JP2019037118A - Water-sealed motor and submersible pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水封式モータ及び水中ポンプに関するものである。 The present invention relates to a water ring motor and a submersible pump.
深井戸水中ポンプの駆動用途等に使用されるモータには、モータケーシング内外圧を一定に保つためケーシングの内部に封入水を充満する、所謂水封式モータが採用されている。封入水は、外部の水へ漏れてもいいように、一般に水またはプロピレングリコール水溶液から成る無害かつ水溶する不凍液からなる。そして、モータのステータコア、コイル、および口出線とコイルの接続部等の充電部は、封入水が直接触れないようにそれらを金属部材(フレーム、側板、キャン等)で覆ってステータを密閉し、封入水が侵入しないようなステータ構造とすることが一般的である。このような、水封式モータとして、例えば、下記特許文献1に記載されたキャンドモータが知られている。
As a motor used for driving a deep well submersible pump or the like, a so-called water-sealed motor is used in which the casing is filled with sealed water in order to keep the pressure inside and outside the motor casing constant. The sealed water generally consists of a harmless and water-soluble antifreeze composed of water or an aqueous solution of propylene glycol so that it can leak to outside water. The charging parts such as the stator core of the motor, the coil, and the connection portion between the lead wire and the coil are covered with a metal member (frame, side plate, can, etc.) so that the sealed water is not directly touched, and the stator is hermetically sealed. In general, the stator structure is such that sealed water does not enter. As such a water-sealed motor, for example, a canned motor described in
ところで、ステータコアの内周面とロータの外周面との空隙間に挿入されたキャンは、一般に薄肉のステンレス鋼等の非磁性材が用いられるが、ステータで発生した回転磁界がキャンを通過してロータへ伝播する時、キャン内部に渦電流が発生し、この渦電流により電気抵抗損失(キャン損)が発生するため効率が悪くなる、という問題がある。
そこで、本願発明者は、このようなキャン損を発生させない方法として、キャンを挿入することなくステータ、さらにはロータを樹脂でモールドすることにより、耐水性を持たせることを考えた。しかしながら、ステータ、ロータのコアやケーシング、モータ軸等の金属部材の線膨張係数に対し、モールド樹脂の線膨張係数は数倍から十数倍と大きく異なる。このため、モータの運転・停止に伴い、モータが温まったり冷えたりすると、前述した線膨張係数の差により、金属部材とモールド樹脂との間には微小な隙間が生じるので、この隙間を通って封入水がモールド樹脂の内部に侵入する虞がある。これにより、ステータでは、コイルと封入水が近接することで絶縁が低下し、ロータでは、永久磁石が封入水と活性に反応して腐食崩壊してしまう、といった問題が生じ得る。なお、金属部材とモールド樹脂との界面に予め接着材等を介在させても、長期に亘る熱サイクルにより剥がれてしまい、封入水の侵入を防ぐことは困難である。
By the way, the can inserted between the inner peripheral surface of the stator core and the outer peripheral surface of the rotor is generally made of a non-magnetic material such as thin stainless steel, but the rotating magnetic field generated in the stator passes through the can. When propagating to the rotor, an eddy current is generated inside the can, and this eddy current causes an electric resistance loss (can loss), resulting in a problem that efficiency is deteriorated.
Therefore, the inventor of the present application has considered to provide water resistance by molding the stator and the rotor with resin without inserting the can as a method for preventing such a can loss. However, the linear expansion coefficient of the mold resin is greatly different from several times to several tens of times with respect to the linear expansion coefficient of the metal members such as the stator, the core of the rotor, the casing, and the motor shaft. For this reason, when the motor is warmed or cooled with the operation / stop of the motor, a minute gap is generated between the metal member and the mold resin due to the difference in the linear expansion coefficient described above. There is a possibility that the enclosed water may enter the mold resin. As a result, in the stator, the insulation is lowered due to the proximity of the coil and the sealed water, and in the rotor, the permanent magnet may react with the sealed water and the activity and corrode and collapse. In addition, even if an adhesive or the like is previously interposed at the interface between the metal member and the mold resin, it is peeled off by a long-term thermal cycle, and it is difficult to prevent the ingress of enclosed water.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、高効率且つ長期に亘り耐水絶縁性能を維持できる水封式モータ及び水中モータの提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a water-sealed motor and a submersible motor that are highly efficient and can maintain water-resistant insulation performance for a long period of time.
(1)本発明の一態様に係る水封式モータは、モータ軸と、前記モータ軸を回転させるロータ及びステータと、前記ロータ及びステータを収容する円筒状のケーシングと、を有し、前記ケーシングの内部に封入水が充満されている水封式モータであって、前記ステータを覆うモールド樹脂と、前記モールド樹脂と前記ケーシングとの対向部に配置されたゴムリングと、を有する。 (1) A water-sealed motor according to an aspect of the present invention includes a motor shaft, a rotor and a stator that rotate the motor shaft, and a cylindrical casing that houses the rotor and the stator. Is a water-sealed motor filled with sealed water, and includes a mold resin that covers the stator, and a rubber ring that is disposed at a facing portion of the mold resin and the casing.
(2)上記(1)に記載された水封式モータであって、前記ステータは、前記ケーシングの内周面に固定されたステータコアを有し、前記ゴムリングは、前記ケーシングと前記ステータコアとの角部に配置されていてもよい。
(3)上記(2)に記載された水封式モータであって、前記ゴムリングは、前記ケーシングと前記ステータコアとの角部に接する直角部を有すると共に、該直角部の対辺に斜辺部を有する直角三角形の断面形状を有していてもよい。
(4)上記(1)〜(3)に記載された水封式モータであって、前記ゴムリングは、水膨張性ゴムから形成されていてもよい。
(5)上記(1)〜(4)に記載された水封式モータであって、前記ロータを覆う第2のモールド樹脂と、前記第2のモールド樹脂と前記モータ軸との対向部に配置された第2のゴムリングと、を有してもよい。
(6)上記(5)に記載された水封式モータであって、前記ロータは、前記モータ軸の外周面に固定されたロータコアを有し、前記第2のゴムリングは、前記モータ軸と前記ロータコアとの角部に配置されていてもよい。
(7)上記(6)に記載された水封式モータであって、前記第2のゴムリングは、前記モータ軸と前記ロータコアとの角部に接する直角部を有すると共に、該直角部の対辺に斜辺部を有する直角三角形の断面形状を有していてもよい。
(8)上記(5)〜(7)に記載された水封式モータであって、前記第2のゴムリングは、水膨張性ゴムから形成されていてもよい。
(2) In the water-sealed motor described in (1) above, the stator has a stator core fixed to the inner peripheral surface of the casing, and the rubber ring is formed between the casing and the stator core. You may arrange | position at the corner | angular part.
(3) In the water-sealed motor described in (2) above, the rubber ring has a right-angled portion in contact with a corner of the casing and the stator core, and a hypotenuse on the opposite side of the right-angled portion. You may have the cross-sectional shape of the right triangle which has.
(4) In the water-sealed motor described in (1) to (3) above, the rubber ring may be formed of a water-expandable rubber.
(5) The water-sealed motor described in the above (1) to (4), wherein the second mold resin that covers the rotor, and the second mold resin and the motor shaft are arranged at opposing portions. A second rubber ring.
(6) The water-sealed motor described in (5) above, wherein the rotor has a rotor core fixed to an outer peripheral surface of the motor shaft, and the second rubber ring is connected to the motor shaft. You may arrange | position at the corner | angular part with the said rotor core.
(7) The water-sealed motor according to (6), wherein the second rubber ring has a right-angled portion in contact with a corner between the motor shaft and the rotor core, and the opposite side of the right-angled portion May have a cross-sectional shape of a right triangle having a hypotenuse.
(8) In the water-sealed motor described in (5) to (7) above, the second rubber ring may be made of water-expandable rubber.
(9)本発明の一態様に係る水中ポンプは、上記(1)〜(8)に記載された水封式モータと、前記水封式モータによって駆動するポンプ部と、を有する。 (9) The submersible pump which concerns on 1 aspect of this invention has the water-sealed motor described in said (1)-(8), and the pump part driven by the said water-sealed motor.
上記本発明の態様によれば、高効率且つ長期に亘り耐水絶縁性能を維持できる。 According to the above aspect of the present invention, water-resistant insulation performance can be maintained with high efficiency over a long period of time.
以下、本発明の一実施形態に係る水封式モータ及び水中ポンプを、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a water ring motor and a submersible pump according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る水封式モータ1を備える水中ポンプ100の全体構成図である。
水中ポンプ100は、図1に示すように、水封式モータ1と、水封式モータ1によって駆動するポンプ部101と、を備える。この水中ポンプ100は、例えば、深井戸に設置され、地下水の排出を行う。
(First embodiment)
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a
As shown in FIG. 1, the
ポンプ部101は、水封式モータ1の上部に取り付けられている。ポンプ部101は、筒状のケーシング102と、ケーシング102に収容されたポンプ軸103と、を備える。ケーシング102は、下から順に吸込ケーシング104、中間ケーシング105、上部ケーシング106、弁ケーシング107、及び吐出ケーシング108が、ポンプ軸103の回転中心軸Bに沿って連結された構成となっている。
The
ポンプ軸103は、水封式モータ1のモータ軸2と連結された主軸109と、主軸109に取り付けられた複数の羽根車110と、を備える。主軸109の下部は、ソケットカップリング111を介してモータ軸2と連結されている。主軸109の中間部は、中間軸受112を介して回転自在に支持されている。また、主軸109の上部は、上部軸受113を介して回転自在に支持されている。羽根車110は、中間軸受112と上部軸受113との間において、主軸109に対して多段状に取り付けられており、主軸109と一体で回転する。
The
吸込ケーシング104の周面には、複数の吸込口114が形成されている。ポンプ軸103が回転すると、ケーシング102の外部の液体は、複数の吸込口114を介してケーシング102の内部に吸い込まれる。中間ケーシング105は、ケーシング102の内部に吸い込まれた液体を多段状の羽根車110に導く渦巻状の流路を形成する。この中間ケーシング105には、羽根車110から半径方向に吐出された液体を次段に導くガイドベーン115が取り付けられている。
A plurality of
上部ケーシング106は、中間ケーシング105から吐出された液体を上方に導く流路を形成する。この上部ケーシング106は、上部軸受113を支持している。弁ケーシング107は、上部ケーシング106の流路を閉塞可能な弁機構117を収容している。弁機構117は、回転中心軸Bに沿って配置された弁棒118と、弁棒118に沿って移動自在な弁体119と、弁体119をバルブシート121に向かって付勢するスプリング120と、を有する。
The
バルブシート121は、上部ケーシング106と弁ケーシング107との間に挟持されている。ポンプ軸103が回転していないとき、弁体119は、スプリング120によって下方に移動し、バルブシート121と当接する。弁体119がバルブシート121に当接することで、上部ケーシング106の流路が閉塞される。吐出ケーシング108の頂部には、吐出口122が形成されている。吐出口122は、弁ケーシング107の弁機構117の周囲に形成された流路と連通し、液体を上方に吐出すると共に、その周囲のフランジ部に図示しない配管が接続可能とされている。
The
図2は、第1実施形態に係る水封式モータ1の断面図である。
水封式モータ1は、図2に示すように、モータ軸2と、モータ軸2を回転させるロータ3及びステータ4と、ロータ3及びステータ4を収容するケーシング5と、を備える。モータ軸2は、回転中心軸Bに沿って配置されている。このモータ軸2は、複数の軸受6,7によって回転自在に支持されている。モータ軸2の周囲には、磁石を有するロータ3が固定されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
As shown in FIG. 2, the
ケーシング5は、円筒状に形成されており、その上下端に側板14,15が固定されている。ケーシング5は、例えば、ステンレス製でその内部空間11には、封入水が充満されている。内部空間11の下部は、バネ12で張設されたダイアフラム13によって形成されている。ダイアフラム13は、内部空間11とケーシング5の外部との圧力差に応じて変形し、当該圧力差を緩和する。封入水は、モータ軸2、ロータ3、複数の軸受6,7と接し、これらを冷却、及び潤滑する。また、ケーシング5の内部に充満された封入水は、軸封装置8により密封される。
The
ステータ4は、ケーシング5の内周面5aに固定されたステータコア17と、ステータコア17に巻き掛けられたコイル18と、を備える。コイル18には、口出線20が接続され、口出線20は、ケーシング5の外部の電源ケーブル21と端子部材22を介して接続されている。このステータ4は、モールド樹脂30によって覆われている。モールド樹脂30は、ステータコア17、コイル18及び、コイル18と口出線20との接続部を覆っている。
The
図3は、第1実施形態に係るモールド樹脂30によって覆われたステータ4の拡大図である。
図3に示すように、ステータコア17は、ケーシング5の内周面5aに沿って環状に形成されている。ステータコア17は、モータ軸2と平行に延びる軸方向において複数の電磁鋼板が積層されて形成されたものであり、その軸方向における両方の端面17aにはコイル18が挿通される不図示のスロット(空間)が開口している。このステータコア17の外周面17bは、ケーシング5の内周面5aに接している。
FIG. 3 is an enlarged view of the
As shown in FIG. 3, the
モールド樹脂30は、ステータコア17の両方の端面17aを覆うと共に、ステータコア17の内周面17cからの封入水の侵入を防止するため、ステータコア17の内周面17cを厚みTで覆っている。厚みTは、モールド樹脂30の強度や成形の都合に依るが、例えば1〜2mm程度である。このようなモールド樹脂30は、例えば、モールド金型の芯金をステータコア17の内径よりも小さくし、芯金とステータコア17の内周面17cとの間に隙間ができるようにして注型を実施することで成形できる。
The
モールド樹脂30には、例えば、2液硬化型のエポキシ樹脂等を用いることができる。この液状の樹脂を金型内に注型した後、樹脂を固化させる。なお、樹脂を早く固化させるために80〜120℃程度の高温を保持して硬化させるとよい。樹脂が硬化した後、注型金型からステータを取り出し、冷却することで、ステータコア17の内周面17cにもモールド樹脂30の薄い膜を形成することができる。このモールド樹脂30は、ケーシング5の内周面5aに接するようにして、外周面17bを除くステータコア17、コイル18、コイル18と口出線20との接続部を一体で覆う。
For the
図3に示すように、モールド樹脂30とケーシング5との対向部Aには、ゴムリング40が配置されている。ゴムリング40は、環状に形成されたシール部材(例えばO−リング)であり、円形の断面形状を有する。このゴムリング40は、ケーシング5とステータコア17との角部10に配置されている。角部10は、ケーシング5の内周面5aとステータコア17の端面17aとによって形成され、ステータコア17の軸方向における両端部に形成される。角部10に配置されたゴムリング40は、ケーシング5の内周面5aとステータコア17の端面17aとに接している。
As shown in FIG. 3, a
ゴムリング40は、水膨張性ゴムから形成することが好ましい。水膨張性ゴムは、水と接触すると体積が1.5〜10倍程度に膨潤(膨張)するゴムのことで、例えば、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム等の基材から成る。このゴムリング40は、モールド樹脂30の注型の実施の前に、予めケーシング5とステータコア17との角部10に装着しておくことで、対向部Aに容易に配置することができる。なお、ゴムリング40の外径がケーシング5の内周面5a(内径)よりも僅かに大きいことが好ましく、これにより角部10への装着時に蓄圧状態となり、ゴムリング40の位置決めが容易になる。
The
続いて、図4及び図5を参照して、上記構成の水封式モータ1の作用について説明する。
図4は、第1実施形態に係るゴムリング40を有する水封式モータ1の(a)運転停止時、(b)運転中の様子を示す説明図である。図5は、比較例としてゴムリング40を有さない水封式モータ1´の(a)運転停止時、(b)運転中の様子を示す説明図である。
Then, with reference to FIG.4 and FIG.5, the effect | action of the water-sealed
FIGS. 4A and 4B are explanatory views showing a state of the water-sealed
比較例の水封式モータ1´の場合、図5(a)に示すように、運転が停止し冷やされると、モールド樹脂30がケーシング5よりも径方向に大きく収縮し、モールド樹脂30とケーシング5との対向部Aに隙間S1が形成される。これは、ケーシング5やステータコア17の等の金属材料の線膨張係数が、例えば10〜18×10−6程度であるのに対し、モールド樹脂30の線膨張係数が、例えば60〜80×10−6程度と大きく異なることが原因である。このため、モールド樹脂30をケーシング5の内周面5aに接するように成形したとしても、モールド樹脂30とケーシング5との間には隙間S1が生じるので、この隙間S1に封入水が侵入してしまう。
In the case of the water-sealed
次に、図5(b)に示すように、運転が再開され水封式モータ1´が温められると、モールド樹脂30の径方向の膨張により隙間S1が無くなるが、代わりに隙間S2が形成される。すなわち、ステータコア17の両方の端面17aを覆うモールド樹脂30は、ステータコア17の不図示のスロットを通って接続されており、このモールド樹脂30がステータコア17よりも軸方向に大きく膨張することで、モールド樹脂30とステータコア17の端面17aとの間に隙間S2が形成される。隙間S1に侵入していた封入水は、隙間S1から隙間S2に侵入するため、コイル18に接する虞がある。このように、ステータ4をモールド樹脂30で覆っただけでは、封入水の侵入を防ぐことは困難である。
Next, as shown in FIG. 5 (b), when the operation is resumed and the water-sealed motor 1 'is warmed, the gap S1 disappears due to the radial expansion of the
本実施形態の水封式モータ1は、図4(a)に示すように、モールド樹脂30とケーシング5との対向部Aにゴムリング40を配置している。この構成によれば、図4(a)に示すように、運転が停止し水封式モータ1が冷やされ、モールド樹脂30がケーシング5よりも径方向に大きく収縮して隙間S1が形成されても、ゴムリング40が対向部Aに配置されているため、隙間S1を介した封入水の侵入を阻止できる。また、図4(b)に示すように、運転が再開され水封式モータ1が温められて隙間S2が形成されたとしても、隙間S2に封入水が侵入しにくくなるため、長期に渡ってステータ4の耐水性を保つことができる。
As shown in FIG. 4A, the
すなわち、本実施形態では、ゴムリング40が、ケーシング5とステータコア17との角部10に配置されている。この構成によれば、図4(a)に示すように水封式モータ1が冷やされ、モールド樹脂30が軸方向に収縮すると、ゴムリング40がモールド樹脂30とステータコア17の端面17aとの間で圧縮され、ゴムリング40が径方向に伸びてケーシング5の内周面5aに密着し、シール性が向上する。また、図4(b)に示すように水封式モータ1が温められ、モールド樹脂30が径方向に膨張すると、ゴムリング40がケーシング5の内周面5aに押圧されて密着するため、シール性が向上する。
That is, in the present embodiment, the
さらに、本実施形態では、ゴムリング40は、水膨張性ゴムから形成されている。図4(a)に示すように、モールド樹脂30とケーシング5との対向部Aに形成された隙間S1に侵入した封入水は、ステータコア17の端面17aに到達する前にゴムリング40と接触するので、ゴムリング40は水膨張し、より一層、モールド樹脂30とケーシング5の内周面5a及びステータコア17の端面17aとの間における止水性能が向上する。したがって、封入水がステータ4に、より侵入し難くなるため、長期に亘ってステータ4の耐水性を保つことができる。
Furthermore, in this embodiment, the
このように、上述の本実施形態によれば、モータ軸2と、モータ軸2を回転させるロータ3及びステータ4と、ロータ3及びステータ4を収容する円筒状のケーシング5と、を有し、ケーシング5の内部に封入水が充満されている水封式モータ1であって、ステータ4を覆うモールド樹脂30と、モールド樹脂30とケーシング5との対向部Aに配置されたゴムリング40と、を有する、という構成を採用することによって、封入水がモールド樹脂30の内部に侵入することが防止されるので、長期に亘りステータ4の耐水絶縁性能を維持することができる。また、本実施形態の水封式モータ1は、金属キャンが無いので、キャン損が発生することがなく高効率となる。さらに、本実施形態の水封式モータ1は、これまでのキャンド方式、耐水絶縁電線方式の水中モータよりも構造がシンプルであり、安価である。
Thus, according to the above-described embodiment, the
なお、第1実施形態は、次のような別形態を採用することができる。
図6は、第1実施形態の別形態に係る水封式モータ1Aに設けられたゴムリング40Aを示す拡大図である。
図6に示すように、ケーシング5とステータコア17との角部10に配置されたゴムリング40Aは、角部10に接する直角部41を有すると共に、該直角部41の対辺に斜辺部42を有する直角三角形の断面形状を有する。この構成によれば、例えば、図4(a)に示すように水封式モータ1が冷やされ、モールド樹脂30が軸方向に収縮すると、ゴムリング40Aの斜辺部42に力が加わり、ゴムリング40Aがケーシング5の内周面5a及びステータコア17の端面17aの両方に押圧されるため、シール性がさらに向上する。
In the first embodiment, the following other forms can be adopted.
FIG. 6 is an enlarged view showing a
As shown in FIG. 6, the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る水封式モータについて説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
(Second Embodiment)
Next, a water ring motor according to a second embodiment of the present invention will be described. In the following description, the same or equivalent components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.
図7は、第2実施形態に係るモールド樹脂50によって覆われたロータ3を示す図である。
図7に示すように、第2実施形態の水封式モータ1Bでは、ロータ3がモールド樹脂50(第2のモールド樹脂)によって覆われている点で、上記実施形態と異なる。
FIG. 7 is a view showing the rotor 3 covered with the
As shown in FIG. 7, the water-sealed
ロータ3は、モータ軸2の外周面2bに固定されたロータコア61と、ロータコア61に挿入された永久磁石62と、を備える。ロータコア61は、モータ軸2と平行に延びる軸方向において複数の円板状の電磁鋼板が積層されて形成されたものであり、その軸方向における両方の端面61aには永久磁石62が挿通される不図示のスロット(空間)が開口している。このロータコア61の内周面61cは、モータ軸2の外周面2bに接している。永久磁石62は、例えば、封入水に対する耐食性が低い一般的な希土類元素等で形成されている。
The rotor 3 includes a
モールド樹脂50は、ロータコア61及び永久磁石62を覆っている。具体的に、モールド樹脂50は、ロータコア61の両方の端面61aを覆うと共に、ロータコア61の外周面61bからの封入水の侵入を防止するため、ロータコア61の外周面61bを厚みT1で覆っている。厚みT1は、モールド樹脂50の強度や成形の都合に依るが、例えば1〜2mm程度である。このようなモールド樹脂50は、例えば、モールド金型をロータコア61の外径よりも大きくし、モールド金型とロータコア61の外周面61bとの間に隙間ができるようにして注型を実施することで成形できる。
The
モールド樹脂50には、例えば、2液硬化型のエポキシ樹脂等を用いることができる。この液状の樹脂を金型内に注型した後、樹脂を固化させる。なお、樹脂を早く固化させるために80〜120℃程度の高温を保持して硬化させるとよい。樹脂が硬化した後、注型金型からステータを取り出し、冷却することで、ロータコア61の外周面61bにもモールド樹脂50の薄い膜を形成することができる。このモールド樹脂50は、モータ軸2の外周面2bに接するようにして、内周面61cを除くロータコア61、永久磁石62を一体で覆う。
For the
図7に示すように、モールド樹脂50とモータ軸2との対向部Cには、ゴムリング70(第2のゴムリング)が配置されている。ゴムリング70は、環状に形成されたシール部材(例えばO−リング)であり、円形の断面形状を有する。このゴムリング70は、モータ軸2とロータコア61との角部10Aに配置されている。角部10Aは、モータ軸2の外周面2bとロータコア61の端面61aとによって形成され、ロータコア61の軸方向における両端部に形成される。角部10Aに配置されたゴムリング70は、モータ軸2の外周面2bとロータコア61の端面61aとに接している。
As shown in FIG. 7, a rubber ring 70 (second rubber ring) is disposed at a facing portion C between the
ゴムリング70は、上述した第1実施形態のゴムリング40と同様に、水膨張性ゴムから形成することが好ましい。水膨張性ゴムは、水と接触すると体積が1.5〜10倍程度に膨潤(膨張)するゴムのことで、例えば、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム等の基材から成る。このゴムリング70は、モールド樹脂50の注型の実施の前に、予めモータ軸2とロータコア61との角部10Aに装着しておくことで、対向部Cに容易に配置することができる。なお、ゴムリング70の内径がロータコア61の取付部におけるモータ軸2の外周面2b(外径)よりも僅かに小さいことが好ましく、これにより角部10Aへの装着時に蓄圧状態となり、ゴムリング70の位置決めが容易になる。
The
続いて、図8を参照して、上記構成の水封式モータ1Bの作用について説明する。
図8は、第2実施形態に係るゴムリング70を有するロータ3の(a)運転停止時、(b)運転中の様子を示す説明図である。
Then, with reference to FIG. 8, the effect | action of the water-sealed
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a state of (a) when the operation of the rotor 3 having the
第2実施形態の水封式モータ1Bは、図8(a)に示すように、モールド樹脂50とモータ軸2との対向部Cにゴムリング70を配置している。この構成によれば、図8(a)に示すように、運転が停止し水封式モータ1Bが冷やされ(さらにはモールド樹脂50の射出形成時の圧力により)、モールド樹脂50が収縮すると、例えば径方向では、ゴムリング70がモールド樹脂50とモータ軸2の外周面2bとの間で圧縮される。これにより、ゴムリング40とモールド樹脂50とが密着すると共に、ゴムリング40とモータ軸2の外周面2bとが密着するため、例えば、密着部P1,P2を介した封入水の浸入を阻止できる。
As shown in FIG. 8A, the water-sealed
また、ゴムリング70が、モータ軸2とロータコア61との角部10Aに配置されていることで、モールド樹脂50が熱収縮(および射出形成時の圧力)により軸方向に収縮すると、ゴムリング70がモールド樹脂50とロータコア61の端面61aとの間で圧縮される。これにより、ゴムリング70とロータコア61とが密着し、密着部P3が形成される。そうすると、モータ軸2の外周面2b、モールド樹脂50、及びロータコア61の端面61aの3点の密着部P1〜P3が形成されることから、止水性能が向上する。したがって、封入水がロータ3に侵入し難くなるため、長期に亘ってロータ3の耐水性を保つことができる。
Further, since the
また、図8(b)に示すように、運転が再開され水封式モータ1Bが温められると、モールド樹脂50がモータ軸2よりも径方向に膨張し、モールド樹脂50とモータ軸2との間には隙間S3が生じ得る。また、モールド樹脂50がロータコア61よりも軸方向に膨張し、モールド樹脂50とロータコア61の端面61aとの間には隙間S4が生じ得る。ここで、ゴムリング70は、モールド樹脂50によって予圧縮されており、その一部の蓄圧が解除されることにより膨張(復元変形)し、密着部P1〜P3における止水性能を維持する。さらに、ゴムリング70は、水膨張性ゴムから形成されており、隙間S3に侵入した封入水は、ロータコア61の端面61aに到達する前にゴムリング70と接触するので、ゴムリング70が水膨張することで、より一層、止水性能が向上する。したがって、封入水がロータ3に侵入し難くなるため、長期に亘ってロータ3の耐水性を保つことができる。
Further, as shown in FIG. 8B, when the operation is resumed and the water-sealed
このように、上述の第2実施形態によれば、モータ軸2と、モータ軸2を回転させるロータ3及びステータ4と、ロータ3及びステータ4を収容するケーシング5と、を有し、ケーシング5の内部に封入水が充満されている水封式モータ1Bであって、ロータ3を覆うモールド樹脂50と、モールド樹脂50とモータ軸2との対向部Cに配置されたゴムリング70と、を有する、という構成を採用することによって、封入水がモールド樹脂50の内部に侵入することが防止されるので、長期に亘りロータ3の耐水絶縁性能を維持することができる。また、第2実施形態の水封式モータ1Bは、金属キャンが無いので、キャン損が発生することがなく高効率となる。さらに、第2実施形態の水封式モータ1Bは、これまでのキャンド方式、耐水絶縁電線方式の水中モータよりも構造がシンプルであり、安価である。
Thus, according to the second embodiment described above, the
なお、第2実施形態は、次のような別形態を採用することができる。
図9は、第2実施形態の別形態に係るロータ3に設けられたゴムリング70Cを示す拡大図である。
図9に示すように、モータ軸2とロータコア61との角部10Aに配置されたゴムリング70Cは、角部10Aに接する直角部71を有すると共に、該直角部71の対辺に斜辺部72を有する直角三角形の断面形状を有する。この構成によれば、例えば、ゴムリング70Cが径方向に膨張(水膨張)すると、ゴムリング70Cの上端部がモールド樹脂50とロータコア61との隙間に楔状に入り込み、モールド樹脂50とロータコア61の端面61aの両方に押圧されるため、密着部P2、P3におけるシール性がさらに向上する。
Note that the second embodiment may adopt another form as follows.
FIG. 9 is an enlarged view showing a
As shown in FIG. 9, the
図10は、第2実施形態の別形態に係るロータ3に設けられたゴムリング70D1,D2を示す拡大図である。
図10に示すように、モータ軸2とロータコア61との角部10Aには、複数のゴムリング70D1,D2が配置されている。ゴムリング70D1の内径は、モータ軸2の外周面2b(外径)よりも僅かに小さく、蓄圧状態でモータ軸2に装着され、密着部P1を形成している。ゴムリング70D2は、モールド樹脂50及びロータコア61の端面61aと密着して密着部P2,P3を形成すると共に、モータ軸2の外周面2bに装着された断面視矩形状のリング部材73に支持されている。なお、ゴムリング70D1は、リング部材73の側面に密着し、密着部P4を形成している。
FIG. 10 is an enlarged view showing rubber rings 70D1 and D2 provided in the rotor 3 according to another form of the second embodiment.
As shown in FIG. 10, a plurality of rubber rings 70 </ b> D <b> 1 and D <b> 2 are arranged at the
リング部材73は、モールド樹脂50よりも線膨張係数が大きい樹脂部材である。例えば、モールド樹脂50がPPS(ポリフェニレンサルファイド)樹脂の場合、線膨張係数は20〜30×10−6程度であるので、リング部材73をEP(エポキシ)樹脂にして、線膨張係数を40×10−6程度にするとよい。この構成によれば、モールド樹脂50が径方向に熱膨張し、ゴムリング70D1とモールド樹脂50との間に隙間が形成されても、リング部材73がこのモールド樹脂50よりも径方向に大きく熱膨張するため、ゴムリング70D2が持ち上げられ、モールド樹脂50との間の(密着部P2における)止水性能が維持される。すなわち、ゴムリング70D1,D2が水膨張性ゴムでなくとも止水性能が維持される。なお、ゴムリング70D1,D2が水膨張性ゴムであれば、より一層、止水性能が向上する。
The
図11は、第2実施形態の別形態に係るロータ3に設けられたゴムリング70E1,E2を示す拡大図である。
図11に示す形態は、上述した図9に示す形態と、図10に示す形態とを組み合わせたものである。すなわち、モータ軸2とロータコア61との角部10Aには、直角三角形の断面形状を有する複数のゴムリング70E1,E2が配置され、ゴムリング70E2がモールド樹脂50よりも線膨張係数が大きいリング部材73に支持されている。この構成によれば、ゴムリング70E2による楔効果と、リング部材73による押圧(押し上げ)効果が得られ、より一層、止水性能が向上する。なお、ゴムリング70E1,E2は、一体ものであってもよい。すなわち、ゴムリング70E1,E2の上端部と下端部が接続され、全体として直角三角形であるが、その直角部に、リング部材73を配置する溝が形成される形態を採用してもよい。
FIG. 11 is an enlarged view showing rubber rings 70E1 and E2 provided in the rotor 3 according to another form of the second embodiment.
The form shown in FIG. 11 is a combination of the form shown in FIG. 9 and the form shown in FIG. That is, a plurality of rubber rings 70E1 and E2 having a right-angled triangular cross-sectional shape are arranged at the
以上、本発明の好ましい実施形態を記載し説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、特許請求の範囲によって制限されている。 Although preferred embodiments of the present invention have been described and described above, it should be understood that these are exemplary of the present invention and should not be considered as limiting. Additions, omissions, substitutions, and other changes can be made without departing from the scope of the invention. Accordingly, the invention is not to be seen as limited by the foregoing description, but is limited by the scope of the claims.
例えば、上記第1実施形態では、ゴムリング40がケーシング5とステータコア17との角部10に配置されている構成について説明したが、ゴムリング40が角部10から離れて配置されていてもよく、モールド樹脂30とケーシング5との対向部Aに配置されていれば従来よりも耐水絶縁性能は向上する。
また、上記第2実施形態においても、対向部Cであればゴムリング70が角部10Aから離れて配置されていてもよい。
For example, in the first embodiment, the configuration in which the
Also in the second embodiment, the
また、例えば、上記実施形態では、ステータコア17の軸方向の両端部に一つずつゴムリング40,70を配置したが、両端部のそれぞれに複数配置してよい。
また、例えば、ステータコア17の軸方向における一端部の方が他端部よりも止水性が悪い場合には、一端部の方が他端部よりも多くゴムリング40,70を配置してもよいし、一端部の方が他端部よりも対向部Aに沿って幅広のゴムリング40,70を配置してもよい。
また、例えば、ゴムリング40,70の断面形状は、円形や直角三角形に限らず、四角形、その他の多角形、若しくは楕円形、それ以外の異形であってもよい。
Further, for example, in the above-described embodiment, the rubber rings 40 and 70 are arranged one by one at both ends in the axial direction of the
Further, for example, when one end portion in the axial direction of the
For example, the cross-sectional shape of the rubber rings 40 and 70 is not limited to a circle or a right triangle, but may be a quadrangle, other polygons, an ellipse, or other irregular shapes.
また、例えば、モールド樹脂30,50を形成し、ゴムリング40,70を配置する形態は、ロータ3及びステータ4の少なくともいずれか一方であってもよい。
Further, for example, the form in which the mold resins 30 and 50 are formed and the rubber rings 40 and 70 are disposed may be at least one of the rotor 3 and the
1 水封式モータ
1A 水封式モータ
1B 水封式モータ
2 モータ軸
2b 外周面
3 ロータ
4 ステータ
5 ケーシング
5a 内周面
10 角部
17 ステータコア
30 モールド樹脂
40 ゴムリング
40A ゴムリング
41 直角部
42 斜辺部
50 モールド樹脂
61 ロータコア
62 永久磁石
70 ゴムリング
70C ゴムリング
70D1 ゴムリング
70D2 ゴムリング
70E1 ゴムリング
70E2 ゴムリング
71 直角部
72 斜辺部
73 リング部材
100 水中ポンプ
101 ポンプ部
A 対向部
C 対向部
S1 隙間
S2 隙間
S3 隙間
S4 隙間
1 Water-sealed
Claims (9)
前記ステータを覆うモールド樹脂と、
前記モールド樹脂と前記ケーシングとの対向部に配置されたゴムリングと、を有する、ことを特徴とする水封式モータ。 The water-sealed motor has a motor shaft, a rotor and a stator that rotate the motor shaft, and a cylindrical casing that houses the rotor and the stator, and the casing is filled with sealed water. And
A mold resin covering the stator;
A water ring motor, comprising: a rubber ring disposed at a facing portion between the mold resin and the casing.
前記ゴムリングは、前記ケーシングと前記ステータコアとの角部に配置されている、ことを特徴とする請求項1に記載の水封式モータ。 The stator has a stator core fixed to the inner peripheral surface of the casing,
The water ring motor according to claim 1, wherein the rubber ring is disposed at a corner between the casing and the stator core.
前記第2のモールド樹脂と前記モータ軸との対向部に配置された第2のゴムリングと、を有する、ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の水封式モータ。 A second mold resin covering the rotor;
The water-sealed motor according to any one of claims 1 to 4, further comprising a second rubber ring disposed at a facing portion between the second mold resin and the motor shaft. .
前記第2のゴムリングは、前記モータ軸と前記ロータコアとの角部に配置されている、ことを特徴とする請求項5に記載の水封式モータ。 The rotor has a rotor core fixed to the outer peripheral surface of the motor shaft,
The water-sealed motor according to claim 5, wherein the second rubber ring is disposed at a corner portion between the motor shaft and the rotor core.
前記水封式モータによって駆動するポンプ部と、を有する、ことを特徴とする水中ポンプ。 The water ring motor according to any one of claims 1 to 8,
A submersible pump comprising: a pump unit driven by the water ring motor.
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TWI744077B (en) * | 2020-11-06 | 2021-10-21 | 大青節能科技股份有限公司 | Waterproof motor |
JP2022007639A (en) * | 2020-06-26 | 2022-01-13 | 株式会社荏原製作所 | Resin mold rotor, canned motor, canned motor pump, fan scrubber, and vacuum pump device |
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-
2018
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JP2022007639A (en) * | 2020-06-26 | 2022-01-13 | 株式会社荏原製作所 | Resin mold rotor, canned motor, canned motor pump, fan scrubber, and vacuum pump device |
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TWI744077B (en) * | 2020-11-06 | 2021-10-21 | 大青節能科技股份有限公司 | Waterproof motor |
WO2024085216A1 (en) * | 2022-10-20 | 2024-04-25 | 株式会社荏原製作所 | Pump device for liquefied gas |
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