JP4435556B2 - キャンドモータ - Google Patents

Description

本発明は、ステータとロータとの間に両者を隔離するキャンを備えたキャンドモータに関する。

例えば、真空ポンプの駆動源としてはキャンドモータが用いられる。図１０にキャンドモータの断面図を示す。即ち、ステータ１００はポンプ本体１０１に取り付けられ、ロータ１０２のシャフト１０３はポンプ本体１０１内に導入されて図示しない軸受に支承されている。ステータ１００とロータ１０２との間には、両者を隔離するキャン１０４が配設されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００１−３０４１６２号公報

従来より、キャン１０４としては、強度を保つために、ステンレス等の金属製キャンか或いは射出成形により肉厚に形成された樹脂製キャンが用いられている。
しかしながら、従来の金属製のキャンの場合には、ステータ１００からの磁束が作用することにより表面に渦電流が発生し、これによる損失のためにモータ効率が悪くなる問題がある。

又、従来の樹脂製キャンの場合には、ステータ１００とロータ１０２との間に肉厚の樹脂製キャンが配置されるので、ステータ１００とロータ１０２との間のエアギャップが大きくなり、所望の出力を得るには、ステータに巻装されるコイルに流す電流値を増すか或いはコイルの巻回数を増すか等の対応が必要で、これにより損失が増大してやはりモータ効率が悪くなる問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、キャンの渦電流の発生を防止し、又、キャンの肉厚化を抑制して、モータ効率の向上を図ることができるキャンドモータを提供するにある。

本発明のキャンドモータは、真空ポンプ用であって、一端部を閉塞した円筒状をなし開口部に外方に突出するフランジ部を有するステータフレーム内に、コイルが巻装されたステータコアを嵌め込み固定してなるステータと、前記ステータコアの内周部に回転自在に位置するロータコアを有するロータと、このロータと前記ステータとの間に配置され、そのステータとロータとを隔離する一端部を閉塞した円筒状をなし開口部に外方に突出する円形状のフランジ部を有するキャンとを具備し、前記キャンは、前記ステータコアとロータコアとの間のエアギャップ部分に位置する胴部及び閉塞部がフランジ部より肉厚が薄くなるように樹脂の圧縮成形により形成されていることを特徴とする。

本発明のキャンドモータによれば、キャンは樹脂により形成されているので、渦電流の発生を防止でき、又、キャンは、樹脂の圧縮成形により形成されているので、ステータコアとロータコアとの間のエアギャップ部分に位置する胴部の肉厚を薄く且つ強靭にすることができ、従って、ステータコアとロータコアとの間のエアギャップが大きくなることを極力抑制でき、以て、モータ効率の向上を図ることができる。

（第１の実施例）
以下、本発明を真空ポンプに適用した第１の実施例について、図１乃至図４を参照しながら説明する。
図１において、ステータ１は、一端部を閉塞した円筒状のステータフレーム２の内周部にステータコア３を嵌め込み固定してなるもので、ステータフレーム２の開口部には外方に突出するフランジ部２ａが形成されている。ステータコア３は、多数の円環状の珪素鋼板を積層してなるもので、これには、図２に示すように、内周部側に開口する開口部（半閉形）４ａを有する多数のスロット４が形成されているとともに、これらのスロット４内にスロット絶縁物５を介して収納されるようにしてコイル６が巻装されている。図１及び図３には、コイル６のエンド部６ａのみが示されている。

図１において、ロータ７は、棒状導体（図示せず）を埋設したロータコア８にシャフト９を挿通固定してなるもの（かご形回転子）であり、そのシャフト９の一端部（負荷側端部）は、ポンプ本体１０に形成された貫通口１０ａに挿通されて軸受に支承されているとともに、負荷たるロータ若しくはインペラに連結されている（いずれも図示せず）。
しかして、ステータ１は、ステータフレーム２のフランジ部２ａをポンプ本体１０の側壁にねじ止めされることによりそのポンプ本体１０に取付けられており、この場合に、ロータコア８がステータコア３の内周部内に該内周部との間に所定のエアギャップＧ（図３参照）を存するようにして位置するようになっている。

尚、図１に示すように、ステータコア３に巻装されたコイル６には電源コード１１が電気的に接続されており、この電源コード１１の先端部にはステータフレーム２の外部に位置してコネクタ１２が電気的に接続されている。
キャン１３は、円筒状の胴部１３ａ及びこの胴部１３ａの一方の端部を閉塞する閉塞部１３ｂからなる有底円筒状をなすもので、その胴部１３ａの他方の端部たる開口部に外方に突出する円形状のフランジ部１３ｃが形成されている。このキャン１３は、樹脂例えば熱硬化性樹脂の圧縮成形により一体成形されたものである。熱硬化性樹脂は、加熱すると硬化する性質を有し、圧縮成形用の金型内で加熱・加圧することにより所望の形状に成形できる。

この圧縮成形法の特徴は、金型内で圧力が直接熱硬化性樹脂に加わることであり、これにより、高い成形圧力が均一に加わった強靭な樹脂成形品を得ることが可能であり、特に、薄肉部をもつ樹脂成型品に適した成形法である。この圧縮成形法で成形されたキャン１３は、薄肉部たる高い成形圧力が均一に加わった胴部１３ａ及び閉塞部１３ｂが他の部分たるそれ程高い成形圧力が加わらないフランジ部１３ｃよりも著しく肉厚が薄くなるように形成されている。

そして、キャン１３は、ステータ１がポンプ本体１０に取付けられる以前に、ステータ１内に嵌め込まれて、そのフランジ部１３ｃの外周部がステータフレーム２の開口部内周に接着材１４にて接着固定されるようになっている。従って、前述したように、ステータ１がポンプ本体１０に取付けられたときには、胴部１３ａがステータコア３とロータコア８とのなすエアギャップＧ内に位置し、閉塞部１３ｂがシャフト９の反負荷側端部を覆うようになる。即ち、キャン１３は、ステータ１とロータ７とを隔離するのである。かくして、キャン１１を熱硬化性樹脂の圧縮成形にて形成することにより、図３で示すように、エアギャップＧ内に位置する胴部１３ａの厚み寸法ｈを必要最小限にすることができ、エアギャップＧの寸法ｐを最小限にすることができる。

このように本実施例によれば、キャン１３を樹脂製としたので、渦電流の発生を防止することができて、モータ効率の向上を図ることができる。又、キャン１３を熱硬化性樹脂の圧縮成形により形成するようにしたので、ステータコア３とロータコア８とのなすエアギャップＧ内に位置する胴部１３ａを、その厚み寸法ｈが必要最小限となる薄肉に形成でき、従って、エアギャップＧの寸法ｐを最小限に抑制することができ、モータ効率の向上を図ることができる。この場合、キャン１３は圧縮成形により強靭に形成されるので、強度的にも問題はない。
しかも、キャン１３は、フランジ部１３ｃの外周部をステータフレーム２に接着材１４にて接着することによりステータ１に固定するようにしているので、キャン１３のステータ１に対する取付けを容易に行なうことができる。

（第２の実施例）
図５及び図６は本発明の第２の実施例を示すものであり、以下、第１の実施例と異なる部分について説明する。

即ち、キャン１３の胴部１３ａの外周部には、ステータコア３における多数のスロット４の開口部４ａに対応して多数の凸部たる突条部１３ｄが軸方向に延びるように一体に形成されており、これらが各スロット４の開口部４ａに挿入されている。尚、これらの突条部１３ｄもキャン１３の圧縮成形に同時に形成される。
この第２の実施例によれば、前記第１の実施例と同様の作用効果を得ることができ、特に、突条部１３ｄがスロット４の開口部４ａに挿入されることにより、キャン１３の強度を増すことができる利点がある。
尚、第２の実施例では、突部として連続した突条部１３ｄを示したが、例えば断続した突起列でもよい。

（第３の実施例）
図７は本発明の第３の実施例を示すものであり、以下、第１の実施例と異なる部分について説明する。

即ち、ステータ１とキャン１３とのなす空間部に樹脂が充填されて樹脂層１５が形成されている。この樹脂層１５は、ステータ１に型成形により形成されたものであり、キャン１３とは別体のものである。従って、キャン１３は、樹脂層１５が形成された後にステータ１内に嵌め込み固定されるようになる。
この第３の実施例によれば、前記第１の実施例と同様の作用効果を得ることができることは勿論のこと、その上に、樹脂層１５を介してステータコア３及びコイル６の熱をステータフレーム２に伝達して外部に放散させることができ、冷却効果の向上を図ることができる利点がある。

（第４の実施例）
図８は本発明の第４の実施例を示すものであり、以下、第１の実施例と異なる部分について説明する。
即ち、第１の実施例では、キャン１３のフランジ部１３ｃをステータフレーム２の開口部内周に接着材１４にて接着固定するようにしたが、この実施例においては、キャン１３のフランジ部１３ｃをステータフレーム２の開口部にねじ１６にて固定（ねじ止め）するようにしたものである。

このような第４の実施例によれば、前記第１の実施例と同様の作用効果を得ることができることは勿論のこと、その上に、ねじ１６を螺脱させればキャン１３をステータ１から取外すことができるようになるので、キャン１３が損傷、劣化した場合には、ステータ１全体を交換することなくキャン１３のみを交換することができるという利点がある。

（第５の実施例）
図９は本発明の第５の実施例を示すものであり、以下、第３の実施例と異なる部分について説明する。

即ち、第３の実施例では、キャン１３のフランジ部１３ｃをステータフレーム２の開口部内周に接着剤１４にて接着固定するようにしたが、この実施例においては、キャン１３のフランジ部１３ｃをステータフレーム２の開口部にねじ１７にて固定（ねじ止め）するようにしたものである。
このような第５の実施例によれば、前記第１及び第４の実施例と同様の作用効果を得ることができる。

尚、上記実施例では、キャンドモータとしてかご形回転子を有する誘導電動機に適用したが、これに限らず、例えば永久磁石形電動機に適用してもよい。
又、上記実施例では、本発明を真空ポンプに適用した場合について述べたが、例えば水中ポンプに適用してもよい。
その他、本発明は上記し且つ図面に示す実施例にのみ限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施し得ることは勿論である。

本発明の第１の実施例を示す縦断側面図 部分拡大縦断正面図 部分拡大縦断側面図 キャンの拡大斜視図 本発明の第２の実施例を示す図２相当図 図４相当図 本発明の第３の実施例を示す図１相当図 本発明の第４の実施例を示す図１相当図 本発明の第５の実施例を示す図１相当図 従来例を示す図１相当図

符号の説明

図面中、１はステータ、２はステータフレーム、３はステータコア、４はスロット、４ａは開口部、６はコイル、７はロータ、８はロータコア、１３はキャン、１３ａは胴部、１３ｄは突条部（突部）、１３ｃはフランジ部（他の部分）、１４は接着材、１５は樹脂層、１６及び１７はねじを示す。

Claims (5)

1. 一端部を閉塞した円筒状をなし開口部に外方に突出するフランジ部を有するステータフレーム内に、コイルが巻装されたステータコアを嵌め込み固定してなるステータと、
   前記ステータコアの内周部に回転自在に位置するロータコアを有するロータと、
   このロータと前記ステータとの間に配置され、そのステータとロータとを隔離する一端部を閉塞した円筒状をなし開口部に外方に突出する円形状のフランジ部を有するキャンとを具備し、
   前記キャンは、前記ステータコアとロータコアとの間のエアギャップ部分に位置する胴部及び閉塞部がフランジ部より肉厚が薄くなるように樹脂の圧縮成形により形成されていることを特徴とする真空ポンプ用のキャンドモータ。
2. キャンの胴部の外周部にステータコアのスロットの開口部に挿入される突部が形成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。
3. ステータとキャンとのなす空間部に樹脂が充填されていることを特徴とする請求項１又は２記載のキャンドモータ。
4. キャンのフランジ部外周部はステータフレームの内周に接着にて固定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のキャンドモータ。
5. キャンのフランジ部はステータフレームの開口部に開口部方向からねじ止めにて固定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のキャンドモータ。

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