JPH06343245A

JPH06343245A - 管軸式電動機

Info

Publication number: JPH06343245A
Application number: JP22948791A
Authority: JP
Inventors: Funchin U; フンチンウ
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-08-15
Filing date: 1991-08-15
Publication date: 1994-12-13

Abstract

(57)【要約】【目的】輸送効率・騒音の提言・設置空間の縮小等に
優れた気体・液体・粉粒体・混合流体等を輸送する管軸
式電動機を提供する。【構成】電動機外枠１０に固定子鉄心２０を取り付
け、その中に中空の回転子管軸４０を中心にした回転子
鉄心３０を配置する。管軸式電動機には、例えば回転子
管軸４０の端にインペラを装着し、あるいは回転子管軸
４０中にリボンコンベアを挿着する等、輸送手段を取り
付けた回転子管軸４０を回転させることにより、中空の
回転子管軸４０の内部を通じて気体・液体等を輸送で
き、また混合・混練等を同時に行なうことも可能であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一種の管軸式電動機
で、特に気体・液体・混合流体輸送に適用できる管軸式
電動機に関する。従来の電動機と輸送機の連結による輸
送方式に変え、管軸式電動機に簡単な部品、例えばイン
ペラ、リボンコンベア等を取り付けることにより、物体
は本機構の中空管軸より直接輸送される。故に大幅に輸
送効率を上げ、騒音を低減し、故障率を減少し、散熱効
果を上げ、さらに設置空間の縮小、省エネルギー等の利
点をともなう機構であり、産業機械として利用価値のあ
る機構である。

【０００２】本発明は、複雑な機構との組み合わせによ
る間接方式を取っていた従来の電動機と比較して、その
回転軸を中空管軸とし、中空管軸に適当な部品を装着す
ることにより、輸送・撹拌混合・送風・送水を行なうこ
とができ、また耐化学性を有し、経済性・生産性とも優
れた機構である。

【０００３】

【従来の技術】従来の電動機は、固定子わく（フレー
ム）に固定子鉄心（一次コイルを入れて磁気回路となる
もの）を取り付け、その中に回転子軸（炭素鋼棒）を中
心に回転子鉄心（二次コイルを入れて時期回路となるも
の）を配置した構造である。二次コイルで発生したトル
クは、軸を通じて回転運動として外部に及ぼされ、他の
機構と連結させることにより、回転運動方式の仕事の目
的を達成させる。例えば、集塵機に使用される場合、電
動機は集塵機内部でインペラと連結し、風圧を発生させ
るようになっている。集塵の際、空気と塵埃の混合気流
は、吸塵パイプを経て集塵機内に入り、フィルターを通
じて空気は集塵機外へ排出される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような集塵機にお
いては、排出空気中にはなお一部の塵埃を含んでいるの
で、以下のような欠点がある。

【０００５】（１）空気塵埃の混合気流は電動機軸とイ
ンペラにより搬送され、かなり曲折のある長距離の通路
を経て集塵機外に排出されるため、電動機の効率に相当
の影響を与え、実効値は電動機の投入電力の約２５％に
過ぎない。

【０００６】（２）集塵機の稼動時、電動機が激しく振
動し、また塵埃空気が屈折した通路を通ることによる騒
音が非常に大きい。この騒音のため、家庭の主婦が集塵
機を使っている間に呼び鈴や電話のベルを聞き漏らす等
の弊害がある。

【０００７】（３）電動機の外周を吸入空気が通過する
ので、長期間の使用により空気中の微小雑物が電動機の
周辺の付着して散熱不良を引き起こし、極端な場合には
電動機の故障を引き起こす。また吸塵の際に、不注意で
水を吸入させると、電動機のショート、感電、電動機の
破損を生ずることもある。

【０００８】（４）前述のような塵埃、水漬かり、油分
による電動機の故障を回避するためには、電動機の保護
装置に相当な工夫が必要である。

【０００９】（５）電動機の散熱は外殻の空間空気の対
流だけなので、電動機を内蔵する集塵機の外殻は大き
く、運搬、収納とも不便である。

【００１０】また従来の電動機を他の輸送用機械装置に
使用する場合、電動機軸より歯車・チェーン・ベルト等
で他の輸送機軸に力を伝達する必要があるため、以下の
欠点がある。

【００１１】（１）輸送の効果を達成するには、電動機
と伝達機構と輸送機の三者を連結するため、構造上複雑
であり、部品の損耗が激しく、故障率が高く、機構間に
おける効率低下も甚だしい。

【００１２】（２）伝達機構が複雑なため、機械の騒音
が大きい。

【００１３】（３）電動機稼動時に発生する高熱は、電
動機内部では散熱できず、電動機外部の空気、あるいは
風力により散熱するので、しばしば散熱不良で焼損する
ことがある。

【００１４】我々の知るところでは、電動機の発明から
既に百年以上の歴史があるが、電動機の運転方法を如何
に変えても、回転軸が丸棒状であるため、電動機はただ
回転運動の仕事効果を提供するのみで、必ず他の機構と
の複雑な連結により各種の仕事を達成している。

【課題を解決するための手段】

【００１５】本発明は上述の制限から脱皮し、従来の電
動機の回転軸（丸鋼棒）を中空管軸に設計変更すること
により、特に物体輸送において電動機と連結される輸送
機構を排除し、直接中空管軸内部より運輸する。

【００１６】

【作用効果】これにより、行程の短縮、輸送効率の改
善、騒音の低減、部品の摩耗及び故障率の減少を達成で
き、また電動機の内外よりの同時散熱が可能なため、体
積を縮小でき、操作、携帯、収納とも容易な実用性、生
産性とも優れた機構を実現できる。

【００１７】

【実施例】さらに本発明の内容及び特徴を理解するため
に、図を参照しつつ実施例を説明する。

【００１８】図１は、本発明に係る管軸式電動機の一実
施例を示す。本実施例の管軸式電動機は、従来の電動機
回転軸（丸鋼鉄棒）を設計変更し、電動機外枠（ｃａｓ
ｉｎｇｏｒｆｒａｍｅ）１０に固定子鉄心（一次コ
イルを入れて磁気回路となるもの）２０を取り付け、そ
の中に回転子管軸（ｔｕｂｕｌａｒｓｈａｆｔ）４０
を中心に回転子鉄心（二次コイルを入れて磁気回路とな
るもの）３０、３０が備えられている。回転子鉄心３
０、３０の両端には冷却用羽根（ｃｏｏｌｉｎｇｆａ
ｎ）３１が取り付けられている。回転子管軸４０、回転
子鉄心３０、冷却用羽根３１は一体であり、二次コイル
にて発生するトルク（ｔｏｒｑｕｅ）は回転子管軸４０
に伝達される。回転子管軸４０は、図１に示すような直
管でもよく、図２に示すような圧力加減用テーパ管４０
ａ、リボン状螺旋管４０ｂ、４０ｃ、多角管４０ｄ（六
角管、八角管等）、ハニカム異形管４０ｅ、螺旋細管挿
入管４０ｆ等、必要に応じてさまざまな中空管を選定す
ることもできる。

【００１９】中空の回転子管軸４０は作業の種類に応
じ、適当な部品を選定し、挿着して、稼動させるもので
ある。例を挙げれば：

【００２０】（１）集塵機として使用の場合（図３参
照）本実施例に係る管軸式電動機のケーシング１０は集
塵機外殻５０の内部に装着される。中空の回転子管軸４
０の一端には外インペラ６０と内インペラ６１とからな
る円錐形のインペラ６０を装着（装着方式は逆ネジ、あ
るいはその他の方法でもよい）してある。インペラ６０
は二組の放射状羽根にて構成されている。回転子管軸４
０の他端は全密閉ベアリング６２にて集塵機外殻５０に
装着されている。短管５１は、吸塵用可撓管５２を取り
付けるために、集塵機外殻５０に固定されている。フィ
ルターはインペラの後方に設置する。

【００２１】本実施例の管軸式電動機の稼動時には、中
空の回転子管軸４０とインペラ６０とは同時に高速回転
し、インペラ６０により風圧差が発生する。回転子管軸
４０と吸塵用可撓管５２との内部の空気は後方（すなわ
ち集塵室方向）に吸引される。これにより含塵埃空気は
吸塵用可撓管５２、回転子管軸４０、インペラ６０を通
り、後方の集塵室内に入る。これによる優点は、以下の
通りである。

【００２２】集塵機により発生する吸引力、すなわち
中空の回転子管軸４０と一体となっているインペラ６０
により発生する風力は、中空の回転子管軸４０に強力な
吸引力を直接形成するようになっているため、電動機の
効率損失が少なく、吸引力の効率が高い。電動機は間
接的連結機構を経ずに稼動し得、かつ直線気流なので、
騒音が最小限度に抑えられる。吸塵用可撓管５２より
吸入される含塵埃空気が水分を帯びている場合でも、空
気は中空の回転子管軸４０の内部を通過して直接集塵室
に入るので、電動機周辺を経過することはなく、そのた
め塵埃、水分、油分の付着による電動機の破損もなく、
常に正常な状態で稼動でき、使用寿命も延長できる。ま
た中空の回転子管軸４０、インペラ６０等は、長期使用
により塵埃が堆積しても、直接清水を吸引して洗浄する
ことができ、これによる電動機故障の虞れがない。電
動機は完全に塵埃・水分・油分と隔離されているため、
電機回路の保護装置を省略することができ、生産費の減
少も適う。空気、液体、その他の被輸送物質等は中空
の回転子管軸４０の内部を経て輸送されるため、軸心部
分からの冷却散熱作用がある。また回転子鉄心３０両端
にある冷却羽根３１から発生する気流で電動機内部の冷
却もするため、散熱効果は優秀である。集塵機の体積
は以上の理由により小さくでき、また中空の回転子管軸
４０の両端にインペラを装着した場合には、一端を吸
入、他端を吐出として作用させれば、さらに高い効率と
体積減少を得ることができる。このように体積を減少で
き、操作・運搬・収納が容易な本集塵機を採用するなら
ば、従来の集塵機の特性に打開的な改革をもたらすもの
である。

【００２３】（２）液体、粉粒体、混合流体の輸送機に
適用する場合、上述の集塵機は気体の輸送方式例である
が、液体輸送にも適する方式である。しかるに混合流体
の輸送には、さらに図４に示す如く、中空の回転子管軸
４０の両端に図４（ａ）、（ｃ）の保持金具を取り付
け、リボンコンベア軸７０をボルト７２にて中心部に装
着することにより、電動機を稼動すると中空の回転子管
軸４０とともに管内に装着したリボンコンベア７１も回
転し、混合流体の分離を防止しつつ輸送を円滑に遂行で
きるようにする。４１、７３はアーム、４２、７４はボ
ス、７５はリムである。また本実施例は物性の差異（粘
度の高低、混合流体の比重差、流動性の状態等）によっ
て、図５のようなリボンコンベアスクリューを選定して
上述の方式で装着し、輸送中に切断、あるいは反復混合
の作用も兼ねさせることにより、輸送を円滑にし、また
品質の均一度を上げることができる。例えば小麦粉と水
との混練等に使用される。８０、９０は軸、８１、９１
はリボン、８２はパドルである。

【００２４】しかるに本実施例と各種スクリューとの組
み合わせによって液体、粉粒体及びその混合流体の輸送
混合、混練を行なうことにより以下の優点を得られる。
物質の輸送は電動機中の中空の回転子管軸４０内で直
接操作されるもので、他の繁雑な機構を経ずに操作され
るため、機構の簡略化により従来の輸送方式と比べて設
備費の軽減、故障率の減少を図れる。輸送がスムーズ
で、かつ他の機械との連結機構（例えば歯車、ベルト、
チェーン等）がなく、稼動時に機械的騒音の減少や作業
環境の改善（粉塵・液体の飛散量の減少、作業員の聴覚
の保護等）が図れる。液体あるいはその他の混合流体
等が中空の回転子管軸４０を通過する際、管軸より電動
機に発生した熱を持ち去る役目も果たすので、かなりの
散熱効果を期待できる。

【００２５】上述の実施例以外に、本発明の原理に基づ
き、適当な機構を装着することにより、排（吸）風機、
揚水ポンプ、粉粒体輸送・液体輸送・混合流体輸送設備
等を得ることができ、機構上、稼動上の効率の増進・騒
音の減少・機構の簡素化・設備空間の縮小等の具体的優
点が得られる。

【００２６】ここに重ねて強調されるのは、中空の回転
子管軸４０の形状は、実地使用にあたり、種々の形状を
選定できる。例えば図２（ａ）の圧力加減用テーパ管４
０ａを採用することにより、圧力増加、または圧力減少
などの操作もできる。図２（ｂ）は等速輸送用のリボン
コンベア４０ｂである。図２（ｃ）は輸送速度増減用の
不等ピッチリボンコンベア４０ｃで、特殊処理を要する
液体、流体用である。図２（ｄ）は多角形異形管４０ｄ
で、粉粒体と液体との混合輸送用である。図２（ｅ）は
ハニカム異形管４０ｅで、液体の混合用である。図２
（ｆ）は螺旋細管内蔵管４０ｆで、気体と液体混合用で
ある。なおハニカム異形管４０ｅと螺旋細管内蔵管４０
ｆとは温度加熱と冷却とを兼ねた異形管である。

【００２７】なお本実施例の中空の回転子管軸４０は、
必要に応じスリーブ（ｓｌｅｅｖｅ）を装入することも
ある。例えば腐食性物質の場合、その種類に適した材質
のスリーブを装入し、中空管軸を保護する。また回転子
管軸４０の材質も変更することができる。

【００２８】次に、図１に示した電動機の形態は、固定
子鉄心（ステータ、一次コイル）２０は固定され、回転
子鉄心（ロータ、二次コイル）３０と中空の回転子管軸
４０とは回転運動するものである。しかるに回転子鉄心
３０と回転子管軸４０とを固定し、固定子鉄心２０を回
転させた場合は、物質の状態により選定されるインペラ
６０、リボンコンベア７０、パドル付リボンコンベア８
０、複式リボンコンベア９０、あるいは他のスクリュー
コンベアを、回転子管軸４０とは連結せずに、固定子鉄
心２０と連結し、固定子鉄心２０とともに回転させた場
合でも、中空管軸４０を通じて気体、液体、粉粒体、混
紡流体等の輸送を行なうことができる。

【００２９】本発明は従来の電動機に必要であった複雑
な機構と連結する間接方式を打開し、中空管軸式電動機
に簡単な部品を装置することにより気体、液体、粉粒
体、混合流体の混合、混練、吸引、吐出、輸送の目的を
達成することができ、併せて設備の簡素化、効率の増
進、設置体積の減少、機械重量の軽少化、騒音の軽減、
故障率の減少、省エネルギーを実現でき、実用性に富む
優秀な機構である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る管軸式電動機の一実施例
の本体を示す断面図である。

【図２】図２は、図１の実施例に適用可能な管軸の例を
示す部品図である。

【図３】図３は、図１の実施例の本体にインペラを装着
した状態を示す図である。

【図４】図４は、図１の実施例の本体にリボンコンベア
スクリューを装着した状態を示す図である。

【図５】図５は、図１の実施例に装着可能なパドル付リ
ボンコンベアスクリュー及び複式リボンコンベアスクリ
ューを示す図である。

【符号の説明】

１０電動機外枠２０固定子鉄心３０回転子鉄心４０回転子管軸

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年１０月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】（２）液体、粉粒体、混合流体の輸送機に
適用する場合、上述の集塵機は気体の輸送方式例である
が、液体輸送にも適する方式である。しかるに混合流体
の輸送には、さらに図５に示す如く、中空の回転子管軸
４０の両端に図５（ａ）、（ｃ）の保持金具を取り付
け、リボンコンベア軸７０をボルト７２にて中心部に装
着することにより、電動機を稼動すると中空の回転子管
軸４０とともに管内に装着したリボンコンベア７１も回
転し、混合流体の分離を防止しつつ輸送を円滑に遂行で
きるようにする。４１、７３はアーム、４２、７４はボ
ス、７５はリムである。また本実施例は物性の差異（粘
度の高低、混合流体の比重差、流動性の状態等）によっ
て、図６のようなリボンコンベアスクリューを選定して
上述の方式で装着し、輸送中に切断、あるいは反復混合
の作用も兼ねさせることにより、輸送を円滑にし、また
品質の均一度を上げることができる。例えば小麦粉と水
との混練等に使用される。８０、９０は軸、８１、９１
はリボン、８２はパドルである。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図２】図２（ａ）〜（ｆ）は、図１の実施例に適用可
能な管軸の例を示す部品図である。

【図４】図４は、図１の実施例の本体にインペラを装着
した状態を示す断面図である。

【図５】図５（ａ）〜（ｃ）は、図１の実施例の本体に
リボンコンベアスクリューを装着した状態を示す図であ
る

【図６】図６（ａ）（ｂ）は、図１の実施例に装着可能
なパドル付リボンコンベアスクリュー及び複式リボンコ
ンベアスクリューを示す図である。

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロータの中心軸を中空管軸とし、該中空
管軸の内部を通じて気体・液体・粉粒体・混合流体等の
輸送を行なうための輸送手段を有することを特徴とする
管軸式電動機。
【請求項２】前記中空管軸は異形管である請求項１に
記載の管軸式電動機。
【請求項３】前記中空管軸には輸送する物質に対応で
きる材質のスリーブを挿入した請求項１に記載の管軸式
電動機。
【請求項４】前記中空管軸は輸送する物質に対応でき
る物質で製造された請求項１に記載の管軸式電動機。
【請求項５】前記輸送手段は、前記中空管軸の少なく
とも一端に取り付けられたインペラである請求項１に記
載の管軸式電動機。
【請求項６】前記中空管軸を固定するとともに、前記
輸送手段は中空管軸以外の部分に装着した請求項１に記
載の管軸式電動機。