(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローターと、このローターを密閉する隔壁と、この隔壁の外側に設けたステーターと、前記ステーターを内部に固定するモーターフレームと、前記モーターフレーム内に制御回路を設ける構成のキャンドポンプであって、前記制御回路と外部のリード線の間に配置されて前記制御回路と前記リード線を電気的に接続するとともに前記モーターフレーム内を密閉するコネクタ部材を有し、前記コネクタ部材が、前記モーターフレームに固定され前記モーターフレームとともに外装を構成する支持部材と、前記外部のリード線が電気的に接続されるコネクタと、前記コネクタが電気的に接続され前記支持部材に支持されたプリント基板と、前記プリント基板と前記制御回路を電気的に接続する中継リード線と、前記支持部材と前記モーターフレームの間をシールするシール構造と、を具備し、前記プリント基板が前記モーターフレーム内に配置されるとともに前記支持部材との間をモールドされて構成されたものであることを特徴とするキャンドポンプ。
【請求項２】
前記コネクタ部材が、前記モーターフレームの反ポンプ側の外側から前記モーターフレームに取付けられたことを特徴とする請求項１記載のキャンドポンプ。
【請求項３】
前記シール構造が前記モーターフレームと前記支持部材の間に配置されたシール部材であることを特徴とする請求項１または２記載のキャンドポンプ。
【請求項４】
前記モーターフレームは、内部の結露が発生し溜まる部分にヒーターを備えたことを特徴とする請求項１記載のキャンドポンプ。
【請求項５】
前記モーターフレームは、内部の結露の発生部近傍に、前記制御回路の発熱部品を配置したことを特徴とする請求項４記載のキャンドポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、隔壁でローターを密閉し、前記ローターを駆動するステーターを前記隔壁の外側に設けた構成のモータ部をもつキャンドポンプにおいて、制御回路を内蔵する場合の密閉構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、特に機器組込み用のポンプは、機器の小型・軽量化・省エネの流れの中、ポンプ自体も小型・軽量・省エネが望まれている。その手段の１つとして、ローターを隔壁で密閉し、前記ローターを駆動するステーターを前記隔壁の外側に設けた構成のモータ部をもつキャンドポンプであって、そのモータをＤＣブラシレスモータとしたものが提供されている。
【０００３】
以下に、従来の密閉構造であるキャンドポンプについて、図３を参照して説明を行う。
【０００４】
図３は従来のキャンドポンプの断面図で、図３に示すようにポンプ部Ａとモータ部Ｂより構成されている。前記ポンプ部Ａは、ケーシング１でポンプ室を形成し、ポンプ室に流体を流入させるポンプの吸込口２と、ポンプ室内において流体を加圧する羽根車３と、ポンプ室より加圧流体を吐出させるポンプの吐出口４を有している。また、モータ部Ｂは、永久磁石８を内蔵したローター９と、このローター９の外側に配置されてローター９を回転させるステーター１０と、ローター９とステーター１０を隔てる隔壁１１と、隔壁１１の底板の中央に回転しないように固定され、かつ、ローター９の中央を貫通する固定軸５と、固定軸５の外側に配置された軸受７と、ステーター１０における反ポンプ側に配置した基板等よりなり、かつ、通電する電流を制御する制御部１２と、これらのモータ部Ｂの各構成部材を囲むモータフレーム１３と、制御部１２に電源や制御信号を伝えるリード線１４と、モーターフレーム１３と隔壁１１をシールするＯリング１５と、リード線１４とモーターフレーム１３をシールするパッキン２１を備えて構成されている。そして、モータ部Ｂの固定軸５をポンプ部Ａにおけるケーシング１に固定された軸受板６で軸受けし、羽根車３をローター９と一体化し、また、ケーシング１と隔壁１１をＯリング１６でシールして密閉構成としている。
【０００５】
以上のように構成されたキャンドポンプにおいて、制御部１２よりステーター１０に通電されると、ステーター１０に回転磁界が発生しローター９が回転する。羽根車３はローター９に一体で成形されているため、ローター９が回転すると羽根車３も回転し、流体を加圧する。実際の流体の動きは、吸込口２より流入し、羽根車３により加圧され、吐出口４より吐出される。
【０００６】
なお、流体を加圧すると、羽根車３の前後で圧力差が生じ、ローター９にアキシアル荷重がかかる。このアキシアル荷重を受けるため、軸受７の吸込側に軸受板６を設け摺動させるようにしている。
【０００７】
また、制御部１２は外部よりの水の進入により誤動作や破壊を防止するため、モーターフレーム１３と隔壁１１をＯリング１５でシールするとともに、モーターフレーム１３とリード線１４をパッキン２１によりシールすることで密閉するようにしている。
【０００８】
以上のような構成とすることで、耐水性に優れた小型・軽量・省エネのキャンドポンプが提供されている。
【０００９】
また、キャンドポンプにおいて、制御回路を内蔵する場合の密閉構造として、特公平１０−２０１１６８号公報の水中ポンプ用制御装置内蔵型モータのように、制御回路収納カバーの内部に回路部を樹脂にてモールドすることにより固定するものも見られる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来のキャンドポンプでは、密閉した内部空気の湿度（水分）の隔壁１１への結露による回路の誤動作や故障発生の防止のため、乾燥した状態での組立や、乾燥剤を入れる必要が有った。また、水中ポンプとしてでなく、高温多湿の雰囲気中で冷水を循環する用途に用いる場合、リード線１４の芯線部より湿気が進入し内部に結露水が溜まり、誤動作や破壊が発生する場合が有った。この対策としてリード線１４を長くしたり、モールド剤により回路部をモールドする手段が用いられているが、リード線１４を長くすると機器組込み時にリード線１４の線処理が大変であり、また、コストが高くなる課題があった。また、モールド剤でモールドする場合は、内部に制御回路を内蔵し小型にする場合にドライブ素子が高温になり、安価なモールド剤が使用できず高価になるとともに、リサイクルを行う場合に分解が容易に行うことができない課題があった。
【００１１】
本発明は前記従来の問題に留意し、リード線部よりの湿気の進入がなく、モーターフレーム内部に結露水が発生せず、また、簡単な構成で安価な信頼性が高くリサイクルが容易なキャンドポンプを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明は、キャンドポンプにおけるモーターフレーム内に制御回路を設ける構成であって、前記制御回路と外部のリード線の間に配置されて前記制御回路と前記リード線を電気的に接続するとともに前記モーターフレーム内を密閉するコネクタ部材を有し、前記コネクタ部材が、前記モーターフレームに固定され前記モーターフレームとともに外装を構成する支持部材と、前記外部のリード線が電気的に接続されるコネクタと、前記コネクタが電気的に接続され前記支持部材に支持されたプリント基板と、前記プリント基板と前記制御回路を電気的に接続する中継リード線と、前記支持部材と前記モーターフレームの間をシールするシール構造と、を具備し、前記プリント基板が前記モーターフレーム内に配置されるとともに前記支持部材との間をモールドされて構成されたものである。
【００１３】
本発明によれば、コネクタ部材を介してリード線が接続されることからリード線の芯線部よりの湿気の進入がなく、モーターフレーム内部に結露水が発生しなくなり、簡単な構成で安価な信頼性が高くリサイクルが容易なキャンドポンプとすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載された発明は、ローターと、このローターを密閉する隔壁と、この隔壁の外側に設けたステーターと、前記ステーターを内部に固定するモーターフレームと、前記モーターフレーム内に制御回路を設ける構成のキャンドポンプであって、前記制御回路と外部のリード線の間に配置されて前記制御回路と前記リード線を電気的に接続するとともに前記モーターフレーム内を密閉するコネクタ部材を有し、前記コネクタ部材が、前記モーターフレームに固定され前記モーターフレームとともに外装を構成する支持部材と、前記外部のリード線が電気的に接続されるコネクタと、前記コネクタが電気的に接続され前記支持部材に支持されたプリント基板と、前記プリント基板と前記制御回路を電気的に接続する中継リード線と、前記支持部材と前記モーターフレームの間をシールするシール構造と、を具備し、前記プリント基板が前記モーターフレーム内に配置されるとともに前記支持部材との間をモールドされて構成されたキャンドポンプであり、モーターフレーム内を密閉できる安価なコネクタ部材を作製できて、確実に水の浸入を防止することができるとともに、モーターフレーム内に外部やリード線部からの水や湿気の進入を防止しながら容易に組み立てを行え、かつ、過酷な使用環境においても回路部の誤動作・破壊を防止することができ、簡単な構成で安価な信頼性が高くリサイクルが容易なキャンドポンプにするという作用を有する。
【００１５】
本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１に記載のキャンドポンプにおいて、前記コネクタ部材が、前記モーターフレームの反ポンプ側の外側から前記モーターフレームに取付けられた構成としたものであり、モーター部の組立て後に密閉が行えるため、組立てが容易に行え、リード線部からの水の進入がなく、簡単な構成で安価な信頼性が高くリサイクルが容易なキャンドポンプにするという作用を有する。
【００２０】
本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１または２記載のキャンドポンプにおいて、前記シール構造が前記モーターフレームと前記支持部材の間に配置されたシール部材である構成としたものであり、より確実に湿気の進入を防止することができるという作用を有する。
【００２１】
本発明の請求項４に記載された発明は、請求項１に記載のキャンドポンプにおいて、前記モーターフレームは、内部の結露が発生し溜まる部分にヒーターを備えた構成としたものであり、結露水が発生した場合に、外部に結露水が出ることなく蒸発させることができるという作用を有する。
【００２２】
本発明の請求項５に記載された発明は、請求項４に記載のキャンドポンプにおいて、前記モーターフレームは、内部の結露の発生部近傍に、前記制御回路の発熱部品を配置した構成としたものであり、モーターの駆動ＩＣ等の放熱板を結露部の近傍に配置することで、ヒーター等を必要とせず結露水を蒸発させることができるという作用を有する。なお、この場合、ヒーターを設けるか、ＩＣ等の発熱で行うかは、使用条件により発生する結露量や発熱量が異なるため、使用条件により適切な方法を選択するのが望ましい。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図１および図２を用いて説明する。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１のキャンドポンプの断面図、図２は、同キャンドポンプにおけるコネクタ部材の断面図である。なお、各図において、前記従来の技術と同じ構成部材には従来の技術の構成部材と同じ符号を付与する。
【００２５】
図１において、１はケーシング、２はポンプの吸込口、３は流体を加圧する羽根車、４はポンプの吐出口、５は固定軸、６は軸受板、７は軸受、８は永久磁石、９はローター、１０はステーター、１１は隔壁、１２は制御部、１３はモーターフレーム、１４はリード線、１５、１６はＯリングであり、これらは前記従来の技術と同様に構成されていることから、その詳細な説明は割愛する。
【００２６】
本実施の形態１のキャンドポンプの特徴は、制御部１２に電気的に接続され、かつ、モーターフレーム１３に固定されるとともに、モーターフレーム１３内を密封するコネクタ部材１７を備えたことにある。
【００２７】
前記コネクタ部材１７は、リード線１４を接続してあり、モーターフレーム１３間にシール用のＯリング１８を介在させてモーターフレーム１３に取り付けている。さらに詳しくコネクタ部材１７について説明すると、図２に示すようにコネクタ部材１７は、プリント基板１７ｂの外側面部にコネクタ１７ｃをはんだ付けするとともに内側面部に中継リード線１７ｄを接続し、プリント基板１７ｂの外側面部にモールド剤１７ｅを介在させて支持部材１７ａを配置するとともに内部側よりビス止めし、さらに、支持部材１７ａの外周にシール用のＯリング１８を設けて構成されている。また、プリント基板１７ｂを固定するビスのネジ穴は外部に対し貫通しない構造となっており、ビス穴の微細な隙間からの湿気の侵入も防止する構造となっている。前記モールド剤１７ｅは、支持部材１７ａにプリント基板１７ｂを取付けた状態で充填を行う。モールド剤１７ｅとしてはシリコン、ウレタン、エポキシなどのモールド剤や接着剤を用いる。また、支持部材１７ａにはモーターフレーム１３とのシールを行うＯリング１８を装着する溝が設けられている。
【００２８】
上記構成の本発明の実施の形態１のキャンドポンプについて、以下にその動作の説明を行う。なお、キャンドポンプの基本的なモーターおよびポンプ動作は、前記従来の技術と同じであるので、その説明は省略する。
【００２９】
ポンプ部Ａの電源および制御信号は、リード線１４よりコネクタ部材１７のプリント基板１７ｂに入り、中継リード線１７ｄを経て制御部１２に伝えられる。モーターフレーム１３内は、モーターフレーム１３と隔壁１１の間のＯリング１５によるシールされる。また、モーターフレーム１３内は、コネクタ部材１７にっても密封される。すなわち、リード線１４の接続部はコネクタ部材１７で空気の出入りをなくし、リード線１４の絶縁被覆内の芯線部より侵入する湿気も防止される。したがって、モーターフレーム１３内に外部よりの水の進入が阻止され、内部結露がなくなり、制御部１２の誤動作や破壊が防止される。
【００３０】
なお、本発明は前記図１に示していないが、モーターフレームの内部の結露が発生し溜まる部分にヒーターを備えるようにし、また、そのヒーターを制御回路の発熱部品とする構成とし、モーターフレームの内部に結露が生じても、その結露を蒸発させ、コネクタ部材とあいまって制御部に影響がないようにしてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明のキャンドポンプは、ローターと、このローターを密閉する隔壁と、この隔壁の外側に設けたステーターと、前記ステーターを内部に固定するモーターフレームと、前記モーターフレーム内に制御回路を設ける構成のキャンドポンプであって、前記制御回路に接続され前記モーターフレームに固定されるコネクタ部材を持ち、かつ、前記モーターフレーム内が前記コネクタ部材により密閉される構成としたため、リード線の芯線部よりの湿気の進入がなく、モーターフレーム内部に結露水が発生しなくなり、簡単な構成で安価な信頼性が高くリサイクルが容易なキャンドポンプを提供することができるものであり、その効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のキャンドポンプの断面図
【図２】同キャンドポンプにおけるコネクタ部材の断面図
【図３】従来のキャンドポンプの断面図
【符号の説明】
１  ケーシング
２  吸込口
３  羽根車
４  吐出口
５  固定軸
６  軸受板
７  軸受
８  永久磁石
９  ローター
１０  ステーター
１１  隔壁
１２  制御部
１３  モーターフレーム
１４  リード線
１５  Ｏリング
１６  Ｏリング
１７  コネクタ部材
１７ａ  支持部材
１７ｂ  プリント基板
１７ｃ  コネクタ
１７ｄ  中継リード線
１７ｅ  モールド剤
１８  Ｏリング
２１  パッキン
Ａ  ポンプ部
Ｂ  モータ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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