立轴泵的制作方法

本发明涉及汲取河水和排水等液体的立轴泵，尤其涉及能够使支承旋转轴的轴承的耐久性、维护管理性提高，并且容易更换轴承的立轴泵。

背景技术：

图1是表示以往的立轴泵的示意图。如图1所示，通常，立轴泵具有泵基座514，泵基座514设置在水槽上部的泵安装台面500上。收容叶轮504的引导壳体506经由悬吊管502从泵安装台面500悬挂下来。叶轮504固定在旋转轴509上，旋转轴509通过外轴承510及水中轴承508旋转自如地被支承。

这种立轴泵由于在叶轮504及水中轴承508被浸泡于水中的状态下运转，所以随着使用时间的流逝会在这些部件上逐渐产生磨损或腐蚀。因此，需要定期进行立轴泵的检查作业来确认轴承部(外轴承510及水中轴承508)及叶轮504的磨损状况、以及引导壳体506的腐蚀状况，并根据需要进行这些部件的维修或更换。在这些部件中，水中轴承508的损伤或磨损会造成泵异常振动，并最终导致泵故障(无法运转)。因此，水中轴承508的检查是重要的检查项目之一。

作为立轴泵的检查、保养方法，已知1)在将泵安置好的状态下进行的方法、和2)将泵吊起后进行的方法。由于1)的检查方法能够在不吊起泵的情况下进行检查，所以费用低，且检查、保养所需的时间也能缩短。然而，例如当立轴泵的水中轴承508没在水中时，使用上述1)的方法难以恰当地测定或检测水中轴承508的磨损状态，也无法更换水中轴承508。另外，即使在将水槽内的水排出并进行了干燥的状态下，由于水中轴承508位于叶轮504的上方(排出侧)，所以仍然无法进行水中轴承508的检查、保养及更换。即，即使将水槽内的水抽出而使轴承部露出在空气中，由于轴承的设置位置的问题，也无法进行令人满意的检查保养。

于是，提出了一种方法，其测定能够在地上部分测定的外轴承510和泵基座514等的振动，从而间接推测水中轴承508的状态(参照专利文献1、2)。然而，在该方法中，由于并不是在作为振动源的水中轴承508附近进行测定，所以因从振动源到测定点的各种阻尼效果，难以测量基于水中轴承的磨损等产生的异常振动，且无法恰当地判断损伤或磨损状况。

相对于此，根据上述2)的方法，能够恰当地测定或检测水中轴承508的磨损状态，并且还能进行水中轴承508的更换。因此，以往为了确认立轴泵的水中轴承508的磨损而进行了上述2)的方法。

然而，上述2)的方法费用很高，检查、保养所需的时间也会变得很长。例如，在使用桥式起重机吊起立轴泵的情况下，需要作为检查人员的机械技术人员、作业人员、及起重机操作员等，并且为了吊起需要相当多的作业成本。另外，重物即泵的吊起、再组装作业可以说是危险作业。

另外，吊起及检查作业是在吊起后进行检查保养，且之后必须经过再设置、找正、试运转这些工序，需要相当多的天数。进一步地，根据泵站的不同，有些即使在检查、保养时也需要设为能够始终进行必要量的排水的状态，而由于在检查期间内无法运转正在进行检查的泵，所以需要设置临时泵等来确保排水能力。

于是，如专利文献3所示地提出了一种立轴泵，其具有通过配置在叶轮下方的水中轴承、和泵安装台面的上方的外轴承这两个轴承来支承旋转轴的结构。根据该结构，由于水中轴承位于叶轮的下方(吸入侧)，所以能够从吸入口通过目视来检查水中轴承的磨损状态，而且能够很容易地更换水中轴承。

然而，在开始对泵要求大水量化且高扬程化(大容量化)的近几年，与大容量化相对应地，施加于仅设在下部的水中轴承的负载(载荷)变大，轴承自身大型化且重量也变大。在该情况下，有从叶轮下方进行作业的作业性恶化的问题。另外，随着泵的大容量化，还会产生由于旋转轴的轴径变粗，且轴承接触面的圆周速度变快，所以会促进轴承磨损的课题。

另外，在专利文献4中，作为针对上述课题的技术，通过在泵的外轴承与设于叶轮下方的水中轴承之间进一步设置水中轴承(中间轴承)，并将该中间轴承设为分割结构，能够实现作业人员进入泵的内部来进行轴承的更换。然而，由于泵内部很狭窄，且变成了在高处的作业，所以会留下作业性、安全性的课题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3567140号公报

专利文献2：日本特开2004-218578号公报

专利文献3：日本专利第4456579号公报

专利文献4：日本特开2012-137074号公报

技术实现要素：

本发明是鉴于这种以往技术的问题点而研发的，以提供一种立轴泵为目的，其即使对于大容量的泵也无需将吊起而能在将泵安置好的状态下很容易地更换水中轴承，另外还使水中轴承的可靠性提高。

本发明的第1方式的立轴泵具备：叶轮；旋转轴，其贯穿所述叶轮并延伸，且供所述叶轮固定；外轴承，其支承所述旋转轴；和轴承单元，其设于所述叶轮的下方，且对贯穿所述叶轮的所述旋转轴进行支承，所述旋转轴不经由所述外轴承以外的轴承地从所述外轴承贯穿所述叶轮并延伸，所述轴承单元具有用轴承内周面支承所述旋转轴的滑动部的第1轴承、和用轴承外周面支承所述旋转轴的滑动部的第2轴承。

根据本发明的第2方式的立轴泵，在第1方式的立轴泵中，所述轴承单元以能够拆装的方式安装在所述叶轮的下方。

根据本发明的第3方式的立轴泵，在第1方式或第2方式的立轴泵中，所述第1轴承及所述第2轴承以能够拆装的方式构成于所述叶轮的下方。

根据本发明的第4方式的立轴泵，在第1方式至第3方式任一项的立轴泵中，具有设于所述轴承单元的下方的保护罩，所述保护罩具有用于向所述轴承单元引导水流的朝向侧方的小孔。

根据本发明的第5方式的立轴泵，在第1方式至第4方式任一项的立轴泵中，所述第1轴承和所述第2轴承由相同的材料构成，所述材料由树脂或树脂复合材料构成。

发明效果

根据本发明，立轴泵具备不经由外轴承以外的轴承地从外轴承贯穿叶轮并延伸、且供叶轮固定的旋转轴；和在叶轮的下方支承旋转轴的轴承单元，轴承单元具有用轴承内周面支承旋转轴的滑动部的第1轴承、和用轴承外周面支承旋转轴的滑动部的第2轴承，因此，即使在大型的泵中也能提高水中轴承的稳定性并实现泵的稳定运转，另外还能实现水中轴承的小型化，而且，关于检查作业和更换作业等维护，也无需将泵吊起而能够在保持安置的状态下很容易地进行作业性、可靠性高的作业。

附图说明

图1是表示以往的立轴泵的示意图。

图2是表示本发明的一个实施方式中的立轴泵的示意图。

图3是说明轴承单元的原理的纵截面示意图。

图4是图3所示的XX’截面的剖视图。

图5是表示干燥运转时的轴承单元的动作的图。

图6是表示排水运转时的轴承单元的动作的图。

图7是使具备轴承单元的立轴泵进行干燥运转时的振动速度与以往的轴承装置的情况相比较的图。

图8是使具备轴承单元的立轴泵进行干燥运转时的轴承温度与以往的轴承装置的情况相比较的图。

图9是使具备轴承单元的立轴泵进行排水运转时的振动速度与以往的轴承装置的情况相比较的图。

图10是表示以往的轴承装置的纵截面示意图。

图11是本发明的一个实施方式中的水中轴承单元的结构剖视图。

图12是其他实施方式中的水中轴承单元的结构剖视图。

图13是其他实施方式中的水中轴承单元的结构剖视图。

图14是中间轴承单元罩的剖视图。

图15是其他实施方式中的水中轴承单元的结构剖视图。

图16是其他实施方式中的水中轴承单元的结构剖视图。

具体实施方式

以下，参照图2～图16对本发明的立轴泵的实施方式进行具体说明。此外，在图2～图16中，对相同或相当的结构要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。此外，在以下的说明中，“上方”是指设置了立轴泵的状态下的上方(排出侧)，“下方”是指设置了立轴泵的状态下的下方(吸入侧)。

图2是表示本发明的一个实施方式中的立轴泵的示意图。如图2所示，立轴泵具备：具有吸水钟形口(bell mouth)1a及排出碗形部(bowl)1b的引导壳体1；将引导壳体1悬挂在水槽5内的悬吊管3；与悬吊管3的上端连接的排出弯管4；收容在引导壳体1内的叶轮10；和供叶轮10固定的旋转轴6。

悬吊管3从形成在水槽5上部的泵安装台面22上的穿插孔24通过后向下方延伸，并经由设于悬吊管3上端的泵基座23固定在泵安装台面22上。旋转轴(立轴)6从排出弯管4及悬吊管3通过并沿铅垂方向延伸，其下端位于引导壳体1内。通过引导壳体1及悬吊管3构成泵壳体2。泵安装台面22之上的区域即台面上部F是始终能够进行检查的区域，泵安装台面22之下的区域即水槽部U是没入水中的区域。

如图2所示，吸水钟形口1a在下方(吸入侧)具有开口，吸水钟形口1a的上端固定在排出碗形部1b的下端。叶轮10固定在旋转轴6的下部，叶轮10与旋转轴6一体地旋转。该叶轮10具有多个翼，在叶轮10的上方(排出侧)配置有多个导叶14。这些导叶14固定在引导壳体1的内周面及碗形轴衬(bowl bushing)13的外周面上。

另外，旋转轴6由水中轴承单元12及外轴承11旋转自如地支承。水中轴承单元12位于叶轮10的下方(吸入侧)，并支承旋转轴6的下端。该水中轴承单元12由固定在吸水钟形口1a的内周面上的支承部件15来支承。此外，包括碗形轴衬13的内部在内，在外轴承11与水中轴承单元12之间并未配置水中轴承。外轴承11设于排出弯管4的上部(外部)，并支承旋转轴6的上部(一端)。旋转轴6不经由外轴承11以外的轴承地从外轴承11贯穿叶轮10并延伸。另外，水中轴承单元12具有：内接轴承(第1轴承)，其配置在旋转轴6的径向外侧(旋转轴6的周围)，且用轴承内周面支承旋转轴6的滑动部；和外接轴承(第2轴承)，其配置在旋转轴6的径向内侧，且用轴承外周面支承旋转轴6的滑动部。

设于水中轴承单元12的第1轴承和第2轴承是在泵稳态运转时一边与旋转轴6滑动接触一边支承旋转轴的所谓滑动轴承。外轴承11构成为不仅能够承受径向载荷，还能承受轴向载荷。外轴承11可以是能够承受径向载荷及轴向载荷双方的一个轴承，或者也可以是能够承受径向载荷的径向轴承与能够承受轴向载荷的轴向轴承的组合。

如图2所示，旋转轴6从排出弯管4向上方突出。旋转轴6的上端经由万向联轴器45与减速机41的驱动轴42连结。进一步地，减速机41与驱动源43连结。作为驱动源43，能够使用柴油发动机、燃气轮机、马达等。此外，也有不使用减速机41的情况。

当通过驱动源43经由旋转轴6使叶轮10旋转时，水槽5内的水(处理液)被从吸水钟形口1a吸入，并从排出碗形部1b、悬吊管3、排出弯管4通过而被移送到排出配管20。此外，在立轴泵进行排水运转时，叶轮10及水中轴承单元12位于水面之下。

在图1所示的以往的立轴泵中，由于水中轴承508收容在碗形轴衬内，所以难以在将立轴泵安置好的状态下更换水中轴承508。在本实施方式中，由于在叶轮10的下方配置水中轴承单元12，所以只要除去水槽5内部的水，且作业人员进入到立轴泵的下部，就能够使用塞尺等很容易地判断水中轴承单元12的磨损量和损伤情况，进一步地，还能很简单地更换水中轴承单元12。

这样，由于无需将立轴泵吊起就能进行水中轴承单元12的检查及更换，所以能够缩减吊起立轴泵所必需的费用，并能大幅缩短检查及更换时的无法运转时间。因此，能够提高泵站的经济性及可靠性。另外，由于水中轴承单元12的位置比以往的位置低，位于叶轮10的下方，所以在泵运转时能够使水中轴承单元12确实地没入水中。因此，通过在水中轴承单元12与旋转轴6之间形成的水膜，能够抑制水中轴承单元12的磨损，从而使水中轴承单元12的耐久性提高。

接着，对第1滑动轴承和第2滑动轴承进行说明。图3是说明轴承单元的原理的纵截面示意图。本轴承单元在旋转轴30的外周具有套筒31。套筒31的材料出于实用目的而由超硬合金或不锈钢等构成。在套筒31的外周侧设有中空圆筒的第1滑动轴承44。即，套筒31与第1滑动轴承44的内侧接触并滑动。第1滑动轴承44的材料出于实用目的而由树脂材料、陶瓷、烧结金属或进行了表面改性的金属构成。套筒31的外周面(第1滑动部46)以与第1滑动轴承44的内周面(滑动面)隔着非常狭窄的第1余隙(clearance)47相对，并相对于第1滑动轴承44的滑动面滑动的方式构成。第1滑动轴承44的外周部固定在大致圆筒状的轴承壳32的内周面上。轴承壳32的材料出于实用目的而由金属或树脂构成。

另外，在轴承壳32的外周面上设有中空圆筒的第2滑动轴承39。第2滑动轴承39的材料出于实用目的而由树脂材料、陶瓷、烧结金属或进行了表面改性的金属构成。

在旋转轴30上，通过固定销或螺栓等固定机构33a而固定有大致圆筒状的套筒壳38。套筒壳38以通过旋转轴30旋转而与旋转轴30一起旋转的方式构成。在套筒壳38的内周面上设有套筒37，套筒37的内周面(第2滑动部36)以与第2滑动轴承39的外周面(滑动面)隔着非常狭窄的第2余隙48相对，并相对于第2滑动轴承39的滑动面滑动的方式构成。即，套筒37在第2滑动轴承39的外侧外接并滑动。此外，套筒31、37通常设置在轴部件等的外周，但在本申请中，为了易于理解轴承单元的结构，方便起见将担任主要轴承材料的部件设为第1、第2滑动轴承，并将相对的被滑动部件称为套筒。

以上是轴承单元的结构，轴承单元通过螺栓等固定机构33b并经由轴承壳32的凸缘部32a而固定在与泵等的壳体连接的支承部件35等上。此外，在以上的例子中，在旋转体(旋转轴30)的外周保持套筒31，并将与套筒31的外周侧对应的非旋转的滑动轴承作为第1滑动轴承44。另一方面，在旋转体(套筒壳38)的内周设置套筒37，并将与套筒37的内周侧对应的非旋转的滑动轴承作为第2滑动轴承39。但是，也可以在旋转体(旋转轴30)的外周保持滑动轴承，而在对应的非旋转体上具备套筒。另外，也可以是第1滑动轴承在旋转体的外周保持套筒且与其对应的滑动轴承位于非旋转侧的状态、第2滑动轴承在旋转体的外周保持滑动轴承且与其对应的套筒位于非旋转侧的状态，以及与其相反的情况。

考虑到该轴承单元应用于例如立轴泵等排水泵而在水中环境下使用的情况，在套筒壳38上设有将包含泥浆等的水向第1余隙47及第2余隙48输入的给水口40。流入到给水口40的水从作为流路的第1余隙47及第2余隙48通过。这样，由于形成有使水向第1余隙47及第2余隙48通过的流路，且第1余隙47及第2余隙48也作为流路发挥功能，所以在排水运转时不会滞留空气而能够使水快速向第1余隙47及第2余隙48流动，从而能够快速地发挥第1滑动轴承44及第2滑动轴承39的功能。

另外，启动时，第1滑动轴承44及第2滑动轴承39在干燥条件下支承套筒31及套筒37，而在排水条件下隔着极薄的液膜支承套筒31及套筒37。在此，干燥条件是指运转中的第1滑动轴承44及第2滑动轴承39的环境为没有液体润滑的空气中的条件，而干燥运转是指在该条件下的运转。

为了抑制旋转轴30的稳态振摆回转，并抑制因振摆回转而施加于第1滑动轴承44及第2滑动轴承39的载荷，第1余隙47的直径间隙尺寸(第1滑动轴承44的内径－套筒31的外径)及第2余隙48的直径间隙尺寸(套筒37的内径－第2滑动轴承39的外径)分别优选为第1滑动轴承44的内径的1/1000以上1/100以下、第2滑动轴承39的外径的1/1000以上1/100以下。当第1余隙47及第2余隙48的尺寸比这些范围大时，旋转轴30的稳态振摆回转变大，因该振摆回转而施加于第1滑动轴承44及第2滑动轴承39的载荷也变大，从而存在难以稳定地运转的情况。另外，当第1余隙47及第2余隙48的尺寸比这些范围小时，存在第1余隙47及第2余隙48被异物堵塞、或者第1滑动轴承44及第2滑动轴承39因与异物之间的摩擦而烧粘的情况。

虽然优选为第1余隙47的直径间隙尺寸与第2余隙48的直径间隙尺寸相同，但若第1滑动轴承44、第2滑动轴承39、套筒37、或套筒31由树脂形成等而使得这些部件具有弹性的话，则即使它们的尺寸存在差异也会发挥本发明的功能。在该情况下，第2余隙48的直径间隙尺寸相对于第1余隙47的直径间隙尺寸的比率优选为0.5以上2.0以下，更优选为0.7以上1.3以下。但是如后所述，在将第1滑动轴承44、第2滑动轴承39、套筒37、或套筒31进一步经由橡胶等缓冲材料而固定的情况下(参照图11等)，即使因缓冲材料的变形而不在上述尺寸的范围内，第1滑动轴承44与第2滑动轴承39也能同时分别与套筒31及套筒37接触而发挥本发明的功能。

图4是图3所示的XX’截面的剖视图。如图所示，构成为套筒31的外周面、第1滑动轴承44的内周面、第2滑动轴承39的外周面、及套筒37的内周面各自的中心与中心轴O大致一致。此外，在图4中，为方便起见而放大示出第1余隙47及第2余隙48的尺寸。

图5是表示干燥运转时的轴承单元的动作的图。当旋转轴30旋转时，固定在旋转轴30上的套筒31、及固定在套筒壳38上的套筒37也旋转。在干燥条件下，当套筒31的外周面与第1滑动轴承44在点A接触时，会对旋转轴30产生轴承反作用力F_AN。由于该轴承反作用力F_AN而在旋转轴30的旋转方向的反方向上产生摩擦力F_AF，该摩擦力F_AF成为在旋转轴30上引起旋转方向的反方向上的振摆回转振动的非稳定化力。

另一方面，套筒37与第2滑动轴承39在点B接触，由此产生轴承反作用力F_BN，由于该轴承反作用力F_BN而产生与摩擦力F_AF为反方向的力即摩擦力F_BF。在旋转轴30的体系中，由于摩擦力F_AF与摩擦力F_BF相抵消，所以旋转轴30能够稳定地旋转。另外，涉及旋转轴30的载荷(轴承反作用力)在点A和点B上分散，由此施加于滑动轴承的摩擦力也分散。其结果为，减少了因摩擦而导致的发热，从而抑制了干燥运转时的轴承的温度上升。

图6是表示排水运转时的轴承单元的动作的图。第1余隙47及第2余隙48被水充满，该水分别构成液膜49、液膜50，由此本轴承单元作为流体润滑轴承单元发挥功能。这时在液膜49上会产生因旋转轴30的旋转而导致的周向上的压力不均匀，其结果为，会对旋转轴30产生半径方向流体力F_AR和周向流体力F_AT。该周向流体力F_AT成为在排水运转时产生振动的非稳定化力。此外，该周向流体力F_AT是与在上述干燥运转中产生的摩擦力F_AF为反方向的力。

以往，为了在立式旋转轴中防止因该液膜产生的不稳定振动，而进行了将轴承的内表面形状形成为多圆弧形而非正圆形的处理。然而，在含有大量泥浆的水中，当使用由树脂构成的轴承时，存在因磨损导致轴承的内表面形状接近正圆形而失去振动抑制效果的情况。

在此，根据本轴承单元，在第2余隙48中的液膜50中会产生因套筒37的旋转而导致的周向上的压力不均匀，其结果为，会对旋转轴30产生半径方向流体力F_BR和周向流体力F_BT。这时，由于周向流体力F_AT与周向流体力F_BT彼此为相反方向，所以能够使因液膜49、液膜50产生的非稳定化力相抵消，从而使旋转轴30稳定地旋转而不会产生因非稳定化力导致的振动。

以上，轴承单元在干燥运转时及排水运转时的任一常用运转中均是以滑动面始终进行滑动并支承旋转轴的滑动轴承，同时，作用于第1滑动轴承的接点和第2滑动轴承的接点的摩擦力相抵消，因此，能够抑制因非稳定化力导致的旋转轴的振动，从而维持旋转轴的稳定的旋转。

图7是表示将图3所示的轴承单元设于立轴泵上，在空气中的环境下进行不存在基于水的润滑和冷却的干燥运转时的振动速度的图。为了进行比较，示出了具备图10所示的以往结构的轴承装置的立轴泵(以往结构)进行干燥运转时的振动速度。

图10所示的以往的轴承装置在旋转轴25的外周具有套筒29。在套筒29的外周侧设有中空圆筒的滑动轴承28。套筒29的外周面以与滑动轴承28的内周面(滑动面)隔着非常狭窄的余隙相对，并相对于滑动轴承28滑动的方式构成。图10所示的旋转轴25的直径和转速以及套筒29和滑动轴承28的材料与图3所示的轴承单元是相同的条件。

如图7所示可知，具备图3所示的轴承单元的立轴泵(本实施方式)与具备以往结构的轴承装置的立轴泵相比，从启动开始到停止为止均以恒定且比以往结构低的振动速度运转。

图8是表示将图3所示的轴承单元设于立轴泵上并进行干燥运转时的轴承温度的图。为了进行比较，示出了具备图10所示的以往结构的轴承装置的立轴泵(以往结构)进行干燥运转时的轴承温度。

如图8所示可知，具备图3所示的轴承单元的立轴泵(本实施方式)与具备以往结构的轴承装置的立轴泵相比，从启动开始到停止为止均保持着恒定且比以往结构低的轴承温度。

如图7及图8所示，在具备以往结构的轴承装置的立轴泵中，由于施加于旋转轴的摩擦力大，所以会产生大的振动，其结果为轴承的温度上升增大。另一方面，在具备本轴承单元的立轴泵中，如图5中所说明的那样，能够减少振动并且减少摩擦力，从而能够抑制轴承温度的上升。

图9是表示将图3所示的轴承单元设于立轴泵并进行排水运转时的振动速度的图。在排水运转时，轴承单元没于水中。为了进行比较，示出了具备图10所示的以往结构的轴承装置的立轴泵(以往结构)进行排水运转时的振动速度。此外，图9所示的结果是以容易产生振动的条件作为立轴泵的运转条件来运转，并测量此时的振动而得到的结果。

如图9所示可知，具备图3所示的轴承单元的立轴泵(本实施方式)与具备以往结构的轴承装置的立轴泵相比，从启动开始到停止为止均以恒定且比以往结构低的振动速度运转。

如以上所说明的那样，根据图3所示的轴承单元，即使在干燥运转时由于旋转轴30的轴的振摆回转而导致旋转体(套筒31及套筒37)与第1滑动轴承44及第2滑动轴承39发生碰撞，但由于在发生该碰撞时摩擦力的朝向彼此反向地作用而相抵消，所以也能抑制旋转轴30的振摆回转的发散，并防止因不稳定化导致的振动。而且，还能减少起因于该振动的摩擦，从而抑制轴承温度的上升。

由于图3所示的轴承单元具有第1滑动轴承44和第2滑动轴承39，所以能够将干燥运转时的轴承滑动面的摩擦力分散，从而抑制因轴承滑动面的摩擦而导致的发热。由此，能够使用与以往结构相比摩擦系数更高的轴承材料、即耐磨损性更高的轴承材料，从而能够长期稳定地运转。

另外，由于图3所示的轴承单元在轴承壳32的内周面上保持第1滑动轴承44，并在其外周面上保持第2滑动轴承39，所以能够在立轴泵的轴向上设为紧凑的结构。

另外，在具备本实施方式的轴承单元的立轴泵中，旋转轴30的位于水中的部分(套筒31及套筒37)的支承仅由第1滑动轴承44及第2滑动轴承39等滑动轴承来进行。即，对于进行排水运转的旋转机械的水中轴承，并不适用球轴承或滚子轴承那样的滚动轴承，而是能够通过滑动轴承来实现本实施方式的效果。

(拆装结构：单元化)

接着，对设于本发明的立轴泵上的轴承单元结构进行说明。该轴承单元的原理与在图3～图6中所说明的轴承单元的原理相同。图11示出了在固定于图2中的立轴泵的吸水钟形口1a的内周面上的支承部件15上安装的轴承单元。旋转轴6是端部为中空的圆筒结构。轴承单元具有第1滑动轴承52和第2滑动轴承57。与配置在旋转轴6的径向外侧(旋转轴6的周围)的第1滑动轴承52对应的套筒51(相当于旋转轴的滑动部的一例)设于叶轮下方的旋转轴6的端部的外周。与第2滑动轴承57对应的套筒55(相当于旋转轴的滑动部的一例)经由缓冲材料56设于旋转轴6的端部的中空圆筒结构的内侧。与第2滑动轴承57对应的套筒55和缓冲材料56由压板58固定在旋转轴6上。

第1滑动轴承52经由缓冲材料53而被保持在大致圆筒状的第1轴承壳54上。第1轴承壳54固定在支承部件15上。第1轴承壳54具有大致圆盘状的凸缘部54a。以能够在泵的铅垂下方(吸入侧)将第1轴承壳54拆卸下来的方式，通过螺栓61a将凸缘部54a以能够拆装的方式安装在支承部件15的下表面上。另外，第2滑动轴承57配置在紧靠第1滑动轴承52的下方，并通过大致圆柱或圆筒状的第2轴承壳60而被固定在第1轴承壳54上。第2轴承壳60具有大致圆盘状的凸缘部60a，并通过螺栓61b将凸缘部60a以能够拆装的方式安装在第1轴承壳54的下表面上。

这样，通过将第1轴承壳54和第2轴承壳60分割构成，在轴承检查作业和轴承更换作业中，只要将具有最小的尺寸和载荷的设备拆卸下来就能进行作业。

例如，在观察轴承的磨损状况的检查作业中，即使在立轴泵为大容量且轴承单元的尺寸大的情况下，只需将第2轴承壳60从第1轴承壳54分割出去并仅卸下第2轴承壳60，能使轴承的检查、维持管理性提高。与此相反地，在检查之后只需将第2轴承壳60组装到第1轴承壳54上，所以能够使作业性提高。

在该情况下，除了拆卸及组装的作业性提高之外，还能将第1轴承壳54作为基台来使第1滑动轴承52与第2滑动轴承57的芯确实地一致，因此，能够将检查作业之后的运转状态维持在与作业前的运转状态相比未改变的状态，从而能够构成稳定性高的轴承单元。

另外，当更换轴承时，通过卸下第1轴承壳54，能够将第1滑动轴承52及第2滑动轴承57作为一体而同时拆卸下来，从而能够使轴承更换时的作业性提高。此外，在旋转轴6的直径比较小的情况下，由于设备的尺寸也相对较小，所以也可以并非第1轴承壳54和第2轴承壳60被分割的部件，而是如图12所示的保持第1滑动轴承52和第2滑动轴承57的一体型的轴承壳62。一体型的轴承壳62具有大致圆盘状的凸缘部62a，并且以能够在泵的铅垂下方(吸入侧)拆卸下来的方式，通过螺栓61c将凸缘部62a以能够拆装的方式安装在支承部件15的下表面上。

另外，在图11所示的第2轴承壳60及图12所示的一体型的轴承壳62上，优选设有多个给排水口(孔)59。通过设置给排水口59，能够将泵的水流确实地引导至第1滑动轴承52及第2滑动轴承57的表面来谋求由轴承表面的积水实现的轴承表面的摩擦减少，从而能够提高轴承寿命并抑制振动。

图13是表示设于本发明的立轴泵上的轴承单元的其他实施方式的图。该轴承单元的结构适用于旋转轴6的外径D₂比图11所示的旋转轴6的外径D₁大的大型立轴泵。第2滑动轴承57设置在第1滑动轴承52的设置位置的大致水平XX面上的旋转轴6的中空圆筒结构的内表面上。这样，通过使第1滑动轴承52和第2滑动轴承57不在铅垂方向(轴向)上远离而是配置在同一水平面上，在同一水平面上相对的位置处的轴承接触变多，因此不会受因长尺寸的旋转轴6的旋转造成的轴弯曲等的影响，能够使轴承滑动的稳定性提高。

另外，通过将第1滑动轴承52和第2滑动轴承57配置在同一水平面上，能够缩短轴承单元的铅垂方向(轴向)上的长度，从而能够使轴承单元紧凑地构成。由于轴承单元变得紧凑，所以阻碍处理液流动的部分变少，从而能够减少泵效率的降低和闭锁轴动力(no-discharge shaft power)的增大等对泵性能的不良影响。

(单元罩)

图14是表示设于本发明的立轴泵上的保护罩的图。保护罩63具有顶端为大致球面状的形状，并由固定部件64以能够拆装的方式安装在第2轴承壳60上。另外，在保护罩63上，沿水平方向(以朝向侧方的方式)设有给排泵的处理液的给排水口(小孔)63a。通过像这样构成轴承单元，能够降低因设置在泵旋转体的下方、且直接承受水流的轴承单元而产生的水头损失，从而能够防止泵性能(效率)的恶化。

另外，通过将给排水口63a沿水平方向(相对于旋转轴6的轴向为直角方向)设置在保护罩63上，即使在处理液中包含泥浆的河川和下水道的排水泵的使用中，也能防止泥浆进入轴承部，从而抑制轴承磨损。此外，由于本给排水口63a在泵停止时将轴承部积水排出到吸水槽侧，所以在防止泵轴承内部的泥浆积存方面也发挥效果。

另外，在保护罩63中，由于通过固定部件64以能够拆装的方式安装在第2轴承壳60上，所以通过在进行轴承的检查、拆卸/安装作业时将保护罩63拆卸下来，能够消除保护罩63对这些作业的影响。此外，在图14中，保护罩63虽然以能够拆装的方式安装在第2轴承壳60上，但也可以以能够拆装的方式安装在第1轴承壳54或支承部件15上。

接着，对本发明的其他方式的轴承单元结构进行说明。如图13所示的实施方式那样，在旋转轴6的外表面上具备套筒51，并在套筒51的外侧由第1轴承壳54来保持与套筒51对应的第1滑动轴承52，在该方式中，若旋转轴6的外径D₂变大的话，则圆周速度变大，且滑动部分的负载变大。另外，在图13所示的实施方式中的第2滑动轴承57的滑动部分的外径D₃与旋转轴6的外径D₂相比极小的情况下，由于从中心到套筒51的外周的距离与从中心到第2滑动轴承57的外周的距离相差很大，所以第2滑动轴承57无法承受来自套筒55的表面压力。因此，第2滑动轴承57的轴承反作用力不足，施加于第1滑动轴承52和第2滑动轴承57的彼此反向的摩擦力会产生差异。

于是，图15及图16所示的轴承单元提供一种轴承单元结构，其能够在确保以上说明所示的更换、检查容易性等维护性的同时，确保并不直接依赖于旋转轴6的直径大小的滑动部的最佳圆周速度、最佳表面压力、及最佳轴承反作用力。

图15示出了在固定于图2中的立轴泵的吸水钟形口1a的内周面上的支承部件15上安装的本发明的其他实施方式的轴承单元。在旋转轴6的端部通过固定部件(螺栓等)70固定有第1轴承壳71。第1轴承壳71具有中空的圆筒状部分71a，在其内周面上经由缓冲材料56设有套筒55(相当于旋转轴的滑动部的一例)。这些套筒55和缓冲材料56由压板58固定在第1轴承壳71上。另外，在第1轴承壳71的圆筒状部分71a的外周面上具备第1滑动轴承52。第1轴承壳71固定在旋转轴6上，因此与旋转轴6一起旋转。

另一方面，在支承部件15上通过固定部件(螺栓等)69固定有第2轴承壳65。第2轴承壳65具有插入到第1轴承壳71的中空的圆筒状部分71a的中空部分(圆筒的内部)中的圆柱状部分65a、和围绕第1轴承壳71的中空的圆筒状部分71a的外周的圆筒状部分65b。与在第1轴承壳71的中空的圆筒状部分71a的内周面上经由缓冲材料56而具备的套筒55相对应地，在圆柱状部分65a的外周面上具备第2滑动轴承57。另外，与在第1轴承壳71上具备的第1滑动轴承52相对应地，在第2轴承壳65的圆筒状部分65b的内周面上经由缓冲材料53而具备套筒51(相当于旋转轴的滑动部的一例)。这些套筒51和缓冲材料53由压板66固定在第2轴承壳65上。

第1滑动轴承52的滑动部的外径D₂’比旋转轴6的外径D₂小，且设定为，当旋转轴6旋转时，滑动部的圆周速度成为滑动部件的适应性使用能够继续的范围。另外，第2滑动轴承57的滑动部的外径D₃比第1滑动轴承52的滑动部的外径D₂’小，但却是第2滑动轴承57能够适应性地承受来自套筒55的表面压力的范围的大小。

通过这种结构，无需过多依赖于旋转轴6的直径，能使第1轴承壳71、第2轴承壳65的尺寸变得紧凑。另外，在维护中，通过只将第2轴承壳65拆卸下来，就能进行第1滑动轴承52及第2滑动轴承57的检查、更换作业，因此作业性提高。

进一步地，在本实施方式中，将在内周面和外周面上具有滑动部的第1轴承壳71固定在了旋转轴6的端部，并将具有与第1轴承壳71的内周面及外周面上的滑动部相对应的滑动部的第2轴承壳65固定在了如支承部件15那样的非旋转的固定体上。由此，即使旋转轴6的直径变大，也能将各滑动部的旋转圆周速度抑制在恰当的范围内，将施加于各滑动部的表面压力也抑制在恰当的范围内，并将彼此反向的摩擦力设为恰当的范围，从而发挥稳定的轴承性能。

图16示出了在固定于图2中的立轴泵的吸水钟形口1a的内周面上的支承部件15上安装的本发明的其他实施方式的轴承单元结构。在旋转轴6的端部通过固定部件(螺栓等)77固定有第1轴承壳72。第1轴承壳72具有圆柱状部分72a、和包围该圆柱状部分72a的中空的圆筒状部分72b。在圆柱状部分72a的外周设有第2滑动轴承57(相当于旋转轴的滑动部的一例)，在圆筒状部分72b的内表面上经由缓冲材料53设有套筒51(相当于旋转轴的滑动部的一例)。这些套筒51和缓冲材料53由压板79固定在第1轴承壳72上。第1轴承壳72固定在旋转轴6上，因此与旋转轴6一起旋转。

另一方面，在支承部件15上通过固定部件(螺栓等)74固定有第2轴承壳73。第2轴承壳73具有插入到第1轴承壳72的圆柱状部分72a与圆筒状部分72b之间的圆筒部分73a。在第2轴承壳73的圆筒部分73a的内周面上，经由缓冲材料56而具备与第2滑动轴承57对应的套筒55。套筒55及缓冲材料56由压板80固定在第2轴承壳73上。在第2轴承壳73的圆筒部分73a的外周面上，具备与套筒51对应的第1滑动轴承52。

第1滑动轴承52的滑动部的外径D₂’比旋转轴6的外径D₂小，且设定为当旋转轴6旋转时，滑动部的圆周速度成为滑动部件的适应性使用能够继续的范围。另外，第2滑动轴承的57的滑动部的外径D₃比第1滑动轴承52的滑动部的外径D₂’小，但却是第2滑动轴承57能够适应性地承受来自套筒55的表面压力的范围的大小。

图16所示的实施方式的轴承单元的作用效果与图15所示的轴承单元的作用效果相同，因此省略说明。

(先行待机、树脂轴承)

关于本轴承单元的第1滑动轴承52及第2滑动轴承57的材料，能够使用陶瓷、树脂、橡胶等。此外，在进行空气中运转和排水运转的先行待机泵(standby pump)中，为了防止因运转状态的骤变(包括轴承温度的骤变)造成的轴承损伤，使用即使在无水状态下也能使用的树脂或树脂复合材料而非陶瓷等脆性材料。在使用这种树脂轴承的情况下，由于树脂轴承与陶瓷轴承相比耐磨损性较差且摩擦系数较大，所以会产生空气中运转时的轴承发热量变大的课题。然而，通过使用本发明的第1滑动轴承52及第2滑动轴承57的组合单元，能够抑制磨损量及发热。

在以上说明的本申请发明的轴承装置及轴承单元结构中，在套筒及各滑动轴承的滑动面的相反侧也可以并不一定设置缓冲材料。以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式，当然也可以在其技术思想的范围内用各种不同的方式来实施。

附图标记说明

1：引导壳体

3：悬吊管

4：排出弯管

6：旋转轴

10：叶轮

11：外轴承

44、52：第1滑动轴承

39、57：第2滑动轴承

63：保护罩

63a：给排水口