JPH0630540A - キャンドモータポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転体に加わるアキシャルスラストを完全に
バランスさせアキシャル軸受を非接触としその摩耗を除
去できるキャンドモータポンプを提供すること。 【構成】 アキシャル軸受を反羽根車側のエンドカバー
３に固定された軸受リティナ２と主軸２０に固定された
セルフバランス用のスラストデスク１で構成し、該スラ
ストディスク１を軸受リティナ２とエンドカバー３とが
構成する空間に配置し、モータロータと反羽根車側の軸
受部材６との空間に高圧の液を導入し、且つスラストデ
ィスク１とエンドカバー３とが構成する空間が低圧とな
るように圧力逃がし手段（配管１１）を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はキャンドモータポンプに
関し、軸受の長寿命化を図ったキャンドモータポンプに
関するものである。

【０００２】

【産業上の利用分野】従来、この種のキャンドモータポ
ンプの軸受には、滑り軸受が使われている。この滑り軸
受の材料として、通常、回転側に金属、固定側にカーボ
ンが使われている。図３は従来のこの種のキャンドモー
タポンプの構造を示す図である。

【０００３】

【従来技術】従来のキャンドモータポンプは図３に示す
ように、モータロータ４の両側、即ち羽根車７側及び羽
根車７の反対側に軸受部材５及び６が配置され、該軸受
部材５及び６の端部に摺接するスラスト板１５及び１６
が主軸２０に固定されている。ポンプ等から発生するス
ラストはその方向によりラジアルスラストとアキシャル
スラストとに分けられる。ラジアルスラストは、軸受部
材５と軸スリーブ８で構成されるラジアル軸受及び軸受
部材６と軸スリーブ９で構成されるラジアル軸受で受け
る。また、アキシャルスラストは、軸受部材５とスラス
ト板１５で構成されるアキシャル軸受及び軸受部材６と
スラスト板１６で構成されるアキシャル軸受で受ける。
なお、図３において、２４はモータケーシング、２５は
キャンであり、モータステータ４’は該モータケーシン
グとキャン２５とが形成する空間に密封されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来構成のキャンドモータポンプにおいて、運転中には回
転側である軸スリーブ８及び９とスラスト板１５及び１
６が、固定側である軸受部材５及び６に接触し合いなが
ら回転するために、主に軸受部材５及び６が摩耗すると
いう欠点がある。

【０００５】ラジアルスラストとアキシャルスラストの
大きさは共に、ポンプの運転点に依存する。ラジアルス
ラストはポンプの運転点が変わらない限り一定である。
一方、アキシャルスラストはポンプの運転点が変わらな
くともそれぞれの部品の面に作用する圧力の大きさにも
依存する。

【０００６】軸受の潤滑とキャンドモータの冷却を目的
として、循環させる高圧部であるポンプの吐出し口２２
から導かれた液は、配管１４を通って軸受カバー１７の
内部に入り、キャンドモータ内をとおり、低圧部である
ポンプの吸込部へと流れる。従って、ポンプ運転中の圧
力の大きさに関係し、吐出し口２２の圧力をＰ１、軸受
カバー１７内の圧力をＰ２、キャンドモータの反羽根車
側の圧力をＰ３、キャンドモータの羽根車側の圧力をＰ
４、ポンプのバランスホール７ａの近傍の圧力をＰ５、
吸込口２１の圧力をＰ６とすると、 Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３＞Ｐ４＞Ｐ５＞Ｐ６ となっている。

【０００７】このときのアキシャルスラストは、止め板
１８及び止めボルト１９、スラスト板１６、モータロー
タ４、スラスト板１５にそれぞれ作用し、それらは全て
ポンプの吸込口２１の方向に作用している。従って、回
転体はポンプの吸込口の方向に押されるので、アキシャ
ルスラストの全てを羽根車７の側の軸受部材５とスラス
ト板１５とで受けている。

【０００８】運転点が変わらないとき、吐出し口２２の
圧力Ｐ１は一定であり、且つポンプのバランスホール７
ａの近傍の圧力Ｐ５は羽根車７にバランスホール７ａを
設けているので、ほぼ吸込圧力に等しいことから、アキ
シャルスラストの大きさは、ほぼ軸受カバー１７内の圧
力Ｐ２の大きさによって決まる。運転時間の経過にとも
なって、オリフィス２３の摩耗により穴が大きくなっ
て、オリフィス２３部分の損失が減少し、圧力Ｐ２は次
第に大きくなる。長い時間の運転を考えたとき、ラジア
ルスラストはポンプの運転点が変わらない限り一定であ
る反面、アキシャルスラストは増大していく。このこと
によって、アキシャルスラストを受ける軸受部材５とス
ラスト板１５との面圧も更に増えてこれらの摩耗を促進
させるという欠点がある。

【０００９】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、上記欠点のうちアキシャル軸受の摩耗を除去できる
キャンドモータポンプを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、アキシャル軸受を反羽根車側のエンドカバー
に固定された軸受リティナと前記主軸に固定されたセル
フバランス用のスラストディスクで構成し、該スラスト
ディスクを軸受リティナとエンドカバーとが構成する空
間に配置し、モータロータと反羽根車側の軸受との空間
に高圧の液を導入し、且つスラストディスクとエンドカ
バーとが構成する空間が低圧となるように圧力逃がし手
段を設けたことを特徴とする。

【００１１】

【作用】上記のようにスラストディスクを軸受リティナ
とエンドカバーとが構成する空間に配置し、モータロー
タと反羽根車側の軸受との空間に高圧の液を導入し、且
つスラストディスクとエンドカバーとが構成する空間が
低圧となるように圧力逃がし手段を設けることにより、
後に詳述するように回転体に加わるアキシャルスラスト
を完全にバランスさせることができ、スラストディスク
と軸受リティナとの間の隙間ＳをＳ＞０とすることがで
きるから、スラストディスクと軸受リティナとは完全に
非接触にできる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明のキャンドモータポンプの構造を示
す断面図である。図１において、図３と同一符号を付し
た部分は同一又は相当部分を示す。なお、他の図面にお
いても同様とする。２は軸受リティナであり、該軸受リ
ティナ２は羽根車７の反対側のエンドカバー３に固定さ
れている。１はセルフバランス用のスラストディスクで
あり、該スラストディスク１は主軸２０に止め板１８を
介在させて止めボルト１９で締め付け固定されている。
このスラストディスク１と軸受リティナ２でアキシャル
軸受を構成する。

【００１３】上記構造のキャンドモータポンプにおい
て、高圧の液はポンプの吐出し口２２の部分から配管１
０で導入する。この液は軸受の潤滑とキャンドモータの
冷却にも使われる。液の流れはポンプの吐出し口２２の
部分から配管１０を通った後、２経路となる。第１の経
路はモータロータ４の外周部を流れ、軸受部材５の内周
部を通り、羽根車７のバランスホール７ａを経て、低圧
部であるポンプの吸込口２１の部分へ戻る経路である。
第２の経路は軸受部材６の内周部を流れ、軸受リティナ
２と軸スリーブ９の摺動部の隙間を通り、スラストディ
スク１と軸受リティナ２との間の隙間を経て、配管１１
を通り、低圧部であるポンプの吸込口２１の部分へ戻る
経路である。

【００１４】前記２経路の圧力関係は、吐出し口２２の
圧力をＰ１、キャンドモータの反羽根車側の圧力をＰ
３、キャンドモータの羽根車側の圧力をＰ４、ポンプの
バランスホール７ａ近傍の圧力をＰ５、吸込口の圧力を
Ｐ６とすると、第１の経路は、 Ｐ１＞Ｐ３＞Ｐ４＞Ｐ５＞Ｐ６ であり、第２の経路は、 Ｐ１＞Ｐ３＞Ｐｆ＞Ｐｂ＞Ｐ６ である。ここで、Ｐｆはスラストディスク１と軸受リテ
ィナ２の間の圧力、Ｐｂはエンドカバー３内の圧力であ
る。

【００１５】これら２経路のアキシャルスラストは互い
に全く正反対に作用する。第１の経路では主にモータロ
ータ４に作用し、そのアキシャルスラストをＴ１とす
る。第２の経路では主にスラストディスク１と止め板１
８及び止めボルト１９に作用し、それらのアキシャルス
ラストの総和をＴ２とする。スラストＴ２の大きさは主
にスラストディスク１と軸受リティナ２との摺動面どう
しの隙間Ｓに依存する。

【００１６】スラストＴ１とスラストＴ２が、 Ｔ１＞Ｔ２ の場合には、回転体はより吸込口２１の側へ押され、隙
間Ｓはより小さくなり、スラストディスク１と軸受リテ
ィナ２との摺動面の損失が増える。このためスラストデ
ィスク１の軸受リティナ２の側の面に作用する圧力Ｐｆ
は大きくなるが、その背面の圧力Ｐｂはほとんど吸込圧
力であるので一定であるため、スラストＴ２が大きくな
り、今度は回転体を吸込口２１側とは逆方向へ押し返
す。そして、Ｔ１＜Ｔ２となるために、隙間Ｓはより大
きくなり、圧力Ｐｆは小さくなることになり、回転体は
再び吸込口２１側に戻される。

【００１７】ポンプの運転点が決まれば、スラストＴ１
は一定となり、スラストＴ１にバランスするスラストＴ
２になる隙間Ｓを瞬時のうちに保ってポンプは運転され
る。運転点が変化する場合においても、それぞれのスラ
ストＴ１にバランスするスラストＴ２になる隙間Ｓが瞬
時のうちに確保される。このようにスラストＴ１の変化
に追随して、自動的にＴ１＝Ｔ２となる隙間Ｓに落ち着
く、所謂セルフバランス機構となる。

【００１８】このようなセルフバランス機構を利用し
て、キャンドモータポンプの諸寸法と圧力条件とから、
Ｔ１＝Ｔ２、即ちアキシャルスラストがバランスすると
きのＳを予め計算し、ポンプの想定される全運転流量範
囲において、Ｓ＞０となるようにスラストディスク１の
外径を決定する。

【００１９】図２は本発明のキャンドモータポンプの他
の構造を示す断面図である。図２のキャンドモータポン
プが図１のキャンドモータポンプと相違する点は、図２
においては高圧の液は配管１２を通して外部よりモータ
ロータ４と軸受部材６との空間に導いており、スラスト
ディスク１とエンドカバー３との空間から低圧部への逃
がしも配管１３を通して外部に導いている点であり、他
は図１と全く同じである。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ス
ラストディスクを軸受リティナとエンドカバーとが構成
する空間に配置し、モータロータと反羽根車側の軸受と
の空間に高圧の液を導入し、且つスラストディスクとエ
ンドカバーとが構成する空間が低圧となるように圧力逃
がし手段を設けることにより、回転体に加わるアキシャ
ルスラストを完全にバランスさせることができ、スラス
トディスクと軸受リティナの間の隙間ＳをＳ＞０とでき
るから、スラストディスクと軸受リティナとは完全に非
接触にでき、アキシャル軸受の寿命が飛躍的に長くなる
という優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のキャンドモータポンプの構造を示す断
面図である。

【図２】本発明のキャンドモータポンプの他の構造を示
す断面図である。

【図３】従来のこの種のキャンドモータポンプの構造を
示す図である。

【符号の説明】

１ スラストディスク ２ 軸受リティナ ３ エンドカバー ４ モータロータ ５ 軸受部材 ６ 軸受部材 ７ 羽根車 ８ 軸スリーブ ９ 軸スリーブ １０ 配管 １１ 配管 １２ 配管 １３ 配管 ２０ 主軸 ２１ 吸込口 ２２ 吐出し口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータロータの羽根車側及び反羽根車側
   の両側にラジアル軸受を配置すると共に、主軸の所定位
   置にアキシャル軸受を配置した構造のキャンドモータポ
   ンプにおいて、 前記アキシャル軸受を反羽根車側のエンドカバーに固定
   された軸受リティナと前記主軸に固定されたセルフバラ
   ンス用のスラストディスクで構成し、 該スラストディスクを前記軸受リティナとエンドカバー
   とが構成する空間に配置し、前記モータロータと前記反
   羽根車側の軸受との空間に高圧の液を導入し、且つ前記
   スラストディスクと前記エンドカバーとが構成する空間
   が低圧となるように圧力逃がし手段を設けたことを特徴
   とするキャンドモータポンプ。