JP6163117B2 - ポンプ・モータ結合装置 - Google Patents

Description

本発明は、ポンプとモータとを結合するためのポンプ・モータ結合装置に関する。

図４に示されるように、ポンプ１に専用モータ２を一体的に接続したモータ一体型のポンプ装置は、コンパクトに構成できる（例えば、特許文献１参照）。

また、ポンプ１に汎用性をもたせる場合は、図５に示されるように専用ブラケット３と、直結用カップリング４とを用いて、ポンプ１に汎用モータ５を接続するようにしている。

特開２００６−０７５７２５号公報

図４に示された専用モータ２を用いた一体型ポンプは、コンパクトであるが、専用モータ２を使用し、各種モータに変更できないため、汎用性がなく、また、図５に示された専用ブラケット３と直結用カップリング４を用いてポンプ１に汎用モータ５を接続する方式は、汎用性を有するものの軸方向に長大化するとともに、各寸法公差は厳しく、芯出しも困難であるという問題がある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、ポンプとモータとをコンパクトに結合できるとともに、各種のポンプとモータとを結合することができる汎用性の高いポンプ・モータ結合装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載された発明は、ポンプとこのポンプを駆動するモータとを結合する結合装置本体と、結合装置本体の内部に設けられた軸受と、ポンプのポンプシャフトに一体的に設けられるとともに軸受により結合装置本体の内部に回転自在に保持されたポンプ側カップリング部材と、モータのモータシャフトに一体的に嵌着されるとともにポンプ側カップリング部材に軸方向から嵌合されたモータ側カップリング部材と、結合装置本体とポンプとに対してボルトにより着脱可能に固定されるポンプ側取付板と、結合装置本体とモータとに対してボルトにより着脱可能に固定され、モータの取付フランジに対して位置合わせした状態で固定可能なモータ側取付板とを具備し、ポンプ側カップリング部材は、ポンプシャフトと一体的に設けられたポンプ側円筒部と、ポンプ側円筒部の軸方向端面に形成されたポンプ側周方向係合部とを備え、モータ側カップリング部材は、ポンプ側カップリング部材のポンプ側円筒部に嵌合されるモータ側円筒部と、モータ側円筒部から径方向に突出されてポンプ側周方向係合部に周方向で係合されたモータ側周方向係合部と、モータ側円筒部に設けられモータシャフトの軸径に応じたモータシャフト嵌合孔とを備え、軸受は、ポンプ側カップリング部材のポンプ側外周面に嵌合されるとともにポンプ側カップリング部材のポンプ側への移動を係止するポンプ側軸受と、ポンプ側カップリング部材のモータ側外周面に嵌合されるとともにポンプ側カップリング部材のモータ側への移動を係止するモータ側軸受とを備え、結合装置本体は、ポンプ側軸受のポンプ側への移動を係止する係止部と、モータ側軸受よりモータ側に位置するように結合装置本体にネジにより着脱可能に取り付けられたバネ受け板と、モータ側軸受とバネ受け板との間に配置されモータ側軸受を弾力的にポンプ側へ付勢するバネ部材とを備えるポンプ・モータ結合装置である。

請求項２に記載された発明は、請求項１記載のポンプ・モータ結合装置において、ポンプ側軸受は、内輪がポンプシャフトに嵌合され、外輪が係止部に係合されているポンプ・モータ結合装置である。

請求項１記載の発明によれば、結合装置本体内に、軸受と、ポンプシャフトと一体的なポンプ側カップリング部材と、モータシャフトと嵌合されて回転方向に一体化されたモータ側カップリング部材とを多重的に重ねて設置した構成により、従来の専用モータを用いた一体型ポンプと同様にポンプとモータとをコンパクトに結合できるとともに、従来の専用ブラケットおよび直結用カップリングを用いずに、規格の異なる各種モータにも共通のポンプを結合することができ、さらに、ポンプ側カップリング部材のポンプ側周方向係合部とモータ側カップリング部材のモータ側周方向係合部とを周方向で係合させたので、ポンプとモータとを結合する際に径方向および軸方向の細かい調整を行なう必要がなく、汎用性の高いポンプ・モータ結合装置を提供できる。

また、ボルトにより着脱可能のモータ側取付板を変更することにより、各種モータへの取付に対応可能であるとともに、モータ側カップリング部材は、モータシャフトの軸径に応じたモータシャフト嵌合孔をモータ側円筒部に備えたアダプタとして機能するため、このモータ側カップリング部材を変更すれば、さまざまな軸径のモータシャフトに対応でき、要するにモータに特別な変更を必要とせず、さらに、結合装置本体とモータとに対してボルトにより着脱可能に固定されたモータ側取付板が、モータの取付フランジに対して位置合わせした状態で固定可能であるため、ポンプおよびモータの取付の際に従来のような同心、位置合わせなどの細かい調整を行なう必要がないので、モータ側カップリング部材の付け替えと、ボルトによるポンプ側取付板とモータ側取付板の付け替えのみで、種々のポンプおよびモータに対応する付け替え作業を容易に行なうことができる。

さらに、バネ部材によりモータ側軸受に対してポンプ側へ予圧を与え続けることで、結合装置本体の係止部により係止されたポンプ側軸受を介して、ポンプシャフトと一体的なポンプ側カップリング部材を軸方向に変位しないように定位置に維持できるので、ポンプシャフトのずれによるポンプ性能の低下を防止することができるとともに、ポンプおよびポンプ・モータ結合装置のみで軸方向位置決めが完結する構造物をモータに対して容易に取り付けることができ、各寸法公差を緩めることができるため、芯出しが容易である。

請求項２記載の発明によれば、ポンプ側軸受は、内輪がポンプシャフトに嵌合され、外輪が係止部に係合されているため、取付状態を適切に維持できる。

本発明に係るポンプ・モータ結合装置の一実施の形態を示す断面図である。 同上結合装置をポンプ・モータ間に適用した断面図である。 図１のIII−III線断面図である。 従来のモータ一体型のポンプ装置を示す側面図である。 従来のポンプ・モータ間に専用ブラケットと直結用カップリングとを用いたポンプ装置の側面図である。

以下、本発明を、図１乃至図３に示された一実施の形態に基いて詳細に説明する。

図２に示されるように、例えば渦流ポンプなどのポンプ11が、このポンプ11を駆動するモータ12に、ブラケット状のポンプ・モータ結合装置13によって結合されている。

図１に示されるように、このポンプ・モータ結合装置13は、例えば渦流ポンプなどのポンプ11とこのポンプ11を駆動するモータ12との間に位置しこれらを結合する円筒ブラケット状の結合装置本体14と、ポンプ11と結合装置本体14とに対してボルト15，16により着脱可能のポンプ側取付板17と、結合装置本体14とモータ12とに対してボルト18，19により着脱可能のモータ側取付板20とを備えている。

結合装置本体14は、内径側に、ポンプ側の比較的小径の内径面部21と、モータ側の比較的大径の内径面部22とを有し、外径側に、ポンプ側取付板固定用のボルト15との干渉を防止するための凹溝23と、モータ側取付板固定用のボルト18を挿入するための凹溝24とを有する。

結合装置本体14の内部には、ポンプ側の比較的小径の内径面部21に小径のポンプ側軸受25が嵌着され、モータ側の比較的大径の内径面部22に大径のモータ側軸受26が嵌着されている。これらの軸受25，26は、外輪と内輪とが鋼球を介して回転自在に設けられたものである。

これらの軸受25，26により結合装置本体14の内部にポンプシャフト27と一体的なポンプ側カップリング部材28が回転自在に保持されている。なお、ポンプシャフト27とポンプ側カップリング部材28は、一体に成形したものであるが、別体に成形したものを一体化してもよい。

このポンプ側カップリング部材28は、ポンプシャフト27に一体に形成されたポンプ側円筒部28aの軸方向端面に複数のポンプ側周方向係合部としてのポンプ側凸部28bを、図３に示されるように周方向に一定間隔で形成するとともに、これらのポンプ側凸部28bの周方向一側および他側にポンプ側周方向係合部としてのゴムなどの緩衝材28cを挟み込むようにしたものである。

一方、モータシャフト31には、モータ側アダプタとして機能するモータ側カップリング部材32が嵌着され、このモータ側カップリング部材32と、ポンプ側カップリング部材28とが周方向に係合されている。

すなわち、モータ側カップリング部材32は、上記ポンプ側円筒部28aに嵌合されたモータ側円筒部32aの周囲に、上記ポンプ側凸部28bの緩衝材28cと周方向に係合するモータ側周方向係合部としてのモータ側凸部32bが、図３に示されるように周方向に一定間隔で形成されている。

このモータ側カップリング部材32は、モータ側円筒部32aにモータシャフト31の軸径に応じたモータシャフト嵌合孔32cを備え、このモータシャフト嵌合孔32cに嵌合されたモータシャフト31と、モータ側円筒部32aとにキー溝33，34がそれぞれ形成され、これらのキー溝33，34にキー35が嵌合され、モータシャフト31とモータ側カップリング部材32とが回転方向に一体化されている。キー35は、モータ側カップリング部材32のモータ側凸部32bに径方向から螺入されたネジ36により固定されている。

ポンプ側軸受25は、ポンプ側カップリング部材28のポンプ側外周面に嵌合されるとともにポンプ側カップリング部材28のポンプ側への移動を係止し、また、モータ側軸受26は、ポンプ側カップリング部材28のモータ側外周面に嵌合されるとともにポンプ側カップリング部材28のモータ側への移動を係止する。

さらに、結合装置本体14は、ポンプ側軸受25のポンプ側への移動を係止する係止部41を備える。すなわち、ポンプ側軸受25は、内輪がポンプシャフト27に嵌合され、外輪が係止部41に係合される。また、結合装置本体14にネジ42により取り付けられたバネ受け板43と、モータ側軸受26の外輪との間に、モータ側軸受26を弾力的にポンプ側へ付勢する皿バネなどのバネ部材44を設ける。

なお、45は、ポンプ11のメカニカルシール係止板46を固定するネジである。

次に、図１乃至図３に示された実施の形態の組付手順を説明する。

結合装置本体14のモータ側端面にボルト18によりモータ側取付板20を固定し、また、結合装置本体14の内部に、ポンプ側軸受25、ポンプシャフト27およびポンプ側カップリング部材28、モータ側軸受26、バネ部材44およびバネ受け板43を順次組み込んで、ネジ42により固定する。

これにより、バネ部材44の反撥力が、モータ側軸受26の外輪から鋼球を介して内輪に作用し、ポンプ側カップリング部材28を経て、ポンプ側軸受25の内輪から鋼球を介して外輪に伝わり、結合装置本体14の係止部41により係止されたので、ポンプシャフト27およびポンプ側カップリング部材28を結合装置本体14の軸方向定位置に正確に維持できる。

したがって、ポンプ11にボルト15により一体化されたポンプ側取付板17を介し、結合装置本体14をボルト16により固定すると、ポンプシャフト27とポンプ11の内部で軸方向位置決めされたポンプ羽根（図示せず）との軸方向位置関係も、調整された一定の位置に保つことができる。

このようにして一体化されたポンプ11およびポンプ・モータ結合装置13に対し、モータ12側では、モータシャフト31に、キー35を介してモータ側カップリング部材32を嵌着し、ネジ36により固定する。

そして、ポンプ側カップリング部材28の緩衝材28c，28c間にモータ側カップリング部材32のモータ側凸部32bが嵌合するように、ポンプ側カップリング部材28とモータ側カップリング部材32との噛み合わせを調整しながら軸方向に嵌合し、モータ側取付板20をモータ12の取付フランジ12fに対して位置合わせした状態でボルト19により固定する。

次に、図１乃至図３に示された実施の形態の効果を説明する。

結合装置本体14の内部にポンプ側カップリング部材28およびモータ側カップリング部材32を設け、これらのカップリング部材28，32はポンプシャフト27も兼ねる構造のクローズドカップリング方式であるため、専用ブラケットおよび直結用のカップリングを用いずにあらゆる汎用モータを取り付けることができ、これまでの専用モータを用いた一体型ポンプと同等にコンパクトでありながら、非常に高い汎用性を有している。

すなわち、結合装置本体14内に、軸受25，26と、ポンプシャフト27と一体的なポンプ側カップリング部材28と、モータシャフト31と嵌合されて回転方向に一体化されたモータ側カップリング部材32とを多重的に重ねて設置した構成により、従来の専用モータを用いた一体型ポンプと同様にポンプ11とモータ12とをコンパクトに結合できるとともに、従来の専用ブラケットおよび直結用カップリングを用いずに、規格の異なる各種モータにも共通のポンプを結合することができ、さらにポンプ側カップリング部材28のポンプ側凸部28bの緩衝材28cと、モータ側カップリング部材32のモータ側凸部32bとを周方向で係合させたので、ポンプ11とモータ12とを結合する際に径方向および軸方向の細かい調整を行なう必要がなく、汎用性の高いポンプ・モータ結合装置13を提供できる。

また、モータ取付に関しては、取外可能なフランジ状のモータ側取付板20を変更することで各種モータに対応可能とし、さらに、さまざまなモータシャフト31の軸径に対応できるようにアダプタとして機能するモータ側カップリング部材32をモータシャフト31に取り付けたので、ポンプ11およびポンプ・モータ結合装置13のみで完結する構造物をモータ12に対して容易に取り付けることができ、ボルトオン作業によりモータ12に対するポンプ11およびポンプ・モータ結合装置13の取付を完了させることができる。ポンプ取付に関しても、モータ側取付板20と同様に種々のポンプに適合するポンプ側取付板17に変更可能で、ポンプ側に特別な変更を必要としない。

すなわち、ボルト15，16により着脱可能のポンプ側取付板17を変更することにより、各種ポンプへの取付に対応可能であり、ポンプ11に特別な変更を必要とせず、また、ボルト18，19により着脱可能のモータ側取付板20を変更することにより、各種モータへの取付に対応可能であるとともに、モータ側カップリング部材32は、モータシャフト31の軸径に応じたモータシャフト嵌合孔32cをモータ側円筒部32aに備えたアダプタとして機能するため、このモータ側カップリング部材32を変更すれば、さまざまな軸径のモータシャフトに対応でき、要するにモータ12に特別な変更を必要とせず、さらに、モータ側取付板20をモータ12の取付フランジ12fに対して位置合わせした状態で固定することで、ポンプ11およびモータ12の取付の際に従来のような同心、位置合わせなどの細かい調整を行なう必要がないので、モータ側カップリング部材32の付け替えと、ボルト15，16および18，19によるポンプ側取付板17およびモータ側取付板20の付け替えのみで、種々のポンプ11およびモータ12に対応する付け替え作業を容易に行なうことができる。

さらに、バネ部材44によりモータ側軸受26に対してポンプ側へ予圧を与え続けることで、結合装置本体14の係止部41により係止されたポンプ側軸受25を介して、ポンプシャフト27と一体的なポンプ側カップリング部材28を軸方向に変位しないように定位置に維持できるので、ポンプシャフト27のずれによるポンプ性能の低下を防止できるとともに、ポンプ11およびポンプ・モータ結合装置13のみで軸方向位置決めが完結する構造物をモータ12に対して容易に取り付けることができ、各寸法公差を緩めることができるため、芯出しが容易である。

このように、ブラケット状に形成されたクローズドカップリング方式の本ポンプ・モータ結合装置13は、１台で、複数種類のポンプおよびモータに対応することが可能であり、機種の統合による製品の最適化にも寄与できる。さらに、高品質のモータとポンプとを簡単に組み合わせることが可能であり、高精度に管理された部品群が可能にする高性能なポンプ装置を安定的な品質で供給できる。また、各国で異なるモータの高効率規制にも容易に対応できる。

本発明は、ポンプ・モータ結合装置を製造、販売などする事業者にとって産業上の利用可能性がある。

11 ポンプ
12 モータ
12f 取付フランジ
13 ポンプ・モータ結合装置
14 結合装置本体
15，16 ボルト
17 ポンプ側取付板
18，19 ボルト
20 モータ側取付板
25 ポンプ側軸受
26 モータ側軸受
27 ポンプシャフト
28 ポンプ側カップリング部材
28a ポンプ側円筒部
28b ポンプ側周方向係合部としてのポンプ側凸部
28c ポンプ側周方向係合部としての緩衝材
31 モータシャフト
32 モータ側カップリング部材
32a モータ側円筒部
32b モータ側周方向係合部としてのモータ側凸部
32c モータシャフト嵌合孔
41 係止部
43 バネ受け板
44 バネ部材

Claims (2)

1. ポンプとこのポンプを駆動するモータとを結合する結合装置本体と、
   結合装置本体の内部に設けられた軸受と、
   ポンプのポンプシャフトに一体的に設けられるとともに軸受により結合装置本体の内部に回転自在に保持されたポンプ側カップリング部材と、
   モータのモータシャフトに一体的に嵌着されるとともにポンプ側カップリング部材に軸方向から嵌合されたモータ側カップリング部材と、
   結合装置本体とポンプとに対してボルトにより着脱可能に固定されるポンプ側取付板と、
   結合装置本体とモータとに対してボルトにより着脱可能に固定され、モータの取付フランジに対して位置合わせした状態で固定可能なモータ側取付板とを具備し、
   ポンプ側カップリング部材は、
   ポンプシャフトと一体的に設けられたポンプ側円筒部と、
   ポンプ側円筒部の軸方向端面に形成されたポンプ側周方向係合部とを備え、
   モータ側カップリング部材は、
   ポンプ側カップリング部材のポンプ側円筒部に嵌合されるモータ側円筒部と、
   モータ側円筒部から径方向に突出されてポンプ側周方向係合部に周方向で係合されたモータ側周方向係合部と、モータ側円筒部に設けられモータシャフトの軸径に応じたモータシャフト嵌合孔とを備え、
   軸受は、
   ポンプ側カップリング部材のポンプ側外周面に嵌合されるとともにポンプ側カップリング部材のポンプ側への移動を係止するポンプ側軸受と、
   ポンプ側カップリング部材のモータ側外周面に嵌合されるとともにポンプ側カップリング部材のモータ側への移動を係止するモータ側軸受とを備え、
   結合装置本体は、
   ポンプ側軸受のポンプ側への移動を係止する係止部と、
   モータ側軸受よりモータ側に位置するように結合装置本体にネジにより着脱可能に取り付けられたバネ受け板と、
   モータ側軸受とバネ受け板との間に配置されモータ側軸受を弾力的にポンプ側へ付勢するバネ部材とを備える
   ことを特徴とするポンプ・モータ結合装置。
2. ポンプ側軸受は、内輪がポンプシャフトに嵌合され、外輪が係止部に係合されている
   ことを特徴とする請求項１記載のポンプ・モータ結合装置。

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