JP2004328874A

JP2004328874A - 同期モータとそれを用いたポンプ

Info

Publication number: JP2004328874A
Application number: JP2003119025A
Authority: JP
Inventors: Koichi Sadakane; 幸一貞包
Original assignee: Nidec Shibaura Corp
Current assignee: Nidec Shibaura Corp
Priority date: 2003-04-23
Filing date: 2003-04-23
Publication date: 2004-11-18

Abstract

【課題】振動を防止することができ、固定子巻線に関して防水及び防護を行うことができる同期モータを提供する。
【解決手段】Ｕ字型の固定子鉄心２６に取り付けられている一対の固定子巻線３４，３４と駆動回路基板３６をモールド樹脂によってモールドすると共に、回転子１４を回転自在に合成樹脂性の円筒体４４内部に収納するものである。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同期モータとそれを用いたポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
同期モータは、定常状態において同期速度で回転して動作するものであり、ポンプ、送風機、発電機等の駆動源によく使用されている（非特許文献１）。
【０００３】
【非特許文献１】
機械工学全書第２９巻「電気機械学」株式会社コロナ社１９８２年７月１日第１刷発行の第２０５頁
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような同期モータをポンプの駆動源として使用した場合には、次のような問題点がある。
【０００５】
同期モータの振動が大きく、そのためにポンプに振動音やビビリ音が発生するという問題点がある。
【０００６】
同期モータの固定子の巻線が剥き出しになっているため、ポンプのように水回りで使用する場合に被水する可能性があるという問題点がある。
【０００７】
ポンプの移送中等に他の部分と接触して剥き出しの固定子の巻線に傷が付きショート、もしくは、断線し動作をしなくなるという問題点がある。
【０００８】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、振動を防止することができ、固定子巻線に関して防水及び防護を行うことができる同期モータを提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、固定子鉄心に固定子巻線が巻回されて固定子が構成され、この固定子の内側で回転子が回転する同期モータにおいて、前記固定子鉄心に巻回された前記固定子巻線の部分をモールド樹脂によってモールドすることを特徴とする同期モータである。
【００１０】
請求項２の発明は、前記同期モータを駆動するための駆動回路基板も前記固定子巻線と共にモールドすることを特徴とする請求項１記載の同期モータである。
【００１１】
請求項３の発明は、前記回転子が永久磁石によって構成される回転磁界型の同期モータであって、前記回転子と前記回転子を回転自在に支持する軸受けを、合成樹脂製の円筒体に収納し、また、前記円筒体から前記回転子の回転軸のみが突出し、前記円筒体内部で前記回転子が回転可能に配され、前記円筒体を前記固定子の内側に配するようにして、前記円筒体と前記モールドした固定子をケーシングに固定することを特徴とする請求項１または２記載の同期モータである。
【００１２】
請求項４の発明は、前記固定子鉄心が、連結部と、この連結部の両端部から同じ方向に突出した一対の磁界発生部とよりなるＵ字型であって、前記一対の磁界発生部に固定子巻線をそれぞれ巻回し、また、前記一対の磁界発生部の先端部近傍の間に前記回転子を回転自在に配することを特徴とする請求項１から３のうち少なくとも一項に記載の記載の同期モータである。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１から４のうち少なくとも一項に記載の同期モータを用いるポンプであって、前記同期モータの前記回転子の回転軸に、前記ポンプの羽根車を連結することを特徴とするポンプである。
【００１４】
【作用】
請求項１の同期モータであると、固定子巻線が少なくともモールド樹脂によってモールドされているため、振動が抑制され、防水効果がある。
【００１５】
請求項２の同期モータであると、駆動回路基板も固定子巻線とモールドされているため、固定子巻線が被水することがなく、衝突によるダメージも防止することができる。
【００１６】
請求項３の同期モータであると、回転子も合成樹脂性の円筒体に収納されているため、前記説明した固定子と共に防水効果を得ることができる。
【００１７】
請求項４のＵ字型の固定子鉄心であると、固定子巻線を巻回し易く、また、一対の磁界発生部の先端部近傍の間に回転子を回転自在に配しやすい。
【００１８】
請求項５のポンプであると、防水効果を有する同期モータであるため、ポンプに用いることが好適である。
【００１９】
【発明の実施形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態の同期モータ１０について図１から図４に基づいて説明する。
【００２０】
本実施形態の同期モータ１０は、食器洗浄器に使用されるポンプの駆動源となるものである。
【００２１】
（１）同期モータ１０の概要
まず、同期モータ１０の概要について説明する。
【００２２】
同期モータ１０は、図１に示すように固定子１２と回転子１４とをケーシング１６と蓋体１８によって構成された空間内部に収納する構造である。
【００２３】
ケーシング１６は、合成樹脂製の筒体形状を成し、この筒体に回転子１４が収納され、筒体の側面部から膨出部１７が膨出し、この膨出部１７に固定子１２が収納される。また、ケーシング１６の開口部に、蓋体１８が被さる。
【００２４】
図３に示すように、蓋体１８は、円板部１９から長方形板部２１が突出した構造であり、この長方形板部２１は前記膨出部１７の形状に対応した形状となっている。蓋体１８の円板部１９の外側には、円筒状の第２ケーシング２０の一端部が固定されている。この第２ケーシング２０の他端部には、ポンプにおける水を送るための羽根車２２が配され、この羽根車２２は蓋体１８から突出した回転子１４の回転軸２４によって回転する。
【００２５】
（２）固定子１２の構造
次に、固定子１２の構造について、その製造方法の順番に説明する。
【００２６】
まず、Ｕ字型の鋼板を複数枚積層して、Ｕ字型の固定子鉄心２６を形成する。図３に示すように、このＵ字型の固定子鉄心２６は、連結部２８と連結部２８の両端部から同じ方向に突出した一対の磁界発生部３０とよりなり、磁界発生部３０の先端部内側は、回転子１４が収納可能なように、円弧状に切り欠かれている。
【００２７】
次に、図３に示すように、絶縁性材料よりなる２組のボビンにそれぞれ固定子巻線３４を巻回する。これら２組の巻回した固定子巻線３４を固定子鉄心２６の一対の磁界発生部３０，３０の基部まで挿入して、固定子１２を組み立てる。
【００２８】
次に、図２に示すように、同期モータ１０を駆動させるための駆動回路基板３６を、固定子１２の側部に、ネジによって固定する。この駆動回路基板３６の端部からは、回転子１４の位置を検出するためのホール素子３８が突出している。なお、駆動回路基板３６には、回転子１４が貫通するための貫通孔４２が開口している。
【００２９】
次に、この駆動回路基板３６に、前記巻回した固定子巻線３４の端部を電気的に接続する。また、図４に示すように、駆動回路基板３６の電源端子部４０に外部から電源を供給するための電源コードを接続する。
【００３０】
次に、ホール素子３８、回転子１４が挿入される磁界発生部３０、３０の先端部を除いて、熱硬化性樹脂よりなるモールド樹脂で固定子１２全体をモールドする。この場合に、駆動回路基板３６も同時にモールドする。このモールドする厚さは２〜３ｍｍ程度が好適である。
【００３１】
以上により、固定子１２が組み上がる。
【００３２】
（３）回転子１４の構造
回転子１４は、Ｓ極及びＮ極よりなる一対の永久磁石から構成されており、その中心部に回転軸２４が設けられている。
【００３３】
この回転子１４は、合成樹脂よりなる円筒体４４に回転自在に収納されている。具体的には、回転子１４の軸方向と円筒体４４の軸方向とが同じ方向に挿入され、円筒体４４の内周側と回転軸２４との間に、２個のメタルベアリング４６，４８が設けられ、円筒体４４に対し回転子１４が回転自在となっている。また、この円筒体４４の一方の端面は閉塞され、他方の端面からは、回転軸２４のみが突出している。
【００３４】
図２に示すように、円筒体４４は、蓋体１８の円板部１９の中心部から突出するように固定されている。また、回転軸２４が蓋体１８から突出し、第２ケーシング２０内部を経て、この第２ケーシング２０からさらに突出して、その先端部が前記した羽根車２２に固定されている。
【００３５】
（４）固定子１２と回転子１４の組み立て
上記で説明したモールドした固定子１２をケーシング１６にネジで固定する。この場合に、図４に示しように、蓋体１８から突出している円筒体４４が、固定子１２の一対の磁界発生部３０、３０の先端部の間を貫通するようにして取り付け、かつ、この円筒体４４が駆動回路基板３６の貫通孔４２を貫通させる。
【００３６】
次に、ケーシング１６に蓋体１８を被せて、ネジによって両者を固定する。
【００３７】
蓋体１８には第２ケーシング２０と羽根車２２が取り付けられているため、この組み立てにより羽根車２２を回転させる同期モータ１０が完成する。
【００３８】
この同期モータ１０を回転させるには、駆動回路基板３６に５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの交流電源を流すことにより、固定子１２によって発生した磁界によって回転子１４が回転し、回転子１４の位置はホール素子３８によって検出して回転制御を行う。この場合に、回転子１４は合成樹脂性の円筒体４４に収納されているが、磁界はその円筒体４４を透過して回転子１４に及ぶため、回転子１４が円筒体４４に収納されていても、回転に影響を及ぼすことがない。
【００３９】
（５）第１の実施形態の効果
上記構成の同期モータ１０であると次のような効果がある。
【００４０】
固定子巻線３４と駆動回路基板３６がモールド樹脂によってモールドされているため、同期モータ１０の回転による振動が抑制され、そのため振動音を低減することができる。また、モールドされていることにより、同期モータ１０をポンプで使用しても被水時の漏電及び感電を起こすことがない。さらに、モールドされていることにより、他の部品と衝突等により固定子巻線３４や駆動回路基板３６がダメージを受けることがない。
【００４１】
回転子１４も合成樹脂性の円筒体４４に収納された状態で回転するため、回転子１４が被水することなく、防水効果を有する。
【００４２】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、固定子巻線３４と駆動回路基板３６をモールド樹脂に覆ったが、これに代えて、固定子巻線３４のみをモールド樹脂によって覆っても、固定子巻線３４に対する防水効果、振動音の低減、衝突によるダメージを防止することができる。
【００４３】
（変更例１）
上記実施形態では、Ｕ字型の固定子鉄心２６を用いたが、これに代えて他の形状の固定子鉄心であっても、その固定子鉄心に巻回されている固定子巻線をモールド樹脂によってモールドすることにより、振動音の低減や防水効果を得ることができる。
【００４４】
（変更例２）
上記実施形態ではポンプの駆動源として同期モータ１０を用いたがこれに変えて他の駆動源として用いてもよい。
【００４５】
特に、防水対策を施す必要のある洗濯機等の駆動源としても好適である。
【００４６】
【発明の効果】
以上により本発明の同期モータであると、少なくとも固定子巻線がモールド樹脂によってモールドされているため、振動を抑制することができ、防水効果を得ることができる。
【００４７】
そのため、この同期モータをポンプの駆動源として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の同期モータの縦断面図である。
【図２】蓋体と円筒体と固定子の側面図である。
【図３】蓋体と円筒体と固定子の正面図である。
【図４】蓋体に固定子を取り付けた状態の斜視図である。
【符号の説明】
１０同期モータ
１２固定子
１４回転子
１６ケーシング
１８蓋体
２４回転軸
２６固定子鉄心
２８連結部
３２磁界発生部
３４固定子巻線
３６駆動回路基板
４４円筒体

Claims

固定子鉄心に固定子巻線が巻回されて固定子が構成され、この固定子の内側で回転子が回転する同期モータにおいて、
前記固定子鉄心に巻回された前記固定子巻線の部分をモールド樹脂によってモールドする
ことを特徴とする同期モータ。
前記同期モータを駆動するための駆動回路基板も前記固定子巻線と共にモールドする
ことを特徴とする請求項１記載の同期モータ。
前記回転子が永久磁石によって構成される回転磁界型の同期モータであって、前記回転子と前記回転子を回転自在に支持する軸受けを、合成樹脂製の円筒体に収納し、また、前記円筒体から前記回転子の回転軸のみが突出し、前記円筒体内部で前記回転子が回転可能に配され、
前記円筒体を前記固定子の内側に配するようにして、前記円筒体と前記モールドした固定子をケーシングに固定する
ことを特徴とする請求項１または２記載の同期モータ。
前記固定子鉄心が、連結部と、この連結部の両端部から同じ方向に突出した一対の磁界発生部とよりなるＵ字型であって、
前記一対の磁界発生部に固定子巻線をそれぞれ巻回し、また、前記一対の磁界発生部の先端部近傍の間に前記回転子を回転自在に配する
ことを特徴とする請求項１から３のうち少なくとも一項に記載の記載の同期モータ。
請求項１から４のうち少なくとも一項に記載の同期モータを用いるポンプであって、
前記同期モータの前記回転子の回転軸に、前記ポンプの羽根車を連結する
ことを特徴とするポンプ。