(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ装置のインペラを収納するケーシング及び前記インペラを回転させる回転軸間の軸封を行う軸封装置において、
前記ケーシングに固定される円筒状の固定体と、
前記回転軸に固定され、前記固定体の内周面と所定の隙間を形成する円筒状の回転体と、
前記回転軸に固定され、前記回転体の端面と当接するとともに、その内面が前記固定体の端面及び外面と、前記固定体及び前記回転体により形成される前記所定の隙間よりも流路面積が広い隙間を形成する鍔部と、
を備えることを特徴とする軸封装置。
【請求項２】
前記固定体及び前記回転体は、異なる材料で形成されることを特徴とする請求項１に記載の軸封装置。
【請求項３】
インペラ、及び、前記インペラを収納するポンプ室を形成するケーシングを有するポンプ部と、
前記ケーシング内に挿通され、前記インペラを回転させる回転軸と、
前記ケーシングに固定されるとともに、その端部が前記ケーシングから突出する円筒状の固定体、及び、前記回転軸に固定され、前記固定体の内周面と所定の隙間を形成する円筒状の回転体を具備する軸封装置と、
前記回転軸に固定され、前記回転体の端面と当接するとともに、その内面が前記ケーシングから突出した前記固定体の端面及び外面と、前記固定体及び前記回転体により形成される前記所定の隙間よりも流路面積が広い隙間を形成する鍔部と、
を備えることを特徴とするポンプ装置。
【請求項４】
少なくとも前記ケーシングから突出する前記固定体の周囲を覆うとともに、その内面が前記ケーシングと離間して配置されるカバーをさらに備えることを特長とする請求項３に記載のポンプ装置。
【請求項５】
前記回転軸を回転させるモータ部と、
前記ケーシング、前記インペラ、前記軸封装置、及び、前記カバーをその内部に配置するとともに、前記ポンプ部で増圧する流体を貯留する貯留タンクと、
をさらに具備することを特徴とする請求項３に記載のポンプ装置。
【請求項６】
前記固定体及び前記回転体は、異なる材料で形成されることを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれかに記載のポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸封を行う軸封装置、及び、この軸封装置を用いた流体を増圧するポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、工作機械の加工部位や、製造装置の発熱部等の冷却部を冷却する冷却装置が知られている。このような冷却装置は、クーラント液を貯留させる貯留タンクと、貯留タンクのクーラント液を増圧するポンプ装置と、冷却部にクーラント液を供給するとともに、供給されたクーラント液を貯留タンクに戻す配管と、を備え、クーラント液を循環させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
冷却装置に用いられるポンプ装置は、回転軸を有し、貯留タンクの外部に固定されたモータ部と、回転軸に固定されたインペラがポンプケーシング内に収納され、ポンプケーシングが貯留タンクの内部に配置されたポンプ部と、を備えている。
【０００４】
例えば、工作機械の加工部位を冷却する冷却装置においては、加工部位に供給したクーラント液によって、加工部位を冷却する。当該冷却に用いたクーラント液は、貯留タンクに配管を介して再度供給される。
【０００５】
再度貯留タンクに戻ったクーラント液には、切り粉等の異物が混入する。ポンプ装置には、例えばストレーナが設けられるが、当該ストレーナではクーラント液中の異物の全てを遮断することができない。このため、当該ストレーナを通過した異物がメカニカルシール等の軸封装置のシール面に侵入することで、軸封装置の機能低下の原因となる虞がある。また、当該異物が、回転軸及びポンプケーシング間の隙間に介在すると、回転軸及びポンプケーシング間の噛付きの原因となる虞もある。
【０００６】
そこで、ポンプ装置は、軸封装置の機能低下を防止するために、軸封装置として、メカニカルシールを用いず、回転軸、及び、回転軸が挿通するポンプケーシングの挿通孔の間に所定の隙間を設ける構成である、所謂メカニカルシールレス構造を用いる技術も知られている。このメカニカルシールレス構造の軸封装置は、回転軸とポンプケーシングとの隙間の流路面積を小さくすることで、所謂隙間流れ（縮流）とし、当該隙間からの漏れ量を少量とする構造である。例えば、このような軸封装置を用いたポンプ装置は、ポンプケーシングを貯留タンク内に配置することで、当該隙間から漏れたクーラント液を貯留タンク内に戻し、隙間の漏れを許容する構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２９９５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した冷却装置に用いられるポンプ装置では、以下の問題があった。即ち、上述したポンプ装置は、メカニカルシールを用いず、回転軸及びポンプケーシング間の隙間を軸封装置として軸封を行う構成である。しかし、上述したように、当該隙間に異物が侵入すると、噛付きの原因となる。
【０００９】
また、増圧されたクーラント液が当該隙間を通過する際に、回転軸及びポンプケーシングとクーラント液中の異物とが衝突し、回転軸及びポンプケーシングが摩耗する虞がある。
【００１０】
回転軸及びポンプケーシングが摩耗すると、隙間による流路面積が増加することから、当該隙間の漏れ量が増加し、漏れたクーラント液が貯留タンク内ではなく、回転軸の延設方向、即ち上方へと飛散することとなり、結果、ポンプ部を貯留タンクに固定するフランジ部や、回転軸の隙間から、貯留タンク外へと漏洩する虞もある。また、隙間からの漏れ量が増加すると、ポンプ装置のポンプ効率が低下する、という問題がある。
【００１１】
また、冷却装置の運転に伴ってクーラント液の量が減少し、クーラント液が供給されない状態でポンプ装置の運転が継続すると、回転軸及びポンプケーシング間が無潤滑状態となり、回転軸とポンプケーシングとの焼きつきが発生する虞がある。
【００１２】
これらの噛付き、摩耗又は焼きつき等の異常が発生した場合には、ポンプの機能を維持するために、異常が発生した回転軸又はポンプ部を交換する必要がある。しかし、回転軸及びポンプ部の交換コストが高く、ポンプ装置の維持コストが高い、という問題がある。これらのことから、維持コストの低減可能な軸封装置及びポンプ装置が求められている。
【００１３】
そこで本発明は、維持コストを低減可能な軸封装置及びポンプ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の軸封装置、及び、ポンプ装置は、次のように構成されている。
【００１５】
本発明の一態様として、ポンプ装置のインペラを収納するケーシング及び前記インペラを回転させる回転軸間の軸封を行う軸封装置は、前記ケーシングに固定される円筒状の固定体と、前記回転軸に固定され、前記固定体の内周面と所定の隙間を形成する円筒状の回転体と、前記回転軸に固定され、前記回転体の端面と当接するとともに、その内面が前記固定体の端面及び外面と、前記固定体及び前記回転体により形成される前記所定の隙間よりも流路面積が広い隙間を形成する鍔部と、を備える。
【００１６】
本発明の一態様として、ポンプ装置は、インペラ、及び、前記インペラを収納するポンプ室を形成するケーシングを有するポンプ部と、前記ケーシング内に挿通され、前記インペラを回転させる回転軸と、前記ケーシングに固定されるとともに、その端部が前記ケーシングから突出する円筒状の固定体、及び、前記回転軸に固定され、前記固定体の内周面と所定の隙間を形成する円筒状の回転体を具備する軸封装置と、前記回転軸に固定され、前記回転体の端面と当接するとともに、その内面が前記ケーシングから突出した前記固定体の端面及び外面と、前記固定体及び前記回転体により形成される前記所定の隙間よりも流路面積が広い隙間を形成する鍔部と、を備える。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、維持コストを低減可能な軸封装置及びポンプ装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態に係るポンプ装置を用いた冷却装置の構成を模式的に示す断面図。
【図２】同ポンプ装置の要部構成を拡大して示す断面図。
【図３】同ポンプ装置の要部構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施の形態に係る冷却装置１００に用いられるポンプ装置１の構成を、図１乃至図３を用いて説明する。  
図１は本発明の一実施の形態に係るポンプ装置１を用いた冷却装置１００の構成を示す断面図、図２はポンプ装置１の要部構成、特にポンプ部１２、軸封装置１３及び回転軸１６の構成を拡大して示す断面図、図３はポンプ装置１の要部構成、特に、図２中ＩＩＩ−ＩＩＩ断面で、ポンプ部１２、軸封装置１３及び回転軸１６の構成を示す断面図である。なお、図１乃至図３中、矢印Ｆは、流体の流れを示す。
【００２０】
冷却装置１００は、流体、例えば、ＮＣ旋盤やフライス盤等の工作機械に用いられる切削液等のクーラント液を、切削材料及び切削工具等の加工部位に供給する、所謂クーラントシステムである。図１に示すように、冷却装置１００は、クーラント液Ｗを貯留する貯留タンク１０１と、貯留タンク１０１から工作機械への流路、及び、工作機械から貯留タンク１０１への流路を形成する配管１０２と、貯留タンク１０１内のクーラント液Ｗを増圧するポンプ装置１と、を備えている。
【００２１】
貯留タンク１０１は、工作機械の近傍に配置される。貯留タンク１０１は、その内部にクーラント液Ｗを貯留可能、且つ、ポンプ装置１の一部を配置可能な貯留槽１１０と、貯留槽１１０の上部開口を閉塞する天板１１１と、を備えている。天板１１１は、後述するポンプケーシング２１を挿通可能な開口部１１２が形成されている。
【００２２】
配管１０２は、ポンプ装置１に接続された吐出配管１１４と、貯留槽１１０に接続された吸込配管１１５と、を備えている。吐出配管１１４は、その端部が、工作機械の供給先（冷却部）である加工部位に向かって開口する。吸込配管１１５は、例えば、その端部が、供給先に吐出された工作機械のクーラント液Ｗの受け部に接続され、吐出配管１１４から加工部位に吐出されたクーラント液Ｗを貯留タンク１０１内に、引き戻し可能に形成されている。
【００２３】
ポンプ装置１は、モータ部１１と、ポンプ部１２と、軸封装置１３と、を備えている。ポンプ装置１は、貯留タンク１０１に固定されるとともに、モータ部１１が貯留タンク１０１の外部に、ポンプ部１２の一部が貯留タンク１０１の内部に配置される。
【００２４】
モータ部１１は、モータケーシング１５と、モータケーシング１５内部に設けられた固定子及び回転子と、回転子に固定された回転軸１６と、を備えている。モータ部１１は、外部電源等に電源ケーブルを介して接続され、回転軸１６を回転可能に形成されている。
【００２５】
回転軸１６は、モータ部１１から延出して設けられる。回転軸１６は、ポンプ部１２内に挿通される。回転軸１６は、軸封装置１３の一部、及び、ポンプ部１２の一部を固定可能なキー１７を有する。回転軸１６は、その端部が、ボルト等の締結部材Ｂを螺合可能に形成されている。
【００２６】
回転軸１６は、その中途部、具体的には、軸封装置１３の一部が固定される部位からポンプ部１２内に挿入される部位が、他部よりも小径に形成されている。回転軸１６は、モータ部１１から突出し、その中途部から小径となるとともに、当該中途部に、軸心方向と交差する端面が形成された段差部１８を有している。
【００２７】
回転軸１６は、例えば、ベアリンク等の軸受１９を介して、モータケーシング１５又はポンプ部１２に軸支される。なお、本実施形態においては、図１に示すように、回転軸１６がポンプ部１２の後述するポンプケーシング２１に、軸受１９を介して軸支される構成を用いて説明する。また、回転軸１６は、キー１７よりもモータ部１１側であって、且つ、軸受１９よりもポンプ側の一部に、その外周面よりも径方向に突出する円盤状の水切り２０を備えている。
【００２８】
ポンプ部１２は、単段又は複数段に形成されており、本実施形態においては、２段のポンプを用いて説明する。ポンプ部１２は、ポンプケーシング２１と、複数のインペラ２２と、ストレーナ２３と、カバー２４と、を備えている。ポンプ部１２は、ポンプケーシング２１の一部、インペラ２２、ストレーナ２３及びカバー２４が貯留タンク１０１内に配置される。また、ポンプ部１２は、少なくとも一段目のインペラ２２が貯留タンク１０１内のクーラント液Ｗ内に配置される。
【００２９】
ポンプケーシング２１は、その内部に複数のインペラ２２を収納する渦巻ケーシングである。具体的には、ポンプケーシング２１は、複数のインペラ２２を収納するケーシング部（ケーシング）２６と、貯留タンク１０１の開口部１１２に固定されるフランジ部２７と、ケーシング部２６及びフランジ部２７を連結するとともに、モータケーシング１５と接続する連結部２８と、を備えている。
【００３０】
ケーシング部２６は、その内部に、複数のインペラ２２を収納する複数のポンプ室３１が形成される。これらポンプ室３１は、複数のベーン３２により形成された流路により連続する。ケーシング部２６は、その下面に形成された吸込口３３と、その上面から上方に延出して形成された吐出流路部３４と、その上面に形成された軸封装置１３及び回転軸１６を挿通する挿通孔３５と、を備えている。ケーシング部２６は、挿通孔３５の周囲に軸封装置１３の一部を、締結部材Ｂにより固定可能に形成されている。
【００３１】
吸込口３３は、一段目のポンプ室３１と連続する。吐出流路部３４は、二段目（最下流）のポンプ室３１に接続される。吐出流路部３４は、ケーシング部２６の外周側の上面に配置されるとともに、フランジ部２７よりも上方、換言すると貯留タンク１０１の外部へと延設される。吐出流路部３４は、その端部に配管１０２と接続可能な吐出口３６が形成されている。
【００３２】
フランジ部２７は、その中心に回転軸１６を挿通可能な円盤状であって、天板１１１の開口部１１２の周囲の面と当接可能、且つ、天板１１１に締結部材Ｂにより固定可能に形成されている。
【００３３】
連結部２８は、ケーシング部２６とフランジ部２７とを連結する第１連結部４１と、フランジ部２７の上方に設けられ、モータケーシング１５が固定される第２連結部４２と、を備えている。第１連結部４１は、回転軸１６の軸心方向に沿って延設され、ケーシング部２６とフランジ部２７とを接続可能、且つ、その外部に、カバー２４を固定可能に形成されている。
【００３４】
具体的には、第１連結部４１は、ケーシング部２６の上面及びフランジ部２７の下面に一体に成形された方形状の板状部材４１ａ及び吐出流路部３４により形成される。第１連結部４１は、板状部材４１ａ及び吐出流路部３４が、挿通孔３５の周囲であって、且つ、当該挿通孔３５を中心に略対称位置に配置される。第１連結部４１は、挿通孔３５から貯留タンク１０１の内部空間を連続可能に形成されている。
【００３５】
第２連結部４２は、フランジ部２７の上部に設けられ、その一部に吐出流路部３４が配置された円筒状に形成されている。第２連結部４２は、モータケーシング１５を接続、且つ、支持可能に形成されている。第２連結部４２は、その内部に回転軸１６を挿通可能、且つ、軸受１９を固定可能に形成されている。また、第２連結部４２は、軸受１９のポンプ部１２側に設けられたオイルシール４４を備えている。
【００３６】
このような、ケーシング部２６、フランジ部２７及び連結部２８からなるポンプケーシング２１は、例えば、複数に分割可能に形成されている。
【００３７】
インペラ２２は、回転軸１６に複数固定される。インペラ２２は、一対のシュラウドと、シュラウド間に配置された複数の羽根と、を備え、下方に位置するシュラウドの中心に吸込孔部が形成されている。このようなインペラ２２は、回転することで、吸込孔部から吸込んだクーラント液Ｗを、一対のシュラウド間からポンプ室３１へと移動させる。
【００３８】
ストレーナ２３は、ポンプケーシング２１に固定され、吸込口３３を覆う。ストレーナ２３は、貯留タンク１０１内のクーラント液Ｗ中の所定の大きさの異物の通過を防止可能に形成されている。例えば、ストレーナ２３は、粒径が５ｍｍの異物を通過可能に、直径が５ｍｍの孔部が複数形成されている。
【００３９】
カバー２４は、フランジ部２７の下面から下方に向かって延出するとともに、その内周面がケーシング部２６と離間する円筒状に形成されている。カバー２４は、吐出流路部３４及び板状部材４１ａに、ビス等の締結部材Ｂを介して固定されている。カバー２４は、少なくともケーシング部２６の上面から突出する軸封装置１３の周囲を覆う。例えば、カバー２４は、フランジ部２７の下面からケーシング部２６の上面と同一まで延出して形成されている。なお、カバー２４は、ケーシング部２６の上面よりも下方に延出することが好ましい。
【００４０】
軸封装置１３は、ケーシング部２６の挿通孔３５に固定される固定体６１と、回転軸１６に固定される回転体６２と、回転軸１６に固定される鍔部６３と、を備えている。軸封装置１３は、回転軸１６及びケーシング部２６間の軸封が可能に形成されている。
【００４１】
固定体６１は、その内径が、回転体６２の外径と所定の隙間を形成する円筒状に形成されている。固定体６１は、その一端部に締結部材Ｂを挿通する孔部が形成されたフランジ６５が形成されている。固定体６１は、その外径が挿通孔３５の内径と略同一径に形成されるとともに、フランジ６５がケーシング部２６の挿通孔３５周囲の内面と当接可能に形成されている。
【００４２】
固定体６１は、最上段のポンプ室３１側から挿通孔３５に挿入、例えば圧入されるとともに、締結部材Ｂによりフランジ６５を介してケーシング部２６に固定される。また、固定体６１は、その他端部がケーシング部２６の上面から突出する。固定体６１は、鉄材等の金属材料、例えば炭素鋼又は炭素鋼に焼入れ等の熱処理を施した焼結金属により形成されている。
【００４３】
回転体６２は、円筒状に形成されている。回転体６２は、その内部にキー溝を有し、キー１７により回転軸１６の周方向に固定される。また、回転体６２は、回転軸１６の段差部１８に設けられる鍔部６３と最上段のインペラ２２との間に挟持されることで、回転軸１６の軸心方向に固定される。
【００４４】
回転体６２は、その外面と固定体６１の内面とに所定の隙間を形成可能に、その外径が形成されている。なお、当該所定の隙間は、最下流のポンプ室３１からのクーラント液Ｗの漏れの流路となる。この所定の隙間は、所謂縮流効果が得られる流路面積であればよい。
【００４５】
この所定の隙間は、例えば、直径において０．５ｍｍ以下、好ましくは０．０５〜０．３ｍｍである。即ち、回転体６２の外径は、固定体６１の内径と、寸法差が０．５ｍｍ以下に形成されている。
【００４６】
回転体６２は、ステンレス材により形成されている。また、回転体６２は、回転軸１６に固定された際に、そのモータ部１１側の端面が、固定体６１のモータ部１１側の端面よりも若干突出して配置される。
【００４７】
鍔部６３は、回転軸１６の段差部１８及び回転体６２間に配置され、固定体６１及び回転体６２の一部を覆う有底円筒状に形成されている。具体的には、鍔部６３は、回転軸１６を挿通可能、且つ、回転軸１６の段差部１８及び回転体６２間に挟持される底壁６７と、底壁６７の外周側に設けられ、固定体６１の外周面と所定の隙間を有して配置される周壁６８と、を備えている。
【００４８】
底壁６７は、回転軸１６を挿通可能な挿通孔を有するとともに、その外面が段差部１８と当接可能に形成されている。底壁６７は、その内面が、回転体６２の端面と当接するとともに、固定体６１の端面と離間して配置され、所定の隙間を形成する。周壁６８は、その内面が固定体６１のモータ部１１側の外周面を覆うとともに、固定体６１の外周面と所定の隙間を形成する。ここで、底壁６７の内面及び固定体６１の端面、並びに、周壁６８の内周面及び固定体６１の外周面に形成される所定の隙間は、回転体６２及び固定体６１間の隙間よりも大に形成される。即ち、鍔部６３は、その内面が固定体６１の外面と、固定体６１及び回転体６２の隙間により形成される流路面積よりも広い流路面積を形成する。
【００４９】
このような軸封装置１３は、固定体６１及び回転体６２の隙間を移動した流体を、固定体６１及び鍔部６３で形成される隙間を通過させることで、所謂ラビリンス効果を得ることが可能なラビリンスシールである。
【００５０】
このように構成された冷却装置１００は、ポンプ装置１のモータ部１１に電力が供給されることで回転軸１６が回転し、回転軸１６に固定されたインペラ２２が回転する。当該インペラ２２が回転することで、図１の矢印Ｆに示すように、貯留タンク１０１内に貯留されたクーラント液Ｗが、ストレーナ２３を介して最上流のポンプ室３１内に吸込まれて増圧され、二次側へと圧送される。クーラント液Ｗは、二次側のポンプ室３１内で、さらに増圧され、吐出流路部３４を介して吐出口３６から吐出配管１１４へと移動し、工作機械へと供給される。
【００５１】
工作機械へ供給されたクーラント液Ｗは、加工部位を冷却後、工作機械のクーラント液Ｗの受け部から、吸込配管１１５を介して貯留タンク１０１内に戻される。また、貯留タンク１０１内に戻されたクーラント液Ｗは、ポンプ部１２により増圧給水されて、工作機械へと供給される。図１に示すクーラント液Ｗの流れＦのように、冷却装置１００において、クーラント液Ｗが循環して用いられる。
【００５２】
次に、軸封装置１３による軸封について、図２及び図３を用いて説明する。  
上述したように、ポンプ装置１が駆動されると、ポンプ部１２において、クーラント液Ｗが増圧される。このとき、大半のクーラント液Ｗは、吐出流路部３４を通過して、ポンプ部１２の二次側の吐出配管１１４に移動するが、その一部は、固定体６１及び回転体６２の隙間を移動する。固定体６１及び回転体６２の隙間を移動したクーラント液Ｗは、次に、固定体６１及び鍔部６３の隙間に移動し、鍔部６３の周壁６８の端部から外部へ移動する。
【００５３】
ここで、固定体６１及び回転体６２の隙間が固定体６１及び鍔部６３の隙間よりも小さく形成されていることから、固定体６１及び回転体６２の隙間において、所謂絞り口における縮流効果が得られる。また、固定体６１及び回転体６２の隙間から固定体６１及び鍔部６３の隙間へと移動すると、固定体６１及び鍔部６３の隙間が膨張室を代替することとなり、結果、ラビリンス通路の流れとなり、クーラント液Ｗの軸封装置１３内の流れが抑制される。
【００５４】
次に、鍔部６３の周壁６８の端部から外部へ移動したクーラント液Ｗは、図２及び図３の流れＦに示すように、鍔部６３の回転により発生する遠心力により、外方へと放射状に飛散する。当該飛散したクーラント液Ｗの一部は、カバー２４の内周面に衝突し、カバー２４の内周面に沿って重力方向に移動し、貯留タンク１０１に貯留するクーラント液Ｗに戻る。また、当該飛散したクーラント液Ｗの他部は、第１連結部４１である吐出流路部３４の外面及び板状部材４１ａに衝突し、第１連結部４１の外面に沿って重力方向に移動し、ケーシング部２６の上面に移動し、ケーシング部２６の上面からケーシング部２６の外面を沿って貯留タンク１０１内に貯留するクーラント液Ｗに戻る。
【００５５】
なお、鍔部６３は、回転体６２及び回転軸１６の段差部１８に挟持される構成であることから、鍔部６３と回転軸１６の段差部１８との当接面間にクーラント液Ｗが移動することが殆どない。なお、クーラント液Ｗが、鍔部６３と段差部１８との間に移動しても、回転軸１６及び鍔部６３の遠心力により、カバー２４又は第１連結部４１に衝突し、結果、貯留タンク１０１内に貯留するクーラント液Ｗに戻る。
【００５６】
また、仮に、鍔部６３及び回転軸１６の段差部１８間から漏れたクーラント液Ｗが、回転軸１６に沿って上昇しても、回転軸１６の水切り２０によって、さらに上方に移動することが防止される。また、水切り２０上にクーラント液Ｗが上昇又は飛散しても、オイルシール４４により軸封され、軸受１９及びモータ部１１内にクーラント液Ｗが浸入することが防止される。
【００５７】
このように構成された冷却装置１００によれば、ポンプ装置１の軸封装置１３は、固定体６１をポンプケーシング２１のケーシング部２６に固定し、回転体６２を回転軸１６に固定する構成とすることで、固定体６１及び回転体６２が着脱可能となる。このため、クーラント液Ｗ中に含有される異物、例えば、比較的小さい切り粉や金属粉等のコンタミネーションにより、固定体６１及び回転体６２が摩耗したとしても、回転軸１６及びポンプケーシング２１から、固定体６１及び回転体６２をそれぞれ取り外して交換することができる。また、クーラント液Ｗ中のコンタミネーションによる摩耗は、主として軸封装置１３の固定体６１及び回転体６２であることから、固定体６１及び回転体６２を交換すればよく、維持コストも低減できる。
【００５８】
また、回転体６２を鉄材とし、固定体６１をステンレス材とすることで、固定体６１及び回転体６２の焼き付きや噛付き等の軸ロックが防止可能となる。具体的に説明すると、クーラント液Ｗが固定体６１及び回転体６２間に存在しない、所謂無潤滑状態での回転（空運転）や、固定体６１及び回転体６２が接触した状態で回転体６２が回転すると、金属の焼き付きが発生する虞がある。
【００５９】
また、使用流体中には、コンタミネーションが含有されるため、当該コンタミネーションが固定体６１及び回転体６２間の隙間に侵入すると、噛付きが発生する虞がある。しかし、軸封装置１３は、固定体６１及び回転体６２を、溶融温度や硬度等の異なる異種材料とすることで、固定体６１及び回転体６２の焼き付きや噛付き等の軸ロックを極力防止することが可能となる。また軸ロックが発生しても、軸封装置１３は、ポンプケーシング２１に固定した固定体６１及び回転軸１６に固定した回転体６２を交換するだけでよく、維持コストを低減することが可能となる。
【００６０】
また、固定体６１及び回転体６２は、ポンプケーシング２１のケーシング部２６の二段目のポンプ室３１側から、回転軸１６及びフランジ６５の締結部材Ｂの着脱を行うことで、取付け及び取外しが可能である。また、仮に固定体６１及び回転体６２が軸ロックしたとしても、同作業により、軸ロックした状態で固定体６１及び回転体６２を取り外し可能であり、作業性がよい。
【００６１】
また、軸封装置１３は、固定体６１及び回転体６２の隙間と固定体６１及び鍔部６３の隙間を異なる流路面積とすることで、単純な構成でクーラント液Ｗの漏洩を極力防止することが可能となる。
【００６２】
また、軸封装置１３は、漏洩したクーラント液Ｗを遠心力により放射状に飛散させ、ポンプケーシング２１及びカバー２４により受けて、再度貯留タンク１０１内に貯留させることが可能となる。
【００６３】
さらに、軸封装置１３は、鍔部６３の周壁６８によって、クーラント液Ｗの軸封装置１３内の漏れの流れ方向をモータ部１１側からポンプ部１２側とすることで、クーラント液Ｗを、径方向及びポンプ部１２側への飛散とすることが可能となる。即ち、軸封装置１３から漏洩するクーラント液Ｗが、上方への移動を防止可能となり、クーラント液Ｗが貯留タンク１０１の外部に漏洩することを極力防止することが可能となる。これらのことから、クーラント液Ｗの減少を極力防止し、維持コストを低減することが可能となる。
【００６４】
上述したように本発明のポンプ装置１を用いた冷却装置１００によれば、ポンプケーシング２１に固定体６１を、回転軸１６に回転体６２及び鍔部６３を、それぞれ着脱自在に設けた軸封装置１３を用いることで、回転軸１６及びポンプケーシング２１間の軸封及び維持コストの低減が可能となる。
【００６５】
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。上述した例では、固定体６１の端面及び外周面と鍔部６３の内面との隙間（流路面積）を、固定体６１及び回転体６２の隙間（流路面積）よりも大きい構成を説明したが、これに限定されない。例えば、固定体６１の端面及び鍔部６３の底壁６７の隙間を、固定体６１及び回転体６２の隙間並びに固定体６１の外周面及び鍔部６３の周壁６８の隙間よりも大きくする構成であってもよい。このような構成とすることで、縮流から膨張室を通過して、再度縮流となる構成であり、更なるシール性を得ることができる。また、固定体６１及び回転体６２の隙間に、複数の溝部を形成して膨張室を形成してもよい。
【００６６】
また、上述した例では、冷却装置１００は、ＮＣ旋盤やフライス盤等の工作機械に用いられる切削液等のクーラント液を切削材料及び切削工具等の加工部位に供給する構成を説明したがこれに限定されない。例えば、クーラント液を熱交換器に循環する冷却装置であってもよく、他の流体を循環する装置であっても良い。また、ポンプ装置１は、冷却装置１００に設ける構成を説明したがこれに限定されない。例えば、給水装置等に用いられる構成であってもよい。このような場合、給水装置で用いられる水に、砂塵や異物等が含有される構成であると、上述した冷却装置１００と同様の効果を得ることができる。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。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］  ポンプ装置のインペラを収納するケーシング及び前記インペラを回転させる回転軸間の軸封を行う軸封装置において、
前記ケーシングに固定される円筒状の固定体と、
前記回転軸に固定され、前記固定体の内周面と所定の隙間を形成する円筒状の回転体と、
を備えることを特徴とする軸封装置。
［２］  前記回転軸に固定され、前記回転体の端面と当接するとともに、その内面が前記固定体の端面及び外面と、前記固定体及び前記回転体により形成される前記所定の隙間よりも流路面積が広い隙間を形成する鍔部をさらに備えることを特徴とする［１］に記載の軸封装置。
［３］  前記固定体及び前記回転体は、異なる材料で形成されることを特徴とする［１］又は［２］に記載の軸封装置。
［４］  インペラ、及び、前記インペラを収納するポンプ室を形成するケーシングを有するポンプ部と、
前記ケーシング内に挿通され、前記インペラを回転させる回転軸と、
前記ケーシングに固定されるとともに、その端部が前記ケーシングから突出する円筒状の固定体、及び、前記回転軸に固定され、前記固定体の内周面と所定の隙間を形成する円筒状の回転体を具備する軸封装置と、
を備えることを特徴とするポンプ装置。
［５］  前記回転軸に固定され、前記回転体の端面と当接するとともに、その内面が前記ケーシングから突出した前記固定体の端面及び外面と、前記固定体及び前記回転体により形成される前記所定の隙間よりも流路面積が広い隙間を形成する鍔部をさらに備えることを特徴とする［４］に記載のポンプ装置。
［６］  少なくとも前記ケーシングから突出する前記固定体の周囲を覆うとともに、その内面が前記ケーシングと離間して配置されるカバーをさらに備えることを特長とする［５］に記載のポンプ装置。
［７］  前記回転軸を回転させるモータ部と、
前記ケーシング、前記インペラ、前記軸封装置、及び、前記カバーをその内部に配置するとともに、前記ポンプ部で増圧する流体を貯留する貯留タンクと、
をさらに具備することを特徴とする［４］に記載のポンプ装置。
［８］  前記固定体及び前記回転体は、異なる材料で形成されることを特徴とする［１］又は［４］乃至［７］のいずれかに記載のポンプ装置。
【符号の説明】
【００６７】
１…ポンプ装置、１１…モータ部、１２…ポンプ部、１３…軸封装置、１５…モータケーシング、１６…回転軸、１７…キー、１８…段差部、１９…軸受、２１…ポンプケーシング、２２…インペラ、２３…ストレーナ、２４…カバー、２６…ケーシング部、２７…フランジ部、２８…連結部、３１…ポンプ室、３２…ベーン、３３…吸込口、３４…吐出流路部、３５…挿通孔、３６…吐出口、４１…第１連結部、４１ａ…板状部材、４２…第２連結部、４４…オイルシール、６１…固定体、６２…回転体、６３…鍔部、６５…フランジ、６７…底壁、６８…周壁、１００…冷却装置、１０１…貯留タンク、１０２…配管、１１０…貯留槽、１１１…天板、１１２…開口部、１１４…吐出配管、１１５…吸込配管、Ｂ…締結部材、Ｆ…流体の流れ、Ｗ…クーラント液。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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