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発明の名称 回転機械
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平8−214495
公開日 平成8年(1996)8月20日
出願番号 特願平7−34552
出願日 平成7年(1995)1月31日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】渡邉 勇 (外1名)
発明者 山本 雅和 / 三宅 良男 / 伊勢本 耕司 / 上井 圭太 / 宮崎 義晶
要約 目的
連結軸を用いた回転機械の連結部寸法を極小にすることができる回転機械を提供する。

構成
複数の回転軸を備えた回転機械において、ポンプ軸2とモータ軸16を連結するカップリング20の外径部に軸受25の回転部を固定した。
特許請求の範囲
【請求項1】 複数の回転軸を備えた回転機械において、軸と軸を連結するカップリングの外径部に軸受の回転部を固定したことを特徴とする回転機械。
【請求項2】 前記軸と軸が離隔することを防止するための内カップリングと回転力を伝えるための外カップリングとを備えたことを特徴とする請求項1に記載の回転機械。
【請求項3】 前記内カップリングが半径方向に分割された複数の部材にて構成されていることを特徴とする請求項2に記載の回転機械。
【請求項4】 前記複数の軸の少なくとも1つがモータ軸であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の回転機械。
【請求項5】 前記複数の軸の少なくとも1つがポンプ軸であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の回転機械。
【請求項6】 前記外カップリング外周部に、ポンプ取扱液が軸受部に侵入することを防止するためのシール部材を設けたことを特徴とする請求項5に記載の回転機械。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は複数の回転軸を連結して使用する回転機械に係り、特に連結部の軸方向寸法を極小にした回転機械に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、モータ軸とポンプ軸をカップリングで連結したモータポンプ装置が知られている。この種のポンプは、カップリングの軸方向寸法の制約上、装置が大きくなってしまう欠点があった。
【0003】一方、モータ軸とポンプ軸を一本の共通軸としてまとめた装置も知られている。しかしながら、この場合、ポンプ側の条件によって、共通軸の種類が増えてしまう。例えば50Hzで使用する場合に5段、60Hzで使用する場合に3段で構成される多段ポンプにおいて、軸動力は両者ともほぼ同一となるため、連結軸を使用すればモータを共用化できるが、共通軸を用いると2種類のモータが必要となる。これはポンプの種類だけ、モータを用意することにつながり、近年の多種少量生産の要請に合致しない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の事情に鑑みなされたもので、連結軸を用いた回転機械の連結部寸法を極小にすることができる回転機械を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成するため本発明は、複数の回転軸を備えた回転機械において、軸と軸を連結するカップリングの外径部に軸受の回転部を固定したことを特徴とするものである。
【0006】
【作用】本発明は、軸と軸を連結するカップリングの外径部に軸受の回転部を固定したため、カップリングの空間内に軸受を収容することができるので装置を小形にできる。特に、実施例に示すポンプ装置の場合、モータとポンプをつなぐブラケットを小さくまとめることができる。また、軸受からポンプ部先端までのポンプ軸の軸長を小さくできるため、機械的信頼性が高い。また、本発明は、軸と軸が離隔することを防止するための内カップリングと回転力を伝えるための外カップリングとを具備している。連結軸に引張り荷重が加わる場合、例えばポンプ装置における軸スラスト荷重が加わる場合、カップリングによって、軸と軸が離隔しないように工夫する必要がある。
【0007】従来はこのような場合、カップリング外周部からボルト等をねじ込み、軸とカップリングを固定する等の手段がとられていた。この方法は軸とカップリングの同芯度を保ちにくいという欠点がある。更に、本発明のようにカップリングの外径部に軸受を挿入する場合に、カップリングの外周部に凹凸が生じるため、軸受を挿入しにくいという問題があった。そこで、本発明のように内カップリングと外カップリングを設けることによって、外カップリングの外周を単純形状にでき、軸受を容易に挿入することができる。
【0008】また、本発明は内カップリングの具体例として、内カップリングを分割された複数の部材にて構成した。この方法により、連結軸を容易に組立てることができる。例えばモータの場合、連結軸を組立て、軸受を挿入しないと、モータ単独で組み上げることができない。従って、連結軸を容易に組立てることができない場合には、用途に応じたモータを手早く組立て、需要に応えることができない。
【0009】さらに本発明の1態様において、特にポンプ装置に限って、外カップリング外周部にシール部材を設けることを提案している。シール部材を設けることによって、ポンプにモータが接近しても、モータ部に浸水する恐れがない。又、シール部材は、カップリング外周部に設けるため、装置が大きくなる問題もない。
【0010】
【実施例】以下、本発明に係る回転機械の一実施例を図1を参照して説明する。本実施例では、回転機械として多段ポンプとモータとからなるモータポンプ装置を例に挙げて説明する。本実施例のモータポンプ装置は、多段ポンプ1とモータ15とから構成されている。多段ポンプ1のポンプ軸2とモータ15のモータ軸16はカップリング装置20によって連結されている。
【0011】多段ポンプ1は、ポンプケーシング3と、ポンプケーシング3内に収容された内ケーシング4と、低圧側と高圧側とを仕切る仕切壁5とを備えている。ポンプケーシング3には吸込口6と吐出口7とが固定されている。ポンプ軸2には、多段状に、下方に吸込口が開口した羽根車8A,8B,8C,8Dが固定されている。
【0012】各羽根車8A,8B,8C,8Dの吸込口部には、ライナリング9を保持した仕切板10が設置されている。また各羽根車8A,8B,8C,8Dの後流側には、戻し羽根11が設置されている。
【0013】また、ポンプケーシング3の開口部にはケーシングカバー12が設けられており、このケーシングカバー12とポンプ軸2との間にはメカニカルシール13が介装されている。
【0014】一方、モータ15は、モータフレーム17内にステータ18を具備しており、ステータ18内にロータ19が回転可能に設けられている。そしてロータ19を保持するモータ軸16と前記多段ポンプ1のポンプ軸2とがカップリング装置20によって接続されている。
【0015】カップリング装置20は、ポンプ軸2とモータ軸16とが離隔することを防止するための内カップリング21と、回転力を伝えるための外カップリング22とから構成されている。内カップリング21は図2(a)に示されるように2分割された分割片21a,21bからなり、分割片21a,21bは、図2(b)に示されるように一体化されて、図2(c)に示されるポンプ軸2及びモータ軸16の軸端2a,16aにそれぞれ係合され、ポンプ軸2とモータ軸16との離隔を防止している。一方、外カップリング22は円筒状部材から構成され、ポンプ軸2及びモータ軸16に植え込まれたキー23,23に係合するキー溝(図示せず)を具備している。これによって、モータ軸16からポンプ軸2に回転力が付与される。また外カップリング22の下端とポンプ軸2との間には止め輪24が設けられている。
【0016】カップリング装置20の外カップリング22の外径部には、軸受25の回転部25aが固定されている。また軸受25の固定部25bはブラケット27によって保持されている。そして、多段ポンプ1のポンプケーシング3とモータ15のモータフレーム17とはブラケット27を介して接続されている。また、ブラケット27と外カップリング22との間にはシール部材28が設置されている。
【0017】次に、前述のように構成された多段ポンプの作用を説明する。モータ15を駆動することにより、多段ポンプ1のポンプ軸2が回転されると、吸込口6より流入した流体は、多段の羽根車8A,8B,8C,8Dにより昇圧される。そして、最終段の羽根車8Dから吐出された流体は、ポンプケーシング3と内ケーシング4との間の環状流路29を通って吐出口7より吐出される。
【0018】本実施例によれば、多段ポンプ1のポンプ軸2とモータ15のモータ軸16を連結するカップリング装置20の外径部に軸受25の回転部を固定したため、カップリングの空間内に軸受を収容することができるので、装置を小型にできる。また、軸受25からポンプ部先端までのポンプ軸2の軸長を短くできるため、機械的信頼性が高い。
【0019】また本実施例によれば、カップリング装置20を内カップリング21と外カップリング22とで構成することにより、外カップリング22の外周を単純形状にでき、軸受25を容易に挿入できる。さらに内カップリング21は2つの分割片21a,21bで構成されているため、ポンプ軸2とモータ軸16からなる連結軸を容易に組立てることができる。
【0020】さらに、本実施例によれば、外カップリング22の外周部にシール部材28を設けることにより、ポンプ1にモータ15が近接して設けられてもモータ部に浸水する恐れがない。
【0021】図3は本発明の他の実施例を示す断面図である。図3において、図1の構成要素と同一の作用及び機能を有する構成要素は同一符号を付し、説明を省略する。本実施例のモータポンプ装置は、羽根車の向き及び流路構成を除き図1及び図2に示すモータポンプ装置とほぼ同様な構成になっている。すなわち、本実施例の多段の羽根車は、下方に吸込口が開口した羽根車8A,8Bと、上方に吸込口が開口した羽根車8C,8Dとから構成されている。各羽根車8A,8B,8C,8Dの吸込口部にはライナリング9を保持した仕切壁10が設置されているが、戻し羽根11は羽根車8A及び羽根車8Cの後流側にのみ設置されている。
【0022】本実施例の多段ポンプにおいては、モータ15を駆動することにより、多段ポンプ1のポンプ軸2が回転されると、吸込口6より流入した流体は羽根車8A,8Bで昇圧された後に、ポンプケーシング3の外側に設けられた流路31を通ってポンプケーシング3内の流路32に流入し、羽根車8C,8Dで昇圧される。羽根車8Dから吐出された流体はポンプケーシング3の外側に設けられた流路33を通って吐出口7より吐出される。
【0023】本実施例においては、2段の羽根車8A,8B,8C,8Dの吸込口が互いに逆方向になっているため、スラスト荷重がバランスするバランス型の多段ポンプが構成される。多段ポンプ1のポンプ軸2とモータ15のモータ軸16とを連結するカップリング装置20及び軸受25の構成は図1及び図2に示す実施例と同様である。したがって、本実施例においても図1および図2に示す実施例と同様の作用効果が得られる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、軸と軸を連結するカップリングの外径部に軸受の回転部を固定したため、カップリングの空間内に軸受を収容することができるので装置を小形にできる。特に、実施例に示すポンプ装置の場合、モータとポンプをつなぐブラケットを小さくまとめることができる。また、軸受からポンプ部先端までのポンプ軸の軸長を小さくできるため、機械的信頼性が高い。また、本発明によれば、軸と軸が離隔することを防止するための内カップリングと回転力を伝えるための外カップリングを設けているため、外カップリングの外周を単純形状にでき、軸受が容易に挿入できる。
【0025】また、本発明の1態様においては内カップリングの具体例として、内カップリングを分割された複数の部材にて構成したため、連結軸を容易に組立てることができる。
【0026】さらに本発明の1態様においては、特にポンプ装置に限って、外カップリング外周部にシール部材を設けているため、ポンプにモータが接近しても、モータ部に浸水する恐れがない。又、シール部材は、カップリング外周部に設けるため、装置が大きくなる問題もない。




 

 


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