(57)【要約】【課題】磁極の延長部を備えたモータを有するポンプにおいて、樹脂モールド成型時に、延長部がステータの径方向外周側へ傾くことを抑制して、モータ効率の低下を防止することで、ポンプ効率を常時維持することが可能なポンプを提供すること。【解決手段】本発明のポンプ１は、ステータ３とロータ４とを区画する分離板１０のフランジ部１０ｂのステータ３側に、コイル２と延長部１７ａとを絶縁する延設部１８ａを、分離板１０の円筒部１０ａ側へ付勢するリブ２０を配置したことにより、樹脂モールド成型時に、延長部１７ａがステータ３の径方向外周側へ傾くことを抑制して、モータ効率の低下を防止することで、ポンプ効率を常時維持することができる。【選択図】図２
2014101798.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルが巻回されて磁界を発生するステータと、マグネットが設けられて前記ステータで発生した磁界により回転駆動されるロータと、を備えたモータ部を有し、液体を吸入する吸入流路と吐出する吐出流路とが設けられたポンプケースと、前記ポンプケース内に形成されたポンプ室に収容されて前記モータ部により回転される羽根車と、を備え、前記ロータと前記羽根車とが一体に形成されるとともに、前記ステータと前記ロータとを区画する分離板を設け、前記分離板は、前記ロータを収容する円筒部と、前記円筒部の前記ポンプケース側の端部に前記ポンプケースと対向配置されるフランジ部と、を備え、前記ステータと前記ロータとが前記円筒部を介して対向配置されたポンプにおいて、前記ロータは、回転方向に沿った外周面を備え、前記ステータは、前記ロータの回転軸心に対して同心配置されるヨーク部と、前記ヨーク部の前記ロータの外周面に対向する側面から当該外周面に向けて突出して形成されて前記コイルが巻回される複数のティース部と、前記コイルと前記ティース部とを絶縁する絶縁部と、前記ティース部の先端側に設けられて前記ロータの外周面に対向配置される磁極部と、から構成されたステータコアを備え、前記ステータコアは、複数枚の板材を前記ロータの回転軸心の軸方向に積層して形成し、前記磁極部の前記軸方向端部には、複数枚の板材をさらに積層して形成された延長部を備え、前記絶縁部は、前記ティース部の先端側から前記延長部の外周面に沿って前記分離板のフランジ部まで延設された延設部が設けられ、前記分離板のフランジ部の前記ステータ側には、前記延設部を前記分離板の円筒部側へ付勢するリブを形成した、ことを特徴とするポンプ。
【請求項２】
前記絶縁部は、前記延設部の先端に前記ロータの回転軸心の軸方向に形成された溝部を備え、前記リブの体積は、前記溝部の容積より大きくなるように設定され、かつ前記リブを前記溝部に圧入可能に形成し、前記リブにより前記延設部を前記分離板の円筒部側へ付勢するように構成された、ことを特徴とする請求項１記載のポンプ。
【請求項３】
前記絶縁部は、少なくとも前記溝部の底部を、前記リブの先端より前記ステータの径方向内周側に設けた、ことを特徴とする請求項２記載のポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸入された液体を増圧して吐出するポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ポンプにおいては、液体を吸入する吸入流路と吸入された液体を吐出する吐出流路とを備えたポンプケースと、前記ポンプケース内に収容されて、回転時の遠心力により吸入された液体を増圧する羽根車とを有している。
【０００３】
上記羽根車の吸込口と反対側には、中空円筒状に形成され、側面にマグネットを備えたロータが一体形成されており、前記ロータは、ポンプケースと対向配置された分離板に設けられた有底円筒状の凹所に収容されている。
【０００４】
また、上記ロータは、その一端側を上記有底円筒状の凹所の底部に固定された固定軸が、ロータの中心部を貫通して配置されており、上記固定軸と対向するロータの内周側には軸受が設けられていて、ロータおよびロータと一体形成された羽根車を回転自在に支持しており、ロータの側面と対向する分離板の外周側には、巻線が巻回されて、ロータを回転駆動させる磁力を発生するステータが配置されている。
【０００５】
上記ステータは、前記ロータの回転軸心に対して同心配置されるヨーク部と、前記ヨーク部の前記ロータの外周面に対向する側面から当該外周面に向けて突出して形成されて前記コイルが巻回される複数のティース部と、前記ティース部の先端側に設けられて前記ロータの外周面に対向配置される磁極部と、前記コイルと前記ティース部とを絶縁する絶縁部とから構成されたステータコアを備えている。
【０００６】
また、ステータには、ステータで発生する磁力を制御する制御基板が接続されており、上記ステータと制御基板とは、樹脂によりモールドされて、ステータや制御基板で発生した熱を外部に放熱するともに、ステータと制御基板とを保護するように構成されている。
【０００７】
さらに、上記分離板においては、樹脂モールド成型時にステータの位置ずれ防止を目的として、ステータ側に突設されたリブを形成し、左記リブと対向する絶縁部の端部に溝部が設けられている。
【０００８】
そして、上記分離板のリブを絶縁部の溝部に挿入するとともに超音波溶着することで、樹脂モールド成型時において、樹脂が分離板とステータとの間に流入した場合に、分離板に対する絶縁部の位置ずれを防止できるポンプが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１２−０９２７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来の構成では、特に、ステータコアを、複数枚の板材を前記ロータの回転軸心の軸方向に積層して形成し、さらに前記磁極部の前記軸方向端部に、複数枚の板材をさらに積層して形成された延長部を備えた構成とした場合に、左記延長部の先端は、基部が上記磁極部に支持されているものの、先端部は上記分離板の外周に配置された
のみで、支持されていない状態となる。
【００１１】
この場合に、上記絶縁部は、上記延長部と巻線との間の絶縁を確保するために、ティース部の先端側から上記延長部の外周面に沿って分離板に延設された延設部を設ける必要が生じる。
【００１２】
上記構成において、樹脂モールド成型時において、樹脂が上記延長部と上記延設部との間に流入した際に、延長部の先端部が支持されていないために、左記延長部が、流入した樹脂の圧力により、ステータの径方向外周側へ傾く力が大きくなってしまうことになる。
【００１３】
よって、分離板のリブを絶縁部の溝部に挿入するとともに超音波溶着するのみでは、絶縁部の延設部が、上記磁極の延長部が傾く力に抗することが困難になり、その結果、延長部が分離板の外周面に対して傾斜した状態となってしまい、延長部と分離板を介して対抗配置されたロータとの距離を一定にすることが困難となるため、モータ効率が低下してしまうという課題を有していた。
【００１４】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、特に、磁極の延長部を備えたモータを有するポンプにおいて、樹脂モールド成型時に、延長部がステータの径方向外周側へ傾くことを抑制して、モータ効率の低下を防止することで、ポンプ効率を常時維持することが可能なポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記従来の課題を解決するために、本発明のポンプは、コイルが巻回されて磁界を発生するステータと、マグネットが設けられて前記ステータで発生した磁界により回転駆動されるロータと、を備えたモータ部を有しており、液体を吸入する吸入流路と吐出する吐出流路とが設けられたポンプケースと、前記ポンプケース内に形成されたポンプ室に収容されて前記モータ部により回転される羽根車とを備えている。
【００１６】
また、前記ロータと前記羽根車とが一体に形成されるとともに、前記ステータと前記ロータとを区画する分離板を設け、前記分離板は、前記ロータを収容する円筒部と、前記円筒部の前記ポンプケース側の端部に前記ポンプケースと対向配置されるフランジ部と、を備え、前記ステータと前記ロータとが前記円筒部を介して対向配置されており、前記ロータは、回転方向に沿った外周面を備えている。
【００１７】
そして、前記ステータは、前記ロータの回転軸心に対して同心配置されるヨーク部と、前記ヨーク部の前記ロータの外周面に対向する側面から当該外周面に向けて突出して形成されて前記コイルが巻回される複数のティース部と、前記コイルと前記ティース部とを絶縁する絶縁部と、前記ティース部の先端側に設けられて前記ロータの外周面に対向配置される磁極部と、から構成されたステータコアを備えている。
【００１８】
さらに、前記ステータコアは、複数枚の板材を前記ロータの回転軸心の軸方向に積層して形成し、前記磁極部の前記軸方向端部には、複数枚の板材をさらに積層して形成された延長部を備え、前記絶縁部は、前記ティース部の先端側から前記延長部の外周面に沿って前記分離板のフランジ部まで延設された延設部が設けられ、前記分離板のフランジ部の前記ステータ側には、前記延設部を前記分離板の円筒部側へ付勢するリブを形成している。
【００１９】
これによって、樹脂モールド成型時に、延長部がステータの径方向外周側へ傾くことを抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のポンプは、モータ効率の低下を防止することで、ポンプ効率を常時維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１におけるポンプの正面図（ｂ）同ポンプの側断面図
【図２】同ポンプのリブおよび絶縁部の要部拡大断面図
【図３】本発明の実施の形態２におけるポンプの側断面図
【図４】同ポンプのリブおよび絶縁部の要部拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
第１の発明は、コイルが巻回されて磁界を発生するステータと、マグネットが設けられて前記ステータで発生した磁界により回転駆動されるロータと、を備えたモータ部を有しており、液体を吸入する吸入流路と吐出する吐出流路とが設けられたポンプケースと、前記ポンプケース内に形成されたポンプ室に収容されて前記モータ部により回転される羽根車とを備えている。
【００２３】
また、前記ロータと前記羽根車とが一体に形成されるとともに、前記ステータと前記ロータとを区画する分離板を設け、前記分離板は、前記ロータを収容する円筒部と、前記円筒部の前記ポンプケース側の端部に前記ポンプケースと対向配置されるフランジ部と、を備え、前記ステータと前記ロータとが前記円筒部を介して対向配置されており、前記ロータは、回転方向に沿った外周面を備えている。
【００２４】
そして、前記ステータは、前記ロータの回転軸心に対して同心配置されるヨーク部と、前記ヨーク部の前記ロータの外周面に対向する側面から当該外周面に向けて突出して形成されて前記コイルが巻回される複数のティース部と、前記コイルと前記ティース部とを絶縁する絶縁部と、前記ティース部の先端側に設けられて前記ロータの外周面に対向配置される磁極部と、から構成されたステータコアを備えている。
【００２５】
さらに、前記ステータコアは、複数枚の板材を前記ロータの回転軸心の軸方向に積層して形成し、前記磁極部の前記軸方向端部には、複数枚の板材をさらに積層して形成された延長部を備え、前記絶縁部は、前記ティース部の先端側から前記延長部の外周面に沿って前記分離板のフランジ部まで延設された延設部が設けられ、前記分離板のフランジ部の前記ステータ側には、前記延設部を前記分離板の円筒部側へ付勢するリブを形成している。
【００２６】
これにより、樹脂モールド成型時に、上記延長部がステータの径方向外周側へ傾くことを抑制して、モータ効率の低下を防止することで、ポンプ効率を常時維持することができる。
【００２７】
第２の発明は、特に、第１の発明の絶縁部は、前記延設部の先端に前記ロータの回転軸心の軸方向に形成された溝部を備え、前記リブの体積は、前記溝部の容積より大きくなるように設定され、かつ前記リブを前記溝部に圧入可能に形成し、前記リブにより前記延設部を前記分離板の円筒部側へ付勢するように構成されたものである。
【００２８】
上記構成により、上記リブが上記延設部の溝部に圧入された際に、溝部がステータの径方向に押し広げられることで、上記延設部が分離板の円筒部側へ付勢され、その結果、磁極の延長部が、上記分離板の円筒部の外周面に、より確実に押付けられることとなる。
【００２９】
これにより、樹脂モールド成型時に、上記延長部がステータの径方向外周側へ傾くことを、より抑制して、モータ効率の低下を確実に防止することで、ポンプ効率をさらに常時
維持することができる。また、上記溝部に圧入されたリブが絶縁部としても機能することで、コイルとステータコアとの絶縁性も、十分に維持することができる。
【００３０】
第３の発明は、特に、第２の発明の絶縁部は、少なくとも前記溝部の底部を、前記リブの先端より前記ステータの径方向内周側に設けたものである。
【００３１】
上記構成により、上記リブが上記延設部の溝部に圧入された際に、上記延設部の分離板の円筒部側に対する付勢をより高めることができ、その結果、磁極の延長部が、上記分離板の円筒部の外周面に、極めて確実に押付けられることとなる。
【００３２】
これにより、樹脂モールド成型時に、上記延長部がステータの径方向外周側へ傾くことを、極めて抑制することができるために、モータ効率の低下をさらに確実に防止することで、ポンプ効率を極めて常時維持することができる。
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００３４】
（実施の形態１）
図１および図２は、本発明の第１の実施形態におけるポンプ１を示すものである。
【００３５】
図１に示すように、ポンプ１は、コイル２が巻回されて磁界を発生するステータ３と、マグネットが設けられて、前記ステータ３で発生した磁界により回転駆動される、ロータ４とを備えたモータ部５を有しており、液体を吸入する吸入流路６と、吸入された液体が増圧された後に吐出する、吐出流路７とが設けられたポンプケース８を備えている。
【００３６】
前記ロータ４は、ポンプケース８内に形成されたポンプ室７ａ内に収容されており、ロータ４と一体に形成されて、回転により、吸入流路６から吸入された液体を増圧して吐出流路７より吐出する羽根車９を備えている。
【００３７】
また、前記ステータ３と前記ロータ４とを区画する分離板１０が設けられており、ポンプケース８と分離板１０とは、固定ビス１１により組立て時に密着接合されるが、分離板１０の外周側に形成された凹部に配置されたパッキン１２により、ポンプケース８と分離板１０との接合面から、ポンプ室７ａ内の液体が外部に漏れないように構成されている。
【００３８】
前記分離板１０は、ガラス材を４０％程度含有したＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂などの、耐圧性と電気絶縁性の高い硬質材料より構成されており、前記ロータ４を収容する有底の円筒部１０ａと、前記円筒部１０ａの前記ポンプケース８側の端部に設けられて、前記ポンプケース８と対向配置されるフランジ部１０ｂとを備えている。
【００３９】
よって、前記ステータ３と前記ロータ４とは、前記円筒部１０ａを介して対向配置されており、前記ロータ４は、中空円筒状に形成されるとともに、回転方向に沿った外周面４ａにマグネットが設けられている。
【００４０】
また、前記ロータ４は、一端側（図１（ｂ）における下側）を、分離板１０の円筒部１０ａの底部に設けられた凹所に固定された軸１３が、ロータ４の中心部を貫通して配置されており、軸１３と対向するロータ４の内周側には軸受１３ａが設けられていて、ロータ４と、ロータ４と一体形成された羽根車９とを回転自在に支持している。
【００４１】
軸１３の他端側（図１（ｂ）における上側）には、中空円状の摺動板１４が、軸１３を貫通して取付けられていて、ロータ４の回転にともなう、ロータ４と対向するポンプケー
ス８の中心部に設けられて、軸１３の他端側を支持する凹所の磨耗を防止するように構成されている。
【００４２】
前記ステータ３は、前記ロータ４の回転軸心に対して同心配置されるヨーク部１５と、前記ヨーク部１５の前記ロータ４の外周面４ａに対向する側面から、前記外周面４ａに向けて突出して形成されて、前記コイル２が巻回される複数のティース部１６と、前記ティース部１６の先端側に設けられて前記ロータ４の外周面４ａに対向配置される磁極部１７とを備えている。
【００４３】
また、前記コイル２と、前記ティース部１６とを絶縁する、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などの、前記分離板１０の材料より軟質な樹脂で成型された絶縁部１８が配置されており、上記により、ステータ３におけるステータコア１９が構成されている。
【００４４】
さらに、前記ステータコア１９は、電磁鋼板などの板材から構成されており、複数枚の上記板材を、前記ロータ４の回転軸心の軸方向に積層することで磁極部１７として形成し、前記磁極部１７の前記軸方向端部には、複数枚の上記板材をさらに積層して形成された延長部１７ａを備えている。
【００４５】
前記絶縁部１８は、前記ティース部１６の先端側から前記延長部１７ａの外周面に沿って前記分離板１０のフランジ部１０ｂまで延設された延設部１８ａが設けられ、前記フランジ部１０ｂの前記ステータ３側には、前記延設部１８ａを、前記分離板１０の円筒部１０ａ側へ付勢するリブ２０が形成されている。
【００４６】
図２（図１（ｂ）における領域Ｂの拡大図）に示すように、リブ２０はステータ３側に頂辺を有する断面が略三角柱状に形成されており、その頂辺は、微小な丸みを帯びるように形成されている。
【００４７】
前記絶縁部１８は、前記延設部１８ａの先端のリブ２０に対向するところに、前記ロータ４の回転軸心の軸方向に形成された溝部２１を備えていて、前記リブ２０の体積が、前記溝部２１の容積より大きくなるように設定され、かつ前記リブ２０を前記溝部２１に圧入可能に形成している。
【００４８】
そして、前記リブ２０を前記溝部２１に圧入した際に、リブ２０が溝部２１をステータ３の径方向両側に押し広げることで、前記絶縁部１８の延設部１８ａを、前記分離板１０の円筒部１０ａ側へ付勢するように構成されている。
【００４９】
また、分離板１０の底部側に、前記軸方向に積層された延長部１７ａの外周面に沿って延設された絶縁部１８の延設部１８ａについても、同様に溝部２１が設けられており、前記溝部２１に対向するリブ２０を備えた円環部２２が、分離板１０の円筒部１０ａに圧入固定されて配置されている。
【００５０】
ステータ３には、ステータ３で発生する磁力を制御する制御基板２３が接続されており、ステータ３と制御基板２３とは、熱硬化性のモールド樹脂によりモールドされていて、ステータ３や制御基板２３で発生した熱を外部に放熱するともに、ステータ３と制御基板２３とを保護するように構成されている。
【００５１】
ここで、本実施の形態における各部の具体的な設計例を以下に示す。
【００５２】
磁極部１７の延長部１７ａについては、延長部１７ａの内周面の軸中心からの距離が１５．２ｍｍ、軸方向の高さが６．１ｍｍ、および径方向の厚みが１．５ｍｍとなるように
設定されている。
【００５３】
また、絶縁部１８の延設部１８ａにおいては、軸方向の高さが６．１ｍｍ、径方向の厚みが２．３ｍｍとなるように設定されている。
【００５４】
一方、リブ２０については、分離板１０のフランジ部１０ｂ側となる底面の短辺が１．２ｍｍ、長辺が５．７ｍｍとし、軸方向の高さが４．３ｍｍ、体積が９．８０立方ミリメートルとなるように設定されている。
【００５５】
さらに、溝部２１については、開口側の短辺が１．１ｍｍ、長辺が５．７ｍｍとし、軸方向の深さが４．３ｍｍ、体積が８．９９立方ミリメートルとなるように設定されている。
【００５６】
上記構成により、前記リブ２０が前記絶縁部１８の延設部１８ａに形成された溝部２１に圧入された際に、前記溝部２１が前記ステータ３の径方向両側に押し広げられることで、延設部１８ａが前記分離板１０の円筒部１０ａ側へ付勢され、その結果、前記磁極部１７の延長部１７ａが、分離板１０の円筒部１０ａの外周面に、確実に押付けられることとなる。
【００５７】
以上のように、本実施の形態においては、リブ２０が絶縁部１８の延設部１８ａに形成された溝部２１に圧入された際に、延設部１８ａが分離板１０の円筒部１０ａ側へ付勢されることから、磁極部１７の延長部１７ａが、前記分離板１０の円筒部１０ａの外周面に、確実に押付けられる。
【００５８】
これにより、モールド樹脂によりステータ３と制御基板２３とをモールド成型する際に、延長部１７ａが、ステータ３の径方向外周側へ傾くことを抑制して、モータ効率の低下を確実に防止することで、ポンプ効率を常時維持することができる。
【００５９】
また、前記溝部２１に圧入されたリブ２０が、コイル２と延長部１７ａとの絶縁部としても機能することで、コイル２とステータコア１９との絶縁性も、十分に維持することができる。
【００６０】
なお、本実施の形態では、ロータ４の外周面４ａにマグネットを設けるようにしたが、マグネットを液体から保護するために、上記外周面４ａを、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂などで覆うようにしてもよい。
【００６１】
（実施の形態２）
図３および図４は、本発明における第２の実施形態のポンプ１を示すものである。ここでは、前記第１の実施形態と相違する事項についてのみ説明し、同様の構成や作用効果等を有するものについては前記第１の実施形態の説明を援用する。
【００６２】
本発明の第２の実施形態が前記第１の実施形態と異なる部分は、図４（図３における領域Ｃの拡大図）に示すように、前記溝部２１の底部を、少なくとも前記リブ２０の先端よりも、前記ステータ３の径方向内周側に設けたものである。
【００６３】
このとき、溝部２１の底部位置の具体例としては、溝部２１の底部が、ステータ３の径方向における延設部１８ａの中心に対して、ステータ３の径方向の内周側に０．５ｍｍずらした位置となるように形成されている。
【００６４】
上記構成により、前記リブ２０が前記絶縁部１８の延設部１８ａに形成された溝部２１
に圧入された際に、前記溝部２１が前記ステータ３の径方向内周側に押し広げられる力がより強くなることで、前記延設部１８ａの前記分離板１０の円筒部１０ａ側に対する付勢をより高めることができ、その結果、延長部１７ａが、前記分離板１０の円筒部１０ａの外周面に、極めて確実に押付けられることとなる。
【００６５】
以上のように、本実施の形態においては、リブ２０が絶縁部１８の延設部１８ａに形成された溝部２１に圧入された際に、延設部１８ａの分離板１０の円筒部１０ａ側に対する付勢をより高めることができることから、延長部１７ａが、前記分離板１０の円筒部１０ａの外周面に、極めて確実に押付けられることとなる。
【００６６】
これにより、モールド樹脂によりステータ３と制御基板２３とをモールド成型する際に、延長部１７ａが、ステータ３の径方向外周側へ傾くことを極めて抑制することができるために、モータ効率の低下をさらに確実に防止することで、ポンプ効率を極めて常時維持することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
以上のように、本発明にかかるポンプは、ポンプ効率を常時維持することが可能となるので、例えば、給湯機器用ポンプ等の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００６８】
１  ポンプ
２  コイル
３  ステータ
４  ロータ
４ａ  外周面
５  モータ部
６  吸入流路
７  吐出流路
７ａ  ポンプ室
８  ポンプケース
９  羽根車
１０  分離板
１０ａ  円筒部
１０ｂ  フランジ部
１１  固定ビス
１２  パッキン
１３  軸
１３ａ  軸受
１４  摺動板
１５  ヨーク部
１６  ティース部
１７  磁極部
１７ａ  延長部
１８  絶縁部
１８ａ  延設部
１９  ステータコア
２０  リブ
２１  溝部
２２  円環部
２３  制御基板
【図１】
2014101798.tif 000003
【図２】
2014101798.tif 000004
【図３】
2014101798.tif 000005
【図４】
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