JP3522965B2 - 水中ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、家庭等において庭
園の植木等に対する散水のため、あるいは、溜まり水の
排水、循環等のために使用される比較的小型の水中ポン
プに関する。

【０００２】

【従来の技術】家庭において、庭園の植木に対する散水
等の目的のために使用される比較的小型の水中ポンプの
一例を図３に示す。この水中ポンプは、通常、プラスチ
ック製のヘッドカバー６１によってモーター６２が覆わ
れた状態になっている。モーター６２の下端面は、アル
ミニウム製、あるいはプラスチック製のブラケット６３
によって覆われた状態になっており、モーター６２の軸
心部を挿通するローターシャフト６４の下端部は、ブラ
ケット６３の下方に延出している。そして、ローターシ
ャフト６４の下端部には、ポンプケーシング６５の内部
に配置された羽根車６６が取り付けられており、ポンプ
ケーシング６５は、ストレーナー６７によって覆われて
いる。

【０００３】このような構成の水中ポンプでは、モータ
ー６２の駆動によって羽根車６６が回転されると、ポン
プケーシング６５の内部に流体が吸引される。ポンプケ
ーシング６５内に吸引された流体は、ヘッドカバー６１
内に上下方向に沿って設けられた流路６１ａ内を上方へ
と通流する。流路６１ａの上端部に設けられた吐出口に
は、ホース（図示せず）の端部が取り付けられるホース
カップリング６８が取り付けられており、流路６１ａ内
を上方へ通流する流体は、吐出口を通って、ホースカッ
プリング６８にて取り付けられるホース内に吐出され
る。

【０００４】モーター６２の下端面を覆うブラケット６
３には、中心部に、上方に突出した円筒状のボス部６３
ａが設けられており、このボス部６３ａの上端部内に、
ローターシャフト６４を回転可能に支持する軸受け６３
ｂが嵌合状態で支持されている。また、ボス部６３ａ内
には、軸受け６３ｂの下側に、一対のオイルシール６３
ｃおよび６３ｄが、上下方向に並んで配置されている。
各オイルシール６３ｃおよび６３ｄは、ボス部６３ａ内
を挿通するローターシャフト６４の外周面に圧接され
て、ローターシャフト６４を軸封している。

【０００５】図４（ａ）は、ブラケット６３のボス部６
３ａの断面図、図４（ｂ）は、オイルシール６３ｃおよ
び６３ｄを取り外した状態のボス部６３ａの断面図であ
る。ブラケット６３のボス部６３ａには、一対のオイル
シール６３ｃおよび６３ｄが嵌合されるシール嵌合部６
３ｅが、軸受け６３ｂの下側に設けられており、このシ
ール嵌合部６３ｅ内に、一対のオイルシール６３ｃおよ
び６３ｄが相互に接触するように上下方向に連続して圧
入されている。各オイルシール６３ｃおよび６３ｄは等
しい外径を有している。

【０００６】また、図５に示すように、各オイルシール
６３ｃおよび６３ｄの間に、適当な間隙が形成されるよ
うに、リング状のスペーサー６３ｆを介在させて、その
間隙内に、グリースを充填して、各オイルシール６３ｃ
および６３ｄの耐久性を向上させる方法も実施されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ブラケット６３のボス
部６３ａは、通常、アルミニウム製の場合には、ダイカ
ストによって、プラスチック製の場合には、射出成形に
よって、シール嵌合部６３ｅが設けられた円筒状に成形
されている。このように、ダイカストあるいは射出成形
によってブラケット６３のボス部６３ａを成形する場合
には、型抜きを容易にするために金型に抜き勾配が設け
られているために、ボス部６３ａ内に形成されるシール
嵌合部６３ｅの内周面は、上側になるにつれて内径が小
さくなったテーパー状になる。

【０００８】シール嵌合部６３ｅの内周面に形成される
テーパーの角度は小さいものの、シール嵌合部６３ｅ
は、一対のオイルシール６３ｃおよび６３ｄを嵌合し得
るように、軸方向に比較的長くなると、上端部の内径と
下端部の内径との差が大きくなる。このようなシール嵌
合部６３ｅでは、外径が等しい一対のオイルシール６３
ｃおよび６３ｄを圧入する際に、上側に配置されるオイ
ルシール６３ｃは、シール嵌合部６３ｅの内周面によっ
て強く締め付けられて、シール嵌合部６３ｅ内における
上端部の所定位置にまで圧入することが容易ではないと
いう問題がある。また、下側に配置されるオイルシール
６３ｄは、シール嵌合部６３ｅにおける下端部によって
強く圧接されず、ローターシャフト６４の外周面に強く
圧接されないおそれがある。オイルシール６３ｄがロー
ターシャフト６４の外周面に強く圧接されない状態で
は、オイルシール６３ｄは、ローターシャフト６４の回
転によって、クリープが発生し、ローターシャフト６４
を確実に軸封することができなくなる。

【０００９】各オイルシール６３ｃおよび６３ｄ間にリ
ング状のスペーサー６３ｆを介在させる場合も、同様の
問題がある。

【００１０】このために、ボス部６３ａ内に設けられた
シール嵌合部６３ａが成形された後に、テーパー状態が
解消されて一定の内径になるように、内周面を機械的に
加工することが実施される。しかし、この場合には、ボ
ス部６３ａを成形した後に機械加工を実施しなければな
らず、作業が煩わしいという問題がある。

【００１１】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、ブラケットのボス部を、成形され
た後に機械的な加工をする必要がなく、そのボス部に設
けられる一対のオイルシールによって、ローターシャフ
トを確実に軸封することができる水中ポンプを提供する
ことにある。本発明の他の目的は、一対のオイルシール
によって、長期にわたって安定的にローターシャフトを
軸封することができる水中ポンプを提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の水中ポ
ンプは、モーター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
うになった水中ポンプにおいて、前記モーターの下端面
を覆うとともに、ダイカストによって、または、射出成
形によって成形されたブラケットに、テーパー状の上部
シール嵌合部と、該上部シール嵌合部の内径よりも大き
な内径のテーパー状の下部シール嵌合部とが上下に連続
して設けられ、これらの上部シール嵌合部および下部シ
ール嵌合部に上部オイルシールおよび下部オイルシール
がそれぞれ圧入されてなり、ブラケットの中心部を挿通
するローターシャフトが、上下方向に配置された上部オ
イルシールと下部オイルシールとによって軸封されてい
ることを特徴とする。

【００１３】

【００１４】請求項２に記載の水中ポンプは、前記上部
オイルシールと下部オイルシールとの間に間隙が設けら
れており、その間隙内にグリースが充填されている。

【００１５】請求項３に記載の水中ポンプは、前記ロー
ターシャフトは、下部オイルシールの下側に設けられた
１または複数のオイルシールによって、さらに軸支され
ている。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて詳細に説明する。

【００１７】図１は、本発明の水中ポンプの実施の形態
の一例を示す縦断面図である。

【００１８】この水中ポンプは、上側になるにつれて細
くなった円錐台状のヘッドカバー１０と、このヘッドカ
バー１０の内部に配置されたモーター２０と、モーター
２０の下側に設けられたポンプケーシング３５とを有し
ている。

【００１９】モーター２０は、円筒状のステーターケー
シング２１と、このステーターケーシング２１内に同心
状態で配置されて軸心部が中空になったステーター２２
とを有している。ステーター２２は、ステーターケーシ
ング２１の内周面に固定されている。ステーター２２の
中空になった軸心部には、ローター２３が同心状態で、
回転可能に嵌合されている。ローター２３の軸心部に
は、ローターシャフト２４が挿通しており、ローターシ
ャフト２４の上端部および下端部が、ローター２３の上
方および下方にそれぞれ延出している。

【００２０】ステーターケーシング２１は、上端面２１
ａが閉塞された状態になっており、その中央部には、下
方に向かって突出するボス部２１ｃが設けられている。
ボス部２１ｃ内には、ローターシャフト２４の上端部が
挿入されており、ボス部２１ｃ内に挿入されたローター
シャフト２４の上端部が、軸受け２５によって、回転可
能に支持されている。

【００２１】ステーターケーシング２１の上端面２１ａ
には、コンデンサー２１ｆが設置されている。また、ス
テーターケーシング２１の上端面２１ａには、モーター
２０に対する給電用のケーブル４４が挿通するケーブル
挿通孔２１ｋ、および、モーター２０に対するアース線
取付用のネジ孔２１ｈがそれぞれ設けられている。

【００２２】ステーターケーシング２１の下端面は開放
されており、アルミニウム製のブラケット２９が突き合
わされることによって閉鎖されている。このブラケット
２９は、ステーターケーシング２１よりも大径になって
おり、その外周部分が、全周にわたって、ステーターケ
ーシング２１の外方に水平に延出した状態になってい
る。ブラケット２１の外周部分には、１つの吐出用開口
部２９ｂが設けられている。また、ブラケット２９の外
周部分には、モーター２０を覆うプラスチック製のヘッ
ドカバー１０に突き合わされており、ヘッドカバー１０
がボルト１２によって止められている。

【００２３】ヘッドカバー１０は、上側になるにつれて
先細り状になった円錐台状に構成されており、その上端
面は平坦になっている。

【００２４】ヘッドカバー１０の内部には、ブラケット
２９の吐出用開口部２９ｂから上方に直線状に延びる流
路１３が設けられている。流路１３は、ヘッドカバー１
０の上部に設けられた吐出口１４に連通しており、吐出
口１４の外周面には、ネジ溝１４ａが設けられている。
吐出口１４の上端面には、パッキング４２を介してホー
スカップリング４３が突き当てられており、ホースカッ
プリング４３が、吐出口１４のネジ溝１４ａにネジ結合
されたナット部材４１によって、吐出口１４に取り付け
られている。ホースカップリング４３には、ホースの端
部が取り付けられるようになっている。

【００２５】ヘッドカバー１０の平坦になった上端面に
は、把手部１５が上方に突出するように設けられてお
り、また、ヘッドカバー１０の上端面における吐出口１
４とは、把手部１５を間に挟んだ中心対称位置に、ケー
ブル取付座１６が、上方に突出した状態で設けられてい
る。このケーブル取付座１６には、ステーターケーシン
グ２１の上端面２１ａに設けられたコンデンサー２１
ｆ、モーター２０等に対する給電のためのケーブル４４
の端部が取り付けられるようになっている。

【００２６】ヘッドカバー１０内の上端部には、上端面
から下方に円筒状に突出した隔壁部１７が設けられてい
る。隔壁部１７は、ステーターケーシング２１の上端面
２１ａに設けられたコンデンサー２１ｆを取り囲んだ状
態で、ステーターケーシング２１の上端面２１ａにおけ
る外周縁部に水密状態で圧接されている。

【００２７】ブラケット２９の中央部には、上方に突出
するボス部２９ａが設けられており、そのボス部２９ａ
内を、モーター２０の軸心部を挿通するローターシャフ
ト２４が挿通している。ローターシャフト２４は、ブラ
ケット２９の下方に延出した状態になっている。ロータ
ーシャフト２４は、ボス部２９ａ内に設けられた軸受け
２６によって、回転可能に支持されている。ボス部２９
ａ内には、軸受け２６の下側に上部オイルシール２７お
よび下部オイルシール２８が、上下方向に並んで設けら
れている。

【００２８】図２（ａ）は、ブラケット２９のボス部２
９ａの断面図、図２（ｂ）は、上部オイルシール２７お
よび下部オイルシール２８を取り外した状態のボス部２
９ａの断面図である。

【００２９】円板状になったブラケット２９の中心部に
設けられたボス部２９ａは、円筒状に上方に突出してお
り、その先端部には、軸受け２６が嵌合される軸受け嵌
合部２９ｅが設けられており、この軸受け嵌合部２９ｅ
内に、軸受け２６が嵌入されている。

【００３０】ボス部２９ａにおける軸受け嵌合部２９ｅ
の下方には、上部シール嵌合部２９ｃおよび下部シール
嵌合部２９ｄが、上下方向に連続して設けられている。
軸受け嵌合部２９ｅと上部シール嵌合部２９ｃとの間に
は、ボス部２９ａの内周面から全周にわたって内方に水
平に突出するリブ２９ｈが設けられており、軸受け嵌合
部２９ｅ内に嵌合された軸受け２６は、このリブ２９ｈ
に突き当てられた状態になっている。

【００３１】上部シール嵌合部２９ｃは、上側の軸受け
嵌合部２９ｅの内径にほぼ等しい内径を有しており、下
部シール嵌合部２９ｄの内径は、上部シール嵌合部２９
ｃの内径よりも若干大きくなっている。従って、上部シ
ール嵌合部２９ｃと下部シール嵌合部２９ｄとの間に
は、段差部２９ｆが形成されている。

【００３２】上部シール嵌合部２９ｃ内には、円環状の
上部オイルシール２７が、水密状態で圧入されており、
下部シール嵌合部２９ｄ内にも、円環状の下部オイルシ
ール２８が、水密状態で圧入されている。上部シール嵌
合部２９ｃ内に圧入された上部オイルシール２７は、軸
方向長さが上部シール嵌合部２９ｃの軸方向長さよりも
若干短くなっており、軸受け嵌合部２９ｅとの間に設け
られたリブ２９ｈに突き当てられている。従って、上部
オイルシール２７は、段差部２９ｆに対して、若干上方
に位置している。下部シール嵌合部２９ｄ内に圧入され
た下部オイルシール２８も、軸方向長さが下部シール嵌
合部２９ｄの軸方向長さよりも若干短くなっており、上
部シール嵌合部２９ｃとの段差部２９ｆに突き当てられ
ている。従って、段差部２９ｆに突き当てられた下部オ
イルシール２８と、上部オイルシール２７との間には、
間隙２９ｇが形成されており、この間隙２９ｇ内にグリ
ースが充填されている。

【００３３】ブラケット２９のボス部２９ａを挿通する
ローターシャフト２４は、軸受け２６によって回転可能
に支持されており、円環状の上部オイルシール２７およ
び下部オイルシール２８の軸心部を挿通した状態になっ
ている。そして、上部オイルシール２７および下部オイ
ルシール２８が、ローターシャフト２４の外周面にそれ
ぞれ水密状に圧接されて、ローターシャフト２４を軸封
している。

【００３４】図１に示すように、ブラケット２９から下
方に延出したローターシャフト２４の下端部には、羽根
車３１が取り付けられている。羽根車３１は、ブラケッ
ト２９の下側に取り付けられたポンプケーシング３５内
に配置されている。ポンプケーシング３５は、ブラケッ
ト２９に嵌合されたヘッドカバー１０の下端部とは、ゴ
ムバンド３６を介して突き合わされた状態になってい
る。ポンプケーシング３５の底面には、吸引口３２が設
けられており、羽根車３１の回転により、吸引口３２を
通って、ポンプケーシング３５内に流体が吸引されるよ
うになっている。ポンプケーシング３５内に吸引された
流体は、ポンプケーシング３５の外周側に設けられた通
流部３３およびブラケット２９の吐出用開口部２９ｂを
通って、ヘッドカバー１０の流路１３内に流入して、流
路１３の上端部の吐出口１４から吐出されるようになっ
ている。

【００３５】ポンプケーシング３５は、その上端部を除
く周面部および底面が、円筒状のストレーナー３４によ
って覆われている。ストレーナー３４は、底面が閉塞さ
れた状態になっており、その周面には、上下方向に延び
る多数の長孔（図示せず）が、周方向に等しい間隔をあ
けて設けられている。

【００３６】このような構成の水中ポンプでは、モータ
ー２０のローター２３が回転されることによりローター
シャフト２４が回転すると、ポンプケーシング３５内の
羽根車３１が回転し、ストレーナー３４の各長孔を通っ
て、このポンプケーシング３５内に流体が流入するよう
になっている。

【００３７】ポンプケーシング３５内に流入した流体
は、羽根車３１の回転による遠心力によって渦流とな
り、ポンプケーシング３５の通流部３３を通って、ヘッ
ドカバー１０に設けられた流路１３内に流入する。そし
て、流路１３内に流入した流体は、流路１３を上方へと
通流し、流路１３の上端部に設けられた吐出口１４から
吐出される。吐出口１４には、ホースカップリング４３
によってホースの端部が連結された状態になっており、
吐出口１４から吐出される流体は、ホースによって所定
位置に通流されて、ホースから吐出される。

【００３８】ローターシャフト２４が挿通するブラケッ
ト２９のボス部２９ａには、内径の異なる上部シール嵌
合部２９ｃおよび下部シール嵌合部２９ｄがそれぞれ設
けられており、上部シール嵌合部２９ｃ内に上部オイル
シール２７が圧入されるとともに、下部シール嵌合部２
９ｄ内に下部オイルシール２８が圧入されている。従っ
て、上部シール嵌合部２９ｃおよび下部シール嵌合部２
９ｄは、ボス部２９ａを型抜きするために、それぞれテ
ーパー状に形成されていても、上部シール嵌合部２９ｃ
および下部シール嵌合部２９ｄの軸方向長さが比較的短
く、それぞれの上端面と下端面との内径差はごく僅かで
ある。そのために、上部シール嵌合部２９ｃおよび下部
シール嵌合部２９ｄにおける内周面のテーパー状態を解
消させるための機械加工等を実施しなくても、上部オイ
ルシール２７および下部オイルシール２８は、上部シー
ル嵌合部２９ｃおよび下部シール嵌合部２９ｂ内に、そ
れぞれ、確実に所定の圧接状態で装着されるとともに、
ローターシャフト２４の外周面に、それぞれ、強固に圧
接される。その結果、上部オイルシール２７および下部
オイルシール２８は、ローターシャフト２４の下端部を
確実に軸封することができる。

【００３９】また、上部オイルシール２７と下部オイル
シール２８との間には、スペーサー等を設けることな
く、間隙２９ｇが形成されて、その間隙２９ｇ内にグリ
ースが充填されている。従って、上部オイルシール２７
および下部オイルシール２８は、グリースによって耐久
性が向上し、長期にわたって安定的に、ローターシャフ
ト２４を軸封することができる。

【００４０】なお、上記実施の形態では、上部オイルシ
ール２７と下部オイルシール２８とによって、ローター
シャフト２４を軸封する構成であったが、さらに、下部
オイルシール２８の下側に、１または複数のオイルシー
ルを設けて、ローターシャフト２４を軸封するようにし
てもよい。

【００４１】

【発明の効果】本発明の水中ポンプは、このように、ロ
ーターシャフトが、外径の異なる一対のオイルシールに
よって軸封されるようになっているために、各オイルシ
ールが圧入されるシール嵌合部の内周面が若干テーパー
状になっていても、各オイルシールは、所定位置に確実
に装着され、しかも、ローターシャフトを確実に軸封す
ることができる。また、各オイルシールが、それぞれの
外径に対応した内径を有するシール嵌合部内に圧入され
ることによって、各オイルシールは一層確実にローター
シャフトを軸封することができる。そして、各シール嵌
合部間に形成される段差部によって、各オイルシール間
に間隙を形成することができ、その間隙内にグリースを
充填することによって、各オイルシールは、長期にわた
って安定的にローターシャフトを軸封することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水中ポンプの実施の形態の一例を示す
縦断面図である。

【図２】（ａ）は、その水中ポンプのローターシャフト
の軸封部の断面図、（ｂ）は、オイルシールを取り除い
た状態のローターシャフトの軸封部の断面図である。

【図３】従来の水中ポンプの一例を示す一部破断正面図
である。

【図４】（ａ）は、そのローターシャフトの軸封部の断
面図、（ｂ）は、オイルシールを取り除いた状態のロー
ターシャフトの軸封部の断面図である。

【図５】ローターシャフトの軸封部の他の例を示す断面
図である。

【符号の説明】

１０ ヘッドカバー １２ ボルト １３ 流路 １４ 吐出口 １５ 把手部 １６ ケーブル取付座 １７ 隔壁部 ２０ モーター ２１ ステーターケーシング ２２ ステーター ２３ ローター ２４ ローターシャフト ２５ 軸受け ２６ 軸受け ２７ 上部オイルシール ２８ 下部オイルシール ２９ ブラケット ２９ａ ボス部 ２９ｃ 上部シール嵌合部 ２９ｄ 下部シール嵌合部 ２９ｆ 段差部 ２９ｇ 間隙 ３１ 羽根車 ３２ 吸引口 ３４ ストレーナー ３５ ポンプケーシング

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−99198（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−26296（ＪＰ，Ａ) 実開 昭49−5703（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−83396（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−98498（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−44402（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭61−35760（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭62−20715（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04D 13/08 F04D 29/04 F04D 29/08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モーター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
   されるようになった水中ポンプにおいて、前記モーター
   の下端面を覆うとともに、ダイカストによって、また
   は、射出成形によって成形されたブラケットに、テーパ
   ー状の上部シール嵌合部と、該上部シール嵌合部の内径
   よりも大きな内径のテーパー状の下部シール嵌合部とが
   上下に連続して設けられ、これらの上部シール嵌合部お
   よび下部シール嵌合部に上部オイルシールおよび下部オ
   イルシールがそれぞれ圧入されてなり、ブラケットの中
   心部を挿通するローターシャフトが、上下方向に配置さ
   れた上部オイルシールと下部オイルシールとによって軸
   封されていることを特徴とする水中ポンプ。
2. 【請求項２】 前記上部オイルシールと下部オイルシー
   ルとの間に間隙が設けられており、その間隙内にグリー
   スが充填されている請求項１に記載の水中ポンプ。
3. 【請求項３】 前記ローターシャフトは、下部オイルシ
   ールの下側に設けられた１または複数のオイルシールに
   よって、さらに軸支されている請求項１に記載の水中ポ
   ンプ。