(57)【要約】 【課題】  ロータの冷却、軸受の潤滑、消費電力の抑制が可能で、腐食や反応生成物の付着も回避し得るキャンドモータの冷却構造を提供すること。    【解決手段】  キャンドモータ１０Ａと真空ポンプ３０との間に連結室２０Ａが介装され、モータ出力軸１５と真空ポンプ３０の回転軸３５とが連結されている。キャンドモータ１０Ａのロータ室１４では、モータ出力軸１５のロータ１６にフィン１６Ｆが取り付けられており、底部はロータ室油溜り１８とされ、潤滑油Ｌが油面をモータ出力軸１５の軸受１７の下側部分と同等のレベルとして封入される。キャンドモータ１０Ａが駆動されてモータ出力軸１５が回転されることにより、ロータ１６は潤滑油Ｌに漬かって冷却され、フィン１６Ｆは潤滑油Ｌを跳ね上げ油滴として分散させることにより、モータ出力軸１５の軸受１７ａ、１７ｂを潤滑させると共に、ロータ室１４の内壁面、その他の部材面に油膜を形成し保護膜を形成させる。【選択図】      図１
2006342721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータハウジングと円筒状のキャンの外周面とによって閉じられた空所内に配置されているステータと、前記キャンの内周側であるロータ室で回転するモータ出力軸に取り付けられているロータとからなり、前記ロータが冷却され、前記モータ出力軸の軸受が潤滑されるキャンドモータの冷却構造において、
前記ロータ室に潤滑油が油面を前記モータ出力軸と同等以下で、かつ回転される前記ロータの少なくともその一部が浸漬されるレベルとして封入されていることを特徴とするキャンドモータの冷却構造。
【請求項２】
前記ロータの側面に油飛散手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のキャンドモータの冷却構造。
【請求項３】
前記キャンドモータと該キャンドモータが取り付けられる回転機器との間に、前記キャンドモータのモータ出力軸と前記回転機器の回転軸とを連結する連結室が介装されて、前記ロータ室には前記連結室への油溢流口が設けられ、前記連結室には、上部に前記ロータ室への油供給路を有する油受け、下部に前記ロータ室から溢流されてくる前記潤滑油を受けて前記連結室へ戻す油帰還路、底部に連結室油溜りが設けられ、前記回転軸には油飛散用回転部材が取り付けられており、封入された一定量の前記潤滑油が前記連結室と前記ロータ室との間で循環されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のキャンドモータの冷却構造。
【請求項４】
前記キャンドモータと該キャンドモータが取り付けられた回転機器との間に、前記キャンドモータのモータ出力軸と前記回転機器の回転軸とを連結する連結室が介装されて、前記ロータ室には前記連結室への油溢流口が設けられ、前記連結室には、下部に前記ロータ室から溢流されてくる前記潤滑油を受けて前記連結室へ戻す油帰還路、底部に連結室油溜りが設けられ、前記回転軸には油飛散用回転部材が取り付けられており、かつ前記連結室油溜りから前記ロータ室へ前記潤滑油を移送する油送管が油送ポンプと共に配設されており、封入された一定量の前記潤滑油が前記連結室と前記ロータ室との間で循環されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のキャンドモータの冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はキャンドモータの冷却構造に関するものであり、更に詳しくは、ロータ室に封入した潤滑油によってキャンドモータのモータ出力軸に取り付けられたロータを冷却すると共に、モータ出力軸の軸受を潤滑するように構成されたキャンドモータの冷却構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
キャンドモータにおいては、ロータの熱が放熱されないと、キャンドモータが高温化してモータ効率を低下させるので、所要の動力を得るためにはキャンドモータの大型化を要し、製造コストを上昇させる。また、高温化に備えて絶縁材料に耐熱性のものを使用すると、キャンドモータの製造コストを上昇させる。従って、キャンドモータはそのロータを冷却し、モータ出力軸を潤滑することが行われる。
【０００３】
キャンドモータを冷却する冷却構造の一例においては、図５を参照して、温度が上昇するキャンドモータ部１１２のモータロータ１０５の冷却、およびロータ軸１３０の軸受１０９ａおよび１０９ｂの潤滑は、ポンプ部１１０から分流させたポンプ取扱液（例えば水）を空間Ａから流路ｃおよびｄを経て、キャンドモータ部１１２のロータ室Ｄ、Ｅへ導き、更に流路ｆおよびｇから空間Ｆへ導くことによりロータ１０５、および軸受１０９ａ、軸受１０９ｂに接触させて流し、続いてロータ軸１３０の軸心部に設けた軸方向穴１１４ａを経由してポンプ部１１０へ還流させることが行われている（例えば特許文献１を参照）。
【０００４】
また、図６に示す他例のキャンドモータポンプにおいては、ポンプ取扱液の一部をポンプ部２１０とは反対側の循環液供給系２３８からモータ部２１２の後部ロータ室２１８へ導入し、前部ロータ室２１６を経てポンプ部２１０へ送り込むことにより、モータロータ２２８を冷却し、ベアリング２２６およびベアリング２２４を潤滑することが行われている（例えば特許文献２を参照）。 
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１８４７８３号公報
【特許文献２】実公平７−３６１５０号公報
【０００６】
そのほか、キャンドモータで駆動される回転機器が真空ポンプである時、キャンドモータのロータ室内の雰囲気は排気と同等になるので、排気が腐食性ガスである場合にはロータ室内は腐食されるようになる。また、排気が反応性ガスである場合には微小な粒子状の反応生成物がロータやモータ出力軸の軸受等の部材に付着堆積し、何れの場合もキャンドモータを停止しての修復を要し稼動時間を大幅に低減させると言う問題がある。また、ロータ室内は真空ポンプの排ガスと同じ真空度になるので放熱が困難であり、軸受のグリースが劣化し易い等の問題もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の特許文献１および特許文献２に開示されているキャンドモータポンプは何れも、モータ部のロータの冷却と軸受の潤滑にロータ室をポンプ取扱液で完全に充填する液封タイプのものである。ロータ室がポンプ取扱液で完全に充たされているので、ロータを備えたモータ出力軸は回転抵抗が大であり、低負荷領域（例えばモータ部に連結された回転機器が真空ポンプであれば到達圧力近辺）での運転時にはモータの消費電力が大になる。また、ポンプ取扱液に気泡が含まれるとキャビテーションを発生してキャンやロータに損傷を与える。
【０００８】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、ロータの冷却、およびモータ出力軸の軸受の潤滑が可能で、かつ消費電力を抑制することができ、更には腐食や反応生成物の付着も回避し得るキャンドモータの冷却構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題は請求項１の構成によって解決されるが、その解決手段を説明すれば次に示す如くである。
【００１０】
請求項１のキャンドモータの冷却構造は、モータハウジングと円筒状のキャンの外周側とによって閉じられた空所内に配置されているステータと、前記キャンの内周側であるロータ室で回転するモータ出力軸に取り付けられているロータとからなり、前記ロータが冷却され、前記モータ出力軸の軸受が潤滑されるキャンドモータの冷却構造において、前記ロータ室に潤滑油が油面を前記モータ出力軸と同等以下で、かつ回転される前記ロータの少なくともその一部が浸漬されるレベルとして封入されているものである。
【００１１】
このようなキャンドモータの冷却構造は、運転時には、ロータ室が潤滑油で完全に充たされていなくても、ロータは回転して潤滑油に浸漬されることから冷却され、また、潤滑油は回転するロータに伴って跳ね上げられて飛散されることにより、モータ出力軸の軸受が潤滑される。また、潤滑油は油面をモータ出力軸と同等以下のレベルとされるので、モータ出力軸の回転抵抗を大幅には増大させない。
【００１２】
請求項２のキャンドモータの冷却構造は、前記ロータの側面に油飛散手段が設けられているものである。
このようなキャンドモータの冷却構造は、ロータによる潤滑油の跳ね上げ、飛散の度合いを増大させる。
【００１３】
請求項３のキャンドモータの冷却構造は、前記キャンドモータと、該キャンドモータが取り付けられる回転機器との間に、前記キャンドモータのモータ出力軸と前記回転機器の回転軸とを連結する連結室が介装されて、前記ロータ室には前記連結室への油溢流口が設けられ、前記連結室には、上部に前記ロータ室への油供給路を有する油受け、下部に前記ロータ室から溢流されてくる前記潤滑油を受けて前記連結室へ戻す油帰還路、底部に連結室油溜りが設けられ、前記回転軸には油飛散用回転部材が取り付けられており、封入された一定量の前記潤滑油が前記連結室と前記ロータ室との間で循環されるものである。
【００１４】
このようなキャンドモータの冷却構造においては、ロータは回転されてロータ室油溜りの潤滑油に浸かることから冷却され、モータ出力軸の軸受は、ロータ、または油飛散手段を備えたロータによってロータ室内に跳ね上げられ飛散される潤滑油によって潤滑され、ロータ室の内壁面および部材面には潤滑油の油膜が形成されると共に、連結室においても、真空ポンプの回転軸の軸受は、該回転軸に取り付けられた油飛散用回転部材によって跳ね上げられ飛散される潤滑油によって潤滑され、連結室の内壁面および連結室内の部材面には油膜が形成される。更には、跳ね上げられた連結室油溜りの潤滑油の一部は、上部の油受けに受けられて油供給路から位置ポテンシャルによってロータ室内へ供給され、ロータ室の潤滑油は油溢流口から溢流し、油帰還路を経由して連結室油溜りへ戻されることから、潤滑油は連結室とロータ室との間で循環される。そして、ロータ室油溜りの潤滑油は油溢流口によって一定のレベルに保持されることから、連結室油溜りの油面も一定に保持され、潤滑油が何れか一方に偏在することはない。
【００１５】
請求項４のキャンドモータの冷却構造は、前記キャンドモータと、該キャンドモータが取り付けられた回転機器との間に、前記キャンドモータのモータ出力軸と前記回転機器の回転軸とを連結する連結室が介装されて、前記ロータ室には前記連結室への油溢流口が設けられ、前記連結室には、下部に前記ロータ室から溢流されてくる前記潤滑油を受けて前記連結室へ戻す油帰還路、底部に連結室油溜りが設けられ、前記回転軸には油飛散用回転部材が取り付けられており、かつ前記連結室油溜りから前記ロータ室へ前記潤滑油を移送する油送管が油送ポンプと共に配設されており、封入された一定量の前記潤滑油が前記連結室と前記ロータ室との間で循環されるものである。
【００１６】
このようなキャンドモータの冷却構造においては、ロータは回転されてロータ室油溜りの潤滑油に浸かることから冷却され、モータ出力軸の軸受は、ロータまたは、油飛散手段を備えたロータによってロータ室内に跳ね上げられ飛散される潤滑油によって潤滑され、ロータ室の内壁面および部材面には潤滑油の油膜が形成されると共に、連結室においても、真空ポンプの回転軸の軸受は、該回転軸に取り付けられた油飛散用回転部材によって跳ね上げられ飛散される潤滑油によって潤滑され、連結室の内壁面および連結室内の部材面には油膜が形成される。更には、連結室油溜りの潤滑油は油送ポンプによって油送管を経てロータ室へ強制的に送り込まれ、ロータ室油溜りの潤滑油は油溢流口から溢流し、油帰還路を経由して連結室油溜りへ戻されることにより、潤滑油は連結室とロータ室との間で循環される。そして、ロータ室油溜りの潤滑油は油溢流口によって一定のレベルに保持されることから、連結室油溜りの油面も一定に保持され、潤滑油が何れか一方に偏在することはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明のキャンドモータの冷却構造は、モータハウジングと円筒状のキャンの外周面とに囲われた空間内に配置されたキャン構造のステータと、キャンの内周側であるロータ室の両端側の軸受によって支持されて回転するモータ出力軸に取り付けられたロータとからなり、ロータ室の底部はロータ室油溜りとされて所定量の潤滑油が封入される。すなわち、潤滑油の油面はモータ出力軸と同等以下で、かつ回転されるロータの少なくともその一部が浸漬されるレベルとされる。このような量の潤滑油であっても、ロータは回転されて全体が潤滑油に浸漬されることから充分に冷却される。モータ出力軸と同等以下とされるレベルのなかでも、ロータの冷却を主体に考える場合には油面レベルは高く設定され、モータ出力軸の回転抵抗を小さくしたい場合には油面レベルは低く設定される。また、潤滑油は本来の粘度を有しているので、回転するロータに付着し伴われて跳ね上げられ、ロータ室の空間内に分飛散される潤滑油によってモータ出力軸の軸受が潤滑される。
【００１８】
ロータの側面に、望ましくは、油飛散手段を設けることによって、上記のロータによる潤滑油の跳ね上げ、 飛散を助長することができる。油飛散手段として好適なものはフィンである。しかし、フィンを多数枚設けると、それに応じてモータ出力軸の回転抵抗が大になるのでフィンの枚数は適宜に選定される。そのほかの油飛散手段、例えば、ロータの側面にポンプの羽根車様に曲線状の溝または突條を設けてもよい。すなわち、回転するロータに付随するロータ室油溜りの潤滑油を上記溝または突條によって案内して上方へ跳ね上げ、飛散させるものである。
【００１９】
上述のような冷却構造を有するキャンドモータを回転機器に取り付ける場合には、キャンドモータのモータ出力軸と回転機器の回転軸とを連結するために、キャンドモータと回転機器との間に連結室が介装される。そして、連結室を密閉タイプとする場合には、連結室にも潤滑油を封入し、ロータ室と連結室との間で潤滑油を循環させることが好ましい。すなわち、連結室には潤滑を要する回転機器の回転軸の軸受が存在するほか、回転機器が真空ポンプであって、真空ポンプが腐食性ガスや反応性ガスを排気する場合に、連結室が密封タイプであると、シール漏れによって連結室内およびロータ室内の雰囲気は排気と同等になるので、連結室およびロータ室の内壁に保護膜としての油膜を形成させて、腐食や反応生成物の付着を防ぐことを要するからである。
【００２０】
潤滑油の循環のためには、ロータ室にはロータ室油溜りの油面を一定に保つための油溢流口が設けられる。また連結室の下部にはロータ室から溢流されてくる潤滑油を連結室へ戻す油帰還路が設けられ、連結室の底部は連結室油溜りとされる。更に、回転機器の回転軸に油飛散用回転部材が取り付けられる。勿論、油飛散用回転部材は連結室内のモータ出力軸に取り付けてもよい。油飛散用回転部材としては、簡易には円板形状のものが使用されるが、その下端は常に連結室油溜りの潤滑油の中に浸漬された状態であることを要する。すなわち、円板に付着した油は遠心力によって跳ね上げられて連結室の上部空間内へ飛散され、連結室の内壁面、連結室内の部材面に油膜を形成させる。油飛散用回転部材は、上記円板以外のもの、例えば羽根車状のものや棒状のものであってもよく、その形状は限定されない。そして、連結室の上部には、跳ね上げられ飛散された潤滑油の一部を受けて一定量の油を保持し、ロータ室へ油を供給するための油供給路を備えた油受けが取り付けられる。
【００２１】
従って、油飛散用回転部材によって跳ね上げられ飛散される連結室油溜りの潤滑油は、連結室の内壁面等に油膜を形成し、跳ね上げられ飛散される潤滑油の一部は油受けで受けられ、油受けから自重によって油供給路を経てロータ室へ供給される。そして、ロータ室油溜りの潤滑油は油面が油溢流口より高くなると溢流し、油帰還路を経て連結室へ戻されることにより、潤滑油はロータ室と連結室との間で循環される。この循環においては、ロータ室油溜りからの溢流によって供給量と同等量の潤滑油が連結室へ戻されるので、ロータ室への供給量が大になってもロータ室油溜りの油面、および連結室油溜りの油面は常に一定に保持される。
【００２２】
上記のキャンドモータの冷却構造は、油飛散用回転部材によって跳ね上げられ飛散された連結室油溜りの潤滑油の一部を上部の油受けに溜め、その位置ポテンシャルを利用して油をロータ室へ供給するものであるが、連結室油溜りの潤滑油を油送ポンプによってロータ室へ送り込むようにしてもよい。この場合には、連結室油溜りの潤滑油をロータ室へ送り込むための油送管が油送ポンプと共に設置される。油送管は連結室油溜りの底部から抜いた潤滑油をロータ室の連結室とは反対側の端板の中央部の開口へ送り込むように設置することが望ましい。そのことによって、ロータ室油溜りの全ての潤滑油を長さ方向に亘って均等に循環させ、撹拌することができるからである。連結室の上部にはロータ室へ潤滑油を供給する油受けを設けないが、回転機器の回転軸には油飛散用回転部材が取り付けられる。これは、連結室の内壁面等に潤滑油の油膜を形成させるためと、回転軸の軸受を潤滑させるためである。ロータ室にロータ室油溜りの油面を一定に保つための油溢流口が設けられ、連結室の下部に溢流されてくる潤滑油を連結室へ戻す油帰還路が設けられ、連結室の底部に潤滑油を溜める連結室油溜りが設けられることは同様である。
【００２３】
上記では、潤滑油をロータ室と連結室との間で循環させる場合を説明したが、ロータ室と連結室とのそれぞれ独立して潤滑油を封入し、それぞれの内部で油溜りの潤滑油を跳ね上げて飛散させるようにしてもよい。  
【００２４】
更には、上述したような冷却構造を有するキャンドモータを回転機器に取り付けるに際しては、一般的には、本発明の冷却構造を有するキャンドモータと連結室とをそれぞれ独立に製造して、回転機器と組み合わすプロセスが採用されるが、それ以外のプロセスによって取り付けたものであってもよい。すなわち、回転機器の回転軸の延長部分にロータを取り付け、このロータに対して、連結室に相当する要素を備え、かつロータ室の内側の端板を兼ねる連結部材を回転機器側に取り付けると共に、モータハウジング、モータハウジングの外側端板、キャン、および内包されたステータからなる組み立て部材を、回転軸の延長部分の先端側からロータを覆うように被せてキャンドモータの要部を形成し、かつ上記の連結部材がモータハウジングの内側の端板となるよう組み付けることによっても、本発明のキャンドモータを回転機器に取り付けることができる。すなわち、キャンドモータを回転機器に取り付けるプロセスの過程で、本発明のキャンドモータの冷却構造が形成される。
【００２５】
ロータ室ないしは連結室に封入する潤滑油は、ロータを冷却することができ、かつ電気絶縁性を有するものである限りにおいて、潤滑油の種類は問わないが、ロータを冷却することによって温度上昇した潤滑油の冷却を主体に考える場合には、揮発成分を含むことなく比較的低粘度のものであることが望ましい。
【００２６】
キャンドモータが取り付けられる回転機器としては、給排水ポンプ、送風機を含む各種の回転機器があるが、中でも、腐食性ガス、反応性ガス等を排気する真空ポンプは、排気が連結室およびロータ室へ入り込んで内部を腐食させ、反応性ガスによる反応生成物を内部に付着させる。これに対し、上記の冷却構造を有するキャンドモータは、ロータ室および連結室の内壁面等に形成される油膜が保護膜となるので、ロータ室内の腐食やロータ室内への反応生成物の付着を防ぐことができ、真空ポンプの駆動源として特に好適である。
【実施例１】
【００２７】
図１は実施例１によるキャンドモータ１０Ａの冷却構造の断面図であり、そのキャンドモータ１０Ａが連結室２０Ａを介して真空ポンプ３０に取り付けられた状態として示されている。なお、真空ポンプ３０は端部のみが示されている。
【００２８】
連結室２０Ａはキャンドモータ１０Ａのモータ出力軸１５と真空ポンプ３０の回転軸３５とを連結するための空間である。真空ポンプ３０はキャンドモータ１０Ａ側の端部のみを示している。図１において、キャンドモータ１０Ａはモータハウジング１１および両側の端板１１ａ、１１ｂと、円筒状のキャン１２の外周面とによって囲われた空所にステータコア１３ａとコイルエンド１３ｂとからなるステータ１３が配置されており、ステータコア１３ａのモータ出力軸１５に近い方の端部はキャン１２に当接しており、モータ出力軸１５から遠い方の端部はモータハウジング１１の内面に当接している。そして、ステータコア１３ａの上記遠い方の端部が当接しているモータハウジング１１の周壁１１ｗには４本の水冷パイプ１９が埋め込まれている。
【００２９】
キャン１２の内周側であるロータ室１４には、キャンドモータ１０Ａのモータ出力軸１５が両端側の軸受１７ａ、１７ｂによって支持されて回転され、そのモータ出力軸１５にはステータ１３に対応する位置にロータ１６が取り付けられている。そして、上記ロータ１６の両側面にはそれぞれ、油飛散手段としての４枚のフィン１６Ｆが側面を９０度の等角度間隔に分割する位置に取り付けられている。また、ロータ室１４の底部はロータ室油溜り１８とされて潤滑油Ｌが封入されており、その油面はモータ出力軸１５の軸受１７ａ、１７ｂの下側となっている部分と同程度のレベルとされており、回転されてモータ出力軸１５の直下にあるロータ１６およびフィン１６Ｆは潤滑油Ｌに浸かっている状態にある。
【００３０】
連結室２０Ａでは、モータ出力軸１５がモータハウジング１１の端板１１ｂ、連結室２０の端板２１ａを貫通して突出されており、真空ポンプ３０の回転軸３５は真空ポンプ３０の端板３１に取り付けられた軸受３７によって支持されて連結室２０内に突出されている。そして、モータ出力軸１５と回転軸３５はフレキシブル・カップリング２５（モータ出力軸１５側の部材２５ａの爪状部と回転軸３５側の部材２５ｂの爪状部との噛み合わせにゴム状物質Ｇがインサートされたもの）を介して連結されている。この場合、連結室２０には潤滑油が存在しないので、回転軸３５の軸受３７はグリースで潤滑される。
【００３１】
実施例１によるキャンドモータ１０Ａの冷却構造は以上のように構成されるが、次にその作用を説明する。 上記キャンドモータ１０Ａが駆動されることにより、回転するモータ出力軸１５に取り付けられているロータ１６は、ロータ室１４の油面を低くしても、回転によって順次にロータ室油溜り１８の潤滑油Ｌに浸かることにより熱を除去されて冷却される。また、ロータ１６および両側面のフィン１６Ｆは順次、ロータ室油溜り１８の潤滑油Ｌに浸かって冷却されると同時に、潤滑油Ｌを撹拌し跳ね上げてロータ室１４の上部空間へ飛散させるので、ロータ室１４の両端部でモータ出力軸１５を支持する軸受１７ａ、１７ｂは飛散された潤滑油Ｌによって潤滑される。また飛散された潤滑油Ｌはキャン１２の内周面を含むロータ室１４の内壁面、および軸受１７ａ、１７ｂの面に付着し油膜を形成して流下する。
【００３２】
ロータ１５を冷却して温度上昇した潤滑油Ｌの熱は、主として、ロータ室油溜り１８の潤滑油Ｌが接触しており、水冷パイプ１９で冷却されているモータハウジング１１の周壁１１ｗに固定された端板１１ａ、１１ｂに放熱して冷却され、一部はロータ室油溜り１８の潤滑油Ｌが接触しているキャン１２から、ステータコア１３ａを介して、水冷パイプ１９で冷却されているモータハウジング１１の周壁１１ｗへ放熱される。そして、ロータ１６およびフィン１６Ｆの全体は潤滑油Ｌに完全には浸漬されていないので、ロータ１６およびフィン１６Ｆが取り付けられているモータ出力軸１５は回転時に大きい回転抵抗を受けず、消費電力は低減されたものとなる。
【実施例２】
【００３３】
図２は実施例２によるキャンドモータ１０Ｂの冷却構造の断面図であり、そのキャンドモータ１０Ｂが連結室２０Ｂを介して真空ポンプ３０に取り付けられた状態として示されている。
【００３４】
実施例２のキャンドモータ１０Ｂは基本的には実施例１のキャンドモータ１０Ａと同様に構成されているが、実施例１のキャンドモータ１０Ａと異なるところは、封入されている潤滑油Ｌがキャンドモータ１０Ｂのロータ室１４と連結室２０Ｂとの間で潤滑されるようになっていることにある。 従って、実施例２のキャンドモータ１０Ｂのロータ室１４は、実施例１のキャンドモータ１０Ａのロータ室１４とは若干異なったものとなっている。すなわち、キャンドモータ１０Ｂのロータ室１４では、その上部に、後述する連結室２０Ｂの油受け２２に続く油供給路２３がモータハウジング１１の内側の端板１１ｂを貫通して設けられており、連結室２０Ｂから潤滑油Ｌが供給されるようになっている。また、上記の端板１１ｂには、モータ出力軸１５の軸受１７ｂの下側部分と同等な高さ位置に、油溢流口１８ａが設けられており、ロータ室油溜り１８の油面が油溢流口１８ａより高い場合、潤滑油Ｌは連結室２０Ｂへ溢流するようになっている。従って、油面は油溢流口１８ａと同等のレベルに保持され、ロータ１６のモータ出力軸１５の直下となっている部分、およびその部分に取り付けられているフィン１６Ｆは潤滑油Ｌ内に浸かっている状態とされている。
【００３５】
連結室２０Ｂにおいては、実施例１の場合と同様に、キャンドモータ１０Ｂのモータ出力軸１５がフレキシブル・カップリング２５を介して真空ポンプ３０の回転軸３５と連結されている。そして、連結室２０Ｂのロータ室１４側の上部には潤滑油Ｌの油受け２２が設けられており、上述したように、油受け２２から連結室２０Ｂの端板２１ａ、およびモータハウジング１１の端板１１ｂを貫通してロータ室１４へ通ずる油供給路２３が形成されている。また、連結室２０Ｂの底部は連結室油溜り２８とされており、連結室油溜り２８の下側の周壁２１ｗには水冷パイプ２９が埋め込まれている。また、フレキシブル・カップリング２５の直下にはロータ室１４の油溢流口１８ａから溢流する潤滑油Ｌを受けて連結室２０へ流入させる油帰還路２４が設けられている。
【００３６】
更に、真空ポンプ３０の回転軸３５には、その軸受３７よりもフレキシブル・カップリング２５側の部分に、連結室油溜り２８内の潤滑油Ｌを跳ね上げて飛散させる油飛散用回転部材としての油散乱ディスク２６が取り付けられている。すなわち、連結室油溜り２８における潤滑油Ｌの油面は回転される油散乱ディスク２６の少なくとも下端部が潤滑油Ｌに浸っているレベルとされる。
【００３７】
キャンドモータ１０Ｂは、連結室２０Ｂを介して、上述したように真空ポンプ３０に取り付けられているが、次にその作用を説明する。上記キャンドモータ１０Ｂが駆動されることにより、ロータ室１４では、潤滑油Ｌの油面がモータ出力軸１５より低いレベルにあっても、モータ出力軸１５に取り付けられているロータ１６およびフィン１６Ｆは回転されながらロータ室油溜り１８の潤滑油Ｌに浸かることにより、ロータ１６の熱は潤滑油Ｌによって除去され冷却される。また、ロータ１６の両側面のフィン１６Ｆによって潤滑油Ｌが撹拌されると共に跳ね上げられ、ロータ室１４の上部空間へ飛散されることにより、ロータ室１４の軸受１７ａ、１７ｂは潤滑される。また、飛散された潤滑油Ｌはキャン１２の内周面を含むロータ室１４の内壁面および各部材面に油膜を形成して流下することは実施例１の場合と同様である。
【００３８】
連結室２０Ｂでは、真空ポンプ３０の回転軸３５に取り付けられている油散乱ディスク２６が連結室油溜り２８の潤滑油Ｌを付着させて回転するが、付着した潤滑油Ｌは遠心力によって上方へ跳ね上げされ、連結室２０内の上部空間に飛散されることにより、回転軸３５を支持する軸受３７は飛散された潤滑油Ｌによって潤滑される。また、飛散された潤滑油Ｌは連結室２０Ｂの内壁面および連結室２０内の各部材面に油膜を形成して連結室油溜り２８へ流下する。そして、温度上昇している潤滑油Ｌは水冷パイプ２９によって冷却されている連結室２０Ｂの底部の周面２１ｗに放熱して冷却される。
【００３９】
また、連結室２０Ｂ内の上部空間に飛散された潤滑油の一部は油受け２２で受け止められ、油供給路２３を経由してロータ室１４へ供給され、流下してロータ室油溜り１８に流れ込む。そして、ロータ室油溜り１８の潤滑油Ｌの油面が油溢流口１８ａより高くなる場合には、潤滑油Ｌは油溢流口１８ａから溢流し、油帰還路２４を経て連結室２０へ戻され、ロータ室油溜り１８の油面は常に一定のレベルに保持される。このように、キャンドモータ１０Ｂの運転時には、潤滑油Ｌがロータ室１４と連結室２０Ｂとの間で循環されるが、上述したように、ロータ室油溜り１８は潤滑油Ｌを溢流させることにより、換言すれば、供給量と同等量の潤滑油Ｌをロータ室１４から流出させることにより、ロータ室油溜り１８の油面のレベル、従って連結室油溜り２８の油面のレベルも一定に保たれ、潤滑油Ｌが何れかに偏在するようなことは生じない。
【００４０】
そして真空ポンプ３０が腐食性ガスを真空排気する場合には、連結室２０Ａが密封タイプであると、シール漏れによって連結室２０Ｂ、ロータ室１４は排気と同一の腐食性ガス雰囲気となり、連結室２０Ｂ、ロータ室１４内を腐食させるが、連結室２０Ｂ内、ロータ室１４内の潤滑油Ｌの油膜は耐腐食性の膜として作用する。また真空ポンプ３０が反応性ガスを真空排気する場合には、反応性ガスに含まれる微小な反応生成物が連結室２０Ｂ内、ロータ室１４内に付着し成長することを妨げる。そして何れの場合も、キャンドモータ１０Ｂのメンテナンスの間隔は長くなり、キャンドモータ１０Ｂの稼動率を向上させる。
【実施例３】
【００４１】
図３は実施例３によるキャンドモータ１０Ｃの冷却構造の断面図であり、そのキャンドモータ１０Ｃが連結室２０Ｃを介して真空ポンプ３０に取り付けられた状態として示されている。
【００４２】
実施例３のキャンドモータ１０Ｃの冷却構造は、基本的には実施例２のキャンドモータ１０Ｂの冷却構造に近いが、連結室２０Ｃからロータ室１４への潤滑油Ｌの供給手段が異なったものとなっている。従って、図３に示すキャンドモータ１０Ｃの冷却構造と図２のキャンドモータ１０Ｂの冷却構造とにおいて、共通する構成要素には同一の符号を付して説明は省略し、異なる部分のみを説明する。
【００４３】
図３の連結室２０Ｃの上部には、実施例２のキャンドモータ１０Ｂの冷却構造に設けられている油受け２２および油供給路２３は設けられておらず、それらに代わるものとして、連結室油溜り２８の底部とキャンドモータ１０Ｃのモータハウジング１１の連結室２０Ｃからは遠い位置にある端板１１ａの中心部の開口とを結ぶ油送パイプ２７が油送ポンプ２７Ｐと共に配設されており、連結室油溜り２８の潤滑油Ｌをロータ室１４の端部の軸心部へ強制的に送り込むようになっている。ロータ室１４の油溢流口１８ａから溢流する潤滑油Ｌを受けて連結室２０Ｃへ戻す油帰還路２４が設けられていることは実施例２のキャンドモータ１０Ｂと同様である。従って、キャンドモータ１０Ｃの駆動時には、連結室油溜り２８の潤滑油Ｌは油送ポンプ２７Ｐによって油送パイプ２７を経由して、ロータ室１４の端板１１ａの中心部の開口からロータ室１４の端部へ送り込まれ、ロータ室１４の油面が油溢流口１８ａより高くなると潤滑油Ｌは油溢流口１８ａから油帰還路２４を経て連結室油溜り２８へ戻る循環が行われる。
【００４４】
この間、ロータ室１４においてはロータ１６とフィン１６Ｆによって潤滑油Ｌが跳ね上げられ、ロータ室１４内の上部空間に分散され、連結室２１Ｃにおいては油散乱ディスク２６によって潤滑油Ｌが跳ね上げられ連結室２１Ｃ内の上部空間に分散されることは実施例２の場合と同様である。そして、真空ポンプ３０が腐食性ガスや反応性ガスを真空排気する場合に、ロータ室１４の内壁等、連結室２１Ｃの内壁等に形成される潤滑油Ｌの油膜がロータ室１４、連結室２１Ｃの腐食を抑制し、ロータ室１４の内壁等、連結室２１Ｃの内壁等に反応生成物が付着することを防ぐのは実施例２の場合と同様である。
【実施例４】
【００４５】
図４は実施例４によるキャンドモータ１０Ｄの冷却構造の断面図であり、キャンドモータ１０Ｄが、ハウジング１１の内側の端板を兼ね、連結室に相当する要素を備えた構成の連結部材１０Ｄ’を介して真空ポンプ３０に取り付けられた状態として示されている。図４に見られるように、実施例４のキャンドモータ１０Ｄの構成は、図２の実施例２によるキャンドモータ１０Ｂと基本的には類似しているが、異なったプロセスによって製造されたものである。従って、図４のキャンドモータ１０Ｄの構成要素において、図２の実施例２によるキャンドモータ１０Ｂと共通する構成要素には同一の符号を付して説明は省略し、製造される方法、異なる構成要素について説明する。
【００４６】
実施例１から実施例３までのキャンドモータ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは何れも同様であるが、例えば実施例２のキャンドモータ１０Ｂを真空ポンプ３０に取り付けるに際してはキャンドモータ１０Ｂと連結室２０Ｂを独立に製造して、真空ポンプ３０に取り付けられる。これに対し、実施例４によるキャンドモータ１０Ｄは、端的に言えば、真空ポンプ３０の回転軸３５の延長部分３５ｅにロータ１６を取り付け、そのロータ１６に対して、モータハウジング１１とキャン１２で囲われたステータ１３を被せてモータ要部を形成したものである。
【００４７】
図４のキャンドモータ１０Ｄの製造に際しては、例えば真空ポンプ３０の端板３１に対して、連結部材１０Ｄ’、すなわち、図２の実施例２における連結室２０Ｂに相当する要素を備え、かつモータハウジング１１の内側の端板１１ｂに代わるように構成された連結部材１０Ｄ’を取り付けると共に、真空ポンプ３０の回転軸３５の延長部分３５Ｅを回転軸３５に一体的に接続して、その延長部分３５Ｅにロータ１６およびフィン１６Ｆを取り付ける。そして、このロータ１６に対して、モータハウジング１１、モータハウジング１１の外側の端板１１ａ、キャン１２、および内包されたステータ１３からなる組み立て部材を、延長部分３５Ｅの先端側から被せて製造されたものである。なお、図４に示したキャンドモータ１０Ｄは、実施例２のキャンドモータ１０Ｂにおけるフレキシブル・カップリング２５を持たないことから、フレキシブル・カップリング２５のゴム状のインサートによる機械的損失やインサートの破断がなく、高負荷の運転が可能である。また部品点数も低減される。
【００４８】
実施例４においては、実施例２のキャンドモータ１０Ｂをベースとし、実施例２の連結室２０Ｂに相当する要素を備えた連結部材１０Ｄ’をキャンドモータ１０Ｄのモータハウジング１１の真空ポンプ３０側の端板と兼用させてキャンドモータ１０Ｄを製造する場合を説明したが、実施例１のキャンドモータ１０Ａや実施例３のキャンドモータ１０Ｃについても、実施例４と同様なプロセスを適用することは可能である。
【００４９】
以上、本発明のキャンドモータの冷却構造を実施例によって説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００５０】
例えば実施例１においては、キャンドモータ１０Ａのロータ室１４のみに潤滑油Ｌが封入されており、連結室２０Ａには潤滑油Ｌが封入されない場合を説明したが、ロータ室１４と連結室２０Ａとのそれぞれに独立して潤滑油Ｌを封入してもよい。
【００５１】
また実施例２、３、４においては、ロータ室１４の油溢流口１８ａを軸受１７ｂの下側部分と同等の高さ位置に設けたが、使用条件によっては油溢流口１８ａの取り付け高さ位置を変えて、ロータ室１４の油面レベルを低くすること、また逆に高くすることは何等差し支えない。
【００５２】
また実施例３においては、連結室油溜り２８の潤滑油Ｌを、油送パイプ２７と油送ポンプ２７Ｐによって、連結室油溜り２８からモータハウジング１１の端板１１ａの中心部の開口からロータ室１４へ送り込むようにしたが、潤滑油Ｌを支障なくロータ室１４へ送り込み得るのであれば送り込む箇所は限定されず、例えばロータ室油溜り１８へ送り込むようにしてもよい。
【００５３】
また各実施例においては、ロータ室１４と連結室２０とに一定量を封入する油として潤滑油Ｌを採用したが、潤滑油Ｌ以外の油、例えば潤滑油Ｌと同程度の粘度を有する絶縁油を封入してもよく、ロータ１６の冷却、およびモータ出力軸１５の軸受１７ａ、１７ｂ、および真空ポンプ３０の回転軸３５の軸受３７の潤滑が可能な限りにおいて、封入する油の種類は限定されない。
【００５４】
また各実施例においては、本発明の冷却構造を備えたキャンドモータを取り付ける回転機器として真空ポンプを例示したが、キャンドモータ以外の回転機器、例えば、揚水ポンプや、スラリーポンプであってもよく、取り付ける回転機器の種類は限定されない。
【００５５】
また各実施例においては、キャンドモータのモータ出力軸１５が１本である場合を例示したが、２本のモータ出力軸が設けられており、それらが同期して反対側へ回転するように構成されているキャンドモータについても、本願発明のキャンドモータの冷却構造は適用される。これらのキャンドモータは、ルーツ型ロータを有するポンプや送風機に取り付けられる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】実施例１によるキャンドモータの冷却構造を示す断面図である。
【図２】実施例２によるキャンドモータの冷却構造を示す断面図である。
【図３】実施例３によるキャンドモータの冷却構造を示す断面図である。
【図４】実施例４によるキャンドモータの冷却構造を示す断面図である。
【図５】先行技術によるキャンドモータポンプの断面図である。
【図６】他の先行技術によるキャンドモータポンプの断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ・・・キャンドモータ、
１１・・・モータハウジング、    １１ａ、１１ｂ・・・ハウジングの端板、
１２・・・キャン、    １３・・・ステータ、    １４・・・ロータ室、
１５・・・モータ出力軸、    １６・・・ロータ、
１６Ｆ・・フィン、    １７ａ、１７ｂ・・・モータ出力軸の軸受、
１８・・・ロータ室油溜り、  １８ａ・・・油溢流口、
１９・・・水冷パイプ、      ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、・・・連結室、
２２・・・油受け、    ２３・・・油供給路、    ２４・・・油帰還路、
２５・・・フレキシブル・カップリング、  ２６・・・油散乱ディスク、
２７・・・油送管、    ２７Ｐ・・・油送ポンプ、 ２８・・・連結室油溜り、
２９・・・水冷パイプ、３０・・・真空ポンプ、
３５・・・真空ポンプの回転軸、    ３５Ｅ・・・回転軸の延長部分、
３７・・・軸受、    Ｌ・・・潤滑油、
【図１】
2006342721.tif 000003
【図２】
2006342721.tif 000004
【図３】
2006342721.tif 000005
【図４】
2006342721.tif 000006
【図５】
2006342721.tif 000007
【図６】
2006342721.tif 000008