JP5155365B2

JP5155365B2 - 空気調和機用排水ポンプ

Info

Publication number: JP5155365B2
Application number: JP2010167815A
Authority: JP
Inventors: 康明小野寺; 昭則古郡
Original assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Current assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date: 2010-07-27
Filing date: 2010-07-27
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2030-07-27
Also published as: JP2012026398A; KR20120010956A; CN102345612A; KR101287037B1; CN102345612B

Description

本発明は、空気調和機のドレンパンに溜まった水を排水するための空気調和機用排水ポンプに関する。

従来、空気調和機用排水ポンプについて、例えば特開２００３−１３９３４４号公報（特許文献１）及び特開２００２−００５０８３号公報（特許文献２）に開示されたものがある。この種の排水ポンプはポンプ室の下部に形成された円筒状の吸込み口内にインペラと一体構造の小羽根（補助羽根）を配置し、この小羽根を回転することで吸込み口からドレンパンの水を吸引し、小羽根の上部に設けられた大径羽根により吸引した水を外部に排水するものである。

特開２００３−１３９３４４号公報特開２００２−００５０８３号公報

ＤＣモータを使用した空気調和機用排水ポンプは、そのＤＣモータの特性上、電源電圧変動に対して比例して回転数が変化する。すなわち、トルクカーブが変化し、排水量が変化する。しかしながら、空気調和機用排水ポンプの場合、ある一定以上の排水量が必要であり、最小値だけが指定される場合が多い。例えば揚程１２００ｍｍで４００ｃｍ³／ｍｉｎ以上あればよいなどである。したがって、モータの回転数が電圧変動と共に変化して排水量が増えても逆に騒音や振動を発生させるなどの問題があり特に良い効果が得られず、それだけ余分なエネルギーを消費するだけという問題がある。

このような問題を解決するために、ＤＣブラシレスモータに対してレギュレータ(電圧制限回路)を設け、外部電圧変動による回転数変化を低減することが考えられる。しかしながら、レギュレータは熱を発生するため、放熱を考慮する必要がある。空気調和機用排水ポンプは空気調和機のドレンパンのドレン水を排水するものであり、この排水ポンプは空気調和機の主に室内機に配設するものである。したがって、放熱器（ヒートシンク）等を設けることは、空気調和機の内部スペースを考慮すると困難である。

本発明は、レギュレータ回路を内蔵したＤＣブラシレスモータを用い、ＤＣブラシレスモータの放熱効果を高めるとともに小型化を図り、低騒音、低振動を実現した空気調和機用排水ポンプを提供することを課題とする。

請求項１の空気調和機用排水ポンプは、ＤＣブラシレスモータによりポンプ室ケース内のインペラを回転させて、前記ポンプ室ケースの吸込み口から吸入した水を前記ポンプ室ケースの吐出口から排出するようにした空気調和機用排水ポンプにおいて、前記ＤＣブラシレスモータを駆動する直流駆動電源の電源電圧を安定化するレギュレータ回路部を備え、前記ＤＣブラシレスモータのモータケースとして高熱伝導性樹脂を用いるとともに、前記レギュレータ回路部を前記高熱伝導性樹脂と一体成形することにより、前記レギュレータ回路部を前記モータケース内に配設するようにしたことを特徴とする。

請求項２の空気調和機用排水ポンプは、請求項１に記載の空気調和機用排水ポンプであって、前記高熱伝導性樹脂が、不飽和ポリエステルにガラス繊維のフィラーと充填剤を混合したＢＭＣ（Ｂｕｌｋｍｏｌｄｉｎｇｃｏｍｐｏｕｎｄ）樹脂であることを特徴とする。

請求項１の空気調和機用排水ポンプによれば、前記ＤＣブラシレスモータを駆動する直流駆動電源の電源電圧を安定化するレギュレータ回路部を、高熱伝導性樹脂との一体成形によりモータケース内に配設するようにしたので、ＤＣブラシレスモータの駆動ＩＣとレギュレータ回路部の放熱効果を高めるとともに小型化を図り、低騒音、低振動を実現することができる。

請求項２の空気調和機用排水ポンプによれば、請求項１の効果に加えて、モータケースをＢＭＣ樹脂で構成したので、モータケースとレギュレータ回路部を含む基板、ステータコイルとを容易に一体成形することができ、コストも低減する。また、耐水性、耐腐食性にも優れている。

本発明の実施形態の空気調和機用排水ポンプの上面図及び一部破断側面図である。実施形態の空気調和機用排水ポンプの斜視図である。実施形態の空気調和機用排水ポンプにおけるステータ回路部の要部断面図である。実施形態の空気調和機用排水ポンプの駆動回路の回路図である。

次に、本発明の空気調和機用排水ポンプの実施形態を図面を参照して説明する。図１は実施形態の空気調和機用排水ポンプの上面図（(A) 図）及び一部破断側面図（(B) 図）、図２は同空気調和機用排水ポンプの斜視図である。なお、以下の説明で、空気調和機用排水ポンプを単に「排水ポンプ」ともいう。この排水ポンプはポンプ部１とモータ部２とを備えており、ポンプ部１はポンプ本体部１Ａと蓋部１Ｂとで構成され、モータ部２はステータ回路部２Ａと固定部２Ｂとで構成されている。

ポンプ本体部１Ａは、薄型円筒形のポンプ室ケース１１を有し、このポンプ室ケース１１には、空気調和機の図示しないドレンパン内に配置される吸込み口１１ａと、図示しない排出管が接続される吐出し口１１ｂとが形成されている。また、ポンプ室ケース１１の外周の３箇所には嵌合部１１ｃ形成され、この嵌合部１１ｃを蓋部１Ｂの下端部にスナップフィットすることによりポンプ本体部１Ａと蓋部１Ｂが取り付け固定されている。

また、蓋部１Ｂは円筒形状の蓋ケース１２を有し、この蓋ケース１２の外周の２箇所には取付ボス部１２ａが形成されている。モータ部２の固定部２Ｂはステータ回路部２Ａの上を覆う円形蓋状のブラケット２８で構成されており、このブラケット２８の外周の２箇所にはボス部２８ａが形成されている。そして、このボス部２８ａの上から固定部２Ｂとステータ回路部２Ａを貫通するネジＮを取付ボス部１２ａにネジ込むことにより、モータ部２のステータ回路部２Ａと固定部２Ｂとが蓋部１Ｂに取り付け固定されている。なお、固定部２Ｂのブラケット２８の上端には、角度が不等ピッチになった取り付け部２８ｂ，２８ｃ，２８ｄが形成されており、これによって誤取付け防止の効果が得られる。

ポンプ本体部１Ａのポンプ室ケース１１内には、インペラ１３が配設されている。インペラ１３は、シャフト部１３ａを有するとともに、このシャフト部１３ａの下方に軸線方向に沿って延びる４枚の板状の小羽根１３ｂを有している。また、シャフト部１３ａと小羽根１３ｂとの間には、略逆円錐状に形成されたドーナツ状の中空円錐板１３ｃを有しており、この中空円錐板１３ｃ上には軸線方向に延びた多数の角柱状の大径羽根１３ｄを有している。また、他の例では、特開２００２−００５０８３号公報（特許文献２）に開示されているように、中空円錐板１３ｃ上には軸線方向に延びた多数の板状の大径羽根を有しているものがあり、この形態であっても同様に適用できる。また、小羽根１３ｂは、吸込み口１１ａ内に配置されており、この小羽根１３の下端部は吸込み口１１ａの下端部から僅かに吸込み口１１ａ内に位置している。

モータ部２のステータ回路部２Ａは、「モータケース」としての樹脂モールド部２１内に、ステータ２２、回路基板２３、モータ制御ＩＣ２４及びレギュレータ回路部２５を一体成形により埋設して構成したものである。樹脂モールド部２１には貫通孔２１ａが形成され、この貫通孔２１ａ内にロータ２６が配設されている。そして、ステータ２２とロータ２６は三相のＤＣブラシレスモータを構成している。ロータ２６は駆動軸２７に連結され、ロータ２６の上下にはそれぞれ軸受が設けられ、駆動軸２７を支えている。また、駆動軸２７の下端には前記インペラ１３のシャフト部１３ａが固定されている。

以上の構成により、モータが駆動されるとインペラ１３が回転し、吸込み口１１ａ内で小羽根１３ｂが回転することにより、ドレンパンの水が吸込み口１１ａ内に上昇し、その水が遠心力により中空円錐板１３ｃ側に移動する。そして、この中空円錐板１３ｃと大径羽根１３ｄによりポンプ室ケース１１内の水が回転し、その遠心力により水が吐出口１１ｂから吐出される。

図４に示すように、レギュレータ回路部２５は、電圧安定化の制御を行うレギュレータＩＣａ、電圧設定用の抵抗ｂ，ｃ、入力端子と出力端子に設けられた平滑化及びノイズ吸収用のコンデンサｄ，ｅを備えており、このレギュレータ回路部２５は、これらの各要素を回路基板上にブロック配置して構成されている。そして、レギュレータ回路部２５はモータ制御ＩＣ２４に所定の直流駆動電源として直流電圧を印加し、モータ制御ＩＣ２４は前記ステータ２２のコイル２２ａの電流を制御することにより、ステータ２２とロータ２６からなる三相のＤＣブラシレスモータを電圧変動の影響が少なくなるように駆動する。

図３に示すように、回路基板２３には放熱パターンを構成する導体部２３ａを備えており、レギュレータ回路部２５は、この導体部２３ａに密着している。図１に示すように、レギュレータ回路部２５、モータ制御ＩＣ２４及び回路基板２３は、樹脂モールド部２１と一体成形されている。この樹脂モールド部２１はＢＭＣ（Ｂｕｌｋｍｏｌｄｉｎｇｃｏｍｐｏｕｎｄ）樹脂で形成されている。このＢＭＣ樹脂は、不飽和ポリエステルにガラス繊維のフィラーと炭酸カルシウム（充填剤）を混合してバルク状にした成形材料である。そして、レギュレータ回路部２５、モータ制御ＩＣ２４を実装した回路基板２３を金型にセットした後、金型にこのＢＭＣ樹脂を充填し、加圧・加熱処理を施すことで一体成形されている。

このように、高熱伝導性樹脂からなる樹脂モールド部２１がレギュレータ回路部２５、モータ制御ＩＣ２４、回路基板２３の導体部２３ａにそれぞれ密着されており、これらのレギュレータ回路部２５及びモータ制御ＩＣ２４で発生する熱は樹脂モールド部２１（モータケース）を介して外部に放熱される。なお、樹脂モールド部２１の外面に凹凸を形成して、さらに放熱効果を高めるようにしてもよい。

また、この実施形態では、レギュレータ回路部２５で発生する熱は、導体部２３ａに拡散され、この導体部２３ａに密着している樹脂モールド部２１（モータケース）を介しても外部に放熱されるので、放熱効果が高まる。

実施形態の排水ポンプは、空気調和機に取り付けるときにレギュレータ回路部２５及びモータ制御ＩＣ２４の有る側が空気調和機の蒸発器の外側（冷房時の冷風吹き出し側）となるように構成されている。これにより、図２の矢印Ｗで示したような冷気がレギュレータ回路部２５及びモータ制御ＩＣ２４の有る部分を通過するので、さらに放熱効果が高まる。

以上のように、ステータ回路部２Ａの樹脂モールド部２１内にレギュレータ回路部２５及びモータ制御ＩＣ２４を一体に配設され、この樹脂モールド部２１自体に放熱機能を持たせているので、放熱効果を高めるとともに小型化することができる。そして、レギュレータ回路部２５により、ＤＣブラシレスモータの電源電圧を安定化して回転数変化を低減すると同時に、ＤＣブラシレスモータの回転数に対応する排水ポンプの排水量を必要最低限に抑えることができるので、空気調和機の低騒音化、低振動化を図ることができる。

なお、実施形態における樹脂モールド部２１（モータケース）はＢＭＣ樹脂で形成されているので耐水性、耐腐食性にも優れているが、樹脂の材質はこれに限らず、その他の高熱伝導性樹脂を用いることもできる。

１ポンプ部
１Ａポンプ本体部
１Ｂ蓋部
２モータ部
２Ａステータ回路部
２Ｂ固定部
１１ポンプ室ケース
１１ａ吸込み口
１１ｂ吐出し口
１２蓋ケース
１３インペラ
２１樹脂モールド部（モータケース）
２２ステータ
２３回路基板
２４モータ制御ＩＣ
２５レギュレータ回路部
２６ロータ
２７駆動軸
２８ブラケット

Claims

ＤＣブラシレスモータによりポンプ室ケース内のインペラを回転させて、前記ポンプ室ケースの吸込み口から吸入した水を前記ポンプ室ケースの吐出口から排出するようにした空気調和機用排水ポンプにおいて、
前記ＤＣブラシレスモータを駆動する直流駆動電源の電源電圧を安定化するレギュレータ回路部を備え、
前記ＤＣブラシレスモータのモータケースとして高熱伝導性樹脂を用いるとともに、前記レギュレータ回路部を前記高熱伝導性樹脂と一体成形することにより、前記レギュレータ回路部を前記モータケース内に配設するようにしたことを特徴とする空気調和機用排水ポンプ。
前記高熱伝導性樹脂が、不飽和ポリエステルにガラス繊維のフィラーと充填剤を混合したＢＭＣ（Ｂｕｌｋｍｏｌｄｉｎｇｃｏｍｐｏｕｎｄ）樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機用排水ポンプ。