(57)【要約】【課題】高温高圧下においても高い耐蝕性樹脂の使用のもとにアンモニアガス対応の磁気的損失、渦電流損失、耐圧性、耐透過性の高い高密封作業の容易に行なえるキャンドモータ用無損失キャンの提供を目的とするものである。【構成】巻芯ローラ３０上に、１層目はやや厚手の弗素樹脂シート２０の下巻きをし、２層目を絶縁軟磁性細線２１による螺旋巻装体２２を積層し、３層目以上は強力繊維織布２３、薄手の弗素樹脂シート２０を交互に積層し、更にその弗素樹脂シート２０の積層間にピンホール皆無の金属箔２４を巻き込み積層体２５を形成し、巻芯ローラ３０の対向位置に配設した加圧成形ローラ３１により、ローラ式成形方式によって加熱成形を行い一体化成形体を構成する。【選択図】　　　図２
2004032841.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と回転子との間の空隙にキャンを嵌入するキャンドモータ用キャンにおいて、
絶縁皮膜の施された軟磁性細線を螺旋状、又は独立環とした集合状円筒型骨材の内外面のそれぞれに、弗素樹脂シートと高張力織布を積層し、その積層間にピンホール皆無の金属箔を挿入して多層積層体を形成し、該積層体を円筒状に一体化成形体（以降成形体という）を構成したことを特徴とするキャンドモータ用無損失キャン。
【請求項２】
前記成形体は、前記積層体の巻芯を貫通する巻芯ローラと該ローラに平行に前記積層体の外周に接する成形ローラとにより、加熱押圧して一体化成形体を構成したことを特徴とする請求項１記載のキャンドモータ用無損失キャン。
【請求項３】
前記成形体は、真空雰囲気下により構成されたことを特徴とする請求項１、又は請求項２記載のキャンドモータ用無損失キャン。
【請求項４】
前記積層体は、内側の１層目は弗素樹脂シートとし、２層目を軟磁性細線の巻装体とし、３層以上は高張力織布、薄手の弗素樹脂シートを交互に設け、更に該薄手の弗素樹脂シート層の層間にピンホール皆無の金属箔を捲き込み積層する構成としたことを特徴とする請求項１記載のキャンドモータ用無損失キャン。
【請求項５】
前記軟磁性細線の巻装体は、その巻き線が成形用加熱熱源を形成する構成としたことを特徴とする請求項４記載のキャンドモータ用無損失キャン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンモニアガスに対し耐食性を持つ無損失のキャンドモータ用無損失キャンに関する。
【０００２】
本発明の無損失キャンを備えたキャンドモータは、アンモニアを冷媒とするアンモニアガス圧縮機、又はこれに付属の潤滑油ポンプなどの駆動用に使用され、キャンドモータ用キャンは、モータの固定子と回転子との間の空隙の固定子側に嵌入された円筒状構造物で、モータの密封機能を形成させ、モータの軸に直結されて駆動する被駆動機である例えば冷媒ガス圧縮機より駆動軸の摺動部を介してモータ側の回転子空間より固定子空間内への漏出を防止し、耐蝕性に乏しい固定子線輪を保護させるもので、通常モータ外被は密封構造で漏出を完全に防止する機能を有するものである。
【０００３】
【従来の技術】
上記キャンの従来の構造は、非磁性金属薄肉板を中空円筒状に形成し、前記したように駆動モータの固定子の内周に嵌入固定し、固定されたキャンと回転子の間には僅少な空隙を保たせ、回転子空間を密封構造にしてある。
前記キャンは、前記固定子からの回転磁界による高密度の交流磁束が鎖交するために発生する渦電流損失及びキャンを含めた空隙における磁気抵抗の増加による励磁損失などで多量の熱を発生し、キャンドモータの効率を低下させ、大容量機の設計、製作を困難にしてきた。そのため、最近は、磁気抵抗を減少させるとともに、電気抵抗値の高い磁性金属板によるキャンが開発されている。
前記耐圧強度は、従来技術においても軟磁性細線を捲き線した円筒状の骨材は、半径方向の強度は有するものの軸線方向の強度は該骨材が包被した非磁性金属素材の強度に頼ることになり、この機械構造上の欠点はキャンの大口径化に伴い増大し、大容量機の設計を困難にしている。
【０００４】
一方前記キャンは、前記渦電流損失及び励磁損失による多量の発生熱にさらされるため高い耐熱性が要求されるばかりでなく、前記したように被駆動側の例えば圧縮機からの高圧流体を形成する冷媒ガスが軸受け部を通して前記キャンに入りこれを加圧するため、該キャンはこれに対する耐熱性、耐圧性、及び冷媒ガスに対する耐薬品性が要求されている。
【０００５】
従来、このような目的達成には軟磁性高抵抗金属板に代わる磁性抵抗が小さく且つ渦電流損失の少ないキャンの構造が本発明者により、既に実用新案登録番号第２５５２２４２号公報記載の発明がされている。
【０００６】
上記登録番号２５５２２４２号公報に開示されている発明は、
磁気抵抗損及び渦電流損の電磁気損の減少を図り、しかも機械的シールを保持しつつ、耐圧強度を減少させることなく薄肉化を図り、密封組立可能のキャンドモータ用キャンの提供を目的としたもので、その構造は、絶縁被覆を有する軟磁性金属線を螺旋状若しくは多数のリング円の集合体として形成した円筒体と、該円筒体の軸方向に沿って連設する連設線を含み、該連接線を固定子の正負磁極とし、固定磁極体の複数対ピッチ間隔位置に配設し、また、前記円筒体の内外に高張力織布を巻き付け樹脂加工により一体化したものである。また、前記円筒体の両端に略円筒状の一対の支持体を固設している。
【０００７】
しかも、これら上記従来技術は、圧縮機の冷媒に従来より使用されてきたフロンガスを対象としたものであったが、そのフロンガスの使用が国内外で禁止され、自然作動流体の使用が一般的となり、しかも熱力学的特性から言ってもアンニアがその主流を為し、アンモニアはフロン系の代表的冷媒に比較しても圧縮特性では却って優れているものである。
このような状況において、上記アンモニア使用のため、当然その欠点を補うキャンドモータの出現が最大要務とされることになるが、前記従来からのキャンに使用されている樹脂はアンモニアに対し、耐蝕性がないために使用に堪えないという問題点を抱えている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、アンモニアガスの高温高圧下においても高い耐蝕性樹脂を使用するとともに、磁気的損失、渦電流損失、耐圧性、耐透過性が高く、且つ高密封作業が容易に行なえるキャンドモータ用無損失キャンの提供を目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明のキャンドモータ用無損失キャンは、
固定子と回転子との間の空隙にキャンを嵌入するキャンドモータ用キャンにおいて、
絶縁皮膜の施された軟磁性細線を螺旋状、又は独立環とした集合状円筒型骨材の内外面のそれぞれに、弗素樹脂シートと高張力織布を積層し、その積層間にピンホール皆無の金属箔を挿入して多層積層体を形成し、該積層体を円筒状に一体化成形体（以降成形体という）を構成したことを特徴とする。
【００１０】
上記本発明は、本発明の目的であるアンモニアガスに対する耐蝕性のある無損失キャンの形成のためになされたもので、そのためには前記した本願発明者が先に開発したアンモニアガス以外の他のフロンガスには有効であったキャンの樹脂構造に代わる樹脂の使用を検討した結果なされたもので、
上記アンモニアガスに対する耐蝕性樹脂としてはポリエチレン樹脂又は弗素樹脂系のみが該当するが、前者は耐温度特性が低いので、後者に限定される。上記弗素樹脂は、炭素−弗素の強力な結合と、弗素原子がＣ−Ｃ結合の周囲を隙間無く埋めて、極めて優れた耐薬品性と耐溶剤性を持っているが、成形品の内面における収縮歪みによる空間（ボイド）の発生があり、このボイドがアンモニアガスの漏洩を惹起しキャン本来の目的である密封性を損なう問題を抱えている。
【００１１】
そこで、本発明の無損失キャンにおいては、前記従来のキャン構造における、絶縁皮膜の施された軟磁性細線を螺旋状、又は独立環とした集合状円筒型骨材の内外の両面に、弗素樹脂シート、及び高張力織布を交互に積層し、前記樹脂シートと高張力織布との間に少なくとも一層またはそれ以上のピンホールの無い金属箔を積層して、その積層体一体成形して、前記弗素樹脂シートに発生するボイドの影響を、ピンホール皆無の金属箔により押さえるように構成したものである。
【００１２】
則ち、弗素樹脂を使用したキャンドモータ用無損失キャンは、キャン挿入のための固定子と回転子との空隙の磁気抵抗損失の補償と同時に耐圧性のために絶縁の施された軟磁性細線を螺旋状に或いは独立環を集合して円筒形状の骨材とし、その内外の両面に薄手のシート状の弗素樹脂、高張力織布等を交互に積層し、弗素樹脂のボイドを阻止するために、ピンホールの無い金属箔を積層間に挿入して弗素樹脂を主材としてキャンを成形、加熱加圧により一体化したものである。
【００１３】
斯かる本発明のキャンドモータ用無損失キャンにおいて、
前記成形体は、前記積層体の巻芯を貫通する巻芯ローラと該ローラに平行に前記積層体の外周に接する成形ローラとにより、加熱押圧して一体化成形体を構成するのが好ましく、前記ローラ方式による加圧成形により、均一な厚みの円筒状キャンを形成する。
則ち、積層体形成時に巻き込まれた空気及び積層体の樹脂から発生する気体の除去には、前記一対の圧延ローラにより絞り成形が有効に機能し、それ自体が気密性とボイドによる透過性の低下を押さえた円筒体を形成させたものである。
【００１４】
なお、本発明のキャンドモータ用無損失キャンにおける、
前記成形体は、真空雰囲気下により構成されるのが好ましく、積層体を真空雰囲気下で加熱加圧成形することにより、前記積層体に含まれる空気や樹脂シートよりの湿気等の完全除去を可能にしている。
【００１５】
そして、また、本発明のキャンドモータ用無損失キャンにおける、
前記積層体は、内側の１層目は弗素樹脂シートとし、２層目を軟磁性細線の巻装体とし、３層以上は高張力織布、薄手の弗素樹脂シートを交互に設け、更に該薄手の弗素樹脂シート層の層間にピンホール皆無の金属箔を捲き込み積層する構成が好ましく、ピンホール皆無の金属箔は樹脂に固有のボイドを阻止するものであるが、薄手の樹脂層が複数積層されることで、このために生ずる気体の漏洩は阻止されることもあるが、完全に阻止するためには金属箔が挿入される。但し、この金属箔の挿入は、これに渦電流が流れ、それによって渦電流損が理論的には発生することになるが、それは極めて薄い金属箔のために渦電流損も極めて小さな値で、モータの損失に対し、全く無視出来るものである。
【００１６】
そしてまた、本発明のキャンドモータ用無損失キャンにおける、
前記軟磁性細線の巻装体は、その巻き線が成形用加熱熱源を形成する構成が好ましく、キャン形成の加工工程において、軟磁性金属細線を螺旋状に巻装し、加工後の軸方向の強度増強用として螺旋状細線に結束帯を設ける必要のないときは、則ち、強力織布などで軸方向の増強をする必要の無い場合には、軟磁性細線による巻装体の全部又はその一部を加工時における熱源用加熱線として利用することも可能である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明のキャンドモータ用無損失キャンを備えたキャンドモータの全体的構成を示す上部破断断面図で、図２は図１の無損失キャンの構成を示す一実施例の断面図で、図３は図２の展開図である。
【００１８】
図１に見るように、本発明の無損失キャンを備えたキャンドモータ１０は、両端に軸受け部１８を持つ軸受けカバー１５と、該カバーに固定されるフレーム１６と、回転軸１７とよりなり、該回転軸１７に直結された被駆動機（この場合はアンモニアガス圧縮機）１９を駆動している。
そして、前記フレーム１６には固定子１１を設け固定子捲き線１４を巻装してある。また、回転軸１７には回転子１２を備え、前記固定子１１との間の空隙の固定子側に無損失キャン１３を嵌入する構成とし、
前記アンモニアガス圧縮機１９から軸受け部１８を経由し移動してきた高圧アンモニアガスを、前記嵌入した無損失キャン１３により回転子空間１２ａを固定子空間１１ａを含む外部空間に対し密閉状態として、アンモニアガスの固定子空間への漏洩を皆無とする構成にしてある。
【００１９】
図２を参照して、加熱熱源内蔵の円筒状巻芯ローラ３０上に積層体２５を形成する。例えば巻芯ローラ３０上に、１層目はやや厚手の弗素樹脂シート２０の下巻きをし、２層目に絶縁被覆の軟磁性細線２１による螺旋巻装体を設け、３層目には強力繊維織布（高張力織布）２３による積層を行い、その上に薄手の弗素樹脂シート２０による積層を行い、更にその弗素樹脂シート２０の積層間にピンホール皆無の金属箔２４を巻き込み積層体２５を形成する。
なお、上記積層体は、図示のように、３層目の強力繊維織布２３による積層後は薄手の弗素樹脂シート２０による積層とピンホール皆無の金属箔２４による交互積層を行った状態を示してあるが、本発明は上記構成に限られたものではなく、例えば３層目以上の積層を強力繊維織布２３による積層と薄手の弗素樹脂シート２０による積層を交互に複数段行い、その積層間に１層以上のピンホール皆無の金属箔２４を挿入させてもよい。
【００２０】
該積層体２５を前記巻芯ローラ３０の対向位置に配設した加圧成形ローラ３１により、ローラ式成形方式を構成し加熱加圧を行い一体化成形体を形成する。
上記ローラ式加熱加圧成形は、好ましくは真空下で行い、積層体形成時に巻き込まれた空気や積層体の各々に含まれる気体を効率的に除去するとともに、均一な厚みを持つ完全円筒成形体を形成する。
【００２１】
則ち、前記積層後の最終過程で行なわれる加熱処理においては、前記したように巻芯を一対の加熱、圧縮の加工ローラを形成する巻芯ローラ３０を設け、その外側の対向位置には他の一の加圧成形ローラ３１を配設し、これらによる加工を大気中、好ましくは真空中で行い、前記ローラの相互の回転、圧縮を図に示す矢印方向に行い、締め付けを行なって、肉厚一定に一体化し、樹脂の硬化、成形後に前記巻芯ローラ３０より円筒形に成形されたキャン１３を取り出して、モータ用キャンとして組立てる。
【００２２】
前記ピンホール皆無の金属箔２４の使用は、弗素樹脂固有のボイドを阻止するものであるが、薄手の弗素樹脂層が複数積層されることで、このために生ずる気体の漏洩は阻止されることもあるが、完全に阻止するためには金属箔が挿入される。但し、この金属箔の挿入は、これに渦電流が流れ、それによって渦電流損が理論的には発生することになるが、それは極めて薄い金属箔のために渦電流損も極めて小さな値で、モータの損失に対し、全く無視出来るものである。
【００２３】
図３には、図２のキャン１３の展開図を示してあり、図に見るように、
１対の磁極（Ｎ、Ｓ）を隔ててＸ１−Ｘ１の位置に軸方向に絶縁被覆を剥ぎ裸線部分に半田を盛り結束帯２６を設けたもので、軸方向に接合し軸方向強度を持たせたものである。
【００２４】
上記軸方向の強度増強用として軟磁性細線よりなる螺旋状巻装部表面に結束帯２６を設ける必要のないとき、則ち、強力織布などで軸方向の増強の余裕がある場合には螺旋状巻装体を加工時における熱源用加熱線として利用することも可能である。
【００２５】
前記ピンホールを皆無とした薄手金属箔２４の捲き込み一体化により、前記したように、弗素樹脂シート２０の成形時の内部歪みによるボイドによる透過性を完全に押さえた高い耐蝕性を持つ耐アンモニアガスのキャンを得る構成にしてある。
【００２６】
以上のようにして加工成形される円筒状キャンは従来の金属製キャンと比較すればその強度上より、また加工上よりその厚さは厚くなり勝ちで、これはキャンの装架されるモータの回転子と固定子間の空隙の増大に影響を与え、モータの特性を低下させることにもなるので、その厚みは可能の限り薄くして、キャンの厚みは容量にもよるが１ｍｍ以下に構成する。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は上記構成により、高温高圧下においても高い耐蝕性樹脂を使用するとともに、磁気的損失、渦電流損失、耐圧性、耐透過性の高い高密封作業の容易に行なえるキャンドモータ用の無損失キャンを得ることにより、時代の要望に沿う従来のフロンガスに代わるアンモニア冷媒の使用に対応する、キャンドモータ用の無損失キャンを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の無損失キャンを備えたキャンドモータの全体的構成を示す上部破断断面図である。
【図２】図１の無損失キャンの構成を示す断面図である。
【図３】図２の展開図である。
【符号の説明】
１０　　キャンドモータ
１１　　固定子
１１ａ　固定子空間
１２　　回転子
１２ａ　回転子空間
１３　　無損失キャン
１４　　固定子捲き線
１５　　軸受けカバー
１６　　フレーム
１７　　回転軸
１８　　軸受け部
１９　　アンモニアガス圧縮機
２０　　弗素樹脂シート
２１　　軟磁性細線
２２　　螺旋巻装体
２３　　強力繊維織布
２４　　金属箔
２５　　積層体
２６　　結束帯
３０　　同筒状巻芯ローラ
３１　　加圧成形ローラ
【図１】
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【図２】
2004032841.tif 000004
【図３】
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