特許 7166048 中間部材、ポンプ、及びポンプのメンテナンス方法

(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】2022-10-27

(45)【発行日】2022-11-07

(54)【発明の名称】中間部材、ポンプ、及びポンプのメンテナンス方法

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/22 20060101AFI20221028BHJP

   F04D 29/62 20060101ALI20221028BHJP

【ＦＩ】

F04D29/22 C

F04D29/22 H

F04D29/62 A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2017081941

(22)【出願日】2017-04-18

(65)【公開番号】P2018178907

(43)【公開日】2018-11-15

【審査請求日】2019-11-29

【審判番号】

【審判請求日】2021-07-05

(73)【特許権者】

【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】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100146710

【弁理士】

【氏名又は名称】鐘ヶ江 幸男

(74)【代理人】

【識別番号】100186613

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 誠

(72)【発明者】

【氏名】筒井 栄治

(72)【発明者】

【氏名】許 書毓

(72)【発明者】

【氏名】蓬田 両健

【合議体】

【審判長】佐々木 芳枝

【審判官】田合 弘幸

【審判官】関口 哲生

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１４９３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－２５９１９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平２－１４１６９４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特公昭３２－８１１（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

F04D 1/00-13/16

F04D 17/00-19/02

F04D 21/00-25/16

F04D 29/00-35/00

F04B 39/00

F04B 53/00

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸と、
前記回転軸の回転トルクにより回転するように構成された羽根車と、を有するポンプであって、
前記回転軸の外縁部と前記回転軸が通過する開口部を画定する前記羽根車の内縁部との間に配置可能であり、前記回転軸の回転トルクを前記羽根車に伝達するための複数の中間部材を有し、
前記複数の中間部材の各々は、前記回転軸が挿入されるように構成される孔を画定する内周部と、前記羽根車の内縁部と接触するように構成される外周部と、を有し、
前記内周部の形状は、十字形状又はスプライン形状であり、前記複数の中間部材の各々の内周部の形状は互いに異なり、
前記外周部の形状は、前記羽根車の開口部の形状に対応する形状であり、
前記回転軸の軸方向における前記中間部材の厚さが、前記羽根車の主板の厚さ以下であり、
前記複数の中間部材のいずれか一つが、前記回転軸の外縁部の形状に対応する内周部の形状を有し、前記回転軸の外縁部と前記羽根車の内縁部との間に設けられる、ポンプ。

【請求項2】

請求項１に記載されたポンプにおいて、
前記複数の中間部材の前記外周部の形状は、非円形である、ポンプ。

【請求項3】

請求項１又は２に記載されたポンプにおいて、
複数の前記羽根車と、
前記羽根車の軸方向端面に直接又は間接的に接触し、前記羽根車間の距離を維持するように構成されたスリーブと、を有する、ポンプ。

【請求項4】

回転軸と、前記回転軸の回転トルクにより回転するように構成された第１羽根車と、を
有するポンプにおいて、前記第１羽根車を交換する場合の前記ポンプをメンテナンスする方法において、
前記第１羽根車と第１中間部材を前記回転軸から取り外す工程と、
前記回転軸の外縁部と前記第１羽根車とは異なる第２羽根車の内縁部との間に前記第１中間部材と異なる第２中間部材を設けて、前記第２羽根車を前記回転軸に取り付ける工程と、を有し、
前記第２中間部材の内周部の形状は、前記回転軸の外縁部の形状に対応し且つ十字形状、又はスプライン形状であり、
前記第２中間部材の外周部の形状は、前記第２羽根車の内縁部の形状に対応し、
前記回転軸の軸方向における前記第２中間部材の厚さが、前記第２羽根車の主板の厚さ以下である、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、中間部材、ポンプ、及びポンプのメンテナンス方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、ケーシングと、回転軸と、羽根車とを備えるポンプが知られている。回転軸はケーシング内に延在し、回転軸の端部近傍に羽根車が取り付けられる。ポンプが直動式の場合は、回転軸はモータ等の原動機の主軸（モータ軸）であり、ポンプが直結式の場合は、回転軸は原動機の主軸に軸継手を介して接続されたポンプ軸である。このようなポンプでは、羽根車の内径部の断面形状が、回転軸の端部近傍の断面形状と一致するように構成される。これにより、回転軸が羽根車と係合し、原動機の回転トルクが回転軸を介して羽根車に伝達される。なお、円筒状部材を介して羽根車を回転軸に取り付けたポンプも知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０００８７９６号

【文献】中国実用新案登録第２０４０４１５３２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年市場に流通しているポンプは、生産国、使用国に応じて回転軸の端部の断面形状が異なる場合がある。このため、回転軸にどのような羽根車でも取り付けられるわけではないので、回転軸の端部の断面形状に応じて複数種類の羽根車を製造する必要があり、羽根車の製造コストの増加の原因となっていた。また、羽根車が損傷して羽根車を交換する場合に備えて、回転軸の端部形状毎に異なる複数種類の羽根車を在庫として保管する必要があり、在庫管理が複雑になっていた。

【0005】

本発明は上記問題に鑑みてなされたものである。その目的の一つは、任意の断面形状を有する回転軸に対して、羽根車を取り付けることができるようにすることである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１形態によれば、ポンプの回転軸の外縁部と前記回転軸が通過する開口部を画定する羽根車の内縁部との間に設けられ、前記回転軸の回転トルクを前記羽根車に伝達するための中間部材が提供される。この中間部材は、前記回転軸が挿入されるように構成される孔を画定する内周部と、前記羽根車の内縁部と接触するように構成される外周部と、を有する。前記内周部の形状は、前記回転軸の外縁部の形状に対応し且つ非円形である。前記外周部の形状は、前記羽根車の開口部の形状に対応する形状である。

【0007】

本発明の第２形態によれば、第１形態の中間部材において、前記外周部の形状は、非円形である。

【0008】

本発明の第３形態によれば、第１形態の中間部材において、前記外周部の形状は、円形であり、前記外周部は、軸方向に沿って拡径又は縮径するテーパ面を有する。

【0009】

本発明の第４形態によれば、第１形態から第３形態のいずれかの中間部材において、軸方向における厚さが、前記羽根車の主板の厚さ以下である。

【0010】

本発明の第５形態によれば、回転軸と、前記回転軸の回転トルクにより回転するように構成された羽根車と、を有するポンプが提供される。このポンプは、前記回転軸の外縁部と前記回転軸が通過する開口部を画定する前記羽根車の内縁部との間に設けられ、前記回転軸の回転トルクを前記羽根車に伝達するための中間部材を有する。前記中間部材は、前記回転軸が挿入されるように構成される孔を画定する内周部と、前記羽根車の内縁部と接触するように構成される外周部と、を有する。前記内周部の形状は、前記回転軸の外縁部の形状に対応し且つ非円形であり、前記外周部の形状は、前記羽根車の開口部の形状に対応する形状である。

【0011】

本発明の第６形態によれば、第５形態のポンプにおいて、前記中間部材の前記外周部の形状は、非円形である。

【0012】

本発明の第７形態によれば、第５形態のポンプにおいて、前記中間部材の前記外周部の形状は、円形であり、前記中間部材の前記外周部は、前記回転軸の軸方向に沿って拡径又は縮径するテーパ面を有する。

【0013】

本発明の第８形態によれば、第５形態から第７形態のいずれかのポンプにおいて、複数の前記羽根車と、前記羽根車の軸方向端面に直接又は間接的に接触し、前記羽根車間の距離を維持するように構成されたスリーブと、を有する。

【0014】

本発明の第９形態によれば、第５形態から第８形態のいずれかのポンプにおいて、前記回転軸の軸方向における前記中間部材の厚さが、前記羽根車の主板の厚さ以下である。

【0015】

本発明の第１０形態によれば、回転軸と、前記回転軸の回転トルクにより回転するように構成された第１羽根車と、を有するポンプをメンテナンスする方法が提供される。この方法は、前記第１羽根車を前記回転軸から取り外す工程と、前記第１羽根車とは異なる第２羽根車を前記回転軸に取り付ける工程と、前記回転軸の外縁部と前記第２羽根車の内縁部との間に中間部材を設ける工程と、を有する。前記中間部材の内周部の形状は、前記回転軸の外縁部の形状に対応し、前記中間部材の外周部の形状は、前記第２羽根車の内縁部の形状に対応する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本実施形態に係るポンプの概略縦断面図である。

【図2】羽根車の取り付け箇所の拡大断面図である。

【図3】羽根車の平面図である。

【図4A】羽根車の回転軸への取り付けに用いる中間部材の一例の平面図である。

【図4B】羽根車の回転軸への取り付けに用いる中間部材の一例の平面図である。

【図4C】羽根車の回転軸への取り付けに用いる中間部材の一例の平面図である。

【図5】他の実施形態に係る羽根車の取り付け箇所の拡大断面図である。

【図6】他の実施形態に係る羽根車の取り付け箇所の拡大断面図である。

【図7A】羽根車の回転軸への取り付けに用いる中間部材の一例の斜視図である。

【図7B】羽根車の回転軸への取り付けに用いる中間部材の一例の斜視図である。

【図7C】羽根車の回転軸への取り付けに用いる中間部材の一例の斜視図である。

【図8】他の実施形態に係るポンプの回転軸と羽根車の取り付け箇所の拡大断面図である。

【図9】図８に示した中間部材の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

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。以下で説明する図面において、同一の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。な
お、以下の実施形態では遠心式の多段ポンプが説明されるが、これに限らず、本発明は羽根車が取り付けられた回転軸を有するあらゆるポンプに適用することができる。

【0018】

図１は、本実施形態に係るポンプの概略縦断面図である。図示のように、本実施形態のポンプ１０は、複数の羽根車を有する多段ポンプである。図１に示すように、ポンプ１０は、外側ケーシング１１と、中間ケーシング１２と、回転軸３０と、羽根車４０と、を有する。外側ケーシング１１の内部には、複数の中間ケーシング１２が収容される。回転軸３０は、中間ケーシング１２内部を延在し、複数の羽根車４０が取り付けられる。

【0019】

ポンプ１０は、さらに、中間ケーシング１２の上部に設けられた上部ケーシング１４と、中間ケーシング１２の下部に設けられた下部ケーシング１３と、を有する。上部ケーシング１４と外側ケーシング１１は、それらの上端部が開放されており、この開放端部がケーシングカバー１５により密封される。下部ケーシング１３は、吸込口１３ａと吐出口１３ｂとを有する。

【0020】

中間ケーシング１２の各々の内部には、回転軸３０に固定された羽根車４０が収容される。なお、本実施形態のポンプ１０に設けられる羽根車４０は、金属板をプレス加工することによって製造されたものであるが、これに限らず、後述するように鋳造等により製造された羽根車４０を使用することもできる。中間ケーシング１２の各々は、中間ケーシング１２内を流れる流体の流路を形成する戻し羽根１７を有する。中間ケーシング１２と外側ケーシング１１との間には、ポンプ１０が吸い込んだ流体を吐出口１３ｂに導く環状流路１８が形成される。

【0021】

ケーシングカバー１５の上方にはモータ（図示せず）を支持するためのモータ台２０が設けられる。モータ台２０の内部には、モータ軸と回転軸３０とを結合するためのカップリング１９が設けられる。したがって、本実施形態のポンプ１０は、モータ軸と回転軸３０とがカップリング１９を介して接続される、いわゆる直結式のポンプである。しかしながら、これに限らず、本実施形態のポンプ１０として、モータ等の原動機の主軸を回転軸３０として用いる、いわゆる直動式のポンプを採用することもできる。この場合は、ポンプ１０に原動機が設けられ、原動機の主軸（回転軸３０）に羽根車４０が取り付けられる。

【0022】

回転軸３０は、モータ台２０内部のカップリング１９から中間ケーシング１２の内部に延在する。このため、ケーシングカバー１５には、回転軸３０が貫通するための孔１５ａが設けられる。ケーシングカバー１５の孔１５ａからモータ台２０に向かって流体が漏洩することが防止するために、ケーシングカバー１５と回転軸３０との間にメカニカルシール１６が設けられる。

【0023】

次に、図１に示すポンプ１０の運転時の流体の流れについて説明する。ポンプ１０を運転すると、下部ケーシング１３の吸込口１３ａから液体が吸い込まれ、回転軸３０の回転に伴って回転する羽根車４０により昇圧される。昇圧された液体は、戻し羽根１７により形成される戻し流路を通って次段の羽根車４０の吸込部に導かれる。液体は各段の羽根車４０により昇圧されて、上部ケーシング１４を通過し、その後、環状流路１８を通って下部ケーシング１３の吐出口１３ｂから外部に吐出される。

【0024】

次に、本実施形態に係るポンプ１０の、羽根車４０の取り付け構造について詳細に説明する。図２は、羽根車４０の取り付け箇所の拡大断面図である。図３は、羽根車４０の平面図である。図４Ａから図４Ｃは、羽根車４０の回転軸３０への取り付けに用いる中間部材の一例の平面図である。なお、図２においては、説明の便宜上、図１に示したポンプ１０の複数の羽根車４０のうち、下部ケーシング１３側の２つの羽根車４０のみ示されてい
る。

【0025】

回転軸３０の羽根車４０が取り付けられる部分は、その断面形状が非円形である。具体的には、回転軸３０は４つの突起部３１ａが形成された外縁部３１を有する。なお、４つの突起部３１ａは、回転軸３０の周方向に等間隔に設けられ、図２においては、４つの突起部３１ａのうち２つが示されている。上述したように、ポンプ１０の回転軸３０の外縁部３１の形状は、生産国及び使用国等によって異なる。したがって、図２に示す回転軸３０の外縁部３１の形状は一例であり、非円形の任意の断面形状であり得る。なお、本明細書において「外縁部３１の形状」とは、回転軸３０を軸方向に直交する面で切断したときの外縁部３１の断面形状をいう。

【0026】

図２及び図３に示すように、羽根車４０は、主板４１と、側板４２と、翼４３と、を有する。主板４１は、図２に示すように羽根車４０が回転軸３０に取り付けられた状態で、側板４２よりもモータ台２０（図１参照）側に位置する。側板４２は、主板４１と対向するように設けられ、流体を吸い込む入口開口４２ａを有する。翼４３は、主板４１と側板４２との間に周方向に複数配列される。図３に示すように、羽根車４０の主板４１は、回転軸３０が通過する開口部４４ａを画定する内縁部４４を有する。図示のように、本実施形態における開口部４４ａの形状は、円形の両端を平行にカットした形状（以下、両切り形状という）である。なお、これに限らず、開口部４４ａは任意の形状であり得る。

【0027】

図２に示すように、ポンプ１０は、回転軸３０の外縁部３１と羽根車４０の内縁部４４との間に中間部材５０を有する。中間部材５０は、回転軸３０の回転トルクを羽根車に伝達するように構成される。図４Ａに示すように、中間部材５０は、略平板状である。中間部材５０は、図２に示すように、軸方向の厚さが羽根車４０の主板４１の厚さ以下に形成される。また、中間部材５０は、回転軸３０が挿入される孔５１を有する。この孔５１の形状を画定する内周部５２の形状（図４Ａに示す内周部５２が縁取る形状）は、回転軸３０の外縁部３１の形状に対応する。具体的には、本実施形態では、内周部５２の形状は回転軸３０の外縁部３１の形状に略一致し、回転軸３０が回転したときに、回転軸３０の外縁部３１が中間部材５０の内周部５２に係合する。これにより、回転軸３０の回転トルクが中間部材５０に伝達される。なお、回転軸３０の外縁部３１の形状に対応する中間部材５０の内周部５２の形状としては、回転軸３０と中間部材５０とが係合して、回転軸３０の回転トルクを中間部材５０に伝達することができる任意の形状を含む。図４Ａに示す例では、中間部材５０の内周部５２の形状は、略十字型であるが、例えば、図４Ｂに示すように図４Ａよりも大きな十字型、図４Ｃに示すようなスプライン型等、回転軸３０の外縁部３１の形状に応じた任意の形状であり得る。

【0028】

中間部材５０の外周部５３の形状（図４Ａに示す外周部５３が縁取る形状）は、羽根車４０の開口部４４ａの形状に対応する。具体的には、本実施形態では、外周部５３の形状は羽根車４０の開口部４４ａの形状に略一致し、回転軸３０が回転したときに、中間部材５０の外周部５３が羽根車４０の内縁部４４に係合する。これにより、回転軸３０の回転トルクが、中間部材５０を介して羽根車４０に伝達される。なお、羽根車４０の開口部４４ａの形状に対応する中間部材５０の外周部５３の形状としては、中間部材５０と羽根車４０とが係合して、回転軸３０の回転トルクを、中間部材５０を介して羽根車４０に伝達することができる任意の形状を含む。図４Ａから図４Ｃに示す例では、中間部材５０の外周部５３の形状は、羽根車４０の開口部４４ａの形状に対応した両切り形状であるが、これに限らず、使用する羽根車４０の開口部４４ａの形状に応じた任意の形状であり得る。

【0029】

図２に示すように、回転軸３０には、複数の座金６１が設けられる。座金６１は、回転軸３０が通過する開口を有する円板である。座金６１は、羽根車４０の主板４１を挟み込むように設けられる。これにより、羽根車４０と中間部材５０との軸方向の位置関係を固
定することができる。また、回転軸３０には、複数の円筒状のスリーブ３３が取り付けられる。スリーブ３３は、羽根車４０の間に設けられ、羽根車４０間の距離を維持するように構成される。本実施形態では、スリーブ３３は、座金６１を介して羽根車４０の軸方向端面（即ち、主板４１）に間接的に接触するように構成される。回転軸３０の端部には、ナット６２が設けられる。これにより、羽根車４０、中間部材５０、座金６１、及びスリーブ３３が回転軸３０に対して軸方向に固定される。

【0030】

以上で説明したように、本実施形態のポンプ１０は、羽根車４０と回転軸３０との間に中間部材５０が設けられる。したがって、羽根車４０の開口部４４ａに対応する形状を有する外周部５３と、回転軸３０の外縁部３１の形状に対応する内周部５２とを有する様々な種類の中間部材５０を用意しておくことにより、どのような形状を有する回転軸３０に対しても、羽根車４０を回転軸３０に取り付けることができる。言い換えれば、回転軸３０の外縁部３１の形状に応じて、複数パターンの開口部４４ａの形状を有する羽根車４０を製造する必要が無い。また、中間部材５０の内周部５２の形状が非円形であるので、回転軸３０の回転トルクを容易に中間部材５０に伝達することができる。

【0031】

また、本実施形態では、中間部材５０の厚さが羽根車４０の主板４１の厚さ以下に形成される。これにより、平板状の座金６１を羽根車４０と直接接触させて、スリーブ３３及び座金６１で羽根車４０を軸方向に固定することができる。言い換えれば、中間部材５０の厚さが羽根車４０の主板４１の厚さよりも厚い場合は、座金６１が羽根車４０と接触して羽根車４０を軸方向に固定するために、座金６１の端面に凹凸を形成するなど、座金６１を特別な形状にすればよい。

【0032】

なお、図２に示す例では、座金６１を用いて羽根車４０と中間部材５０との軸方向の位置関係を固定しているが、これに限らず、スリーブ３３に座金６１の機能を持たせてもよい。図５は、他の実施形態に係る羽根車４０の取り付け箇所の拡大断面図である。図５に示すように、このポンプ１０は、図２に示したスリーブ３３及び座金６１に代えて、スリーブ３６を備えている。スリーブ３６は、その端部に拡径したフランジ部３６ａを有する。フランジ部３６ａは、羽根車４０の端面（即ち主板４１）と中間部材５０との両方と接触するように構成される。これにより、スリーブ３６は、羽根車４０と中間部材５０とを軸方向に固定することができる。

【0033】

次に、図１に示したポンプ１０に鋳造により製造された羽根車４０を用いた例について説明する。図６は、他の実施形態に係るポンプ１０の回転軸３０と羽根車４０の取り付け箇所の拡大断面図である。また、図７Ａから図７Ｃは、羽根車４０の回転軸３０への取り付けに用いる中間部材の一例の斜視図である。図６に示す例では、ポンプ１０は、単段ポンプであり、鋳物の羽根車４０を有する。回転軸３０の羽根車４０が取り付けられる部分は、その断面形状が非円形である。具体的には、回転軸３０は１つの突起部３１ａが形成された外縁部３１を有する。

【0034】

羽根車４０は、図２及び図３に示したプレス加工により製造された羽根車４０と同様に、主板４１と、側板４２と、翼４３と、入口開口４２ａと、を有する。また、図６に示す羽根車４０の主板４１は、回転軸３０が通過する開口部を画定する内縁部４４を有する。図６に示す羽根車４０の開口部の形状は、両切り形状である。なお、これに限らず、開口部４４ａは任意の形状であり得る。

【0035】

図７Ａから図７Ｃに示すように、図６に示すポンプ１０が備える中間部材５０は、略筒状である。図７Ａに示すように、中間部材５０は、回転軸３０が挿入される孔５１を有する。この孔５１の形状を画定する内周部５２の形状（図７Ａに示す内周部５２が縁取る形状）は、回転軸３０の外縁部３１の形状に対応する。具体的には、本実施形態では、内周
部５２の形状は回転軸３０の外縁部３１の形状に略一致し、回転軸３０が回転したときに、回転軸３０の外縁部３１が中間部材５０の内周部５２に係合する。これにより、回転軸３０の回転トルクが中間部材５０に伝達される。なお、回転軸３０の外縁部３１の形状に対応する中間部材５０の内周部５２の形状としては、回転軸３０と中間部材５０とが係合して、回転軸３０の回転トルクを中間部材５０に伝達することができる任意の形状を含む。図７Ａに示す例では、中間部材５０の内周部５２の形状は、キー溝形状であるが、例えば、図７Ｂに示すように図７Ａよりも小さなキー溝形状、図７Ｃに示すような十字型等、回転軸３０の外縁部３１の形状に応じた任意の形状であり得る。

【0036】

また、中間部材５０の外周部５３の形状（図７Ａに示す外周部５３が縁取る形状）は、羽根車４０の開口部の形状（内縁部４４が縁取る形状）に対応する。具体的には、本実施形態では、外周部５３の形状は羽根車４０の開口部の形状に略一致し、回転軸３０が回転したときに、中間部材５０の外周部５３が羽根車４０の内縁部４４に係合する。これにより、回転軸３０の回転トルクが、中間部材５０を介して羽根車４０に伝達される。なお、羽根車４０の開口部４４ａの形状に対応する中間部材５０の外周部５３の形状としては、中間部材５０と羽根車４０とが係合して、回転軸３０の回転トルクを、中間部材５０を介して羽根車４０に伝達することができる任意の形状を含む。図７Ａから図７Ｃに示す例では、中間部材５０の外周部５３の形状は、羽根車４０の開口部の形状に対応した両切り形状であるが、これに限らず、使用する羽根車４０の開口部の形状に応じた任意の形状であり得る。

【0037】

図６に示すように、回転軸３０は小径部３２ａと大径部３２ｂとを有し、小径部３２ａと大径部３２ｂとの間に段部３２ｃを有する。羽根車４０は、羽根車４０の端面が段部３２ｃに当接するように回転軸３０の小径部３２ａに取り付けられる。この状態で、回転軸３０の端部にナット６２が設けられる。これにより、羽根車４０及び中間部材５０が回転軸３０に固定される。

【0038】

以上で説明したように、図６に示すポンプ１０には、羽根車４０と回転軸３０との間に中間部材５０が設けられる。したがって、羽根車４０が鋳物である場合でも、様々な種類の中間部材５０を用意しておくことにより、どのような形状を有する回転軸３０に対しても、羽根車４０を回転軸３０に取り付けることができる。言い換えれば、回転軸３０の外縁部３１の形状に応じて、複数パターンの開口部の形状を有する羽根車４０を製造する必要が無い。また、中間部材５０の内周部５２の形状が非円形であるので、回転軸３０の回転トルクを容易に中間部材５０に伝達することができる。

【0039】

次に、さらに他の実施形態に係る羽根車４０の取り付け構造について説明する。図８は、他の実施形態に係る羽根車４０の取り付け箇所の拡大断面図である。また、図９は、図８に示した中間部材５０の斜視図である。図９に示すように、図８に示すポンプ１０が備える中間部材５０は、略筒状である。図９に示すように、中間部材５０は、回転軸３０が挿入される孔５１を有する。この孔５１の形状を画定する内周部５２の形状（図９に示す内周部５２が縁取る形状）は、回転軸３０の外縁部３１の形状に対応する。具体的には、本実施形態では、内周部５２の形状は回転軸３０の外縁部３１の形状に略一致し、回転軸３０が回転したときに、回転軸３０の外縁部３１が中間部材５０の内周部５２に係合する。これにより、回転軸３０の回転トルクが中間部材５０に伝達される。なお、回転軸３０の外縁部３１の形状に対応する中間部材５０の内周部５２の形状としては、回転軸３０と中間部材５０とが係合して、回転軸３０の回転トルクを中間部材５０に伝達することができる任意の形状を含む。図９に示す例では、中間部材５０の内周部５２の形状は十字型であるが、これに限らず回転軸３０の外縁部３１の形状に応じた任意の形状であり得る。

【0040】

また、中間部材５０の外周部５３の形状（図９に示す外周部５３が縁取る形状）は、羽
根車４０の開口部の形状（内縁部４４が縁取る形状）に対応する。具体的には、本実施形態では、外周部５３の形状は円形であり、羽根車４０の開口部の形状に略一致する。また、中間部材５０は、図９に示すように、その外径が軸方向に沿って拡大又は縮小するように形成される。言い換えれば、中間部材５０の外周部５３は、軸方向に沿って拡径又は縮径するテーパ面を有する。

【0041】

図８に示す例では、２つの羽根車４０が回転軸３０に取り付けられている。回転軸３０には、ナット６３が取り付けられ、ナット６３の端部が中間部材５０の端部に当接する。中間部材５０は、その外径が下流側（図中上側）に向かって徐々に拡大するように回転軸３０に取り付けられる。羽根車４０の内縁部４４は、その断面が円形であり、下流側（図中上側）に向かって徐々に拡大するように形成される。したがって、羽根車４０を回転軸３０に取り付けたとき、羽根車４０の内縁部４４が中間部材５０の外周部５３に嵌合し、羽根車４０と中間部材５０との間の摩擦力により、羽根車４０が中間部材５０に対して固定される。これにより、回転軸３０の回転トルクが、中間部材５０を介して羽根車４０に伝達される。羽根車４０の下側の端面と、ナット６３の上側の端面との間にはスリーブ３３が設けられ、羽根車４０間の距離を維持する。

【0042】

以上で説明したように、本実施形態のポンプ１０は、羽根車４０と回転軸３０との間に中間部材５０が設けられる。したがって、羽根車４０の開口部に対応する形状を有する外周部５３と、回転軸３０の外縁部３１の形状に対応する内周部５２とを有する様々な種類の中間部材５０を用意しておくことにより、どのような形状を有する回転軸３０に対しても、羽根車４０を回転軸３０に取り付けることができる。言い換えれば、回転軸３０の外縁部３１の形状に応じて、複数パターンの開口部４４ａの形状を有する羽根車４０を製造する必要が無い。また、中間部材５０の内周部５２の形状が非円形であるので、回転軸３０の回転トルクを容易に中間部材５０に伝達することができる。さらに、中間部材５０の外周部５３がテーパ面を有するので、摩擦力によって羽根車４０を中間部材５０に対して固定することができる。なお、中間部材５０は、外周部５３及び内周部５２上に軸方向に延びるスリット等を有さず、完全な筒状に形成されている。このため、羽根車４０を中間部材５０に取り付けたときに羽根車４０から中間部材５０に圧縮力が加わっても、中間部材５０の内径の大きさは一定である。このため、図８のポンプ１０においては、ナット６３及びスリーブ３３を回転軸３０から取り外せば、中間部材５０は、回転軸３０上を軸方向に沿って移動可能に構成される。このため、羽根車４０を中間部材５０に取り付けた状態でも、羽根車４０と共に中間部材５０を軸方向に移動させることができるので、羽根車及び中間部材５０の軸方向位置を容易に調整することができる。

【0043】

次に、図２、図５、図６、及び図８に示した羽根車４０の取り付け構造を有するポンプ１０において、羽根車４０を交換する場合のメンテナンス手順について説明する。まず、必要に応じて、ナット６２、ナット６３、スリーブ３３、スリーブ３６、座金６１等を回転軸３０から取り外す。これにより、羽根車４０（以下、第１羽根車という）を回転軸３０から取り外すことができる。続いて、第１羽根車４０と中間部材５０を回転軸３０から取り外し、第１羽根車４０とは異なる羽根車４０（以下、第２羽根車という）を回転軸３０に取り付ける。このとき、回転軸３０の外縁部３１に対応する内周部５２と、第２羽根車４０の内縁部４４に対応する外周部５３を有する中間部材５０を予め準備しておき、この中間部材５０を回転軸３０と第２羽根車４０との間に設ける。これにより、回転軸３０の回転トルクが第２羽根車４０に適切に伝達されるように、第２羽根車４０を回転軸３０に取り付けることができる。

【0044】

このように、例えば第１羽根車４０が破損した場合、及びポンプ１０の仕様変更がある場合等、第１羽根車４０から第２羽根車４０に変更する場合において、様々な種類の中間部材５０を用意しておくことにより、どのような形状を有する回転軸３０に対しても、第
２羽根車４０を回転軸３０に取り付けることができる。また、中間部材５０を設けることで、羽根車４０の内縁部４４の形状に関わらず、羽根車４０を回転軸３０に取り付けることができるので、例えば羽根車４０の内縁部４４の形状を統一することもできる。それにより、羽根車４０の製造コストを低減することができる。また、羽根車４０の種類も低減することができるので、羽根車４０の在庫管理が容易になる。

【0045】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上述した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲及び明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、又は省略が可能である。

【符号の説明】

【0046】

１０…ポンプ
３０…回転軸
３１…外縁部
３３…スリーブ
３６…スリーブ
４０…羽根車
４０…第１羽根車
４０…第２羽根車
４４…内縁部
５０…中間部材
５１…孔
５２…内周部
５３…外周部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8】

【図9】