JP2000265985A

JP2000265985A - ポンプ装置

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Publication number: JP2000265985A
Application number: JP11066954A
Authority: JP
Inventors: Yukinobu Yumita; 行宣弓田
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1999-03-12
Filing date: 1999-03-12
Publication date: 2000-09-26
Anticipated expiration: 2019-03-12
Also published as: JP3655485B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ノイズが生じにくく、しかも部品の耐久性を
向上させること。また、モータの発熱を抑えること。【解決手段】このポンプ装置は、モータの出力軸１６
にインペラ４，５が具備され、このインペラを回転駆動
することにより流体を送り出す。そして、ポンプ装置の
ポンプ部を構成するケーシング２にモータの出力軸１６
を回転自在に軸支する軸受装置１２，１３を支持する軸
受支持部２ｄとステータコア１７を支持するステータ支
持部２ｃとを設け、ステータ支持部２ｃにはケーシング
２を介してステータコア１７と反対側にインペラ室１０
Ａが隣接して設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はポンプ装置に関し、
特に食器洗い乾燥機に適するポンプ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のポンプ装置として、単体となるモ
ータにポンプ部品を組み付けた構造を有しているものが
ある。このような従来構造のポンプ装置は、洗濯機に内
蔵される自吸式ポンプに使用されている。このような自
吸式ポンプは、たとえば、特開平８−１３５５９０号公
報や特開平１０−１９６５８２号公報に開示されてい
る。また、従来のポンプ装置として、食器洗い乾燥機に
使用されているポンプ装置がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の自吸式ポンプ装
置は、モータとポンプが別部品であり、モータがポンプ
ケースに組み込まれて一体化される構造となっているた
め、オイルシール保持部材とモータの出力軸との芯合わ
せが難しいものとなっている。芯合わせが不十分である
と、ノイズが発生する、シールの寿命が短くなるなどの
欠点がある。また、モータの保持のために、取付板等の
別部品が必要となるので組立工数が多くなると共にコス
トアップになる。また、冷却するためのファンが別途必
要な場合もあり、コストアップになりがちとなる。

【０００４】また、上述の食器洗い乾燥機に使用されて
いるポンプ装置は、モータとしてインダクションモータ
が使用されているために、５０／６０Ｈｚで特性が異な
る。すなわち、モータの回転数が、５０／６０Ｈｚでそ
れぞれ３０００／３６００ｒｐｍと低いために、ポンプ
効率が悪く、ポンプが大型になる。また、インダクショ
ンモータのために、効率が悪く、発熱が大きい。さら
に、冷却ファンが必要となる。

【０００５】そこで、本発明の目的は、ノイズが生じに
くく、しかも部品の耐久性を向上させることができ、モ
ータ部の発熱を抑えることができるポンプ装置を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記した目的に鑑みて、
本発明のポンプでは、モータの出力軸にインペラが具備
され、このインペラを回転駆動することにより流体を送
り出すポンプ装置において、該ポンプ装置のポンプ部を
構成するケーシングの一部で出力軸を回転自在に軸支す
る軸受装置を支持する軸受支持部を有すると共にステー
タコアを支持するステータ支持部を有し、ステータ支持
部にはケーシングを介してステータコアと反対側にイン
ペラ室が隣接して設けられている。これにより、モータ
の出力軸とこの出力軸に取り付けられる軸受装置やステ
ータコアなどの各部品の同芯の確保が容易となる。ま
た、ステータコアからの発熱をインペラ室の流体によっ
て冷却することができる。

【０００７】また、他の発明では、上述の発明のポンプ
装置に加え、ステータコアの中心に設けられた貫通孔
に、軸受支持部とステータ支持部とを対向して配設し、
ステータ支持部は、ステータコアの中心の内壁を支持す
るように設けられている。これにより、ステータ支持部
が、ポンプ側ケーシングで代用されるため、部品点数が
削減され、安価なポンプが可能になる。また、ステータ
コアの中心の貫通孔に、軸受支持部とステータ支持部と
を配設するという簡単な構成のため、組み立てが容易と
なる。

【０００８】また、他の発明では、上述の各発明のポン
プ装置に加え、インペラは、その一部が軸受支持部とス
テータ支持部とで形成される空間に入り込み、インペラ
室のその空間に入り込んでいる流体を撹拌する形状にさ
れている。これにより、冷却効果が高められる。

【０００９】また、他の発明では、上述の各発明のポン
プ装置に加え、ステータコアの軸方向外側に、ファン羽
根を備えたロータヨークを配置している。これにより、
ステータコアの発熱を水冷と空冷の両方式で冷却するこ
とができる。

【００１０】また、他の発明では、上述の各発明のポン
プ装置に加え、ステータコアの軸方向外側に、マグネッ
トを備えたロータヨークを配置するとともに、インペラ
室にマグネットに対向するように磁性体からなる撹拌部
材が設けられている。これにより、水冷効果が高められ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明のポンプ装置の実施
の形態について図１から図６を参照しながら説明する。
図１は、本発明のポンプ装置の縦断面図、図２は正面
図、図３は左側面図、図４は右側面図、図５は図４にお
いて矢印Ａ方向から見た部分略図、図６は、ポンプ装置
のモータ部の結線図である。

【００１２】本発明のポンプ装置は、従来のように別部
品からなるポンプとモータを組み付けた構造ではなく、
ポンプとモータが一体構造となっているとともに、モー
タが水冷構造になっていることを特徴としている。

【００１３】本発明のポンプ装置は、図示の例では食器
洗い乾燥機用ポンプ装置になっている。このポンプ装置
のポンプ部は、第１および第２のポンプ側ケーシングと
してのポンプ側ケーシング１，２と、ポンプ側ケーシン
グ１，２間に配置される分離壁３と、第１および第２の
インペラとしての樹脂製のインペラ４，５と、シール部
材としてのゴム製のオイルシール６とからなり、循環水
ポンプ部と排水ポンプ部を構成している。

【００１４】ポンプ側ケーシング１と分離壁３で囲まれ
る循環水ポンプ部は、ポンプ側ケーシング１の内壁で形
成された吸水口７と、吸水口７に続くポンプ側ケーシン
グ１の内壁と分離壁３とで形成され、インペラ４が配置
されるインペラ室８と、インペラ室８と連通するように
ポンプ側ケーシング１に一体形成された渦巻き状吐出部
９とを備えている。インペラ４は、シャフト１６が挿通
される穴が開いた取付部４ａと、羽根部４ｂと、羽根部
４ｂに一体形成された環状リブ４ｃを備えている。分離
壁３には、インペラ５の取付部５ａが通る穴３ａと、イ
ンペラ４の環状リブ４ｃが入り込むことによりラビリン
ス構造をなす環状溝３ｂが形成されている。

【００１５】排水ポンプ部には、ポンプ側ケーシング２
と分離壁３で囲まれて、インペラ５が配置されるインペ
ラ室１０が形成されている。また、排水ポンプ部は、そ
れぞれインペラ室１０と連通するように、ポンプ側ケー
シング２に一体形成された入水口２３と出水口２４を備
えている。インペラ５は、シャフト１６が挿通される穴
が開いており、インペラ４の取付部４ａにドッキングす
る取付部５ａと、羽根部５ｂと、羽根部５ｂに一体形成
された突起５ｃを備えている。

【００１６】ポンプ装置のモータ部は、円筒状のモータ
側ケーシング１１と、軸受装置としてのラジアル軸受
（ボールベアリングや焼結軸受など）１２，１３と、ロ
ータ用のマグネット１４と、ロータヨーク１５と、モー
タの出力軸となるシャフト１６と、ステータコア１７
と、ボビン１８と、コイル１９と、基板２０と、ホール
ＩＣ２１と、リード線２２とから構成される。ロータヨ
ーク１５は、カップ状に形成されており、内周部にロー
タ用のマグネット１４が固着される。ロータヨーク１５
は、マグネット１４のバックアップヨークになってお
り、鉄製の磁性材料（たとえば、絞り性の良い低炭素
鋼）が使用される。カップの側面には、ファンの羽根１
５ａが切り起こされている。

【００１７】第２のポンプ側ケーシング２は、第１のモ
ータ側ケーシング１の環状突出部１ａがはめ込まれる環
状溝部２ａと、環状溝部２ａから延びている大径円筒状
延出部２ｂと、大径円筒状延出部２ｂの径より小さい径
を有し、大径円筒状延出部２ｂから外向きに延びている
中径円筒状延出部２ｃと、中径円筒状延出部２ｃの径よ
り小さい径を有し、中径円筒状延出部２ｃから折り返し
てさらに内向きに延びている小径円筒状延出部２ｄとを
備えている。

【００１８】第２のポンプ側ケーシング２の構造につい
て、換言すると、ステータコア１７中心に設けられた貫
通孔に軸受支持部としての小径円筒状延出部２ｄと、ス
テータコア１７中心の内壁を支持するステータ支持部と
しての中径円筒状延出部２ｃとを対向して配設してい
る。第２のポンプ側ケーシング２の中径円筒状延出部２
ｃと小径円筒状延出部２ｄとで形成される空間には、イ
ンペラ室１０とつながってインペラ５の突起５ｃが入り
込むインペラ室１０Ａが形成されている。

【００１９】ポンプ側ケーシング１，２とモータ側ケー
シング１１は、ねじ２５で締め付けられ、一体化され
る。また、モータ側ケーシング１１には、図５に示すよ
うに、リード線２２の直径よりわずかに幅の狭いリード
線通し穴１１ｃが形成されている。このリード線通し穴
１１ｃは、ねじ２５による締め付け時にリード線２２を
挟み付け、リード線２２の抜け強度を確保している。ま
た、モータ側ケーシング１１の底壁（図１では右側）に
は、風通し穴１１ａが形成されている。

【００２０】次に、このポンプ装置の詳細構造と組み立
て方法について説明する。

【００２１】まず、ポンプ側ケーシング２の中径円筒状
延出部２ｃおよび小径円筒状延出部２ｄに、アウターロ
ータ型モータを形成する各構成要素を取り付ける。すな
わち、ポンプ側ケーシング２の中径円筒状延出部２ｃの
外壁には、ステータコア組（ステータコア１７と、ボビ
ン１８と、ボビン１８に巻かれたコイル１９と、ボビン
１９に取り付けられた基板２０と、基板２０に結線され
たホールＩＣ２１およびリード線２２を含む）をリード
線２２側から先に挿入し、ステータコア１７と中径円筒
状延出部２ｃとを超音波溶着などの接合手段で固定す
る。

【００２２】次に、小径円筒状延出部２ｄの一方の端
部、すなわち先端部の内壁にオイルシール６を圧入等の
接合方法方で固定する。次に、小径円筒状延出部２ｄの
中間部と他方の端部に、軸受装置としてラジアル軸受１
２，１３を圧入などの接合方法で固定する。その後、オ
イルシール６とラジアル軸受１２および１３に、吸水口
７付近まで延びるようにシャフト１６を挿通する。この
シャフト１６の一方の端部１６ａには、ロータ組（マグ
ネット１４が取り付けられたロータヨーク１５からな
る）が挿入、固定される。また、このロータ組の挿入と
は反対側の端部１６ｂからインペラ５と続いて分離壁
３、インペラ４が挿入され、圧入等によって固定され
る。なお、インペラ４とインペラ５との係合は、軸方向
に移動可能に結合されている。

【００２３】上記構造のモータは、三相ＤＣブラシレス
モータを構成し、図６の結線図に示すように、コイル１
９は、スター結線されて三相電圧が供給されるコイル
Ａ，ＢおよびＣからなり、ホールＩＣ２１は、コイル
Ａ，ＢおよびＣの間に配置されてＤＣ電源（たとえば５
ボルト）が供給される３個のホール素子ＨＡ，ＨＢおよ
びＨＣからなる。

【００２４】ロータヨーク１５が固定されるシャフト１
６の一方の端部１６ａは、圧入結合を強化するためのロ
ーレットが形成されている。また、インペラ４が固定さ
れるシャフト１６の他方の端部１６ｂは、圧入結合を強
化するためのセレーションが形成されている。モータ側
ケーシング１１は、アウターロータ型モータのロータ部
の覆いとして共用されている。

【００２５】上記の構造では、ポンプ側ケーシング２の
各延出部２ｃ，２ｄに、オイルシール６と、ラジアル軸
受１２，１３と、ステータコア１７が固定、保持される
ために、各部品の同芯の確保が容易となる。

【００２６】次に、上記構造のポンプ装置の動作につい
て説明する。

【００２７】まず、食器洗い乾燥機の食器洗いモード時
には、リード線２２に三相電圧が供給されてモータが起
動され、モータの出力軸となるシャフト１６が、一定時
間の間、図３から見て反時計回りに回転するように駆動
される。それにより、インペラ４も反時計回りに回転す
る。それと同時に、インペラ５も反時計回りに回転する
が、排水時と逆の回転のため、排水側への漏水はない。

【００２８】インペラ４の回転により、吸水口７から食
器洗浄水が吸いこまれ、インペラ室８に供給される。こ
のとき、インペラ室８の圧力が高まるので、インペラ室
１０側への水漏れが発生するおそれがあるが、インペラ
４の環状リブ４ｃと分離壁３の環状溝によるラビリンス
構造が水漏れを極力少なくするように働く。次いで、イ
ンペラ室８内の食器洗浄水は、インペラ４の羽根部４ｂ
の回転の働きによって渦巻き状吐出部９の入口９ａに送
り込まれる。送り込まれた食器洗浄水は、渦巻き状吐出
部９の出口９ｂからポンプ装置外に噴出して、食器に注
がれ、食器が洗浄される。洗浄後の食器洗浄水は、再び
吸水口７から吸いこまれ、循環的に使用される。

【００２９】なお、食器洗い乾燥機の食器洗いモード時
にはモータ側ケーシング２の中径円筒状延出部２ｃに固
定されているステータコア１７からの発熱は、ロータヨ
ーク１５のファン羽根１５ａの回転により、モータ側ケ
ーシング１１の風通し穴１１ａから入る風によって空冷
される。また、インペラ室１０Ａに入り込んでいる温水
または冷水によってもステータコア１７は冷却される。
ただし、温水の場合は、その冷却効果は小さいものとな
る。

【００３０】次に、一定時間の間の食器洗浄作業が終了
すると、続いて、リード線２２に食器洗い動作時の三相
電圧と順序が逆の関係になる三相電圧が供給され、モー
タが逆回転するように駆動される。モータが逆回転する
と、モータの出力軸となるシャフト１６が、図３から見
て時計回りに回転するように駆動される。それにより、
インペラ５も時計回りに回転する。それと同時に、イン
ペラ４も時計回りに回転するが、その回転方向が渦巻き
状吐出部９の渦巻き方向と逆であり、ポンプ効率が極端
に悪くなるため、支障はない。

【００３１】インペラ５の回転により、食器洗い乾燥機
内部の底に溜まった洗浄後の水は、入水口２３から吸い
こまれ、インペラ室１０およびインペラ室１０Ａに供給
される。次いで、インペラ室１０内の水は、インペラ５
の羽根部５ｂの回転の働きによって出水口２４に送り込
まれ、食器洗い乾燥機外に排水される。

【００３２】モータ側ケーシング２の中径円筒状延出部
２ｃに固定されているステータコア１７からの発熱は、
ロータヨーク１５のファン羽根１５ａの回転による空冷
に加えて、インペラ室１０Ａ内への通水によって水冷さ
れる。このとき、インペラ室１０Ａ内の水は、インペラ
５の突起５ｃの回転により撹拌され、冷却効果が高めら
れる。

【００３３】以上説明した構成および動作により、次の
ような効果がある。１）同一のポンプ側ケーシングに、オイルシール、軸受
装置およびステータコアが固定、保持されるために、各
部品の同芯の確保が容易となる。２）従来構造におけるモータの取付板の代用として、ポ
ンプ側ケーシングが共用に使用されるため、部品点数が
削減され、安価なポンプが可能になる。３）モータ部を含むトータルの組み立てが容易となり、
精度も出し易くなる。４）アウターロータ型モータを使用するため、マグネッ
トが大きくなり、安価なフェライトマグネットを使用し
て必要とする磁束が確保できる。５）アウターロータ型モータを使用するため、ステータ
コアが小さく、かつ巻線が容易となり、材料費、巻線費
が安価になる。６）ブラシレスＤＣモータを使用するため、５０／６０
Ｈｚ特性が同じになる。７）ブラシレスＤＣモータを使用するため、モータの回
転数を容易にアップでき、回転数の高い領域での使用が
可能となり、ポンプ効率がアップし、小型にできる。ま
た、モータの効率アップも図れる。８）アウターロータの側面をファンとして使用するた
め、冷却用の別ファンが不要となる。９）ブラシレスモータを使用するため、効率が良く、発
熱が抑えられる。

【００３４】上述のように、本発明の実施の形態につい
て説明したが、本発明はこれに限らず種々の変形、応用
が可能である。たとえば、上述の実施の形態では、食器
洗い乾燥機用ポンプ装置としたが、これに限らずポンプ
一般に適用可能である。また、インペラを２つ備えるも
のではなく、１つのみのインペラを有するポンプ装置に
適用しても良い。

【００３５】また、マグネット１４を固定するロータヨ
ーク部を鉄製の磁性材料とし、ファン羽根１５ａを切り
起こしではなく樹脂製とし、ロータヨーク部およびシャ
フト１６を、インサート成形で固定しても良い。

【００３６】また、他の実施例では、図７に示すよう
に、ステータコア１７の外側にあるロータヨーク１５
に、マグネット２６を固定し、インペラ室１０Ａ内にマ
グネット２６に対向するように磁性体からなる撹拌部材
２７を設けても良い。なお、この図７で示すポンプ装置
は、図１から図６のポンプ装置と基本的に同一構造であ
り、同一部分には同一符号を付してその説明を省略また
は簡略化する。このポンプ装置は、液体の撹拌構造と、
モータ側ケーシング１１に風通し穴１１ａが形成されて
いないことと、ロータヨーク１５にファン羽根１５ａが
形成されていない点において、図１から図６のポンプ装
置と異なる。

【００３７】図７に示すポンプ装置の撹拌構造は、モー
タ側ケーシング２の中径円筒状延出部２ｃと小径円筒状
延出部２ｄの連結部分のインペラ室１０Ａ内に凹部２８
を形成し、撹拌部材２７を断面弾丸形状にしてその先端
を凹部２８に当てるように配置する構成とされる。この
ように構成することにより、ロータヨーク１５と一体回
転するマグネット２６が回転すると、それに応じて、撹
拌部材２７も回転し、インペラ室１０Ａ内の水が撹拌さ
れる。

【００３８】また、ステータコア１７やラジアル軸受１
２，１３等の支持をポンプ側ケーシング２で行う構成
は、３相のＤＣブラシレスモータ以外に、ＡＣ同期モー
タ、ステッピングモータ等の他のブラシレスモータやＤ
Ｃブラシ付きモータ等のブラシ付きモータにも適用する
ことができる。また、上述した各撹拌構造やファン羽根
１５ａについても、各種のモータに適用することができ
る。

【００３９】

【発明の効果】本発明の各ポンプ装置は、同じポンプケ
ーシングにオイルシール、軸受けおよびステータコアが
固定、保持されるために、各部品の同心の確保が容易と
なる。また、モータの取付板の代用として、ポンプケー
シングが共用に使用されるため、部品点数が削減され、
安価なポンプが可能になる。また、モータ部も含み、ト
ータルの組立が容易となり、精度も出し易くなる。ま
た、ポンプ側ケーシングの形状を工夫することによって
ステータコアをポンプ装置内の液体の一部を利用して冷
却することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のポンプ装置の実施の形態を示す縦断面
図で図３のＩ−Ｉ線断面図である。

【図２】図１に示すポンプ装置の正面図である。

【図３】図２に示すポンプ装置の左側面図である。

【図４】図２に示すポンプ装置の右側面図である。

【図５】図４の矢印Ａから見た部分略図である。

【図６】図１に示すポンプ装置のモータ部の結線図であ
る。

【図７】本発明のポンプ装置の他の実施例を示す縦断面
図である。

【符号の説明】

１ポンプ側ケーシング２ポンプ側ケーシング２ｃ中径円筒状延出部（ステータ支持部）２ｄ小径円筒状延出部（軸受支持部）３分離壁４インペラ５インペラ５ｃ突起１０Ａインペラ室１２，１３ラジアル軸受（軸受装置）１５ロータヨーク１５ａファン羽根１６シャフト（モータの出力軸）１７ステータコア２６マグネット２７撹拌部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ａ４７Ｌ 15/42 Ａ４７Ｌ 15/42 ＦＨ０２Ｋ 21/22 Ｈ０２Ｋ 21/22 ＭＦターム(参考） 3B082 BF02 BF04 3H034 AA01 AA13 BB01 BB06 BB14 CC06 DD01 DD14 EE03 EE05 EE12 5H607 AA02 AA12 BB01 BB09 BB14 CC05 DD01 DD02 DD03 DD08 FF06 GG01 5H621 GA01 HH01 JK15 JK17 JK19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モータの出力軸にインペラが具備され、
このインペラを回転駆動することにより流体を送り出す
ポンプ装置において、該ポンプ装置のポンプ部を構成す
るケーシングの一部で上記出力軸を回転自在に軸支する
軸受装置を支持する軸受支持部を有すると共にステータ
コアを支持するステータ支持部を有し、上記ステータ支
持部には上記ケーシングを介して上記ステータコアと反
対側にインペラ室が隣接して設けられていることを特徴
とするポンプ装置。
【請求項２】前記ステータコアの中心に設けられた貫
通孔に、前記軸受支持部と前記ステータ支持部とを対向
して配設し、前記ステータ支持部は、前記ステータコア
の中心の内壁を支持することを特徴とする請求項１記載
のポンプ装置。
【請求項３】前記インペラは、その一部が前記軸受支
持部と前記ステータ支持部とで形成される空間に入り込
み、インペラ室のその空間に入り込んでいる流体を撹拌
する形状にされていることを特徴とする請求項１または
２記載のポンプ装置。
【請求項４】前記ステータコアの軸方向外側に、ファ
ン羽根を備えたロータヨークを配置したことを特徴とす
る請求項１、２または３記載のポンプ装置。
【請求項５】前記ステータコアの軸方向外側に、マグ
ネットを備えたロータヨークを配置するとともに、前記
インペラ室に上記マグネットに対向するように磁性体か
らなる撹拌部材が設けられていることを特徴とする請求
項１、２、３または４記載のポンプ装置。