(57)【要約】【課題】モータ一体型ラインポンプの薄型化を図る。【解決手段】モータ一体型ラインポンプ１において、ステータ５を、周方向に沿って配置された複数の爪磁極１４，１５を内周部に有する環状の鉄心１０と、この鉄心１０の周方向に沿って巻回され爪磁極１４，１５の外周側に配置された巻線１１と、を有するクローポール型ステータとした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状のステータと、吸入口から吸入した流体を吐出口に向けて送り出す羽根車を有し前記ステータの内側に回転自在に配置されたロータと、を備え、前記ステータで発生させた磁力によって前記ロータを回転させるモータ一体型ラインポンプにおいて、
前記ステータを、周方向に沿って配置された複数の爪磁極を内周部に有する環状の鉄心と、この鉄心の周方向に沿って巻回され前記爪磁極の外周側に配置された巻線と、を有するクローポール型ステータとしたことを特徴とするモータ一体型ラインポンプ。
【請求項２】
前記ロータは、内部に前記羽根車が配置され当該羽根車に固定された環状のロータマグネットを有することを特徴とする請求項１に記載のモータ一体型ラインポンプ。
【請求項３】
前記ロータマグネットを、プラスチックマグネットによって構成したことを特徴とする請求項２に記載のモータ一体型ラインポンプ。
【請求項４】
前記ロータマグネットと前記羽根車とを、プラスチックマグネットによって一体成形したことを特徴とする請求項２又は３に記載のモータ一体型ラインポンプ。
【請求項５】
前記ロータの軸方向に当該ロータを貫通した支軸と、
この支軸に対して前記羽根車を回転自在に支持する軸受と、
を備え、
前記軸受を、前記ロータマグネットと前記羽根車との一体成形時に、前記羽根車にインサート成形したことを特徴とする請求項４に記載のモータ一体型ラインポンプ。
【請求項６】
前記鉄心を、圧粉鉄心で構成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のモータ一体型ラインポンプ。
【請求項７】
前記鉄心を、磁性粉と樹脂バインダとの混合材料によって構成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のモータ一体型ラインポンプ。
【請求項８】
前記鉄心を、金属ガラスで構成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のモータ一体型ラインポンプ。
【請求項９】
前記鉄心を、珪素鋼板で構成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のモータ一体型ラインポンプ。
【請求項１０】
前記鉄心と前記巻線とを、樹脂によって一体に覆ったことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載のモータ一体型ラインポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ一体型ラインポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のモータ一体型ラインポンプは、マグネットを周囲に配置したロータを筒状に形成し、そのロータの外周を囲繞するステータによってロータを回転させる磁力を発生するようになっており、筒状に形成したロータの内側に羽根車を取り付けてある。そして、ロータの回転に伴って羽根車が回転することにより、ロータの内側を流体が中心軸方向に流れるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この場合、ロータおよびステータを備えてモータ部が構成されるが、そのステータは、巻線に通電することにより磁力を発生させる鉄心を有している。そして、そのステータに発生した磁力とロータのマグネットとを吸引・反発させることにより、ロータとともに羽根車を回転させるようになっている。
【０００４】
かかる従来のモータ一体型ラインポンプでは、前記鉄心に、薄板鋼板を複数積層した積層式鋼板を用いてある。
【特許文献１】特開２０００−２７４３８６号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この特許文献１に記載されたステータでは、鉄心軸方向（鋼板積層方向）に巻線が延在するように巻線が巻回されるため、巻線が鉄心の軸方向に大型化してしまい、ステータの厚みが厚くなってしまうという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、モータ一体型ラインポンプの薄型化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、環状のステータと、吸入口から吸入した流体を吐出口に向けて送り出す羽根車を有し前記ステータの内側に回転自在に配置されたロータと、を備え、前記ステータで発生させた磁力によって前記ロータを回転させるモータ一体型ラインポンプにおいて、前記ステータを、周方向に沿って配置された複数の爪磁極を内周部に有する環状の鉄心と、この鉄心の周方向に沿って巻回され前記爪磁極の外周側に配置された巻線と、を有するクローポール型ステータとしたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の第２の態様は、前記第１の態様のモータ一体型ラインポンプにおいて、前記ロータは、内部に前記羽根車が配置され当該羽根車に固定された環状のロータマグネットを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の第３の態様は、前記第２の態様のモータ一体型ラインポンプにおいて、前記ロータマグネットを、プラスチックマグネットによって構成したことを特徴とする。
【００１０】
本発明の第４の態様は、前記第２又は第３の態様のモータ一体型ラインポンプにおいて、前記ロータマグネットと前記羽根車とを、プラスチックマグネットによって一体成形したことを特徴とする。
【００１１】
本発明の第５の態様は、前記第４の態様のモータ一体型ラインポンプにおいて、前記ロータの軸方向に当該ロータを貫通した支軸と、この支軸に対して前記羽根車を回転自在に支持する軸受と、を備え、前記軸受を、前記ロータマグネットと前記羽根車との一体成形時に、前記羽根車にインサート成形したことを特徴とする。
【００１２】
本発明の第６の態様は、前記第１〜第５の態様のいずれか１つのモータ一体型ラインポンプにおいて、前記鉄心を、圧粉鉄心で構成したことを特徴とする。
【００１３】
本発明の第７の態様は、前記第１〜第５の態様のいずれか１つのモータ一体型ラインポンプにおいて、前記鉄心を、磁性粉と樹脂バインダとの混合材料によって構成したことを特徴とする。
【００１４】
本発明の第８の態様は、前記第１〜第５の態様のいずれか１つのモータ一体型ラインポンプにおいて、前記鉄心を、金属ガラスで構成したことを特徴とする。
【００１５】
本発明の第９の態様は、前記第１〜第５の態様のいずれか１つのモータ一体型ラインポンプにおいて、前記鉄心を、珪素鋼板で構成したことを特徴とする。
【００１６】
本発明の第１０の態様は、前記第１〜第９の態様のいずれか１つのモータ一体型ラインポンプにおいて、前記鉄心と前記巻線とを、樹脂によって一体に覆ったことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、モータ一体型ラインポンプにおけるステータを、巻線が鉄心の周方向に沿って巻回されたクローポール型としたので、鉄心軸方向に巻線が延在するように巻線が巻回される前記従来構造に比べて、巻線における鉄心軸方向での厚さを薄くすることができ、よってステータの薄型化を図ることができ、ひいてはモータ一体型ラインポンプの薄型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図１〜図８は、本発明の一実施形態にかかるモータ一体型ラインポンプを示し、図１は、モータ一体型ラインポンプを概略的に示す側断面図、図２は、ポンプを概略的に示す正面図、図３は、図１中III−III線に沿った断面図、図４は、モータ部のステータを詳細に示す斜視図、図５は、ステータの鉄心の分解斜視図、図６は、図４中VII−VII線に対応した位置で断面した鉄心の断面図、図７は、図４中VII−VII線に沿った断面図、図８は、ロータと羽根車との結合状態を示す断面図である。
【００２０】
図１、図２に示すように、本実施形態のモータ一体型ラインポンプ１は、モータ部２とポンプ部３とを合体させて構成してある。
【００２１】
図１〜図３に示すように、モータ部２は、円環状のステータ５と、このステータ５の内側に回転自在に配置されたロータ４と、を備え、ステータ５で発生させた磁力によってロータ４を回転させるようになっている。一方、ポンプ部３は、ロータ４に一体に設けられロータ４の一部を構成する羽根車６を有し、回転する羽根車６によって吸入口２２から吸入した流体を吐出口２３に向けて送り出すようになっている。
【００２２】
ステータ５は、周方向に沿って配置された複数の爪磁極である複数の第１・第２爪磁極１４，１５を内周部に有する環状の鉄心１０と、この鉄心１０の周方向に沿って巻回され第１・第２爪磁極１４，１５の外周側に配置された巻線１１と、を有するクローポール型ステータとしてある。したがって、このステータ５を備えたモータ部２は、クローポール型モータとなっている。このステータ５は、断面コ字状の円環状のケース９内におけるコ字断面内に配置されて、その内周と両側面とをそのケース９に覆われている。ここで、ケース９は、羽根車６を内周側に収納しており、キャンとして機能している。
【００２３】
鉄心１０は、図４、図５に示すように、ステータ５の軸方向に２分割した第１分割体１２と第２分割体１３とを組み合わせることにより構成してある。
【００２４】
第１分割体１２および第２分割体１３のそれぞれの内側には、周方向に沿ってそれぞれ４つづつの第１・第２爪磁極（クローポール）１４，１５を等間隔をもって形成してある。第１爪磁極１４は、第１分割体１２の内周から第２分割体１３に向けて突設してあり、第２爪磁極１５は、第２分割体１３の内周から第１分割体１２に向けて突設してある。
【００２５】
図５に示すように、第１分割体１２は、外周側に配置した円環部１６と、この円環部１６の端縁から内周側に延在する頂部１７と、この頂部１７の内周側の端縁から鉄心１０の軸方向に沿って延在する上述の第１爪磁極１４と、を一体に形成してある。また、第２分割体１３は、第１分割体１２と対称な形状をもって形成してあり、円環部１８と、頂部１９と、上述の第２爪磁極１５と、を一体に形成してある。
【００２６】
そして、第１分割体１２と第２分割体１３とを組み合わせて鉄心１０を構成した際に、図６に示すように、第１爪磁極１４と第２爪磁極１５とが交互に並んで環状に配置されることになる。そして、巻線１１は、円環部１６，１８の内周と、環状に配置した第１・第２爪磁極１４，１５の外周と、の間に配置されることになる。従って、巻線１１は、第１・第２爪磁極１４，１５の外周に巻回した状態となる。
【００２７】
また、鉄心１０（第１・第２分割体１２，１３）を、磁性粉を圧縮して成形した圧粉鉄心で形成してある。圧粉鉄心は、鉄粉個々の表面を無機絶縁皮膜でコーティングし、粒子間を樹脂によってバインダした構造となっており、高周波での鉄損失（渦電流損失）が低くなる利点を有している。
【００２８】
また、本実施形態のモータ一体型ラインポンプ１では、図１、図３に示すように、鉄心１０と環状の巻線１１とを、モールド成型される樹脂２４によって一体に覆っている。具体的には、樹脂２４をモールド成型する際、鉄心１０を構成する第１・第２分割体１２，１３に環状の巻線１１を組み付けた後、巻線１１を内蔵した鉄心１０の内周側と両側面側をケース９で覆うとともに、それの外周側を図示省略した型枠によってケース９と連続するように覆い、それらケース９および型枠内に溶融した樹脂２４を注入する。そして、樹脂２４の硬化後に型枠を脱型することにより、ケース９と一体となった樹脂２４の内部に、鉄心１０および巻線１１が埋設された状態で一体化したステータ５を得ることができる。この樹脂２４は、例えば、不飽和ポリエステルを用いることが好ましい。なお、図２、図３中、２４ａは取付穴である。
【００２９】
ロータ４は、羽根車６と、内部に羽根車６が配置され当該羽根車６に固定された円環状（筒状）のロータマグネット４ａと、有している。このロータ４は、当該ロータ４の中心軸上に配置された支軸７に対して、軸受２１によって回転自在に連結されている。支軸７は、その両端部を一対のボス部８に固定することにより固定軸となっている。ボス部８は、放射状に延在する腕部８ａを介して、ケース９に結合してある。
【００３０】
羽根車６は、図３に示すように、等間隔をもって放射状に配置した複数枚の羽根６ａを備え、図１に示すように、それら羽根６ａの外周部をロータマグネット４ａの内周に結合してあるとともに、内周部を環状部２０に結合してある。そして、環状部２０の内周に圧入固定した軸受２１を、支軸７の外周に相対回転自在に嵌合することにより、羽根車６は、軸受２１を介して支軸７に支持された状態でロータマグネット４ａと一体となって回転する。
【００３１】
このように羽根車６が回転することにより、流体はロータマグネット４ａの内側を、吸入口２２から吐出口２３へと流通する。
【００３２】
ロータマグネット４ａには、外周部には周方向交互にＮ極とＳ極とが配置されるように着磁されている。このロータマグネット４ａは、プラスチックマグネットによって構成してある。また、このようにロータマグネット４ａをプラスチックマグネットで構成するにあたって、図８に示すように、ロータマグネット４ａと羽根車６とをプラスチックマグネットによって一体成形してある。
【００３３】
このような構成において、巻線１１への通電が制御されることでステータ５で発生させた磁力によってロータ４が回転駆動され、これにより、羽根車６が回転し、吸入口２２からケース９の内周側に吸入された流体が、ケース９の内周側を通って吐出口２３から吐出される。
【００３４】
以上説明した本実施形態では、ステータ５を、巻線１１が鉄心１０の周方向に沿って巻回されたクローポール型ステータとしたので、鉄心軸方向に巻線が延在するように巻線が巻回される前記従来構造に比べて、巻線１１における鉄心１０軸方向での厚さを薄くすることができ、よってステータ５の薄型化を図ることができ、ひいてはモータ一体型ラインポンプ１の薄型化を図ることができる。また、この場合、モータ一体型ラインポンプ１の薄型化を図るために、ステータ５の内径を上記従来構造に比べて特段に小径化する必要がないので、ステータ５の内側を流通する流体の流通量を十分に確保でき、よって、モータ一体型ラインポンプ１のポンプ性能を十分に確保することができる。
【００３５】
また、本実施形態では、ロータ４が、内部に羽根車６が配置され当該羽根車６に固定された環状のロータマグネット４ａを有することにより、ロータ４を比較的簡素な構成とすることができる。
【００３６】
また、本実施形態では、ロータマグネット４ａを、プラスチックマグネットによって構成したので、ロータマグネット４ａを安価かつ軽量に製作でき、これにより、モータ一体型ラインポンプ１の軽量化およびコストダウンを達成できる。
【００３７】
また、本実施形態では、ロータマグネット４ａと羽根車６とを、プラスチックマグネットによって一体成形したので、ロータマグネット４ａと羽根車６とを安価かつ軽量に製作できるとともに、部品点数を削減してモータ一体型ラインポンプ１の組立てを容易にできる。
【００３８】
また、本実施形態では、鉄心１０を圧粉鉄心で構成したので、巻線１１に通電した際の渦電流損が低くなって、モータ部２の出力効率を高めることができる。
【００３９】
また、鉄心１０と巻線１１とを、樹脂２４によって一体に覆ったので、ステータ５の耐水性を向上できるとともに、モータ一体型ラインポンプ１の強度アップや低騒音化を図ることができる。
【００４０】
次に、本発明の他の実施形態について図９を参照して説明する。図９は本発明の他の実施形態にかかるロータと羽根車と軸受との結合状態を示す断面図である。なお、前記実施形態と同じ部分は同一符号で示し、説明も省略する。
【００４１】
前記実施形態では、図８に示すように、ロータマグネット４ａと羽根車６とを一体成形した場合を説明したが、本実施形態では羽根車６を支軸７に対して回転自在に支持する軸受２１を、ロータマグネット４ａと羽根車６との一体成形時に、羽根車６にインサート成形してある。なお、他の構成は、前記実施形態と同じである。
【００４２】
このような本実施形態によれば、軸受２１を、インサート成形により羽根車６およびロータマグネット４ａと一体成形したので、部品点数の削減を図りつつ、支軸７に対するロータマグネット４ａの位置精度を向上できる。従って、ロータマグネット４ａの位置精度向上により低振動化を図ることができるとともに、モータ一体型ラインポンプ１の組み立てを容易にできる。
【００４３】
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。
【００４４】
例えば、上述した各実施形態では、鉄心１０を圧粉鉄心で形成した場合を開示したが、これに限ることなく鉄心１０を、磁性粉と樹脂バインダとの混合材料や金属ガラス、珪素鋼板などを用いて構成することができる。
【００４５】
具体的には、磁性粉と樹脂バインダとの混合材料で構成する場合、例えば絶縁被覆された磁性粉である鉄粉と樹脂バインダとを混合させた混合材料を用いたインジェクション成形によって作製することができる。この場合は、圧粉鉄心の場合よりも渦電流損が抑制されてモータ部２の出力効率をより高めることができ、製造コストを安価に抑えることができる。なお、樹脂バインダの例としては、ナイロンやＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）が好ましい。このＰＰＳは、高耐熱のス−パ−エンジニアリングプラスチックに分類されており、ほとんどの酸、アルカリ、及び有機溶剤に犯されることが無く、強度、弾性率、疲労特性に優れている。
【００４６】
また、金属ガラスで鉄心１０を構成する場合、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、従来の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。金属ガラスで構成した鉄心１０は、圧粉鉄心の場合よりも渦電流損が抑制され、モータ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。
【００４７】
また、珪素鋼板で鉄心１０を構成する場合、珪素鋼板は強磁性材料であり、消費電量が少ない（例えば、３Ｗ以下程度の）小型のポンプを製作することができ、材料費や加工費を抑えて低コストのモータ一体型ラインポンプ１を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態にかかるポンプを概略的に示す側断面図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるポンプを概略的に示す正面図である。
【図３】図１中III−III線に沿った断面図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかるモータ部のステータを詳細に示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかるステータの鉄心の分解斜視図である。
【図６】図４中VII−VII線に対応した位置で断面した鉄心の断面図である。
【図７】図４中VII−VII線に沿った断面図である。
【図８】本発明の一実施形態にかかるロータと羽根車との結合状態を示す断面図である。
【図９】本発明の他の実施形態にかかるロータと羽根車と軸受との結合状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  モータ一体型ラインポンプ
４  ロータ
４ａ  ロータマグネット
５  ステータ
６  羽根車
７  支軸
１０  鉄心
１１  巻線
１４  第１爪磁極（磁極）
１５  第２爪磁極（磁極）
２１  軸受
２４  樹脂
【図１】
2010011593.tif 000003
【図２】
2010011593.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010011593.tif 000006
【図５】
2010011593.tif 000007
【図６】
2010011593.tif 000008
【図７】
2010011593.tif 000009
【図８】
2010011593.tif 000010
【図９】
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