(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータフレームとケーシングとを組み合わせ、前記モータフレームとケーシングの間に設けた隔壁により前記モータフレームとケーシングに囲まれた内部を二つに区画して、区画された内部のモータフレーム側にステータを配置するとともにケーシング側に前記ステータによって駆動されるロータを備え、更に制御回路を含む制御部を前記内部の前記モータフレーム側に備えるポンプにおいて、前記制御回路のロータに対して背向した板面にドライブ素子を配置し、前記モータフレームと前記ドライブ素子との間に伝熱体を設けるとともに、前記伝熱体と前記モータフレームの間に絶縁体を設けるあるいは前記伝熱体を絶縁物で構成して、前記ドライブ素子の放熱を前記伝熱体から前記モータフレームへの熱伝達で行い、更に前記制御部は前記ステータに固定され、前記モータフレームをケースとして前記隔壁により区画された内部のモータフレーム側にモールド剤が充填されていることを特徴とするポンプ。
【請求項２】
前記モータフレームと前記隔壁がシール部材によりシールされ、前記モータフレーム内を密閉したことを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
前記制御部と前記ステータと前記モータフレームとが固定された状態で樹脂モールドされている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】
前記モータフレームと前記制御部の制御回路のコネクタの間に設けられたスペーサを前記モータフレームに固定したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のポンプ。
【請求項５】
前記モータフレームと前記制御部の制御回路のコネクタの間に設けられたスペーサを前記制御部に固定したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のポンプ。
【請求項６】
前記モータフレームと前記制御部の制御回路のコネクタの間に設けるスペーサが絶縁物で構成され、コネクタ端子と前記モータフレームの絶縁距離を一定値以上確保するように構成したことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のポンプ。
【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隔壁の外側に設けたポンプにおいて、制御回路を内蔵する場合の密閉構造に関するものである。
【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，省エネルギ化の流れの中、ポンプ自体も小型，軽量，省エネルギ化が望まれている。その手段の１つとして、隔壁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隔壁の外側に設けたポンプにおいて、モータをＤＣブラシレスモータとしたものが提案されている。図２に従来のポンプの構造図を示す。
【０００３】
図２に示すように、吸込口１０２及び吐出口１０４を備えたケーシング１０１の内部に、流体を加圧する羽根車１０３を収納するとともに回転しないように固定された固定軸１０５が組み込まれている。また、同図２において、１０６はケーシング１０１に固定された軸受板，１０７は羽根車１０３に固定された回転自在の軸受、１０８は永久磁石、１０９は永久磁石１０８を内蔵したロータ、１１０は通電することによりロータ１０９を回転させるステータ、１１１はロータ１０９とステータ１１０を隔てる隔壁、１１２はステータ１１０に通電する電流を制御する制御部、１１３はモータフレーム、１１４は制御部１１２に電源や制御信号を伝えるリード線、１１５はモータフレーム１１３と隔壁１１１をシールするＯリング、１１６はケーシング１０１と隔壁１１１をシールするＯリング、１１７はリード線１１４とモータフレーム１１３をシールするシール部材、１１８はドライブ素子である。すなわち、従来のポンプにおいては、ステータ１１０の内部に隔壁１１１を介してロータ１０９が配置され、ロータ１０９と羽根車１０３は一体で成形され、ロータ１０９の中心の軸受１０７と接続されている。また、軸受１０７はロータ１０９の中央を貫通しケーシング１０１と隔壁１１１に両側で固定された固定軸１０５に回転自在に取付けられている。
【０００４】
以上の構造により、制御部１１２よりステータ１１０に通電されると、ステータ１１０に回転磁界が発生しロータ１０９が回転する。羽根車１０３はロータ１０９に一体で成形されているため、ロータ１０９が回転すると羽根車１０３も回転し流体を加圧する。実際の流体の動きは、吸込口１０２より流入し、羽根車１０３により加圧され、吐出口１０４より吐出される。流体を加圧すると、羽根車１０３の前後で圧力差が生じ、ロータ１０９にスラスト荷重がかかる。このスラスト荷重を受けるため、軸受１０７の吸込側に軸受板１０６を設け摺動させる構造となっている。制御部１１２は外部からの水の進入による誤動作や破壊を防止するため、モータフレーム１１３と隔壁１１１をＯリング１１５でシールするとともに、モータフレーム１１３とリード線１１４をシール部材１１７によりシールすることで密閉される構造となっている。
【０００５】
以上のような構成とすることで、耐水性に優れ小型，軽量，省エネルギのポンプを得ることができる。このほかにも、たとえば特開平１０−２０１１６８号公報に記載されているように、回路部を制御回路収納カバーの内部に樹脂でモールドして固定する構成としたものもある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の密閉構造のポンプでは、密閉した内部空気の湿度（水分）の隔壁への結露による回路の誤動作や故障発生の防止のため、乾燥した状態で組み立てたり、乾燥剤を入れたりする必要がある。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１１４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ことがある。この対策としてリード線１１４を長くすることや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１１４を長くすると機器組込み時にリード線１１４の線処理が煩雑でありまたコストが高くなる。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いう問題もある。
【０００７】
本発明は、制御回路への湿気及び水による回路の誤動作や故障発生の防止が行え、電源や制御信号を伝えるリード線の接続が容易に行え、ドライブ素子の温度上昇を抑えることにより安価なモールド剤が使用でき、簡単な構成で安価な信頼性が高いポンプを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、モータフレームとケーシングとを組み合わせ、前記モータフレームとケーシングの間に設けた隔壁により前記モータフレームとケーシングに囲まれた内部を二つに区画して、区画された内部のモータフレーム側にステータを配置するとともにケーシング側に前記ステータによって駆動されるロータを備え、更に制御回路を含む制御部を前記内部の前記モータフレーム側に備えるポンプにおいて、前記制御回路のロータに対して背向した板面にドライブ素子を配置し、前記モータフレームと前記ドライブ素子との間に伝熱体を設けるとともに、前記伝熱体と前記モータフレームの間に絶縁体を設けるあるいは前記伝熱体を絶縁物で構成して、前記ドライブ素子の放熱を前記伝熱体から前記モータフレームへの熱伝達で行い、更に前記制御部は前記ステータに固定され、前記モータフレームをケースとして前記隔壁により区画された内部のモータフレーム側にモールド剤が充填されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、制御回路への湿気及び水による回路の誤動作や故障発生の防止が行え、電源や制御信号を伝えるリード線の接続が容易に行え、ドライブ素子の温度上昇を抑えることにより安価なモールド剤が使用でき、簡単な構成で安価な信頼性が高いポンプが得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、モータフレームとケーシングとを組み合わせ、前記モータフレームとケーシングの間に設けた隔壁により前記モータフレームとケーシングに囲まれた内部を二つに区画して、区画された内部のモータフレーム側にステータを配置するとともにケーシング側に前記ステータによって駆動されるロータを備え、更に制御回路を含む制御部を前記内部の前記モータフレーム側に備えるポンプにおいて、前記制御回路のロータに対して背向した板面にドライブ素子を配置し、前記モータフレームと前記ドライブ素子との間に伝熱体を設けるとともに、前記伝熱体と前記モータフレームの間に絶縁体を設けるあるいは前記伝熱体を絶縁物で構成して、前記ドライブ素子の放熱を前記伝熱体から前記モータフレームへの熱伝達で行い、更に前記制御部は前記ステータに固定され、前記モータフレームをケースとして前記隔壁により区画された内部のモータフレーム側にモールド剤が充填されていることを特徴とするポンプであり、モールド剤の充填によって、制御部の制御回路への湿気等による回路の誤動作や故障発生の防止が行え、モータ部の組立て後にモータフレームを隔壁に容易に組み立てることができるとともに、伝熱体によって、ドライブ素子の温度上昇を抑えられて、安価なモールド剤が使用できて、簡単な構成で安価な信頼性が高いポンプを提供することができるという作用を有する。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、モータフレームと隔壁がシール部材によりシールされ、モータフレーム内を密閉したことを特徴とする請求項１に記載のポンプであり、モータフレームと隔壁がシール部材によりシールされ、モータフレーム部の組立て後に密閉が行えるため、モータフレームと隔壁間からの湿気の進入がなく、制御回路への湿気等による回路の誤動作や故障発生を防止することができるという作用を有する。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、制御部とステータとモータフレームとが固定された状態で樹脂モールドされていることを特徴とする請求項１または２に記載のポンプであり、モータフレームが樹脂モールド剤用ケース部を兼ねることにより、簡単な構成で制御回路の樹脂モールドが行え、制御回路への湿気等による回路の誤動作や故障発生の防止が行え、制御回路とステータとモータフレームが固定された状態で樹脂モールドされていることより、容易に組み立てることができるという作用を有する。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、モータフレームと制御部の制御回路のコネクタの間に設けられたスペーサをモータフレームに固定したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のポンプであり、ステータを固定するときに制御回路とスペーサも同時に密着し、その後モールドされるため、簡単な構成で制御回路の樹脂モールドが行え容易に組み立てることができるという作用を有する。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、モータフレームと制御部の制御回路のコネクタの間に設けられたスペーサを制御部に固定したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のポンプであり、電源や制御信号を伝えるリード線の接続が容易に行え、モータフレームにステータを固定するときに制御回路とスペーサも同時に密着し、その後モールドされるため、簡単な構成で制御回路の樹脂モールドが行え、容易に組み立てることができるという作用を有する。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、モータフレームと制御部の制御回路のコネクタの間に設けるスペーサが絶縁物で構成され、コネクタ端子とモータフレームの絶縁距離を一定値以上確保するように構成したことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のポンプであり、コネクタ端子とモータフレームとの絶縁を確実に確保することができるという作用を有する。
【００１７】
以下、本発明の一実施の形態について図１を用いて説明する。
【００１８】
図１は本発明の一実施の形態におけるポンプの構造図である。
【００１９】
図１において、吸込口２と吐出口４を備えたケーシング１内に流体を加圧する羽根車３を配置するとともに回転しないように固定軸５が固定されている。また、ケーシング１内には軸受板６を固定し、羽根車３には軸受７を固定して固定軸５周りで回転可能としている。羽根車３は永久磁石８を内蔵したロータ９と一体成形され、このロータ９は隔壁１１を介して配置したステータ１０への通電によって回転する。ステータ１０への通電電流は制御部１２によって制御される。１３はモータフレームであり、このモータフレーム１３と隔壁１１はＯリング１４によってシールされている。また、ケーシング１と隔壁１１はＯリング１５によってシールされている。すなわち、ステータ１０の内部にケーシング１を介してロータ９が配置され、ロータ９と羽根車３は一体で成形され、ロータ９の中心の軸受７と接続されている。軸受７はロータ９の中央を貫通しケーシング１と隔壁１１に両側で固定された固定軸５に回転自在に取付けられている。
【００２０】
制御部１２には、ドライブ素子１６と、このドライブ素子１６の放熱のための伝熱体１７と、この伝熱体１７とモータフレーム１３との絶縁を行わせるための絶縁体１８と、コネクタ端子１９が設けられている。そして、モータフレーム１３と制御部１２のコネクタ端子１９との間にはスペーサ２０を設け、制御部１２の全体はモールド剤２１によってモールドされている。
【００２１】
以上の構成において、制御部１２よりステータ１０に通電されると、ステータ１０に回転磁界が発生してロータ９が回転する。羽根車３はロータ９に一体で成形されているため、ロータ９が回転すると羽根車３も回転し流体を加圧する。すなわち、流体は吸込口２より流入して羽根車３により加圧され、吐出口４より吐出される。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９にスラスト荷重がかかる。このスラスト荷重を受けるため、軸受７の吸込側に軸受板６を設け摺動させる構造となっている。ポンプの電源及び制御信号はリード線（図示せず）よりコネクタ端子１９を通じて制御部１２に伝えられる。
【００２２】
制御部１２は外部からの湿気及び水の進入や内部結露による誤動作や破壊を防止するため、前述のようにモータフレーム１３と隔壁１１の間はＯリング１４でシールされている。また、制御部１２とステータ１０とモータフレーム１３とスペーサ２０が固定された状態で樹脂モールドされる構造となっている。モールド剤２１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、モータフレーム１３をケースとしてモールドすることにより、簡単な構成で安価なポンプが提供できる。更に、制御部１２とステータ１０とモータフレーム１３とスペーサ２０が固定された状態で樹脂モールドされるので、容易に組み立てることができる。
【００２３】
電源や制御信号を伝えるリード線の接続を容易にできるようにするためと外部からの水の浸入等による誤動作や破壊を防止するため、モータフレーム１３と制御部１２のコネクタ端子１９の間にスペーサ２０を設け、制御部１２とステータ１０とモータフレーム１３とスペーサ２０が固定された状態で樹脂モールドされている。また、スペーサ２０を絶縁物で構成することにより、コネクタ端子１９とモータフレーム１３の絶縁を確実に確保することができる。
【００２４】
ドライブ素子１６の温度上昇を抑え、安価なモールド剤を使用するため、モータフレーム１３と制御部１２のドライブ素子１６間に伝熱体１７と絶縁体１８を設け、ドライブ素子１６の放熱を伝熱体１７と絶縁体１８を通じてモータフレーム１３に行わせることができる。したがって、伝熱体１７を絶縁物で構成することで絶縁体１８は設けなくてもよい。
【００２５】
以上のような構造とすることで、制御回路への湿気及び水による回路の誤動作や故障発生の防止が行え、電源や制御信号を伝えるリード線の接続が容易に行え、ドライブ素子の温度上昇を抑えることにより安価なモールド剤が使用でき、簡単な構成で安価な信頼性が高いポンプを提供することができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明では、制御回路への湿気及び水による回路の誤動作や故障発生の防止が行え、電源や制御信号を伝えるリード線の接続が容易に行え、ドライブ素子の温度上昇を抑えることにより安価なモールド剤が使用でき、簡単な構成で安価な信頼性が高いポンプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるポンプの構造図
【図２】従来のポンプの構造図
【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
１０  ステータ
１１  隔壁
１２  制御部
１３  モータフレーム
１４  Ｏリング
１５  Ｏリング
１６  ドライブ素子
１７  伝熱体
１８  絶縁体
１９  コネクタ端子
２０  スペーサ
２１  モールド剤
１０１  ケーシング
１０２  吸込口
１０３  羽根車
１０４  吐出口
１０５  固定軸
１０６  軸受板
１０７  軸受
１０８  永久磁石
１０９  ロータ
１１０  ステータ
１１１  隔壁
１１２  制御部
１１３  モータフレーム
１１４  リード線
１１５  Ｏリング
１１６  Ｏリング
１１７  シール部材
１１８  ドライブ素子
【図１】
0004774574.tif 000002
【図２】
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