JP6185778B2 - 回転子の取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、軸の一端、特に遠心ポンプ組立体の軸端における回転子（rotor）の取付構造に関するものである。前記軸端には、円錐面が形成されている。また、回転子のハブ（hub）が、少なくとも前記軸に対向するその端部の位置に、雌ねじ付きの中央穴を備えている。また、回転子のハブは、ねじによる接続手段によって、前記軸に固着されている。

ポンプとモータとから成る遠心ポンプ組立体の回転子を、ねじ付のスタブ（stub）を備えたモータの軸端に螺合することが知られている。この軸端は、１つまたは複数の円筒形嵌合面と、１つまたは複数の軸線方向受面とを有している。このような軸端に回転子を組付けるとき、回転子のハブは、ねじ付のスタブに螺合される。製造時の公差に起因して、このような解決手段は、軸端に回転子のハブを組付けるときに、ねじでの組付によって、回転子のハブが軸に対して傾いてしまうという欠点がある。その結果、接合すべき部品の半径方向の振れ特性および／または軸線方向の振れ特性が不十分となる。さらに、ねじと受面とにおいて焼付き（seizure）が生じるおそれがあり、これにより、装置分解が困難になる。

米国特許第２０１０５２５号明細書

そこで本発明の課題は、僅かな支出で製造可能であり、回転子の容易な組付及び分解を可能とし、かつ、きわめて良好な半径方向の振れ特性および軸線方向の振れ特性を有する回転子の取付構造を提供することである。

この課題の解決手段としては、回転子のハブおよび軸が、互いに対向する各端部の位置に雌ねじ付きの中央穴を有し、溝付ピンが、別部材として設けられており、溝付ピンが、トルクおよび力を伝達するように、２つの中央穴内に配置されて結合しており、前記回転子のハブが、円錐面を介して前記軸に位置合わせされている。これにより、半径方向の振れ特性および軸線方向の振れ特性がきわめて良好になる。ねじ山内の公差を考慮して、ハブ端および軸端に対して溝付ピンを中心に配置した結果、接続部分を締め付けるときに、分離式のねじが、取付対象となる回転子の軸に対してもはや傾くことがない。溝付ピンは、一種の継手として働き、これにより、円錐面が、半径方向の振れ特性および軸線方向の振れ特性を保証する。これにより、回転子をきわめて高い回転数で運転することが可能となり、特に、可変速式の遠心ポンプ組立体に用いた場合に有益である。

本発明によれば、同時に、ねじまたは受面の焼付きが効果的に防止され、それにより、装置の容易な分解も可能となる。別個に形成された溝付ピンによってねじの自由度が増えて、溝付ピンのような形式の力伝達結合手段が円錐面の状態に適合する可能性が得られる。こうして、力伝達もしくはトルク伝達は、溝付ピンのみによって行われ、軸の半径方向の振れ特性および軸線方向の振れ特性は、円錐面によって与えられる。

本発明の構成によれば、軸端には、１つの円錐面が形成されている。回転子のハブは、組付け状態のときに、これらの面に当接し、これにより、軸に対して位置合わせされている。このような回転子の取付構造は、被加工面の数が少ないので、製造時にいくつかの利点がある。

付加的に、溝付ピンは、少なくとも一端に工具受容部を備えている。これにより、この溝付ピンは、中央穴内部のその組付け位置に簡単に取り付けることができる。

従来の回転子の取付構造を示した図である。 本発明に係る分離式の回転子の取付構造を示した図である。

本発明の実施例が、図面に示されており、以下で詳しく説明される。

図１は、従来の遠心ポンプ組立体と回転子の組付構造の一部を示している。図１は、見易くするために、回転子の組付構造の重要な部品のみを示している。

図示された回転子１は、回転子ハブ２と、雌ねじ４を有する中央穴３とを備えている。ここで、中央穴３は、めくら穴（突き抜けていない穴）として形成されている。例えば、ブロックモータの軸の軸端５は、雄ねじを有するねじ付のスタブ（stub）６を有している。軸端５は、円筒形嵌合面７と、半径方向受面８とを有している。回転子１は、その回転子のハブ２によって、軸端５のねじ付のスタブ６に螺着されている。製造公差に起因して、この解決手段は、回転子のハブ２を軸端５に組付けるときに、ねじ４における組付によって、回転子のハブ２が軸に対して傾いてしまうという欠点がある。その結果、軸および回転子１の半径方向の振れ特性および／または軸線方向の振れ特性が不十分となる。さらに、ねじおよび受面８において焼付きが生じるおそれがあり、これにより、装置分解が困難になる。

図２は、本発明に係る回転子の取付構造を示している。回転子（rotor）３１は、回転子ハブ３２を有し、回転子のハブ３２は、軸に結合するための円錐状の内周面を備えているとともに、中央穴３３と、雌ねじ３８とを備えている。さらに、図２には、軸端３４が示されている。軸端３４は、回転子のハブ３２の円錐状内周面に合致する形状の円錐面３５が形成されているとともに、端部に雌ねじ３７を有する中央穴３６を有している。回転子３１を軸端３４に固着する役目を果たす溝付ピン１８は、組付け時に、中央穴３６にねじ込まれる。溝付ピン１８は、図２に明示されているように、その全長にわたって同じ径で同じピッチの同じ向きのねじが切られた無頭ねじであって、工具受容部１９によって通常の工具で中央穴３６にねじ込むことができる。工具受容部１９は、例えば、六角穴、条溝または鍵面として形成することができる。回転子のハブ３２を組付けるときに、円錐面３５は、組付け時における良好な事前心出しが達成されるとともに、組立体の運転中に良好な半径方向の振れ特性が達成されるように形成されている。溝付ピン１８は、緩く動くことができ、回転子の嵌合および位置合わせは、専用に設けられた円錐面３５のみを介して行われる。

溝付ピン１８を別の部材として形成し、溝付ピン１８を両方の中央穴３３、３６内に配置して結合することによって、回転子取付構造内において分離した構成を達成することができる。溝付ピン１８は、その全長にわたって同じ径で同じピッチの同じ向きのねじが切られた無頭ねじであることにより、トルク伝達もしくは力伝達の機能を果たすものである。回転子のハブの位置合わせは、円錐面３５を介して行われる。円錐面３５は、装置の半径方向の振れ特性を保証するとともに、軸線方向の振れ特性を保証する。この構成によって、半径方向の振れ特性および軸線方向の振れ特性がきわめて良好となる。ねじ山内の公差を考慮して、回転子のハブ端および軸端において溝付ピン１８を中心位置に配置した結果、接続部分を締付けるときに、分離式のネジが、取付対象である回転子３１の軸に対してもはや傾くことがない。これにより、回転子３１をきわめて高い回転数で運転することが可能となり、特に、可変速式の遠心ポンプ組立体に用いる場合に有益である。

この発明の円錐面３５は、同時に半径方向および軸方向の位置合わせ面を形成しており、製造が簡単であるという付加的利点がある。

１８…溝付きピン、１９工具受容部、３１…回転子、３２…ハブ、３３…中央穴、３４…軸端、３５…円錐面、３６…中央穴、３７…雌ねじ、３８…雌ねじ。

Claims (1)

1. 遠心ポンプ組立体の軸端における回転子の取付構造であって、前記軸端には、１つの受面が円錐面として形成されており、前記回転子のハブが、前記軸端の円錐面と対向する位置に当該円錐面と合致する形状の円錐状内周面を備えているとともに、少なくとも前記軸と対向する端部の位置に雌ねじ付きの第１の中央穴を備えており、前記回転子の前記ハブが、ねじ結合によって前記軸端に固着されている回転子の取付構造において、
   前記軸が、少なくとも前記回転子のハブ（３２）に対向する端部の位置に雌ねじ付きの第２の中央穴（３６）を有し、溝付ピン（１８）が、別部材として設けられており、前記溝付ピン（１８）は、その全長にわたって同じ径で同じピッチの同じ向きのねじが切られた無頭ねじであって、トルクおよび力を伝達するように、前記第１及び第２の中央穴（３３、３６）内に配置されて結合しており、前記溝付ピン（１８）は、少なくとも一端に工具受容部（１９）を備えており、前記円錐面（３５）と前記円錐状内周面が、半径方向および軸方向の位置合わせ面として形成されており、前記回転子の前記ハブ（３２）が、前記円錐面（３５）を介して前記軸に対して位置合わせされている
   ことを特徴とする回転子の取付構造。
   

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