JPH0733567Y2 - ポンプ駆動用水中電動機の軸シール構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はポンプ、特に海水、ブラキシュウォーター、高
塩素イオン濃度水等の腐食性の強い物質を多く含む揚水
の汲み揚げ等に使用されるポンプを駆動するポンプ駆動
用水中電動機の軸シール構造に関するものである。

〔従来技術〕

従来この種の水中電動機としては、例えば第３図に示す
構造の清水用ポンプを駆動する水中電動機等があった。

第３図の水中電動機は、ポンプ揚液に接するフレーム51
内に珪素鋼板を積層してなるステータコア52が配設さ
れ、該ステータコア52の中央部には同じく珪素鋼板を積
層してなるロータコア54が配設されている。該ロータコ
ア54の中心部には主軸55が貫通しており、該主軸55の両
端部は下部ブラケット58に固定されたラジアル軸受メタ
ル56及び上部ブラケット59に固定されたラジアル軸受メ
タル57により回転自在に支持されている。ラジアル軸受
メタル57の上部にはオイルシール等の軸シール60が配設
され、又該軸シール60の上部にシールカバー61が配設さ
れ、更にその上部にサンドスリンガー62が配設されてい
る。

フレーム51の内部には封入液Ｑが封入されている。な
お、53は前記ステータコア52に装着したステータコイ
ル、63はスラスト軸受装置、64は前記フレーム51内の封
入液Ｑの液圧を常に一定に保つ液圧自動調節装置であ
る。

上記第３図に示す構造のいずれの水中電動機において
も、水中電動機の上部には、ポンプ（図示せず）が配設
され、主軸55の上端はポンプ主軸の下端と図示しないカ
ップリング等の連結手段で連結されており、水中電動機
を起動することにより、主軸55の回転力は該連結手段を
介してポンプ主軸に伝達され、揚液が上部へと押し揚げ
られる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記構造の水中電動機を海水、ブラキシュウォーター、
高塩素イオン濃度水等の腐食性物質が多く含まれた揚液
を汲み揚げるポンプに使用すると、水中電動機の腐食性
の強い揚液中にあるから、該腐食性の強い揚液は電気伝
導度が高く電食（電位差腐食、スキマ腐食等）を起こし
易く、又軸シール60等からなる軸シール機構よりこの腐
食性の強い揚液が漏洩侵入した場合は、水中電動機内部
の耐食性材料で構成できない部品、例えばステータコア
52、ロータコア54、ラジアル軸受メタル57等が急速に腐
食劣化し、電動機としての機能を喪失させるという欠点
があった。

また、上部ブラケット59にラジアル軸受メタル57及び軸
シール60等の軸シール機構も実装しているため軸シール
機構の交換が容易でなくメンテナンスに手間がかかると
いう欠点もあった。

本考案は上述の点に鑑みてなされたもので、上記問題点
を除去し、腐食性の強い揚液中で使用しても水中電動機
内部の非耐食性材料で構成された部品を腐食することな
く、且つシール機構の交換等のメンテナンスの容易なポ
ンプ駆動用水中電動機の軸シール構造を提供することに
ある。

〔上記問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため本考案はポンプ駆動用水中電
動機の軸シール構造を、フレームと該フレーム端に設け
られた端カバーと該端カバーからロータコア側で且つフ
レーム内に配設された軸受ブラケットとにより部屋を構
成し、該部屋に軸シール機構を配設し、軸受ブラケット
はその外周がフレーム内周に嵌入されると共に該フレー
ム内周に取り付けられた止め金具により固定され、端カ
バーは軸受ブラケットに先端が螺合するボルトによりフ
レーム端に固定される構成とした。

〔作用〕

ポンプ駆動用水中電動機の軸シール構造を上記の如く構
成することにより、端カバーと軸受ブラケットとフレー
ムとで囲まれた部屋に軸シール機構を配設する構成であ
るから、軸シール機構を交換する場合、端カバーを固定
するボルトを外して端カバーを取り外し軸受部に関係な
く、軸シール機構を交換できるので、軸シール機構の交
換作業が極めて容易になる。また、軸シール機構が配設
される部屋には潤滑液を豊富に確保できるから、メカニ
カルシール及びオイルシール等の軸シール機構のシール
効果が向上すると共に、潤滑、冷却が良くその寿命が長
くなる。

〔実施例〕

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本考案に係る軸シール構造を具備する水中電動
機の上部断面図である。水中電動機は、フレーム11内に
珪素鋼板を積層してなるステータコア12が配設され、該
ステータコア12にはステータコイル14が装着されると共
にその中央部には同じく珪素鋼板を積層してなるロータ
コア13が貫通配設されている。該ロータコア13の中心部
には主軸15が貫通固定しており、該主軸15の両端部は下
部ブラケット（図示せず）に固定されたラジアル軸受メ
タル（図示せず）及び上部ブラケット18に固定されたラ
ジアル軸受メタル17により回転自在に支持されている。
上部ブラケット18は止め金具19でフレーム11内に固定さ
れている。フレーム11の上端には該端カバー20は前記上
部ブラケット18に先端部が螺合するボルト26により、フ
レーム11の上端に固定されている。

前記端カバー20と上部ブラケット18の間は所定の間隔が
あり、これら上部ブラケット18とフレーム11と端カバー
20で囲まれた部屋21を形成している。該部屋21内のラジ
アル軸受メタル17側にはメカニカルシール22が配設さ
れ、その上部にシールケース27に収容されたオイルシー
ル23が配設されている。シールケース27の上部にはシー
ルカバー24が配設され、更にその上部にはサンドスリン
ガー25が配設されている。

上記構造において、揚水に接するフレーム11、端カバー
20、シールケース27、主軸15の上部等は耐食性の、例え
ばステンレス鋼等で製造されている。なお、30,31はそ
れぞれ前記端カバー20の電源ケーブル貫通穴に嵌合する
パッキンであり、該パッキン30,31は両側にパッキン押
え板29,32を介在させて、ケーブルナット33を締め付け
ることにより、パッキン30,31の中心部に形成された穴
を貫通する電源ケーブル35と端カバー20との間の気密が
保たれている。電源ケーブル35は、ステータコイル14の
口出線にモールド部34を形成して接続されている。な
お、フレーム11の内部には封入液Ｑが封入されており、
該封入液Ｑは上記上部ブラケット18とフレーム11と端カ
バー20で囲まれた部屋21も満たしている。また、端カバ
ー20とシールケース27との間の気密はＯリング28で保た
れるようになっている。

上記構造において、主軸シールはメカニカルシール22で
第３段目のシール位置にあり、サブ軸シールはオイルシ
ール23で第２段目に位置し、第１段目のサンドスリンガ
ー25は最外部の揚水に接する位置にある。第１段目のサ
ンドスリンガー25は揚液に含まれる砂等の粒度の比較的
大きい異物が水中電動機内に侵入するのを除去し、第２
段目のオイルシール23はそれより小さい粒度の異物を含
む揚液の侵入を除去し、第３段目のメカニカルシール22
で完全に揚液の侵入を除去する。即ち軸シールが部屋21
内で２重となって揚水の電動機内部への侵入を防止する
構造となる。従って、海水、ブラキシュウォーター、高
塩素イオン濃度水等の腐食性物質が多く含まれた揚液用
ポンプの駆動用水中電動機の軸シール構造として極めて
優れたものとなる。

また、特に上記軸シール構造はサンドスリンガー25及び
オイルシール23のゴム製ベロ23aが主軸15に接触摺動す
るので、揚水等に含まれる砂等の異物がメカニカルシー
ル22まで到達し難い構造でもある。

また、上部ブラケット18、フレーム11及び端カバー20で
囲まれた部屋21を大きく取っているので、メカニカルシ
ール22の主軸15の摺動面のある位置のスペースを大きく
とれるため、潤滑液を大量に確保でき潤滑及び冷却作用
が向上し、結果としてメカニカルシール22の寿命を長く
することが可能となる。

また、上記構造とすることにより、ラジアル軸受メタル
17を支持する上部ブラケット18と、シール部を支持する
シールケース27や端カバー20とを別部品とし、上部ブラ
ケット18を端カバー20即ちフレーム11上端より離れた位
置に取り付けることにより、軸シールとは独立にロータ
コア13の回転を支えトルクを伝達する主軸15を精度よく
保持することが可能となる。

また、揚液がオイルシール23やメカニカルシール22を通
って侵入しないので、上部ブラケット18を非耐食の材料
で製造できるから、例えば鋳物で下部ブラケットと共用
部品として製造できる。

また、端カバー20は上述のように耐食性材料で構成し、
オイルシール23やメカニカルシール22からなる軸シール
機構を電動機内部に挿入し易い様に主軸15の貫通部を大
きく形成しておく、特に上記例では、メカニカルシール
22やオイルシール23を内部に挿入し、取り付け、押さえ
るシールケース27等を端カバー20と別部品としたので、
該オイルシール23やメカニカルシール22からなる軸シー
ル機構のとり外し（メンテナンス対応）が容易にでき
る。

また、電源ケーブル35は水中電動機本体を組み立てた
後、端カバー20にパッキン押え板29,32を介在させてパ
ッキン30,31をケーブルナット33で締め付けて固定する
ので、電源ケーブル35の取り付けが容易になる。

なお、上記実施例では、端カバー20とシールケース27を
別部品としたが、これらを別部品とすることなく一体的
に形成し、端カバーとしても良いことは当然である。

次に上記軸シール構造を具備するポンプ駆動用水中電動
機の全体構造の一例を説明する。

第２図は上記軸シール構造を具備するポンプ駆動用水中
電動機の全体構造を示す断面図である。同図において、
第１図と同一符号を付した部分は同一部分を示す。フレ
ーム11の下部にはラジアル軸受メタル41を支持する下部
ブラケット40が止金具42で固定されている。

主軸15の下部には、該主軸15の下端に固定されたスラス
トディスク36、該スラストディスク36の下面に摺接する
スラストパット37及びスラストパット支持台38等から構
成されるスラスト支持機構39が配設されている。なお、
47はスラストケーシング48の下部中央に形成されたネジ
穴に螺合させたアジャストスクリューである。

また、スラストケーシング48の下部には、フレーム11内
の封入液Ｑの液圧を常に略一定に保持する自動液圧調節
装置49が配設されている。該自動液圧調節装置49は、ケ
ーシング45の内部にダイヤフラム43を収容し、該ダイヤ
フラム43の鍔部をダイヤフラム押え板44を介してケーシ
ング45下端に固定した構造である。

なお、46はアジャストスクリュー47の下端に固定された
ダイヤフラム保護板である。

上記構造の水中電動機の上部には、ポンプ（図示せず）
が配設され、主軸15の上端はポンプ主軸の下端と図示し
ないカップリング等の連結手段で連結されており、水中
電動機を起動することにより、主軸15の回転力は該連結
手段を介してポンプ主軸に伝達され、揚液が上部へと押
し揚げられる。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案によれば下記の優れた効果が
得られる。

フレームと端カバーと軸受ブラケットとで囲まれた
部屋に軸シール機構を配設した構造なので、軸シール機
構を侵入を防止する異物の種類等に応じて目的別に装着
配設できるため、軸シールの寿命が長くなり結果的に寿
命の長いポンプ駆動用水中電動機を提供できる。

端カバーを取り外し、シール機構の取り付け、交換
が容易にできるから、特にメンテナンスがやり易く、メ
ンテンナンスを定期的に実施する必要のあるポンプ駆動
用水中電動機として好適な軸シール構造となる。

フレームと端カバーを軸受ブラケットとで囲まれた
部屋に軸シール機構を配設する構造であるから、シール
摺動面の潤滑液が豊富に確保でき、シール作用及び潤
滑、冷却作用を向上させると共に軸シール機構の寿命が
長くなる。

軸シール部を軸受ブラケットと別個に構成するか
ら、軸シールとは関係なく主軸の位置精度を正確に保持
することが可能となり、振動、軸振れが少なく、軸受寿
命が長くなる。

従来の軸受ブラケットと軸シール取付室を一体的に
形成した構造に比較し、軸受ブラケットと軸シール部を
取付ける端カバーとを別部品とするので、分解が容易な
構造となり結果的に高品質なポンプ駆動用水中電動機を
提供できる。

軸受ブラケットをフレーム内に配設し、フレームと
軸受ブラケットと端カバーとで軸シール機構を配置する
部屋を形成したので、揚液に直接接触する隙間部はフレ
ームと端カバーの嵌合部のみであるから、隙間腐食の発
生しやすい隙間部を減少できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る軸シール構造を具備する水中電動
機の上部断面図、第２図は上記軸シール構造を具備する
ポンプ駆動用水中電動機の全体構造を示す断面図、第３
図は従来の清水用ポンプを駆動する水中電動機の断面図
である。 図中、11……フレーム、12……ステータコア、13……ロ
ータコア、14……ステータコイル、15……主軸、16……
オイルシール、17……ラジアル軸受メタル、18……上部
ブラケット、20……端カバー、21……部屋、22……メカ
ニカルシール、23……オイルシール、24……シールカバ
ー、25……サンドスリンガー、27……シールケース。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ポンプ揚液に接するフレーム内にステータ
   コアを配設すると共に該ステータコア中央部に中心部に
   主軸が貫通するロータコアを配設し、該主軸の両端部を
   軸受により回転自在に支持すると共に該主軸の所定位置
   に軸シール機構を設けた構造のポンプ駆動用水中電動機
   の軸シール構造において、前記フレームと該フレーム端
   に設けられた端カバーと該端カバーから前記ロータコア
   側で且つフレーム内に配設された軸受ブラケットとによ
   り部屋を構成し、該部屋に前記軸シール機構を配設し、
   前記軸受ブラケットはその外周が前記フレーム内周に嵌
   入されると共に該フレーム内周に取り付けられた止め金
   具により固定され、前記端カバーは該軸受ブラケットに
   先端が螺合するボルトによりフレーム端に固定されるこ
   とを特徴とするポンプ駆動用水中電動機の軸シール構
   造。
2. 【請求項２】前記軸シール機構はシールカバー内に収容
   され、該シールカバーは前記端カバーの中央に設けられ
   た貫通穴に嵌入されていることを特徴とする実用新案登
   録請求の範囲第（１）項記載のポンプ駆動用水中電動機
   の軸シール構造。