JPH09324786A - ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造コストが安価で、製造の手間数を低減で
き、回転バランスが良好で安定な作動を行う高品質の製
品を提供できるようにした構造のポンプを提供する。 【解決手段】 モータにおいて固定子コイルとの磁気作
用により回転駆動力を生ずる為の磁極体は、ホイール部
によって、磁極体を回動自在に支える為の回転子軸に連
結する。そのホイール部は永久磁石で形成し、それをイ
ンペラの受動用マグネットに対して回転駆動力を伝える
為の駆動用マグネットとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はポンプに関し、詳し
くは、ポンプ室内のインペラを、ポンプ室とは水密的に
区画されたモータ室内のモータによって回転させるよう
にしているポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のポンプとしては図５に示される
ものがある。図５において、2fはポンプ室、3fはポンプ
室2fとは水密的に区画されたモータ室、18ｆはインペラ
で、回転駆動力を受ける為の受動用マグネット22ｆを備
える。26ｆはモータで、モータ用のマグネットをもって
構成された固定子27ｆと、鉄心51にコイル35ｆを巻回し
て形成された回転子28ｆから成る。25ｆは回転駆動力を
受動用マグネット22ｆに与える為の駆動用マグネット
で、軸52によって上記回転子28ｆと連結している。この
ような構成のポンプは例えば特開平７−２９３４８３号
公報参照。

【０００３】上記構成のものは、回転子28ｆが回動する
と駆動用マグネット25ｆが回動し、駆動用マグネット25
ｆから磁力によって受動用マグネット22ｆに回転駆動力
が伝達され、インペラ18ｆが回る。その結果ポンプ作用
が行われる。即ちポンプ室2fにおける入口5fから水が吸
い込まれ、出口6fに送られ、そこから送り出される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしこの従来のポン
プでは、第１には、ポンプの製造の場合、モータ用のマ
グネット27ｆと駆動用マグネット25ｆとが必要であって
夫々について成型や着磁を行わねばならず、製造コスト
が高くなる問題点があった。第２には、回転子28ｆと駆
動用マグネット25ｆとを軸52で連結するものである為、
それらを組む手間がかかる問題点や組んだ状態での相互
の回転バランス調整を行う手間がかかる問題点があっ
た。第３には、回転子28ｆと駆動用マグネット25ｆとの
二つの回転要素を軸52で連結するものなので、上記のよ
うなバランス調整の際にアンバランス分が残存する可能
性があり、製品が回動時に心振れを生じたりする品質の
低いものとなる問題点もあった。

【０００５】本件出願のポンプは上記従来技術の問題点
を解決する為に提供するもので、その目的は、一つのマ
グネットを固定子のコイルに対して被せ付けるだけでそ
れがモータ用のマグネットと駆動用のマグネットとなる
ようにしたポンプを提供することである。それによっ
て、第１に、成型や着磁が一つのマグネットに関して行
うのみで足りて、製造コストが安価となるようにするこ
とである。第２に、モータ用のマグネットと駆動用のマ
グネットとが一つのマグネットとなることにより、それ
らのマグネットに関しての組立や相互の回転バランス調
整が元より不要となるようにすることである。第３に、
回転バランスが良好で安定な作動を行う高品質の製品を
提供できるようにすることである。他の目的及び利点は
図面及びそれに関連した以下の説明により容易に明らか
になるであろう。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本願発明におけるポンプは、入口と出口とを有する
ポンプ室と、ポンプ室に対し水密的に区画した状態で一
体化させたモータ室とを有し、上記ポンプ室内には回転
駆動力を受ける為の受動用マグネット付きのインペラを
配設し、上記モータ室内には上記受動用マグネットに回
転駆動力を与える為に上記受動用マグネットと対向する
駆動用マグネットとその駆動用マグネットを回す為のモ
ータとを配設しているポンプにおいて、上記モータは固
定子と中空部を備える回転子とから成り、上記固定子に
は磁極形成用のコイルを備えさせ、一方上記回転子は、
上記固定子の回りに配置した永久磁石製の中空筒状の磁
極体と、上記固定子の中心部に装着した回転子軸と、上
記固定子と上記インペラとの間に配置されて上記回転子
軸と上記磁極体とを連結するホイール部とから成り、上
記ホイール部を磁極体と一体形成の永久磁石でもって構
成して、該ホイール部を上記受動用マグネットに回転駆
動力を与える為の駆動用マグネットとしたものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下本願発明の実施の形態を示す
図面について説明する。図１乃至図４において、１はポ
ンプにおけるハウジングを示し、ポンプ室２とモータ室
３とから成る。ポンプ室２はその内部でポンプ作用を行
わせる為のもので、以下に説明する。４はインペラを収
容する為の中空部、５は流体の入口、６は出口を夫々示
す。７はモータ室３との連結を行う為の連結部であり、
止めねじ、接着或いは螺着による連結など種々ある連結
手段のうちねじ止めによる連結を行うための鍔を例示す
る。上記ポンプ室は不透水性材料製例えば合成樹脂製で
ある。８はインペラを支承する為の軸受、９は軸受８と
ポンプ室２とを連結する連結片９で、これらはポンプ室
２と一体に形成している。

【０００８】モータ室３はポンプの駆動の為の手段を収
容する為のもので、11はその収容の為の中空部を示す。
該モータ室３は上記ポンプ室２からの流体の流入を防止
する為にポンプ室２に対し水密的に区画した状態で一体
化させている。例えば以下のように構成している。12は
モータ室３における隔壁部材で、ポンプ室２とモータ室
３とを水密的に区画する為の部分であり、ポンプ室２の
周縁と重合する部分には環状のシール部材例えばＯリン
グ15を介在させてポンプ室２からの流体の流出を防止す
るようにしてある。13はポンプ室２との連結の為の連結
部であり、前記した種々の連結手段のうちねじ止めによ
る連結を行うための鍔を例示する。14は両連結部７，13
相互の連結を行う為の止めねじを示す。尚16は隔壁部材
12においてポンプ室の中空部４と面する側に、インペラ
を支える為に形成した支承部を示す。又17ａ，17ｂは後
述する基板の夫々止付の為の止付片及び位置決の為の位
置決片を示す。

【０００９】次に18はポンプ室２内にポンプ作用を行う
為に備えられたインペラを示し、符号19〜22で示す要素
を有する。即ち19はインペラの回動中心となるインペラ
軸で、例えばステンレス製であり軸受８によって回動自
在に支承されるようになっている。20はボス部材、21は
流体を駆動する為の羽根、22は回転駆動力を受ける為の
受動用マグネットを夫々示し、これらは相互に一体化し
てある。23は受動用マグネット22における磁極面を示
す。該磁極面23はモータ室内の駆動の為の手段（後述の
駆動用マグネット25）から隔壁部材12を通して磁力によ
る回転駆動力を受ける為に隔壁部材12を介して駆動用マ
グネット25と対向するようにしてある。磁極面23には上
記磁力による回転駆動力を受ける為に複数の磁極が周方
向に配列してある。例えばＮ極とＳ極とが９０゜の間隔
を隔てて交互に配列してある。磁極の数はより少ない数
であっても多い数であっても良い。上記羽根21と受動用
マグネット22とは、一例として、粉状の磁性材料と結合
材とを混合した成型材料を、着磁用の磁界を印加した状
態で一体に成型して形成している（一般にプラスチック
磁石と称されている）。しかしこれらは各々個別に製造
した羽根と受動用マグネットとを一体化して製造しても
良い。

【００１０】次に上記モータ室３内に備えさせた要素に
ついて説明する。25は上記受動用マグネット22に回転駆
動力を与える為の駆動用マグネット、26はその駆動用マ
グネット25を回す為のモータを夫々示す。

【００１１】上記モータ26は固定子27と回転子28とから
成る。先ず固定子27について説明する。30，32は一対の
磁極片で、夫々磁性材料を用いてコ字状に形成されてお
り、各々の端部が磁極部31，33となっている。これらの
磁極片30，32は相互に対向状態となり且つ各々の磁極片
31，33が固定子27の軸心を中心として相互に９０゜の間
隔を隔てて並ぶように配列してある。34は両磁極片30，
32を上記配列状態において機械的に結合する為の結合部
材で、固定子27の軸心に位置させてあり、例えばカシメ
手段によって該結合部材に上記両磁極片30，32が固着し
てある。結合部材34は図１における下側の端部34ａをや
や長く形成してあり、固定子27を機械的に支承する為の
支承部材となるようにしてある。又結合部材34の軸心部
には中心孔34ｂが形成してあって、結合部材34は固定子
の中心部において回転子28の回転子軸37を回動自在に支
承する為の軸受ともなっている。結合部材34は回転子軸
37との磁気的吸着を防止する為に非磁性材料製である。
35は磁極形成用のコイルで、ボビン35ａに巻線35ｂを施
して形成し、両磁極片30，32の間に配設しており、直流
電流の通電によりその通電の極性に応じて磁極部31と磁
極部33を夫々Ｎ極とＳ極、或いはその反対に磁化させ
て、それらを磁極にするようにしてある。

【００１２】次に上記回転子28について説明する。回転
子28は回転子軸37と永久磁石をもって形成されたカップ
状の磁石体38とから成る。回転子軸37は磁石体38を固定
子27の周囲において回動自在に支承する為のもので、上
記固定子27の中心部への装着を可能にしてある。例えば
上記軸受34に対する抜き差しが可能なストレートな丸棒
状に形成し回動自在の挿入を可能にしている。37ａは軸
受34からの回転子軸37の抜け止めの為のストップリング
である。該回転子軸37は前記両磁極片30，32を磁気的に
繋ぐ磁気コアとなるよう磁性ステンレス材料で形成して
いる。尚前記連結部材34をそれが磁気コアとなるように
磁性材料で形成する場合には、該回転子軸37は連結部材
34との磁気的な吸着を防止する為に非磁性材料で形成す
ると良い。

【００１３】次に磁石体38について説明する。39は上記
固定子27の回りに配設した磁極体で、固定子27の磁極と
の磁気的な作用により回転駆動力を発生する為の部材で
ある。該磁極体39は固定子27の磁極との磁気的な作用を
効率良く行う為に固定子27の外周側を囲む中空の筒状に
形成してある。40は磁極体39における円筒状の固定子対
向面を示し、そこには固定子27の磁極（前記磁極部31，
33）と磁気的な作用を行う為に固定子27の磁極の数（磁
極部31，33の合計数）と同数の磁極が備わっている。そ
れらの磁極はＮ極とＳ極とが周方向に交互の配列となっ
ている。尚図３において符号40Ｎ，40Ｓは夫々Ｎ磁極及
びＳ磁極の存在を示す。41は磁極体39を固定子27の周囲
において回動自在となるようにする為に上記回転子軸37
と上記磁極体39とを連結するホイール部を示す。該ホイ
ール部41は上記磁極体39と一体形成の永久磁石で形成さ
れており、前記駆動用マグネット25は該ホイール部41を
もって構成されている。該ホイール部41即ち駆動用マグ
ネット25は上記受動用マグネット22と対向してそれに回
転駆動力を与える為に、上記固定子27と上記インペラ18
との間に配設されている。又該ホイール部41は製造作業
の手間数の低減化の為に上記磁極体39と一体形成できる
ようその外周端41ａが磁極体39の軸線方向の一端39ａと
一続きになる状態に構成している。42はホイール部41に
おける磁極面を示す。該磁極面42は前記ポンプ室２内の
受動用マグネット22に隔壁部材12を通して磁力による回
転駆動力を与える為に隔壁部材12を隔てて受動用マグネ
ット22と対向するようにしてある。磁極面42には上記磁
力による回転駆動力を与える為に前記受動用マグネット
22における磁極の数と対応する数の磁極が受動用マグネ
ット22における磁極と対応する位置に配列してある。例
えばＮ極とＳ極とが９０゜の間隔を隔てて交互に配列し
てある。図４における符号42Ｎ，42Ｓは夫々Ｎ磁極及び
Ｓ磁極の存在を示す。尚該ホイール部41における磁極の
数及び位置と前記磁極体39における磁極の数及び位置と
は相互に何らの関連は無く夫々独自の数及び位置に形成
することができる。しかし磁石体38の製造を容易化する
上においてそれらの相互関連を持たせた方がよい場合に
はそのようにすると良い。上記ホイール部41の中心部と
回転子軸37の一端とは固着して、回転子軸37と磁石体38
とが一体に回動するようにしてある。しかしそれらは相
互の回動を自在に連結して、回転子軸37を固定的に支え
るだけでもって磁石体38が回動自在となるようにしても
良い。

【００１４】次に44は上記固定子27を支える為の基板を
示し、その中央部に前記固定子27の結合部材34において
延長された端部34ａを固着させてある。又上記基板44に
は固定子27のコイル35への通電の制御を行う為の制御回
路を備えさせてある。該制御回路は例えばホールモータ
の駆動回路として知られた構成のものであり、回転子28
の回転に応じてコイル35への通電の極性を切り換えて回
転子28の回転を継続させるようにしたものである。尚45
は回転子28の回転の位相を検出する為にその磁極40Ｎ，
40Ｓを検知するようにした検知部材で、例えばホール素
子を示す。46は上記制御回路に接続する給電用のリード
線、47は電源回路との接続のためのコネクタを夫々示
す。又48は基板44をモータ室３に取付ける為の止めねじ
を示す。

【００１５】上記構成のものの製造は以下の通り。ポン
プ室２、モータ室３は合成樹脂材料の成型によって形成
する。インペラ18は前記した材料の成型により形成す
る。インペラ軸19は後工程でインペラ18に備えさせても
或いはインペラの成型の際に予め備えさせても良い。一
方モータ26における固定子27は、夫々予め形成した磁極
片30，32と結合部材34とコイル35とを図示の如く組み合
わせて製造する。そして予め形成した基板44に結合部材
34の一端34ａを固着する。又コイル35のリード線は基板
44の制御回路に接続する。回転子28における磁石体38
は、磁極体39とホイール部41とを一体に成型する。例え
ば前記インペラ18に関連して説明したと同様の成型材料
及び同様の成型方法によって、それらの成型と着磁とを
一時に行って製造することができる。しかし永久磁石の
製造に関して知られているその他の材料及び方法を用い
てそれらを一体に製造しても良い。回転子軸37は一例と
しては上記ホイール部41の成型の工程でホイール部41と
一体化させるが、ホイール部41の成型の後にそれに回転
子軸37を固着させても良い。上記のように夫々製造され
た部材の組立は以下の通り。ポンプ室２の軸受８にイン
ペラ18のインペラ軸19を装着する。一方、回転子28の回
転子軸37を結合部材34の中心孔34ｂに挿通し、ストップ
リング37ａを装着して抜け止めすることによりモータ26
が出来上がる。該モータ26をモータ室３の収容空間11に
入れ、止めねじ48により基板44をモータ室３に固着す
る。次にＯリング15を介在させた状態でポンプ室２とモ
ータ室３とを図示の如く合着させ、止めねじ14により両
者を一体に固着する。以上でポンプが完成する。

【００１６】上記ポンプの動作は次の通り。コネクタ47
を介して制御回路に通電することにより、コイル35への
通電が行われ、固定子27の磁極と回転子28の磁極40Ｎ，
40Ｓとの磁気的作用により回転子28が回転する。その回
転駆動力は駆動用マグネット25から受動用マグネット22
に伝達され、インペラ18は回転子28と一体的に回転す
る。その回転により、流体例えば水は入口５から引き込
まれ、羽根21によって中空部４を出口６に向けて運ば
れ、出口６から送り出される。

【００１７】上記ポンプは例えば電気ポットにおいて湯
の注ぎ出し用に用いられるものであるが、その他の任意
の液体の汲み上げや排出のために用いられるものであっ
てもよい。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本願発明にあっては、ポン
プを製造する場合、一つの磁石体38を固定子28のコイル
35に対して被せ付けると、その磁石体38における磁極体
39は固定子27の周囲に位置してモータ用のマグネットと
なり、又ホイール部41はインペラ18の受動用マグネット
22と対向可能な状態となって駆動用マグネット25となる
特長がある。このことはマグネットの製造の場合、その
成型や着磁が一つの磁石体38に関して行うのみで足り、
製造コストが安価となる効果がある。又、モータ用の磁
極体39と駆動用マグネット25とが一つの磁石体38となっ
ているので、それら磁極体39と駆動用マグネット25との
組立や相互の回転バランス調整を行う必要は無く、製造
作業の工数低減化を図ることができる効果がある。更
に、磁極体39と駆動用マグネット25とは一体物なのでそ
れらの回転バランスは製造の際の精度をそのまま保持す
ることができ（従来の如き後工程での組立作業に伴うバ
ランス崩れの可能性の入り込む余地が無い）、出来上が
った製品は回転バランスが良好で安定な作動を行う高品
質の製品となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】縦断面図。

【図２】モータ室及びモータの分解斜視図。

【図３】固定子と回転子における磁極の関係を示す図
（図１のIII−III線位置の断面図）。

【図４】ホイール部の磁極を示す図（図１のIV−IV線位
置の平面図）。

【図５】従来のポンプを示す一部破断図。

【符号の説明】

２ ポンプ室 ３ モータ室 18 インペラ 22 受動用マグネット 26 モータ 27 固定子 28 回転子 35 コイル 37 回転子軸 39 磁極体 41 ホイール部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入口と出口とを有するポンプ室と、ポン
   プ室に対し水密的に区画した状態で一体化させたモータ
   室とを有し、上記ポンプ室内には回転駆動力を受ける為
   の受動用マグネット付きのインペラを配設し、上記モー
   タ室内には上記受動用マグネットに回転駆動力を与える
   為に上記受動用マグネットと対向する駆動用マグネット
   とその駆動用マグネットを回す為のモータとを配設して
   いるポンプにおいて、上記モータは固定子と中空部を備
   える回転子とから成り、上記固定子には磁極形成用のコ
   イルを備えさせ、一方上記回転子は、上記固定子の回り
   に配置した永久磁石製の中空筒状の磁極体と、上記固定
   子の中心部に装着した回転子軸と、上記固定子と上記イ
   ンペラとの間に配置されて上記回転子軸と上記磁極体と
   を連結するホイール部とから成り、上記ホイール部を磁
   極体と一体形成の永久磁石でもって構成して、該ホイー
   ル部を上記受動用マグネットに回転駆動力を与える為の
   駆動用マグネットとしたことを特徴とするポンプ。