JP5494470B2 - Axial gap type electric motor and pump device using the same - Google Patents

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Description

本発明は、回転軸方向に所定の空隙をもって対向的に配置されるステータとロータとを含むアキシャルギャップ型電動機およびそれを用いたポンプ装置に関する。   The present invention relates to an axial gap type electric motor including a stator and a rotor that are arranged to face each other with a predetermined gap in a rotation axis direction, and a pump device using the same.

従来、アキシャルギャップ型の電動機を用いたポンプ装置は、例えば特許文献１に示すように、回転軸方向にステータとロータが所定の空隙をもって対向配置された電動ポンプ装置があり、固定子の全周面を樹脂により水密にモールドすることにより、耐水性、熱伝導度、機械的強度に優れた電動ポンプ装置を提供している。   Conventionally, a pump apparatus using an axial gap type electric motor has an electric pump apparatus in which a stator and a rotor are arranged to face each other with a predetermined gap in a rotation axis direction, as shown in Patent Document 1, for example. An electric pump device excellent in water resistance, thermal conductivity, and mechanical strength is provided by molding the surface watertight with resin.

さらに、例えば特許文献２は、アキシャル形ブラシレスＤＣモータを用いたポンプとすることにより、ポンプの外形寸法を軸方向に短く、薄型で、軽量化することができる。そして、このポンプの固定子には、回転子の位置を検出する位置検出素子が複数個配置されており、回転子のマグネットの磁極を位置検出素子によって直接検出するように構成されている。   Furthermore, for example, in Patent Document 2, by using a pump that uses an axial brushless DC motor, the external dimensions of the pump can be shortened in the axial direction, and can be thin and lightweight. The pump stator is provided with a plurality of position detection elements for detecting the position of the rotor, and the magnetic poles of the rotor magnet are directly detected by the position detection elements.

特開昭５９−５９２号公報JP 59-592 A 特開平９−２０９９６９号公報JP-A-9-209969

しかしながら、このような特許文献１にあっては、モールドする対象が電動機の固定子あるいは電機子ユニットと称せられるステータ側のモールドに関する発明である。このため、回転子であるロータ側に設けられたマグネットや金属板などに発生する錆びを防止することができないという問題があった。   However, Patent Document 1 as described above is an invention relating to a stator-side mold in which an object to be molded is called a stator or an armature unit of an electric motor. For this reason, there existed a problem that the rust which generate | occur | produces in the magnet provided in the rotor side which is a rotor, a metal plate, etc. cannot be prevented.

また、特許文献２にあっては、アキシャルギャップ型のモータを用いているが、回転子のロータマグネットの磁極を位置検出素子によって直接検出する構造を採用している。このため、特許文献２では、ロータマグネットと離れた位置にセンサマグネットを配置し、センサマグネットの磁極に応じてロータの回転を制御するために、ロータマグネットの磁極位置に対応させてセンサマグネットを着磁させる場合の課題を認識することができなかった。つまり、ロータマグネットとセンサマグネットとを防錆するため、ロータの周囲を樹脂でモールドしてしまうと、マグネットの位置が見えなくなるため、ロータマグネットの磁極の位置に対応させてセンサマグネットを正確に着磁させることが難しくなるという問題があった。   In Patent Document 2, an axial gap type motor is used, but a structure in which the magnetic pole of the rotor magnet of the rotor is directly detected by a position detection element is employed. For this reason, in Patent Document 2, in order to control the rotation of the rotor according to the magnetic pole of the sensor magnet, the sensor magnet is attached to the rotor magnet according to the magnetic pole position of the rotor magnet. The problem of magnetizing could not be recognized. In other words, in order to prevent the rotor magnet and the sensor magnet from rusting, if the periphery of the rotor is molded with resin, the position of the magnet becomes invisible, so that the sensor magnet can be attached accurately according to the position of the magnetic pole of the rotor magnet. There was a problem that it was difficult to magnetize.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、アキシャルギャップ型電動機のロータを樹脂モールドすると共に、ロータ内のロータマグネットに対して制御基板の近くに回転制御を行うセンサマグネットを配置し、ロータマグネットの磁極位置に対応するようにセンサマグネットを着磁することができるアキシャルギャップ型電動機およびそれを用いたポンプ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, resin-molding the rotor of the axial gap motor, and arranging a sensor magnet that performs rotation control near the control board with respect to the rotor magnet in the rotor, It is an object of the present invention to provide an axial gap type electric motor capable of magnetizing a sensor magnet so as to correspond to the magnetic pole position of the rotor magnet and a pump device using the same.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ステータとロータとが前記ロータの回転軸の軸方向に所定の空隙をもって対向的に配置されたアキシャルギャップ型電動機であって、前記ロータは、前記ステータのティース面と軸方向に対向して配置される回転駆動用のロータマグネットと、前記ロータマグネットの磁極位置に対応して着磁される回転制御用のセンサマグネットと、前記ロータマグネットと前記センサマグネットとを少なくとも含み、前記ロータの周囲を樹脂で覆う樹脂部と、を備え、前記樹脂部に前記ロータマグネットの磁極位置を示す目印部を設けたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention is an axial gap type electric motor in which a stator and a rotor are arranged to face each other with a predetermined gap in the axial direction of the rotation shaft of the rotor, The rotor includes a rotor magnet for rotation driving arranged opposite to the teeth surface of the stator in the axial direction, a sensor magnet for rotation control magnetized corresponding to the magnetic pole position of the rotor magnet, A resin part including at least a rotor magnet and the sensor magnet and covering the periphery of the rotor with resin, and a mark part indicating a magnetic pole position of the rotor magnet is provided in the resin part.

また、本発明は、前記ロータを軸支して、滑らかに摺動回転させる軸受部をさらに備え、前記目印部は、前記軸受部と嵌合する形状に構成され、前記ロータの回転時に前記目印部と前記軸受部とが嵌合した状態で前記ロータと前記軸受部との空転を防止することが好ましい。   The present invention further includes a bearing portion that pivotally supports the rotor and smoothly slides and rotates, and the mark portion is configured to fit into the bearing portion, and the mark is rotated when the rotor rotates. It is preferable to prevent idling between the rotor and the bearing portion in a state where the portion and the bearing portion are fitted.

また、本発明は、前記樹脂部は、前記ロータの全周囲が樹脂で覆われるように、第１樹脂部と第２樹脂部の２回に分けて成型することが好ましい。   In the present invention, it is preferable that the resin portion is molded in two steps of the first resin portion and the second resin portion so that the entire periphery of the rotor is covered with the resin.

また、本発明のいずれか一つに記載のアキシャルギャップ型電動機を用いてポンプ装置を構成することが好ましい。   Moreover, it is preferable to comprise a pump apparatus using the axial gap type electric motor as described in any one of this invention.

本発明によれば、ロータに配置されたロータマグネットやセンサマグネットの全周囲を樹脂でモールドすることにより防錆効果や振動抑制効果が得られるという効果を奏する。そして、ロータを樹脂でモールドした後でも、樹脂部に付けられた目印部に基づいてロータマグネットの磁極位置が判明する。このため、センサマグネットを着磁する場合は、この目印部を基準としてセンサマグネットを着磁処理することにより、ロータマグネットの磁極位置に正確に対応したセンサマグネットを容易に形成できるという効果を奏する。   According to the present invention, there is an effect that an antirust effect and a vibration suppression effect can be obtained by molding the entire periphery of the rotor magnet and the sensor magnet arranged on the rotor with resin. Even after the rotor is molded with resin, the magnetic pole position of the rotor magnet can be determined based on the mark portion attached to the resin portion. For this reason, when magnetizing the sensor magnet, by magnetizing the sensor magnet with reference to the mark portion, it is possible to easily form a sensor magnet accurately corresponding to the magnetic pole position of the rotor magnet.

図１は、本発明の一実施形態にかかるアキシャルギャップ型電動機を用いたポンプ装置の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a pump device using an axial gap type electric motor according to an embodiment of the present invention. 図２は、図１に示すポンプ装置の外観斜視図である。FIG. 2 is an external perspective view of the pump device shown in FIG. 図３−１は、図１に示すポンプ装置のアキシャルギャップ型電動機におけるステータをティース面側から見た斜視図である。FIG. 3A is a perspective view of the stator in the axial gap motor of the pump device shown in FIG. 1 as viewed from the tooth surface side. 図３−２は、図１に示すポンプ装置のアキシャルギャップ型電動機におけるステータをヨーク面側から見た斜視図である。3-2 is a perspective view of the stator in the axial gap motor of the pump device shown in FIG. 1 as viewed from the yoke surface side. 図４は、本発明の一実施形態にかかるアキシャルギャップ型電動機のロータの斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a rotor of an axial gap type electric motor according to an embodiment of the present invention. 図５は、図４のロータと嵌合して回転する軸受部の斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of a bearing portion that is fitted and rotated with the rotor of FIG. 4. 図６は、図４のロータに図５の軸受部を嵌合させる場合の位置関係を示す斜視図である。6 is a perspective view showing a positional relationship when the bearing portion of FIG. 5 is fitted to the rotor of FIG. 図７は、図６のロータの目印部に形成された凸部と軸受部に形成された凹部とを合わせて嵌合させた状態を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing a state in which a convex portion formed in the mark portion of the rotor of FIG. 6 and a concave portion formed in the bearing portion are fitted together. 図８は、ロータの樹脂モールドを２回成型する場合の第１金型にロータ部品を装着するプロセスを示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing a process of attaching the rotor component to the first mold when the resin mold of the rotor is molded twice. 図９は、図８の第１金型にロータ部品を装着した状態を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state in which the rotor part is mounted on the first mold shown in FIG. 図１０は、図９の第１金型で第１樹脂部を成型した後のロータを円板部側から見た斜視図である。FIG. 10 is a perspective view of the rotor after the first resin portion is molded with the first mold of FIG. 9 as viewed from the disc portion side. 図１１は、図９の第１金型で第１樹脂部を成型した後のロータを円筒部側から見た斜視図である。FIG. 11 is a perspective view of the rotor after the first resin portion is molded with the first mold of FIG. 9 as viewed from the cylindrical portion side. 図１２は、ロータの樹脂モールドを２回成型する場合の第２金型にロータ部品を装着するプロセスを示す斜視図である。FIG. 12 is a perspective view showing a process of mounting the rotor component on the second mold when the resin mold of the rotor is molded twice. 図１３は、図１２の第２金型にロータ部品を装着した状態を示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a state where the rotor part is mounted on the second mold of FIG. 図１４は、図１３の第２金型で第２樹脂部を成型した後のロータを円板部側から見た斜視図である。FIG. 14 is a perspective view of the rotor after molding the second resin portion with the second mold of FIG. 13 as seen from the disc portion side. 図１５は、図１３の第２金型で第２樹脂部を成型した後のロータを円筒部側から見た斜視図である。FIG. 15 is a perspective view of the rotor after molding the second resin portion with the second mold of FIG. 13 as seen from the cylindrical portion side. 図１６は、ロータマグネットを８極分着磁した状態を示すロータの斜視図である。FIG. 16 is a perspective view of the rotor showing a state in which the rotor magnet is magnetized into eight poles. 図１７は、図１６のロータの断面図である。17 is a cross-sectional view of the rotor of FIG. 図１８は、図１７のロータを用いてセンサマグネットの着磁工程を説明する断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view for explaining a magnetizing process of the sensor magnet using the rotor of FIG. 図１９は、図１８によりセンサマグネットを８極分着磁した状態を示すロータの斜視図である。FIG. 19 is a perspective view of the rotor showing a state in which the sensor magnet is magnetized into eight poles according to FIG.

以下に、本発明にかかるアキシャルギャップ型電動機およびそれを用いたポンプ装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。   Embodiments of an axial gap type electric motor and a pump device using the same according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

図１は、本発明の一実施形態にかかるアキシャルギャップ型電動機を用いたポンプ装置の断面図であり、図２は、図１に示すポンプ装置の外観斜視図であり、図３−１は、図１に示すポンプ装置のアキシャルギャップ型電動機におけるステータをティース面側から見た斜視図であり、図３−２は、図１に示すポンプ装置のアキシャルギャップ型電動機におけるステータをヨーク面側から見た斜視図である。図４は、本発明の一実施形態にかかるアキシャルギャップ型電動機のロータの斜視図であり、図５は、図４のロータと嵌合して回転する軸受部の斜視図であり、図６は、図４のロータに図５の軸受部を嵌合させる場合の位置関係を示す斜視図であり、図７は、図６のロータの目印部に形成された凸部と軸受部に形成された凹部とを合わせて嵌合させた状態を示す斜視図である。   FIG. 1 is a sectional view of a pump device using an axial gap type electric motor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an external perspective view of the pump device shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 3 is a perspective view of a stator in the axial gap motor of the pump device shown in FIG. 1 as viewed from the tooth surface side, and FIG. 3-2 is a perspective view of the stator in the axial gap motor of the pump device shown in FIG. FIG. 4 is a perspective view of a rotor of an axial gap type electric motor according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a perspective view of a bearing portion that is fitted and rotated with the rotor of FIG. 4, and FIG. FIG. 7 is a perspective view showing a positional relationship when the bearing portion of FIG. 5 is fitted to the rotor of FIG. 4, and FIG. 7 is formed on the bearing portion and the convex portion formed on the mark portion of the rotor of FIG. It is a perspective view which shows the state fitted together with the recessed part.

図１に示すように、実施例１のアキシャルギャップ型電動機を用いたポンプ装置１は、ロータ２とステータ３とがロータ２の回転軸の軸方向に所定の空隙をもって対向的に配置されて構成されている。ロータ２は、バックヨーク２１、ロータマグネット２２、ステンカバー２３、センサマグネット２４、軸受部２５、および樹脂部２６などで構成されている。そして、ポンプ装置１のロータ２側には、ポンプ室２７、ロータカバー２８、および吸水口２９ａなどが配置されている。上記ロータマグネット２２には、例えば、希土類を使ったサマリウム鉄窒素マグネット、ネオジウム鉄ボロンマグネット等の強磁性を備えた異方性マグネットを用いることができるが、これに限定されるものではなく、等方性マグネットを用いても良い。   As shown in FIG. 1, the pump device 1 using the axial gap type electric motor of the first embodiment has a configuration in which a rotor 2 and a stator 3 are arranged to face each other with a predetermined gap in the axial direction of the rotation axis of the rotor 2. Has been. The rotor 2 includes a back yoke 21, a rotor magnet 22, a stainless cover 23, a sensor magnet 24, a bearing portion 25, a resin portion 26, and the like. And the pump chamber 27, the rotor cover 28, the water inlet 29a, etc. are arrange | positioned at the rotor 2 side of the pump apparatus 1. FIG. For the rotor magnet 22, for example, an anisotropic magnet having ferromagnetism such as a samarium iron nitrogen magnet using a rare earth or a neodymium iron boron magnet can be used, but the present invention is not limited to this. An anisotropic magnet may be used.

ステータ３は、インシュレータ３１、ステータコアのティース面３２、ステータコアのヨーク面３３、ステータコアの巻線３４、およびステータをモールドする樹脂成型体３５などで構成されている。そして、ポンプ装置１のステータ３側には、ステータとロータを仕切る仕切壁３６、電動機室３７、ステータカバー３８、および駆動制御基板３９などが配置されている。   The stator 3 includes an insulator 31, a tooth surface 32 of the stator core, a yoke surface 33 of the stator core, a winding 34 of the stator core, and a resin molded body 35 that molds the stator. A partition wall 36 that partitions the stator and the rotor, an electric motor chamber 37, a stator cover 38, a drive control board 39, and the like are disposed on the stator 3 side of the pump device 1.

本実施例１におけるポンプ装置１の外観は、図２に示すように、アキシャルギャップ型電動機がポンプカバー２８とステータカバー３７とで覆われている。このポンプ装置１は、アキシャルギャップ型電動機のロータを回転させると、ロータに装着された羽根が回転して、ポンプ装置１の吸水口２９ａから水を吸い込んで（矢印Ａ方向）、排水口２９ｂから水を排出する（矢印Ｂ方向）動作を連続的に行う。   In the external appearance of the pump device 1 according to the first embodiment, as shown in FIG. 2, the axial gap type electric motor is covered with a pump cover 28 and a stator cover 37. When the rotor of the axial gap type electric motor is rotated, the pump device 1 rotates blades attached to the rotor, sucks water from the water intake port 29a of the pump device 1 (in the direction of arrow A), and from the drain port 29b. The operation of discharging water (in the direction of arrow B) is continuously performed.

また、実施例１におけるステータ３は、図３−１に示すように、複数のコアメンバー３１がロータの回転軸の周囲を囲むように配置されている。ここで、コアメンバー３１は、ボビン状のステータコア３１１の外周に絶縁部材としてのインシュレータ３１４を介して巻線３４が巻回された構造となっている。コアメンバー３１は、ステータコアのティース面３１２側をロータ２のロータマグネット２２と対向するように配置している。図３−２は、図３−１に示すステータをティース面３２と反対側のヨーク面から見た図である。   Moreover, the stator 3 in Example 1 is arrange | positioned so that the some core member 31 may surround the circumference | surroundings of the rotating shaft of a rotor, as shown to FIGS. 3-1. Here, the core member 31 has a structure in which a winding 34 is wound around an outer periphery of a bobbin-shaped stator core 311 via an insulator 314 as an insulating member. The core member 31 is disposed so that the teeth surface 312 side of the stator core faces the rotor magnet 22 of the rotor 2. 3-2 is a view of the stator shown in FIG. 3A as viewed from the yoke surface opposite to the tooth surface 32. FIG.

このように構成された、アキシャルギャップ型電動機を用いたポンプ装置は、図１に示すように、ロータマグネット２２がステータコアのティース面３２に対向的に配置されている。そして、ステータコアの巻線３４に流す電流を切り換えてロータ２を回転制御するには、回転しているロータマグネット２２の磁極をリアルタイムに検出する必要があった。しかし、アキシャルギャップ型電動機では、図１に示すように、ロータ２の回転制御を行う駆動制御基板３９が軸受部２５の近くに配置されており、ロータマグネット２２の位置から離れているため、ロータマグネット２２の近傍に磁極を検出するセンサを配置することが難しい。そこで、本実施例１では、駆動制御基板３９に近い軸受部２５の近傍に、ロータマグネット２２とは別のセンサマグネット２４を配置し、このセンサマグネット２４の磁極位置をロータマグネット２２の磁極位置と同じ磁極位置となるように構成している。従って、センサマグネット２４の磁極をステータ３側に設けられた不図示の磁気センサにより検出することにより、ロータマグネット２２の磁極を検出するのと同じことになり、センサマグネット２４の磁極の検出結果に基づいてロータ２を回転制御することができる。   In the pump device using the axial gap type electric motor configured as described above, the rotor magnet 22 is disposed opposite to the teeth surface 32 of the stator core as shown in FIG. In order to control the rotation of the rotor 2 by switching the current flowing through the winding 34 of the stator core, it is necessary to detect the magnetic poles of the rotating rotor magnet 22 in real time. However, in the axial gap type electric motor, as shown in FIG. 1, the drive control board 39 for controlling the rotation of the rotor 2 is arranged near the bearing portion 25 and is away from the position of the rotor magnet 22. It is difficult to arrange a sensor for detecting a magnetic pole in the vicinity of the magnet 22. Therefore, in the first embodiment, a sensor magnet 24 different from the rotor magnet 22 is disposed in the vicinity of the bearing portion 25 near the drive control board 39, and the magnetic pole position of the sensor magnet 24 is set as the magnetic pole position of the rotor magnet 22. The magnetic pole positions are the same. Therefore, detecting the magnetic pole of the sensor magnet 24 by a magnetic sensor (not shown) provided on the stator 3 side is the same as detecting the magnetic pole of the rotor magnet 22. Based on this, the rotor 2 can be controlled to rotate.

実施例１では、ポンプ装置を水中で使用するウォータポンプとして使用しているため、ポンプ装置１内が常に水で満たされており、バックヨーク２１、ロータマグネット２２、ステンカバー２３、センサマグネット２４などに錆びが発生する恐れがある。そこで、本実施例１では、ロータ２の全周囲を樹脂でモールドすることにより錆の発生を防いでいる。ところが、実施例１におけるポンプ装置は、上記したアキシャルギャップ型電動機を採用しており、ロータマグネット２２とセンサマグネット２４とが離れた位置に配置され、ロータ２の全周囲をＰＰＳやＰＰＥなどの樹脂によりモールドされている。このため、ロータマグネット２２とセンサマグネット２４は、樹脂に覆われていて位置を確認することが難しいことから、例えば、ロータ２の全周囲を樹脂でモールドした後にロータマグネット２３の磁極に対応させてセンサマグネット２４を着磁処理することは困難であった。   In the first embodiment, since the pump device is used as a water pump used in water, the inside of the pump device 1 is always filled with water, and the back yoke 21, the rotor magnet 22, the stainless cover 23, the sensor magnet 24, etc. There is a risk of rusting. Thus, in the first embodiment, the entire periphery of the rotor 2 is molded with resin to prevent rust. However, the pump device according to the first embodiment employs the above-described axial gap type electric motor, and the rotor magnet 22 and the sensor magnet 24 are arranged at positions away from each other, and the entire periphery of the rotor 2 is made of resin such as PPS or PPE. It is molded by. For this reason, since the rotor magnet 22 and the sensor magnet 24 are covered with resin and it is difficult to confirm their positions, for example, the entire periphery of the rotor 2 is molded with resin, and then the rotor magnet 22 and the sensor magnet 24 are made to correspond to the magnetic poles of the rotor magnet 23. It was difficult to magnetize the sensor magnet 24.

そこで、本実施例１では、図４に示すように、樹脂モールドする際にロータ２にロータマグネット２２の磁極位置を示す目印部２ｃを付けることで、樹脂モールド後であってもロータマグネット２２の磁極位置がロータ２の外観から容易にわかるようになり、センサマグネット２４の着磁処理を正確かつ容易に行うことができる。実施例１の目印部２ｃは、図４に示すように、ロータ２の円筒部２ｂの先端の一部を凸状に形成したが、必ずしもこれに限定されず、目印として判別可能なものであれば如何なるものであっても良い。実施例１の目印部２ｃは、図４に示すロータ２の円筒部２ｂの中に、図５に示す軸受部２５の円筒部２５ｂを挿入し、ロータ２の回転時にロータ２の目印部２ｃと軸受部２５の円板部２５ａの外周に設けられた凹部２５ｃとを嵌合させることにより、空転防止用の突起と兼用させている。図６は、ロータ２の円筒部２ｂの穴の中に、軸受部２５の円筒部２５ｂを挿入する場合の位置関係を示しており、図７は、ロータ２に軸受部２５を挿入して、ロータ２の目印部２ｃと軸受部２５の凹部２５ｃとを嵌合させた状態を示している。   Therefore, in the first embodiment, as shown in FIG. 4, when the resin molding is performed, a mark portion 2 c indicating the magnetic pole position of the rotor magnet 22 is attached to the rotor 2, so that the rotor magnet 22 can be formed even after the resin molding. The magnetic pole position can be easily understood from the appearance of the rotor 2, and the magnetizing process of the sensor magnet 24 can be performed accurately and easily. As shown in FIG. 4, the mark portion 2 c of the first embodiment is formed such that a part of the tip of the cylindrical portion 2 b of the rotor 2 is convex. However, the mark portion 2 c is not necessarily limited to this, and can be discriminated as a mark. Anything may be used. 5 is inserted into the cylindrical portion 2b of the rotor 2 shown in FIG. 4, and the mark portion 2c of the rotor 2 is rotated when the rotor 2 rotates. By fitting a concave portion 25c provided on the outer periphery of the disc portion 25a of the bearing portion 25, it is also used as a protrusion for preventing idling. 6 shows the positional relationship when the cylindrical portion 25b of the bearing portion 25 is inserted into the hole of the cylindrical portion 2b of the rotor 2, and FIG. 7 shows that the bearing portion 25 is inserted into the rotor 2, The state which the mark part 2c of the rotor 2 and the recessed part 25c of the bearing part 25 were fitted is shown.

本発明におけるアキシャルギャップ型電動機およびそれを用いたポンプ装置は、以上のように構成されている。以下、本発明にかかる特徴的な構成部であるロータの一成型例について図８〜図１５を用いて説明する。   The axial gap type electric motor and the pump apparatus using the same according to the present invention are configured as described above. Hereinafter, an example of forming a rotor, which is a characteristic component according to the present invention, will be described with reference to FIGS.

図８は、ロータの樹脂モールドを２回成型する場合の第１金型にロータ部品を装着するプロセスを示す斜視図であり、図９は、図８の第１金型にロータ部品を装着した状態を示す断面図であり、図１０は、図９の第１金型で第１樹脂部を成型した後のロータを円板部側から見た斜視図であり、図１１は、図９の第１金型で第１樹脂部を成型した後のロータを円筒部側から見た斜視図である。図１２は、ロータの樹脂モールドを２回成型する場合の第２金型にロータ部品を装着するプロセスを示す斜視図であり、図１３は、図１２の第２金型にロータ部品を装着した状態を示す断面図であり、図１４は、図１３の第２金型で第２樹脂部を成型した後のロータを円板部側から見た斜視図であり、図１５は、図１３の第２金型で第２樹脂部を成型した後のロータを円筒部側から見た斜視図である。   FIG. 8 is a perspective view showing a process of mounting the rotor component to the first mold when the resin mold of the rotor is molded twice, and FIG. 9 is a diagram of mounting the rotor component to the first mold of FIG. FIG. 10 is a perspective view of the rotor after the first resin part is molded with the first mold of FIG. 9 as viewed from the disk part side, and FIG. 11 is a perspective view of FIG. It is the perspective view which looked at the rotor after shape | molding the 1st resin part with the 1st metal mold | die from the cylindrical part side. FIG. 12 is a perspective view showing a process of mounting the rotor component to the second mold when the resin mold of the rotor is molded twice, and FIG. 13 is a diagram of mounting the rotor component to the second mold of FIG. FIG. 14 is a perspective view of the rotor after molding the second resin portion with the second mold of FIG. 13 as viewed from the disc portion side, and FIG. 15 is a perspective view of FIG. It is the perspective view which looked at the rotor after shape | molding the 2nd resin part with the 2nd metal mold | die from the cylindrical part side.

ロータ２の成型方法は、図８に示すように、第１金型のコア５の中にバックヨーク２１、ロータマグネット２２、ステンカバー２３、センサマグネット２４を順番に配置し、その上から第１金型のキャビティー４を被せて、樹脂注入用の金型を完成させる。なお、本実施例では、ロータマグネット２２は着磁された状態で、コア５の中に配置されるが、センサマグネット２４は、磁場配向処理（磁性体の磁化容易軸を一定方向に揃える処理）が施された未着磁の状態でコア５の中に配置される。コア５の内側には、図８に示すように、ロータマグネット２２の磁極位置規定用ボス５ａ、センサマグネット２４の磁場配向位置規定用ボス５ｂ、ロータマグネット保持部５ｃなどがそれぞれ形成されている。ロータマグネット２２の磁極位置規定用ボス５ａには、ロータマグネット２２のロータマグネットボス用穴２１ａを嵌合させて配置することにより、ロータマグネット２２の磁極の位置を所定の位置に規定することができる。また、センサマグネット２４の磁場配向位置規定用ボス５ｂには、センサマグネット用ボス穴２４ａを嵌合させて配置することにより、センサマグネット２４の磁場配向位置をロータマグネット２２の磁極位置と同じ配置位置となるように規定することができる。そして、キャビティー４には、図８に示すように、ボス５ａ，５ｂと１８０度異なる方向に目印部２ｃを成型するための凹部４ｃが形成されている。   As shown in FIG. 8, the rotor 2 is molded by arranging a back yoke 21, a rotor magnet 22, a stainless cover 23, and a sensor magnet 24 in order in the core 5 of the first mold, and the first from above. The mold cavity for resin injection is completed by covering the cavity 4 of the mold. In the present embodiment, the rotor magnet 22 is magnetized and disposed in the core 5, but the sensor magnet 24 is subjected to magnetic field orientation processing (processing to align the magnetization easy axis of the magnetic material in a certain direction). Is placed in the core 5 in an unmagnetized state. As shown in FIG. 8, the magnetic pole position defining boss 5a of the rotor magnet 22, the magnetic field orientation position defining boss 5b of the sensor magnet 24, the rotor magnet holding portion 5c, and the like are formed inside the core 5. The magnetic pole position defining boss 5a of the rotor magnet 22 is fitted with the rotor magnet boss hole 21a of the rotor magnet 22 so that the magnetic pole position of the rotor magnet 22 can be defined at a predetermined position. . In addition, the magnetic field orientation position of the sensor magnet 24 is set to be the same as the magnetic pole position of the rotor magnet 22 by fitting the sensor magnet boss hole 24 a to the magnetic field orientation position defining boss 5 b of the sensor magnet 24. It can be prescribed that As shown in FIG. 8, the cavity 4 is formed with a recess 4c for molding the mark portion 2c in a direction different from the bosses 5a and 5b by 180 degrees.

図８に示す第１金型のコア５の中にロータ部品を上記の順序で装着し、キャビティー４を上から被せることで、図９に示すように、樹脂を注入して第１樹脂部を成型するための金型を完成させる。実施例１で用いる樹脂としては、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）やポリフェニルエチレン樹脂（ＰＰＥ）などを好適に用いることができるが、これに限定する趣旨ではない。この第１金型には、図９に示すように、ロータマグネット２２の磁極の位置を示す目印部２ｃを成型するための凹部４ｃが形成されている。   The rotor parts are mounted in the above-described order in the core 5 of the first mold shown in FIG. 8, and the cavity 4 is covered from above, so that the resin is injected as shown in FIG. Complete the mold for molding. As the resin used in Example 1, polyphenylene sulfide resin (PPS), polyphenylethylene resin (PPE), and the like can be suitably used, but the present invention is not limited to this. As shown in FIG. 9, the first mold has a recess 4 c for molding a mark portion 2 c indicating the position of the magnetic pole of the rotor magnet 22.

第１金型を用いて成型されたロータ２は、図１０に示すように、円板部２ａの裏面側にバックヨーク２１が露出している面がまだ残っている。また、第１金型を用いて成型されたロータ２は、図１１に示すように、円筒部２ｂの先端部付近にもセンサマグネット２４が露出している面がまだ残っている。しかし、ロータマグネット２２の磁極の位置を示す目印部２ｃは、第１樹脂部を成型する際に一緒に形成することができる。このように、目印部２ｃは、製造工程を増やさずに形成することができる。   As shown in FIG. 10, the rotor 2 molded using the first mold still has a surface on which the back yoke 21 is exposed on the back surface side of the disk portion 2a. Further, as shown in FIG. 11, the rotor 2 molded using the first mold still has a surface where the sensor magnet 24 is exposed in the vicinity of the tip of the cylindrical portion 2b. However, the mark portion 2c indicating the position of the magnetic pole of the rotor magnet 22 can be formed together when the first resin portion is molded. Thus, the mark part 2c can be formed without increasing the manufacturing process.

第１樹脂部で成型されたロータ２は、図１２に示す第２金型を用いて、モールドされていない露出部分を樹脂で完全にモールドすることができる。第１樹脂部が成型されたロータ２は、図１２に示すように、第２金型のキャビティー７に対して円筒部２ｂを下方に向けて挿入し、その上から第２金型のコア６を被せて金型を完成させる。完成した第２金型の断面図が図１３である。第２金型のキャビティー７には、ロータマグネット２２の磁極の位置を示す目印部２ｃを成型するための凹部７ｃが形成されている。また、露出しているバックヨーク２１やセンサマグネット２４が第２金型を用いて樹脂をモールドすることにより、露出していた部分が全て樹脂で覆われる。第２金型によって新たにモールドしたロータ２の第２樹脂部２６ｂは、図１４および図１５において、ハッチングで示してある。   The rotor 2 molded by the first resin portion can completely mold the unmolded exposed portion with the resin using the second mold shown in FIG. As shown in FIG. 12, the rotor 2 molded with the first resin part is inserted with the cylindrical part 2b facing downward into the cavity 7 of the second mold, and the core of the second mold from above is inserted. 6 to complete the mold. FIG. 13 is a cross-sectional view of the completed second mold. The cavity 7 of the second mold is formed with a recess 7c for molding the mark portion 2c indicating the position of the magnetic pole of the rotor magnet 22. Further, the exposed back yoke 21 and the sensor magnet 24 mold the resin using the second mold, so that all the exposed portions are covered with the resin. The second resin portion 26b of the rotor 2 newly molded by the second mold is indicated by hatching in FIGS.

このように、実施例１にかかるアキシャルギャップ型電動機およびそれを用いたポンプ装置は、上述した構造のロータ２を採用したことにより、ロータ部品であるバックヨーク、ロータマグネット、ステンカバー（ＳＵＳカバー）、センサマグネット等が樹脂により完全にモールドされているため、水中用のウォータポンプとして用いたとしても、ロータ部品に錆びが発生するのを防止することができる。   As described above, the axial gap type electric motor according to the first embodiment and the pump device using the same employ the rotor 2 having the above-described structure, so that the back yoke, the rotor magnet, and the stainless cover (SUS cover) which are rotor parts are used. Since the sensor magnet and the like are completely molded with resin, even when used as an underwater water pump, it is possible to prevent the rotor parts from rusting.

また、実施例１にかかるアキシャルギャップ型電動機は、ロータマグネット２２とは別にセンサマグネット２４を離れた位置に配置し、周囲を樹脂でモールドしているため、マグネット位置が見えなくなる。しかし、ロータマグネットの磁極（図８では、８極分のＳ極位置を示している）の位置を示す目印部２ｃは、第１樹脂部と一緒に成型するため、工程を増やさずにロータマグネットの磁極位置を外観から容易に判断することができる。これにより、センサマグネット２４は、モールド後であってもロータマグネット２２の磁極位置と同じ磁極位置になるように磁場配向に沿った着磁処理を行うことができる。   Further, in the axial gap type electric motor according to the first embodiment, the sensor magnet 24 is arranged apart from the rotor magnet 22 and the periphery is molded with resin, so that the magnet position becomes invisible. However, since the mark portion 2c indicating the position of the magnetic pole of the rotor magnet (in FIG. 8, the S pole position corresponding to 8 poles) is molded together with the first resin portion, the rotor magnet is not increased in number of steps. The magnetic pole position can be easily determined from the appearance. Thereby, the sensor magnet 24 can perform the magnetization process along the magnetic field orientation so that the magnetic pole position is the same as the magnetic pole position of the rotor magnet 22 even after molding.

さらに、実施例１にかかるアキシャルギャップ型電動機のロータ２の目印部２ｃは、軸受部２５に設けられた凹部２５ｃと嵌合させることで、空転防止用の凹凸部として兼用することができる。このため、ロータと軸受部とが空転しないように接着する接着工程等を省くことができるので、さらなる工数低減効果を得ることができる。なお、本実施例では、ロータマグネット２２は、着磁された状態でコア５の中に配置されるが、本発明はこれに限られない。すなわち、センサマグネットと同様に磁場配向処理を施した未着磁の状態であっても良い。この場合は、目印部２ｃを基準にしてモールド後にロータマグネット２２の着磁処理を行う。   Furthermore, the mark portion 2c of the rotor 2 of the axial gap type electric motor according to the first embodiment can be combined with the concave portion 25c provided in the bearing portion 25, so that it can also be used as an uneven portion for preventing idling. For this reason, since the adhesion | attachment process etc. which adhere | attach so that a rotor and a bearing part may not slip idle can be omitted, the further man-hour reduction effect can be acquired. In this embodiment, the rotor magnet 22 is arranged in the core 5 in a magnetized state, but the present invention is not limited to this. That is, it may be in an unmagnetized state that has been subjected to a magnetic field orientation process in the same manner as the sensor magnet. In this case, the magnetizing process of the rotor magnet 22 is performed after molding with the mark portion 2c as a reference.

なお、上記実施例１では、ロータ２の一成型例として２回成型の手順について説明したが、実施例１のロータ構造を実現するためには必ずしも２回成型を行う必要はない。例えば、金型内で部品を支持する部材をモールドする樹脂と同じ部材を使って構成すれば、１回成型を行うだけでロータの周囲を確実にモールドすることが可能となる。また、金型内における部品を細い支持部材を使って支持し、１回成型後に、支持部材で空いた穴を埋める工程を追加するだけでロータの周囲を確実にモールドすることもできる。さらに、支持部材を使わずに、金型内でモールドする材料を浮かすことにより、１回成型だけでロータの周囲を確実にモールドすることができるようになっている。   In the first embodiment, the procedure of the two-time molding has been described as an example of molding the rotor 2. However, in order to realize the rotor structure of the first embodiment, it is not always necessary to perform the two-time molding. For example, if the member that supports the components in the mold is configured using the same member as the resin that molds, the periphery of the rotor can be surely molded only by performing molding once. In addition, the periphery of the rotor can be reliably molded by adding a process of filling a hole formed by the support member after the molding is performed once after supporting the parts in the mold using a thin support member. Further, by floating the material to be molded in the mold without using a support member, the periphery of the rotor can be reliably molded by only one molding.

また、上記実施例１では、ロータマグネット２２の磁極位置を目印部２ｃにより外観から容易に判断できるように構成したが、この目印部２ｃと併用できるように、ロータマグネット２２の磁極位置をモールド後であっても正確に判別することのできる構成を上記実施例１に追加しても良い。以下その構成について説明する。   In the first embodiment, the magnetic pole position of the rotor magnet 22 can be easily determined from the appearance by the mark portion 2c. However, the magnetic pole position of the rotor magnet 22 is adjusted after molding so that it can be used together with the mark portion 2c. Even in such a case, a configuration capable of accurately discriminating may be added to the first embodiment. The configuration will be described below.

図１６は、ロータマグネットを８極分着磁した状態を示すロータの斜視図であり、図１７は、図１６のロータの断面図であり、図１８は、図１７のロータを用いてセンサマグネットの着磁工程を説明する断面図であり、図１９は、図１８によりセンサマグネットを８極分着磁した状態を示すロータの斜視図である。   16 is a perspective view of the rotor showing a state in which the rotor magnet is magnetized into eight poles, FIG. 17 is a sectional view of the rotor of FIG. 16, and FIG. 18 is a sensor magnet using the rotor of FIG. FIG. 19 is a perspective view of the rotor showing a state in which the sensor magnet is magnetized by 8 poles as shown in FIG.

２回成型によりロータ２００の周囲を樹脂でモールドしたロータ２００は、図１６に示すように、円板部２００ａと円筒部２００ｂとで構成されている。このロータ２００に内蔵されているロータマグネット２２０は、図１６および図１７の矢印で示すように、ロータ２００の回転軸方向に８極分着磁済みである。ここで、ロータ２００の円筒部２００ｂの先端付近に設けられたセンサマグネット２４０は、まだ着磁されていない。そこで、このロータ２００には、図１８に示すように、ロータマグネット位置固定用磁石３００をロータマグネット２２０の回転軸方向に所定の間隙を開けて対向的に配置すると共に、センサマグネット着磁用磁極４００をセンサマグネット２４０外周方向に所定の間隙を開けて配置し、軸受部２５０によってロータ２００が回転フリーな状態となっている。   As shown in FIG. 16, the rotor 200 in which the periphery of the rotor 200 is molded with resin by two-time molding includes a disc portion 200 a and a cylindrical portion 200 b. As shown by the arrows in FIGS. 16 and 17, the rotor magnet 220 built in the rotor 200 has been magnetized for eight poles in the rotation axis direction of the rotor 200. Here, the sensor magnet 240 provided near the tip of the cylindrical portion 200b of the rotor 200 is not yet magnetized. Therefore, as shown in FIG. 18, the rotor magnet position fixing magnet 300 is disposed opposite to the rotor 200 with a predetermined gap in the rotation axis direction of the rotor magnet 220, and the magnetic pole for sensor magnet magnetization. 400 is arranged with a predetermined gap in the outer circumferential direction of the sensor magnet 240, and the rotor 200 is in a rotation-free state by the bearing portion 250.

ここで、ロータマグネット位置固定用磁石３００を例えばＮ極になるよう励磁すると、ロータマグネット２２０のＳ極が吸引されて位置が固定される。ここで、センサマグネット着磁用磁極４００を使ってセンサマグネット２４０をＳ極に着磁させる。続いて、ロータマグネット位置固定用磁石３００をＳ極になるよう励磁すると、今度はロータマグネット２２０のＮ極が吸引されて位置が固定される。ここで、センサマグネット着磁用磁極４００を使ってセンサマグネット２４０をＮ極に着磁させる。ロータマグネット位置固定用磁石３００とセンサマグネット着磁用磁極４００とは、この動作を１極分ずつ組で着磁処理を行うと共に、隣接する磁極を順番に４回着磁動作を繰り返すことにより、センサマグネット２４０をロータマグネット２２０の磁極位置に対応するように８極分着磁させることができる。センサマグネット２４０の着磁方向は、図１９の矢印に示す方向となる。   Here, when the magnet 300 for fixing the rotor magnet position is excited to be, for example, the north pole, the south pole of the rotor magnet 220 is attracted and the position is fixed. Here, the sensor magnet 240 is magnetized to the S pole using the magnetic pole 400 for magnetizing the sensor magnet. Subsequently, when the magnet 300 for fixing the rotor magnet position is excited to be the S pole, the N pole of the rotor magnet 220 is attracted and the position is fixed. Here, the sensor magnet 240 is magnetized to the N pole using the sensor magnet magnetizing magnetic pole 400. The magnet 300 for fixing the rotor magnet position and the magnetic pole 400 for magnetizing the sensor magnet perform a magnetizing process for this operation by one pole at a time and repeat the magnetizing operation four times in order for adjacent magnetic poles. The sensor magnet 240 can be magnetized by eight poles so as to correspond to the magnetic pole position of the rotor magnet 220. The magnetizing direction of the sensor magnet 240 is the direction indicated by the arrow in FIG.

このように、図１６〜図１９に示したセンサマグネットの着磁方法は、上記実施例１の目印部２ｃに加えて採用することにより、さらに確実かつ容易にロータマグネット２２０の磁極位置に対応させて、センサマグネット２４０を着磁することができるという効果を奏する。   As described above, the magnetizing method of the sensor magnet shown in FIGS. 16 to 19 is adopted in addition to the mark portion 2c of the first embodiment, so that the magnetic pole position of the rotor magnet 220 can be more reliably and easily associated. Thus, the sensor magnet 240 can be magnetized.

以上のように、本発明にかかるアキシャルギャップ型電動機およびそれを用いたポンプ装置は、金属の腐食しやすい液体を扱うアキシャルギャップ型電動機およびポンプ装置に有用であって、特に、水中で用いられるウォータポンプなどに用いられるアキシャルギャップ型電動機およびそれを用いたポンプ装置に適している。   As described above, the axial gap type electric motor and the pump apparatus using the same according to the present invention are useful for the axial gap type electric motor and the pump apparatus that handle a liquid that easily corrodes metal, and in particular, are used in water. It is suitable for an axial gap type electric motor used for a pump or the like and a pump device using the same.

１ ポンプ装置
２，２００ ロータ
２ａ，２００ａ 円板部
２ｂ，２００ｂ 円筒部
２ｃ 目印部
２１，２１０ バックヨーク
２１ａ ロータマグネットボス用穴
２２，２２０ ロータマグネット
２３，２３０ ステンカバー
２４，２４０ センサマグネット
２４ａ センサマグネット用ボス穴
２５，２５０ 軸受部
２５ａ 円板部
２５ｂ 円筒部
２５ｃ 凹部
２６，２６０ 樹脂部
２６ｂ 第２樹脂部
２７ ポンプ室
２８ ポンプカバー
２９ａ 吸水口
２９ｂ 排出口
３ ステータ
３１ コアメンバー
３１１ ステータコア
３１２ ティース面
３１３ ヨーク面
３１４ インシュレータ
３４ 巻線
３５ 樹脂成型体
３６ 仕切壁
３７ 電動機室
３８ ステータカバー
３９ 駆動制御基板
４ キャビティー
５ コア
５ａ 磁極位置規定用ボス
５ｂ 磁場配向位置規定用ボス
５ｃ ログネット保持部
３００ ロータマグネット位置固定用磁石
４００ センサマグネット着磁用磁極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pump apparatus 2,200 Rotor 2a, 200a Disc part 2b, 200b Cylindrical part 2c Marking part 21,210 Back yoke 21a Rotor magnet boss hole 22,220 Rotor magnet 23,230 Stainless cover 24,240 Sensor magnet 24a Sensor magnet Boss hole 25, 250 Bearing portion 25a Disc portion 25b Cylindrical portion 25c Recess 26, 260 Resin portion 26b Second resin portion 27 Pump chamber 28 Pump cover 29a Water inlet 29b Discharge port 3 Stator 31 Core member 311 Stator core 312 Teeth surface 313 Yoke surface 314 Insulator 34 Winding 35 Resin molding 36 Partition wall 37 Motor room 38 Stator cover 39 Drive control board 4 Cavity 5 Core 5a Magnetic pole position defining boss 5b Magnetic field orientation position defining bob 5c Log net holder 300 Rotor magnet position fixing magnet 400 Sensor magnet magnetization magnetic pole

Claims (4)

ステータとロータとが前記ロータの回転軸の軸方向に所定の空隙をもって対向的に配置されたアキシャルギャップ型電動機であって、
前記ロータは、
前記ステータのティース面と軸方向に対向して配置される回転駆動用のロータマグネットと、
前記ロータマグネットの磁極位置に対応して着磁される回転制御用のセンサマグネットと、
前記ロータマグネットと前記センサマグネットとを少なくとも含み、前記ロータの周囲を樹脂で覆う樹脂部と、
を備え、前記樹脂部に前記ロータマグネットの磁極位置を示す目印部を設けたことを特徴とするアキシャルギャップ型電動機。 An axial gap type electric motor in which a stator and a rotor are arranged to face each other with a predetermined gap in the axial direction of the rotating shaft of the rotor,
The rotor is
A rotor magnet for rotational drive disposed in an axial direction opposite to the teeth surface of the stator;
A sensor magnet for rotation control magnetized corresponding to the magnetic pole position of the rotor magnet;
A resin portion including at least the rotor magnet and the sensor magnet, and covering the periphery of the rotor with a resin;
An axial gap type electric motor characterized in that a mark portion indicating a magnetic pole position of the rotor magnet is provided in the resin portion. 前記ロータを軸支して、滑らかに摺動回転させる軸受部をさらに備え、
前記目印部は、前記軸受部と嵌合する形状に構成され、前記ロータの回転時に前記目印部と前記軸受部とが嵌合した状態で前記ロータと前記軸受部との空転を防止することを特徴とする請求項１に記載のアキシャルギャップ型電動機。 Further comprising a bearing that pivotally supports the rotor and smoothly slides and rotates,
The mark portion is configured to fit into the bearing portion, and prevents the rotor and the bearing portion from slipping in a state where the mark portion and the bearing portion are fitted when the rotor rotates. The axial gap type electric motor according to claim 1, wherein 前記樹脂部は、前記ロータの全周囲が樹脂で覆われるように、第１樹脂部と第２樹脂部の２回に分けて成型することを特徴とする請求項１または２に記載のアキシャルギャップ型電動機。   3. The axial gap according to claim 1, wherein the resin portion is molded in two steps of the first resin portion and the second resin portion so that the entire periphery of the rotor is covered with the resin. Type electric motor. 請求項１〜３のいずれか一つに記載のアキシャルギャップ型電動機を用いたポンプ装置。   The pump apparatus using the axial gap type electric motor as described in any one of Claims 1-3.
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