(57)【要約】【課題】ブラケットとモータフレームの芯ずれが生じるおそれのないブラケットとモータフレームとの取付け構造を有する、モータを提供する。【解決手段】筒状のモータフレームと、モータフレーム内に固定され、電線が巻回される固定子と、固定子の内側に設けられる回転子と、回転子に取り付けられる主軸と、主軸の回転を支持する軸受を保持するブラケットと、モータフレームにブラケットを取り付けるための取付け構造と、を備えるモータであって、取付け構造は、モータフレームの端部の内周面に形成された雌ネジ部を含む、モータ。【選択図】図２
2019017127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のモータフレームと、
前記モータフレーム内に固定され、電線が巻回される固定子と、
前記固定子の内側に設けられる回転子と、
前記回転子に取り付けられる主軸と、
前記主軸の回転を支持する軸受を保持するブラケットと、
前記モータフレームに前記ブラケットを取り付けるための取付け構造と、
を備えるモータであって、
前記取付け構造は、前記モータフレームの端部の内周面に形成された雌ネジ部を含む、モータ。
【請求項２】
前記取付け構造は、前記ブラケットの外周面に形成された雄ネジ部を含み、前記雄ネジ部が前記雌ネジ部に螺合可能である、請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記ブラケットは、側板を介して前記モータフレームの端部に取り付けられるように構成されており、
前記取付け構造は、前記側板の外周面に形成された雄ネジ部を含み、前記雄ネジ部が前記雌ネジ部に螺合可能である、請求項１に記載のモータ。
【請求項４】
前記側板の内周面に、前記電線に電流を供給するケーブルが挿通可能な溝部が形成されている、請求項３に記載のモータ。
【請求項５】
前記モータフレームは、モータフレーム本体と、前記モータフレーム本体の端部の内周面に取り付けられる端環部材と、を備えており、
前記雌ネジ部は、前記端環部材の内周面に形成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のモータを備える、水中モータポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、井戸やプールなどでは、水を汲み上げるために水中ポンプが用いられている。水中ポンプを使って水を汲み上げるためには、水中ポンプを駆動するモータが用いられる。例えば、深井戸などでは、水没した状態で水中ポンプを駆動する水中モータが用いられる（例えば、特許文献１）。
【０００３】
水中モータは、筒状のモータフレームと、モータフレーム内に固定された固定子（換言すれば、ステータ）と、固定子に巻回された電線により形成されるコイルと、固定子の内側に設けられた回転子（換言すれば、ロータ）と、を備える。また、水中モータは、回転子に取り付けられた主軸と、モータフレームの両端部を覆うブラケットと、を備える。ブラケットは、モータフレーム側板を介してモータフレームに取り付けられることができる。モータフレームの内部には、水中モータを冷却するとともに摺動性を向上させるために、封入液（例えば、プロピレングリコール水溶液）が封入される。
【０００４】
水中モータは、コイルに通電することによって回転子を回転させる。すなわち、コイルには、水中モータの外部の電源からコイルへ通電するための電源ケーブルが接続される。水中モータは、コイルへの通電による回転磁界を利用して回転子をモータフレーム内で回転させる。主軸は、回転子の回転に伴って回転する。
【０００５】
ところで、水中モータポンプに用いられる水中モータとして、例えば、コイルにエナメル線を用いるキャンドモータと、コイルにポリエチレン樹脂皮膜等で被覆された耐水電線を用いる、いわゆるポリ巻モータを挙げることができる。キャンドモータでは、モータフレームに固定された固定子は、固定子の内周面に固定されたステータキャンとモータフレームとの間で、封入液が存在するロータ室に対して密閉状態に保持される。コイルは、水等の封入液に接触するおそれがないので、通常のエナメル線で形成される。キャンドモータでは、比較的安価なエナメル線を用いることができる一方、ステータキャンによる渦電流損が生じる。これに対し、ポリ巻モータは、固定子が封入液に接触するので、比較的高価な耐水電線を用いる必要がある。しかし、ステータキャンによる渦電流損が生じないので、モータの効率を高く保持することができる。
【０００６】
コイルは、使用中に劣化し、交換または修理が必要になる場合がある。この場合、モータフレーム内に固定された固定子に容易にアクセスできることが望ましい。しかし、キャンドモータの場合、固定子が密閉状態にあることから、コイルの交換または修理には、モータを実質的に全分解することが必要になる。一方、ステータキャンを有しないポリ巻モータについては、モータフレーム内の固定子にアクセスする手段が提案されている。
【０００７】
例えば、特許文献２は、モータフレーム側板を取り外し可能にする図９に示すような構造を提案する。この例では、モータフレーム側板９３１がモータフレーム９０２の端部に挿入された後、環状のストッパ部材９６０がモータフレーム９０２の端部に挿入される。ストッパ部材９６０は、モータフレーム９０２の端部の内周面に形成された溝９０２ａに配置されることにより、所定の位置に保持される。次に、ブラケット９３０の端部がモータフレーム９０２の端部に挿入される。ブラケット９３０の端部は段差面を介して互いに隣接する小径部９３０aと大径部９３０ｂとを有し、小径部９３０aがモータフレーム９０２の端部に嵌合する。段差面がモータフレーム９０２の端面に当接することにより、ブラ
ケット９３０がモータフレーム９０２に対して軸方向（換言すれば、主軸に沿う方向）で位置決めされる。モータフレーム側板９３１とブラケット９３０は、ボルト９９４によって互いに固定される。ボルト９９４が締め付けられると、モータフレーム側板９３１が環状ストッパ９６０に押し付けられる。これにより、モータフレーム９０２に対するモータフレーム側板９３１の位置が固定される。こうして、ブラケット９３０がモータフレーム９０２に固定される。
【０００８】
ボルト９９４を緩め、ブラケット９３０、環状ストッパ９６０及びモータフレーム側板９３１をモータフレーム９０２から取り外すことにより、モータフレーム９０２の端部を通してコイルにアクセスすることが可能になる。従って、コイルの交換等の作業を容易に行うことができる。尚、この作業は、モータフレーム９０２の両端部で行うことができる。
【０００９】
しかし、上記従来技術では、ボルト９９４の締結力によって環状ストッパ９６０がモータフレーム９０２の径方向外側に押され、モータフレーム９０２の端部の内径が拡大される。これにより、ブラケット９３０とモータフレーム９０２との嵌め合いに緩みが生じる。この場合、ブラケット９３０は、モータの主軸の軸心に対してブラケット９３０の中心軸がずれた状態でモータフレーム９０２に取り付けられることになる。ブラケット９３０は、モータの主軸を支持するラジアル軸受（換言すれば、滑り軸受）を保持する。従って、ブラケット９３０の中心軸が主軸の軸心からずれた状態では、軸受と主軸との間の隙間に偏りが生じる。隙間が小さい部分では、潤滑液が十分に供給されない。従って、軸受に、摺動不良による焼き付きまたは破損が生じる。また、ブラケット９３０に取り付けられる軸封用のオイルシールにおいても、その中心軸が主軸の軸心に対してずれるので、リップ部分が偏摩耗し、密封性が損なわれる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開昭５９−１２３４３９号公報
【特許文献２】実開平２−１７９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の一実施形態によれば、ブラケットとモータフレームの芯ずれが生じるおそれのないブラケットとモータフレームとの取付け構造を有する、モータを提供することができる。また、本発明の一実施形態によれば、簡単な作業でモータのコイルを交換または修理することを可能にするモータを提供することができる。また、本発明の一実施形態によれば、ブラケットとモータフレームの芯ずれが生じるおそれのないブラケットとモータフレームとの取付け構造を有する、水中モータポンプを提供することができる。また、本発明の一実施形態によれば、簡単な作業でモータのコイルを交換または修理することを可能にする水中モータポンプを提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一実施形態によれば、筒状のモータフレームと、モータフレーム内に固定され、電線が巻回される固定子と、固定子の内側に設けられる回転子と、回転子に取り付けられる主軸と、主軸の回転を支持する軸受を保持するブラケットと、モータフレームにブラケットを取り付けるための取付け構造と、を備えるモータであって、取付け構造は、モータフレームの端部の内周面に形成された雌ネジ部を含む、モータが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】水中ポンプの外観を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるモータの断面図である。
【図３】図２のモータの取付け構造を説明するための部分拡大図である。
【図３Ａ】モータフレームの雌ネジ部の配置を説明する図である。
【図４Ａ】側板の背面図である。
【図４Ｂ】側板の側断面図である。
【図４Ｃ】側板の正面図である。
【図５】本発明の第２実施形態によるモータの取付け構造を説明するための、図３に対応する図である。
【図６】本発明の第３実施形態によるモータの断面図である。
【図６Ａ】モータフレーム本体に対する端環部材の配置を示す図である。
【図７】図６のモータの取付け構造を説明するための部分拡大図である。
【図８】第３実施形態による取付け構造の他の例を説明するための部分拡大図である。
【図９】従来技術を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の各実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明はあくまでも一例を示すものであって、本発明の技術的範囲を以下の実施形態に限定する趣旨ではない。また、図面では、同一また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。また、以下の実施形態は、一例として、水中モータポンプに使用されるモータを説明するが、これには限られない。
［第１実施形態］
【００１５】
図１は、本発明の各実施形態のモータが適用され得る水中モータポンプ１０００の外観を示す図である。図１に示すように、水中モータポンプ１０００は、水中モータ１００と、水中モータ１００に接続された水中ポンプ7００とを備える。
【００１６】
水中ポンプ7００は、水中モータ１００の主軸１１０に接続された駆動軸7０２と、駆動軸7０２に取り付けられた複数枚の羽根7０４と、を有している。水中モータ１００の主軸１１０の回転駆動に伴って駆動軸7０２及び羽根7０４が回転し、これによって水中ポンプ7００は水を汲み上げる。
［第１実施形態］
【００１７】
次に、第１実施形態の水中モータ１００の詳細を説明する。図２は、第１実施形態の水中モータ１００の断面を示す図である。
【００１８】
図２に示すように、水中モータ１００は、筒状のモータフレーム１０２、反負荷側（換言すれば、水中ポンプ７００が接続されない側）のフレーム側板（以下、第１側板とも称する）１２２、負荷側（換言すれば、水中ポンプ７００が接続される側）のフレーム側板（以下、第２側板とも称する）１３１、第１ブラケット１２０、及び、第２ブラケット１３０、を有する。また、水中モータ１００は、モータフレーム１０２内に固定された固定子１０４、固定子１０４の内側に設けられた回転子１０６、及び、回転子１０６に取り付けられた主軸１１０、を備える。
【００１９】
また、水中モータ１００は、固定子１０４に巻回された電線により形成されるコイル１０８を備える。コイル１０８は、耐水絶縁被覆が施された電線を固定子１０４に巻回することにより形成されている。コイル１０８は、水中モータ１００の外部の図示していない電源から延びる電源ケーブル１１２に電気的に接続される。コイル１０８への通電による回転磁界によって、回転子１０６はモータフレーム１０２内で回転する。主軸１１０は、回転子１０６の回転に伴って回転する。
【００２０】
第１ブラケット１２０は、モータフレーム１０２の第１端部（換言すれば、反負荷側の端部）を覆うように設けられる。具体的には、反負荷側フレーム側板１２２がモータフレーム１０２の第１端部に設けられており、第１ブラケット１２０は、ボルト１８４によって反負荷側フレーム側板１２２に固定されている。
【００２１】
一方、第２ブラケット１３０は、モータフレーム１０２の第２端部（換言すれば、負荷側の端部）を覆うように設けられる。具体的には、負荷側フレーム側板１３１がモータフレーム１０２の第２端部に設けられており、第２ブラケット１３０は、ボルト１９４によって負荷側フレーム側板１３１に固定されている。
【００２２】
水中モータ１００の内部には、水中モータ１００から発生する熱を冷却するとともに主軸１１０の摺動性を向上させるように、封入液１１４（例えば、プロピレングリコール水溶液）が封入されている。
【００２３】
また、水中モータ１００の反負荷側には、水中モータ１００の内部の圧力変動を吸収するダイヤフラム１８２が設けられている。また、水中モータ１００の反負荷側には、主軸１１０を回転駆動するためのラジアル軸受１８８が設けられている。主軸１１０は、第１ブラケット１２０に取り付けられたラジアル軸受１８８によって軸支される。
【００２４】
一方、水中モータ１００の負荷側には、主軸１１０を回転駆動するためのラジアル軸受１９８が設けられている。主軸１１０は、第２ブラケット１３０に取り付けられたラジアル軸受１９８によって軸支される。
【００２５】
第２ブラケット１３０の中央部には、主軸１１０の先端部を水中モータ１００の外部へ突出させるために、主軸１１０が貫通可能な貫通孔１３８が形成されている。主軸１１０は、貫通孔１３８を通って水中モータ１００の外部へ突出し、水中ポンプ７００の駆動軸７０２と接続される。また、貫通孔１３８の周囲の底面部１３６を貫通する挿通孔１３２を通って、電源ケーブル１１２が水中モータ１００の外部へ引き出される。第２ブラケット１３０は、また、底面部１３６を取り囲むようにモータフレーム１０２の内部に向けて突出する外周凸部１３４を有する。外周凸部１３４は、後述するモータフレーム１０２との嵌め合い部を形成するように、外径が縮小されている。
【００２６】
また、水中モータ１００は、貫通孔１３８の部分に設けられた軸封機構１５０を備える。軸封機構１５０は、貫通孔１３８を介して封入液１１４が水中モータ１００の外部へ漏れるのを抑制する。また、軸封機構１５０は、水中モータ１００の外部の水等が水中モータ１００の内部へ浸入するのを抑制する。
【００２７】
図３は、モータフレーム１０２に第２ブラケット１３０を取り付けるための取付け構造を示す図である。本実施形態において、取付け構造は、モータフレーム１０２の端部の内周面に形成された雌ネジ部３０２を含む。ここで、「モータフレーム１０２の端部」とは、例えば図３Aに示されるように、モータフレーム１０２の長さ方向において、コイル１０８のコイルエンド（換言すれば、固定子１０４の外側に配置される部分）よりもモータフレーム１０２の開口に近い部分を意味する。換言すれば、雌ネジ部３０２は、モータフレーム１０２内のコイル１０８に干渉しない位置に形成される。
【００２８】
図３の例では、モータフレーム１０２の第２端部は、段差面３００と、段差面３００を介して隣接する第１内径部１０２a及び第２内径部１０２ｂと、を有している。第１内径部１０２aは、固定子１０４側に位置し、第２内径部１０２ｂは、固定子１０４から離れる側（換言すれば、第２ブラケット１３０側）に位置する。第２内径部１０２ｂは、第１
内径部１０２aよりも大きな内径を有するように薄肉に形成されている。第１内径部１０２aの内周面に雌ネジ部３０２が形成されている。
【００２９】
第２ブラケット１３０の端部は、段差面４００と、段差面４００を介して隣接する第１外径部１３０a及び第２外径部１３０ｂと、を有している。第１外径部１３０aは、モータフレーム１０２側に配置される部分であり、第２外径部１３０ｂは、モータフレーム１０２とは離れた側に配置される部分である。第１外径部１３０aは、第２外径部１３０ｂよりも小さい外径を有している。第１外径部１３０aは、段差面４００と共に、モータフレーム１０２との嵌め合い部を形成する部分であり、上記した第２ブラケット１３０の外周凸部１３４に相当する。
【００３０】
取付け構造は、さらに、筒状の第２側板１３１を含む。換言すれば、第２ブラケット１３０は第２側板１３１を介してモータフレーム１０２に取り付けられる。第２側板１３１は、段差面５００と、段差面５００を介して隣接する第１外径部１３１a及び第２外径部１３１ｂと、を有している。第２外径部１３１ｂは、第１外径部１３１aよりも大きい外径を有している。第１外径部１３１aの外周面に、雌ネジ部３０２と螺合可能な雄ネジ部（図３では符号省略）が形成されている。
【００３１】
ここで、図４A〜図４Cを参照して、第２側板１３１の具体的形状について説明する。図４Aは、第２側板１３１の背面図（換言すれば、固定子１０４側から見た図）である。図４Bは、第２側板１３１の、図４CのA-A線断面図である。図４Cは、第２側板１３１の正面図（換言すれば、第２ブラケット１３０側から見た図）である。第２側板１３１は、ボルト１９４が挿通可能なボルト孔５０４が形成される複数（図示の例では４つ）の湾曲凸部５０６を備えており、湾曲凸部５０６は、第２側板１３１の径方向内側に突出するように形成されている。これにより、第２側板１３１の内周面には、隣接する湾曲凸部５０６の間に溝Cが形成される。図４A及び図４Bには、モータフレーム１０２の雌ネジ部３０２と螺合可能な雄ネジ部５０２が示されている。
【００３２】
尚、図４A〜図４Cに示す第２側板１３１の形状は、一例にすぎない。当業者に既知の形状を有するモータフレーム側板を、適宜、第２側板１３１として使用することができる。
【００３３】
上記取付け構造によってモータフレーム１０２の第２端部に第２ブラケット１３０を取付けることができる。具体的には、まず、第２側板１３１がモータフレーム１０２の第２端部に挿入される。第２側板１３１は、第１外径部１３１aが固定子１０４側に位置し、第２外径部１３１ｂが固定子１０４とは離れた側に位置するように、モータフレーム１０２の第２端部に挿入される。第２側板１３１の第１外径部１３１aは、雌ネジ部３０２と雄ネジ部５０２との螺合により、第２側板１３１の段差面５００がモータフレーム１０２の段差面３００に当接するまで、第１内径部１０２a内にねじ込まれる。第２端部内で、モータフレーム１０２と第２側板１３１とは、第２内径部１０２ｂの内周面と第２外径部１３１ｂの外周面とが接触する嵌合状態にある。
【００３４】
このとき、コイル１０８に電気接続された電源ケーブル１１２を、第２側板１３１の内側の溝Cのいずれかを通して引き出すことができる。図４A等に示すように、複数の溝Cは、湾曲凸部５０６を除いて実質的に第２側板１３１の周方向の全体にわたって形成されている。従って、螺合により回転される第２側板１３１の角度位置に関係なく、電源ケーブル１１２を容易に引き出すことができる。
【００３５】
次に、第２ブラケット１３０の端部が、その段差面４００がモータフレーム１０２の端面３５０に当接するまでモータフレーム１０２の第２端部に挿入される。このとき、第２側板１３１の溝Cを通って引き出された電源ケーブル１１２は、第２ブラケット１３０の
挿通孔１３２（図２参照）を通して外部に引き出される。
【００３６】
第２ブラケット１３０は、電源ケーブル１１２を大きく曲げることなく挿通孔１３２から引き出すことができるように、所望の角度位置で挿入されることが望ましい。第２ブラケット１３０は、第１ブラケット１２０及びモータフレーム１０２と共に、水中モータ１００のケーシングを形成する。従って、挿通孔１３２は、通常、第２ブラケット１３０の底面部１３６の所定の周方向位置に形成される、互いに独立した複数の孔の形態を有している。
【００３７】
第２端部内で、モータフレーム１０２と第２ブラケット１３０とは、第１外径部１３０aの外周面と第２内径部１０２ｂの内周面とが接触する嵌合状態にある。
【００３８】
次に、第２側板１３１と第２ブラケット１３０が、ボルト１９４等の締結具によって互いに固定される。こうして、モータフレーム１０２と第２ブラケット１３０とを第２側板１３１を介して互いに固定することができる。
【００３９】
以上、一例として、負荷側の第２ブラケット１３０とモータフレーム１０２との間の取付け構造について説明したが、同様の構成が、反負荷側の第１ブラケット１２０とモータフレーム１０２との間の取付け構造にも適用可能である。
【００４０】
尚、第１実施形態において、モータフレーム１０２の第１及び第２端部、第１及び第２側板１２２、１３１、及び第１及び第２ブラケット１２０、１３０の具体的な形状及び寸法は特に限られない。第１実施形態では、モータフレーム１０２の端部に雌ネジ部が形成され、側板に、雌ネジ部と螺合可能な雄ネジ部が形成されていればよい。また、第１及び第２側板１２２、１３１、と第１及び第２ブラケット１２０、１３０とは、図示のような締結具を用いる方法の他、当業者に既知の任意の方法で互いに固定することができる。
【００４１】
このように、第１実施形態では、従来技術のような環状ストッパを用いることなく、ブラケットをモータフレームに取り付けることができる。従って、取り付けのためにモータフレームに径方向外側の力が掛かることがないので、ブラケットとモータフレームとの嵌め合いに緩みが生じるおそれがない。これにより、ブラケットとモータフレームの芯ずれが生じることを防止することができる。ブラケットとモータフレームの芯ずれが生じないので、芯ずれによるラジアル軸受及び／または軸封用オイルシールの損傷を防止することができる。
【００４２】
また、コイルの交換、修理等が必要となった場合には、コイルに容易にアクセスすることができる。すなわち、締結具を緩めてブラケットをモータフレームから分離し、その後、雌ネジ部に螺合されている側板を回転させて、側板をモータフレームから取り出す。これにより、モータフレームの端部を通してコイルへのアクセスが可能になる。
［第２実施形態］
【００４３】
図５は、第２実施形態による水中モータ１００Aの取付け構造を説明する、図３に対応する図である。第１実施形態ではモータフレーム１０２（具体的には、第１内径部１０２a）に形成された雌ネジ部３０２が、第２側板１３１（具体的には、第１外径部１３１a）に形成された雄ネジ部と螺合する。第２実施形態では、モータフレーム１０２（具体的には、第２内径部１０２ｂ）に形成された雌ネジ部３０３が、第２ブラケット１３０（具体的には、第１外径部１３０a）に形成された雄ネジ部（符号省略）と螺合する。換言すれば、モータフレーム１０２と第２ブラケット１３０との嵌め合い部にネジ部が形成されている。従って、第２実施形態の取付け構造は、第２側板１３１を含まない。従って、第１実施形態のボルト１９４のような、第２側板１３１と第２ブラケット１３０とを互いに固
定する固定具も不要である。その他の構成は、第１実施形態と同様であるので詳しい説明は省略する。
【００４４】
図５に示す例では、モータフレーム１０２の雌ネジ部３０３と第２ブラケット１３０の雄ネジ部との螺合により、第２ブラケット１３０の端部は、段差面４００がモータフレーム１０２の端面３５０に当接するまで、モータフレーム１０２の第２端部にねじ込まれる。電源ケーブル１１２が、第２ブラケット１３０の挿通孔１３２を通して水中モータ１００Aの外部に引き出される。螺合のために回転される第２ブラケット１３０の最終角度位置を、電源ケーブル１１２を大きく曲げることなく挿通孔１３２から引き出すことができる位置に設定することが好ましい。
【００４５】
このように、第２実施形態では、従来技術のような環状ストッパを用いることなく、ブラケットをモータフレームに取り付けることができる。従って、取り付けのためにモータフレームに径方向外側の力が掛かることがないので、ブラケットとモータフレームとの嵌め合いに緩みが生じるおそれがない。これにより、ブラケットとモータフレームの芯ずれが生じることを防止することができる。ブラケットとモータフレームの芯ずれが生じないので、芯ずれによるラジアル軸受及び／または軸封用オイルシールの損傷を防止することができる。
【００４６】
さらに、第２実施形態では、側板、及びボルトのような固定具が不要である。従って、取付け構造の部品点数を少なくすることができる。また、ブラケットの端部をモータフレームの端部にねじ込むという単一の作業によって、ブラケットをモータフレームに容易に固定することができる。
【００４７】
そして、コイルの交換、修理等が必要となった場合には、コイルに容易にアクセスすることができる。すなわち、モータフレームの雌ネジ部に螺合されているブラケットを回転させて、ブラケットをモータフレームから分離する。これにより、モータフレームの端部を通してコイルへアクセスすることが可能になる。
【００４８】
尚、第２実施形態の取付け構造は、第２側板１３１を含んでいてもよい。
【００４９】
以上、一例として、負荷側の第２ブラケット１３０とモータフレーム１０２との間の取付け構造について説明したが、同様の構成が、反負荷側の第１ブラケット１２０とモータフレーム１０２との間の取付け構造にも適用可能である。
［第３実施形態］
【００５０】
次に、図６〜図８を参照して、本発明の第３実施形態による水中モータ２００を説明する。図６に示すように、第３実施形態の水中モータ２００は、筒状のモータフレーム本体２０２と、モータフレーム本体２０２の両端部の内周面に取り付けられる端環部材２０４と、を含むモータフレーム２５０を備える。モータフレーム本体２０２の端部とは、図６Aに示すような、モータフレーム本体２０２の長さ方向において、コイル１０８のコイルエンド（換言すれば、固定子１０４の外側に配置される部分）よりもモータフレーム本体２０２の開口に近い部分を意味する。第３実施形態では、端環部材２０４の内周面に雌ネジ部２１２が形成される。従って、雌ネジ部２１２が、モータフレーム本体２０２内のコイル１０８に干渉しない位置に形成される。具体的には、水中モータ２００は、図７に示すような取付け構造を有することができる。その他の構成は、実質的に第１及び第２実施形態と同じであってよい。図６の例では、水中モータ２００は、モータフレーム２５０、負荷側フレーム側板（以下、単に側板とも称する）２３１、第１ブラケット２２０、及び、第２ブラケット２３０、を有する。また、水中モータ２００は、モータフレーム本体２０２内に固定された固定子１０４、固定子１０４の内側に設けられた回転子１０６、及び
、回転子１０６に取り付けられた主軸１１０、を備える。
【００５１】
また、水中モータ２００は、固定子１０４に巻回された電線により形成されるコイル１０８を備える。コイル１０８は、耐水絶縁被覆が施された電線を固定子１０４に巻回することにより形成されている。コイル１０８は、水中モータ２００の外部の図示していない電源から延びる電源ケーブル１１２に電気的に接続される。コイル１０８への通電による回転磁界によって、回転子１０６はモータフレーム２５０内で回転する。主軸１１０は、回転子１０６の回転に伴って回転する。
【００５２】
第１ブラケット２２０は、モータフレーム２５０の第１端部（換言すれば、反負荷側の端部）を覆うように設けられる。図６の例では、反負荷側フレーム側板は設けられていない。第１ブラケット２２０は、端環部材２０４の雌ネジ部２１２を介してモータフレーム２５０に直接取り付けられている。
【００５３】
一方、第２ブラケット２３０は、モータフレーム２５０の第２端部（換言すれば、負荷側の端部）を覆うように設けられる。具体的には、側板２３１がモータフレーム２５０の第２端部に設けられており、第２ブラケット２３０は、ボルト１９４によって側板２３１に固定されている。
【００５４】
水中モータ２００の内部には、水中モータ２００から発生する熱を冷却するとともに主軸１１０の摺動性を向上させるように、封入液１１４（例えば、プロピレングリコール水溶液）が封入されている。
【００５５】
また、水中モータ２００の反負荷側には、水中モータ２００の内部の圧力変動を吸収するダイヤフラム１８２が設けられている。また、水中モータ２００の反負荷側には、主軸１１０を回転駆動するためのラジアル軸受１８８が設けられている。主軸１１０は、第１ブラケット２２０に取り付けられたラジアル軸受１８８によって軸支される。
【００５６】
一方、水中モータ２００の負荷側には、主軸１１０を回転駆動するためのラジアル軸受１９８が設けられている。主軸１１０は、第２ブラケット２３０に取り付けられたラジアル軸受１９８によって軸支される。
【００５７】
第２ブラケット２３０の中央部には、主軸１１０の先端部を水中モータ２００の外部へ突出させるために、主軸１１０が貫通可能な貫通孔２３８が形成されている。主軸１１０は、貫通孔２３８を通って水中モータ２００の外部へ突出し、水中ポンプ７００の駆動軸７０２と接続される。また、貫通孔２３８の周囲の底面部２３６を貫通する挿通孔２３２を通って、電源ケーブル１１２が水中モータ２００の外部へ引き出される。第２ブラケット２３０は、また、底面部２３６を取り囲むように形成された外周凸部２３４を有する。
【００５８】
また、水中モータ２００は、貫通孔２３８の部分に設けられた軸封機構１５０を備える。軸封機構１５０は、貫通孔２３８を介して封入液１１４が水中モータ２００の外部へ漏れるのを抑制する。また、軸封機構１５０は、水中モータ２００の外部の水等が水中モータ２００の内部へ浸入するのを抑制する。
【００５９】
図７は、一例として、モータフレーム２５０に第２ブラケット２３０を取り付けるための取付け構造を示している。この例では、端環部材２０４は、その軸方向（換言すれば、主軸１１０に沿う方向）の一端面が、モータフレーム本体２０２の端面と実質的に面一になるようにモータフレーム本体２０２の内周面に、溶接等により固定されている。端環部材２０４の内周面に雌ネジ部２１２が形成されている。取付け構造は、さらに、雌ネジ部２１２と螺合可能な雄ネジ部（符号省略）を有する側板２３１を含む。側板２３１は、段
差面６００を介して隣接する第１外径部２３１a及び第２外径部２３１ｂと、を有している。第１外径部２３１aは、第２外径部２３１ｂよりも小さい外径を有している。雄ネジ部は、第１外径部２３１aに形成されている。
【００６０】
上記取付け構造によってモータフレーム２５０の第２端部に第２ブラケット２３０を取付けることができる。具体的には、まず、側板２３１がモータフレーム２５０の第２端部に挿入される。側板２３１は、第１外径部２３１aが固定子１０４側に位置し、第２外径部２３１ｂが固定子１０４とは離れた側に位置するように、モータフレーム２５０の第２端部に挿入される。側板２３１の第１外径部２３１aは、雌ネジ部２１２と雄ネジ部との螺合により、側板２３１の段差面６００が端環部材２０４の端面に当接するまで、端環部材２０４内にねじ込まれる。
【００６１】
第１実施形態と同様に、コイル１０８に電気接続された電源ケーブル１１２を、側板２３１の内側の溝のいずれかを通して引き出すことができる。側板２３１は、図４A〜図４Cに示す第２側板１３１と実質的に同様の形態を有することができる。
【００６２】
次に、第２ブラケット２３０の外周凸部２３４の端面がモータフレーム本体２０２及び端環部材２０４の端面に当接するまで、外周凸部２３４が側板２３１に嵌合される。このとき、側板２３１の溝を通って引き出された電源ケーブル１１２は、第２ブラケット２３０の挿通孔２３２（図６参照）を通して水中モータ２００の外部に引き出される。第２ブラケット２３０は、電源ケーブル１１２を大きく曲げることなく挿通孔２３２から引き出すことができるように、所望の角度位置で嵌合されることが望ましい。
【００６３】
次に、側板２３１と第２ブラケット２３０が、ボルト１９４等の締結具によって互いに固定される。こうして、モータフレーム２５０と第２ブラケット２３０とを側板２３１を介して互いに固定することができる。
【００６４】
このような第３実施形態によって、ブラケットとモータフレームの芯ずれが生じるおそれのないブラケットとモータフレームの取付け構造を実現することができる。ブラケットとモータフレームの芯ずれが生じないので、芯ずれによるラジアル軸受及び／または軸封用オイルシールの損傷を防止することができる。
【００６５】
また、コイルの交換、修理等が必要となった場合には、コイルに容易にアクセスすることができる。すなわち、締結具を緩めてブラケットをモータフレームから分離し、その後、雌ネジ部に螺合されている側板を回転させて、側板をモータフレームから取り出す。これにより、モータフレームの端部を通してコイルへのアクセスが可能になる。
【００６６】
第３実施形態による取付け構造は、例えば、モータフレーム本体の肉厚が小さく、雌ネジを形成することが難しい場合等に好適に適用することができる。端環部材を設けることにより、モータフレーム本体は薄肉のまま、雌ネジ部を形成することができる。従って、モータの高い放熱性を維持できる。
【００６７】
尚、第３実施形態において、モータフレーム本体２０２の第１及び第２端部、側板２３１、及び第１及び第２ブラケット２２０、２３０の具体的な形状及び寸法は特に限られない。第３実施形態では、モータフレーム本体２０２の端部に固定された端環部材２０４に雌ネジ部２１２が形成されていればよい。雌ネジ部２１２と螺合可能な雄ネジ部は、側板２３１に形成されていてもよく、第２ブラケット２３０に形成されていてもよい。雄ネジ部が第２ブラケット２３０に形成される場合、側板２３１は必ずしも必要でない。図６に示す水中モータ２００の反負荷側端部は、側板を含まない取付け構造を有している。
【００６８】
本発明の各実施形態において、側板は、特に、モータの電源ケーブルが引き出される側のモータフレーム端部に設けられることが好ましい。通常、水中モータの電源ケーブルは、モータフレームの負荷側端部から引き出される。従って、負荷側端部のブラケットについては、挿通孔が所望の角度位置（すなわち、電源ケーブルを大きく曲げることなく引き出すことができる位置）にくるようにブラケットの取り付け位置を調整する必要がある。従って、ブラケットが螺合のために回転させられる場合には、この位置調整を考慮したモータフレーム及びブラケットのねじ加工が必要とされる。一方、上記したように、側板は、通常、その角度位置に関わらず電源ケーブルを引き出すのに十分な内側空間を有する（図４A〜図４Cを参照）。従って、側板を螺合によりモータフレームに取り付け、ブラケットを所望の角度位置でモータフレームに嵌合等させることにより、負荷側端部における取付け作業を容易に行うことができる。
【００６９】
しかし、負荷側端部における取付け構造は、必ずしも側板を含んでいなくてもよい。また、反負荷側端部における取付け構造は、側板を含んでいてもよい。
【００７０】
また、第３実施形態では、モータフレーム２５０（モータフレーム本体２０２及び／又は端環部材２０４）と第２ブラケット２３０との嵌め合い部が設けられていてもよい。例えば、図８は、第２ブラケット２３０の外周凸部２３４がモータフレーム本体２０２の内側に嵌合する例を示している。
【００７１】
本発明の各実施形態に用いられるモータフレームは、当業者に既知の方法で製造することができる。一例として、以下の手順で製造することができる。
１．実質的に平坦な板状の部材を、ローリングマシンを用いて管状に形成し、形成された管状部材に、電線が巻回された固定子を挿入する。
２．管状部材の突き合わされる両端面を長さ方向に溶着する。溶接ビードを、突き合わせ面だけでなく突き合わせ面から１８０度離れた位置にも形成する。これにより、突き合わせ面のみの溶接によってモータフレームに反りが生じることを防止することができる。また、２か所で溶接を行うことにより、モータフレームの内径を縮小し、固定子のモータフレームに対する固着力を高めることができる。溶接時には、コイルエンドの全周にわたってリング状の遮熱板を配置する。これにより、溶接時の熱からコイルを保護することができる。
３．第１及び第２実施形態のモータフレーム１０２を形成する場合には、モータフレームの内周面に雌ネジ部を形成する場合には、固定子１０４の内周部にチャッキングした治具で、モータフレーム１０２の両端部に雌ネジ３０２、３０３を形成する。
４．第３実施形態のモータフレーム２５０を形成する場合には、端環部材２０４を、その軸方向の一端面がモータフレーム本体２０２の端面と面一になるようにモータフレーム本体２０２に挿入する。そして、周溶接によって端環部材２０４をモータフレーム本体２０２に固定する。端環部材２０４に、予め雌ネジ部２１２が形成されてよい。溶接時には、コイルエンドと端環部材２０４との間に円板状の遮熱板を設置する。これにより、溶接時の熱からコイルを保護することができる。尚、端環部材２０４を溶接する際には、端環部材２０４に予め形成された雌ネジ部２１２が熱によって歪み、ねじ込みができなくなることを防止するように、MIG溶接、特にCMT溶接を行うことが好ましい。MIG溶接を行うことにより、溶接時に発生する熱量を比較的小さくすることができる。CMT溶接は少ない熱量で溶接が可能であり、且つ、溶接速度が速く、仕上がり後の外観が優れている点で有利である。端環部材２０４が溶接された後、必要に応じて、固定子１０４の内周部にチャッキングした治具で、端環部材２０４の端面及び／又は嵌め合い部を加工する。これにより、端環部材２０４を側板及び／又はブラケットに取付け可能な状態にする。
【００７２】
以上、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。
【００７３】
本発明は、以下の態様を含む。
１．筒状のモータフレームと、
モータフレーム内に固定され、電線が巻回される固定子と、
固定子の内側に設けられる回転子と、
回転子に取り付けられる主軸と、
主軸の回転を支持する軸受を保持するブラケットと、
モータフレームにブラケットを取り付けるための取付け構造と、
を備えるモータであって、
取付け構造は、モータフレームの端部の内周面に形成された雌ネジ部を含む、モータ。２．取付け構造は、ブラケットの外周面に形成された雄ネジ部を含み、雄ネジ部が雌ネジ部に螺合可能である、上記１．に記載のモータ。
３．ブラケットは、側板を介してモータフレームの端部に取り付けられるように構成されており、
取付け構造は、側板の外周面に形成された雄ネジ部を含み、雄ネジ部が雌ネジ部に螺合可能である、上記１．に記載のモータ。
４．側板の内周面に、電線に電流を供給するケーブルが挿通可能な溝部が形成されている、上記３．に記載のモータ。
５．モータフレームは、モータフレーム本体と、モータフレーム本体の端部の内周面に取り付けられる端環部材と、を備えており、
雌ネジ部は、端環部材の内周面に形成されている、上記１．〜４．のいずれかに記載のモータ。
６．上記１．〜５．のいずれかに記載のモータを備える、水中モータポンプ。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、耐水絶縁被覆が施された電線が巻回された固定子を有するモータ、いわゆるポリ巻モータに広く適用することができる。
【符号の説明】
【００７５】
C  溝
１００、１００A、２００  水中モータ
１０２  モータフレーム
１０２a  第１内径部
１０２ｂ  第２内径部
１０４  固定子
１０６  回転子
１０８  コイル
１１０  主軸
１１２  電源ケーブル
１１４  封入液
１２０  第１ブラケット
１２２  第１側板
１３０  第２ブラケット
１３０a  第１外径部
１３０ｂ  第２外径部
１３１  第２側板
１３１a  第１外径部
１３１ｂ  第２外径部
１３２、２３２  挿通孔
１３４、２３４  外周凸部
１３６、２３６  底面部
１３８、２３８  貫通孔
１５０  軸封機構
１８２  ダイヤフラム
１８４、１９４  ボルト
１８８、１９８  ラジアル軸受
２０２  モータフレーム本体
２０４  端環部材
２１２  雌ネジ部
２２０  第１ブラケット
２３０  第２ブラケット
２３１  側板
２３１a  第１外径部
２３１ｂ  第２外径部
２５０  モータフレーム
３００  モータフレームの段差面
３０２、３０３  雌ネジ部
３５０  モータフレームの端面
４００  ブラケットの段差面
５００  側板の段差面
５０２  雄ネジ
５０４  ボルト孔
５０６  湾曲凸部
６００  段差面
７００  水中ポンプ
７０２  駆動軸
７０４  羽根
９０２  モータフレームの端部
９０２ａ  溝
９３０  ブラケットの端部
９３０a  小径部
９３０ｂ  大径部
９３１  側板
９６０  環状ストッパ
９９４  ボルト
１０００  水中モータポンプ
【図１】
2019017127.tif 000003
【図２】
2019017127.tif 000004
【図３】
2019017127.tif 000005
【図３Ａ】
2019017127.tif 000006
【図４Ａ】
2019017127.tif 000007
【図４Ｂ】
2019017127.tif 000008
【図４Ｃ】
2019017127.tif 000009
【図５】
2019017127.tif 000010
【図６】
2019017127.tif 000011
【図６Ａ】
2019017127.tif 000012
【図７】
2019017127.tif 000013
【図８】
2019017127.tif 000014
【図９】
2019017127.tif 000015