(57)【要約】【課題】分離板の厚みを厚くすることなくポンプの耐水圧を高めることができると共にモータの小型化を図ることのできるポンプを提供する。【解決手段】液体を吸排する羽根車１と、吸入口２及び吐出口３を有したポンプケース４と、羽根車１を回転自在に収容させるポンプ室５を前記ポンプケース４と対をなして形成する分離板６と、羽根車１を回転駆動させるマグネット７を有したロータ８と、ロータ８に回転駆動力を伝達する爪磁極９を有したステータ１０と、を備えたクローポール型モータを駆動源とするポンプであって、ロータ８とステータ１０を水密状態に分離する分離板６に、前記ステータ１０を接触させる。分離板６にステータ１０を接触させることで、分離板６の厚みを厚くすることなく、分離板６に作用する圧力を低減させてポンプの耐水圧を向上させる。【選択図】図２
2009074434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吸排する羽根車と、
前記液体を吸排させる吸入口及び吐出口を有したポンプケースと、
前記羽根車を回転自在に収容させるポンプ室を前記ポンプケースと対をなして形成する分離板と、
前記羽根車を回転駆動させるマグネットを有したロータと、
前記ロータに回転駆動力を伝達する爪磁極を有したステータと、を備えたクローポール型モータを駆動源とするポンプであって、
前記ロータと前記ステータを水密状態に分離する前記分離板に、前記ステータを接触させた
ことを特徴とするポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載のポンプであって、
前記分離板と前記ステータの接触部を凹凸形状とした
ことを特徴とするポンプ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のポンプであって、
前記クローポール型モータは、前記分離板を挟んで外側にロータを配置し且つ内側にステータを配置したアウター型ロータ構造である
ことを特徴とするポンプ。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載のポンプであって、
前記クローポール型モータは、前記分離板を挟んで内側にロータを配置し且つ外側にステータを配置したインナー型ロータ構造である
ことを特徴とするポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クローポール型モータを使用したポンプに関し、詳細には、ポンプの耐水圧向上技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、液体を吸排するポンプには、羽根車を回転駆動させるモータとして爪磁極を有したクローポール型モータを使用したものが知られている（例えば特許文献１など参照）。クローポール型モータは、構造が単純であることから生産性が良く、しかも製造コストも低く抑えることができるという利点を有している。
【０００３】
通常、ポンプは、液体を吸排する羽根車と、吸入口及び吐出口を有したポンプケースと、羽根車を回転自在に収容させるポンプ室を前記ポンプケースと対をなして形成する分離板と、羽根車を回転駆動させるマグネットを有したロータと、ロータに回転駆動力を伝達する爪磁極を有したステータとを備え、前記分離板にて前記ロータと前記ステータとを水密状態に分離した構造となっている。
【特許文献１】特表２００３−５０５６４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記羽根車を回転自在に収容するポンプ室では、羽根車が回転することにより内圧が高まる。このポンプ室内の圧力に耐え得るためには、ロータとステータとを水密状態に分離する分離板の厚みを厚くして強度を高める必要がある。
【０００５】
しかし、分離板の厚みを厚くしてしまうと、材料費がアップするばかりかモータ自在が大型化する。
【０００６】
そこで、本発明は、分離板の厚みを厚くすることなくポンプの耐水圧を高めることができると共にモータの小型化を図ることの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】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために、クローポール型モータを駆動源とするポンプにおいて、ロータとステータを水密状態に分離する分離板に、ステータを接触させた構造とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のポンプによれば、分離板にステータを接触させることで、ポンプ室内の圧力を分離板に接触させたステータで受けることができ、ポンプの耐水圧を高めることができる。
【０００９】
また、本発明のポンプによれば、ポンプ室内の圧力を分離板に接触させたステータで受けることができるため、分離板にかかる圧力が低減することから当該分離板の厚みを薄くすることができ、材料費を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
「第１実施形態」
図１は第１実施形態のポンプの斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。
【００１２】
第１実施形態のポンプは、液体を吸排する羽根車１と、液体を吸排させる吸入口２及び吐出口３を有したポンプケース４と、羽根車１を回転自在に収容させるポンプ室５を前記ポンプケース４と対をなして形成する分離板６と、羽根車１を回転駆動させるマグネット７を有したロータ８と、ロータ８に回転駆動力を伝達する爪磁極９を有したステータ１０と、ステータ１０で発生させた磁界を制御する制御基板１１と、を備えたクローポール型モータを駆動源としている。
【００１３】
この第１実施形態のポンプは、分離板６を挟んで外側にロータ８を配置し且つ内側にステータ１０を配置した、いわゆるアウター型ロータ構造のクローポール型モータを駆動源としたポンプ構造となっている。
【００１４】
ポンプ室５は、天面中央に開口された吸入口２と側壁に設けられた吐出口３とを有したポンプケース４に、ロータ８とステータ１０を水密状態に分離（ポンプ部とモータ部を分離）する分離板６が結合されることにより形成されている。なお、ポンプケース４と分離板６の結合部分には、ポンプ部とモータ部を水密状態に仕切るために図示を省略するシール部材を介在させている。
【００１５】
羽根車１は、ポンプ室５に設けられた固定軸１２に対し軸受け部１３を介して回転自在に支承されている。かかる羽根車１は、固定軸１２を中心に回転することにより、吸入口２からポンプ室５内へと吸い込んだ液体に遠心力を与えて吐出口３からポンプ外へと排出する。なお、軸受け部１３の上部には、受板４５が設けられている。
【００１６】
ロータ８は、羽根車１に一体的に設けられた円筒体として形成され、その円筒部の内壁に磁気回路（磁束）を構成するマグネット７を設けている。マグネット７と分離板６との間には、ロータ８の回転時に接触しない程度の隙間（クリアランス）が確保されている。
【００１７】
ステータ１０は、円筒体をなすロータ８の内側に分離板６を挟んで対向配置されている。かかるステータ１０は、複数個の爪磁極（クローポール）９を有した鉄心に絶縁板１４を介して環状コイル（巻線）１５を配置させた構成とされ、前記分離板６に対して面接触させている。前記ロータ８と分離板６との間にはクリアランスを設けたが、ステータ１０と分離板６との間にはクリアランスを設けることなく面接触状態で接触させている。このクローポール型のステータ１０では、環状コイル１５に通電することで発生した磁界を、爪磁極９からロータ８へと効率良く伝達することができる。
【００１８】
制御板１１は、ステータ１０の背面に設けられており、図示を省略した位置検出部からの信号を受けて環状コイル１５で発生した磁界を制御する。
【００１９】
このように構成されたポンプにおいては、環状コイル１５への通電により発生する磁界が爪磁極９からマグネット７へと伝達されることにより該マグネット７が吸引反発することで、前記ロータ８と一体的に設けられた羽根車１が、前記固定軸１２を中心として回転する。そして、この羽根車１の回転に伴いポンプ作用が発生し、液体が吸入口２よりポンプ室５内へと吸込まれ、このポンプ室５内で加圧されて周囲方向へ圧送された液体は吐出口３からポンプ外へと吐出される。
【００２０】
羽根車１が回転すると、ポンプ室５は内圧が高まることから、その圧力が分離板６に作用する。通常、この圧力に対抗出来るだけの耐圧を確保するために分離板６の厚みを厚くするが、そうするとモータが大型化してしまう。しかしながら、本実施形態では、分離板６にステータ１０を面接触状態で接触させた構造としているので、分離板６に作用した圧力をステータ１０で受け止めて軽減することができる。
【００２１】
これにより、本実施形態のポンプでは、分離板６の厚みを厚くすることなくポンプの耐水圧を高めることができる。また、本実施形態のポンプでは、分離板６の厚みを薄くできることから材料費も低減可能となる。さらに、本実施形態では、回転子とモータのエアギャップを小さくできるため、ポンプ効率が向上し、小型化に適したポンプを提供することができる。
【００２２】
「第２実施形態」
第２実施形態のポンプは、分離板６とステータ１０の接触部を凹凸形状とした例である。その他のポンプ構造は、第１実施形態で説明したアウター型ロータ構造のポンプと同一である。第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分のみ説明し、共通部分に関してはその説明を省略するものとする。
【００２３】
図３は第２実施形態のポンプの断面図、図４は分離板とステータの接触部を示す要部拡大断面図である。
【００２４】
第２実施形態のポンプでは、分離板６とステータ１０の接触部を凹凸形状とすることで、第１実施形態のポンプに対してその接触面積を増加させている。分離板６には、マグネット７と対向する部位と羽根車１と対向する部位の両方の接触部位に凸部１６Ａと凹部１６Ｂを交互に形成してある。一方、ステータ１０には、分離板６に形成した凹凸形状の凹部１６Ｂに嵌合する凸部１７Ａと、分離板６に形成した凸部１６Ａに嵌合する凹部１７Ｂとが交互に形成してある。
【００２５】
このように、第２実施形態のポンプでは、分離板６とステータ１０の接触部を互いの凸部１６Ａと凹部１７Ｂ及び凹部１６Ｂと凸部１７Ａとの嵌合により凹凸形状として接触させた構造としているので、第１実施形態におけるように分離板６とステータ１０を面接触させた場合に比べて接触表面積を多くすることができる。そのため、本実施形態のポンプによれば、液体からの熱を分離板６を介して放熱させることができる。
【００２６】
「第３実施形態」
第３実施形態のポンプは、分離板を挟んで内側にロータを配置し且つ外側にステータを配置したインナー型ロータ構造のクローポール型モータを駆動源としたポンプである。図５は第３実施形態のポンプの断面図である。
【００２７】
第３実施形態のポンプは、液体を吸排する羽根車２１と、液体を吸排させる吸入口２２及び吐出口２３を有したポンプケース２４と、羽根車２１を回転自在に収容させるポンプ室２５を前記ポンプケース２４と対をなして形成する分離板２６と、羽根車２１を回転駆動させるマグネット２７を有したロータ２８と、ロータ２８に回転駆動力を伝達する爪磁極（図示は省略する）を有したステータ３０と、ステータ３０で発生させた磁界を制御する制御基板３１と、を備えたクローポール型モータを駆動源としている。
【００２８】
そして、この第３実施形態のポンプは、分離板２６を挟んで内側にロータ２８を配置し且つ外側にステータ３０を配置した、いわゆるインナー型ロータ構造のクローポール型モータを駆動源としたポンプ構造となっている。
【００２９】
ポンプ室２５は、天面中央に開口された吸入口２２と側壁に設けられた吐出口２３とを有したポンプケース２４に、ロータ２８とステータ３０を水密状態に分離（ポンプ部とモータ部を分離）する分離板２６が結合されることにより形成されている。なお、ポンプケース２４と分離板２６の結合部分には、ポンプ部とモータ部を水密状態に仕切るためにシール部材２９を介在させている。
【００３０】
ロータ２８は、羽根車２１に一体的に設けられた円筒体として形成され、その円筒部の外壁に磁気回路（磁束）を構成するマグネット２７を設けている。かかるロータ２８は、ポンプケース２４に設けられた軸支え部３２と分離板２６に設けられた軸支え部３３に各端部を挿入嵌合させた固定軸３４に対して、軸受け部３５を介して回転自在に支承されている。固定軸３４は、その両端側に取り付けられた回り止め板３６、３７により回転不可能とされている。なお、マグネット２７と分離板２６との間には、ロータ２８の回転時に接触しない程度の隙間（クリアランス）が確保されている。
【００３１】
羽根車２１は、ロータ２８と一体化されていることから固定軸３４を中心に回転し、吸入口２２からポンプ室２５内へと吸い込んだ液体に遠心力を与えて吐出口２３からポンプ外へと排出する。
【００３２】
ステータ３０は、ロータ２８の外側に分離板２６を挟んで対向配置されている。かかるステータ３０は、複数個の爪磁極（クローポール）を有した鉄心に絶縁板（図示は省略する）を介してコイル（巻線）３８を配置させた構成とされ、前記分離板２６に対して面接触させている。前記ロータ２８と分離板２６との間にはクリアランスを設けたが、ステータ３０と分離板２６との間にはクリアランスを設けることなく面接触状態で接触させている。このクローポール型のステータ３０では、コイル３８に通電することで発生した磁界を、爪磁極からロータ２８へと効率良く伝達することができる。
【００３３】
制御板１１は、分離板２６の背面に設けられており、位置検出センサである位置検出部３９からの信号を受けてコイル３８で発生した磁界を制御する。なお、このポンプでは、ポンプケース２４を除いた部位全体がモールド樹脂４０で覆われている。つまり、分離板２６とステータ３０と制御板１１とがモールド樹脂４０で被覆されている。
【００３４】
このように構成されたポンプにおいては、コイル３８への通電により発生する磁界が爪磁極からマグネット２７へと伝達されることにより該マグネット２７が吸引反発することで、前記ロータ２８と一体的に設けられた羽根車２１が、前記固定軸３４を中心として回転する。そして、この羽根車２１の回転に伴いポンプ作用が発生し、液体が吸入口２２よりポンプ室２５内へと吸込まれ、このポンプ室２５内で加圧され周囲方向へ圧送された液体は吐出口２３からポンプ外へと吐出される。
【００３５】
羽根車２１が回転すると、ポンプ室２５は内圧が高まることから、その圧力が分離板２６に作用する。本実施形態では、分離板２６にステータ３０を面接触状態で接触させた構造としているので、分離板２６に作用した圧力をステータ３０で受け止めて軽減することができる。これにより、本実施形態のポンプでは、分離板２６の厚みを厚くすることなくポンプの耐水圧を高めることができる。また、本実施形態のポンプでは、分離板２６の厚みを薄くできることから材料費も低減可能となる。さらに、本実施形態では、回転子とモータのエアギャップを小さくできるため、ポンプ効率が向上し、小型化に適したポンプを提供することができる。
【００３６】
「第４実施形態」
第４実施形態のポンプは、分離板２６とステータ３０の接触部を凹凸形状とした例である。その他のポンプ構造は、第３実施形態で説明したインナー型ロータ構造のポンプと同一である。第４実施形態では、第３実施形態と異なる部分のみ説明し、共通部分に関してはその説明を省略するものとする。
【００３７】
図６は第４実施形態のポンプの断面図、図７は分離板とステータの接触部を示す要部拡大断面図である。
【００３８】
第４実施形態のポンプでは、分離板２６とステータ３０の接触部を凹凸形状とすることで、第３実施形態のポンプに対してその接触面積を増加させている。分離板２６には、ステータ３０と対向する部位のみに凸部４１Ａと凹部４１Ｂを交互に形成してある。一方、ステータ３０には、分離板２６に形成した凹凸形状の凹部４１Ｂに嵌合する凸部４２Ａと、分離板２６に形成した凸部４１Ａに嵌合する凹部４２Ｂと交互に形成してある。
【００３９】
このように、第４実施形態のポンプでは、分離板２６とステータ３０の接触部を互いの凸部４１Ａと凹部４２Ｂ及び凹部４１Ｂと凸部４２Ａとの嵌合により凹凸形状として接触させた構造としているので、第３実施形態におけるように分離板２６とステータ３０を面接触させた場合に比べて接触表面積を多くすることができる。そのため、本実施形態のポンプによれば、液体からの熱を分離板２６を介して放熱させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は第１実施形態のポンプの斜視図である。
【図２】図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図３は第２実施形態のポンプの断面図である。
【図４】図４は図３の分離板とステータの接触部を示す要部拡大断面図である。
【図５】図５は第３実施形態のポンプの断面図である。
【図６】図６は第４実施形態のポンプの断面図である。
【図７】図７は図６の分離板とステータの接触部を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１、２１…羽根車
２、２２…吸入口
３、２３…吐出口
４、２４…ポンプケース
５、２５…ポンプ室
６、２６…分離板
７、２７…マグネット
８、２８…ロータ
９…爪磁極
１０、３０…ステータ
１１、３１…制御基板
１５…環状コイル
１６Ａ、１７Ａ、４１Ａ、４２Ａ…凸部
１６Ｂ、１７Ｂ、４１Ｂ、４２Ｂ…凹部
３８…コイル
【図１】
2009074434.tif 000003
【図２】
2009074434.tif 000004
【図３】
2009074434.tif 000005
【図４】
2009074434.tif 000006
【図５】
2009074434.tif 000007
【図６】
2009074434.tif 000008
【図７】
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