JP2634643B2

JP2634643B2 - マグネットポンプ

Info

Publication number: JP2634643B2
Application number: JP63213674A
Authority: JP
Inventors: 明久岡田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-08-30
Filing date: 1988-08-30
Publication date: 1997-07-30
Anticipated expiration: 2012-07-30
Also published as: JPH0264292A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、マグネットカップリングを用いて、モータ
からのトルクをポンプに伝達する軸封装置のないマグネ
ットポンプに係り、とくに組立，分解などの保守作業に
好適なマグネットポンプに関する。

〔従来の技術〕

従来のマグネットポンプは、たとえば第12図および第
13図に示すように構成されたものが実施されている。

すなわち、第12図に示すように、ポンプベース１上に
ポンプ２とマグネットカップリング３とモータ４とが搭
載されている。

上記マグネットカップリング３は、ポンプベース１上
に締着されかつモータ４のフランジ部4aにボルト4bにて
締着されたマグネットハウジング５が設置されている。
このマグネットハウジング５は、先端部が開口する有底
円筒形状に形成され、その内部には、モータ４の出力軸
4cに固嵌支持された駆動用マグネット６を収納してい
る。この駆動用マグネット６は、先端部が開口する有底
円筒形状に形成され、その内部には、マグネットキャン
７を収納している。このマグネットキャン７は、先端部
が開口する有底円筒形状に形成され、その内方底部にシ
ャフト８の後端部を回転自在に嵌挿支持する後部ベアリ
ング10を固定し、かつ内部にはポンプ２の取扱液を満た
している。またマグネットキャン７は、その内部にシャ
フト８に固嵌支持された従動マグネット９を収納してい
る。この従動マグネット９は、断面を形状に形成さ
れ、その周辺突起部9aがマグネットキャン７の内周面と
後部ベアリング10の外周面との間に回転自在に介挿され
ている。また従動マグネット９とポンプ２のインペラ14
との間には、前部ベアリング15を設置している。この前
部ベアリング15には、シャフト８の前方部を回転自在に
遊嵌支持し、そのフランジ部15aが、マグネットハウジ
ング５のフランジ部5aとポンプケース13との間に介挿さ
れるようにボルト11にて締着され、かつマグネットキャ
ン７のフランジ部7aとポンプケース13との間に介挿され
るようにボルト12にて締着されている。

上記ポンプ２は、ケース13内に上記シャフト８の前方
部に固嵌支持されたインペラ14を収納している。

つぎに上記マグネットポンプを分解する場合には、第
13図に示すように、マグネットハウジング5,前部ベアリ
ング15およびポンプケース13を締着するボルト11を取り
はずしてマグネットハウジング５と駆動用マグネット６
とモータ４とを矢印方向にスライド移動してポンプケー
シング13と分解する。このとき、駆動用マグネット６と
従動マグネット９が、互いに強力な吸引力で引き合って
いるから、たとえマグネットハウジング５と前部ベアリ
ング10とが連結されていなくても、従動マグネット９と
インペラ14もマグネットハウジング５と同時にポンプケ
ース13から分解され、第13図に示す状態になる。

ついで、インペラ14をシャフト８の前方部から取りは
ずしたのち、前部ベアリング15,マグネットキャン７と
ともに従動マグネット９をシャフト８にそうて駆動用マ
グネット６内から外方に向って引き出す。

なお、マグネットポンプによっては、前部ベアリング
15を取りはずしたのち、従動マグネット９をシャフト８
から取りはずす構成も見られる。

本マグネットポンプに関連する従来の技術は、たとえ
ば実開昭61-37495号公報，実開昭61-101690号公報およ
び実開昭63-52992号公報がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術にあっては、ポンプの取扱液が汚染液，
有害液など人体に悪影響を与えるような液である場合に
は、これらの液によって汚染されたインペラなどの部品
に触れなければ従動マグネットを分解することができな
い問題があった。

とくに、大形ポンプの場合には、従動マグネットの強
力な吸引力に対抗して従動マグネットを数10乃至数100k
gという大きな力で取りはずす必要がある。

しかるに、このような作業を汚染された部品に触れて
行なわなければならないという問題があった。

また、上記のような大きな力で従動マグネットを取り
はずすには、人力では困難であるので、クレーンなどの
機械力を用いて作業を行なわなければならない。そのた
めには、マグネットハウジングの先端部を第13図に示す
位置より90°上方に回動して立形の状態で作業を行なう
必要がある。

しかるに、第12図および第13図に示すようなフランジ
直結モータを使用している場合には、モータを事前にマ
グネットハウジングおよび駆動マグネットから取りはず
すことができないなどの理由から作業がかなり繁雑とな
る問題があった。

そこで、従来たとえば第14図に示すようにスペーサ付
カップリング連結方式の別置モータを使用したものが実
施されている。

この場合には、モータ４′をマグネットハウジング
５′から分離して、モータ４′の出力軸４′ｃと駆動用
マグネットを支持するシャフトとをカップリング4dにて
連結しているので、カップリング４′ｄを分解してモー
タ４′とマグネットハウジング５′とを分離したのち、
マグネットハウジング５′を立形の状態にすることが可
能である。

しかるに、スペーサ付カップリング方式の別置モータ
においては、構造が複雑で高価になるわりには、作業性
が容易にならない問題があった。

さらに、駆動マグネットと従動マグネットとの吸引力
が大きいので、ベアリングとマグネットハウジングとの
間にドライバーなどの薄板を挿入し、こじるようにして
両者の間に隙間を形成したのち、隙間に手を挿し込んで
ベアリングとマグネットキャン，従動マグネットを引張
り出す必要がある。

そのため、指，手をベアリングとマグネットハウジン
グとの間にはさまれる危険があって作業安全上からも問
題があった。

このように、従来のマグネットポンプにおいては、取
扱液が汚染液である場合、また大形となる程、駆動マグ
ネットと従動マグネットとの分離作業が困難となり、分
解，組立の保守作業が極めて悪くなるという問題があっ
た。

本発明の目的は、安価で、安全，確実，容易に保守作
業を可能とし、かつインペラの軸スラスト力の低減およ
びベアリングの冷却，潤滑の向上を可能とするマグネッ
トポンプを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

マグネットハウジングと、該マグネットハウジング内
に収納され、駆動モータに接続された駆動マグネット
と、該駆動マグネット内に収納されポンプ取扱液を満た
したマグネットキャンと、該マグネットキャン内に収納
され、インペラにシャフトを介して連結された従動マグ
ネットと、シャフトを回転自在に支持し、マグネットハ
ウジングと同時にポンプケースに結合されるとともにマ
グネットキャンを結合するベアリングとからなるマグネ
ットカップリングを有するマグネットポンプにおいて、
上記マグネットキャンをその内部のポンプ取扱液をシー
ルしうるようにポンプケースに結合し、上記マグネット
ハウジングをマグネットキャンもしくはポンプケースの
いずれか一方に結合し、上記マグネットハウジングもし
くは駆動モータのいずれか一方は、先端部をポンプケー
スもしくはマグネットキャンのいずれか一方に螺着する
ネジ送り手段を装着したものである。

〔作用〕

上記のように構成されたマグネットポンプにおいて
は、マグネットハウジングもしくはモータのいずれか一
方に装着されたネジ送り手段により、マグネットハウジ
ング内に駆動用マグネットを収納した状態で、結合して
いるポンプケースおよびマグネットキャンから移動させ
ることができ軽い力でマグネットポンプを分解、組立て
することができる。

また、内部に取扱液で汚染された部品を収納したマグ
ネットキャンをポンプケースに結合した状態で、マグネ
ットハウジングおよび該マグネットハウジング内に収納
された駆動用マグネットを分解することができるので、
取扱液に汚染された部品に触れることなく駆動用マグネ
ットと従動マグネットの磁気を切ることができ、マグネ
ットポンプの保守作業を安全、確実、容易に行うことが
できる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例であるマグネットポンプを示
す第１図および第２図について説明する。

前部ベアリング15′は、その大径部外周面をマグネッ
トキャン７′の内周面先端部に形成された大径面15′ａ
内に固嵌支持されるとともに、その厚さ方向すなわちシ
ャフト８の軸心方向をポンプケース13′の端面と大径面
15′ａの段付面15′ｂとの間で固定されている。また、
前部ベアリング15′は、前方外周面をポンプケース13′
の内周面に摺動自在に遊嵌支持されている。

上記以外は、従来と同一であるから、第17図と同一符
号をもって示す。

つぎに、分解作業について第２図および第３図により
説明する。

第２図に示すように、ボルト11′を取りはずしてマグ
ネットハウジング５″を水平矢印方向にスライド移動さ
せて、マグネットハウジング５″と駆動用マグネット６
とモータ４とを互いに装着された状態でポンプケース1
3′から分解する。

このとき、取扱液を満たしているマグネットキャン
７′はボルト12′にてポンプケース13′に締着されてい
るので、取扱液をシールすることができる。

また、駆動マグネット７′を取りはずすことによって
マグネットの吸引力は消去される。

しかるのち、ポンプケース13′内底部に形成されたド
レン液排出口（図示せず）からポンプケース13′および
マグネットキャン７′内の取扱液を除去する。

ついで、第３図に示すようにボルト12′を取りはずし
てマグネットキャン７′を水平矢印方向にスライド移動
させて、前部ベアリング15,従動マグネット９およびイ
ンペラ14を互いに装着された状態でポンプケース13′か
ら分解する。

このとき、マグネットの吸引力は消去されているか
ら、以後は通常のポンプ分解と同様に作業を行なう。

なお、本実施例においては、マグネットハウジング
５″とマグネットキャン７′との結合およびマグネット
キャン７′とポンプケース13′との結合にボルト11′,1
2′を使用しているが、これに限定されるものでなく、
たとえば第４図に示すように、いわゆるスタッド16と呼
ばれているものを用い、このスタッド16の先端部をポン
プケース13′の端面に螺着する。

ついで、マグネットキャン７′のフランジ部７′ａを
嵌挿したのち、螺合するナット18aにてフランジ部７′
をポンプケース13′の端面に固着する。

ついでマグネットハウジング５″のフランジ部５″ａ
を嵌挿したのち、ナット18bにてフランジ部５″ａを固
着することも可能である。

また、本実施例では、マグネットハウジング５″のフ
ランジ部５″ａをポンプケース13′の端面に締着された
スタッド16にナット18bにて固定する場合を示している
が、これに限定されるものでなく、たとえば第５図に示
すようにマグネットハウジング５″のフランジ部５″ａ
とマグネットキャン７′のフランジ部７′ａとをポンプ
ケース13′の端面にそれぞれボルト11′,12′にて締着
することも可能である。

つぎに本発明の他の一実施例であるマグネットポンプ
を示す第１図および第２図について説明する。

第１図および第２図に示すようにマグネットハウジン
グ５″の外周面一部にアーム19を固定し、このアーム19
に送りネジ手段20が装着されている。

この送りネジ手段20は、長ネジ棒21とナット22とから
構成されている。長ネジ棒21はその先端部をマグネット
ハウジング５″のフランジ部５″ａ内に遊嵌し、マグネ
ットキャン７′のフランジ部７′ａに螺着し、後方部を
アーム19内に遊嵌している。ナット22は長ネジ棒21に螺
合し、アーム19の端面に対接したとき、長ネジ棒21をア
ーム19に固定する。

なお、本実施例におけるマグネットハウジング５″内
の構成は、第12図に示すものと同様の構成をしている。

つぎに、マグネットハウジング５′をポンプケース1
3′から分解する場合について説明する。

第１図および第２図に示す状態からボルト11′を取り
はずしたのち、スパナなどを用いてナット22を回転させ
ながらアーム19を押圧すると、アーム19を介してマグネ
ットハウジング５″がモータ４′とともに長ネジ棒21を
ガイドにして水平矢印方向にスライド移動してポンプケ
ース13′から分解することができる。

したがって本実施例においては、軽い人力でマグネッ
トハウジング５″を長ネジ棒21をガイドにしてスライド
移動させることができるので、安全，確実，容易に保守
を行なうことができる。

なお、本実施例においては、長ネジ棒21の先端部をマ
グネットキャン７′のフランジ部７′ａに螺着した場合
を示しているが、これに限定されるものでなく、たとえ
ばポンプケース13′に螺着することも可能である。

また、アーム19をマグネットハウジング５″の外周面
一部に固定した場合を示しているが、これをたとえばモ
ータ４′の外周面一部に固定することも可能である。

さらに、上記長ネジ棒21およびナット22をマグネット
ハウジング５″あるいはモータ４′の外周面左右２個所
に設置した場合には、両ナット22を同時に同一量回転さ
せる必要がある。この場合には、たとえば２個のナット
22の外周面をチェンにて接続し、このチェンをスプロケ
ットホイルを用いて移動することにより実現することが
できる。

つぎに本発明の他の一実施例であるマグネットポンプ
の送りネジ手段を示す第３図について説明する。

第３図に示すように、マグネットハウジング５″の外
周面一部に中空上をした支持体23を固定し、この支持体
23内を送りネジ手段19′を構成する長ネジ棒21′が貫通
してその先端部をマグネットキャン７′のフランジ部
７′ａに螺着するとともにこの長ネジ棒21′に螺合する
ナット22′を支持体23の内周面に対接させて長ネジ棒2
1′を固定している。

したがって、本実施例においても、上記第１図および
第２図に示す実施例と同一効果を奏することができる。

なお、本実施例においては、支持体23をマグネットハ
ウジング５″の外周面一部に固定した場合を示している
が、これをたとえばモータ４′の外周面一部に固定する
ことも可能である。

また、上記長ネジ棒21′の代りに第４図に示すよう
に、長ネジボルト24とボールベアリング25とを組合せて
構成することも可能である。

すなわち、第４図に示すように、長ネジボルト24の後
方ネジ部24aを支持体23の一端部に螺着し、前方のネジ
の形成されていない軸部24bの先端部に小径状の軸部24c
を形成し、この小径状の軸部24cの先端部をマグネット
キャン７′内に遊嵌するとともに段付面24dとマグネッ
トキャン７′の端面との間に介挿されたボールベアリン
グ25を固嵌支持している。

したがって、本実施例においても、上記第１図乃至第
３図に示す実施例と同一効果を奏することができる。

なお、本実施例においては、長ネジボルト24の先端部
をマグネットキャン７′内に遊嵌する場合を示している
が、ポンプケース13′内に遊嵌することも可能である。

以上、本発明のいくつかの実施例について説明した
が、これらの実施例はいずれもマグネットハウジングに
モータのフランジ部を接続し、モータの出力軸に直接駆
動マグネットを接続したいわゆるフランジ直結形モータ
使用のマグネットポンプに実施した場合であるが、本発
明はこれに限定されるものでなく、たとえば別置モータ
使用のマグネツトポンプにも使用することができる。

すなわち、第５図は本発明を別置モータ使用のマグネ
ットポンプに実施した場合を示す。

第５図に示すように、別置モータ使用のマグネットポ
ンプにおいても、フランジ直結形モータ使用のマグネッ
トポンプと同様、マグネットハウジング５の先端開口
側フランジ部５ａをマグネットキャン７″の先端開口
側フランジ部７″ａにボルト11″にて締着し、マグネッ
トキャン７″のフランジ部７″ａをポンプケース13′の
端面にボルト12″にて締着することができる。

ただし、この場合、マグネットポンプの構成上、カッ
プリング25の分解およびモータ４′をポンプベース１か
ら取りはずしなどの作業手順が増加するが、マグネット
引抜きの力作業を排除して保守性の向上をはかることが
できる。

なお、本実施例では、マグネットハウジング５とマ
グネットキャン７″とを結合するボルト11″を取りはず
さないとマグネットキャン７″とポンプケース13′とを
結合するボルト12″を取りはずすことができない構成に
なっている。

その理由は、ボルト12″を先きに取りはずす構成にす
ると、従来と同様にマグネットによる引抜き力が大きく
なって指や手をはさむなどの人身事故を発生する可能性
があるので、これを防止するためである。

つぎに本発明のさらに他の一実施例であるマグネット
ポンプを示す第６図乃至第10図について説明する。な
お、本実施例はインペラの軸スラスト力の低減とベアリ
ングの冷却，潤滑について説明するものであって、マグ
ネットポンプの構成については、第12図と同じものは同
一の符号を、第12図と同じ機能のものは同じ符号
に（′）または（″）を付けて示す。

第６図および第10図に示すように、シャフト８の軸心
部には軸方向に貫通する液通路25を形成し、かつ従動マ
グネット９の外周面にはマグネットキャン７′の内周面
との間に、第８図に拡大断面図を示すように絞りオリフ
ィス26を形成している。

また、前部ベアリング15′にはそのインペラ14側面お
よびその従動マグネット９側面に、第９図に拡大斜視図
を示すように、放射状に液溝27a,27bと、これら液溝27
a,27bに両端部が接続するように内周面軸心方向に液路2
7cとを円周方向に複数形成している。

さらに後部ベアリング10には、第10図に示すようにそ
の内周面軸心方向に形成された液路28を円周方向に複数
形成している。

つぎに、インペラ14の軸スラスト力低減とベアリング
15′,10の冷却，潤滑方法について説明する。

ポンプ２からの吐出液は、前部ベアリング15′とイン
ペラ14との間のスラスト前面隙間C₁、前部ベアリング1
5′とシャフト８との隙間D₁および前部ベアリング15′
と従動マグネット９との間のスラスト背面隙間C₂を通っ
て従動マグネット９の前面と前部ベアリング15′との間
の空間C₃に流出する。

この場合、各隙間C₁,D₁,C₂にはそれぞれ液溝27a,27b
と液路27cとを形成しているので、吐出液の流動損失を
小さくすることができ、これによって空間C₃内の吐出液
の吐出圧力P₁をポンプ２からの吐出圧力とほぼ等しくす
ることができる。

ついで空間C₃内の吐出液は、絞りオリフィス26と従動
マグネット９との隙間Ｉを通って従動マグネット９の突
起部9aの先端面と、マグネットキャン７′内底面との間
の空間C₄に流出する。

この場合、空間C₃からの吐出液は、絞りオリフィス26
によって大きな流動損失をうけるので、空間C₄内におけ
る従動マグネット９の背面圧力P₀は、急激に低下する。

ついで、空間C₄内の吐出液は、従動マグネット９と後
部ベアリング10との間C₅、後部ベアリング10とシャフト
８との隙間D₂およびシャフト８に形成された液通路25を
通ってポンプの吸込口に戻る。

この場合、隙間D₂以降の吐出液の流動損失は、液路28
および液通路25により小さいので、結局空間C₄内におけ
る従動マグネット９の背面圧力P₀はポンプ２の吸込口内
の圧力とほぼ等しくなる。

したがって、空間C₃内と空間C₄内との吐出液の圧力差
（P₁−P₀）によって従動マグネット９に矢印S_mに示す方
向に軸スラスト力が働く、この従動マグネット９に働く
軸スラスト力は、インペラ14に矢印S_iにて示す方向すな
わち、従動マグネット９に働く軸スラスト力に対して逆
方向になるので、これによってインペラ14に働く軸スラ
スト力を低減することができる。

また、前部ベアリング15′および後部ベアリング10は
円滑に冷却，潤滑を行なうことができる。

つぎに本発明のさらに他の一実施例であるマグネット
ポンプを示す第11図について説明する。

第11図に示すように、本実施例と第６図乃至第10図に
示す実施例とは、従動マグネット９がシャフト８に軸心
方向に摺動自在に遊嵌支持され、かつ後部ベアリング1
0′の従動マグネット９側端面の内側部に従動マグネッ
ト９の軸方向の移動によって変化する可変オリフィス29
を形成した点が相違し、その他は同一であるから、同一
部分は同一符号をもって示す。

したがって、本実施例においては、従動マグネット９
の突起部9aの先端面と、マグネットキャン７内底面との
間の空間C₄における従動マグネット９の背面圧力P₀は、
ポンプ２の吐出圧とほぼ等しい空間C₃内の圧力P₁と、ポ
ンプ２の吸込圧とほぼ等しいシャフト８の後部端面と、
マグネットキャン７′内底面との隙間内の圧力P₂との間
で変化する。この場合、インペラ14に働くS_iにて示す矢
印方向のスラスト力と、従動マグネット９のS_mに示す矢
印方向のスラスト力とが互いに等しくなるように可変オ
リフィス29が自動設定されるので、シンペラ14に働くS_i
にて示す矢印方向のスラストがゼロになるとともに両ベ
アリング15′,10′にスラスト力が負荷されなくなる。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように構成されているので、
以下に記載されるような効果を奏する。

内部に取扱液にさらされた部品を収納したマグネット
キャンをポンプケースに結合した状態でポンプケース
と、マグネットハウジングおよびこのマグネットハウジ
ング内に収納された駆動用マグネットとを分解組立する
ことができるので、取扱液にて汚染された部品に触れる
ことなく駆動用マグネットと従動マグネットとの磁気結
合および切離することができ、これによって安価な製造
原価で、安全，確実，容易に保守を行なうことができ
る。

また、駆動マグネットを収納したマグネットハウジン
グをポンプケースおよびマグネットキャンとをネジ送り
手段によりスライド移動させて分解組立することができ
るので、軽い人力で安全，確実，容易に保守を行なうこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるマグネットポンプの側面図、第
２図は、第１図のアーム部分の拡大斜視図、第３図およ
び第４図は、本発明のマグネットポンプにおけるネジ送
り手段を示す断面図、第５図は、本発明の他の実施例で
ある別置モータ使用のマグネットポンプを示す一部断面
図、第６図は、マグネットポンプにおけるインペラの軸
スラストとベアリングの冷却、潤滑方法を示す説明図、
第７図は、取扱液の循環系統を示す説明図、第８図は、
絞りオリフィスを示す拡大断面図、第９図は、前部ベア
リングを示す拡大斜視図、第10図は、後部ベアリングを
示す拡大斜視図、第11図は、本発明の他の実施例におけ
る取扱液の循環系統を示す説明図、第12図は、従来のフ
ランジ直結形モータ使用のマグネットポンプを示す一部
断面図、第13図は、従来のマグネットポンプにおける分
解説明図、第14図は、従来の別置モータ使用のマグネッ
トポンプを示す図である。２……ポンプ、３……マグネットカップリング、４……
モータ、５……マグネットハウジング、６……駆動用マ
グネット、７……マグネットキャン、８……シャフト、
９……従動マグネット、10……後部ベアリング、11,12
……ボルト、13……ポンプケース、14……インペラ、15
……前部ベアリング、16……スタッド、19……アーム、
20……送りネジ手段、23……支持体、24……長ネジボル
ト、26……絞りオリフィス、29……可変オリフィス。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】マグネットハウジングと、該マグネットハ
ウジング内に収納され、駆動モータに接続された駆動マ
グネットと、該駆動マグネット内に収納されポンプ取扱
液を満たしたマグネットキャンと、該マグネットキャン
内に収納され、インペラにシャフトを介して連結された
従動マグネットと、シャフトを回転自在に支持し、マグ
ネットハウジングと同時にポンプケースに結合されると
ともにマグネットキャンを結合するベアリングとからな
るマグネットカップリングを有するマグネットポンプに
おいて、上記マグネットキャンをその内部のポンプ取扱
液をシールしうるようにポンプケースに結合し、上記マ
グネットハウジングをマグネットキャンもしくはポンプ
ケースのいずれか一方に結合し、上記マグネットハウジ
ングもしくは駆動モータのいずれか一方は、先端部をポ
ンプケースもしくはマグネットキャンのいずれか一方に
螺着するネジ送り手段を装着したことを特徴とするマグ
ネットポンプ。