JP5602615B2 - Resin mold rotor, canned motor, and canned motor pump - Google Patents

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JP5602615B2 JP2010291152A JP2010291152A JP5602615B2 JP 5602615 B2 JP5602615 B2 JP 5602615B2 JP 2010291152 A JP2010291152 A JP 2010291152A JP 2010291152 A JP2010291152 A JP 2010291152A JP 5602615 B2 JP5602615 B2 JP 5602615B2
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Description

本発明は、ロータコア及び磁石と主軸とを樹脂で一体モールドした構成の樹脂モールドロータ、該樹脂モールドロータを用いたキャンドモータ、及び該キャンドモータとポンプを一体化したキャンドモータポンプに関する。
に関する。
The present invention relates to a resin mold rotor having a structure in which a rotor core and a magnet and a main shaft are integrally molded with a resin, a canned motor using the resin molded rotor, and a canned motor pump in which the canned motor and a pump are integrated.
About.

キャンドモータポンプのキャンドモータはロータに備えられた回転軸をメカニカルシールでシールすることなく、ロータを収納したロータ室をステータキャンにより隔離した構成であり、ポンプ取扱液のステータへの漏洩の心配が無く安全で且つ長寿命であるという特徴を有している。   The canned motor pump's canned motor has a structure in which the rotor chamber containing the rotor is isolated by a stator can without sealing the rotating shaft of the rotor with a mechanical seal. It is safe and has a long life.

一方で、モータロータはポンプ取扱い液に曝されるので、ポンプ取扱い液に腐食性がある場合、モータロータを構成する主軸、ロータコア、永久磁石等は耐食性を考慮しなくてはならない。図1は従来のモータロータの構成例を示す図であり、図1(a)は正面断面、図1(b)は左側面図である。モータロータの主軸101等には耐食性の材料を使用することができるが、ロータコア102は一般に電磁鋼板、また永久磁石103は希土類元素等で構成され、耐食性が低いため、これらの部材が直接接液しないよう、図示するように、主軸101の材料と同等の材料、例えばステンレス材からなるロータキャン104、負荷側ロータキャン側板106−1、及び反負荷側ロータキャン側板106−2にてロータコア102や永久磁石103を覆い、ロータキャン104と負荷側ロータキャン側板106−1の接合部105−1、ロータキャン104と反負荷側ロータキャン側板106−2の接合部105−2、主軸101と負荷側ロータキャン側板106−1の接合部107−1、及び主軸101と反負荷側ロータキャン側板106−2の接合部107−2を溶接して密封していた。なお、主軸101の中心部には貫通穴101aが形成されている。   On the other hand, since the motor rotor is exposed to the pump handling liquid, if the pump handling liquid is corrosive, the main shaft, the rotor core, the permanent magnet, and the like constituting the motor rotor must take corrosion resistance into consideration. FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a conventional motor rotor, FIG. 1 (a) is a front sectional view, and FIG. 1 (b) is a left side view. Corrosion-resistant materials can be used for the main shaft 101 of the motor rotor, but the rotor core 102 is generally made of an electromagnetic steel plate and the permanent magnet 103 is made of a rare earth element or the like, and has low corrosion resistance. As shown in the drawing, the rotor core 102 and the permanent magnet 103 are made of a rotor can 104, a load side rotor can side plate 106-1 and a counter load side rotor can side plate 106-2 made of a material equivalent to the material of the main shaft 101, for example, stainless steel. Cover, joint portion 105-1 between rotor can 104 and load side rotor can side plate 106-1, joint portion 105-2 between rotor can 104 and anti-load side rotor can side plate 106-2, joint portion between main shaft 101 and load side rotor can side plate 106-1 107-1, and the main shaft 101 and the anti-load side rotor can side plate 106-2 It was sealed by welding the joint portion 107-2. A through hole 101 a is formed at the center of the main shaft 101.

上記従来のモータロータの製造工程は下記のようである。
(1)主軸101にロータコア102を嵌入する(焼嵌め、圧入等)。
(2)永久磁石103をロータコア102に挿入し、接着固定する。
(3)主軸101と同じステンレス製の負荷側ロータキャン側板106−1、及び反負荷側ロータキャン側板106−2をロータコア102の両側面に突き当て、それぞれ主軸7と周溶接する。
(4)ステンレス材からなるロータキャン104をロータコア102に被せ、両端面を負荷側ロータキャン側板106−1、及び反負荷側ロータキャン側板106−2とそれぞれ周溶接する。
(5)完成したモータロータを着磁ヨークに挿入し、着磁する。
The manufacturing process of the conventional motor rotor is as follows.
(1) The rotor core 102 is fitted into the main shaft 101 (shrink fit, press fit, etc.).
(2) The permanent magnet 103 is inserted into the rotor core 102 and fixed by adhesion.
(3) The same stainless steel load side rotor can side plate 106-1 and counter load side rotor can side plate 106-2 as the main shaft 101 are abutted against both side surfaces of the rotor core 102 and circumferentially welded to the main shaft 7, respectively.
(4) A rotor can 104 made of stainless steel is placed on the rotor core 102, and both end faces are circumferentially welded to the load side rotor can side plate 106-1 and the anti-load side rotor can side plate 106-2, respectively.
(5) The completed motor rotor is inserted into the magnetizing yoke and magnetized.

上記の従来のモータロータの構成及び製造工程には下記(a)〜(d)に示すような問題があった。
(a)ロータキャン104、負荷側ロータキャン側板106−1、及び反負荷側ロータキャン側板106−2に高価な部材を必要とした。
(b)部品の固定に接着や溶接を多用するため、製造工程に非常に時間を要し、製造コストが高くなる。
(c)溶接時の入熱により上記製造工程(2)の永久磁石103とロータコア102との接着固定に使用した接着剤が気化し、接着の健全性、及びガス発生によりロータキャン104の膨れ等が発生しやすい。
(d)ロータキャン104を構成する材料が金属材料であるので永久磁石が発生する磁界の通過及び回転時の磁束の変化に伴う渦電流が発生し、該渦電流が流れることによる熱の発生により、モータ効率を低下させていた。
The configuration and manufacturing process of the conventional motor rotor have the following problems (a) to (d).
(A) Expensive members are required for the rotor can 104, the load side rotor can side plate 106-1, and the anti-load side rotor can side plate 106-2.
(B) Since a lot of bonding and welding are used for fixing the parts, the manufacturing process takes a very long time and the manufacturing cost increases.
(C) The adhesive used for bonding and fixing the permanent magnet 103 and the rotor core 102 in the manufacturing step (2) is vaporized by heat input during welding, and the soundness of bonding and the swelling of the rotor can 104 due to gas generation. Likely to happen.
(D) Since the material constituting the rotor can 104 is a metal material, an eddy current is generated due to the passage of a magnetic field generated by a permanent magnet and a change in magnetic flux during rotation, and heat is generated by the flow of the eddy current. The motor efficiency was reduced.

上記問題を解決するため、永久磁石を備えたロータと軸材とを樹脂モールとにより一体に主軸として構成したものが知られている(特許文献1参照)。   In order to solve the above problem, there is known a structure in which a rotor including a permanent magnet and a shaft material are integrally formed as a main shaft by a resin molding (see Patent Document 1).

特開平7−312852号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-312852

しかしながら、図2、図3に示すように、永久磁石103を備えたロータコア102と主軸101とを樹脂モールド層110で一体化し、主軸101として構成した従来例にあっては、高速時の遠心力や高トルク時のトルクに耐えうる強固な機械的強度を得ることができるが、気密性、特に樹脂硬化時の樹脂収縮によって、線膨張係数の異なる金属部材と樹脂との間に生じる隙間からの漏洩に関して何ら考慮されていない。特に主軸101を構成する金属材料と樹脂モールド層110を構成する樹脂材料との間の隙間への漏洩、取扱液の熱による膨張等の原因で樹脂モールド層110が破壊され、ついにはロータ部材・永久磁石103が接液することになり、モータ破損に至るという問題がある。   However, as shown in FIGS. 2 and 3, in the conventional example in which the rotor core 102 including the permanent magnet 103 and the main shaft 101 are integrated with the resin mold layer 110 and configured as the main shaft 101, centrifugal force at high speed is obtained. It is possible to obtain a strong mechanical strength that can withstand torque at high torque, but from airtightness, especially from the gap generated between the metal member having a different linear expansion coefficient and the resin due to resin shrinkage when the resin is cured. No consideration is given to leakage. In particular, the resin mold layer 110 is destroyed due to leakage into the gap between the metal material constituting the main shaft 101 and the resin material constituting the resin mold layer 110, expansion due to heat of the handling liquid, and the like. There is a problem that the permanent magnet 103 comes into contact with the liquid and the motor is damaged.

本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたもので、簡単な構成、低コストで且つ確実に気密性を保持できる樹脂モールドロータ、該樹脂モールドロータを用いたキャンドモータ、及び該キャンドモータとポンプを一体化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。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and has a simple configuration, a low-cost resin mold rotor that can reliably maintain airtightness, a cand motor using the resin mold rotor, and the cand motor. It aims at providing the canned motor pump which integrated the pump.

上記の課題を解決するために、本発明は、磁石と、複数の鋼板を積層して構成され前記磁石を備えたロータと、前記ロータを装着し外部へ動力を伝達する主軸とを備え、前記主軸の前記ロータ端面から負荷側及び反負荷側の軸方向所定寸法離れた位置の外周に1以上の溝を形成し、前記ロータの外周及び該ロータから前記主軸の溝が形成された部分までの外周に溶融樹脂の樹脂モールド層を形成し、該溶融樹脂の冷却過程において、前記樹脂モールド層の線膨張係数と前記ロータの構成材料の線膨張係数の差異による前記樹脂モールド層の収縮力を利用して前記樹脂モールド層を前記溝の側面に密着させたことを特徴とする樹脂モールドロータにある。 In order to solve the above problems, the present invention includes a magnet, a rotor configured by laminating a plurality of steel plates, and the main shaft that transmits the power to the outside by mounting the rotor. forming one or more grooves from the rotor both end surfaces of the main shaft on the load side and the outer periphery of the position spaced axially a predetermined dimension of the anti-load side, from the outer periphery and the rotor of the rotor to the portion where the grooves are formed in the main shaft outer resin mold layer of molten resin is formed on the periphery, in the course of cooling the molten resin, contractile force of the resin mold layer due to the difference in linear expansion coefficient of the material of the linear expansion coefficient and the rotor of the resin mold layer The resin mold rotor is characterized in that the resin mold layer is brought into close contact with the side surface of the groove .

上記のように、ロータの外周及び該ロータから主軸の溝が形成された部分までの外周に溶融樹脂の樹脂モールド層を形成し、該溶融樹脂の冷却過程において、樹脂モールド層の線膨張係数とロータの構成材料の線膨張係数の差異による樹脂モールド層の収縮力を利用して樹脂モールド層を溝の側面に密着させたので、高速時の遠心力や高トルク時のトルクに耐えうる強固な強度を得ると共に、樹脂モールドのみの一体構成の樹脂モールドロータであっても、低コストで且つ確実に気密性を保持することができる。また、主軸のロータより負荷側、及び反負荷側の両側にそれぞれ1以上の溝を設けたので、溝部間における「ひけ」による変形を相殺し、安定した樹脂成形形状を得ることができる。 As described above, the outer resin mold layer of molten resin is formed in the periphery, the cooling process of the molten resin from the outer periphery and the rotor of the rotor to the portion where the grooves are formed in the main shaft, the linear expansion coefficient of the resin mold layer Because the resin mold layer is brought into close contact with the side surface of the groove by utilizing the shrinkage force of the resin mold layer due to the difference in linear expansion coefficient between the rotor and the constituent material of the rotor , it is strong enough to withstand centrifugal force at high speed and torque at high torque Even if it is a resin mold rotor with an integral structure consisting only of a resin mold, it is possible to reliably maintain airtightness at low cost. In addition, since one or more grooves are provided on both the load side and the counter-load side from the rotor of the main shaft, deformation due to “sink” between the groove portions can be offset and a stable resin molded shape can be obtained.

また、本発明は、上記樹脂モールドロータにおいて、前記主軸の中心部にポンプ取扱液が流れる貫通穴を設けていることを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that the resin mold rotor is provided with a through hole through which a pump handling liquid flows in a central portion of the main shaft .

また、本発明は、上記樹脂モールドロータにおいて、前記溝の少なくとも前記ロータに近い側の面は、前記主軸に直交する面から反ロータ側に傾斜していることを特徴とする。 In the resin mold rotor according to the present invention, at least a surface of the groove on the side close to the rotor is inclined from a surface orthogonal to the main shaft to the side opposite to the rotor .

また、本発明は、上記樹脂モールドロータと、前記樹脂モールドロータの主軸を回転支持する軸受と、前記ロータを取囲み、前記ロータに回転磁界を作用させるキャンド構造のステータとを備えたことを特徴とするキャンドモータにある。   In addition, the present invention includes the resin mold rotor, a bearing that rotatably supports a main shaft of the resin mold rotor, and a canned stator that surrounds the rotor and applies a rotating magnetic field to the rotor. It is in the canned motor.

また、本発明は、上記キャンドモータと、主軸に固定された羽根車と、羽根車を取り囲むポンプケーシングとを備えたことを特徴とするキャンドモータポンプにある。   The present invention also provides a canned motor pump comprising the above canned motor, an impeller fixed to the main shaft, and a pump casing surrounding the impeller.

本発明は、主軸のロータ端面から負荷側及び反負荷側の軸方向所定寸法離れた位置の外周に1以上の溝を形成し、ロータの外周及び該ロータから前記主軸の溝が形成された部分までの外周に溶融樹脂の樹脂モールド層を形成し、該溶融樹脂の冷却過程において、樹脂モールド層の線膨張係数とロータの構成材料の線膨張係数の差異による樹脂モールド層の収縮力を利用して樹脂モールド層を前記溝の側面に密着させたことにより、簡単な構成で樹脂モールドとロータ及び主軸の間に良好な密封状態を保つことができる樹脂モールドロータを提供することができる。 The present invention is to form one or more grooves from the rotor both end surfaces of the main shaft on the load side and the outer periphery of the position spaced axially a predetermined dimension of the anti-load side, the outer periphery and the grooves of the spindle from the rotor of the rotor is formed to form a resin mold layer outside circumference to the molten resin up portion, in the course of cooling the molten resin, the contractile force of the resin mold layer due to the difference in linear expansion coefficient and the linear expansion coefficient of the rotor of the constituent material of the resin mold layer By utilizing the resin mold layer in close contact with the side surface of the groove, a resin mold rotor capable of maintaining a good sealed state between the resin mold, the rotor, and the main shaft can be provided with a simple configuration.

また、キャンドモータにこの樹脂モールドロータを用いてキャンドモータを構成することより、長寿命のキャンドモータを簡便な構成で且つ低コストで提供できる。   In addition, by using the resin mold rotor for the can motor, the can motor can be configured to provide a long-life can motor with a simple configuration and at a low cost.

また、キャンドモータと、主軸に固定された羽根車と、羽根車を取り囲むポンプケーシングとでキャンドモータポンプを構成することにより、長寿命のキャンドモータポンプを簡単な構成で且つ低コストで提供できる。   In addition, by forming a canned motor pump with a canned motor, an impeller fixed to the main shaft, and a pump casing surrounding the impeller, a long-life canned motor pump can be provided with a simple configuration and at low cost.

従来のキャンドモータのキャンドロータの概要構造を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the canned rotor of the conventional canned motor. 従来の一般的な樹脂モールドロータの概要構造を示す図である。It is a figure which shows the general | schematic structure of the conventional general resin mold rotor. 従来の一般的な樹脂モールドロータの概要構造を示す図である。It is a figure which shows the general | schematic structure of the conventional general resin mold rotor. 本発明に係るキャンドモータポンプの概要構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the schematic structure of the canned motor pump which concerns on this invention. 本発明に係る樹脂モールドロータの概要構造を示す図である。It is a figure showing the outline structure of the resin mold rotor concerning the present invention. 本発明に係る樹脂モールドロータの一部概要構造例を示す図である。It is a figure which shows the example of a partial outline structure of the resin mold rotor which concerns on this invention. 本発明に係る樹脂モールドロータの一部概要構造例を示す図である。It is a figure which shows the example of a partial outline structure of the resin mold rotor which concerns on this invention. 本発明に係る樹脂モールドロータの一部概要構造例を示す図である。It is a figure which shows the example of a partial outline structure of the resin mold rotor which concerns on this invention. 本発明に係る樹脂モールドロータの一部概要構造例を示す図である。It is a figure which shows the example of a partial outline structure of the resin mold rotor which concerns on this invention.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図面において同一又は相当する部材には同一符号を付す。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or equivalent member in each drawing.

図4は本発明に係るキャンドモータポンプの概要構造を示す断面図である。図示するように本キャンドモータポンプは、モータフレーム13の内周面に焼嵌め等で固定したステータ14と、該ステータ14内に回転自在に配置したロータ10と、該ロータ10の主軸7の先端部分に装着固定された羽根車1とを備えた構成である。ステータ14は、中央部に円形状の穴が形成された磁性板材を積層し内部に内周が略円筒状の貫通空間が形成されたステータコア15と、該ステータコア15に巻回した導体(巻線)16と、該ステータコア15の内周面に固着した例えばステンレス鋼等からなる略円筒状のステータキャン18を有する構成である。ロータ10は、内部に永久磁石9を埋設したロータコア12と、該ロータコア12の外周面と主軸7のロータコア12の装着範囲外の両軸端側外周に溝を形成した部分である負荷側溝部7−1と反負荷側溝部7−2までをロータ樹脂モールド11で覆った構成である。ロータコア12の外周に形成されたロータ樹脂モールド11の表面とステータキャン18の内周の間は均一の空隙δとなっている。   FIG. 4 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a canned motor pump according to the present invention. As shown in the figure, the canned motor pump includes a stator 14 fixed to the inner peripheral surface of the motor frame 13 by shrink fitting, the rotor 10 rotatably disposed in the stator 14, and the tip of the main shaft 7 of the rotor 10. It is the structure provided with the impeller 1 mounted and fixed to the part. The stator 14 includes a stator core 15 in which a magnetic plate material having a circular hole formed in the center is stacked and a through space having a substantially cylindrical inner periphery formed therein, and a conductor (winding) wound around the stator core 15. ) 16 and a substantially cylindrical stator can 18 made of, for example, stainless steel, fixed to the inner peripheral surface of the stator core 15. The rotor 10 includes a rotor core 12 having a permanent magnet 9 embedded therein, and a load-side groove portion 7 that is a portion in which grooves are formed on the outer peripheral surface of the rotor core 12 and the outer periphery of both shaft ends outside the mounting range of the rotor core 12 of the main shaft 7. -1 and the anti-load side groove 7-2 are covered with the rotor resin mold 11. A uniform gap δ is formed between the surface of the rotor resin mold 11 formed on the outer periphery of the rotor core 12 and the inner periphery of the stator can 18.

なお、本実施形態例では、ロータ10の内部に永久磁石9を有するIPM(Internal Permanent Magnet)をモータに適用した例を示しているが、ロータ10の表面に永久磁石を有するSPM(Surface Permanent Magnet)を適用したモータやロータに電磁石を有するモータにも適用できることは勿論である。   In this embodiment, an example in which an IPM (Internal Permanent Magnet) having a permanent magnet 9 inside the rotor 10 is applied to a motor is shown. However, an SPM (Surface Permanent Magnet) having a permanent magnet on the surface of the rotor 10 is shown. Of course, the present invention can also be applied to a motor having an electromagnet in a motor or a rotor to which the above is applied.

ステータキャン18の反負荷側(図1の左側)の端部18−2はモータフレーム13に当接させ、両者の当接部を溶接することによって固着している。また、ステータキャン18の負荷側(図1の右側)の端部18−1には、円板状の板材の中心に貫通穴を設けた負荷側ステータキャン側板19が、該負荷側ステータキャン側板19の貫通穴の内部にステータキャン18の端部18−1を嵌入し、両者の当接部を端面側から溶接することによって固着している。   The end 18-2 on the side opposite to the load of the stator can 18 (left side in FIG. 1) is brought into contact with the motor frame 13 and fixed by welding the contact portions of both. Further, a load side stator can side plate 19 provided with a through hole at the center of a disk-shaped plate material is provided at an end portion 18-1 on the load side (right side in FIG. 1) of the stator can 18. The end portion 18-1 of the stator can 18 is fitted into the 19 through holes, and the contact portions of both are fixed by welding from the end face side.

モータフレーム13は、反負荷側端部を反負荷側軸受ブラケット4で閉塞し、負荷側端部を開放する有底円筒状に形成されており、反負荷側軸受ブラケット4には、主軸7の軸方向に沿って内方に円筒状に突出した円筒状突出部4aを設け、該円筒状突出部4aに主軸7を回転自在に支持する反負荷側軸受6を設けている。モータフレーム13と反負荷側軸受ブラケット4との間を密閉する、例えばゴム製のOリング等からなる密閉部材20−3を介装しポンプ取扱液が外部へ漏れることを防ぐと共に、反負荷側軸受ブラケット4はボルト22を締め付けることで、モータフレーム13へ固定する構成となっている。更に反負荷側軸受6とロータ10との間に反負荷側スラストディスク8−2が主軸7に固定されて配置されている。   The motor frame 13 is formed in a bottomed cylindrical shape in which the anti-load side end bracket is closed by the anti-load side bearing bracket 4 and the load side end is opened. The anti-load side bearing bracket 4 includes the main shaft 7. A cylindrical projecting portion 4a projecting in a cylindrical shape inward along the axial direction is provided, and an anti-load side bearing 6 for rotatably supporting the main shaft 7 is provided on the cylindrical projecting portion 4a. The motor frame 13 and the anti-load side bearing bracket 4 are hermetically sealed. For example, a sealing member 20-3 made of, for example, a rubber O-ring is interposed to prevent the pump handling liquid from leaking to the outside. The bearing bracket 4 is configured to be fixed to the motor frame 13 by tightening bolts 22. Further, an anti-load side thrust disk 8-2 is fixed to the main shaft 7 between the anti-load side bearing 6 and the rotor 10.

一方、モータフレーム13の負荷側端部には、負荷側軸受ブラケット3が配置され、この負荷側軸受ブラケット3に、主軸7の出力側(図1の右側)に配置されて該主軸7を回転自在に支持する負荷側軸受5が固定されている。更に負荷側軸受5とロータ10との間に負荷側スラストディスク8−1が主軸7に固定されて配置されている。   On the other hand, a load side bearing bracket 3 is disposed at the load side end of the motor frame 13, and is disposed on the load side bearing bracket 3 on the output side of the main shaft 7 (right side in FIG. 1) to rotate the main shaft 7. A load-side bearing 5 that is freely supported is fixed. Further, a load side thrust disk 8-1 is fixed to the main shaft 7 between the load side bearing 5 and the rotor 10.

モータフレーム13と負荷側軸受ブラケット3との間には空間が形成され、この空間内に負荷側ステーキャン側板19の外周部を挟み込み、ポンプケーシング2を固定するボルト21を締め付けることで、負荷側ステータキャン側板19がその外周部をモータフレーム13と負荷側軸受ブラケット3とで挟持して固定するように構成している。更に、負荷側軸受ブラケット3はその外周部をモータフレーム13とポンプケーシング2で挟持して固定するように構成している。   A space is formed between the motor frame 13 and the load-side bearing bracket 3, and the outer peripheral portion of the load-side stay can side plate 19 is sandwiched in this space, and the bolt 21 for fixing the pump casing 2 is tightened, whereby the load side The stator can side plate 19 is configured such that its outer peripheral portion is sandwiched and fixed between the motor frame 13 and the load side bearing bracket 3. Furthermore, the load side bearing bracket 3 is configured such that its outer peripheral portion is sandwiched and fixed between the motor frame 13 and the pump casing 2.

負荷側軸受ブラケット3と負荷側ステータキャン側板19との間には、例えばゴム製のOリング等からなる密閉部材20−2を介装し、負荷側軸受ブラケット3と負荷側ステータキャン側板19との間を密閉する、負荷側軸受ブラケット3とポンプケーシング2との間には、例えばゴム製のOリング等からなる密閉部材20−1が介装を介装し、負荷側軸受ブラケット3とポンプケーシング2の間を密閉する。   Between the load side bearing bracket 3 and the load side stator can side plate 19, a sealing member 20-2 made of, for example, a rubber O-ring or the like is interposed, and the load side bearing bracket 3 and the load side stator can side plate 19 are A sealing member 20-1 made of, for example, a rubber O-ring or the like is interposed between the load side bearing bracket 3 and the pump casing 2 so as to seal between the load side bearing bracket 3 and the pump. The space between the casings 2 is sealed.

上記のように負荷側ステータキャン側板19と負荷側軸受ブラケット3の間及び負荷側軸受ブラケット3とポンプケーシング2の間にそれぞれ間密閉部材20−2、20−1を介装させることにより、ポンプ取扱液が外部に漏洩することを防ぐことができる。   By interposing the sealing members 20-2 and 20-1 between the load side stator can side plate 19 and the load side bearing bracket 3 and between the load side bearing bracket 3 and the pump casing 2 as described above, the pump The handling liquid can be prevented from leaking outside.

図5はロータ樹脂モールド11を形成した樹脂モールドロータの全体構成を示す図で、図5(a)は正面断面図、図5(b)は左側面図である。また、図6はロータ10と主軸の一部拡大断面図である。上記のようにステータキャン18の内周面と外周面の間に均一の空隙δ(図4参照)を設けて配置されているロータ10は図示するように、内部に永久磁石9を埋設したロータコア12と、該ロータコア12の外周面と主軸7のロータ10の装着範囲外の両軸端側外周に設けた負荷側溝部7−1と反負荷側溝部7−2までをロータ樹脂モールド11で覆った構成となっている。   5A and 5B are views showing the entire configuration of the resin mold rotor in which the rotor resin mold 11 is formed. FIG. 5A is a front sectional view and FIG. 5B is a left side view. FIG. 6 is a partially enlarged sectional view of the rotor 10 and the main shaft. As described above, the rotor 10 arranged with the uniform gap δ (see FIG. 4) between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the stator can 18 has a rotor core in which a permanent magnet 9 is embedded. 12 and the outer peripheral surface of the rotor core 12 and the load side groove portion 7-1 and the anti-load side groove portion 7-2 provided on the outer periphery of both shaft ends outside the mounting range of the rotor 10 of the main shaft 7 are covered with the rotor resin mold 11. It becomes the composition.

ロータ樹脂モールド11には、耐食性の高い材料(PPS材、フッ素樹脂PFA等)を用いる。ロータキャンに相当するロータ樹脂モールド11の樹脂膜厚さは、おおよそ0.5mm〜1.0mm程度とすることで、機械的強度ならびに耐食性・耐液性を向上させることは可能であるが、必要以上に材料を使うことによる経済性の低下や材料の「ひけ」等による形状変化が発生し易くなり、生産性を損なう等の別の視点からの問題が生じる。   The rotor resin mold 11 is made of a material having high corrosion resistance (PPS material, fluororesin PFA, etc.). Although the resin film thickness of the rotor resin mold 11 corresponding to the rotor can is approximately 0.5 mm to 1.0 mm, it is possible to improve mechanical strength, corrosion resistance, and liquid resistance, but more than necessary. Therefore, there is a problem from another point of view, such as a decrease in economic efficiency due to the use of materials, and a change in shape due to “sinking” of the materials, which impairs productivity.

また、従来のロータキャン側板部(図1の負荷側ロータスキャン側板106−1及び反負荷側ロータスキャン側板106−2を参照)に相当するロータ樹脂モールド11の両軸端側11−1、11−2の厚みは軸方向の位置決め精度等を考慮して約2〜3mmの厚みとするのが適している。これは、ロータキャンに相当するロータ樹脂モールド11の樹脂膜厚さの機械的強度ならびに耐食性、耐液性に関する仕様寸法に加え、主軸7にロータコア12を装着する時のロータコア12の軸方向位置決め精度寸法公差等を考慮して決定する。   Further, both shaft end sides 11-1, 11- of the rotor resin mold 11 corresponding to the conventional rotor can side plate portion (see the load side rotor scan side plate 106-1 and the anti-load side rotor scan side plate 106-2 in FIG. 1). The thickness of 2 is suitably about 2 to 3 mm in consideration of the positioning accuracy in the axial direction. This is because the axial positioning accuracy dimension of the rotor core 12 when the rotor core 12 is mounted on the main shaft 7 in addition to the mechanical dimensions of the resin film thickness of the rotor resin mold 11 corresponding to the rotor can and the corrosion resistance and liquid resistance. Determined by taking into account tolerances.

更に、主軸7はロータ10の装着範囲外の両軸端側外周に溝を形成した負荷側溝部7−1と反負荷側溝部7−2を設けており、ロータ樹脂モールド11は、ロータ10の装着範囲外の両軸端側に設けた負荷側溝部7−1と反負荷側溝部7−2までを覆った構成となっている。溝部7−1、7−2は、それぞれが主軸7の外周面を円周方向に一周するように設けられた環状の溝である。   Further, the main shaft 7 is provided with a load-side groove portion 7-1 and a non-load-side groove portion 7-2 in which grooves are formed on the outer periphery of both shaft ends outside the mounting range of the rotor 10, and the rotor resin mold 11 is The load side groove portion 7-1 and the anti-load side groove portion 7-2 provided on both shaft end sides outside the mounting range are covered. Each of the groove portions 7-1 and 7-2 is an annular groove provided so as to go around the outer peripheral surface of the main shaft 7 in the circumferential direction.

上記のようにロータ樹脂モールド11を負荷側溝部7−1と反負荷側溝部7−2まで覆った構成とすることで、ロータ樹脂モールド11は確実に主軸7に密着し、樹脂モールド成形後の自然冷却後も密着・密閉作用を持続することができる。また、主軸7の外周に設ける負荷側溝部7−1と反負荷側溝部7−2の溝の断面形状については、図7に示すようにクサビ形状、図8に示すように傾斜溝形状にしたり、図9に示すように溝の本数を複数本とすることにより、密着・密閉作用を向上させることができる。   As described above, the rotor resin mold 11 is configured to cover the load side groove portion 7-1 and the anti-load side groove portion 7-2 so that the rotor resin mold 11 is in close contact with the main shaft 7, and the resin mold is molded. Even after natural cooling, the adhesion and sealing action can be maintained. Moreover, about the cross-sectional shape of the groove | channel of the load side groove part 7-1 and anti-load side groove part 7-2 provided in the outer periphery of the main axis | shaft 7, it is made into a wedge shape as shown in FIG. 7, and an inclined groove shape as shown in FIG. As shown in FIG. 9, the close contact / sealing action can be improved by providing a plurality of grooves.

図2、図3に示す従来の樹脂モールドロータには図7、図8、図9に示す構造の負荷側溝部7−1及び反負荷側溝部7−2、若しくは相当する溝部は形成されていない。そのため、溶融樹脂材を射出して形成した樹脂モールド層110は、金属材料からなるロータコア102や主軸101よりも線膨張係数が大きく、射出成形後自然冷却去される過程において、ロータコア102を基準とし、ロータコア102の外径側へ収縮する。そのため、樹脂モールド層110の主軸101への密着部分も外径側に収縮する力が作用し、密着力が低下することになる。その結果、ロータコア102の内径側の露出や主軸101との間に隙間を生じる等、密閉効果を十分に得ることができない。   The conventional resin mold rotor shown in FIGS. 2 and 3 is not formed with the load-side groove portion 7-1 and the anti-load-side groove portion 7-2 having the structures shown in FIGS. 7, 8, and 9, or the corresponding groove portions. . Therefore, the resin mold layer 110 formed by injecting a molten resin material has a linear expansion coefficient larger than that of the rotor core 102 and the main shaft 101 made of a metal material, and the rotor core 102 is used as a reference in the process of being naturally cooled after injection molding. The rotor core 102 contracts toward the outer diameter side. For this reason, a force for contracting the outer diameter side of the contact portion of the resin mold layer 110 to the main shaft 101 also acts, and the contact force is reduced. As a result, it is not possible to obtain a sufficient sealing effect such as exposure of the inner diameter side of the rotor core 102 and a gap with the main shaft 101.

本発明に係る樹脂モールドロータでは、図7、図8、図9に示すように負荷側溝部7−1及び反負荷側溝部7−2を有するので、型内に射出成形されたロータ樹脂モールド11は、金属材料からなるロータコア12や主軸7よりも線膨張係数が大きく、射出後自然冷却される過程において、負荷側溝部7−1と反負荷側溝部7−2によって、長手方向の収縮を利用し、ロータ樹脂モールド11を溝の側面に密着させることで、ロータコア12の外径及び永久磁石9は外部に露出することなく密閉されるのである。具体的には下記(1)乃至(4)に示すことができる。   Since the resin mold rotor according to the present invention has the load-side groove 7-1 and the anti-load-side groove 7-2 as shown in FIGS. 7, 8, and 9, the rotor resin mold 11 is injection-molded in the mold. Has a linear expansion coefficient larger than that of the rotor core 12 and the main shaft 7 made of a metal material, and utilizes contraction in the longitudinal direction by the load side groove 7-1 and the anti-load side groove 7-2 in the process of natural cooling after injection. Then, the rotor resin mold 11 is brought into close contact with the side surface of the groove, whereby the outer diameter of the rotor core 12 and the permanent magnet 9 are sealed without being exposed to the outside. Specifically, it can be shown in the following (1) to (4).

(1)1本溝の場合:図6に示すように、負荷側溝部7−1及び反負荷側溝部7−2に1本の溝を形成した場合、矢印Aに示すようにロータ樹脂モールド11の長手方向への収縮変化を利用して、ロータ樹脂モールド11を溝側面に押し付けることで密閉性を向上させている。 (1) In the case of one groove: As shown in FIG. 6, when one groove is formed in the load side groove 7-1 and the anti-load side groove 7-2, the rotor resin mold 11 as shown by an arrow A By utilizing the shrinkage change in the longitudinal direction, the rotor resin mold 11 is pressed against the side surface of the groove to improve the sealing performance.

(2)クサビ形状溝の場合:図7に示すように、負荷側溝部7−1及び反負荷側溝部7−2に形成した溝の断面形状がクサビ型である場合、矢印Aに示すようにロータ樹脂モールド11の長手方向への収縮変化だけでなく矢印Bに示すように外径方向への収縮変化も利用してロータ樹脂モールド11が溝側面のテーパ形状面に押し付けられることで密閉性を向上させることができる。 (2) In the case of wedge-shaped grooves: As shown in FIG. 7, when the cross-sectional shape of the grooves formed in the load-side groove portion 7-1 and the anti-load-side groove portion 7-2 is wedge-shaped, as indicated by an arrow A Not only the shrinkage change in the longitudinal direction of the rotor resin mold 11 but also the shrinkage change in the outer diameter direction as shown by the arrow B, the rotor resin mold 11 is pressed against the taper-shaped surface of the groove side surface to improve the sealing performance. Can be improved.

(3)傾斜溝形状の場合:図8に示すように、負荷側溝部7−1及び反負荷側溝部7−2に形成する溝をクサビ型にする溝加工が複雑であることから、刃物に角度をつけて主軸7を加工することにより、傾斜した溝形状とした場合、(2)と同様にロータ樹脂モールド11の長手方向への収縮変化と外径方向への収縮変化も利用してロータ樹脂モールド11を溝側面のテーパ形状面に押し付けることで密閉性を向上させている。 (3) In the case of an inclined groove shape: As shown in FIG. 8, the groove forming the wedge-shaped groove formed in the load side groove portion 7-1 and the anti-load side groove portion 7-2 is complicated. When an inclined groove shape is formed by machining the main shaft 7 at an angle, the rotor resin mold 11 is contracted in the longitudinal direction and the contraction change in the outer diameter direction in the same manner as in (2). Sealing performance is improved by pressing the resin mold 11 against the tapered surface of the groove side surface.

(4)複数本溝の場合:図9に示すように、負荷側溝部7−1及び反負荷側溝部7−2に複数本の溝(図では2本の溝)形成した場合、矢印C、Dに示すように隣り合った溝の間を繋ぐロータ樹脂モールド11の樹脂の長手方向の収縮を利用して、ロータ樹脂モールド11を溝側面に押し付けることで密閉性を向上させている。この場合、樹脂を押え付ける溝側面の数が増加することにより密閉性の信頼性が向上する。   (4) In the case of a plurality of grooves: As shown in FIG. 9, when a plurality of grooves (two grooves in the figure) are formed in the load side groove 7-1 and the anti-load side groove 7-2, the arrow C, As shown in D, the sealing property is improved by pressing the rotor resin mold 11 against the side surface of the groove by utilizing the contraction in the longitudinal direction of the resin of the rotor resin mold 11 connecting the adjacent grooves. In this case, the reliability of the sealing performance is improved by increasing the number of groove side surfaces for pressing the resin.

なお、図示は省略するが、上記(1)乃至(4)の各々の組合せた構成としてもよいことは勿論である。   In addition, although illustration is abbreviate | omitted, of course, it is good also as a structure which each combined said (1) thru | or (4).

樹脂モールドロータに上記構成を採用することにより、図1に示す従来構成の樹脂モールドロータにより下記のように製造工程も簡略化できる。
(a)主軸7にロータコア10を嵌入する。
(b)上記製造工程(a)で得られたロータを主軸を案内にして射出成形型内に位置決めする。
(c)永久磁石9をロータコア10に装着する。
(d)ロータコア10及び永久磁石9が露出しないように樹脂材をモールド(射出成形)する。
(e)出来上がったモータロータを着磁ヨークに挿入し、着磁する。
By adopting the above configuration in the resin mold rotor, the manufacturing process can be simplified as follows by the resin mold rotor having the conventional configuration shown in FIG.
(A) The rotor core 10 is inserted into the main shaft 7.
(B) The rotor obtained in the manufacturing step (a) is positioned in the injection mold using the main shaft as a guide.
(C) The permanent magnet 9 is mounted on the rotor core 10.
(D) A resin material is molded (injection molding) so that the rotor core 10 and the permanent magnet 9 are not exposed.
(E) The completed motor rotor is inserted into the magnetizing yoke and magnetized.

本実施形態では、温度管理は下記の温度で実施した。
・樹脂の溶融温度:約300℃
・成形型 :約100〜200℃
In this embodiment, the temperature control was performed at the following temperature.
-Melting temperature of resin: about 300 ° C
-Mold: about 100-200 ° C

上記のように、キャンドモータにおいて、ロータキャン材にステンレス材等の金属材料を用いず、耐食性のよい樹脂材にてロータ樹脂モールドとすることにより、本来の目的であるロータコアや磁石材を防食することができる。また、安価であるばかりか、従来の金属材からキャンのように運転中の渦電流の発生を防止することができ、効率のよいキャンドモータを提供できる。   As described above, in the canned motor, the rotor can is made of a rotor resin mold made of a resin material having good corrosion resistance without using a metal material such as a stainless steel material for the rotor can, thereby preventing the rotor core and the magnet material, which are originally intended, from being corroded. Can do. In addition to being inexpensive, it is possible to prevent the generation of eddy current during operation like a can from a conventional metal material, and to provide an efficient canned motor.

次に、図4に示すキャンドモータポンプの動作を説明する。出口線17に三相交流電源を接続し、ステータ14の導体(巻線)16に三相交流を通電することにより、発生する回転磁界がロータ10に作用し、羽根車1が回転する。羽根車1の回転によりポンプケーシング2の吸込口2aから吸い込まれたポンプ取扱液はポンプケーシング2内に流入し、吐出ボリュート24を通って吐出口(図示せず)から吐き出されると共に、一部は負荷側軸受ブラケット3に設けた穴3aを通ってステータキャン18で囲まれたロータ室内に流入する。ロータ室内に流入したポンプ取扱液はロータ樹脂モールド11とステータキャン18の間の隙間δを通って、反負荷側軸受ブラケット4の有底円筒状の円筒状突出部4a内に流入し、ここから主軸7の中心部に設けられた貫通穴7aを通って、羽根車1内に流れ込み、吸い込んだポンプ取扱液に合流する。   Next, the operation of the canned motor pump shown in FIG. 4 will be described. By connecting a three-phase AC power source to the outlet line 17 and energizing the conductor (winding) 16 of the stator 14 with a three-phase AC, the generated rotating magnetic field acts on the rotor 10 and the impeller 1 rotates. The pump handling liquid sucked from the suction port 2a of the pump casing 2 by the rotation of the impeller 1 flows into the pump casing 2, is discharged from the discharge port (not shown) through the discharge volute 24, and partly It flows into the rotor chamber surrounded by the stator can 18 through the hole 3 a provided in the load side bearing bracket 3. The pump handling liquid that has flowed into the rotor chamber passes through the gap δ between the rotor resin mold 11 and the stator can 18 and flows into the bottomed cylindrical cylindrical protrusion 4a of the anti-load side bearing bracket 4 and from here. It flows into the impeller 1 through a through hole 7a provided in the center of the main shaft 7, and merges with the sucked pump handling liquid.

上記のようにポンプ取扱液はステータキャン18で囲まれたロータ室内に流入し、ロータ樹脂モールド11とステータキャン18の間の隙間δを通って流れるが、ロータ10の外周及び主軸7のロータ10端面から負荷側溝部7−1及び反負荷側溝部7−2にロータ樹脂モールド11を形成しているから、ロータ樹脂モールド11とロータ10及び主軸7の間が良好な密封状態に保たれ、ロータ10にポンプ取扱液に接触することがない。よって、樹脂モールドロータの長寿命化が図れる。   As described above, the pump-handed liquid flows into the rotor chamber surrounded by the stator can 18 and flows through the gap δ between the rotor resin mold 11 and the stator can 18, but the outer periphery of the rotor 10 and the rotor 10 of the main shaft 7. Since the rotor resin mold 11 is formed from the end surface to the load side groove 7-1 and the anti-load side groove 7-2, the rotor resin mold 11, the rotor 10 and the main shaft 7 are kept in a good sealed state, and the rotor No contact with the pump handling liquid. Therefore, the life of the resin mold rotor can be extended.

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims and the specification and drawings. Is possible.

本発明は、磁石と、複数の鋼板を積層して構成され磁石を備えたロータと、ロータを装着し外部へ動力を伝達する主軸とを備え、主軸のロータ端面から軸方向所定寸法離れた位置の外周に溝を形成し、ロータの外周及び該ロータから溝が形成された部分までの主軸外周に樹脂モールドを形成したことにより、簡単な構成で樹脂モールとロータの外周及び主軸外周の間に良好な密封状態を保つことができる長寿命の樹脂モールドロータとして、キャンモータやキャンドモータポンプのモータロータとして利用できる。   The present invention includes a magnet, a rotor configured by laminating a plurality of steel plates, and a main shaft that mounts the rotor and transmits power to the outside, and is located at a predetermined axial distance from the rotor end surface of the main shaft. A groove is formed on the outer periphery of the rotor, and a resin mold is formed on the outer periphery of the rotor and the outer periphery of the main shaft from the rotor to the portion where the groove is formed. It can be used as a motor rotor of a can motor or a canned motor pump as a long-life resin mold rotor capable of maintaining a good sealed state.

1 羽根車
2 ポンプケーシング
3 負荷側軸受ブラケット
4 反負荷側軸受ブラケット
5 負荷側軸受
6 反負荷側軸受
7 主軸
7−1 負荷側溝部
7−2 反負荷側溝部
8−1 負荷側スライドディスク
8−2 反負荷側スライドディスク
9 永久磁石
10 ロータ
11 ロータ樹脂モールド
12 ロータコア
13 モータフレーム
14 ステータ
15 ステータコア
16 導体(巻線)
17 出口線
18 ステータキャン
19 負荷側ステータキャン側板
20−1 密閉部材
20−2 密閉部材
20−3 密閉部材
21 ボルト
22 ボルト
23 羽根止ナット
δ 隙間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Impeller 2 Pump casing 3 Load side bearing bracket 4 Anti load side bearing bracket 5 Load side bearing 6 Anti load side bearing 7 Main shaft 7-1 Load side groove 7-2 Anti load side groove 8-1 Load side slide disk 8- 2 Non-load side slide disk 9 Permanent magnet 10 Rotor 11 Rotor resin mold 12 Rotor core 13 Motor frame 14 Stator 15 Stator core 16 Conductor (winding)
17 Exit line 18 Stator can 19 Load side stator can side plate 20-1 Sealing member 20-2 Sealing member 20-3 Sealing member 21 Bolt 22 Bolt 23 Blade stop nut δ Clearance

Claims (5)

磁石と、
複数の鋼板を積層して構成され前記磁石を備えたロータと、
前記ロータを装着し外部へ動力を伝達する主軸とを備え、
前記主軸の前記ロータ端面から負荷側及び反負荷側の軸方向所定寸法離れた位置の外周に1以上の溝を形成し、
前記ロータの外周及び該ロータから前記主軸の溝が形成された部分までの外周に溶融樹脂の樹脂モールド層を形成し、該溶融樹脂の冷却過程において、前記樹脂モールド層の線膨張係数と前記ロータの構成材料の線膨張係数の差異による前記樹脂モールド層の収縮力を利用して前記樹脂モールド層を前記溝の側面に密着させたことを特徴とする樹脂モールドロータ。
Magnets,
A rotor comprising a plurality of steel plates and provided with the magnet;
A main shaft that mounts the rotor and transmits power to the outside;
Forming one or more grooves in the outer periphery of the position spaced axially a predetermined dimension on the load side and counter load side from the rotor both end faces of the main spindle,
The rotor outer periphery and to form a resin mold layer outside circumference to the molten resin from the rotor to the portion where the grooves are formed in the main axis of, in the course of cooling the molten resin, the linear expansion coefficient of the resin mold layer A resin mold rotor, wherein the resin mold layer is brought into close contact with a side surface of the groove by utilizing a contraction force of the resin mold layer due to a difference in linear expansion coefficient of a constituent material of the rotor.
請求項1に記載の樹脂モールドロータにおいて、
前記主軸の中心部にポンプ取扱液が流れる貫通穴を設けていることを特徴とする樹脂モールドロータ。
In the resin mold rotor according to claim 1,
A resin-molded rotor characterized in that a through-hole through which a pump handling liquid flows is provided at the center of the main shaft .
請求項1又は2に記載の樹脂モールドロータにおいて、
前記溝の少なくとも前記ロータに近い側の面は、前記主軸に直交する面から反ロータ側に傾斜していることを特徴とする樹脂モールドロータ。
In the resin mold rotor according to claim 1 or 2,
The resin mold rotor characterized in that at least a surface of the groove on the side close to the rotor is inclined to a side opposite to the rotor from a surface orthogonal to the main axis.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の樹脂モールドロータと、
前記樹脂モールドロータの主軸を回転支持する軸受と、
前記ロータを取囲み、前記ロータに回転磁界を作用させるキャンド構造のステータとを
備えたことを特徴とするキャンドモータ。
The resin mold rotor according to any one of claims 1 to 3,
A bearing that rotatably supports the main shaft of the resin mold rotor;
A canned motor comprising: a canned stator that surrounds the rotor and applies a rotating magnetic field to the rotor.
請求項4に記載のキャンドモータと、
前記主軸に固定された羽根車と、
前記羽根車を取り囲むポンプケーシングとを備えたことを特徴とするキャンドモータポンプ。
A canned motor according to claim 4;
An impeller fixed to the main shaft;
A canned motor pump comprising: a pump casing surrounding the impeller.
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