JPH05304741A - 水中キャンドモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来の反負荷側ブラケット及びその周辺部品
をステンレス鋼板の板金製とする際の問題点を解消し、
剛性が大きくかつダイヤフラム取付けに際して部品点数
が増加することがない反負荷側ブラケット及びその周辺
部品を備えた水中キャンドモータを提供する。 【構成】 負荷側フレーム側板３に固定され一方のラジ
アル軸受２１を支持するとともにポンプとの連結を行う
負荷側ブラケット１８と、反負荷側フレーム側板４に固
定され他方のラジアル軸受４２を支持する反負荷側ブラ
ケット３８とを備えた水中キャンドモータにおいて、反
負荷側ブラケット３８をステンレス鋼板をプレス成形し
た外側側板３７と内側側板３６とにより構成し、外側側
板３７にダイヤフラム５２を収容する部屋３７ｃを形成
し、この部屋３７ｃにダイヤフラム５２を収容し、外側
側板３７とエンドカバー５５とによってダイヤフラム外
周縁部を挟持し、ダイヤフラム５２を固定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水中キャンドモータに
係り、特にステンレス鋼板をプレス成形して製作する水
中ポンプ用キャンドモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】水中モータポンプは、錆による赤水発
生、腐食によるモータの井戸への落下、地下水汚染等に
対応するために耐食性が要求されており、この要求を満
たすため、ステンレススチールで製作することが要求さ
れている。

【０００３】一方、ポンプ反連結側ブラケット（反負荷
側ブラケット）は、ラジアル軸受を同心に支持する機能
と、ポンプ運転に伴って発生する全スラスト荷重及び回
転体の全重量を支持するため、剛性と精度が必要とされ
ている。しかも、反負荷側ブラケットは、ロータ室内に
封入する防錆、潤滑、不凍及び冷却等を目的とするプロ
ピレングリコールを主成分とするインヒビターの水溶液
がモータの運転停止に伴って膨張収縮の体積変化する際
の吸収装置、例えばダイヤフラムを収納する部屋をも合
わせ構成している。このため、従来、機械的剛性が高
く、高精度が得られ、且つ、複雑な形状が容易に製作可
能な、ねずみ鋳鉄による鋳造品によって反負荷側ブラケ
ットを製作し、この鋳造品に防錆塗装する等の方法で耐
食性を向上させるようにしている。また、特公昭５２−
１３６０３号で見られるように、ねずみ鋳鉄製のブラケ
ットの外周（ポンプ揚水の接液部）にステンレススチー
ル製のプレス製耐食性カバーを取付けることによって、
耐食性を向上させる一方、機械的剛性、強度及び寸法精
度はねずみ鋳鉄によって確保している。しかしながら、
上述したプレス製カバーはブラケットに被せてあるだけ
であるため、ブラケットとプレス製カバーとの間にスキ
マが生じ、このスキマには水が浸入していく構造となっ
ている。このため、ステンレススチール製のカバーがス
キマ腐食により侵されるとともにねずみ鋳鉄部も水の浸
入によって腐食する。

【０００４】また、特公昭５２−１３６０３号の水中キ
ャンドモータにおいては、反負荷側ブラケットにダイヤ
フラムを収納した後、ダイヤフラム外周縁部を比較的厚
肉のダイヤフラム押え板で押え、更に耐食性カバーを被
せている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ねずみ鋳鉄によって製
作した反負荷側ブラケットは、防錆塗装を施しても最近
における水質の悪化汚染等による塩素イオン濃度の増大
や高温度での使用等を考慮すると塗装の効果が短期間で
なくなり、耐食性、寿命及びメンテナンスに対して問題
が生じている。特にポンプモータの寿命に対してユーザ
ーの希望寿命に適合出来ないケースも、しばしば生じて
いる。

【０００６】また、特公昭５２−１３６０３号に見られ
るように、ねずみ鋳鉄製のブラケットにステンレス製カ
バーを被せるという方法では、耐食性を確保するために
は十分な措置とはなっていなかった。このため、ステン
レススチールの鋳物、あるいはロストワックス法による
精密鋳造による高精度のステンレススチール鋳物で対処
している例もあるが、これは極めて、高価となり、大量
生産する必要のあるこの種モータには適さないという問
題点があった。そして、ねずみ鋳鉄の場合もステンレス
スチール鋳物の場合も重量が重いという欠点があり、近
時の軽量化要請に対応することが出来ないという欠点を
も併せ持っていた。そこで、ステンレススチールの板金
製にすることが考えられるが、水中モータの反負荷側ブ
ラケット部分は、前述したように機械的剛性及び強度が
必要とされる。即ち、前記ブラケットは、ポンプ回転体
重量、ポンプのスラスト荷重を支持する必要があるた
め、前記部品を単純にステンレス鋼板のプレス成形によ
り形成しても、機械的剛性及び強度が不足し、現実問題
としてはステンレス鋼板で前記部品を製作することは不
可能とされていた。また、特公昭５２−１３６０３号の
水中キャンドモータにおいては、反負荷側ブラケットに
ダイヤフラムを収納した後、ダイヤフラム押え板でダイ
ヤフラム外周縁部を押え、さらに耐食性カバーを被せて
いるため、ダイヤフラムの取付けに際して部品点数が増
加し、コスト上昇の要因となっていた。

【０００７】本発明は上述の事情に鑑みなされたもの
で、従来の反負荷側ブラケット及びその周辺部品をステ
ンレス鋼板の板金製とする際の問題点を解消し、剛性が
大きくかつダイヤフラム取付けに際して部品点数が増加
することがない反負荷側ブラケット及びその周辺部品を
備えた水中キャンドモータを提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ため、本発明の水中キャンドモータは、フレームと該フ
レームの両端に設けられた負荷側及び反負荷側フレーム
側板とキャンとにより形成された筒状の密閉室内に設け
られた固定子と、前記キャンと同心上に配設されその両
端部でラジアル軸受によって回転自在に支持された回転
子と、前記負荷側フレーム側板に固定され前記一方のラ
ジアル軸受を支持するとともにポンプとの連結を行う負
荷側ブラケットと、前記反負荷側フレーム側板に固定さ
れ前記他方のラジアル軸受を支持する反負荷側ブラケッ
トとを備えた水中キャンドモータにおいて、前記反負荷
側ブラケットをステンレス鋼板をプレス成形した外側側
板と内側側板とにより構成し、前記外側側板にダイヤフ
ラムを収容する部屋を形成し、該部屋にダイヤフラムを
収容し、前記外側側板とエンドカバーとによって前記ダ
イヤフラム外周縁部を挟持し、ダイヤフラムを固定した
ことを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】前述した構成からなる本発明によれば、反負荷
側ブラケットをステンレス鋼板を所定形状にプレス成形
した外側側板と内側側板とにより構成したため、ステン
レス鋼板をプレス加工（塑性変形）して所定形状にした
ことにより剛性、強度が確保されると共に、プレス加工
により材料そのものが硬化して強度向上が達成され、全
体として剛性、強度が確保される。そして、反負荷側ブ
ラケットにダイヤフラムを収納した後、反負荷側ブラケ
ットとエンドカバーとによりダイヤフラム外周縁を挟持
することによりダイヤフラムを固定できるため、ダイヤ
フラムを固定するために、別途、部品を必要とせず、部
品点数を削減することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明に係る水中キャンドモータの実
施例を図面を参照して説明する。図１は水中キャンドモ
ータの一実施例を示す断面図であり、図２は図１の側面
図である。図１及び図２に示されるように水中キャンド
モータはステンレス鋼板製の円筒形フレーム１を備え、
この円筒形フレーム１内にはステータコア２が収容され
固定されている。円筒形フレーム１の両側には、ステン
レス鋼板をプレス成形して製作した負荷側フレーム側板
（上部フレーム側板）３及び反負荷側フレーム側板（下
部フレーム側板）４が圧入して溶着されている。そし
て、両フレーム側板３，４の内径側にキャン５が溶接に
よって固着され、固定子室６，７が形成されている。円
筒形フレーム１とキャン５はステータコア２の内外径に
接触してステータコア２を支持している。

【００１１】ステータコア２には固定子コイル８が巻回
されており、固定子室６と７はステータコア２の外周部
の切欠き又は連通孔及びスロットの空間部（図示せず）
により連通している。固定子室６，７には絶縁油と絶縁
油の熱による膨張収縮に比例した乾燥空気が充填され、
固定子室６，７内の圧力上昇を調節している。

【００１２】負荷側フレーム側板３には、端子台ケース
１０が水密（気密）に溶接固着されている。一方、電源
引込み用（給電用）ケーブル１３は負荷側フレーム側板
３に固定され、ケーブル１３の先端コネクター部は端子
台ケース１０内に挿入され圧縮されて水密（気密）に取
付けられている。また、端子台ケース１０には端子台１
５が固定されていて、ケーブル１３の先端コネクター部
（メス側）が端子台１５のピン部（オス側）に挿入され
電気的に連結されている。そして、端子台１５の反ピン
側より口出線により固定子コイル８に電力が供給される
ようになっている。

【００１３】また、負荷側フレーム側板３には、外側側
板１６と内側側板１７とから構成される負荷側ブラケッ
ト１８が固定されている。外側側板１６はステンレス鋼
板をプレス成形して同心状の波形形状に折曲形成するこ
とにより、外側側板１６の剛性及び強度を高めている。
また、内側側板１７は同様にステンレス鋼板をプレス成
形して、複数の段部を有した階段状に成形されている。
そして、内側側板１７は負荷側フレーム側板３に嵌合さ
れ、外側側板１６は内側側板１７に嵌合され、これら内
外側側板１６，１７は、負荷側フレーム側板３に固着さ
れたネジ部材１９にスタッドボルト２０を螺合すること
により、負荷側フレーム側板３に固定されている。

【００１４】内側側板１７にはセラミックからなるラジ
アル軸受２１が保持され、このラジアル軸受２１は主軸
２２に嵌着又は溶着されたタングステンカーバイト（Ｗ
Ｃ）からなる軸スリーブ２３と摺接し、主軸２２を回転
支承するようになっている。軸スリーブ２３の端面はテ
フロンシート２５を介してスラストディスク２６と摺接
し、アッパースラスト荷重を支持するようになってい
る。また、外側側板１６は中間板２７と協働してその上
端部でオイルシール２８を保持するようになっており、
オイルシール２８はロータ室の最上部に位置している。
そして、内外側側板１６，１７及び中間板２７によって
形成された空間にＯリング２９が嵌装され、負荷側フレ
ーム側板３と内側側板１７との間にもＯリング３０が嵌
装され、モータ封入液のシールがなされている。

【００１５】外側側板１６の上端外周面は、ポンプとの
インロー嵌合部１６ａを構成している。このインロー嵌
合部１６ａはプレス成形時に一体に形成されている。ま
た、外側側板１６にはシールカバー３２が嵌合され、こ
のシールカバー３２にテフロンシート３３を介してサン
ドスリンガ３４が嵌合されている。そして、テフロンシ
ート３３によってオイルシール部へのスラリーの侵入を
最小限に抑えている。主軸２２は出力軸端が上方にのび
ており、軸端はスプライン２２ａ又はキー（図示せず）
等の方法で負荷即ちポンプと連結されるようになってい
る。なお、スプライン２２ａは前記サンドスリンガ３４
によってスラリーから保護されており、即ち、サンドス
リンガ３４はスプラインプロテクタをも構成している。

【００１６】一方、反負荷側フレーム側板４には、内側
側板３６と外側側板３７とから構成される反負荷側ブラ
ケット３８が固定されている。内側側板３６はステンレ
ス鋼板をプレス成形して同心状の波形形状に折曲形成さ
れている。また外側側板３７は同様にステンレス鋼板を
プレス成形して同心状の波形形状に形成され、その中央
部にダイヤフラム室３７ｃを形成している。

【００１７】内側側板３６は反負荷側フレーム側板４に
嵌合され、外側側板３７は内側側板３６に嵌合され、こ
れら内側側板３６及び外側側板３７は、反負荷側フレー
ム側板４に固着されたネジ部材３９にスタッドボルト４
０を螺合することにより、反負荷側フレーム側板４に固
定されている。そして、内側側板３６、外側側板３７及
び中間板４１によって形成された空間にＯリング５７が
嵌装され、反負荷側フレーム側板４と内側側板３６との
間にもＯリング５８が嵌装され、モータ封入液のシール
がなされている。

【００１８】前記内側側板３６にはセラミックからなる
ラジアル軸受４２が保持され、このラジアル軸受４２は
主軸２２に嵌着又は溶着されたタングステンカーバイト
（ＷＣ）からなる軸スリーブ４３と摺接し、主軸２２を
回転支承するようになっている。また主軸２２には、ス
ラストディスク４５が嵌着され、スラストディスク４５
にはスラストカーボン４６がピン４７又は接着等により
固定されている。このスラストカーボン４６の下端面は
スラスト軸受摺動面として作用し、スラストパッド４８
と接触摺動し、モータ運転時には流体潤滑によるくさび
膜を形成し、大きなスラスト荷重負担力を発生する。

【００１９】主軸２２にはロータコア５０が嵌着、焼嵌
め又は接着等により固定されており、ロータコア５０に
は二次導体５１がダイキャスト又は打ち込み溶接等によ
り配設されている。

【００２０】外側側板３７のダイヤフラム室３７ｃに
は、ダイヤフラム５２が収納されている。ダイヤフラム
５２は、図３の詳細図に示されるように外側側板３７の
シール面の凹部３７ａとダイヤフラム５２の凸部５２ａ
とを嵌合して同心にかつ水密に外側側板３７とエンドカ
バー５５によって挟持されている。即ち、ダイヤフラム
５２の外周縁部５２ｃは、外側側板３７とエンドカバー
５５によって挟持されることによって固定されている。
また、エンドカバー５５は、キャンドモータ全体を支持
するための脚部５５ａを有しており、外側側板３７の外
周部に嵌合され、且つネジ５６によってスタッドボルト
４０に締付され固定されている。また、外側側板３７に
は封入液を真空加圧封入するためのプラグ５９が設けら
れている。封入液は、軸受の潤滑、冷却、防錆及び凍結
防止等の目的で封入したインヒビター入りのイオン交換
水又は清浄な水の水溶液からなっている。

【００２１】以上説明したように本実施例によれば、反
負荷側ブラケット３８をステンレス鋼板を所定形状にプ
レス成形した内側側板３６と外側側板３７とにより構成
したため、ステンレス鋼板をプレス加工（塑性変形）し
て所定形状にしたことにより剛性、強度が確保されると
共に、プレス加工により材料そのものが硬化して強度向
上が達成され、全体として剛性、強度が確保される。そ
して反負荷側ブラケット３８の外側側板３７に形成され
たダイヤフラム室３７ｃにダイヤフラム５２を収納した
後、外側側板３７とエンドカバー５５とによりダイヤフ
ラム５２の外周縁５２ｃを挟持することによりダイヤフ
ラム５２を固定できるため、ダイヤフラム５２を固定す
るために、別途、部品を必要とせず、部品点数を削減す
ることができる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、反
負荷側ブラケットをステンレス鋼板を所定形状にプレス
成形した外側側板と内側側板とにより構成したため、ス
テンレス鋼板をプレス加工（塑性変形）して所定形状に
したことにより剛性、強度が確保されると共に、プレス
加工により材料そのものが硬化して強度向上が達成さ
れ、全体として剛性、強度が確保される。したがって、
本発明の反負荷側ブラケットは、ラジアル軸受を同心に
支持することができるとともに、ポンプ運転に伴って発
生する全スラスト荷重及び回転体の全重量を支持するこ
とができる。しかも、反負荷側ブラケットは、ダイヤフ
ラムを収納する部屋をも合わせ構成している。

【００２３】また、本発明によれば、反負荷側ブラケッ
トの外側側板にダイヤフラムを収納した後、外側側板と
エンドカバーとによりダイヤフラム外周縁を挟持するこ
とによりダイヤフラムを固定できるため、ダイヤフラム
を固定するために、別途、部品を必要とせず部品点数を
削減することができ、コスト低減を図ることができる。
しかも、ダイヤフラム室内のダイヤフラムが封入後の膨
張、収縮によって作動する場合にも、ダイヤフラム室の
内面が滑らかな表面を有しているため、ダイヤフラムの
作動がスムーズであり、ダイヤフラムに対して傷を付け
ることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る水中キャンドモータの一実施例を
示す断面図であり、図２のI−I線断面図である。

【図２】本発明に係る水中キャンドモータの一実施例を
示す側面図である。

【図３】本発明に係る水中キャンドモータにおけるダイ
ヤフラムの取付状態の詳細を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 円筒形フレーム ２ ステータコア ３ 負荷側フレーム側板（上部フレーム側板） ４ 反負荷側フレーム側板（下部フレーム側板） ５ キャン ６，７ 固定子室 ８ 固定子コイル １６ 外側側板 １７ 内側側板 １８ 負荷側ブラケット ２１ ラジアル軸受 ２２ 主軸 ２７ 中間板 ２８ オイルシール ３６ 内側側板 ３７ 外側側板 ３８ 反負荷側ブラケット ４１ 中間板 ４２ ラジアル軸受 ５２ ダイヤフラム ５５ エンドカバー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フレームと該フレームの両端に設けられ
   た負荷側及び反負荷側フレーム側板とキャンとにより形
   成された筒状の密閉室内に設けられた固定子と、前記キ
   ャンと同心上に配設されその両端部でラジアル軸受によ
   って回転自在に支持された回転子と、前記負荷側フレー
   ム側板に固定され前記一方のラジアル軸受を支持すると
   ともにポンプとの連結を行う負荷側ブラケットと、前記
   反負荷側フレーム側板に固定され前記他方のラジアル軸
   受を支持する反負荷側ブラケットとを備えた水中キャン
   ドモータにおいて、前記反負荷側ブラケットをステンレ
   ス鋼板をプレス成形した外側側板と内側側板とにより構
   成し、前記外側側板にダイヤフラムを収容する部屋を形
   成し、該部屋にダイヤフラムを収容し、前記外側側板と
   エンドカバーとによって前記ダイヤフラム外周縁部を挟
   持し、ダイヤフラムを固定したことを特徴とする水中キ
   ャンドモータ。
2. 【請求項２】 前記外側側板には凹部を形成し、前記ダ
   イヤフラムには凸部を形成し、これら凹部と凸部とを係
   合させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の水
   中キャンドモータ。
3. 【請求項３】 前記エンドカバーには脚部が形成されて
   いることを特徴とする請求項１記載の水中キャンドモー
   タ。