JP2018046613A - Motor and pump device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロータとステータとの間に配置される隔壁を有するモータに関する。また、本発明は、かかるモータを備えるポンプ装置に関する。 The present invention relates to a motor having a partition wall disposed between a rotor and a stator. Moreover, this invention relates to a pump apparatus provided with this motor.
従来、ポンプ装置の駆動源として使用されるモータが知られている(たとえば、特許文献1参照)。特許文献1に記載のモータは、いわゆるキャンドモータであり、ロータと、ロータの外周側に配置されるステータと、ロータとステータとの間に配置される隔壁(キャン)を有する隔壁部材とを備えている。ロータは、駆動用磁石を備えている。ステータは、複数の駆動用コイルと、複数の駆動用コイルのそれぞれが巻回される複数の突極部を有するステータコアとを備えている。
Conventionally, a motor used as a drive source of a pump device is known (see, for example, Patent Document 1). The motor described in
また、特許文献1に記載のモータでは、隔壁は、鍔付きの有底円筒状に形成されており、円筒部と、円筒部の一端を塞ぐ底部と、円筒部の他端から径方向の外側へ広がる鍔部とを備えている。この隔壁は、ロータが配置されるポンプ室内の流体がステータの配置箇所に流入するのを防止する機能を果たしている。また、このモータでは、ステータコアの突極部の先端面は、隔壁の円筒部を介して駆動用磁石の外周面と対向している。
Further, in the motor described in
本願発明者は、ロータとステータとの間に配置される隔壁を有するキャンドモータにおいて、モータの出力を高めることを検討している。このモータの出力を高めるためには、ステータコアの突極部の先端面と駆動用磁石との距離を近づければ良い。しかしながら、ステータコアの突極部の先端面と駆動用磁石との距離を近づけるためには、隔壁の円筒部の厚さを薄くしなければならず、隔壁の強度が低下するおそれがある。また、このモータの出力を高めるためには、駆動用コイルの巻き数を増やせば良いが、モータの外形を大きくせずに駆動用コイルの巻き数を増やすと、ロータの周方向で隣り合う駆動用コイルの間の距離が近くなって、周方向で隣り合う駆動用コイルの間で短絡が生じるおそれがある。 The inventor of the present application is considering increasing the output of the motor in a canned motor having a partition wall disposed between the rotor and the stator. In order to increase the output of the motor, the distance between the tip surface of the salient pole portion of the stator core and the driving magnet may be reduced. However, in order to reduce the distance between the tip end surface of the salient pole portion of the stator core and the driving magnet, the thickness of the cylindrical portion of the partition must be reduced, and the strength of the partition may be reduced. In order to increase the output of the motor, the number of turns of the drive coil may be increased. However, if the number of turns of the drive coil is increased without increasing the outer shape of the motor, the adjacent drive in the circumferential direction of the rotor There is a possibility that a short circuit may occur between the driving coils adjacent in the circumferential direction because the distance between the driving coils becomes short.
そこで、本発明の課題は、ロータとステータとの間に配置される隔壁を有するモータにおいて、隔壁の強度を確保しつつモータの出力を高めることが可能になるとともに、モータの外形を大きくしなくても駆動用コイル間の短絡を防止しつつモータの出力を高めることが可能なモータを提供することにある。また、本発明の課題は、かかるモータを備えるポンプ装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a motor having a partition wall disposed between a rotor and a stator, which can increase the output of the motor while ensuring the strength of the partition wall, and does not increase the outer shape of the motor. However, an object of the present invention is to provide a motor capable of increasing the output of the motor while preventing a short circuit between the driving coils. Moreover, the subject of this invention is providing a pump apparatus provided with this motor.
上記の課題を解決するため、本発明のモータは、駆動用磁石を有するロータと、筒状に形成されロータの外周側に配置されるステータと、ロータとステータとの間に配置される隔壁を有する隔壁部材とを備え、ステータは、絶縁部材と、複数の駆動用コイルと、絶縁部材を介して複数の駆動用コイルのそれぞれが巻回される複数の突極部を有するステータコアとを備え、複数の突極部は、ロータの周方向において一定の間隔で配置され、隔壁は、ロータの径方向において駆動用磁石と突極部との間に配置され駆動用磁石の外周面を覆う筒状の筒部と、筒部の一端を塞ぐ底部と、筒部の他端から径方向の外側に広がる鍔部とを備え、隔壁部材は、周方向において複数の駆動用コイルのそれぞれの間に配置される平板状の複数の補強部を備えるとともに、絶縁性材料で形成され、補強部は、筒部および鍔部に繋がるように形成され、径方向における補強部の外側端は、径方向における駆動用コイルの外側端よりも径方向の外側に配置されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a motor according to the present invention includes a rotor having a driving magnet, a stator that is formed in a cylindrical shape and disposed on the outer peripheral side of the rotor, and a partition wall that is disposed between the rotor and the stator. The stator includes an insulating member, a plurality of driving coils, and a stator core having a plurality of salient pole portions around which each of the plurality of driving coils is wound via the insulating member, The plurality of salient pole portions are arranged at regular intervals in the circumferential direction of the rotor, and the partition wall is disposed between the driving magnet and the salient pole portion in the radial direction of the rotor and is a cylindrical shape that covers the outer peripheral surface of the driving magnet. A cylindrical portion, a bottom portion that closes one end of the cylindrical portion, and a flange portion that extends radially outward from the other end of the cylindrical portion, and the partition wall member is disposed between each of the plurality of driving coils in the circumferential direction. When provided with a plurality of flat plate-shaped reinforcing portions In addition, the reinforcing portion is formed so as to be connected to the cylindrical portion and the flange portion, and the outer end of the reinforcing portion in the radial direction is more radial than the outer end of the driving coil in the radial direction. It is arranged on the outside.
本発明のモータでは、隔壁部材は、筒部および鍔部に繋がる平板状の複数の補強部を備えている。したがって、本発明では、筒部の外周側に配置されるステータコアの突極部の先端面と筒部の内周側に配置される駆動用磁石との距離を近づけるために筒部の厚さを薄くしても、隔壁の強度(具体的には、筒部の強度)を確保することが可能になる。すなわち、本発明では、隔壁の強度を確保しつつ、突極部の先端面と駆動用磁石との距離を近づけることが可能になり、その結果、モータの出力を高めることが可能になる。 In the motor of the present invention, the partition member includes a plurality of flat plate-shaped reinforcing portions connected to the cylindrical portion and the flange portion. Therefore, in the present invention, the thickness of the cylindrical portion is reduced in order to reduce the distance between the tip surface of the salient pole portion of the stator core arranged on the outer peripheral side of the cylindrical portion and the driving magnet arranged on the inner peripheral side of the cylindrical portion. Even if the thickness is reduced, it is possible to ensure the strength of the partition wall (specifically, the strength of the cylindrical portion). That is, according to the present invention, it is possible to reduce the distance between the tip surface of the salient pole portion and the driving magnet while ensuring the strength of the partition wall, and as a result, it is possible to increase the output of the motor.
また、本発明のモータでは、絶縁性材料で形成される隔壁部材が、周方向において複数の駆動用コイルのそれぞれの間に配置される補強部を備えている。また、補強部は、筒部および鍔部に繋がるように形成され、径方向における補強部の外側端は、径方向における駆動用コイルの外側端よりも径方向の外側に配置されている。そのため、本発明では、駆動用コイルの巻き数が増えてロータの周方向で隣り合う駆動用コイルの間の距離が近くなっても、周方向における駆動用コイルの間に配置される補強部によって駆動用コイル間の短絡を防止することが可能になる。したがって、本発明では、モータの外形を大きくしなくても駆動用コイル間の短絡を防止しつつ、駆動用コイルの巻き数を増やすことが可能になり、その結果、モータの出力を高めることが可能になる。 In the motor of the present invention, the partition member formed of an insulating material includes a reinforcing portion that is disposed between each of the plurality of drive coils in the circumferential direction. The reinforcing portion is formed so as to be connected to the cylindrical portion and the flange portion, and the outer end of the reinforcing portion in the radial direction is disposed on the outer side in the radial direction than the outer end of the driving coil in the radial direction. Therefore, in the present invention, even if the number of turns of the drive coil increases and the distance between the drive coils adjacent in the circumferential direction of the rotor becomes short, the reinforcing portion disposed between the drive coils in the circumferential direction It becomes possible to prevent a short circuit between the driving coils. Therefore, in the present invention, it is possible to increase the number of turns of the driving coil while preventing a short circuit between the driving coils without increasing the outer shape of the motor, and as a result, the output of the motor can be increased. It becomes possible.
また、本発明のモータでは、周方向における駆動用コイルの間に補強部が配置されているため、補強部を利用して、周方向におけるステータの位置決めを行うことが可能になる。 In the motor of the present invention, since the reinforcing portion is disposed between the driving coils in the circumferential direction, the stator can be positioned in the circumferential direction using the reinforcing portion.
本発明において、ロータの軸方向のうちの底部が配置される側を第1方向側とすると、補強部の第1方向端は、駆動用コイルの第1方向端よりも第1方向側に配置されていることが好ましい。このように構成すると、駆動用コイル間の短絡を確実に防止することが可能になる。 In the present invention, when the side of the rotor in the axial direction where the bottom portion is disposed is the first direction side, the first direction end of the reinforcing portion is disposed closer to the first direction than the first direction end of the driving coil. It is preferable that If comprised in this way, it will become possible to prevent reliably the short circuit between the coils for a drive.
本発明において、ステータは、複数の突極部のそれぞれに取り付けられる複数の絶縁部材を備え、ステータコアは、ステータコアの外周面を構成する環状の外周環部を備え、複数の突極部は、外周環部から径方向の内側に向かって突出し、絶縁部材は、径方向における外周環部の内側面を覆う外周側覆部を備え、補強部は、周方向で隣り合う外周側覆部の間に配置される突起部を備えることが好ましい。このように構成すると、外周側覆部を利用して、径方向における補強部の外側端を位置決めすることが可能になる。 In the present invention, the stator includes a plurality of insulating members attached to each of the plurality of salient pole portions, the stator core includes an annular outer peripheral ring portion that constitutes the outer peripheral surface of the stator core, and the plurality of salient pole portions include the outer periphery. The insulating member protrudes inward in the radial direction from the ring portion, and the insulating member includes an outer peripheral side cover portion that covers the inner surface of the outer peripheral ring portion in the radial direction, and the reinforcing portion is between the outer peripheral side cover portions that are adjacent in the circumferential direction. It is preferable to provide the protrusion part arrange | positioned. If comprised in this way, it will become possible to position the outer end of the reinforcement part in radial direction using an outer peripheral side cover part.
本発明において、モータは、駆動用磁石の外周面の磁極を検知する磁気センサを備え、ロータの軸方向のうちの底部が配置される側を第1方向側とすると、補強部の第1方向端には、磁気センサが配置される凹部が形成されていることが好ましい。このように構成すると、補強部に形成される凹部を利用した比較的簡易な構成で、ステータに対して磁気センサを精度良く位置決めすることが可能になる。また、ステータに対して磁気センサを精度良く位置決めすることが可能になるため、ステータに対するロータの相対回転位置を精度良く検知することが可能になる。 In the present invention, the motor includes a magnetic sensor that detects the magnetic poles on the outer peripheral surface of the driving magnet, and the first direction of the reinforcing portion is defined as the first direction side of the axial direction of the rotor. It is preferable that a concave portion in which the magnetic sensor is disposed is formed at the end. If comprised in this way, it will become possible to position a magnetic sensor accurately with respect to a stator by the comparatively simple structure using the recessed part formed in a reinforcement part. Further, since the magnetic sensor can be accurately positioned with respect to the stator, the relative rotational position of the rotor with respect to the stator can be detected with high accuracy.
本発明において、補強部の厚さは、筒部の厚さよりも厚くなっていることが好ましい。このように構成すると、筒部の厚さをより薄くしても、隔壁の強度を確保することが可能になる。したがって、隔壁の強度を確保しつつ、突極部の先端面と駆動用磁石との距離をより近づけることが可能になり、その結果、モータの出力を効果的に高めることが可能になる。 In this invention, it is preferable that the thickness of the reinforcement part is thicker than the thickness of a cylinder part. If comprised in this way, even if the thickness of a cylinder part is made thinner, it becomes possible to ensure the intensity | strength of a partition. Therefore, it is possible to make the distance between the tip surface of the salient pole part and the driving magnet closer while ensuring the strength of the partition wall, and as a result, it is possible to effectively increase the output of the motor.
本発明において、モータは、たとえば、隔壁の外側に配置される回路基板と、回路基板およびステータを覆う樹脂封止部材とを備えている。この場合には、回路基板およびステータが樹脂封止部材に覆われているため、ステータおよび回路基板の防水性を高めることが可能になる。また、この場合には、樹脂封止部材を利用して、ステータや回路基板で発生した熱を放散することが可能になる。したがって、モータの内部温度の上昇を抑制することが可能になる。 In the present invention, the motor includes, for example, a circuit board disposed outside the partition wall and a resin sealing member that covers the circuit board and the stator. In this case, since the circuit board and the stator are covered with the resin sealing member, the waterproofness of the stator and the circuit board can be improved. In this case, the heat generated in the stator and the circuit board can be dissipated using the resin sealing member. Therefore, it is possible to suppress an increase in the internal temperature of the motor.
なお、この場合には、樹脂封止部材を形成する際の樹脂の注入圧や、樹脂封止部材が固化する際の樹脂封止部材内の気泡の膨張によって、隔壁に応力が作用する場合があるが、本発明では、筒部および鍔部に繋がる補強部が形成されているため、この応力が隔壁に作用しても、隔壁の変形を抑制することが可能になる。また、本発明では、周方向における駆動用コイルの間に補強部が配置されているため、樹脂封止部材を構成する樹脂の使用量を低減することが可能になる。 In this case, stress may act on the partition wall due to the injection pressure of the resin when forming the resin sealing member and the expansion of the bubbles in the resin sealing member when the resin sealing member is solidified. However, in the present invention, since the reinforcing portion connected to the cylindrical portion and the flange portion is formed, even if this stress acts on the partition wall, it is possible to suppress the deformation of the partition wall. Moreover, in this invention, since the reinforcement part is arrange | positioned between the drive coils in the circumferential direction, it becomes possible to reduce the usage-amount of resin which comprises a resin sealing member.
本発明において、隔壁部材は、鍔部に繋がるとともに径方向の外側からステータおよび回路基板を覆う筒状の外周壁部を備え、径方向における外周壁部とステータとの間、および、径方向における外周壁部と回路基板との間には、隙間が形成されていることが好ましい。この場合には、樹脂封止部材を形成する際に底部側から樹脂が注入されると、注入された樹脂が隙間を通過して鍔部側まで流れ込みやすくなる。したがって、樹脂封止部材によって、回路基板およびステータを確実に覆うことが可能になる。 In the present invention, the partition wall member includes a cylindrical outer peripheral wall portion that is connected to the flange portion and covers the stator and the circuit board from the outer side in the radial direction, between the outer peripheral wall portion in the radial direction and the stator, and in the radial direction. A gap is preferably formed between the outer peripheral wall portion and the circuit board. In this case, when the resin is injected from the bottom side when forming the resin sealing member, the injected resin easily flows through the gap to the collar side. Therefore, the circuit board and the stator can be reliably covered by the resin sealing member.
本発明のモータは、ロータに固定される羽根車と、隔壁部材に固定され羽根車を覆うケース体とを備えるポンプ装置に用いることができる。このポンプ装置では、隔壁の強度を確保しつつモータの出力を高めることが可能になる。また、このポンプ装置では、モータの外形を大きくしなくても駆動用コイル間の短絡を防止しつつモータの出力を高めることが可能になる。 The motor of the present invention can be used for a pump device including an impeller fixed to a rotor and a case body fixed to a partition member and covering the impeller. In this pump device, it is possible to increase the output of the motor while ensuring the strength of the partition wall. Further, in this pump device, it is possible to increase the output of the motor while preventing a short circuit between the driving coils without increasing the outer shape of the motor.
以上のように、本発明のモータおよびポンプ装置では、隔壁の強度を確保しつつモータの出力を高めることが可能になるとともに、モータの外形を大きくしなくても駆動用コイル間の短絡を防止しつつモータの出力を高めることが可能になる。 As described above, in the motor and the pump device of the present invention, it is possible to increase the output of the motor while ensuring the strength of the partition wall, and prevent a short circuit between the driving coils without increasing the outer shape of the motor. However, it becomes possible to increase the output of the motor.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(ポンプ装置の概略構成)
図1は、本発明の実施の形態にかかるポンプ装置1の断面図である。以下の説明では、図1のZ1方向側を「上」側とし、その反対側である図1のZ2方向側を「下」側とする。
(Schematic configuration of the pump device)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a
本形態のポンプ装置1は、キャンドポンプ(キャンドモータポンプ)と呼ばれるタイプのポンプであり、羽根車2と、羽根車2を回転させるモータ3とを備えている。モータ3は、DCブラスレスモータであり、ロータ5と、ステータ6と、モータ3を制御するための回路基板7とを備えている。ロータ5は、ロータ5の軸方向と上下方向とが一致するように配置されている。すなわち、上下方向は、ロータ5の軸方向となっている。以下の説明では、ロータ5の径方向を「径方向」とし、ロータ5の周方向(円周方向)を「周方向」とする。
The
羽根車2、ロータ5およびステータ6は、モータ3の一部を構成するハウジング8と、ハウジング8の下端部に固定されるケース体9とから構成されるポンプケースの内部に配置されている。ハウジング8とケース体9とは、図示を省略するネジによって互いに固定されている。ケース体9には、流体の吸入口9aと、流体の吐出口9bとが形成されている。
The
ハウジング8とケース体9とに囲まれた領域は、吸入口9aから吸入された流体が吐出口9bに向かって通過するポンプ室10となっている。ハウジング8とケース体9との接合部分には、ポンプ室10の密閉性を確保するためのシール部材(図示省略)が配置されている。また、ハウジング8は、ポンプ室10とステータ6とを隔てるようにポンプ室10とステータ6との間に配置される隔壁11aを有する隔壁部材11と、隔壁部材11の上側を覆うカバー12とを備えている。
A region surrounded by the
隔壁11aは、鍔付きの有底円筒状に形成されており、筒部11bと底部11cと鍔部11dとを備えている。筒部11bは、筒状に形成されている。具体的には、筒部11bは、円筒状に形成されている。底部11cは、筒部11bの上端を塞いでおり、筒部11bの下端は、開口している。鍔部11dは、筒部11bの下端から径方向の外側へ広がるように円環状に形成されている。
The
また、隔壁部材11は、筒部11bの外周側に配置される円筒状の外周壁部11eを備えている。外周壁部11eは、鍔部11dに繋がっている。具体的には、外周壁部11eの下端が、径方向における鍔部11dの外側端に繋がっている。隔壁部材11の具体的な構成については後述する。なお、本形態の上側(Z1方向側)は、ロータ5の軸方向のうちの底部11cが配置される側である第1方向側となっている。
Moreover, the
ロータ5は、回転軸13と、駆動用磁石14と、円筒状のスリーブ15とを備えている。回転軸13は、回転軸13の軸方向と上下方向とが一致するように配置されている。スリーブ15は、回転軸13の上端側部分の外周面に固定されている。駆動用磁石14は、スリーブ15の外周面に固定されている。駆動用磁石14の長さ(上下方向の長さ)は、スリーブ15の長さと等しくなっている。駆動用磁石14の外周面には、N極とS極とが駆動用磁石14の周方向において交互に着磁されている。駆動用磁石14およびスリーブ15は、筒部11bの内周側に配置されている。
The rotor 5 includes a rotating shaft 13, a driving
回転軸13の下端部には、羽根車2が固定されている。すなわち、羽根車2は、ロータ5に固定されている。羽根車2は、ポンプ室10の内部に配置されており、ケース体9に覆われている。回転軸13は、スリーブ15を上下方向で挟むように配置される2個の軸受16、17に回転可能に支持されている。スリーブ15の上側に配置される軸受16は、隔壁11aの底部11cに取り付けられている。スリーブ15の下側に配置される軸受17は、軸受保持部材18に保持されている。軸受保持部材18は、隔壁11aの筒部11bの内周側に配置されている。
The
軸受17および軸受保持部材18の下側には、円環状のシール部材19が配置されている。シール部材19の内周面は、回転軸13の外周面に接触しており、シール部材19の外周面は、筒部11bの内周面に接触している。シール部材19の下側には、筒部11bの下端の開口を塞ぐカバー20が配置されている。カバー20は、筒部11bの内周側に嵌め込まれて固定されている。軸受保持部材18およびシール部材19は、カバー20によって筒部11bの内周側で保持されている。
An
ステータ6は、複数の駆動用コイル23と、ステータコア24と、絶縁部材としてのインシュレータ25とを備えており、全体として筒状に形成されている。具体的には、ステータ6は、略円筒状に形成されている。ステータ6は、ステータ6の軸方向と上下方向とが一致するように配置されている。また、ステータ6は、隔壁11aを介して、ロータ5の外周側に配置されており、ロータ5とステータ6との間には隔壁11aが配置されている。具体的には、ステータ6は、筒部11bの外周側に配置されるとともに鍔部11dの上側に配置されている。また、ステータ6は、外周壁部11eの内周側に配置されており、ステータ6の外周面は、径方向の外側から外周壁部11eに覆われている。ステータ6の具体的な構成については後述する。
The
回路基板7は、モータ3の駆動回路等が形成されたプリント基板である。また、回路基板7は、ガラスエポキシ基板等のリジッド基板であり、略円板状に形成されている。この回路基板7は、回路基板7の厚さ方向と上下方向とが一致するように配置されている。また、回路基板7は、底部11cに固定されており、隔壁11aの外側に配置されるとともにステータ6よりも上側に配置されている。また、回路基板7は、外周壁部11eの内周側に配置されており、回路基板7の外周面は、径方向の外側から外周壁部11eに覆われている。
The circuit board 7 is a printed board on which a drive circuit for the motor 3 and the like are formed. The circuit board 7 is a rigid board such as a glass epoxy board, and is formed in a substantially disc shape. The circuit board 7 is arranged so that the thickness direction of the circuit board 7 coincides with the vertical direction. Further, the circuit board 7 is fixed to the
回路基板7には、駆動用磁石14の外周面の磁極を検知する磁気センサ28(図1参照)が実装されている。本形態のモータ3は、3相ブラシレスモータであり、回路基板7には、3個の磁気センサ28が実装されている。磁気センサ28は、たとえば、ホール素子である。この磁気センサ28は、回路基板7から下側へ突出するように回路基板7に実装されている。磁気センサ28の検知面は、筒部11bを介して駆動用磁石14の上端側部分の外周面に対向している。
A magnetic sensor 28 (see FIG. 1) for detecting the magnetic poles on the outer peripheral surface of the driving
カバー12は、有底円筒状に形成されており、カバー12の開口側が下側を向くように配置されている。カバー12は、外周壁部11eの上端の開口を塞ぐように、外周壁部11eの上端側に固定されている。ステータ6および回路基板7は、隔壁11a、外周壁部11eおよびカバー12によって画定される領域の中に配置されている。また、この領域には、ステータ6および回路基板7を覆う樹脂封止部材Pが充填されている。本形態の樹脂封止部材Pは、ポッティング樹脂であり、樹脂封止部材Pが充填される際には、カバー12が隔壁部材11に取り付けられる前に、隔壁部材11の上側から樹脂が注入される。
The
(ステータの構成)
図2は、図1に示すステータ6の斜視図である。図3は、図2に示すステータ6の断面図である。
(Structure of stator)
FIG. 2 is a perspective view of the
上述のように、ステータ6は、複数の駆動用コイル23と、ステータコア24と、インシュレータ25とを備えている。本形態のステータ6は、9個の駆動用コイル23を備えている。ステータコア24は、磁性材料からなる薄い磁性板が積層されて形成された積層コアである。このステータコア24は、環状に形成される外周環部24aと、外周環部24aから径方向の内側に向かって突出する複数の突極部24bとを備えている。本形態のステータコア24は、9個の突極部24bを備えている。複数の突極部24bは、等角度ピッチで形成されており、周方向において一定の間隔で配置されている。なお、ステータ6が有する駆動用コイル23の数は、8個以下であっても良いし、10個以上であっても良い。
As described above, the
外周環部24aは、円環状に形成されている。外周環部24aの外周面は、ステータコア24の外周面を構成している。すなわち、外周環部24aは、ステータコア24の外周面を構成している。また、上下方向から見たときに、外周環部24aの外周面は、ステータ6の外周面となっている。すなわち、外周環部24aは、ステータ6の最大外径部分となっている。
The outer
突極部24bは、突極部24bの先端部である突極先端部24cと、突極先端部24cと外周環部24aとを繋ぐ連結部24dとから構成されている。突極先端部24cは、上下方向から見たときに、直線状に形成される連結部24dの先端(径方向内側端)から周方向の両側に向かって伸びる略円弧状に形成されている。径方向における突極先端部24cの内側面(先端面)は、筒部11bを介して駆動用磁石14の外周面と対向している。
The
インシュレータ25は、絶縁性を有する絶縁性材料で形成されている。具体的には、インシュレータ25は、樹脂で形成されている。このインシュレータ25は、突極部24bごとに取り付けられている。すなわち、ステータ6は、複数の突極部24bのそれぞれに取り付けられる複数のインシュレータ25を備えている。具体的には、ステータ6は、突極部24bと同じ数(すなわち、9個)のインシュレータ25を備えている。
The insulator 25 is formed of an insulating material having an insulating property. Specifically, the insulator 25 is made of resin. The insulator 25 is attached to each
インシュレータ25は、両端に鍔部を有する鍔付きの筒状に形成されており、筒状に形成されるインシュレータ25の軸方向とステータ6の径方向とが一致するように突極部24bに取り付けられている。すなわち、インシュレータ25は、連結部24dを覆う四角筒状の筒部25aと、径方向における筒部25aの内側端から周方向の両側および上下方向の両側へ広がる鍔状の内側鍔部25bと、径方向における筒部25aの外側端から周方向の両側および上下方向の両側へ広がる鍔状の外側鍔部25cとから構成されている(図3参照)。なお、インシュレータ25は、インシュレータ25の上下方向の中心位置で分割可能となっている。
The insulator 25 is formed in a cylindrical shape with hooks having flanges at both ends, and is attached to the
内側鍔部25bは、径方向における突極先端部24cの外側面と突極先端部24cの上下の両面の一部分とを覆っている。外側鍔部25cは、径方向における外周環部24aの内側面の一部分と外周環部24aの上下の両面の一部分とを覆っている。上述のように、インシュレータ25は、突極部24bごとに取り付けられており、周方向に配列されている。周方向で隣り合う外側鍔部25cの間には、図3に示すように、わずかな隙間が形成されている。本形態の外側鍔部25cは、径方向における外周環部24aの内側面を覆う外周側覆部である。
The
駆動用コイル23は、インシュレータ25を介して突極部24bに巻回されている。すなわち、複数の駆動用コイル23のそれぞれは、インシュレータ25を介して複数の突極部24bのそれぞれに巻回されている。具体的には、駆動用コイル23は、筒部25aを介して連結部24dに巻回されている。また、駆動用コイル23は、径方向において、内側鍔部25bと外側鍔部25cとの間に配置されている。駆動用コイル23の端部は、回路基板7に電気的に接続されており、駆動用コイル23には、回路基板7から電流が供給される。
The driving
(隔壁部材の構成)
図4は、図1に示す隔壁部材11の斜視図である。図5は、図2に示すステータ6が図4に示す隔壁部材11に取り付けられた状態の平面図である。
(Configuration of partition member)
FIG. 4 is a perspective view of the
隔壁部材11は、絶縁性を有する絶縁性材料で形成されている。具体的には、隔壁部材11は、樹脂で形成されている。この隔壁部材11は、上述のように、筒部11bと底部11cと鍔部11dとから構成される隔壁11aと、隔壁11aの外周側に配置される外周壁部11eとを備えている。また、隔壁部材11は、外周壁部11eの外周面の下端側から径方向の外側へ広がる円環状の鍔部11fと、周方向において複数の駆動用コイル23のそれぞれの間に配置される複数の補強部11gとを備えている。本形態の隔壁部材11は、9個の補強部11gを備えている。なお、図5では、鍔部11fの図示を省略している。
The
筒部11bは、径方向において駆動用磁石14と突極部24bとの間に配置されており、駆動用磁石14の外周面を覆っている。径方向における底部11cの中心部分は、上側に突出する有底円筒状の突出部11hとなっている。突出部11hの内周側には、軸受16が取り付けられている。また、突出部11hは、回路基板7の中心に形成される貫通穴の挿通されている。鍔部11fの下面には、ケース体9の上端面が当接している。ケース体9は、鍔部11fの下面にケース体9の上端面が当接した状態で鍔部11fに固定されている。すなわち、ケース体9は、隔壁部材11に固定されている。
The
外周壁部11eは、径方向の外側からステータ6の全体を覆う円筒状の第1壁部11jと、径方向の外側から回路基板7の全体を覆う円筒状の第2壁部11kとから構成されている。すなわち、外周壁部11eは、径方向の外側からステータ6および回路基板7を覆っている。第1壁部11jの下端は、鍔部11dの径方向の外側端に繋がっている。第2壁部11kの下端は、第1壁部11jの上端面に繋がっている。円筒状に形成される第1壁部11jと第2壁部11kとは同軸上に配置されている。第2壁部11kの内径は、第1壁部11jの内径よりも大きくなっており、第2壁部11kの外径は、第1壁部11jの外径よりも小さくなっている。第2壁部11kの外周側には、有底円筒状に形成されるカバー12の円筒部が配置されている。
The outer
第1壁部11jの内径は、外周環部24aの外径よりもわずかに大きくなっており、径方向における第1壁部11jとステータ6との間には、隙間S1が形成されている(図1参照)。第2壁部11jの内径は、回路基板7の外径よりも大きくなっており、径方向における第2壁部11jと回路基板7との間には、隙間S2が形成されている(図1参照)。すなわち、径方向における外周壁部11eとステータ6との間には隙間S1が形成され、径方向における外周壁部11eと回路基板7との間には隙間S2が形成されている。
The inner diameter of the
補強部11gは、平板状に形成されている。具体的には、補強部11gは、略長方形の平板状に形成されている。この補強部11gは、筒部11bおよび鍔部11dに繋がるように形成されている。すなわち、補強部11gは、筒部11bおよび鍔部11dに繋がるリブ状に形成されており、補強部11gの径方向の内側端の全体が筒部11bの外周面に繋がり、補強部11gの下端の全体が鍔部11dの上面に繋がっている。複数の補強部11gは、上下方向から見たときに、回転軸13の軸中心に対して放射状に広がっており、周方向において一定の間隔で配置されている。補強部11gの厚さ(周方向の厚さ)は、筒部11bの厚さ(径方向の厚さ)よりも厚くなっている。
The reinforcing
径方向における補強部11gの外側端部は、周方向の幅が狭くなった突起部11pとなっている。突起部11pは、周方向における補強部11gの中心位置に配置されている。径方向における補強部11gの外側端は、径方向における駆動用コイル23の外側端よりも径方向の外側に配置されている。具体的には、図5に示すように、周方向で隣り合うインシュレータ25の外側鍔部25cの間に突起部11pが配置されている。すなわち、周方向における外側鍔部25cの間の隙間の一部に突起部11pが配置されている。なお、径方向における補強部11gの内側端部分の側面(周方向の側面)には、内側鍔部25bの周方向の端面が接触している(図5参照)。
The outer end portion of the reinforcing
図1に示すように、補強部11gの上端は、駆動用コイル23の上端よりも上側に配置されている。また、補強部11gの上端は、底部11cの、突出部11hを除いた部分の上面よりもわずかに下側に配置されている。9個の補強部11gのうちの3個の補強部11gの上端には、磁気センサ28が配置される凹部11rが下側に向かって窪むように形成されている。凹部11rは、補強部11gの径方向の内側端部分に形成されている。磁気センサ28は、凹部11rの底面(下面)に接触した状態で凹部11rの中に配置されている。
As shown in FIG. 1, the upper end of the reinforcing
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態では、隔壁部材11は、筒部11bおよび鍔部11dに繋がる平板状の複数の補強板11gを備えており、複数の補強板11gは、上下方向から見たときに、回転軸13の軸中心に対して放射状に広がっている。したがって、本形態では、突極部24bの先端面(径方向の内側面)と駆動用磁石14との距離を近づけるために筒部11bの厚さを薄くしても、隔壁11aの強度(具体的には、筒部11bの強度)を確保することが可能になる。すなわち、本形態では、隔壁11aの強度を確保しつつ、突極部24bの先端面と駆動用磁石14との距離を近づけることが可能になり、その結果、モータ3の出力を高めることが可能になる。
(Main effects of this form)
As described above, in the present embodiment, the
特に本形態では、補強部11gの厚さが筒部11bの厚さよりも厚くなっているため、筒部11bの厚さをより薄くしても、隔壁11aの強度を確保することが可能になる。したがって、本形態では、隔壁11aの強度を確保しつつ、突極部24bの先端面と駆動用磁石14との距離をより近づけることが可能になり、その結果、モータ3の出力を効果的に高めることが可能になる。
In particular, in this embodiment, since the thickness of the reinforcing
本形態では、周方向における複数の駆動用コイル23のそれぞれの間に、筒部11bおよび鍔部11dに繋がる補強部11gが配置されている。また、本形態では、径方向における補強部11gの外側端は、径方向における駆動用コイル23の外側端よりも径方向の外側に配置されている。そのため、本形態では、駆動用コイル23の巻き数が増えて周方向で隣り合う駆動用コイル23の間の距離が近くなっても、周方向における駆動用コイル23の間に配置される補強部11gによって駆動用コイル23の間の短絡を防止することが可能になる。
In this embodiment, a reinforcing
特に本形態では、補強部11gの上端が、駆動用コイル23の上端よりも上側に配置されているため、駆動用コイル23の巻き数が増えて周方向で隣り合う駆動用コイル23の間の距離が近くなっても、駆動用コイル23の間の短絡を確実に防止することが可能になる。したがって、本形態では、モータ3の外形を大きくしなくても駆動用コイル23の間の短絡を防止しつつ、駆動用コイル23の巻き数を増やすことが可能になり、その結果、モータ3の出力を高めることが可能になる。
In particular, in this embodiment, since the upper end of the reinforcing
本形態では、周方向における複数の駆動用コイル23のそれぞれの間に、筒部11bおよび鍔部11dに繋がる補強部11gが配置されている。そのため、本形態では、補強部11gを利用して、周方向におけるステータ6の位置決めを行うことが可能になる。また、本形態では、径方向における補強部11gの外側端部である突起部11pが、周方向で隣り合うインシュレータ25の外側鍔部25cの間に配置されているため、外周鍔部25cを利用して、径方向における補強部11gの外側端を位置決めすることが可能になる。
In this embodiment, a reinforcing
本形態では、補強部11gの上端に磁気センサ28が配置される凹部11rが形成されている。そのため、本形態では、補強部11gに形成される凹部11rを利用した比較的簡易な構成で、ステータ6に対して磁気センサ28を精度良く位置決めすることが可能になる。また、ステータ6に対して磁気センサ28を精度良く位置決めすることが可能になるため、ステータ6に対するロータ5の相対回転位置を精度良く検知することが可能になる。
In this embodiment, a
本形態では、ステータ6および回路基板7は、樹脂封止部材Pに覆われている。そのため、本形態では、ステータ6および回路基板7の防水性を高めることが可能になる。また、本形態では、樹脂封止部材Pを利用して、ステータ6や回路基板7で発生した熱を放散することが可能になるため、モータ3の内部温度の上昇を抑制することが可能になる。
In this embodiment, the
なお、ポッティング樹脂である樹脂封止部材Pが固化する際の樹脂封止部材Pの中の気泡の膨張によって、隔壁11aに応力が作用する場合があるが、本形態では、筒部11bおよび鍔部11dに繋がる補強部11gが形成されているため、この応力が隔壁11aに作用しても、隔壁11aの変形を抑制することが可能になる。また、本形態では、周方向における駆動用コイル23の間に補強部11gが配置されているため、樹脂封止部材Pを構成する樹脂の使用量を低減することが可能になる。
Note that stress may act on the
本形態では、径方向における外周壁部11eとステータ6との間に隙間S1が形成され、径方向における外周壁部11eと回路基板7との間に隙間S2が形成されている。そのため、本形態では、樹脂封止部材Pを構成する樹脂が隔壁部材11の上側から注入されると、注入された樹脂は隙間S1、S2を通過して鍔部11d側まで流れ込みやすくなる。したがって、本形態では、樹脂封止部材Pによって、ステータ6および回路基板7を確実に覆うことが可能になる。
In this embodiment, a gap S1 is formed between the outer
(他の実施の形態)
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例であるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。
(Other embodiments)
The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
上述した形態では、補強部11gの上端は、駆動用コイル23の上端よりも上側に配置されているが、補強部11gの上端は、上下方向において、駆動用コイル23の上端と同じ位置に配置されていても良いし、駆動用コイル23の上端より下側に配置されていても良い。この場合であっても、隔壁11aの強度を確保することが可能になるとともに、周方向で隣り合う駆動用コイル23の間の短絡を防止することが可能になる。また、上述した形態では、径方向における補強部11gの外側端部は、周方向の幅が狭くなった突起部11pとなっているが、補強部11gの周方向の幅は径方向において一定であっても良い。
In the embodiment described above, the upper end of the reinforcing
上述した形態では、隔壁11a、外周壁部11eおよびカバー12によって画定される領域の中に回路基板7が配置されているが、有底円筒状に形成されるカバー12の筒部に開口部が形成されるとともに、回路基板7の一部がこの開口部からカバー12の外部へ突出していても良い。
In the above-described embodiment, the circuit board 7 is disposed in the region defined by the
上述した形態では、樹脂封止部材Pは、ポッティング樹脂であるが、樹脂封止部材Pは、BMC(Bulk Molding Compound)によって形成されていても良い。この場合には、カバー12が不要になる。また、この場合には、隔壁部材11に外周壁部11eが形成されていなくても良い。なお、この場合には、樹脂封止部材Pを形成する際の樹脂の注入圧によって隔壁11aに応力が作用するが、隔壁部材11には、筒部11bおよび鍔部11dに繋がる補強部11gが形成されているため、この応力が隔壁11aに作用しても、隔壁11aの変形を抑制することが可能になる。
In the embodiment described above, the resin sealing member P is potting resin, but the resin sealing member P may be formed of BMC (Bulk Molding Compound). In this case, the
上述した形態では、ステータ6および回路基板7は、樹脂封止部材Pで覆われているが、ステータ6および回路基板7は、樹脂封止部材Pで覆われていなくても良い。また、上述した形態では、補強部11gの厚さは、筒部11bの厚さよりも厚くなっているが、補強部11gの厚さは、筒部11bの厚さ以下となっていても良い。この場合には、駆動用コイル23の巻き数を増やすことが可能になる。また、上述した形態では、モータ3は、ポンプ装置1に使用されているが、モータ3は、ポンプ装置1以外の装置に使用されても良い。
In the embodiment described above, the
1 ポンプ装置
2 羽根車
3 モータ
5 ロータ
6 ステータ
7 回路基板
9 ケース体
11 隔壁部材
11a 隔壁
11b 筒部
11c 底部
11d 鍔部
11e 外周壁部
11g 補強部
11p 突起部
11r 凹部
14 駆動用磁石
23 駆動用コイル
24 ステータコア
24a 外周環部
24b 突極部
25 インシュレータ(絶縁部材)
25c 外側鍔部(外周側覆部)
28 磁気センサ
P 樹脂封止部材
S1、S2 隙間
Z1 第1方向側
DESCRIPTION OF
25c Outer collar (outer side cover)
28 Magnetic sensor P Resin sealing member S1, S2 Gap Z1 First direction side
Claims (8)
前記ステータは、絶縁部材と、複数の駆動用コイルと、前記絶縁部材を介して複数の前記駆動用コイルのそれぞれが巻回される複数の突極部を有するステータコアとを備え、
複数の前記突極部は、前記ロータの周方向において一定の間隔で配置され、
前記隔壁は、前記ロータの径方向において前記駆動用磁石と前記突極部との間に配置され前記駆動用磁石の外周面を覆う筒状の筒部と、前記筒部の一端を塞ぐ底部と、前記筒部の他端から前記径方向の外側に広がる鍔部とを備え、
前記隔壁部材は、前記周方向において複数の前記駆動用コイルのそれぞれの間に配置される平板状の複数の補強部を備えるとともに、絶縁性材料で形成され、
前記補強部は、前記筒部および前記鍔部に繋がるように形成され、
前記径方向における前記補強部の外側端は、前記径方向における前記駆動用コイルの外側端よりも前記径方向の外側に配置されていることを特徴とするモータ。 A rotor having a drive magnet, a stator formed in a cylindrical shape and disposed on the outer peripheral side of the rotor, and a partition member having a partition disposed between the rotor and the stator,
The stator includes an insulating member, a plurality of driving coils, and a stator core having a plurality of salient pole portions around which the plurality of driving coils are wound via the insulating member,
The plurality of salient pole portions are arranged at regular intervals in the circumferential direction of the rotor,
The partition wall is disposed between the driving magnet and the salient pole portion in the radial direction of the rotor, and has a cylindrical cylindrical portion that covers an outer peripheral surface of the driving magnet, and a bottom portion that closes one end of the cylindrical portion. And a flange extending outward in the radial direction from the other end of the cylindrical portion,
The partition member includes a plurality of flat plate-shaped reinforcing portions disposed between the plurality of driving coils in the circumferential direction, and is formed of an insulating material.
The reinforcing portion is formed so as to be connected to the cylindrical portion and the flange portion,
An outer end of the reinforcing portion in the radial direction is arranged on an outer side in the radial direction with respect to an outer end of the driving coil in the radial direction.
前記補強部の前記第1方向端は、前記駆動用コイルの前記第1方向端よりも前記第1方向側に配置されていることを特徴とする請求項1記載のモータ。 When the side where the bottom of the axial direction of the rotor is arranged is the first direction side,
2. The motor according to claim 1, wherein the first direction end of the reinforcing portion is disposed closer to the first direction than the first direction end of the driving coil.
前記ステータコアは、前記ステータコアの外周面を構成する環状の外周環部を備え、
複数の前記突極部は、前記外周環部から前記径方向の内側に向かって突出し、
前記絶縁部材は、前記径方向における前記外周環部の内側面を覆う外周側覆部を備え、
前記補強部は、前記周方向で隣り合う前記外周側覆部の間に配置される突起部を備えることを特徴とする請求項1または2記載のモータ。 The stator includes a plurality of the insulating members attached to the plurality of salient pole portions,
The stator core includes an annular outer peripheral ring portion that constitutes an outer peripheral surface of the stator core,
The plurality of salient pole portions protrude from the outer peripheral ring portion toward the inside in the radial direction,
The insulating member includes an outer peripheral side covering portion that covers an inner surface of the outer peripheral ring portion in the radial direction,
The motor according to claim 1, wherein the reinforcing portion includes a protrusion disposed between the outer peripheral side covering portions adjacent in the circumferential direction.
前記ロータの軸方向のうちの前記底部が配置される側を第1方向側とすると、
前記補強部の前記第1方向端には、前記磁気センサが配置される凹部が形成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のモータ。 A magnetic sensor for detecting magnetic poles on the outer peripheral surface of the driving magnet;
When the side where the bottom of the axial direction of the rotor is arranged is the first direction side,
The motor according to any one of claims 1 to 3, wherein a concave portion in which the magnetic sensor is disposed is formed at the end in the first direction of the reinforcing portion.
前記径方向における前記外周壁部と前記ステータとの間、および、前記径方向における前記外周壁部と前記回路基板との間には、隙間が形成されていることを特徴とする請求項6記載のモータ。 The partition member includes a cylindrical outer peripheral wall portion that is connected to the flange portion and covers the stator and the circuit board from the outside in the radial direction,
The clearance gap is formed between the said outer peripheral wall part and the said stator in the said radial direction, and between the said outer peripheral wall part and the said circuit board in the said radial direction. Motor.
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