(57)【要約】      （修正有）【課題】スリーブの主軸に対する空転を防ぐため、スリーブにキー溝を設けることが知られている。キー溝を設けるためには、加工の手間が掛かるなどの課題がある。【解決手段】主軸１０１と、主軸の先端に接続された羽根車１１０と、主軸に取り付けられたスリーブ１３０と、スリーブに取り付けられたメカニカルシール１２０と、羽根車のスリーブに対向する面およびスリーブの羽根車に対向する面の少なくとも一方に設けられた凹部と、凹部に挿入された、羽根車とスリーブとを締結するための締結部と、を備えるポンプ１００を開示する。【選択図】図１Ａ
2018189038.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸と、
前記主軸の先端に接続された羽根車と、
前記主軸に取り付けられたスリーブと、
前記スリーブに取り付けられたメカニカルシールと、
（ａ）前記羽根車の前記スリーブに対向する面および（ｂ）前記スリーブの前記羽根車に対向する面の少なくとも一方に設けられた凹部と、
前記凹部に挿入された、前記羽根車と前記スリーブとを締結するための締結部と、
を備えるポンプ。
【請求項２】
前記凹部は、（ａ）前記羽根車の前記スリーブに対向する面および（ｂ）前記スリーブの前記羽根車に対向する面の双方に設けられたピン穴であり、
前記締結部はピンである、
請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
前記凹部は、前記羽根車の前記スリーブに対向する面に設けられた切欠部であり、
前記締結部は、前記スリーブの一部分であって、前記スリーブの前記羽根車に対向する面から突出した突出部である、
請求項１に記載のポンプ。
【請求項４】
前記凹部は、前記スリーブの前記羽根車に対向する面に設けられた切欠部であり、
前記締結部は、前記羽根車の一部分であって、前記羽根車の前記スリーブに対向する面から突出した突出部である、
請求項１に記載のポンプ。
【請求項５】
前記締結部は前記主軸と非接触である、
請求項１に記載のポンプ。
【請求項６】
前記スリーブの外周の形状は円柱形状である、
請求項１に記載のポンプ。
【請求項７】
前記羽根車は前記主軸と締結されており、
前記スリーブは前記主軸と締結されていない、
請求項１に記載のポンプ。
【請求項８】
主軸と、
前記主軸の先端に接続された羽根車と、
前記主軸に取り付けられたスリーブと、
前記スリーブに取り付けられたメカニカルシールと、
を備えるポンプにおける、前記主軸に対する前記スリーブの空転を防止する方法であって、
（ａ）前記羽根車の前記スリーブに対向する面および（ｂ）前記スリーブの前記羽根車に対向する面の少なくとも一方に凹部を設け、
締結部を前記凹部に挿入することにより、前記羽根車と前記スリーブとを締結することで、前記主軸に対する前記スリーブの空転を防止する方法。
【請求項９】
主軸と、
前記主軸の先端に接続された羽根車と、
前記主軸に取り付けられた、外周の形状が円柱形状であるスリーブと、
前記スリーブに取り付けられたメカニカルシールと、
を備えるポンプにおける、前記主軸に対する前記スリーブの空転を防止する方法であって、
前記羽根車と前記スリーブとを締結することで、前記主軸に対する前記スリーブの空転を防止する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、ポンプおよびポンプにおける主軸に対するスリーブの空転を防止する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ケーシング内に設けられた羽根車を回転させて、流体などを移送または搬送するポンプが知られている。一般的に、この羽根車は主軸（ｍａｉｎ  ｓｈａｆｔ）に接続されており、主軸はさらにモータに接続される。モータの回転が主軸を介して羽根車に伝わり、羽根車が回転する。
【０００３】
主軸をスムーズに回転させるためには、主軸と他の部品（たとえばケーシング）の間にある程度の隙間を設ける必要がある。ポンプに軸封装置を備え付けることで、移送すべき流体がこの隙間から流出することを防ぐことが可能となる。
【０００４】
一般的に用いられる軸封装置として、メカニカルシールとグランドパッキンが存在する。いずれの方式の軸封装置においても、使用中に主軸と摺動する部分または部品が存在する。摺動により主軸が摩耗した場合、主軸を交換することが望ましい。しかし、主軸の交換には大きな手間とコストが発生してしまう。
【０００５】
主軸の交換コストを抑制するため、主軸をスリーブに挿入する技術が知られている（特許文献１および特許文献２）。特許文献１ではグランドパッキンを用いるポンプにおいて、特許文献２ではメカニカルシールを用いるポンプにおいて、キーにより主軸に対するスリーブの空転を防止する軸封装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５８−３０５００号公報
【特許文献２】特開２０１４−０７４３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１および特許文献２では、キーによりスリーブの空転を防止するためスリーブにキー溝を設けている。しかし、キー溝を設けることによって、加工および組立の手間が掛かるという課題がある。
【０００８】
キー溝を設ける際には、工具の逃がし部分をスリーブに設けることが好ましい。工具の逃がし部分を設けることによって、主軸のうち、小径部分の長さが長くなり得る。キー溝を設けないことによって、主軸の大径部分の長さを長くすることができれば、主軸の強度または剛性を向上させ得る。よって、キーおよびキー溝によらずにスリーブの空転を防止する方法が求められている。
【０００９】
そこで本願は、上述の課題のうち、少なくとも一部を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願は、一実施形態として、主軸と、主軸の先端に接続された羽根車と、主軸に取り付けられたスリーブと、スリーブに取り付けられたメカニカルシールと、羽根車のスリーブに対向する面およびスリーブの羽根車に対向する面の少なくとも一方に設けられた凹部と
、凹部に挿入された、羽根車とスリーブとを締結するための締結部と、を備えるポンプを開示する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】第１実施形態にかかるポンプの側断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａのうち「Ａ１」と付した部分の拡大図である。
【図２Ａ】第１実施形態にかかるスリーブの正面図である。
【図２Ｂ】第１実施形態にかかるスリーブの側断面図である。
【図３Ａ】第１実施形態にかかる羽根車の背面図である。
【図３Ｂ】第１実施形態にかかる羽根車の側断面図である。
【図４Ａ】比較例にかかるスリーブの正面図である。
【図４Ｂ】比較例にかかるスリーブの側断面図である。
【図５Ａ】第２実施形態にかかるスリーブの正面図である。
【図５Ｂ】第２実施形態にかかるスリーブの側断面図である。
【図６Ａ】第２実施形態にかかる羽根車の背面図である。
【図６Ｂ】第２実施形態にかかる羽根車の側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態にかかるポンプを示す図である。図１Ａは、本実施形態にかかるポンプの側断面図である。図１Ｂは、図１Ａ中に「Ａ１」と付した部分についての部分拡大図である。
【００１３】
流体を移送するポンプ１００は、図示しないモータに接続された主軸１０１、主軸１０１を回転可能に支持する軸受１０２、軸受１０２をさらに支持する軸受ケーシング１０３および軸受１０２のための軸受カバー１０４を備える。モータの回転が主軸１０１に伝わることにより、主軸１０１は回転する。一般的なポンプにおいては、モータおよび軸受１０２などは大気中に設置される。本明細書では、主軸１０１の回転の中心をシャフト中心軸１０５と称する。
【００１４】
図１のポンプ１００はさらに、主軸１０１の一端に接続される羽根車１１０を備える。羽根車１１０は、固定具１１１（たとえばナットなど）により生じる軸力により主軸１０１に固定されている。換言すれば、羽根車１１０は、固定具１１１によって紙面右方向への荷重を受けることとなる。羽根車１１０にはキー溝が設けられている。羽根車１１０と主軸１０１とをキー１３１によって締結することで、羽根車１１０の主軸１０１に対する空転が防止される。ただし、羽根車１１０はキー以外の締結方法によって主軸１０１に締結されていてもよい。たとえば、固定具１１１の軸力のみによって羽根車１１０と主軸１０１とを締結する方法などを採用することができる。羽根車１１０は羽根車ケーシング１１２に内包されている。羽根車ケーシング１１２はインレット１１３とアウトレット１１４を備える。ポンプ１００の運転中は、羽根車ケーシング１１２は流体で満たされている。
【００１５】
図１のポンプ１００は、モータの回転が主軸１０１を介して羽根車１１０に伝わるように構成されている。その結果、羽根車１１０が羽根車ケーシング１１２の内部で回転する。羽根車１１０の回転により、羽根車ケーシング１１２内の流体には位置によって圧力差が生じることとなる。この圧力差が、インレット１１３から流体を吸入してアウトレット１１４から流体を吐出すること、すなわち流体の移送を実現している。
【００１６】
図１のポンプ１００はさらに、羽根車ケーシング１１２からの流体の漏出を防止するためのメカニカルシール１２０を備える。メカニカルシール１２０は、主軸１０１とともに
回転する回転環１２１と、羽根車ケーシング１１２に（メカニカルシールカバー１２４および羽根車ケーシングカバー１１５を介して）固定された固定環１２２とを有する。回転環１２１は、スプリング１２３により固定環１２２に対して押圧されている。ポンプ１００を運転している間は、回転環１２１と固定環１２２との間に流体が入り込む。流体が入り込むことによって、回転環１２１と固定環１２２との間に微小な隙間が形成される。この微小な隙間がシール面となって流体の漏出を防止する。
【００１７】
主軸１０１は、ポンプ１００の運転中に固定環１２２と接触しない。さらに上述の通り、主軸１０１と回転環１２１は一体となって回転する。よって、主軸１０１とメカニカルシール１２０との間に摺動する部分はないように思える。そのため、メカニカルシール１２０を用いる場合には主軸の摩耗が起こらないとも考えられる。
【００１８】
しかし、「回転型」と呼ばれるメカニカルシール１２０においては、スプリング１２３の伸縮およびねじれなどによって、主軸１０１上で回転環１２１が動き得る。回転型のメカニカルシールでは、回転環１２１およびスプリング１２３が主軸１０１と一体となって回転するように構成される。回転環１２１は、スプリング１２３が伸縮した場合、シャフト中心軸１０５の方向に動く。回転環１２１は、スプリング１２３がねじれた場合、主軸１０１の円周方向（回転方向）に動く。回転環１２１が動くということはすなわち、回転環１２１（または主軸１０１と回転環１２１の間に設けられた二次シール１２５など）と主軸１０１とが摺動し得ることを意味する。この摺動が主軸１０１の摩耗をもたらし得る。
【００１９】
そこで、図１に示すポンプ１００は、回転型のメカニカルシール１２０による主軸１０１の摩耗を低減するために、主軸１０１に取り付けられたスリーブ１３０を備える。ただし、メカニカルシール１２０は回転型に限定されるわけではなく、静止型のメカニカルシールを用いることもできる。主軸１０１はスリーブ１３０に挿入される。メカニカルシール１２０（の回転環１２１）はスリーブ１３０に取り付けられている。メカニカルシール１２０（の回転環１２１）はスリーブ１３０を介して主軸１０１に取り付けられていると表現してもよい。この構成により、メカニカルシール１２０は主軸１０１ではなくスリーブ１３０と摺動することとなる。よって、主軸１０１が摩耗する可能性は低減される。スリーブ１３０の交換は、主軸１０１の交換より手間およびコストを必要としない。
【００２０】
ここで、スリーブ１３０が主軸１０１に対して空転すると、スリーブ１３０と主軸１０１とが摺動することとなる。スリーブ１３０の空転は、たとえばモータの回転数を変化させた際、移送する流体の性質が変化した際（たとえば粘度の高い流体が突然流れ込んできた場合など）、および、ポンプ内部に詰まりが発生した際などに起こり得る。モータの回転数の変化は、停止していたモータを始動させた際、または動作中のモータを停止した際などに顕著である。スリーブ１３０と主軸１０１が摺動すると、主軸１０１の摩耗および／または主軸１０１とスリーブ１３０との接触部分からの流体の漏出などが発生し得る。よって、スリーブ１３０の主軸１０１に対する空転を防止することが必要になる。
【００２１】
従来のポンプにおいては、キーによってスリーブ１３０の空転を防止することが一般的であった。しかし、出願人は、メカニカルシールを用いたポンプにおいてはキー以外の締結方法によってもスリーブの空転を防止することができるという知見を得た。この知見について、グランドパッキンとメカニカルシールを比較しつつ、以下に説明する。
【００２２】
グランドパッキンを用いる場合、パッキン（たとえば繊維糸からなるブレードパッキン）がスリーブに押し付けられる。パッキンはケーシングに対して固定されているので、スリーブが主軸とともに回転しようとする場合に、スリーブとパッキン間に強い摩擦力が生じ得る。この摩擦力がスリーブの回転を妨げる。グランドパッキンを用いるポンプにおい
てスリーブの空転を防止するためには、スリーブとパッキン間の摩擦力に打ち勝つことができるよう、スリーブにトルクを強く伝達する必要がある。キーによる締結はトルク伝達性が高いので、グランドパッキンを用いるポンプにおいてはキーによってスリーブと主軸を締結することが一般的であった。
【００２３】
メカニカルシールを用いる場合も、グランドパッキンを用いる場合と同様に、スリーブにトルクを強く伝達する必要があると考えられてきた。よって、メカニカルシールを用いるポンプにおいてもキーが使用されることが一般的であった。出願人は、検討を重ねることで（１）メカニカルシールでは、回転環と固定環との間の摩擦力がスリーブの空転の一因となること、（２）回転環と固定環との間の摩擦力は、回転環と固定環との隙間から流体が消失した場合または回転環と固定環の間に流体中のスラリーが固着した場合などに発生すること、そして（３）回転環と固定環との間の摩擦力は、グランドパッキンを用いた場合のパッキンとスリーブとの間の摩擦力より一般的には低いことを見出した。この知見により、メカニカルシールを用いる場合は、トルク伝達性がキーより低い締結方法であってもスリーブの空転が防止できることがわかった。
【００２４】
以上の知見に基づき、本実施形態にかかるポンプ１００は、羽根車１１０のスリーブ１３０に対向する面およびスリーブ１３０の羽根車１１０に対向する面の少なくとも一方に設けられた凹部と、前記凹部に挿入される締結部と、を備える。締結部により羽根車１１０とスリーブ１３０を締結することで、羽根車１１０とスリーブ１３０が一体となって回転する。羽根車１１０は（たとえばキー１３１により）主軸１０１と締結されているので、羽根車１１０とスリーブ１３０の締結により、主軸１０１に対するスリーブ１３０の空転を防止することができる。主軸１０１の回転によるトルクは主軸１０１から羽根車１１０を介してスリーブ１３０に伝達される。図１のポンプ１００は、凹部としてスリーブピン穴１４１および羽根車ピン穴１４２を備え、締結部としてピン１４３を備える。図示の便宜のため、図１では各ピン穴とピン１４３の間に隙間があるものとして図示したが、各ピン穴とピン１４３の間の隙間はできるだけ小さいことが好ましい。
【００２５】
図２は本実施形態にかかるスリーブ１３０を示す図であり、図２Ａは正面図（ポンプ１００の羽根車１１０側を正面側とする）、図２Ｂは側面断面図である。本実施形態のスリーブ１３０は概略円筒形状であり、スリーブ１３０の外周の形状は円柱形状である。スリーブ１３０はスリーブ中心軸２３１を有する。ポンプ１００が組み立てられたとき、スリーブ中心軸２３１はシャフト中心軸１０５とほぼ一致する。そのため、スリーブ中心軸２３１はシャフト中心軸１０５と読み替えてもよい。
【００２６】
スリーブ１３０は二つの端面を有する。二つの端面のうち、スリーブ１３０を主軸１０１に取り付けた場合に羽根車１１０に対向する端面を第１の端面２３２と称する。他方の端面、すなわちスリーブ１３０を主軸１０１に取り付けた場合にモータ側に位置する端面を第２の端面２３３と称する。さらにスリーブ１３０は、第１の内径部２３４と、第１の内径部２３４の内径より大きい内径を持つ第２の内径部２３５を有する。第１の内径部２３４は第１の端面２３２から延在する。第２の内径部２３５は第２の端面２３３から延在する。
【００２７】
第１の端面２３２には、ピン１４３を挿入するための穴であるスリーブピン穴１４１が設けられている。スリーブピン穴１４１の位置、個数、形状、大きさおよび深さなどの各種のパラメータは、少なくとも以下の項目に応じて調整することができる。
・用いるピン１４３の種類、形状または材質
・スリーブ１３０または羽根車１１０の形状または材質
・主軸１０１の回転速度
・移送する流体の種類
【００２８】
図３は本実施形態にかかる羽根車１１０を示す図であり、図３Ａは背面図、図３Ｂは側断面図である。羽根車１１０は羽根車中心軸３０１を有する。ポンプ１００が組み立てられたとき、羽根車中心軸３０１はシャフト中心軸１０５とほぼ一致する。そのため、羽根車中心軸３０１はシャフト中心軸１０５と読み替えてもよい。羽根車１１０には、羽根車中心軸３０１を中心とした貫通穴３０２が設けられている。貫通穴３０２は主軸１０１を挿入するための穴である。羽根車１１０の背面のうち貫通穴３０２の外周と接する部分には、背面から見て羽根車中心軸３０１を中心としたリング状となる第１の突出部分が形成されている。この突出部分が、スリーブ１３０と対向するスリーブ対向面３０３を画定する。羽根車１１０にはさらに、主軸１０１と貫通穴３０２の間にキー１３１を挿入するためのキー溝３０４が設けられている。なお、キー１３１およびキー溝３０４は羽根車１１０と主軸１０１を締結するが、スリーブ１３０には直接的な影響を及ぼさない。羽根車１１０にはさらに、スリーブ対向面３０３から半径方向外側に離隔した部分であって、背面から見て羽根車中心軸３０１を中心としたリング状となる第２の突出部分３０５が形成されている。
【００２９】
スリーブ対向面３０３には、ピン１４３を挿入するための穴である羽根車ピン穴１４２が設けられている。羽根車ピン穴１４２の位置、個数、形状、大きさおよび深さなどの各種のパラメータは、スリーブピン穴１４１と同様に調整することができる。
【００３０】
図２および図３では、スリーブピン穴１４１および羽根車ピン穴１４２として円形の止まり穴を例示している。このほかに、たとえば一方のピン穴を、その長手方向が主軸１０１の径方向である長円型の穴とすることもできる。たとえば一方のピン穴を雌ねじ穴とすることもできる（この場合、雄ねじ加工が施されたピンを使用する）。
【００３１】
ポンプ１００を組み立てる際は、ピン１４３のそれぞれの端をスリーブピン穴１４１および羽根車ピン穴１４２に挿入して、固定具１１１により主軸１０１に羽根車１１０を固定する。ピン１４３がスリーブ１３０の円周方向の移動を制限するので、スリーブ１３０と羽根車１１０とは一体となって回転する。スリーブ１３０は主軸１０１と締結されていないが、羽根車１１０は主軸１０１と締結されている。よって、スリーブ１３０と羽根車１１０を締結することで、スリーブ１３０の主軸１０１に対する空転が防止される。スリーブ１３０が主軸１０１と締結されていないことは、締結部であるピン１４３が主軸１０１と接触していないと表現することもできる。なお、本明細書において「部品１が部品２と締結されていない」ということは、「部品１と部品２との間に（直接的な）廻り止めがなされていない」または「部品１と部品２との間に廻り止め部材が存在しない」ということを意味する。「部品１と部品２が締結されていない」ことは、「部品１と部品２とが非接触である」ことを意味するものではない。
【００３２】
ピンおよびキーの大きさおよび材質などにもよるが、一般的に、ピンのトルク伝達性はキーのトルク伝達性よりも低い。そのため、これまでのポンプにおいてピンを用いてスリーブの空転を防止することは考えられていなかった。出願人の得た知見によれば、メカニカルシールを用いるポンプにおいては、ピンによってもスリーブの空転を防止することができる。一般的に、ピン穴の加工はキー溝の加工より容易である。さらに一般的に、ピンを用いた場合のポンプの組立および分解はキーを用いた場合のポンプの組み立ておよび分解より容易である。よって、本実施形態のポンプ１００によれば、各部品の加工ならびにポンプの組み立ておよび分解の手間を削減することができる。また、ピンを用いた場合、主軸１０１の強度または剛性を向上させ得るという効果がある。主軸１０１の強度または剛性の向上について、本実施形態のスリーブとキー溝が設けられたスリーブを比較しつつ、以下に説明する。
【００３３】
図４は、比較例にかかるスリーブ１３０を示す図であり、図４Ａは正面図、図４Ｂは側断面図である。図４に示すスリーブ１３０は、図２に示したスリーブと同様に、スリーブ中心軸２３１、第１の端面２３２、第２の端面２３３、第１の内径部２３４および第２の内径部２３５を有する。図４に示すスリーブ１３０の第１の端面２３２にはキー溝４０１が掘り込まれている。キー溝４０１にはキーが挿入され、このキーが図４に示すスリーブ１３０と主軸１０１とを締結する。たとえば図１に示した羽根車１１０のためのキー１３１を延長して、キー１３１をキー溝４０１に挿入してもよい。この場合のキー１３１は、スリーブ１３０と主軸１０１とを締結し、かつ、羽根車１１０と主軸１０１とを締結するものであって、スリーブ１３０と羽根車１１０とを締結するものではない。
【００３４】
図４に示すスリーブ１３０の第１の内径部２３４には、キー溝４０１の加工の便宜のために加工具の逃がし部分４０２が設けられている。すなわち図４のスリーブ１３０では、第１の内径部２３４に逃がし部分４０２を設けるための長さが必要となる。
【００３５】
主軸１０１はスリーブ１３０に挿入されるので、主軸１０１の径はスリーブ１３０の内径に依存する。ここで、主軸１０１の径の大小はその強度または剛性に影響する。ポンプ１００の運転中に主軸１０１がラジアル荷重を受けることによって主軸１０１の撓みが発生し得るため、主軸１０１の強度および剛性は高いことが好ましい。第１の内径部２３４より大きな内径を有する第２の内径部２３５の長さを長くすることができれば、主軸１０１の大径部を長くすることができ、主軸１０１の強度または剛性を向上させることができる。
【００３６】
図４に示したスリーブ１３０と異なり、本実施形態にかかる図２のスリーブでは、キーとキー溝に代えてピンとピン穴が用いられている。ピン穴の加工の際には逃がし部分を設ける必要がない。そのため、本実施形態にかかる図２のスリーブ１３０における第１の内径部２３４は、比較例にかかる図４のスリーブ１３０における第１の内径部２３４と比して短く形成することが可能である。その結果、主軸１０１の大径部を長くすることが可能であり、主軸１０１の強度または剛性を向上させることができる。
【００３７】
さらに、従来から、廻り止め加工がなされていないスリーブ（スリーブピン穴１４１もキー溝４０１も存在しないスリーブ）を用いたポンプが知られている。廻り止め加工がなされていないスリーブと図４のスリーブ１３０とでは、逃がし部分４０２の有無によって第１の内径部２３４の長さが異なる。よって、廻り止め加工がなされていないスリーブを用いるポンプと図４に示したスリーブ１３０を用いるポンプとでは、主軸１０１を共通化することが困難であった。本実施形態のスリーブ１３０には逃がし部分が存在しないので、廻り止め加工がなされていないスリーブと図２のスリーブ１３０との間で、第１の内径部を同一の長さとすることが可能である。その結果、廻り止め加工がなされていないスリーブを用いるポンプと図２に示したスリーブを用いるポンプとで、主軸１０１を共通化することが容易となる。
【００３８】
＜第２実施形態＞
第２実施形態では、第１実施形態で示したピン穴およびピンに代え、凹部として切欠部を備え、締結部として突出部を備えるポンプを説明する。図５は、第２実施形態にかかるスリーブ１３０を示す図であり、図５Ａは正面図、図５Ｂは側面断面図である。図５のスリーブ１３０は、第１の端面２３２から柱状に突出した突出部５０１を備える。突出部５０１はスリーブ１３０の一部分である。突出部５０１は任意の形状であってよく、一例として四角柱状または円柱状の形状を採用することができる。
【００３９】
図６は、第２実施形態にかかる羽根車１１０を示す図であり、図６Ａは背面図、図６Ｂは側面断面図である。図６の羽根車１１０は、スリーブ対向面３０３から切り欠かれた切
欠部６０１を備える。切欠部６０１の形状は突出部５０１の形状に対応しており、突出部５０１は切欠部６０１とかみ合うように構成される。突出部５０１が切欠部６０１に挿入されることで、スリーブ１３０と羽根車１１０が一体となって回転し、スリーブ１３０の主軸に対する空転を防止することができる。
【００４０】
本実施形態のスリーブ１３０もキー溝を備えないので、第１実施形態で説明した効果と同様の効果を奏する。さらに本実施形態によれば、第１実施形態より加工の手間が増加する可能性があるが、第１実施形態と比してピン１４３を用いない分だけポンプ１００の部品点数を削減することができる。
【００４１】
突出部５０１は任意の位置に任意の個数設けることが可能である。突出部５０１の位置および個数は突出部５０１の位置及び個数に対応していることが好ましい。また、スリーブ１３０に切欠部５０２を設け、羽根車１１０に突出部６０２を設けてもよい。突出部６０２は羽根車１１０の一部分である。
【００４２】
以上、いくつかの本発明の実施形態について説明してきたが、上記した発明の実施形態は、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勿論である。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、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。
【００４３】
また、ポンプ１００によって移送される流体は代表的には水であるが、たとえば油、化学液、海水等の任意の流体であってもよい。ここではポンプ１００の方式は横型ポンプとしたが、立型ポンプであってもよい。ポンプ１００は遠心ポンプとして図示したが、たとえば斜流ポンプまたは軸流ポンプであってもよく、その他の型式のポンプでも本発明の実施形態を適用することが可能である。メカニカルシール１２０は回転型として図示したが、たとえば静止型であってもよい。その他、バランス型・アンバランス型、インサイド型・アウトサイド型、シングル型・ダブル型などの種々の型式のメカニカルシールに、本発明の実施形態を適用することが可能である。
【００４４】
羽根車ケーシング１１２の外部は大気であるとして説明したが、これは説明の便宜のためである。羽根車ケーシング１１２の外側は、大気以外のガスまたは液体であってもよい。
【００４５】
本願は、一実施形態として、主軸と、主軸の先端に接続された羽根車と、主軸に取り付けられたスリーブと、スリーブに取り付けられたメカニカルシールと、羽根車のスリーブに対向する面およびスリーブの羽根車に対向する面の少なくとも一方に設けられた凹部と、凹部に挿入された、羽根車とスリーブとを締結するための締結部と、を備えるポンプを開示する。
【００４６】
さらに本願は、一実施形態として、主軸と、主軸の先端に接続された羽根車と、主軸に取り付けられたスリーブと、スリーブに取り付けられたメカニカルシールと、を備えるポンプにおける、主軸に対するスリーブの空転を防止する方法であって、羽根車のスリーブに対向する面およびスリーブの羽根車に対向する面の少なくとも一方に凹部を設け、締結部を凹部に挿入することにより、羽根車とスリーブとを締結することで、主軸に対するスリーブの空転を防止する方法を開示する。
【００４７】
さらに本願は、一実施形態として、主軸と、主軸の先端に接続された羽根車と、主軸に取り付けられた、外周の形状が円柱形状であるスリーブと、スリーブに取り付けられたメ
カニカルシールと、を備えるポンプにおける、主軸に対するスリーブの空転を防止する方法であって、羽根車とスリーブとを締結することで、主軸に対するスリーブの空転を防止する方法を開示する。
【００４８】
これらのポンプおよび方法は、キー溝によらずに主軸に対するスリーブの回転を防止することができるという効果を一例として奏する。
【００４９】
さらに本願は、一実施形態として、凹部は、羽根車のスリーブに対向する面およびスリーブの羽根車に対向する面の双方に設けられたピン穴であり、締結部はピンであるポンプを開示する。
【００５０】
さらに本願は、一実施形態として、凹部は、羽根車のスリーブに対向する面に設けられた切欠部であり、締結部は、スリーブの一部分であって、スリーブの羽根車に対向する面から突出した突出部であるポンプを開示する。
【００５１】
さらに本願は、一実施形態として、凹部は、スリーブの羽根車に対向する面に設けられた切欠部であり、締結部は、スリーブの一部分であって、羽根車のスリーブに対向する面から突出した突出部であるポンプを開示する。
【００５２】
これらの実施形態では、それぞれ異なった凹部および締結部が開示されている。凹部がピン穴であり締結部がピンであるポンプは、凹部の加工が容易になるという効果を一例として奏する。凹部が切欠部であり締結部が突出部であるポンプは、ピンを用いるポンプより部品点数を削減することができるという効果を一例として奏する。
【００５３】
さらに本願は、一実施形態として、前記締結部は前記主軸と非接触であるポンプを開示する。さらに本願は、一実施形態として、前記スリーブの外周の形状は円柱形状であるポンプを開示する。さらに本願は、一実施形態として、前記羽根車は前記主軸と締結されており、前記スリーブは前記主軸と締結されていないポンプを開示する。
【００５４】
これらの実施形態では、ポンプの要素についての詳細が開示されている。
【符号の説明】
【００５５】
１００…ポンプ
１０１…主軸
１０２…軸受
１０３…軸受ケーシング
１０４…軸受カバー
１０５…シャフト中心軸
１１０…羽根車
１１１…固定具
１１２…羽根車ケーシング
１１３…インレット
１１４…アウトレット
１１５…羽根車ケーシングカバー
１２０…メカニカルシール
１２１…回転環
１２２…固定環
１２３…スプリング
１２４…メカニカルシールカバー
１２５…二次シール
１３０…スリーブ
１３１…キー
１４１…スリーブピン穴
１４２…羽根車ピン穴
１４３…ピン
２３１…スリーブ中心軸
２３２…第１の端面
２３３…第２の端面
２３４…第１の内径部
２３５…第２の内径部
３０１…羽根車中心軸
３０２…貫通穴
３０３…スリーブ対向面（第１の突出部分により画定される面）
３０４…キー溝
３０５…第２の突出部分
４０１…キー溝
４０２…部分
５０１…突出部
５０２…切欠部
６０１…切欠部
６０２…突出部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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