特開 2023-57273 水中回転機械の製造方法および水中電動ポンプの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023057273

(43)【公開日】2023-04-21

(54)【発明の名称】水中回転機械の製造方法および水中電動ポンプの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/02 20060101AFI20230414BHJP

   H02K 15/14 20060101ALI20230414BHJP

   H02K 5/08 20060101ALI20230414BHJP

   H02K 5/18 20060101ALI20230414BHJP

【ＦＩ】

H02K15/02 A

H02K15/14 Z

H02K5/08 A

H02K5/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021166701

(22)【出願日】2021-10-11

(71)【出願人】

【識別番号】000150844

【氏名又は名称】株式会社鶴見製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(72)【発明者】

【氏名】松川 涼

(72)【発明者】

【氏名】寺岡 義昭

【テーマコード（参考）】

5H605

5H615

【Ｆターム（参考）】

5H605AA07

5H605AA08

5H605BB06

5H605BB07

5H605BB14

5H605BB17

5H605CC01

5H605CC02

5H605DD09

5H605DD12

5H605GG18

5H605GG20

5H615AA01

5H615BB01

5H615BB14

5H615PP01

5H615PP28

5H615SS09

5H615SS10

5H615SS13

5H615SS15

5H615SS44

5H615TT26

(57)【要約】

【課題】寸法精度を確保しつつ、製造工程を簡素化することが可能な水中回転機械の製造方法を提供する。
【解決手段】水中電動ポンプの製造方法では、金型を用いて樹脂製のモータフレーム１１を樹脂成形する工程と、樹脂成形後の樹脂製のモータフレーム１１にステータ１３を挿入する工程と、樹脂製のモータフレーム１１の収縮により樹脂製のモータフレーム１１にステータ１３を固定する工程と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステータと前記ステータの外周を囲むモータフレームとを含むモータを備える水中回転機械の製造方法であって、
金型を用いて樹脂製の前記モータフレームを樹脂成形する工程と、
樹脂成形後の前記樹脂製のモータフレームに前記ステータを挿入する工程と、
前記樹脂製のモータフレームの収縮により前記樹脂製のモータフレームに前記ステータを固定する工程と、を備える、水中回転機械の製造方法。

【請求項2】

前記樹脂製のモータフレームに前記ステータを挿入する工程は、樹脂成形された前記樹脂製のモータフレームの収縮が完了する前に前記ステータを前記樹脂製のモータフレームに挿入する工程を含む、請求項１に記載の水中回転機械の製造方法。

【請求項3】

前記樹脂製のモータフレームを樹脂成形する工程は、前記樹脂製のモータフレームの内面として、前記ステータを挿入する方向に直交する方向の大きさが前記ステータを挿入するための挿入開口に向かって大きくなるように前記ステータの挿入する方向に対して傾斜する勾配面と、前記ステータの挿入方向に延びる非勾配面とを形成する工程を含む、請求項１または２に記載の水中回転機械の製造方法。

【請求項4】

前記樹脂製のモータフレームを樹脂成形する工程は、周方向において、前記勾配面と前記非勾配面とが交互に略等間隔で配置されるように前記樹脂製のモータフレームを形成する工程を含む、請求項３に記載の水中回転機械の製造方法。

【請求項5】

前記樹脂製のモータフレームを樹脂成形する工程は、前記ステータを挿入する方向に沿って前記勾配面と前記非勾配面とが連続して形成されるように、前記樹脂製のモータフレームの内面として、周方向全体に亘って前記勾配面と、前記非勾配面とを形成する工程を含み、
前記樹脂製のモータフレームに前記ステータを挿入する工程は、周方向の全体に亘って形成された前記非勾配面と前記ステータの外周面とが接触するように前記ステータを前記樹脂製のモータフレームに挿入する工程を含む、請求項３に記載の水中回転機械の製造方法。

【請求項6】

前記樹脂製のモータフレームを樹脂成形する工程は、前記樹脂製のモータフレームと、ロータの軸受け部を支持する前記樹脂製のモータブラケットとを一体成形する工程を含む、請求項１～５のいずれか１項に記載の水中回転機械の製造方法。

【請求項7】

前記樹脂製のモータフレームを樹脂成形する工程は、前記樹脂製のモータフレームが前記ステータの外周を囲むとともに前記樹脂製のモータブラケットが前記ステータの底面側に位置する円筒形状を有するように、前記樹脂製のモータフレームと前記樹脂製のモータブラケットとを一体成形する工程を含む、請求項６に記載の水中回転機械の製造方法。

【請求項8】

前記樹脂製のモータフレームを樹脂成形する工程は、熱伝導率が１．０Ｗ/ｍＫ以上である高熱伝導樹脂を用いて前記樹脂製のモータフレームを成形する工程を含む、請求項１～７のいずれか１項に記載の水中回転機械の製造方法。

【請求項9】

前記樹脂製のモータフレームを成形する工程は、前記樹脂製のモータフレームの外周面にフィン部を一体成形する工程を含む、請求項１～８のいずれか１項に記載の水中回転機械の製造方法。

【請求項10】

前記樹脂製のモータフレームを樹脂成形する工程は、前記樹脂製のモータフレームの内周面に内側に突出するとともに、前記ステータを挿入するための挿入開口側の面が前記ステータに接触する段差部を形成する工程を含み、
前記樹脂製のモータフレームに前記ステータを挿入する工程は、前記ステータを挿入する際に、前記ステータに前記樹脂製のモータフレームの前記段差部を接触させて、前記樹脂製のモータフレームに対する前記ステータの位置を位置決めする工程を含む、請求項１～９のいずれか１項に記載の水中回転機械の製造方法。

【請求項11】

前記ステータを挿入する方向に見て、前記位置決めする工程における樹脂成形後の前記段差部に囲まれる部分の内径の大きさは、前記ステータの外径の大きさより小さい、請求項１０に記載の水中回転機械の製造方法。

【請求項12】

ステータと前記ステータの外周を囲むモータフレームとを含むモータを備える水中電動ポンプの製造方法であって、
金型を用いて樹脂製の前記モータフレームを樹脂成形する工程と、
樹脂成形後の前記樹脂製のモータフレームに前記ステータを挿入する工程と、
前記樹脂製のモータフレームの収縮により前記樹脂製のモータフレームに前記ステータを固定する工程と、を備える、水中電動ポンプの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水中回転機械の製造方法および水中電動ポンプの製造方法に関するものであり、特に、ステータとステータの外周を囲むモータフレームとを含むモータを備える水中回転機械の製造方法および水中電動ポンプの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ステータとモータハウジングとを含むモータを備える水中回転機械が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

上記特許文献１の水中回転機械としてのモータポンプは、主軸と、主軸とともに一体的に回転するロータと、ロータの外周側に設けられたステータと、金属製のモータフレームとを備える。また、特許文献１のモータポンプの製造方法では、金属製のモータフレームの内周面にステータが固定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－２０６８３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１には明記されていないが、上記特許文献１のモータポンプを含む水中回転機械の分野では、主軸の回転中心軸線がずれて主軸に振動が生じないように、治具を用いてステータをモータフレームに対して精度よく位置決めして固定する必要がある。この場合、ステータのモータフレームに対する固定作業が煩雑になるため、水中回転機械の製造工程が煩雑になるという問題点がある。

【0006】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、寸法精度を確保しつつ、製造工程を簡素化することが可能な水中回転機械の製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明の第１の局面による水中回転機械の製造方法は、ステータとステータの外周を囲むモータフレームとを含むモータを備える水中回転機械の製造方法であって、金型を用いて樹脂製のモータフレームを樹脂成形する工程と、樹脂成形後の樹脂製のモータフレームにステータを挿入する工程と、樹脂製のモータフレームの収縮により樹脂製のモータフレームにステータを固定する工程と、を備える。

【0008】

この発明の第１の局面による水中回転機械の製造方法では、上記のように、金型を用いて樹脂製のモータフレームを樹脂成形する工程と、樹脂成形後の樹脂製のモータフレームにステータを挿入する工程と、樹脂製のモータフレームの収縮により樹脂製のモータフレームにステータを固定する工程と、を備える。これにより、モータフレームによりステータの外周面を囲んだ状態で、モータフレームを収縮させることができる。このため、ステータの周方向において、モータフレームからステータに対して略均等に収縮に伴う力を作用させることができるため、治具を用いなくとも樹脂の収縮性を利用してステータをモータフレームに固定することができる。したがって、治具を用いてステータをモータフレームに固定する工程が不要となる。さらに、治具を用いる圧入とは異なり、樹脂製のモータフレームに対する固定作業を簡素化することができるとともに、治具を用いることなくステータ（シャフト）の中心位置の精度を確保することができる。この結果、寸法精度を確保しつつ、製造工程を簡素化することができる。また、モータフレームの収縮を利用することにより、モータフレームにステータを挿入する場合と比べて、モータフレームにクラック（割れ）が生じることを抑制することができる。

【0009】

上記第１の局面による水中回転機械の製造方法において、好ましくは、樹脂製のモータフレームにステータを挿入する工程は、樹脂成形された樹脂製のモータフレームの収縮が完了する前にステータを樹脂製のモータフレームに挿入する工程を含む。このように構成すれば、ステータの外径よりも樹脂製のモータフレームの内径が大きい樹脂成形直後の段階においてステータを樹脂製のモータフレームに挿入することができるため、樹脂製のモータフレームにステータを容易に挿入することができる。

【0010】

上記第１の局面による水中回転機械の製造方法において、好ましくは、樹脂製のモータフレームを樹脂成形する工程は、樹脂製のモータフレームの内面として、ステータを挿入する方向に直交する方向の大きさがステータを挿入するための挿入開口に向かって大きくなるようにステータの挿入方向に対して傾斜する勾配面と、ステータの挿入方向に延びる非勾配面とを形成する工程を含む。このように構成すれば、勾配面により、樹脂により成形された樹脂製のモータフレームを金型から容易に取り出すことができるとともに、非勾配面により、ステータの外周面と樹脂製のモータフレームの内周面とを面接触させた状態で確実に嵌合させることができる。

【0011】

この場合、好ましくは、樹脂製のモータフレームを樹脂成形する工程は、周方向において、勾配面と非勾配面とが交互に略等間隔で配置されるように樹脂製のモータフレームを形成する工程を含む。このように構成すれば、ステータに対して非勾配面と勾配面とを略均等に設けることができるため、モータフレームが収縮した際に、固定を確実にするとともに、樹脂製のモータフレームに対してステータが偏ることを抑制することができる。

【0012】

上記第１の局面による水中回転機械の製造方法において、好ましくは、樹脂製のモータフレームを樹脂成形する工程は、ステータを挿入する方向に沿って勾配面と非勾配面とが連続して形成されるように、樹脂製のモータフレームの内面として、周方向全体に亘って勾配面と、非勾配面とを形成する工程を含み、樹脂製のモータフレームにステータを挿入する工程は、周方向の全体に亘って形成された非勾配面とステータの外周面とが接触するようにステータを樹脂製のモータフレームに挿入する工程を含む。このように構成すれば、樹脂製のモータフレームとステータの接触面積を大きく確保することができるため、樹脂製モータフレームに対するステータの固定がより確実になるとともに、ステータから発生する熱を樹脂製のモータフレームに効率よく伝えることができる。

【0013】

上記第１の局面による水中回転機械の製造方法において、好ましくは、樹脂製のモータフレームを樹脂成形する工程は、樹脂製のモータフレームと、ロータの軸受け部を支持する樹脂製のモータブラケットとを一体成形する工程を含む。このように構成すれば、モータブラケットと樹脂製のモータフレームとの間の境界をなくすことができるため、モータブラケットと樹脂製のモータフレームとの間から浸水することを抑制することができる。また、モータブラケットと、樹脂製のモータフレームとを別々に樹脂成形する場合と比べて、モータブラケットと樹脂製のモータフレームとを個別に製造して組み付ける工程が不要となるため、水中回転機械の製造プロセスをより簡素化することができる。

【0014】

この場合、好ましくは、樹脂製のモータフレームを樹脂成形する工程は、樹脂製のモータフレームがステータの外周を囲むとともに樹脂製のモータブラケットがステータの底面側に位置する円筒形状を有するように、樹脂製のモータフレームと樹脂製のモータブラケットとを一体成形する工程を含む。このように構成すれば、モータブラケットと樹脂製のモータフレームとを個別に製造して組付ける場合と異なり、容易に円筒形状を有したモータフレームを製造することができる。

【0015】

上記第１の局面による水中回転機械の製造方法において、好ましくは、樹脂製のモータフレームを樹脂成形する工程は、熱伝導率が１．０Ｗ/ｍＫ以上である高熱伝導樹脂を用いて樹脂製のモータフレームを成形する工程を含む。このように構成すれば、高熱伝導樹脂を用いることにより、ステータから伝わった熱を樹脂製のモータフレームがより放熱しやすくなるため、モータの放熱性を向上させることができる。

【0016】

上記第１の局面による水中回転機械の製造方法において、好ましくは、樹脂製のモータフレームを成形する工程は、樹脂製のモータフレームの外周面にフィン部を一体成形する工程を含む。このように構成すれば、フィン部を設けることにより、樹脂製のモータフレームの放熱面積を大きく確保することができるため、モータの放熱性をさらに向上させることができる。また、フィン部を設けることにより、樹脂に高熱伝導フィラーが含まれる場合に、高熱伝導フィラーを厚み方向に配向させることができるため、放熱性をさらに向上させることができる。

【0017】

上記第１の局面による水中回転機械の製造方法において、好ましくは、樹脂製のモータフレームを樹脂成形する工程は、樹脂製のモータフレームの内周面に内側に突出するとともに、前記ステータを挿入するための挿入開口側の面がステータに接触する段差部を形成する工程を含み、樹脂製のモータフレームにステータを挿入する工程は、ステータを挿入する際に、ステータと樹脂製のモータフレームの段差部とを接触させて、樹脂製のモータフレームに対するステータの位置を位置決めする工程を含む。このように構成すれば、ステータを樹脂製のモータフレームの段差部に接触させるだけで、モータフレームの収縮前において、ステータを挿入する方向におけるモータフレームに対するステータの位置決めを行ってステータのモータフレームへの挿入を完了することができる。これにより、治具を用いて圧入する工程を行わなくともステータの深さ方向（軸方向）の位置決めが容易かつ確実に行える。

【0018】

この場合、好ましくは、ステータの挿入方向に見て、位置決めする工程における樹脂成形後の段差部に囲まれる部分の内径の大きさは、ステータの外径の大きさより小さい。このように構成すれば、ステータを段差部に確実に接触させることができるため、ステータを挿入する方向におけるモータフレームに対するステータの位置決めを容易に行うことができる。

【0019】

この発明の第２の局面による水中電動ポンプの製造方法は、ステータとステータの外周を囲むモータフレームとを含むモータを備える水中電動ポンプの製造方法であって、金型を用いて樹脂製のモータフレームを樹脂成形する工程と、樹脂成形後の樹脂製のモータフレームにステータを挿入する工程と、樹脂製のモータフレームの収縮により樹脂製のモータフレームにステータを固定する工程と、を備える。

【0020】

この発明の第２の局面による水中電動ポンプの製造方法では、上記のように、金型を用いて樹脂製のモータフレームを樹脂成形する工程と、樹脂成形後の樹脂製のモータフレームにステータを挿入する工程と、樹脂製のモータフレームの収縮により樹脂製のモータフレームにステータを固定する工程と、を備える。これにより、モータフレームによりステータの外周面を囲んだ状態で、モータフレームを収縮させることができる。このため、ステータの周方向において、モータフレームからステータに対して略均等に収縮に伴う力を作用させることができるため、治具を用いなくとも樹脂の収縮性を利用してステータをモータフレームに固定することができる。したがって、治具を用いてステータをモータフレームに固定する工程が不要となる。さらに、治具を用いる圧入とは異なり、樹脂製のモータフレームに対する固定作業を簡素化することができるとともに、治具を用いることなくステータ（シャフト）の中心位置の精度を確保することができる。この結果、寸法精度を確保しつつ、水中電動ポンプの製造工程を簡素化することができる。また、モータフレームの収縮を利用することにより、モータフレームにステータを挿入する場合と比べて、モータフレームにクラック（割れ）が生じることを抑制することができる。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、上記のように、寸法精度を確保しつつ、製造工程を簡素化することが可能な水中回転機械の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】水中ポンプの全体構成を示した側面図である。

【図2】樹脂製のモータフレームの斜視図である。

【図3】樹脂製のモータフレームにステータが取り付けられた状態を示す底面図である。

【図4】ステータを樹脂製のモータフレームに挿入する工程を説明するための図である。

【図5】スタータを樹脂製のモータフレームに固定する工程を示す図である。

【図6】第１変形例による樹脂製のモータフレームにステータが取り付けられた状態を示す底面図である。

【図7】第２変形例によるモータフレームにフィンを設けた様子を示す側面図である。

【図8】変形例によるモータフレームにステータが取り付けられた状態を示す底面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本実施形態を図１～図５に基づいて説明する。

【0024】

［本実施形態］
（水中回転機械の構成）
図１を参照して、水中電動ポンプ１００について説明する。なお、「水中電動ポンプ」は特許請求の範囲に記載した「水中回転機械」の一例である。

【0025】

水中電動ポンプ１００は、モータ１と、ポンプ室２と、オイル室３とを備えている。

【0026】

モータ１は、モータフレーム１１と、モータブラケット１２と、ステータ１３（固定子）と、ロータ１４（回転子）と、軸受け部１５と、シャフト（回転軸）１６とを備える。シャフト１６の一端側は、モータブラケット１２に取り付けられた軸受け部１５に回転支持されており、シャフト１６の他端側に羽根車４が取り付けられる。そして、シャフト１６は、上下方向に延びるように配置されている。本明細書では、シャフト１６の延びる方向をＺ方向とする。また、モータブラケット１２が位置する側をＺ１側とし、羽根車４が取り付けられる側をＺ２側とする。

【0027】

図１および図２に示すように、モータフレーム１１は、内部にステータ１３と、ロータ１４とが収容される。モータフレーム１１は、円筒形状である。モータフレーム１１は、樹脂製である。樹脂製のモータフレーム１１は、熱伝導率が１．０Ｗ/ｍＫ以上である高熱伝導樹脂を用いて樹脂成形されることが好ましい。高熱伝導樹脂は、たとえば、汎用プラスチック、汎用プラスチックよりも強度または耐熱性を向上させたエンジニアリングプラスチック、または、エンジニアリングプラスチックよりも耐熱性を向上させたスーパーエンジニアリングプラスチック（スーパーエンプラ）である。

【0028】

汎用プラスチックの一例は、ＡＢＳ（アクリロニトリル ブタジエン スチレン）またはＰＰ（ポリプロピレン）である。エンジニアリングプラスチックの一例は、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＡ（ポリアミドまたはナイロン）、ＰＢＴ（ポリブチレンテフタレート）、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、ｍ-ＰＰＥ（変性ポリフェニレンエーテルまたはノリル）である。スーパーエンジニアリングプラスチックの一例は、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）、ＰＳＵ（ポリスルホン）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、またはＬＣＰ（液晶ポリエステルまたは液晶ポリマー）である。

【0029】

樹脂製のモータフレーム１１は、モータブラケット１２と一体的に形成されている。樹脂製のモータフレーム１１は、樹脂製のモータフレーム１１がステータ１３の外周を囲むとともにモータブラケット１２がステータ１３の底面側（Ｚ１側）に位置する円筒形状を有している。なお、樹脂製のモータフレーム１１は、ステータ１３がＺ２側からＺ１側に向かって挿入される。樹脂製のモータフレーム１１の厚みは特に限定されないが、放熱性と強度の観点から、たとえば、３．０ｍｍ以上、好ましくは、３．５ｍｍ以上５ｍｍ以下、さらに好ましくは、３．５ｍｍ以上４ｍｍ以下に設定してもよい。

【0030】

図２に示すように、樹脂製のモータフレーム１１は、ステータ１３を挿入するための挿入開口１１ａを有している。挿入開口１１ａは、モータブラケット１２が設けられる側（Ｚ１側）とは反対側（Ｚ２側）に設けられている。挿入開口１１ａは、樹脂製のモータフレーム１１にステータ１３およびロータ１４を含む部材が樹脂製のモータフレーム１１内に取り付けられた後に、カバー部材１７（図１参照）が取り付けられる。

【0031】

図２および図３に示すように、樹脂製のモータフレーム１１は、樹脂製のモータフレーム１１の内面として、ステータ１３を挿入する方向（Ｚ方向）に直交する方向（Ｘ方向またはＹ方向）の大きさがステータ１３を挿入するための挿入開口１１ａに向かって大きくなるようにステータ１３の挿入方向（Ｚ方向）に対して傾斜する勾配面１１ｂと、ステータ１３の挿入方向に延びる非勾配面１１ｃとが形成されている。勾配面１１ｂの角度は、たとえば、２度に設定される。非勾配面１１ｃは、樹脂製のモータフレーム１１にステータ１３が嵌合する際の嵌合面として機能する。非勾配面１１ｃは、勾配が略０度の面である。本実施形態では、周方向（Ｒ方向）において、勾配面１１ｂと非勾配面１１ｃとが交互に略等間隔で配置される。本実施形態では、勾配面１１ｂは、周方向において４カ所設けられている。

【0032】

図３および図４に示すように、樹脂製のモータフレーム１１は、内周面に段差部１１ｄが設けられている。ステータ１３を挿入する方向に見て、段差部１１ｄに囲まれる部分の内径Ｄ１の大きさは、ステータ１３の外径Ｄ３の大きさよりも小さい。段差部１１ｄは、樹脂製のモータフレーム１１の内周面に沿って連続的に円形に形成されている。段差部１１ｄは、樹脂製のモータフレーム１１に対するステータ１３の深さ方向（軸方向）の位置決めを行うために設けられる。

【0033】

図１に示すように、モータブラケット１２は、ロータ１４の軸受け部１５を上方から支持するように構成されている。

【0034】

図３に示すように、モータブラケット１２は、上面視で円形を有している。また、モータブラケット１２は、軸受け部１５が挿入される孔部１２ａが設けられている。

【0035】

図１に示すように、ステータ１３は、磁界を発生させて、ロータ１４を回転させるように構成されている。ステータ１３は、樹脂製のモータフレーム１１の非勾配面１１ｃに勘合している（図３参照）。なお、非勾配面１１ｃの略全面がステータ１３の外周面１３ｂに当接している。

【0036】

ロータ１４には、シャフト１６が取り付けられている。ロータ１４は、電気を流すことにより電磁石として機能する。ステータ１３により磁界を発生させることによって、ロータ１４は、シャフト１６とともに回転駆動するように構成されている。

【0037】

軸受け部１５には、ロータ１４のＺ１側の一端が取り付けられる。軸受け部１５は、モータブラケット１２に取り付けられる。

【0038】

シャフト１６は、概して上下方向（Ｚ方向）に延びる円柱形状を有している。シャフト１６は、Ｚ２側に羽根車４が固定されている。モータ１は、シャフト１６を介して羽根車４を回転駆動させるように構成されている。シャフト１６の回動軸中心軸線αは、モータフレーム１１に対して精度よく位置決めされている。

【0039】

図１に示すように、ポンプ室２には、羽根車４が配置されている。また、ポンプ室２は、吸込口２１と吐出口２２とを有している。水中電動ポンプ１００は、排水領域（図示せず）に配置され、吸込口２１からポンプ室２内へ水を吸水する。そして羽根車４が回転することでポンプ室２内へ吸水された水へ速度エネルギーを与え、ポンプ室２内にて水の速度エネルギーが圧力エネルギーに変換され、吐出口２２から吐出するように構成されている。

【0040】

オイル室３は、モータ１およびポンプ室２の間に配置されており、オイル室３は、オイルが充填されている。また、オイル室３内には、メカニカルシール３１が設けられている。

【0041】

（水中電動ポンプの製造方法）
図４および図５に基づいて、水中電動ポンプ１００の製造方法について説明する。

【0042】

金型を用いて樹脂製のモータフレーム１１を樹脂成形する。樹脂成形する方法は、たとえば、コアとキャビティとからなる金型を用意し、コアとキャビティとを勘合させた状態で、樹脂を流し込み樹脂成形する射出成形が用いられる。また、金型は、樹脂製のモータフレーム１１の内周面として勾配面１１ｂと、非勾配面１１ｃとが形成されるように設計されている。

【0043】

金型は、樹脂成形直後の樹脂製のモータフレーム１１の内径Ｄ２が、ステータ１３の外径Ｄ３よりも大きくなるように設定される。樹脂製のモータフレーム１１は、ステータ１３を取り付けない場合に収縮が完了後した場合の内径Ｄ２が、ステータ１３の外径Ｄ３よりも小さくなるように調整される。これにより、樹脂製のモータフレーム１１は、ステータ１３を挿入することにより所定の内径の大きさに収縮しきれていないため、収縮しようとする力がステータ１３にかかり、ステータ１３が樹脂製のモータフレーム１１に対して強固に固定される。

【0044】

図４に示すように、樹脂成形された樹脂製のモータフレーム１１を金型から取り出した後、樹脂製のモータフレーム１１の収縮が完了する前にステータ１３を樹脂製のモータフレーム１１に挿入する。挿入する方向は、Ｚ２方向からＺ１方向である。この時、ステータ１３の底面１３ａが、樹脂製のモータフレーム１１の段差部１１ｄに接触することにより樹脂製のモータフレーム１１に対するステータ１３の位置決めをする。樹脂製のモータフレーム１１にステータ１３を挿入するタイミングは、たとえば、射出成形工程においてモータフレーム１１が成形される１サイクル内に設定される。１サイクルは、使用する樹脂の収縮率およびモータフレーム１１の大きさなどの条件により適宜設定され、たとえば、金型から取り出した２分後から２分３０秒の間を１サイクルとして設定される。

【0045】

ステータ１３を挿入する方向に見て、ステータ１３を取り付ける際の樹脂製のモータフレーム１１の段差部１１ｄが設けられていない部分の内径Ｄ２は、ステータ１３の外径Ｄ３より大きい。ステータ１３を挿入する方向に見て、ステータ１３を取り付ける際の樹脂製のモータフレーム１１の段差部１１ｄに囲まれる部分の内径Ｄ１は、ステータ１３の外径Ｄ３より小さい。なお、樹脂製のモータフレーム１１を金型から取り出した後、ステータ１３を挿入するまでの間に樹脂製のモータフレーム１１の形を整えるための工程を含んでいてもよい。

【0046】

図５に示すように、ステータ１３を樹脂製のモータフレーム１１に挿入した状態で、樹脂製のモータフレーム１１の収縮によりステータ１３を樹脂製のモータフレーム１１に固定する。具体的には、完全に収縮が完了した樹脂製のモータフレーム１１の内径Ｄ２は、ステータ１３の外径Ｄ３に対して若干小さくなるように設定されているが、ステータ１３の外径Ｄ３の制約を受けることにより、樹脂製のモータフレーム１１の内径Ｄ２とステータ１３の外径Ｄ３とがほぼ同じ大きさになる。その結果、ステータ１３の外周面１３ｂと樹脂製のモータフレーム１１の非勾配面１１ｃとが嵌合し、ステータ１３が樹脂製のモータフレーム１１の内面に固定される。ステータ１３が樹脂製のモータフレーム１１に固定された後、ロータ１４をステータ内に配置するとともにロータ１４の軸受け部１５をモータブラケット１２に接触させる。その後、樹脂製のモータフレーム１１の挿入開口１１ａにカバー部材１７を取り付けてモータ１が完成する。

【0047】

完成したモータ１は、シャフト１６に羽根車４が取り付けられる。その後、モータ１にオイル室３とポンプ室２とを取り付けることにより水中電動ポンプ１００が製造される。

【0048】

（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0049】

本実施形態では、上記のように、金型を用いて樹脂製のモータフレーム１１を樹脂成形する工程と、樹脂成形後の樹脂製のモータフレーム１１にステータ１３を挿入する工程と、樹脂製のモータフレーム１１の収縮により樹脂製のモータフレーム１１にステータ１３を固定する工程と、を備える。これにより、モータフレーム１１によりステータ１３の外周面１３ｂを囲んだ状態で、モータフレーム１１を収縮させることができる。このため、ステータ１３の周方向において、モータフレーム１１からステータ１３に対して略均等に収縮に伴う力を作用させることができるため、治具を用いなくとも樹脂の収縮性を利用してステータ１３をモータフレーム１１に固定することができる。したがって、治具を用いてステータ１３をモータフレーム１１に固定する工程が不要となる。さらに、治具を用いる圧入とは異なり、樹脂製のモータフレーム１１に対する固定作業を簡素化することができるとともに、治具を用いることなくステータ１３（シャフト１６）の中心位置の精度を確保することができる。この結果、寸法精度を確保しつつ、製造工程を簡素化することができる。また、モータフレーム１１の収縮を利用することにより、モータフレーム１１にステータ１３を挿入する場合と比べて、モータフレーム１１にクラック（割れ）が生じることを抑制することができる。

【0050】

本実施形態では、上記のように、樹脂製のモータフレーム１１にステータ１３を挿入する工程は、樹脂成形された樹脂製のモータフレーム１１の収縮が完了する前にステータ１３を樹脂製のモータフレーム１１に挿入する工程を含む。これにより、ステータ１３の外径Ｄ３よりも樹脂製のモータフレーム１１の内径Ｄ２が大きい樹脂成形直後の段階においてステータ１３を樹脂製のモータフレーム１１に挿入することができるため、樹脂製のモータフレーム１１にステータ１３を容易に挿入することができる。

【0051】

本実施形態では、上記のように、樹脂製のモータフレーム１１を樹脂成形する工程は、樹脂製のモータフレーム１１の内面として、ステータ１３を挿入する方向に直交する方向の大きさがステータ１３を挿入するための挿入開口１１ａに向かって大きくなるようにステータ１３の挿入方向に対して傾斜する勾配面１１ｂと、ステータ１３の挿入方向に延びる非勾配面１１ｃとを形成する工程を含む。これにより、勾配面１１ｂにより、樹脂により成形された樹脂製のモータフレーム１１を金型から容易に取り出すことができるとともに、非勾配面１１ｃにより、ステータ１３の外周面１３ｂと樹脂製のモータフレーム１１の内周面とを面接触させた状態で確実に嵌合させることができる。

【0052】

本実施形態では、上記のように、樹脂製のモータフレーム１１を樹脂成形する工程は、周方向において、勾配面１１ｂと非勾配面１１ｃとが交互に略等間隔で配置されるように樹脂製のモータフレーム１１を形成する工程を含む。これにより、ステータ１３に対して非勾配面１１ｃと勾配面１１ｂとを略均等に設けることができるため、モータフレーム１１が収縮した際に、固定を確実にするとともに、樹脂製のモータフレーム１１に対してステータ１３が偏ることを抑制することができる。

【0053】

本実施形態では、樹脂製のモータフレーム１１を樹脂成形する工程は、樹脂製のモータフレーム１１と、ロータ１４の軸受け部１５を支持する樹脂製のモータブラケット１２とを一体成形する工程を含む。これにより、モータブラケット１２と樹脂製のモータフレーム１１との間の境界をなくすことができるため、モータブラケット１２と樹脂製のモータフレーム１１との間から浸水することを抑制することができる。また、モータブラケット１２と、樹脂製のモータフレーム１１とを別々に樹脂成形する場合と比べて、モータブラケット１２と樹脂製のモータフレーム１１とを個別にそれぞれ製造して組み付ける工程が不要となるため、水中電動ポンプ１００の製造プロセスをより簡素化することができる。

【0054】

本実施形態では、樹脂製のモータフレーム１１を樹脂成形する工程は、樹脂製のモータフレーム１１がステータ１３の外周を囲むとともに樹脂製のモータブラケット１２がステータ１３の底面側に位置する円筒形状を有するように、樹脂製のモータフレーム１１と樹脂製のモータブラケット１２とを一体成形する工程を含む。これにより、モータブラケット１２と樹脂製のモータフレーム１１とを個別に製造して組付ける場合と異なり、容易に円筒形状を有したモータフレーム１１を製造することができる。

【0055】

本実施形態では、樹脂製のモータフレーム１１を樹脂成形する工程は、熱伝導率が１．０Ｗ/ｍＫ以上である高熱伝導樹脂を用いて樹脂製のモータフレーム１１を成形する工程を含む。これにより、高熱伝導樹脂を用いることにより、ステータ１３から伝わった熱を樹脂製のモータフレーム１１がより放熱しやすくなるため、モータ１の放熱性を向上させることができる。

【0056】

本実施形態では、樹脂製のモータフレーム１１を樹脂成形する工程は、樹脂製のモータフレーム１１の内周面に内側に突出するとともに、ステータ１３を挿入するための挿入開口１１ａ側の面がステータ１３に接触する段差部１１ｄを形成する工程を含み、樹脂製のモータフレーム１１にステータ１３を挿入する工程は、ステータ１３を挿入する際に、ステータ１３と樹脂製のモータフレーム１１の段差部１１ｄとを接触させて、樹脂製のモータフレーム１１に対するステータ１３の位置を位置決めする工程を含む。これにより、ステータ１３を樹脂製のモータフレーム１１の段差部１１ｄに接触させるだけで、モータフレーム１１の収縮前において、ステータ１３を挿入する方向におけるモータフレーム１１に対するステータ１３の位置決めを行ってステータ１３のモータフレーム１１への挿入を完了することができる。これにより、治具を用いて圧入する工程を行わなくともステータ１３の深さ方向（軸方向）の位置決めが容易かつ確実に行える。

【0057】

本実施形態では、ステータ１３を挿入する方向に見て、位置決めする工程における樹脂成形後の段差部１１ｄに囲まれる部分の内径Ｄ１の大きさは、ステータ１３の外径Ｄ３の大きさより小さい。これにより、ステータ１３を段差部１１ｄに確実に接触させることができるため、ステータ１３を挿入する方向におけるモータフレーム１１に対するステータ１３の位置決めを容易に行うことができる。

【0058】

［本実施形態の第１変形例］
次に、図６を参照して、本実施形態の第１変形例について説明する。この第１変形例では、樹脂製のモータフレーム２１１の内周面全体に亘って非勾配面１１ｃが設けられている。なお、図中において、上記実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付している。

【0059】

本実施形態の第１変形例では、樹脂製のモータフレーム２１１を樹脂成形する工程は、ステータ１３を挿入する方向に沿って勾配面１１ｂと非勾配面１１ｃとが連続して形成されるように、樹脂製のモータフレーム２１１の内面として、周方向全体に亘って勾配面１１ｂと、非勾配面１１ｃとを形成する工程を含む。具体的には、樹脂製のモータフレーム２１１の挿入開口１１ａ側に非勾配面１１ｃが形成されるとともに、モータブラケット１２側に勾配面１１ｂが形成される。また、樹脂製のモータフレーム２１１にステータ１３を挿入する工程は、周方向の全体に亘って形成された非勾配面１１ｃとステータ１３の外周面１３ｂとが接触するようにステータ１３を樹脂製のモータフレーム２１１に挿入する工程を含む。

【0060】

本実施形態の第１変形例では、樹脂製のモータフレーム２１１とステータ１３との接触面積を大きく確保することができるため、ステータ１３から発生する熱を樹脂製のモータフレーム２１１に効率よく伝えることができる。なお、本実施形態の第１変形例のその他の構成および効果は、上記実施形態と同様である。

【0061】

［本実施形態の第２変形例］
次に、図７を参照して、本実施形態の第２変形例について説明する。この第２変形例では、樹脂製のモータフレーム３１１の外周面１３ｂにフィン部１８が形成されている。なお、図中において、上記実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付している。

【0062】

本実施形態の第２変形例では、樹脂製のモータフレーム３１１を成形する工程は、樹脂製のモータフレーム３１１の外周面１３ｂにフィン部１８を一体成形する工程を含む。なお、フィン部１８の形状、配向（向き）および数は、特に限定されない。たとえば、フィン部１８をＺ方向に沿って延びるように配置してもよく、Ｘ方向またはＹ方向に沿って延びるように配置してもよい。

【0063】

本実施形態の第２変形例では、樹脂製のモータフレーム３１１の外周面１３ｂにフィン部１８を設けることにより、樹脂製のモータフレーム３１１の放熱面積を大きく確保することができるため、モータ１の放熱性をさらに向上させることができる。また、フィン部１８を設けることにより、樹脂に高熱伝導フィラーが含まれる場合に、高熱伝導フィラーを厚み方向に配向させることができるため、放熱性をさらに向上させることができる。なお、本実施形態の第２変形例のその他の構成および効果は、上記実施形態と同様である。

【0064】

（変形例）
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

【0065】

たとえば、上記実施形態では、水中回転機械は、水中電動ポンプである例を示したが本発明はこれに限らない。水中回転機械は、曝気装置、水中ミキサなど、水中に配置される装置であれば特に限定されない。

【0066】

また、上記実施形態では、勾配面が４つ設けられる例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、勾配面の数は特に限定されず、１以上であれば、図８に示すように８つであってもよい。

【0067】

また、上記実施形態では、段差部が連続的に設けられる例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、段差部を断続的に設けてもよい。

【符号の説明】

【0068】

１ モータ
１１、２１１、３１１ モータフレーム
１１ａ 挿入開口
１１ｂ 勾配面
１１ｃ 非勾配面
１１ｄ 段差部
１２ モータブラケット
１３ ステータ
１３ａ （ステータの）底面
１３ｂ （ステータの）外周面
１４ ロータ
１５ 軸受け部
１８ フィン部
１００ 水中電動ポンプ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】