モータまたはアクチュエータおよびポンプおよびポンプ駆動機器
【課題】形状自由度を向上させることのできる高磁気特性のモータまたはアクチュエータおよびそれを備えるポンプおよびポンプ駆動機器を得る。
【解決手段】非晶質材料粉としての金属ガラス粉を成形することにより形成されたステータコア（固定子）３５を用いてクローポール型モータ（モータ）Ｍを形成した。
【解決手段】非晶質材料粉としての金属ガラス粉を成形することにより形成されたステータコア（固定子）３５を用いてクローポール型モータ（モータ）Ｍを形成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータまたはアクチュエータおよびポンプおよびポンプ駆動機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、非晶質金属磁性薄帯を積層して形成したロータおよびステータを用いることで、高磁気特性の電動機または発電機を形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−０４２３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、かかる従来の技術では、非晶質金属磁性薄帯を積層することでロータおよびステータを形成しているため、ロータおよびステータの形状自由度の向上を図ることが困難であった。
【０００５】
そこで、本発明は、形状自由度を向上させることのできる高磁気特性のモータまたはアクチュエータおよびそれを備えるポンプおよびポンプ駆動機器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明にあっては、非晶質材料粉を成形することにより形成された固定子と非晶質材料粉を成形することにより形成された駆動子のうち少なくともいずれか一方を用いてモータまたはアクチュエータを形成したことを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明にあっては、請求項１に記載のモータまたはアクチュエータにおいて、前記固定子および前記駆動子のうち少なくともいずれか一方を、非晶質材料粉を圧縮して成形した圧粉体で構成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明にあっては、請求項１に記載のモータまたはアクチュエータにおいて、前記固定子および前記駆動子のうち少なくともいずれか一方を、温間成形することで構成したことを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明にあっては、請求項１に記載のモータまたはアクチュエータにおいて、前記固定子および前記駆動子のうち少なくともいずれか一方を、非晶質材料粉と樹脂バインダとを混合した混合材料をインジェクション成形することで構成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明にあっては、請求項１〜４のうちいずれか１項に記載のモータをクローポール型モータとして構成したことを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明にあっては、請求項１〜５のうちいずれか１項に記載のモータを駆動源とするポンプとしたことを特徴とする。
【００１２】
請求項７の発明にあっては、請求項６に記載のポンプを搭載したポンプ駆動機器としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、非晶質材料粉を成形することにより形成された固定子と非晶質材料粉を成形することにより形成された駆動子のうち少なくともいずれか一方を用いてモータまたはアクチュエータを形成したため、固定子または駆動子の形状自由度を向上させることができ、ひいては、モータまたはアクチュエータの形状自由度を向上させることができる。また、非晶質材料粉を用いて固定子または駆動子を形成することで、高磁気特性のモータまたはアクチュエータを得ることができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、固定子および駆動子のうち少なくともいずれか一方を、非晶質材料粉を圧縮して成形した圧粉体で構成したため、固定子または駆動子を容易に製造することができる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、固定子および駆動子のうち少なくともいずれか一方を、温間成形することで構成したため、高性能かつ高強度の固定子または駆動子を容易に製造することができる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、固定子および駆動子のうち少なくともいずれか一方を、非晶質材料粉と樹脂バインダとを混合した混合材料をインジェクション成形することで構成したため、固定子または駆動子を容易かつ低コストで製造することができる。
【００１７】
請求項５の発明によれば、モータをクローポール型モータとすることで、構造を簡素化することができ生産性が良くなるため、製造コストを低く抑えることができる。
【００１８】
請求項６の発明によれば、小型化されたポンプを得ることができる。
【００１９】
請求項７の発明によれば、ポンプ駆動機器の小型化を可能とし、かつ、省エネを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態にかかるクローポール型モータを使用したポンプの外観斜視図である。
【図２】図２は、図１のII−II線断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態にかかるステータの斜視図である。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態にかかるステータコアの分解斜視図である。
【図５】図５は、図４に示すステータコアを成形する際の型構造を模式的に示す断面図である。
【図６】図６は、本発明の第２実施形態にかかるクローポール型モータを使用したポンプの断面図である。
【図７】図７は、本発明の第２実施形態にかかるステータの斜視図である。
【図８】図８は、本発明の第２実施形態にかかるステータコアの分解斜視図である。
【図９】図９は、本発明の第３実施形態にかかるリニアアクチュエータの斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明の第４実施形態にかかる食器洗浄機の内部構造を示す模式図である。
【図１１】図１１は、本発明の第４実施形態の第１変形例にかかる洗濯機の内部構造を示す模式図である。
【図１２】図１２は、本発明の第４実施形態の第２変形例にかかる給湯ユニットの回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。
【００２２】
（第１実施形態）
本実施形態では、図２に示すクローポール型モータＭを駆動源として、図１に示すポンプＰを構成しており、このポンプＰは、液体を吸排する羽根車１と、液体を吸入する吸入口３および液体を排出する吐出口５を有するポンプケース７と、羽根車１を回転自在に収容するポンプ室９をポンプケース７と対をなして形成する分離板１１と、を備えている。
【００２３】
また、クローポール型モータＭは、羽根車１を回転駆動させるマグネット（永久磁石）１３を有するロータ１５と、ロータ１５に回転駆動力を伝達する爪磁極１７、１９を有するステータ２１と、ステータ２１で発生させる磁界を制御する制御基板３３と、を備えている。
【００２４】
そして、本実施形態では、クローポール型モータＭは、分離板１１の円筒部１１ａを間に挟んで内側（モータ中心部側）にロータ１５を配置し、かつ、外側にステータ２１を配置した、いわゆるインナロータ型構造をしている。
【００２５】
羽根車１は、ロータ１５と一体化されており、固定軸（モータ中心部）５５を中心として回転し、吸入口３からポンプ室９へと吸い込んだ液体に遠心力を与えて吐出口５からポンプ外へと排出する。
【００２６】
ポンプ室９は、図１に示すように、ポンプケース７の中央に開口された吸入口３と、ポンプケース７の側壁にてその外周部の接線方向に延びる吐出管４の先端に設けた吐出口５とを有したポンプケース７に、ロータ１５とステータ２１とを水密状態に分離（ポンプ部とモータ部を分離）する分離板１１が結合されることにより形成されている。なお、ポンプケース７の外周側端部７ａと、分離板１１の円筒部１１ａの先端から径方向外側に突出している外側端部１１ｄとの結合部分には、ポンプ室９を外部に対して水密状態に封止するためのシール部材６３を介在させている。
【００２７】
また、制御基板３３が、分離板１１の背面に設けられており、ロータ１５の回転位置を検出する位置検出センサ６５からの信号を受けて後述する環状コイル３７で発生させる磁界を制御している。
【００２８】
また、ポンプＰは、ポンプケース７を除いた部位全体が不飽和ポリエステル等からなるモールド樹脂６７で覆われている。このため、ステータ２１および制御基板３３を含めたモータ部全体をこのモールド樹脂６７で保護することができると共に強度も高めることができる。
【００２９】
ステータ２１は、円筒体をなすロータ１５の外側の磁極面としての外周面１５ａを分離板１１の円筒部１１ａを間に挟んで対向配置するための孔が中央部に形成された略環状のステータコア３５と、当該ステータコア３５の中空部内に図示せぬ絶縁板を介して配置される環状コイル（巻線）３７と、を備えている。
【００３０】
ステータコア３５は、軸方向（図２中で左右方向）に延在する複数個の爪磁極（クローポール）１７、１９を内周部に有する鉄心で構成されており、ステータコア３５の内部においてモータ中心部の周囲を囲むように、図示せぬ絶縁板を介して巻き付けた環状コイル（巻線）３７を配置した構成となっている。
【００３１】
さらに本実施形態では、ステータ２１のステータコア３５は、図３および図４に示すように、互いにほぼ同形状の第１コア３９と第２コア４１とから構成されている。これら第１・第２コア３９、４１は、円筒部４３、４５を備えるとともに、円筒部４３、４５の内側に、上述した爪磁極１７、１９を、円周方向に等間隔にそれぞれ４個備えている。
【００３２】
爪磁極１７、１９は、それらの基部１７ａ、１９ａが連結部４７、４９を介して円筒部４３、４５の周縁に連結されて一体化している。また、爪磁極１７、１９の軸方向長さを、円筒部４３、４５の軸方向長さよりも長くしており、一方の爪磁極１７の先端側を、他方の円筒部４５の隣り合う爪磁極１９間に配置するとともに、他方の爪磁極１９の先端側を、一方の円筒部４３の隣り合う爪磁極１７間に配置している。
【００３３】
そして、上述した第１コア３９と第２コア４１とを組み付けて、図３に示すステータコア３５として一体化させる際には、第１コア３９の爪磁極１７を第２コア４１の隣り合う爪磁極１９間に挿入配置するとともに、第２コア４１の爪磁極１９を第１コア３９の隣り合う爪磁極１７間に挿入配置している。
【００３４】
すなわち、第１コア３９の爪磁極１７と第２コア４１の爪磁極１９とが円周方向に沿って交互に配置され、その際、爪磁極１７と爪磁極１９との間には隙間Ｓ（図３参照）が形成される。このとき、各コア３９、４１の円筒部４３、４５の軸方向に互いに対向する周縁どうしが接触した状態となる。
【００３５】
したがって、図３に示すように組み付けたステータコア３５は、周方向に隣り合う爪磁極１７、１９どうしが軸方向に対して互いに逆方向に向けて延在することになる。なお、図２ではステータ２１と分離板１１の円筒部１１ａとを離間させているが、それぞれを面接触状態で接触させてもよい。
【００３６】
このように構成したクローポール型のステータ２１では、環状コイル３７に通電することで発生した磁束を、爪磁極１７、１９とロータ１５との間で効率良く伝達することができる。
【００３７】
一方、ロータ１５は、羽根車１の外周端部に一体的に設けられた円筒体として形成されており、その円筒体内周側の円筒状のロータヨーク５１の外側に、磁気回路（磁界）を構成する円筒状のマグネット１３が設けられている。このマグネット１３は、周方向に沿って等間隔で、Ｎ極とＳ極とが交互に並ぶように配置されている。
【００３８】
また、ロータ１５は、ポンプケース７に設けられた軸支え部５３と、分離板１１に設けられた軸支え部１１ｂに各端部を挿入嵌合させた固定軸５５に対し、軸受部５７を介して回転自在に支承されている。なお、固定軸５５は、その両端側に取り付けられた回り止め板５９、６１により回転不可能になっている。
【００３９】
さらに、マグネット１３と分離板１１の円筒部１１ａとの間には、ロータ１５の回転時に接触しない程度の隙間（クリアランス）が確保されている。また、分離板１１の円筒部１１ａと軸支え部１１ｂとを、円板状の端板１１ｃによって連結することで一体化している。
【００４０】
このように構成されたポンプＰでは、環状コイル３７への通電により発生する磁束が爪磁極１７、１９からマグネット１３へと伝達されることにより、そのマグネット１３が吸引反発することで、ロータ１５と一体的に設けられた羽根車１が、固定軸５５を中心として回転する。そして、その羽根車１の回転に伴ってポンプ作用が発生し、液体が吸入口３からポンプ室９へと吸い込まれ、そのポンプ室９内で加圧されて周囲方向に圧送された液体は、吐出口５からポンプＰ外へと排出される。
【００４１】
ここで、本実施形態では、ステータコア３５を構成する第１コア３９および第２コア４１を、非晶質材料粉としての金属ガラス粉（高純度Ｆｅに、ＦｅＳｉ、ＦｅＢ、ＦｅＰを混合させたもの）を圧縮して成形した圧粉体で構成している。
【００４２】
具体的には、金属ガラス粉を温間圧縮成形することで第１コア３９および第２コア４１を形成している。
【００４３】
以下、第１コア３９および第２コア４１の製造方法について説明する。
【００４４】
まず、金属ガラス（ＦｅＳｉＢＰ）を溶融させて形成した溶湯を高圧のガスにより噴霧させるとともに急冷させるガスアトマイズ法によって金属ガラス粉を形成する。
【００４５】
次に、金属ガラス粉を、例えば、図５に示すような金型構造によってプレス成形する。
【００４６】
この金型構造は、下型となるダイ２００に対し、第１の型２０３、第２の型２０４および第３の型２０５が図５中で上下方向にそれぞれ個別に接近離反移動可能であり、ダイ２００に形成してある環状のキャビティ２０１内に、金属ガラス粉を充填した後、第１の型２０３、第２の型２０４および第３の型２０５を順次降下させて成形品である第１コア３９および第２コア４１をプレス成形する。なお、プレス成形する前に金属ガラス粉の表面を無機絶縁皮膜でコーティングしてもよい。
【００４７】
本実施形態では、４００℃程度となるように熱した金属ガラス粉をキャビティ２０１内に充填し、プレス成形することで第１コア３９および第２コア４１を形成している。
【００４８】
なお、本実施形態で用いた金属ガラスは、高純度の鉄粉と比べて比抵抗が高いため高周波での鉄損失を低くすることができ、渦電流損失を低くすることができる。また飽和磁束密度が大きくしかも耐熱性に優れるという利点を備えている。
【００４９】
以上の本実施形態によれば、非晶質材料粉としての金属ガラス粉を成形することにより形成されたステータコア（固定子）３５を用いてクローポール型モータ（モータ）Ｍを形成したため、ステータコア（固定子）３５の形状自由度を向上させ、ひいては、クローポール型モータ（モータ）Ｍの形状自由度を向上させることができる。
【００５０】
また、高純度の鉄粉と比べて比抵抗が高い金属ガラス粉を用いてステータコア（固定子）３５を形成することで、渦電流損失を抑えることができるとともに、高周波数域で使用できるため、高磁気特性のクローポール型モータＭを得ることができる。
【００５１】
さらに本実施形態によれば、約４００℃となるように熱した金属ガラス粉をプレス成形することで、ステータコア（固定子）３５の密度を高めることができる（高純度の鉄粉を用いた場合、ステータコア３５の体積に占める鉄粉の割合が９１％であるのに対して、金属ガラス粉を用いた場合、ステータコア３５の体積に占める金属ガラス粉の割合が９６％にすることができる）ため、クローポール型モータＭの磁気特性をより一層高めることができる。
【００５２】
また、本実施形態によれば、ステータコア（固定子）３５を、金属ガラス粉を圧縮して成形した圧粉体で構成したため、ステータコア（固定子）３５を容易に製造することができる。
【００５３】
また、本実施形態によれば、ステータコア（固定子）３５を、温間成形することで構成したため、高性能かつ高強度のステータコア（固定子）３５を容易に製造することができる。
【００５４】
また、本実施形態によれば、モータをクローポール型モータＭとしたため、構造を簡素化することができるとともに、生産性を良くすることができ、製造コストを低く抑えることができる。
【００５５】
また、ポンプＰは、上述のクローポール型モータＭを駆動源としたので、ポンプＰの小型化が可能となる。
【００５６】
続いて、ステータコアの構成の変形例を説明する。
【００５７】
（第１変形例）
本変形例にかかるステータコア３５を構成する第１コア３９および第２コア４１は、表面を無機絶縁皮膜でコーティングした金属ガラス粉と樹脂バインダとを混ぜ合わせた混合材料である磁性材料を、インジェクション成形することによって製造されている点が上記第１実施形態と異なっており、その他の構造は、上記第１実施形態で説明したものと同様である。
【００５８】
樹脂バインダとしては、例えばナイロン（ポロアミド樹脂）やＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）などの熱可塑性樹脂を使用することができる。その際金属ガラス粉と樹脂バインダとの配合比率は、例えば金属ガラス粉が８０〜９０％重量比とするのが好適である。
【００５９】
本変形例のように、インジェクション成形によってステータコア３５を製造することで、上記第１実施形態の場合に比較して、金型寿命が長いなど金型コストを低く抑えることができる上、製品形状の自由度も高いので、要求される性能に対応しやすくなる。
【００６０】
（第２変形例）
本変形例にかかるステータコア３５を構成する第１コア３９および第２コア４１は、非晶質材料粉である金属ガラス粉を常温で圧縮して成形した圧粉体で構成されている点が上記第１実施形態と異なっており、その他の構造は、上記第１実施形態で説明したものと同様である。
【００６１】
以上の本変形例によっても、上記第１実施形態とほぼ同様の作用効果を奏することができる。
【００６２】
（第２実施形態）
本実施形態にかかるポンプＰＡは、液体を吸排する羽根車７３と、液体を吸排させる吸入口７５および図示しない吐出口を有したポンプケース７７と、羽根車２３を回転可能に収容するポンプ室７９を前記ポンプケース７７と対をなして形成する分離板８１と、を備えている。
【００６３】
このポンプＰＡは、羽根車７３を回転駆動させるマグネット８３を有したロータ８５と、ロータ８５に回転駆動力を伝達するステータ６９と、ステータ６９で発生させる磁界を制御する制御基板８７と、を備えたクローポール型モータＭＡを駆動源としている。
【００６４】
そして、本実施形態では、クローポール型モータＭＡは、分離板８１を間に挟んで内側（モータ中心部側）にステータ６９を配置しかつステータ６９の外側にロータ８５を配置した、いわゆるアウタロータ型構造をしている。
【００６５】
ロータ８５のさらに外側には、分離板８１の内筒部８１ａの先端から外側に向けて折り返すようにして形成してある外筒部８１ｂを配置し、外筒部８１ｂの先端部８１ｃをポンプケース７７の外周側端部７７ａに、図示しないシール部材を介して連結固定する。
【００６６】
ここでステータ６９は、そのステータコア７１が、円筒体をなすロータ８５の内側のマグネット８３の周面としての内周面８３ａに対し、分離板８１の内筒部８１ａを間に挟んで対向配置されている。このステータコア７１は、軸方向に延在する複数個の爪部である爪磁極（クローポール）８９，９１を外周部に有した鉄心で構成され、このステータコア７１の内部にて、モータ中心部の周囲を囲むように絶縁板９３を介して巻き付けた環状コイル（巻線）９５を配置した構成としている。
【００６７】
図８に示すように、ステータコア７１は、第１コア９７と第２コア９９とをそれぞれ備えている。
【００６８】
このうち第１コア９７は、円板形状の連結部１０１を有し、この連結部１０１の周縁から軸方向に突出して立ち上がる前記した爪磁極８９を、円周方向等間隔に３個備えるとともに、連結部１０１の中心部に爪磁極８９と同方向に突出する、前記ステータコア７１の中心に位置する円形継鉄部としての円柱形状のボス部１０３を備えている。
【００６９】
爪磁極８９とボス部１０３の軸方向長さはほぼ同等とし、爪磁極８９の基端部８９ｂとボス部１０３の軸方向一端部１０３ａとを連結部１０１で連結し、これら爪磁極８９，ボス部１０３および連結部１０１によって断面ほぼコ字形状としてある。
【００７０】
一方第２コア９９は、前記した爪磁極９１の基端部９１ｂからモータ軸の径方向内側に向けて延び、前記した第１コア９７のボス部１０３の軸方向他端部１０３ｂに接合される底面部としての円板形状の連結部１０５とを備えている。そして、これら連結部１０５と爪磁極９１とは、互いに一体化して断面ほぼＬ字形状を呈している。
【００７１】
上記した第１コア９７と第２コア９９とを組み付けて、図７のようにステータコア７１として一体化させる際には、第１コア９７の爪磁極８９を第２コア９９の爪磁極９１相互間に挿入配置するとともに、第２コア９９の爪磁極９１を第１コア９７の爪磁極８９相互間に挿入配置する。この際、第１コア９７のボス部１０３の軸方向他端部１０３ｂの先端面が、第２コア９９の底板１０５の表面に接触した状態となる。
【００７２】
この状態で、第１コア９７の爪磁極８９と第２コア９９の爪磁極９１とが円周方向に沿って交互に配置され、その際爪磁極８９と爪磁極９１との間には隙間Ｓが形成される。また、上記図７のように組み付けたステータコア７１は、周方向に隣接する爪磁極８９，９１同士が、軸方向に沿って互いに逆方向に向けて延在することになる。
【００７３】
一方ロータ８５は、ロータ８５とともに回転する羽根車７３の外周端部に一体的に設けられた円筒体として形成され、該円筒体外周側の円筒状のロータヨーク１０９の内壁に、磁気回路（磁界）を構成する円筒状のマグネット８３を設けている。マグネット８３と分離板８１の内筒部８１ａとの間には、ロータ８５の回転時に接触しない程度の隙間（クリアランス）が確保されている。
【００７４】
なお、図６ではステータ６９と分離板８１の内筒部８１ａとを離間させているが面接触状態で接触させてもよい。そして、ステータ６９および分離板８１全体を、例えば不飽和ポリエステルなどからなるモールド樹脂１１１で被覆している。
【００７５】
このように構成したクローポール型のステータ６９では、環状コイル９５に通電することで発生した磁束を、爪磁極８９，９１からロータ８５へと効率よく伝達することができる。
【００７６】
羽根車７３は、ポンプ室７９に設けられたモータ中心軸としての固定軸１１３に対し軸受け部１１５を介して回転自在に支承されており、固定軸１１３を中心に回転することにより、吸入口７５からポンプ室７９内へと吸い込んだ液体に遠心力を与えて図示しない吐出口からポンプ外へと排出する。なお、軸受け部１１５の吸入口７５側の端部には、受板１１７が設けられている。
【００７７】
上記した固定軸１１３の吸入口７５と反対側の端部は、分離板８１の端板部８１ｄに連結固定している。この端板部８１ｄの外周端部は前記した内筒部８１ａの基端側に連続しており、ステータ６９は、これら内筒部８１ａと端板部８１ｄに囲まれた領域に配置されることになる。
【００７８】
ポンプ室７９は、ポンプケース７７の中央に開口された吸入口７５と、ポンプケース７７の側壁にてその外周部の接線方向に延びる前記図１と同様な吐出管の先端に設けた図示しない吐出口とを有したポンプケース７７に、ロータ８５とステータ６９とを水密状態に分離（ポンプ部とモータ部を分離）する分離板８１が結合されることにより形成している。
【００７９】
制御基板８７は、ステータ６９の背面に設けられており、図示を省略した位置検出部からの信号を受けて環状コイル９５で発生させる磁界を制御する。そして、この制御基板８７は、前記したステータ６９および分離板８１と共にモールド樹脂１１１で被覆されている。
【００８０】
このように構成したポンプにおいては、環状コイル９５への通電により発生する磁束が爪磁極８９，９１からマグネット８３へと伝達されることにより該マグネット８３が吸引反発することで、ロータ８５と一体的に設けられた羽根車７３が、固定軸１１３を中心として回転する。そして、この羽根車７３の回転に伴いポンプ作用が発生し、液体が吸入口７５よりポンプ室７９内へと吸込まれ、このポンプ室７９内で加圧されて周囲方向へ圧送された液体は吐出口からポンプ外へと吐出される。
【００８１】
そして、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、ステータコア７１を構成する第１コア９７および第２コア９９は、非晶質材料粉としての金属ガラス粉（ＦｅＳｉＢＰ）を成形することにより形成している。
【００８２】
また、本実施形態においても、金属ガラス粉を温間圧縮成形することで第１コア９７および第２コア９９を形成している。なお、上記第１実施形態の第１及び第２変形例で示した方法で第１コア９７および第２コア９９を成形してもよい。
【００８３】
以上の本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００８４】
（第３実施形態）
本実施形態では、本発明の駆動子を振動型リニアアクチュエータに適用したものを例示する。
【００８５】
本実施形態にかかる振動型リニアアクチュエータ３００は、図９示すように、電磁石３０２とステータ（固定子）３０５とを有する電磁コアブロック３０３と、永久磁石３０４を有する磁性ブロック（駆動子）３０６と、電磁コアブロック３０３と磁性ブロック３０６とを所定の隙間を設けて連結する連結部３０７と、電磁コアブロック３０３に対する磁性ブロック３０６の固有振動数を主に設定する連結ばね部３０８と、を備えている。
【００８６】
本実施形態の振動型リニアアクチュエータ３００は、磁性ブロック３０６を複数並設して、隣接される磁性ブロック３０６同士を相互に逆位相で往復駆動させるようにしている。
【００８７】
具体的には、本実施形態では磁性ブロック３０６をそれぞれ独立した第１磁性ブロック３０６ａと第２磁性ブロック３０６ｂとで構成し、これら第１および第２磁性ブロック３０６ａ、３０６ｂを、磁性ブロック３０６の振動方向に対して直角方向に並設している。
【００８８】
そして、磁性ブロック３０６、つまり、第１および第２磁性ブロック３０６ａ、３０６ｂには、それぞれ第１および第２駆動子３１４ａ、３１４ｂが取り付けられている。
【００８９】
第１および第２磁性ブロック３０６ａ、３０６ｂの振動方向の両側には、それぞれ振動方向外方に向けて上方連結部３２７が一体に形成されており、それら上方連結部３２７に連結部３０７の一端部が一体に形成されている。そして、本実施形態では、複数の連結部３０７が振動方向に並設されている。
【００９０】
第１および第２磁性ブロック３０６ａ、３０６ｂは、振動方向と直交する方向で、かつ、永久磁石３０４の磁極面と電磁石３０２の磁極面とが対向する方向と直交する方向に並設されており、この並設する複数の第１および第２磁性ブロック３０６ａ、３０６ｂを連結ばね部３０８により連結している。
【００９１】
連結ばね部３０８は、第１および第２磁性ブロック３０６ａ、３０６ｂの振動方向にばね性を有するもので、一端部を第１磁性ブロック３０６ａの上方連結部３２７に一体に結合するとともに、他端部を第２磁性ブロック３０６ｂの上方連結部３２７に一体に結合している。
【００９２】
ここで、第１磁性ブロック３０６ａの上方には、第２磁性ブロック３０６ｂに取り付けた第２駆動子３１４ｂを配置し、第２磁性ブロック３０６ｂの上方には、第１磁性ブロック３０６ａに取り付けた第１駆動子３１４ａを配置している。つまり、第１および第２駆動子３１４ａ、３１４ｂは第１および第２磁性ブロック３０６ａ、３０６ｂにたすき掛け状に取り付けられている。
【００９３】
そして、電磁石３０２に電流を印加することにより、電磁コアブロック３０３に対して第１および第２磁性ブロック３０６ａ、３０６ｂを往復駆動させている。このとき、第１および第２磁性ブロック３０６ａ、３０６ｂの永久磁石３０４の磁極を逆にして、第１および第２磁性ブロック３０６ａ、３０６ｂを相互に逆位相で往復駆動させるようにしている。
【００９４】
そして、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、ステータ（固定子）３０５を、非晶質材料粉としての金属ガラス粉（ＦｅＳｉＢＰ）を成形することにより形成している。
【００９５】
また、本実施形態においても、金属ガラス粉を温間圧縮成形することでステータ（固定子）３０５を形成している。なお、上記第１実施形態の第１及び第２変形例で示した方法でステータ（固定子）３０５を成形してもよい。
【００９６】
本実施形態の振動型リニアアクチュエータ３００は、電気カミソリの駆動源として用いることができる。
【００９７】
以上の本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００９８】
（第４実施形態）
本実施形態では、本発明にかかるポンプを搭載したポンプ駆動機器について説明する。
【００９９】
図１０は、本実施形態にかかるポンプ駆動機器としての食器洗浄機４００を示しており、この食器洗浄機４００では、水または温水が給水口４０１から貯水槽４０２に供給されるようになっており、貯水槽４０２に供給された水または温水が、洗浄ポンプＰ１によって貯水槽４０２からノズル４０３に送られ、水または温水をノズル４０３から噴出することで食器洗浄機４００内に配置した食器４０４を洗浄するようになっている。なお、本実施形態では、洗浄後の水または温水は、下方に落下して貯水槽４０２に溜められ、洗浄ポンプＰ１によって再度ノズル４０３に送られるようになっている。そして、所定時間循環洗浄した後に、洗浄ポンプＰ１を停止して排水ポンプＰ２を作動させることで、貯水槽４０２内の水が排水されるようになっている。
【０１００】
次に、給水口４０１から再度、水または温水を貯水槽４０２に供給した後、洗浄ポンプＰ１を所定時間作動させて濯ぎを行う。その後、洗浄ポンプＰ１を停止して排水ポンプＰ２を作動させて貯水槽４０２の水または温水を排水する。以上の動作を数回繰り返して濯ぎを行うことで、食器洗浄機４００内に配置した食器４０４が洗浄されるようになっている。
【０１０１】
ここで、本実施形態では、上述した洗浄ポンプＰ１および排水ポンプＰ２に、上記第１実施形態で例示したクローポール型モータＭを駆動源としたポンプＰ（図１および図２参照）を用いている。
【０１０２】
このように、本実施形態にかかる食器洗浄機４００に、本発明のクローポール型モータＭを駆動源としたポンプＰを用いて洗浄ポンプＰ１および排水ポンプＰ２を構成することで、低振動化および低騒音化を達成しつつ小型化を図ることが可能で、かつ、省エネを図ることができる食器洗浄機４００を得ることができる。
【０１０３】
次に、本実施形態のポンプ駆動機器の変形例について説明する。
【０１０４】
図１１は、上記第４実施形態の第１変形例を示しており、ポンプ駆動機器が洗濯機５００である場合を例示する。
【０１０５】
この洗濯機５００は、洗濯槽５０１が図示せぬモータによって回転制御されており、当該洗濯槽５０１を回転させるとともに、洗濯槽５０１内の水を循環ポンプＰ３で循環させることで衣類等の洗濯を行うようにしている。
【０１０６】
ここで、本変形例では、上述した循環ポンプＰ３に、第１実施形態で例示したクローポール型モータＭを駆動源としたポンプＰ（図１および図２参照）を用いている。
【０１０７】
このように、本変形例にかかる洗濯機５００に、本発明のクローポール型モータＭを駆動源としたポンプＰを用いて循環ポンプＰ３を構成することで、低振動化および低騒音化を達成しつつ小型化を図ることが可能で、かつ、省エネを図ることができる洗濯機５００を得ることができる。
【０１０８】
また、本変形例では、洗濯槽５０１を回転させるモータとして、上記第１実施形態に示したクローポール型モータＭを用いることが好ましい。
【０１０９】
図１２は、上記第４実施形態の第２変形例を示しており、ポンプ駆動機器が給湯ユニット６００である場合を例示する。
【０１１０】
この給湯ユニット６００は、エコキュート、ガス給湯機器およびコジェネレーションなどに用いることができる。
【０１１１】
図１２は、給湯ユニット６００のエコキュートシステム概略図を示している。給湯ユニット６００は、ヒートポンプユニット６０１、貯湯ユニット６０２、風呂６０３、床暖房６０４および追い焚き熱交換器６０５や暖房熱交換器６０６等を備えている。
【０１１２】
また、上記給湯ユニット６００には、台所や洗面用の温水蛇口６０７やお湯をためる補助タンク６０８が設けられており、かつ、給水口６０９の下流には減圧弁６１０が設けられるとともに、床暖房６０４には熱動弁６１１が設けられている。更に、それぞれの配管には複数の混合弁６１２や安全弁６１３が設けられている。
【０１１３】
そして、複数のポンプＰ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８を駆動させるとともに、上記各弁を制御することで、風呂６０３や台所や洗面用の温水蛇口６０７等に、水やお湯を所望の温度、流量で供給できるようにしている。
【０１１４】
ここで、本変形例では、上述したポンプＰ４〜Ｐ８に、上記第１実施形態で例示したクローポール型モータＭを駆動源としたポンプＰ（図１および図２参照）をそれぞれ用いている。
【０１１５】
このように、本変形例にかかる給湯ユニット６００に本発明のクローポール型モータＭを駆動源としたポンプＰを用いてそれぞれのポンプＰ４〜Ｐ８を構成することで、低振動化および低騒音化を達成しつつ小型化を図ることが可能で、かつ、省エネを図ることができる給湯ユニット６００を得ることができる。
【０１１６】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【０１１７】
例えば、上記各実施形態では、モータとしてクローポール型モータを用いたものを例示し、アクチュエータとして振動型リニアアクチュエータを例示したが、クローポール型モータ以外のモータや、振動型リニアアクチュエータ以外のアクチュエータにあっても本発明を実施することができる。
【０１１８】
また上記実施形態では、非晶質材料粉としての金属ガラス粉を用いて固定子を形成したものを例示したが、固定子の替わりに駆動子を金属ガラス粉を用いて形成してもよいし、固定子とともに駆動子を金属ガラス粉を用いて形成してもよい。
【符号の説明】
【０１１９】
１３ マグネット
１５ ロータ（駆動子）
２１、６９、３０５ ステータ（固定子）
３００ 振動型リニアアクチュエータ（アクチュエータ）
４００ 食器洗浄機（ポンプ駆動機器）
５００ 洗濯機（ポンプ駆動機器）
６００ 給湯ユニット（ポンプ駆動機器）
Ｍ、ＭＡ クローポール型モータ（モータ）
Ｐ、ＰＡ ポンプ
Ｐ１ 洗浄ポンプ
Ｐ２ 排水ポンプ
Ｐ３ 循環ポンプ
Ｐ４〜Ｐ８ ポンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータまたはアクチュエータおよびポンプおよびポンプ駆動機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、非晶質金属磁性薄帯を積層して形成したロータおよびステータを用いることで、高磁気特性の電動機または発電機を形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−０４２３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、かかる従来の技術では、非晶質金属磁性薄帯を積層することでロータおよびステータを形成しているため、ロータおよびステータの形状自由度の向上を図ることが困難であった。
【０００５】
そこで、本発明は、形状自由度を向上させることのできる高磁気特性のモータまたはアクチュエータおよびそれを備えるポンプおよびポンプ駆動機器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明にあっては、非晶質材料粉を成形することにより形成された固定子と非晶質材料粉を成形することにより形成された駆動子のうち少なくともいずれか一方を用いてモータまたはアクチュエータを形成したことを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明にあっては、請求項１に記載のモータまたはアクチュエータにおいて、前記固定子および前記駆動子のうち少なくともいずれか一方を、非晶質材料粉を圧縮して成形した圧粉体で構成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明にあっては、請求項１に記載のモータまたはアクチュエータにおいて、前記固定子および前記駆動子のうち少なくともいずれか一方を、温間成形することで構成したことを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明にあっては、請求項１に記載のモータまたはアクチュエータにおいて、前記固定子および前記駆動子のうち少なくともいずれか一方を、非晶質材料粉と樹脂バインダとを混合した混合材料をインジェクション成形することで構成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明にあっては、請求項１〜４のうちいずれか１項に記載のモータをクローポール型モータとして構成したことを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明にあっては、請求項１〜５のうちいずれか１項に記載のモータを駆動源とするポンプとしたことを特徴とする。
【００１２】
請求項７の発明にあっては、請求項６に記載のポンプを搭載したポンプ駆動機器としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、非晶質材料粉を成形することにより形成された固定子と非晶質材料粉を成形することにより形成された駆動子のうち少なくともいずれか一方を用いてモータまたはアクチュエータを形成したため、固定子または駆動子の形状自由度を向上させることができ、ひいては、モータまたはアクチュエータの形状自由度を向上させることができる。また、非晶質材料粉を用いて固定子または駆動子を形成することで、高磁気特性のモータまたはアクチュエータを得ることができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、固定子および駆動子のうち少なくともいずれか一方を、非晶質材料粉を圧縮して成形した圧粉体で構成したため、固定子または駆動子を容易に製造することができる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、固定子および駆動子のうち少なくともいずれか一方を、温間成形することで構成したため、高性能かつ高強度の固定子または駆動子を容易に製造することができる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、固定子および駆動子のうち少なくともいずれか一方を、非晶質材料粉と樹脂バインダとを混合した混合材料をインジェクション成形することで構成したため、固定子または駆動子を容易かつ低コストで製造することができる。
【００１７】
請求項５の発明によれば、モータをクローポール型モータとすることで、構造を簡素化することができ生産性が良くなるため、製造コストを低く抑えることができる。
【００１８】
請求項６の発明によれば、小型化されたポンプを得ることができる。
【００１９】
請求項７の発明によれば、ポンプ駆動機器の小型化を可能とし、かつ、省エネを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態にかかるクローポール型モータを使用したポンプの外観斜視図である。
【図２】図２は、図１のII−II線断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態にかかるステータの斜視図である。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態にかかるステータコアの分解斜視図である。
【図５】図５は、図４に示すステータコアを成形する際の型構造を模式的に示す断面図である。
【図６】図６は、本発明の第２実施形態にかかるクローポール型モータを使用したポンプの断面図である。
【図７】図７は、本発明の第２実施形態にかかるステータの斜視図である。
【図８】図８は、本発明の第２実施形態にかかるステータコアの分解斜視図である。
【図９】図９は、本発明の第３実施形態にかかるリニアアクチュエータの斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明の第４実施形態にかかる食器洗浄機の内部構造を示す模式図である。
【図１１】図１１は、本発明の第４実施形態の第１変形例にかかる洗濯機の内部構造を示す模式図である。
【図１２】図１２は、本発明の第４実施形態の第２変形例にかかる給湯ユニットの回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。
【００２２】
（第１実施形態）
本実施形態では、図２に示すクローポール型モータＭを駆動源として、図１に示すポンプＰを構成しており、このポンプＰは、液体を吸排する羽根車１と、液体を吸入する吸入口３および液体を排出する吐出口５を有するポンプケース７と、羽根車１を回転自在に収容するポンプ室９をポンプケース７と対をなして形成する分離板１１と、を備えている。
【００２３】
また、クローポール型モータＭは、羽根車１を回転駆動させるマグネット（永久磁石）１３を有するロータ１５と、ロータ１５に回転駆動力を伝達する爪磁極１７、１９を有するステータ２１と、ステータ２１で発生させる磁界を制御する制御基板３３と、を備えている。
【００２４】
そして、本実施形態では、クローポール型モータＭは、分離板１１の円筒部１１ａを間に挟んで内側（モータ中心部側）にロータ１５を配置し、かつ、外側にステータ２１を配置した、いわゆるインナロータ型構造をしている。
【００２５】
羽根車１は、ロータ１５と一体化されており、固定軸（モータ中心部）５５を中心として回転し、吸入口３からポンプ室９へと吸い込んだ液体に遠心力を与えて吐出口５からポンプ外へと排出する。
【００２６】
ポンプ室９は、図１に示すように、ポンプケース７の中央に開口された吸入口３と、ポンプケース７の側壁にてその外周部の接線方向に延びる吐出管４の先端に設けた吐出口５とを有したポンプケース７に、ロータ１５とステータ２１とを水密状態に分離（ポンプ部とモータ部を分離）する分離板１１が結合されることにより形成されている。なお、ポンプケース７の外周側端部７ａと、分離板１１の円筒部１１ａの先端から径方向外側に突出している外側端部１１ｄとの結合部分には、ポンプ室９を外部に対して水密状態に封止するためのシール部材６３を介在させている。
【００２７】
また、制御基板３３が、分離板１１の背面に設けられており、ロータ１５の回転位置を検出する位置検出センサ６５からの信号を受けて後述する環状コイル３７で発生させる磁界を制御している。
【００２８】
また、ポンプＰは、ポンプケース７を除いた部位全体が不飽和ポリエステル等からなるモールド樹脂６７で覆われている。このため、ステータ２１および制御基板３３を含めたモータ部全体をこのモールド樹脂６７で保護することができると共に強度も高めることができる。
【００２９】
ステータ２１は、円筒体をなすロータ１５の外側の磁極面としての外周面１５ａを分離板１１の円筒部１１ａを間に挟んで対向配置するための孔が中央部に形成された略環状のステータコア３５と、当該ステータコア３５の中空部内に図示せぬ絶縁板を介して配置される環状コイル（巻線）３７と、を備えている。
【００３０】
ステータコア３５は、軸方向（図２中で左右方向）に延在する複数個の爪磁極（クローポール）１７、１９を内周部に有する鉄心で構成されており、ステータコア３５の内部においてモータ中心部の周囲を囲むように、図示せぬ絶縁板を介して巻き付けた環状コイル（巻線）３７を配置した構成となっている。
【００３１】
さらに本実施形態では、ステータ２１のステータコア３５は、図３および図４に示すように、互いにほぼ同形状の第１コア３９と第２コア４１とから構成されている。これら第１・第２コア３９、４１は、円筒部４３、４５を備えるとともに、円筒部４３、４５の内側に、上述した爪磁極１７、１９を、円周方向に等間隔にそれぞれ４個備えている。
【００３２】
爪磁極１７、１９は、それらの基部１７ａ、１９ａが連結部４７、４９を介して円筒部４３、４５の周縁に連結されて一体化している。また、爪磁極１７、１９の軸方向長さを、円筒部４３、４５の軸方向長さよりも長くしており、一方の爪磁極１７の先端側を、他方の円筒部４５の隣り合う爪磁極１９間に配置するとともに、他方の爪磁極１９の先端側を、一方の円筒部４３の隣り合う爪磁極１７間に配置している。
【００３３】
そして、上述した第１コア３９と第２コア４１とを組み付けて、図３に示すステータコア３５として一体化させる際には、第１コア３９の爪磁極１７を第２コア４１の隣り合う爪磁極１９間に挿入配置するとともに、第２コア４１の爪磁極１９を第１コア３９の隣り合う爪磁極１７間に挿入配置している。
【００３４】
すなわち、第１コア３９の爪磁極１７と第２コア４１の爪磁極１９とが円周方向に沿って交互に配置され、その際、爪磁極１７と爪磁極１９との間には隙間Ｓ（図３参照）が形成される。このとき、各コア３９、４１の円筒部４３、４５の軸方向に互いに対向する周縁どうしが接触した状態となる。
【００３５】
したがって、図３に示すように組み付けたステータコア３５は、周方向に隣り合う爪磁極１７、１９どうしが軸方向に対して互いに逆方向に向けて延在することになる。なお、図２ではステータ２１と分離板１１の円筒部１１ａとを離間させているが、それぞれを面接触状態で接触させてもよい。
【００３６】
このように構成したクローポール型のステータ２１では、環状コイル３７に通電することで発生した磁束を、爪磁極１７、１９とロータ１５との間で効率良く伝達することができる。
【００３７】
一方、ロータ１５は、羽根車１の外周端部に一体的に設けられた円筒体として形成されており、その円筒体内周側の円筒状のロータヨーク５１の外側に、磁気回路（磁界）を構成する円筒状のマグネット１３が設けられている。このマグネット１３は、周方向に沿って等間隔で、Ｎ極とＳ極とが交互に並ぶように配置されている。
【００３８】
また、ロータ１５は、ポンプケース７に設けられた軸支え部５３と、分離板１１に設けられた軸支え部１１ｂに各端部を挿入嵌合させた固定軸５５に対し、軸受部５７を介して回転自在に支承されている。なお、固定軸５５は、その両端側に取り付けられた回り止め板５９、６１により回転不可能になっている。
【００３９】
さらに、マグネット１３と分離板１１の円筒部１１ａとの間には、ロータ１５の回転時に接触しない程度の隙間（クリアランス）が確保されている。また、分離板１１の円筒部１１ａと軸支え部１１ｂとを、円板状の端板１１ｃによって連結することで一体化している。
【００４０】
このように構成されたポンプＰでは、環状コイル３７への通電により発生する磁束が爪磁極１７、１９からマグネット１３へと伝達されることにより、そのマグネット１３が吸引反発することで、ロータ１５と一体的に設けられた羽根車１が、固定軸５５を中心として回転する。そして、その羽根車１の回転に伴ってポンプ作用が発生し、液体が吸入口３からポンプ室９へと吸い込まれ、そのポンプ室９内で加圧されて周囲方向に圧送された液体は、吐出口５からポンプＰ外へと排出される。
【００４１】
ここで、本実施形態では、ステータコア３５を構成する第１コア３９および第２コア４１を、非晶質材料粉としての金属ガラス粉（高純度Ｆｅに、ＦｅＳｉ、ＦｅＢ、ＦｅＰを混合させたもの）を圧縮して成形した圧粉体で構成している。
【００４２】
具体的には、金属ガラス粉を温間圧縮成形することで第１コア３９および第２コア４１を形成している。
【００４３】
以下、第１コア３９および第２コア４１の製造方法について説明する。
【００４４】
まず、金属ガラス（ＦｅＳｉＢＰ）を溶融させて形成した溶湯を高圧のガスにより噴霧させるとともに急冷させるガスアトマイズ法によって金属ガラス粉を形成する。
【００４５】
次に、金属ガラス粉を、例えば、図５に示すような金型構造によってプレス成形する。
【００４６】
この金型構造は、下型となるダイ２００に対し、第１の型２０３、第２の型２０４および第３の型２０５が図５中で上下方向にそれぞれ個別に接近離反移動可能であり、ダイ２００に形成してある環状のキャビティ２０１内に、金属ガラス粉を充填した後、第１の型２０３、第２の型２０４および第３の型２０５を順次降下させて成形品である第１コア３９および第２コア４１をプレス成形する。なお、プレス成形する前に金属ガラス粉の表面を無機絶縁皮膜でコーティングしてもよい。
【００４７】
本実施形態では、４００℃程度となるように熱した金属ガラス粉をキャビティ２０１内に充填し、プレス成形することで第１コア３９および第２コア４１を形成している。
【００４８】
なお、本実施形態で用いた金属ガラスは、高純度の鉄粉と比べて比抵抗が高いため高周波での鉄損失を低くすることができ、渦電流損失を低くすることができる。また飽和磁束密度が大きくしかも耐熱性に優れるという利点を備えている。
【００４９】
以上の本実施形態によれば、非晶質材料粉としての金属ガラス粉を成形することにより形成されたステータコア（固定子）３５を用いてクローポール型モータ（モータ）Ｍを形成したため、ステータコア（固定子）３５の形状自由度を向上させ、ひいては、クローポール型モータ（モータ）Ｍの形状自由度を向上させることができる。
【００５０】
また、高純度の鉄粉と比べて比抵抗が高い金属ガラス粉を用いてステータコア（固定子）３５を形成することで、渦電流損失を抑えることができるとともに、高周波数域で使用できるため、高磁気特性のクローポール型モータＭを得ることができる。
【００５１】
さらに本実施形態によれば、約４００℃となるように熱した金属ガラス粉をプレス成形することで、ステータコア（固定子）３５の密度を高めることができる（高純度の鉄粉を用いた場合、ステータコア３５の体積に占める鉄粉の割合が９１％であるのに対して、金属ガラス粉を用いた場合、ステータコア３５の体積に占める金属ガラス粉の割合が９６％にすることができる）ため、クローポール型モータＭの磁気特性をより一層高めることができる。
【００５２】
また、本実施形態によれば、ステータコア（固定子）３５を、金属ガラス粉を圧縮して成形した圧粉体で構成したため、ステータコア（固定子）３５を容易に製造することができる。
【００５３】
また、本実施形態によれば、ステータコア（固定子）３５を、温間成形することで構成したため、高性能かつ高強度のステータコア（固定子）３５を容易に製造することができる。
【００５４】
また、本実施形態によれば、モータをクローポール型モータＭとしたため、構造を簡素化することができるとともに、生産性を良くすることができ、製造コストを低く抑えることができる。
【００５５】
また、ポンプＰは、上述のクローポール型モータＭを駆動源としたので、ポンプＰの小型化が可能となる。
【００５６】
続いて、ステータコアの構成の変形例を説明する。
【００５７】
（第１変形例）
本変形例にかかるステータコア３５を構成する第１コア３９および第２コア４１は、表面を無機絶縁皮膜でコーティングした金属ガラス粉と樹脂バインダとを混ぜ合わせた混合材料である磁性材料を、インジェクション成形することによって製造されている点が上記第１実施形態と異なっており、その他の構造は、上記第１実施形態で説明したものと同様である。
【００５８】
樹脂バインダとしては、例えばナイロン（ポロアミド樹脂）やＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）などの熱可塑性樹脂を使用することができる。その際金属ガラス粉と樹脂バインダとの配合比率は、例えば金属ガラス粉が８０〜９０％重量比とするのが好適である。
【００５９】
本変形例のように、インジェクション成形によってステータコア３５を製造することで、上記第１実施形態の場合に比較して、金型寿命が長いなど金型コストを低く抑えることができる上、製品形状の自由度も高いので、要求される性能に対応しやすくなる。
【００６０】
（第２変形例）
本変形例にかかるステータコア３５を構成する第１コア３９および第２コア４１は、非晶質材料粉である金属ガラス粉を常温で圧縮して成形した圧粉体で構成されている点が上記第１実施形態と異なっており、その他の構造は、上記第１実施形態で説明したものと同様である。
【００６１】
以上の本変形例によっても、上記第１実施形態とほぼ同様の作用効果を奏することができる。
【００６２】
（第２実施形態）
本実施形態にかかるポンプＰＡは、液体を吸排する羽根車７３と、液体を吸排させる吸入口７５および図示しない吐出口を有したポンプケース７７と、羽根車２３を回転可能に収容するポンプ室７９を前記ポンプケース７７と対をなして形成する分離板８１と、を備えている。
【００６３】
このポンプＰＡは、羽根車７３を回転駆動させるマグネット８３を有したロータ８５と、ロータ８５に回転駆動力を伝達するステータ６９と、ステータ６９で発生させる磁界を制御する制御基板８７と、を備えたクローポール型モータＭＡを駆動源としている。
【００６４】
そして、本実施形態では、クローポール型モータＭＡは、分離板８１を間に挟んで内側（モータ中心部側）にステータ６９を配置しかつステータ６９の外側にロータ８５を配置した、いわゆるアウタロータ型構造をしている。
【００６５】
ロータ８５のさらに外側には、分離板８１の内筒部８１ａの先端から外側に向けて折り返すようにして形成してある外筒部８１ｂを配置し、外筒部８１ｂの先端部８１ｃをポンプケース７７の外周側端部７７ａに、図示しないシール部材を介して連結固定する。
【００６６】
ここでステータ６９は、そのステータコア７１が、円筒体をなすロータ８５の内側のマグネット８３の周面としての内周面８３ａに対し、分離板８１の内筒部８１ａを間に挟んで対向配置されている。このステータコア７１は、軸方向に延在する複数個の爪部である爪磁極（クローポール）８９，９１を外周部に有した鉄心で構成され、このステータコア７１の内部にて、モータ中心部の周囲を囲むように絶縁板９３を介して巻き付けた環状コイル（巻線）９５を配置した構成としている。
【００６７】
図８に示すように、ステータコア７１は、第１コア９７と第２コア９９とをそれぞれ備えている。
【００６８】
このうち第１コア９７は、円板形状の連結部１０１を有し、この連結部１０１の周縁から軸方向に突出して立ち上がる前記した爪磁極８９を、円周方向等間隔に３個備えるとともに、連結部１０１の中心部に爪磁極８９と同方向に突出する、前記ステータコア７１の中心に位置する円形継鉄部としての円柱形状のボス部１０３を備えている。
【００６９】
爪磁極８９とボス部１０３の軸方向長さはほぼ同等とし、爪磁極８９の基端部８９ｂとボス部１０３の軸方向一端部１０３ａとを連結部１０１で連結し、これら爪磁極８９，ボス部１０３および連結部１０１によって断面ほぼコ字形状としてある。
【００７０】
一方第２コア９９は、前記した爪磁極９１の基端部９１ｂからモータ軸の径方向内側に向けて延び、前記した第１コア９７のボス部１０３の軸方向他端部１０３ｂに接合される底面部としての円板形状の連結部１０５とを備えている。そして、これら連結部１０５と爪磁極９１とは、互いに一体化して断面ほぼＬ字形状を呈している。
【００７１】
上記した第１コア９７と第２コア９９とを組み付けて、図７のようにステータコア７１として一体化させる際には、第１コア９７の爪磁極８９を第２コア９９の爪磁極９１相互間に挿入配置するとともに、第２コア９９の爪磁極９１を第１コア９７の爪磁極８９相互間に挿入配置する。この際、第１コア９７のボス部１０３の軸方向他端部１０３ｂの先端面が、第２コア９９の底板１０５の表面に接触した状態となる。
【００７２】
この状態で、第１コア９７の爪磁極８９と第２コア９９の爪磁極９１とが円周方向に沿って交互に配置され、その際爪磁極８９と爪磁極９１との間には隙間Ｓが形成される。また、上記図７のように組み付けたステータコア７１は、周方向に隣接する爪磁極８９，９１同士が、軸方向に沿って互いに逆方向に向けて延在することになる。
【００７３】
一方ロータ８５は、ロータ８５とともに回転する羽根車７３の外周端部に一体的に設けられた円筒体として形成され、該円筒体外周側の円筒状のロータヨーク１０９の内壁に、磁気回路（磁界）を構成する円筒状のマグネット８３を設けている。マグネット８３と分離板８１の内筒部８１ａとの間には、ロータ８５の回転時に接触しない程度の隙間（クリアランス）が確保されている。
【００７４】
なお、図６ではステータ６９と分離板８１の内筒部８１ａとを離間させているが面接触状態で接触させてもよい。そして、ステータ６９および分離板８１全体を、例えば不飽和ポリエステルなどからなるモールド樹脂１１１で被覆している。
【００７５】
このように構成したクローポール型のステータ６９では、環状コイル９５に通電することで発生した磁束を、爪磁極８９，９１からロータ８５へと効率よく伝達することができる。
【００７６】
羽根車７３は、ポンプ室７９に設けられたモータ中心軸としての固定軸１１３に対し軸受け部１１５を介して回転自在に支承されており、固定軸１１３を中心に回転することにより、吸入口７５からポンプ室７９内へと吸い込んだ液体に遠心力を与えて図示しない吐出口からポンプ外へと排出する。なお、軸受け部１１５の吸入口７５側の端部には、受板１１７が設けられている。
【００７７】
上記した固定軸１１３の吸入口７５と反対側の端部は、分離板８１の端板部８１ｄに連結固定している。この端板部８１ｄの外周端部は前記した内筒部８１ａの基端側に連続しており、ステータ６９は、これら内筒部８１ａと端板部８１ｄに囲まれた領域に配置されることになる。
【００７８】
ポンプ室７９は、ポンプケース７７の中央に開口された吸入口７５と、ポンプケース７７の側壁にてその外周部の接線方向に延びる前記図１と同様な吐出管の先端に設けた図示しない吐出口とを有したポンプケース７７に、ロータ８５とステータ６９とを水密状態に分離（ポンプ部とモータ部を分離）する分離板８１が結合されることにより形成している。
【００７９】
制御基板８７は、ステータ６９の背面に設けられており、図示を省略した位置検出部からの信号を受けて環状コイル９５で発生させる磁界を制御する。そして、この制御基板８７は、前記したステータ６９および分離板８１と共にモールド樹脂１１１で被覆されている。
【００８０】
このように構成したポンプにおいては、環状コイル９５への通電により発生する磁束が爪磁極８９，９１からマグネット８３へと伝達されることにより該マグネット８３が吸引反発することで、ロータ８５と一体的に設けられた羽根車７３が、固定軸１１３を中心として回転する。そして、この羽根車７３の回転に伴いポンプ作用が発生し、液体が吸入口７５よりポンプ室７９内へと吸込まれ、このポンプ室７９内で加圧されて周囲方向へ圧送された液体は吐出口からポンプ外へと吐出される。
【００８１】
そして、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、ステータコア７１を構成する第１コア９７および第２コア９９は、非晶質材料粉としての金属ガラス粉（ＦｅＳｉＢＰ）を成形することにより形成している。
【００８２】
また、本実施形態においても、金属ガラス粉を温間圧縮成形することで第１コア９７および第２コア９９を形成している。なお、上記第１実施形態の第１及び第２変形例で示した方法で第１コア９７および第２コア９９を成形してもよい。
【００８３】
以上の本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００８４】
（第３実施形態）
本実施形態では、本発明の駆動子を振動型リニアアクチュエータに適用したものを例示する。
【００８５】
本実施形態にかかる振動型リニアアクチュエータ３００は、図９示すように、電磁石３０２とステータ（固定子）３０５とを有する電磁コアブロック３０３と、永久磁石３０４を有する磁性ブロック（駆動子）３０６と、電磁コアブロック３０３と磁性ブロック３０６とを所定の隙間を設けて連結する連結部３０７と、電磁コアブロック３０３に対する磁性ブロック３０６の固有振動数を主に設定する連結ばね部３０８と、を備えている。
【００８６】
本実施形態の振動型リニアアクチュエータ３００は、磁性ブロック３０６を複数並設して、隣接される磁性ブロック３０６同士を相互に逆位相で往復駆動させるようにしている。
【００８７】
具体的には、本実施形態では磁性ブロック３０６をそれぞれ独立した第１磁性ブロック３０６ａと第２磁性ブロック３０６ｂとで構成し、これら第１および第２磁性ブロック３０６ａ、３０６ｂを、磁性ブロック３０６の振動方向に対して直角方向に並設している。
【００８８】
そして、磁性ブロック３０６、つまり、第１および第２磁性ブロック３０６ａ、３０６ｂには、それぞれ第１および第２駆動子３１４ａ、３１４ｂが取り付けられている。
【００８９】
第１および第２磁性ブロック３０６ａ、３０６ｂの振動方向の両側には、それぞれ振動方向外方に向けて上方連結部３２７が一体に形成されており、それら上方連結部３２７に連結部３０７の一端部が一体に形成されている。そして、本実施形態では、複数の連結部３０７が振動方向に並設されている。
【００９０】
第１および第２磁性ブロック３０６ａ、３０６ｂは、振動方向と直交する方向で、かつ、永久磁石３０４の磁極面と電磁石３０２の磁極面とが対向する方向と直交する方向に並設されており、この並設する複数の第１および第２磁性ブロック３０６ａ、３０６ｂを連結ばね部３０８により連結している。
【００９１】
連結ばね部３０８は、第１および第２磁性ブロック３０６ａ、３０６ｂの振動方向にばね性を有するもので、一端部を第１磁性ブロック３０６ａの上方連結部３２７に一体に結合するとともに、他端部を第２磁性ブロック３０６ｂの上方連結部３２７に一体に結合している。
【００９２】
ここで、第１磁性ブロック３０６ａの上方には、第２磁性ブロック３０６ｂに取り付けた第２駆動子３１４ｂを配置し、第２磁性ブロック３０６ｂの上方には、第１磁性ブロック３０６ａに取り付けた第１駆動子３１４ａを配置している。つまり、第１および第２駆動子３１４ａ、３１４ｂは第１および第２磁性ブロック３０６ａ、３０６ｂにたすき掛け状に取り付けられている。
【００９３】
そして、電磁石３０２に電流を印加することにより、電磁コアブロック３０３に対して第１および第２磁性ブロック３０６ａ、３０６ｂを往復駆動させている。このとき、第１および第２磁性ブロック３０６ａ、３０６ｂの永久磁石３０４の磁極を逆にして、第１および第２磁性ブロック３０６ａ、３０６ｂを相互に逆位相で往復駆動させるようにしている。
【００９４】
そして、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、ステータ（固定子）３０５を、非晶質材料粉としての金属ガラス粉（ＦｅＳｉＢＰ）を成形することにより形成している。
【００９５】
また、本実施形態においても、金属ガラス粉を温間圧縮成形することでステータ（固定子）３０５を形成している。なお、上記第１実施形態の第１及び第２変形例で示した方法でステータ（固定子）３０５を成形してもよい。
【００９６】
本実施形態の振動型リニアアクチュエータ３００は、電気カミソリの駆動源として用いることができる。
【００９７】
以上の本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００９８】
（第４実施形態）
本実施形態では、本発明にかかるポンプを搭載したポンプ駆動機器について説明する。
【００９９】
図１０は、本実施形態にかかるポンプ駆動機器としての食器洗浄機４００を示しており、この食器洗浄機４００では、水または温水が給水口４０１から貯水槽４０２に供給されるようになっており、貯水槽４０２に供給された水または温水が、洗浄ポンプＰ１によって貯水槽４０２からノズル４０３に送られ、水または温水をノズル４０３から噴出することで食器洗浄機４００内に配置した食器４０４を洗浄するようになっている。なお、本実施形態では、洗浄後の水または温水は、下方に落下して貯水槽４０２に溜められ、洗浄ポンプＰ１によって再度ノズル４０３に送られるようになっている。そして、所定時間循環洗浄した後に、洗浄ポンプＰ１を停止して排水ポンプＰ２を作動させることで、貯水槽４０２内の水が排水されるようになっている。
【０１００】
次に、給水口４０１から再度、水または温水を貯水槽４０２に供給した後、洗浄ポンプＰ１を所定時間作動させて濯ぎを行う。その後、洗浄ポンプＰ１を停止して排水ポンプＰ２を作動させて貯水槽４０２の水または温水を排水する。以上の動作を数回繰り返して濯ぎを行うことで、食器洗浄機４００内に配置した食器４０４が洗浄されるようになっている。
【０１０１】
ここで、本実施形態では、上述した洗浄ポンプＰ１および排水ポンプＰ２に、上記第１実施形態で例示したクローポール型モータＭを駆動源としたポンプＰ（図１および図２参照）を用いている。
【０１０２】
このように、本実施形態にかかる食器洗浄機４００に、本発明のクローポール型モータＭを駆動源としたポンプＰを用いて洗浄ポンプＰ１および排水ポンプＰ２を構成することで、低振動化および低騒音化を達成しつつ小型化を図ることが可能で、かつ、省エネを図ることができる食器洗浄機４００を得ることができる。
【０１０３】
次に、本実施形態のポンプ駆動機器の変形例について説明する。
【０１０４】
図１１は、上記第４実施形態の第１変形例を示しており、ポンプ駆動機器が洗濯機５００である場合を例示する。
【０１０５】
この洗濯機５００は、洗濯槽５０１が図示せぬモータによって回転制御されており、当該洗濯槽５０１を回転させるとともに、洗濯槽５０１内の水を循環ポンプＰ３で循環させることで衣類等の洗濯を行うようにしている。
【０１０６】
ここで、本変形例では、上述した循環ポンプＰ３に、第１実施形態で例示したクローポール型モータＭを駆動源としたポンプＰ（図１および図２参照）を用いている。
【０１０７】
このように、本変形例にかかる洗濯機５００に、本発明のクローポール型モータＭを駆動源としたポンプＰを用いて循環ポンプＰ３を構成することで、低振動化および低騒音化を達成しつつ小型化を図ることが可能で、かつ、省エネを図ることができる洗濯機５００を得ることができる。
【０１０８】
また、本変形例では、洗濯槽５０１を回転させるモータとして、上記第１実施形態に示したクローポール型モータＭを用いることが好ましい。
【０１０９】
図１２は、上記第４実施形態の第２変形例を示しており、ポンプ駆動機器が給湯ユニット６００である場合を例示する。
【０１１０】
この給湯ユニット６００は、エコキュート、ガス給湯機器およびコジェネレーションなどに用いることができる。
【０１１１】
図１２は、給湯ユニット６００のエコキュートシステム概略図を示している。給湯ユニット６００は、ヒートポンプユニット６０１、貯湯ユニット６０２、風呂６０３、床暖房６０４および追い焚き熱交換器６０５や暖房熱交換器６０６等を備えている。
【０１１２】
また、上記給湯ユニット６００には、台所や洗面用の温水蛇口６０７やお湯をためる補助タンク６０８が設けられており、かつ、給水口６０９の下流には減圧弁６１０が設けられるとともに、床暖房６０４には熱動弁６１１が設けられている。更に、それぞれの配管には複数の混合弁６１２や安全弁６１３が設けられている。
【０１１３】
そして、複数のポンプＰ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８を駆動させるとともに、上記各弁を制御することで、風呂６０３や台所や洗面用の温水蛇口６０７等に、水やお湯を所望の温度、流量で供給できるようにしている。
【０１１４】
ここで、本変形例では、上述したポンプＰ４〜Ｐ８に、上記第１実施形態で例示したクローポール型モータＭを駆動源としたポンプＰ（図１および図２参照）をそれぞれ用いている。
【０１１５】
このように、本変形例にかかる給湯ユニット６００に本発明のクローポール型モータＭを駆動源としたポンプＰを用いてそれぞれのポンプＰ４〜Ｐ８を構成することで、低振動化および低騒音化を達成しつつ小型化を図ることが可能で、かつ、省エネを図ることができる給湯ユニット６００を得ることができる。
【０１１６】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【０１１７】
例えば、上記各実施形態では、モータとしてクローポール型モータを用いたものを例示し、アクチュエータとして振動型リニアアクチュエータを例示したが、クローポール型モータ以外のモータや、振動型リニアアクチュエータ以外のアクチュエータにあっても本発明を実施することができる。
【０１１８】
また上記実施形態では、非晶質材料粉としての金属ガラス粉を用いて固定子を形成したものを例示したが、固定子の替わりに駆動子を金属ガラス粉を用いて形成してもよいし、固定子とともに駆動子を金属ガラス粉を用いて形成してもよい。
【符号の説明】
【０１１９】
１３ マグネット
１５ ロータ（駆動子）
２１、６９、３０５ ステータ（固定子）
３００ 振動型リニアアクチュエータ（アクチュエータ）
４００ 食器洗浄機（ポンプ駆動機器）
５００ 洗濯機（ポンプ駆動機器）
６００ 給湯ユニット（ポンプ駆動機器）
Ｍ、ＭＡ クローポール型モータ（モータ）
Ｐ、ＰＡ ポンプ
Ｐ１ 洗浄ポンプ
Ｐ２ 排水ポンプ
Ｐ３ 循環ポンプ
Ｐ４〜Ｐ８ ポンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非晶質材料粉を成形することにより形成された固定子と非晶質材料粉を成形することにより形成された駆動子のうち少なくともいずれか一方を用いて形成されることを特徴とするモータまたはアクチュエータ。
【請求項２】
前記固定子および前記駆動子のうち少なくともいずれか一方を、非晶質材料粉を圧縮して成形した圧粉体で構成したことを特徴とする請求項１に記載のモータまたはアクチュエータ。
【請求項３】
前記固定子および前記駆動子のうち少なくともいずれか一方を、温間成形することで構成したことを特徴とする請求項１に記載のモータまたはアクチュエータ。
【請求項４】
前記固定子および前記駆動子のうち少なくともいずれか一方を、非晶質材料粉と樹脂バインダとを混合した混合材料をインジェクション成形することで構成したことを特徴とする請求項１に記載のモータまたはアクチュエータ。
【請求項５】
請求項１〜４のうちいずれか１項に記載のモータをクローポール型モータとして構成したことを特徴とするモータ。
【請求項６】
請求項１〜５のうちいずれか１項に記載のモータを駆動源としたことを特徴とするポンプ。
【請求項７】
請求項６に記載のポンプを搭載したことを特徴とするポンプ駆動機器。
【請求項１】
非晶質材料粉を成形することにより形成された固定子と非晶質材料粉を成形することにより形成された駆動子のうち少なくともいずれか一方を用いて形成されることを特徴とするモータまたはアクチュエータ。
【請求項２】
前記固定子および前記駆動子のうち少なくともいずれか一方を、非晶質材料粉を圧縮して成形した圧粉体で構成したことを特徴とする請求項１に記載のモータまたはアクチュエータ。
【請求項３】
前記固定子および前記駆動子のうち少なくともいずれか一方を、温間成形することで構成したことを特徴とする請求項１に記載のモータまたはアクチュエータ。
【請求項４】
前記固定子および前記駆動子のうち少なくともいずれか一方を、非晶質材料粉と樹脂バインダとを混合した混合材料をインジェクション成形することで構成したことを特徴とする請求項１に記載のモータまたはアクチュエータ。
【請求項５】
請求項１〜４のうちいずれか１項に記載のモータをクローポール型モータとして構成したことを特徴とするモータ。
【請求項６】
請求項１〜５のうちいずれか１項に記載のモータを駆動源としたことを特徴とするポンプ。
【請求項７】
請求項６に記載のポンプを搭載したことを特徴とするポンプ駆動機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−２００４４２（Ｐ２０１０−２００４４２Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４０９２０（Ｐ２００９−４０９２０）
【出願日】平成２１年２月２４日（２００９．２．２４）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２４日（２００９．２．２４）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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