JPH0126265B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0126265B2
JPH0126265B2 JP9159581A JP9159581A JPH0126265B2 JP H0126265 B2 JPH0126265 B2 JP H0126265B2 JP 9159581 A JP9159581 A JP 9159581A JP 9159581 A JP9159581 A JP 9159581A JP H0126265 B2 JPH0126265 B2 JP H0126265B2
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JP
Japan
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rotor
stator
magnet
casing
tooth tips
Prior art date
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Expired
Application number
JP9159581A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS57208837A (en
Inventor
Shinichiro Irie
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shibaura Mechatronics Corp
Original Assignee
Shibaura Engineering Works Co Ltd
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Publication date
Application filed by Shibaura Engineering Works Co Ltd filed Critical Shibaura Engineering Works Co Ltd
Priority to JP9159581A priority Critical patent/JPS57208837A/en
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Publication of JPH0126265B2 publication Critical patent/JPH0126265B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/12Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas
    • H02K5/128Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas using air-gap sleeves or air-gap discs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、羽根車と電動機の回転子とをケーシ
ング内に一体に設けたポンプ装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a pump device in which an impeller and a rotor of an electric motor are integrally provided within a casing.

[従来の技術] 小型のポンプ装置は、動力源の電動機の回転子
に羽根車を一体的に形成して構造を簡素化するこ
とが試みられている。
[Prior Art] Attempts have been made to simplify the structure of a small-sized pump device by integrally forming an impeller on the rotor of a motor serving as a power source.

しかし、回転子と羽根車を一体にすると構造が
簡素化されてもケーシング内の水が回転子の外周
にまで至るため、電動機の固定子内周を耐水構造
にする必要があつた。
However, even if the structure is simplified when the rotor and impeller are integrated, water in the casing reaches the outer periphery of the rotor, so it is necessary to make the inner periphery of the motor stator waterproof.

このような構成は、羽根車を含むポンプ部分の
構造が簡素化されるものの、電動機の固定子内周
に浸水するため、絶縁を施すことが必要になつ
た。
Although such a configuration simplifies the structure of the pump portion including the impeller, it becomes necessary to insulate the inner periphery of the stator of the electric motor because water intrudes into the inner periphery of the stator.

このような固定子内周の絶縁は、回転子との空
〓を大きくすることになるため、電動機の運転効
率を悪化させると言つた問題を有していた。
Such insulation around the inner periphery of the stator increases the gap between the stator and the rotor, which has the problem of deteriorating the operating efficiency of the motor.

また、固定子と回転子との空〓が大きくなると
マグネツトからなる回転子を備える電動機では固
定子の異極間へ磁束の漏洩が起こり、トルクが減
じると言つた問題を発生した。
Furthermore, when the gap between the stator and rotor becomes large, a problem arises in that in electric motors equipped with a rotor made of magnets, magnetic flux leaks between different poles of the stator, resulting in a reduction in torque.

すなわち、電動機の運転効率に関する決定的な
要素に固定子と回転子との間に形成される空〓が
あるが、2極着磁されるマグネツトからなる回転
子に3極からなる固定子を組み合わせると固定子
の回転子に対する磁束が回転子のトルクに作用し
ない固定子の異極へ流れることがある。
In other words, the air gap formed between the stator and rotor is a decisive factor regarding the operating efficiency of an electric motor, but when a rotor consisting of a two-pole magnet is combined with a stator consisting of three poles. And the magnetic flux of the stator to the rotor may flow to different poles of the stator which do not affect the torque of the rotor.

[発明が解決しようとする問題点] 従つて、固定子の極と回転子の磁極との距離が
トルクに影響を持つことになり、固定子の磁極を
周方向へ長くして回転子に対抗する面積を大きく
すると、磁気作用が改善されるより、むしろトル
クの低下を来すことがあり、改善が進まない現象
がある。
[Problems to be solved by the invention] Therefore, the distance between the stator poles and the rotor magnetic poles has an effect on the torque, so the stator magnetic poles are lengthened in the circumferential direction to oppose the rotor. If the area is increased, the torque may decrease rather than improving the magnetic effect, and there is a phenomenon in which the improvement does not progress.

この様な情況下において、回転子が羽根車と一
体になり、回転子が水没するポンプ等では、固定
子と回転子との間に絶縁物等が介在され、固定子
の磁極となる歯先部と回転子の磁極となるマグネ
ツトのヨークとの距離が大きくなるため、固定子
の磁束が回転子に効率良く作用しないといつた問
題を発生する。
Under such circumstances, in pumps where the rotor is integrated with the impeller and the rotor is submerged in water, an insulator or the like is interposed between the stator and the rotor, and the tips of the teeth that become the magnetic poles of the stator are Since the distance between the stator and the yoke of the magnet, which becomes the magnetic pole of the rotor, becomes large, a problem arises in that the magnetic flux of the stator does not act efficiently on the rotor.

本発明は、このような事情に鑑み、この種のポ
ンプ装置について、固定子の磁束が回転子に作用
して十分なトルクを得ることができる構造を提供
し、効率の良いポンプ装置を得ることを目的とし
ている。
In view of these circumstances, the present invention provides a structure for this type of pump device in which the magnetic flux of the stator acts on the rotor to obtain sufficient torque, thereby obtaining an efficient pump device. It is an object.

[問題点を解決するための手段] 本発明は、電動機の固定子内周を密封するよう
に設けられたポンプのケーシングと、このケーシ
ング内で回転する前記電動機のマグネツト回転子
と、このマグネツトの内周にヨークを備え一体に
外周を密封するモールド層と、前記回転子に設け
られた羽根車とを備え、前記固定子の歯先部の異
極間の有効間隔tを t>固定子内周面から回転子のヨーク外周面ま
での距離×2 としたことによつて問題点を解決している。
[Means for Solving the Problems] The present invention provides a pump casing that is provided to seal the inner periphery of a stator of an electric motor, a magnet rotor of the electric motor that rotates within the casing, and a magnet rotor that rotates within the casing. A mold layer having a yoke on the inner periphery and integrally sealing the outer periphery, and an impeller provided on the rotor, and the effective distance t between different poles of the tooth tips of the stator is set such that t>inside the stator. The problem is solved by setting the distance from the circumferential surface to the outer circumferential surface of the rotor's yoke to be x2.

[作用] 固定子の歯先部の内周面から回転子のヨークの
外周面へ流れる磁束が、固定子の異極の歯先部間
に流れる磁束より磁気抵抗が少なくなり、固定子
と回転子とのトルクに寄与する磁束が多くなる。
[Function] The magnetic flux flowing from the inner peripheral surface of the tooth tips of the stator to the outer peripheral surface of the rotor yoke has less magnetic resistance than the magnetic flux flowing between the tooth tips of different polarities of the stator, and the stator and rotating The magnetic flux that contributes to the torque with the child increases.

このため、回転子の内周および回転子の外周が
それぞれケーシングとモールド層によつて被覆さ
れて間隔が大きくなる場合でも固定子の異極間へ
の磁束の漏洩が少なくなり、回転子に大きなトル
クを得ることができる。
Therefore, even if the inner circumference of the rotor and the outer circumference of the rotor are covered with a casing and a mold layer, respectively, and the gap becomes large, leakage of magnetic flux between different poles of the stator is reduced, and the rotor has a large torque can be obtained.

[実施例] 本発明を図面に示された実施例に基づいて説明
する。
[Example] The present invention will be described based on an example shown in the drawings.

第1図は、本発明によるポンプ装置の構造を示
す縦断面図であり、第2図は、電動機部分を構成
する固定子と回転子との配置関係を示す部分断面
図、第3図は、その部分拡大図である。
FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view showing the structure of a pump device according to the present invention, FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the arrangement relationship between a stator and a rotor that constitute a motor part, and FIG. It is a partially enlarged view.

また、第4図は、他の実施例を示す図である。 Moreover, FIG. 4 is a diagram showing another embodiment.

図において、1は、電動機の固定子であり、3
スロツトに形成された鉄心2の各スロツト3の継
鉄部分には、コイルを環状に巻き回した巻線4が
施されており、かつプリミツクス等の樹脂材料に
よつてフレーム5と一体になるようにモールド成
形されている。
In the figure, 1 is the stator of the electric motor, and 3
The yoke portion of each slot 3 of the iron core 2 formed in the slot is provided with a winding 4 made of a coil wound in an annular shape, and is made of a resin material such as Primics so as to be integrated with the frame 5. It is molded into.

固定子1の内周、すなわち鉄心2の歯先部6の
内周で形成される内周面は、耐水性の樹脂で形成
されたケーシング7の筒状部分で密封されてお
り、ケーシング7内部に充満される水が巻線4等
の充電部分に漏水することのないように構成され
ている。
The inner circumference of the stator 1, that is, the inner circumference formed by the inner circumference of the tooth tips 6 of the iron core 2, is sealed with a cylindrical part of a casing 7 made of water-resistant resin, and the inside of the casing 7 is sealed. The structure is such that the water filled in the coil 4 does not leak into the live parts such as the winding 4.

ケーシング7の内部には、固定子1に対向させ
て回転子8が配設されている。
A rotor 8 is disposed inside the casing 7 so as to face the stator 1 .

回転子8は、円筒状のマグネツト9を備えるマ
グネツト回転子となつており、マグネツト9の内
周には、軟鋼で形成した円筒状のヨーク10が密
着して設けられ、かつ内外周は、ザイロン等の樹
脂で一体となるようにモールド成形されている。
The rotor 8 is a magnetic rotor equipped with a cylindrical magnet 9. A cylindrical yoke 10 made of mild steel is provided in close contact with the inner periphery of the magnet 9, and the inner and outer peripheries are made of Zylon. It is integrally molded with resin such as.

したがつて、マグネツト9の外周面は、モール
ド層11によつて密封され、防錆処理がなされて
いる。
Therefore, the outer circumferential surface of the magnet 9 is sealed by the mold layer 11 and subjected to rust prevention treatment.

回転子8の回転中心部分には、ケーシング7に
固定される軸12が貫通されており、回転子8
は、軸受13を介して軸12に回転自在に支承さ
れている。
A shaft 12 fixed to the casing 7 passes through the center of rotation of the rotor 8.
is rotatably supported on the shaft 12 via a bearing 13.

回転子8のポンプ側には、羽根車14が一体に
形成されており、ケーシング7内で回転子8を回
転駆動することにより、羽根車14によつて吸込
口15から吸い込んだ水を吐出口16から吐出す
るように構成されている。
An impeller 14 is integrally formed on the pump side of the rotor 8, and by rotating the rotor 8 within the casing 7, water sucked in from the suction port 15 by the impeller 14 is transferred to the discharge port. It is configured to discharge from 16.

また、固定子1を構成する鉄心2のそれぞれの
歯先部6の異極間の有効間隔tは、ケーング7の
厚さをa、モールド層11の厚さをb、ケーシン
グ7とモールド層11との空〓厚をc、マグネツ
ト9の厚さをd、とすると、 t>(a+b+c+d)×2 となるように形成されている。
In addition, the effective distance t between different poles of the respective tooth tips 6 of the iron core 2 constituting the stator 1 is determined by the thickness of the caning 7 being a, the thickness of the mold layer 11 being b, and the thickness of the casing 7 and the mold layer 11 being a. If the thickness of the magnet 9 is c and the thickness of the magnet 9 is d, then t>(a+b+c+d)×2.

ここで、(a+b+c+d)は、固定子1の歯
先部6の内周面から回転子8のヨーク10の外周
面までの距離である。
Here, (a+b+c+d) is the distance from the inner circumferential surface of the tooth tips 6 of the stator 1 to the outer circumferential surface of the yoke 10 of the rotor 8.

そして、このように歯先部6の異極間の有効間
隔tを定めることにより、歯先部6間における磁
気短絡を防止して回転子8をポンプ運転に必要な
トルクで回転駆動させることが可能である。
By determining the effective interval t between the different poles of the tooth tips 6 in this way, it is possible to prevent magnetic short circuit between the tooth tips 6 and rotate the rotor 8 with the torque necessary for pump operation. It is possible.

すなわち、本発明のように回転子8に一体的に
羽根車14を形成し、かつ水の充満されたケーシ
ング7内でこの回転子8を回転駆動するように構
成がなされる場合には、回転子8に充電部分を形
成することなく大きな回転トルクを得ることが必
要とされ、このためにマグネツト9を使用したマ
グネツト回転子を形成するようにしたのである
が、マグネツト9の厚みが相当大きくなること、
および固定子1内周がケーシング7で密封され、
かつマグネツト9の外周がモールド層11で密封
されていることから実質的な空〓が大幅に拡がり
電動機部分の磁気回路中の磁気抵抗が極めて大き
くなる。
That is, when the impeller 14 is formed integrally with the rotor 8 as in the present invention, and the rotor 8 is rotationally driven within the casing 7 filled with water, the rotation It was necessary to obtain a large rotational torque without forming a live part in the child 8, and for this purpose a magnet rotor using the magnet 9 was formed, but the thickness of the magnet 9 became considerably large. thing,
and the inner circumference of the stator 1 is sealed with a casing 7,
Moreover, since the outer periphery of the magnet 9 is sealed with the mold layer 11, the substantial air space is greatly expanded, and the magnetic resistance in the magnetic circuit of the motor portion becomes extremely large.

したがつて、巻線4の発生する磁束が異極間の
歯先部6間で短絡され易くなり、仮に巻線4の磁
束とマグネツト9の磁束とが鎖交しないようにな
ると回転トルクが発生せず、ポンプ機能を果たす
ことができない。
Therefore, the magnetic flux generated by the winding 4 is likely to be short-circuited between the tooth tips 6 of different poles, and if the magnetic flux of the winding 4 and the magnetic flux of the magnet 9 are no longer interlinked, rotational torque is generated. pump function.

このために歯先部6間の有効間隔tを、t>
(a+b+c+d)×2、に定めたのであり、更
に、歯先部6は、その形状を磁束密度が飽和領領
域以上となるように、例えば第4図に示されるよ
うに鉄心2を鋼板で形成する場合は、約20.000ガ
ウス以上とすることにより、歯先部6間の磁気抵
抗を増大させて実際の歯先部6間の距離を狭める
こともできる。
For this purpose, the effective distance t between the tooth tips 6 is set as t>
(a + b + c + d) x 2, and furthermore, the shape of the tooth tip 6 is such that the magnetic flux density is equal to or higher than the saturation region.For example, as shown in FIG. 4, the iron core 2 is formed of a steel plate. In this case, the actual distance between the tooth tips 6 can be narrowed by increasing the magnetic resistance between the tooth tips 6 by setting it to about 20,000 Gauss or more.

すなわち、歯先部6は、回転子8のヨーク10
に対する周方向の位置が問題であり、機械的な位
置に対して磁気的に実質上その寸法が満足されれ
ば良い。
That is, the tooth tip portion 6 is connected to the yoke 10 of the rotor 8.
The problem is the position in the circumferential direction with respect to the mechanical position, and it is sufficient if the dimensions are substantially satisfied magnetically with respect to the mechanical position.

このため、異極間の有効間隔tが実質的に満足
されれば良いのであつて、断面積が小さくなるこ
とによつて磁気抵抗が大きくなれば実質的に異極
間の有効間隔tが大きくなつたことになる。
Therefore, it is only necessary that the effective distance t between different poles is substantially satisfied, and if the magnetic resistance increases due to a decrease in the cross-sectional area, the effective distance t between different poles becomes substantially larger. It means I'm getting old.

また、マグネツト9は、それ自体磁束を発生す
る力はあるが、歯先部6,6aからヨーク10へ
磁束が流れるときの磁気抵抗は、空気と同じであ
り、歯先部6,6aと異極間の有効間隔tは、歯
先部6,6aとの距離からいずれの方向への距離
が小さいかで磁束の流れる量が決定される。
Furthermore, although the magnet 9 itself has the power to generate magnetic flux, the magnetic resistance when the magnetic flux flows from the tooth tips 6, 6a to the yoke 10 is the same as that of air, and is different from the tooth tips 6, 6a. Regarding the effective distance t between the poles, the amount of magnetic flux flowing is determined by which direction the distance from the tooth tips 6, 6a is smaller.

従つて、実質的に異極間の有効間隔tに対し
て、ヨーク10と歯先部6,6aとの距離が小さ
くなれば良い。
Therefore, it is sufficient that the distance between the yoke 10 and the tooth tips 6, 6a is substantially smaller than the effective distance t between different poles.

一方、ケーンシング7については、固定子1の
内周を密封する部分を固定子1と一体的にモール
ド成形することによつても同様の効果を得ること
ができる。
On the other hand, with respect to the casing 7, the same effect can be obtained by integrally molding the portion that seals the inner periphery of the stator 1 with the stator 1.

[発明の効果] 以上説明の通り、本発明によれば、構造簡単で
小型軽量かつ廉価に製作できるポンプ装置が得ら
れる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, a pump device that has a simple structure, is small, lightweight, and can be manufactured at low cost can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明によるポンプ装置の構造を示
す縦断面図であり、第2図は、電動機部分を構成
する固定子と回転子との配置関係を示す部分断面
図、第3図は、その部分拡大図である。また、第
4図は、他の実施例を示す図である。 1……固定子、2……鉄心、6……歯先部、7
……ケーシング、8……回転子、9……マグネツ
ト、11……モールド層、14……羽根車。
FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view showing the structure of a pump device according to the present invention, FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the arrangement relationship between a stator and a rotor that constitute a motor part, and FIG. It is a partially enlarged view. Moreover, FIG. 4 is a diagram showing another embodiment. 1...Stator, 2...Iron core, 6...Tooth tip, 7
... Casing, 8 ... Rotor, 9 ... Magnet, 11 ... Mold layer, 14 ... Impeller.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 電動機の固定子内周を密封するように設けら
れたポンプのケーシングと、このケーシング内で
回転する前記電動機のマグネツトを備えた回転子
と、このマグネツトの内周にヨークを備え一体に
外周を密封するモールド層と、前記回転子に設け
られた羽根車とを備え、前記固定子の歯先部の異
極間の有効間隔tを下記の通り定めたことを特徴
とするポンプ装置。 t>固定子内周面から回転子のヨーク外周面ま
での距離×2 2 歯先部の形状を磁束密度が磁気飽和領域以上
となるように形成して前記歯先部間を狭めたこと
を特徴とする前記特許請求の範囲第1項記載のポ
ンプ装置。
[Scope of Claims] 1. A pump casing provided to seal the inner periphery of a stator of an electric motor, a rotor equipped with a magnet of the electric motor that rotates within the casing, and a yoke attached to the inner periphery of the magnet. and an impeller provided on the rotor, and an effective distance t between different poles of the tooth tips of the stator is determined as follows. pump equipment. t>distance from the inner circumferential surface of the stator to the outer circumferential surface of the rotor yoke×2 A pump device according to claim 1, characterized in that:
JP9159581A 1981-06-16 1981-06-16 Pump Granted JPS57208837A (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9159581A JPS57208837A (en) 1981-06-16 1981-06-16 Pump

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Publication Number Publication Date
JPS57208837A JPS57208837A (en) 1982-12-22
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JP9159581A Granted JPS57208837A (en) 1981-06-16 1981-06-16 Pump

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60144140A (en) * 1983-12-30 1985-07-30 Shibaura Eng Works Co Ltd Pump device
DE19718981A1 (en) * 1997-05-05 1998-11-12 Proair Geraetebau Gmbh Conveying device for liquid and gaseous media, such as suction devices, in particular wet vacuum cleaners, pumps and the like
JP5629865B2 (en) * 2013-04-24 2014-11-26 日本電産株式会社 pump

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