特許 6203583 キャンドモータ、キャンの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6203583

(24)【登録日】2017年9月8日

(45)【発行日】2017年9月27日

(54)【発明の名称】キャンドモータ、キャンの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 5/128 20060101AFI20170914BHJP

   H02K 15/14 20060101ALI20170914BHJP

【ＦＩ】

   H02K5/128

   H02K15/14 Z

【請求項の数】5

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-197288(P2013-197288)

(22)【出願日】2013年9月24日

(65)【公開番号】特開2015-65744(P2015-65744A)

(43)【公開日】2015年4月9日

【審査請求日】2016年6月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100140109

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 新次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100114487

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 幸作

(74)【代理人】

【識別番号】100146710

【弁理士】

【氏名又は名称】鐘ヶ江 幸男

(74)【代理人】

【識別番号】100117411

【弁理士】

【氏名又は名称】串田 幸一

(72)【発明者】

【氏名】真武 幸三

【審査官】 津久井 道夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６０−０２６４２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１２９０２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２２１７７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２８９９６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２１３２７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１３５０６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２７６７１３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ ５／００− ５／２６

Ｈ０２Ｋ１５／００−１５／０２

Ｈ０２Ｋ１５／０４−１５／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

キャンドモータであって、
モータロータとモータステータとを隔離するための円筒状のキャンを備え、
前記キャンは、
非磁性の金属材料によって形成された金属線材であって、前記キャンの前記軸線を中心に巻き回された金属線材と、
絶縁性を有する樹脂部材とを有する第１の層
を備え、
前記軸線を含む前記キャンの断面において、隣り合う前記金属線材の間に前記樹脂部材が配置されており、
前記キャンは、前記金属線材と前記樹脂部材とによって構成される第１の層の内側に、樹脂によって形成された第２の層を備え、
前記キャンは、円筒形状の両端が開放された形状を有しており、
前記第２の層は、前記両端のうちの少なくとも一方において、
前記第１の層よりも前記軸線の方向における外側まで延びて形成されているとともに、
径方向外側において、前記第１の層が位置する領域まで折り返された折返部を有しており、
前記キャンドモータは、前記軸線の方向における前記少なくとも一方の端部の側に配置されるフレーム側板であって、前記モータステータが収容される空間を封止するためのフレーム側板をさらに備え、
前記折返部と前記フレーム側板との間は、前記折返部と、前記フレーム側板の径方向内側の面と、が接触してシールされる、
キャンドモータ。

【請求項2】

請求項１に記載のキャンドモータであって、
前記金属線材は、前記樹脂部材によって周囲を被覆された
キャンドモータ。

【請求項3】

請求項１に記載のキャンドモータであって、
前記第２の層を形成する前記樹脂は、前記第１の層を構成する前記樹脂部材と同一の材質である
キャンドモータ。

【請求項4】

請求項１乃至３の何れか一項に記載のキャンドモータであって、
前記第２の層は、前記両端のうちの一方の端部において前記折返部を有し、他方の端部において、
前記第１の層よりも前記軸線の方向における外側まで延びて形成されているとともに、
径方向外側に向けて延びて形成されたフランジ部を有しており、
前記キャンドモータは、 前記軸線の方向における前記両方の端部の側に配置されるフレーム側板を有するとともに、
前記キャンドモータは、押圧部材をさらに備え、
前記フランジ部は、前記フレーム側板の前記軸線の方向における外側の面と、前記押圧部材との間に配置され、
前記フランジ部と前記フレーム側板との間は、フランジ部が前記押圧部材によって前記フレーム側板側に押圧されて、シールされる
キャンドモータ。

【請求項5】

モータロータとモータステータとを隔離するための円筒状のキャンを備えるキャンドモータの製造方法であって、
円柱状の外周面を有する芯金の外周面に円筒状の第１の層を配置し、非磁性の金属材料を、絶縁性および熱可塑性を有する樹脂部材で被覆して形成された線材を前記第１の層を介して前記芯金に巻き回す工程と、
前記線材を加熱する工程と、
前記芯金の軸線の方向において隣り合う前記樹脂部材間に隙間が生じることなく、前記樹脂部材を溶着させることにより前記第２の層を前記第１の層上に形成する工程と
前記第２の層の両端のうちの少なくとも一方において、前記第１の層を前記第２の層よりも前記キャンの軸線の方向における外側まで延びて形成し、径方向外側において、前記第２の層が位置する領域まで折り返した折返部を前記第１の層に形成する工程と、
前記キャンドモータの前記軸線の方向における前記折返部が配置される側の端部に、前記モータステータが収容される空間を封止するためのフレーム側板を配置する工程と、
前記折返部と、前記フレーム側板の径方向内側の面とを接触させて前記折返部と前記フレーム側板との間をシールする工程と、
を備えるキャンドモータの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータロータとモータステータとを隔離するためのキャンに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ポンプやファン等の回転機器を使用する場合、特に、取り扱う流体（液体または気体）がポンプモータの外部へ漏れることが許されない用途、または、水中モータポンプや真空ポンプのように外部の水や空気がポンプまたはモータの内部に侵入してはならない用途で使用する場合には、キャンドモータが使用されてきた。キャンドモータでは、キャンを使用して、モータロータとモータステータとが隔離される。キャンは、通常、円筒形状を有しており、モータロータの外周面との間にキャップが生じる状態で、ステータコアの内面に貼り付けられる。また、一般的に、モータステータ（ステータコアおよびステータ巻線）や、ステータ巻線と接続される口出線が収容される空間は、モータフレーム、フレーム側板およびキャンにより固定密閉されて、ステータ室として構成され、当該空間の外部の環境から隔離される。かかる構成は、例えば、モータロータ側から水等の取り扱い液がステータ室に進入して絶縁低下が生じることを防止することもできる。

【0003】

かかるキャンドモータでは、モータ効率の観点から、モータロータとモータステータとのギャップを極小さくすること、すなわち、キャンを極力薄く製作することが望ましい。一方で、キャンは、ポンプの吐出圧力によって大きな内圧または外圧（例えば、真空ポンプの場合では外圧）を受けることになるので、当該圧力に耐え得る強度を必要とする。このようなことから、キャンの材料として、薄くても強度を有する金属材料が使用されることが多い。

【0004】

また、モータでは、モータステータが発生させる回転磁束が、モータステータとモータロータとのギャップを通過してモータロータまで到達することによってモータロータがトルクを発生させる。ギャップ部は磁気抵抗が大きいので、例えば、高透磁率を有する、いわゆる薄肉の鉄板等をキャン材として用いた場合、モータステータが発生させた回転磁束の一部は、モータロータ（より具体的にはロータコア）に到達する前にキャンを伝わり、その結果、モータステータ内部で磁力線が閉じ易くなる。このように、トルクを発生する目的に使用できない磁束は、一般に、漏れ磁束と称される。漏れ磁束が生じると、トルクの低下、ならびに、力率および効率の低下等、モータ性能の低下に繋がり易い。

【0005】

こうしたことから、キャンの材料には、非磁性および耐食性を有する金属材料、例えば、オーステナイト系ステンレス材やチタン材等が使用されてきた。かかるキャンの厚みは、一般的には、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ程度である。かかる非磁性金属を使用して製作される従来のキャンは、漏れ磁束の発生を防止できるとともに、堅牢であり長期運転に対して信頼性が高い。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００４−２８９９６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、かかる非磁性金属を使用して製作される従来のキャンは、モータ効率に改善の余地を残している。具体的には、金属材料によって製作されたキャンは、導電性を有するので、モータステータが発生させる磁束が回転する際にキャン内部に渦電流が流れ
て、損失が発生する。かかる損失は、一般に、キャン損と称される。かかるキャン損によって、モータ効率は大幅に低下する。例えば、キャンドモータの効率は、キャンを有していないモータ（この場合、勿論、キャン損もない）の効率と比べて、５〜１０％程度も低下する。また、渦電流は、モータ内部で熱を発生させるので、モータ効率の低下のみならず、モータ本体や取り扱い流体の温度を上昇させる要因にもなる。このような渦電流の発生を防止するために、キャンの材料として非導電性材料である樹脂やセラミック材を使用する例がある。しかしながら、これらの材料を使用した場合には、ピンホールが形成されないように薄肉の円筒形状のキャンを成形することは困難であり、また、金属材料に比べてキャンの強度が低下する。

【0008】

以上から、キャンにおける漏れ磁束および渦電流の発生を防止して、高効率なキャンドモータが求められる。また、キャンは、信頼性が高いことが求められる。さらに、キャンは、容易に製造できることが望ましい。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、例えば、以下の形態として実現することが可能である。

【0010】

本発明の第１の形態は、キャンドモータとして提供される。このキャンドモータは、モータロータとモータステータとを隔離するための円筒状のキャンを備える。キャンは、非磁性の金属材料によって形成された金属線材であって、キャンの軸線を中心に巻き回された金属線材と、絶縁性を有する樹脂部材とを備える。軸線を含むキャンの断面において、隣り合う金属線材の間に樹脂部材が配置される。

【0011】

かかるキャンドモータによれば、金属線材は、非磁性金属によって形成されているので、キャンによる磁束漏れが発生しない。また、キャンの軸線方向において、金属線材の各線材間は、樹脂部材によって電気的に絶縁され、かつ、キャンの両端部間も電気的に導通しないので、キャンに渦電流が発生することがない。したがって、高効率なキャンドモータが提供される。しかも、金属線材によってキャンの強度および柔軟性を確保できるので、信頼性の高い薄肉のキャンが提供される。

【0012】

本発明の第２の形態として、第１の形態において、金属線材は、樹脂部材によって周囲を被覆されていてもよい。かかる形態によれば、金属線材が露出している場合と比べて、キャンドモータの構成部品（例えば、フレーム側板）とキャンとの間のシールを行いやすい。

【0013】

本発明の第３の形態として、第１または第２の形態において、キャンは、金属線材と樹脂部材とによって構成される第１の層の内側に、樹脂によって形成された第２の層を備えていてもよい。かかる形態によれば、第１の層がモータロータ側の流体と直接接触することを抑制できるので、キャンドモータが扱う流体の条件（圧力、腐食性等）によらず、キャンの劣化、損傷、腐食を抑制して、高い密閉性を確保できる。その結果、信頼性の高いキャンを提供できる。

【0014】

本発明の第４の形態として、第３の形態において、第２の層を形成する樹脂は、第１の層を構成する樹脂部材と同一の材質であってもよい。かかる形態によれば、第１の層と第２の層との密着性を向上できる。

【0015】

本発明の第５の形態として、第３または第４の形態において、キャンは、円筒形状の両端が開放された形状を有していてもよい。第２の層は、両端のうちの少なくとも一方の端部において、第１の層よりも軸線の方向における外側まで延びて形成されているとともに
、径方向外側に向けて延びて形成されたフランジ部を有していてもよい。キャンドモータは、軸線の方向における少なくとも一方の端部の側に配置されるフレーム側板であって、モータステータが収容される空間を封止するためのフレーム側板と、押圧部材とを備えていてもよい。フランジ部は、フレーム側板の軸線の方向における外側の面と、押圧部材との間に配置されていてもよい。フランジ部とフレーム側板との間は、フランジ部が押圧部材によってフレーム側板側に押圧されて、シールされてもよい。かかる形態によれば、軸線の方向におけるキャンの端部とフランジ側板との間のシールの信頼性を向上できる。しかも、軸線の方向におけるキャンの端部においてキャンドモータが扱う流体が第１の層と接触することがないので、キャンの端部においても第３の形態の効果を確実に得られる。

【0016】

本発明の第６の形態として、第３または第４の形態において、キャンは、円筒形状の両端が開放された形状を有していてもよい。第２の層は、両端のうちの少なくとも一方において、第１の層よりも軸線の方向における外側まで延びて形成されているとともに、径方向外側において、第１の層が位置する領域まで折り返された折返部を有していてもよい。キャンドモータは、軸線の方向における少なくとも一方の端部の側に配置されるフレーム側板であって、モータステータが収容される空間を封止するためのフレーム側板を備えていてもよい。折返部とフレーム側板との間は、折返部と、フレーム側板の径方向内側の面と、が接触してシールされてもよい。かかる形態によれば、第５の形態と同様の効果を奏する。しかも、温度変化に伴うキャンの軸線方向の膨張および収縮を容易に吸収できるので、キャンが損傷しにくく、キャンの信頼性が高い。

【0017】

本発明の第７の形態は、モータロータとモータステータとを隔離するための円筒状のキャンの製造方法として提供される。この製造方法は、非磁性の金属材料を、絶縁性および熱可塑性を有する樹脂部材で被覆して形成された線材を円柱状の外周面を有する芯金に直接的に、または、他の部材を介して巻き回す工程と、線材を加熱する工程と、芯金の軸線の方向において隣り合う樹脂部材間に隙間が生じることなく、樹脂部材を溶着させる工程とを備える。

【0018】

かかるキャンの製造方法によれば、第２の形態のキャンドモータに使用するキャンを容易に製造できる。かかる製造方法は、第３の形態のキャンを製造する場合には、第１の層を構成するための線材を芯金に巻き回す前に、第２の層を芯金に予め装着する工程を更に備えることができる。この場合、第２の層上に線材を巻き回した後、線材を加熱してもよい。こうすれば、線材の樹脂部材が溶着される際に、当該樹脂部材と芯金とが密着することがないので、製造されたキャンを芯金から容易に取り外すことができる。

【0019】

本発明は、上述の形態に限らず、キャンや、キャンドモータを備えた各種回転機器、例えば、ポンプ、ファンなど、種々の形態で実現可能である。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の一実施例としてのキャンドモータを備えたポンプ装置の概略構成を示す説明図である。

【図2】第１実施例としてのキャンの概略構成を示す部分断面図および斜視図である。

【図3】キャンの断面構成を示す説明図である。

【図4】キャンの製造方法を示す説明図である。

【図5】第２実施例としてのキャンの概略構成を示す部分断面図である。

【図6】第２実施例としてのキャンの製造方法を示す説明図である。

【図7】第３実施例としてのキャンの概略構成を示す部分断面図および斜視図である。

【図8】第４実施例としてのキャンの概略構成を示す部分断面図である。

【図9】第４実施例の変形例としてのキャンの概略構成を示す部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

Ａ．第１実施例：
図１は、本発明の第１実施例としてのポンプシステム１０の概略断面を示す。ポンプシステム１０は、本実施例では、液体ポンプであり、ポンプ本体２０とキャンドモータ３０（以下、単にモータ３０とも呼ぶ）とを備える。ポンプ本体２０は、軸線ＡＬ１を中心に回転する主軸２１と、主軸２１に設けられた羽根車２２とを備える。主軸２１は、軸受２３，２４によって回転可能に支承されている。

【0022】

モータ３０は、主軸２１に連結されており、主軸２１に回転駆動力を提供する。本実施例では、軸受２４は、モータ３０の側に設けられている。図示するように、モータ３０は、モータロータ３１と、モータステータ３２と、ステータフレーム３３と、フレーム側板３４，３５と、ブラケット３６と、キャン４０とを備えている。

【0023】

ステータフレーム３３は、軸線ＡＬ１に沿って内部空間が形成された、円筒形状を有している。このステータフレーム３３の中には、モータステータ３２が配置されている。モータステータ３２は、ステータコアに巻線が装着された構成を有しており、モータステータ３２の軸線ＡＬ１の方向（以下、軸線方向ＡＤとも呼ぶ）の両端では、ステータコアの外方に向けて巻線の一部が突出している。このモータステータ３２は、ステータフレーム３３の内部にステータコアが嵌め込まれることによって、軸線ＡＬ１と同心にステータフレーム３３に固定される。モータロータ３１は、モータステータ３２の内部において軸線ＡＬ１と同心に配置されるとともに、主軸２１上に設けられている。

【0024】

かかるモータロータ３１とモータステータ３２との間には、キャン４０が設けられている。キャン４０は、モータロータ３１とモータステータ３２とを離隔する。このキャン４０は、軸線ＡＬ１に沿って延びて形成された円筒形状を有している。軸線ＡＬ１は、キャン４０の軸線でもある。軸線方向ＡＤにおけるキャン４０の両端は、開放されている（開口している）。かかるキャン４０は、キャン４０とモータロータ３１との間に僅かなギャップを生じる状態で、モータステータ３２（より具体的には、ステータコア）の内面に貼り付けられている。

【0025】

キャン４０の両端側には、フレーム側板３４，３５が配置されている。このフレーム側板３４，３５は、略円筒形状を有している。フレーム側板３４，３５の内径は、キャン４０の外径よりも僅かに大きく、フレーム側板３４，３５の外径は、ステータフレーム３３の内径よりも僅かに小さい。フレーム側板３４，３５は、軸線方向ＡＤにおけるモータ３０の両端において、ステータフレーム３３とキャン４０との間に嵌め込まれている。このとき、キャン４０の外面は、フレーム側板３４，３５の径方向内側の面、すなわち内面３４ａ，３５ａと接触する。これにより、モータステータ３２が収容される空間であるステータ室３７は、ステータフレーム３３とキャン４０とフレーム側板３４とによって封止される。また、キャン４０のポンプ本体２０と反対側の開口は、ブラケット３６によって閉じられている。これによって、モータロータ３１が収容される空間、すなわち、ロータ室も外部に対して封止されている。

【0026】

図２（ａ）は、図１に示したモータ３０を、軸線ＡＬ１を含む面で切った部分断面図であり、軸線方向ＡＤの一端側（ポンプ本体２０と反対の側）を示している。図２（ａ）は概略的に示されており、例えば、モータステータ３２の巻線は図示を省略されている。図２（ｂ）は、キャン４０の斜視図である。図示するように、本実施例では、キャン４０は、金属線材４１と樹脂部材４２とを備えている。金属線材４１は、線状に延びて形成されており、非磁性の金属材料によって形成される。こうした非磁性の金属材料としては、耐食性に優れた材料を使用することが望ましく、例えば、オーストナイト系ステンレス（ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６など）を使用できる。図２（ｂ）に示すように、金属線材４１
は、軸線ＡＬ１を中心に巻き回された形状を有している。金属線材４１は、キャン４０の強度や密閉性の分布を均一化する観点から、等ピッチで巻き回されていることが望ましい。巻き回された金属線材４１は、軸線方向ＡＤにおいて、相互に離間している。すなわち、金属線材４１は、間隔を隔てつつ、巻き回されている。なお、図２（ａ）では、キャン４０の断面形状は、簡略的に示している。

【0027】

離間した金属線材４１の間には、すなわち、隣り合う金属線材４１の間には、樹脂部材４２が配置されている。本実施例では、樹脂部材４２は、キャン４０を後述する方法で製造するために、熱可塑性を有している。換言すれば、樹脂部材４２は、自己融着性を有している。こうした熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド、ポリエステル、フッ素樹脂（例えば、テトラフルオロエチレン）などを使用することができる。樹脂部材４２の材質は、特に限定されないが、耐腐食性を有することが望ましく、また、製造の行いやすさの観点から、熱可塑性を有することが望ましい。

【0028】

図３は、図２に示したキャン４０の断面の詳細を示す。図示するように、本実施例では、樹脂部材４２は、隣り合う金属線材４１の間に配置されるだけでなく、金属線材４１の周囲を被覆している。金属線材４１に耐食性に優れる材料を使用すれば、仮に、モータ３０が高速回転し、モータ３０が扱う流体の圧力によって、キャン４０の内面において樹脂部材４２の一部が剥がれて金属線材４１が露出する場合であっても、キャン４０の耐食性を維持できる。本実施例では、樹脂部材４２の外表面は、湾曲した凹凸形状を有している。かかる樹脂部材４２の形状は、以下に説明するキャン４０の製造方法に起因している。

【0029】

図４は、キャン４０の製造方法の一例を示す。キャン４０の製造においては、まず、図４（ｂ）に示す断面を有する線材５０を用意する。線状に延びて形成された線材５０は、金属層５１と、金属層５１の周囲を被覆する被覆層５２と、を備えている。線材５０を用いてキャン４０を製造すると、金属層５１は金属線材４１になり、被覆層５２は樹脂部材４２になる。線材５０を用意すると、次に、円柱状の外周面を有する芯金６１に直接的に線材５０を巻き回す。芯金６１の軸線ＡＬ２は、最終的に製造されるキャン４０の軸線ＡＬ１と一致する。この工程において、線材５０は、軸線ＡＬ２の方向（軸線方向ＡＤと同一の方向である）において隣り合う線材５０同士に隙間が生じないように巻き回されることが望ましい。ただし、後述する加熱処理によって被覆層５２を隙間なく溶着できるのであれば、僅かな隙間が生じてもよい。

【0030】

線材５０を巻き回すと、最後に、図４（ａ）に示すように、線材５０を外表面から加熱する。本実施例では、ドライヤ６２によって加熱を行う。ドライヤ６２による加熱は、線材５０の巻き回しが全て完了してから行ってもよいし、線材５０を巻き回しながら、巻き回された部分に対して逐次行われてもよい。こうして、線材５０を加熱することによって、隣り合う、線材５０の被覆層５２同士が隙間なく溶着し、図４に示した断面構成が得られる。被覆層５２が完全に固化した後、溶着処理された線材５０を芯金６１から取り外すことによって、キャン４０が完成する。

【0031】

以上説明したキャン４０を使用するキャンドモータ３０によれば、金属線材４１が非磁性金属によって形成されているので、キャン４０による磁束漏れが発生しない。また、キャン４０の軸線方向ＡＤにおいて、金属線材４１の各線材間は、樹脂部材４２によって電気的に絶縁され、かつ、キャン４０の両端部間も電気的に導通しないので、キャン４０に渦電流が発生することがない。したがって、高効率なキャンドモータ３０が提供される。しかも、キャン４０は、金属線材４１によって強度および柔軟性を十分に確保できるので、樹脂部材のみで形成されるキャンと比べて、割れにくく、圧力変動等に対する信頼性が高い。さらに、キャン４０は、金属線材４１によってキャン４０の強度を確保できるので、樹脂部材のみで形成されるキャンと比べて、キャンの厚みを小さくできる。その結果、
モータロータ３１とモータステータ３２との間のギャップを小さくできるので、樹脂部材のみで形成されるキャンと比べてモータ効率を高めることができる。

【0032】

また、モータ３０によれば、金属線材４１の周囲は、樹脂部材４２によって被覆されているので、キャン４０をモータ３０に組み付ける際に、軸線方向ＡＤにおけるキャン４０の両端部を加熱することによって、樹脂部材４２と内面３４ａとが溶着し、フレーム側板３４とキャン４０とのシール性を向上できる。したがって、金属線材４１がフレーム側板３４，３５側（モータステータ３２側）において露出する構成と比べて、キャン４０とフレーム側板３４，３５とのシール性が向上する。しかも、キャン４０は、図３に示したように、フレーム側板３４，３５側に凹凸形状を有しているため、フレーム側板３４，３５との接触面積が小さくなり、接触圧が高まり、シール性がいっそう向上する。さらに、また、キャン４０は、上述したように、極めて簡単な工程で製造することができる。

【0033】

Ｂ．第２実施例：
図５は、本発明の第２実施例としてのキャン１４０の概略構成を示す説明図である。図５は、第１実施例の図２（ａ）に対応している。図５において、第１実施例としてのキャン４０（図２（ａ）参照）の構成要素と同一の構成要素については、図２（ａ）と同一の符号を付して、説明を省略する。第２実施例としてのキャン１４０は、金属線材４１と樹脂部材４２とから構成される第１の層４３の内側に、樹脂によって形成された第２の層１４４を備えている点のみが第１実施例と異なり、その他の点については、第１実施例と同様である。

【0034】

第２の層１４４の材料は、任意の樹脂を使用することが可能であるが、ポンプシステム１０が扱う流体の条件に応じて、耐腐食性、耐圧性等を考慮して選定されることが望ましい。特に、第２の層１４４の材料は、第１の層４３を構成する樹脂部材４２と同一の材質とすることが望ましい。こうすれば、第１の層４３と第２の層１４４との密着性が向上する。

【0035】

図６は、キャン１４０の製造方法の一例を示す。このキャン１４０の製造方法は、線材５０を芯金６１の周りに巻き回す前に、第２の層１４４を芯金６１に予め装着しておく点のみが第１実施例（図４）と異なる。第２の層１４４は、例えば、樹脂材料、例えば、テトラフルオロエチレンシートを円筒状に丸めて溶接することによって、芯金６１の表面に形成することができる。芯金６１に第２の層１４４が装着されると、その後、図６に示すように、第２の層１４４上に線材５０が巻き回され（つまり、第２の層１４４を介して、芯金６１に線材５０が巻き回され）、加熱される。かかる製造方法によれば、線材５０の樹脂部材４２が加熱によって溶着される際に、溶着される樹脂部材４２と芯金６１とが密着することがないので、製造されたキャン１４０を芯金６１から容易に取り外すことができる。

【0036】

以上説明したキャン１４０によれば、第１の層４３がモータロータ３１側の流体と直接接触することを抑制できるので、モータ３０が扱う流体の条件（圧力、腐食性等）によらず、キャン４０の劣化、損傷、腐食を抑制して、高い密閉性を確保できる。その結果、信頼性の高いキャンを提供できる。

【0037】

Ｃ．第３実施例：
図７は、本発明の第３実施例としてのキャン２４０の概略構成を示す。図７（ａ）は、第１実施例の図２（ａ）に対応している。図７において、第１実施例としてのキャン４０（図２（ａ）参照）の構成要素と同一の構成要素については、図２（ａ）と同一の符号を付して、説明を省略する。図７（ｂ）は、キャン２４０の斜視図である。第３実施例としてのキャン２４０は、金属線材４１と樹脂部材４２とから構成される第１の層４３の内側
に、樹脂によって形成された第２の層２４４を備えている点と、キャン２４０とフレーム側板３４との間のシール構成とが第１実施例と異なり、その他の点については、第１実施例と同様である。

【0038】

第２の層２４４は、第２実施例（図５参照）の第２の層１４４と形状のみが異なっている。具体的には、図７（ａ）に示すように、軸線方向ＡＤにおける第２の層２４４の両端において、第２の層２４４は、第１の層４３よりも軸線方向ＡＤにおける外側まで延びて形成されている（図７（ａ）では、第２の層２４４の両端のうち、フレーム側板３４側の端部のみを示している）。また、図７（ｂ）に示すように、第２の層２４４は、その両端において、径方向外側（軸線ＡＬ１から離れる側）に向けて延びて形成されたフランジ部２４５を有している。つまり、第２の層２４４は、その端部において略直角に折れ曲がった形状を有している。

【0039】

かかる第２の層２４４を有するキャン２４０では、押圧部材２７０を用いて、キャン２４０とフレーム側板３４との間がシールされる。具体的には、押圧部材２７０は、押圧板２７１とボルト２７２とを備えている。フランジ部２４５は、押圧板２７１と、フレーム側板３４の軸線方向ＡＤにおける外側面３４ｂと、の間に配置される。押圧板２７１は、押圧板２７１のうちのフランジ部２４５を挟持していない領域を貫通するボルト２７２を締め付けることによってフレーム側板３４の側に押圧され、押圧板２７１は、フランジ部２４５をフレーム側板３４の方に押圧する。その結果、フランジ部２４５とフレーム側板３４との間は、フレーム側板３４の外側面３４ｂに形成されたＯリング溝３４ｃに配置されたＯリング３９を介して、シールされる。なお、押圧部材２７０は、上記の例に限らず、任意の押圧手段に置き換えることができる。例えば、押圧部材２７０は、１つまたは複数のボルトであってもよい。この場合、ボルトは、フランジ部２４５を貫通して、フランジ部２４５をフレーム側板３４側に押圧してもよい。

【0040】

以上説明したキャン２４０によれば、第１または第２実施例のような、樹脂部材４２の溶着性能に依存したシール構造と比べて、キャン２４０とフレーム側板３４との間のシールの信頼性を向上できる。しかも、軸線方向ＡＤにおけるキャン２４０の端部においてモータ３０が扱う流体が第１の層４３と接触することがないので、キャン２４０の両端においても、キャン２４０の劣化、損傷、腐食を抑制して、高い密閉性を確実に確保できる。

【0041】

Ｄ．第４実施例：
図８は、本発明の第４実施例としてのキャン３４０の概略構成を示す。図８は、第１実施例の図２（ａ）に対応している。図８において、第１実施例としてのキャン４０（図２（ａ）参照）の構成要素と同一の構成要素については、図２（ａ）と同一の符号を付して、説明を省略する。第４実施例としてのキャン３４０は、金属線材４１と樹脂部材４２とから構成される第１の層４３の内側に、樹脂によって形成された第２の層３４４を備えている点と、キャン３４０とフレーム側板３４とのシール構成とが第１実施例と異なり、その他の点については、第１実施例と同様である。

【0042】

第２の層３４４は、第２または第３実施例（図５，７参照）の第２の層１４４または第２の層２４４と形状のみが異なっている。具体的には、図８に示すように、軸線方向ＡＤにおける第２の層３４４の両端において、第２の層３４４は、第１の層４３よりも軸線方向ＡＤにおける外側まで延びて形成されている（図８では、第２の層３４４の両端のうち、フレーム側板３４側の端部のみを示している）。また、図８に示すように、第２の層３４４は、その両端において、径方向外側において、第１の層４３が位置する領域まで折り返された折返部３４７を備えている。本実施例では、第２の層３４４は、その端部において、まず、略直角に径方向外側に折り曲げられ、第１の層４３の厚みだけ延びて形成された後、軸線方向ＡＤの内側に向けて略直角に折れ曲げられ、それによって折返部３４７が
形成されている。つまり、キャン３４０の両端においては、第１の層４３の径方向内側および外側の両方が第２の層３４４で挟み込まれ、３層構造が提供される。

【0043】

かかる第２の層３４４を有するキャン３４０は、折返部３４７とフレーム側板３４との間が、フレーム側板３４の内面３４ａに形成されたＯリング溝３４ｄに配置されたＯリング３８を介して、シールされる。つまり、キャン３４０は、第１実施例のように樹脂部材４２をフレーム側板３４に溶着させる必要なく、また、第３実施例で示したような押圧部材２７０を使用する必要なく、キャン３４０とフレーム側板３４との間を良好に密封できる。

【0044】

また、キャン３４０は、第３実施例と同様に、キャン３４０の両端においても、キャン３４０の劣化、損傷、腐食を抑制して、高い密閉性を確実に確保できる。しかも、キャン３４０は、フレーム側板３４との間で径方向にシールされ、軸線方向ＡＤにおいては拘束されていないので、温度変化に伴うキャン３４０の軸線方向ＡＤの膨張および収縮を容易に吸収できる。したがって、キャン３４０の信頼性をいっそう高めることができる。

【0045】

図９は、キャン３４０の変形例としてのキャン４４０の断面形状を示す。この例では、第２の層４４４は、その端部において、まず、略直角に径方向外側に折り曲げられ、第１の層４３の厚みだけ延びて形成された後、軸線ＡＬ１に対して非平行となる角度をなして軸線方向ＡＤの内側に向けて折れ曲げられ、それによって折返部４４７が形成されている。かかる形状のキャン４４０は、キャン３４０と同様に効果を奏する。

【0046】

Ｅ．変形例：
Ｅ−１．変形例１：
第３または第４実施例において、フランジ部２４５または折返部３４７，４４７は、キャン２４０またはキャン３４０の両端のうちの一方の端部のみに形成されていてもよい。あるいは、キャンの両端のうちの一方の端部がフランジ部２４５を有し、他方の端部が折返部３４７または４４７を有していてもよい。かかる構成とすれば、モータ３０の組立時において、軸線方向ＡＤにおけるキャンの位置決めを行いやすい。また、第３または第４実施例において、Ｏリングは必須ではなく、Ｏリングに変えて、任意のシール手段を採用可能である。例えば、フランジ部２４５または折返部３４７，４４７にシールリップ部が形成されていてもよい。

【0047】

Ｅ−２．変形例２：
第１実施例において、キャン４０は金属線材４１と樹脂部材４２とから形成されたが、キャン４０は、さらに多層の構造を有していてもよい。例えば、樹脂部材４２の周囲が、樹脂部材４２とは異なる他の樹脂部材を用いてモールドなどによって被覆されていてもよい。同様に、第２ないし第４実施例においても、第１の層４３は、さらに多層の構造を有していてもよい。

【0048】

Ｅ−３．変形例３：
上述の実施形態では、金属線材４１は樹脂部材４２によって被覆されていたが、軸線ＡＬ１を含む断面において、隣り合う金属線材４１の間にのみ樹脂部材４２が配置され、かつ、金属線材４１の径方向の表面には樹脂部材４２が配置されていない構成を採用することもできる。こうしても、渦電流の発生がないキャンを提供可能である。かかるキャンは、例えば、金属線材４１と線状に形成された樹脂部材とが軸線ＡＬ２に沿って交互に配置されるように、金属線材４１と線状に形成された樹脂部材とを芯金６１に隙間無く巻き回した後に、樹脂部材を加熱し、金属線材４１と樹脂部材とを溶着させて製造してもよい。

【0049】

Ｅ−４．変形例４：
第１実施例において、軸受２４がポンプ本体２０側に配置され、モータ３０が主軸２１に片持ち支持される場合には、キャン４０のポンプ本体２０と反対側の端部は、閉塞していてもよい。この場合、当該端部の開口に円盤状のフレーム側板を嵌め込んで、キャン４０を閉塞構造としてもよい。

【0050】

Ｅ−５．変形例５：
上述したキャンは、液体ポンプに限らず、気体ポンプに使用することも可能である。もとより、上述したキャンは、ポンプに限らず、ファンなどの各種回転機器に使用可能である。

【0051】

以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。

【符号の説明】

【0052】

１０…ポンプシステム
２０…ポンプ本体
２１…主軸
２２…羽根車
２３，２４…軸受
３０…キャンドモータ
３１…モータロータ
３２…モータステータ
３３…ステータフレーム
３４…フレーム側板
３４ａ…内面
３４ｂ…外側面
３４ｃ，３４ｄ…Ｏリング溝
３６…ブラケット
３７…ステータ室
３８，３９…Ｏリング
４０，１４０，２４０，３４０，４４０…キャン
４１…金属線材
４２…樹脂部材
４３…第１の層
５０…線材
５１…金属層
５２…被覆層
６１…芯金
６２…ドライヤ
１４４，２４４，３４４，４４４…第２の層
２４５…フランジ部
２７０…押圧部材
２７１…押圧板
２７２…ボルト
３４７，４４７…折返部
ＡＬ１，ＡＬ２…軸線
ＡＤ…軸線方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】