JPH0610621U - 軸受部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ポンプを構成する主軸側の軸受部材にＶ字形の
割れ等が発生するのを防止し、構造的強度及び耐久性の
向上を図ることのできる軸受部材を提供する。 【構成】軸流ポンプを構成する主軸の軸受部外周面上に
内側軸受スリーブと回止めスリーブとを嵌着して、同各
スリーブの対向側端面に形成した係止凹部と係止凸部と
を互いに係合する。ポンプ運転開始時に於いて、各スリ
ーブが係合部分に設けたクリアランス分だけ回転する
と、同各スリーブに形成した係止凹部と係止凸部との対
向側テーパ面が当接し、同各テーパ面の当接により各ス
リーブが斜面方向に変位して、相互の係合部分に作用す
る応力を斜面方向に分散するため、係止凹部及び係止凸
部のエッジ部分に過大な衝撃荷重が付加されたり、Ｖ字
形の割れ等が発生するのを防止できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、例えば、深井戸用ポンプ、軸流ポンプ、キャンドポンプ、斜軸ポ ンプ等のポンプを構成する水中軸受部の主軸側に固定される軸受部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、上述例のような軸流ポンプの主軸側に軸受部材を固定する方法としては 、例えば、図１に示すように、軸流ポンプ１を構成する揚水管２の中心部に主軸 ３を挿通し、同管内部に配設した上段側軸受部４の中心部に主軸３を垂直方向に 挿通して、同上段側軸受部４の中心部に垂直固定した外側軸受スリーブ６と、主 軸３の中間部外周面に嵌着固定した内側軸受スリーブ１７とを摺動可能に挿嵌す る。且つ、図６に示すように、主軸３の中間部外周面に内側軸受スリーブ１７と 回止めスリーブ１８とを嵌着固定すると共に、同内側軸受スリーブ１７の上部端 面に切欠き形成した矩形の係止凹部１７ａと、回止めスリーブ１８の下部端面に 突出形成した矩形の係止凸部１８ａとを互いに係合する固定方法がある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上述のように内側軸受スリーブ１７の係止凹部１７ａと、回止めスリ ーブ１８の係止凸部１８ａとを互いに係合する場合、相互の係合を容易にするた め各スリーブ１７，１８に形成した係止凹部１７ａと係止凸部１８ａとの対向面 にクリアランスを設けているが、ポンプ運転開始時に於いて、内側軸受スリーブ １７と回止めスリーブ１８とがクリアランス分だけ若干回転し、内側軸受スリー ブ１７に形成した係止凹部１７ａの垂直面１７ｂと、回止めスリーブ１８に形成 した係止凸部１８ａの垂直面１８ｂとが相対向する方向に正面衝突するため、図 ６に示すように、各スリーブ１７，１８に形成した係止凹部１７ａと係止凸部１ ８ａとのエッジ部分に過大な衝撃荷重が付加され、スリーブ自体の脆性と、衝突 時の衝撃荷重とにより、内側軸受スリーブ１７に形成した係止凹部１７ａ又は回 止めスリーブ１８に形成した係止凸部１８ａのエッジ部分にＶ字形の割れ等が発 生し、軸受機能が損なわれるという問題点を有している。

【０００４】 この考案は上記問題に鑑み、主軸上に嵌着した軸受部材と回止め部材との対向 側端面を当接して、同各部材に形成した係止凹部と係止凸部とを係合することに より、各部材の係止凹部及び係止凸部にＶ字形の割れ等が発生するのを防止でき 、強度及び耐久性の向上を図ることができる軸受部材の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

この考案は、上記主軸の軸受部外周面に嵌着固定した軸受部材と、該軸受部外 周面に回転固定した回止め部材との対向側端面を当接し、上記軸受部材と回止め 部材との対向側端面に互いに係合する係止凹部と係止凸部とを夫々形成すると共 に、該係止凹部と係止凸部との円周側当接面を係合方向に向けて傾斜するテーパ 面に形成した軸受部材であることを特徴とする。

【０００６】

【作用】

この考案は、ポンプを構成する主軸の軸受部外周面に軸受部材と回止め部材と を嵌着し、同各部材の対向側端面に形成した係止凹部と係止凸部とを互いに係合 して回転固定する。ポンプ運転開始時に於いて、各部材が係合部分に設けたクリ アランス分だけ回転すると、同各部材に形成した係止凹部と係止凸部との対向側 テーパ面が当接し、同各テーパ面の当接により各部材が斜面方向に変位して、相 互の係合部分に作用する応力を斜面方向に分散するため、係止凹部及び係止凸部 のエッジ部分に過大な衝撃荷重が付加されるのを防止できる。

【０００７】

【考案の効果】

この考案によれば、ポンプ運転開始時に於いて、主軸上の軸受部材と回止め部 材とが係合部分に設けたクリアランス分だけ若干回転したとき、同各部材に形成 した係止凹部と係止凸部との対向側テーパ面が当接して、相互の係合部分に作用 する応力を斜面方向に分散させるので、各部材に形成した係止凹部及び係止凸部 のエッジ部分にＶ字形の割れ等が発生するのを防止することができる。且つ、従 来の固定構造に比べて相互の係合部分に作用する応力が４／５〜１／４に減少し 、係止凹部及び係止凸部のエッジ部分に過大な衝撃荷重が付加されるのを防止で きると共に、構造的強度及び耐久性の向上を図ることができる。

【０００８】

【実施例】

この考案の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。 図面は軸流ポンプの水中軸受部に組付けられる主軸用の軸受部材を示し、図１ に於いて、この軸流ポンプ１は、鉛直姿勢に立設した揚水管２の中心部長さ方向 に主軸３を挿通し、同管内部に配設した上段側軸受部４と下段側軸受部５とで主 軸３を回転可能に軸受し、減速機付きモータ（図示省略）の駆動力により主軸３ を直接回転して、同主軸３の下端部に突設した４枚の各羽根３ａ…の回転作用に より油や水等を揚水する構造である。

【０００９】 上述の上段側軸受部４は、減速機付きモータ（図示省略）に直結された主軸３ を上段側軸受部４の中心部に対して垂直方向に挿通し、同上段側軸受部４の中心 部に垂直固定した外側軸受スリーブ６と、主軸３の中間部外周面に嵌着固定した 内側軸受スリーブ７とを摺動可能に挿嵌して、同各スリーブ６，７の面接触によ り主軸３を垂直姿勢に軸受している。

【００１０】 且つ、図２及び図３に示すように、主軸３の中間部下段にセラミックス製の内 側軸受スリーブ７を嵌着し、同主軸３の中間部上段に金属製の回止めスリーブ８ を嵌着して、上段側に嵌着した内側軸受スリーブ７と、下段側に嵌着した回止め スリーブ８との対向側端面とを当接すると共に、同内側軸受スリーブ７の上部端 面に切欠き形成した台形の係止凹部７ａと、回止めスリーブ８の下部端面に突出 形成した台形の係止凸部８ａとを互いに係合固定している。且つ、同回止めスリ ーブ８の外周面に対して直交する方向に固定ネジ９を螺合し、主軸３の外周面上 に固定ネジ９の先端部を圧接して回止めスリーブ８を回動固定している。

【００１１】 上述の内側軸受スリーブ７は、例えば、炭化珪素（ＳｉＣ）、タングステンカ ーバイト（ＷＣ）、窒化珪素（Ｓｉ₃ Ｎ₄ ）、アルミナ（Ａｌ₂ Ｎ₃ ）、チタン カーバイト（ＴｉＣ）等のセラミックス素材により一体形成され、同内側軸受ス リーブ７の上部端面に切欠き形成した台形の係止凹部７ａを、後述する回止めス リーブ８の係止凸部８ａと合致する形状寸法に形成すると共に、同係止凹部７ａ の各テーパ面７ｂ，７ｂを係合方向に向けて広くなる傾斜角度θ（例えば、約２ ０°〜約６０°）に設定している。

【００１２】 前述の回止めスリーブ８は、例えば、プラスチック材料やステンレス鋼、アル ミニウム合金等の金属素材により一体形成され、同回止めスリーブ８の下部端面 に突出形成した台形の係止凸部８ａを、上述の内側軸受スリーブ７の係止凹部７ ａと合致する形状寸法に形成すると共に、同係止凸部８ａの各テーパ面８ｂ，８ ｂを係合方向に向けて狭くなる傾斜角度θ（例えば、約２０°〜約６０°）に設 定している。

【００１３】 なお、上述の内側軸受スリーブ７に切欠き形成した係止凹部７ａと、回止めス リーブ８に突出形成した係止凸部８ａとを、同内側軸受スリーブ７と回止めスリ ーブ８との対向側端面に沿って複数箇所形成するもよい。

【００１４】 前述の下段側軸受部５は、減速機付きモータ（図示省略）に直結された主軸３ を下段側軸受部５の軸受中心に対して垂直方向に挿通し、同下段側軸受部５の中 心部に垂直固定した外側軸受スリーブ１０と、主軸３の下端部外周面に嵌着固定 した内側軸受スリーブ１１とを摺動可能に嵌着して、同各スリーブ１０，１１の 面接触により主軸３を垂直姿勢に軸受している。且つ、同下段側軸受部５の外周 面全体を楕円形状に形成したケーシング１２で囲繞している。

【００１５】 以上のように軸流ポンプ１を構成する揚水管２の上段側軸受部４に組付けられ た内側軸受スリーブ７の比較例として、例えば、図２に示すように、台形に形成 した内側軸受スリーブ７の係止凹部７ａと回止めスリーブ８の係止凸部８ａとを 互いに係合する本考案の試験品Ａと、図６に示すように、矩形に形成した内側軸 受スリーブ１７の係止凹部１７ａと回止めスリーブ１８の係止凸部１８ａとを互 いに係合する従来例の試験品Ｂとを同一条件で破壊試験する。すなわち、各試験 品Ａ，Ｂを構成する内側軸受スリーブ７，１７の全長寸法を２２mmに設定し、内 径寸法をφ１３mmに設定し、外径寸法をφ２０mmに設定して、後述する試験方法 で各試験品Ａ，Ｂを破壊試験する。

【００１６】 先ず、上述の試験品Ａを破壊試験する場合、図４に示すように、作業台１３上 に設置したバイス１４で主軸３の一端側を垂直固定し、同主軸３の外周面上に嵌 着固定された内側軸受スリーブ７の外周面をパイプレンチ１５で直接固定する。 この後、パイプレンチ１５の遊端側をばね計１６で水平方向に牽引して、バイス １４により回動固定された主軸３を中心として内側軸受スリーブ７を強制的に水 平回動させ、同試験品Ａを構成する内側軸受スリーブ７に亀裂や割れ等が発生す るときの破壊トルク値をばね計１６で測定する。上述と同様にして試験品Ｂを構 成する内側軸受スリーブ１７の破壊トルク値を測定する。

【００１７】 下記の表１は、上記条件で試験片Ａ，Ｂを破壊試験した結果を示している。

【００１８】

【表１】

【００１９】 即ち、矩形に形成した内側軸受スリーブ１７の係止凹部１７ａに作用する垂直 圧縮応力σは下記の数１で求められる。

【００２０】

【数１】

【００２１】 台形に形成した内側軸受スリーブ７の係止凹部７ａに作用する垂直圧縮応力σ ′は下記の数２で求められる。

【００２２】

【数２】

【００２３】 上記の試験結果が示すように、矩形に形成した従来例の試験品Ｂと、台形に形 成した本考案の試験品Ａとを比較した場合、試験品Ｂを構成する内側軸受スリー ブ１７の係止凹部１７ａには、約１００．０Kg−cm〜約１０９．２kg−cmの牽引 力でＶ字形の割れが発生するが、試験品Ａを構成する内側軸受スリーブ７の係止 凹部７ａには、約３１０．０Kg−cm〜約３３５．０kg−cmの牽引力を付加しなけ れば割れが発生せず、試験品Ｂに対して試験品Ａは約３倍の強度となり、本考案 の試験品Ａの方が強度及び耐久性に優れていることが証明される。

【００２４】 要するに、軸流ポンプ１を構成する主軸３の中間部外周面に嵌着した内側軸受 スリーブ７の係止凹部７ａと、回止めスリーブ８の係止凸部８ａとを互いに係合 しているので、ポンプ運転開始時に於いて、主軸３上に嵌着した内側軸受スリー ブ７と回止めスリーブ８とが係合部分に設けたクリアランス分だけ若干回転した とき、内側軸受スリーブ７に形成した係止凹部７ａのテーパ面７ｂと、回止めス リーブ８に形成した係止凸部８ａのテーパ面８ｂとが当接し、同各テーパ面７ｂ ，８ｂの当接により各スリーブ７，８が斜面方向に変位して、相互の係合部分に 作用する応力を斜面方向に分散するため、各スリーブ７，８に形成した係止凹部 ７ａ及び係止凸部８ａのエッジ部分にＶ字形の割れ等が発生するのを防止するこ とができる。

【００２５】 且つ、従来の固定構造に比べて相互の係合部分に作用する応力が４／５〜１／ ４に減少し、係止凹部７ａ及び係止凸部８ａのエッジ部分に過大な衝撃荷重が付 加されるのを防止できると共に、構造的強度及び耐久性の向上を図ることができ る。

【００２６】 この考案のポンプは、実施例の軸流ポンプ１に対応し、 以下同様に、 軸受部材は、内側軸受スリーブ７に対応し、 回止め部材は、回止めスリーブ８に対応するも、 この考案は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。

【００２７】 上述の実施例では、内側軸受スリーブ７の上部端面に係止凹部７ａを切欠き形 成し、回止めスリーブ８の下部端面に係止凸部８ａを突出形成しているが、例え ば、図５に示すように、内側軸受スリーブ７の上部端面に突出形成した係止凸部 ７ｃと、回止めスリーブ８の下部端面に切欠き形成した係止凹部８ｃとを互いに 係合して回転固定するもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の内側軸受スリーブの組付け状態を示す
軸流ポンプの縦断側面図。

【図２】内側軸受スリーブと回止めスリーブとの係合状
態を示す斜視図。

【図３】内側軸受スリーブと回止めスリーブとの係合部
拡大側面図。

【図４】内側軸受スリーブの試験方法を示す平面図。

【図５】内側軸受スリーブと回止めスリーブとの他の係
合状態を示す斜視図。

【図６】従来型の内側軸受スリーブと回止めスリーブと
の係合状態を示す斜視図。

【図７】内側軸受スリーブと回止めスリーブとの係合部
拡大側面図。

【符号の説明】

１…軸流ポンプ ２…揚水管 ３…主軸 ４…上段側軸受部 ６…外側軸受スリーブ ７…内側軸受スリーブ ７ａ…係止凹部 ７ｂ…テーパ面 ７ｃ…係止凸部 ８…回止めスリーブ ８ａ…係止凸部 ８ｂ…テーパ面 ８ｃ…係止凹部 ９…固定ネジ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ポンプを構成する主軸側の軸受部分に回転
   固定される軸受部材であって、 上記主軸の軸受部外周面に嵌着固定した軸受部材と、該
   軸受部外周面に回転固定した回止め部材との対向側端面
   を当接し、 上記軸受部材と回止め部材との対向側端面に互いに係合
   する係止凹部と係止凸部とを夫々形成すると共に、該係
   止凹部と係止凸部との円周側当接面を係合方向に向けて
   傾斜するテーパ面に形成した軸受部材。