特許 7625093 キャンドモータポンプの軸受構造

(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】2025-01-23

(45)【発行日】2025-01-31

(54)【発明の名称】キャンドモータポンプの軸受構造

(51)【国際特許分類】

   H02K 5/167 20060101AFI20250124BHJP

   H02K 7/08 20060101ALI20250124BHJP

   H02K 5/128 20060101ALI20250124BHJP

   F16C 17/04 20060101ALI20250124BHJP

   F16C 17/02 20060101ALI20250124BHJP

   F16C 35/02 20060101ALI20250124BHJP

   F04D 13/06 20060101ALI20250124BHJP

【ＦＩ】

H02K5/167 B

H02K5/167 A

H02K7/08 Z

H02K5/128

F16C17/04 Z

F16C17/02 Z

F16C35/02 C

F04D13/06 C

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023548154

(86)(22)【出願日】2022-07-30

(86)【国際出願番号】 JP2022029410

(87)【国際公開番号】W WO2023042556

(87)【国際公開日】2023-03-23

【審査請求日】2024-02-29

(31)【優先権主張番号】P 2021150961

(32)【優先日】2021-09-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000176383

【氏名又は名称】三相電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003801

【氏名又は名称】ＫＥＹ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】曹 銀春

(72)【発明者】

【氏名】内海 伸昭

【審査官】島倉 理

(56)【参考文献】

【文献】特開平５－３０２５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５５－９３９９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平７－２２２４０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ５／１６７

Ｈ０２Ｋ ７／０８

Ｈ０２Ｋ ５／１２８

Ｆ１６Ｃ １７／０４

Ｆ１６Ｃ １７／０２

Ｆ１６Ｃ ３５／０２

Ｆ０４Ｄ １３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータ部のロータと一体に回転する回転軸と、
前記回転軸と一体に回転するように前記回転軸の周囲に設けられたスリーブと、
前記スリーブを介して前記回転軸を回転自在に軸方向と垂直な方向に支持する軸受と、
前記回転軸と一体に回転するように前記回転軸の周囲に設けられ、回転自在に前記軸受によって軸方向に支持される円環状の被軸受支持部材と、
前記回転軸と一体に回転するように前記回転軸に設けられ、軸方向の片側に開口した開口部から前記被軸受支持部材が嵌め込まれた被軸受支持部材用ハウジングと、
前記回転軸と一体に回転するインペラと、
を備えるキャンドモータポンプにおいて、
前記被軸受支持部材の内径が前記スリーブの外径よりも小さく、
前記回転軸が、前記被軸受支持部材用ハウジングの開口方向と反対方向に、遊びの範囲内で最も移動したときに、前記軸受の側面よりも前記スリーブの側面が前記被軸受支持部材側に突出するように構成されている、
ことを特徴とするキャンドモータポンプの軸受構造。

【請求項2】

請求項１に記載のキャンドモータポンプの軸受構造において、
前記被軸受支持部材用ハウジングは、前記被軸受支持部材と前記回転軸との間で軸方向に延出した延出部を有し、
前記延出部の軸方向の長さが、前記被軸受支持部材の軸方向の長さよりも長い、
ことを特徴とするキャンドモータポンプの軸受構造。

【請求項3】

請求項１に記載のキャンドモータポンプの軸受構造において、
前記被軸受支持部材は、径方向に弾性変形が可能な被軸受支持部材用弾性リングを介して前記被軸受支持部材用ハウジングに嵌め込まれている、
ことを特徴とするキャンドモータポンプの軸受構造。

【請求項4】

請求項１に記載のキャンドモータポンプの軸受構造において、
前記被軸受支持部材用ハウジング内には、前記軸受によって前記被軸受支持部材が押圧された場合に前記被軸受支持部材に対して軸方向に弾性反力を付与する、被軸受支持部材用弾性構造が設けられている、
ことを特徴とするキャンドモータポンプの軸受構造。

【請求項5】

請求項４に記載のキャンドモータポンプの軸受構造において、
前記被軸受支持部材用弾性構造は、前記被軸受支持部材に対して軸方向に前記弾性反力を付与するものであって、前記被軸受支持部材用ハウジングと、前記被軸受支持部材の前記モータ部のロータ側との間に設けられた弾性体である、
ことを特徴とするキャンドモータポンプの軸受構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、キャンドモータポンプの軸受構造に関する。
本願は、２０２１年９月１６日に日本国で出願された特願２０２１－１５０９６１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

【背景技術】

【0002】

従来、回転軸を軸方向と垂直な方向に支持する滑り軸受（以下「ラジアル方向軸受」という。）と、回転軸に固定されて上記ラジアル方向軸受に軸方向に支持される滑り軸受（以下「スラスト方向軸受」という。）とを備えたキャンドモータポンプが知られている（例えば特許文献１を参照）。

【0003】

特許文献１に開示されているキャンドモータポンプでは、ラジアル方向軸受はモータケーシングに形成されたハウジングに嵌め込まれ、スラスト方向軸受は、回転軸に固定された部材に形成されたハウジングに嵌め込まれている。当該スラスト方向軸受の当接面がラジアル方向軸受の側面に対して軸方向に当接することにより、回転軸の軸方向への移動が制限される構造となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第３７６８９１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、キャンドモータポンプは、大きく温度変化する液体を圧送するために用いられる場合がある。例えば、チラーなどの温調器にキャンドモータポンプを使用する場合、キャンドモータポンプは、－５０℃から１５０℃の範囲での温度変化を繰り返す液体を圧送することがある。

【0006】

キャンドモータポンプでは、構造上、圧送する液体の一部が軸受の周囲を通過するため、その液体が大きな温度変化を繰り返すと、スラスト方向軸受のハウジングなどが温度変化に伴う膨張収縮を繰り返す。スラスト方向軸受のハウジングが膨張収縮すると、スラスト方向軸受がハウジングの開口側へ移動することがある。

【0007】

図９に基づいてハウジングに圧入されたスラスト方向軸受が移動する原理を説明する。ここでは、常温において、スラスト方向軸受の外周部とハウジングとが締まり嵌め状態にあり、スラスト方向軸受の内周部とハウジングとが隙間嵌め状態にあることを前提として説明する。

【0008】

まずハウジング９０が膨張すると、図９（ａ）に示すように、ハウジング９０の開口部９１がラッパ状に拡径する。拡径の度合いは、温度上昇が大きいほど大きく、ハウジング９０の外周側の部材の肉厚が薄いほど大きくなる傾向にある。開口部９１がラッパ状に拡径すると圧入されていたスラスト方向軸受９２はハウジング９０による圧力が弱まるため動きやすくなる。スラスト方向軸受９２の内径側の面はハウジングの内径側の面との間に隙間が生じているため、この状態で回転軸９５およびハウジング９０とともに、スラスト方向軸受９２が回転すると、図９（ｂ）に示すようにスラスト方向軸受９２は偏心してその外周部を傾斜したハウジング９０に衝突させる。このとき、スラスト方向軸受９２は傾斜したハウジング９０から矢印で示すような軸方向に対して斜め方向の力を受けて開口部９１の方に徐々に移動する。

【0009】

圧送する液体の温度が低くなると、図９（ｃ）に示すように、ハウジング９０が収縮して元の形状に戻り、スラスト方向軸受の外周部とハウジングとも締まり嵌め状態に戻る。

【0010】

その後、圧送する液体の温度変化に伴ってハウジングが膨張する度にスラスト方向軸受９２がラジアル方向軸受９４に接近し、遂には、スラスト方向軸受９２は、図９（ｄ）に示すように、ラジアル方向軸受９４と接する位置まで移動することとなる。その結果、ラジアル方向軸受９４とスラスト方向軸受９２との間で必要とされる隙間が消滅する。ラジアル方向軸受９４とスラスト方向軸受９２との間の隙間が消滅すると、回転軸９５の軸方向の遊びが無くなり、回転軸９５の回転が妨げられるおそれがある。

【0011】

なお、上記した、スラスト方向軸受がハウジングの開口側へ移動する事象は、スラスト方向軸受をハウジングに圧入した場合に限定されない。例えば、スラスト方向軸受とハウジングとの間に径方向に弾性変形可能なリング、例えばトレランスリングを介装させた場合も同様に上記事象は発生し得る。

【0012】

本発明は、上記課題に鑑みて創案されたものであり、スラスト方向軸受が、過度にハウジングの開口側へ移動することを抑制できるキャンドモータポンプの軸受構造を提供することを目的とする。以下、ラジアル方向軸受を単に「軸受」といい、スラスト方向軸受を「被軸受支持部材」という。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明の第１態様に係るキャンドモータポンプの軸受構造は、モータ部のロータと一体に回転する回転軸と、前記回転軸と一体に回転するように前記回転軸の周囲に設けられたスリーブと、前記スリーブを介して前記回転軸を回転自在に軸方向と垂直な方向に支持する軸受と、前記回転軸と一体に回転するように前記回転軸の周囲に設けられ、回転自在に前記軸受によって軸方向に支持される円環状の被軸受支持部材と、前記回転軸と一体に回転するように前記回転軸に設けられ、軸方向の片側に開口した開口部から前記被軸受支持部材が嵌め込まれた被軸受支持部材用ハウジングと、前記回転軸と一体に回転するインペラと、を備えるキャンドモータポンプに適用されるものである。前記被軸受支持部材の内径が前記スリーブの外径よりも小さい。このキャンドモータポンプの軸受構造は、前記回転軸が、前記被軸受支持部材用ハウジングの開口方向と反対方向に、遊びの範囲内で最も移動したときに、前記軸受の側面よりも前記スリーブの側面が前記被軸受支持部材側に突出するように構成されている。

【0014】

かかる構成を備えるキャンドモータポンプの軸受構造によれば、被軸受支持部材が、過度にハウジングの開口側へ移動することを抑制することができる。

【0015】

本発明の第２態様に係るキャンドモータポンプの軸受構造は、第１態様に係るキャンドモータポンプの軸受構造において、前記被軸受支持部材用ハウジングは、前記被軸受支持部材と前記回転軸との間で軸方向に延出した延出部を有し、前記延出部の軸方向の長さが、前記被軸受支持部材の軸方向の長さよりも長い。

【0016】

本発明の第３態様に係るキャンドモータポンプの軸受構造は、第１態様に係るキャンドモータポンプの軸受構造において、前記被軸受支持部材は、径方向に弾性変形が可能な被軸受支持部材用弾性リングを介して前記被軸受支持部材用ハウジングに嵌め込まれている。

【0017】

本発明の第４態様に係るキャンドモータポンプの軸受構造は、第１態様に係るキャンドモータポンプの軸受構造において、前記被軸受支持部材用ハウジング内には、前記被軸受支持部材が押圧された場合に前記被軸受支持部材に対して軸方向に弾性反力を付与する、被軸受支持部材用弾性構造が設けられている。

【0018】

本発明の第５態様に係るキャンドモータポンプの軸受構造は、第４態様に係るキャンドモータポンプの軸受構造において、前記被軸受支持部材用弾性構造は、前記被軸受支持部材に対して軸方向に前記弾性反力を付与するものであって、前記被軸受支持部材用ハウジングと、前記被軸受支持部材の前記モータ部のロータ側との間に設けられた弾性体である。

【発明の効果】

【0019】

本発明に係るキャンドモータポンプの軸受構造によれば、被軸受支持部材が、過度にハウジングの開口側へ移動することを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本実施形態に係るキャンドモータポンプの全体断面図である。

【図2】図１のＡ部拡大図である。

【図3】図１のＢ部拡大図である。

【図4】図１のＡ部拡大図であって、被軸受支持部材が移動した場合を示す図である。

【図5】図１のＢ部拡大図であって、被軸受支持部材が移動した場合を示す図である。

【図6】別実施形態に係るキャンドモータポンプの全体断面図である。

【図7】図６のＡ部拡大図であって、被軸受支持部材が移動した場合を示す図である。

【図8】図６のＢ部拡大図であって、被軸受支持部材が移動した場合を示す図である。

【図9】従来例における課題を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施の形態に係るキャンドモータポンプの軸受構造について、図面を参照しつつ説明する。図１に示すように、キャンドモータポンプの軸受構造１は、キャンドモータポンプ１００に含まれる回転軸２、軸受３ａ，３ｂ、スリーブ４ａ，４ｂ、被軸受支持部材６ａ，６ｂ、被軸受支持部材用ハウジング７ａ，７ｂなどで構成される。

【0022】

なお、図１の符号Ａが示す領域に示す軸受構造を第１軸受構造とし、関連する部材をそれぞれ第１軸受構造側の部材とし、図１の符号Ｂが示す領域に示す軸受構造を第２軸受構造とし、関連する部材をそれぞれ第２軸受構造側の部材とする。

【0023】

キャンドモータポンプ１００は、モータ部８と、モータ部８により駆動されるポンプ部９とを備える。モータ部８は、ロータ１２と、ロータ１２の外周に設けられたステータ１３とを備える。ロータ１２はマグネット２６を有し、回転軸２に固定されている。回転軸２は、軸受用ハウジング１４ａ，１４ｂに取り付けられた軸受３ａ，３ｂにスリーブ４ａ，４ｂを介して支持されている。

【0024】

ポンプ部９はインペラ１６とポンプケーシング１８とを有する。インペラ１６は回転軸２に固定され回転軸２と一体に回転する。ポンプケーシング１８内には、インペラ１６を収容するインペラ収容空間１７が形成されている。

【0025】

モータ部８は、回転軸２と一体に回転するロータ１２と、ステータ１３とを有する。ロータ１２は、円筒状のステータキャン１９の内側に収容されている。ステータ１３は、ステータキャン１９の外側および円筒状のフレーム２１の内側であって、ステータキャン１９内のロータ１２に対応する位置に配置されている。ステータキャン１９と、ステータキャン１９の両端に設けられたステータ側板２７ａ，２７ｂとは溶接にて密封接続されている。ステータ側板２７ａ，２７ｂとフレーム２１との間はステータ側板２７ａ，２７ｂの端部に配設されたＯリング２８でシールして部分溶接にて密封接続されている。ステータ側板２７ａ，２７ｂとモータブラケット２０ａ，２０ｂとは、ステータ側板２７ａ，２７ｂの外側に配設されたＯリング２９にてステータキャン１９の内側に形成された内部空間３１を封止している。具体的には、モータブラケット２０ａ，２０ｂを複数のボルトで締結することでモータ部８全体をモータブラケット２０ａ，２０ｂで挟み込むことにより、内部空間３１が封止されている。以下、モータブラケット２０ａを「第１モータブラケット２０ａ」ともいい、モータブラケット２０ｂを「第２モータブラケット２０ｂ」ともいう。

【0026】

ロータ１２は、ロータキャン２２、ロータ側板２３、ロータ本体２４、ヨーク１１、マグネット２６等を含んで構成されており、回転軸２に固定されている。ロータキャン２２は、ロータ本体２４およびロータ側板２３にそれぞれ溶接により接合されている。また、ロータ側板２３は、ロータ本体２４に溶接により接合されている。これにより、ヨーク１１とマグネット２６とが、ロータキャン２２とロータ側板２３とロータ本体２４とに囲まれて、密封されている。ポンプケーシング１８と第２モータブラケット２０ｂとの間は、第２モータブラケット２０ｂの端部に配設されたＯリング３２にて封止され、インペラ収容空間１７が封止されている。

【0027】

ステータ１３は、電磁コイルなどで構成されており、ステータ１３に駆動電流が供給されると、ロータ１２および回転軸２が回転駆動する。

【0028】

インペラ１６が収容されているポンプケーシング１８の側面には、キャンドモータポンプ１００の外からキャンドモータポンプ１００内に液体を流入する流入口３７が設けられている。またポンプケーシング１８の上面には、キャンドモータポンプ１００内に流入した液体を吐出する吐出口３９が設けられている。なおキャンドモータポンプ１００内に流入した液体の一部は、内部空間３１を流れ、軸受３ａ，３ｂ、スリーブ４ａ，４ｂ、被軸受支持部材６ａ，６ｂ、および被軸受支持部材用ハウジング７ａ，７ｂの相互間を通過する。

【0029】

軸受３ａ，３ｂは、図１、図２および図３に示すように、スリーブ４ａ，４ｂを介して回転軸２を回転自在に軸方向と垂直な方向に支持する。軸受３ａ，３ｂはロータ１２の軸方向両側に１つずつ設けられている。軸受３ａ，３ｂは円筒状で、軸方向端面に半径方向に延びる溝４１ａ，４１ｂが形成されている。また、軸受３ａ，３ｂの内周面にも螺旋状の溝４２ａ，４２ｂが形成されている。半径方向に延びる溝４１ａ，４１ｂ、螺旋状の溝４２ａ，４２ｂのいずれにも流体が流通する。溝４１ａ，４１ｂは、被軸受支持部材６ａ，６ｂと軸受３ａ，３ｂとの摺動面の潤滑を促す。螺旋状の溝４２ａ，４２ｂは、軸受３ａ，３ｂとスリーブ４ａ，４ｂとの摺動面の潤滑を促す。

【0030】

軸受３ａ，３ｂは、モータブラケット２０ａ，２０ｂに設けられた軸受用ハウジング１４ａ，１４ｂに軸受用弾性リング４６ａ，４６ｂを介して嵌め込まれている。

【0031】

軸受用弾性リング４６ａ，４６ｂは、径方向に弾性変形が可能な円筒状のリングである。軸受３ａ，３ｂが軸受用弾性リング４６ａ，４６ｂを介して軸受用ハウジング１４ａ，１４ｂに嵌め込まれているため、軸受３ａ，３ｂの軸受用ハウジング１４ａ，１４ｂに対するがたつきが防止されて、軸受用ハウジング１４ａ，１４ｂと、軸受３ａ，３ｂとの間における熱膨張係数の差が吸収される。本実施形態では軸受用弾性リング４６ａ，４６ｂとしてトレランスリングが使用されている。

【0032】

回転軸２には、軸方向に、ロータ１２と、被軸受支持部材用ハウジング７ａ，７ｂと、スリーブ４ａ，４ｂとが配置されている。被軸受支持部材用ハウジング７ａ，７ｂはロータ１２の両端にそれぞれ１つずつ配置されている。ロータ１２および被軸受支持部材用ハウジング７ａ，７ｂは、２つのスリーブ４ａ，４ｂの間に配置されている。

【0033】

図１に示すように、一方のスリーブ４ａと、一方の被軸受支持部材用ハウジング７ａが形成されたロータ本体２４とは、回転軸２に形成された段差と、座金との間に挟持されている。すなわち、一方のスリーブ４ａおよびロータ本体２４は、回転軸２の一端部に螺着されたナットＮが締め付けられることにより、回転軸２に対して軸回りおよび軸方向に移動しないように固定されている。他方のスリーブ４ｂと、他方の被軸受支持部材用ハウジング７ｂが形成された部材とは、更にその他の部材とともに、回転軸２に形成された段差と、座金との間に挟持されている。すなわち、他方のスリーブ４ｂおよび他方の被軸受支持部材用ハウジング７ｂが形成された部材は、回転軸２の他端部に螺着されたナットＮが締め付けられることにより、回転軸２に対して軸回りおよび軸方向に移動しないように固定されている。

【0034】

スリーブ４ａ，４ｂは、回転軸２と一体に回転するように回転軸２の周囲に設けられ、外周面が軸受３ａ，３ｂの内周面に摺接するように配設された円筒状の部材である。以下、スリーブ４ａを「第１スリーブ４ａ」ともいい、スリーブ４ｂを「第２スリーブ４ｂ」ともいう。

【0035】

図２および図３に示すように、被軸受支持部材用ハウジング７ａ，７ｂは、回転軸２と一体に回転するように回転軸２に設けられており、軸方向の片側に開口した開口部４３ａ，４３ｂから被軸受支持部材６ａ，６ｂが嵌め込まれている。なお、被軸受支持部材６ａ，６ｂと被軸受支持部材用ハウジング７ａ，７ｂの回転軸２側の面４９ａ，４９ｂとの間には隙間が形成されている。

【0036】

被軸受支持部材用ハウジング７ａ，７ｂは、回転軸２から離れた方の円筒状の面４８ａ，４８ｂと、回転軸２に近い方の円筒状の面４９ａ，４９ｂと、軸方向に対して直交する面５０ａ，５０ｂとを含む円環状の溝を形成している。一方の開口部４３ａは一方の軸受３ａ側に形成され、他方の開口部４３ｂは他方の軸受３ｂ側に形成されている。

【0037】

被軸受支持部材６ａ，６ｂは、被軸受支持部材用ハウジング７ａ，７ｂを介して回転軸２の軸方向に保持されている。これにより、回転軸２は、被軸受支持部材６ａ，６ｂを介して軸受３ａ，３ｂの側面に軸方向に支持される。以下、被軸受支持部材用ハウジング７ａを「第１被軸受支持部材用ハウジング７ａ」ともいい、被軸受支持部材用ハウジング７ｂを「第２被軸受支持部材用ハウジング７ｂ」ともいう。

【0038】

被軸受支持部材６ａ，６ｂは、回転軸２と一体に回転するように回転軸２の周囲に設けられ、回転自在に軸受３ａ，３ｂによって軸方向に支持されている。被軸受支持部材６ａ，６ｂとして、円環状の部材が用いられている。被軸受支持部材６ａ，６ｂは、回転軸２に設けられた被軸受支持部材用ハウジング７ａ，７ｂに被軸受支持部材用弾性リング４７ａ，４７ｂを介して嵌め込まれている。以下、被軸受支持部材６ａを「第１被軸受支持部材６ａ」ともいい、被軸受支持部材６ｂを「第２被軸受支持部材６ｂ」ともいう。

【0039】

被軸受支持部材用弾性リング４７ａ，４７ｂは、径方向に弾性変形が可能な円筒状のリングである。被軸受支持部材６ａ，６ｂが被軸受支持部材用弾性リング４７ａ，４７ｂを介して被軸受支持部材用ハウジング７ａ，７ｂに嵌め込まれているため、被軸受支持部材６ａ，６ｂの被軸受支持部材用ハウジング７ａ，７ｂに対するがたつきが防止されて、被軸受支持部材用ハウジング７ａ，７ｂと、被軸受支持部材６ａ，６ｂとの間における熱膨張係数の差が吸収される。本実施形態では被軸受支持部材用弾性リング４７ａ，４７ｂとしてトレランスリングが使用されている。

【0040】

被軸受支持部材６ａ，６ｂは、従来例のように被軸受支持部材用ハウジング７ａ，７ｂに圧入されていても、本実施形態において説明する作用効果が得られる。また被軸受支持部材６ａ，６ｂが被軸受支持部材用弾性リング４７ａ，４７ｂに代えて、止めねじを介して被軸受支持部材用ハウジング７ａ，７ｂに嵌め込まれていても、本実施形態において説明する作用効果が得られる。なお、止めねじを介して被軸受支持部材用ハウジング７ａ，７ｂに嵌め込まれる場合として、被軸受支持部材用ハウジング７ａ，７ｂの遠心側の部材を貫通する雌ネジ穴を形成し、当該雌ネジ穴に止めねじを螺着し、止めねじを締め付けることで、被軸受支持部材６ａ，６ｂが被軸受支持部材用ハウジング７ａ，７ｂ内に保持される場合を例示することができる。

【0041】

被軸受支持部材６ａ，６ｂの内径は、スリーブ４ａ，４ｂの外径よりも小さい。そのため被軸受支持部材用ハウジング７ａ，７ｂの内径側の面４９ａとスリーブ４ａ，４ｂの外周面との間にスリーブ４ａ，４ｂの端面からなる係止用段差５１ａ，５１ｂが形成されている。以下、係止用段差５１ａを「第１係止用段差５１ａ」ともいい、係止用段差５１ｂを「第２係止用段差５１ｂ」ともいう。

【0042】

係止用段差５１ａ，５１ｂによれば、図４および図５に示すように、被軸受支持部材６ａ，６ｂが被軸受支持部材用ハウジング７ａ，７ｂの開口方向に移動しても、被軸受支持部材６ａ，６ｂの内径側端部が、スリーブ４ａ，４ｂの係止用段差５１ａ，５１ｂに係止されるため、被軸受支持部材６ａ，６ｂが被軸受支持部材用ハウジング７ａ，７ｂから飛び出すことが防止される。

【0043】

キャンドモータポンプの軸受構造１では、回転軸２が一方の被軸受支持部材用ハウジング７ａの開口方向と反対方向（つまり、図１において右方向）に遊びの範囲内で最も移動したときに、一方の軸受３ａの側面よりも一方のスリーブ４ａの側面が一方の被軸受支持部材６ａ側に突出するように構成されている。また、キャンドモータポンプの軸受構造１では、回転軸２が他方の被軸受支持部材用ハウジング７ｂの開口方向と反対方向（つまり、図１において左方向）に遊びの範囲内で最も移動したときに、他方の軸受３ｂの側面よりも他方のスリーブ４ｂの側面が他方の被軸受支持部材６ｂ側に突出するように構成されている。

【0044】

本実施形態におけるキャンドモータポンプ１００では、回転軸２は、運転中に流体から受ける軸方向の圧力差によって流入口３７側に移動する。回転軸２が遊びの範囲内で流入口３７側に最も移動した場合、第２被軸受支持部材６ｂは第２軸受３ｂに当接する。この状態において、反対側にある第１被軸受支持部材６ａは、第１軸受３ａから所定距離だけ離れるように設計されているが、図９に基づいて説明したように、この状態においても第１被軸受支持部材６ａがハウジング７ａから飛び出して第１軸受３ａに接すると、回転軸２の軸方向の遊びが消滅し、回転軸２の回転が妨げられることとなる。

【0045】

そこで、運転中に第１被軸受支持部材６ａが第１被軸受支持部材用ハウジング７ａから飛び出すことを防止するために、図４に示すように、回転軸２が第１被軸受支持部材用ハウジング７ａの開口方向と反対方向に遊びの範囲内で最も移動したときに、第１軸受３ａの側面よりも第１スリーブ４ａの側面が第１被軸受支持部材６ａ側に突出するように構成されている。すなわち、そうなるように各部材の寸法が設計されている。

【0046】

回転軸２が流入口３７側に最も移動した場合に、第１軸受３ａの側面よりも第１スリーブ４ａの側面が第１被軸受支持部材６ａ側に突出するように構成されていれば、第１被軸受支持部材６ａが第１軸受３ａに当接する前に第１係止用段差５１ａに係止され、第１被軸受支持部材６ａが第１被軸受支持部材用ハウジング７ａから飛び出すことが防止される。

【0047】

上記説明では、第１軸受３ａ、第１スリーブ４ａ、第１被軸受支持部材６ａおよび第１被軸受支持部材用ハウジング７ａからなる第１側構成について説明したが、第２軸受３ｂ、第２スリーブ４ｂ、第２被軸受支持部材６ｂおよび第２被軸受支持部材用ハウジング７ｂからなる第２側構成についても同様である。すなわち、第１側構成と第２側構成とは、図１に示すように、軸方向に対して垂直な方向から視て、左右対称に配設されているため、図５に示すように、回転軸２が遊びの範囲で流入口３７と反対側へ最も移動した場合も、第２軸受３ｂの側面よりも第２スリーブ４ｂの側面が第２被軸受支持部材６ｂ側に突出するように構成されていれば、第２被軸受支持部材６ｂが第２軸受３ｂに当接する前に第２係止用段差５１ｂに係止され、第２被軸受支持部材６ｂが第２被軸受支持部材用ハウジング７ｂから飛び出すことが防止される。

【0048】

キャンドモータポンプ１００の運転中は、回転軸２は流入口３７側へ移動するが、キャンドモータポンプ１００の運転停止中は、回転軸２に対して差圧による推力が作用しないため、回転軸２は何れの軸方向にも移動しうる。この場合に第２被軸受支持部材６ｂが第２被軸受支持部材用ハウジング７ｂから飛び出て第２軸受３ｂと当接すると、回転軸２の軸方向における遊びがなくなるため、回転軸２の回転が妨げられるおそれがあるが、上述したように、この場合も、第２軸受３ｂの側面よりも第２スリーブ４ｂの側面が第２被軸受支持部材６ｂ側に突出するように構成されていれば、第２被軸受支持部材６ｂが第２軸受３ｂに当接する前に第２係止用段差５１ｂに係止される。つまり、第２被軸受支持部材６ｂが第２被軸受支持部材用ハウジング７ｂから飛び出て第２軸受３ｂと当接することを防止できる。

【0049】

以下、本実施形態の変形例について説明する。

【0050】

変形例に係る軸受構造は、既述した実施形態において、被軸受支持部材用弾性構造５２ａ，５２ｂと、軸受用弾性構造５３ａ，５３ｂとを加えたものである。

【0051】

被軸受支持部材用弾性構造５２ａ，５２ｂは、図６に示すように、被軸受支持部材６ａ，６ｂが軸受３ａ，３ｂにより軸方向に押圧された場合に、被軸受支持部材６ａ，６ｂに対して軸方向に弾性反力を付与するものであって、被軸受支持部材用ハウジング７ａ，７ｂと、被軸受支持部材６ａ，６ｂのモータ部８のロータ１２側との間に設けられた弾性体である。

【0052】

軸受用弾性構造５３ａ，５３ｂは、軸受３ａ，３ｂが被軸受支持部材６ａ，６ｂにより軸方向に押圧された場合に、軸受３ａ，３ｂに対して軸方向に弾性反力を付与する。

【0053】

軸受用弾性構造５３ａ，５３ｂは、軸受３ａ，３ｂに対して軸方向に弾性反力を付与するものであって、軸受用ハウジング１４ａ，１４ｂと、軸受３ａ，３ｂのモータブラケット２０ａ，２０ｂ側との間に設けられた弾性体である。

【0054】

被軸受支持部材用弾性構造５２ａ，５２ｂと軸受用弾性構造５３ａ，５３ｂとは、図中では何れも模式的に描かれているが、これらは、軸受３ａ，３ｂが被軸受支持部材６ａ，６ｂに対して軸方向に弾性反力を発生する部材であれば特定の形態に限定されない。例えば、周方向に波形を形成する環状部材（例えばウェーブワッシャの如き形状の部材）、コイルばねなどを被軸受支持部材用弾性構造５２ａ，５２ｂと軸受用弾性構造５３ａ，５３ｂとして用いることができる。

【0055】

キャンドモータポンプ１００の軸受構造１においては、各部の寸法公差の影響により、軸受３ａ，３ｂの側面と被軸受支持部材６ａ，６ｂの当接面とが相対的に傾斜して互いに接触するときに面接触しない場合がある。この場合、軸受３ａ，３ｂの側面の一部や、被軸受支持部材６ａ，６ｂの当接面の一部の摩耗が進み、回転軸２の当初の軸方向の遊びや回転軸２の当初の軸方向に対する傾きが次第に増幅し、キャンドモータポンプ１００の性能が低下するおそれがある。

【0056】

かかる問題を解消するために、被軸受支持部材用弾性構造５２ａ，５２ｂと軸受用弾性構造５３ａ，５３ｂとは、それぞれ第１被軸受支持部材６ａと第１軸受３ａとの両端、また第２被軸受支持部材６ｂと第２軸受３ｂとの両端に１つずつ配置される。被軸受支持部材用弾性構造５２ａ，５２ｂと軸受用弾性構造５３ａ，５３ｂとが設けられることにより、軸受３ａ，３ｂと被軸受支持部材６ａ，６ｂとは互いに対向する面が面接触するように、軸方向に対して微小角傾動しながら互いに当接し、適切に面接触することが可能となる。このように、被軸受支持部材用弾性構造５２ａ，５２ｂと軸受用弾性構造５３ａ，５３ｂとには、軸受３ａ，３ｂが被軸受支持部材６ａ，６ｂに片当たりすることにより生じる摩耗を防止できる機能がある。

【0057】

なお、被軸受支持部材６ａ，６ｂの端部に配置されている弾性構造を被軸受支持部材用弾性構造５２ａ，５２ｂとし、軸受３ａ，３ｂの端部に配置されている弾性構造を軸受用弾性構造５３ａ，５３ｂとする。

【0058】

本実施形態の変形例において、図７に示す係止用段差５１ａが無ければ、第１軸受３ａと第１被軸受支持部材６ａとの間に隙間が生じた場合、第１被軸受支持部材用弾性構造５２ａの弾性力により、第１被軸受支持部材６ａは第１被軸受支持部材用ハウジング７ａから押し出されるおそれがある。また、図８に示す係止用段差５１ｂが無ければ、第２軸受３ｂと第２被軸受支持部材６ｂとの間に隙間が生じた場合、第２被軸受支持部材用弾性構造５２ｂの弾性力により、第２被軸受支持部材６ｂは第２被軸受支持部材用ハウジング７ｂから押し出されるおそれがある。

【0059】

しかし、係止用段差５１ａ，５１ｂが存在することにより、たとえ被軸受支持部材６ａ，６ｂが被軸受支持部材用弾性構造５２ａ，５２ｂに押圧されても、被軸受支持部材６ａ，６ｂは係止用段差５１ａ，５１ｂに係止され被軸受支持部材用ハウジング７ａ，７ｂから飛び出すことが防止される。

【0060】

なお、被軸受支持部材用ハウジング７ａ，７ｂは、被軸受支持部材６ａ，６ｂと回転軸２との間で軸方向に延出した延出部５４ａ，５４ｂを有している。以下、延出部５４ａを「第１延出部５４ａ」ともいい、延出部５４ｂを「第２延出部５４ｂ」ともいう。

【0061】

第１延出部５４ａの軸方向の長さは、第１被軸受支持部材６ａの軸方向の長さよりも長く、第２延出部５４ｂの軸方向の長さは、第２被軸受支持部材６ｂの軸方向の長さよりも長い。

【0062】

係止用段差５１ａ，５１ｂが形成されていると、スリーブ４ａ，４ｂの外径側の端面と被軸受支持部材６ａ，６ｂの内径側の端面とが互いに接触することにより被軸受支持部材６ａ，６ｂが被軸受支持部材用ハウジング７ａ，７ｂ内で固定されるおそれがある。被軸受支持部材６ａ，６ｂが被軸受支持部材用ハウジング７ａ，７ｂ内で固定されると、被軸受支持部材６ａ，６ｂを押圧して微小角傾動させることにより軸受３ａ，３ｂと面接触させる被軸受支持部材用弾性構造５２ａ，５２ｂが機能を発揮できない。

【0063】

しかし、第１延出部５４ａを有することで、第１スリーブ４ａと第１被軸受支持部材６ａとの間に隙間が形成される。同様に第２延出部５４ｂを有することで、第２スリーブ４ｂと第２被軸受支持部材６ｂとの間に隙間が形成される。そのため被軸受支持部材６ａ，６ｂが被軸受支持部材用ハウジング７ａ，７ｂ内で固定されることが回避される。これにより被軸受支持部材用弾性構造５２ａ，５２ｂが機能を発揮できるようになる。

【0064】

以上に説明した本発明は、その精神や主旨または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。すなわち上記の実施形態は例にすぎない。

【産業上の利用可能性】

【0065】

本発明は、例えば、キャンドモータポンプの軸受構造に適用することができる。

【符号の説明】

【0066】

１００ キャンドモータポンプ
１ キャンドモータポンプの軸受構造
２ 回転軸
３ａ，３ｂ 軸受
４ａ，４ｂ スリーブ
６ａ，６ｂ 被軸受支持部材
７ａ，７ｂ 被軸受支持部材用ハウジング
８ モータ部
９ ポンプ部
１２ ロータ
１４ａ，１４ｂ 軸受用ハウジング
１６ インペラ
４３ａ，４３ｂ 開口部
４６ａ，４６ｂ 軸受用弾性リング
４７ａ，４７ｂ 被軸受支持部材用弾性リング
５２ａ，５２ｂ 被軸受支持部材用弾性構造
５４ａ，５４ｂ 延出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】