CN105322694A - 电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电机。电机(100)用于对被调整为不同于大气压的压力的容器内的构件进行驱动。电机(100)包括：转子(10)、定子(18)、及壳体(34)。转子(10)配置在不同于大气压的压力的环境内。定子(18)以与转子(10)相对的方式配置。壳体(34)中收纳有转子(10)和定子(18)。在电机(100)中，壳体(34)内的与转子(10)相对的空间以树脂填充。

Description

电机

技术领域

本说明书公开了一种关于电机的技术。特别是公开一种关于能够在不同于大气压的压力的环境中使用的电机的技术。

背景技术

公知有用于对被调整为不同于大气压的压力的容器内、例如真空容器内的构件进行驱动的电机。对于这样的电机，存在将电机的一部分配置在真空中、将电机的其他部分配置在大气环境中的情况。JP1991－277148A公开了一种在转子与定子之间配置有隔板的电机。利用隔板将真空容器内的环境与真空容器外的环境隔开。对于JP1991－277148A的电机，其转子位于真空环境中，而定子位于大气环境中。

在JP1991－277148A的电机中，在隔板的转子侧(真空侧)和定子侧(大气侧)之间产生压力差。由于该压力差而对隔板施加使隔板向转子侧变形的力。因此，为了防止隔板变形而需要增加隔板的厚度，或者是，为了即使隔板变形也避免隔板与转子相接触而需要拉长转子与定子之间的距离。无论是上述哪一种情况，转子与定子之间的距离都会增大，从而导致电机的尺寸变大。

发明内容

本说明书公开了解决上述问题、实现小型电机的技术。

本说明书所公开的电机用于对被调整为不同于大气压的压力的容器内的构件进行驱动。该电机包括：转子，其被配置在不同于大气压的压力的环境内；定子，其以与转子相对的方式配置；及壳体，其中收纳有转子和定子。在本说明书所公开的电机中，壳体内的与转子相对的空间以树脂填充。

采用上述电机，由于壳体内的与转子相对的空间以树脂填充，因此，即使配置有转子的环境的压力与配置有与转子相对的部件(定子等)的环境的压力不同，也能够防止容器内外经由电机而连通、气体在容器内部与容器外部之间移动的情况。即，上述电机无需在转子与定子之间设置隔板等就能够将转子配置在与容器内的压力相同的压力(不同于大气压的压力)的环境中、而将定子配置在大气环境中。由于上述电机不需要使用隔板等，因此无需将转子与定子之间的距离设得较长，从而，与以往的电机相比，能够减小电机尺寸。而且，由于不需要在转子与定子之间设置隔板等，因此能够提高电机的效率。即，能够实现电力损失减少的电机。

此外，“转子配置在不同于大气压的压力的环境内”的概念并不是指转子配置在容器内。其还包含下述方式：转子配置在容器的外部，容器内部与配置有转子的部分相连通，转子周围的压力与容器内的压力(不同于大气压的压力)相等。此外，“不同于大气压的压力”包括减压环境、加压环境这两种环境。“减压环境”包括真空状态或实质上的真空状态，是指压力低于大气压的环境。而且，内部压力低于大气压的容器有时被称作减压容器。“加压环境”是指压力高于大气压的环境。内部压力高于大气压的容器有时被称作压力容器。

附图说明

图1是表示第一实施例的电机的剖视图。

图2是表示第一实施例的电机的制造工序的图。

图3是表示第一实施例的电机的制造工序的图。

图4是表示第二实施例的电机的剖视图。

图5是表示图4中的虚线Ⅴ包围的部分的放大图。

图6是用于说明第二实施例的电机的特征的图。

图7是表示第二实施例的电机的变形例的局部剖视图。

图8是表示第二实施例的电机的变形例的局部剖视图。

图9是表示第3实施例的电机的剖视图。

图10是表示图9中的虚线Ⅹ包围的部分的放大图。

图11是用于说明第3实施例的电机的特征的图。

具体实施方式

以下说明本说明书所公开的电机的若干技术特征。此外，下面所述的各项内容单独具有技术实用性。

电机用于对被调整为不同于大气压的压力的容器内的构件进行驱动。电机既可以驱动处于减压状态的容器内的构件，也可以驱动处于加压状态的容器内的构件。例如也可以将电机安装于真空容器来驱动真空容器内的构件。或者也可以将电机安装于压力容器来驱动压力容器内的构件。此外，在下面的说明中，有时将不同于大气压的压力的环境(容器内的环境)称作第一环境。

可以是，电机包括转子、定子、及壳体。电机既可以是轴向间隙型构造，也可以是径向间隙型构造。可以是，在为轴向间隙型电机的情况下，转子配置在比定子靠第一环境侧(容器侧)的位置。可以是，在为径向间隙型电机的情况下，转子配置在定子的内侧。可以是，转子以可旋转的方式借助轴承支承于壳体。可以是，定子固定于壳体。

可以是，转子包括支承部、板、永磁体、及输出部。可以是，支承部以可旋转的方式借助轴承支承于壳体。可以是，板固定于支承部。可以是，在板的中心部设有贯通孔。可以是，永磁体固定在板的表面。可以是，永磁体以将板的中心部包围起来的方式配置在板的表面。可以是，输出部固定于支承部。可以是，转子的输出部暴露在第一环境中。而且，也可以是，整个转子配置在第一环境中。

可以是，在将电机安装于被调整为不同于大气压的压力的容器时，转子越过电机与容器之间的安装面而不位于容器内。即，可以是，在将电机安装于容器时，相对于电机与容器之间的安装面而言，转子位于与容器相反的一侧。而且，可以是，相对于支承部而言，板位于与容器相反的一侧并固定于支承部。可以是，位置检测器(编码器)安装于转子。

可以是，定子包括定子芯和线圈。可以是，定子芯固定于壳体。可以是，线圈配置在定子芯周围。可以是，定子以与转子之间空开间隔的方式配置在与转子相对的位置。更具体地讲，可以是，定子以与转子的永磁体相对的方式配置。可以是，定子以将编码器包围起来的方式配置。

可以是，壳体中收纳有转子和定子。可以是，在转子的旋转轴线方向上，在壳体的端部设有凸缘。可以是，凸缘固定在容器的安装面上。可以是，在壳体的底面的中央部设有第一贯通孔。可以是，在第一贯通孔的周围设有自壳体的底面沿着旋转轴线延伸的延伸部。而且，可以是，在第一贯通孔的周围设有第二贯通孔。可以是，多个第二贯通孔设于壳体的底面。而且，可以是，在壳体的底面设有供用于固定定子的螺栓穿过的螺栓孔。

可以是，在壳体的内表面设有比周围突出的凸部。此外，“比周围突出的凸部”例如还包括在壳体的内表面形成有两个彼此平行的槽、两个槽之间的残留部分自槽的底面突出的方式。即，凸部是由与周围之间的相对关系而决定的，不限定于在壳体的内表面设有突起的方式。

可以是，壳体内的与转子相对的空间以树脂填充。能够利用树脂来防止容器的内部环境与容器的外部环境经由电机连通起来。具体地讲，填充在壳体内的空间中的树脂能够防止气体穿过壳体内的间隙而在容器内部和容器外部之间移动。即，即使在转子配置在第一环境内、定子配置在大气环境中的情况下，也无需在转子与定子之间配置隔板等就能够维持容器内的压力。可以是，树脂包覆定子的、与转子相对的表面。更具体地讲，也可以是，树脂存在于转子与定子之间的间隙中。此外，树脂既可以是热硬化性树脂也可以是热塑性树脂。

可以是，树脂对设于壳体的内表面的凸部进行包覆。即，可以是，树脂与凸部的顶部和凸部的侧壁相接触。换言之，可以是，凸部被树脂包围。树脂有时在硬化过程中或硬化后会收缩。当树脂收缩时，有时会在壳体的内表面与树脂之间产生间隙。然而，由于树脂整体收缩，因此包覆凸部的这部分树脂将向凸部侧移动。其结果，包覆凸部的这部分树脂能够维持与凸部相接触的状态。设于壳体的内表面的凸部可以说是在树脂收缩时、维持壳体与树脂相接触的构造。

也可以是，在壳体与树脂之间配置O型环。在将树脂向壳体中填充时，O型环被压缩，当树脂收缩时，O型环恢复。由此，即使在树脂收缩时、在壳体的内表面与树脂之间产生间隙，也能够利用O型环将壳体的内表面与树脂之间的间隙密封起来。此外，也可以是，在壳体的内表面设置槽，并在该槽内配置O型环。在该情况下，可以是，O型环的直径大于槽的深度。

此外，在下面的说明中，对将电机安装在减压容器内的例子进行说明。然而，本说明书所公开的电机也能够安装于压力容器。

第一实施例

参照图1，对电机100的基本构造进行说明。电机100包括：转子10、定子18、及壳体34。转子10被收纳在壳体34内。转子10以可旋转的方式借助轴承8支承于壳体34。转子10绕旋转轴线26旋转。转子10包括输出部10a、支承部10d、板10c、及永磁体10b。输出部10a和板10c固定于支承部10d。而且，在支承部10d上还固定有编码器28的旋转部28a。旋转部28a穿过设于板10c中央的贯通孔而固定于支承部10d。永磁体10b固定在板10c的表面。永磁体10b围绕旋转部28a地配置。

定子18包括定子芯18a和线圈18b。定子18被收纳在壳体34内。定子18利用螺栓16固定在壳体34的底面。转子10与定子18以彼此之间空开间隔的方式相对。具体地讲，定子芯18a与永磁体10b相对。定子18以将编码器28包围起来的方式配置。此外，线圈18b由后述树脂14包覆。

在壳体34上设有凸缘4。凸缘4设于旋转轴线26方向上的端部。通过将凸缘4固定在减压容器(省略图示)的安装面，能够将电机100安装于减压容器。此外，电机100以在凸缘4与减压容器的安装面之间配置有O型环2的状态安装于减压容器。因此，能够防止减压容器内外经由凸缘4与减压容器之间的间隙连通。在凸缘4的内侧配置有用于限制转子10的移动的限制板6。限制板6固定于壳体34。

在壳体34的底面设有第一贯通孔24、第二贯通孔30、第二贯通孔32。第一贯通孔24设于壳体34的底面的中央，与旋转轴线26同轴。编码器28的旋转部28a配置于第一贯通孔24内。延伸部31设于第一贯通孔24的周围。延伸部31自壳体34的底面朝向转子10延伸。编码器28的固定部28b固定于壳体34的延伸部31。固定部28b由后述树脂14包覆。此外，编码器28能够使用旋转编码器、分解器(日文：レゾルバエンコーダ)。第一贯通孔24被密封板20密封。而且，在壳体34与密封板20之间配置有O型环22。能够利用O型环22将第一贯通孔24内的环境(减压环境)与壳体34的外部环境(大气环境)隔开。

第二贯通孔30、32设于第一贯通孔24的周围。布线等(省略图示)能够以穿过第二贯通孔30、32的方式而穿透壳体34的内外。例如与定子18相连接的布线能够穿过第二贯通孔30到达壳体34的外部。而且，与编码器28相连接的布线能够穿过第二贯通孔32到达壳体34的外部。此外，第二贯通孔30、32被树脂14密封。

树脂14被填充在壳体34的内表面与定子18之间的间隙中、定子18的线圈18b的周围、壳体34的内表面与编码器28的固定部28b之间的间隙中、固定部28b的周围、第二贯通孔30、第二贯通孔32中。而且，树脂14还包覆定子18的表面和编码器28(固定部28b)的表面。即，除了第一贯通孔24未填充树脂14之外，壳体34内的、与转子10相对的所有空间都以树脂14填充。树脂14还存在于转子10与定子18之间的间隙中。树脂14的靠转子10侧的表面较平坦。此外，在图1中，为了凸显线圈18b、固定部28b的形状，对包覆线圈18b的周围和固定部28b的周围的树脂14标注与填充在不存在部件的空间中的树脂14不同的阴影。

在此，参照图2和图3，简单地对将向壳体34内填充树脂的工序进行说明。首先，如图2所示，使用螺栓16将定子18固定于壳体34，将编码器28的固定部28b安装于壳体。之后，将下模42安装在壳体34的底面，将上模40安装在定子18的上方。此外，下模42具有嵌入第一贯通孔24中的突出部42a。突出部42a与上模40接触，从而，能够在上模40与定子18之间设置间隙。

接着，对壳体34的内部进行减压。此时，根据需要来调节壳体34的温度。之后，如图3所示，从注入孔40a向壳体34内填充树脂14。由此，壳体34与定子18之间的间隙44、线圈18b的周围的空间、固定部28b的周围的空间、第二贯通孔30内的空间46、第二贯通孔32内的空间48以树脂填充。换言之，除了第一贯通孔24未填充树脂之外，壳体34内的、与转子10相对的所有空间都被树脂填充。

如图1所示，壳体34的上方(在相对于转子10而言与定子18相反的一侧)开口。因此，当将电机100安装于减压容器时，转子10的周围达到与减压容器内的压力相同的压力。即，当对减压容器内进行减压时，转子10的周围也被减压。可以说，转子10配置在与减压容器内的压力环境相同的减压环境内。相对于此，定子18被树脂14包覆。因此，即使对减压容器内进行减压，定子18的周围也不会减压。即，可以说，定子18配置在大气环境中。可以说，在电机100中，未由树脂14包覆的空间为减压环境，被树脂14包覆的空间为大气环境。

对电机100的优点进行说明。如上所述，转子10配置在与减压容器内的压力环境相同的减压环境内。配置在与转子10相对的部分的部件(定子18等)配置在大气环境中。然而，由于壳体34内的、与转子10相对的空间以树脂填充，因此，无需在转子10与定子18之间配置隔板等就能够将减压容器内的环境(减压环境)与减压容器外的环境(大气环境)隔开。由于无需在转子10与定子18之间留出用于配置隔板等的空间，因此，能够减小转子10与定子18之间的间隙，从而能够缩短电机100的沿旋转轴线26方向的长度。

对电机100的其他优点进行说明。如上所述，凸缘4设于壳体34的端部，通过将凸缘4固定在减压容器的安装面，从而将电机100安装于减压容器。而且，转子10被收纳在壳体34内，且不相对于壳体34的端面突出。因此，即使将电机100安装于减压容器，构成电机100的部件也不会使减压容器内的空间变窄。而且，与以往的电机相比，电机100能够缩短沿旋转轴线26方向的长度，因此，与以往相比，电机100能够确保减压容器周围的空间较大。此外，以下说明的电机200、300也能够实现上述优点。

第二实施例

参照图4和图5对电机200进行说明。电机200是电机100的变形例，其壳体234的形状与电机100的壳体34的形状不同。对于电机200中的、与电机100实质相同的构造，存在通过标注与电机100相同或后两位数字相同的附图标记而省略说明的情况。

如图4所示，除了在壳体234的内表面设有槽这一点上与电机100的情况不同之外，电机200的主要部件(转子10、定子18等)的构造与电机100的情况相同。参照图5，对壳体234的槽234a进行说明。如图5所示，在壳体234的内表面设有槽234a。具体地讲，两个槽234a沿旋转轴线26的方向排列设置。槽234a绕旋转轴线26一周(同时参照图4)。此外，在延伸部31也排列设有两个槽。

在电机200中，由于相邻的槽234a、234a而在壳体234的内表面形成了凸部234b。树脂214也填充在槽234a内。因此，凸部234b的周围由树脂214包覆起来。当树脂214例如像图6那样收缩时，树脂214的体积变小，从而在壳体234与树脂214之间产生间隙。同样地，槽234a内的树脂214也收缩，从而在槽234a的侧壁与树脂214之间产生间隙。然而，由于树脂214整体将均匀地收缩，因此，槽234a的外部的树脂214在A1方向上收缩的力将槽234a内的树脂214向槽234a的侧壁按压。即，树脂214以使凸部234b的存在空间缩小的方式收缩。由于凸部234b的存在空间不会缩小，因此，其结果，能够维持树脂214与凸部234b相接触。

在电机200中，通过在壳体234的内表面设置凸部234b，即使树脂214收缩，也能够继续使凸部234b与树脂214接触。即，即使因树脂214收缩而在壳体234的内表面的许多处、在壳体234与树脂214之间产生间隙，也能够继续使减压容器内的环境(配置有转子10的环境)与大气环境隔离开。与电机100相比，电机200能够更可靠地继续使减压容器内的环境与大气环境隔离开。

参照图7和图8来表示电机200的变形例。图7和图8示出壳体234的一部分，示出与电机200的凸部的形状不同的形状的凸部。如图7所示，在壳体234形成有多个槽234c。槽234c的形状为随着变深而宽度变窄的形状。由相邻的槽234c、234c形成的凸部234d随着朝向壳体234的内侧而宽度变窄。即使形成这种形状的凸部234d，在树脂214收缩时，树脂214也是以使凸部234d的存在空间缩小的方式收缩。因此，即使在壳体234内形成凸部234d，也能够在树脂214收缩时继续将减压容器内的环境与大气环境隔离开。

如图8所示，在壳体234的底面设有凸部234e。即使是这样的方式，在树脂214收缩时，树脂214也是以使凸部234e的存在空间缩小的方式收缩。即使在壳体234内形成凸部234e，也能够继续将减压容器内的环境与大气环境隔离开。图4所示的电机200仅形成了凸部234b，也可以代替凸部234b而形成凸部234d、234e，或者是除了形成有凸部234b，还形成有凸部234d、234e。

第3实施例

参照图9和图10，对电机300进行说明。电机300是电机200的变形例，其壳体334的形状与电机200的壳体234的形状不同。对电机300中的与电机200实质相同的构造，存在通过标注与电机200相同或后两位数字相同的附图标记而省略说明的情况。

如图9和图10所示，在壳体334的底部形成有槽52，在槽52内配置有O型环50。如图10所示，O型环50在槽52内发生了变形。更具体地讲，在填充树脂314时，O型环50受到进行树脂314填充时的压力而以被压扁的状态配置在槽52内。

如图11所示，当树脂314收缩时，在没有配置O型环50的部分，在壳体334与树脂314之间产生间隙。然而，在配置有O型环50的部分，伴随着树脂314收缩，O型环50恢复，从而对树脂314与壳体334之间的间隙进行密封。因此，即使因树脂314收缩而在壳体334的内表面的许多处、在壳体334与树脂314之间产生间隙，也能够继续将减压容器内的环境与大气环境隔离开。此外，如图9所示，电机300与电机200同样地在壳体334的内壁设有凸部(也可以参照图4)。因此，与电机100和电机200相比，电机300能够更可靠地继续将减压容器内的环境与大气环境隔离开。而且，对于在壳体的内壁没有设有凸部的电机(例如电机100)，可以形成图9、图10所示的槽52并在槽52内配置O型环50。换言之，只要在槽52内配置O型环50，就也可以将形成在壳体334内壁的凸部除去。

在上述实施例的电机的情况下，转子配置在减压环境内，壳体内的与转子相对的空间以树脂填充。即，电机能够将减压环境(减压容器内的环境)与大气环境隔开。例如若将整个电机配置在减压容器内，则不需要以树脂填充与转子相对的空间。然而，如果将电机配置在减压容器内，则减压容器内的空间会变小。上述实施例的电机能够在不减小容器内的空间的前提下将减压容器内的环境与大气环境隔开。此外，即使将上述实施例的电机安装于压力容器(用于实现内部为压力高于大气压的加压环境的容器)，也能够在不减小容器内的空间的前提下将压力容器内的环境与大气环境隔开。

以上详细地对本发明的具体例进行了说明，但这些具体例仅为举例说明，它们并不限定权利要求书。在权利要求书所记载的技术中，包含对以上所举例说明的具体例进行各种变形、变更而得到的内容。本说明书或附图所说明的技术要素能够单独或通过各种组合来发挥技术实用性，并不限定于申请时的权利要求所记载的组合。而且，本说明书或附图所举例说明的技术同时达成多个目的，而达成其中一个目的本身即具有技术实用性。

Claims (5)

1.一种电机，其对被调整为不同于大气压的压力的容器内的构件进行驱动，其中，

该电机包括：

转子，其配置在不同于大气压的压力的环境内；

定子，其以与转子相对的方式配置；以及

壳体，其中收纳有转子和定子，

壳体内的与转子相对的空间以树脂填充。

2.根据权利要求1所述的电机，其中，

在壳体的内表面设有用于在所述树脂收缩了时、维持壳体与所述树脂相接触的构造。

3.根据权利要求1所述的电机，其中，

在壳体的内表面设有与周围相比向所述树脂侧突出的凸部。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的电机，其中，

在壳体与所述树脂之间配置有O型环。

5.根据权利要求4所述的电机，其中，

在壳体的内表面设有槽，

所述O型环配置在所述槽内。