JP2018110473A - Rotary machine motor, rotary machine and manufacturing method of rotary machine motor - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、回転機械用モータ、回転機械及び回転機械用モータの製造方法に関する。 The present disclosure relates to a rotary machine motor, a rotary machine, and a method of manufacturing a rotary machine motor.
アンモニアを冷媒とする冷凍機に用いられる圧縮機の駆動装置として、アンモニアの漏洩を防止するため、圧縮機に一体化されたハーメチック型の密封構造を有するモータが用いられる。また、モータの固定子を構成する巻き線として、アンモニアによる腐食の問題がないアルミを導体とし、アルミ製の導体に被覆材として耐化学薬品性に優れ高い絶縁抵抗を有するフッ素樹脂材を被覆したアルミ巻き線が用いられている。 As a drive device for a compressor used in a refrigerator using ammonia as a refrigerant, a motor having a hermetic sealing structure integrated with the compressor is used to prevent leakage of ammonia. In addition, as a winding constituting the stator of the motor, aluminum having no problem of corrosion due to ammonia is used as a conductor, and the aluminum conductor is coated with a fluorine resin material having excellent chemical resistance and high insulation resistance as a coating material. Aluminum winding is used.
特許文献1及び2には、アンモニアを冷媒として用いる冷凍機において、圧縮機などの回転機械用モータの固定子を構成する巻き線として、フッ素樹脂材を被覆したアルミ製巻き線を用いることが開示されている。 Patent Documents 1 and 2 disclose that, in a refrigerator using ammonia as a refrigerant, an aluminum winding coated with a fluororesin material is used as a winding constituting a stator of a motor for a rotary machine such as a compressor. Has been.
巻き線として用いられるアルミ線は銅線と比べて高価であると共に、屈曲性が悪く、銅線のように自動巻きが難しいため、固定子に巻き付ける作業の効率が低下する。また、銅線と比べて電気抵抗損失が大きいため、モータ効率が低下すると共に、線径を太くする必要があり、モータの外径寸法が大きくなる問題がある。
また、巻き線の被覆材として用いられるフッ素樹脂材は多くの材料に対して濡れ性が悪いため、巻き線の表面を腐食性物質に対する耐食性がある材料で覆って保護することが難しいという問題がある。
An aluminum wire used as a winding is more expensive than a copper wire, has poor flexibility, and is difficult to automatically wind like a copper wire, so that the efficiency of the work of winding around a stator is lowered. Further, since the electric resistance loss is larger than that of the copper wire, there is a problem that the motor efficiency is lowered and the wire diameter needs to be increased, and the outer diameter of the motor is increased.
In addition, since the fluororesin material used as a coating material for windings has poor wettability with respect to many materials, it is difficult to cover and protect the surface of the winding with a material that is resistant to corrosive substances. is there.
少なくとも一実施形態は、上記問題を解消し、簡易な構成でアンモニアなどの腐食性物質に対する保護が可能な回転機械用モータを提案することを目的とする。 At least one embodiment aims at solving the above-mentioned problem and proposing a motor for a rotating machine capable of protecting against a corrosive substance such as ammonia with a simple configuration.
(1)少なくとも一実施形態に係る回転機械用モータは、
腐食性ガスを作動流体として用いる回転機械を駆動するためのモータであって、
回転子と、
前記回転機械のロータ部及び前記回転子を収容するハウジングと、
前記ハウジングの内側において前記回転子の外周側に設けられ、前記腐食性ガスへの耐性を有する耐食性樹脂により形成されるモールド材と、
前記ハウジングの内側に固定されたステータコア、及び、前記ステータコアに装着された銅製の巻き線を含む固定子と、
を備え、
前記固定子のうち少なくとも前記巻き線は前記モールド材に覆われている。
る。
(1) A motor for a rotary machine according to at least one embodiment,
A motor for driving a rotating machine using corrosive gas as a working fluid,
A rotor,
A housing for housing the rotor part of the rotating machine and the rotor;
A molding material provided on the outer peripheral side of the rotor inside the housing and formed of a corrosion-resistant resin having resistance to the corrosive gas;
A stator core fixed to the inside of the housing, and a stator including a copper winding attached to the stator core;
With
At least the winding of the stator is covered with the mold material.
The
上記(1)の構成によれば、上記耐食性樹脂により形成されるモールド材に少なくとも上記銅製の巻き線が覆われることで、銅製の巻き線を腐食性物質に対して長期に亘って保護できる。また、銅製の巻き線を上記モールド材で覆うことで、簡易かつ低コストな手段で巻き線を保護できる。 According to the configuration of (1) above, at least the copper winding is covered with the molding material formed of the corrosion-resistant resin, so that the copper winding can be protected against a corrosive substance for a long period of time. Moreover, a winding can be protected by a simple and low-cost means by covering a copper winding with the said mold material.
被覆材として,フッ素樹脂しか選択肢のないアルミ製のリード線と異なり,銅製の巻き線は、マグネットワイヤとして一般的に使用されているポリウレタン、ポリエステル、ポリイミド等、多種多様な高分子材料のものが使用可能である。このため、上記モールド材に対して、濡れ性の良い被覆材を選択可能であり、上記モールド材に対して濡れ性の良い被覆材を用いることで、固化後のモールド材と巻き線の接着性が向上するため,巻き線の固定力や巻き線とモールドを含めた固定子全体の強度が向上し、腐食性ガスに対する保護効果とモータの耐久性が向上する。さらに,接着効果によって巻き線とモールドの間の接触熱抵抗が減少するため、巻き線の放熱性が向上し温度上昇を抑制できる。
ここで「接着性」とは、機械的、物理的、または化学的な方法によって接合されている状態を言う。
Unlike aluminum lead wires that only have a choice of fluororesin as a covering material, copper windings are made of a wide variety of polymer materials such as polyurethane, polyester, and polyimide, which are commonly used as magnet wires. It can be used. For this reason, it is possible to select a coating material with good wettability with respect to the mold material, and by using a coating material with good wettability with respect to the mold material, the adhesiveness between the solidified mold material and winding Therefore, the fixing strength of the winding and the strength of the entire stator including the winding and the mold are improved, and the protection effect against the corrosive gas and the durability of the motor are improved. Furthermore, since the contact thermal resistance between the winding and the mold decreases due to the adhesive effect, the heat dissipation of the winding is improved and the temperature rise can be suppressed.
Here, “adhesiveness” refers to a state of being bonded by a mechanical, physical, or chemical method.
(2)一実施形態では、前記(1)の構成において、
前記モールド材は、オレフィン系熱硬化性樹脂により形成される。
上記(2)の構成によれば、モールド材として鋳込み時における液状の粘度が低いオレフィン系熱硬化性樹脂を用いることで、巻き線の隙間まで樹脂が入り込み、モールド内に空洞が生じることを防止し、硬化後のモールド材と巻き線との密着性を高めることができる。これによって、腐食性ガスに対する巻き線の保護効果を高めることができる。
ここで「密着性」とは、隙間なく接触している状態を言う。
(2) In one embodiment, in the configuration of (1),
The mold material is formed of an olefin-based thermosetting resin.
According to the configuration of (2) above, by using an olefin-based thermosetting resin having a low liquid viscosity at the time of casting as the molding material, it is possible to prevent the resin from entering the gap between the windings and generating a cavity in the mold. And the adhesiveness of the mold material and winding after hardening can be improved. Thereby, the protection effect of the winding with respect to corrosive gas can be heightened.
Here, “adhesiveness” refers to a state in which there is no gap.
(3)一実施形態では、前記(1)又は(2)の構成において、
前記モールド材の線膨張係数が1.0×10−5/K以上2.0×10−5/K以下である。
上記(3)の構成によれば、銅製の巻き線と線膨張係数が近いモールド材を用いることで、モータ使用時にモータが発熱した場合など、巻き線とモールド材との線膨張係数の違いによる両者の剥離を抑制できる。
なお、モールド材にフィラーを添加して上記線膨張係数としてもよい。
(3) In one embodiment, in the configuration of (1) or (2),
The linear expansion coefficient of the mold material is 1.0 × 10 −5 / K or more and 2.0 × 10 −5 / K or less.
According to the configuration of (3) above, due to the difference in the linear expansion coefficient between the winding and the molding material, such as when the motor generates heat when using the motor, by using a molding material having a linear expansion coefficient close to that of the copper winding. Both peeling can be suppressed.
Note that a filler may be added to the molding material to obtain the linear expansion coefficient.
(4)一実施形態では、前記(1)〜(3)の何れかの構成において、
前記銅製の巻き線の比電気抵抗が2.0μΩ・cm以下である。
上記(4)の構成によれば、比電気抵抗が2.0μΩ・cm以下の銅製の巻き線を用いることで、電気抵抗損失を低減でき、モータ効率を向上できると共に、電気抵抗損失を低減できる分線径を細くできるので、モータの外径寸法を小型化できる。
(4) In one embodiment, in any one of the configurations (1) to (3),
The specific electric resistance of the copper winding is 2.0 μΩ · cm or less.
According to the configuration of (4) above, by using a copper winding having a specific electric resistance of 2.0 μΩ · cm or less, the electric resistance loss can be reduced, the motor efficiency can be improved, and the electric resistance loss can be reduced. Since the segment diameter can be reduced, the outer diameter of the motor can be reduced.
(5)一実施形態では、前記(1)〜(4)の何れかの構成において、
前記ハウジングに設けられた端子と、
前記モールド材の内部で前記巻き線と接続され、前記巻き線と前記端子とを電気的に接続するアルミ製のリード線と、
を備える。
上記(5)の構成によれば、銅製の巻き線は耐食性樹脂により形成されるモールド材に埋設され、モールド材の外側では、アンモニアに対して耐腐食性を有するアルミ製の巻き線を用いることで、リード線の耐久性を確保できる。
(5) In one embodiment, in any one of the configurations (1) to (4),
Terminals provided in the housing;
An aluminum lead wire connected to the winding inside the mold material and electrically connecting the winding and the terminal;
Is provided.
According to the configuration of (5) above, the copper winding is embedded in a molding material formed of a corrosion-resistant resin, and an aluminum winding having corrosion resistance against ammonia is used outside the molding material. Thus, the durability of the lead wire can be secured.
(6)一実施形態では、前記(1)〜(5)の何れかの構成において、
前記固定子は前記ハウジングの内面に固定され、
前記耐食性樹脂は前記巻き線を含めて前記固定子全体を覆うように配置される。
上記(6)の構成によれば、耐食性樹脂により形成されるモールド材で巻き線を含めて固定子全体を覆うように配置することで、巻き線を含む固定子全体を腐食性ガスから保護できる。
(6) In one embodiment, in any one of the configurations (1) to (5),
The stator is fixed to the inner surface of the housing;
The corrosion resistant resin is disposed so as to cover the entire stator including the winding.
According to the structure of said (6), the whole stator including a winding can be protected from corrosive gas by arrange | positioning so that the whole stator including a winding may be covered with the molding material formed with corrosion-resistant resin. .
(7)一実施形態では、前記(1)〜(5)の何れかの構成において、
前記耐食性樹脂は前記腐食性ガスを透過しないものである。
上記(7)の構成によれば、モールド材として腐食性ガスを透過しない耐食性樹脂を用いることで、巻き線を腐食性ガスから保護できる。
(7) In one embodiment, in any one of the configurations (1) to (5),
The corrosion-resistant resin does not penetrate the corrosive gas.
According to the structure of said (7), a winding can be protected from corrosive gas by using corrosion-resistant resin which does not permeate | transmit corrosive gas as a mold material.
(8)少なくとも一実施形態に係る回転機械は、
前記(1)〜(7)の何れかの構成を有するモータと、
前記モータによって駆動されて回転するように構成されたロータ部と、
前記モータの前記回転子及び前記固定子と、前記ロータ部とを収容するハウジングと、
を備える。
上記(8)の構成によれば、低コストでモータの銅製の巻き線を腐食性ガスに対して長期に亘って保護できる回転機械を実現できる。
(8) The rotating machine according to at least one embodiment is:
A motor having any one of the constitutions (1) to (7);
A rotor configured to rotate by being driven by the motor;
A housing for housing the rotor and stator of the motor, and the rotor portion;
Is provided.
According to the configuration of (8) above, it is possible to realize a rotating machine that can protect a copper winding of a motor against corrosive gas at a low cost over a long period of time.
(9)少なくとも一実施形態に係る回転機械用モータの製造方法は、
腐食性ガスを作動流体として用いる回転機械を駆動するためのモータの製造方法であって、
ハウジングの内部に銅製の巻き線を含む固定子を取り付ける固定子取付けステップと、
前記ハウジングの内部に鋳型を配置する鋳型配置ステップと、
前記腐食性ガスへの耐性を有する耐食性樹脂によって少なくとも前記巻き線が覆われるように前記鋳型の内部の鋳込み空間に前記耐食性樹脂を注入し固化させる鋳込みステップと、
を備える。
(9) A method for manufacturing a motor for a rotary machine according to at least one embodiment is as follows:
A method of manufacturing a motor for driving a rotary machine using corrosive gas as a working fluid,
A stator mounting step for mounting a stator including a copper winding inside the housing;
A mold placement step of placing a mold inside the housing;
A casting step of injecting and solidifying the corrosion-resistant resin into a casting space inside the mold so that at least the winding is covered with the corrosion-resistant resin having resistance to the corrosive gas;
Is provided.
上記(9)の方法によれば、上記耐食性樹脂により形成されるモールド材に上記銅製の巻き線を埋設することで、銅製の巻き線を腐食性ガスに対して長期に亘って保護できる回転機械用モータを簡易かつ低コストで製造できる。 According to the method of (9) above, a rotary machine capable of protecting a copper winding against corrosive gas over a long period of time by embedding the copper winding in a mold material formed of the corrosion-resistant resin. Can be manufactured easily and at low cost.
(10)一実施形態では、前記(9)の方法において、
前記鋳込みステップにおいて、
前記耐食性樹脂の固化前における粘度が300mPa・s以上3000mPa・s以下に調節する。
上記(10)の方法によれば、固化前の粘度が300〜3000mPa・sの耐食性樹脂を用いることで、巻き線や固定子の微小な隙間までモールド材が入り込み、モールド材内部の隙間や空洞の発生が少なくなるため、耐食性樹脂と銅製の巻き線との密着性を向上でき、硬化後のモールド材によってアンモニアなどの腐食性ガスに対する巻き線の耐久性をさらに向上できる。
(10) In one embodiment, in the method of (9),
In the casting step,
The viscosity of the corrosion-resistant resin before solidification is adjusted to 300 mPa · s or more and 3000 mPa · s or less.
According to the method of (10) above, by using a corrosion-resistant resin having a viscosity before solidification of 300 to 3000 mPa · s, the molding material enters into the minute gaps of the winding and the stator, and the gaps and cavities inside the molding material Therefore, the adhesion between the corrosion-resistant resin and the copper winding can be improved, and the durability of the winding against a corrosive gas such as ammonia can be further improved by the mold material after curing.
(11)一実施形態では、前記(9)又は(10)の方法において、
前記銅製の巻き線にアルミ製のリード線を接続するリード線接続ステップをさらに備え、
前記鋳込みステップにおいて、
前記銅製の巻き線と前記アルミ製のリード線との接続部が前記耐食性樹脂に埋設されるように、前記耐食性樹脂の成形を行う。
上記(10)の方法によれば、腐食性ガスによって腐食されやすい銅製の巻き線は耐食性樹脂に埋設され、耐食性樹脂の外側では、腐食性ガスに対して耐腐食性を有するアルミ製のリード線とすることができる。
(11) In one embodiment, in the method of (9) or (10),
A lead wire connecting step of connecting an aluminum lead wire to the copper winding;
In the casting step,
The corrosion resistant resin is molded such that a connection portion between the copper winding and the aluminum lead wire is embedded in the corrosion resistant resin.
According to the above method (10), the copper wire that is easily corroded by the corrosive gas is embedded in the corrosion-resistant resin, and the aluminum lead wire that is resistant to the corrosive gas outside the corrosion-resistant resin. It can be.
(12)一実施形態では、前記(9)〜(11)の何れかの方法において、
前記鋳込みステップにおいて、
前記鋳型の内側に形成された前記鋳込み空間を減圧する減圧ステップをさらに備える。
上記(12)の方法によれば、鋳込みステップにおいて鋳込み空間を減圧することで、固化前のモールド材内部の気泡を除去し、巻き線を含む固定子全体の空間部分に樹脂を行き渡らせることができ、巻き線と樹脂との密着性をさらに向上できる。これによって、硬化後のモールド材内部の空洞が減少し、モールド材の機械的強度と巻き線の固定力が向上するため、モータの耐久性が向上する。また、モールド材内部の空洞の減少によりモールド材の見かけの熱伝導率が大きくなると同時に線材とモールド材の密着性が向上するため、巻き線の放熱性が向上する。さらに、モールド材中に空気を内包する空洞が残留しないため、ガス圧力の変化によるモールドの破壊やモールド材と巻き線の剥離、およびモールド内への腐食性物質の侵入を防止できる。
(12) In one embodiment, in any one of the methods (9) to (11),
In the casting step,
The method further includes a depressurizing step of depressurizing the casting space formed inside the mold.
According to the method of (12), by reducing the pressure of the casting space in the casting step, the air bubbles inside the mold material before solidification can be removed, and the resin can be spread over the entire space portion of the stator including the windings. It is possible to further improve the adhesion between the winding and the resin. As a result, voids inside the mold material after curing are reduced, and the mechanical strength of the mold material and the fixing force of the winding are improved, so that the durability of the motor is improved. Further, the apparent thermal conductivity of the mold material is increased due to the reduction of the cavity inside the mold material, and at the same time the adhesion between the wire and the mold material is improved, so that the heat dissipation of the winding is improved. Furthermore, since the cavity containing the air does not remain in the mold material, it is possible to prevent the destruction of the mold, the peeling of the mold material and the winding due to the change of the gas pressure, and the entry of the corrosive substance into the mold.
(13)一実施形態では、前記(12)の方法において、
前記鋳型の上方空間を密閉空間とすると共に、前記鋳込み空間の上端を前記密閉空間に連通させ、前記密閉空間を減圧する。
上記(13)の方法によれば、鋳型の上方空間を密閉空間とすると共に、鋳込み空間の上端を上記密閉空間に連通させ、この密閉空間を減圧することで、密閉空間の減圧を低コストで容易に行うことができる。
(13) In one embodiment, in the method of (12),
The upper space of the mold is set as a sealed space, and the upper end of the casting space is communicated with the sealed space, so that the sealed space is decompressed.
According to the above method (13), the upper space of the mold is made a sealed space, the upper end of the casting space is communicated with the sealed space, and the sealed space is decompressed, so that the sealed space can be decompressed at low cost. It can be done easily.
(14)一実施形態では、前記(9)〜(13)の何れかの方法において、
前記固定子取付けステップにおいて、
前記ハウジングに前記固定子のステータコアを焼嵌めで取り付ける。
上記(14)の方法によれば、簡易かつ低コストで固定子をハウジングに固定できる。
(14) In one embodiment, in any one of the methods (9) to (13),
In the stator mounting step,
The stator core of the stator is attached to the housing by shrink fitting.
According to the method (14), the stator can be fixed to the housing easily and at low cost.
少なくとも一実施形態によれば、アンモニアなどの腐食性物質に対して簡易かつ低コストな手段で回転機械用モータの保護が可能となる。 According to at least one embodiment, it is possible to protect a motor for a rotary machine with a simple and low-cost means against corrosive substances such as ammonia.
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載され又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative examples.
For example, expressions expressing relative or absolute arrangements such as “in a certain direction”, “along a certain direction”, “parallel”, “orthogonal”, “center”, “concentric” or “coaxial” are strictly In addition to such an arrangement, it is also possible to represent a state of relative displacement with an angle or a distance such that tolerance or the same function can be obtained.
For example, an expression indicating that things such as “identical”, “equal”, and “homogeneous” are in an equal state not only represents an exactly equal state, but also has a tolerance or a difference that can provide the same function. It also represents the existing state.
For example, expressions representing shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes represent not only geometrically strict shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes, but also irregularities and chamfers as long as the same effects can be obtained. A shape including a part or the like is also expressed.
On the other hand, the expressions “comprising”, “comprising”, “comprising”, “including”, or “having” one constituent element are not exclusive expressions for excluding the existence of other constituent elements.
一実施形態に係る回転機械用モータ10は、図1及び図2に示すように、腐食性ガスを作動流体として用いる回転機械50(50A、50B)を駆動するためのモータである。ハウジング16の内部で、回転子12及び固定子14が収容され、中心に回転子12が配置され、回転子12の周囲に固定子14が配置される。固定子14はハウジング16の内側に固定されたステータコア14aと、ステータコア14aに装着された銅製の巻き線14bとを有する。
ハウジング16の内側で回転子12の外周側に、腐食性ガスへの耐性を有する耐食性樹脂によりモールド材20が形成され、巻き線14bがモールド材20に埋設される。
The
A
上記構成によれば、巻き線14bはハウジング16の内側でモールド材20に覆われるため、銅製の巻き線14bをアンモニアなどの腐食性ガスに対して長期に亘って保護できる。また、銅製の巻き線14bをモールド材20で覆う簡易かつ低コストな手段で巻き線14bを保護できる。また、銅製の巻き線14bを用いることで回転機械用モータ10を低コスト化できる。
さらに、前述のように、銅製の巻き線14bは濡れ性が良い被覆材を容易に入手できるため、腐食性ガスに対する保護が容易である。
According to the above configuration, since the winding 14b is covered with the
Furthermore, as described above, since the copper winding 14b can easily obtain a coating material with good wettability, protection against corrosive gas is easy.
一実施形態では、モールド材20の材料として、例えば、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂(BMC)、熱可塑性ポリエステル樹脂(PET)などを使用できる。
一実施形態では、腐食性ガスはアンモニア系冷媒であり、回転機械50はアンモニア系冷媒を用いる冷凍機などに組み込まれた圧縮機又は膨張機である。
一実施形態では、銅製の巻き線14bは例えばエナメル材などの被覆材によって被覆される。
一実施形態では、モールド材20は実質的に腐食性ガスを透過しないか、あるいは腐食性ガスを透過しにくい性質を有することが好ましい。これによって、巻き線14bの保護効果を向上できる。
In one embodiment, for example, an epoxy resin, a silicon resin, an unsaturated polyester resin (BMC), a thermoplastic polyester resin (PET), or the like can be used as the material of the
In one embodiment, the corrosive gas is an ammonia-based refrigerant, and the rotating
In one embodiment, the copper winding 14b is coated with a coating, such as enamel.
In one embodiment, it is preferable that the
一実施形態では、図1及び図2に示すように、回転機械用モータ10は、回転子12の中心部に回転軸22が固定され、回転軸22は回転機械50のロータ部52と連結され、ロータ部52は回転機械用モータ10によって駆動されて回転する。回転機械50はロータ部52を収容するハウジング54を備える。
一実施形態では、回転機械50のハウジング54はハウジング16と一体的に連結され、ハーメチック型の密封構造を形成する。
In one embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, in the
In one embodiment, the
一実施形態では、回転機械50(50A)は、図1に示すように、回転機械用モータ10の回転軸22とロータ部52の回転軸とは一体に形成され、回転軸22はハウジング54の内部で軸受56で回転自在に支持される。これによって、回転機械用モータ10の内部で回転軸22の軸受が不要になるため、モータ10の構成を簡略化できる。
一実施形態では、回転機械50(50B)は、図2に示すように、モータ10の回転軸22aとロータ部52の回転軸22bとは夫々別個に形成され、回転軸22a及び22bはカップリング60で接続される。これによって、モータ10及び回転機械50は容量の大型化が可能になる。
In one embodiment, as shown in FIG. 1, the rotating machine 50 (50 </ b> A) includes a
In one embodiment, as shown in FIG. 2, in the rotating machine 50 (50 </ b> B), the rotating
一実施形態では、図2に示すように、回転軸22aの一端はハウジング16の内面に固定された支持台62で支持される。支持台62に軸受64が設けられ、回転軸22aは軸受64によって回転自在に支持される。回転軸22aの他端側には回転機械50(50B)との間に軸受支持部材66が設けられ、回転軸22aは軸受支持部材66に設けられた軸受68によって回転自在に支持される。
In one embodiment, as shown in FIG. 2, one end of the
一実施形態では、モールド材20はオレフィン系熱硬化性樹脂により形成される。オレフィン系熱硬化性樹脂として、例えば、ジシクロペンタジエン樹脂を用いることができる。
モールド材20の材料として、鋳込み時における液状の粘度が低いオレフィン系熱硬化性樹脂を用いることで、モールド材が巻き線および固定子の微細な隙間まで入り込み,硬化後に巻き線14bとの密着性を高めることができる。これによって、固定子14への腐食性ガスの侵入を抑制でき、巻き線14bを保護できる。
In one embodiment, the
By using an olefin-based thermosetting resin having a low liquid viscosity at the time of casting as the material of the
一実施形態では、硬化後の線膨張係数が1.0×10−5/K以上2.0×10−5/K以下であるモールド材を用いる。
このように、線膨張係数が銅製の巻き線14bに近いモールド材を用いることができ、モータ使用時にモータが発熱した場合など、巻き線14bとモールド材20との線膨張係数の違いによる両者間の剥離を抑制できる。
一実施形態では、モールド材20に混入するフィラーの割合を調整することで、モールド材20の線膨張係数を上記範囲に調整してもよい。フィラーとして、例えば、水酸化アルミニウム、アルミナ、シリカ、等を用いることができる。
In one embodiment, a mold material having a linear expansion coefficient after curing of 1.0 × 10 −5 / K or more and 2.0 × 10 −5 / K or less is used.
In this way, a molding material having a linear expansion coefficient close to that of the copper winding 14b can be used, and when the motor generates heat when the motor is used, between the two due to the difference in the linear expansion coefficient between the winding 14b and the
In one embodiment, the linear expansion coefficient of the
一実施形態では、銅製の巻き線14bとして、比電気抵抗が2.0μΩ・cm以下のものを用いる。
これによって、巻き線14bの電気抵抗損失を低減でき、モータ効率を向上できると共に、電気抵抗損失を低減できる分巻き線14bの線径を細くできるので、回転機械用モータ10の外径寸法を小型化できる。
In one embodiment, a copper winding 14b having a specific electric resistance of 2.0 μΩ · cm or less is used.
Accordingly, the electrical resistance loss of the winding 14b can be reduced, the motor efficiency can be improved, and the wire diameter of the split winding 14b that can reduce the electrical resistance loss can be reduced. Can be
一実施形態では、回転機械用モータ10は、モールド材20の内部で巻き線14bはアルミ製のリード線26と接続部24で電気的に接続される。リード線26はハウジング16に設けられた端子28に接続される。
これによって、腐食性ガスによって腐食されやすい銅製の巻き線14bは耐食性樹脂により形成されるモールド材20に埋設され、モールド材20の外側では、アンモニアに対して耐腐食性を有するアルミ製のリード線26を用いることができる。
In one embodiment, in the
Thus, the copper winding 14b that is easily corroded by the corrosive gas is embedded in the
一実施形態では、固定子14はハウジング16の内面に固定され、耐食性樹脂で形成されるモールド材20は巻き線14bを含めて固定子全体を覆うように配置される。
これによって、巻き線14bを含む固定子全体を腐食性ガスから保護できる。
In one embodiment, the
Thereby, the whole stator including the winding 14b can be protected from corrosive gas.
一実施形態に係る回転機械50は、幾つかの実施形態に係る上記構成を有する回転機械用モータ10と、回転機械用モータ10によって回転するロータ部52と、ロータ部52とを収容するハウジング54と、を備えるため、低コストで回転機械用モータ10の巻き線14bを腐食性ガスに対して長期に亘って保護できる。
一実施形態では、ハウジング54はモールド材20のハウジング16と一体的に連結され、ハーメチック型の密封構造を形成するため、ハウジング16及び54内の腐食性ガスが外部に漏洩するのを防止できる。
A
In one embodiment, the
図3及び図4は、一実施形態に係る回転機械用モータ10の製造方法の一実施形態を示し、図3はその製造工程を示し、図3は製造に用いられる装置を示す。
図3において、まず、ハウジング16と、ステータコア14a及び銅製の巻き線14bを含む固定子14とを用意し、ハウジング16の内部に固定子14を取り付ける(固定子取付けステップS10)。次に、ハウジング16の内部に鋳型30を配置する(鋳型配置ステップS12)。
次に、腐食性ガスへの耐性を有する耐食性樹脂によって少なくとも巻き線14bが覆われるように鋳型30の内部の鋳込み空間Smに耐食性樹脂を注入し固化させる(鋳込みステップS14)。図4は、ハウジング16の内部に鋳型30を配置した状態を示す。
3 and 4 show an embodiment of a method for manufacturing a
In FIG. 3, first, a
Next, the corrosion-resistant resin is injected into the casting space Sm inside the
上記方法によれば、耐食性樹脂により形成されるモールド材20に銅製の巻き線14bを埋設することで、銅製の巻き線14bを腐食性ガスに対して長期に亘って保護できる。また、銅製の巻き線14bをモールド材20で覆うことで、回転機械用モータ10を簡易かつ低コストで製造できる。
According to the above method, the copper winding 14b can be protected against the corrosive gas for a long period of time by embedding the copper winding 14b in the
一実施形態では、鋳型30は第1の型30a及び第2の型30bを有し、鋳型配置ステップS12において、第1の型30a及び第2の型30bで固定子14を両側から挟んで鋳込み空間Smを形成する。
次に、鋳込みステップS14において、鋳込み空間Smに液状の耐食性樹脂を注入し、巻き線14bが液状の耐食性樹脂で覆われるまで注入し、液状の耐食性樹脂を硬化させる。
このように、固定子14が取り付けられたハウジング16の内部で第1の型30aと第2の型30bとで固定子14を挟むようにして鋳込み空間Smを形成するので、鋳込み空間Smの形成が容易である。即ち、ハウジング16を鋳型の一部として用い、鋳込み空間Smの外側をハウジング16で形成させるため、第1の型30a及び第2の型30bを小型化できると共に、これらの取付けが容易になる。
また、形成された鋳込み空間Smに巻き線14bが覆われるまで耐食性樹脂を注入すればよいので、耐食性樹脂の鋳込みを容易に行うことができる。
In one embodiment, the
Next, in the casting step S14, a liquid corrosion-resistant resin is injected into the casting space Sm, and is injected until the winding 14b is covered with the liquid corrosion-resistant resin, thereby curing the liquid corrosion-resistant resin.
Thus, since the casting space Sm is formed so that the
Moreover, since corrosion-resistant resin should just be inject | poured until winding 14b is covered in formed casting space Sm, casting of corrosion-resistant resin can be performed easily.
一実施形態では、鋳込みステップS14において、モールド材として、固化前の粘度が300〜3000mPa・sの耐食性樹脂を用いる。これによって、巻き線14b及びステータコア14aの細部にモールド材20が入り込み、モールド材20と銅製の巻き線14bとの密着性を向上でき、硬化後のモールド材20によって腐食性ガスに対する巻き線14bの耐久性を向上できる。
なお、モールド材にフィラーを添加することで、上記範囲の粘度に調整してもよい。
In one embodiment, a corrosion-resistant resin having a viscosity before solidification of 300 to 3000 mPa · s is used as a mold material in the casting step S14. As a result, the
In addition, you may adjust to the viscosity of the said range by adding a filler to a molding material.
一実施形態では、モールド材20として用いられる耐食性樹脂との濡れ性が良い材料で被覆された線材で、巻き線14bを製作することで、モールド鋳込み時に巻き線の細部までモールド材が入り込み、腐食性ガスに対する巻き線14bの耐久性が向上する。
また、固化後のモールド材20と巻き線14bの接着性が向上するため,巻き線14bの固定力及び巻き線14bとモールド材20を含めた固定子14全体の機械的強度が向上し、腐食性ガスに対する保護効果とモータ10の耐久性を向上させることができる。さらに、接着性の向上によって巻き線14bとモールド材20の間の接触熱抵抗が減少し、巻き線14bの放熱性を向上させることができる。
In one embodiment, the winding
Further, since the adhesiveness between the solidified
一実施形態では、図3及び図4に示すように、鋳型配置ステップS12の後で、銅製の巻き線14bにアルミ製のリード線26を接続するリード線接続ステップS13をさらに備える。鋳込みステップS14において、銅製の巻き線14bとリード線26との接続部24が耐食性樹脂に埋設されるように、耐食性樹脂の成形を行う。
これによって、腐食性ガスによって腐食されやすい銅製の巻き線14bは耐食性樹脂に埋設され、耐食性樹脂の外側では、腐食性ガスに対して耐腐食性を有するアルミ製のリード線26を設けることができる。
一実施形態では、接続部24が耐食性樹脂で覆われるまで耐食性樹脂が鋳込み空間Smに注入される。この場合、接続部24は鋳込み空間Smの内部に配置される。
In one embodiment, as shown in FIG. 3 and FIG. 4, after the mold placement step S12, a lead wire connecting step S13 for connecting the
As a result, the copper winding 14b that is easily corroded by the corrosive gas is embedded in the corrosion-resistant resin, and the
In one embodiment, the corrosion resistant resin is injected into the casting space Sm until the
一実施形態では、図3に示すように、鋳込みステップS14において、鋳型30によって形成された鋳込み空間Smを減圧する(減圧ステップS14b)。減圧ステップS14bの後、耐食性樹脂を鋳込み空間Smに注入する鋳込みステップS14cを行う。
これによって、固化前のモールド材中の気泡を除去できるため、固化前のモールド材が巻き線の細部まで入り込み、巻き線14bと硬化後のモールド材20との密着性を向上できるため、モールド材内部への腐食性ガスの侵入を抑制できる。
一実施形態では、減圧ステップS14bでは、鋳込み空間Smを真空近くまで減圧する真空引きが行われる。
In one embodiment, as shown in FIG. 3, in the casting step S14, the casting space Sm formed by the
Thereby, since the bubbles in the mold material before solidification can be removed, the mold material before solidification enters into the details of the winding, and the adhesion between the winding 14b and the cured
In one embodiment, in the depressurization step S14b, vacuuming is performed to depressurize the casting space Sm to near vacuum.
一実施形態では、図4に示すように、減圧ステップS14bにおいて、鋳型30の上方空間を密閉空間Scとすると共に、鋳込み空間Smの上端を密閉空間Scに連通させ、密閉空間Scを減圧する。
これによって、鋳込み空間Smの減圧を容易に行うことができ、固化前のモールド材中の気泡を除去できるので、巻き線14bと硬化後のモールド材20との密着性を向上できる。
In one embodiment, as shown in FIG. 4, in the decompression step S <b> 14 b, the upper space of the
Accordingly, the casting space Sm can be easily depressurized, and air bubbles in the mold material before solidification can be removed, so that the adhesion between the winding 14b and the
一実施形態では、図4に示すように、ハウジング16の内部で第1の型30a及び第2の型30bによって固定子14及び巻き線14bを囲む鋳込み空間Smが形成される。第2の型30bには鋳込み空間Smと外部とを連通する連通孔31が形成され、連通孔31には湯路36が接続される。湯路36に開閉弁38が設けられ、湯路36は液状の耐食性樹脂rを貯留する溶融槽34に連通する。溶融槽34に貯留された液状の耐食性樹脂rは湯路36を介して鋳込み空間Smに注入される。
In one embodiment, as shown in FIG. 4, a casting space Sm surrounding the
ハウジング16の一端面に減圧用冶具32が取り付けられ(図3中の減圧用冶具取付けステップS14a)、減圧用冶具32の内側に密閉空間Scが形成される。減圧用冶具32には密閉空間Scに連通する管路40が設けられ、管路40に真空ポンプ42が設けられる。鋳込み空間Smの一部が密閉空間Scに連通するように鋳込み空間Smが形成される。
真空ポンプ42から稼働することで、密閉空間Scが減圧され、鋳込み空間Smに鋳込まれた液状の耐食性樹脂rに含まれる気泡が除去される。
A
By operating from the
一実施形態では、鋳型30によってハウジング16はその軸方向が上下方向を向いた状態で支持される。第2の型30bの下端は平坦面を有し、この平坦面が支持面となってハウジング16はその軸方向が上下方向を向いた状態で安定して支持される。
一実施形態では、連通孔31は鋳込み空間Smの下端に連通し、液状の耐食性樹脂は連通孔31を介して鋳込み空間Smの下端に注入される。ハウジング16の上端面に減圧用冶具32が取り付けられ、減圧用冶具32の下方に密閉空間Scが形成されると共に、鋳込み空間Smの上端が密閉空間Scに形成される。
このように、鋳込み空間Smの上端を密閉空間Scに連通することで、減圧ステップS14bにおいて、気泡の除去が促進される。
In one embodiment, the
In one embodiment, the
In this way, by removing the upper end of the casting space Sm from the sealed space Sc, the removal of bubbles is promoted in the decompression step S14b.
一実施形態では、図3に示すように、耐食性樹脂の鋳込みが終わり、開閉弁38を閉じた後、真空ポンプ42を稼働させ再度密閉空間Scを減圧する(減圧ステップS14d)。密閉空間Scが十分に真空に近くなったところで真空ポンプ42の稼働を止める。
その後、減圧用冶具32を取り外し(減圧用冶具取外しステップS14e)、加熱により液状の耐食性樹脂rを硬化させる(加熱硬化ステップS15)。液状の耐食性樹脂が硬化した後、鋳型30の第1の型30a及び第2の型30bを取り外す。
In one embodiment, as shown in FIG. 3, after the casting of the corrosion resistant resin is finished and the on-off
Thereafter, the
一実施形態では、固定子取付けステップS10において、ハウジング16に固定子14を焼嵌めで取り付ける。
これによって、簡易かつ低コストで固定子14をハウジング16に固定できる。
In one embodiment, the
Thereby, the
少なくとも一実施形態によれば、アンモニアなどの腐食性物質に対する保護が簡易かつ低コストで可能となる回転機械用モータ及びこの回転機械用モータを備える回転機械を実現できる。 According to at least one embodiment, it is possible to realize a rotating machine motor that can be easily and inexpensively protected against corrosive substances such as ammonia, and a rotating machine including the rotating machine motor.
10 回転機械用モータ
12 回転子
14 固定子
14a ステータコア
14b 巻き線
16、54 ハウジング
20 モールド材
22、22a、22b 回転軸
24 接続部
26 リード線
28 端子
30 鋳型
30a 第1の型
30b 第2の型
31 連通孔
32 減圧用冶具
34 溶融槽
36 湯路
38 バルブ
40 管路
42 真空ポンプ
50(50A、50B) 回転機械
52 ロータ部
56、64、68 軸受
60 カップリング
62 支持台
66 軸受支持部材
Sc 密閉空間
Sm 鋳込み空間
r 耐食性樹脂
DESCRIPTION OF
Claims (14)
回転子と、
前記回転機械のロータ部及び前記回転子を収容するハウジングと、
前記ハウジングの内側において前記回転子の外周側に設けられ、前記腐食性ガスへの耐性を有する耐食性樹脂により形成されるモールド材と、
前記ハウジングの内側に固定されたステータコア、及び、前記ステータコアに装着された銅製の巻き線を含む固定子と、
を備え、
前記固定子のうち少なくとも前記巻き線は前記モールド材に覆われていることを特徴とする回転機械用モータ。 A motor for driving a rotating machine using corrosive gas as a working fluid,
A rotor,
A housing for housing the rotor part of the rotating machine and the rotor;
A molding material provided on the outer peripheral side of the rotor inside the housing and formed of a corrosion-resistant resin having resistance to the corrosive gas;
A stator core fixed to the inside of the housing, and a stator including a copper winding attached to the stator core;
With
A motor for a rotary machine, wherein at least the winding of the stator is covered with the mold material.
前記モールド材の内部で前記巻き線と接続され、前記巻き線と前記端子とを電気的に接続するアルミ製のリード線と、
を備えることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の回転機械用モータ。 Terminals provided in the housing;
An aluminum lead wire connected to the winding inside the mold material and electrically connecting the winding and the terminal;
The motor for a rotary machine according to any one of claims 1 to 4, further comprising:
前記耐食性樹脂は前記巻き線を含めて前記固定子全体を覆うように配置されることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の回転機械用モータ。 The stator is fixed to the inner surface of the housing;
The motor for a rotary machine according to any one of claims 1 to 5, wherein the corrosion-resistant resin is disposed so as to cover the entire stator including the winding.
前記モータによって駆動されて回転するように構成されたロータ部と、
前記モータの前記回転子及び前記固定子と、前記ロータ部とを収容するハウジングと、
を備えることを特徴とする回転機械。 A motor according to any one of claims 1 to 7,
A rotor configured to rotate by being driven by the motor;
A housing for housing the rotor and stator of the motor, and the rotor portion;
A rotating machine comprising:
ハウジングの内部に銅製の巻き線を含む固定子を取り付ける固定子取付けステップと、
前記ハウジングの内部に鋳型を配置する鋳型配置ステップと、
前記腐食性ガスへの耐性を有する耐食性樹脂によって少なくとも前記巻き線が覆われるように前記鋳型の内部の鋳込み空間に前記耐食性樹脂を注入し固化させる鋳込みステップと、
を備えることを特徴とする回転機械用モータの製造方法。 A method of manufacturing a motor for driving a rotary machine using corrosive gas as a working fluid,
A stator mounting step for mounting a stator including a copper winding inside the housing;
A mold placement step of placing a mold inside the housing;
A casting step of injecting and solidifying the corrosion-resistant resin into a casting space inside the mold so that at least the winding is covered with the corrosion-resistant resin having resistance to the corrosive gas;
A method for manufacturing a motor for a rotary machine, comprising:
前記耐食性樹脂の固化前における粘度を300mPa・s以上3000mPa・s以下に調節することを特徴とする請求項9に記載の回転機械用モータの製造方法。 In the casting step,
The method for manufacturing a motor for a rotary machine according to claim 9, wherein the viscosity of the corrosion-resistant resin before solidification is adjusted to 300 mPa · s or more and 3000 mPa · s or less.
前記鋳込みステップにおいて、
前記銅製の巻き線と前記アルミ製のリード線との接続部が前記耐食性樹脂に埋設されるように、前記耐食性樹脂の成形を行うことを特徴とする請求項9又は10に記載の回転機械用モータの製造方法。 A lead wire connecting step of connecting an aluminum lead wire to the copper winding;
In the casting step,
11. The rotary machine according to claim 9, wherein the corrosion-resistant resin is molded so that a connection portion between the copper winding and the aluminum lead wire is embedded in the corrosion-resistant resin. A method for manufacturing a motor.
前記鋳型の内側に形成された前記鋳込み空間を減圧する減圧ステップをさらに備えることを特徴とする請求項9乃至11の何れか一項に記載の回転機械用モータの製造方法。 In the casting step,
The method for manufacturing a motor for a rotary machine according to any one of claims 9 to 11, further comprising a depressurizing step of depressurizing the casting space formed inside the mold.
前記ハウジングに前記固定子のステータコアを焼嵌めで取り付けることを特徴とする請求項9乃至13の何れか一項に記載の回転機械用モータの製造方法。 In the stator mounting step,
The method for manufacturing a motor for a rotary machine according to any one of claims 9 to 13, wherein the stator core of the stator is attached to the housing by shrink fitting.
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