JP5615219B2 - ポンプおよびポンプの組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、ケーシングの外部で主軸を回転自在に支持する軸受装置と、軸受装置を支持する支持部材とを有するポンプに関する。

従来、この種のポンプとしては、例えば図１３に示すように、主軸１２０がケーシング１２１に挿通され、ケーシング１２１の外部で主軸１２０を回転自在に支持する軸受装置１２２と、軸受装置１２２をケーシング１２１に支持する支持アーム１２３とが備えられたものがある。ケーシング１２１は主軸１２０を中心に二分割されている。軸受装置１２２は、玉軸受１２４と、玉軸受１２４を収納する軸受箱１２５とを有している。支持アーム１２３の一端は軸受箱１２５に一体に設けられ、他端はボルト１２６を介してケーシング１２１に着脱自在に連結されている。

尚、上記のようなポンプは例えば下記特許文献１に記載されている。
ポンプ１２７を組立てる場合、主軸１２０をケーシング１２１にセットし、図１３の仮想線で示すように、軸受箱１２５を上方から主軸１２０の上端部に外嵌し、この状態で軸受箱１２５を取付位置Ｐまで軸心方向へ下降し、ボルト１２６を用いて支持アーム１２３をケーシング１２１に連結する。これにより、図１３の実線で示すように、軸受装置１２２がケーシング１２１に取り付けられる。

実開平３−１１６７９５

しかしながら上記の従来形式では、軸受箱１２５をケーシング１２１に取り付けるのに手間を要するといった問題がある。特に、主軸１２０の上端から軸受箱１２５の取付位置Ｐまでの距離Ｌが長い場合、軸受箱１２５を取付位置Ｐまで軸心方向へ移動させるのに手間と労力とを要する。また、組立作業に要する作業スペースを軸長方向において縮小することが困難である。

本発明は、容易に組立てが可能であり、作業スペースを軸長方向において縮小することが可能なポンプおよびポンプの組立方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明は、ケーシングと、回転自在な主軸と、ケーシングの外部で主軸を回転自在に支持する軸受装置と、軸受装置を支持する支持部材とを有するポンプであって、
ケーシングは主軸を中心に第１の分割ケーシングと第２の分割ケーシングとに分割され、
軸受装置は、軸受と、軸受を収納する軸受容器とを有し、
軸受容器は主軸を中心に第１の分割容器と第２の分割容器とに分割され、
第１の分割容器と第２の分割容器とは連結部材によって連結され、
支持部材は第１および第２の分割ケーシングのいずれか一方に設けられ、
第１および第２の分割容器の少なくともいずれか一方が支持部材に取り付けられ、
連結部材は支持部材に対向して支持部材の側から軸受容器に装着されているものである。

これによると、ケーシングを第１の分割ケーシングと第２の分割ケーシングとに分割し、軸受容器を第１の分割容器と第２の分割容器とに分割した状態で、主軸を第１の分割容器と第２の分割容器との間に挟み、第１の分割容器と第２の分割容器とを連結部材によって連結することにより、軸受容器が組み立てられて主軸に外嵌される。その後、第１の分割ケーシングと第２の分割ケーシングとを接合してケーシングを組立てることにより、ポンプが組立てられる。このようなポンプの組立てにおいて、軸受容器を主軸に外嵌した状態で軸心方向へ移動させる作業は必要無いため、組立が容易に行える。また、軸受容器を第１および第２の分割容器に分割した状態で主軸の両側方から外嵌することができるため、組立作業に要する作業スペースを軸長方向において縮小することができる。

さらに、連結部材は支持部材に対向して支持部材の側から軸受容器に装着されているため、誤って連結部材を取り外そうとすると、支持部材が取り外し操作の邪魔になり、取り外しに要する操作スペースが大幅に制限される。これにより、誤って連結部材を取り外して軸受容器が第１の分割容器と第２の分割容器とに分割されてしまうといった軸受装置の誤分解を防止することができる。

本第２発明におけるポンプは、主軸は上下方向に設けられているものである。
これによると、主軸を回転させる駆動装置をポンプの上部に配置することができ、これにより、ポンプの設置面積を小さくすることができる。さらに、ポンプを据え付けた状態で、ケーシングを第１および第２の分割ケーシングに分割することにより、ポンプの内部を点検することができる。この際、誤って連結部材を取り外して軸受容器が第１の分割容器と第２の分割容器とに分割されてしまうといった軸受装置の誤分解を防止することができるため、主軸は軸受装置により確実に上下方向に支持され、点検作業の安全性が確保される。

本第３発明におけるポンプは、第１および第２の分割容器のいずれか一方は支持部材に着脱自在に取り付けられ、
支持部材に取り付けられる一方の分割容器には、この一方の分割容器を、支持部材に対し、軸径方向において位置決めする第１の位置決め部材が設けられているものである。

これによると、一方の分割容器を、軸径方向において位置ずれすることなく、支持部材に取り付けることができる。
本第４発明におけるポンプは、支持部材に取り付けられない他方の分割容器は支持部材に仮止め可能であり、
他方の分割容器には、この他方の分割容器を、支持部材に仮止めする際に、軸径方向において位置決めする第２の位置決め部材が設けられているものである。

これによると、他方の分割容器を、軸径方向において位置ずれすることなく、支持部材に仮止めすることができる。
本第５発明は、上記第４発明に記載のポンプの組立方法であって、
ケーシングが第１および第２の分割ケーシングに分割されている状態で、一方の分割容器との接合面を上向きにして他方の分割容器を支持部材に仮止めし、
主軸を他方の分割容器上に載せ、
連結部材を支持部材とは反対側から装着することにより、一方の分割容器を他方の分割容器に連結して、主軸を一方の分割容器と他方の分割容器との間に挟み、
他方の分割容器を支持部材から取り外し、
軸受容器を主軸の周方向へ回転させて、一方の分割容器を支持部材に取り付け、
第１および第２の分割ケーシングを接合するものである。

これによると、軸受容器を主軸に軸心方向から外嵌して軸心方向の所定位置へ移動させる作業は必要無いため、ポンプの組立が容易に行える。また、軸受容器を第１および第２の分割容器に分割した状態で主軸の径方向から外嵌することができるため、組立作業に要する作業スペースを軸長方向において縮小することができる。

また、上記のようなポンプの組立方法において、他方の分割容器を支持部材に仮止めする際、第２の位置決め部材により、他方の分割容器が軸径方向において位置ずれするのを防止することができる。また、一方の分割容器を支持部材に取り付ける際、第１の位置決め部材により、一方の分割容器が軸径方向において位置ずれするのを防止することができる。

以上のように本発明によると、ポンプの組立が容易に行え、また、組立作業に要する作業スペースを軸長方向において縮小することができる。
さらに、誤って連結部材を取り外そうとしても、支持部材が取り外し操作の邪魔になるため、取り外しに要する操作スペースが大幅に制限され、これにより、誤って連結部材を取り外して軸受容器が第１の分割容器と第２の分割容器とに分割されてしまうといった軸受装置の誤分解を防止することができる。

本発明の第１の実施の形態におけるポンプの図である。 同、ポンプのケーシングから上部の軸受装置を取り外した状態で、ケーシングを軸心方向から見た図である。 同、ポンプの軸受装置の縦断面図である。 同、ポンプの軸受装置の側面図である。 同、ポンプの軸受容器の一部切欠き平面図であり、図４のＸ−Ｘ矢視図である。 同、ポンプの軸受容器の一部切欠き底面図であり、図４のＹ−Ｙ矢視図である。 同、ポンプの軸受容器と支持部材との部分拡大図である。 同、ポンプの組立方法を示す図である。 同、ポンプの組立方法を示す図である。 同、ポンプの組立方法を示す図である。 同、ポンプの組立方法を示す図である。 本発明の第２の実施の形態におけるポンプの図である。 従来のポンプの図である。

以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態では、図１に示すように、１は立型の両吸込み渦巻き形ポンプ（ポンプの一例）であり、ケーシング２と、回転自在な上下方向Ａの主軸３と、ケーシング２の上下外方で主軸３を回転自在に支持する上下一対の軸受装置４，５と、軸受装置４，５を支持する支持部材６，７とを有している。主軸３はケーシング２内に挿入されており、主軸３には羽根車８が設けられている。

また、図２に示すように、ケーシング２は主軸３を中心に第１の分割ケーシング９と第２の分割ケーシング１０とに二分割されており、第１の分割ケーシング９と第２の分割ケーシング１０とは複数のボルト、ナット（図示省略）によって連結されている。尚、ケーシング２を第１および第２の分割ケーシング９，１０に二分割する分割面は主軸３の軸心１１を含む面である。ケーシング２は吸込口１４と吐出口１５と渦巻室１６とを有している。

図３に示すように、上部の軸受装置４は、上下複数のボールベアリング１７（軸受の一例）と、ボールベアリング１７を収納する軸受容器１８と、軸受カバー１９とを有している。軸受容器１８は上下両端が開口した円筒状の部材であり、軸受容器１８内には、ボールベアリング１７と共に、デフレクター２０が設けられている。図４および図６の仮想線で示すように、軸受容器１８は主軸３を中心に第１の分割容器２１と第２の分割容器２２とに二分割され、実線で示すように、第１の分割容器２１と第２の分割容器２２とは複数のボルト２３（連結部材の一例）によって連結されている。

図３〜図６に示すように、第１の分割容器２１は、半円筒状の胴部２５と、胴部２５の上端外周部に形成された半円形状のフランジ部２６と、胴部２５の外周部の周方向両端部に形成された連結片２７とを有している。フランジ部２６には複数の連結用のボルト孔２８が形成されている。また、両連結片２７には、上下複数のボルト孔２９が形成されている。

また、第２の分割容器２２は、半円筒状の胴部３２と、胴部３２の上端外周部の周方向両端部に形成された一対の仮止用フランジ部３３ａ，３３ｂと、胴部３２の外周部の周方向両端部に形成された連結片３４とを有している。仮止用フランジ部３３ａ，３３ｂにはそれぞれ、仮止用のボルト孔３５が形成されている。また、両連結片３４には、上下複数のねじ孔３６が形成されている。

第１の分割容器２１の接合面３７と第２の分割容器２２の接合面３８とを接合し、ボルト２３を第１の分割容器２１のボルト孔２９に挿通して第２の分割容器２２のねじ孔３６に螺合することにより、第１の分割容器２１と第２の分割容器２２とが連結されて軸受容器１８が組立てられる。尚、図６に示すように、軸受容器１８が組立てられた状態では、仮止用フランジ部３３ａ，３３ｂはフランジ部２６の周方向両端部に連続して設けられる。

図３に示すように、軸受カバー１９は、主軸３が挿通される貫通孔４０を有しており、複数のボルト４１により軸受容器１８の上端に着脱自在に取り付けられている。
上部の支持部材６は、第１の分割ケーシング９の上部に一体に立設された半円筒状の支持腕部４４と、支持腕部４４の上端に設けられたほぼ半円環形状の支持フランジ部４５とを有している。支持フランジ部４５には複数のねじ孔４６が形成されている。複数のボルト４７をフランジ部２６のボルト孔２８に挿通して支持フランジ部４５のねじ孔４６に螺合することにより、第１の分割容器２１（一方の分割容器の一例）が支持部材６に着脱自在に取り付けられる。尚、第１の分割容器２１と第２の分割容器２２とを連結するためのボルト２３は、支持部材６の側から、縦断面で見て軸心１１に直交する方向（横方向）で、ボルト孔２９に挿通されねじ孔３６に螺合されている。尚、図３〜図５に示すように、ボルト２３の頭部は支持部材６に対向している。

第１の分割容器２１のフランジ部２６には、この第１の分割容器２１を、支持部材６に対し、軸径方向Ｂにおいて位置決めする半円弧状の第１の印籠部４９（第１の位置決め部材の一例）が設けられている。図３，図４に示すように、第１の分割容器２１のフランジ部２６が支持部材６の支持フランジ部４５に連結されている場合、第１の印籠部４９は支持フランジ部４５の内周面（嵌込部）に嵌合している。

図８に示すように、第２の分割容器２２（他方の分割容器の一例）は支持部材６に仮止め可能である。第２の分割容器２２の仮止用フランジ部３３ａ，３３ｂにはそれぞれ、この第２の分割容器２２を、支持部材６に仮止めする際に、軸径方向Ｂにおいて位置決めする第２の印籠部５０（第２の位置決め部材の一例）が設けられている。第２の分割容器２２の仮止用フランジ部３３ａ，３３ｂが支持部材６の支持フランジ部４５に連結されている場合、第２の印籠部５０は支持フランジ部４５の内周面（嵌込部）に嵌合している。

また、図１に示すように、下部の軸受装置５および下部の支持部材７の構成は、上述した上部の軸受装置４および上部の支持部材６と同じであり、上下逆方向の関係にある。
以下、上記ポンプ１の組立方法について説明する。

図８に示すように、ポンプ１を横置きにし、ケーシング２が第１の分割ケーシング９と第２の分割ケーシング１０とに二分割されている状態で、第１の分割ケーシング９は横置きにされ、仮止用ボルト５２を第２の分割容器２２の仮止用のボルト孔３５（図５参照）に挿通して上部の支持部材６のねじ孔４６（図２参照）に螺合することで、接合面３８を上向きにして上部の軸受装置４の第２の分割容器２２を上部の支持部材６に仮止めする。

上記のような仮止めを行なう際、第２の印籠部５０が支持フランジ部４５の内周面に嵌合するため、第２の分割容器２２は、軸径方向Ｂにおいて位置ずれすることなく、正確な位置に仮止めされる。

また、上記と同様にして、下部の軸受装置５の第２の分割容器２２を下部の支持部材７に仮止めする。
羽根車８が設けられ且つボールベアリング１７とデフレクター２０が装着された主軸３を両軸受装置４，５の第２の分割容器２２上に載せる。

図９に示すように、第２の分割容器２２の接合面３８上に第１の分割容器２１の接合面３７を重ね、ボルト２３を、支持部材６，７とは反対側（すなわち上方）から、第１の分割容器２１の連結用のボルト孔２９に挿通し、第２の分割容器２２のねじ孔３６に螺合する。これにより、第１の分割容器２１を第２の分割容器２２に連結して、主軸３を第１の分割容器２１と第２の分割容器２２との間に挟む。これにより、軸受容器１８が組立てられ、軸受容器１８に軸受カバー１９を取り付けることにより、軸受容器１８内にボールベアリング１７やデフレクター２０が収められる。

図１０に示すように、仮止用ボルト５２を取り外して、上部の軸受装置４の第２の分割容器２２を上部の支持部材６から取り外し、同様にして、下部の軸受装置５の第２の分割容器２２を下部の支持部材７から取り外す。

主軸３をワイヤー５３等で吊上げることにより、両軸受装置４，５の軸受容器１８を僅かに支持部材６，７から持ち上げ、軸受容器１８を主軸３の周方向へ１８０°回転させる。この回転の際、第２の分割容器２２の第２の印籠部５０と第１の分割容器２１の第１の印籠部４９とが支持フランジ部４５の内周面（嵌込部）に対してスライドする。

そして、図１１に示すように、第１の分割容器２１を下向きにすると共に第２の分割容器２２を上向きにし、この状態で軸受容器１８を両支持部材６，７上に下ろす。この際、図３に示すように、第１の印籠部４９が支持フランジ部４５の内周面に嵌合するため、第１の分割容器２１は、軸径方向Ｂにおいて位置ずれすることなく、両支持部材６，７上の正確な位置に保持される。尚、軸径方向Ｂとは、図３の矢印Ｂで示した方向および図３の紙面に垂直な方向（図示省略）である。

複数のボルト４７を第１の分割容器２１のボルト孔２８に挿通して支持フランジ部４５のねじ孔４６に螺合することにより、上部の軸受装置４の第１の分割容器２１を上部の支持部材６に連結し、同様にして、下部の軸受装置５の第１の分割容器２１を下部の支持部材７に連結する。

その後、第１の分割ケーシング９に第２の分割ケーシング１０を接合し、これにより、ポンプ１が組み立てられる。
上記のようなポンプ１の組立方法によると、軸受容器１８を主軸３に軸心方向から外嵌して所定位置まで軸心方向へ移動させる作業は必要無いため、ポンプ１の組立が容易に行える。また、軸受容器１８を第１および第２の分割容器２１，２２に二分割した状態で主軸３の径方向から外嵌することができるため、組立作業に要する作業スペースを軸長方向において縮小することができる。

また、ポンプ１を据え付けた後、メンテナンス等において、ケーシング２を第１の分割ケーシング９と第２の分割ケーシング１０とに分割し、ポンプ１の内部を点検することができる。この際、組立状態では、図４，図５，図７に示すように、ボルト２３が支持部材６，７の側から第１の分割容器２１の連結用のボルト孔２９に挿通されて第２の分割容器２２のねじ孔３６に螺合している。このため、誤ってボルト２３を取り外そうとしても、支持部材６，７が取り外し操作の邪魔になり、図７に示すように、ボルト２３を脱抜するために必要な作業スペースＳが大幅に制限され、十分な作業スペースＳを確保することができない。

これにより、誤ってボルト２３を取り外して軸受容器１８が第１の分割容器２１と第２の分割容器２２とに分割されてしまうといった軸受装置４，５の誤分解を防止することができ、主軸３は両軸受装置４，５により確実に上下方向Ａに支持され、点検作業の安全性が確保される。

（第２の実施の形態）
先述した第１の実施の形態では、図１に示すように、上部の軸受装置４のボルト２３が上部の支持部材６の側から挿通されて装着され、下部の軸受装置５のボルト２３が下部の支持部材７の側から挿通されて装着されているが、本第２の実施の形態では、図１２に示すように、下部の軸受装置５のボルト２３が下部の支持部材７の反対側から挿通されて装着されている。

これによると、上部の軸受装置４の誤分解を防止することができる。また、下部の軸受装置５については、主軸３の下端から下部の軸受装置５の取付位置までの上下間距離が短いことと、仮に下部の軸受装置５が誤分解されても、上部の軸受装置４だけで主軸３が支持されるため、安全性が確保される。

上記各実施の形態では、上部および下部の支持部材６，７を、第１の分割ケーシング９の上下端部に設けたが、第２の分割ケーシング１０に設けてもよい。
上記各実施の形態では、上部および下部の支持部材６，７を第１の分割ケーシング９に一体に設けたが、上部および下部の支持部材６，７と第１の分割ケーシング９とを別体とし、ボルト等を用いて、支持部材６，７と第１の分割ケーシング９とを取外し可能に連結してもよい。

上記各実施の形態では、ポンプ１を組立てた状態で、第１の分割容器２１がそれぞれ支持部材６，７に連結されているが、第２の分割容器２２がそれぞれ支持部材６，７に連結されてもよい。

上記各実施の形態では、ポンプの一例として、両吸込み渦巻き形ポンプ１を挙げたが、その他の形式のポンプであってもよく、例えば片吸込み渦巻き形ポンプ等であってもよい。

上記各実施の形態では、支持部材６，７は、半円筒形状であるが、ボルト２３の取り外し操作の邪魔になるような形状であればよく、例えば、角形状や穴等の隙間を有する形状であってもよい。

上記各実施の形態では、連結部材の一例としてボルト２３を用いたが、ボルト２３に限定されるものではなく、例えば植込ボルトとナットを用いてもよい。この場合、植込ボルトが連結片３４に植設され、ナットが支持部材６，７に対向して支持部材６，７の側から植込ボルトに締め込まれている。

１ ポンプ
２ ケーシング
３ 主軸
４，５ 軸受装置
６，７ 支持部材
９ 第１の分割ケーシング
１０ 第２の分割ケーシング
１７ ボールベアリング（軸受）
１８ 軸受容器
２１ 第１の分割容器（一方の分割容器）
２２ 第２の分割容器（他方の分割容器）
２３ ボルト（連結部材）
３７，３８ 接合面
４９ 第１の印籠部（第１の位置決め部材）
５０ 第２の印籠部（第２の位置決め部材）
Ａ 上下方向

Claims (5)

1. ケーシングと、回転自在な主軸と、ケーシングの外部で主軸を回転自在に支持する軸受装置と、軸受装置を支持する支持部材とを有するポンプであって、
   ケーシングは主軸を中心に第１の分割ケーシングと第２の分割ケーシングとに分割され、
   軸受装置は、軸受と、軸受を収納する軸受容器とを有し、
   軸受容器は主軸を中心に第１の分割容器と第２の分割容器とに分割され、
   第１の分割容器と第２の分割容器とは連結部材によって連結され、
   支持部材は第１および第２の分割ケーシングのいずれか一方に設けられ、
   第１および第２の分割容器の少なくともいずれか一方が支持部材に取り付けられ、
   連結部材は支持部材に対向して支持部材の側から軸受容器に装着されていることを特徴とするポンプ。
2. 主軸は上下方向に設けられていることを特徴とする請求項１記載のポンプ。
3. 第１および第２の分割容器のいずれか一方は支持部材に着脱自在に取り付けられ、
   支持部材に取り付けられる一方の分割容器には、この一方の分割容器を、支持部材に対し、軸径方向において位置決めする第１の位置決め部材が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のポンプ。
4. 支持部材に取り付けられない他方の分割容器は支持部材に仮止め可能であり、
   他方の分割容器には、この他方の分割容器を、支持部材に仮止めする際に、軸径方向において位置決めする第２の位置決め部材が設けられていることを特徴とする請求項３記載のポンプ。
5. 上記請求項４に記載のポンプの組立方法であって、
   ケーシングが第１および第２の分割ケーシングに分割されている状態で、一方の分割容器との接合面を上向きにして他方の分割容器を支持部材に仮止めし、
   主軸を他方の分割容器上に載せ、
   連結部材を支持部材とは反対側から装着することにより、一方の分割容器を他方の分割容器に連結して、主軸を一方の分割容器と他方の分割容器との間に挟み、
   他方の分割容器を支持部材から取り外し、
   軸受容器を主軸の周方向へ回転させて、一方の分割容器を支持部材に取り付け、
   第１および第２の分割ケーシングを接合することを特徴とするポンプの組立方法。

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