スラスト力測定器及びこれを使用したスラスト力の測定方法
【課題】ポンプの設置場所や工場の違い等に拘わらず、芯出し作業が不要で、しかもスラスト力の測定ができるスラスト力測定器の提供と、このスラスト力測定器を使用したスラスト力の測定方法を提供する。
【解決手段】スラスト力測定器１０は、ポンプ本体１のヘッド１ａの一端に固定されたオイルジャケットブラケット２に装着されるアダプタ５と、前記主軸３の一端に装着され、前記主軸３を延長する延長軸６と、前記延長軸６に挿着されたリング状のスラストカラー７ｇと、前記スラストカラー７ｇに当接しながら摺動し、スラスト力を測定するセンサ内蔵滑り軸受 ７と、前記センサ内蔵滑り軸受 ７を支持し、前記アダプタ５に連結されたハウジング８と、を備えたことを特徴とする。
【解決手段】スラスト力測定器１０は、ポンプ本体１のヘッド１ａの一端に固定されたオイルジャケットブラケット２に装着されるアダプタ５と、前記主軸３の一端に装着され、前記主軸３を延長する延長軸６と、前記延長軸６に挿着されたリング状のスラストカラー７ｇと、前記スラストカラー７ｇに当接しながら摺動し、スラスト力を測定するセンサ内蔵滑り軸受 ７と、前記センサ内蔵滑り軸受 ７を支持し、前記アダプタ５に連結されたハウジング８と、を備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主軸の軸方向に掛かるスラスト力を測定するスラスト力測定器、及び、このスラスト力測定器を使用したスラスト力の測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ポンプは、各種のポンプが製造されており、また、そのポンプの吐出性能もいろいろである。高揚程 のポンプとしては、うず巻き状に複数枚のベーン （羽根）を配置した羽根車を多段に組み込んだ多段式遠心ポンプが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４に示すように、多段式遠心ポンプ１１０（以下、ポンプという）は、吸込ケーシング１ｂから流体が供給されると、多段に組み込まれた羽根車１９を順々に巡回して流速と液圧を上げ、吐出 ケーシング１ｃから流体が吐出されるポンプである。
流体Ｓは、矢印で示すように、吸込ケーシング１ｂから流入し、螺旋状で放射状にベーン（羽根）が形成された羽根車１９の回転により加速して一旦、外周方向に吐出される。その後、流体は、外周部の近傍でＵターンし、また主軸３の近傍に戻り、つぎの羽根車１９に流入し、羽根車１９の回転によりさらに流速が加速して吐出される。これを多段の羽根車１９の個数分だけ繰り返して流体の圧力を高めながら最後に吐出ケーシング１ｃから吐出される。
【０００４】
このような片吸込みの羽根車１９では主軸３に対して右方向から左方向に向かってスラスト力（荷重）が発生する。スラスト力は羽根車１９毎に発生するため、多段式の場合では、段数の分だけスラスト力が増加する。
新規設計したポンプ１１０の場合、スラスト力を計算で推定しても一致しないことがあるため、完成したポンプ１１０を実際に工場にて運転し、スラスト力を測定する。また、この測定値に基づいてスラスト軸受の寿命の目標値をクリヤするように調整する。
【０００５】
一般的にスラスト軸受には転がり軸受と滑り軸受がある。ポンプ１１０のスラスト軸受に滑り軸受、例えばティルティングパッド型軸受を用いた場合、ロードセルのようなセンサを内蔵した滑り軸受を用いてスラスト力を測定することができる。一方、ポンプ１１０のスラスト軸受に転がり軸受を用いた場合、別途センサを取付ける必要があるが、追加加工などできるだけポンプ１１０に影響を与えずにスラスト力を測定することが求められる。
【０００６】
図６の（ａ）は、ポンプ１１０と電動機３０との所定の配置を示し、図６の（ｂ）は、
従来のスラスト力測定器をポンプ１１０と電動機３０との間に組み込んで配置した配置図である。
図６の（ｂ）に示すように、従来のスラスト力の測定方法は、図６の（ａ）に示すポンプ１１０と電動機３０との間に、従来のスラスト力測定器２０を装着し、芯出しを行い、ポンプ１１０の主軸３とスラスト力測定器２０の主軸２３をカップリング ２１にて連結し、さらに、電動機３０のモータ軸とスラスト力測定器２０の主軸２３をカップリング ４０ によって連結して、運転可能な状態になった後、スラスト力測定器２０を回転駆動させる。
従来のスラスト力測定器２０には、スラスト力を測定するセンサ２４，２４が組み込まれているため、ポンプ１１０の主軸３にかかるスラスト力を測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−８２３６４号公報（段落０００２、図３、図５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来のスラスト力測定器２０はフロア（床）に固定するため、電動機３０を一旦固定位置から移動しなければならず、芯出し作業を含めてスラスト力の測定に時間がかかるという問題があった。
また、従来のスラスト力測定器２０によるスラスト力の測定方法は、ポンプ１１０と電動機３０とが芯出しされて接続した連結状態を一旦壊さなければならず、復元するのに時間がかかり、無駄作業が多いという問題があった。この作業には１〜２日を要していた。
【０００９】
さらに、このスラスト力の測定は、ある年数を経過した納入先の工場で行うこともある。納入先の工場での測定作業は、従来のスラスト力測定器２０では設置スペース等の問題から測定できないという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、ポンプの設置場所やフロアスペースの広狭等に拘わらず、容易に設置でき、組み付け作業が容易なスラスト力測定器、および、このスラスト力測定器を使用したスラスト力の測定方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載されたスラスト力測定器（１０）は、ポンプ（１００）の主軸（３）にかかるスラスト方向の荷重を測定するスラスト力測定器（１０）であって、ポンプ本体（１）のヘッド（１ａ）の一端に固定されたオイルジャケットブラケット（２）に装着されるアダプタ（５）と、前記主軸（３）の一端に装着され、前記主軸（３）を延長する延長軸（６）と、前記延長軸（６）に挿着されたリング状のスラストカラー（７ｇ）と、前記スラストカラー（７ｇ）に当接しながら摺動し、スラスト力を測定するセンサ内蔵滑り軸受 （７）と、 前記センサ内蔵滑り軸受 （７）を支持し、前記アダプタ（５）に連結されたハウジング（８）と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載のスラスト力測定器（１０）であって、前記アダプタ（５）の取付穴は、前記オイルジャケットブラケット（２）に形成されたオイルジャケット（１１）の固定穴と一致していることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載された発明は、請求項１に記載のスラスト力測定器（１０）であって、前記ハウジング（８）は、上ハウジング（８ｂ）と下ハウジング（８ａ）の２つに分割されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載された発明は、請求項１に記載されたスラスト力測定器（１０）を使用したスラスト力の測定方法であって、前記ポンプ（１００）の前記オイルジャケットブラケット（２）から前記オイルジャケット（１１）を取り外す第１工程と、前記ポンプ（１００）の前記オイルジャケットブラケット（２）に前記スラスト力測定器（１０）を組み付ける第２工程と、前記ポンプ（１００）を駆動させ、主軸（３）にかかるスラスト力を測定する第３工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明によれば、スラスト力測定器は、ポンプ本体のヘッドの一端に固定されたオイルジャケットブラケットに装着されたことにより、遠心ポンプと電動機との連結状態をそのまま維持することができるため、電動機を動かすことが不要で、２つのカップリングの芯合わせが不要で、容易に設置でき、かつ、床に設置しないために芯合わせが容易で、組み付け作業が容易なスラスト力測定器を提供することができる。
また、遠心ポンプと電動機との間に装着せずに、オイルジャケットブラケットにアダプタを介して装着することにより、床に固定して回り止めをする必要がない。また、オイルジャケットブラケットに装着することによって容易にハウジングの回り止めができる。
さらに、オイルジャケットを取り外したスペースに、アダプタを介してスラスト力測定器を装着することにより、取付スペースが確保できることから、ポンプの設置場所やフロアスペースの広狭等に拘わらず、小さなスペースで装着ができる。
【００１６】
請求項２に係る発明によれば、アダプタの取付穴をオイルジャケットの固定穴と一致させたことにより、オイルジャケットブラケットからオイルジャケットを取り外し、このオイルジャケットの代わりにアダプタを固定し、スラスト力測定器を取り付けることができるので、スラスト力測定器の取付工数の削減を図ることができる。
【００１７】
請求項３に係る発明によれば、ハウジングは、上ハウジングと下ハウジングの２つに分割したことにより、ロードセルの組み付けが容易にでき、ロードセルの位置決めや電線の引き回し等が容易にできるため、組立て作業や分解作業にかかる作業時間を短縮できる。
【００１８】
請求項４に係る発明によれば、第１工程のオイルジャケットのスペースにアダプタを介してスラスト力測定器を装着することにより、取付スペースが確保できることから、ポンプの設置場所やフロアスペースの広狭等に拘わらず、小さなスペースで装着ができる。
また、第２工程のオイルジャケットブラケットにスラスト力測定器を組み付けることから、床に固定して回り止めをする必要がないため、オイルジャケットブラケットに装着することによって容易にハウジングの回り止めができる。
さらに、遠心ポンプと電動機との連結状態がそのまま維持することができるため、電動機を動かすことが不要で、２つのカップリングの芯合わせが不要で、容易に設置でき、かつ、床に設置しないために芯合わせが容易で、組み付け作業が容易なスラスト力測定器を使用したスラスト力の測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図３の軸端に示す本発明のスラスト力測定器の拡大断面図である。
【図２】本発明のスラスト力測定器の組立て手順を説明する分解説明図である。
【図３】（ａ）は遠心ポンプに本発明のスラスト力測定器を取り付けた状態を示す断面図であり、（ｂ）は遠心ポンプと電動機を接続した様子を示す正面図である。
【図４】現状の多段式遠心ポンプを示し、一端にオイルジャケットを示す断面図である。
【図５】現状の多段式遠心ポンプの一端に配置されたオイルジャケットを取り外した状態を示す断面図であり、本発明のスラスト力測定器を装着する前の状態を示す断面図である。
【図６】（ａ）は多段式遠心ポンプに電動機を接続した配置図であり、（ｂ）は従来のスラスト力測定器をポンプと電動機との間に装着した配置図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明に係るスラスト力測定器１０の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図３の（ｂ）に示すように、例えば、多段式遠心ポンプ（以下、ポンプ）１００の主軸３と電動機３０のモータ軸とがカップリング ４０によって連結されている。また、ポンプ１００の一端には、スラスト力測定器１０が組み換えられて装着されている。このようにすることにより、遠心ポンプ１００と電動機３０との連結がそのままの状態を維持することができるため、これまで時間を要していた芯出し作業が容易になり、大幅な作業時間の節約ができる。
【００２１】
図１は、図３に示すスラスト力測定器１０の拡大断面図である。
図１に示すように、スラスト力測定器１０は、オイルジャケットブラケット２を介在してヘッド１ａに固定され、両端面に連結部５ａ，５ｂを有するアダプタ５と、主軸３に螺着された延長軸６と、この延長軸６にスラスト力を測定するセンサ内蔵滑り軸受 ７が組み込まれ、アダプタ５に固定されたハウジング８と、ハウジング８の開口する一端をふさぐ密閉部材９と、を備えている。
【００２２】
＜アダプタの構成＞
アダプタ５は、左右両端面にフランジ形状の連結部５ａ，５ｂが形成された連結部材である。また、スペースを確保するためのスペーサであり、ベアリング４を潤滑するオイルジャケットでもある。アダプタ５は、中央に貫通孔５ｃを有する略円筒状になっており、左端面のフランジの連結部５ａがオイルジャケットブラケット２に固定されている。また、このアダプタ５の貫通孔５ｃには、既存のベアリング４，４の外輪が嵌合される。
アダプタ５は、複数のスタッドボルト２ａとナット２ｃによって、オイルジャケットブラケット２に固定されている。
【００２３】
＜延長軸の構成＞
延長軸６は、主軸３の軸端に連結されて延長した軸である。
図２に示すように、主軸３の右端には雌ねじ３ａと芯出し穴３ｂが形成されている。この延長軸６は、前記雌ねじ３ａと芯出し穴３ｂに対応して、雄ねじ６ａと芯出し軸６ｂが形成されており、この芯出し軸６ｂと芯出し穴３ｂとの嵌合により主軸３と延長軸６との芯を一致させ、雌ねじ３ａと雄ねじ６ａとの締結によって主軸３に一体に固定される。また、この延長軸６には、スラスト力測定器１０の心臓部の一つとなる後記する第１センサ内蔵滑り軸受 ７ａと第２センサ内蔵滑り軸受 ７ｂに挟持されたスラストカラー７ｇが固定されている。
【００２４】
＜スラストカラーの構成＞
スラストカラー７ｇは、中央部に延長軸６が嵌入される貫通孔が形成されたリング状をなし、扁平な円板状に形成されており、延長軸６にキー６ｋによって一体に固定されている。さらに、軸方向にカラー６ｃを介して延長軸６の軸端に配置したナット６ｄによって固定されている。
スラスト荷重を受けるスラストカラー７ｇの両面は、高精度に 仕上げ加工が施されている。
【００２５】
＜ハウジングの構成＞
ハウジング８は、延長軸６と、スラスト力を測定するセンサ内蔵滑り軸受 ７を覆うようにして支持する支持部材である。また、ハウジング８は、後記するリング状のスラストカラー７ｇが第１スラストシュー７ｄと第２スラストシュー７ｆとの間に挟持されて摺動するため、摺動面を潤滑する潤滑油を溜めたオイルジャケットの機能も有している。
ハウジング８は、前記したアダプタ５の連結部５ｂに、フランジ状の連結部８ｃが複数のボルト８ｄによって接続される。
また、ハウジング８は、下ハウジング８ａと上ハウジング８ｂと、２ピースに分割されている。この分割により、上ハウジング８ｂに設けられた電線通し穴８ｅ，８ｆから後記する第１ロードセル付７ｃと第２ロードセル７ｅの電線を容易に外へ通すことができる。
また、第１ロードセル７ｃと第２ロードセル７ｅの回り止め用のピン７ｐ，７ｐも容易に装着することができる。
【００２６】
＜センサ内蔵滑り軸受の構成＞
センサ内蔵滑り軸受 ７は、リング状に形成されて第１センサ内蔵滑り軸受 ７ａと第２センサ内蔵滑り軸受 ７ｂとから構成され、スラストカラー７ｇに当接しながら摺動する。
また、それぞれの内周には延長軸６に遊嵌されている。また、第１センサ内蔵滑り軸受 ７ａと第２センサ内蔵滑り軸受 ７ｂ は、前記スラストカラー７ｇを中心に左右対称に向き合って配置され、前記したハウジング８の内周面に支持されている。
第１センサ内蔵滑り軸受 ７ａは、リング状に形成され、軸方向のスラスト力を電気信号に変換する第１ロードセル７ｃと円滑な摺動を可能にする摺動面を有する第１スラストシュー７ｄとが一体となって形成されている。また、第１ロードセル７ｃは３個のロードセルが３等配に配置されて埋め込まれている。これにより、測定の精度を向上させることができる。
また、第２センサ内蔵滑り軸受 ７ｂ も、リング状に形成され、軸方向のスラスト力を電気信号に変換する第２ロードセル７ｅと円滑な摺動を可能にする摺動面を有する第２スラストシュー７ｆとが一体となって構成されている。第２ロードセル７ｅもまた３個のロードセルが３等配に配置されて埋め込まれている。これにより、前記同様、測定の精度を向上させることができる。
また、第１スラストシュー７ｄと第２スラストシュー７ｆとの間には、延長軸６に支持された円盤状のスラストカラー７ｇが挟持されている。
なお、第１センサ内蔵滑り軸受 ７ａ、第２センサ内蔵滑り軸受 ７ｂはハウジング８に支持されており、延長軸６の外周とは 隙間が設けられており、第１センサ内蔵滑り軸受 ７ａ、第２センサ内蔵滑り軸受 ７ｂは、回り止め用のピン７ｐ，７ｐにより上ハウジング８ｂに係止されるため、回転はしない。
【００２７】
＜密閉部材の構成＞
密閉部材９は、ハウジング８の開口する一端をふさぎ、潤滑油の漏れを防ぐための密閉カバーである。
【００２８】
ここで、本発明のスラスト力測定器１０の組立て手順を説明する。
図４に示すように、従来のポンプ１１０の一端に配置されたオイルジャケット１１を取り外す手順は、
イ）ハウジング １８から潤滑油を抜き、エンドカバー１３をハウジング １８から取り外す。
ロ）円盤状のオイルフィンガー１４を主軸３から取り外し、スラストインナーカバー １６からボルト１５を抜く。
ハ）オイルジャケット１１のハウジング １８からボルト１７を抜き、オイルジャケットブラケット２からハウジング １８を取り外す。
【００２９】
イ〜ハの手順により、オイルジャケット１１を取り外した結果を図５に示す。
図５に示すように、現状のオイルジャケット１１を取り外した後は、ポンプ１１０のヘッド１ａの一端に固定されたオイルジャケットブラケット２と、このオイルジャケットブラケット２の右端に突出した主軸３と、主軸３の一端に回転自在に支持された軸受４，４とが残される。
これらを基礎とする部材に、スラスト力測定器１０を組み付ける。
【００３０】
スラスト力測定器１０の組立て手順は、図２に示すように、
１）アダプタ５の貫通孔５ｃにベアリング４，４を嵌入し、これをガイドにしてオイルジャケットブラケット２の取付穴にねじ込んだスタッドボルト２ａをアダプタ５の連結部５ａの穴を通す。また、オイルジャケットブラケット２の基準穴２ｂにボス５ｄを挿入して芯合わせを行い、ナット２ｃ によりアダプタ５を固定し、スラストインナーカバー １６をアダプタ５に取り付ける。
２）下ハウジング８ａをアダプタ５に固定し、延長軸６を主軸３に固定し、隙間を調整する円形スペーサ７ｈと、図示しないシム７ｉを延長軸６に通して取り付ける。
なお、主軸３の基準穴３ｂには延長軸６の軸６ｂが嵌合されて芯合わせが行われ、主軸３と延長軸６の芯は容易に一致する。
３）第１センサ内蔵滑り軸受 ７ａ、円盤状のスラストカラー７ｇ 、第２センサ内蔵滑り軸受 ７ｂを延長軸６に通し、このスラストカラー７ｇ はカラー６ｃを介して延長軸６にナット６ｄによって固定する。
４）上ハウジング８ｂの電線通し穴８ｅ，８ｆから電線を通し、上ハウジング８ｂをアダプタ５に固定し、センサ内蔵滑り軸受 ７の厚み方向の隙間を埋めるシム９ａを介して、密閉部材９により密閉する。
５）スラストインナーカバー １６をガスケットにより調整し、ベアリング４がスラスト方向に拘束されないことを確認し、アダプタ５と下ハウジング８ａの給油口から潤滑油を給油する。
６）センサ内蔵滑り軸受 ７に接続された各電線を、外部に設けられた電気抵抗を増幅するアンプに接続する。
以上により、本発明のスラスト力測定器１０の組立てが終了する。
【００３１】
ここで、図面を参照してスラスト力測定器１０の動作を説明する。
図３の（ａ）、（ｂ）に示すように、吸込ケーシング１ｂから多段式遠心ポンプ１００へ流体を供給し、電動機（モータ）３０を起動すると、多段の羽根車１９が固定された主軸３と延長軸６が回転し、羽根車１９の働きにより流体の圧力を徐々に高めて、吐出ケーシング１ｃから流体を吐出する。
この時、図１に示すように、第１ロードセル７ｃと第２ロードセル７ｅに内蔵された図示しないひずみゲージにスラスト力（荷重）に応じて微小のひずみを発生させる。この微小のひずみを電気信号に変換して送信し、アンプ（増幅器）によって増幅し、さらに、演算処理してスラスト力をニュートン（Ｎ）に算出し、表示器に表示する。このようにして、数回のスラスト力の測定を繰り返し、データ採りを終了する。
【００３２】
スラスト力測定器１０の分解の手順は、図２に示すように、前記した組立て手順の反対である。重複する説明になるため、ここでは省略する。
【００３３】
また、図４に示すように、遠心ポンプ１１０のオイルジャケット１１を組立てる手順は、前記した遠心ポンプ１１０の取り外した手順の反対である。重複する説明になるため、ここでは省略する。
【００３４】
この結果、本発明のスラスト力測定器１０の作業に要する時間を示す。
１．遠心ポンプ１１０のオイルジャケット１１の取り外し…１０分
２．スラスト力測定器１０の組立て …６０分
３．スラスト力の測定 …１０分
４．スラスト力測定器１０の分解 …２０分
５．遠心ポンプ１１０のオイルジャケット１１の組み付け…２０分
これにより、各作業の合計は、ちょうど２時間まで短縮できる。
なお、芯出し作業を容易にしてスラスト力測定器１０の組立て作業を６０分まで短縮できた理由の一つは、図２に示すように、主軸３の右端の芯出し穴３ｂと延長軸６の芯出し軸６ｂとを嵌合、オイルジャケットブラケット２の基準穴２ｂとアダプタ５のボス５ｄを嵌合、アダプタ５の基準穴ボス５ｅにハウジング８のボス８ｇを嵌合等の方法による。
【００３５】
図２に示すスラスト力測定器１０の組立て方法の変形例は、ハウジング８を一度組立てた後、上ハウジング８ｂと下ハウジング８ａを一体に固定し、分解することなくハウジング８を一つのユニットとして取り扱うことにより、２回目からは、さらに３０分の時間短縮ができる。 例えば、次に手順による。
１）アダプタ５の貫通孔５ｃにベアリング４，４を嵌入し、オイルジャケットブラケット２のスタッドボルト２ａにアダプタ５の連結部５ａの穴を通し、ナット２ｃ によりアダプタ５を固定し、スラストインナーカバー １６をアダプタ５に取り付ける（同）。
２）ハウジング８を天井クレーン等により吊り下げた状態で延長軸６の雄ねじ６ａを、主軸３の一端に形成された雌ねじに螺入して、主軸３に延長する。
３）図２に示すように、主軸１の突き出し長さＬと比較により過 不足の場合は数枚のガスケットなど をアダプタ５の連結部５ｂとハウジング８との間に挟み、調整 する。
４）（不要）
５）スラストインナーカバー １６をガスケットにより調整し、ベアリング４がスラスト方向に拘束されないことを確認し、アダプタ５と下ハウジング８ａの給油口から潤滑油を給油する。
６）センサ内蔵滑り軸受 ７に接続された各電線を、外部に設けられた電気信号を増幅するアンプに接続する。（同）
以上のようなスラスト力測定器１０の組立手順であっても、構わない。
【００３６】
スラスト力の測定が長時間に及びスラスト力測定器１０の潤滑油に除熱が必要な場合、外部の強制給油ポンプによりスラスト力測定器１０の潤滑油を循環させ、熱交換器などによって除熱しても構わない。また、前記の強制給油ポンプは延長軸６の軸端に装着する軸端オイルポンプであっても構わない。
【００３７】
本発明は、ポンプ１００の主軸３に掛かるスラスト力の測定を実施例として説明したが、ポンプ１００以外の主軸であってもよく、例えば、工作機械や産業機械等の主軸ヘッドの主軸や各ユニットの軸や、その他の業種の回転軸であっても構わない。
また、ポンプ１００の仕様にはいろいろあり、ポンプは運転するときの流量が変わるとスラスト力も変化する。流体の比重が違っても変化する。
このスラスト力を軽減する方法の一つにバランスドラム仕様がある。このバランスドラム仕様のポンプの場合は、スラスト力の方向は反対方向に作用することがあるため、このような仕様にも対応可能なようにセンサは２個配置としたが、センサを１個にして右勝手用と左勝手用の２セットを用意しても構わない。
【符号の説明】
【００３８】
１ ポンプ本体（ボディ）
１ａ ヘッド（ディスチャージヘッド）
１ｂ 吸込 ケーシング
１ｃ 吐出 ケーシング
２ オイルジャケットブラケット
２ａ スタッドボルト
２ｂ 基準穴
２ｃ ナット
３ 主軸
４ 軸受（ベアリング）
５ アダプタ（スペーサ）
５ａ，５ｂ 連結部（フランジ）
５ｃ 貫通孔
５ｄ ボス
５ｅ 基準穴
６ 延長軸
６ａ 雄ねじ
６ｂ 芯出し軸
６ｃ カラー
６ｄ ナット
７ センサ内蔵滑り軸受
７ａ 第１センサ内蔵滑り軸受
７ｂ 第２センサ内蔵滑り軸受
７ｃ 第１ロードセル
７ｄ 第１スラストシュー
７ｅ 第２ロードセル
７ｆ 第２スラストシュー
７ｇ スラストカラー
７ｈ 円形スペーサ
７ｉ シム
７ｐ ピン
８ ハウジング
８ａ 下ハウジング
８ｂ 上ハウジング
８ｃ 連結部（フランジ）
８ｄ ボルト
８ｅ，８ｆ 電線通し穴
８ｇ ボス
９ 密閉部材
９ａ シム
９ｂ ボルト
１０ スラスト力測定器
１１ オイルジャケット
１２ プラグ（冷却水用栓）
１３ エンドカバー
１４ オイルフィンガー
１５ ボルト
１６ スラスト側インナーカバー
１７ ボルト
１８ ハウジング
１９ 羽根車
１９ａ ベーン （羽根）
２０ スラスト力測定器（従来型）
２１，４０ カップリング
３０ 電動機（モータ）
１００，１１０ 多段式遠心ポンプ（ポンプ）
Ｓ 流体の流れ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主軸の軸方向に掛かるスラスト力を測定するスラスト力測定器、及び、このスラスト力測定器を使用したスラスト力の測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ポンプは、各種のポンプが製造されており、また、そのポンプの吐出性能もいろいろである。高揚程 のポンプとしては、うず巻き状に複数枚のベーン （羽根）を配置した羽根車を多段に組み込んだ多段式遠心ポンプが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４に示すように、多段式遠心ポンプ１１０（以下、ポンプという）は、吸込ケーシング１ｂから流体が供給されると、多段に組み込まれた羽根車１９を順々に巡回して流速と液圧を上げ、吐出 ケーシング１ｃから流体が吐出されるポンプである。
流体Ｓは、矢印で示すように、吸込ケーシング１ｂから流入し、螺旋状で放射状にベーン（羽根）が形成された羽根車１９の回転により加速して一旦、外周方向に吐出される。その後、流体は、外周部の近傍でＵターンし、また主軸３の近傍に戻り、つぎの羽根車１９に流入し、羽根車１９の回転によりさらに流速が加速して吐出される。これを多段の羽根車１９の個数分だけ繰り返して流体の圧力を高めながら最後に吐出ケーシング１ｃから吐出される。
【０００４】
このような片吸込みの羽根車１９では主軸３に対して右方向から左方向に向かってスラスト力（荷重）が発生する。スラスト力は羽根車１９毎に発生するため、多段式の場合では、段数の分だけスラスト力が増加する。
新規設計したポンプ１１０の場合、スラスト力を計算で推定しても一致しないことがあるため、完成したポンプ１１０を実際に工場にて運転し、スラスト力を測定する。また、この測定値に基づいてスラスト軸受の寿命の目標値をクリヤするように調整する。
【０００５】
一般的にスラスト軸受には転がり軸受と滑り軸受がある。ポンプ１１０のスラスト軸受に滑り軸受、例えばティルティングパッド型軸受を用いた場合、ロードセルのようなセンサを内蔵した滑り軸受を用いてスラスト力を測定することができる。一方、ポンプ１１０のスラスト軸受に転がり軸受を用いた場合、別途センサを取付ける必要があるが、追加加工などできるだけポンプ１１０に影響を与えずにスラスト力を測定することが求められる。
【０００６】
図６の（ａ）は、ポンプ１１０と電動機３０との所定の配置を示し、図６の（ｂ）は、
従来のスラスト力測定器をポンプ１１０と電動機３０との間に組み込んで配置した配置図である。
図６の（ｂ）に示すように、従来のスラスト力の測定方法は、図６の（ａ）に示すポンプ１１０と電動機３０との間に、従来のスラスト力測定器２０を装着し、芯出しを行い、ポンプ１１０の主軸３とスラスト力測定器２０の主軸２３をカップリング ２１にて連結し、さらに、電動機３０のモータ軸とスラスト力測定器２０の主軸２３をカップリング ４０ によって連結して、運転可能な状態になった後、スラスト力測定器２０を回転駆動させる。
従来のスラスト力測定器２０には、スラスト力を測定するセンサ２４，２４が組み込まれているため、ポンプ１１０の主軸３にかかるスラスト力を測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−８２３６４号公報（段落０００２、図３、図５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来のスラスト力測定器２０はフロア（床）に固定するため、電動機３０を一旦固定位置から移動しなければならず、芯出し作業を含めてスラスト力の測定に時間がかかるという問題があった。
また、従来のスラスト力測定器２０によるスラスト力の測定方法は、ポンプ１１０と電動機３０とが芯出しされて接続した連結状態を一旦壊さなければならず、復元するのに時間がかかり、無駄作業が多いという問題があった。この作業には１〜２日を要していた。
【０００９】
さらに、このスラスト力の測定は、ある年数を経過した納入先の工場で行うこともある。納入先の工場での測定作業は、従来のスラスト力測定器２０では設置スペース等の問題から測定できないという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、ポンプの設置場所やフロアスペースの広狭等に拘わらず、容易に設置でき、組み付け作業が容易なスラスト力測定器、および、このスラスト力測定器を使用したスラスト力の測定方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載されたスラスト力測定器（１０）は、ポンプ（１００）の主軸（３）にかかるスラスト方向の荷重を測定するスラスト力測定器（１０）であって、ポンプ本体（１）のヘッド（１ａ）の一端に固定されたオイルジャケットブラケット（２）に装着されるアダプタ（５）と、前記主軸（３）の一端に装着され、前記主軸（３）を延長する延長軸（６）と、前記延長軸（６）に挿着されたリング状のスラストカラー（７ｇ）と、前記スラストカラー（７ｇ）に当接しながら摺動し、スラスト力を測定するセンサ内蔵滑り軸受 （７）と、 前記センサ内蔵滑り軸受 （７）を支持し、前記アダプタ（５）に連結されたハウジング（８）と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載のスラスト力測定器（１０）であって、前記アダプタ（５）の取付穴は、前記オイルジャケットブラケット（２）に形成されたオイルジャケット（１１）の固定穴と一致していることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載された発明は、請求項１に記載のスラスト力測定器（１０）であって、前記ハウジング（８）は、上ハウジング（８ｂ）と下ハウジング（８ａ）の２つに分割されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載された発明は、請求項１に記載されたスラスト力測定器（１０）を使用したスラスト力の測定方法であって、前記ポンプ（１００）の前記オイルジャケットブラケット（２）から前記オイルジャケット（１１）を取り外す第１工程と、前記ポンプ（１００）の前記オイルジャケットブラケット（２）に前記スラスト力測定器（１０）を組み付ける第２工程と、前記ポンプ（１００）を駆動させ、主軸（３）にかかるスラスト力を測定する第３工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明によれば、スラスト力測定器は、ポンプ本体のヘッドの一端に固定されたオイルジャケットブラケットに装着されたことにより、遠心ポンプと電動機との連結状態をそのまま維持することができるため、電動機を動かすことが不要で、２つのカップリングの芯合わせが不要で、容易に設置でき、かつ、床に設置しないために芯合わせが容易で、組み付け作業が容易なスラスト力測定器を提供することができる。
また、遠心ポンプと電動機との間に装着せずに、オイルジャケットブラケットにアダプタを介して装着することにより、床に固定して回り止めをする必要がない。また、オイルジャケットブラケットに装着することによって容易にハウジングの回り止めができる。
さらに、オイルジャケットを取り外したスペースに、アダプタを介してスラスト力測定器を装着することにより、取付スペースが確保できることから、ポンプの設置場所やフロアスペースの広狭等に拘わらず、小さなスペースで装着ができる。
【００１６】
請求項２に係る発明によれば、アダプタの取付穴をオイルジャケットの固定穴と一致させたことにより、オイルジャケットブラケットからオイルジャケットを取り外し、このオイルジャケットの代わりにアダプタを固定し、スラスト力測定器を取り付けることができるので、スラスト力測定器の取付工数の削減を図ることができる。
【００１７】
請求項３に係る発明によれば、ハウジングは、上ハウジングと下ハウジングの２つに分割したことにより、ロードセルの組み付けが容易にでき、ロードセルの位置決めや電線の引き回し等が容易にできるため、組立て作業や分解作業にかかる作業時間を短縮できる。
【００１８】
請求項４に係る発明によれば、第１工程のオイルジャケットのスペースにアダプタを介してスラスト力測定器を装着することにより、取付スペースが確保できることから、ポンプの設置場所やフロアスペースの広狭等に拘わらず、小さなスペースで装着ができる。
また、第２工程のオイルジャケットブラケットにスラスト力測定器を組み付けることから、床に固定して回り止めをする必要がないため、オイルジャケットブラケットに装着することによって容易にハウジングの回り止めができる。
さらに、遠心ポンプと電動機との連結状態がそのまま維持することができるため、電動機を動かすことが不要で、２つのカップリングの芯合わせが不要で、容易に設置でき、かつ、床に設置しないために芯合わせが容易で、組み付け作業が容易なスラスト力測定器を使用したスラスト力の測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図３の軸端に示す本発明のスラスト力測定器の拡大断面図である。
【図２】本発明のスラスト力測定器の組立て手順を説明する分解説明図である。
【図３】（ａ）は遠心ポンプに本発明のスラスト力測定器を取り付けた状態を示す断面図であり、（ｂ）は遠心ポンプと電動機を接続した様子を示す正面図である。
【図４】現状の多段式遠心ポンプを示し、一端にオイルジャケットを示す断面図である。
【図５】現状の多段式遠心ポンプの一端に配置されたオイルジャケットを取り外した状態を示す断面図であり、本発明のスラスト力測定器を装着する前の状態を示す断面図である。
【図６】（ａ）は多段式遠心ポンプに電動機を接続した配置図であり、（ｂ）は従来のスラスト力測定器をポンプと電動機との間に装着した配置図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明に係るスラスト力測定器１０の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図３の（ｂ）に示すように、例えば、多段式遠心ポンプ（以下、ポンプ）１００の主軸３と電動機３０のモータ軸とがカップリング ４０によって連結されている。また、ポンプ１００の一端には、スラスト力測定器１０が組み換えられて装着されている。このようにすることにより、遠心ポンプ１００と電動機３０との連結がそのままの状態を維持することができるため、これまで時間を要していた芯出し作業が容易になり、大幅な作業時間の節約ができる。
【００２１】
図１は、図３に示すスラスト力測定器１０の拡大断面図である。
図１に示すように、スラスト力測定器１０は、オイルジャケットブラケット２を介在してヘッド１ａに固定され、両端面に連結部５ａ，５ｂを有するアダプタ５と、主軸３に螺着された延長軸６と、この延長軸６にスラスト力を測定するセンサ内蔵滑り軸受 ７が組み込まれ、アダプタ５に固定されたハウジング８と、ハウジング８の開口する一端をふさぐ密閉部材９と、を備えている。
【００２２】
＜アダプタの構成＞
アダプタ５は、左右両端面にフランジ形状の連結部５ａ，５ｂが形成された連結部材である。また、スペースを確保するためのスペーサであり、ベアリング４を潤滑するオイルジャケットでもある。アダプタ５は、中央に貫通孔５ｃを有する略円筒状になっており、左端面のフランジの連結部５ａがオイルジャケットブラケット２に固定されている。また、このアダプタ５の貫通孔５ｃには、既存のベアリング４，４の外輪が嵌合される。
アダプタ５は、複数のスタッドボルト２ａとナット２ｃによって、オイルジャケットブラケット２に固定されている。
【００２３】
＜延長軸の構成＞
延長軸６は、主軸３の軸端に連結されて延長した軸である。
図２に示すように、主軸３の右端には雌ねじ３ａと芯出し穴３ｂが形成されている。この延長軸６は、前記雌ねじ３ａと芯出し穴３ｂに対応して、雄ねじ６ａと芯出し軸６ｂが形成されており、この芯出し軸６ｂと芯出し穴３ｂとの嵌合により主軸３と延長軸６との芯を一致させ、雌ねじ３ａと雄ねじ６ａとの締結によって主軸３に一体に固定される。また、この延長軸６には、スラスト力測定器１０の心臓部の一つとなる後記する第１センサ内蔵滑り軸受 ７ａと第２センサ内蔵滑り軸受 ７ｂに挟持されたスラストカラー７ｇが固定されている。
【００２４】
＜スラストカラーの構成＞
スラストカラー７ｇは、中央部に延長軸６が嵌入される貫通孔が形成されたリング状をなし、扁平な円板状に形成されており、延長軸６にキー６ｋによって一体に固定されている。さらに、軸方向にカラー６ｃを介して延長軸６の軸端に配置したナット６ｄによって固定されている。
スラスト荷重を受けるスラストカラー７ｇの両面は、高精度に 仕上げ加工が施されている。
【００２５】
＜ハウジングの構成＞
ハウジング８は、延長軸６と、スラスト力を測定するセンサ内蔵滑り軸受 ７を覆うようにして支持する支持部材である。また、ハウジング８は、後記するリング状のスラストカラー７ｇが第１スラストシュー７ｄと第２スラストシュー７ｆとの間に挟持されて摺動するため、摺動面を潤滑する潤滑油を溜めたオイルジャケットの機能も有している。
ハウジング８は、前記したアダプタ５の連結部５ｂに、フランジ状の連結部８ｃが複数のボルト８ｄによって接続される。
また、ハウジング８は、下ハウジング８ａと上ハウジング８ｂと、２ピースに分割されている。この分割により、上ハウジング８ｂに設けられた電線通し穴８ｅ，８ｆから後記する第１ロードセル付７ｃと第２ロードセル７ｅの電線を容易に外へ通すことができる。
また、第１ロードセル７ｃと第２ロードセル７ｅの回り止め用のピン７ｐ，７ｐも容易に装着することができる。
【００２６】
＜センサ内蔵滑り軸受の構成＞
センサ内蔵滑り軸受 ７は、リング状に形成されて第１センサ内蔵滑り軸受 ７ａと第２センサ内蔵滑り軸受 ７ｂとから構成され、スラストカラー７ｇに当接しながら摺動する。
また、それぞれの内周には延長軸６に遊嵌されている。また、第１センサ内蔵滑り軸受 ７ａと第２センサ内蔵滑り軸受 ７ｂ は、前記スラストカラー７ｇを中心に左右対称に向き合って配置され、前記したハウジング８の内周面に支持されている。
第１センサ内蔵滑り軸受 ７ａは、リング状に形成され、軸方向のスラスト力を電気信号に変換する第１ロードセル７ｃと円滑な摺動を可能にする摺動面を有する第１スラストシュー７ｄとが一体となって形成されている。また、第１ロードセル７ｃは３個のロードセルが３等配に配置されて埋め込まれている。これにより、測定の精度を向上させることができる。
また、第２センサ内蔵滑り軸受 ７ｂ も、リング状に形成され、軸方向のスラスト力を電気信号に変換する第２ロードセル７ｅと円滑な摺動を可能にする摺動面を有する第２スラストシュー７ｆとが一体となって構成されている。第２ロードセル７ｅもまた３個のロードセルが３等配に配置されて埋め込まれている。これにより、前記同様、測定の精度を向上させることができる。
また、第１スラストシュー７ｄと第２スラストシュー７ｆとの間には、延長軸６に支持された円盤状のスラストカラー７ｇが挟持されている。
なお、第１センサ内蔵滑り軸受 ７ａ、第２センサ内蔵滑り軸受 ７ｂはハウジング８に支持されており、延長軸６の外周とは 隙間が設けられており、第１センサ内蔵滑り軸受 ７ａ、第２センサ内蔵滑り軸受 ７ｂは、回り止め用のピン７ｐ，７ｐにより上ハウジング８ｂに係止されるため、回転はしない。
【００２７】
＜密閉部材の構成＞
密閉部材９は、ハウジング８の開口する一端をふさぎ、潤滑油の漏れを防ぐための密閉カバーである。
【００２８】
ここで、本発明のスラスト力測定器１０の組立て手順を説明する。
図４に示すように、従来のポンプ１１０の一端に配置されたオイルジャケット１１を取り外す手順は、
イ）ハウジング １８から潤滑油を抜き、エンドカバー１３をハウジング １８から取り外す。
ロ）円盤状のオイルフィンガー１４を主軸３から取り外し、スラストインナーカバー １６からボルト１５を抜く。
ハ）オイルジャケット１１のハウジング １８からボルト１７を抜き、オイルジャケットブラケット２からハウジング １８を取り外す。
【００２９】
イ〜ハの手順により、オイルジャケット１１を取り外した結果を図５に示す。
図５に示すように、現状のオイルジャケット１１を取り外した後は、ポンプ１１０のヘッド１ａの一端に固定されたオイルジャケットブラケット２と、このオイルジャケットブラケット２の右端に突出した主軸３と、主軸３の一端に回転自在に支持された軸受４，４とが残される。
これらを基礎とする部材に、スラスト力測定器１０を組み付ける。
【００３０】
スラスト力測定器１０の組立て手順は、図２に示すように、
１）アダプタ５の貫通孔５ｃにベアリング４，４を嵌入し、これをガイドにしてオイルジャケットブラケット２の取付穴にねじ込んだスタッドボルト２ａをアダプタ５の連結部５ａの穴を通す。また、オイルジャケットブラケット２の基準穴２ｂにボス５ｄを挿入して芯合わせを行い、ナット２ｃ によりアダプタ５を固定し、スラストインナーカバー １６をアダプタ５に取り付ける。
２）下ハウジング８ａをアダプタ５に固定し、延長軸６を主軸３に固定し、隙間を調整する円形スペーサ７ｈと、図示しないシム７ｉを延長軸６に通して取り付ける。
なお、主軸３の基準穴３ｂには延長軸６の軸６ｂが嵌合されて芯合わせが行われ、主軸３と延長軸６の芯は容易に一致する。
３）第１センサ内蔵滑り軸受 ７ａ、円盤状のスラストカラー７ｇ 、第２センサ内蔵滑り軸受 ７ｂを延長軸６に通し、このスラストカラー７ｇ はカラー６ｃを介して延長軸６にナット６ｄによって固定する。
４）上ハウジング８ｂの電線通し穴８ｅ，８ｆから電線を通し、上ハウジング８ｂをアダプタ５に固定し、センサ内蔵滑り軸受 ７の厚み方向の隙間を埋めるシム９ａを介して、密閉部材９により密閉する。
５）スラストインナーカバー １６をガスケットにより調整し、ベアリング４がスラスト方向に拘束されないことを確認し、アダプタ５と下ハウジング８ａの給油口から潤滑油を給油する。
６）センサ内蔵滑り軸受 ７に接続された各電線を、外部に設けられた電気抵抗を増幅するアンプに接続する。
以上により、本発明のスラスト力測定器１０の組立てが終了する。
【００３１】
ここで、図面を参照してスラスト力測定器１０の動作を説明する。
図３の（ａ）、（ｂ）に示すように、吸込ケーシング１ｂから多段式遠心ポンプ１００へ流体を供給し、電動機（モータ）３０を起動すると、多段の羽根車１９が固定された主軸３と延長軸６が回転し、羽根車１９の働きにより流体の圧力を徐々に高めて、吐出ケーシング１ｃから流体を吐出する。
この時、図１に示すように、第１ロードセル７ｃと第２ロードセル７ｅに内蔵された図示しないひずみゲージにスラスト力（荷重）に応じて微小のひずみを発生させる。この微小のひずみを電気信号に変換して送信し、アンプ（増幅器）によって増幅し、さらに、演算処理してスラスト力をニュートン（Ｎ）に算出し、表示器に表示する。このようにして、数回のスラスト力の測定を繰り返し、データ採りを終了する。
【００３２】
スラスト力測定器１０の分解の手順は、図２に示すように、前記した組立て手順の反対である。重複する説明になるため、ここでは省略する。
【００３３】
また、図４に示すように、遠心ポンプ１１０のオイルジャケット１１を組立てる手順は、前記した遠心ポンプ１１０の取り外した手順の反対である。重複する説明になるため、ここでは省略する。
【００３４】
この結果、本発明のスラスト力測定器１０の作業に要する時間を示す。
１．遠心ポンプ１１０のオイルジャケット１１の取り外し…１０分
２．スラスト力測定器１０の組立て …６０分
３．スラスト力の測定 …１０分
４．スラスト力測定器１０の分解 …２０分
５．遠心ポンプ１１０のオイルジャケット１１の組み付け…２０分
これにより、各作業の合計は、ちょうど２時間まで短縮できる。
なお、芯出し作業を容易にしてスラスト力測定器１０の組立て作業を６０分まで短縮できた理由の一つは、図２に示すように、主軸３の右端の芯出し穴３ｂと延長軸６の芯出し軸６ｂとを嵌合、オイルジャケットブラケット２の基準穴２ｂとアダプタ５のボス５ｄを嵌合、アダプタ５の基準穴ボス５ｅにハウジング８のボス８ｇを嵌合等の方法による。
【００３５】
図２に示すスラスト力測定器１０の組立て方法の変形例は、ハウジング８を一度組立てた後、上ハウジング８ｂと下ハウジング８ａを一体に固定し、分解することなくハウジング８を一つのユニットとして取り扱うことにより、２回目からは、さらに３０分の時間短縮ができる。 例えば、次に手順による。
１）アダプタ５の貫通孔５ｃにベアリング４，４を嵌入し、オイルジャケットブラケット２のスタッドボルト２ａにアダプタ５の連結部５ａの穴を通し、ナット２ｃ によりアダプタ５を固定し、スラストインナーカバー １６をアダプタ５に取り付ける（同）。
２）ハウジング８を天井クレーン等により吊り下げた状態で延長軸６の雄ねじ６ａを、主軸３の一端に形成された雌ねじに螺入して、主軸３に延長する。
３）図２に示すように、主軸１の突き出し長さＬと比較により過 不足の場合は数枚のガスケットなど をアダプタ５の連結部５ｂとハウジング８との間に挟み、調整 する。
４）（不要）
５）スラストインナーカバー １６をガスケットにより調整し、ベアリング４がスラスト方向に拘束されないことを確認し、アダプタ５と下ハウジング８ａの給油口から潤滑油を給油する。
６）センサ内蔵滑り軸受 ７に接続された各電線を、外部に設けられた電気信号を増幅するアンプに接続する。（同）
以上のようなスラスト力測定器１０の組立手順であっても、構わない。
【００３６】
スラスト力の測定が長時間に及びスラスト力測定器１０の潤滑油に除熱が必要な場合、外部の強制給油ポンプによりスラスト力測定器１０の潤滑油を循環させ、熱交換器などによって除熱しても構わない。また、前記の強制給油ポンプは延長軸６の軸端に装着する軸端オイルポンプであっても構わない。
【００３７】
本発明は、ポンプ１００の主軸３に掛かるスラスト力の測定を実施例として説明したが、ポンプ１００以外の主軸であってもよく、例えば、工作機械や産業機械等の主軸ヘッドの主軸や各ユニットの軸や、その他の業種の回転軸であっても構わない。
また、ポンプ１００の仕様にはいろいろあり、ポンプは運転するときの流量が変わるとスラスト力も変化する。流体の比重が違っても変化する。
このスラスト力を軽減する方法の一つにバランスドラム仕様がある。このバランスドラム仕様のポンプの場合は、スラスト力の方向は反対方向に作用することがあるため、このような仕様にも対応可能なようにセンサは２個配置としたが、センサを１個にして右勝手用と左勝手用の２セットを用意しても構わない。
【符号の説明】
【００３８】
１ ポンプ本体（ボディ）
１ａ ヘッド（ディスチャージヘッド）
１ｂ 吸込 ケーシング
１ｃ 吐出 ケーシング
２ オイルジャケットブラケット
２ａ スタッドボルト
２ｂ 基準穴
２ｃ ナット
３ 主軸
４ 軸受（ベアリング）
５ アダプタ（スペーサ）
５ａ，５ｂ 連結部（フランジ）
５ｃ 貫通孔
５ｄ ボス
５ｅ 基準穴
６ 延長軸
６ａ 雄ねじ
６ｂ 芯出し軸
６ｃ カラー
６ｄ ナット
７ センサ内蔵滑り軸受
７ａ 第１センサ内蔵滑り軸受
７ｂ 第２センサ内蔵滑り軸受
７ｃ 第１ロードセル
７ｄ 第１スラストシュー
７ｅ 第２ロードセル
７ｆ 第２スラストシュー
７ｇ スラストカラー
７ｈ 円形スペーサ
７ｉ シム
７ｐ ピン
８ ハウジング
８ａ 下ハウジング
８ｂ 上ハウジング
８ｃ 連結部（フランジ）
８ｄ ボルト
８ｅ，８ｆ 電線通し穴
８ｇ ボス
９ 密閉部材
９ａ シム
９ｂ ボルト
１０ スラスト力測定器
１１ オイルジャケット
１２ プラグ（冷却水用栓）
１３ エンドカバー
１４ オイルフィンガー
１５ ボルト
１６ スラスト側インナーカバー
１７ ボルト
１８ ハウジング
１９ 羽根車
１９ａ ベーン （羽根）
２０ スラスト力測定器（従来型）
２１，４０ カップリング
３０ 電動機（モータ）
１００，１１０ 多段式遠心ポンプ（ポンプ）
Ｓ 流体の流れ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ（１００）の主軸（３）にかかるスラスト方向の荷重を測定するスラスト力測定器（１０）であって、
ポンプ本体（１）のヘッド（１ａ）の一端に固定されたオイルジャケットブラケット（２）に装着されるアダプタ（５）と、
前記主軸（３）の一端に装着され、前記主軸（３）を延長する延長軸（６）と、
前記延長軸（６）に挿着されたリング状のスラストカラー（７ｇ）と、
前記スラストカラー（７ｇ）に当接しながら摺動し、スラスト力を測定するセンサ内蔵滑り軸受 （７）と、
前記センサ内蔵滑り軸受 （７）を支持し、前記アダプタ（５）に連結されたハウジング（８）と、
を備えたことを特徴とするスラスト力測定器（１０）。
【請求項２】
前記アダプタ（５）の取付穴は、前記オイルジャケットブラケット（２）に形成されたオイルジャケット（１１）の固定穴と一致していることを特徴とする請求項１に記載のスラスト力測定器（１０）。
【請求項３】
前記ハウジング（８）は、上ハウジング（８ｂ）と下ハウジング（８ａ）の２つに分割されていることを特徴とする請求項１に記載のスラスト力測定器（１０）。
【請求項４】
前記ポンプ（１００）の前記オイルジャケットブラケット（２）から前記オイルジャケット（１１）を取り外す第１工程と、
前記ポンプ（１００）の前記オイルジャケットブラケット（２）に前記スラスト力測定器（１０）を組み付ける第２工程と、
前記ポンプ（１００）を駆動させ、主軸（３）にかかるスラスト力を測定する第３工程と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載されたスラスト力測定器（１０）を使用したスラスト力の測定方法。
【請求項１】
ポンプ（１００）の主軸（３）にかかるスラスト方向の荷重を測定するスラスト力測定器（１０）であって、
ポンプ本体（１）のヘッド（１ａ）の一端に固定されたオイルジャケットブラケット（２）に装着されるアダプタ（５）と、
前記主軸（３）の一端に装着され、前記主軸（３）を延長する延長軸（６）と、
前記延長軸（６）に挿着されたリング状のスラストカラー（７ｇ）と、
前記スラストカラー（７ｇ）に当接しながら摺動し、スラスト力を測定するセンサ内蔵滑り軸受 （７）と、
前記センサ内蔵滑り軸受 （７）を支持し、前記アダプタ（５）に連結されたハウジング（８）と、
を備えたことを特徴とするスラスト力測定器（１０）。
【請求項２】
前記アダプタ（５）の取付穴は、前記オイルジャケットブラケット（２）に形成されたオイルジャケット（１１）の固定穴と一致していることを特徴とする請求項１に記載のスラスト力測定器（１０）。
【請求項３】
前記ハウジング（８）は、上ハウジング（８ｂ）と下ハウジング（８ａ）の２つに分割されていることを特徴とする請求項１に記載のスラスト力測定器（１０）。
【請求項４】
前記ポンプ（１００）の前記オイルジャケットブラケット（２）から前記オイルジャケット（１１）を取り外す第１工程と、
前記ポンプ（１００）の前記オイルジャケットブラケット（２）に前記スラスト力測定器（１０）を組み付ける第２工程と、
前記ポンプ（１００）を駆動させ、主軸（３）にかかるスラスト力を測定する第３工程と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載されたスラスト力測定器（１０）を使用したスラスト力の測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−４２４１６（Ｐ２０１２−４２４１６Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８６０６１（Ｐ２０１０−１８６０６１）
【出願日】平成２２年８月２３日（２０１０．８．２３）
【出願人】（３９１０１９７０６）新潟ウオシントン株式会社 (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２３日（２０１０．８．２３）
【出願人】（３９１０１９７０６）新潟ウオシントン株式会社 (5)
【Ｆターム（参考）】
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