JP2010229904A - ポンプ及びヒートポンプ式給湯装置及びポンプの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モールド固定子とポンプ部とを強固に組み付けることを可能とするポンプを提供する。
【解決手段】この発明に係るポンプ１０は、固定子組立４９をモールド樹脂で成形してなり、外周近傍に軸方向に形成された複数の穴部を有するモールド固定子５０と、穴部に一体成形された熱可塑性樹脂からなる下穴部８１と、水の吸水口４２と吐出口４３とを有するケーシング４１と、内部に軸７０が回転できないように装着され軸７０に回転子部６０ａと羽根車６０ｂとを備える回転子が嵌合する椀状隔壁部と、鍔部とを有する椀状隔壁部品９０とを組付けてなり、外周部付近に複数のネジ穴を有するポンプ部４０と、複数本のタッピングねじ１６０と、を備え、ポンプ部４０のネジ穴を介して、モールド固定子５０の下穴部８１にタッピングねじ１６０を締結し、ポンプ部４０とモールド固定子５０とを組み付けることを特徴とする。
【選択図】図１３

Description

この発明は、モールド固定子とポンプ部とを組み合わせて製作されるポンプ及びポンプの製造方法に関する。さらに、そのポンプを用いるヒートポンプ式給湯装置に関する。

ポンプのステータコアとマグネットの隙間を小さくして、モーター効率を向上させるとともに、コイル及び制御回路の冷却性向上を図るために、コイルとステータコアと制御回路及び仕切板をインサートしてモールド樹脂で成形することにより、仕切板の厚みを薄くして、ステータコアとマグネットの隙間を小さくできるため、モーター効率の向上ができる。また、発熱体であるコイルと制御回路を仕切板とともに、熱伝導性の良いモールド樹脂で隙間なく埋めるため熱伝導がよくなり、冷却性向上が図れるポンプが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−２００４２７号公報

しかしながら、上記特許文献１のポンプは、不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化性のモールド樹脂により成形されたステータ（本発明の固定子に相当する）に対し、ケーシングに備えるねじ穴を介してケーシングとステータとをタッピングねじで組み付けるため、振動などによりケーシングとステータとの組付け強度が低下する恐れがあった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、モールド固定子とポンプ部とを強固に組み付けることを可能とするポンプ及びポンプの製造方法及びそのポンプを用いたヒートポンプ式給湯装置を提供することを目的とする。

この発明に係るポンプは、固定子鉄心の絶縁部が施された複数のティースに巻線してコイルが形成され、電子部品が実装されるとともにリード線を口出しするリード線口出し部品が取り付けられた基板を組付けた固定子組立と、
固定子組立をモールド樹脂で成形してなり、外周近傍に軸方向に形成された複数の穴部を有するモールド固定子と、
穴部に一体成形された熱可塑性樹脂からなる下穴部と、
水の吸水口と吐出口とを有するケーシングと、内部に軸が回転できないように装着され軸に回転子部と羽根車とを備える回転子が嵌合する椀状隔壁部と、鍔部とを有する椀状隔壁部品とを組付けてなり、外周部付近に複数のネジ穴を有するポンプ部と、
複数本のタッピングねじと、を備え、
ポンプ部のネジ穴を介して、モールド固定子の下穴部にタッピングねじを締結し、ポンプ部とモールド固定子とを組み付けることを特徴とする。

この発明に係るポンプは、ポンプ部のねじ穴を介して、モールド固定子の熱可塑性樹脂からなる下穴部にタッピングねじを締結し、ポンプ部とモールド固定子とを組み付けるので、ポンプ部とモールド固定子とを強固に組み付けることができる。

実施の形態１を示す図で、ヒートポンプ式給湯装置３００の構成図。 実施の形態１を示す図で、ポンプ１０の分解斜視図。 実施の形態１を示す図で、モールド固定子５０の斜視図。 実施の形態１を示す図で、モールド固定子５０の分解斜視図。 実施の形態１を示す図で、タッピングねじの下穴部８１を成形前のモールド固定子５０の断面図。 図４のＡ部拡大図。 図５のＢ部拡大図。 図３のＸ−Ｘ断面図で、タッピングねじの下穴部８１を成形後のモールド固定子５０の断面図。 図８のＣ部拡大図。 実施の形態１を示す図で、タッピングねじの下穴部８１の斜視図。 実施の形態１を示す図で、固定子組立４９の斜視図。 実施の形態１を示す図で、ポンプ部４０の分解斜視図。 実施の形態１を示す図で、ポンプ１０の断面図。 実施の形態１を示す図で、タッピングねじの下穴部１８１を成形後の変形例１のモールド固定子１５０の部分拡大断面図。 実施の形態１を示す図で、変形例１のポンプ１１０の断面図。 実施の形態１を示す図で、タッピングねじの下穴部１８１を成形後の変形例２のモールド固定子２５０の部分拡大断面図。 実施の形態１を示す図で、変形例２のポンプ２１０の断面図。 実施の形態１を示す図で、ポンプ１０の製造工程を示す図。

実施の形態１．
ポンプ部とモールド固定子とをタッピングねじで締結する際に、モールド固定子のモールド樹脂（熱硬化性樹脂）のポンプ部設置面の四隅に形成された下穴にタッピングねじを締結すると、熱硬化性樹脂は硬くて脆いため、締結後組付け強度が低下する恐れがある。本実施の形態は、モールド固定子のそれぞれの穴部に、熱可塑性樹脂で形成されたタッピングねじの下穴部を一体に成形する。熱可塑性樹脂製のタッピングねじの下穴部は、一体成形後表出している。そして、ポンプ部に形成されたねじ穴を介してポンプ部とモールド固定子とをタッピングねじで熱可塑性樹脂製の下穴部に締結して組み付けることにより、ポンプ部とモールド固定子とを強固に組み付ける点に特徴がある。

先ず、ポンプが使用されるヒートポンプ式給湯装置について、その概要を簡単に説明する。

図１は実施の形態１を示す図で、ヒートポンプ式給湯装置３００の構成図である。ヒートポンプ式給湯装置３００は、ヒートポンプユニット１００と、タンクユニット２００と、ユーザが運転操作などを行う操作部１１とを備える。

図１において、ヒートポンプユニット１００は、冷媒を圧縮する圧縮機１、冷媒と水とが熱交換を行う冷媒−水熱交換器２、高圧の冷媒を減圧膨張させる減圧装置３、低圧の二相冷媒を蒸発させる蒸発器４を冷媒配管１５によって環状に接続した冷媒回路と、圧縮機１の吐出圧力を検出する圧力検出装置５と、蒸発器４に送風するファン７と、ファン７を駆動するファンモータ６とを備えている。

冷媒を圧縮する圧縮機１には、例えば、ロータリ圧縮機、スクロール圧縮機等の密閉型圧縮機が用いられる。

また、ヒートポンプ式給湯装置３００の冷媒には、二酸化炭素（ＣＯ_２）が使用される。二酸化炭素が用いられる理由は、以下の通りである。

ヒートポンプの成績係数（ＣＯＰ、Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）は、ＣＯＰ＝熱出力／圧縮機動力で表わされる。給湯用理想サイクルＣＯＰの１２．９に対し、ＣＯ_２冷媒のＣＯＰは１１．５と他の冷媒に比べ最も高い。Ｒ４１０Ａを除くフロン系やハイドロカーボン系の冷媒のＣＯＰは、いずれも８程度である。Ｒ４１０ＡのＣＯＰはやや高く９．１である。

ＣＯ_２冷媒のＣＯＰが高くなるのは、ＣＯ_２冷媒の臨界温度が３０℃と低く、高圧側が超臨界条件となるため、凝縮の過程がなく、給湯用理想サイクルのＴ−Ｓ線図（あるいはエントロピ線図という、温度を縦軸にとりエントロピを横軸にとった線図のことで、この線図上の面積は可逆変化に対しては熱量を表すので、熱線図ともいわれる）の形が近くなるためである。

ＣＯ_２冷媒を使用する冷凍サイクルは、高圧側の圧力が臨界圧力以上まで加圧されるため、空調用で広く使用されるＲ４１０Ａのように温度から圧力（高圧）を推定することができない。

また、ヒートポンプ式給湯装置３００は、外気温度が高い夏場でも運転がなされるため、特に高温多湿条件で運転する際は、圧力が上昇しやすくなるという特徴がある。

さらに、ユーザーの使用状態によっては、後述する温水タンク１４の下部の温度が高くなり、高温の湯が冷媒−水熱交換器２に循環される高温給水運転状態となり、圧力が上昇しやすくなるという特徴がある。

二酸化炭素を冷媒に使用するヒートポンプ式給湯装置３００は、冷媒温度による圧力（高圧）の推定が不可能であり、さらに、外部環境やユーザーの使用状態によって圧力が上昇しやすいといった特徴があるため、圧力検出装置５を冷媒回路に設けている。この圧力検出装置５が検出する圧力（高圧）が所定の圧力を超える場合は、圧縮機１を停止させる。

また、ヒートポンプユニット１００は、温度検出手段として、冷媒−水熱交換器２の沸上げ温度検出手段８と、冷媒−水熱交換器２の給水温度検出手段９と、外気温度検出手段１７とを備えている。これらの温度検出手段は、例えば、サーミスタで構成される。

また、ヒートポンプユニット１００は、ヒートポンプユニット制御部１３を備える。ヒートポンプユニット制御部１３は、圧力検出装置５、沸上げ温度検出手段８、給水温度検出手段９及び外気温度検出手段１７からの信号を受信し、圧縮機１の回転数制御、減圧装置３の開度制御、ファンモータ６の回転数制御等を行う。

一方、タンクユニット２００は、冷媒−水熱交換器２で高温・高圧の冷媒と熱交換することにより加熱された湯水を貯湯する温水タンク１４と、風呂水の追い焚きを行う風呂水追い焚き熱交換器３１と、風呂水循環装置３２と、冷媒−水熱交換器２と温水タンク１４の間に配置された温水循環装置である「ポンプ１０」と、温水循環配管１６と、冷媒−水熱交換器２と温水タンク１４と風呂水追い焚き熱交換器３１とに接続された混合弁３３と、温水タンク１４と混合弁３３とを接続する風呂水追い焚き配管３７とを備える。

また、温度検出手段として、タンク内水温検出装置３４、風呂水追い焚き熱交換器を通過した後の水温を検出する追い焚き後水温検出装置３５、混合弁３３を通過した後の水温を検出する混合後水温検出装置３６を備えている。これらの温度検出装置は、例えば、サーミスタで構成される。

また、タンクユニット制御部１２を備える。タンクユニット制御部１２は、タンク内水温検出装置３４、追い焚き後水温検出装置３５、混合後水温検出装置３６からの信号を受信するとともに、「ポンプ１０」の回転数制御、混合弁３３の開閉制御、及び操作部１１との間で信号の送受信を行う。

操作部１１は、ユーザが湯水の温度設定や出湯指示などを行うためのスイッチなどを備えたリモコンや操作パネルなどである。

図１において、上記のように構成したヒートポンプ式給湯装置３００における通常の沸上げ運転動作について説明する。操作部１１またはタンクユニット２００からの沸上げ運転指示がヒートポンプユニット制御部１３に伝えられると、ヒートポンプユニット１００は沸上げ運転を行う。

ヒートポンプユニット１００に備えられたヒートポンプユニット制御部１３は、圧力検出装置５、沸上げ温度検出手段８、給水温度検出手段９の検出値などに基づいて、圧縮機１の回転数制御、減圧装置３の開度制御、ファンモータ６の回転数制御を行う。

また、ヒートポンプユニット制御部１３とタンクユニット制御部１２との間で沸上げ温度検出手段８の検出値の送受信を行い、タンクユニット制御部１２は、沸上げ温度検出手段８で検出した温度が目標沸上げ温度になるよう、「ポンプ１０」の回転数を制御する。

以上のように制御されるヒートポンプ式給湯装置３００において、圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒は冷媒−水熱交換器２で給水回路側へ放熱しながら温度低下する。放熱して冷媒−水熱交換器２を通過した高圧低温の冷媒は、減圧装置３で減圧される。減圧装置３を通過した冷媒は蒸発器４に流入し、そこで外気空気から吸熱する。蒸発器４を出た低圧冷媒は圧縮機１に吸入されて循環し冷凍サイクルを形成する。

一方、温水タンク１４の下部の水は、温水循環装置である「ポンプ１０」の駆動により冷媒−水熱交換器２へ導かれる。ここで、冷媒−水熱交換器２からの放熱によって水が加熱され、加熱された湯水は温水循環配管１６を通って温水タンク１４の上部に戻されて蓄熱される。

以上のように、ヒートポンプ式給湯装置３００において、温水タンク１４と冷媒−水熱交換器２との間の温水循環配管１６に、湯水を循環させる温水循環装置として「ポンプ１０」が用いられる。

次に、温水循環装置として用いられるポンプ１０について説明する。

図２は実施の形態１を示す図で、ポンプ１０の分解斜視図である。図２に示すように、ポンプ１０は、回転子（後述する）の回転により水を吸水して吐出するポンプ部４０と、回転子を駆動するモールド固定子５０と、ポンプ部４０とモールド固定子５０とを締結するタッピングねじ１６０（図２の例は、４本）とを備える。

本実施の形態では、４本のタッピングねじ１６０をポンプ部４０のボス部に形成されたねじ穴４４ａを介し、モールド固定子５０のポンプ部設置面６３の四隅のそれぞれの下穴に一体に成形された熱可塑性樹脂で形成されたタッピングねじの下穴部８１に締結することでポンプを組み立てる。下穴部８１は、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタラート）等の熱可塑性樹脂を用いて成形される。

先ず、モールド固定子の構成について説明する。

図３乃至図１０は実施の形態１を示す図で、図３はモールド固定子５０の斜視図、図４はモールド固定子５０の分解斜視図、図５はタッピングねじの下穴部８１を成形前のモールド固定子５０の断面図、図６は図４のＡ部拡大図、図７は図５のＢ部拡大図、図８は図３のＸ−Ｘ断面図で、タッピングねじの下穴部８１を成形後のモールド固定子５０の断面図、図９は図８のＣ部拡大図、図１０はタッピングねじの下穴部８１の斜視図である。

図３乃至図１０に示すように、モールド固定子５０は、固定子組立（後述する）をモールド樹脂によりモールド成形することにより、モールド固定子５０が得られる。

モールド固定子５０の軸方向の一方の端面（ポンプ部４０側、図３では上面）の外周縁部付近は、ポンプ部４０が設置される、平らなポンプ部設置面６３になっている。

ポンプ部設置面６３には、第２の溝６４が径方向に放射状に複数形成されている。この第２の溝６４は、後述する椀状隔壁部品９０の鍔部９０ｂ（図１２参照）の補強用リブの逃がし溝である。図３の例では、第２の溝６４は、後述する椀状隔壁部品９０の鍔部９０ｂの補強用リブに対応して、周方向に略等間隔に６本形成されている。但し、第２の溝６４の数は、６本に限定されるものではなく、任意の数でよい。

また、ポンプ部設置面６３には、６本の第２の溝６４の外側端部を結ぶ環状の第３の溝６５を備える。この環状の第３の溝６５は、椀状隔壁部品９０の鍔部９０ｂ（図１２参照）に形成される環状のリブに対応している。

モールド固定子５０は、固定子組立４９（後述する）をモールド樹脂５３によりモールド成形することにより、モールド固定子５０が得られる。

後述する固定子組立４９から引き出されるリード線５２が、モールド固定子５０のポンプ部４０の反対側の軸方向端面付近から外部に引き出されている。

モールド固定子５０のモールド成形時の径方向の位置決めは、固定子鉄心５４の内周面が金型に嵌合することでなされる。そのため、図３に示すモールド固定子５０の内周部に、固定子鉄心５４のティースの先端部が露出している。

外形が平面視略四角形のポンプ部設置面６３は、外形が平面視略四角形であり、その四角形の四隅のそれぞれに、タッピングねじの下穴部８１が形成されている。

熱可塑性樹脂製のタッピングねじの下穴部８１は、詳細は後述するが、モールド固定子５０に熱可塑性樹脂を用いて一体成形される。

モールド固定子５０に熱可塑性樹脂を用いて一体成形された熱可塑性樹脂製のタッピングねじの下穴部８１は、モールド固定子５０のモールド樹脂５３（熱硬化性樹脂）に一体化し実際は分解できないが、モールド固定子５０と分離して示すと図４のようになる。この図は概念図であり、タッピングねじの下穴部８１をモールド固定子５０の穴部７５に挿入するものでもないし、また取り外しできるものでもない。熱可塑性樹脂製のタッピングねじの下穴部８１は、モールド固定子５０のモールド樹脂５３（熱硬化性樹脂）に一体成形されるものである。

タッピングねじの下穴部８１を成形前のモールド固定子５０について説明する。モールド固定子５０のポンプ部設置面６３は、外形が平面視略四角形である。その四角形の四隅のそれぞれに、軸方向に穴部７５（図４乃至図７参照）が形成されている。タッピングねじの下穴部８１の抜け止めのため、タッピングねじの下穴部８１の形成用の穴部７５の外周は、穴部７５両端の開口部に対し縮小するテーパ形状である。穴部７５端部に、径方向に一回り大きい所定の深さ（軸方向）の切欠き７５ｆ（図６参照）を備えている。

穴部７５の形状について、図７用いて説明する。穴部７５は、ポンプ部設置面６３側の端部が所定の深さの丸穴７５ａ（穴の一例）になっている（丸でなくてもよい）。丸穴７５ａの反ポンプ部設置面６３側に、第１の段差部７５ｂが形成されている。第１の段差部７５ｂから、反ポンプ部設置面６３側に、第１のテーパ穴７５ｃが軸方向に長く形成されている。第１のテーパ穴７５ｃは、ポンプ部設置面６３側の直径が大きく、反ポンプ部設置面６３側にいくにつれ直径が小さくなっている。第１のテーパ穴７５ｃの反ポンプ部設置面６３側の端部に、第２の段差部７５ｄが形成されている。第２の段差部７５ｄから、第１のテーパ穴７５ｃの反対側に、第２のテーパ穴７５ｅが形成されている。第２のテーパ穴７５ｅは、第１のテーパ穴７５ｃ側の直径が小さく、反第１のテーパ穴７５ｃ側にいくにつれ直径が大きくなっている。そして、第２のテーパ穴７５ｅの反ポンプ部設置面６３側の端面は開口している。

尚、穴部７５は、図６に示すように、ポンプ部設置面６３の端部に、第１のテーパ穴７５ｃよりも径方向に一回り大きい所定の深さの切欠き７５ｆを複数備えている。

このように、穴部７５の形状を複雑にしている理由は、穴部７５に一体成形されるタッピングねじの下穴部８１（後述する）の軸方向の抜けを抑制するとともに、回転を抑制（回り止め）するためである。この点については後述する。

次に、図８乃至図１０により、タッピングねじの下穴部８１を成形後のモールド固定子５０について説明する。

タッピングねじの下穴部８１を成形前のモールド固定子５０において、外形が平面視略四角形のポンプ部設置面６３の四角形の四隅のそれぞれの軸方向に形成された穴部７５に、熱可塑性樹脂を用いてタッピングねじの下穴部８１を一体成形する。

図９、図１０に示すように、熱可塑性樹脂製のタッピングねじの下穴部８１は、内部に円柱状の下穴８１ｇを形成し、外形はモールド固定子５０のモールド樹脂５３の穴部７５に沿う形状である。

即ち、図１０に示すように、タッピングねじの下穴部８１は、以下に示す要素からなる。
（１）モールド固定子５０のモールド樹脂５３の穴部７５の丸穴７５ａに対応して形成される円筒部８１ａ；
（２）穴部７５の第１の段差部７５ｂに対応する第１の段差部８１ｂ；
（３）穴部７５の第１のテーパ穴７５ｃに対応して形成される第１のテーパ状円筒部８１ｃ；
（４）穴部７５の第２の段差部７５ｄに対応する第２の段差部８１ｄ；
（５）穴部７５の第２のテーパ穴７５ｅに対応して形成される第２のテーパ状円筒部８１ｅ；
（６）第１の段差部８１ｂから第１のテーパ状円筒部８１ｃの外周に軸方向に形成される突出部８１ｆ（図１０の例では４個、但し突出部８１ｆの数、形状は任意でよい）；
（７）円柱状の下穴８１ｇ。

穴部７５の丸穴７５ａに対応して形成される円筒部８１ａは、第１の段差部８１ｂが穴部７５の第１の段差部７５ｂに当接して、タッピングねじの下穴部８１の反ポンプ部設置面６３側方向への抜け止めになる。

穴部７５の第１のテーパ穴７５ｃに対応して形成される第１のテーパ状円筒部８１ｃも、タッピングねじの下穴部８１の反ポンプ部設置面６３側方向への抜け止めになる。

穴部７５の第２の段差部７５ｄに対応する第２の段差部８１ｄが、穴部７５の第２の段差部７５ｄに当接して、タッピングねじの下穴部８１の反ポンプ部設置面６３側方向への抜け止めになる。

穴部７５の第２のテーパ穴７５ｅに対応して形成される第２のテーパ状円筒部８１ｅは、タッピングねじの下穴部８１のポンプ部設置面６３側方向への抜け止めになる。

第１の段差部８１ｂから第１のテーパ状円筒部８１ｃの外周に軸方向に形成される突出部８１ｆは、タッピングねじの下穴部８１の回り止めとなる。

尚、下穴部８１の外形を略角形状にすることでも、下穴部８１の回り止めとなる。

次に、固定子組立４９について説明する。図１１は実施の形態１を示す図で、固定子組立４９の斜視図である。

固定子組立４９は、以下に示す手順で製作される。
（１）厚さが０．１〜０．７ｍｍ程度の電磁鋼板が帯状に打ち抜かれ、かしめ、溶接、接着等で積層された帯状の固定子鉄心５４を製作する。帯状の固定子鉄心５４は、複数個のティースを備える。図３に示すモールド固定子５０の内周部に、固定子鉄心５４のティースの先端部が露出している。ここで示す固定子鉄心５４は、薄肉連結部（図示せず）で連結されている６個のティースを有するので、図３においても、６箇所に固定子鉄心のティースの先端部が露出している。但し、図３で見えているのは２箇所のみ。
（２）ティースには、絶縁部５６が施される。絶縁部５６は、例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の熱可塑性樹脂を用いて、固定子鉄心５４と一体に又は別体で成形される。
（３）絶縁部５６が施されたティースに集中巻のコイルが巻回される。６個の集中巻のコイル５７を接続して、三相のシングルＹ結線の巻線を形成する。
（４）三相のシングルＹ結線であるので、絶縁部５６の結線側には、各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイル５７（図５参照）が接続される端子５９（電源が供給される電源端子及び中性点端子）が組付けられる。電源端子は３個、中性点端子は１個である。
（５）基板５８が結線側の絶縁部５６（端子５９が組付けられる側）に取り付けられる。基板５８は、基板押え部品９５により絶縁部５６との間に挟持される。基板５８には、電動機（ブラシレスＤＣモータ）を駆動するＩＣ５８ａ（駆動素子）、回転子６０の位置を検出するホール素子（位置検出素子、基板５８の裏側にあるため図１１では見えていない）等が実装されている。ＩＣ５８ａやホール素子を電子部品と定義する。また、基板５８には、その外周縁部付近の切り欠き部にリード線５２を口出しするリード線口出し部品６１が、取り付けられる。
（６）リード線口出し部品６１が取り付けれたられた基板５８が基板押え部品９５により絶縁部５６に固定され、端子５９と基板５８とが半田付けされることで固定子組立４９が完成する。

次に、ポンプ部４０の構成を説明する。
図１２、図１３は実施の形態１を示す図で、図１２はポンプ部４０の分解斜視図、図１３はポンプ１０の断面図である。

図１２、図１３に示すように、ポンプ部４０は、以下に示す要素で構成される。
（１）水の吸水口４２と吐出口４３とを有し、内部に回転子６０の羽根車６０ｂを収納するケーシング４１。ケーシング４１は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などの熱可塑性樹脂を用いて成形される。ケーシング４１には、吸水口４２側の端部に、ポンプ部４０とモールド固定子５０とを組み付ける際に用いられるねじ穴４４ａを有するボス部４４が４箇所に設けられる。また、ケーシング４１には、ポンプ１０を、例えば、ヒートポンプ式給湯装置３００のタンクユニット２００に固定するための孔４５ａを有する取付脚４５を３箇所に備える。
（２）第１のスラスト軸受７１ａ。第１のスラスト軸受７１ａの材質は、例えば、アルミナ等のセラミックである。回転子６０は、ポンプ１０の運転中、回転子６０の羽根車６０ｂの表裏に作用する水の圧力差により第１のスラスト軸受７１ａを介してケーシング４１に押し付けられるため、第１のスラスト軸受７１ａにはセラミックにより製作されたものを使用し、耐摩耗性、摺動性を確保している。
（３）回転子６０。回転子６０は、回転子部６０ａと、羽根車６０ｂとを備える。回転子部６０ａは、フェライト等の磁性粉末と樹脂を混練したペレットを成形したリング状（円筒状）の樹脂マグネット６８と、樹脂マグネット６８の内側に設けられる円筒形のスリーブ軸受６６（例えば、カーボン製）とが、例えばＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）等の樹脂６７で一体化される。羽根車６０ｂは、例えばＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）等の樹脂成形品である。回転子部６０ａと、羽根車６０ｂとが超音波溶着等により接合される。
（４）軸７０。椀状隔壁部品９０の軸支持部９４に軸７０の一端が挿入され、軸７０の他端がケーシング４１の軸支持部４６に挿入される。椀状隔壁部品９０の軸支持部９４に挿入される軸７０の一端は、軸支持部９４に対して回転しないように挿入される。そのため、軸７０の一端は所定の長さ（軸方向）円形の一部を切り欠いている。軸支持部９４の孔もそれに合わせた形状になっている。ケーシング４１の軸支持部４６に挿入される軸７０の他端も所定の長さ（軸方向）円形の一部を切り欠いている。即ち、軸７０は長さ方向に対称形である。但し、軸７０の他端は、ケーシング４１の軸支持部４６に回転可能に挿入される。軸７０が長さ方向に対称形なのは、軸７０を椀状隔壁部品９０の軸支持部９４に挿入する際に、上下の向きを意識することなく組立を可能とするためである。
（５）第２のスラスト軸受７１ｂ。第２のスラスト軸受７１ｂの材質はＳＵＳである。回転子６０は、ポンプ１０の運転中、回転子６０の羽根車６０ｂの表裏に作用する水の圧力差により第１のスラスト軸受７１ａを介してケーシング４１に押し付けられるが、運転状態によっては、回転子６０が第２のスラスト軸受７１ｂを介して椀状隔壁部品９０の軸支持部９４に接触するケースも考えられるため、第２のスラスト軸受７１ｂを使用している。
（６）Ｏリング８０。Ｏリング８０は、ポンプ部４０のケーシング４１と椀状隔壁部品９０とのシールを行う。
（７）椀状隔壁部品９０。椀状隔壁部品９０は、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）などの熱可塑性樹脂を用いて成形される。椀状隔壁部品９０は、モールド固定子５０との嵌合部である椀状隔壁部９０ａと、鍔部９０ｂとを備える。椀状隔壁部９０ａは、円形の底部と円筒形の隔壁とで構成される。円形の底部の内面の略中央部に、軸７０の一端が挿入される軸支持部９４が立設している。椀状隔壁部９０ａの外周面に軸方向に延びるリブ９１が形成されている。リブ９１は、椀状隔壁部９０ａの根元（鍔部９０ｂとの連結部）から軸方向に所定の長さ形成されている。そして、リブ９１の径方向の寸法は、椀状隔壁部９０ａの根元側が大きく、先に行くに従って小さくなるテーパ形状である。鍔部９０ｂには、鍔部９０ｂを補強する補強リブ（図示せず）が径方向に放射状に６個形成されている。その中の任意の一つの補強リブに椀状隔壁部９０ａのリブ９１が接続している。これにより、椀状隔壁部品９０の成形金型の製作が容易になる。また、鍔部９０ｂには、モールド固定子５０のポンプ部４０のポンプ部設置面６３に形成される環状の第３の溝６５に納まる環状リブ（図示せず）を備える。また、鍔部９０ｂには、タッピングねじ１６０が通る孔９０ｄが４箇所に形成されている。さらに、鍔部９０ｂのケーシング４１側の面に、Ｏリング８０を収納する環状のＯリング収納溝９０ｃが形成されている。

ポンプ１０は、椀状隔壁部品９０にＯリング８０を設置した後、ケーシング４１を椀状隔壁部品９０に組付けポンプ部４０を組立、モールド固定子５０にポンプ部４０を組付けタッピングねじ１６０等により固定して組立てられる。

モールド固定子５０とポンプ部４０とを組み付ける際に、モールド固定子５０の内周部に軸方向に形成されている第１の溝５１と、椀状隔壁部品９０の椀状隔壁部９０ａの外周面に軸方向に延びるリブ９１とが嵌合することにより、回転方向（周方向）の位置決めがなされる（図１５参照）。

モールド固定子５０とポンプ部４０との嵌合は、以下のように行われる。椀状隔壁部品９０の椀状隔壁部９０ａの外周面の鍔部９０ｂと反対側の部分にはリブ９１がないので、モールド固定子５０の内周に、ポンプ部４０の椀状隔壁部９０ａの先端部（リブ９１がない部分）を任意の位置で挿入することができる。

挿入が進み、ポンプ部４０の椀状隔壁部９０ａのリブ９１がモールド固定子５０の内周の開口部側の端部までくると、モールド固定子５０の内周部に軸方向に形成されている第１の溝５１と、椀状隔壁部品９０の椀状隔壁部９０ａの外周面に軸方向に延びるリブ９１とが合わないとそれ以上は挿入できないが、ある程度モールド固定子５０の内周にポンプ部４０の椀状隔壁部９０ａが挿入されているので、回転させることで容易に第１の溝５１とリブ９１との位置を合わせることができる。

第１の溝５１とリブ９１との位置が合えば、ポンプ部４０の椀状隔壁部９０ａをモールド固定子５０の内周に完全に挿入することができる。

椀状隔壁部品９０の椀状隔壁部９０ａの内周には、椀状隔壁部品９０の軸支持部９４に挿入される軸７０に回転子６０が嵌められて収納される。従って、モールド固定子５０と回転子６０との同軸を確保するために、モールド固定子５０の内周と椀状隔壁部品９０の椀状隔壁部９０ａの外周との隙間はできるだけ小さい方がよい。例えば、その隙間は、０．０２〜０．０６ｍｍ程度に選ばれる。

モールド固定子５０の内周と椀状隔壁部品９０の椀状隔壁部９０ａの外周との隙間を小さくすると、モールド固定子５０の内周に椀状隔壁部品９０の椀状隔壁部９０ａを挿入する場合に、空気が逃げる道がないと挿入が困難になる。

そのため、モールド固定子５０の内周部に軸方向に形成される第１の溝５１を設けて、この第１の溝５１を空気の逃げ道としている。

また、椀状隔壁部品９０と、モールド固定子５０との周方向の位置決めが必要である。

椀状隔壁部品９０とモールド固定子５０との周方向の位置決めを行うために、モールド固定子５０の内周部に軸方向に形成される第１の溝５１に、椀状隔壁部９０ａのリブ９１が嵌るようにしている。

空気の逃げ道であるモールド固定子５０の第１の溝５１を、椀状隔壁部９０ａのリブ９１が塞いでしまうと、椀状隔壁部品９０のモールド固定子５０への挿入が困難になる。そこで、椀状隔壁部品９０がモールド固定子５０に完全に挿入された状態で、モールド固定子５０の第１の溝５１と椀状隔壁部９０ａのリブ９１との間に隙間ができるようにしている。その隙間は、最も狭い所（リブ９１の径方向の寸法が最も大きい所）で１ｍｍ前後にしている。

このように、モールド固定子５０の内周と椀状隔壁部品９０の椀状隔壁部９０ａの外周との隙間はできるだけ小さくして（例えば、０．０２〜０．０６ｍｍ程度）モールド固定子５０回転子６０との同軸を確保しつつ、且つ、モールド固定子５０の内周部に軸方向に形成される空気の逃げ道となる第１の溝５１を設けて、モールド固定子５０の内周への椀状隔壁部品９０の挿入を容易としている。さらに、椀状隔壁部９０ａに、椀状隔壁部９０ａの根元（鍔部９０ｂとの連結部）から軸方向に所定長さリブ９１を形成し、リブ９１の径方向の寸法を、椀状隔壁部９０ａの根元側が大きく、先に行くに従って小さくなるテーパ形状とし、リブ９１がモールド固定子５０の第１の溝５１に所定の径方向の隙間（１ｍｍ程度）ができる状態で嵌合するようにしているので、モールド固定子５０と椀状隔壁部品９０との位置決めができるとともに、モールド固定子５０と椀状隔壁部品９０との組付けを容易に行うことができる。

図１４、図１５は実施の形態１を示す図で、図１４はタッピングねじの下穴部１８１を成形後の変形例１のモールド固定子１５０の部分拡大断面図、図１５は変形例１のポンプ１１０の断面図である。

図１４、図１５により、変形例１のモールド固定子１５０及び変形例１のポンプ１１０について説明する。

図１４に示すように、変形例１のモールド固定子１５０は、図３に示したモールド固定子５０と、タッピングねじの下穴部１８１が異なる。従って、モールド固定子１５０のモールド樹脂１５３の穴部１７５の形状も、モールド固定子５０と異なる。

モールド固定子１５０の下穴部１８１は、第１のテーパ状円筒部１８１ｃと、第２のテーパ状円筒部１８１ｅと、第１のテーパ状円筒部１８１ｃと、第２のテーパ状円筒部１８１ｅの内部に形成される円柱状の下穴１８１ｇとを少なくとも備える。

第１のテーパ状円筒部１８１ｃは、ポンプ部設置面１６３側の直径が大きく軸方向の内部にいくにつれ直径が小さくなる。また、第２のテーパ状円筒部１８１ｅは、反ポンプ部設置面１６３側の直径が大きく軸方向の内部にいくにつれ直径が小さくなる。

第１のテーパ状円筒部１８１ｃと、第２のテーパ状円筒部１８１ｅとにより、モールド固定子１５０の穴部１７５からの軸方向の抜けを抑制することができる。

図示はしないが、モールド固定子１５０の下穴部１８１は、モールド固定子５０の下穴部８１と同様、外周部に下穴部１８１の回り止めとなる突出部を複数有する。

図１５に示す変形例１のポンプ１１０は、図１３に示すポンプ１０と、モールド固定子１５０が異なるだけでその他は同じである。但し、断面の位置は異なる。

図１６、図１７は実施の形態１を示す図で、図１６はタッピングねじの下穴部１８１を成形後の変形例２のモールド固定子２５０の部分拡大断面図、図１７は変形例２のポンプ２１０の断面図である。図１６、図１７により、変形例２のモールド固定子２５０及び変形例２のポンプ２１０について説明する。

図１６に示すように、変形例２のモールド固定子２５０は、図３に示したモールド固定子５０と、タッピングねじの下穴部２８１が異なる。従って、モールド固定子２５０のモールド樹脂２５３の穴部２７５の形状も、モールド固定子５０と異なる。

モールド固定子２５０の下穴部２８１は、第１の円筒部２８１ａと、第２の円筒部２８１ｃと、第３の円筒部２８１ｅと、内部に形成される円柱状の下穴２８１ｇとを少なくとも備える。

第１の円筒部２８１ａは、ポンプ部設置面２６３側の端部に形成される。第３の円筒部２８１ｅは、反ポンプ部設置面２６３側の端部に形成される。第２の円筒部２８１ｃは、第１の円筒部２８１ａと第３の円筒部２８１ｅとの間に形成される。

第１の円筒部２８１ａ及び第３の円筒部２８１ｅの外径は略等しい。第２の円筒部２８１ｃの外径は，第１の円筒部２８１ａ及び第３の円筒部２８１ｅの外径よりも小さい。

このような形状であるから、第１の円筒部２８１ａと第２の円筒部２８１ｃの境に第１の段差部２８１ｂがあり、第３の円筒部２８１ｅと第２の円筒部２８１ｃの境に第２の段差部２８１ｄがある。

第１の段差部２８１ｂと、第２の段差部２８１ｄとにより、下穴部２８１は軸方向の抜けが抑制される。

図示はしないが、モールド固定子２５０の下穴部２８１は、モールド固定子５０の下穴部８１と同様、外周部に下穴部２８１の回り止めとなる突出部を複数有する。

図１７に示す変形例２のポンプ２１０は、図１３に示すポンプ１０と、モールド固定子２５０が異なるだけでその他は同じである。但し、断面の位置は異なる。

図１８は実施の形態１を示す図で、ポンプ１０の製造工程を示す図である。以下、ポンプ１０の製造工程を説明する。
（１）ステップ１：固定子を製造する。先ず、厚さが０．１〜０．７ｍｍ程度の電磁鋼板が帯状に打ち抜かれ、かしめ、溶接、接着等で積層され、薄肉連結部で連結された帯状の固定子鉄心を製作する。ティースには、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の熱可塑性樹脂を用いる絶縁部が施される。絶縁部が施されたティースに集中巻のコイルが巻回される。例えば、６個の集中巻のコイルを接続して、三相のシングルＹ結線の巻線を形成する。三相のシングルＹ結線であるので、絶縁部の結線側には、各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイルが接続される端子５９（電源が供給される電源端子及び中性点端子）が組付けられる。併せて、基板５８を製造する。基板５８は、基板押え部品９５により絶縁部５６との間に挟持される。基板５８には、電動機（ブラシレスＤＣモータ）を駆動するＩＣ５８ａ、回転子６０の位置を検出するホール素子等が実装されている。また、基板５８には、その外周縁部付近の切り欠き部にリード線５２を口出しするリード線口出し部品６１が、取り付けられる。併せて、回転子部６０ａを製造する。回転子部６０ａは、フェライト等の磁性粉末と樹脂を混練したペレットを成形したリング状（円筒状）の樹脂マグネット６８と、樹脂マグネット６８の内側に設けられる円筒形のスリーブ軸受６６（例えば、カーボン製）とが、例えばＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）等の樹脂で一体化される。さらに、併せて、羽根車６０ｂを成形する。羽根車６０ｂは、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）などの熱可塑性樹脂を用いて成形される。
（２）ステップ２：基板５８を固定子に固定する。リード線口出し部品６１が取り付けられた基板５８が基板押え部品９５により絶縁部５６に固定される。併せて、回転子部６０ａに羽根車６０ｂを超音波溶着等により組付ける。併せて、椀状隔壁部品９０を成形する。併せて、軸７０と第１のスラスト軸受７１ａ、第２のスラスト軸受７１ｂを製造する。軸７０は、ＳＵＳで製造される。第１のスラスト軸受７１ａは、セラミックで製造される。第２のスラスト軸受７１ｂは、ＳＵＳで製造される。
（３）ステップ３：端子５９（電源が供給される電源端子及び中性点端子）と基板５８とを半田付けする。椀状隔壁部品９０に回転子６０等を組付ける。さらに、併せて、ケーシング４１を成形する。ケーシング４１は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などの熱可塑性樹脂を用いて成形される。
（４）ステップ４：ポンプ部４０を組み付ける足部にタッピングねじの下穴部８１形成用の穴部７５を有するように、固定子をモールド成形して、モールド固定子５０を製造する。併せて、椀状隔壁部品９０にケーシング４１を固定してポンプ部４０を組立てる。さらに、併せて、タッピングねじ１６０を製造する。
（５）ステップ５：モールド固定子５０に備えるタッピングねじの下穴部８１形成用の穴部７５に、熱可塑性樹脂を一体に成形し、タッピングねじの下穴部８１を形成する。下穴部８１は、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタラート）等の熱可塑性樹脂を用いて成形される。
（６）ステップ６：ポンプ１０の組立を行う。モールド固定子５０にポンプ部４０を組付け、下穴部８１にタッピングねじ１６０で固定する。モールド固定子５０とポンプ部４０とを組み付ける際、モールド固定子５０の内径に備える第１の溝５１（図１５）と、椀状隔壁部品９０のモールド固定子５０の内径との椀状隔壁部品９０に備えるリブ９１（図１５）とが嵌合うことにより、回転方向に対する位置決めとなる。

ポンプ１１０、ポンプ２１０の製造工程も、ポンプ１０の製造工程と同様である。

本実施の形態は、モールド固定子５０，１５０，２５０のタッピングねじの下穴部８１，１８１，２８１をＰＢＴ（ポリブチレンテレフタラート）等の熱可塑性樹脂を用いてモールド樹脂５３，１５３，２５３に一体成形している。モールド固定子５０，１５０，２５０とポンプ部４０との固定をタッピングねじ１６０を下穴部８１，１８１，２８１に締結する際に、下穴部８１，１８１，２８１が熱可塑性樹脂であるから、振動などによりモールド固定子５０，１５０，２５０とポンプ部４０との組付け強度が低下する恐れが少なく、モールド固定子５０，１５０，２５０とポンプ部４０とを強固に組み付けることができる。

１ 圧縮機、２ 冷媒−水熱交換器、３ 減圧装置、４ 蒸発器、５ 圧力検出装置、６ ファンモータ、７ ファン、８ 沸上げ温度検出手段、９ 給水温度検出手段、１０ ポンプ、１１ 操作部、１２ タンクユニット制御部、１３ ヒートポンプユニット制御部、１４ 温水タンク、１５ 冷媒配管、１６ 温水循環配管、１７ 外気温度検出手段、３１ 風呂水追い焚き熱交換器、３２ 風呂水循環装置、３３ 混合弁、３４ タンク内水温検出装置、３５ 追い焚き後水温検出装置、３６ 混合後水温検出装置、３７ 風呂水追い焚き配管、４０ ポンプ部、４１ ケーシング、４２ 吸水口、４３ 吐出口、４４ ボス部、４４ａ ねじ穴、４５ 取付脚、４５ａ 孔、４６ 軸支持部、４９ 固定子組立、５０ モールド固定子、５１ 第１の溝、５２ リード線、５３ モールド樹脂、５４ 固定子鉄心、５６ 絶縁部、５７ コイル、５８ 基板、５８ａ ＩＣ、５９ 端子、６０ 回転子、６０ａ 回転子部、６０ｂ 羽根車、６１ リード線口出し部品、６３ ポンプ部設置面、６４ 第２の溝、６５ 第３の溝、６６ スリーブ軸受、６７ 樹脂、６８ 樹脂マグネット、７０ 軸、７１ａ 第１のスラスト軸受、７１ｂ 第２のスラスト軸受、７５ 穴部、７５ａ 丸穴、７５ｂ 第１の段差部、７５ｃ 第１のテーパ穴、７５ｄ 第２の段差部、７５ｅ 第２のテーパ穴、７５ｆ 切欠き、８０ Ｏリング、８１ 下穴部、８１ａ 円筒部、８１ｂ 第１の段差部、８１ｃ 第１のテーパ状円筒部、８１ｄ 第２の段差部、８１ｅ 第２のテーパ状円筒部、８１ｆ 突出部、８１ｇ 下穴、９０ 椀状隔壁部品、９０ａ 椀状隔壁部、９０ｂ 鍔部、９０ｃ Ｏリング収納溝、９０ｄ 孔、９１ リブ、９３ 環状リブ、９４ 軸支持部、９５ 基板押え部品、１００ ヒートポンプユニット、１１０ ポンプ、１５０ モールド固定子、１５３ モールド樹脂、１６０ タッピングねじ、１７５ 穴部、１８１ 下穴部、１８１ｃ 第１のテーパ状円筒部、１８１ｅ 第２のテーパ状円筒部、１８１ｇ 下穴、２００ タンクユニット、２１０ ポンプ、２５０ モールド固定子、２５３ モールド樹脂、２７５ 穴部、２８１ 下穴部、２８１ａ 第１の円筒部、２８１ｂ 第１の段差部、２８１ｃ 第２の円筒部、２８１ｄ 第２の段差部、２８１ｅ 第３の円筒部、２８１ｇ 下穴、３００ ヒートポンプ式給湯装置。

Claims (9)

1. 固定子鉄心の絶縁部が施された複数のティースに巻線してコイルが形成され、電子部品が実装されるとともにリード線を口出しするリード線口出し部品が取り付けられた基板を組付けた固定子組立と、
   前記固定子組立をモールド樹脂で成形してなり、外周近傍に軸方向に形成された複数の穴部を有するモールド固定子と、
   前記穴部に一体成形された熱可塑性樹脂からなる下穴部と、
   水の吸水口と吐出口とを有するケーシングと、内部に軸が回転できないように装着され前記軸に回転子部と羽根車とを備える回転子が嵌合する椀状隔壁部と、鍔部とを有する椀状隔壁部品とを組付けてなり、外周部付近に複数のネジ穴を有するポンプ部と、
   複数本のタッピングネジと、を備え、
   前記ポンプ部の前記ネジ穴を介して、前記モールド固定子の前記下穴部に前記タッピングネジを締結し、前記ポンプ部と前記モールド固定子とを組み付けることを特徴とするポンプ。
2. 前記下穴部は、軸方向の抜け及び周方向の回転が抑制されるように前記穴部に一体成形されることを特徴とする請求項１記載のポンプ。
3. 前記モールド固定子の前記穴部を、軸方向の両端部の直径が大きく内部にいくにつれ直径が小さくなる形状としたことを特徴とする請求項２記載のポンプ。
4. 前記モールド固定子の前記穴部を、テーパ形状の組み合わせで構成することを特徴とする請求項３記載のポンプ。
5. 前記モールド固定子の前記穴部は、両端部に中間部よりも径の大きい所定の形状の穴を備えることを特徴とする請求項３記載のポンプ。
6. 前記モールド固定子の前記穴部は、外周に軸方向に延びる切欠きを備えることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載のポンプ。
7. 前記モールド固定子の前記穴部は、略角柱状であることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載のポンプ。
8. ヒートポンプユニットと、タンクユニットと、ユーザが運転操作などを行う操作部とを備えたヒートポンプ式給湯装置において、
   請求項１乃至７のいずれかに記載のポンプを搭載したことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
9. 固定子鉄心のティースに絶縁部を施し、前記絶縁部が施された前記ティースにコイルを巻回して固定子を製造し、電子部品が実装されるとともにリード線を口出しするリード線口出し部品が取り付けられる基板を製造し、樹脂マグネットと前記樹脂マグネットの内側に設けられるスリーブ軸受とが樹脂で一体化して回転子部を製造し、さらに羽根車を製造する第１の工程と、
   前記基板を前記固定子に組付け、前記回転子部に前記羽根車を超音波溶着等により組付けて回転子を製造し、椀状隔壁部品を成形し、さらに軸とスラスト軸受を製造する第２の工程と、
   前記固定子の端子と基板とを半田付けするとともに前記固定子に下穴部品を組み付け、前記椀状隔壁部品に前記回転子を組付け、さらにケーシングを成形する第３の工程と、
   前記固定子をモールド成形してモールド固定子を製造し、前記椀状隔壁部品に前記ケーシングを固定してポンプ部を組立て、さらにタッピングネジを製造する第４の工程と、
   前記モールド固定子にタッピングねじの下穴部を熱可塑性樹脂で一体成形する第５の工程と、
   前記モールド固定子に前記ポンプ部を組付け、前記タッピングネジで固定してポンプの組立を行う第６の工程とを備えたことを特徴とするポンプの製造方法。

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