JP2007032370A - 電動ポンプ - Google Patents

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Abstract

【課題】 電動ポンプの特性および生産性を向上させること。
【解決手段】 リング状に形成されるとともに極異方化された極異方性リングマグネットよりなる磁石部11aと、流体を圧送するインペラ部11bと、が一体成形されたロータ11を備える。
【選択図】 図2

Description

本発明は、電動ポンプに関し、特に、特性および生産性を向上させることができる電動ポンプに関する。
従来の電動ポンプとして、コアにコイルを巻装したステータがケーシングに設けられ、ステータの中心にシャフトが配置され、ロータがシャフトを中心にステータの外周にて回転可能であり、インペラはロータと一体回転可能であり、インペラの回転に伴い吸入口からポンプ室へ吸入される液体は吐出口から外部へ吐出され、シャフトはステータを貫通して同部材に固定され、シャフトの先端部にロータが回転可能に支持され、シャフトの基端部はロワプレート上に支持され、ステータは樹脂によりケーシングと一体にモールド成形されたものがある(従来例1、特許文献1参照)。特許文献1に記載のロータは全体がプラスチックマグネットにより構成され、ロータとインペラが一体成形されている。
また、従来の電動ポンプとして、ヨークとマグネットが固定されたロータと、ロータの外周に配され巻線が巻かれたステータと、をモータ部として備え、ロータに接続されたインペラを有するポンプ部を備えたものがある(従来例2)。
特開2004−308562号公報
従来例1に係る電動ポンプでは、ロータとインペラが一体成形され、インペラもプラスチックマグネットで構成されているので、本来マグネットが不要なインペラ部位まで磁粉を含むということは電動ポンプ全体の重量増加を招いてしまうとともに、インペラ部が磁力を有するため、作動流体中の磁性異物が付着してしまいポンプ効率を低下させてしまう問題がある。
従来例2に係る電動ポンプでは、材料コストを低減しようとすると磁力そのものが下がりポンプ出力が小さくなってしまうおそれがある。また、ロータにマグネット、ヨーク及びインペラを組み付けた構成では、組付コストが増大してしまう。
本発明の主な課題は、電動ポンプの特性および生産性を向上させることである。
本発明の第1の視点においては、電動モータにおいて、リング状に形成されるとともに極異方性を有する極異方性リングマグネットよりなる磁石部と、流体を圧送するインペラ部と、が一体成形されたロータを備えることを特徴とする。
本発明の前記電動モータにおいて、前記磁石部は、樹脂に磁粉を含む材料よりなり、前記ロータにおける前記磁石部以外の部分は、前記磁石部において用いられた樹脂と同一の樹脂よりなることが好ましい。
本発明の前記電動モータにおいて、前記樹脂は、ポリフェニレンサルファイドであり、前記磁粉は、希土類磁石であることが好ましい。
本発明の前記電動モータにおいて、前記ロータは、極異方磁場が形成されるように永久磁石が組み込まれた金型に、前記磁石部に係る材料を射出成形するとともに、前記磁石部以外の部分に係る材料を射出成形する2色成形法により成形されることが好ましい。
本発明(請求項1−4)によれば、ロータの磁石部に極異方性リングマグネットを用いることで、ヨークとマグネットを固定する作業が不要となり、生産性を向上させることができる。また、ロータは磁石部とそれ以外の部分との2色(一体)成形により成形可能であるので、手扱い不要となり生産性を向上させることができる。また、ロータの磁石部に極異方性リングマグネットを用いることで、磁石内の磁路が長く保磁力が高いので、特に高温環境下で長期的な使用に適する。また、ロータの磁石部に磁力特性に優れた希土類磁石を用いることで、装置の小型化、軽量化、ポンプ出力の効率化を実現することができる。さらに、ロータのインペラ部は磁粉を含まないので、磁粉材料の無駄を防止でき、また、インペラ部にて異物を吸着することを防止できる。
(実施形態1)
本発明の実施形態1に係る電動モータについて図面を用いて説明する。図1は、本発明の実施形態1に係る電動モータの構成を模式的に示した断面図である。図2は、本発明の実施形態1に係る電動モータにおけるロータの構成を模式的に示した断面図である。
図1の電動ポンプ1は、電気的に作動し、流体を圧送するポンプであり、シャフト10と、ロータ11と、ステータ12と、隔壁13と、巻線14と、ポンプハウジング15と、モータハウジング16と、を備える。
シャフト10は、ロータ11の中心軸に嵌挿され、一端がポンプハウジング15に回転可能に支持され、他端がモータハウジング16に回転可能に支持されている。
ロータ11は、シャフト10に固定され、ステータ12の内周側近傍に磁石部11aを有する。磁石部11aは、リング状(円筒状)に形成されるとともに極異方化された極異方性リングマグネットよりなり、例えば、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、不飽和ポリエステルなどの高耐熱、低吸水率の合成樹脂(バインダ)にネオジム磁石(Nd-Fe-B)等の希土類磁石(磁粉)を含んだ希土類ボンド磁石を極異方化したものを用いることができる。また、磁石部11aは、例えば、軸方向から見て、図3のように磁束が配向したもの(極異方化されたもの)を用いることができる。ロータ11は、シャフト10とともに回転し、流体を駆動するインペラ部11bを有する。インペラ部11bは、ポンプハウジング15内側にて回転可能である。ロータ11は、磁石部11a以外の部分について、磁粉を含まず、例えば、磁石部11aの樹脂(バインダ)に用いたポリフェニレンサルファイド(PPS)、不飽和ポリエステルなどの高耐熱、低吸水率の合成樹脂を用いることができる。ロータ11は、例えば、極異方磁場が形成されるように永久磁石が組み込まれた金型に、磁石部11aに係る材料を射出成形するとともに、磁石部11a以外の部分に係る材料を射出成形する2色成形することができる。
ステータ12は、ロータ11の外周に配置され放射方向に突出部を有し、耐腐食材質から形成され、ステータ12に発生する回転磁界により、ロータ11を回転駆動する。ステータ12は、略T字状の部材をリング状につなぎ合わせた中空の星型形状をした薄板を重ねたものである。ステータ12の材質は、例えば、SOS430−CPなどのステンレス鋼板を用いることができる。
隔壁13は、ステータ12の外周に沿って配置され、ステータ12を収納する。隔壁13は、例えば、樹脂で作られた非磁性材である。隔壁13の外周には、ステータ12の突出部を取り巻くように、巻線14が巻かれている。
巻線14は、隔壁13の外側に巻かれている。
本実施態様の電動流体ポンプの製造方法について説明する。
まず、ステータ12の周りに隔壁13を樹脂モールディングで一体成形する。次に、隔壁13に巻線14を巻く。巻線14は、隔壁13の外側から巻かれる。この後、ステータ12、隔壁13および巻線14を樹脂モールディングで一体成形し、モータハウジング16を形成する。
モータハウジング16は、内部にロータ11が挿入された後、ポンプハウジング15に固定される。
実施態様1においては、巻線14に通電すると、ステータ12の略T字状の部分からロータを通して磁界が発生する。それぞれのステータ12の略T字状の部分に対応する巻線の電流を切り替えることでロータ11が回転する。
実施形態1によれば、ロータ11の磁石部11aに極異方性リングマグネットを用いることで、ヨークとマグネットを固定する作業が不要となり、生産性を向上させることができる。また、ロータ11は磁石部11aとそれ以外の部分との2色(一体)成形により成形可能であるので、手扱い不要となり生産性を向上させることができる。また、ロータ11の磁石部11aに極異方性リングマグネットを用いることで、磁石内の磁路が長く保磁力が高いので、長期的な使用に適する。また、ロータ11の磁石部11aに磁力特性に優れた希土類磁石を用いることで、装置の小型化、軽量化、ポンプ出力の効率化を実現することができる。さらに、ロータ11のインペラ部11bは磁粉を含まないので、磁粉材料の無駄を防止でき、また、インペラ部11bにて異物を吸着することを防止できる。
本発明の実施形態1に係る電動モータの構成を模式的に示した断面図である。 本発明の実施形態1に係る電動モータにおけるロータの構成を模式的に示した断面図である。 本発明の実施形態1に係る電動モータにおけるロータの磁石部の磁束の流れを説明するための模式図である。
符号の説明
1 電動ポンプ
10 シャフト
11 ロータ
11a 磁石部
11b インペラ部
12 ステータ
13 隔壁
14 巻線
15 ポンプハウジング
16 モータハウジング

Claims (4)

  1. リング状に形成されるとともに極異方化された極異方性リングマグネットよりなる磁石部と、流体を圧送するインペラ部と、が一体成形されたロータと、
    前記ロータを回転駆動するステータと、
    を備えることを特徴とする電動ポンプ。
  2. 前記磁石部は、樹脂に磁粉を含む材料よりなり、
    前記ロータにおける前記磁石部以外の部分は、前記磁石部において用いられた樹脂と同一の樹脂よりなることを特徴とする請求項1記載の電動ポンプ。
  3. 前記樹脂は、ポリフェニレンサルファイドであり、
    前記磁粉は、希土類磁石であることを特徴とする請求項2記載の電動ポンプ。
  4. 前記ロータは、極異方磁場が形成されるように永久磁石が組み込まれた金型に、前記磁石部に係る材料を射出成形するとともに、前記磁石部以外の部分に係る材料を射出成形する2色成形法により成形されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一に記載の電動ポンプ。
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