(57)【要約】【課題】ポンプの組立作業性を向上させることのできるモータを得る。【解決手段】ステータ５は、環状コイル５２（巻線）が配置される環状の中空部が設けられたステータコア５１を備え、前記ステータコア５１とポンプケース６とに、ステータコア５１をポンプケース６に係止する係止手段を設けた。【選択図】図３
2010011577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に沿ってマグネットを有する回転可能なロータと、周方向に沿って複数配置されるとともに隣接するもの同士が軸方向において互いに逆方向に向けて延在する爪磁極を有し、前記ロータの径方向外側に配置されるステータと、を備え、液体を吸排させるポンプのポンプケースに取り付けられるクローポール型モータであって、
前記ステータは、巻線が配置される環状の中空部が設けられたステータコアを備え、
前記ステータコアと前記ポンプケースとに、ステータコアをポンプケースに係止する係止手段が設けられていることを特徴とするクローポール型モータ。
【請求項２】
前記係止手段が、互いに螺合するネジとネジ溝とで構成されてい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】
前記係止手段が、互いに嵌合する凸凹部で構成されてい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４】
前記係止手段が、互いに係合する孔部と突起部とで構成されてい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５】
前記ステータコアを、磁性粉を圧縮して成形した圧粉体で構成したことを特徴とする請求項１〜４のうち何れか１項に記載のクローポール型モータ。
【請求項６】
前記ステータコアを、磁性粉と樹脂バインダとを混合した混合材料をインジェクション成形することで構成したことを特徴とする請求項１〜４のうち何れか１項に記載のクローポール型モータ。
【請求項７】
前記ステータコアを、金属ガラスで構成したことを特徴とする請求項１〜４のうち何れか１項に記載のクローポール型モータ。
【請求項８】
前記ステータ及び前記巻線への通電を制御する制御基板がモールド樹脂により被覆されていることを特徴とする請求項１〜７のうち何れか１項に記載のクローポール型モータ。
【請求項９】
請求項１〜８のうち何れか１項に記載の前記クローポール型モータを駆動源とするポンプ。
【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当該クローポール型モータを駆動源とするポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、液体を吸排するポンプなどでは、羽根車を回転駆動させるモータとして爪磁極を有したクローポール型モータを使用したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このクローポール型モータは、構造が比較的単純であることから生産性が良く、しかも製造コストも低く抑えることができるという利点を有している。
【０００３】
この特許文献１では、ポンプは、液体を吸排する羽根車と、吸入口及び吐出口を有したポンプケースと、羽根車を回転自在に収容させるポンプ室を前記ポンプケースと対をなして形成する分離板と、羽根車を回転駆動させるマグネットを有したロータと、ロータに回転駆動力を伝達する爪磁極を有したステータとを備え、前記分離板にて前記ロータと前記ステータとを水密状態に分離した構造となっている。
【特許文献１】特表２００３−５０５６４８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術では、モータをポンプに搭載させる際に、ステータを分離壁に対して固定し、当該ステータが固定された分離壁をハウジング前側部分とハウジング後側部分とで挟持して、複数のネジで共締めすることにより組立を行っているため、ポンプの組立作業が複雑であるとの問題があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ポンプの組立作業性を向上させることのできるモータを得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題を解決するために本発明は、周方向に沿ってマグネットを有する回転可能なロータと、周方向に沿って複数配置されるとともに隣接するもの同士が軸方向において互いに逆方向に向けて延在する爪磁極を有し、前記ロータの径方向外側に配置されるステータと、を備え、液体を吸排させるポンプのポンプケースに取り付けられるクローポール型モータであって、前記ステータは、巻線が配置される環状の中空部が設けられたステータコアを備え、前記ステータコアと前記ポンプケースとに、ステータコアをポンプケースに係止する係止手段が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ステータコアとポンプケースとに、ステータコアをポンプケースに係止する係止手段を設けたため、より簡素な構成でポンプの組立作業を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００９】
（第１実施形態）
図１及び図２は、本実施形態のポンプ１を示した図であり、図１は斜視図、図２は、図１中のＡ−Ａ断面図を示している。本実施形態のポンプ１は、例えば、給湯器や家庭用のシャワーなどで利用されるものであり、液体を吸排する羽根車３と、液体を吸入する吸入口１２および液体を吐出する吐出口１３を有するポンプケース６と、羽根車３を回転自在に収容させるポンプ室９を前記ポンプケース６と対をなして形成する分離板２と、ポンプ１の駆動源となるクローポール型モータと、を備えている。このクローポール型モータは、羽根車３を回転駆動させるマグネット４２を有したロータ４と、ロータ４に回転駆動力を伝達する爪磁極５３を有したステータ５と、ステータ５で発生させた磁界を制御する制御基板７と、を備えている。
【００１０】
そして、本実施形態のポンプ１に用いられるクローポール型モータは、分離板２を挟んで内側にロータ４を配置し且つ外側にステータ５を配置した、いわゆるインナー型ロータ構造のモータ構成となっている。
【００１１】
ポンプ室９は、天面中央に開口された吸入口１２と側壁に設けられた吐出口１３とを有したポンプケース６に、ロータ４とステータ５とを水密状態に分離（ポンプ部とモータ部を分離）する分離板２が結合されることにより形成されている。なお、ポンプケース６と分離板２の結合部分には、ポンプ部とモータ部を水密状態に仕切るためにシール部材８を介在させている。
【００１２】
ロータ４は、羽根車３と一体化されたロータ本体４１と、ロータ本体４１の外壁（外周側）に設けられた複数のマグネット４２とで構成されている。マグネット４２は、周方向に沿って等間隔でＮ極とＳ極とが交互に並ぶように配置されている。そして、ロータ本体４１と分離板２との間には、ロータ４の回転時に接触しない程度の隙間（クリアランス）が確保されており、この隙間に液体が浸入することでロータ本体４１が分離板２と接触せずに宙に浮いた状態となり、ロータ４の回転が可能となる。
【００１３】
ステータ５は、ロータ４の外周側に対向して配置された環状のステータコア５１とこのステータコア５１の内部に収容される環状コイル５２（巻線）とで構成されている。ステータ５は、電流を流すことにより環状コイル５２で発生した磁界を、ステータコア５１が備える複数の爪磁極５３からロータ４へと伝達する。
【００１４】
制御基板７は、分離板２の背面に設けられており、ロータ５の回転位置を検出するセンサ（位置検出部１１）からの信号を受けて、環状コイル５２に流す電流を制御する。これにより、制御基板６は、ロータ４の回転位置に応じて、環状コイル５２で発生した磁界を制御する。
【００１５】
なお、本実施形態のポンプ１は、ステータ５及び環状コイル５２への通電を制御する制御基板７がモールド樹脂１０により被覆されている。このため、制御基板７を含めたモータ部全体をこのモールド樹脂１０で保護することができると共に、さらに強度も高めることができる。
【００１６】
このように構成されたポンプ１は、環状コイル５２において発生する磁界が爪磁極５３からマグネット４２へと伝達されることにより、このマグネット４２が吸引反発し、ロータ４と一体化された羽根車３が回転駆動する。そして、この羽根車３の回転にともないポンプ作用が発生し、液体が吸入口１２よりポンプ室７内へと吸い込まれ、羽根車３により遠心力を加えられて吐出孔１３からポンプ１外へと吐出される。
【００１７】
次に、本実施形態の特徴部分であるステータ５の構造について詳しく説明する。
【００１８】
上述したように、ステータ５は、複数の爪磁極５３を有したステータコア５１とこのステータコア５１の内部に収容される環状コイル５２とで構成されている。ロータ４に回転駆動力を伝達する爪磁極５３は、ロータ４のマグネット４２の周面と対向するように配置され、周方向で隣接するもの同士が互いに逆の軸方向に向けて爪が延在している。爪の向きの異なる爪磁極５３を周方向で交互に配設することで、ロータ４のマグネット４２に対向するＳ極とＮ極を構成している。
【００１９】
このような爪磁極５３を有したステータコア５１は、当該爪磁極５３のうち軸方向の一方の方向に向けて延在する爪磁極５３ｂを周方向に沿って複数配置させた第１コア５１ｂと、他方の軸方向に向けて延在する爪磁極５３ａを周方向に沿って複数配置させた第２コア５１ａとを備えており、これらが環状コイル５２を収容するため中空部を有した形状で、互いに分離可能となっている。
【００２０】
なお、本実施形態のステータコア５１は、金型のキャビティ（図示せぬ）内に磁性粉を充填し圧縮することにより成形した圧粉鉄心で構成されている。この圧粉鉄心は、鉄粉個々の表面を例えばリン酸皮膜処理などの無機絶縁皮膜でコーティングし、粒子間を樹脂バインドした構造であり、高周波での鉄損失が低く（渦電流損失が低く）、また飽和磁束密度が大きくしかも耐熱性に優れるという利点を備えている。
【００２１】
ここで、本実施形態では、このステータコア５１を構成する片側の第１コア５１ｂとポンプケース６とに、ステータコア５１をポンプケース６に係止する係止手段を設けたことに最大の特徴が挙げられる。
【００２２】
具体的には、第１コア５１ｂは、当該第１コア５１ｂの爪磁極５３ｂとこの爪磁極５３ｂの基端部からモータ軸の径方向に延びる基底部５４ｂと環状コイル５２の外周側を覆う外周部５５とを有した断面略コの字状に形成され、係止手段はこの第１コア５１ｂの外周部５５に設けられている。
【００２３】
すなわち、図３に示すように、本実施形態では、係止手段としてのネジ５０が第１コア５１ｂの外周部５５から突設されており、ポンプケース６の内周面には当該ネジ５０に対向するネジ溝６０が設けられている。
【００２４】
一方、もう片側の第２コア５１ａは、第１コア５１ｂの爪磁極５３ｂとは逆方向に向けて延在した爪磁極５３ａと第１コア５１ｂの基底部５４ｂに対向する基底部５４ａとを有した断面略Ｌ字状に形成されている。
【００２５】
このようにして構成される本実施形態のポンプ１では、ステータ５をポンプ１に搭載させる際に、第１コア５１ｂの爪磁極５３ｂと第２コア５１ａの爪磁極５３ａとが周方向で互いに重ならないようオフセット配置して内部に環状コイル５２を収容し、第１コア５１ｂが備えるネジ５０をポンプケース６のネジ溝６０に螺合させることで、ポンプ１への組み付けを完了させることができる。
【００２６】
つまり、図２に示すように、第１コア５１ｂのネジ５０がポンプケース６のネジ溝６０に螺合される際には、第１コア５１ｂの基底部５４ｂとポンプケース６の内壁１５との間に分離板２の端部２ａが挟持される。したがって、第１コア５１ｂのネジ５０をポンプケース６のネジ溝６０に螺合するだけで分離板２の固定も同時に行うことができ、ポンプ１の組立作業性を向上させることができる。
【００２７】
また、ステータコア５１がポンプケース６に直接固定される構成とすることで、クローポール型モータのポンプケース６への取付状況の確認が容易になるという利点もある。
【００２８】
以下、その他の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、上記第１実施形態と同様の構成要素については共通の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２９】
（第２実施形態）
図４は、第２実施形態のポンプ１Ａを示している。本実施形態のポンプ１Ａは、上記第１実施形態のポンプ１に対して、第１コア５１ｂとポンプケース６との係止手段が異なるものである。
【００３０】
すなわち、図４に示すように、本実施形態では、係止手段として凸部５０Ａが第１コア５１ｂの外周部５５から突設されており、ポンプケース６の内周面には当該凸部５０Ａに対向する凹部６０Ａが設けられている点に最大の特徴が挙げられる。
【００３１】
第１コア５１ｂの凸部５０Ａは、例えば、弾性変形が可能な部材により構成され、当該凸部５０Ａをポンプケース６の内周面に摺接させながら押し込むことで、ポンプケース６の凹部６０Ａに嵌合させている。
【００３２】
このような構成とすることで、第１コア５１ｂの凸部５０Ａとポンプケース６の凹部６０Ａの凹凸嵌合によりステータ５をポンプケース６に取付けることができるため、上記第１実施形態のポンプ１に対して、さらにポンプ１Ａの組立作業性を向上させることができるという利点がある。
【００３３】
なお、本実施形態では、第１コア５１ｂの外周部５５に凸部５０Ａを突設し、ポンプケース６の内周面に当該凸部５０Ａに対向する凹部６０Ａを配設したが、この凹凸部はどちらに配設してもよく、第１コア５１ｂの外周部５５に凹部６０Ａを設け、ポンプケース６の内周面に当該凹部に対向する凸部５０Ａを突設させてもよい。
【００３４】
（第３実施形態）
図５は、第３実施形態のポンプ１Ｂを示している。本実施形態のポンプ１Ｂも、上記第１実施形態のポンプ１に対して、第１コア５１ｂとポンプケース６との係止手段が異なるものである。
【００３５】
すなわち、図５に示すように、本実施形態では、第１コア５１ｂは、当該第１コア５１ｂの基底部５４ｂの基端から径方向外側に延出された延出片５８を備えており、この延出片５８に係止手段としての孔部５０Ｂが設けられている。
【００３６】
そして、ポンプケース６の開口端には、第１コア５１ｂの孔部５０Ｂに係合させる突起部６０Ｂが突設されており、この突起部６０Ｂを延出片５８の孔部５０Ｂに貫通させ、例えば、当該突起部６０Ｂが備える爪を延出片５８の側面に係止させることで固定が行われる。
【００３７】
このような構成とすることで、ポンプケース６の突起部６０Ｂを第１コア５１ｂの孔部５０Ｂに係合させるだけでステータ５をポンプケース６に取付けることができるため、上記第２実施形態と同様、ポンプ１Ｂの組立作業性をさらに向上させることができるという利点がある。
【００３８】
なお、本実施形態では、第１コア５１ｂに孔部５０Ｂを設け、ポンプケース６に突起部６０を配設させる形態を例に挙げて説明したが、こちらも第２実施形態と同様に孔部５０Ｂと突起部６０Ｂはどちらに配設してもよく、第１コア５１ｂに突起部６０Ｂを突設させ、ポンプケース６に孔部５０Ｂを設けるように構成してもよい。
【００３９】
なお、上述した各実施形態では、ステータコア５１を圧粉鉄心で構成する形態を例示したが本発明はこれに限定されない。例えば、ステータコア５１は、磁性粉と樹脂バインダとを混合した混合材料をインジェクション成形にて作成してもよい。このケースでは、表面にリン酸皮膜処理などの絶縁処理を行った磁性粉とナイロンなどの熱可塑性樹脂を混ぜ合わせた混合材料を用いることができる。なお、ステータコア５１を圧粉鉄心で構成した場合には、電磁軟鉄材を用いる場合と比較して損失を小さくすることができ、同体積でより高出力のモータを構成することができるという利点がある。これに対して、インジェクション成形の場合には、圧粉体で構成された場合と比較して製造コストを低減することができるという利点がある。
【００４０】
また、ステータコア５１は、例えば、金属ガラスで構成してもよい。ステータコア５１を金属ガラスで構成した場合には、圧粉鉄心で構成された場合と比較して、渦電流損を低く抑えることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるポンプの斜視図を示している。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかるポンプの分解図を示している。
【図４】本発明の第２実施形態にかかるポンプの断面図を示している。
【図５】本発明の第３実施形態にかかるポンプの断面図を示している。
【符号の説明】
【００４２】
１      ポンプ
４      ロータ
５      ステータ
６      ポンプケース
４２    マグネット    
５１    ステータコア
５２    環状コイル（巻線）
５３    爪磁極
５０、５０Ａ、５０Ｂ、６０、６０Ａ、６０Ｂ    係止手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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