JP7105664B2 - 回転式流体機械 - Google Patents

Description

本発明は、回転式流体機械に関する。

従来の回転式流体機械の一例としてのポンプにおいて、回転軸と、回転軸によって駆動される回転体としての羽根車との固定は、羽根車のボス部に挿通させた回転軸の端部に羽根止めナットを取り付けることにより行われる。図７は、従来のポンプの一例を示す部分側断面図である。図７に示すポンプ１００は、回転軸１０２と、回転軸１０２によって駆動される羽根車１０４と、を有する。回転軸１０２は、モータ（図示せず）に結合されて回転する回転軸本体１０６と回転軸本体１０６の外周面を覆うように配置される保護スリーブ１０８とを備えることができる。保護スリーブ１０８は、特に、ポンプ１００の取り扱い液が薬液、海水等の場合に、回転軸本体１０６を取り扱い液から保護するために設けることができる。

図７中、１１０は、グランドパッキン等の軸封装置１１２が取り付けられるグランドカバーであり、１１４は、羽根車１０４を受け入れるケーシングである。グランドカバー１１０とケーシング１１４とは、図示しないボルト等により結合される。また、グランドカバー１１０は、モータ側（図７の左方）に延在する軸受ケーシング１１３とボルト等によって結合される。尚、ポンプ１００の回転軸１０２は、モータ側の回転軸と羽根車側の回転軸（図７の例では、回転軸本体１０６）をカップリングで連結することにより構成されていてもよい。

回転軸１０２は、グランドカバー１１０及び軸封装置１１２を通り、その先端部が、ケーシング１１４内に配置される羽根車１０４のボス部１１６に挿通される。羽根止めナット１１８が、羽根車１０４のボス部１１６から突出した回転軸本体１０６の先端部の全体を覆うように配置され、ボス部１１６に対して締め付けられる。

ポンプ１００に使用される羽根車１０４及び羽根止めナット１１８は、一般に、ポンプ１００の取り扱い液（例えば、薬液、海水等）に対する耐腐食性等を考慮して、樹脂で製造される場合がある。この場合、図７に示すように、取り付けネジ部１２０及びキー溝形成部１２２を含む金属部分が、樹脂製の羽根車本体１０４Ａ及びナット本体１１８Ａに内蔵される。

このように金属部分が内蔵された樹脂製の羽根車１０４及び羽根止めナット１１８では、製造工程中、樹脂部分が、金属部分との膨張率の差による応力を受ける。ポンプ１００の組立て時、互いに締め付けられる羽根止めナット１１８及び羽根車１０４は、これらの間にシール面を形成するように切削加工される。この際、応力の影響で、シール面を形成するナット本体１１８Ａと羽根車本体１０４Ａの比較的薄い樹脂製の壁には、クラックが発生し易い。

また、ポンプ１００の組立て工程では、羽根車１０４の羽根１２６の前面とケーシング１１４との間に所定のクリアランス（図７のＴ）を確保する必要がある。従来、クリアランスＴの調整は、回転軸１０２と羽根車１０４との間に調整シート１２４を配置することにより行われる。これにより、所望のクリアランスＴを得るように羽根車１０４をその軸線方向Ａに沿って移動させることができる。具体的には、いったん、ポンプ１００を組立てた後に、羽根車１０４の吐出口からすきまゲージによって羽根車１０４の羽根１２６の前面とケーシング１１４との間のクリアランスＴを測定し、測定値と設計値との差を求め
る。そして、求められた差に相当する厚みの調整シート１２４を配置する。

調整シート１２４を配置するためには回転軸１０２と羽根車１０４とを分離する必要がある。このとき、従来のポンプ１００では、羽根止めナット１１８を取り外し、回転軸１０２と羽根車１０４を分離した後に調整シート１２４の厚みを調整し、その後、再度羽根止めナット１１８を締め付けて回転軸１０２と羽根車１０４を固定する。従来のポンプ１００では、クリアランスＴの調整のために、このようなポンプ１００の分解・組み立て作業を繰り返す必要がある。

本発明の一実施形態は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、羽根止めナットを使用する必要がないポンプを提供することである。また、本発明の一実施形態の目的の一つは、回転軸に対する回転体の軸線方向位置を容易に調整することができる回転式流体機械を提供することである。

本発明の一実施形態によれば、回転軸と、回転軸によって駆動される回転体と、回転軸の周囲に配置され、回転軸に対する回転体の軸線方向位置を変更する位置変更部材と、回転軸に対する位置変更部材の位置を固定する固定部材と、を備え、位置変更部材及び固定部材は、回転体の後面側に配置されている、回転式流体機械が提供される。

本発明の第１実施形態によるポンプの概略部分側断面図である。 図１の部分拡大詳細図である。 第１実施形態の位置変更部材の軸方向端面図である。 第１実施形態の位置変更部材の側断面図である。 本発明の第２実施形態によるポンプの概略部分側断面図である。 第２実施形態の位置変更部材の側断面図である。 第２実施形態の位置変更部材の軸方向端面図である。 本発明の第３実施形態によるポンプの概略部分側断面図である。 本発明の第４実施形態によるポンプの概略部分側断面図である。 第４実施形態の固定部材を取り除いた図である。 図６Ａに示す固定部材の取付け部の拡大詳細図である。 本発明の第５実施形態によるポンプの概略部分側断面図である。 本発明の第６実施形態によるポンプの概略部分側断面図である。 第６実施形態の固定ロッドを取り除いた図である。 図６Ｅに示す固定ロッドの取り付け方法を説明する図である。 従来のポンプの回転軸に対する羽根車の固定方法を説明する図である。

以下、本発明の各実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明はあくまでも一例を示すものであって、本願発明の技術的範囲を以下の実施形態に限定する趣旨ではない。また、図面では、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。また、以下に説明される本発明の各実施形態において、回転式流体機械の一例としてポンプが説明され、ポンプの一例として、回転軸が実質的に水平になるように設置面に配置される横軸ポンプが説明される。「上」、「下」等の方向を示す用語は、横軸ポンプの設置状態における方向を意味する。また、「前」、「後」は、ポンプの回転軸の長さ方向に沿う前後方向を意味する。「前」は、回転軸を駆動するモータから離れる方向を意味し、「後」は、その反対方向（すなわち、モータに向かう方向）を意味す
る。しかし、本発明の他の実施形態によれば、回転式流体機械はポンプに限られない。また、ポンプは、立軸ポンプでもよく、ポンプの設置状態における回転軸の向きは特に限られない。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態によるポンプ１の概略部分側断面図を示す。図１Ａは、図１の詳細拡大図である。ポンプ１は、回転軸２と、回転軸２によって駆動される羽根車４と、を有する。羽根車４は、ケーシング１８に受け入れられ、軸線Ａを有する。回転軸２は、モータ（図示せず）に結合されて回転する回転軸本体６と回転軸本体６の外周面を部分的に覆うように配置される保護スリーブ８とを備える。保護スリーブ８は、従来、ポンプ１の取り扱い液が薬液または海水等である場合に、回転軸本体６を取り扱い液から保護するために設けることができる部材である。保護スリーブ８は、取付けネジ等によって回転軸本体６に固定することができる。しかし、後述するように、本発明の他の実施形態では、保護スリーブ８は、設けられていなくてもよい。

回転軸本体６は、キー（図示せず）が挿入されるキー溝２４が形成された外周面を有する小径部６Ｂと、小径部６Ｂに隣接する大径部６Ｃとを有する。キーは、回転軸本体６と羽根車４との間に配置される回り止め用の部材である。キーは、回転軸本体６のキー溝２４と、羽根車４に形成されキー溝２４に対向するように配置されるキー溝（図示せず）に嵌め込まれる。これにより、回転軸本体６と羽根車４とは、互いに回転不能に固定される。保護スリーブ８は、大径部６Ｃと小径部６Ｂとの間で終端する。２５は、保護スリーブ８の内周面に形成された溝に配置されるＯリングである。

羽根車４は、樹脂で形成される羽根車本体４Ａと、羽根車本体４Ａに内蔵される、上記のキー溝を形成する金属部分１４と、を備える。羽根車４は、その後面３で開口し、回転軸２を受け入れる穴部１０を有する。ここで、「羽根車の後面」とは、羽根車の軸線方向において、回転軸を駆動するモータが配置される側（図１の左側）の表面を意味する。回転軸２は、グランドカバー２０に配置されたグランドパッキン２２等の軸封装置を通り、回転軸本体６の小径部６Ｂが羽根車４の穴部１０に配置される。

穴部１０は、金属部分１４を貫通し、羽根車４の前面の中央突起１２の内部で終端する。換言すれば、穴部１０は、回転軸２を挿通させることなく、ケーシング１８に向けて閉じられた端部を有している。また、穴部１０は、金属部分１４の後端で拡径し、回転軸本体６の小径部６Ｂの周囲の保護スリーブ８を受け入れる。２９は、穴部１０の内周面に形成された溝に配置されるＯリングである。

また、従来技術と同様に、グランドカバー２０は、羽根車４を受け入れるケーシング１８及びモータ側（図１の左方）に延在する軸受ケーシング２６の各々と、ボルト等により結合されることができる。

本実施形態では、羽根車４の後面３側の回転軸２の周囲に位置変更部材７が設けられている。位置変更部材７は、回転軸２に対する羽根車４の軸線方向位置（換言すれば、軸線Ａに沿う方向における位置）を変更するように構成されている。図１Ａは、位置変更部材７及びその近傍を拡大して示す。図２Ａは、図１に示す位置変更部材７の軸方向端面図（具体的には、モータ側（図１の左方）から見た図）であり、図２Ｂは、図１ＡのＢ－Ｂ線に沿う側断面図である。

本実施形態では、位置変更部材７は、保護スリーブ８の周囲に配置されている。図２Ａに示すように、位置変更部材７は、環状の形態を有し、その内周面に雌ネジ部９を備えている。これに対応して、保護スリーブ８の外周面には、雌ネジ部９とかみ合う雄ネジ部１
１が形成されている。位置変更部材７は、雌ネジ部９と雄ネジ部１１を介して保護スリーブ８に螺合される。従って、位置変更部材７を回転させることによって、位置変更部材７を保護スリーブ８に沿って軸線Ａに沿う方向（以下、軸線方向Ａ）に移動させることができる。保護スリーブ８の周囲に配置される位置変更部材７及び後述する固定部材１７を受け入れるように、羽根車４の穴部１０はさらに拡径され、これにより、羽根車４の後面３に凹部１３が形成されている。

位置変更部材７における、羽根車４の後面３（具体的には、凹部１３の底面）に対向する軸方向端面１５（図２Ｂ参照）は、羽根車４を軸線方向Ａに押圧する押圧面を形成することができる。従って、位置変更部材７が回転しながら軸線方向Ａに移動する間、押圧面１５によって羽根車４を軸線方向Ａに押圧することができる。これにより、羽根車４の軸線方向位置を変更することができる。

ポンプ１は、さらに、回転軸２に対する位置変更部材７の位置を固定する固定部材１７を備えている。固定部材１７は、羽根車４の後面３側に配置される。図１及び図１Ａに示すように、本実施形態では、固定部材１７は、一例として、止めネジ（換言すれば、ネジ部材）である。止めネジ１７は、その軸部が、軸線方向Ａを向くように配置される。止めネジ１７の頭部は、位置変更部材７の軸方向端面１６（図２Ｂ参照）に接触することができる。尚、図示の例では、位置変更部材７における、羽根車４の後面３と反対側の軸方向端面１６が段部７Ａを形成しており、止めネジ１７の頭部は段部７Ａに接触するように構成されている。しかし、位置変更部材７の軸方向端面１６は、段部７Ａを含まない全体に平坦な表面であってもよい。

羽根車４の後面３（具体的には、凹部１３の底面）には、止めネジ１７に対応するネジ穴１９が形成されている。ネジ穴１９は、後面３で開口し軸線方向Ａに延在する。止めネジ１７をネジ穴１９にねじ込むことによって、位置変更部材７を羽根車４の後面３に押し付け、羽根車４に固定することができる。具体的には、位置変更部材７は、止めネジ１７の頭部と羽根車４との間で締め付けられる。上記したように、羽根車４と回転軸２とは、キー結合により互いに対して回転不能に固定されている。従って、位置変更部材７を羽根車４に固定することによって、位置変更部材７の回転軸２に対する回転が阻止される（換言すれば、回転軸２に対する位置変更部材７の回転位置が固定される）。従って、回転軸２に対する位置変更部材７の軸線方向位置が固定される。また、位置変更部材７と羽根車４とは、止めネジ１７によって軸線方向Ａで固定されるので、羽根車４の軸線方向位置も固定される。尚、固定部材１７は、必ずしも図示のような止めネジでなくてもよい。固定部材１７は、位置変更部材７が回転軸２に対して移動することを阻止できるように構成された部材であればよい。

第１実施形態において、羽根車４の羽根２８の前面とケーシング１８との間のクリアランスＴの調整は、例えば次のような手順で行うことができる。
（１）ポンプ１を組立てる。
（２）羽根車４の吐出口（図示せず）からすきまゲージによってクリアランスＴを測定する。
（３）クリアランスＴの測定値と設計値との差を求める。
（４）求められた差が許容値を超える場合には、ケーシング１８からグランドカバー２０及び軸受ケーシング２６等を分離し、位置変更部材７と固定部材１７を外部からアクセス可能に露出させる。
（５）固定部材１７を取り外し、求められた差に対応する距離だけ位置変更部材７が前進するように、位置変更部材７を回転させる。尚、位置変更部材７の回転は、作業者の手作業で行われてもよいし、適宜の操作部材を使用して行われてもよい。
（６）再度クリアランスＴの測定値と設計値との差を求め、差が許容値の範囲内である
ことを確認する。
（７）固定部材１７を締め付けることにより、位置変更部材７を羽根車４に固定する。
（８）ケーシング１８にグランドカバー２０及び軸受ケーシング２６等を取り付ける。
尚、クリアランス調整の具体的な作業手順は、上記に限られない。

第１実施形態によれば、クリアランスＴの調整作業を、位置変更部材７と位置変更部材７の位置を固定する固定部材１７によって行うことができる。これにより、従来技術で使用される羽根止めナット１１８が不要になる。従って、ポンプ組立て時に羽根車の樹脂部にクラックが生じる問題点を回避することができる。

また、従来技術で使用される調整シート１２４が不要になるので、クリアランスＴの調整の際、調整シート１２４を配置するために羽根車を回転軸から分離する作業が不要になる。また、位置変更部材７と固定部材１７が共に羽根車４の後面３側に配置されているので、クリアランスＴの調整作業を、実質的に羽根車４の後面３側でのみ行うことができる。従って、従来技術と比較して、クリアランス調整のための作業の簡素化及び作業時間の短縮を実現することができる。

尚、第１実施形態では、位置変更部材７の内周面に雌ネジ部９が形成され、回転軸２の外周面に雄ネジ部１１が形成されている。すなわち、第１実施形態は、位置変更部材７が回転軸２と螺合するように構成されている。しかし、他の実施形態によれば、位置変更部材７は、羽根車４と螺合するように構成されてもよい。すなわち、位置変更部材７の外周面に雄ネジ部を形成し、羽根車４の内周面（例えば、凹部１３の周面）に雌ネジ部を形成することができる。この場合、回転軸２に対する位置変更部材７の軸線方向移動を阻止するための停止部を、例えば回転軸２の外周面に適宜設けることができる。これにより、位置変更部材７と羽根車４とを相対回転させ、羽根車４を軸線方向Ａに移動させることができる。

［第２実施形態］
図３は、本発明の第２実施形態によるポンプ３０の概略部分側断面図である。第２実施形態では、主に第１実施形態と異なる構成を有する部分を説明し、第１実施形態と同様の構成を有する部分については詳しい説明を省略する。

第２実施形態では、位置変更部材２７が、回転軸２Ａの長さ方向に延びる全体的に筒状の形態を有する。位置変更部材２７は、回転軸２Ａの長さ方向における一端部にネジ部４３を有しており、他端部に固定部材３７が取り付けられる取付け部を有している。

図３Ａは、図３の位置変更部材２７を単体で示す側断面図であり、図４は、位置変更部材２７をモータ側（図３の左方）から見た軸方向端面図である。第２実施形態では、ネジ部４３は、位置変更部材２７の外周面に形成される雄ネジ部４３である。雄ネジ部４３とかみ合う雌ネジ部（符号省略）が、羽根車４の内周面（図示の例では、後面３に形成される凹部の周面）に形成されている。しかし、他の実施形態では、位置変更部材２７は、雄ネジ部４３の代わりに雌ネジ部を有することができ、雌ネジ部にかみ合う雄ネジ部が、回転軸２Ａ（図示の例では保護スリーブ８Ａ）の外周面に形成されていてよい。図３に示されるように、雄ネジ部４３が形成される位置変更部材２７の一端部は、羽根車４に近い側の端部（換言すれば、前端部）であり、固定部材３７が取り付けられる他端部は、羽根車４から離れた側の端部（換言すれば、後端部）である。第１実施形態と同様に、第２実施形態の回転軸２Ａは、モータ（図示せず）に結合されて回転する回転軸本体６Ａと回転軸本体６Ａの外周面を部分的に覆うように配置される保護スリーブ８Ａとを備える。図３に示すように、保護スリーブ８Ａは、取付けネジ３２によって回転軸本体６Ａに固定されることができる。しかし、他の実施形態では、保護スリーブ８Ａは設けられなくてもよい。

図３Ａに示すように、位置変更部材２７は、回転軸２Ａの長さ方向に沿って延在するように配置される実質的に筒状の本体部４０と、本体部４０の長さ方向一端部で径方向外側に延びる環状の外側突出部４１と、本体部４０の長さ方向他端部で径方向内側に延びる環状の内側突出部４２と、を備える。雄ネジ部４３は、外側突出部４１の外周面に形成されている。内側突出部４２は、固定部材としての止めネジ３７を受け入れる１つまたは複数（図示の例では４つ）のネジ穴４４を備える。ネジ穴４４は、回転軸２Ａに向けて、位置変更部材２７を径方向に貫通する。図３に示すように、内側突出部４２は、保護スリーブ８Ａの後端を越えた位置で回転軸本体６Ａと接触するように配置される。止めネジ３７は、ネジ穴４４にねじ込まれることにより、その先端が回転軸本体６Ａと接触する（または回転軸本体６Ａに押し付けられる）ように構成されている。これにより、回転軸２Ａに対する位置変更部材２７の回転位置及び軸線方向位置を固定することができる。

また、位置変更部材２７の後端部は、位置変更部材２７を回転するために操作される操作部として、面取り加工された表面４６を含むことができる。

図３に示されるように、位置変更部材２７は、グランドパッキン２２等を含む軸封装置及びグランドカバー２０を通って延在する。固定部材３７が配置される位置変更部材２７の後端部が、軸受ケーシング２６内に配置されている。軸受ケーシング２６は、従来、軸封装置の目視点検等に使用される側面開口２６Ａを備えている。第２実施形態では、固定部材３７の取り付け・取り外し、及び位置変更部材２７の回転を、軸受ケーシング２６の側面開口２６Ａを通して行うことができる。

図３に示すように、位置変更部材２７は、内側突出部４２の内側表面４２Ａ（図３Ａ参照）が保護スリーブ８Ａの後端と接触するように配置されることができる。また、位置変更部材２７は、外側突出部４１が保護スリーブ８Ａの前端に形成されたフランジ部３８の内側表面３８Ａに接触するように配置されることができる。保護スリーブ８Ａの後端及び保護スリーブ８Ａのフランジ部３８は、回転軸２Ａの段部を形成している。上記したように、保護スリーブ８Ａは、取付けネジ３２によって回転軸本体６Ａに固定されている。従って、後述するクリアランス調整作業において、位置変更部材２７を固定する固定部材３７が取り外された（または緩められた）とき、回転軸２Ａの段部を形成する保護スリーブ８Ａの後端及び／または保護スリーブ８Ａのフランジ部３８は、位置変更部材２７が回転軸２Ａ上で前進することを阻止する停止部として作用することができる。これにより、位置変更部材２７の軸線方向位置を固定したまま位置変更部材２７を回転させることができる。従って、羽根車４を軸線方向Ａに移動させることができる。そして、固定部材３７によって位置変更部材２７を所望の回転位置（換言すれば、角度位置）で固定することにより、羽根車４の軸線方向位置を固定することができる。図３の例では、位置変更部材２７は、軸線方向Ａの２か所（すなわち、内側突出部４２と外側突出部４１）で保護スリーブ８Ａと接触するように構成されている。換言すれば、保護スリーブ８Ａの停止部が、軸線方向Ａの２か所に設けられている。しかし、これは、本実施形態を限定しない。位置変更部材２７と保護スリーブ８Ａとは、軸線方向Ａの少なくとも１か所で接触していればよい。

第２実施形態において、羽根車４の羽根２８の前面とケーシング１８との間のクリアランスＴの調整は、例えば次のような手順で行うことができる。
（１）ポンプ３０を組立てる。
（２）羽根車４の吐出口（図示せず）からすきまゲージによってクリアランスＴを測定する。
（３）クリアランスＴの測定値と設計値との差を求める。
（４）求められた差が許容値を超える場合には、軸受ケーシング２６の側面開口２６Ａ
から位置変更部材２７にアクセスし、固定部材３７を取り外す（又は緩める）。そして、求められた差に対応する距離だけ羽根車４が移動するように、位置変更部材２７を回転させる。
（５）再度クリアランスＴの測定値と設計値との差を求め、差が許容値の範囲内であることを確認する。
（６）固定部材３７をねじ込み、位置変更部材２７を固定する。
尚、クリアランス調整の作業手順は、上記に限られない。

第２実施形態によれば、第１実施形態と実質的に同様の効果を得ることができる。さらに、第２実施形態では、位置変更部材２７が回転軸２Ａの長さ方向に延びているので、固定部材３７を、羽根車４から離れた位置に配置することができる。また、作業者は、位置変更部材２７を、羽根車４から離れた位置で操作することができる。すなわち、固定部材３７の取り付け・取り外し（又はねじ込み・緩め作業）、及び位置変更部材２７の回転を、軸受ケーシング２６の側面開口２６Ａを通して行うことができる。従って、第１実施形態と異なり、固定部材３７と位置変更部材２７を露出させるために、ケーシング１８からグランドカバー２０及び軸受ケーシング２６等を分離する必要がない。

位置変更部材２７の回転は、作業者の手作業で行われてもよいし、適宜操作部材を使用して行われてもよい。図４に参照して説明したように、第２実施形態では、位置変更部材２７は面取り加工された操作部４６を有している。操作部４６は、径方向に対向する位置で面取り加工されている。例えば適宜のクランプ部材で径方向の両側から操作部４６をクランプし、位置変更部材２７を容易に回転させることができる。

［第３実施形態］
図５は、本発明の第３実施形態を示す。第３実施形態のポンプ５０は、図１～図２Ｂに示す第１実施形態の変形例であり、回転軸２は、保護スリーブを備えていない。従って、位置変更部材７の雌ネジ部９とかみ合うように構成される雄ネジ部１１は、回転軸２を構成する回転軸本体６に形成されている。その他の構成は、第１実施形態と実質的に同様である。第３実施形態では、第１実施形態と実質的に同様の効果を得ることができる。すなわち、クリアランスＴの調整作業を、位置変更部材７と位置変更部材７の位置を固定する固定部材１７によって行うことができる。これにより、従来技術で使用される羽根止めナット１１８が不要になる。従って、ポンプ組立て時に羽根車の樹脂部にクラックが生じる問題点を回避することができる。

また、従来技術で使用される調整シート１２４が不要になるので、クリアランスＴの調整の際、調整シート１２４を配置するために羽根車を回転軸から分離する作業が不要になる。また、位置変更部材７と固定部材１７が共に羽根車４の後面３側に配置されているので、クリアランスＴの調整作業を、実質的に羽根車４の後面３側でのみ行うことができる。従って、従来技術と比較して、クリアランス調整のための作業の簡素化及び作業時間の短縮を実現することができる。

第３実施形態では、位置変更部材７と回転軸２とが螺合するように、位置変更部材７に雌ネジ部９が形成され、回転軸２（具体的には、回転軸本体６）に雄ネジ部１１が形成されている。しかし、第３実施形態の位置変更部材７は、羽根車４と螺合するように構成されてもよい。すなわち、位置変更部材７の外周面に雄ネジ部を形成し、羽根車４の内周面に雌ネジ部を形成することができる。この場合、回転軸２に対する位置変更部材７の軸方向移動を阻止するための停止部を、例えば回転軸２の外周面に適宜設けることができる。これにより、位置変更部材７と羽根車４とを相対回転させ、羽根車４を軸線方向Ａに移動させることができる。

［第４実施形態］
図６、図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の第４実施形態を示す。図６は、第４実施形態によるポンプ７０の概略部分側断面図である。図６Ａは、図６に示す固定部材３７を取り除いた図である。図６Ｂは、固定部材３７の取付け部の拡大詳細図である。第３実施形態と同様に、第４実施形態では、回転軸２が保護スリーブを備えていない。第４実施形態では、位置変更部材４７が、回転軸２の長さ方向に延びる全体的に筒状の形態を有する。位置変更部材４７は、その長さ方向における一端部に雄ネジ部４９を有しており、他端部に固定部材３７が取り付けられる取付け部を有している。雄ネジ部４９とかみ合うように構成された雌ネジ部（符号省略）が、羽根車４の内周面（具体的には、後面３に形成される凹部の周面）に形成されている。また、図示の例では、固定部材は、止めネジ３７である。図６Ａ及び図６Ｂに示すように、取付け部は、止めネジ３７に対応するネジ穴４８Ａを有する。位置変更部材４７の周方向に沿って１つ又は複数のネジ穴４８Ａを配置することができる。また、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、回転軸２の外周面には、周方向に延在する外周溝４８Ｂが形成されている。外周溝４８Ｂとネジ穴４８Ａとは、互いに対応する位置に配置される。外周溝４８Ｂの幅は、止めネジ３７の先端を受け入れ可能な寸法に設定される。外周溝４８Ｂの幅を、止めネジ３７の外径と実質的に等しいか、これより僅かに大きくなるように設定することが好ましい。止めネジ３７をネジ穴４８Ａ及び外周溝４８Ｂに配置することにより、回転軸２に対する位置変更部材４７の軸線方向位置を固定することができる。止めネジ３７を、その先端が外周溝４８Ｂの底面と接触する（または外周溝４８Ｂの底面に押し付けられる）までネジ穴４８Ａにねじ込むことにより、回転軸２に対する位置変更部材４７の回転を防止することができる。止めネジ３７を緩めることにより、止めネジ３７を外周溝４８Ｂに沿って移動させることができ、従って、位置変更部材４７を回転軸２に対して回転させることができる。

位置変更部材４７は、グランドパッキン２２等を含む軸封装置及びグランドカバー２０を通って延在する。固定部材３７が配置される位置変更部材４７の後端部が、軸受ケーシング２６内に配置されている。第２実施形態と同様に、第４実施形態では、固定部材３７のねじ込み・緩め作業、及び位置変更部材４７の回転を、軸受ケーシング２６の側面開口２６Ａを通して行うことができる。

従って、クリアランス調整時には、軸受ケーシング２６の側面開口２６Ａから位置変更部材４７にアクセスし、固定部材３７を緩めることができる。そして、固定部材３７の先端を外周溝４８Ｂ内に配置したまま、位置変更部材４７を回転させ、所望の軸線方向位置まで羽根車４を移動させることができる。このとき、固定部材３７の先端が外周溝４８Ｂに沿って移動するので、回転軸２に対する位置変更部材４７の軸線方向位置が保持される。羽根車４を所望の軸線方向位置まで移動させたら、固定部材３７をねじ込み、回転軸２に対する位置変更部材４７の回転位置を固定することができる。これにより、羽根車４の軸線方向位置も固定される。位置変更部材４７は、例えば、図４に示すような、面取り加工された操作部を有していてもよい。

このように、第４実施形態によれば、位置変更部材４７が回転軸２の長さ方向に延びているので、固定部材３７を、羽根車４から離れた位置に配置することができる。また、作業者は、位置変更部材４７を、羽根車４から離れた位置で操作することができる。すなわち、固定部材３７のねじ込み・緩め作業、及び位置変更部材４７の回転を、軸受ケーシング２６の側面開口２６Ａを通して行うことができる。従って、固定部材３７と位置変更部材４７を露出させるために、ケーシング１８からグランドカバー２０及び軸受ケーシング２６等を分離する必要がない。

［第５実施形態］
図６Ｃは、本発明の第５実施形態によるポンプ８０の概略部分側断面図である。第５実
施形態は、回転軸２の外周面が、固定部材３７のための外周溝４８Ｂを有しない点で、第４実施形態とは異なっている。第５実施形態では、外周溝４８Ｂの代わりに、回転軸２の外周面に拡径した段部４５が形成されている。位置変更部材４７を、その後端部が段部４５に接触するように配置することができる。これにより、段部４５は、位置変更部材４７が、回転中に軸線方向に移動することを阻止するための停止部として機能することができる。第５実施形態では、図３、図３Ａ及び図４に示す第２実施形態と同様に、止めネジ３７は、位置変更部材４７に形成されたネジ穴（符号省略）にねじ込まれることにより、その先端が回転軸２の外周面と接触する（または回転軸２の外周面に押し付けられる）ように構成されている。これにより、位置変更部材４７の回転位置及び軸線方向位置を固定することができる。

クリアランス調整時には、軸受ケーシング２６の側面開口２６Ａから位置変更部材４７にアクセスし、固定部材３７を緩めるまたは取り外すことができる。そして、回転軸２に対して位置変更部材４７を回転させ、所望の軸線方向位置まで羽根車４を移動させることができる。このとき、位置変更部材４７の後端を回転軸２の段部４５に接触させることにより、回転中の位置変更部材４７の軸線方向位置を保持することができる。羽根車４を所望の軸線方向位置まで移動させたら、固定部材３７をねじ込み、回転軸２に対する位置変更部材４７の回転位置を固定することができる。これにより、羽根車４の軸線方向位置も固定される。

［第６実施形態］
図６Ｄ、図６Ｅ及び図６Ｆは、本発明の第６実施形態を示す。図６Ｄは、本発明の第６実施形態によるポンプ９０の概略部分側断面図である。図６Ｅは、図６Ｄに示す固定ロッド６６を取り除いた図である。図６Ｆは、固定ロッド６６の取り付け方法を説明する図である。第６実施形態では、回転軸２が保護スリーブを備えていない。また、第６実施形態では、位置変更部材５７が、回転軸２の長さ方向に延びる全体的に筒状の形態を有する。位置変更部材５７は、その長さ方向における一端部に雌ネジ部５９を有しており、他端部に固定部材３７が取り付けられる取付け部を有している。雌ネジ部５９とかみ合うように構成された雄ネジ部（符号省略）が、回転軸２の外周面に形成されている。位置変更部材５７の前端面５８が羽根車４の後面３（具体的には、後面３に形成される凹部の底面）に接触するように配置される。これにより、第６実施形態では、位置変更部材５７の前端面５８が羽根車４を軸線方向Ａに押圧する押圧面を形成する。また、図示の例では、固定部材は、止めネジ３７である。止めネジ３７の取付け部の構成は、図３等に参照して説明した第２実施形態の取付け部と実質的に同様であるので詳しい説明は省略する。止めネジ３７は、位置変更部材５７に形成されたネジ穴（符号省略）にねじ込まれることにより、回転軸２と接触する（または回転軸２に押し付けられる）ことができる。これにより、位置変更部材５７の回転位置（従って、軸線方向位置）を固定することができる。

第６実施形態では、位置変更部材５７は雌ネジ部５９によって回転軸２と螺合するように構成されている。従って、固定部材３７によって回転軸２に対する位置変更部材５７の位置を固定するのみでは、羽根車４の軸線方向位置を固定することができない（羽根車４は、キー結合によって回転軸２に対して回り止めされているのみである）。従って、第６実施形態では、図６Ｄに示されるように、羽根車４と位置変更部材５７とを軸線方向に関して互いに固定する固定ロッド６６が設けられている。固定ロッド６６は、位置変更部材５７と羽根車４とが軸線方向で互いに対して移動することを阻止する、固定部材３７とは別個の第２の固定部材である。固定ロッド６６は、雄ネジが切られた外周面を有する棒状の形態を有する。

図６Ｅ及び図６Ｆに示すように、羽根車４（具体的には羽根車本体４Ａ）は、軸線方向Ａを横切る方向に延在し、羽根車４の周方向に沿って配置される１つ又は複数のネジ穴６
４を有する。また、位置変更部材５７は、外周溝６２を有する。図６Ｅ及び図６Ｆに示すように、外周溝６２とネジ穴６４とは、互いに対応する位置に配置される。外周溝６２の幅は、固定ロッド６６の先端を受け入れ可能な寸法に設定される。外周溝６２の幅を、固定ロッド６６の先端の外径と実質的に等しいか、またはこれより僅かに大きくなるように設定することが好ましい。固定ロッド６６は、ネジ穴６４にねじ込まれたとき、その先端が外周溝６２内に位置するように構成される。外周溝６２によって、位置変更部材５７は、羽根車４に対して回転可能である。

尚、図示の例では、固定ロッド６６の外周溝６２内に挿入される先端部にネジは切られていない。しかし、固定ロッド６６が外周溝６２に沿って移動できる限り、固定ロッド６６は、ネジが切られた先端部を有していてもよい。また、他の実施形態によれば、回転軸２は、外周溝６２と共に、第５実施形態の段部４５を備えていてもよい。

クリアランス調整時には、軸受ケーシング２６の側面開口２６Ａから位置変更部材５７にアクセスし、固定部材３７を緩めるまたは取り外すことができる。そして、回転軸２に対して位置変更部材５７を回転させることができる。このとき、固定ロッド６６が外周溝６２に沿って移動することができる。位置変更部材５７は、その前端面５８によって羽根車４を押圧しながら回転軸２に対して前進することができる。これにより、所望の軸線方向位置まで羽根車４を前進させることができる。羽根車４を所望の軸線方向位置まで移動させたら、固定部材３７をねじ込み、回転軸２に対する位置変更部材５７の回転位置（従って、回転軸２に対する位置変更部材５７の軸線方向位置）を固定することができる。これにより、羽根車４の軸線方向位置も固定される。位置変更部材５７は、例えば、図４に示すような、面取り加工された操作部を有していてもよい。

このように、第６実施形態によれば、位置変更部材５７が回転軸２の長さ方向に延びているので、固定部材３７を、羽根車４から離れた位置に配置することができる。また、作業者は、位置変更部材５７を、羽根車４から離れた位置で操作することができる。すなわち、固定部材３７のねじ込み・緩め作業、及び位置変更部材５７の回転を、軸受ケーシング２６の側面開口２６Ａを通して行うことができる。従って、固定部材３７と位置変更部材５７を露出させるために、ケーシング１８からグランドカバー２０及び軸受ケーシング２６等を分離する必要がない。

尚、図６Ｄに示す固定部材３７と固定ロッド６６の組み合わせは、図１～図２Ｂ及び図５に示す位置変更部材７にも適宜適用することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその均等物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。

本発明は、以下の態様を含む。
１．回転軸と、
回転軸によって駆動される回転体と、
回転軸の周囲に配置され、回転軸に対する回転体の軸線方向位置を変更する位置変更部材と、
回転軸に対する位置変更部材の位置を固定する固定部材と、を備え、
位置変更部材及び固定部材は、回転体の後面側に配置されている、
回転式流体機械。
２．回転体は、回転軸を受け入れる穴部を画定する内周面を有し、
回転軸の外周面及び回転体の内周面のうちの一方に第１のネジ部が形成されており、
位置変更部材は、第１のネジ部とかみ合う第２のネジ部を有する、
上記１．に記載の回転式流体機械。
３．位置変更部材は、回転軸の長さ方向に延びており、
位置変更部材は、回転軸の長さ方向における一端部に、第２のネジ部を有しており、回転軸の長さ方向における他端部に、固定部材が取り付けられる取り付け部を有している、上記２．に記載の回転式流体機械。
４．一端部は、回転体に近い側の端部であり、他端部は、回転体から離れた側の端部である、
上記３．に記載の回転式流体機械。
５．位置変更部材の外周面は、操作部材により操作される操作部を含み、操作部は面取り加工されている、
上記３．または４．に記載の回転式流体機械。
６．第１のネジ部は、回転軸の外周面に形成される雄ネジ部であり、
第２のネジ部は、位置変更部材の内周面に形成される雌ネジ部である、
上記３．～５．のいずれかに記載の回転式流体機械。
７．固定部材は、ネジ部材であり、位置変更部材は、回転軸に向けて位置変更部材を径方向に貫通するネジ穴を有する、
上記６．に記載の回転式流体機械。
８．固定部材が、第１の固定部材であり、回転式流体機械は、位置変更部材と回転体とを軸線方向に関して固定する第２の固定部材を備える、
上記７．に記載の回転式流体機械。
９．第２の固定部材は、雄ネジ部を有するロッド状部材であり、回転体は、位置変更部材に向けて回転体を径方向に貫通するネジ穴を有し、位置変更部材は、ロッド状部材の先端を受け入れ可能な外周溝を有する、
上記８．に記載の回転式流体機械。
１０．位置変更部材の軸方向端面は、回転体を軸線方向に押圧可能な押圧面を有する、
上記６．～９．のいずれかに記載の回転式流体機械。
１１．第１のネジ部は、回転体の内周面に形成される雌ネジ部であり、
第２のネジ部は、位置変更部材の外周面に形成される雄ネジ部である、
上記３．～５．のいずれかに記載の回転式流体機械。
１２．固定部材は、ネジ部材であり、位置変更部材は、回転軸に向けて位置変更部材を径方向に貫通するネジ穴を有する、
上記１１．に記載の回転式流体機械。
１３．回転軸に、回転軸に対する位置変更部材の軸線方向移動を阻止する停止部が設けられている、
上記１２．に記載の回転式流体機械。
１４．停止部は、回転軸の外周面に形成された段部である、
上記１３．に記載の回転式流体機械。
１５．停止部は、回転軸の外周面に形成された、ネジ部材の先端を受け入れ可能な外周溝である、
上記１３．に記載の回転式流体機械。
１６．第１のネジ部は、回転軸の外周面に形成される雄ネジ部であり、
第２のネジ部は、位置変更部材の内周面に形成される雌ネジ部であり、
固定部材は、位置変更部材と回転体とを軸線方向に関して固定するように構成される、上記２．に記載の回転式流体機械。
１７．固定部材は、頭部と軸部とを備えるネジ部材であり、回転体は、回転体の後面で開口し軸線方向に延在するネジ穴を有し、位置変更部材は、ネジ部材の頭部と後面との間で締め付けられるように構成されている、
上記１６．に記載の回転式流体機械。
１８．位置変更部材の軸方向端面は、回転体を軸線方向に押圧可能な押圧面を有する、
上記１６．または１７．に記載の回転式流体機械。
１９．回転軸は、回転軸本体と回転軸本体の外周面を覆うスリーブ部材とを備えており、位置変更部材は、スリーブ部材の周囲に配置されている、
上記１．～１８．のいずれかに記載の回転式流体機械。
２０．回転流体機械は、ポンプであり、回転体は、羽根車である、
上記１．～１９．のいずれかに記載の回転式流体機械。

本発明は、回転軸と、回転軸によって駆動される回転体を備える各種流体機械に広く適用することができる。

Ａ 軸線
Ｔ クリアランス
１ ポンプ
２ 回転軸
２Ａ 回転軸
３ 後面
４ 羽根車
４Ａ 羽根車本体
６ 回転軸本体
６Ａ 回転軸本体
６Ｂ 小径部
６Ｃ 大径部
７ 位置変更部材
７Ａ 段部
８ 保護スリーブ
８Ａ 保護スリーブ
９ 雌ネジ部
１０ 穴部
１１ 雄ネジ部
１２ 中央突起
１３ 凹部
１４ 金属部分
１５ 軸方向端面（押圧面）
１６ 軸方向端面
１７ 固定部材
１８ ケーシング
１９ ネジ穴
２０ グランドカバー
２２ グランドパッキン
２４ キー溝
２５ Ｏリング
２６ 軸受ケーシング
２６Ａ 側面開口
２７ 位置変更部材
２８ 羽根
２９ Ｏリング
３０ ポンプ
３２ 取付けネジ
３７ 固定部材
３８ フランジ部
３８Ａ 内側表面
４０ 本体
４１ 外側突出部
４２ 内側突出部
４２Ａ 内側表面
４３ 雄ネジ部
４４ ネジ穴
４５ 段部
４６ 操作部
４７ 位置変更部材
４８Ａ ネジ穴
４８Ｂ 外周溝
４９ 雄ネジ部５０ ポンプ
５７ 位置変更部材
５８ 前端面（押圧面）
５９ 雌ネジ部
６２ 外周溝
６４ ネジ穴
６６ 固定ロッド
７０ ポンプ
８０ ポンプ
９０ ポンプ
１００ ポンプ
１０２ 回転軸
１０４ 羽根車
１０４Ａ 羽根車本体
１０６ 回転軸本体
１０８ 保護スリーブ
１１０ グランドカバー
１１２ 軸封装置
１１３ 軸受ケーシング
１１４ ケーシング
１１６ ボス部
１１８ 羽根止めナット
１１８Ａ ナット本体
１２０ 取り付けネジ部
１２２ キー溝形成部
１２４ 調整シート
１２６ 羽根

Claims (20)

1. 回転軸と、
   前記回転軸によって駆動される羽根車と、
   前記回転軸の周囲に配置され、前記回転軸に対する前記羽根車の軸線方向位置を変更する位置変更部材と、
   前記回転軸に対する前記位置変更部材の位置を固定する固定部材と、を備え、
   前記位置変更部材及び前記固定部材は、前記羽根車の後面側に配置されており、
   前記羽根車は、前記回転軸を受け入れるように前記羽根車の後面で開口する穴部を有し、前記穴部は、前記回転軸が前記羽根車を挿通しないように、前記羽根車の前面で閉じられている、
   回転式流体機械。
2. 前記羽根車は、前記穴部を画定する内周面を有し、
   前記回転軸の外周面及び前記羽根車の内周面のうちの一方に第１のネジ部が形成されており、
   前記位置変更部材は、前記第１のネジ部とかみ合う第２のネジ部を有する、
   請求項１に記載の回転式流体機械。
3. 前記位置変更部材は、前記回転軸の長さ方向に延びており、
   前記位置変更部材は、前記回転軸の長さ方向における一端部に、前記第２のネジ部を有しており、前記回転軸の長さ方向における他端部に、前記固定部材が取り付けられる取り付け部を有している、
   請求項２に記載の回転式流体機械。
4. 前記一端部は、前記羽根車に近い側の端部であり、前記他端部は、前記羽根車から離れた側の端部である、
   請求項３に記載の回転式流体機械。
5. 前記位置変更部材の外周面は、操作部材により操作される操作部を含み、前記操作部は面取り加工されている、
   請求項３または４に記載の回転式流体機械。
6. 前記第１のネジ部は、前記回転軸の外周面に形成される雄ネジ部であり、
   前記第２のネジ部は、前記位置変更部材の内周面に形成される雌ネジ部である、
   請求項３～５のいずれか一項に記載の回転式流体機械。
7. 前記固定部材は、ネジ部材であり、前記位置変更部材は、前記回転軸に向けて前記位置変更部材を径方向に貫通するネジ穴を有する、
   請求項６に記載の回転式流体機械。
8. 前記固定部材が、第１の固定部材であり、前記回転式流体機械は、前記位置変更部材と前記羽根車とを軸線方向に関して固定する第２の固定部材を備える、
   請求項７に記載の回転式流体機械。
9. 前記第２の固定部材は、雄ネジ部を有するロッド状部材であり、前記羽根車は、前記位置変更部材に向けて前記羽根車を径方向に貫通するネジ穴を有し、前記位置変更部材は、前記ロッド状部材の先端を受け入れ可能な外周溝を有する、
   請求項８に記載の回転式流体機械。
10. 前記位置変更部材の軸方向端面は、前記羽根車を軸線方向に押圧可能な押圧面を有する、
    請求項６～９のいずれか一項に記載の回転式流体機械。
11. 前記第１のネジ部は、前記羽根車の内周面に形成される雌ネジ部であり、
    前記第２のネジ部は、前記位置変更部材の外周面に形成される雄ネジ部である、
    請求項３～５のいずれか一項に記載の回転式流体機械。
12. 前記固定部材は、ネジ部材であり、前記位置変更部材は、前記回転軸に向けて前記位置変更部材を径方向に貫通するネジ穴を有する、
    請求項１１に記載の回転式流体機械。
13. 前記回転軸に、前記回転軸に対する前記位置変更部材の軸線方向移動を阻止する停止部が設けられている、
    請求項１２に記載の回転式流体機械。
14. 前記停止部は、前記回転軸の外周面に形成された段部である、
    請求項１３に記載の回転式流体機械。
15. 前記停止部は、前記回転軸の外周面に形成された、前記ネジ部材の先端を受け入れ可能な外周溝である、
    請求項１３に記載の回転式流体機械。
16. 前記第１のネジ部は、前記回転軸の外周面に形成される雄ネジ部であり、
    前記第２のネジ部は、前記位置変更部材の内周面に形成される雌ネジ部であり、
    前記固定部材は、前記位置変更部材と前記羽根車とを軸線方向に関して固定するように構成される、
    請求項２に記載の回転式流体機械。
17. 前記固定部材は、頭部と軸部とを備えるネジ部材であり、前記羽根車は、前記羽根車の後面で開口し軸線方向に延在するネジ穴を有し、前記位置変更部材は、前記ネジ部材の頭部と前記後面との間で締め付けられるように構成されている、
    請求項１６に記載の回転式流体機械。
18. 前記位置変更部材の軸方向端面は、前記羽根車を軸線方向に押圧可能な押圧面を有する、
    請求項１６または１７に記載の回転式流体機械。
19. 前記回転軸は、回転軸本体と前記回転軸本体の外周面を覆うスリーブ部材とを備えており、
    前記位置変更部材は、前記スリーブ部材の周囲に配置されている、
    請求項１～１８のいずれか一項に記載の回転式流体機械。
20. 前記回転式流体機械は、ポンプである、
    請求項１～１９のいずれか一項に記載の回転式流体機械。
    
    

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