特開 2025-16057 ポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025016057

(43)【公開日】2025-01-31

(54)【発明の名称】ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/28 20060101AFI20250124BHJP

   F04D 29/30 20060101ALI20250124BHJP

   F04D 5/00 20060101ALI20250124BHJP

【ＦＩ】

F04D29/28 J

F04D29/28 Z

F04D29/30 D

F04D5/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023119072

(22)【出願日】2023-07-21

(71)【出願人】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100118500

【弁理士】

【氏名又は名称】廣澤 哲也

(74)【代理人】

【氏名又は名称】渡邉 勇

(74)【代理人】

【識別番号】100174089

【弁理士】

【氏名又は名称】郷戸 学

(74)【代理人】

【識別番号】100186749

【弁理士】

【氏名又は名称】金沢 充博

(72)【発明者】

【氏名】中村 陽一

(72)【発明者】

【氏名】藤枝 英樹

(72)【発明者】

【氏名】真武 幸三

【テーマコード（参考）】

3H130

【Ｆターム（参考）】

3H130AA02

3H130AB12

3H130AB22

3H130AB55

3H130AC30

3H130BA73A

3H130BA73C

3H130BA95A

3H130BA95C

3H130BA97A

3H130BA97C

3H130CB05

3H130DD04Z

3H130EA07A

3H130EA07C

3H130EB01C

(57)【要約】

【課題】組み立て作業を簡易化することができるポンプが提供される。
【解決手段】ポンプは、羽根車２を備えている。羽根車２は、主板部２ｂを有している。主板部２ｂは、第１対向面８０Ａと、第１対向面８０Ａの反対側に配置された第２対向面８０Ｂと、のうちの少なくとも１つに形成された複数の動圧溝を有している。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸に取り付けられた羽根車と、
前記羽根車を収容するポンプケーシングと、を備え、
前記羽根車は、前記回転軸に接続されたボス部から外側に延びる主板部を有しており、
前記主板部は、第１対向面と、前記第１対向面の反対側に配置された第２対向面と、のうちの少なくとも１つに形成された複数の動圧溝を有している、ポンプ。

【請求項2】

前記主板部は、その周縁部に形成された複数の放射溝を有しており、
前記複数の動圧溝は、前記複数の放射溝の内側に配置されている、請求項１に記載のポンプ。

【請求項3】

前記複数の動圧溝は、前記主板部の円周方向に沿って、前記主板部の全体に等間隔に形成されている、請求項１に記載のポンプ。

【請求項4】

前記複数の動圧溝は、前記羽根車の中心から外側に向かって、螺旋状に延びるスパイラル溝である、請求項１に記載のポンプ。

【請求項5】

前記羽根車は、キー構造によって、前記回転軸の軸方向に対して移動可能に接続されている、請求項１に記載のポンプ。

【請求項6】

前記ポンプは、前記羽根車の周縁部に形成された複数の放射溝を取り囲む渦流室を有する渦流式ポンプである、請求項１に記載のポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

回転軸に固定された羽根車と、羽根車を収容するポンプケーシングと、を備えるポンプが知られている。ポンプは、羽根車の回転により、液体をポンプケーシングの内部に吸い込み、液体を昇圧して、外部に吐き出す構造を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０２２／０５９７０９号

【特許文献2】特開２０２０－１３９４５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ポンプ効率を向上させるためには、ポンプの組み立て時において、回転軸の軸方向における羽根車とポンプケーシングとの間の隙間を極めて小さくする必要がある。従来では、作業者は、数十μｍ程度の僅かな隙間を確保するように、羽根車を回転軸に慎重に固定し、羽根車の位置決めする。

【0005】

しかしながら、このような組み立て作業は、非常に煩雑であり、手間と時間がかかってしまう。

【0006】

そこで、本発明は、組み立て作業を簡易化することが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】

一態様では、回転軸に取り付けられた羽根車と、前記羽根車を収容するポンプケーシングと、を備えるポンプが提供される。前記羽根車は、前記回転軸に接続されたボス部から外側に延びる主板部を有しており、前記主板部は、第１対向面と、前記第１対向面の反対側に配置された第２対向面と、のうちの少なくとも１つに形成された複数の動圧溝を有している。

【0008】

一態様では、前記主板部は、その周縁部に形成された複数の放射溝を有しており、前記複数の動圧溝は、前記複数の放射溝の内側に配置されている。
一態様では、前記複数の動圧溝は、前記主板部の円周方向に沿って、前記主板部の全体に等間隔に形成されている。
一態様では、前記複数の動圧溝は、前記羽根車の中心から外側に向かって、螺旋状に延びるスパイラル溝である。

【0009】

一態様では、前記羽根車は、キー構造によって、前記回転軸の軸方向に対して移動可能に接続されている。
一態様では、前記ポンプは、前記羽根車の周縁部に形成された複数の放射溝を取り囲む渦流室を有する渦流式ポンプである。

【発明の効果】

【0010】

羽根車は、動圧溝を有しているため、羽根車を位置決めする必要はない。したがって、ポンプの組み立て作業を簡易化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】ポンプ装置の一実施形態を示す図である。

【図2】図２（ａ）はポンプ装置の吸込口および吐出口を示す図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ線矢印方向から見た図である。

【図3】羽根車に形成された複数の放射溝を示す図である。

【図4】軸方向連通穴および半径方向連通穴を流れる液体を示す図である。

【図5】半径方向連通穴の他の実施形態を示す図である。

【図6】ポンプ装置の他の実施形態を示す図である。

【図7】図６に示すポンプにおける羽根車をポンプケーシング側から見た図である。

【図8】図６に示すポンプにおける羽根車をブラケット側から見た図である。

【図9】ポンプ装置の他の実施形態を示す図である。

【図10】ポンプ装置の他の実施形態を示す図である。

【図11】ポンプ装置の他の実施形態を示す図である。

【図12】図１０および図１１に示すポンプ装置における羽根車を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下で説明する図面において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。以下で説明する複数の実施形態において、特に説明しない一実施形態の構成は、他の実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。

【0013】

図１は、ポンプ装置の一実施形態を示す図である。図１に示す実施形態では、ポンプ装置１は、キャンドモータポンプを備えている。キャンドモータポンプとしてのポンプ装置１は、ポンプ部Ｐと、ポンプ部Ｐを駆動するためのモータ部Ｍと、から構成されており、ポンプ部Ｐに吸い込まれた液体がモータ部Ｍの内部を循環する構造を有している。

【0014】

図１に示すように、ポンプ装置１は、回転軸５と、回転軸５に取り付けられた羽根車２と、羽根車２を収容するポンプケーシング３と、ポンプケーシング３に固定されたブラケット１０と、回転軸５を回転させるモータ１８と、回転軸５を回転可能に支持するすべり軸受３０，３１と、回転軸５、モータ１８、およびすべり軸受３０，３１を収容するモータケーシング４と、を備えている。

【0015】

羽根車２は、キー構造１５によって、回転軸５に取り付けられている。キー構造１５は、羽根車２の、回転軸５に対する相対的な回転を制限する一方で、羽根車２の、回転軸５の軸方向ＣＬへの移動を許容するように構成されている。例えば、キー構造１５は、回転軸５に形成された突起（図示しない）と、羽根車２に形成された、突起に嵌合する嵌合部と、から構成されている。このように、羽根車２は、キー構造１５によって、軸方向ＣＬに対して移動可能に接続されている。

【0016】

図１に示すように、ポンプケーシング３およびブラケット１０は、互いに締結されている。ポンプ装置１は、ポンプケーシング３とブラケット１０との間に配置されたシール部材９（例えば、Ｏリング）を備えている。シール部材９は、ポンプケーシング３に吸い込まれた液体の漏洩を防止する。

【0017】

モータ１８は、回転軸５に固定されたロータ６と、ロータ６の周囲に配置されたステータ７と、を備えている。ロータ６は、回転軸５に固定されたロータコア６ａと、ロータコア６ａに埋め込まれた複数の永久磁石６ｂと、を有している。このような構成を有するモータ１８は、永久磁石モータである。

【0018】

ステータ７は、ステータコア７ａと、ステータコア７ａに巻かれた複数のコイル７ｂと、を備えている。モータ１８は、ステータコア７ａとコイル７ｂとの間に配置された絶縁紙８を備えている。絶縁紙８は、ステータコア７ａおよびコイル７ｂを絶縁する。

【0019】

コイル７ｂには、口出し線２３が接続されている。口出し線２３は、モータ１８に電力を供給するための電源（図示しない）に電気的に接続されている。電源からの電力は、口出し線２３を通じてモータ１８に供給される。

【0020】

モータケーシング４は、ブラケット１０に接続されたモータフレーム１２と、モータフレーム１２の開口端を閉じるエンドカバー１１と、を備えている。エンドカバー１１は、モータフレーム１２に関して、ブラケット１０の反対側に配置されている。

【0021】

ブラケット１０、モータフレーム１２、およびエンドカバー１１は、この順に直列的に接続されている。このような接続により、モータ部Ｍは、ブラケット１０、モータフレーム１２、およびエンドカバー１１によって形成された内部空間を有している。モータ１８は、この内部空間に配置されている。

【0022】

ポンプ装置１は、ロータ６とステータ７との間に配置されたステータキャン２０と、ロータ６を覆うロータキャン２１と、を備えている。ステータ７は、モータフレーム１２とステータキャン２０との間に形成された環状の空間ＳＰ１に配置されている。ロータ６およびロータキャン２１は、空間ＳＰ１の内側に配置された空間ＳＰ２に配置されている。空間ＳＰ２は、回転軸５とステータキャン２０との間に形成されている。

【0023】

ポンプ装置１は、ステータキャン２０とブラケット１０との間に配置されたシール部材２４（例えば、Ｏリング）と、ステータキャン２０とエンドカバー１１との間に配置されたシール部材２５（例えば、Ｏリング）と、を備えている。シール部材２４，２５を配置することにより、空間ＳＰ１は、液密的に閉じられる。空間ＳＰ１は、ポッティング樹脂２２で満たされている。

【0024】

回転軸５は、ロータ６の両側に配置されたすべり軸受３０，３１によって回転可能に支持されている。すべり軸受３０はブラケット１０に保持されており、すべり軸受３１はエンドカバー１１に保持されている。

【0025】

ポンプ装置１は、すべり軸受３０とロータ６との間に配置されたスラスト板３２と、すべり軸受３１とロータ６との間に配置されたスラスト板３３と、を備えている。これらスラスト板３２，３３は、回転軸５に固定されており、回転軸５と一体に回転する。

【0026】

図２（ａ）はポンプ装置の吸込口および吐出口を示す図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ線矢印方向から見た図である。図２（ａ）に示すように、ポンプ装置１は、ポンプケーシング３に形成された吸込口５５および吐出口５６を有している。吸込口５５および吐出口５６は、軸方向ＣＬに沿って開口している。一実施形態では、図２（ｂ）に示すように、吸込口５５および吐出口５６は、軸方向ＣＬに垂直な方向（言い換えれば、ポンプケーシング３の上面）に沿って開口してもよい。

【0027】

モータ１８に電力を供給すると、ステータ７に磁界が形成され、この磁界により、ロータ６が回転する。ロータ６の回転は、回転軸５を通じて羽根車２に伝達される。羽根車２が回転軸５とともに回転すると、液体は吸込口５５からポンプケーシング３内に吸い込まれる。

【0028】

図１に示すように、ポンプ装置１は、ポンプケーシング３とブラケット１０との間に形成された渦流室４０を有している。このような構造を有するポンプ装置１は、渦流式（言い換えれば、カスケード式）キャンドモータポンプと呼ばれる。

【0029】

渦流室４０は、吸込口５５および吐出口５６に連通している。したがって、吸込口５５からポンプケーシング３内に吸い込まれた液体は、渦流室４０に導入される。渦流室４０に導入された液体は、羽根車２の回転によって、渦流室４０内で昇圧され、吐出口５６を通じて、外部に排出される。

【0030】

図３は、羽根車に形成された複数の放射溝を示す図である。図３に示すように、羽根車２は、その周縁部に形成された複数の放射溝２ｃを有している。渦流室４０は、これら複数の放射溝２ｃを取り囲むように配置されている。

【0031】

羽根車２は、回転軸５に接続されたボス部２ａと、ボス部２ａから外側に延びる主板部２ｂと、を有している。ボス部２ａは、軸方向ＣＬに沿って延びる円筒形状を有しており、キー構造１５によって回転軸５に接続されている。主板部２ｂは、軸方向ＣＬに対して垂直に延びている。放射溝２ｃは、主板部２ｂの最も外側の部位に形成されている。

【0032】

図１に示すように、ブラケット１０は、渦流室４０に導入された液体の一部をモータ部Ｍの内部空間（より具体的には、空間ＳＰ２）に導くための流通穴１０ａを有している。渦流室４０および空間ＳＰ２は、流通穴１０ａを通じて互いに連通している。したがって、羽根車２の回転によって昇圧された液体の一部は、流通穴１０ａを通って、空間ＳＰ２に導かれる。

【0033】

空間ＳＰ２に導かれた液体は、すべり軸受３０と回転軸５との間の隙間を流れる循環流（第１循環流）と、すべり軸受３１と回転軸５との間の隙間を流れる循環流（第２循環流）と、に分流される。

【0034】

図１に示すように、ポンプケーシング３は、回転軸５の先端側に配置された羽根車室（ポンプケーシング側羽根車室）４１を有している。羽根車室４１は、羽根車２の主板部２ｂとポンプケーシング３との間に形成された僅かな隙間（例えば、数十μｍ）を通じて、渦流室４０に連通している。

【0035】

ブラケット１０は、羽根車２を挟んで羽根車室４１の反対側に配置された羽根車室（ブラケット側羽根車室）４２を有している。羽根車室４２は、羽根車２とブラケット１０との間に形成された僅かな隙間を通じて、渦流室４０に連通している。

【0036】

すべり軸受３０は、空間ＳＰ２に導入された液体の一部を羽根車室４２に導入する導入穴３０ａを有している。導入穴３０ａは、軸方向ＣＬと平行に延びている。空間ＳＰ２に導入された液体の一部は、すべり軸受３０の導入穴３０ａを通って羽根車室４２に戻される。

【0037】

導入穴３０ａを通過する液体は、回転軸５およびすべり軸受３０を冷却および潤滑する。羽根車室４２に戻された液体は、ブラケット１０と羽根車２の主板部２ｂとの間の隙間を通って、渦流室４０の低圧側に戻される。このように、第１循環流を形成する液体は、空間ＳＰ２と羽根車室４２との間を循環する。

【0038】

第２循環流を形成する液体は、ロータキャン２１とステータキャン２０との間の狭小空間を通過する。しかしながら、ロータキャン２１は、ロータ６および回転軸５とともに回転する。したがって、回転するロータキャン２１と、静止するステータキャン２０との間の狭小空間に導かれた液体は、遠心力によりはじき飛ばされてしまい、スムーズに狭小空間を通過することができないおそれがある。結果として、第２循環流が適切に形成されないおそれがある。そこで、ポンプ装置１は、第２循環流を確実に、かつ効率よく形成するための構造を有している。以下、このような構造の詳細について説明する。

【0039】

図１に示すように、回転軸５は、回転軸の軸方向ＣＬに延びる軸方向連通穴５ａと、軸方向連通穴５ａに接続され、かつ羽根車室４１に連通する半径方向連通穴５０と、を有している。軸方向連通穴５ａは、非貫通穴である。半径方向連通穴５０は、軸方向連通穴５ａとは垂直に延びており、回転軸５の外周で開口している。

【0040】

本実施形態では、羽根車２は、半径方向連通穴５０に接続された液体流出穴５１を有している。液体流出穴５１は、羽根車２のボス部２ａに形成されており、主板部２ｂよりも回転軸５の先端側に配置されている。液体流出穴５１は、軸方向連通穴５ａとは垂直に延びる貫通穴である。

【0041】

すべり軸受３１は、狭小空間を通過した液体を回転軸５の軸方向連通穴５ａに導くための導入穴３１ａを有している。導入穴３１ａは、軸方向ＣＬと平行に延びている。導入穴３１ａを通過する液体は、回転軸５およびすべり軸受３１を冷却および潤滑する。

【0042】

エンドカバー１１は、狭小空間を通過した液体を軸方向連通穴５ａに導くための凹部１１ａを有している。導入穴３１ａおよび凹部１１ａを通過した液体は、軸方向連通穴５ａに流入する。軸方向連通穴５ａに流入した液体は、軸方向ＣＬに沿って流れ、半径方向連通穴５０に導入される。

【0043】

図４は、軸方向連通穴および半径方向連通穴を流れる液体を示す図である。図４に示すように、回転軸５が回転すると、半径方向連通穴５０を流れる液体は、遠心力の作用により、液体流出穴５１を通じて羽根車室４１に飛ばされる。このようにして、回転軸５は、その回転により、半径方向連通穴５０を流れる液体を強制的に羽根車室４１に流出させることができる。

【0044】

本実施形態によれば、液体を連続的に流出させることにより、モータ部Ｍに導入された液体は、ポンプ作用により、積極的に、軸方向連通穴５ａおよび半径方向連通穴５０を通過して、羽根車室４１に戻される。

【0045】

このような構成により、ポンプ装置１は、モータ部Ｍに導入された液体をロータキャン２１とステータキャン２０との間の狭小空間を積極的に通過させることができ、空間ＳＰ２と羽根車室４１との間を循環する第２循環流を積極的に、かつ効率よく形成することができる。結果として、ポンプ装置１は、高い回転速度を有する小型のモータ１８を採用することができ、小水量・高揚程で、かつ小型化を実現することができる。

【0046】

図３および図４に示す実施形態では、回転軸５は、複数（より具体的には、２つ）の半径方向連通穴５０を有している。一方の半径方向連通穴５０を第１半径方向連通穴５０と定義した場合、回転軸５は、その中心に関して、第１半径方向連通穴５０の反対側に配置された第２半径方向連通穴５０を有している。

【0047】

図３に示す実施形態では、第１半径方向連通穴５０および第２半径方向連通穴５０は、回転軸５の回転方向において、等間隔に配置されている。このような配置により、第１半径方向連通穴５０および第２半径方向連通穴５０を通過する液体には、均一な遠心力が作用する。したがって、液体は、第１半径方向連通穴５０および第２半径方向連通穴５０を効率よく流出することができる。

【0048】

一実施形態では、回転軸５は、３つ以上の半径方向連通穴５０を有してもよい。この場合であっても、第１半径方向連通穴５０、第２半径方向連通穴５０、および第３半径方向連通穴５０は、回転軸５の回転方向において、等間隔に配置されることが好ましい。

【0049】

液体流出穴５１の数は、半径方向連通穴５０の数に対応している。図３および図４に示す実施形態では、羽根車２は、２つの液体流出穴５１を有している。一方の液体流出穴５１を第１液体流出穴５１と定義した場合、羽根車２は、その中心に関して、第１液体流出穴５１の反対側に配置された第２液体流出穴５１を有している。第１液体流出穴５１および第２液体流出穴５１は、羽根車２の円周方向において、等間隔に配置されることが好ましい。

【0050】

図５は、半径方向連通穴の他の実施形態を示す図である。上述した実施形態では、回転軸５は複数の半径方向連通穴５０を有しており、羽根車２は半径方向連通穴５０の数に対応する数の液体流出穴５１を有している。一実施形態では、図５に示すように、回転軸５は単一の半径方向連通穴５０を有してもよく、羽根車２は液体流出穴５１を有していなくてもよい。一実施形態では、羽根車２は、単一の液体流出穴５１を有してもよい。

【0051】

図５に示す実施形態では、半径方向連通穴５０は、羽根車２のボス部２ａよりも回転軸５の先端側に形成されている。このような構成によっても、モータ部Ｍに導入された液体は、ポンプ作用により、積極的に、軸方向連通穴５ａおよび半径方向連通穴５０を通過して、羽根車室４１に戻される。

【0052】

本実施形態では、ポンプ装置１は、第２循環流を積極的に形成する構造のみならず、モータ部Ｍの発熱を抑える構造を有している。より具体的には、永久磁石モータとしてのモータ１８を採用することにより、誘導電動機のかご型ロータを採用した場合と比べて、ロータ６の内部に生じる渦電流損を小さくすることができる。

【0053】

さらに、このような構成により、ロータ６とステータ７との間の磁気ギャップδを大きくすることができる。例えば、誘導電動機を採用した場合には、磁気ギャップδは約１ｍｍ程度であるのに対し、永久磁石モータ（すなわち、モータ１８）を採用した場合には、磁気ギャップδは約３ｍｍ程度である。

【0054】

磁気ギャップδを大きくすることにより、ステータキャン２０とロータキャン２１との間の隙間（すなわち、機械ギャップ）を大きくすることができるので、ロータ６の攪拌損を誘導電動機における攪拌損と比較して、低減することができる。結果として、モータ部Ｍの内部に導入された液体の温度上昇を小さく抑えることができる。

【0055】

本実施形態では、ロータキャン２１およびステータキャン２０のうちの少なくとも１つは、非磁性材料（例えば、樹脂、セラミックなど）から構成されている、このような構成により、キャン損は生じない。

【0056】

図６は、ポンプ装置の他の実施形態を示す図である。図７は、図６に示すポンプにおける羽根車をポンプケーシング側から見た図である。図６および図７に示す実施形態では、回転軸５は、軸方向連通穴５ａおよび半径方向連通穴５０を有しておらず、その代わりに、軸通穴５ｂを有している。

【0057】

ポンプ効率を向上させるためには、ポンプの組み立て時において、回転軸５の軸方向ＣＬにおける羽根車２とポンプケーシング３（および／またはブラケット１０）との間の隙間を極めて小さくする必要がある。従来では、作業者は、数十μｍ程度の僅かな隙間を確保するように、羽根車２を回転軸５に慎重に固定し、羽根車２の位置決めする。

【0058】

しかしながら、このような組み立て作業は、非常に煩雑であり、手間と時間がかかってしまう。そこで、以下に示す実施形態では、組み立て作業を簡易化することができるポンプが提供される。本明細書において、ポンプは、羽根車２とポンプケーシング３との組み合わせである。ポンプは、その構成要素として、羽根車２およびポンプケーシング３のみならず、ブラケット１０を備えてもよい。

【0059】

主板部２ｂは、ポンプケーシング３に対向する第１対向面８０Ａを有している（図７参照）。第１対向面８０Ａは、複数の放射溝２ｃの内側に配置されており、かつボス部２ａの外側に配置されている。言い換えれば、第１対向面８０Ａは、複数の放射溝２ｃとボス部２ａとの間に配置された環状の面である。

【0060】

図７に示す実施形態では、主板部２ｂは、第１対向面８０Ａに形成された複数の動圧溝６０を有している。動圧溝６０は、羽根車２とポンプケーシング３との間に動圧を発生させるための溝である。動圧溝６０の深さは、取扱液の粘性に応じて決定される。例えば、動圧溝６０は、数μｍ乃至数十μｍの深さを有してもよい。

【0061】

複数の動圧溝６０は、複数の放射溝２ｃの内側に配置されており、主板部２ｂの円周方向に沿って、主板部２ｂの全体に等間隔に形成されている。羽根車２が回転軸２とともに回転すると、動圧溝６０に存在する液体によって、羽根車２とポンプケーシング３との間の隙間に動圧（すなわち、液膜）が発生する。動圧の発生により、羽根車２とポンプケーシング３との間には、一定の隙間が形成され、羽根車２は、ポンプケーシング３に非接触で支持される。

【0062】

図７に示す実施形態では、複数の動圧溝６０は、羽根車２の中心から外側に向かって、螺旋状に延びるスパイラル溝である。しかしながら、動圧を発生することができれば、動圧溝６０の形状は、図７に示す実施形態には限定されない。一実施形態では、複数の動圧溝６０は、羽根車２の中心から外側に向かって、直線的に延びる形状を有してもよい。

【0063】

本実施形態によれば、羽根車２は、動圧溝６０を有しているため、羽根車２を位置決めする必要はない。より具体的には、作業者は、数十μｍ程度の僅かな隙間を確保するように、羽根車２を回転軸５に慎重に固定して、羽根車２を位置決めする煩雑な組み立て作業を省略することができる。結果として、ポンプの組み立て作業を簡易化することができる。

【0064】

動圧溝６０を形成することにより、ポンプ装置１の運転中において、羽根車２とポンプケーシング３との間の隙間には、液膜が形成される。液膜は、羽根車２とポンプケーシング３との間の隙間を通じて漏洩する液体の流量を低減することができる。したがって、ポンプの高効率化を実現することができる。

【0065】

図８は、図６に示すポンプにおける羽根車をブラケット側から見た図である。図８に示すように、主板部２ｂは、ブラケット１０に対向する第２対向面８０Ｂを有している。第２対向面８０Ｂは、複数の放射溝２ｃの内側に配置されており、かつボス部２ａの外側に配置されている。第２対向面８０Ｂは、第１対向面８０Ａの反対側に配置されている。

【0066】

図８に示す実施形態では、主板部２ｂは、第２対向面８０Ｂに形成された複数の動圧溝６１を有している。第２対向面８０Ｂに形成された動圧溝６１は、第１対向面８０Ａに形成された動圧溝６０と同一の構造を有している。したがって、動圧溝６１の詳細な説明を省略する。

【0067】

図７および図８に示すように、本実施形態では、羽根車２は、第１対向面８０Ａに形成された動圧溝６０と、第２対向面８０Ｂに形成された動圧溝６１と、を有しているが、動圧溝は、必ずしも、第１対向面８０Ａおよび第２対向面８０Ｂの両方に形成される必要はない。一実施形態では、主板部２ｂは、第１対向面８０Ａと、第２対向面８０Ｂと、のうちの少なくとも１つに形成された複数の動圧溝を有してもよい。

【0068】

図９は、ポンプ装置の他の実施形態を示す図である。図９に示すように、図１乃至図５を参照して説明した実施形態と、図６乃至図８を参照して説明した実施形態と、を組み合わせてもよい。

【0069】

より具体的には、ポンプ装置１は、回転軸５に形成された半径方向連通穴５０（および羽根車２のボス部２ａに形成された液体流出穴５１）と、第１対向面８０Ａ（および／または第２対向面８０Ｂ）に形成された複数の動圧溝６０（および／または複数の動圧溝６１）と、を備えてもよい。この場合、回転軸５は、軸通穴５ｂ（図６参照）を有する代わりに、半径方向連通穴５０に接続された軸方向連通穴５ａを有している。

【0070】

このような構造により、ポンプ装置１は、複数の動圧溝６０（および／または複数の動圧溝６１）によって、液膜を形成し、かつ半径方向連通穴５０（および液体流出穴５１）によって、第２循環流を積極的に形成する。

【0071】

本実施形態によれば、液膜を形成して、羽根車２の、ポンプケーシング３（および／またはブラケット１０）との接触を防止することにより、第２循環流を確実に確保するという効果を奏することができる。

【0072】

図１０および図１１は、ポンプ装置の他の実施形態を示す図である。図１２は、図１０および図１１に示すポンプ装置における羽根車を示す図である。本実施形態において、特に説明しない構成は、上述した実施形態の構成と同じであるので、その重複する説明を省略する。

【0073】

上述した実施形態では、ポンプ装置１は、渦流式（言い換えれば、カスケード式）のポンプ装置であるが、動圧溝６０，６１を有する羽根車２は、必ずしも、渦流式のポンプ装置にだけ適用される必要はなく、他のポンプ装置１に適用可能である。

【0074】

図１０に示す実施形態では、ポンプ装置１は、ポンプ部Ｐの構成要素としてのポンプケーシング３と、モータ部Ｍの構成要素としてのモータケーシング４と、を備えている。ポンプケーシング３は、ケーシング本体３Ａと、ケーシング本体３Ａを閉じるケーシングカバー３Ｂと、を備えている。モータケーシング４は、モータフレーム１２と、モータフレーム１２の両側に配置されたブラケット１０およびエンドカバー１１と、を備えている。

【0075】

羽根車２はポンプケーシング３に収容されており、モータ１８はモータケーシング４に収容されている。回転軸５は、ポンプケーシング３のケーシングカバー３Ｂを貫通しており、回転軸５とケーシングカバー３Ｂとの間には、軸封装置６５が配置されている。軸封装置６５は、例えば、メカニカルシールであり、ポンプケーシング３に吸い込まれた液体の漏洩を防止する。

【0076】

回転軸５は、ブラケット１０に支持された軸受７０と、エンドカバー１１に支持された軸受７１と、によって、回転自在に支持されている。軸受７０，７１は、例えば、玉軸受である。

【0077】

図１１に示す実施形態では、ポンプ装置１は、モータ部Ｍに配置されたモータ側回転軸５Ａと、ポンプ部Ｐに配置されたポンプ側回転軸５Ｂと、モータ側回転軸５Ａおよびポンプ側回転軸５Ｂを互いに締結するカップリング９０と、を備えている。

【0078】

このように、ポンプ装置１は、モータ１８の回転力を直接、羽根車２に伝達する回転軸５を備えてもよく（図１０参照）、またはカップリング９０を通じてモータ１８の回転力を羽根車２に伝達する回転軸５Ａ，５Ｂを備えてもよい（図１１参照）。

【0079】

図１０、図１１、および図１２に示す実施形態では、回転軸５（またはポンプ側回転軸５Ｂ）は、その内部に形成された軸方向連通穴５ａおよび半径方向連通穴５０を有していない。図１２に示すように、羽根車２は、その第１対向面８０Ａに形成された動圧溝６０および／または第２対向面８０Ｂに形成された動圧溝６１を有している。

【0080】

本実施形態においても、ポンプ装置１は、羽根車２とポンプケーシング３との間に液膜を形成することができる。したがって、作業者は、羽根車２を位置決めする煩雑な組み立て作業を省略することができる。

【0081】

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。

【符号の説明】

【0082】

１ ポンプ装置
２ 羽根車
２ａ ボス部
２ｂ 主板部
２ｃ 放射溝
３ ポンプケーシング
３Ａ ケーシング本体
３Ｂ ケーシングカバー
４ モータケーシング
５ 回転軸
５Ａ モータ側回転軸
５Ｂ ポンプ側回転軸
５ａ 軸方向連通穴
５ｂ 軸通穴
６ ロータ
６ａ ロータコア
６ｂ 永久磁石
７ ステータ
７ａ ステータコア
７ｂ コイル
１０ ブラケット
１０ａ 流通穴
１１ エンドカバー
１１ａ 凹部
１２ モータフレーム
１５ キー構造
１８ モータ
２０ ステータキャン
２１ ロータキャン
２２ ポッティング樹脂
２３ 口出し線
２４，２５ シール部材
３０ すべり軸受
３０ａ 導入穴
３１ すべり軸受
３１ａ 導入穴
３２，３３ スラスト板
４０ 渦流室
４１ 羽根車室（ポンプケーシング側羽根車室）
４２ 羽根車室（ブラケット側羽根車室）
５０ 半径方向連通穴
５１ 液体流出穴
５５ 吸込口
５６ 吐出口
６０，６１ 動圧溝
６５ 軸封装置
７０，７１ 軸受
８０Ａ 第１対向面
８０Ｂ 第２対向面
Ｐ ポンプ部
Ｍ モータ部
ＣＬ 軸方向
ＳＰ１ 空間
ＳＰ２ 空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】