(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトが貫通する合成樹脂部材で形成されたケーシングカバーの貫通孔の背面側に設けられた取付座に、フランジ部材を複数のねじ部材でねじ止めすることによって前記貫通孔の周りに固定される固定環と前記シャフトに固定されシャフトの軸心方向から前記固定環に押付けられる回転環とを有して構成されるメカニカルシールを設けて、前記貫通孔と前記シャフトとの隙間をシールしてなるポンプであって、
前記フランジ部材に設けられ、前記ねじ部材が円周方向に１２０°等間隔で挿通される３つのねじ止め用通孔と、
筒状に形成されたケーシングカバーの背面に、当該ケーシングカバーの同一円周上に沿って形成され、前記フランジ部材に形成された３つのねじ止め用通孔に対応する３つのねじ止め用ねじ孔のねじ組と、
前記取付座と前記ケーシングカバーの内周とを一体に接続する複数のリブと、を備え、
前記ねじ組は、前記ねじ止め用ねじ孔を前記フランジ部材に形成されているねじ止め用通孔の整数倍として複数、且つ、等間隔に設けられ、
前記リブは、前記ねじ止め用ねじ孔と同数設けられ、
前記複数のねじ止め用ねじ孔は、前記複数のリブの延長上に設けられ、
前記フランジ部材を複数の前記ネジ組の固定姿勢でそれぞれねじ止め可能としてなるポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インペラにつながるシャフトが貫通するケーシングカバーの貫通孔周りをメカニカルシールでシールするポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
雑排水、ビル排水やたまり水等といった水の排水には、外部から水が浸入する心配がない高い密閉性をもつ排水水中ポンプが用いられている。
【０００３】
排水水中ポンプは、モータ部から延びるシャフトの先端部を、ケーシングカバーを貫通して、該ケーシングカバーおよびケーシングで囲まれるインペラ室に収めてあるインペラと接続する構造が採用され、モータ部の駆動力によってインペラを回転させることにより、ケーシングに形成されている吸込口から水を吸込み、これを同じくケーシングに形成された吐出口から吐出させるようにしてある。
【０００４】
こうした排水水中ポンプは、特に密閉された条件下で、シャフトとケーシングカバーとの間をシールさせることが求められる。
【０００５】
このため、図３（ａ）に示されるようにモータ部１のシャフト２が貫通するケーシングカバー４の貫通孔５のシールには、貫通孔５の背面側にメカニカルシール６設け、そのメカニカルシール６の周りに軸封室７を形成して、軸封室７に収容される潤滑油でメカニカルシール６のシールを助ける構造が採用されている。
【０００６】
こうした貫通孔５とシャフト２との隙間のシールに用いられるメカニカルシール６には、図３（ｂ）および図４に示されるように両側に回転環８ａ，８ｂを有し、両回転環８ａ，８ｂ間にスプリング部材９を掛け渡してなる中間モジュール１０と、両回転環８ａ，８ｂと軸方向から向き合う固定環１１ａ，１１ｂとを組み合わせた円筒状構造が用いられる。具体的には、固定環１１ａは、ケーシングカバー１の背面の貫通孔５の周りに形成された円形の凹部１２に嵌め込まれる。固定環１１ｂは、ケーシングカバー４の背面側（モータ部１側）の壁部、例えばモータ部１の端面部とケーシングカバー１とを仕切る隔壁１３の貫通孔１３ａの周りに形成された凹部１４に嵌め込まれる。残る中間モジュール１０は、モータ部１のシャフト２に巻装させて、回転環８ｂを隔壁１３側の固定環１１ｂに軸方向から向き合わせ、回転環８ａをケーシングカバー１側の固定環１１ａに軸方向から向き合わせて、ケーシングカバー４と隔壁１３との間に挟み込ませてある。このときのスプリング部材９の弾性力に抗して行われる挟み込みにより、中間モジュール１０の各回転環８ａ，８ｂをシャフト２に軸方向に変位可能に固定し、また各固定環１１ａ，１１ｂをケーシングカバー４，隔壁１３に固定して、各回転環８ａ，８ｂの内周部をなす摺動材１６から突き出ている環状突起１６ａを、固定環１１ａの内周部を形成している環状の摺動材１７の環状突起１７ａや固定環１１ｂの内周部を形成している環状の摺動材１７の端面に押付けてある。これにより、シャフト２の回転に伴い、ケーシングカバー４側に固定された固定環１１ａ，１１ｂとシャフト２側に固定された回転環８ａ，８ｂとの合わせ目が摺り合うようにしてある。そして、この合わせ面をシール面として、インペラ１８側、すなわちケーシング３とケーシングカバー４とで形成されるインペラ室１５の圧力流体が、貫通孔５とシャフト２との間の隙間から漏れないようにしている。
【０００７】
ところで、通常、ケーシングカバー４に付く固定環１１ａは、据付座部分１９をゴムなどの弾性部材から形成し、この据付座部分１９の弾性変形を利用してケーシングカバー１の凹部１２内に固定させている。
【０００８】
ところが、ポンプの運転中、ケーシングカバー４側の固定環１１ａには、シャフト２と貫通孔５との間の隙間を通じて、インペラ１８が収まっているインペラ室１９の圧力が加わる。
【０００９】
このため、弾性部材１９を凹部１２に嵌めて固定環１１ａをケーシングカバー４に固定させる構造では、経年変化などにより弾性部材１９が劣化すると、固定環１１ａを拘束する力の低下により、インペラ室１９から加わる圧力水の圧力により固定環１１が変位（押し上げ）して、シールが損なわれるおそれがある。
【００１０】
そこで、揚程能力の大きなポンプなどでは、図３〜図６に示されるように例えば円板で形成されるフランジ部材２１を用いて、ケーシングカバー４から固定環１１ａが浮き上がらないようねじ止めで固定することが行われている。
【００１１】
多くは、固定環１１ａの固定として、例えば固定環１１ａの弾性部材１９には、摺動材１６の外周部から大きく張り出すフランジ状を用い、凹部１２にはその固定環１１ａの略全体が収まる外形とし、凹部１２の周りには、複数、例えば３つのねじ止め用のねじ孔２３を所定の間隔で同一円周上に配置した平坦な環状の取付座２４を形成した構造を用いる。フランジ部材２１には、凹部１２に嵌めた固定環１１ａの環状突起１７ａから取付座２４までを連続して覆う外形をなし、ねじ孔２３に対応した板面部分に３つのねじ止め用の通孔２５が形成された円板部材を用いる。そして、図５に示されるようにケーシングカバー４の背面側の凹部１２に固定環１１ａを収めてから、該固定環１１ａの摺動材１７の環状突起１７ａの周りに、フランジ部材２１を嵌め、ねじ孔２３と通孔２５とを合致させて、固定環１１ａの環状突起１７ａの外側部分から取付座２４までの領域にフランジ部材２１の全体を重ねる。そして、各通孔２５からねじ孔２３へねじ部材２６をねじ込んでフランジ部材２１をケーシングカバー４に締結することによって、固定環１１ａを凹部１２の開口側から押さえ付けて、固定環１１が開口方向に変位しないようにしている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ポンプでは、良好なポンプの性能が確保されるよう、定期的な点検時、ポンプを分解して、メカニカルシール６を点検することが行われている。この点検の際には、メカニカルシール６を分解して点検する。この点検の結果、メカニカルシール６に問題がなければ、再びメカニカルシール６を元の場所に組付け直し、問題があれば新規なメカニカルシールと交換する。
【００１３】
こうしたメカニカル６の分解や組立、メカニカルシール６の交換のときなどは、ねじ部材２６の抜取作業により、フランジ部材２１をケーシングカバー４から取り外して、固定環１１ａをケーシングカバー４から取り出したり、反対に固定環１１ａをケーシングカバー４の凹部１４に嵌めてからフランジ部材２１をねじ止めにより固定したりする。
【００１４】
ところが、こうした作業の繰り返しにより、ケーシングカバー４のねじ孔２３のねじ部分が破損する場合がある。特に図３に示されるようなケーシング３、ケーシングカバー４、隔壁１３など主要部品が合成樹脂部材で構成される樹脂製のポンプの場合、軟らかな合成樹脂層にねじ孔２３が形成されるために、メカニカルシール６の数回の交換作業で破損することがある。
【００１５】
固定用のねじ孔２３が破損すると、たとえメカニカルシール６に問題がなくとも、別途、ケーシングカバー１の交換が余儀なくされ、無用なコスト的な負担が強いられる。
【００１６】
そこで、本発明は、たとえねじ孔が破損しても、ケーシングカバーを交換することなしに、メカニカルシールの取付け取り外しが行えるポンプを提供する。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、シャフトが貫通する合成樹脂部材で形成されたケーシングカバーの貫通孔の背面側に、フランジ部材を複数のねじ部材でねじ止めすることによって前記貫通孔の周りに固定される固定環と前記シャフトに固定されシャフトの軸心方向から前記固定環に押付けられる回転環とを有して構成されるメカニカルシールを設けて、前記貫通孔と前記シャフトとの隙間をシールしてなるポンプであって、前記フランジ部材に設けられ、前記ねじ部材が円周方向に１２０°等間隔で挿通される３つのねじ止め用通孔と、筒状に形成されたケーシングカバーの背面に、当該ケーシングカバーの同一円周上に沿って形成され、前記フランジ部材に形成された３つのねじ止め用通孔に対応する３つのねじ止め用ねじ孔のねじ組と、前記取付座と前記ケーシングカバーの内周とを一体に接続する複数のリブと、を備え、前記ねじ組は、前記ねじ止め用ねじ孔を前記フランジ部材に形成されているねじ止め用通孔の整数倍として複数、且つ、等間隔に設けられ、前記リブは、前記ねじ止め用ねじ孔と同数設けられ、前記複数のねじ止め用ねじ孔は、前記複数のリブの延長上に設けられ、前記フランジ部材を複数の前記ネジ組の固定姿勢でそれぞれねじ止め可能としてなる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図１および図２に示す一実施形態にもとづいて説明する。
【００２０】
なお、図面において本発明の要部（特徴）以外の構造は、先の図３〜図６を挙げて説明した排水水中ポンプと同じなので、同一部分には同一符号を附して説明を省略し、この項では発明の要部となる部分について説明することにする。
【００２１】
ここで、図１は固定環１１ａが収まっているケーシングカバー４とフランジ部材２１とねじ部材２６とを分解した分解図を示し、図２はケーシングカバー４の背面を示す平面図（固定環１１ａは無）をそれぞれ示す。
【００２２】
本発明は、図１および図２に示されるようにケーシングカバー４の背面、すなわち取付座２４に形成されているねじ孔２３を、フランジ部材２１に形成されている通孔２５の整数倍とし、これらをケーシングカバー４の中央を中心とした同一円周上同心円に沿って配設したことに特徴がある。
【００２３】
一実施形態は、例えば元のねじ孔２３の数量（３つ）の２倍の数量（６つ）を同一円周上に設けた例を示している。
【００２４】
具体的には、２３ａは、ケーシングカバー４の背面に当初から形成してあるねじ組を形成するねじ孔、すなわちフランジ部材２１の３つ通孔２５と対応した１２０°間隔で、貫通孔５や凹部１４の中央を中心とした同一円周上に形成した３つのねじ孔を示す（当初のねじ組）。
【００２５】
２３ｂは、増加したねじ組を形成するねじ孔、すなわち当初のねじ孔２３ａ配列に対し、周方向に例えば６０°（ねじ孔２３ａ，２３ａの中央）ずれて、１２０°間隔で、ねじ孔２３ａの同一円周上に増やした３つのねじ孔を示す（増加したねじ組）。
【００２６】
同構造により、フランジ部材２１は、元のねじ孔２３ａの組がなす固定姿勢、それから周方向に６０°ずれたねじ孔２３ｂの組がなす固定姿勢で、それぞれねじ止めされるようにしている。
【００２７】
こうしたポンプにおいて、例えば樹脂製の排水水中ポンプのメカニカルシール６の交換を数回行い、その度、固定環１１ａの取り外しや取付けのために行うフランジ部材２１の取り外し作業やねじ止め作業により、ケーシングカバー４の背面のねじ孔２３ａのねじ部分が破損したとする。
【００２８】
このとき、フランジ部材２１の固定に使用する組のねじ孔２３ａは、当初のねじ孔２３ａの整数倍（一実施形態では２倍）の数量、用意してある。
【００２９】
それ故、フランジ部材２１を取付けるときは、フランジ部材２１は、当初の組のねじ孔２３ａを使わず、例えば図１中の矢印Ａに示されるように当初の固定位置から６０°周方向へずらして、凹部１４内に収まっている固定環１１ａに嵌めて、フランジ部材２１の通孔２５をケーシングカバー４の別なねじ組のねじ孔２３ｂとを合致させてから、ねじ部材２６を各通孔２５からケーシングカバー２１のねじ孔２３ｂへねじ込んでフランジ部材２１を締め付けることにより、困難とされていた固定環１１ａの固定が行える。
【００３０】
これにより、たとえ当初使っていたねじ孔２３ａが破損により使用できなくなっても、ケーシングカバー４を交換する必要なく、メカニカルシール６の交換作業ができる。
【００３１】
したがって、ケーシングカバー４を交換する費用が抑えられうえ、ケーシングカバー４の長寿命化が図れ、使用者に対するコストの増加を抑えることができる。特に、少なくともケーシングカバー４が合成樹脂部材で形成された樹脂製のポンプは好適である。
【００３２】
なお、本発明は上述した一実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施しても構わない。例えば上述した一実施形態では、ねじ孔の数量は、当初のねじ孔に対して２倍の数量とした例を挙げたが、これに限らず、整数倍であればよい。また一実施形態では、元のねじ孔で形成されるねじ組に、増加したねじ孔のねじ組を等間隔の配列で組合わせてあるが、不等間隔でも構わない。また一実施形態では、本発明を排水水中ポンプに適用したが、これに限らず、他の水中ポンプ、他の構造のポンプに本発明を適用してもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、たとえ、当初、使用しているケーシングカバーのねじ孔が破損したような場合、それからずれた地点に有るねじ孔を用い、それにフランジ部材の通孔を合せてフランジ部材をねじ止めすれば、固定環の固定や取り外しが行えるので、ケーシングカバーの交換を必要とせずに、メカニカルシールの取付けや取り外しの作業ができる。
【００３４】
したがって、ケーシングカバーを交換する費用が抑えられうえ、ケーシングカバーの長寿命化が図れ、使用者に対するコストの増加を抑えることができる。特に、少なくともケーシングカバーが合成樹脂部材で形成された樹脂製のポンプには好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るポンプのメカニカルシールの固定環の固定構造を示す分解斜視図。
【図２】ケーシングカバーの背面に形成された整数倍の数量のねじ孔を示す平面図。
【図３】（ａ）は、排水水中ポンプの断面図。
（ｂ）は、同ポンプのメカニカルシールを一部拡大して示す断面図。
【図４】同ポンプのメカニカルシールを示す斜視図。
【図５】同ポンプのメカニカルシールの固定環の固定構造を示す分解斜視図。
【図６】ケーシングカバーの背面に形成された整数倍の数量のねじ孔を示す平面図。
【符号の説明】
４…ケーシングカバー
５…貫通孔
６…メカニカルシール
２０…六方切換弁
８ａ…回転環
９…スプリング部材
１１ａ…固定環
１８…インペラ
２１…フランジ部材
２３…ねじ孔
２６…ねじ部材。
【図１】
0004227343.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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