CN1941569A - 密封电动机及密封泵 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电动机的效率高、性能不均衡小且廉价的密封电动机。在具有将直流无刷电动机的定子铁芯(60)从转子磁体(68)隔开地进行密闭的罐体(52)的密封电动机(50)中,罐体(52)构成为包括:将定子铁芯(60)在转子磁体(68)的旋转方向上定位的铁芯定位部(62);以及将用于检测转子磁体(68)的磁极的磁传感器(74)在转子磁体(68)的旋转方向上定位的传感器定位部(76),从而可解决上述问题。所述铁芯定位部(62)最好为凹状。另外,所述传感器定位部(76)最好为平行于转子磁体(68)的旋转轴的凹状、或平行于装设有磁传感器(74)的传感器基板的凹状。

Description

密封电动机及密封泵
技术领域
本发明涉及一种密封电动机及密封泵,尤其是涉及具有将直流无刷电动机的定子铁芯从转子磁体隔开地进行密闭的罐体的密封电动机及密封泵。
背景技术
作为为了供给热水或供水而对流体进行加压并将其排出的泵,已知有一种密封泵,其将电动机的转子磁体和叶轮以一体的结构收纳在泵室内,且在隔着遮蔽流体的分隔壁(罐体)的位置上配置有电动机的定子铁芯。这种密封泵以前一般是使用结构简单的交流电动机的密封泵,但为了应对节省电力的要求,正在开发使用直流电动机的密封泵(例如专利文献1)。
图4是专利文献1所示的密封泵的剖视图。图4所示的密封泵包括:使泵的叶轮3旋转的转子9;对该转子9进行密闭的分隔壁11;隔着该分隔壁11的位置上设有的定子10;将该定子10固定在内部的电动机框架13;以及设在该电动机框架13内的控制部12。
该密封泵可以认为是使用了在控制部12上装设有霍尔元件等磁传感器20的无刷直流电动机的结构。因此,可以想象在该密封泵中,磁传感器20越过分隔壁11检测永磁体8的磁力线,控制部12根据检测出的磁力线推定转子9的旋转位置,而且,控制部12根据该转子9的旋转位置对流经定子10的电流进行整流。
专利文献1:日本专利特开2001-317486号公报(第1图)
但是,在作为构成密封泵的密封电动机使用交流电动机时,对交流电动机的定子铁芯与转子的定位精度的要求不太高,即使定子铁芯与转子的位置关系有一些偏离,对电动机性能的影响也比较小。因此,在使用交流电动机的密封泵中,比较注重影响泵的送水能力的泵室内部的轴承与叶轮的位置关系的精度。
另一方面,在作为构成密封泵的密封电动机使用直流电动机时,重要的是位于密封泵的分隔壁11(参照图4)内部的泵室内的永磁体8、位于分隔壁11外部的定子10、检测永磁体8的磁极的磁传感器20的位置关系。尤其是,若定子10与磁传感器20的位置关系偏离设计值,则会导致电动机性能大幅降低,产生泵的效率恶化的问题。
在现有的专利文献1所记载的密封泵中,磁传感器20装设在控制部12的基板上,因此,控制部12与定子10的安装误差、控制部12与磁传感器20的安装误差、所安装的磁传感器20的倾斜误差相加,从而使电动机性能恶化,产生不能得到规定的泵性能的不良状况。另外,在适用于切换旋转方向进行使用的伺服电动机等时,定子10与磁传感器20的安装误差会表现为各旋转方向的转矩性能之间出现差异,故不佳。
另外,为了维持泵的性能,可以在组装工序中进行调整,使控制部12与定子10的安装误差、控制部12与磁传感器20的安装误差、所安装的磁传感器20的倾斜误差减小,但这样会增加组装调整的工序,存在导致泵的价格上升的不良状况。
发明内容
为了解决上述问题,本发明的目的在于提供一种电动机的效率高、转矩性能不均衡小且廉价的密封电动机及密封泵。
为了解决上述问题,本发明的密封电动机,具有将直流无刷电动机的定子铁芯从转子磁体隔开地进行密闭的罐体,其特征在于,所述罐体具有:将所述定子铁芯在所述转子磁体的旋转方向上定位的铁芯定位部;以及将用于检测所述转子磁体的磁极的磁传感器在所述转子磁体的旋转方向上定位的传感器定位部。
采用本发明,直流无刷电动机的定子铁芯和磁传感器的安装容易,且定子铁芯和磁传感器的安装误差小,从而可减小电动机的输出特性的不均衡。
在上述本发明的密封电动机中,所述铁芯定位部最好是凹状的定位部。
采用本发明,可在不使罐体的刚性降低的情况下将定子铁芯以靠近转子磁体的状态定位在罐体上。结果是,定子铁芯与转子磁体的间隙变小,可增大密封电动机的输出转矩。
在上述本发明的密封电动机中,所述传感器定位部可以是(i)平行于所述转子磁体的旋转轴的凹状定位部,也可以是(ii)平行于装设有所述磁传感器的传感器基板的凹状定位部。
采用上述(i)发明,可将磁传感器配置在转子磁体以放射状发出的强磁场中,因此,可提高转子磁体的旋转位置的检测精度,使密封电动机的输出性能稳定化。另外,采用上述(ii)发明,可将磁传感器装设成与配置在相对于转子磁体的旋转轴呈直角的面上的传感器基板平行。结果是,磁传感器的安装容易,可利用芯片安装器(日文:チツプマウンタ)进行自动安装。另外,采用这些(i)(ii)发明,可在不使罐体的刚性降低的情况下将磁传感器以靠近转子磁体的状态定位在罐体上。结果是,定子铁芯与转子磁体的间隙变小,从而可提高磁传感器检测出的转子磁体的旋转位置的精度,使密封电动机的输出性能稳定化。
另外,为了解决上述问题,本发明的密封泵,包括密封电动机及泵部,所述密封电动机具有:定子铁芯、转子磁体、以及将定子铁芯从转子磁体隔开地进行密闭的罐体,所述泵部具有与所述转子磁体连接、且与该转子磁体一起旋转的叶轮,其特征在于,所述罐体具有:将所述定子铁芯在所述转子磁体的旋转方向上定位的铁芯定位部;以及将用于检测所述转子磁体的磁极的磁传感器在所述转子磁体的旋转方向上定位的传感器定位部。
采用本发明,由于罐体具有铁芯定位部和传感器定位部,故定子和磁传感器的安装误差减小。结果是,不易引起泵性能的降低,可抑制泵效率的恶化。另外,由于不需调整定子和磁传感器的安装误差,故可减少组装调整的工序,抑制泵的价格上升。
采用本发明的密封电动机,可提供一种电动机的效率高、性能不均衡小且廉价的密封电动机。另外,采用本发明的密封泵,则不易引起泵性能的降低,可抑制泵效率的恶化,且可抑制泵的价格上升。
附图说明
图1是表示本发明的使用了密封电动机的密封泵的一例的剖视图。
图2是表示对图1所示的密封泵按零件分解后的状态的立体图。
图3是从底面侧观察罐体的立体图。
图4是现有的密封泵的剖视图。
符号说明:
30密封泵                       32泵壳
34叶轮                         36吸入口
38排出口                       40泵部
50密封电动机                   52罐体
53O形环                        54电动机壳体
56定子线圈                     57端子
58绕线筒                       60定子铁芯
62铁芯定位部                   64轴
66轴承                         68转子磁体
70、72推力轴承
74磁传感器(与转子磁体的旋转轴平行配置的磁传感器)
76传感器定位部(与转子磁体的旋转轴平行)
78传感器基板
84磁传感器(与传感器基板平行配置的磁传感器)
86传感器定位部(与传感器基板平行)
具体实施方式
下面参照附图对本发明的密封电动机及密封泵进行说明。
图1是表示本发明的使用了密封电动机50的密封泵30的一例的剖视图。在图1的中心线Z之上的上半部分是定子铁芯60所处的部分的截面,在图1的中心线Z之下的下半部分是磁传感器74所处的部分的截面。另外,图2是表示对图1所示的密封泵30按零件分解后的状态的立体图。图3是从底面侧观察罐体52的立体图。
如图1及图2所示,本发明的密封泵30包括密封电动机50及泵部40,其中,密封电动机50具有定子铁芯60、转子磁体68及罐体52,该罐体52将定子铁芯60从转子磁体68隔开地进行密闭,泵部40具有与转子磁体68连接、且与转子磁体68一起旋转的叶轮34。并且,如图2及图3所示,密封电动机50所具有的罐体52包括:将定子铁芯60在转子磁体68的旋转方向上定位的铁芯定位部62;以及将用于检测转子磁体68的磁极的磁传感器74、84在转子磁体68的旋转方向上定位的传感器定位部76、86。
如图1及图2所示,本发明的密封泵30是如下所述的泵:为了进行供给热水或供水等,从泵壳32的吸入口36吸入流体,由正在旋转的叶轮34的叶片引导的流体因离心力而向外周方向加压,该加压后的流体从排出口38排出。
密封泵30由具有叶轮34的泵部40、以及使叶轮34旋转的密封电动机50的部分构成。
图1及图2所示的密封电动机50为了提高泵的效率而使用直流无刷电动机。密封电动机50包括:将直流无刷电动机的定子铁芯60从转子磁体68隔开地进行密闭、且保持定子铁芯60的罐体52;配置在泵壳32与罐体52之间、防止排出的流体从泵壳32与罐体52的间隙泄漏的0形环53;以及通过覆盖密封电动机50的定子侧从而从外部保护定子等的内部结构的电动机壳体54。
另外,密封电动机50包括:因有电流流过而产生磁场、对转子磁体68施加旋转转矩的定子线圈56;保持定子线圈56的绕线筒58;定位绕线筒58且使定子线圈56生成的磁力线集中通过的定子铁芯60;检测转子磁体68的磁极的磁传感器74(与转子磁体68的旋转轴平行配置的磁传感器);对各定子线圈56的端子57进行中转且装设有磁传感器74的传感器基板78;由罐体52和泵壳32固定两端、且支撑轴承66的轴64;以及沿推力方向支撑相对轴64旋转的轴承66的推力轴承70、72。
图1及图2所示的密封电动机50的传感器基板78装设有三个磁传感器74或三个磁传感器84,而且进行配线对12极的定子线圈56的端子57进行中转而成为三相输入。
转子侧的叶轮34由转子磁体68及轴承66固定。因此,叶轮34由轴承66承受径向及推力方向上的负载,能以轴64为轴心进行旋转运动。
图1及图2所示的密封电动机50例示的是三相、定子为12极、转子为8极的无刷直流电动机的实施例,但本发明的密封电动机并不限定为该磁极数和相。
如图1~图3所示,将定子铁芯60从转子磁体68隔开地进行密闭的罐体52包括:将定子铁芯60在转子磁体68的旋转方向上定位的12处铁芯定位部62;以及将磁传感器74在转子磁体68的旋转方向上定位的3处传感器定位部76(与转子磁体的旋转轴平行的凹部)。通过将铁芯定位部62和传感器定位部76设置在罐体52上,可减小定子铁芯60与磁传感器74的安装误差,从而可减小密封电动机50的输出特性的不均衡。
另外,在本发明中,通过将铁芯定位部62和传感器定位部76设置在罐体52上,可容易地进行定子铁芯60与磁传感器74的组装及定位,因此,组装调整的工序减少,可提供廉价的密封电动机50。另外,可提供高效且性能不均衡小的密封电动机50。
在图1及图2中,例示了铁芯定位部62和传感器定位部76形成为凹状的实施例,但本发明并不限定为凹状,为了将定子铁芯60或磁传感器74在转子的旋转方向上定位,也可将铁芯定位部62和传感器定位部76形成为突起或凸部等形状。
凹状的铁芯定位部62可使定子铁芯60靠近转子磁体68,因此,可在罐体52的刚性不显著降低的情况下使密封电动机50的输出转矩增大。
同样地,凹状的传感器定位部76可使磁传感器74靠近转子磁体68,因此,可提高磁传感器74检测出的转子磁体68的旋转位置的精度,使密封电动机50的输出性能稳定。
在图3所示的罐体52中,除3处传感器定位部76外,还包括将磁传感器84(参照图2的传感器基板78)在转子磁体68的旋转方向上定位的3处传感器定位部86(平行于传感器基板78的凹部)。
磁传感器74和磁传感器84通常不同时使用,只要装设其中任一个即可。在图3所示的罐体52中,例示了为了使罐体52可在双方形式的密封电动机50中共用,而同时具有传感器定位部76及传感器定位部86的实施例,但只要具有传感器定位部76或传感器定位部86中任一个即可实现本发明的目的。
由于传感器定位部76的形状形成为与转子磁体68的旋转轴平行的凹状,故可将磁传感器74相对转子磁体68的磁力线呈直角地配置。因此,可将磁传感器74配置在转子磁体68以放射状发出的强磁场中。由此,可提高磁传感器74检测出的转子磁体68的旋转位置的精度,使密封电动机50的输出转矩性能稳定。
为了维持密封泵30的排出能力,重要的是泵壳32中的叶轮34在推力方向上的定位精度。在图1所示的实施例中,设计成转子磁体68的中心线MC与定子铁芯60的中心线CC错开,从而利用密封泵30动作时产生的磁力形成的吸引力,始终将转子侧的轴承66向推力轴承70侧推压。这样,在图1所示的密封泵30中,可确保泵壳32中的叶轮34在推力方向上的定位精度。
这样,若设计成转子磁体68的中心线MC与定子铁芯60的中心线CC错开,则必然会使转子磁体68向图1中的左方伸出。在该转子磁体68伸出的位置上设置磁传感器74,可有效利用密封电动机50的空闲空间。
另一方面,在使用磁传感器84(参照图2的传感器基板78)控制密封电动机50的旋转时,只要将磁传感器84嵌合装设在传感器定位部86(参照图3)上即可。此时,可使用芯片安装器等自动装置将磁传感器84容易地装设在传感器基板78上,可使密封泵30的价格低廉。

Claims (8)

1、一种密封电动机,具有将直流无刷电动机的定子铁芯从转子磁体隔开地进行密闭的罐体,其特征在于,
所述罐体具有:将所述定子铁芯在所述转子磁体的旋转方向上定位的铁芯定位部;以及将用于检测所述转子磁体的磁极的磁传感器在所述转子磁体的旋转方向上定位的传感器定位部。
2、如权利要求1所述的密封电动机,其特征在于,所述铁芯定位部是凹状的定位部。
3、如权利要求1或2所述的密封电动机,其特征在于,所述传感器定位部是平行于所述转子磁体的旋转轴的凹状定位部。
4、如权利要求1所述的密封电动机,其特征在于,所述传感器定位部是平行于装设有所述磁传感器的传感器基板的凹状定位部。
5、如权利要求2所述的密封电动机,其特征在于,所述传感器定位部是平行于装设有所述磁传感器的传感器基板的凹状定位部。
6、一种密封泵,包括密封电动机及泵部,所述密封电动机具有:定子铁芯、转子磁体、以及将所述定子铁芯从所述转子磁体隔开地进行密闭的罐体,所述泵部具有与所述转子磁体连接、且与该转子磁体一起旋转的叶轮,其特征在于,
所述罐体具有:将所述定子铁芯在所述转子磁体的旋转方向上定位的铁芯定位部;以及将用于检测所述转子磁体的磁极的磁传感器在所述转子磁体的旋转方向上定位的传感器定位部。
7、如权利要求6所述的密封泵,其特征在于,在所述密封泵中,转子磁体的中心线与定子铁芯的中心线错开。
8、如权利要求6或7所述的密封泵,其特征在于,所述密封泵从泵壳的吸入口吸入流体,由正在旋转的所述叶轮的叶片引导的流体因离心力而向外周方向加压,该加压后的流体从排出口排出。
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Assignee: Nippon electric three CO (Zhejiang) Co., Ltd.

Assignor: Sankyo Seiki Seisakusho KK

Contract record no.: 2011990000874

Denomination of invention: Sealed electric-motor and sealed pump

Granted publication date: 20101201

License type: Exclusive License

Open date: 20070404

Record date: 20110907

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Granted publication date: 20101201

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