(57)【要約】【課題】第一の軸受板が欠品されて組み立てられた場合でも初期段階で欠品を認識できる水中すべり軸受ポンプを提供することを目的とする。【解決手段】電動機とポンプ室が分離板で完全に分離シールされ、ポンプ室が分離板、ケーシングで形成された構造で、電動機と磁気的、電気的に結合するための従動用マグネットを保持した羽根車１２が、分離板とケーシングに固定された軸を中心に摺動するための軸受を介して回転自在に支承され、羽根車１２に固定された軸受は、スラスト方向の受けとして、分離板、ケーシングとの間隙にそれぞれ軸受板を備え、羽根車１２に固定された前面シュラウドマウス端面１２ａ及びケーシング凹部にそれぞれ凹凸を設けた。【選択図】図１
2006037825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機とポンプ室が分離板で完全に分離シールされ、またポンプ室を分離板とケーシングで形成し、前記電動機と磁気的、電気的に結合するための従動用マグネットを保持した羽根車が前記分離板と前記ケーシングに固定された軸を中心に摺動するための軸受を介して回転自在に支承され、前記羽根車に固定された前記軸受は、スラスト方向の受けとして、前記分離板、ケーシングとの間隙にそれぞれ軸受板が配置された水中すべり軸受ポンプであって、前記羽根車に固定された前面シュラウドマウス端面及び前記ケーシングにおける前記前面シュラウドマウス端面と相対するケーシング凹部にそれぞれ凹凸を設けたことを特徴とする水中すべり軸受ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、羽根車の軸が軸受を介して回転自在に支承され、循環水の潤滑を利用して摺動する水中すべり軸受ポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、水中すべり軸受構造を有するマグネットポンプ、ＤＣブラシレスポンプ、キャンドポンプなどはシールレスであり、ライフエンドでも水漏れの発生がないことから、暖房用など長時間運転するポンプとして有用なポンプである。
【０００３】
従来の水中すべり軸受ポンプの代表例であるマグネットポンプについて図面を参照しながら説明する。図４は従来の水中すべり軸受ポンプの断面図、図５は従来の水中すべり軸受ポンプのポンプ運転時の断面図、図６は従来の水中すべり軸受ポンプの第一の軸受板が欠品された場合におけるポンプ停止時の断面図、図７は従来の水中すべり軸受ポンプの第一の軸受板が欠品された場合におけるポンプ運転時の断面図である。
【０００４】
図４において、１は電動機であり、その片側に回転シャフト２が突出しており、この回転シャフト２の先端に駆動用マグネット３がハウジング４に保持され取付けられている。電動機１とポンプ室５は分離板６で完全に分離され、ポンプ室５はブラケット１５に保持されている。さらにポンプ室５は分離板６とケーシング７により形成され、Ｏリング８によりシールされている。
【０００５】
ポンプ室５の中心には軸９が固定されており、一般的材質としてセラミックを使用している。軸９の両端面部には同一形状のＤカット９ａが施されており、分離板軸支え６ａにも対応したＤ形状の穴が施してあり、Ｄカット９ａが分離板軸支え６ａに挿入され、回転しない構造となっている。
【０００６】
軸９を中心に、駆動用マグネット３と磁気結合状態にある従動用マグネット１０、および軸９と回転摺動するために軸受１１を保持した羽根車１２が回転自在に支承されている。羽根車１２に固定された軸受１１の材質は一般的にカーボンが使用されており、両端面にはそれぞれケーシング軸支え７ａとの間隙には第一の軸受板１３が配置され、また分離板軸支え６ａとの間隙には第二の軸受板１４が配置されている。第一の軸受板１３と第二の軸受板１４の内周形状も軸９のＤカット９ａに対応したＤ形状とし、回転防止を行なっている。第一の軸受板１３は軸受ポンプ側端面１１ａ（図５）との回転摺動によるＰＶ値が高いため、材質はセラミックが一般的である。また、第二の軸受板１４は、軸受反ポンプ側端面１１ｂ（図５）とは常に摺動することはないため、材質はセラミック、もしくはステンレスなどが一般的である。
【０００７】
図４において、軸９のもう一方のＤカット９ａはケーシング軸支え７ａによって保持されている。羽根車１２中央に固定された軸受１１は、軸９を中心に回転自在である必要があり、組立時の寸法ばらつきで軸受１１がロックしないよう、寸法吸収のために空隙ｇを設けている。
【０００８】
駆動用マグネット３に対し従動用マグネット１０のセンターはわずかに電動機１側にずれて配置されているため、従動用マグネット１０は電動機１側に吸引された状態となる。このため、電動機１の停止状態では、従動用マグネット１０を保持した羽根車１２は軸受反ポンプ側端面１１ｂ（図５）を介して第二の軸受板１４側と接触した状態となっている。
【０００９】
次に、上記のように構成されたポンプの動作を説明する。電動機１を運転すると、回転シャフト２の先端に取付けられたハウジング４を介し駆動用マグネット３が回転する。駆動用マグネット３と磁気結合状態にある従動用マグネット１０は回転を始め、軸９を中心に軸受１１が羽根車１２と共に回転する。これにより循環水が揚水され、ポンプ室５の吸込側と吐出側に差圧を生じ、循環水は継手７ｂ（図５）から吸込まれ、吐出継手７ｃ（図５）より吐出される。
【００１０】
図５に示すように、上記運転により差圧を生じることで、羽根車１２は空隙ｇの分だけ第一の軸受板１３側に引かれ、軸受ポンプ側端面１１ａと第一の軸受板１３が高い圧力で回転摺動する。この時、軸受ポンプ側端面１１ａは第一の軸受板１３で受けられるため、羽根車１２はケーシング７とは一定の空隙Ｋ１およびＫ２を保ち、接触しない位置関係に設定している。このようにポンプ運転中、第一の軸受板１３及び軸受１１は高い圧力と回転数により回転摺動する箇所であり、ポンプの寿命に大きく影響する重要な部品となる。
【特許文献１】特許第３０９９３６８号公報
【特許文献２】特許第３０９９４３４号公報
【特許文献３】特許第３３６０３９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
第一の軸受板１３が欠品された状態でポンプが組立てられた場合、図６に示すように停止状態では、羽根車１２は電動機１側に吸引されているため、軸受反ポンプ側端面１１ｂと第二の軸受板１４が接触した状態となり、第一の軸受板１３の板厚ｔが加算された空隙（ｇ＋ｔ）となる。電動機１が運転されると、図７に示すように差圧により羽根車１２は空隙（ｇ＋ｔ）だけケーシング７側に移動することとなる。第一の軸受板１３が存在すれば軸受ポンプ側端面１１ａと第一の軸受板１３は先に接触し回転摺動することで羽根車１２とケーシング７は一定の空隙Ｋ１，Ｋ２を保つのであるが、第一の軸受板１３が欠品された状態では、前面シュラウドマウス端面１２ａとケーシング凹部７ｄとが接触摺動することととなり、第一の軸受板１３と軸受ポンプ側端面１１ａには空隙ｇ２が発生する。しかし前面シュラウドマウス端面１２ａとケーシング凹部７ｄでは接触面積が小さく摺動抵抗も小さいため、モータトルクが大きい場合羽根車１２の回転に大きな影響がなく、ポンプとして特性を損なうことがなく、また異常音の発生もないことから初期的に第一の軸受板１３の欠品を認識することができなかった。
【００１２】
しかし、前面シュラウドマウス端面１２ａ、及びケーシング凹部７ｄはいずれも摺動材ではないため長時間運転には耐えられず、両者の磨耗は加速され短時間で前面シュラウドマウス端面１２ａとケーシング裏面７ｅとが接触摺動することにより摺動抵抗が増大し、時間経過と共に異常音の発生、ポンプ性能の低下、あるいはポンプロックを発生させることとなった。
【００１３】
そこで本発明は、水中すべり軸受ポンプにおいて、第一の軸受板が欠品されて組み立てられた場合でも初期段階で欠品を認識できる水中すべり軸受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】
【００１４】
この課題を解決するために、本発明の水中すべり軸受ポンプは、電動機とポンプ室が完全に分離板で分離シールされ、またポンプ室を分離板、ケーシングで形成し、前記電動機と磁気的、電気的に結合するための従動用マグネットを保持した羽根車が前記分離板と前記ケーシングに固定された軸を中心に摺動するための軸受を介して回転自在に支承され、前記羽根車に固定された前記軸受は、スラスト方向の受けとして、前記分離板、ケーシン
グとの間隙にそれぞれ軸受板が配置された水中すべり軸受ポンプであって、前記羽根車に固定された前面シュラウドマウス端面及び前記ケーシングにおける前記前面シュラウドマウス端面と相対する部分にそれぞれ凹凸を設けるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の水中すべり軸受ポンプは、前面シュラウドマウス端面とケーシングの相対する箇所に凹凸の抵抗を設けることで、第一の軸受板が欠品された場合でも運転初期段階で異常音の発生、性能低下、あるいはポンプロックを招くことで第一の軸受板の欠品を認識することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
請求項１に記載の発明は、電動機とポンプ室が分離板で完全に分離シールされ、またポンプ室を分離板、ケーシングで形成し、電動機と磁気的、電気的に結合するための従動用マグネットを保持した羽根車が分離板とケーシングに固定された軸を中心に摺動するための軸受を介して回転自在に支承され、羽根車に固定された軸受は、スラスト方向の受けとして、分離板、ケーシングとの間隙にそれぞれ軸受板が配置された水中すべり軸受ポンプであって、羽根車に固定された前面シュラウドマウス端面及びケーシングにおける前面シュラウドマウス端面と相対するケーシング凹部にそれぞれ凹凸の抵抗を設けるようにした水中すべり軸受ポンプであり、第一の軸受板が欠品された場合でも運転初期段階で、異常音の発生、性能低下、あるいはポンプロックを招くことで第一の軸受板の欠品を認識することが可能になる。
【００１７】
図１（ａ）は本発明の一実施の形態における水中すべり軸受ポンプの羽根車の側面図、図１（ｂ）は本発明の一実施の形態における水中すべり軸受ポンプの羽根車の正面図、図２（ａ）は本発明の一実施の形態における水中すべり軸受ポンプのケーシングの正面図、図２（ｂ）は本発明の一実施の形態における水中すべり軸受ポンプのケーシングの部分断面図、図３は本発明の一実施の形態における水中すべり軸受ポンプの羽根車マウス端面とケーシングの側面図である。なお、本実施の形態における水中すべり軸受ポンプの全体構成は既に説明した図４に係るポンプと同一であるから、説明は省略する。
【００１８】
図１に示すように前面シュラウドマウス端面１２ａにはノコギリの歯状の凹凸が設けられ、また図２に示すように相対するケーシング凹部７ｄにも同様にノコギリの歯状の凹凸が設けられている。凹凸は、図３に示すように羽根車１２の回転方向に対し噛合う方向に配置されている。このため、第一の軸受板１３が欠品された状態でポンプ運転した場合、差圧の影響により羽根車１２の前面シュラウドマウス端面１２ａがケーシング凹部７ｄに押し付けられて、噛合う方向に羽根車１２が回転する。この形状については、ノコギリ状に限定されるものではなく、単なる凹凸であっても同様の効果を得ることができる。
【００１９】
また、凹凸の設置位置についても羽根車１２の前面シュラウドマウス端面１２ａとケーシング凹部７ｄに限定されるものではなく、第一の軸受板１３が欠品された状態でポンプが運転された場合、羽根車１２とケーシング７が先に接触する個所、例えば羽根車前面１２ｂとケーシング裏面７ｅの相対する箇所に設けることも可能である。
【００２０】
空隙Ｋ１は通常１．５ｍｍ程度に設定する。また空隙Ｋ２は羽根車前面１２ｂとケーシング裏面７ｅとの円盤摩擦による騒音低減対策のため、広めに設定する必要がある。従ってＫ２＞Ｋ１となることにより、第一の軸受板１３が欠品された場合、羽根車１２の前面シュラウドマウス端面１２ａとケーシング凹部７ｄが最初に接触するような設定になる。凹凸の高さはケーシングの肉厚、あるいは外形寸法によって決まるが最大高さＨとして０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度が適正である。また凹凸の間隔αとしては、９０°〜４５°、つまり４箇所から８箇所程度が適正である。
【００２１】
電動機１を運転すると、羽根車１２は差圧によりケーシング７側に移動して回転する。第一の軸受板１３が欠品されると、前面シュラウドマウス端面１２ａの凹凸がケーシング凹部７ｄに設置された凹凸部に噛合う。この時電動機１のモータトルクが小さい場合、または凹凸の最大高さが高い場合は、凹凸が完全に噛合うので羽根車１２がロックし、ポンプ性能が発揮できず、初期的に第一の軸受板１３の欠品を認識できる。モータトルクが大きい場合にはロックには至らないが、凹凸が激しく磨耗するため、大きな異常音を発生させると当時に、回転数も大幅に低下するため、所定のポンプ性能を発揮できないため、初期的に第一の軸受板１３の欠品を認識できる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明の水中すべり軸受ポンプは、前面シュラウドマウス端面とケーシングの相対する箇所に凹凸を設けることで、第一の軸受板が欠品された場合でも運転初期段階で、異常音の発生、性能低下、またはポンプロックを招くことで第一の軸受板の欠品を認識できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）本発明の一実施の形態における水中すべり軸受ポンプの羽根車の側面図、（ｂ）本発明の一実施の形態における水中すべり軸受ポンプの羽根車の正面図
【図２】（ａ）本発明の一実施の形態における水中すべり軸受ポンプのケーシングの正面図、（ｂ）本発明の一実施の形態における水中すべり軸受ポンプのケーシングの部分断面図
【図３】本発明の一実施の形態における水中すべり軸受ポンプの羽根車マウス端面とケーシングの側面図
【図４】従来の水中すべり軸受ポンプの断面図
【図５】従来の水中すべり軸受ポンプのポンプ運転時の断面図
【図６】従来の水中すべり軸受ポンプの第一の軸受板が欠品された場合におけるポンプ停止時の断面図
【図７】従来の水中すべり軸受ポンプの第一の軸受板が欠品された場合におけるポンプ運転時の断面図
【符号の説明】
【００２４】
１    電動機
２    回転シャフト
３    駆動用マグネット
４    ハウジング
５    ポンプ室
６    分離板
７    ケーシング
７ｄ    ケーシング凹部
７ｅ    ケーシング裏面
９    軸
１０    従動用マグネット
１１    軸受
１２    羽根車
１２ａ    前面シュラウドマウス端面
１２ｂ    羽根車前面
１３    第一の軸受板
１４    第二の軸受板
１５    ブラケット
【図１】
2006037825.tif 000003
【図２】
2006037825.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006037825.tif 000008
【図７】
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