JP2020172925A - 直立型ポンプの構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】下部軸封アセンブリが失効しても、漏れ出た流体が水抜き空間からクーラントタンクへ戻ることができることから、漏れが発生すると作業現場を汚染する問題を改善することを目的としている。【解決手段】ポンプケーシング、上部軸封、芯軸、下部軸封アセンブリを備える直立型ポンプの構造であって、ポンプケーシングはクーラントタンクにおける取付開口に設置されると共に、水抜き孔と、ポンプケーシングの内周壁面を囲繞するように突出して形成されると共にそれそれが上部挿設孔と下部挿設孔を有する上部環状凸縁及び下部環状凸縁を含み、上部挿設孔の高さ位置は取付開口の高さと対応しており、上部環状凸縁及び下部環状凸縁が上下に離間して配設され、上部環状凸縁及び下部環状凸縁に挟まれるように水抜き空間が形成され、水抜き孔によって水抜き空間とクーラントタンクの内部空間とを互いに連通させ、芯軸は両挿設孔を貫通し、両軸封はそれぞれ、両挿設孔の壁面と芯軸との間に設けられる。【選択図】図1

Description

本発明は、流体ポンプの構造に関し、特に、工場に設置される旋盤やフライス盤などの工作機械のクーラントタンクに取り付けられる、直立型ポンプの構造に関するものである。
図7に示すように、従来技術の直立型ポンプは通常、工場に設置されている旋盤やフライス盤などの工作機械における、床に置かれているクーラントタンク91に取り付けられる。
そのポンプは、ポンプケーシング92と、インペラハウジング93と、芯軸94と、モータとを備え、該モータは、該ポンプケーシング92の頂面に固設され、該ポンプケーシング92は、クーラントタンク91の上方における開口に固設され、該ポンプケーシング92の底端は、該クーラントタンク91の内部において下向きに延在し、該ポンプケーシング92の頂端は、該クーラントタンク91の上方に上向きに延在する。また、前記ポンプケーシング92の頂部に、囲繞するようにモータ取付壁921が形成され、該モータ取付壁921の頂面にモータが固設され、モータの駆動軸が、該ポンプケーシング92に下向きに貫入される。更に、前記ポンプケーシング92は入水口922を有し、該ポンプケーシング92における、該クーラントタンク91から露出している一側面に出水口923が形成され、該ポンプケーシング92の底端にインペラハウジング93が取り付けられ、該インペラハウジング93とポンプケーシング92で取り囲まれるように収容空間が形成され、該収容空間は、高さ位置に応じて、該ポンプケーシング92に位置するポンプ室924と、該インペラハウジング93に位置するインペラ室931とに大別され、そのうちインペラ室931内には、インペラ95が設置され、該インペラハウジング93の底部に、吸込口932が形成され、該クーラントタンク91内の流体は、該吸込口932を通って、該インペラ室931に流入する。前記ポンプの芯軸94の頂端はモータに連結され、その他端は、該ポンプケーシング92を貫通して下向きに延び、該インペラハウジング93に貫設されて、該インペラ95を回転駆動させ、該インペラ95の回転により、該インペラ室931内の流体は、ポンプ室924に向かって上向きに流れ、同時に、流体の圧力が、上向きに流れる間に徐々に増圧され、該インペラハウジング93内の流体は、ポンプケーシング92の底端の入水口922を通って上向きに流れ、ポンプ室924に流入し、その後、ポンプケーシング92上方の出水口923を通ってクーラントタンク91から吐出される。
前記芯軸94とポンプケーシング92との組み合わせについて具体的に述べると、該ポンプケーシング92は、その内周壁面を囲繞するように突出して形成される環状凸縁925を含み、該環状凸縁925により、該ポンプケーシング92の内部空間を上下に大別する。また、前記環状凸縁925の中心位置に、該芯軸94を貫通させるための挿設孔9251が形成されると共に、該挿設孔9251と芯軸94との間に軸封96が設けられ、該軸封96により、前記ポンプ室924内の増圧された流体が、該芯軸94と環状凸縁925との間の隙間から上向きに漏れ出すことを防止する。
しかしながら、前記ポンプ室924内の高い流体圧力により、軸封96は、該ポンプ室924からの流体漏れを完全に防ぐことができなく、前記環状凸縁925と挿設孔9251の高さ位置は、前記クーラントタンク91の上方における開口の高さ位置に対応していることから、一旦漏れが発生してしまうと、漏れ出した流体が、該環状凸縁925を通ってクーラントタンク91の頂面から工場の床に溢れ出し、溢れ出た水や油によって、工場の床が汚れてしまい、滑りやすくなることから、様々な事故を引き起こしてしまう虞があると共に、該ポンプ室924内の流体が、前記芯軸94と環状凸縁925との間の隙間から上方に噴き出して、該ポンプケーシング92の上方のモータを壊してしまうこともあった。
故に、従来技術の直立型ポンプを改善する必要があった。
特開2013-240724号公報
本発明は、前記の従来技術の欠点に鑑みてなされたものであり、ポンプ室からの流体漏れによる、作業現場の汚染、及びポンプのモータへの損傷を防ぐ、直立型ポンプの構造を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、本発明は、クーラントタンクにおける取付開口に取り付けられると共に、ポンプケーシングと、芯軸と、上部軸封と、下部軸封アセンブリとを備える直立型ポンプの構造であって、前記ポンプケーシングは、クーラントタンクにおける取付開口を閉塞するように、該取付開口に設置されると共に、入水口と、出水口と、水抜き孔と、上部環状凸縁と、下部環状凸縁と、出水通路とを含み、該入水口は、該ポンプケーシングの底端に形成され、該出水口の高さ位置は、前記クーラントタンクにおける取付開口の高さ位置より高く、該水抜き孔は、該ポンプケーシングの壁面に形成され、その高さ位置は、前記クーラントタンクにおける取付開口の高さ位置より低く、該上部環状凸縁は、該ポンプケーシングの内周壁面を囲繞するように突出して形成され、該上部環状凸縁によって取り囲まれるように形成された上部挿設孔を有し、該上部挿設孔の高さ位置は、前記クーラントタンクにおける取付開口の高さと対応しており、該下部環状凸縁は、該ポンプケーシングの内周壁面を囲繞するように突出して形成され、該下部環状凸縁によって取り囲まれるように形成された下部挿設孔を有し、該上部環状凸縁及び下部環状凸縁が上下に離間して配設され、該上部環状凸縁及び下部環状凸縁に挟まれるように水抜き空間が形成され、前記水抜き孔が該水抜き空間と互いに連通し、該出水通路は、前記出水口と連通する頂端開口と、前記下部環状凸縁の下方に形成されると共に、前記入水口と連通する底端開口とを有し、前記芯軸は、前記ポンプケーシングの上部挿設孔及び下部挿設孔を貫通し、前記上部軸封は、前記上部挿設孔の壁面と芯軸との間に設けられ、該上部挿設孔の壁面と芯軸との間の隙間を閉塞し、前記下部軸封アセンブリは、前記下部挿設孔の壁面と芯軸との間に設けられ、該下部挿設孔の壁面と芯軸との間の隙間を閉塞する。
前記上部挿設孔の壁面と上部挿設孔との間に、取り外し可能に設けられる密封蓋をさらに備え、該密封蓋の外周壁面が該上部挿設孔の壁面に密着当接し、該密封蓋は、前記上部軸封と一緒に、該上部挿設孔の壁面と芯軸との間の隙間を閉塞する。
前記密封蓋は、硬質内層と、弾性材料からなる弾性外層とを有し、該弾性外層は、該硬質内層を覆い、該硬質内層は、該弾性外層より高い剛性を持つ。
前記上部軸封は、前記密封蓋の弾性外層に一体成型される。
前記ポンプケーシングの頂部に囲繞するように形成されると共に、前記上部環状凸縁の上方に位置するモータ取付壁をさらに備え、該上部環状凸縁の頂面に、少なくとも一つの凹槽が凹設され、該凹槽は、前記密封蓋の周縁の下方まで延在し、該ポンプケーシングは、少なくとも一つの整備用開口を有し、該整備用開口は、該上部環状凸縁の頂面と、該モータ取付壁の底面との間の高さに配置され、該整備用開口により、ドライバーを前記凹槽へ挿入可能にする。
前記上部挿設孔の開口直径が、前記下部軸封アセンブリの外径より大きい。
前記芯軸を囲繞するように、間隔を置いて設置される三つの固定ボルトをさらに備え、それら固定ボルトは、前記水抜き空間に配置されるように、前記下側軸封アセンブリに螺合され、その先端が前記芯軸に当接する。
前記水抜き孔の高さ位置が、前記それら固定ボルトのうち、少なくとも一つの高さ位置と対応する。
前記下部環状凸縁に斜面部が突出するように形成され、該斜面部が、前記水抜き孔の開口の下方に位置する。
本発明の優れたところは、ポンプケーシングが、上下に離間する上部環状凸縁と下部環状凸縁をさらに備えることであり、該下部環状凸縁及び下部軸封アセンブリは協働して、下部環状凸縁の下方にポンプから吐出される流体を封止し、また、下部環状凸縁と上部環状凸縁との間に水抜き空間が形成され、且つ上部環状凸縁及び上部軸封によって、水抜き空間の上側を閉塞していることから、下部軸封アセンブリが失効した場合、下部環状凸縁の下方の流体は、下部軸封アセンブリから水抜き空間に漏れるか、噴き出すが、上部環状凸縁及び上部軸封によって、流体が水抜き空間内に封止されており、さらに、流体が水抜き空間を満たすことを防ぐための水抜き孔が設けられるので、水抜き空間内の流体はクーラントタンクに戻される。このように、本発明の二重密封構造によれば、流体が軸封を通ってクーラントタンクから漏れるのを防止できるので、従来の直立型ポンプのように、漏れが発生して作業現場を汚染したり、ポンプのモータに損傷を与えたりする問題を大幅に改善できる。
本発明の立体外観斜視図である。 本発明の分解図である。 本発明の他の角度から見た時の分解図である。 本発明の一部拡大模式図である。 本発明の他の角度から見た時の一部拡大模式図である。 本発明の平面図である。 従来の直立型ポンプの一部拡大模式図である。
以下、図面に合わせて本発明の好適な実施例を説明し、本発明が予定の創作目的を達成するために取られた技術的手段をさらに述べる。
図1〜図4に示すように、本発明に係る直立型ポンプの構造は、クーラントタンクAにおける取付開口Bに取り付けられ、その上部に、モータが取り付けられる。尚、本発明の直立型ポンプの構造は、ポンプケーシング10、上部軸封30、芯軸40及び下部軸封アセンブリ50を備え、また、本実施形態においては、密封蓋20及び複数の固定ボルト60をさらに備える。
図1、図2及び図4に示すように、前記ポンプケーシング10は、クーラントタンクAにおける取付開口Bに設置されると共に、該取付開口Bを閉塞し、該ポンプケーシング10の頂部に、囲繞するようにモータ取付壁11が形成され、該モータ取付壁11で取り囲まれるようにモータ挿設孔111が形成され、該モータ取付壁11の頂面にモータが取り付けられると共に、その駆動軸が、該モータ挿設孔111を通って、該ポンプケーシング10に貫入する。前記ポンプケーシング10は、入水口101及び出水口102を有し、該入水口101は該ポンプケーシング10の底端に形成され、該出水口102の高さ位置は、クーラントタンクAにおける取付開口Bの高さ位置より高い。
前記ポンプケーシング10の内周壁面に、上部環状凸縁12が囲繞するように突出して形成され、該上部環状凸縁12上に上部挿設孔121が形成され、該上部挿設孔121の高さ位置は、クーラントタンクAにおける取付開口Bの高さ位置に対応しており、すなわち、該上部挿設孔121の高さ位置は、取付開口Bの高さ位置とほぼ同じであるが、完全に一致するとは限らない。例えば、該上部挿設孔121の高さ位置は、取付開口Bの高さ位置よりやや低くても高くてもよい。
図1、図4及び図5に示すように、本実施例においては、前記密封蓋20が前記上部挿設孔121に取り外し可能に設けられると共に、硬質内層201と、弾力性材料からなる弾性外層202とを有し、該硬質内層201は、該密封蓋20の形状を維持するために、高剛性材料で作られており、該弾性外層202は、該硬質内層201を覆い、該硬質内層201は、該弾性外層202より高い剛性を持つ。該弾性外層202の弾性により、該密封蓋20の外周壁面が、該上部挿設孔121の壁面に密着当接することで、流体が、密封蓋20と上部挿設孔121との間から漏れるのを効果的に防いでいる。
図2及び図5に示すように、本実施例においては、前記密封蓋20を取り外しやすくするために、前記上部環状凸縁12の頂面に二つの凹槽16が凹設され、該両凹槽16はそれぞれ、前記上部挿設孔121の相対する両側に隣接し、且つ該密封蓋20の周縁の下方まで延在する。前記ポンプケーシング10は、二つの整備用開口17(図1を参照)を有し、該両整備用開口17は、該上部環状凸縁12の頂面と、前記モータ取付壁11の底面との間の高さ位置に配置され、この整備用開口17が設けられることにより、ドライバーを該整備用開口17から該凹槽16へ挿入して、ドライバーで密封蓋20の周縁を押し上げて、該密封蓋20を前記上部環状凸縁12から分離させる。また、前記両整備用開口17の位置はそれぞれ、該両凹槽16と対応しているが、該凹槽16と整備用開口17それぞれの数は、二つに限定されるものではなく、それぞれ一つであってもよい。
図1、図4及び図5に示すように、前記下部環状凸縁13は、前記上部環状凸縁12と同じように、前記ポンプケーシング10の内周壁面を囲繞するように突出して形成され、該下部環状凸縁13が、該上部環状凸縁12の下方に位置し、該上部環状凸縁12及び該下部環状凸縁13が上下に離間して配設されることで、該上部環状凸縁12及び下部環状凸縁13に挟まれるように、水抜き空間14が形成され、前記入水口101は、該下部環状凸縁13の周縁に形成される。
前記出水口102と連通する頂端開口と、前記下部環状凸縁13の下方に出水通路18が形成されると共に、前記入水口101と連通する底端開口を有し、これにより、ポンプにて流体を輸送する時に、流体が、該入水口101を介して該下部環状凸縁13の底側から流入し、その後、該出水通路18を通過して該出水口102へ流れる。
前記ポンプケーシング10の壁面に、前記水抜き空間14と連通する共に、その高さ位置が、クーラントタンクAにおける取付開口Bの高さ位置より低く設定される、水抜き孔15が形成され、該水抜き空間14は、該水抜き孔15を介して、クーラントタンクAの内部空間と連通することから、流体が該水抜き空間14に漏れると、該水抜き空間14に溜まることなく、該水抜き孔15を介して、クーラントタンクAに戻される。本実施例においては、前記下部環状凸縁13に斜面部132が突出するように形成され、該斜面部132は、前記水抜き孔15の開口の下方に位置すると共に、該下部環状凸縁13を取り囲むので、前記水抜き孔15から排出された流体は、該斜面部132を介して、クーラントタンクAに導かれる。尚、前記斜面部132は、該下部環状凸縁13を取り囲むように構成されているが、これに限定されることはなく、該水抜き孔15の下方には、該水抜き孔15から排出された漏れ流体を、クーラントタンクAに導くことができる斜面が形成されればよい。
図2から図5に示すように、前記上部環状凸縁12の上部挿設孔121に設けられる密封蓋20に、芯軸孔21が貫通するように形成されると共に、前記下部環状凸縁13に取り囲まれるように下部挿設孔131が形成され、前記芯軸40は、その頂端がモータに連結されると共に、他端が該芯軸孔21及び下部挿設孔131を下向きに貫通することにより、モータの動力を伝達する。
図2及び図4に示すように、前記密封蓋20の弾性外層202は、前記芯軸孔21の壁面まで延在すると共に、該芯軸孔20を囲繞するように、前記上部軸封30が形成され、すなわち、該上部軸封30と密封蓋20の弾性外層202が一体成型され、該上部軸封30によって、該芯軸孔21の壁面と芯軸40との間の隙間を閉塞し、前記下部軸封アセンブリ50が、前記下部挿設孔131の壁面と芯軸40との間に設置され、該下部挿設孔131の壁面と芯軸40との間の隙間を閉塞する。このような構成により、該下部軸封アセンブリ50が失効した場合において、圧送された流体が、該下部挿設孔131の壁面と芯軸40との間の隙間から上方に向かって噴き出しても、前記上部環状凸縁12、密封蓋20及び上部軸封30によって、前記水抜き空間14に封じ込められる。尚、ここにおいて、前記上部軸封30は、前記密封蓋20の弾性外層202に一体成型されるが、それに限定されるものではない。また、本発明に係る直立型ポンプの構造は、前記密封蓋20を有しなくてもよく、その代わりに、前記上部軸封30が、前記上部挿設孔121の壁面と芯軸40との間に設けられ、該上部挿設孔121の壁面と芯軸40との間の隙間を閉塞する。
図2及び図4に示すように、前記下部軸封アセンブリ50を固定するために使用される固定ボルト60は、前記水抜き空間14に配置されるように、前記下部軸封アセンブリ50に螺合され、その先端は前記芯軸40に当接する。尚、本実施例においては、複数の固定ボルト60が、前記芯軸40を囲繞するように、間隔を置いて設置され、該複数の固定ボルト60を均等に締め付けることにより、該芯軸40を中心に位置合わせさせ、また、該各固定ボルト60の高さ位置が同一であり、且つ前記水抜き孔15の高さ位置に対応し、すなわち、ドライバーまたは六角レンチは、該水抜き孔15を通して該水抜き空間14へ挿入して、該固定ボルト60を回すことができるが、該水抜き孔15を利用せずに、前記ポンプケーシング10上に、該固定ボルト60を回すために、別の貫通孔を設けてもよい。
図5及び図6に示すように、本実施例においては、前記上部挿設孔121にの開口直径を、前記下部軸封アセンブリ50の外径より大きくすることで、該下部軸封アセンブリ50の交換作業を行う際に、該上部挿設孔121から該下部軸封アセンブリ50を直線取り外したり、取り付けたりする操作を容易にする。
本発明に係る直立型ポンプの取扱いは、従来の直立型ポンプの取扱いと同様であり、相違点としては、前記下部軸封アセンブリ50を交換する際に、前記密封蓋20を先に取り外す必要があることである。
上述した技術特徴によれば、本発明は、上部環状凸縁と下部環状凸縁を、上下に離間するように設置することで、下部軸封アセンブリが失効しても、漏れ出た流体が、該両環状凸縁の間の水抜き空間からクーラントタンクへ戻ることができることから、漏れが発生したとしても、作業現場を汚染したり、ポンプのモータに損傷を与えたりする問題を大幅に改善することができる。
以上の説明は、本発明の好適な実施形態に過ぎず、本発明に対して何ら限定を行うものではない。本発明について、比較的好適な実施形態をもって上記のとおり開示したが、これは本発明を限定するものではなく、すべての当業者が、本発明の技術構想を逸脱しない範囲において、本発明の技術の本質に基づいて上記の実施形態に対して行ういかなる簡単な修正、変更及び修飾も、依然としてすべて本発明の技術構想の範囲内にある。
10 ポンプケーシング
101 入水口
102 出水口
11 モータ取付壁
111 モータ挿設孔
12 上部環状凸縁
121 上部挿設孔
13 下部環状凸縁
131 下部挿設孔
132 斜面部
14 水抜き空間
15 水抜き孔
16 凹槽
17 整備用開口
18 出水通路
20 密封蓋
201 硬質内層
202 弾性外層
21 芯軸孔
30 上部軸封
40 芯軸
50 下部軸封アセンブリ
60 固定ボルト
91 クーラントタンク
92 ポンプケーシング
921 モータ取付壁
922 入水口
923 出水口
924 ポンプ室
925 環状凸縁
9251 挿設孔
93 インペラハウジング
931 インペラ室
932 吸込口
94 芯軸
95 インペラ
96 軸封
A クーラントタンク
B 取付開口

Claims (9)

  1. クーラントタンクにおける取付開口に取り付けられると共に、ポンプケーシングと、芯軸と、上部軸封と、下部軸封アセンブリとを備える直立型ポンプの構造であって、
    前記ポンプケーシングは、クーラントタンクにおける取付開口を閉塞するように、該取付開口に設置されると共に、入水口と、出水口と、水抜き孔と、上部環状凸縁と、下部環状凸縁と、出水通路とを含み、
    該入水口は、該ポンプケーシングの底端に形成され、
    該出水口の高さ位置は、前記クーラントタンクにおける取付開口の高さ位置より高く、
    該水抜き孔は、該ポンプケーシングの壁面に形成され、その高さ位置は、前記クーラントタンクにおける取付開口の高さ位置より低く、
    該上部環状凸縁は、該ポンプケーシングの内周壁面を囲繞するように突出して形成され、該上部環状凸縁によって取り囲まれるように形成された上部挿設孔を有し、該上部挿設孔の高さ位置は、前記クーラントタンクにおける取付開口の高さと対応しており、
    該下部環状凸縁は、該ポンプケーシングの内周壁面を囲繞するように突出して形成され、該下部環状凸縁によって取り囲まれるように形成された下部挿設孔を有し、該上部環状凸縁及び下部環状凸縁が上下に離間して配設され、該上部環状凸縁及び下部環状凸縁に挟まれるように水抜き空間が形成され、前記水抜き孔が該水抜き空間と互いに連通し、
    該出水通路は、前記出水口と連通する頂端開口と、前記下部環状凸縁の下方に形成されると共に前記入水口と連通する底端開口を有し、
    前記芯軸は、前記ポンプケーシングの上部挿設孔及び下部挿設孔を貫通し、
    前記上部軸封は、前記上部挿設孔の壁面と芯軸との間に設けられ、該上部挿設孔の壁面と芯軸との間の隙間を閉塞し、
    前記下部軸封アセンブリは、前記下部挿設孔の壁面と芯軸との間に設けられ、該下部挿設孔の壁面と芯軸との間の隙間を閉塞することを特徴とする直立型ポンプの構造。
  2. 前記上部挿設孔の壁面と前記上部軸附との間に、取り外し可能に設けられる密封蓋をさらに備え、該密封蓋の外周壁面が該上部挿設孔の壁面に密着当接し、該密封蓋は、該上部軸封と一緒に、該上部挿設孔の壁面と芯軸との間の隙間を閉塞することを特徴とする前記請求項1に記載の直立型ポンプの構造。
  3. 前記密封蓋は、硬質内層と、弾性材料からなる弾性外層とを有し、該弾性外層は、該硬質内層を覆い、該硬質内層は、該弾性外層より高い剛性を持つことを特徴とする前記請求項2に記載の直立型ポンプの構造。
  4. 前記上部軸封は、前記密封蓋の弾性外層に一体成型されることを特徴とする前記請求項3に記載の直立型ポンプの構造。
  5. 前記ポンプケーシングの頂部に囲繞するように形成されると共に、前記上部環状凸縁の上方に位置するモータ取付壁をさらに備え、
    該上部環状凸縁の頂面に、少なくとも一つの凹槽が凹設され、該凹槽は、前記密封蓋の周縁の下方まで延在し、
    該ポンプケーシングは、少なくとも一つの整備用開口を有し、該整備用開口は、該上部環状凸縁の頂面と、該モータ取付壁の底面との間の高さに配置され、該整備用開口により、ドライバーを前記凹槽へ挿入可能にすることを特徴とする前記請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の直立型ポンプの構造。
  6. 前記上部挿設孔の開口直径が、前記下部軸封アセンブリの外径より大きいことを特徴とする前記請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の直立型ポンプの構造。
  7. 前記芯軸を囲繞するように、間隔を置いて設置される三つの固定ボルトをさらに備え、それら固定ボルトは、前記水抜き空間に配置されるように、前記下側軸封アセンブリに螺合され、その先端が前記芯軸に当接することを特徴とする前記請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の直立型ポンプの構造。
  8. 前記水抜き孔の高さ位置が、前記それら固定ボルトのうち、少なくとも一つの高さ位置と対応することを特徴とする前記請求項7に記載の直立型ポンプの構造。
  9. 前記下部環状凸縁に斜面部が突出するように形成され、該斜面部が、前記水抜き孔の開口の下方に位置することを特徴とする前記請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の直立型ポンプの構造。
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