JP6512924B2 - カップリングガード - Google Patents

Description

本発明は、ポンプなどの回転機械の回転軸を、モータなどの原動機の駆動軸と連結するためのカップリングを覆うカップリングガードに関する。

回転機械の回転軸を、カップリング（軸継手）を介して原動機の駆動軸に連結して、駆動軸を回転させることにより、回転軸を回転させる機械装置が知られている。このような機械装置は、例えば、ポンプ装置である。ポンプ装置は、原動機であるモータと回転機械であるポンプとを有し、モータの駆動軸は、ポンプの回転軸にカップリングを介して連結される。ポンプ装置では、モータの駆動軸のトルクがカップリングを介してポンプの回転軸に伝達され、これにより、回転軸に固定された羽根車が回転される。

高速回転するカップリング、ポンプの回転軸の露出部分、およびモータの駆動軸の露出部分に人間が接触しないように、通常、カップリングおよび該カップリングの周辺を覆うカップリングガードが設けられる。

特開２０１４−７４４５６号公報

ポンプ装置へのカップリングガードの取り付けは、ポンプ装置の運転を停止し、モータの駆動軸とポンプの回転軸とを連結した状態で行われる。また、カップリングガードの取り外しも、モータの駆動軸とポンプの回転軸とを連結した状態で行われる。しかしながら、カップリングガードが多数の部品から構成されると、モータの駆動軸とポンプの回転軸とを連結した状態で、カップリングガードを取り付ける作業、および取り外す作業には多くの時間がかかる。この問題は、ポンプ装置だけでなく、回転機械の回転軸をカップリングを介して原動機の駆動軸に連結させる全ての機械装置で発生し得る。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、原動機の駆動軸と回転機械の回転軸とを連結した状態で、取り付け作業および取り外し作業を容易に行うことができるカップリングガードを提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、原動機の駆動軸と回転機械の回転軸とを連結するカップリングを覆うためのカップリングガードであって、上側半円筒部材と、前記上側半円筒部材に連結される下側半円筒部材とを有する円筒形状のガード本体と、前記ガード本体を支持する箱形構造を有するガード脚部とを備え、前記ガード本体は、前記ガード脚部が取り付けられるフランジ部を有しており、前記ガード脚部は、前記ガード本体の中心軸線と平行な垂直壁と、前記垂直壁から垂直かつ外側に突出した上壁、底壁、左側壁、および右側壁を備え、前記垂直壁、前記上壁、前記底壁、前記左側壁、および前記右側壁は、１枚の板材から形成されており、前記フランジ部と前記ガード脚部とは締結具によって締結されており、前記フランジ部には、前記締結具が挿入される長孔が形成されており、前記長孔は前記ガード本体の中心軸線と平行に延びていることを特徴とする。

本発明の好ましい態様は、前記ガード脚部は、その中心を通る鉛直線に関して左右対称形状を有していることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記上壁および前記底壁は、前記左側壁および前記右側壁に溶接されていることを特徴とする。

本発明の好ましい態様は、前記締結具は、ボルトおよびナットから構成されており、前記ガード脚部の前記上壁には、前記ボルトが挿入される貫通孔が形成されており、前記上壁の下面には、前記貫通孔と同心状に配置された前記ナットが溶接されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記ガード脚部の前記底壁には、ねじが挿入される切り欠きが形成されており、前記切り欠きは、前記底壁の外側縁部に形成されていることを特徴とする。

本発明の好ましい態様は、前記下側半円筒部材の最下部には、ドレン孔が形成されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記ガード本体には、前記中心軸線に垂直な環状壁が設けられており、前記環状壁は、前記駆動軸または前記回転軸が貫通可能な穴を有していることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記上壁は、前記フランジ部と平行に延び、かつ前記フランジ部の下面に接触する上面を有しており、前記垂直壁は、前記フランジ部とは垂直であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記垂直壁は、平坦であり、かつ前記ガード脚部の前記底壁に垂直な仮想平面上に配置されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記ガード脚部は、前記フランジ部の下方であって、かつ前記下側半円筒部材の外側に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、カップリングガードはシンプルな構造を有しており、かつ少ない部品から構成される。したがって、原動機の駆動軸と回転機械の回転軸とを連結した状態で、カップリングガードの取り付け作業および取り外し作業を容易に行うことができる。

本発明の一実施形態に係るカップリングガードを備えたポンプ装置の概略斜視図である。 図１に示すカップリングガードの側面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 カップリングガードの斜視図である。 図５（ａ）は図２のＢ−Ｂ線断面図であり、図５（ｂ）はガード脚部の底壁に形成された切り欠きを示す図である。 下側フランジ部とガード脚部との連結部を示す図である。 図６のＣ線矢視図である。 ガード脚部を示す正面図である。 図２のＤ−Ｄ線断面図である。 ガード脚部の製造工程を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１乃至図１０において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図１は、本発明の一実施形態に係るカップリングガード１を備えたポンプ装置１００の概略斜視図である。ポンプ装置１００は、原動機であるモータ２と、回転機械であるポンプ３とを備えている。モータ２およびポンプ３は、ベース８上に固定されている。モータ２の駆動軸５は、モータ２のモータケーシング２ａからポンプ３に向かって延びており、ポンプ３の回転軸７は、ポンプ３のポンプケーシング３ａからモータ２に向かって延びている。モータ２の駆動軸５は、カップリング（軸継手）１０を介してポンプ３の回転軸７に連結される。本実施形態では、ポンプ３の回転軸７の中心軸線は、モータ２の駆動軸５の中心軸線と一直線に並んでいる。

カップリング１０、モータ２の駆動軸５の露出部分、およびポンプ３の回転軸７の露出部分は、カップリングガード１によって覆われる。以下、図２乃至図４を参照して、カップリングガード１について説明する。図２は、図１に示すカップリングガード１の側面図である。図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。図４はカップリングガード１の斜視図である。カップリングガード１は、円筒形状のガード本体１３と、該ガード本体１３を支持する２つのガード脚部１７とを備える。図２では、円筒形状のガード本体１３と、ポンプ３の回転軸７と、モータ２の駆動軸５の共通の中心軸線は、符号ＣＬが付された二点鎖線で描かれている。

ガード本体１３は、上側半円筒部材１５と、該上側半円筒部材１５と着脱可能な下側半円筒部材１６とを備えている。上側半円筒部材１５の下端には、該下端から上側半円筒部材１５の径方向外側に突出する２つの上側フランジ部１５ａ，１５ａが形成されている。上側半円筒部材１５および上側フランジ部１５ａ，１５ａは一体的に形成されている。

下側半円筒部材１６の上端には、該上端から下側半円筒部材１６の径方向外側に突出する２つの下側フランジ部１６ａ，１６ａが形成されている。下側半円筒部材１６および下側フランジ部１６ａ，１６ａは一体的に形成されている。上側フランジ部１５ａ，１５ａと下側フランジ部１６ａ，１６ａとを、締結具としてのボルト２３および該ボルト２３に係合するナット２４によって固定することにより、上側半円筒部材１５と下側半円筒部材１６とが互いに連結される。ボルト２３とナット２４の係合を解除すれば、上側半円筒部材１５と下側半円筒部材１６とを分離することができる。

ガード本体１３を支持する２つのガード脚部１７は、同一形状を有している。各ガード脚部１７は、上壁１７ａ、底壁１７ｂ、左側壁１７ｃ、右側壁１７ｄ、および垂直壁１７ｅを備える。これら上壁１７ａ、底壁１７ｂ、左側壁１７ｃ、右側壁１７ｄ、および垂直壁１７ｅは１枚の板材から形成されており、上壁１７ａおよび底壁１７ｂは、左側壁１７ｃおよび右側壁１７ｄに溶接されている。より具体的には、上壁１７ａと左側壁１７ｃとの接触箇所、上壁１７ａと右側壁１７ｄとの接触箇所、底壁１７ｂと左側壁１７ｃとの接触箇所、および底壁１７ｂと右側壁１７ｄとの接触箇所が溶接されている。これら壁１７ａ〜１７ｅによって箱形構造を有するガード脚部１７が構成される。

垂直壁１７ｅはガード本体１３の中心軸線ＣＬと平行に配置されている。上壁１７ａ、底壁１７ｂ、左側壁１７ｃ、および右側壁１７ｄは、垂直壁１７ｅから垂直かつ外側に突出している。より具体的には、上壁１７ａ、底壁１７ｂ、左側壁１７ｃ、および右側壁１７ｄは、ガード本体１３の中心軸線ＣＬから離れる方向に突出している。

図２および図４に示すように、底壁１７ｂには、ガード脚部１７をベース８に固定するためのねじ２８が挿入される切り欠き３６が形成されている。ねじ２８を切り欠き３６を通じてベース８に形成されたねじ孔に係合させることで、ガード脚部１７がベース８に固定される。

図５（ａ）は図２のＢ−Ｂ線断面図であり、図５（ｂ）はガード脚部１７の底壁１７ｂに形成された切り欠き３６を示す図である。図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、底壁１７ｂの外側縁部４１には、切り欠き３６が形成されている。切り欠き３６は外側縁部４１から内側に向かって（すなわち垂直壁１７ｅに向かって）延びている。このような構造によれば、ねじ２８をベース８から取り外すことなく、ねじ２８をやや緩めるだけで、ガード脚部１７をベース８から取り外すことができる。

図６は下側フランジ部１６ａとガード脚部１７との連結部を示す図である。図７は図６のＣ線矢視図である。図６および図７に示すように、上側フランジ部１５ａおよび下側フランジ部１６ａには、長孔２７が形成されており、この長孔２７内にガード本体１３とガード脚部１７とを締結するボルト２９が挿入される。長孔２７は中心軸線ＣＬと平行に、すなわち、ポンプ３の回転軸７およびモータ２の駆動軸５と平行に延びている。

図８はガード脚部１７を示す正面図である。図８に示すように、ガード脚部１７の上壁１７ａには、ボルト２９が挿入される貫通孔３２が形成されている。上壁１７ａは、下側フランジ部１６ａの下面に接触する上面３５と、上面３５の反対側の下面３４とを有している。上壁１７ａの下面３４には、ボルト２９に係合するナット３１が溶接されている。ナット３１は貫通孔３２と同心状に配置されている。貫通孔３２および切り欠き３６は、ガード脚部１７の中心を通る鉛直線ＶＬ上に形成されている。ガード脚部１７は、その中心を通る鉛直線ＶＬに関して左右対称形状を有している。したがって、左右のガード脚部１７は同一の形状である。

図６に示すように、上壁１７ａの上面３５と下側フランジ部１６ａとを接触させた状態で、ボルト２９は長孔２７および貫通孔３２に挿入される。上壁１７ａの下面３４にはナット３１が溶接されているので、ボルト２９を回転させるだけでボルト２９をナット３１に容易に係合させることができる。したがって、容易にガード脚部１７をガード本体１３に取り付けることができる。このように、ナット３１を予めガード脚部１７に溶接することによって、ガード脚部１７をガード本体１３に取り付けるための作業効率を向上させることができる。本実施形態では、フランジ部１５ａ，１６ａとガード脚部１７とを締結する締結具は、ボルト２９およびナット３１から構成される。

図２に示すように、カップリングガード１は、隙間ｔ１をあけて、モータ２のモータケーシング２ａと対向している。隙間ｔ１の大きさは、好ましくは８ｍｍ以下である。隙間ｔ１を８ｍｍ以下にすることにより、人間の指が隙間ｔ１を通過することを防止することができる。その結果、人間の指がモータ２の駆動軸５およびカップリング１０に接触することが防止される。

モータ２の種類によっては、駆動軸５の長さが異なる場合がある。この場合、ポンプ３の回転軸７とモータ２の駆動軸５とを接続すると、隙間ｔ１の大きさが変わる。そこで、本実施形態では、ボルト２９を僅かに緩めた状態で、ガード本体１３を長孔２７が延びる方向に（すなわち、駆動軸５と平行に）移動させることによって、隙間ｔ１を調整することができる。つまり、ガード脚部１７をベース８上に固定したまま、ガード本体１３のみを駆動軸５と平行に移動させることができる。

図４に示すように、ガード本体１３には、環状壁３７が設けられている。この環状壁３７は、ガード本体１３のポンプ側開口端（回転機械側開口端）に配置されている。図２に示すように、環状壁３７は、ガード本体１３のモータ側開口端（原動機側開口端）にも配置されている。以下、図４を参照して環状壁３７について説明する。図４に示すように、環状壁３７は、上側半環状壁３７ａおよび下側半環状壁３７ｂに分割されている。上側半環状壁３７ａは、上側半円筒部材１５の内周面に溶接され、下側半環状壁３７ｂは、下側半円筒部材１６の内周面に溶接されている。環状壁３７は中心軸線ＣＬに対して垂直に配置されている。

環状壁３７はモータ２の駆動軸５またはポンプ３の回転軸７が貫通可能な穴３８を有している。環状壁３７を設けることにより、カップリングガード１内に位置する駆動軸５、回転軸７、およびカップリング１０に人間の指が接触することを確実に防止することができる。隙間ｔ１の大きさが８ｍｍ以下である場合、モータ側開口端（原動機側開口端）には環状壁３７を設けなくてもよい。

図９は図２のＤ−Ｄ線断面図である。図９に示すように、下側半円筒部材１６の最下部には、複数（本実施形態では３つ）のドレン孔４０が形成されている。ポンプ装置１００は、屋外に設置される場合がある。この場合でも、ドレン孔４０を設けることにより、カップリングガード１内に浸入した雨はドレン孔４０を通じて外部に排出される。本実施形態では、３つのドレン孔４０が設けられているが、ドレン孔４０の数はこの例に限定されない。

ポンプ装置１００を運転するにつれて、カップリング（軸継手）１０を構成するゴムなどの部材が摩耗した場合、摩耗粉はドレン孔４０を通じて外部に排出される。この摩耗粉が排出されたことが確認されれば、カップリング１０の不具合を判断することができる。

次に、ガード脚部１７の製造工程について図１０を参照して説明する。図１０はガード脚部１７の製造工程を示す図である。なお、図１０では、貫通孔３２および切り欠き３６の図示は省略されている。図１０に示すように、四隅を切り欠いた１枚の矩形状の板材が用意される（ステップ１）。板材の材料として、ＳＰＣＣ（鋼板）が好適に使用される。次いで、この板材の４つの縁部をそれぞれ折り曲げて、上壁１７ａ、底壁１７ｂ、左側壁１７ｃ、および右側壁１７ｄを形成し、ガード脚部１７を作製する（ステップ２）。

さらに、上壁１７ａおよび底壁１７ｂを左側壁１７ｃおよび右側壁１７ｄに溶接して、ガード脚部１７を作製する（ステップ３）。より具体的には、上壁１７ａと左側壁１７ｃとの接触箇所、上壁１７ａと右側壁１７ｄとの接触箇所、底壁１７ｂと左側壁１７ｃとの接触箇所、および底壁１７ｂと右側壁１７ｄとの接触箇所を溶接する。このように、ガード脚部１７は箱形構造を有し、その四隅は溶接されているため、ガード脚部１７の剛性を高めることができる。

図８に示すように、ガード脚部１７はその中心を通る鉛直線ＶＬに関して左右対称形状を有しているので、各ガード脚部１７は右用および左用のガード脚部のいずれにも使用することができる。したがって、カップリングガード１を量産するときのガード脚部１７の在庫数を減らすことができる。さらに、同一形状を有するガード脚部１７を複数個製造すればよいので、製作コストを減らすことができる。

本実施形態によれば、カップリングガード１は比較的少ない部品数（すなわち、１つの上側半円筒部材１５、１つの下側半円筒部材１６、および同一形状の２つのガード脚部１７）から構成されており、その構造はシンプルである。さらに、ガード本体１３とガード脚部１７とは簡易な方法で互いに連結されており、ガード脚部１７も簡易な方法でベース８に固定されている。したがって、モータ２の駆動軸５とポンプ３の回転軸７とを連結した状態でも、カップリングガード１の組み立てや分解を容易に行うことができる。

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。

１ カップリングガード
２ モータ
２ａ モータケーシング
３ ポンプ
３ａ ポンプケーシング
５ 駆動軸
７ 回転軸
８ ベース
１０ カップリング（軸継手）
１３ ガード本体
１５ 上側半円筒部材
１５ａ 上側フランジ部
１６ 下側半円筒部材
１６ａ 下側フランジ部
１７ ガード脚部
１７ａ 上壁
１７ｂ 底壁
１７ｃ 左側壁
１７ｄ 右側壁
１７ｅ 垂直壁
２３ ボルト
２４ ナット
２７ 長孔
２８ ねじ
２９ ボルト
３１ ナット
３２ 貫通孔
３４ 下面
３５ 上面
３７ 環状壁
３７ａ 上側半環状壁
３７ｂ 下側半環状壁
３８ 穴
４０ ドレン孔
４１ 外側縁部
ＣＬ 中心軸線
ＶＬ 鉛直線

Claims (10)

1. 原動機の駆動軸と回転機械の回転軸とを連結するカップリングを覆うためのカップリングガードであって、
   上側半円筒部材と、前記上側半円筒部材に連結される下側半円筒部材とを有する円筒形状のガード本体と、
   前記ガード本体を支持する箱形構造を有するガード脚部とを備え、
   前記ガード本体は、前記ガード脚部が取り付けられるフランジ部を有しており、
   前記ガード脚部は、前記ガード本体の中心軸線と平行な垂直壁と、前記垂直壁から垂直かつ外側に突出した上壁、底壁、左側壁、および右側壁を備え、
   前記垂直壁、前記上壁、前記底壁、前記左側壁、および前記右側壁は、１枚の板材から形成されており、
   前記フランジ部と前記ガード脚部とは締結具によって締結されており、
   前記フランジ部には、前記締結具が挿入される長孔が形成されており、
   前記長孔は前記ガード本体の中心軸線と平行に延びていることを特徴とするカップリングガード。
2. 前記ガード脚部は、その中心を通る鉛直線に関して左右対称形状を有していることを特徴とする請求項１に記載のカップリングガード。
3. 前記上壁および前記底壁は、前記左側壁および前記右側壁に溶接されていることを特徴とする請求項１または２に記載のカップリングガード。
4. 前記締結具は、ボルトおよびナットから構成されており、
   前記ガード脚部の前記上壁には、前記ボルトが挿入される貫通孔が形成されており、
   前記上壁の下面には、前記貫通孔と同心状に配置された前記ナットが溶接されていることを特徴とする請求項１に記載のカップリングガード。
5. 前記ガード脚部の前記底壁には、ねじが挿入される切り欠きが形成されており、
   前記切り欠きは、前記底壁の外側縁部に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のカップリングガード。
6. 前記下側半円筒部材の最下部には、ドレン孔が形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のカップリングガード。
7. 前記ガード本体には、前記中心軸線に垂直な環状壁が設けられており、
   前記環状壁は、前記駆動軸または前記回転軸が貫通可能な穴を有していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のカップリングガード。
8. 前記上壁は、前記フランジ部と平行に延び、かつ前記フランジ部の下面に接触する上面を有しており、
   前記垂直壁は、前記フランジ部とは垂直であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のカップリングガード。
9. 前記垂直壁は、平坦であり、かつ前記ガード脚部の前記底壁に垂直な仮想平面上に配置されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のカップリングガード。
10. 前記ガード脚部は、前記フランジ部の下方であって、かつ前記下側半円筒部材の外側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のカップリングガード。

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