JP2019210869A - ポンプ装置、及びポンプ装置の羽根車隙間調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】羽根車を回転軸から取り外すことなく羽根車の隙間を調整できるポンプ装置、及びポンプ装置の羽根車隙間調整方法の提供。【解決手段】ポンプ装置１は、回転軸１０に固定された羽根車２０と、回転軸１０の軸方向において羽根車２０の側面２０ａ，２０ｂに対向する対向面３１ａ，３１ｂを有するポンプ室３１を形成するポンプケーシング３０と、回転軸１０を軸方向の一方側に付勢する付勢機構９０と、付勢機構９０の付勢に抗して、回転軸１０を軸方向の他方側に移動させ、羽根車２０の側面とポンプ室３１の対向面との間に所定幅の隙間を形成する羽根車隙間調整機構１００と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、ポンプ装置、及びポンプ装置の羽根車隙間調整方法に関するものである。

従来からポンプ装置として、例えば、特許文献１に記載されているようなカスケードポンプ（渦流ポンプ、ウェスコポンプ、摩擦ポンプともいう）が知られている。カスケードポンプは、円板に放射状の溝加工を施した羽根車を、ポンプケーシングのポンプ室内で回転させて、流体を揚水する容積式のポンプである。ポンプ室内では、羽根車の回転により羽根車に設けられた溝で渦が発生し、放射状に多数設けられた溝を通過するたびに流体が昇圧される。流体は、羽根車の外周側において、吸込側から吐出側に向かって昇圧しながら進んでいく。

このため、羽根車の外周側と内周側には圧力差がある。特に吐出側の外周側と内周側には顕著な圧力差があり、羽根車の外周側から内周側への漏れを抑制することがポンプ効率の向上につながる。一方、羽根車は回転体であり、漏れ抑制のためにポンプ室に固着させることができないため、両者の隙間を極力小さくすることが求められている。このような要求は、カスケードポンプだけでなく、羽根車を有する非容積ポンプ（遠心ポンプ等）でも同様に存在する。なお、カスケードポンプでは、羽根車とポンプ室の隙間が、羽根車の両側面に存在するため、両側面同時に隙間を小さくすることが求められている。

特許文献１には、従来技術として、ポンプ室の内面と羽根車との間に着脱可能なシムを挟むことによって、ポンプ室の内面と羽根車との間に小さな隙間を確保し、この状態で羽根車を回転軸部に固定する。そして、羽根車を回転軸部に固定した後、シムを取り除くことによって、ポンプ室の内面と羽根車との間に、シムの厚み分の隙間を形成する羽根車隙間調整方法が記載されている。なお、特許文献１には、このシムを作業者が取り外さないで済ませるために、所定の流体で溶けてなくなるような特殊な材質で形成することが記載されている。

特開２０１６−３７９５２号公報

ところで、上記従来技術では、ポンプ室の内面と羽根車との隙間を調整するために、羽根車の背面側にシムを配置している。このため、羽根車の隙間を調整するたびに、羽根車を回転軸から取り外す必要があり、手間がかかっていた。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、羽根車を回転軸から取り外すことなく羽根車の隙間を調整できるポンプ装置、及びポンプ装置の羽根車隙間調整方法の提供を目的とする。

（１）本発明の一態様に係るポンプ装置は、回転軸に固定された羽根車と、前記回転軸の軸方向において前記羽根車の側面に対向する対向面を有するポンプ室を形成するポンプケーシングと、前記回転軸を前記軸方向の一方側に付勢する付勢機構と、前記付勢機構の付勢に抗して、前記回転軸を前記軸方向の他方側に移動させ、前記羽根車の側面と前記ポンプ室の対向面との間に所定幅の隙間を形成する羽根車隙間調整機構と、を備える。

（２）上記（１）に記載されたポンプ装置であって、前記ポンプ室は、前記軸方向において前記羽根車の両側面に対向する一対の対向面を有しており、前記羽根車隙間調整機構は、前記羽根車の両側面と前記ポンプ室の一対の対向面との間に所定幅の隙間をそれぞれ形成してもよい。
（３）上記（１）または（２）に記載されたポンプ装置であって、前記羽根車が固定された負荷側で前記回転軸を軸支する第１軸受と、前記羽根車と反対側の反負荷側で前記回転軸を軸支する第２軸受と、を有し、前記付勢機構は、前記第１軸受を介して、前記回転軸を前記軸方向の一方側に付勢し、前記羽根車隙間調整機構は、前記第２軸受を介して、前記回転軸を前記軸方向の他方側に移動させてもよい。
（４）上記（３）に記載されたポンプ装置であって、前記第１軸受と前記第２軸受との間には、前記回転軸を回転させるロータ及びステータが配置されていてもよい。
（５）上記（４）に記載されたポンプ装置であって、前記ロータ及び前記ステータを収容するモータケーシングを備え、前記モータケーシングは、前記反負荷側に、前記第２軸受を支持する筒状の軸受ブラケット部を有し、前記羽根車隙間調整機構は、前記軸受ブラケット部に挿入され前記第２軸受と当接する当接部を有すると共に、前記軸受ブラケット部に対して前記軸方向に移動自在に係合する反負荷側ケーシングカバーと、前記反負荷側ケーシングカバーと前記モータケーシングとの間に介在する羽根車隙間調整用シムと、前記羽根車隙間調整用シムを介して前記反負荷側ケーシングカバーと前記モータケーシングとを軸方向において締結固定するネジ部材と、を有してもよい。
（６）上記（５）に記載されたポンプ装置であって、前記反負荷側ケーシングカバーには、貫通孔が形成されており、前記回転軸は、前記貫通孔を介して前記反負荷側ケーシングカバーの外側に突出する突出部と、前記突出部に対して着脱可能に装着された冷却ファンと、を有してもよい。

（７）本発明の一態様に係るポンプ装置の羽根車隙間調整方法は、回転軸に固定された羽根車と、前記回転軸の軸方向において前記羽根車の側面に対向する対向面を有するポンプ室を形成するポンプケーシングと、前記回転軸を前記軸方向の一方側に付勢する付勢機構と、を備え、前記付勢機構の付勢に抗して、前記回転軸を前記軸方向の他方側に移動させ、前記羽根車の側面と前記ポンプ室の対向面との間に所定幅の隙間を形成する羽根車隙間調整工程を有する。

（８）上記（７）に記載されたポンプ装置の羽根車隙間調整方法であって、前記ポンプ室は、前記軸方向において前記羽根車の両側面に対向する一対の対向面を有しており、前記羽根車隙間調整工程の前に、前記羽根車が、前記ポンプ室の片方の対向面に当接した状態から、前記ポンプ室のもう片方の対向面に当接するまでに移動した移動距離を計測し、前記羽根車隙間調整工程では、前記移動距離の半分だけ、前記付勢機構の付勢に抗して、前記回転軸を前記軸方向の他方側に移動させ、前記羽根車の両側面と前記ポンプ室の一対の対向面との間に所定幅の隙間をそれぞれ形成してもよい。

上記本発明の態様によれば、羽根車を回転軸から取り外すことなく羽根車の隙間を調整できるポンプ装置、及びポンプ装置の羽根車隙間調整方法を提供できる。

一実施形態に係るポンプ装置１を示す正面図である。 図１に示すポンプ装置１が有するポンプケーシング３０の内部構造を示す縦断面図である。 図１に示すポンプ装置１の背面側斜視図である。 図１に示すポンプ装置１の矢視Ａ−Ａ断面図である。 一実施形態に係る冷却ファン６５を背面側から見たときの図である。 図５に示す冷却ファン６５の矢視Ｂ−Ｂ断面図である。 一実施形態に係るポンプ装置１の羽根車隙間調整方法を説明するための図である。 一実施形態の変形例に係る羽根車隙間調整機構１００Ａを示す横断面図である。

以下、一実施形態に係るポンプ装置、及びポンプ装置の羽根車隙間調整方法について、図面を参照して説明する。
図１は、一実施形態に係るポンプ装置１を示す正面図である。図２は、図１に示すポンプ装置１が有するポンプケーシング３０の内部構造を示す縦断面図である。図３は、図１に示すポンプ装置１の背面側斜視図である。図４は、図１に示すポンプ装置１の矢視Ａ−Ａ断面図である。

図１に示すように、ポンプ装置１は、水を汲み上げるポンプ２と、ポンプ２の背面側に設けられ、ポンプ２を駆動するモータ３（図３及び図４参照）と、ポンプ２を制御するインバータ装置４と、を有する。モータ３は、ポンプ２に固定されており、ポンプ２及びインバータ装置４は、ユニットベース５上に固定されている。このユニットベース５の側面には、取手溝５ａが形成されている。ユニットカバー６は、ユニットベース５上のポンプ２、モータ３、インバータ装置４を覆っている。

ポンプ２は、摩擦ポンプとも称されるカスケードポンプであって、図２に示すように、羽根車２０と、羽根車２０を収容するポンプ室３１を形成するポンプケーシング３０と、を有する。ポンプケーシング３０の正面側には、図１に示すように、ポンプケーシングカバー５０が取り付けられており、これを取り外すと羽根車２０にアクセスすることができる。羽根車２０は、図２に示すように、周縁部に多数の溝２１が切られた円板状に形成されており、その周縁部によって、ポンプ室３１に存在する水を、ほぼ１回転させながら昇圧させるものである。

このポンプ２は小型であるが、１個の羽根車２０で数段の渦巻ポンプに匹敵する揚程を得られ、小容量高揚程の目的に適している。また、カスケードポンプは、自吸性を有するので、ポンプ２よりも低い位置に設置された受水槽に蓄えた水や井戸水を汲み上げるのに適している。
モータ３は、羽根車２０を回転させることによりポンプ２を駆動させる。インバータ装置４は、ポンプ２を制御する。本実施形態では、モータ３の駆動は、インバータ装置４によって制御されており、ポンプ２の回転速度の可変速運転が可能とされている。ここで、インバータ装置４にて可変速運転する必要がない場合は、インバータ装置４は可変速手段を有さなくてもよい。

図１に示すように、ポンプ装置１の正面には、ユニットカバー６から露出する吸込口７と、吐出し口８とが設けられている。吸込口７は、図２に示すポンプケーシング３０の内部に形成された内部流路３２の一端部３２ａと連通し、吐出し口８は、この内部流路３２の他端部３２ｂと連通している。内部流路３２には、ポンプ室３１と、気水分離室３３とが形成されている。

内部流路３２のうち、一端部３２ａからポンプ室３１までの吸込流路３４には、フローチェッキ弁３５が設けられている。フローチェッキ弁３５は、ポンプ室３１よりも高い位置に設けられ、ポンプ２の駆動に先立ち、ポンプ室３１の内部を満水させて自吸に必要な水位を確保すると共に、ポンプ２の停止時の水の逆流を防止し、常にポンプ室３１を満水にする役割を有する。すなわち、フローチェッキ弁３５は、ポンプ２の停止時、自重によって吸込流路３４を閉じ、ポンプ２の駆動時には、吸込流路３４を上ってくる水（始動時は空気を含む）によって押し上げられて吸込流路３４を開く。

ポンプ室３１の下流側には、気水分離室３３が配置されている。内部流路３２のうち、ポンプ室３１と気水分離室３３との間の接続流路３６には、ポンプ室３１から吐出された液体が衝突するバッフル３７が配置されている。気水分離室３３の底部には、ポンプ室３１に連通する孔部３３ａが形成されている。孔部３３ａは、ポンプ２の始動時の自吸運転時に、気水分離室３３で空気と分離した水を、ポンプ室３１に再び戻すものであり、これによりポンプ室３１における負圧を発生させ、吸込流路３４内の空気をなくし、水を吸い上げる。

気水分離室３３の上方には、呼び水口３８が形成されている。呼び水口３８は、呼び水栓３９によって閉止されている。呼び水栓３９は、ポンプ２の設置時等でポンプケーシング３０内に水が満たされていない状態で、且つ、ポンプ２の始動前に開けられ、呼び水口３８から呼び水を注水することにより、気水分離室３３は呼び水時水位４０まで満水となる。上述したポンプ２の駆動によって、自吸運転が行われ、吸込流路３４内の空気がなくなり、水が上がってくると、自吸運転は終わり、気水分離室３３及び気水分離室３３より下流側が水で満たされた後は、ポンプ２の駆動によって揚液運転がなされる。

内部流路３２のうち、気水分離室３３から他端部３２ｂまでの吐出流路４１には、圧力センサ４２が設けられている。圧力センサ４２は、呼び水時水位４０よりも上方に配置され、自吸運転が完了し、水で満たされた吐出流路４１の圧力を検出する。圧力センサ４２の検出結果は、インバータ装置４に出力され、インバータ装置４は、公知の吐出圧一定制御や推定末端圧一定制御等の目標圧力と当該検出結果に基づいてモータ３に電力を供給し、モータ３の駆動を制御する。

また、吐出流路４１には、圧力タンク４５（図３参照）が設けられている。圧力タンク４５は、耐圧容器内にゴム製のブラダが内蔵されており、ポンプ２の吐出圧力が上昇するとブラダの外側の空気を圧縮し水が加圧状態で貯留される。また、例えば、水の使用に伴い、吐出流路４１内の圧力が低下するにつれて、圧縮された空気が膨張し、貯留された水を吐出流路４１に押し出す。このようにして、ポンプ２の起動直後で、給水に十分な回転速度まで上昇していなくても、しばらくは圧力タンク４５から吐出流路４１に水を供給することができる。

図３に示すように、モータ３は、ポンプケーシング３０の背面側に接続されている。このモータ３は、例えば、永久磁石型（ＰＭ型）モータであり、全閉外扇型モータである。全閉外扇型モータとは、モータケーシング６０が密閉構造を有し、かつ空冷装置６１がケーシングの外に備えられたモータである。このような永久磁石型モータは、誘導型モータに比べ小型且つ軽量である。

モータケーシング６０は、その全体が略円柱形状を呈し密閉された構造を有しており、モータケーシング６０の内部は、外部環境から隔離されている。モータケーシング６０の内部には、図４に示すように、回転軸１０に装着されて回転するロータ３ａと、それを囲んで回転磁界を形成するステータ３ｂが設けられている。ロータ３ａは、回転軸１０の外周面に固定されたロータコア３ａ１と、ロータコア３ａ１に挿入された永久磁石３ａ２と、を備える。また、ステータ３ｂは、モータケーシング６０の内周面に固定されたステータコア３ｂ１と、ステータコア３ｂ１に巻き掛けられたコイル３ｂ２と、を備える。

図４に示すように、回転軸１０の軸方向の一端部１０ａには、羽根車２０が固定されている。羽根車２０は、回転軸１０の一端部１０ａが挿入される挿入孔２２を有する。この羽根車２０は、その正面側に配置された固定リング１１と、その背面側に形成された回転軸１０の段差部１２との間に、軸方向に挟まれることで、回転軸１０に対して固定されている。固定リング１１は、止めネジ１１ａによって回転軸１０の一端部１０ａに装着されている。段差部１２は、羽根車２０の背面側の回転軸１０の拡径部によって形成されている。なお、羽根車２０の背面側の回転軸１０の拡径部には、回転軸１０とポンプケーシング３０との隙間をシールするメカニカルシール１３が配置されている。

メカニカルシール１３の背面側には、羽根車２０が固定された負荷側で回転軸１０を軸支する第１軸受１４と、羽根車２０と反対側の反負荷側で回転軸１０を軸支する第２軸受１５と、が配置されている。第１軸受１４及び第２軸受１５は、共に深溝玉軸受から形成されている。第１軸受１４と第２軸受１５との間には、上述したロータ３ａ及びステータ３ｂが配置されている。これら第１軸受１４、第２軸受１５、ロータ３ａ及びステータ３ｂは、モータケーシング６０の内部に収容されている。

モータケーシング６０は、ポンプケーシング３０にネジ部材７１を介して接続された負荷側軸受ブラケット７０と、負荷側軸受ブラケット７０にネジ部材７２を介して接続されたケーシング本体８０と、を有する。負荷側軸受ブラケット７０は、第１軸受１４の外輪側を支持している。第１軸受１４の内輪側は、回転軸１０の外周に装着されると共に、第１軸受１４の背面側に形成された回転軸１０の段差部１６と、リング状のスペーサ１６ａを挟んで軸方向で対向して配置されている。

ケーシング本体８０は、有底筒状に形成されている。ケーシング本体８０の負荷側の開口は、負荷側軸受ブラケット７０によって閉塞されている。ケーシング本体８０の内周面には、ステータ３ｂが固定されている。ケーシング本体８０の反負荷側の底部には、第２軸受１５を支持する筒状の軸受ブラケット部８１が形成されている。軸受ブラケット部８１は、第２軸受１５の外輪側を支持している。第２軸受１５の内輪側は、回転軸１０の外周に装着されると共に、第２軸受１５の正面側に形成された回転軸１０の段差部１７と軸方向で対向して配置されている。

ここで、負荷側軸受ブラケット７０には、第１軸受１４を介して、回転軸１０を軸方向の一方側（回転軸１０の他端部１０ｂ側）に付勢する付勢機構９０が設けられている。また、ケーシング本体８０には、第２軸受１５を介して、回転軸１０を軸方向の他方側（回転軸１０の一端部１０ａ側）に移動させ、羽根車２０の両側面２０ａ，２０ｂとポンプ室３１の一対の対向面３１ａ，３１ｂとの間に所定幅の隙間をそれぞれ形成する羽根車隙間調整機構１００が設けられている。

付勢機構９０は、負荷側軸受ブラケット７０の軸受支持部に配置され、第１軸受１４の外輪側を軸方向の一方側に付勢する。この付勢機構９０は、例えば、波座金、皿バネなどの弾性部材から形成されている。付勢機構９０は、羽根車隙間調整機構１００と協働して、第１軸受１４及び第２軸受１５に対して軸方向の与圧を与えることで、深溝玉軸受の内部の隙間を小さくし、モータ３に発生する振動を抑制する。

羽根車隙間調整機構１００は、ケーシング本体８０の軸受ブラケット部８１に係合する反負荷側ケーシングカバー１０１と、反負荷側ケーシングカバー１０１とモータケーシング６０との間に介在する羽根車隙間調整用シム１０２と、羽根車隙間調整用シム１０２を介して反負荷側ケーシングカバー１０１とモータケーシング６０とを軸方向において締結固定するネジ部材１０３と、を有する。

反負荷側ケーシングカバー１０１は、軸受ブラケット部８１の反負荷側の開口を覆っており、軸受ブラケット部８１の内周面に対して軸方向に移動自在に係合している。反負荷側ケーシングカバー１０１の係合部には、軸受ブラケット部８１の反負荷側の開口から挿入され、第２軸受１５の外輪側と軸方向で当接する当接部１０１ａが形成されている。当接部１０１ａは、環状に形成され、軸受ブラケット部８１の内周面よりも僅かに外径が小さくなっている。

反負荷側ケーシングカバー１０１は、ケーシング本体８０の背面側において、軸受ブラケット部８１の内周面よりも径方向外側に延出したフランジ部１０１ｂを有する。フランジ部１０１ｂは、環状に形成され、ケーシング本体８０と軸方向において対向している。羽根車隙間調整用シム１０２も環状に形成されている。この羽根車隙間調整用シム１０２は、フランジ部１０１ｂとケーシング本体８０との対向部に、一又は複数配置されている。

ネジ部材１０３は、反負荷側ケーシングカバー１０１のフランジ部１０１ｂを複数個所で、ケーシング本体８０に対し締結固定する。なお、図４では、羽根車隙間調整用シム１０２にネジ部材１０３が挿通する挿通孔が形成されているが、羽根車隙間調整用シム１０２は、ネジ部材１０３の配設位置よりも径方向内側に配置されていてもよい（挿通孔が無くてもよい）。
この反負荷側ケーシングカバー１０１には、貫通孔１０１ｃが形成されており、回転軸１０の他端部１０ｂは、貫通孔１０１ｃを介して反負荷側ケーシングカバー１０１の外側に突出している。

回転軸１０の他端部１０ｂ（突出部）には、空冷装置６１の冷却ファン６５が着脱可能に装着されている。空冷装置６１は、ポンプケーシング３０に固定されるモータケーシング６０の一端部とは反対側の、モータケーシング６０の他端部に、ネジ部材６４を介して固定されたファンカバー６２を有する。ファンカバー６２の内部には、冷却ファン６５が収容されている。このファンカバー６２は、図３に示すように、有底筒状に形成され、その底部には空気吸込孔６３が形成されている。このファンカバー６２は、モータケーシング６０の外周面に沿って空気を導くと共に、インバータ装置４に対して空気を導く図示しない吐出孔を備える。

図５は、一実施形態に係る冷却ファン６５を背面側から見たときの図である。図６は、図５に示す冷却ファン６５の矢視Ｂ−Ｂ断面図である。
図５に示すように、冷却ファン６５は、放射状に延びる複数のブレード部６６と、複数のブレード部６６が接続されたベース部６７と、を備える。ベース部６７には、回転軸１０の他端部１０ｂが挿通する挿通孔６８が形成されている。挿通孔６８には、キー６８ａと、スナップフィット６８ｂが設けられている。

キー６８ａは、図６に示すように、挿通孔６８の内周面に沿って軸方向に延在している。このキー６８ａは、図４に示す回転軸１０の他端部１０ｂに形成されたキー溝１８に係合している。スナップフィット６８ｂは、図６に示すように、挿通孔６８の内周面においてキー６８ａと径方向において対向して形成されている。このスナップフィット６８ｂは、図４に示す回転軸１０の他端部１０ｂに形成された環状溝１９に係合している。このため、スナップフィット６８ｂを環状溝１９から外せば、キー６８ａとキー溝１８の係合解除を容易に行うことができる。

上記構成のポンプ装置１は、図４に示すように、回転軸１０の軸方向において、羽根車２０の両側面２０ａ，２０ｂと、これら両側面２０ａ，２０ｂに対向するポンプ室３１の一対の対向面３１ａ，３１ｂとの間に、所定幅の隙間が形成されている。羽根車２０の側面２０ａとポンプケーシングカバー５０が形成する対向面３１ａとの間、及び羽根車２０の側面２０ｂとポンプケーシング３０が形成する対向面３１ｂとの間には、例えば、毛細管現象により水膜が介在し続けるような狭さの隙間が形成されている。

続いて、図７を参照して、上記構成のポンプ装置１の羽根車隙間調整方法（以下、本手法と称する）について説明する。
図７は、一実施形態に係るポンプ装置１の羽根車隙間調整方法を説明するための図である。

本手法では、先ず、上述した付勢機構９０及び羽根車隙間調整機構１００を用いて、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、羽根車２０が、ポンプ室３１の片方の対向面３１ａに当接した状態から、ポンプ室３１のもう片方の対向面３１ｂに当接するまでに移動した移動距離Ｓを計測する。具体的には、図４に示す羽根車隙間調整用シム１０２を取り外した状態で、ネジ部材１０３を締め付け、反負荷側ケーシングカバー１０１を軸方向の他方側（回転軸１０の一端部１０ａ側）に移動させる。

反負荷側ケーシングカバー１０１が軸方向の他方側に移動すると、第２軸受１５が当接部１０１ａによって軸方向に押し込まれ、回転軸１０が付勢機構９０の付勢に抗して軸方向の他方側に移動する。このように、回転軸１０を軸方向の他方側に移動させ、図７（ａ）に示すように、回転軸１０に固定された羽根車２０の側面２０ａを、ポンプ室３１の対向面３１ａに当接させる。そして、羽根車２０の側面２０ａがポンプ室３１の対向面３１ａに当接した位置を、計測基準位置（ゼロ位置）とする。

次に、ネジ部材１０３の締め付けを解除する。ネジ部材１０３の締め付けを解除すると、回転軸１０が付勢機構９０の付勢によって軸方向の一方側（回転軸１０の他端部１０ｂ側）に移動する。このように、回転軸１０を軸方向の一方側に移動させ、図７（ｂ）に示すように、回転軸１０に固定された羽根車２０の側面２０ｂを、ポンプ室３１の対向面３１ｂに当接させる。そして、図７（ａ）に示す計測基準位置から、図７（ｂ）に示す羽根車２０の側面２０ｂがポンプ室３１の対向面３１ｂに当接するまでの移動距離Ｓを、例えばダイヤルゲージなどで計測する。なお、この移動距離Ｓは、図７（ｂ）に示す状態から、図７（ａ）に示す状態になるまでに羽根車２０が移動した距離から計測してもよい。すなわち、図７（ｂ）に示す状態を計測基準位置とし、図７（ａ）に示す羽根車２０の側面２０ａがポンプ室３１の対向面３１ａに当接するまでに羽根車２０が移動した距離を、移動距離Ｓとしてもよい。

本手法では、次に、計測した移動距離Ｓの半分の厚みになるように、羽根車隙間調整用シム１０２の枚数を調整する。そして、羽根車隙間調整用シム１０２を反負荷側ケーシングカバー１０１とモータケーシング６０との間に挟み込む。この状態で、ネジ部材１０３を締め付けると、図７（ｃ）に示すように、移動距離Ｓの半分（１／２）だけ、付勢機構９０の付勢に抗して、回転軸１０を軸方向の他方側に移動させることができる。これにより、羽根車２０の両側面２０ａ，２０ｂと、ポンプ室３１の一対の対向面３１ａ，３１ｂとの間に、所定幅の隙間をそれぞれ形成することができる（羽根車隙間調整工程）。
以上により、ポンプ装置１の羽根車２０の隙間調整が終了する。

このように、上述した本実施形態によれば、回転軸１０に固定された羽根車２０と、回転軸１０の軸方向において羽根車２０の両側面２０ａ，２０ｂに対向する一対の対向面３１ａ，３１ｂを有するポンプ室３１を形成するポンプケーシング３０と、回転軸１０を軸方向の一方側に付勢する付勢機構９０と、付勢機構９０の付勢に抗して、回転軸１０を軸方向の他方側に移動させ、羽根車２０の両側面２０ａ，２０ｂとポンプ室３１の一対の対向面３１ａ，３１ｂとの間に所定幅の隙間をそれぞれ形成する羽根車隙間調整機構１００と、を備える、という構成を採用することによって、羽根車２０を回転軸１０から取り外すことなく羽根車２０の隙間を調整できるため、羽根車２０の隙間調整に手間がかからなくなる。

また、本実施形態では、図４に示すように、羽根車２０が固定された負荷側で回転軸１０を軸支する第１軸受１４と、羽根車２０と反対側の反負荷側で回転軸１０を軸支する第２軸受１５と、を有し、付勢機構９０は、第１軸受１４を介して、回転軸１０を軸方向の一方側に付勢し、羽根車隙間調整機構１００は、第２軸受１５を介して、回転軸１０を軸方向の他方側に移動させる構成となっている。この構成によれば、回転軸１０の回転を阻害せずに、回転軸１０を介して羽根車２０を軸方向に移動させることができる。

また、本実施形態では、第１軸受１４と第２軸受１５との間には、回転軸１０を回転させるロータ３ａ及びステータ３ｂが配置されている。この構成によれば、付勢機構９０の付勢によって、第１軸受１４及び第２軸受１５に対して軸方向の与圧を与え、軸受内部の隙間を小さくし、モータ３で発生する振動を抑制することができる。

また、本実施形態では、ロータ３ａ及びステータ３ｂを収容するモータケーシング６０を備え、モータケーシング６０は、反負荷側に、第２軸受１５を支持する筒状の軸受ブラケット部８１を有し、羽根車隙間調整機構１００は、軸受ブラケット部８１に挿入され第２軸受１５と当接する当接部１０１ａを有すると共に、軸受ブラケット部８１に対して軸方向に移動自在に係合する反負荷側ケーシングカバー１０１と、反負荷側ケーシングカバー１０１とモータケーシング６０との間に介在する羽根車隙間調整用シム１０２と、羽根車隙間調整用シム１０２を介して反負荷側ケーシングカバー１０１とモータケーシング６０とを軸方向において締結固定するネジ部材１０３と、を有する。この構成によれば、ネジ部材１０３の締め付けによって、反負荷側ケーシングカバー１０１を軸方向の他方側に移動させ、第２軸受１５を介して回転軸１０を軸方向の他方側に移動させることができる。また、反負荷側ケーシングカバー１０１とモータケーシング６０との間に、羽根車隙間調整用シム１０２を挟み込むことで、羽根車２０の隙間調整後の状態を維持できる。

さらに、本実施形態では、反負荷側ケーシングカバー１０１には、貫通孔１０１ｃが形成されており、回転軸１０は、貫通孔１０１ｃを介して反負荷側ケーシングカバー１０１の外側に突出する他端部１０ｂと、他端部１０ｂに対して着脱可能に装着された冷却ファン６５と、を有する。この構成によれば、モータ３が全閉外扇型モータであっても、冷却ファン６５を容易に回転軸１０の他端部１０ｂから取り外すことができるため、羽根車隙間調整機構１００のネジ部材１０３に容易にアクセスすることができる。なお、図５に示すように、ネジ部材１０３が冷却ファン６５のベース部６７の径方向外側に配置され、且つ、隣り合うブレード部６６の間に十分に隙間がある場合には、冷却ファン６５を回転軸１０から取り外すことなく、隣り合うブレード部６６の隙間からネジ部材１０３にアクセスすることもできる。

以上、本発明の好ましい実施形態を記載し説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、特許請求の範囲によって制限されている。

例えば、上記実施形態では、回転軸を軸支する軸受を介して、回転軸を軸方向に移動させる形態を採用したが、図８に示す変形例のように、回転軸を直接、軸方向に移動させる形態を採用してもよい。

図８は、一実施形態の変形例に係る羽根車隙間調整機構１００Ａを示す横断面図である。この変形例では、回転軸１０の他端部１０ｂが、ケーシング本体８０の内部に収容されており、冷却ファン６５が取り付けられていない。代わりに、回転軸１０の他端部１０ｂの端面には、略円錐状の溝１０ｂ１が形成されている。
羽根車隙間調整機構１００Ａは、ケーシング本体８０の底部に螺合し、溝１０ｂ１を介して回転軸１０を軸方向の他方側に移動させるピン部材１０４Ａを備える。ピン部材１０４Ａは、ケーシング本体８０の底部に対し、軸方向に螺入可能なネジ部１０４Ａ１と、回転軸１０の溝１０ｂ１に対し、点接触可能な先端部１０４Ａ２と、を有する。なお、先端部１０４Ａ２は、半球状、若しくは、回転自在なボールによって形成されていてもよい。
この構成によっても、回転軸１０の回転を阻害せずに、回転軸１０を介して羽根車２０を軸方向に移動させることができる。

また、例えば、上記実施形態では、ポンプ装置１としてカスケードポンプの両面隙間調整を例示したが、羽根車を有する他の非容積ポンプである遠心ポンプなどの片面隙間調整にも本発明を適用することができる。

１ ポンプ装置
２ ポンプ
３ モータ
３ａ ロータ
３ｂ ステータ
４ インバータ装置
１０ 回転軸
１０ａ 一端部
１０ｂ 他端部（突出部）
１４ 第１軸受
１５ 第２軸受
２０ 羽根車
２０ａ 側面
２０ｂ 側面
３０ ポンプケーシング
３１ ポンプ室
３１ａ 対向面
３１ｂ 対向面
５０ ポンプケーシングカバー
６０ モータケーシング
６５ 冷却ファン
８１ 軸受ブラケット部
９０ 付勢機構
１００，１００Ａ 羽根車隙間調整機構
１０１ 反負荷側ケーシングカバー
１０１ａ 当接部
１０１ｃ 貫通孔
１０２ 羽根車隙間調整用シム
１０３ ネジ部材
Ｓ 移動距離

Claims (8)

1. 回転軸に固定された羽根車と、
   前記回転軸の軸方向において前記羽根車の側面に対向する対向面を有するポンプ室を形成するポンプケーシングと、
   前記回転軸を前記軸方向の一方側に付勢する付勢機構と、
   前記付勢機構の付勢に抗して、前記回転軸を前記軸方向の他方側に移動させ、前記羽根車の側面と前記ポンプ室の対向面との間に所定幅の隙間を形成する羽根車隙間調整機構と、を備える、ことを特徴とするポンプ装置。
2. 前記ポンプ室は、前記軸方向において前記羽根車の両側面に対向する一対の対向面を有しており、
   前記羽根車隙間調整機構は、前記羽根車の両側面と前記ポンプ室の一対の対向面との間に所定幅の隙間をそれぞれ形成する、ことを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置。
3. 前記羽根車が固定された負荷側で前記回転軸を軸支する第１軸受と、
   前記羽根車と反対側の反負荷側で前記回転軸を軸支する第２軸受と、を有し、
   前記付勢機構は、前記第１軸受を介して、前記回転軸を前記軸方向の一方側に付勢し、
   前記羽根車隙間調整機構は、前記第２軸受を介して、前記回転軸を前記軸方向の他方側に移動させる、ことを特徴とする請求項１または２に記載のポンプ装置。
4. 前記第１軸受と前記第２軸受との間には、前記回転軸を回転させるロータ及びステータが配置されている、ことを特徴とする請求項３に記載のポンプ装置。
5. 前記ロータ及び前記ステータを収容するモータケーシングを備え、
   前記モータケーシングは、前記反負荷側に、前記第２軸受を支持する筒状の軸受ブラケット部を有し、
   前記羽根車隙間調整機構は、
   前記軸受ブラケット部に挿入され前記第２軸受と当接する当接部を有すると共に、前記軸受ブラケット部に対して前記軸方向に移動自在に係合する反負荷側ケーシングカバーと、
   前記反負荷側ケーシングカバーと前記モータケーシングとの間に介在する羽根車隙間調整用シムと、
   前記羽根車隙間調整用シムを介して前記反負荷側ケーシングカバーと前記モータケーシングとを軸方向において締結固定するネジ部材と、を有する、ことを特徴とする請求項４に記載のポンプ装置。
6. 前記反負荷側ケーシングカバーには、貫通孔が形成されており、
   前記回転軸は、
   前記貫通孔を介して前記反負荷側ケーシングカバーの外側に突出する突出部と、
   前記突出部に対して着脱可能に装着された冷却ファンと、を有する、ことを特徴とする請求項５に記載のポンプ装置。
7. 回転軸に固定された羽根車と、
   前記回転軸の軸方向において前記羽根車の側面に対向する対向面を有するポンプ室を形成するポンプケーシングと、
   前記回転軸を前記軸方向の一方側に付勢する付勢機構と、を備え、
   前記付勢機構の付勢に抗して、前記回転軸を前記軸方向の他方側に移動させ、前記羽根車の側面と前記ポンプ室の対向面との間に所定幅の隙間を形成する羽根車隙間調整工程を有する、ことを特徴とするポンプ装置の羽根車隙間調整方法。
8. 前記ポンプ室は、前記軸方向において前記羽根車の両側面に対向する一対の対向面を有しており、
   前記羽根車隙間調整工程の前に、前記羽根車が、前記ポンプ室の片方の対向面に当接した状態から、前記ポンプ室のもう片方の対向面に当接するまでに移動した移動距離を計測し、
   前記羽根車隙間調整工程では、前記移動距離の半分だけ、前記付勢機構の付勢に抗して、前記回転軸を前記軸方向の他方側に移動させ、前記羽根車の両側面と前記ポンプ室の一対の対向面との間に所定幅の隙間をそれぞれ形成する、ことを特徴とする請求項７に記載のポンプ装置の羽根車隙間調整方法。

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