(57)【要約】【課題】  コギングトルクを低減し、モータの回転を円滑にし、騒音を低減する電気モータを提供する。【解決手段】モータ（１０）及びこのモータを有するポンプを提供する。モータ（１０）は、ステータ（１４）と、前記ステータ（１４）に対して相対的に回転可能なロータ（１６）とを含む。前記ステータ（１４）及び前記ロータ（１６）の少なくとも一方は、磁気コア（２０）と、前記磁気コア（２０）の周りに巻き付けられる巻線（２２）とを有する。前記磁気コアは、ベース本体（１８）に取り付けられる。前記ベース本体（１８）は、前記磁気コア（２０）と前記ベース本体（１８）との間の相互摩擦によって生じるごみを収容するための少なくとも１つの凹部（５４）を有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータと、前記ステータに対して相対的に回転可能なロータとを備えるモータであって、前記ステータ及び前記ロータの少なくとも一方は、磁気コアと、前記磁気コアの周りに巻き付けられる巻線とを備え、前記磁気コアは、ベース本体に取り付けられ、前記ベース本体は、前記磁気コアと前記ベース本体との間の相互摩擦によって生じるごみを収容するための少なくとも１つの凹部を有することを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記ベース本体は、半径方向において、前記ステータと前記ロータとの間に配設され、前記ベース本体は、前記磁気コアを位置決めするための軸方向端面を有する段部を有し、前記凹部及び前記磁気コアは、前記軸方向端面の２つの側に配設されることを特徴とする、請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記ベース本体は、半径方向において、前記ステータと前記ロータとの間に配設され、前記ベース本体は、前記磁気コアと前記ベース本体との間の相対移動を案内するための軸方向に延在するリブを有し、前記リブは、前記ベース本体の段部の軸方向端面と交差し、前記ベース本体は、前記リブの２つの周方向の側にそれぞれ配設される２つの凹部を有することを特徴とする、請求項１に記載のモータ。
【請求項４】
前記リブは、前記段部まで延在し、前記２つの凹部は、前記リブ及び前記段部によって形成されることを特徴とする、請求項３に記載のモータ。
【請求項５】
前記ベース本体は、前記ロータを収容するスリーブを有し、前記ステータは、１対の磁極片を有するステータコアを有し、前記１対の磁極片の内壁面は、凹んで、前記スリーブを取り囲む極円弧面を形成することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項６】
前記スリーブの外壁面から、段部が突出し、この段部は、前記リブの２つの周方向の側に、凹部を形成することを特徴とする、請求項５に記載のモータ。
【請求項７】
前記極円弧面は、前記スリーブの外径よりも大きい直径を有し、前記極円弧面と前記スリーブの外壁面とは、半径方向に互いに離間しており、前記スリーブは、前記極円弧面に接触する少なくとも１つの軸方向に延在するリブを有することを特徴とする、請求項５に記載のモータ。
【請求項８】
前記スリーブは、周方向に沿って等間隔に配置される複数のリブを有することを特徴とする、請求項７に記載のモータ。
【請求項９】
前記１対の磁極片の極先端部の間に、スロットが形成され、前記ロータの外壁面と前記ステータの前記極円弧面との間に、空隙が形成され、前記スロットの幅と前記空隙の幅との比は、０よりも大きく且つ２よりも小さいことを特徴とする、請求項５乃至８のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項１０】
前記１対の磁極片の末端の間に、スロットが形成され、各磁極片の極先端部の軸方向に延在する端面と、前記極円弧面とは、交差して、鋭角をなすことを特徴とする、請求項５乃至８のいずれか一項に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0002]
本開示は、電気モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0003]
洗濯機又は食器洗浄機などの家庭用電気機器では、液体ポンプを用いて、水を加圧・吐出して、清浄水を機器内に導入して、衣類又は食器を洗浄し、最終的に、廃水を機器から排出するようになっている。
【０００３】
[0004]
既存の液体ポンプは、通常、単相永久磁石モータを用いて、インペラを回転駆動する。モータは、ステータコアと、ステータコアに回転可能に配設される永久磁石ロータとを有する。ステータコアには、巻線が巻き付けられる。巻線は、駆動回路に接続される。巻線を付勢すると、ステータコアに、極性が与えられ、永久磁石ロータと相互に作用して、ロータを回転駆動する。インペラは、ロータに連結されて、ロータと同期回転して、水を流す。
【０００４】
[0005]
従来の設計では、ロータとステータコアとの間に、ロータハウジングが配設される。しかしながら、ステータコアがロータハウジングに組み付けられると、ステータコアは、ロータハウジングを引っ掻いて、ごみが生じる場合がある。ごみがステータコアとロータハウジングとの間に締め付けられた場合、ステータコアを適所に組み付けることができず、これにより、ステータ及びロータの軸が互いにずれることによって、ロータの回転が円滑でなくなり、大きな騒音が生じる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、コギングトルクを低減し、モータの回転を円滑にし、騒音を低減する電気モータが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
[0006]
本開示の一態様では、モータは、ステータと、前記ステータに対して相対的に回転可能なロータとを含む。前記ステータ及び前記ロータの少なくとも一方は、磁気コアと、前記磁気コアの周りに巻き付けられる巻線とを含む。前記磁気コアは、ベース本体に取り付けられる。前記ベース本体は、前記磁気コアと前記ベース本体との間の相互摩擦によって生じるごみを収容するための少なくとも１つの凹部を有する。
【０００７】
[0007]
前記ベース本体は、半径方向において、前記ステータと前記ロータとの間に配設されることが好ましい。
【０００８】
[0008]
前記ベース本体は、前記磁気コアを位置決めするための軸方向端面を有する段部を有し、前記凹部及び前記磁気コアは、前記軸方向端面の２つの側に配設されることが好ましい。
【０００９】
[0009]
前記ベース本体は、前記磁気コアと前記ベース本体との間の相対移動を案内するための軸方向に延在するリブを有し、前記リブは、前記ベース本体の段部の軸方向端面と交差し、前記ベース本体は、前記リブの２つの周方向の側にそれぞれ配設される２つの凹部を有することが好ましい。
【００１０】
[0010]
前記リブは、前記段部まで延在し、前記２つの凹部は、前記リブ及び前記段部によって形成されることが好ましい。
【００１１】
[0011]
前記ベース本体は、前記ロータを収容するスリーブを有し、前記ステータは、１対の磁極片を有するステータコアを有し、前記１対の磁極片の内壁面は、凹んで、前記スリーブを取り囲む極円弧面を形成することが好ましい。
【００１２】
[0012]
前記磁極片の前記極円弧面は、前記スリーブの外壁面上にあり、前記スリーブは、前記磁極片の極先端部の間のスロットに挿入される軸方向に延在するリブを有することが好ましい。
【００１３】
[0013]
前記スリーブの外壁面から、段部が突出し、この段部は、前記リブの２つの周方向の側に、凹部を形成することが好ましい。
【００１４】
[0014]
前記極円弧面は、前記スリーブの外径よりも大きい直径を有し、前記極円弧面と前記スリーブの外壁面とは、半径方向に互いに離間しており、前記スリーブは、前記極円弧面に接触する少なくとも１つの軸方向に延在するリブを有することが好ましい。
【００１５】
[0015]
前記スリーブは、周方向に沿って等間隔に配置される複数のリブを有することが好ましい。
【００１６】
[0016]
前記極円弧面には、起動溝が形成されることが好ましい。
【００１７】
[0017]
前記１対の磁極片の極先端部の間に、スロットが形成され、前記ロータの外壁面と前記ステータの前記極円弧面との間に、空隙が形成され、前記スロットの幅と前記空隙の幅との比は、０よりも大きく且つ２よりも小さいことが好ましい。
【００１８】
[0018]
前記１対の磁極片の末端の間に、スロットが形成され、各磁極片の極先端部の軸方向に延在する端面と、前記極円弧面とは、交差して、鋭角をなすことが好ましい。
【００１９】
[0019]
各磁極片の前記極先端部の前記軸方向に延在する端面と、前記極円弧面とは、互いに垂直に交差することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本開示の一実施形態による液体ポンプを示す図である。
【図２】図１の分解図である。
【図３】別の側面から見た、図１の液体ポンプを示す図である。
【図４】図３の液体ポンプの磁気コアの図である。
【図５】図３の液体ポンプのロータハウジングの図である。
【図６】図４の磁気コア及び図５のロータハウジングの組立図である。
【図７】図６の前面図である。
【図８】本開示の別の実施形態による液体ポンプのロータハウジングの図である。
【図９】図８のロータハウジング及び磁気コアの組立図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
[0029]
各図は、縮尺通りではなく、図全体を通して、例示の目的で、同様の構造又は機能の要素は、概して、同じ符号で表記される点に留意されたい。また、各図は、好ましい実施形態の説明を容易にすることを意図するものにすぎない点にも留意すべきである。各図は、説明された実施形態の全ての態様を示すものではなく、本開示の範囲を限定するものではない。
【００２２】
[0030]
図１〜図３を参照すると、本開示の一実施形態によるポンプは、モータ１０と、モータ１０によって駆動されるインペラ１２とを含む。モータ１０は、好ましくは、単相永久磁石モータであり、ステータ１４と、ロータ１６と、ロータハウジング１８（ベース本体ともいう）とを含む。ベース本体は、ロータ１６とステータ１４との間に配設されるスリーブを有する。ステータ１４は、磁気コア２０と、磁気コア２０の周りに巻き付けられる巻線２２と、巻線２２と接続される回路基板とを含む。好ましくは、磁気コア２０は、Ｕ字状のステータコアである。ロータ１６は、永久磁石ロータである。磁気コア２０及びロータ１６の各々は、１対の磁極を形成し、磁気コア２０及びロータ１６の極は、互いに相互作用して、ロータ１６を回転駆動する。インペラ１２は、ロータ１６の軸１７に結合されて、ロータ１６と同期回転して、水などの液体を流す。
【００２３】
[0031]
図４を参照すると、磁気コア２０は、端部２４と、端部２４から垂直に延在する２つの極アーム２６とを含む。この実施形態では、端部２４及び極アーム２６は、各々、ケイ素鋼板などの複数のラミネーションを積層することによって形成され、互いに機械的に連結される。端部２４及び極アーム２６は、鳩尾継手で連結され、これにより、端部２４及び極アーム２６が、互いに外れるのを防止する。この実施形態では、端部２４は、その両側に、それぞれ、係合溝２８を形成する。２つの極アーム２６は、係合溝２８にそれぞれ係合される、対応する係合突出部３０を形成する。別の実施形態では、代替的に、係合溝は、極アーム２６に形成することができ、それに応じて、係合突出部３０は、端部２４に形成され、同様に、磁気コア２０は、ほぞ継ぎによって形成される。この実施形態では、端部２４及び極アーム２６は、別個に形成され、その後、機械的に連結され、これにより、巻線２２の巻き付け工程を容易にする。いくつかの実施形態では、代替的に、磁気コア２０は、一体構造にすることができる。
【００２４】
[0032]
磁気コア２０の２つの極アーム２６は、実質的に同じ構造を有し、互いに並列に、離間して配設される。各極アーム２６は細長く、連結アーム３２と、連結アーム３２の末端に形成される磁極片３４とを含む。２つの連結アーム３２は、互いに並列に、離間して配設される。１つの係合突出部３０は、端部２４側に面する各連結アーム３２の端面から外方に突出し、１つの対応する係合溝２８に係合される。この実施形態では、巻線２２は、連結アーム３２の周りに巻き付けられ、直列に接続される。２つの磁極片３４は、端部２４から離れて配設され、ステータ１４の磁気コア２０の１対の磁極として働く。巻線２２を付勢すると、磁極片３４に、極性が与えられて、互いに反対の極性を有する。２つの磁極片３４は、互いに対向且つ離間している。磁極片３４の内壁面は、内方に凹んで、２つの磁極片３４の間に、ロータ１６を収容するための空間３８が形成される。２つの磁極片３４の内壁面は、空間３８を取り囲む極円弧面３６を形成する。空間３８は、円筒状であり、極円弧面３６は、実質的に円筒面であり、半径方向において、ロータ１６の外壁面に面している。
【００２５】
[0033]
この実施形態では、各磁極片３４は、実質的にＣ字状であり、その２つの周方向の端部は、連結アーム３２から側方に延在して、２つの極先端部４０を形成する。極先端部４０は、端部２４に対して実質的に平行である。各極先端部４０の末端の内角α、すなわち、極先端部４０の軸方向に延在する端面と極円弧面３６との間に形成される角度は、鋭角であり、好ましくは、９０度である。好ましくは、極先端部４０の延在する長さは、２つの連結アーム３２の間の間隔の幅の半分よりもわずかに小さい。連結アームが接合された後、２つの磁極片３４の互いに対向する側の極先端部４０の末端の間に、小さいスロット４２が形成される。スロット４２は、連結アーム３２の間の間隔の幅よりもずっと小さい幅ｄ１を有し、これにより、磁気漏れを回避しながら、コギングトルクを大いに低減することによって、ロータ１６の回転がより円滑になり、騒音が低減される。
【００２６】
[0034]
好ましくは、極円弧面３６に、起動溝４４が形成される。起動溝４４は、磁極片３４の中心軸Ｘ（図７参照）から、或る角度だけオフセットされる。この実施形態では、２つの磁極片３４にそれぞれ配設される２つの起動溝４４がある。一方の起動溝４４は、その対応する磁極片３４の極先端部４０のうちの内側の１つに隣接して配設され、他方の起動溝４４は、その対応する磁極片３４の極先端部４０のうちの外側の１つに隣接して配設され、２つの起動溝４４は、周方向に、１８０度間隔に配置される。起動溝４４は、磁極片３４の中心軸からオフセットされるので、モータの電源が切られて停止すると、ロータ１６の極軸は、磁極片３４の中心軸Ｘから、或る角度だけオフセットされ、すなわち、死点が回避され、これにより、確実に、モータ１０を、再付勢時に、成功して始動させることができる。
【００２７】
[0035]
図５を参照すると、ロータハウジング１８は、開口端及び閉塞端を有する円筒構造を有し、ロータ１６は、ロータハウジング１８に回転可能に収容される。ロータ１６及びステータ１４は、ベース本体１８によって、互いに分離される。ロータ１６の外壁面及びステータの極円弧面は、半径方向に離間されて、両者間に、主空隙を形成する。主空隙は、幅ｄ２を有する。ロータ１６とステータ１４との間の空隙は、起動溝４４の領域で、幅が大きくなる。好ましくは、スロット４２の幅ｄ１と主空隙の幅ｄ２との比は、０よりも大きいが、２よりも小さく（すなわち、０＜ｄ１／ｄ２＜２）、これにより、コギングトルクを低減し、ひいては、モータの回転が円滑になり、騒音が低減される。ロータ１６の軸１７は、ロータハウジング１８の開口端から延出して、インペラ１２を回転駆動する。この実施形態では、ロータハウジング１８は、ロータハウジング１８の開口端で、インペラ１２の外部ハウジング１３に一体に連結する。代替例として、ロータハウジング１８及び外部ハウジング１３は、射出成形によって、一体構造を形成することができる。
【００２８】
[0036]
また、図６及び図７を参照すると、スリーブ１８の外径は、磁極片３４の極円弧面３６の直径、すなわち、磁極片３４の間の空間３８の直径に実質的に等しい。磁気コア２０及びロータハウジング１８を組み付けた後、起動溝４４の領域を除いて、磁極片３４の極円弧面３６とスリーブ１８の外壁面４６との間には、間隙が実質的に存在しない。スリーブ１８の開口端、すなわち、インペラ１２に隣接するスリーブ１８の一端において、スリーブ１８の外壁面４６から、段部４８が、半径方向外方に突出する。段部４８は、スリーブ１８の外壁面４６のその他の部分よりも大きい、すなわち、極円弧面３６の直径よりも大きい外径を有する。組み付けの際、スリーブ１８の閉塞端は、磁気コア２０の２つの磁極片３４の間の空間３８に挿入され、スリーブ１８の段部４８の軸方向端面５０が、軸方向に位置決めされる磁気コア２０に接触するまで、閉塞端は、磁気コア２０に対して相対的に軸方向に移動される。
【００２９】
[0037]
磁気コア２０及びロータハウジング１８の組み付けを容易にするため、スリーブ１８の外壁面４６には、リブ５２が形成される。リブ５２は、磁気コア２０の磁極片３４の間のスロット４２に対応して配置される。リブ５２は、スロット４２の幅に実質的に等しいか又はこれよりもわずかに小さい幅を有する。組み付けの際、リブ５２は、軸方向において、磁気コア２０のスロット４２と一直線に合わせられ、スロット４２に挿入されて、磁気コア２０に対して相対的なロータハウジング１８の軸方向の移動を案内する。このように、ロータハウジング１８及びステータ１４は、迅速に組み付けることができ、ステータ１４とロータ１６との同軸度を確保することができる。好ましくは、リブ５２は、スリーブ１８の閉塞端から軸方向に延在し、少なくとも段部４８の軸方向端面５０に達する。この実施形態では、リブ５２は、スリーブ１８の開口端に達するように延在し、リブ５２は、段部４８と交差している。段部４８は、リブ５２の２つの周方向の側に、凹部５４を形成して、ロータハウジング１８及び磁気コア２０の組み付け時に生じるごみを収容する。この構成では、段部４８の軸方向端面５０は、周方向に離れる。
【００３０】
[0038]
好ましくは、段部４８内の凹部５４の半径方向の深さは、外方に突出する段部４８の半径方向の厚さ以上である。すなわち、凹部５４の半径方向の底部は、少なくとも、スリーブ１８の外壁面４６に対して相対的に突出している。この実施形態では、凹部５４の底部は、スリーブ１８の外壁面４６と同一平面である。磁極片３４の極先端部４０のスロット４２は狭く、極先端部４０の末端の内角は、急な角である。したがって、磁気コア２０及びロータハウジング１８の組み付けの際、引っ掻きが生じ易く、これにより、ごみが生じる。この実施形態では、磁気コア２０がスリーブ１８の外壁面４６を引っ掻く場合でも、軸方向端面５０がリブ５２の両側で離れるので、ごみは、リブ５２の両側に形成される段部４８の凹部５４内に滑り込むことができ、段部４８と磁気コア２０の磁極片３４との間に締め付けられることはない。このようにして、磁気コア２０の対称を確保し、これにより、磁気コア２０をロータ１６と同軸に保ち、ロータ１６の円滑な動作を実現することにより、騒音をできるだけ低減する。
【００３１】
[0039]
図８は、別の実施形態によるポンプのモータ１０のロータハウジング１８を示す。この実施形態と上記の実施形態との相違点は、この実施形態では、スリーブ１８の外壁面４６の外径が、磁極片３４の極円弧面３６の直径よりもわずかに小さいことである。スリーブ１８の外壁面４６に、多数のリブ５２が形成されて、磁気コア２０との組み付け時、ロータハウジング１８を案内する。リブ５２は、周方向に沿って等間隔に配置される。各リブ５２は、段部４８の端面５０まで、軸方向に延在する。図９を参照すると、組み付け時、スリーブ１８は、磁極片３４の間の空間３８に挿入され、軸方向に移動される。スリーブ１８の外径の方がわずかに小さいので、磁極片３４の極円弧面３６とスリーブ１８の外壁面４６との間に、小さい半径方向の間隙が形成され、スリーブ１８の外壁面４６は、磁極片３４に接触しない。スリーブ１８の外壁面４６のリブ５２は、磁極片３４の極円弧面３６に接触する。しかしながら、スリーブ１８の外壁面と比較して、リブ５２と極円弧面３６との間の接触領域は、ほとんど無視できるので、リブ５２による引っ掻き傷は、ごみがほとんど生じない程度に限られる。更に、磁極片の極円弧面３６とスリーブ１８の外壁面４６との間に、間隙が形成され、これにより、ごみを収容することができる。同様に、これによって、ごみが、段部４８と磁極片３４との間に締め付けられるのを防止し、ひいては、磁気コア２０の対称を確保し、これにより、組み付け後、磁気コア２０をロータ１６と同軸に保ち、ロータ１６の円滑な動作を実現し、騒音を低減する。
【００３２】
[0040]
本開示は、１つ以上の好ましい実施形態を参照して説明されるが、当業者であれば種々の変更が可能であるものと理解される。したがって、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲を参照することにより決定されるべきである。
【符号の説明】
【００３３】
１０  モータ
１２  インペラ
１３  外部ハウジング
１４  ステータ
１６  ロータ
１７  軸
１８  ロータハウジング／ベース本体／スリーブ
２０  磁気コア
２２  巻線
２４  端部
２６  極アーム
２８  係合溝
３０  係合突出部
３２  連結アーム
３４  磁極片
３６  極円弧面
３８  空間
４０  極先端部
４２  スロット
４４  起動溝
４６  外壁面
４８  段部
５０  軸方向端面
５２  リブ
５４  凹部
α  内角
ｄ１，ｄ２  幅
Ｘ  中心軸
【図１】
2017060386.tif 000003
【図２】
2017060386.tif 000004
【図３】
2017060386.tif 000005
【図４】
2017060386.tif 000006
【図５】
2017060386.tif 000007
【図６】
2017060386.tif 000008
【図７】
2017060386.tif 000009
【図８】
2017060386.tif 000010
【図９】
2017060386.tif 000011
【外国語明細書】
2017060386000001.pdf