JP2007211753A - 水中ポンプ - Google Patents

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Abstract

【課題】転がり軸受及びメカニカルシールの損傷を防止することで、長期に亘って一定の運転精度を維持する耐久性に優れた水中ポンプを提供する。
【解決手段】モータ部Ｍと、ポンプ部Ｐと、モータ部とポンプ部との間に設けられたメカニカルシール室Ｓとが垂直方向に立設された水中ポンプであって、メカニカルシール室寄りに配設された転がり軸受６には、当該軸受の内部及びメカニカルシール室の内部への異物の浸入を防止するための環状を成すスリンガー２０が設けられており、スリンガーは、当該スリンガーを回転輪６ａに固定するための基端部２０ａと、当該基端部に連続して軸受とメカニカルシール１８との間を横断する方向に延出した面部２０ｂと、当該面部に連続し、対向する軸受の静止輪６ｂとの間に所定間隔を空けて、当該軸受の外部方向に９０度以上且つ１８０度以下の所定の屈曲角度αで延出した壁部２０ｃとを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、浄化槽の原水移送、雑排水、汚水の排水などに用いられる水中ポンプの長寿命化に関する。
従来から、かかる各種の目的で使用される水中ポンプの一例として、例えば図１０に示すような構成の水中ポンプが知られている。
当該水中ポンプは、その主軸２が垂直方向に延出した立軸構造を成しており、主軸２は、２つの転がり軸受6,8(図１０の下側の軸受(下側軸受６)と同図の上側の軸受(上側軸受８))によって回転自在に支持されている。また、主軸２には、その一端側(図１０の下側)に複数の羽根１２を有する羽根車１０が取り付けられているとともに、２つの転がり軸受6,8の間に電動機(モータ)４が配設されている。モータ４には、主軸２に固定されたロータ４ａとフレーム１４に固定されたステータ４ｂとが設けられており、例えば、ステータ４ｂに電流を供給した際の当該ステータ４ｂとロータ４ａとの間の磁気的な相互作用により、モータ４は主軸２を回転させることができる。これにより、水中ポンプは、主軸２に取り付けられた羽根車１０の複数の羽根１２が回転することで、ポンプ部Ｐ内の液体(例えば、各種の排水など)を圧送させるとともに循環させることができる。なお、この場合、２つの転がり軸受6,8及びモータ４(ロータ４ａとステータ４ｂ)はモータ部Ｍに収容され、羽根車１０はポンプ部Ｐに収容されている。
また、当該水中ポンプには、そのモータ部Ｍとポンプ部Ｐとの間にメカニカルシール室Ｓが備えられている。当該メカニカルシール室Ｓの内部には、モータ部Ｍを気密に保つためのメカニカルシール１８が配設されている。これにより、例えば、ポンプ部Ｐから圧送される液体(例えば、各種の排水など)のモータ部Ｍ内への浸入が防止されることで、モータ部Ｍを気密に保つことができる。この場合、メカニカルシール１８としては、その両端(図１０の上下端)にそれぞれ摺動部(摺動面)(合計２つ)を有し、１つのコイルスプリング(図示しない)によって各摺動面に面圧を付与する、いわゆるモノコイルダブルシール形式のシールが適用されており、当該メカニカルシール(モノコイルダブルシール)１８が主軸２に外嵌されている。また、メカニカルシール室Ｓの内部には、メカニカルシール１８の摺動面の潤滑及び冷却を行うための潤滑液が封入されている。
かかる水中ポンプは水中で使用されるため、液体(例えば、各種の排水など)が外界からポンプ内部に浸入する可能性がある。例えば、各種の排水中に含まれる異物がメカニカルシール１８の摺動部に入り込むと、当該摺動部に僅かな隙間が生じて、メカニカルシール室Ｓ内部に封入された潤滑液が漏洩してモータ部Ｍ内に浸入する場合がある。また、例えば、メカニカルシール１８の主軸２への嵌め合わせ(組み付け)具合によってもメカニカルシール１８の摺動部に僅かな隙間が生じて、同様に潤滑液がモータ部Ｍ内に浸入する場合がある。この場合、例えば、漏洩した潤滑液が下側軸受６の内部に浸入すると、当該下側軸受６内部に封入されている潤滑剤(例えば、グリース)が軟化し、当該グリースが軸受内から軸受外へ漏洩(流出)してしまう虞がある。
このように下側軸受６内からグリースが軸受外へ漏洩(流出)すると、軸受内のグリース量が減少し、当該下側軸受６が潤滑不足となり、例えば、軌道輪の軌道面と転動体の転動面とが摩擦により損傷(摩耗)してしまう場合がある。また、上述した異物が、メカニカルシール室Ｓから漏洩した潤滑液とともに下側軸受６の内部に浸入すると、例えば、軌道輪の軌道面と転動体の転動面との間に当該異物が噛み込まれ、当該下側軸受６から異音が生じる場合がある。この結果、いずれの場合にも、当該下側軸受６を長期に亘って一定の回転精度で使用することができなくなってしまう。
さらに、下側軸受６内から軸受外へ漏洩(流出)したグリースが、メカニカルシール１８の摺動部に浸入すると、例えば、当該摺動部が潤滑不良を起こして摩擦され、メカニカルシール１８が発熱するなど、異常が発生する場合がある。
このような問題を解消するための方策として、例えば、特許文献１には、メカニカルシールの上側の摺動部(摺動面)から下側軸受側に漏洩した潤滑液を当該軸受内に浸入させることなく排出する漏洩流路、及び当該漏洩した(排出された)潤滑液を貯留する貯留部が、当該下側軸受よりも下方(メカニカルシール方向)に位置付けられた水中ポンプの構成が、その一例として開示されている。また、例えば、特許文献２には、下側軸受とメカニカルシールとの間に当該下側軸受から流出したグリースの溜り部が形成され、当該グリースが直接メカニカルシールの摺動部(摺動面)に流れ出さないようにした水中ポンプの構成が、その一例として開示されている。
かかる貯留部や溜り部は、例えば、メカニカルシール室から漏洩した潤滑液、及び下側軸受内から流出したグリースが当該水中ポンプのフレーム側(例えば、下側軸受外輪側やハウジング側)を伝って流動する場合、当該潤滑液の軸受内への浸入や当該グリースのメカニカルシールの摺動部(摺動面)への浸入を防止する効果がある。しかしながら、メカニカルシール室から漏洩した潤滑液及び軸受内から流出したグリースは、当該水中ポンプの主軸を伝って流動する場合があり、このような場合、上述した貯留部や溜り部を形成するだけでは、当該潤滑液の下側軸受内への浸入や当該グリースのメカニカルシールの摺動部(摺動面)への浸入防止効果が薄れてしまう。
特開２００３−２２７４９０号公報 特許第３５７８５８５号公報
本発明は、このような課題を解決するためになされており、その目的は、転がり軸受及びメカニカルシールの損傷を防止することで、長期に亘って一定の運転精度を維持する耐久性に優れた水中ポンプを提供することにある。
このような目的を達成するために、本発明に係る水中ポンプは、垂直方向に延出した主軸を回転させる電動機、及び当該主軸を回転自在に支持する複数の転がり軸受が収容されたモータ部と、主軸の下端側に取り付けられた羽根車が収容されたポンプ部と、モータ部とポンプ部との間に設けられ、当該モータ部を気密に保つためのメカニカルシールが配設されたメカニカルシール室とが垂直方向に立設されている。このような水中ポンプにおいて、メカニカルシール室寄りに配設された転がり軸受には、当該軸受の内部及びメカニカルシール室の内部への異物の浸入を防止するための環状を成すスリンガーが設けられている。この場合、スリンガーは、当該スリンガーを回転輪に固定するための基端部と、当該基端部に連続して転がり軸受とメカニカルシールとの間を横断する方向に延出した面部と、当該面部に連続し、対向する転がり軸受の静止輪との間に所定間隔を空けて、当該軸受の外部方向に９０度以上且つ１８０度以下の所定の屈曲角度で延出した壁部とを有している。
また、転がり軸受の静止輪と回転輪との間には、軸受内部を密封するための環状を成す密封板が、スリンガーと対向して介在されており、当該密封板は、その外径部が静止輪に固定され、その内径部が静止輪に対する回転輪の対向面に周方向に沿って連続して形成されたシール溝の内周面及び外周面の少なくとも一方に接触している。さらに、密封板には、スリンガーへ向けて突出し、当該スリンガーと接触する凸状部が当該スリンガーに対する対向面に設けられている。
本発明によれば、転がり軸受及びメカニカルシールの損傷を防止することで、長期に亘って一定の運転精度を維持する耐久性に優れた水中ポンプを提供することができる。
以下、本発明の実施形態に係る水中ポンプについて、添付図面を参照して説明する。
図１(ａ)には、本発明の第１実施形態に係る水中ポンプが示されており、係る水中ポンプは、その主軸２が垂直方向に延出した立軸構造を成しており、当該主軸２がその内部にそれぞれ挿通されたモータ部Ｍ、ポンプ部Ｐ及びメカニカルシール室Ｓとを備えている。なお、モータ部Ｍ、ポンプ部Ｐ及びメカニカルシール室Ｓは、水中ポンプの下側からポンプ部Ｐ、メカニカルシール室Ｓ及びモータ部Ｍの順番で立設されている。
図１(ａ)に示す構成において、モータ部Ｍには、主軸２を回転させる電動機(モータ)４と、主軸２を回転自在に支持する複数(２つ)の転がり軸受6,8とが収容されている。この場合、２つの転がり軸受6,8は、モータ４を主軸２の延出方向(図１(ａ)の上下方向)の両側から挟むように配設されており、転がり軸受(下側軸受)６が図１(ａ)の下側に位置付けられ、転がり軸受(上側軸受)８が図１(ａ)の上側に位置付けられている。また、ポンプ部Ｐには、主軸２の一端側(図１(ａ)の下側)に取り付けられ、複数の羽根１２を有する羽根車１０が収容されている。
なお、モータ４には、主軸２に固定されたロータ４ａとフレーム１４に固定されたステータ４ｂとが設けられており、例えば、ステータ４ｂに電流を供給した際の当該ステータ４ｂとロータ４ａとの間の磁気的な相互作用により、モータ４は主軸２を回転させることができる。これにより、水中ポンプは、主軸２に取り付けられた羽根車１０の複数の羽根１２が回転することで、ポンプ部Ｐ内の液体(例えば、各種の排水など)を圧送させるとともに循環させることができる。
また、メカニカルシール室Ｓは、モータ部Ｍとポンプ部Ｐとの間に設けられており、その内部には、当該モータ部Ｍを気密に保つためのメカニカルシール１８が配設されている。これにより、例えば、ポンプ部Ｐから圧送される液体(例えば、各種の排水など)がモータ部Ｍ内へ浸入することを防止でき、この結果、モータ部Ｍを気密に保つことができる。この場合、メカニカルシール１８としては、その両端(図１(ａ)の上下端)にそれぞれ摺動部(摺動面)(合計２つ)を有し、１つのコイルスプリング(図示しない)によって各摺動面に面圧を付与する、いわゆるモノコイルダブルシール形式のシールが一例として適用されており、当該メカニカルシール(モノコイルダブルシール)１８が主軸２に外嵌されている。また、メカニカルシール室Ｓの内部には、メカニカルシール１８の摺動面の潤滑及び冷却を行うための潤滑液が封入されている。
また、主軸２を回転自在に支持する２つの転がり軸受6,8は、それぞれ相対回転可能に対向して配置された一対の軌道輪(内輪6a,8a及び外輪6b,8b)と、内輪6a,8a及び外輪6b,8bの対向面にそれぞれ形成された軌道面間に転動自在に組み込まれた複数の転動体6c,8cとを備えている。なお、この場合、内輪6a,8aは主軸２とともに回転する回転輪であり、外輪6b,8bは常時非回転状態に維持される静止輪になっている。また、２つの転がり軸受6,8には、軌道輪の軌道面及び転動体の転動面を潤滑するための潤滑剤(例えば、グリース)が、その内部にそれぞれ封入されている。
本実施形態においては、２つの転がり軸受6,8のうち、少なくともメカニカルシール室Ｓ寄りに配設された軸受(下側軸受６)には、当該下側軸受６の内部及びメカニカルシール室Ｓの内部(具体的には、メカニカルシール１８の上側摺動部)への異物の浸入を防止するための環状を成すスリンガーが設けられている。この場合、スリンガーは、下側軸受６のメカニカルシール１８側の部位(図１(ａ)の下側の部位)に設けられている。また、スリンガーは、任意の形状を成して形成することができ、例えば、図１(ｂ)〜(ｄ)に示す各種の形状を成すように形成することができる。なお、異物としては、例えば埃や塵、各種の金属粉などが該当するが、以下の説明においては、メカニカルシール室Ｓから漏洩した潤滑液、及び下側軸受６から漏洩(流出)したグリースである場合を想定する。
図１(ｂ)〜(ｄ)に示す構成では、スリンガー２０は、環状を成す板状に形成され、当該スリンガー２０を下側軸受６の回転輪(内輪６ａ)の所定の部位に固定するための基端部２０ａと、当該基端部２０ａに連続して下側軸受６とメカニカルシール１８との間を横断する方向(図１(ｂ)〜(ｄ)の上方向)に延出した面部２０ｂと、当該面部２０ｂに連続し、対向する下側軸受６の静止輪(外輪６ｂ)との間に所定間隔を空けて、下側軸受６の外部方向(図１(ｂ)〜(ｄ)の右方向や上方向)に９０度以上且つ１８０度以下の所定の屈曲角度αで延出した壁部２０ｃとを有している。
この場合、スリンガー２０の基端部２０ａは、その内径が下側軸受６の内輪６ａの外径よりも極僅かに大きな円筒状を成して形成されている。また、スリンガー２０の面部２０ｂは、その外径が下側軸受６の外輪６ｂの内径よりも若干小さく、且つその内径が内輪６ａの外径よりも極僅かに大きく、その内部が中空の円板状を成して形成されている。そして、スリンガー２０は、その面部２０ｂが基端部２０ａに対し、略垂直を成して下側軸受６の外輪６ｂ方向(図１(ｂ)〜(ｄ)の上方向)へ延出するように、面部２０ｂを基端部２０ａの一端(図１(ｂ)〜(ｄ)の左端)に連続して形成されている。なお、スリンガー２０は、その面部２０ｂが基端部２０ａに対し、所定の角度を成して傾斜して下側軸受６の外輪６ｂ方向(図１(ｂ)〜(ｄ)の上方向)へ延出するように、面部２０ｂを基端部２０ａの一端(図１(ｂ)〜(ｄ)の左端)に連続して形成してもよい。
また、スリンガー２０の壁部２０ｃは、その外径が外輪６ｂの内径よりも若干小さな環状を成して形成されている。この場合、スリンガー２０は、その壁部２０ｃが面部２０ｂに対し、９０度以上且つ１８０度以下の所定の屈曲角度αを成して、下側軸受６の外部方向(図１(ｂ)〜(ｄ)の右方向や上方向)へ延出するように、壁部２０ｃを面部２０ｂの一端(図１(ｂ)〜(ｄ)の上端)に連続して形成すればよい。
例えば、図１(ｂ)に示す構成では、スリンガー２０は、その壁部２０ｃが面部２０ｂに対し、略垂直(９０度)の屈曲角度αで下側軸受６の外部方向(メカニカルシール１８方向(図１(ｂ)の右方向))へ延出するように、壁部２０ｃを面部２０ｂの一端(図１(ｂ)の上端)に連続して形成されている。また、図１(ｃ)に示す構成では、スリンガー２０は、その壁部２０ｃが面部２０ｂに対し、９０度より大きく１８０度より小さい所定の屈曲角度α(例えば、１３５度)で下側軸受６の外部方向(図１(ｃ)の右上方向)へ延出するように、壁部２０ｃを面部２０ｂの一端(図１(ｃ)の上端)に連続して形成されている。また、図１(ｄ)に示す構成では、スリンガー２０は、その壁部２０ｃが面部２０ｂに対し、１８０度の屈曲角度αで下側軸受６の外部方向(図１(ｄ)の上方向)へ延出するように、壁部２０ｃを面部２０ｂの一端(図１(ｄ)の上端)に連続して形成されている。すなわち、この場合、スリンガー２０は、その面部２０ｂの一端に当該面部２０ｂと平行して壁部２０ｃが連続し、面部２０ｂと壁部２０ｃとが一連の平坦面を成すように形成されている。
なお、スリンガー２０は、その基端部２０ａが下側軸受６の内輪６ａのメカニカルシール１８側の部位(図１(ｂ)〜(ｄ)の右側の部位)に固定されている。本実施形態においては、スリンガー２０は、その基端部２０ａの内周面２２ａが内輪６ａの外周面(外輪６ｂとの対向面)６ｄと当接するように、内輪６ａに外嵌されている。この場合、一例として、内輪６ａには、その端部に外輪６ｂの端部よりも下側軸受６の外側(図１(ｂ)〜(ｄ)の右側)に所定の長さだけ突出した突出部ｔが周方向に沿って連続して形成されており、スリンガー２０は、当該突出部ｔの外周面ｔ１に外嵌されている。そして、スリンガー２０は、内輪６ａに外嵌された状態で、その壁部２０ｃと外輪６ｂの内周面(内輪６ａとの対向面)６ｅとの間に所定の間隔(隙間)を空けることができるように構成されている。これにより、スリンガー２０は、外輪６ｂに接触することなく、内輪６ａとともに回転する。
また、スリンガー２０の固定方法は、スリンガー２０を外輪６ｂに接触することなく、内輪６ａとともに回転させることができれば特に限定されず、外嵌固定の他、例えば接着固定や溶接固定などであってもよい。また、スリンガー２０は、後述する効果を最大限に発揮させるため、回転輪(本実施形態においては、内輪６ａ)に設けることが好ましいが、外輪６ｂに設けることもできる。この場合、例えば、外輪６ｂの端部に内輪６ａの端部よりも下側軸受６の外側(図１(ｂ)〜(ｄ)の右側)に所定の長さだけ突出した突出部を周方向に沿って連続して形成し、当該突出部の内周面にスリンガー２０を固定(例えば、外嵌、接着及び溶接など)すればよい。
このように、下側軸受６にスリンガー２０を設けることで、メカニカルシール室Ｓから漏洩した潤滑液が主軸２の外周面を伝ってモータ部Ｍ内に浸入した場合であっても、当該漏洩潤滑液をスリンガー２０で堰き止めることができる。そして、上述したように、スリンガー２０が下側軸受６の内輪６ａとともに回転するため、スリンガー２０で堰き止められた潤滑液は、スリンガー２０の回転によって生ずる遠心力を受け、水中ポンプの外部方向(下側軸受６の外部方向(図１(ｂ)〜(ｄ)の右方向や上方向))へ向けて飛散される。この結果、メカニカルシール室Ｓから漏洩した潤滑液が下側軸受６の内部まで浸入することを防止することができる。これにより、例えば、下側軸受６の内部に封入されている潤滑剤(例えば、グリース)が軟化し、軸受内から軸受外へ漏洩(流出)することを有効に防止することができる。
また、グリースが軸受内から軸受外へ漏洩(流出)した場合であっても、当該グリースをスリンガー２０で堰き止め、水中ポンプの外部方向(下側軸受６の外部方向(図１(ｂ)〜(ｄ)の右方向や上方向))へ向けて飛散させることができる。この結果、下側軸受６の内部から漏洩(流出)したグリースがメカニカルシール１８の摺動部まで浸入することを防止することができる。これにより、例えば、摺動部の潤滑不良によるメカニカルシール１８の発熱を有効に防止することができる。
以上のように、下側軸受６にスリンガー２０を設けることにより、下側軸受６及びメカニカルシール１８の損傷を防止することで、水中ポンプを長期に亘って一定の精度で運転し続ける(長寿命化する)ことができる。この結果、水中ポンプの耐久性を向上させることができる。
なお、下側軸受６にスリンガー２０を設けることに加えて、上述した潤滑液を排出する漏洩流路、排出された潤滑液を貯留する貯留部、及び流出したグリースの溜り部を水中ポンプに併せて形成することで、スリンガー２０に堰き止められ、水中ポンプの外部方向(下側軸受６の外部方向(図１(ｂ)〜(ｄ)の右方向や上方向))へ向けて飛散させた潤滑剤やグリースを貯留することができる。これにより、メカニカルシール室Ｓから漏洩した潤滑液が下側軸受６の内部へ浸入することや、下側軸受６の内部から漏洩(流出)したグリースがメカニカルシール１８の摺動部へ浸入することをさらに有効に防止することができる。
また、スリンガー２０には、例えば、その壁部２０ｃに連続して下側軸受６とメカニカルシール１８との間を横断する方向(図１(ｂ)〜(ｄ)の下方向)に延出した返し部(図示しない)を設けてもよい。この場合、スリンガー２０は、その返し部２０ｄが壁部２０ｃに対し、所定の屈曲角度で下側軸受６の内輪６ａ方向(図１(ｂ)〜(ｄ)の下方向)へ延出するように、返し部を壁部２０ｃの一端(図１(ｂ),(ｃ)の右端、同図(ｄ)の上端)に連続して形成すればよい。例えば、図１(ｂ)に示す構成において、スリンガー２０の返し部は、一例として、その外径が下側軸受６の外輪６ｂの内径よりも若干小さく且つその内径が内輪６ａの外径よりも大きく、その内部が中空の円板状を成して形成し、壁部２０ｃの一端(図１(ｂ)の右端)に連続させればよい。
また、本発明は、上述した本実施形態に係る構成に限定されず、例えば、図２〜図９に示す各変形例に係る軸受構成であっても、同様の効果を得ることができる。
図２〜図９に示す各変形例においては、下側軸受６の静止輪(外輪６ｂ)と回転輪(内輪６ａ)との間には、軸受６の内部を密封するための環状を成すシール板(密封板)３０が、スリンガー２０と対向して介在されている。この場合、シール板(密封板)３０は、その外径部が外輪６ｂに固定され、その内径部が外輪６ｂに対する内輪６ａの対向面(外周面６ｄ)に周方向に沿って連続して形成されたシール溝５０の内周面及び外周面の少なくとも一方に接触している。
図２には、第１変形例に係る水中ポンプの下側軸受６が示されており、同図に示す構成において、下側軸受６の内輪６ａには、その内周面６ｊの軸方向(図２の左右方向)端部に周方向に沿って連続して取付溝６ｆが形成されており、当該取付溝６ｆにスリンガー２０が取り付けられている(例えば、内嵌、接着及び溶接などにより固定されている)。この場合、スリンガー２０は、その面部２０ｂの一端に当該面部２０ｂと平行して(１８０度の屈曲角度で)壁部２０ｃが連続し、面部２０ｂと壁部２０ｃとが一連の平坦面を成すように形成されている。
また、下側軸受６の外輪６ｂには、その内周面６ｅの軸方向(図２の左右方向)端部にシール部材として接触型のシール板(密封板)３０がスリンガー２０と対向して取り付けられている。この場合、シール板(密封板)３０は、一例として、その内径部(リップ３０ｂ)がシール溝５０の内周面５０ａに接触している。
図２に示す構成において、内輪６ａに形成された取付溝６ｆは、内輪６ａの軸線に対して所定量だけ偏心した円環状内周面４１を有している。
スリンガー２０は、下側軸受６の端部(図２の右端部)の開口を覆う円輪部(面部２０ｂ)と、当該面部２０ｂの内周縁に連続して形成された円筒部(基端部２０ａ)とを有しており、取付溝６ｆの円環状内周面４１に対して内輪６ａと同心に内嵌固定される基端部２０ａの外周面には、当該円環状内周面４１の偏心量に応じて係合突起(図示しない)が径方向外方(図２の上方及び下方)に突出形成されている。
そして、スリンガー２０は、その係合突起を円環状内周面４１の径方向の深さが最も深い位置(偏心が最大の位置)に圧入することにより、基端部２０ａが取付溝６ｆの円環状内周面４１に内輪６ａと同心に内嵌固定される。また、内輪６ａには、面部２０ｂの厚さ(図２の左右方向の距離)に相当する逃げ部３４が、取付溝６ｆに隣接する端部(図２の右端部)に形成されており、スリンガー２０の面部２０ｂを当該逃げ部３４に補完的に取り付けることで、面部２０ｂの外面(図２の右側の面)２６ｂを外輪６ｂの端面(図２の右端面)と略面一とすることができ、スリンガー２０を含めた下側軸受６の軸方向幅(軸受幅)を小さくすることができる。しかも、シール板(密封板)３０とスリンガー２０の面部２０ｂ及び壁部２０ｃとの間の隙間(ラビリンス)も小さくすることができるため、下側軸受６内へメカニカルシール室Ｓ(図１(ａ)参照)から漏洩した潤滑液が浸入することや、下側軸受６内からグリースが漏洩(流出)することを有効に防止することができる。
さらに、図２に示す構成において、スリンガー２０の面部２０ｂの外周部５１は、軸方向内側(図２の左側)に屈曲されてシール板(密封板)３０に近接配置されており、壁部２０ｃの先端２２ｃは、シール板(密封板)３０に軸方向外方(図２の右方)に突出して設けられた環状突起３７の内周面に近接配置されている。
以上のような構成によれば、スリンガー２０は、その基端部２０ａが、内輪６ａに形成された取付溝６ｆの円環状内周面４１へ内輪６ａと同心に内嵌固定されるとともに、内輪６ａの軸線に対して偏心した円環状内周面４１の偏心量に応じて、基端部２０ａの外周面に突出形成された係合突起が円環状内周面４１に圧入されることで、内輪６ａに堅牢且つ安定して固定することができる。
このため、水中ポンプの主軸２(図１(ａ)参照)が高速回転した場合であっても、スリンガー２０の基端部２０ａが遠心力により径方向(図２の上下方向)へ拡大するように変形することはなく、当該基端部２０ａの係合突起が取付溝６ｆの偏心した円環状内周面４１に係止されるので、スリンガー２０の連れ回りを防止することができ、スリンガー２０を内輪６ａに対して確実に固定することができる。
これにより、水中ポンプの主軸２(図１(ａ)参照)が高速回転した場合であっても、上述した第１実施形態に係る水中ポンプと同様の効果を得ることができる。
図３には、第２変形例に係る水中ポンプの下側軸受６が示されており、同図に示す構成において、下側軸受６の内輪６ａには、その内周面６ｊの軸方向(図３の左右方向)端部に段差部(取付溝)６ｆが凹設されており、当該取付溝６ｆにカバー(スリンガー２０)が取り付けられている(例えば、内嵌、接着及び溶接などにより固定されている)。この場合、スリンガー２０は、その面部２０ｂの一端に当該面部２０ｂと平行して(１８０度の屈曲角度で)壁部２０ｃが連続し、面部２０ｂと壁部２０ｃとが一連の平坦面を成すように形成されている。
また、下側軸受６の外輪６ｂには、その内周面６ｅの軸方向(図３の左右方向)端部に、シール部材として接触型のシール板(密封板)３０が、スリンガー２０と対向して取り付けられている。この場合、シール板(密封板)３０は、一例として、その内径部(リップ３０ｂ)がシール溝５０の内周面５０ａに接触している。
なお、スリンガー２０とシール板３０とは、スリンガー２０がより軸受外側(図３の左側)に位置付けられ、スリンガー２０の面部２０ｂ及び壁部２０ｃがシール板３０の外面(図３の左側の面)３０ａとの間に所定の隙間(ラビリンス)を空けて、その外面３０ａの略全面を覆うように位置付けられてそれぞれ取り付けられている。なお、内輪６ａの軸方向(図３の左右方向)の幅は、スリンガー２０の面部２０ｂ及び壁部２０ｃが、下側軸受６の外側(図３の左側)に突出しないように、その面部２０ｂ及び壁部２０ｃの厚み(図３の左右方向の距離)を考慮して所定の長さだけ外輪６ｂの軸方向(図３の左右方向)の幅よりも小さく構成されている(内輪６ａの端部(図３の左端部)に逃げ部３４が形成されている)。
図３に示す構成において、取付溝６ｆは、一例として、軸方向(図３の左右方向)に対して所定の幅で周方向に沿って連続する軸方向面６ｈと、径方向に所定の深さで周方向に沿って連続する径方向面６ｉとで構成される断面視略Ｌ字状の溝を成して形成されている。そして、スリンガー２０は、その基端部２０ａが取付溝６ｆの幅と深さの範囲内で内輪６ａに対して固定されている。
この場合、基端部２０ａは、内輪６ａの取付溝６ｆの軸方向面６ｈに、その外周面２４ａを当接して外嵌された状態で、その厚み(図３の上下方向の距離)が取付溝６ｆの深さの範囲内に収まり、その内周面２２ａが内輪６ａの内周面６ｊよりも突出しないように(所定の段差ｄができるように)構成されている。このような構成によれば、スリンガー２０が取付溝６ｆ内に収まり、引っ込んだ段差ｄができるため、当該段差ｄの分だけ下側軸受６の内径寸法公差の確保が可能となる。また、基端部２０ａは、面部２０ｂの内面(図３の右側の面)２４ｂが内輪６ａの端部(図３の左端部)に形成された逃げ部３４に当接した状態で、その長さ(図３の左右方向の距離)が取付溝６ｆの幅の範囲内に収まり、面部２０ｂの外面(図３の左側の面)２６ｂと外輪６ｂの端面(図３の左端面)とが略面一となるように構成されている。
また、壁部２０ｃは、水中ポンプの外部方向(図３の上方向)に延出したその先端２２ｃが、外輪６ｂの内周面６ｅに非接触状態に位置して、当該内周面６ｅとの間で軸方向(図３の左右方向)へ所定のラビリンスを形成するとともに、当該壁部２０ｃよりも内側(図３の右側)に位置するシール板３０との間で、面部２０ｂとともに径方向(図３の上下方向)に比較的長い所定のラビリンスを形成している。また、面部２０ｂは、その外面(図３の左側の面)２６ｂが、外輪６ｂの軸方向(図３の左右方向)の幅よりも外方(図３の左方)に突出しない厚み(図３の左右方向の距離)を成すように形成されている。なお、壁部２０ｃの厚み(図３の左右方向の距離)は、面部２０ｂの厚みと同様に構成されている。
以上のような構成によれば、下側軸受６は、軸受幅を拡大させることなく、スリンガー２０及びシール板３０の双方で密封され、水中ポンプのメカニカルシール室Ｓ(図１(ａ)参照)から漏洩した潤滑液が下側軸受６の内部まで浸入することを確実に防止することができる。また、下側軸受６内に封入されている潤滑剤(例えば、グリース)が軸受外へ漏洩(流出)することを確実に防止することができる。このため、水中ポンプの小型化を図りながら、上述した第１実施形態に係る水中ポンプと同様の効果を得ることができる。
図４には、第３変形例に係る水中ポンプの下側軸受６が示されており、同図に示す構成において、下側軸受６には、内輪６ａにスリンガータイプで平板状のシールド板(スリンガー２０)が設けられている。この場合、スリンガー２０は、その基端部２０ａが下側軸受６の内輪６ａの端部(図４の左端部)と止め輪６０との間で挟持されて内輪６ａに装着されている。なお、スリンガー２０は、その基端部２０ａの一端に当該基端部２０ａと平行して面部２０ｂが連続し、基端部２０ａと面部２０ｂとが一連の平坦面を成すように形成されている。さらに、スリンガー２０は、その面部２０ｂの一端に当該面部２０ｂと平行して(１８０度の屈曲角度で)壁部２０ｃが連続し、面部２０ｂと壁部２０ｃとが一連の平坦面を成すように形成されている。すなわち、スリンガー２０は、基端部２０ａ及び壁部２０ｃが面部２０ｂと相互に平行して(１８０度の屈曲角度で)、当該面部２０ｂと連続し、一連の平坦面を形成するように構成されている。
また、下側軸受６の外輪６ｂには、その内周面６ｅの軸方向(図４の左右方向)端部に、シール部材として接触型のシール板(密封板)３０が、スリンガー２０と対向して取り付けられている。この場合、シール板(密封板)３０は、一例として、その内径部(リップ３０ｂ)がシール溝５０の内周面５０ａに接触している。
なお、スリンガー２０とシール板(密封板)３０とは、スリンガー２０がより軸受外側(図４の左側)に位置付けられ、スリンガー２０の面部２０ｂがシール板(密封板)３０の外面(図４の左側の面)３０ａとの間に所定の隙間(ラビリンス)を空けて、壁部２０ｃとともにその外面３０ａの全面を覆うように位置付けられてそれぞれ取り付けられている。
以上のような構成によれば、下側軸受６には、スリンガー２０がシール板(密封板)３０の全体を覆って設けられているため、例えば、シール板(密封板)３０が水中ポンプのメカニカルシール室Ｓ(図１(ａ)参照)から漏洩した潤滑液と直接接触することを回避できる。また、スリンガー２０は、シール板(密封板)３０と所定の隙間(ラビリンス)を空けて対向しているため、下側軸受６の密封性を向上することができ、水中ポンプのメカニカルシール室Ｓ(図１(ａ)参照)から漏洩した潤滑液の下側軸受６の内部への浸入や、下側軸受６内に封入されている潤滑剤(例えば、グリース)の軸受外への漏洩(流出)を確実に防止することができる。また、下側軸受６自体及びその周辺構造の特段の変更を伴わずにスリンガー２０を設けることができるため、コスト的にも安価であり、大幅なスペースの増加もない。このため、水中ポンプの小型化を図りながら、上述した第１実施形態に係る水中ポンプと同様の効果を得ることができる。
図５には、第４変形例に係る水中ポンプの下側軸受６が示されており、同図に示す構成において、下側軸受６には、軸受周辺部品として、スリンガー２０が設けられている。この場合、スリンガー２０は、その基端部２０ａが下側軸受６の内輪６ａの端部(図５の左端部)に取り付けられている(例えば、外嵌、接着及び溶接などにより固定されている)。これにより、スリンガー２０は、下側軸受６の内輪６ａとともに回転する。また、スリンガー２０は、その基端部２０ａの一端に当該基端部２０ａと平行して面部２０ｂが連続し、基端部２０ａと面部２０ｂとが一連の平坦面を成すように形成されている。さらに、スリンガー２０は、その面部２０ｂの一端に当該面部２０ｂと平行して(１８０度の屈曲角度で)壁部２０ｃが連続し、面部２０ｂと壁部２０ｃとが一連の平坦面を成すように形成されている。すなわち、スリンガー２０は、基端部２０ａ及び壁部２０ｃが面部２０ｂと相互に平行して(１８０度の屈曲角度で)、当該面部２０ｂと連続し、一連の平坦面を形成するように構成されている。
なお、軸受周辺部品としては、スリンガー２０の他、例えば、遮へい板や段付軸あるいは密封板(第１の密封板(シール板３０))と対向して備えられる第２の密封板などであってもよい。また、下側軸受６の外輪６ｂには、その内周面６ｅの軸方向(図５の左右方向)端部に、シール部材として接触型のシール板(密封板)３０が、スリンガー２０と部分的に対向して取り付けられている。この場合、シール板(密封板)３０は、一例として、その内径部(リップ３０ｂ)がシール溝５０の内周面５０ａに接触している。
なお、シール板(密封板)３０には、軸方向外方(図５の左方)に突出して環状突起３７が設けられ、当該環状突起３７がスリンガー２０の壁部２０ｃの先端２２ｃとの間で所定の隙間(ラビリンス)を形成している。
図５に示す構成においては、シール板(密封板)３０の環状突起３７とスリンガー２０の壁部２０ｃの先端２２ｃとの間のラビリンスによって、例えば、水中ポンプのメカニカルシール室Ｓ(図１(ａ)参照)から漏洩した潤滑液が下側軸受６内に浸入することを防止することができる。また、シール板(密封板)３０の環状突起３７の表面３７ａに付着した潤滑液は、スリンガー２０の回転により発生する気流によって当該環状突起３７の表面３７ａに沿って軸受外方(図５の上方)に案内されるため、当該潤滑液がシール板(密封板)３０のリップ３０ｂ部へ浸入することを有効に防止することができる。このように、下側軸受６自体及びその周辺構造の特段の変更を伴わず、シール板(密封板)３０に環状突起３７を設けるだけで、シール板(密封板)３０のリップ３０ｂ方向への上記潤滑液の浸入を防止するのに充分な密封性能を長期に亘って確保することができる。このため、水中ポンプの低コスト化を図りながら、上述した第１実施形態に係る水中ポンプと同様の効果を得ることができる。
図６には、第５変形例に係る水中ポンプの下側軸受６が示されており、同図に示す構成において、下側軸受６の内輪６ａには、その外周面６ｄの軸方向(図６の左右方向)端部に周方向に沿って連続して取付溝６ｆが形成されており、当該取付溝６ｆにカバー(スリンガー２０)が取り付けられている(例えば、内嵌、接着及び溶接などにより固定されている)。また、下側軸受６の外輪６ｂには、その内周面６ｅの軸方向(図６の左右方向)端部に、シール部材として接触型のシール板(密封板)３０が、スリンガー２０と対向して取り付けられている。この場合、シール板(密封板)３０は、一例として、その内径部(リップ３０ｂ)がシール溝５０の内周面５０ａに接触している。また、シール板(密封板)３０のシール溝５０は、スリンガー２０の取付溝６ｆに連続し、当該取付溝６ｆよりも内輪６ａの内側(図６の右側)に位置付けられて形成されている。
なお、スリンガー２０とシール板(密封板)３０とは、スリンガー２０がより軸受外側(図６の左側)に位置付けられ、スリンガー２０の面部２０ｂ及び壁部２０ｃがシール板(密封板)３０の外面(図６の左側の面)３０ａとの間に所定の隙間(ラビリンス)を空けて、その外面３０ａの略全面を覆うように位置付けられてそれぞれ取り付けられている。また、内輪６ａの軸方向(図６の左右方向)の幅は、スリンガー２０の面部２０ｂ及び壁部２０ｃが、下側軸受６の外側(図６の左側)に突出しないように、その面部２０ｂ及び壁部２０ｃの厚み(図６の左右方向の距離)を考慮して所定の長さだけ外輪６ｂの軸方向(図６の左右方向)の幅よりも小さく構成されている(内輪６ａの端部(図６の左端部)に逃げ部３４が形成されている)。
図６に示す構成において、スリンガー２０は、環状を成す板状に形成されるとともに、その内径部に基端部２０ａを有している。この場合、スリンガー２０の基端部２０ａには、内輪４ａ(外周面６ｄの端部)に嵌合する軸方向嵌合片２８ａと、当該軸方向嵌合片２８ａに対して略垂直を成して形成され、内輪４ａの端面(図６の左端)に接触する径方向ガイド片２９ａとが周方向に沿って交互に設けられている。また、スリンガー２０の面部２０ｂは、基端部２０ａの一端、すなわち軸方向嵌合片２８ａの一端(図６の左端)及び径方向ガイド片２９ａの一端(図６の上端)にそれぞれ連続して形成されている。
なお、基端部２０ａの各軸方向嵌合片２８ａは、一例として、スリンガー２０の内径部を数箇所軸方向(図６の右方向)に折り曲げて形成されている。また、軸方向嵌合片２８ａは、スリンガー２０の内径部に、円周状に複数の突片を軸方向(図６の右方向)に一体的あるいは別体的に突設して、あるいは周方向に連続して軸方向(図６の右方向)に突設して形成してもよい。この場合、スリンガー２０の内径部がそのまま径方向ガイド片２９ａとなるように構成してもよい。そして、スリンガー２０は、各軸方向嵌合片２８ａを下側軸受６の内輪６ａの外周面６ｄ(取り付け溝６ｆ)に外嵌するとともに、径方向ガイド片２９ａを内輪６ａの端部(図６の左端部)に形成された逃げ部３４に接触させて固定されている。
また、この場合、スリンガー２０は、その面部２０ｂの一端に当該面部２０ｂと平行して(１８０度の屈曲角度で)壁部２０ｃが連続し、面部２０ｂと壁部２０ｃとが一連の平坦面を成すように形成されている。
以上のような構成によれば、下側軸受６には、スリンガー２０がシール板(密封板)３０の略全体を覆って設けられているため、例えば、水中ポンプのメカニカルシール室Ｓ(図１(ａ)参照)から漏洩した場合であっても、その大半はスリンガー２０で遮断され、シール板(密封板)３０が潤滑液と直接接触することを回避できる。また、スリンガー２０の面部２０ｂ及び壁部２０ｃとシール板３０との間のラビリンス、及び当該壁部２０ｃの先端２２ｃと外輪６ｂとの間のラビリンスにより、下側軸受６の密封性を向上することができ、水中ポンプのメカニカルシール室Ｓ(図１(ａ)参照)から漏洩した潤滑液の下側軸受６の内部への浸入や、下側軸受６内に封入されている潤滑剤(例えば、グリース)の軸受外への漏洩(流出)を確実に防止することができる。また、上述の通り、スリンガー２０は、内輪６ａの外周面６ｄ(取り付け溝６ｆ)と内輪６ａの逃げ部３４の両面を利用することで、内輪６ａに堅牢且つ安定して固定することができる。
このため、下側軸受６は、それ自体及びその周辺構造の特段の変更を伴わず、低コストで製造することができるとともに、軸受幅が大型化することもない。また、水中ポンプの主軸２(図１(ａ)参照)が高速回転した場合であっても、スリンガー２０を内輪６ａに対して確実に固定することができる。これにより、水中ポンプの小型化を図りながら、水中ポンプの主軸２(図１(ａ)参照)が高速回転した場合であっても、上述した第１実施形態に係る水中ポンプと同様の効果を得ることができる。
図７には、第６変形例に係る水中ポンプの下側軸受６が示されており、同図に示す構成において、下側軸受６の内輪６ａには、その外周面６ｄの軸方向(図７の左右方向)端部に周方向に沿って連続して取付溝６ｆが形成されており、当該取付溝６ｆにカバー(スリンガー２０)が取り付けられている(例えば、内嵌、接着及び溶接などにより固定されている)。また、下側軸受６の外輪６ｂには、その内周面６ｅの軸方向(図７の左右方向)端部に、シール部材として接触型のシール板(密封板)３０が、スリンガー２０と対向して取り付けられている。この場合、シール板(密封板)３０は、一例として、その内径部(リップ３０ｂ)がシール溝５０の内周面５０ａに接触している。また、シール板(密封板)３０のシール溝５０は、スリンガー２０の取付溝６ｆに連続し、当該取付溝６ｆよりも内輪６ａの内側(図７の右側)に位置付けられて形成されている。
なお、スリンガー２０とシール板３０とは、スリンガー２０がより軸受外側(図７の左側)に位置付けられ、スリンガー２０の面部２０ｂがシール板３０の外面(図７の左側の面)３０ａとの間に所定の隙間(ラビリンス)を空けて、その外面３０ａの略全面を覆うように位置付けられてそれぞれ取り付けられている。また、内輪６ａの軸方向(図７の左右方向)の幅は、スリンガー２０の面部２０ｂ及び壁部２０ｃが、下側軸受６の外側(図７の左側)に突出しないように、その面部２０ｂの厚み(図７の左右方向の距離)及び壁部２０ｃの長さ(図７の左右方向の距離)を考慮して所定の長さだけ外輪６ｂの軸方向(図７の左右方向)の幅よりも小さく構成されている(内輪６ａの端部(図７の左端部)に逃げ部３４が形成されている)。
また、図７に示す構成において、外輪６ｂには、その端部(図７の左端)に内輪６ａの端部よりも下側軸受６の外側(図７の左側)に所定の長さだけ突出した突出部ｕが周方向に沿って連続して形成されている。この場合、突出部ｕは、下側軸受６の外側(図７の左側)へ向かうに従って徐々にその厚み(図７の上下方向の距離)が小さくなるように構成されている。すなわち、当該突出部ｕは、その内周面ｕ１が下側軸受６の外側(図７の左側)へ向かって所定の角度で傾斜して形成されている。
図７に示す構成において、スリンガー２０は、環状を成す板状に形成されるとともに、その内径部に基端部２０ａを有している。この場合、スリンガー２０の基端部２０ａには、内輪４ａ(外周面６ｄの端部)に嵌合する軸方向嵌合片２８ａと、当該軸方向嵌合片２８ａに対して略垂直を成して形成され、内輪４ａの端面(図７の左端)に接触する径方向ガイド片２９ａとが周方向に沿って交互に設けられている。また、スリンガー２０の面部２０ｂは、基端部２０ａの一端、すなわち軸方向嵌合片２８ａの一端(図７の左端)及び径方向ガイド片２９ａの一端(図７の上端)にそれぞれ連続して形成されている。
なお、基端部２０ａの各軸方向嵌合片２８ａは、一例として、スリンガー２０の内径部を数箇所軸方向(図７の右方向)に折り曲げて形成されている。また、軸方向嵌合片２８ａは、スリンガー２０の内径部に、円周状に複数の突片を軸方向(図７の右方向)に一体的あるいは別体的に突設して、あるいは周方向に連続して軸方向(図７の右方向)に突設して形成してもよい。この場合、スリンガー２０の内径部がそのまま径方向ガイド片２９ａとなるように構成してもよい。そして、スリンガー２０は、各軸方向嵌合片２８ａを下側軸受６の内輪６ａの外周面６ｄ(取り付け溝６ｆ)に外嵌するとともに、径方向ガイド片２９ａを内輪６ａの端部(図７の左端部)に形成された逃げ部３４に接触させて固定されている。
また、本変形例において、スリンガー２０は、その壁部２０ｃが面部２０ｂに対し、９０度以上且つ１８０度以下の所定の屈曲角度α(例えば、１３５度)で下側軸受６の外部方向(図７の左上方向)へ延出するように、壁部２０ｃを面部２０ｂの一端に連続して形成されている。なお、所定の屈曲角度αは、外輪６ｂの突出部ｕ(内周面ｕ１)の所定の傾斜角度と略一致するように設定すればよい。これにより、スリンガー２０は、壁部２０ｃの外周面２４ｃが突出部ｕの内周面ｕ１に沿って、当該内周面ｕ１との間に所定の間隔を空けて対向するように構成することができる。なお、外輪６ｂに突出部ｕを設けずに、その端部を下側軸受６の外側(図７の左側)へ向かうに従って徐々にその厚み(図７の上下方向の距離)が小さくなるように(例えば、Ｒ状の面取りを設けて)構成してもよい。この場合、スリンガー２０は、壁部２０ｃの外周面２４ｃが外輪６ｂの端部(例えば、Ｒ状の面取り部)に沿って、当該端部との間に所定の間隔を空けて対向するように、壁部２０ｃを面部２０ｂの一端に所定の屈曲角度αで連続して形成すればよい。
以上のような構成によれば、下側軸受６には、スリンガー２０がシール板(密封板)３０の略全体を覆って設けられているため、例えば、水中ポンプのメカニカルシール室Ｓ(図１(ａ)参照)から漏洩した場合であっても、その大半はスリンガー２０で遮断され、シール板(密封板)３０が潤滑液と直接接触することを回避できる。なお、スリンガー２０は、壁部２０ｃが所定の屈曲角度α(例えば、１３５度)で下側軸受６の外部方向(図７の左上方向)へ延出しているため、スリンガー２０の回転により、当該壁部２０ｃに沿って移動する上記潤滑液を効果的に水中ポンプの外部方向(下側軸受６の外部方向(図７の左上方向))へ向けて飛散させることができる。
また、スリンガー２０の面部２０ｂとシール板(密封板)３０との間のラビリンス、及び壁部２０ｃの外周面２４ｃと外輪６ｂの突出部ｕの内周面ｕ１との間のラビリンスにより、下側軸受６の密封性をさらに向上することができ、水中ポンプのメカニカルシール室Ｓ(図１(ａ)参照)から漏洩した潤滑液の下側軸受６の内部への浸入や、下側軸受６内に封入されている潤滑剤(例えば、グリース)の軸受外への漏洩(流出)を確実に防止することができる。また、上述の通り、スリンガー２０は、内輪６ａの外周面６ｄ(取り付け溝６ｆ)と内輪６ａの逃げ部３４の両面を利用することで、内輪６ａに堅牢且つ安定して固定することができる。このため、水中ポンプの主軸２(図１(ａ)参照)が高速回転した場合であっても、スリンガー２０を内輪６ａに対して確実に固定することができる。
このように、スリンガー２０の壁部２０ｃを面部２０ｂの一端に所定の屈曲角度α(例えば、１３５度)で連続して形成するだけで、水中ポンプの主軸２(図１(ａ)参照)が高速回転した場合であっても、上記潤滑液の水中ポンプの外部方向(図７の左上方向)への飛散効果を容易に高めることができ、上述した第１実施形態に係る水中ポンプと同様の効果を得ることができる。
図８には、第７変形例に係る水中ポンプの下側軸受６が示されており、同図に示す構成において、下側軸受６の内輪６ａ、外輪６ｂ及びスリンガー２０は、上述した第６変形例に係る水中ポンプの下側軸受６と同様に構成されている。
本変形例において、シール板(密封板)３０には、スリンガー２０へ向けて突出し、当該スリンガー２０と接触する凸状部３０ｄが当該スリンガー２０に対する対向面(シール板(密封板)３０の外面(図８の左側の面))３０ａに設けられている。この場合、凸状部３０ｄは、その内周面３４ｄ及び外周面３２ｄがシール板(密封板)３０の対向面３０ａに沿って周方向にそれぞれ連続して形成されており、当該内周面３４ｄを対向面３０ａに対して９０度以上で１８０度より小さな所定の傾斜角度βを成してスリンガー２０方向(図８の左方向)へ立ち上げるとともに、外周面３２ｄを当該内周面３４ｄと周方向に沿って連結するように対向面３０ａからスリンガー２０方向(図８の左方向)へ立ち上げて形成した環状を成す立体(突起)として構成されている。なお、凸状部３０ｄの高さ(図８の左右方向の距離)は、その先端部がスリンガー２０の面部２０ｂの内面(図８の右側の面)２４ｂと接触する所定の高さに設定されるため、ここでは特に限定しない。また、凸状部３０ｄの外周面３２ｄの立ち上げ角度(対向面３０ａに対する傾斜角度)は、当該外周面３２ｄが内周面３４ｄと周方向に沿って連結可能な角度に設定されるため、ここでは特に限定しない。
一例として、図８に示す構成では、凸状部３０ｄは、その内周面３４ｄが対向面３０ａに対して９０度以上で１８０度より小さな所定の傾斜角度β(例えば、上述したスリンガー２０の屈曲角度αと略同一の角度)を成してスリンガー２０方向(図８の左方向)へ立ち上がるとともに、その外周面３２ｄが対向面３０ａに対して略垂直を成してスリンガー２０方向(図８の左方向)へ立ち上がっている。そして、凸状部３０ｄの内周面３４ｄと外周面３２ｄとが周方向に沿って線状に連結されている。なお、凸状部３０ｄの内周面３４ｄと外周面３２ｄとは、周方向に沿った所定の平面を介して面状に連結されていてもよい。また、凸状部３０ｄの内周面３４ｄと外周面３２ｄは、平坦面、凸曲面及び凹曲面など任意の形状を成して形成すればよい。さらに、凸状部３０ｄは、周方向に沿って複数列設けてもよい。なお、凸状部３０ｄは、周方向に断続的に形成してもよいが、後述するシール板(密封板)３０の密封効果を高めるためには、凸状部３０ｄは、周方向に沿って連続的に設けることが好ましい。
以上のような構成によれば、下側軸受６には、スリンガー２０がシール板３０の略全体を覆って設けられているため、例えば、水中ポンプのメカニカルシール室Ｓ(図１(ａ)参照)から漏洩した場合であっても、その大半はスリンガー２０で遮断され、シール板３０が潤滑液と直接接触することを回避できる。なお、スリンガー２０は、壁部２０ｃが所定の屈曲角度α(例えば、１３５度)で下側軸受６の外部方向(図８の左上方向)へ延出しているため、スリンガー２０の回転により、当該壁部２０ｃに沿って移動する上記潤滑液を効果的に水中ポンプの外部方向(下側軸受６の外部方向(図８の左上方向))へ向けて飛散させることができる。
また、スリンガー２０の面部２０ｂとシール板３０との間のラビリンス、及び壁部２０ｃの外周面２４ｃと外輪６ｂの突出部ｕの内周面ｕ１との間のラビリンスに加えて、スリンガー２０の面部２０ｂの内面(図８の右側の面)２４ｂと接触するシール板(密封板)３０の凸状部３０ｄを設けることで、下側軸受６の密封性を上述した第６変形例よりも、さらに向上させることができる。この結果、水中ポンプのメカニカルシール室Ｓ(図１(ａ)参照)から漏洩した潤滑液の下側軸受６の内部への浸入や、下側軸受６内に封入されている潤滑剤(例えば、グリース)の軸受外への漏洩(流出)をさらに確実に防止することができる。なお、シール板(密封板)３０の凸状部３０ｄは、その内周面３４ｄが対向面３０ａに対して所定の傾斜角度β(例えば、上述したスリンガー２０の屈曲角度αと略同一の角度)を成してスリンガー２０方向(図８の左方向)へ立ち上がっているため、当該内周面３４ｄに付着した上記潤滑液(油滴)をその自重により、当該内周面３４ｄに沿って水中ポンプの外部方向(下側軸受６の外部方向(図８の左上方向))へさらに効果的に移動させることができる。この結果、下側軸受６の密封性をさらに向上することができる。
また、上述の通り、スリンガー２０は、内輪６ａの外周面６ｄ(取り付け溝６ｆ)と内輪６ａの逃げ部３４の両面を利用することで、内輪６ａに堅牢且つ安定して固定することができる。このため、水中ポンプの主軸２(図１(ａ)参照)が高速回転した場合であっても、スリンガー２０を内輪６ａに対して確実に固定することができる。
このように、スリンガー２０の壁部２０ｃを面部２０ｂの一端に所定の屈曲角度α(例えば、１３５度)で連続して形成するとともに、シール板(密封板)３０の凸状部３０ｄを内周面３４ｄが対向面３０ａに対して所定の傾斜角度β(例えば、上述したスリンガー２０の屈曲角度αと略同一の角度)を成してスリンガー２０方向(図８の左方向)へ立ち上がるように形成することで、水中ポンプの主軸２(図１(ａ)参照)が高速回転した場合であっても、上記潤滑液の水中ポンプの外部方向(下側軸受６の外部方向(図８の左上方向))への飛散効果及び下側軸受６の密封効果を容易に且つ長期に亘って高めることができ、上述した第１実施形態に係る水中ポンプと同様の効果を得ることができる。
図９には、第８変形例に係る水中ポンプの下側軸受６が示されており、同図に示す構成において、下側軸受６の内輪６ａには、その端部(図９の右端)に外輪６ｂの端部よりも下側軸受６の外側(図９の右側)に所定の長さだけ突出した突出部ｔが周方向に沿って連続して形成されている。
本変形例において、スリンガー２０は、基端部２０ａがその内周面２２ａを突出部ｔの外周面ｔ１に当接するように内輪６ａに外嵌されている。なお、内輪６ａに突出部ｔを設けずに、例えば、その外周面６ｄの端部にスリンガー２０を外嵌する構成としてもよい。また、スリンガー２０は、その面部２０ｂが基端部２０ａに対し、略垂直を成して下側軸受６の外輪６ｂ方向(図９の上方向)へ延出するように、面部２０ｂを基端部２０ａの一端に連続して形成されている。さらに、スリンガー２０は、その面部２０ｂの一端に当該面部２０ｂと平行して(１８０度の屈曲角度で)壁部２０ｃが連続し、面部２０ｂと壁部２０ｃとが一連の平坦面を成すように形成されている。
また、下側軸受６の外輪６ｂには、その内周面６ｅの軸方向(図９の左右方向)端部に、シール部材として接触型のシール板(密封板)３０が、スリンガー２０と対向して取り付けられている。この場合、シール板(密封板)３０は、一例として、その内径部(リップ３０ｂ)がシール溝５０の外周面５０ｂに接触している。
なお、スリンガー２０とシール板３０とは、スリンガー２０がより軸受外側(図９の右側)に位置付けられ、スリンガー２０の面部２０ｂ及び壁部２０ｃがシール板(密封板)３０の外面(図９の右側の面)３０ａとの間に所定の隙間(ラビリンス)を空けて、その外面３０ａの全面を覆うように位置付けられてそれぞれ取り付けられている。
また、壁部２０ｃは、水中ポンプの外部方向(図９の上方向)に延出したその先端２２ｃが、外輪６ｂの内周面６ｅに非接触状態に位置して、当該内周面６ｅとの間で軸方向(図９の左右方向)へ所定のラビリンスを形成するとともに、当該壁部２０ｃよりも内側(図９の左側)に位置するシール板(密封板)３０との間で、面部２０ｂとともに径方向(図９の上下方向)に比較的長い所定のラビリンスを形成している。
以上のような構成によれば、下側軸受６には、スリンガー２０がシール板(密封板)３０の全体を覆って設けられているため、例えば、シール板(密封板)３０が水中ポンプのメカニカルシール室Ｓ(図１(ａ)参照)から漏洩した潤滑液と直接接触することを回避できる。また、スリンガー２０は、シール板(密封板)３０と所定の隙間(ラビリンス)を空けて対向しているため、下側軸受６の密封性を向上することができ、水中ポンプのメカニカルシール室Ｓ(図１(ａ)参照)から漏洩した潤滑液の下側軸受６の内部への浸入や、下側軸受６内に封入されている潤滑剤(例えば、グリース)の軸受外への漏洩(流出)を確実に防止することができる。さらに、シール板(密封板)３０は、その内径部(リップ３０ｂ)がシール溝５０の外周面５０ｂに接触しているため、特に水中ポンプのメカニカルシール室Ｓ(図１(ａ)参照)から漏洩した潤滑液の下側軸受６の内部への浸入防止効果が高く、下側軸受６の密封性をさらに向上することができる。
これにより、下側軸受６自体及びその周辺構造の大幅な変更を伴わずに、上述した第１実施形態に係る水中ポンプと同様の効果を得ることができる。
なお、スリンガー２０の形態は、上述した第１実施形態及びその第１変形例〜第８変形例の構成に特に限定されず、例えば、スリンガー２０の大きさや厚みなどは、下側軸受６の大きさ、主軸２の外径などに応じて、任意に設定すればよい。また、上述した第１実施形態及びその第１変形例〜第８変形例において、スリンガー２０の素材については特に言及しなかったが、スリンガー２０としては、例えば、各種の金属製(例えば、鋼製やステンレス製)のものや、金属製の環状板の全面若しくは一部に各種の樹脂(例えば、ゴムや合成樹脂)をコーティングしたもの及び耐腐食性メッキ(例えば、亜鉛メッキ)を施したものなどを適用することができる。
また、スリンガー２０は、上述した第１実施形態及びその第１変形例〜第８変形例では下側軸受６にのみ設けたが、水中ポンプの内部において、下側軸受６とメカニカルシール１８との間に所定の空間を設けることが可能な場合には、スリンガー２０を下側軸受６に加えて主軸２に設けてもよい。なお、スリンガー２０は、上述した第１実施形態及びその第１変形例〜第８変形例では下側軸受６の一端側(メカニカルシール１８側)の部位にのみ設けたが、これに加えて他端側(メカニカルシール１８とは反対側)の部位に設けてもよい。さらに、これらに加えて、上側軸受８にスリンガー２０を設けてもよい。
さらに、上述した第１変形例〜第８変形例において、シール板(密封板)３０の素材については特に言及しなかったが、例えば、シール板(密封板)３０としては、芯材(各種の金属などの芯金)を弾性材(ゴムや合成樹脂などのシール材)でコーティングして形成されたものを適用することができる。また、シール板(密封板)３０には、任意の数のシールリップを設けることができる。なお、シール板(密封板)３０として、非接触型のシールや、例えば各種の金属板をプレス加工して形成された非接触型のシールドなどを適用してもよい。
本発明の第１実施形態に係る水中ポンプの構成例を示す図であって、(ａ)は、主要部分の断面図、(ｂ)〜(ｄ)は、下側軸受に設けたスリンガーの構成例を示す断面図。 本発明の第１変形例に係る水中ポンプの下側軸受に設けたスリンガーの構成例を示す断面図。 本発明の第２変形例に係る水中ポンプの下側軸受に設けたスリンガーの構成例を示す断面図。 本発明の第３変形例に係る水中ポンプの下側軸受に設けたスリンガーの構成例を示す断面図。 本発明の第４変形例に係る水中ポンプの下側軸受に設けたスリンガーの構成例を示す断面図。 本発明の第５変形例に係る水中ポンプの下側軸受に設けたスリンガーの構成例を示す断面図。 本発明の第６変形例に係る水中ポンプの下側軸受に設けたスリンガーの構成例を示す断面図。 本発明の第７変形例に係る水中ポンプの下側軸受に設けたスリンガーの構成例を示す断面図。 本発明の第８変形例に係る水中ポンプの下側軸受に設けたスリンガーの構成例を示す断面図。 従来の水中ポンプの主要部分の構成例を示す断面図。
符号の説明
２ 主軸
４ 電動機
６，８ 転がり軸受
６ａ，６ｂ ハウジング
１０ 羽根車
１８ メカニカルシール
２０ スリンガー
２０ａ 基端部
２０ｂ 面部
２０ｃ 壁部
３０ シール板(密封板)
３０ｂ リップ
３０ｄ 凸状部
Ｍ モータ部 Ｐ ポンプ部
Ｓ メカニカルシール室
α 屈曲角度 β 傾斜角度

Claims (3)

  1. 垂直方向に延出した主軸を回転させる電動機、及び当該主軸を回転自在に支持する複数の転がり軸受が収容されたモータ部と、主軸の下端側に取り付けられた羽根車が収容されたポンプ部と、モータ部とポンプ部との間に設けられ、当該モータ部を気密に保つためのメカニカルシールが配設されたメカニカルシール室とが垂直方向に立設された水中ポンプであって、
    メカニカルシール室寄りに配設された転がり軸受には、当該軸受の内部及びメカニカルシール室の内部への異物の浸入を防止するための環状を成すスリンガーが設けられており、スリンガーは、当該スリンガーを回転輪に固定するための基端部と、当該基端部に連続して転がり軸受とメカニカルシールとの間を横断する方向に延出した面部と、当該面部に連続し、対向する転がり軸受の静止輪との間に所定間隔を空けて、当該軸受の外部方向に９０度以上且つ１８０度以下の所定の屈曲角度で延出した壁部とを有していることを特徴とする水中ポンプ。
  2. 転がり軸受の静止輪と回転輪との間には、軸受内部を密封するための環状を成す密封板が、スリンガーと対向して介在されており、当該密封板は、その外径部が静止輪に固定され、その内径部が静止輪に対する回転輪の対向面に周方向に沿って連続して形成されたシール溝の内周面及び外周面の少なくとも一方に接触していることを特徴とする請求項１に記載の水中ポンプ。
  3. 密封板には、スリンガーへ向けて突出し、当該スリンガーと接触する凸状部が当該スリンガーに対する対向面に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の水中ポンプ。
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