JP3748732B2

JP3748732B2 - キャンドモータ回転子及びキャンドモータポンプ

Info

Publication number: JP3748732B2
Application number: JP12236999A
Authority: JP
Inventors: 雅和山本; 良男三宅; 潤也川畑; 圭太上井; 克自飯島
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1999-04-28
Filing date: 1999-04-28
Publication date: 2006-02-22
Anticipated expiration: 2019-04-28
Also published as: JP2000316248A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主軸に取付けられた回転子コアを薄肉円筒状のキャンと該キャンの両側端面を閉塞する一対の側板で水密的に封止したキャンドモータ回転子及び該キャンドモータ回転子を使用したキャンドモータポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
キャンドモータポンプのモータ部は、固定子充電部が完全密閉容器内に納められており、主軸と一体化された回転子が水中（自己取扱液中）におかれ、ポンプ運転中の回転子の発熱は自己取扱液で冷却される構造である。したがって、キャンドモータポンプは、メカニカルシール等の軸封装置が不要で、且つ無漏洩のポンプとすることが可能となる。
【０００３】
図６は、この種のキャンドモータポンプに使用されるキャンドモータ回転子の一般的な構成を示す図である。図６に示すように、キャンドモータ回転子１は、主軸２に取付けられた回転子コア３を円筒形に形成されたキャン４の内部に圧入し、この回転子コア３の両端面に一対の側板５を当接させた状態で、キャン４の端部と側板５の外周端部を溶接部６ａによって固定し、主軸２の外周面と側板５の内周端部を溶接部６ｂによって固定して構成されている。これにより、水中にある回転子コア３を水密的に密閉して、これが、直接取扱液に触れて錆びてしまうことを防止している。なお、回転子コアの主たる材料は珪素鋼板であり、主軸２、キャン４、側板５の材料はステンレス鋼であるものが一般的である。
【０００４】
ここで、回転子コア３の外周面を覆うキャン４は、回転子コア３の冷却、及び回転子コア３と固定子コア（図示せず）の隙間を小さくしてモータ効率を高めるため、可能な限り薄く、かつ回転子コア３に強固に密着していることが理想である。
【０００５】
このため、従来、キャン４として薄肉円筒状のものを使用するとともに、図７に示すように、回転子コア３の外径にキャン４の肉厚を加えた寸法とほぼ等しい内径に製作した円筒状のダイス７を用意し、このダイス７をキャン４の外周に被せて、プレス機等でダイス７をキャン４の軸方向に移動させるしごき作業を行って、回転子コア３とキャン４との密着性を高めることが行われていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術のように、回転子コアとキャンとの密着性を高めるためにダイスでキャンをしごく工程を用いると、下記のような生産上の不都合が生じることがあった。
【０００７】
▲１▼ 回転子コアの仕上り外径とキャンの肉厚のバラツキを考慮して、僅かに内径の異なるダイスを複数個用意して、工程の都度、使用するダイスを選定しなければならない。
▲２▼ 使用するダイスの選定によっては、キャンと回転子コアとの密着が甘くなってしまうので、再度、内径の異なるダイスでしごく必要があり、工程が重複してしまうことがある。
▲３▼ キャンの表面やダイスの内周面に異物が付着していると、キャンをしごく際にキャンの表面に傷が付くおそれがある。
【０００８】
本発明は上述の事情に鑑みなされたもので、ダイスによるしごき工程を経ることなく回転子コアとキャンとの密着性を増したキャンドモータ回転子及び該回転子を使用したキャンドモータポンプを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明のキャンドモータ回転子は、主軸に取付けられたモータ回転子コアを薄肉円筒状のキャンと該キャンの両側端部を閉塞する一対の側板で密閉したキャンドモータ回転子において、前記側板にばね性を持たせて、前記キャンに該キャンを軸方向外方に引張る引張力が作用するようにしたことを特徴とするものである。
本発明によれば、キャンは、その内部に一様に分布する軸方向外方に引張る引張力で縮径する方向に変形しようとして、固定子コアとの密着性が高められる。
【００１０】
前記側板は、キャンに固定される前に予めさらばね状に成形されている。また、前記側板に平板を用い、片側面にリング状の捨てビードを施してばね性を持たせている。平板の片側面に捨てビードを施すと、平板は熱変形するが、その変形が規制されるとばね性を持つようになる。このため、平板をキャンの側端面に溶接固定した後に平板の外側面にビード加工を施すことで、ばね性を持つ側板を構成することができる。
【００１１】
本発明のキャンドモータポンプは、回転自在に支承された請求項１乃至３のいずれか１項に記載のキャンドモータ回転子と、この回転子の回転子コアの周囲を囲繞する円筒状の固定子コアを有するキャンドモータ固定子とを備えたモータ部と、前記キャンドモータ回転子の主軸の端部に固定された羽根車を有したポンプ部とを備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態におけるキャンドモータポンプの構造を示す断面図であり、図２は図１に示すキャンドモータポンプに使用されている本発明の第１の実施の形態におけるキャンドモータ回転子の構造を示す断面図である。
【００１３】
図１に示すように、キャンドモータポンプは、ポンプ部１０とモータ部１１とから構成され、ポンプ部１０のポンプケーシング１２の内部には、羽根車１３が配置されている。一方、モータ部１１の円筒状のモータフレーム１４の内部には、主軸１５を一体化した回転子（ロータ）１６が配置されている。前記ポンプケーシング１２とモータフレーム１４との間にはケーシングカバー１７が介在され、モータフレーム１４の他方の開口端は、エンドカバー１８で水密的に閉塞されている。
【００１４】
前記回転子１６の主軸１５は、前記ケーシングカバー１７を貫通して前記ポンプケーシング１２の内部に達している。そして、主軸１５の端部に前記羽根車１３が固定されている。また主軸１５は、前記ケーシングカバー１７及びエンドカバー１８の内周面にそれぞれ取付けられた軸受１９ａ，１９ｂによって回転自在に支承されている。
【００１５】
前記モータフレーム１４の内周面側には、薄肉円筒状のキャン２０で区画された密閉容器２１が形成され、この密閉容器２１内に円筒状の固定子コア２２と巻線（充電部）２３が収納されて固定子２４が構成されている。一方、前記回転子１６には、前記固定子コア２２と対面する位置に回転子コア２５が設けられている。そして、この回転子コア２５の外周面は、薄板円筒状のキャン２６で覆われているとともに、キャン２６の両側端部は、一対の側板２７で水密的に閉塞されている。
【００１６】
前記ケーシングカバー１７の内部には、羽根車１３を通過した後の昇圧されたポンプ取扱液の一部を流通させる流通路１７ａが形成され、前記固定子２２のキャン２０で仕切られた内部空間は、この取扱液で満たされる。これにより、回転子１６はこの取扱液中に置かれて、ポンプ運転中の回転子コア２５の発熱がこの取扱液で冷却される。また、軸受１９ａ，１９ｂも該軸受１９ａ，１９ｂの内部を流れる取扱液で冷却されるようになっている。
【００１７】
前記回転子１６の側板２７は、図２に示すように、回転子コア２５の端面に当接した状態で、側板２７の外周端部でキャン２６の端部と溶接部２８によって固定されている。側板２７は、図２に２点鎖線で示す漏斗状の位置に復元しようとするばね性を持っている。つまり、この側板２７は、その周縁部が回転子コア２５から離れる方向に移動しようとする復元力を有するように固定され、この復元力で、キャン２６には該キャン２６を軸方向に引張る引張力が作用する。この引張力により、キャン２６は、回転子コア２５を締め付ける方向、即ち半径方向の内方に変形しようとするので、従来例のようなダイスによるしごき工程を経ることなく、回転子コア２５とキャン２６の密着性が高められる。
【００１８】
図３は、図２に示す回転子１６の製造例を示す図である。まず、図３（ａ）に示すように、回転子コア２５を取付けた主軸１５と薄肉円筒状のキャン２６の他に、例えば絞り加工等により、予め皿ばね状（漏斗状）に屈曲させた一対の側板２７を用意する。そして、回転子コア２５をキャン２６の内部に圧入した後、回転子コア２５の両端面に、側板２７を該側板２７の周縁部の方が中心部よりも回転子コア２５との距離が拡がるように配置する。
【００１９】
次に、図３（ｂ）に示すように、円筒状の一対の治具２９を介して、一対の側板２７を内方に同時に押圧し、側板２７をその弾性力に抗して平板状に変形させて回転子コア２５の端面に圧接させる。この状態で、キャン２６の端部と側板２７の外周端部とを溶接部２８によって固定し、しかる後、治具による圧縮力を開放する。すると、側板２７は、皿ばね形状に復元しようとするので、キャン２６には、該キャン２６を軸方向に引張る引張力が加わる。この引張力によりキャン２６は回転子コア２５を締め付ける方向に変形しようとするので、回転子コア２５とキャン２６の密着性が高まる。
【００２０】
図４は、本発明の第２の実施の形態におけるキャンドモータ回転子の構造を示す断面図である。本実施形態においては、側板２７として、片側面にリング状の捨てビード３０を施してばね性を持たせた平板を使用したものである。つまり、平板は、その片側面に、例えば溶接等による捨てビードを施すと、熱変形して一方向の反りが発生する。即ち、皿ばね状に変形するが、その変形が規制されるとばね性を持つようになる。
【００２１】
そこで、この実施の形態は、回転子コア２５をキャン２６の内部に圧入した後、回転子コア２５の両端面に、平板状の側板２７を配置して、キャン２６の端部と側板２７の外周端部とを溶接部２８によって固定し、しかる後、側板２７の外側面にリング状の捨てビード３０を施して、側板２７にばね性を持たせたものである。
【００２２】
これにより、リング状の捨てビード３０が施こされた側板２７は、単品状態では、図５に示すように、熱変形して反りが発生して、皿ばねの形状に変形しようとする。ところが、側板２７の外周は、キャン２６の端面に溶接固定されているので、この熱変形がキャン２６を軸方向に引張る引張力として作用し、第１の実施形態の場合と同様に、回転子コア２５とキャン２６の密着性が高まる効果が得られる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ダイスによるしごき工程を施すことなく回転子コアとキャンとの密着性の高いキャンドモータ回転子を得ることができる。従って、ダイスによるしごき工程において懸念される諸問題が発生しないため、生産性が高まり、かつ品質的にも安定したキャンドモータ回転子を製造することができるとともに該回転子を使用したキャンドモータポンプを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるキャンドモータポンプを示す断面図である。
【図２】図１のキャンドモータポンプに使用される本発明の第１の実施の形態のキャンドモータ回転子を示す断面図である。
【図３】図２のキャンドモータ回転子の製造例を工程順に示す断面図である。
【図４】図４（ａ）は本発明の第２の実施の形態におけるキャンドモータ回転子を示す断面図であり、図４（ｂ）はその側面図である。
【図５】図５（ａ）は図４のキャンドモータ回転子のキャンを除去した状態の断面図であり、図５（ｂ）はその側面図である。
【図６】従来のキャンドモータ回転子を示す断面図である。
【図７】図７（ａ）は回転子コアとキャンとの密着性を高める工程の説明に付する斜視図であり、図７（ｂ）はその断面図である。
【符号の説明】
１０ポンプ部
１１モータ部
１３羽根車
１５主軸
１６回転子
２０キャン
２１密閉容器
２２固定子コア
２４固定子
２５回転子コア
２６キャン
２７側板
２８溶接部
３０ビード

Claims

主軸に取付けられたモータ回転子コアを薄肉円筒状のキャンと該キャンの両側端部を閉塞する一対の側板で密閉したキャンドモータ回転子において、
前記側板にばね性を持たせて、前記キャンに該キャンを軸方向外方に引張る引張力が作用するようにしたことを特徴とするキャンドモータ回転子。
前記側板は、キャンに固定される前に予めさらばね状に成形されていることを特徴とする請求項１記載のキャンドモータ回転子。
前記側板に平板を用い、片側面にリング状の捨てビードを施してばね性を持たせたことを特徴とする請求項１記載のキャンドモータ回転子。
回転自在に支承された請求項１乃至３のいずれか１項に記載のキャンドモータ回転子と、この回転子の回転子コアの周囲を囲繞する円筒状の固定子コアを有するキャンドモータ固定子とを備えたモータ部と、
前記キャンドモータ回転子の主軸の端部に固定された羽根車を有したポンプ部とを備えたことを特徴とするキャンドモータポンプ。