JP2005299528A - キャンドモータポンプ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】希土類永久磁石への浸水を確実に防止することができるキャンドモータポンプ及びその製造方法を得る。
【解決手段】キャンドモータポンプの回転子は、ロータ本体及びモールド樹脂部の内部にバックヨーク及び希土類永久磁石が一体にモールド成形される。第１の樹脂成形工程によって、バックヨーク及び希土類永久磁石をロータ本体の磁石嵌合部に一体にモールド成形すると共に、磁石嵌合部の軸方向両側にリブを形成し、第２の樹脂成形工程によって、リブを溶融させながらバックヨーク及び希土類永久磁石をロータ本体に一体に樹脂材によってモールド成形してモールド樹脂部を形成する。共に樹脂材から成るロータ本体とモールド樹脂部との接合面においては、磁石嵌合部の軸方向両側には環状に連続して溶融したリブによって両者が溶着された構成となるため、樹脂製のロータ本体とモールド樹脂部との間からの希土類永久磁石への浸水が阻止できる。
【選択図】図２

Description

本発明はキャンドモータポンプ及びその製造方法に関する。

モータによって駆動されるポンプのうち、モータの固定子をポンプ部から隔離密閉した構成のキャンドモータポンプが知られている。

この種のキャンドモータポンプは、モータの固定子（コイル）と回転子（マグネット）との間にキャン（密閉容器）を備えており、このキャンによって固定子をポンプ部から隔離密閉しているため、軸封部が無く、揚液の漏れが生じないため、ウォータポンプ等として広く適用されている。

ところで、従来のこのようなウォータポンプとして適用されたキャンドモータポンプでは、キャンによって隔離されたポンプ部内で、すなわち水中で、回転子（希土類永久磁石）が回転する。そのため、回転子としての希土類永久磁石を水中でそのまま使用すると、錆びたり腐食してしまう。

そこで、モータの回転子（希土類永久磁石）に樹脂材を一体にモールド成形した構成のものが提案されている（一例として、特許文献１参照）。このように、回転子（希土類永久磁石）に樹脂材を一体にモールド成形することで、当該回転子を水中で使用しても希土類永久磁石の腐食を防止することができる。

しかしながら、このような構造にしたうえでモータの回転子（希土類永久磁石）の防水性（非浸水性）を確保するためには、希土類永久磁石の全周面を樹脂材で覆う必要がある。ところが、現実的には、希土類永久磁石の全周面を樹脂材で覆うためには、この希土類永久磁石を「宙に浮かせた状態」で樹脂モールド成形を行なわなければならず、一度の樹脂成形では全周面を覆うことはできない。このため、希土類永久磁石の全周面を樹脂材で覆う際には、このモールド成形を二回に分けて行っている。すなわち、例えば、１次成形において希土類永久磁石の一面を樹脂材で覆い、２次成形において当該希土類永久磁石の他面を樹脂材で覆ように、モールド成形を行っている。

ところが、このようにモールド成形を二回に分けて行うと、２次成形における樹脂成形面と、１次成形にて形成された樹脂成形面との間に隙間が発生し、当該僅かな隙間から例えば毛細管現象等によって水が浸入して希土類永久磁石が浸水し、結果的に錆びたり腐食してしまう可能性があった。
特開平１１−１６６５００号公報

本発明は上記事実を考慮し、希土類永久磁石に樹脂材を一体にモールド成形することでモータの回転子を構成するに際し、当該希土類永久磁石への浸水を確実に防止することができるキャンドモータポンプ及びその製造方法を得ることが目的である。

請求項１に係る発明のキャンドモータポンプは、固定子と回転子とを有するモータ部と、前記回転子に連結され前記回転子と共に回転するインペラを有するポンプ部と、前記モータ部の固定子と回転子との間に配置され前記固定子を前記ポンプ部から隔離密閉するキャンと、を備えたキャンドモータポンプであって、前記モータ部の回転子は、磁性体によってリング状に形成されたバックヨークと、リング状に形成され、前記バックヨークの外周に一体に設けられた希土類永久磁石と、前記インペラに連結され、前記バックヨーク及び希土類永久磁石が外周に一体に設けられる磁石嵌合部を有し、前記磁石嵌合部の軸方向両側に径方向外側へ向けて突出し円周方向に沿って環状に連続するリブが形成された樹脂製のロータ本体と、前記バックヨーク及び希土類永久磁石と共に前記リブを前記ロータ本体に一体に覆うモールド樹脂部と、から成る、ことを特徴としている。

請求項１記載のキャンドモータポンプでは、モータ部の回転子は、樹脂製のロータ本体の磁石嵌合部の外周に、バックヨーク及び希土類永久磁石が一体に設けられており、しかも、この磁石嵌合部の軸方向両側には、径方向外側へ向けて突出し円周方向に沿って環状に連続するリブが形成されている。さらに、バックヨーク及び希土類永久磁石と共にリブが、モールド樹脂部によってロータ本体に一体に覆われている。

すなわち、バックヨーク及び希土類永久磁石は、樹脂製のロータ本体及びモールド樹脂部によって全周面を覆われている。したがって、当該回転子を水中で使用してもバックヨーク及び希土類永久磁石の錆や腐食を防止することができる。

またしかも、樹脂製のロータ本体及びモールド樹脂部によって全周面を覆われたバックヨーク及び希土類永久磁石の固定部位、すなわちロータ本体の磁石嵌合部の軸方向両側には、径方向外側へ向けて突出し円周方向に沿って環状に連続するリブが形成されている。このため、樹脂製のロータ本体とモールド樹脂部との間の僅かな隙間から水等の液体が浸入（浸水）しようとしても、環状に連続するリブによって阻止される。

このように、請求項１記載のキャンドモータポンプでは、希土類永久磁石に樹脂材を一体にモールド成形することでモータの回転子を構成するに際し、当該希土類永久磁石への浸水を確実に防止することができる。

請求項２に係る発明のキャンドモータポンプは、請求項１記載のキャンドモータポンプにおいて、前記リブは、前記軸方向に沿って互いに隣接して二重に設けられている、ことを特徴としている。

請求項２記載のキャンドモータポンプでは、リブが軸方向に沿って互いに隣接して二重に設けられているため、希土類永久磁石への浸水をより一層確実に防止することができる。

請求項３に係る発明のキャンドモータポンプの製造方法は、固定子と回転子とを有するモータ部と、前記回転子に連結され前記回転子と共に回転するインペラを有するポンプ部と、前記モータ部の固定子と回転子との間に配置され前記固定子を前記ポンプ部から隔離密閉するキャンと、を備え、前記モータ部の回転子は、磁性体によってリング状に形成されたバックヨークと、リング状に形成され、前記バックヨークの外周に一体に設けられた希土類永久磁石と、前記インペラに連結され、前記バックヨーク及び希土類永久磁石が外周に一体に設けられる磁石嵌合部を有する樹脂製のロータ本体と、前記バックヨーク及び希土類永久磁石を前記ロータ本体に一体に覆うモールド樹脂部と、から成る構成のキャンドモータポンプの製造方法であって、第１の樹脂成形工程によって、前記バックヨーク及び希土類永久磁石を前記ロータ本体の磁石嵌合部に一体にモールド成形すると共に、前記磁石嵌合部の軸方向両側に径方向外側へ向けて突出し円周方向に沿って環状に連続するリブを形成し、次いで、第２の樹脂成形工程によって、前記リブを溶融させながら前記バックヨーク及び希土類永久磁石を前記ロータ本体に一体に樹脂材によってモールド成形して前記モールド樹脂部を形成する、ことを特徴としている。

請求項３記載のキャンドモータポンプの製造方法では、第１の樹脂成形工程によって、バックヨーク及び希土類永久磁石がロータ本体の磁石嵌合部に一体にモールド成形されと共に、磁石嵌合部の軸方向両側に径方向外側へ向けて突出し円周方向に沿って環状に連続するリブが形成される。

次いで、第２の樹脂成形工程によって、リブが溶融されながらバックヨーク及び希土類永久磁石がロータ本体に一体に樹脂材によってモールド成形されてモールド樹脂部が形成される。

ここで、従来では、希土類永久磁石の全周面を樹脂材で覆うためにモールド成形を二回に分けて行うと、２次成形における樹脂成形面と１次成形にて形成された樹脂成形面との間に隙間が発生し、当該僅かな隙間から例えば毛細管現象等によって水が浸入して希土類永久磁石が浸水し、結果的に錆びたり腐食してしまう可能性があった。

この点、請求項３記載のキャンドモータポンプの製造方法では、第１の樹脂成形工程によって形成したリブを、第２の樹脂成形工程において溶融しながら、バックヨーク及び希土類永久磁石をロータ本体に一体に樹脂材によってモールド成形してモールド樹脂部を形成する構成としているため、すなわち、共に樹脂材から成るロータ本体とモールド樹脂部との接合面においては、磁石嵌合部の軸方向両側には環状に連続して溶融したリブによって両者が溶着された構成となるため、樹脂製のロータ本体とモールド樹脂部との間からの水等の液体の浸入（浸水）を阻止することができる。

このように、請求項３記載のキャンドモータポンプの製造方法では、希土類永久磁石に樹脂材を一体にモールド成形することでモータの回転子を構成するに際し、当該希土類永久磁石への浸水を確実に防止することができる。

請求項４に係る発明のキャンドモータポンプの製造方法は、固定子と回転子とを有するモータ部と、前記回転子に連結され前記回転子と共に回転するインペラを有するポンプ部と、前記モータ部の固定子と回転子との間に配置され前記固定子を前記ポンプ部から隔離密閉するキャンと、を備え、前記回転子は、希土類永久磁石に樹脂材が一体にモールド成形されて成る構成のキャンドモータポンプの製造方法であって、第１の樹脂成形工程によって、前記希土類永久磁石の一面に樹脂材を一体にモールド成形すると共に、前記希土類永久磁石の周辺部位に外方へ向けて突出し円周方向に沿って環状に連続するリブを形成し、次いで、第２の樹脂成形工程によって、前記リブを溶融させながら前記希土類永久磁石の他面に樹脂材を一体にモールド成形する、ことを特徴としている。

請求項４記載のキャンドモータポンプの製造方法では、第１の樹脂成形工程によって、希土類永久磁石の一面に樹脂材が一体にモールド成形されると共に、この希土類永久磁石の周辺部位に外方へ向けて突出し円周方向に沿って環状に連続するリブが形成される。

次いで、第２の樹脂成形工程によって、リブが溶融されながら希土類永久磁石の他面に樹脂材が一体にモールド成形される。

ここで、従来では、希土類永久磁石の全周面を樹脂材で覆うためにモールド成形を二回に分けて行うと、２次成形における樹脂成形面と１次成形にて形成された樹脂成形面との間に隙間が発生し、当該僅かな隙間から例えば毛細管現象等によって水が浸入して希土類永久磁石が浸水し、結果的に錆びたり腐食してしまう可能性があった。

この点、請求項４記載のキャンドモータポンプの製造方法では、第１の樹脂成形工程によって形成したリブを、第２の樹脂成形工程において溶融しながら、希土類永久磁石に樹脂材を一体にモールド成形する構成としているため、すなわち、第１の樹脂成形工程によって形成された樹脂成形面（第２の樹脂成形工程における接合面）においては、磁石嵌合部の周辺部位には環状に連続して溶融したリブによって両者が溶着された構成となるため、第１の樹脂成形工程によって形成された樹脂成形面（第２の樹脂成形工程における接合面）から水等の液体の浸入（浸水）を阻止することができる。

このように、請求項４記載のキャンドモータポンプの製造方法では、希土類永久磁石に樹脂材を一体にモールド成形することでモータの回転子を構成するに際し、当該希土類永久磁石への浸水を確実に防止することができる。

図１には本発明の実施の形態に係るキャンドモータポンプ１０の全体構成が断面図にて示されている。

キャンドモータポンプ１０は、樹脂製のモータハウジング１２、及び、このモータハウジング１２にＯリング１４を介して接続された樹脂製のポンプハウジング１６を備えている。モータハウジング１２内にはモータ部１８が設けられており、また、ポンプハウジング１６内にはポンプ部２０が設けられている。

モータ部１８は、固定子２２と回転子２４とを有しており、固定子２２は、鉄心の周囲に巻線が施された構成となっており、モータハウジング１２の内方に配置されている。一方、モータ部１８の回転子２４は、固定子２２の内方側に位置し、ポンプハウジング１６に取り付けられた支軸２６に軸受２８を介して回転可能に支持されており、この支軸２６周りに回転する。

ここで、図２には、モータ部１８の回転子２４単体の構成が断面図にて示されている。回転子２４は、樹脂製のロータ本体３０と、このロータ本体３０の周囲に一体にモールド成形により設けられたバックヨーク３２及び希土類永久磁石３４と、モールド樹脂部３６と、によって構成されている。

またここで、図３には、回転子２４のロータ本体３０の構成が断面図にて示されている。ロータ本体３０は、全体として略円筒形に構成されており、磁石嵌合部３８が形成されている。この磁石嵌合部３８に、バックヨーク３２及び希土類永久磁石３４が一体に設けられている。バックヨーク３２は、磁性体によってリング状に形成されている。また、希土類永久磁石３４は、リング状に形成されており、バックヨーク３２の外周に一体に設けられている。

また、磁石嵌合部３８の軸方向前方側（図３右方側）には、図４に詳細に示す如く、２つのリブ４０が一体に形成されている。これらのリブ４０は、径方向外側へ向けて突出し円周方向に沿って環状に連続して形成されており、軸方向に沿って互いに隣接して二重に設けられている。またさらに、磁石嵌合部３８の軸方向後方側（図３左方側）には、図５に詳細に示す如く、２つのリブ４２が一体に形成されている。これらのリブ４２も、外側へ向けて突出し円周方向に沿って環状に連続して形成されており、互いに隣接して二重に設けられている。

一方、モールド樹脂部３６は、図２に示す如く、バックヨーク３２及び希土類永久磁石３４並びにリブ４０及びリブ４２を外方から被覆するように、ロータ本体３０に一体にモールド成形されている。

このように、回転子２４は、ロータ本体３０及びモールド樹脂部３６の内部にバックヨーク３２及び希土類永久磁石３４が一体にモールド成形された構成となっている。

さらに、このキャンドモータポンプ１０は、キャン４４を備えている。キャン４４は、回転子２４のロータ本体３０及びモールド樹脂部３６と同様に、樹脂材から成っており、モータ部１８の固定子２２と回転子２４との間に配置され、しかも、その一端部が固定子２２の外周側にも延出されてモータハウジング１２に連続して一体化された構成となっている。これにより、キャン４４は、固定子２２を回転子２４及びポンプ部２０から隔離密閉している。

また、キャン４４の後端側（図１左方側）には、Ｏリング４６を介して放熱板４８が接続されており、キャン４４の内方側（回転子２４の側）を密閉封止している。さらに、放熱板４８の裏面側には、回路素子５０が設けられている。

一方、ポンプ部２０は、モータ部１８の回転子２４（ロータ本体３０）に連結されたインペラ５２を有しており、回転子２４と共にインペラ５２が回転することで、吸入孔５４から揚液を吸い込み、吐出孔５６から吐出する構成となっている。

次に本実施の形態の作用をキャンドモータポンプ１０（回転子２４）の製造方法と併せて説明する。

上記構成のキャンドモータポンプ１０の回転子２４を製造する際には、先ず、第１の樹脂成形工程によって、バックヨーク３２及び希土類永久磁石３４をロータ本体３０の磁石嵌合部３８に一体にモールド成形する。しかもこの際には、磁石嵌合部３８の軸方向両側にそれぞれリブ４０、リブ４２を形成する（図３図示状態）。

次いで、第２の樹脂成形工程によって、リブ４０及びリブ４２を溶融させながらバックヨーク３２及び希土類永久磁石３４をロータ本体３０に一体に樹脂材によってモールド成形してモールド樹脂部３６を形成する（図２図示状態）。

以上の如く、本実施の形態に係るキャンドモータポンプ１０では、モータ部１８の回転子２４は、ロータ本体３０及びモールド樹脂部３６の内部にバックヨーク３２及び希土類永久磁石３４が一体にモールド成形された構成となっている。またしかも、キャン４４（及びモータハウジング１２）は、樹脂材から成っており、モータ部１８の固定子２２と回転子２４との間に配置されて固定子２２を回転子２４及びポンプ部２０から隔離密閉している。

ここで、従来では、モータ部１８の回転子２４について、希土類永久磁石３４の全周面を樹脂材で覆うためにモールド成形を二回に分けて行うと、２次成形における樹脂成形面と１次成形にて形成された樹脂成形面との間に隙間が発生し、当該僅かな隙間から例えば毛細管現象等によって水が浸入して希土類永久磁石が浸水し、結果的に錆びたり腐食してしまう可能性があった。

この点、本実施の形態に係るキャンドモータポンプ１０及びその製造方法では、第１の樹脂成形工程によって形成したリブ４０を、第２の樹脂成形工程において溶融しながら、バックヨーク３２及び希土類永久磁石３４をロータ本体３０に一体に樹脂材によってモールド成形してモールド樹脂部３６を形成する構成としているため、すなわち、共に樹脂材から成るロータ本体３０とモールド樹脂部３６との接合面においては、磁石嵌合部３８の軸方向両側には環状に連続して溶融したリブ４０及びリブ４２によって両者が溶着された構成となるため、樹脂製のロータ本体３０とモールド樹脂部３６との間からの水等の液体の浸入（浸水）を阻止することができる。

またしかも、前記リブ４０及びリブ４２は、ロータ本体３０の軸方向に沿って互いに隣接して二重に設けられているため、希土類永久磁石３４への浸水をより一層確実に防止することができる。

このように、本実施の形態に係るキャンドモータポンプ１０及びその製造方法では、希土類永久磁石３４に樹脂材を一体にモールド成形することで回転子２４を構成するに際し、当該希土類永久磁石３４への浸水を確実に防止することができる。

本発明の実施の形態に係るキャンドモータポンプの全体構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係るキャンドモータポンプにおいて第２の樹脂成形工程の後の回転子の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係るキャンドモータポンプにおいて第１の樹脂成形工程によってバックヨーク及び希土類永久磁石をロータ本体の磁石嵌合部に一体にモールド成形すると共にリブを一体に形成した状態を示すロータ本体の断面図である。 本発明の実施の形態に係るキャンドモータポンプにおいて第１の樹脂成形工程によってロータ本体にリブを一体に形成した状態を示すロータ本体の主要部分の断面図である。 本発明の実施の形態に係るキャンドモータポンプにおいて第１の樹脂成形工程によってロータ本体にリブを一体に形成した状態を示すロータ本体の主要部分の断面図である。

符号の説明

１０・・キャンドモータポンプ、１２・・モータハウジング、１６・・ポンプハウジング、１８・・モータ部、２０・・ポンプ部、２２・・固定子、２４・・回転子、３０・・ロータ本体、３２・・バックヨーク、３４・・希土類永久磁石、３６・・モールド樹脂部、３８・・磁石嵌合部、４０・・リブ、４２・・リブ、４４・・キャン、５２・・インペラ

Claims (4)

1. 固定子と回転子とを有するモータ部と、
   前記回転子に連結され前記回転子と共に回転するインペラを有するポンプ部と、
   前記モータ部の固定子と回転子との間に配置され前記固定子を前記ポンプ部から隔離密閉するキャンと、
   を備えたキャンドモータポンプであって、
   前記モータ部の回転子は、
   磁性体によってリング状に形成されたバックヨークと、
   リング状に形成され、前記バックヨークの外周に一体に設けられた希土類永久磁石と、
   前記インペラに連結され、前記バックヨーク及び希土類永久磁石が外周に一体に設けられる磁石嵌合部を有し、前記磁石嵌合部の軸方向両側に径方向外側へ向けて突出し円周方向に沿って環状に連続するリブが形成された樹脂製のロータ本体と、
   前記バックヨーク及び希土類永久磁石と共に前記リブを前記ロータ本体に一体に覆うモールド樹脂部と、
   から成る、
   ことを特徴とするキャンドモータポンプ。
2. 前記リブは、前記軸方向に沿って互いに隣接して二重に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１記載のキャンドモータポンプ。
3. 固定子と回転子とを有するモータ部と、
   前記回転子に連結され前記回転子と共に回転するインペラを有するポンプ部と、
   前記モータ部の固定子と回転子との間に配置され前記固定子を前記ポンプ部から隔離密閉するキャンと、
   を備え、
   前記モータ部の回転子は、
   磁性体によってリング状に形成されたバックヨークと、
   リング状に形成され、前記バックヨークの外周に一体に設けられた希土類永久磁石と、
   前記インペラに連結され、前記バックヨーク及び希土類永久磁石が外周に一体に設けられる磁石嵌合部を有する樹脂製のロータ本体と、
   前記バックヨーク及び希土類永久磁石を前記ロータ本体に一体に覆うモールド樹脂部と、
   から成る構成のキャンドモータポンプの製造方法であって、
   第１の樹脂成形工程によって、前記バックヨーク及び希土類永久磁石を前記ロータ本体の磁石嵌合部に一体にモールド成形すると共に、前記磁石嵌合部の軸方向両側に径方向外側へ向けて突出し円周方向に沿って環状に連続するリブを形成し、
   次いで、第２の樹脂成形工程によって、前記リブを溶融させながら前記バックヨーク及び希土類永久磁石を前記ロータ本体に一体に樹脂材によってモールド成形して前記モールド樹脂部を形成する
   ことを特徴とするキャンドモータポンプの製造方法。
4. 固定子と回転子とを有するモータ部と、
   前記回転子に連結され前記回転子と共に回転するインペラを有するポンプ部と、
   前記モータ部の固定子と回転子との間に配置され前記固定子を前記ポンプ部から隔離密閉するキャンと、
   を備え、前記回転子は、希土類永久磁石に樹脂材が一体にモールド成形されて成る構成のキャンドモータポンプの製造方法であって、
   第１の樹脂成形工程によって、前記希土類永久磁石の一面に樹脂材を一体にモールド成形すると共に、前記希土類永久磁石の周辺部位に外方へ向けて突出し円周方向に沿って環状に連続するリブを形成し、
   次いで、第２の樹脂成形工程によって、前記リブを溶融させながら前記希土類永久磁石の他面に樹脂材を一体にモールド成形する、
   ことを特徴とするキャンドモータポンプの製造方法。

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