JP2010014047A - 遠心ポンプ用羽根車 - Google Patents

Abstract

【課題】遠心ポンプ用の羽根車（羽根車本体６１）に対して取り付けられる、蓋６２の取付構造を簡略化し、その組み立て作業の簡略化を図る。
【解決手段】羽根車本体６１に対して係合手段を介して取付固定される蓋体６２は、その裏面にバランスウエイト６３の押さえ部６２４が形成されている。バランスウエイト６３は、蓋体６２を羽根車本体６１に対して取付固定することに伴い、当該蓋体６２の押さえ部６２４と羽根車本体６１とで挟持されることによって固定される。
【選択図】図１０

Description

本発明は、遠心ポンプ用羽根車に関する。

従来より、汚水等の搬送に好適なポンプとして遠心ポンプが用いられており、この遠心ポンプが有する羽根車のうち、夾雑物等の固形物を含んだ汚水等に対しても詰まりが生じにくい羽根車として、その内部に、一端面に開口する入口と周面に開口する出口とを繋ぐ流路が形成されたノンクロッグ型の羽根車が知られている（例えば、特許文献１参照）。

ノンクロッグ型の羽根車は一枚羽根であるため、回転軸に対して非軸対称な形状になってしまう。そのため、この特許文献１に開示された羽根車では、静止時における静的バランスや、空気中（気中）回転時における動的バランス（以下、これらを総称して機械的バランスという）を得るために徐肉しており、こうした徐肉によって、入口が形成された一端面とは逆側の他端面には、当該他端面に開口すると共に、その他端面から筒軸方向に凹陥する凹陥部が形成されている。また、合成樹脂製の羽根車では、肉厚を略一定にして成型時のひけを防止する観点から、前記と同様に、他端面に開口すると共に当該他端面から筒軸方向に凹陥する凹陥部が形成される場合がある。

ところが、こうした凹陥部の開口をそのまま露出させていると、流体の乱れによる動力損失が増大してしまうことから、この特許文献１に開示された羽根車では、その他端面に蓋体を取り付け、それによって凹陥部の開口を覆って羽根車の他端面が平坦となるようにしている。
特開２００６−２９１９３７号公報

しかしながら、前記特許文献１に開示された従来の羽根車では、その蓋体をボルトによって羽根車本体に対し固定しているため、その組み立て作業が繁雑になってしまうという不都合がある。

さらに、前記特許文献１に開示された羽根車では、機械的バランスや、羽根車を水中で回転させた時におけるバランス（水力的バランス）を得るために、蓋体の裏面にバランスウエイトをボルトによって取り付けるようにしており、こうしたバランスウエイトを取付固定する作業も別途必要となるという不都合がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、遠心ポンプ用の羽根車（羽根車本体）に対して取り付けられる、蓋体の取付構造を簡略化し、その組み立て作業の簡略化を図ることにある。

本発明の一側面によると、遠心ポンプ用羽根車は、筒軸方向に相対する一端面及び他端面、並びに当該一端面と他端面との間の周面を含んだ略円筒形状を有すると共に、当該一端面に開口する入口と前記周面に開口する出口とを繋ぐ内部流路と、前記他端面に開口すると共に当該他端面から筒軸方向に凹陥する凹陥部とが形成された羽根車本体、前記羽根車本体の前記他端面に取り付けられることによって、前記羽根車本体の前記他端面が平坦となるように前記凹陥部の開口を覆う蓋体、及び、前記羽根車本体と前記蓋体との間に配置されて固定されたバランスウエイト、を備える。

そして、前記蓋体は、前記羽根車本体に対して係合手段を介して取付固定されると共に、その裏面に前記バランスウエイトの押さえ部が形成されており、前記バランスウエイトは、前記蓋体が前記羽根車本体に対して取付固定されることに伴い、当該蓋体の押さえ部と前記羽根車本体とによって挟持されて固定されている。

この構成によると、蓋体は、羽根車本体に対し係合手段を介して取付固定され、その蓋体を羽根車本体に取付固定することによって、蓋体の押さえ部と羽根車本体とによりバランスウエイトが挟持されて、当該バランスウエイトが取付固定されることになる。つまり、蓋体の取付とバランスウエイトの取付とが同時に行われ、羽根車の組み立て作業の容易化が図られる。

前記係合手段は、前記羽根車本体又は前記蓋体に形成された係合溝と、前記蓋体又は前記羽根車本体に形成されかつ、前記蓋体を羽根車本体に対し取り付ける際に弾性変形することによって前記係合溝に係合する弾性係合爪と、を含んで構成されている、としてもよい。

こうすることで、係合手段が係合溝と弾性係合爪とを含んで構成されるため、羽根車本体に対して蓋体を取り付けるときに工具等は不要であり、その組み立て作業がより一層簡略化される。

前記蓋体の裏面には、複数の嵌合ピンが突出して形成され、前記羽根車本体には、前記嵌合ピンがそれぞれ内嵌する複数のピン穴が前記他端面に開口して形成されている、としてもよい。

嵌合ピンとピン穴との位置を互いに一致させることによって、蓋体の羽根車本体に対する位置決めを行うことができると共に、嵌合ピンがピン穴に内嵌することによって、係合手段による係合と相俟って、蓋体が羽根車本体に対してより強固に固定される。

前記各ピン穴は、前記羽根車本体の他端面に設けられた各ボス部に形成されており、前記ボス部の周面には、そのボス部の径方向外方に向かって凸となった突起が、周方向に間隔を空けて複数形成され、前記バランスウエイトには、前記ボス部の径よりも大きくかつ、前記複数の嵌合突起の先端同士を結んで形成される円の径よりも小さい径の外嵌孔が形成されていて、前記突起を潰すようにして前記バランスウエイトの各外嵌孔を前記各ボス部に外嵌させることにより、前記バランスウエイトが前記羽根車本体に対して固定され、前記蓋体の押さえ部は、前記嵌合ピンを取り囲むように環状に形成されており、それによって、前記バランスウエイトの前記外嵌孔の周囲を押さえるように構成されている、としてもよい。

バランスウエイトの各外嵌孔を羽根車本体のボス部に対して外嵌させることにより、バランスウエイトを、羽根車本体に対し所定の位置に、正確に位置付けることが可能になる。

また、バランスウエイトの各外嵌孔を羽根車本体のボス部に対して外嵌させることと、その外嵌孔の周囲を、蓋体の押さえ部によって押さえることとにより、バランスウエイトのガタの発生を防止しつつ、当該バランスウエイトを羽根車本体に対して強固に固定させることができる。

前記羽根車本体における凹陥部内には、径方向に広がる複数の補強リブが形成されていて、前記各補強リブにおける前記筒軸方向の他端側の端面は、前記バランスウエイトが載置される載置面とされており、前記各ボス部は、前記各補強リブの前記載置面に、当該補強リブと一体に形成されている、としてもよい。

こうすることで、羽根車本体の強度が向上すると共に、ボス部を補強リブと一体に形成することでボス部の剛性が向上し、バランスウエイトが羽根車本体に対してより安定的に固定される。

以上説明したように、本発明によると、羽根車本体に対し係合手段を介して蓋体を取付固定すると共に、バランスウエイトをその蓋体と羽根車本体とによって挟持して固定することにより、蓋体の取付と、バランスウエイトの取付とを同時に行うことができ、羽根車の組み立て作業の容易化を図ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る羽根車を備えた水中ポンプ１を示している。この水中ポンプ１は、羽根車６を有するポンプ部２１と、該羽根車６を駆動するモータ３を有するモータ部２２と、を備えている。水中ポンプ１は、オイルケーシング２３を挟んだ下側にポンプ部２１を、その上側にモータ部２２をそれぞれ配置することによって、ポンプ部２１及びモータ部２２が上下方向に並んで配置されて構成されている。尚、この水中ポンプ１は、後述するヘッドカバー３４やポンプケーシング４が、所定の樹脂材料によって形成された軽量タイプとなっている。

モータ部２２は、ステータ３１及びロータ３２からなる前記モータ３と、該モータ３のステータ３１を覆うステータケーシング３３と、ステータケーシング３３の上端に取り付けられるヘッドカバー３４と、を備えている。モータ３の回転軸３５は、上下方向に延びて配設されている。

ステータケーシング３３は、両端開口の略円筒型に形成されている。ステータケーシング３３の上端開口は、モータカバー３６によって閉塞されており、このモータカバー３６の下面には、回転軸３５の上端部を回転可能に支持する軸受３５ａが取り付けられている。

ヘッドカバー３４は、ステータケーシング３３の上端に対して取り付けられている。ヘッドカバー３４は、上壁と、この上壁の周縁部から下方に延びてステータケーシング３３の上端部に固定される周壁とを含み、横断面形状が逆Ｕ字状に形成されている。これによってヘッドカバー３４は、その内部に、前記モータカバー３６と共に各種の電気部品を収容するための収容空間３４ａを形成するようになっている。ヘッドカバー３４の上壁には、モータ３に給電する給電ケーブルが挿通されるケーブルブーツが貫通して取り付けられていると共に、その上面の中央部には、ハンドル３４ｂが取り付けられている。

このヘッドカバー３４は、周方向に所定の間隔を開けて配置された複数のボルト３７（図例では一つのみ示す）によって、オイルケーシング２３に対し固定されている。つまり、ヘッドカバー３４の周縁部に形成された貫通孔を通過した前記ボルト３７は、前記モータカバー３６を貫通すると共に、ステータケーシング３３の内周面に沿って下向きに延びて、オイルケーシング２３の周縁部に対して螺合している。こうして、この水中ポンプ１では、上下方向に延びる長尺のボルト３７によって、ヘッドカバー３４、ステータケーシング３３、及びモータカバー３６のそれぞれをオイルケーシング２３に対して一度に固定するようにしており、これによって、この水中ポンプ１では、部品点数の低減化及び組み立て工数の低減化が図られている。

オイルケーシング２３は、ステータケーシング３３の下端に取り付けられており、このオイルケーシング２３によってステータケーシング３３の下端開口が閉塞されている。

オイルケーシング２３は、その下側にポンプケーシング４が取り付けられることによって、このポンプケーシング４と共に、潤滑油が充填される油室５３を区画形成するケーシングであって、モータ３の回転軸３５が内挿される貫通孔が形成されていると共に、その上面には、回転軸３５の中間部を回転可能に支持する軸受３５ｂが取り付けられている。

オイルケーシング２３及びポンプケーシング４によって区画形成される油室５３内では、回転軸３５がメカニカルシール５１によって軸封されていると共に、メカニカルシール５１の外周囲の略全周を囲む環状壁５２が設けられている。

ポンプ部２１は、モータ３の回転軸３５の下端に取り付けられた羽根車６を備えると共に、ポンプケーシング４を備えている。

この水中ポンプ１は遠心ポンプからなり、そのポンプケーシング４は、オイルケーシング２３と共に油室５３を区画形成する上側の第１ポンプケーシング４１と下側の第２ポンプケーシング４２とが、溶着により一体化されることで構成されている。このように第１ポンプケーシング４１と第２ポンプケーシング４２とを溶着により一体化することで、例えばボルト・ナットの締結手段により２つのポンプケーシングを一体化する場合に必要となるフランジが不要となり、水中ポンプ１の小型化が実現する。

ポンプケーシング４の上部には、回転軸３５が内挿される貫通孔が形成されていると共に、その内部に羽根車６を収容する渦形室４３が形成されている。

また、ポンプケーシング４の下部は、下方に向かって開口しており、この開口に対して、羽根車６の下端部であるウェアリング部６９２を支持するための開口４４ａを有するライナリング４４が取り付けられている。

一方、ポンプケーシング４の側部には、側方に突出すると共に、上向きに湾曲する吐出部４５が一体に形成されている。この吐出部４５は、渦形室４３に連通していると共に、上向きに開口する吐出口４５ａが形成されている。吐出口４５ａは、図示省略の排出管に連結されることになる。

そうして、ポンプケーシング４の下部には、下向きに延びる４つの脚部４６（図１では３つのみ示す）が所定の配置で配設されており、この各脚部４６の下端は、スタンド７に対して取付固定されている。

スタンド７は、合成樹脂製の本体部７１と、この本体部７１の下側を覆うゴム製のカバー７２とを備えて構成されており、本体部７１には、前記各脚部４６の下端が内挿されてビス止めされる差込部７３が上向きに突出して一体に形成されている。各脚部４６の下面と差込部７３との間には、制振ゴム又は制振鋼板７４が介設されており、これにより、このスタンド７は、前記カバー７２による水中ポンプ１の設置位置のずれを防止する機能と、前記制振ゴム又は制振鋼板７４による水中ポンプ１駆動時の制振機能との双方の機能を果たすことになる。

羽根車６は、本実施形態では、図２〜５に示すように、略円筒形状を有するノンクロッグ型の羽根車であって、その筒軸と回転軸３５とが同軸となるように、回転軸３５の下端に対して固定されている（図１参照）。羽根車６は、羽根車本体６１と、この羽根車本体６１の上端面に取り付けられる蓋体６２と備えて構成されている。また、羽根車６は、その機械的バランス及び水力的バランスを得るために、上側バランスウエイト６３と下側バランスウエイト６４とを備えている。詳しくは後述するが、図５に示すように、上側バランスウエイト６３は、羽根車本体６１と蓋体６２との間に配置固定され、下側バランスウエイト６４は、羽根車本体６１のウェアリング部６９２に埋設されている。

羽根車本体６１は、略円筒状を有しており、その下端面には、下向きに開口する入口６０１が形成されている一方、その周面における所定の位置には、側方に向かって開口する出口６０２が形成されている。そうして、羽根車６の内部には筒軸方向に延びる内部流路６０３が形成されており、この内部流路６０３によって入口６０１と出口６０２とが互いに繋がっている。

羽根車本体６１の外周面には、径方向の内方に窪んだ外部流路６０４が形成されている。この外部流路６０４は、筒軸方向に延びる流路ではなく、その流路中心は羽根車本体６１の筒軸と直交する直交面上に位置している。外部流路６０４は、出口６０２において内部流路６０３の下流側と連続していて、羽根車６のおおよそ１周の長さにわたって周回している。

この外部流路６０４は羽根６０５によって区画されている。この羽根６０５は、いわゆる半径流形の一枚羽根（遠心羽根）であり、この遠心羽根６０５によって、外部流路６０４内の水が昇圧されて外周側（径方向外側）に吐出される。

羽根車本体６１において外部流路６０４よりも上側には、全周にわたって径方向の外方に突出した第１フランジ部６８１が形成されている。また、外部流路６０４よりも下側には、同じく全周にわたって径方向の外方に突出した第２フランジ部６８２が形成されている。第２フランジ部６８２は、羽根車６における、入口６０１が形成された下側部分と、出口６０２が形成された上側部分とを上下に仕切っている。すなわち、この羽根車６は、入口６０１と出口６０２との間が第２フランジ部６８２で仕切られたクローズドタイプの羽根車である。

そうして、第１フランジ部６８１よりも上側である羽根車本体６１の上端面には、その中心位置に、モータ３の回転軸３５が内挿されて固定される取付孔が形成された軸支持部６９１が、上方に突出して形成されている。この軸支持部６９１は、所定の金属材料によって構成されている。また、羽根車本体６１において第２フランジ部６８２よりも下側には、前記ポンプケーシング４の開口４４ａ内に内挿されるウェアリング部６９２が、下方に向かって突出するように形成されている。

ここで、この羽根車本体６１は、水中ポンプ１の動力低減の観点から、その径が可及的に小さくなるように、第１及び第２フランジ部６８１，６８２の径が小さく設定されており、これによって、図３や図５に示すように、第２フランジ部６８２とウェアリング部６９２との間の段差はほとんど生じていないデザインとなっている。尚、例えばこの段差が無くなるように、第１及び第２フランジ部６８１，６８２の径をさらに縮小させてもよい。逆に、入口６０１の径が大きくなるようにウェアリング部６９２の径を拡大することによって、第２フランジ部６８２とウェアリング部６９２との間の段差を無くしてもよい。

この羽根車本体６１は、合成樹脂製であり、肉厚を略一定にして成型時のひけを防止すべく、図５，６に示すように、羽根車本体６１の上端面から筒軸方向に凹陥する凹陥部６１１が形成されている。この凹陥部６１１は、図６に示すように、出口６０２が開口している側（図６における上側）から反時計回りに約３／４周分だけ、周方向に広がっている。また、この凹陥部６１１は、図５に示すように、出口６０２の開口側（図７における右側）は相対的に深さが浅く、その出口６０２の開口側とは逆側（図７における左側）は相対的に深さが深くなるように構成されている。

また、この羽根車本体６１における上端部には、径方向に延びることで、軸支持部６９１と羽根車本体６１の周縁部とを互いに連結する補強リブ６１２が形成されている。この実施形態では、図６に示す羽根車本体６１において、出口６０２の開口側に相当する上半分の領域には、互いに所定の角度を開けて３つの補強リブ６１２がそれぞれ形成されている一方、出口６０２の開口側とは逆側に相当する下半分の領域には、一つの補強リブ６１２が形成されている。そうして、この合計４つの補強リブ６１２の内の３つの補強リブ６１２は、前記凹陥部６１１内に配設されるようになっている。

また、出口６０２の開口側に配設された３つの補強リブ６１２はそれぞれ、図１０等に示すように、上側バランスウエイト６３が載置される載置部を兼用している。つまり、各補強リブ６１２の上端面は、上側バランスウエイト６３が載置される載置面６１４として機能している。さらに、各補強リブ６１２における径方向の略中央位置には、上側バランスウエイト６３を固定するためのボス部６１３が形成されている。

ボス部６１３は、図９，１０に示すように、補強リブ６１２の幅よりも大きい直径を有する、平面視で円形状を有する部分であり、その中心位置には、上向きに開口すると共に筒軸方向に延びるピン穴６１５が形成されている。また、ボス部６１３の外周面には、径方向の外方に向かって突出する３つの突起６１６が、周方向に等間隔を空けて、ボス部６１３と一体に形成されている。

所定の金属材料からなる上側バランスウエイト６３は、図１１に示すように、所定板厚の円環板状の部材を、所定の角度範囲分だけ切り出したような略扇形形状を有しており、この上側バランスウエイト６３は、径方向の幅が、筒軸方向（上下方向）の厚みに比べて大きい横型形状を有している。この上側バランスウエイト６３は、図６に示すように、羽根車本体６１における軸支持部６９１と周縁部との間に配設されるため、その内径は、軸支持部６９１の径よりも大に設定される一方、その外径は、羽根車本体６１の周縁部の径よりも小に設定される。尚、上側バランスウエイト６３の形状は、特に限定されるものではなく、羽根車本体６１と蓋体６２との間に配置されるという制約の下で、必要な重量が確保できるように適宜設定すればよい。

上側バランスウエイト６３には、３つのボス部６１３にそれぞれに対応するように、３つの孔６３１が厚み方向に貫通して形成されている。この各孔は、前記ボス部６１３に外嵌される外嵌孔６３１であり、図９に示すように、その孔径は、前記ボス部６１３の径よりも大きくかつ、突起６１６の先端を結ぶ円の径よりも小さい径に設定されている。

そうしてこの上側バランスウエイト６３は、図９，１０に拡大して示すように、各外嵌孔６３１がボス部６１３に対して外嵌するようにして、補強リブ６１２の載置面６１４上に載置され、それによって、羽根車本体６１の上端面における、出口６０２の開口側における所定位置に、上側バランスウエイト６３が位置付けられることになる。ここで、上側バランスウエイト６３の外嵌孔６３１は、その径がボス部６１３の径よりも大きくかつ、突起６１６の先端を結ぶ円の径よりも小さい径に設定されているため、突起６１６の一部が潰れることで、外嵌孔がボス部６１３に対して外嵌されることになる。これによって、上側バランスウエイト６３のガタを無くすことができる。

前記の蓋体６２は、図７，８に示すように、円盤形状を有すると共に、その中央部には羽根車本体６１の軸支持部６９１が内挿される挿通孔６２１が形成されている。この蓋体６２は合成樹脂製であり、その表面側は平坦面に構成される一方で、その周縁部における、出口６０２の開口に対応する側と、筒軸を挟んでそれとは逆側とのそれぞれには、周方向に所定間隔を空けて、２つの弾性係合爪６２２が、蓋体６２と一体に形成されている。各弾性係合爪６２２は、羽根車本体６１の上端部における周縁部に対し形成された係合溝６８３に対して係合する爪であり、この弾性係合爪６２２と係合溝６８３とによって、蓋体６２を羽根車本体６１に対して取付固定する係合手段が構成されている。

蓋体６２の裏面には、羽根車本体６１の各ボス部６１３に対応する位置に、３つの嵌合ピン６２３が、その裏面から突出するように形成されている。この各嵌合ピン６２３は、図１０に示すように、蓋体６２を羽根車本体６１に対して取り付けたときに、各ボス部６１３に形成されたピン穴６１５に対して内嵌する。こうして、蓋体６２は、前記弾性係合爪６２２と係合溝６８３との係合に加えて、各嵌合ピン６２３がピン穴６１５に内嵌することによって、羽根車本体６１に対して、より一層安定的に取付固定されることになる。

前記蓋体６２の裏面にはさらに、上側バランスウエイト６３を押さえるための押さえ部６２４が、裏面から突出して形成されている。この押さえ部６２４は、各嵌合ピン６２３を取り囲むように環状に形成されており、これによって、図１０に示すように、蓋体６２を羽根車本体６１に取付固定したときには、押さえ部６２４の下面が、ボス部６１３の周辺部において、上側バランスウエイト６３の上面を下向きに押さえるようになる。そうして、上側バランスウエイト６３が、蓋体６２と羽根車本体６１とによって挟持されることになる。

この蓋体６２にはまた、出口６０２の開口側とその逆側とのそれぞれに、２つの貫通孔６２５が形成されている。この貫通孔は、羽根車本体６１の凹陥部６１１内の空気を抜いて、当該凹陥部６１１内に水を充填するための空気抜き孔６２５である。尚、上側バランスウエイト６３にも空気抜き孔を形成してもよく、この場合の空気抜き孔は、前記蓋体６２に形成した空気抜き孔６２５と同じ位置に形成することが望ましい。

このように蓋体６２に空気抜き孔６２５を設けて凹陥部６１１内を水で充填することにより、その凹陥部６１１内に空気が残留していることに起因して羽根車６の機械的バランスが崩れることが防止でき、羽根車６の駆動時に振動が発生してしまうことを抑制することができる。

下側バランスウエイト６４は、図３，４に示すように、羽根車本体６１の出口６０２の開口側における、ウェアリング部６９２に埋設されている。

所定の金属材料からなる下側バランスウエイト６４は、図１２等に示すように、円弧状に湾曲した板片であって、筒軸方向の高さがその径方向の厚みに比べて大きい縦型形状を有している。そうして、この下側バランスウエイト６４は、図４に示すように、その下端面が羽根車本体６１の下端面に対して露出するように、ウェアリング部６９２に対して埋め込まれている。

下側バランスウエイト６４における所定位置には、２つの貫通孔６４１が形成されており、各貫通孔６４１は、成形金型の位置決めピン８が内挿される位置決め孔として機能する。また、この下側バランスウエイト６４の下端における中央位置には、切り欠き６４２が形成されている。この切り欠き６４２によって、羽根車本体６１をモールド成形したときには、この切り欠き６４２の部分に樹脂が充填されるようになり、そのことで、図４に示すように、下側バランスウエイト６４に対し、厚み方向に横切るような抜け止め部６９４が構成されることになる。

次に、羽根車本体６１の製造手順について簡単に説明すると、先ず、金型（図示省略）内における所定位置に、軸支持部６９１と、下側バランスウエイト６４と、をそれぞれ配置する。このとき、下側バランスウエイト６４は、図１２に示すように、２つの位置決めピン８によって、周方向の位置とその傾きとが規定される。また、位置決めピン８は先端側の小径部８１と基端側の大径部８２とを有していて、その径の異なる段差位置において、下側バランスウエイト６４の径方向の位置も規定されることになる。こうして下側バランスウエイト６４を金型内の所定位置に精度良く位置付けることができるため、羽根車本体６１における薄肉のウェアリング部６９２に、下側バランスウエイト６４を確実に埋め込むことが可能になる。

そうして周知の樹脂モールド成形によって羽根車本体６１を成形する。その成形後の羽根車本体６１のウェアリング部６９２には、図２，３に示すように、前記位置決めピン８による穴６９３が形成されることになる。

次いで、成形後の羽根車本体６１の上端面に対し、別途用意した上側バランスウエイト６３を取り付ける。この上側バランスウエイト６３は、前述したように、ボス部６１３の突起６１６を潰すようにして、上側バランスウエイト６３の各外嵌孔６３１をボス部６１３に対して外嵌させるようにする。

その後、別途成形した蓋体６２を羽根車本体６１に対して取り付ける。このときに、蓋体６２の嵌合ピン６２３が羽根車本体６１のピン穴６１５に内嵌すると共に、蓋体６２の弾性係合爪６２２が弾性変形することによって、羽根車本体６１の係合溝６８３に対して係合する。こうして、蓋体６２が羽根車本体６１に対して取付固定されると同時に、蓋体６２の押さえ部６２４が、上側バランスウエイト６３を押さえるようになり、それによって、上側バランスウエイト６３の羽根車本体６１に対する取付も完了することになる。

このように、本構成の羽根車６は、蓋体６２の固定に、ボルト等の締結手段を用いておらず、弾性係合爪６２２を係合溝６８３に対して係合させることによって、蓋体６２を羽根車本体６１に取付固定している。このため、組み立て作業に際し工具等は不要であり、羽根車６の組み立てが簡略化されると共に、その蓋体６２の取付と同時に上側バランスウエイト６３の固定も行われるため、羽根車６の組み立て作業をより一層の容易化することができる。

ここで、蓋体６２に弾性係合爪６２２を設ける一方で、羽根車本体６１の周縁部に外方に向かって開口する係合溝６８３を設けているため、蓋体６２を羽根車本体６１に取り付けた状態において、その蓋体６２の表面から、係合手段が突出することはなく、羽根車６の上端面を確実に平坦面にすることができる。このことは、動力損失を低減させる上で有利である。尚、蓋体６２に係合溝を設ける一方で、羽根車本体６１に係合爪を設けるようにしてもよい。また、蓋体６２と羽根車本体６１とを係合させる係合手段は、前記弾性係合爪６２２と係合溝６８３との組み合わせに限るものではなく、適宜の係合手段を採用することが可能である。

また、蓋体６２の周縁部は、弾性係合爪６２２と係合溝６８３とによって羽根車本体６１に対し固定される一方で、蓋体６２に設けた嵌合ピン６２３を羽根車本体６１のピン穴６１５に内嵌させることによって、蓋体６２における径方向の中央側の部位を、羽根車本体６１に対して固定することができる。その結果、蓋体６２における径方向の中央側の部位が、羽根車本体６１に対して浮き上がることが防止される。

また、上側バランスウエイト６３の各外嵌孔６３１を、羽根車本体６１のボス部６１３に対して外嵌させることにより、上側バランスウエイト６３を、羽根車本体６１に対して所定の位置に正確に位置付けることができると共に、上側バランスウエイト６３のガタの発生を防止することができる。

また、補強リブ６１２によって羽根車本体６１自体の強度が向上する上に、上側バランスウエイト６３及び蓋体の固定に係るボス部６１３を、その補強リブ６１２と一体に形成することでボス部６１３の剛性も向上し、上側バランスウエイト６３及び蓋体６２を、羽根車本体６１に対してより安定的に固定することができる。

一方、下側バランスウエイト６４は、上側バランスウエイト６３とは異なり、縦型形状を有しているため、径方向に薄肉のウェアリング部６９２に埋設することが可能になる。

こうして、下側バランスウエイト６４を羽根車本体６１内に埋め込むことによって、第２フランジ部６８２にバランスウエイトを取り付ける必要がなくなり、羽根車６の入口６０１の径を可及的に大きくして、所定の異物通過特性を確保しつつ、第１及び第２フランジ部６８１，６８２の径を可及的に小さくして羽根車６の径を縮小することにより、水中ポンプ１の動力低減を図ることができる。

また、ウェアリング部６９２に埋設された下側バランスウエイト６４は、その下端面が羽根車本体６１の下端面に露出しているため、羽根車６の使用中に下側バランスウエイト６４が抜け落ちる虞があるところ、下側バランスウエイト６４の下端に切り欠き６４２を形成しておくことによって、抜け止め部６９４が構成されるため、下側バランスウエイト６４の抜け落ちが確実に防止される。尚、本実施形態では、下側バランスウエイト６４の下端に切り欠き６４２を形成することによって抜け止め部６９４を構成したが、例えば下側バランスウエイト６４の高さ方向の途中位置に、厚み方向に貫通する貫通孔を形成することによっても、下側バランスウエイト６４に対して厚み方向に横切るような樹脂の抜け止め部を構成することは可能である。また、下側バランスウエイト６４の全体を、羽根車本体６１に埋設するようにして、下側バランスウエイト６４の下端が露出しないようにしてもよい。こうした場合には、抜け止め部を構成する必要がなくなる。

尚、前記の実施形態では、下側バランスウエイト６４を、ウェアリング部６９２に埋設しているが、例えば必要な重量を確保する上で、下側バランスウエイト６４の高さをさらに高くした場合には、その上端部が第２フランジ部６８２に相当する位置に位置付けられるようにしてもよい。

また、バランスウエイト６４は、ウェアリング部６９２に埋設されることにのみ限定されるものではなく、羽根車本体６１における周縁部の適宜の箇所に埋設するようにしてもよい。

さらに、本発明に係る羽根車は、合成樹脂製の羽根車に限定されるものではない。

以上説明したように、本発明は、羽根車本体に対して取り付けられる蓋の取付構造を簡略化し、その組み立て作業の簡略化を図ることができるから、遠心ポンプ用の羽根車として有用である。

本発明の実施形態に係る遠心ポンプ用羽根車を備えた水中ポンプの断面図である。 羽根車の斜視図である。 羽根車の正面図である。 羽根車の底面図である。 図４のＶ−Ｖ断面図である。 蓋体を外した状態における羽根車本体の平面図である。 蓋体の裏面図である。 図７のVIII−VIII断面図である。 羽根車本体のボス部付近を拡大して示す平面図である。 羽根車本体のボス部付近を拡大して示す断面図である。 上側バランスウエイトの斜視図である。 下側バランスウエイトの斜視図である。

符号の説明

１ 水中ポンプ
６ 羽根車
６０１ 入口
６０２ 出口
６０３ 内部流路
６１ 羽根車本体
６１１ 凹陥部
６１２ 補強リブ
６１３ ボス部
６１５ ピン穴
６１６ 突起
６２ 蓋体
６２２ 弾性係合爪
６２３ 嵌合ピン
６２４ 押さえ部
６３ 上側バランスウエイト
６３１ 外嵌孔
６８３ 係合溝

Claims (5)

1. 筒軸方向に相対する一端面及び他端面、並びに当該一端面と他端面との間の周面を含んだ略円筒形状を有すると共に、当該一端面に開口する入口と前記周面に開口する出口とを繋ぐ内部流路と、前記他端面に開口すると共に当該他端面から筒軸方向に凹陥する凹陥部とが形成された羽根車本体、
   前記羽根車本体の前記他端面に取り付けられることによって、前記羽根車本体の前記他端面が平坦となるように前記凹陥部の開口を覆う蓋体、及び、
   前記羽根車本体と前記蓋体との間に配置されて固定されたバランスウエイト、を備え、
   前記蓋体は、前記羽根車本体に対して係合手段を介して取付固定されると共に、その裏面に前記バランスウエイトの押さえ部が形成されており、
   前記バランスウエイトは、前記蓋体が前記羽根車本体に対して取付固定されることに伴い、当該蓋体の押さえ部と前記羽根車本体とによって挟持されて固定されている遠心ポンプ用羽根車。
2. 請求項１に記載の遠心ポンプ用羽根車において、
   前記係合手段は、
   前記羽根車本体又は前記蓋体に形成された係合溝と、
   前記蓋体又は前記羽根車本体に形成されかつ、前記蓋体を羽根車本体に対し取り付ける際に弾性変形することによって前記係合溝に係合する弾性係合爪と、
   を含んで構成されている遠心ポンプ用羽根車。
3. 請求項１又は２に記載の遠心ポンプ用羽根車において、
   前記蓋体の裏面には、複数の嵌合ピンが突出して形成され、
   前記羽根車本体には、前記嵌合ピンがそれぞれ内嵌する複数のピン穴が前記他端面に開口して形成されている遠心ポンプ用羽根車。
4. 請求項３に記載の遠心ポンプ用羽根車において、
   前記各ピン穴は、前記羽根車本体の他端面に設けられた各ボス部に形成されており、
   前記ボス部の周面には、そのボス部の径方向外方に向かって凸となった突起が、周方向に間隔を空けて複数形成され、
   前記バランスウエイトには、前記ボス部の径よりも大きくかつ、前記複数の嵌合突起の先端同士を結んで形成される円の径よりも小さい径の外嵌孔が形成されていて、前記突起を潰すようにして前記バランスウエイトの各外嵌孔を前記各ボス部に外嵌させることにより、前記バランスウエイトが前記羽根車本体に対して固定され、
   前記蓋体の押さえ部は、前記嵌合ピンを取り囲むように環状に形成されており、それによって、前記バランスウエイトの前記外嵌孔の周囲を押さえるように構成されている遠心ポンプ用羽根車。
5. 請求項４に記載の遠心ポンプ用羽根車において、
   前記羽根車本体における凹陥部内には、径方向に広がる複数の補強リブが形成されていて、前記各補強リブにおける前記筒軸方向の他端側の端面は、前記バランスウエイトが載置される載置面とされており、
   前記各ボス部は、前記各補強リブの前記載置面に、当該補強リブと一体に形成されている遠心ポンプ用羽根車。

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