JP2004044413A

JP2004044413A - 水中ポンプ

Info

Publication number: JP2004044413A
Application number: JP2002200028A
Authority: JP
Inventors: Ryuji Itani; 井谷　竜治; Yoshiyuki Horie; 堀江　義行; Kazuyoshi Takeuchi; 竹内　一喜
Original assignee: Shin Meiva Industry Ltd
Current assignee: Shinmaywa Industries Ltd
Priority date: 2002-07-09
Filing date: 2002-07-09
Publication date: 2004-02-12

Abstract

【課題】羽根車の回転数を多段に変更可能とすることによって、必要とされる揚水性能を確保するための微調整を可能とし、羽根車の各羽根の角度調整を不要とし、さらにはその回転数の変更を容易とした水中ポンプを提供する。
【解決手段】モータ部３の出力軸３ａと羽根車２を支持する回転軸７とが二段歯車減速機構１４を介して連動連結されている。モータ部３を収容するモータケーシング４と、二段歯車減速機構１４を収容する減速機構ケーシング５とが分解可能に連結される。モータケーシング４と減速機構ケーシング５との分解面に位置して、二段歯車減速機構１４の互いに噛合する一組の歯車９ａ、９ｂが配置され、該一組の歯車９ａ、９ｂが減速比の異なる歯車の組み合わせに変更自在とされている。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、雨水排水等のように、特に、大水量、低揚程の揚水に適した水中ポンプの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の水中ポンプにおいては、通常、羽根車の回転が１０００ｒｐｍ以下の低速回転のため、極数の多いいわゆる多極モータを採用することによって回転数を落とし、また、羽根車の各羽根の取付角度を変更調整して、吐出量や吐出圧力等の調整を行い、必要とされるポンプの水量や揚程等の揚水性能を確保するための微調整を行っていた。例えば、各羽根の取付角度の変更調整構造としては、特開平７−３３２２９２号公報等に開示の如くである。
【０００３】
また、低速回転を得るため、遊星減速機構等の減速機構を採用したポンプも種々提案されている。例えば、特許第２８４２４７４号公報、特開平８−２５７５８６号公報、実開平６−４７６９２号公報等に開示の如くである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、極数を増やして低速化を図った多極モータにあっては、ポンプ自体の大型化を招くという問題があった。また、羽根車における各羽根の角度調整に際しては、１〜２度程度の微妙な角度調整が要求され、しかも３〜４枚程度ある各羽根を均一に調整しないとアンバランスになり、回転時にポンプの振動を引き起こすため、精巧な技術と多大な作業時間を要するという欠点があった。さらに、羽根の角度が大きく変更された場合、羽根車全体としての外径が円形でなくなり、外筒であるケーシング（ライナリング）と接触するため、円形加工が必要となることもあった。
【０００５】
また、遊星減速機構等の減速機構を採用したポンプにおいても、同様に、必要とされるポンプの揚水性能を確保するための微調整のために、各羽根の角度調整が必要であり、同様の問題があった。特に、遊星減速機構を採用したポンプにおいては、その組付けが複雑になるという問題もある。
【０００６】
さらに、水中ポンプにおける回転数の制御を電気的な制御により行う方法もあるが、別途、制御盤等の制御装置が必要となり、コスト高を招くという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、羽根車の回転数を多段に変更可能とすることによって、必要とされる揚水性能を確保するための微調整を可能とし、羽根車の各羽根の角度調整を不要とし、さらにはその回転数の変更を容易とした水中ポンプを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための技術的手段は、出力軸を回転駆動させるモータ部と、前記出力軸に連動連結されると共に前記モータ部の駆動により筒状ケーシング内で回転駆動される羽根車とを備えてなる水中ポンプにおいて、前記出力軸と前記羽根車を支持する回転軸とが二段歯車減速機構を介して連動連結され、二段歯車減速機構の歯車が減速比の異なる歯車の組み合わせに変更自在に配設された点にある。
【０００９】
また、前記モータ部を収容するモータケーシングと、前記二段歯車減速機構を収容する減速機構ケーシングとが分解可能に連結され、モータケーシングと減速機構ケーシングとの分解面に位置して、二段歯車減速機構の互いに噛合する一組の歯車が配置され、該一組の歯車が前記減速比の異なる歯車の組み合わせに変更自在とされた構造としてもよい。
【００１０】
さらに、前記減速機構ケーシングの外周面に、前記羽根車の回転によって吐出される水を案内する整流用静翼が一体に形成された構造としてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明すると、図１および図２に示される如く、水中ポンプ１は、羽根車２を回転駆動するモータ部３を備え、モータ部３は、モータケーシング４に軸受を介して回転自在に支持された出力軸３ａと、出力軸３ａに装着されたロータ３ｂと、モータケーシング４に装着されたステータ３ｃとを備える。
【００１２】
モータケーシング４の下部には、減速機構ケーシング５が周方向複数のボルト６締結により着脱自在に連結されており、減速機構ケーシング５の下部には、出力軸３ａと同心状に配置された回転軸７が、下方突出状に軸受、メカニカルシールを介して回転自在に支持されている。そして、この回転軸７の下方突出部に羽根車２が取付固定されている。
【００１３】
羽根車２は、回転軸７に一体回転すべく取付固定されるハブ部２ａと、ハブ部２ａの外周面に周方向に等間隔を有して装着される複数の羽根２ｂとからなり、各羽根２ｂはハブ部２ａ外周面に所定の角度で位置決め状態に固定されている。
【００１４】
また、減速機構ケーシング５の上部には、回転軸７の軸心と平行な軸心を有して一側にオフセット配置された中継軸８が、軸受を介して回転自在に支持されており、モータケーシング４より下方に突出する出力軸３ａの下端部と中継軸８の上部との相互間および中継軸８の下部と回転軸７の上端部との相互間に、それぞれ互いに噛合する歯車９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄが備えられている。
【００１５】
この際、出力軸３ａの下端部に備えられた歯車９ａは、スプライン嵌合やキー結合等により一体回転すべく取り付けられ、固定ボルト１０の着脱により着脱交換自在に装着されている。
【００１６】
また、中継軸８の上部に備えられた歯車９ｂは、同様に、スプライン嵌合やキー結合等により一体回転すべく取り付けられ、固定ボルト１１の着脱により着脱交換自在に装着されている。
【００１７】
そして、出力軸３ａ側の歯車９ａの歯数は、中継軸８側の歯車９ｂの歯数よりも少なく構成され、１段目の減速部を構成している。
【００１８】
また、中継軸８の下部に備えられた歯車９ｃは、中継軸８の外周面に一体に形成されており、回転軸７の上端部に備えられた歯車９ｄは、スプライン嵌合やキー結合等により一体回転すべく取り付けられ、回転軸７および中継軸８を軸受を介して回転自在に支持すると共に減速機構ケーシング５に着脱自在にボルト１２締結された支持板１３により、抜止状に保持されている。
【００１９】
そして、中継軸８側の歯車９ｃの歯数は、回転軸７側の歯車９ｄの歯数よりも少なく構成され、２段目の減速部を構成している。
【００２０】
ここに、出力軸３ａと回転軸７とは、各歯車９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ等による二段歯車減速機構１４を介して連動連結された構造とされている。
【００２１】
そして、本実施形態においては、モータケーシング４と減速機構ケーシング５とを互いに連結する各ボルト６を外して分解すれば、図２に示される如く、その分解面に位置して１段目の減速部を構成する一組の各歯車９ａ、９ｂが露出し、それぞれの固定ボルト１０、１１を外すことによって、仮想線に示される如く、一組の各歯車９ａ、９ｂをそれぞれ取り外すことができる。
【００２２】
一方、減速比変更用歯車として、出力軸３ａ下端部および中継軸８上部に装着可能で、減速比の異なる歯車の組み合わせを多数種、予め製作しておく。そして、前記各歯車９ａ、９ｂをそれぞれ取り外し、予め準備された減速比の異なる歯車の組み合わせの中から歯車の組を任意に選択して、出力軸３ａおよび中継軸８に組付けることにより、羽根車２の回転数を変更可能に構成されている。
【００２３】
また、羽根車２の外周を囲繞して上下方向に適宜長さを有する略円形の筒状ケーシング１６が備えられており、筒状ケーシング１６は羽根車２の回転時に、水の吸込側となる吸込ケーシング１６ａと、水の吐出側となるガイドケーシング１６ｂとから構成されている。
【００２４】
前記吸込ケーシング１６ａは、羽根車２下方に位置する外周の筒体部と前記ハブ部２ａの下面を覆う下向きに膨出する椀部との相互間にわたって支持翼１６ｃが一体に形成されており、支持翼１６ｃは回転軸７の軸心に平行な上下方向に沿って配設されると共に、周方向に離隔して複数備えられている。そして、各支持翼１６ｃ間を通じて水が吸込まれるように構成されている。
【００２５】
前記ガイドケーシング１６ｂは、減速機構ケーシング５の外方を囲繞して配置された構造とされており、減速機構ケーシング５外周面とガイドケーシング１６ｂ内周面との相互間にわたって整流用静翼１６ｄが一体に形成されており、整流用静翼１６ｄは回転軸７の軸心方向に対して傾斜状に配設されると共に、周方向に離隔して複数備えられている。そして、各整流用静翼１６ｄ間を通じて水が吐出されていくように構成されている。
【００２６】
また、吸込ケーシング１６ａとガイドケーシング１６ｂとは、周方向複数のボルト１７締結により着脱自在に連結されており、羽根車２の羽根２ｂ位置に対応する吸込ケーシング１６ａ内周面にはライナリング１６ｅが嵌合状に装着されている。
【００２７】
さらに、ガイドケーシング１６ｂの下部外周面には、周方向に離隔して複数の係止片１６ｆが張り出し形成されている。
【００２８】
また、モータケーシング４の上部には、ワイヤやチェーン等で水中ポンプ１を吊り下げるための吊り下げ部１９が備えられている。
【００２９】
そして、水中ポンプ１の使用に際しては、例えば、図１に示される如く、コラム管２０内に水中ポンプ１を上方から進入させると、各係止片１６ｆがコラム管２０周縁部に抜止状に係止される。この状態で雨水等が溜まっている貯水部に設置して水中ポンプ１を駆動させれば、二段歯車減速機構１４を介して所定の回転数に減速された羽根車２が回転駆動される。
【００３０】
この羽根車２の回転により、吸込ケーシング１６ａの各支持翼１６ｃ間を通じて水が吸込まれ、ガイドケーシング１６ｂの各整流用静翼１６ｄ間を通じてコラム管２０内に吐出される。この際、吐出される水は各整流用静翼１６ｄの傾斜に沿って案内され整流される。
【００３１】
本実施形態は以上のように構成されており、モータケーシング４と減速機構ケーシング５とを互いに連結する各ボルト６を外して分解すれば、図２に示される如く、その分解面に位置して１段目の減速部を構成する一組の各歯車９ａ、９ｂが露出するため、それぞれの固定ボルト１０、１１を外すことによって、一組の各歯車９ａ、９ｂをそれぞれ取り外すことができる。
【００３２】
そして、多数種の減速比の異なる歯車の組み合わせの中から、変更する歯車の組を選択して装着すれば、水中ポンプ１の減速比を容易に変更でき、減速比を多段に細かく変更できる。
【００３３】
ここに、羽根車２の回転数を多段に細かく変更できると共にその変更も容易に行え、必要とされる水量や揚程等の揚水性能を確保するための微調整が可能となる。従って、従来のような非常に面倒で手間のかかる羽根車の各羽根の角度調整が不要となり、それに伴う従来のような振動発生や余分な加工等の前記問題点も解消できる。
【００３４】
特に、モータケーシング４と減速機構ケーシング５との分解面に位置して、着脱自在な構造の一組の各歯車９ａ、９ｂが露出する構造としているため、減速比変更のための歯車交換作業が容易に行える利点がある。
【００３５】
また、二段歯車減速機構１４により低速化を図っているため、極数の多い多極モータを採用する必要がなく、コンパクト化が図れる。
【００３６】
さらに、減速機構ケーシング５の外周面に、各整流用静翼１６ｄを一体に形成した構造であり、別体で形成して配置する構造と比較して、コンパクト化が図れる。
【００３７】
なお、上記実施形態において、ハブ部２ａに別体で形成された各羽根２ｂを装着する構造を示しているが、各羽根２ｂの角度調整が必要でないため、ハブ部２ａと各羽根２ｂとを一体鋳造により形成する構造としてもよく、この場合、各羽根２ｂを組み付ける必要がなく、部品点数の削減が図れ、構造の簡素化が図れる利点がある。
【００３８】
また、上記実施形態において、１段目の減速部を構成する歯車９ａ、９ｂを交換自在な構造を示しているが、１段目だけでなく、２段目の歯車９ｃ、９ｄも交換自在に構成してもよい。このように、各歯車９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄすべてを交換自在に構成すれば、羽根車２の回転数をより細かく変更でき、揚水性能のより細かな微調整が可能となる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の水中ポンプによれば、出力軸と羽根車を支持する回転軸とが二段歯車減速機構を介して連動連結され、二段歯車減速機構の歯車が減速比の異なる歯車の組み合わせに変更自在に設けられた構造であり、羽根車の回転数を多段に変更できるため、必要とされる揚水性能を確保するための微調整が可能となり、従来のような非常に面倒で手間のかかる羽根車の各羽根の角度調整が不要となるという利点がある。
【００４０】
また、モータ部を収容するモータケーシングと、二段歯車減速機構を収容する減速機構ケーシングとが分解可能に連結され、モータケーシングと減速機構ケーシングとの分解面に位置して、二段歯車減速機構の互いに噛合する一組の歯車が配置され、該一組の歯車が前記減速比の異なる歯車の組み合わせに変更自在とされた構造とすれば、減速比変更のための歯車交換作業も容易に行えるという利点がある。
【００４１】
さらに、減速機構ケーシングの外周面に、羽根車の回転によって吐出される水を案内する整流用静翼が一体に形成された構造とすれば、コンパクト化が図れるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す断面図である。
【図２】分解状態の断面図である。
【符号の説明】
１　水中ポンプ
２　羽根車
２ｂ　羽根
３　モータ部
３ａ　出力軸
４　モータケーシング
５　減速機構ケーシング
６　ボルト
７　回転軸
８　中継軸
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ　歯車
１４　二段歯車減速機構
１６　筒状ケーシング
１６ａ　吸込ケーシング
１６ｂ　ガイドケーシング
１６ｃ　支持翼
１６ｄ　整流用静翼

Claims

出力軸を回転駆動させるモータ部と、前記出力軸に連動連結されると共に前記モータ部の駆動により筒状ケーシング内で回転駆動される羽根車とを備えてなる水中ポンプにおいて、
前記出力軸と前記羽根車を支持する回転軸とが二段歯車減速機構を介して連動連結され、二段歯車減速機構の歯車が減速比の異なる歯車の組み合わせに変更自在に配設されたことを特徴とする水中ポンプ。
前記モータ部を収容するモータケーシングと、前記二段歯車減速機構を収容する減速機構ケーシングとが分解可能に連結され、モータケーシングと減速機構ケーシングとの分解面に位置して、二段歯車減速機構の互いに噛合する一組の歯車が配置され、該一組の歯車が前記減速比の異なる歯車の組み合わせに変更自在とされたことを特徴とする請求項１に記載の水中ポンプ。
前記減速機構ケーシングの外周面に、前記羽根車の回転によって吐出される水を案内する整流用静翼が一体に形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の水中ポンプ。