JP2015220910A

JP2015220910A - マグネットロータ式モータ及び当該モータを含むポンプ

Info

Publication number: JP2015220910A
Application number: JP2014104347A
Authority: JP
Inventors: 克司佐藤; Katsushi Sato; 永佐藤; Hisashi Sato
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2014-05-20
Filing date: 2014-05-20
Publication date: 2015-12-07

Abstract

【課題】簡素な構成で組立性に優れ、かつ耐水性・防水性に優れ、また回転部材の潤滑特性に長期安定性を発揮するモータを提供する。
【解決手段】樹脂モールドされたステータ組立体と、該ステータ組立体によって電磁気的に回転駆動される円筒形のマグネットロータを保持するロータ組立体と、を備えたマグネットロータ式モータであって、前記ステータ組立体は、積層形成されたステータコア部材と、該ステータコア部材を樹脂モールドしてなる樹脂モールド体と、該樹脂モールド体に取り付けられる中心シャフトとを備え、前記ロータ組立体は、前記マグネットロータを貫通保持するロータ中心体とからなり、前記ロータ中心体には有底の中心軸穴が備わっており、該中心軸穴に配置される軸受を介して前記中心シャフトを支承して、ロータ組立体を回転自在に支持する。このようなマグネットロータ式モータは、軸受としてオイル含浸軸受を使用しても、機器使用時に染み出る潤滑オイルが外部へ流出することはない。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば排水ポンプ等に用いられるモータ、特にはマグネットロータ式のモータに関する。

従来の排水ポンプの全体構成を図９に、そのモータを含む要部を図１０に示す。
排水ポンプは、合成樹脂等でつくられるポンプハウジング１０を有し、ポンプハウジング１０のポンプ室１２内には回転羽根２０が装備されている。ポンプハウジング１０の上部にはＯリング３０を介して下カバー４０が取り付けられる。下カバー４０は、開口部４８を有する蓋部４６を備え、開口部４８を貫通して回転羽根２０の軸部２２がモータ側に延びシャフト８２に連結される。

下カバー４０の上部には、ステータ組立体６０が取り付けられ、上カバー５０で覆われる。
ステータ組立体６０は、モールド樹脂６１によってモールドされたボビン６２を有し、ボビン６２に巻かれたコイル６４によりステータコア部材６６が励磁される。
モールド樹脂６１の内側に取り付けられる金属製の軸受カバー７０は、軸受７２、７４を有し、シャフト８２を回転自在に支持する。シャフト８２にはロータ部材８０が取り付けられてモータが構成される。

シャフト８２と軸部２２の間には水切板９０が設けられる。この水切板９０は配管からポンプ室１２側に戻る水が開口部４８からモータ側へ噴出するのを防ぐ機能を備える。
この種の排水ポンプは、下記の特許文献にも開示されている。

特開２００９−２６４３１７号公報

しかしながら、従来のモータ構造にあっては、モータ単独のもとでは耐水性・防水性が十分でなく、耐水性・防水性が求められる場合は別途にモータハウジング等を介在させて耐水・防水の構造を付与する必要があった。そのため、部品点数が増えてしまい、コスト増となるという問題点があった。
また、ロータ軸を下向きとする排水ポンプ等の使用形態のときには、公知の構造のモータでは、潤滑オイルが外部に流出してしまい、潤滑の長期安定性に問題があった。
そこで本発明の第１の目的は、組立性に優れ、かつシャフト及び軸受を外部環境から保護できるモータを提供することにある。
また、本発明の第２の目的は、モータとしての動作安定性を長期に亘って確保することにある。

上記目的を達成するために、本発明を適用するマグネットロータ式モータは、樹脂モールドされたステータ組立体と、該ステータ組立体によって電磁気的に回転駆動される円筒形のマグネットロータを保持するロータ組立体と、を備えている。
前記ステータ組立体は、積層形成されたステータコア部材と、該ステータコア部材を樹脂モールドしてなる樹脂モールド体と、該樹脂モールド体に取り付けられる中心シャフトとを備える。
また、前記ロータ組立体は、前記マグネットロータを貫通保持するロータ中心体を備え、前記ロータ中心体には有底の中心軸穴が備わっており、該中心軸穴に装備される軸受を介して前記中心シャフトが支持されることにより、ロータ組立体が回転自在に支持される。

そして、前記ロータ中心体の上位側の軸受は、ロータ中心体上面よりも陥没した状態に配設されており、前記ロータ中心体の中心軸穴の底部には、前記中心シャフトの先端が当接可能なスラスト受け板を備える。

前記ロータ中心体は、前記ステータ組立体におけるロータの収容部を覆うに十分な長さの外径を有するフランジ部を備える。
また、前記軸受は、潤滑オイルを含浸させてなるオイル含浸軸受である。

さらに、前記ロータ中心体は、回転羽根の連結用の取付部を下端部に備える。

また、本発明のマグネットロータ式モータは、前記マグネットロータ式モータの上面を覆うモータカバーと、前記回転出力軸に連結する回転羽根と、前記回転羽根を収容するポンプ室を有するポンプハウジングと、前記ポンプハウジングの上面の開口部を覆う蓋部として機能するハウジングカバーと、を含むポンプとして適用されることもある。

本発明のマグネットロータ式モータによれば、上記の構成を備えることにより、モータ内部のシャフトや軸受等が外部に露見・露出しないので、簡素な構造でありながら耐水性・防水性に優れたモータを提供することができる。
また、モータ装置として金属部品が全く外部に露見しないので、モータ装置部分から漏電したり、感電する事故が妨げる等、信頼性・安全性の高いモータを提供することができる。
さらに、潤滑オイルの外部流出がないので、潤滑安定性を長期に亘って確保することができる。

本発明のマグネットロータ式モータの断面図。ステータ組立体の断面図。ロータ組立体の断面図。本発明のモータを適用した排水ポンプの側面図。排水ポンプの上面図。図５のＡ−Ａ断面図。回転羽根の説明図。回転羽根の断面図。従来の排水ポンプの断面図。従来のモータの断面図。

図１は本発明に係るマグネットロータ式のモータ１００の好適な一実施形態を示し、モータ１００はそれぞれ別体の組立体として製造されるステータ組立体１２０とロータ組立体１４０により構成される。

図２に示すように、ステータ組立体１２０は、ロータの収容部を有し、周縁に樹脂モールド体１２１内に一体に配設されたボビン１２２を有している。ボビン１２２にはコイル１２４が巻かれ、リード端子１２５から供電を受ける。コイル１２４は金属板を重ねたステータコア部材１２６を励磁する。
樹脂モールド体１２１の中心部には円形断面の中心シャフト１３０が取り付けられる。
また、中心シャフト１３０は、本実施例では圧入により取り付けられているが、回転自在とすることも可能である。

ロータ組立体１４０は、中空円筒形状で中心軸穴を有するロータ中心体１４１を有する。ロータ中心体１４１の下端部には、回転羽根２００の軸部２１０に圧入される取付部１４４を凸設するとともに、ロータ中心体１４１の上部外側にはマグネットロータ１４６が固着される。
マグネットロータ１４６の下方には、内部への水の浸入を防止するフランジ部１４２が設けられる。フランジ部１４２はステータ組立体１２０のロータ収容部を覆うに十分な外径を有している。
ロータ中心体１４１の中心軸穴には中心シャフト１３０のための軸受１５０、１５２が取り付けられる。上位側の軸受１５０は、ロータ中心体１４１の上面から所定深さだけ陥没する形態に設けてある。
軸受１５０、１５２は、潤滑オイルを含浸させたオイル含浸焼結メタルの軸受であるが、ロータ中心体１４１が上記のような構造であるために、オイル含浸焼結メタル軸受から染み出る潤滑オイルがロータ中心体１４１の外部に流出することがなく、そのため長期に亘って十分な潤滑性能が確保される。また、軸受１５０、１５２は、潤滑オイルを含浸させた多孔質セラミックスの軸受であっても良い。
さらに、下方の軸受１５２の底部にはスラスト受け板１６０が配置される。

ロータ組立体１４０をステータ組立体１２０に対して組み立てる工程は、ステータ組立体１２０の中心シャフト１３０をロータ組立体１４０の軸受１５０と軸受１５２に対して挿入する。
中心シャフト１３０の先端部はスラスト受け板１６０に当接するとともに、ステータコア部材１２６とマグネットロータ１４６は互いの磁力により引き合い、ロータ組立体１４０が中心シャフト１３０から抜け落ちることはない。

この状態で樹脂モールド体１２１の底部１２１ａとフランジ部１４２の間に間隙Ｇ_１が形成される構成となっている。この間隙Ｇ_１はロータ組立体１４０が回転時に樹脂モールド体１２１と干渉することのないように設定される。また、フランジ部１４２の存在によって水がモータ１００内部に浸入するのを防止する。

図４は本発明のモータを装備した排水ポンプの側面図、図５は上面図、図６は図５のＡ−Ａ断面図である。
排水ポンプは合成樹脂製のポンプハウジング１０を有し、ポンプハウジング１０のポンプ室１２内に回転羽根２００が装備される。ポンプハウジング１０の上部にはＯリング３０を介して合成樹脂製のハウジングカバー（以後下カバーという）４０が取り付けられる。
下カバー４０はポンプハウジング１０に設けられるスナップフィット式の係止爪１４を利用してスナップフィット機能によりポンプハウジング１０に着脱自在に取り付けられる。
また、下カバー４０はポンプハウジング１０の上面を覆う蓋部４６を有し、蓋部４６の中央部には回転羽根２００の軸部２１０が貫通する開口部４８が形成される。

ここで、図６で説明した排水ポンプに装備される合成樹脂製の回転羽根の詳細を図７、８により説明する。図７は構成説明図、図８は図７の各断面図である。
回転羽根２００は上部に軸部２１０を、下部に小径羽根２２０を有する。外周はリング部２３０で囲まれ、内部に大径羽根２４０、補助大径羽根２５０、内側突部２６０が形成される。

回転羽根２００の軸部２１０には、上述したロータ組立体１４０の取付部１４４が圧入される。
下カバー４０の上部には、モータ１００が搭載され、合成樹脂製のモータカバー（以後上カバーという）５０により覆われる。上カバー５０の上部には相手部材（図示せず）への取付部５２が設けられる。
また、上カバー５０はスナップフィット式の係止爪５４を有し、下カバー４０に対して合成樹脂の弾性を利用したスナップフィット機能により取り付けられる。

本発明のモータ１００にあっては、ステータ組立体１２０側の中心シャフト１３０を内部に取り込んで合成樹脂製のロータ組立体１４０で囲む構造を採用している。
この構造により、モータ装置として金属部品が全く外部に露見しないので、モータ装置部分から漏電したり、感電する事故が妨げる等、信頼性・安全性の高いモータを提供することができる。
さらに、潤滑オイルの外部流出がないので、潤滑安定性を長期に亘って確保することができる。

なお、本発明のモータの具体的な適用例として排水ポンプの場合を例示したが、本発明のモータは、他の様々な分野又は用途に適用可能である。

１００モータ
１２０ステータ組立体
１２１樹脂モールド体
１２２ボビン
１２４コイル
１２５リード端子
１２６ステータコア部材
１３０中心シャフト
１４０ロータ組立体
１４１ロータ中心体
１４２フランジ部
１４４取付部
１４６マグネットロータ
１５０、１５２軸受
１６０スラスト受け板
２００回転羽根
２１０軸部
２２０小径羽根
２３０リング部
２４０大径羽根
２５０補助大径羽根
２６０内側突部
Ｇ_１間隙

Claims

樹脂モールドされたステータ組立体と、該ステータ組立体によって電磁気的に回転駆動される円筒形のマグネットロータを保持するロータ組立体と、を備えたマグネットロータ式モータであって、
前記ステータ組立体は、積層形成されたステータコア部材と、該ステータコア部材を樹脂モールドしてなる樹脂モールド体と、該樹脂モールド体に取り付けられる中心シャフトとを備え、
前記ロータ組立体は、前記マグネットロータを貫通保持するロータ中心体とからなり、
前記ロータ中心体には有底の中心軸穴が備わっており、該中心軸穴に前記中心シャフトを挿入することにより、ロータ組立体を回転自在に支持する
ことを特徴とするマグネットロータ式モータ。
前記ロータ中心体には、前記中心シャフトに回転自在となすための軸受が装備されている請求項１記載のマグネットロータ式モータ。
前記ロータ中心体の中心軸穴の底部には、前記中心シャフトの先端が当接可能なスラスト受け板を備える請求項１又は２記載のマグネットロータ式モータ。
前記ロータ中心体は、前記ステータ組立体におけるロータ収容部の内径よりも大きな外径を有するフランジ部を備える請求項１〜３のいずれかに記載のマグネットロータ式モータ。
前記軸受は、潤滑オイルを含浸させてなるオイル含浸軸受である請求項１〜４のいずれかに記載のマグネットロータ式モータ。
前記ロータ中心体は、回転出力軸を連結する取付部を下端部に備える請求項１〜５のいずれかに記載のマグネットロータ式モータ。
請求項６に記載されたマグネットロータ式モータと、前記マグネットロータ式モータを覆うモータカバーと、前記回転出力軸に連結する回転羽根と、前記回転羽根を収容するポンプ室を有するポンプハウジングと、前記ポンプハウジングの上面の開口部を覆う蓋部として機能するハウジングカバーと、を含むポンプ。