(57)【要約】【課題】モータにおいて、ロータの回転支持に関わる構造を簡素化する。【解決手段】クローポール型モータ５は、ロータ１３をステータ１１に対して回転可能に支持する滑り軸受３５を備える。滑り軸受３５は、ロータ１３に設けられた第１の周面１３ａとステータ１１に設けられた第２の周面１１ａとによって一対の滑り面が構成されている。【選択図】図２
2010011591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネット及び環状に形成された第１の周面を有するロータと、
相互に間隔をあけて周方向に沿って爪磁極が形成された鉄心、前記爪磁極を介して前記マグネットに対向する巻線及び環状に形成されて前記第１の周面に対向する第２の周面を有し、前記ロータを磁力によって回転駆動するステータと、
一対の滑り面が前記第１の周面と前記第２の周面とによって構成され、前記ロータを前記ステータに対して回転可能に支持する滑り軸受と、
を備えることを特徴とするクローポール型モータ。
【請求項２】
前記滑り軸受は、動圧流体軸受であることを特徴とする請求項１に記載のクローポール型モータ。
【請求項３】
前記滑り面には、動圧溝が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のクローポール型モータ。
【請求項４】
前記鉄心の表面には、前記動圧流体軸受の作動流体に対する耐流体性を有して前記第２の周面を構成する被膜が形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のクローポール型モータ。
【請求項５】
前記鉄心は、金属ガラスによって構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のクローポール型モータ。
【請求項６】
前記鉄心は、環状部を備え、この環状部の内側に前記ロータが配置されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載のクローポール型モータ。
【請求項７】
吸引口及び吐出口が設けられたポンプ室と、
このポンプ室に回転可能に収容され、前記吸引口から前記ポンプ室内に吸引した流体を前記吐出口から前記ポンプ室外へ送り出す羽根車と、
前記羽根車を回転駆動する請求項１ないし６のいずれか一項に記載のクローポール型モータと、
を備えることを特徴とするポンプ。
【請求項８】
前記羽根車と前記ロータとが一体に形成されていることを特徴とする請求項７に記載のポンプ。
【請求項９】
前記滑り軸受は、前記ポンプ室に連通していて、
前記ポンプ室から前記滑り軸受に作動流体が供給されることを特徴とする請求項７又は８に記載のポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クローポール型モータ及びポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、軸に対してロータを回転自在として、このロータをステータによって回転駆動するモータがある。例えば、特許文献１では、分離壁の底部に軸が設けられたモータが開示されている。
【特許文献１】特表２００３−５０５６４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このように軸に対してロータを回転自在とする構造では、軸とこの軸に対してロータを回転可能とする構造とが必要なため、モータが複雑化してしまうという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、モータおよびこのモータを備えるポンプにおいて、ロータの回転支持に関わる構造を簡素化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様は、クローポール型モータであって、マグネット及び環状に形成された第１の周面を有するロータと、相互に間隔をあけて周方向に沿って爪磁極が形成された鉄心、前記爪磁極を介して前記マグネットに対向する巻線及び環状に形成されて前記第１の周面に対向する第２の周面を有し、前記ロータを磁力によって回転駆動するステータと、一対の滑り面が前記第１の周面と前記第２の周面とによって構成され、前記ロータを前記ステータに対して回転可能に支持する滑り軸受と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
本発明の第２の態様は、前記第１の態様のクローポール型モータにおいて、前記滑り軸受は、動圧流体軸受であることを特徴とする。
【０００７】
本発明の第３の態様は、前記第２の態様のクローポール型モータにおいて、前記滑り面には、動圧溝が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の第４の態様は、前記第２又は第３の態様のクローポール型モータにおいて、前記鉄心の表面には、前記動圧流体軸受の作動流体に対する耐流体性を有して前記第２の周面を構成する被膜が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の第５の態様は、前記第１ないし第４のいずれか一項に記載のクローポール型モータにおいて、前記鉄心は、金属ガラスによって構成されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第６の態様は、前記第１ないし第５の態様のいずれか一つのクローポール型モータにおいて、前記鉄心は、環状部を備え、この環状部の内側に前記ロータが配置されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第７の態様は、ポンプであって、吸引口及び吐出口が設けられたポンプ室と、このポンプ室に回転可能に収容され、前記吸引口から前記ポンプ室内に吸引した流体を前記吐出口から前記ポンプ室外へ送り出す羽根車と、前記羽根車を回転駆動する前記第１ないし第６の態様のいずれか一つのクローポール型モータと、を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第８の態様は、前記第７の態様のポンプにおいて、前記羽根車と前記ロータとが一体に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第９の態様は、前記第７又は第８の態様のポンプにおいて、前記滑り軸受は、前記ポンプ室に連通していて、前記ポンプ室から前記滑り軸受に作動流体が供給されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、一対の滑り面が第１の周面と第２の周面とによって構成された滑り軸受によって、ロータをステータに対して回転可能に支持するので、上記従来構造で必要であった軸を設ける必要が無いので、ロータの回転支持に関わる構造を簡素化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の第１の実施形態について図１ないし図４を参照して説明する。図１は、本実施形態にかかるポンプの斜視図、図２は、本実施形態にかかるポンプの断面図（軸方向に沿った断面図）、図３は、図２のＡ−Ａ線に沿った断面図、図４は、図３に示すステータの斜視図である。
【００１６】
図１及び図２に示すように、本実施形態のポンプ１は、ポンプ部３とこのポンプ部３を駆動するモータであるモータ部５とを備え、これらポンプ部３とモータ部５とが一体に構成されたモータ一体型ポンプである。本実施形態では、ポンプ１は、吸引／吐出対象流体として例えば水が適用されたポンプである。
【００１７】
ポンプ部３は、第１のケーシング７とこの第１のケーシング７に収容された羽根車９とを備えて、遠心ポンプとして構成される一方、モータ部５は、第２のケーシングとして機能するステータ１１とこのステータ１１の内部に収容されたロータ１３とを備えて、クローポール型モータとして構成されている。そして、第１のケーシング７とステータ１１とが一体化されてケーシング１５を構成しているととともに、羽根車９とロータ１３とが一体化されている。以下に、各部を詳しく説明する。
【００１８】
第１のケーシング７は、概略山形状の円筒状に形成されており、その内部にポンプ室２１が形成されている。この第１のケーシング７の周壁部には吸引口１７が設けられている一方、第１のケーシング７の頂部には吐出口１９とが設けられている。これら吸引口１７及び吐出口１９は、ポンプ室２１に連通している。
【００１９】
羽根車９は、ポンプ室２１に回転可能に収容されており、回転することにより、吸引口１７からポンプ室２１内に吸引した流体を吐出口１９からポンプ室２１外へ送り出す。
【００２０】
ステータ１１は、鉄心２５と、この鉄心２５に内蔵された円環状の巻線２７と、を備えている。鉄心２５は、環状部である円筒部２５ａと、この円筒部２５ａの一端を閉塞した底部２５ｂとを有して有底円筒状に形成されており、その内部（円筒部２５ａの内側）に、ロータ室２３を形成している。ロータ室２３は、ポンプ室２１に連通しており、このロータ室２３には、ポンプ室から流体（水）が供給される。
【００２１】
鉄心２５の表面のうちロータ室２３を形成する面は、被膜３３によって被覆されている。被膜３３は、第１のケーシング７の内面であるポンプ室２１を形成する面にも形成されている。この被膜３３は、ポンプ部３の吸引／吐出対象流体に対する耐流体性を有する材料によって構成されており、本実施形態では、例えば、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）によって構成されている。なお、図２では、便宜上、被膜３３は太線で示されている。
【００２２】
円筒部２５ａは、ロータ室２３がポンプ室２１に連通した状態で、第１のケーシング７の底部に固定されており、ポンプ室２１の一部を形成している。この円筒部２５ａの内側にロータ１３が配置されている。また、円筒部２５ａの内部には、中空円環状に形成された巻線室２５ｃが形成されており、この巻線室２５ｃの内部に巻線２７が収容されている。
【００２３】
図３及び図４に示すように、巻線室２５ｃの内周壁２５ｄには、複数の爪磁極２５ｅが周方向に沿って相互に間隔をあけて形成されている。隣合う爪磁極２５ｅ同士は、連結部２５ｆによって連結されている。連結部２５ｆは、爪磁極２５ｅよりも薄く形成されており、隣合う爪磁極２５ｅ間には、内周側に向けて凹む凹部２５ｇが外周に形成されている。
【００２４】
このような鉄心２５は、金属ガラスによって構成されている。鉄心２５は、例えば図２中の分割線（仮想線）ａで分割された複数（本実施形態では２個）の部材（第１の部材２５ｊおよび第２の部材２５ｋ）から構成されている。このように複数の部材（第１の部材２５ｊおよび第２の部材２５ｋ）を接合する際に、巻線２７が鉄心２５に内蔵される。
【００２５】
図２に示すように、巻線室２５ｃに収容された巻線２７は、爪磁極２５ｅを介してロータ１３のマグネット３１に対向する。巻線２７は、導線が巻回されることで略円環状に形成されている。
【００２６】
ロータ１３は、円柱状のロータ本体２９と、このロータ本体２９の外周部に周方向に沿って配置された複数のマグネット３１と、によって構成されている。このロータ１３は、羽根車９と一体に形成されている。
【００２７】
ロータ１３は、滑り軸受である動圧流体軸受３５によってステータ１１に対して回転可能に支持されている。
【００２８】
動圧流体軸受３５は、一対の滑り面が、ロータ１３に形成された略円環状の第１の周面１３ａと、ステータ１１に形成された略円環状の第２の周面１１ａとによって構成されている。第１の周面１３ａは、ロータ１３におけるロータ本体２９の外周面によって構成されている。一方、第２の周面１１ａは、ステータ１１における鉄心の２５の円筒部２５ａの内周面に形成された被膜３３によって構成されている。これら第１の周面１３ａおよび第２の周面１１ａは、相互に対向している。
【００２９】
動圧流体軸受３５は、ポンプ室２１に連通している。具体的には、一対の滑り面（第１の周面１３ａ、第２の周面１１ａ）がポンプ室２１に連通しており、一対の滑り面（第１の周面１３ａ、第２の周面１１ａ）間に、ポンプ室２１から作動流体としての水が供給されるようになっている。即ち、一対の滑り面（第１の周面１３ａ、第２の周面１１ａ）には、作動流体（水）による膜が形成される。
【００３０】
このように構成されたポンプ１において、巻線２７が通電されると、ステータ１１が磁力によってロータ１３を回転駆動し、これにより、羽根車９がロータ１３と一体に回転し、この回転する羽根車９が、吸引口１７からポンプ室２１内に吸引した流体（水）を吐出口１９からポンプ室２１外へ送り出す、即ち、ポンプ１が吐出口１９から流体を吐出する。このとき、ロータ１３は、動圧流体軸受３５の支持によって、ステータ１１に対して滑らかに回転する。
【００３１】
以上説明した本実施形態のモータ部５では、一対の滑り面が第１の周面１３ａと第２の周面１１ａとによって構成された滑り軸受である動圧流体軸受３５によって、ロータ１３をステータ１１に対して回転可能に支持するので、上記従来構造で必要であった軸を設ける必要が無いので、ロータ１３の回転支持に関わる構造を簡素化することができ、ひいては、モータ部５及びポンプ１の構成の簡素化、組み立ての容易化を図ることができる。
【００３２】
このとき、滑り軸受が、動圧流体軸受３５であるので、比較的簡素な構成でロータ１３をステータ１１に対して回転可能に支持することができる。
【００３３】
また、本実施形態では、鉄心２５の表面には、動圧流体軸受３５の作動流体である水に対する耐流体性を有して第２の周面１１ａを構成する被膜３３が形成されているので、鉄心２５が水によって浸食されることを防止することができる。
【００３４】
また、本実施形態では、鉄心２５が、金属ガラスによって構成されている。ここで、金属ガラスは酸化物ガラスのように安定なアモルファスであり、高温でも容易に変形する金属であり、アモルファスとは異なり、比較的遅い冷却速度でもガラス化して結晶化しにくい材料である。金属ガラスで形成した鉄心２５は、鉄心が圧粉鉄心の場合よりも渦電流損の抑制効果を更に高めることができるため、鉄心２５の磁力発生効率の向上を図ることができる。これにより、渦電流損が抑制され、モータ部５の出力効率及び出力トルクが向上するという効果を得ることができる。
【００３５】
また、本実施形態では、鉄心２５は、環状部である円筒部２５ａを備え、この円筒部２５ａの内側にロータ１３が配置されているので、本実施形態では、所謂インナロータ型のクローポール型モータを提供することができる。
【００３６】
また、本実施形態では、羽根車９とロータ１３とが一体に形成されているので、これら羽根車９とロータ１３とが別部品の場合に比べて、モータ部５を簡素な構成とすることができる。
【００３７】
また、本実形態では、動圧流体軸受３５は、ポンプ室２１に連通していて、ポンプ室２１から動圧流体軸受３５に作動流体である水が供給されることにより、ポンプ１の吸引／吐出対象流体と、動圧流体軸受３５の作動流体とが同じであるので、それらが異なる場合に比べて、ポンプ１の構成を簡素化することができる。
【００３８】
また、本実施形態では、ステータ１１がロータ室２３を形成していることにより、ロータ室２３を形成するためにステータ１１とは別の部材（分離板）を設ける場合に比べて、モータ部５の構成を簡素化することができる。また、ステータ１１とロータ１３とが、水だけを介して対面しているので、ステータ１１とは別の部材（分離板）がさらにステータ１１とロータ１３との間に介在する場合に比べて、ステータ１１で発生する磁力を効率よくロータ１３に作用させることができ、モータ部５の効率を向上させることができる。
【００３９】
次に、本発明の第２の実施形態について図５を参照して説明する。図５は、本実施形態にかかるポンプの断面図（軸方向に沿った断面図）である。なお、前述した実施の形態と同じ部分は同一符号で示し、説明も省略する。
【００４０】
本実施形態のポンプ１０１は、第１の実施形態のポンプ１に対して、モータ部１０５が異なる。具体的には、モータ部１０５における動圧流体軸受１３５の第２の周面１１１ａに動圧溝１１１ｂが形成されている点が異なる。この動圧溝１１１ｂは、凹凸が周方向に繰り返し形成された構造となっている。なお、他の構成は、第１の実施形態の構成と同じである。
【００４１】
このような構成の本実施形態のポンプ１０１では、動圧流体軸受１３５の第２の周面１１１ａに動圧溝１１１ｂが形成されているので、動圧溝１１１ｂが設けられていない場合に比べて、動圧流体軸受１３５においてより効率よく動圧を発生させることができ、より安定してロータ１３を支持することができる。
【００４２】
なお、本発明は、上記各実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。例えば上記各実施形態では、鉄心２５として金属ガラスで構成されたものを例に説明したが、これに限ることなく、鉄心２５としては、例えば、鉄粉および樹脂バインドの混合材料や、珪素鋼板などによって構成されたものであっても良い。
【００４３】
また、上記各実施形態では、モータ部５，１０５として、ステータ１１の内側にロータ１３が配置されるインナロータ型のものを例に説明したが、モータ部としては、ステータの外側にロータが配置されるアウタロータ型のものであっても良い。
【００４４】
また、上記各実施形態では、ポンプ部３の吸引／吐出対象流体及び動圧流体軸受３５，１３５の作動流体として、水を例に説明したが、ポンプ部３の吸引／吐出対象流体及び動圧流体軸受３５，１３５の作動流体としては、油や気体などであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるポンプの斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態にかかるポンプの断面図（軸方向に沿った断面図）である
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】図３に示すステータの斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施形態にかかるポンプの断面図（軸方向に沿った断面図）である。
【符号の説明】
【００４６】
１，１０１…ポンプ
５…モータ部（クローポール型モータ）
９…羽根車
１１…ステータ
１１ａ，１１１ａ…第２の周面（滑り面）
１３…ロータ
１３ａ…第１の周面（滑り面）
１７…吸引口
１９…吐出口
２１…ポンプ室
２５…鉄心
２５ａ…円筒部（環状部）
２５ｅ…爪磁極
２７…巻線
３１…マグネット
３３…被膜
３５，１３５…動圧流体軸受（滑り軸受）
１１１ｂ…動圧溝
【図１】
2010011591.tif 000003
【図２】
2010011591.tif 000004
【図３】
2010011591.tif 000005
【図４】
2010011591.tif 000006
【図５】
2010011591.tif 000007