JPH11234948A - インバータ制御水中電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インバータ未装着の水中電動機と同一外径に
収まり、磁気アンバランスが少なく、スラスト軸受の負
荷容量が大きく、インバータ冷却効率の優れたインバー
タ制御水中電動機を提供する。 【解決手段】 フレーム６、上部側板７及びキャン５よ
り形成された負荷側空隙部を仕切板３２によりインバー
タ室Ａと上部固定子室Ｂとに仕切り、インバータ２４Ａ
と固定子巻線２とを熱絶縁すると共に、キャン小径部５
ｃを細径にしてインバータ室Ａのスペースを拡大するこ
とにより、インバータ２４Ａを固定子１の外径により定
まるフレーム６に納め、かつ、インバータ２４Ａのパワ
ー素子部を上部側板７に固着することにより外部水で冷
却し、更に、スラスト軸受１７Ａを下部側板８の外側に
取付けたスラスト受けケース３４内に納めることにより
スラスト軸受の負荷容量をアップした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、水中ポンプの駆
動源として供される、インバータ（周波数変換器）を内
蔵したインバータ制御水中電動機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来のインバータを備えたインバ
ータ制御水中電動機としてのキャンドモートルを示す断
面図である。図において、１は固定子であり、２は固定
子巻線、３は固定子巻線２を巻装された固定子鉄心、４
は口出線であり、固定子１は固定子巻線２、固定子鉄心
３および口出線４から構成されている。５は固定子鉄心
３の内周面に装着された極薄の非磁性体円筒であるキャ
ン、６は固定子１が嵌挿されたフレーム、７および８は
それぞれフレーム６の両端に水密に溶接されている上部
側板および下部側板である。なお、固定子１をフレーム
６に嵌挿した状態で、キャン５が上部側板７および下部
側板８の内周側に水密に溶接されている。

【０００３】９は回転子、１０は回転子鉄心、１１は回
転子導体であり、回転子９は回転子鉄心１０および回転
子導体１１から構成されている。１２は回転子９におけ
る回転子鉄心１０に焼バメ等によって嵌合された回転子
軸（以下、軸１２と記す）である。１３は上部ブラケッ
ト、１４は下部ブラケット、１５、１６はそれぞれ上部
ブラケット１３、下部ブラケット１４に装着されたスリ
ーブ軸受であり、回転子９と一体になった軸１２を回転
自在に支承している。

【０００４】１７はスラスト軸受であり、軸１２に嵌合
されたスラスト円板１８、スラスト受１９およびスラス
ト受支え１９ａより構成され、軸１２に作用する下方向
のスラスト荷重を支える。

【０００５】２０は上部ブラケット１３に同心状に装着
されたベローズ、２１は通水孔２１ａを備え、ベローズ
２０を押え込んで固定するベローズカバー、２２はベロ
ーズ２０と一体形に形成された、オイルシールと呼称さ
れている軸封装置である。２３はベローズカバー２１と
同心状に所定間隙をもって軸１２に嵌合された砂除けカ
ラーである。

【０００６】２４はフレーム６の下端側に設けたインバ
ータ室に配設されインバータであり、インバータ２４の
構成要素の一つであるパワー素子（図示せず）を装着し
た金属製基板（図示せず）が、下部ブラケット１４のフ
ラット面に取付けられている。２５はフレーム６の下端
側と水密に溶接されたインバータ室のフタである。２６
は固定子鉄心３の外周部に設けた溝部３ａ内に通された
渡り線、２７は給電ケーブルである。

【０００７】２８、２９、３０はそれぞれ、渡り線２６
と給電ケーブル２７、渡り線２６とインバータ２４の一
次側端子２４ａ、およびインバータ二次側端子２４ｂと
口出線４とを接続するコネクターである。なお、上部ブ
ラケット１３、下部ブラケット１４およびキャン５にて
回転子９を納めた回転子室が構成され、該回転子室に
は、スリーブ軸受１５、１６およびスラスト軸受１７の
潤滑のため、および、回転子９の熱放散の媒体としての
封入液３１が封入されている。

【０００８】以上のように、従来のインバータを備えた
キャンドモートルの主要部は、上部からベローズ２０、
上部ブラケット１３、スリーブ軸受１５、固定子１およ
び回転子９、スラスト軸受１７、下部ブラケット１４お
よびインバータ２４の順に構成されている。

【０００９】次に動作について説明する。商用周波数電
源（図示せず）より、給電ケーブル２７、コネクター２
８、渡り線２６、コネクター２９、インバータ一次側端
子２４ａを通して、インバータ２４に商用周波数の電力
が投入され、この電力は、インバータ２４で周波数変換
されてインバータ二次側端子２４ｂ、コネクター３０、
口出線４を通じて固定子巻線２へ投入される。よってキ
ャンドモートルはインバーター２４で設定された周波数
による高速、低速運転が可能である。

【００１０】なお、回転子室に封入された封入液３１
は、軸封装置２２によって外部へ漏れないようにシール
され、封入液３１が温度上昇によって体積膨張した容積
分はベローズ２０の弾性変形（伸縮変形）によって調整
されるので、回転子室の圧力上昇は生じない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来のインバータを内
蔵したキャンドモートルは以上のように構成されてお
り、（１）固定子鉄心３の外周部に渡り線２６を通す溝
部３ａを設けたので、固定子１で発生する回転磁界にア
ンバランスが生じ、トルクリップルが生じる等、トルク
特性が悪くなる、（２）ベローズ２０が上部に取付けら
れ、しかも上側が開口した擂り鉢状に形成されているた
め、ベローズカバー２１に設けた通水孔２１ａから侵入
した細砂が、ベローズ２０内に蓄積し、ベローズ２０が
封入液３１の体積膨張を吸収して伸縮する本来の機能が
出来なくなる等の問題点があった。また、（３）給電ケ
ーブル２７から口出線４までの間にコネクターが３ヶ所
も必要であり、電気的接触信頼性が低下し、かつ、高コ
ストになる等の問題点があった。

【００１２】さらに、（４）スラスト軸受を下部回転子
室内に設置しおり、その外径寸法はキャン５の内径に制
約されるため、スラスト荷重の大きい機種への対応が不
可能である、（５）キャンドモートル全体の寸法を小形
に設計するため、スリーブ軸受１５と軸封装置２２の間
隔が比較的小さくなっており、従って、封入液３１が漏
れた場合、スリーブ軸受１５と軸封装置２２の間に空気
が溜まりが生じ、スリーブ軸受１５がドライ運転とな
り、潤滑が悪くなるために焼付き事故が生じる等の問題
点があった。

【００１３】また、（６）インバータ２４のパワー素子
（図示せず）は、外部水より約２０℃程度も温度が高い
封入液３１と接する下部ブラケット１４の下面側に、基
板（図示せず）を介して取付けられているために冷却効
率が悪く、インバータ部２４の小形化が困難となる等の
問題点があった。

【００１４】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、第１の目的は、磁気アンバラン
スが少なく、トルク特性の良好なインバータ一体装着型
のインバータ制御水中電動機を得るものである。

【００１５】また、第２の目的は、インバータの冷却効
率が優れ、小形化を図れるインバータ一体装着型のイン
バータ制御水中電動機を得るものである。

【００１６】さらに、第３の目的は、スラスト軸受の負
荷容量が大きくて比較的高いスラスト荷重に耐え得るイ
ンバータ一体装着型のインバータ制御水中電動機を得る
ものである。

【００１７】また、第４の目的は、インバータ未装着の
水中電動機と同一外径に収まり、水中ポンプ用として用
いた場合において、インバータ未装着の水中電動機と井
戸穴径を同一とすることができるインバータ一体装着型
のインバータ制御水中電動機を得るものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係るインバ
ータ制御水中電動機は、水中電動機本体に該水中電動機
本体を制御するインバータを一体に装着すると共に、運
転用ケーブルを水中電動機本体の負荷側に接続したイン
バータ制御水中電動機において、インバータを水中電動
機本体における負荷側空隙部に配設したものである。

【００１９】第２の発明に係るインバータ制御水中電動
機は、第１の発明に係るインバータ制御水中電動機にお
いて、インバータがパワー素子部を備え、該パワー素子
部は負荷側空隙部における固定子枠若しくは該固定子枠
に接触した支持部材に固着しているものである。

【００２０】第３の発明に係るインバータ制御水中電動
機は、第１または第２の発明に係るインバータ制御水中
電動機において、インバータへ接続された運転用ケーブ
ルは、動力線と制御線からなる単一のケーブルであるも
のである。

【００２１】第４の発明に係るインバータ制御水中電動
機は、第１乃至第３の何れかに記載の発明に係るインバ
ータ制御水中電動機において、負荷側空隙部に、固定子
とインバータとを仕切る仕切部材を備えたものである。

【００２２】第５の発明に係るインバータ制御水中電動
機は、第４の発明に係るインバータ制御水中電動機にお
いて、仕切部材が金属板と該金属板の表面に設けた断熱
材とで構成されたものである。

【００２３】第６の発明に係るインバータ制御水中電動
機は、第４の発明に係るインバータ制御水中電動機にお
いて、仕切部材が金属板の表面に熱反射面を設けたもの
である。

【００２４】第７の発明に係るインバータ制御水中電動
機は、第４の発明に係るインバータ制御水中電動機にお
いて、仕切部材が絶縁板であるものである。

【００２５】第８の発明に係るインバータ制御水中電動
機は、第４乃至第７の何れかに記載の発明に係るインバ
ータ制御水中電動機において、仕切部材が負荷側軸受を
支承するものである。

【００２６】第９の発明に係るインバータ制御水中電動
機は、第１乃至第８の何れかに記載の発明に係るインバ
ータ制御水中電動機において、反負荷側における固定子
枠の外側に、回転子軸を支承するスラスト軸受を配設し
たものである。

【００２７】第１０の発明に係るインバータ制御水中電
動機は、第１乃至第９の何れかに記載の発明に係るイン
バータ制御水中電動機において、固定子およびインバー
タを含む固定部と、回転子および回転子軸を含む回転部
とを隔てるキャンを備え、負荷側空隙部におけるキャン
の外径が固定子内周に嵌合されたキャンの外径より小径
に形成されたものである。

【００２８】第１１の発明に係るインバータ制御水中電
動機は、第１０の発明に係るインバータ制御水中電動機
において、負荷側空隙部における小径に形成されたキャ
ンの内周面に負荷側スリーブ軸受を嵌合すると共に、仕
切部材によりキャンを介して負荷側スリーブ軸受を支承
したものである。

【００２９】第１２の発明に係るインバータ制御水中電
動機は、第１乃至第１１の何れかに記載の発明に係るイ
ンバータ制御水中電動機において、インバータを配設し
た負荷側空隙部における固定子枠の外径寸法が、固定子
の外径に基づき定まる固定子枠外径寸法以下であるもの
である。

【００３０】

【発明の実施の形態】実施の形態１．この発明の実施の
形態１を図１に基づき説明する。図１はインバータ制御
水中電動機としてのキャンドモートルの断面を示す図で
ある。図中、従来例と同じ符号で示されたものは従来例
のそれと同一若しくは同等なものを示す。

【００３１】図において、５Ａは極薄の非磁性体円筒の
キャンであり、固定子鉄心３の内周面に装着されたキャ
ン大径部５ａ、キャン大径部５ａより細い円筒状に形成
され、負荷側のスリーブ軸受１５が装着されたキャン小
径部５ｂ、キャン小径部５ｂよりもさらに細い円筒状に
形成され、その外周側に後述のインバータ室Ａを形成す
るキャン小径部５ｃとから構成され、キャン大径部５ａ
とキャン小径部５ｂとを連結する部分はテーパ形状をな
し、キャン小径部５ｂとキャン小径部５ｃとを連結する
部分は段付形状に形成されている。

【００３２】なお、フレーム６と、フレーム６の上端部
に水密に溶接されたドーナツ形状をなす上部側板７およ
び下部側板８とにより固定子枠を構成する。該固定子枠
には固定子１が嵌挿され、固定子１を内包するようにキ
ャン５Ａが上部側板７および下部側板８の内周面に水密
に溶接されている。即ち、上部側板７の内周面にキャン
５Ａにおけるキャン小径部５ｃの上端部が、下部側板８
の内周面にキャン５Ａにおけるキャン大径部５ａの下端
部が水密に溶接されている。

【００３３】２４Ａは負荷側空隙部に配設されたインバ
ータであり、その一次側は給電ケーブル２７とコネクタ
ー２８で接続され、二次側は固定子巻線２とコネクター
３０を介して接続されると共に、インバータ２４Ａの構
成要素の一つであるパワー素子２４ｃは、金属製の基板
（図示せず）を介して上部側板７の内面に固着されてい
る。なお、給電ケーブル２７は動力線と制御線からなる
単一のケーブルであり、上部側板７を貫通するケーブル
引込み部が唯一個所となる構造とした。また、３２は給
電ケーブル２７を固定するケーブル押えである。

【００３４】３３は仕切部材としての仕切板であり、フ
レーム６、上部側板７およびキャン５Ａからなる固定子
巻線２の上部側、即ち、負荷側に形成された負荷側空隙
部をインバータ２４Ａが配設されたインバータ室Ａと上
部固定子室Ｂとに仕切る。即ち、仕切板３３は負荷側空
隙部における固定子巻線２とインバータ２４Ａの間に設
置され、その外径側はフレーム６の内周に接し、内径側
でスリーブ軸受１５を嵌合したキャン小径部５ｂの外周
部を保持することによりスリーブ軸受１５を間接的に支
承している。なお、仕切板３３は電気絶縁を兼ねた断熱
材を金属板の表面に貼合せた構成をなす。

【００３５】３４はモータ最下部に設置されたスラスト
受ケースで、スラスト円板１８、スラスト受１９、スラ
スト受支え１９ａで構成されたスラスト軸受１７Ａを収
納している。なお、ベローズ２０が通水孔２１ａを有す
るベローズカバー２１と共に、スラスト受ケース３４に
開口側が下向きになるように圧入され、固定されてい
る。

【００３６】なお、上部側板７、下部ブラケット１４お
よびキャン５Ａにて、回転子９と軸１２を支承するスリ
ーブ軸受１５、１６とを納めた回転子室Ｃが構成され、
該回転子室Ｃと、スラスト受ケース３４におけるスラス
ト軸受１７Ａを内包するスラスト軸受室Ｄとは下部ブラ
ケット１４に設けた貫通孔１４ａにて導通しており、回
転子室Ｃおよびスラスト軸受室Ｄには、スリーブ軸受１
５、１６、スラスト軸受１７Ａの潤滑剤として、およ
び、回転子９の熱放散の媒体としての封入液３１が封入
されている。

【００３７】実施の形態１におけるキャンドモートルの
動作は、図３に示した従来のキャンドモートルとほぼ同
様に、商用周波数の電力が、給電ケーブル２７、コネク
ター２８を通してインバータ２４Ａへその一次側からに
投入され、インバータ２４Ａで周波数変換されてインバ
ータ二次側からコネクター３０を通じて固定子巻線２へ
投入され、キャンドモートルを可変速運転する。

【００３８】なお、回転子室Ｃおよびスラスト軸受室Ｄ
に封入された封入液３１は、図３に示した従来のキャン
ドモートルとほぼ同様に、軸封装置２２によって外部へ
漏れないようにシールされ、温度上昇による体積膨張分
はベローズ２０の弾性変形（伸縮変形）によって調整さ
れ、回転子室Ｃおよびスラスト軸受室Ｄの圧力上昇を生
じさせない。

【００３９】実施の形態１におけるインバータを備えた
キャンドモートルは、上部から、軸封装置２２を配設さ
れた上部側板７、インバータ２４Ａ、固定子１および回
転子９、下部側板８、スラスト軸受１７Ａおよびベロー
ズ２０を収納したスラスト受ケース３４の順に構成され
ており、その最大の特徴は、上部に位置する負荷側空隙
部におけるインバータ室Ａにインバータ２４Ａを配設
し、下部に位置する下部側板８に結合されたスラスト受
ケース３４内にスラスト軸受１７Ａを配設した点にあ
る。

【００４０】即ち、インバータ２４Ａを固定子巻線２の
上側空隙部におけるインバータ室Ａに設置したので、図
３に示した従来例における渡り線２６が不要となり、回
転磁界のアンバランスがなくなり、トルクリップル等の
トルク特性の問題が生じない。また、給電ケーブル２７
から固定子巻線４の間のコネクター数はコネクター２
８、３０の２ヶ所となり、コネクターによる配線の接続
箇所が３個から２個に減少することによって、接続上の
信頼性が向上し、かつ、部品コストを低減できた。な
お、インバータ２４Ａへ接続される運転用ケーブル２７
を、動力線と制御線とを一体となった単一のケーブルと
したので、上部ブラケット７を貫通するケーブル引込み
部が唯一個所となり、水密性が容易となり、水密性の信
頼性が向上した。

【００４１】また、スラスト円板１８、スラスト受１
９、スラスト受支え１９ａにて構成されたスラスト軸受
１７Ａが、下部側板８に結合されたスラスト受ケース３
４内に設置されているので、図３に示した従来例のよう
にキャン５内に設置する場合に比較して、スラスト軸受
面の直径をより大きくすることができ、スラスト軸受１
７Ａの負荷容量を大きくすることができ、高出力のポン
プにも十分対応することができる。

【００４２】さらに、実施の形態１におけるインバータ
を備えたキャンドモートルは、インバータ２４Ａのパワ
ー素子２４ｃを金属製の基板（図示せず）を介して上部
側板７の内面に密着させて取付けたので、そして、上部
側板７が、通常、温度の低いモートル外部水に直接浸漬
されているので、パワー素子２４ｃの発熱を外部水に効
率よく放熱できるために、パワー素子２４ｃの放熱構造
部を比較的小型に形成でき、延いてはキャンドモートル
として小形化および低コスト化可能なものが得られる。

【００４３】また、固定子巻線２とインバータ２４Ａの
間に仕切板３３を設けて負荷側空隙部をインバータ室Ａ
と上部固定子室Ｂとに仕切り、仕切板３３を、断熱材を
金属板の表面に貼合せた構成としたので、断熱材層で熱
絶縁する熱的遮断効果と熱伝導率の良好な金属板を介し
てフレーム６側へ放熱する効果との相乗効果が得られ、
固定子巻線２とインバータ２４Ａ間の熱干渉を防止でき
る。さらに、金属板の表面に貼合せた断熱材が電気絶縁
を兼ね備えており、仕切板３３は絶縁板でもあるので、
インバータ２４Ａと対向する固定子巻線２のコイルエン
ドとの間の絶縁距離を短くできる。従って、仕切板３３
を挟んだ両者を接近させて配置可能となり、その分、軸
方向寸法を短くすることによる小型化を図れる。

【００４４】さらに、仕切板３３により、キャン小径部
５ｂを介してスリーブ軸受１５を支承する構造としたの
で、図３に示した従来例に比較して、スリーブ軸受１５
とスリーブ軸受１６間のスパンを比較的短くでき、軸１
２の振動を低く押え得ることができる。

【００４５】さらに、スリーブ軸受１５の上部における
封入液３１の容積を増大させることができる。即ち、上
部側板７に設置した軸封装置２２とスリーブ軸受１５と
の間隔がインバータ室Ａの存在により必然的に長くな
り、スリーブ軸受１５の上側におけるキャン小径部５ｃ
の内容積が比較的大きくなった。そして、回転子室Ｃお
よびスラスト軸受室Ｄに封入される封入液３１はキャン
小径部５ｃ内にも充満されるが、スリーブ軸受１５の上
側における封入液３１が比較的大きな量となり、従っ
て、封入液３１が若干漏れても、スリーブ軸受１５がド
ライ運転になる恐れは少なく、高信頼性のキャンドモー
トルが得られる。

【００４６】また、インバータ室Ａを形成するキャン小
径部５ｃ直径を固定子内径より細くし、その分、インバ
ータ室Ａを広くしてインバータ２４Ａを設置したので、
インバータ室Ａの外枠の外径寸法を固定子１の外径に基
づき設定された寸法以下とすることができる。即ち、固
定子１の外径に基づき設定されたフレーム６内にインバ
ータ２４Ａを設置することができるので、このキャンド
モートルを用いた水中ポンプ（図示せず）と、インバー
タ内蔵型でないキャンドモートルを用いた水中ポンプ
（図示せず）との井戸穴寸法を同一にできる。

【００４７】さらに、ベローズ２０をスラスト受ケース
３４に開口側が下向きになるように設置したので、ベロ
ーズ２０の中に細砂が溜まることがなく長期間、安定し
た動作が期待できる。

【００４８】実施の形態２．この発明の実施の形態２を
図２に基づき説明する。図２はインバータ制御水中電動
機としてのキャンドモートルにおける負荷側空隙部およ
びその近傍の断面を示す図である。図１に示した実施の
形態１としてのキャンドモートルとは、負荷側空隙部に
設けたインバータ室Ａにおけるインバータ２４Ａの配設
の仕方が異なるのみであり、その他の構成は同じである
ので、負荷側空隙部およびその近傍を除き、図示を省略
した。

【００４９】図において、３５はフレーム６に嵌挿され
た、インバータ２４Ａの支持部材としてのシェルであ
る。シェル３５は熱伝導が良好な金属製であり、その平
坦な円盤部にインバータ２４Ａが配設され、インバータ
２４Ａを構成するパワー素子２４ｃが金属製の基板（図
示せず）を介してシェル３５の平坦な円盤部に固着され
ている。

【００５０】そして、図１に示した実施の形態１の場合
と同様に、インバータ２４Ａの一次側はコネクター２８
を介して給電ケーブル２７と接続され、二次側はコネク
ター３０を介して固定子巻線２と接続されており、商用
周波数の電力がインバータ２４Ａで周波数変換されて固
定子巻線２へ投入され、キャンドモートルを可変速運転
する。

【００５１】実施の形態２において、インバータ２４Ａ
のパワー素子２４ｃは金属製のシェル３５を介してフレ
ーム６の内周面に密着させて取付けられており、フレー
ム６が、通常、温度の低いモートル外部水に直接浸漬さ
れているので、パワー素子２４ｃの発熱を外部水に効率
よく放熱できる。従って、パワー素子２４ｃの放熱構造
部を比較的小型に形成でき、ひいてはキャンドモートル
として小形化可能なものが得られる。さらに、インバー
タ２４Ａをシェル３５に取付けた状態で、シェル３５を
フレーム６に嵌挿させるので組立て作業性に優れ、低コ
スト化可能なものが得られる。

【００５２】なお、実施の形態１および実施の形態２と
してのインバータ制御水中電動機は、キャン５Ａを備
え、回転子室Ｃに封入液３１を封入したキャンドモート
ルであったが、キャンドモートルに限定されるものでは
なく、キャンを備えず回転子室がドライタイプの水中モ
ートル（図示せず）であっても、インバータを上部の負
荷側空隙部（図示せず）に配設し、スラスト軸受を下部
側板の下側に設けたスラスト受けケース（図示せず）内
に配設することにより、図１、図２に示したキャンドモ
ートルと同様な効果が得られる。

【００５３】即ち、回転磁界のアンバランスがなくな
り、トルクリップル等のトルク特性の問題が生ぜず、モ
ートル性能が向上すると共に、給電ケーブルと固定子巻
線との間のコネクター数が減少することによって接続上
の信頼性も向上する。また、スラスト軸受面の直径を大
きくできるのでスラスト軸受の負荷容量を大きくするこ
とができ、高出力のポンプにも十分対応できる。さら
に、インバータのパワー素子を金属製の基板を介して上
部側板７の内面に固着でき、効率よく放熱できるので、
パワー素子２４ｃの放熱構造部を比較的小型に形成でき
る。

【００５４】また、実施の形態１および実施の形態２の
インバータ制御水中電動機における仕切部材としての仕
切板３３は、電気絶縁を兼ねた断熱材を金属板の表面に
貼合せた構成であったが、断熱材の貼合せ構成に限定さ
れるものではなく、断熱材として、金属板の表面に電気
絶縁を兼ねた熱絶縁層をコーティングしたもの（図示せ
ず）であっても同様な効果が得られる。

【００５５】なお、良好な熱的絶縁性能を有する材料は
良好な電気的絶縁性能を併せ持つものが多いが、固定子
巻線２およびインバータ２４Ａが電気的絶縁性能につい
ては充分に考慮されたものであれば、断熱材は必ずしも
電気的絶縁を必要とはしない。さらに、仕切部材が、固
定子巻線２とインバータ２４Ａ間の熱干渉の防止および
負荷側のスリーブ軸受１５の支承だけを目的するのであ
れば、仕切部材はスリーブ軸受１５の支承に耐える金属
板の単体であってもよく、固定子巻線２等が発生する輻
射熱や対流熱は金属板により遮断され、かつ、金属板に
吸収された熱はフレーム６を介して外部水に放熱される
ので上記熱干渉を実用上問題とならない程度に減らすこ
とができる。

【００５６】また、断熱材を備える代わりに、熱反射性
能の優れた熱反射材の貼合せ、白色や銀色系統の塗装層
若しくはメッキ層の形成、若しくは、金属板表面の鏡面
仕上等により、金属板の表面に熱反射面を設けたもので
あっても、仕切部材が受ける輻射熱を反射する熱的遮断
効果と熱伝導率の良好な金属板を介してフレーム６側へ
放熱する効果との相乗効果により、固定子巻線２とイン
バータ２４Ａ間の熱干渉を減らす実用上充分な効果が得
られる。

【００５７】また、キャンドモートルが仕切部材にて負
荷側スリーブ軸受を支承しないタイプであれば、仕切部
材としての絶縁板は金属板との複合材である必要はな
く、例えば、ガラス繊維入りの強化樹脂板若しくは同成
形品等であっても、固定子巻線２とインバータ２４Ａ間
の熱干渉を減らす効果が得られる。

【００５８】さらに、仕切部材を構成する金属板や絶縁
板は、いわゆる「板状」の形状に限定されるものではな
く、構造強度を増すための補強用リブ等を設けたものを
含むことは言うまでもない。

【００５９】

【発明の効果】第１の発明によれば、運転用ケーブルが
負荷側に接続された水中電動機本体における負荷側空隙
部にインバータを配設したので、インバータへ接続する
運転用ケーブルの引き回しが簡単であると共に、固定子
の渡り線が不要となり、回転磁界のアンバランスがな
く、トルク特性の良好なものが得られる効果がある。

【００６０】また、第２の発明によれば、インバータを
構成するパワー素子部を負荷側空隙部における固定子枠
若しくは該固定子枠に接触した支持部材に固着したの
で、パワー素子部の発熱を固定子枠を介して水中電動機
における外部水に放熱でき、冷却特性の優れ、インバー
タの小形化を図れるものが得られる効果がある。

【００６１】また、第３の発明によれば、インバータへ
接続される運転用ケーブルを、動力線と制御線とを一体
となった単一のケーブルとしたので、固定子枠端部を貫
通するケーブル引込み部が唯一個所となり、水密性が容
易で、高信頼性のものが得られる効果がある。

【００６２】また、第４の発明によれば、仕切部材によ
り負荷側空隙部における固定子巻線とインバータとの間
を仕切ったので、固定子巻線とインバータ間の熱干渉を
減少でき、仕切部材を挟んで接近して配設できるので、
軸方向寸法を短くすることによる小型化を図れるものが
得られる効果がある。

【００６３】また、第５の発明によれば、仕切部材を金
属板と該金属板の表面に設けた断熱材とで構成したの
で、また、第６の発明によれば仕切部材を金属板の表面
に熱反射面を設けたので、断熱および放熱効果の優れた
ものが得られる効果がある。

【００６４】また、第７の発明によれば、仕切部材を絶
縁板にて構成したので電気絶縁性に優れ、それぞれの仕
切部材を挟んで固定子巻線とインバータとをさらに接近
して配設でき、より小型化を図れるものが得られる効果
がある。

【００６５】また、第８の発明によれば、仕切部材によ
り負荷側軸受を支承したので、インバータ内蔵型におけ
る軸受けスパーンの長寸化を防止でき、回転子軸振動を
低く押え得るものが得られる効果がある。

【００６６】また、第９の発明によれば、反負荷側にお
ける固定子枠外に、回転子軸を支承するスラスト軸受を
配設したので、簡単な構造で、比較的大容量のスラスト
軸受けを採用でき、比較的高いスラスト荷重に耐え得る
ものが得られる効果がある。

【００６７】また、第１０の発明によれば、負荷側空隙
部のキャン外径を固定子内周に嵌合されたキャン外径よ
りも小径に形成したので、インバータを内蔵するスペー
スを拡大でき、インバータの配設が容易なものが得られ
る効果がある。

【００６８】また、第１１の発明によれば、小径に形成
されたキャンに上部のスリーブ軸受を嵌合し、仕切部材
によりキャンを介して上部のスリーブ軸受を支承したの
で、該上部のスリーブ軸受と下部のスリーブ軸受間のス
パンを比較的短くでき、回転子軸振動を低く押え得ると
共にと共に、上部のスリーブ軸受の上側における封入液
の容積が増し、上部のスリーブ軸受におけるドライ運転
の危険を減少できるものが得られる効果がある。

【００６９】また、第１２の発明によれば、インバータ
を内蔵した負荷側空隙部の枠外径寸法を、固定子の外径
に基づき定まる固定子枠の外径寸法以下としたので、イ
ンバータ未装着型の水中電動機を用いた水中ポンプを本
発明のインバータ装着型の水中電動機を用いた水中ポン
プに置換える場合において、井戸穴径を同一とすること
ができるものが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１としてのキャンドモ
ートルを示す断面図である。

【図２】 この発明の実施の形態２としてのキャンドモ
ートルにおける負荷側空隙部およびその近傍の断面を示
す図である。

【図３】 従来のキャンドモートルを示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 固定子、２ 固定子巻線、３ 固定子鉄心、５Ａ
キャン、６ フレーム、７ 上部側板、８ 下部側板、
９ 回転子、１０ 回転子鉄心、１２ 回転子軸、１４
下部ブラケット、１５、１６ スリーブ軸受、１７Ａ
スラスト軸受、２０ ベローズ、２２ 軸封装置、２
４Ａ インバータ、２７ 給電ケーブル、２８、３０
コネクター、３１ 封入液、３３ 仕切板、３４ スラ
スト受ケース、３５ シェル

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｋ 5/18 Ｈ０２Ｋ 5/18 5/22 5/22 (72)発明者 洲本 澄雄 福岡県福岡市西区今宿東一丁目１番１号 福菱セミコンエンジニアリング株式会社内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水中電動機本体に該水中電動機本体を制
   御するインバータを一体に装着すると共に、運転用ケー
   ブルを水中電動機本体の負荷側に接続したインバータ制
   御水中電動機において、前記インバータを前記水中電動
   機本体における負荷側空隙部に配設したことを特徴とす
   るインバータ制御水中電動機。
2. 【請求項２】 請求項１記載のインバータ制御水中電動
   機において、インバータはパワー素子部を備え、該パワ
   ー素子部は負荷側空隙部における固定子枠若しくは該固
   定子枠に接触した支持部材に固着していることを特徴と
   するインバータ制御水中電動機。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載のインバー
   タ制御水中電動機において、インバータへ接続された運
   転用ケーブルは、動力線と制御線からなる単一のケーブ
   ルであることを特徴とするインバータ制御水中電動機。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３の何れかに記載の
   インバータ制御水中電動機において、負荷側空隙部に、
   固定子とインバータとを仕切る仕切部材を備えたことを
   特徴とするインバータ制御水中電動機。
5. 【請求項５】 請求項４記載のインバータ制御水中電動
   機において、仕切部材は金属板と該金属板の表面に設け
   た断熱材とで構成されたことを特徴とするインバータ制
   御水中電動機。
6. 【請求項６】 請求項４記載のインバータ制御水中電動
   機において、仕切部材は金属板の表面に熱反射面を設け
   たことを特徴とするインバータ制御水中電動機。
7. 【請求項７】 請求項４記載のインバータ制御水中電動
   機において、仕切部材は絶縁板であることを特徴とする
   インバータ制御水中電動機。
8. 【請求項８】 請求項４乃至請求項７何れかに記載のイ
   ンバータ制御水中電動機において、仕切部材は負荷側軸
   受を支承することを特徴とするインバータ制御水中電動
   機。
9. 【請求項９】 請求項１乃至請求項８の何れかに記載の
   インバータ制御水中電動機において、反負荷側における
   固定子枠の外側に、回転子軸を支承するスラスト軸受を
   配設したことを特徴とするインバータ制御水中電動機。
10. 【請求項１０】 請求項１乃至請求項９の何れかに記載
    のインバータ制御水中電動機において、固定子およびイ
    ンバータを含む固定部と、回転子および回転子軸を含む
    回転部とを隔てるキャンを備え、負荷側空隙部における
    前記キャンの外径が固定子内周に嵌合された前記キャン
    の外径より小径に形成されたことを特徴とするインバー
    タ制御水中電動機。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載のインバータ制御水
    中電動機において、負荷側空隙部における小径に形成さ
    れたキャンの内周面に負荷側スリーブ軸受を嵌合すると
    共に、仕切部材により前記キャンを介して前記負荷側ス
    リーブ軸受を支承したことを特徴とするインバータ制御
    水中電動機。
12. 【請求項１２】 請求項１乃至請求項１１の何れかに記
    載のインバータ制御水中電動機において、インバータを
    配設した負荷側空隙部における固定子枠の外径寸法は、
    固定子の外径に基づき定まる固定子枠外径寸法以下であ
    ることを特徴とするインバータ制御水中電動機。