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JP6646505B2 - Shaft assembly, motor shaft, motor, motor pump, and method of manufacturing shaft assembly - Google Patents
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Shaft assembly, motor shaft, motor, motor pump, and method of manufacturing shaft assembly Download PDF

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Description

本発明は、軸組立体、モータ軸、モータ、モータポンプ、および軸組立体の製造方法に関する。   The present invention relates to a shaft assembly, a motor shaft, a motor, a motor pump, and a method for manufacturing a shaft assembly.

モータポンプでは、モータ軸とポンプ軸とが接合された主軸によって回転駆動力が伝達される。ここで、ポンプ軸については、取扱流体(液体または気体)の影響で腐食することを防止するために、ステンレス材などの耐食性の材料で形成されることが一般的である。また、モータ軸については、例えば安価であったり、切削などの加工性に優れていたりする材料で形成されることが一般的である。例えば誘導モータの場合には、上記の条件に加えて、モータ軸に磁性材を使用することが性能上好ましいため、機械用炭素鋼材が用いられる。従って、モータポンプの主軸は、それぞれ異なる材料で形成されたモータ軸とポンプ軸とを接合することによって構成されることになる。この場合、接合には一般的な手法として例えば圧接が用いられる。圧接では、回転摩擦と端面の押し付け圧力によって2つの軸が接合される。このようにして構成されるモータポンプの主軸の例は、例えば特許文献1に記載されている。   In a motor pump, rotational driving force is transmitted by a main shaft in which a motor shaft and a pump shaft are joined. Here, the pump shaft is generally formed of a corrosion-resistant material such as a stainless steel material in order to prevent corrosion due to a handling fluid (liquid or gas). In addition, the motor shaft is generally formed of a material that is inexpensive or has excellent workability such as cutting. For example, in the case of an induction motor, in addition to the above conditions, it is preferable to use a magnetic material for the motor shaft from the viewpoint of performance. Therefore, a carbon steel material for machinery is used. Therefore, the main shaft of the motor pump is configured by joining the motor shaft and the pump shaft formed of different materials. In this case, for example, pressure welding is used as a general method for joining. In pressure welding, two shafts are joined by rotational friction and pressing pressure on the end face. An example of the main shaft of the motor pump configured as described above is described in, for example, Patent Document 1.

一方、ポンプ軸には羽根車への動力伝達機構が設けられる。動力伝達機構として一般的なのは例えばキーを用いた締結である。しかし、ポンプ軸にキー溝を形成する加工は容易な加工ではなく、コスト的に課題となる場合があった。また、例えば多段ポンプでは、羽根車単体のコストを抑制するために薄いプレス製羽根車が使用されることがあるが、キーを用いた締結の場合は羽根車の変形を防ぐために締結部分をボスで補強する必要があった。このようなキーを用いた締結の課題を解決するために、主軸のポンプ軸部分を長手方向に複数の溝が形成されたスプライン形状にすることが提案されている。スプライン形状では、羽根車に伝達されるトルクが分散されるために、プレス製羽根車でもボスで補強することなく締結することができる。   On the other hand, a power transmission mechanism to the impeller is provided on the pump shaft. A common power transmission mechanism is, for example, fastening using a key. However, forming a keyway in a pump shaft is not easy, and may be a cost issue. Also, for example, in a multi-stage pump, a thin press impeller may be used in order to suppress the cost of the impeller alone, but in the case of fastening using a key, a fastening portion is provided with a boss to prevent deformation of the impeller. Had to be reinforced. In order to solve the problem of fastening using such a key, it has been proposed to make a pump shaft portion of a main shaft into a spline shape having a plurality of grooves formed in a longitudinal direction. In the spline shape, since the torque transmitted to the impeller is dispersed, even a press-made impeller can be fastened without reinforcement with a boss.

スプライン形状は、例えばポンプ軸に転造加工を施すことによって形成することができる。この場合、上記のように例えば圧接によってポンプ軸とモータ軸とを接合することによって主軸が構成し、さらに接合された軸の外周面を切削などによって加工して同心になるように調整した上で、ポンプ軸部分に転造加工が施される。このような転造加工は、効率的に均等な溝を形成することができ、また安価であるために有用であった。   The spline shape can be formed, for example, by rolling the pump shaft. In this case, as described above, the main shaft is formed by joining the pump shaft and the motor shaft by, for example, pressure welding, and after adjusting the outer peripheral surface of the joined shaft to be concentric by machining by cutting or the like. The rolling process is performed on the pump shaft portion. Such a rolling process has been useful because an even groove can be efficiently formed and the cost is low.

特公昭62−53729号公報JP-B-62-53729

しかしながら、転造加工は特殊な加工の部類に属するため、転造加工が利用可能ではない状況も想定される。そこで、本発明者らは、ポンプ軸のスプライン形状を、より一般的な引き抜き加工によって形成することを検討した。ここで、転造加工および引き抜き加工はいずれも塑性加工に属するが、転造加工では軸が回転しながら加工されるのに対して、引き抜き加工は軸が長手方向に引き抜かれながら加工される。従って、引き抜き加工では、軸の長手方向の全体にわたって、最外径を構成する部分が加工されることになる。引き抜き加工を採用する場合には、この点を考慮した工程の変更が求められる。   However, since the rolling process belongs to a special type of processing, there may be situations where the rolling process is not available. Then, the present inventors examined forming the spline shape of the pump shaft by a more general drawing process. Here, both the rolling process and the drawing process belong to plastic working. In the rolling process, while the shaft is rotated, the drawing process is performed while the shaft is drawn in the longitudinal direction. Therefore, in the drawing process, a portion that constitutes the outermost diameter is processed throughout the longitudinal direction of the shaft. In the case of employing the drawing process, it is necessary to change the process in consideration of this point.

例えば、主軸にはポンプ内部の取扱流体が外部に流出するのを防止するためのメカニカルシールなどの軸封装置が取り付けられる。軸封装置の取付部分は、取扱流体の影響で腐食する可能性があるため、ポンプ軸と同様に耐食性の材料で形成されることが好ましい。その一方で、軸封装置の取付部分は、シールの機能上、溝などが形成されていない円筒面であり、またポンプ軸よりも大きな径を有することが好ましい。上記のように転造加工によってスプライン形状を形成する場合には、ポンプ軸と上記のような軸封装置の取付部分とを耐食性の材料で一体的に形成した上で、ポンプ軸の部分だけにスプライン形状を形成することも可能である。しかしながら、上述のような理由により、引き抜き加工によってスプライン形状を形成する場合にそのような工程を採用することはできない。   For example, a shaft sealing device such as a mechanical seal for preventing the fluid handled inside the pump from flowing out is attached to the main shaft. Since the mounting portion of the shaft sealing device may corrode under the influence of the handling fluid, it is preferable that the mounting portion is formed of a corrosion-resistant material like the pump shaft. On the other hand, it is preferable that the mounting portion of the shaft sealing device has a cylindrical surface on which no groove or the like is formed in terms of the function of the seal, and has a larger diameter than the pump shaft. When the spline shape is formed by rolling as described above, the pump shaft and the mounting portion of the shaft sealing device as described above are integrally formed of a corrosion-resistant material, and then only the pump shaft portion is formed. It is also possible to form a spline shape. However, for the reasons described above, such a process cannot be adopted when forming a spline shape by drawing.

上記の点を考慮すると、引き抜き加工を用いてスプライン形状を形成する場合、例えば以下のような3つの部分を接合することによって主軸が構成されることになる。第1の部分は、防食性の材料で形成され、引き抜き加工によって外周面にスプライン形状が形成されたポンプ軸である。第2の部分は、同じく防食性の材料で形成され、第1の部分よりも大きな径を有し、また外周面にスプライン形状が形成されない軸封装置の取付部分である。第3の部分は、例えば機械用炭素鋼材で形成されるモータ軸である。   In consideration of the above points, when forming a spline shape using drawing, for example, a main shaft is formed by joining the following three parts. The first portion is a pump shaft formed of a corrosion-resistant material and having a spline shape formed on an outer peripheral surface by a drawing process. The second portion is a mounting portion of the shaft sealing device which is also formed of a corrosion-resistant material, has a larger diameter than the first portion, and has no spline shape formed on the outer peripheral surface. The third part is a motor shaft formed of, for example, carbon steel for machinery.

本発明者らは、上記のような3つの部分を、圧接によって接合することを試みた。ところが、その過程で大きな課題に直面した。ポンプ軸部分を含む3つの部分を接合した段階で、ポンプ軸の外周面には既にスプライン形状が形成されている。それゆえ、ポンプ軸の外周面を切削などによって加工することができず、3つの部分が同心になるように調整するためには専ら軸封装置の取付部分およびモータ軸部分の外周面を切削などによって加工することになる。しかしながら、ポンプ軸は長さとしては主軸全体の半分以下、例えば1/3程度であることが多い。それゆえ、ポンプ軸部分の中心に他の部分の中心を合わせようとすると、例えばポンプ軸部分とは反対側に位置するモータ軸部分では調整のための母材の余裕をかなり大きくする必要が生じる。そうすると必要な材料が増加するのに加えて、調整のための加工時間も長くなるため、現実的ではない。   The present inventors have tried to join the three parts as described above by pressure welding. However, in the process, we faced major challenges. At the stage when the three parts including the pump shaft part are joined, a spline shape is already formed on the outer peripheral surface of the pump shaft. Therefore, the outer peripheral surface of the pump shaft cannot be machined by cutting or the like. In order to adjust the three parts to be concentric, only the outer peripheral surface of the mounting part of the shaft sealing device and the outer peripheral surface of the motor shaft part are cut. It will be processed by. However, the pump shaft is often less than half the length of the entire main shaft, for example, about 1/3. Therefore, when trying to align the center of the pump shaft portion with the center of another portion, for example, in the motor shaft portion located on the opposite side to the pump shaft portion, it is necessary to considerably increase the allowance of the base material for adjustment. . This is not practical because the necessary material increases and the processing time for adjustment also increases.

本発明は上述のような経緯に鑑みてなされたものである。本発明の目的の一つは、モータポンプの主軸を構成するための工程の自由度を高めることが可能な、新規かつ改良された軸組立体、モータ軸、モータ、モータポンプ、および軸組立体の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances. An object of the present invention is to provide a new and improved shaft assembly, a motor shaft, a motor, a motor pump, and a shaft assembly capable of increasing a degree of freedom of a process for forming a main shaft of a motor pump. It is to provide a manufacturing method of.

本発明のある観点によれば、ポンプ軸であって、羽根車が取り付けられる羽根車取付部分、ポンプ軸の一方の端部に形成される第1の縮径部分、および第1の縮径部分の先端に設けられる第1のねじ部分を有するポンプ軸と、第1の縮径部分が嵌合するポンプ側嵌合孔、第1のねじ部分に螺合する第2のねじ部分が先端に設けられたモータ軸の第2の縮径部分が嵌合するように構成されたモータ側嵌合孔、および軸封装置が取り付けられるように構成された外周面を有する継手部材であって、ポンプ側嵌合孔とモータ側嵌合孔とは互いに同心である継手部材とを備える軸組立体が提供される。
軸組立体は、ポンプ軸、モータ軸、および継手部材を含むが、継手部材は軸封装置の取付部分でもある。ポンプ軸とモータ軸とが螺合によって直接的に接合され、また継手部材の2つの嵌合孔が互いに同心であるため、ポンプ軸とモータ軸とを含む軸組立体の同心精度を確保することが容易である。従って、例えばポンプ軸の形成後にポンプ軸を含む3つの部分を接合するような工程も採用しやすくなる。また、ポンプ軸およびモータ軸のそれぞれと継手部材との嵌合は圧入でなくてもよいため、例えばモータ軸をモータに組み込んだ後でモータ軸と継手部材とを接合するといった工程も可能になる。
According to one aspect of the present invention, a pump shaft, an impeller mounting portion to which an impeller is mounted, a first reduced diameter portion formed at one end of the pump shaft, and a first reduced diameter portion A pump shaft having a first screw portion provided at the tip of the pump, a pump-side fitting hole into which the first reduced-diameter portion is fitted, and a second screw portion screwed to the first screw portion are provided at the tip. A motor-side fitting hole configured to fit the second reduced diameter portion of the motor shaft, and a coupling member having an outer peripheral surface configured to mount the shaft sealing device, wherein A shaft assembly including a joint member in which the fitting hole and the motor-side fitting hole are concentric with each other is provided.
The shaft assembly includes a pump shaft, a motor shaft, and a coupling member, and the coupling member is also a mounting portion of the shaft sealing device. Since the pump shaft and the motor shaft are directly joined by screwing, and the two fitting holes of the joint member are concentric with each other, the concentric accuracy of the shaft assembly including the pump shaft and the motor shaft is ensured. Is easy. Therefore, for example, a step of joining three parts including the pump shaft after the formation of the pump shaft can be easily adopted. Further, since the fitting between the pump shaft and the motor shaft and the joint member does not need to be press-fitted, for example, a step of joining the motor shaft and the joint member after the motor shaft is assembled into the motor becomes possible. .

上記の軸組立体において、ポンプ軸および継手部材は、耐食性の材料で形成され、継手
部材は、羽根車取付部分よりも大きな径の部分を有してもよい。
継手部材は軸封装置の取付部分でもあるため、ポンプ軸と同様に耐食性の材料で形成することができる。
In the above shaft assembly, the pump shaft and the coupling member may be formed of a corrosion-resistant material, and the coupling member may have a portion having a larger diameter than the impeller mounting portion.
Since the joint member is also a mounting portion of the shaft sealing device, it can be formed of a corrosion-resistant material like the pump shaft.

上記の軸組立体において、羽根車取付部分は、外周面にスプラインが形成されたスプライン部分であってもよい。
スプライン構造は、羽根車に伝達されるトルクが分散されるという利点を有する。例えば上記のようにポンプ軸の形成後にポンプ軸を含む3つの部分を接合するような工程を採用すれば、スプラインの形成に引き抜き加工を用いることも容易になる。
In the shaft assembly described above, the impeller mounting portion may be a spline portion having a spline formed on an outer peripheral surface.
The spline structure has the advantage that the torque transmitted to the impeller is dispersed. For example, if a step of joining the three parts including the pump shaft after the formation of the pump shaft as described above is employed, it is easy to use the drawing process for forming the spline.

上記の軸組立体において、ポンプ軸は、羽根車取付部分と第1の縮径部分との境界に形成される第1のテーパー面を有し、継手部材は、第1のテーパー面に対応してポンプ側嵌合孔の入口に形成される第2のテーパー面を有してもよい。
テーパー面を形成することによって、同心精度の確保がさらに容易になりうる。
In the above shaft assembly, the pump shaft has a first tapered surface formed at a boundary between the impeller mounting portion and the first reduced diameter portion, and the joint member corresponds to the first tapered surface. And a second tapered surface formed at the inlet of the pump-side fitting hole.
By forming the tapered surface, concentric accuracy can be more easily ensured.

上記の軸組立体において、第1の縮径部分とポンプ側嵌合孔との嵌合は、圧入であってもよい。
例えば2ヶ所の嵌合のうちの一方を圧入にすることで、同心精度が向上しうる。なお、2ヶ所の嵌合のうちの両方を圧入にすることも排除されない。また、上記のとおり、2ヶ所の嵌合の両方が圧入でなくてもよい。
In the above shaft assembly, the fitting between the first reduced diameter portion and the pump side fitting hole may be press-fitting.
For example, by press-fitting one of the two fittings, the concentric accuracy can be improved. Pressing both of the two fittings is not excluded. Further, as described above, both of the two fittings need not be press-fitted.

上記の軸組立体は、モータ軸をさらに備えてもよい。
つまり、軸組立体は、ポンプ軸に継手部材が接合された状態で提供され、事後的にこれにモータ軸が接合されてもよいし、ポンプ軸、継手部材、およびモータ軸が接合された状態で軸組立体が提供されてもよい。
The shaft assembly described above may further include a motor shaft.
That is, the shaft assembly is provided in a state where the joint member is joined to the pump shaft, and the motor shaft may be joined to this later, or the state where the pump shaft, the joint member, and the motor shaft are joined. A shaft assembly may be provided.

上記の軸組立体は、第2の縮径部分の端面とモータ側嵌合孔の内周面との間の空隙をシールするシール部材をさらに備えてもよい。
継手部材は軸封装置の取付部分でもあるため、継手部材の内部の空隙を介してポンプの取扱流体が流出するのを防止するシール部材は有効でありうる。
The shaft assembly may further include a seal member that seals a gap between the end surface of the second reduced diameter portion and the inner peripheral surface of the motor-side fitting hole.
Since the joint member is also a mounting portion of the shaft sealing device, a seal member that prevents the fluid handled by the pump from flowing out through the gap inside the joint member may be effective.

上記の軸組立体において、モータ軸は、第2の縮径部分よりも大きな径の延長部分と、延長部分と第2の縮径部分との境界に形成される第3のテーパー面とを有し、継手部材は、第3のテーパー面に対応してモータ側嵌合孔の入口に形成される第4のテーパー面を有してもよい。
上記のポンプ軸側の場合と同様に、モータ軸側にもテーパー面を形成することによって、同心精度の確保がさらに容易になりうる。テーパー面は、ポンプ軸側もしくはモータ軸側のいずれかにのみ形成されてもよいし、両方に形成されてもよいし、または形成されなくてもよい。
In the above-mentioned shaft assembly, the motor shaft has an extended portion having a diameter larger than the second reduced diameter portion, and a third tapered surface formed at a boundary between the extended portion and the second reduced diameter portion. The joint member may have a fourth tapered surface formed at the entrance of the motor-side fitting hole corresponding to the third tapered surface.
As in the case of the pump shaft side, by forming a tapered surface on the motor shaft side, it is possible to further easily ensure concentric accuracy. The tapered surface may be formed only on one of the pump shaft side and the motor shaft side, may be formed on both sides, or may not be formed.

本発明の別の観点によれば、モータ軸であって、モータ軸の一方の端部に形成され、軸封装置が取り付けられるように構成された外周面を有する継手部材に設けられたモータ側嵌合孔に嵌合するように構成された第1の縮径部分と、第1の縮径部分の先端に設けられ、モータ側嵌合孔と同心である継手部材のポンプ側嵌合孔に嵌合したポンプ軸の第2の縮径部分の先端に設けられた第2のねじ部分と螺合するように構成された第1のねじ部分とを備えるモータ軸が提供される。   According to another aspect of the present invention, a motor shaft provided on a joint member having an outer peripheral surface formed at one end of the motor shaft and configured to mount a shaft sealing device is provided. A first reduced-diameter portion configured to fit into the fitting hole, and a pump-side fitting hole of a joint member provided at the tip of the first reduced-diameter portion and concentric with the motor-side fitting hole. A motor shaft is provided that includes a first screw portion configured to screw with a second screw portion provided at a distal end of a second reduced diameter portion of the fitted pump shaft.

上記のモータ軸と、モータ軸に取り付けられるロータと、ロータに対応するステータとを備えるモータが提供されてもよい。   A motor including the motor shaft described above, a rotor attached to the motor shaft, and a stator corresponding to the rotor may be provided.

本発明のさらに別の観点によれば、羽根車、羽根車を収容するケーシング、およびポンプ軸を含むポンプであって、ポンプ軸は、羽根車が取り付けられる羽根車取付部分、ポンプ軸の一方の端部に形成される第1の縮径部分、および第1の縮径部分の先端に設けられる第1のねじ部分をさらに有するポンプと、ロータ、ロータに対応するステータ、およびロータが取り付けられるモータ軸を含むモータであって、モータ軸は、モータ軸の一方の端部に形成される第2の縮径部分、および第2の縮径部分の先端に設けられ、第1のねじ部分に螺合する第2のねじ部分をさらに有するモータと、第1の縮径部分が嵌合するポンプ側嵌合孔、第2の縮径部分が嵌合するモータ側嵌合孔、および軸封装置が取り付けられるように構成された外周面を含む継手部材であって、ポンプ側嵌合孔とモータ側嵌合孔とは互いに同心である継手部材とを備えるモータポンプが提供される。   According to still another aspect of the present invention, there is provided a pump including an impeller, a casing accommodating the impeller, and a pump shaft, wherein the pump shaft has one of an impeller mounting portion to which the impeller is mounted, and a pump shaft. A pump further including a first reduced diameter portion formed at an end portion, and a first screw portion provided at a tip of the first reduced diameter portion, a rotor, a stator corresponding to the rotor, and a motor to which the rotor is attached A motor including a shaft, wherein the motor shaft is provided at a second reduced-diameter portion formed at one end of the motor shaft, and at a tip of the second reduced-diameter portion. A motor further having a second screw portion to be fitted, a pump side fitting hole into which the first reduced diameter portion fits, a motor side fitting hole into which the second reduced diameter portion fits, and a shaft sealing device. Includes an outer peripheral surface configured to be mounted A joint member, a motor pump and a joint member are concentric with each other and the pump-side fitting hole and the motor-side fitting hole is provided.

本発明のなおも別の観点によれば、ポンプ軸を形成する第1のステップと、軸封装置が取り付けられるように構成された外周面を有する継手部材のポンプ側嵌合孔にポンプ軸の一方の端部に形成された第1の縮径部分を嵌合させる第2のステップと、ポンプ側嵌合孔と同心である継手部材のモータ側嵌合孔にモータ軸の一方の端部に形成された第2の縮径部分を嵌合させながら、第1の縮径部分の先端に設けられた第1のねじ部分と第2の縮径部分の先端に設けられた第2のねじ部分とを螺合させる第3のステップとを含む、軸組立体の製造方法が提供される。   According to still another aspect of the present invention, a first step of forming a pump shaft, and a step of mounting the pump shaft in a pump-side fitting hole of a joint member having an outer peripheral surface configured to mount a shaft sealing device. A second step of fitting a first reduced-diameter portion formed at one end to a motor-side fitting hole of a joint member concentric with the pump-side fitting hole; While fitting the formed second reduced diameter portion, a first screw portion provided at the distal end of the first reduced diameter portion and a second screw portion provided at the distal end of the second reduced diameter portion And a third step of screwing together.

上記の軸組立体の製造方法において、第2のステップは、第1の縮径部分をポンプ側嵌合孔に圧入するステップを含んでもよい。   In the above method of manufacturing a shaft assembly, the second step may include a step of press-fitting the first reduced diameter portion into the pump-side fitting hole.

上記の軸組立体の製造方法において、第3のステップは、モータ軸がモータに組み込まれた後に実行されてもよい。   In the method of manufacturing the shaft assembly, the third step may be performed after the motor shaft is assembled in the motor.

上記の軸組立体の製造方法において、第1のステップは、引き抜き加工によってポンプ軸の外周面にスプラインを形成するステップを含んでもよい。   In the method of manufacturing the shaft assembly, the first step may include a step of forming a spline on the outer peripheral surface of the pump shaft by drawing.

本発明の一実施形態に係るモータポンプを示す概略的な縦断面図である。It is a schematic longitudinal section showing a motor pump concerning one embodiment of the present invention. 図1に示したモータポンプの主軸を構成する軸組立体を示す図である。FIG. 2 is a view showing a shaft assembly constituting a main shaft of the motor pump shown in FIG. 1. 図2に示した軸組立体を分解して示す図である。FIG. 3 is an exploded view showing the shaft assembly shown in FIG. 2. 図2および図3に示した軸組立体の接合部分を示す拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged sectional view showing a joint portion of the shaft assembly shown in FIGS. 2 and 3. 本発明の一実施形態の変形例に係る軸組立体の接合部分を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing a joined part of a shaft assembly concerning a modification of one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る軸組立体の製造方法の例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of the manufacturing method of the shaft assembly which concerns on one Embodiment of this invention.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の一実施形態に係るモータポンプを示す概略的な縦断面図である。図1を参照すると、モータポンプは、ポンプ100と、ポンプ100を駆動するモータ200とを含む。図示された例においてポンプ100は多段ポンプであり、ポンプ軸110に取り付けられた複数の羽根車120を備える。羽根車120はケーシング130内に収容されており、ケーシング130内で羽根車120が回転することによって流体が圧送される。ケーシング130内には、流体を羽根車120の間で案内するための案内羽根140も設けられる。また、図示された例においてポンプ100は立軸ポンプであり、流体はモータ200とは反対側に位置する吸込口150から吸い込まれ、モータ200に近い側の吐出口160から吐出される。   FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing a motor pump according to one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the motor pump includes a pump 100 and a motor 200 that drives the pump 100. In the illustrated example, the pump 100 is a multi-stage pump and includes a plurality of impellers 120 mounted on a pump shaft 110. The impeller 120 is housed in a casing 130, and fluid is pumped by rotation of the impeller 120 in the casing 130. Guide vanes 140 for guiding the fluid between the impellers 120 are also provided in the casing 130. Further, in the illustrated example, the pump 100 is a vertical shaft pump, and fluid is sucked from a suction port 150 located on the opposite side to the motor 200 and is discharged from a discharge port 160 on the side closer to the motor 200.

一方、図示された例においてモータ200は永久磁石型の電気モータであり、モータ軸210に取り付けられたロータ220と、ロータ220に対応するステータ230とを備える。負荷側ベアリング241と反負荷側ベアリング242とによって回転可能に支持されたモータ軸210は、ロータ220とともに回転し、ポンプ軸110に回転駆動力を伝達する。ロータ220およびステータ230は、フレーム250、負荷側ブラケット261および反負荷側ブラケット262によって囲まれる空間内に収容されている。また、モータ軸210には、回転駆動力を利用してモータ200の内部を冷却するためのファン270が取り付けられている。   On the other hand, in the illustrated example, the motor 200 is a permanent magnet type electric motor, and includes a rotor 220 attached to a motor shaft 210 and a stator 230 corresponding to the rotor 220. The motor shaft 210 rotatably supported by the load-side bearing 241 and the non-load-side bearing 242 rotates together with the rotor 220, and transmits a rotational driving force to the pump shaft 110. The rotor 220 and the stator 230 are housed in a space surrounded by the frame 250, the load-side bracket 261, and the non-load-side bracket 262. Further, a fan 270 for cooling the inside of the motor 200 using the rotational driving force is attached to the motor shaft 210.

なお、上述したようなポンプ100およびモータ200の構成は一例であり、図示された例には限られず様々な構成が可能である。例えば、図示された例においてポンプ100は多段の立軸ポンプであるが、他の例では例えば渦巻きポンプ、ギアポンプ、またはカスケードポンプなど、どのような種類のポンプであってもよい。同様に、モータ200も、図示された例では永久磁石型の電気モータであるが、他の例では例えば誘導電動機、または永久磁石型以外の同期電動機など、どのような種類のモータであってもよい。   The configuration of the pump 100 and the motor 200 as described above is an example, and is not limited to the illustrated example, and various configurations are possible. For example, in the illustrated example, the pump 100 is a multi-stage vertical pump, but in other examples, it may be any type of pump, such as, for example, a centrifugal pump, a gear pump, or a cascade pump. Similarly, the motor 200 is a permanent magnet type electric motor in the illustrated example, but may be any type of motor such as an induction motor or a synchronous motor other than the permanent magnet type in other examples. Good.

ポンプ100とモータ200との間には軸封部分300が設けられる。軸封部分300には、継手部材310が配置される。本実施形態において、継手部材310は、ポンプ軸110とモータ軸210との間の継手であるとともに、軸封装置の取付部分でもある。継手部材310の外周面に対向して、軸封装置であるメカニカルシール320が配置される。継手部材310の外周面とメカニカルシール320との間のシールによって、ポンプ100内部の取扱流体が外部に流出することが防止される。   A shaft sealing portion 300 is provided between the pump 100 and the motor 200. The joint member 310 is disposed on the shaft sealing portion 300. In the present embodiment, the joint member 310 is a joint between the pump shaft 110 and the motor shaft 210, and is also a mounting portion of the shaft sealing device. A mechanical seal 320, which is a shaft sealing device, is arranged to face the outer peripheral surface of the joint member 310. The seal between the outer peripheral surface of the joint member 310 and the mechanical seal 320 prevents the fluid handled inside the pump 100 from flowing out.

以下では、上述したようなモータポンプの主軸を構成する、ポンプ軸110、モータ軸210、および継手部材310を含む軸組立体の構造についてさらに説明する。   Hereinafter, the structure of the shaft assembly including the pump shaft 110, the motor shaft 210, and the joint member 310, which constitutes the main shaft of the motor pump as described above, will be further described.

図2は、図1に示したモータポンプの主軸を構成する軸組立体を示す図である。図3は、図2に示した軸組立体を分解して示す図である。図2および図3を参照すると、軸組立体は、ポンプ軸110と、モータ軸210と、継手部材310とを含む。   FIG. 2 is a view showing a shaft assembly constituting a main shaft of the motor pump shown in FIG. FIG. 3 is an exploded view of the shaft assembly shown in FIG. Referring to FIGS. 2 and 3, the shaft assembly includes a pump shaft 110, a motor shaft 210, and a coupling member 310.

ポンプ軸110は、耐食性の材料、例えばステンレス材で形成される。ポンプ軸110は、スプライン部分111と、縮径部分112と、ねじ部分113とを含む。ここで、スプライン部分111は、外周面に長手方向の複数の溝、すなわちスプラインが形成された部分であり、羽根車120が取り付けられる羽根車取付部分にあたる。縮径部分112は、ポンプ軸110の一方の端部に形成され、後述する継手部材310のポンプ側嵌合孔312に嵌合する。ねじ部分113は、縮径部分112の先端に設けられ、後述するモータ軸210のねじ部分211に螺合する。   The pump shaft 110 is formed of a corrosion-resistant material, for example, a stainless steel material. Pump shaft 110 includes a spline portion 111, a reduced diameter portion 112, and a screw portion 113. Here, the spline portion 111 is a portion in which a plurality of grooves in the longitudinal direction, that is, splines are formed on the outer peripheral surface, and corresponds to an impeller mounting portion to which the impeller 120 is mounted. The reduced diameter portion 112 is formed at one end of the pump shaft 110 and fits into a pump-side fitting hole 312 of a joint member 310 described later. The screw portion 113 is provided at the tip of the reduced diameter portion 112 and is screwed to a screw portion 211 of the motor shaft 210 described later.

モータ軸210は、例えば機械用炭素鋼材で形成される。モータ軸210は、ポンプ軸110に接合される側から順に、ねじ部分211、縮径部分212、延長部分213、負荷側ベアリング取付部分214、拡径部分215、ロータ取付部分216、および反負荷側ベアリング取付部分217を含む。ここで、ねじ部分211は、縮径部分212の先端に設けられ、上記のポンプ軸110のねじ部分113と螺合する。縮径部分212は、モータ軸210の一方の端部に形成され、継手部材310のモータ側嵌合孔313に嵌合する。延長部分213は、モータ軸210が継手部材310に嵌合したときに継手部材310の外周面311に連続する外周面を形成し、継手部材310と同じ外径を有する。   The motor shaft 210 is formed of, for example, a carbon steel material for machinery. The motor shaft 210 includes, in order from the side joined to the pump shaft 110, a screw portion 211, a reduced diameter portion 212, an extension portion 213, a load-side bearing mounting portion 214, a large-diameter portion 215, a rotor mounting portion 216, and A bearing mounting portion 217 is included. Here, the screw portion 211 is provided at the tip of the reduced diameter portion 212 and is screwed with the screw portion 113 of the pump shaft 110 described above. The reduced diameter portion 212 is formed at one end of the motor shaft 210 and fits into the motor-side fitting hole 313 of the joint member 310. The extension portion 213 forms an outer peripheral surface that is continuous with the outer peripheral surface 311 of the joint member 310 when the motor shaft 210 is fitted to the joint member 310, and has the same outer diameter as the joint member 310.

継手部材310は、ポンプ軸110と同様に、耐食性の材料、例えばステンレス材で形成される。ただし、ポンプ軸110と継手部材310とは、必ずしも同じ材料で形成され
なくてもよい。継手部材310は、上述のようにメカニカルシール320が取り付けられるように構成された外周面311を有する。このような外周面311を有することによって、継手部材310は、メカニカルシール320の取付部分としても機能する。さらに、継手部材310の内部には、ポンプ側嵌合孔312と、モータ側嵌合孔313とが形成される。ポンプ側嵌合孔312とモータ側嵌合孔とは、互いに連通しており、かつ互いに同心である。
The joint member 310 is formed of a corrosion-resistant material, for example, a stainless steel material, similarly to the pump shaft 110. However, the pump shaft 110 and the joint member 310 do not necessarily need to be formed of the same material. The joint member 310 has the outer peripheral surface 311 configured to attach the mechanical seal 320 as described above. By having such an outer peripheral surface 311, the joint member 310 also functions as a mounting part of the mechanical seal 320. Further, a pump-side fitting hole 312 and a motor-side fitting hole 313 are formed inside the joint member 310. The pump side fitting hole 312 and the motor side fitting hole communicate with each other and are concentric with each other.

上記のような軸組立体は、例えば、まずポンプ軸110の縮径部分112を継手部材310のポンプ側嵌合孔312に嵌合させ、次にモータ軸210の縮径部分212を継手部材310のモータ側嵌合孔313に嵌合させながらねじ部分211にねじ部分113を螺合させることによって組み立てられる。なお、図示された例では、ポンプ軸110のねじ部分113が雄ねじ、モータ軸210のねじ部分211が雌ねじとして示されているが、この関係は逆であってもよい。つまり、ポンプ軸110に雌ねじが形成され、モータ軸210に雄ねじが形成されてもよい。   In the shaft assembly as described above, for example, first, the reduced diameter portion 112 of the pump shaft 110 is fitted into the pump side fitting hole 312 of the joint member 310, and then the reduced diameter portion 212 of the motor shaft 210 is fitted to the joint member 310. The screw portion 113 is screwed into the screw portion 211 while being fitted in the motor side fitting hole 313. In the illustrated example, the screw portion 113 of the pump shaft 110 is shown as a male screw and the screw portion 211 of the motor shaft 210 is shown as a female screw. However, the relationship may be reversed. That is, a female screw may be formed on the pump shaft 110 and a male screw may be formed on the motor shaft 210.

ここで、上記の2ヶ所の嵌合、すなわちポンプ軸110の縮径部分112と継手部材310のポンプ側嵌合孔312との間の嵌合、およびモータ軸210の縮径部分212と継手部材310のモータ側嵌合孔313との間の嵌合は、回転駆動力の伝達ではなく、ポンプ軸110と継手部材310との間、およびモータ軸210と継手部材310との間の同心精度の確保を目的とする。本実施形態において、モータ軸210回転駆動力は、ねじ部分211とねじ部分113との螺合部分を介してポンプ軸110に伝達される。従って、後述する例のように、上記の2ヶ所の嵌合のいずれかまたは両方が圧入とされてもよいが、その場合の圧入は、力の伝達を目的とする一般的な圧入よりも弱い、つまり圧入代の小さいものでありうる。   Here, the above two fittings, that is, fitting between the reduced diameter portion 112 of the pump shaft 110 and the pump side fitting hole 312 of the joint member 310, and fitting between the reduced diameter portion 212 of the motor shaft 210 and the joint member The fitting between the motor 310 and the motor-side fitting hole 313 is not transmission of the rotational driving force, but the concentric accuracy between the pump shaft 110 and the joint member 310 and between the motor shaft 210 and the joint member 310. The purpose is to secure. In the present embodiment, the rotational driving force of the motor shaft 210 is transmitted to the pump shaft 110 via a screw portion of the screw portion 211 and the screw portion 113. Therefore, as in the example described later, one or both of the above two fittings may be press-fitted, but the press-fitting in that case is weaker than a general press-fitting for the purpose of transmitting force. In other words, the press-fitting cost can be small.

また、上記のような嵌合に加えて、軸方向に対して垂直に形成された端面同士の突合によって同心精度を確保することもできる。例えば、ポンプ軸110のスプライン部分111と縮径部分112との境界に形成される端面111aと、継手部材310のポンプ側の端面312aとを突合させることができる。また、モータ軸210の延長部分213と縮径部分212との間に形成される端面213aと、継手部材310のモータ側の端面313aとを突合させることもできる。   In addition to the above-described fitting, concentric accuracy can be ensured by abutment of end faces formed perpendicular to the axial direction. For example, the end face 111a formed at the boundary between the spline portion 111 and the reduced diameter portion 112 of the pump shaft 110 and the pump-side end face 312a of the joint member 310 can be abutted. Further, an end surface 213a formed between the extended portion 213 of the motor shaft 210 and the reduced-diameter portion 212 and an end surface 313a on the motor side of the joint member 310 can be abutted.

図4は、図2および図3に示した軸組立体の接合部分を示す拡大断面図である。図4には、ポンプ軸110の縮径部分112が継手部材310のポンプ側嵌合孔312に嵌合し、モータ軸210の縮径部分212が継手部材310のモータ側嵌合孔313に嵌合し、さらにポンプ軸110のねじ部分113がモータ軸210のねじ部分211に螺合した状態が示されている。   FIG. 4 is an enlarged sectional view showing a joint portion of the shaft assembly shown in FIGS. 2 and 3. 4, the reduced diameter portion 112 of the pump shaft 110 fits into the pump side fitting hole 312 of the joint member 310, and the reduced diameter portion 212 of the motor shaft 210 fits into the motor side fitting hole 313 of the joint member 310. 2 shows a state in which the screw portion 113 of the pump shaft 110 is screwed with the screw portion 211 of the motor shaft 210.

図示された例において、モータ軸210の縮径部分212の端面212aと、継手部材310のモータ側嵌合孔313の内周面313sとの間の空隙には、Oリング314およびスペーサリング315が挿入される。Oリング314は、モータ側嵌合孔313と、ポンプ軸110の縮径部分112(他の例では、ねじ部分113)との間をシールするシールリングである。上述のように、軸封装置であるメカニカルシール320は継手部材310の外周面311に取り付けられる。それゆえ、例えばポンプ軸110の端面111aと継手部材310の端面312aとの間の空隙から、縮径部分112とポンプ側嵌合孔312との間の空隙、モータ軸の縮径部分212とモータ側嵌合孔313との間の空隙、およびモータ軸210の端面213aと継手部材310の端面313aとの空隙を経由してポンプ100内部の取扱流体が流出する可能性がある。Oリング314は、このような流出の可能性を低減させる。また、図示された例のようなOリング314の配置によって、取扱流体がモータ軸210の部分と接触することを防止し、ポンプ軸110と比べて耐食性
が低いモータ軸210が取扱流体の影響で腐食することを防止することもできる。例えば、スペーサリング315の長さを適切に設定することによって、上記の空隙を適切にシールできるようにOリング314を押圧することができる。
In the illustrated example, an O ring 314 and a spacer ring 315 are provided in a gap between the end surface 212a of the reduced diameter portion 212 of the motor shaft 210 and the inner peripheral surface 313s of the motor side fitting hole 313 of the joint member 310. Inserted. The O-ring 314 is a seal ring that seals between the motor-side fitting hole 313 and the reduced diameter portion 112 of the pump shaft 110 (in another example, the screw portion 113). As described above, the mechanical seal 320 as the shaft sealing device is attached to the outer peripheral surface 311 of the joint member 310. Therefore, for example, from the gap between the end face 111a of the pump shaft 110 and the end face 312a of the joint member 310, the gap between the reduced diameter portion 112 and the pump side fitting hole 312, the reduced diameter portion 212 of the motor shaft and the motor The fluid handled inside the pump 100 may flow out through the gap between the side fitting hole 313 and the gap between the end face 213a of the motor shaft 210 and the end face 313a of the joint member 310. O-ring 314 reduces the likelihood of such spills. In addition, the arrangement of the O-ring 314 as shown in the illustrated example prevents the handled fluid from contacting the portion of the motor shaft 210, and the motor shaft 210 having lower corrosion resistance than the pump shaft 110 is affected by the handled fluid. Corrosion can also be prevented. For example, by appropriately setting the length of the spacer ring 315, the O-ring 314 can be pressed so that the above-described gap can be properly sealed.

なお、上記の例において、スペーサリング315は必ずしも独立した部材でなくてもよく、例えばモータ軸210の縮径部分212と一体化されていてもよい。ただし、この場合、モータ軸210の内径加工が複雑になるため、上記のようにスペーサリング315をモータ軸210とは別の部品として用意することが有利でありうる。また、Oリング314のようなシールリングに代えて、もしくはOリング314のようなシールリングに加えて、例えば不定形のシール材を充填することによって上記の空隙がシールされてもよい。つまり、本発明の実施形態は、Oリング314のようなシールリングに限らず、様々な形状のシール部材が上記の空隙をシールする例を含みうる。   In the above example, the spacer ring 315 is not necessarily an independent member, and may be integrated with the reduced diameter portion 212 of the motor shaft 210, for example. However, in this case, since the inner diameter processing of the motor shaft 210 becomes complicated, it may be advantageous to prepare the spacer ring 315 as a separate component from the motor shaft 210 as described above. Further, instead of the seal ring such as the O-ring 314, or in addition to the seal ring such as the O-ring 314, the above-mentioned gap may be sealed by filling an amorphous sealing material, for example. That is, the embodiment of the present invention is not limited to the seal ring such as the O-ring 314, and may include an example in which various shapes of seal members seal the above-mentioned gap.

図5は、本発明の一実施形態の変形例に係る軸組立体の接合部分を示す拡大断面図である。図5に示す例では、上述した実施形態では突合することとされた端面に代えて、テーパー面が形成されている。具体的には、ポンプ軸110のスプライン部分111と縮径部分112との境界にテーパー面111bが形成され、これに対応して継手部材310のポンプ側嵌合孔の入口にテーパー面312bが形成される。また、モータ軸210の延長部分213と縮径部分212との間にテーパー面213bが形成され、これに対応して継手部材310のモータ側嵌合孔の入口にテーパー面313bが形成される。   FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing a joint portion of a shaft assembly according to a modified example of one embodiment of the present invention. In the example shown in FIG. 5, a tapered surface is formed instead of the end surface which is decided to abut in the above-described embodiment. More specifically, a tapered surface 111b is formed at the boundary between the spline portion 111 and the reduced diameter portion 112 of the pump shaft 110, and a tapered surface 312b is formed at the entrance of the pump-side fitting hole of the joint member 310 correspondingly. Is done. Further, a tapered surface 213b is formed between the extended portion 213 and the reduced diameter portion 212 of the motor shaft 210, and a tapered surface 313b is formed correspondingly to the entrance of the motor side fitting hole of the joint member 310.

これらのテーパー面は、例えば旋盤による同軸加工によって形成することができる。従って、テーパー面同士を嵌合させることによって、ポンプ軸110と継手部材310との間、またはモータ軸210と継手部材310との間の同心精度を効果的に向上させることができる。テーパー面同士の嵌合によって十分な同心精度が確保できる場合、ポンプ軸110およびモータ軸210の縮径部分112,212と継手部材310の嵌合孔312,313との嵌合はより弱いもので足りる可能性がある。この場合、ポンプ100内部の取扱流体が嵌合部分の空隙を経由して流出するのを防止するために、嵌合面にシール材または接着剤などを塗布してから各部材を嵌合させてもよい。   These tapered surfaces can be formed, for example, by coaxial processing using a lathe. Therefore, by fitting the tapered surfaces together, concentric accuracy between the pump shaft 110 and the joint member 310 or between the motor shaft 210 and the joint member 310 can be effectively improved. When sufficient concentricity can be ensured by fitting the tapered surfaces, fitting between the reduced diameter portions 112 and 212 of the pump shaft 110 and the motor shaft 210 and the fitting holes 312 and 313 of the joint member 310 is weaker. May be sufficient. In this case, in order to prevent the handled fluid inside the pump 100 from flowing out through the gap of the fitting portion, a sealing material or an adhesive is applied to the fitting surface, and then each member is fitted. Is also good.

ただし、例えば、テーパー面同士を嵌合させようとする場合にはテーパーの角度が揃っている必要があるため、どのような場合にも本変形例が適用できるわけではない。つまり、例えばポンプ軸110と継手部材310、またはモータ軸210と継手部材310がそれぞれ別の場所で加工されるために角度が揃えられたテーパー面を形成することが容易でないような場合には、上記の実施形態のように端面同士の突合を利用して同心精度を確保することが適切でありうる。   However, for example, when the tapered surfaces are to be fitted to each other, the taper angles need to be uniform, and therefore, this modification cannot be applied to all cases. In other words, for example, when the pump shaft 110 and the joint member 310 or the motor shaft 210 and the joint member 310 are processed at different places, it is not easy to form a tapered surface with an equal angle. It may be appropriate to ensure the concentric accuracy using the abutment of the end surfaces as in the above embodiment.

図6は、上記で説明した本発明の一実施形態に係る軸組立体の製造方法の例を示すフローチャートである。なお、図6には製造方法うち本実施形態に関係する工程が示されており、それ以外の、例えば通常の軸組立体の製造方法に含まれるステップは省略されている場合がある。   FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of the method of manufacturing the shaft assembly according to the embodiment of the present invention described above. FIG. 6 illustrates steps related to the present embodiment in the manufacturing method, and other steps included in, for example, a normal manufacturing method of the shaft assembly may be omitted.

図示された例の製造方法では、まず、ポンプ軸110を形成する(ステップS101)。このステップは、ポンプ軸110の外周面にスプラインを形成するステップを含んでもよい。この時点で、ポンプ軸110は他の部材と接合されておらず、スプライン部分111が軸の最外径を構成する部分である。従って、例えば引き抜き加工によってスプライン部分111を成形することが可能である。   In the manufacturing method of the illustrated example, first, the pump shaft 110 is formed (Step S101). This step may include forming a spline on the outer peripheral surface of the pump shaft 110. At this point, the pump shaft 110 has not been joined to any other member, and the spline portion 111 is a portion constituting the outermost diameter of the shaft. Therefore, the spline portion 111 can be formed by, for example, a drawing process.

次に、ポンプ軸110を継手部材310に圧入する(ステップS103)。具体的には、縮径部分112をポンプ側嵌合孔312に圧入する。既に述べたように、縮径部分11
2とポンプ側嵌合孔312との間の嵌合(この例では圧入)は回転駆動力の伝達を目的としない。それゆえ、ここでの圧入は、一般的な圧入よりも弱い、つまり圧入代の小さいものでよい。弱い圧入の場合、圧入荷重を抑制することができるため、細いポンプ軸110でも曲がることなく圧入を実行することができる。なお、ここでの圧入を焼嵌めまたは冷やし嵌めとしてもよいが、常温で加工することができる圧入には生産性の面で利点がある。
Next, the pump shaft 110 is pressed into the joint member 310 (Step S103). Specifically, the reduced diameter portion 112 is pressed into the pump side fitting hole 312. As already described, the reduced diameter portion 11
The fitting (press-fitting in this example) between the pump 2 and the pump-side fitting hole 312 does not aim at transmitting the rotational driving force. Therefore, the press-fitting here may be weaker than the general press-fitting, that is, the press-fitting margin may be small. In the case of weak press-fitting, the press-fitting load can be suppressed, so that press-fitting can be performed even with a thin pump shaft 110 without bending. The press fit here may be shrink fit or cold fit, but press fit that can be processed at room temperature has an advantage in terms of productivity.

次に、モータ軸210を継手部材310に嵌合させながら、モータ軸210とポンプ軸110とを螺合させる(ステップS105)。具体的には、縮径部分212をモータ側嵌合孔313に嵌合させながら、モータ軸210のねじ部分211にポンプ軸110のねじ部分113を螺合させる。例えば、縮径部分212とモータ側嵌合孔313との間の嵌合が比較的緩い嵌合であれば、このステップをモータ軸210がモータ200に組み込まれた後に実行することが容易になる。この場合、モータ軸210と継手部材310との間の同心精度は、嵌合部分の寸法精度と端面213a,313aの直角度とによって確保される。上記の変形例のように、モータ軸210と継手部材310とに対応するテーパー面213b,313bを形成することが可能であれば、より効果的にモータ軸210と継手部材310との間の同心精度を確保することができる。   Next, the motor shaft 210 and the pump shaft 110 are screwed together while fitting the motor shaft 210 to the joint member 310 (Step S105). Specifically, the screw portion 113 of the pump shaft 110 is screwed to the screw portion 211 of the motor shaft 210 while the reduced diameter portion 212 is fitted in the motor side fitting hole 313. For example, if the fitting between the reduced diameter portion 212 and the motor-side fitting hole 313 is relatively loose fitting, it becomes easy to execute this step after the motor shaft 210 is assembled into the motor 200. . In this case, the concentric accuracy between the motor shaft 210 and the joint member 310 is ensured by the dimensional accuracy of the fitting portion and the perpendicularity of the end surfaces 213a, 313a. If the tapered surfaces 213b and 313b corresponding to the motor shaft 210 and the joint member 310 can be formed as in the above-described modification, the concentricity between the motor shaft 210 and the joint member 310 can be more effectively achieved. Accuracy can be ensured.

以上で説明したような本発明の製造方法のステップによって、例えば、引き抜き加工によってポンプ軸の外周にスプラインを形成した後に、継手部材およびモータ軸をさらに含む3つの部分を接合してモータポンプの主軸を形成することが容易になる。これは、1つには、3つの部分を逐次的に接合するのではなく、ポンプ軸とモータ軸とを直接的に螺合させる一方で、軸封装置の取付部分を継手部材として利用してそれぞれの軸に嵌合させ、主軸全体としての同心精度を確保しやすくしたためである。   According to the steps of the manufacturing method of the present invention as described above, for example, after forming a spline on the outer periphery of the pump shaft by drawing, the three parts further including the joint member and the motor shaft are joined to form the main shaft of the motor pump. Is easy to form. In one, instead of joining the three parts sequentially, the pump shaft and the motor shaft are directly screwed together, while the mounting part of the shaft sealing device is used as a joint member. This is because the shafts are fitted to the respective shafts, so that the concentric accuracy of the entire main shaft can be easily ensured.

また、上記のような利点とは独立して、工程の自由度が高まったことによる利点も存在しうる。例えば、上記のように引き抜き加工によってポンプ軸の外周面にスプラインを形成する場合には限らず、転造加工、もしくは切削加工によってスプラインを形成する場合、またはポンプ軸の外周面にスプラインを形成しない場合でも、ポンプ軸とモータ軸とを事後的に接合できることは有利でありうる。   In addition to the advantages described above, there may be advantages due to an increase in the degree of freedom of the process. For example, the spline is not limited to the case where the spline is formed on the outer peripheral surface of the pump shaft by the drawing process as described above, the case where the spline is formed by the rolling process or the cutting process, or the spline is not formed on the outer peripheral surface of the pump shaft. Even in this case, it can be advantageous to be able to retrofit the pump shaft and the motor shaft.

例えば、ポンプの出力は揚程と流量との積に比例するため、これらの値が異なれば、同じ出力のモータに対して同じ構造のポンプが組み合わせられるとは限らない。つまり、同じ出力のモータが、ポンプ軸の長さが異なる複数の種類のポンプに組み合わせられることがありうる。このような場合において、例えば圧入によってポンプ軸とモータ軸とを予め(例えば、モータ軸をモータに組み込む前に)接合する必要があると、異なる長さのポンプ軸に接合されるモータがすべて異なる種類のモータとして扱われることになる。一方、上記の本発明の一実施形態のように、ポンプ軸とモータ軸とを事後的に(例えば、モータ軸をモータに組み込んだ後に)接合できるのであれば、同じ出力のモータは一種類のモータとして扱い、ポンプと組み合わせるときに適切な長さのポンプ軸をモータ軸に接合すればよい。このようにすることで、例えばモータの在庫管理において大きな利点がある。   For example, since the output of a pump is proportional to the product of the head and the flow rate, if these values are different, a pump having the same structure may not always be combined with a motor having the same output. That is, a motor having the same output may be combined with a plurality of types of pumps having different pump shaft lengths. In such a case, if it is necessary to join the pump shaft and the motor shaft in advance by press-fitting (for example, before assembling the motor shaft into the motor), all the motors joined to the pump shafts of different lengths are different It will be treated as a kind of motor. On the other hand, as in the above-described embodiment of the present invention, if the pump shaft and the motor shaft can be joined afterwards (for example, after the motor shaft is assembled into the motor), a motor having the same output is one type. A pump shaft of an appropriate length may be joined to the motor shaft when treated as a motor and combined with a pump. This has a great advantage in, for example, motor inventory management.

また、ポンプ軸とモータ軸とを事後的に接合できることは、作業性の面でも有利でありうる。例えば圧入によってポンプ軸とモータ軸とを予め(例えば、モータ軸をモータに組み込む前に)接合する必要がある場合、モータは、モータ軸にポンプ軸が接合された状態で、ポンプの組み立てのために提供されることになる。これはつまり、モータが、モータ本体から細いポンプ軸が突出した状態で保管されたり、運搬されたりする可能性があることを意味する。上記の本発明の一実施形態のように、ポンプ軸とモータ軸とを事後的に(例えば、モータ軸をモータに組み込んだ後に)接合できれば、ポンプ軸を接合しない状態でモータを保管したり運搬したりすることができ、例えばポンプ軸に衝撃が加わることに
よって主軸に破損や屈曲が生じるようなリスクを除去することができる。
Further, the fact that the pump shaft and the motor shaft can be joined afterwards can be advantageous in terms of workability. If the pump shaft and the motor shaft need to be joined in advance (for example, before assembling the motor shaft into the motor) by press-fitting, the motor is used to assemble the pump with the pump shaft joined to the motor shaft. Will be provided. This means that the motor may be stored or transported with the thin pump shaft protruding from the motor body. If the pump shaft and the motor shaft can be retrofitted (for example, after the motor shaft is assembled into the motor) as in the above embodiment of the present invention, the motor can be stored or transported without the pump shaft being joined. For example, it is possible to eliminate a risk that the main shaft is damaged or bent by an impact applied to the pump shaft.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的範囲はかかる例に限定されない。本発明の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings, but the technical scope of the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field of the present invention can conceive various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that also belongs to the technical scope of the present invention.

100 ポンプ
110 ポンプ軸
111 スプライン部分
112 縮径部分
113 ねじ部分
120 羽根車
130 ケーシング
200 モータ
210 モータ軸
211 ねじ部分
212 縮径部分
213 延長部分
216 ロータ取付部分
220 ロータ
230 ステータ
300 軸封部分
310 継手部材
311 外周面
312 ポンプ側嵌合孔
313 モータ側嵌合孔
314 Oリング
320 メカニカルシール
REFERENCE SIGNS LIST 100 pump 110 pump shaft 111 spline portion 112 reduced diameter portion 113 screw portion 120 impeller 130 casing 200 motor 210 motor shaft 211 screw portion 212 reduced diameter portion 213 extended portion 216 rotor mounting portion 220 rotor 230 stator 300 shaft sealing portion 310 joint member 311 Outer peripheral surface 312 Pump side fitting hole 313 Motor side fitting hole 314 O-ring 320 Mechanical seal

Claims (15)

ポンプ軸であって、羽根車が取り付けられる羽根車取付部分、前記ポンプ軸の一方の端部に形成される第1の縮径部分、および前記第1の縮径部分の先端に設けられる第1のねじ部分を有するポンプ軸と、
前記第1の縮径部分が嵌合するポンプ側嵌合孔、前記第1のねじ部分に螺合する第2のねじ部分が先端に設けられたモータ軸の第2の縮径部分が嵌合するように構成されたモータ側嵌合孔、および軸封装置が取り付けられるように構成された外周面を有する継手部材であって、前記ポンプ側嵌合孔と前記モータ側嵌合孔とは互いに同心である継手部材と
を備える軸組立体。
A pump shaft, an impeller mounting portion to which an impeller is mounted, a first reduced diameter portion formed at one end of the pump shaft, and a first provided at a tip of the first reduced diameter portion. A pump shaft having a threaded portion of
A pump-side fitting hole in which the first reduced-diameter portion fits, and a second reduced-diameter portion of a motor shaft provided with a second screw portion screwed to the first screw portion at the tip end And a joint member having an outer peripheral surface configured to mount a shaft sealing device, wherein the pump-side fitting hole and the motor-side fitting hole are separated from each other. A shaft assembly comprising: a concentric coupling member.
前記ポンプ軸および前記継手部材は、耐食性の材料で形成され、
前記継手部材は、前記羽根車取付部分よりも大きな径の部分を有する、請求項1に記載の軸組立体。
The pump shaft and the coupling member are formed of a corrosion-resistant material,
The shaft assembly according to claim 1, wherein the joint member has a portion having a larger diameter than the impeller mounting portion.
前記羽根車取付部分は、外周面にスプラインが形成されたスプライン部分である、請求項2に記載の軸組立体。   The shaft assembly according to claim 2, wherein the impeller mounting portion is a spline portion having a spline formed on an outer peripheral surface. 前記ポンプ軸は、前記羽根車取付部分と前記第1の縮径部分との境界に形成される第1のテーパー面を有し、
前記継手部材は、前記第1のテーパー面に対応して前記ポンプ側嵌合孔の入口に形成される第2のテーパー面を有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の軸組立体。
The pump shaft has a first tapered surface formed at a boundary between the impeller mounting portion and the first reduced diameter portion,
The shaft assembly according to any one of claims 1 to 3, wherein the joint member has a second tapered surface formed at an inlet of the pump-side fitting hole corresponding to the first tapered surface. Three-dimensional.
前記第1の縮径部分と前記ポンプ側嵌合孔との嵌合は、圧入である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の軸組立体。   The shaft assembly according to any one of claims 1 to 4, wherein the fitting between the first reduced-diameter portion and the pump-side fitting hole is press-fitting. 前記軸組立体は、前記モータ軸をさらに備える、請求項1〜5のいずれか1項に記載の軸組立体。   The shaft assembly according to claim 1, wherein the shaft assembly further includes the motor shaft. 前記第2の縮径部分の端面と前記モータ側嵌合孔の内周面との間の空隙をシールするシール部材をさらに備える、請求項6に記載の軸組立体。   The shaft assembly according to claim 6, further comprising a seal member that seals a gap between an end surface of the second reduced diameter portion and an inner peripheral surface of the motor-side fitting hole. 前記モータ軸は、前記第2の縮径部分よりも大きな径の延長部分と、前記延長部分と前記第2の縮径部分との境界に形成される第3のテーパー面とを有し、
前記継手部材は、前記第3のテーパー面に対応して前記モータ側嵌合孔の入口に形成される第4のテーパー面を有する、請求項6または7に記載の軸組立体。
The motor shaft has an extended portion having a diameter larger than the second reduced diameter portion, and a third tapered surface formed at a boundary between the extended portion and the second reduced diameter portion,
8. The shaft assembly according to claim 6, wherein the joint member has a fourth tapered surface formed at an entrance of the motor-side fitting hole corresponding to the third tapered surface. 9.
モータ軸であって、
前記モータ軸の一方の端部に形成され、軸封装置が取り付けられるように構成された外周面を有する継手部材に設けられたモータ側嵌合孔に嵌合するように構成された第1の縮径部分と、
前記第1の縮径部分の先端に設けられ、前記モータ側嵌合孔と同心である前記継手部材のポンプ側嵌合孔に嵌合したポンプ軸の第2の縮径部分の先端に設けられた第2のねじ部分と螺合するように構成された第1のねじ部分と
を備えるモータ軸。
A motor shaft,
A first shaft formed at one end of the motor shaft and configured to fit into a motor-side fitting hole provided in a joint member having an outer peripheral surface configured to mount a shaft sealing device. A reduced diameter portion,
The pump shaft is provided at the distal end of the first reduced diameter portion, and is provided at the distal end of the second reduced diameter portion of the pump shaft fitted to the pump side fitting hole of the joint member concentric with the motor side fitting hole. And a first screw portion configured to screw with the second screw portion.
請求項9に記載のモータ軸と、
前記モータ軸に取り付けられるロータと、
前記ロータに対応するステータと
を備えるモータ。
A motor shaft according to claim 9,
A rotor attached to the motor shaft,
And a stator corresponding to the rotor.
羽根車、前記羽根車を収容するケーシング、およびポンプ軸を含むポンプであって、前記ポンプ軸は、前記羽根車が取り付けられる羽根車取付部分、前記ポンプ軸の一方の端部に形成される第1の縮径部分、および前記第1の縮径部分の先端に設けられる第1のねじ部分をさらに有するポンプと、
ロータ、前記ロータに対応するステータ、および前記ロータが取り付けられるモータ軸を含むモータであって、前記モータ軸は、前記モータ軸の一方の端部に形成される第2の縮径部分、および前記第2の縮径部分の先端に設けられ、前記第1のねじ部分に螺合する第2のねじ部分をさらに有するモータと、
前記第1の縮径部分が嵌合するポンプ側嵌合孔、前記第2の縮径部分が嵌合するモータ側嵌合孔、および軸封装置が取り付けられるように構成された外周面を含む継手部材であって、前記ポンプ側嵌合孔と前記モータ側嵌合孔とは互いに同心である継手部材と
を備えるモータポンプ。
A pump including an impeller, a casing accommodating the impeller, and a pump shaft, wherein the pump shaft includes an impeller mounting portion to which the impeller is mounted, and a pump shaft formed at one end of the pump shaft. A pump further comprising: a first reduced diameter portion; and a first screw portion provided at a distal end of the first reduced diameter portion;
A motor including a rotor, a stator corresponding to the rotor, and a motor shaft to which the rotor is attached, wherein the motor shaft has a second reduced-diameter portion formed at one end of the motor shaft; A motor provided at the tip of the second reduced diameter portion and further having a second screw portion screwed to the first screw portion;
A pump-side fitting hole in which the first reduced-diameter portion fits, a motor-side fitting hole in which the second reduced-diameter portion fits, and an outer peripheral surface configured to mount a shaft sealing device. A motor pump, comprising: a joint member, wherein the pump-side fitting hole and the motor-side fitting hole are concentric with each other.
ポンプ軸を形成する第1のステップと、
軸封装置が取り付けられるように構成された外周面を有する継手部材のポンプ側嵌合孔に前記ポンプ軸の一方の端部に形成された第1の縮径部分を嵌合させる第2のステップと、
前記ポンプ側嵌合孔と同心である前記継手部材のモータ側嵌合孔にモータ軸の一方の端部に形成された第2の縮径部分を嵌合させながら、前記第1の縮径部分の先端に設けられた第1のねじ部分と前記第2の縮径部分の先端に設けられた第2のねじ部分とを螺合させる第3のステップと
を含む、軸組立体の製造方法。
A first step of forming a pump shaft;
A second step of fitting a first reduced-diameter portion formed at one end of the pump shaft into a pump-side fitting hole of a joint member having an outer peripheral surface configured to be fitted with a shaft sealing device; When,
The first reduced diameter portion is fitted to a motor side fitting hole of the joint member concentric with the pump side fitting hole with a second reduced diameter portion formed at one end of the motor shaft. And a third step of screwing a first screw portion provided at a tip of the second screw portion and a second screw portion provided at a tip of the second reduced diameter portion.
前記第2のステップは、前記第1の縮径部分を前記ポンプ側嵌合孔に圧入するステップを含む、請求項12に記載の軸組立体の製造方法。   The method of manufacturing a shaft assembly according to claim 12, wherein the second step includes a step of press-fitting the first reduced diameter portion into the pump-side fitting hole. 前記第3のステップは、前記モータ軸がモータに組み込まれた後に実行される、請求項12または13に記載の軸組立体の製造方法。   14. The method according to claim 12, wherein the third step is performed after the motor shaft is assembled into a motor. 前記第1のステップは、引き抜き加工によって前記ポンプ軸の外周面にスプラインを形成するステップを含む、請求項12〜14のいずれか1項に記載の軸組立体の製造方法。   The method of manufacturing a shaft assembly according to any one of claims 12 to 14, wherein the first step includes forming a spline on an outer peripheral surface of the pump shaft by drawing.
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