JP2016108951A - ポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軸受のスラスト荷重を支持可能であって、且つ、潤滑剤の飛散を防止可能なポンプ装置を提供すること。【解決手段】ポンプ装置１に用いられる軸受装置１２は、円筒状の軸受ケーシング３１と、軸受ケーシング３１内に設けられ、回転力を伝達する継手３２と、継手ケーシング３１の内部に設けられ、内輪３３ａ、外輪３３ｂ並びに内輪３３ａ及び外輪３３ｂの間に設けられた転動体３３ｃを有し、継手３２のスラスト方向及びラジアル方向の荷重を保持可能、且つ、継手３２を回転自在に軸支する軸受３３と、軸受３３の外輪３３ｂと当接するとともに、内輪３３ａ及び外輪３３ｂの間と対向する軸受押さえ３５と、を備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、軸受けの移動を規制するポンプ装置に関する。

現在、建造物内の供給先へ給水するために、ポンプ装置を用いる技術が知られている。このようなポンプ装置は、例えば、主軸に固定された複数のインペラがポンプケーシング内に配置され、モータの回転軸に主軸が接続され、モータにより主軸が駆動されることで、水が揚水される。また、このようなポンプ装置として、主軸を鉛直方向に設け、インペラが複数設けられた所謂縦型（立型）と呼ばれるポンプ装置や、インペラが複数設けられた多段ポンプ装置が知られている。

インペラを複数有するポンプ装置は、インペラの数を複数設けることで、水を高揚程まで揚水することが可能となる。しかし、高揚程のポンプとするためにインペラの数を増やすと、主軸は複数のインペラを固定させる必要があることから、インペラの数に応じて主軸の長さが長くなる。しかし、主軸の長さが長くなると、偏心回転等を起こす虞が高くなる。このような主軸の偏心回転は、揚水機能等のポンプ機能の低下、振動、騒音、及び、故障等の原因となる。

このため、モータの回転軸とポンプの主軸を接続する継手を単数又は複数の軸受により保持することで、偏心回転を防止する軸受装置を有するポンプ装置が知られている（例えば特許文献１参照）。また、軸受は、回転する際に軸径方向（ラジアル方向）に支える必要があるため、玉軸受が主として用いられる。このような軸受は、軸受内部の摩擦及び摩耗を低減させ、焼き付きを防止するために、潤滑が必要となる。

潤滑は、グリース等の潤滑剤を軸受のハウジング内に充填することで行なわれるが、運転時間による潤滑剤の劣化、潤滑剤の揮発及び飛散等が発生する。特に、軸受を軸受装置により固定する方式のため、軸受装置内に潤滑剤を保持することができないと、軸受装置と軸部との間の隙間から潤滑剤が飛散等する。このため、軸受の潤滑剤が枯渇する虞や、飛散した潤滑剤により周囲を汚染する虞もある。また、軸受の潤滑剤が枯渇すると、焼き付け等を起こす虞があることから、潤滑剤の補充を頻繁に行なう必要がある。

そこで、潤滑剤の飛散防止用のリング状の遮蔽板が用いられる技術や、気体軸受けを用いてシールするスピンドルシール装置を用いる技術（例えば、特許文献１参照）も知られている。

特開２００７−１１３７８６号公報

上述したようなポンプ装置では、次のような問題があった。即ち、軸受の潤滑剤の飛散を防止する遮蔽板やスピンドルシール装置は高価であり、ポンプ装置の製造コストが増加する、という問題がある。

また、高揚程まで揚水が可能にインペラを複数設けると、インペラの一次側と二次側において圧力差が発生し、軸受には、主軸の軸方向であるスラスト方向にスラスト荷重が印加される。このため、軸受が軸受装置から抜けないように、軸受を固定する必要がある。しかし、遮蔽板は軸受のスラスト荷重を支持可能な強度を有していないことから、軸受を押さえる別部品が必要となる。また、軸受の潤滑剤の飛散等を防止するために、遮蔽板を軸受の両主面側に設ける構成や、遮蔽板と軸受を押さえる部品を別の構成とすると、部品点数が増加することから、製造コストが増加する。

そこで、本発明は、軸受のスラスト荷重を支持可能であって、且つ、潤滑剤の飛散を防止可能なポンプ装置を提供することを目的としている。

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明のポンプ装置は次のように構成されている。

本発明の一態様として、ポンプ装置は、回転軸を備えるモータと、主軸、前記主軸に接続されるインペラ及び前記インペラを収納するポンプケーシングを備えるポンプと、円筒状の軸受ケーシング、前記軸受ケーシング内に設けられ、前記回転軸及び前記主軸を接続する継手、前記継手ケーシングの内部に設けられ、内輪、外輪及び前記内輪及び前記外輪の間に設けられた転動体を有し、前記継手のスラスト方向及びラジアル方向の荷重を保持可能、且つ、前記継手を回転自在に軸支する軸受、並びに、前記軸受の前記モータ側に配置される前記外輪の主面と当接するとともに、前記内輪及び前記外輪の間と対向する軸受押さえを備える軸受装置と、を備える。

本発明によれば、軸受のスラスト荷重を支持可能であって、且つ、潤滑剤の飛散を防止可能なポンプ装置を提供することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係るポンプ装置の構成を示す断面図。 同ポンプ装置の要部構成を示す断面図。 同ポンプ装置に用いられる軸受押さえの構成を示す平面図。 同軸受押さえの構成を示す断面図。 本発明の第２の実施形態に係るポンプ装置の要部構成を示す断面図。 本発明の第３の実施形態に係るポンプ装置の要部構成を示す断面図。 本発明の第４の実施形態に係るポンプ装置の要部構成を示す断面図。 同ポンプ装置に用いられる軸受押さえの要部構成を示す平面図。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係るポンプ装置１の構成を、図１乃至図４を用いて説明する。
図１は本発明の第１の実施形態に係るポンプ装置１の構成を示す断面図、図２はポンプ装置１に用いられる軸受装置１２の構成を示す断面図、図３は軸受装置１２に用いられる軸受押さえ３５の構成を示す平面図、図４は軸受押さえ３５の構成を示す断面図である。

図１に示すように、ポンプ装置１は、モータ１１と、このモータ１１に接続された軸受装置１２と、軸受装置１２に接続された継手部材１３と、この継手部材１３に接続されたポンプ１４と、を備えている。

ポンプ装置１は、モータ１１に設けられた回転軸２２と、回転軸２２に接続され、軸受装置１２に設けられた第１継手（継手）３２と、この第１継手３２に接続され、継手部材１３に設けられた第２継手４１と、第２継手４１に接続され、ポンプ１４に設けられた主軸５１と、を備えている。即ち、ポンプ装置１は、回転軸２２、第１継手３２、第２継手４１及び主軸５１が一体に接続された軸部２を有しており、モータ１１の駆動により軸部２が回転可能に形成されている。

このようなポンプ装置１は、例えば、軸部２が重力方向に沿うように設置して用いられる、所謂縦型多段ポンプである。

モータ１１は、例えば、直流電流により駆動されるＤＣモータが用いられる。モータ１１は、モータケーシング２１と、モータケーシング２１内に設けられた固定子と、固定子により回転させられる回転子と、回転子に接続され、キー２２ａを有する回転軸２２と、を備えている。

また、モータ１１は、モータケーシング２１の２箇所に設けられ、ロープ等を介してクレーン等で吊上げ下げが可能に形成されたアイボルト２３を備えている。モータケーシング２１は、熱交換用のフィン２４が複数設けられている。

軸受装置１２は、円筒状の軸受ケーシング３１と、この軸受ケーシング３１内に設けられた第１継手３２と、この第１継手３２を軸支する複数の軸受３３と、軸受３３のポンプ１４側の端面に設けられた遮蔽板３４と、軸受３３を軸受ケーシング３１に固定する軸受押さえ３５と、軸受ケーシング３１及び第１継手３２の間を密封するシール部材３６と、を備えている。

軸受ケーシング３１は、異なる内径を有する円筒状に形成される。軸受ケーシング３１の内周面には、モータ１１側から、軸受押さえ３５を取りつける第１取付部３１ａと、軸受３３を取りつける第２取付部３１ｂと、シール部材３６を取りつける第３取付部３１ｃが順次形成されている。

第１取付部３１ａは、軸受ケーシング３１に設けられた円柱状の開口である。第１取付部３１ａの内径は、第２取付部３１ｂの内径よりも大径に形成されている。第１取付部３１ａは、第２取付部３１ｂに隣接する端面３１ｄに雌ねじ部３１ｅが形成されている。第１取付部３１ａは、端面３１ｄに軸受押さえ３５を配置し、ボルト等の締結部材３１ｆを雌ねじ部３１ｅに締結することで、軸受押さえ３５を固定可能に形成されている。

第２取付部３１ｂは、複数の軸受３３を嵌合可能に形成された円柱状の開口である。第２取付部３１ｂの内径は、第３取付部３１ｃの内径よりも大径に形成されている。第２取付部３１ｂの内径は、軸受３３が嵌合可能に、軸受３３の外径と同一に形成されている。

第２取付部３１ｂの第３取付部３１ｃに隣接する端面３１ｇは、軸受の外径よりも小径の開口を有する環状に形成されている。第２取付部３１ｂは、当該端面３１ｇから第１取付部３１ａの端面３１ｄまでの軸方向の長さが、複数の軸受３３の軸方向の長さ及び遮蔽板３４の軸方向の長さの和と同一長さに形成されている。第２取付部３１ｂは、複数の軸受３３を嵌合後、第１取付部３１ａに軸受押さえ３５を固定することで、軸受３３を取り付け可能に形成されている。

第３取付部３１ｃは、第１継手３２を挿入可能な内径で開口する。第３取付部３１ｃは、第１継手３２と当接するシール部材３６を嵌合可能に、当該開口の一方の端面にシール部材３６の外径と同一径又は若干小径のシール溝を有している。第３取付部３１ｃは、シール溝から第２取付部３１ｂまでの間に、空間を形成する。

第１継手３２は、一方が閉塞する有底円筒状に形成されている。具体的には、第１継手３２は、回転軸２２と接続される継手部３２ａと、継手部３２ａの端面に一体に設けられた軸体３２ｂと、を備えている。第１継手３２は、継手部３２ａがモータ１１側に配置される。

継手部３２ａは、３つの異なる外径で順次縮径するように形成された大径部３２ｃ、中径部３２ｄ及び小径部３２ｅを有する。継手部３２ａは、大径部３２ｃ側の端面の中心に、回転軸２２を挿入可能、且つ、回転軸２２のキー２２ａと係合可能な挿入孔３２ｆを有する。継手部３２ａは、モータ１１の回転を軸体３２ｂに伝達する。

大径部３２ｃの外径は、軸受３３の内径よりも大径に形成されている。より具体的には、大径部３２ｃの外径は、軸受３３の後述する内輪３３ａの内径よりも大径であって、内輪３３ａの外径よりも小径に形成されている。

中径部３２ｄの外径は、軸受３３を嵌合可能に、軸受３３の内径と同一径に形成されている。換言すると、中径部３２ｄの外径は、軸受３３の内輪３３ａの内径と同一径に形成されている。また、中径部３２ｄは、その外周面にイモネジやホーローセット等の締結部材３２ｇにより固定される支持リング３２ｈを備えている。

支持リング３２ｈは、内径が中径部３２ｄと同一径であって、且つ、外径が軸受３３の内輪３３ａの外径よりも小径に形成されている。支持リング３２ｈは、第３取付部３１ｃに形成される空間に配置される。

小径部３２ｅは、その外周面を第３取付部３１ｃに設けられたシール部材３６が摺動可能な外径に形成されている。
軸体３２ｂは、継手部３２ａの小径部３２ｅよりも小径に形成され、第２継手４１に接続される。

軸受３３は、第１継手３２のスラスト方向及びラジアル方向の荷重を保持可能、且つ、第１継手３２を回転自在に軸支可能に形成されている。軸受３３は、所謂ボールベアリングである。軸受３３は、内輪３３ａと、内輪３３ａと対向して配置される外輪３３ｂと、内輪３３ａ及び外輪３３ｂの間に設けられた複数の転動体３３ｃと、を備えている。軸受３３は、軸受３３の内輪３３ａ及び外輪３３ｂの間に、潤滑剤として例えば、グリースが充填される。

内輪３３ａは、継手部３２ａの中径部３２ｄに嵌合される。外輪３３ｂは、第２取付部３１ｂに嵌合される。転動体３３ｃは、金属製のボールである。複数の転動体３３ｃは、例えば、内輪３３ａ及び外輪３３ｂの間に設けられる保持器により支持される。

遮蔽板３４は、略円環板状に形成されている。遮蔽板３４は、その外径が第２取付部３１ｂの内径と略同一径に形成されるとともに、その内径が軸受３３の内輪３３ａの外径と略同一径に形成される。遮蔽板３４は、第２取付部３１ｂの端面３１ｇと軸受３３の外輪３３ｂの端面との間に配置される。遮蔽板３４は、軸受３３内の潤滑剤の移動を遮蔽可能に形成されている。

図３及び図４に示すように、軸受押さえ３５は、異なる二つの内径を有する円環板状に形成されている。具体的には、軸受押さえ３５は、中心に形成された開口部３５ａと、一方の主面であって、開口部３５ａの周囲に設けられた凹部３５ｂと、開口部３５ａの周囲に等間隔で配置された締結部材３１ｆを挿入可能な複数の挿入孔３５ｃと、開口部３５ａの周囲に例えば２つ設けられた雌ねじ部３５ｄと、その外周面の一部に設けられた切欠部３５ｅと、を備えている。

軸受押さえ３５の外径は、軸受押さえ３５を第１取付部３１ａに挿入可能に、第１取付部３１ａの内径と同一径又は若干小径に形成されている。軸受押さえ３５は、凹部３５ｂよりも径方向で外方側の主面が、第１取付部３１ａの端面３１ｄ及び軸受３３の外輪３３ｂの端面と当接する。軸受押さえ３５は、例えば、金属材料により形成され、凹部３５ｂよりも径方向側の厚みが軸受３３により加わるスラスト荷重を支持することが可能な強度を有する厚みに形成される。

開口部３５ａの内径は、第１継手３２の大径部３２ｃの外径と略同一径、より具体的には、大径部３２ｃと若干の隙間を形成可能に、大径部３２ｃの外径よりも若干大径に形成されている。

凹部３５ｂは、軸受３３と対向する軸受押さえ３５の主面に設けられる。凹部３５ｂの内径は、対向する軸受３３の外輪３３ｂの内径と同一径又は若干小径に形成されている。凹部３５ｂは、内輪３３ａと外輪３３ｂとの間の空間と対向することで、潤滑剤、例えばグリースを封入する空間を形成する、所謂グリースポケット等のポケットである。

挿入孔３５ｃは、第１取付部３１ａの端面３１ｄの雌ねじ部３１ｅと対向して配置され、軸受押さえ３５を第１取付部３１ａに取りつける締結部材３１ｆを挿入可能に形成されている。

雌ねじ部３５ｄは、締結部材を螺合可能に形成されている。雌ねじ部３５ｄに螺合した締結部材を作業者が把持し、第１取付部３１ａから離間する方向に操作することで、第１取付部３１ａから軸受押さえ３５を取り外すことが可能となる。

切欠部３５ｅは、軸受押さえ３５の外周面の対称位置に設けられた、例えば半円状の凹部である。切欠部３５ｅは、第１取付部３１ａの内周面から離間することで空間を形成する。切欠部３５ｅは、ドライバーや棒状部材等の治具を挿入することで、当該治具により第１取付部３１ａに配置された軸受押さえ３５を取り外すことが可能となる。

シール部材３６は、例えば、軸受ケーシング３１の第３取付部３１ｃ及び継手部３２ａの小径部３２ｅ間を密封可能なオイルシールである。

継手部材１３は、第２継手４１と、この第２継手４１をその内部に収納する継手ケーシング４２と、を備えている。継手部材１３は、第１継手３２及び主軸５１を接続可能に形成されている。

第２継手４１は、例えば、ボルト等により一対の半円筒部材を一体に結合することで円筒状に組立可能に形成されている。また、第２継手４１は、円筒状に組立てることで、軸体３２ｂ及び主軸５１を固定可能に形成されている。

第２継手４１による軸体３２ｂ及び主軸５１の固定方法は、例えば、軸体３２ｂにキーを設け第２継手４１の一方にキー溝を設けるとともに、第２継手４１の他方及び主軸５１にそれぞれ孔部を設けてピン４１ａにより固定する方法が用いられる。なお、第２継手４１と軸体３２ｂ及び主軸５１との固定方法は適宜設定可能である。

継手ケーシング４２は、モータ１１に軸受ケーシング３１を介して接続されるとともに、ポンプ１４の後述するポンプケーシング５２ｂに接続される。また、継手ケーシング４２には、主軸５１が貫通して配置される。継手ケーシング４２は、継手ケーシング４２と主軸５１との間に、主軸５１が回転摺動可能、且つ、継手ケーシング４２及び主軸５１の間の隙間を密封するメカニカルシール４３を備えている。

ポンプ１４は、主軸５１と、積層された複数のポンプ部５２と、最下段のポンプ部５２に接続され、吸込口５３ａ及び吐出口５３ｂを形成する流路カバー５３と、ポンプ部５２の外周を覆うように形成され、最上段のポンプ部５２から吐出口５３ｂまで流路を形成する吐出流路部５４と、を備えている。なお、流路カバー５３の吸込口５３ａは、ポンプ部５２への流路を形成する。流路カバー５３の吐出口５３ｂは、最下段のポンプ部５２と流路が遮断されている。

主軸５１は、第１継手３２及び第２継手４１を介してモータ１１の回転軸２２に接続される。

ポンプ部５２は、主軸５１に固定されたインペラ５２ａと、インペラ５２ａをそれぞれ覆うポンプケーシング５２ｂと、を備えている。ポンプ部５２は、インペラ５２ａ及びポンプケーシング５２ｂの間に設けられたライナリングと、主軸５１及びポンプケーシング５２ｂの間に設けられた主軸受と、を備えている。

インペラ５２ａは、例えばステンレスや樹脂等で形成される。インペラ５２ａは、インペラ５２ａの外周側に設けられた吐出部と、インペラ５２ａの一方の主面側に設けられた吸込部と、を備えている。

ポンプケーシング５２ｂは、椀状に形成され、内部にインペラ５２ａを収納する収納部と、収納部の中心側からポンプケーシング５２ｂの外周方向へ形成された流水路と、を備えている。なお、この流水路は、ポンプケーシング５２ｂを接続させた際に、他のポンプケーシング５２ｂの収納部と連続する水の流れを形成する。

また、ポンプケーシング５２ｂは、上下に隣り合うポンプケーシング５２ｂ、継手ケーシング４２及び流路カバー５３と接続可能に形成されている。これらポンプケーシング５２ｂ、継手ケーシング４２及び流路カバー５３は、ボルト等の締結部材５５により一体に固定される。ポンプケーシング５２ｂ、継手ケーシング４２及び流路カバー５３間は、Ｏリング等のシール部材により内部の水が漏水しないよう密閉（密封）されている。

また、ポンプケーシング５２ｂは、インペラ５２ａと所定の隙間により離間する開口と、主軸５１及び主軸受が配置される開口とを備えており、インペラ５２ａと対向する開口の内周縁部には、ライナリングが設けられる。

このように構成されたポンプ装置１では、モータ１１の駆動により回転軸２２が回転すると、回転軸２２から、第１継手３２及び第２継手４１を介して主軸５１が回転する。主軸５１が回転することで、主軸５１に固定されているインペラ５２ａが追従して回転する。インペラ５２ａが回転することで、インペラ５２ａの吸込部から水が吸込まれ、インペラ５２ａ内で吸い込まれた水が増圧してインペラ５２ａの吐出部から水が吐出される。このように、インペラ５２ａの吸込部から吸い込まれた水は、インペラ５２ａ内部及びポンプケーシング５２ｂを介して、順次インペラ５２ａ内を通過し、吸込口５３ａから吐出口５３ｂへと水が揚水される。

このとき、各インペラ５２ａにより順次水が増圧されるため、各ポンプ部５２間に圧力差が生じ、主軸５１から、第２継手４１及び第１継手３２を介して、軸受３３にスラスト荷重が加わる。

しかし、軸受押さえ３５を第１取付部３１ａに固定し、軸受押さえ３５が軸受３３の外輪３３ｂと当接することで、軸受３３の外輪３３ｂは軸受押さえ３５によって第２取付部３１ｂに固定される。結果、軸受３３の外輪３３ｂは、第２取付部３１ｂの端面３１ｇ及び軸受押さえ３５に保持される。また、軸受３３の内輪３３ａは、第１継手３２の中径部３２ｄに嵌合され、それら内輪３３ａは、大径部３２ｃ及び支持リング３２ｈに保持される。

これらのことから、第１継手３２から内輪３３ａ及び転動体３３ｃを介して外輪３３ｂに伝達されたスラスト荷重は、軸受押さえ３５で保持される。結果、軸部２を介して軸受３３に印加されたスラスト荷重による外輪３３ｂの脱落を防止できる。このように、ポンプ装置１は、ポンプ１４の駆動により軸部２に発生するスラスト荷重を軸受装置１２で受けた状態で、軸部２を軸受装置１２で軸支し、水を揚水する。

このように構成されたポンプ装置１によれば、軸受装置１２は、ポンプ装置１駆動時に、軸受３３の外輪３３ｂに加わるスラスト荷重を支持可能な強度の軸受押さえ３５を軸受ケーシング３１に設けることにより、軸受３３を軸受ケーシング３１に固定することが可能となる。

また、軸受押さえ３５は、軸受３３の外輪３３ｂよりも小径となる部位に凹部３５ｂを有するとともに、中心の開口部３５ａの内径を第１継手３２の大径部３２ｃと微小な隙間を形成する径に形成する構成である。

このため、軸受押さえ３５は、軸受３３の内輪３３ａの回転並びに転動体３３ｃの回転及び移動による潤滑剤であるグリースの飛散を防止する。また、軸受押さえ３５は、当該グリースを保持する空間である、所謂グリースポケットを構成する。結果、軸受押さえ３５は、凹部３５ｂにより軸受装置１２内に設けられるグリースを保持する空間の容積を増加させることが可能となり、また、グリースの飛散を防止することで、グリース（潤滑剤）の補充回数を極力低減することが可能となる。

さらに、軸受押さえ３５の開口部３５ａと大径部３２ｃとの間が微小な隙間であることから、軸受ケーシング３１、第１継手３２及び軸受押さえ３５により形成される軸受３３及び潤滑剤の空間が実質的に密封されることから、内輪３３ａ及び転動体３３ｃの回転及び移動により潤滑剤が蒸発して減少することを極力防止できる。

また、軸受押さえ３５は、雌ねじ部３５ｄ及び切欠部３５ｅを設けることで、ポンプ装置１のメンテナンス時に、雌ねじ部３５ｄに螺合させた締結部材や切欠部３５ｅに挿入する棒状部材等の治具によって、軸受ケーシング３１に対する軸受押さえ３５の着脱が可能となる。

さらに言えば、例えば、軸受ケーシング３１及び軸受押さえ３５の間の隙間に、グリース等の潤滑剤が介在すると、当該潤滑剤の粘性や表面張力によって、軸受ケーシング３１に軸受押さえ３５が強固に接着されることもある。しかし、このような場合には、雌ねじ部３５ｄに締結部材を螺合させることで、当該締結部材を作業者が把持して軸受押さえ３５を移動させることができる。また、締結部材が軸受ケーシング３１の端面３１ｄに当接した後に、さらに締結部材を螺合させることで、軸受押さえ３５が軸受ケーシング３１から離間させることが可能となり、容易に軸受押さえ３５を取り外すことができる。

また、雄螺子部３５ｄに螺合させる締結部材がない場合には、切欠部３５ｅにドライバーや棒状の治工具を挿入して傾斜させることで、軸受押さえ３５を第１取付部３１ａの端面３１ｇから浮かせることも可能となる。

また、軸受押さえ３５は、外面に露出する面から軸受ケーシング３１に締結部材３１ｆにより固定する構成であることから、同様に、軸受ケーシング３１に対する軸受押さえ３５の着脱が容易に可能となる。

しかも、軸受押さえ３５は、開口部３５ａ及び凹部３５ｂを有する円環板状であればよく、製造コストを増大させることもない。このため、ポンプ装置１の製造コストの増大を防止することが可能となる。

上述したように、本発明の第１の実施形態に係る軸受押さえ３５を用いたポンプ装置１によれば、軸受３３のスラスト荷重を支持可能であって、且つ、潤滑剤の飛散を防止可能となる。

（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係るポンプ装置１Ａの構成を、図５を用いて説明する。
図５は本発明の第２の実施形態に係るポンプ装置１Ａに用いられる軸受装置１２Ａの構成を示す断面図である。なお、第２の実施形態に係るポンプ装置１Ａのうち、上述した第１の実施形態に係るポンプ装置１と同等の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図５に示すように、ポンプ装置１Ａは、モータ１１と、このモータ１１に接続された軸受装置１２Ａと、軸受装置１２Ａに接続された継手部材１３と、ポンプ１４と、を備えている。

軸受装置１２Ａは、軸受ケーシング３１と、第１継手３２と、複数の軸受３３と、遮蔽板３４と、軸受３３を軸受ケーシング３１に固定する軸受押さえ３５Ａと、シール部材３６と、を備えている。

図５に示すように、軸受押さえ３５Ａは、異なる二つの外径を有する二段の円板状に形成されている。具体的には、軸受押さえ３５Ａは、中心に形成された開口部３５ａを有する円筒部６１と、円筒部６１の外周面の端部に設けられた平面部６２と、を備えている。

円筒部６１は、内周面が第１継手３２の大径部３２ｃと対向するとともに、その内周面及び大径部３２ｃの外周面の間にシール部材であるオイルシール６１ａを備えている。換言すると、円筒部６１は、オイルシール６１ａを配置するシール溝を構成する。

平面部６２は、軸受３３と対向する主面に設けられ、円筒部６１の周囲に設けられた凹部３５ｂと、凹部３５ｂの周囲に等間隔で配置された挿入孔３５ｃと、凹部６２ａの周囲に例えば２つ設けられた雌ねじ部３５ｄと、外周面の一部に設けられた切欠部３５ｅと、を備えている。即ち、軸受押さえ３５Ａは、上述した軸受押さえ３５の凹部３５ｂにオイルシール６１ａが設けられた円筒部６１が形成された構成である。

平面部６２の外径は、軸受押さえ３５Ａを第１取付部３１ａに挿入可能に、第１取付部３１ａの内径と同一径又は若干小径に形成されるとともに、円筒部６１の外径よりも大径に形成されている。平面部６２は、軸受３３により加わるスラスト荷重を支持することが可能な強度を有する厚みに形成される。

このような軸受装置１２Ａは、軸受押さえ３５Ａの円筒部６１にオイルシール６１ａを設けることで、軸受ケーシング３１の軸受３３を収納する空間がシール部材３６及びオイルシール６１ａにより液密に密封された、潤滑剤を封入し保持する空間を形成する。また、軸受装置１２Ａは、円筒部６１の空間及び凹部３５ｂにより、潤滑剤の収容部である、所謂ポケットを構成する。

このように構成されたポンプ装置１Ａによれば、上述したポンプ装置１と同様に、軸受押さえ３５Ａにより、軸受３３のスラスト荷重を支持可能であって、且つ、潤滑剤の飛散を防止可能となる。また、ポンプ装置１Ａは、軸受押さえ３５Ａにオイルシールを設ける構成とすることで、軸受押さえ３５内の軸受３３に設ける潤滑剤にグリースを用いる場合だけではなく、潤滑油等の液体を用いた場合であっても、確実に潤滑剤が軸受押さえ３５Ａ外に飛散及び漏洩することを防止可能となる。また、軸受押さえ３５Ａは、シール部材３６及びオイルシール６１ａによって、密封される構成であることから、回転により潤滑剤が蒸発し、潤滑剤が枯渇することを極力防止することが可能となる。

（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態に係るポンプ装置１Ｂの構成を、図６を用いて説明する。
図６は本発明の第３の実施形態に係るポンプ装置１Ｂに用いられる軸受装置１２Ｂの構成を示す断面図である。なお、第３の実施形態に係るポンプ装置１Ｂのうち、上述した第１の実施形態に係るポンプ装置１と同等の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図６に示すように、ポンプ装置１Ｂは、モータ１１と、このモータ１１に接続された軸受装置１２Ｂと、軸受装置１２Ｂに接続された継手部材１３と、ポンプ１４と、を備えている。

軸受装置１２Ｂは、軸受ケーシング３１と、第１継手３２と、複数の軸受３３と、遮蔽板３４と、軸受３３を軸受ケーシング３１に固定する軸受押さえ３５Ｂと、シール部材３６と、を備えている。

図６に示すように、軸受押さえ３５Ｂは、異なる二つの内径を有する円環板状に形成されている。具体的には、軸受押さえ３５Ｂは、円環板状の第１円環部材７１と、円環板状に形成され、第１円環部材７１よりも内径が小径に形成された第２円環部材７２と、を備えている。

第１円環部材７１の内径は、主面に対向する軸受３３の外輪３３ｂの内径と同一径又は若干小径に形成されている。第１円環部材７１の外径は、第１円環部材７１を第１取付部３１ａに挿入可能に、第１取付部３１ａの内径と同一径又は若干小径に形成されている。第１円環部材７１は、第１取付部３１ａの主面３１ｄ及び外輪３３ｂの主面と当接する。

第１円環部材７１は、その中心の開口の周囲に等間隔で配置された締結部材３１ｆを挿入可能な複数の挿入孔３５ｃと、当該中心の開口の周囲に例えば２つ設けられた雌ねじ部３５ｄと、外周面の一部に設けられた切欠部３５ｅと、を備えている。第１円環部材７１は、軸受３３により加わるスラスト荷重を支持することが可能な強度を有する厚みに形成される。

第２円環部材７２の内径は、第１継手３２の大径部３２ｃの外径と略同一径、より具体的には、大径部３２ｃと若干の隙間を形成可能に、大径部３２ｃの外径よりも若干大径に形成されている。第２円環部材７２は、中心の開口が開口部３５ａを構成する。第２円環部材７２の外径は、第２円環部材７２を第１取付部３１ａに挿入可能に、第１取付部３１ａの内径と同一径又は若干小径に形成されている。第２円環部材７２の厚さは、第１円環部材７１の厚さよりも薄く形成されている。

第２円環部材７２は、開口部３５ａの周囲に設けられ、第１円環部材７１の挿入孔３５ｃと対向して設けられた複数の挿入孔３５ｃと、第１円環部材７１の雌ねじ部３５ｄと対向して設けられた、締結部材を挿入可能な挿入孔と、第１円環部材７１の切欠部３５ｅと対向して設けられた切欠部３５ｅと、を備えている。

このような第１円環部材７１及び第２円環部材７２は、第１取付部３１ａに締結部材３１ｆにより固定されることで、一体の軸受押さえ３５Ｂを構成する。また、軸受押さえ３５Ｂは、第１円環部材７１の内径と第２円環部材７２の内径との差によって、軸受３３と対向する潤滑液のポケットを形成する凹部３５ｂが構成される。

このように構成されたポンプ装置１Ｂによれば、上述したポンプ装置１と同様に、軸受押さえ３５Ｂにより、軸受３３のスラスト荷重を支持可能であって、且つ、潤滑剤の飛散を防止可能となる。また、軸受押さえ３５Ｂは、第１円環部材７１及び第２円環部材７２を締結部材３１ｆにより軸受ケーシング３１一体に固定する構成であることから、第１円環部材７１及び第２円環部材７２は、円環状の簡素な形状でよく、製造コストを低減することが可能となる。また、第１継手３２の形状が異なる場合等においては、第２円環部材７２の形状を変えることで、第１円環部材７１は共用することが可能となり、また、逆も同様であることから、軸受押さえ３５Ｂは、高い汎用性を有する。

（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施形態に係るポンプ装置１Ｃの構成を、図７及び図８を用いて説明する。
図７は本発明の第４の実施形態に係るポンプ装置１Ｃに用いられる軸受装置１２Ｃの構成を示す断面図、図８は軸受装置１２Ｃに用いられる軸受押さえ３５Ｃの第２円環部材７２Ｃの構成を示す平面図である。なお、第４の実施形態に係るポンプ装置１Ｃのうち、上述した第１の実施形態に係るポンプ装置１及び第３の実施形態に係るポンプ装置１Ｂと同等の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図７に示すように、ポンプ装置１Ｃは、モータ１１と、このモータ１１に接続された軸受装置１２Ｃと、軸受装置１２Ｃに接続された継手部材１３と、ポンプ１４と、を備えている。

軸受装置１２Ｃは、軸受ケーシング３１と、第１継手３２Ｃと、複数の軸受３３と、遮蔽板３４と、軸受３３を軸受ケーシング３１に固定する軸受押さえ３５Ｃと、シール部材３６と、を備えている。

図７に示すように、第１継手３２Ｃは、一方が閉塞する有底円筒状に形成されている。具体的には、第１継手３２Ｃは、３つの異なる外径で順次縮径するように形成された大径部３２ｃ、中径部３２ｄ及び小径部３２ｅを有し、大径部３２ｃに溝部３２ｉが形成された、回転軸２２と接続される継手部３２ａと、継手部３２ａの端面に一体に設けられた軸体３２ｂと、を備えている。即ち、第１継手３２Ｃは、上述した第１継手３２の大径部３２ｃに溝部３２ｉが形成された構成であり、他の構成は、上述した第１継手３２と同等の構成である。

溝部３２ｉは、大径部３２ｃの外周面に、具体的には、外周面の軸方向の中央側に、周方向に沿って形成された環状の溝である。溝部３２ｉの軸方向の幅は、後述する軸受押さえ３５Ｃの第２円環部材７２Ｃの内周縁が挿入可能な幅に形成される。

図７に示すように、軸受押さえ３５Ｃは、異なる二つの内径を有する円環板状に形成されている。具体的には、軸受押さえ３５Ｃは、円環板状の第１円環部材７１Ｃと、円環板状に形成され、第１円環部材７１Ｃよりも内径が小径に形成された第２円環部材７２Ｃと、を備えている。

第１円環部材７１Ｃの内径は、主面に対向する軸受３３の外輪３３ｂの内径と同一径又は若干小径に形成されている。第１円環部材７１Ｃの外径は、第１円環部材７１Ｃを第１取付部３１ａに挿入可能に、第１取付部３１ａの内径と同一径又は若干小径に形成されている。

第１円環部材７１Ｃは、その中心の開口の周囲に等間隔で配置された締結部材３１ｆを挿入可能な複数の挿入孔３５ｃと、当該中心の開口の周囲に例えば２つ設けられた雌ねじ部３５ｄと、外周面の一部に設けられた切欠部３５ｅと、を備えている。第１円環部材７１Ｃは、軸受３３により加わるスラスト荷重を支持することが可能な強度を有する厚みに形成される。

また、第１円環部材７１Ｃは、第２円環部材７２Ｃと対向する主面の外周縁に、円環状の突起部７１ａが形成されている。突起部７１ａの内径は、第２円環部材７２Ｃの外径と同一径に形成されており、第２円環部材７２Ｃを嵌合可能に形成されている。第１円環部材７１Ｃは、第２円環部材７２Ｃの内周縁が、第１継手３２Ｃの溝部３２ｉに挿入される。

第２円環部材７２Ｃは、一対の分割部材７５が第１円環部材７１Ｃを介して第１取付部３１ａに固定されることで、円環板状に構成される。分割部材７５は、半円環状に形成される。

第２円環部材７２Ｃの内径は、第１継手３２Ｃの大径部３２ｃに形成された溝部３２ｉの外径と略同一径、より具体的には、大径部３２ｃの溝部３２ｉと若干の隙間を形成可能に、大径部３２ｃの溝部３２ｉの外径よりも若干大径に形成されている。

第２円環部材７２Ｃは、中心の開口が、溝部３２ｉに配置される開口部３５ａを構成する。第２円環部材７２Ｃの外径は、第２円環部材７２Ｃを第１円環部材７１Ｃの突起部７１ａに嵌合可能に、突起部７１ａの内径と同一径に形成されている。第２円環部材７２Ｃの厚さは、第１円環部材７１Ｃの厚さ及び大径部３２ｃの溝部３２ｉの軸心方向の幅よりも薄く形成されている。

第２円環部材７２Ｃは、開口部３５ａの周囲に設けられ、第１円環部材７１Ｃの挿入孔３５ｃと対向して設けられた複数の挿入孔３５ｃと、第１円環部材７１Ｃの雌ねじ部３５ｄと対向して設けられた、締結部材を挿入可能な挿入孔３５ｆと、第１円環部材７１Ｃの切欠部３５ｅと対向して設けられた切欠部３５ｅと、を備えている。これら挿入孔３５ｃ、３５ｆ及び切欠部３５ｅは、第２円環部材７２Ｃを構成する一対の分割部材７５の対称位置にそれぞれ設けられる。

このような第１円環部材７１Ｃ及び第２円環部材７２Ｃを構成する一対の分割部材７５は、第１取付部３１ａに締結部材３１ｆにより固定されることで、一体の軸受押さえ３５Ｃを構成する。また、軸受押さえ３５Ｃは、第１円環部材７１Ｃの内径と第２円環部材７２Ｃの内径との差によって、軸受３３と対向する潤滑液のポケットを形成する凹部３５ｂが構成される。

このように構成されたポンプ装置１Ｃによれば、上述したポンプ装置１、１Ｂと同様に、軸受押さえ３５Ｃにより、軸受３３のスラスト荷重を支持可能であって、且つ、潤滑剤の飛散を防止可能となる。

また、軸受押さえ３５Ｃは、第１円環部材７１Ｃ、及び、第２円環部材７２Ｃの一対の分割部材７５を締結部材３１ｆにより軸受ケーシング３１の第１取付部３１ａに固定することで一体に形成される構成である。このため、第１円環部材７１Ｃ及び第２円環部材７２Ｃは、簡素な形状でよく、製造コストを低減することが可能となる。また、第１継手３２Ｃの溝部３２ｉの外径及び幅等の形状が異なる場合等においては、第２円環部材７２Ｃの形状が異なるものであっても、第１円環部材７１Ｃを共用することが可能となり、高い汎用性を有する。

また、第２円環部材７２Ｃの内縁が第１継手３２Ｃの大径部３２ｃに形成された溝部３２ｉ内に配置される。この構成により、第１継手３２Ｃの大径部３２ｃの中径部３２ｄ側の外周面、大径部３２ｃの溝部３２ｉの外面及び第２円環部材７２Ｃの外面間の隙間、並びに、大径部３２ｃのモータ１１側の外周面が、軸受３３からモータ１１側への流体の流路となる。

即ち、軸受３３からモータ１１側へは、軸方向及び軸方向に対して交差する方向に交互に曲折する流体の流路が形成される。換言すると、第１継手３２の溝部３２ｉを有する大径部３２ｃ及び第２円環部材７２Ｃがラビリンスシールであるラビリンス構造を構成する。

これにより、軸受３３から飛散した潤滑剤は、当該ラビリンス構造によって移動が規制されることから、潤滑剤の漏洩や飛散を防止する高い効果を有する。このため、潤滑剤に粘性の高いグリースだけでなく、液状の潤滑油等を用いた場合であっても、高いシール性を有する。また、このようなラビリンスシールは、大径部３２ｃに溝部３２ｉを設けるとともに、分割された一対の分割部材７５を第１取付部３１ａに固定するときに溝部３２ｉに挿入して第１円環部材７１Ｃに一体に組み立てる簡単な方法で構成される。このため、ポンプ装置１Ｃの製造コストを増大させることもない。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述したポンプ１４は、多段ポンプを用いる構成を説明したがこれに限定されず、単段ポンプであっても、軸受３３に加わるスラスト荷重を受けることが可能であって、且つ、潤滑剤の飛散等を防止できる。

また、上述した例では、軸部２は、回転軸２２、第１継手３２、第２継手４１及び主軸５１を備える構成を説明したがこれに限定されず、第２継手４１を有さず、第１継手３２に主軸５１が接続される構成であってもよい。

また、上述した例では、ポンプ装置１Ｂの軸受押さえ３５Ｂは、第１円環部材７１及び第２円環部材７２を備える構成を説明したが、これに限定されない。例えば、第２円環部材７２の中心側に軸受押さえ３５Ａに用いられたシール溝及びオイルシール６１ａを設ける構成であってもよい。

また、上述した例では、ポンプ装置１Ｃの分割部材７５（第２円環部材７２Ｃ）に、第１円環部材７１Ｃの雌ねじ部３５ｄと対向して設けられた締結部材を挿入する挿入孔３５ｆを設ける構成を説明したがこれに限定されず、挿入孔３５ｆを有さない構成であってもよい。即ち、第２円環部材７２Ｃは、第１円環部材７１Ｃに嵌合されるが、締結部材３１ｆを取り外した後は、第１円環部材７１Ｃから分割部材７５をそれぞれ取り外すことが容易である。このため、第１円環部材７１Ｃから分割部材７５を取り外した後に、第１円環部材７１Ｃの雄螺子部３５ｄに締結部材を螺合させて、第１円環部材７１Ｃを第１取付部３１ａから取り外す構成であってもよい。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ…ポンプ装置、２…軸部、１１…モータ、１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ…軸受装置、１３…継手部材、１４…ポンプ、２１…モータケーシング、２２…回転軸、２２ａ…キー、３１…軸受ケーシング、３１ａ…第１取付部、３１ｂ…第２取付部、３１ｃ…第３取付部、３１ｄ…端面、３１ｅ…雌ねじ部、３１ｆ…締結部材、３１ｇ…端面、３２、３２Ｃ…第１継手（継手）、３２ａ…継手部、３２ｂ…軸体、３２ｃ…大径部、３２ｄ…中径部、３２ｅ…小径部、３２ｇ…締結部材、３２ｈ…支持リング、３２ｉ…溝部、３３…軸受、３３ａ…内輪、３３ｂ…外輪、３３ｃ…転動体、３４…遮蔽板、３５、３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ…軸受押さえ、３５ａ…開口部、３５ｂ…凹部、３５ｃ…挿入孔、３５ｄ…雌ねじ部、３５ｅ…切欠部、３５ｆ…挿入孔、３６…シール部材、４１…第２継手、４１ａ…ピン、４２…継手ケーシング、４３…メカニカルシール、５１…主軸、５２…ポンプ部、５２ａ…インペラ、５２ｂ…ポンプケーシング、５３…流路カバー、５３ａ…吸込口、５３ｂ…吐出口、５４…吐出流路部、５５…締結部材、６１…円筒部、６１ａ…オイルシール（シール部材）、６２…平面部、６２ａ…凹部、７１、７１Ｃ…第１円環部材、７１ａ…突起部、７２、７２Ｃ…第２円環部材、７５…分割部材。

Claims (9)

1. 回転軸を備えるモータと、
   主軸、前記主軸に接続されるインペラ及び前記インペラを収納するポンプケーシングを備えるポンプと、
   円筒状の軸受ケーシング、前記軸受ケーシング内に設けられ、前記回転軸及び前記主軸を接続する継手、前記軸受ケーシングの内部に設けられ、内輪、外輪及び前記内輪及び前記外輪の間に設けられた転動体を有し、前記継手のスラスト方向及びラジアル方向の荷重を保持可能、且つ、前記継手を回転自在に軸支する軸受、並びに、前記軸受の前記モータ側に配置される前記外輪の主面と当接するとともに、前記内輪及び前記外輪の間と対向する軸受押さえを備える軸受装置と、
   を備えることを特徴とするポンプ装置。
2. 前記軸受押さえは、前記継手の外周面と所定の隙間を形成する内径を有することを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置。
3. 前記軸受押さえは、前記軸受の前記内輪並びに前記内輪及び前記外輪の間と対向する円環状の凹部を備えることを特徴とする請求項２に記載のポンプ装置。
4. 前記継手は、大径部、前記大径部より外径が小径に形成された中径部と、前記中径部よりも外径が小径に形成された小径部と、を順次備え、
   前記軸受は、前記内輪が前記中径部に嵌合され、
   前記軸受押さえの開口部は、前記大径部と対向することを特徴とする請求項３に記載のポンプ装置。
5. 前記軸受には潤滑剤が設けられ、
   前記軸受の一方の主面側に前記軸受押さえが設けられ、
   前記軸受ケーシングに設けられ、前記軸受の他方の主面側に前記潤滑剤の移動を規制する遮蔽板を備える、
   ことを特徴とする請求項４に記載のポンプ装置。
6. 前記軸受押さえは、
   円環状に形成され、前記軸受の前記外輪と当接する第１円環部材と、
   前記大径部と対向する前記開口部を有し、前記第１円環部材の内径よりも内径が大径に形成された第２円環部材と、を備え、
   前記第１円環部材及び前記第２円環部材は、前記軸受ケーシングに一体に固定されることを特徴とする請求項５に記載のポンプ装置。
7. 前記大径部は、その外周面に沿って形成された溝部を備え、
   前記第２円環部材の前記開口部は、前記溝部に挿入されることを特徴とする請求項６に記載のポンプ装置。
8. 前記軸受ケーシングは、
   前記軸受押さえを固定する円柱状に開口して形成され、端面が前記軸受押さえと対向し、且つ、雌ねじ部が形成された第１取付部と、
   内径が前記第１取付部の内径よりも小径の円柱状に開口して第１取付部に隣接して設けられ、端面が前記外輪の外径よりも小径に形成された、前記軸受の前記外輪が挿入される第２取付部と、
   前記第１取付部の前記雌ねじ部に螺合する締結部材と、を備え、
   前記軸受押さえは、前記第１取付部の前記雌ねじ部と対向する位置に前記締結部材が挿入される挿入孔を備えることを特徴とする請求項５に記載のポンプ装置。
9. 前記軸受押さえは、その外周面に形成された切欠部、及び、前記第１取付部の前記端面と対向する位置に設けられた締結部材が螺合可能な雌ねじ部の少なくとも一方を備えることを特徴とする請求項８に記載のポンプ装置。

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