JP2020102954A - モータおよびポンプ装置 - Google Patents

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雅貴 原田
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雅貴 原田
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Abstract

【課題】ロータの軸方向においてステータの固定強度を高めることが可能で、かつ、騒音を低減することが可能なモータを提供する。【解決手段】このモータは、駆動用磁石を有するロータと、駆動用コイル23を有するステータ5と、ロータとステータ5との間に配置される隔壁11aを有する隔壁部材11とを備えている。隔壁部材11には、ステータ5のZ2方向側の端面が接触してロータの軸方向でステータ5を位置決めする接触面と、ステータ5のZ1方向側へのずれを防止するための規制部11sとが形成されている。【選択図】図2

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。
従来、ポンプ装置のポンプ室の中で羽根車を回転させるポンプ装置用の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、駆動用磁石を有するロータと、駆動用コイルを有するステータと、モータを制御するための回路基板と、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、隔壁部材に固定されるカバーとを備えている。ステータは、インシュレータと、インシュレータを介して駆動用コイル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。ステータは、隔壁を介してロータの外周側に配置されている。すなわち、特許文献1に記載のモータは、インナーロータ型のモータである。ロータは、ロータ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。
特許文献1に記載のモータでは、隔壁は、ロータの径方向においてロータとステータとの間に配置される円筒部と、円筒部の上端を塞ぐ底部とを備えている。隔壁部材は、隔壁の外周側に配置される筒状の外筒部と、円筒部の下端と外筒部の下端とを繋ぐ底面部とを備えている。ステータは、円筒部と外筒部との間であって、かつ、底面部の上側に配置されている。回路基板は、ステータの上側に配置されている。回路基板の下面には、インシュレータの上端面が接触している。カバーは、外筒部の上端側に固定されている。カバーの下端面には、回路基板の上面の外周端部分が接触している。
特許文献1に記載のモータでは、ステータコアの下面が外筒部に形成される段差面に接触することで、ステータが隔壁部材に対して上下方向で位置決めされている。また、このモータでは、インシュレータの上面が接触する回路基板と、回路基板の上面が接触するカバーとによって、ステータの上側への移動が規制されている。すなわち、このモータでは、ステータの上側への移動が回路基板を介してカバーによって規制されている。そのため、このモータでは、回路基板およびカバーによって、隔壁部材に対するステータの上側へのずれを防止することが可能になっている。
特開2017−229210号公報
特許文献1に記載のモータでは、隔壁部材に対するステータの上側へのずれを確実に防止するために、カバーの下端面を回路基板の上面に大きな力で接触させると、回路基板が変形して回路基板で不具合が発生するおそれがある。したがって、特許文献1に記載のモータでは、カバーの下端面を回路基板の上面に大きな力で接触させることが困難である。すなわち、特許文献1に記載のモータでは、隔壁部材に対するステータの上側へのずれを確実に規制することが困難であり、その結果、上下方向においてステータの固定強度が低下するおそれがある。
また、特許文献1に記載のモータでは、回路基板の下面にインシュレータの上端面が接触し、カバーの下端面に回路基板の上面が接触しているため、モータの駆動時に駆動用コイルに電流が供給されてステータが振動すると(より具体的には、ステータコアが振動すると)、ステータの振動が回路基板を介してカバーに伝達されるおそれがある。また、ステータの振動がカバーに伝達されると、カバーが大きく振動してカバーで比較的大きな騒音が発生するおそれがある。
そこで、本発明の課題は、ロータの軸方向においてステータの固定強度を高めることが可能で、かつ、騒音を低減す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。
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、駆動用コイルを有するステータと、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、ステータを覆うカバーとを備え、ロータの軸方向の一方を第1方向とし、第1方向の反対方向を第2方向とすると、カバーは、ステータの少なくとも第1方向側を覆い、隔壁部材には、ステータの第2方向側の端面が接触してロータの軸方向でステータを位置決めする接触面と、ステータの第1方向側へのずれを防止するための規制部とが形成されていることを特徴とする。
本発明のモータでは、隔壁部材に、ステータの第1方向側へのずれを防止するための規制部が形成されている。したがって、本発明では、隔壁部材に対するステータの第1方向側へのずれが確実に規制されるように、規制部をステータに接触させても、モータを制御する回路基板等で不具合が発生するおそれはない。そのため、本発明では、ロータの軸方向において隔壁部材に対するステータの固定強度を高めることが可能になる。
また、本発明では、隔壁部材に規制部が形成されているため、カバーを利用しなくても、隔壁部材に形成される規制部によって、ステータの第1方向側へのずれを防止することが可能になる。したがって、本発明では、ステータの振動が伝達されにくい位置にカバーを配置することが可能になり、その結果、ステータの振動がカバーに伝達されてカバーで比較的大きな騒音が発生するのを防止することが可能になる。そのため、本発明では、モータの騒音を低減することが可能になる。
本発明において、隔壁部材は、樹脂で形成され、ステータは、絶縁部材と、絶縁部材を介して駆動用コイル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るとともに、ロータの外周側に配置され、ステータコアは、環状に形成される外周環部と、外周環部からロータの径方向の内側に向かって突出する複数の突極部とを備え、接触面には、外周環部の第2方向側の端面が接触し、規制部は、外周環部の第1方向側の端面に接触する溶着部であることが好ましい。このように構成すると、外周環部の第1方向側の端面に接触する溶着部によって、ステータの第1方向側へのずれを防止することが可能になるため、比較的簡易な構成で、ステータの第1方向側へのずれを防止することが可能になる。
本発明において、隔壁は、ロータとステータとの間に配置される円筒状の円筒部と、円筒部の第1方向端を塞ぐ底部とを備え、隔壁部材は、円筒部の第2方向端からロータの径方向の外側に鍔状に広がる鍔部と、円筒部の外周面および鍔部の第1方向側の面に繋がるとともにロータの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複数の補強部とを備え、溶着部は、補強部に形成されていることが好ましい。
このように構成すると、補強部を利用してステータの第1方向側へのずれを防止することが可能になるため、隔壁部材の構成を簡素化することが可能になる。また、このように構成すると、円筒部および鍔部に繋がっていて強度が比較的高くなっている補強部に溶着部が形成されているため、溶着部によって、ロータの軸方向におけるステータの固定強度を効果的に高めることが可能になる。
本発明において、たとえば、外周環部は、ロータの周方向で分割可能な複数の外周部によって構成され、ステータコアは、ロータの周方向で組み合わされた複数の外周部が接合されて一体化された分割コアであり、溶着部は、ロータの周方向で隣り合う外周部同士の繋ぎ目となる繋ぎ目部分を第1方向側から覆っている。この場合には、たとえば、隔壁部材の一部に熱を加えて隔壁部材の一部を溶かして溶着部を形成するときに、ロータの周方向で隣り合う外周部の間に溶着部の一部分を入れ込むことが可能になる。したがって、ステータコアと溶着部との密着度を高めることが可能になり、その結果、第1方向側へのステータのずれを効果的に防止することが可能になる。
本発明において、隔壁は、ロータとステータとの間に配置される円筒状の円筒部と、円筒部の第1方向端を塞ぐ底部とを備え、隔壁部材は、円筒部の第2方向端からロータの径方向の外側に鍔状に広がる鍔部と、鍔部の第1方向側の面から第1方向側に突出する複数の突出部とを備え、突出部の第1方向側の面は、接触面となっており、ロータの周方向において、溶着部が配置される位置には突出部が配置されていることが好ましい。このように構成すると、溶着部を形成するときに隔壁部材に作用する力が突出部に直接的に作用しやすくなる。したがって、溶着部を形成する際の作業を安定させることが可能になる。
本発明において、カバーは、ステータから離れた状態で隔壁部材に取り付けられていることが好ましい。このように構成すると、ステータの振動がカバーに伝達されにくくなる。したがって、ステータの振動がカバーに伝達されてカバーで比較的大きな騒音が発生するのを効果的に防止することが可能になる。
本発明のモータは、ロータに取り付けられる羽根車を備えるポンプ装置であって、隔壁部材によって、羽根車が配置されるとともに流体が通過するポンプ室の一部が画定されてい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、ロータの軸方向においてステータの固定強度を高めることが可能になる。また、このポンプ装置では、モータの騒音を低減することが可能になる。
以上のように、本発明では、ロータの軸方向においてステータの固定強度を高めることが可能になる。また、本発明では、モータの騒音を低減することが可能になる。
本発明の実施の形態にかかるポンプ装置の断面図である。 図1に示すステータおよび隔壁部材の斜視図である。 図2に示すステータの斜視図である。 図2に示す隔壁部材およびステータコアの斜視図である。 図2に示す絶縁部材の斜視図である。 図2に示す隔壁部材の斜視図である。 図6に示す隔壁部材に1個の絶縁部材が取り付けられた状態の斜視図である。
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。
(ポンプ装置の全体構成)
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。図2は、図1に示すステータ5および隔壁部材11の斜視図である。以下の説明では、図1等のZ1方向を「上」方向とし、上方向の反対方向である図1等のZ2方向を「下」方向とする。
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、たとえば、食洗器や洗濯機等で使用される。ポンプ装置1は、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ブラシレスモータである。モータ3は、ロータ4と、ステータ5と、モータ3を制御するための回路基板6とを備えている。羽根車2、ロータ4、ステータ5および回路基板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の下部を覆うケース9とによって構成されるケース体の内部に配置されている。ハウジング8とケース9とは、互いに固定されている。
ケース9には、流体の吸入部9aと、流体の吐出部9bとが形成されている。ケース9の内部には、吸入部9aから吸入された流体が吐出部9bに向かって通過するポンプ室10が形成されている。ハウジング8は、ロータ4とステータ5とを隔てるようにロータ4とステータ5との間に配置される隔壁11aを有する隔壁部材11と、ステータ5を覆うカバー12とを備えている。
ロータ4は、回転軸14と、駆動用磁石15とを備えている。回転軸14は、回転軸14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4の軸方向である。駆動用磁石15は、円筒状に形成されている。駆動用磁石15は、磁石保持部材16を介して回転軸14の外周面に固定されている。駆動用磁石15の外周面には、駆動用磁石15の円周方向においてN極とS極とが交互に着磁されている。本形態の上方向(Z1方向)は、ロータ4の軸方向の一方である第1方向となっており、下方向(Z2方向)は、第1方向の反対方向である第2方向となっている。
回転軸14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4に取り付けられている。羽根車2は、ポンプ室10の内部に配置されている。回転軸14は、軸受17、18に回転可能に保持されている。軸受17は、隔壁11aの上端側に固定されている。軸受18は、隔壁11aの下端側に固定される軸受保持部材19に保持されている。駆動用磁石15は、上下方向において、軸受17と軸受18との間に配置されている。軸受保持部材19は、駆動用磁石15の配置箇所への流体の流入を阻止するゴム製のシール部材20を保持している。シール部材20は、軸受18の下側に配置されている。
ステータ5は、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。ステータ5は、隔壁11aを介して、ロータ4の外周側に配置されている。すなわち、本形態のモータ3は、インナーロータ型のモータである。また、ステータ5は、筒状に形成されるステータ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。ステータ5の具体的な構成については後述する。なお、以下の説明では、ロータ4およびステータ5の径方向を「径方向」とし、ロータ4およびステータ5の周方向(円周方向)を「周方向」とする。
隔壁部材11は、樹脂で形成されている。上述のように、隔壁部材11は、隔壁11aを備えている。隔壁11aは、略有底円筒状に形成されており、円筒部11bと底部11cとを備えている。円筒部11bは、円筒状に形成されている。円筒部11bは、駆動用磁石15の外周面を覆うように配置されている。すなわち、駆動用磁石15は、円筒部11bの内周側に配置されており、円筒部11bは、径方向におけるロータ4とステータ5との間に配置されている。
円筒部11bの軸心とロータ4の軸心(回転中心)とは一致している。駆動用磁石15の外周面と円筒部11bの内周面との間には、一定の隙間が形成されている。底部11cは、円筒部11bの上端を塞いでいる。軸受17は、底部11cの下面側に固定されている。軸受保持部材19は、円筒部11bの内周面の下端側に固定されている。駆動用磁石15は、底部11cの下側に配置されている。
また、隔壁部材11は、円筒部11bの下端から径方向の外側に鍔状に広がる鍔部11dを備えている。ステータ5は、鍔部11dの上側に配置されている。鍔部11dの下側は、ポンプ室10となっており、鍔部11dによってポンプ室10の一部が画定されている。すなわち、隔壁部材11によってポンプ室10の一部が画定されている。鍔部11dは、ステータ5および回路基板6の配置箇所へのポンプ室10内の流体の流入を防止する機能を果たしている。隔壁部材11の具体的な構成については後述する。
回路基板6は、ガラスエポキシ基板等のリジッド基板であり、平板状に形成されている。回路基板6は、回路基板6の厚さ方向と上下方向とが一致するように、駆動用コイル23、ステータコア24およびインシュレータ25よりも上側に配置されている。また、回路基板6は、隔壁部材11よりも上側に配置されている。回路基板6は、隔壁部材11に固定されている。
カバー12は、全体として略有底円筒状に形成されている。カバー12は、鍔部11dの上側に配置されるステータ5の外周側および上側を覆っている。具体的には、略有底円筒状に形成されるカバー12の筒部がステータ5を径方向の外側から覆い、略有底円筒状に形成されるカバー12の底部がステータ5を上側から覆っている。また、カバー12は、回路基板6を径方向の外側から覆うとともに上側から覆っている。なお、本形態のカバー12は、上下方向に直交する方向で分割される2個のカバー部材が組み合わされることで構成されている。
カバー12は、隔壁部材11に取り付けられている。具体的には、図1に示すように、カバー12の下端の径方向の外側部分が鍔部11dの径方向の外側部分に係合することで、カバー12は隔壁部材11に取り付けられている。また、カバー12は、ステータ5に接触しないようにステータ5から離れた状態で隔壁部材11に取り付けられている。ステータ5および回路基板6は、隔壁11a、鍔部11dおよびカバー12によって画定される空間の中に配置されている。なお、隔壁11a、鍔部11dおよびカバー12によって画定される空間の内部に、樹脂封止部材が充填されていても良い。
(ステータの構成)
図3は、図2に示すステータ5の斜視図である。図4は、図2に示す隔壁部材11およびステータコア24の斜視図である。図5は、図2に示すインシュレータ25の斜視図である。
上述のように、ステータ5は、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。また、ステータ5は、駆動用コイル23の端部が電気的に接続される端子ピン27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。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、3個の突極部24bを備えている。
外周環部24aは、多角環状に形成されている。具体的には、外周環部24aは、上下方向から見たときの形状が正六角形となる六角環状に形成されている。3個の突極部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。すなわち、3個の突極部24bは、ロータ4の回転中心に対して120°ピッチで形成されている。突極部24bは、六角環状に形成される外周環部24aを構成する6個の辺部分のうちの、3個の辺部分の周方向における中心から径方向の内側に向かって突出している。
突極部24bの先端部(径方向の内側端部)は、上下方向から見たときの形状がロータ4の軸心(回転中心)を曲率中心とする円弧状をなす曲板状に形成されている。また、突極部24bの先端面(径方向の内側端面)は、上下方向から見たときの形状がロータ4の軸心を曲率中心とする円弧状をなす曲面状に形成されている。突極部24bの先端面は、隔壁11aの外周面(すなわち、円筒部11bの外周面)に接触している。
外周環部24aは、周方向で分割可能な複数の外周部24cによって構成されている。すなわち、ステータコア24は、周方向で組み合わされた複数の外周部24cが接合されて一体化された分割コアである。本形態の外周環部24aは、3個の外周部24cによって構成されている。また、本形態では、外周部24cと突極部24bとが分割可能となっている。すなわち、本形態のステータコア24は、3個の外周部24cと3個の突極部24bとが接合されて形成された分割コアである。3個の外周部24cと3個の突極部24bとは、溶接によって接合されている。
3個の外周部24cは、同形状に形成されている。周方向で隣り合う外周部24c同士の繋ぎ目となる繋ぎ目部分24dは、外周環部24aを構成する6個の辺部分のうちの、突極部24bが繋がっていない3個の辺部分の周方向における中心に配置されている。すなわち、3個の繋ぎ目部分24dは、ロータ4の回転中心に対して120°ピッチで配置されている。
周方向で隣り合う2個の外周部24cの周方向の端面は互いに接触している。周方向における外周部24cの一端面には、一端面から周方向に突出する凸部24eが形成されている。周方向における外周部24cの他端面には、他端面から外周部24cの中心に向かって窪む凹部24fが形成されている。周方向で隣り合う2個の外周部24cのうちの一方の外周部24cに形成される凸部24eは、他方の外周部24cに形成される凹部24fに嵌っている。すなわち、繋ぎ目部分24dでは、凸部24eが凹部24fに嵌っている。
凸部24eの側面は、凹部24fの側面に接触している。上下方向から見たときの凸部24eの形状は、正方形状または長方形状となっている。すなわち、凸部24eは、四角柱状に形成されている。繋ぎ目部分24dでは、径方向における外周部24cの外側面において、周方向で隣り合う2個の外周部24cが溶接されて接合されている。なお、凸部24eは、たとえば、三角柱状に形成されていても良いし、半円柱状に形成されていても良い。
径方向における突極部24bの外端面は、径方向における外周部24cの内側面に接触している。径方向における突極部24bの外端面には、径方向の外側へ突出する凸部24hが形成されている。径方向における外周部24cの内側面には、径方向における外周部24cの内側面から径方向の外側に向かって窪む凹部24jが形成されている。凸部24hは、凹部24jに嵌っている。すなわち、外周部24cと突極部24bとの繋ぎ目となる繋ぎ目部分24kでは、凸部24hが凹部24jに嵌っている。3個の繋ぎ目部分24kは、ロータ4の回転中心に対して120°ピッチで配置されている。
凸部24hの側面は、凹部24jの側面に接触している。上下方向から見たときの凸部24hの形状は、正方形状または長方形状となっている。すなわち、凸部24hは、四角柱状に形成されている。繋ぎ目部分24kでは、外周部24cおよび突極部24bの上面において、外周部24cと突極部24bとが溶接されて接合されている。なお、凸部24hは、たとえば、三角柱状に形成されていても良いし、半円柱状に形成されていても良い。また、径方向における外周部24cの内側面に凸部が形成され、径方向における突極部24bの外端面にこの凸部が嵌る凹部が形成されていても良い。
インシュレータ25は、絶縁性を有する樹脂材料で形成されている。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、ステータ5は、3個のインシュレータ25を備えている。また、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いる。具体的には、インシュレータ25は、径方向におけるインシュレータ25の内側部分を構成する内側鍔部25aと、径方向におけるインシュレータ25の外側部分を構成する外側鍔部25bと、内側鍔部25aと外側鍔部25bとを繋ぐ筒部25cとから構成されている。
筒部25cは、四角筒状に形成されている。筒部25cには、駆動用コイル23が巻回されている。すなわち、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。内側鍔部25aは、突極部24bの先端部を径方向の外側から覆っている。外側鍔部25bは、突極部24bが繋がる外周部24cを径方向の内側から覆っている。内側鍔部25aおよび外側鍔部25bは、筒部25cに巻回される駆動用コイル23の巻崩れを防止する機能を果たしている。
外側鍔部25bは、径方向に直交する平板状に形成されるとともに略四角環状に形成されている。図5に示すように、外側鍔部25bの四隅には、四角形状の切欠き25dが形成されている。外側鍔部25bの上端側に形成される切欠き25dの下端面、および、外側鍔部25bの下端側に形成される切欠き25dの上端面は、上下方向に直交する平面となっている。外側鍔部25bの上端側に形成される2個の切欠き25dの間には、凸部25eが形成され、外側鍔部25bの下端側に形成される2個の切欠き25dの間には、凸部25fが形成されている。凸部25e、25fは、駆動用コイル23の巻崩れを防止する機能を果たしている。
端子ピン27の下端部は、内側鍔部25aの上端部に固定されている。端子ピン27の上端部は、内側鍔部25aの上端面から上側に突出している。端子ピン27の上端部には、駆動用コイル23が巻回されて半田付けされている。端子ピン27の上端部は、回路基板6に半田付けされて固定されている。
(隔壁部材の構成)
図6は、図2に示す隔壁部材11の斜視図である。図7は、図6に示す隔壁部材11に1個のインシュレータ25が取り付けられた状態の斜視図である。
隔壁部材11は、上述のように、円筒部11bと底部11cとから構成される隔壁11aと、円筒部11bの下端から径方向の外側に広がる鍔部11dとを備えている。また、隔壁部材11は、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11eと、鍔部11dの上面から上側に突出する複数の突出部11fとを備えている。本形態の隔壁部材11は、3個の補強部11eと、6個の突出部11fとを備えている。
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筒部11gとなっている。筒部11gの内周側には、軸受17が取り付けられている。鍔部11dは、円筒部11bの下端から径方向の外側に広がる円環状かつ平板状の第1鍔部11hと、第1鍔部11hの外周端から上側に向かって立ち上がる扁平な略円筒状の筒部11j(図1参照)と、筒部11jの上端から径方向の外側に広がる略円環状かつ平板状の第2鍔部11kとから構成されている。
上下方向から見たときの第1鍔部11hの中心および筒部11jの中心は、ロータ4の回転中心と一致している。また、上下方向から見たときの第2鍔部11kの内周面の中心は、ロータ4の回転中心と一致している。第1鍔部11hの上面および第2鍔部11kの上面は、上下方向に直交する平面となっている。インシュレータ25の外側鍔部25bに形成される凸部25fは、筒部11jおよび第2鍔部11kの内周側に配置されている(図7参照)。外側鍔部25bの下端側に形成される切欠き25dの上端面は、第2鍔部11kの上面と所定の隙間を介して対向している。
突出部11fは、第2鍔部11kの上面の径方向における内側部分から上側に突出している。突出部11fは、上下方向から見たときの形状がロータ4の回転中心を曲率中心とする円弧状をなす曲板状に形成されている。6個の突出部11fは、周方向において一定のピッチで配置されており、ロータ4の回転中心に対して等角度ピッチで配置されている。すなわち、6個の突出部11fは、ロータ4の回転中心に対して60°ピッチで配置されている。径方向における突出部11fの内側面の曲率半径と第2鍔部11kの内周面の曲率半径とは等しくなっている。径方向における突出部11fの内側面と第2鍔部11kの内周面とは、滑らかに繋がっている。
突出部11fの上面は、上下方向に直交する平面となっている。突出部11fの上面は、ステータ5の下端面が接触して上下方向でステータ5を位置決めする接触面11nとなっている。すなわち、隔壁部材11には、接触面11nが形成されている。接触面11nには、ステータコア24の外周環部24aの下端面が接触している。6個の接触面11nのうちの3個の接触面11nには、繋ぎ目部分24dの下面が接触し、残りの3個の接触面11nには、繋ぎ目部分24kの下面が接触している。
補強部11eは、平板状に形成されている。補強部11eは、円筒部11bの外周面および鍔部11dの上面に繋がるリブ状に形成されている。具体的には、補強部11eの径方向の内側端の全体が円筒部11bの外周面に繋がり、補強部11eの下端の全体が鍔部11dの上面に繋がっている。補強部11eによって、隔壁部材11の強度が確保されている。また、補強部11eは、周方向で隣り合う駆動用コイル23の接触を防止する機能を果たしている。
3個の補強部11eは、上下方向から見たときに、ロータ4の回転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。すなわち、3個の補強部11eは、ロータ4の回転中心に対して120°ピッチで配置されている。補強部11eは、周方向において、繋ぎ目部分24dが配置される位置に配置されている。径方向における補強部11eの外端面は、第2鍔部11kの内周面よりも径方向の内側に配置されている。
補強部11eは、径方向における補強部11eの内側部分を構成する内側補強部11pと、径方向における補強部11eの外側部分を構成する外側補強部11qとから構成されている。内側補強部11pの上面および外側補強部11qの上面は、上下方向に直交する平面となっている。内側補強部11pの高さは、外側補強部11qの高さよりも高くなっている。すなわち、内側補強部11pの上面は、外側補強部11qの上面よりも上側に配置されている。内側補強部11pの上面には、回路基板6の下面が接触している。
内側補強部11pの上面には、上下方向に直交する方向で回路基板6を位置決めするとともに、回路基板6を固定するための突起11rが形成されている。突起11rは、内側補強部11pの上面から上側に突出している。回路基板6には、突起11rが挿通される貫通穴が形成されている。回路基板6は、貫通穴に突起11rが挿通された回路基板6を内側補強部11pの上面に押し当てた状態で、突起11rの上端部を溶融させる溶着によって隔壁部材11に固定されている。突起11rの上端部には、上側への回路基板6の抜けを防止するための溶着部(図示省略)が形成されている。なお、図1、図2、図4、図6、図7では、突起11rの上端部を溶融させる前(すなわち、溶着が行われる前)の状態を図示している。
外側補強部11qの上面の、径方向における外側端部には、ステータ5の上側へのずれを防止するための規制部11sが形成されている(図2の二点鎖線参照)。すなわち、隔壁部材11の補強部11eには、規制部11sが形成されている。規制部11sは、外周環部24aの上端面に接触する溶着部である。すなわち、規制部11sは、外側補強部11qの上面に形成される突起11tに熱を加えることによって突起11tを変形させて(溶融させて)形成した溶着部である。したがって、以下では、本形態の規制部11sを「溶着部11s」とする。なお、溶着部11sは、突起11tに圧力を加えて突起11tを変形させることで形成されても良い。また、図2の実線は、溶着部11sを形成する前の突起11tの状態を図示している。また、図4、図6、図7では、溶着部11sを形成する前の突起11tの状態を図示している。
上述のように、溶着部11sは、補強部11eに形成されているため、3個の溶着部11sが周方向に一定の間隔で配置されている。すなわち、隔壁部材11には、周方向において一定の間隔で配置される3個の溶着部11sが形成されている。また、上述のように、補強部11eは、周方向において、繋ぎ目部分24dが配置される位置に配置されているため、溶着部11sは、繋ぎ目部分24dを上側から覆っている。さらに、上述のように、6個の接触面11nのうちの3個の接触面11nには、繋ぎ目部分24dの下面が接触しているため、周方向において溶着部11sが配置される位置には、突出部11fが配置されている。
円筒部11bの外周面には、周方向におけるステータ5の位置を規制するための規制凸部11vが形成されている。すなわち、隔壁11aには、規制凸部11vが形成されている。規制凸部11vは、円筒部11bの外周面から径方向の外側に突出している。規制凸部11vは、上下方向に細長い四角柱状に形成されている。また、規制凸部11vは、周方向における補強部11eの両側で補強部11eと隣り合う位置に形成されている。すなわち、円筒部11bの外周面には、6個の規制凸部11vが形成されている。図4に示すように、突極部24bは、周方向において2個の規制凸部11vに挟まれている。突極部24bが周方向において2個の規制凸部11vに挟まれることで、周方向におけるステータ5の位置が規制されている。
(モータの製造方法、ポンプ装置の製造方法)
モータ3の製造工程では、まず、インシュレータ25を介して駆動用コイル23が巻回された3個の突極部24bと、3個の外周部24cとを組み合わせて仮組み状態のステータ5である仮組みステータ5A(図3参照)を形成する(仮組み工程)。仮組み工程では、突極部24bに形成される凸部24hを、外周部24cに形成される凹部24jに嵌める。また、仮組み工程では、周方向で隣り合う2個の外周部24cのうちの一方の外周部24cに形成される凸部24eを他方の外周部24cに形成される凹部24fに嵌める。
その後、仮組みステータ5Aを隔壁11aの外周側に配置する(配置工程)。すなわち、仮組みステータ5Aを円筒部11bの外周側に配置する(図2参照)。配置工程では、周方向における規制凸部11vの間に突極部24bを挟むように仮組みステータ5Aを配置する。また、配置工程では、繋ぎ目部分24d、24kを接触面11nに載置する。すなわち、配置工程では、繋ぎ目部分24d、24kを突出部11fの上面に載置する。
その後、3個の外周部24cおよび3個の突極部24bを接合してステータ5を形成する(ステータ形成工程)。ステータ形成工程では、まず、周方向で隣り合う外周部24cを接合して外周環部24aを形成し(第1接合工程)、その後、突極部24bを外周環部24aに接合する(第2接合工程)。第1接合工程では、仮組みステータ5Aの外周環部24aの外周面を隔壁11aに向かって押し付ける。すなわち、第1接合工程では、仮組みステータ5Aの外周環部24aの外周面を円筒部11bの外周面に向かって押し付ける。
具体的には、第1接合工程では、仮組みステータ5Aの外周環部24aの外周面を、突極部24bの突出方向(図4の矢印Wで示す方向)に向かって押し付ける。すなわち、第1接合工程では、仮組みステータ5Aの外周環部24aの繋ぎ目部分24kを円筒部11bの外周面に向かって押し付ける。第1接合工程では、押付け用の治具を利用して、仮組みステータ5Aの外周環部24aの外周面を隔壁11aに向かって押し付ける。
また、第1接合工程では、仮組みステータ5Aの外周環部24aの外周面を円筒部11bの外周面に向かって押し付けた状態で、径方向における外周部24cの外側面において、周方向で隣り合う2個の外周部24cを溶接して接合する。第1接合工程が完了すると、押付け用の治具を取り外して、第2接合工程を行う。すなわち、ステータ形成工程では、周方向で隣り合う外周部24cを接合して外周環部24aを形成するまで、仮組みステータ5Aの外周環部24aの外周面を隔壁11aに向かって押し付けている。第2接合工程では、外周部24cおよび突極部24bの上面において、外周部24cと突極部24bとを溶接して接合する。
その後、隔壁部材11の突起11tを変形させて溶着部11sを形成する(溶着工程)。溶着工程では、接触面11nに外周環部24aの下端面を接触させた状態で溶着部11sを形成する。具体的には、繋ぎ目部分24d、24kの下面を接触面11nに接触させた状態で、突起11tを溶融させて外周環部24aの上端面に接触する溶着部11sを形成する。
その後、回路基板6を隔壁部材11に固定する。また、羽根車2が取り付けられたロータ4を隔壁11aの内周側に設置する(ロータ設置工程)。ロータ設置工程では、軸受17、18、軸受保持部材19およびシール部材20を隔壁部材11に取り付ける。その後、カバー12およびケース9を取り付ける。
(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に、ステータ5の上側へのずれを防止するための溶着部11sが形成されている。そのため、本形態では、隔壁部材11に対するステータ5の上側へのずれが確実に規制されるように、溶着部11sを外周環部24aの上端面に接触させても、回路基板6で不具合が発生するおそれはない。したがって、本形態では、上下方向において隔壁部材11に対するステータ5の固定強度を高めることが可能になる。また、本形態では、外周環部24aの上端面に接触する溶着部11sによって、ステータ5の上側へのずれを防止することが可能になるため、比較的簡易な構成で、ステータ5の上側へのずれを防止することが可能になる。
本形態では、カバー12は、ステータ5から離れた状態で隔壁部材11に取り付けられている。そのため、本形態では、ステータ5の振動がカバー12に伝達されにくい。したがって、本形態では、ステータ5の振動がカバー12に伝達されてカバー12で比較的大きな騒音が発生するのを防止することが可能になり、その結果、モータ3の騒音を低減することが可能になる。
本形態では、溶着部11sは、補強部11eに形成されている。すなわち、本形態では、隔壁部材11の強度を確保するとともに周方向で隣り合う駆動用コイル23の接触を防止するための補強部11eを利用してステータ5の上側へのずれを防止している。そのため、本形態では、隔壁部材11の構成を簡素化することが可能になる。また、本形態では、円筒部11bおよび鍔部11dに繋がっていて強度が比較的高くなっている補強部11eに溶着部11sが形成されているため、溶着部11sによって、上下方向におけるステータ5の固定強度を効果的に高めることが可能になる。
本形態では、溶着部11sは、周方向で隣り合う外周部24c同士の繋ぎ目となる繋ぎ目部分24dを上側から覆っている。そのため、本形態では、突起11tを溶融させて溶着部11sを形成するときに、周方向で隣り合う外周部24cの間に溶着部11sの一部分を入れ込むことが可能になる。したがって、本形態では、ステータコア24と溶着部11sとの密着度を高めることが可能になり、その結果、上側へのステータ5のずれを効果的に防止することが可能になる。
本形態では、周方向において、溶着部11sが配置される位置に突出部11fが配置されている。そのため、本形態では、溶着工程において、溶着部11sを形成するときに隔壁部材11に作用する力が突出部11fに直接的に作用しやすくなる。したがって、本形態では、溶着部11sを形成する際の作業を安定させることが可能になる。また、本形態では、インシュレータ25の外側鍔部25bに形成される凸部25fが、筒部11jおよび第2鍔部11kの内周側に配置されているため、凸部25fの下端面が第2鍔部11kの上面の上側に配置されている場合と比較して、上下方向でモータ3を小型化することが可能になる。
(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はあるが、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。
上述した形態において、外周環部24aは、六角環状に形成される外周環部24aの6個の頂点部分のうちの3個の頂点部分において、3個の外周部24cに分割可能となっていても良い。また、上述した形態において、外周環部24aは、周方向で分割可能な2個の外周部によって構成されていても良いし、周方向で分割可能な4個以上の外周部によって構成されていても良い。さらに、上述した形態において、外周環部24aは、円環状に形成されていても良いし、六角環状以外の多角環状に形成されていても良い。
上述した形態において、外周環部24aは、3個の外周部24cに分割可能となっていなくても良い。すなわち、外周環部24aは、円環状の薄い磁性板が積層されることで形成された一体型のものであっても良い。また、上述した形態において、突極部24bは、外周部24cと分割可能になっておらず、外周部24cと一体になっていても良い。さらに、上述した形態において、一体型の外周環部24aと突極部24bとが分割可能となっておらず、一体となっていても良い。すなわち、ステータコア24は、分割コアではなくて、一体型のコアであっても良い。
上述した形態において、隔壁部材11に形成される溶着部11sは、4個以上であっても良い。また、ステータ5の上側へのずれを防止することができるのであれば、隔壁部材11に形成される溶着部11sは、2個または1個であっても良い。また、上述した形態において、溶着部11sは、外周環部24aの、繋ぎ目部分24dから外れた箇所を上側から覆っていても良い。
上述した形態において、溶着部11sと突出部11fとが周方向においてずれていても良い。また、上述した形態において、突出部11fと繋ぎ目部分24d、24kとが周方向においてずれていても良い。さらに、上述した形態において、第2鍔部11kの上面に突出部11fが形成されていなくても良い。この場合には、外周環部24aの下端面は、第2鍔部11kの上面に接触する。この場合には、第2鍔部11kの上面は、ステータ5の下端面が接触して上下方向でステータ5を位置決めする接触面となっている。
上述した形態において、隔壁11aの円筒部11bの外周面に規制凸部11vが形成されていなくても良い。この場合には、たとえば、隔壁部材11の第2鍔部11kの内周面に形成される突起と、インシュレータ25の外側鍔部25bとによって、周方向におけるステータ5の位置が規制されても良い。また、上述した形態において、外側鍔部25bの下端側に形成される切欠き25dの上端面が第2鍔部11kの上面に接触していても良い。この場合には、たとえば、突出部11fの上面と外周環部24aの下端面との間に隙間が形成されている。この場合には、第2鍔部11kの上面は、ステータ5の下端面が接触して上下方向でステータ5を位置決めする接触面となる。
上述した形態において、溶着部11sは、補強部11eに形成されていなくても良い。たとえば、第1鍔部11hの上面から立ち上がる柱状の柱部の上端側に溶着部11sが形成されていても良い。また、上述した形態において、隔壁部材11に補強部11eが形成されていなくても良い。さらに、上述した形態において、カバー12は、ステータ5の上側のみを覆っていても良い。この場合には、たとえば、ステータ5の外周側を覆う筒状の外筒部が隔壁部材11に形成されている。
上述した形態において、ステータコア24が有する突極部24bの数は、4個以上であっても良い。また、上述した形態において、モータ3は、アウターロータ型のモータであっても良い。さらに、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以外に使用されても良い。
1 ポンプ装置
2 羽根車
3 モータ
4 ロータ
5 ステータ
10 ポンプ室
11 隔壁部材
11a 隔壁
11b 円筒部
11c 底部
11d 鍔部
11e 補強部
11f 突出部
11n 接触面
11s 溶着部(規制部)
12 カバー
15 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
24c 外周部
24d 繋ぎ目部分
25 インシュレータ(絶縁部材)
Z1 第1方向
Z2 第2方向

Claims (7)

  1. 駆動用磁石を有するロータと、駆動用コイルを有するステータと、前記ロータと前記ステータとの間に配置される隔壁を有する隔壁部材と、前記ステータを覆うカバーとを備え、
    前記ロータの軸方向の一方を第1方向とし、第1方向の反対方向を第2方向とすると、
    前記カバーは、前記ステータの少なくとも第1方向側を覆い、
    前記隔壁部材には、前記ステータの第2方向側の端面が接触して前記ロータの軸方向で前記ステータを位置決めする接触面と、前記ステータの第1方向側へのずれを防止するための規制部とが形成されていることを特徴とするモータ。
  2. 前記隔壁部材は、樹脂で形成され、
    前記ステータは、絶縁部材と、前記絶縁部材を介して前記駆動用コイル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るとともに、前記ロータの外周側に配置され、
    前記ステータコアは、環状に形成される外周環部と、前記外周環部から前記ロータの径方向の内側に向かって突出する複数の前記突極部とを備え、
    前記接触面には、前記外周環部の第2方向側の端面が接触し、
    前記規制部は、前記外周環部の第1方向側の端面に接触する溶着部であることを特徴とする請求項1記載のモータ。
  3. 前記隔壁は、前記ロータと前記ステータとの間に配置される円筒状の円筒部と、前記円筒部の第1方向端を塞ぐ底部とを備え、
    前記隔壁部材は、前記円筒部の第2方向端から前記ロータの径方向の外側に鍔状に広がる鍔部と、前記円筒部の外周面および前記鍔部の第1方向側の面に繋がるとともに前記ロータの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複数の補強部とを備え、
    前記溶着部は、前記補強部に形成されていることを特徴とする請求項2記載のモータ。
  4. 前記外周環部は、前記ロータの周方向で分割可能な複数の外周部によって構成され、
    前記ステータコアは、前記ロータの周方向で組み合わされた複数の前記外周部が接合されて一体化された分割コアであり、
    前記溶着部は、前記ロータの周方向で隣り合う前記外周部同士の繋ぎ目となる繋ぎ目部分を第1方向側から覆っていることを特徴とする請求項2または3記載のモータ。
  5. 前記隔壁は、前記ロータと前記ステータとの間に配置される円筒状の円筒部と、前記円筒部の第1方向端を塞ぐ底部とを備え、
    前記隔壁部材は、前記円筒部の第2方向端から前記ロータの径方向の外側に鍔状に広がる鍔部と、前記鍔部の第1方向側の面から第1方向側に突出する複数の突出部とを備え、
    前記突出部の第1方向側の面は、前記接触面となっており、
    前記ロータの周方向において、前記溶着部が配置される位置には前記突出部が配置されていることを特徴する請求項2から4のいずれかに記載のモータ。
  6. 前記カバーは、前記ステータから離れた状態で前記隔壁部材に取り付けられていることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のモータ。
  7. 請求項1から6のいずれかに記載のモータと、前記ロータに取り付けられる羽根車とを備え、
    前記隔壁部材によって、前記羽根車が配置されるとともに流体が通過するポンプ室の一部が画定されていることを特徴とするポンプ装置。
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