KR20090000478U - 가공기계용 냉각액 펌프 - Google Patents

Abstract

본 고안은 가공기계용 냉각 장치에 관한 것으로, 특히 절삭 냉각액 펌프의 새로운 구성에 관한 것이다. 본 고안은 공압을 동력원으로 하여 대부분의 구동부재를 단순화하여 경량화, 조립 용이성, 저 원가 및 고도의 안전성 등의 장점을 가진다. 본 고안에 따른 펌프는 케이스, 액체 유도 통로 및 구동 장치를 포함하고, 상기 케이스는 챔버를 더 포함하고, 상기 액체 유도 통로는 챔버, 액체 유입구 및 액체 유출구를 더 포함하며, 상기 구동 장치는 구동 샤프트 및 펌핑 부재를 더 포함하고, 상기 펌핑 부재는 상기 액체 유도 통로의 챔버 내에 설치됨과 함께 상기 구동 샤프트의 일 단부에 설치된다. 또한, 상기 구동 샤프트의 타 단에는 블레이드 어셈블리가 설치되고, 상기 블레이드 어셈블리는 상기 케이스의 챔버 내에 설치되며, 상기 케이스는 급기구 및 배기구를 더 포함한다. 상기 펌프는 압축 공기를 끌어들여 급기구로부터 유입시켜 상기 블레이드 어셈블리를 밀면서 배기구로 유출하도록 함으로써 상기 챔버 내에 기류를 형성하여 상기 블레이드 어셈블리를 구동하고 회전시킨 후 다시 구동 샤프트의 구동에 의해 펌핑 부재를 회전시켜 냉각액을 액체 유도 통로 내부로 끌어올린다.

가공기계, 냉각액, 펌프, 케이스, 공압, 블레이드, 구동 샤프트

Description

가공기계용 냉각액 펌프 {COOLANT PUMP FOR PROCESSING MACHINERY}

본 고안은 가공기계용 절삭 공구의 절삭 냉각 장치에 관한 것으로, 특히 공압으로 전력을 대체하여 상기 펌프의 동력원으로 사용함으로써 대부분의 구동 부재를 생략하고 경량이고 조립이 용이하며 원가가 낮은 등의 장점을 가진 새로운 구성의 냉각액 펌프에 관한 것이다.

도 7은 대만 실용신안등록번호 제M304585호인 "냉각액 펌프의 케이스 구조체"에 관한 것이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 냉각액 펌프는 주로 모터 어셈블리(51), 워터 블레이드 어셈블리(52) 및 파이프(53)로 이루어지고, 모터 어셈블리(51)는 주로 본체(511) 및 고정 베이스(512)로 이루어지며, 본체(511)의 내부는 주축(513)과 피벗 연결되어 있고, 주축(513)은 본체(511)의 구동에 따라 회전 동작을 한다. 고정 베이스(512)의 중앙에는 주축(513)과 대응하는 관통공이 형성되어 있고, 본체(511)는 고정 베이스(512) 위에 고정 결합되어 있고, 주축(513)은 관통공을 관통하며, 동시에 액체 유출 통로(514)가 고정 베이스(512)의 일 측에 일체로 성형 및 관통 형성되어 있다. 워터 블레이드 어셈블리(52)는 주로 상부 커버(521), 워터 블레이드(522) 및 하부 커버(523)를 포함하고, 상부 커버(521)의 중 앙에는 주축(513)과 대응하여 흡입 구멍(524)이 관통 설치되어 있다. 주축(513)은 흡입 구멍(524)을 관통한 후 워터 블레이드(522)와 고정 결합되고, 워터 블레이드(522)는 주축의 단부에 설치되어 있다. 그리고 상부 커버(521)의 미리 결정된 부분에 액체 유출 구멍이 관통 설치되어 있다. 하부 커버(523)에는 워터 블레이드(522)를 수용할 수 있는 수납 홈이 형성되어 있다. 상기 수납 홈은 하부 커버(523)와 상부 커버(521)가 대응 및 조립된 후 밀폐된 공간을 형성한다. 그리고 파이프(53)는 일정한 지지 강도를 가지고, 상기 주축에 상응하는 길이를 가진다. 파이프(53)의 일 단은 고정베이스(512)의 액체 유출 통로에 고정 결합되고 타 단은 상부 커버(521)의 액체 유출 구멍에 고정 결합되어 있다.

상기 종래의 기술로부터 알 수 있는 바, 상기 펌프는 주로 모터를 통해 워터 블레이드를 구동하여 냉각액을 끌어올린다. 그런데 널리 알려진 바와 같이, 상기 모터는 회전자를 통해 자기장을 형성하여 회전하게 되는데 상기 회전자는 규소 강판 및 구리 코일로 구성된다. 게다가 열 확산 기능을 갖는 외부 케이스 및 자석을 구비해야 하므로 상기 모터는 지나치게 복잡해져 절삭 냉각 설비를 조립하기 매우 어렵다. 또한 상기 모터를 구성하는 부품이 많고 복잡하므로 제조 원가가 높고 냉각액 저장조와 가까운 곳에 설치되어 전기 회선의 단락 고장 및 감전 사고 등이 발생할 위험이 있다.

상기 문제를 해결하고자, 본 고안의 설계자는 가공기계용 냉각액 펌프에 대한 장기간의 연구 끝에 본 고안을 고안해 냈다. 본 고안에 따른 "가공기계용 냉각액 펌프"는, 케이스, 액체 유도 통로 및 구동 장치를 포함하고, 상기 케이스는 챔버를 더 포함하고, 상기 액체 유도 통로는 챔버, 액체 유입구 및 액체 유출구를 더 포함하며, 상기 구동 장치는 구동 샤프트 및 펌핑 부재를 더 포함하고, 상기 펌핑 부재는 상기 액체 유도 통로의 챔버 내에서 상기 구동 샤프트의 일 단부에 결합되어 설치된다. 아울러, 상기 구동 샤프트의 타 단에는 블레이드 어셈블리가 설치되어 있고, 상기 블레이드 어셈블리는 상기 케이스의 챔버 내에 설치되어 있고, 상기 케이스는 급기구 및 배기구를 더 포함하며, 상기 급기구는 상기 케이스 상에 경사 지게 설치되어 있다.

또한 상기 챔버 및 액체 유도 통로 사이에 플랜지가 설치되어 있고, 상기 플랜지에 다수의 고정용 구멍이 설치되어 있고, 상기 구동 샤프트과 상기 케이스가 피벗 결합된 부분에 베어링이 더 설치되어 있다. 그리고 상기 급기구에는 종 형상의 마우스(bell mouth)를 갖는 공기 유입 부재가 경사지게 설치되어 있고 상기 종 형상의 마우스는 암나사를 통해 튜브 피팅 부재와 결합되어 공압 파이프 라인을 쉽게 연결할 수 있다. 또한 상기 액체 유출구는 암나사를 통해 튜브 피팅 부재와 결합되어 액체 파이프를 쉽게 연결할 수 있다. 또한, 상기 공압에 의한 소음을 낮추기 위해서는 상기 배기구에 소음기를 추가로 설치해야 한다.

상기 부품들의 조립을 통해, 상기 펌프는 냉각액 저장조 상부의 미리 정해진 위치에 설치되고, 그 하부는 상기 냉각액 내에 잠긴다. 따라서 외부로부터 유도된 공압은 상기 급기구 측으로부터 측 방향으로 유입되어 상기 블레이드 어셈블리를 가압한 후 배기구로부터 유출됨으로써 상기 챔버 내에 기류를 형성하여 상기 블레이드 어셈블리를 구동 및 회전시킨 후 다시 구동 샤프트의 구동을 통해 펌핑 부재를 회전시킴으로써, 냉각액을 액체 유도 통로 내로 끌어올려 가공기계용 절삭 공구의 절삭 냉각에 사용하도록 공급한다.

본 고안의 주요 목적은, 공압을 동력원으로 하는 공압 구동식 가공기계용 냉각액 펌프를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은, 간단하면서 경량인 가공기계용 냉각액 펌프를 제공하여 상기 냉각 설비를 쉽게 조립하고 제조 원가를 낮추는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은, 전기 회선의 단락 고장 및 감전 사고 등이 발생할 위험이 없는, 수명이 길고 안전도가 높은 가공기계용 냉각액 펌프를 제공하는 것이다.

상기 내용으로부터 알 수 있는바, 본 고안은 종래의 기술에 비하여 다음과 같은 효과가 있다.

1. 본 고안은 구성이 단순하고 경량인 가공기계용 냉각액 펌프에 관한 것으로서, 냉각 설비의 조립, 장착 및 유지보수를 용이하게 할 수 있어 각종 제조 원가를 낮출 수 있어 원가 및 가격이 저렴하다.

2. 본 고안은 수명이 길고 안전도가 높은 가공기계용 냉각액 펌프에 관한 것으로, 공압을 동력원으로 사용하므로 전기 회선의 단락 고장 및 감전 사고 등이 발생할 위험이 없을 뿐만 아니라, 그 구성이 단순하고 내마모성이 강하여 사용 수명을 연장할 수 있다.

도 1, 도 2 및 도 4를 참조하면, 본 고안에 따른 가공기계용 냉각액 펌프는 다음과 같다. 펌프(A)는 케이스(1), 액체 유도 통로(2) 및 구동 장치(3)를 포함하며, 케이스(1)는 종 형상의 커버로서 챔버(11), 급기구(12), 배기구(13), 공기 유입 부재(14) 및 튜브 피팅 부재(15)를 포함하고, 공기 유입 부재(14)는 종 형상의 마우스(141)를 포함하고 경사 방향으로 급기구(12)에 설치되고, 암나사(142)를 통해 튜브 피팅 부재(15)와 결합되어 공압 파이프 라인(16)을 설치하는데 편리하도록 한다.

액체 유도 통로(2)는 외형이 프레임으로 형성되고, 챔버(21), 액체 유입구(22), 액체 유출구(23) 및 플랜지(24)를 포함한다. 챔버(21)는 상하 2부분의 원형 공기 유입 부재로 구성된다. 그리고 액체 유입구(22)는 챔버(21)의 천정부 중앙의 상측에 위치하고, 플랜지(24)는 복수의 고정용 구멍(241)을 가지며 상기 플랜지 상부의 미리 정해진 위치에 베이스(27)가 설치되어 있다. 베이스(27)의 중간에 관통공(271)이 추가로 설치되어 있고, 베이스(27)는 케이스(1)와 결합되어 밀폐된 공간을 형성한다. 또한, 액체 유출구(23)는 플랜지(24)와 베이스(27) 사이의 오른쪽에 설치되어 있고, 암나사(231)를 통해 튜브 피팅 부재(25)와 결합되어 있어 액체 파이프(26)를 쉽게 연결할 수 있다. 따라서 액체 유입구(22), 챔버(21) 및 액체 유출구(23)는 냉각액(42)의 통로를 형성한다.

구동 장치(3)는, 구동 샤프트(31), 펌핑 부재(32) 및 블레이드 어셈블리(33)를 포함한다. 펌핑 부재(33)는 액체 유도 통로(2)의 챔버(21) 내에 설치됨과 동시에 구동 샤프트(31)의 일 단에 설치된다. 구동 샤프트(31)의 타 단에는 블레이드 어셈블리(33)가 설치되고, 블레이드 어셈블리(33)는 케이스(1)의 챔버(11) 내에 설치된다. 그리고 구동 샤프트(31)와 케이스(1)가 피벗 결합된 위치에 베어링(34)이 더 설치된다.

도 3을 참조하면, 케이스(1)는 베이스(27)에 잠금 설치되어 챔버(11)를 형성하며, 블레이드 어셈블리(33)는 챔버(11) 내에 설치되고, 블레이드 어셈블리(33)로부터 구동 샤프트(31)가 연장되어 관통공(271) 및 액체 유입구(22)를 관통하며, 구 동 샤프트(31)의 일 단은 챔버(21) 내에서 펌핑 부재(32)와 결합되고, 구동 샤프트(31)와 케이스(1)가 피벗 결합된 위치, 즉 케이스(1)의 상단 및 하단에 근접한 위치에 베어링(34)이 설치되어 있어, 공압에 의한 상기 구동 샤프트의 가동이 용이해지도록 한다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 고안에 따른 펌프(A)를 냉각액 저장조(41) 내에 위치시키고, 펌프(A)의 고정용 구멍(241)에 볼트를 삽입하여 플랜지(24)를 냉각액 저장조(41)의 상부에서 미리 정해진 위치에 고정한다. 이로써 펌프(A)는 플랜지(24)를 기준으로 하여, 그 하부는 냉각액(42)에 잠기고, 그 상부에서는 튜브 피팅 부재(15)와 외부 공압 파이프 라인(16)이 서로 연결되고 튜브 피팅 부재(25)와 외부 액체 파이프(26)가 연결된다. 상기 구성을 통하여, 공압을 급기구(12)로부터 측방향으로 유도하여 블레이드 어셈블리(33) 측으로 유입시킨 후 배기구(13) 측으로 유출시킴으로써, 챔버(11) 내에 기류를 형성하고 나아가 블레이드 어셈블리(33)를 구동 및 회전시킨다. 그런 다음, 다시 구동 샤프트(31)의 구동을 통해 펌핑 부재(32)를 회전시켜 냉각액(42)을 액체 유입구(22)를 거쳐 액체 유도 통로(2)로 끌어올린 후, 액체 유출구(23) 및 액체 파이프(26)를 거쳐 냉각액(42)을 가공기계용 절삭 공구에 제공하여 절삭 냉각에 이용하도록 한다. 한편, 상기 급기구(12) 앞에 종 형상의 마우스(141)를 갖는 공기 유입 부재(14)가 설치되어 있고, 종 형상의 마우스(141)는 유입된 공압이 순차적으로 천천히 팽창하도록 함으로써 공압이 분출될 때 발생하는 소음이 적어지도록 하지만, 이 소음을 완전히 제거할 수는 없다. 소음을 더 낮추기 위해서는 케이스(1)의 적당한 위치의 배기구(13)에 소음기를 추가 설치해야 한다.

도 6은 본 고안을 셰이퍼(shaper)에 적용한 실시예를 나타내는 도면이다. 펌프(A)와 현장의 공압 파이프 라인(16) 및 액체 파이프(26)의 조립을 통해 액체 파이프(26)는 연마 휠에 근접한 위치에 연결 설치되며, 펌프(A)는 냉각액 저장조(41) 내의 냉각액(42)을 연마 휠 근처로 끌어올려 배출한다. 참고로, 펌프(A)가 끌어들인 공압은, 3단계 공압 부재를 거쳐 여과되고 윤활 기능이 있는 청정 공기가 유량 조절 밸브를 통해 조절된 적정한 압력이다. 또한 펌프(A)를 이용하여 조립된 냉각 설비(4)는 절삭 칩이 발생되는 그 어떠한 가공기계에 모두 적용할 수 있다.

따라서, 본 고안에 따른 "가공기계용 냉각액 펌프"는, 공압을 끌어들인 후 상기 공압이 급기구를 거쳐 상기 블레이드 어셈블리 측으로 신속하게 유입하고 상기 배기구로부터 유출하도록 함으로써, 상기 챔버 내에 기류를 형성하여 블레이드 어셈블리를 구동 및 회전시킨 후, 구동 샤프트의 구동에 의해 펌핑 부재가 회전하도록 함으로써, 냉각액을 액체 유입구를 거쳐 액체 유도 통로 내로 끌어올린다. 그런 다음, 액체 유출구 및 액체 파이프를 통해 상기 냉각액을 가공기계용 절삭 공구에 제공하여 절삭 냉각에 사용되도록 한다. 또한 본 고안에 따른 상기 구성은 출판물에 공개되거나 공개 사용된 적이 없으므로 실용신안등록의 신규성 요건에 부합한다.

이상, 본 고안의 구체적인 실시에 있어 즉각 적용할 수 있는 기술적 원리를 설명하였다. 본 고안의 구상에 따라 실시한 그 어떤 변경으로 인한 기능 효과가 본 고안의 상세한 설명 및 도면에 포함된 취지를 벗어나지 않으면 모두 본 고안의 범위에 해당한다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 가공기계용 냉각액 펌프의 외관을 나타내는 사시도이다.

도 2는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 가공기계용 냉각액 펌프의 분해 사시도이다.

도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 가공기계용 냉각액 펌프의 단면 사시도이다.

도 4는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 가공기계용 냉각액 펌프를 위에서 바라본 평면도이다.

도 5는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 가공기계용 냉각액 펌프의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

도 6은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 가공기계용 냉각액 펌프를 셰이퍼에 적용한 실시예를 나타내는 도면이다.

도 7은 종래 기술에 따른 펌프의 구성을 나타내는 도면이다.

* 주요 구성요소의 도면 부호 *

[본 고안]

A 펌프 1 케이스 11 챔버

12 급기구 13 배기구 14 공기 유입 부재

141 종 형상의 마우스 142 암나사 15 튜브 피팅 부재

16 공압 파이프 2 액체 유도 통로

21 챔버 22 액체 유입구 23 액체 유출구

231 암나사 24 플랜지 241 고정용 구멍

25 튜브 피팅 부재 26 액체 파이프 27 베이스

271 관통공 3 구동 장치 31 구동 샤프트

32 펌핑 부재 33 블레이드 어셈블리 34 베어링

4 냉각장치 41 냉각액 저장조 42 냉각액

[종래기술]

5 종래기술에 따른 구조체 51 모터 어셈블리

511 본체 512 고정 베이스 513 주축

514 액체 유출 통로 52 블레이드 어셈블리 521 상부 커버

522 블레이드 523 하부 커버 524 흡입 구멍

53 파이프

Claims (6)

1. 케이스, 액체 유도 통로, 및 구동 장치를 포함하고, 상기 케이스는 챔버를 포함하고, 상기 액체 유도 통로는 챔버, 액체 유입구, 및 액체 유출구를 포함하며, 상기 구동 장치는 구동 샤프트 및 펌핑 부재를 포함하고, 상기 펌핑 부재는 상기 액체 유도 통로의 챔버 내에서 상기 구동 샤프트의 일 단과 결합되어 설치된 가공기계용 냉각액 펌프에 있어서,

   상기 케이스의 급기구에 종 형상의 마우스(bell mouth)를 갖는 공기 유입 부재가 설치되어 있고 상기 종 형상의 마우스에 튜브 피팅 부재가 결합 설치되어 있으며,

   상기 펌핑 부재는, 공압에 의해 가동되고 상기 구동 샤프트의 타 단에 설치된 블레이드 어셈블리에 연결되며, 상기 블레이드 어셈블리는 급기구와 배기구가 형성된 상기 케이스의 챔버 내에 설치되며,

   상기 부품들의 조립에 의해 상기 펌프의 하부는 냉각액 내에 잠기고, 외부로부터 유도된 공압이 상기 급기구 측으로부터 상기 블레이드 어셈블리 측으로 유입된 후 상기 배기구로 유출됨으로써 상기 케이스의 챔버 내에 기류가 형성되어 상기 블레이드 어셈블리가 구동 및 회전되며, 상기 블레이드 어셈블리의 회전력이 상기 구동 샤프트를 통해 상기 펌핑 부재에 전달되어 상기 펌핑 부재를 회전시킴으로써 냉각액을 상기 액체 유도 통로 내로 끌어올리는,

   가공기계용 냉각액 펌프.
2. 제1항에 있어서,

   상기 케이스와 상기 액체 유도 통로 사이에 플랜지가 설치되고, 상기 플랜지에는 다수의 고정용 구멍이 더 설치되며,

   상기 급기구는 상기 케이스에 경사지게 형성된,

   가공기계용 냉각액 펌프.
3. 제1항에 있어서,

   상기 구동 샤프트와 상기 케이스의 피벗 결합 위치에 베어링이 더 설치된, 가공기계용 냉각액 펌프.
4. 제1항에 있어서,

   상기 액체 유출구에 암나사가 더 설치되고 튜브 피팅 부재가 결합 설치되어 있는, 가공기계용 냉각액 펌프.
5. 제2항에 있어서,

   상기 액체 유출구는, 상기 플랜지와 상기 케이스 사이의 오른쪽에 설치되고, 암나사를 통해 상기 튜브 피팅 부재와 결합된, 가공기계용 냉각액 펌프.
6. 제1항에 있어서,

   상기 공기 유입 부재는, 미리 정해진 방향 또는 경사 방향으로 상기 케이스 상에 설치되거나 또는 경사도를 가진 종 형상의 마우스를 통해 상기 케이스 상에 설치된, 가공기계용 냉각액 펌프.

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