(57)【要約】【課題】インペラから従動側マグネットを取り外すことができるポンプ装置を提供する。【解決手段】ポンプ装置1の回転体3は従動側マグネット32を収容したマグネット収容体31と、該マグネット収容体31に着脱可能に接続されたインペラ4を備え、該インペラ4からはマグネット収容体31に着脱可能に嵌まる嵌合体7が突出し、該嵌合体7は、マグネット収容体31との対向部に係合突起71を設けている。マグネット収容体31は、嵌合体7との対向部が環状に形成されて、周縁部から内向きに突出し係合突起71と係合可能な係り突片51と、係合突起71の挿入を許す切欠き部53とを周方向に沿って設けている。インペラ4は、係合突起71がマグネット収容体31の切欠き部53を通ってマグネット収容体31内に入り込む第１の位置と、該第１の位置から回転体3の回転方向に沿って離間し係合突起71が係り突片51と係合する第２の位置との間を移動可能である。【選択図】  図５
2016109076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動側マグネットを回転させることで従動側マグネットに設けられたインペラを回転させて液体移送力を発生させる、マグネットカップリング式のポンプ装置であって、
液体が流入されて吐出されるケーシングと、該ケーシングの外側に配置されて回転する駆動側マグネットと、該ケーシング内に配置されて、前記駆動側マグネットとの間で吸引力が作用する従動側マグネットを内包して、前記駆動側マグネットと連動して回転する回転体とを備え、
該回転体は前記従動側マグネットを収容したマグネット収容体と、該マグネット収容体に着脱可能に接続されて回転により液体を前記ケーシングの吐出側に送るインペラを備え、
該マグネット収容体と該インペラのうちの一方部材からは、他方部材に着脱可能に嵌まる嵌合体が突出し、
前記嵌合体は、前記他方部材との対向部に半径方向に突出した係合突起を設け、
前記他方部材は、前記嵌合体との対向部が環状に形成されて、周縁部から内向きに突出し前記係合突起と係合可能な係り突片と、前記係合突起の挿入を許す切欠き部とを円周方向に沿って設け、
前記一方部材は、前記係合突起が前記他方部材の前記切欠き部を通って前記他方部材内に入り込む第１の位置と、該第１の位置から前記回転体の回転方向に沿って離間し、前記係合突起が前記係り突片と係合する第２の位置との間を移動可能に設けられている、ポンプ装置。
【請求項２】
前記嵌合体には内向きに弾性変形可能な係止片が設けられ、前記他方部材の側面には第２の位置にて前記係止片が係止する孔が設けられ、前記係止片が該孔に係止することにより、前記インペラとマグネット収容体の相対回転を規制する、請求項１に記載のポンプ装置。
【請求項３】
前記係合突起と前記係り突片にて、互いに対向する面はテーパ状に形成された、請求項１又は２に記載のポンプ装置。
【請求項４】
前記係り突片には、第２の位置にて、前記係合突起に接して、第２の位置を超える前記インペラ又は前記マグネット収容体の回転を規制するストッパ壁が設けられた、請求項１乃至３の何れかに記載のポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、従動側マグネットであるインナマグネットを内包したインペラを有するポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
遠心ポンプ装置は一般に、液体が流入口から導入されるケーシング内側に羽根車であるインペラを設けて構成される。インペラ内部には従動側マグネット(インナマグネット)が設けられ、一方、ケーシングの外側には該従動側マグネットに対向して駆動側マグネット(アウタマグネット)が設けられている。ここでケーシングの「外側」とは液体の収容側とは反対側を指す。従動側マグネットと駆動側マグネットの間には、磁気吸引力が作用している。該駆動側マグネットはモータに連結されており、該モータが回転すると、駆動側マグネットが回転する。すると、磁気吸引力により、従動側マグネット及びインペラも回転する。ケーシング内の液体が回転されて遠心力によって吐出口に向けて流れる。ケーシング上にて、流入口と吐出口以外には液体が出入り可能な箇所はない。従って、ケーシングからケーシング内の流体が漏れることは無い(特許文献１参照)。インペラから従動側マグネットが回転中に外れないように、従動側マグネットはインペラに熱板融着、溶接又は一体成形にて固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４―８４７６７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のインペラの構造では、インペラから従動側マグネットが分離できないから、インペラのみ、若しくは従動側マグネットのみを交換する場合でも、従動側マグネットを内包したインペラごと交換しなければならなかった。これでは、交換する必要がない従動側マグネット又はインペラをも交換するから、交換時のコストアップに繋がる。また、交換する必要がない部品をも交換するから、資源の有効利用の観点からも問題がある。
本発明の目的は、インペラから従動側マグネットを取り外すことができるポンプ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
駆動側マグネットを回転させることで従動側マグネットに設けられたインペラを回転させて液体移送力を発生させる、マグネットカップリング式のポンプ装置であって、
液体が流入されて吐出されるケーシングと、該ケーシングの外側に配置されて回転する駆動側マグネットと、該ケーシング内に配置されて、前記駆動側マグネットとの間で吸引力が作用する従動側マグネットを内包して、前記駆動側マグネットと連動して回転する回転体とを備え、
該回転体は前記従動側マグネットを収容したマグネット収容体と、該マグネット収容体に着脱可能に接続されて回転により液体を前記ケーシングの吐出側に送るインペラを備え、
該マグネット収容体と該インペラのうちの一方部材からは、他方部材に着脱可能に嵌まる嵌合体が突出し、
前記嵌合体は、前記他方部材との対向部に半径方向に突出した係合突起を設け、
前記他方部材は、前記嵌合体との対向部が環状に形成されて、周縁部から内向きに突出し前記係合突起と係合可能な係り突片と、前記係合突起の挿入を許す切欠き部とを円周方向に沿って設け、
前記一方部材は、前記係合突起が前記他方部材の前記切欠き部を通って前記他方部材内に入り込む第１の位置と、該第１の位置から前記回転体の回転方向に沿って離間し、前記係合突起が前記係り突片と係合する第２の位置との間を移動可能に設けられている。
また、前記嵌合体には内向きに弾性変形可能な係止片が設けられ、前記他方部材の側面には第２の位置にて前記係止片が係止する孔が設けられ、前記係止片が該孔に係止することにより、前記インペラとマグネット収容体の相対回転を規制する。
【発明の効果】
【０００６】
１．インペラとマグネット収容体を接続する際には、係合突起と切欠き部とが合わさる第１の位置にて、嵌合体とマグネット収容体とを対向させ、インペラとマグネット収容体の一方部材を他方部材内に挿入する。この後、一方部材を第２の位置まで回転させ、係合突起と係り突片とを係合させる。即ち、第２の位置にて、インペラとマグネット収容体とが接続される。一方部材から他方部材を外す際には、上記と逆の手順を実行する。これにより、一方部材から他方部材を取り外すことができ、インペラとマグネット収容体の一方のみを必要に応じて交換することが出来る。従って、インペラ又はマグネット収容体の一方を交換する時のコストアップを抑えることができる。
更に、インペラとマグネット収容体とを接続するには、第１の位置にて一方部材の嵌合体を他方部材内に挿入し、その後、一方部材を第２の位置まで回転させればよい。従って、インペラとマグネット収容体とを接続するのに余分な構成部品が不要であり、簡素な機構でインペラとマグネット収容体とを接続することができる。
２．係合突起と係り突片とが係合した第２の位置にて、係止片は、他方部材の孔に係止し、インペラとマグネット収容体の相対回転を規制する。これにより、第２の位置の状態で回転体が不用意に逆回転しても、インペラとマグネット収容体とが不用意に分離する虞を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態に係るポンプ装置の断面図である。
【図２】(a)はインペラの平面図であり、(b)はインペラの裏面図、(c)は(b)をＢ方向から見た正面図である。
【図３】(a)はマグネット収容体の平面図であり、(b)は(a)をＣ-Ｃ線を含む面にて破断し矢視した断面図、(c)は(a)をＤ方向から見た図である。
【図４】(a)はインペラとマグネット収容体の正面図、(b)は(a)の平面図である。
【図５】(a)はインペラとマグネット収容体の第２の位置における平面図、(b)は(a)のＥ部拡大図、(c)は(a)のＦ部拡大図である。
【図６】図５(b)をＧ方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。
図１は、本実施形態に係るポンプ装置１の断面図である。ポンプ装置１はケーシング２を備え、該ケーシング２の一端部に液体が流入する流入口２０が開設されている。ケーシング２側部には、該流入口２０からの液体が吐出する吐出口２１が形成され、流入口２０と吐出口２１は互いに直交する方向を向いている。ケーシング２内にて、流入口２０と吐出口２１との間の流路上には、回転体３が設けられ、該回転体３の中心部には水平方向に延びた回転支軸３０が嵌められている。以下、回転支軸３０の軸線をＬ１とする。
回転体３は、円盤状のインペラ４と回転支軸３０に沿って該インペラ４に隣接するマグネット収容体３１とを互いに着脱自在に設けて構成される。マグネット収容体３１は、ケーシング２に繋がったリアケーシング２８内に設けられ、マグネット収容体３１の内側には、インナマグネットである従動側マグネット３２が設けられている。回転支軸３０はリアケーシング２８の後端部に支持され、回転支軸３０とマグネット収容体３１との間にはベアリング２２が設けられている。該ベアリング２２により、マグネット収容体３１の軸線Ｌ１を中心とする回転を容易にする。ベアリング２２の内側には、リアケーシング２８内の液体が流れることができる冷却溝２２aが設けられている。
【０００９】
ポンプ装置１は所謂マグネットポンプである。リアケーシング２８の外側にて、前記の従動側マグネット３２にリアケーシング２８の壁を隔てて対向する箇所には、駆動側マグネット部６が設けられている。該駆動側マグネット部６はモータＭに連結されて、軸線Ｌ１に直交する面内にて従動側マグネット３２と同軸に回転する。駆動側マグネット部６の内側には、ケーシング２の壁を隔てて従動側マグネット３２と対向するアウタマグネットである駆動側マグネット６０が設けられている。
従動側マグネット３２と駆動側マグネット６０とは互いに吸引するから、モータＭによって駆動側マグネット部６が回転すると、マグネット収容体３１も回転する。マグネット収容体３１に連結されたインペラ４も回転し、ケーシング２内の液体を回転させる。該液体は遠心力によって吐出口２１に向けて移動し、流入口２０が負圧になる。これにより、流入口２０から液体が流入されて、ケーシング２及びリアケーシング２８内を流れる。
ケーシング２上にて、流入口２０と吐出口２１以外には液体が出入り可能な箇所はない。故に、ポンプ装置１の如きマグネットポンプにおいては、液体が流入口２０と吐出口２１以外の箇所からケーシング２の外に出ることはない。
【００１０】
マグネット収容体３１の中心部には貫通孔４０が開設されている。インペラ４には、該貫通孔４０に連なる流路孔４１と流入口２０を向いた開口４５が設けられている。流路孔４１と開口４５の間に位置するインペラ４の壁部には複数の小孔４４(図２(b)参照)が開設されて、開口４５から小孔４４を介して流路孔４１に流体が流れることができる。ケーシング２の内壁にはリング状の第１摺接部材２５が設けられ、インペラ４には該第１摺接部材２５に接する第２摺接部材２６が設けられる。第２摺接部材２６は耐摩耗性を有する材料、具体的にはカーボンやフッ素加工樹脂から形成される。
流入口２０からの液体は、吐出口２１に流れるが(矢印ＦＬ１)、その一部はインペラ４の開口４５から入って、インペラ４の外に出た後に、第１摺接部材２５及び第２摺接部材２６を冷却する(矢印ＦＬ２)。また、流入口２０からの液体の一部はリアケーシング２８の内面とマグネット収容体３１との間を通った後に、ベアリング２２の冷却溝２２aを通り、インペラ４に達し、ベアリング２２を冷却する(矢印ＦＬ３)。
【００１１】
図２(a)はインペラ４の平面図であり、(b)はインペラ４の裏面図、(c)は(b)をＢ方向から見た正面図である。
図２(a)に示すように、インペラ４は、円盤状のインペラ本体４２の内側に、該インペラ本体４２の中心部から外向きに延びた複数の吐出路４３、４３を放射状に設けて形成される。吐出路４３は円弧状に形成されて開口４５に連なり、各吐出路４３は先端部がインペラ本体４２の周面に開口して、液体は吐出路４３内を流れる。
インペラ本体４２の裏面は、マグネット収容体３１に対向し、図２(b)に示すように、インペラ本体４２の裏面からは、マグネット収容体３１に着脱可能に嵌まる嵌合体７が突出している。該嵌合体７は、流路孔４１を囲む第１円筒体７０と、該第１円筒体７０の外周面から半径方向外向きに突出した第１及び第２係合突起７１、７２を備えている。両係合突起７１、７２の上面は第１円筒体７０の端面と同一面内に位置し、第２係合突起７２の下面は平坦に形成されている。
【００１２】
第２係合突起７２は第１係合突起７１よりも幅狭であって、該第２係合突起７２からは、第１円筒体７０の外周方向に沿って係止片７３が突出している。インペラ本体４２及び嵌合体７は全体的に合成樹脂から形成されて、係止片７３は第１円筒体７０の外周面に向かって内向きに弾性変形可能である。係止片７３の先端部には、爪７４が設けられ、インペラ４とマグネット収容体３１とが接続された状態で、該爪７４は後記の如くマグネット収容体３１に係止する。
図２(c)に示すように、第２係合突起７２は、インペラ本体４２とは隙間Ｋだけ上下方向に離間している。また、第１係合突起７１のインペラ本体４２側の面は、一方の回転方向に向かって上向きに傾斜した第１テーパ面７５を形成している。
【００１３】
図３(a)はマグネット収容体３１の平面図であり、(b)は(a)をＣ-Ｃ線を含む面にて破断し矢視した断面図、(c)は(a)をＤ方向から見た図である。マグネット収容体３１は、従動側マグネット３２を収容する収容体本体３３と、該収容体本体３３から上向きに突出して嵌合体７に対向する第２円筒体５とを備えている。尚、図３(a)、(b)にあっては従動側マグネット３２を図示しない。第２円筒体５は第１円筒体７０よりも大径であって、インペラ４とマグネット収容体３１とを接続する際には、第１円筒体７０は第２円筒体５内に収容される。第２円筒体５の周縁部からは、第１係合突起７１に係合する第１係り突片５１と、第２係合突起７２に係合する第２係り突片５２とが半径方向内向きに突出している。第２円筒体５はまた、両係り突片５１、５２の間に位置する第１切欠き部５３と第２切欠き部５４とを円周方向に沿って設けている。第２係り突片５２は板状に形成されて、その厚みは前記の隙間Ｋよりも薄く、後記の如く、第２係り突片５２は隙間Ｋに嵌まる。第１切欠き部５３は第１係合突起７１の挿入を、第２切欠き部５４は第２係合突起７２と係止片７３の挿入を許す長さに夫々形成されている。
【００１４】
図３(a)に示すように、第２円筒体５の周面にて第２係り突片５２の近傍には孔５５が開設されている。インペラ４とマグネット収容体３１とが接続された状態で、前記の係止片７３の爪７４は孔５５に係合し、インペラ４とマグネット収容体３１とが不用意に分離する虞を防ぐ。
図３(c)に示すように、第１係り突片５１は板状の基体５６と、該基体５６の一端部から下向きに延びたストッパ壁５７とを一体に設けている。基体５６の下面は一方の回転方向に向かって下向きに傾斜した第２テーパ面５８を形成し、インペラ４とマグネット収容体３１とを接続する際には、第１テーパ面７５と第２テーパ面５８とが当接する。
【００１５】
(インペラのマグネット収容体への接続)
インペラ４をマグネット収容体３１へ接続するには、以下の手順で行う。図４(a)はインペラ４とマグネット収容体３１の正面図、図４(b)は(a)の平面図である。先ず、図４(a)に示すように、インペラ４のインペラ本体４２が上向き、即ち嵌合体７が下向きになるようにインペラ４の姿勢を決め、これとともにマグネット収容体３１をインペラ４の下側に置く。
【００１６】
次に、図４(b)に示すように、インペラ４の第１係合突起７１をマグネット収容体３１の第１切欠き部５３に、インペラ４の第２係合突起７２をマグネット収容体３１の第２切欠き部５４に夫々重なるように合わせる。これをインペラ４の「第１の位置」と呼ぶ。この第１の位置にて、第１円筒体７０を第２円筒体５内に挿入する。図４(b)では、インペラ４を上方向から見ており、インペラ本体４２を一点鎖線で示す。第１係合突起７１の第１テーパ面７５は、第１係り突片５１の第２テーパ面５８と傾き方向を合わせている。この後に、インペラ４を時計方向に手動で回転させる。
インペラ４を回転させてゆくと、第１係合突起７１は、第１テーパ面７５が第１係り突片５１の第２テーパ面５８に接近する。傾き方向を合わせたテーパ面７５、５８どうしが接近することによって、第１係合突起７１が第１係り突片５１に引掛ることを防止している。係止片７３は爪７４が第２円筒体５の内周に接して内向きに弾性変形している。
【００１７】
図５(a)及び(b)に示すように、第１係合突起７１の一端部が第１係り突片５１のストッパ壁５７に当たると、インペラ４のそれ以上の時計方向の回転が規制される。この状態で、図６に示すように、第１係合突起７１は第１テーパ面７５が第１係り突片５１の第２テーパ面５８に接し、インペラ４がマグネット収容体３１から上向きに外れることが規制される。
また、第２係り突片５２の厚みは、隙間Ｋよりも薄いから、第２係り突片５２は隙間Ｋに嵌まって、第２係合突起７２が第２係り突片５２の下面に接する。これによっても、インペラ４がマグネット収容体３１から上向きに外れることが規制される。この位置を、インペラ４の「第２の位置」と呼ぶ。
【００１８】
インペラ４の第２の位置にて、図５(c)に示すように、係止片７３は弾性復帰して、爪７４が孔５５に係止する。これにより、第１係合突起７１がストッパ壁５７から離れる向きに、インペラ４を回転させても、インペラ４がマグネット収容体３１から外れない。即ち、第１及び第２係合突起７１、７２と、第１及び第２係り突片５１、５２との係合により、インペラ４がマグネット収容体３１から上向きに外れることが規制され、係止片７３の孔５５への係止により、インペラ４がマグネット収容体３１から回転方向に外れることが規制される。インペラ４のマグネット収容体３１への接続はこうして完了する。
【００１９】
ポンプ装置１の使用時には、マグネット収容体３１は図５(b)に示すように、時計方向に回転する。従って、インペラ４は第１係合突起７１がストッパ壁５７に押されて、マグネット収容体３１とともに回転する。仮に、マグネット収容体３１が不用意に逆回転することがあっても、係止片７３の爪７４が孔５５に係止しているから、インペラ４はマグネット収容体３１とともに回転し、該マグネット収容体３１から外れることはない。
【００２０】
(インペラのマグネット収容体からの取り外し)
インペラ４又はマグネット収容体３１の一方のみを修理や交換等するには、以下の手順にて、インペラ４をマグネット収容体３１から取り外す。インペラ４がマグネット収容体３１に接続された状態では、第２円筒体５は第１円筒体７０の外側に位置しているから、回転体３の組立状態では、第２円筒体５の孔５５は露出している(図４(a)参照)。
第２円筒体５の外側から孔５５にピン等の治具(図示せず)を差し込み、係止片７３の爪７４を内向きに押し込んで、爪７４と孔５５との係合を解除する。この状態で、インペラ４を反時計方向に手動で回転させ、インペラ４を第１の位置に設定する。この第１の位置にて、インペラ４を持ち上げれば、インペラ４をマグネット収容体３１から取り外すことができる。
このように、第２円筒体５の外側から爪７４と孔５５との係合を解除して、インペラ４をマグネット収容体３１から取り外すためには、爪７４が係止する箇所が第２円筒体５の外側に露出している孔５５である必要がある。即ち、爪７４が係止する箇所が第２円筒体５の外側に露出していなければ、治具を差し込むことができないから、爪７４と爪７４が係止する箇所との係合を解除することが難しくなる。
【００２１】
本実施形態に係る回転体３には、以下の利点がある。
１．インペラ４とマグネット収容体３１とを接続する際には、第１及び第２係合突起７１、７２と第１及び第２切欠き部５３、５４とが合わさる第１の位置にて、インペラ４の嵌合体７とマグネット収容体３１とを対向させ、嵌合体７をマグネット収容体３１内に挿入する。インペラ４を第２の位置まで回転させ、第１及び第２係合突起７１、７２と第１及び第２係り突片５１、５２とを係合させる。即ち、第２の位置にて、インペラ４とマグネット収容体３１とが接続される。インペラ４からマグネット収容体３１を外す際には、上記と逆の手順を実行する。これにより、インペラ４からマグネット収容体３１を取り外すことができ、インペラ４とマグネット収容体３１の一方のみを必要に応じて交換することが出来る。従って、インペラ４又はマグネット収容体３１の一方を交換する時のコストアップを抑えることができる。
更に、インペラ４とマグネット収容体３１とを接続するには、第１の位置にてインペラ４の嵌合体７をマグネット収容体３１内に挿入し、その後、インペラ４を第２の位置まで回転させればよい。従って、インペラ４とマグネット収容体３１とを接続するのに余分な構成部品が不要であり、簡素な機構でインペラ４とマグネット収容体３１とを接続することができる。
２．第１及び第２係合突起７１、７２と第１及び第２係り突片５１、５２とが係合した第２の位置にて、嵌合体７の係止片７３は、マグネット収容体３１の孔５５に係止し、インペラ４とマグネット収容体３１の相対回転を規制する。これにより、第２の位置にてマグネット収容体３１が不用意に逆回転しても、インペラ４とマグネット収容体３１とが不用意に分離する虞を回避することができる。
【００２２】
本発明に係る技術的特徴は、マグネットポンプ以外のポンプ装置にも適用可能である。
また、上記の実施形態では、インペラ４に嵌合体７を設け、マグネット収容体３１に係り突片５１、５２及び切欠き部５３、５４を設けている。即ち、インペラ４が本発明の「一方部材」で、マグネット収容体３１が本発明の「他方部材」である。
この逆で、インペラ４に係り突片５１、５２及び切欠き部５３、５４を設け、マグネット収容体３１に嵌合体７を設けてもよい。即ち、マグネット収容体３１が本発明の「一方部材」で、インペラ４が本発明の「他方部材」であってもよい。
上記の実施形態では、インペラ４の吐出路４３は円弧状に形成されているとしたが、直線状であってもよい。また、第２係り突片５２をインペラ４をマグネット収容体３１に嵌め込む際の回転位置の位置合わせとしてのみ用い、第１係り突片５１のみにてインペラ４がマグネット収容体３１から上向きに外れることを規制してもよい。更には、第２係り突片５２を省略してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、インペラと従動側マグネットを収容したマグネット収容体を備えたポンプ装置に適用すると有用である。
【符号の説明】
【００２４】
１    ポンプ装置
２    ケーシング
３    回転体
４    インペラ
５    第２円筒体
７    嵌合体
３１  マグネット収容体
４２  インペラ本体
５１  第１係り突片
５２  第２係り突片
７１  第１係合突起
７２  第２係合突起
【図１】
2016109076.tif 000003
【図２】
2016109076.tif 000004
【図３】
2016109076.tif 000005
【図４】
2016109076.tif 000006
【図５】
2016109076.tif 000007
【図６】
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