JPH10331789A

JPH10331789A - 電動ポンプ

Info

Publication number: JPH10331789A
Application number: JP14504197A
Authority: JP
Inventors: Toshiyasu Takura; 敏靖田倉
Original assignee: TEC CORP
Current assignee: TEC CORP
Priority date: 1997-06-03
Filing date: 1997-06-03
Publication date: 1998-12-15

Abstract

(57)【要約】【課題】小形軽量化を図り、信頼性も向上する。【解決手段】ロータ組立５内にステータ組立４を収納
し、ロータ組立は内周部に複数の突極永久磁石５２を形
成するとともにその突極永久磁石の間に軸方向に連通し
た凹部５６を形成し、ステータ組立の外周部と凹部とで
軸方向の流路を形成する。また、ロータ組立の端部に回
転ファン５５を設けるとともにロータ組立の端部外側に
整流板１２を設け、さらに、回転軸５３の一端側に斜流
遠心ファン５４を固定する。そして、ロータの回転によ
り、液体を斜流遠心ファンから回転ファンを介して流路
に送り込み、流路から整流板を通して排出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータの内部に流
路を形成する電動ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、モータの内部に流路を形成する電
動ポンプとしては、例えば、特開昭５２−７９３０２号
公報に記載されたものが知られている。これは、ドーナ
ツ状断面の円筒形ケーシング内に円筒形のパイプを設
け、これによりモータ固定子を密封し、また、ケーシン
グの中心空洞部にモータの回転するシャフト及びロータ
支えを回転自在に設け、その軸端に羽根車を取付け、液
体を吸入口からシャフトの内部を通して吐出側に流すよ
うになっているものが記載されている。

【０００３】また、ケーシング内に円環状のステータを
設け、このステータ内にキャンパイプを貫通させ、この
キャンパイプの内側にロータ支えを配設してその内側を
流路とし、また、ロータ支えの吐出側端部に羽根車を一
体に形成して回転軸により回転させるとともにロータ支
えを回転軸に固定し、ロータ、ロータ支え、回転軸を軸
受けに回転自在に支持し、ロータ及び羽根車の回転によ
り、吸入口から吸い込まれた液体を回転軸とロータ支え
との間を通して羽根車に導き、さらにこの羽根車から吐
出口に導くようになっているものが記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
電動ポンプは、モータ部と羽根車を設けたポンプ室が別
体となっているため、モータの組立て後に羽根車を取付
けることになり、大形化する問題があった。また、液体
をシャフトの内部や回転軸とロータ支えとの間を通して
流す構成になっているため、このための流路をロータ内
に確保しなければならずモータの外形も大きくならざる
を得ない問題があった。

【０００５】そこで各請求項記載の発明は、モータがポ
ンプ室も兼用しているので、小形軽量化を図ることがで
きるとともに液体シールのような消耗部品が不用となり
信頼性を向上できる電動ポンプを提供する。また、請求
項２及び３記載の発明は、さらに、効率を向上できる電
動ポンプを提供する。また、請求項５記載の発明は、さ
らに、液体に混入した異物によってロータがロックされ
るのを極力防止できる電動ポンプを提供する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
ロータ内にステータを配置したモータの内部に流路を形
成する電動ポンプにおいて、ロータの内周部に複数の突
極を形成するとともにその突極間に軸方向に連通した凹
部を形成し、ステータの外周部とロータの凹部とにより
軸方向の流路を形成したことにある。

【０００７】請求項２記載の発明は、ロータ内にステー
タを配置したモータの内部に流路を形成する電動ポンプ
において、ロータの内周部に複数の突極を形成するとと
もにその突極間に軸方向に連通した凹部を形成し、ステ
ータの外周部とロータの凹部とにより軸方向の流路を形
成し、かつロータの端部に回転ファンを設けたことにあ
る。

【０００８】請求項３記載の発明は、ロータ内にステー
タを配置したモータの内部に流路を形成する電動ポンプ
において、ロータの内周部に複数の突極を形成するとと
もにその突極間に軸方向に連通した凹部を形成し、ステ
ータの外周部とロータの凹部とにより軸方向の流路を形
成し、かつロータの端部外側に整流板を設けたことにあ
る。

【０００９】請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の
いずれか１記載の電動ポンプにおいて、ロータの突極間
の凹部で軸流ファンを形成したことにある。請求項５記
載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１記載の電動ポ
ンプにおいて、ロータの回転軸の一端に遠心ファンを取
付けたことにある。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１に示すように、円環状
のフレーム１の内部下端中央部にステータ固定部材２を
支持部材３によりフレーム１の内周面に支持して固定
し、このステータ固定部材２に円柱状のステータ組立
（以下、単にステータと称する。）４を取付けている。

【００１１】前記ステータ４は、図３に示すような６極
の同形状磁極４１を６０度ピッチで設けるとともに中心
部に後述するロータの回転軸を通すための孔４２を開け
たステータコア４３を設け、このステータコア４３の各
磁極に励磁巻線４４を反時計回り方向に順にＡ相、Ｂ
相、Ｃ相、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相として巻装している。そし
て、各相をＹ結線又はΔ結線にて配線処理し外部に３本
のリード線を引き出し、かつ、周囲をポリエステル等の
絶縁性樹脂４５でモールドし防水処理している。各リー
ド線には位相が１２０度異なる３相交流を印加し、その
周波数を変えることによって回転速度を可変できるよう
になっている。

【００１２】前記フレーム１とステータ４の外周との間
に円筒状のロータ組立（以下、単にロータと称する。）
５を回転自在に設けている。前記ロータ５は、図３に示
すように、ロータヨーク５１の内周面に４極の突極永久
磁石５２を等間隔に配置している。そして、前記ロータ
ヨーク５１の内部上端に中心部に回転軸５３の一端側を
固定した斜流遠心ファン５４を固定している。すなわ
ち、前記回転軸５３は、図２に示すように、斜流遠心フ
ァン５４を介して前記ロータヨーク５１に固定されてい
る。また、前記ロータヨーク５１の内部上端に回転ファ
ン５５を固定している。前記ロータヨーク５１の内周面
に配置した４極の突極永久磁石５２は、図２に示すよう
に、回転軸方向に斜傾して形成しており、この各突極永
久磁石５２の間は軸方向に連通した凹部５６を形成して
いる。そして、前記ステータ４の外周部と前記凹部５６
により軸方向の流路を形成し、また、ロータ５の内周面
に形成した凹部５６により軸流ファンを形成する。

【００１３】前記ロータ５は、前記ステータ４をフレー
ム１内に組込んだ後、組込むことになるが、その場合、
回転軸５３の他端側を軸受６に挿入し、さらにステータ
コア４３の孔４２に挿入する。そして、回転軸５３の他
端側を孔４２から突出させた後、もう一つの軸受７に挿
入し、さらにワッシャ８に挿入した後Ｃリング９を回転
軸５３の溝５３ａに嵌込んで取付ける。そして、前記ロ
ータ５の組込みが終了すると前記フレーム１の内部上端
に中央に液体の吸込口１０を設けたファンカバー１１を
取付ける。

【００１４】前記フレーム１の内部下端にはそのフレー
ム１の内周面に沿って等間隔に複数枚の整流板１２を取
付けている。この電動ポンプは、ロータ５が回転する
と、図中矢印で示すように、吸込口１０から液体が吸込
まれ、斜流遠心ファン５４によりロータ５の凹部５６と
ステータ４の外周部とで形成された流路に効率よく導か
れる。そして、流路に導かれた液体は、凹部５６による
軸流ファンとしての作用により効率よく整流板１２を設
けた側に流れ、この整流板１２を介して外部に押し出さ
れることになる。

【００１５】次にこの電動ポンプのロータ４の回転動作
を図３及び図４を使用して述べる。今、ロータ５の各突
極永久磁石５２の位置と極性及びステータ４の磁極４１
が図３の(a) に示すような状態にある場合に、ステータ
４のＡ相コイルがＳ極に、Ｂ相コイルがＮ極に励磁され
ていると、ロータ磁極はこの位置で安定している。この
状態でＢ相コイルの励磁を停止し、Ｃ相コイルをＮ極に
励磁すると、ロータ５は図３の(b) に示すように反時計
方向に３０度ステップ回転する。

【００１６】続いて、Ａ相コイルの励磁を停止し、Ｂ相
コイルをＳ極に励磁すると、ロータ５は図４の(a) に示
すように反時計方向にさらに３０度ステップ回転する。
続いて、Ｃ相コイルの励磁を停止し、Ａ相コイルをＮ極
に励磁すると、ロータ５は図４の(b) に示すように反時
計方向にさらに３０度ステップ回転する。続いて、Ｂ相
コイルの励磁を停止し、Ｃ相コイルをＳ極に励磁する
と、ロータ５は図４の(c) に示すように反時計方向にさ
らに３０度ステップ回転する。続いて、Ａ相コイルの励
磁を停止し、Ｂ相コイルをＮ極に励磁すると、ロータ５
は図４の(d) に示すように反時計方向にさらに３０度ス
テップ回転する。以下、同様にしてステータ４の各相の
コイルの励磁を切替えることでロータ５は反時計方向に
３０度ずつステップ回転するようになる。

【００１７】このように、ロータ５の内周部に回転軸５
３の軸方向に連通した凹部５６を形成し、この凹部５６
とステータ４の外周部とで流路を形成し、しかも、凹部
５６で軸流ファンを形成しているので、モータコイルエ
ンド部の無駄なスペースを活用でき、また、ポンプ室を
別途設ける必要がなく、小形軽量化を図ることができ
る。また、ポンプ室を別途設ける必要がないので、液体
シールのような消耗部品を使用してポンプ室とモータ部
とを連結するということがなくなり信頼性を向上でき
る。

【００１８】また、ロータ５の端部に回転ファン５５を
設けているので、吸込口１０から吸込まれる液体を流路
に効率よく導くことができる。また、ロータ５の端部外
側に整流板１２を設けているので、流路を流れる液体を
効率よく外部に送り出すことができる。さらに、ロータ
５の回転軸５３の一端に斜流遠心ファン５４を取付けて
いるので、吸込口１０から吸込まれる液体を回転ファン
５５を介して流路に効率よく導くことができる。従っ
て、全体としてモータの効率を向上することができる。

【００１９】また、ステータ４を中央部に配置している
ので、ステータ４を小さくすることができ、同一発生ト
ルク当たりのモータ外径を小さくでき、小形化及びコス
ト低下を図ることができる。また、液体中に混入した土
砂などの異物は遠心力の作用により外方を通過すること
になるため、ステータ４とロータ５との間のギャップに
異物が詰まってロータ５がロックする恐れは無い。ま
た、ロータ５の外周側にも流路が形成されるので、流路
面積が増加し、この点においても効率を向上することが
できる。さらに、ステータ４の励磁相の切替えを逆方向
にすればロータ５を逆方向に回転でき、これにより液体
を逆に整流板１２側から吸込んで吸込口１０側から吐き
出すこともできる。従って、モータの正逆転動作により
給排水が容易にできる。

【００２０】なお、この実施の形態では４極突極構造の
ロータ組立を使用したものについて述べたが必ずしもこ
れに限定するものでないのは勿論である。また、この実
施の形態ではロータ組立の端部に回転ファンを設けた
り、端部外側に整流板を設けたものについて述べたが必
ずしもこれに限定するものではなく、整流板や回転ファ
ンを省略してもよい。その他、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲で種々変形できるものである。

【００２１】

【発明の効果】以上、各請求項記載の発明によれば、モ
ータがポンプ室も兼用しているので、小形軽量化を図る
ことができ、また、液体シールのような消耗部品が不要
となるので信頼性を向上できる。また、請求項２及び３
記載の発明によれば、さらに、効率を向上できる。ま
た、請求項５記載の発明によれば、さらに、液体に混入
した異物によってロータがロックされるのを極力防止で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示すポンプ全体の断面
図。

【図２】同実施の形態におけるロータ組立の断面図。

【図３】同実施の形態におけるロータの回転動作を説明
するための図。

【図４】同実施の形態におけるロータの回転動作を説明
するための図。

【符号の説明】

４…ステータ組立５…ロータ組立４３…ステータコア４４…励磁巻線５１…ロータヨーク５２…突極永久磁石５３…回転軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０２Ｋ 1/32 Ｈ０２Ｋ 1/32 Ｄ 9/06 9/06 ＢＧ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロータ内にステータを配置したモータの
内部に流路を形成する電動ポンプにおいて、前記ロータ
の内周部に複数の突極を形成するとともにその突極間に
軸方向に連通した凹部を形成し、前記ステータの外周部
と前記ロータの凹部とにより軸方向の流路を形成したこ
とを特徴とする電動ポンプ。
【請求項２】ロータ内にステータを配置したモータの
内部に流路を形成する電動ポンプにおいて、前記ロータ
の内周部に複数の突極を形成するとともにその突極間に
軸方向に連通した凹部を形成し、前記ステータの外周部
と前記ロータの凹部とにより軸方向の流路を形成し、か
つ前記ロータの端部に回転ファンを設けたことを特徴と
する電動ポンプ。
【請求項３】ロータ内にステータを配置したモータの
内部に流路を形成する電動ポンプにおいて、前記ロータ
の内周部に複数の突極を形成するとともにその突極間に
軸方向に連通した凹部を形成し、前記ステータの外周部
と前記ロータの凹部とにより軸方向の流路を形成し、か
つ前記ロータの端部外側に整流板を設けたことを特徴と
する電動ポンプ。
【請求項４】ロータの突極間の凹部で軸流ファンを形
成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１記
載の電動ポンプ。
【請求項５】ロータの回転軸の一端に遠心ファンを取
付けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１記
載の電動ポンプ。