モータ一体型ポンプ

東芝テック株式会社は、今般、新構造・新駆動方式のモータ(愛称：ジェットモータ)技術を確立するとともに、その技術を応用したモータ一体型ポンプ(愛称：ジェットポンプ)を開発しました。

ジェットポンプは、当社固有のモータ技術と、新たな技術領域であるポンプ技術を融合させた、新技術分野の開拓となり、各国へ特許を出願しました。

当社は、長年クリーナー用モータや小型精密モータを開発・製造・販売し、モータ技術を蓄積してきました。近年、環境問題がクローズアップされるにしたがい、市場の要求は、更に、環境に配慮した高効率(省エネ)・小型化(省資源)タイプで、かつ高性能、制御自在なモータへと変化してきています。

当社は、これらの市場要求に応えるため、新たな発想による新構造モータの研究開発を進めてきましたが、この度、ジェット方式によるモータ技術の開発に成功しました。

ジェットモータは、永久磁石付凸極回転子、隣接磁極固定反転巻線、広域トルク最適制御、等の新技術を採用(＊概要は３～４ページに記載)することにより、高効率、小型軽量、非安定電源での駆動等を可能にしました。

また、ジェットポンプは、ジェットモータ技術を応用し、回転子にインペラ（羽根）構造を持たせる事により、小型軽量なモータ一体型ポンプを実現しました。このモータは、正逆転自在のため給排兼用として使用することができます。

液体への応用例としては、

水中ポンプ、燃料ポンプ、 高層建物用給水システム、 排水ポンプ、遊泳補助装置、(水上／水中推進ボード、)

又、インペラ（羽根）構造を変える事により、気体の給排にも応用できます。

クリーナー、エアポンプ

以上の他にも幅広い応用が期待できます。

尚、ジェットモータ及びジェットポンプにつきましては、平成１３年に商品化する予定です。

１．ジェットモ－タ技術内容

今般開発したモータ技術は、新構造・新駆動方式であり、その主な概要は、次のとおりです。

(１)新構造

1. 方向を変えた２種類の巻線(従来方式は１種類)を隣接した磁極に巻き、同一方向の電流(従来方式は両方向)を流し、お互いに反対方向の磁極を得るようにしました。
2. 回転子は、凸極構造とし、永久磁石による磁極を構成するようにしました。
3. 対極する同一方向巻線を対で結線するとともに、隣接する極の反対方向巻線と並列に結線し３種の結線としました。３種の結線の片側を共通結合し電源に接続し、残りの線を駆動トランジスタに結線します。
4. この構造により、従来のスイッチドリラクタンスモータでは、回転方向に対し３０度までの通電許容範囲（言いかえれば、回転しようとする力が働くのは回転方向に対し３０度まで）に対し、６０度まで許容できるようになり、この為、モータの高効率化とモータ制御性の向上を図る事ができました。　　 　 　

新駆動方式

1. マイコン、ポジションセンサーおよび駆動回路から構成され、

   １）制御回路

   • ポジションセンサーからの信号により、各相毎に通電開始時間および通電終了時間をマイコンで制御し、最短時間で目標速度に近づけます。
   • このマイコンに学習機能を持たせ、最適通電開始および通電終了時間を更新させ最小電流で目標速度となるように、最適値制御します。
   • 力の制御は、パルス幅制御方式で、力を多く出したい時には、通電時間が長く、少しでよい時には、短い時間とします。

   ２）新巻線方式により、従来６個の駆動トランジスタが必要でしたが、これを半分の３個に減らすことができます。

   ３）広範囲な通電許容に加えマイコンに学習機能を持たせることにより、最大の力で効率よく運転でき、非安定電源でも駆動できます。また、不要な磁束を打ち消し、効率よい運転ができます。

２．ジェットポンプ

このジェットモータの技術を応用し、モータ一体型ポンプを開発しました。

(１）構造

ジェットモータの回転子の凸極以外のところに、インペラ（羽根）を備え、軸流ポンプを形成し、モータとポンプを一体構造としたものです。

（２）水中ポンプ他社比較例

項目	当社	某社
種類	軸流	渦巻き
用途	水汲み上げ	水汲み上げ
流量（㍑／分）	２４（１２６％）	１９
揚程（m）	２．１（１３１％）	１．６
ポンプ出力（ｗ）	８．２（１６４％）	５
消費電力（ｗ）	９５(８３％）	１２０
効率（％）	８．６（２０５％）	４．２
重量（kg）	１．１（４１％）	２．７
容積（立方cm）	７６０（３２％）	２４００
容積当たり
流量（x1000）	３１．６（４００％）	７．９
ポンプ出力（x1000）	１０．８（５１４％）	２．１
効率（x1000）	１１．３（６４６％）	１．８

注）当社における比較測定データによる。

（３）ジェットポンプの特長

１）高効率なモータ一体型ポンプの実現

２）小形軽量

３）給排兼用（正逆転自在）

４）安価なモータ駆動回路

５）安価な非安定電源での駆動

６）環境対応（省エネ・省資源）

７）広範囲な用途への適用