JPH09303295A - 多段ポンプケーシングおよびその製作法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポンプ軸方向にボルト締めして多段ポンプケ
ーシングを形成する水密性の高い中間ケーシングおよび
その製作法を提供する。 【解決手段】 羽根車とガイドベーンを個別に内装する
複数の中間ケーシング１は円筒状周面部２の一側に折曲
部４を経て底部３を回転軸５に直角方向に有する円筒容
器状に形成し、底部３はその内壁が戻し通路１９のガイ
ドベーン１８に対偶するガイド壁を形成し、円筒状周面
部２の端部６は内面側へ凹入する凹部７と凹部７から立
上がる立上がり壁９を経て外面側へ突出する凸部８を形
成して端面１０に終わり、端面１０は隣接する次段の中
間ケーシング１の円筒状周面部２の折曲部４よりの上面
に平行なインロー仕上面１１で載置され、底部３の端部
１２は羽根車１３の流入口１４で曲折して羽根車１３の
流入口フランジに当接し、上記立上がり壁９の壁内面１
５は隣接する次段の中間ケーシング１の底部３の折曲部
４よりの底部外面１６と平行な面当たりで当接し、凸部
８の内径面は隣接段の中間ケーシング１の折曲部４外面
との間にＯリング１７を嵌挿している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高圧多段ポンプの
ケーシングを構成するプレス成形により製造の鋼板製中
間ケーシングに関する。

【０００２】

【従来の技術】 従来、鋼板をプレス成形して製作した
ポンプの中間ケーシングは、円筒状側面部の一側に有す
る底部側端部に形成されたインロー凸部の外径面及び端
面と、開口部に形成されたインロー凹部の内径面及び端
面の４箇所を機械加工することにより、径と高さの寸法
精度を維持したものが知られていた。又、この従来のも
のを改良した特公平７−１８４３７或いは特公平７−５
１９６０が提案されている。

【０００３】これらは精度を必要とする部分の機械加工
を無くし、それによって発生する加工ミスや寸法誤差を
無くし、Ｏリングを使用可能とした中間ケーシングを提
供するものである。これらはいずれも次段の中間ケーシ
ングに嵌合して多段ケーシングとするために、円筒容器
状ケーシングの円筒状側面部の開口部側端部を次段の円
筒容器状ケーシングの底部壁面に当接するものである。
ところで、最近はビルの給水押し上げ用或いはユニット
冷却用などのポンプとして従来よりもさらに高圧のポン
プが求められ、従って、一層高い水密性、例えば２０ｋ
ｇ／ｃｍ² の水密性、が要求されている。そこで、中間
ケーシングをポンプの軸方向にボルト締めすることによ
り水密に多段に嵌合した多段ポンプケーシングが使用さ
れる。ところで、上記の従来のものや提案のものは、図
６の（ａ）または（ｂ）に示すように、ボルト締めする
隣接段の中間ケーシングとの開口部側端部のボルトによ
る矢印３０向きの力の働く当接部分は鋼板の板厚に近い
長さのフランジ３１の長さで隣接段の立上がり壁３２と
当接するか、或いは（ｂ）に示すように鋼板の板厚であ
る端面３３で隣接段の立上がり壁３４と当接するため、
当接面積が小さく、ボルト締めのみではより高圧のポン
プ内圧に耐えることができず、より高圧のポンプの中間
ケーシングの構造としては従来のこのような中間ケーシ
ングは必ずしも満足なものでなかった。そこで、より高
圧にたえるケーシング構造が要求されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
上記の問題点を解消して上記の要求に応えうる構造の中
間ケーシングを提供すること、即ち、ポンプ軸方向にボ
ルト締めして多段ポンプケーシングとする場合に、ビル
の給水用等としてより高圧のポンプに要求される高い水
密性が確保できる構造の中間ケーシング及びその製造方
法を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの本発明の手段は、請求項１の発明では、羽根車とガ
イドベーンを個別に内装するプレス成形鋼板製の複数の
中間ケーシング１をボルト締めにより水密に嵌合して多
段に重ねた多段ポンプケーシングにおいて、各中間ケー
シング１は円筒状周面部２の一側に折曲する折曲部４を
経て底部３を回転軸５に直角方向に有する円筒容器状に
形成し、上記底部３はその内壁が戻し通路１９のガイド
ベーン１８に対偶するガイド壁を形成し、円筒状周面部
２の端部６は内面側へ凹入する凹部７と凹部７から立上
がる立上がり壁９を経て外面側へ突出する凸部８を形成
して端面１０に終わり、端面１０は隣接する次段の中間
ケーシング１の円筒状周面部２の折曲部４よりの上面に
平行なインロー仕上面１１で載置され、底部３の端部１
２は羽根車１３の流入口１４で曲折して羽根車１３の流
入口フランジに当接し、上記立上がり壁９の壁内面１５
は隣接する次段の中間ケーシング１の底部３の折曲部４
よりの底部外面１６と平行な面当たりで当接し、凸部８
の内径面は隣接段の中間ケーシング１の折曲部４外面と
の間にＯリング１７を嵌挿していることを特徴とする多
段ポンプケーシングを構成する鋼板製中間ケーシングで
ある。

【０００６】請求項２の発明では、折曲部４は円筒状周
面部２から回転軸５に直角方向に折曲して第１肩部２１
を設け、次いで次段の中間ケーシング１の立上がり壁９
と面当たりして当接する縦壁２０を形成した後円筒状周
面部２に平行に曲折して更に第２肩部２２を設けて再度
回転軸５に直角方向に折曲して底部３を形成し、上記底
部３はその外壁が前段の中間ケーシング１内の戻し通路
１９のガイドベーン１８に対偶するガイド壁を形成して
いることを特徴とする請求項１の手段における多段ポン
プケーシングを構成する鋼板製中間ケーシングである。

【０００７】請求項３の発明では、請求項１又は請求項
２記載の鋼板製中間ケーシングのプレス成形による製造
方法において、カムフォームにより円筒状周面部２から
円筒状周面部内面側へ凹入した後凹部７を形成して該凹
部７から円筒状周面部外面側へ拡径して立ち上がる立上
がり壁９を形成した後、該立上がり壁９の端を円筒状周
面部方向にフランジアップしてフランジを立て、続いて
該フランジを円筒状内面側へリストライクして曲折して
凸部８を形成することを特徴とする円筒状周面部２の端
部６の成形方法である。

【０００８】本発明の上記手段の作用を説明すると、請
求項１の発明では、端部６において立上がり壁９の壁内
面１５が隣接する次段の中間ケーシング１の底部３の折
曲部４よりの底部外面１６と平行な面当たりで当接し、
請求項２の発明では、端部６において立上がり壁９の壁
内面１５が隣接する次段の中間ケーシング１の底部３の
折曲部４の立上がり壁２０と面当たりして当接している
ので、当接面積が大きいので水密性が高く強力なボルト
締めにも十分に耐えることができる。従って、本発明の
中間ケーシングを使用するとより高圧のポンプを得るこ
とができる。請求項３の発明では、端部６の形状をカム
フォームにより成形するので、金型精度に従って、立上
がり壁９の面精度の優れたものが得られ、面当たりによ
る水密性が向上する。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。図１は請求項１の実施の形態を示し、図
２は図１の円内を拡大して示す図である。図１は高圧多
段ポンプの羽根車１３及びガイドベーン１８を内装しボ
ルト２３によりボルト締めされた多段の中間ケーシング
１の部分を主とする側面図で、上半分を断面図で示す。
図において、中間ケーシング１は円筒状周面部２と折曲
部４を形成して回転軸５に略直角な方向に曲折した底部
３を有する円筒容器状に形成されている。円筒状周面部
２の端部６は内面側の回転軸５の方へ凹入して凹部７を
形成し、さらに凹部７から周面部２方向に立上がり立上
がり壁９を形成し、立上がり壁９を経て周面部２の外面
側へ突出する凸部８を形成して再び周面部２方向に曲折
して端面１０に終わっている。端面１０は隣接する前段
の中間ケーシング１の折曲部４よりの円筒状周面部２の
上面に平行なインロー仕上面１１で載置されている。底
部３はその内壁が戻し通路１９のガイドベーン１８に対
偶するガイド壁を形成している。底部３の端部１２は羽
根車１３の流入口１４に向いて曲折して羽根車１３のフ
ランジの一端に当接している。底部２の内側（図で右
側）には前段から送られた揚液を加圧する羽根車１３と
羽根車１３から吐出した揚液を次段の高圧側（図で左
側）の羽根車１３に送る戻し通路を形成するガイドベー
ン１８がある。そして底部２の内壁は戻し通路１９を形
成する壁面を構成してガイドベーン１８と対偶してい
る。羽根車１３は回転軸５に固着されて回転される。

【００１０】上記構造において各中間ケーシング１は、
図２に示すように、その円筒状周面部２の端部６の立上
がり壁９を前段の中間ケーシング１の折曲部４直下の底
部外面１６に面当たりで幅の広い面で当接して両者間の
水密性を保ち、さらに、凸部８の内径面には前段の中間
ケーシング１の折曲部４外面との間にＯリング１７が嵌
挿されて両中間ケーシングの水密性を保っている。ま
た、円筒状周面部２の端部６の端面１０は上記のとおり
前段の中間ケーシング１の円筒状周面部２の上面に載置
されている。かつ、端面１０は載置される筒状周面部２
の上面に平行な面に仕上げられてインロー仕上面１１と
なってさらに水密性を保っている。

【００１１】図３は請求項２の実施の形態を示し、図４
は図３の円内を拡大して示す図である。これらの図にお
いて、図１及び図２に記載した符号と同一の符号は同一
の構成部或いは同類の構成部を示す。図３は高圧多段ポ
ンプの羽根車１３及びガイドベーン１８を内装しボルト
２３によりボルト締めされた多段の中間ケーシング１の
部分を主とする側面図で、上半分を断面図で示す。中間
ケーシング１は円筒状周面部２が折曲部４で回転軸５に
直角方向に折曲して第１肩部２１を形成している。次い
で縦壁２０を形成している。縦壁２０は次段の中間ケー
シング１の立上がり壁９と面当たりして当接する。さら
に、円筒状周面部２に平行に曲折して第２肩部２２を形
成した後、再び回転軸５に直角方向に折曲して底部３を
有する円筒容器状に形成されている。円筒状周面部２の
端部６は内面側の回転軸５の方へ凹入して凹部７を形成
し、さらに凹部７から周面部２方向に立上がり立上がり
壁９を形成し、立上がり壁９を経て周面部２の外面側へ
突出する凸部８を形成して再び周面部２方向に曲折して
端面１０に終わっている。端面１０は隣接する次段の中
間ケーシング１の折曲部４よりの円筒状周面部２の上面
に平行なインロー仕上面１１で載置されている。底部３
はその外壁が前段の戻し通路１９のガイドベーン１８に
対偶するガイド壁を形成している。底部３の端部１２は
羽根車１３の流入口１４に向いて曲折して羽根車１３の
フランジの一端に当接している。底部２内側（図で左
側）には前段の戻し通路１９から流入した揚液を加圧す
る羽根車１３と羽根車１３から吐出した揚液を次段の高
圧側（図で左側）の羽根車１３に送る戻し通路１９を形
成するガイドベーン１８がある。そして次段の底部２の
外壁は本段の戻し通路１９を形成する壁面を構成して本
段のガイドベーン１８と対偶している。そして羽根車１
３は回転軸５に固着されて回転される。

【００１２】以上の構成から理解されるように請求項２
の発明の実施の形態では、中間ケーシング１の円筒状周
面部２の端部６は請求項１の発明の実施の形態における
円筒状周面部２の端部６と図面上で逆向きに配置されて
いる。即ちガイドベーン１８と対偶してして戻し通路１
９を形成する壁は次段の底部３の外壁である。また、、
請求項２の発明の実施の形態では、折曲部４で回転軸５
に直角方向に折曲して第１肩部２１を形成し、次いで縦
壁２０を形成した後、円筒状周面部２に平行に曲折して
第２肩部２２を形成した後、再び回転軸５に直角方向に
折曲して底部３となっている。従って、１個の羽根車１
３と１個の戻し通路１９を有する単位ポンプ室は、羽根
車１３の径の大きなハイタイプとすることができる。

【００１３】上記構造において各中間ケーシング１は、
図４に示すように、その円筒状周面部２の端部６の立上
がり壁９を後段の中間ケーシング１の折曲部４の第１肩
部２１直下の縦壁２０に面当たりで幅の広い面で当接し
て両者間の水密性を保ち、さらに、凸部８の内径面には
後段の中間ケーシング１の折曲部４外面との間にＯリン
グ１７が嵌挿されて両中間ケーシングの水密性を保って
いる。また、円筒状周面部２の端部６の端面１０は上記
のとおり次段の中間ケーシング１の円筒状周面部２の上
面に載置されている。かつ、端面１０は載置される筒状
周面部２の上面に平行な面に仕上げられてインロー仕上
面１１となってさらに水密性を保っている。

【００１４】請求項３の発明の実施の形態を説明する。
請求項３の発明は、請求項１或いは請求項２の発明の多
段ポンプケーシングの円筒容器状の中間ケーシング１
を、鋼板からプレス成形により製造する方法の発明であ
る。図７ないし図９を参照してその製造方法を説明す
る。先ず、請求項１の発明の中間ケーシング１はロータ
イプのもので、その製造工程段階の各ワークの断面端面
を示す図７の（ａ）ないし（ｋ）により説明すると、
（ａ）は１枚の円形の鋼板のブランクで、このブランク
をドローにより即ち絞り加工して外周部に円筒状周面部
２を立設して中央部に膨出した底部３を有する（ｂ）の
形状に成形し、次いでリストライクして（ｃ）の形状に
成形した後、最外周を切断除去し底部２の中央を円形に
穿孔する（ｄ）のトリム及びピアス工程を行う。次いで
（ｅ）ないし（７）のカムフォーム、カムリストライ
ク、カムリストライク決めの各工程を実施する。この工
程は最も成形の困難な工程であり、このカムフォームで
使用する金型を図９に示す。図９は中心線を挟んで対照
的に左側は成型前のワークのセット状態を示し、右側は
成型終了時の金型の位置を模式図的に示す図で、胴図に
おいて、Ｗはワークを示し、、の金型は左右に動
き、、の金型は上下に動く。各金型のハッチで示す
部材はその戻り用バネを示す。ワークＷは金型の下端
中心側のエッジ部により円筒状周面部２の端部６の凹入
部７が成型される。ついで、工程（ｈ）で中央部にバー
リングでフランジを立て底部端部１２が成形され、さら
に端部６の先端がトリムされる。（ｉ）で端部６の先端
部にフランジを立て、（ｊ）でこのフランジを上下にリ
ストライクして内方に曲げ最終工程の（ｋ）でフランジ
決めして円筒状周面部２に端部６の端面１０を成形して
プレス成形を終わる。

【００１５】請求項２の発明のハイタイプの中間ケーシ
ングの製造工程は図８に示す。図８は図７と同様にその
製造工程段階の各ワークの断面端面を示す。（ａ）は鋼
板のブランクで、（ｂ）はドロー、（ｃ）はフォーム成
形して第１肩部２１及び第２肩部２２を成形する。
（ｄ）はリストライクして更に（ｅ）のトリムで最外周
を切断除去し、この状態で一度焼なまして加工硬化した
ワークを軟化させ、更に上記した図９に示す金型による
カムフォーム工程と同様のカムフォーム工程（ｆ）で円
筒状周面部２の端部６の凹入部７を成形する。次いで、
（ｇ）のカムリストライク、（ｈ）のカムリストライク
決めの後、（ｉ）で底部３の端部１２をワークＷの中心
をピアスして成形し、ワークＷの周縁をトリムして端部
６の先端の端面１０を設ける。（ｊ）でワークＷの中央
の孔の周囲をバーリングして端部１２を内方に向け、端
部６の先端を内方に折曲してフランジを立て、（ｋ）で
立てたフランジをリストライクしてさらに内方に折曲し
て端部６の凸部８を成形し、（ｌ）でフランジ決めして
全工程を終了する。上記の工程において、図９の金型の
カムフォームにより円筒状周面部２の端部６の立上がり
壁９が形成される。さらに、本発明では円筒状周面部２
の端部６の強度を確保し、かつ端部６がより強力な水密
性を保持するためには、図５に示すように、端部６の凹
部７及び凸部８或いは隣接段の折曲部４或いは第１肩部
２１のそれぞれの絞り形状の曲率半径Ｒの２４、２５、
２６の大きさをを鋼板の板厚以下とすることが望まれ
る。また、端面２９のハッチ部分にはインロー切削加工
ににより同心度の精度を確保することが望まれ、さら
に、多段ケーシングへの組立て時の中間ケーシングの回
転軸５方向のスラスト方向の位置決めとボルトしめつけ
による圧縮応力による変形に耐えかつ面当たりの寸法精
度を確保するため立上がり壁９と折曲部４の底部１６或
いは第１肩部２１の縦壁２０のハッチ部分には面切削加
工壁面２７及び面切削加工壁面２８を設けることが望ま
れる。Ｏリング１７は内圧用として端部６の凸部８の内
面の半径Ｒ２５内に挿嵌されており、その状態のＯリン
グ１７に隣接段の中間ケーシング１のＲ形状の折曲部４
或いは第１肩部２１を組み合わせても、Ｏリング１７を
疵つけることなく組付けができる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の中間ケー
シングは隣接段との当接部が面当たりでかつボルト締め
の圧縮方向に幅広い当接面積を確保しているので、シー
リング性がより高く、かつ通常のＯリングを使用するこ
とができかつＯリングの挿嵌部分の形状がＯリングを疵
つけることのない形状に形成されている。さらに中間ケ
ーシングの製作において、円筒状周面部の端部の成形を
カムフォームにより行うので金型精度により高い寸法精
度で成形することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高圧多段ポンプのポンプ部分を主とす
るボルト締めされた多段の中間ケーシングの上半分を断
面図で示す側面図である。

【図２】図１の部分拡大図である。

【図３】本発明の他の実施形態の高圧多段ポンプのポン
プ部分を主とするボルト締めされた多段の中間ケーシン
グの上半分を断面図で示す側面図である。

【図４】図３の部分拡大図である。

【図５】本発明における中間ケーシングの隣接段との当
接部分の拡大説明図である。

【図６】従来の中間ケーシングの隣接段との当接部分の
拡大説明図である。

【図７】本発明の中間ケーシングの成形工程を説明する
図である。

【図８】本発明の他の実施形態の中間ケーシングの成形
工程を説明する図である。

【図９】本発明の中間ケーシングの成形する金型構造を
模式的に示すずである。

【符号の簡単な説明】

１ 中間ケーシング ２ 円筒状周面部 ３ 底部 ４ 折曲部 ５ 回転軸 ６ 端部 ７ 凹部 ８ 凸部 ９ 立上がり壁 １０ 端面 １１ インロー仕上面 １２ 端部 １３ 羽根車 １４ 流入口 １５ 壁内面 １６ 底部外面 １７ Ｏリング １８ ガイドベーン １９ 戻し通路 ２０ 縦壁 ２１ 第１肩部 ２２ 第２肩部 ２３ ボルト ２４ 凹部７の曲率半径Ｒ ２５ 凸部８の曲率半径Ｒ ２６ 折曲部４又は第１肩部２１の曲率半径Ｒ ２７ 面切削加工壁面 ２８ 面切削加工壁面 ２９ 端面 ３０ ボルト締めの力の作用方向を示す矢印 ３１ フランジ ３２ 立上がり壁 ３３ 端面 ３４ 立上がり壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下山 直毅 兵庫県姫路市青山北１丁目１番１号 三相 電機株式会社内 (72)発明者 丹治 友山 東京都足立区綾瀬３−24−６ 株式会社佐 山製作所内 (72)発明者 湯原 誠二 東京都足立区千住竜田町23番５号 株式会 社泰成工業所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 羽根車とガイドベーンを個別に内装する
   プレス成形鋼板製の複数の中間ケーシング１をボルト締
   めにより水密に嵌合して多段に重ねた多段ポンプケーシ
   ングにおいて、各中間ケーシング１は円筒状周面部２の
   一側に折曲する折曲部４を経て底部３を回転軸５に直角
   方向に有する円筒容器状に形成し、上記底部３はその内
   壁が戻し通路１９のガイドベーン１８に対偶するガイド
   壁を形成し、円筒状周面部２の端部６は内面側へ凹入す
   る凹部７と凹部７から立上がる立上がり壁９を経て外面
   側へ突出する凸部８を形成して端面１０に終わり、端面
   １０は隣接する次段の中間ケーシング１の円筒状周面部
   ２の折曲部４よりの上面に平行なインロー仕上面１１で
   載置され、底部３の端部１２は羽根車１３の流入口１４
   で曲折して羽根車１３の流入口フランジに当接し、上記
   立上がり壁９の壁内面１５は隣接する次段の中間ケーシ
   ング１の底部３の折曲部４よりの底部外面１６と平行な
   面当たりで当接し、凸部８の内径面は隣接段の中間ケー
   シング１の折曲部４外面との間にＯリング１７を嵌挿し
   ていることを特徴とする多段ポンプケーシングを構成す
   る鋼板製中間ケーシング。
2. 【請求項２】 折曲部４は円筒状周面部２から回転軸５
   に直角方向に折曲して第１肩部２１を設け、次いで次段
   の中間ケーシング１の立上がり壁９と面当たりして当接
   する縦壁２０を形成した後円筒状周面部２に平行に曲折
   して更に第２肩部２２を設けて再度回転軸５に直角方向
   に折曲して底部３を形成し、上記底部３はその外壁が前
   段の中間ケーシング１内の戻し通路１９のガイドベーン
   １８に対偶するガイド壁を形成していることを特徴とす
   る請求項１記載の多段ポンプケーシングを構成する鋼板
   製中間ケーシング。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の鋼板製中間
   ケーシングのプレス成形による製造方法において、カム
   フォームにより円筒状周面部２から円筒状周面部内面側
   へ凹入した後凹部７を形成して該凹部７から円筒状周面
   部外面側へ拡径して立ち上がる立上がり壁９を形成した
   後、該立上がり壁９の端を円筒状周面部方向にフランジ
   アップしてフランジを立て、続いて該フランジを円筒状
   内面側へリストライクして曲折して凸部８を形成するこ
   とを特徴とする円筒状周面部２の端部６の成形方法。