(57)【要約】【課題】発熱部品がどこに配置されていても確実に放熱し、安定した性能を出せるポンプを提供することを図る。【解決手段】分離板８とケーシング１によって羽根車４が収容され、分離板８の環状凹部にステータ７ａを配置するとともに、該環状凹部のポンプ室内にステータ７ａによって駆動されるロータ５が設けられ、ステータ７ａと駆動回路９が搭載された基板とポンプ室内流路で分流した循環水が流れる配管１０とを低熱抵抗樹脂によりモールドしたもので、受熱した樹脂モールドの放熱を内部から促進させるので発熱部品をどこに配置しても確実に放熱し、モータの冷却性能を向上させることができる。【選択図】図１
2006233836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吸排する羽根車を内蔵したケーシングと、羽根車に接続され羽根車を回転させるロータと、ロータを駆動するステータおよびステータを制御する駆動回路を収納したモータ部とを有し、前記ケーシングとモータ部を隔離してモータ部を保護する分離板と、羽根車から吐出された液体の一部をモータ部へ導入してステータおよび駆動回路で発生した熱を冷却する配管とを備え、前記ステータおよび駆動回路から近い所定の距離に配管を配置するとともにステータおよび駆動回路で発生した熱を配管に伝導するためにモータ部に注入されステータと駆動回路および配管をモールドする樹脂を設けたことを特徴とするポンプ。
【請求項２】
前記配管は、熱抵抗が樹脂より低い金属により構成されたことを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
前記配管は、配管の断面が円形状に形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のポンプ。
【請求項４】
前記配管は、配管の入口を羽根車の外周部より近い所定の場所に設け配管の出口をロータの裏面から近い所定の場所に配置したことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のポンプ。
【請求項５】
前記配管は、配管の入口および出口が分離板の所定の場所を貫通して接続および固定されたことを特徴とする請求項４に記載のポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータフレームとケーシングで密閉されたロータと前記ロータを駆動するステータを前記モータフレームの外側に設けたポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のポンプについて図を用いて説明する。
【０００３】
図２は従来のポンプの構造図である。図２に示すように、吸込口１０２及び吐出口１０３を備えたケーシング１０１とモータフレーム１０８により密閉された内部に、流体を加圧する羽根車１０４及びロータ１０５がケーシング１０１とモータフレーム１０８により固定され支柱された軸１０６を中心に回転自在に設けられている。
【０００４】
また、ステータ１０７及びモータを駆動するための駆動回路１０９は、一体に低熱抵抗樹脂を用いて成型されたモールド材１１１によってモータフレーム１０８を構成している。
【０００５】
モータフレーム１０８はポンプ室内の流路の一部を構成しており、さらにモータフレーム１０８よりも一回り大きな外ケース１１０で覆うことでモータフレーム１０８の外周と外ケース１１０で挟まれた空間にも流路１１２を設ける構成としている。
【０００６】
以上の構造により、モールド材１１１が直接ポンプ室内流路及び外周側の流路１１２と接していることによりステータ１０７や駆動回路１０９などの発熱部品を流体との温度差により放熱することができる。
【０００７】
駆動回路１０９の放熱について考えると、モールド材１１１の熱伝導率λ、駆動回路１０９の損失電力Ｗ、駆動回路１０９からの放熱面積Ｓ、モールド材１１１の厚みで駆動回路１０９から流路１１２までの距離Ｌ２、流路１１２の水温Ｔｗとすると駆動回路１０９のケース温度Ｔｃ２は、
Ｔｃ２＝（Ｗ×Ｌ２）／（λ×Ｓ）＋Ｔｗ・・・（式１）
で簡易的に表される。
【特許文献１】特開平１１−１６６５００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら上記従来の構成では、樹脂モールドされたモータフレームの外周部分の流路において熱交換による冷却がおこなわれるために、発熱部品であるモータ駆動回路およびステータは上記流路の近くに配置しないと、放熱効果が十分得られず効率的に冷却できないという課題があった。
【０００９】
また流路近くに前記発熱部品を配置するためには、流路と発熱部品の間にモールドした樹脂の厚みを薄くしなければならず、このため成型時のピンホールの発生や、経時変化による樹脂の劣化等により樹脂内に液体が侵入して発熱部品に達すると、絶縁が悪化する可能性があった。
【００１０】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、発熱部品がいずれに配置されていても確実に熱交換をおこなって発熱部品を冷却し、安定した性能を維持できる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】
【００１１】
本発明は上記目的を達成するために、液体を吸排する羽根車を内蔵したケーシングと、羽根車に接続され羽根車を回転させるロータと、ロータを駆動するステータおよびステータを制御する駆動回路を収納したモータ部とを有し、前記ケーシングとモータ部を隔離してモータ部を保護する分離板と、羽根車から吐出された液体の一部をモータ部へ導入してステータおよび駆動回路で発生した熱を冷却する配管とを備え、前記ステータおよび駆動回路から近い所定の距離に配管を配置するとともにステータおよび駆動回路で発生した熱を配管に伝導するためにモータ部に注入されステータと駆動回路および配管をモールドする樹脂を設けたことを特徴としている。
【００１２】
この構成により、モータ部内の発熱部品で発生した熱を発熱部品から近い所定の距離に配置された配管内を流れる液体により熱交換を行い、モータ部を効率よく冷却するという作用が達成できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、モータ部内の発熱部品で発生した熱を発熱部品から近い所定の距離に配置された配管内を流れる液体により熱交換を行い、モータ部を効率よく冷却することで発熱部品をいずれに配置しても確実に熱交換をおこなって発熱部品を冷却し、安定した性能を維持できるポンプを提供することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態は、液体を吸排する羽根車を内蔵したケーシングと、羽根車に接続され羽根車を回転させるロータと、ロータを駆動するステータおよびステータを制御する駆動回路を収納したモータ部とを有し、前記ケーシングとモータ部を隔離してモータ部を保護する分離板と、羽根車から吐出された液体の一部をモータ部へ導入してステータおよび駆動回路で発生した熱を冷却する配管とを備え、前記ステータおよび駆動回路から近い所定の距離に配管を配置するとともにステータおよび駆動回路で発生した熱を配管に伝導するためにモータ部に注入されステータと駆動回路および配管をモールドする樹脂を設けるようにしたものである。
【００１５】
これにより、モータ部内の発熱部品で発生した熱を発熱部品から近い所定の距離に配置された配管内を流れる液体により熱交換を行い、モータ部を効率よく冷却することで発熱部品をいずれに配置しても確実に熱交換をおこなって発熱部品を冷却し、安定した性能を維持できるポンプを提供することができる。
【００１６】
また前記配管は、熱抵抗が樹脂より低い金属により構成してもよい。
【００１７】
これにより、配管内を流れる液体とモールドした樹脂の間の熱抵抗を低くすることができ、モータの冷却をさらに効率よく行うことができる。
【００１８】
また前記配管は、配管の断面を円形状に形成してもよい。
【００１９】
これにより、樹脂を注入して発熱部品や配管をモールドするときに、モールド時の成型圧力による配管の変形を防止することができる。
【００２０】
さらに前記配管は、配管の入口を羽根車の外周部より近い所定の場所に設け配管の出口をロータの裏面から近い所定の場所に配置してもよい。
【００２１】
この構成により、ケーシングの内部に発生した圧力差によって配管内に液体を循環することができる。
【００２２】
そして前記配管を、配管の入口および出口が分離板の所定の場所を貫通して接続するようにすれば、モータフレームにステータと駆動回路および配管を固定配置した状態で樹脂を注入してモールドすることができる。
【実施例】
【００２３】
以下本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００２４】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１を示すポンプの構造図である。図１において吸込口２及び吐出口３を備えたケーシング１と分離板８により密閉された内部に、流体を加圧する羽根車４と、羽根車４に一体成型されたロータ５がケーシング１と分離板８により固定され支柱された軸６を中心に回転自在に設けられている。
【００２５】
また、モータ部７に収納されたステータ７ａは分離板８の環状凹部に固定され、ステータ７ａを駆動するための駆動回路９はステータ７ａに固定されるよう構成している。配管１０は金属配管でアルミニウムや銅などの低熱抵抗材料で構成されていて、配管１０の断面は真円や楕円等の円形の形状に形成されている。
【００２６】
配管１０の１端は羽根車４の外周部または吐出口３近くの分離板８にOリング１１を介して接続され、配管１０の途中は発熱部品であるステータ７ａと駆動回路９のごく近くに配置されていて、他端はロータ５底面の分離板８にＯリング１２を介して接続されている。
【００２７】
１３は、分離板８とステータ７ａと駆動回路９及び配管１０と一体に低熱抵抗樹脂である不飽和ポリエステルなどを用いてモールド成型されたモールド材である。
【００２８】
モールド成型時には約５ＭＰａ程度の高圧となるため内部が空洞である配管１０は変形することで流路を塞がないように変形しにくい円筒形としている。
【００２９】
また、羽根車４の中心部となる軸６近傍には羽根車４とロータ５の裏側での流れを生じる還流穴１４を備えている。
【００３０】
上記の構成において、駆動回路９よりステータ７ａに通電されると、ステータ７ａに回転磁界が発生しロータ５が回転する。羽根車４はロータ５に固定されているため、ロータ５が回転すると羽根車４も回転し流体を加圧する。
【００３１】
加圧することにより羽根車４の外周側が高圧になり中心部の吸込口２付近が外周側に対して負圧になる。実際の流体の動きは、吸込口２より流入した後に羽根車４により加圧されて吐出口３より吐出される。
【００３２】
流体を加圧すると、羽根車４の前後で圧力差が生じてロータ５にスラスト荷重がかかるとともに還流穴１４により羽根車４とロータ５の裏面から吸込口２側へ流体の流れが発生する。
【００３３】
また、配管１０を羽根車４の外周側とロータ５底面の分離板８に接続されているので、上記同様に圧力差により羽根車４の外周側に接続されたほうからロータ５底面の分離板８に接続されているほうへ流体の流れが発生する。
【００３４】
この流れにより発熱したステータ７ａ及び駆動回路９の熱を受熱したモールド材１３の熱を、すぐ近傍に配置されている配管１０が受熱して流体へ放熱する。
【００３５】
駆動回路９の放熱について考えると、モールド材１３の熱伝導率λ、駆動回路９の損失電力Ｗ、駆動回路９からの放熱面積Ｓ、モールド材の厚みで駆動回路９から配管１０までの距離Ｌ１、熱伝導率λｍの配管１０の放熱面積ｓおよび厚みｄ、配管１０内流路の水温Ｔｗとすると駆動回路９のケース温度Ｔｃ１は、
Ｔｃ１＝（Ｗ×Ｌ１）／（λ×Ｓ）＋（Ｗ×ｄ）／（λｍ×ｓ）＋Ｔｗ・・・（式２）
で簡易的に表される。
【００３６】
ここで、配管１０はアルミニウムの場合λｍ＝約２００〔Ｗ／ｍＫ〕、銅では約３８５〔Ｗ／ｍＫ〕であり、モールド材１３は不飽和ポリエスレルでλ＝約０．９〔Ｗ／ｍＫ〕であるので、λｍ＞＞λであるから（式２）は、
Ｔｃ１＝（Ｗ×Ｌ１）／（λ×Ｓ）＋Ｔｗ・・・（式３）
で考えることができ、（式１）と同じになる。この場合、モールド材１３の厚みＬ１＜Ｌ２とすることが容易であるので、駆動回路１０９のケース温度Ｔｃ１＜Ｔｃ２と低くすることができる。
【００３７】
このように本実施例１のポンプは、受熱した樹脂モールドの放熱を内部から促進させるので発熱部品をどこに配置しても確実に放熱し、モータの冷却性能を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明のポンプは、高温下で使用する環境にある温水給湯器などの温水を循環及び給湯させるポンプとしての利用が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施例１を示すポンプの構造図
【図２】従来のポンプの構造図
【符号の説明】
【００４０】
１    ケーシング
２    吸込口
３    吐出口
４    羽根車
５    ロータ
６    軸
７    モータ部
７ａ    ステータ
８    分離板
９    駆動回路
１０    配管
１１、１２    Ｏリング
１３    モールド材
１４    還流穴
１０１    ケーシング
１０２    吸込口
１０３    吐出口
１０４    羽根車
１０５    ロータ
１０６    軸
１０７    ステータ
１０８    モータフレーム
１０９    駆動回路
１１０    外ケース
１１１    モールド材
１１２    流路
Ｌ１    モールド材の厚み
Ｌ２    モールド材の厚み
【図１】
2006233836.tif 000003
【図２】
2006233836.tif 000004