特許 6063668 ポンプ

(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】6063668

(24)【登録日】2016年12月22日

(45)【発行日】2017年1月18日

(54)【発明の名称】ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/046 20060101AFI20170106BHJP

   F04D 13/08 20060101ALI20170106BHJP

【ＦＩ】

   F04D29/046 D

   F04D13/08 Q

【請求項の数】5

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2012-171161(P2012-171161)

(22)【出願日】2012年8月1日

(65)【公開番号】特開2014-31732(P2014-31732A)

(43)【公開日】2014年2月20日

【審査請求日】2015年7月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000148209

【氏名又は名称】株式会社川本製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100109830

【弁理士】

【氏名又は名称】福原 淑弘

(74)【代理人】

【識別番号】100088683

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100095441

【弁理士】

【氏名又は名称】白根 俊郎

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100119976

【弁理士】

【氏名又は名称】幸長 保次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140176

【弁理士】

【氏名又は名称】砂川 克

(74)【代理人】

【識別番号】100158805

【弁理士】

【氏名又は名称】井関 守三

(74)【代理人】

【識別番号】100172580

【弁理士】

【氏名又は名称】赤穂 隆雄

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100124394

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 立志

(74)【代理人】

【識別番号】100112807

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 貴志

(74)【代理人】

【識別番号】100111073

【弁理士】

【氏名又は名称】堀内 美保子

(74)【代理人】

【識別番号】100134290

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 将訓

(72)【発明者】

【氏名】柳川 英明

(72)【発明者】

【氏名】山下 英吾

(72)【発明者】

【氏名】冨田 成幸

(72)【発明者】

【氏名】岩田 健二

【審査官】 新井 浩士

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭６０−１７３６９６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平０１−１４４５００（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許第０２３２０７０８（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ ２９／０４６

Ｆ０４Ｄ １３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転可能な回転軸と、
前記回転軸とともに回転するインペラと、
前記インペラを収容する中間ケーシングと、
前記インペラの軸方向一端側において前記回転軸を支持する軸受と、
軸方向一端側に開口を有し内部に前記軸受を収容する軸受支持部と、前記中間ケーシングの軸方向一端側に設けられるとともに前記軸受支持部の外周に配置される第１ケース体と、を一体に有する第１ケーシングと、
前記軸受支持部の軸方向一端側の開口を塞ぎ前記回転軸の端部を覆うキャップ部と、前記キャップ部の外周に配置され前記第１ケース体の軸方向一端側に設けられる第２ケース体と、を一体に有し、前記第１ケーシングに取り外し可能に組付けられる第２ケーシングと、
を備えることを特徴とするポンプ。

【請求項2】

縦型の水中ポンプであって、
前記第１ケーシングと前記第２ケーシングとにより吐出ケーシングが構成され、
前記インペラの軸方向他端側には前記回転軸を駆動するモータが設けられ、
前記中間ケーシングの軸方向他端側には筒状の吸込ケーシングが設けられ、
前記第１ケース体は、前記中間ケーシングの軸方向一端側に連続して配置される筒状に構成され、前記軸受支持部と前記第１ケース体とは連結部によって連結されて一体に構成されるとともに、
前記第２ケース体は、前記第１ケース体の軸方向一端側に連続して配置される筒状に構成され、その一端側に吐出配管に接続される吐出フランジ部を有し、前記キャップ部と前記第２ケース体とは連結部によって連結される、
ことを特徴とする請求項１記載のポンプ。

【請求項3】

前記第１ケース体と前記第２ケース体とを組み付けた状態において、前記軸受支持部と前記キャップ部との間に所定の隙間が形成されることを特徴とする請求項１または２記載のポンプ。

【請求項4】

前記中間ケーシングの一端側に前記第１ケーシングが設置され、前記第１ケース体の前記軸受支持部により前記回転軸が支持された状態で、前記軸受支持部の一端側に形成される開口から前記回転軸を回転可能であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載のポンプ。

【請求項5】

前記第１ケーシングは取付フランジを一体に有し、
前記第２ケーシングは、前記取付フランジにボルトで固定されるフランジを一体に有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載のポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ポンプに係り、特に異物混入を防止する構造に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば水槽内で用いられる水中ポンプのポンプ部として、主軸を構成する回転軸にインペラを組み付け、ポンプケーシング内に収める構造が採用されている。このポンプ部の回転軸に水中モータが直結され、水中モータで羽根車を回転させることにより、ケーシング内においてインペラの外周から流体を吐出している。こうした水中ポンプ装置は、回転軸がポンプ部内において軸受部によって回転可能に支持されている。この軸受部の周りにおいてポンプケーシング内面との間に通路が形成され、インペラからの吐出流体が通路を通じて吐出口へ導かれるようになっている。

【0003】

ポンプ装置から吸込まれる流体には砂などの異物が混入している場合がある。砂などの異物は吸込まれる流体とともに軸受部の周りの通路を通過するため、軸受部の摺動部分へ異物の侵入を防ぐ必要がある。異物の侵入を防ぐために、例えば軸受上部にキャップをすることが行われ、例えばポンプケーシングにキャップ構造を一体に設け、ケーシングを取り付けることにより軸受部が塞がれる構造が提供されている。さらにエア抜き作業を行うために軸受部を塞ぐキャップの頭にプラグ孔を設け、ケーシングを嵌めてエア抜きをした後にプラグを嵌めてプラグ孔を塞ぐようにした構造も提供されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１１-３２４９８９号公報

【特許文献2】特開２００３-１７６７９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述した技術では以下のような問題がある。上記ポンプケーシングとキャップが一体となった構造では、組立時に開口がなくなるため、当たりの確認処理が困難となる。一方、プラグを着脱する構造では、例えばプラグが落下する可能性があり部品の取り扱いが複雑となり、組立やメンテナンスの作業が煩雑となる。

【0006】

そこで本発明は、軸受部への異物混入を防止できるとともに組立やメンテナンスの作業性が向上できるポンプ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】

実施形態にかかるポンプは、回転可能な回転軸と、前記回転軸とともに回転するインペラと、前記インペラを収容する中間ケーシングと、前記インペラの軸方向一端側において前記回転軸を支持する軸受と、軸方向一端側に開口を有し内部に前記軸受を収容する軸受支持部と、前記中間ケーシングの軸方向一端側に設けられるとともに前記軸受支持部の外周に配置される第１ケース体と、を一体に有する第１ケーシングと、前記軸受支持部の軸方向一端側の開口を塞ぎ前記回転軸の端部を覆うキャップ部と、前記キャップ部の外周に配置され前記第１ケース体の軸方向一端側に設けられる第２ケース体と、を一体に有し、前記第１ケーシングに取り外し可能に組付けられる第２ケーシングと、を備える。

【発明の効果】

【0008】

実施形態にかかるポンプによれば、軸受部への異物混入を防止できるとともに組立やメンテナンスの作業性が向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係る水中ポンプの構成を一部断面で示す側面図。

【図2】同水中ポンプの平面図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の一実施の形態に係る水中ポンプ１０について、図１及び図２を用いて説明する。図１は本発明の一実施の形態に係る水中ポンプ１０の構成を一部断面で示す側面であり、図２は平面図である。なお、説明のため、各図において適宜構成を省略して示している。また、図中矢印Ｘ，Ｙ，Ｚは互いに直交する３方向を示している。

【0011】

水中ポンプ１０は、例えば水槽内に設置されて使用される縦型の清水水中ポンプであり、図１及び図２に示すように、水中モータ１１と、吸込ケーシング１２と、ポンプ部１３と、吐出ケーシング１４と、を備えて構成される。

【0012】

水中モータ１１は、円筒形状のモータケーシング２１、モータケーシング２１から突出する駆動軸２２、外部電源等に接続される電源ケーブル２３、等を備えている。駆動軸２２はその回転に追従して回転軸３１を回転可能に、回転軸３１と固定されている。水中モータ１１は、電源ケーブル２３を介して供給された電力により、駆動軸２２が回転し、その回転により回転軸３１を回転させる。

【0013】

吸込ケーシング１２は、円筒状に構成され、ポンプ部１３の下部の外郭を構成している。吸込ケーシング１２の内部に水中モータ１１が配置されている。吸込ケーシング１２の下部は設置用ベース２４に取り付けられている。吸込ケーシング１２の上部は両ねじボルトＢ１により吐出ケーシング１４に固定されている。吸込ケーシング１２の上部開口１２ａはポンプ部１３によって塞がれる。吸込ケーシング１２内部上方には、吸込フレーム１２ｂが設けられている。吸込ケーシング１２の下部にはストレーナ２５が形成されている。

【0014】

ポンプ部１３は、回転可能な回転軸３１と、回転軸３１とともに回転するインペラ３２と、外郭を構成する中間ケーシング３３と、を備えている。

【0015】

回転軸３１は、中間ケーシング３３を貫通して縦に配置されている。回転軸３１は水中モータ１１の駆動軸２２の一端側に接続され、駆動軸２２の回転に伴って回転軸３１が回転するように固定されている。回転軸３１の外周面にはインペラ３２固定用のキー３１ａが形成され、このキー３１ａによって、回転軸３１の所定位置にインペラ３２取り付けられている。また、回転軸３１は、インペラ３２よりも先端側においてベアリング等の軸受４３を介して吐出ケーシング１４に回転自在に軸支されている。軸受４３は、例えばスリーブベアリングであって、第１ケーシング６１の軸受嵌合部６４内に配置されている。回転軸３１の先端部にはナット４２が羅合されている。

【0016】

インペラ３２は、例えばクローズドインペラで構成され、例えば、一対のシュラウド４４，４５と、これらシュラウド４４，４５間に設けられた羽根４６と、を備えている。下側のシュラウド４４は、円環状に形成され、その中央に、流体を吸込む吸込口４７が形成されている。上側のシュラウド４５は円板状に形成され、その中央に回転軸が固定される軸孔４５ａが形成されている。この軸孔４５ａには位置決め用のキー溝が形成され、回転軸３１に固定されている。

【0017】

羽根４６は、シュラウド４４，４５間に一枚または複数枚設けられ、その一方の端部が中心側に、その他方の端部が外周縁に配置されている。インペラ３２の外周部分に、吸込んだ流体を吐出する吐出口４８が形成される。

【0018】

中間ケーシング３３は、仕切板５２と組み合わせて構成され、内側にポンプ室３３ａを形成している。このポンプ室３３ａにインペラ３２が配置される。

【0019】

中間ケーシング３３は、円筒状に構成され、吸込ケーシング１２上に連続する円形の側壁部を構成している。

【0020】

仕切板５２は円形状に構成され、中心部に開口５２ａを有し、インペラ３２が回動可能に支持されている。

【0021】

中間ケーシング３３は、円形状の仕切部５３ａと、円筒状の側部５３ｂを一体に有して構成されている。仕切部５３ａの所定箇所には吐出側に流体が通過する通路が形成される。また、仕切部５３ａの中心部には回転軸３１が貫通する開口５３ｄが形成されている。開口５３ｄにはスリーブＬが設けられ、回転軸３１が回転可能に支持されている。

【0022】

吐出ケーシング１４は、中間ケーシング３３の上側に組み付く第１ケーシング６１と、第１ケーシング６１の上側に組み付く第２ケーシング６２とを組み合わせて構成され、インペラ３２の二次側で吐出流体が通過する吐出流路を構成している。

【0023】

第１ケーシング６１は、外郭を構成する第１ケース体６３と、回転軸３１の周りで軸受部を収容する軸受嵌合部６４（軸受支持部）と、ケース体６３と軸受嵌合部６４とを繋ぐ連結部６５と、を有して一体に形成されている。

【0024】

第１ケース体６３は円環形状であって、側部５３ｂ上に連続するとともに上方に漸次縮径するテーパ部６３ａと、テーパ部６３ａの端部から上方に延びる円筒状の筒部６３ｂと、筒部６３ｂの上端部に連続する取付フランジ６３ｃと、を連続して一体に有して構成される。

【0025】

軸受嵌合部６４は上下端が開口する円筒状に構成され、内部に軸受４３を収容して支持している。連結部６５は例えば径方向に延び、第１ケース体６３と軸受嵌合部６４とを一体に連結する複数のリブ６５ａを有して構成されている。ここでは一例として互いに９０度ずれて配置される４本のリブ６５ａを有し、複数のリブ６５ａの間に流体が通過可能になっている。

【0026】

第２ケーシング６２は、筒部６３ｂに連続して外郭を構成する筒状の第２ケース体７１と、回転軸３１の端部側を覆うキャップ部７２と、ケース体７１とキャップ部７２とをつなぐ連結部７３と、を有して一体に形成されている。

【0027】

第２ケース体７１はテーパ状に縮径する円環形状の筒部７１ａと、下部に形成され取付フランジ６３ｃに組み付くフランジ７１ｂと、上部に形成され吐出配管に組み付くフランジ部７１ｃとを一体に有して構成される。

【0028】

キャップ部７２は上側が閉塞され下端が開口する有底円筒状に構成され、内部にナット４２が羅合された回転軸３１の端部を収容している。連結部７３は例えば径方向に延び、第２ケース体７１とキャップ部７２とを一体に連結する複数のリブ７３ａを有して構成されている。ここでは一例として互いに９０度ずれて配置される４本のリブ７３ａを有している。複数のリブ７３ａの間に流体が通過可能になっている。

【0029】

これらの第１ケーシング６１と第２ケーシング６２とは、それぞれ別個に一体形成されている。そして、第１ケース体６３の取付フランジ６３ｃと、第２ケース体７１のフランジ７１ｂとが、ボルトＢによって固定される。ここで、第１ケーシング６１と第２ケーシング６２は、互いに組み付けた際に軸受嵌合部６４の上端縁とキャップ部７２の下端縁との間において、周方向に所定の隙間Ｇが形成されるように設計されている。隙間Ｇは、エア抜きが可能であって異物混入防止ができるような位置及び大きさに設定され、例えば隙間Ｇの開口幅は２ｍｍ程度とした。

【0030】

水中ポンプ１０の組み付け時には、先に第１ケーシング６１を組み付けた状態で、第２ケーシング６２を組み付ける前に、軸受嵌合部６４の上側の開口から回転軸３１を回転させることができ、当たりを確認することができるようになっている。また組み付け後には隙間Ｇからエア抜きが可能になっている。

【0031】

このように構成された水中ポンプ１０は、電源ケーブル２３を介して外部から電力が供給されることで、水中モータ１１が駆動される。モータ１１は駆動軸２２を回転させ、ポンプ部１３の回転軸３１及びインペラ３２を回転する。このインペラ３２の回転により、図１に矢印で示すように、吸込側から、ストレーナ２５、吸込ケーシング１２内、ポンプ室３３ａを通って、吐出側へ、流体を圧送し二次側へ移送する。

【0032】

本実施形態の水中ポンプ１０では組み付け作業性やメンテナンス性を向上できる。すなわち、吐出ケーシング１４を第１ケーシング６１と第２ケーシング６２との組み合わせで構成される分割構造としたことにより、中間ケーシング３３上に第１ケーシング６１を組み付けた状態で、第２ケーシング６２を組み付ける前に、軸受支持部６１の上部開口から回転軸３１にアクセスすることが可能である。したがって、この状態で回転軸３１を回転させることによりポンプの動作を確認し、当たりを確認することができる。

【0033】

また、第２ケーシング６２としてキャップ部７２とフランジ部７１ｃを一体に構成したことにより、プラグなどの小さな部品を着脱させる必要がないので、取り扱いが容易で、部品が落下する可能性も低い。

【0034】

また、第１ケーシング６１の軸受嵌合部６４と第２ケーシング６２のキャップ部７２との間に組み付け状態において隙間Ｇが形成されるため、組み付け後のエア抜きが可能である。さらに、上述の構成によれば、吐出配管に組み付くフランジ部７１ｃの形状を変更するだけで、種々の口径に対応できるため、汎用性が高い。

【0035】

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。また、各部の具体的構成や材質等は上記実施形態に例示したものに限られるものではなく適宜変更可能である。さらに、上記実施形態の構成要件のうち一部を省略しても本発明を実現可能である。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
（１）
回転可能な回転軸と、
前記回転軸とともに回転するインペラと、
前記インペラを収容する中間ケーシングと、
前記インペラの軸方向一端側において前記回転軸を支持する軸受と、
軸方向一端側に開口を有し内部に前記軸受を収容する軸受支持部と、前記中間ケーシングの軸方向一端側に設けられるとともに前記軸受支持部の外周に配置される第１ケース体と、を一体に有する第１ケーシングと、
前記軸受支持部の軸方向一端側の開口を塞ぎ前記回転軸の端部を覆うキャップ部と、前記キャップ部の外周に配置され前記第１ケース体の軸方向一端側に設けられる第２ケース体と、を一体に有する第２ケーシングと、
を備えることを特徴とするポンプ。
（２）
縦型の水中ポンプであって、
前記第１ケーシングと前記第２ケーシングとにより吐出ケーシングが構成され、
前記インペラの軸方向他端側には前記回転軸を駆動するモータが設けられ、
前記中間ケーシングの軸方向他端側には筒状の吸込ケーシングが設けられ、
前記第１ケース体は、前記中間ケーシングの軸方向一端側に連続して配置される筒状に構成され、前記軸受支持部と前記第１ケース体とは連結部によって連結されて一体に構成されるとともに、
前記第２ケース体は、前記第１ケース体の軸方向一端側に連続して配置される筒状に構成され、その一端側に吐出配管に接続される吐出フランジ部を有し、前記キャップ部と前記第２ケース体とは連結部によって連結される、
ことを特徴とする（１）記載のポンプ。
（３）
前記第１ケース体と前記第２ケース体とを組み付けた状態において、前記軸受支持部と前記キャップ部との間に所定の隙間が形成されることを特徴とする（１）または（２）記載のポンプ。
（４）
前記中間ケーシングの一端側に前記第１のケーシングが設置され、前記第１ケース体の前記軸受支持部により前記回転軸が支持された状態で、前記軸受支持部の一端側に形成さ
れる開口から前記回転軸を回転可能であることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれか記載のポンプ。

【符号の説明】

【0036】

Ｂ１…ボルト、Ｌ…ライナリング、Ｂ…ボルト、Ｇ…隙間、１０…水中ポンプ、１１…水中モータ、１２…吸込ケーシング、１３…ポンプ部、１４…吐出ケーシング、３１…回転軸、３２…インペラ、３３…中間ケーシング、３３ａ…ポンプ室、４２…ナット、４３…軸受、４４…シュラウド、４５…シュラウド、４６…羽根、４７…吸込口、４８…吐出口、５１…下部材、５２…仕切板、５３…上部材、６１…第１ケーシング、６２…第２ケーシング、６３…第１ケース体、６３ａ…テーパ部、６３ｂ…筒部、６３ｃ…取付フランジ、６４…軸受嵌合部（軸受支持部）、６５…連結部、６５ａ…リブ、７１…第２ケース体、７１ａ…筒部、７１ｂ…フランジ、７１ｃ…フランジ部、７２…キャップ部、７３…連結部、７３ａ…リブ。

【図1】

【図2】