JP3967685B2 - Brushless motor, method for manufacturing stator core in brushless motor, and fluid pump device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブラシレスモータ、ブラシレスモータにおけるステータコアの製造方法及びブラシレスモータを駆動源とした流体ポンプ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ブラシレスモータを駆動源とした流体ポンプ装置は、例えば、特許文献1にて開示されているような構成としたものがある。この流体ポンプ装置のブラシレスモータは、ステータコアのティースに巻線を巻装してなるステータと、該ステータの内側に回転可能に配設され流体を吐出させるためのファン(インペラ)が一体的に設けられるロータとを備えている。又、ステータ(ステータコア)とロータとの間には一端が封鎖される円筒形状のキャン(仕切り板)が設けられ、このキャンにより、ステータ側が流体から仕切られている。
【0003】
【特許文献1】
特開平9−317682号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、本出願人は、前記ステータコアを磁性粉体で成形し、そのステータコアと一体的にキャンを成形することを提案している。このように磁性粉体で成形すれば、ステータコアとキャンとを一体的に成形することは容易である。
【0005】
しかしながら、単にステータコアとキャンとを一体的に構成すると、キャンを構成する部分に磁束漏れが生じ、ティース内を通過する磁束が減少してしまう。つまり、回転に寄与する磁束が減少してしまい、モータの効率が悪くなるという問題が生じる。
【0006】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、粉体成形により一体的にキャンが設けられるステータコアを有するものであって、該ステータコアの磁束漏れを低減して該ステータコア内の回転に寄与する有効な磁束を増加することができるブラシレスモータ、ブラシレスモータにおけるステータコアの製造方法及び流体ポンプ装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、請求項1に記載の発明は、放射状に延びる複数のティースと、該ティースの径方向内側端部を連結する円筒部及び該円筒部の一端を封鎖する底部にて構成されるキャンとを備えたステータコアと、前記ティースに巻装される巻線と、前記巻線が巻装される前記ティース側と仕切られるように前記キャンの内側に回転可能に配設されるロータと、を備えブラシレスモータであって、前記ステータコアは、前記ティースが樹脂コーティング層の薄い第1磁性粉体を用い、前記キャン側への磁束漏れが低減するように該キャンの少なくとも一部が樹脂コーティング層の厚い第2磁性粉体を用いて一体成形されている。
【0008】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のブラシレスモータにおいて、前記ステータコアは、前記ティースが前記第1磁性粉体を用い、前記キャンが前記第2磁性粉体を用いて一体成形されている。
【0009】
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載のブラシレスモータにおいて、前記ステータコアは、前記ティース及び前記キャンの底部が前記第1磁性粉体を用い、前記キャンの円筒部が前記第2磁性粉体を用いて一体成形されている。
【0010】
請求項4に記載の発明は、請求項1に記載のブラシレスモータにおいて、前記ステータコアは、前記ティース及び前記キャンの円筒部が前記第1磁性粉体を用い、前記キャンの底部が前記第2磁性粉体を用いて一体成形されている。
【0011】
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載のブラシレスモータにおけるステータコアの製造方法であって、前記ステータコアを成形するためのコア成形部内を、前記第1磁性粉体を用いる部分と前記第2磁性粉体を用いる部分とを仕切り板にて仕切り、その仕切った状態で各部分にそれぞれ前記第1磁性粉体又は前記第2磁性粉体を装填し、両粉体の装填後に仕切り板を外して両粉体を圧縮成形し、前記ステータコアを製造するようにした。
【0012】
請求項6に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載のブラシレスモータと、前記ブラシレスモータのキャンの内側空間と連通する吸入口及び吐出口が形成されるケースと、前記ブラシレスモータのロータと一体回転し、前記吸入口から流体を吸い込んで前記吐出口から吐出させるファンと、を備えた流体ポンプ装置である。
【0013】
(作用)
請求項1に記載の発明によれば、ステータコアは、巻線が巻装されるティースが樹脂コーティング層の薄い第1磁性粉体を用い、キャン側への磁束漏れが低減するように該キャンの少なくとも一部が樹脂コーティング層の厚い第2磁性粉体を用いて一体成形される。そのため、樹脂コーティング層の薄い第1磁性粉体を用いた各ティースは磁気抵抗が低くなり、樹脂コーティング層の厚い第2磁性粉体を用いたキャンの所定部位は磁気抵抗が高くなる。ここで、ティース内を流れる磁束はモータの回転に寄与する有効な磁束であり、キャン内を流れる磁束はモータの回転に寄与しない無効な磁束である。従って、各ティースを磁気抵抗が低くなるように形成し、キャンの所定部位を磁気抵抗が高くなるように形成することで、回転に寄与しないキャン側への磁束漏れが低減されるとともに、ティース内を流れる有効な磁束が増加する。その結果、モータの効率を向上することができる。
【0014】
請求項2に記載の発明によれば、ステータコアは、ティースが樹脂コーティング層の薄い第1磁性粉体を用い、キャンが樹脂コーティング層の厚い第2磁性粉体を用いて一体成形される。そのため、第1磁性粉体を用いた各ティースは磁気抵抗が低くなり、第2磁性粉体を用いたキャンは磁気抵抗が高くなる。従って、回転に寄与しないキャン側への磁束漏れが低減されるとともに、ティース内を流れる有効な磁束が増加する。又、キャン全体を第2磁性粉体で形成するようにしたので、第1磁性粉体を用いる部分と第2磁性粉体を用いる部分とを細かく分ける必要がなく、ステータコアの成形が容易となる。
【0015】
請求項3に記載の発明によれば、ステータコアは、ティース及びキャンの底部が樹脂コーティング層の薄い第1磁性粉体を用い、キャンの円筒部が樹脂コーティング層の厚い第2磁性粉体を用いて一体成形される。そのため、第1磁性粉体を用いた各ティース及びキャンの底部は磁気抵抗が低くなり、第2磁性粉体を用いたキャンの円筒部は磁気抵抗が高くなる。従って、キャンの円筒部の磁気抵抗が高くなることで回転に寄与しないキャン側への磁束漏れが低減されるとともに、ティース内を流れる有効な磁束が増加する。又、キャンの円筒部全体を第2磁性粉体で形成するようにしたので、第1磁性粉体を用いる部分と第2磁性粉体を用いる部分とを細かく分ける必要がなく、ステータコアの成形が容易となる。
【0016】
請求項4に記載の発明によれば、ステータコアは、ティース及びキャンの円筒部が樹脂コーティング層の薄い第1磁性粉体を用い、キャンの底部が樹脂コーティング層の厚い第2磁性粉体を用いて一体成形される。そのため、第1磁性粉体を用いた各ティース及びキャンの円筒部は磁気抵抗が低くなり、第2磁性粉体を用いたキャンの底部は磁気抵抗が高くなる。従って、キャンの底部の磁気抵抗が高くなることで回転に寄与しないキャン側への磁束の漏れが低減されるとともに、ティース内を流れる有効な磁束が増加する。又、キャンの底部全体を第2磁性粉体で形成するようにしたので、第1磁性粉体を用いる部分と第2磁性粉体を用いる部分とを細かく分ける必要がなく、ステータコアの成形が容易となる。
【0017】
請求項5に記載の発明によれば、ステータコアを成形するためのコア成形部内を、樹脂コーティング層の薄い第1磁性粉体を用いる部分と樹脂コーティング層の厚い第2磁性粉体を用いる部分とが仕切り板にて仕切られ、その仕切られた状態で各部分にそれぞれ第1磁性粉体又は第2磁性粉体が装填され、両粉体が装填された後に仕切り板が外されて両粉体が圧縮成形され、ステータコアが製造される。つまり、仕切り板により第1磁性粉体と第2磁性粉体とを仕切っておくことで、その仕切り板を外しても境界付近で若干混合するだけで全体が混合することはない。そのため、第1磁性粉体を用いる部分(磁気抵抗の低い部分)と第2磁性粉体を用いる部分(磁気抵抗の高い部分)とを明確に分けることが可能である。従って、部分的に磁気抵抗の異なるステータコアを容易かつ確実に製造することが可能である。
【0018】
請求項6に記載の発明によれば、流体ポンプ装置の駆動源であるブラシレスモータにおいて、ステータコアに一体的に設けられるキャン側への磁束漏れが低減される。これにより、ステータコア内の回転に寄与する有効な磁束が増加し、モータの効率が向上する。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、流体ポンプ装置は、第1及び第2ケース1,2と、ブラシレスモータ3とを備える。
【0020】
第1ケース1は、円盤部1aと、円盤部1aの外縁から立設した第1筒部1bとからなる。第2ケース2は、その基端部が第1筒部1bと連続するように固定される第2筒部2aと、第2筒部2aの先端部から径方向内側に延びる内延部2bと、内延部2bの内縁から第2筒部2aと同軸方向に延びる小径筒部2cとからなる。この小径筒部2cにおいて、軸方向の中間部には該小径筒部2c内を仕切るように内部円盤部2dが形成され、その内部円盤部2dには、外部と軸方向に連通する吸入口2eが形成されている。又、小径筒部2cにおいて、軸方向の基端側(図1中、右側)には、外部と径方向に連通する吐出口2fが形成されている。吸入口2e及び吐出口2fは後述するキャン13の内側空間と連通し、吸入口2eから吸い込んだ流体を吐出口2fに導く流路を形成している。
【0021】
ブラシレスモータ3は、ステータ4とロータ5とを備える。ステータ4は、ステータコア6と巻線7とを備える。このステータコア6は、図2に示すように、インナコア8とアウタコア9とからなる。
【0022】
インナコア8は、放射状に延び巻線7が巻装される複数個(本実施形態では、18個)のティース10と、該ティース10の径方向内側端部を連結する円筒部11と、該円筒部11の軸方向の一端を封鎖する底部12とが一体形成されてなる。ティース10の径方向外側端部には、先端(外側)に向かうほど幅が広くなる楔状の係止凸部10aが形成されている。底部12の底面には円筒状の支持筒部12aが立設されている。そして、本実施形態では、円筒部11及び底部12とによりキャン13が構成され、該キャン13により巻線7が巻装されるティース10側と流体を扱うロータ5側とが仕切られている。
【0023】
このインナコア8は、樹脂コーティング層の薄い第1磁性粉体X1と樹脂コーティング層の厚い第2磁性粉体X2とを部分的に使い分け、これら粉体を圧縮成形してなる。より詳しくは、インナコア8の各ティース10は磁気抵抗が低くなる樹脂コーティング層の薄い第1磁性粉体X1が用いられる一方、円筒部11及び底部12、即ちキャン13は磁気抵抗が高くなる樹脂コーティング層の厚い第2磁性粉体X2が用いられて成形されている。尚、これら第1磁性粉体X1及び第2磁性粉体X2は外周面が樹脂にてコーティングされ、この樹脂はインナコア8の圧縮成形時に各粉体X1,X2を結合する結合材としての役目を持っている。
【0024】
ここで、ティース10内を流れる磁束はモータ3の回転に寄与する有効な磁束であり、キャン13(円筒部11,底部12)内を流れる磁束はモータ3の回転に寄与しない無効な磁束である。そのため、各ティース10を磁気抵抗が低くなるように形成し、キャン13(円筒部11,底部12)を磁気抵抗が高くなるように形成することで、回転に寄与しないキャン13側への磁束漏れが低減されるとともに、ティース10内を流れる有効な磁束が増加するようになっている。
【0025】
尚、このようなインナコア8は、図3〜図6に示す成形型30を用いて製造される。成形型30は、下型31(図3〜図6参照)と、上型32(図5及び図6参照)と、仕切り板33(図3〜図6参照)とを備えている。
【0026】
図3に示すように、下型31には、インナコア8を成形するためのインナコア成形部35が形成されている。インナコア成形部35は、インナコア8のティース10、円筒部11及び底部12を成形すべくティース成形部36、円筒部成形部37及び底部成形部38を有している。この円筒部成形部37及び底部成形部38は、キャン13を成形するためのキャン成形部39である。インナコア成形部35は、成形されるインナコア8の円筒部11の開口が下方、底部12が上方を向くように該コア8の軸方向が上下方向となるように形成されている。
【0027】
この下型31に対して仕切り板33が上下方向に移動可能に設けられている。仕切り板33は、円筒部成形部37の外周側に配置され、ティース成形部36とキャン成形部39(円筒部成形部37及び底部成形部38)とを仕切っている。
【0028】
そして、図4に示すように、仕切り板33にて仕切られたティース成形部36には、樹脂コーティング層の薄い第1磁性粉体X1が装填される。これに対し、仕切り板33にて仕切られたキャン成形部39(円筒部成形部37及び底部成形部38)には、樹脂コーティング層の厚い第2磁性粉体X2が装填される。
【0029】
その後、図5に示すように、仕切り板33が上方に移動し、ティース成形部36とキャン成形部39との仕切りが外される。そのため、ティース成形部36内の第1磁性粉体X1とキャン成形部39(この場合、円筒部成形部37)内の第2磁性粉体X2とが一体的となる。尚、このとき、ティース成形部36内の第1磁性粉体X1と円筒部成形部37内の第2磁性粉体X2とはその境界付近で若干混合するが、全体が混合することはない。
【0030】
又、下型31に対して上型32が上下方向に移動可能に設けられており、該上型32は該下型31に向かって下降する。そして、仕切り板33の上昇とともに、上型32は下型31に向かって第1磁性粉体X1及び第2磁性粉体X2を加圧する。
【0031】
そして、図6に示すように、上型32及び仕切り板33はインナコア成形部35内の第1磁性粉体X1及び第2磁性粉体X2を圧縮成形する。このとき、成形型30の所定部位は図示しない加熱装置により加熱され、第1磁性粉体X1及び第2磁性粉体X2を加熱するようにしている。そして、第1磁性粉体X1及び第2磁性粉体X2の外周面をコーティングする樹脂が溶融しその後硬化することで各粉体X1,X2が結合し、一体物のインナコア8が製造される。
【0032】
この場合、樹脂コーティング層の薄い第1磁性粉体X1を用いたティース10の部分は、磁気抵抗となる樹脂の比率が少なく構成される。これに対し、樹脂コーティング層の厚い第2磁性粉体X2を用いたキャン13の部分は、磁気抵抗となる樹脂の比率が多く構成される。つまり、ティース10の部分は第1磁性粉体X1を用いることで磁気抵抗が低く、キャン13の部分は第2磁性粉体X2を用いることで磁気抵抗が高くなるというように部分的に磁気抵抗の異なるインナコア8が製造される。
【0033】
アウタコア9は、円環状に形成されており、その内周側には、前記係止凸部10aと係止可能な係止凹部9aが形成されている。アウタコア9は、インナコア8と同様に、磁性粉体が用いられて成形される。そして、アウタコア9は、係止凹部9aに係止凸部10aが嵌合されることでインナコア8に固定される。
【0034】
巻線7は、インナコア8とアウタコア9とを連結する前にティース10に巻装される。この巻線7には、図示しない制御回路から互いに所定の位相差を有するU相、V相、W相の3相の駆動電流が供給される。
【0035】
このようなステータ4は、第1及び第2ケース1,2内部に収容保持される。このとき、ステータ4は、その円筒部11の他端部(底部12が形成されない側端部)が第2ケース2における内延部2bの内縁に液密に固定される。
【0036】
これに対し、ロータ5は、略円筒形状の本体部21の外周面に複数個(本実施形態では、16個)のマグネット22が固定されてなる。マグネット22は、前記ティース10の径方向内側端部と円筒部11を介して対向するように固定されている。又、ロータ5の軸方向一端側には、流体を吸入口2eから吸い込んで吐出口2fから吐出させるためのファン23が固定されている。このようなロータ5は、前記キャン13により巻線7が巻装されるティース10側と仕切られており、前記第2ケース2の内部円盤部2dと底部12の支持筒部12aとに支持された固定シャフト24に回転可能に支持される。
【0037】
このように構成された流体ポンプ装置では、図示しない制御回路から巻線7に3相(U相、V相、W相)の駆動電流が供給されることで回転磁界が発生し、該回転磁界に応じてロータ5が回転駆動される。すると、ロータ5とともにファン23が回転し、吸入口2eから流体が吸入されるとともに該流体が吐出口2fから吐出される(図1中、矢印参照)。
【0038】
次に、本実施形態の特徴的な作用効果を記載する。
(1)ステータコア6を構成するインナコア8は、ティース10が樹脂コーティング層の薄い第1磁性粉体X1を用い、キャン13(円筒部11及び底部12)が樹脂コーティング層の厚い第2磁性粉体X2を用いて一体成形される。そのため、第1磁性粉体X1を用いた各ティース10は磁気抵抗が低くなり、第2磁性粉体X2を用いたキャン13は磁気抵抗が高くなる。従って、回転に寄与しないキャン13側への磁束漏れを低減することができ、ティース10内を流れる有効な磁束を増加することができる。これにより、モータ3の効率を向上することができる。
【0039】
(2)キャン13全体を第2磁性粉体X2で形成するようにしたので、第1磁性粉体X1を用いる部分と第2磁性粉体X2を用いる部分とを細かく分ける必要がなく、インナコア8を容易に成形することができる。
【0040】
(3)インナコア8を成形するにあたり、先ず、インナコア成形部35において、第1磁性粉体X1を用いる部分(ティース成形部36)と第2磁性粉体X2を用いる部分(キャン成形部39)とが仕切り板33にて仕切られる。次いで、その仕切られた状態で各部分にそれぞれ第1磁性粉体X1又は第2磁性粉体X2が装填される。そして、両粉体X1,X2が装填された後に仕切り板33が外されて両粉体X1,X2が圧縮成形され、インナコア8が製造される。つまり、仕切り板33により第1磁性粉体X1と第2磁性粉体X2とを仕切っておくことで、その仕切り板33を外しても境界付近で若干混合するだけで全体が混合することはない。そのため、第1磁性粉体X1を用いる部分(磁気抵抗の低い部分)と第2磁性粉体X2を用いる部分(磁気抵抗の高い部分)とを明確に分けることができる。従って、部分的に磁気抵抗の異なるインナコア8を容易かつ確実に製造することができる。
【0041】
(4)ステータコア6は、ティース10及びキャン13を有するインナコア8と、該ティース10の径方向外側端部を連結する円環状のアウタコア9とからなる。これにより、アウタコア9と連結する前にインナコア8のティース10に巻線7を巻装すれば、ティース10への巻線7の巻装を容易とすることができる。
【0042】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
○上記実施形態では、インナコア8のティース10を樹脂コーティング層の薄い第1磁性粉体X1を用い、キャン13(円筒部11及び底部12)を樹脂コーティング層の厚い第2磁性粉体X2を用いて一体成形したが、これに限定されるものではない。
【0043】
例えば、図7及び図8に示すように、インナコア8のティース10及びキャン13の底部12を第1磁性粉体X1を用い、キャン13の円筒部11を第2磁性粉体X2を用いて一体成形してもよい。尚、この場合、仕切り板33にて仕切られたキャン成形部39において、円筒部成形部37に先に第2磁性粉体X2が装填され、その装填後、底部成形部38に第1磁性粉体X1を装填すれば、キャン13の円筒部11のみ第2磁性粉体X2としたインナコア8を製造することができる。このようすれば、第2磁性粉体X2を用いたキャン13の円筒部11の磁気抵抗が高くなるため、回転に寄与しないキャン13側への磁束漏れを低減することができ、ティース10内を流れる有効な磁束を増加することができる。又、キャン13の円筒部11全体を第2磁性粉体X2で形成するようにしたので、第1磁性粉体X1を用いる部分と第2磁性粉体X2を用いる部分とを細かく分ける必要がなく、インナコア8を容易に成形することができる。
【0044】
又、図9及び図10に示すように、インナコア8のティース10及びキャン13の円筒部11を第1磁性粉体X1を用い、キャン13の底部12を第2磁性粉体X2を用いて一体成形してもよい。尚、この場合、仕切り板33にて仕切られたキャン成形部39において、円筒部成形部37に先に第1磁性粉体X1が装填され、その装填後、底部成形部38に第2磁性粉体X2を装填すれば、キャン13の底部12のみ第2磁性粉体X2としたインナコア8を製造することができる。このようすれば、第2磁性粉体X2を用いたキャン13の底部12の磁気抵抗が高くなるため、回転に寄与しないキャン13側への磁束漏れを低減することができ、ティース10内を流れる有効な磁束を増加することができる。又、キャン13の底部12全体を第2磁性粉体X2で形成するようにしたので、第1磁性粉体X1を用いる部分と第2磁性粉体X2を用いる部分とを細かく分ける必要がなく、インナコア8を容易に成形することができる。
【0045】
又、これら以外で、キャン13側への磁束漏れが低減するように該キャン13の少なくとも一部(所定部位)を第2磁性粉体X2を用いて成形するようにしてもよい。
【0046】
○上記実施形態では、インナコア8及びアウタコア9を連結してステータコア6を構成するようにしたが、ステータコア6の構成はこれに限定されるものではない。又、インナコア8及びアウタコア9の形状はこれに限定されるものではなく、適宜変更してもよい。又、アウタコア9をインナコア8と同様に磁性粉体にて成形したが、アウタコア9は磁性粉体の成形以外で構成するようにしてもよい。
【0047】
○上記実施形態では、インナコア8の成形の際、仕切り板33の上昇とともに上型32を下降するようにしたが、仕切り板33を完全に上昇させてから上型32を下降するように動作させてもよい。又、これ以外で成形型30の動作を変更してもよい。
【0048】
○上記実施形態では、成形型30を下型31、上型32及び仕切り板33で構成したが、成形型30の構成はこれに限定されるものではなく、適宜変更してもよい。又、下型31、上型32及び仕切り板33の形状を適宜変更してもよい。
【0049】
○上記実施形態では、図1のような流体ポンプ装置のブラシレスモータ3に実施したが、これ以外の装置に用いるブラシレスモータに実施してもよい。
上記各実施形態から把握できる技術的思想を以下に記載する。
【0050】
(イ) 請求項1〜4のいずれか1項に記載のブラシレスモータにおいて、
前記ステータコアは、前記ティース及び前記キャンを有するインナコアと、該ティースの径方向外側端部を連結する円環状のアウタコアとからなることを特徴とするブラシレスモータ。
【0051】
(ロ) 放射状に延び巻線が巻装される複数のティースと、該ティースの径方向内側端部を連結する円筒部及び該円筒部の一端を封鎖する底部にて内側に回転可能に配設されるロータ側と仕切るために構成されるキャンとを備えたステータコアであって、
前記ティースが樹脂コーティング層の薄い第1磁性粉体を用い、前記キャン側への磁束漏れが低減するように該キャンの少なくとも一部が樹脂コーティング層の厚い第2磁性粉体を用いて一体成形されていることを特徴とするステータコア。
【0052】
(ハ) 上記(ロ)に記載のステータコアにおいて、
前記ティースが前記第1磁性粉体を用い、前記キャンが前記第2磁性粉体を用いて一体成形されていることを特徴とするステータコア。
【0053】
(二) 上記(ロ)に記載のステータコアにおいて、
前記ティース及び前記キャンの底部が前記第1磁性粉体を用い、前記キャンの円筒部が前記第2磁性粉体を用いて一体成形されていることを特徴とするステータコア。
【0054】
(ホ) 上記(ロ)に記載のステータコアにおいて、
前記ティース及び前記キャンの円筒部が前記第1磁性粉体を用い、前記キャンの底部が前記第2磁性粉体を用いて一体成形されていることを特徴とするステータコア。
【0055】
(へ) 上記(ロ)〜(ホ)のいずれか1項に記載のステータコアの製造方法であって、
ステータコアを成型するためのコア成形部内を、前記第1磁性粉体を用いる部分と前記第2磁性粉体を用いる部分とを仕切り板にて仕切り、
その仕切った状態で各部分にそれぞれ前記第1磁性粉体又は前記第2磁性粉体を装填し、
両粉体の装填後に仕切り板を外して両粉体を成形し、ステータコアを製造するようにしたことを特徴とするステータコアの製造方法。
【0056】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、粉体成形により一体的にキャンが設けられるステータコアを有するものであって、該ステータコアの磁束漏れを低減して該ステータコア内の回転に寄与する有効な磁束を増加することができるブラシレスモータ、ブラシレスモータにおけるステータコアの製造方法及び流体ポンプ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施形態の流体ポンプ装置の断面図。
【図2】 ステータコアの分解斜視図。
【図3】 インナコアの成形手順を説明するための図。
【図4】 インナコアの成形手順を説明するための図。
【図5】 インナコアの成形手順を説明するための図。
【図6】 インナコアの成形手順を説明するための図。
【図7】 別例のインナコアの成形手順を説明するための図。
【図8】 別例のインナコアの成形手順を説明するための図。
【図9】 別例のインナコアの成形手順を説明するための図。
【図10】 別例のインナコアの成形手順を説明するための図。
【符号の説明】
2…ケースとしての第2ケース、2e…吸入口、2f…吐出口、3…ブラシレスモータ、5…ロータ、7…巻線、8…ステータコアを構成するインナコア、10…ティース、11…円筒部、12…底部、13…キャン、23…ファン、33…仕切り板、35…コア成形部としてのインナコア成形部、X1…第1磁性粉体、X2…第2磁性粉体。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a brushless motor, a method for manufacturing a stator core in a brushless motor, and a fluid pump apparatus using the brushless motor as a drive source.
[0002]
[Prior art]
For example, a fluid pump device using a brushless motor as a drive source has a configuration as disclosed in Patent Document 1. The brushless motor of this fluid pump device is integrally provided with a stator in which a winding is wound around a tooth of a stator core and a fan (impeller) that is rotatably disposed inside the stator and discharges fluid. And a rotor to be provided. A cylindrical can (partition plate) sealed at one end is provided between the stator (stator core) and the rotor, and the stator side is partitioned from the fluid by the can.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-9-317682
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the present applicant has proposed that the stator core is formed of magnetic powder and a can is formed integrally with the stator core. If the magnetic powder is formed in this way, it is easy to integrally form the stator core and the can.
[0005]
However, if the stator core and the can are simply formed integrally, magnetic flux leakage occurs in the portion constituting the can, and the magnetic flux passing through the teeth is reduced. That is, there is a problem that the magnetic flux contributing to the rotation is reduced and the efficiency of the motor is deteriorated.
[0006]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and has an object to have a stator core in which a can is integrally provided by powder molding, and to reduce magnetic flux leakage of the stator core. Another object of the present invention is to provide a brushless motor capable of increasing the effective magnetic flux contributing to rotation in the stator core, a method for manufacturing the stator core in the brushless motor, and a fluid pump device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 includes a plurality of teeth extending radially, a cylindrical portion connecting the radially inner ends of the teeth, and a bottom portion sealing one end of the cylindrical portion. A stator core having a can configured, a winding wound around the tooth, and a rotation inside the can so as to be partitioned from the tooth side around which the winding is wound. A rotorless brushless motor, wherein the stator core uses a first magnetic powder with a thin resin coating layer, and at least a part of the can is reduced so that magnetic flux leakage to the can side is reduced. It is integrally formed using the second magnetic powder having a thick resin coating layer.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the brushless motor according to the first aspect, the stator core is integrally formed with the teeth using the first magnetic powder and the can using the second magnetic powder. ing.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the brushless motor according to the first aspect, the stator core uses the first magnetic powder for the teeth and the bottom of the can, and the cylindrical portion of the can for the second magnetic It is integrally molded using powder.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, in the brushless motor according to the first aspect, in the stator core, the teeth and the cylindrical part of the can use the first magnetic powder, and the bottom of the can has the second magnetic part. It is integrally molded using powder.
[0011]
Invention of Claim 5 is a manufacturing method of the stator core in the brushless motor of any one of Claims 1-4, Comprising: The inside of the core formation part for shape | molding the said stator core is a said 1st magnetic powder. The part using the body and the part using the second magnetic powder are partitioned by a partition plate, and the first magnetic powder or the second magnetic powder is loaded into each part in the partitioned state, After loading the body, the partition plate was removed and both powders were compression molded to produce the stator core.
[0012]
The invention according to
[0013]
(Function)
According to the first aspect of the present invention, the stator core uses the first magnetic powder in which the teeth around which the windings are wound are thin with the resin coating layer, so that the magnetic flux leakage to the can side is reduced. At least a part is integrally molded using the second magnetic powder having a thick resin coating layer. Therefore, each tooth using the first magnetic powder with a thin resin coating layer has a low magnetic resistance, and a predetermined portion of the can using the second magnetic powder with a thick resin coating layer has a high magnetic resistance. Here, the magnetic flux flowing in the teeth is an effective magnetic flux contributing to the rotation of the motor, and the magnetic flux flowing in the can is an ineffective magnetic flux that does not contribute to the rotation of the motor. Therefore, by forming each tooth so that the magnetic resistance is low and forming a predetermined portion of the can so that the magnetic resistance is high, magnetic flux leakage to the can side that does not contribute to rotation is reduced, and the inside of the tooth is reduced. The effective magnetic flux flowing through is increased. As a result, the efficiency of the motor can be improved.
[0014]
According to the second aspect of the present invention, the stator core is integrally formed using the first magnetic powder whose teeth are thin with the resin coating layer and the second magnetic powder where the cans are thick with the resin coating layer. Therefore, each tooth using the first magnetic powder has a low magnetic resistance, and a can using the second magnetic powder has a high magnetic resistance. Therefore, magnetic flux leakage to the can side that does not contribute to rotation is reduced, and effective magnetic flux flowing in the teeth is increased. In addition, since the entire can is formed of the second magnetic powder, it is not necessary to divide the portion using the first magnetic powder and the portion using the second magnetic powder, and the stator core can be easily formed. .
[0015]
According to the third aspect of the present invention, the stator core uses the first magnetic powder having a thin resin coating layer at the bottom of the teeth and the can, and the second magnetic powder having a thick resin coating layer at the cylindrical portion of the can. Are integrally molded. Therefore, the magnetic resistance is low at the bottom of each tooth and can using the first magnetic powder, and the magnetic resistance is high at the cylindrical portion of the can using the second magnetic powder. Therefore, the magnetic resistance of the cylindrical portion of the can is increased, so that the magnetic flux leakage to the can side that does not contribute to the rotation is reduced, and the effective magnetic flux flowing in the teeth is increased. In addition, since the entire cylindrical portion of the can is made of the second magnetic powder, there is no need to divide the portion using the first magnetic powder and the portion using the second magnetic powder, and the stator core can be molded. It becomes easy.
[0016]
According to the fourth aspect of the present invention, the stator core uses the first magnetic powder having a thin resin coating layer for the cylindrical portions of the teeth and the can, and the second magnetic powder having a thick resin coating layer for the bottom of the can. Are integrally molded. Therefore, the magnetic resistance of the teeth and the cylindrical portion of the can using the first magnetic powder is low, and the magnetic resistance of the bottom of the can using the second magnetic powder is high. Therefore, since the magnetic resistance at the bottom of the can increases, leakage of magnetic flux to the can side that does not contribute to rotation is reduced, and effective magnetic flux flowing in the teeth increases. In addition, since the entire bottom of the can is made of the second magnetic powder, it is not necessary to divide the portion using the first magnetic powder and the portion using the second magnetic powder, and the stator core can be easily molded. It becomes.
[0017]
According to the fifth aspect of the present invention, the core molding portion for molding the stator core includes a portion using the first magnetic powder with a thin resin coating layer and a portion using the second magnetic powder with a thick resin coating layer. Is partitioned by a partition plate, and each part is loaded with the first magnetic powder or the second magnetic powder in the partitioned state, and after both powders are loaded, the partition plate is removed and both powders are loaded. Is compression molded to produce a stator core. That is, by partitioning the first magnetic powder and the second magnetic powder by the partition plate, even if the partition plate is removed, only a little mixing is performed in the vicinity of the boundary and the whole is not mixed. Therefore, it is possible to clearly separate a portion using the first magnetic powder (portion having a low magnetic resistance) and a portion using the second magnetic powder (a portion having a high magnetic resistance). Therefore, it is possible to easily and reliably manufacture a stator core having partially different magnetic resistance.
[0018]
According to the sixth aspect of the present invention, in the brushless motor that is the drive source of the fluid pump device, magnetic flux leakage to the can side that is provided integrally with the stator core is reduced. As a result, the effective magnetic flux contributing to the rotation in the stator core is increased, and the efficiency of the motor is improved.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the fluid pump device includes first and
[0020]
The first case 1 includes a
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
Here, the magnetic flux flowing in the
[0025]
In addition, such an
[0026]
As shown in FIG. 3, the
[0027]
A
[0028]
Then, as shown in FIG. 4, the first magnetic powder X <b> 1 having a thin resin coating layer is loaded into the
[0029]
Thereafter, as shown in FIG. 5, the
[0030]
Further, an
[0031]
As shown in FIG. 6, the
[0032]
In this case, the portion of the
[0033]
The
[0034]
The winding 7 is wound around the
[0035]
Such a stator 4 is housed and held inside the first and
[0036]
On the other hand, the rotor 5 has a plurality (16 in the present embodiment) of
[0037]
In the fluid pump device configured as described above, a rotating magnetic field is generated by supplying a driving current of three phases (U phase, V phase, W phase) to the winding 7 from a control circuit (not shown). Accordingly, the rotor 5 is driven to rotate. Then, the
[0038]
Next, characteristic effects of the present embodiment will be described.
(1) The
[0039]
(2) Since the
[0040]
(3) In molding the
[0041]
(4) The
[0042]
In addition, you may change embodiment of this invention as follows.
In the above embodiment, the
[0043]
For example, as shown in FIGS. 7 and 8, the
[0044]
Also, as shown in FIGS. 9 and 10, the
[0045]
Other than these, at least a part (predetermined part) of the
[0046]
In the above embodiment, the
[0047]
In the above embodiment, when the
[0048]
In the above embodiment, the molding die 30 is composed of the
[0049]
In the above embodiment, the
The technical idea that can be grasped from each of the above embodiments will be described below.
[0050]
(A) In the brushless motor according to any one of claims 1 to 4,
The stator core includes an inner core having the teeth and the can, and an annular outer core connecting the radially outer ends of the teeth.
[0051]
(B) A plurality of teeth extending radially and wound with windings, a cylindrical portion connecting the radially inner ends of the teeth, and a bottom portion sealing one end of the cylindrical portion so as to be rotatable inside. A stator core comprising a rotor configured to be separated from the rotor side,
The teeth use the first magnetic powder with a thin resin coating layer, and at least part of the can uses the second magnetic powder with a thick resin coating layer so as to reduce magnetic flux leakage to the can side. A stator core characterized by being made.
[0052]
(C) In the stator core according to (b) above,
A stator core, wherein the teeth are integrally formed using the first magnetic powder and the can is integrally formed using the second magnetic powder.
[0053]
(2) In the stator core according to (b) above,
A stator core, wherein the teeth and the bottom of the can are formed integrally using the first magnetic powder, and the cylindrical portion of the can is integrally formed using the second magnetic powder.
[0054]
(E) In the stator core according to (b) above,
The stator core, wherein the teeth and the cylindrical portion of the can are integrally formed using the first magnetic powder, and the bottom of the can is integrally formed using the second magnetic powder.
[0055]
(F) A method for manufacturing a stator core according to any one of (b) to (e) above,
In the core molding part for molding the stator core, the part using the first magnetic powder and the part using the second magnetic powder are partitioned by a partition plate,
The first magnetic powder or the second magnetic powder is loaded into each part in the partitioned state,
A stator core manufacturing method characterized in that, after loading both powders, the partition plate is removed to form both powders to manufacture a stator core.
[0056]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the stator core having a can integrally formed by powder molding is provided, and effective in reducing magnetic flux leakage of the stator core and contributing to rotation in the stator core. It is possible to provide a brushless motor capable of increasing the magnetic flux, a method for manufacturing a stator core in the brushless motor, and a fluid pump device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a fluid pump device according to an embodiment.
FIG. 2 is an exploded perspective view of a stator core.
FIG. 3 is a view for explaining a molding procedure of the inner core.
FIG. 4 is a view for explaining an inner core molding procedure.
FIG. 5 is a view for explaining a molding procedure of the inner core.
FIG. 6 is a view for explaining a molding procedure of the inner core.
FIG. 7 is a view for explaining a procedure for forming another example of the inner core.
FIG. 8 is a view for explaining a molding procedure of another example of the inner core.
FIG. 9 is a view for explaining a molding procedure of another example of the inner core.
FIG. 10 is a view for explaining a molding procedure of another example of the inner core.
[Explanation of symbols]
2 ... 2nd case as a case, 2e ... Suction port, 2f ... Discharge port, 3 ... Brushless motor, 5 ... Rotor, 7 ... Winding, 8 ... Inner core constituting stator core, 10 ... Teeth, 11 ... Cylindrical portion, DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ティースに巻装される巻線と、
前記巻線が巻装される前記ティース側と仕切られるように前記キャンの内側に回転可能に配設されるロータと、を備えたブラシレスモータであって、
前記ステータコアは、前記ティースが樹脂コーティング層の薄い第1磁性粉体を用い、前記キャン側への磁束漏れが低減するように該キャンの少なくとも一部が樹脂コーティング層の厚い第2磁性粉体を用いて一体成形されていることを特徴とするブラシレスモータ。A stator core comprising a plurality of teeth extending radially, a can configured by a cylindrical portion connecting the radially inner ends of the teeth and a bottom closing one end of the cylindrical portion;
Windings wound around the teeth;
A brushless motor comprising: a rotor rotatably disposed inside the can so as to be separated from the teeth side around which the winding is wound;
The stator core uses a first magnetic powder having a thin resin coating layer for the teeth, and a second magnetic powder having a thick resin coating layer for at least a part of the can so as to reduce magnetic flux leakage to the can side. A brushless motor characterized by being integrally molded by using.
前記ステータコアは、前記ティースが前記第1磁性粉体を用い、前記キャンが前記第2磁性粉体を用いて一体成形されていることを特徴とするブラシレスモータ。The brushless motor according to claim 1,
The stator core is a brushless motor in which the teeth are integrally formed with the first magnetic powder and the can is integrally formed with the second magnetic powder.
前記ステータコアは、前記ティース及び前記キャンの底部が前記第1磁性粉体を用い、前記キャンの円筒部が前記第2磁性粉体を用いて一体成形されていることを特徴とするブラシレスモータ。The brushless motor according to claim 1,
The stator core is a brushless motor, wherein the teeth and the bottom of the can are integrally formed with the first magnetic powder, and the cylindrical portion of the can is integrally formed with the second magnetic powder.
前記ステータコアは、前記ティース及び前記キャンの円筒部が前記第1磁性粉体を用い、前記キャンの底部が前記第2磁性粉体を用いて一体成形されていることを特徴とするブラシレスモータ。The brushless motor according to claim 1,
The stator core is a brushless motor in which the teeth and the cylindrical portion of the can are integrally formed using the first magnetic powder, and the bottom of the can is integrally formed using the second magnetic powder.
前記ステータコアを成形するためのコア成形部内を、前記第1磁性粉体を用いる部分と前記第2磁性粉体を用いる部分とを仕切り板にて仕切り、
その仕切った状態で各部分にそれぞれ前記第1磁性粉体又は前記第2磁性粉体を装填し、
両粉体の装填後に仕切り板を外して両粉体を圧縮成形し、前記ステータコアを製造するようにしたことを特徴とするブラシレスモータにおけるステータコアの製造方法。It is a manufacturing method of the stator core in the brushless motor according to any one of claims 1 to 4,
In the core molding part for molding the stator core, a part using the first magnetic powder and a part using the second magnetic powder are partitioned by a partition plate,
The first magnetic powder or the second magnetic powder is loaded into each part in the partitioned state,
A stator core manufacturing method for a brushless motor, wherein the stator core is manufactured by removing the partition plate after both powders are loaded and compressing both powders.
前記ブラシレスモータのロータと一体回転し、前記吸入口から流体を吸い込んで前記吐出口から吐出させるファンと、
を備えたことを特徴とする流体ポンプ装置。The case in which the brushless motor according to any one of claims 1 to 4 and a suction port and a discharge port communicating with the inner space of the brushless motor can are formed,
A fan that rotates integrally with the rotor of the brushless motor, sucks fluid from the suction port, and discharges the fluid from the discharge port;
A fluid pump device comprising:
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