(57)【要約】【課題】固定子キャンの耐圧を確保できるキャンドモータを提供する。【解決手段】キャンドモータは、円筒状の固定子鉄心14およびこの固定子鉄心14に配置された固定子巻線16を有する固定子17、およびこの固定子17の内側で回転する回転子を備える。これら固定子17および回転子の互いに対向する面を、固定子キャン19および回転子キャンでそれぞれ覆う。固定子鉄心14には、固定子鉄心14の内周面に開口する開口部15aを有する固定子溝15を設ける。固定子溝15に固定子巻線16を配置するとともに、固定子溝15の開口部15aに固定子キャン19を支持する固定子キャン支持用楔52を設ける。【選択図】図１
2015116003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の固定子鉄心およびこの固定子鉄心に配置された固定子巻線を有する固定子、およびこの固定子の内側で回転する回転子を備え、これら固定子および回転子の互いに対向する面が固定子キャンおよび回転子キャンでそれぞれ覆われたキャンドモータにおいて、
前記固定子鉄心には前記固定子鉄心の内周面に開口する開口部を有する固定子溝が設けられ、この固定子溝に前記固定子巻線が配置されているとともに、この固定子溝の開口部に前記固定子キャンを支持する固定子キャン支持用楔が設けられている
ことを特徴とするキャンドモータ。
【請求項２】
前記固定子溝の開口部には、前記固定子キャンと前記固定子キャン支持用楔との間に磁性楔が設けられている
ことを特徴とする請求項１記載のキャンドモータ。
【請求項３】
前記固定子巻線は、型巻コイルであり、
前記固定子溝は、前記開口部からこの開口部側とは反対側の溝底部までの溝幅が同じ幅に形成されている
ことを特徴とする請求項１または２記載のキャンドモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定子および回転子の互いに対向する面が固定子キャンおよび回転子キャンでそれぞれ覆われたキャンドモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、キャンドモータは、例えばキャンドモータポンプなどの分野で用いられている。
【０００３】
キャンドモータの固定子は、複数個の固定子溝を設けた磁性鋼板を積層して構成された円筒状の固定子鉄心、およびこの固定子鉄心の固定子溝に配置された固定子巻線および絶縁部材などで構成されている。また、回転子は、固定子の内側に配置され、固定子巻線に交流電流を流すことで発生する回転磁界によって回転力を得て回転するように構成されている。これら固定子および回転子の互いに対向する面が、薄肉厚の非磁性体板で構成される固定子キャンおよび回転子キャンでそれぞれ覆われている。固定子キャンと回転子キャンとの間のキャン隙間には、回転子の軸受を潤滑し、冷却するためにポンプ取扱液などの液体が流通される。
【０００４】
固定子溝は、固定子鉄心の内周面に開口され、その開口部分の幅が固定子巻線が配置される部分の幅より狭く、所謂半閉スロット形となっている。固定子巻線は、断面が円形の丸線が用いられ、乱巻コイル方式によって巻回形成されており、半閉スロット形の固定子溝に開口部を通じて配置可能となっている。固定子溝の開口部に近い場所には、固定子溝内に固定子巻線を固定する巻線固定用楔が設けられている。
【０００５】
固定子キャンは、固定子溝の開口部を除いた固定子鉄心の内周面に密着するように配置されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３１８７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
キャンドモータの分野では、それほど高出力の需要がなかったこともあるが、高出力のキャンドモータ、１０００Ｖ級を超える高電圧のキャンドモータを提供することが困難であった。
【０００８】
高出力のキャンドモータを実現するには、丸線の乱巻コイル方式では高電圧に対する耐久性が不十分であるため、代わりに、矩形の平角銅線を使った型巻コイル方式を採用することが好ましい。この型巻コイル方式は、一般の高出力用モータの分野では既に採用されている。型巻コイル方式の固定子巻線は、その断面が矩形の平角銅線を必要ターン数分だけ巻回し、亀甲状の形に成形し、絶縁テープを巻いた後、固定子溝に配置している。
【０００９】
しかしながら、型巻コイル方式の固定子巻線を固定子溝に配置する際、固定子巻線は変形できないので、固定子溝の開口部はその開口部側に対して反対側の溝底部と同じ幅にする必要がある。したがって、固定子溝の開口部の幅は、従来の半閉スロット形より広くなる。
【００１０】
キャンドモータの場合、キャン隙間に満たされている液体の圧力が固定子キャンを半径方向に変形させる力となり、固定子溝の開口部の幅が広いと、固定子溝内への固定子キャンの変形が大きくなるため、液体の圧力が高い用途には使用できない課題がある。
【００１１】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、固定子キャンの耐圧を確保できるキャンドモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１記載のキャンドモータは、円筒状の固定子鉄心およびこの固定子鉄心に配置された固定子巻線を有する固定子、およびこの固定子の内側で回転する回転子を備え、これら固定子および回転子の互いに対向する面が固定子キャンおよび回転子キャンでそれぞれ覆われたキャンドモータにおいて、前記固定子鉄心には前記固定子鉄心の内周面に開口する開口部を有する固定子溝が設けられ、この固定子溝に前記固定子巻線が配置されているとともに、この固定子溝の開口部に前記固定子キャンを支持する固定子キャン支持用楔が設けられているものである。
【００１３】
請求項２記載のキャンドモータは、請求項１記載のキャンドモータにおいて、前記固定子溝の開口部には、前記固定子キャンと前記固定子キャン支持用楔との間に磁性楔が設けられているものである。
【００１４】
請求項３記載のキャンドモータは、請求項１または２記載のキャンドモータにおいて、前記固定子巻線は、型巻コイルであり、前記固定子溝は、前記開口部からこの開口部側とは反対側の溝底部までの溝幅が同じ幅に形成されているものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載のキャンドモータによれば、固定子溝の開口部に設けた固定子キャン支持用楔により、固定子キャンに加わる圧力が高い場合でも、固定子溝内への固定子キャンの変形を規制し、固定子キャンの耐圧を確保できる。
【００１６】
請求項２記載のキャンドモータによれば、請求項１記載のキャンドモータの効果に加えて、固定子キャンと固定子キャン支持用楔との間に設けた磁性楔により、固定子溝の開口部での過電流損の増加を抑制できる。
【００１７】
請求項３記載のキャンドモータによれば、請求項１または２記載のキャンドモータの効果に加えて、固定子巻線が型巻コイルであり、固定子溝が開口部からこの開口部側とは反対側の溝底部までの溝幅が同じ幅に形成されていて、固定子溝の開口部の幅が広い場合でも、固定子キャンの耐圧を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】一実施の形態を示すキャンドモータの固定子の一部の断面図である。
【図２】同上キャンドモータを用いたキャンドモータポンプの断面図である。
【図３】同上固定子の一部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、一実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００２０】
図２に示すように、11はキャンドモータポンプで、このキャンドモータポンプ11は、キャンドモータ12とポンプ13とが液密に一体に結合されて構成されている。
【００２１】
キャンドモータ12は、円筒状の固定子鉄心14の固定子溝15に固定子巻線16が巻回されて構成される固定子17を有し、この固定子17が固定子枠18内に挿着されるとともに固定子17の内周面にステンレスなどの非磁性体で薄肉円筒状に形成された固定子キャン19が密着挿入され、この固定子キャン19の両端縁が固定子枠18に液密に溶着されている。
【００２２】
さらに、キャンドモータ12は、円筒状の回転子鉄心20の回転子溝21に回転子導体22が装着されて構成される回転子23を有し、この回転子23が回転軸24に挿着され、回転子23の外周面にステンレスなどの非磁性体で薄肉円筒状に形成された回転子キャン25が被着されている。
【００２３】
そして、固定子17の内側に回転子23が挿入され、これら固定子17の固定子キャン19と回転子23の回転子キャン25とがキャン隙間26を介して対向配設されている。
【００２４】
固定子枠18にはポンプ13側である前側とその反対側である後側とに軸受箱31，32が取り付けられ、これら軸受箱31，32に回転軸24を回転可能に支承するすべり軸受である軸受33，34が装着されている。各軸受33，34には回転軸24を回転可能に支承するスリーブ35，36およびスラストカラー37，38が取り付けられている。
【００２５】
また、ポンプ13は、キャンドモータ12の固定子枠18に液密に取り付けられたケーシング41、およびこのケーシング41内で回転軸24に取り付けられた羽根車42を有している。
【００２６】
そして、キャンドモータポンプ11は、固定子巻線16に交流電流を流すことで発生する回転磁界によって回転子23が回転力を得て回転し、回転子23と一体に羽根車42が回転する。キャンドモータポンプ11の運転中は、ケーシング41のポンプ吐出側41aのポンプ取扱液の一部を循環パイプ45を経てキャンドモータ12内に導き、後部の軸受34を潤滑し、固定子キャン19と回転子キャン25とのキャン隙間26に流して固定子17および回転子23を冷却し、前部の軸受33を潤滑した後、羽根車42のバランスホール42aからケーシング41のポンプ吸込側41bへと戻して循環させる構成が採られている。
【００２７】
図１および図３に示すように、固定子鉄心14は、複数個の固定子溝15を設けた磁性鋼板を積層して円筒状に形成されている。固定子溝15は、固定子鉄心14の内周面に開口する開口部15aを有し、開口部15aからこの開口部15a側とは反対側の溝底部であって固定子巻線収容部15bまでの溝幅が同じ幅となる長方形状に形成されている。
【００２８】
固定子巻線16には、型巻コイルが用いられている。この型巻コイル方式の固定子巻線16は、その断面が矩形の平角銅線16aを必要ターン数分だけ巻回し、亀甲状の形に成形し、絶縁テープを巻いた後、固定子溝15の開口部15aから固定子巻線収容部15bに挿入されて配置されている。
【００２９】
固定子溝15の開口部15a側には、固定子巻線16を抜け止めするための絶縁材料で形成された固定子巻線固定用楔51が固定子鉄心14の軸方向から挿入されて固定されている。
【００３０】
さらに、固定子溝15内において、固定子巻線固定用楔51より開口部15a側には、固定子鉄心14の内周面を覆う固定子キャン19を支持するための絶縁材料で形成された固定子キャン支持用楔52が固定子鉄心14の軸方向から挿入されて固定されているとともに、固定子キャン19と固定子キャン支持用楔52との間に比透磁率が高い材料で形成された磁性楔53が配置されている。磁性楔53は開口部15a全体を覆って配置されており、固定子キャン19に対向する磁性楔53の面は、固定子キャン19の外周面に応じた曲面に形成されていてもよいし、平面に形成されていてもよく、少なくとも固定子鉄心14の内周面と略同一面となる部分があればよい。固定子キャン支持用楔52と磁性楔53とは、互いに密着するように固定子溝15内に配置されるか、あるいは張り合わされて固定されている。
【００３１】
そして、このように構成されたキャンドモータポンプ11においては、キャン隙間26に満たされているポンプ取扱液による圧力が固定子キャン19を外径方向へ変形させるように作用する。
【００３２】
固定子鉄心14の内周面の部分では、固定子キャン19が固定子鉄心14に当接し、固定子キャン19の変形を規制する。
【００３３】
固定子鉄心14の固定子溝15の部分では、固定子キャン19が磁性楔53に当接することで、この磁性楔53を介して固定子キャン支持用楔52が固定子キャン19を支持し、固定子キャン19の変形を規制する。
【００３４】
このように、固定子溝15の開口部15aに設けた固定子キャン支持用楔52により、固定子キャン19に加わる圧力が高い場合でも、固定子溝15内への固定子キャン19の変形を規制し、固定子キャン19の耐圧を確保できる。
【００３５】
しかも、固定子巻線16が型巻コイルであり、固定子溝15が開口部15aからこの開口部15a側とは反対側の溝底部までの溝幅が同じ幅に形成されていて、固定子溝15の開口部15aの幅が広い場合でも、固定子キャン19の耐圧を確保できる。
【００３６】
また、固定子溝15の開口部15aの幅が広い場合、回転磁界方向の磁場の磁気的な脈動が大きくなり、固定子溝15の開口部15a付近における固定子キャン19での過電流損が増加する問題があるが、固定子キャン19と固定子キャン支持用楔52との間に設けた磁性楔53により、過電流損を低減することができる。
【００３７】
以上のように、固定子キャン19の耐圧を確保し、さらに、固定子キャン19での過電流損を低減することにより、高出力のキャンドモータ12を実現することができる。
【００３８】
なお、過電流損を低減するうえでは磁性楔53を備えることが好ましいが、磁性楔53を省き、固定子キャン支持用楔52で固定子キャン19を直接支持するようにしてもよい。
【００３９】
また、固定子キャン支持用楔52により固定子巻線固定用楔51の機能を兼用し、固定子巻線固定用楔51を省いてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
12    キャンドモータ
14    固定子鉄心
15    固定子溝
15a   開口部
16    固定子巻線
17    固定子
19    固定子キャン
23    回転子
25    回転子キャン
52    固定子キャン支持用楔
53    磁性楔
【図１】
2015116003.tif 000003
【図２】
2015116003.tif 000004
【図３】
2015116003.tif 000005