JP2968643B2 - スラスト軸受装置及び該スラスト軸受装置を備えたキャンドモータ - Google Patents

スラスト軸受装置及び該スラスト軸受装置を備えたキャンドモータ

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JP2968643B2 JP17168992A JP17168992A JP2968643B2 JP 2968643 B2 JP2968643 B2 JP 2968643B2 JP 17168992 A JP17168992 A JP 17168992A JP 17168992 A JP17168992 A JP 17168992A JP 2968643 B2 JP2968643 B2 JP 2968643B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスラスト軸受装置及び該
スラスト軸受装置を備えたキャンドモータに係り、特に
キャンドモータにおける回転子のスラストを支承するた
めのスラスト軸受装置及び該スラスト軸受装置を備えた
キャンドモータに関する。
【0002】
【従来の技術】キャンドモータポンプは、取扱液を自己
循環させ、取扱液によって軸受の潤滑とモータの冷却を
行うようにしている。キャンドモータは、一般に、回転
子を両側で支える2ヵ所のラジアル軸受と、負荷側及び
反負荷側の両軸方向のスラスト荷重を支える2ヵ所のス
ラスト軸受とを備えている。一般的に、セラミックスは
硬度が高く、複雑な加工は困難である。また素材成形時
にも、均質さを必要とするため、可能なかぎり単純な形
状が望ましい。したがって、セラミックスをスラスト軸
受に使用する場合には、廻り止め構造を極力単純にする
必要がある。
【0003】しかして、従来のセラミックス製スラスト
軸受は接着剤によって軸受ハウジングに固定するか、ま
たは軸受ハウジングに圧入によって固定していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述したようにセラミ
ックスからなるスラスト軸受を軸受ハウジングに固定す
るに際して、接着剤を使用した場合には、接着剤の剥離
等によってスラスト軸受が軸受ハウジングに対して回転
してしまう場合があるという問題点があった。
【0005】一方、スラスト軸受を軸受ハウジングに圧
入した場合には、温度変化等によって嵌合が緩くなり、
同様にスラスト軸受が軸受ハウジングに対して回転して
しまうという問題点があった。
【0006】本発明は上述の事情に鑑みなされたもの
で、その目的とする処は、簡易にスラスト軸受の廻り止
めが行えるとともに、始動時等にスラスト軸受に衝撃荷
重が加わることがないスラスト軸受装置を提供するとと
もに、該スラスト軸受装置を備えたキャンドモータを提
供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため本発明のスラスト軸受装置は、セラミックスからな
る薄板状のスラスト軸受と、このスラスト軸受を保持す
る軸受ハウジングとを備えたスラスト軸受装置におい
て、前記スラスト軸受の摺動面の背面に切欠き部を設
け、前記軸受ハウジングに前記切欠き部に係合する弾性
体からなる係合部材を設けたことを特徴とするものであ
る。
【0008】また、本発明のキャンドモータは、モータ
フレームとキャンとにより形成された密閉室内に設けら
れた固定子と、前記固定子と同心状に配設された回転子
と、該回転子のスラストを支承する請求項1記載のスラ
スト軸受装置とを備えたことを特徴とするものである。
【0009】
【作用】前述した構成からなる本発明によれば、軸受ハ
ウジングに設けられた弾性材からなる係合部材はスラス
ト軸受の摺動面の背面に係合し、スラスト軸受の廻り止
めを行うとともに、始動時に加わる衝撃力を吸収し衝撃
に弱いセラミックスからなるスラスト軸受を保護するこ
とができる。前記係合部材は弾性体であるため、相手方
(即ち、スラスト軸受)の寸法精度は素材成形時のまま
でよく、加工は不要となる。したがって、硬く加工しに
くいセラミックス製スラスト軸受に有効な廻り止め手段
となる。
【0010】
【実施例】以下、本発明に係るスラスト軸受装置及び該
スラスト軸受装置を備えたキャンドモータの一実施例を
図1乃至図3を参照して説明する。図1は全周流型イン
ラインポンプを示す断面図である。本実施例に示すイン
ラインポンプは、吸込側ケーシング1と、吐出側ケーシ
ング5と、この吸込側ケーシング1と吐出側ケーシング
5間を接続する外筒9とを備えている。吸込側ケーシン
グ1、外筒9及び吐出側ケーシング5は、それぞれ開口
部側の端部外周部に、それぞれ外方に延設された鍔部1
a,9a,9b,5aを備えている。そして、吸込側ケ
ーシング1と外筒9とは、相隣接する鍔部1a,9aが
鋳鉄等の鋳物製のフランジ20,20により挟持される
とともにボルト45により締め付けられることにより、
一体に接続されている。また、吐出側ケーシング5と外
筒9とは、同様に相隣接する鍔部5a,9bが鋳鉄等の
鋳物製のフランジ21,21により挟持されるとともに
ボルト45により締め付けられることにより、一体に接
続されている。そして、これら吸込側ケーシング1、吐
出側ケーシング5及び外筒9とでポンプケーシングが構
成され、このポンプケーシング内にはキャンドモータ2
2が配設されている。
【0011】吸込側ケーシング1は切頭円錐台上の本体
部2と、この本体部2より吸込側に延設された吸込ノズ
ル3とを備えている。また、吐出側ケーシング5も、吸
込側ケーシング1と同様に、切頭円錐台状の本体部6
と、この本体部6より吸込側に延設された吐出ノズル7
とを備えている。
【0012】一方、吸込側ケーシング1の内側には内ケ
ーシング10が設けられており、この内ケーシング10
は容器状の本体部11と、この本体部11より吸込側に
延設された円筒状の吸込側部12とから構成されてお
り、本体部11と吸込側部12との間にはOリング等の
弾性材からなるシール部材18が介装されている。そし
て、内ケーシング10の本体部11の内側にはガイドベ
ーンまたはボリュートを構成する案内装置13が設置さ
れている。案内装置13はインロー嵌合部を有し、この
インロー嵌合部がキャンドモータ22のモータフレーム
23と嵌合されている。このキャンドモータ22のモー
タフレーム23は高い剛性を有しており、このモータフ
レーム23に案内装置13が支持されるため、結果とし
て、内ケーシング10は高い剛性を有したキャンドモー
タ22のモータフレーム23に支持されることになる。
内ケーシング10の吸込側部12の一端は、吸込ノズル
3の近傍まで延びている。そして、内ケーシング10の
吸込側部12の端部と吸込側ケーシング1の吸込ノズル
3との間隙にはシール部材14が介装されており、この
シール部材14によって吸込側(低圧側)と吐出側(高
圧側)とがシールされている。
【0013】内ケーシング10の内側には羽根車15が
収容されており、この羽根車15はキャンドモータ22
の主軸16に固定され支持されている。また、吸込ノズ
ル3及び吐出ノズル7には、それぞれ中間リング46,
46を介して吸込フランジ48及び吐出フランジ49が
それぞれ固定されている。
【0014】前記キャンドモータ22のモータフレーム
23は略円筒状のフレーム外胴24と、このフレーム外
胴24の両側開口部に設けられたフレーム側板25,2
6とから構成されている。フレーム外胴24は、その外
周部に軸方向に沿って放射状に複数のリブ24aが形成
されている。この複数のリブ24aは、プレス成形によ
ってモータフレーム外胴24に一体に形成され、そし
て、これらリブ24aの外側面がポンプケーシングの外
筒9の内周面に嵌合されるとともに、この嵌合部で両者
はスポット溶接等で接合され一体化されている。
【0015】前記モータフレーム23内には、ステータ
27及びロータ28が配設されている。ロータ28は主
軸16によって支持されており、また、ステータ27の
内側には円筒状のキャン29が嵌着されている。また、
前記フレーム側板25には、ラジアル軸受30が設けら
れ、ラジアル軸受30は主軸16に嵌合された軸スリー
ブ31を回転支承するようになっている。
【0016】また、前記フレーム側板26には、弾性体
44を介して軸受ハウジング32が着脱可能に設けられ
ており、この軸受ハウジング32はラジアル軸受33と
固定側スラスト軸受34とをそれぞれ保持しており、ラ
ジアル軸受33は主軸16に嵌合された軸スリーブ35
を回転支承するようになっている。一方、主軸16の吐
出側端部には、軸受ハウジングを構成する回転側スラス
トディスク36が固定されており、スラストディスク3
6は前記固定側スラスト軸受34と摺接する回転側スラ
スト軸受37を保持している。
【0017】次に、固定側スラスト軸受34及び回転側
スラスト軸受37の廻り止め機構を図2及び図3を参照
して説明する。図2は図1の要部拡大断面図であり、図
3はスラスト軸受の詳細図である。固定側スラスト軸受
34及び回転側スラスト軸受37はセラミックスからな
り、薄板状に形成されている。そして、これらスラスト
軸受34,37の摺動面34a,37aの背面34b,
37bに略扇形状の切欠き部34c,37cが形成され
ている。
【0018】一方、軸受ハウジング32及びスラストデ
ィスク36には、係合部材を構成する弾性材からなるピ
ン51,52が植設されている。そして、ピン51はス
ラスト軸受(固定側)34の切欠き部34cに係合し、
軸受ハウジング(固定側)32に対してスラスト軸受3
4が廻転しないようにしている。また、ピン52はスラ
スト軸受(回転側)37の切欠き部37cに係合し、ス
ラスト軸受37をスラストディスク(回転側)36と一
体に回転させるようにしている。なお、スラスト軸受3
4,37における切欠き部34c,37cは、図3の実
線で示すように外周側に開放しても良いし、破線で示す
ように内周側に開放しても良い。
【0019】また、フレーム側板26にはフィルタを構
成する端板40が固定されている。端板40は、図2に
示されるように、略半球形に突出した整流部41を有
し、この整流部41に半径方向内方から外方に放射状に
伸びる複数のスリット42が形成されている。端板40
の整流部41は、吐出側ケーシング5内の流れの流線に
沿うように略半球形状に形成されており、羽根車15か
ら吐出された流体は、外筒9とモータフレーム外胴24
間に形成された流路50を通って吐出側ケーシング5内
に流入した後、整流部41の整流作用によって整流され
て吐出口に導かれる。また、整流部41に放射状にスリ
ット42を形成したため、このスリット42がフィルタ
として機能し、流体がこのスリット42を通ってキャン
ドモータ22内に流入する際に、流体内の異物がスリッ
ト42に捕捉され除去される。このスリット42は流れ
の方向に沿うように形成されているため、一旦、スリッ
ト42に捕捉された異物は、流速により流れ方向に押さ
れて移動し、スリット42から除去され、スリット42
の目詰まりが防止される。即ち、スリット42は、その
形状によって自浄作用を有するようになっている。な
お、端板40は、軸受ハウジング32をフレーム側板2
6に固定するための押え板の役割をも果している。
【0020】前記インラインポンプの作用を簡単に説明
すると、吸込ノズル3より吸い込まれた流体は、内ケー
シング10の吸込側部12を通って羽根車15内に導か
れる。回転する羽根車15から吐出された流体は、案内
装置13を経て遠心方向から軸方向に流れ方向が転換さ
れた後、外筒9とキャンドモータ22のモータフレーム
外胴24との間に形成された流路50に流入し、この流
路50を通って吐出側ケーシング5内に流入する。その
後、流体は端板40の整流部41によって整流された
後、吐出側ケーシング5に一体に形成された吐出ノズル
7より吐出される。
【0021】一方、羽根車15の主板15aとモータフ
レーム側板25との間には間隙が形成されているため、
羽根車15の回転によってこの間隙内に円板摩擦が生
じ、この間隙に減圧効果が生ずる。そのため、端板40
のスリット42よりキャンドモータ22内に流入した流
体は、矢印で示されるように軸受ハウジング32の開口
32aを通り、更にロータ28とステータ27のキャン
29との間隙を通ってフレーム側板25の開口25aよ
り羽根車15の主板15aの裏側に流出する循環路が形
成される。そして、この取扱液のキャンドモータ22内
の循環の間に軸受が潤滑されるとともにモータが冷却さ
れる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、軸
受ハウジングに設けられた弾性材からなる係合部材はス
ラスト軸受の摺動面の背面に係合し、スラスト軸受の廻
り止めを行うとともに、始動時に加わる衝撃力を吸収し
衝撃に弱いセラミックスからなるスラスト軸受を保護す
ることができる。
【0023】また、本発明によれば、前記係合部材は弾
性体であるため、相手方(即ち、スラスト軸受)の寸法
精度は素材成形時のままでよく、加工は不要となる。し
たがって、硬く加工しにくいセラミックス製スラスト軸
受に有効な廻り止め手段となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るスラスト軸受装置及び該スラスト
軸受装置を備えたキャンドモータの一実施例を示す断面
図である。
【図2】本発明に係るスラスト軸受装置の詳細な構造を
示す断面図である。
【図3】本発明に係るスラスト軸受装置におけるスラス
ト軸受を示す図であり、図3(a)はその断面図、図3
(b)はその側面図である。
【符号の説明】
1 吸込側ケーシング 3 吸込ノズル 5 吐出側ケーシング 7 吐出ノズル 9 外筒 10 内ケーシング 13 案内装置 14 シール部材 15 羽根車 16 主軸 22 キャンドモータ 23 モータフレーム 24 モータフレーム外胴 25,26 フレーム側板 27 ステータ 28 ロータ 30 ラジアル軸受 32 軸受ハウジング 34 固定側スラスト軸受 35 ラジアル軸受 36 回転側スラストディスク 37 回転側スラスト軸受 40 端板 51,52 ピン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H02K 5/167 H02K 5/167 B (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F16C 35/02 F16C 17/04 F16C 33/24

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミックスからなる薄板状のスラスト
    軸受と、このスラスト軸受を保持する軸受ハウジングと
    を備えたスラスト軸受装置において、前記スラスト軸受
    の摺動面の背面に切欠き部を設け、前記軸受ハウジング
    に前記切欠き部に係合する弾性体からなる係合部材を設
    けたことを特徴とするスラスト軸受装置。
  2. 【請求項2】 モータフレームとキャンとにより形成さ
    れた密閉室内に設けられた固定子と、前記固定子と同心
    状に配設された回転子と、該回転子のスラストを支承す
    る請求項1記載のスラスト軸受装置とを備えたことを特
    徴とするキャンドモータ。
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