JP2002098087A - ポンプユニット - Google Patents
ポンプユニットInfo
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- JP2002098087A JP2002098087A JP2001140890A JP2001140890A JP2002098087A JP 2002098087 A JP2002098087 A JP 2002098087A JP 2001140890 A JP2001140890 A JP 2001140890A JP 2001140890 A JP2001140890 A JP 2001140890A JP 2002098087 A JP2002098087 A JP 2002098087A
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】モータの台数を減らして、かつ経済的で多機能
な構成する。 【解決手段】 回転駆動するモーター9の回転軸と直結
または平行に連結する回転軸10の軸上に設けられ羽根
2を有する複数のポンプ室3〜8を多段に積層し、圧力
等の異なる作動液を選択的に前記ポンプ室3〜8から被
供給体に供給するため、作動液の流れを切り換える切り
換え手段14〜16と、この切り換え手段14〜16を
動作させる制御手段17とで構成し、被供給体に作動液
を選択的に供給することを特徴としている。
な構成する。 【解決手段】 回転駆動するモーター9の回転軸と直結
または平行に連結する回転軸10の軸上に設けられ羽根
2を有する複数のポンプ室3〜8を多段に積層し、圧力
等の異なる作動液を選択的に前記ポンプ室3〜8から被
供給体に供給するため、作動液の流れを切り換える切り
換え手段14〜16と、この切り換え手段14〜16を
動作させる制御手段17とで構成し、被供給体に作動液
を選択的に供給することを特徴としている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に工作機械や産
業機械に適用されるクーラント、潤滑、油圧等の装置に
関する。更に詳しくは、ポンプを複種類設け、各々のポ
ンプ室の吐出圧または吐出量のクーラント等を選択的に
切り換えて被供給体に供給するポンプユニットに関す
る。
業機械に適用されるクーラント、潤滑、油圧等の装置に
関する。更に詳しくは、ポンプを複種類設け、各々のポ
ンプ室の吐出圧または吐出量のクーラント等を選択的に
切り換えて被供給体に供給するポンプユニットに関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、工作機械は鋼材等を加工する際
切り屑が発生するので、この切り屑を工作機械から除去
しチップコンベア等によって回収する。この切り屑を工
作機械の加工部から除去するときに、添加物を含んだ
水、即ちクーラントで流すことが行われている。この切
り屑は工作機械のあらゆる部位に入り込むため、部位に
よっては、例えば、ドリル等で明けられた深穴の奥の切
り屑を除去するのに専用の装置が必要になる場合があ
る。
切り屑が発生するので、この切り屑を工作機械から除去
しチップコンベア等によって回収する。この切り屑を工
作機械の加工部から除去するときに、添加物を含んだ
水、即ちクーラントで流すことが行われている。この切
り屑は工作機械のあらゆる部位に入り込むため、部位に
よっては、例えば、ドリル等で明けられた深穴の奥の切
り屑を除去するのに専用の装置が必要になる場合があ
る。
【0003】また、加工されるときの加工物、工具に加
工熱が発生し、加工熱が工作機械本体等に伝導、輻射す
るので熱変形するため加工される製品等に悪影響を及ぼ
す。この熱変形を防止するために加工物等を冷却する必
要があり、前記同様、加工物、工具、刃具、工作機械本
体、周辺機器等にクーラントを注いで冷却させている。
さらに、冷却によって切削効率を高めるために加工物や
工具等に高圧のクーラントを注ぐことも行われている。
工熱が発生し、加工熱が工作機械本体等に伝導、輻射す
るので熱変形するため加工される製品等に悪影響を及ぼ
す。この熱変形を防止するために加工物等を冷却する必
要があり、前記同様、加工物、工具、刃具、工作機械本
体、周辺機器等にクーラントを注いで冷却させている。
さらに、冷却によって切削効率を高めるために加工物や
工具等に高圧のクーラントを注ぐことも行われている。
【0004】このように、クーラントは加工状況によ
り、クーラントの機能が違っており、また吐出圧や吐出
量も違ってくる。このため、その目的に応じて個別にク
ーラントポンプを設けている。これらのクーラントポン
プは個別に電動機を有しており、クーラントを必要とす
るときのみ作動する。一般にこのクーラントポンプは、
タンク上に設置される。設置するポンプの数が多くなる
と、タンク上の設置スペースは大きくなり、また、配管
の数も多くなる。以上、従来の技術を主に工作機械のク
ーラント装置について説明したが、クーラントのみに限
らず、各種機械の潤滑装置、油圧駆動源等においても同
様である。
り、クーラントの機能が違っており、また吐出圧や吐出
量も違ってくる。このため、その目的に応じて個別にク
ーラントポンプを設けている。これらのクーラントポン
プは個別に電動機を有しており、クーラントを必要とす
るときのみ作動する。一般にこのクーラントポンプは、
タンク上に設置される。設置するポンプの数が多くなる
と、タンク上の設置スペースは大きくなり、また、配管
の数も多くなる。以上、従来の技術を主に工作機械のク
ーラント装置について説明したが、クーラントのみに限
らず、各種機械の潤滑装置、油圧駆動源等においても同
様である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
クーラント等の装置は、個別機能毎に1台のポンプユニ
ットを必要とすることから、数が多くなると取り付けス
ペースに問題が生じることになる。また配管、配線の数
も多くなることから、メンテナンス上も問題が生じるこ
とになる。さらに、取り付けられたモーターは、個々に
作動するときのみ使用されるだけであるから必ずしも有
効に使用されているとは言い難く、省エネルギー上好ま
しくない。さらに、材料、配管、工数、使用機器等、経
済的にも問題である。
クーラント等の装置は、個別機能毎に1台のポンプユニ
ットを必要とすることから、数が多くなると取り付けス
ペースに問題が生じることになる。また配管、配線の数
も多くなることから、メンテナンス上も問題が生じるこ
とになる。さらに、取り付けられたモーターは、個々に
作動するときのみ使用されるだけであるから必ずしも有
効に使用されているとは言い難く、省エネルギー上好ま
しくない。さらに、材料、配管、工数、使用機器等、経
済的にも問題である。
【0006】本発明は上述のような技術背景のもとにな
されたものであり、下記の目的を達成する。本発明の目
的は、クーラント装置等のポンプの多機能化を図り、省
エネルギー、省スペースで、経済性を向上させたポンプ
ユニットの提供にある。本発明の他の目的は、選択的に
必要な吐出圧、吐出量のクーラント等の液体の供給を可
能とした多目的なポンプユニットの提供にある。
されたものであり、下記の目的を達成する。本発明の目
的は、クーラント装置等のポンプの多機能化を図り、省
エネルギー、省スペースで、経済性を向上させたポンプ
ユニットの提供にある。本発明の他の目的は、選択的に
必要な吐出圧、吐出量のクーラント等の液体の供給を可
能とした多目的なポンプユニットの提供にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の第1ポンプユニ
ットは、モーターによって駆動され被供給体にポンプを
介して作動液を供給するポンプユニットであって、回転
駆動するモーターと、このモーターの出力軸と連結され
るポンプ軸の軸上に多段に積層して設けられ羽根を有す
る複数のポンプ室と、作動液を選択的に前記ポンプ室か
ら被供給体に供給するため前記ポンプ室の作動液の流れ
を切り換える切り換え手段と、この切り換え手段を切り
換え制御する制御手段とからなる。
ットは、モーターによって駆動され被供給体にポンプを
介して作動液を供給するポンプユニットであって、回転
駆動するモーターと、このモーターの出力軸と連結され
るポンプ軸の軸上に多段に積層して設けられ羽根を有す
る複数のポンプ室と、作動液を選択的に前記ポンプ室か
ら被供給体に供給するため前記ポンプ室の作動液の流れ
を切り換える切り換え手段と、この切り換え手段を切り
換え制御する制御手段とからなる。
【0008】前記モーターは、前記モーターの出力軸と
ポンプ部のポンプ軸を継手等で直結するか、又は平行に
配置し、前記出力軸と前記ポンプ軸とをベルト、歯車等
の回転伝達手段で連結したものでも良い。更に、前記出
力軸と前記ポンプ軸とは、べベル歯車を介して向きを変
えてもよい。前記モーターは、回転速度を無段階に変速
できるインバーターモーター等のサーボモータを用いる
と効果的である。
ポンプ部のポンプ軸を継手等で直結するか、又は平行に
配置し、前記出力軸と前記ポンプ軸とをベルト、歯車等
の回転伝達手段で連結したものでも良い。更に、前記出
力軸と前記ポンプ軸とは、べベル歯車を介して向きを変
えてもよい。前記モーターは、回転速度を無段階に変速
できるインバーターモーター等のサーボモータを用いる
と効果的である。
【0009】前記作動液とは、クーラント、潤滑油、水
等の液体を意味し、液体であればいかなる用途であって
も良い。前記ポンプ室は、前記羽根の吸入側と吐出側の
向きが異なる各々のポンプ室を含むものが良い。前記切
り換え手段は、前記ポンプ室の異なる圧力または異なる
流量の作動液を選択し所定の被供給体に供給するものが
良い。また、前記ポンプユニットは、工作機械のクーラ
ントを供給するものに適用するとより効果的である。
等の液体を意味し、液体であればいかなる用途であって
も良い。前記ポンプ室は、前記羽根の吸入側と吐出側の
向きが異なる各々のポンプ室を含むものが良い。前記切
り換え手段は、前記ポンプ室の異なる圧力または異なる
流量の作動液を選択し所定の被供給体に供給するものが
良い。また、前記ポンプユニットは、工作機械のクーラ
ントを供給するものに適用するとより効果的である。
【0010】本発明の第2ポンプユニットは、モーター
によって駆動され被供給体にポンプを介して作動液を供
給するポンプユニットであって、前記ポンプを回転駆動
するためのモーターと、このモーターの出力軸で駆動さ
れるポンプ軸と、前記ポンプ軸に沿って、多段に積層し
て設けられ前記ポンプ軸で駆動される複種類のポンプ
と、作動液を選択的に前記ポンプから被供給体に供給す
るため、前記ポンプの作動液の流れを切り換える切り換
え手段とからなることを特徴とする。前記作動液とは、
クーラント、潤滑油、水等の液体を意味し、液体であれ
ばいかなる用途であっても良い。
によって駆動され被供給体にポンプを介して作動液を供
給するポンプユニットであって、前記ポンプを回転駆動
するためのモーターと、このモーターの出力軸で駆動さ
れるポンプ軸と、前記ポンプ軸に沿って、多段に積層し
て設けられ前記ポンプ軸で駆動される複種類のポンプ
と、作動液を選択的に前記ポンプから被供給体に供給す
るため、前記ポンプの作動液の流れを切り換える切り換
え手段とからなることを特徴とする。前記作動液とは、
クーラント、潤滑油、水等の液体を意味し、液体であれ
ばいかなる用途であっても良い。
【0011】本発明の第2ポンプユニットは、前記モー
ターの出力軸と前記ポンプ軸を継手等で直結するか、又
は平行に配置し、前記出力軸と前記ポンプ軸とをベル
ト、歯車等の回転伝達手段で連結したものでも良い。更
に、前記出力軸と前記ポンプ軸とは、べベル歯車を介し
て向きを変えてもよい。前記モーターは、回転速度を無
段階に変速できるインバーターモーター等のサーボモー
タを用いると効果的である。
ターの出力軸と前記ポンプ軸を継手等で直結するか、又
は平行に配置し、前記出力軸と前記ポンプ軸とをベル
ト、歯車等の回転伝達手段で連結したものでも良い。更
に、前記出力軸と前記ポンプ軸とは、べベル歯車を介し
て向きを変えてもよい。前記モーターは、回転速度を無
段階に変速できるインバーターモーター等のサーボモー
タを用いると効果的である。
【0012】前記ポンプは、必要とする作動液の吐出
圧、吐出量、及びこの吐出圧、吐出量が共通軸である前
記ポンプ軸で駆動できるものであれば、渦巻きポンプ、
共役歯車形・3葉回転ポンプ・4葉回転ポンプ等の歯車
ポンプ、ネジポンプのように種類が異なるポンプを組み
合わせたものであっても良い。前記ポンプは、例えば、
一方は羽根車を有する渦巻きポンプの第1ポンプ室であ
り、他方はトロコイドポンプの第2ポンプ室の2段で構
成されていると良い。
圧、吐出量、及びこの吐出圧、吐出量が共通軸である前
記ポンプ軸で駆動できるものであれば、渦巻きポンプ、
共役歯車形・3葉回転ポンプ・4葉回転ポンプ等の歯車
ポンプ、ネジポンプのように種類が異なるポンプを組み
合わせたものであっても良い。前記ポンプは、例えば、
一方は羽根車を有する渦巻きポンプの第1ポンプ室であ
り、他方はトロコイドポンプの第2ポンプ室の2段で構
成されていると良い。
【0013】前記切り換え手段は、自動的に切り換えが
可能であり、前記切り換え手段を切り換え制御する制御
手段を設けていると良い。前記切り換え手段は、電気的
に制御される電磁弁を用いると良い。また、前記他のポ
ンプユニットは、工作機械のクーラントを供給するもの
に適用するとより効果的である。
可能であり、前記切り換え手段を切り換え制御する制御
手段を設けていると良い。前記切り換え手段は、電気的
に制御される電磁弁を用いると良い。また、前記他のポ
ンプユニットは、工作機械のクーラントを供給するもの
に適用するとより効果的である。
【0014】
【発明の実施の形態】[実施の形態1]以下、本発明の
実施の形態1を図面に従って説明する。図1は、本発明
のポンプユニットをクーラント装置に適用したときの構
成を模式的に示した構成図である。図2は、本発明のポ
ンプユニットを模式的に示した構成図であり、図1の構
成におけるクーラント等の流路を変えた他の実施の形態
を示したものである。
実施の形態1を図面に従って説明する。図1は、本発明
のポンプユニットをクーラント装置に適用したときの構
成を模式的に示した構成図である。図2は、本発明のポ
ンプユニットを模式的に示した構成図であり、図1の構
成におけるクーラント等の流路を変えた他の実施の形態
を示したものである。
【0015】本実施の形態1においては、工作機械のク
ーラント装置に適用した例について説明する。実施の形
態1の詳細な説明に入る前に一般的に工作機械等で使用
されるクーラントの基本的機能について説明する。使用
する用途や目的によってクーラント装置は次のような種
類がある。
ーラント装置に適用した例について説明する。実施の形
態1の詳細な説明に入る前に一般的に工作機械等で使用
されるクーラントの基本的機能について説明する。使用
する用途や目的によってクーラント装置は次のような種
類がある。
【0016】即ち、切り屑流しクーラント、これは工作
機械の加工で発生する切り屑を加工部から除去しチップ
コンベアへ流すためのものである。洗浄クーラント、こ
れは加工物、工具や治具等に付着する切り屑を洗浄する
ためのものである。ジェットクーラント、これは工作機
械の本体や加工物が加工熱の影響を受けて変形しないよ
うに温度を一定に保つために使用されるものである。
機械の加工で発生する切り屑を加工部から除去しチップ
コンベアへ流すためのものである。洗浄クーラント、こ
れは加工物、工具や治具等に付着する切り屑を洗浄する
ためのものである。ジェットクーラント、これは工作機
械の本体や加工物が加工熱の影響を受けて変形しないよ
うに温度を一定に保つために使用されるものである。
【0017】フラッドクーラント、これは工作機械の主
軸の近傍および加工中の工具等を冷却するためのもので
ある。スピンドルスルークーラント、これは工作機械の
主軸に装着された工具、刃具から吐出させ、刃具の冷
却、ドリルで明けられた深穴等の切り屑を強制的に除去
するためのものである。このクーラントは主軸の内部を
通して供給される。
軸の近傍および加工中の工具等を冷却するためのもので
ある。スピンドルスルークーラント、これは工作機械の
主軸に装着された工具、刃具から吐出させ、刃具の冷
却、ドリルで明けられた深穴等の切り屑を強制的に除去
するためのものである。このクーラントは主軸の内部を
通して供給される。
【0018】高圧クーラント、これはクーラントの流れ
を高圧にして刃具の加熱を抑え、工具寿命を延ばし、さ
らに切り屑を強制的に排除せしめるためのものである。
以上の説明の中で、切り屑流しクーラント、洗浄クーラ
ント、ジェットクーラントについて、通常使用揚程は5
〜15mである。このときのクーラントの総量をQ1、
吐出圧をP1とする。
を高圧にして刃具の加熱を抑え、工具寿命を延ばし、さ
らに切り屑を強制的に排除せしめるためのものである。
以上の説明の中で、切り屑流しクーラント、洗浄クーラ
ント、ジェットクーラントについて、通常使用揚程は5
〜15mである。このときのクーラントの総量をQ1、
吐出圧をP1とする。
【0019】フラッドクーラント、スピンドルスルーク
ーラントについて、通常使用揚程は50〜100mであ
る。このときのクーラントの総量をQ2、吐出圧をP2
とする。高圧クーラントについて、通常使用揚程は30
0〜700mである。このときのクーラントの総量をQ
3、吐出圧をP3とする。
ーラントについて、通常使用揚程は50〜100mであ
る。このときのクーラントの総量をQ2、吐出圧をP2
とする。高圧クーラントについて、通常使用揚程は30
0〜700mである。このときのクーラントの総量をQ
3、吐出圧をP3とする。
【0020】本発明は、上述の機能をすべて包含するよ
うにしたものである。以下その実施の形態について説明
する。ポンプ部1は、本発明の主要部をなすクーラント
装置(ポンプユニット)である。このポンプ部1は、羽
根2を有するポンプ室3〜8を複数個多段式に積層した
ものである。本実施の形態においては、6個設置してい
る。この6個のポンプ室、即ちポンプ室3,4,5と、
ポンプ室6,7,8とは、軸体10の軸線に沿って羽根
2が対向して、言い換えると羽根2が反対向きに設置さ
れている。
うにしたものである。以下その実施の形態について説明
する。ポンプ部1は、本発明の主要部をなすクーラント
装置(ポンプユニット)である。このポンプ部1は、羽
根2を有するポンプ室3〜8を複数個多段式に積層した
ものである。本実施の形態においては、6個設置してい
る。この6個のポンプ室、即ちポンプ室3,4,5と、
ポンプ室6,7,8とは、軸体10の軸線に沿って羽根
2が対向して、言い換えると羽根2が反対向きに設置さ
れている。
【0021】これは、回転に伴い軸体10に発生する推
力を相互に相殺するための構成である。ポンプ部1の先
端にモーター9が連結されている。このモーター9とポ
ンプ部1の軸体10との連結は回転軸上で直結になって
いる。しかし、直結に限定されるものではない。例え
ば、モーター9軸とポンプ部1の軸体10を平行にして
ベルト等で連結してもよい。またべベル歯車を介して向
きを変えてもよい。このモーター9は、回転速度を無段
階に変速できるインバーターモーターを適用している。
力を相互に相殺するための構成である。ポンプ部1の先
端にモーター9が連結されている。このモーター9とポ
ンプ部1の軸体10との連結は回転軸上で直結になって
いる。しかし、直結に限定されるものではない。例え
ば、モーター9軸とポンプ部1の軸体10を平行にして
ベルト等で連結してもよい。またべベル歯車を介して向
きを変えてもよい。このモーター9は、回転速度を無段
階に変速できるインバーターモーターを適用している。
【0022】前述したポンプ室3〜8は羽根2が軸体1
0に設けられた構成になっている。軸体10は各ポンプ
室共通のものになっており、モーター9に直結し回転駆
動する。ポンプ部1の最下位に位置するポンプ室3は、
タンク11上に設置されている。タンク11内のクーラ
ント(作動液)がフィルター12を介して、ポンプ室3
に供給されるようになっている。
0に設けられた構成になっている。軸体10は各ポンプ
室共通のものになっており、モーター9に直結し回転駆
動する。ポンプ部1の最下位に位置するポンプ室3は、
タンク11上に設置されている。タンク11内のクーラ
ント(作動液)がフィルター12を介して、ポンプ室3
に供給されるようになっている。
【0023】ポンプ室3〜8には、吸入口3a〜8aと
吐出口3b〜8bが設けられており、この吸入口3a〜
8aと吐出口3b〜8bには配管され工作機械の加工部
等の被供給体へ、または各ポンプ室間相互にクーラント
が供給される。クーラントはタンク11内よりフィルタ
ー12を介して、吸入口3aよりポンプ室3に供給され
る。羽根2の回転により圧力の高められたクーラントは
吐出口3bより吐出され、管路13を経て加工部または
他のポンプ室へ導かれる。
吐出口3b〜8bが設けられており、この吸入口3a〜
8aと吐出口3b〜8bには配管され工作機械の加工部
等の被供給体へ、または各ポンプ室間相互にクーラント
が供給される。クーラントはタンク11内よりフィルタ
ー12を介して、吸入口3aよりポンプ室3に供給され
る。羽根2の回転により圧力の高められたクーラントは
吐出口3bより吐出され、管路13を経て加工部または
他のポンプ室へ導かれる。
【0024】ポンプ室3から吐出口3bを介して吐出さ
れるクーラントは、第1の被供給体に供給される。この
場合は低圧のクーラントになるので、主に通常の洗浄や
冷却に使用される。吐出圧等は前述のP1,Q1に相当
する。管路13の途中に電磁弁14が設けられている。
この電磁弁14は開閉式のもので、ソレノイドによりポ
ートを切り換え、ポンプ室3のクーラントをポンプ室4
に流すか否かのための切り換えを行う。第1の被供給体
にクーラントを流す場合には、この電磁弁14は閉じて
いる。切り換えの必要が生じたときは、この電磁弁14
は開の状態になりクーラントは吸入口4aを介してポン
プ室4に流れる。
れるクーラントは、第1の被供給体に供給される。この
場合は低圧のクーラントになるので、主に通常の洗浄や
冷却に使用される。吐出圧等は前述のP1,Q1に相当
する。管路13の途中に電磁弁14が設けられている。
この電磁弁14は開閉式のもので、ソレノイドによりポ
ートを切り換え、ポンプ室3のクーラントをポンプ室4
に流すか否かのための切り換えを行う。第1の被供給体
にクーラントを流す場合には、この電磁弁14は閉じて
いる。切り換えの必要が生じたときは、この電磁弁14
は開の状態になりクーラントは吸入口4aを介してポン
プ室4に流れる。
【0025】このポンプ室4に供給されたクーラントは
回転する羽根2により圧が高められ、吐出口4bを介し
てポンプ室5に供給される。このポンプ室5に供給され
たクーラントは前述したものと同様に羽根2によりさら
に圧力が高められ、第2の被供給体に供給される。ポン
プ室5からの管路には電磁弁15が設けられている。
回転する羽根2により圧が高められ、吐出口4bを介し
てポンプ室5に供給される。このポンプ室5に供給され
たクーラントは前述したものと同様に羽根2によりさら
に圧力が高められ、第2の被供給体に供給される。ポン
プ室5からの管路には電磁弁15が設けられている。
【0026】この電磁弁の機能も前述したものと同様で
あって、電磁弁15が開の状態のとき、ポンプ室5のク
ーラントは第2の被供給体に供給される。この場合は中
間レベルの吐出圧等を構成し、前述のP2,Q2に相当
する。次に、ポンプ室5からのクーラントは、管路途中
から分岐してポンプ室8に吸入口8aを介して供給され
る。この管路途中に電磁弁16が設けられている。前述
したものと同様に、この電磁弁16が開のときポンプ室
5のクーラントがさらに圧を高められポンプ室8に供給
される。
あって、電磁弁15が開の状態のとき、ポンプ室5のク
ーラントは第2の被供給体に供給される。この場合は中
間レベルの吐出圧等を構成し、前述のP2,Q2に相当
する。次に、ポンプ室5からのクーラントは、管路途中
から分岐してポンプ室8に吸入口8aを介して供給され
る。この管路途中に電磁弁16が設けられている。前述
したものと同様に、この電磁弁16が開のときポンプ室
5のクーラントがさらに圧を高められポンプ室8に供給
される。
【0027】続いてこのクーラントは、ポンプ室7及び
ポンプ室6を経て高圧の状態で第3の被供給体に供給さ
れる。この第3の被供給体へのクーラントは最高圧にな
っており、前述のP3,Q3に相当する。このようにク
ーラントは多段に積層された複数のポンプ室を経由する
ことによりだんだん高圧となる。また前述のクーラント
の流し方の制御は制御手段17によって行われる。この
制御は工作機械に付随するNC制御装置からのNC指令
または操作盤からの指令によってモーターと電磁弁を制
御して行われる。これによるクーラントの供給、停止の
関係は表1のとおりである。
ポンプ室6を経て高圧の状態で第3の被供給体に供給さ
れる。この第3の被供給体へのクーラントは最高圧にな
っており、前述のP3,Q3に相当する。このようにク
ーラントは多段に積層された複数のポンプ室を経由する
ことによりだんだん高圧となる。また前述のクーラント
の流し方の制御は制御手段17によって行われる。この
制御は工作機械に付随するNC制御装置からのNC指令
または操作盤からの指令によってモーターと電磁弁を制
御して行われる。これによるクーラントの供給、停止の
関係は表1のとおりである。
【0028】
【表1】
【0029】次に、図2の例について説明する。基本的
構成は図1と同じであるが、クーラントの供給経路を変
えている。詳述すると、タンク11からフィルター12
を介してポンプ室3に供給されたクーラントは、次にポ
ンプ室8に供給される。続いてポンプ室8のクーラント
をポンプ室4に供給する。このように羽根2の向きの異
なるポンプ室に次から次へと交互に供給していく。
構成は図1と同じであるが、クーラントの供給経路を変
えている。詳述すると、タンク11からフィルター12
を介してポンプ室3に供給されたクーラントは、次にポ
ンプ室8に供給される。続いてポンプ室8のクーラント
をポンプ室4に供給する。このように羽根2の向きの異
なるポンプ室に次から次へと交互に供給していく。
【0030】これは回転の際、羽根の向きによって発生
する推力を相互に吸収しようとするものである。ポンプ
室への経路は変わっても被供給体に供給される条件は変
わらない。このクーラント装置をさらに有効に使用する
ために、必要に応じ、流量絞り弁、安全弁、安全クラッ
チ又圧力計やドレーン取り出し口等を設ける。
する推力を相互に吸収しようとするものである。ポンプ
室への経路は変わっても被供給体に供給される条件は変
わらない。このクーラント装置をさらに有効に使用する
ために、必要に応じ、流量絞り弁、安全弁、安全クラッ
チ又圧力計やドレーン取り出し口等を設ける。
【0031】また図示していないが、本発明のクーラン
ト装置をさらにコンパクトに、あるいは経済的効果を高
めるために、インバーターモーターを誘導電動機に変え
てもよい。又、電磁クラッチをポンプの軸心に使い、ク
ラッチの結合、分離制御により同じ目的を達成すること
も可能である。
ト装置をさらにコンパクトに、あるいは経済的効果を高
めるために、インバーターモーターを誘導電動機に変え
てもよい。又、電磁クラッチをポンプの軸心に使い、ク
ラッチの結合、分離制御により同じ目的を達成すること
も可能である。
【0032】[実施の形態2]次に異なるタイプのポン
プを2段に積層した場合のポンプユニットの例を、図3
〜図6にもとづいて説明する。図3は断面図を示し、図
4は外形図を示しており、図5は図4のX矢視図であ
る。通常この形態のポンプ部分は、タンク20内に浸漬
される。タンク20内の下方位置に渦巻きポンプ21が
設置されている。
プを2段に積層した場合のポンプユニットの例を、図3
〜図6にもとづいて説明する。図3は断面図を示し、図
4は外形図を示しており、図5は図4のX矢視図であ
る。通常この形態のポンプ部分は、タンク20内に浸漬
される。タンク20内の下方位置に渦巻きポンプ21が
設置されている。
【0033】この渦巻きポンプ21の本体(ケーシン
グ)中心部に、回転軸22に支持され回転する羽根車2
3(インペラーとも称する)が設けられていている。本
体下方吸い込み口24には、ストレーナ25が取り付け
られていて、羽根車23の回転で吸い上げられるクーラ
ントを濾過する機能を果たす。羽根車23の回転により
吸い込み口24から吸い上げられたクーラントは、羽根
車23との間で構成されたポンプ室を満たし、羽根車2
3の回転により圧を上げられ本体の吐出口26から配管
27を経て外部の被供給体28に導かれる。
グ)中心部に、回転軸22に支持され回転する羽根車2
3(インペラーとも称する)が設けられていている。本
体下方吸い込み口24には、ストレーナ25が取り付け
られていて、羽根車23の回転で吸い上げられるクーラ
ントを濾過する機能を果たす。羽根車23の回転により
吸い込み口24から吸い上げられたクーラントは、羽根
車23との間で構成されたポンプ室を満たし、羽根車2
3の回転により圧を上げられ本体の吐出口26から配管
27を経て外部の被供給体28に導かれる。
【0034】従来は、この構成のみが一般的であった
が、本発明の特徴は、この渦巻きポンプ21上部の回転
軸22の同軸上で、かつ回転軸22で駆動されるトロコ
イドポンプ29を積層して設置したことにある。このト
ロコイドポンプ29は歯車ポンプでもよい。トロコイド
ポンプ29の基本構成は公知のものであり、図6のよう
になっている。図6は、図3のA−A断面図である。ト
ロコイドポンプ29は、外歯車(アウターロータともい
う。)30とその内側に納まる内歯車(インナーロータ
ともいう。)31とが噛み合って回転する内接歯車型ポ
ンプであり、歯車がトロコイドカーブによって形成され
ている。
が、本発明の特徴は、この渦巻きポンプ21上部の回転
軸22の同軸上で、かつ回転軸22で駆動されるトロコ
イドポンプ29を積層して設置したことにある。このト
ロコイドポンプ29は歯車ポンプでもよい。トロコイド
ポンプ29の基本構成は公知のものであり、図6のよう
になっている。図6は、図3のA−A断面図である。ト
ロコイドポンプ29は、外歯車(アウターロータともい
う。)30とその内側に納まる内歯車(インナーロータ
ともいう。)31とが噛み合って回転する内接歯車型ポ
ンプであり、歯車がトロコイドカーブによって形成され
ている。
【0035】クーラント液は、ケーシング32の側面に
明けた吸い込み口33から吸い込まれ、内歯車31と外
歯車30の歯の間に構成されたをポンプ室29aを満た
し、歯車の回転(矢印方向)に伴ってこれが移動し、ケ
ーシング32の側面に設けられた吐出口34から圧力を
高められ吐出される。一般に内歯車31は外歯車30に
比し1個だけ歯数が少ない。トロコイドポンプ29と渦
巻きポンプ21とは同一の回転軸22に一体的に固定さ
れ、トロコイドポンプ29のインナーロータ31(内歯
車)と渦巻きポンプ21の羽根車23は、同じ回転を行
う。
明けた吸い込み口33から吸い込まれ、内歯車31と外
歯車30の歯の間に構成されたをポンプ室29aを満た
し、歯車の回転(矢印方向)に伴ってこれが移動し、ケ
ーシング32の側面に設けられた吐出口34から圧力を
高められ吐出される。一般に内歯車31は外歯車30に
比し1個だけ歯数が少ない。トロコイドポンプ29と渦
巻きポンプ21とは同一の回転軸22に一体的に固定さ
れ、トロコイドポンプ29のインナーロータ31(内歯
車)と渦巻きポンプ21の羽根車23は、同じ回転を行
う。
【0036】この共用している回転軸22は、トロコイ
ドポンプ29と渦巻きポンプ21を支持体35を介して
支えているブラケット36内に張り出し、3箇所の軸受
37,38,39によって支持されている。この回転軸
22の先端には、カップリング40がキー41止めされ
ている。
ドポンプ29と渦巻きポンプ21を支持体35を介して
支えているブラケット36内に張り出し、3箇所の軸受
37,38,39によって支持されている。この回転軸
22の先端には、カップリング40がキー41止めされ
ている。
【0037】ブラケット36はタンク20上部を被覆
し、その上部にモーター42が取り付けられている。こ
のモーター42をブラケット36に取り付けるときにモ
ーター42の軸端がブラケット36内に張り出し、この
モーター42に設けられたカップリング43が回転軸2
2のカップリング40と噛み合う。
し、その上部にモーター42が取り付けられている。こ
のモーター42をブラケット36に取り付けるときにモ
ーター42の軸端がブラケット36内に張り出し、この
モーター42に設けられたカップリング43が回転軸2
2のカップリング40と噛み合う。
【0038】実施の形態2は以上のように構成され、ク
ーラントは次のように流れる。渦巻きポンプ21の吸い
込み口24から吸い込まれたクーラントは、前述のとお
り羽根車23の回転により揚力を得て吐出圧P4,総流
量Q4のクーラントとして、吐出口26から配管27を
経てマニホールド44に導かれる。このマニホールド4
4からクーラントは工作機械の切り屑洗浄等の被供給体
28に供給される。
ーラントは次のように流れる。渦巻きポンプ21の吸い
込み口24から吸い込まれたクーラントは、前述のとお
り羽根車23の回転により揚力を得て吐出圧P4,総流
量Q4のクーラントとして、吐出口26から配管27を
経てマニホールド44に導かれる。このマニホールド4
4からクーラントは工作機械の切り屑洗浄等の被供給体
28に供給される。
【0039】また、このマニホールド44から分岐して
クーラントは、ストレーナ44aを介しジョイント45
に設けられたフレキシブル配管46によりトロコイドポ
ンプ29の吸い込み口47に導かれる。吸い込まれたク
ーラントは、インナーロータ31の回転により歯数の1
枚多いアウターロータ30と相対回転することにより、
歯間に満たされ移動して吐出口48より吐出され、吐出
圧P5,総流量Q5のクーラントとして供給される。
クーラントは、ストレーナ44aを介しジョイント45
に設けられたフレキシブル配管46によりトロコイドポ
ンプ29の吸い込み口47に導かれる。吸い込まれたク
ーラントは、インナーロータ31の回転により歯数の1
枚多いアウターロータ30と相対回転することにより、
歯間に満たされ移動して吐出口48より吐出され、吐出
圧P5,総流量Q5のクーラントとして供給される。
【0040】このときのクーラントの圧力は、吸い込み
口47側より吐出口48側が高圧になっている。この高
圧化されたクーラントは、固定配置された配管49を経
由し切り換え手段である三方弁50に導かれる。この三
方弁50は、トロコイドポンプ29の吐出口48からの
流れを受ける弁50aと、この弁50aを経由し高圧の
クーラントを必要とする第2の被供給体51に、例え
ば、切削工具の冷却、切屑除去等に導くための第2の弁
50bと、さらに、渦巻きポンプ21の吐出口26側と
連通する第3の弁50cとが結合したものである。
口47側より吐出口48側が高圧になっている。この高
圧化されたクーラントは、固定配置された配管49を経
由し切り換え手段である三方弁50に導かれる。この三
方弁50は、トロコイドポンプ29の吐出口48からの
流れを受ける弁50aと、この弁50aを経由し高圧の
クーラントを必要とする第2の被供給体51に、例え
ば、切削工具の冷却、切屑除去等に導くための第2の弁
50bと、さらに、渦巻きポンプ21の吐出口26側と
連通する第3の弁50cとが結合したものである。
【0041】P5としての高圧のクーラントを第2の被
供給体51へ供給するときは、第3の弁50cを閉じ
る。このとき吐出圧P4としてのクーラントも被供給体
28へ供給可能である。従って、同時に低圧のクーラン
トと高圧のクーラントの供給が可能である。高圧のクー
ラントを使用しない場合は、第2の弁50bを閉じ、第
3の弁50cを開放する。この場合、高圧のクーラント
は弁50a、第3の弁50cを経由し、配管52を介し
て矢印のようにマニホールド44へ導かれる。
供給体51へ供給するときは、第3の弁50cを閉じ
る。このとき吐出圧P4としてのクーラントも被供給体
28へ供給可能である。従って、同時に低圧のクーラン
トと高圧のクーラントの供給が可能である。高圧のクー
ラントを使用しない場合は、第2の弁50bを閉じ、第
3の弁50cを開放する。この場合、高圧のクーラント
は弁50a、第3の弁50cを経由し、配管52を介し
て矢印のようにマニホールド44へ導かれる。
【0042】高圧クーラントの供給が不要なとき、三方
弁50でマニホールド44にクーラントを戻している。
この場合、トロコイドポンプ29には、マニホールド4
4から吐出圧P4のクーラントが供給され、トロコイド
ポンプ29の吐出配管は絞られることなく全開状態とな
っている。このため、マニホールド44には、吐出圧P
4のままのクーラントが戻る(循環状態)。従って、ト
ロコイドポンプ29は、殆ど圧力が発生しない無負荷運
転状態となる。その結果、トロコイドポンプ29の消費
電力は極めて少なく、省エネ運転となる。
弁50でマニホールド44にクーラントを戻している。
この場合、トロコイドポンプ29には、マニホールド4
4から吐出圧P4のクーラントが供給され、トロコイド
ポンプ29の吐出配管は絞られることなく全開状態とな
っている。このため、マニホールド44には、吐出圧P
4のままのクーラントが戻る(循環状態)。従って、ト
ロコイドポンプ29は、殆ど圧力が発生しない無負荷運
転状態となる。その結果、トロコイドポンプ29の消費
電力は極めて少なく、省エネ運転となる。
【0043】図5に示す三方弁50は、バルブ、コック
形式の簡易形の切り換え手段のものであるが、制御装置
の制御のもとに自動的に切り換えられる切り換え手段に
してもよい。この場合には、図3に示すように、工作機
械本体等の制御装置と関連して制御される制御装置53
の指令を受けて切り換え制御され、モーター42の起
動、停止を含めてこの形態のクーラント供給の自動制御
が可能である。本実施の形態2においては、2つの異な
る圧力のクーラント供給の場合であったが、3つ以上の
異なる圧力のクーラント供給に適用できることはいうま
でもない。
形式の簡易形の切り換え手段のものであるが、制御装置
の制御のもとに自動的に切り換えられる切り換え手段に
してもよい。この場合には、図3に示すように、工作機
械本体等の制御装置と関連して制御される制御装置53
の指令を受けて切り換え制御され、モーター42の起
動、停止を含めてこの形態のクーラント供給の自動制御
が可能である。本実施の形態2においては、2つの異な
る圧力のクーラント供給の場合であったが、3つ以上の
異なる圧力のクーラント供給に適用できることはいうま
でもない。
【0044】[その他の実施の形態]前述した実施の形
態1及び2は、工作機械のクーラント装置に適用した例
で説明したが、前述した実施の形態1及び2に限定され
るものではない。自動車、工作機械、土木機械等の各種
機械の駆動部へ潤滑油を供給するための潤滑油ポンプ装
置、油圧駆動用の油圧ポンプ装置にも適用できる。ま
た、各種洗浄装置、水流による撹拌装置、ジャット流に
よる地盤掘削装置等のように土木機械、化学機械等の各
種目的のための用途のポンプユニットにも適用できる。
態1及び2は、工作機械のクーラント装置に適用した例
で説明したが、前述した実施の形態1及び2に限定され
るものではない。自動車、工作機械、土木機械等の各種
機械の駆動部へ潤滑油を供給するための潤滑油ポンプ装
置、油圧駆動用の油圧ポンプ装置にも適用できる。ま
た、各種洗浄装置、水流による撹拌装置、ジャット流に
よる地盤掘削装置等のように土木機械、化学機械等の各
種目的のための用途のポンプユニットにも適用できる。
【0045】
【発明の効果】本発明により、一つの駆動源、即ち一つ
のモーターで多段のポンプ部を作動させ、低圧から高圧
のクーラント等の供給を可能とした。このため多機能化
を達成し、省エネルギー、省スペースとなり、経済的に
効果のある装置となった。また、低圧から高圧のクーラ
ント等を選択的に供給できるようにしたので、多目的の
要求に対応できることとなった。
のモーターで多段のポンプ部を作動させ、低圧から高圧
のクーラント等の供給を可能とした。このため多機能化
を達成し、省エネルギー、省スペースとなり、経済的に
効果のある装置となった。また、低圧から高圧のクーラ
ント等を選択的に供給できるようにしたので、多目的の
要求に対応できることとなった。
【図1】図1は、クーラント装置を模式的に示した構成
図である。
図である。
【図2】図2は、クーラント装置を模式的に示した構成
図で、図1のクーラントの流れ経路を変えた構成を示し
た図である。
図で、図1のクーラントの流れ経路を変えた構成を示し
た図である。
【図3】図3は、実施の形態2のクーラント装置の構成
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図4】図4は、実施の形態2のクーラント装置の外形
図である。
図である。
【図5】図5は、図4のX矢視図である。
【図6】図6は、図3のA−A断面図である。
1…ポンプ部 2…羽根 3、4,5,6,7,8…ポンプ室 9…モーター 10…軸体 11…タンク 12…フィルター 13…管路 14、15,16…電磁弁 17…制御手段 21…渦巻きポンプ 22…回転軸 23…羽根車 50…三方弁
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F04D 1/08 F04D 1/08 Z 29/46 29/46 A (72)発明者 平山 端 東京都大田区大森中1丁目18番16号 株式 会社トミタ内 (72)発明者 大崎 荘一郎 神奈川県川崎市高津区久地843番地5 株 式会社ニクニ内 (72)発明者 長澤 一雄 神奈川県川崎市高津区久地843番地5 株 式会社ニクニ内 Fターム(参考) 3C011 EE08 EE09 3H020 AA02 AA03 BA04 BA06 CA09 DA08 DA13 DA21 3H034 AA01 BB01 BB06 BB16 BB17 CC03 DD12 DD27 EE12
Claims (8)
- 【請求項1】モーターによって駆動され被供給体にポン
プを介して作動液を供給するポンプユニットであって、 回転駆動するモーターと、 このモーターの出力軸と連結されたポンプ軸の軸上に多
段に積層して設けられた羽根を有する複数のポンプ室
と、 作動液を選択的に前記ポンプ室から被供給体に供給する
ため前記ポンプ室の作動液の流れを切り換える切り換え
手段と、 この切り換え手段を切り換え制御する制御手段とからな
るポンプユニット。 - 【請求項2】請求項1に記載のポンプユニットにおい
て、 前記ポンプ室は、前記羽根の吸入側と吐出側の向きが異
なる各々のポンプ室を含むものであることを特徴とする
ポンプユニット。 - 【請求項3】請求項1に記載のポンプユニットにおい
て、 前記切り換え手段は、前記ポンプ室の異なる圧力または
異なる流量の作動液を選択し所定の被供給体に供給する
ものであることを特徴とするポンプユニット。 - 【請求項4】請求項1又は2に記載のポンプユニットに
おいて、 前記ポンプユニットは、工作機械のクーラントを供給す
るためのものであることを特徴とするポンプユニット。 - 【請求項5】モーターによって駆動され被供給体にポン
プを介して作動液を供給するポンプユニットであって、 前記ポンプを回転駆動するためのモーターと、 このモーターの出力軸で駆動されるポンプ軸と、 前記ポンプ軸に沿って、多段に積層して設けられ前記ポ
ンプ軸で駆動される複種類のポンプと、 作動液を選択的に前記ポンプから被供給体に供給するた
め、前記ポンプの作動液の流れを切り換える切り換え手
段とからなることを特徴とするポンプユニット。 - 【請求項6】請求項5に記載のポンプユニットにおい
て、 前記ポンプは、一方は羽根車を有する渦巻きポンプの第
1ポンプ室であり、他方はトロコイドポンプの第2ポン
プ室の2段で構成されていることを特徴とするポンプユ
ニット。 - 【請求項7】請求項5に記載のポンプユニットにおい
て、 前記切り換え手段は、自動的に切り換えが可能であり、
前記切り換え手段を切り換え制御する制御手段を設けて
いることを特徴とするポンプユニット。 - 【請求項8】請求項6又は7に記載のポンプユニットに
おいて、 前記ポンプユニットは、工作機械のクーラントを供給す
るためのものであることを特徴とするポンプユニット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001140890A JP2002098087A (ja) | 2000-07-19 | 2001-05-11 | ポンプユニット |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000219130 | 2000-07-19 | ||
JP2000-219130 | 2000-07-19 | ||
JP2001140890A JP2002098087A (ja) | 2000-07-19 | 2001-05-11 | ポンプユニット |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002098087A true JP2002098087A (ja) | 2002-04-05 |
Family
ID=26596318
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001140890A Pending JP2002098087A (ja) | 2000-07-19 | 2001-05-11 | ポンプユニット |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002098087A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007050474A (ja) * | 2005-08-18 | 2007-03-01 | Nippon Jii Rotor Kk | 切削用潤滑液供給装置 |
JP2009002252A (ja) * | 2007-06-22 | 2009-01-08 | Terada Pump Seisakusho:Kk | クーラントポンプ装置 |
JP2020151778A (ja) * | 2019-03-18 | 2020-09-24 | ファナック株式会社 | 工作機械 |
-
2001
- 2001-05-11 JP JP2001140890A patent/JP2002098087A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007050474A (ja) * | 2005-08-18 | 2007-03-01 | Nippon Jii Rotor Kk | 切削用潤滑液供給装置 |
JP2009002252A (ja) * | 2007-06-22 | 2009-01-08 | Terada Pump Seisakusho:Kk | クーラントポンプ装置 |
JP2020151778A (ja) * | 2019-03-18 | 2020-09-24 | ファナック株式会社 | 工作機械 |
JP7299044B2 (ja) | 2019-03-18 | 2023-06-27 | ファナック株式会社 | 工作機械 |
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