JP2004308562A - モータポンプ - Google Patents
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Abstract
【課題】アウターロータタイプのモータ構成において、ロータの回転を安定化させ、振動騒音を低減させ、ポンプ効率を向上させること。
【解決手段】コア13にコイル14を巻装したステータ3がケーシング2に設けられる。ステータ3の中心にシャフト16が配置され、ロータ4がシャフト16を中心にステータ3の外周にて回転可能をなす。インペラ5は、ロータ3と一体回転可能をなす。インペラ5の回転に伴い吸入口9からポンプ室11へ吸入される液体は吐出口10から外部へ吐出される。シャフト16は、ステータ3を貫通して同部材3に固定される。シャフト16の先端部16bに、ロータ4が回転可能に支持される。シャフト16の基端部16aは、ロワプレート8上に支持される。ステータ3は、樹脂によりケーシング2と一体にモールド成形される。
【選択図】 図1
【解決手段】コア13にコイル14を巻装したステータ3がケーシング2に設けられる。ステータ3の中心にシャフト16が配置され、ロータ4がシャフト16を中心にステータ3の外周にて回転可能をなす。インペラ5は、ロータ3と一体回転可能をなす。インペラ5の回転に伴い吸入口9からポンプ室11へ吸入される液体は吐出口10から外部へ吐出される。シャフト16は、ステータ3を貫通して同部材3に固定される。シャフト16の先端部16bに、ロータ4が回転可能に支持される。シャフト16の基端部16aは、ロワプレート8上に支持される。ステータ3は、樹脂によりケーシング2と一体にモールド成形される。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、水冷式冷却装置のウォータポンプ等に使用されるポンプに係り、詳しくは、アウターロータタイプのモータとポンプをケーシングに一体的に設けてなるモータポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種のモータポンプとして、例えば、下記の特許文献1に記載されるポンプがある。図9に示すように、このポンプ100には、いわゆるアウターロータタイプのモータ101が採用される。一般に、アウターロータタイプのモータは、吐出量が多い割りに小型化が可能である。モータ101は、モールドタイプのステータ102と、ステータ102の外周に配置されたロータ103とを備える。ロータ103は、永久磁石104を装着したロータコア105を樹脂によりモールドしたものである。ロータ103は、有底円筒状に形成され、その中心にシャフト106が固定される。シャフト106は、モールドステータ107に形成された中心穴108に配置され、その上下両端がケーシングカバー109とモールドステータ107にそれぞれ回転可能に支持される。ロータ103の外周に突設された複数のベーン110によりインペラ111が構成される。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−166500号公報(第7頁,図23)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献1に記載のポンプ100では、シャフト106がその上下両端で支持されるだけであることから、シャフト106の保持剛性が不足していた。このため、ロータ103の微小な回転振動がシャフト106に伝わると、シャフト106が振動してその回転が不安定になり、相乗的にロータ103の回転が一層不安定になるおそれがあった。このことがポンプの振動騒音の原因となり、ポンプ効率をも低下させるおそれがあった。
【0005】
また、特許文献1に記載のポンプ100では、シャフト106の上端がケーシングカバー109の吸入口112に位置するリブ113に支持されることから、そのリブ113が、吸入口112を通る液体の流路抵抗となっていた。このことが液体が流れるときの騒音の原因となり、ポンプ効率をも低下させていた。
【0006】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、アウターロータタイプのモータ構成において、ロータの回転を安定化させることにより、振動騒音を低減させてポンプ効率を向上させることを可能としたモータポンプを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、ポンプ室、吸入口及び吐出口を含むケーシングと、ケーシングに固定され、コアにコイルを巻装してなるステータと、ステータの中心に配置されたシャフトと、シャフトを中心にステータの外周にて回転可能に設けられ、マグネットを含んでなるロータと、ロータと一体回転可能に設けられ、ポンプ室に配置されたインペラとを備え、インペラの回転に伴い吸入口からポンプ室へ吸入される液体を吐出口から外部へ吐出するように構成したモータポンプにおいて、シャフトがステータを貫通してそのステータに固定されることと、ステータを貫通したシャフトの先端部にロータが回転可能に設けられることとを備えたことを趣旨とする。
【0008】
上記発明の構成によれば、コイルに通電することによりステータの外周に配置されたロータとの間で磁界が作用して、シャフトを中心にロータがインペラと一体的に回転する。このインペラの回転に伴い、液体が吸入口からポンプ室へ吸入され、吐出口から外部へ吐出される。ここで、シャフトがステータを貫通してステータに固定されることから、シャフトの保持剛性が高くなる。また、保持剛性の高いシャフト上をロータが回転することから、ロータの回転振動が少なくなる。
【0009】
上記目的を達成するために、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、シャフトの基端がケーシングの底壁に支持されることを趣旨とする。
【0010】
上記発明の構成によれば、請求項1に記載の発明の作用に対し、シャフトの保持剛性が更に高くなる。
【0011】
上記目的を達成するために、請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、ステータを樹脂によりケーシングと一体にモールド成形したことを趣旨とする。
【0012】
上記発明の構成によれば、請求項1又は2に記載の発明の作用に加え、ステータの発熱が樹脂モールドを介して外部へ伝わりやすくなる。
【0013】
【発明の実施の形態】
[第1の実施の形態]
以下、本発明のモータポンプを具体化した第1の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【0014】
図1に、本実施の形態におけるモータポンプ1を断面図に示す。図2に、図1のA−A線に沿った断面図を示す。モータポンプ1は、ケーシング2と、ケーシング2の内部に設けられるステータ3、ロータ4及びインペラ5等とを基本構成として備える。ステータ3とロータ4は、アウターロータタイプのモータを構成する。ケーシング2は、ボディ6と、ボディ6の上側を覆うカバー7と、ボディ6の下側を覆うロワプレート8とを含む。ボディ6とカバー7は、互いにフランジ6a,7aにて着脱可能に組み付けられる。カバー7の中央には、上方向へ開口する吸入口9が形成される。同じくカバー7の外周には、横方向へ開口する吐出口10が形成される。ボディ6とカバー7とで囲まれる空間は、ポンプ室11となっている。ロワプレート8は、ボディ6の下開口6bにて着脱可能に取り付けられる。ボディ6とロワプレート8とで囲まれる空間は、配線室12となっている。
【0015】
ステータ3は、ボディ6に固定される。ステータ3は、金属製のコア13にコイル14を巻装することにより構成される。コア13の下側中央には、ホルダ15が配置される。ステータ3の中心には、シャフト16が配置される。シャフト16は、ステータ3を貫通してステータ3に固定される。詳しくは、シャフト16は、コア13及びホルダ15の中心を貫通してコア13及びホルダ15に固定される。この実施の形態では、コア13の中心孔13a及びホルダ15の中心孔15aにシャフト16を圧入することにより、シャフト16がコア13及びホルダ15に固定される。このようにしてシャフト16がステータ3に一体的に固定される。コア13の上側にて、コア13とシャフト16との間には、シールリング17が設けられる。ホルダ15には、コイル14の配線が接続される。この実施の形態で、ステータ3は、樹脂によりボディ6と一体にモールド成形される。ステータ3を貫通したシャフト16の先端部16aは、ステータ3の上側に位置し、シャフト16の基端部16bは、ステータ3の下側に位置する。この実施の形態で、シャフト16の先端部16a及び基端部16bを除いた、ステータ3、ホルダ15及びシャフト16が、樹脂によりボディ6と一体にモールド成形される。ステータ3のモールド部分とボディ6の周壁とで囲まれる空間は、周溝18となっている。
【0016】
略カップ状をなすロータ4は、モールドされたステータ3を覆い被すように配置される。ロータ4の外周部は、ボディ6の周溝18に組み入れられる。この状態で、ロータ4は、シャフト16を中心に、ステータ3の外周にて回転可能に設けられる。ロータ4は、全体がプラスチックマグネットにより構成される。ロータ4は、シャフト16の先端部16aにて回転可能に支持され、ネジ19によりシャフト16から抜け止めされる。
【0017】
複数のインペラ5は、ロータ4の上側面にて、ロータ4と一体回転可能に設けられる。これらインペラ5は、ポンプ室11に配置される。この実施の形態で、各インペラ5は、ロータ4と一体成形される。この構成により、シャフト16を中心にインペラ5がロータ4と共に回転することにより、その回転に伴い吸入口9からポンプ室11へ液体が吸入され、その液体が吐出口10から外部へ吐出されるようになっている。
【0018】
ボディ6の配線室12には、電気基板20が配置される。電気基板20は、ステータ3のモールド部分の下側面に固定される。その電気基板20をシャフト16の基端部16bが貫通する。電気基板20には、ホルダ15から伸びるターミナル21が接続される。ボディ6の片側には、コネクタ22が設けられる。このコネクタ22には、ターミナル23が、樹脂により一体的にモールド成形される。ターミナル23の下端は、電気基板20に接続される。シャフト16の基端部16bに対応して、ロワプレート8の上側面には、軸受8aが形成される。この軸受8aにシャフト16の基端部16bの一部が嵌め入れられ、シャフト16の基端部16bがケーシング2の底壁であるロワプレート8に支持される。
【0019】
上記のモータポンプ1を製造するには、先ず、図3(a)に示すように、コア13、コイル14、ホルダ15及びシャフト16を一体的に組み付けてなるステータアッセンブリ24を予め準備する。このアッセンブリ24を構成するために、シャフト16は、コア13の中心孔13a及びホルダ15の中心孔15aに圧入される。また、図3(b)に示すように、コネクタ22のためのターミナル23を準備する。
【0020】
そして、ステータアッセンブリ24及びターミナル23を、樹脂モールド用金型のキャビティにインサートした状態で、そのキャビティに樹脂溶湯を流し込むことにより、図4に示すように、ステータアッセンブリ24及びターミナル23を樹脂によりボディ6に一体的にモールド成形する。
【0021】
その後、シャフト16の先端部16aにロータ4を取り付けて、ボディ6の上側に、カバー7を取り付ける。また、ボディ6の配線室12に電気基板20等を取り付けて配線し、下開口6bをロワプレート8で封鎖することにより、図1に示すようなモータポンプ1の完成品を得る。
【0022】
以上説明した本実施の形態のモータポンプ1の構成によれば、ステータ3のコイル14に通電することにより、ステータ3とロータ4との間で磁界が作用して、シャフト16を中心にロータ4がインペラ5と一体的に回転する。このインペラ5の回転に伴い、液体が吸入口9からポンプ室11へ吸入され、その吸入された液体が吐出口10から外部へ吐出される。この実施の形態のモータポンプ1では、アウターロータタイプのモータが採用されることから、インナーロータタイプのモータを採用した場合に比べ、吐出量が多い割りに全体を小型化することができる。
【0023】
ここで、シャフト16がステータ3を貫通してステータ3に固定されることから、シャフト16の保持剛性が高くなる。また、保持剛性の高いシャフト16上でロータ4が回転することから、ロータ4の回転振動が少なくなる。このため、アウターロータタイプのモータ構成において、ロータ4の回転を安定化させることができ、これによりモータポンプ1の振動騒音を低減させることができる。また、ロータ4の回転が安定化することから、インペラ5が円滑に回転することになり、吸入口9への液体の吸入と、吐出口10からの液体の吐出が円滑となり、ポンプ効率を向上させることができる。そして、ポンプ効率が向上した分だけ、モータポンプ1の消費電力を低減させることができる。
【0024】
この実施の形態では、シャフト16の基端部16bがロワプレート8の軸受8aに支持されることから、シャフト16の保持剛性が更に高くなる。この意味で、ロータ4の回転を更に安定化させることができ、振動騒音をより一層低減させることができ、ポンプ効率をより一層向上させることができる。
【0025】
この実施の形態では、ステータ3を樹脂によりボディ6と一体にモールド成形したので、図5に示すように、ステータ3からの発熱が樹脂モールドを介して外部へ伝わり易くなる。このため、ステータ3のボディ6に対する放熱が大幅に良くなり、ステータ3を効率良く冷却することができる。この結果、モータポンプ1として、発熱によるモータ効率の低下を抑えることができ、発熱に対する耐久性を向上させることができる。
【0026】
この実施の形態では、図5に示すように、周溝18とロータ4との間に微細な間隙が形成され、ポンプ室11に吸入される液体がその間隙を流れるようになっている。この意味から、モータポンプ1として冷却効率を高めることができる。
【0027】
この実施の形態のモータポンプ1は、従来例のポンプ100のように吸入口112に位置するリブ113によりシャフト106の上端を支持するものと異なり、シャフト16の上端を支持するものが吸入口9からインペラ5に至る液体流路の途中に何も設けられていない。このため、吸入口9から吸入される液体に対して流路抵抗となる障害物が何もなく、液体をポンプ室11に円滑に導いて、吐出口10から円滑に吐出することができる。
【0028】
[第2の実施の形態]
次に、本発明のモータポンプを具体化した第2の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【0029】
尚、本実施の形態を含む以下の各実施の形態において、第1の実施の形態と同等の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。以下には、異なった点を中心に説明する。
【0030】
図6に、本実施の形態におけるモータポンプ31を断面図に示す。この実施の形態のモータポンプ31は、ロータ4の構成の点で第1の実施の形態のモータポンプ1と異なる。即ち、第1の実施の形態では、ロータ4全体がプラスチックマグネットにより構成される。これに対し、本実施の形態では、略カップ状をなす樹脂製のロータフレーム32の内側にヨーク33とマグネット34が固定されることによりロータ4が構成される。ヨーク33及びマグネット34は、ロータフレーム32を樹脂成形するときに、インサートによりモールドされて同フレーム32に固定される。この実施の形態で、モータポンプ31のその他の構成は、第1の実施の形態におけるモータポンプ1のそれと基本的に同じである。
【0031】
従って、この実施の形態のモータポンプ31についても、第1の実施の形態におけるモータポンプ1と基本的に同等の作用効果を得ることができる。
【0032】
[第3の実施の形態]
次に、本発明のモータポンプを具体化した第3の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【0033】
図7に、本実施の形態におけるモータポンプ41を断面図に示す。この実施の形態のモータポンプ41は、シャフト16の基端部16bがホルダ15を下方へ貫通しない点で第1の実施の形態におけるモータポンプ1と異なる。即ち、第1の実施の形態では、シャフト16の先端部16aと基端部16bがステータ3を貫通して上下方向へ伸びる。これに対し、本実施の形態では、シャフト16の先端部16aだけがステータ3を貫通して上方へ伸び、シャフト16の基端部はホルダ15より下方へは伸びていない。シャフト16の基端部16bは、ロワプレート8の上側面に支持されない。この実施の形態で、モータポンプ41のその他の構成は、第1の実施の形態におけるモータポンプ1のそれと基本的に同じである。
【0034】
従って、この実施の形態のモータポンプ41では、シャフト16の基端部がロワプレート8上に支持されない分だけ、シャフト16の保持剛性は、第1の実施の形態のものに比べて減少する。しかし、シャフト16の中間部分は、広い範囲でステータ3に固定されることから、シャフト16の基本的な保持剛性に影響はない。その他、この実施の形態のモータポンプ41についても、第1の実施の形態におけるモータポンプ1と基本的に同等の作用効果を得ることができる。
【0035】
[第4の実施の形態]
次に、本発明のモータポンプを具体化した第4の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【0036】
図8に、本実施の形態におけるモータポンプ51を断面図に示す。この実施の形態のモータポンプ51は、ステータ3がボディ6と一体にモールド成形されない点、ロータ4の全体がプラスチックマグネットにより構成されない点で第1の実施の形態のモータポンプ1と異なる。即ち、この実施の形態のモータポンプ51では、ボディ6と一体の隔壁52により収容凹部53が形成され、その収容凹部53の内側にステータ3が収容される。また、ロータフレーム32の内側にヨーク33とマグネット34が固定されることによりロータ4が構成される。この実施の形態では、ステータ3をボディ6に安定保持するために、シャフト16の基端部16b上にて、電気基板20とロワプレート8との間にコイルスプリング54が設けられる。この実施の形態で、モータポンプ51のその他の基本構成は、第1の実施の形態におけるモータポンプ1のそれと同じである。
【0037】
従って、この実施の形態のモータポンプ51によれば、ステータ3がボディ6と一体に樹脂によりモールド成形されない分だけ、ボディ6に使用される樹脂量が少なくなり、モータポンプ51を軽量化することができる。この他、この実施の形態のモータポンプ51についても、第1の実施の形態におけるモータポンプ1と基本的に同等の作用効果を得ることができる。
【0038】
尚、この発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜に変更して実施することもできる。
【0039】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、シャフトの保持剛性が高くなり、ロータの回転振動が少なくなる。このため、アウターロータタイプのモータ構成において、ロータの回転を安定化させることができ、振動騒音を低減させることができ、ポンプ効率を向上させることができる。
【0040】
請求項2に記載の発明によれば、シャフトの保持剛性が更に高くなるので、請求項1に記載の発明の効果に対し、ロータの回転を更に安定化させることができ、振動騒音をより一層低減させることができ、ポンプ効率をより一層向上させることができる。
【0041】
請求項3に記載の発明によれば、ステータの発熱が樹脂モールドを介して外部へ伝わりやすくなるので、請求項1又は2に記載の発明の効果に加え、ステータを効率良く冷却することができ、発熱によるモータ効率の低下を抑えることができ、発熱に対する耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態に係り、モータポンプを示す断面図。
【図2】図1のA−A線に沿った断面図。
【図3】(a)はステータアッセンブリの断面図、(b)はターミナルの正面図。
【図4】ステータアッセンブリをモールド成形してなるボディを示す断面図。
【図5】モータポンプの一部を拡大して示す断面図。
【図6】第2の実施の形態に係り、モータポンプを示す断面図。
【図7】第3の実施の形態に係り、モータポンプを示す断面図。
【図8】第4の実施の形態に係り、モータポンプを示す断面図。
【図9】従来例のポンプを示す断面図。
【符号の説明】
1 モータポンプ
2 ケーシング
3 ステータ
4 ロータ
5 インペラ
8a 軸受
9 吸入口
10 吐出口
11 ポンプ室
13 コア
14 コイル
16 シャフト
16a 上端部
16b 下端部
31 モータポンプ
34 マグネット
51 モータポンプ
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、水冷式冷却装置のウォータポンプ等に使用されるポンプに係り、詳しくは、アウターロータタイプのモータとポンプをケーシングに一体的に設けてなるモータポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種のモータポンプとして、例えば、下記の特許文献1に記載されるポンプがある。図9に示すように、このポンプ100には、いわゆるアウターロータタイプのモータ101が採用される。一般に、アウターロータタイプのモータは、吐出量が多い割りに小型化が可能である。モータ101は、モールドタイプのステータ102と、ステータ102の外周に配置されたロータ103とを備える。ロータ103は、永久磁石104を装着したロータコア105を樹脂によりモールドしたものである。ロータ103は、有底円筒状に形成され、その中心にシャフト106が固定される。シャフト106は、モールドステータ107に形成された中心穴108に配置され、その上下両端がケーシングカバー109とモールドステータ107にそれぞれ回転可能に支持される。ロータ103の外周に突設された複数のベーン110によりインペラ111が構成される。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−166500号公報(第7頁,図23)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献1に記載のポンプ100では、シャフト106がその上下両端で支持されるだけであることから、シャフト106の保持剛性が不足していた。このため、ロータ103の微小な回転振動がシャフト106に伝わると、シャフト106が振動してその回転が不安定になり、相乗的にロータ103の回転が一層不安定になるおそれがあった。このことがポンプの振動騒音の原因となり、ポンプ効率をも低下させるおそれがあった。
【0005】
また、特許文献1に記載のポンプ100では、シャフト106の上端がケーシングカバー109の吸入口112に位置するリブ113に支持されることから、そのリブ113が、吸入口112を通る液体の流路抵抗となっていた。このことが液体が流れるときの騒音の原因となり、ポンプ効率をも低下させていた。
【0006】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、アウターロータタイプのモータ構成において、ロータの回転を安定化させることにより、振動騒音を低減させてポンプ効率を向上させることを可能としたモータポンプを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、ポンプ室、吸入口及び吐出口を含むケーシングと、ケーシングに固定され、コアにコイルを巻装してなるステータと、ステータの中心に配置されたシャフトと、シャフトを中心にステータの外周にて回転可能に設けられ、マグネットを含んでなるロータと、ロータと一体回転可能に設けられ、ポンプ室に配置されたインペラとを備え、インペラの回転に伴い吸入口からポンプ室へ吸入される液体を吐出口から外部へ吐出するように構成したモータポンプにおいて、シャフトがステータを貫通してそのステータに固定されることと、ステータを貫通したシャフトの先端部にロータが回転可能に設けられることとを備えたことを趣旨とする。
【0008】
上記発明の構成によれば、コイルに通電することによりステータの外周に配置されたロータとの間で磁界が作用して、シャフトを中心にロータがインペラと一体的に回転する。このインペラの回転に伴い、液体が吸入口からポンプ室へ吸入され、吐出口から外部へ吐出される。ここで、シャフトがステータを貫通してステータに固定されることから、シャフトの保持剛性が高くなる。また、保持剛性の高いシャフト上をロータが回転することから、ロータの回転振動が少なくなる。
【0009】
上記目的を達成するために、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、シャフトの基端がケーシングの底壁に支持されることを趣旨とする。
【0010】
上記発明の構成によれば、請求項1に記載の発明の作用に対し、シャフトの保持剛性が更に高くなる。
【0011】
上記目的を達成するために、請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、ステータを樹脂によりケーシングと一体にモールド成形したことを趣旨とする。
【0012】
上記発明の構成によれば、請求項1又は2に記載の発明の作用に加え、ステータの発熱が樹脂モールドを介して外部へ伝わりやすくなる。
【0013】
【発明の実施の形態】
[第1の実施の形態]
以下、本発明のモータポンプを具体化した第1の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【0014】
図1に、本実施の形態におけるモータポンプ1を断面図に示す。図2に、図1のA−A線に沿った断面図を示す。モータポンプ1は、ケーシング2と、ケーシング2の内部に設けられるステータ3、ロータ4及びインペラ5等とを基本構成として備える。ステータ3とロータ4は、アウターロータタイプのモータを構成する。ケーシング2は、ボディ6と、ボディ6の上側を覆うカバー7と、ボディ6の下側を覆うロワプレート8とを含む。ボディ6とカバー7は、互いにフランジ6a,7aにて着脱可能に組み付けられる。カバー7の中央には、上方向へ開口する吸入口9が形成される。同じくカバー7の外周には、横方向へ開口する吐出口10が形成される。ボディ6とカバー7とで囲まれる空間は、ポンプ室11となっている。ロワプレート8は、ボディ6の下開口6bにて着脱可能に取り付けられる。ボディ6とロワプレート8とで囲まれる空間は、配線室12となっている。
【0015】
ステータ3は、ボディ6に固定される。ステータ3は、金属製のコア13にコイル14を巻装することにより構成される。コア13の下側中央には、ホルダ15が配置される。ステータ3の中心には、シャフト16が配置される。シャフト16は、ステータ3を貫通してステータ3に固定される。詳しくは、シャフト16は、コア13及びホルダ15の中心を貫通してコア13及びホルダ15に固定される。この実施の形態では、コア13の中心孔13a及びホルダ15の中心孔15aにシャフト16を圧入することにより、シャフト16がコア13及びホルダ15に固定される。このようにしてシャフト16がステータ3に一体的に固定される。コア13の上側にて、コア13とシャフト16との間には、シールリング17が設けられる。ホルダ15には、コイル14の配線が接続される。この実施の形態で、ステータ3は、樹脂によりボディ6と一体にモールド成形される。ステータ3を貫通したシャフト16の先端部16aは、ステータ3の上側に位置し、シャフト16の基端部16bは、ステータ3の下側に位置する。この実施の形態で、シャフト16の先端部16a及び基端部16bを除いた、ステータ3、ホルダ15及びシャフト16が、樹脂によりボディ6と一体にモールド成形される。ステータ3のモールド部分とボディ6の周壁とで囲まれる空間は、周溝18となっている。
【0016】
略カップ状をなすロータ4は、モールドされたステータ3を覆い被すように配置される。ロータ4の外周部は、ボディ6の周溝18に組み入れられる。この状態で、ロータ4は、シャフト16を中心に、ステータ3の外周にて回転可能に設けられる。ロータ4は、全体がプラスチックマグネットにより構成される。ロータ4は、シャフト16の先端部16aにて回転可能に支持され、ネジ19によりシャフト16から抜け止めされる。
【0017】
複数のインペラ5は、ロータ4の上側面にて、ロータ4と一体回転可能に設けられる。これらインペラ5は、ポンプ室11に配置される。この実施の形態で、各インペラ5は、ロータ4と一体成形される。この構成により、シャフト16を中心にインペラ5がロータ4と共に回転することにより、その回転に伴い吸入口9からポンプ室11へ液体が吸入され、その液体が吐出口10から外部へ吐出されるようになっている。
【0018】
ボディ6の配線室12には、電気基板20が配置される。電気基板20は、ステータ3のモールド部分の下側面に固定される。その電気基板20をシャフト16の基端部16bが貫通する。電気基板20には、ホルダ15から伸びるターミナル21が接続される。ボディ6の片側には、コネクタ22が設けられる。このコネクタ22には、ターミナル23が、樹脂により一体的にモールド成形される。ターミナル23の下端は、電気基板20に接続される。シャフト16の基端部16bに対応して、ロワプレート8の上側面には、軸受8aが形成される。この軸受8aにシャフト16の基端部16bの一部が嵌め入れられ、シャフト16の基端部16bがケーシング2の底壁であるロワプレート8に支持される。
【0019】
上記のモータポンプ1を製造するには、先ず、図3(a)に示すように、コア13、コイル14、ホルダ15及びシャフト16を一体的に組み付けてなるステータアッセンブリ24を予め準備する。このアッセンブリ24を構成するために、シャフト16は、コア13の中心孔13a及びホルダ15の中心孔15aに圧入される。また、図3(b)に示すように、コネクタ22のためのターミナル23を準備する。
【0020】
そして、ステータアッセンブリ24及びターミナル23を、樹脂モールド用金型のキャビティにインサートした状態で、そのキャビティに樹脂溶湯を流し込むことにより、図4に示すように、ステータアッセンブリ24及びターミナル23を樹脂によりボディ6に一体的にモールド成形する。
【0021】
その後、シャフト16の先端部16aにロータ4を取り付けて、ボディ6の上側に、カバー7を取り付ける。また、ボディ6の配線室12に電気基板20等を取り付けて配線し、下開口6bをロワプレート8で封鎖することにより、図1に示すようなモータポンプ1の完成品を得る。
【0022】
以上説明した本実施の形態のモータポンプ1の構成によれば、ステータ3のコイル14に通電することにより、ステータ3とロータ4との間で磁界が作用して、シャフト16を中心にロータ4がインペラ5と一体的に回転する。このインペラ5の回転に伴い、液体が吸入口9からポンプ室11へ吸入され、その吸入された液体が吐出口10から外部へ吐出される。この実施の形態のモータポンプ1では、アウターロータタイプのモータが採用されることから、インナーロータタイプのモータを採用した場合に比べ、吐出量が多い割りに全体を小型化することができる。
【0023】
ここで、シャフト16がステータ3を貫通してステータ3に固定されることから、シャフト16の保持剛性が高くなる。また、保持剛性の高いシャフト16上でロータ4が回転することから、ロータ4の回転振動が少なくなる。このため、アウターロータタイプのモータ構成において、ロータ4の回転を安定化させることができ、これによりモータポンプ1の振動騒音を低減させることができる。また、ロータ4の回転が安定化することから、インペラ5が円滑に回転することになり、吸入口9への液体の吸入と、吐出口10からの液体の吐出が円滑となり、ポンプ効率を向上させることができる。そして、ポンプ効率が向上した分だけ、モータポンプ1の消費電力を低減させることができる。
【0024】
この実施の形態では、シャフト16の基端部16bがロワプレート8の軸受8aに支持されることから、シャフト16の保持剛性が更に高くなる。この意味で、ロータ4の回転を更に安定化させることができ、振動騒音をより一層低減させることができ、ポンプ効率をより一層向上させることができる。
【0025】
この実施の形態では、ステータ3を樹脂によりボディ6と一体にモールド成形したので、図5に示すように、ステータ3からの発熱が樹脂モールドを介して外部へ伝わり易くなる。このため、ステータ3のボディ6に対する放熱が大幅に良くなり、ステータ3を効率良く冷却することができる。この結果、モータポンプ1として、発熱によるモータ効率の低下を抑えることができ、発熱に対する耐久性を向上させることができる。
【0026】
この実施の形態では、図5に示すように、周溝18とロータ4との間に微細な間隙が形成され、ポンプ室11に吸入される液体がその間隙を流れるようになっている。この意味から、モータポンプ1として冷却効率を高めることができる。
【0027】
この実施の形態のモータポンプ1は、従来例のポンプ100のように吸入口112に位置するリブ113によりシャフト106の上端を支持するものと異なり、シャフト16の上端を支持するものが吸入口9からインペラ5に至る液体流路の途中に何も設けられていない。このため、吸入口9から吸入される液体に対して流路抵抗となる障害物が何もなく、液体をポンプ室11に円滑に導いて、吐出口10から円滑に吐出することができる。
【0028】
[第2の実施の形態]
次に、本発明のモータポンプを具体化した第2の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【0029】
尚、本実施の形態を含む以下の各実施の形態において、第1の実施の形態と同等の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。以下には、異なった点を中心に説明する。
【0030】
図6に、本実施の形態におけるモータポンプ31を断面図に示す。この実施の形態のモータポンプ31は、ロータ4の構成の点で第1の実施の形態のモータポンプ1と異なる。即ち、第1の実施の形態では、ロータ4全体がプラスチックマグネットにより構成される。これに対し、本実施の形態では、略カップ状をなす樹脂製のロータフレーム32の内側にヨーク33とマグネット34が固定されることによりロータ4が構成される。ヨーク33及びマグネット34は、ロータフレーム32を樹脂成形するときに、インサートによりモールドされて同フレーム32に固定される。この実施の形態で、モータポンプ31のその他の構成は、第1の実施の形態におけるモータポンプ1のそれと基本的に同じである。
【0031】
従って、この実施の形態のモータポンプ31についても、第1の実施の形態におけるモータポンプ1と基本的に同等の作用効果を得ることができる。
【0032】
[第3の実施の形態]
次に、本発明のモータポンプを具体化した第3の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【0033】
図7に、本実施の形態におけるモータポンプ41を断面図に示す。この実施の形態のモータポンプ41は、シャフト16の基端部16bがホルダ15を下方へ貫通しない点で第1の実施の形態におけるモータポンプ1と異なる。即ち、第1の実施の形態では、シャフト16の先端部16aと基端部16bがステータ3を貫通して上下方向へ伸びる。これに対し、本実施の形態では、シャフト16の先端部16aだけがステータ3を貫通して上方へ伸び、シャフト16の基端部はホルダ15より下方へは伸びていない。シャフト16の基端部16bは、ロワプレート8の上側面に支持されない。この実施の形態で、モータポンプ41のその他の構成は、第1の実施の形態におけるモータポンプ1のそれと基本的に同じである。
【0034】
従って、この実施の形態のモータポンプ41では、シャフト16の基端部がロワプレート8上に支持されない分だけ、シャフト16の保持剛性は、第1の実施の形態のものに比べて減少する。しかし、シャフト16の中間部分は、広い範囲でステータ3に固定されることから、シャフト16の基本的な保持剛性に影響はない。その他、この実施の形態のモータポンプ41についても、第1の実施の形態におけるモータポンプ1と基本的に同等の作用効果を得ることができる。
【0035】
[第4の実施の形態]
次に、本発明のモータポンプを具体化した第4の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【0036】
図8に、本実施の形態におけるモータポンプ51を断面図に示す。この実施の形態のモータポンプ51は、ステータ3がボディ6と一体にモールド成形されない点、ロータ4の全体がプラスチックマグネットにより構成されない点で第1の実施の形態のモータポンプ1と異なる。即ち、この実施の形態のモータポンプ51では、ボディ6と一体の隔壁52により収容凹部53が形成され、その収容凹部53の内側にステータ3が収容される。また、ロータフレーム32の内側にヨーク33とマグネット34が固定されることによりロータ4が構成される。この実施の形態では、ステータ3をボディ6に安定保持するために、シャフト16の基端部16b上にて、電気基板20とロワプレート8との間にコイルスプリング54が設けられる。この実施の形態で、モータポンプ51のその他の基本構成は、第1の実施の形態におけるモータポンプ1のそれと同じである。
【0037】
従って、この実施の形態のモータポンプ51によれば、ステータ3がボディ6と一体に樹脂によりモールド成形されない分だけ、ボディ6に使用される樹脂量が少なくなり、モータポンプ51を軽量化することができる。この他、この実施の形態のモータポンプ51についても、第1の実施の形態におけるモータポンプ1と基本的に同等の作用効果を得ることができる。
【0038】
尚、この発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜に変更して実施することもできる。
【0039】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、シャフトの保持剛性が高くなり、ロータの回転振動が少なくなる。このため、アウターロータタイプのモータ構成において、ロータの回転を安定化させることができ、振動騒音を低減させることができ、ポンプ効率を向上させることができる。
【0040】
請求項2に記載の発明によれば、シャフトの保持剛性が更に高くなるので、請求項1に記載の発明の効果に対し、ロータの回転を更に安定化させることができ、振動騒音をより一層低減させることができ、ポンプ効率をより一層向上させることができる。
【0041】
請求項3に記載の発明によれば、ステータの発熱が樹脂モールドを介して外部へ伝わりやすくなるので、請求項1又は2に記載の発明の効果に加え、ステータを効率良く冷却することができ、発熱によるモータ効率の低下を抑えることができ、発熱に対する耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態に係り、モータポンプを示す断面図。
【図2】図1のA−A線に沿った断面図。
【図3】(a)はステータアッセンブリの断面図、(b)はターミナルの正面図。
【図4】ステータアッセンブリをモールド成形してなるボディを示す断面図。
【図5】モータポンプの一部を拡大して示す断面図。
【図6】第2の実施の形態に係り、モータポンプを示す断面図。
【図7】第3の実施の形態に係り、モータポンプを示す断面図。
【図8】第4の実施の形態に係り、モータポンプを示す断面図。
【図9】従来例のポンプを示す断面図。
【符号の説明】
1 モータポンプ
2 ケーシング
3 ステータ
4 ロータ
5 インペラ
8a 軸受
9 吸入口
10 吐出口
11 ポンプ室
13 コア
14 コイル
16 シャフト
16a 上端部
16b 下端部
31 モータポンプ
34 マグネット
51 モータポンプ
Claims (3)
- ポンプ室、吸入口及び吐出口を含むケーシングと、
前記ケーシングに固定され、コアにコイルを巻装してなるステータと、
前記ステータの中心に配置されたシャフトと、
前記シャフトを中心に前記ステータの外周にて回転可能に設けられ、マグネットを含んでなるロータと、
前記ロータと一体回転可能に設けられ、前記ポンプ室に配置されたインペラとを備え、前記インペラの回転に伴い前記吸入口から前記ポンプ室へ吸入される液体を前記吐出口から外部へ吐出するように構成したモータポンプにおいて、
前記シャフトが前記ステータを貫通してそのステータに固定されることと、
前記ステータを貫通した前記シャフトの先端部に前記ロータが回転可能に設けられることと
を備えたことを特徴とするモータポンプ。 - 前記シャフトの基端が前記ケーシングの底壁に支持されることを特徴とする請求項1に記載のモータポンプ。
- 前記ステータを樹脂により前記ケーシングと一体にモールド成形したことを特徴とする請求項1又は2に記載のモータポンプ。
Priority Applications (1)
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-
2003
- 2003-04-08 JP JP2003103638A patent/JP2004308562A/ja active Pending
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