(57)【要約】【課題】製造時間を短縮すると共に小型化が可能なクローポール型モータ及びポンプを提供する。【解決手段】ステータ１０は、表面にリン酸皮膜処理等の絶縁処理が施された鉄粉と、ナイロン等の熱可塑性樹脂を含む樹脂バインダとの混合粉末を加熱し流動化したものを金型内部へ射出して金型で冷却することにより製造される。このような製造方法によれば、樹脂バインダが離型材として機能するので、ステータ１０を成形する際に金型に離型材を塗布する必要が無くなり、製造時間を短縮することができる。また混合粉体の密度むらを無くすことができるので、爪磁極１８を薄く成形し、小型化することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネットを有するロータと、巻線への通電に伴い励磁されてマグネットとの間にロータの回転駆動力としての吸引反発力を生成する爪磁極を有するステータとを備えるクローポール型モータであって、前記ステータが、樹脂バインダと磁性粉とを成形することにより形成された圧粉鉄心により構成されていることを特徴とするクローポール型モータ。
【請求項２】
請求項１に記載のクローポール型モータにおいて、前記樹脂バインダが内部潤滑材として働き、前記圧粉鉄心が圧縮成形することにより形成されることを特徴とするクローポール型モータ。
【請求項３】
請求項１に記載のクローポール型モータにおいて、前記圧粉鉄心がインジェクション成形することにより形成されることを特徴とするクローポール型モータ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のうち、いずれか１項に記載のクローポール型モータにおいて、前記樹脂バインダが熱硬化性の樹脂であることを特徴とするクローポール型モータ。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のうち、いずれか１項に記載のクローポール型モータにおいて、前記樹脂バインダが熱可塑性の樹脂であることを特徴とするクローポール型モータ。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のうち、いずれか１項に記載のクローポール型モータにおいて、前記ロータ及び前記ステータがそれぞれ分離板を挟んで内側及び外側に配置されているインナーロータ構造であることを特徴とするクローポール型モータ。
【請求項７】
請求項１乃至請求項５のうち、いずれか１項に記載のクローポール型モータにおいて、前記ロータ及び前記ステータがそれぞれ分離板を挟んで外側及び内側に配置されているアウターロータ構造であることを特徴とするクローポール型モータ。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のうち、いずれか１項に記載のクローポール型モータにおいて、前記ステータ、及び前記ステータ内の巻線への通電を制御する制御回路がモールド樹脂により被覆されていることを特徴とするクローポール型モータ。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のうち、いずれか１項に記載のクローポール型モータを液体を吸排する羽根車の回転駆動源として利用す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、液体を吸排するポンプを構成する羽根車の回転駆動源として利用して好適な、クローポール型モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、１００００Ａ／ｍの大きさの磁界を印加した場合に得られる磁束密度が１．７テスラ以上となる直流磁化特性を有する圧粉鉄心で形成された爪磁極（ステータ）を備えるクローポール型モータが知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２９６１８８号公報（段落［００１７］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のクローポール型モータでは、爪磁極は離型材が塗布された金型に磁性粉を充填して圧縮成形することにより製造されていた。しかしながら、このような製造方法によれば、磁性粉を金型に充填する度毎に金型に離型材を塗布しなければならないために爪磁極を短時間で製造することが難しい。また圧縮成形の際、粉体の密度むらによって強度が低い領域が部分的に形成されるので、強度を確保するために爪磁極の肉厚を薄くすることができず、小型化が困難であった。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、製造時間を短縮すると共に小型化が可能なクローポール型モータ及び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】
【０００５】
本発明に係るクローポール型モータ及びポンプは、ステータが樹脂バインダと磁性粉とを成形することにより形成された圧粉鉄心により構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係るクローポール型モータ及びポンプによれば、樹脂バインダが離型材として機能するので、ステータを圧縮成形する際に金型に離型材を塗布する必要が無くなり、製造時間を短縮できる。またインジェクション成形により製造することにより粉体の密度むらを無くすことができるので、爪磁極を薄く成形して小型化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、本発明に係るクローポール型モータを適用した本発明の実施形態となるポンプの構成について説明する。
【０００８】
〔ポンプの全体構成〕
本発明の実施形態となるポンプは、図１に示すように、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を有するポンプケース４と、羽根車１を回転自在に収容するポンプ室５をポンプケース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１８を有したステータ１０と、ステータ１０に発生させる磁界を制御する制御基板１１とを備えるクローポール型モータを駆動源としている。すなわち本発明の実施形態となるポンプは、分離板６を挟んで内側にロータ８を配置し、且つ、外側にステータ１０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。
【０００９】
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。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シール部材９を介在させている。
【００１０】
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、その円筒部の外壁に磁気回路（磁束）を構成するマグネット７を設けている。ロータ８は、ポンプケース４に設けられた軸支え部１２と分離板６に設けられた軸支え部１３に各端部を挿入嵌合させた固定軸１４に対して、軸受け部１５を介して回転自在に支承されている。固定軸１４は、その両端側に取り付けられた回り止め板１６，１７により回転不可能とされている。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。羽根車１は、ロータ８と一体化されていることから固定軸１４を中心に回転し、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。
【００１１】
ステータ１０は、ロータ８の外側に分離板６を挟んで対向配置されている。ステータ１０は、複数個の爪磁極（クローポール）１８を有した鉄心に絶縁板１９を介してコイル（巻線）２０を配置させた構成とされ、分離板６に対して面接触させている。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。これによりコイル２０に通電することで発生した磁界を爪磁極１８からロータ８へと効率良く伝達することができる。
【００１２】
制御板１１は、分離板６の背面に設けられ、位置検出センサである位置検出部２１からの信号を受けてコイル２０で発生した磁界を制御する。またこのポンプでは、ポンプケース４を除いた部位全体がモールド樹脂２２で覆われている。つまり、分離板６とステータ１０と制御板１１とがモールド樹脂２２で被覆されている。
【００１３】
このように構成されたポンプにおいては、コイル２０への通電により発生する磁界が爪磁極１８からマグネット７へと伝達されることによりマグネット７が吸引反発することで、ロータ８と一体的に設けられた羽根車１が固定軸１４を中心として回転する。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、ポンプ室５内で加圧され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。
【００１４】
〔ステータの構成〕
ステータ１０は、表面にリン酸皮膜処理等の絶縁処理が施された鉄粉とナイロン等の熱可塑性樹脂を含む樹脂バインダとの混合粉末を加熱し流動化したものを金型内部へ射出して金型で冷却することにより製造される（いわゆるインジェクション成形）。このような製造方法によれば、樹脂バインダが離型材として機能するので、ステータ１０を成形する際に金型に離型材を塗布する必要が無くなり、製造時間を短縮することができる。またインジェクション成形により製造することにより混合粉体の密度むらを無くすことができるので、爪磁極１８を薄く成形し、小型化することができる。また圧縮成形により爪磁極１８を成形する場合と比較して、複雑な形状の爪磁極１８を容易に成形することができる。
【００１５】
また一般にステッピングモータでは、電磁鋼板を積層してステータを形成した場合と同等以上の特性を確保するためにはステータが１．７テスラ以上の高磁束密度を有する必要があるが、上記の製造方法により製造されるステータ１０の磁束密度は１．３〜１．７テスラ程度と低くなる。しかしながら、ポンプ等の通常回転して運転するものであって、特にＰＷＭ制御により制御されるモータでは、全体損失中における渦電流損失が占める割合が大きい。従ってステータ１０の磁束密度が１．３〜１．７テスラ程度であっても、ステータ１０を圧粉鉄心により形成することによって渦電流がほとんど流れなくなるので、従来同等の性能で小型で安価にモータを構成することができる。また低磁束密度の材料は高磁束密度の材料と比較して安価であるので、モータ及びポンプを安価に構成することができる。
【００１６】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。例えば、本実施形態は本発明に係るクローポール型モータを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に適用したものであるが、本発明はこの実施形態に限られることはなく、図２に示すような、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にも適用することができる。このように上記実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態となるポンプの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態となるポンプの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１：羽根車
２：吸入口
３：吐出口
４：ポンプケース
５：ポンプ室
６：分離板
７：マグネット
８：ロータ
９：爪磁極
１０：ステータ
１１：制御基板
１８：爪磁極（クローポール）
１９：絶縁板
２０：コイル（巻線）
【図１】
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【図２】
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