(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴部ケーシングの内部には羽根車が収納されており、その胴部ケーシングの吸込口側には吸込ケーシングが接続されているポンプにおいて、前記吸込ケーシングを構成する吸込ケーシング本体は構造部材として必要な強度を有する材料で形成されており、その接液表面は第１の吸込カバー及び第２の吸込カバーで被覆され、その第１の吸込カバーと第２の吸込カバーとの接続箇所にはＯ−リングを配置し、一方のカバーの端部をかしめて前記Ｏ−リングを圧縮しており、そして第１吸込カバー及び第２の吸込カバーは接液部材として必要な不錆性を有する薄板材料で形成されていることを特徴とするポンプ。
【請求項２】
胴部ケーシングの内部には羽根車が収納されており、その胴部ケーシングの吸込口側には吸込ケーシングが接続されているポンプにおいて、前記吸込ケーシングに穿孔された孔内の段部にはナットが挿入され、該孔の奥の部分はナット底部に合わせた６角形状とされ、さらに該孔の周縁部の一部が押し潰された状態でそのナットの頭部が抑え込まれており、そのナットに吸込ケーシングの外側から挿入されたボルトが螺合されて配管取付用フランジが接続されていることを特徴とするポンプ。
【請求項３】
胴部ケーシングの内部には羽根車が収納されており、その胴部ケーシングの吸込口側には吸込ケーシングが接続されているポンプにおける該吸込ケーシングに穿孔された段部を有する孔内に締結部材を固定する固定方法において、前記孔の段部に前記締結部材の底面が当接する様に当該締結部材を前記孔内に挿入する工程と、工具により前記孔の周縁部の一部を潰しつつ当該工具を前記締結部材に向けて押し込み、潰しつつ押し込まれた前記周縁部の一部で前記締結部材を抑え込む工程とを含むことを特徴とする固定方法。
【請求項４】
胴部ケーシングの内部には羽根車が収納されており、その胴部ケーシングの吐出側に中間ケーシングが形成されているポンプおいて、吐出口を前記中間ケーシングに設け、該吐出口の平面形状および断面形状を概略四角形状に形成しており、ポンプの吐出口が形成された中間ケーシングは吐出ブラケットと接続され、その接続箇所にはスペーサが介装されており、該スペーサには中心線方向に３つ段部が設けられ、第１の段部は吐出口に対応して四角形に形成され、第２、第３の段部は円形に形成されており、前記第２の段部と吐出ブラケットとの境界部分にはＯ−リングが挟持されていることを特徴とするポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、陸上に設置されて使用されるポンプの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１８は、陸上に設置されて使用されるポンプの従来技術を示している。
図１８において、全体を符号１で示すポンプは、モータ（誘導電動機）２により駆動される。このポンプ１の外郭は、外ケーシング３、中間ケーシング（吸込用）４、中間ケーシング５で包囲されている。そして、これ等のケーシング３、４、５の内部を、羽根車６でヘッドが付加された水が流過して、吐出口７から吐出される。
【０００３】
なお図１８において、符号８は、ポンプ１及びモータ２を載置するためのベースである。
【０００４】
ここで、ポンプの段数が増えて、寸法が大きくなれば、外ケーシング３が無い場合、中間ケーシング（吸込用）４は、配管荷重等のため、構造部材として一定以上の強度が要求される事となる。しかし、図１８で示す従来技術においては、中間ケーシング（吸込用）４は板金製であるため、構造部材としての強度を持たせる事が困難である。そこで、外ケーシング３が必要となる。
【０００５】
一方、例えばアルミニウム等により、別途、外ケーシングの代わりに吸込ケーシングを鋳造により製造すれば、構造部材として必要な強度を持たせることは可能である。しかし、吸込ケーシングは接液部材であるため、アルミニウム鋳造品で構成した場合には、腐食・劣化という問題を生じてしまう。
【０００６】
ステンレスにより吸込ケーシングを構造部材として製造すれば、強度及び耐食性の問題は解消出来る。しかし、ステンレスを吸込ケーシングとして加工するのであれば、その製造コストが高騰してしまうという問題を有している。これに対して従来技術では、上述した様な吸込ケーシングの強度と耐食性或いは防錆性と、コスト低減という３つの要請を同時に解決する事が出来ない。そして吐出ブラケットについても、同様な問題が存在している。
【０００７】
これに加えて、構造部材として吸込ケーシングを構成した場合には、配管取付用フランジと吸込ケーシングとが確実且つ容易に接続されなければならない。そして、接続に際しては、その作業性及び確実性から、所謂ボルト・ナット締結を行うのが好ましい。しかし、配管取付用フランジと吸込ケーシングとをボルト・ナット締結するに際して、吸込ケーシング内に孔を穿孔して、当該孔内にナットを挿入して、ボルトと締結するのが一般的であるが、締結に際して、ナットが孔内を回転したり、或いは移動してしまい、ボルトとナットとが螺合せず、ボルト・ナット締結が出来ないという事態が考慮される。
【０００８】
さらに、中間ケーシングにおいては、その寸法を小さくして、コンパクト化したいという要請が非常に強い。しかし、従来技術においては、中間ケーシングをコンパクト化する事が困難である。
【０００９】
また、ポンプ運転に際して精緻な制御を実現するために、インバータ及びインバータ冷却構造を配置したいという要請が存在する。しかし、図１８で示す様な従来のポンプにおいては、インバータ付きポンプとして構成した場合において、インバータを設置するスペースを確保することが困難であるため、大型化してしまう。このことは、昨今のコンパクト化の要請に反してしまう。
【００１０】
これに加えて、より精度の高い制御を行い、効率的な運転を実現したいという要請が存在する。しかし、誘導電動機を駆動源とする従来のポンプでは、それ以上の高精度制御及び高効率化は不可能である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した様な従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、吸込ケーシング及び吐出ブラケットにおける強度、耐食性或いは防錆性、コスト低減の問題と、配管取付用フランジと吸込ケーシングとのボルト・ナット締結における問題と、中間ケーシングにおけるコンパクト化の問題と、インバータ付きポンプにおけるインバータ設置スペース或いは大型化の問題と、ポンプ運転における高精度化及び高効率化の問題を解決することが出来る陸上ポンプの提供を目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のポンプは、胴部ケーシング（１９）の内部には羽根車（１２）が収納されており、その胴部ケーシング（１９）の吸込口側には吸込ケーシング（２０）が接続されているポンプ（１０）において、前記吸込ケーシング（２０）を構成する吸込ケーシング本体（２４）は構造部材として必要な強度を有する材料で形成されており、その接液表面は第１の吸込カバー（２６）及び第２の吸込カバー（２８）で被覆され、その第１の吸込カバー（２６）と第２の吸込カバー（２８）との接続箇所にはＯ−リング（３０）を配置し、一方のカバーの端部（２８Ａ）をかしめて前記Ｏ−リング（３０）を圧縮しており、そして第１の吸込カバー（２６）及び第２の吸込カバー（２８）は接液部材として必要な不錆性を有する薄板材料で形成されている。
【００１３】
かかる構成を具備する本発明によれば、吸込ケーシングが、ポンプケーシングの構造部材として外力や各種荷重を剛性の高い材料製の吸込ケーシング本体が受け持ち、接液部材としての不錆性は、不錆性の薄板材料から形成された第１及び第２の吸込カバーが受け持つ。従って、必要な強度及び不錆性とを両立する事が出来る。そして、不錆性材料であるステンレス等から削り出すことに比較して、吸込ケーシング製造に関する労力、コストを極めて低く抑える事が出来る。
【００１４】
また本発明のポンプは、胴部ケーシング（１９）の内部には羽根車（１２）が収納されており、その胴部ケーシング（１９）の吸込口側には吸込ケーシング（２０）が接続されているポンプ（１０）において、前記吸込ケーシング（２０）に穿孔された孔（３３）内の段部（３３Ｓ）にはナット（３４）が挿入され、該孔（３３）の奥の部分はナット底部（３４Ｓ）に合わせた６角形状とされ、さらに該孔（３３）の周縁部（４０）の一部が押し潰された状態でそのナット（３４）の頭部が抑え込まれており、そのナット（３４）に吸込ケーシング（２０）の外側から挿入されたボルト（図示なし）が螺合されて配管取付用フランジ（２２）が接続されている。
【００１５】
そして本発明の固定方法は、胴部ケーシング（１９）の内部には羽根車（１２）が収納されており、その胴部ケーシング（１９）の吸込口側には吸込ケーシング（２０）が接続されているポンプ（１０）における該吸込ケーシング（２０）に穿孔された段部を有する孔（３３）内に締結部材（３４）を固定する固定方法において、前記孔の段部（３３Ｓ）に前記締結部材（３４）の底面が当接する様に当該締結部材（３４）を前記孔（３３）内に挿入する工程と、工具（３９）により前記孔の周縁部（４０）の一部を潰しつつ当該工具（３９）を前記締結部材（３４）に向けて押し込み、潰しつつ押し込まれた前記周縁部（４０）の一部で前記締結部材（３４）を抑え込む工程とを含む固定方法である。
【００１６】
かかる構成によれば、吸込ケーシング本体に穿孔された孔の段部に、ナットの様な締結部材を、その底面が当接する様に挿入する。そして、所謂「ポンチ」その他の工具により当該孔の周縁部の一部を潰しつつ、当該工具をナットに向けて押し込むことにより、工具により潰された部分がナットの頭部を抑え込む様に加工される。そのため、締結部材（例えばナット）が孔内を回転したり、或いは移動する事が防止され、例えばボルトとナットとを確実に螺合する事が出来る。そのため、例えば配管取付用フランジと吸込ケーシングとを、容易且つ確実に接続することが出来る。
【００１９】
さらに本発明のポンプは、胴部ケーシング（１８）の内部には羽根車（１２）が収納されており、その胴部ケーシング（１９）の吐出側に中間ケーシング（６０）が形成されているポンプ（１０）おいて、吐出口（１６）を前記中間ケーシング（６０）に設け、該吐出口（１６）の平面形状および断面形状を概略四角形状に形成して、その中間ケーシング軸線（Ｃ）方向寸法（ＲＡ）を円形状吐出口による該寸法（ＲＢ）より小さく、かつバーリング高さ（ＨＡ）を小さく形成しており、ポンプの吐出口（１６）が形成された中間ケーシング（６０）は吐出ブラケット（５０）と接続され、その接続箇所にはスペーサ（６４）が介装されており、該スペーサ（６４）には中心線方向に３つ段部（６４−１、６４−２、６４−３）が設けられ、第１の段部（６４−１）は吐出口（１６）に対応して四角形に形成され、第２、第３の段部（６４−２、６４−３）は円形に形成されており、前記第２の段部（６４−２）と吐出ブラケット（５０）との境界部分にはＯ−リング（６６）が挟持されている。
【００２０】
この様に、吐出口の平面形状或いは断面形状を四角形とすることにより、中間ケーシング（吐出用）軸線方向寸法とバーリング高さとを小さくし、以って、中間ケーシング（吐出用）のコンパクト化を実現すると共に、バーリング工程を容易にする事が出来るのである。
【００２１】
ここで、中間ケーシング（吐出用）の吐出口の平面形状を四角形としたことによって、従来のシール（例えばＯ−リング）をそのまま使用する事は出来ないが、本発明では、前記スペーサに３つの段部を設け、各々の形状を四角形、円形、円形とすることにより、断面形状が四角形となった中間ケーシング（吐出用）の端部が、通常のＯ−リングにより、十分にシールされた状態で吐出ブラケットと接続する事が出来る。
【００２８】
【発明を実施する最良の形態】
図１において、全体を符号１０で示すポンプは陸上に設置されて使用されるものであり、且つ、例えば電動モータＭの様な駆動手段により駆動される。ここで図示の実施形態で示すポンプを駆動するモータＭとしては、ＤＣブラシレスモータが用いられる。
【００２９】
明確には図示されていないが、モータの電流、電圧、回転数等の情報がセンサ（図示せず）により計測され、計測された情報は制御部（図示せず）に送られ、該情報に基いて制御部ではトルク或いは出力を計算する。ここで、モータ回転数については、モータに設けられたホール素子等のセンサ（図示せず）からのパルスをカウントすることにより、モータ回転数に換算出来る情報を得ている。
【００３０】
モータＭの出力軸１１には複数の（図１では４段或いは５段の）羽根車１２が取り付けられており、吸込口１４から供給される作動液体（例えば水）は複数段設けられた羽根車１２…によりヘッドを付加されて、吐出口１６から吐出される。なお、この様な作動液体（水）の流れは、図１においては、一点鎖線で示す矢印Ｔにより、表現されている。
【００３１】
羽根車１２…は、板金製の胴部ケーシング１８内に収容されており、胴部ケーシング（吸込用）１９の吸込口１４側は、吸込ケーシング２０に接続されている。図示のポンプにおいては、ポンプケーシングは、胴部ケーシング１８、吸込ケーシング２０等で構成されている。なお、吸込ケーシング２０には、後述する態様にて配管取付用フランジが接続される。
【００３２】
吸込ケーシング２０について、図２、図３をも参照して、さらに詳細に説明する。
【００３３】
吸込ケーシング２０は、ポンプケーシングにおいては、力を受ける構造部材であると共に、作動液体である水と接触する接液部材でもある。従って、所定以上の強度と、水に接触しても錆びない不錆性とを兼ね備えている必要がある。
【００３４】
そのため吸込ケーシング２０は、特に図２で明確に示されている通り、吸込ケーシング本体２４の接液表面を、第１の吸込カバー２６及び第２の吸込カバー２８で被覆し、且つ、第１の吸込カバー２６と第２の吸込カバー２８との接続箇所にＯ−リング３０を配置した構成となっている。そして、吸込ケーシング本体２４は、剛性の高い材料を用いて鋳物、（アルミ）ダイキャスト等により形成されており、第１及び第２の吸込カバー２６、２８は、錆の発生しない不錆性の薄板材料から形成されている。
【００３５】
この様に構成すれば、ポンプケーシングの構造部材として外力や各種荷重を受け持つ際には、剛性の高い材料製の吸込ケーシング本体２４が受け持ち、接液部材としての不錆性は、不錆性の薄板材料から形成された第１及び第２の吸込カバー２６、２８が受け持つ。従って、必要な強度及び不錆性とを両立する事が出来る。それに加えて、不錆性材料であるステンレス等から削り出すことに比較して、吸込ケーシング２０製造に関する労力、コストを極めて低く抑える事が出来るのである。
【００３６】
ここで、第２のカバー部材２８の端部２８Ａは、Ｏ−リング３０の挿入以前は図２で点線で示す様になっており、Ｏ−リング３０を挿入・設置した後に実線で示す位置までかしめられる（かしめ構造）。そして、第２のカバー部材２８の端部２８Ａが「かしめ」られることにより、Ｏ−リング３０は圧縮変形して、第１及び第２の吸込カバー２６、２８とそれぞれ線接触をする。その結果、ポンプの作動流体である水が第１の吸込カバー２６と第２の吸込カバー２８との接続箇所を通過することは出来なくなり、吸込ケーシング本体２４が水と接触して発錆する事が防止される。
【００３７】
この吸込ケーシング２０を図２で示す矢印Ｆ３方向から見た状態が、図３で示されている。図１に関連して上述した通り、吸込ケーシング２０には配管取付用フランジが接続される。
【００３８】
ここで、吸込ケーシング本体２４は、例えばアルミニウムで構成されているが、アルミニウム製の吸込ケーシング本体２４にネジ孔を切っても、必要な強度が得られず、強度不足のネジ孔（或いは雌ネジ部）が形成されてしまう。そのため、図１−図３で示す通り、吸込ケーシング本体２４にはネジ孔（或いは雌ネジ部）を形成せずに、ナット３４を吸込ケーシング本体２４に穿孔された孔３３（図２）内に埋設し、ボルト（図示なし）と螺合することにより、吸込ケーシング２０と配管取付用フランジ２２とが接続している。
【００３９】
なお、図３において、符号３６で示す複数の孔は、ポンプ組立用のボルト（図示せず）を貫通するための貫通孔である。
【００４０】
吸込ケーシング本体２４内に埋設されたナット３４を用いて配管取付用フランジ２２を接続するに際して、ナット３４が孔３３内で回転すること、及び、図２の矢印３５方向へ移動してしまう事を防止する必要がある。そのため、図示の実施形態によれば、図４、図５で示す態様にて、ナット３４を孔３３内に埋設している。
【００４１】
図４において、吸込ケーシング本体２４に穿孔された孔３３の段部３３Ｓにナット３４の底面３４Ｓが当接する様に、ナット３４を孔３３内に挿入する。そして、所謂「ポンチ」その他の工具３９により孔３３の周縁部の一部（図４において符号４０で示す部分）が潰されつつ、当該工具３９がナット３４に向けて押し込まれる。その結果、図５で示す様に、工具３９が孔３３の周縁部の一部を潰しつつ（図４の箇所４０）押し込んだ箇所４０Ａが、ナット３４の頭部３４Ｈを抑え込む様に加工される。
【００４２】
換言すれば、ナット３４は、孔３３の段部３３Ｓと、工具３９により押し潰されて変形した部分４０Ａとの双方から押圧され、或いは挟み込まれる。さらに、ナット３４の挿入スペースに当たる孔３３の奥の部分は、ナットの形状に合わせ、６角形としている。そのため、ナット３４が孔３３内を回転したり、或いは、矢印３５方向へ移動する事が防止されるのである。その結果、ボルト（図示なし）はナット３４と確実に螺合し、配管取付用フランジ２２が吸込ケーシング２０へ接続されるのである。
【００４３】
図１において、ポンプ１０の吐出口１６に隣接する箇所であって、ポンプ１０と電動モータＭとの境界箇所には、吐出ブラケット５０が設けられている。図６を参照すれば明らかな様に、この吐出ブラケット５０は、各種部材の荷重或いは外力を受け持つ構造部材である吐出ブラケット本体５２と、吐出ブラケット本体５２の接液箇所を被覆し以って水と接触する接液部材として作用する吐出ブラケットカバー５４、とから構成されている。そして、吐出ブラケットカバー５４は、不錆性材料から形成されており、水と接触しても発錆しない。
【００４４】
従って、図６で示す吐出ブラケット５０によれば、構造部材として必要な強度と、接液部材として必要な不錆性とを併せ持つ事が出来る。それと共に、ステンレスの様な不錆性材料から吐出ブラケットを削り出していた従来の製造方法に比較して、図６で示す様な吐出ブラケットであれば、加工コスト、加工作業に費やされる労力を、大幅に節減する事が出来るのである。
【００４５】
再び図１において、ポンプ１０の吐出口１６は、中間ケーシング（吐出用）６０に形成されている。中間ケーシング（吐出用）６０は、図７、図８において詳細に示されている。
【００４６】
当該中間ケーシング（吐出用）６０（図７、図８において（Ａ）で示す側に図示されているケーシング）を上方から見た平面図である図７を参照すれば明らかな様に、図示の実施形態の中間ケーシング（吐出用）６０では、その吐出口１６が概略四角形（正方形）に形成されている。そして、吐出口１６の平面（断面）形状が四角形である点で、中間ケーシング（吐出用）６０は、従来の中間ケーシング（吐出用）６０Ｂ（図７、図８において（Ｂ）で示す側に図示されているケーシング）と、明確に相違する。
【００４７】
そして、図７から明らかな様に、吐出口１６を四角形状に形成した本実施形態にかかる中間ケーシング（吐出用）６０（図７の（Ａ）側）の軸線Ｃ方向寸法ＲＡは、円形の吐出口１６Ｂを有する従来の中間ケーシング（吐出用）６０Ｂ（図７の（Ｂ）側）の軸線Ｃ方向寸法ＲＢに比較して、明らかに小さくなっている。なお、図７において、本実施形態にかかる中間ケーシング（吐出用）６０の軸線Ｃ方向寸法の減少分は、符号「Ｒδ」で示されている。
【００４８】
また、図８から明らかな様に、本実施形態にかかる中間ケーシング（吐出用）６０（図８の（Ａ）側）のバーリング高さＨＡは、従来の中間ケーシング（吐出用）６０Ｂ（図８の（Ｂ）側）のバーリング高さＨＢに比較して、明らかに小さくなっており、その減少分は符号「Ｈδ」で示されている。
【００４９】
すなわち、図７、図８の（Ａ）側で示す本実施形態にかかる中間（吐出用）ケーシング６０によれば、吐出口の平面形状及び断面形状を四角形とすることにより、コンパクト化を実現し、バーリング工程を容易にする事が出来る。
【００５０】
ここで、図７、図８で示す様に吐出口１６の平面形状を四角形（正方形）としたことによって、図８から明らかな様に、中間ケーシング（吐出用）６０（図８の（Ａ）側のケーシング）の形状は、従来の中間ケーシング（吐出用）６０Ｂ（図８の（Ｂ）側のケーシング）と相違する事となる。そのため、吐出ブラケット５０（図６）との接続箇所において、従来のシール（例えばＯ−リング）をそのまま使用する事は出来ない。そのため図示の実施形態においては、図９で示す様に、中間ケーシング（吐出用）６０と吐出ブラケット５０との接続箇所に、従来のものとは異なるスペーサ６４を設けている。
【００５１】
図９において、中間ケーシング（吐出用）６０の端部（図９では右端部）６０Ｅに吐出ブラケット５０が接続されており、その接続箇所には、上述したスペーサ６４とＯ−リング６６とが配置されている。なお、図９において、符号５２は吐出ブラケット本体、符号５４は吐出ブラケットカバーを示している。
【００５２】
図９及び図１０を参照してスペーサ６４の形状を説明すると、スペーサ６４は３つの段部６４−１、６４−２、６４−３を有しており、段部６４−１は、四角形（正方形）の断面形状に対応する形状となっており、段部６４−２、６４−３は、Ｏリング６６によって吐出ブラケット５０との間のシールが出来る様に、円形に形成されている。
【００５３】
図示の実施形態では、この様に３段に構成されたスペーサを用いることにより、断面形状が特殊な形状をしている中間ケーシング（吐出用）６０の端部６０Ｅが、通常のＯ−リング６６により接続箇所が十分にシールされた状態で、吐出ブラケット５０と接続する事が出来る。
【００５４】
図１１、図１２で示す本発明の実施形態においては、ポンプ１０はベース７０上に載置されている。そして、当該ベース７０の内部空間７０Ｉ（図１１においてハッチングを付した箇所）には、明確には図示されていないが、インバータ及びインバータ冷却構造が配置されている。なお、インバータ及びインバータ冷却構造は、公知・市販のものを使用可能である。換言すれば、ベース７０の内部空間７０Ｉにインバータ及びインバータ冷却構造を配置した図１１、図１２のポンプは、所謂「インバータ付きポンプ」として構成されているのである。
【００５５】
この様に構成した結果、図１１、図１２で示す実施形態においては、インバータを設置するスペースを確保し、且つ、ポンプ装置全体をコンパクト化する事に成功している。
【００５６】
ここで、インバータ付きポンプを運転するに際して、本発明によれば、直流ブラシレスモータ（ＤＣブラシレスモータ）を駆動源として用いているので、従来の誘導電動機を駆動源とするポンプに比較して、より精度の高い制御を行う事が可能である。そのため、図示の実施形態では、駆動源であるＤＣブラシレスモータは、図１３で示す様な特性を目指した制御を行っている。
【００５７】
図１３において、横軸方向は回転速度を示しており、縦軸方向はトルクを示している。そして、図１３で示す（目標とする）制御特性においては、回転速度がゼロとなる点を始動点Ａとしている。そして、始動点Ａから効率が最良となるポンプ定格運転点Ｂまでの領域（符号Ａ−Ｂ間の領域）では、定格トルクに等しいトルクにて運転を行う（定トルク運転）。そして、ポンプの効率が最良となるポンプ定格運転点Ｂから、回転数が最大許容回転数（基底回転数）に到達する点Ｃまでの領域（符号Ｂ−Ｃ間の領域）では、出力を定格出力（効率が最良となる出力）にて一定となる様な運転（定出力運転）を行う。さらに、点Ｃから基底回転速度点Ｄまでの領域（符号Ｃ−Ｄ間の領域）については、回転数が一定となる様な運転を行う（定回転数運転）。
【００５８】
ここで、明確には図示されていないが、図示の実施形態にかかるポンプ或いは駆動モータには、そのトルクを測定するトルク測定手段、出力を測定する出力測定手段、回転数を測定する回転数測定手段、これ等の種々の測定手段からの測定結果信号に基いてポンプ又はモータの運転を制御する運転制御手段、を有している。なお、上述した各種運転手段は公知・市販のものを使用すれば良く、運転制御手段のハードウェアも公知・市販の制御手段を用いれば良い。
【００５９】
図１４は、図１３で示す制御特性（図示の実施形態で目指している特性）と、従来のポンプにおいて駆動源として用いられている誘導電動機の特性とを比較して示している。図１４において、図１３で示す特性は実線で示されており、誘導電動機の特性は一点鎖線で示す特性線ＰＡＭで示されている。なお、図１４における各種符号は、図１３で用いられている符号と同様である。
【００６０】
図１３で示す様な制御特性を有する（目標としている）ＤＣブラシレスモータを駆動源としている図示の実施形態のポンプ特性と、従来の誘導電動機を駆動源とするポンプの特性とが、図１５において比較して示されている。図１５において、太い実線で示す特性曲線ＰＩＰは、図１３の制御特性を有するＤＣブラシレスモータを駆動源としているポンプの特性曲線を示している。そして、細い実線で示す特性曲線ＰＰＡは、誘導電動機を駆動源とする従来のポンプの特性曲線を示している。
【００６１】
締切点（図１５において、特性曲線の各々が縦軸と接触している点）から、定回転数、定出力領域を経て、一定トルクとなる点Ｂ（設計点：出力基準点）に至るまでの領域において、図示の実施形態にかかるポンプのヘッド（揚程）は、従来のポンプのヘッドよりも大きい。この事から、図示の実施形態にかかるポンプの方が見掛け上の性能が向上している事が明らかであり、見掛け上の性能がどの程度向上したかについては、図１５においてハッチングで示す領域ＩＩＰが示している。
【００６２】
図１６で示す「吐出量−出力特性図」において、太い実線で示す特性曲線は図示の実施形態で用いられているＤＣブラシレスモータの特性を示しており、吐出量が少ない領域（始動点に近い側）において、回転数に上限を設けず、定格出力まで使用した場合の特性曲線ｉＰＩＭと、回転数に上限を設け、定回転数制御を行った場合の特性曲線ｒＰＩＭとに分かれている。細い実線で示す特性曲線ＰＰＭは従来の誘導電動機の特性を示している。
【００６３】
ここで、締切点Ｐ（定格出力時の特性曲線ｉＰＩＭと縦軸とが接触している点）でモータを運転し続けた場合には、モータの温度上昇が著しく大きくなり、焼損の恐れがある。また、小水量側の揚程が著しく上昇する、という好ましくない状況が生じる。
【００６４】
そのため、現実の特性曲線ｒＰＩＭによれば、締切点はＱとなり定格出力の約５０％の地点となっている。これにより、締切点において、モータの温度上昇を抑えることが出来、小水量側の不要な揚程の上昇をも抑えることが出来る。そして、図１６において符号Ｃで示す箇所で、定格出力時の特性曲線ｉＰＩＭと重なる。現実の特性曲線ｒＰＩＭの締切点Ｑは、モータの温度上昇の抑制が可能である範囲で、且つ、定格出力時の特性曲線ｉＰＩＭに出来る限り近づける様に設定される。そして、同様な観点にて、現実の特性曲線ｒＰＩＭと定格出力時の特性曲線ｉＰＩＭとが重なる点Ｃも設定される。
【００６５】
図１３−図１６に関連して特性を説明したＤＣブラシレスモータにより図示の実施形態のポンプを始動するに際して、図１６で示す締切点Ｑで温度上昇を抑制する。そして、図１６の点Ｃに相当する条件に到達するまで、一定回転数出運転を行う。次に、図１３、図１４で説明した様に、ポンプ定格トルクとなる点Ｂに到達するまでは一定出力で運転を行い、点Ｂから最大水量点Ｒまで一定トルクで運転を行う。ここで、明確には図示されていないが、例えばアナログ入力により、最高回転数（最大回転数）の変更が可能である。
【００６６】
次に図１７をも参照して、図１３−図１６で説明した特性を実現するための運転制御について述べる。
【００６７】
図１３−図１７で示すポンプの運転を開始したら（図１７の「ＳＴＡＲＴ」）、ポンプを運転する旨の指令が有るか否かを判断する（図１７のステップＳ１）。ポンプを運転する旨の指令が無ければ（ステップＳ１がＮＯの場合）、ポンプ停止状態と判断し（ステップＳ２）、ステップＳ１までリターンする（ステップＳ３）。
【００６８】
ポンプ運転指令がある場合には（ステップＳ１がＹＥＳ）、ポンプを始動し、加速する（ステップＳ４）。そして、トルクが定格トルク以下か否かを判定する（ステップＳ５）。ここで、トルクの測定は図示しないトルク測定手段により行い、定格トルク以下か否かの判定は図示しない制御手段で行われる。
【００６９】
運転トルクが定格トルクを超えていれば（ステップＳ５がＮＯ）、運転トルクが定格トルクとなるまで回転数を下げてポンプ運転を行い（ステップＳ６）、スタートにリターンする（ステップＳ７）。一方、ステップＳ５において、運転トルクが定格トルク以下ならば（ステップＳ５がＹＥＳ）、運転出力が定格出力以下か否かを判断する（ステップＳ８）。ここで、運転出力は図示しない出力測定手段により測定される。
【００７０】
運転出力が定格出力を超えていれば（ステップＳ８がＮＯ）、定格出力となる回転数まで回転数を下げ（ステップＳ９）、スタートにリターンする（ステップＳ１０）。一方、運転出力が定格出力以下ならば（ステップＳ８がＹＥＳ）、回転数が最高回転数以下か否かを判定する（ステップＳ１１）。
【００７１】
回転数が最高回転数を超えていれば（ステップＳ１１がＮＯ）、回転数を最高回転数まで下げて（ステップＳ１２）、リターンする（ステップＳ１３）。回転数が最高回転数以下ならば（ステップＳ１１がＹＥＳ）、そのままスタートにリターンする（ステップＳ１４）。
【００７２】
以上の過程により、定格のトルク、出力、回転数を超えること無く、定トルク、定出力、定回転数の何れかの領域で、運転を継続することが出来る。
【００７３】
なお、図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記載ではない。換言すれば、本発明の技術的範囲内であれば、図示の実施形態を変形或いは変更する事が可能である。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明した本発明に係る陸上ポンプによれば、吸込ケーシングが、ポンプケーシングの構造部材として外力や各種荷重を受け持つ際には、剛性の高い材料製の吸込ケーシング本体が受け持ち、接液部材としての不錆性は、不錆性の薄板材料から形成された第１及び第２の吸込カバーが受け持つので、必要な強度及び不錆性とを両立する事が出来る。それに加えて、不錆性材料であるステンレス等から削り出すことに比較して、吸込ケーシング製造に関する労力、コストを極めて低く抑える事が出来る。
【００７５】
また、吸込ケーシングの取付に際しては、吸込ケーシング本体に穿孔された孔の段部にナット底面が当接する様に挿入し、所謂「ポンチ」その他の工具により当該孔の周縁部の一部を潰しつつ、当該工具をナットに向けて押し込むことにより、工具により潰された部分がナットの頭部を抑え込む様に加工される。そのため、ナットが孔内を回転したり、或いは移動する事が防止され、ボルトはナットと確実に螺合し、配管取付用フランジと吸込ケーシングとが確実且つ容易に接続される。
【００７６】
さらに本発明によれば、吐出ブラケットは、構造部材として必要な強度と、接液部材として必要な不錆性とを併せ持つ事が出来る。それと共に、ステンレスの様な不錆性材料から吐出ブラケットを削り出していた従来の製造方法に比較して、吐出ブラケットの加工コスト、或いは吐出ブラケットの加工作業に費やされる労力を、大幅に節減する事が出来る。
【００７７】
そして本発明によれば、吐出口の平面形状或いは断面形状を四角形とすることにより、中間ケーシング軸線方向寸法とバーリング高さとを小さくすることが出来、中間ケーシングのコンパクト化を実現すると共に、バーリング工程を容易にする事が出来る。
【００７８】
ここで、中間ケーシングの吐出口の平面形状を四角形としたことによって、従来のシール（例えばＯ−リング）をそのまま使用する事は出来ない。しかし本発明によれば、３つの段部を有するスペーサを設けることにより、（吐出口の平面形状が四角形となった）中間ケーシングの端部が、通常のＯ−リングにより接続箇所が十分にシールされた状態で、吐出ブラケットと接続する事が出来るのである。
【００７９】
これに加えて本発明によれば、ポンプを設置したベースの内部空間にインバータ及びインバータ冷却構造を配置したので、インバータ付きポンプにおいて、インバータを設置するスペースを確保しつつ、全体をコンパクト化している。
【００８０】
ここで、本発明は直流ブラシレスモータを駆動源として用いるので、従来の誘導電動機を駆動源とするポンプに比較して、より精度の高い制御を行う事が可能である。その結果、従来の誘導電動機では不可能であった定トルク運転、定出力運転、定回転数運転を行うことにより、効率的な運転が可能となるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるポンプの全体構成を示す正面断面図。
【図２】本発明で用いられる吸込ケーシングの正面断面図。
【図３】図２で示す吸込ケーシングの側面図。
【図４】図２及び図３で示す吸込ケーシングを配管取付用フランジに接続するためにボルト・ナット結合するための作業における途中過程を示す断面図。
【図５】図４で示す作業の結果としてナットが固定された状態を示す断面図。
【図６】本発明で用いられる吐出ブラケットを示す拡大断面図。
【図７】本発明で用いられる中間ケーシング（吐出用）（Ａ）と従来の中間ケーシング（吐出用）（Ｂ）とを比較して示す平面図。
【図８】本発明で用いられる中間ケーシング（吐出用）（Ａ）と従来の中間ケーシング（吐出用）（Ｂ）とを比較して示す正面図。
【図９】中間ケーシング（吐出用）と吐出ブラケットとの接続状態を示す断面正面図。
【図１０】中間ケーシング（吐出用）と吐出ブラケットとを接続するのに用いられるスペーサの拡大図。
【図１１】ベースに載置された状態の陸上ポンプを示す一部破断側面図。
【図１２】ベースに載置された状態の陸上ポンプを示す一部破断正面図。
【図１３】駆動源がＤＣブラシレスモータである場合の目標とする制御特性を示す特性図。
【図１４】図１３で示す制御特性（目標とする特性）と従来のポンプにおいて駆動源として用いられている誘導電動機の特性とを比較して示す特性図。
【図１５】ＤＣブラシレスモータを駆動源としており且つ図１３で示す様な制御特性を目標としているポンプの特性と、従来の誘導電動機を駆動源とするポンプの特性とを比較して示す特性図。
【図１６】本発明で用いられるＤＣブラシレスモータの特性と、従来の誘導電動機の特性とを比較して示す特性図。
【図１７】図１３−図１６で説明した特性を実現するための運転制御を行うためのフローチャートを示す図。
【図１８】従来の陸上ポンプの一例を示す断面正面図。
【符号の説明】
１０・・・陸上ポンプ
Ｍ・・・電動モータ
１１・・・出力軸
１２・・・羽根車
１４・・・吸込口
１６・・・吐出口
１８・・・胴部ケーシング
１９・・・胴部ケーシング（吸込用）
２０・・・吸込ケーシング
２２・・・配管取付用フランジ
２４・・・吸込ケーシング本体
２６・・・第１の吸込カバー
２８・・・第２の吸込カバー
３０、６６・・・Ｏ−リング
３２・・・ボルト
３４・・・ナット
３６・・・ボルト貫通孔
３９・・・工具
３３・・・孔
３３Ｓ・・・孔の周縁部
３４Ｈ・・・ナットの頭部
５０・・・吐出ブラケット
５２・・・吐出ブラケット本体
５４・・・吐出ブラケットカバー
６０、６０Ｂ・・・中間ケーシング（吐出用）
６０Ｅ・・・中間ケーシング（吐出用）の端部
ＨＡ、ＨＢ・・・中間ケーシング（吐出用）のバーリング高さ
６４・・・スペーサ
６４−１、６４−２、６４−３・・・段部
７０・・・ベース
７０Ｉ・・・ベースの内部空間
【図１】
0004159234.tif 000002
【図２】
0004159234.tif 000003
【図３】
0004159234.tif 000004
【図４】
0004159234.tif 000005
【図５】
0004159234.tif 000006
【図６】
0004159234.tif 000007
【図７】
0004159234.tif 000008
【図８】
0004159234.tif 000009
【図９】
0004159234.tif 000010
【図１０】
0004159234.tif 000011
【図１１】
0004159234.tif 000012
【図１２】
0004159234.tif 000013
【図１３】
0004159234.tif 000014
【図１４】
0004159234.tif 000015
【図１５】
0004159234.tif 000016
【図１６】
0004159234.tif 000017
【図１７】
0004159234.tif 000018
【図１８】
0004159234.tif 000019