JPH0126265B2 - - Google Patents

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

［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。

［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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims (1)

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。