(57)【要約】【課題】ポンプ部品のライナーリングをケーシングに接着させる工夫により、必要な機能を維持しながらのコストダウンで付加価値が向上するポンプ部品の接着構造を提供する。【解決手段】立軸斜流ポンプの吸込みカバー４の内周部１０に、羽根車２の羽根外周端８Ａとの隙間を規定するためのライナーリング９を嵌装するに、ライナーリング９の外周部９Ａと内周部１０との間に接着剤層１１を形成するための隙間周部１２と、ライナーリング９の内周部１０に対する上下方向の位置を定める位置決め手段１３と、外周部９Ａの下端部と内周部１０とを密封するシール手段１４と、隙間周部１２に連通し、かつ、外周部９Ａの上端相当箇所から外部へ連通する空気抜き経路１５と、隙間周部１２に連通する状態で吸込みカバー４に形成される接着剤注入口１６とを設け、注入口１６から隙間周部１２に注入される接着剤でライナーリング９を内周部１０に接着可能に構成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸回りに回転可能な羽根車を覆うケーシングの内周部に、前記羽根車の羽根外周端との隙間を規定するためのライナーリングを嵌装するに当り、
前記ライナーリングの外周部と前記ケーシングの内周部との間に接着剤層を形成するための隙間周部と、前記ライナーリングの前記ケーシングの内周部に対する主軸方向の位置を定める位置決め手段と、前記外周部の一端部と前記ケーシングの内周部とを密封するシール手段と、前記隙間周部に連通し、かつ、前記外周部の他端相当箇所から外部へ連通する空気抜き経路と、前記隙間周部に連通する状態で前記ケーシングに形成される接着剤注入口とが設けられるとともに、
前記接着剤注入口から前記隙間周部に注入される接着剤によって前記ライナーリングを前記内周部に接着可能に構成されているポンプ部品の接着構造。
【請求項２】
前記空気抜き経路が、前記ライナーリングの外周部又はその外周部に相当する主軸方向位置における前記ケーシングの内周部又は前記ライナーリングの外周部に形成される凹部である請求項１に記載のポンプ部品の接着構造。
【請求項３】
前記位置決め手段が、前記ケーシングの内周部から前記ライナーリングの一端部を受止可能に径内側に張り出る受止部である請求項１又は２に記載のポンプ部品の接着構造。
【請求項４】
前記シール手段が、前記受止部と前記ライナーリングの一端周部との間にシールリングを介装することで構成されている請求項３に記載のポンプ部品の接着構造。
【請求項５】
前記シール手段が、前記外周部の一端部と前記ケーシングの内周部における前記一端部が嵌装される部分とを嵌合させることで構成されている請求項１〜３の何れか一項に記載のポンプ部品の接着構造。
【請求項６】
前記接着剤注入口が前記隙間周部の主軸方向の一端側に設けられ、前記空気抜き経路が前記隙間周部の他端側に設けられている請求項１〜５の何れか一項に記載のポンプ部品の接着構造。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載のポンプ部品の接着構造を用いて成るポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプ部品の接着構造及びポンプ装置に係り、詳しくは、主軸回りに回転可能な羽根車を覆うケーシングの内周部に、羽根車の羽根外周端との隙間を規定するためのライナーリングを嵌装する場合に好適なポンプ部品の接着構造及びポンプ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ライナーリングは、羽根車の羽根とケーシング内周部との隙間をなるべく小さくすることにより、ポンピングロスを少なくして効率良く揚水作動できるようにするために嵌装されるものである。例えば特許文献１においては、渦巻ポンプにおける羽根車と隙間を規定する円筒状のライナーリングが開示されている。これは単純な円筒形状のライナーリングを示しているが、ポンプの種類等によっては複雑な形状のものもある。
【０００３】
例えば、図７に示すように、縦軸心Ｐを持つ立軸斜流ポンプにおけるライナーリング２９は、ポンプケーシング２８の下端に連結される吸込みカバー（ケーシングの一例）２７の上部に形成される上拡がりケース部２７Ａに内嵌される状態で装備されており、円錐面状の内周面２９Ｎを有する形状に形成されている。そのライナーリング２９は、上拡がりケース部２７Ａ下端のインロー部２６に密内嵌される下端リング部２９Ａと、上拡がりケース部２７Ａ上端の環状座面２５に載置されてボルト止めされる上端リング部２９Ｂと、それら下端リング部２９Ａと上端リング部２９Ｂとの間に介装されるテーパリング部２９Ｃとを有する裁頭円錐状のリング部材に形成されている。
【０００４】
即ち、図７において、ライナーリング２９は、羽根８の外周端８Ａとケーシング内周部、即ちライナーリング２９の内周面２９Ｎとの隙間ｅを小さくし、かつ、その状態を維持すべく高い寸法精度が施されて吸込みカバー２７に内嵌装備されている。この構成により、隙間ｅからの流体の漏れ出しを極力無くしてポンプ効率を向上させることができるのである。尚、ライナーリング２９の材料としてはステンレス材等が用いられることが多いが、その他種々の材料のものも可能である。
【０００５】
ところで、図７に示す形状そのもののライナーリング２９を作るには鋳型等の金型が必要になるが、少ない生産台数であるライナーリングを型製作することはあまりに不経済となって困難である。そこで、現実には図８に示すような素材３０が用いられる。即ち、円環状の上下リング部材３０Ｂ，３０Ａ、及びそれらの上下間に介装される裁頭円錐面状のテーパ板筒部材３０Ｃ（いずれもステンレス材）との三者３０Ａ，３０Ｃ，３０Ｂを、まず４箇所の全周溶接によって一体化して素材３０を形成し、それから切削又は研磨加工を施すことにより、図７に示す所望の形状のライナーリング２９に仕上げる、という製作手段である。
【０００６】
しかしながら、ライナーリングは直径が１０００〜２０００ｍｍに達するものもあり、材料自体のコストも大きくなるとともに、溶接長が相当に長くなって製作コストも高くなり、製品としてのライナーリングは依然として高価なものになっていた。
【特許文献１】特開２００７−１４６７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、接着によってポンプ部品を組付ける技術に着目し、構造の見直しや改良を施すことにより、ポンプに装備される部品であるライナーリングをケーシングに接着して設けるように工夫して、必要な機能を落とすことなくコストダウンさせて付加価値が向上するポンプ部品の接着構造及びポンプ装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、ポンプ部品の接着構造において、主軸回りに回転可能な羽根車２を覆うケーシング４の内周部１０に、前記羽根車２の羽根外周端８Ａとの隙間を規定するためのライナーリング９を嵌装するに当り、
前記ライナーリング９の外周部９Ａと前記ケーシング４の内周部１０との間に接着剤層１１を形成するための隙間周部１２と、前記ライナーリング９の前記ケーシング４の内周部１０に対する主軸方向の位置を定める位置決め手段１３と、前記外周部９Ａの一端部と前記ケーシング４の内周部１０とを密封するシール手段１４と、前記隙間周部１２に連通し、かつ、前記外周部９Ａの他端相当箇所から外部へ連通する空気抜き経路１５と、前記隙間周部１２に連通する状態で前記ケーシング４に形成される接着剤注入口１６とが設けられるとともに、
前記接着剤注入口１６から前記隙間周部１２に注入される接着剤によって前記ライナーリング９を前記内周部１０に接着可能に構成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のポンプ部品の接着構造において、前記空気抜き経路１５が、前記ライナーリング９の外周部９Ａ又はその外周部９Ａに相当する主軸方向位置における前記ケーシング４の内周部１０又は前記ライナーリング９の外周部に形成される凹部１８であることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載のポンプ部品の接着構造において、前記位置決め手段１３が、前記ケーシング４の内周部１０から前記ライナーリング９の一端部９ｋを受止可能に径内側に張り出る受止部１９であることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載のポンプ部品の接着構造において、前記シール手段１４が、前記受止部１９と前記ライナーリング９の一端周部９ａとの間にシールリング２２を介装することで構成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載のポンプ部品の接着構造において、前記シール手段１４が、前記外周部９Ａの一端部と前記ケーシング４の内周部１０における前記一端部が嵌装される部分２０とを嵌合させることで構成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項６に係る発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のポンプ部品の接着構造において、前記接着剤注入口１６が前記隙間周部１２の主軸方向の一端側に設けられ、前記空気抜き経路１５が前記隙間周部１２の他端側に設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項７係る発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載のポンプ部品の接着構造を用いてポンプ装置が構成されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、詳しくは実施形態の項にて述べるが、ライナーリングを接着によってケーシングに固定させるので、ライナーリングは単純な筒状部材で形成できる等、単一の部品でも構成可能になる。また、ケーシングとライナーリングとが接着剤で一体化されるので、従来のようにライナーリング単独で強度を確保する必要がなく、板厚が薄いもので形成することも可能となる。その結果、従来のライナーリング（図８を参照）に比べて、大幅にコストダウンすることができる。さらに、ライナーリングを内周部にセットする際に、接触面である内周部及び外周部には接着剤がないから、位置合せが容易になって作業性が向上する。注入口から接着剤を追加充填可能であり、ライナーリングの接着固定の品質を確保し易い。空気抜き経路を設けてあるので、接着剤を充填する際に隙間周部から空気を円滑に抜くことができ、接着剤の充填率を高めることができる。
【００１６】
従って、接着によってポンプ部品を組付ける技術に着目し、構造の見直しや改良を施すことにより、ポンプに装備される部品であるライナーリングをケーシングに接着して設けるように工夫して、必要な機能を落とすことなくコストダウンさせて付加価値が向上するポンプ部品の接着構造を提供することができる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、接着剤が一方から漏れることを防止でき、安定した接着面積を確保することができる。他方側の凹部から外に漏れ出る接着剤は目視確認できるから、接着剤が凹部から溢れ出てくることをもって接着剤の充填完了を知ることができる等、充填状況の確認が行い易い利点がある。
【００１８】
請求項３の発明によれば、ケーシングの内側に、径内側に張り出る受止部を設ける程度の経済的な手段でライナーリングの位置決めが正確に行える利点がある。また、請求項４のように、受止部を利用してこれとライナーリング一端周部との間にシールリングを介装することにより、合理的にシール手段を構成することができる。
【００１９】
請求項５の発明によれば、ライナーリング外周部の一端部に外嵌する部分をケーシングに形成するという、簡易で経済的な手段によってシール手段を構築できる利点がある。
【００２０】
請求項６の発明によれば、他端側に空気抜き経路を設けてあるので、一端側の接着剤注入口から接着剤を充填する際に隙間周部から空気を円滑に抜くことができ、接着剤の充填率を高めることができる利点がある。
【００２１】
請求項７の発明によれば、ポンプに装備される部品であるライナーリングをケーシングに接着して設けるように工夫して、必要な機能を落とすことなくコストダウンさせて付加価値が向上するポンプ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明によるポンプ部品の接着構造の実施の形態を、ライナーリングをケーシングに接着剤を用いて内嵌装備する場合について図面を参照しながら説明する。図１は立軸斜流ポンプ下部の断面図、図２はライナーリング部分の拡大断面図、図３（ａ），（ｂ）は共に空気抜き経路を示す部分的な平面図、図４，５は接着剤の充填状況を示す作用図、図６別構造のシール手段を示す要部の断面図、図７，８はそれぞれ従来のライナーリング及び作り方を示す要部の断面図、図９は一般的な接着構造を示す模式図。尚、図４〜図６は、構造の理解を容易化すべく縦横比をデフォルメ（変容）して描いてある。
【００２３】
〔実施例１〕
図１に立軸斜流ポンプ（ポンプ装置の一例）の下部が示されており、上下向きの回転軸心（立軸心）Ｐを持つ主軸１、主軸１の下端部に一体回転状態に取り付けられる羽根車２、羽根車２を囲繞するポンプケーシング３、ポンプケーシング３の下側に連結される吸込みカバー４、ポンプケーシング３の上側に連結される揚水管５、整流板７を介してポンプケーシング３の内側に一体形成される軸受ケース部６、等を有して構成されている。
【００２４】
羽根車２は、図１，図２に示すように、主軸１に外嵌されるハブ部２Ａと、そのハブ部２Ａから突設される複数の羽根８とからなり、羽根８の外周端８Ａは、吸込みカバー（ケーシングの一例）４の上部である上拡がりケース部４Ａの内面側に位置する構成となっている。上拡がりケース部４Ａの内周部１０には、羽根外周端８Ａに僅かな間隙を持って遊外嵌される状態となるライナーリング９が嵌装されている。つまり、立軸回りで回転可能（主軸回りに回転可能な構成の一例）な羽根車２を覆う吸込みカバー４の内周部１０に、羽根車２の羽根外周端８Ａとの隙間ｅを規定するためのライナーリング９が嵌装されている。
【００２５】
上拡がりケース部４Ａには、ライナーリング９の外周部９Ａとケース部４Ａ（ケーシングの一例）の内周部１０との間に接着剤層１１を形成するための隙間周部１２と、ライナーリング９の内周部１０に対する上下方向の位置を定める位置決め手段１３と、ライナーリング９の外周部９Ａの下端部とケース部４Ａの内周部１０とを密封するシール手段１４と、隙間周部１２に連通し、かつ、外周部９Ａの上端相当箇所から外部へ連通する空気抜き経路１５と、隙間周部１２に連通する状態で径方向に貫通形成される接着剤注入口１６とが設けられている。接着剤注入口１６から隙間周部１２に注入される接着剤によってライナーリング９を内周部１０に接着可能に構成されている。つまり、ライナーリング９の内周面９Ｂと羽根外周端８Ａとの径方向の間隔が隙間ｅである。
【００２６】
ライナーリング９は、ステンレス板による裁頭円錐壁（テーパ筒）状のリング部材であり、その内周部（内周面）９Ｂと羽根外周端８Ａとの隙間ｅを精度良く微小な値に設定するために吸入カバー４に嵌装されており、接着剤を用いて固定されている。図４に示すように、位置決め手段１３は、上拡がりケース部４Ａにライナーリング９を内嵌するための拡径部を設けることで形成される段差周部（受止部の一例）１９と、ライナーリング９の下端周部（下端部９ｋの一例）９ａとを有して構成されている。即ち、ライナーリング９を落とし込んで内周部１０に嵌装させる際に、下端周部９ａが段差周部１９に当接して受止められることでライナーリング９の吸込みカバー４に対する上下の位置が定まるのである。
【００２７】
図５に示すように、シール手段１４は、ライナーリング９の外周部（外周面）９Ａに外嵌すべく上拡がりケース部４Ａに形成される嵌合内周面（「内周部における下端部が嵌装される部分」の一例）２０と、前記外周部９Ａとで構成されている。つまり、ライナーリング９の外周部９Ａの下端部と嵌合内周面２０とが径方向の間隙少なく嵌合される構成によって密封機能を出すシール構造である。また、内周部１０の上端部には、シール手段１４と同様に外周部９Ａの上端部を内嵌させる嵌合上部周面１７が形成されている。そして、嵌合内周面１４と嵌合上部周面１７との上下間にそれらよりも大径に構成された部分としてテーパ円環状の隙間周部１２が形成されている。
【００２８】
空気抜き経路１５は、図２，図４に示すように、嵌合上部周面１７に上下方向に形成される縦溝１８によって構成されている。縦溝１８は、周方向に適宜の間隔を隔てた複数箇所に形成されており、隙間周部１２と外部とを連通している。ライナーリング９が内周部１０に嵌装された嵌め込み状態では、外周部９Ａが壁面となって縦溝１８は縦孔に形成されることになる。接着剤注入口１６は、隙間周部１２の部位において上拡がりケース部４Ａに形成される径方向の貫通孔である。
【００２９】
次に、ライナーリング９の嵌装方法（組付手段）について説明する。まず、ライナーリング９を上拡がりケース部４Ａの内周部１０に嵌め込み、ライナーリング９の外周部９Ａと嵌合内周面２０及び嵌合上部周面１７とが嵌合し、かつ、下端周部９ａが段差周部１９に当接して位置決めされた状態とする嵌め込み工程を行う〔図２，図３（ａ）参照〕。ライナーリング９が内周部１０に嵌装されたら、図４に示すように、注入口１６から接着剤ｂを注入して隙間周部１２に充填する接着剤注入工程を行う。尚、２１は接着剤注入手段の注入口部である。
【００３０】
このとき、隙間周部１２の下端はシール手段１３によって事実上閉塞されているので、接着剤注入に伴う隙間周部１２に存在している空気は上部の縦溝（凹部の一例）１８を通って外部に排出されるようになる。従って、注入口１６から注がれる接着剤ｂは重力によって主に隙間周部１２をその下方から満たしてゆき、最後に空気抜き経路１５である縦溝１８にまで充填され、図５に示すように、隙間周部１２が接着剤ｂで充填される。接着剤ｂが硬化すれば接着剤層１１となってライナーリング９を上拡がりケース部４Ａに強固に固定させることができる。尚、注入口１６は、図４に仮想線で示すように、接着剤注入に伴う空気抜きがより円滑に行われて好都合となるよう、隙間周部１２の下端部に設けても良い。このように、ケーシング４とライナーリング９とが接着剤ｂで一体化されるので、従来のようにライナーリング単独で強度を確保する必要がなく、板厚が薄いものでも形成することも可能となる。
【００３１】
ところで、上下向きの被接着面を持つものどうしを接着剤を用いて接着させるには、従来は、図９に示すように、ベース（ベース部材）２３の被接着面２３Ａに接着剤ｂを事前に塗布しておき、それから接着対象物である部品２４を移動させてその被接着面２４Ａをベース２３の被接着面２３Ａに押付けて圧着させる、というやり方が一般的である。しかしながら、この接着構造では、塗布された接着剤ｂが重力によって下方に流れる傾向があるので、接着剤が下方に偏って接着面が均一な状態になり難い問題がある。そして、単に押付けるだけでは部品２４のベース２３に対する位置決めが困難である。接着が不十分だった場合には、一旦部品２４をベース２３から取外す必要があるが、接着剤を剥がすのが困難であり付け直しや部品交換時の作業が難しくて面倒である。また、接着状況を見ることができず、接着の評価が行い難い面もある。
【００３２】
これに対して本発明によるポンプ部品の接着構造では、ライナーリング９の外周部９Ａと内周部１０との間に接着剤層１１を形成するための隙間周部１２と、ライナーリング９の内周部１０に対する上下方向の位置を定める位置決め手段１３と、外周部９Ａの下端部と内周部１０とを密封するシール手段１４と、隙間周部１２に連通し、かつ、外周部９Ａの上端相当箇所から外部へ連通する空気抜き経路１５と、隙間周部１２に連通する状態でケーシング４に形成される接着剤注入口１６とを設けて、接着剤注入口１６から隙間周部１２に注入される接着剤によってライナーリング９を内周部１０に接着可能に構成されているから、次のような効果が得られる。
【００３３】
つまり、接着剤をいわゆる「裏込め」できる構成における構造工夫により、部材（ライナーリング９）をセットする際に、接触面（内周部９Ａ、外周部１０）に接着剤がないため、位置合せ（位置決め手段１３によるライナーリング９の位置決め）が容易になり、作業性（ライナーリング９の上拡がりケース部４Ａ内への嵌め込み作業性）が向上する。また、注入口１６から接着剤を追加充填可能であり、ライナーリング９の接着固定の品質を確保し易い。
【００３４】
そして、空気抜き経路１５を設けてあるので、接着剤を充填する際に隙間周部１２から空気を円滑に抜くことができ、接着剤の充填率を高めることができる。また、空気抜き経路である縦溝（凹部の一実施例）１８を隙間周部１２の上部に設けてあるので、接着剤が下方から漏れることを防止でき、安定した接着面積を確保することができる。さらに、縦溝１８から上に漏れ出る接着剤は目視確認できるから、接着剤が縦溝１８から溢れ出てくることをもって接着剤の充填完了を知ることができる等、充填状況の確認が行い易い利点がある。そして、ケーシング４とライナーリング９とが接着剤ｂで一体化されるので、従来のようにライナーリング単独で強度を確保する必要がなく、板厚が薄いものでも形成することも可能となる。
【００３５】
〔別実施例〕
本発明による接着構造は、例えば、羽根車における羽根をハブ部に接着固定させる等、ライナーリング以外のもの、即ちポンプ部品に適用することが可能であり、また、それを用いたポンプ装置も可能である。
【００３６】
シール手段１４としては、図６に示すように、段差周部１９と下端周部９ａとの間にシールリング２２を介装することで構成されても良い。この手段では、段差周部１９と下端周部９ａとがシールされるので、嵌合内周面２０は実施例１による場合よりも加工精度を落とせてコストダウンが可能である。また、位置決め手段１３は、下端周部９ａがシールリング２２に当接することによる構成でも良い。
【００３７】
空気抜き経路１５は、図３（ｂ）に示すように、縦溝１８をライナーリング９の外周部９Ａの上部に設けることで構成することも可能である。受止部１９は、図４等に示す段差周部（環状突設部）１９のほか、部分的に径内側に突設される突起部でも良い。また、上記実施例では立軸ポンプのライナーリングについて説明を行ったが、横軸ポンプであっても、接着剤の充填時にケーシングを上下方向に配置した状態で作業を行えば同様に形成できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】立軸斜流ポンプの下部構造を示す断面図（実施例１）
【図２】図１におけるライナーリング部分の拡大断面図
【図３】空気抜き経路を示し、（ａ）は凹部がケーシングに形成される場合の要部矢視図、（ｂ）は凹部がライナーリングに形成される場合の要部矢視図
【図４】隙間周部への接着剤の充填途中の状況を示す作用図
【図５】隙間周部への接着剤の充填完了状態を示す要部の断面図
【図６】別構造のシール手段を示す要部の断面図
【図７】従来のライナーリング及び装着構造を示す要部の断面図
【図８】図７に示すライナーリングの素材を示す断面図
【図９】一般的な接着構造を示す要部の作用図
【符号の説明】
【００３９】
１          主軸
２          羽根車
４          ケーシング
８Ａ        羽根外周端
９          ライナーリング
９Ａ        外周部
９ａ        一端周部
９ｋ        一端部
１０        ケーシングの内周部
１１        接着剤層
１２        隙間周部
１３        位置決め手段
１４        シール手段
１５        空気抜き経路
１６        接着剤注入口
１８        凹部
１９        受止部
２０        内周部における一端部が嵌装される部分
２２        シールリング
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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