特許 7398343 樹脂モールドロータ、キャンドモータ、キャンドモータポンプ、ファンスクラバー、真空ポンプ装置

(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】

(24)【登録日】2023-12-06

(45)【発行日】2023-12-14

(54)【発明の名称】樹脂モールドロータ、キャンドモータ、キャンドモータポンプ、ファンスクラバー、真空ポンプ装置

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/28 20060101AFI20231207BHJP

   F04D 13/06 20060101ALI20231207BHJP

   F04D 25/06 20060101ALI20231207BHJP

   F04D 29/70 20060101ALI20231207BHJP

   H02K 5/128 20060101ALI20231207BHJP

   B01D 47/06 20060101ALI20231207BHJP

【ＦＩ】

H02K1/28 A

F04D13/06 H

F04D25/06

F04D29/70 N

H02K5/128

B01D47/06 B

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020110723

(22)【出願日】2020-06-26

(65)【公開番号】P2022007639

(43)【公開日】2022-01-13

【審査請求日】2022-09-27

(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】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(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】100117640

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 達己

(74)【代理人】

【識別番号】100186613

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 誠

(72)【発明者】

【氏名】稲田 高典

(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２０１９－０３７１１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－００９５２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１８７７５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２１３４１３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ １／２８

Ｆ０４Ｄ １３／０６

Ｆ０４Ｄ ２５／０６

Ｆ０４Ｄ ２９／７０

Ｈ０２Ｋ １／２７

Ｈ０２Ｋ ５／１２８

Ｂ０１Ｄ ４７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

樹脂モールドロータであって、
磁石を保持するロータと、
前記ロータを装着し外部へ動力を伝達する主軸と、
前記ロータ、及び前記ロータの軸方向両側における前記主軸の一部を一体に覆う樹脂モールドと、
を備え、
前記樹脂モールドと前記主軸との間にＯリングが配置され、該Ｏリングによって前記樹脂モールドと前記主軸との間が密封されており、
前記樹脂モールドで覆われた前記主軸の外周面の部分に溝部が形成され、前記Ｏリングは、前記溝部内に配置された状態で、前記樹脂モールドと前記主軸との間を密封しており、前記溝部の一部が、軸方向において前記ロータと重なる、
樹脂モールドロータ。

【請求項2】

請求項１に記載の樹脂モールドロータにおいて、
前記Ｏリングは、前記ロータの端面に密着している、樹脂モールドロータ。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の樹脂モールドロータにおいて、
複数の前記溝部が設けられ、全ての溝部に前記Ｏリングが配置されている、樹脂モールドロータ。

【請求項4】

請求項１又は２の何れかに記載の樹脂モールドロータにおいて、
複数の前記溝部が設けられ、一部の溝部に前記Ｏリングが配置されていない、樹脂モールドロータ。

【請求項5】

請求項１から４の何れかに記載の樹脂モールドロータにおいて、
前記ロータの軸方向両側に前記Ｏリングが設けられている、樹脂モールドロータ。

【請求項6】

キャンドモータであって、
請求項１から５の何れかに記載の樹脂モールドロータと、
前記樹脂モールドロータの主軸を回転支持する軸受と、
前記樹脂モールドロータを取囲み、前記樹脂モールドロータの前記ロータに回転磁界を作用させるキャンド構造のステータと、
を備えるキャンドモータ。

【請求項7】

キャンドモータポンプであって、
請求項６に記載のキャンドモータと、
前記主軸に固定された羽根車と、
前記羽根車を取り囲むポンプケーシングと、
を備えるキャンドモータポンプ。

【請求項8】

ファンスクラバーであって、
請求項６に記載のキャンドモータと、
前記キャンドモータの前記主軸に接続されたファンと、
気体吸入口および気体吐出口を有し、前記ファンを収容するケーシングと、
前記ケーシング内に液体を噴出するノズルと、
を備えるファンスクラバー。

【請求項9】

真空ポンプ装置であって、
請求項８に記載のファンスクラバーと、
真空チャンバから気体を真空引きし、前記ファンスクラバーの前記気体吸入口に気体を吐出する真空ポンプと、
を備える真空ポンプ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロータコア及び磁石と主軸とを樹脂で一体モールドした構成の樹脂モールドロータ、樹脂モールドロータを備えるキャンドモータ、キャンドモータを備えるキャンドモータポンプ、キャンドモータを備えるファンスクラバー、及びファンスクラバーを備える真空ポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

キャンドモータは、ポンプ、ファンスクラバーの動力源として使用され、ロータとステータとの間にキャンを配置してロータ室とステータ室とを隔離する構成を有し、ポンプ取扱液のステータへの漏洩を効果的に抑制することが可能で、安全で且つ長寿命であるという特徴を有している。一方で、モータロータはポンプ取扱い液に曝されるので、ポンプ取扱い液に腐食性がある場合、モータロータを構成する主軸、ロータコア、永久磁石等は耐食性を考慮しなくてはならない。モータロータの主軸等には耐食性の材料を使用することができるが、ロータコアは一般に電磁鋼板、また永久磁石は希土類元素等で構成され、耐食性が低いため、ロータに対する防食対策が必要である。

【0003】

一例では、主軸と同等の材料例えばステンレス材からなる円筒状のロータキャンと、ロータキャンの両軸端側のロータキャン側板によって、永久磁石及びロータコアを密封する構成が採用される（特許文献１）。他の例では、永久磁石を備えたロータと主軸とを樹脂モールドで一体化して密封する樹脂モールドロータの構成が採用される（特許文献２）。特許文献２のキャンドモータでは、ロータの両端側にて主軸の外周に１又は複数の溝を形成し、ロータ及び主軸を覆う溶融樹脂の冷却工程において、樹脂の線膨張係数とロータの構成材料の線膨張係数の差異による樹脂の収縮力を利用して樹脂を主軸の溝の側面に密着させることにより、低コストで密閉性（気密性、液密性）を向上させている。

【0004】

更に他の例では、複数の鋼板が互いに接着剤で接着されたロータコアと、ロータコア内に配置された永久磁石と、ロータコアの軸方向両端部に接着剤で固定された側板とを備えるロータにおいて、接着剤を樹脂含侵剤により封孔処理することにより、水分及び／又は腐食性ガスが鋼板内に侵入することを抑制する構成が採用される（特許文献３）。特許文献３の構成では、更に、永久磁石にノンピンホールのコーティングを施し、永久磁石をロータコアより短くして、永久磁石と各側板との間に接着剤を充填することにより、永久磁石の耐食性を向上させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開平７－３１２８５２号公報

【文献】特許第５６０２６１５号明細書

【文献】特許第６２９８２３７号明細書

【文献】特許第６４６１７３３号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１の構成では、モータ回転磁界を起因とした渦電流による熱損失（キャン損）が発生し、また、ロータキャンとロータキャン側板との間、並びにロータキャンと主軸との間を溶接する金属溶接構造のためコストが高い。特許文献２の構成では、ロータ及び主軸を覆う樹脂が熱変形などに十分追従できず密閉性を維持できない可能性があり、密閉構
造に改善の余地がある。また、特許文献３の構成では、組立て性が良いとはいえず、ノンピンホールコーティングの施工コストが高いという課題がある。このようなキャンドモータにおけるロータの密閉性の改善は、例えば、特許文献４に記載されたファンスクラバーの駆動源として使用されるキャンドモータにおいても要望される。

【0007】

本発明の目的の１つは、上述した問題の少なくとも一部を解決することにある。また、本発明の目的の１つは、モータロータの密閉性を更に向上させることである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一側面によれば、 樹脂モールドロータであって、 磁石を保持するロータと、 前記ロータを装着し外部へ動力を伝達する主軸と、 前記ロータ、及び前記ロータの軸方向両側における前記主軸の一部を一体に覆う樹脂モールドと、を備え、 前記樹脂モールドと前記主軸との間にＯリングが配置され、該Ｏリングによって前記樹脂モールドと前記主軸との間が密封されている、樹脂モールドロータが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態に係る樹脂モールドロータを備えるキャンドモータポンプの概要構造を示す断面図である。

【図2】樹脂モールドロータの概要構造を示す図である。

【図3】樹脂モールドロータの一部概要構造例を示す図である。

【図4】第２実施形態に係る樹脂モールドロータの一部概要構造例を示す図である。

【図5】第２実施形態の変形例に係る樹脂モールドロータの一部概要構造例を示す図である。

【図6】他の実施形態に係る樹脂モールドロータの一部概要構造例を示す図である。

【図7】他の実施形態に係る樹脂モールドロータの一部概要構造例を示す図である。

【図8】主軸外周面の溝部の断面形状の例を示す図である。

【図9】真空ポンプ装置の構成例を示す図である。

【図10】ファンスクラバーの構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。添付図面において、同一または類似の要素には同一または類似の参照符号が付され、各実施形態の説明において同一または類似の要素に関する重複する説明は省略することがある。また、各実施形態で示される特徴は、互いに矛盾しない限り他の実施形態にも適用可能である。

【0011】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る樹脂モールドロータ１０Ａを備えるキャンドモータポンプ１１０の概要構造を示す断面図である。図示するように、キャンドモータポンプ１１０は、モータフレーム１３の内周面に焼嵌め等で固定したステータ１４、及び該ステータ１４内に回転自在に配置した樹脂モールドロータ１０Ａを備えるキャンドモータ３０と、キャンドモータ３０の主軸７の先端部分に装着固定された羽根車１と、を備えた構成である。ステータ１４は、中央部に円形状の穴が形成された磁性板材を積層し内部に内周が略円筒状の貫通空間が形成されたステータコア１５と、該ステータコア１５に巻回した導体（巻線）１６とを有する構成である。ステータコア１５の内周面には、ステンレス鋼等からなる略円筒状のステータキャン１８が固着されている。ステータキャン１８は、ロータ１０（樹脂モールドロータ１０Ａ）とステータ１４とを離隔する。つまり、ステータキャン１８は、モータフレーム１３の内部を、ロータ１０（樹脂モールドロータ１０Ａ）が配置されるロータ室と、ステータ１４が配置されるステータ室とに区画する。樹脂モールドロータ１０Ａは、ロータ１０と、ロータ１０が装着される主軸７と、主軸７の一部及びロータ１０を一体に覆う樹脂モールド１１と、を備える。ロータ１０は、ロータコア１２と、ロ
ータコア１２の内部に埋設された永久磁石９とを有する。樹脂モールド１１は、ロータコア１２の外周面及び両軸端側の端面と、主軸７のロータコア１２の装着範囲外の両軸端側外周に溝を形成した部分である負荷側及び反負荷側の溝部７－１までを覆う。ロータコア１２の外周に形成された樹脂モールド１１の表面とステータキャン１８の内周の間は均一の空隙δとなっている。

【0012】

なお、本実施形態例では、ロータ１０の内部に永久磁石９を有するＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）をモータに適用した例を示しているが、ロータ１０の表面に永久磁石を有するＳＰＭ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）を適用したモータやロータに電磁石を有するモータにも適用できることは勿論である。

【0013】

ステータキャン１８の反負荷側（図１の左側）の端部１８－２は、モータフレーム１３に当接させ、両者の当接部を溶接することによって固着している。また、ステータキャン１８の負荷側（図１の右側）の端部１８－１には、円板状の板材の中心に貫通穴を設けた負荷側のステータキャン側板１９が、該ステータキャン側板１９の貫通穴の内部にステータキャン１８の端部１８－１を嵌入し、両者の当接部を端面側から溶接することによって固着している。

【0014】

モータフレーム１３は、反負荷側端部を反負荷側の軸受ブラケット４で閉塞し、負荷側端部を開放する有底円筒状に形成されており、軸受ブラケット４には、主軸７の軸方向に沿って内方に円筒状に突出した円筒状突出部４ａを設け、該円筒状突出部４ａに主軸７を回転自在に支持する反負荷側の軸受６を設けている。円筒状突出部４ａの一部には、ポンプ取扱液を流通させるための切り欠きが設けられている。モータフレーム１３と軸受ブラケット４との間を密閉する、例えばゴム製のＯリング等からなる密閉部材２０－３を介装しポンプ取扱液が外部へ漏れることを防ぐと共に、軸受ブラケット４はボルト２２を締め付けることで、モータフレーム１３へ固定する構成となっている。更に、軸受６とロータ１０との間に反負荷側のスラストディスク８－２が主軸７に固定されて配置されている。

【0015】

一方、モータフレーム１３の負荷側端部には、負荷側の軸受ブラケット３が配置され、この軸受ブラケット３に、主軸７の出力側（図１の右側）に配置されて該主軸７を回転自在に支持する負荷側の軸受５が固定されている。更に、軸受５とロータ１０との間に負荷側のスラストディスク８－１が主軸７に固定されて配置されている。

【0016】

モータフレーム１３と軸受ブラケット３との間には空間が形成され、この空間内にステーキャン側板１９の外周部を挟み込み、ポンプケーシング２を固定するボルト２１を締め付けることで、ステータキャン側板１９は、その外周部がモータフレーム１３と軸受ブラケット３とで挟持されて固定されるように構成されている。更に、軸受ブラケット３は、その外周部がモータフレーム１３とポンプケーシング２とで挟持されて固定されるように構成されている。

【0017】

軸受ブラケット３とステータキャン側板１９との間には、例えばゴム製のＯリング等からなる密閉部材２０－２が介装され、軸受ブラケット３とステータキャン側板１９との間が密閉される。軸受ブラケット３とポンプケーシング２との間には、例えばゴム製のＯリング等からなる密閉部材２０－１が介装され、軸受ブラケット３とポンプケーシング２の間が密閉される。ステータキャン側板１９と軸受ブラケット３の間及び軸受ブラケット３とポンプケーシング２の間にそれぞれ間密閉部材２０－２、２０－１を介装させることにより、ポンプ取扱液が外部に漏洩することを防ぐことができる。

【0018】

図２は、樹脂モールド１１を形成した樹脂モールドロータ１０Ａの全体構成を示す図で
あり、図２（ａ）は正面断面図、図２（ｂ）は左側面図である。また、図３は、樹脂モールドロータ１０Ａの一部拡大断面図である。樹脂モールドロータ１０Ａは、内部に永久磁石９を埋設したロータコア１２を有するロータ１０の外周面と、主軸７のロータ１０の装着範囲外の両軸端側外周に設けた溝部７－１までを樹脂モールド１１で覆った構成となっている。

【0019】

樹脂モールド１１には、耐食性の高い材料（ＰＰＳ材、フッ素樹脂ＰＦＡ等）を用いる。ロータキャンに相当する樹脂モールド１１の樹脂膜厚さは、おおよそ０．５ｍｍ～１．０ｍｍ程度とすることで、機械的強度ならびに耐食性・耐液性を向上させることは可能である。なお、必要以上に材料を使用すると、経済性の低下や材料の「ひけ」等による形状変化が発生し易くなる等の別の視点からの問題が生じることが予想されるので、このような問題が生じないようにする。

【0020】

また、樹脂モールド１１の両軸端側部１１－１、１１－２の厚みは軸方向の位置決め精度等を考慮して約２～３ｍｍの厚みとするのが適している。これは、ロータキャンに相当する樹脂モールド１１の樹脂膜厚さの機械的強度ならびに耐食性、耐液性に関する仕様寸法に加え、主軸７にロータコア１２を装着する時のロータコア１２の軸方向位置決め精度寸法公差等を考慮して決定する。

【0021】

各溝部７－１は、それぞれ、ロータ１０の負荷側端部及び反負荷側端部（端面）に接する位置（ロータ１０と溝部７－１がオーバラップする位置）において、主軸７の外周面を円周方向に一周するように設けられた環状の溝である。溝部７－１の断面形状は、Ｏリング２６を保持可能な寸法及び形状を有し、例えば、図１－３に示す直角三角形等の三角形形状、矩形形状（図８（ａ））、クサビ形状（図８（ｂ））、傾斜溝形状（図８（ｃ））等の任意の形状とすることができる。

【0022】

本実施形態では、各溝部７－１内にＯリング２６が装着される。Ｏリング２６は、ゴムで構成され、ロータ１０、主軸７及び樹脂モールド１１に良好に密着可能であり、これらの部材の熱変形に対して良好に追従して変形可能な弾性を有する。Ｏリング２６は、ＰＰＳ等の高温でモールドする樹脂モールド工程時の耐熱性を考慮し、耐熱性のあるフッ素ゴム（例えば、ＦＫＭ、ＦＦＫＭ）などのゴムで構成すること好ましい。Ｏリング２６は、環状の各溝部７－１内に装着された後、樹脂モールド１１によってロータ１０及び主軸７と一体成形され、ロータ１０、主軸７及び樹脂モールド１１に対して密着して固定されている。Ｏリング２６は、各溝部７－１内に装着されているため、樹脂モールドの際に樹脂の圧力によってＯリング２６の位置が変位することが抑制／防止される。

【0023】

本実施形態では、Ｏリング２６は、各溝部７－１内に装着され、ロータ１０の両軸端側端面、主軸７及び樹脂モールド１１に密着する。この構成により、樹脂モールド１１と主軸７との密着度を向上させ、樹脂モールド１１と主軸７及びロータ１０との間の密閉性を向上させることができる。この結果、ポンプ取扱液及び／又は腐食性のガスがロータ１０に接触することをより確実に抑制ないし防止することができる。また、本実施形態では、溝部及びＯリング２６がロータ１０の両軸端側端面に接する位置に配置されるので、樹脂モールド１１の軸方向の距離を低減でき、樹脂モールド１１と主軸７との間の密着度が向上する。また、溝部７－１及びＯリング２６がロータ１０の両軸端側端面に接する位置に配置されるので、樹脂モールド１１の軸方向の長さを抑制し、モールド剤（樹脂等）の使用量を節約することができる。

【0024】

樹脂モールドロータ１０Ａは、例えば、以下の製造工程により製造することができる。（ａ）溝部７－１が形成された主軸７にロータコア１２を嵌入する。
（ｂ）主軸７の溝７－１にＯリング２６を装着する。
（ｃ）ロータコア１２を、主軸７を案内にして射出成形型内に位置決めする。
（ｄ）永久磁石９をロータコア１２に装着する（なお、主軸７への嵌入前にロータコア１２に永久磁石９を装着してもよい）。
（ｅ）ロータコア１２、永久磁石９及びＯリング２６が露出しないように樹脂材をモールド（射出成形）する。これにより、ロータ１０、主軸７及び樹脂モールド１１を有する樹脂モールドロータ１０Ａを得る。
（ｆ）出来上がった樹脂モールドロータ１０Ａを着磁ヨークに挿入し、着磁する。

【0025】

溶融樹脂材を射出して形成した樹脂モールド１１は、金属材料からなるロータコア１０２や主軸７よりも線膨張係数が大きく、射出成形後自然冷却去される過程において、ロータコア１２を基準とし、ロータコア１２の外径側へ収縮する。そのため、樹脂モールド１１の主軸７への密着部分もロータ側及び外径側に収縮する力が作用し、樹脂モールド１１と主軸７との間の密閉性が低下する虞がある。本実施形態に係る樹脂モールドロータでは、型内に射出成形された樹脂モールド１１は、金属材料からなるロータコア１２や主軸７よりも線膨張係数が大きく、射出後自然冷却される過程において、樹脂モールド１１が収縮したとしても、樹脂モールド１１と主軸７との間の隙間が生じないようにＯリング２６が樹脂モールド１１の収縮に追従して変形することで、樹脂モールド１１と主軸７との間の密閉性を維持することができる。また、Ｏリング２６が主軸７の外周面から突出する部分となるので、樹脂モールド１１の収縮を利用して樹脂モールド１１がＯリング２６に対して密着する効果もある。

【0026】

本実施形態では、キャンドモータにおいて、ロータキャン材にステンレス材等の金属材料を用いず、耐食性のよい樹脂材にて樹脂モールドすることにより、本来の目的であるロータコアや磁石材を防食することができる。また、安価であるばかりか、金属材のキャンに運転中に発生する渦電流の発生を防止することができ、効率のよいキャンドモータを提供できる。また、本実施形態の樹脂モールドロータ１０Ａによれば、ロータ１０の密閉構造を樹脂モールド１１及びＯリング２６によって実現することができるので、製造工程が簡易であり、組み立て性が高いという効果がある。

【0027】

次に、図１に示すキャンドモータポンプの動作を説明する。出口線１７に三相交流電源を接続し、ステータ１４の導体（巻線）１６に三相交流を通電することにより、発生する回転磁界がロータ１０に作用し、ロータ１０の主軸７に固定された羽根車１が回転する。羽根車１の回転によりポンプケーシング２の吸込口２ａから吸い込まれたポンプ取扱液はポンプケーシング２内に流入し、吐出ボリュート２４を通って吐出口（図示せず）から吐き出されると共に、一部は負荷側の軸受ブラケット３に設けた穴３ａを通ってステータキャン１８で囲まれたロータ室内に流入する。ロータ室内に流入したポンプ取扱液は樹脂モールド１１とステータキャン１８の間の隙間δを通って、反負荷側の軸受ブラケット４の有底円筒状の円筒状突出部４ａ内に流入し、ここから主軸７の中心部に設けられた貫通穴７ａを通って、羽根車１内に流れ込み、吸い込んだポンプ取扱液に合流する。

【0028】

上記のようにポンプ取扱液はステータキャン１８で囲まれたロータ室内に流入し、樹脂モールドロータ１０Ａとステータキャン１８の間の隙間δを通って流れるが、ロータ１０及び主軸７を一体に樹脂モールド１１で密封すると共に、主軸７と樹脂モールド１１の間の界面近傍に溝部７－１を設けてＯリング２６を配置して、Ｏリング２６により樹脂モールド１１と主軸７の間の界面の密閉性を高めるように構成している。この結果、樹脂モールド１１と主軸７の間の界面が良好な密閉状態に保たれ、ロータ１０にポンプ取扱液が接触することを抑制ないし防止することができる。これにより、樹脂モールドロータ１０Ａの長寿命化が図れる。

【0029】

（第２実施形態）
図４は、第２実施形態に係る樹脂モールドロータの一部概要構造例を示す図である。本実施形態では、樹脂モールドロータ１０Ａの構成が上記実施形態と異なるが、他の構成は上記実施形態と同様である。以下、上記実施形態と異なる点を説明し、上記実施形態と同様の構成についての説明を省略する。

【0030】

本実施形態では、ロータ１０及び主軸７に樹脂モールド１１を形成後に、Ｏリング２６を装着する。本実施形態に係る樹脂モールドロータ１０Ａでは、ロータコア１２の両軸端側、つまり負荷側及び反負荷側において、樹脂モールド１１に環状突起部１１Ａが設けられ、環状突起部１１Ａと主軸７の外周面との間にＯリング溝１１Ｂが形成される。環状突起部１１Ａは、樹脂モールド１１の両軸端側部１１－１、１１－２からロータ１０を基準にして軸方向外側に向かって突出し、主軸７の周りを円周方向に一周するように設けられる。樹脂モールド１１の環状突起部１１Ａは、突起部に対応する形状の部分を有する型を用いて、型内に樹脂を射出する射出成形により形成することができる。例えば、主軸７に取り付けられたロータ１０を準備し、ロータ１０及び主軸７を覆い且つ環状突起部１１Ａを有する樹脂モールド１１を射出成形にて形成した後に、環状突起部１１Ａと主軸７との間にＯリング２６を嵌め込み、Ｏリング２６を環状突起部１１Ａと主軸７との間に挟んで装着固定する。

【0031】

本実施形態では、Ｏリング２６が、樹脂モールド１１と主軸７との間の界面を密閉し、ポンプ取扱液が樹脂モールド１１と主軸７との間の界面に接触することを抑制することができ、樹脂モールド１１と主軸７との間の界面からポンプ取扱液がロータコア１２に接触することを抑制することができる。また、樹脂モールド１１の形成後にＯリング２６を装着するため、樹脂モールドの射出成形時にＯリングが位置ずれすることがなく、射出成形時の熱による影響を受けることもない。

【0032】

上記では、環状突起部１１Ａが全周に亘って連続して設けられる例を説明したが、環状突起部１１Ａは、樹脂モールド１１と主軸７の界面を密閉するようにＯリング２６を保持できる構成であれば、全周に設けられる必要はなく、円周方向に離散的に設けられてもよい。

【0033】

図５は、第２実施形態の変形例に係る樹脂モールドロータの一部概要構造例を示す図である。同図に示すように、環状突起部１１Ａに対応する主軸７の外周面に溝部７－１（図１から図３参照）を設けて、Ｏリング溝１１Ｂ内において、Ｏリング２６を溝部７－１と環状突起部１１Ａとの間でＯリング２６が挟まれて固定されるようにしてもよい。この場合、Ｏリング２６が主軸７と環状突起部１１Ａとの間を十分に密閉するように、環状突起部１１Ａと主軸７の外周面（又は溝部７－１の内面）との間の距離、溝部７－１の深さ及び／又は形状を設定する。このようにすれば、主軸７の外周面の溝部７－１によりモータ運転時におけるＯリング２６の軸方向の変位を更に確実に抑制することができる。

【0034】

（他の実施形態）
（１）上記では、ロータ１０の軸方向の各側に１つのＯリングを設けたが、ロータ１０の少なくとも一方の側に２つ以上のＯリングを設けてもよい。図６は、他の実施形態に係る樹脂モールドロータ１０Ａの一部概要構造例を示す図である。同図では、ロータ１０の両軸端側の少なくとも一方の側において、主軸７の外周面に複数の溝部７－１が設けられ、各溝部７－１にＯリング２６が装着されている。この構成によれば、複数のＯリング２６により、樹脂モールド１１と主軸７との間の界面を密閉することができ、密閉度をより向上させることができる。

【0035】

（２）複数の溝部のうち少なくとも１つの溝部にはＯリングを配置せず、樹脂モールド１１が入り込こむようにしてもよい（図７）。図７は、他の実施形態に係る樹脂モールド
ロータ１０Ａの一部概要構造例を示す図である。同図において、Ｏリング２６が装着される溝部を溝部７－１と表記し、Ｏリング２６が装着されない溝部を溝部７－２と表記する。この例では、主軸７の外周面に溝部７－１、７－２が設けられており、溝部７－１にＯリング２６が装着され、溝部７－２にＯリング２６が装着されない。このようにすれば、樹脂モールド１１の線膨張係数とロータ１０を構成する材料の線膨張係数との差異を利用して樹脂モールド１１を溝部７－２の側面に密着させることができる。この構成によれば、溝部７－１のＯリング２６による密閉と、溝部７－２への樹脂の密着による密閉とを組みあわせて、主軸７と樹脂モールド１１との間の密閉性を更に向上させることができる。Ｏリング２６を配置しない溝部７－２の断面形状は、樹脂モールド１１の密着度が向上する形状が望ましく、図１から図３、図８に例示する形状を含む任意の形状とすることができる。Ｏリング２６を装着する溝部７－１、及びＯリング２６を装着しない溝部７－２は、それぞれ、１又は複数設けることができる。Ｏリング２６を装着せず樹脂モールド１１を入り込ませる溝部７－２は、Ｏリング２６を装着する溝部７－１に対して、ロータ１０に近い側及び／又はロータ１０から遠い側に設けることができる。

【0036】

（３）少なくとも１つのＯリングと他のＯリングとに、上述した異なるＯリング配置構造を採用してもよい。ロータ１０の両軸端側に同一のＯリング配置構造を採用してもよいし、ロータ１０の各軸側で異なるＯリング配置構造を採用してもよい。また、ロータ１０の少なくとも一方の側の２以上のＯリングの全てに、同一のＯリング配置構造を採用してもよいし、ロータ１０の軸方向の少なくとも一方の側の２以上のＯリングのうち少なくとも一部に、異なるＯリング配置構造を採用してもよい。また、これらのＯリング配置構造と、Ｏリングを配置しない溝部を組み合わせてもよい。

【0037】

（４）上記では、液体を取り扱うキャンドモータポンプを例に挙げて説明したが、上述した樹脂モールドロータ１０Ａを備えるキャンドモータは、液体及び／又は気体を取り扱うキャンドモータポンプに適用可能である。

【0038】

（第３実施形態）
図９は、本実施形態の真空ポンプ装置の構成概略を示す図である。図１０は、ファンスクラバーの構成概略を示す図である。本実施形態の真空ポンプ装置は、例えば半導体、液晶、太陽光パネル、又は、ＬＥＤ等の製造設備の一つとして利用することができる。本実施形態では、上述した樹脂モールドロータ１０Ａ及び／又はキャンドモータ３０を真空ポンプ装置に適用した例を説明する。

【0039】

本実施形態の真空ポンプ装置１００は、図示しない処理チャンバに接続されて処理チャンバからガスを吸引する（真空引きする）真空ポンプ１２０と、真空ポンプ１２０の後段に接続されるファンスクラバー２００及び除害装置１４０を備える。真空ポンプ１２０は、一例として、ドライ真空ポンプを用いることができる。真空ポンプ１２０は、例えば、上述した樹脂モールドロータ１０Ａを有するキャンドモータ３０を備えるキャンドモータポンプとすることができる。

【0040】

ファンスクラバー２００は、真空ポンプ１２０からの気体に含まれる固形化物（例えば反応副生成物）などの異物を除去するために設けられている。また、除害装置１４０は、真空ポンプ１２０からの気体を無害化処理するために設けられている。除害装置１４０としては、燃焼式、乾式、湿式、ヒーター式、フッ素固定式、触媒式、プラズマ式、希釈ユニット式（ブロア、Ｎ２添加、Ａｉｒ添加）等のうちの１つ又は複数を用いることができる。

【0041】

本実施形態の真空ポンプ装置１００では、真空ポンプ１２０によって真空引きされた気体がまずファンスクラバー２００に案内され、ファンスクラバー２００を通過した気体が
除害装置１４０に案内される。こうした構成により、固形化物などの異物が除害装置１４０に導入されるのを抑制することができ、除害装置１４０の詰まり又は処理効率の低下が生じるのを抑制することができる。また、図９においてハッチングを付した部分のように、ファンスクラバー２００にて異物を捕集するために利用された液体（廃液）を除害装置１４０に導入し、除外装置１４において廃液を再利用してもよい。

【0042】

（ファンスクラバー）
ファンスクラバー２００は、図１０に示すように、ケーシング２２０と、ファン２４０と、液体吐出部２６０と、キャンドモータ３０と、を備えている。キャンドモータ３０の主軸７及びロータ１０は、樹脂モールド１１（図１０では図示略）に覆われ、上述した樹脂モールドロータ１０Ａと同様の構成を有する。なお、ここで説明するファンスクラバー２００の構成は一例であり、任意の構成のファンスクラバーのモータに対して、上述した樹脂モールドロータ及び／又はキャンドモータを採用することができる。

【0043】

ここで例示するファンスクラバー２００では、主軸７がファン２４０に連結されており、ファン２４０に回転駆動力を提供する。キャンドモータ３０は、主軸７と、ロータ１０と、ステータ１４と、モータフレーム１３と、ステータキャン１８とを備えている。なお、ロータ１０は、上記実施形態と同様に主軸７の一部と共に樹脂モールド（図１の樹脂モールド１１）によって覆われており、ロータ１０、主軸７及び樹脂モールド１１が樹脂モールドロータ１０Ａを構成している。このキャンドモータ３０では、ステータ１４の巻線への通電による電磁誘導によってロータ１０及び主軸７が回転する。本実施形態のファンスクラバー２００は、真空ポンプ１２０から吐出される気体を気体吸入口２２０ａから吸入する。そして、ファンスクラバー２００は、吸入した気体に含まれる固形化物等の異物を取り除いて、処理した気体を気体吐出口２２０ｂから除害装置１４０へ送る。

【0044】

ケーシング２２０には、真空ポンプ１２０からの気体をケーシング２２０内のファン２４０へ案内する気体吸入口２２０ａ、吸入した気体を吐出する気体吐出口２２０ｂ、及び、洗浄液を廃液として吐出する液体排出口２２０ｃが形成されている。ケーシング２２０の内部には、ファン２４０が配置されている。ファン２４０は、キャンドモータ３０の主軸７に取り付けられ、キャンドモータ３０からの動力によって回転してケーシング２２０内を撹拌する。ファン２４０は、一例では、対向する２枚の円盤状の側板と、これらの側板の間に固着された複数の羽根と、を有する構成とすることができる。

【0045】

また、ケーシング２２０の内部には、液体吐出部２６０が設けられている。液体吐出部２６０は、ケーシング２２０内に洗浄液を噴出する。洗浄液としては、一例として、水を使用することができる。また、洗浄液として、水酸化系（例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム）等の液体を含むアルカリ性の液体を使用することによって、異物の捕集効率を向上させることができると共に、ケーシング２２０及びファン２４０などの腐食を抑制することができる。なお、洗浄液は、捕集する異物に基づいて決められればよい。

【0046】

液体吐出部２６０は、複数の噴出口が形成されたノズル２７０と、ノズル２７０と連通する液体供給管２８０と、を有する。図１０中、太線矢印はノズル２７０から吐出される洗浄液の経路を示している。液体吐出部２６０は、図示しない圧送機構によって液体供給管２８を介して洗浄液をノズル２７０に供給し、ノズル２７０から洗浄液を吐出する。本実施形態では、ノズル２７０は、ファン２４０の内側でファン２４０の回転軸（キャンドモータ３０の主軸７）に対向して設けられ、ファン２４０の中央から外周に向けて洗浄液を吐出する。

【0047】

また、ケーシング２２０には、ファン２４０と気体吐出口２２０ｂとの間に衝突板２３０が形成されている。ノズル２７０から噴出される洗浄液はファン２４０の遠心力によっ
て外周に飛散するが、衝突板２３０が設けられていることによって気体吐出口２２０ｂに洗浄液が侵入するのを抑制することができる。なお、衝突板２３０は、ファン２４０と気体吐出口２２０ｂとの間だけではなく、例えば、ファン２４０の略全周を覆うように形成されてもよい。

【0048】

キャンドモータ３０において、ステータキャン１８は、ロータ１０とステータ１４とを離隔する。つまり、ステータキャン１８は、モータフレーム１３の内部を、ロータ１０が配置されるロータ室４８と、ステータ１４が配置されるステータ室４９とに区画する。ステータキャン１８は、図１に示す空隙δと同様に、ステータキャン１８とロータ１０との間に僅かなギャップを生じる状態で、ステータ１４（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。

【0049】

フレーム側板（ステータキャン側板）１９－１、１９－２が、軸線ＡＬ方向におけるキャンドモータ３０の両端において、モータフレーム１３とステータキャン１８との間に嵌め込まれている。モータフレーム１３とステータキャン１８とフレーム側板１９－１、１９－２とによってステータ室４９が封止されている。フレーム側板１９－１、１９－２は、キャンドモータ３０の両端側において、ブラケット３、４と締結されている。ロータ室４８は、ステータキャン１８とブラケット３，４とによって画定される。負荷側のブラケット３は、ケーシング２２０に連結されている。ブラケット３には、主軸７を挿通するための貫通孔が形成され、この貫通孔に主軸７を軸支するすべり軸受である軸受５が設けられている。反負荷側のブラケット４には、主軸７を軸支するすべり軸受である軸受６が設けられている。また、ブラケット４には、軸受６が外部と連通するように液体流入口４ａが形成されている。この液体流入口４ａには、ロータ室内に洗浄液を供給するための図示しない圧送機構が接続される。

【0050】

図１０中太い一点鎖線矢印に示すように、図示しない圧送機構から液体流入口４ａを通じて反負荷側の軸受６に洗浄液が供給されると、洗浄液は軸受６と主軸７との間を通ってロータ室４８に移動する。続いて、洗浄液は、ロータ室４８内で樹脂モールドロータ１０Ａ（ロータ１０）とステータキャン１８との間を通って負荷側の軸受５に向かう。そして洗浄液は、軸受５と主軸７の間（液体吐出口）を通ってケーシング２２０内に排出される。

【0051】

このファンスクラバー２００では、キャンドモータ３０の樹脂モールドロータ１０Ａが上記実施形態と同様の構成を有し、上記実施形態と同様の作用効果を有する。即ち、樹脂モールドロータ１０Ａにおいて樹脂モールド１１と主軸７との間にＯリング２６が配置される構成であるため、従来の構成と比較して、樹脂モールドと主軸７の界面の密閉性をより確実に維持することができ、ロータコア及び永久磁石が液体に接触することをより確実に抑制することができる。

【0052】

上述した実施形態から少なくとも以下の形態が把握される。
第１形態によれば、樹脂モールドロータであって、磁石を保持するロータと、前記ロータを装着し外部へ動力を伝達する主軸と、前記ロータ、及び前記ロータの軸方向両側における前記主軸の一部を一体に覆う樹脂モールドと、を備え、前記樹脂モールドと前記主軸との間にＯリングが配置され、該Ｏリングによって前記樹脂モールドと前記主軸との間が密封されている、樹脂モールドロータが提供される。

【0053】

この形態によれば、樹脂モールドと主軸の界面をＯリングによって密閉することにより、樹脂モールドによるロータの密閉性を向上させることができる。ゴムからなるＯリングは、主軸及び樹脂モールドに対する密着性が高く、樹脂モールドの熱変形に追従することが可能である。このため、樹脂モールドが線膨張係数の差異に起因してロータ及び主軸に
対して収縮したとしても、樹脂モールド及び主軸との間に隙間が生じないように、Ｏリングが樹脂の熱変形に追従して変形し、樹脂モールド及び主軸への密着を維持することが可能である。この結果、主軸と樹脂モールドとの間の密閉性を向上させることができる。また、モータ運転時に、ロータ、主軸及び／又は樹脂モールドが熱変形したとしても、樹脂モールド及び主軸との間に隙間が生じないように、Ｏリングがこれらの部材の熱変形に追従して変形し、樹脂モールド及び主軸への密着を維持することが可能である。この結果、主軸と樹脂モールドとの間の密閉性を向上させることができる。

【0054】

第２形態によれば、第１形態の樹脂モールドロータにおいて、前記樹脂モールドで覆われた前記主軸の外周面の部分に溝部が形成され、前記Ｏリングは、前記溝部内に配置された状態で、前記樹脂モールドと前記主軸との間を密封している。

【0055】

この形態によれば、主軸に設けられた溝部にＯリングが装着することで、樹脂の射出成形時にＯリングが所望の位置からずれることを抑制／防止し、安定したシール構造を提供することができる。

【0056】

第３形態によれば、第２形態の樹脂モールドロータにおいて、前記Ｏリングは、前記ロータの端面に密着している。

【0057】

この形態によれば、Ｏリングがロータ、主軸及び樹脂モールドに対して密着し、ロータ端面とＯリングとの間で主軸外周面に樹脂モールドが存在しないので、樹脂モールドと主軸との密着性を向上させることができる。また、主軸軸方向において樹脂が存在する距離が低減されるので、樹脂モールドと主軸との密着性が向上し、また樹脂の使用量を低減することができる。

【0058】

第４形態によれば、第２又は３形態の樹脂モールドロータにおいて、前記溝部の一部が、軸方向において前記ロータと重なる。

【0059】

この形態によれば、Ｏリングを確実にロータ端面に密着させて固定できる。

【0060】

第５形態によれば、第２から４形態の何れかの樹脂モールドロータにおいて、前記樹脂モールドで覆われた前記主軸の外周面の部分に複数の前記溝部が設けられ、全ての溝部に前記Ｏリングが配置されている。

【0061】

この形態によれば、複数のＯリングにより、主軸と樹脂モールドとの間の密閉性を更に向上させることができる。

【0062】

第６形態によれば、第２から４形態の何れかの樹脂モールドロータにおいて、複数の前記溝部が設けられ、一部の溝部に前記Ｏリングが配置されていない。

【0063】

この形態によれば、樹脂モールドの線膨張係数とロータを構成する材料の線膨張係数との差異を利用して樹脂モールドを、Ｏリングが配置されていない溝部の側面に密着させることができる。この結果、Ｏリングによる密閉と、樹脂の溝部への密着による密閉とを組みあわせて、主軸と樹脂モールドとの間の密閉性を更に向上させることができる。

【0064】

第７形態によれば、第１形態の樹脂モールドロータにおいて、前記樹脂モールドが前記主軸と共にＯリング溝を形成するように成形されており、該Ｏリング溝に前記Ｏリングが配置されている。

【0065】

この形態によれば、樹脂モールド成形後にＯリング溝にＯリングを装着することが可能
である。よって、樹脂モールドの射出成形時にＯリングが位置ずれすることがなく、射出成形時の熱による影響を受けることもない。

【0066】

第８形態によれば、第７形態の樹脂モールドロータにおいて、前記樹脂モールドの軸方向端面から突出する突起部が設けられ、該突起部と前記主軸の外周面との間に前記Ｏリング溝が形成されている。

【0067】

この形態によれば、樹脂モールドの突起部によりＯリング溝を形成するので、樹脂モールドの軸方向端部全体を厚く形成する必要がなく、樹脂の使用量を低減することができる。また、樹脂モールドの軸方向端部全体が厚くなるのを抑制できるので、樹脂モールドのロータ端面への密着性が低下することを抑制／防止することができ、樹脂モールドの「ひけ」を抑制／防止することができる。

【0068】

第９形態によれば、第８形態の樹脂モールドロータにおいて、前記突起部に対向する位置において前記主軸の外周面に溝部が設けられ、前記Ｏリングが前記突起部と前記溝部との間に挟まれて配置されている。

【0069】

この形態によれば、主軸の外周面の溝部によりモータ運転時におけるＯリングの軸方向の変位を更に確実に抑制することができる。

【0070】

第１０形態によれば、第１から９形態の何れかの樹脂モールドロータにおいて、前記ロータの軸方向両側に前記Ｏリングが設けられている。

【0071】

この形態によれば、樹脂モールドと主軸との界面が存在するロータの軸方向両側において、樹脂モールドと主軸の界面の密閉性を向上することができる。

【0072】

第１１形態によれば、キャンドモータであって、第１から第１０形態の何れかの樹脂モールドロータと、前記樹脂モールドロータの主軸を回転支持する軸受と、前記樹脂モールドロータを取囲み、前記樹脂モールドロータの前記ロータに回転磁界を作用させるキャンド構造のステータと、を備えるキャンドモータが提供される。

【0073】

この形態によれば、上述した樹脂モールドロータを用いてキャンドモータを構成することにより、長寿命のキャンドモータを簡便な構成で且つ低コストで提供できる。

【0074】

第１２形態によれば、キャンドモータポンプであって、第１１形態のキャンドモータと、前記主軸に固定された羽根車と、前記羽根車を取り囲むポンプケーシングと、を備えるキャンドモータポンプが提供される。キャンドモータポンプは、液体及び／又は気体を吸引／吐出するものであってよい。

【0075】

この形態によれば、上述した樹脂モールドロータを用いてキャンドモータポンプを構成することにより、長寿命のキャンドモータポンプを簡便な構成で且つ低コストで提供できる。

【0076】

第１３形態によれば、ファンスクラバーであって、第１１形態のキャンドモータと、前記キャンドモータの前記主軸に接続されたファンと、気体吸入口および気体吐出口を有し、前記ファンを収容するケーシングと、前記ケーシング内に液体を噴出するノズルと、を備えるファンスクラバーが提供される。

【0077】

この形態によれば、上述した樹脂モールドロータを用いてファンスクラバーを構成することにより、長寿命のファンスクラバーを簡便な構成で且つ低コストで提供できる。

【0078】

第１４形態によれば、真空ポンプ装置であって、第１３形態のファンスクラバーと、真空チャンバから気体を真空引きし、前記ファンスクラバーの前記気体吸入口に気体を吐出する真空ポンプと、を備える真空ポンプ装置が提供される。

【0079】

この形態によれば、上述した樹脂モールドロータを採用するファンスクラバーを用いて真空ポンプ装置を構成することにより、長寿命の真空ポンプ装置を簡便な構成で且つ低コストで提供できる。

【0080】

以上、いくつかの例に基づいて本発明の実施形態について説明してきたが、上記した発明の実施形態は、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、その均等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】

【0081】

１ 羽根車
２ ポンプケーシング
３ ブラケット
４ ブラケット
５ 軸受
６ 軸受
７ 主軸
７ａ 貫通穴
７－１ 溝部
７－２ 溝部
８－１ スラストディスク
８－２ スラストディスク
９ 永久磁石
１０ ロータ
１０Ａ 樹脂モールドロータ
１１ 樹脂モールド
１１Ａ 環状突起部
１１Ｂ Ｏリング溝
１２ ロータコア
１３ モータフレーム
１４ ステータ
１５ ステータコア
１６ 導体（巻線）
１７ 出口線
１８ ステータキャン
１９ ステータキャン側板
１９－１、１９－２ フレーム側板（ステータキャン側板）
２０－１ 密閉部材
２０－２ 密閉部材
２０－３ 密閉部材
２１ ボルト
２２ ボルト
２３ 羽根止ナット
２４ 吐出ボリュート
２６ Ｏリング
３０ キャンドモータ
１００ 真空ポンプ装置
１１０ キャンドモータポンプ
１２０ 真空ポンプ
１４０ 除害装置
２００ ファンスクラバー
２２０ ケーシング
２２０ａ 気体吸入口
２２０ｂ 気体吐出口
２２０ｃ 液体排出口
２３０ 衝突板
２４０ ファン
２６０ 液体吐出部
２７０ ノズル
２８０ 液体供給管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】