(57)【要約】【課題】電圧仕様変更の際の操作を容易にし、かつ十分なシール性能を有するキャンドモータを提供する。【解決手段】キャンドモータ内に固定され、複数のモータ巻線それぞれに接続されたリード線がそれぞれ接続される複数の端子を有する巻線結線用端子台１５と、モータ巻線の結線を変更するために、キャンドモータ内に着脱可能に配置され、同一サイズの丸形に形成された第１及び第２のコネクタプラグ１６、１６’を備えている。これらコネクタプラグは、端子台１５の適宜の端子を短絡する第１及び第２の短絡板を備え、キャンドモータのフレーム板に設けられた丸形の貫通穴に着脱自在で取り替え可能に挿入され、第１又は第２の電圧に対応するようにモータ巻線を結線するために、第１又は第２の端子板により端子台１５の適宜の端子を短絡する。コネクタプラグ１６又は１６’が挿入された状態で、Ｏリング１７押さえ板１９により貫通穴が密封される。【選択図】図３−１
2015171172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャンドモータであって、
ステータ室に収納された複数のモータ巻線と、
キャンドモータ内のフレーム板に固定され、前記複数のモータ巻線それぞれに接続されたリード線がそれぞれ接続される複数の端子を有する巻線結線用端子部と、
前記複数のモータ巻線の結線を変更するために、前記キャンドモータ内に着脱可能に配置される第１および第２のコネクタプラグであって、前記第１コネクタプラグは、第１の電圧に対応するように前記複数のモータ巻線を結線するために、前記巻線結線用端子部の所定の端子を短絡する第１の短絡板を備え、前記第２コネクタプラグは、第２の電圧に対応するように前記複数のモータ巻線を結線するために、前記巻線結線用端子部の適宜の端子を短絡する第２の短絡板を備え、それぞれが同一サイズの丸形に形成された第１および第２のコネクタプラグと、
前記第１および第２コネクタプラグの一方を前記フレーム板に取り付けるための取り付け機構であって、前記第１および第２コネクタプラグがそれぞれ着脱可能に挿入される丸形の貫通穴を備え、前記第１および第２コネクタプラグの一方が挿入された状態で前記貫通穴を密封可能とする取り付け機構と
を備えるキャンドモータ。
【請求項２】
請求項１記載のキャンドモータにおいて、前記第１および第２コネクタプラグが、樹脂を用いて射出成形されていると共に、前記第１および第２コネクタプラグの挿入部に設けた１つ以上のＯリングにより、前記フレーム板に前記取り付け機構が密封されるように構成されている、キャンドモータ。
【請求項３】
請求項１記載のキャンドモータにおいて、前記第１および第２コネクタプラグが、エラストマーを用いて射出成形されていると共に、前記第１および第２コネクタプラグの上面に設けられた押え板により、前記第１および第２コネクタプラグを密封するように構成されているキャンドモータ。
【請求項４】
キャンドモータであって、
ステータ室に格納された複数のモータ巻線と、
キャンドモータ内部に密封状態で配置される、前記複数のモータ巻線の結線を変更するための結線切り替え機構であって、
それぞれ複数の短絡板を備える第１および第２の短絡部を外周面に有する円柱体と、
キャンドモータ内のフレーム板に固定され、前記円柱体を内部に回転可能に収納する内部が円筒状のソケットであって、前記複数のモータ巻線それぞれに接続されたリード線がそれぞれ接続される複数の端子からなる端子部を有するソケットと
を備える結線切り替え機構と
を備え、
前記円柱体がソケット内部で回転されて第１の位置または第２の位置に位置合わせされたときに、前記円柱体の第１または第２短絡部が前記端子部の所定の端子を短絡して、前記モータ巻線が２つの電圧の一方に対応するように結線されるように構成されているキャンドモータ。
【請求項５】
請求項４記載のキャンドモータであって、更に、前記円柱体と前記ソケットの位置合わせ手段であって、
前記円柱体の外周面に設けたストッパーと、
前記ソケットの内部表面に設けた第１および第２のソケット溝と
を備え、前記第１または第２位置への位置合わせが、前記ストッパーが前記第１または第２ソケット溝の一方に嵌め合わせされるように構成されている位置合わせ手段を備えるキ
ャンドモータ。
【請求項６】
請求項５記載のキャンドモータにおいて、前記位置合わせ手段が、更に、
前記円柱体の外周面に設けた外周溝に収容され、前記ストッパーを前記円柱体の半径外側方向に付勢する第１のバネと、
前記ソケットの内部底面に設けられ、前記ソケットに収容された前記円柱体をソケットの上方向に付勢する第２のバネと
を備え、
前記ストッパーが前記第１または第２ソケット溝に嵌め合わされた状態で前記ソケットが前記第２バネに抗して下方向に押圧移動されたときに、前記第１バネに抗してストッパーが前記外周溝に収容され、これにより、前記ストッパーと前記第１または第２ソケット溝との前記嵌め合わせが解除されて、前記円柱体が前記ソケット内部で回転可能となるように構成されている、キャンドモータ。
【請求項７】
請求項６記載のキャンドモータにおいて、前記ストッパーがテーパー状の下方端部を有し、前記ストッパーにおける前記第１または第２ソケット溝との接触部が前記テーパー形状に沿うように、前記ストッパーが下方向に移動されて前記外周溝に収納されるように構成されている、キャンドモータ。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか一項記載のキャンドモータにおいて、前記第１および第２短絡部が前記円柱体の外周面において対向するように配置されると共に、前記ストッパーが、前記円柱体の外周面において前記対抗する第１および第２短絡部の中間位置に内蔵されるように構成されている、キャンドモータ。
【請求項９】
請求項４〜８のいずれか一項記載のキャンドモータにおいて、前記結線切り替え機構が、前記フレーム板にＯリングにより密封されると共に、前記円柱体が、該円柱体の上面に設けたゴム栓および該ゴム栓の上面に設けた押え板により密封されるように構成されている、キャンドモータ。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項記載のキャンドモータを具備している深井戸水中ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャンドモータに関し、更に特定すれば、深井戸水中ポンプに使用するために、２００Ｖ／４００Ｖ級のデュアルボルテージに適合したキャンドモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常の深井戸水中ポンプに使用するためのキャンドモータは、その電圧仕様として２００Ｖ／４００Ｖ級それぞれの電圧に適合する必要がある。このためには、モータ巻線の結線をモータ内部であらかじめ行い、その電圧の専用モータとして別々のものとして用意するのが一般的である。
ところで、図１に示すような一般的な陸上モータ３０などの場合には、結線替え用端子箱３１をモータ外部に設け、使用する電圧に合わせて結線替えを行うことで、２００Ｖ／４００Ｖ級両方の電圧に対応することができる。しかしながら、深井戸水中キャンドモータの場合には、井戸径の制約によって外径寸法が制限されるのみならず、密封（キャンド）構造を具備するようにしなければならないため、深井戸水中キャンドモータの場合には、図１の陸上モータのように、モータ３０の外部に結線替え用端子箱３１を設置することが困難であった。
【０００３】
また、特許文献１には、従来技術の水中モータの例として、立て軸乾式水中モータが開示され、この立て軸乾式水中モータでは、固定子巻線から結線変更可能に引出した多数の引出し線が端子板を介して外部ケーブルに接続されている。即ち、水中モータ内において、多数のプラグを挿通固着した下側端子板、プラグ、差し込み結合可能な複数のソケットを挿通固着した上側端子板で構成し、下側端子板の上面にプラグの接続片を配設することにより、接続片を接続替えするだけで固定子巻線の結線を変更可能にするものである。
【０００４】
しかしながら、このような特許文献１の従来技術は、単に、接続片を接続替えするだけで固定子巻線の結線を変更可能にするといった、水中モータをデュアルボルテージに対応させる構造にしたに過ぎず、モータ内部に浸水しないように効果的にシールするかといった実用上の構造については十分に考慮されていない。実際のところ、ゴム等の弾性材からなるパッキンを設けるという周知の手法を適用しているに過ぎない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１６１３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特に深井戸水中キャンドモータの場合には、当然のことながら、高い水圧が加わる水中に設置されることから、モータ周囲の水がデュアルボルテージ対応コネクタプラグからモータ内部に浸水しないようにシールしなければ実用に耐えることができない。本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、深井戸水中ポンプにも適用可能なデュアルボルテージ構造を備えたキャンドモータであって、電圧仕様の変更の際の操作を迅速かつ容易にし、且つ、十分なシール性能を有するキャンドモータ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】
【０００７】
上記課題を解決するために、第１発明のキャンドモータは、ステータ室に収納された複数のモータ巻線と、キャンドモータ内に固定され、複数のモータ巻線それぞれに接続され
たリード線がそれぞれ接続された複数の端子を有する巻線結線用部と、複数のモータ巻線の結線を変更するために、キャンドモータ内に着脱可能に配置される第１および第２のコネクタプラグであって、第１のコネクタプラグは、第１の電圧に対応するように前記複数のモータ巻線を結線するために、巻線結線用端子部の適宜の端子を短絡する第１の短絡板を備え、第２のコネクタプラグは、第２の電圧に対応するように複数のモータ巻線を結線するために、巻線結線用端子部の適宜の端子を短絡する第２の短絡板を備え、それぞれが同一サイズの丸形に形成された、第１および第２のコネクタプラグと、第１および第２のコネクタプラグの一方を当該キャンドモータのフレームに取り付けるための取り付け機構であって、第１および第２のコネクタプラグの一方が着脱可能に挿入される丸形の貫通穴を備え、第１および第２のコネクタプラグの一方が挿入された状態で貫通穴を密封可能な取り付け機構とを備えている。
【０００８】
また、上記課題を解決するために、第２発明のキャンドモータは、ステータ室に格納された複数のモータ巻線と、キャンドモータ内部に密封状態で配置され、複数のモータ巻線の結線を変更するための結線切り替え機構であって、それぞれ複数の短絡板を備える第１および第２の短絡部を外周面に有する円柱体と、当該キャンドモータ内のフレーム板に固定され、円柱体を内部に回転可能に収納する円筒状のソケットであって、複数のモータ巻線それぞれに接続されたリード線がそれぞれ接続される複数の端子からなる端子部を有するソケットとを備える結線切り替え機構とを備える。そして、円柱体がソケット内部で回転されて第１の位置または第２の位置に位置合わせされたときに、円柱体の第１または第２の短絡部が端子部の適宜の端子を短絡して、モータ巻線が第１または第２の電圧に対応するように結線されるよう構成されるキャンドモータを提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、従来技術の陸上モータの概略図である。
【図２】図２は、第１発明のデュアルボルテージ対応型キャンドモータの断面図である。
【図３−１】図３−１は、第１発明が有する巻線結線用端子台およびコネクタプラグの断面図である。
【図３−２】図３−２は、第１発明が有する巻線結線用端子台およびコネクタプラグの断面図である。
【図４−１】図４−１は、第１発明が有するモータ巻線の概略結線図である。
【図４−２】図４−２は、第１発明が有するコネクタプラグにおけるオスピン間の各接続態様および対応するモータ巻線の各結線態様の概略図である。
【図５】図５は、第１発明が有するコネクタプラグを取り外す際の概略図である。
【図６】図６は、第１発明が有する補強板を備えるコネクタプラグの概略図である。
【図７】図７は、第２発明のデュアルボルテージ対応型キャンドモータにおける結線切り替え機構の断面図である。
【図８】図８は、第２発明が有する円柱体における短絡部とソケット端子の接続態様を示す概略図である。
【図９】図９は、第２発明が有するスイッチ切り替え機構を上方から見た断面図である。
【図１０】図１０は、第２発明が有する円柱体が位置合わせされ、ストッパーがソケット溝と嵌め合うように固定された状態の概略図である。
【図１１】図１１は、第２発明における図１０に示したストッパーの嵌め合わせを解除する動作態様を示す概略図である。
【図１２】図１２は、第２発明が有する円柱体の上部端面に設けた位置合わせ用のガイドの概略図である。
【図１３】図１３は、第２発明が有する結線切り替え機構がキャンドモータ内部に密封された態様を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明のデュアルボルテージ対応型キャンドモータについて説明する。本発明のデュアルボルテージ対応型キャンドモータは、深井戸用キャンドモータの用途において１台のモータで２００Ｖ／４００Ｖ級の２種類の電圧を使用することを可能とし、（ｉ）着脱可能なコネクタプラグを付け替え可能に構成することによって２種類の電圧に対応させる「コネクタプラグ付け替え方式」と、（ｉｉ）キャンドモータ内部に密封可能な状態で結線切り替え機構を配置した「結線切り替え機構内蔵方式」の２つの態様を含むことができる。
【００１１】
第１発明（コネクタプラグ付け替え方式）
第１発明は、「コネクタプラグ付け替え方式」である。即ち、モータの外径寸法に制約されない負荷側フレーム側板／ブラケット部に巻線結線用端子台を設けて、取り外し式のコネクタプラグ（短絡ボード）を付け替えることによってモータ巻線の結線替えを行う構造を有するものである。このようなコネクタプラグ付け替え方式を採用すると、電圧仕様変更の際のコネクタプラグ取り付け／取り外しが容易であるという操作上の利点を有する。
図２は、第１発明のデュアルボルテージ対応型キャンドモータ１０１の断面図である。また、図３−１及び図３−２は、図２の点線領域を拡大した、巻線結線用端子台１５およびコネクタプラグ１６が結合された状態の断面図である。なお、図３−１のコネクタプラグは樹脂製の射出成形品を適用し、図３−２のコネクタプラグはエラストマーの射出成形品を適用したものである。
【００１２】
キャンドモータ１０１は、主に、モータフレーム５１、モータフレーム内に配置したロータ５２およびステータ５３、モータフレーム５１の両端に設けたフレーム側板５４，５５、ロータ５２とステータ５３を隔離するキャン５６を備える。また、電源側コネクタケーブル１０が接続される複数の電源端子を有する電源側端子台１１、複数のモータ巻線（ステータコイル）１２を格納するステータ室１３、ブラケット部１４に固定され、複数のモータ巻線１２から引き出されたリード線をそれぞれ接続するための複数の端子（ここではメスピン１５１〜１５９）を有する巻線結線用端子台１５、および複数のモータ巻線の結線を変更するために、キャンドモータ内の巻線結線用端子台１５に対して着脱可能な２種類の付け替え用コネクタプラグ１６，１６’を備える。
【００１３】
先に説明したように、特に深井戸水中キャンドモータの用途では、高い水圧が加わる水中に設置されることから、モータ周囲の水がコネクタプラグからモータ内部に浸水しないようにシールする必要がある。一般に、ゴムモールド型を使用したプレス成形品として、ゴム製のコネクタプラグを製作することが従来技術として知られている。この場合は、成形精度が低いため、本来ゴム本体を押し潰すことでシールする箇所にシール剤を塗布することによってシール品質を確保する必要があった。加えて、成形時には、高い温度および一定の時間を掛けて加硫する必要があった。一度に製作できる数がモールド型の大きさやプレス機の能力によって制限されるため、生産性および品質の安定性の面では良くないものであった。
【００１４】
これに対して、本発明のデュアルボルテージ対応型キャンドモータ１０１では、シール性能が必要とされるコネクタプラグを、高精度で成形可能な射出成形を用いて同一サイズの丸形に形成し、キャンドモータ外部からシールされるように構成する。射出成形に際に、特に樹脂によるものおよびエラストマーによるもの適用することで、シール剤を塗布する必要がなく、後述のとおりＯリングまたはゴムの圧縮性だけでシールが可能となり、成形品の精度が高く、品質を安定させることができる。加えて、このような射出成形品は、成形が早くてサイクルタイムが短いことから、生産性に優れ、且つコスト面で優位となる
という利点を有する。
【００１５】
図示のように、巻線結線用端子台１５は、モータ巻線１２から引き出された９本のリード線をメスピン１５１〜１５９（ピン番号１〜９）に接続し、それらを碁盤目状に配置した構造である。なお、碁盤目状のメスピン配置は、左から順に９−３−５，６−１−７，８−２−４を配列する。巻線結線用端子台１５本体は、射出により樹脂を用いて成形される。そして、巻線結線用端子台１５は、フレーム側板５４に加工された丸穴に差し込まれて固定され、挿入部外周に設けたＯリング１７によってステータ室１３がシールされる構造を有する。
【００１６】
コネクタプラグ１６，１６’には、モータ巻線１２を結線するために金属製の複数の短絡板が内蔵されており、これら短絡板には、２００Ｖ級用の場合は９本、４００Ｖ級用の場合は６本のオスピンが接続されている。これらオスピンが、巻線結線用端子台１５の９本のメスピンに挿入されると、２００Ｖ級または４００Ｖ級の電圧に対応するようにモータ巻線１２が結線される。
【００１７】
図４−１は、このようなモータ巻線結線図の一例である。図示のように、モータ巻線１２は６つの巻線を含み、これらは引き出し端子１〜９を有する。引き出し端子１〜３は、電源側端子台１１の電源端子Ｕ，Ｖ，Ｗにそれぞれ引き出される電力入力端子である。また、モータ巻線１２の引き出し端子１〜９は、巻線結線用端子台１５のメスピン１５１〜１５９（ピン番号１〜９）に引き出される。巻線結線用端子台１５では、メスピンは電気的に絶縁して保持される。
【００１８】
図４−２は、コネクタプラグ１６，１６’における２００Ｖ級用および４００Ｖ級用のオスピン間の各接続態様並びにこれらに対応するモータ巻線１２の各結線態様について示す。
図４−２（ａ）の態様では、２００Ｖ級用のコネクタプラグ１６として、９本のオスピンは、３つの短絡板１８を通じて、オスピン１−６−７間、２−４−８間、３−５−９間が接続される。なお、コネクタプラグ１６のオスピン番号１〜９（１６１〜１６９）は、上記メスピン番号１〜９（１５１〜１５９）に対応する。コネクタプラグ１６のこのように短絡されたオスピンが巻線結線用端子台１５の対応するメスピンに挿入されると、引き出し端子１−９間および３−６間、２−５間および３−８間、並びに２−７間および１−４間の各巻線は、結線図のようにデルタ結線の並列接続（Δ２）として結線され、電源側端子台１１の電源端子Ｕ，Ｖ，Ｗから電力が供給される。
【００１９】
他方、図４−２（ｂ）の態様では、４００Ｖ級用のコネクタプラグ１６’として、６本のオスピンは、やはり３つの短絡板１８’を通じて、オスピン４−７間、５−８間、６−９間が接続される。コネクタプラグ１６’のこのように短絡されたオスピンが巻線結線用端子台１５のメスピンに挿入されると、引き出し端子１−９間および３−６間、２−５間および３−８間、並びに２−７間および１−４間の各巻線は、結線図のようにデルタ結線の直列接続（Δ１）として結線され、電源側端子台１１の電源端子Ｕ，Ｖ，Ｗから電力が供給される。
【００２０】
このように、９本のオスピンを有するコネクタプラグ１６（２００Ｖ級用）および６本のオスピンを有するコネクタプラグ１６’のいずれかを巻線結線用端子台１５に差し込むことにより、モータ巻線１２が選択的且つ電気的に結線され、２種類の電圧に対応したデュアルボルテージ仕様のキャンドモータが構成される。
【００２１】
再度図３−１および図３−２を参照する。負荷側ブラケット部１４の取り付け機構１７ａは、コネクタプラグ１６，１６’の一方が着脱可能に挿入される丸形の貫通穴を備え、
一方のコネクタプラグが挿入された状態で該貫通穴を密封可能とする。これにより、負荷側フレーム側板４およびブラケット部１４の取り付け穴が単純な貫通穴となって加工が容易となり、加工費を低減させることができると同時に、市販のＯリングによるシールが可能となる。また、コネクタプラグ１６（１６’）の取り付け位置の間違い防止策として、コネクタプラグ側に突起部（凸部）１８１を、また、負荷側ブラケット１４のゴム製の押え板１９（穴部）に溝部（凹部）１８２を１カ所ずつ設けるとよい。特に、電源ケーブルと同一寸法とすることで、加工の手間を低減させることができる。コネクタプラグが位置合わせされ、突起部１８１が溝部１８２に嵌め合わされるよう構成することにより、コネクタプラグを間違いなく取り付けることが可能となる。
【００２２】
先に説明したように、着脱自在に取り替えられるコネクタプラグ１６、１６’は、巻線結線用端子台１５の成形態様と同様に高精度で成形可能な射出成形を適用し、その際、材質は２種類のものから選定するとよい。即ち、樹脂を使用する場合（図３−１）、およびエラストマー（熱可撓性ゴム）を使用する場合（図３−２）である。これら２つの場合について、以下に具体的に説明する。
【００２３】
図３−１に示すように、コネクタプラグの射出成形に樹脂を使用する場合には、巻線結線用端子台１５も同様に樹脂により成形し、挿入部外周に設けた１つ以上のＯリング１７によって取り付け機構１７ａのモータ外部からのシールを行うのがよい。Ｏリング１７としては、市販のＯリングが使用可能であり、確実なシール効果を安価に得ることが可能となる。一方、図３−２に示すように、エラストマーを使用する場合には更に、コネクタプラグ１６（１６’）を巻線結線用端子台１５に差し込み、プラグの上面から金属の押え板１９によって押さえ付けて、１または複数の六角穴付きのボルト２０で固定するのがよい。これにより、前述のＯリング同様、高い水圧が加わる深井戸の水中環境下においてもモータ周囲の水がコネクタプラグからモータ内部に浸入しない構造とすることができる。なお、図３−１に示す樹脂を使用する場合であっても、押え板１９による押さえ付け、およびボルトによる固定をする構造とすることが最良であるが、使用の形態によっては、Ｏリングによるシールのみで押え板１９を用いなくてもよい。
【００２４】
これより図５および図６を参照して、コネクタプラグ１６（１６’）の取り付けおよび取り外しについて説明する。まず、コネクタプラグの取り付けは、先に説明したように、ボルト２０（例えば２本）を締め付けることで押え板１９がコネクタプラグを押し込み、容易に取り付けることができる。これに対して、コネクタプラグの取り外しは、まず、図５（ｂ）の斜視図に示した貫通穴２１に対し、図５（ａ）に示すコネクタプラグ１６の取手部に設けた適当な太さの棒を挿入して、押え板１９のストッパー２３とする。次いで、押え板１９と負荷側ブラケット１４の隙間に両側からマイナスドライバーなどの工具２４を差し込み、テコの原理により、押え板１９を持ち上げるようにすることにより、コネクタプラグ１６を取り外すことが可能である。
【００２５】
なお、コネクタプラグ１６が特にエラストマー（ゴム）製の場合には、取手部の貫通穴２１が伸びてストッパーの役割を果たせなくなることが想定される。これに対応するために、図６に示すように、本発明では、コネクタプラグ１６の内部に、更に、取手部の貫通穴２１と位置を合わせた補強板２２を埋め込むとよい。これにより、コネクタプラグ１６の強度を確保すると共に、取り外しを容易にする。そして、取り外しが容易となることから、更に、取り外したコネクタプラグは損傷することなく、再使用が可能であるという利点を有することになる。
【００２６】
第２発明（結線切り替え機構内蔵方式）
上記した第１発明は、同一の外観形状を有する２つのコネクタプラグの付け替えによって２００／４００Ｖを使い分ける方式であったが、これに対し、第２発明は、キャンドモ
ータ内部に密封状態で配置され、複数のモータ巻線の結線を変更するための結線切り替え機構を配置した「結線切り替え機構内蔵方式」である。第１発明のコネクタプラグ付け替え方式では、電圧変更の際にコネクタプラグの付け替え作業が必要となり、使用しないコネクタプラグは不要品として無駄なものとなり得る。また、要求される電圧のコネクタプラグが手元に無い場合には、電圧の変更は不可能であり、新たにコネクタプラグを取り寄せる必要がある。これに対して、第２発明の結線切り替え機構内蔵方式では、キャンドモータ単体のみで完全に２種類の電圧に対応することが可能である。即ち、その他の部品およびプラグの付け替え作業は必要なく、単純なスイッチの切り替え作業だけで結線を切り替えることによる電圧切り替えが可能となるという利点を有し、操作面およびコスト面においてコネクタプラグ付け替え方式よりも更に優位な方式と言える。これに加えて、第２発明によるキャンドモータは、高いシール性を要求される深井戸水中の環境下であっても、問題なく使用できる構造を有し、信頼性の高い製品を市場に供給することが可能である。
【００２７】
図７は、第２発明のデュアルボルテージ対応型のキャンドモータ１０２における結線切り替え機構８０の断面図である。キャンドモータ１０２自体は、図２に示したキャンドモータと同様に、電源ケーブルが接続される複数の電源端子を有する電源側端子台および複数のモータ巻線を格納するステータ室を備える（いずれも不図示）。第２発明のキャンドモータ１０２は更に、キャンドモータ内部に密封されるように配置された結線切り替え機構８０を備える。結線切り替え機構８０は、それぞれ複数の短絡板を備える２つの短絡部８２，８３（８３は不図示）を外周面に有する回転可能な円柱体８１、およびキャンドモータ内部の負荷側フレーム側板５４に固定され、円柱体８１を内部に回転可能に収納する円筒状のソケット８５を備える。また、図7に示すように、キャンドモータ１０２は、円柱体８１およびソケット８５と負荷側フレーム側板５４の間を複数のＯリング７３でシールされている。
【００２８】
ソケット８５は、図示のように、ステータ室の複数のモータ巻線それぞれに接続されたリード線がそれぞれ接続される複数のソケット端子８５１〜８５９（ピン番号１〜９）からなる端子部を備える。また、ソケット８５は、負荷側フレーム側板５４に対し垂直方向に固定され、底部に設けたスプリング（バネ）８６によって中空に収納する円柱体８１を受けるようにし、これにより、円柱体を取り外す等の操作を行う際の円柱体の押し下げ／押し上げを可能にするように構成する。
【００２９】
結線切り替え機構８０は、手動操作により円柱体８１を所定の位置に回すことでモータ内部の結線を切り替え、２種類の電圧に対応可能となる。具体的には、結線切り替え機構８０は、円柱体８１が回転軸に沿ってソケット内部で回転されて２つの所定の位置の一方に位置合わせされ、短絡部８２，８３のいずれか一方（図７では８２）が有する短絡板により、図４-２に関連して説明したように、端子部８５ａにおける適宜の端子が選択的に短絡されることにより、モータ巻線１２が２００Ｖ級または４００Ｖ級の電圧に対応するよう結線されるよう構成される。
【００３０】
図８は、円柱体８１が有する短絡部８２，８３とソケット端子１〜９の接続態様を具体的に示す。円柱体８１の短絡部８２，８３には２００Ｖおよび４００Ｖ級用それぞれの結線に対応した形状をした、金属製の３つの短絡板が埋め込まれている。手動操作により円柱体８１を回転させることによって、短絡部８２，８３の入れ替えが行われ、短絡部の短絡板がソケット側のソケット端子１〜９の適宜の端子同士を短絡することによって、２００Ｖ級用／４００Ｖ級用の結線が選択的に得られる。
【００３１】
２００Ｖ級用の短絡部８２は、図８（ａ）に示すように、３つの短絡板８２１〜８２３を有し、短絡板８２１がソケット端子１−６−７間を、短絡板８２２がソケット端子２−
４−８間を、短絡板８２３がソケット端子３−５−９間を接続する。一方、４００Ｖ級用の短絡部８３は、図８（ｂ）に示すように、３つの短絡板８３１〜８３３を有し、短絡板８３１がソケット端子６−９間を、短絡板８３２がソケット端子４−７間を、短絡板８３３がソケット端子５−８間を接続する。ソケット端子１，３は他のソケット端子と絶縁状態にある。
【００３２】
このように、２種類の短絡部８２，８３のいずれを使用するかにより接続態様を変更させることで、モータ巻線が、２００Ｖ級の場合はデルタ結線の並列接続（Δ２）、４００Ｖ級の場合は直列接続（Δ１）の結線となり、２種類の電圧に対応したデュアルボルテージ対応型のキャンドモータ１０２を構成することができる。
【００３３】
図９は、結線切り替え機構８０を上部から見た断面図である。２００Ｖおよび４００Ｖ級用の２つの短絡部８２，８３が外周面に対向するように１８０°反対側に配置されており、手動操作により、円柱体を回転軸を中心に１８０°回すことで結線の切り替えを行うことができる。図示のように、結線切り替え機構８０は更に位置合わせ手段９０ａを有する。位置合わせ手段９０ａにおいて、円柱体８１には位置合わせ用のストッパー８７を外周面に１カ所設けてある。ストッパー８７は、円柱体の外周面において２つ短絡部８２，８３の中間位置、即ち短絡部から９０°の位置に配置されると共に、ソケット８５の内部表面に設けた２つのソケット溝（凹）８８，８９に嵌め合う形状をしている。そして、円柱体８１が位置合わせされると、ストッパー８７が２つのソケット溝８８，８９のいずれか一方と嵌め合うようにして固定される。
【００３４】
図１０は、位置合わせ手段９０ａにおいて、円柱体８１が位置合わせされ、ストッパー８７がソケット溝８８と嵌め合うように固定された状態を示す概略図である。図１０（ａ）が断面図であり、図１０（ｂ）が正面図である。
図１０（ａ）に示すように、ストッパー８７は、下向きに鋭角の面取りを施したテーパー状の下方端部を有する。また、円柱体８１の外周には、ストッパー８７を収納する外周溝９０を１カ所設けてある。そして、外周溝９０の角に一方の端部を固定して収容した対角線方向の板バネ９１を設けると共に、板バネ９１の他方の端部に上記ストッパー８７を固定する。ストッパー８７は、板バネ９１を通じて円柱体の半径方向外側方向に移動可能なように付勢される。
【００３５】
図１１は、図１０に示したストッパー８７の嵌め合わせを解除する動作態様を示した概略図である。円柱体８１をスプリング８６（図７）に抗して下方向（↓方向：フレーム側板５４の側を上方向とした場合）に押し込むことにより、ソケット溝８８に嵌め合わされたストッパー８７が、板バネ９１を円柱体の半径内側方向（←方向）に弾性的に付勢しながら、鋭角部から徐々に外周溝９１に収納され下方向に移動され、図１１（ｂ）のように円柱体８１の外周溝９０に収納される。これにより、ストッパー８７とソケット溝８８との嵌め合わせが解除される。先に説明したように、ストッパー８７は、下部がテーパー形状を有することから、ソケット溝８８においてストッパー８７との接触部がテーパー形状に沿うようにして、ストッパー８７をスムーズに下方向に移動させることができる。
【００３６】
完全にストッパー８７が外周溝９１に引き込まれると、円柱体８１をソケット８５内で回転させることができ、この段階で左右どちらかに円柱体を少し回して、押し込みをやめるとソケット８５底部のスプリング８６（図７）が反発して円柱体を押し上げる。この状態で円柱体を回し続けて、変更する電圧の指定位置まで来た時に、ストッパー８７が円柱体からバネの反発力にしたがって押し出されてソケット溝８８に嵌合し、円柱体８１が固定される。このように、スプリング８６に抗した押し込み無しの状態で円柱体８１が回らなくなったら、指定の位置に固定されたことになり、電圧仕様の変更が完了する。
【００３７】
図１２は、円柱体８１の上部端面に設けた位置合わせ用のガイド９２の概略図である。図示のように、人による目視で電圧仕様を確認することができるようにするために、円柱体の上部端面に矢印をマイナスモールドで刻印する。このマイナスモールドにマイナスドライバー等の工具を差し込み、円柱体を回転させ、矢印の先端を負荷側ブラケット９７に刻印された、指定位置（すなわち、４００Ｖまたは２００Ｖの指定電圧）に合わせることで、上記したように結線の切り替え動作が実行される。
【００３８】
図１３は、第２発明の結線切り替え機構内蔵方式のキャンドモータにおいて、キャンドモータ内部に結線切り替え機構をより確実にシールするための構成を示している。図示のように、結線切り替え機構をシールするために、円柱体８１及びソケット８５とフレーム側板５４の間をＯリング９３でシールすることにより、外水の浸入を防いでいる。このＯリングによるシールだけでも十分なシール性能を発揮するが、これに加えて、高深度での使用を想定して、図１３に示すように、円柱体８１の上面を覆うように、負荷側ブラケット９７と密着するゴム栓９４を設け、該ゴム栓９４を更に押え板９５で押さえ付けて１または複数のボルト９６で固定することで密封している。このようにＯリング９３とゴム栓９４による二重のシールを施すことによって、より高い水圧が加わる高深度水中への対応を可能とする。
【００３９】
第２発明のキャンドモータの上記した実施例では、円柱体８１を１８０度回転させることにより、２００Ｖ級用と４００Ｖ級用との間で切り替えることができるように構成しているが、１８０度の回転に限定することなく、適宜の角度の回転により結線状態を切り替えられるようにしてもよい。その場合、円柱体８１側のストッパー８７及びソケット８５側のソケット溝８８の位置も回転角度に応じて設定すれば良い。また、ソケット８５の内部形状は、円柱体８１が回転可能で、かつ該回転により円柱体８１表面上の２つの短絡部８２、８３とソケット８５のソケット端子とが接触可能である必要があるが、ソケット８５の外部形状は円筒形に限定されずに適宜の形状を選択することができ、キャンドモータ内部のソケットを配置する箇所の形状に応じて選択すればよい。
【００４０】
第１発明および第２発明に係るデュアルボルテージ対応型キャンドモータ１０１、１０２の好適な実施例は上記したように構成されているので、水圧が加わる水中で使用する際に、モータ周囲の水がコネクタプラグからモータ内部に浸水することがない。また、電圧使用の変更の際のモータ巻線の結線の変更を迅速かつ容易に行うことができるので、特に高い水圧が加わる深井戸水中ポンプに適用した場合に、極めて有用である。
なお、上記の実施例は例示目的に過ぎず、特許請求の範囲に記載した発明が実施例に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４１】
１０１、１０２    キャンドモータ
３０              陸上モータ
３１              結線替え用端子箱
５１              モータフレーム
５２              ロータ
５３              ステータ
５４、５５        フレーム側板
５６              キャン
１０              電源側コネクタケーブル
１１              電源側端子台
１２              モータ巻線
１３              ステータ室
１４，９７        ブラケット
１５              巻線結線用端子台
１５１〜１５９    メスピン
１６，１６’      コネクタプラグ
１６１〜１６９    オスピン
１７，７３，９３  Ｏリング
１７ａ            取り付け機構
１９，９５        押え板
２０，９６        ボルト
２１              貫通穴
２２              補強板
２３              ストッパー
２４              工具
８０              結線切り替え機構
８１              円柱体
８２、８３        短絡部
１８、８２１〜８２３、８３１〜８３３    短絡板
８５              ソケット
８５ａ            端子部
８５１〜８５９    ソケット端子
８６              スプリング
８７              ストッパー
８８、８９        ソケット溝
９０              外周溝
９０ａ            位置合わせ手段
９１              板バネ
９２              位置合わせ用ガイド
９４              ゴム栓
【図１】
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【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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