(57)【要約】【課題】大雨等の水害が発生した場合であっても運転を継続することができる電動機を提供する。【解決手段】全閉型の電動機９は、モータケーシング２１と、回転子３０が固定された駆動軸２４と、モータケーシング２１の外側に配置され、駆動軸２４に取り付けられたファン構造体２５とを備える。ファン構造体２５は、軸受４８，４９に回転自在に支持されたハウジング４５と、ハウジング４５に固定された羽根４４と、ハウジング４５と駆動軸２４との間に配置され、駆動軸２４とハウジング４５とを磁気的に連結するマグネットカップリング４７と、ハウジング４５と駆動軸２４との間の隙間を封止する軸シール４６とを備える。マグネットカップリング４７および軸受４８，４９は、ハウジング４５と軸シール４６とによって形成された密閉空間５６内に配置されている。【選択図】図２
2018078726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
全閉型の電動機であって、
モータケーシングと、
前記モータケーシングの内部に配置された回転子および固定子と、
前記回転子が固定された駆動軸と、
前記モータケーシングの外側に配置され、前記駆動軸に取り付けられたファン構造体とを備え、
前記ファン構造体は、
前記駆動軸の端部に取り付けられた軸受と、
前記軸受に回転自在に支持されたハウジングと、
前記ハウジングに固定された羽根と、
前記ハウジングと前記駆動軸との間に配置され、前記駆動軸と前記ハウジングとを磁気的に連結するマグネットカップリングと、
前記ハウジングと前記駆動軸との間の隙間を封止する軸シールとを備え、
前記マグネットカップリングおよび前記軸受は、前記ハウジングと前記軸シールとによって形成された密閉空間内に配置されていることを特徴とする電動機。
【請求項２】
前記ハウジングの一端部は開口しており、
前記ハウジングの他端部は完全に閉じられており、
前記軸シールは、前記ハウジングの前記一端部と前記駆動軸との間の隙間を封止することを特徴とする請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記マグネットカップリングは、
前記ハウジングに固定された外環マグネットと、
前記駆動軸に固定された内環マグネットとを備えており、
前記外環マグネットおよび前記内環マグネットは前記駆動軸と同心状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電動機。
【請求項４】
前記軸シールは、前記駆動軸の外周面に接触する環状のカバーリングと、前記カバーリング内に収容されるスプリングリングとを含む自緊式シールであることを特徴とする請求項１に記載の電動機。
【請求項５】
液体を移送するポンプと、
前記ポンプを駆動する全閉型の電動機とを備え、
前記電動機は、
モータケーシングと、
前記モータケーシングの内部に配置された回転子および固定子と、
前記回転子が固定された駆動軸と、
前記モータケーシングの外側に配置され、前記駆動軸に取り付けられたファン構造体とを備え、
前記ファン構造体は、
前記駆動軸の端部に取り付けられた軸受と、
前記軸受に回転自在に支持されたハウジングと、
前記ハウジングに固定された羽根と、
前記ハウジングと前記駆動軸との間に配置され、前記駆動軸と前記ハウジングとを磁気的に連結するマグネットカップリングと、
前記ハウジングと前記駆動軸との間の隙間を封止する軸シールとを備え、
前記マグネットカップリングおよび前記軸受は、前記ハウジングと前記軸シールとによって形成された密閉空間内に配置されていることを特徴とするポンプ装置。
【請求項６】
前記ハウジングの一端部は開口しており、
前記ハウジングの他端部は完全に閉じられており、
前記軸シールは、前記ハウジングの前記一端部と前記駆動軸との間の隙間を封止することを特徴とする請求項５に記載のポンプ装置。
【請求項７】
前記マグネットカップリングは、
前記ハウジングに固定された外環マグネットと、
前記駆動軸に固定された内環マグネットとを備えており、
前記外環マグネットおよび前記内環マグネットは前記駆動軸と同心状に配置されていることを特徴とする請求項５に記載のポンプ装置。
【請求項８】
前記軸シールは、前記駆動軸の外周面に接触する環状のカバーリングと、前記カバーリング内に収容されるスプリングリングとを含む自緊式シールであることを特徴とする請求項５に記載のポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機および該電動機を備えたポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポンプ等ライフラインに使用される陸上モータとして、モータ自身の冷却のために、モータの駆動軸に直結された羽根により空気を吸い込んでモータケーシングを強制的に空冷する、所謂、全閉外扇型モータが屋外ではよく使用されている。
【０００３】
このようなモータは、雨水等の水がモータ内部に浸入しないように密閉構造を有しているが、モータ自体が水没してしまうとポンプを運転することができないという問題があった。近年、大雨等の水害によりモータを備えたポンプ装置等の機器が水没して故障することが増えており、この故障に至るモータを対策することが重要になってきている。
【０００４】
図７は全閉外扇型モータを示す断面図である。モータ本体１００は密閉構造を有しており、モータ本体１００の内部は外部環境から隔離されている。より具体的には、モータケーシング１１１と、モータケーシング１１１を貫通する駆動軸（主軸）１０１との間にはシール部材１１２，１１３が配置されており、モータケーシング１１１の構成部材の間にはＯリング１０９が装着されている。これらシール部材１１２，１１３およびＯリング１０９は、水のモータ本体１００の内部への浸入を防止している。
【０００５】
モータケーシング１１１の内部には、駆動軸１０１に固定された回転子１０３と、回転子１０３を取り囲む固定子１０４とが配置されている。固定子１０４はモータケーシング１１１の内面に装着されている。駆動軸１０１とモータケーシング１１１との間には軸受１１４，１１５が配置されており、これら軸受１１４，１１５は駆動軸１０１を回転自在に支持している。回転子１０３は、回転子１０３と固定子１０４との間に形成される回転磁界によって回転し、駆動軸１０１は回転子１０３とともに回転する。
【０００６】
駆動軸１０１には、モータケーシング１１１に冷却用の空気を送るための羽根１０２が固定されている。羽根１０２はモータ本体１００の外部に配置されている。モータケーシング１１１には、羽根１０２を囲むようにファンカバー１１０が取り付けられている。ファンカバー１１０には複数のスリット孔１１０ａが形成されている。
【０００７】
モータケーシング１１１の表面には、モータ本体１００を効果的に冷却するための複数のフィン１０６が取り付けられており、これら複数のフィン１０６はモータケーシング１１１と一体に形成されている。羽根１０２が駆動軸１０１とともに回転すると、空気は複数のスリット孔１１０ａを通じてモータケーシング１１１に送られる（図７の矢印参照）。この空気は、複数のフィン１０６およびモータケーシング１１１に接触してモータの熱を奪う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−９８８５１号公報
【特許文献２】特開２０１３−２１１９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した全閉外扇型モータは、それ自体が水没してもモータ本体１００の内部に水が浸入しない密閉構造を有しているが、このようなモータでは以下のような問題が生じうる。それは、モータの外扇構造にある。つまり、羽根１０２は、モータ本体１００の外部の駆動軸１０１に固定されているため、モータ自体が水没した状態では、羽根１０２は水をかき回すことになる。水の質量は空気の質量よりも１０００倍近くあるため、モータが水没した状態で、羽根１０２が回転すると、モータの出力は定格トルク以上の過出力となり、結果として、モータの過電流保護装置が作動するか、または、羽根１０２自体が過大なトルクに耐えられず破損してしまう。
【００１０】
モータの過電流保護装置が作動し、モータが停止すると、モータが接続されたポンプも停止するため、ポンプは水を排出することができない。羽根１０２が破損した場合は、モータの水没が解消され、ポンプが通常運転となっても羽根１０２の回転による冷却作用が失われるため、モータは冷却されずにモータは焼損する。このようにして、モータが停止すると、ポンプも停止するため、ポンプは水を排出することができない。これらの事態は、ライフラインに多大な影響を及ぼすことになる。
【００１１】
上述した問題はモータ自身が完全に水没していなくても起こりうる。つまり、羽根１０２が浸水した状態では、羽根１０２は水をかき回すことになるため、モータの過電流保護装置が作動し、または羽根１０２が破損してしまう。
【００１２】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたもので、大雨等の水害が発生した場合であっても運転を継続することができる電動機および該電動機を備えたポンプ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、全閉型の電動機であって、モータケーシングと、前記モータケーシングの内部に配置された回転子および固定子と、前記回転子が固定された駆動軸と、前記モータケーシングの外側に配置され、前記駆動軸に取り付けられたファン構造体とを備え、前記ファン構造体は、前記駆動軸の端部に取り付けられた軸受と、前記軸受に回転自在に支持されたハウジングと、前記ハウジングに固定された羽根と、前記ハウジングと前記駆動軸との間に配置され、前記駆動軸と前記ハウジングとを磁気的に連結するマグネットカップリングと、前記ハウジングと前記駆動軸との間の隙間を封止する軸シールとを備え、前記マグネットカップリングおよび前記軸受は、前記ハウジングと前記軸シールとによって形成された密閉空間内に配置されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の好ましい態様は、前記ハウジングの一端部は開口しており、前記ハウジングの他端部は完全に閉じられており、前記軸シールは、前記ハウジングの前記一端部と前記駆動軸との間の隙間を封止することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記マグネットカップリングは、前記ハウジングに固定された外環マグネットと、前記駆動軸に固定された内環マグネットとを備えており、前記外環マグネットおよび前記内環マグネットは前記駆動軸と同心状に配置されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記軸シールは、前記駆動軸の外周面に接触する環状のカバーリングと、前記カバーリング内に収容されるスプリングリングとを含む自緊式シールであることを特徴とする。
【００１５】
本発明の他の態様は、液体を移送するポンプと、前記ポンプを駆動する全閉型の電動機とを備え、前記電動機は、モータケーシングと、前記モータケーシングの内部に配置された回転子および固定子と、前記回転子が固定された駆動軸と、前記モータケーシングの外側に配置され、前記駆動軸に取り付けられたファン構造体とを備え、前記ファン構造体は、前記駆動軸の端部に取り付けられた軸受と、前記軸受に回転自在に支持されたハウジングと、前記ハウジングに固定された羽根と、前記ハウジングと前記駆動軸との間に配置され、前記駆動軸と前記ハウジングとを磁気的に連結するマグネットカップリングと、前記ハウジングと前記駆動軸との間の隙間を封止する軸シールとを備え、前記マグネットカップリングおよび前記軸受は、前記ハウジングと前記軸シールとによって形成された密閉空間内に配置されていることを特徴とするポンプ装置である。
【００１６】
本発明の好ましい態様は、前記ハウジングの一端部は開口しており、前記ハウジングの他端部は完全に閉じられており、前記軸シールは、前記ハウジングの前記一端部と前記駆動軸との間の隙間を封止することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記マグネットカップリングは、前記ハウジングに固定された外環マグネットと、前記駆動軸に固定された内環マグネットとを備えており、前記外環マグネットおよび前記内環マグネットは前記駆動軸と同心状に配置されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記軸シールは、前記駆動軸の外周面に接触する環状のカバーリングと、前記カバーリング内に収容されるスプリングリングとを含む自緊式シールであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
マグネットカップリングは、羽根に過大なトルクが作用することを防止することができ、かつ、電動機の出力が定格トルク以上の過出力となることを防止することができる。したがって、大雨等の水害が発生した場合であっても羽根は破損せず、さらに、電動機の過電流保護装置は作動しない。結果として、電動機（およびポンプ装置）は、大雨等の水害が発生した場合であっても運転を継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】電動機を備えたポンプ装置の一実施形態を示す図である。
【図２】電動機の一実施形態を示す断面図である。
【図３】ファン構造体の一実施形態を示す断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】ポンプ装置の他の実施形態を示す図である。
【図６】ポンプ装置のさらに他の実施形態を示す図である。
【図７】全閉外扇型モータを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。なお、以下で説明する図面において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図１は電動機を備えたポンプ装置の一実施形態を示す図である。図１に示すポンプ装置１は、例えば、処理水槽２、ポンプ室３、および地上部４を備えるポンプ機場５に設置される。ポンプ装置１は、ポンプ６と、ポンプ６の吸込口に接続された吸込管７と、ポンプ６の吐出口に接続された吐出管８と、ポンプ６を駆動する電動機（モータ）９とを備えている。本実施形態に係るポンプ装置１は、一般的に、槽外型排水ポンプ装置と呼ばれている。
【００２０】
吸込管７は処理水槽２とポンプ室３とを区画する壁を貫通しており、吸込管７の吸込口（水入口）は処理水槽２内の水中に没されている。吐出管８はポンプ機場５の外部まで延びており、処理水槽２内の水は、吸込管７、ポンプ６、および吐出管８を通って外部まで移送される。
【００２１】
地上部４は処理水槽２およびポンプ室３よりも高い位置に配置されている。ポンプ６はポンプ室３に配置されており、電動機９は地上部４に配置されている。ポンプ６は連結軸１０を介して電動機９に連結されている。電動機９は縦向きに配置されている。連結軸１０は、ポンプ機場５の高さ方向（すなわち、鉛直方向）に延びており、ポンプ６の羽根車６ａと電動機９とを連結している。ポンプ６の羽根車６ａはポンプケーシング６ｂ内に配置されている。電動機９が駆動すると、その駆動力は連結軸１０に伝えられ、連結軸１０に固定された羽根車６ａは連結軸１０とともに回転する。羽根車６ａの回転によって処理水槽２内の水は吸込管７を通じてポンプ６内に吸い込まれ、結果として、水は吐出管８を通じて外部に移送される。
【００２２】
図２は電動機９の一実施形態を示す断面図である。電動機９は全閉外扇型電動機である。全閉型電動機とは、電動機の全体が密閉構造を有しており、内部への液体の浸入を許容しないタイプの電動機である。全閉外扇型電動機は、全閉型であって、かつ冷却用羽根がモータケーシングの外に備えられた電動機である。
【００２３】
全閉外扇型電動機９は、全閉構造の電動機本体２０と、連結軸１０（図１参照）に連結される駆動軸（主軸）２４と、駆動軸２４に取り付けられた冷却用ファン構造体２５とを備えている。駆動軸２４は、ポンプ機場５の高さ方向（すなわち、鉛直方向）に延びており、連結軸１０を介してポンプ６の羽根車６ａに連結されている。なお、図２において、連結軸１０の図示は省略されている。
【００２４】
電動機本体２０は、その全体がモータケーシング２１で密閉された構造を有しており、モータケーシング２１の内部は外部環境から隔離されている。モータケーシング２１は、筒状のモータフレーム２１ａと、モータフレーム２１ａの開口端を閉じるブラケット２１ｂとを有しており、ブラケット２１ｂは、締結具（例えば、ねじ）２９の締結によってモータフレーム２１ａに固定されている。図２では、１つの締結具２９のみが図示されているが、ブラケット２１ｂは複数の締結具２９によってモータフレーム２１ａに固定されている。
【００２５】
モータケーシング２１の内部には、駆動軸２４に固定された回転子（ロータ）３０と、回転子３０を囲んで回転磁界を形成する固定子（ステータ）３１が配置される。以下、本明細書において、これら回転子３０および固定子３１を総称して回転要素と呼ぶことがある。
【００２６】
固定子３１は、モータフレーム２１ａの内面に固定されている。回転子３０は、ロータコア３０ａと、ロータコア３０ａに電気的に接続される二次導体３０ｂとを有している。固定子３１は、ステータコア３１ａと、ステータコア３１ａに巻かれるステータコイル（巻線）３１ｂとを有している。回転子３０は、回転子３０と固定子３１との間に形成される回転磁界によって回転し、回転子３０が固定された駆動軸２４は回転子３０とともに回転する。
【００２７】
駆動軸２４はモータケーシング２１（すなわち、モータフレーム２１ａおよびブラケット２１ｂ）を貫通している。駆動軸２４とモータフレーム２１ａとの間には軸封装置３５が配置されており、駆動軸２４とブラケット２１ｂとの間には軸封装置３６が配置されている。さらに、モータフレーム２１ａとブラケット２１ｂとの間には環状のシール部材（例えば、Ｏリング）３７が配置されている。これら軸封装置３５，３６およびシール部材３７は、水のモータケーシング２１の内部への浸入を防止している。本実施形態では、軸封装置３５，３６は、環状の自緊式シールであり、一般的には、オイルシールまたはメカニカルシールと呼ばれている。
【００２８】
駆動軸２４とモータフレーム２１ａとの間には軸受４０が配置されており、駆動軸２４とブラケット２１ｂとの間には軸受４１が配置されている。これら軸受４０，４１は駆動軸２４を回転自在に支持している。本実施形態では、軸受４０，４１は転がり軸受である。軸受４０は軸封装置３５よりも回転要素側に配置されており、軸受４１も軸封装置３６よりも回転要素側に配置されている。つまり、軸受４０，４１は軸封装置３５，３６とモータケーシング２１とによって形成された密閉空間６０内に配置されている。回転要素（すなわち、回転子３０および固定子３１）も密閉空間６０内に配置されている。
【００２９】
上述したように、電動機９は、モータケーシング２１の表面に冷却用の空気を送るためのファン構造体２５を備えている。ファン構造体２５は、モータケーシング２１の外側の位置において、駆動軸２４に取り付けられている。より具体的には、ファン構造体２５は、駆動軸２４の連結軸１０に連結される端部とは反対側の端部に取り付けられている。外扇型と呼ばれるように、ファン構造体２５は電動機本体２０の外部に取り付けられている。このファン構造体２５は、電動機本体２０で発生する熱を逃がすために電動機本体２０の表面の空気を吹き飛ばす。
【００３０】
モータケーシング２１（より具体的には、モータフレーム２１ａ）には、ファン構造体２５を囲むようにファンカバー２６が取り付けられている。ファンカバー２６は冷却用の空気を電動機本体２０側に案内するように構成されている。お碗状に形成されたファンカバー２６は、モータケーシング２１の一部およびファン構造体２５の全体を覆うように配置されている。
【００３１】
ファンカバー２６には、複数のスリット孔（開口）２６ａが形成されている。これら複数のスリット孔２６ａはファン構造体２５に対向するファンカバー２６の面に形成されている。
【００３２】
モータケーシング２１（より具体的には、モータフレーム２１ａ）の表面には、電動機本体２０を冷却するための複数のフィン２７が取り付けられている。これら複数のフィン２７はモータフレーム２１ａと一体に形成されている。ファン構造体２５の羽根４４（詳しくは後述する）が駆動軸２４とともに回転すると、空気は複数のスリット孔２６ａを通じてモータケーシング２１に送られる（図２の矢印参照）。この空気は、モータケーシング２１および複数のフィン２７に接触して電動機本体２０の熱を奪う。本実施形態では、ファン構造体２５のサイズ（すなわち、直径）は電動機本体２０のサイズ（すなわち、直径）よりも小さい。
【００３３】
図３はファン構造体２５の一実施形態を示す断面図である。ファン構造体２５は、駆動軸２４の端部に取り付けられた軸受４８，４９と、軸受４８，４９に回転自在に支持されたハウジング（ボス部）４５と、ハウジング４５に固定された羽根４４と、ハウジング４５と駆動軸２４との間に配置され、駆動軸２４とハウジング４５とを磁気的に連結するマグネットカップリング４７と、ハウジング４５と駆動軸２４との間の隙間を封止する軸シール４６とを備えている。
【００３４】
本実施形態では、軸受４８，４９は、転がり軸受であり、マグネットカップリング４７の両端に隣接して配置されている。ただし、軸受４８，４９の配置箇所は本実施形態に限定されない。一実施形態では、軸受４８，４９はマグネットカップリング４７から離間して配置されてもよい。さらに、本実施形態では、２つの軸受４８，４９が設けられているが、軸受の数も本実施形態に限定されない。１つの軸受が設けられてもよく、または、３つ以上の軸受が設けられてもよい。
【００３５】
羽根４４およびハウジング４５は一体に形成されている。羽根４４はハウジング４５の外面からハウジング４５の半径方向外側に向かって延びており、駆動軸２４はハウジング４５の内面に隣接して配置されている。ハウジング４５は駆動軸２４と同心状に配置されている。駆動軸２４の端部は回り止め形状を有している。
【００３６】
ハウジング４５の一端部４５ａは開口しており、ハウジング４５の他端部４５ｂは完全に閉じられている。軸シール４６はハウジング４５の一端部４５ａと駆動軸２４との間の隙間を封止する。本実施形態では、ハウジング４５は、お碗状に形成されており、駆動軸２４の端部を完全に覆っている。
【００３７】
ハウジング４５の一端部４５ａには環状の窪み５０が形成されており、軸シール４６はこの窪み５０に装着されている。軸シール４６は環状形状を有する自緊式シールである。より具体的には、軸シール４６は、駆動軸２４の外周面に接触する環状のカバーリング４６ａと、カバーリング４６ａ内に収容されるスプリングリング４６ｂとを含む自緊式シールである。軸シール４６は、一般的には、オイルシールまたはメカニカルシールと呼ばれている。
【００３８】
カバーリング４６ａはＵ字形状の断面を有しており、軸シール４６は、カバーリング４６ａの開口部が水に接触可能に配置されている。カバーリング４６ａの外面はハウジング４５の窪み５０および駆動軸２４の外周面に接触しており、カバーリング４６ａの外面の一部はスプリングリング４６ｂによって駆動軸２４に密着している。言い換えれば、スプリングリング４６ｂはカバーリング４６ａの外面の一部を駆動軸２４に向かって付勢するように構成されている。このようにして、軸シール４６は、水がハウジング４５と駆動軸２４との間から浸入することを防止している。
【００３９】
駆動軸２４の端部には、環状のスリーブ２４ａが取り付けられている。スリーブ２４ａは駆動軸２４と同心状に配置されている。軸受４８，４９の内輪はスリーブ２４ａに固定されており、軸受４８，４９の外輪はハウジング４５に固定されている。ハウジング４５は、駆動軸２４には直接固定されておらず、軸受４８，４９およびマグネットカップリング４７を介して駆動軸２４に連結されている。軸受４８，４９は駆動軸２４とハウジング４５との間の相対位置を決定する。
【００４０】
マグネットカップリング４７は駆動軸２４の回転をハウジング４５および羽根４４に伝達するための部材である。つまり、マグネットカップリング４７が設けられていない場合、駆動軸２４の回転に羽根４４の回転が伴わない。したがって、駆動軸２４の回転を羽根４４に伝達するために、ハウジング４５と駆動軸２４（より具体的には、スリーブ２４ａ）との間にマグネットカップリング４７が配置されている。
【００４１】
図４は図３のＡ−Ａ線断面図である。なお、図４において、羽根４４の図示は省略されている。図４に示すように、マグネットカップリング４７は、駆動軸２４（より具体的には、スリーブ２４ａ）に固定された内環マグネット４７ａと、ハウジング４５に固定された外環マグネット４７ｂとを有している。これらマグネット４７ａ，４７ｂは、環状の永久磁石から構成されており、駆動軸２４と同心状に配置されている。これらマグネット４７ａ，４７ｂは、円筒形状を有しており、一定のエアギャップを保って配置されている。
【００４２】
内環マグネット４７ａは、その外周面に向かってその円周上に着磁された同極数の磁極を有しており、外環マグネット４７ｂは、その内周面に向かってその円周上に着磁された同極数の磁極を有している。マグネット４７ａ，４７ｂには、それぞれ、Ｎ極およびＳ極が交互に着磁されている。これらマグネット４７ａ，４７ｂは、異なる磁極が対向するように配置されており、これらマグネット４７ａ，４７ｂの間には磁気による吸引力が作用している。したがって、内環マグネット４７ａが固定された駆動軸２４が回転すると、駆動軸２４の回転が、マグネット４７ａ，４７ｂの間に作用する磁力を介して、外環マグネット４７ｂが固定されたハウジング４５（および羽根４４）に伝達される。このようにして、ハウジング４５および羽根４４が駆動軸２４とともに回転する。結果として、羽根４４は駆動軸２４に接触することなく駆動軸２４とともに回転することができる。
【００４３】
図３に示すように、マグネットカップリング４７および軸受４８，４９は、ハウジング４５と軸シール４６とによって形成された密閉空間５６内に配置されている。マグネットカップリング４７および軸受４８，４９は、軸シール４６が配置されたハウジング４５の一端部４５ａよりもハウジング４５の他端部４５ｂに近接して配置されている。言い換えれば、マグネットカップリング４７および軸受４８，４９は、羽根４４が回転したときの空気の流れ方向において、軸シール４６よりも上流側に配置されている。このような配置により、軸シール４６は水の密閉空間５６への浸入を防止し、結果として、マグネットカップリング４７および軸受４８，４９は水に接触することはない。
【００４４】
図３に示すように、駆動軸２４の端部には、軸受４８の移動を制限する押さえ板５２がねじ５３の締結によって固定されている。マグネットカップリング４７および軸受４８，４９は押さえ板５２と軸シール４６との間に配置されており、これら押さえ板５２およびねじ５３も密閉空間５６内に配置されている。
【００４５】
押さえ板５２の直径は駆動軸２４の直径よりも大きく、軸受４８の外径よりも小さい。さらに、ハウジング４５には、環状の出っ張り５４が形成されており、この出っ張り５４の直径は軸受４８の外径よりも小さい。押さえ板５２および出っ張り５４は軸受４８の端部に接触している。このようにして、押さえ板５２および出っ張り５４は軸受４８の移動を制限することができる。
【００４６】
電動機９が駆動すると、駆動軸２４は回転し、この駆動軸２４の回転はマグネットカップリング４７を介してハウジング４５および羽根４４に伝達される。ファン構造体２５が気体雰囲気中にある場合、つまり、ファン構造体２５が浸水していない場合、これらハウジング４５および羽根４４は駆動軸２４の回転に同期して回転する。羽根４４はファンカバー２６のスリット孔２６ａから周囲の空気を吸い込み、スリット孔２６ａから吸い込まれた空気は電動機本体２０の外周面上を流れ、電動機本体２０を冷却する。
【００４７】
ハウジング４５は駆動軸２４と磁気的に連結されている。したがって、大雨等の水害によって、処理水槽２内の水の水位が上昇し、水の水位がポンプ機場５の地上部４（図１参照）に達すると、ファン構造体２５が浸水（または水没）する。この場合、羽根４４に作用するトルクが大きくなるので、羽根４４の回転は駆動軸２４の回転と同期しなくなる。すなわち、マグネットカップリング４７は脱調する。結果として、駆動軸２４が回転しても羽根４４は回転せずに停止したままである。
【００４８】
本実施形態によれば、羽根４４に過大なトルクが作用すると、羽根４４は駆動軸２４との同期から外れる。つまり、マグネットカップリング４７は、羽根４４に過大なトルクが作用することを防止することができるため、羽根４４の破損を防止することができる。さらに、本実施形態によれば、羽根４４は駆動軸２４との同期から外れるため、マグネットカップリング４７は、電動機９の出力が定格トルク以上の過出力となることを防止することができる。したがって、マグネットカップリング４７は電動機９の過電流保護装置の作動を防止することができる。結果として、電動機９（およびポンプ装置１）は、大雨等の水害が発生した場合であっても運転を継続することができる。
【００４９】
さらに、本実施形態によれば、マグネットカップリング４７および軸受４８，４９は密閉空間５６内に配置されている。つまり、ハウジング４５および軸シール４６は、水のマグネットカップリング４７および軸受４８，４９への接触を防止することができる。したがって、電動機９自体が水没しても、マグネットカップリング４７および軸受４８，４９は水に接触することなく、本来の機能を発揮することができる。
【００５０】
電動機９が水没しているとき、羽根４４の回転が停止していても、電動機９は、水との接触によって冷却されるので、ポンプ装置１の運転を継続しても、電動機９が焼損することはない。また、ポンプ機場５内の排水により、電動機９がその水没から復旧して、ファン構造体２５が再び気体雰囲気中に存在すると、マグネットカップリング４７により、羽根４４は駆動軸２４と同期して再び回転する。
【００５１】
図５はポンプ装置１の他の実施形態を示す図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、上述した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図５に示すように、ポンプ６は連結軸１０を介さずに電動機９に直接連結されている。つまり、電動機９の駆動軸２４はポンプ６の羽根車６ａに直接接続されている。本実施形態によれば、ポンプ６および電動機９はポンプ室３内に配置されているため、ポンプ装置１の全体をコンパクト化することができる。さらに、本実施形態によれば、連結軸１０を設ける必要はないため、ポンプ装置１の全体のコストを低減することができ、ポンプ装置１のメンテナンスを容易に行うことができる。
【００５２】
図６はポンプ装置１のさらに他の実施形態を示す図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、上述した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図６に示すように、駆動軸２４は、ポンプ機場５の幅方向（すなわち、水平方向）に延びており、ポンプ６に連結されている。このように、電動機９は横向きに配置されてもよい。
【００５３】
これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内において、種々の異なる形態で実施されてよいことは勿論である。
【符号の説明】
【００５４】
１      ポンプ装置
２      処理水槽
３      ポンプ室
４      地上部
５      ポンプ機場
６      ポンプ
７      吸込管
８      吐出管
９      電動機
１０      連結軸
２０      電動機本体
２１      モータケーシング
２１ａ    モータフレーム
２１ｂ    ブラケット
２４      駆動軸
２５      ファン構造体
２６      ファンカバー
２７      フィン
３０      回転子
３１      固定子
３５，３６      軸封装置
３７      シール部材
４０，４１      軸受
４４      羽根
４５      ハウジング
４６      軸シール
４６ａ    カバーリング
４６ｂ    スプリングリング
４７      マグネットカップリング
４７ａ    内環マグネット
４７ｂ    外環マグネット
４８，４９      軸受
５６，６０      密閉空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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