特許 7148429 耐水モータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-27

(45)【発行日】2022-10-05

(54)【発明の名称】耐水モータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 5/10 20060101AFI20220928BHJP

   F04D 29/08 20060101ALI20220928BHJP

   F04D 29/00 20060101ALI20220928BHJP

   F04D 13/00 20060101ALN20220928BHJP

【ＦＩ】

H02K5/10 A

F04D29/08 C

F04D29/00 B

F04D13/00 A

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019022442

(22)【出願日】2019-02-12

(65)【公開番号】P2020129940

(43)【公開日】2020-08-27

【審査請求日】2021-09-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000152170

【氏名又は名称】株式会社酉島製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100106518

【弁理士】

【氏名又は名称】松谷 道子

(74)【代理人】

【識別番号】100111039

【弁理士】

【氏名又は名称】前堀 義之

(72)【発明者】

【氏名】兼森 祐治

(72)【発明者】

【氏名】薬師神 博一

(72)【発明者】

【氏名】手塚 啓

(72)【発明者】

【氏名】矢尾 渡

(72)【発明者】

【氏名】犬山 快彰

(72)【発明者】

【氏名】大庭 弘靖

(72)【発明者】

【氏名】井上 正隆

【審査官】谿花 正由輝

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１３１９４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－０７５３９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５６－００９８５３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭６１－０４３２９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ５／１０

Ｆ０４Ｄ ２９／０８

Ｆ０４Ｄ ２９／００

Ｆ０４Ｄ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータケーシングの内部に配置された基端と、前記モータケーシングの外部に突出する連結端とを有する出力軸と、
前記出力軸の外周に接する摺接部を有し、前記モータケーシングに取り付けられた摺動型の第１シール部材と、
前記第１シール部材の前記基端側に位置するように前記モータケーシングに形成されたバッファ空間と
を備え、
前記バッファ空間は、前記出力軸に対して交差する向きに延びる隔壁と、前記隔壁から前記連結端側へ突出する外周壁と、前記外周壁から前記出力軸に向けて突出する底壁と、前記出力軸とによって画定され、
前記底壁には、前記底壁の前記連結端側に位置して前記出力軸を取り囲む筒状部と、前記筒状部の前記底壁側の端部に連なり、前記筒状部から前記底壁に向かうに従って拡開した拡開部とを有するカバー部材が取り付けられ、
前記第１シール部材は、前記筒状部に取り付けられ、
前記出力軸における前記第１シール部材の前記バッファ空間側には、前記筒状部の内径よりも大きい外径を有し、前記拡開部によって取り囲まれ、前記底壁に隣接したフランジ部が設けられ、
前記底壁と前記フランジ部の間にラビリンスシール部が形成されている、耐水モータ。

【請求項2】

前記第１シール部材が前記出力軸に沿って間隔をあけて一対取り付けられており、これらの間に潤滑剤が充填されている、請求項１に記載の耐水モータ。

【請求項3】

前記第１シール部材の前記連結端側に位置するように前記筒状部に設けられ、前記出力軸に向けて突出する壁部と、
前記壁部に接する摺接部を有し、前記出力軸に取り付けられた摺動型の第２シール部材と
を更に備える、請求項１又は２に記載の耐水モータ。

【請求項4】

前記底壁に接する摺接部を有し、前記出力軸に取り付けられた摺動型の第３シール部材を更に備える、請求項１から３のいずれか１項に記載の耐水モータ。

【請求項5】

前記外周壁に透光性を有する覗き窓が設けられている、請求項１から４のいずれか１項に記載の耐水モータ。

【請求項6】

前記バッファ空間の水位を検出するセンサと、
前記バッファ空間に空気を供給するためのコンプレッサと、
前記センサの検出結果に基づいて前記コンプレッサを制御する制御部と
を更に備える、請求項１から５のいずれか１項に記載の耐水モータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、耐水モータに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ポンプケーシングの内部に耐水モータを配置した斜流ポンプが開示されている。耐水モータは、モータケーシングと、このモータケーシングから連結端が突出された出力軸とを備え、連結端にインペラが連結されている。モータケーシング内は、インペラ側に位置する軸封室と、軸封室に対してインペラとは反対側に位置する機械室とに区画されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１２－２６３０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示された耐水モータでは、軸封室においてモータケーシングと出力軸との間をメカニカルシールによってシールすることで、機械室への浸水を防いでいる。しかし、メカニカルシールを用いた耐水モータは、構造が複雑であり、コストが高い。

【0005】

本発明は、メカニカルシールを用いることなく、簡素な構成でシール性を確保でき、低コスト化が可能な耐水モータを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様は、モータケーシングの内部に配置された基端と、前記モータケーシングの外部に突出する連結端とを有する出力軸と、前記出力軸の外周に接する摺接部を有し、前記モータケーシングに取り付けられた摺動型の第１シール部材と、前記第１シール部材の前記基端側に位置するように前記モータケーシングに形成されたバッファ空間とを備え、前記バッファ空間は、前記出力軸に対して交差する向きに延びる隔壁と、前記隔壁から前記連結端側へ突出する外周壁と、前記外周壁から前記出力軸に向けて突出する底壁と、前記出力軸とによって画定され、前記底壁には、前記底壁の前記連結端側に位置して前記出力軸を取り囲む筒状部と、前記筒状部の前記底壁側の端部に連なり、前記筒状部から前記底壁に向かうに従って拡開した拡開部とを有するカバー部材が取り付けられ、前記第１シール部材は、前記筒状部に取り付けられ、前記出力軸における前記第１シール部材の前記バッファ空間側には、前記筒状部の内径よりも大きい外径を有し、前記拡開部によって取り囲まれ、前記底壁に隣接したフランジ部が設けられ、前記底壁と前記フランジ部の間にラビリンスシール部が形成されている、耐水モータを提供する。

【0007】

この耐水モータによれば、出力軸に接する摺動型の第１シール部材が用いられているため、メカニカルシールを用いる場合と比較して、構造の簡素化が可能であり、製造コストも低減できる。また、劣化（摩耗）等によって第１シール部材のシール性能を確保できなくなった場合、第１シール部材の基端側（つまり機械室側）に形成されたバッファ空間によって、このバッファ空間よりも基端側への浸水を防止できる。この耐水モータを排水ポンプに用いた場合、意図しない水没時の運転を確保できるため、排水ポンプの信頼性を向上できる。しかも、出力軸における第１シール部材のバッファ空間側に底壁に隣接したフランジ部が設けられ、底壁とフランジ部の間にラビリンスシール部が形成されているため、バッファ空間への浸水を効果的に抑制できるため、シール性能の向上できる。

【0008】

前記第１シール部材が前記出力軸に沿って間隔をあけて一対取り付けられており、これらの間に潤滑剤が充填されている。この態様によれば、定常時、第１シール部材の摩耗を抑制しつつ、無注水によるドライシールを実現できる。

【0011】

前記第１シール部材の前記連結端側に位置するように前記筒状部に設けられ、前記出力軸に向けて突出する壁部と、前記壁部に接する摺接部を有し、前記出力軸に取り付けられた摺動型の第２シール部材とを更に備える。この態様によれば、モータケーシング内への浸水を効果的に抑制できるため、シール性能の向上できる。また、耐水モータを排水モータに用いた場合、第２シール部材によって粗ゴミの侵入を防止できるため、第１シール部材の劣化（摩耗）を抑制できる。

【0012】

前記底壁に接する摺接部を有し、前記出力軸に取り付けられた摺動型の第３シール部材を更に備える。この態様によれば、バッファ空間への浸水を効果的に抑制できるため、シール性能の向上できる。

【0013】

前記外周壁に透光性を有する覗き窓が設けられている。この態様によれば、バッファ空間に浸入した水量を確認することで、第１シール部材の劣化状況を判断できる。また、必要に応じて第１シール部材を交換することで、耐水モータの軸封部分の健全性を確保できる。

【0014】

前記バッファ空間の水位を検出するセンサと、前記バッファ空間に空気を供給するためのコンプレッサと、前記センサの検出結果に基づいて前記コンプレッサを制御する制御部とを更に備える。この態様によれば、コンプレッサを駆動することで、空気圧によってバッファ空間内の水を逆流させて、連結端側へ自動排出できる。よって、バッファ空間から基端側への浸水を確実に防止できる。

【発明の効果】

【0015】

本発明の耐水モータは摺動型の第１シール部材とバッファ空間とを備えるため、メカニカルシールを用いる場合と比較して、簡素な構成でシール性を確保でき、製造コストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施形態に係る耐水モータを用いた立軸ポンプの概略図。

【図2】第１実施形態の耐水モータの軸封構造を示す断面図。

【図3】図２の一部を拡大した断面図。

【図4】第２実施形態の耐水モータの軸封構造を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。

【0018】

図１は、立軸ポンプ（排水ポンプ）１０に用いた本発明の第１実施形態に係る耐水モータ３０を示す。耐水モータ３０は、浸水しても運転を継続可能な電動式の駆動手段であり、ポンプケーシング１２の上端に配置され、回転軸１８に連結されている。

【0019】

図１に示すように、立軸ポンプ１０は、ポンプケーシング１２、回転軸１８、及びインペラ２０を備え、耐水モータ３０の駆動によって吸水槽１に流入した雨水等を下流側へ排水する。

【0020】

ポンプケーシング１２は、吸水槽１の上部を覆う据付床２に取り付けられている。ポンプケーシング１２は、上下方向に延びるように吸水槽１内に配置された揚水管１３と、据付床２上に配置されたベンド管１５とを備える。揚水管１３は、全体として直管状であり、下端の吸込口１３ａ側に軸受ケーシング１４を備える。ベンド管１５は、概ねＬ字形状であり、垂直方向に延びる垂直管部（第１管部）１５ａと、水平方向に延びる水平管部（第２管部）１５ｂとを備える。

【0021】

垂直管部１５ａの下端は揚水管１３の上端に水密に接続されている。垂直管部１５ａの上端は、耐水モータ３０を取り付けるための開口部１５ｃである。本実施形態の開口部１５ｃは、水平管部１５ｂの上側頂部と概ね同じ高さで円形状に開口しており、その内径は揚水管１３の内径と概ね同じである。図１において右側に位置する水平管部１５ｂの開口（出口）には、下流側へ排水するための送水管（図示せず）が接続されている。なお、開口部１５ｃを含むベンド管１５の構成は、必要に応じて変更が可能である。

【0022】

回転軸１８は、揚水管１３の軸線に沿って上下方向に延びるように配置されている。回転軸１８の上端側は、揚水管１３の上端に配置された水中軸受１９Ａに回転可能に支持されている。回転軸１８の下端側は、軸受ケーシング１４を貫通し、軸受ケーシング１４に配置された水中軸受１９Ｂに回転可能に支持されている。インペラ２０は、軸受ケーシング１４から下方に突出した回転軸１８の下端に取り付けられている。

【0023】

耐水モータ３０は、ベンド管１５の開口部１５ｃに水密に取り付けられている。耐水モータ３０が備える出力軸３３は、ケーシング１２内へ突出し、カップリング２２によって回転軸１８の上端に連結されている。耐水モータ３０の駆動によって出力軸３３と一体に回転軸１８を回転させることで、回転軸１８と一体にインペラ２０を回転させ、吸水槽１内の水をポンプケーシング１２内を通して下流側へ排水する。

【0024】

（第１実施形態）
引き続いて図１を参照すると、耐水モータ３０は、ベンド管１５の開口部１５ｃに水密に取り付けられるモータケーシング３２と、モータケーシング３２から突出する出力軸３３とを備える。

【0025】

モータケーシング３２は、ポンプケーシング１２に直接取り付けられてもよいし、仕切板（図示せず）を介してポンプケーシング１２に取り付けられてもよい。出力軸３３は、図１において上側に位置する基端（図示せず）と、図１において下側に位置する連結端３３ａとを備え、基端側がモータケーシング３２内に配置され、連結端３３ａがポンプケーシング１２内（モータケーシング３２外）に配置されている。

【0026】

図２を併せて参照すると、モータケーシング３２は、上端が閉塞された筒状のケーシング本体３５を備える。ケーシング本体３５は、ポンプケーシング１２（開口部１５ｃ）に固定される環状のフランジ３５ａを備える。ケーシング本体３５内には、フランジ３５ａ側に位置するように、出力軸３３に対して交差する向き（モータケーシング３２の径方向）に延びる隔壁３６が設けられている。

【0027】

径方向における隔壁３６の内端は出力軸３３と間隔をあけて位置しており、この内端に出力軸３３に沿って延びる円筒状の筒部３６ａが形成されている。筒部３６ａと出力軸３３との間には、出力軸３３を回転可能に支持するボール軸受３７が配置されている。筒部３６ａの上部と出力軸３３との間は上カバー３８によって塞がれ、筒部３６ａの下部と出力軸３３との間は下カバー３９によって塞がれている。また、ボール軸受３７と下カバー３９の間に位置するように、出力軸３３にはシール部材４０が取り付けられている。

【0028】

隔壁３６によってモータケーシング３２内は、出力軸３３の基端側に位置する機械室４２と、出力軸３３の連結端３３ａ側に位置する軸封室４３とに区画されている。軸封室４３に配置された軸封装置４５によって機械室４２は、空気が充填された状態で、液密にシールされている（乾式）。

【0029】

機械室４２内には、図示しない周知の回転子と固定子が配置されている。回転子は出力軸３３に取り付けられ、固定子は回転子の外周に位置するようにケーシング本体３５に取り付けられている。通電により固定子に対して回転子が回転することで、出力軸３３が一体に回転する。

【0030】

軸封装置４５は、一対のシール部材５８、バッファ空間６２、ラビリンスシール部６５、及び２個のシール部材７０Ａ，７０Ｂを備える。これらは、ポンプケーシング１２側から機械室４２に向けて、シール部材７０Ａ、一対のシール部材５８、ラビリンスシール部６５、シール部材７０Ｂ、及びバッファ空間６２の順で設けられている。以下の説明では、ポンプケーシング１２側を上流側と言い、機械室４２側を下流側と言うことがある。

【0031】

具体的には、軸封装置４５は、バッファ空間６２を形成するための受皿部材（固定部材）４７、ラビリンスシール部６５を形成するためのフランジ部材（回転部材）５０、シール部材（第１シール部材）５８を配置するための筒状部材（カバー部材）５２、及びシール部材５８が摺接するスリーブ５５を備える。

【0032】

受皿部材４７は、隔壁３６に対して出力軸３３の連結端３３ａ側に隣接するように、モータケーシング３２に取り付けられている。受皿部材４７は、隔壁３６から上流側（連結端３３ａ側）へ突出する外周壁４７ａと、外周壁４７ａから出力軸３３に向けて突出する底壁４７ｂとを備える。外周壁４７ａは、出力軸３３を中心とする円筒状であり、隔壁３６に固定されている。外周壁４７ａと隔壁３６との間はパッキン４８によってシールされている。底壁４７ｂは外周壁４７ａの上流側の端から径方向内向きに突出しており、その内端は出力軸３３の近傍に位置している。底壁４７ｂと出力軸３３との間には、出力軸３３の回転によって互いに干渉しない程度のクリアランスを有する。

【0033】

フランジ部材５０は、底壁４７ｂに対して出力軸３３の連結端３３ａ側に隣接するように、出力軸３３に取り付けられている。フランジ部材５０は、セットボルト（図示せず）によって出力軸３３に対して移動不可能に取り付けられる円筒状の取付部５０ａと、出力軸３３を中心として取付部５０ａから径方向外向きに突出する円板状のフランジ部５０ｂとを備える。フランジ部５０ｂは、底壁４７ｂに対して連結端３３ａ側に配置され、底壁４７ｂに隣接して平行に延び、出力軸３３の回転によって一体に回転する。

【0034】

筒状部材５２は、底壁４７ｂに対して出力軸３３の連結端３３ａ側に隣接するように、底壁４７ｂに取り付けられている。つまり、筒状部材５２は、出力軸３３と一体に回転しない。筒状部材５２は、出力軸３３を中心とする円筒状であり、径方向におけるフランジ部５０ｂの外側を覆う拡開部５２ａと、拡開部５２ａから上流側へ突出する筒状部５２ｂとを備える。拡開部５２ａは、底壁４７ｂから上流側に向けて次第に縮径した円錐筒状であり、底壁４７ｂに固定されている。拡開部５２ａと底壁４７ｂとの間はパッキン５３によってシールされている。筒状部５２ｂは、出力軸３３を中心とする円筒状であり、その内径は、フランジ部５０ｂの外径よりも小さく、出力軸３３（スリーブ５５）との間にシール部材５８を配置するための空間を確保できる寸法で形成されている。

【0035】

スリーブ５５は、筒状部５２ｂの内側に位置するように、セットボルト（図示せず）によって出力軸３３に対して相対的に移動不可能に取り付けられている。下流側に位置するスリーブ５５の上端は、筒状部５２ｂから拡開部５２ａ内へ突出し、取付部５０ａに隣接している。上流側に位置するスリーブ５５の下端は、筒状部５２ｂから下流側へ突出している。

【0036】

図２を併せて図３を参照すると、一対のシール部材５８は、筒状部５２ｂ内（モータケーシング３２）にそれぞれ取り付けられ、出力軸３３に沿って間隔をあけて配置されている。シール部材５８は、テフロン（登録商標）系の材料からなる摺動型のリップシールであり、取付部５８ａと摺接部５８ｂを備える。取付部５８ａは筒状部５２ｂの内周面に取り付けられている。取付部５８ａと筒状部５２ｂの間はパッキン５９によってシールされている。摺接部５８ｂは、弾性的に変形可能であり、スリーブ５５（出力軸３３）の外周に接し、出力軸３３の回転によりスリーブ５５に摺接する。

【0037】

スリーブ５５におけるシール部材５８が摺接する部分には、シール部材５８よりも高硬度の硬質部５６が設けられている。スリーブ５５は金属製であり、硬質部５６は、スリーブ５５よりも硬質な超硬合金を溶射することで形成されている。より具体的には、硬質部５６のビッカース硬さＨｖは１０００以上とすることが好ましい（Hv＞1000）。

【0038】

摺接部５８ｂの摩耗を抑制するために、一対のシール部材５８、筒状部５２ｂの内周面、及びスリーブ５５の外周面で画定された空間には、生分解性の潤滑剤（グリス）６０が充填されている。潤滑剤６０の充填空間に連通するように、筒状部材５２には潤滑剤６０を補充するための通路５２ｃが設けられている。充填ノズルを接続した際の強度を確保するために、筒状部５２ｂには周方向の一部に径方向外向きに突出する突出部５２ｄが設けられ、この突出部５２ｄを貫通するように通路５２ｃが設けられている。潤滑剤６０は、メンテナンス時に定期的に補充される。定常時、通路５２ｃの出口はボルト（図示せず）によって封止されている。

【0039】

バッファ空間６２は、シール部材５８の機械室４２側（基端側）に位置するように、モータケーシング３２に形成されている。バッファ空間６２は、ケーシング本体３５の隔壁３６と、受皿部材４７の外周壁４７ａと、受皿部材４７の底壁４７ｂと、出力軸３３の外周面とによって画定されている。一対のシール部材５８、及び２個のシール部材７０Ａ，７０Ｂによって、バッファ空間６２とモータケーシング３２外（ポンプケーシング１２内）とは液密にシールされているため、基本的にバッファ空間６２内には浸水は生じない。一対のシール部材５８及び２個のシール部材７０Ａ，７０Ｂの劣化時を含む意図しない浸水が生じた場合、バッファ空間６２は水を貯留して機械室４２への浸水を阻止する。

【0040】

バッファ空間６２の容積は、出力軸３３の直径（つまり出力軸３３の周囲に形成される隙間面積）によって異なるが、出力軸３３の直径をＤ（ｍｍ）とすると、０．０１Ｄ（リットル）以上０．１Ｄ（リットル）以下に設定することが好ましく、本実施形態では０．０４Ｄ（リットル）としている。容量を過度に小さくした場合、直ぐにバッファ空間６２内が水で満たされるため、機械室４２への浸水を阻止できない。容積は可能な限り大きい方が好ましいが、過度に大きくした場合、耐水モータ３０自体が大型化する。よって、バッファ空間６２の容積は、上記定められた範囲内で設けることが好ましい。

【0041】

バッファ空間６２内の貯水量を確認するために、外周壁４７ａには透光性を有する覗き窓６３が設けられている。ここで、透光性を有するとは、バッファ空間６２内に水が溜まっているか否かを、外部から目で確認できる程度の光透過率を有することを意味する。外周壁４７ａを含む筒状部材５２は不透明な材料（例えば金属）によって形成され、覗き窓６３は無色透明又は有色透明の材料（例えば樹脂）によって形成されている。

【0042】

ラビリンスシール部６５は、受皿部材４７の底壁４７ｂとフランジ部材５０のフランジ部５０ｂとの間に形成されている。ラビリンスシール部６５は、底壁４７ｂに設けられた環状の凹溝６６と、フランジ部５０ｂに設けられた環状の凸部６７とを備え、凹溝６６内に凸部６７が配置されている。凹溝６６と凸部６７とは、出力軸３３を中心として径方向に間隔をあけて複数（本実施形態では３個）設けられている。複数の凹溝６６と凸部６７は、出力軸３３を中心する同心円状である。出力軸３３の回転によって凸部６７は回転し、凹溝６６は回転しない。凹溝６６と凸部６７との間には、回転により互いに干渉しない程度のクリアランスを有する。なお、凹溝６６をフランジ部５０ｂに形成し、凸部６７を底壁４７ｂに形成してもよい。

【0043】

シール部材７０Ａ，７０Ｂはそれぞれ、出力軸３３に取り付けられ、出力軸３３と一体に回転する。シール部材７０Ａ，７０Ｂはそれぞれ、ゴム製で摺動型のＶリングであり、出力軸３３に取り付けられる取付部７０ａと、シール用の摺接部７０ｂとを備える。

【0044】

シール部材７０Ａはシール部材５８の上流側に配置され、上流側（ポンプケーシング１２内）から下流側（バッファ空間６２側）への水とゴミの侵入を防止する。筒状部５２ｂにおけるシール部材５８の上流側には、出力軸３３に向けて突出する壁部５２ｅが形成されている。この壁部５２ｅに摺接部７０ｂが接するように、シール部材７０Ａの取付部７０ａがスリーブ５５に取り付けられている。

【0045】

シール部材７０Ｂは、バッファ空間６２内に位置するように、ラビリンスシール部６５の下流側に配置されている。受皿部材４７の底壁４７ｂの上面に摺接部７０ｂが接するように、シール部材７０Ｂの取付部７０ａが出力軸３３に取り付けられている。

【0046】

このように構成した耐水モータ３０の駆動により立軸ポンプ１０の運転が開始されると、揚水管１３から吸い上げられた水が開口部１５ｃまで満たされる。開口部１５ｃとモータケーシング３２の間に仕切板が介在し、液漏れが無い場合、モータケーシング３２（軸封室４３）内に水が侵入することはないが、何らかの要因で液漏れが発生すると、モータケーシング３２（軸封室４３）内に水が侵入することがある。また、開口部１５ｃとモータケーシング３２の間に仕切板が無い場合、水はモータケーシング３２（軸封室４３）内に侵入する。

【0047】

図２に示すように、軸封室４３内に侵入した水は、まず、ケーシング本体３５の外周壁、隔壁３６の上流側、受皿部材４７の径方向外側、筒状部材５２の径方向外側、及び筒状部材５２の壁部５２ｅの上流側の空間に充満する。そして、筒状部材５２の壁部５２ｅから下流側への浸水は、シール部材７０Ａによって遮断される。この際、水に含まれた粗ゴミもシール部材７０Ａによって遮断される。

【0048】

これにより、バッファ空間６２を含む筒状部材５２内の壁部５２ｅから下流側は、水が無いドライシール状態になる。無注水によるドライシールでは、摺動部分（シール部材）の劣化が進行し易い。しかし、シール部材５８は一対備え、これらの間に潤滑剤６０が充填されているため、シール部材５８の摩耗が効果的に抑制される。

【0049】

壁部５２ｅとの摺接によってシール部材７０Ａが摩耗し、シール性を確保できなくなると、壁部５２ｅの上流側の水が、壁部５２ｅとシール部材７０Ａの間を通ってシール部材５８の方へ侵入する。この水は、一対のシール部材５８によって遮断される。

【0050】

スリーブ５５との摺接によって一対のシール部材５８が摩耗し、シール性を確保できなくなると、スリーブ５５とシール部材５８の間を通って拡開部５２ａの方へ浸水する。この水は、ラビリンスシール部６５によって概ね遮断される。

【0051】

ラビリンスシール部６５では、複数の凹溝６６と凸部６７によって下流側への流動を徐々に低減できるが、完全に遮断することは困難であり、凹溝６６と凸部６７の隙間を通って更に少しずつ下流側へ浸入する。この水は、シール部材７０Ｂによって遮断される。

【0052】

底壁４７ｂとの摺接によってシール部材７０Ｂが摩耗し、シール性を確保できなくなると、シール部材７０Ｂと底壁４７ｂの間を通ってバッファ空間６２内に浸入し、溜められる。

【0053】

このように、シール部材７０Ａ、一対のシール部材５８、ラビリンスシール部６５、シール部材７０Ｂ、及びバッファ空間６２の順で、下流側への浸水を防ぐことができるため、機械室４２への浸水を効果的に抑制できる。よって、耐水モータ３０を立軸ポンプ１０に用いた場合、意図しない水没時の運転を確保できるため、立軸ポンプ１０の信頼性を向上できる。

【0054】

メンテナンス時、作業者は覗き窓６３を通してバッファ空間６２内の貯水量を確認する。作業者は、バッファ空間６２内に水が溜まってない場合、シール部材５８，７０Ａ，７０Ｂの劣化は少ないと判断でき、バッファ空間６２内に多くの水が溜まっている場合、シール部材５８，７０Ａ，７０Ｂの劣化が多いと判断できる。そして、劣化が多い場合、シール部材５８，７０Ａ，７０Ｂを交換する。

【0055】

このように構成した耐水モータ３０は、以下の特徴を有する。

【0056】

出力軸３３に接する摺動型のシール部材５８が用いられているため、メカニカルシールを用いる場合と比較して、構造の簡素化が可能であり、製造コストも低減できる。また、劣化（摩耗）等によってシール部材５８のシール性能を確保できなくなった場合、シール部材５８の下流側のバッファ空間６２によって、このバッファ空間６２よりも下流側への浸水を防止できる。

【0057】

シール部材５８が出力軸３３に沿って間隔をあけて一対取り付けられ、これらの間に潤滑剤６０が充填されているため、定常時、シール部材５８の摩耗を抑制しつつ、無注水によるドライシールを実現できる。

【0058】

バッファ空間６２を画定する底壁４７ｂとフランジ部５０ｂとの間にラビリンスシール部６５が形成されているため、バッファ空間６２への浸水を更に抑制できる。シール部材５８の上流側にシール部材７０Ａが配置され、シール部材５８の下流側にシール部材７０Ｂが配置されているため、バッファ空間６２への浸水を更に効果的に抑制できる。よって、軸封装置４５としてのシール性能の効果的に向上できる。また、シール部材７０Ａによって粗ゴミの侵入を防止できるため、シール部材５８の劣化（摩耗）を抑制できる。

【0059】

バッファ空間６２を画定する外周壁４７ａに覗き窓６３が設けられているため、バッファ空間６２に浸入した水量を確認できる。また、バッファ空間６２内の水量によってシール部材５８、及びシール部材７０Ａ，７０Ｂの劣化状況を判断できる。よって、必要に応じてシール部材５８及びシール部材７０Ａ，７０Ｂを交換することで、耐水モータ３０の軸封部分の健全性を確保できる。

【0060】

（第２実施形態）
図４は第２実施形態の耐水モータ３０を示す。この第２実施形態では、バッファ空間６２に溜まった水を排出する排水機構７５を設けた点で、第１実施形態と相違する。具体的には、排水機構７５は、バッファ空間６２の水位を検出するセンサ７６、バッファ空間６２に空気を供給するためのコンプレッサ７７、及びセンサ７６の検出結果に基づいてコンプレッサ７７を制御する制御部８４を備える。なお、第２実施形態の耐水モータ３０は、第１実施形態と同様に覗き窓６３を備えているが、この覗き窓６３は設けなくてもよい。

【0061】

センサ７６は、バッファ空間６２内に位置するように隔壁３６に配置され、制御部８４に電気的に接続されている。センサ７６は、バッファ空間６２内の水位を検出し、検出結果に応じた信号を制御部８４に出力する。このようなセンサ７６としては周知のレベルセンサを用いることが可能であり、その種類はフロート式、電極式、光式、及び超音波式等のいずれであってもよい。つまり、センサ７６は、限界水位（容量）に達したことを検出する構成であってもよいし、随時実際の貯水位を検出する構成であってもよい。

【0062】

コンプレッサ７７は、モータケーシング３２の外部（据付床２上）に配置され、制御部８４に電気的に接続されている。コンプレッサ７７の吐出口に接続された給気管７８の先端は、受皿部材４７を貫通してバッファ空間６２内に配置されている。給気管７８には、圧力タンク７９、逆止弁８０、及び開閉弁８１が介設されている。圧力タンク７９は、コンプレッサ７７から吐出された圧搾空気を定められた圧力まで貯留する。逆止弁８０は、コンプレッサ７７から圧力タンク７９に向けた空気の流動を許容し、逆向きの空気の流動を阻止する。開閉弁８１は、制御部８４に電気的に接続されており、制御部８４からの開閉信号によって、圧力タンク７９とバッファ空間６２とを連通状態及び遮断状態に切り換える。

【0063】

本実施形態では、圧力タンク７９の下流側（つまりコンプレッサ７７とは反対側）に位置するように、給気管７８に分岐管８２が分岐接続されている。分岐管８２の先端は、耐水モータ３０と同一構造の異なる耐水モータの受皿部材を貫通して、バッファ空間内に配置されている。分岐管８２には開閉弁８１と同様の開閉弁８３が介設され、この開閉弁８３が制御部８４に電気的に接続されている。開閉弁を含む分岐管は１本に限られず、２本以上であってもよい。

【0064】

制御部８４は、排水機構７５を制御するプログラム、並びにプログラムに用いる閾値及び判断値等が記憶された記憶部（メモリ）を備え、２以上の耐水モータ３０を個別に制御できるように構成されている。制御部８４としては、例えばパーソナルコンピュータを用いることができる。制御部８４は、耐水モータ３０を制御する機能を兼ね備えてもよい。

【0065】

制御部８４には、センサ７６が検出したバッファ空間６２内の水位に応じた検出データが随時又は定期的に入力される。制御部８４は、センサ７６から入力された検出結果に基づいて、バッファ空間６２内が設定水位未満であると判断すると、コンプレッサ７７を停止状態に維持するとともに開閉弁８１を閉弁状態に維持する。一方、制御部８４は、バッファ空間６２内に設定水位以上の水が溜まっていると判断すると、コンプレッサ７７を駆動させるとともに開閉弁８１を開弁させ、バッファ空間６２内に空気を供給する（排水処理）。

【0066】

この排水処理では、供給された空気がバッファ空間６２の上部に溜まり、この空気によってバッファ空間６２に溜まった水が下向きに押圧される。これにより、バッファ空間６２内の水は、シール部材７０Ｂと底壁４７ｂの間、ラビリンスシール部６５、シール部材５８とスリーブ５５の間、及びシール部材７０Ａと壁部５２ｅの間を通って、外部（ポンプケーシング１２）へ排出される。

【0067】

このように、第２実施形態の耐水モータ３０では、コンプレッサ７７を駆動することで、空気圧によってバッファ空間６２内の水を上流側へ逆流させて、外部（連結端３３ａ側）へ自動排出できる。よって、バッファ空間６２から機械室４２（基端側）への浸水を確実に防止できる。

【0068】

なお、本発明の耐水モータ３０は、前記実施形態の構成に限定されず、種々の変更が可能である。

【0069】

例えば、筒状部材５２を含むラビリンスシール部６５は形成しなくてもよい。また、２個のシール部材７０Ａ，７０Ｂのうちの少なくとも一方は配置しなくてもよい。覗き窓６３及び排水機構７５の両方を設けなくてもよい。

【0070】

シール部材５８は、壁部５２ｅの上流側（連結端３３ａ側）に位置するように、出力軸３３に取り付けてもよい。シール部材７０Ａは、底壁４７ｂの機械室４２側（基端側）に隣接して配置してもよい。ラビリンスシール部６５を形成するためのフランジ部５０ｂは、底壁４７ｂの機械室４２側（基端側）に隣接させて設けてもよい。バッファ空間６２を画定するための壁（つまり隔壁３６、外周壁４７ａ、及び底壁４７ｂ）を設ける部材、及びバッファ空間６２を形成する位置は、必要に応じて変更が可能である。

【0071】

耐水モータ３０は、立軸ポンプ１０以外の機構（例えば水中ミキサ）に用いてもよい。

【符号の説明】

【0072】

１ 吸水槽
２ 据付床
１０ 立軸ポンプ
１２ ポンプケーシング
１３ 揚水管
１３ａ 吸込口
１４ 軸受ケーシング
１５ ベンド管
１５ａ 垂直管部
１５ｂ 水平管部
１５ｃ 開口部
１８ 回転軸
１９Ａ，１９Ｂ 水中軸受
２０ インペラ
２２ カップリング
３０ 耐水モータ
３２ モータケーシング
３３ 出力軸
３３ａ 連結端
３５ ケーシング本体
３５ａ フランジ
３６ 隔壁
３６ａ 筒部
３７ ボール軸受
３８ 上カバー
３９ 下カバー
４０ シール部材
４２ 機械室（出力軸の基端側）
４３ 軸封室
４５ 軸封装置
４７ 受皿部材
４７ａ 外周壁
４７ｂ 底壁
４８ パッキン
５０ フランジ部材
５０ａ 取付部
５０ｂ フランジ部
５２ 筒状部材
５２ａ 拡開部
５２ｂ 筒状部
５２ｃ 通路
５２ｄ 突出部
５２ｅ 壁部
５３ パッキン
５５ スリーブ
５６ 硬質部
５８ シール部材
５８ａ 取付部
５８ｂ 摺接部
５９ パッキン
６０ 潤滑剤
６２ バッファ空間
６３ 覗き窓
６５ ラビリンスシール部
６６ 凹溝
６７ 凸部
７０Ａ，７０Ｂ シール部材
７０ａ 取付部
７０ｂ 摺接部
７５ 排水機構
７６ センサ
７７ コンプレッサ
７８ 給気管
７９ 圧力タンク
８０ 逆止弁
８１ 開閉弁
８２ 分岐管
８３ 開閉弁
８４ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】