(57)【要約】【課題】樹脂成形品に軸受を取り付ける構成において生じる軸ずれを効果的に抑制できる排水ポンプ用モータおよびその製造方法、ならびにそのモータを有する排水ポンプを提供する。【解決手段】排水ポンプ１のモータ１００は、ステータ１２０が有する樹脂製のステータモールド１２１に金属製のステータコア１２６が埋め込まれている。ステータモールド１２１は、金属製のモータカバー１５０の外側周壁部１５２の内側にはめ込まれる。そして、ステータコア１２６は、ステータモールド１２１の外周面に露出されかつモータカバー１５０の外側周壁部１５２と当接している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水ポンプに用いられるモータであって、
樹脂製のステータモールドを有するステータと、
前記ステータモールドが内側にはめ込まれる周壁部を有する金属製のモータカバーと、
前記ステータに取り付けられるステータ側軸受と、
前記モータカバーに取り付けられるカバー側軸受と、
前記ステータ側軸受および前記カバー側軸受に軸支されるロータと、を有し、
前記ステータモールドは、金属製のステータコアが埋め込まれ、
前記ステータコアは、前記ステータモールドの外周面に露出されかつ前記モータカバーの周壁部と当接していることを特徴とする排水ポンプ用モータ。
【請求項２】
前記ステータモールドは、前記ステータコアと、前記ステータ側軸受を保持する金属製の保持部材と、が埋め込まれていることを特徴とする請求項１に記載の排水ポンプ用モータ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の排水ポンプ用モータと、
前記排水ポンプ用モータに回転駆動される回転羽根と、
前記回転羽根を収容するハウジングと、を有することを特徴とする排水ポンプ。
【請求項４】
排水ポンプに用いられるモータの製造方法であって、
ステータが有する樹脂製のステータモールドを、金属製のステータコアが外周面に露出するように埋め込んで成形し、
前記ステータモールドにステータ側軸受を取り付け、
金属製のモータカバーにカバー側軸受を取り付け、
前記ステータ側軸受および前記カバー側軸受にロータを軸支させ、
前記モータカバーの周壁部の内側に当該周壁部と前記ステータコアとが当接するように前記ステータモールドをはめ込むことを特徴とする排水ポンプ用モータの製造方法。
【請求項５】
前記ステータモールドを、前記ステータコアと、前記ステータ側軸受を保持する金属製の保持部材と、を埋め込んで成形することを特徴とする請求項４に記載の排水ポンプ用モータの製造方法。
【請求項６】
前記保持部材と前記ステータコアとを一つの金型に設けられたキャビティ内に設置し、それぞれを前記金型における回転軸方向に沿う位置決め面に当接させた状態で前記キャビティに樹脂を充填して前記ステータモールドを成形することを特徴とする請求項５に記載の排水ポンプ用モータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水ポンプに用いられるモータおよびその製造方法、ならびにそのモータを有する排水ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
室内の天井に設置する空気調和機は、室内熱交換器の表面で凝縮したドレン水を受け入れるドレンパンと、ドレンパン内のドレン水を排出する排水ポンプ（ドレンポンプ）と、を有している。
【０００３】
従来の排水ポンプの一例が特許文献１に開示されている。この排水ポンプは、モータ部とポンプ部とを備えている。モータ部は、ステータユニットを樹脂モールド部内に埋設して構成したステータ回路部を有している。ステータ回路部は貫通孔を有している。この貫通孔内に上下一対の軸受アッセンブリが配設されている。これら軸受アッセンブリの間にロータが配置され、ロータの駆動軸がこれら軸受アッセンブリに軸支されている。ロータの駆動軸には、ポンプ部のインペラ（回転羽根）が取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１２７２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記排水ポンプは、樹脂成形品であるステータ回路部の貫通孔に、上下一対の軸受アッセンブリがはめ込まれている。一般的に樹脂部品の寸法精度は、金属部品の寸法精度に比べて低い場合が多い。特に圧力を加えたはめ込み構造（圧入構造）は、樹脂の変形が生じて位置決め精度が低くなる。そのため、樹脂成形品に軸受を取り付ける構成において軸ずれが生じるおそれがあった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、樹脂成形品に軸受を取り付ける構成において生じる軸ずれを効果的に抑制できる排水ポンプ用モータおよびその製造方法、ならびにそのモータを有する排水ポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る排水ポンプ用モータは、樹脂製のステータモールドを有するステータと、前記ステータモールドが内側にはめ込まれる周壁部を有する金属製のモータカバーと、前記ステータに取り付けられるステータ側軸受と、前記モータカバーに取り付けられるカバー側軸受と、前記ステータ側軸受および前記カバー側軸受に軸支されるロータと、を有し、前記ステータモールドは、金属製のステータコアが埋め込まれ、前記ステータコアは、前記ステータモールドの外周面に露出されかつ前記モータカバーの周壁部と当接していることを特徴とする。
【０００８】
本発明においては、前記ステータモールドは、前記ステータコアと、前記ステータ側軸受を保持する金属製の保持部材と、が埋め込まれていることが好ましい。
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の他の一態様に係る排水ポンプは、上記排水ポンプ用モータと、前記排水ポンプ用モータに回転駆動される回転羽根と、前記回転羽根を収容するハウジングと、を有することを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の他の一態様に係る排水ポンプ用モータの製造方法は、ステータが有する樹脂製のステータモールドを、金属製のステータコアが外周面に露出するように埋め込んで成形し、前記ステータモールドにステータ側軸受を取り付け、金属製のモータカバーにカバー側軸受を取り付け、前記ステータ側軸受および前記カバー側軸受にロータを軸支させ、前記モータカバーの周壁部の内側に当該周壁部と前記ステータコアとが当接するように前記ステータモールドをはめ込むことを特徴とする。
【００１１】
本発明においては、前記ステータモールドを、前記ステータコアと、前記ステータ側軸受を保持する金属製の保持部材と、を埋め込んで成形することが好ましい。
【００１２】
本発明においては、前記保持部材と前記ステータコアとを一つの金型に設けられたキャビティ内に設置し、それぞれを前記金型における回転軸方向に沿う位置決め面に当接させた状態で前記キャビティに樹脂を充填して前記ステータモールドを成形することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ステータが有する樹脂製のステータモールドは、金属製のステータコアが埋め込まれ、金属製のモータカバーの周壁部の内側にはめ込まれる。そして、ステータコアは、ステータモールドの外周面に露出されかつモータカバーの周壁部と当接している。このようにしたことから、金属製のステータコアとモータカバーの周壁部とが当接することではめ込みによる樹脂の変形を抑制することができる。そのため、樹脂成形品であるステータモールドに取り付けられるステータ側軸受とモータカバーに取り付けられるカバー側軸受の軸ずれを効果的に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例に係る排水ポンプを示す図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図１の排水ポンプが有するモータを示す図である。
【図４】図３のモータを分解した状態の断面図である。
【図５】図３のモータの製造方法を説明する断面図である。
【図６】図３のモータの変形例の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施例に係る排水ポンプの構成について図１〜図４を参照して説明する。本実施例の排水ポンプは、一例として、空気調和機の室内ユニットのドレンパン内に溜まったドレン水を外部に排出するためのものである。もちろん、この排水ポンプの用途は、ドレン水の排出に限られず、各種液体の排出や汲み上げなどに用いることができる。
【００１６】
図１（ａ）は、本発明の一実施例に係る排水ポンプの正面図であり、図１（ｂ）は平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図３は、図１の排水ポンプが有するモータを示し、図３（ａ）が平面図であり、図３（ｂ）が、図３（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図４は、図３のモータを分解した状態の回転軸に沿う断面図（縦断面図）である。
【００１７】
図１および図２に示すように、本実施例の排水ポンプ１は、ハウジング１０と、カバー２０と、回転羽根３０と、モータ１００と、を有している。本実施例において、ハウジング１０、カバー２０および回転羽根３０は、合成樹脂製である。
【００１８】
ハウジング１０は、本体部１１と、吸込管１６と、吐出管１８とを一体に有している。本体部１１は、逆円錐台形状を有する底壁部１２と、底壁部１２の外周縁に連接された周壁部１３と、を有している。吸込管１６は、底壁部１２の中心から下方に延びており、下方に向く吸込口１７を有している。吐出管１８は、周壁部１３から側方（図１の左方向）に延び、側方を向く吐出口１９を有している。本実施例において、吐出管１８は、側方に直線状に延びているが、これに限定されるものではない。例えば、吐出口が上方を向く略Ｌ字状や円弧状に形成されていてもよい。本体部１１の周壁部１３の内周面１４には、吐出管１８への入口となる吐出管入口１５が設けられている。
【００１９】
ハウジング１０は、その内側に回転羽根３０が配置される空間を有しており、当該空間をカバー２０とともに囲むことでポンプ室２５を形成（画定）している。
【００２０】
カバー２０は、略円筒形状を有し、その下端部がハウジング１０の本体部１１の上部開口と嵌合されて、スナップフィット部２１によりハウジング１０に取り付けられる。カバー２０の上端部には、係止部２２を介してブラケット２３が取り付けられている。ブラケット２３には、排水ポンプ１を他の機器に取り付けるための取付部２４が設けられている。
【００２１】
回転羽根３０は、ポンプ室２５内に回転可能に収容されている。回転羽根３０は、軸部３１と、大径羽根３３と、小径羽根３４と、環状部材３６と、を有している。回転羽根３０は、略平板状に形成された大径羽根３３および小径羽根３４を複数枚有しており、本実施例においてはそれぞれ４枚ずつ有している。
【００２２】
軸部３１は、円柱状に形成され、モータ１００の駆動軸１４４が嵌合される取付穴３２が上端部に設けられている。軸部３１は、カバー２０の貫通孔２６に挿通されている。複数の大径羽根３３は、軸部３１の外周面から放射方向（径方向）に延びている。複数の小径羽根３４は、各大径羽根３３の下端における径方向内側部分に連結されている。環状部材３６は、逆円錐台形状を有し、中央に開口３７が設けられている。環状部材３６は、各大径羽根３３の下端におけるテーパ状部分を互いに連結している。大径羽根３３は、それぞれの径方向外側端部がハウジング１０の周壁部１３の内周面１４と対向するようにポンプ室２５内に配置されている。小径羽根３４は、環状部材３６の開口３７を通り、吸込管１６に挿入されている。
【００２３】
排水ポンプ用モータとしてのモータ１００は、カバー２０内に収容されている。モータ１００は、ステータ１２０と、ロータ１４０と、モータカバー１５０と、ステータ側軸受１６１およびカバー側軸受１６２と、を有している。
【００２４】
図３（ａ）、（ｂ）は、モータ１００の平面図および縦断面図である。ステータ１２０は、樹脂製の成形品であるステータモールド１２１を有している。ステータモールド１２１は、略円板状の上壁部１２２と、上壁部１２２の周縁から下方に延びる周壁部１２３と、上壁部１２２から側方に突出するコネクタ部１２４と、を一体に有している。上壁部１２２の中央には、ステータ側軸受１６１を保持する金属製筒状の保持部材１２５がインサート成形により埋め込まれている。また、上壁部１２２には回路基板１２９もインサート成形により埋め込まれている。保持部材１２５は開口した端部が下方に向けられている。周壁部１２３には、金属板が積層されてなるステータコア１２６と一体にされたボビン１２７が、コイル状に銅線が巻回された状態でインサート成形により埋め込まれている。ステータコア１２６における径方向外側を向く面１２６ａは、周壁部１２３の外周面と同一面となる状態で露出している。コネクタ部１２４には配線１２８が接続されている。配線１２８は、ボビン１２７に巻回された銅線に電流を供給し、ステータコア１２６を励磁する。
【００２５】
ロータ１４０は、マグネットを有する略円板状のマグネット部１４１を有している。マグネット部１４１の中央には、金属製の駆動軸１４４がマグネット部１４１を貫通した状態で固定されている。駆動軸１４４におけるマグネット部１４１より上方の箇所が、ステータ側軸受１６１に回転可能に軸支される。駆動軸１４４におけるマグネット部１４１より下方の箇所が、カバー側軸受１６２に回転可能に軸支される。マグネット部１４１は、ステータ１２０のステータコア１２６と径方向に間隔をあけて対向するように配置される。ロータ１４０は、マグネット部１４１に作用するステータコア１２６の磁力により回転駆動される。
【００２６】
モータカバー１５０は、非磁性体の金属製であり、略円環板状の底壁部１５１と、底壁部１５１の外周縁に連接された外側周壁部１５２と、底壁部１５１の内周縁に連接された内側周壁部１５３と、を有している。モータカバー１５０は、例えば、プレス型を用いて板金をプレス加工することにより寸法精度の高いものが得られる。外側周壁部１５２は、内側にステータモールド１２１の周壁部１２３がはめ込まれる。
【００２７】
ステータ側軸受１６１およびカバー側軸受１６２は、例えば、金属粉を押し固めて焼結させたのち油を含浸させた含油軸受であり、それぞれ略円筒形状に形成されている。ステータ側軸受１６１は、ステータ１２０の保持部材１２５に圧入されている。カバー側軸受１６２は、モータカバー１５０の内側周壁部１５３に圧入されている。ステータ側軸受１６１およびカバー側軸受１６２として、含油軸受に代えて、玉軸受（ボールベアリング）を採用してもよい。玉軸受を採用した構成では、保持部材１２５を省略してもよい。
【００２８】
次に、本実施例の排水ポンプ用モータの製造方法の一例について、図５を参照して説明する。図５は、本実施例のモータ１００の製造方法を説明する縦断面図である。
【００２９】
まず、図５（ａ）に示す金型（下金型Ｋ１および上金型Ｋ２）を用いて、ステータモールド１２１を射出成形する。下金型Ｋ１は、複数の金型部分を組み合わせて構成される分割可能な金型、もしくは、一つの（単体の）金型である。図５（ｂ）に示すように、下金型Ｋ１に設けられたキャビティＣ１内に、保持部材１２５と、ステータコア１２６と一体にされたボビン１２７と、回路基板１２９と、を配置する。このとき、保持部材１２５の内周面１２５ａを、下金型Ｋ１における回転軸Ｌ方向に沿う保持部材位置決め面Ｋ１１に当接させる。また、ステータコア１２６の径方向外側を向く面１２６ａを、下金型Ｋ１における回転軸Ｌ方向に沿うステータコア位置決め面Ｋ１２に当接させる。これにより、保持部材１２５とステータコア１２６とが下金型Ｋ１の寸法精度で径方向に位置決めされる。図５（ｃ）に示すように、下金型Ｋ１と上金型Ｋ２とを型閉して樹脂Ｊを射出・充填する。そして、図５（ｄ）に示すように、下金型Ｋ１と上金型Ｋ２とを型開してステータモールド１２１を取り出す。ステータモールド１２１の周壁部１２３の外周面には、ステータコア１２６の径方向外側を向く面１２６ａが露出している。
【００３０】
次に、ステータモールド１２１の保持部材１２５に、ステータ側軸受１６１を圧入して取り付ける。モータカバー１５０の内側周壁部１５３に、カバー側軸受１６２を圧入して取り付ける。そして、ロータ１４０の駆動軸１４４の上端部をステータ側軸受１６１に挿通し、下端部をカバー側軸受１６２に挿通して、ロータ１４０を回転可能に軸支させる。
【００３１】
そして、ステータモールド１２１の周壁部１２３をモータカバー１５０の外側周壁部１５２の内側にはめ込む。このとき、ステータコア１２６の径方向外側を向く面１２６ａと外側周壁部１５２の内周面１５２ａとが当接して、金属部分同士が当接することにより、はめ込みによる樹脂の変形を抑制する。これにより、保持部材１２５の内周面１２５ａとステータコア１２６の径方向外側を向く面１２６ａとの径方向距離Ｄ１と、モータカバー１５０の外側周壁部１５２の内周面１５２ａと内側周壁部１５３の内周面１５３ａとの径方向距離Ｄ２と、の精度を確保できる。そのため、保持部材１２５に取り付けられたステータ側軸受１６１の軸心と、モータカバー１５０の内側周壁部１５３に取り付けられたカバー側軸受１６２の軸心と、を高い精度で一致させることができ、これらの軸ずれを抑制できる。
【００３２】
以上より、本実施例の排水ポンプ１によれば、モータ１００のステータ１２０が有する樹脂製のステータモールド１２１は、金属製のステータコア１２６が埋め込まれ、金属製のモータカバー１５０の外側周壁部１５２の内側にはめ込まれる。そして、ステータコア１２６は、ステータモールド１２１の外周面に露出されかつモータカバー１５０の外側周壁部１５２と当接している。このようにしたことから、金属製のステータコア１２６とモータカバー１５０の外側周壁部１５２とが当接することではめ込みによる樹脂の変形を抑制することができる。そのため、樹脂成形品であるステータモールド１２１に取り付けられるステータ側軸受１６１とモータカバー１５０に取り付けられるカバー側軸受１６２の軸ずれを効果的に抑制できる。
【００３３】
また、ステータモールド１２１は、ステータコア１２６と、ステータ側軸受１６１を保持する金属製の保持部材１２５と、が埋め込まれている。このようにしたことから、ステータ側軸受１６１をステータモールド１２１に取り付ける際の樹脂の変形を抑制することができ、軸ずれをより効果的に抑制できる。また、保持部材１２５によって、ステータ側軸受１６１とステータモールド１２１とが直接的に触れることを回避でき、油による樹脂の変質を抑制することができる。
【００３４】
また、保持部材１２５とステータコア１２６とを一つの下金型Ｋ１に設けられたキャビティＣ１内に設置し、それぞれを下金型Ｋ１における回転軸Ｌ方向に沿う保持部材位置決め面Ｋ１１およびステータコア位置決め面Ｋ１２に当接させる。そして、その状態でキャビティＣ１に樹脂を充填してステータモールド１２１を成形する。このようにしたことから、保持部材１２５とステータコア１２６とが下金型Ｋ１の寸法精度で径方向に位置決めされる。そのため、保持部材１２５の内周面１２５ａとステータコア１２６の径方向外側を向く面１２６ａとの径方向距離Ｄ１の精度を効果的に確保することができる。
【００３５】
上述した実施例の排水ポンプ１のモータ１００は、モータカバー１５０の内側周壁部１５３に単体の含油軸受であるカバー側軸受１６２が設けられた構成を有している。これ以外にも、例えば、上記カバー側軸受１６２に代えて、図６に示すように、複数の部品で構成された軸受ユニットであるカバー側軸受１７０を有する構成のモータ１００Ａを採用してもよい。図６は、上記実施例の変形例のモータ１００Ａを示し、図６（ａ）が平面図であり、図６（ｂ）が、図６（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。図６において上記実施例と同一の構成要素には同一の符号を付している。モータ１００Ａが有するカバー側軸受１７０は、金属製のケース１７１と、ケース１７１に収容された含油軸受１７２と、含油軸受１７２をケース１７１に押しつける押え板１７３と、を有している。カバー側軸受１７０は、モータカバー１５０の内側周壁部１５３にはめ込まれている。カバー側軸受１７０は、ケース１７１に含油軸受１７２を収容することで、上記実施例のカバー側軸受１６２のように軸受単体の構成に比べて、両軸受間の同軸度をとりやすくすることができる。このようなモータ１００Ａにおいても、上記実施例と同様の効果を奏する。
【００３６】
上記に本発明の実施例を説明したが、本発明はこれらの例に限定されない。前述の実施例に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、実施例の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３７】
１…排水ポンプ、１０…ハウジング、１１…本体部、１２…底壁部、１３…周壁部、１４…内周面、１５…吐出管入口、１６…吸込管、１７…吸込口、１８…吐出管、１９…吐出口、２０…カバー、２１…スナップフィット部、２２…係止部、２３…ブラケット、２４…取付部、２５…ポンプ室、２６…貫通孔、３０…回転羽根、３１…軸部、３２…取付穴、３３…大径羽根、３４…小径羽根、３６…環状部材、３７…開口、１００、１００Ａ…モータ、１２０…ステータ、１２１…ステータモールド、１２２…上壁部、１２３…周壁部、１２４…コネクタ部、１２５…保持部材、１２５ａ…内周面、１２６…ステータコア、１２６ａ…径方向外側を向く面、１２７…ボビン、１２８…配線、１４０…ロータ、１４１…マグネット部、１４４…駆動軸、１５０…モータカバー、１５１…底壁部、１５２…外側周壁部、１５２ａ…内周面、１５３…内側周壁部、１５３ａ…内周面、１６１…ステータ側軸受、１６２…カバー側軸受、１７０…カバー側軸受、１７１…ケース、１７２…含油軸受、１７３…押え板、Ｌ…回転軸、Ｄ１、Ｄ２…径方向距離、Ｋ１…下金型、Ｋ１１…保持部材位置決め面、Ｋ１２…ステータコア位置決め面、Ｋ２…上金型、Ｊ…樹脂
【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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【図６】
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