(57)【要約】【課題】配管接続作業が容易で、且つ接続部に液漏れ等が発生しない信頼性の高いポンプの配管接続構造及び該配管接続構造を用いたポンプ装置を提供すること。【解決手段】吸込及び吐出ノズル３２、３３を有するポンプケーシング１４の該ノズル３２、３３に配管４２、５０を接続するポンプの配管接続構造において、配管接続構造をノズル３２、３３に配管４２、５０の一端を接続したソケット３７、４６を結合させる構成とし、ノズル３２、３３は大径の鍔部３４、４３と小径の突出部３５、４４を有する構成とし、ソケット３７、４６はノズルの鍔部３４、４３に当接する鍔部３８、４７とノズル嵌入穴３９、４８を有する構成とし、ノズルの突出部３５、４４の外周にシール部材３６、４５を装着し、ソケット３７、４６の嵌入穴３９、４８にノズル３２、３３の突出部を嵌入すると共に両鍔部３４と３８、４３と４７が互いに当接した状態で該両鍔部を止め具で締結する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸込及び吐出ノズルを有するポンプケーシングの該ノズルに配管を接続するポンプの配管接続構造において、
前記配管接続構造を前記ノズルに配管の一端を接続したソケットを結合させる構成とし、
前記ノズルは大径の鍔部と該鍔部から突出する小径の突出部を有する構成とし、
前記ソケットは前記ノズルの鍔部に当接する鍔部と該鍔部の中央部に前記ノズルの突出部を嵌入させる嵌入穴を有する構成とし、
前記ノズルの突出部の外周又は前記ソケットの穴の内周にシール部材を装着し、
前記ソケットの嵌入穴に前記ノズルの突出部を嵌入すると共に両鍔部が互いに当接した状態で該両鍔部を止め具で締結することを特徴とするポンプの配管接続構造。
【請求項２】
吸込及び吐出ノズルを有するポンプケーシングの該ノズルに配管を接続するポンプの配管接続構造において、
前記配管接続構造を前記ノズルに配管の一端を接続したソケットを結合させる構成とし、
前記ノズルはその先端部を大径の鍔部とし該鍔部の中央部に前記ソケットの突出部が嵌入される嵌入穴を有する構成とし、
前記ソケットは前記ノズルの鍔部に当接する鍔部と該鍔部から突出する小径の突出部を有する構成とし、
前記ノズルの嵌入穴の内周又は前記ソケットの突出部の外周にシール部材を装着し、
前記ノズルの嵌入穴に前記ソケットの突出部を嵌入すると共に両鍔部が互いに当接した状態で該両鍔部を締結する止め具を具備することを特徴とするポンプの配管接続構造。
【請求項３】
ポンプを具備し、該ポンプのケーシングの吸込及び吐出ノズルに配管を接続したポンプ装置において、
前記ノズルに配管を接続する配管接続構造に、請求項１又は請求項２に記載のポンプの配管接続構造を用いたことを特徴とするポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプのケーシングの吸込及び吐出ノズルに配管を接続するポンプの配管接続構造及び該配管接続構造を用いたポンプ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、大きさが人のこぶし程度であるモータポンプが各種の装置に搭載されて使用されている。この種のポンプはポンプケーシングが樹脂製のものが多く、ポンプケーシングの吸込・吐出ノズルが所謂「タケノコ状」に成形されており、そこにホースを差し込んで使用する場合が多い。しかしながら、ホースを差し込んで、ホースハンドなどで緩み止め処理を行う作業は手間がかかり、しかも、注意して作業を行わないと該当部が緩んで、「液漏れ」を生じる場合がある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１３８９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように従来のポンプケーシングの吸込・吐出ノズルにホースを差し込みホースハンドなどで締め付け固定する接続する方法は、接続作業に手間がかかるばかりではなく、締め付け部が緩んで、「液漏れ」を生じる場合がある等の問題があった。本発明はこのような問題を解決し、配管接続作業が容易で、且つ接続部に液漏れ等が発生しない信頼性の高いポンプの配管接続構造及び該配管接続構造を用いたポンプ装置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】
【０００５】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、吸込及び吐出ノズルを有するポンプケーシングの該ノズルに配管を接続するポンプの配管接続構造において、配管接続構造をノズルに配管の一端を接続したソケットを結合させる構成とし、ノズルは大径の鍔部と該鍔部から突出する小径の突出部を有する構成とし、ソケットはノズルの鍔部に当接する鍔部と該鍔部の中央部にノズルの突出部を嵌入させる嵌入穴を有する構成とし、ノズルの突出部の外周又はソケットの穴の内周にシール部材を装着し、ソケットの嵌入穴にノズルの突出部を嵌入すると共に両鍔部が互いに当接した状態で該両鍔部を止め具で締結することを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、吸込及び吐出ノズルを有するポンプケーシングの該ノズルに配管を接続するポンプの配管接続構造において、配管接続構造をノズルに配管の一端を接続したソケットを結合させる構成とし、ノズルはその先端部を大径の鍔部とし該鍔部の中央部にソケットの突出部が嵌入される嵌入穴を有する構成とし、ソケットはノズルの鍔部に当接する鍔部と該鍔部から突出する小径の突出部を有する構成とし、ノズルの嵌入穴の内周又はソケットの突出部の外周にシール部材を装着し、ノズルの嵌入穴に前記ソケットの突出部を嵌入すると共に両鍔部が互いに当接した状態で該両鍔部を締結する止め具を具備することを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、ポンプを具備し、該ポンプのケーシングの吸込及び吐出ノズルに配管を接続したポンプ装置において、ノズルに配管を接続する配管接続構造に、請求項１又は請求項２に記載のポンプの配管接続構造を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、ソケットの嵌入穴にノズルの突出部を嵌入し、当接した両鍔部を止め具で互いに締結するという簡単な配管接続作業で、ノズルの突出部の外周又はソケットの嵌入穴の内周に装着したシール部材の作用により、液漏れが生じることなく、且つ止め具で両鍔部を締結するので機械的接続も確実となり、信頼性の高いポンプの配管接続構造を提供できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、ノズルの嵌入穴にソケットの突出部を嵌入し、当接した両鍔部を止め具で互いに締結するという簡単な配管接続作業で、ノズルの嵌入穴の内周又はソケットの突出部の外周に装着したシール部材の作用により、液漏れが生じることなく、且つ止め具で両鍔部を締結するので機械的接続も確実となり、信頼性の高いポンプの配管接続構造を提供できる。
【００１０】
請求項３に記載の発明によれば、ノズルに配管を接続する配管接続構造に、請求項１又は請求項２に記載の配管接続構造を用いたので、信頼性の高い配管接続構造を具備するポンプ装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は本発明に係るポンプの構成例を示す断面図である。このポンプは、例えば最高効率点流量における比速度Ｎｓ（ｍ3／ｍｉｎ，ｍ，ｍｉｎ-1）が１６０の単段の遠心式モータポンプであって、例えば羽根車の外径が２０ｍｍ、モータ回転子の濡れ縁最大径が１０ｍｍ、モータ回転子の濡れ縁最大外径の外側に形成される半径隙間δが１ｍｍ、モータ回転子の濡れ縁最大径部の軸方向長さが２５ｍｍになっている。
【００１３】
本ポンプはモータ部１とポンプ部２からなる。モータ部１は所謂ＤＣブラシレスモータであり、構造的にはキャンドモータの範疇に入る。モータ固定子１１はカップ形状のアルミダイカスト製のモータフレーム１２に収容されている。モータ固定子１１の内周側にはカップ形状の回転子ケーシング１３が設けられ、その鍔部１３ｂがモータフレーム１２と樹脂製のポンプケーシング１４によって挟持されている。該回転子ケーシング１３をＰＰ（ポリプロピレン）製とし、予め射出成形によって製作したＰＥＥＫ（ポリエーテル・エーテル・ケトン）製の軸受４１をＰＰ製の回転子ケーシング１３で覆うようにインサート成形している。ＰＥＥＫは成形温度がＰＰに比べて高いため、インサート成形時に熱変形するような不都合がない。更に、圧入時の回り止め等との位置合わせを行う必要がなく手間が省ける。また、軸受ブラケット１５もＰＥＥＫ製で回転子ケーシング１３で覆うようにインサート成形している。軸受ブラケット１５が回転子ケーシング１３とポンプケーシング１４に挟持され、軸受ブラケット１５の一部は負荷側ラジアル軸受とスラスト軸受として機能している。
【００１４】
モータ回転子１７は、金属製の磁性体のヨーク１８の外周にネオジウム製の永久磁石１９が設けられ、該ヨーク１８と永久磁石１９を取囲むようにカップ状の回転子外カバー２０と回転子内カバー２１が設けられ、Ｏリングなどのシール部材２２、２３でシールしている。このような構成を採用することにより、永久磁石１９及び磁性体のヨーク１８が完全にポンプ取扱液から遮断されるため、錆びを発生することはない。モータ回転子１７の軸芯部には主軸２４が挿入されている。主軸２４はオーステナイト系ステンレス合金からなり、その直径は例えば１．５ｍｍ程度あり、両端部には軸スリーブ２５、２６が装着されている。なお、２８は回転子外カバー２０の軸方向の移動を止める止め輪である。
【００１５】
主軸２４の一端には遠心式のポンプ部２のクローズ型（フロントシュラウドを備える）の羽根車２７が取り付けられている。羽根車２７は例えば直径２０ｍｍで、羽根車２７の主軸２４が貫通する穴（主軸貫通穴）は、羽根車２７の吸込マウス側が例えば直径３．５ｍｍ程度の軸スリーブ２５が挿入できるようになっている。羽根車２７に対する軸スリーブ２５の廻り止めは、例えば３．５ｍｍ程度の直径に対して、羽根車２７の主軸貫通穴と軸スリーブ２５の一部を二面取り（二面間距離３ｍｍ程度）することで行う。なお、羽根車２７は例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）のような樹脂材料を射出成形して製作され、軸スリーブ２５、２６はアルミナなどのセラミック材料で製作される。
【００１６】
モータ回転子１７の主軸２４に対する軸スリーブ２５、２６の廻り止めは、例えば３．５ｍｍ程度の直径に対して、モータ回転子１７の主軸貫通穴と軸スリーブ２５、２６の一部を二面取り（二面間距離３ｍｍ程度）することで行う。軸スリーブ２６の外径部は軸受ブラケット１５の軸受部の内径との間で摺動面を構成する。また、モータ回転子１７の回転子内カバー２１と軸スリーブ２５の間、及び羽根車２７と軸スリーブ２５の間にはスラストディスク１６、１６が挟持されている。スラストディスク１６、１６は主軸２４に対する軸スリーブ２５、２６の廻り止めと同様な方法で軸スリーブ２５に廻り止めされ、軸受ブラケット１５の軸受部の軸方向端面との間で摺動して、アキシャルスラスト荷重を支承する。回転子ケーシング１３の反ポンプ側の主軸２４端部の軸スリーブ２６に対応する部分には、ラジアル方向の荷重を支えるための反負荷側軸受が回転子ケーシング１３と一体に設けられる。
【００１７】
主軸２４の羽根車２７側端部にはＴ字状に鍛造成形されたＴ字状鍛造成形部２４ａが形成されており、反羽根車端部にＥ形止め輪２９を取付けることで羽根車２７などの部材が主軸２４から脱落しないようになっている。この固定手段は、ネジのように軸方向に部材を締め上げるものではなく、単に部材の軸方向の移動を制限するものである。本発明は部材間に軸方向の隙間・遊びが多少あっても支障が無い構造になっており、これらの簡便構成の固定手段を使用できる。従って生産性も良好である。
【００１８】
また、上記固定手段（Ｅ形止め輪２９）と軸スリーブ２６の間に、コイルバネなどの要素（図示せず）を挟み込めば、主軸２４の両軸端部２４ａ、２４ｂの固定手段（Ｔ字状鍛造成形部２４ａ、Ｅ形止め輪２９）にて挟み込まれた部材がカタカタ音を発しながら移動することがないため、騒音が発生することもない。なお、主軸２４の羽根車２７側の端部のＴ字状鍛造成形部２４ａに対応して、羽根車２７のボス部端面に溝が設けられているため、軸スリーブ２５から羽根車２７に伝わった回転トルクは主軸２４にも伝えられる。
【００１９】
ポンプケーシング１４はカップ状を成し、ＰＰＳなどの樹脂材料にて成形される。ポンプケーシング１４のカップ形状の底部には吸込ノズル３２が設けられ、側面には吐出ノズル３３が設けられる。また、ポンプケーシング１４のカップ形状の開放部内面は、Ｏリング等のシール部材３０を介して回転子ケーシング１３の外周部と固定され密封容器を構成する。また、ポンプケーシング１４のカップ形状の底部には、羽根車２７の吸込マウス外周部と微小隙間を形成するフッ素樹脂製のライナリング３１が設けられている。ポンプケーシング１４とモータフレーム１２は、間に回転子ケーシング１３を挟んでボルトで固定されている。
【００２０】
ポンプケーシング１４の吸込ノズル３２の外周には大径の鍔部３４と該鍔部３４から突出した小径の突出部３５が形成され、該突出部３５の外周にはＯリング等のシール部材３６が装着されている。吸込ノズル３２にはソケット３７が結合されるようになっている。該ソケット３７は吸込ノズル３２の鍔部３４に当接する大径の鍔部３８と該鍔部３８の中央部に吸込ノズル３２の突出部３５を嵌入させる嵌入穴３９を有する構成である。ソケット３７の嵌入穴３９に吸込ノズル３２の突出部３５を嵌入すると共に、吸込ノズル３２の鍔部３４とソケット３７の鍔部３８が互いに当接した状態で両鍔部３４、３８を止め具４０で締結する。なお、ソケット３７の端部にはポンプ取扱液を供給する配管４２の一端が接続されている。
【００２１】
ポンプ部２の吸込ノズル３２に配管４２を接続する配管接続構造に、上記のようにソケット３７の嵌入穴３９に吸込ノズル３２の突出部３５を嵌入すると共に、吸込ノズル３２の鍔部３４とソケット３７の鍔部３８が互いに当接した状態で両鍔部３４、３８を止め具４０で締結する構成を採用することにより、Ｏリング等のシール部材３６の作用により液漏れが発生することなく、両鍔部３４、３８を止め具４０で互いに締結するので、接続の機械的強度も大きく、且つ配管接続作業が容易となる。なお、Ｏリング等のシール部材３６はソケット３７の嵌入穴３９の内周に装着してもよい。
【００２２】
ポンプケーシング１４の吐出ノズル３３の外周には大径の鍔部４３と該鍔部４３から突出する小径の突出部４４が形成され、該突出部４４の外周にはＯリング等のシール部材４５が装着されている。吐出ノズル３３にはソケット４６が結合されるようになっている。該ソケット４６は吐出ノズル３３の鍔部４３に当接する鍔部４７と該鍔部４７の中央部に吐出ノズル３３の突出部４４を嵌入させる嵌入穴４８を有する構成である。ソケット４６の嵌入穴４８に吐出ノズル３３の突出部４４を嵌入すると共に、吐出ノズル３３の鍔部４３とソケット４６の鍔部４７が互いに当接した状態で両鍔部４３、４７を止め具４９で互いに締結する。なお、ソケット４６の端部には取扱液を吐出する配管５０の一端が接続されている。
【００２３】
ポンプ部２の吐出ノズル３３に配管５０を接続する配管接続構造に、上記のようにソケット４６の嵌入穴４８に吐出ノズル３３の突出部４４を嵌入すると共に、吐出ノズル３３の鍔部４３とソケット４６の鍔部４７が互いに当接した状態で両鍔部４３、４７を止め具４９で締結する構成を採用することにより、Ｏリング等のシール部材４５の作用により液漏れが発生することなく、両鍔部４３、４７を止め具４９で互いに締結するので、接続の機械的強度も大きく、且つ配管接続作業が容易となる。なお、Ｏリング等のシール部材４５はソケット４６の嵌入穴４８の内周に装着してもよい。
【００２４】
端部がソケット３７に接続された配管４２を通してポンプケーシング１４の吸込ノズル３２から吸込まれた取扱液は、羽根車２７の吸込マウスから羽根車２７内に導かれ、羽根車２７の回転に伴って昇圧され、ポンプケーシング１４の吐出流路を経て吐出ノズル３３を経て一端がソケット４６に接続された配管を通って吐出される。一部の取扱液は回転子ケーシング１３内に導かれ、軸受部の潤滑とモータ部１の冷却に使用される。前述の通り、本発明はモータ回転子１７の濡れ縁最大径の外側に形成される半径隙間δが１ｍｍと、一般のキャンドモータに比べて大きいため、取扱液はモータ回転子１７の外周隙間から、取扱液の粘性による影響をあまり受けずに滞り無く軸受摺動面に供給される。この結果、主軸２４には貫通穴を設ける必要が無いため、主軸２４の太さをその強度限界まで細く設計することができる。
【００２５】
本発明に係るポンプは、上記のように主軸２４を支承する滑軸受を軸スリーブ２５、２６を活用して構成したため、主軸２４は「ねじり」に対する強度の確保が実質的に不要となり、「曲げ」及び「引っ張り」に対してのみ強度を確保するだけでよいので、軸径を極めて小さな値にすることができる。その結果、羽根車２７のボス径は小さく抑えられ、羽根車２７の外径に対する羽根車２７の吸込マウス径の比率を適正化できるため、羽根車２７の流体力学的効率を良好な値にすることが可能となる。また、モータ回転子１７の直径を極めて小さい値に抑えることができるため、モータ回転子１７の回転に伴う攪拌ロスを低減できる。
【００２６】
なお、ＰＥＥＫ製の軸受４１の外周部には「廻り止め」と「軸方向への抜け止め」の形状が付与されている。このため、例えば高温液でポンプを使用する際にも、線膨張係数の違いによって軸受４１が回転子ケーシング１３や軸受ブラケット１５に対して廻ってしまう不都合や、軸方向に抜けてしまうという不都合がない。
【実施例２】
【００２７】
図２は本発明に係るポンプの他の構成例を示す断面図である。図２において、図１と同一符号を付した部分は同一又は相当部分を示すのでその説明は省略する。ポンプケーシング１４の吸込ノズル３２の先端は大径の鍔部５１となっており、該鍔部５１の中央部には後述するソケット５４の突出部５５が嵌入される嵌入穴５２が形成され、該嵌入穴５２の内周にはＯリング等のシール部材５３が装着されている。吸込ノズル３２にはソケット５４が結合されるようになっている。該ソケット５４は吸込ノズル３２の鍔部５１に当接する大径の鍔部５６と該鍔部５６から突出する小径の突出部５５を有する構成である。吸込ノズル３２の嵌入穴５２にソケット５４の突出部５５を嵌入すると共に、吸込ノズル３２の鍔部５１とソケット５４の鍔部５６が互いに当接した状態で両鍔部５１、５６を止め具５７で締結する。なお、ソケット５４の端部には取扱液を供給する配管４２の一端が接続されている。
【００２８】
ポンプ部２の吸込ノズル３２に配管４２を接続する配管接続構造に、上記のように吸込ノズル３２の嵌入穴５２にソケット５４の突出部５５を嵌入すると共に、吸込ノズル３２の鍔部５１とソケット５４の鍔部５６が互いに当接した状態で両鍔部５１、５６を止め具５７で締結する構成を採用することにより、Ｏリング等のシール部材５３の作用により液漏れが発生することなく、両鍔部５１、５６を止め具５７で締結するので、接続の機械的強度も大きく、且つ配管接続作業が容易となる。なお、Ｏリング等のシール部材５３はソケット５４の突出部５５の外周に装着してもよい。
【００２９】
ポンプケーシング１４の吐出ノズル３３の先端は大径の鍔部５８となっており、該鍔部５８の中央部には後述するソケット６１の突出部６３が嵌入される嵌入穴５９が形成され、該嵌入穴５９の内周にはＯリング等のシール部材６０が装着されている。吐出ノズル３３にはソケット６１が結合されるようになっている。該ソケット６１は吐出ノズル３３の鍔部５８に当接する大径の鍔部６２と該鍔部６２から突出する小径の突出部６３を有する構成である。吐出ノズル３３の嵌入穴５９にソケット６１の突出部６３を嵌入すると共に、吐出ノズル３３の鍔部５８とソケット６１の鍔部６２が互いに当接した状態で両鍔部５１、５６を止め具５７で締結する。なお、ソケット６１の端部には取扱液を吐出する配管５０の一端が接続されている。
【００３０】
ポンプ部２の吐出ノズル３３に配管５０を接続する配管接続構造に、上記のように吐出ノズル３３の嵌入穴５９にソケット６１の突出部６３を嵌入すると共に、吐出ノズル３３の鍔部５８とソケット６１の鍔部６２が互いに当接した状態で両鍔部５８、６２を止め具６４で締結する構成を採用することにより、Ｏリング等のシール部材６０の作用により液漏れが発生することなく、両鍔部５８、６２を止め具６４で締結するので、接続の機械的強度も大きく、且つ配管接続作業が容易となる。なお、Ｏリング等のシール部材６０はソケット６１の突出部６３の外周に装着してもよい。
【００３１】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係るポンプの構成例を示す断面図である。（実施例１）
【図２】本発明に係るポンプの構成例を示す断面図である。（実施例２）
【符号の説明】
【００３３】
１      モータ部
２      ポンプ部
１１    モータ固定子
１２    モータフレーム
１３    回転子ケーシング
１４    ポンプケーシング
１５    軸受ブラケット
１６    スラストディスク
１７    モータ回転子
１８    ヨーク
１９    永久磁石
２０    回転子外カバー
２１    回転子内カバー
２２    シール部材
２３    シール部材
２４    主軸
２５    軸スリーブ
２６    軸スリーブ
２７    羽根車
２８    止め輪
２９    Ｅ形止め輪
３０    シール部材
３１    ライナリング
３２    吸込ノズル
３３    吐出ノズル
３４    鍔部
３５    突出部
３６    シール部材
３７    ソケット
３８    鍔部
３９    嵌入穴
４０    止め具
４１    軸受
４２    配管
４３    鍔部
４４    突出部
４５    シール部材
４６    ソケット
４７    鍔部
４８    嵌入穴
４９    止め具
５０    配管
５１    鍔部
５２    嵌入穴
５３    シール部材
５４    ソケット
５５    突出部
５６    鍔部
５７    止め具
５８    鍔部
５９    嵌入穴
６０    シール部材
６１    ソケット
６２    鍔部
６３    突出部
６４    止め具
【図１】
2005069115.tif 000003
【図２】
2005069115.tif 000004