JPS6127595B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、駆動スクリユウと、該駆動スクリユ
ウと噛み合う少くとも１つのインペラスクリユウ
とを備えたスクリユウポンプに関する。

従来の技術 第１図は本発明に係るスクリユウポンプを示す
ものであるが、本発明ではスリーブ２２に可撓性
領域３９を設けた点で従来のスクリユウポンプと
異なるものの、その基本的構成は従来のスクリユ
ウポンプも第１図に示す構成と同じであるので、
第１図に基いて従来のスクリユウポンプを説明す
る。

一般にスクリユウポンプは、駆動スクリユウ９
ａをモータ等の駆動源（図示せず）により駆動す
ることにより、駆動スクリユウ９ａと噛み合うイ
ンペラスクリユウ９ｂを回転させ、駆動スクリユ
ウ９ａおよびインペラスクリユウ９ｂのねじ部と
ハウジングの胴部１との間に形成される密封空間
（この密封空間は両スクリユウの回転に伴ない流
体の入口室から出口室に向つて移動する）内に流
体を保持しつつポンプの低圧側すなわち入口室６
から高圧側すなわち出口室７に向つて流体を圧送
する構造になつている。

かようなスクリユウポンプが作動されるとき、
インペラスクリユウ９ｂの両端には、それぞれ高
圧側の圧力と低圧側の圧力とが作用することにな
るので、各インペラスクリユウ９ｂは高圧側から
低圧側に向つて押圧されるスラスト力を受ける。
スラスト力が生じるとインペラスクリユウ９ｂの
ねじが駆動スクリユウ９ａのねじに対して強く押
圧され、両スクリユウ９ａ、９ｂのねじが摩耗し
易いだけでなく、両スクリユウ９ａ、９ｂの回転
運動が円滑に行なわれなくなる。このため、各イ
ンペラスクリユウ９ｂの高圧側の軸端をピン２１
として形成し、このピン２１をスリーブ２２内で
回転自在に支持すると共に、ピン２１の端面とス
リーブ２２との間に圧力室２７を設け、この圧力
室２７を低圧側すなわち入口室６の圧力に連通さ
せることによつてインペラスクリユウ９ｂの両端
に常に低圧側の圧力が作用するように構成し、イ
ンペラスクリユウ９ｂにスラスト力が作用しない
ようにしてある。また、ポンプのハウジングは、
胴部１と、該胴部１の両端に取付けられる端壁
２、３とによつて形成されるが、特に高圧側の端
壁２と胴部１との間には、流体の漏洩を防止する
ための密封パツキング３５が配置されている。こ
の密封パツキング３５には、第４図に示すよう
に、駆動スクリユウ９ａのシヤフト１０の大径部
分１８が通り得る寸法をもつ中央開口３６と、前
記圧力室２７を低圧側の入口室６と連通させるべ
くスリーブ２２に設けた通路２８および端壁２に
設けた通路２９を連通させる小径の開口３８とが
形成されている。

発明が解決しようとする問題点 ところが、駆動スクリユウ９ａおよびインペラ
スクリユウ９ｂが互に近接して配置される関係
上、前記密封パツキング３５に設けられる中央開
口３６および開口３８もまた互に近接した位置に
形成されることになる。また、中央開口３６の近
傍には高圧側の圧力が作用し、開口３８の近傍に
は低圧側の圧力が作用することになるが、互に近
接した中央開口３６と開口３８とにそれぞれ高圧
側および低圧側の圧力が作用するため、密封パツ
キング３５はこれらの開口３６、３８が形成され
た部分において疲労を受けて特に損壊され易い。

密封パツキング３５の損壊を防止するために
は、密封パツキング３５を、端壁２とスリーブ２
２との間で確実に挾圧される構造とし、両開口３
６、３８のまわりで高圧側および低圧側の圧力が
作用しても、これらの開口３６、３８が形成され
た部分の密封パツキング３５が容易に撓み変形し
ないようにすればよい。ところが、スリーブ２
２、密封パツキング３５を組み込んで、胴部１に
端壁２を取付けてスクリユウポンプを組立てる場
合に、密封パツキング３５が端壁２とスリーブ２
２との間で確実に挾圧されるようにするには、単
にスリーブ２２の寸法精度だけでなく、該スリー
ブを収容するための胴部１の凹部２４（第２図）
の寸法精度、胴部１および端壁２の端面の寸法精
度および密封パツキング３５自体の寸法精度につ
いても多大の注意を払う必要があり、スクリユウ
ポンプの製造コストを著しく高める原因となる。
また、寸法精度を高めることによつて、スクリユ
ウポンプの組立て当所は密封パツキング３５が確
実に挾圧されていても、ポンプの使用による経年
変化によつて挾圧力は次第に低下してしまう。

目 的 従つて本発明の目的は、スリーブに可撓性領域
を設けることによつて、寸法精度に特別な注意を
払うことなく確実に密封パツキングを挾圧でき、
従来のスクリユウポンプの上記問題点を解決する
ことのできるスクリユウポンプを提供することで
ある。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成するため、本発明によれば、駆
動スクリユウ９ａと、該駆動スクリユウ９ａと噛
み合う少くとも１つのインペラスクリユウ９ｂと
を有し、前記両スクリユウ９ａ、９ｂが、胴部１
と該胴部１の両端に設けられる端壁２、３とで形
成されるハウジング内に密封して収容されてお
り、前記インペラスクリユウ９ｂの高圧側端部に
はスリーブ２２内で回転自在に支持されるピン２
１が設けてあり、前記スリーブ２２内には、該ス
リーブ２２の内壁とインペラスクリユウ９ｂの前
記ピン２１の端面とにより圧力室２７が形成され
ており、該圧力室２７は、スリーブ２２に形成さ
れた通路２８と、端壁２に形成された通路２９
と、駆動スクリユウ９ａを回転自在に支持するベ
アリング１２と、駆動スクリユウ９ａに形成され
た半径方向通路３２および軸線方向通路３１とを
介してポンプの低圧側と連通しており、前記胴部
１と端壁２との間には、円板状の密封パツキング
３５が設けられていて、該密封パツキング３５に
は、前記駆動スクリユウ９ａのシヤフト１０を通
すための中央開口３６と、前記スリーブ２２に形
成された通路２８および端壁２に形成された通路
２９と整合する位置に形成された開口３８とが形
成されているスクリユウポンプにおいて、前記ス
リーブ２２は、前記スクリユウポンプに組付けら
れたときに前記胴部１の衝合面２４ａと対面する
側面と、前記密封パツキング３５と接触する側面
とを備えていて、胴部１の衝合面２４ａと対面す
る側面には可撓性領域３９が設けてあり、該可撓
性領域３９は前記端壁２を胴部１に組付けたとき
に該胴部１の衝合面２４ａと前記密封パツキング
３５との間で挾圧されて圧縮変形する高さ寸法を
有することを特徴とするスクリユウポンプが提供
される。

作 用 本発明によれば、スリーブ２２に可撓性領域３
９が設けてあり、この可撓性領域３９はスクリユ
ウポンプに組付けられるときに胴部１の衝合面２
４ａと密封パツキング３５との間で挾圧されて圧
縮変形されるため、その弾発力によつて密封パツ
キング３５がスリーブ２２と端壁２との間で確実
に挾圧されると共に、可撓性領域３９が胴部１の
衝合面２４ａと対面する側面に設けられているた
め、密封パツキング３５は可撓性領域３９が設け
られていない側の側面（平坦面）で全面的に挾圧
される。

実施例 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。

図示のように、本発明に係るスクリユウポンプ
は、円筒状の胴部１と、該胴部１の両端に取付け
られる端壁２、３とからなるハウジングを有し、
該ハウジング内に駆動スクリユウ９ａと２つのイ
ンペラスクリユウ９ｂとが収容されている。両端
壁２、３は、例えば番号４で示すボルト等の適当
な固定具によつて胴部１に対して固定されてい
る。端壁３には、流体の入口５および入口室６が
形成されている。端壁２が取付けられた側の胴部
１の端部には、流体の出口室７および出口８が形
成されている。入口室６と出口室７との間で、胴
部１の内面には３本の互に交差する円筒状の通路
１ａが周知のごとく形成されている。これらの３
本の通路１ａは、駆動スクリユウ９ａおよび該駆
動スクリユウ９ａに関して対称的に配置された２
つのインペラスクリユウ９ｂとシール関係をなし
てこれらのスクリユウのねじ部を包囲している。
駆動スクリユウ９ａのねじと各インペラスクリユ
ウ９ｂのねとは互に噛み合つていて、駆動スクリ
ユウ９ａの回転により両インペラスクリユウ９ｂ
が回転される。これにより、入口室６内の流体
は、駆動スクリユウ９ａおよび両インペラスクリ
ユウ９ｂのねじ部と通路１ａの壁とで形成される
空所を通つて出口室７内に送り込まれる。

駆動スクリユウ９ａはシヤフト１０と一体に形
成されている。該シヤフト１０は端壁２の中央開
口１１を通つて端壁２の外まで延びていて、駆動
モータ（図示せず）に連結される。シヤフト１０
はベアリング例えばボールベアリング１２によつ
て支持されており、該ボールベアリング１２は、
中央開口１１の外側からキヤツプ１４を嵌入るこ
とによつて、ボールベアリング１２が前記中央開
口１１の肩部１３に対して当接する状態で保持さ
れている。ボールベアリング１２は、更にシヤフ
ト１０の大径部分１８の肩部に対しても当接して
保持されている。ボールベアリング１２が抜けな
いようにするため、ボールベアリング１２の側部
はプレート１５を介してスナツプリング１７によ
り止められていると共に、キヤツプ１４の側部も
スナツプリング１６によつて止められている。ス
ナツプリング１７および１６は、それぞれシヤフ
ト１０および端壁２に形成された溝内に嵌入され
ている。ボールベアリング１２とキヤツプ１４と
端壁２との間にはＯリング１９が設けてあり、こ
れらの間をシールしている。また、シヤフト１０
とキヤツプ１４との間にはパツキング２０が設け
てあつて、両者の間をシールしている。

各インペラスクリユウ９ｂはピン２１と一体に
形成されていて、ピン２１は第２図および第３図
に詳細に示すスリーブ２２内に回転自在に支持さ
れている。ピン２１はスリーブ２２に対しピツタ
リと挿入されていて、両者の間にはシール関係が
保たれている。第３図に示すように、スリーブ２
２にはプレート２３が一体に形成されている。プ
レート２３は円の一部を切り取つた形状をなして
おり、第２図に詳細に示すように、胴部１の端部
に設けた凹部２４内に支持されている。胴部１の
孔内に固定されたガイドピン２５とスリーブ２２
のプレート２３に形成した切欠部２６とを係合さ
せることにより、スリーブ２２が前記凹部２４内
で所定位置に固定される。インペラスクリユウ９
ｂのピン２１をスリーブ２２に挿入したとき、ピ
ン２１の端面とスリーブ２２との間には小さな圧
力室２７が形成され、該圧力室２７はスリーブ２
２に形成された通路２８と連通している。該通路
２８はプレート２３を貫通して形成されており、
従つてプレート２３の外側と圧力室２７とは連通
している。各スリーブ２２の通路２８と対応する
位置において、端壁２には軸線方向に延びる通路
２９が設けてあり、これらの通路２９はボールベ
アリング１２を通つて室３０に連通している。こ
の室３０は、シヤフト１０と、該シヤフトを包囲
するキヤツプ１４とにより形成された室である。
駆動スクリユウ９ｂの右端面（入口室６内にある
端面）から室３０内にあるシヤフト１０に至る間
において、駆動スクリユウ９ａの中心部には１本
の軸線方向通路３１が形成されている。また、室
３０内にあるシヤフト１０には半径方向通路３２
が形成されていて、該半径方向通路３２と前記軸
線方向通路３１とは互に連通している。従つて、
スリーブ２２とピン２１の端面とにより形成され
る前記圧力室２７は、通路２８と、通路２９と、
ボールベアリング１２と、室３０と、半径方向通
路３２と、軸線方向通路３１とを介して入口室６
に連通している。このため、インペラスクリユウ
９ｂの両端には同じ圧力（すなわち、入口室６の
吸引側圧力）が作用することになり、インペラス
クリユウ９ｂには軸線方向の力が作用しないよう
に構成されている。

端壁２と胴部１の端面との間には、第４図に示
すような円板状の密封パツキング３５が挿入され
ている。該密封パツキング３５は、胴部１の外径
とほぼ同一の外径をもつ円板状に形成されてい
て、シヤフト１０の大径部分１８が通り得る寸法
の中央開口３６と、ボルト４を通すための開口３
７と、小径の開口３８とを備えている。この開口
３８は、密封パツキング３５が組付けられるとき
に、通路２８および通路２９と整合する位置に形
成されていて、両通路２８、２９の連通が確保さ
れるようになつている。また、密封パツキング３
５は、端壁２と胴部１の端面との間に組付けられ
たときに、図示のごとくスリーブ２２のプレート
２３の側面とも接触する。

ポンプの高圧側すなわち出口室７内の圧力は非
常に高圧となり、従つて出口室７内の圧力が作用
する密封パツキング３５の中央開口３６のまわり
の部分は非常な高圧を受ける反面、開口３８のま
わりの部分は通路２８の圧力すなわちポンプの低
圧側の圧力（入口室６内の圧力）を受けることに
なる。ところが、ポンプの許容寸法に限度がある
ため、中央開口３６と開口３８とは互に接近して
配置しなければならず、このため密封パツキング
３５の両開口３６、３８が形成された領域は、ポ
ンプの運転に伴なう高圧側と低圧側の変動圧力差
により変形され、特に急速に疲労による損壊を招
き易く、充分なシール効果を維持することが困難
であつた。

この問題点は、本発明によりスリーブ２２のプ
レート２３に可撓性領域３９を設けることにより
解決される。第２図に明瞭に示すように、この可
撓性領域３９は、スリーブ２２のプレート２３の
両側面のうち、前記密封パツキング３５が接触す
る側面とは反対側の側面（すなわち、胴部１の衝
合面２４ａと対面する側面）に設けられている。
この可撓性領域３９は、スリーブ２２がポンプに
組付けられたときに胴部１の衝合面２４ａと端壁
２（従つて密封パツキング３５）との間で挾圧さ
れて僅かに圧縮されるような高さ寸法を有する。
従つて、かような可撓性領域３９をもつスリーブ
２２がポンプに組付けられると、可撓性領域３９
の圧縮による弾発力によつて密封パツキング３５
が端壁２に対して強力に押圧される。従つて、密
封パツキング３５の中央開口３６および通路２８
と整合する開口３８が形成されている領域は、ス
リーブ２２のプレート２３の側面（可撓性領域３
９が形成されていない平坦な側面）によつて端面
２に対し常時押圧されるため、互に近接して配置
された中央開口３６および開口３８の近傍でポン
プの低圧側の圧力と高圧側の変動圧力とが作用し
ても、密封パツキング３５が変形することが無く
なるので、疲労による損壊を防止し、密封パツキ
ング３５のシール効果を長期間に亘つて維持する
ことができる。また、可撓性領域３９を設けるこ
とにより、スリーブ２２の寸法精度に必要以上の
注意を払うことがなくなり、例えばスウエージン
グ加工、突合せ溶接、切削加工、鋳造等の任意の
方法で可撓性領域３９を成形することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるスクリユウポンプの一
部を断面した側面図である。第２図は、第１図の
−線に沿う拡大断面図である。第３図は、本
発明の特徴である可撓性領域を設けたスリーブを
示す斜視図である。第４図は、ポンプのハウジン
グを構成する胴部と端壁との間に配置される密封
パツキングを示す斜視図である。 １……胴部、２，３……端壁、６……入口室、
７……出口室、９ａ……駆動スクリユウ、９ｂ…
…インペラスクリユウ、２２……スリーブ、２３
……スリーブのプレート、３５……密封パツキン
グ、３６……中央開口、３８……開口、３９……
スリーブの可撓性領域。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 駆動スクリユウ９ａと、該駆動スクリユウ９
   ａと噛み合う少なくとも１つのインペラスクリユ
   ウ９ａとを有し、前記両スクリユウ９ａ，９ｂ
   が、胴部１と該胴部１の両端に設けられる端壁
   ２、３とで形成されるハウジング内に密封して収
   容されており、前記インペラスクリユウ９ｂの高
   圧側端部にはスリーブ２２内で回転自在に支持さ
   れるピン２１が設けてあり、前記スリーブ２２内
   には、該スリーブ２２の内壁とインペラスクリユ
   ウ９ｂの前記ピン２１の端面とにより圧力室２７
   が形成されており、該圧力室２７は、スリーブ２
   ２に形成された通路２８と、端壁２に形成さされ
   た通路２９と、駆動スクリユウ９ａを回転自在に
   支持するベアリング１２と、駆動スクリユウ９ａ
   に形成された半径方向通路３２および軸線方向通
   路３１とを介してポンプの低圧側と連通してお
   り、前記胴部１と端壁２との間には、円板状の密
   封パツキング３５が設けられていて、該密封パツ
   キング３５には、前記駆動スクリユウ９ａをシヤ
   フト１０を通すための中央開口３６と、前記スリ
   ーブ２２に形成された通路２８および端壁２に形
   成された通路２９と整合する位置に形成された開
   口３８とが形成されているスクリユウポンプにお
   いて、 前記スリーブ２２は、前記スクリユウポンプに
   組付けられたときに前記胴部１の衝合面２４ａと
   対面する側面と、前記密封パツキング３５とを接
   触する側面とを備えていて、胴部１の衝合面２４
   ａと対面する側面には可撓性領域３９が設けてあ
   り、該可撓性領域３９は前記端壁２を胴部１に組
   付けたときに該胴部１の衝合面２４ａと前記密封
   パツキング３５との間で挾圧されて圧縮変形する
   高さ寸法を有することを特徴とするスクリユウポ
   ンプ。