JPH0614494U - ポンプ用樹脂インペラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 キ−溝のコーナ部に発生する応力集中が緩和
されるとともに、トルク伝達の低下が発生せず、ボス部
も含めたインペラ全体を樹脂で形成することができ、し
かも製造が容易で安価なポンプ用樹脂製インペラ。 【構成】 キ−溝３８のコーナ部に、このキ−溝３８の
上面中央部４３を残して逃げ凹部４４を設け、これら逃
げ凹部４４は所定の半径を有する曲面とし、この曲面の
曲率中心Ｆをキ−溝３８の上面と一致またはこの上面よ
り高い位置に設定した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、例えば深井戸用水中ポンプに使用される樹脂製のインペラに関す る。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、深井戸用水中ポンプ等においては、ポンプケーシング内にインペラを 回転自在に収容し、このインペラをモータに連結された駆動軸により回転駆動す るようになっており、このインペラの回転により吸込口から水を吸入して吐出口 より圧送するようになっている。

【０００３】 上記インペラは、通常、キーにより駆動軸に対して一体的に回転するように結 合されている。このため、インペラのボス部には軸穴が形成されているとともに 、この軸穴にはキー溝が形成されており、このキー溝にキーを嵌合することによ りこのインペラは駆動軸に係合されている。

【０００４】 従来のキー溝について、図６ないし図８に示すインペラにもとづき説明する。 図中１および２は軸方向に間隔を存して対向するインペラの一対の側板、３… はこの側板１、２の間に介在しそれぞれ周方向に等間隔に配設された複数（図は ６枚の場合）の渦巻状羽根、４はボス部、５はボス部４に形成された軸穴である 。この軸穴５にはキー溝６が形成されている。このキ−溝６は断面形状がコ字形 に形成されている。

【０００５】 このようなキ−溝６には、駆動軸７に固定されたキ−８が嵌合しており、モー タにより回転される駆動軸７の回転トルクをキー８によりインペラに伝えるよう になっている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】 しかしながら、従来のキー溝６は、キー溝６の天井面９と側面１０とがコーナ 部１１で直角に交差しており、キー８から伝えられるトルクは側面１０で受ける のでコーナ部１１に応力が集中し、コーナ部１１で損傷し易い。

【０００７】 特に最近では、防錆、軽量化、コストダウン等の目的でインペラをポリアミド 樹脂などのような合成樹脂により形成する場合があり、このような合成樹脂製イ ンペラの場合は、コーナ部１１発生する集中応力のために、コーナ部１１に亀裂 が入り、破損し易くなる不具合がある。

【０００８】 このような欠点を回避するため、側板１、２や羽根部３を樹脂で形成し、ボス 部４だけを鋳鉄等の金属で形成するような構造のインペラも開発されているが、 ボス部だけを鋳鉄等の金属で形成すると、組立て工程が増えたり、材料コストや 加工コストが上昇し、さらにボス部に錆が発生するという問題がある。

【０００９】 本考案はこのような事情にもとづきなされたもので、その目的とするところは 、キ−溝のコーナ部に発生する応力集中を緩和するとともに、トルク伝達を良好 に保ち、ボス部も含めたインペラ全体を樹脂で形成することができ、しかも製造 が容易で安価なポンプ用樹脂製インペラを提供しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記の目的を達成するため、ポンプ用樹脂製インペラにおいて、キ− 溝のコーナ部に、このキ−溝の上面中央部を残して逃げ凹部を設け、これら逃げ 凹部は所定の半径を有する曲面形状とし、この曲面の曲率中心を上記キ−溝の上 面と一致またはこの上面より高い位置に設けたことを特徴とする。

【００１１】

【作用】

このような構成の本考案においては、キ−溝のコーナ部に曲面形状の逃げ凹部 を設けたので、コーナ部に発生する応力が分散され、よって応力の集中が避けら れる。このため、コーナ部に亀裂などのような破損を生じることがなくなる。

【００１２】 しかも、上記コーナ部に形成された曲面形状の逃げ凹部は、キー溝の上面中央 部を残し、これら逃げ凹部の曲率中心を上記キ−溝の上面と一致またはこの上面 より高い位置に設定したから、キー溝の側面面積を従前と同等大きさに確保する ことができ、キーからインペラに伝えられるトルクを受ける面積が従前と同等な 大きさに保たれ、よってトルク伝達能力の低下を生じない。

【００１３】

【実施例】

以下本考案について、図１ないし図５に示す第１の実施例に基づき説明する。

【００１４】 図５は深井戸ポンプを示すもので、同図中２０は吸入側ケ−シングである。こ の吸入側ケ−シング２０の下部側面には吸込み口２１が形成されているとともに この吸込み口２１を覆ってストレ−ナ２２が取着されており、ポンプの上方には 吐出側ケ−シング２３が設けられている。そしてこの吐出側ケ−シング２３の上 面には吐出し口２４が形成されている。これらの吸入側ケ−シング２０と吐出側 ケ−シング２３の間には軸方向に複数の中間ケ−シング２５…が配設されている 。

【００１５】 また２６は締結バンドであり、この締結バンド２６の一端は前記吸入側ケ−シ ング２０にボルト２７で螺着されており、他端は前記吐出側ケ−シング２３にボ ルト２８で螺着されている。これらの両方のボルト２７、２８を締付けることに よって中間ケ−シング２５…は、吸入側ケ−シング２０と吐出側ケ−シング２３ との間に挟着されている。

【００１６】 これら各中間ケ−シング２５…内にはそれぞれインペラ３２…が回転自在に収 容されている。これらインペラ３２…は駆動軸３１によって回転される。すなわ ち前記吸入側ケ−シング２０の下方には電動機部２９が連結されており、この電 動機部２９の電動機軸３０には駆動軸３１が接続されている。この駆動軸３１は 中間ケ−シング２５…内に導入されており、上記インペラ３２…を回転するよう になっている。 インペラ３２はポリアミド樹脂などから成る樹脂製インペラであり、これにつ いて図１ないし図４に基づいて説明する。

【００１７】 図３および図４中、３３および３４は軸方向に間隔を存して対向する樹脂製イ ンペラの一対の側板、３５…はこの側板３３、３４の間に介在し、それぞれ周方 向に等間隔に配設された複数（図は６枚の場合）の樹脂製渦巻状羽根、３６は樹 脂製ボス部、３７はボス部３６に形成された軸穴である。この軸穴３７にはキー 溝３８が形成されており、このキ−溝３８は断面形状がコ字形に形成されている 。

【００１８】 このようなキ−溝３８には、上記駆動軸３１に固定されたキ−３９が嵌合して おり、このモータ２９により駆動軸３１の回転トルクをインペラ３２に伝えるよ うになっている。

【００１９】 前記キー溝３８は、図１に示すように、天井面４１と側面４２とが交差するコ ーナ部に、このキ−溝の上面中央部４３を残して逃げ凹部４４が形成されており 、これら逃げ凹部４４は所定の半径を有する曲面形状を成している。そしてこの 曲面の曲率中心Ｆはキ−溝３８の上面と一致またはこの上面より高い位置に設定 されている。この逃げ凹部４４によって天井面４１と側面４２とのコーナ部は滑 らかにつながるようになっている。

【００２０】 このような構成の本実施例においては、モ−タ２９を駆動すると、吸込み口２ １からストレ−ナ２２を介して井戸水が吸入され、この吸入した井戸水は、各イ ンペラ３２…によって加圧され、吐出側ケ−シング２３の吐出し口２４から吐出 される。

【００２１】 このときインペラ３２は、駆動軸３１の図４に示す矢印Ｅ方向への回転に基づ く回転トルクを、キ−溝３８の側面４２に当接されたキ−３９を介して伝達され る。

【００２２】 この場合、キ−溝３８のコーナ部に曲面形状の逃げ凹部４４を形成したので天 井面４１と側面４２とのコーナ部は滑らかにつながり天井面４１と側面４２との 境界では従来のインペラのように応力集中が生じることはない。

【００２３】 しかもこのような逃げ凹部４４において、例えば、もしも図４に示すように、 曲面６０をキ−溝３８の上面よりも低い位置に設定すると、キ−溝３８の天井面 近くでは、その幅が小さくなるため、従来よりも低い位置までしかキ−３９を挿 入することができない。このためキ−３９とキ−溝３８の側面４２との接触面積 Ｓ2 は従来よりも小さくなり、よって回転トルクを伝達するのに有効な面積が従 来よりも小さくなることから、伝達トルクが低下してしまうという不具合が生ず る。

【００２４】 これに対し、本実施例のように逃げ凹部４４の曲率中心をキ−溝３８の上面と 一致またはこの上面よりも高い位置に設定すれば、キ−３９とキ−溝３８の側面 ４２との接触面積Ｓ1 は従来と同様の大きさとなり、よって回転トルクを従来と 同様に保つことができる。 また上面中央部によって、キ−２７はキ−溝２６の深さ方向に位置決めされる ので、回転中に遠心力でキ−２７が深さ方向にガタつくことがない。

【００２５】 さらにキ−溝３８に生ずる応力集中が緩和できることにより、ボス部もインペ ラと同様の合成樹脂で形成することができ、インペラ全体を合成樹脂で一体加工 できることから、製造が容易で安価な樹脂インペラが提供できるという大きなメ リットがある。 ここで、従来のインペラと本実施例のインペラとを比較して、キ−溝に生じる 最大引張応力と最大圧縮応力とを求めた実験結果を示す。

【００２６】 モデル１は図８に示す従来のインペラのキ−溝の場合であり、モデル２は図２ に示す本実施例のインペラのキ−溝の場合である。これらの実験に使用したイン ぺラの具体的寸法を同図に基づいて示すと次のようになる。 なお、両者ともポリアミド樹脂により形成した。 モデル１： ボス部の外径 ；Ｄ＝２０ｍｍ 軸穴 ；ｄ＝１４ｍｍ キ−溝の高さ ；Ｈ＝１ｍｍ キ−溝の幅 ；Ｗ＝５ｍｍ モデル２： ボス部の外径 ；Ｄ＝２０ｍｍ 軸穴 ；ｄ＝１４ｍｍ キ−溝の高さ ；Ｈ＝１ｍｍ キ−溝の幅 ；Ｗ＝５ｍｍ 逃げ凹部の曲率半径；ｒ＝０．５ｍｍ これらのモデルに対してシャフトの全面に３．７ｋｇｆ・ｃｍの回転トルクを 負荷したときの実験結果を表１に示す。

【００２７】

【表１】 この表１に示すように、キ−溝に逃げ凹部を設けた本考案に係るモデル２の方 が最大引張応力が小さくなり、よって応力集中が緩和されていることがわかる。

【００２８】

【考案の効果】 以上詳述したように本考案によれば、キ−溝のコーナ部に発生する応力集中が 緩和されるとともに、トルク伝達の低下が発生せず、上面中央部が存在している のでキ−のガタつきもない。このようなことからボス部も含めたインペラ全体を 樹脂で形成することができ、しかも製造が容易で安価なポンプ用樹脂製インペラ を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例にかかるインペラのボス
部の横断面図。

【図２】同実施例にかかるインペラのキ−溝の拡大図。

【図３】本実施例にかかるインペラの縦断面図。

【図４】図３のＢ−Ｂ断面に沿った図。

【図５】同実施例にかかる深井戸用水中ポンプの縦断面
図。

【図６】本考案の従来例にかかるインペラの断面図。

【図７】図６のＡ−Ａ断面に沿った図。

【図８】図７に示すボス部の拡大図。

【符号の説明】

３１…駆動軸、３２…インペラ、３６…ボス部、３７…
軸穴、３８…キ−溝、３９…キ−、４３…上面中央部、
４４…逃げ凹部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸穴を有するボス部を備え、この軸穴に
   キー溝を形成し、このキー溝に嵌合されるキーにより上
   記軸穴に挿入された駆動軸と係合されるポンプ用樹脂イ
   ンペラにおいて、 上記キ−溝のコーナ部に、このキ−溝の上面中央部を残
   して逃げ凹部を設け、これら逃げ凹部は所定の半径を有
   する曲面を形成し、この曲面の曲率中心を上記キ−溝の
   上面と一致またはこの上面より高い位置に設けたことを
   特徴とするポンプ用樹脂インペラ。