプ羽根車13の吸込マウス部13a外周部端面と、ポンプケーシング14の吸込管15a外周部端面との間に、ライナーリングを兼用したスラスト滑り軸受16を配置している。このスラスト滑り軸受16は、回転側である羽根車13側にセラミック等の非金属材料(SiCまたはアルミナ等)にて構成されている滑り軸受部材16aと、固定側であるポンプケーシング14側に同じくセラミック等の非金属材料(SiCまたはアルミナ等)にて構成された滑り軸受部材16bとを備え、それぞれの滑り面が対面している。   In the motor pump 10, a thrust slide bearing that also serves as a liner ring is disposed between the outer peripheral end face of the suction mouth portion of the pump impeller and the pump casing. That is, as shown in FIG. 2, a thrust slide bearing 16 that also serves as a liner ring is disposed between the suction mouth portion 13 a outer peripheral end surface of the pump impeller 13 and the suction pipe 15 a outer peripheral end surface of the pump casing 14. ing. This thrust sliding bearing 16 is similarly provided on the rotating side impeller 13 side with a sliding bearing member 16a made of a non-metallic material such as ceramic (SiC or alumina) and on the fixed side pump casing 14 side. And a sliding bearing member 16b made of a non-metallic material such as ceramic (SiC or alumina), and the sliding surfaces face each other.

滑り軸受部材16aの面には、スパイラルグルーブ溝あるいはへリングボーン溝を設け、対面する滑り軸受部材16bの面には平滑な面を施し、対面する滑り面間で動圧軸受を構成している。すなわち、ポンプ羽根車13が回転すると、滑り軸受部材の滑り面に設けられたスパイラルグルーブ溝等により、空気や液体による動圧が発生する。この動圧により、滑り軸受部材16a,16bの滑り面間が非接触の状態となり、両者が摺動することなく、ポンプ羽根車13等の回転体の図中右側に向かうスラスト荷重を支持することができる。なお、スパイラルグルーブ溝等は、滑り軸受16bの面に設け、滑り軸受16aの面を平滑面としてもよい。   A spiral groove groove or a herringbone groove is provided on the surface of the sliding bearing member 16a, a smooth surface is provided on the surface of the facing sliding bearing member 16b, and a hydrodynamic bearing is configured between the facing sliding surfaces. . That is, when the pump impeller 13 rotates, dynamic pressure due to air or liquid is generated by a spiral groove groove or the like provided on the sliding surface of the sliding bearing member. By this dynamic pressure, the sliding surfaces of the sliding bearing members 16a and 16b are brought into a non-contact state, and the thrust load directed to the right side in the drawing of the rotating body such as the pump impeller 13 is supported without sliding. Can do. The spiral groove groove or the like may be provided on the surface of the sliding bearing 16b, and the surface of the sliding bearing 16a may be a smooth surface.

図2に示すように、ステータキャン27は有底円筒状をなしていて、その内部にモータロータ21が挿入されるようになっている。有底円筒状をなすステータキャンの底部27aには回転軸方向に伸びる支柱30が配置され、この支柱30のフランジ部30aがねじ31によりステータキャン27の底部27aに固定されている。支柱30はSiCやアルミナなどのセラミック等の非金属材料からなり、軸方向に2カ所、表面の円周上にヘリングボーン溝を設け、動圧軸受を形成している。   As shown in FIG. 2, the stator can 27 has a bottomed cylindrical shape in which the motor rotor 21 is inserted. A column 30 extending in the direction of the rotation axis is disposed on the bottom 27a of the stator can having a bottomed cylindrical shape, and a flange 30a of the column 30 is fixed to the bottom 27a of the stator can 27 by a screw 31. The support column 30 is made of a non-metallic material such as ceramic such as SiC or alumina, has two herringbone grooves on the circumference of the surface in the axial direction, and forms a hydrodynamic bearing.

このラジアル滑り軸受部32は、モータロータ21の内周面に配置されたスリーブ33とわずかなクリアランスを隔てて対面するようになっている。ここで、スリーブ33もSiCやアルミナなどの非金属材料により構成されている。このため、モータロータ21が回転すると、へリングボーン溝等の滑り軸受部材の表面に空気による動圧が生じ、モータロータ21のスリーブ24の内周面がラジアル滑り軸受部材31に対して非接触で支持される。   The radial sliding bearing portion 32 faces the sleeve 33 disposed on the inner peripheral surface of the motor rotor 21 with a slight clearance. Here, the sleeve 33 is also made of a non-metallic material such as SiC or alumina. Therefore, when the motor rotor 21 rotates, dynamic pressure is generated by air on the surface of the sliding bearing member such as a herringbone groove, and the inner peripheral surface of the sleeve 24 of the motor rotor 21 is supported in a non-contact manner with respect to the radial sliding bearing member 31. Is done.

したがって、このモータポンプ10においては、ポンプ羽根車13と一体となったモータロータ21がラジアル滑り軸受部32によりラジアル方向に回転自在に支持されるとともに、ポンプ羽根車13の吸込マウス部外周端面に設けられたスラスト滑り軸受16によりスラスト方向に、同様に回転自在に支持される。そして、これらの軸受は、空気や液体による動圧で非接触支持が可能なので、ポンプ運転中のパーティクル発生やポンプ空運転時にもパーティクルの発生や軸受の損傷という問題が発生せず、安定な運転が可能である。   Therefore, in the motor pump 10, the motor rotor 21 integrated with the pump impeller 13 is rotatably supported in the radial direction by the radial sliding bearing portion 32, and provided on the outer peripheral end surface of the suction mouth portion of the pump impeller 13. Similarly, the thrust sliding bearing 16 is rotatably supported in the thrust direction. Since these bearings can be supported in a non-contact manner by dynamic pressure due to air or liquid, there is no problem of particle generation or damage to the bearings even during pump operation or during idling of the pump. Is possible.

本発明のモータポンプ10では、上述したように、モータステータ25のステータコア25aの軸方向中心(AA線)と、モータロータ21の永久磁石22の軸方向中心(BB線)とが、回転軸方向にずれた位置に配置されているので、モータロータ21が軸方向右側に向かうバイアス力が付与される。これにより、前記ポンプ羽根車の吸込みマウス部の外周部端面と、前記ポンプケーシングとの間に、スラスト滑り軸受を兼用したライナリング機構、すなわち、軸シール機構が形成されている。   In the motor pump 10 of the present invention, as described above, the axial center (AA line) of the stator core 25a of the motor stator 25 and the axial center (BB line) of the permanent magnet 22 of the motor rotor 21 are in the rotational axis direction. Since the motor rotor 21 is disposed at a shifted position, a bias force is applied to the motor rotor 21 toward the right side in the axial direction. Thus, a liner ring mechanism that serves as a thrust slide bearing, that is, a shaft seal mechanism is formed between the outer peripheral end face of the suction mouth portion of the pump impeller and the pump casing.

この軸シール機構は、滑り軸受部材16aは、回転体側のインペラリングの役割を果たし、滑り軸受部材16bは固定側のライナーリングの役割を果たしている。すなわち、滑り軸受部材16a,16bの滑り面間の隙間がポンプ室内の高圧部であるボリュート部14aと低圧部である吸込マウス部13aとの間のポンプ取扱液の漏洩経路に対して、動圧軸受による浮上による隙間のみの最小隙間で回転側と固定側の間の軸シール機構を構成している。これにより、該軸受部からのパーティクルの発生を防止し、ポンプ運転時羽根車吸込口とポンプケーシングとの隙間からの漏洩を極小とし効率の良いポンプ性能を得ることができる。   In this shaft seal mechanism, the sliding bearing member 16a serves as an impeller ring on the rotating body side, and the sliding bearing member 16b serves as a liner ring on the fixed side. That is, the clearance between the sliding surfaces of the sliding bearing members 16a and 16b is a dynamic pressure against the leakage path of the pump-handed liquid between the volute part 14a that is the high-pressure part and the suction mouth part 13a that is the low-pressure part. A shaft seal mechanism between the rotating side and the fixed side is configured with a minimum gap of only the gap caused by the rising by the bearing. Thereby, generation | occurrence | production of the particle from this bearing part can be prevented, the leakage from the clearance gap between an impeller inlet and a pump casing at the time of a pump operation can be minimized, and efficient pump performance can be obtained.

すなわち、ポンプ起動時等にポンプ取扱液が存在せず、空運転状態となる場合にも、この適正なバイアス力が付与されたもとでの動圧軸受機構により、滑り軸受部材16a,16bの両滑り面を略非接触状態で運転でき、これにより空運転状態における軸受の損傷やパーティクルの発生を防止できる。   That is, even when the pump handling liquid does not exist at the time of starting the pump or the like and the engine is in the idling state, the sliding bearing members 16a and 16b are both slipped by the dynamic pressure bearing mechanism with the appropriate bias force applied. The surface can be operated in a substantially non-contact state, thereby preventing bearing damage and particle generation in the idle operation state.

このバイアス力の大きさは、ステータコア25aの軸方向中心(AA線)と永久磁石22の軸方向中心(BB線)との軸方向のずれの大きさや永久磁石の磁気力の強さ等により調整が可能である。そして、このバイアス力を適正に設定することで、ポンプ取扱液が存在しない状態でのポンプ運転、すなわち空運転の状態においても、スラスト滑り軸受16において軸受部材16a,16b間に、スパイラル溝等により、空気や液体により動圧を形成して、動圧軸受を構成することで、両軸受部材16a,16bの滑り面が非接触の状態でかつ極小の漏洩流路を保持して運転することができる。   The magnitude of the bias force is adjusted by the axial displacement between the axial center (AA line) of the stator core 25a and the axial center (BB line) of the permanent magnet 22 and the strength of the permanent magnet magnetic force. Is possible. By appropriately setting the bias force, the thrust sliding bearing 16 is provided with a spiral groove or the like between the bearing members 16a and 16b even in a pump operation in the absence of pump handling liquid, that is, in an idle operation state. By forming a dynamic pressure bearing by forming dynamic pressure with air or liquid, the sliding surfaces of both bearing members 16a and 16b are in a non-contact state and can be operated with a minimum leakage flow path. it can.

したがって、ポンプ取扱液が存在しない状態でモータポンプを起動する場合、あるいはポンプ運転中に何らかの状態で取扱液が途絶え、ポンプが空運転する場合等においても、スラスト滑り軸受16を空気による動圧で非接触状態でポンプ羽根車13側のスラスト力を受けることができる。これにより、ポンプ空運転時に、滑り軸受を有するモータポンプの軸受部分の摺動に伴うパーティクルの発生や軸受の摩耗、損傷という問題を防止できる。   Therefore, even when the motor pump is started in the absence of the pump handling liquid, or when the handling liquid is interrupted in some state during the pump operation and the pump is idling, the thrust slide bearing 16 is driven by the dynamic pressure of air. The thrust force on the pump impeller 13 side can be received in a non-contact state. Thereby, the problem of generation | occurrence | production of the particle | grains accompanying the sliding of the bearing part of the motor pump which has a sliding bearing, wear of a bearing, and damage at the time of pump idle operation can be prevented.

なお、ポンプ運転中のスラスト力は図中右側に向かう方向に作用する。ポンプに十分な取扱液が存在する場合には、スラスト滑り軸受16a,16b間には液体が存在し、動圧軸受による浮上力によりスラスト滑り軸受16a,16b間には、スラスト力およびバイアス力に抗してわずかな隙間が保たれる。これにより、パーティクルの発生のない良好な軸シール特性を得ることができ、効率の良いポンプ特性が得られる。   The thrust force during the operation of the pump acts in the direction toward the right side in the figure. When a sufficient amount of liquid is present in the pump, liquid exists between the thrust slide bearings 16a and 16b, and the thrust force and bias force are generated between the thrust slide bearings 16a and 16b due to the levitation force of the dynamic pressure bearing. A slight gap is kept against. Thereby, it is possible to obtain a good shaft seal characteristic without generation of particles, and to obtain an efficient pump characteristic.

そして、モータステータ25は樹脂のステータキャン27に被覆され、またモータロータ21の永久磁石22も同様に樹脂のロータキャン28により被覆されていて、また、ポンプ羽根車13自体も樹脂により構成されている。このため、樹脂材料として例えばテフロン(登録商標)等の各種の薬液に対して耐性を有する材料を用いることで、各種の薬液の搬送が可能となる。また、各種の薬液に対して耐性の高い樹脂材料を用いることで、ポンプ取扱液中への樹脂材料の溶解が防止でき、パーティクル汚染およびケミカル汚染を防止できる。   The motor stator 25 is covered with a resin stator can 27, the permanent magnet 22 of the motor rotor 21 is similarly covered with a resin rotor can 28, and the pump impeller 13 itself is also made of resin. For this reason, by using a material having resistance to various chemicals such as Teflon (registered trademark) as the resin material, it is possible to transport various chemicals. Further, by using a resin material having high resistance to various chemical solutions, dissolution of the resin material in the pump handling liquid can be prevented, and particle contamination and chemical contamination can be prevented.

なお、上記実施形態では、接液部が樹脂により構成されたノンパーティクルポンプの例について説明したが、その他の形式のブラシレスDCモータにより駆動される一般のモータポンプにも、本発明の趣旨を同様に適用できることは勿論である。   In the above embodiment, an example of a non-particle pump in which the liquid contact portion is made of resin has been described. However, the gist of the present invention is also applied to a general motor pump driven by other types of brushless DC motors. Of course, it is applicable to.

すなわち、これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。   That is, although one embodiment of the present invention has been described so far, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be implemented in various forms within the scope of the technical idea.

本発明の一実施形態のモータポンプの外観を示す部分透過斜視図である。1 is a partially transparent perspective view showing an appearance of a motor pump according to an embodiment of the present invention. 図1のモータポンプの回転軸に沿った縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view along the rotating shaft of the motor pump of FIG. 図2のAA線に沿った横断面図である。FIG. 3 is a transverse sectional view taken along line AA in FIG. 2.

符号の説明Explanation of symbols

10 モータポンプ
11 ポンプ部
12 モータ部
13 ポンプ羽根車
13a 吸込マウス部
13b 羽根車出口部
14 ポンプケーシング
15 吸込口
15a 吸込管
16 スラスト滑り軸受
16a,16b スラスト滑り軸受部材
17 吐出口
21 モータロータ
22 永久磁石
23 バックヨーク(鉄心)
24 スリーブ
25 モータステータ
25a ステータコア
25b コイル
26 モータフレーム
27 ステータキャン
27a ステータキャン底部
28 ロータキャン
30 支柱
30a フランジ部
31 ねじ
32 ラジアル滑り軸受部
33 スリーブ
X クリアランス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Motor pump 11 Pump part 12 Motor part 13 Pump impeller 13a Suction mouse | mouth part 13b Impeller exit part 14 Pump casing 15 Suction port 15a Suction pipe 16 Thrust slide bearing 16a, 16b Thrust slide bearing member 17 Discharge port 21 Motor rotor 22 Permanent magnet 23 Back yoke (iron core)
24 Sleeve 25 Motor stator 25a Stator core 25b Coil 26 Motor frame 27 Stator can 27a Stator can bottom 28 Rotor can 30 Strut 30a Flange 31 Screw 32 Radial slide bearing 33 Sleeve X Clearance

Claims (6)

ポンプケーシング内に配置されたポンプ羽根車と、該ポンプ羽根車と一体に構成された永久磁石を外周面に備えたモータロータと、該モータロータの外周に配置されたモータステータとを備えたモータポンプであって、
前記モータステータのステータコアの軸方向中心と、前記モータロータの永久磁石の軸方向中心とが、軸方向にずれた位置に配置されていることを特徴とするモータポンプ。
A motor pump comprising a pump impeller disposed in a pump casing, a motor rotor having a permanent magnet integrally formed with the pump impeller on an outer peripheral surface, and a motor stator disposed on the outer periphery of the motor rotor. There,
The motor pump, wherein the axial center of the stator core of the motor stator and the axial center of the permanent magnet of the motor rotor are arranged at positions shifted in the axial direction.
前記ポンプ羽根車の吸込みマウス部の外周部端面と、前記ポンプケーシングとの間にライナリングを兼用したスラスト滑り軸受を配置したことを特徴とする請求項1記載のモータポンプ。   2. The motor pump according to claim 1, wherein a thrust slide bearing that also serves as a liner ring is disposed between an outer peripheral end face of the suction mouth portion of the pump impeller and the pump casing. 前記モータロータはその回転軸中心に中空部を備え、該中空部内にラジアル滑り軸受を配置したことを特徴とする請求項1記載のモータポンプ。   2. The motor pump according to claim 1, wherein the motor rotor has a hollow portion at the center of the rotation shaft, and a radial sliding bearing is disposed in the hollow portion. 前記滑り軸受は、スパイラルグルーブ溝あるいはヘリングボーン溝を設け、動圧軸受を構成したことを特徴とする請求項2または3記載のモータポンプ。   4. The motor pump according to claim 2, wherein the sliding bearing is provided with a spiral groove groove or a herringbone groove to constitute a dynamic pressure bearing. 前記滑り軸受は、非金属にて構成されていることを特徴とする請求項2または3記載のモータポンプ。   4. The motor pump according to claim 2, wherein the sliding bearing is made of a non-metal. 前記ポンプ羽根車は樹脂にて構成され、前記モータロータは樹脂にて構成され、該樹脂中に前記永久磁石が埋め込まれ、該永久磁石の外周面が樹脂により被覆され、前記モータステータの内周面が樹脂により被覆されていることを特徴とする請求項1記載のモータポンプ。   The pump impeller is made of resin, the motor rotor is made of resin, the permanent magnet is embedded in the resin, the outer peripheral surface of the permanent magnet is covered with resin, and the inner peripheral surface of the motor stator The motor pump according to claim 1, wherein the motor pump is coated with a resin.
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