(57)【要約】【課題】出力トルクを低下させることなく静止時におけるステータとロータの磁気中心位置を互いにずらしたクローポール型モータ及びポンプを提供する。【解決手段】一方の周方向端部における軸方向厚さが他方の周方向端部における軸方向厚さより薄くなるように爪磁極１８を形成する。【選択図】図２
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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、前記爪磁極の一方の周方向端部における軸方向厚さが他方の周方向端部における軸方向厚さより薄い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、前記爪磁極の軸方向の厚さが延在方向端部に向かって薄くなってい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又は請求項２に記載のクローポール型モータにおいて、軸方向厚さを薄くする前の爪磁極の軸方向の断面積を１、当該断面積中に占める軸方向厚さを薄くした部分の面積の割合をａ、爪磁極の高さをｈとした時、割合ａが条件式ａ＝１−５／ｈを満足す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、前記ステータが圧粉鉄心により形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７】
請求項１乃至請求項６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】
一般に、単相のクローポール型モータでは、起動動作を可能にするために、静止時にステータとロータの磁気中心位置を互いにずらす必要性がある。このような背景から、ステータの爪磁極の先端部を軸方向から見て斜め方向にカットすることにより静止時におけるステータとロータの磁気中心位置を互いにずらしたクローポール型モータが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−１２４８８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のクローポール型モータによれば、ステータのカットされた部分には磁束が働かなくなる、換言すれば、ロータに対するステータの対向面積が減少するために、ロータに対し磁界を有効に作用させることができなくなり、出力トルクが低下する。
【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、出力トルクを低下させることなく静止時におけるステータとロータの磁気中心位置を互いにずらした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、爪磁極の一方の周方向端部における軸方向厚さが他方の周方向端部における軸方向厚さより薄いことを特徴とする。
【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、ロータに対するステータの対向面積を減少させることなく静止時におけるステータとロータの磁気中心位置を互いにずらすことができるので、出力トルクを低下させることなく静止時におけるステータとロータの磁気中心位置を互いにずらすことができる。
【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とを備えた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。またポンプケース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を有した圧粉鉄心に絶縁板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。このクローポール型のステータ１０では、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の背面に設けられており、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。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〕
爪磁極１８は、図２に示すように、一方の周方向端部における軸方向厚さが他方の周方向端部における軸方向厚さより薄くなるように形成されている。また図３に示すように、軸方向厚さを薄くする前の爪磁極１８の軸方向の断面積を１、断面積中に占める軸方向厚さを薄くした部分の面積の割合をａ、爪磁極の高さをｈとした時、割合ａが条件式ａ＝１−５／ｈを満足するように一方の周方向端部における軸方向厚さが他方の周方向端部における軸方向厚さより薄くなっている。
【００１５】
このような構成によれば、図４に示すように爪磁極５０の先端部を軸方向から見て斜め方向にカットすることなく起動動作のための静止時におけるロータ８とステータ１０の磁気中心位置を互いにずらすことができるので、出力トルクを低下させることがない。またステータ１０は圧粉鉄心により形成され、渦電流がほとんど流れないので、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出力性能を実現することができる。
【００１６】
図５に示すように、爪磁極１８の軸方向の厚さが延在方向端部に向かって薄くなるようにしてもよい。このような構成によれば、図７に示す従来構造と比較して、図６の矢印で示すように爪磁極１８内を流れる磁界をマグネット７に有効に作用させることができるので、モータ効率を高めることができる。また図８に示すように、図２に示す爪磁極の形状と図５に示す爪磁極の形状を組み合わせて爪磁極を形成してもよい。
【００１７】
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９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】
【００１８】
【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】本発明の実施形態となる爪磁極の構成を示す部分拡大図である。
【図３】爪磁極の先端部を上方からみた図である。
【図４】従来の爪磁極の構成を示す部分拡大図である。
【図５】図２に示す爪磁極の変形例の構成を示す部分拡大図である。
【図６】図４に示す爪磁極における磁束の流れを示す模式図である。
【図７】従来の爪磁極における磁束の流れを示す模式図である。
【図８】図２に示す爪磁極の変形例の構成を示す部分拡大図である。
【図９】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】
【００１９】
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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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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