WO2018047601A1 - ポンプ用モータ - Google Patents

ポンプ用モータ Download PDF

Info

Publication number
WO2018047601A1
WO2018047601A1 PCT/JP2017/029602 JP2017029602W WO2018047601A1 WO 2018047601 A1 WO2018047601 A1 WO 2018047601A1 JP 2017029602 W JP2017029602 W JP 2017029602W WO 2018047601 A1 WO2018047601 A1 WO 2018047601A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
base
magnet
pump motor
rotating
motor according
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/029602
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
友治 中村
雄一 山本
Original Assignee
日本電産テクノモータ株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本電産テクノモータ株式会社 filed Critical 日本電産テクノモータ株式会社
Publication of WO2018047601A1 publication Critical patent/WO2018047601A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets

Definitions

  • the present invention relates to a pump motor.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-172095 discloses a motor including a rotor in which a cylindrical or arc-shaped magnet is disposed on the outer peripheral surface of a columnar shaft and the shaft and the magnet are integrated with resin.
  • a large water pressure may be applied to the pump motor.
  • the pump motor constitutes a submersible pump that sucks water from deep underground
  • the motor may be subjected to a large pressure by water or the like outside.
  • the shaft and the magnet are integrated with resin, the possibility that the rotor is damaged or deformed by water pressure can be reduced.
  • a motor for a submersible pump that is used in a deep position in the ground is desired to have a structure that is as hardly affected by water pressure as possible. *
  • an object of the present invention is to provide a pump motor that can reduce the influence of water pressure on a rotating part.
  • Another object of the present invention is to provide a pump motor that can reduce the influence of water pressure on the rotating part and improve the workability of the assembling work of the rotating part.
  • An exemplary pump motor of the present invention includes a rotating portion that rotates about a central axis that extends in the up-down direction, and a stationary portion that is disposed radially outside the rotating portion.
  • the rotating portion includes a shaft disposed along the central axis, a rotor core disposed radially outside the shaft, and a first resin that is interposed between the shaft and the rotor core and fixes both of them. Part.
  • a pump motor that can reduce the influence of water pressure on the rotating portion.
  • a pump motor that can reduce the influence of the water pressure on the rotating part and improve the workability of the assembling work of the rotating part.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a pump system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the pump motor according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an enlarged view showing the rotating unit shown in FIG. 2 in an enlarged manner.
  • 4 is a schematic cross-sectional view taken along the line XX in FIG.
  • FIG. 5 is a schematic perspective view of a first base included in the pump motor according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a plan view schematically showing the relationship between the first convex portion and the protruding portion of the magnet.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view schematically showing the relationship between the first convex portion and the protruding portion of the magnet.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a pump system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the pump motor according to the embodiment of the
  • FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view schematically showing the relationship between the cover member and the first base.
  • FIG. 9 is a schematic perspective view of a first base included in the pump motor according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic perspective view showing the relationship between the first base and the rotating plate.
  • FIG. 11 is a schematic perspective view showing the relationship between the second base and the stationary plate.
  • FIG. 12 is a schematic perspective view of the second base with the stationary part removed.
  • FIG. 13 is a schematic perspective view of the second base to which the stationary plate is attached as viewed from below.
  • the extending direction of the central axis A of the motor shown in FIG. 2 is simply referred to as “axial direction”, and the radial direction and the circumferential direction around the central axis A of the motor are simply “radial direction” and “circumferential direction”. I will call it.
  • the axial direction when the motor is arranged in the direction shown in FIG. 2 is defined as the vertical direction.
  • the vertical direction is simply a name used for explanation, and does not limit the actual positional relationship or direction. *
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a pump system 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the pump system 100 includes a pump unit 101, a running water cable 102, and a water storage tank 103. *
  • the pump unit 101 is immersed in a ground water source, for example.
  • the pump unit 101 is immersed in a water source having a depth of about 50 to 100 m from the ground, for example.
  • the pump unit 101 includes a pump motor 1 and an impeller unit 2.
  • the impeller unit 2 is connected to the pump motor 1.
  • the impeller unit 2 has blades (not shown) that rotate by driving the pump motor 1. *
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the pump motor 1 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view cut along a cut surface including the central axis A of the motor 1.
  • the motor 1 includes a rotating unit 10 and a stationary unit 20.
  • the rotating unit 10 rotates about a central axis A extending in the vertical direction.
  • the stationary part 20 is disposed on the radially outer side of the rotating part 10. *
  • the rotating unit 10 includes a shaft 11 disposed along the central axis A.
  • the shaft 11 is disposed at the rotation center of the rotating unit 10.
  • the shaft 11 is a columnar member extending in the axial direction.
  • the shaft 11 functions as an output shaft.
  • the impeller portion 2 described above is connected to the upper end portion of the shaft 11. *
  • the rotating unit 10 includes a rotor core 12 that is disposed on the radially outer side of the shaft 11.
  • the rotor core 12 is a cylindrical member that extends in the vertical direction.
  • the rotor core 12 has a configuration in which a plurality of magnetic steel plates such as silicon steel plates are laminated in the axial direction.
  • the rotor core 12 may be formed by joining a plurality of core pieces.
  • the rotating unit 10 has a magnet 13 attached to the outer peripheral surface of the rotor core 12.
  • the magnet 13 is fixed to the outer peripheral surface of the rotor core 12 with an adhesive.
  • the magnet 13 is a permanent magnet for a field, and may be, for example, a sintered magnet or a bonded magnet.
  • a plurality of magnets 13 are arranged in the circumferential direction.
  • the stationary part 20 includes a stator core 21, a coil 22, and an insulator 23.
  • the stator core 21 has a configuration in which a plurality of magnetic steel plates such as silicon steel plates are laminated in the axial direction.
  • the stator core 21 may be formed by joining a plurality of core pieces.
  • the stator core 21 has an annular core back and a plurality of teeth protruding radially inward from the core back.
  • the coil 22 is wound around each tooth via an insulator 23.
  • the insulator 23 is an insulating member that electrically insulates the stator core 21 and the coil 22 from each other.
  • the stationary part 20 further includes a stator can 24.
  • the stator can 24 is a cylindrical member extending in the vertical direction.
  • the stator can 24 is made of a metal such as stainless steel.
  • the stator can 24 is disposed on the radially outer side of the rotating unit 10 and on the radially inner side of the stator core 21.
  • the stator can 24 is held by the upper bracket 32 at the upper part in the axial direction.
  • a gap is formed between the rotating unit 10 and the stator can 24.
  • a lubricant is present in this gap. This lubricant is water, for example, and may contain a preservative such as propylene glycol.
  • the stationary part 20 includes a resin 25 that covers at least a part of the stator core 21, the coil 22, the insulator 23, and the stator can 24. *
  • the motor 1 further includes a casing 30 that houses the rotating unit 10 and the stationary unit 20.
  • the casing 30 includes a frame 31, an upper bracket 32, and a lower bracket 33.
  • the frame 31 is a cylindrical metal member that extends in the vertical direction.
  • the frame 31 is disposed on the radially outer side of the stationary part 20.
  • the stationary part 20 is fixed to the frame 31.
  • the upper bracket 32 is attached to the upper end of the frame 31.
  • the lower bracket 33 is attached to the lower end of the frame 31. *
  • the shaft 11 is rotatably supported by an upper bearing 34 provided on the upper bracket 32 and a lower bearing 35 provided on the lower bracket 33.
  • the upper bearing 34 and the lower bearing 35 are constituted by sleeve bearings.
  • the upper bearing 34 and the lower bearing 35 may be composed of other bearings, for example, ball bearings.
  • the upper bearing 34 and the lower bearing 35 function as radial bearings.
  • the pump motor 1 also has a thrust bearing that receives a load in the thrust direction. This will be described later.
  • the upper end portion of the shaft 11 protrudes upward from the upper bracket 32.
  • the protruding portion of the shaft 11 is connected to the impeller portion 2 described above. *
  • FIG. 3 is an enlarged view showing the rotating part 10 shown in FIG. 2 in an enlarged manner.
  • 4 is a schematic cross-sectional view taken along the line XX in FIG. *
  • the rotating portion 10 includes a first resin portion R ⁇ b> 1 that is interposed between the shaft 11 and the rotor core 12 and fixes them.
  • the first resin portion R ⁇ b> 1 contacts the outer peripheral surface of the shaft 11 and contacts the inner peripheral surface of the rotor core 12.
  • the first resin portion R1 has an annular structure that extends in the vertical direction.
  • the first resin portion R1 has a protrusion R1a protruding in the radial direction.
  • the protrusion R1a extends in the vertical direction of the rotor core.
  • a plurality of protrusions R1a are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • the first resin portion R1 has a pair of flat surface portions R1b disposed to face each other with the shaft 11 interposed therebetween on the outer periphery.
  • a pair of plane part R1b is extended in an up-down direction.
  • the plurality of protrusions R1a and the pair of flat surfaces R1b can serve as a detent for the rotor core 12.
  • the rotating part 10 is integrated with the first resin part R1 interposed between the shaft 11 and the rotor core 12. For this reason, possibility that the rotation part 10 will be deform
  • the rotating part 10 has a second resin part R ⁇ b> 2 arranged on the upper side of the magnet 13.
  • the second resin portion R ⁇ b> 2 covers the entire top surface of the magnet 13 and contacts the top surface of the magnet 13.
  • the second resin portion R2 has a cylindrical shape extending in the vertical direction.
  • six magnets 13 are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • the second resin portion R2 covers the upper surfaces of all six magnets 13.
  • the number of magnets 13 is an example, and the number may be changed as appropriate.
  • the second resin portion R2 is connected to the first resin portion R1.
  • the second resin portion R2 can prevent the upper surface of the magnet 13 from being exposed and prevent the magnet 13 from rusting. *
  • the second resin portion R2 preferably covers the entire top surface of the magnet 13 and does not expose the top surface of the magnet 13. However, in some cases, a part of the upper surface of the magnet 13 may be exposed.
  • the upper cover 14 is disposed on the second resin portion R2.
  • the upper cover 14 can be made of a metal such as stainless steel. The upper cover 14 may not be provided depending on circumstances.
  • the rotating portion 10 includes a third resin portion R ⁇ b> 3 that is disposed on the radially outer side of the magnet 13.
  • the third resin portion R3 covers the entire outer peripheral surface of the magnet 13.
  • the third resin portion R ⁇ b> 3 has a cylindrical shape extending in the vertical direction and covers all the outer peripheral surfaces of the six magnets 13. More specifically, the third resin portion R3 fills a gap between the magnets 13 adjacent in the circumferential direction.
  • the third resin portion R3 is connected to the second resin portion R2.
  • the third resin portion R3 can prevent the outer peripheral surface of the magnet 13 from being exposed and prevent the magnet 13 from rusting. *
  • the third resin portion R3 preferably covers the entire outer peripheral surface of the magnet 13 and does not expose the outer peripheral surface of the magnet 13. However, in some cases, a part of the outer peripheral surface of the magnet 13 may be exposed.
  • the rotating unit 10 includes a cylindrical cover member 15 disposed on the radially outer side of the magnet 13.
  • the cover member 15 is a cylindrical member extending in the vertical direction.
  • the cover member 15 is made of a metal such as stainless steel.
  • the third resin portion R3 is in contact with the outer peripheral surface of the magnet 13 and the inner peripheral surface of the cover member 15. Since the magnet 13 and the cover member 15 are integrated by the third resin portion R3, the cover member 15 can be easily assembled by a molding process. *
  • the rotating unit 10 has a first base 16 that is in contact with the lower surface of the rotor core 12 and is arranged on the radially outer side of the shaft 11.
  • the first base 16 is made of metal.
  • the first base 16 has a through hole 16a extending in the vertical direction at the center. In a plan view, the through hole 16a has a circular shape.
  • the central axis A passes through the center of the through hole 16a.
  • the shaft 11 is inserted into the through hole 16a. *
  • the rotating part 10 has a fourth resin part R4 interposed between the shaft 11 and the first base 16.
  • the fourth resin portion R4 has a cylindrical shape extending in the vertical direction.
  • the fourth resin portion R4 is in contact with the outer peripheral surface of the shaft 11 and the inner peripheral surface of the first base 16.
  • the fourth resin portion R4 is connected to the first resin portion R1.
  • the first resin portion R1, the second resin portion R2, the third resin portion R3, and the fourth resin portion R4 are connected. Therefore, the first resin portion R1, the second resin portion R2, the third resin portion R3, and the fourth resin portion R4 can be formed by a single resin injection.
  • the shaft 11 and the first base 16 can be integrated by a molding process using a mold. For this reason, according to this configuration, the step of assembling the shaft 11 to the first base 16 by manual press-fitting or the like can be omitted, and workability at the time of assembling the rotating unit 10 can be improved.
  • the rotating part 10 has a seal part 17 provided at the lower part of the first base 16.
  • the seal portion 17 is in contact with the inner peripheral surface of the first base 16 and the outer peripheral surface of the shaft 11 over one circumference in the circumferential direction.
  • the first base 16 has an annular second convex portion 163 that extends downward on the lower surface, as will be described later.
  • the seal portion 17 is in contact with the inner peripheral surface of the second convex portion 163 and the outer peripheral surface of the shaft 11.
  • the seal portion 17 can prevent water from entering the inside of the rotating portion 10 from the lower surface side of the first base 16. *
  • FIG. 5 is a schematic perspective view of the first base 16 included in the pump motor 1 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view of the first base 16 as viewed obliquely from above.
  • the first base 16 has three cylindrical portions 16b, 16c, and 16d arranged in the vertical direction.
  • the three cylindrical portions 16b to 16d are the same member.
  • the second cylindrical portion 16c located in the middle has a smaller radial size.
  • the lowermost third cylindrical portion 16d has a larger radial size than the first cylindrical portion 16b and the second cylindrical portion 16c.
  • the first base 16 has a first convex portion 161 extending upward.
  • the first convex portion 161 is formed on the upper surface of the first cylindrical portion 16b.
  • the first convex portion 161 is the same member as the first cylindrical portion 16a.
  • the first convex portion 161 may be a separate member from the first cylindrical portion 16a.
  • the first convex portion 161 has a regular hexagonal column shape extending in the axial direction.
  • the central axis A passes through the center of the first convex portion 161 having a regular hexagonal column shape.
  • the first convex portion 161 has a circular opening in plan view. The opening continues to the through hole 16a. As shown in FIG.
  • the rotor core 12 is placed on the upper surface of the first convex portion 161.
  • the 1st convex part 161 positions the position of the circumferential direction and radial direction of the several magnet 13 attached to the rotor core 12 and the rotor core 12. As shown in FIG. This will be described below. *
  • the outer peripheral surface of the rotor core 12 is provided with a plurality of projecting portions 12a that are arranged at intervals in the circumferential direction and project in the radial direction.
  • the number of protrusions 12a is six, and they are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • the protrusion 12a has a trapezoidal shape in a plan view and extends in the vertical direction.
  • the magnet 13 is disposed between the adjacent protrusions 12a. In this embodiment, the magnet 13 is arrange
  • the plurality of magnets 13 are attached to the rotor core 12 with their circumferential positions positioned.
  • the plurality of protrusions 12a can be attached while positioning the circumferential positions of the plurality of magnets 13, thereby improving the workability of the assembly operation of the rotating unit 10. it can.
  • the surface where the rotor core 12 and the magnet 13 oppose is the same shape.
  • the surfaces where the rotor core 12 and the magnet 13 are opposed are in a state where the planes are opposed to each other. For this reason, the gap between the rotor core 12 and the magnet 13 can be eliminated and the magnet 13 can be arranged efficiently.
  • the surface where the rotor core 12 and the magnet 13 are opposed may be in a state where the same curved surfaces are opposed to each other, for example. Also in this case, the gap between the rotor core 12 and the magnet 13 can be eliminated.
  • FIG. 6 is a plan view schematically showing the relationship between the first convex portion 161 and the protruding portion 13 a of the magnet 13.
  • the radially inner surface of the protruding portion 13 a contacts the outer peripheral surface of the first convex portion 161.
  • the radially inner plane of each protrusion 13 a comes into contact with the plane that forms the outer periphery of the first convex portion 161.
  • the rotor core 12 and the six magnets 13 are positioned in the radial direction. Moreover, since the plane of the protrusion 13a and the plane of the first convex portion 161 are in contact with each other, the rotation of the rotor core 12 with respect to the first base 16 is suppressed. For this reason, the rotor core 12 and the six magnets 13 positioned in the circumferential direction with respect to the rotor core 12 are positioned in the circumferential direction by the first convex portion 161.
  • the first convex portion 161 has a regular hexagonal prism shape corresponding to the number of magnets 13 being six, but this is merely an example.
  • the shape of the 1st convex part 161 may be changed into various shapes according to the number or shape of the magnet 13, for example.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view schematically showing the relationship between the first convex portion 161 and the protruding portion 13 a of the magnet 13.
  • the lower surface of the magnet 13 is separated from the first base 16 in the axial direction.
  • This gap may be filled with resin.
  • Positioning of the stator core 12 in the axial direction is not performed by the magnet 13, but is performed by contact between the stator core 12 body and the first convex portion 161. In this configuration, it is possible to avoid an axial force from being applied to the magnet 13 from the first base 16 when the rotating unit 10 is assembled. For this reason, it can suppress that the magnet 13 remove
  • FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view schematically showing the relationship between the cover member 15 and the first base 16.
  • a flange portion 162 protruding in the radial direction is provided on the outer periphery of the first base 16.
  • the flange portion 162 is an annular portion protruding in the radial direction from the outer peripheral surface of the first cylindrical portion 16b.
  • the lower surface of the cover member 15 contacts the flange portion 162.
  • the cover member 15 is positioned in the axial direction by a radial step formed by the flange portion 162. *
  • An annular groove may be provided on the upper surface of the flange portion 162, and the cover member 15 may be positioned by fitting the lower portion of the cover member 15 into the groove.
  • the outer peripheral surface of the first cylindrical portion 16b and the inner peripheral surface of the cover member 15 are in contact with each other, and the cover member 15 is positioned in the radial direction by the first cylindrical portion 16b. . *
  • the rotor core 12 is formed by laminating magnetic steel plates.
  • a plurality of magnets 13 are attached to the outer peripheral surface of the rotor core 12 with an adhesive.
  • Each of the plurality of magnets 13 is positioned in the circumferential direction by the protrusion 12 a of the rotor core 12 and attached to the outer peripheral surface of the rotor core 12.
  • Each of the plurality of magnets 13 protrudes downward from the lower surface of the rotor core 12 by a predetermined amount and is attached to the rotor core 12.
  • the part protruded by the predetermined amount is the above-described protrusion 13a.
  • the rotor core 12 to which the magnet 13 is attached is placed on the first convex portion 161.
  • the radial inner plane of the protruding portion 13 a is brought into contact with the plane constituting the outer peripheral surface of the first convex portion 161 to adjust the position.
  • the rotor core 12 and the magnet 16 are positioned by the first convex portion 161.
  • the cover member 15 is attached to the first base 16.
  • the rotor core 12 integrated with the first base 16 and the cover member 15 and the shaft 11 are positioned by a mold to perform a molding process.
  • resin is poured into the cover member 15.
  • the upper cover 14 is attached to the upper side of the cover member 15, and the assembly of the rotating unit 10 is completed.
  • the magnet 13 is magnetized.
  • the molding process is performed. For this reason, the rotating part 10 can be assembled with the positional relationship of each component in an appropriate state.
  • the magnet 13 is magnetized while the magnet 13 is covered by the cover member 15.
  • the first base 16 has a position confirmation unit that allows confirmation of the position of the magnet 13 from the outside. Since the position of the magnet 13 covered with the cover member 15 can be confirmed by the position confirmation unit, the magnet 13 can be appropriately magnetized.
  • the position confirmation unit may be, for example, a marking such as a figure, a character, or a symbol formed on the first base 16, but in this embodiment, the structure formed on the first base 16 is used as the position confirmation unit.
  • the position confirmation unit has a surface parallel to the surface of the first convex portion 161 that is in contact with the radially inner surface of the protrusion 13a. According to this configuration, the position confirmation unit can be used as the positioning unit when setting the rotating unit 10 in the magnetizing machine that magnetizes the magnet 13, and the workability of magnetizing the magnet 13 is improved. Can be improved. Below, the more specific structure of the position confirmation part of this embodiment is demonstrated.
  • FIG. 9 is a schematic perspective view of the first base 16 included in the pump motor 1 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a view of the first base 16 as viewed obliquely from below.
  • the first base 16 has an annular second convex portion 163 that extends downward on the lower surface.
  • the second convex portion 163 is the same member as the third cylindrical portion 16d.
  • the second convex portion 163 may be a separate member from the third cylindrical portion 16d. *
  • the inner peripheral surface of the second convex portion 163 is circular in plan view.
  • the inner peripheral surface of the second convex portion 163 surrounds the periphery of the through hole 16a.
  • the central axis A passes through the center of the second convex portion 163.
  • the 2nd convex part 163 has the 1st D cut surface 163a.
  • the first D-cut surface 163a is a planar portion provided on the outer peripheral surface of the annular second convex portion 163.
  • the first D-cut surface 163a is parallel to the central axis A.
  • two first D-cut surfaces 163a are provided.
  • the two first D-cut surfaces 163a are arranged symmetrically with respect to the central axis A.
  • the number of first D-cut surfaces 163a is not limited to two, and the number may be changed as appropriate. *
  • the position confirmation part is the first D-cut surface 163a of the second convex part 163.
  • the first D-cut surface 163a is parallel to two of the six planes constituting the outer peripheral surface of the first convex portion 161.
  • these two planes are surfaces which contact the surface of the 1st convex part 161 on the radial inside of the protrusion part 13a.
  • Each magnet 13 is in contact with one of six planes constituting the outer peripheral surface of the first convex portion 161 in a positioned state. For this reason, it is possible to grasp how the six magnets 13 are arranged by confirming the position of the first D-cut surface 163a. Since the D-cut surface of the second convex portion 163 is easily formed corresponding to the shape of the first convex portion 161, the position confirmation portion can be easily formed.
  • the first D-cut surface 163a is preferably used as a positioning surface when the rotating unit 10 is set in a magnetizer for magnetizing the magnet 13. According to this, since the positioning using the first D-cut surface 163a also serves to confirm the position of the magnet 13, workability is improved.
  • the structure of the position confirmation part demonstrated above is an illustration,
  • the structure of a position confirmation part may be changed suitably by the shape of the 1st convex part 161, the structure of a magnetizer, etc., for example.
  • the pump motor 1 includes a thrust bearing 40 that supports the shaft 11.
  • the thrust bearing 40 includes a rotating plate 41 and a stationary plate 42.
  • the rotating plate 41 is attached to the lower side of the first base 16.
  • the rotating plate 41 rotates together with the rotating unit 10.
  • the stationary plate 42 is disposed to face the rotating plate 41 in the axial direction.
  • the stationary plate 42 is disposed below the rotating plate 41. Water that functions as a lubricant is interposed between the rotating plate 41 and the stationary plate 42.
  • the thrust bearing 40 can smoothly rotate the rotating unit 10 that receives the axial force. *
  • the rotating plate 41 and the stationary plate 42 are made of silicon carbide (SiC).
  • SiC silicon carbide
  • the materials constituting the rotating plate 41 and the stationary plate 42 may be appropriately changed.
  • the rotating plate 41 and the stationary plate 42 may be made of carbon or the like.
  • FIG. 10 is a schematic perspective view showing the relationship between the first base 16 and the rotating plate 41.
  • the first D-cut surface 163a is in contact with the inner peripheral surface of the rotating plate 42 provided in an annular shape.
  • the rotating plate 41 has an annular shape.
  • a first flat surface portion 41 a extending in a direction parallel to the central axis A is provided on the inner peripheral surface of the rotating plate 41.
  • Two first flat portions 41a are provided, and the two first flat portions 41a are arranged symmetrically with the central axis A in between.
  • the first D-cut surface 163a is disposed to face the first flat surface portion 41a, and both are in contact with each other. *
  • the first D-cut surface 163 a is paired with the first flat surface portion 41 a to prevent the rotating plate 41 from rotating with respect to the first base 16.
  • the rotating plate 41 is positioned in the radial direction and the circumferential direction when the inner peripheral surface is in contact with the outer peripheral surface of the second convex portion 163. That is, the first base 16 can be fixed in a state where the rotary plate 41 is positioned.
  • an adhesive is used to fix the rotating plate 41 to the first base 16.
  • the rotation stopper using the D-cut surface can be easily formed even when the rotating plate 41 is formed of a material such as SiC having excellent wear resistance. *
  • FIG. 11 is a schematic perspective view showing the relationship between the second base 43 and the stationary plate 42.
  • FIG. 12 is a schematic perspective view of the second base 43 with the stationary part 42 removed.
  • FIG. 12 is a view as seen obliquely from above. *
  • the stationary plate 42 is provided in an annular shape. More specifically, the stationary plate 42 has a second D-cut surface 42a on the outer periphery.
  • the second D-cut surface 42 a is a flat portion provided on the outer periphery of the annular stationary plate 42.
  • the second D-cut surface 42a is parallel to the central axis A.
  • two second D-cut surfaces 42a are provided.
  • the two second D-cut surfaces 42a are arranged symmetrically with respect to the central axis A.
  • the number of second D-cut surfaces 42a is not limited to two, and the number may be changed as appropriate. *
  • the second base 43 is provided in an annular shape.
  • an annular wall portion 43b extending upward is provided.
  • the second base 43 has a rotation preventing portion 43c.
  • the rotation stopper 43c is provided at the outer edge and extends upward.
  • the rotation preventing portion 43c is provided with a second flat surface portion 43d.
  • the second plane portion 43d is parallel to the central axis A.
  • two second flat portions 43d are provided.
  • the two second flat portions 43d are arranged symmetrically with the central axis A in between. *
  • the inner peripheral surface of the stationary plate 42 attached to the second base 43 is in contact with the outer peripheral surface of the wall portion 43b. Further, the second flat surface portion 43d is in contact with the second D-cut surface 42a. Specifically, the second flat surface portion 43d is disposed opposite to the second D-cut surface 42a, and both are in contact with each other. Accordingly, the stationary plate 42 can be fixed in a state of being positioned with respect to the second base 43.
  • an adhesive is used for fixing the stationary plate 42 to the second base 43. Even when the stationary plate 42 is formed of a material such as SiC having excellent wear resistance, it is easy to form the D-cut surface on the stationary plate 42. In the present embodiment, nothing is arranged on the upper surface of the rotation stopper 43c, but a part of the stationary plate 42 may be arranged. Thereby, the surface which slides with the rotating plate 41 can be increased.
  • the stationary plate 42 has unevenness arranged in the circumferential direction on the surface facing the rotating plate 41.
  • the irregularities may be arranged at equal intervals, but in this embodiment, the irregularities are not arranged at equal intervals.
  • the convex portion is of one type
  • the concave portion 42b includes two types of a pair of wide concave portions and a pair of narrow concave portions.
  • the pair of wide recesses and the pair of narrow recesses are arranged symmetrically with respect to the central axis A, respectively.
  • the recess 42 b formed in the stationary part 42 can efficiently guide water between the rotating plate 41 and the stationary plate 42.
  • the recessed part 42b can discharge
  • FIG. 13 is a schematic perspective view of the second base 43 to which the stationary plate 42 is attached as viewed from below.
  • a pair of pin holes 43 e are formed on the lower surface of the second base 43.
  • the pin hole 43e is a spherical recess.
  • the pair of pin holes 43e are arranged symmetrically with the central axis A in between.
  • the upper ends of the pair of pins 44 are inserted into the pair of pin holes 43e.
  • the pair of pins 44 supports the lower surface of the second base 43 and is disposed symmetrically with the central axis A interposed therebetween.
  • the pair of pins 44 are provided at locations facing the recesses 42 b provided in the stationary plate 42. *
  • the stationary plate 42 can be tilted with the pair of pins 44 as fulcrums, so that the rotating unit 10 can be automatically aligned.
  • the pair of pins 44 and the concave portion 42 b face each other, the convex portion of the stationary plate 42 can be appropriately brought into contact with the rotating plate 41.
  • the present invention is suitable for a motor used for, for example, a submersible pump.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

ポンプ用モータは、上下方向に延びる中心軸を中心として回転する回転部と、前記回転部の径方向外側に配置される静止部と、を有する。前記回転部は、前記中心軸に沿って配置されるシャフトと、前記シャフトの径方向外側に配置されるロータコアと、前記シャフトと前記ロータコアとの間に介在して両者を固定する第１の樹脂部と、を有する。

Description

ポンプ用モータ
本発明はポンプ用モータに関する。
特開２０１０－１７２０９５号公報には、円柱状のシャフトの外周面に円筒状もしくは円弧状の磁石を配設するとともに、これらシャフトと磁石を樹脂にて一体化したロータを具備するモータが開示される。
特開２０１０－１７２０９５号公報
ポンプ用モータには、大きな水圧が加わることがある。例えば、ポンプ用モータが地中深くから水を吸い上げる水中ポンプを構成する場合には、モータは、外側にある水等によって大きな圧力を受けることがある。特許文献１の構成では、シャフトと磁石とが樹脂で一体化されているために、水圧によってロータが破損や変形を起す可能性を低くできる。ただし、例えば地中の深い位置で使用される水中ポンプ用のモータは、できる限り水圧による影響を受け難い構造であることが望まれる。　
以上の点に鑑みて、本発明は、水圧による回転部への影響を低減することができるポンプ用モータを提供することを目的とする。また、本発明は、水圧による回転部への影響を低減できるとともに、回転部の組み立て作業の作業性を向上することができるポンプ用モータを提供することを目的とする。
本発明の例示的なポンプ用モータは、上下方向に延びる中心軸を中心として回転する回転部と、前記回転部の径方向外側に配置される静止部と、を有する。前記回転部は、前記中心軸に沿って配置されるシャフトと、前記シャフトの径方向外側に配置されるロータコアと、前記シャフトと前記ロータコアとの間に介在して両者を固定する第１の樹脂部と、を有する。
例示的な本発明によれば、水圧による回転部への影響を低減することができるポンプ用モータを提供できる。また、例示的な本発明によれば、水圧による回転部への影響を低減できるとともに、回転部の組み立て作業の作業性を向上することができるポンプ用モータを提供できる。
図１は、本発明の実施形態に係るポンプシステムの概略構成を示す模式図である。 図２は、本発明の実施形態に係るポンプ用モータの概略断面図である。 図３は、図２に示される回転部を拡大して示した拡大図である。 図４は、図３におけるＸ－Ｘ位置における概略断面図である。 図５は、本発明の実施形態に係るポンプ用モータが有する第１のベースの概略斜視図である。 図６は、第１の凸部とマグネットの突出部との関係を模式的に示す平面図である。 図７は、第１の凸部とマグネットの突出部との関係を模式的に示す拡大断面図である。 図８は、カバー部材と第１のベースとの関係を模式的に示す拡大断面図である。 図９は、本発明の実施形態に係るポンプ用モータが有する第１のベースの概略斜視図である。 図１０は、第１のベースと回転板との関係を示す概略斜視図である。 図１１は、第２のベースと静止板との関係を示す概略斜視図である。 図１２は、静止部を取り外した第２のベースの概略斜視図である。 図１３は、静止板が取り付けられた第２のベースを下側から見た概略斜視図である。
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。本明細書では、図２に示すモータの中心軸Ａの延びる方向を単に「軸方向」と呼び、モータの中心軸Ａを中心とする径方向及び周方向を単に「径方向」及び「周方向」と呼ぶことにする。本明細書では、図２に示す方向にモータを配置した場合の軸方向を上下方向と定義する。なお、上下方向は単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係や方向を限定しない。　
＜１．ポンプシステムの概略構成＞　まず、例示的な本発明のポンプ用モータを有するポンプシステムの概略構成について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るポンプシステム１００の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、ポンプシステム１００は、ポンプ部１０１と、流水ケーブル１０２と、貯水槽１０３とを有する。　
ポンプ部１０１は、例えば地中の水源に浸される。ポンプ部１０１は、例えば地上から５０～１００ｍ程度の深さの水源に浸される。ポンプ部１０１は、ポンプ用モータ１と、インペラ部２と、を有する。インペラ部２は、ポンプ用モータ１に接続される。インペラ部２は、ポンプ用モータ１の駆動によって回転する羽根（不図示）を有する。　
ポンプ用モータ１の駆動によって、インペラ部２の羽根が回転する。インペラ部２の羽根の回転によって、水が吸い上げられる。インペラ部２によって吸い上げられた水は、流水ケーブル１０２を通って地上に汲み上げられる。汲み上げられた水は、貯水槽１０３に貯められる。　
＜２．ポンプ用モータの概略構成＞　図２は、本発明の実施形態に係るポンプ用モータ１の概略断面図である。なお、図２は、モータ１の中心軸Ａを含む切断面により切断した図である。図２に示すように、モータ１は、回転部１０と、静止部２０と、を有する。回転部１０は、上下方向に延びる中心軸Ａを中心として回転する。静止部２０は、回転部１０の径方向外側に配置される。　
回転部１０は、中心軸Ａに沿って配置されるシャフト１１を有する。シャフト１１は、回転部１０の回転中心に配置される。本実施形態では、シャフト１１は、軸方向に延びる円柱状の部材である。シャフト１１は出力軸として機能する。シャフト１１の上端部には、上述のインペラ部２が連結される。　
回転部１０は、シャフト１１の径方向外側に配置されるロータコア１２を有する。ロータコア１２は、上下方向に延びる円筒状の部材である。本実施形態では、ロータコア１２は、例えばケイ素鋼板等の磁性鋼板が軸方向に複数積層された構成である。なお、ロータコア１２は、複数のコアピースを接合して形成する構成でもよい。　
回転部１０は、ロータコア１２の外周面に取り付けられるマグネット１３を有する。本実施形態では、マグネット１３は、ロータコア１２の外周面に接着剤で固定される。マグネット１３は界磁用の永久磁石であり、例えば焼結磁石又はボンド磁石等であってよい。本実施形態では、マグネット１３は周方向に複数配列される。　
静止部２０は、ステータコア２１と、コイル２２と、インシュレータ２３と、を有する。ステータコア２１は、例えばケイ素鋼板等の磁性鋼板が軸方向に複数積層された構成である。なお、ステータコア２１は、複数のコアピースを接合して形成する構成でもよい。ステータコア２１は、詳細には、円環状のコアバックと、コアバックから径方向内側に突出する複数のティースと、を有する。コイル２２は、インシュレータ２３を介して、各ティースに巻かれる。インシュレータ２３は、ステータコア２１とコイル２２とを電気的に絶縁する絶縁部材である。コイル２２に駆動電流を供給すれば、磁心であるティースに径方向の磁束が発生する。これにより、回転部１０に周方向のトルクが発生して、回転部１０が中心軸Ａを中心として回転する。　
本実施形態では、静止部２０は、ステータキャン２４を更に有する。ステータキャン２４は、上下方向に延びる円筒状の部材である。本実施形態では、ステータキャン２４は、ステンレス等の金属によって構成されている。ステータキャン２４は、回転部１０の径方向外側、且つ、ステータコア２１の径方向内側に配置される。ステータキャン２４は、軸方向上部で上側ブラケット３２に保持されている。回転部１０とステータキャン２４との間には、隙間が形成される。この隙間には、潤滑剤が存在する。この潤滑剤は、例えば水であり、プロピレングリコールなどの防腐剤等を含有させても良い。静止部２０は、その他、ステータコア２１、コイル２２、インシュレータ２３、及び、ステータキャン２４の少なくとも一部を覆う樹脂２５を有する。　
モータ１は、回転部１０及び静止部２０を収容するケーシング３０を更に有する。本実施形態では、ケーシング３０は、フレーム３１と、上側ブラケット３２と、下側ブラケット３３とを有する。フレーム３１は、上下方向に延びる円筒状の金属部材である。フレーム３１は、静止部２０の径方向外側に配置される。静止部２０はフレーム３１に固定される。上側ブラケット３２は、フレーム３１の上端に取り付けられる。下側ブラケット３３は、フレーム３１の下端に取り付けられる。　
シャフト１１は、上側ブラケット３２に設けられる上側軸受３４と、下側ブラケット３３に設けられる下側軸受３５とによって回転可能に支持される。本実施形態では、上側軸受３４及び下側軸受３５はスリーブ軸受で構成される。なお、上側軸受３４及び下側軸受３５は、他の軸受で構成されてもよく、例えば玉軸受であってもよい。上側軸受３４及び下側軸受３５はラジアル軸受として機能する。ポンプ用モータ１は、スラスト方向の荷重を受けるスラスト軸受も有する。これについては後述する。本実施形態では、シャフト１１の上端部は、上側ブラケット３２から上方に突出する。シャフト１１の突出した部分は、上述のインペラ部２に連結される。　
＜３．回転部の詳細＞＜３－１．樹脂部の構造＞　図３は、図２に示される回転部１０を拡大して示した拡大図である。図４は、図３におけるＸ－Ｘ位置における概略断面図である。　
図３及び図４に示すように、回転部１０は、シャフト１１とロータコア１２との間に介在して両者を固定する第１の樹脂部Ｒ１を有する。第１の樹脂部Ｒ１は、シャフト１１の外周面に接触するとともに、ロータコア１２の内周面に接触する。第１の樹脂部Ｒ１は、上下方向に延びる環状構造を有する。本実施形態では、図４に示すように、第１の樹脂部Ｒ１は、径方向に突出する突起部Ｒ１ａを有する。突起部Ｒ１ａは、ロータコアの上下方向に延びる。突起部Ｒ１ａは、周方向に等間隔に複数配列される。また、第１の樹脂部Ｒ１は、外周にシャフト１１を挟んで対向配置される一対の平面部Ｒ１ｂを有する。一対の平面部Ｒ１ｂは上下方向に延びる。複数の突起部Ｒ１ａ及び一対の平面部Ｒ１ｂは、ロータコア１２の回り止めとしての役割を果たすことができる。　
回転部１０は、シャフト１１とロータコア１２との間に第１の樹脂部Ｒ１が介在した状態で一体化されている。このために、回転部１０が水圧によって変形される可能性を低減することができる。また、金型を用いたモールド工程によってシャフト１とロータコア１２とを一体化できるために、手作業による圧入等によってシャフト１１とロータコア１２とを組み付ける工程を省くことができる。このために、回転部１０の組み立て時における作業性を向上することができる。　
図３に示すように、回転部１０は、マグネット１３の上側に配置される第２の樹脂部Ｒ２を有する。本実施形態においては、第２の樹脂部Ｒ２は、マグネット１３の上面全てを覆い、マグネット１３の上面に接触する。第２の樹脂部Ｒ２は、上下方向に延びる円筒状である。図４に示すように、本実施形態では、マグネット１３は、周方向に等間隔で６つ配置される。第２の樹脂部Ｒ２は、６つのマグネット１３全ての上面を覆う。なお、マグネット１３の数は例示であり、その数は適宜変更されてよい。第２の樹脂部Ｒ２は、第１の樹脂部Ｒ１に繋がる。第２の樹脂部Ｒ２によって、マグネット１３の上面が露出することを防ぎ、マグネット１３が錆びることを防止することができる。　
なお、第２の樹脂部Ｒ２は、マグネット１３の上面を全て覆い、マグネット１３の上面は露出しないのが好ましい。ただし、場合によっては、マグネット１３の上面の一部が露出してもよい。また、本実施形態では、第２の樹脂部Ｒ２の上には、上カバー
１４が配置される。上カバー１４は、例えばステンレス等の金属によって構成できる。上カバー１４は、場合によっては設けられなくてもよい。　
図３及び図４に示すように、回転部１０は、マグネット１３の径方向外側に配置される第３の樹脂部Ｒ３を有する。本実施形態においては、第３の樹脂部Ｒ３は、マグネット１３の外周面全てを覆う。第３の樹脂部Ｒ３は、上下方向に延びる円筒状であり、６つのマグネット１３の外周面全てを覆う。より詳細には、第３の樹脂部Ｒ３は、周方向に隣り合うマグネット１３の間の隙間を埋める。第３の樹脂部Ｒ３は、第２の樹脂部Ｒ２に繋がる。第３の樹脂部Ｒ３によって、マグネット１３の外周面が露出することを防ぎ、マグネット１３が錆びることを防止することができる。　
なお、第３の樹脂部Ｒ３は、マグネット１３の外周面を全て覆い、マグネット１３の外周面は露出しないのが好ましい。ただし、場合によっては、マグネット１３の外周面の一部が露出してもよい。　
図３及び図４に示すように、回転部１０は、マグネット１３の径方向外側に配置される筒状のカバー部材１５を有する。本実施形態では、カバー部材１５は、上下方向に延びる円筒状の部材である。カバー部材１５は、例えばステンレス等の金属によって構成される。第３の樹脂部Ｒ３は、マグネット１３の外周面とカバー部材１５の内周面とに接触する。第３の樹脂部Ｒ３によって、マグネット１３とカバー部材１５とが一体化されるために、モールド工程によってカバー部材１５の組み付けを簡単に行うことができる。　
図３に示すように、回転部１０は、ロータコア１２の下面と接触し、シャフト１１の径方向外側に配置される第１のベース１６を有する。本実施形態においては、第１のベース１６は金属によって構成される。第１のベース１６は、中央部に上下方向に延びる貫通孔１６ａを有する。平面視において、貫通孔１６ａは円形状である。中心軸Ａは、貫通孔１６ａの中心を通る。シャフト１１は、貫通孔１６ａに挿入される。　
回転部１０は、シャフト１１と第１のベース１６との間に介在する第４の樹脂部Ｒ４を有する。本実施形態では、第４の樹脂部Ｒ４は、上下方向に延びる円筒状である。第４の樹脂部Ｒ４は、シャフト１１の外周面と、第１のベース１６の内周面とに接触する。第４の樹脂部Ｒ４は、第１の樹脂部Ｒ１と繋がる。以上からわかるように、第１の樹脂部Ｒ１、第２の樹脂部Ｒ２、第３の樹脂部Ｒ３、及び、第４の樹脂部Ｒ４は、一つながりになっている。このために、第１の樹脂部Ｒ１、第２の樹脂部Ｒ２、第３の樹脂部Ｒ３、及び、第４の樹脂部Ｒ４は、１回の樹脂注入によって形成することができる。本構成では、金型を用いたモールド工程によって、シャフト１１と第１のベース１６とを一体化することができる。このために、本構成によれば、手作業による圧入等によって第１のベース１６にシャフト１１を組み付ける工程を省くことができ、回転部１０の組み立て時における作業性を向上することができる。　
図３に示すように、回転部１０は、第１のベース１６の下部に設けられるシール部１７を有する。シール部１７は、第１のベース１６の内周面及びシャフト１１の外周面と周方向の一周に亘って接触する。詳細には、第１のベース１６は、後述のように、下面に下方に延びる環状の第２の凸部１６３を有する。シール部１７は、第２の凸部１６３の内周面とシャフト１１の外周面に接触する。シール部１７によって、第１のベース１６の下面側から、水が回転部１０の内部に浸入することを防止できる。　
＜３－２．位置決め構造＞　図５は、本発明の実施形態に係るポンプ用モータ１が有する第１のベース１６の概略斜視図である。なお、図５は、第１のベース１６を斜め上方から見た図である。図３及び図５に示すように、第１のベース１６は、上下方向に並ぶ３つの円筒部１６ｂ、１６ｃ、１６ｄを有する。３つの円筒部１６ｂ～１６ｄは同一部材である。一番上の第１の円筒部１６ｂに比べて、中間に位置する第２の円筒部１６ｃは径方向のサイズが小さい。また、一番下の第３の円筒部１６ｄは、第１の円筒部１６ｂ及び第２の円筒部１６ｃよりも径方向のサイズが大きい。　
図３及び図５に示すように、第１のベース１６は、上方に延びる第１の凸部１６１を有する。第１の凸部１６１は、詳細には、第１の円筒部１６ｂの上面に形成される。第１の凸部１６１は、第１の円筒部１６ａと同一部材である。なお、第１の凸部１６１は、第１の円筒部１６ａと別部材でもよい。本実施形態においては、第１の凸部１６１は、軸方向に延びる正六角柱状である。中心軸Ａは、正六角柱状の第１の凸部１６１の中心を通る。第１の凸部１６１は、平面視において円形状の開口を有する。当該開口は、貫通孔１６ａに連続する。図３に示すように、ロータコア１２は、第１の凸部１６１の上面に載置される。第１の凸部１６１は、ロータコア１２及びロータコア１２に取り付けられた複数のマグネット１３の周方向及び径方向の位置を位置決めする。これについて、以下に説明する。　
図４に示すように、ロータコア１２の外周面には、周方向に間隔をあけて配置され、径方向に突出する複数の突起部１２ａが設けられる。本実施形態では、突起部１２ａの数は６つであり、周方向に等間隔に配置される。突起部１２ａは、平面視において台形状であり、上下方向に延びる。マグネット１３は、隣り合う突起部１２ａの間に配置される。本実施形態では、隣り合う突起部１２ａの全ての間にマグネット１３が配置される。各マグネット１３の周方向の両端部は、それぞれ、突起部１２ａに接触する。すなわち、複数のマグネット１３は、ロータコア１２に対して周方向の位置を位置決めされた状態で取り付けられる。本実施形態の構成によれば、複数の突起部１２ａによって、複数のマグネット１３の周方向の位置を位置決めしながら取り付けることができるために、回転部１０の組み立て作業の作業性を向上することができる。　
なお、図４に示すように、本実施形態では、ロータコア１２とマグネット１３とが対向する面は同一形状である。詳細には、ロータコア１２とマグネット１３とが対向する面は、互いの平面同士を対向させた状態になっている。このために、ロータコア１２とマグネット１３との間の隙間を無くして、マグネット１３を効率良く配置することができる。なお、ロータコア１２とマグネット１３が対向する面は、平面同士ではなく、例えば同一の湾曲面同士を対向させた状態であってもよい。この場合にも、ロータコア１２とマグネット１３との間の隙間を無くすことができる。　
図３に示すように、マグネット１３は、ロータコア１２の下面よりも下側に突出する突出部１３ａを有する。本実施形態では、マグネット１３は６つあるが、いずれのマグネット１３も突出部１３ａを有する。図６は、第１の凸部１６１とマグネット１３の突出部１３ａとの関係を模式的に示す平面図である。図６に示すように、第１の凸部１６１の外周面に、突出部１３ａの径方向内側の面が接触する。詳細には、各突出部１３ａの径方向内側の平面が、第１の凸部１６１の外周を構成する平面と接触する。これにより、ロータコア１２及び６つのマグネット１３は、径方向の位置を位置決めされる。また、突出部１３ａの平面と、第１の凸部１６１の平面とが接触するために、ロータコア１２の第１のベース１６に対する回転が抑制される。このために、ロータコア１２、及び、ロータコア１２に対する周方向の位置決めがなされた６つのマグネット１３は、第１の凸部１６１によって周方向の位置を位置決めされる。　
なお、本実施形態では、第１の凸部１６１は、マグネット１３の数が６つであることに対応して正六角柱状とされたが、これは例示である。第１の凸部１６１の形状は、例えばマグネット１３の数又は形状に合わせて、種々の形状に変更されてよい。　
図７は、第１の凸部１６１とマグネット１３の突出部１３ａとの関係を模式的に示す拡大断面図である。図７に示すように、マグネット１３の下面は、軸方向において、第１のベース１６から離れている。換言すると、マグネット１３の下面と第１のベース１６との間には隙間がある。この隙間には、樹脂が充填されてもよい。ステータコア１２の軸方向の位置決めは、マグネット１３によって行われず、ステータコア１２本体と第１の凸部１６１との接触によって行われる。本構成では、回転部１０の組み立て時において、マグネット１３に第１のベース１６から軸方向の力が加わることを避けることができる。このために、回転部１０の組み立て作業中に、マグネット１３がロータコア１２から外れたり損傷したりすることを抑制することができる。　
図８は、カバー部材１５と第１のベース１６との関係を模式的に示す拡大断面図である。図８においては、カバー部材１５及び第１のベース１６は、片側半分だけが示されている。図８に示すように、第１のベース１６の外周には、径方向に突出するフランジ部１６２が設けられる。フランジ部１６２は、詳細には、第１の円筒部１６ｂの外周面から径方向に突出する円環状の部分である。カバー部材１５の下面は、フランジ部１６２に接触する。カバー部材１５は、フランジ部１６２が形成する径方向の段差によって、軸方向の位置決めが行われる。　
なお、フランジ部１６２の上面には、円環状の溝が設けられてよく、カバー部材１５の下部が当該溝に嵌め込まれることによって、カバー部材１５の位置決めが行われてもよい。また、本実施形態では、第１の円筒部１６ｂの外周面とカバー部材１５の内周面とは接触しており、カバー部材１５は、第１の円筒部１６ｂによって径方向の位置決めを行われる。　
＜３－３．回転部の組み立て手順＞　ここで、以上のように構成される回転部１０の例示的な組み立て手順を説明する。まず、磁性鋼板を積層してロータコア１２を形成する。次に、ロータコア１２の外周面に、複数のマグネット１３を接着剤で貼り付ける。複数のマグネット１３のそれぞれは、ロータコア１２の突起部１２ａによって周方向の位置決めを行われ、ロータコア１２の外周面に取り付けられる。また、複数のマグネット１３のそれぞれは、ロータコア１２の下面より所定量だけ下側に突出されてロータコア１２に取り付けられる。なお、所定量突出された部分が、上述の突出部１３ａである。　
マグネット１３が取り付けられたロータコア１２は、第１の凸部１６１に載置される。この際、突出部１３ａの径方向内側の平面が、第１の凸部１６１の外周面を構成する平面と接触して位置調整がなされる。ロータコア１２及びマグネット１６は、第１の凸部１６１によって位置決めされる。この後、カバー部材１５が第１のベース１６に取り付けられる。　
第１のベース１６及びカバー部材１５と一体にされたロータコア１２と、シャフト１１とを、金型によって位置決めしてモールド工程が行われる。モールド工程では、樹脂がカバー部材１５の内側に流し込まれる。モールド工程終了後、カバー部材１５の上側に上カバー１４が取り付けられ、回転部１０の組み立てが終了する。この後、マグネット１３の着磁が行われる。本実施形態の構成では、第１の凸部１６１によって、ロータコア１２及びマグネット１３の位置決めが行われた後、モールド工程が行われる。このために、各部品の位置関係を適切な状態として、回転部１０の組み立てを行うことができる。　
＜３－４．マグネットの位置確認構造＞　本実施形態では、カバー部材１５によってマグネット１３が覆われた状態で、マグネット１３の着磁が行われる。この点を考慮して、第１のベース１６は、マグネット１３の位置を外部から確認可能とする位置確認部を有する。位置確認部よって、カバー部材１５に覆われたマグネット１３の位置を確認できるために、マグネット１３の着磁を適切に行うことができる。　
位置確認部は、例えば、第１のベース１６に形成した図形、文字、記号等のマーキングでもよいが、本実施形態では、第１のベース
１６に形成された構造が、位置確認部として利用される。本実施形態では、位置確認部は、第１の凸部１６１の、突出部１３ａの径方向内側の面と接触する面に平行な面を有する。本構成によれば、マグネット１３を着磁する着磁機に回転部１０をセットする際の位置決め部として、位置確認部を利用することが可能であり、マグネット１３を着磁する作業の作業性を向上することができる。以下に、本実施形態の位置確認部のより具体的な構造を説明する　
図９は、本発明の実施形態に係るポンプ用モータ１が有する第１のベース１６の概略斜視図である。なお、図９は、第１のベース１６を斜め下方から見た図である。図９に示すように、第１のベース１６は、下面に下方に延びる環状の第２の凸部１６３を有する。第２の凸部１６３は、第３の円筒部１６ｄと同一部材である。なお、第２の凸部１６３は、第３の円筒部１６ｄと別部材であってもよい。　
第２の凸部１６３の内周面は、平面視において円形である。第２の凸部１６３の内周面は、貫通孔１６ａの周囲を囲む。中心軸Ａは、第２の凸部１６３の中心を通る。第２の凸部１６３は、第１のＤカット面１６３ａを有する。第１のＤカット面１６３ａは、円環状の第２の凸部１６３の外周面に設けられた平面状の部分である。第１のＤカット面１６３ａは、中心軸Ａと平行である。なお、本実施形態では、第１のＤカット面１６３ａは、２つ設けられている。２つの第１のＤカット面１６３ａは、中心軸Ａを挟んで対称配置される。第１のＤカット面１６３ａの数は２つに限らず、その数は適宜変更されてよい。　
本実施形態では、位置確認部は、第２の凸部１６３が有する第１のＤカット面１６３ａである。第１のＤカット面１６３ａは、第１の凸部１６１の外周面を構成する６つの平面のうちの２つと平行になっている。なお、この２つの平面は、第１の凸部１６１の、突出部１３ａの径方向内側の面と接触する面である。各マグネット１３は、第１の凸部１６１の外周面を構成する６つの平面のうちの一つと、位置決めされた状態で接触する。このために、第１のＤカット面１６３ａの位置を確認することによって、６つのマグネット１３がどのように配置されているかを把握することができる。第２の凸部１６３のＤカット面は、第１の凸部１６１の形状に対応させて形成し易いために、位置確認部を簡単に形成することができる。　
第１のＤカット面１６３ａは、マグネット１３を着磁するための着磁機に回転部１０をセットする際に、位置決め面として使用されるのが好ましい。これによれば、第１のＤカット面１６３ａを利用した位置決めを行うことがマグネット１３の位置確認を兼ねるために、作業性が向上する。　
なお、以上に説明した位置確認部の構造は例示であり、例えば第１の凸部１６１の形状又は着磁機の構造等によって、位置確認部の構造は適宜変更されてよい。　
＜４．スラスト軸受の詳細＞　図２に示すように、ポンプ用モータ１は、シャフト１１を支持するスラスト軸受４０を有する。スラスト軸受４０は、回転板４１と静止板４２とを有する。回転板４１は、第１のベース１６の下側に取り付けられる。回転板４１は、回転部１０と共に回転する。静止板４２は、回転板４１と軸方向に対向して配置される。本実施形態では、静止板４２は、回転板４１の下側に配置される。回転板４１と静止板４２との間には、潤滑剤として機能する水が介在する。スラスト軸受４０により、軸方向の力を受ける回転部１０を滑らかに回転させることができる。　
本実施形態では、回転板４１及び静止板４２は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）によって構成される。ただし、これは例示であり、回転板４１及び静止板４２を構成する材料は適宜変更されてよい。例えば、回転板４１及び静止板４２はカーボン等で構成されてよい。炭化ケイ素が使用されることにより、モータ１の高速運転時の摩耗を低減できる。また、炭化ケイ素が使用されることにより、軸方向に負荷がかかって回転板４１と静止板４２とが接触した場合における、回転板４１及び静止板４２の摩耗を低減できる。　
図１０は、第１のベース１６と回転板４１との関係を示す概略斜視図である。図１０に示すように、第１のＤカット面１６３ａは環状に設けられる回転板４２の内周面に接触する。本実施形態では、回転板４１は円環状である。また、回転板４１の内周面には、中心軸Ａと平行な方向に延びる第１の平面部４１ａが設けられる。第１の平面部４１ａは２つ設けられ、２つの第１の平面部４１ａは、中心軸Ａを挟んで対称配置される。第１のＤカット面１６３ａは、第１の平面部４１ａと対向配置され、両者は互いに接触する。　
第１のＤカット面１６３ａは、第１の平面部４１ａと対になって、回転板４１が第１のベース１６に対して回転することを防止する。回転板４１は、内周面が第２の凸部１６３の外周面と接触することによって、径方向及び周方向の位置決めを行われる。すなわち、第１のベース１６は、回転板４１を位置決めした状態で固定することができる。なお、回転板４１の第１のベース１６に対する固定には、例えば接着剤が用いられる。Ｄカット面を利用した回り止めは、回転板４１を耐摩耗性に優れるＳｉＣ等の素材で形成する場合でも簡単に形成することができる。　
図２に示すように、静止板４２の下側には、第２のベース４３が取り付けられる。図１１は、第２のベース４３と静止板４２との関係を示す概略斜視図である。図１２は、静止部４２を取り外した第２のベース４３の概略斜視図である。図１２は、斜め上方から見た図である。　
図１１に示すように、静止板４２は、円環状に設けられる。より詳細には、静止板４２は、外周に第２のＤカット面４２ａを有する。第２のＤカット面４２ａは、円環状の静止板４２の外周に設けた平面状の部分である。第２のＤカット面４２ａは、中心軸Ａと平行である。なお、本実施形態では、第２のＤカット面４２ａは、２つ設けられている。２つの第２のＤカット面４２ａは、中心軸Ａを挟んで対称配置される。第２のＤカット面４２ａの数は２つに限らず、その数は適宜変更されてよい。　
図１２に示すように、第２のベース４３は円環状に設けられる。第２のベース４３の中央開口４３ａの周囲には、上方に延びる円環状の壁部４３ｂが設けられる。また、第２のベース４３は回り止め部４３ｃを有する。回り止め部４３ｃは、外縁部に設けられ、上方に延びる。回り止め部４３ｃには、第２の平面部４３ｄが設けられる。第２の平面部４３ｄは、中心軸Ａに平行である。本実施形態では、第２の平面部４３ｄは２つ設けられている。２つの第２の平面部４３ｄは、中心軸Ａを挟んで対称配置される。　
第２のベース４３に取り付けられた静止板４２の内周面は、壁部４３ｂの外周面に接触する。また、第２の平面部４３ｄは、第２のＤカット面４２ａに接触する。詳細には、第２の平面部４３ｄは、第２のＤカット面４２ａと対向配置され、両者は互いに接触する。これらにより、静止板４２は第２のベース４３に対して位置決めされた状態で固定することができる。なお、静止板４２の第２のベース４３に対する固定には、例えば接着剤が用いられる。静止板４２を耐摩耗性に優れるＳｉＣ等の素材で形成する場合でも、静止板４２にＤカット面を形成することは簡単にできる。なお、本実施形態では、回り止め部４３ｃの上面には何も配置されていないが、静止板４２の一部が配置されてもよい。これによって、回転板４１と摺動する面を増やすことができる。　
図１１に示すように、静止板４２は、回転板４１と対向する面に、周方向に並ぶ凹凸を有する。凹凸は等間隔に配置されてもよいが、本実施形態では、凹凸は等間隔に配置されていない。凸部は１種類であるが、凹部４２ｂは、一対の幅の広い凹部と、一対の幅の狭い凹部との２種類で構成される。一対の幅の広い凹部、及び、一対の幅の狭い凹部は、それぞれ、中心軸Ａを挟んで対称配置される。静止部４２に形成される凹部４２ｂは、回転板４１と静止板４２との間に効率良く水を導くことができる。また、凹部４２ｂは、回転板４１と静止板４２との間にある砂等の異物を外部に効率良く排出することができる。　
図２に示すように、第２のベース４３は、一対のピン４４により支持される。一対のピン４４は、下側ブラケット３３に固定される。図１３は、静止板４２が取り付けられた第２のベース４３を下側から見た概略斜視図である。図１３に示すように、第２のベース４３の下面には一対のピン穴４３ｅが形成される。本実施形態では、ピン穴４３ｅは、球面状の窪みである。一対のピン穴４３ｅは、中心軸Ａを挟んで対称配置される。一対のピン穴４３ｅには、一対のピン４４の上端部が挿入される。これにより、一対のピン４４は、第２のベース４３の下面を支持し、中心軸Ａを挟んで対称配置される。一対のピン４４は、静止板４２に設けられる凹部４２ｂと対向する箇所に設けられる。　
本実施形態の構成によれば、一対のピン４４を支点として静止板４２を傾けることができるために、回転部１０の調心を自動的に行うことができる。なお、上述のように、一対のピン４４と凹部４２ｂとが対向しているために、静止板４２の凸部を回転板４１と適切に接触させることができる。　
＜５．その他＞　以上に示した実施形態や適宜説明した変形例の構成は、本発明の例示にすぎない。実施形態や変形例の構成は、本発明の技術的思想を超えない範囲で適宜変更されてもよい。また、以上に示した実施形態及び複数の変形例は、可能な範囲で組み合わせて実施されてよい。
本発明は、例えば水中ポンプに使用されるモータに好適である。
１　　　　ポンプ用モータ　　１０　　　回転部    １１　　　シャフト　　１２　　　ロータコア　　１２ａ　　突起部　　１３　　　マグネット　　１３ａ　　突出部　　１５　　　カバー部材　　１６　　　第１のベース　　１７　　　シール部　　２０　　　静止部　　４０　　　スラスト軸受　　４１　　　回転板　　４２　　　静止板　　４２ａ　　第２のＤカット面　　４３　　　第２のベース　　４３ｃ　　回り止め部　　４３ｄ　　第２の平面部　　４４　　　ピン　　１６１　　第１の凸部　　１６２　　フランジ部　　１６３　　第２の凸部　　１６３ａ　第１のＤカット面（位置確認部）　　Ａ　　　　中心軸　　Ｒ１　　　第１の樹脂部　　Ｒ２　　　第２の樹脂部　　Ｒ３　　　第３の樹脂部　　Ｒ４　　　第４の樹脂部

Claims (19)

  1. ポンプ用モータであって、
    　上下方向に延びる中心軸を中心として回転する回転部と、
    　前記回転部の径方向外側に配置される静止部と、
    を有し、
    　前記回転部は、
    　　前記中心軸に沿って配置されるシャフトと、
    　　前記シャフトの径方向外側に配置されるロータコアと、
    　　前記シャフトと前記ロータコアとの間に介在して両者を固定する第１の樹脂部と、
    　を有する、ポンプ用モータ。
  2. 　前記回転部は、
    　　前記ロータコアの外周面に取り付けられるマグネットと、
    　　前記マグネットの上側に配置される第２の樹脂部と、
    　を更に有する、請求項１に記載のポンプ用モータ。
  3. 　前記回転部は、前記マグネットの径方向外側に配置される第３の樹脂部を更に有する、
    請求項２に記載のポンプ用モータ。
  4. 　前記回転部は、前記マグネットの径方向外側に配置される筒状のカバー部材を更に有し、
    　前記第３の樹脂部は、前記マグネットの外周面と前記カバー部材の内周面とに接触している、請求項３に記載のポンプ用モータ。
  5. 　前記回転部は、
    　　前記ロータコアの下面と接触し、前記シャフトの径方向外側に配置される第１のベースと、
    　　前記シャフトと前記第１のベースとの間に介在する第４の樹脂部と、
    　を更に有する、請求項１から４のいずれか１項に記載のポンプ用モータ。
  6. 　前記回転部は、前記第１のベースの下部に設けられ、前記第１のベースの内周面及び前記シャフトの外周面と周方向の一周に亘って接触するシール部を更に有する、
    請求項５に記載のポンプ用モータ。
  7. 　前記回転部は、
    　　前記ロータコアの外周面に取り付けられるマグネットと、
    　　前記ロータコアの下面と接触し、前記シャフトの径方向外側に配置される第１のベースと、
    　を更に有し、
    　前記マグネットは、前記ロータコアの下面よりも下側に突出する突出部を有し、
    　前記第１のベースは、上方に延びる第１の凸部を有し、
    　前記第１の凸部の外周面に、前記突出部の径方向内側の面が接触する、請求項１から６のいずれか１項に記載のポンプ用モータ。
  8. 　前記回転部は、前記マグネットの径方向外側に配置される筒状のカバー部材を更に有し、
    　前記第１のベースは、前記マグネットの位置を外部から確認可能とする位置確認部を有する、請求項７に記載のポンプ用モータ。
  9. 　前記位置確認部は、前記第１の凸部の、前記突出部の径方向内側の面と接触する面に平行な面を有する請求項８に記載のポンプ用モータ。
  10. 　前記第１のベースは、下面に下方に延びる環状の第２の凸部を有し、
    　前記位置確認部は、前記第２の凸部が有する第１のＤカット面である、請求項８又は９に記載のポンプ用モータ。
  11. 　前記ロータコアと前記マグネットが対向する面は互いに同一形状である、請求項７から１０のいずれか１項に記載のポンプ用モータ。
  12. 　前記ロータコアの外周面には、周方向に間隔をあけて配置され、径方向に突出する複数の突起部が設けられ、
    　前記マグネットは、隣り合う前記突起部の間に配置される、請求項７から１１のいずれか１項に記載のポンプ用モータ。
  13. 　前記マグネットの下面は、軸方向において、前記第１のベースから離れている、請求項７から１２のいずれか１項に記載のポンプ用モータ。
  14. 　前記回転部は、前記マグネットの径方向外側に配置される筒状のカバー部材を更に有し、
    　前記第１のベースの外周には、径方向に突出するフランジ部が設けられ、
    　前記カバー部材の下面は、前記フランジ部に接触する、請求項７から１３のいずれか１項に記載のポンプ用モータ。
  15. 　前記シャフトを支持するスラスト軸受を更に有し、
    　前記回転部は、前記ロータコアの下面と接触し、前記シャフトの径方向外側に配置される第１のベースを更に有し、
    　前記スラスト軸受は、
    　　前記第１のベースの下側に取り付けられ、前記回転部と共に回転する回転板と、
    　　前記回転板と軸方向に対向して配置される静止板と、
    　を有する、請求項１から１４のいずれか１項に記載のポンプ用モータ。
  16. 　前記第１のベースは、下面に下方に延びる環状の第２の凸部を有し、
    　前記第２の凸部は、第１のＤカット面を有し、
    　前記第１のＤカット面は、環状に設けられる前記回転板の内周面と接触する、請求項１５に記載のポンプ用モータ。
  17. 　前記静止板の下側には、第２のベースが取り付けられ、
    　前記静止板は、外周に第２のＤカット面を有し、
    　前記第２のベースは、前記第２のＤカット面に接触する平面部が設けられた回り止め部を有する、請求項１５又は１６に記載のポンプ用モータ。
  18. 　前記第２のベースは、一対のピンにより支持され、
    　前記一対のピンは、前記第２のベースの下面を支持し、前記中心軸を挟んで対称配置されている、請求項１７に記載のポンプ用モータ。
  19. 　前記静止板は、前記回転板と対向する面に、周方向に並ぶ凹凸を有する、請求項１５から１８のいずれか１項に記載のポンプ用モータ。
PCT/JP2017/029602 2016-09-09 2017-08-18 ポンプ用モータ WO2018047601A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016176745A JP2019195230A (ja) 2016-09-09 2016-09-09 ポンプ用モータ
JP2016-176745 2016-09-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018047601A1 true WO2018047601A1 (ja) 2018-03-15

Family

ID=61561528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/029602 WO2018047601A1 (ja) 2016-09-09 2017-08-18 ポンプ用モータ

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2019195230A (ja)
WO (1) WO2018047601A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115143181A (zh) * 2021-03-31 2022-10-04 日本电产株式会社 中空轴及中空轴的制造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06315245A (ja) * 1993-04-27 1994-11-08 Japan Servo Co Ltd キャンドモータポンプの永久磁石回転子
JP2000023401A (ja) * 1998-07-03 2000-01-21 Sumitomo Special Metals Co Ltd 回転機
JP2004150577A (ja) * 2002-10-31 2004-05-27 Toshiba Corp スラスト軸受及びその製造方法
JP2013150494A (ja) * 2012-01-23 2013-08-01 Aisan Ind Co Ltd ブラシレスモータ
JP2014003894A (ja) * 2010-08-24 2014-01-09 Dyson Technology Ltd 電気機械のためのロータ

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06315245A (ja) * 1993-04-27 1994-11-08 Japan Servo Co Ltd キャンドモータポンプの永久磁石回転子
JP2000023401A (ja) * 1998-07-03 2000-01-21 Sumitomo Special Metals Co Ltd 回転機
JP2004150577A (ja) * 2002-10-31 2004-05-27 Toshiba Corp スラスト軸受及びその製造方法
JP2014003894A (ja) * 2010-08-24 2014-01-09 Dyson Technology Ltd 電気機械のためのロータ
JP2013150494A (ja) * 2012-01-23 2013-08-01 Aisan Ind Co Ltd ブラシレスモータ

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115143181A (zh) * 2021-03-31 2022-10-04 日本电产株式会社 中空轴及中空轴的制造方法
US12027954B2 (en) 2021-03-31 2024-07-02 Nidec Corporation Hollow shaft and method for manufacturing hollow shaft
CN115143181B (zh) * 2021-03-31 2024-07-30 日本电产株式会社 中空轴及中空轴的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019195230A (ja) 2019-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6343127B2 (ja) モータ
US8304946B2 (en) Spindle motor
US9837867B2 (en) Electric machine, rotor and associated method
JP2013021776A (ja) 回転電機
WO2018180924A1 (ja) ロータ、およびモータ
US20150369248A1 (en) Rotor structure and electric fluid pump
US20150188387A1 (en) Motor with Thrust Bearing
US9667108B2 (en) Brushless motor and disk drive apparatus
JP6925818B2 (ja) モータのロータ、モータ、およびポンプ装置
US8867166B2 (en) Spindle motor and disk drive apparatus
WO2018047601A1 (ja) ポンプ用モータ
WO2018047603A1 (ja) ポンプ用モータ
JP6745674B2 (ja) ロータおよび回転電機
KR101009205B1 (ko) 브러시리스 직류모터
JP2019198131A (ja) ポンプ用モータ
JP2010239858A (ja) モータ
JPWO2019003800A1 (ja) ロータ、およびモータ
JP2010110096A (ja) 回転子、回転電機及び回転子の製造方法
KR101018232B1 (ko) 유체 동압 축받이 어셈블리 및 이를 포함하는 모터
US11289963B2 (en) Rotor, motor, and electric power steering device
US9318928B2 (en) Brushless motor, disk drive apparatus and brushless motor manufacturing method
JP2020178386A (ja) ロータ及び表面磁石型回転電機
KR20090070223A (ko) 스핀들 모터
JP4301060B2 (ja) アキシャルギャップ電動機のロータ構造
JP2016086558A (ja) スピンドルモータ

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17848544

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17848544

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1