JP2007043821A - Motor and water pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータ及びウォータポンプに係り、特に、ロータマグネットが樹脂部材に収容されたロータを備えるモータ及びウォータポンプに関する。 The present invention relates to a motor and a water pump, and more particularly to a motor and a water pump including a rotor in which a rotor magnet is accommodated in a resin member.
従来、この種のモータを備えたウォータポンプとしては、次のものがある(例えば、特許文献1参照)。例えば、特許文献1に記載の例では、遠心ポンプに従動側磁石を備えたロータが設けられている。このロータでは、従動側磁石が従動側バックプレートと共にインペラと一体成形された従動側カバー部材によって被覆されている。
しかしながら、一般に、この種のウォータポンプでは、ロータマグネットの方がロータマグネットを収容する樹脂部材よりも線膨張係数が大きい。このため、ウォータポンプが高温環境下で使用されたときには、ロータマグネットが熱膨張し、ロータマグネットに押圧されることにより樹脂部材に熱応力が発生する。 However, in general, in this type of water pump, the rotor magnet has a larger linear expansion coefficient than the resin member that houses the rotor magnet. For this reason, when the water pump is used in a high temperature environment, the rotor magnet thermally expands and is pressed by the rotor magnet, thereby generating thermal stress in the resin member.
ここで、モータ効率を向上させるためには、ロータとステータとのエアギャップを小さくする必要があり、このためには、樹脂部材のうちステータコイルと対向する側の樹脂部(樹脂部材のうち磁気回路に位置するステータ側の樹脂部)の板厚を薄くする必要がある。しかしながら、このように樹脂部材のうちステータコイルと対向する側の樹脂部の板厚を薄くすると、このステータコイルと対向する側の樹脂部の熱応力が増大する要因となる。 Here, in order to improve the motor efficiency, it is necessary to reduce the air gap between the rotor and the stator. For this purpose, the resin portion of the resin member on the side facing the stator coil (the magnetic member of the resin member is magnetic). It is necessary to reduce the plate thickness of the stator side resin portion located in the circuit. However, when the plate thickness of the resin portion on the side facing the stator coil in the resin member is reduced in this way, the thermal stress of the resin portion on the side facing the stator coil increases.
このとき、ステータコイルと対向する側の樹脂部の熱応力を低減するために樹脂部の板厚を厚くすることも考えられる。ところが、このようにすると、上述のロータとステータとのエアギャップが大きくなるため、有効な磁束量が減ってしまうことによりモータ効率が低下する。 At this time, in order to reduce the thermal stress of the resin portion on the side facing the stator coil, it is conceivable to increase the thickness of the resin portion. However, if this is done, the air gap between the rotor and the stator is increased, so that the amount of effective magnetic flux is reduced, thereby reducing the motor efficiency.
また、こればかりか、ロータマグネットのパーミアンス係数が減少してしまうため、ロータマグネットが減磁しやすくなる。従って、磁束量を長く維持できるロータマグネットを選定しなければならなくなり、同じ磁束量を確保しようとすると、ロータマグネットの素材費が高くなる。 Moreover, since the permeance coefficient of the rotor magnet is reduced, the rotor magnet is easily demagnetized. Therefore, it is necessary to select a rotor magnet that can maintain the amount of magnetic flux for a long time, and if the same amount of magnetic flux is to be secured, the material cost of the rotor magnet increases.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、樹脂部材のうちステータコイルと対向する側の樹脂部(樹脂部材のうち磁気回路に位置するステータ側の樹脂部)の板厚をモータ効率向上のために薄くした場合でも、このステータコイルと対向する側の樹脂部の熱応力の発生を抑制可能なモータ及びウォータポンプを提供することにある。 This invention is made | formed in view of the said situation, Comprising: The objective is the resin part (stator side resin part located in a magnetic circuit among resin members) of the resin member by the side facing a stator coil among the resin members. An object of the present invention is to provide a motor and a water pump that can suppress the generation of thermal stress in the resin portion facing the stator coil even when the plate thickness is reduced to improve motor efficiency.
前記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、回転軸周りにステータコイルが設けられたステータと、前記ステータコイルと回転軸方向又は径方向に対向するようにロータマグネットが設けられると共に前記ロータマグネットが樹脂部材に収容されたロータと、を備えたモータにおいて、前記樹脂部材には、前記ステータコイルと対向する側の樹脂部の内壁と前記ロータマグネットとの間に隙間が設けられていることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is provided with a stator provided with a stator coil around a rotating shaft, and a rotor magnet so as to face the stator coil in the rotating shaft direction or the radial direction. And a rotor in which the rotor magnet is housed in a resin member, and the resin member is provided with a gap between the inner wall of the resin portion facing the stator coil and the rotor magnet. It is characterized by.
このように、請求項1に記載の発明において、樹脂部材には、ステータコイルと対向する側の樹脂部の内壁とロータマグネットとの間に隙間が設けられている。この構成によれば、モータが例えば高温環境下等で使用されることによりロータマグネットが熱膨張しても、このロータマグネットの熱膨張による寸法変化が樹脂部材に設けられた隙間により吸収される。 As described above, in the first aspect of the present invention, the resin member is provided with a gap between the inner wall of the resin portion facing the stator coil and the rotor magnet. According to this configuration, even if the rotor magnet is thermally expanded by using the motor, for example, in a high temperature environment, the dimensional change due to the thermal expansion of the rotor magnet is absorbed by the gap provided in the resin member.
従って、ロータマグネットによって樹脂部材が押圧されることが無いか、若しくは、ロータマグネットによって樹脂部材が押圧されてもこの押圧力が低く抑えられる。これにより、樹脂部材のうちステータコイルと対向する側の樹脂部(樹脂部材のうち磁気回路に位置するステータ側の樹脂部)の板厚をモータ効率向上のために薄くした場合でも、このステータコイルと対向する側の樹脂部に熱応力が発生することを抑制できる。 Therefore, even if the resin member is not pressed by the rotor magnet or the resin member is pressed by the rotor magnet, the pressing force is kept low. As a result, even if the plate thickness of the resin portion of the resin member facing the stator coil (the resin portion of the resin member on the stator side located in the magnetic circuit) is thinned to improve motor efficiency, this stator coil It is possible to suppress the occurrence of thermal stress in the resin portion on the opposite side.
このとき、請求項2に記載の発明のように、隙間が、ロータマグネットが熱膨張してもロータマグネットとステータコイルと対向する側の樹脂部の内壁とが干渉しない寸法に設定されていると、モータが例えば高温環境下等で使用されることによりロータマグネットが熱膨張しても、ロータマグネットによって樹脂部材が押圧されることを防止できる。これにより、ロータマグネットの熱膨張に伴ってステータコイルと対向する側の樹脂部に熱応力が発生することを確実に抑制できる。 At this time, as in the invention described in claim 2, when the gap is set to a dimension that does not interfere with the inner wall of the resin portion facing the rotor magnet and the stator coil even if the rotor magnet is thermally expanded. Even if the rotor magnet is thermally expanded by using the motor in, for example, a high temperature environment, the resin member can be prevented from being pressed by the rotor magnet. Thereby, it can suppress reliably that a thermal stress generate | occur | produces in the resin part of the side facing a stator coil with the thermal expansion of a rotor magnet.
また、請求項3に記載の発明のように、ロータに、ロータマグネットのステータと反対側にバックヨークが設けられ、バックヨークが、樹脂部材によって固定保持され、ロータマグネットが、バックヨークに固着されていると、上述のように樹脂部材のうちステータコイルと対向する側の樹脂部の内壁とロータマグネットとの間に隙間を設けるようにして樹脂部材にロータマグネットを収容しても、樹脂部材によって固定保持されたバックヨークにロータマグネットが固着されることにより、ロータマグネットの樹脂部材内での位置ずれが防止される。 Further, as in the third aspect of the invention, the rotor is provided with a back yoke on the opposite side of the rotor magnet from the stator, the back yoke is fixedly held by a resin member, and the rotor magnet is fixed to the back yoke. As described above, even if the rotor magnet is accommodated in the resin member by providing a gap between the inner wall of the resin portion of the resin member facing the stator coil and the rotor magnet, the resin member By fixing the rotor magnet to the fixedly held back yoke, displacement of the rotor magnet in the resin member is prevented.
また、請求項4に記載の発明のように、樹脂部材が、少なくとも二分割された第一の樹脂部材と第二の樹脂部材と、を備え、第一の樹脂部材が、バックヨークを固定保持し、第二の樹脂部材が、ロータマグネットとの隙間を維持するように第一の樹脂部材に接続固定される構成である場合、ロータを組み立てるには、第一の樹脂部材にバックヨークを保持させた後、このバックヨークにロータマグネットを固着させ、第二の樹脂部材を第一の樹脂部材に接続固定すれば良く、ロータの組み立てが容易である。 According to a fourth aspect of the invention, the resin member includes at least a first resin member and a second resin member that are divided into two, and the first resin member holds and holds the back yoke. When the second resin member is configured to be connected and fixed to the first resin member so as to maintain a gap with the rotor magnet, the back yoke is held on the first resin member in order to assemble the rotor. Then, the rotor magnet is fixed to the back yoke and the second resin member is connected and fixed to the first resin member, and the assembly of the rotor is easy.
また、第一の樹脂部材と第二の樹脂部材を樹脂成形により形成すれば、第一の樹脂部材と第二の樹脂部材とを予め高精度に形成しておくことができるので、樹脂部材のうちステータコイルと対向する側の樹脂部の内壁とロータマグネットとの間の隙間も確実に確保できる。 In addition, if the first resin member and the second resin member are formed by resin molding, the first resin member and the second resin member can be formed with high accuracy in advance. Of these, the gap between the inner wall of the resin portion facing the stator coil and the rotor magnet can be reliably secured.
また、請求項5に記載の発明のように、樹脂部材が、ロータマグネットのバックヨークと固着された面以外の面との間に隙間を有する構成であると、樹脂部材のうちステータコイルと対向する側の樹脂部(樹脂部材のうち磁気回路に位置するステータ側の樹脂部)以外の樹脂部に熱応力が発生することも抑制できる。 Further, as in the invention described in claim 5, when the resin member has a gap between the back yoke of the rotor magnet and a surface other than the fixed surface, the resin member faces the stator coil. It is also possible to suppress the occurrence of thermal stress in the resin part other than the resin part on the side to be performed (resin part on the stator side located in the magnetic circuit among the resin members).
なお、請求項6に記載の発明のように、請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載のモータは、ウォータポンプに好適に用いることができる。 In addition, like the invention of Claim 6, the motor as described in any one of Claims 1 thru | or 5 can be used suitably for a water pump.
以下、本発明の一実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that members, arrangements, and the like described below do not limit the present invention, and it goes without saying that various modifications can be made in accordance with the spirit of the present invention.
[第一実施形態]
はじめに、図1,図2を参照しながら、本発明の第一実施形態に係るウォータポンプ10の構成について説明する。
[First embodiment]
First, the configuration of the
本発明の第一実施形態に係るウォータポンプ10は、例えば、自動車のエンジン冷却システムに好適に用いられるものである。このウォータポンプ10は、ハウジング12と、インペラ14と、モータ16とを主要な構成として備えている。
The
ハウジング12は、ポンプハウジング18と、ステータハウジング20と、エンドハウジング22とで構成されている。ポンプハウジング18には、渦巻状のポンプ室24が構成されており、このポンプ室24の内側には、複数の羽根14Aが放射状に設けられたインペラ14が回転可能に収容されている。
The
また、ポンプハウジング18の回転軸上には、ポンプ室24内に流体を吸入するための流体吸入口26が設けられており、ポンプハウジング18の接線方向には、ポンプ室24内の流体を吐出するための流体吐出口28が設けられている。
Further, a
ステータハウジング20は、ポンプハウジング18とエンドハウジング22との間に挟持固定されている。ステータハウジング20には、シャフト支持部30が形成されており、このシャフト支持部30には、シャフト32が固定されている。また、エンドハウジング22には、回路ユニット36が装着されている。この回路ユニット36は、後述するモータ16のステータコイル44へ必要な電流を供給するものである。
The
インペラ14は、複数の羽根14Aを有して構成されており、後述するモータ16のロータ40と一体に形成されている。そして、インペラ14は、ロータ40と共に回転することにより、ポンプ室24内の流体に径方向外側に遠心力を与えてこの流体をポンプ室24の径方向外側に搬送する。
The
本実施形態のモータ16は、ステータ38とロータ40とが回転軸方向に対向するように配置されたアキシャルギャップタイプとなっている。ステータ38は、ステータコア42及び複数のステータコイル44を有して構成されている。ステータコア42には、回転軸方向に突出する突極42Aが回転軸周りに複数形成されており、この各突極42Aには、ステータコイル44が巻装されている。
The
そして、ステータ38は、ステータコア42、複数のステータコイル44及び不図示のターミナルをモールド成形することによりステータハウジング20と一体化された構成となっている。また、ステータ38は、モールド成形されることにより、モールド樹脂で覆われたキャンド構造となっている。
The
ロータ40は、樹脂部材46と、ロータマグネット48(ネオジウム製)と、バックヨーク50(S10C製)とを有して構成されている。樹脂部材46は、二分割されることにより第一の樹脂部材52と第二の樹脂部材54とを備えている。第一の樹脂部材52は、図2に示されるように、回転軸周りに円盤状の本体部56を有し、この本体部56の上面には、インペラ14が一体に形成されている。
The
また、本体部56のインペラ14と反対側には、ロータマグネット48及びバックヨーク50を収容する収容部58が設けられている。ロータマグネット48及びバックヨーク50は、収容部58に収容されることにより回転軸周りに配設されている。このとき、バックヨーク50は、収容部58の内径側に圧入固定されており、ロータマグネット48は、バックヨーク50のステータ38側に磁気吸着により固着されている。
Further, a
なお、ロータマグネット48は、バックヨーク50のステータ38側に接着材等により固着されても良く、また、図示しないクリップ等の機械的接合部材を用いてバックヨーク50のステータ38側に固着されても良い。また、バックヨーク50も、圧入に限らずスナップフィット等により収容部58に固定されても良い。
The
そして、本体部56のインペラ14と反対側の面の中央には、軸方向に突出する突出部64が設けられている。この突出部64には、孔部66が設けられており、この孔部66には、シャフト32及び軸受34が挿通されている。
A projecting
第二の樹脂部材54には、第一の樹脂部材52の本体部56に設けられたロータマグネット48と回転軸方向に対向するように薄肉円盤状の磁気回路薄肉部68が設けられている。また、磁気回路薄肉部68の径方向両側には、それぞれ回転軸方向上側と下側(ここでは説明の容易のために便宜上、上側及び下側とするがウォータポンプ10の配置の向きはこれに限定されるものではない。以下同じ)に向けて第一のフランジ部70及び第二のフランジ部72が突設されている。
The
そして、本実施形態では、図1に示されるように、収容部58にロータマグネット48及びバックヨーク50が収容された状態で、第一の樹脂部材52と第二の樹脂部材54との接合面がそれぞれ溶着によりシール接合されている。また、このようにシール接合されることにより、第一の樹脂部材52と第二の樹脂部材54とが接続固定されて、ロータマグネット48及びバックヨーク50が第一の樹脂部材52と第二の樹脂部材54とで密閉されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the joint surface between the
なお、第一の樹脂部材52と第二の樹脂部材54との接続固定は、上述の如く溶着によるシール接合に限らず、第一の樹脂部材52と第二の樹脂部材54との接合部にOリング等のシール部材を配置して第一の樹脂部材52と第二の樹脂部材54とをねじ止め等するものであっても良い。
Note that the connection and fixing of the
そして、本実施形態において上述の如く第一の樹脂部材52と第二の樹脂部材54とが接続固定された状態では、図2に示されるように、磁気回路薄肉部68の熱応力を低減すべく、磁気回路薄肉部68(ステータコイル44と対向する側の樹脂部に相当)の内壁とロータマグネット48との間に回転軸方向に隙間C1が設けられている。
In the present embodiment, when the
また、第一の樹脂部材52に形成された収容部58の側壁部60,62の熱応力を低減すべく、収容部58の側壁部60,62の内壁とロータマグネット48との間にも径方向に隙間C2,C3がそれぞれ設けられている。
Further, in order to reduce the thermal stress of the
本実施形態では、磁気回路薄肉部68の内壁とロータマグネット48との間に設けられた回転軸方向の隙間C1は、ロータマグネット48が熱膨張してもロータマグネット48と磁気回路薄肉部68の内壁とが干渉しない寸法として、例えば、0.1mmに設定されている。
In the present embodiment, the clearance C1 in the rotation axis direction provided between the inner wall of the magnetic circuit
また、第一の樹脂部材52に形成された収容部58の側壁部60,62の内壁とロータマグネット48との間に設けられた径方向の隙間C2,C3も、一例として、0.1mmずつに設定されている。なお、本実施形態において、磁気回路薄肉部68の板厚は、1mmに設定されている。
Also, radial gaps C2 and C3 provided between the inner walls of the
ところで、隙間C1は、上述の如くロータマグネット48の熱膨張時に磁気回路薄肉部68とロータマグネット48とが完全に干渉しないほどの隙間寸法に設定されるだけでなく、ロータマグネット48の熱膨張時にロータマグネット48が磁気回路薄肉部68を押圧するが、その押圧力を低く抑えることができるほどの隙間寸法に設定されていても良い。
By the way, the gap C1 is not only set to such a gap dimension that the magnetic circuit
そして、上記構成からなるウォータポンプ10では、モータ16の回転に伴ってインペラ14が回転すると、流体吸入口26からポンプ室24に流体が吸入され、この吸入された流体は、インペラ14による遠心力でポンプ室24の径方向外側に搬送される。また、インペラ14による遠心力でポンプ室24の径方向外側に搬送された流体は、ポンプ室24の渦巻状の壁面に沿って回転軸周りに搬送されて、流体吐出口28から外部へ接線方向に向けて吐出される。
In the
次に、本発明の第一実施形態に係るウォータポンプ10の作用及び効果について説明する。
Next, the operation and effect of the
本発明の第一実施形態に係るウォータポンプ10において、樹脂部材46には、磁気回路薄肉部68の内壁とロータマグネット48との間に回転軸方向に隙間C1が設けられている。この構成によれば、ウォータポンプ10が例えば車両のエンジンルーム等の高温環境下で使用されることによりロータマグネット48が熱膨張しても、このロータマグネット48の熱膨張による寸法変化が隙間C1により吸収される。
In the
従って、ロータマグネット48によって磁気回路薄肉部68が押圧されることが無いか、若しくは、ロータマグネット48によって磁気回路薄肉部68が押圧されてもこの押圧力が低く抑えられる。これにより、樹脂部材46のうち磁気回路薄肉部68の板厚をモータ効率向上のために薄くした場合でも、この磁気回路薄肉部68に熱応力が発生することを抑制できる。
Therefore, even if the magnetic circuit
特に、本発明の第一実施形態に係るウォータポンプ10のように、隙間C1を、ロータマグネット48が熱膨張してもロータマグネット48と磁気回路薄肉部68とが干渉しない寸法に設定すれば、ウォータポンプ10が例えば車両のエンジンルーム等の高温環境下で使用されることによりロータマグネット48が熱膨張しても、ロータマグネット48によって磁気回路薄肉部68が押圧されることを防止できる。これにより、ロータマグネット48の熱膨張に伴って磁気回路薄肉部68に熱応力が発生することを確実に抑制できる。
In particular, as in the
また、本発明の第一実施形態に係るウォータポンプ10では、第一の樹脂部材52に形成された収容部58の側壁部60,62とロータマグネット48との間にも径方向に隙間C2,C3がそれぞれ設けられている。従って、樹脂部材46のうち収容部58の側壁部60,62に熱応力が発生することも抑制できる。
Further, in the
また、本発明の第一実施形態に係るウォータポンプ10では、ロータ40に、ロータマグネット48のステータ38と反対側にバックヨーク50が設けられ、バックヨーク50が、樹脂部材46の収容部58に圧入されることによって固定保持され、ロータマグネット48が、バックヨーク50に固着されている。
In the
従って、上述のように、磁気回路薄肉部68の内壁とロータマグネット48との間に隙間C1を設けると共に、収容部58の側壁部60,62とロータマグネット48との間に隙間C2,C3をそれぞれ設けるようにして収容部58にロータマグネット48を収容しても、収容部58に固定保持されたバックヨーク50にロータマグネット48が固着されることにより、ロータマグネット48の収容部58内での位置ずれが防止される。
Accordingly, as described above, the gap C1 is provided between the inner wall of the magnetic circuit
また、本発明の第一実施形態に係るウォータポンプ10では、樹脂部材46が、少なくとも二分割された第一の樹脂部材52と第二の樹脂部材54と、を備え、第一の樹脂部材52が、バックヨーク50を固定保持し、第二の樹脂部材54が、ロータマグネット48との隙間C1,C2,C3を維持するように第一の樹脂部材52に接続固定される構成である。
In the
従って、ロータ40の組み立てるには、第一の樹脂部材52にバックヨーク50を保持させた後、このバックヨーク50にロータマグネット48を固着させ、第二の樹脂部材54を第一の樹脂部材52に接続固定すれば良く、ロータ40の組み立てが容易である。
Therefore, in order to assemble the
また、第一の樹脂部材52と第二の樹脂部材54を樹脂成形により形成すれば、第一の樹脂部材52と第二の樹脂部材54とを予め高精度に形成しておくことができる。従って、ロータマグネット48との隙間C1,C2,C3も確実に確保できる。
Further, if the
なお、本実施形態において、熱応力とは、線膨張係数の異なる複数の部材からなる構造物に温度上昇したときに生ずる寸法変化量の差により生ずる応力のことである。 In the present embodiment, the thermal stress is a stress generated by a difference in dimensional change generated when the temperature rises in a structure composed of a plurality of members having different linear expansion coefficients.
[第二実施形態]
次に、図3,図4を参照しながら、本発明の第二実施形態に係るウォータポンプ80の構成について説明する。
[Second Embodiment]
Next, the configuration of the
本発明の第二実施形態に係るウォータポンプ80は、例えば、自動車のエンジン冷却システムに好適に用いられるものである。このウォータポンプ80は、ハウジング82と、インペラ84と、モータ86とを主要な構成として備えている。
The
ハウジング82は、ポンプハウジング88と、ステータハウジング90と、エンドプレート93と、エンドハウジング92とで構成されている。ポンプハウジング88には、渦巻状のポンプ室94が構成されており、このポンプ室94の内側には、複数の羽根84Aが放射状に設けられたインペラ84が回転可能に収容されている。
The
ポンプハウジング88の回転軸上には、ポンプ室94内に流体を吸入するための流体吸入口96が設けられており、ポンプハウジング88の接線方向には、ポンプ室94内の流体を吐出するための流体吐出口98が設けられている。また、ポンプハウジング88には、シャフト支持部100が形成されており、このシャフト支持部100には、シャフト102の一端が固定されている。
A
ステータハウジング90は、ポンプハウジング88に接続固定されており、ステータハウジング90に形成されたステータ収容部91には、モータ86のステータ108が収容されている。エンドプレート93は、ステータハウジング90に形成された壁部97の端部に接続固定されてシャフト102の他端を固定しており、エンドハウジング92は、ステータハウジング90の軸方向端部に接続固定されている。ステータハウジング90とエンドプレート93とエンドハウジング92とで囲まれた回路収容部95には、回路ユニット106が収容されている。この回路ユニット106は、後述するモータ86のステータコイル114へ必要な電流を供給するものである。
The
インペラ84は、複数の羽根84Aを有して構成されており、後述するモータ86のロータ110と一体に形成されている。そして、インペラ84は、ロータ110と共に回転することにより、ポンプ室94内の流体に径方向外側に遠心力を与えてこの流体をポンプ室94の径方向外側に搬送する。
The
本実施形態のモータ86は、ステータ108とロータ110とが径方向に対向するように配置されたラジアルギャップタイプとなっている。ステータ108は、ステータコア112及び複数のステータコイル114を有して構成されている。ステータコア112には、径方向内側に突出する突極112Aが回転軸周りに複数形成されており、この各突極112Aには、ステータコイル114が巻装されている。このステータ108は、ステータハウジング90に形成された壁部97及びエンドプレート93によってポンプ室94から隔離されることによりキャンド構造となっている。
The
ロータ110は、樹脂部材116と、ロータマグネット118(ネオジウム製)と、バックヨーク120(S10C製)とを有して構成されている。樹脂部材116は、二分割されることにより第一の樹脂部材122と第二の樹脂部材124とを備えている。第一の樹脂部材122は、回転軸周りに円筒状の本体部126を有し、この本体部126の上面には、インペラ84が一体に形成されている。
The
また、本体部126のインペラ84と反対側には、図4に示されるように、ロータマグネット118及びバックヨーク120を収容する収容部128が設けられている。ロータマグネット118及びバックヨーク120は、収容部128に収容されることにより回転軸周りに配設されている。このとき、バックヨーク120は、収容部128の内径側に圧入固定されており、ロータマグネット118は、バックヨーク120のステータ108側に磁気吸着により固着されている。
Further, as shown in FIG. 4, a
なお、ロータマグネット118は、バックヨーク120のステータ108側に接着材等により固着されても良く、また、図示しないクリップ等の機械的接合部材を用いてバックヨーク120のステータ108側に固着されても良い。また、バックヨーク120も、圧入に限らずスナップフィット等により収容部128に固定されても良い。
The
そして、図3に示されるように、本体部126のインペラ84と反対側には、軸方向に突出する突出部134が設けられている。この突出部134には、孔部136が設けられており、この孔部136には、シャフト102及び軸受104が挿通されている。また、本体部126の突出部134の径方向外側には、図4に示されるように、第二の樹脂部材124に形成された係合凸部125と係合可能な係合凹部123が形成されている。また、第二の樹脂部材124の係合凸部125よりも径方向外側はフランジ部127とされている。
And as FIG. 3 shows, the
そして、本実施形態では、第一の樹脂部材122の係合凹部123に第二の樹脂部材124の係合凸部125が係合されると共に第一の樹脂部材122と第二の樹脂部材124との接合部が溶着により適宜シール接合される。また、このようにシール接合されることにより、第一の樹脂部材122と第二の樹脂部材124とが接続固定されて、ロータマグネット118及びバックヨーク120が第一の樹脂部材122と第二の樹脂部材124とで密閉されている。
In this embodiment, the engagement
なお、第一の樹脂部材122と第二の樹脂部材124との接続固定は、上述の如く溶着によるシール接合に限らず、第一の樹脂部材122と第二の樹脂部材124との接合部にOリング等のシール部材を配置して第一の樹脂部材122と第二の樹脂部材124とをねじ止め等するものであっても良い。
Note that the connection and fixation between the
そして、本実施形態において上述の如く第一の樹脂部材122と第二の樹脂部材124と接続固定された状態では、図4に示されるように、第一の樹脂部材122のステータコイル114と対向する側の樹脂部(以下、磁気回路薄肉部138という)の熱応力を低減すべく、磁気回路薄肉部138の内壁とロータマグネット118との間に回転軸方向に隙間C4が設けられている。
In the present embodiment, when the
また、第一の樹脂部材122に形成された収容部128の側壁部130の内壁とロータマグネット118との間には回転軸方向に隙間C5が設けられ、ロータマグネット118と第二の樹脂部材124に形成されたフランジ部127の内壁との間には回転軸方向に隙間C6が設けられている。
In addition, a gap C5 is provided in the rotation axis direction between the inner wall of the
本実施形態では、磁気回路薄肉部138の内壁とロータマグネット118との間に設けられた径方向の隙間C4は、ロータマグネット118が熱膨張してもロータマグネット118と磁気回路薄肉部138の内壁とが干渉しない寸法として、例えば、0.1mmに設定されている。
In the present embodiment, the radial gap C4 provided between the inner wall of the magnetic circuit
また、第一の樹脂部材122に形成された収容部128の側壁部130の内壁とロータマグネット118との間に設けられた回転軸方向の隙間C5、及び、第二の樹脂部材124に形成されたフランジ部127の内壁とロータマグネット118との間に設けられた回転軸方向の隙間C6は、それぞれ0.1mm以上(例えば、0.5mm等)に設定されている。なお、本実施形態において、磁気回路薄肉部138の板厚は、1mmに設定されている。
Further, a clearance C5 in the rotation axis direction provided between the inner wall of the
ところで、隙間C4は、上述の如くロータマグネット118の熱膨張時に磁気回路薄肉部138とロータマグネット118とが完全に干渉しないほどの隙間寸法に設定されるだけでなく、ロータマグネット118の熱膨張時にロータマグネット118が磁気回路薄肉部138を押圧するが、その押圧力を低く抑えることができるほどの隙間寸法に設定されていても良い。
By the way, the gap C4 is not only set to a gap size so that the magnetic circuit
そして、上記構成からなるウォータポンプ80では、モータ86の回転に伴ってインペラ84が回転すると、流体吸入口96からポンプ室94に流体が吸入され、この吸入された流体は、インペラ84による遠心力でポンプ室94の径方向外側に搬送される。また、インペラ84による遠心力でポンプ室94の径方向外側に搬送された流体は、ポンプ室94の渦巻状の壁面に沿って回転軸周りに搬送されて、流体吐出口98から外部へ接線方向に向けて吐出される。
In the
次に、本発明の第二実施形態に係るウォータポンプ80の作用及び効果について説明する。
Next, the operation and effect of the
本発明の第二実施形態に係るウォータポンプ80において、樹脂部材116には、磁気回路薄肉部138の内壁とロータマグネット118との間に径方向に隙間C4が設けられている。この構成によれば、ウォータポンプ80が例えば車両のエンジンルーム等の高温環境下で使用されることによりロータマグネット118が熱膨張しても、このロータマグネット118の熱膨張による寸法変化が隙間C4により吸収される。
In the
従って、ロータマグネット118によって磁気回路薄肉部138が押圧されることが無いか、若しくは、ロータマグネット118によって磁気回路薄肉部138が押圧されてもこの押圧力が低く抑えられる。これにより、樹脂部材116のうち磁気回路薄肉部138の板厚をモータ効率向上のために薄くした場合でも、この磁気回路薄肉部138に熱応力が発生することを抑制できる。
Therefore, even if the magnetic circuit
特に、本発明の第二実施形態に係るウォータポンプ80のように、隙間C4を、ロータマグネット118が熱膨張してもロータマグネット118と磁気回路薄肉部138とが干渉しない寸法に設定すれば、ウォータポンプ80が例えば車両のエンジンルーム等の高温環境下で使用されることによりロータマグネット118が熱膨張しても、ロータマグネット118によって磁気回路薄肉部138が押圧されることを防止できる。これにより、ロータマグネット118の熱膨張に伴って磁気回路薄肉部138に熱応力が発生することを確実に抑制できる。
In particular, as in the
また、本発明の第二実施形態に係るウォータポンプ80では、第一の樹脂部材122に形成された収容部128の側壁部130の内壁とロータマグネット118との間にも回転軸方向に隙間C5が設けられ、第二の樹脂部材124に形成されたフランジ部127の内壁との間に回転軸方向に隙間C6が設けられている。従って、第一の樹脂部材122に形成された収容部128の側壁部130と、第二の樹脂部材124に形成されたフランジ部127に熱応力が発生することも抑制できる。
In the
また、本発明の第二実施形態に係るウォータポンプ80では、ロータ110に、ロータマグネット118のステータ108と反対側にバックヨーク120が設けられ、バックヨーク120が、樹脂部材116の収容部128に圧入されることによって固定保持され、ロータマグネット118が、バックヨーク120に固着されている。
In the
従って、上述のように樹脂部材116のうち磁気回路薄肉部138の内壁とロータマグネット118との間に隙間C4を設けると共に、第一の樹脂部材122に形成された収容部128の側壁部130の内壁とロータマグネット118との間、第二の樹脂部材124に形成されたフランジ部127の内壁との間にそれぞれ隙間C5,C6を設けるようにして収容部128にロータマグネット118を収容しても、収容部128に固定保持されたバックヨーク120にロータマグネット118が固着されることにより、ロータマグネット118の収容部128内での位置ずれが防止される。
Therefore, as described above, the gap C4 is provided between the inner wall of the magnetic circuit
また、本発明の第二実施形態に係るウォータポンプ80では、樹脂部材116が、少なくとも二分割された第一の樹脂部材122と第二の樹脂部材124と、を備え、第一の樹脂部材122が、バックヨーク120を固定保持し、第二の樹脂部材124が、ロータマグネット118との隙間C4,C5,C6を維持するように第一の樹脂部材122に接続固定される構成である。
In the
従って、ロータ110の組み立てるには、第一の樹脂部材122にバックヨーク120を保持させた後、このバックヨーク120にロータマグネット118を固着させ、第二の樹脂部材124を第一の樹脂部材122に接続固定すれば良く、ロータ110の組み立てが容易である。
Therefore, in order to assemble the
また、第一の樹脂部材122と第二の樹脂部材124を樹脂成形により形成すれば、第一の樹脂部材122と第二の樹脂部材124とを予め高精度に形成しておくことができる。従って、ロータマグネット118との隙間C4,C5,C6も確実に確保できる。
If the
なお、本実施形態において、熱応力とは、線膨張係数の異なる複数の部材からなる構造物に温度上昇したときに生ずる寸法変化量の差により生ずる応力のことである。 In the present embodiment, the thermal stress is a stress generated by a difference in dimensional change generated when the temperature rises in a structure composed of a plurality of members having different linear expansion coefficients.
10,80・・・ウォータポンプ、12,82・・・ハウジング、14,84・・・インペラ、14A,84A・・・羽根、16,86・・・モータ、18,88・・・ポンプハウジング、20,90・・・ステータハウジング、22,92・・・エンドハウジング、24,94・・・ポンプ室、26,96・・・流体吸入口、28,98・・・流体吐出口、30,100・・・シャフト支持部、32,102・・・シャフト、34,104・・・軸受、36,106・・・回路ユニット、38,108・・・ステータ、40,110・・・ロータ、42,112・・・ステータコア、42A,112A・・・突極、44,114・・・ステータコイル、46,116・・・樹脂部材、48,118・・・ロータマグネット、50,120・・・バックヨーク、52,122・・・第一の樹脂部材、54,124・・・第二の樹脂部材、56,126・・・本体部、58,128・・・収容部、60,62,130・・・側壁部、64,134・・・突出部、66,136・・・孔部、68,138・・・磁気回路薄肉部、70・・・第一のフランジ部、72・・・第二のフランジ部、91・・・ステータ収容部、93・・・エンドプレート、95・・・回路収容部、97・・・壁部、123・・・係合凹部、125・・・係合凸部、127・・・フランジ部、C1,C2,C3,C4,C5,C6・・・隙間
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ステータコイルと回転軸方向又は径方向に対向するようにロータマグネットが設けられると共に前記ロータマグネットが樹脂部材に収容されたロータと、を備えたモータにおいて、
前記樹脂部材には、前記ステータコイルと対向する側の樹脂部の内壁と前記ロータマグネットとの間に隙間が設けられていることを特徴とするモータ。 A stator provided with a stator coil around the rotation axis;
In a motor provided with a rotor magnet provided so as to face the stator coil in the rotational axis direction or radial direction, and the rotor magnet accommodated in a resin member,
The motor, wherein the resin member is provided with a gap between an inner wall of the resin portion facing the stator coil and the rotor magnet.
前記バックヨークは、前記樹脂部材によって固定保持され、
前記ロータマグネットは、前記バックヨークに固着されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のモータ。 The rotor is provided with a back yoke on the opposite side of the rotor magnet from the stator,
The back yoke is fixedly held by the resin member,
The motor according to claim 1, wherein the rotor magnet is fixed to the back yoke.
前記第一の樹脂部材は、前記バックヨークを固定保持し、
前記第二の樹脂部材は、前記ロータマグネットとの隙間を維持するように前記第一の樹脂部材に接続固定されていることを特徴とする請求項3に記載のモータ。 The resin member includes a first resin member and a second resin member that are divided into at least two parts,
The first resin member fixedly holds the back yoke;
The motor according to claim 3, wherein the second resin member is connected and fixed to the first resin member so as to maintain a gap with the rotor magnet.
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