JP3335005B2 - 水中ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、汚水ピット等において
汚水内に配置されて汚水をくみ上げるため等に使用され
る水中ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】汚水ピット内の汚水を汚物とともに吸引
して排出するために使用される水中ポンプは、通常、羽
根車が内部に配置されたポンプケーシングの上方に、羽
根車を回転させるモーターが配置されており、ポンプケ
ーシングおよびモーターが汚水等に浸漬された状態で使
用される。

【０００３】このような水中ポンプでは、汚水内に浸漬
されても腐食しないように、羽根車、ポンプケーシン
グ、モーターのステーターケーシング、モートルカバー
等の汚水等と接触する部分を、耐腐食性に優れたステン
レス鋼で構成したり、鋼材をゴムライニングすることが
実施されている。

【０００４】しかし、羽根車やポンプケーシングに使用
されるステンレス鋼は、加工が容易ではなく、しかも、
高価であるという問題がある。また、鋼材をゴムライニ
ングする場合も、製造に手間がかかって経済性が損なわ
れるという問題があり、しかも、鋼材にライニングされ
たゴムは、一旦磨耗すると修理が難しいという問題もあ
る。

【０００５】このような水中ポンプに対して、例えば、
実開平５−１４５９０号公報には、モーターのステータ
ーケーシング（モーターフレーム）だけをステンレス鋼
製として、このステーターケーシング上側に取り付けら
れるモートルカバー（ヘッドカバー）や、ステーターケ
ーシングの下側に取り付けられるポンプケーシング等を
合成樹脂によって構成した水中ポンプが開示されてい
る。このような水中ポンプは、比較的安価であって、し
かも、耐蝕性に優れており、さらには、合成樹脂製の部
品は、磨耗しても容易に取り替えることができるという
利点を有している。

【０００６】また、上記公報に開示された水中ポンプで
は、ステーターケーシングの上部に、合成樹脂製の上部
ブラケットが嵌合されており、この上部ブラケットの上
側に合成樹脂製のモートルカバーが配置されている。そ
して、合成樹脂製の上部ブラケットとモートルカバーと
が、上部ブラケット内に埋め込まれた複数の埋め込みボ
ルトとナットとによって連結されている。

【０００７】上部ブラケット内に埋め込まれた各埋め込
みボルトは、上部ブラケットから上方に突出した状態に
なっており、各埋め込みボルトにパッキングおよびモー
トルカバーが挿通されて、モートルカバーの上方に突出
した埋め込みボルトの上部にナットがネジ結合されてい
る。この場合、モートルカバーと上部ブラケットとがパ
ッキングによって水密状態になるように、埋め込みボル
トにネジ結合されたナットが、モートルカバーに圧接さ
れて締めつけられるようになっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、埋め込み
ボルトにネジ結合されたナットが、合成樹脂製のモート
ルカバーに圧接された状態になるように締め付けられる
と、モートルカバーには大きな応力が加わる。合成樹脂
製のモートルカバーに加わる応力が大きいと、モートル
カバーはクリープ変形を起こすおそれがある。モートル
カバーがクリープ変形すれば、埋め込みボルトとナット
による締め付け力が低下して、ナットが緩んでしまう。

【０００９】合成樹脂は、高温になるほど、クリープ変
形が促進されて、大きなクリープ変形が生じる。モート
ルカバーは、モーターの上側に位置しているために、モ
ーターが水中に浸漬された状態であっても、モーターか
らの熱を受けて高温になる。しかも、モーターの上方に
位置するモートルカバーは、常に水中に浸漬されている
とは限らず、一時的にも水上に出た状態になると、放熱
量が激減して高温になる。このように高温になりやすい
合成樹脂製のモートルカバーは、クリープ変形が促進さ
れて、ナットが緩むおそれがある。そして、ナットが緩
むことにより、モートルカバーが上部ブラケットに圧接
されず、その結果、両者の間に介在されたパッキングに
よって水密状態が保持されず、モーター内に水が浸入す
るおそれがある。

【００１０】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、高温になってクリープ変形を起こし
やすい合成樹脂製のモートルカバーに応力が加わらない
ようにしてクリープ変形が発生することを抑制して、モ
ートルカバーを上部ブラケットに対して水密状態で強固
に取り付けることができる水中ポンプを提供することに
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、内部に羽根車
が配置されたポンプケーシングと、羽根車を回転駆動す
るようにポンプケーシングの上方に配置されたモーター
と、からなる水中ポンプにおいて、周縁部に複数個のボ
ルト孔を有するフランジ部が設けられて、モーターの上
端部を覆うように配置された上部ブラケットと、大径の
中間部を挟んで上部および下部にそれぞれ小径のネジ部
が同軸状態で設けられており、下部ネジ部が上部ブラケ
ットのフランジ部の各ボルト孔にそれぞれネジ結合され
た複数の段付きボルトと、上部ネジ部が上方に突出する
ように各段付きボルトが挿通される貫通孔を有する複数
の台座部が周縁部に設けられるとともに、下端面に下方
に開口する環状溝が形成されて、上部ブラケットの上側
に配置された合成樹脂製のモートルカバーと、モートル
カバーの下面から全周にわたって突出した状態でモート
ルカバーの環状溝に埋設されたパッキングと、からな
り、モートルカバーの各台座部における貫通孔から上方
に突出した段付きボルトの上部ネジ部にナット部材がネ
ジ結合されて、上部ネジ部と中間部との間の段差部に圧
接された際、パッキングが上部ブラケットのフランジ部
上面に圧接されることを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】本発明の水中ポンプでは、モーターの上部を覆
うように配置された上部ブラケットにネジ結合された各
段付きボルトが、合成樹脂製のモートルカバーの貫通孔
に挿通されると、各段付きボルトの上部ネジ部が貫通孔
から上方に突出した状態になる。このとき、モートルカ
バーの環状溝に埋設されたパッキングは、モートルカバ
ーの下面から下方に突出した状態で、上部ブラケットの
上面に接触する。

【００１３】次いで、段付きボルトの上部ネジ部にナッ
ト部材がネジ結合される。ここで、ナット部材は、段付
きボルトの上部ネジ部と中間部との間の段差部に圧接さ
れるまで締め付けられる。従って、合成樹脂製のモート
ルカバーには、ナット部材を締め付ける際の応力が加わ
るおそれがない。そして、ナット部材が段付きボルトに
締め付けられると、モートルカバーの下面から下方に突
出したパッキングは、上部ブラケットの上面に圧接され
た状態になり、モートルカバーと上部ブラケットとの間
は、パッキングによって水密状態に保持される。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面に基づいて詳
細に説明する。

【００１５】図１は本発明の水中ポンプの一部破断正面
図、図２はその水中ポンプの平面図である。

【００１６】この水中ポンプは、たとえば、汚物、異物
等を含む下水、工事現場での貯留水等を汲み上げるため
に使用される。この水中ポンプは、内部に羽根車１２が
配置されたポンプケーシング１０と、このポンプケーシ
ング１０の上方に配置されたモーター２０とを有してい
る。

【００１７】モーター２０は、軸心が鉛直状態になった
円筒状のステーターケーシング２２と、このステーター
ケーシング２２の軸心部を挿通する回転軸２４に取り付
けられたローター２３と、このローター２３を取り囲む
ようにステーターケーシング２２の内面に取り付けられ
たステーター２４とを備えている。

【００１８】ステーターケーシング２２の下端部には、
円盤状の下部ブラケット２６が嵌合されており、この下
部ブラケット２６は、回転軸２４の周囲において、下方
のポンプケーシング１０の上面との間に適当な空間が形
成された状態で、ステーターケーシング２２の下端部を
覆っている。

【００１９】回転軸２４は、下部ブラケット２６を貫通
し、下部ブラケット２６とポンプケーシング１０との間
の空間を通って、ポンプケーシング１０の内部に延出し
ている。回転軸２４は下部ブラケット２６に対して軸受
２７によって回転可能に支持されている。

【００２０】ポンプケーシング１０は、それぞれ合成樹
脂によって構成された上部ケース１４および下部ケース
１５を有しており、上部ケース１４および下部ケース１
５の内部はポンプ室１６になっている。

【００２１】上部ケース１４と、ステーターケーシング
２２の底面に嵌合された下部ブラケット２６とは、回転
軸２４の周囲に適当な空間が形成されるように、上部ケ
ース１４の周縁部と下部ブラケット２６の周縁部とが、
ボルト２９によって連結されている。

【００２２】さらに、上部ケース１４と下部ブラケット
２６との間には、回転軸２４の周囲をシールするメカニ
カルシール２８が取り付けられている。

【００２３】回転軸２４の下端部は、上部ケース１４を
通ってポンプケーシング１０の内部のポンプ室１６内に
進入しており、上部ケース１４内に位置する回転軸２４
の下端部に羽根車１２が取り付けられている。

【００２４】上部ケース１４と下部ケース１５とは、パ
ッキング１７を間に挟んだ状態で複数本のナットおよび
ボルト（図示せず）によって一体的に連結されている。

【００２５】上部ケース１４および下部ケース１５に
は、ポンプ室１６から外方に直線状に延出した吐出管路
部１４ａおよび１５ａがそれぞれ設けられており、この
各吐出管路部１４ａおよび１５ａがポンプ室１６に連通
している。

【００２６】下部ケース１５の底面には、回転軸２４に
対向する吸引口１５ｂが形成されており、また、下部ケ
ース１５の周方向の複数箇所には、下部ケース１５の底
面を支持する複数の脚部１８がそれぞれ設けられてい
る。

【００２７】上部ケース１４の吐出管路部１４ａには、
図２に示すように、上面に開口する吐出口１４ｂが設け
られている。吐出管路部１４ａの上面には、吐出管取付
用フランジ１３がパッキング１９を介して配置されてい
る。この吐出管取付用フランジ１３は、一対のボルト１
１によって、上部ケース１４に一体的に取り付けられて
いる。

【００２８】ステーターケーシング２２の上端部には、
図１に示すように、合成樹脂によって構成された円盤状
の上部ブラケット３０が嵌合されている。この上部ブラ
ケット３０は、ステーターケーシング２２の上端部を覆
っており、その軸心部には、軸受け３１が取り付けられ
ている。そして、この軸受け３１に回転軸２４の上端部
が回転可能に支持されている。上部ブラケット３０の外
周部には、ステーターケーシング２２に当接したフラン
ジ部３４が設けられており、このフランジ部３４上に、
内部に電気部品を収容した合成樹脂製のモートルカバー
４０が載置された状態で取り付けられている。

【００２９】このモートルカバー４０は、上面４２が閉
塞された円筒状の周面部４１（図１参照）を有してお
り、上面に把手部４９が設けられている。この周面部４
１は、周方向に等しい間隔をあけた４箇所にて、内方に
窪んだ状態になっており、それぞれの窪んだ部分の下端
部には、上部ブラケット３０のフランジ部３４上に載置
される台座部４３が設けられている。各台座部４３に
は、上下方向に延びる貫通孔４３ａがそれぞれ設けられ
ており、上部ブラケット３０のフランジ部３４には、各
貫通孔４３ａに対応して、４つのボルト孔３４ａが、周
方向に等しい間隔をあけて設けられている。上部ブラケ
ット３０のフランジ部３４に設けられた各ボルト孔３４
ａは、モートルカバー４０の各台座部４３に設けられた
各貫通孔４３ａよりも小径であり、内周面にネジ溝が形
成されている。各ボルト孔３４ａと各貫通孔４３ａと
は、相互に同心状態になっている。

【００３０】図３は、モートルカバー４０および上部ブ
ラケット３０の要部の断面図である。モートルカバー４
０の下端面には、下方に開放された環状溝４５が全周に
わたって形成されており、この環状溝４５内にパッキン
グ４６が嵌合されている。

【００３１】図４は、環状溝４５内に嵌合されたパッキ
ング４６の要部の平面図、図５は図４のＡ−Ａ線におけ
る断面図である。環状溝４５は、各台座部４３にて、内
側に広がった状態になっている。パッキング４６も環状
溝４５と同様の形状になっており、全周にわたって連続
した円環状のパッキング本体４６ａと、各台座部４３の
内側に広がった部分に嵌合する４つの突出部４６ｂとを
有している。各突出部４６ｂには、上下方向に延びる貫
通孔４６ｃがそれぞれ設けられている。

【００３２】このような構成のパッキング４６は、上下
方向長さ（厚さ）Ｈが、環状溝４５の上下方向長さＤ
（図７参照）よりも若干長くなっており、環状溝４５内
に密着状態で嵌合された際に、下部がモートルカバー４
０の下面から全周にわたって突出するようになってい
る。

【００３３】モートルカバー４０と上部ブラケット３０
とは、段付きボルト５０によって連結されている。図６
は、段付きボルト５０の正面図である。この段付きボル
ト５０は、ステンレス鋼によって構成されており、外周
面にネジ溝が形成された小径の上部ネジ部５１および下
部ネジ部５２が両端部に設けられている。上部ネジ部５
１および下部ネジ部５２の間には、各ネジ部５１および
５２よりも大径の中間部５３が同軸状態で配置されてい
る。上部ネジ部５１と中間部５３との間には段差部５４
が形成されている。

【００３４】このような段付きボルト５０は、図３に示
すように、下部ネジ部５２が、上部ブラケット３０のフ
ランジ部３４に設けられたボルト孔３４ａ内にねじ込ま
れた状態で、モートルカバー４０の台座部４３に設けら
れた貫通孔４３ａおよびパッキング４６の貫通孔４６ｃ
内に中間部５３が挿通される。このような状態では、台
座部４３の上方に上部ネジ部５１が突出しており、モー
トルカバー４０の台座部４３上に突出した上部ネジ部５
１に平座金６１が嵌合されて、袋ナット６２がネジ結合
されるようになっている。袋ナット６２は、平座金６１
を介して、段付きボルト５０の段差部５４に圧接される
ことにより、段付きボルト５０に締め付けられる。

【００３５】図７は、パッキング４６を取り除いた状態
のモートルカバー４０と上部ブラケット３０との要部の
断面図である。段付きボルト５０の中間部の長さは、上
部ブラケット４０における台座部４３の上下方向長さよ
りも、図７にＣで示す長さだけ長くなっている。そし
て、環状溝４５内に嵌合されるパッキング４６は、環状
溝４５の上下方向長さに対して、上述の長さＣに等しい
長さＬ（図３参照）と締めしろ分だけ長くなっている。

【００３６】このような構成の水中ポンプでは、上部ブ
ラケット３０に対して、モートルカバー４０が次のよう
に取り付けられる。まず、上部ブラケット３０のブラケ
ット部３４に設けられた各ボルト孔３４ａに、段付きボ
ルト５０の下部ネジ部５２がそれぞれねじ込まれる。各
段付きボルト５０は、下部ネジ部５２と中間部５３との
段差が、上部ブラケット３０の上面に当接した状態にな
る。その後、各段付きボルト５０に、モートルカバー４
０の各台座部４３に設けられた貫通孔４３ａを嵌合させ
る。このとき、モートルカバー４０の環状溝４５内に
は、環状のパッキング４６が嵌合されており、台座部４
３には、パッキング４６の各突出部４６ｂが位置した状
態になっている。

【００３７】モートルカバー４０の台座部４３における
各貫通孔４３ａが各段付きボルト５０に嵌合されると、
パッキング４６の上下方向長さＨは、環状溝４５の上下
方向長さ（深さ）Ｄよりも長くなっているために、パッ
キング４６の突出部４６ｂは、台座部４３の下面から下
方に、長さＬ（＝Ｃ）および締めしろ分だけ突出した状
態になっている。そして、パッキング４６の各突出部４
６ｂの下面が上部ブラケット３０のフランジ部３４上面
に当接した状態になる。

【００３８】このような状態で、各台座部４３から上方
に突出した各段付きボルト５０の上部ネジ部５１に、平
座金６１が嵌合されると共に袋ナット６２がネジ結合さ
れる。そして、袋ナット６２を締めつけることにより、
平座金６１は、段付きボルト５０の上部ネジ部５１と中
間部５３との間の段差部５４に圧接されて、パッキング
４６は締めしろ分だけ収縮した状態になる。

【００３９】段付きボルト５０の中間部５３は、台座部
４３の上下方向長さよりも、長さＣだけ長くなっている
が、各台座部４３の環状溝４５内に嵌合されたパッキン
グ４６は、各台座部４３の下面からその長さＣ（＝Ｌ）
だけ下方に突出した状態になっているために、袋ナット
６２が平座金６１を介して段付きボルト５０の上部ネジ
部５１と中間部５３との間の段差部５４に当接すると、
上部ブラケット３０の上面に押しつけられたパッキング
４６の反発力によって、モートルカバー４０全体が上方
へと持ち上げられ、各台座部４３の上面が、平座金６１
に当接した状態になる。このような状態では、図３に示
すように、パッキング４６の各突出部４６ｂは、各台座
部４３の下面から長さＬだけ下方に突出した状態で、上
部ブラケット３０の上面に圧接されている。

【００４０】このように、段付きボルト５０に袋ナット
６２をネジ結合して締め付ける際には、合成樹脂製のモ
ートルカバー４０には応力が全く加わらず、モートルカ
バー４０はクリープ変形するおそれがない。モートルカ
バー４０は、上部ブラケット部３０のフランジ部３４に
圧接されたパッキング４６によって、弱い力で平座金６
１に押し付けられているにすぎず、従って、その押し付
け力によってもクリープ変形が生じるおそれはない。ま
た、上部ブラケット３０とモートルカバー４０との間に
は、モートルカバー４０から長さＬだけ突出したパッキ
ング４６が、上部ブラケット部３０のフランジ部３４に
圧接された状態になっているために、モートルカバー４
０と上部ブラケット３０との間は水密状態に保持されて
おり、モートルカバー４０と上部ブラケット３０との間
からモーター２０内に水が浸入するおそれもない。

【００４１】

【発明の効果】本発明の水中ポンプは、このように、上
部ブラケットにネジ結合された段付きボルトと、モート
ルカバーに取り付けられたパッキングとによって、モー
トルカバーに応力が加わることなく、モートルカバーを
パッキングを介して上部ブラケットに圧接することがで
きる。その結果、合成樹脂製のモートルカバーがクリー
プ変形するおそれがなく、段付きボルトにネジ結合され
たナットが緩むおそれもない。モートルカバーは、段付
きボルトおよびナットによって、パッキングを介して上
部ブラケットに圧接された状態になっているために、モ
ートルカバーと上部ブラケットとの間は水密状態が保持
されて、モーター内に水が浸入するおそれもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水中ポンプの一例を示す一部破断正面
図である。

【図２】その水中ポンプの平面図である。

【図３】その水中ポンプの要部の縦断面図である。

【図４】その水中ポンプに使用されるパッキングの要部
を示す平面図である。

【図５】図４のＡ−Ａ線における断面図である。

【図６】その水中ポンプに使用される段付きボルトの正
面図である。

【図７】図３に示す水中ポンプの要部におけるパッキン
グを取り除いた状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ ポンプケーシング １２ 羽根車 ２０ モーター ２２ ステーターケーシング ２３ ローター ２４ 回転軸 ２５ ステーター ３０ 上部ブラケット ４０ モートルカバー ３４ フランジ部 ４１ 周面部 ４３ 台座部 ４３ａ 貫通孔 ４５ 環状溝 ４６ パッキング ５０ 段付きボルト ５１ 上部ネジ部 ５２ 下部ネジ部 ５３ 中間部 ６１ 座金 ６２ 袋ナット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 能田 克則 兵庫県西宮市田近野町６番107号 新明 和工業株式会社 開発技術本部内 審査官 田澤 英昭 (56)参考文献 特開 昭58−187613（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−95787（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−169182（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−184112（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−100315（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−14590（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04D 13/08 F16B 31/02,35/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に羽根車が配置されたポンプケーシ
   ングと、羽根車を回転駆動するようにポンプケーシング
   の上方に配置されたモーターと、からなる水中ポンプに
   おいて、周縁部に複数個のボルト孔を有するフランジ部
   が設けられて、モーターの上端部を覆うように配置され
   た上部ブラケットと、大径の中間部を挟んで上部および
   下部にそれぞれ小径のネジ部が同軸状態で設けられてお
   り、下部ネジ部が上部ブラケットのフランジ部の各ボル
   ト孔にそれぞれネジ結合された複数の段付きボルトと、
   上部ネジ部が上方に突出するように各段付きボルトが挿
   通される貫通孔を有する複数の台座部が周縁部に設けら
   れるとともに、下端面に下方に開口する環状溝が形成さ
   れて、上部ブラケットの上側に配置された合成樹脂製の
   モートルカバーと、モートルカバーの下面から全周にわ
   たって突出した状態でモートルカバーの環状溝に埋設さ
   れたパッキングと、からなり、モートルカバーの各台座
   部における貫通孔から上方に突出した段付きボルトの上
   部ネジ部にナット部材がネジ結合されて、上部ネジ部と
   中間部との間の段差部に圧接された際、パッキングが上
   部ブラケットのフランジ部上面に圧接されることを特徴
   とする水中ポンプ。