(57)【要約】  【課題】キャンの変形を防止しつつ充分な放熱性能を確保する。  【解決手段】回転磁界を形成するステータ５０と、ステータ５０内に配置されたロータ３０と、ステータ５０の雰囲気とロータ３０の雰囲気とを仕切る筒形状のキャン２０と、ステータ５０およびキャン２０の周囲に充填剤が充填されて形成された熱引き層５７とを備えているキャンドモータ１において、キャン２０とステータ５０との間に変形可能なストッパ５６を配置し、ストッパ５６とキャン２０との間に熱引き層５７の熱膨張を吸収する環状吸収空間５５を形成する。熱引き層５７が熱膨張したとしても環状吸収空間５５が吸収するので、キャン２０が変形するのを防止できる。  【選択図】図２
2008193858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転磁界を形成するステータと、前記ステータ内に配置されたロータと、前記ステータの雰囲気と前記ロータの雰囲気とを仕切る筒形状のキャンと、前記ステータおよび前記キャンの周囲に充填剤が充填されて形成された熱引き層と、を備えているキャンドモータにおいて、
前記キャンと前記ステータとの間には変形可能なストッパが配置されているともに、前記ストッパと前記キャンとの間には前記熱引き層の熱膨張を吸収する吸収空間が形成されていることを特徴とするキャンドモータ。
【請求項２】
前記熱引き層が硬化後の線膨張係数が小さい充填剤によって形成さ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。
【請求項３】
前記熱引き層が熱伝導率の高い充填剤によって形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のキャンドモータ。
【請求項４】
前記ステータの外周面に放熱フィンが形成されていることを特徴とする請求項１、２または３に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、キャンドモータに関し、特に、その放熱構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、キャンドモータにおいては、ブラシレスモータのロータ（回転子）設置雰囲気とステータ（固定子）設置雰囲気とをキャンによって仕切ることにより、ロータ設置雰囲気内の水や水蒸気および腐蝕性ガスが通電部であるステータの設置雰囲気に侵入するのを防止している。
通例、ロータ設置雰囲気には圧力が作用するために、キャンにはステンレスのような機械的強度を有する金属材料が使用されている。
ところが、金属製のキャンを使用すると、キャンドモータの運転時にキャンの表面に渦電流が流れることにより、渦電流損が発生するために、キャンが発熱する。
キャンはキャンドモータの中心部に設置されているので、キャンドモータの表面にブロワ等によって冷却風を当てて強制的に空冷する方法は、余り効果がない。
【０００３】
そこで、キャンおよびステータの周囲に熱伝導率の高い充填剤を充填して熱引き層を形成することにより、キャンの発熱を冷却風の当たるキャンドモータの表面に熱引きさせるように構成したキャンドモータが提案されている。例えば、特許文献１参照。
【特許文献１】特開平１０−３２２９５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、キャンおよびステータの周囲に充填剤を充填して熱引き層を形成したキャンドモータにおいては、充填剤の熱膨張によって充填剤による熱引き層がキャンを押し、キャンを変形させるという問題点がある。
【０００５】
本発明の目的は、キャンの変形を防止しつつ充分な放熱性能を確保することができるキャンドモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
（１）回転磁界を形成するステータと、前記ステータ内に配置されたロータと、前記ステータの雰囲気と前記ロータの雰囲気とを仕切る筒形状のキャンと、前記ステータおよび前記キャンの周囲に充填剤が充填されて形成された熱引き層と、を備えているキャンドモータにおいて、
前記キャンと前記ステータとの間には変形可能なストッパが配置されているともに、前記ストッパと前記キャンとの間には前記熱引き層の熱膨張を吸収する吸収空間が形成されていることを特徴とするキャンドモータ。
（２）前記熱引き層が硬化後の線膨張係数が小さい充填剤によって形成されていることを特徴とする前記（１）に記載のキャンドモータ。
（３）前記熱引き層が熱伝導率の高い充填剤によって形成されていることを特徴とする前記（１）（２）に記載のキャンドモータ。
（４）前記ステータの外周面に放熱フィンが形成されていることを特徴とする前記（１）（２）（３）に記載のキャンドモータ。
【発明の効果】
【０００７】
前記（１）によれば、熱引き層が熱膨張したとしても変形可能なストッパおよび吸収空間が当該熱膨張を吸収するので、キャンが変形するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。
【０００９】
本実施の形態において、本発明に係るキャンドモータは、図１に示されているように、ブラシレスモータによって構成されている。
【００１０】
本実施の形態に係るキャンドモータ１は、モータハウジング１０の本体部を形成するケース１１を備えている。
ケース１１はアルミダイキャストによって一端部にフランジ１２を有する円筒形状に形成されている。ケース１１の円筒部の外周面には円形リング形状の放熱フィン１３が多数枚、平行に整列されて全長にわたって形成されている。
ケース１１のフランジ１２側の開口には、アルミダイキャストによって円盤形状に形成された第一エンドキャップ１５が被せ付けられており、ケース１１と第一エンドキャップ１５との合わせ面にはシールリング１４が挟み込まれている。
【００１１】
図１に示されているように、第一エンドキャップ１５の中央部には第一軸受ハウジング１６が短尺の円筒形状に形成されている。
第一軸受ハウジング１６の内周面には第一軸受１７が保持されている。第一軸受１７は後記するモータ軸の中間部を回転自在に支持している。
第一軸受ハウジング１６の外周面にはシールリング収納溝１８が環帯溝形状に形成されており、シールリング収納溝１８にはシールリング１９が収納されている。
第一軸受ハウジング１６の外周面には、機械的強度の高い金属材料としてのステンレスが使用されて円筒形状に形成されたキャン２０の一端部が嵌合されており、キャン２０の内周面と第一軸受ハウジング１６の外周面とはシールリング１９によって気密封止されている。
【００１２】
ケース１１のフランジ１２と反対側の開口の内周面には段差部１１ａが形成されており、段差部１１ａ内にはアルミダイキャストによって円板形状に形成された第二エンドキャップ２１が嵌入されている。
第二エンドキャップ２１の中央部の内側端面には、第二軸受ハウジング２２が円盤形状に形成されている。第二軸受ハウジング２２の中心線上には保持穴２３が円柱穴形状に形成されており、保持穴２３には第二軸受２４が保持されている。第二軸受２４は後記するモータ軸の一端部を回転自在に支持している。
第二軸受ハウジング２２の外周面にはシールリング収納溝２５が環帯溝形状に形成されており、シールリング収納溝２５にはシールリング２６が収納されている。第二軸受ハウジング２２の外周面にはキャン２０の他端部が嵌合されており、キャン２０の内周面と第二軸受ハウジング２２の外周面とはシールリング２６によって気密封止されている。
【００１３】
図１に示されているように、キャンドモータ１はモータハウジング１０の中心線上に回転自在に軸架されるロータ３０を備えており、ロータ３０は図４に示されているように構成されている。
ロータ３０はモータ軸３１を備えており、モータ軸３１はステンレスによって丸棒形状に形成されている。
図４（ａ）に示されているように、モータ軸３１の中間部には第一ジャーナル部３２が形成されており、モータ軸３１の一端部には第二ジャーナル部３３が形成されている。
図１に示されているように、第一ジャーナル部３２は第一軸受１７によって回転自在に支持されており、第二ジャーナル部３３は第二軸受２４によって回転自在に支持されている。
図４（ａ）（ｃ）に示されているように、モータ軸３１の中間部外周面３４には複数条の回り止め部３５が、周方向に等間隔に配置されて突設されている。回り止め部３５はナーリング加工よって断面が三角形の細長い突起形状に形成されている。
図４（ａ）に示されているように、モータ軸３１の回り止め部３５の両脇には、一対のシールリング収納溝３６、３６がそれぞれ環帯溝形状に形成されている。
図４（ｅ）に示されているように、シールリング収納溝３６の内側壁部３７の外径は、回り止め部３５が形成された中間部外周面３４の外径よりも若干小径に形成されており、シールリング収納溝３６の外側壁部３８の外径は、内側壁部３７の外径よりも若干大径で中間部外周面３４の外径よりも若干小径に形成されている。
一対のシールリング収納溝３６、３６には各シールリング３９、３９がそれぞれ収納されるようになっている。
【００１４】
図４（ａ）（ｃ）に示されているように、モータ軸３１の中間部外周面３４にはロータコア４０が回り止め部３５によって回り止めされた状態で装着されている。
ロータコア４０は多数枚のコア素板４１が積層されて構成されている。
コア素板４１は軟鋼等の磁性薄板が用いられて、打ち抜きプレス加工によって略円形リング形状に形成されており、モータ軸３１の中間部外周面３４に圧入されて積層されることによりロータコア４０を形成する。コア素板４１は中間部外周面３４に圧入される時に回り止め部３５に食い付くことによって回り止めされた状態になる。
コア素板４１はシールリング収納溝３６にシールリング３９が収納されていない状態で、中間部外周面３４に圧入される。
この際、中間部外周面３４の外径がシールリング収納溝３６の内側壁部３７および外側壁部３８の外径よりも大径に形成されているので、コア素板４１は内側壁部３７および外側壁部３８に干渉されずに中間部外周面３４に圧入することができる。
ロータコア４０の外周面には回り止め部４２が４個、周方向に等間隔に配置されて形成されている。この回り止め部４２は打ち抜きプレス加工時に突出部を同時に成形したコア素板４１を積層することにより、形成することができる。
【００１５】
図４（ａ）（ｃ）に示されているように、ロータコア４０の外周面には４個のマグネット４３が、４個の回り止め部４２よって回り止めされた状態で装着されている。
マグネット４３は希土類磁石が使用されて大略長方形の平盤形状に形成されており、短辺において９０度の大きさの円弧形状に彎曲されている。マグネット４３の内側彎曲面の両コーナ部に面取り部４４、４４が形成されており、隣り合うマグネット４３、４３の面取り部４４、４４同士が突合した状態で回り止め部４２に嵌合することにより、４個のマグネット４３は回り止めされた状態になっている。
【００１６】
図４（ａ）に示されているように、ロータコア４０の両端面には一対のサイドプレート４５、４５がそれぞれ当接されている。
サイドプレート４５はステンレスによって円盤形状に形成されている。サイドプレート４５の外径は、４個のマグネット４３が形成する円筒形の外径と可及的に等しくなるように設定されている。サイドプレート４５の厚さはロータ３０の回転バランスを修正するための穴（図示せず）を加工することができる寸法に設定されている。
サイドプレート４５の中心には軸孔４６が形成されており、図４（ｅ）に示されているように、軸孔４６の内径はモータ軸３１のシールリング収納溝３６における外側壁部３８の外径と可及的に等しくなるように設定されている。
モータ軸３１のシールリング収納溝３６にシールリング３９が収納された状態で、軸孔４６にモータ軸３１が挿入されて、軸孔４６の内周面に外側壁部３８が嵌入されると、モータ軸３１のシールリング３９は軸孔４６の内周面に押接することにより、サイドプレート４５とモータ軸３１とを気密封止した状態になる。
図４（ａ）（ｄ）に示されているように、サイドプレート４５の外周面にはシールリング収納溝４７が形成されており、シールリング収納溝４７にはシールリング４８が収納されている。
【００１７】
図４（ａ）（ｂ）（ｃ）に示されているように、４個のマグネット４３が形成した円柱外周面および２個のサイドプレート４５、４５の外周面は、ステンレスによって円筒形状に形成されたカバー４９によって全体的に被覆されている。
カバー４９は４個のマグネット４３が形成した円柱外周面および２個のサイドプレート４５、４５の外周面に密着するように嵌合され、両端面に突設された固定爪４９ａを屈曲されて両サイドプレート４５、４５の周縁にかしめ付けられることにより、固定された状態になっている。
カバー４９が固定された状態において、サイドプレート４５のシールリング４８はカバー４９の内周面に押接することにより、サイドプレート４５とカバー４９とを気密封止した状態になっている。
【００１８】
図１および図２に示されているように、ケース１１の内周面にはステータ５０が設置されている。ステータ５０は６個の電磁石５１が円形環状に整列されて構成されている。
電磁石５１はステータコア５２とコイルボビン５３とステータコイル５４とを備えている。ステータコア５２は軟鋼等の磁性薄板が使用されて打ち抜きプレス加工によって略エ字形状に形成されたコア素板が多数枚積層されて構成されている。コイルボビン５３は絶縁材料（インシュレータ）が使用されて半割り構造に形成されており、ステータコア５２の中間部に両側から被せ付けられている。ステータコイル５４はステータコア５２に被せられたコイルボビン５３に巻回されている。
図２および図３に示されているように、ステータコア５２の一対の横部材はステータ５０の中心と同心円に弯曲しており、凸曲面はケース１１の内周面に当接し、凹曲面はキャン２０の外周面に近接している。
ステータコア５２の内側主面である凹曲面がキャン２０の外周面に近接することにより、ステータ５０の内周面とキャン２０の外周面との間には環状吸収空間５５が形成されている。
【００１９】
周方向で隣り合うステータコイル５４、５４の間には隙間が形成されており、周方向で隣り合うコイルボビン５３、５３の内側鍔部５３ａ、５３ａの間には、変形可能なストッパ５６が隙間を閉塞するように架設されている。
ストッパ５６は伸縮性および可撓性を備えた弾性材料が使用されて、長方形の平板形状に形成されている。ストッパ５６は耐熱性を有する弾性材料によって形成することが好ましい。
【００２０】
ケース１１内には充填剤が充填されて形成されることにより熱引き層５７が形成されている。熱引き層５７は周方向で隣り合うステータコイル５４、５４の間の隙間にも形成されているが、ストッパ５６によって充填剤が塞き止められるために、環状吸収空間５５には形成されていない。
熱引き層５７は、２成分室温硬化型ポッティング用シリコーンのような硬化後の線膨張係数が小さく、かつ、熱伝導率の高い充填剤によって形成されている。
【００２１】
ケース１１のフランジ１２と反対側の開口にはカバー６２が被せ付けられて、雄ねじ部材６１によってケース１１に固定されており、カバー６２はアルミダイキャストによって有底の短尺円筒形状に形成されている。
カバー６２の円筒形状部の外周面にはシールリング収納溝６３が環帯溝形状に形成されており、シールリング収納溝６３にはシールリング６４が収納されている。カバー６２の円筒形状部がケース１１の開口部に嵌入された状態において、シールリング６４はケース１１の内周面に押接することにより、ケース１１内を気密封止している。
【００２２】
カバー６２の中央部にはリード線挿入口６５が開設されており、リード線挿入口６５にはブッシュ６６を介して複数本のリード線６７が挿入されている。
リード線６７の出力側端はステータコイル５４にそれぞれ電気的に接続されており、入力側端は駆動回路部によって制御される電源（図示せず）に電気的に接続されている。
【００２３】
次に、以上の構成に係るキャンドモータ１の作用および効果を説明する。
【００２４】
駆動回路部の制御により、ステータコイル５４に回転磁界を形成する電流が供給されると、ロータ３０が回転する。
この際、キャン２０の表面に渦電流が流れることにより、渦電流損が発生するために、熱が発生する。
このキャン２０の発熱はキャン２０に直接接触した熱引き層５７の熱伝導によってケース１１に効率よく伝達されるとともに、キャン２０に近接したステータコア５２に熱輻射によって伝達された後に熱伝導によってケース１１に伝達される。
この際、熱引き層５７は熱伝導率の高い充填剤によって形成されているので、きわめて良好な効率をもってキャン２０の発熱をケース１１に伝達することができる。
ケース１１に伝達された熱は、ケース１１の表面から放出される。
この際、ケース１１の表面積は放熱フィン１３によって増大されているので、放熱効果はきわめて良好になる。
【００２５】
ところで、図３（ａ）に示されているように、周方向で隣り合うステータコイル５４、５４の隙間の充填剤を塞き止めるストッパ５６が配置されないで、キャン２０の表面に接触する熱引き層５７’が形成されている場合には、熱引き層５７’がキャン２０の発熱によって熱膨張することにより、キャン２０を押し潰してしまうという現象が発生する。
【００２６】
しかし、本実施の形態においては、図３（ａ）に示されているように、周方向で隣り合うステータコイル５４、５４の隙間の充填剤はストッパ５６によって塞き止められることにより、周方向で隣り合うステータコイル５４、５４の隙間の熱引き層５７はキャン２０に接触しないために、熱引き層５７がキャン２０の発熱によって熱膨張することにより、キャン２０を押し潰してしまうという現象は発生しない。
すなわち、図３（ｂ）に想像線で示されているように、熱引き層５７の熱膨張に伴ってストッパ５６が変形することにより、当該熱引き層５７の熱膨張を吸収するために、熱引き層５７がキャン２０の発熱によって熱膨張することにより、キャン２０を押し潰してしまうという現象は発生しない。
しかも、本実施の形態においては、熱引き層５７は硬化後の線膨張係数が小さい材料が使用されて形成されていることにより、熱引き層５７の熱膨張自体を小さく抑制することができるので、キャン２０を押し潰してしまうという現象の発生をより一層確実に防止することができる。
【００２７】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。
【００２８】
例えば、ロータは前記実施の形態の構造に構成するに限らない。
【００２９】
また、キャンは金属によって形成するに限らず、ＰＰＳ樹脂やその他の樹脂によって形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施の形態であるキャンドモータを示す正面断面図である。
【図２】その側面断面図である。
【図３】ストッパの作用を示す各部分断面図であり、（ａ）は比較例の場合を示しており、（ｂ）は本実施の形態の場合を示している。
【図４】ロータを示しており、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ａ）の側面断面図、（ｄ）は（ａ）のｄ部の拡大断面図、（ｅ）は（ａ）のｅ部の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１…キャンドモータ、
１０…モータハウジング、１１…ケース、１２…フランジ、１３…放熱フィン、
１４…シールリング、１５…第一エンドキャップ、１６…第一軸受ハウジング、１７…第一軸受、１８…シールリング収納溝、１９…シールリング、２０…キャン、
２１…第二エンドキャップ、２２…第二軸受ハウジング、２３…保持穴、２４…第二軸受、２５…シールリング収納溝、２６…シールリング、
３０…ロータ、３１…モータ軸、３２…第一ジャーナル部、３３…第二ジャーナル部、３４…中間部外周面、３５…回り止め部、３６…シールリング収納溝、３７…内側壁部、３８…外側壁部、３９…シールリング、４０…ロータコア、４１…コア素板、４２…回り止め部、４３…マグネット、４４…面取り部、４５…サイドプレート、４６…軸孔、４７…シールリング収納溝、４８…シールリング、４９…カバー、４９ａ…固定爪、
５０…ステータ、５１…電磁石、５２…ステータコア、５３…コイルボビン、５４…ステータコイル、５５…環状吸収空間、５６…ストッパ、５７…熱引き層、
６１…雄ねじ部材、６２…カバー、６３…シールリング収納溝、６４…シールリング、６５…リード線挿入口、６６…ブッシュ、６７…リード線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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