JP2019218982A

JP2019218982A - 軸受パッキン及び給水ポンプ

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Publication number: JP2019218982A
Application number: JP2018115729A
Authority: JP
Inventors: 信二戸所; Shinji Todokoro
Original assignee: Agatsuma Co Ltd
Current assignee: Agatsuma Co Ltd
Priority date: 2018-06-19
Filing date: 2018-06-19
Publication date: 2019-12-26
Anticipated expiration: 2038-06-19
Also published as: CN110617237A; CN110617237B; US20190383302A1; US11047396B2; JP7202596B2; EP3584448A1

Abstract

【課題】防水性を向上させた軸受パッキン及び給水ポンプを提供すること。【解決手段】軸受パッキンは、回転軸を挿通させる第１開口部が形成された第１パッキン８０と、回転軸を挿通させる第２開口部が形成され、第１パッキン８０と回転軸５１方向に係合する第２パッキン９０と、を備える。また、第１パッキン及び第２パッキンに囲われた回転軸５１の周囲には疎水性流体が密封される密封空間１００が形成される。【選択図】図４

Description

本発明は、軸受パッキン及び給水ポンプに関する。

従来から、水を汲み上げる水中ポンプの封止技術が提案されている。例えば、特許文献１の水中ポンプは、ヘッドカバー内に配置されたモータの軸心部を挿通するローターシャフトの下端部に、ポンプケーシング内に配置された羽根車が取り付けられており、この羽根車の回転によって、ポンプケーシング内に流入した流体が、上方へ吐出されるようにしている。ローターシャフトは、軸受け下側に設けられた一対のオイルシールによって軸封されている。

特開平９−２８０１９３号公報

しかし、特許文献１に示すようなローターシャフトの軸封構造では、軸とオイルシールとの間から漏水して十分な防水性が確保できないことが想定される。

本発明は、以上の点に鑑み、防水性を向上させた軸受パッキン及び給水ポンプを提供することを目的とする。

本発明に係る軸受パッキンは、回転軸を挿通させる第１開口部が形成された第１パッキンと、前記回転軸を挿通させる第２開口部が形成され、前記第１パッキンと前記回転軸方向に係合する第２パッキンと、を備え、前記第１パッキン及び前記第２パッキンに囲われた前記回転軸の周囲には疎水性流体が密封される密封空間が形成される、ことを特徴とする。

本発明に係る給水ポンプは、回転軸を挿通させる第１開口部が形成された第１パッキンと、前記回転軸を挿通させる第２開口部が形成され、前記第１パッキンと前記回転軸方向に係合する第２パッキンと、前記回転軸の一端側に接続されるモータと、前記回転軸の他端側に接続される羽根車と、前記第１パッキン及び前記第２パッキンを収容するケースと、を備え、前記第１パッキン及び前記第２パッキンに囲われた前記回転軸の周囲には疎水性流体が密封される密封空間が形成される、ことを特徴とする。

本発明によると、防水性を向上させた軸受パッキン及び給水ポンプを提供することができる。

本発明の実施形態に係る放水玩具の平面斜視図である。本発明の実施形態に係る放水玩具の裏面斜視図である。本発明の実施形態に係る給水ポンプの内部構造を示す平面模式図である。本発明の実施形態に係る図３の給水ポンプのＩＶ−ＩＶ断面に相当する断面図である。本発明の実施形態に係る第１パッキンを示す図であり、（ａ）は平面斜視図を示し、（ｂ）は裏面斜視図を示す。本発明の実施形態に係る第２パッキンを示す図であり、（ａ）は平面斜視図を示し、（ｂ）裏面斜視図を示す。

以下、本発明の実施形態を説明する。図１は放水玩具１０の平面斜視図である。また、図２は放水玩具１０の裏面斜視図である。放水玩具１０は、プールや浴槽などの水面に本体部２０を浮かべながら水を吸入し、その吸入した水をシャワー部３０により放水させることができる玩具である。水は本体部２０の底面から吸入される。また、シャワー部３０は、本体部２０側に取り付けたり、本体部２０から取り外すことができる。使用者は、シャワー部３０を本体部２０のシャワーホルダ２５に着脱させて、放水遊びや水上走行遊びを行うことができる。

なお、以下の説明において、本体部２０に対しシャワーホルダ２５が設けられている側を前とし、その反対側を後ろとする。また、図１の下側を下とし、その反対側を上とする。

図１に示すように、放水玩具１０は、平面視略円形の本体部２０と、本体部２０のシャワーホルダ２５に係合されたシャワー部３０を有する。本体部２０は、密閉された中空構造を有している。本体部２０の内部には、水よりも質量密度の小さい発砲スチロール等の浮き部材が収容されている（不図示）。浮き部材は、本体部２０の内部空間を埋めるように、各内部部品の周囲に充填される。

図２に示すように、本体部２０は、底面に、吸入口２１及び電源ボックス２２を有する。水は、吸入口２１から本体部２０内部に備えられた給水ポンプ４０により汲み上げられる。また、吸入口２１は、その入口部分に網状のフィルタ２１ａを有し、このフィルタ２１ａによりポンプ４１内への異物の侵入を防ぐことができる。本実施形態では、フィルタ２１ａは吸入口２１の入口に備えられる着脱可能なカバーと一体に形成される。また、電源ボックス２２には、給水ポンプ４０を駆動させるための電池等の電源が収容される。

図１及び図２に示すように、本体部２０の外周側面には、全周に亘って環状の凹溝として形成される側周凹部２３が設けられている。側周凹部２３の凹溝の底部２３ａ側には、本体部２０内部の給水ポンプ４０の吐出口２３ｂが設けられる。吐出口２３ｂにはホース３１の一端が接続され、そのホース３１の他端はシャワー部３０に接続される。そして、側周凹部２３の底部２３ａに沿って、ホース３１を本体部２０の側周面に巻回させることができる。図２に示すように、本体部２０は、後方側面に、開口孔２４ａが形成された略矩形形状のフック２４を有する。フック２４は、基端側を軸に回動可能に形成される。このフック２４を本体部２０側に回動させることで、側周凹部２３に巻回されたホース３１を適宜の長さに調節してホース３１を本体部２０側に固定させることができる。また、本体部２０の後方側において、取手部２６が後方側に出没可能に設けられる。

図１に示すように、ホース３１を介して本体部２０と接続されたシャワー部３０は、先端側に、複数の放水口３２ａ，３２ｂが形成されたシャワー切替部３３を有する。また、シャワー部３０のホース３１側には、略円柱形状のシャワー本体部３０ａが形成される。シャワー部３０は、シャワー切替部３３を回転させることにより、吸入口２１から汲み上げられた水がいずれの放水口３２ａ，３２ｂから放水させるかを切り替えて、放水させることができる。従って、放水玩具１０は、シャワー切替部３３により放水距離や放水範囲を任意に調節することができる。

また、本体部２０は、その側周面の前方側にシャワーホルダ２５を有する。シャワーホルダ２５の先端側には、略Ｃ字状に形成された腕部２５ａが形成される。シャワー部３０は、この腕部２５ａのＣ環状の切れ目にホース３１を通して、シャワー本体部３０ａを腕部２５ａ内に係合することができる。従って、シャワー部３０は、シャワーホルダ２５に対して着脱自在とされている。また、シャワーホルダ２５は、本体部２０の側面側に対して軸着されており、腕部２５ａの角度を水平方向又は鉛直方向又はこれらの中間の位置に調節することができる。したがって、シャワーホルダ２５に握持されたシャワー部３０は、シャワーホルダ２５の調節角度に応じて水平方向若しくは鉛直方向又はこれらの中間の位置の、任意の角度で固定させることができる。

本体部２０は、側面に電源スイッチ２７を有する。電源スイッチ２７を入れると、給水ポンプ４０が駆動される。放水玩具１０は、給水ポンプ４０の一方に接続された吸入口２１から水を汲みとり、その水を給水ポンプ４０の他方に接続された吐出口２３ｂへ送る。吐出口２３ｂへ送られた水は、ホース３１内を通ってシャワー部３０の放水口３２ａ，３２ｂから放水される。

次に、給水ポンプ４０の内部構造について説明する。図３は、給水ポンプ４０の内部構造を示す平面模式図である。また、図４は、図３の給水ポンプ４０のＩＶ−ＩＶ断面に相当する断面図である。図４において、給水ポンプ４０は、モータ５０と、モータ５０を収容するケース６０と、モータ５０により回転駆動される羽根車５４と、羽根車５４等を収容して水路を形成する流路空間７０とを備える。

モータ５０は、全体が略円柱状に形成される。図４ではモータ５０の回転軸５１側の一部を示している。モータ５０は、回転軸５１側の端部に、モータ５０の全体径よりも小径の略短円柱状の突設部５２を有する。突設部５２の回転軸５１側の端部には、突設部５２の外径よりもさらに小径の略短円柱状の軸受突設部５３が形成される。回転軸５１は軸受突設部５３の略中心位置から下方へ向かって延設される。回転軸５１の先端側には、羽根車５４が接続される。

ケース６０は、モータ５０を収容するモータ収容部６１と、突設部５２を収容する中径部６２と、軸受突設部５３及び回転軸５１を覆うように配置された軸受パッキン１００（第１パッキン８０及び第２パッキン９０）を収容するパッキン収容部６３と、を備える。モータ収容部６１、中径部６２及びパッキン収容部６３は、円筒状に形成される。モータ収容部６１、中径部６２及びパッキン収容部６３は、略円形の開口部として形成される。モータ収容部６１は、図示はしないが、モータ５０が収容される上方端の位置において閉塞される。

モータ収容部６１の下端側からは径方向内側へ円環状の段部６１ａが形成される。中径部６２は、段部６１ａの内縁から回転軸５１方向下方に延設される。段部６１ａは、モータ収容部６１及び中径部６２と略直角となるように形成される。

中径部６２の下端側からは径方向内側へ円環状の段部６２ａが形成される。パッキン収容部６３は、段部６２ａの内縁から回転軸５１方向下方に延設される。段部６２ａは、中径部６２及びパッキン収容部６３と略直角となるように形成される。また、段部６２ａの内縁には、モータ収容部６１側へ突出した断面視略矩形状の突設部６２ｂが形成される。突設部６２ｂは、段部６２ａの内縁に円環状に設けられる。突設部６２ｂの内周面は、パッキン収容部６３の内周面と連続して形成される。パッキン収容部６３は、下端側に回転軸５１方向へ縮径するように形成された縮径部６３ａを有する。縮径部６３ａの内縁により、開口部６３ｂが形成される。開口部６３ｂはパッキン収容部６３の内径よりも小径の略円形貫通孔として形成される。

流路空間７０は、羽根車収容部７１、吸入部７２及び排出部７３を有する。羽根車収容部７１は、ケース６０の一部（中径部６２及びパッキン収容部６３）と、羽根車５４を収容することができる。羽根車収容部７１の内周側面は略円周状に形成されており、羽根車５４の径方向外側には、すり鉢状に形成された環状の傾斜面７１１が設けられる。傾斜面７１１は、下方から上方へ向けて徐々に拡径するように形成される。

吸入部７２は、羽根車５４等が収容される羽根車収容部７１の下方に延設されており、フィルタ２１ａを有した吸入口２１と接続される。吸入部７２は、羽根車収容部７１の下方に吸入口２１と接続する開口部７１２を有する。開口部７１２は、図３に示すように複数設けられ、平面視扇状に形成される。

排出部７３は、羽根車５４の上方側であって、羽根車収容部７１の側方に延設される。また、排出部７３は略円筒状の継手である吐出口２３ｂを有しており、吐出口２３ｂはホース３１と内嵌め嵌合される。

羽根車５４は、略円形板状の基部５４ａと、基部５４ａから下方に設けられた羽部５４ｂとを有する。羽部５４ｂは、やや湾曲する矩形板状に形成され、図３に示すように基部５４ａの径方向内側から外側へ向かって時計回り方向側へ延設される。羽根車５４は図３の反時計回り方向に回転する。そのため、水は、図４の２点鎖線に示すように、羽根車５４の中心付近から外側方向の傾斜面７１１側へ案内される。羽根車５４の回転により傾斜面７１１へ向かった水は、図３の反時計回りに回転しながら傾斜面７１１の上方へ案内され、２点鎖線で示すように羽根車５４の略接線方向に延設された排出部７３側へ順次排出される。このように、給水ポンプ４０は吸入部７２側から給水された水をホース３１側へ供給することができる。

次に、第１パッキン８０の構成について説明する。図５（ａ）は第１パッキン８０の平面斜視図であり、図５（ｂ）は第１パッキン８０の裏面斜視図である。

第１パッキン８０は、全体が略円筒形状でゴム等の可撓性部材により形成される。第１パッキン８０は、モータ５０が配置される一端側に略円形状の凹溝８１を有し、モータ５０と反対側の他端側に第１収容部８２と係合部８３とを有する。凹溝８１は、略有底円筒状の外筒部８１１の内側に形成される。外筒部８１１の内周面８１１ａ及び外周面８１１ｂは第１パッキン８０の軸Ｚと略平行に形成される。

外筒部８１１の円環状に形成された先端面８１２と、凹溝８１の円形に形成された底面８１３とは軸Ｚに対して略垂直な平坦面として形成される。底面８１３の略中央には上下に貫通する円形の第１開口部８１４が形成される。第１開口部８１４の内壁８１４ａは軸Ｚと略平行となるように形成される。第１開口部８１４には回転軸５１が挿通される（図４参照）。

第１収容部８２は、略有底円筒状の係合部８３の内側に形成される。第１収容部８２の底面８２１の略中央には前述の第１開口部８１４が形成されている。また、底面８２１は、下方から上方へ向かって縮径する略すり鉢状に形成される。

係合部８３の先端面８３１は、軸Ｚに対して略垂直な環状の平坦面として形成される。係合部８３の内周面８３２ａと外周面８３２ｂとは軸Ｚと略平行に形成される。外周面８３２ｂは、外筒部８１１の外周面８１１ｂよりも小径に形成される。外周面８３２ｂは、図４に示すように、外筒部８１１の内周面８１１ａと略同径に形成される。外周面８３２ｂの上端と外周面８１１ｂの下端とは、円環状の段部８１５を介して接続される。段部８１５も軸Ｚに対して略垂直な平坦面として形成される。

また、内周面８３２ａと底面８２１との境界部、及び段部８１５は、上下高さが略同じ位置に配置される（図４も参照）。

次に、第２パッキン９０の構成について説明する。図６（ａ）は第２パッキン９０の平面斜視図であり、図６（ｂ）は第２パッキン９０の裏面斜視図である。

第２パッキン９０は、全体が略円筒形状でゴム等の可撓性部材により形成される。第２パッキン９０は、第１パッキン８０が配置される一端側に被係合部９１と第２収容部９３を有し、第１パッキン８０と反対側の他端側に略円形状の突出部９４を有する。

被係合部９１は、略円筒状の外筒部９２の内側に略円形溝状に形成される。外筒部９２の先端面９２１は、軸Ｚに対して略垂直な円環状の平坦面として形成される。先端面９２１は、内周面９２１ａと接続される内縁に、Ｒ面取り状に形成されたテーパ部９２１ｃを有する。テーパ部９２１ｃも平面視略円環状に形成される。

被係合部９１は、先端面９２１と略平行に形成された底面９１１の略中央に、円形溝状の第２収容部９３を有する。したがって、底面９１１は略環状に形成される。第２収容部９３は軸Ｚと略平行な内周面９３１と、内周面９３１の下端から延設される上方から下方へ向かってに漸次縮径するすり鉢状の傾斜部９３２を有する。傾斜部９３２の略中央には上下に貫通する略円形の第２開口部９３３が形成される。第２開口部９３３には、図４で示したように、回転軸５１が挿通される。

外筒部９２の突出部９４側の外周面９２１ｂには、周方向に亘って環状に延設された外周突起９２４が形成される。外周突起９２４は縦断面視略凸円弧状に形成される。

突出部９４は、軸Ｚを中心軸として外形が略円柱状に形成される。突出部９４の基端側は、段部９４１とテーパ部９４１ａとを介して外周突起９２４と接続される。段部９４１は、突出部９４の外周において軸Ｚと略垂直な平坦面として形成される。テーパ部９４１ａは、段部９４１の外周においてＲ面取り状に形成される。また、突出部９４の先端面９４３は、軸Ｚに略垂直な略円形の平坦面として形成され、中央付近には第２開口部９３３が形成される。先端面９４３の外縁は、Ｒ面取り状のテーパ部９４３ａが形成される。

また、内周面９２１ａと底面９１１との境界部は、段部９４１の上方位置に配置される（図４も参照）。また、第２開口部９３３の上縁（換言すれば第２開口部９３３と底面９１１との境界部）は、段部９４１の下方位置に配置される。

次に、第１パッキン８０と第２パッキン９０の収容状態について図４〜図６を参照しながら説明する。係合部８３の外周面８３２ｂと被係合部９１の内周面９２１ａとは略同径に形成される。係合部８３と被係合部９１とを係合させると、底面９１１と先端面８３１とが当接するとともに、先端面９２１と段部８１５とが当接する。また、係合部８３の内周面８３２ａと、第２収容部９３の内周面９３１とは略同径に形成されるため、第１パッキン８０と第２パッキン９０とが係合すると、第１収容部８２と第２収容部９３の内周面（内周面８３２ａ，９３１）は連続するよう接続される。

第１パッキン８０の係合部８３は、第２パッキン９０の被係合部９１と係合する際、第２パッキン９０の外筒部９２に設けられたテーパ部９２１ｃにより係合部８３の先端をガイドして、係合部８３と被係合部９１とを軸Ｚ方向に容易に係合させることができる。

また、第１パッキン８０の外周面８１１ｂと、第２パッキン９０の外周面９２１ｂとは略同径に形成されるため、第１パッキン８０と第２パッキン９０が係合すると、外周面８１１ｂと外周面９２１ｂとは連続するように接続される。外周面８１１ｂと外周面９２１ｂとは、パッキン収容部６３の内径よりもやや小径に形成されるが、外周突起９２４の最外径はパッキン収容部６３の内径よりもやや大径に形成される。そのため、図４のように第１パッキン８０と第２パッキン９０とをパッキン収容部６３内に収容させると、外周突起９２４がパッキン収容部６３の内周面により径方向内側に狭圧される。よって、第２パッキン９０とパッキン収容部６３との間隙が封止される。

また、外筒部８１１の先端面８１２は、モータ５０の突設部５２により下方へ押圧される。そのため、突設部５２の下面と、第１パッキン８０の先端面８１２とを密封させることができる。また、縮径部６３ａは第２パッキン９０を下方から支持して、第２パッキン９０の段部９４１と、開口部６３ｂの周縁とが略面当接する。そのため、開口部６３ｂの下方外側である羽根車収容部７１の空間と、開口部６３ｂの上方内側であるパッキン収容部６３内の空間とを遮蔽することができる。

図４に示すように、第１パッキン８０及び第２パッキン９０は、パッキン収容部６３に収容された状態で、第１開口部８１４及び第２開口部９３３に回転軸５１が挿入される。第１パッキン８０及び第２パッキン９０を係合させて各開口部８１４，９３３に回転軸５１を挿通させると、第１収容部８２及び第２収容部９３に囲われた回転軸５１の周囲に密封空間１１０が形成される。本実施形態では密封空間１１０内にグリス等の疎水性流体が充填される。したがって、羽根車収容部７１の水圧等により回転軸５１と第２開口部９３３との間から水が浸入しても、第２収容部９３内へ漏水が進行することを防ぐことができる。このように、第１パッキン８０及び第２パッキン９０を回転軸５１方向に係合させた軸受パッキン１００及び給水ポンプ４０は、防水性を向上させることができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は本実施形態によって限定されることはなく、種々の態様で実施することができる。例えば、第１パッキン８０が凹溝状の被係合部を有し、第２パッキン９０がその被係合部に係合する係合筒部を有して、第１パッキン８０と第２パッキン９０とが回転軸５１方向に係合する構成としてもよい。

１０放水玩具２０本体部
２１吸入口２１ａフィルタ
２２電源ボックス２３側周凹部
２３ａ底部２３ｂ吐出口
２４フック２４ａ開口孔
２５シャワーホルダ２５ａ腕部
２６取手部２７電源スイッチ
３０シャワー部３０ａシャワー本体部
３１ホース３２ａ放水口
３２ｂ放水口３３シャワー切替部
４０給水ポンプ４１ポンプ
５０モータ５１回転軸
５２突設部５３軸受突設部
５４羽根車５４ａ基部
５４ｂ羽部６０ケース
６１モータ収容部６１ａ段部
６２中径部６２ａ段部
６２ｂ突設部６３パッキン収容部
６３ａ縮径部６３ｂ開口部
７０流路空間７１羽根車収容部
７２吸入部７３排出部
８０第１パッキン８１凹溝
８２第１収容部８３係合部
９０第２パッキン９１被係合部
９２外筒部９３第２収容部
９４突出部１００軸受パッキン
１１０密封空間７１１傾斜面
７１２開口部８１１外筒部
８１１ａ内周面８１１ｂ外周面
８１２先端面８１３底面
８１４第１開口部８１４ａ内壁
８１５段部８２１底面
８３１先端面８３２ａ内周面
８３２ｂ外周面９１１底面
９２１先端面９２１ａ内周面
９２１ｂ外周面９２１ｃテーパ部
９２４外周突起９３１内周面
９３２傾斜部９３３第２開口部
９４１段部９４１ａテーパ部
９４３先端面９４３ａテーパ部
Ｚ軸

Claims

回転軸を挿通させる第１開口部が形成された第１パッキンと、
前記回転軸を挿通させる第２開口部が形成され、前記第１パッキンと前記回転軸方向に係合する第２パッキンと、
を備え、
前記第１パッキン及び前記第２パッキンに囲われた前記回転軸の周囲には疎水性流体が密封される密封空間が形成される、
ことを特徴とする軸受パッキン。
前記密封空間は、前記第１パッキンの前記第２パッキン側に開口した第１収容部と、前記第２パッキンの前記第１パッキン側に開口した第２収容部とにより形成されることを特徴とする請求項１に記載の軸受パッキン。
前記第１パッキンは、前記第２パッキン側に筒状の係合部を有し、
前記第２パッキンは、前記第１パッキン側に前記係合部と係合する被係合部を有する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の軸受パッキン。
前記第１パッキンは周方向に亘って外周突起を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の軸受パッキン。
回転軸を挿通させる第１開口部が形成された第１パッキンと、
前記回転軸を挿通させる第２開口部が形成され、前記第１パッキンと前記回転軸方向に係合する第２パッキンと、
前記回転軸の一端側に接続されるモータと、
前記回転軸の他端側に接続される羽根車と、
前記第１パッキン及び前記第２パッキンを収容するケースと、
を備え、
前記第１パッキン及び前記第２パッキンに囲われた前記回転軸の周囲には疎水性流体が密封される密封空間が形成される、
ことを特徴とする給水ポンプ。
前記ケースは、前記第１パッキン及び前記第２パッキンを収容するパッキン収容部と、前記第１パッキンを前記回転軸の先端側から支持する前記回転軸方向に縮径する縮径部と、を有することを特徴とする請求項５に記載の給水ポンプ。