JP2004229469A - ブラシレスモータ及び流体ポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁性粉体にて一体的にキャンを成形するステータコアを有するものであって、キャンの防錆性を向上することができるブラシレスモータを提供する。
【解決手段】ステータコア６を構成するインナコア８は、放射状に延びる複数のティース１０と、該ティース１０の径方向内側端部を連結する円筒部１１及び該円筒部１１の一端を封鎖する底部１２にて構成されるキャン１３とを備え、磁性粉体にて一体成形される。そして、そのキャン１３の内側面１３ａには樹脂１４のコーティングによる防錆処理が施される。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブラシレスモータ及びブラシレスモータを駆動源とした流体ポンプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブラシレスモータを駆動源とした流体ポンプ装置は、例えば、特許文献１にて開示されているような構成としたものがある。この流体ポンプ装置のブラシレスモータは、ステータコアのティースに巻線を巻装してなるステータと、該ステータの内側に回転可能に配設され流体を吐出させるためのファン（インペラ）が一体的に設けられるロータとを備えている。又、ステータ（ステータコア）とロータとの間には円筒形状のキャン（仕切り板）が設けられ、このキャンにより、ステータ側が流体から仕切られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−３１７６８２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、本出願人は、前記ステータコアを磁性粉体で成形し、そのステータコアと一体的にキャンを成形することを提案している。このようにすれば、部品点数が低減できる等の利点があるためである。
【０００５】
しかしながら、その反面、キャンの内側面（ロータ側の面）は流体に晒される部分であるため、金属を含有する磁性粉体よりなるキャンには錆が発生する可能性がある。このように錆が発生した場合、例えば、キャンの強度が劣化したり、ロータとのエアギャップ（空隙）が縮小してしまうといった種々の問題が発生する。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、磁性粉体にて一体的にキャンを成形するステータコアを有するものであって、キャンの防錆性を向上することができるブラシレスモータ及び流体ポンプ装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、請求項１に記載の発明は、放射状に延びる複数のティースと、該ティースの径方向内側端部を連結する円筒部及び該円筒部の一端を封鎖する底部にて構成されるキャンとを備え、磁性粉体にて一体成形されるステータコアと、前記ティースに巻装される巻線と、前記巻線が巻装される前記ティース側と仕切られるように前記キャンの内側に回転可能に配設されるロータと、を備え、前記ステータコアにおける少なくとも前記キャンの内側面に防錆処理を施したブラシレスモータである。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のブラシレスモータにおいて、前記防錆処理は、前記キャンの内側面に対して施される。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のブラシレスモータにおいて、前記防錆処理は、樹脂コーティング若しくはリン酸塩処理である。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のブラシレスモータにおいて、前記ステータコアは、前記ティース及び前記キャンを有するインナコアと、該ティースの径方向外側端部を連結する円環状のアウタコアとからなり、少なくともインナコアが前記磁性粉体にて成形される。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のブラシレスモータと、前記ブラシレスモータのキャンの内側空間と連通する吸入口及び吐出口が形成されるケースと、前記ブラシレスモータのロータと一体回転し、前記吸入口から流体を吸い込んで前記吐出口から吐出させるファンと、を備えた流体ポンプ装置である。
【００１１】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、ステータコアは、放射状に延びる複数のティースと、該ティースの径方向内側端部を連結する円筒部及び該円筒部の一端を封鎖する底部にて構成されるキャンとを備え、磁性粉体にて一体成形される。ステータコアにおける少なくともキャンの内側面には防錆処理が施される。これにより、キャンの内側にて例えば流体を扱うような場合に、防錆処理が施されたキャンの内側面への錆の発生が防止される。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、防錆処理はキャンの内側面に対して施される。つまり、キャンの外側、即ち巻線やティース側は錆びる可能性が低いため、錆びる可能性が高いキャンの内側面に防錆処理を施すようにすれば、少ない防錆処理で防錆性を向上できる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、防錆処理は樹脂又はリン酸塩を用いたコーティングよりなるので、防錆処理が安価に行われる。
請求項４に記載の発明によれば、ステータコアは、ティース及びキャンを有するインナコアと、該ティースの径方向外側端部を連結する円環状のアウタコアとからなり、少なくともインナコアが磁性粉体にて成形される。これにより、アウタコアと連結する前にインナコアのティースに巻線を巻装すれば、ティースへの巻線の巻装が容易である。
【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、流体ポンプ装置の駆動源であるブラシレスモータのキャンはその内側面が流体に晒されるが、その内側面は防錆処理が施されるので、キャンの内側面への錆の発生が防止される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、流体ポンプ装置は、第１及び第２ケース１，２と、ブラシレスモータ３とを備える。
【００１６】
第１ケース１は、円盤部１ａと、円盤部１ａの外縁から立設した第１筒部１ｂとからなる。第２ケース２は、その基端部が第１筒部１ｂと連続するように固定される第２筒部２ａと、第２筒部２ａの先端部から径方向内側に延びる内延部２ｂと、内延部２ｂの内縁から第２筒部２ａと同軸方向に延びる小径筒部２ｃとからなる。この小径筒部２ｃにおいて、軸方向の中間部には該小径筒部２ｃ内を仕切るように内部円盤部２ｄが形成され、その内部円盤部２ｄには、外部と軸方向に連通する吸入口２ｅが形成されている。又、小径筒部２ｃにおいて、軸方向の基端側（図１中、右側）には、外部と径方向に連通する吐出口２ｆが形成されている。吸入口２ｅ及び吐出口２ｆは後述するキャン１３の内側空間と連通し、吸入口２ｅから吸い込んだ流体を吐出口２ｆに導く流路を形成している。
【００１７】
ブラシレスモータ３は、ステータ４とロータ５とを備える。ステータ４は、ステータコア６と巻線７とを備える。このステータコア６は、図２に示すように、インナコア８とアウタコア９とからなる。
【００１８】
インナコア８は、放射状に延び巻線７が巻装される複数個（本実施形態では、１８個）のティース１０と、該ティース１０の径方向内側端部を連結する円筒部１１と、該円筒部１１の軸方向の一端を封鎖する底部１２とが一体形成されてなる。ティース１０の径方向外側端部には、先端（外側）に向かうほど幅が広くなる楔状の係止凸部１０ａが形成されている。底部１２の底面には円筒状の支持筒部１２ａが立設されている。そして、本実施形態では、円筒部１１及び底部１２とによりキャン１３が構成され、該キャン１３により巻線７が巻装されるティース１０側と流体を扱うロータ５側とが仕切られている。
【００１９】
このインナコア８は、磁性粉体が用いられて成形される。詳しくは、インナコア８は、磁性粉体及び磁性粉体を結合させるための樹脂材料よりなる結合材にて一体成形（圧縮成形）されている。因みに、底部１２における結合材の比率は、その他の箇所（ティース１０、円筒部１１）における結合材の比率より多くされて成形されている。つまり、結合材（樹脂材料）の比率を多くすると磁気抵抗が高くなることから、底部１２は磁気抵抗が高く構成され、該底部１２に磁束が漏れることが低減されている。
【００２０】
キャン１３の内側面１３ａ（円筒部１１及び底部１２の内側面１１ａ，１２ｂ）には、図１に示すように、樹脂１４のコーティングが施されている。キャン１３の内側面１３ａは、流体に晒される部分であるためである。ここで、キャン１３が一体成形されるインナコア８は磁性粉体の成形品であるので、表面が粗く形成されている。そのため、キャン１３の内側面１３ａに樹脂１４が食い付き易く、該樹脂１４の定着が良好となっている。従って、少ない樹脂１４でも該樹脂１４はキャン１３の内側面１３ａに対して強固に固着されるので、樹脂１４が少なくてすみ、しかも樹脂１４の層を薄い層とすることができる。尚、図１及び図２において、樹脂１４の層を誇張するために実際よりも厚く示してある。
【００２１】
アウタコア９は、円環状に形成されており、その内周側には、前記係止凸部１０ａと係止可能な係止凹部９ａが形成されている。アウタコア９は、インナコア８と同様に、磁性粉体が用いられて成形される。そして、アウタコア９は、係止凹部９ａに係止凸部１０ａが嵌合されることでインナコア８に固定される。
【００２２】
巻線７は、インナコア８とアウタコア９とを連結する前にティース１０に巻装される。この巻線７には、図示しない制御回路から互いに所定の位相差を有するＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相の駆動電流が供給される。
【００２３】
このようなステータ４は、第１及び第２ケース１，２内部に収容保持される。このとき、ステータ４は、その円筒部１１の他端部（底部１２が形成されない側端部）が第２ケース２における内延部２ｂの内縁に液密に固定される。
【００２４】
これに対し、ロータ５は、略円筒形状の本体部２１の外周面に複数個（本実施形態では、１６個）のマグネット２２が固定されてなる。マグネット２２は、前記ティース１０の径方向内側端部と円筒部１１を介して対向するように固定されている。又、ロータ５の軸方向一端側には、流体を吸入口２ｅから吸い込んで吐出口２ｆから吐出させるためのファン２３が固定されている。このようなロータ５は、前記キャン１３により巻線７が巻装されるティース１０側と仕切られており、前記第２ケース２の内部円盤部２ｄと底部１２の支持筒部１２ａとに支持された固定シャフト２４に回転可能に支持される。
【００２５】
このように構成された流体ポンプ装置では、図示しない制御回路から巻線７に３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の駆動電流が供給されることで回転磁界が発生し、該回転磁界に応じてロータ５が回転駆動される。すると、ロータ５とともにファン２３が回転し、吸入口２ｅから流体が吸入されるとともに該流体が吐出口２ｆから吐出される（図１中、矢印参照）。
【００２６】
この場合、キャン１３の内側面１３ａは流体に晒される部分であるが、本実施形態ではそのキャン１３の内側面１３ａに対して樹脂１４のコーティングが施されている。そのため、キャン１３の内側面１３ａにおける錆の発生が防止されている。
【００２７】
次に、本実施形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）ステータコア６を構成するインナコア８は、放射状に延びる複数のティース１０と、該ティース１０の径方向内側端部を連結する円筒部１１及び該円筒部１１の一端を封鎖する底部１２にて構成されるキャン１３とを備え、磁性粉体にて一体成形される。そして、そのキャン１３の内側面１３ａには樹脂１４のコーティングによる防錆処理が施される。そして、上記したような流体ポンプ装置ではキャン１３の内側面１３ａは流体に晒されるが、その内側面１３ａは防錆処理が施されるので、キャン１３の内側面１３ａへの錆の発生を防止することができる。
【００２８】
（２）キャン１３が一体成形されるインナコア８は磁性粉体の成形品であるので、表面が粗く、キャン１３の内側面１３ａに樹脂１４が食い付き易い。そのため、樹脂１４の定着が良好で、少ない樹脂１４でも該樹脂１４はキャン１３の内側面１３ａに対して強固に固着される。従って、樹脂１４が少なくてすむ。しかも、樹脂１４の層を薄い層とすることができるので、ステータコア６とロータ５とのエアギャップ（空隙）を小さく設定することができる。
【００２９】
（３）樹脂１４のコーティング（防錆処理）はキャン１３の内側面１３ａに対して施される。つまり、キャン１３の外側、即ち巻線７やティース１０側は錆びる可能性が低いため、錆びる可能性が高いキャン１３の内側面１３ａに防錆処理を施すようにすれば、少ない防錆処理で防錆性を向上することができる。そのため、防錆処理にかかるコストを低減することができる。
【００３０】
（４）防錆処理は樹脂１４を用いたコーティングよりなるので、防錆処理を安価に行うことができる。
（５）ステータコア６は、ティース１０及びキャン１３を有するインナコア８と、該ティース１０の径方向外側端部を連結する円環状のアウタコア９とからなる。これにより、アウタコア９と連結する前にインナコア８のティース１０に巻線７を巻装すれば、ティース１０への巻線７の巻装を容易とすることができる。
【００３１】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
○上記実施形態では、樹脂１４のコーティングをキャン１３の内側面１３ａに対して行ったが、キャン１３の内側面１３ａ以外の部分をコーティングしてもよい。
【００３２】
○上記実施形態では、防錆処理として樹脂１４のコーティングを施したが、これに限定されるものではなく、例えばリン酸塩を用いたコーティングであってもよい。このリン酸塩を用いたコーティングも、上記した樹脂コーティングと同様に安価に行うことができる。
【００３３】
○上記実施形態では、インナコア８及びアウタコア９を連結してステータコア６を構成するようにしたが、ステータコア６の構成はこれに限定されるものではない。又、インナコア８及びアウタコア９の形状はこれに限定されるものではなく、適宜変更してもよい。又、アウタコア９をインナコア８と同様に磁性粉体にて成形したが、アウタコア９は磁性粉体の成形以外で構成するようにしてもよい。
【００３４】
○上記実施形態では、図１のような流体ポンプ装置のブラシレスモータ３に実施したが、これ以外の装置に用いるブラシレスモータに実施してもよい。
上記各実施形態から把握できる技術的思想を以下に記載する。
【００３５】
（イ） 放射状に延び巻線が巻装される複数のティースと、該ティースの径方向内側端部を連結する円筒部及び該円筒部の一端を封鎖する底部にて内側に回転可能に配設されるロータ側と仕切るために構成されるキャンとを備え、磁性粉体にて一体成形されるステータコアであって、
少なくとも前記キャンの内側面に防錆処理を施したことを特徴とするステータコア。
【００３６】
（ロ） 上記（イ）に記載のステータコアにおいて、
前記防錆処理は、前記キャンの内側面に対して施されることを特徴とするステータコア。
【００３７】
（ハ） 上記（イ）又は（ロ）に記載のステータコアにおいて、
前記防錆処理は、樹脂又はリン酸塩を用いたコーティングであることを特徴とするステータコア。
【００３８】
（ニ） 上記（イ）〜（ハ）のいずれか１項に記載のステータコアにおいて、
前記ティース及び前記キャンを有するインナコアと、該ティースの径方向外側端部を連結する円環状のアウタコアとからなり、少なくともインナコアが前記磁性粉体にて成形されることを特徴とするステータコア。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、磁性粉体にて一体的にキャンを成形するステータコアを有するものであって、キャンの防錆性を向上することができるブラシレスモータ及び流体ポンプ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の流体ポンプ装置の断面図。
【図２】ステータコアの分解斜視図。
【符号の説明】
２…ケースとしての第２ケース、２ｅ…吸入口、２ｆ…吐出口、３…ブラシレスモータ、５…ロータ、６…ステータコア、７…巻線、８…インナコア、９…アウタコア、１０…ティース、１１…円筒部、１２…底部、１３…キャン、１３ａ…内側面、１４…樹脂、２３…ファン。

Claims (5)

1. 放射状に延びる複数のティースと、該ティースの径方向内側端部を連結する円筒部及び該円筒部の一端を封鎖する底部にて構成されるキャンとを備え、磁性粉体にて一体成形されるステータコアと、
   前記ティースに巻装される巻線と、
   前記巻線が巻装される前記ティース側と仕切られるように前記キャンの内側に回転可能に配設されるロータと、を備え、
   前記ステータコアにおける少なくとも前記キャンの内側面に防錆処理を施したことを特徴とするブラシレスモータ。
2. 請求項１に記載のブラシレスモータにおいて、
   前記防錆処理は、前記キャンの内側面に対して施されることを特徴とするブラシレスモータ。
3. 請求項１又は２に記載のブラシレスモータにおいて、
   前記防錆処理は、樹脂又はリン酸塩を用いたコーティングであることを特徴とするブラシレスモータ。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のブラシレスモータにおいて、
   前記ステータコアは、前記ティース及び前記キャンを有するインナコアと、該ティースの径方向外側端部を連結する円環状のアウタコアとからなり、少なくともインナコアが前記磁性粉体にて成形されることを特徴とするブラシレスモータ。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のブラシレスモータと、前記ブラシレスモータのキャンの内側空間と連通する吸入口及び吐出口が形成されるケースと、
   前記ブラシレスモータのロータと一体回転し、前記吸入口から流体を吸い込んで前記吐出口から吐出させるファンと、
   を備えたことを特徴とする流体ポンプ装置。

Images