JP2016116444A - ポンプ及び洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】効率を高めたポンプを提供する。【解決手段】ポンプ及び洗浄装置が提供される。ポンプ（１０）は、ポンプチャンバ（１２）を有するポンプハウジング（１４）と、ポンプチャンバ（１２）と連通する入口（１６）及び出口（１８）と、モータ（２２）と、インペラ（２０）とを含む。モータは、ステータ及びロータ（２６）を含む。インペラは、常に回転軸と共に同期回転するようにロータの軸に固定して連結される。同期モータの始動位相中には、ステータ巻線がロータを引き寄せて一定の始動方向のみに回転させる。【選択図】図１

Description

本発明は、ポンプに関し、特に、食器洗浄機又は洗濯機で使用する排水ポンプに関する。

従来の同期モータの始動過程中には、ステータの電磁石が交番磁界を生成し、この磁界が永久磁石ロータを引き寄せて振動させる。ロータが多くの運動エネルギを得るにつれてロータの振動の大きさが増し、最終的には、ロータがステータの交番磁界に同期するまで加速する。正常な始動を確実にするために、通常、モータは、低い始点を有するように構成され、このため効率の高い動作点で動作することができず、したがって低効率を招く。一方で、ロータを始動毎に確実に同じ方向に回転させるのは、交流電流の特性及びロータ停止位置のランダム性に起因して不可能な場合がある。したがって、通常、排水ポンプなどの用途では、ロータによって駆動されるインペラが直線タイプの半径方向ブレードを利用しており、これもまたポンプの低効率を招く。

中国特許出願２０１４１０４０４４７４．２号明細書 中国特許出願２０１４１０４０４７５５．８号明細書

したがって、効率を高めたポンプに対する要望がある。

１つの態様において、ポンプチャンバを有するポンプハウジングと、ポンプチャンバと連通する入口及び出口と、モータと、ポンプチャンバ内に配置されたインペラとを含むポンプを提供する。モータは、ステータと、ステータに対して相対的に回転可能なロータとを備える。インペラは、ロータの軸と共に同期回転するように軸に固定して連結される。同期モータの始動位相中には、ステータ巻線がロータを引き寄せて一定の始動方向のみに回転させる。

ロータは、回転軸と、回転軸に固定された磁石とを含むことが好ましい。ステータは、ステータコアと、ステータコアの周りに巻き付けられて交流電源を給電されるステータ巻線とを含む。ロータは、モータの電源投入毎に一定の始動方向を有して定常状態中に６０ｆ／ｐＲＰＭの一定速度で回転し、ｆは、交流電源の周波数であり、ｐは、永久磁石ロータの磁極対の数である。

インペラは、基板と、基板に円周方向に離間して取り付けられた複数の湾曲ブレードとを含むことが好ましい。

インペラは、基板と、基板に円周方向に離間して取り付けられた湾曲した長ブレード群及び湾曲した短ブレード群とを含むことが好ましい。

基板の中央領域に取付ポストが設けられ、回転軸の一端が、軸スリーブを介して取付ポストに固定され、取付ポスト、軸スリーブ、及び軸スリーブの内側における射出成形部は、モータから離れた取付ポストの軸方向の端部において、協働して連続閉端面を形成することが好ましい。

ポンプハウジングは、カバー本体と、カバー本体に取り付けられた底板とを含み、底板は、開口部を有するポンプチャンバ底壁と、開口部から一体的に軸方向外方に延在するロータハウジングとを含むことが好ましい。

開口部に隣接するロータハウジングの一端にはエンドキャップが固定され、回転軸の両端は、エンドキャップに配置された第１の軸受と、開口部から離れたロータハウジングの他端に配置された第２の軸受とによってそれぞれ支持されることが好ましい。

第１の軸受は、緩衝器を介してエンドキャップに取り付けられることが好ましい。

第１の軸受は円筒形であり、第１の軸受の外面上に円周方向に延在する隆起を含み、緩衝器の内面は、隆起に係合する溝を形成することが好ましい。

第２の軸受は、ロータハウジングと一体形成される軸受座によって支持され、軸受座の内面には、複数の内歯が形成されることが好ましい。

回転軸の両端は、２つの軸受によってそれぞれ支持され、２つの軸受は２つの支持部材によって支持され、２つの軸受の少なくとも一方は、対応する一方の支持部材と円周方向に沿って不連続接触することが好ましい。

別の態様において、洗浄チャンバと、洗浄チャンバに洗浄水を供給するための給水路と、排水のための排水路と、排水路に洗浄チャンバ内の洗浄水を送る排水ポンプとを含む洗浄装置を提供する。排水ポンプは、ポンプの特徴を備える。

ここで、添付図面の図を参照して、単なる例示として本発明の好ましい実施形態を説明する。図において、複数の図に現れる同一の構造体、要素又は部品は、一般に、それらが現れる全ての図において同じ符号で表記される。図内に示される構成部品及び構造部の寸法は、一般に、便宜のため及び提示の明確さのために選択されたものであり、必ずしも縮尺通りではない。以下、図を列挙する。

本発明の一実施形態によるポンプを示す図である。 図１のポンプの軸方向の断面図である。 図１のポンプのモータロータの軸方向の断面図である。 図３のロータの磁石を示す図である。 図３のモータロータの半径方向の断面図である。 図１のポンプのモータの部分平面図である。 図６のモータのステータコアの平面図である。 図６のモータのステータの絶縁巻線ブラケットの別の実施形態を示す図である。 水平方向に突合せに配置された、図６のモータのステータの絶縁巻線ブラケットを示す図である。 図１のポンプのポンプハウジングカバー本体を示す図である。 ポンプハウジングカバー本体を取り外した状態を示す図１のポンプの図である。 図１のポンプのモータロータの取付構造を示す図である。 図１のポンプの底板の底面図である。 本発明の１つの実施形態による同期モータの駆動回路のブロック図である。 図１のポンプのインペラを示す図ある。 本発明の１つの実施形態によるポンプを用いる食器洗浄機を示す図である。

図１及び図２を参照すると、本発明の一実施形態によるポンプ１０は、ポンプチャンバ１２を有するポンプハウジング１４と、ポンプチャンバ１２と流体連通する入口１６及び出口１８と、ポンプチャンバ１２に回転可能に設けられるインペラ２０と、インペラ２０を駆動するためのモータ２２とを含む。モータ２２は、ステータと、ステータに対して相対的に回転可能なロータ２６とを含む単相同期モータであることが好ましい。

図３〜図５を参照すると、ロータ２６は、回転軸２８と、回転軸２８に固定される磁石３０とを含む。例示の実施形態では、ロータ２６は、互いに極性が逆の２つの極を形成する２つの永久磁石３０を含む。永久磁石３０は、オーバーモールド成形品３２によって、回転軸２８に固定される。オーバーモールド成形品３２は、内側リング３４と、外側リング３６と、内側及び外側リング３４，３６の対向する軸方向の端部を互いに連結するように設けられる２つのエンドプレート３８とを含む。外側リング３６は、磁石３０上にオーバーモールド成形され、回転軸２８と同心の外面を有する。内側リング３４は、回転軸２８上にオーバーモールド成形される。２つの磁石３０は、内側リング３４と外側リング３６との間に半径方向に固定され、２つのエンドプレート３８間に軸方向に固定される。回転軸２８の外面に、凹凸構造３９が形成されて、オーバーモールド成形品３２と回転軸２８との間の結合力を強化する。各磁石３０は、円周方向に沿って、円周の半分を覆い、半径方向外面４０と、半径方向内面４２と、磁石３０の両端で半径方向外面４０と半径方向内面４２とを連結する２つの共面連結面４４とを含む。半径方向外面４０は、円弧部４６と、円弧部４６の円周方向の両端から連結面４４に延在する２つの平面部４８とを含む。磁石３０は、粉末材料から焼結することができる。平面部４８を用いて、形成した磁石３０を位置決めして、研削などの後続の処理を行うことができる。外面４０の円弧部４６は、半径方向内面４２と同心状である。２つの磁石３０の半径方向内面４２は、協働して、回転軸２８が貫通するための内孔５０を形成する。オーバーモールド成形品３２の内側リング３４は、半径方向内面４２と回転軸２８との間に形成される。

各磁石３０の極円弧角（pole arc angle）θと１８０度の角度との比は、０．７５〜０．９５の範囲内であることが好ましく、より好ましくは、０．９〜０．９５の範囲内である。ここで用いる「極円弧角」という語は、半径方向外面４０の円弧面部４６の２つの円周方向の端部と回転軸２８の中心軸とを連結する仮想線によって形成される角度を意味する。同一側の２つの磁石３０の半径方向外面４０の２つの平面部４８は、同一平面にある。２つの同一平面の平面部４８の２つの円周方向の端部間の距離ｄ１は、２ｍｍ〜９．５ｍｍの範囲内である。２つの共面連結面４４の２つの外端間の距離ｄ２とオーバーモールド成形品３２の外面の距離ｄ３との比は、０．８２〜０．９５の範囲内である。一実施形態では、磁石３０の極円弧角θは、１６６度よりも大きく、２つの同一平面の平面部４８の２つの円周方向の端部間の距離ｄ１は、２ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲内である。オーバーモールド成形品３２の外側リング３６の軸方向の端部は、少なくとも２つの位置決め溝５２を形成し、位置決め溝５２は、円周方向に互いに離間して設けられ、オーバーモールド成形品３２の形成処理時に２つの磁石３０を位置決めするようになっている。各位置決め溝５２は、２つの磁石３０の同じ側の２つの平面部４８が完全に露出した状態で、２つの磁石３０が互いに接触する領域に設けられる。

従来の円弧状磁石と比較して、本実施形態のロータの磁石の極円弧角は大きくなり、これにより、モータのコギングトルクを低減し、ロータをより滑らかに回転させる。リング状磁石と比較して、本実施形態の円弧状磁石は、コストを削減する。

図６及び図７を参照すると、ステータは、ステータコア５４と、ステータコア５４の周りに巻き付けられるステータ巻線５６とを含む。本実施形態では、ステータコア５４は、底部５８と、底部５８の両端から延在する２つの分岐部６０と、２つの分岐部６０に形成される１対の対向する極６２とを含む。底部５８は棒状であり、２つの分岐部６０は、底部５８の両端から並列に延在し、２つの極６２は、２つの分岐部６０の底部５８から離れた両端に形成されることが好ましい。各極６２は、対応する分岐部６０から延在し、底部５８に対して実質的に平行な２つの側面６４，６５と、２つの側面６４，６５間の凹状の極円弧面６６とを含む。ロータの外面は、極円弧面６６に対向し、両者間にエアギャップが形成される。

底部５８及び２つの分岐部６０は、別個に形成できることが好ましい。底部５８は、多数の板状の底部材の積層体によって形成することができ、分岐部６０は、多数の板状の分岐部材の積層体によって形成することができる。底部材及び分岐部材の各々は、積層した板状部材を一緒に取り付けるための組立穴６８を形成する。底部５８に隣接する各分岐部６０の端部の端面から、突起７０が突出し、これに対応して、底部５８の両端は、２つの凹部７２を形成する。底部材及び分岐部材が組み付けられて、それぞれの積層構造を形成した後、２つの分岐部６０の突起７０は、底部５８の２つの凹部７２とスナップ連結されて、ステータコアを形成する。代替例として、突起７０を底部５８に形成し、凹部７２を分岐部６０に形成することができる。本実施形態では、底部５８の最大幅ｂ１は、互いに接合した後の２つの分岐部６０間の最小距離ｂ２以下である。底部５８の最大長ｂ３は、底部に対向する分岐部６０の側面６４と、底部に隣接する分岐部６０の端部の最も遠い点（本実施形態では、突起７０の末端）との間の最大距離ｂ４以下である。上記の構成のステータコアでは、底部５８は、分岐部６０の形成処理時に除去された２つの分岐部６０間の材料によって形成することができるので、材料の節約、ひいてはコスト削減ができる。更に、底部５８の最大長ｂ３は、底部５８に対向する分岐部６０の側面６４と、底部５８に隣接する分岐部６０の端部の端面との間の距離ｂ５よりも大きくすることができる。

２つのステータ極６２は、ステータ極の２つの円周方向の端部の各々に、対向する円周方向の端部７４を形成する。対向する円周方向の端部間に、開口スロット７５が形成され、これにより、大きな磁気抵抗が生じ、磁気漏洩を低減させる。ステータ極６２の極円弧面６６及びロータ２６の外面は、両者間に、実質的に均一なエアギャップを形成する。「実質的に均一なエアギャップ」という表現は、ステータの大部分とロータの大部分との間に、均一なエアギャップが形成され、エアギャップのごく一部のみが不均一である状態を意味する。ステータ極の極円弧面６６は、ロータと同心であることにより、均一な主エアギャップ７６を形成することが好ましい。各極円弧面６６は、内側に凹んだ始動溝７８を形成して、始動溝７８とロータ２６の外面との間に、不均一なエアギャップが形成されるようになっている。２つの極６２の極円弧面の２つの始動溝７８は、ロータの直径に対して対称であり、各々、円周方向の端部７４のうちの対応する１つから延在することが好ましい。この構成によって、ロータ２６の静止時に、ロータ２６の極軸Ｓ１（図５）が、確実にステータ極６２の中心軸Ｓ２からずれることができて、ロータが、モータの電源投入毎に、一定の始動方向を有するようになっている。極軸とは、２つの異なる磁極（本実施形態では、２つの磁石）間の境界を意味し、ステータ極の中心軸とは、２つの極６２の中心を通る線を意味する。

２つのステータ極の２つの対向する円周方向の端部７４間の距離ａ１と、極円弧面とロータとの間の最小エアギャップ（本実施形態では、極円弧面とロータとの間の主エアギャップ）との比は、２未満であることが好ましい。

本実施形態では、２つの開口スロット７５は、同じ且つ均一の幅を有し、分岐部６０の長さ方向に対して平行である。代替例として、各開口スロット７５は、不均一な幅を有することができる。この場合、上記の２つの対向する円周方向の端部７４間の距離ａ１は、開口スロット７５の最小幅を指す。

本実施形態のモータの構成によって、ロータが確実に一定の始動方向を有することができ、同時に、モータのコギングトルクを低減することにより、ロータをより滑らかに回転させることができる。

図８及び図９を参照すると、ステータは、ステータコア５４の２つの分岐部６０の絶縁巻線ブラケット８０の周りにそれぞれ巻き付けられる１対のステータ巻線５６を含むことが好ましい。モータは、更に、分岐部６０に対して平行な方向に絶縁巻線ブラケット８０に取り付けられる回路基板８２（図２）を含む。回路基板８２には、過熱保護部８４が取り付けられる。過熱保護部８４は、回路基板８２と２つのステータ巻線５６との間に設けられ、巻線５６のいずれかの温度が高くなり過ぎた場合、電力供給を遮断することができる。２つのステータ巻線５６は、２つの別個の導線８６を巻き付けた後、互いに電気的に接続することによって、形成することができる。各導線８６は、入力端子８８及び出力端子９０を有する。２つの巻線は、２つの導線８６を同時に巻き付けることによって、形成することができ、これによって、時間が節約される。２つのステータ巻線５６の２つの入力端子８８は、平行な分岐部６０の長手方向の端部に設置され、巻線の内層に配置される。２つの出力端子９０は、平行な分岐部６０の他方の長手方向の端部に設置され、巻線の外層に配置される。絶縁巻線ブラケット８０は、管状部９２と、管状部９２の両端から外方に延在する端壁９４とを含む。管状部９２の半径方向の外面と２つの端壁９４の軸方向に対向する面との間に、巻線空間９５が形成されて、巻線５６を受け入れるようになっている。

入力端子８８が設けられる側の２つの絶縁巻線ブラケット８０の端壁９４は、各々、配線案内スロット９６を形成する。２つのステータ巻線５６の２つの入力端子８８は、巻線ブラケット８０の外側から、配線案内スロット９６を通って、巻線ブラケット８０の内側の巻線空間９５に至る。配線案内スロット９６と巻線ブラケットの内側の巻線空間９５との間に、分離壁９８が形成される。分離壁９８は、管状部９２の外面まで延在する。入力端子８８は、分離壁９８によって阻止され、管状部９２の外面に到達するまで、巻線空間に入らない。したがって、入力端子８８は、巻線空間９５内の各コイル層から分離されるので、導線の絶縁層を剥離させる入力端子と巻線空間内のコイルとの摩擦接触によるコイルの短絡が回避される。２つの出力端子９０は、回路基板８２にはんだ付けされ、電気的に接続されて、２つの巻線５６を直列に接続できるようになっていることが好ましい。２つの巻線５６の２つの入力端子８８には、外部の単相交流電源によって電力供給することができる。図９に示すように、２つの絶縁巻線ブラケット８０は、一体に形成され、長さ方向に配置されて、棒形状を有することが好ましい。２つの巻線５６が巻線ブラケット８０の周りに巻き付けられた後、棒状の２つの巻線ブラケット８０は、互いに平行になるように屈曲される。そして、２つの平行な巻線ブラケット８０は、ステータコア５４の２つの平行な分岐部６０の周囲に取り付けられる。２つの巻線５６の２つの入力端子は、互いに離れた棒状の２つの巻線ブラケット８０の２つの末端に設けられるか、又は、棒状の２つの巻線ブラケット８０の中央部において、これらのブラケットの２つの隣接する端部に設けられ、２つの巻線の巻線方向は、互いに逆であることが好ましい。このように、一旦２つの巻線ブラケットが互いに平行になるように屈曲されると、２つの巻線の２つの入力端子は、同じ端部に設けられ、直列に接続される２つの巻線によって発生する磁界は、互いに打ち消し合うことはない。

図１０〜図１２を参照すると、ポンプハウジング１４は、カバー本体１００と、カバー本体１００に取り付けられる底板１０２とを含む。カバー本体１００は、封止リング１０４によって、底板１０２に密封連結される。封止リング１０４は、底板１０２の半径方向の溝１０６に配置されて、カバー本体１００が底板１０２に取り付けられる前に、封止リング１０４が底板１０２から外れるのを防止するようになっていることが好ましい。カバー本体１００は、上板１０８と、上板１０８と底板１０２とを互いに連結する密閉側板１１０とを含む。入口１６は、上板１０８から、概ね軸方向外方に延在し、出口１８は、密閉側板１１０から、軸方向に対して概ね垂直な方向に延在する。カバー本体１００及び底板１０２は、両者間にポンプチャンバ１２を形成し、インペラ２０は、ポンプチャンバ１２に回転可能に設けられる。

カバー本体１００と底板１０２との間に、スナップ係止構造が形成される。スナップ係止構造は、底板１０２とカバー本体１００との間の相対的な円周方向の回転によって、互いにスナップ係止することができる。底板１０２の外周縁に、複数の円周方向に延在する係止スロット１１２が形成され、これに対応して、カバー本体１００の外面に、複数の円周方向に延在する突起１１３が形成されることが好ましい。円周方向に延在する突起１１３の軸方向の幅は、円周方向に延在する係止スロット１１２内への挿入方向に、徐々に小さくなる。底板１０２の外周縁に、弾性アーム１１４が形成され、斜め上方に延在する。弾性アームは、アームの本体に対して下方に凹んだ段部１１６を有する自由端を有する。カバー本体１００の外面に、ブロック１１８が形成される。カバー本体１００が時計回り方向に回転されると、カバー本体１００の円周方向に延在する突起１１３は、底板１０２のそれぞれの円周方向に延在する係止スロット１１２に挿入され、ブロック１１８は、弾性アーム１１４上を摺動する。一旦、円周方向に延在する突起１１３が回転して、それぞれの係止スロット１１２との締まり嵌めを形成すると、ブロック１１８は、段部１１６に摺動するだけで、カバー本体１００の逆回転を防止する。

底板１０２は、開口部１２０を有するポンプチャンバ底壁１２２と、開口部１２０から一体に軸方向外方に延在するロータハウジング１２４とを含む。開口部１２０に隣接するロータハウジング１２４の一端に、固定エンドキャップ１２６が取り付けられる。回転軸２８の一端は、エンドキャップ１２６を通って、ポンプチャンバ１２に入り、インペラ２０に連結して、インペラ２０を回転駆動するようになっている。回転軸２８の両端は、それぞれ、エンドキャップ１２６に設けられる軸受１２８、及び開口部１２０から離れたロータハウジング１２４の他端に設けられる軸受１３０によって支持することができる。

軸受１２８は、緩衝器１３２を介してエンドキャップ１２６に取り付けられることが好ましい。軸受１２８は、円筒形状であり、軸受１２８の外面に円周方向に延在する隆起１３４を含む。緩衝器１３２の内面は、隆起１３４と係合するための溝１３６を形成する。この構成によって、軸受１２８とロータとの同心性を確保することができる。軸受１３０は、ロータハウジング１２４と一体に形成される軸受座１３８によって支持することができる。軸受座１３８の内面に、複数の内歯１４０が形成され、これにより、軸受座１３８の内面と軸受１３０の外面との不連続接触が生じる。この構成によって、作動時にモータによって発生する振動を低減することができる。

ロータハウジング１２４は、２つのステータ極６２間に固定される。ロータ２６の外面とロータハウジング１２４との間に、隙間が形成されて、ロータ２６が、ロータハウジング１２４に対して相対的に回転できるようになっている。ロータハウジング１２４の外面に、軸方向に延在するリブ１４２（図１１に示す）が形成される。各ステータ極６２に隣接する各端部の２つの絶縁巻線ブラケット８０の２つの隣接する側は、協働して、リブ１４４（図６）を形成する。リブ１４２及びリブ１４４は、それぞれ、２つの極６２の円周方向の端部７４間の２つの開口スロット７５に挿入されることにより、ステータコア５４の相対的な円周方向の回転を制限する。ロータハウジング１２４のリブ１４２の外面は、底部５８から離れたステータ極６２の側面６５よりも高くないことが好ましい。

図１１及び図１３を参照すると、モータは、更に、ステータ巻線５６及び回路基板８２を覆うモータカバー本体１４６を含む。モータカバー本体１４６は、底壁１４８と、底壁１４８から延在する２つの側壁１５０とを含む。２つの側壁１５０は、ステータコア５４の２つの側に設けられる。回路基板８２は、底壁１４８とステータ巻線５６との間に設けられる。

本実施形態では、モータカバー本体１４６及びポンプハウジング１４は、側壁１５０の突出ブロック１５２と、底板１０２から下方に延在するフック１５４とを含むスナップ係止構造によって互いに取り付けられる。突出ブロック１５２は、フック１５４にスナップ係合される。底板１０２は、２つの側壁１５０に対応する少なくとも１対の位置決め突起１５６を含む。側壁１５０の各々は、対応する一方のフック１５４と、対応する一方の位置決め突起１５６との間に挟持される。各位置決め突起１５６は、対応するフック１５４の空洞部分と位置合わせされ、対応する側壁１５０を空洞部分に向かって変形するように位置決め突起１５６によって加圧できるようになっていることが好ましい。このように、モータカバー本体１４６とポンプハウジング１４との間の取り付け力が強化され、これによってモータの作動時の振動が低減される。

本実施形態では、フック１５４は、同時に、位置決め突起１５６として機能することもできる。もちろん、位置決め突起対１５６は、フック１５４から独立して、別個に設けることもできる。例示の実施形態では、複数対の位置決め突起１５６が、両側壁に形成される。代替例として、１対の位置決め突起１５６を、両側に形成してもよい。複数対の位置決め突起１５６の場合、各位置決め突起対１５６は、他の位置決め突起対１５６から独立して、別個に設けることができる。代替例として、側壁の内側又は外側に対応する位置に、棒状の突起１５６が形成され、２対又は３対以上の位置決め突起１５６は、この棒状の突起１５６を共有する。

中国特許出願２０１４１０４０４４７４．２号及び２０１４１０４０４７５５．８号は、全て、この引用により本開示に含まれる。本実施形態のモータは、上記中国特許出願のいずれかに記載の駆動回路又は他の適当な駆動回路と併用される場合、ロータが、始動時毎に、確実に同じ方向に回転することができる。このように、ファンや水ポンプなどの用途では、ロータによって駆動されるインペラは、湾曲ブレードを利用することにより、ファン又は水ポンプの水力効率を向上させることができる。したがって、より小型のモータを用いて、同レベルの出力を得ることができ、これにより、エネルギ消費を低減することができる。駆動回路は、回路基板８２に設けることができる。位置センサ１５８（図２）によって検出された磁極位置情報に基づいて、モータの電源投入毎に、ロータが確実に一定の始動方向を有するような所定の方法で、ステータ巻線５６が付勢される。本実施形態では、位置センサ１５８は、ロータが静止しているときのロータの極軸Ｓ１の垂線と、ステータの中心軸Ｓ２の垂線との間に形成される鋭角の範囲内に設けられる。位置センサ１５８は、ロータハウジング１２４の外側に設けられ、モータカバー本体１４６によって覆われる。

図１４は、中国特許出願番号２０１４１０４０４４７４．２号の同期モータ用駆動回路のブロック図を示す。駆動回路２２０では、２つのノードＡ及びＢ間にステータ巻線５６及びＡＣ電源２１０が直列に接続される。ＡＣ電源２１０は、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚなどの固定周波数を有する商用ＡＣ電源とすることができ、供給電圧は、例えば、１１０Ｖ、２２０Ｖ又は２３０Ｖであることが好ましい。２つのノードＡ及びＢ間には、制御可能な双方向ＡＣスイッチ２２０と、直列に接続されたステータ巻線５６及びＡＣ電源２１０とが並列に接続されることが好ましい。制御可能な双方向ＡＣスイッチ２２０はトライアックであり、その２つの陽極が２つのノードＡ及びＢにそれぞれ接続されることが好ましい。或いは、制御可能な双方向ＡＣスイッチ２２０を、逆向きに並列に接続された２つのシリコン制御整流器とし、これに対応して、制御回路を、２つのシリコン制御整流器を予め設定した方法で制御するように構成することもできると理解することができる。２つのノードＡ及びＢ間には、ＡＣ−ＤＣ変換回路２３０と、制御可能な双方向ＡＣスイッチ２２０とが並列に接続される。２つのノードＡ及びＢ間のＡＣは、ＡＣ−ＤＣ変換回路２３０によって低電圧ＤＣに変換される。位置センサ１５８には、同期モータ２２の永久磁石ロータの磁極位置を検出して対応する信号を出力するように、ＡＣ−ＤＣ変換回路２３０によって低電圧ＤＣ出力を給電することができる。ＡＣ−ＤＣ変換回路２３０、位置センサ１５８及び制御可能な双方向ＡＣスイッチ２２０にはスイッチ制御回路２４０が接続され、モータの始動位相中にステータ巻線５６がロータを引き寄せて上述した一定の始動方向のみに回転させるように、位置センサによって検出された永久磁石ロータの磁極位置と、ＡＣ−ＤＣ変換回路２３０から取得できるＡＣ電源２１０の極性情報とに基づいて、制御可能な双方向ＡＣスイッチ２２０を予め設定した方法でスイッチオン状態とスイッチオフ状態との間で切り替えるように制御するよう構成される。本発明の実施形態によれば、制御可能な双方向ＡＣスイッチ２２０がオンになった場合、２つのノードＡ及びＢが短絡し、ＡＣ−ＤＣ変換回路２３０に電流が流れないのでＡＣ−ＤＣ変換回路２３０は電気エネルギを消費せず、したがって電気エネルギの利用効率を大幅に高めることができる。

図１５を参照すると、インペラ２０は、回転軸２８に固定して取り付けられ、回転軸２８と共に同期回転するようになっている。インペラ２０は、プラスチック材料から形成することができ、基板１６０と、円周方向に互いに離間して基板１６０に取り付けられる複数のブレード１６２とを含む。インペラ２０のブレード１６２は、円弧状であり、長ブレード群１６４と、短ブレード群１６６とを含むことが好ましい。代替例として、２つのブレード群は、円周方向において、基板１６０の外周縁に設けられる。ポンプチャンバ１２の内面とインペラ２０との間に、螺旋状の流路１６８（図１１）が形成される。流路１６８の半径方向の断面積は、出口１８に向かって、円周方向に、徐々に大きくなる。ロータが一定の始動回転方向を有する状態では、円弧状のブレード及び螺旋状の流路によって、水力効率を向上させることができる。基板１６０の中央領域に、取付ポスト１７０が設けられる。回転軸２８の一端は、軸スリーブ１７２を介して取付ポスト１７０に固定される。軸スリーブ１７２は、金属材料から形成することができる。モータから離れた取付ポスト１７０の軸方向の端部において、取付ポスト１７０、軸スリーブ１７２、及び射出成形部１７４は、半径方向内側に配置され、協働して連続閉端面を形成することが好ましい。射出成形部１７４及び取付ポスト１７０は、ブリッジ部１７６を介して連結される。代替実施形態では、インペラ２０は、直線型ブレードを利用することができる。

本明細書に記載のポンプ１０は、特に、食器洗浄機や洗濯機などの洗浄装置用の排水ポンプとして用いるのに適しているが、これに限定されるものではない。図１６は、本発明の一実施形態による排水ポンプを備える食器洗浄機１７６を示す。食器洗浄機は、洗浄チャンバ１７８と、洗浄チャンバ１７８に洗浄水を供給するための給水路１８０と、排水のための排水路１８２と、洗浄チャンバ１７８内の洗浄水を循環させるための循環路１８４と、排水ポンプ１０及び循環ポンプ１８６を有する制御システム１８８とを含む。排水ポンプ１０は、排水路１８２に洗浄チャンバ１７８内の洗浄水を送り、循環ポンプ１８６は、循環路１８４に洗浄チャンバ１７８内の洗浄水を送る。本発明の各実施形態で説明したモータは、他の用途にも用いることができることを理解されたい。

本出願の説明及び請求項において、動詞「備える（comprise）」、「含む（include）」、「含む（contain）」及び「有する（have）」、並びにその変形形態は、説明する要素の存在を規定するために包括的な意味で使用され、追加の要素の存在を排除するものではない。

本発明は、１つ以上の好ましい実施形態を参照して説明されるが、当業者であれば、種々の変更が可能であるものと理解される。したがって、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲を参照することにより決定されるべきである。

Claims (10)

1. ポンプ（１０）であって、
   ポンプチャンバ（１２）を有するポンプハウジング（１４）と、
   前記ポンプチャンバ（１２）と連通する入口（１６）及び出口（１８）と、
   ステータと、該ステータに対して相対的に回転可能なロータ（２６）とを含むモータ（２２）と、
   前記ポンプチャンバ内に配置され、常に前記ロータ（２６）の軸（２８）と共に同期回転するように前記軸に固定して連結されたインペラ（２０）と、
   を備え、前記同期モータの始動位相中に、ステータ巻線（５６）が前記ロータ（２６）を引き寄せて一定の始動方向のみに回転させることを特徴とするポンプ。
2. 前記ロータ（２６）は、前記軸（２８）に固定された磁石（３０）を含み、前記ステータは、ステータコア（５４）と、該ステータコア（５４）の周りに巻き付けられて交流電源を給電されるステータ巻線（５６）とを含み、前記ロータ（２６）は、前記モータの電源投入毎に一定の始動方向を有して定常状態中に６０ｆ／ｐＲＰＭの一定速度で回転し、ｆは、前記交流電源の周波数であり、ｐは、前記永久磁石ロータの磁極対の数である、請求項１に記載のポンプ。
3. 前記インペラ（２０）は、基板（１６０）と、該基板（１６０）に円周方向に離間して取り付けられた複数の湾曲ブレード（１６２）とを含む、請求項１又は２に記載のポンプ。
4. 前記インペラ（２０）は、基板（１６０）と、該基板（１６０）に円周方向に離間して取り付けられた湾曲した長ブレード群（１６４）及び湾曲した短ブレード群（１６６）とを含む、請求項１又は２に記載のポンプ。
5. 前記基板（１６０）の中央領域に取付ポスト（１７０）が設けられ、前記軸（２８）の一端が、軸スリーブ（１７２）を介して前記取付ポスト（１７０）に固定され、前記取付ポスト（１７０）、前記軸スリーブ（１７２）、及び該軸スリーブ（１７２）の内側における射出成形部（１７４）は、前記モータから離れた前記取付ポスト（１７０）の軸方向の端部において、協働して連続閉端面を形成する、請求項３又は４に記載のポンプ。
6. 前記ポンプハウジング（１４）は、カバー本体（１００）と、該カバー本体（１００）に取り付けられた底板（１０２）とを含み、該底板（１０２）は、開口部（１２０）を有するポンプチャンバ底壁（１２２）と、前記開口部（１２０）から一体的に軸方向外方に延在するロータハウジング（１２４）とを含む、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のポンプ。
7. 前記開口部（１２０）に隣接する前記ロータハウジング（１２４）の一端にエンドキャップ（１２６）が固定され、前記軸（２８）の両端は、前記エンドキャップ（１２６）内に配置された第１の軸受（１２８）と、前記開口部から離れた前記ロータハウジング（１２４）の他端に配置された第２の軸受（１３０）とによってそれぞれ支持される、請求項６に記載のポンプ。
8. 前記第１の軸受（１２８）は、緩衝器（１３２）を介して前記エンドキャップ（１２６）に取り付けられ、前記第１の軸受（１２８）は、円筒形であり、該第１の軸受（１２８）の外面上に円周方向に延在する隆起（１３４）を含み、前記緩衝器（１３２）の内面は、前記隆起（１３４）に係合する溝（１３６）を形成する、請求項７に記載のポンプ。
9. 前記第２の軸受（１３０）は、前記ロータハウジング（１２４）と一体形成された軸受座（１３８）によって支持され、前記軸受座（１３８）の内面に複数の歯（１４０）が形成される、請求項７に記載のポンプ。
10. 洗浄チャンバ（１７８）と、該洗浄チャンバ（１７８）に洗浄水を供給するための給水路（１８０）と、排水のための排水路（１８２）と、前記排水路（１８２）に前記洗浄チャンバ（１７８）内の洗浄水を送るための排水ポンプ（１０）とを備える洗浄装置（１７６）であって、
    前記排水ポンプ（１０）は、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のポンプの特徴を備えることを特徴とする洗浄装置。