JP5193693B2 - クーラントポンプ - Google Patents

Description

本発明は、金属その他の材料を加工する際に用いられる潤滑用のクーラント液をクーラント液タンクから工作機械に供給するためのクーラントポンプに関し、特に切り粉等の異物がケーシング内に堆積することを防止することができる技術に関する。

金属その他の材料を加工する際に用いられ、切り粉その他の異物を含んだ潤滑用のクーラント液を、ＮＣ旋盤等の工作機械近傍にチップコンベアを設置して、工作機械のベッド周囲から切り粉とクーラント液を回収して、チップコンベアの金網フィルタにより粗大な切り粉を除去した後、微細な金属粉をクーラント液清浄装置で除去していた。このため、工作機械ベッド下部に配置されたクーラント液タンク内部にクーラントポンプを設置し、貯留した代償の切り粉とクーラント液全てを、逆洗機構を有するクーラントセパレータへ還流方式が考えられている。

ところが、工作機械が生成する粗大な切り粉は、アルミ・鋳鉄・銅合金、超硬合金やステンレス等の難削材等、比重・形状・長さについて様々であり、クーラント液中の濃度も１０ｗｔ％程度あり、１００ｇ／クーラント液１Ｌ程度と膨大な量になるが、クーラントポンプに関する従来技術として、切り粉がポンプ内部を通過しないようにしてポンプへの悪影響を防止する考え方が主流であった（例えば、特許文献１参照）。

したがって、従来のクーラントポンプも、その吸込口に数ｍｍ程度の孔を複数個設けたスクリーンが装着されている。また、インペラも揚水性能を重視して複数の羽根を有するクローズドインペラが採用されており、１０ｍｍ程度の長さの切り粉の場合は、羽根部の付け根にまたがって引っかかる等の欠点があった。

さらに、ケーシング内部も工事用水中ポンプと同様に、ガイドベーンが組み込まれていたり、汚水水中ポンプと同様に、円形ケーシングであり、渦巻室断面も通常の円形断面になっており、随所に重い切り粉が滞留する部位が残され、粗大な切り粉を搬送することを前提に設計されていなかった。

また、従来のクーラントポンプは、上方よりポンプケーシングを分解することができないため、異物の閉塞やインペラの拘束が発生した場合、吐出配管を取り外した後、モータ・ポンプ・ベース・吐出配管を全てをクーラント液タンクから取り出して、ケーシング吸込口のスクリーンを外して、固着した異物を除去したり、ケーシングをケーシングカバーから外して、内部を点検・清掃する必要があった。
特許３６０３３６３号公報

上述したクーラントポンプでは、次のような問題があった。すなわち、渦巻室の断面下部が半円形であるため、インペラ外周から吐出された水流によって、切り粉が渦巻室外周に押し付けられ、切り粉は比重が大きいため特に下部に残り、鋳造製ケーシングの表面粗さに伴う凹凸に引っかかり、後続して流れてくる切り粉が堆積していく核となってしまう。

そこで本発明は、ケーシング内の異物の残留を最小限に抑えることができるクーラントポンプを提供することを目的としている。

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明のクーラントポンプは次のように構成されている。

クーラント液タンクから固形状の異物を含むクーラント液を汲み上げて吐出配管に供給するクーラントポンプにおいて、前記クーラント液タンクに設けられ、渦巻室及び吐出案内路を有するケーシングと、前記渦巻室に配置され、回転軸を鉛直方向とするセミオープン型のインペラと、このインペラを駆動する駆動モータと、前記駆動モータと前記ケーシングとを結合するケーシングカバーとを備え、前記渦巻室の外壁面の下部は前記回転軸上方に向かって内側から外側にかけて広がるテーパ状に形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、ケーシング内の異物の残留を最小限に抑えることが可能となる。

図１は本発明の一実施の形態に係るクーラントポンプ３０が組み込まれたクーラントシステム１０の概要を示す説明図、図２はクーラントポンプ３０に組み込まれたケーシングカバー４１及びポンプケーシング４２を示す上面図、図３は同クーラントポンプ３０に組み込まれたケーシング４０を示す横断面図、図４〜図８は同ケーシング１０の要部断面図である。なお、図１中１００は本クーラントシステム１０が用いられる工作機械を示している。

クーラントシステム１０は、切削油等のクーラント液を収容するクーラント液タンク２０と、このクーラント液タンク２０から集中ろ過装置９１を介してクーラント液を移送するためのクーラントポンプ３０と、集中ろ過装置９１から供給されたクーラント液を工作機械１００に供給するための吐出配管９０とを備えている。

クーラント液タンク２０は、工作機械１００の近傍に配置されている。クーラント液タンク２０は天板２１と底板２２を備え、天板２１は後述するケーシングカバー４１が取り付けられる開口部２１ａが設けられている。

クーラントポンプ３０は、鋳造製のケーシング４０と、このケーシング４０内に配置されたインペラ５０と、このインペラ５０を駆動する駆動モータ６０とを備えている。ケーシング４０は、上側にケーシングカバー４１、下側にポンプケーシング４２の上下に分割できる構成となっている。

ケーシングカバー４１は、駆動モータ６０を支持するとともに、クーラント液タンク２０の取付部２１に着脱自在に取り付けられている。

ポンプケーシング４２は、クーラント液タンク２０の底板２２に複数の脚部４２ａを介して設置することも可能である。なお、複数の脚部４２ａは、後述する吸込口４３ａに向かって放射状に設けられている。

ポンプケーシング４２には、後述するインペラ５０が設けられる渦巻室４３と、この渦巻室４３に一体に形成され、吐出案内路４４とを備えている。渦巻室４３の底面中央には吸込口４３ａが設けられている。吐出案内路４４の先端には吐出口４４ａが設けられている。また、吐出フランジ４５を介して吐出配管９０に取り付けられている。

渦巻室４３の側壁４３ｂは、図４〜図８に示すように順次変化する。特に、ポンプケーシング４２側は、内側から外側にかけて広がるテーパ状に形成され、その傾斜角は吐出案内路４４に近づくにつれ大きくなっている。なお、ケーシングカバー４１側は円弧状である。

渦巻室４３の中央にはインペラ５０がその回転軸を略鉛直方向にして配置され、インペラ５０は、駆動モータ６０の回転軸に取り付けられている。インペラ５０は、セミオープン型であり、羽根が１枚である。

このように構成されたクーラントポンプ３０は、次のように動作する。なお、クーラント液タンク２０内には、クーラント液Ｌが収容されており、切り粉等の固形状の異物がある程度混入している。

最初に駆動モータ６０を作動させると、インペラ５０が回転し、クーラント液タンク２０内のクーラント液Ｌが吸込口４３ａを介して渦巻室４３内に導入される。

なお、脚部４２ａは、クーラント液タンク２０の底板２２から吸込口４３ａまでの高さは十分に設け、吸込口４３ａを中心にして放射状に配置されているので異物が引っかかることを防止できる。

渦巻室４３では、インペラ５０が回転することによりクーラント液Ｌが吐出案内路４４に向けて圧送される。このとき、異物は例えば図３中二点鎖線Ｗに示すような経路を辿って吐出口４４ａに向けて圧送される。

異物は金属であるため、ポンプケーシング４２の底面に残りやすいが、側壁４３ｂは内側から外側にかけて広がるテーパ状に形成されているため、流路面積が低減し、流速が大きくなるとともに、滞留しやすい窪みが存在しないため、異物が堆積しにくい。また、インペラ５０の外周から吐出された液流によって渦巻室４３の側壁４３ｂに押し付けられた異物も渦巻室４３の中央部まで押し上げられることになるため、異物が下部に沈降せずに渦巻室４３の中央壁面を滑って吐出口４４ａに圧送される。したがって、比重が大きく粗大な異物の搬送能力を向上させることができる。

一方、ケーシングカバー４１側の壁面は円弧状であるため、圧力損失を最小限に抑えることができる。

また、インペラ５０の羽根枚数が１枚であるため、切り粉がカールした長尺の異物が複数の流れ方向に引っ張られてインペラ５０に絡むことはない。

なお、工作機械１００に供給されたクーラント液Ｌは図示しない経路を辿ってクーラント液タンク２０に戻される。

このように異物がケーシング４０内に滞留することを最小限に抑えることができる。

一方、点検・清掃時には、吐出フランジ４５と吐出配管９０との結合を外し、ケーシングカバー４１とポンプケーシング４２との取付部材を外せば、駆動モータ６０や吐出配管９０はクーラント液タンク２０から外すことなく、ポンプケーシング４２内の点検・清掃を行うことができる。

上述したように、本実施の形態に係るクーラントポンプ３０によれば、ケーシング４０内の異物の残留を最小限に抑えることができるとともに、点検・清掃を容易に行うことができる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。

本発明の一実施の形態に係るクーラントポンプが組み込まれたクーラントシステムの構成を示す説明図。 同クーラントポンプに組み込まれたケーシングカバー及びポンプケーシングを示す上面図。 同ポンプケーシングを示す横断面図。 同ケーシングの渦巻室の壁面を図２中Ａ−Ａ線で切断して示す断面図。 同ケーシングの渦巻室の壁面を図２中Ｂ−Ｂ線で切断して示す断面図。 同ケーシングの渦巻室の壁面を図２中Ｃ−Ｃ線で切断して示す断面図。 同ケーシングの渦巻室の壁面を図２中Ｄ−Ｄ線で切断して示す断面図。 同ケーシングの渦巻室の壁面を図２中Ｅ−Ｅ線で切断して示す断面図。

符号の説明

１０…クーラントシステム、２０…クーラント液タンク、３０…クーラントポンプ、４０…ケーシング、４１…ケーシングカバー、４２…ポンプケーシング、４３ｂ…側壁、５０…インペラ、９０…吐出配管、１００…工作機械。

Claims (4)

1. クーラント液タンクから固形状の異物を含むクーラント液を汲み上げて吐出配管に供給するクーラントポンプにおいて、
   前記クーラント液タンクに設けられ、渦巻室及び吐出案内路を有するケーシングと、
   前記渦巻室に配置され、回転軸を鉛直方向とするセミオープン型のインペラと、
   このインペラを駆動する駆動モータと、
   前記駆動モータと前記ケーシングとを結合するケーシングカバーとを備え、
   前記渦巻室の外壁面の下部は前記回転軸上方に向かって内側から外側にかけて広がるテーパ状に形成されていることを特徴とするクーラントポンプ。
2. 前記インペラの羽根枚数は１枚であることを特徴とする請求項１に記載のクーラントポンプ。
3. 前記ケーシングカバーは、前記クーラント液タンクの天板に着脱自在に固定され、
   前記吐出配管が前記天板に取り付けられるとともに、前記吐出案内路に着脱自在に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のクーラントポンプ。
4. 前記ケーシングは、前記クーラント液タンク底部に脚部を介して着底設置可能に形成され、
   前記吐出配管が前記天板に取り付けられるとともに、前記吐出案内路に着脱自在に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のクーラントポンプ。

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