JPS5989543A - 水中モ−タの固定子 - Google Patents
水中モ−タの固定子Info
- Publication number
- JPS5989543A JPS5989543A JP19757882A JP19757882A JPS5989543A JP S5989543 A JPS5989543 A JP S5989543A JP 19757882 A JP19757882 A JP 19757882A JP 19757882 A JP19757882 A JP 19757882A JP S5989543 A JPS5989543 A JP S5989543A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stator
- end cover
- peripheral side
- mold resin
- inner peripheral
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
- H02K5/12—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas
- H02K5/128—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas using air-gap sleeves or air-gap discs
- H02K5/1285—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas using air-gap sleeves or air-gap discs of the submersible type
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は水中モータの固定子に係り、特に固定子コイル
および固定子コアがキャン内に配置されている水中モー
タの固定子に関するものである。
および固定子コアがキャン内に配置されている水中モー
タの固定子に関するものである。
一般に水中モータは誘導電動機であり Ｔ往圧が殆んど
生じない回転子は、直接水と接するようになっている。
生じない回転子は、直接水と接するようになっている。
高電圧が印加される固定子コイルは、コイル絶縁層が直
接水に触れていると絶縁耐力が著しく低下する恐れがあ
るので、出力が５０ｋＷ以下の中小型水中モータでは、
固定子全体をステンレス鋼の容器に収め、その隙間には
無機質粉混入のモールドレジンを充填する、所謂キャン
ド方式が採用されている。しかし出力の大きい大型水中
モータでは固定子の内径と長さとが増大し、また機械的
強度面の要求からステンレス鋼の厚みも厚くする必要が
ある。
接水に触れていると絶縁耐力が著しく低下する恐れがあ
るので、出力が５０ｋＷ以下の中小型水中モータでは、
固定子全体をステンレス鋼の容器に収め、その隙間には
無機質粉混入のモールドレジンを充填する、所謂キャン
ド方式が採用されている。しかし出力の大きい大型水中
モータでは固定子の内径と長さとが増大し、また機械的
強度面の要求からステンレス鋼の厚みも厚くする必要が
ある。
ところで固定子と回転子とのギャップに発生する回転磁
界によりキャンの内周側部分にはうず電流積を生じる。
界によりキャンの内周側部分にはうず電流積を生じる。
このうず電流積はキャンの厚さおよび固定子コアの長さ
に比例し、キャンの局長の３乗に比例する。そのためス
テンレス鋼のキャンを用い九大型水中モータではうず電
流積が出力の数チに達し、水中モータとして実用するこ
とかで門ない。 。
に比例し、キャンの局長の３乗に比例する。そのためス
テンレス鋼のキャンを用い九大型水中モータではうず電
流積が出力の数チに達し、水中モータとして実用するこ
とかで門ない。 。
そこで大型水中モータではキャンの内周側部分には遮水
効果が大きく、うず電流積の少ない材料を使用した複合
構成のキャンとすることが極めて有利であり、このよう
な構成のキャンを有する水中モータの固定子の従来例が
第１図に示されている。同図に示されているように固定
子は、内側円筒１、外側円筒２および端部カバー３を内
局側接合部４、外周側接合部５で夫々接合して形成した
キャン内に固定子コイル６、固定子コア７を配置して構
成され、キャン内の空隙には外側円筒２あるいは端部カ
バー３に設けられた注入口よりモールドレジン８が充填
・硬化される。
効果が大きく、うず電流積の少ない材料を使用した複合
構成のキャンとすることが極めて有利であり、このよう
な構成のキャンを有する水中モータの固定子の従来例が
第１図に示されている。同図に示されているように固定
子は、内側円筒１、外側円筒２および端部カバー３を内
局側接合部４、外周側接合部５で夫々接合して形成した
キャン内に固定子コイル６、固定子コア７を配置して構
成され、キャン内の空隙には外側円筒２あるいは端部カ
バー３に設けられた注入口よりモールドレジン８が充填
・硬化される。
そしてこの内側円筒１の材料としては遮水効果が高く、
うず電流積の少ないカーボン繊維強化プラスチツクＣ以
下、ＣＦＲＰと称す）が有望であｔ）、ＣＦＲＰｔ用い
て適正に設計すればうず電流積を出力の１％程度以下に
低減でき、実用上問題、 かない。外側円筒２および
端部カバー３の材料としてはステンレス鋼が有効に使用
でき、内側円筒′１と端部カバー３との接合はエポキシ
系の接着剤を用いて良好に接着される。また端部カバー
３と外側円筒２とは上述のように金属材料が使用できる
ため溶接により強固に接合でき、モールドレジン８とし
ては通常無機質粉を充填したエポキシレジンが使用され
る。
うず電流積の少ないカーボン繊維強化プラスチツクＣ以
下、ＣＦＲＰと称す）が有望であｔ）、ＣＦＲＰｔ用い
て適正に設計すればうず電流積を出力の１％程度以下に
低減でき、実用上問題、 かない。外側円筒２および
端部カバー３の材料としてはステンレス鋼が有効に使用
でき、内側円筒′１と端部カバー３との接合はエポキシ
系の接着剤を用いて良好に接着される。また端部カバー
３と外側円筒２とは上述のように金属材料が使用できる
ため溶接により強固に接合でき、モールドレジン８とし
ては通常無機質粉を充填したエポキシレジンが使用され
る。
このように構成された固定子においてステンレス鋼、Ｃ
ＦＲＰが優れた強度を有するにもかかわらず、内側円筒
１と端部カバー３とが接合されている内周側接合部４が
弱点となって、モータ運転時の通電温度上昇に伴う各部
の熱膨張により内周側接合部４が剥離する懸念があった
。
ＦＲＰが優れた強度を有するにもかかわらず、内側円筒
１と端部カバー３とが接合されている内周側接合部４が
弱点となって、モータ運転時の通電温度上昇に伴う各部
の熱膨張により内周側接合部４が剥離する懸念があった
。
すなわち縦軸にモータ運転時の固定子端部の温度θをと
り、横軸に固定子端部の径方向距離Ｒをとって固定子端
部の径方向距離ＲＩＫ、よる温度分布が示されている第
２図に示されているように、水と接触している固定子の
内置側、外周側′の温度が低く、固定子端部幅ｗ、Ｚ）
ｃｔｚ心部の温度が一番高くなっている。そしてこの温
度の最も高い中心部の温度′ｔ−１２０℃とし、温度の
最も低い内周側、外因側の温度（水温）’６ｓｏｔとし
、固定子コアから端部カバーまでの距離Ｌ（第１図参照
）ｔ１５０日トシ、かつモールドレジンの中心部および
内側円筒部の常温（２０℃）からの軸方向熱膨張を夫々
ΔＬｍ、Δｔｃとすると、４Ｌ１＆はｊＬｍ＝（１２０
−２０）Ｘα＊ Ｘ Ｌ ・” （１）、ΔＬａはΔｔ
ｃ＝（５０−２０） Ｘ αｃｖｍｐ Ｘ Ｌ ・”（
２）で表わされ、これら（１）および（２）式における
αＲｊＩ−よびα（ｊｌｌＩＰはモールドレジンおよび
ＣＦＲＰの線膨張係数である。
り、横軸に固定子端部の径方向距離Ｒをとって固定子端
部の径方向距離ＲＩＫ、よる温度分布が示されている第
２図に示されているように、水と接触している固定子の
内置側、外周側′の温度が低く、固定子端部幅ｗ、Ｚ）
ｃｔｚ心部の温度が一番高くなっている。そしてこの温
度の最も高い中心部の温度′ｔ−１２０℃とし、温度の
最も低い内周側、外因側の温度（水温）’６ｓｏｔとし
、固定子コアから端部カバーまでの距離Ｌ（第１図参照
）ｔ１５０日トシ、かつモールドレジンの中心部および
内側円筒部の常温（２０℃）からの軸方向熱膨張を夫々
ΔＬｍ、Δｔｃとすると、４Ｌ１＆はｊＬｍ＝（１２０
−２０）Ｘα＊ Ｘ Ｌ ・” （１）、ΔＬａはΔｔ
ｃ＝（５０−２０） Ｘ αｃｖｍｐ Ｘ Ｌ ・”（
２）で表わされ、これら（１）および（２）式における
αＲｊＩ−よびα（ｊｌｌＩＰはモールドレジンおよび
ＣＦＲＰの線膨張係数である。
ところでこのモールドレジンＯ線膨張係数α３およびＣ
ＦＲＰの線膨張係数α。νＲＦの値は、無機質粉あるい
はカーボン繊維の充填量によって異なるが通常αｍ＝１
５から２５ Ｘ ｌ Ｏ−’、αＣＦＩＬＰ ｈｅＯで
あるので、これらからｆｆ１＝２０Ｘ１０−’、αａｒ
ｍｐ＝ ０として（１）、 （２）式を夫々計算すると
Δｔｍ＝０．３Ｂ、 Δｔｃ＝Ｏｍｎとなる。このモ
ールドレジンの軸方向熱膨張ΔＬｍと内側円筒の軸方向
熱膨張Δｔｃとの差分は、モールドレジン側の圧縮応力
および内側円筒部の引張り応力として吸収されるべきも
のであるが、これら材料の弾性率（ＣＦＲＰの弾性率は
モールドレジンの約５倍）および径方向に占める幅（モ
ールドレジンはＣＦＲＰ厚みの５０倍以上）を考慮に入
れると、その差分（変位）の大部分は内側円筒の伸びと
して吸収されなければならない。すなわちモールドレジ
ン部の熱膨張にエリ内側円筒には大きな引張り応力が作
用することになる。さらに固定子コアの熱膨張を考慮す
ると内側円筒部にはより大きな引張り応力が発生し、内
側円筒と端部カバーとの接合部である内周側接合部で剥
離が生じる危険性が極めて高い。この内局側接合部で剥
離が発生するとキャン内への水の侵入が容易となり、コ
イル絶縁層の絶縁低下、絶縁破壊をきたす。
ＦＲＰの線膨張係数α。νＲＦの値は、無機質粉あるい
はカーボン繊維の充填量によって異なるが通常αｍ＝１
５から２５ Ｘ ｌ Ｏ−’、αＣＦＩＬＰ ｈｅＯで
あるので、これらからｆｆ１＝２０Ｘ１０−’、αａｒ
ｍｐ＝ ０として（１）、 （２）式を夫々計算すると
Δｔｍ＝０．３Ｂ、 Δｔｃ＝Ｏｍｎとなる。このモ
ールドレジンの軸方向熱膨張ΔＬｍと内側円筒の軸方向
熱膨張Δｔｃとの差分は、モールドレジン側の圧縮応力
および内側円筒部の引張り応力として吸収されるべきも
のであるが、これら材料の弾性率（ＣＦＲＰの弾性率は
モールドレジンの約５倍）および径方向に占める幅（モ
ールドレジンはＣＦＲＰ厚みの５０倍以上）を考慮に入
れると、その差分（変位）の大部分は内側円筒の伸びと
して吸収されなければならない。すなわちモールドレジ
ン部の熱膨張にエリ内側円筒には大きな引張り応力が作
用することになる。さらに固定子コアの熱膨張を考慮す
ると内側円筒部にはより大きな引張り応力が発生し、内
側円筒と端部カバーとの接合部である内周側接合部で剥
離が生じる危険性が極めて高い。この内局側接合部で剥
離が発生するとキャン内への水の侵入が容易となり、コ
イル絶縁層の絶縁低下、絶縁破壊をきたす。
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、その目的
とするところは、内周側接合部の剥離を防止した信頼性
の高い水中モータの固定子を提供するにある。
とするところは、内周側接合部の剥離を防止した信頼性
の高い水中モータの固定子を提供するにある。
すなわち本発明は、内側円筒と端部カバーとの接合部を
キャンの内周側に少なくとも一ケ所設け。
キャンの内周側に少なくとも一ケ所設け。
かつキャン内の軸方向端部にクッション材を設けると共
に、この内周側接合部を、クッション材または軸方向端
部を離型処理した離型材で覆うようにしたことを特徴と
するものである。
に、この内周側接合部を、クッション材または軸方向端
部を離型処理した離型材で覆うようにしたことを特徴と
するものである。
以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明する。第
３図には本発明の一実施例が示されている。なお従来と
同じ部品には同じ符号を付したので説明は省略する。本
実施例では内側円筒１と端部カバー３との接合部４をキ
ャンの内周側に少なくとも一ケ所設け、かつキャン内の
軸方向端部にクッション材９を設けると共に、この内周
側接合部４を、クッション材９で覆つ次。このようにす
ることによりモールドレジン８および固定子コア７の熱
膨張はクッション材９で吸収されて、内側円筒１部には
その熱膨張によるストレスがかからないようになり、内
周側接合部４の剥離を防止した信頼性の高い水中モータ
の固定子を得ることができる。
３図には本発明の一実施例が示されている。なお従来と
同じ部品には同じ符号を付したので説明は省略する。本
実施例では内側円筒１と端部カバー３との接合部４をキ
ャンの内周側に少なくとも一ケ所設け、かつキャン内の
軸方向端部にクッション材９を設けると共に、この内周
側接合部４を、クッション材９で覆つ次。このようにす
ることによりモールドレジン８および固定子コア７の熱
膨張はクッション材９で吸収されて、内側円筒１部には
その熱膨張によるストレスがかからないようになり、内
周側接合部４の剥離を防止した信頼性の高い水中モータ
の固定子を得ることができる。
すなわち内周側接合部４を図中に×印で示されているよ
うな軸方向端部に設けたクッション材９で覆った。そし
てこのクッション材９に、独立気泡の発泡体である発泡
ゴムあるいけ発泡ウレタンを１吏用した。このようにす
ることによりモールドレジン８部の軸方向変形静はクッ
ション材９で吸収でき、かつ内周側接合部４もクッショ
ン材９で覆われているので内周側接合部４はモールドレ
ジン８の変形に対して事実上フリーな状態となる。
うな軸方向端部に設けたクッション材９で覆った。そし
てこのクッション材９に、独立気泡の発泡体である発泡
ゴムあるいけ発泡ウレタンを１吏用した。このようにす
ることによりモールドレジン８部の軸方向変形静はクッ
ション材９で吸収でき、かつ内周側接合部４もクッショ
ン材９で覆われているので内周側接合部４はモールドレ
ジン８の変形に対して事実上フリーな状態となる。
そのためモータ連転時の通電温度上昇に伴ってモールド
レジン８および固定子コア７が熱膨張しても内側円筒１
には引張り応力が全く発生しなくなり、内周側接合部４
に剥離の生じる警念をなくすことができる。
レジン８および固定子コア７が熱膨張しても内側円筒１
には引張り応力が全く発生しなくなり、内周側接合部４
に剥離の生じる警念をなくすことができる。
なおりッション材９に独立気泡の発泡体ｆｆ１ｌｅ用し
たのは、連続気泡の発泡体では通常減圧下で行なわれる
モールドレジン８の充填の際にモールドレジン８が発泡
体内に侵入してしまい、発泡体のクッション作用が損な
われるのを防止するためである。これに関して発泡ウレ
タン等のプラスチックの発泡体では長時間減圧下におか
れると発泡体内の気体が放出され、常圧にした際に潰れ
て連続気泡の発泡体と同様にクッション作用が失なわれ
る懸念があるので、使用に当ってはこれらを考慮してモ
ールドレジン８の充填を短時間で実施することが必要で
ある。これに対し同じ独立気泡の発泡体でも発泡ゴムは
このような警念が全くなく、有効に使用できる。
たのは、連続気泡の発泡体では通常減圧下で行なわれる
モールドレジン８の充填の際にモールドレジン８が発泡
体内に侵入してしまい、発泡体のクッション作用が損な
われるのを防止するためである。これに関して発泡ウレ
タン等のプラスチックの発泡体では長時間減圧下におか
れると発泡体内の気体が放出され、常圧にした際に潰れ
て連続気泡の発泡体と同様にクッション作用が失なわれ
る懸念があるので、使用に当ってはこれらを考慮してモ
ールドレジン８の充填を短時間で実施することが必要で
ある。これに対し同じ独立気泡の発泡体でも発泡ゴムは
このような警念が全くなく、有効に使用できる。
第４図には本発明の他の実施例が示されている。
前述の場合がクッション材９ｔｌ−必要個所にのみ配置
したのに対し、本実施例では内周側接合部４ｔ−含む端
部すべてにクッション材９を設けた場合であり、この場
合にも前述の場合と同様な作用効果を奏することができ
る。
したのに対し、本実施例では内周側接合部４ｔ−含む端
部すべてにクッション材９を設けた場合であり、この場
合にも前述の場合と同様な作用効果を奏することができ
る。
第５図には本発明の更に他の実施例が示されている。本
実施例ではキャン内の軸方向端部にクッション材９を設
け、かつ内周側接合部４を軸方向端部を離型処理した離
型材１０で覆った。この場合にはモールドレジン８の熱
膨張による軸方向伸びはクッション材９で吸収され、か
つモールドレジン８と端部カバー３との間は離型処理し
た離型材１０によって滑るため、モールドレジン８の熱
膨張によるストレスが内周側接合部４に影響することが
防止され、前述の場合と同様な作用効果を奏することが
できる。
実施例ではキャン内の軸方向端部にクッション材９を設
け、かつ内周側接合部４を軸方向端部を離型処理した離
型材１０で覆った。この場合にはモールドレジン８の熱
膨張による軸方向伸びはクッション材９で吸収され、か
つモールドレジン８と端部カバー３との間は離型処理し
た離型材１０によって滑るため、モールドレジン８の熱
膨張によるストレスが内周側接合部４に影響することが
防止され、前述の場合と同様な作用効果を奏することが
できる。
なお離型材１０にはシリコーン系あるいはパラフィン系
の離型材（塗布使用する）またはポリ四ふり化エチレン
フィルム等のプラスチックフィルム（巻回使用する）等
が使用される。
の離型材（塗布使用する）またはポリ四ふり化エチレン
フィルム等のプラスチックフィルム（巻回使用する）等
が使用される。
なおまた離型処理を施す面に凹凸があるとモールドレジ
ン８との滑りが拘束され良好な効果が得られないので、
離型処理する部分は平滑に仕上げることが望ましい。
ン８との滑りが拘束され良好な効果が得られないので、
離型処理する部分は平滑に仕上げることが望ましい。
第６図には本発明の更に他の実施例が示されている。本
実施例では端部カバー３３が前述の場合と異なり、彎曲
部を有するものが使用され７′ｃ場合である。この場合
にも前述の場合と同様な作用効果を奏することができる
。
実施例では端部カバー３３が前述の場合と異なり、彎曲
部を有するものが使用され７′ｃ場合である。この場合
にも前述の場合と同様な作用効果を奏することができる
。
上述のように本発明は、内周側接合部にモールドレジン
および固定子コアの軸方向熱膨張によるストレスがかか
らないようにしたので、かからないようになって、内周
側接合部の剥離が防止されるようになり、内周側接合部
の剥離を防止した信頼性の高い水中モータの固定子を得
ることができる。
および固定子コアの軸方向熱膨張によるストレスがかか
らないようにしたので、かからないようになって、内周
側接合部の剥離が防止されるようになり、内周側接合部
の剥離を防止した信頼性の高い水中モータの固定子を得
ることができる。
第１図は従来の水中モータの固定子の断面図、第２図は
従来の水中モータの固定子の径方向距離による温度分布
を示す特性図、第３図から第６図は本発明の水中モータ
の固定子の夫々異なる実施例を示す固定子端部要部の断
面図である。 １・・・内側円筒、２・・・外側円筒＆ ３，３ａ・・
・端部カバー、４・・・内周側接合部、６・・・固定子
コイル、７・・・固定子コア、８・・・モールドレジン
、９・・・クッション材、１０・・・離型材。 第 １ 図 ８→
従来の水中モータの固定子の径方向距離による温度分布
を示す特性図、第３図から第６図は本発明の水中モータ
の固定子の夫々異なる実施例を示す固定子端部要部の断
面図である。 １・・・内側円筒、２・・・外側円筒＆ ３，３ａ・・
・端部カバー、４・・・内周側接合部、６・・・固定子
コイル、７・・・固定子コア、８・・・モールドレジン
、９・・・クッション材、１０・・・離型材。 第 １ 図 ８→
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、内側円筒、外側円筒および端部カバーを夫々接合し
てなるキャンと、このキャン内に配置された固定子コイ
ルおよび固定子コアとを備え、前記キャン内の空間には
モールドレジンが充填されている水中モータの固定子に
おいて、前記内側円筒と前記端部カバーとの接合部を前
記キャンの内聞側に少なくとも一ケ所設け、かつ前記キ
ャン内の軸方向端部にクッション材を設けると共に、こ
の内周側接合部を、前記クッション材または前記軸方向
端部を離型処理した離型材で覆うようにしたことを特徴
とする水中モータの固定子。 ２、 前記クッション材が、独立気泡の発泡体である特
許請求の範囲第１項記載の水中モータの固定子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19757882A JPS5989543A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | 水中モ−タの固定子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19757882A JPS5989543A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | 水中モ−タの固定子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5989543A true JPS5989543A (ja) | 1984-05-23 |
Family
ID=16376821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19757882A Pending JPS5989543A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | 水中モ−タの固定子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5989543A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0758154A1 (en) * | 1995-08-08 | 1997-02-12 | Ebara Corporation | Canned motor |
| ITVI20080242A1 (it) * | 2008-10-15 | 2010-04-16 | Sumoto Srl | Unita' di alimentazione e controllo, particolarmente per elettromotori sommersi. |
-
1982
- 1982-11-12 JP JP19757882A patent/JPS5989543A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0758154A1 (en) * | 1995-08-08 | 1997-02-12 | Ebara Corporation | Canned motor |
| ITVI20080242A1 (it) * | 2008-10-15 | 2010-04-16 | Sumoto Srl | Unita' di alimentazione e controllo, particolarmente per elettromotori sommersi. |
| WO2010043310A1 (en) * | 2008-10-15 | 2010-04-22 | Sumoto S.R.L. | Power supply and control unit, particularly for submersed electric motors |
| US8604740B2 (en) | 2008-10-15 | 2013-12-10 | Ebara Corporation | Power supply and control unit, particularly for submersed electric motors |
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