KR102648347B1 - 캔드 모터 및 캔드 모터의 제조 방법 - Google Patents

캔드 모터 및 캔드 모터의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

캔드 모터(10)는, 로터(14)와, 상기 로터(14)를 수용하는 원통 형상의 로터 캔(42)과, 상기 로터 캔(42)의 축 방향 개구를 덮고 또한 당해 로터 캔(42)에 접합되는 엔드 플레이트(40)와, 상기 로터(14) 및 상기 엔드 플레이트(40)를 관통하는 회전축(16)과, 상기 회전축(16)의 외주 둘레를 둘러싸는 환상 벽(46)으로서, 상기 엔드 플레이트(40)에 접합 또는 일체화되고, 또한 그 축 방향 선단에 있어서 상기 회전축(16)의 전둘레에 접합된 환상 벽(46)을 구비하고, 상기 엔드 플레이트(40)의 두께는 상기 환상 벽(46)의 두께보다 크다.

Description

캔드 모터 및 캔드 모터의 제조 방법
본 명세서는 로터 및 스테이터를 각각 캔 내에 밀폐한 캔드 모터 및 캔드 모터의 제조 방법을 개시한다.
종래부터 로터 및 스테이터를 캔 내에 밀폐한 캔드 모터가 알려져 있다. 이러한 캔드 모터는 예를 들면 펌프 또는 교반기 등, 유체를 취급하는 기기에 탑재된다. 여기서, 캔드 모터의 로터는 일반적으로는, 로터 코어는, 원통 형상의 로터 캔 내에 수용되고, 이 로터 캔의 축 방향 양단의 개구는, 로터 코어의 축 방향 단면(端面)에 배치되는 엔드 플레이트에 의해 폐색된다. 그리고, 로터 코어 및 엔드 플레이트의 중심에는 회전축이 관통하고 있다. 이 회전축의 외표면과 엔드 플레이트의 내주 가장자리가 용접에 의해 접합된다.
여기서 일반적으로, 캔드 모터를 운전하면, 회전축에 부하로부터의 반력 또는 회전 언밸런스에 따른 힘이 작용하는 경우가 있다. 이 경우, 회전축과 엔드 커버와의 용접부에 응력이 집중하여, 용접부에 크랙이 생기는 경우가 있었다. 이러한 용접부의 크랙을 피하기 위하여, 종래에는, 엔드 플레이트와 회전축을 필렛 용접으로 하고, 그 각장(脚長)을 길게 하고 있었다. 이에 의해, 용접부의 강도가 향상되어, 용접부의 크랙을 방지할 수 있다. 그러나, 용접 각장을 길게 하면, 그 만큼, 제조 과정에 있어서, 회전축에 입력되는 열량이 증가하여, 회전축이 제조 과정에서 구부러지는 경우가 있었다. 이러한 회전축의 구부러짐은 해머링 또는 재차 가열 등의 공정으로 수정해야 하므로, 제조 공정을 번잡화하고 있었다.
일본특허 공개공보 2001-119888호 일본실용신안 전문명세서 소55-069855호 일본실용신안 전문명세서 소58-108750호
특허 문헌 1 - 3에서는, 탄성 변형 가능한 얇은 엔드 플레이트를 사용하는 것이 제안되고 있다. 얇은 엔드 플레이트의 경우, 회전축에 반력 등이 작용한 경우라도, 탄성 변형함으로써 응력을 없앨 수 있다. 이 때문에, 용접부의 각장을 길게 하지 않아도 크랙 등을 방지할 수 있다. 그러나, 얇은 엔드 플레이트의 경우, 외압을 받아, 엔드 플레이트 그 자체가 소성 변형 및 파손되기 쉽다고 하는 다른 문제를 초래하고 있었다. 또한 통상, 엔드 플레이트의 일부를 드릴 가공 등에 의해 제거하여, 로터의 회전 밸런스를 조정하고 있는데, 얇은 엔드 플레이트를 이용한 경우, 제거하는 개소가 없어진다. 결과적으로, 로터의 회전 밸런스 조정을 위해서는, 엔드 플레이트와는 별도로 밸런스 링 등의 부재를 마련할 필요가 있어, 코스트의 증가 및 제조 공정의 번잡화라고 하는 문제를 초래하고 있었다.
즉, 종래, 엔드 커버의 소성 변형 및 파손을 방지하면서, 간이하게 제조할 수 있는 캔드 모터가 없었다. 따라서 본 명세서에서는, 엔드 커버의 소성 변형 및 파손을 방지하면서, 간이하게 제조할 수 있는 캔드 모터 및 캔드 모터의 제조 방법을 개시한다.
본 명세서에서 개시하는 캔드 모터는, 로터와, 상기 로터를 수용하는 원통 형상의 로터 캔과, 상기 로터 캔의 축 방향 개구를 덮고 또한 상기 로터 캔에 접합되는 엔드 플레이트와, 상기 로터 및 상기 엔드 플레이트를 관통하는 회전축과, 상기 회전축의 외주 둘레를 둘러싸는 환상 벽으로서, 상기 엔드 플레이트에 접합 또는 일체화되고 또한 그 축 방향 선단에 있어서 상기 회전축의 전둘레에 접합된 환상 벽을 구비하고, 상기 엔드 플레이트의 두께는, 상기 환상 벽의 두께보다 큰 것을 특징으로 한다.
이러한 구성으로 함으로써, 회전축에 반력 등이 작용한 경우라도, 환상 벽이 탄성 변형함으로써 응력을 없앨 수 있다. 이 경우, 환상 벽과 회전축과의 용접부의 각장이 짧아도, 용접부의 크랙 등을 방지할 수 있기 때문에, 용접부의 각장을 짧게 억제할 수 있다. 결과적으로, 제조 과정에서, 회전축에 입력되는 열량을 저감할 수 있어, 열에 기인하는 회전축의 구부러짐을 방지할 수 있다. 그리고 이에 의해, 회전축의 휨 수정이 불필요해지기 때문에, 제조 공정을 간이화할 수 있다. 또한 한편, 엔드 플레이트는 충분한 두께를 가질 수 있기 때문에, 엔드 플레이트의 소성 변형 및 파손을 방지할 수 있고, 또한 밸런스 조정을 위하여 엔드 플레이트의 일부를 제거하는 것이 가능해진다.
이 경우, 상기 환상 벽은, 상기 엔드 플레이트와는 별체로서, 그 일부가 엔드 플레이트에 접합되는 접합 링의 일부이며, 상기 접합 링은, 적어도, 상기 엔드 플레이트의 축 방향 외측 단면에 중첩되는 베이스부와, 상기 베이스부의 내주 가장자리로부터 축 방향으로 연장되는 상기 환상 벽을 포함해도 된다.
환상 벽은, 엔드 플레이트와는 별체의 접합 링의 일부로 함으로써, 접합 링과 회전축과의 접합 개소로부터, 접합 링과 엔드 플레이트와의 접합 개소까지의 연면 거리를 길게 할 수 있다. 결과적으로, 환상 벽을 포함하는 접합 링이 탄성 변형하기 쉬워져, 보다 확실하게 응력을 없앨 수 있다.
이 경우, 상기 접합 링은, 상기 베이스부와, 상기 환상 벽과, 상기 베이스부의 외주 가장자리로부터 축 방향 외측으로 연장되는 외주벽을 가진 단면 대략 ㄷ자 형상이며, 상기 엔드 플레이트의 축 방향 외측 단면에는, 그 내주 가장자리로부터 상기 베이스부의 폭만큼 얇게 되도록 노치된 노치부가 형성되어 있고, 상기 접합 링은, 상기 노치부에 배치되고, 또한 상기 외주벽의 축 방향 선단에 있어서 상기 엔드 플레이트에 접합되어 있어도 된다.
이러한 구성으로 함으로써, 접합 링과 회전축과의 접합 개소로부터, 접합 링과 엔드 플레이트와의 접합 개소까지의 연면 거리를 충분히 길게 할 수 있다. 결과적으로, 환상 벽을 포함하는 접합 링이 보다 확실하게 탄성 변형하기 쉬워져, 보다 확실하게 응력을 없앨 수 있다.
또한 상기 엔드 플레이트의 축 방향 외측 단면에는, 상기 회전축과 동심의 환상 홈이 형성되어 있고, 상기 환상 홈의 내주벽이, 상기 환상 벽으로서 기능하도록 해도 된다.
이러한 구성으로 하면, 엔드 플레이트와는 별도 부재인 접합 링이 불필요해지기 때문에, 부품 점수의 증가를 방지하면서, 제조 공정을 간이화하고, 또한 엔드 플레이트의 소성 변형 및 파손을 방지할 수 있다.
본 명세서에서 개시된 캔드 모터의 제조 방법은, 로터의 축 방향 단면에 배치된 엔드 플레이트에 접합 또는 일체화된 환상 벽을, 로터 코어 및 상기 엔드 플레이트를 관통하는 회전축의 외주 둘레에 배치하고, 상기 환상 벽의 축 방향 선단을 상기 회전축의 전둘레 용접하는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성으로 함으로써, 회전축에 반력 등이 작용한 경우라도, 환상 벽이 탄성 변형함으로써 응력을 없앨 수 있다. 이 경우, 환상 벽과 회전축과의 용접부의 각장이 짧아도, 용접부의 크랙 등을 방지할 수 있기 때문에, 용접부의 각장을 짧게 억제할 수 있다. 결과적으로, 제조 과정에서, 회전축에 입력되는 열량을 저감할 수 있어, 열에 기인하는 회전축의 구부러짐을 방지할 수 있다. 그리고 이에 의해, 회전축의 휨 수정이 불필요해지기 때문에, 제조 공정을 간이화할 수 있다. 또한 한편, 엔드 플레이트는 충분한 두께를 가질 수 있기 때문에, 엔드 플레이트의 소성 변형 및 파손을 방지할 수 있고, 또한 밸런스 조정을 위하여 엔드 플레이트의 일부를 제거하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 엔드 플레이트의 일부를 제거함으로써, 상기 로터 코어의 회전 밸런스를 조정해도 된다.
이러한 구성으로 함으로써, 회전 밸런스 조정을 위하여, 별도 부재(예를 들면 밸런스 링 등)를 마련할 필요가 없기 때문에, 코스트의 증가를 방지할 수 있다.
본 명세서에서 개시된 캔드 모터 및 캔드 모터의 제조 방법에 의하면, 엔드 커버의 소성 변형 및 파손을 방지하면서, 캔드 모터를 간이하게 제조할 수 있다.
도 1은 캔드 모터를 탑재한 캔드 모터 펌프의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 A부 확대도이다.
도 3은 엔드 플레이트 및 접합 링의 분해 사시도이다.
도 4는 환상 링의 다른 일례를 나타내는 도이다.
도 5는 환상 링의 다른 일례를 나타내는 도이다.
도 6은 환상 링의 다른 일례를 나타내는 도이다.
도 7은 도 6의 엔드 플레이트의 사시도이다.
도 8은 환상 링의 다른 일례를 나타내는 도이다.
도 9는 종래의 캔드 모터에 있어서의 엔드 플레이트 주변의 확대도이다.
도 10은 종래의 캔드 모터에 있어서의 엔드 플레이트 주변의 확대도이다.
이하, 도면을 참조하여 캔드 모터(10)의 구성에 대하여 설명한다. 도 1은 캔드 모터(10)가 탑재된 캔드 모터 펌프(100)의 구성을 나타내는 단면도이다. 또한, 도 2는 도 1의 확대도이며, 도 3은 엔드 플레이트(40) 및 접합 링(44)의 분해 사시도이다. 또한 이하의 설명에 있어서, 특별히 설명이 없는 한, '축 방향', '직경 방향', '둘레 방향'은 로터(14)의 축 방향, 직경 방향, 둘레 방향을 의미한다.
캔드 모터 펌프(100)는 원심 펌프의 구성을 가지는 펌프부(110)와, 원심 펌프를 구동하는 모터부(102)를 가진다. 펌프부(110)는 임펠러(112)와, 임펠러(112)를 수용하는 펌프실(116)을 형성하는 케이싱(114)을 가진다. 임펠러(112)는 후술하는 모터의 회전축(16)의 가장자리에 결합된다.
모터부(102)는 캔드 모터(10)와, 당해 캔드 모터(10)를 수용하는 모터 하우징(18)을 가진다. 또한 캔드 모터(10)는, 회전축(16)과 함께 회전하는 로터(14)와, 로터(14)의 외주를 둘러싸는 스테이터(12)를 포함하고 있다.
스테이터(12)는 대략 원통 형상의 스테이터 코어(20)와, 당해 스테이터 코어(20)의 티스에 감긴 권선으로 구성되는 코일(22)을 포함한다. 코일(22)의 도선의 가장자리는 모터 하우징(18)의 외측으로 인출되어, 전원(도시하지 않음)에 전기적으로 접속된다.
스테이터 코어(20)의 내측 또한 로터(14)의 외측에는, 원통 형상의 스테이터 캔(26)이 배치되어 있다. 즉, 스테이터 캔(26)은 로터(14)와 스테이터(12)의 사이에 위치하고 있다. 스테이터 캔(26)은 스테이터 코어(20)의 내주면, 즉 티스의 선단면에 접촉하고, 한편 로터(14)의 외주면과의 사이에서는, 일정한 간격을 두고 배치된다.
스테이터 코어(20)의 외측에는 원통 형상의 스테이터 밴드(24)가 마련되어 있다. 스테이터 캔(26)과 스테이터 밴드(24)는 동심으로 배치되고, 축선 방향 X의 길이도 대략 동일하다. 스테이터 캔(26)과 스테이터 밴드(24)의 양단에는, 원환 판 형상의 엔드 벨(28, 29)이 배치되고, 스테이터 캔(26)과 스테이터 밴드(24) 사이의 원통 형상의 공간의 가장자리를 폐색하고 있다.
펌프부(110)측의 엔드 벨(28)은, 볼트에 의해 케이싱(114)과 결합되어 있다. 또한, 펌프부(110)와는 반대측인 엔드 벨(29)에는, 스테이터 캔(26)의 내측의 공간의 가장자리를 폐색하는 원판 단부판(30)이 볼트에 의해 결합되어 있다. 스테이터 밴드(24), 2 개의 엔드 벨(28, 29) 및 원판 단부판(30)에 의해, 모터를 수용하는 모터 하우징(18)이 구성된다. 스테이터(12)는 스테이터 밴드(24)와 2 개의 엔드 벨(28, 29)과 스테이터 캔(26)에 의해 둘러싸인, 또는 형성된 공간 내에 수용되어 있다.
로터(14)와 일체의 회전축(16)은, 그 양단을 축받이(32)에 의해 지지되어 있다. 이 회전축(16)은 비자성 재료, 예를 들면 스테인리스 등으로 형성되어 있다.
로터(14)는, 원통 형상의 로터 코어(34)와, 당해 로터 코어(34)에 매립된 복수의 이차 도체(36)(도 1에서 도시하지 않음)와, 당해 복수의 이차 도체(36)를 단락시키는 단락환(38)을 가지고 있다. 로터 코어(34)는, 예를 들면 전자 강판을 적층하여 구성된다. 로터 코어(34)의 중심에는, 축 방향으로 관통하는 축 홀이 형성되어 있고, 이 축 홀에 회전축(16)이 삽입 관통되어, 고정되어 있다. 그 결과, 회전축(16)은 로터 코어(34)와 함께 회전 가능하게 되어 있다.
또한 로터 코어(34)에는, 둘레 방향으로 간격을 두고 복수의 이차 도체(36)가 삽입되어 있다. 이차 도체(36)는 구리 또는 알루미늄 등으로 형성되어 있으며, 로터 코어(34)를 축 방향으로 관통하고 있다. 단락환(38)은, 이차 도체(36)와 동일한 재료로 이루어지는 대략 링 형상 부재이다. 이 단락환(38)은, 로터 코어(34)의 축 방향 양단에 배치되어 있고, 복수의 이차 도체(36)를 접속하여 단락시킨다. 또한 여기서는, 캔드 모터(10)를, 농형(squirrel cage) 삼상 유도 전동기로서 설명하고 있지만, 캔드 모터(10)는 다른 형식의 전동기, 예를 들면 영구 자석 전동기 등이어도 된다. 영구 자석 전동기의 경우, 단락환(38)이 불필요하게 되고, 또한 로터 코어(34)에는 이차 도체(36) 대신에, 자극으로서 기능하는 영구 자석이 매립된다.
이러한 로터(14)는 원통 형상의 로터 캔(42)에 수용된다. 로터 캔(42)은 비자성 재료, 예를 들면 스테인리스 등으로 이루어지는 박판으로 구성된다. 이 로터 캔(42)의 축 방향 양단의 개구는 엔드 플레이트(40)에 의해 폐쇄된다.
엔드 플레이트(40)는 로터(14)의 축 방향 단면에 배치되는 판재로, 비자성 재료, 예를 들면 스테인리스 등으로 이루어진다. 엔드 플레이트(40)는, 그 중앙에 회전축(16)이 통과 가능한 축 홀이 형성된 원판 형상이다. 이 엔드 플레이트(40)는 이후에 상세히 설명하는 바와 같이, 외력을 받아도 소성 변형하지 않도록 충분한 두께를 가지고 있다.
여기서, 엔드 플레이트(40)는 밸런스 조정을 위하여, 모터 제조의 과정에서 일부가 제거된다. 구체적으로, 엔드 플레이트(40)의 측면 또는 단면에는, 밸런스 조정을 위한 드릴 홀(도시하지 않음)이 형성된다.
엔드 플레이트(40)의 외주면에는 로터 캔(42)이 용접 접합된다. 또한, 엔드 플레이트(40)의 축 방향 외측 단면에는, 그 내주 가장자리로부터 일정 범위만큼 얇게 되도록 노치된 노치부(40a)가 형성되어 있다. 이 노치부(40a)와 회전축(16)의 외표면과의 사이에는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 축 방향 외측에 개구된 대략 직사각형의 오목부가 형성된다. 이 오목부(노치부(40a)) 내에는 접합 링(44)이 배치된다.
접합 링(44)은 도 2, 도 3에 나타내는 바와 같이, 그 중앙에 회전축(16)이 삽입 관통 가능한 링 형상 부재이다. 접합 링(44)은 비자성 재료이며, 회전축(16) 및 엔드 플레이트(40)와 동종의 재료, 예를 들면 스테인리스 등으로 이루어진다. 이 접합 링(44)은, 엔드 플레이트(40)의 축 방향 외측 단면에 중첩되는 베이스부(48)와, 이 베이스부(48)의 내주 가장자리로부터 축 방향 외측으로 연장되는 환상 벽(46)과, 베이스부(48)의 외주 가장자리로부터 축 방향 외측으로 연장되는 외주벽(50)을 가진 단면 대략 ㄷ자 형상으로 되어 있다. 베이스부(48)의 폭은 노치부(40a)의 폭과 대략 동일하다. 이 때문에, 노치부(40a) 내에 접합 링(44)을 배치하면, 외주벽(50)은 노치부(40a)의 외주면에 근접한다. 마찬가지로, 노치부(40a) 내에 접합 링(44)을 배치하면, 환상 벽(46)은, 회전축(16)의 외주 둘레를 둘러싸도록, 당해 환상 벽(46) 회전축(16)의 외주면에 근접한다.
이러한 접합 링(44)은, 회전축(16) 및 엔드 플레이트(40)에 용접에 의해 접합된다. 구체적으로, 환상 벽(46)의 축 방향 선단과 회전축(16)이 전둘레에 걸쳐 용접되고, 외주벽(50)의 축 방향 선단과 엔드 플레이트(40)가 전둘레에 걸쳐 용접된다. 도 2에 있어서의 검은색의 타원은 용접 개소를 나타내고 있다. 그리고 이 용접에 의해, 엔드 플레이트(40)가 접합 링(44)을 개재하여 회전축(16)에 연결된다. 또한, 환상 벽(46) 및 외주벽(50)이 전둘레에 걸쳐 회전축(16) 및 엔드 플레이트(40)에 용접으로 접합됨으로써, 로터 캔(42) 내로의 액체의 침입이 방지된다.
여기서, 도 2로부터 명백한 바와 같이, 접합 링(44)은 환상 벽(46) 및 외주벽(50)의 선단만이 용접되어 있지만, 그 외의 부위는, 회전축(16) 및 엔드 플레이트(40)의 어느 것에도 용접되어 있지 않은 프리 상태로 되어 있다. 이러한 구성으로 하는 이유에 대하여 종래 기술과 비교하여 설명한다.
도 9는 종래의 엔드 플레이트(40) 주변의 구성을 나타내는 도이다. 종래는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 접합 링(44)을 개재하지 않고, 엔드 플레이트(40)의 내주 가장자리를 직접, 회전축(16)에 용접 접합하고 있었다. 이 경우, 제조 공정이 번잡화된다고 하는 문제가 있었다. 즉, 일반적으로, 캔드 모터(10)를 운전하면, 회전축(16)에는 부하로부터의 반력 또는 회전 언밸런스에 따른 힘이 작용한다. 이러한 힘에 의해, 회전축(16)과 엔드 커버와의 용접부에 응력이 집중하여, 용접부에 크랙이 생기는 경우가 있었다. 이러한 용접부의 크랙을 피하기 위하여, 종래에는, 엔드 플레이트(40)와 회전축(16)을 필렛 용접하고, 용접부의 각장을 길게 하고 있었다. 도 9에 있어서의 검은색의 개소는 필렛 용접의 개소를 나타내고 있다. 용접부의 각장이 길어짐으로써, 용접부의 강도가 향상되어, 용접부의 크랙을 방지할 수 있다. 그러나, 용접부의 각장을 길게 하면, 그 만큼, 제조 과정에 있어서, 회전축(16)에 대한 입열량이 증가하여, 회전축(16)이 제조 과정에서 구부러지는 경우가 있었다. 이러한 회전축(16)의 구부러짐은 해머링 또는 재차 가열 등의 공정으로 수정해야 하므로, 제조 공정을 번잡하게 하고 있었다.
따라서 일부에서는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 엔드 플레이트(40)를 박화하는 것이 제안되고 있다. 얇은 엔드 플레이트(40)의 경우, 회전축(16)에 반력 또는 회전 언밸런스력이 작용했을 시에도, 엔드 플레이트(40) 자신이 탄성 변형함으로써 응력을 없앨 수 있다. 이 때문에, 용접부의 각장을 길게 하지 않아도 크랙을 방지할 수 있다. 결과적으로, 제조 과정에 있어서의 회전축(16)에 대한 입열량을 저감할 수 있어, 열에 기인하는 회전축(16)의 구부러짐 등을 효과적으로 방지할 수 있다.
그러나, 얇은 엔드 플레이트(40)의 경우, 외력을 받아 용이하게 소성 변형하거나, 파손된다고 하는 문제가 있었다. 예를 들면, 캔드 모터 펌프(100)의 펌프 라인 압력(흡입 압력)이 높아진 경우에는, 엔드 플레이트(40) 전체가 크게 변형하여, 소성 변형 및 파손될 우려가 있었다. 특히, 단락환(38)의 내경은 회전축(16)의 외경보다 충분히 크다. 이 단락환(38)의 내주 가장자리로부터 회전축(16)까지의 영역에서는, 얇은 엔드 플레이트(40)는 두께 방향으로 지지하는 것이 없기 때문에, 용이하게 변형된다.
또한 통상, 로터(14)의 밸런스를 취하기 위하여, 엔드 플레이트(40)를 부분적으로 제거, 예를 들면 드릴 가공을 행하거나 한다. 그러나, 엔드 플레이트(40)를 얇게 한 경우, 이러한 밸런스 조정을 위하여 제거할 수 있는 개소가 없어진다. 그 결과, 엔드 플레이트(40) 전체를 얇게 한 경우에는, 밸런스 조정용의 링 등을 별도 마련할 필요가 있어, 비용 증가 및 제조 공정의 번잡화를 초래하고 있었다.
본 명세서에서 개시하는 캔드 모터(10)에서는, 상술한 바와 같이, 충분한 두께를 가진 엔드 플레이트(40)를, 얇은 접합 링(44)을 개재하여 회전축(16)에 연결하고 있다. 이 접합 링(44)은, 환상 벽(46)의 선단 및 외주벽(50)의 선단만이, 회전축(16) 및 엔드 플레이트(40)에 용접되어 있다. 그 결과, 당해 용접 개소 이외의 부분은, 비교적 용이하게 탄성 변형할 수 있다. 그 결과, 캔드 모터(10)의 운전에 수반하여 회전축(16)에 반력 또는 언밸런스력이 작용해도, 접합 링(44)이 변형됨으로써 응력을 없앨 수 있다. 이 때문에, 환상 벽(46)과 회전축(16)과의 용접부의 각장을 길게 할 필요가 없다. 본 예에서는, 환상 벽(46)과 회전축(16) 및 외주벽(50)과 엔드 플레이트(40)를, 입열량을 작게 억제할 수 있는 멜트런(melt-run) 용접으로 접합하고 있다. 결과적으로, 제조 과정에 있어서, 열에 기인하는 회전축(16)의 구부러짐을 효과적으로 방지할 수 있어, 회전축(16)의 휨 수정을 위한 공정을 생략할 수 있어, 캔드 모터(10)의 제조 과정을 간이화할 수 있다. 또한 본 예에서는 멜트런 용접으로 하고 있지만, 회전축(16)에 대한 입열이 적은(각장이 짧은) 것이면 다른 용접 방법, 예를 들면 필렛 용접 등이어도 된다.
또한, 접합 링(44)은 두꺼운 엔드 플레이트(40)에 의해 지지되어 있기 때문에, 외력을 받아도, 소성 변형 및 파손이 발생하기 어렵다. 또한 엔드 플레이트(40)는, 두꺼운 것이기 때문에, 밸런스 조정을 위하여, 엔드 플레이트(40)의 일부를 제거하는 것이 가능해진다.
또한 접합 링(44), 특히 환상 벽(46)의 두께는, 캔드 모터(10)의 운전에 수반하여 회전축(16)으로부터 각종 힘을 받았을 시에, 용이하게 탄성 변형할 수 있을 정도의 두께이면, 특별히 한정되지 않는다. 또한, 엔드 플레이트(40)는 외력을 받아도 변형하지 않을 정도의 두께이면, 특별히 한정되지 않는다. 단, 엔드 플레이트(40)의 내주 가장자리의 두께(t1)는, 적어도 환상 벽(46)의 두께(t2)보다 크고, 바람직하게는 2 배 이상, 보다 바람직하게는 5 배 이상, 보다 바람직하게는 10 배 이상이다.
또한, 지금까지 설명한 구성은 일례이며, 회전축(16)의 외주 둘레를 둘러싸는 환상 벽(46)으로서, 엔드 플레이트(40)에 접합 또는 일체화되고, 또한 그 축 방향 선단에 있어서 회전축(16)의 전둘레에 접합된 환상 벽(46)을 가진다면, 그 외의 구성은 적절히 변경되어도 된다.
예를 들면 도 4에 나타내는 바와 같이, 접합 링(44)은 환상 벽(46)과, 베이스부(48)만을 가지는 단면 대략 L자 형상이어도 된다. 이 경우, 베이스부(48)의 외주 가장자리 전둘레가, 엔드 플레이트(40)에 멜트런 용접되면 된다. 또한 접합 링(44)은, 회전축(16)과의 용접 개소로부터 엔드 플레이트(40)와의 용접 개소까지의 연면 거리가 클수록, 탄성 변형되기 쉬워, 응력을 없애기 쉬워진다. 이 때문에, 접합 링(44)을 단면 L자로 하는 경우에는, 외주벽(50)의 분만큼, 베이스부(48) 또는 환상 벽의 길이를 크게 하여, 충분한 연면 거리를 확보하는 것이 바람직하다.
또한 지금까지의 설명에서는, 엔드 플레이트(40)의 내주측에 접합 링(44)을 배치하기 위한 노치부(40a)를 마련하고 있었지만, 도 5에 나타내는 바와 같이, 노치부(40a)가 없어도 된다. 즉, 엔드 플레이트(40)의 축 방향 외측 단면은, 요철(凹凸)이 없는 플랫면이어도 된다. 이러한 구성으로 한 경우라도, 엔드 플레이트(40)와 회전축(16)을, 얇은 접합 링(44)을 개재하여 연결하면, 캔드 모터(10)의 운전에 수반하여 발생하는 힘을, 접합 링(44)이 탄성 변형함으로써 없앨 수 있다. 결과적으로, 접합 링(44)과 회전축(16) 및 엔드 플레이트(40)를, 입열량이 작은 멜트런 용접으로 접합할 수 있기 때문에, 열에 기인하는 회전축(16)의 휨을 방지할 수 있어, 캔드 모터(10)의 제조 공정을 간이화할 수 있다. 한편, 엔드 플레이트 자체는 충분한 두께를 가지기 때문에, 접합 링의 소성 변형 및 파손이 효과적으로 방지되고, 또한 엔드 플레이트의 일부를 제거하여 회전 밸런스를 조정할 수 있다.
또한 지금까지의 설명에서는, 환상 벽(46)을, 엔드 플레이트(40)와는 별체의 부재(접합 링(44))의 일부로서 설명하고 있다. 그러나, 환상 벽(46)은 회전축(16)의 외주 둘레를 둘러싸도록, 축 방향으로 연장된다면, 엔드 플레이트(40)와 일체여도 된다. 예를 들면, 도 6, 도 7에 나타내는 바와 같이, 엔드 플레이트(40)의 내주면과의 사이에 얇은 환상 벽(46)이 형성되도록, 엔드 플레이트(40)의 축 방향 외측 단면에, 회전축(16)과 동심의 환상 홈(40b)을 형성해도 된다. 이러한 구성으로 함으로써, 엔드 플레이트(40)의 축 방향 외측 단면으로부터는 얇고, 탄성 변형하기 쉬운 환상 벽(46)이 축 방향으로 연장되게 된다. 또한 이 때, 환상 벽(46)의 두께는 대략 일정한다. 이 환상 벽(46)의 축 방향 선단을 회전축(16)의 외주면에, 전둘레에 걸쳐 용접함으로써 엔드 플레이트(40)와 회전축(16)이 연결된다.
그리고 이러한 구성으로 한 경우라도, 얇은 환상 벽(46)이, 탄성 변형함으로써 응력을 없앨 수 있기 때문에, 용접부의 각장을 짧게 억제할 수 있고, 나아가서는, 제조 과정에서 회전축(16)에 입력되는 열량을 작게 억제할 수 있다. 결과적으로, 열에 기인하는 회전축(16)의 휨을 방지할 수 있기 때문에, 캔드 모터(10)의 제조 공정을 간이화할 수 있다. 한편, 엔드 플레이트 자체는 충분한 두께를 가지기 때문에, 접합 링의 소성 변형 및 파손이 효과적으로 방지되고, 또한 엔드 플레이트의 일부를 제거하여 회전 밸런스를 조정할 수 있다.
또한 다른 형태로서, 도 8에 나타내는 바와 같이, 엔드 플레이트(40)의 축 방향 외측 단면은 대략 플랫이어도 된다. 이 플랫인 엔드 플레이트(40)의 내주 가장자리로부터 얇은 환상 홈(40b)이 축 방향 외측으로 돌출되는 구성으로 해도 된다. 이러한 구성으로 한 경우라도, 얇은 환상 벽(46)이, 탄성 변형함으로써 응력을 없앨 수 있기 때문에, 용접부의 각장을 짧게 억제할 수 있어, 나아가서는, 캔드 모터(10)의 제조 공정을 간이화할 수 있다. 또한, 엔드 플레이트 전체가 충분한 두께를 가지기 때문에, 접합 링의 소성 변형 및 파손이 효과적으로 방지되고, 또한 엔드 플레이트의 일부를 제거하여 회전 밸런스를 조정할 수 있다.
또한, 엔드 플레이트(40)는 캔드 모터(10)의 부하측(도 1의 지면 우측)의 단부, 프런트측(도 1의 지면 좌측)의 단부의 쌍방에 마련된다. 본 명세서에서 개시한 환상 벽(46)은, 이 부하측 및 프런트측의 쌍방에 마련되어도 되고, 어느 일방에만 마련되어도 된다. 따라서 예를 들면, 프런트측인 엔드 플레이트(40)만, 환상 벽(46)을 개재하여 회전축(16)에 접합하고, 부하측인 엔드 플레이트(40)는 환상 벽을 개재하지 않고 직접, 회전축(16)에 접합해도 된다. 또한 지금까지의 설명에서는, 펌프에 탑재되는 캔드 모터를 예로 들어 설명했지만, 본 명세서에서 개시된 기술은 다른 기기, 예를 들면 교반기 등에 탑재되는 캔드 모터이면, 다른 종류의 캔드 모터에 적용되어도 된다.
10 : 캔드 모터
12 : 스테이터
14 : 로터
16 : 회전축
18 : 모터 하우징
20 : 스테이터 코어
22 : 코일
24 : 스테이터 밴드
26 : 스테이터 캔
28, 29 : 엔드 벨
30 : 원판 단부판
32 : 축받이
34 : 로터 코어
36 : 이차 도체
38 : 단락환
40 : 엔드 플레이트
40a : 노치부
40b : 환상 홈
42 : 로터 캔
44 : 접합 링
46 : 환상 벽
48 : 베이스부
50 : 외주벽
100 : 캔드 모터 펌프
102 : 모터부
110 : 펌프부
112 : 임펠러
114 : 케이싱
116 : 펌프실

Claims (6)

  1. 로터와,
    상기 로터를 수용하는 원통 형상의 로터 캔과,
    상기 로터 캔의 축 방향 개구를 덮고 또한 상기 로터 캔에 접합되는 엔드 플레이트와,
    상기 로터 및 상기 엔드 플레이트를 관통하는 회전축과,
    상기 회전축의 외주 둘레를 둘러싸는 환상 벽으로서, 상기 엔드 플레이트에 접합 또는 일체화되고, 또한 그 축 방향 선단에 있어서 상기 회전축의 전둘레에 접합된 환상 벽
    을 구비하고,
    상기 엔드 플레이트의 두께는, 상기 환상 벽의 두께보다 크고,
    상기 환상 벽은, 상기 엔드 플레이트와는 별체로서, 그 일부가 엔드 플레이트에 접합되는 접합 링의 일부이며,
    상기 접합 링은, 적어도, 상기 엔드 플레이트의 축 방향 외측 단면에 중첩되는 베이스부와, 상기 베이스부의 내주 가장자리로부터 축 방향으로 연장되는 상기 환상 벽을 포함하고,
    상기 접합 링은, 상기 베이스부와, 상기 환상 벽과, 상기 베이스부의 외주 가장자리로부터 축 방향 외측으로 연장되는 외주벽을 가진 단면 ㄷ자 형상이며,
    상기 엔드 플레이트의 축 방향 외측 단면에는, 그 내주 가장자리로부터 상기 베이스부의 폭만큼 얇게 되도록 노치된 노치부가 형성되어 있고,
    상기 접합 링은, 상기 노치부에 배치되고, 또한 상기 외주벽의 축 방향 선단에 있어서 상기 엔드 플레이트에 접합되어 있는
    것을 특징으로 하는 캔드 모터.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 캔드 모터의 제조 방법으로서,
    로터의 축 방향 단면에 배치된 엔드 플레이트에 접합 또는 일체화된 환상 벽을, 로터 코어 및 상기 엔드 플레이트를 관통하는 회전축의 외주 둘레에 배치하고, 상기 환상 벽의 축 방향 선단을 상기 회전축의 전둘레에 용접하고,
    상기 엔드 플레이트의 두께는, 상기 환상 벽의 두께보다 크고,
    상기 환상 벽은, 상기 엔드 플레이트와는 별체로서, 그 일부가 엔드 플레이트에 접합되는 접합 링의 일부이며,
    상기 접합 링은, 적어도, 상기 엔드 플레이트의 축 방향 외측 단면에 중첩되는 베이스부와, 상기 베이스부의 내주 가장자리로부터 축 방향으로 연장되는 상기 환상 벽을 포함하고,
    상기 접합 링은, 상기 베이스부와, 상기 환상 벽과, 상기 베이스부의 외주 가장자리로부터 축 방향 외측으로 연장되는 외주벽을 가진 단면 ㄷ자 형상이며,
    상기 엔드 플레이트의 축 방향 외측 단면에는, 그 내주 가장자리로부터 상기 베이스부의 폭만큼 얇게 되도록 노치된 노치부가 형성되어 있고,
    상기 접합 링은, 상기 노치부에 배치되고, 또한 상기 외주벽의 축 방향 선단에 있어서 상기 엔드 플레이트에 접합되어 있는
    것을 특징으로 하는 캔드 모터의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 엔드 플레이트의 일부를 제거함으로써, 상기 로터 코어의 회전 밸런스를 조정하는 것을 특징으로 하는 캔드 모터의 제조 방법.
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