(57)【要約】【課題】垂直軸付きの内接ギヤポンプを使用する縦型ポンプにおいて、ポンプ停止時にポンプ内の液体の抜け落ちを防止することにより、内面防錆処理の簡略化を可能にする。運転開示時のインチングの省略による運転効率の向上を図る。【解決手段】垂直な回転軸２２によりインナーギヤ２２及びアウターギヤ２３が水平面内で回転駆動される縦型の内接ギヤポンプをポンプ本体１０とする。両ギヤを挟む両端面のうち、上側の端面に、吸引ポート２６及び吐出ポート２７の両方を上側から両ギヤ間に臨むように設ける。吸引ポート２６はそのレベルより高い位置を経由してポンプ外面に開口し、吐出ポートは２７そのレベルより上のポンプ外面に開口することにより、ポンプ内を底辺とするＵ字状の流路を形成する。【選択図】図１
2008223561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直な回転軸によりインナーギヤ及びアウターギヤが水平面内で回転駆動される縦型の内接ギヤポンプをポンプ本体とし、両ギヤを挟む両端面のうち、上側の端面に吸引ポート及び及び吐出ポートの両方が上側から両ギヤ間に臨むように設けられ、吸引ポートはそのレベルより高い位置を経由してポンプ外面に開口し、吐出ポートはそのレベルより上のポンプ外面に開口することを特徴とする縦型ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の縦型ポンプにおいて、吸引ポートはそのレベルより高い位置を経由する逆Ｕ字状の吐出路を介して当該ポンプの下面に下向きに開口する縦型ポンプ。
【請求項３】
請求項２に記載の縦型ポンプにおいて、前記下向きの開口部が、当該ポンプの下に延びる吸引管と接続される縦型ポンプ。
【請求項４】
請求項１に記載の縦型ポンプにおいて、吐出ポートは当該ポンプの側面に開口する縦型ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クーラントポンプ等に使用される縦型ポンプに関し、より詳しくは、ポンプ本体に内接ギヤポンプを用いた縦型ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より切削液の供給に使用されるクーラントポンプとして、ポンプ本体に内接ギヤポンプを使用した縦型ポンプがある。縦型ポンプとは、垂直な回転軸をもつ縦向きのポンプ本体の上に駆動用モータを縦向きに連結したポンプである。
【０００３】
クーラントポンプにおける内接ギヤポンプは、特許文献１などに示されるように、基本構成部材として、ハウジング、その中心部を貫通する回転軸、回転軸に取付けられたインナーギヤ、及びインナーギヤの外側に位置してハウジング内に回転自在に組み込まれたアウターギヤを備えている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３０８５４７号公報
【０００５】
アウターギヤは、ピニオンギヤ（外歯ギヤ）であるインナーギヤと周方向の一部分が噛み合うように偏心して配置されたリングギヤ（内歯ギヤ）である。両ギヤの非噛み合い領域において両ギヤ間に形成される弧状空間には、クレセントと呼ばれるハウジングと一体の弧状の仕切り片が設けられている。噛み合い領域の回転方向上流側には吸入ポートが、同下流側には吐出ポートが、回転方向に沿って形成されている。両ポートは両ギヤを挟む軸方向端面に形成され、ギヤ間に対向する。
【０００６】
このような内接ギヤポンプをポンプ本体に使用したクーラントポンプでは、内接ギヤポンプが垂直な回転軸を上に向けてタンクの天板に取付けられる。内接ギヤポンプの吸入ポートは、タンク内のクーラントを吸い上げるために、両ギヤを挟む上下両端面のうちの下側の端面（底面）に設けられ、ハウジング下面に開口する。そして、その開口部に、タンク内に延びる垂直な吸入管の上端部が接続される。
【０００７】
これに対し、吐出ポートは、クーラントをタンク外へ排出するために、両ギヤを挟む両端面のうちの上側の端面（天井面）に設けられ、ハウジング側面に開口する。そして、その開口部に、タンク外の水平な排出管の一端部が接続される。
【０００８】
内接ギヤポンプを駆動するモータは、内接ポンプの上に駆動軸を下に向けて垂直配置される。モータの駆動軸は、モータとポンプの脱着のために、ポンプの回転軸とスプライン結合される。この結合のため、下側のポンプの回転軸の上端部は、上方に突出する雄軸になっており、上側のモータ内の駆動軸の下端部は、その雄軸が挿入される円筒状で下方に開口した雌軸になっている。
【０００９】
このようなクーラントポンプにおいて、インナーギヤがモータの駆動軸により回転軸を介して回転駆動されると、これに追従してアウターギヤが回転する。これによりタンク内の切削液が、吸入管を介してギヤ下の吸入ポートからギヤ間に吸引され、ギヤ間で加圧されてギヤ上の排出ポートからタンク外へ排出される。
【００１０】
この流路構成は一見合理的である。すなわち、タンク天板に取付けた縦型ポンプによりタンク内の切削液をタンクの上方へ加圧して送給するときに、その切削液が内接ギヤポンプ内に下側から吸引され上側へ排出されるわけであるから、ポンプにおける流路が縦方向にほぼ一直線となって最短となるのである。しかし、その一方でポンプが停止したとき、ポンプ内の切削液が下側の吸入ポートから吸入管を介してタンク内に逆流し、ポンプ内が空になる。すなわち、ポンプの回転停止時にポンプ内の切削液が抜け出てしまう。
【００１１】
ポンプ内が空になると、ポンプの内面が空気に触れる。このため、ポンプ内面に十分な防錆処理が必要になり、ポンプコストの上昇原因になる。また、ポンプ内の切削液は一方で潤滑油の機能を果しており、ポンプ内が空の状態でいきなり通常運転を開始すると、焼付きが生じる。このため、ポンプの再起動時に焼付き防止のためのインチングと呼ばれる徐行運転が必要になり、運転効率低下の原因になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、垂直軸をもつ縦向きの内接ギヤポンプを使用するにもかかわらず、ポンプ停止時にポンプ内の液体の抜け落ちを防止することにより、内面防錆処理の簡略化、運転開示時のインチングの省略による運転効率の向上を可能にする縦型ポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の縦型ポンプは、垂直な回転軸によりインナーギヤ及びアウターギヤが水平面内で回転駆動される縦型の内接ギヤポンプをポンプ本体とし、両ギヤを挟む上下両端面のうち、上側の端面に吸引ポート及び及び吐出ポートの両方が上側から両ギヤ間に臨むように設けられ、吸引ポートはそのレベルより高い位置を経由してポンプ外面に開口し、吐出ポートはそのレベルより上のポンプ外面に開口するものである。
【００１４】
本発明の縦型ポンプにおいては、吸引ポート及び吐出ポートは、両ギヤ収容空間の上側の端面（天井面）に設けられ、かつ上に向かう。これにより、ポンプ内の流路は、ポンプ内のギヤ収容空間を底辺とするＵ状に形成される。このため、ポンプ内のギヤの回転が停止したきも、ポンプ内の液体はそのままギヤ収容空間内に留る。
【００１５】
配管構造の合理化、簡略化などの点から、吸引ポートについては、そのレベルより高い位置を経由する逆Ｕ字状の吐出路を介して当該ポンプの下面に下向きに開口する構成が好ましく、その下向きの開口部が、当該ポンプの下に延びる吸引管と接続される構成が特に好ましい。吐出ポートについては、当該ポンプの側面に開口する構成が好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の縦型ポンプは、ポンプ内にギヤ収容空間（加圧部）を底辺とするＵ字状の流路を形成するので、垂直軸付きの縦向き内接ギヤポンプを使用するにもかかわらず、ポンプ停止時にポンプ内の液体の抜け落ちを防止することができる。これにより、内面防錆処理の簡略化を図り、合わせて運転開示時のインチングの省略による運転効率の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態を示す縦型ポンプの主要部の縦断面図、図２は図１中のＡ−Ａ線断面矢示図である。
【００１８】
本実施形態の縦型ポンプは、切削液供給のためのクーラントポンプである。この縦型ポンプは、図１に示すように、回転軸が垂直な縦型のポンプ本体１０と、その上に同心状に連結された駆動用のモータ５０とからなる。ポンプ本体１０は内接ギヤポンプであり、下部のポンプユニット２０と、ポンプユニット２０を懸吊支持する上部のポンプ支持体３０とを有している。ポンプ支持体３０は、当該縦型ポンプをタンク６０に取付けるための取付け部、並びに上側のモータ５０との連結部を兼ねている。
【００１９】
ポンプユニット２０は、図２に示すように、円筒形状のハウジング２１と、ハウジング２１の中心部に垂直に挿入された回転軸２２と、回転軸２２に取付けられたインナーギヤ２３と、インナーギヤ２３を収容するアウターギヤ２４とを有している。回転軸２２は、ポンプ本体１０の中心部にポンプユニット２０及びポンプ支持体３０を垂直方向に貫通して設けられており、その上端部は、モータ５０の駆動軸５１との連結のために、ポンプ支持体３０の上方に突出する雄側の円柱状スプライン軸２２ａとなっている。
【００２０】
アウターギヤ２４は、ハウジング２１内の水平な両端面間に回転自在に収容されたリングギヤである。このアウターギヤ２４は、その内側に配置されたピニオンギヤからなるインナーギヤ２３と周方向の一部で噛み合うように、回転軸２２に対して偏心配置されている。インナーギヤ２３とアウターギヤ２４の非噛み合い領域においては、クレセントと呼ばれるハウジングと一体の弧状の仕切り片２５が設けられている。噛み合い領域の回転方向上流側には吸引ポート２６が設けられ、下流側には吐出ポート２７が設けられている。吸引ポート２６及び吐出ポート２７は、共にハウジング２０のギヤ２３，２４より上側の端面（天井面）に下側のギヤ２３，２４の方を向いて設けられている。
【００２１】
ポンプ支持体３０は、切削液を収容するタンク６０の天板６１に取付けられる。より詳しくは、天板６１に設けられた丸孔６２からポンプユニット２０をタンク６０内に挿入した状態で、ポンプ支持体３０の外周部が丸孔６２の周囲に載置係合し、図示されないボルト等により固定される。なお、ポンプユニット２０は、ポンプ支持体３０の中央部下面に複数のボルト２９により取付けられている。ボルト２９はハウジング２１の組立ボルトも兼ねる。
【００２２】
このポンプ支持体３０は、ポンプユニット２０の回転軸２２を上部の軸受３１により回転自在に支持すると共に、回転軸２２を挟むように形成された吸引路３２及び吐出路３３を有している。吸引路３２は、ポンプユニット２０における吸引ポート２６から一旦上昇し、水平部を経た後に下降して、ポンプ支持体３０の下面に開口する逆Ｕ字状に形成されている。吸引路３２の開口側の端部には、タンク６０内に垂直に挿入される吸引管７０の上端部が、ねじ込みにより接続される。吐出路３３は、ポンプユニット２０における吐出ポート２７から斜め上のポンプ支持体３０の側面へカーブしながら向かう略１／４円の弧状に形成されている。
【００２３】
モータ５０は、中心部に垂直な駆動軸５１を有しており、この駆動軸５１が前記回転軸２２と連結されるように、ポンプ支持体３０の上部に形成されたフランジ状の受け部３４上に垂直に且つ同心状に載置され、複数本のボルト３５により固定されている。モータ５０の駆動軸５１の下端部は軸受５２により回転自在に支持されると共に、前記回転軸２２の上端突出部に形成された雄側のスプライン軸２２ａが挿入される雌側の円筒状スプライン軸５１ａになっている。
【００２４】
すなわち、ポンプ支持体３０の上にモータ５０を連結固定した状態で、ポンプ側のスプライン軸２２ａ（雄軸）がモータ側のスプライン軸５１ａ（雌軸）に挿入され、ポンプ本体１０におけるポンプユニット２０の回転軸２２とモータ５０の駆動軸５１が連結されるのである。そして、ポンプユニット２０の回転軸２２とモータ５０の駆動軸５１が連結された状態で、スプライン軸５１ａの下端はスプライン軸２２ａの下端より下側に位置する。
【００２５】
回転軸２２の上端突出部には、環状の凹溝２２ｂがスプライン軸２２ａの下方に位置して設けられている。環状の凹溝２２ｂは、スプライン軸２２ａに接しており、そのスプライン軸２２ａより小径であると共に、下の部分よりも小径である。この環状の凹溝２２ｂには、ゴムスリーブからなる環状シール部材８０が、周方向に伸長し軸方向に圧縮された状態で嵌合している。これにより、環状シール部材８０の上端面は、円筒状スプライン軸５１ａの下端面に弾性的に圧接している。
【００２６】
次に、本実施形態の縦型ポンプの機能について説明する。
【００２７】
まず、縦型ポンプを組み立てる。具体的にはポンプ本体１０とモータ５０を連結する。また、ポンプ本体１０のポンプユニット２０に吸引管７０を取付ける。
【００２８】
ポンプ本体１０とモータ５０を連結するとき、モータ５０の駆動軸５１の下端部に形成された円筒状スプライン軸５１ａ内にグリースを充填する。また、ポンプユニット２０の回転軸２２の上端部に形成されたスプライン軸直下の環状凹部２２ｂに環状シール材８０を装着する。この状態で、回転軸２２のスプライン軸２２ａを駆動軸５１のスプライン軸５１ａ内に挿入し、ポンプ支持体３０とモータ５０をボルト３５により締結する。
【００２９】
これにより、回転軸２２と駆動軸５１が軸方向に相対移動可能に連結される。また、環状シール部材８０が軸方向に圧縮され、その上端面がスプライン軸５１ａの下端面に弾性的に押し付けられるることにより、スプライン軸２２ａ，５１ａ間がシールされる。
【００３０】
こうして組立てられた縦型ポンプはタンク６０の天板６１に取付けられる。天板６１に取付けられた縦型ポンプにおいては、ポンプ本体１０のポンプユニット２０がタンク６０内に挿入される。ポンプ支持体３０及びその上のモータ５０はタンク６０の上に突出する。ポンプユニット２０の回転軸２２及びモータ５０の駆動軸５０は垂直方向を向く。吸引管７０はタンク６０内に挿入される。
【００３１】
この状態でモータ５０を回転駆動すると、駆動軸５１の回転がスプライン結合部を介してポンプユニット２０における回転軸２２に伝達され、ハウジング２１内のインナーギヤ２３及びアウターギヤ２４が回転する。これにより、タンク６０内の切削液が吸引管７０、ポンプ支持体３０内の吸引路３２を通って吸引ポート２６からポンプユニット２０内へ下向きに吸引され、ポンプユニット２０内で加圧される。ポンプユニット２０内で加圧された切削液は、吐出ポート２７からポンプ支持体３０内の吐出路３３へ上向きに排出され、その吐出路３３を通ってポンプ外へ排出される。
【００３２】
スプライン結合部（スプライン軸２２ａ，５１ａの嵌合部）においては、雌側のスプライン５１ａが下向きである。しかし、その下向きのスプライン軸５１ａと上向きのスプライン２２ａとの間の下向きの環状開口部は、環状シール部材８０により下側からシールされている。このため、雌側のスプライン軸５１ａが下向きであるにもかかわらず、スプライン軸２２ａ，５１ａ間のグリースが下方へ流出する事態が回避される。
【００３３】
したがって、スプライン軸２２ａ，５１ａ間のグリースの早期枯渇が防止され、スプライン結合部の早期磨耗損傷が防止される。スプライン軸２２ａ，５１ａの軸方向の相対移動は環状シール部材８０の軸方向の伸縮により吸収される。また、その環状シール部材８０は、スプライン軸２２ａ，５１ａと共に回転するので磨耗が生じない上に、回転軸２２における環状凹部２２ｂに嵌合しているので、軸方向の移動がない。このため、スプライン結合部に対するシール性は長期間維持される。
【００３４】
ポンプユニット２０の回転を停止すると、切削液の圧送が停止する。ポンプユニット２０の吸引ポート２６及び吐出ポート２７は、共にハウジング２０のギヤ２３，２４より上側の端面（ギヤ収容空間の天井面）に下側のギヤ２３，２４の方を向いて設けられ、上方の吸引路３２及び排出路３３に繋がっている。すなわち、ポンプユニット２０内の液路はギヤ収容空間を底辺とする下に凸のＵ字形である。このため、ポンプユニット２０の回転を停止したときも、ポンプユニット２０内に切削液が残り、再起動時にも焼付き防止のためのインチングが不要となる。また、ポンプユニット２０の内部に常時切削液が存在し、空気と接触しないために、ユニット内の防錆処理を簡略化できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態を示す縦型ポンプの主要部の縦断面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線断面矢示図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  ポンプ本体
２０  ポンプユニット
２２  回転軸
２２ａ  スプライン軸
２２ｂ  環状凹部
２３  インナーギヤ
２４  アウターギヤ
２６  吸引ポート
２７  吐出ポート
３０  ポンプ支持体
３２  吸引路
３３  排出路
５０  モータ
５１  駆動軸
５１ａ  スプライン軸
６０  タンク
７０  吸引管
８０  環状シール部材
【図１】
2008223561.tif 000003
【図２】
2008223561.tif 000004