JP3277346B2 - 水中ポンプの羽根車 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、土木、建築等の工事現
場等における給排水のため、あるいは、農業用や家庭用
の簡易給排水のために使用される水中ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】工事現場等において、給排水のために使
用される水中ポンプは、通常、ポンプケーシング内のポ
ンプ室に配置された羽根車を、ポンプケーシングの上側
に配置されたモータによって回転させるようになってい
る。羽根車の回転によって、流体はポンプ室内に吸引さ
れ、吸引された流体は、羽根車の回転によってポンプ室
から流出される。ポンプ室から流出した流体は、例え
ば、モータと外側ケーシングとの間に形成された流路内
に流入し、この流路内を渦流となって上方に通流して、
外側ケーシングの上面に設けられた吐出口から吐出され
る。

【０００３】モータのロータシャフトは、ステータケー
シングの底面を貫通して下方に延出しており、ステータ
ケーシングの底面に取り付けられたシールブラケットを
貫通している。ロータシャフトの下端部は、シールブラ
ケットに取り付けられたポンプケーシング内のポンプ室
内に位置しており、その下端部に羽根車が取り付けられ
ている。

【０００４】近時、水中ポンプを軽量化すると共に耐磨
耗性を向上させるために、ポンプケーシングおよび羽根
車を、従来の鋳物よりも軽く、しかも、耐磨耗性に優れ
た硬質のウレタンゴム等によって構成することが行われ
ている。

【０００５】羽根車は、通常、ロータシャフトの下端部
に嵌合されて、ロータシャフトの下端部に設けられた雄
ねじ部にナットを結合することにより、ロータシャフト
に一体的に取り付けられている。羽根車の上側のロータ
シャフト部分には、段差部が形成されるか、あるいは、
スリーブが嵌合されており、羽根車は、ナットによっ
て、ロータシャフトに形成された段差部、あるいはスリ
ーブ下端面に圧接されて、固定される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ロータシャフトに取り
付けられる羽根車が、ウレタンゴム等によって構成され
ていると、ゴムが、ロータシャフトの段差部あるいはス
リーブ下端面に直接圧接された状態になっている。ゴム
は、弾性を有し、また製作上、平面度がでにくいため
に、ナットによって、羽根車をロータシャフトの段差部
あるいはスリーブ下端面に圧接した状態では、羽根車が
傾いた状態になり、回転する際に、上下方向に振れるお
それがある。羽根車が上下方向に振れた状態で回転する
と、水中ポンプの吐出量が変動し、安定した水中ポンプ
性能が得られなくなる。また、羽根車が傾いて回転する
と、羽根車裏面とポンプケーシング上面カバーとの間の
隙間が小さくなり、ポンプ室内に吸引された水に混入し
ている砂がその隙間に進入してつまるおそれもある。

【０００７】このために、羽根車の圧接面を特別に加工
して、高精度に平坦化したり、その圧接面を広くして、
ロータシャフトの段差部あるいはスリーブ下端面との圧
接力を大きくする必要がある。しかし、弾性を有するゴ
ム製の羽根車では、回転する際の羽根車の振動を確実に
防止することができない。

【０００８】本発明は、このような問題を解決するもの
であり、その目的は、硬質ゴムによって羽根本体が構成
されていても、上下に振れることなく安定して回転する
ことができる水中ポンプの羽根車を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の水中ポンプの羽
根車は、モータのロータシャフト下端部が、ポンプケー
シング内のポンプ室内に配置されており、ポンプ室内に
水を吸引してポンプ室から水を吐出するように、このロ
ータシャフト下端部に一体的に取り付けられた水中ポン
プの羽根車であって、前記ロータシャフトに嵌合された
硬質ゴム製の羽根本体と、ロータシャフトに嵌合した状
態でこの羽根本体内の上部に埋設された傾き防止板とを
有し、この傾き防止板の上面が羽根本体の上面から露出
していることを特徴とするものであり、そのことにより
上記目的が達成される。

【００１０】

【作用】本発明の水中ポンプの羽根車は、硬質ゴムによ
って構成された羽根本体の上部に埋設された傾き防止板
が、羽根本体から上方に露出した状態になっているため
に、ロータシャフトに形成された段差部、あるいはロー
タシャフトに嵌合されたスリーブに、傾き防止板が直
接、圧接される。従って、ロータシャフトと一体に回転
する羽根車は、ロータシャフトに対して傾くことなく確
実に取り付けられた状態になっており、回転する際に上
下方向に振動するおそれがない。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、本発明の羽根車を有する水中ポンプの縦
断面図である。この水中ポンプは、図１に示すように、
上面が閉塞された円筒状の外側ケーシング１０と、この
外側ケーシング１０の軸心部に外側ケーシング１０とは
間隙をあけた状態で配置されたモータ２０と、モータ２
０の下側に取り付けられたポンプケーシング３０とを有
している。

【００１２】モータ２０は、外側ケーシング１０に対し
てほぼ同心状態になった円筒状のステータケーシング２
４と、このステータケーシング２４の軸心部を鉛直状態
で挿通するロータシャフト２１と、このロータシャフト
２１に外嵌状態で取り付けられたローター２２と、ロー
ター２２を取り囲むようにステータケーシング２４の内
周面に取り付けられたステータ２３とを有している。ス
テータケーシング２４と外側ケーシング１０とは、全周
にわたって適当な間隔があけられており、その間隔が、
流路１３として、外側ケーシング１０の上下方向にわた
って連通している。

【００１３】外側ケーシング１０の上面には、流路１３
に連通する吐出口１２が、外側ケーシング１０の軸心か
ら偏心した側部に形成されており、この吐出口１２を取
り囲むホースニップル１４が、外側ケーシング１０の上
面に、上方に突出するように取り付けられている。そし
て、このホースニップル１４にホース（図示せず）が取
り付けられるようになっている。

【００１４】ステータケーシング２４は上端面が開放さ
れており、その内部に嵌合された軸受けプレート２７に
よって上端面が閉塞されている。また、ステータケーシ
ング２４の下端面は、底面部２４ａによって閉塞されて
いる。ステータケーシング２４の上方には、中空の上部
ケーシング２５が取り付けられており、この上部ケーシ
ング２５内に、コンデンサー２６等の電気部品が収容さ
れている。上部ケーシング２５は、外側ケーシング１０
の上端部内に位置しており、両者の間も流路１３が通過
している。

【００１５】モータ２０の軸心部に配置されたロータシ
ャフト２１の上端部には軸受け２８が取り付けられてお
り、この軸受け２８によってロータシャフト２１は、軸
受けプレート２７の中心部で回転可能に支持されてい
る。ロータシャフト２１の下端部は、ステータケーシン
グ２４の底面部２４ａを貫通して下方に延出している。
ロータシャフト２１の下部は、ステータケーシング２４
の底面部２４ａにおいて軸受け２９によって回転可能に
支持されている。

【００１６】ステータケーシング２４の底面部２４ａか
ら下方に延出したロータシャフト２１の下端部は、ステ
ータケーシング２４の下側に取り付けられた例えばアル
ミニウム製のシールブラケット４１を貫通して、ポンプ
ケーシング３０内のポンプ室３１内に配置されている。
シールブラケット４１は、ステータケーシング２４の底
面部２４ａとは適当な間隔をあけた状態になっており、
ステータケーシング２４の底面部２４ａとシールブラケ
ット４１との間に位置するロータシャフト２１に、メカ
ニカルシール４２が嵌合されている。

【００１７】ポンプ室３１内に延出したロータシャフト
２１の下端部には羽根車５０が取り付けられている。羽
根車５０は、ロータシャフト２１に嵌合された例えばス
テンレス製のスリーブ４９の下側に隣接して配置されて
おり、羽根車５０の下方に、ロータシャフト２１の下端
部に設けられた雄ねじ部２１ａが延出している。そし
て、その雄ねじ部２１ａにナット４７がネジ結合される
ことにより、羽根車５０が、スリーブ４９に圧接された
状態で、ロータシャフト２１に固定される。

【００１８】ポンプケーシング３０は、例えば硬質のウ
レタンゴムによって、上面および下面が開放された概略
円筒状に構成されており、開放された上面に、例えば硬
質のウレタンゴムによって構成された円板状の上面カバ
ー３４が嵌合されて、シールブラケット４１の下面に圧
接されている。

【００１９】ポンプケーシング３０の上端面を覆う円板
状の上面カバー３４の中央部には、貫通孔３４ａが設け
られている。この貫通孔３４ａは、シールブラケット４
１の軸心部下面からロータシャフト２１に沿って下方へ
突出するように設けられたボス部４１ａに嵌合されてい
る。このボス部４１ａ内には、ロータシャフト２１に嵌
合されたスリーブ４９に圧接されるように、オイルシー
ル４１ｂが配置されている。

【００２０】ポンプケーシング３０の下面は、中心部に
吸引口４３を有する例えば硬質のウレタンゴム製のサク
ションプレート４２によって覆われており、サクション
プレート４２の下面には、板金製のサクションカバー４
８が取り付けられている。ポンプケーシング３０とサク
ションプレート４２およびサクションカバー４８とは、
複数のボルト３２によってシールブラケット４１に一体
的に取り付けられている。ポンプケーシング３０、サク
ションプレート４２、およびサクションカバー５２は、
ストレーナー４４によって覆われた状態になっている。

【００２１】図２は羽根車５０の断面図である。この羽
根車５０は、例えば硬質のウレタンゴムによって構成さ
れた羽根本体５１と、羽根本体５１に埋設された円板状
の補強板５２および傾き防止板５３とを有している。羽
根本体５１は、上部に水平状態になった円板状の基板部
５１ａを有しており、この基板部５１ａの下面中央部
に、円筒状のボス部５１ｂが下方に突出した状態で、基
板部５１ａと一体に設けられている。そして、ボス部５
１ｂおよび基板部５１ａの軸心部には、ロータシャフト
２１が挿通する貫通孔５１ｄが設けられている。

【００２２】貫通孔５１ｄには、ロータシャフト２１に
設けられたキーが嵌合するキー溝５１ｅが、上下方向の
全体にわたって設けられている。基板部５１ａの上面に
は、環状の突出部５１ｆが上方に突出した状態で設けら
れており、この突出部５１ｆ内を、ロータシャフト２１
に嵌合されたスリーブ４９の下端部が位置している。ま
た、基板部５１ａの下面には、ボス部５１ｂの周囲にお
いて、円弧状に湾曲した複数の撹拌羽根部５１ｃが適当
な間隔をあけて、基板部５１ａとは一体に配置されてい
る。

【００２３】基板部５１ａ、ボス部５１ｂ、環状突出部
５１ｆ、および撹拌羽根部５１ｃは、例えばウレタンゴ
ムによって一体に成形されている。

【００２４】羽根本体５１における基板部５１ａの上下
方向のほぼ中央部内には、円板状の補強板５２が埋設さ
れている。この補強板５２は、鋼板によって構成されて
おり、中心部にロータシャフト２１が貫通する貫通孔５
２ａが、基板部５１ａに設けられた貫通孔５１ｄに整合
した状態で設けられている。この貫通孔５２ａには、ロ
ータシャフト２１に設けられたキーが嵌合するキー溝５
２ｅが設けられている。また、補強板５２には、上下方
向に貫通する多数の透孔５２ｂが設けられており、基板
部５１ａを構成するウレタンゴムは、各透孔５２ｂ内に
充填された状態になっている。

【００２５】さらに、基板部５１ａの上部内には、円板
状をした鋼板製の傾き防止板５３が、水平状態で埋設さ
れている。この傾き防止板５３は、補強板５２の上面に
載置された状態で配置されており、中心部にロータシャ
フト２１が挿通する貫通孔５３ａが設けられている。傾
き防止板５３の貫通孔５３ａは、基板部５１ａに設けら
れた貫通孔５１ｄに対して整合状態になっている。この
貫通孔５３ａにも、ロータシャフト２１に設けられたキ
ーが嵌合するキー溝５３ｅが設けられている。補強板５
２および傾き防止板５３のいずれにもキー溝５２ｅおよ
び５３ｅが設けられているために、ロータシャフト２１
とのキー結合の強度が向上している。傾き防止板５３の
外周縁部は、基板部５１ａの上部に設けられた環状の突
出部５１ｆ内に位置しており、傾き防止板５３の上面
は、環状突出部５１ｆ内にて基板部５１ａから上方に露
出した状態になっている。

【００２６】羽根車５０は、ロータシャフト２１の下端
部の雄ねじ部２１ａにネジ結合されたナット４７によっ
て、全体が上方に押し上げられて、傾き防止板５３の露
出した上面が、ロータシャフト２１に嵌合されたスリー
ブ４９の下端面に圧接された状態になる。

【００２７】このような構成の水中ポンプでは、モータ
２０のローター２２が回転されることによってロータシ
ャフト２１が回転すると、ポンプケーシング３０内のポ
ンプ室３１内に配置された羽根車５０が回転し、ストレ
ーナー４４の周面に設けられた多数の透孔、およびサク
ションカバー４２に設けられた吸引口４３を通って、こ
のポンプケーシング３０内に流体が流入する。ポンプケ
ーシング３０内に流入した流体は、ポンプケーシング３
０に設けられた連通口およびシールブラケット４１に設
けられた貫通孔を通って、外側ケーシング１０と、ステ
ータケーシング２４および上部ケーシング２５との間の
流路１３内に流入する。

【００２８】流路１３内に流入した水は、渦流となって
上方へと移動し、外側ケーシング１０の上面に形成され
た吐出口１２から吐出される。

【００２９】羽根車５０は、上部中央に埋設された鋼板
製の傾き防止板５３が、ロータシャフト２１に嵌合され
たスリーブ４９に、直接、圧接された状態で、ロータシ
ャフト２１に取り付けられているために、弾性を有する
硬質ウレタンゴム製の羽根本体５１を有する羽根車５０
は、ロータシャフト２１と一体となって回転する際に
も、上下方向に振れることが確実に防止される。その結
果、羽根車５０の回転によって、安定的に水を吐出する
ことができる。また、羽根車５０の上方に砂利が進入し
て詰まるおそれもない。

【００３０】なお、上記実施例では、羽根車内に埋設さ
れた傾き防止板５３を、ロータシャフト２１に嵌合され
たスリーブ４９に圧接する構成であったが、ロータシャ
フト２１外周面に段差部を形成して、その段差部に傾き
防止板５３を直接、圧接するようにしてもよい。

【００３１】また、補強板５２は金属に限らずプラスチ
ック製であってもよく、さらには、補強板５２と傾き防
止板５３とは一体に連結されていてもよく、さらにま
た、プラスチックによって一体に成形してもよい。

【００３２】

【発明の効果】本発明の水中ポンプの羽根車は、このよ
うに、ゴム製の羽根本体の上部に傾き防止板を埋設し
て、その傾き防止板の上面を羽根本体から上方に露出し
ているために、ロータシャフトに形成された段差部、あ
るいは、ロータシャフトに嵌合されたスリーブ下端面
に、傾き防止板が直接、圧接された状態になり、羽根車
が回転する際に羽根車が上下方向に振れるおそれがな
い。その結果、水中ポンプは、安定して水を吐出するこ
とができ、また、羽根車とロータシャフトの間に砂が進
入するおそれもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の羽根車を有する水中ポンプの一例を示
す縦断面図である。

【図２】その水中ポンプに使用される本発明の羽根車の
断面図である。

【符号の説明】

１０ 外側ケーシング １２ 吐出口 １３ 流路 ２０ モータ ２１ ロータシャフト ２２ ローター ２３ ステータ ２４ ステータケーシング ２５ 上部ケーシング ３０ ポンプケーシング ３１ ポンプ室 ３４ 上面カバー ３４ａ 貫通孔 ３４ｂ シール用突起部 ３４ｄ 圧力バランス孔 ３４ｅ 圧力バランス孔 ４１ シールブラケット ４９ スリーブ ５０ 羽根車 ５１ 羽根本体 ５１ａ 基板部 ５１ｂ ボス部 ５１ｃ 撹拌羽根部 ５２ 補強板 ５３ 傾き防止板

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータのロータシャフト下端部が、ポン
   プケーシング内のポンプ室内に配置されており、ポンプ
   室内に水を吸引してポンプ室から水を吐出するように、
   このロータシャフト下端部に一体的に取り付けられた水
   中ポンプの羽根車であって、 前記ロータシャフトに嵌合されたゴム製の羽根本体と、
   ロータシャフトに嵌合した状態でこの羽根本体内の上部
   に埋設された傾き防止板とを有し、この傾き防止板の上
   面が羽根本体の上面から露出していることを特徴とする
   水中ポンプの羽根車。